一种低模量高粘接强度的导电粘结剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种低模量高粘接强度的导电粘结剂及其制备方法和应用，包括改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、功能树脂、环氧树脂、(甲基)丙烯酸酯单体、热引发剂、潜伏性固化剂、导电填料、硅烷偶联剂、其他助剂，该导电粘结剂可应用在汽车电子、航空航天、电子通讯领域的电子产品中，尤其是应用在大芯片的电子封装中。本发明专利技术的导电粘结剂有较高的粘结强度，尤其是高温的粘结强度，经过高温高湿(88℃888888)处理后的粘结强度；低模量，适用大尺寸的芯片封装；低挥发，低固化收缩率，低吸水率，减少翘曲、分层等风险。风险。

【技术实现步骤摘要】
一种低模量高粘接强度的导电粘结剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于半导体材料
，特别涉及一种低模量高粘接强度的导电粘结剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着消费电子，智能家具，智能手机，新能源汽车，通信基站等微电子行业的高速发展，电子产品在人们的生活中占据着越来越重要的作用。同时这也对集成电路和半导体产业的发展提出了更高的要求。要求电子器件向着小型化、微型化和高度集成化发展，这也对封装材料提出了更高的要求。
[0003]导电粘结剂作为一种将芯片固定在引线框架等基板上的材料，严重影响电子器件的可靠性。作为粘结材料，被要求有较高的粘结强度，尤其是高温的粘结强度和高温高湿处理后的粘结强度。在QFN，QFP，BGA等大尺寸的芯片封装中，为了减少粘结剂与相邻材料因热膨胀系数差异导致的热应力，需要粘结材料的模量低，同时可以降低翘曲。半导体行业对粘结剂的湿敏度级别提出了更高的要求，要求粘结剂的吸水率低。经过高温高湿(88℃888888)和回流焊(280
‑
260℃)处理后，通过有限元分析，粘结剂、环氧模塑料、芯片的交界处热应力最大，导致发生分层，粘结剂模量低，粘结强度高有利于降低分层风险。
[0004]丙烯酯树脂粘结剂具有模量低、吸水率低的特性，但高温(280
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260℃)的粘结强度和高温高湿(88℃888888)后的粘结强度大大降低。环氧树脂粘结剂粘结强度高，尤其是高温高湿(88℃888888)后的粘结强度，但脆性大，在大尺寸的芯片封装中，不利吸收应力，导致翘曲。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种低模量高粘接强度的导电粘结剂及其制备方法和应用，包含以下组分：改性的(甲基)丙烯酸酯树脂，功能树脂，环氧树脂，(甲基)丙烯酸酯单体，稳定剂，热引发剂，潜伏性固化剂，导电填料，硅烷偶联剂，其他助剂等。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下方案来实现：
[0007]本专利技术提供了一种低模量高粘接强度的导电粘结剂，所述导电粘结剂包括以下重量份数的各组分：
[0008][0009]作为本专利技术的一个实施方案，所述改性的(甲基)丙烯酸酯树脂包括马来酸酐基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、氨酯基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、环氧基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、丁二烯基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、氰基基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂中的一种或多种；具体包括含马来酸酐改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、环氧改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、聚丁二烯改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、氰基改性的(甲基)丙烯酸酯树脂改性的(甲基)丙烯酸酯树脂中的一种或多种。经过改性的(甲基)丙烯酸酯树脂可为导电粘结剂提供更高的粘结强度，更低的模量，更低的吸水率。改性的(甲基)丙烯酸酯树脂包括一个或多个(甲基)丙烯酸酯基，经过引发剂的自由基聚合形成热固性树脂，为导电粘结剂提供机械性能和物理性能。其它基团，如加入含异氰尿酸酯基的改性丙烯酸酯树脂会使导电胶模量增大，不符合本专利技术的使用要求。
[0010]所述改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的粘度为8000
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20000cps(28℃)。若改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的粘度低于8000cps，导电粘结剂的粘结强度下降且树脂溢出严重；若改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的粘度高于20000cps，导电粘结剂的粘度很大，影响客户端的操作性。若改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的含量少于1份，导电粘结剂的模量明显上升；若改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的含量高于8份，粘结强度下降严重。
[0011]作为本专利技术的一个实施方案，所述功能树脂包括双马来酰亚胺树脂、含芴树脂、松香树脂、端羧基丁腈橡胶、MBS核壳粒子、C8S核壳粒子中的一种或多种。功能树脂是为满足导电粘结剂的某些特性，如粘结力，耐水性，模量等，与上述改性的(甲基)丙烯酸酯树脂配合使用时，可得到高粘结力，低模量，低吸水率的导电粘结剂出发，优选双马来酰亚胺树脂。若双马来酰亚胺树脂的含量少于1份，对于提高高温(280℃)粘结强度没有明显效果，吸水率偏大；若双马来酰亚胺树脂的含量大于8份，高温(280℃)粘结强度没有明显变化。
[0012]作为本专利技术的一个实施方案，所述环氧树脂包括双酚F环氧树脂、双酚A环氧树脂、苯酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种。考虑到优异的粘结强度，优选苯酚醛环氧树脂。环氧树脂是指分子中含有2个或2个以上环氧基团的高分子。环氧树脂与固化剂开环聚合，形成三维网状结构(固化物的描述)，作为导电粘结剂的组分，与上述改性的(甲基)丙烯酸酯树脂，有不同的反应机理。环氧树脂与改性的(甲基)丙烯酸酯树脂经过不同的反应机理形成各自的聚合物网络，又在超分子水平上相互贯穿成为一种较为稳定的互穿网络
聚合物(IPNs)。在IPNs中由于互穿网络结构导致的强迫互容作用，使IPNs产生协同效应，可提高环氧树脂与改性的(甲基)丙烯酸酯树脂之间的相容性，增加聚合物的网络密度，提高相间结合力以及避免相间分离，使其性能比分别含环氧树脂与改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的固化物要优越。环氧树脂固化后，对被粘物有着优越的粘结力，尤其是经过高温高湿(88℃888888)处理。
[0013]作为本专利技术的一个实施方案，所述苯酚醛环氧树脂的粘度为7000
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48000cps(28℃)。若苯酚醛环氧树脂的含量少于0.8份，粘结剂与被粘面的界面处经过高温高湿(88℃888888)处理后，粘结强度下降明显；若苯酚醛环氧树脂的含量高于1.8份，导电粘结剂的初始粘结强度明显下降。
[0014]作为本专利技术的一个实施方案，所述(甲基)丙烯酸酯单体的官能度小于等于2，热失重为<88，具体包括二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(2)乙氧化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、(3)乙氧化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、烷氧化己二醇二(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。
[0015](甲基)丙烯酸酯单体是指分子中含有丙烯酸酯基的低分子化合物。在导电粘结剂中用于降低粘度，方便操作。考虑到导电粘结剂的低模量，高粘结强度，选择官能度小于等于2的(甲基)丙烯酸酯单体。此处的“官能度”是指每个分子中的丙烯酸酯基。(甲基)丙烯酸酯单体的热失重优选<38。此处“热失重”是指通过热失重分析法在升温过程中180℃处的质量损失。单官能团(甲基)丙烯酸酯单体在高温(180℃)条件下易于挥发，未能参与改性的(甲基)丙烯酸酯树脂的的自由基反应，导致导电胶粘结剂的固化收缩率升高，与被粘物界面产生内应力，导致粘结强度下降，发生翘曲、分层等现象。若(甲基)丙烯酸酯单体的含量少于8份，导电粘结剂的粘度很大，影响客户端的操作性；若丙烯酸酯单体的含量大于18份，导电粘结剂的模量高。
[0016]作为本专利技术的一个实施方案，所述热引发剂为过氧类自由基热引发剂，包括过氧化二异丙苯、过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低模量高粘接强度的导电粘结剂，其特征在于，所述导电粘结剂包括以下重量份数的各组分：2.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于，所述改性的(甲基)丙烯酸酯树脂包括马来酸酐基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、氨酯基基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、环氧基基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、丁二烯基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂、氰基基团改性的(甲基)丙烯酸酯树脂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于，所述功能树脂包括双马来酰亚胺树脂、含芴树脂、松香树脂、端羧基丁腈橡胶、MBS核壳粒子、C8S核壳粒子中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚F环氧树脂、双酚A环氧树脂、苯酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯单体的官能度小于等于2，热失重为<88，包括二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(2)乙氧化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、(3)乙氧化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、烷氧化己二醇二(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于，所述热引发剂为过氧类自由基热引发剂，包括过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、1,1
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二(过氧叔丁基)环己烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡红霞，何勇，
申请(专利权)人：上海本诺电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：