[發明專利]一種高導熱的單組分底部填充膠粘劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010510557.5
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111500239A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 黃偉希;袁麗松;葉灼峰
• 申請（專利權）人: 東莞市新懿電子材料技術有限公司
• 主分類號: C09J163/02
• 分類號: C09J163/02;C09J11/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達;王滔

本發明屬于填充膠粘劑技術領域，尤其涉及一種高導熱的單組分底部填充膠粘劑，包括以下質量份的組成：聚氨酯改性環氧樹脂10～30份，第一填料5～15份，第二填料5～10份，固化劑5～15份，固化促進劑2～5份，活性稀釋劑1～5份，偶聯劑0.5～2份；所述第一填料為球型氧化鋁、碳納米管和碳化硅，所述聚氨酯改性環氧樹脂由聚氨酯預聚物和環氧樹脂反應制得。本發明添加的球型氧化鋁、碳納米管和碳化硅屬于導熱系數高、絕緣、細度低而且比重小的填料，產生了協同作用，能夠滿足底部填充膠粘劑的高導熱性、快速流動性、高滲透性以及低粘度的特性。將芯片產生的熱量快速傳遞至印刷電路板，有效降低芯片的溫度，提高了芯片的散熱效率。

技術領域

本發明屬于填充膠粘劑技術領域，尤其涉及一種高導熱的單組分底部填充膠粘劑及其制備方法。

背景技術

21世紀，由于無線通訊、便攜式計算機、寬帶互聯網絡產品及汽車導航電子產品的需求，電子器件集成度越來越高，芯片面積不斷擴大，集成電路引腳數不斷增多，與此同時要求芯片封裝尺寸進一步小型化和微型化，集成電路越向輕、薄、小方向發展，集成電路的集成度、密度和性能逐步提升，因此發展出現了許多新的封裝技術和封裝形式。

封裝就是給芯片穿上“衣服”，保護芯片免受物理、化學等環境因素造成是損傷，增強芯片的散熱性能，標準格式化以及便于芯片I/O端口連接到部件級或系統級的印刷電路板、玻璃基本等，以實現電氣連接，確保電路正常工作。

微電子的封裝一般分為4級：0級封裝為晶圓的電路設計與制造，1級封裝為將芯片封裝在導線框架或封裝基板中，并完成其中的機構密封保護與電路連線、導熱導線等制程，2級封裝是將1級封裝完成的元件封裝到電路板上，3級封裝是將數個電路板組合在主板上或將數個次系統組合成為一完整的電子產品。

倒裝芯片互聯技術是其中最主要的封裝技術之一，倒裝芯片技術具體內容是將芯片面朝下與基板互聯，使凸點成為芯片電極與基板布線層的焊點，進行牢固的焊接，它提供了更高的封裝密度，更短互聯距離，更好的電性能和更高的可靠性。底部填充膠粘劑是一種適用于倒裝芯片電路的材料，它是將液體環氧樹脂填充在IC芯片與有機基板之間的狹縫中，填充焊點所剩余的空隙，并將連接IC芯片與有機基板之間，密封及保護焊點，加強IC芯片與有機基板之間粘接面及強度。由于樹脂的粘結作用，回流焊和溫度循環時在焊球處產生的應力會被重新分配，使得芯片、基板和焊接點之間的熱膨脹系數不匹配程度降到最低，大大提高芯片封裝可靠性。

倒裝封裝技術的主要優點是具有高密度I/O數，電性能優異以及具有良好的散熱性能。但是隨著5G時代的來臨，芯片的運算進一步加大，發熱量高，散熱問題愈發凸顯，然而傳統的底部填充膠粘劑的導熱系數很低，對電子元器件的散熱基本沒有幫助。

發明內容

本發明的目的之一在于：針對現有技術的不足，提供一種高導熱的單組分底部填充膠粘劑，能夠將芯片產生的熱量快速導出到電路板上，防止芯片被自身產生的熱量燒壞。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高導熱的單組分底部填充膠粘劑，包括以下重量份數的組成：聚氨酯改性環氧樹脂10～30份，第一填料5～15份，第二填料5～10份，固化劑5～15份，固化促進劑2～5份，活性稀釋劑1～5份，偶聯劑0.5～2份；所述第一填料為球型氧化鋁、碳納米管和碳化硅，所述聚氨酯改性環氧樹脂由聚氨酯預聚物和環氧樹脂反應制得。

本發明利用聚氨酯預聚物上的-NCO基團與環氧樹脂上的-OH發生了接枝反應，對環氧樹脂進行改性后，環氧官能團之間的平均距離大，交聯密度小，膠的韌性較強，填充膠粘劑的剝離強度增大。球型氧化鋁具有高硬度、耐化學腐蝕等特性，能夠降低環氧樹脂的反應放熱值和固化收縮率，提高材料的導熱和機械性能。碳納米管優異的力學性能可改善基體材料的強度和韌性，提高沖擊強度、斷裂伸長率和拉伸強度的性能，碳納米管和碳化硅的協同使用還使得底部填充膠粘劑產生了優異的吸波性能。球型氧化鋁、碳納米管和碳化硅的協同使用還使得底部填充膠粘劑具有良好的高導熱性能。