專利名稱：液體環(huán)氧底填料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體環(huán)氧底填料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著微電子封裝技術(shù)正在向小、輕、薄的方向發(fā)展，球型陣列(BGA)、芯片級(jí)封裝(CSP)等高密度的先進(jìn)封裝形式已經(jīng)成為市場(chǎng)上的一種主流趨勢(shì)。液體環(huán)氧底填料 (Underfill)是保障BGA、CSP封裝可靠性的關(guān)鍵材料，它填充在倒裝焊芯片與有機(jī)基板之間由微型焊球形成的狹縫中，其主要目的是增強(qiáng)芯片與基板的連接強(qiáng)度，保護(hù)微型焊球免受外界的污染，降低封裝器件的應(yīng)力，提高器件的使用壽命。從可靠性及工藝性能角度考慮，要求液體環(huán)氧底填料具有低粘度、優(yōu)良力學(xué)性能和抗開裂性能等特點(diǎn)。美國專利US 6，117，953、中國發(fā)明專利ZL 00123621. 0和ZL 03157937. X中公開的液體環(huán)氧底填料的制備方法中，均采用了低粘度的脂環(huán)族環(huán)氧與液體酸酐固化劑組合， 具有良好的工藝性能。但脂環(huán)族環(huán)氧存在阻燃性能差，脆性大的問題，上述專利中也未提及材料的阻燃性能。美國專利us 20090020779A1中公開了萘環(huán)型環(huán)氧與胺類固化劑組合在環(huán)氧底填料中的應(yīng)用，萘環(huán)型環(huán)氧在保證材料力學(xué)性能和提高阻燃性方面有所貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液體環(huán)氧底填料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的液體環(huán)氧底填料，包括環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、增韌劑、表面處理劑、無機(jī)填料和染料；所述環(huán)氧樹脂選自環(huán)氧樹脂A和環(huán)氧樹脂B中的至少一種；其中，所述環(huán)氧樹脂A 系指常溫下為液體的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，選自式I所示3，4_環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’，4’ -環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯和式II所示1，6_萘基二縮水甘油醚中的至少一種；所述環(huán)氧樹脂B選自2，
2-雙(2，3-環(huán)氧丙氧撐苯基)甲烷(也即雙酚F型二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂)和2，2-雙(2，
3-環(huán)氧丙氧撐苯基)丙烷(也即雙酚A型二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂)中的至少一種；所述2， 2-雙(2，3-環(huán)氧丙氧撐苯基)甲烷和2，2-雙(2，3-環(huán)氧丙氧撐苯基)丙烷的數(shù)均分子量均為400-2000克/摩爾，優(yōu)選400-1000克/摩爾，更優(yōu)選400-800克/摩爾；上述兩種樹脂均可通過公開商業(yè)途徑購買得到。
權(quán)利要求
1. 一種液體環(huán)氧底填料，包括環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、增韌劑、表面處理劑、無機(jī)填料和染料；所述環(huán)氧樹脂選自環(huán)氧樹脂A和環(huán)氧樹脂B中的至少一種；其中，所述環(huán)氧樹脂A選自 3，4_環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’，4’_環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯和1，6_萘基二縮水甘油醚中的至少一種； 所述環(huán)氧樹脂B選自2，2-雙0，3-環(huán)氧丙氧撐苯基)甲烷和2，2-雙0，3-環(huán)氧丙氧撐苯基)丙烷中的至少一種；所述固化劑選自甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐苯酐和甲基納迪克酸酐中的至少一種；所述固化促進(jìn)劑選自咪唑、2-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1，3，5_三乙基-六氫-S-三嗪、1，3，5-三甲基-六氫-S-三嗪、三乙胺、三苯基膦、三乙基膦、乙酰丙酮鈷、乙酰丙酮鐵、 乙酰丙酮鎳、乙酰丙酮釹和乙酰丙酮鋁中的至少一種； 所述增韌劑為式III所示含磷硅氧烷化合物；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體環(huán)氧底填料，其特征在于所述液體環(huán)氧底填料是由所述環(huán)氧樹脂、所述固化劑、所述固化催化劑、所述增韌劑、所述表面處理劑、所述無機(jī)填料和所述染料組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液體環(huán)氧底料，其特征在于所述液體環(huán)氧底填料為下述重量份數(shù)的液體環(huán)氧底填料a-c中的任意一種；所述液體環(huán)氧底填料a由下述重量份數(shù)的各組分組成所述環(huán)氧樹脂為上述環(huán)氧樹脂A，所述環(huán)氧樹脂A的重量份數(shù)為0-100，優(yōu)選20-100，更優(yōu)選50-100 ；所述固化劑的重量份數(shù)為50-150，優(yōu)選60-150，更優(yōu)選80-150 ；所述固化促進(jìn)劑的重量份數(shù)為0. 05-5,優(yōu)選0. 1-5，更優(yōu)選0. 5-5 ；所述增韌劑的重量份數(shù)為0-20，優(yōu)選2-20，更優(yōu)選5_20 ；所述表面處理劑的重量份數(shù)為0. 05-5. 0，優(yōu)選0. 1-5，更優(yōu)選0. 5-5 ；所述無機(jī)填料的重量份數(shù)為 100-1000，優(yōu)選200-500，更優(yōu)選300-500 ；所述染料的重量份數(shù)為0. 01-5. 0，優(yōu)選0. 1-5,更優(yōu)選0. 1-2 ；其中，所述環(huán)氧樹脂A和增韌劑的重量份數(shù)均不為0 ；所述液體環(huán)氧底填料b由下述重量份數(shù)的各組分組成所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂B，所述環(huán)氧樹脂B的重量份數(shù)為100-0，優(yōu)選100-20，更優(yōu)選100-50 ；所述固化劑的重量份數(shù)為 50-150，優(yōu)選60-150，更優(yōu)選80-150 ；所述固化促進(jìn)劑的重量份數(shù)為0. 05_5，優(yōu)選0. 1_5，更優(yōu)選0. 5-5 ；所述增韌劑的重量份數(shù)為0-20，優(yōu)選2-20，更優(yōu)選5_20 ；所述表面處理劑的重量份數(shù)為0. 05-5. 0，優(yōu)選0. 1-5，更優(yōu)選0. 5-5 ；所述無機(jī)填料的重量份數(shù)為100-1000，優(yōu)選 200-500，更優(yōu)選300-500 ；所述染料的重量份數(shù)為0. 01-5. 0，優(yōu)選0. 1_5，更優(yōu)選0. 1-2 ；其中，所述環(huán)氧樹脂B和增韌劑的重量份數(shù)均不為0 ；所述液體環(huán)氧底填料c由下述重量份數(shù)的各組分組成所述環(huán)氧樹脂由所述環(huán)氧樹脂 A和所述環(huán)氧樹脂B組成，其中，所述環(huán)氧樹脂A的重量份數(shù)為0-100，優(yōu)選20-100，更優(yōu)選 50-100，所述環(huán)氧樹脂B的重量份數(shù)為100-0，優(yōu)選100-20，更優(yōu)選100-50 ；所述固化劑的重量份數(shù)為50-150，優(yōu)選60-150，更優(yōu)選80-150，所述固化促進(jìn)劑的重量份數(shù)為0. 05-5, 優(yōu)選0. 1-5，更優(yōu)選0. 5-5，所述增韌劑的重量份數(shù)為0-20，優(yōu)選2-20，更優(yōu)選5_20，所述表面處理劑的重量份數(shù)為0. 05-5. 0，優(yōu)選0. 1-5，更優(yōu)選0. 5-5 ；所述無機(jī)填料的重量份數(shù)為 100-1000，優(yōu)選200-500，更優(yōu)選300-500 ；所述染料的重量份數(shù)為0. 01-5. 0，優(yōu)選0. 1-5,更優(yōu)選0. 1-2 ；其中，所述環(huán)氧樹脂A、環(huán)氧樹脂B和增韌劑的重量份數(shù)均不為0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的液體環(huán)氧底料，其特征在于所述2，2-雙(2，3_環(huán)氧丙氧撐苯基)甲烷和2，2_雙(2，3_環(huán)氧丙氧撐苯基)丙烷的數(shù)均分子量均為400-2000克/ 摩爾，優(yōu)選400-1000克/摩爾，更優(yōu)選400-800克/摩爾；所述式III中，η為1_4的整數(shù)； 所述式III所示增韌劑為D0P0-1，3-二亞乙基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、D0P0_1，3-二亞乙基-1，3- 二甲基-1，3- 二苯基二硅氧烷或D0P0-1，3- 二亞丙基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷；所述無機(jī)填料的平均粒徑為0. 1-10微米。
5.一種制備權(quán)利要求1-4任一所述液體環(huán)氧底填料的方法，包括如下步驟將所述環(huán)氧樹脂、所述固化劑、所述固化催化劑、所述增韌劑、所述表面處理劑和所述無機(jī)填料和所述染料混勻，得到所述液體環(huán)氧底填料。
6.權(quán)利要求1-4任一所述液體環(huán)氧底填料在制備微電子封裝器件中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述微電子封裝器件為球柵陣列封裝器件或芯片尺寸封裝器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體環(huán)氧底填料及其制備方法與應(yīng)用。該填料，包括重量份數(shù)0-100份的兩種類型的液體環(huán)氧樹脂；50-150份的固化劑；0.05-5.0份的固化促進(jìn)劑；0-20份增韌劑；0.05-5.0份的硅烷偶聯(lián)劑；100-1000份無機(jī)填料；0.01-5.0份染料。本發(fā)明提供的液體環(huán)氧底填料，在無機(jī)填料添加量達(dá)到60-70％時(shí)仍然具有較低的粘度(25℃時(shí)粘度小于6000mPa·s)；樹脂經(jīng)適當(dāng)工藝固化后形成的樹脂固化物具有UL94-V0級(jí)阻燃等級(jí)以及優(yōu)良的力學(xué)性能(彎曲強(qiáng)度可達(dá)150MPa)等，可以滿足球柵陣列封裝(BGA)器件或芯片尺寸封裝(CSP)器件等高密度微電子封裝的需要。
文檔編號(hào)C08K13/02GK102206398SQ20111007636
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者劉金剛, 宋濤, 杜迓娟, 楊士勇, 湯昌丹, 陶志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所, 杭州泰達(dá)實(shí)業(yè)有限公司