一种含改性聚苯醚FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于树脂复合材料，具体涉及一种含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、倒装芯片球栅格阵列(简称fc-bga)基板是能够实现芯片高速化与多功能化的高密度封装载板。基于半导体封装载板制造难易程度和市场规模、发展趋势，把封装载板主要分为三类：入门级、一般类和高端类，其中fc-bga封装载板属于高端类。fc-bga载板基本采用工艺更加精细的半加成法(简称sap)进行制作，在sap工艺中必须用到增层胶膜，因此成为fc-bga载板中的核心关键材料。现有增层胶膜的热膨胀现象明显，容易导致胶膜固化后发生明显形变，另外玻璃化转变温度较低，导致耐热性不佳，影响其加工性能；同时介电性能不佳，容易在高频高速的应用场景下产生较大的介质损耗，从而影响增层胶膜的使用。

2、因此，如何通过树脂改性和配方设计降低胶膜的热膨胀系数，提高增层胶膜的耐高温性，减少载板的翘曲现象，保证产品应用的安全性与可靠性；同时降低介电常数和介质损耗，从而提高信号传输速度与效率，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用。本发明通过对增层胶膜的组成成分进行设计，进一步通过特定改性聚苯醚的使用，制备得到的增层胶膜具有较低的热膨胀系数、较好耐高温性、优异的介电性能，适用于制备fc-bga封装载板。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜，所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜包括如下重量份数的组分：

4、环氧树脂23～40份、无机填料60～80份、活性酯10～16份、固化促进剂0.5～1份和改性聚苯醚4～6份；

5、所述改性聚苯醚包括氨基化聚苯醚和/或羧基化聚苯醚。

6、本发明在环氧树脂、无机填料、活性酯、固化促进剂等组分的基础上，加入改性聚苯醚进行性能调控，通过加入不同类型的改性聚苯醚，结合其他原料组分，使制备得到的增层胶膜具有较低的热膨胀系数和良好的耐高温性，从而减少载板的翘曲现象；同时降低介电常数和介质损耗，提高信号传输速度与效率，保证产品应用的安全性与可靠性。

7、本发明中，将氨基引入到聚苯醚的苯环上得到氨基化聚苯醚，通过改性聚苯醚的氨基与环氧树脂的环氧基进行反应，提升改性聚苯醚与树脂基质之间的相容性，构建互连网络结构，从而限制环氧树脂分子链段的运动，降低体系的热膨胀系数，并提高玻璃化转变温度。

8、本发明中，羧基化聚苯醚的羧基能够与环氧树脂中的环氧基产生反应，从而提高环氧树脂分子链与聚苯醚的堆积密度，堆积越紧密，自由体积也越小，环氧树脂分子链段运动空间受限，从而获得良好的热膨胀性能和较高的玻璃化转变温度。

9、本发明中，通过控制改性聚苯醚的用量在特定的范围内，可制备得到性能优异的增层胶膜。若改性聚苯醚的用量过少，则制备得到的增层胶膜的热膨胀系数较大，进而使得制备得到的封装载板易发生翘曲现象；若改性聚苯醚的用量过多，则由于聚苯醚的成膜性不佳，导致各组分混合均匀合后难以涂覆成膜，从而影响正常使用。

10、本发明中，所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜中，环氧树脂的重量份数可以是23份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份或40份等。

11、所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜中，无机填料的重量份数可以是60份、62份、64份、66份、68份、70份、72份、74份、76份、78份或80份等。

12、所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜中，活性酯的重量份数可以是10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份或16份等。

13、所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜中，固化促进剂的重量份数可以是0.5份、0.55份、0.6份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份或1份等。

14、所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜中，活性酯的重量份数可以是4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份、5.2份、5.4份、5.6份、5.8份或6份等。

15、以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

16、作为本发明的优选技术方案，所述氨基化聚苯醚具体如下式i所示结构：

17、

18、其中，p≥10，例如可以是10、12、15、18、20、23、25、27、30、33、36或40等。

19、优选地，所述羧基化聚苯醚具体如下式ii所示结构：

20、

21、其中，n为3～6(例如可以是3、4、5或6等)，m为2～5(例如可以是2、3、4或5等)，z为3～5(例如可以是3、4或5等)。

22、需要说明的是，本发明对于氨基化聚苯醚和羧基化聚苯醚的来源没有任何特殊的限制，自制或者购买得均可。若自制氨基化聚苯醚和羧基化聚苯醚，本发明对于其制备方法没有任何特殊的限制，其中氨基化聚苯醚的制备方法参考“聚苯醚的化学改性研究进展[j].广东化工,2023,50(24):73-76.”；其中羧基化聚苯醚的制备方法参考“carboxylationof poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide)and thermal properties of blendswith atactic polystyrene[j].journal of applied polymer science，1984，29(8)：2679-2682.”。

23、作为本发明的优选技术方案，所述改性聚苯醚包括氨基化聚苯醚和羧基化聚苯醚。

24、本发明中，通过氨基化聚苯醚和羧基化聚苯醚的共同使用，其中氨基化聚苯醚与羧基化聚苯醚能够发生缩合反应，形成网络互联结构，从而减少分子极化，提升介电性能，同时聚苯醚构成的网络互联结构主链中含有苯环，能够进一步阻碍分子链运动，减少热膨胀现象，提升玻璃化转变温度；另外改性聚苯醚网络互联结构中苯环的存在使分子链段内旋转的位垒增加，分子链为刚性链，且结构较规整对称，分子不容易极化，因此能够有效降低增层胶膜的介电常数和介质损耗。

25、优选地，所述改性聚苯醚包括氨基化聚苯醚和羧基化聚苯醚的质量比为1:(0.5～2)，例如可以是1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等。

26、本发明通过控制氨基化聚苯醚和羧基化聚苯醚的质量比在特定的范围内，进一步提高了增层胶膜的综合性能。

27、作为本发明的优选技术方案，所述环氧树脂选自双酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、芳烷基型酚醛环氧树脂、芳烷基联苯型酚醛环氧树脂或萘酚型酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。

28、作为本发明的优选技术方案，所述无机填料选自二氧化硅、氧化铝、玻璃、堇青石、硫酸钡、碳酸钡、滑石、粘土、云母粉、氧化锌、水滑石、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化锰、硼酸铝、碳酸锶、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、锆酸钡、锆酸钙或磷酸锆中的任意一种或至少两种的组合。

29、需要说明的是，本发明对于无机填料的粒径没有任何特殊的要求，本领域常用的粒径范围内的无机填料均适用，示例性地包括但不限于：so-c4(雅都玛公司)、so-c2(雅都玛公司)、sc2500sq(雅都玛公司)、sp60-05(新日铁住金材料公司)中的至少一种，无机填料的平均粒径范围为0.5～5μm(例如可以是0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等)。

30、作为本发明的优选技术方案，所述固化促进剂选自1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-二甲基氨基吡啶、2-苯基咪唑中的任意一种或至少两种的组合。

31、作为本发明的优选技术方案，其特征在于，所述活性酯选自双环戊二烯型活性酯、萘型活性酯、酚醛型活性酯中的任意一种或至少两种的组合。

32、本发明中，对于活性酯的具体选择没有任何特殊的限制，示例性地包括但不限于：exb-9416-70bk(dic公司)、hpc-8150-60t(dic公司)、dc808(三菱化学公司)、ylh1048(三菱化学公司)中的至少一种。

33、作为本发明的优选技术方案，所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜还包括其他助剂3～9重量份，例如可以是3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。

34、优选地，所述其他助剂选自增稠剂、消泡剂、均化剂、流平剂、密合性赋予剂或着色剂中的任意一种或至少两种的组合。

35、需要说明的是，本发明对于增稠剂、消泡剂、均化剂、流平剂、密合性赋予剂及着色剂的具体选择没有任何特殊的限制，本领域常用的上述助剂均适用。

36、优选地，所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜中还包括有机溶剂200～300重量份，例如可以是200重量份、210重量份、220重量份、230重量份、240重量份、250重量份、260重量份、270重量份、280重量份、290重量份或300重量份等。

37、优选地，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、丁酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸乙酯或n，n-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。

38、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

39、将含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜的各组分混合均匀合后，涂覆于基材上，干燥，得到所述含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜。

40、优选地，所述基材的厚度为10～150μm(例如可以是10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm等)，进一步优选为25～50μm。

41、优选地，所述干燥的温度为80～130℃，例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃或130℃等。

42、优选地，所述干燥的时间为3～10min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等。

43、优选地，所述干燥后还包括后处理的步骤。

44、优选地，所述后处理的方法为除去基材。

45、第三方面，本发明提供一种如第一方向所述的含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜在fc-bga封装载板中的应用。

46、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

47、本发明通过对含改性聚苯醚fc-bga封装载板用增层胶膜的具体组成进行设计，在环氧树脂、无机填料、活性酯、固化促进剂等组分的基础上，通过特定改性聚苯醚的使用，使制备得到的增层胶膜具有较低的热膨胀系数和良好的耐高温性，从而减少载板的翘曲现象；同时降低介电常数和介质损耗，提高信号传输速度与效率，保证产品应用的安全性与可靠性，适用于制备fc-bga封装载板，其热膨胀系数为46～58ppm/℃，玻璃化转变温度为176～184℃，介电常数为2.9～3.0，介电常数损耗角正切为0.0046～0.0055，且成膜性较好。