【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于，涉及芯片级底部填充胶用高导热球形填料，尤其涉及芯片级底部填充胶用高导热球形填料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着ic(集成电路)的封装形式由2d封装向2.1d/2.5d/3d封装发展，芯片、模组以及器件的集成密度也在快速增加，但是高密度集成带来的往往是单位体积内器件功率密度和电流密度的大幅提升，因此会造成局部区域内热量的快速积聚，从而影响整个ic封装的可靠性，通常在ic层之间/ic与基板之间灌入高导热填充胶来加快芯片和器件的散热。此外，2.5d/3d封装带来的是间距的不断缩小，因此窄间距填充的需求也在增加，对于高导热填充胶中的填料又另外提出了小尺寸要求。
2、目前市场上高导热填充胶中的填料大多以球形硅微粉sio2作为主填料，同无机导热填料复配，如球形氧化铝(al2o3)、球形氮化硼(bn)、球形氧化镁(mgo)、球形氮化铝(aln)等，由于sio2的导热系数较低，导热性能一般是由导热填料来提供，因此需要高填充量来完成导热通路的实现，往往带来底部填充胶模量的快速增加及粘度的急剧上升等后果。此外，除球形al2o3可以做到亚微米尺寸外，其它导热填料的尺寸较大，不能够满足芯片的窄间距填充需求。
3、cn112980053a公开了一种环氧塑封料的导热填料，所述导热填料具有核-壳结构，其内核为二氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化铝或氮化铝颗粒，其外壳为无机材料包覆层。所述导热填料的制备方法包括：将二氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化铝或氮化铝与无机材料包覆层前驱物混合后研磨，获得混合物粉料；将所述混合物粉料
4、cn115725264a公开了一种介孔中空核壳结构及其制备方法、复合材料及电子器件。其中，介孔中空核壳结构包括：具有纳米结构的二氧化钛内核，以及位于所述二氧化钛内核外部的碳壳体；其中，所述二氧化钛内核和所述碳壳体之间具有空隙；所述碳壳体上分布有多个介孔。该公开实施例中的技术方案能够同时兼具高导热性能和高电磁屏蔽性能。
5、目前公开的芯片级底部填充胶用高导热球形填料都有一定的缺陷，存在着导热系数低，从而需要高填充量来完成导热通路的实现，带来底部填充胶模量的快速增加及粘度的急剧上升等不良后果，此外，所公开的填料尺寸较大，不能够满足芯片的窄间距填充的需求。因此，开发设计一种新型的芯片级底部填充胶用高导热球形填料及制备方法至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供芯片级底部填充胶用高导热球形填料及其制备方法与应用，本专利技术中通过采用具有较低热膨胀系数的材料作为核壳结构的核材料，具有较高导热系数的材料作为核壳结构的壳层材料，从而使具有核壳结构的芯片级底部填充胶用高导热球形填料同时具备较高的导热系数和较低的热膨胀系数，以所述芯片级底部填充胶用的高导热球形填料来制备导热底部填充胶，满足了高密度封装的需求。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种芯片级底部填充胶用高导热球形填料，所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料为核壳结构，所述核壳结构的核材料的热膨胀系数不高于0.7ppm·℃-1，壳层材料的导热系数不低于80w·m-1·k-1。
4、本专利技术中通过采用具有较低热膨胀系数的二氧化硅材料作为核壳结构的核材料，具有较高导热系数的碳化硅材料作为核壳结构的壳层材料，从而使具有核壳结构的芯片级底部填充胶用高导热球形填料同时具备较高的导热系数和较低的热膨胀系数，以所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料来制备导热底部填充胶，能够使底部填充胶组合物具有低热膨胀系数和高导热特性。
5、优选地，所述核壳结构的核材料为二氧化硅。
6、优选地，所述核壳结构的壳层材料为碳化硅。
7、第二方面，本专利技术提供了一种第一方面所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料的制备方法，所述制备方法包括：
8、混合催化剂溶液、助溶剂、溶剂、硅源化合物、甲醛溶液与苯二酚得到混合液，固液分离后将所得固体进行热处理，得到芯片级底部填充胶用高导热球形填料。
9、本专利技术所述制备方法得到的芯片级底部填充胶用高导热球形填料具有球形度高、导热系数高及热膨胀系数低的优点，满足异构集成中的场景需求；另外，通过调控制备方法中的反应条件，能够实现芯片级底部填充胶用高导热球形填料的粒径调控；所述制备方法得到的球形芯片级底部填充胶用高导热球形填料以较低的填充量即可实现底部填充胶的高导热和低热膨胀性能，同时底部填充胶的室温流动性好且固化后的高温模量低。
10、优选地，以重量份计，所述混合液包括：催化剂溶液3～50份、助溶剂20～50份、溶剂2～100份、硅源化合物30～60份、甲醛溶液10～50份与苯二酚10～70份。
11、本专利技术中以重量份计，所述混合液包括催化剂溶液3～50份，例如可以是3份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、本专利技术中以重量份计，所述混合液包括助溶剂20～75份，例如可以是20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、57份、60份、62份、65份、67份、70份、72份或75份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、本专利技术中以重量份计，所述混合液包括溶剂2～100份，例如可以是2份、5份、10份、15份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份或100份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、本专利技术中以重量份计，所述混合液包括硅源化合物30～100份，例如可以是30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或100份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、本专利技术中以重量份计，所述混合液包括甲醛溶液10～50份，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、本专利技术中以重量份计，所述混合液包括苯酚溶液10～70份，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份或70份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
17、优选地，所述催化剂溶液包括无机酸水溶液、无机碱水溶液或有机酸水溶液中的任意一种。
18、优选地，所述催化剂溶液的质量浓度为3～30％，例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芯片级底部填充胶用高导热球形填料，其特征在于，所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料为核壳结构，所述核壳结构的核材料为二氧化硅，所述核壳结构的壳层材料为碳化硅。
2.根据权利要求1所述的芯片级底部填充胶用高导热球形填料，其特征在于，所述二氧化硅为球形二氧化硅；
3.一种权利要求1或2所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述混合液包括：催化剂溶液3～50份、助溶剂20～75份、溶剂2～100份、硅源化合物30～100份、甲醛溶液10～50份与苯二酚10～70份；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合的温度为10～80℃，时间为5～30min；
7.根据权利要求3～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述固液分离后所得固体为棕黄色膏状物；
8.根据权利要求3～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理包括
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一热处理包括依次进行的第一升温与第一保温；
10.一种用于高密度封装的导热底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶包含有质量分数为45～65wt％的权利要求1或2所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料、质量分数为10～40wt％的双酚F型环氧树脂、质量分数为5～15wt％的二乙基甲苯二胺及质量分数为5～10wt％的助剂。
...【技术特征摘要】
1.一种芯片级底部填充胶用高导热球形填料，其特征在于，所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料为核壳结构，所述核壳结构的核材料为二氧化硅，所述核壳结构的壳层材料为碳化硅。
2.根据权利要求1所述的芯片级底部填充胶用高导热球形填料，其特征在于，所述二氧化硅为球形二氧化硅；
3.一种权利要求1或2所述芯片级底部填充胶用高导热球形填料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述混合液包括：催化剂溶液3～50份、助溶剂20～75份、溶剂2～100份、硅源化合物30～100份、甲醛溶液10～50份与苯二酚10～70份；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：张磊聪，杜晓蒙，赵涛，朱朋莉，孙蓉，
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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