一种具有低固化收缩率的底部填充胶及其制备方法与流程

本发明涉及胶粘剂，具体涉及一种具有低固化收缩率的底部填充胶及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子产业的发展以及市场需求的变化，芯片设计朝着功能化、高速度、低能耗、小型化的方向发展，对芯片集成度要求也越来越高，为了满足这些要求，对芯片封装技术的要求也越来越高，封装工艺也得到了不断的发展。传统封装包括零级封装到三级封装的所有技术内容，其中芯片之间的相互或密封连接称为一级封装，主要有引线键合、倒装焊、载带自动焊和硅通孔等。由于芯片与基板之间的热膨胀系数(cte)不同，在使用过程中会出现可靠性问题而造成重大损失，为此底部填充技术应运而生。底部填充胶技术是利用底部填充胶的毛细作用将其填充在芯片与基板之间的空隙，用来放置在芯片下面来填补芯片和基板之间的空隙。固化后的底部填充胶具有较高的模量、与焊点相匹配的热膨胀系数(cte)，还具有良好的附着力，能够使基板、芯片、焊球和底部填充胶的应力重新分配，保证芯片在后续使用过程的可靠性。

2、传统的底部填充胶主要由环氧树脂、固化剂、二氧化硅和助剂等成分组成，在固化过程中，环氧树脂和固化剂开始时是以范德华力相互作用存在的单体分子，随着固化反应的进行，单体分子通过共价键进行连接，分子间距离消失，导致在固化过程产生体积收缩，由此使得封装复合材料开裂和尺寸不稳定。另外，由于树脂在达到凝胶点之后，分子链网络运动能力下降，形成了一部分固化收缩应力。并且当封装复合材料在固化结束后，由于玻璃态收缩还会产生一部分收缩应力，这些残余应力会导致封装器件出现翘曲、开裂等现象，仍会影响封装材料的可靠性。因此，改善底部填充胶的固化收缩率，减少其导致的残余应力，从而提高封装材料的可靠性具有重要的意义。

3、目前的底部填充胶产品通过大量添加填料来降低固化收缩率，这会导致胶水粘度的提高，影响其使用时的流动性和底部填充的效果。

技术实现思路

1、根据以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有低固化收缩率的底部填充胶及其制备方法，无需通过添加大量填料，牺牲胶水的流动性来降低固化收缩率。

2、为实现以上目的，所采用的技术方案是：

3、本发明的的目的之一在于提供一种具有低固化收缩率的底部填充胶，按重量份计，包括以下组分：环氧树脂50～80份、膨胀单体5～25份、增韧剂4～10份、固化剂8～15份、阳离子引发剂0.5～3份、炭黑0.1～0.5份，填料10～30份。

4、优选地，所述膨胀单体的合成包括以下步骤：1)将7～30g二元醇与20g～30g二正丁基氧化锡混合，并加入300～500ml甲苯溶解，随后加热至105～115℃回流12h，用分水器除去反应中生成的水；2)缓慢滴加8～12ml二硫化碳，继续保持105～115℃回流12h；3)减压蒸馏除去溶剂甲苯，即得到产物膨胀单体。

5、更优选地，所述膨胀单体的合成反应式为：

6、

7、r基团为氢原子、甲基、对甲氧基苯亚甲基中的至少一种，或根据性能需要的其他基团。

8、优选地，所述环氧树脂为双酚f型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂中一种或多种混合。更优选地，所述双酚f型环氧树脂为日本dic的epiclon 830或835；所述酚醛环氧树脂为dow den 438、亨斯曼araldite ecn 1273或1280；所述萘型环氧树脂为韩国shin-a的se-165或se-200；所述联苯型环氧树脂为日本三菱的tt4000或yx4000。

9、优选地，所述增韧剂为核壳橡胶改性的环氧树脂增韧剂，更优选地，所述增韧剂为日本kaneka的mx125、mx153或mx167。

10、优选地，所述固化剂为三级胺加合物。更优选地，所述三级胺加合物为日本ajicure的my-h、my-24或my-25。

11、优选地，所述阳离子引发剂为封闭型路易斯酸盐、封闭型磷酸盐、封闭型碘酸盐中的一种或多种混合。更优选地，所述的封闭型路易斯酸盐为三氟化硼单乙胺(bf3·mea)、三氟化硼二乙胺(bf3·oet2)中的一种或两种复配。

12、优选地，所述填料为球形二氧化硅。

13、本发明的目的之二在于提供一种上述具有低固化收缩率的底部填充胶的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)称取环氧树脂50～80份、膨胀单体5～25份、增韧剂4～10份，将其投入高速行星搅拌器中搅拌1～2h，混合均匀；(2)称取阳离子引发剂0.5～3份、固化剂8～15份、炭黑0.1～0.5份，填料10～30份，将其投入高速行星搅拌器中，温度控制在30℃以下，抽真空的状态下搅拌1～2h，混合均匀，即得填充胶。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

16、本发明制得的底部填充胶，具有固化收缩率低、粘接力高、粘度低等特点，在膨胀单体的作用下，有效地降低了固化收缩率，减少了固化收缩应力，保证了封装元器件的可靠性；并且由于不需要通过添加高比例的填料来降低固化收缩率，很大程度上降低了体系的粘度，提高了胶水的流动性，很好地满足了芯片封装的使用要求。

技术特征：

1.一种具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：环氧树脂50～80份、膨胀单体5～25份、增韧剂4～10份、固化剂8～15份、阳离子引发剂0.5～3份、炭黑0.1～0.5份、填料10～30份。

2.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述膨胀单体的合成包括以下步骤：1)将7～30g二元醇与20g～30g二正丁基氧化锡混合，并加入300～500ml甲苯溶解，随后加热至105～115℃回流12h，用分水器除去反应中生成的水；2)缓慢滴加8～12ml二硫化碳，继续保持105～115℃回流12h；3)减压蒸馏除去溶剂甲苯，即得到产物膨胀单体。

3.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述膨胀单体的合成反应式为：

4.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚f型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂中一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述增韧剂为核壳橡胶改性的环氧树脂增韧剂。

6.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述固化剂为三级胺加合物。

7.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述阳离子引发剂为封闭型路易斯酸盐、封闭型磷酸盐、封闭型碘酸盐中的一种或多种混合。

8.根据权利要求1所述的具有低固化收缩率的底部填充胶，其特征在于，所述填料为球形二氧化硅。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的具有低固化收缩率的底部填充胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种具有低固化收缩率的底部填充胶及其制备方法，所述底部填充胶按重量份计，包括以下组分：环氧树脂50～80份、膨胀单体5～25份、增韧剂4～10份、固化剂8～15份、阳离子引发剂0.5～3份、炭黑0.1～0.5份、填料10～30份。本发明制得的底部填充胶，具有固化收缩率低、粘接力高、粘度低等特点，在膨胀单体的作用下，有效地降低了固化收缩率，减少了固化收缩应力，保证了封装元器件的可靠性，并且由于不需要通过添加高比例的填料来降低固化收缩率，很大程度上降低了体系的粘度，提高了胶水的流动性，很好地满足了芯片封装的使用要求。技术研发人员：丁昆山,王建斌,陈田安,解海华,谢法堂受保护的技术使用者：德邦（昆山）材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2