本发明专利技术公开了一种改性二氧化硅枝接环氧树脂的环氧塑封料及其制备方法，环氧塑封料包括(A)环氧树脂；(B)酚醛树脂；(C)无机填料；(D)硅烷偶联剂；(E)脱模剂；(F)固化促进剂；(G)阻燃剂；(H)气相硅；(I)着色剂；其中，无机填料为改性二氧化硅，或为改性二氧化硅和未改性的二氧化硅的混合物；无机填料的含量为全部环氧塑封料的60～95wt％。上述改性二氧化硅为聚乙二醇与二异氰酸酯在催化剂作用下的预聚体改性的二氧化硅。本发明专利技术将二氧化硅改性后通过柔性链在其表面枝接环氧树脂；本发明专利技术的得到的环氧塑封料具有耐高温、韧性高的特点，可用于各种电子材料的封装。电子材料的封装。
【技术实现步骤摘要】
改性二氧化硅枝接环氧树脂的环氧塑封料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种改性二氧化硅枝接环氧树脂的环氧塑封料及其制备方法，属于电子封装材料
技术介绍
[0002]环氧塑封料可靠性高，生产工艺简单，生产成本较低，被广泛应用于半导体器件，集成电路，消费电子等领域，几乎占据了整个微电子封装材料市场。环氧树脂中含有独特的环氧基以及羟基、醚键等活性基团，因而有许多优异的性能，可以与众多的固化剂、促进剂、改性剂等进行组合从而获得各种各样性能优异各具特色的环氧树脂固化体系，适应和满足不同使用性能和工艺性能的要求。
[0003]然而，由于固化后的环氧树脂交联密度高，内应力大，当填充于封装材料中时，存在质脆、耐疲劳性，耐热性，抗冲击韧性差等缺点，因此改善环氧树脂材料的性能备受关注。二氧化硅材料由于热膨胀系数低，具有耐高热，耐高湿等优越性能，被广泛应用于填料填充到聚合物和树脂基体中以提高树脂复合材料的性能。
[0004]针对二氧化硅作为填充料时表现出的环氧封装料的韧性不足，本项目将通过制备表面枝接环氧树脂，对二氧化硅材料进行增韧改性，再将其作为填料，制备出高性能的环氧树脂复合封装材料。
技术实现思路
[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种改性二氧化硅枝接环氧树脂的环氧塑封料，用以提高二氧化硅的韧性，使其作为环氧封装料的填料，提高电子封装材料的复合材料的性能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]本专利技术第一方面提供一种二氧化硅的表面改性方法，包括如下步骤：
[0008]1)制备改性预聚体：
[0009]将聚乙二醇和二异氰酸酯在催化剂的作用下搅拌反应，直至聚合反应体系中的异氰酸根浓度降为初始浓度的40～60％；
[0010]2)表面改性：
[0011]将二氧化硅与步骤1)得到的预聚体在溶剂中搅拌反应。
[0012]作为优选地实施方式，步骤1)中，所述搅拌反应的温度为15～55℃，例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或它们之间的任意温度；
[0013]优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡或二(十二烷基硫)二丁基锡；
[0014]优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；
[0015]优选地，所述聚乙二醇为分子量在400～800的聚乙二醇；
[0016]优选地，步骤1)中，所述二异氰酸酯与所述聚乙二醇的质量比为1.5～2.5:1，例如1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1或它们之间的任意质
量比；
[0017]优选地，所述催化剂的质量为聚乙二醇和二异氰酸酯总质量的0.05～0.5％，例如0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或它们之间的任意质量百分数；
[0018]优选地，步骤1)在惰性气体中进行；
[0019]作为优选地实施方式，步骤2)中，所述搅拌反应的转速为1000～1500r/min，例如为1000r/min、1100r/min、1200r/min、1300r/min、1400r/min、1500r/min或它们之间的任意转速；所述搅拌反应的温度为70～90℃，例如为70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或他们之间的任意温度；所述搅拌反应的时间为6～10h；
[0020]优选地，步骤2)中，所述溶剂选自甲苯或甲苯环己酮；
[0021]优选地，步骤2)中，所述二氧化硅与所述预聚体的质量比1:1～3，例如为1:1、1:2、1:3或它们之间的任意质量比；
[0022]优选地，步骤2)在惰性气体中进行；
[0023]二氧化硅纳米颗粒易吸水，其表面通常带有硅醇基团。在本专利技术的技术方案中，所述预聚体与二氧化硅的反应主要为二氧化硅表面的硅醇基团与带有异氰酸根的聚乙二醇预聚体的柔性链反应使柔性链枝接到二氧化硅表面。
[0024]本专利技术第二方面提供上述方法得到的改性二氧化硅。
[0025]本专利技术第三方面提供一种改性二氧化硅枝接环氧树脂的方法，包括如下步骤：
[0026]将上述改性二氧化硅与环氧树脂，分散于溶剂中，通入二甲胺气体，搅拌反应。
[0027]作为优选地实施方式，所述改性二氧化硅与环氧树脂的质量比为0.35～1.5:1，例如为0.35:1、0.40:1、0.45:1、0.50:1、0.55:1、0.65:1、0.75:1、0.85:1、0.95:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1或它们之间的任意比值。
[0028]优选地，所述溶剂为乙二醇丁醚和无水乙醇的混合溶剂，体积比优选为1.8～2.2:1；
[0029]优选地，所述搅拌反应的转速为200～400r/min，所述搅拌反应的温度为50～70℃，所述搅拌反应的时间为2～4小时；
[0030]优选地，所述制备方法还包括后处理操作，所述后处理操作包括抽滤、洗涤和干燥。
[0031]本专利技术第四方面提供一种改性二氧化硅枝接环氧树脂的环氧塑封料，所述环氧塑封料包括：
[0032](A)环氧树脂；
[0033](B)酚醛树脂；
[0034](C)无机填料；
[0035](D)硅烷偶联剂；
[0036](E)脱模剂；
[0037](F)固化促进剂；
[0038](G)阻燃剂；
[0039](H)气相硅；
[0040](I)着色剂；
[0041]其中，所述(C)无机填料为上述改性二氧化硅，或为上述改性二氧化硅和未改性的
二氧化硅的混合物；；所述(C)无机填料的含量为全部环氧塑封料的60～95wt％。
[0042]在本专利技术的技术方案中，所述未改性的二氧化硅的平均粒径为5～8μm，所述改性二氧化硅为由平均粒径为5～8μm的未改性的二氧化硅通过上述方法改性制备得到。
[0043]作为优选地实施方式，所述环氧塑封料各组分的含量为：
[0044]所述(A)环氧树脂的含量为全部环氧塑封料的10～40wt％。
[0045]所述(B)酚醛树脂的含量为全部环氧塑封料的2％～6wt％；
[0046]所述(D)硅烷偶联剂为(C)无机填料的0.05～5wt％；
[0047]所述(E)脱模剂的为全部环氧塑封料的0.005～2wt％，优选为0.1～2.5wt％；
[0048]所述(F)固化促进剂为全部环氧塑封料的0.005～2wt％，优选为0.01～0.5wt％；
[0049]所述(G)阻燃剂为全部环氧塑封料的0.2～0.5wt％；
[0050]所述(H)气相硅为全部环氧塑封料的0.2～0.5wt％；
[0051]所述(I)着色剂为全部环氧塑封料的0.05～0.3wt％；
[0052]优选地，所述无机填料为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.二氧化硅的表面改性方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备改性预聚体：将聚乙二醇与二异氰酸酯在催化剂的作用下搅拌反应，直至聚合反应体系中的异氰酸根浓度降为初始浓度的40～60％；2)表面改性：将二氧化硅与步骤1)得到的预聚体在溶剂中搅拌反应。2.根据权利要求1所述的二氧化硅的表面改性方法，其特征在于，步骤1)中，所述搅拌反应的温度为15～55℃；优选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡或二(十二烷基硫)二丁基锡；优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；优选地，所述聚乙二醇为分子量在400～800的聚乙二醇；优选地，步骤1)中，所述二异氰酸酯与所述聚乙二醇的质量比为1.5～2.5:1；优选地，所述催化剂的质量为聚乙二醇和二异氰酸酯总质量的0.05～0.5％；优选地，步骤1)在惰性气体中进行。3.根据权利要求1所述的二氧化硅的表面改性方法，其特征在于，步骤2)中，所述搅拌反应的转速为1000～1500r/min；所述搅拌反应的温度为70～90℃所述搅拌反应的时间为6～10小时；优选地，所述溶剂选自甲苯和甲苯环己酮中的任一种；优选地，所述二氧化硅与所述预聚体的质量比为1:1～3；优选地，步骤2)在惰性气体中进行。4.根据权利要求1
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3任一所述的方法得到的改性二氧化硅。5.改性二氧化硅枝接环氧树脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求4所述的改性二氧化硅与环氧树脂，分散于溶剂中，通入二甲胺气体，搅拌反应。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述改性二氧化硅与环氧树脂的质量比为0.35～1.5:1；优选地，所述溶剂为乙二醇丁醚和无水乙醇的混合溶剂，体积比优选为1.8～2.2:1；优选地，所述搅拌反应的转速为200～400r/min，所述搅拌反应的温度为50～70℃，所述搅拌反应的时间为2～4小时；优选地，所述制备方法还包括后处理操作，所述后处理操作包括抽滤、洗涤和干燥。7.改性二氧化硅枝接环氧树脂的环氧塑封料，其特征在于，所述环氧塑封料包括：(A)环氧树脂；(B)酚醛树脂；(C)无机填料；(D)硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱朋莉，艾文季，张梦迪，付可欣，刘明强，刘新，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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