一种流动性能优异的环氧底部填充胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种流动性能优异的环氧底部填充胶，其原料以重量份数计包括如下组分：自合成树脂5～15份、环氧树脂30～60份、稀释剂5～10份、偶联剂1～3份、填料60～70份、固化剂15～35份；其中，所述的自合成树脂由以下重量份数的原料化合而成：含烯基的环氧单体33～36份、含氟单体26～34份、4,4'

【技术实现步骤摘要】
一种流动性能优异的环氧底部填充胶的制备方法


[0001]本专利技术属于胶黏剂领域，具体涉及一种流动性能优异的环氧底部填充胶的制备方法。

技术介绍

[0002]由于智能穿戴设备、无线通讯、宽带互联网络产品及新能源汽车的迅速发展，电子器件集成度越来越高，芯片面积不断扩大。随着芯片面积的增加，芯片与基板之间的热膨胀系数(Coefficient Thermal Expansion)逐渐增加。因此需要在芯片和基板之间填充底部填充胶，来减少系统发热时芯片和基板之间热膨胀系数差异导致的变形，甚至是芯片与基板之间的开裂。
[0003]倒装芯片技术是目前芯片封装的主要技术之一，芯片面朝下与基板互联，将芯片电极与基板布线层通过焊点进行牢固地焊接。倒装芯片技术具有高封装密度、短互联距离、电性能与可靠性优异的特点。底部填充胶作为一种应用于倒装芯片技术的材料，通过毛细作用填充于焊球连接的芯片与基板之间的间隙，将芯片、焊球凸点以及基板紧紧地牢固在一起，密封及保护焊点，降低芯片与基板热膨胀系数不匹配在焊点上产生的应力。底部填充胶对提高电子封装的可靠性有着不可忽视的作用。
[0004]在大尺寸芯片的封装过程中，底部填充胶对于大尺寸芯片的填充一直是比较复杂的问题。大尺寸芯片所具有大的面积使其与基板之间的热膨胀系数差异较大，需要底部填充胶具有更低的CTE去平衡芯片与基板之间的热膨胀系数差异。因此应用于大尺寸芯片的底部填充胶要具有高的填料含量。与此同时，高填料含量会使底部填充胶本身的粘度增加，在工艺温度下的流动性变差，不能完整快速的在芯片与基板间填充，进而导致气泡、开裂等问题产生。如何使底部填充胶兼具低CTE与优异的流动性能，是广大科研人员一直关注与研究的重点问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供一种流动性能优异的环氧底部填充胶的制备方法，制得的产品具有优异的流动速度以及低的CTE，保证芯片封装具有更高的可靠性。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]本专利技术的目的之一是提供一种流动性能优异的环氧底部填充胶，其原料以重量份数计包括如下组分：
[0008]自合成树脂5～15份、环氧树脂30～60份、稀释剂5～10份、偶联剂1～3、填料60～70份、固化剂15～35份；
[0009]其中，所述的自合成树脂由以下重量份数的原料化合而成：含烯基的环氧单体33～36份，含氟单体26～34份，4,4'
‑
二壬基
‑
2,2'
‑
联吡啶1.4～1.8份，α
‑
溴代苯乙酸乙酯1～1.5份，氯化亚铜0.2～0.6份，N,N
‑
二甲基甲酰胺120～160份。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术的底部填充胶具有优异的流动性能，流动速度快、填充完全，减少了在流动固化过程中形成缺陷；同时优异流动性能不以牺牲填料的添加量为代价，具有低的CTE，可以有效保证封装元器件的可靠性，适用于大尺寸芯片的封装。
[0011]进一步，所述自合成树脂通过原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)制备得到，所得聚合物具有较窄的分子量分布。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是：含氟聚合物具有特殊的低表面能，因此具有优异的流动性能；同时含氟聚合物具有出色的表面疏水性和显着的耐化学性，进一步保证芯片封装的可靠性；聚合物链上的环氧基团一方面能够参与固化交联，与环氧树脂形成三维网络，改善底部填充胶的韧性与抗冲击性能；另一方面，环氧基团可以弥补含氟聚合物粘接性能差的缺陷，赋予材料优异的粘接性能。
[0013]进一步，所述的含烯基的环氧单体为烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及丙烯酸环氧丙酯中的一种或两种以上的混合。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是：将含有烯基的环氧单体与含氟单体共聚，通过环氧基团的高粘接强度弥补含氟聚合物粘接力弱的缺点。
[0015]进一步，所述的含氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯以及甲基丙烯酸三氟乙酯中的一种或两种以上的混合。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是：含氟单体通过聚合得到含氟聚合物，含氟聚合物具有特殊的低表面能，可赋予底部填充胶优异的流动性能；同时含氟聚合物具有出色的表面疏水性和显着的耐化学性，保证了芯片封装过程中的可靠性。
[0017]再进一步，所述的含烯基的环氧单体为烯丙基缩水甘油醚，所述的含氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯；
[0018]所述的自合成树脂的结构式为：
[0019][0020]其中，5≤x≤50，5≤y≤25。
[0021]所述的自合成树脂的合成路径为：
[0022][0023]进一步，所述的环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、萘型环氧树脂以及环氧化苯酚树脂中的一种或两种以上的混合。其中，所述的脂环族环氧树脂优选为日本大赛璐公司的Celloxide 2021P，所述的双酚A型环氧树脂优选为荷兰瀚森公司的EPIKOTE 828EL，所述的双酚F型环氧树脂优选为日本三菱公司的YL983U，所述的萘型环氧树脂优选为DIC株式会社的HP 4032D。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是：选择不同类型的环氧树脂配合，使得底部填充胶的Tg点、粘结强度、拉伸强度以及模量等性能达到一个平衡点，具有优异的综合性能。
[0025]进一步，所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、4
‑
叔丁基苯基缩水甘油醚、三羟甲基三缩水甘油醚中的一种或两种以上的混合。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果是：通过稀释剂调节体系的粘度，以满足底部填充胶的施胶工艺要求，又可以调节固化物表面光洁平整度。
[0027]进一步，所述硅烷偶联剂为γ
‑
缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯基丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、苯基氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的混合。
[0028]采用上述进一步方案的有益效果是：硅烷偶联剂有利于提高底部填充胶对基材的润湿性能，改善流动性；改善树脂与填料之间的相容性；提高底部填充胶对基板的浸润性，增强粘接强度。
[0029]进一步，所述固化剂为液体芳香胺类或改性胺类固化剂。其中，液体芳香胺类固化剂优选为3
‑3’‑
二乙基
‑
4,4
’‑
二胺二苯基甲烷、3,5
‑
二乙基甲苯
‑
2,4
‑
二胺和3,5
‑
二乙基甲苯
‑
2,6
‑
二胺中的一种或两种以上的混合。其中，改性胺类固化剂为聚醚胺、591固化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流动性能优异的环氧底部填充胶，其特征在于，其原料以重量份数计包括如下组分：自合成树脂5～15份、环氧树脂30～60份、稀释剂5～10份、偶联剂1～3份、填料60～70份、固化剂15～35份；其中，所述的自合成树脂由以下重量份数的原料化合而成：含烯基的环氧单体33～36份、含氟单体26～34份、4,4'
‑
二壬基
‑
2,2'
‑
联吡啶1.4～1.8份、α
‑
溴代苯乙酸乙酯1～1.5份、氯化亚铜0.2～0.6份、N,N
‑
二甲基甲酰胺120～160份。2.根据权利要求1所述的环氧底部填充胶，其特征在于，所述的含烯基的环氧单体为烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及丙烯酸环氧丙酯中的一种或两种以上的混合；所述的含氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯以及甲基丙烯酸三氟乙酯中的一种或两种以上的混合。3.根据权利要求2所述的环氧底部填充胶，其特征在于，所述的含烯基的环氧单体为烯丙基缩水甘油醚，所述的含氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯；所述的自合成树脂的结构式为：其中，5≤x≤50，5≤y≤25。4.根据权利要求3所述的环氧底部填充胶，其特征在于，所述的自合成树脂的合成路径为：
5.根据权利要求1～4任一项所述的环氧底部填充胶，其特征在于，所述的环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、萘型环氧树脂以及环氧化苯酚树脂中的一种或两种以上的混合。6.根据权利要求1～4任一项所述的环...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光霖，王建斌，陈田安，谢海华，
申请(专利权)人：烟台德邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：