[發(fā)明專利]一種熱降解的環(huán)氧樹脂單體及其制備方法與底部填充料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310574404.7
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN103664834A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫蓉;賴茂柏;張國平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C07D303/16
• 分類號(hào): C07D303/16;C07D301/14;C08L63/00;C08K3/36
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子封裝材料技術(shù)，特別是涉及一種熱降解的環(huán)氧樹脂單體及其制備方法與底部填充料。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，電子封裝技術(shù)可謂是大規(guī)模集成電路與電子元器件之間的橋梁。在有限的空間內(nèi)為實(shí)現(xiàn)較高的電子性能與封裝密度，倒裝芯片技術(shù)作為一項(xiàng)不可或缺的封裝技術(shù)應(yīng)需而生，并成為現(xiàn)代電子封裝中的重點(diǎn)技術(shù)。與傳統(tǒng)速度較慢的引線鍵合技術(shù)相比，倒裝芯片技術(shù)更適合應(yīng)用在高腳數(shù)、小型化、多功能、高速度趨勢集成電路的產(chǎn)品中。而倒裝芯片技術(shù)的使用，其重點(diǎn)之一是底部填充料的研究與制備。底部填充料是連接基板與電子元器件的關(guān)鍵性材料。

對底部填充料的研究與制備是近年來電子封裝材料研究中的一個(gè)重點(diǎn)。在常規(guī)的底部填充料中，環(huán)氧樹脂是一個(gè)重要組成部分。環(huán)氧樹脂具有較佳的加工和使用性能，如良好的熱穩(wěn)定性、較低的成型收縮率、極低的吸濕率、較好的耐腐蝕性和良好的粘結(jié)強(qiáng)度等。

然而，在工業(yè)制造過程中，為了進(jìn)一步保證大規(guī)模集成電路的可靠性，一方面對電子元器件的良品率提出更高的要求，另一方面則對底部填充料提出一個(gè)新的挑戰(zhàn)——可返修特性。一塊半成品電路板，往往因?yàn)槟硞€(gè)電子元器件的失效而廢棄，如果能夠通過返修加工，將失效的電子元器件摘除，重新?lián)Q上良好的電子元器件，則可以大大的提高大規(guī)模集成電路的可靠性。在現(xiàn)有的工業(yè)產(chǎn)品中，大部分的環(huán)氧樹脂都是不具備這樣的可返修特性的，普通環(huán)氧樹脂的不熔融和不溶解的特性，使得對失效電子元器件的摘除工藝十分復(fù)雜，而且很容易損壞整個(gè)電路板。

研究與制備具有可返修特性的環(huán)氧樹脂是一項(xiàng)具有廣泛市場應(yīng)用價(jià)值的項(xiàng)目，近年來也有一些報(bào)道。Stephen?L.Buchwalter等合成了一系列具有可降解乙縮醛基團(tuán)的脂環(huán)族環(huán)氧化合物。該環(huán)氧樹脂能夠使用環(huán)酸酐固化，固化后的材料能夠在混合酸溶液中降解。然而這種降解方法的定向性不夠明確，這項(xiàng)技術(shù)也由于降解工藝方法的局限性，很難在實(shí)際工業(yè)中得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種熱降解的環(huán)氧樹脂單體，以制備具有可返修特性的底部填充料。

一種熱降解的環(huán)氧樹脂單體，結(jié)構(gòu)式如下所示：

其中，R為碳原子數(shù)小于10的烷基、烯烴基、苯基、萘基或蒽基；R'和R''均為結(jié)構(gòu)式為的基團(tuán)、碳原子數(shù)為1～10的烷基或碳原子數(shù)為1～10的烷基的非共軛取代基團(tuán)，R''為氫、苯基、碳原子數(shù)為1～10的烷基或碳原子數(shù)為1～10的烷基的非共軛取代基團(tuán)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述R為－CH＝CH－或－CH＝CH－CH＝CH－。

一種熱降解的環(huán)氧樹脂單體的制備方法，包括如下步驟：

按摩爾比2:1將結(jié)構(gòu)式為的化合物和結(jié)構(gòu)式為的化合物溶于堿性有機(jī)溶劑中，于0℃反應(yīng)3小時(shí)后，再于70℃反應(yīng)24小時(shí)的反應(yīng)，得到含有結(jié)構(gòu)式為的環(huán)氧前驅(qū)體的溶液；其中，R為碳原子數(shù)小于10的烷基、烯烴基、苯基、萘基或蒽基；R'為碳原子數(shù)為1～10的烷基或碳原子數(shù)為1～10的烷基的非共軛取代基團(tuán)；

向所述含有結(jié)構(gòu)式為的環(huán)氧前驅(qū)體的溶液中加入間氯過氧苯甲酸，于0℃反應(yīng)3小時(shí)后，再于50℃反應(yīng)48小時(shí)，分離純化后，得到結(jié)構(gòu)式為熱降解的環(huán)氧樹脂單體，其中，R''為碳原子數(shù)為1～10的烷基或碳原子數(shù)為1～10的烷基的非共軛取代基團(tuán)。

一種底部填充料，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)氧固化劑為酸酐類固化劑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述酸酐類固化劑為鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、納迪克酸酐、均苯四甲酸酐或苯酮四酸二酐。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)氧固化促進(jìn)劑為酸酐類固化劑的固化促進(jìn)劑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述酸酐類固化劑的固化促進(jìn)劑為胺類促進(jìn)劑、咪唑類促進(jìn)劑或乙酰丙酮化物促進(jìn)劑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述無機(jī)填料為球形二氧化硅顆粒。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述球形二氧化硅顆粒的粒徑為20納米～5000納米。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加工助劑選自消泡劑、助流劑及偶聯(lián)劑中的至少一種。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，使用上述熱降解的環(huán)氧樹脂單體的底部填充料溫度升高到200～240℃時(shí)，熱降解的環(huán)氧樹脂單體受熱分解，底部填充料粘結(jié)強(qiáng)度大幅度下降，從而可將芯片從基板上摘除，實(shí)現(xiàn)返修工藝。因而，使用該熱降解的還原樹脂可以制備具有可返修特性的底部填充料。

附圖說明

圖1為倒裝芯片工藝及底部填充料的使用示意圖；