一种高可靠性能的底部填充胶及其制备方法与流程

本发明属于填充胶，尤其涉及一种高可靠性能的底部填充胶及其制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术日新月异的发展，便携式智能电子产品及车载电子设备中的电子元器件集成度越来越高，芯片面积不断扩大，集成电路引脚数不断增多，与此同时要求芯片封装尺寸进一步小型化和微型化，集成电路朝着更加轻、薄、小的方向发展，因此出现了许多新的封装技术和封装形式。倒装芯片(flip chip)互联技术是其中最主要的封装技术之一，倒装芯片技术是通过又小又薄的焊料凸点连接ic芯片和印刷配线基板的。但是由于芯片、印刷配线基板、焊料的热膨胀系数不同，在冷热冲击试验的时候容易发生热应力。特别是在离芯片中央较远的焊料凸点的局部热应力容易集中，这时锡球容易发生裂纹，且回路的性能信赖性大大降低。因此，为了缓和热应力，通过液态热固性树脂组成物而形成了底部填充胶，它能够起到保护芯片回路面和锡球的作用。

2、底部填充胶是一种适用于倒装芯片底部填充技术的材料，通常是利用毛细作用原理渗透到芯片与基板之间的间隙中，再通过热固化逐渐凝固并填充在芯片与基板之间的间隙中，保护芯片与基板之间的高密度焊接凸点及芯片。然而，现有的底部填充胶固化后形成的底部填充材料与芯片、基板及焊接凸点之间的粘着力不够强，线性热膨胀系数过高以及玻璃化温度不够，经常会出现底部填充材料龟裂或从芯片、基板和/或焊接凸点上剥离的情况，而不能继续对芯片进行保护，而使芯片受损。

3、因此，针对上述问题，亟待寻求一种具有良好粘结强度、高玻璃化转变温度和低线性热膨胀系数的高可靠性能的底部填充胶，以满足保护芯片的需求。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的一个目的是，提供一种高可靠性能的底部填充胶及其制备方法，旨在解决现有底部填充剂可靠性不高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种高可靠性能的底部填充胶，包括如下组分及其质量百分含量：

4、环氧树脂15％-25％；

5、poss改性环氧树脂5％-15％；

6、二氧化硅30％-50％

7、固化剂5％-15％

8、稀释剂5％-15％

9、促进剂3％-5％。

10、所述环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂、双环戊二烯苯酚型环氧树脂中的一种或者多种。

11、所述二氧化硅的粒径为30-50μm。

12、所述固化剂选自双氰胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯醚、二氨基二苯砜、二氨基二苯砜的衍生物中的一种或多种。

13、所述促进剂选自咪唑类潜伏性促进剂及胺类潜伏性促进剂中的至少一种。

14、所述稀释剂选自苯基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种。

15、所述poss改性环氧树脂是由端氨基poss和异山梨醇二缩水甘油醚在溶剂中反应得到。所述端氨基poss和异山梨醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:8-10。

16、所述端氨基poss为端氨基八聚倍半硅氧烷和端氨基十聚倍半硅氧烷。

17、所述异山梨醇二缩水甘油醚是由异山梨醇和环氧氯丙烷反应得到。所述异山梨醇和环氧氯丙烷的摩尔比为1：2。

18、进一步地，所述poss改性环氧树脂具体通过如下步骤制得：

19、将端氨基poss和异山梨醇二缩水甘油醚在甲苯溶液中80-90℃下反应10-15h，再于100-110℃真空脱除甲苯溶剂，得到poss改性环氧树脂。

20、所述异山梨醇二缩水甘油醚具体通过如下步骤制得：

21、将异山梨醇和环氧氯丙烷在容器中加热60-70℃下反应5-8h，减压蒸馏，分离出反应产物，再将上述反应产物加入naoh饱和水溶液中，在30-40℃反应3-5h，水洗，分出油层，减压蒸馏得到异山梨醇二缩水甘油醚。

22、本发明的第二个目的是提供一种高可靠性能的底部填充胶的制备方法，包括如下步骤：

23、s1、按配方称取各组分原料；

24、s2、将配方量的环氧树脂、poss改性环氧树脂和稀释剂投入反应釜中，搅拌混合30-60分钟；

25、s3、将二氧化硅加入到步骤s2的反应釜中，加料完毕后搅拌混合30-60分钟；

26、s4、将固化剂和促进剂加入到步骤s3的反应釜中，在转速300～1000r/min，温度15-20℃，真空度0.05-0.08mpa，搅拌60-120分钟，即得成品。

27、本发明的第三个目的是提供一种高可靠性能的底部填充胶在电子封装器件中的应用，特别是作为倒装芯片封装材料的应用。

28、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

29、(1)本发明创造性地将含异山梨醇链段的缩水甘油醚引入端氨基poss上，形成超支化的poss改性环氧树脂，提供了更多的交联位点，一方面带来体系交联度的进一步提高，进而提高了底部填充胶的粘结强度；另一方面带来了体系高玻璃化转变温度、低的线性热膨胀系数和良好的流动性能。

30、(2)本发明人创造性地发现，poss改性环氧树脂和环氧树脂二者在底部填充胶体系中产生了协同作用，带来底部填充胶粘结强度的提高，线性热膨胀系数的降低，使得底部填充胶具有高可靠性。

技术特征：

1.一种高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，包括如下组分及其质量百分含量：

2.根据权利要求1所述的高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂、双环戊二烯苯酚型环氧树脂中的一种或者多种；

3.根据权利要求1所述的高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为30-50μm。

4.根据权利要求1所述的高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，所述poss改性环氧树脂是由端氨基poss和异山梨醇二缩水甘油醚在溶剂中反应得到；所述异山梨醇二缩水甘油醚是由异山梨醇和环氧氯丙烷反应得到。

5.根据权利要求4所述的高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，所述异山梨醇和环氧氯丙烷的摩尔比为1：2，所述端氨基poss和异山梨醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:8-10。

6.根据权利要求4所述的高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，所述端氨基poss为端氨基八聚倍半硅氧烷和端氨基十聚倍半硅氧烷。

7.根据权利要求4所述的高可靠性能的底部填充胶，其特征在于，所述poss改性环氧树脂具体通过如下步骤制得：将端氨基poss和异山梨醇二缩水甘油醚在甲苯溶液中80-90℃下反应10-15h，再于100-110℃真空脱除甲苯溶剂，得到poss改性环氧树脂；

8.一种权利要求1-7任一项所述高可靠性能的底部填充胶的制备方法，包括如下步骤：

9.一种权利要求1-7任一项所述高可靠性能的底部填充胶在电子封装器件中的应用。

10.一种权利要求1-7任一项所述高可靠性能的底部填充胶作为倒装芯片封装材料的应用。

技术总结
本发明提供了一种高可靠性能的底部填充胶及其制备方法和应用，所述高可靠性能的底部填充胶包括环氧树脂、POSS改性环氧树脂、二氧化硅、固化剂、稀释剂和促进剂。通过制备含POSS和异山梨醇链段的环氧树脂增加体系中的交联点，提高流动性和粘结强度，同时通过POSS改性环氧树脂、环氧树脂的协同作用，使得底部填充胶具有优良的粘结强度、良好流动性、低热膨胀系数和高的玻璃化转变温度，使得底部填充剂的可靠性提高，用于电子器件封装材料领域。

技术研发人员：卓盛昌,李志刚
受保护的技术使用者：深圳市优威高乐技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12