CN105017989A

CN105017989A - 一种微电子组装用导电胶及其制备方法

Info

Publication number: CN105017989A
Application number: CN201510385837.7A
Authority: CN
Inventors: 刘杰
Original assignee: Suzhou Yageo Electronic Co Ltd
Current assignee: Suzhou Yageo Electronic Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明公开了一种微电子组装用导电胶及其制备方法，该导电胶包括液态双酚A型环氧树脂、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢邻苯二甲酸酐、二乙二醇单丁醚、丙二酸、端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶、3-羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、石墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅烷偶联剂、镀银铜粉和1，4-丁二醇。其制备方法为先将液态双酚A型环氧树脂、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢邻苯二甲酸酐、二乙二醇单丁醚、丙二酸和端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶混合，加热搅拌，冷却，再将剩余组分加入所得混合物A中，通入CO₂，加热搅拌，冷却，最后将所得混合物B固化，即得。本发明的导电胶，性能优异，稳定性高。

Description

一种微电子组装用导电胶及其制备方法

技术领域

本发明属于电子封装连接材料技术领域，具体涉及一种微电子组装用导电胶及其制备方法。

背景技术

自从1956年H.wolfson等获得第一项关于导电胶的专利以来，导电胶以其突出的环境友好性，良好的线分辨率和更加简单的工艺操作性被广泛应用于微电子组装领域。近年来，随着微电子产品向低成本、便携式、高性能、多功能、对环境和用户友好等方面转化，电子组装也逐步在向系统级集成组装迈进。在电子组装制造行业中，研究者越来越多地将研究兴趣转向导电胶粘接剂，以期取代沿用多年的锡铅焊料(Sn63Pb37)，特别是研究用于表面组装元器件(SMC/SMD)互联到印刷电路板(PCB)的导电胶粘接剂。

目前，导电胶已经广泛应用于半导体集成电路的组装。其应用主要包括晶片粘贴、倒装芯片连接和表面安装三个方面。

聚合物粘胶在集成电路组装领域己经得到了广泛使用，其具有许多优点，如储存和损失模量带来的集成电路晶片上的低应力集中，较低的固化温度，生产过程中的方便使用和相对于无机粘胶较低的成本等。对于特定场合，一些IC裸片的粘贴需要晶片背面的电接触，需要使用导电晶片粘贴胶。聚合物粘胶的电子可靠性对于特定IC晶片的组装是至关重要的，而且与组装过程中导电胶所经受的热处理过程相关。

目前，被用来在芯片和组装之间形成电连接和结构连接的凸点化材料有很多种。凸点可以是由单一金属组成，也可能由合金或多种金属、一组合金、一组聚合物等组成。近年来，发展趋势是发展低成本、无铅、无助焊剂倒装芯片技术从成本和制造能力上考虑，印制的导电胶凸点具有替代其它凸点化技术的趋势。

表面贴装技术是目前电子器件与印刷电路板(PCB)进行连接的主要方式。在这项技术中使用的连接材料主要为Sn-Pb焊料。由于铅的毒性，各主要工业国家己经进行了立法来限制和禁止电子产品中铅的使用。主要的替代方法有三种，即ICA、无铅焊料和非导电胶粘剂。尽管ICA有许多优点，但是由于诸如低冲击强度，高温高湿环境下的低可靠性等一些问题，目前还没有一种商业导电胶能直接用来替代Sn-Pb焊料。

随着微电子组装业向高密度、高集成方向发展以及越来越严格的环保立法，导电胶取代锡铅焊料应用于微电子组装领域势在必行。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种微电子组装用导电胶及其制备方法，该导电胶，其体积电阻率可以达到2.4mΩ·cm以下，拉伸强度可以达到16MPa以上，在放置180天后，其体积电阻率可以在3.0mΩ·cm以下，拉伸强度达到13MPa以上。

一种微电子组装用导电胶，以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂5～8份，2-乙基-4-甲基咪唑1～4份，甲基六氢邻苯二甲酸酐2～5份，二乙二醇单丁醚2～6份，丙二酸1～5份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶1～4份，3-羟甲基丙烷2～4份，二月桂酸二丁基锡1～5份，石墨3～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯1～4份，硅烷偶联剂2～5份，镀银铜粉2～6份，1，4-丁二醇10～20份。

作为上述发明的进一步改进，所述导电胶，以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂7份，2-乙基-4-甲基咪唑2份，甲基六氢邻苯二甲酸酐3份，二乙二醇单丁醚5份，丙二酸4份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶2份，3-羟甲基丙烷3份，二月桂酸二丁基锡3份，石墨5份，聚对苯二甲酸乙二醇酯2份，硅烷偶联剂4份，镀银铜粉5份，1，4-丁二醇17份。

作为上述发明的进一步改进，所述石墨的粒径在10～200微米之间。

作为上述发明的进一步改进，所述铜粉的粒径在50～200微米之间。

上述微电子组装用导电胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将液态双酚A型环氧树脂、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢邻苯二甲酸酐、二乙二醇单丁醚、丙二酸和端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶混合，加热搅拌，冷却至室温，得混合物A；

步骤2，将3-羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、石墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅烷偶联剂、镀银铜粉和1，4-丁二醇加至步骤1所得混合物A中，通入CO₂，加热搅拌，冷却至室温，得混合物B；

步骤3，将步骤2所得混合物B在室温下放置2～4h，再在80～100℃下放置1～3h，即得。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中加热搅拌条件为40～60℃、100～200rpm，时间为10～20min。

作为上述发明的进一步改进，步骤2中加热搅拌条件为50～70℃、100～200rpm，时间为15～30min，真空度为0.08～0.1MPa。

本发明提供的导电胶，其体积电阻率可以达到2.4mΩ·cm以下，拉伸强度可以达到16MPa以上，在放置180天后，其体积电阻率可以在3.0mΩ·cm以下，拉伸强度达到13MPa以上。

具体实施方式

实施例1

一种微电子组装用导电胶，以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂5份，2-乙基-4-甲基咪唑1份，甲基六氢邻苯二甲酸酐2份，二乙二醇单丁醚2份，丙二酸1份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶1份，3-羟甲基丙烷2份，二月桂酸二丁基锡1份，石墨3份，聚对苯二甲酸乙二醇酯1份，硅烷偶联剂2份，镀银铜粉2份，1，4-丁二醇10份。

所述石墨的粒径在10微米，铜粉的粒径在50微米。

上述微电子组装用导电胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将液态双酚A型环氧树脂、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢邻苯二甲酸酐、二乙二醇单丁醚、丙二酸和端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶混合，40℃加热100rpm搅拌20min，冷却至室温，得混合物A；

步骤2，将3-羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、石墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅烷偶联剂、镀银铜粉和1，4-丁二醇加至步骤1所得混合物A中，通入CO₂，在真空度为0.08MPa条件下，50℃加热100rpm搅拌30min，冷却至室温，得混合物B；

步骤3，将步骤2所得混合物B在室温下放置2h，再在80℃下放置3h，即得。

实施例2

一种微电子组装用导电胶，以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂7份，2-乙基-4-甲基咪唑2份，甲基六氢邻苯二甲酸酐3份，二乙二醇单丁醚5份，丙二酸4份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶2份，3-羟甲基丙烷3份，二月桂酸二丁基锡3份，石墨5份，聚对苯二甲酸乙二醇酯2份，硅烷偶联剂4份，镀银铜粉5份，1，4-丁二醇17份。

所述石墨的粒径在120微米，铜粉的粒径在150微米。

上述微电子组装用导电胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将液态双酚A型环氧树脂、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢邻苯二甲酸酐、二乙二醇单丁醚、丙二酸和端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶混合，50℃加热150rpm搅拌15min，冷却至室温，得混合物A；

步骤2，将3-羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、石墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅烷偶联剂、镀银铜粉和1，4-丁二醇加至步骤1所得混合物A中，通入CO₂，在真空度为0.09MPa条件下，60℃加热150rpm搅拌20min，冷却至室温，得混合物B；

步骤3，将步骤2所得混合物B在室温下放置3h，再在90℃下放置2h，即得。

实施例3

一种微电子组装用导电胶，以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂8份，2-乙基-4-甲基咪唑4份，甲基六氢邻苯二甲酸酐5份，二乙二醇单丁醚6份，丙二酸5份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶4份，3-羟甲基丙烷4份，二月桂酸二丁基锡5份，石墨6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯4份，硅烷偶联剂5份，镀银铜粉6份，1，4-丁二醇20份。

所述石墨的粒径在200微米，铜粉的粒径在200微米。

上述微电子组装用导电胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将液态双酚A型环氧树脂、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢邻苯二甲酸酐、二乙二醇单丁醚、丙二酸和端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶混合，60℃加热200rpm搅拌10min，冷却至室温，得混合物A；

步骤2，将3-羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、石墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅烷偶联剂、镀银铜粉和1，4-丁二醇加至步骤1所得混合物A中，通入CO₂，在真空度为0.08MPa条件下，70℃加热200rpm搅拌15min，冷却至室温，得混合物B；

步骤3，将步骤2所得混合物B在室温下放置4h，再在100℃下放置1h，即得。

将实施例1至3所得导电胶进行性能测定，以专利CN101302413A公开的环氧树脂导电胶作为对照，结果如下：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对照例
					体积电阻率mΩ·cm	2.4	2.5	2.4	4.5
体积电阻率mΩ·cm，放置60天	2.6	2.6	2.8	4.6
					体积电阻率mΩ·cm，放置180天	3.0	3.0	2.9	5.0
拉伸强度MPa	16.1	16.2	16.1	13.1
					拉伸强度MPa，放置60天	15.2	15.4	15.2	13.2
拉伸强度MPa，放置180天	13.2	13.2	13.6	12.1

由以上结果可知，本发明提供的导电胶，其体积电阻率可以达到2.4mΩ·cm以下，拉伸强度可以达到16MPa以上，在放置180天后，其体积电阻率可以在3.0mΩ·cm以下，拉伸强度达到13MPa以上。

Claims

1.一种微电子组装用导电胶，其特征在于：以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂5～8份，2-乙基-4-甲基咪唑1～4份，甲基六氢邻苯二甲酸酐2～5份，二乙二醇单丁醚2～6份，丙二酸1～5份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶1～4份，3-羟甲基丙烷2～4份，二月桂酸二丁基锡1～5份，石墨3～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯1～4份，硅烷偶联剂2～5份，镀银铜粉2～6份，1，4-丁二醇10～20份。

2.根据权利要求1所述的所述导电胶，其特征在于：以重量份计包括：液态双酚A型环氧树脂7份，2-乙基-4-甲基咪唑2份，甲基六氢邻苯二甲酸酐3份，二乙二醇单丁醚5份，丙二酸4份，端羧基聚丁二烯丙烯腈橡胶2份，3-羟甲基丙烷3份，二月桂酸二丁基锡3份，石墨5份，聚对苯二甲酸乙二醇酯2份，硅烷偶联剂4份，镀银铜粉5份，1，4-丁二醇17份。

3.根据权利要求1或2所述的所述导电胶，其特征在于：所述石墨的粒径在10～200微米之间。

4.根据权利要求1或2所述的所述导电胶，其特征在于：所述铜粉的粒径在50～200微米之间。

5.权利要求1或2所述的微电子组装用导电胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的微电子组装用导电胶的制备方法，其特征在于：步骤1中加热搅拌条件为40～60℃、100～200rpm，时间为10～20min。

7.根据权利要求5所述的微电子组装用导电胶的制备方法，其特征在于：步骤2中加热搅拌条件为50～70℃、100～200rpm，时间为15～30min，真空度为0.08～0.1MPa。