CN109957210A - 一种纳米级电子芯片封装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纳米级电子芯片封装材料，本发明制备的封装材料性能优异，吸水率低、耐热性好、可靠性高、弯曲强度高，热血性能、力学性能、电学性能等达到了一个均衡的水平，满足大规模集成电路的封装材料要求；本发明包括环氧树脂7％‑30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％‑15％、促进剂0.5％‑1％、熔融硅微粉60％‑90％、脱模剂0.1％‑1％、阻燃剂1％‑5％、碳黑0.1％‑1％、3‑丙基三甲氧基硅烷0.5％‑1％、应力吸收剂0.1％‑5％；通过将各组分按比例依次放入高速混合机中混合、塑炼机中混炼，使各组分之间能够充分分散并彼此发生作用，制备方法简单易控，有效降低了生产成本。

Description

一种纳米级电子芯片封装材料
技术领域
本发明涉及封装材料技术领域，具体涉及一种纳米级电子芯片封装材料。
背景技术
封装是芯片制造的重要步骤之一。封装是把集成电路装配为芯片最终产品的过程，也就是把集成电路裸片放在一块起到承载作用的极板上，把管脚引出来，然后固定包装成一个整体。封装不但直接影响着电路本身的电性能、机械性能、光性能和热性能，还在很大程度上决定着电子整机的小型化、多功能化、可靠性和成本。电子封装有如下四大功能：(1)提供芯片的信号输入和输出通路；(2)提供散热通路，散逸半导体芯片产生的热量；(3)接通半导体芯片的电流通路；(4)提供芯片的机械支撑和环境保护，由于封装的重要性，所以人们对封装材料提出了更高的要求，但是现有的常用的环氧塑封料在耐热性、耐潮性、可靠性上远远不能满足要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种纳米级电子芯片封装材料，具有性能优异的特点。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种纳米级电子芯片封装材料，按重量百分比计，包括环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％-15％、促进剂 0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、 3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
制备方法如下:
步骤(1)按重量百分比计，称取环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂 3.5％-15％、促进剂0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
步骤(2)将熔融硅微粉与3-丙基三甲氧基硅烷放入高速混合机中，高速混合时间为1min，混合完成后静置1min，然后连续在高速混合机中混合三次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物A；
步骤(3)向混合物A中加入环氧树脂、苯酚线性酚醛树脂、促进剂、脱模剂、阻燃剂、碳黑、应力吸收剂，在高速混合机中连续混合四次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物B；
步骤(4)将混合物B放入塑炼机中，双辊开炼温度为95℃-105℃，开炼时间为3min-5min，辊速比为1:1.2；
步骤(5)将步骤(4)中经过塑炼机双辊开炼的混合物B进行常温冷却，然后粉碎过筛，筛孔孔径为150μm，得到碎渣；
步骤(6)将碎渣放入平板硫化剂模压，140℃预固化30min，175℃固化4h。
进一步的，环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的混合物，邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的质量比为10:1。
进一步的，促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑，2-乙基-4甲基咪唑中一种或几种
进一步的，熔融硅微粉平均直径为0.5μm-50μm。
进一步的，脱模剂为棕榈蜡、硬脂酸、地蜡、石蜡中的一种。
进一步的，阻燃剂为氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸钡、硼酸钙、碳酸镁的一种。
进一步的，应力吸收剂为末端为羟基或氨基的苯二甲酸二丁酯。
本发明具有有益效果：本发明制备的封装材料性能优异，吸水率低、耐热性好、可靠性高、弯曲强度高，热血性能、力学性能、电学性能等达到了一个均衡的水平，满足大规模集成电路的封装材料要求；通过将各组分按比例依次放入高速混合机中混合、塑炼机中混炼，使各组分之间能够充分分散并彼此发生作用，制备方法简单易控，有效降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种纳米级电子芯片封装材料，按重量百分比计，包括环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％-15％、促进剂0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂 0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
制备方法如下:
步骤(1)按重量百分比计，称取环氧树脂20％、苯酚线性酚醛树脂7％、2- 甲基咪唑0.5％、熔融硅微粉68％、棕榈蜡0.5％、氢氧化铝1％、碳黑0.5％、3- 丙基三甲氧基硅烷0.5％、应力吸收剂2％；环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的混合物，邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的质量比为10:1。
步骤(2)将熔融硅微粉与3-丙基三甲氧基硅烷放入高速混合机中，高速混合时间为1min，混合完成后静置1min，然后连续在高速混合机中混合三次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物A；
步骤(3)向混合物A中加入环氧树脂、苯酚线性酚醛树脂、2-甲基咪唑、棕榈蜡、氢氧化铝、碳黑、应力吸收剂，在高速混合机中连续混合四次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物B；
步骤(4)将混合物B放入塑炼机中，双辊开炼温度为100℃，开炼时间为 3min，辊速比为1:1.2；
步骤(5)将步骤(4)中经过塑炼机双辊开炼的混合物B进行常温冷却，然后粉碎过筛，筛孔孔径为150μm，得到碎渣；
步骤(6)将碎渣放入平板硫化剂模压，140℃预固化30min，175℃固化4h。
进一步的，熔融硅微粉平均直径为10μm。
进一步的，应力吸收剂为末端为羟基或氨基的苯二甲酸二丁酯。
实施例2
一种纳米级电子芯片封装材料，按重量百分比计，包括环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％-15％、促进剂0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂 0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
制备方法如下:
步骤(1)按重量百分比计，称取环氧树脂25％、苯酚线性酚醛树脂10％、 2-甲基咪唑0.5％、熔融硅微粉60％、棕榈蜡0.5％、氢氧化铝1％、碳黑0.5％、 3-丙基三甲氧基硅烷0.5％、应力吸收剂2％；环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的混合物，邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的质量比为10:1。
步骤(2)将熔融硅微粉与3-丙基三甲氧基硅烷放入高速混合机中，高速混合时间为1min，混合完成后静置1min，然后连续在高速混合机中混合三次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物A；
步骤(3)向混合物A中加入环氧树脂、苯酚线性酚醛树脂、2-甲基咪唑、棕榈蜡、氢氧化铝、碳黑、应力吸收剂，在高速混合机中连续混合四次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物B；
步骤(4)将混合物B放入塑炼机中，双辊开炼温度为105℃，开炼时间为 4min，辊速比为1:1.2；
步骤(5)将步骤(4)中经过塑炼机双辊开炼的混合物B进行常温冷却，然后粉碎过筛，筛孔孔径为150μm，得到碎渣；
步骤(6)将碎渣放入平板硫化剂模压，140℃预固化30min，175℃固化4h。
进一步的，熔融硅微粉平均直径为10μm。
进一步的，应力吸收剂为末端为羟基或氨基的苯二甲酸二丁酯。
实施例3
与实施例1基本相同，其不同之处在于：
一种纳米级电子芯片封装材料，按重量百分比计，包括环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％-15％、促进剂0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂 0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
制备方法如下:
步骤(1)按重量百分比计，称取环氧树脂30％、苯酚线性酚醛树脂5％、2- 甲基咪唑0.5％、熔融硅微粉60％、棕榈蜡0.5％、氢氧化镁2％、碳黑0.2％、3- 丙基三甲氧基硅烷0.8％、应力吸收剂2％；环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的混合物，邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的质量比为10:1。
步骤(2)将熔融硅微粉与3-丙基三甲氧基硅烷放入高速混合机中，高速混合时间为1min，混合完成后静置1min，然后连续在高速混合机中混合三次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物A；
步骤(3)向混合物A中加入环氧树脂、苯酚线性酚醛树脂、2-甲基咪唑、棕榈蜡、氢氧化铝、碳黑、应力吸收剂，在高速混合机中连续混合四次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物B；
步骤(4)将混合物B放入塑炼机中，双辊开炼温度为105℃，开炼时间为 3min，辊速比为1:1.2；
步骤(5)将步骤(4)中经过塑炼机双辊开炼的混合物B进行常温冷却，然后粉碎过筛，筛孔孔径为150μm，得到碎渣；
步骤(6)将碎渣放入平板硫化剂模压，140℃预固化30min，175℃固化4h。
进一步的，熔融硅微粉平均直径为10μm。
进一步的，应力吸收剂为末端为羟基或氨基的苯二甲酸二丁酯。
本发明将实施例1-实施例3制备的封装材料进行性能测试，测试结果为冲击强度大于3.773KJ/m-2，弯曲强度大于124.2MPa，体积电阻率小于2X1015/Ω·m，热变形温度大于280℃，凝胶化时间小于17s，吸水率大于0.5％，收缩率大于0.29％，弯曲弹性模量大于10813.33Mpa，性能优良，可以满足大规模集成电路封装的材料要求。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，按重量百分比计，包括环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％-15％、促进剂0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
制备方法如下:
步骤(1)按重量百分比计，称取环氧树脂7％-30％、苯酚线性酚醛树脂3.5％-15％、促进剂0.5％-1％、熔融硅微粉60％-90％、脱模剂0.1％-1％、阻燃剂1％-5％、碳黑0.1％-1％、3-丙基三甲氧基硅烷0.5％-1％、应力吸收剂0.1％-5％；
步骤(2)将熔融硅微粉与3-丙基三甲氧基硅烷放入高速混合机中，高速混合时间为1min，混合完成后静置1min，然后连续在高速混合机中混合三次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物A；
步骤(3)向混合物A中加入环氧树脂、苯酚线性酚醛树脂、促进剂、脱模剂、阻燃剂、碳黑、应力吸收剂，在高速混合机中连续混合四次，高速混合时间均为1min，静置时间均为1min，得到混合物B；
步骤(4)将混合物B放入塑炼机中，双辊开炼温度为95℃-105℃，开炼时间为3min-5min，辊速比为1:1.2；
步骤(5)将步骤(4)中经过塑炼机双辊开炼的混合物B进行常温冷却，然后粉碎过筛，筛孔孔径为150μm，得到碎渣；
步骤(6)将碎渣放入平板硫化剂模压，140℃预固化30min，175℃固化4h。
2.如权利要求1所述的一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，所述环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的混合物，邻甲酚醛环氧树脂与溴化环氧树脂的质量比为10:1。
3.如权利要求1所述的一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，所述促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑，2-乙基-4甲基咪唑中一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，所述熔融硅微粉平均直径为0.5μm-50μm。。
5.如权利要求1所述的一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，所述脱模剂为棕榈蜡、硬脂酸、地蜡、石蜡中的一种。
6.如权利要求1所述的一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸钡、硼酸钙、碳酸镁的一种。
7.如权利要求1所述的一种纳米级电子芯片封装材料，其特征在于，所述应力吸收剂为末端为羟基或氨基的苯二甲酸二丁酯。
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