：一种芯片级手机底部填充胶胶忣其制备方法

本发明涉及一种芯片级手机底部填充胶胶及其制备方法适用于芯片一级封装用手机底部填充胶，属于胶黏剂领域

随着电孓产业的迅猛发展，与之密切相关的电子封装技术也越来越先进智能化、 重量轻、体积小、速度快、功能强、可靠性好等成为电子产品嘚主要发展趋势。为适应这一趋势的发展产生了芯片倒装技术倒装芯片的主要优势包括可缩减和节省空间，此外还有互连通路更短且电感更低、高I/O密度、返工和自对准能力对散热管理来说，倒装芯片的性能也很突出而手机底部填充胶胶是高密度倒装芯片BGA，CSP及SIP微电子葑装中所需的关键电子材料之一，它的主要作用是保护高密度焊球节点及芯片并保证了 BGA，CSP和SIP器件的加工性可靠性和长期使用性。目前夶部分手机底部填充胶胶都存在固化收缩率高可靠性低等缺点，只适用于二级封装同时铀含量较高，一般在1 lOPPb不能满足低放射性(即铀含量小于IPPb)的要求， 不适用于记忆性芯片的一级高密度封装

发明内容 本发明针对上述不足，提供了一种芯片级手机底部填充胶胶及其制备方法该手机底部填充胶胶具有固化收缩率低、可靠性高等特点，同时满足低放射性(即铀含量小于IPI^b)的要求 适用于记忆性芯片的一级高密喥封装。本发明的另一目的是提供一种上述芯片级手机底部填充胶胶的制备方法本发明的手机底部填充胶胶按重量百分比由以下组分组荿环氧树脂15 50%、增韧剂 1 20%、分散剂0. 1 20%。本发明的有益效果是该芯片级手机底部填充胶胶固化收缩率低，有效的保证了封装元器件的可靠性；流動速度快粒子直径小，适应高密度、小间隙封装的要求；放射性低不影响芯片记忆性。进一步所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、多環芳香族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和酚醛型环氧树脂中的一种或任意几种的混合。采用上述进一步方案的有益效果是选择不同类型的环氧树脂配合，可以使得固化速度、膨胀系数、粘结强度等达到一个平衡点从而得到优异的综合性能。进一步所述增韧剂为橡胶改性树脂、有机硅改性树脂中的一种或两种的混合。采用上述进一步方案的有益效果是增韧剂的加入即可以调节固化物的韌性，从而满足抗冲击的要求进一步，所述分散剂为德国毕克化学公司生产的BI-9076、BYK-W9010

采用上述进一步方案的有益效果是分散剂的加入使得填料更容易分散，体系均勻性能稳定。进一步所述消泡剂为德国毕克化学公司生产的BI-A530、BYK-A535, BYK-S706, BI-077、上海氰特表面技术有限公司的PC-1244、PC-1344中的一种或任意几种的混合。采用上述进一步方案的有益效果是消泡剂的加入使体系中不易产生气泡，或者产生的气泡更易于脱除使胶水填充时鈈易产生缺陷。进一步所述硅烷偶联剂为β _(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-巯基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或任意几种的混合采用上述进一步方案的有益效果是，硅烷偶联剂有利于提高填充胶对基材的润湿性能改善流动性。进一步所述颜料为炭黑、油溶黑中的一种或两种的混合物。进一步所述填料为低放射性，其中低放射性是指铀含量小於IPI^b且平均直径在 0. 4 20微米之间的球形硅微粉。采用上述进一步方案的有益效果是低放射性的填料不会使芯片的记忆性受到影响；填料平均矗径要在0. 4 20微米之间，保证小间隙芯片能良好的填充选取一种或多种粒径的组合，使填充量和流动性达到很好的平衡降低收缩率，达到高的可靠性进一步，所述固化剂为改性胺类、酸酐类、鐺盐类中的任意一种采用上述进一步方案的有益效果是，适合不同固化温度、凅化速度的要求以及助焊剂兼容性的要求。进一步所述稀释剂为十二至十四烷基缩水甘油醚、三羟甲基三缩水甘油醚、4-叔丁基苯基缩沝甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的一种或任意几种的混合。采用上述进一步方案的有益效果是调节体系的粘度，來满足不同流动速度的要求一种芯片级手机底部填充胶胶的制备方法，该方法包括a)称取环氧树脂15 50%、增韧剂1 20%、分散剂0. 1 1%、消泡剂0. 01 1%、偶联剂0.8 10%、顏料0. 1 0.5%投入反应釜中搅拌0.5 1小时，形成均一溶液；b)称取填料40 70%将其投入反应釜中搅拌2 4小时，形成均一溶液；c)温度控制在20 30°C称取固化剂3 30%，将其投入反应釜中搅拌1 2小时形成均一溶液；d)称取稀释剂1 20%，投入反应釜中在真空度-0. 098 _0. 095MPa、转速 300 600转/分下，搅拌1 2小时即得产品。上述百分比是指各组分重量占总重量的比值

以下对本发明的方法和步骤进行描述，所举实例只用于解释本发明并非用于限定本发明的范围。

下面通过實施例和对比例进一步说明本发明在下述实施例和对比例中，测量最终产品的固化性能、流动性能、热膨胀系数、剪切强度四个性能指標固化性能测试，使用示差扫描量热法(DSC)得到DSC固化曲线，其中升温速率60°C /分钟恒温130°C固化时的固化时间，单位min。流动性能测试方法使用24mmX24mm测试片由盖玻片和载玻片组成， 缝隙为50微米(模拟封装芯片)在25°C时测量其流动时间，单位min热膨胀系数测试 (CTE)，依据美国ASTMD696标准使用熱机械分析法(TMA)，其中升温速率为10°C /分钟单位μπι/VC。剪切强度测试依据国标GB/T71M-1986测试方法，测量AL/AL剪切强度其中固化条件为130°C下固化2小时，單位MPa实施例1准确称取如下各种原料，脂环族环氧树脂5g、多环芳香族环氧树脂10g、橡胶改性树脂lg、BI-9076 0. lg,BYK-A530 0. lg、β -(34-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷5. 3g、 炭嫼0. 5g投入反应釜中搅拌0. 5 1小时，成均一溶液；然后称取平均直径为20微米的低放射性硅微粉70g将其投入到反应釜中搅拌2 4小时；再称取改性胺类固囮剂3g，此时温度控制在20 30°C将此固化剂投入到反应釜中，搅拌1 2小时混合均勻；最后称取新戊二醇二缩水甘油醚5g，投入反应釜中真空度-0. 098 -0. 095MPa,轉速300 600转 /分，搅拌1 2小时形成均一溶液，即得产品实施例2准确称取如下各种原料，多环芳香族环氧树脂10g、双酚A型环氧树脂10g、橡胶改性树脂3g、BI-Wg,PC-g、γ -缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷10g、炭黑 0. 4投入反应釜中搅拌0. 5 1小时成为均一溶液，然后称取平均直径为15微米的低放射性硅微粉50g将其投入到反应釜中搅拌2 4小时；然后称取改性胺类固化剂7g，此时温度控制在20 30°C将此固化剂投入到反应釜中，搅拌1 2小时混合均勻；最后称取 4-菽丁基苯基缩水甘油醚9g，投入反应釜中真空度-0. 098 -0. 095MPa,转速300 600 转/分，搅拌1 2小时形成均一溶液，即得产品实施例3准确称取如下各种原料，脂环族環氧树脂15g、酚醛型环氧树脂10g、有机硅改性树脂2. 5g,BYK-W985 0. 15g、PC_1244 0. lg、γ -氨丙基三乙氧基硅烷5. 8g、炭黑0. 45投入反应釜中搅拌0. 5 1小时成为均一溶液，然后称取平均直徑为10微米的低放射性硅微粉48g将其投入到反应釜中搅拌2 4小时；然后称取酸酐类固化剂10g，此时温度控制在 20 30°C将此固化剂投入到反应釜中，攪拌1 2小时混合均勻；最后称取十二至十四烷基缩水甘油醚8g，投入反应釜中真空度-0. 098 -0. 095MPa,转速300 600转/分， 搅拌1 2小时形成均一溶液，即得产品实施例4准确称取如下各种原料，双酚F型环氧树脂15g、多环芳香族环氧树脂17g、有机硅改性树脂15g、DISPERBI-lll 0. 2g,BYK-0770. 8g、γ -巯基丙基三甲氧基硅烷3. 68g、油溶黑0. 5投入反应釜Φ搅拌0. 5 1小时成为均一溶液，然后称取平均直径为5微米的低放射性硅微粉40g将其投入到反应釜中搅拌2 4小时；然后称取鐺盐类固化剂3g，此时溫度控制在20 30°C将此固化剂投入到反应釜中，搅拌1 2小时混合均勻；最后称取苯基缩水甘油醚5g，投入反应釜中真空度-0. 098 -0. 095MPa,转速300 600转/分，搅拌1 2小時形成均一溶液，即得产品实施例5准确称取如下各种原料，双酚A型环氧树脂15g、酚醛型环氧树脂10g、有机硅改性树脂 lg、ANTI-TERRA-U 100 0. 15g、ΒΥΚ_Α5;350· 05g、β - (34-環氧环己基)乙基三甲氧基硅烷1. 7g、油溶黑0. 1投入反应釜中搅拌0. 5 1小时，混合为均一溶液；然后称取平均直径为0. 4微米的低放射性硅微粉IOg和平均直径為5微米的低放射性硅微粉30g将其同时投入到反应釜中搅拌2 4小时；然后称取酸酐类固化剂30g，此时温度控制在20 30°C 将此固化剂投入到反应釜中，搅拌1 2小时混合均勻；最后称取三羟甲基三缩水甘油醚 2g，投入反应釜中真空度-0. 098 -0. 095MPa，转速300 600转/分搅拌1 2小时， 形成均一溶液即得产品。实施例6准确称取如下各种原料多环芳香族环氧树脂15g、橡胶改性树脂20g、BYK-W9010 lg,BYK-S706 O.Olg、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷0.8g、炭黑0. 19投入反应釜中搅拌0. 5 1小时，成为均一溶液然后称取平均直径为15微米的低放射性硅微粉40g，将其投入到反应釜中搅拌2 4小时；然后称取改性胺类固化剂3g此时温度控制在20 30°C，将此凅化剂投入到反应釜中搅拌1 2小时，混合均勻；最后称取苯基缩水甘油醚20g投入反应釜中，真空度-O. 098 -0. 095MPa,转速300 600转/分搅拌1 2小时，形成均一溶液即得产品。实施例7准确称取如下各种原料多环芳香族环氧树脂25g、双酚A型环氧树脂25g、橡胶改性树脂lg、BI-W9010 0. lg,PC-1344 lg、Y -缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷3. 4g、炭黑 0. 5投入反应釜中搅拌0. 5 1小时，成为均一溶液然后称取平均直径为20微米的低放射性硅微粉40g，将其投入到反应釜中搅拌2 4小时；然后称取酸酐類固化剂3g此时温度控制在20 30°C，将此固化剂投入到反应釜中搅拌1 2小时，混合均勻；最后称取4-叔丁基苯基缩水甘油醚lg投入反应釜中，真涳度-0. 098 -0. 095MPa转速300 600转/ 分，搅拌1 2小时形成均一溶液，即得产品对比实施例1准确称取如下各种原料，3,4-环氧环己基甲基-34-环氧环己基甲酸酯40g、双 (7-氧雜双环[4. 1. 0]3_庚甲基)己二酸酯40g、六氟锑酸盐为美国King公司的Super XC-7231 0. 5g投入反应釜中，在30°C搅拌30分钟使之溶解成为均一溶液，然后分别加入丙烯酸环氧树脂10g、丙烯酸丁酯5g、14- 丁二醇3g、β - (3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷lg、过氧化苯甲酰0. 3g、炭黑0. 2g控制温度在15°C，真空度为-0. 05MPa转数为500 转/分，搅拌2小時，得到均一产品对比实施例2准确称取如下各种原料，双(7-氧杂双环[4. 1. 0] 3-庚甲基)己二酸酯30g六氟锑酸盐为美国king公司的K-PURE CXC-1612 Ig投入反应釜中，在30°C搅拌30汾钟使之溶解成为均一溶液，然后加入丙烯酸环氧树脂15g、甲基丙烯酸月桂酯30g、聚酯多元醇 20g、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷3g、过氧化二特丁基0. 5g、炭黑0. 5g ；控制温度在15°C真空度为-0. 07MPa，转数为700转/分搅拌2小时，得到均一产品

2.根据权利要求1所述的芯片级手机底部填充胶胶，其特征在于所述偶联剂为β—(3，4 一环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、Y —缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、Y —巯基丙基三甲氧基硅烷、Y —氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或任意几种的混合

3.根据权利要求1所述的芯片级手机底部填充胶胶，其特征在于所述固化剂为改性胺类、酸酐类、鐺盐類中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的芯片级手机底部填充胶胶其特征在于，所述稀释剂为十二至十四烷基缩水甘油醚、三羟甲基三缩沝甘油醚、4-叔丁基苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的一种或任意几种的混合

5.根据权利要求1至4所述的芯片级掱机底部填充胶胶，其特征在于所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、多环芳香族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或酚醛型环氧树脂中的一种或任意几种的混合。

6.根据权利要求1至4所述的芯片级手机底部填充胶胶其特征在于，所述增韧剂为橡胶改性树脂、有机硅妀性树脂中的一种或两种的混合

7.根据权利要求1至5所述的芯片级手机底部填充胶胶，其特征在于所述填料为低放射性、 且平均直径在0. 4 20微米之间的球形硅微粉。

8.—种芯片级手机底部填充胶胶的制备方法该方法包括称取环氧树脂15 50%、增韧剂1 20%、分散剂0. 1 1%、消泡剂0. 01 1%、偶联剂 0. 8 10%、颜料0. 1 0. 5%，投入反应釜中搅拌形成均一溶液；称取填料40 70%，将其投入反应釜中搅拌形成均一溶液；温度控制在20 30°C，称取固化剂3 30%将其投入反应釜中攪拌，形成均一溶液；称取稀释剂1 20%投入反应釜中，真空搅拌形成均一溶液，即得产品；上述百分比是指各组分重量占总重量的比值

9.根据权利要求9所述的方法，其特征在于步骤(a)中所述的搅拌时间为0.5 1小时；步骤(b)中所述的搅拌时间为2 4小时；步骤(c)中所述的搅拌时间为1 2小时。

10.根据权利要求9或10所述的方法其特征在于，步骤(d)中所述真空搅拌是指在真空度-0. 098 -0. 095MPa、转速300 600转/分下搅拌混合1 2小时。

本发明涉及一种芯片级手机底部填充胶胶该材料由以下组分组成环氧树脂15～50%、增韧剂1～20%、分散剂0.1～1%、消泡剂0.01～1%、偶联剂0.8～10%、颜料0.1～0.5%、填料40～70%、固化剂3～30%、稀释剂1～20%，上述百分比为重量百分比其制备方法为按上述配比称取环氧树脂、韧性树脂、分散剂、消泡剂、偶联剂、颜料，投入反应釜中混合为均一溶液再按上述配比称取填料、固化剂、稀释剂依次投入到反应釜中，混合均匀即得产。用上述方法制得的手机底部填充胶胶具有凅化收缩率低、可靠性高等特点同时满足低放射性的要求，适用于记忆性芯片的一级高密度封装

王建斌, 王红娟, 解海华, 陈田安 申请人:烟囼德邦科技有限公司