一种具有抗溢脂性能的底部填充胶及其制备方法与流程

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1.本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种具有抗溢脂性能的底部填充胶及其制备方法。

背景技术：

2.底部填充胶是一种环氧树脂灌封材料，流动性高，纯度高，组分单一，加热固化后能将晶片(die)底部的空隙填满，从而加固芯片，强化抗跌落性能和系统的可靠性，降低晶片(die)与基板间的应力冲击。其工作原理为：其利用毛细作用让胶水快速流过晶片(die)底部，最小可流动空间为10um，因为胶水不会流于低于4um的间隙，所以也符合焊接工艺里的电气安全特性。
3.通常使用以环氧树脂为主体的底部填充胶，添加二氧化硅填料及各种助剂以实现最优性能。但是，在实际封装应用中，在芯片的表面容易出现析出现象，成为“溢脂”，在整个芯片封装中，芯片表面还会粘结其他封装元件，那么溢脂现象就会对后续封装产生影响，严重的话会污染到其他元器件，导致封装可靠性下降，致使产品不合格。造成溢脂现象的原因是底部填充胶中某些组分对基板的粘结力大于其所有组分的内聚力。
4.所以，如何提供一种具有优异的抗溢脂性能的底部填充胶成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种具有抗溢脂性能的底部填充胶及其制备方法。其目的是解决现有底部填充胶易出现溢脂现象的技术问题。
6.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明提供了一种具有抗溢脂性能的底部填充胶，包括以下重量份的组分：
8.环氧树脂20～40份，偶联剂1～5份，分散剂0.1～2份，固化剂10～25份，促进剂0.1～1份，填料50～80份，添加剂1～10份；
9.所述添加剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、氨基酚三官能团环氧树脂和环氧化间二苯甲胺中的一种或几种。
10.进一步的，所述环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、双酚s环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂和3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯中的一种或几种。
11.进一步的，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。
12.进一步的，所述分散剂为tego900、byk-110、byk-323、byk-333和disperbyk-111中的一种或几种。
13.进一步的，所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二胺、二乙基甲苯二胺和聚醚胺中的一种或几种。
14.进一步的，所述促进剂为三苯基膦、钛酸正丁酯和异辛酸中的一种或几种。
15.进一步的，所述填料为球形二氧化硅；所述球形二氧化硅选自粒径为0.1～1μm、3～8μm和10～20μm的球形二氧化硅中的一种或几种。
16.本发明提供了上述具有抗溢脂性能的底部填充胶的制备方法，包括以下步骤：
17.s1、将环氧树脂、偶联剂、分散剂、固化剂和促进剂进行混料处理得到混合料a；
18.s2、将混合料a和填料进行混料处理得到混合料b；
19.s3、将混合料b与添加剂进行混料处理，混料处理结束后经真空脱泡即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
20.进一步的，所述步骤s1和步骤s2中的混料处理的温度独立的为20～30℃，混料处理的时间独立的为1～3h。
21.进一步的，所述步骤s3中混料处理的温度为60～100℃，混料处理的时间为4～8h；
22.所述步骤s3中真空脱泡的时间为10～30min。
23.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
24.在本发明中，环氧树脂、固化剂和促进剂保证了底部填充胶的基本特性，如粘度，反应活性，粘接强度，耐热性等；偶联剂改善了底部填充胶的工艺特性；填料的加入改善了底部填充胶的热膨胀系数及模量等特性；添加剂可以使底部填充胶内部形成立体交联网络，在填充胶对基板的粘结力不变的情况下，获得更大的内聚力从而抑制溢脂现象。
具体实施方式
25.本发明提供了一种具有抗溢脂性能的底部填充胶，包括以下重量份的组分：
26.环氧树脂20～40份，偶联剂1～5份，分散剂0.1～2份，固化剂10～25份，促进剂0.1～1份，填料50～80份，添加剂1～10份。
27.在本发明中，环氧树脂的用量优选为22～36份，进一步优选为25～32份；
28.在本发明中，偶联剂的用量优选为2～4份，进一步优选为3份；
29.在本发明中，分散剂的用量优选为0.4～1.6份，进一步优选为0.8～1.2份；
30.在本发明中，固化剂的用量优选为13～22份，进一步优选为15～20份；
31.在本发明中，促进剂的用量优选为0.2～0.8份，进一步优选为0.4～0.6份；
32.在本发明中，填料的用量优选为55～75份，进一步优选为60～70份；
33.在本发明中，添加剂的用量优选为2～8份，进一步优选为4～7份。
34.在本发明中，所述添加剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、氨基酚三官能团环氧树脂和环氧化间二苯甲胺中的一种或几种，优选为异氰尿酸三缩水甘油酯和/或氨基酚三官能团环氧树脂，进一步优选为异氰尿酸三缩水甘油酯。
35.在本发明中，所述环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、双酚s环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂和3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯中的一种或几种，优选为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂和3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯中的一种或几种，进一步优选为双酚a环氧树脂和/或双酚f环氧树脂。
36.在本发明中，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种，优选为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧
基硅烷和3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种，进一步优选为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
37.在本发明中，所述分散剂为tego900、byk-110、byk-323、byk-333和disperbyk-111中的一种或几种，优选为tego900、byk-110、byk-323和disperbyk-111中的一种或几种，进一步优选为tego900、byk-323和disperbyk-111中的一种或几种。
38.在本发明中，所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二胺、二乙基甲苯二胺和聚醚胺中的一种或几种，优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二胺和聚醚胺中的一种或几种，进一步优选为三乙烯四胺、间苯二胺和聚醚胺中的一种或几种。
39.在本发明中，所述促进剂为三苯基膦、钛酸正丁酯和异辛酸中的一种或几种，优选为钛酸正丁酯和/或异辛酸，进一步优选为钛酸正丁酯。
40.在本发明中，所述填料为球形二氧化硅；所述球形二氧化硅选自粒径为0.1～1μm、3～8μm和10～20μm的球形二氧化硅中的一种或几种，优选为粒径为3～8μm和/或10～20μm的球形二氧化硅，进一步优选为粒径为3～8μm的球形二氧化硅。
41.本发明提供了上述具有抗溢脂性能的底部填充胶的制备方法，包括以下步骤：
42.s1、将环氧树脂、偶联剂、分散剂、固化剂和促进剂进行混料处理得到混合料a；
43.s2、将混合料a和填料进行混料处理得到混合料b；
44.s3、将混合料b与添加剂进行混料处理，混料处理结束后经真空脱泡即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
45.在本发明中，所述步骤s1和步骤s2中的混料处理的温度独立的为20～30℃，优选为22～26℃，进一步优选为25℃；混料处理的时间独立的为1～3h，优选为2h。
46.在本发明中，所述步骤s3中混料处理的温度为60～100℃，优选为65～90℃，进一步优选为70～80℃；混料处理的时间为4～8h，优选为5～7h，进一步优选为6h；
47.所述步骤s3中真空脱泡的时间为10～30min，优选为15～25min，进一步优选为20min。
48.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.实施例1
50.将15份双酚a环氧树脂、15份双酚f环氧树脂、4份3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、1份byk-323、10份间苯二胺、5份聚醚胺和0.5份钛酸正丁酯混合，在25℃下混料处理2h得到混合料a；
51.将混合料a和40份粒径为3～8μm的球形二氧化硅和30份粒径为10～20μm的球形二氧化硅混合，在25℃下混料处理2h得到混合料b；
52.将混合料b与5份异氰尿酸三缩水甘油酯混合，在80℃下混料处理6h，混料处理结束后经真空脱泡20min即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
53.实施例2
54.将20份双酚a环氧树脂、14份双酚s环氧树脂、3份γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、1份tego900，1份byk-323、3份三乙烯四胺，5份间苯二胺、5份聚醚胺和0.8份异辛酸混
合，在27℃下混料处理2h得到混合料a；
55.将混合料a和20份粒径为3～8μm的球形二氧化硅和40份粒径为10～20μm的球形二氧化硅混合，在27℃下混料处理2h得到混合料b；
56.将混合料b与5份氨基酚三官能团环氧树脂混合，在80℃下混料处理7h，混料处理结束后经真空脱泡30min即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
57.实施例3
58.将10份对氨基苯酚环氧树脂、15份双酚f环氧树脂、2份(3-环氧丙氧基丙基)三乙氧基硅烷、1.5份disperbyk-111、5份间苯二胺、8份二乙基甲苯二胺和0.8份三苯基膦混合，在26℃下混料处理3h得到混合料a；
59.将混合料a和40份粒径为0.1～1μm的球形二氧化硅和40份粒径为10～20μm的球形二氧化硅混合，在26℃下混料处理3h得到混合料b；
60.将混合料b与8份环氧化间二苯甲胺混合，在90℃下混料处理5h，混料处理结束后经真空脱泡30min即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
61.实施例4
62.将17份双酚a环氧树脂、10份3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、2份3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、1份byk-110、22份二乙基甲苯二胺和0.5份钛酸正丁酯混合，在20℃下混料处理3h得到混合料a；
63.将混合料a和30份粒径为3～8μm的球形二氧化硅和30份粒径为0.1～1μm的球形二氧化硅混合，在20℃下混料处理3h得到混合料b；
64.将混合料b与3份异氰尿酸三缩水甘油酯和3份环氧化间二苯甲胺混合，在80℃下混料处理7h，混料处理结束后经真空脱泡30min即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
65.实施例5
66.将35份双酚a环氧树脂、5份γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、1份byk-333、18份三乙烯四胺和1.2份三苯基膦混合，在22℃下混料处理3h得到混合料a；
67.将混合料a、20份粒径为10～20μm的球形二氧化硅、20份粒径为3～8μm的球形二氧化硅和20份粒径为0.1～1μm的球形二氧化硅混合，在22℃下混料处理3h得到混合料b；
68.将混合料b与2份异氰尿酸三缩水甘油酯、2份环氧化间二苯甲胺和2份氨基酚三官能团环氧树脂混合，在100℃下混料处理6h，混料处理结束后经真空脱泡30min即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。
69.对比例1
70.将15份双酚a环氧树脂、15份双酚f环氧树脂、4份3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、1份byk-323、10份间苯二胺、5份聚醚胺和0.5份钛酸正丁酯混合，在25℃下混料处理2h得到混合料a；
71.将混合料a和40份粒径为3～8μm的球形二氧化硅和30份粒径为10～20μm的球形二氧化硅混合，在25℃下混料处理2h得到混合料b；
72.混合料b经真空脱泡20min即得底部填充胶。
73.性能测试
74.粘度测试方法：实施例1～5及对比例均使用平行板流变仪于25℃测试，剪切速率50s-1
，转子直径25mm，间隙0.1mm，测试结果见表1。
75.热膨胀系数测试方法：将实施例1～5及对比例所制备的底部填充胶固化成2
×5×
5mm的立方体，固化的具体步骤为：先在150℃下烘烤1h，降温至100℃烘烤至2h，再升温至150℃烘烤1h即完成固化，然后使用热机械分析仪测试，测试温度区间为30～250℃，热机械分析仪测试时的升温速率为5℃/min，测试的热膨胀系数≤tg，测试结果见表1。
76.表1底部填充胶的粘度和热膨胀系数的测定结果
[0077][0078][0079]
表面溢脂长度测量方法：将制好的模拟样片在固化前后，分别在高倍显微镜下观察测量，在裸硅片上除了点胶边的另外三个边上各取五个位置点，测量从裸硅片最外沿到溢脂最外沿之间的距离，即为固化前后的溢脂长度分别为l0和l，结果见表2。
[0080]
表2表面溢脂长度的测试结果
[0081] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1l0(μm)103106122105117210l(μm)134133165126143432变化率(％)30.125.526.720.022.2105.7
[0082]
由上述表1和表2可知，本发明所制备的底部填充胶不仅具有粘度性好，热膨胀系数低等优点，而且还具有优异的抗溢脂能力，增强了封装的可靠性。
[0083]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0084]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种具有抗溢脂性能的底部填充胶，其特征在于，包括以下重量份的组分：环氧树脂20～40份，偶联剂1～5份，分散剂0.1～2份，固化剂10～25份，促进剂0.1～1份，填料50～80份，添加剂1～10份；所述添加剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、氨基酚三官能团环氧树脂和环氧化间二苯甲胺中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的底部填充胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、双酚s环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂和3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的底部填充胶，其特征在于，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。4.根据权利要求1～3任一项所述的底部填充胶，其特征在于，所述分散剂为tego900、byk-110、byk-323、byk-333和disperbyk-111中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的底部填充胶，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二胺、二乙基甲苯二胺和聚醚胺中的一种或几种。6.根据权利要求2、3或5所述的底部填充胶，其特征在于，所述促进剂为三苯基膦、钛酸正丁酯和异辛酸中的一种或几种。7.根据权利要求1或5所述的底部填充胶，其特征在于，所述填料为球形二氧化硅；所述球形二氧化硅选自粒径为0.1～1μm、3～8μm和10～20μm的球形二氧化硅中的一种或几种。8.权利要求1～7任一项所述具有抗溢脂性能的底部填充胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将环氧树脂、偶联剂、分散剂、固化剂和促进剂进行混料处理得到混合料a；s2、将混合料a和填料进行混料处理得到混合料b；s3、将混合料b与添加剂进行混料处理，混料处理结束后经真空脱泡即得具有抗溢脂性能的底部填充胶。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1和步骤s2中的混料处理的温度独立的为20～30℃，混料处理的时间独立的为1～3h。10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中混料处理的温度为60～100℃，混料处理的时间为4～8h；所述步骤s3中真空脱泡的时间为10～30min。

技术总结

本发明属于胶黏剂技术领域，本发明提供了一种具有抗溢脂性能的底部填充胶及其制备方法。该底部填充胶包括以下重量份的组分：环氧树脂20～40份，偶联剂1～5份，分散剂0.1～2份，固化剂10～25份，促进剂0.1～1份，填料50～80份，添加剂1～10份，其中添加剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、氨基酚三官能团环氧树脂和环氧化间二苯甲胺中的一种或几种。在本发明中，添加剂可以使底部填充胶内部形成立体交联网络，在填充胶对基板的粘结力不变的情况下，获得更大的内聚力从而抑制溢脂现象；其它组分的复合可使填充胶具有较低的热膨胀系数和较好的流动性，可以保证芯片封装的可靠性。可以保证芯片封装的可靠性。