专利名称：一种提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种电子封装领域中金属基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法， 特别是一种从金属基材角度提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法。
背景技术：
电子元器件是电子工业的基础，而封装技术对于保证电子元器件的正常工作至关 重要。封装方式已成为影响电子元器件性能的一个重要方面。其中金属基材同聚合物间的 粘结性能一直备受关注，因此研究金属基材同聚合物间的界面粘结机理及提高聚合物基复 合材料与金属基材粘结技术，是当今电子封装领域研究的热点。据文献报道，目前提高聚合 物/金属界面粘结强度的方法主要有两个方面第一，改变聚合物粘结剂的成分，通过改变 其配方达到提高粘结力的效果；第二，从金属角度出发，通过对金属基材的处理从而达到增 强粘结强度的效果。其中，对金属粘结表面的处理传统上大致分为机械法和化学法两种。机 械法最常用的是打磨与喷砂。化学法包括酸洗、磷化等。上述传统方法的原理都是提高金 属表面的粗糙度，其中酸洗和磷化处理能在金属表面形成微孔结构，从而达到增强金属与 聚合物粘结强度的目的。
发明内容
本发明的目的在于从研究Ni金属基材与聚合物界面的粘结机理，提供一种从金 属角度出发提高Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法。 为实现以上目的，我们首先对Ni金属_聚合物粘结机理进行探讨和研究，发现当 在金属Ni表面形成致密氧化层以后，界面中的氧化层有利于提高金属与聚合物间的粘结 性能。根据上述机理，具体采用如下技术方案 —种提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法，其特征在于该方法 是对作为基底材料金属Ni进行热处理，使金属Ni基材表面形成致密氧化层。
上述的热处理的温度为175"，热处理的时间为24-48小时。 将金属基材置于烘箱中在特定温度下进行不同时间的热处理。处理完毕的金属基 材待用。将聚合物树脂原料依次进行传递模塑，后固化以及吸湿处理后对金属与模塑料的 粘接性能进行测试，经热处理的Ni基材与聚合物粘结剂间的粘结性能又明显改善，并且热 处理48hrs的样品，金属与模塑料之间的粘结性能得到了大幅度的提升。
图1为金属Ni基材与粘结剂间粘结性能测试方法示意图，箭头方向即为拉力方 向。仪器采用万能拉力机进行测试
具体实施例方式
下面以牌号为KH407的环氧树脂粘结剂为例，对本发明进行详细描述。
实施例1 :所用树脂原料首先高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放入双螺 杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm的球型粒 料备用；在未经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175t:下持续6h的后固化过程，在 金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品经过加速三级考核MSL3以及三次回 流过程(峰值为260°C )以，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为1N。
实施例2 :将金属Ni基材置于175°C的烘箱进行热处理，处理时间为24h。对环氧 树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先在高速混料机中得到很好的混合及分散；随后 放入双螺杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为 5mm的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175。C下持续6h的后 固化过程，在金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品未经过加速三级考 核MSL3及三次回流处理，直接对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为390N。
实施例3 :将金属Ni基材置于175°C的烘箱进行热处理，处理时间为24h。对环氧 树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先在高速混料机中得到很好的混合及分散；随后 放入双螺杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为 5mm的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175。C下持续6h的后 固化过程，在金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品经过加速三级考核 MSL3及三次回流过程以后，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为375N。
实施例4 :将金属Ni基材置于175°C的烘箱进行热处理，处理时间为48h。对环氧 树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先在高速混料机中得到很好的混合及分散；随后 放入双螺杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为 5mm的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175。C下持续6h的后 固化过程，在金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品未经过加速三级考 核MSL3及三次回流处理，直接对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为450N。
实施例5 :将金属Ni基材置于175°C的烘箱进行热处理，处理时间为48h。对环氧 树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放 入双螺杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm 的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175t:下持续6h的后固化 过程，在金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品直接淬火，且未经过加速 三级考核MSL3及三次回流处理，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为460N。
实施例6 :将金属Ni基材置于175°C的烘箱进行热处理，处理时间为48h。对环氧 树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放 入双螺杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm 的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175t:下持续6h的后固化 过程，在金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品经过加速三级考核MSL3 以及三次回流过程以后，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为440N。
实施例7 :将金属Ni基材置于175°C的烘箱进行热处理，处理时间为48h。对环氧 树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放入双螺杆挤出机中于175t:下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm 的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175t:下持续6h的后固化 过程，在金属片上制得13mmX3mmX50mm规格的模塑料制品；样品直接淬火，且经过加速 三级考核MSL3以及三次回流过程以后，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为 460N。 通过对比实施例1和实施例3，实施例1和实施例6我们发现，热处理后的金属基 材对环氧模塑料的粘结性能有了大幅度的提高；对比实施例2和实施例3，实施例4和实施 例6，三级考核及回流处理对其粘结性能的影响较小；对比实施例3和实施例6，金属与模塑 料间的粘结强度随热处理时间的延长而增强；对比实施例6和实施例7，在完成后固化过程 以后，样品的淬火处理利于提高金属与模塑料的粘结性能。
权利要求
一种提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法，其特征在于该方法是对作为基底材料金属Ni进行热处理，使金属Ni基材表面形成致密氧化层。
2. 根据权利要求1所述的提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法，其特征在于所述的热处理的温度为175t:，热处理的时间为24-48小时。
全文摘要
本发明涉及一种从金属基材角度提高Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法。该方法是先将作为基底材料的金属Ni进行热处理，使金属Ni基材表面形成致密氧化层以后，界面中的氧化层有利于提高金属与聚合物间的粘结性能。测试结果证明经热处理后金属Ni与聚合物粘结剂之间的粘结性能得到了大幅度的提升。
文档编号H01L21/56GK101714509SQ20091020627
公开日2010年5月26日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者刘丽, 徐文婷 申请人:上海大学