一种POP封装用低放射性球形氧化铝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种POP封装用低放射性球形氧化铝及其制备方法，属于封装材料技术领域，氧化铝粒度分布至少有两个峰，铀元素含量≤5ppb，密度3.6～3.8g/cm3，Na+、Cl

【技术实现步骤摘要】
一种POP封装用低放射性球形氧化铝及其制备方法


[0001]本专利技术属于无机粉体
，特别涉及一种POP封装用低放射性球形氧化铝及其制备方法。

技术介绍

[0002]PoP(package on package，叠层封装)技术是目前提高封装密度的主要方式之一。通常的做法是将多个芯片叠加，以达到提高封装密度的目的。但是这种方式会导致POP器件厚度增大，在半导体芯片工作时，芯片产生的热量排到外部的难度急剧增加，对芯片的稳定性和可靠性提出极大的挑战。
[0003]常见的解决方案往往是通过POP封装的结构设计(CN 102522380 B)，或者在POP封装器件中增加热界面材料层(CN 105453255 B)来实现热量的排出，极少有对封装所用的环氧模塑料(EMC)的散热能力进行设计。当用于存储芯片时，叠层封装中的填料以及热界面材料层中的填料都会因为没有对放射性元素进行管控而发出α射线，降低芯片运行过程中的可靠性和稳定性。
[0004]本专利技术目的是设计一种球形氧化铝用于POP封装所需的EMC材料中，以提高POP器件的散热问题。同时由于球形氧化铝的密度远大于传统的填料球形硅微粉，在一定程度上能起到降低POP封装厚度的作用。
[0005]本专利技术目的是设计一种低放射性的球形氧化铝产品，避免芯片工作时受到α射线影响产生“软误差”，提高芯片的可靠性和稳定性。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种POP封装用低放射性球形氧化铝，在提高POP封装散热能力的同时，保证POP封装器件的小型化，并降低产品厚度。同时通过放射性元素的控制，降低α射线含量，提高存储芯片工作时的可靠性和稳定性。
[0007]一种POP封装用低放射性球形氧化铝，粒度分布表现出两个或者两个以上的峰；铀元素含量≤5ppb，密度3.6～3.8g/cm3，Na+、Cl
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离子含量≤5ppm，大颗粒含量≤100ppm。
[0008]一种POP封装用低放射性球形氧化铝制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将含铝原料如氧化铝、氢氧化铝或者勃姆石等(铀元素含量5～50ppb，粒度20～80μm)的原料在PH≤4的酸中浸泡8～10h，然后转移到反应釜中，在120～180℃的水热条件下反应2～8h使铀元素充分的溶解析出，由于水热反应过程中伴随着部分晶相转变，晶粒的间隙相对会增大，因此更容易将铀元素杂质溶出，还可以在所用的酸溶液中加入部分表面活性剂如正己烷、聚乙二醇等，以降低溶液的表面张力。
[0010](2)对步骤(1)中冷却后的粉体进行抽滤，并将抽滤后的样品加入球磨罐中，使用氧化锆作为磨介，将样品研磨至球形化所需要的粒度。研磨后的样品呈现浆料状态，对样品再次进行抽滤，并在抽滤过程中反复使用去离子水冲洗样品。将抽滤后的样品在105～200℃的热风中进行干燥，获得铀含量＜5ppb的样品。
[0011](3)将步骤(2)获得的样品投入球化设备中，使用2100℃以上的高温进行球形化处理，获得球形度＞0.90以上的球形氧化铝。
[0012](4)对步骤(3)所获得的球形氧化铝进行提纯，提纯可以在酸性条件下进行也可以在纯水中进行，提纯后粉体铀元素铀含量≤5ppb，Na+、Cl
‑
离子含量≤5ppm。
[0013](5)对提纯后的粉体进行大颗粒去除，所选用的方法有气流分级、湿式筛分，浮选等，去除后产品大颗粒含量≤100ppm。
[0014](6)选择步骤(5)中获得的不同的粒度的产品进行粒度级配，获得满足要求的低放射性球形氧化铝产品。
[0015]本专利技术具有以下优点：本专利技术所述的目标产品对比POP封装常用的球形氧化硅、低放射性球形氧化硅等，在导热和密度方面具有非常明显的优势。用于POP封装时不但能提高POP器件的散热问题，还能降低POP器件的厚度，并通过减少α射线的含量保证芯片工作时的可靠性和稳定性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的低放射性球形氧化铝的粒度图。
具体实施方式
[0017]实施例1
[0018]将铀元素含量≤5ppb，Na+、Cl
‑
含量≤5ppm，密度3.7g/cm3，大颗粒含量≤100ppm，粒度分布由两个峰组成，平均粒径6μm的低放射性球形氧化铝产品，以85％的填充度和环氧树脂混合后制成EMC，所获得的EMC导热率达到2.8W，密度3.21g/cm3，α射线含量＜0.002count/cm2.h。
[0019]实施例2
[0020]将铀元素含量≤5ppb，Na+、Cl
‑
含量≤5ppm，密度3.67g/cm3，大颗粒含量≤100ppm，粒度分布由三个峰组成，平均粒径5.5μm的低放射性球形氧化铝产品，以85％的填充度和环氧树脂混合后制成EMC，所获得的EMC导热率达到2.9W，密度3.20g/cm3，α射线含量＜0.002count/cm2.h。
[0021]实施例3
[0022]将铀元素含量≤1ppb，Na+、Cl
‑
含量≤5ppm，密度3.67g/cm3，大颗粒含量≤100ppm，粒度分布由三个峰组成，平均粒径5.5μm的低放射性球形氧化铝产品，以85％的填充度和环氧树脂混合后制成EMC，所获得的EMC导热率达到2.9W，密度3.20g/cm3，α射线含量＜0.001count/cm2.h。
[0023]对比例1
[0024]将铀元素含量约15ppb，Na+、Cl
‑
含量≤5ppm，密度2.20g/cm3，大颗粒含量≤100ppm，粒度分布由三个峰组成，平均粒径5.5μm的球形氧化硅产品，以85％的填充度和环氧树脂混合后制成EMC，所获得的EMC导热率仅为0.6W，密度2.13g/cm3，α射线含量约0.008count/cm2.h。
[0025]对比例2
[0026]将铀元素含量≤1ppb，Na+、Cl
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含量≤5ppm，密度2.20g/cm3，大颗粒含量≤
100ppm，粒度分布由三个峰组成，平均粒径5.5μm的低放射性球形氧化硅产品，以85％的填充度和环氧树脂混合后制成EMC，所获得的EMC导热率仅为0.6W，密度2.11g/cm3，α射线含量＜0.001count/cm2.h。
[0027]对比例3
[0028]将铀元素含量约200ppb，Na+、Cl
‑
含量≤5ppm，密度3.67g/cm3，大颗粒含量≤100ppm，粒度分布由三个峰组成，平均粒径5.5μm的普通球形氧化铝产品，以85％的填充度和环氧树脂混合后制成EMC，所获得的EMC导热率达到2.9W，密度3.20g/cm3，α射线含量却已经＞0.01count/cm2.h。
[0029]从检测结果来看，本专利技术所述的目标产品对比POP封装常用的球形氧化硅、低放射性球形氧化硅等，在导热和密度方面具有非常明显的优势。用于POP封装时不但能提高PO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种POP封装用低放射性球形氧化铝，其特征在于，氧化铝粒度分布至少有2个峰，铀元素含量≤5ppb，密度3.6～3.8g/cm3，Na+、Cl
‑
含量≤5ppm，大颗粒含量≤100ppm。2.一种POP封装用低放射性球形氧化铝制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将含铝原料在PH≤4的酸中浸泡8～10h，其中含铝原料中铀元素含量5～50ppb，粒度20～80μm，然后转移到反应釜中，在120～180℃的水热条件下反应2～8h使U元素充分的溶解析出；步骤2：对步骤1中冷却后的粉体进行抽滤，并将抽滤后的样品加入球磨罐中，将样品研磨至球形化所需要的粒度，研磨后的样品呈现浆料状态，对样品再次进行抽滤，并在抽滤过程中反复使用去离子水冲洗样品，将抽滤后的样品在105℃～200℃的热风中进行干燥，获得铀含量＜5ppb的样品；步骤3：将步骤2获得的样品投入球化设备中，使用2100℃以上的高温进行球形化处理，获得球形度＞0.90以上的球形氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡世成，姜兵，刘雪，彭泽华，
申请(专利权)人：江苏联瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：