CN101117558B - 铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物及制备产品的方法 - Google Patents

铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物及制备产品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物及制备产品的方法。组合物包括碳化硅微粉，去离子水，丙烯酰胺，亚甲基双丙烯酰胺，过硫酸铵，四甲基乙二胺，分散剂。制备产品的方法将配方中各物质按比例称量，倒入球磨机中，球磨、过滤，在调节罐里搅拌2小时，用氨水将浆料的pH值调到10左右，在-700mmHg柱以上的真空度下抽真空2小时；在搅拌状态下，逐滴加入过硫酸铵、四甲基乙二胺溶液，加完后，接着搅拌约1分钟，关掉搅拌机；注入模具里，使浆料充分填充；脱模、烘干、抛光、得到形状完整的管壳预制件。具有成本低，批量大，形装完整，尺寸收缩率小，是一种近净尺寸成型方法，可制备具有复杂形装的异形件。

Description

铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物及制备产品的方法
技术领域
本发明涉及一种电子封装材料及其成型方法。特别适合于铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物及制备产品的方法。
背景技术
在已知技术中，广泛用于集成电路封装管壳的电子封装材料为A-92氧化铝黑瓷(第一代封装材料)、氮化铝(第二代封装材料)及铝渗碳化硅材料(第三代封装材料)，由于铝渗碳化硅材料具有比重小，比刚度大，导热性好，热膨胀系数与硅接近，故成为第三代电子封装材料，在国外已批量生产，而在国内尚处于研发阶段。国内公开报道的铝渗碳化硅管壳的制备方法有：喷射成型、干压成型，喷射成型存在成本高，工艺复杂，难以批量生产，难于成型异型件的缺点，干压成型虽然具有工艺简单，成本低，易于批量生产等优点，但却难以成型具有复杂形状的管壳，故不适合成型管壳。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物。
本发明的另一目的是提供一种与之相匹配的注模工艺、干燥工艺，克服原有干压成型难以成型具有复杂形状管壳的制备产品的方法。
为了克服现有技术的不足，解决本发明的技术方案是这样实现的：
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物按重量份数包括：
碳化硅微粉    SiC       40份～80份
去离子水      H2O       20～45份
丙烯酰胺      AM        2份～6份
亚甲基双丙烯酰胺    MBAM      0.1份～0.5份
过硫酸铵            APS       0.01份～0.06份
四甲基乙二胺        ETMDA     0.03份～0.10份
分散剂                        1份～3份
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物制备产品的方法，按下述步骤进行：
a、将碳化硅凝胶注模浆料配方中碳化硅微粉、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺及分散剂各物质按比例称量，倒入球磨机中，球磨10～20小时后，停机，过滤，用干燥压缩空气压到调节罐里，在调节罐里搅拌2小时，用氨水将浆料的PH值调到10左右，在-700mmHg柱以上的真空度下抽真空2小时；
b、根据模具尺寸的大小，称取浆料，放在不锈钢杯里，在搅拌状态下，逐滴加入过硫酸铵、四甲基乙二胺溶液，加完后，接着搅拌约1分钟，关掉搅拌机；
c、将调节好的浆料缓缓注入模具里，使气泡逐步排出，必要时可加压，注浆结束后，对模具振动2到3下，使浆料充分填充；
d、其脱模工艺：注模15分钟后，即可开模，小心谨慎，可用小铲刀辅助脱模，边铲边揭，保证生坯完整脱出；
e、其生坯干燥工艺：将脱模完好的生坯轻轻放在托架上，摆满后，放入恒温恒湿烘箱里，烘箱设定温度80℃，湿度(RH)≥80％，烘上10～20小时，取出，用800目砂纸轻轻抛光工件的表面，即可得到形状完整的管壳预制件。
本发明与现有技术相比，通过混料制浆、凝胶注模成型，制得的铝碳化硅集成电路管壳具有成本低，批量大，形装完整，尺寸收缩率小，是一种近净尺寸成型方法，可制备具有复杂形装的异形件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步说明：
实施例1
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物按重量份数包括：
碳化硅微粉             SiC       40份～80份
去离子水               H2O       20～45份
丙烯酰胺               AM        2份～6份
亚甲基双丙烯酰胺       MBAM      0.1份～0.5份
过硫酸铵               APS       0.01份～0.06份
四甲基乙二胺           ETMDA     0.03份～0.10份
分散剂                           1份～3份
所述分散剂是聚甲基丙烯酸胺或聚丙烯酸胺，可以添加其中任意一种或两种同时添加。
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物制备产品的方法，按下述步骤进行：
a、将碳化硅凝胶注模浆料配方中碳化硅微粉、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺及分散剂各物质按比例称量，倒入球磨机中，球磨10～20小时后，停机，过滤，用干燥压缩空气压到调节罐里，在调节罐里搅拌2小时，用氨水将浆料的PH值调到10左右，在-700mmHg柱以上的真空度下抽真空2小时；
b、根据模具尺寸的大小，称取浆料，放在不锈钢杯里，在搅拌状态下，逐滴加入过硫酸铵、四甲基乙二胺溶液，加完后，接着搅拌约1分钟，关掉搅拌机；
c、将调节好的浆料缓缓注入模具里，使气泡逐步排出，必要时可加压，注浆结束后，对模具振动2到3下，使浆料充分填充；
d、其脱模工艺：注模15分钟后，即可开模，小心谨慎，可用小铲刀辅助脱模，边铲边揭，保证生坯完整脱出；
e、其生坯干燥工艺：将脱模完好的生坯轻轻放在托架上，摆满后，放入恒温恒湿烘箱里，烘箱设定温度80℃，湿度(RH)≥80％，烘上10～20小时，取出，用800目砂纸轻轻抛光工件的表面，即可得到形状完整的管壳预制件。
使用本发明的铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模成型制造工艺制成的管壳预制件具有下列性能：
表面光洁度：≤10μm
尺寸偏差：≤1mm
可成型极为复杂的管壳预制件。
实施例2
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数的45份～70份碳化硅微粉，25份～40份去离子水，3份～5份丙烯酰胺，0.2份～0.4份亚甲基双丙烯酰胺，0.02份～0.05份过硫酸铵，0.05份～0.080份四甲基乙二胺，1.5份～2.7份分散剂，制备产品的方法同实施例1。
实施例3
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数的50份～60份碳化硅微粉，28份～35份去离子水，3.5份～4.5份丙烯酰胺，0.3份～0.4份亚甲基双丙烯酰胺，0.03份～0.04份过硫酸铵，0.06份～0.070份四甲基乙二胺，2份～2.5份分散剂，制备产品的方法同实施例1。
实施例4
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数为：40份碳化硅微粉(SiC)，45份去离子水(H2O)，6份丙烯酰胺(AM)，0.5份亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，0.06份过硫酸铵(APS)，0.1份四甲基乙二胺(ETMDA)，3份分散剂制成浆料，所用去离子水(H2O)的体积电阻率应不小于106Ω·cm，制备产品的方法同实施例1。
实施例5
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数为：50份碳化硅微粉(SiC)，42份去离子水(H2O)，5份丙烯酰胺(AM)，0.04份亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，0.05份过硫酸铵(APS)，0.08份四甲基乙二胺(ETMDA)，2份分散剂制成浆料，所用去离子水(H2O)的体积电阻率应不小于106Ω·cm，制备产品的方法同实施例1。
实施例6
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数为：60份碳化硅微粉(SiC)，32份去离子水(H2O)，5份丙烯酰胺(AM)，0.2份亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，0.02份过硫酸铵(APS)，0.09份四甲基乙二胺(ETMDA)，1.5份分散剂材料制成浆料，所用去离子水(H2O)的体积电阻率应不小于106Ω·cm，制备产品的方法同实施例1。
实施例7
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数为：70份碳化硅微粉(SiC)，25份去离子水(H2O)，5份丙烯酰胺(AM)，0.4份亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，0.04份过硫酸铵(APS)，0.05份四甲基乙二胺(ETMDA)，2.7份分散剂材料制成浆料，所用去离子水(H2O)的体积电阻率应不小于106Ω·cm，制备产品的方法同实施例1。
实施例8
铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物包括按重量份数为：80份碳化硅微粉(SiC)，20份去离子水(H2O)，5份丙烯酰胺(AM)，0.01份亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，0.03份过硫酸铵(APS)，0.06份四甲基乙二胺(ETMDA)，2.5份分散剂材料制成浆料，所用去离子水(H2O)的体积电阻率应不小于106Ω·cm，制备产品的方法同实施例1。

Claims (1)

1.一种铝碳化硅集成电路管壳的凝胶注模材料组合物制备产品的方法，其特征在于：该凝胶注模材料组合物包括重量份数的50份～60份碳化硅微粉，28份～35份去离子水，3.5份～4.5份丙烯酰胺，0.3份～0.4份亚甲基双丙烯酰胺，0.03份～0.04份过硫酸铵，0.06份～0.070份四甲基乙二胺，2份～2.5份分散剂，
按下述步骤进行：
a、将碳化硅凝胶注模浆料配方中碳化硅微粉、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺及分散剂各物质按比例称量，倒入球磨机中，球磨10～20小时后，停机，过滤，用干燥压缩空气压到调节罐里，在调节罐里搅拌2小时，用氨水将浆料的pH值调到10，在-700mmHg柱以上的真空度下抽真空2小时；
b、根据模具尺寸的大小，称取浆料，放在不锈钢杯里，在搅拌状态下，逐滴加入过硫酸铵、四甲基乙二胺溶液，加完后，接着搅拌1分钟，关掉搅拌机；
c、将调节好的浆料缓缓注入模具里，使气泡逐步排出，加压，注浆结束后，对模具振动2到3下，使浆料充分填充；
d、其脱模工艺：注模15分钟后，开模，小心谨慎，用小铲刀辅助脱模，边铲边揭，保证生坯完整脱出；
e、其生坯干燥工艺：将脱模完好的生坯轻轻放在托架上，摆满后，放入恒温恒湿烘箱里，烘箱设定温度80℃，湿度RH≥80％，烘上10～20小时，取出，用800目砂纸轻轻抛光工件的表面，即得到形状完整的管壳预制件。
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