[發明專利]用于球柵陣列封裝的高導熱球形粉的制備方法

在審

• 申請號: 202110554605.5
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113308229A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 曹家凱;李曉冬;胡世成;姜兵;劉雪;趙歡
• 申請（專利權）人: 江蘇聯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種用于球柵陣列封裝的高導熱球形粉的制備方法。所述方法先對D50＝0.5～120μm球形氧化鋁和角形氧化鋁進行粗效分級和精細分級，獲得大顆粒含量控制在50ppm以下、D50＝2～50μm的球形氧化鋁或D50＝0.5～2μm的球形氧化鋁，以及D50＝0.5～2μm的角形氧化鋁，然后將D50＝2～50μm的球形氧化鋁與D50＝0.5～2μm的球形氧化鋁，或D50＝2～50μm的球形氧化鋁與角形氧化鋁混合，得到高導熱球形粉。本發明通過對填料的大顆粒含量進行控制，并通過粒度分布設計提高球形粉的熱傳導性和流動性。

技術領域

本發明屬于導熱填料的制備技術領域，涉及一種用于球柵陣列封裝的高導熱球形粉的制備方法。

背景技術

隨著電子設備向著小型化和薄型化的發展，適用于高密度安裝的球柵陣列(BallGridArray)封裝被廣泛應用。而隨著高速化和高密度的推進，電子部件能在高溫下穩定工作的需求也被提出。因此，BGA封裝所用樹脂組合物需要具有高熱傳導性、高流動性、低粘度等特性。

由于環氧樹脂的導熱率通常低于1.0W/m/K，而通常用于BGA封裝的球形硅微粉產品導熱率也僅為1.1W/m/K。為了在封裝材料中形成有效的導熱網絡，需要選擇導熱率滿足使用要求的填料，常見的導熱填料有氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、金屬填料以及石墨烯等碳類材料。氮化硼、氮化鋁等加工性差，成本高昂，因此使用范圍有限。而金屬填料和碳類材料雖然具有較高的導熱性，但是具有導電性，這與封裝材料對絕緣性能的要求背道而馳。氧化鋁尤其是球形氧化鋁由于具有較高的導熱性和優良的加工性被選中成為BGA封裝用填料。例如，專利CN 111527147A中公開了一種BGA封裝密封用環氧樹脂組合物，填料為氧化鋁粒子和二氧化硅粒子的混合物，但是氧化硅的導熱性能不如氧化鋁，對制品導熱性能的提升受限。專利CN109206853 B中利用氧化鋁微球復配，利用小尺寸氧化鋁微球填充大尺寸氧化鋁微球間隙的方式建立導熱路徑，同時添加第二導熱填料碳納米管共同形成更致密的導熱網絡，進一步提高導熱率。上述方法都注重對填料導熱特性的研究，并沒有對填料中大尺寸顆粒含量對于封裝良率的影響進行研究。

盡管較大尺寸的填料顆粒對形成導熱網絡提升導熱性等以及改善流動性方面具有積極的作用，但是顆粒尺寸過大卻容易引起漏封等封裝不良、降低制品的良品率。因此在實際生產時，除了要保證填料的高熱傳導性、高流動性、低粘度等特性，還要對填料中的大尺寸顆粒含量進行管控。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于球柵陣列封裝的高導熱球形粉的制備方法。

實現本發明目的的技術方案如下：

用于球柵陣列封裝的高導熱球形粉的制備方法，包括以下步驟：

(1)將D50＝0.5～120μm的球形氧化鋁進行粗效分級，獲得大顆粒含量控制在1000ppm以下、D50＝0.5～50μm的球形氧化鋁粉，再將D50＝0.5～50μm的球形氧化鋁進行精細分級，獲得大顆粒含量控制在50ppm以下、D50＝2～50μm的球形氧化鋁或D50＝0.5～2μm的球形氧化鋁；

(2)將D50＝0.5～120μm的角形氧化鋁進行粗效分級，獲得大顆粒含量控制在1000ppm以下、D50＝0.5～50μm的角形氧化鋁，再將D50＝0.5～50μm的角形氧化鋁進行精細分級，獲得大顆粒含量控制在50ppm以下、D50＝0.5～2μm的角形氧化鋁；

(3)按D50＝2～50μm的球形氧化鋁與D50＝0.5～2μm的球形氧化鋁的質量比為1:0.01～1，或按D50＝2～50μm的球形氧化鋁與角形氧化鋁的質量比為1:0.01～0.20，將兩者混合，得到高導熱球形粉。

優選地，步驟(1)中，所述的D50＝0.5～120μm的球形氧化鋁采用火焰成球法制備。

優選地，步驟(1)中，D50＝2～50μm的球形氧化鋁粉或D50＝0.5～2μm的球形氧化鋁中的大顆粒含量控制在10ppm以下。