CN111234713A - 一种底部填充胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及胶状填充物技术领域，具体涉及一种底部填充胶，包括以下重量份的原料：环氧树脂40‑50份、固化剂5‑40份、光固化单体和树脂10‑30份、树脂增韧剂1‑10份、稀释剂0.1‑5份、引发剂1‑5份、消泡剂0.1‑0.5份、硅烷偶联剂0.1‑3份和其它添加剂0‑1.5份，本发明提供的底部填充胶，具有低粘度、低收缩和低膨胀系数，且对激光器发射的红外波长较好的吸收，可以利用激光快速固化；本发明还提供一种上述底部填充胶的制备方法，其工艺简单，容易操作，制得的底部填充胶性能好。

Description

一种底部填充胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶状填充物技术领域，特别是涉及一种底部填充胶及其制备方法。

背景技术

底部填充胶是对BGA封装模式的芯片进行底部填充，通过毛细作用，将BGA底部空隙80％面积填覆。底部填充胶广泛应用在MP3、USB、手机、蓝牙等手提电子产品的线路板封装，随着电子信息产业的不断发展和技术的不断革新，对电子产品的封装技术的要求也越来越高，要求IC封装具有高密度、小体积、低功耗、更快速、更小延迟和成本低等优势，为了满足IC封装的更高技术要求，需要底部填充胶(underfill)有更好的性能。

目前市面上底部填充胶存在粘度高、流动速度慢、热膨胀系数高、固化效率低、固化收缩率高、可靠性不佳等缺陷，同时，因为现有的底部填充胶无法更好的吸收激光器发射的红外波长，故现有的底部填充胶的固化方式，一般均采用电烤箱或者红外箱烤箱加热，通过烤箱加热固化方式，在加热填充胶的同时，需将整个工件整体全部加热，这可能会对局部耐热不好的工件造成不可逆转的破坏，而且所需能耗高、固化效率低；进一步地，采用电烤箱或者红外箱烤箱加热，底部填充胶的受热温度不均匀，导致固化时间长，固化效果差，从而导致产品的不良率高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种底部填充胶，其低粘度、低收缩和低膨胀系数，且对激光器发射的红外波长较好的吸收，可以利用激光快速固化。

本发明还提供一种底部填充胶的制备方法，其工艺简单，容易操作，制得的底部填充胶性能好。

本发明采用的技术方案是：一种底部填充胶，包括以下重量份的原料：

环氧树脂 40-50份

固化剂 5-40份

光固化树脂 10-30份

树脂增韧剂 1-10份

稀释剂 0.1-5份

引发剂 1-5份

消泡剂 0.1-0.5份

硅烷偶联剂 0.1-3份

其它添加剂 0-1.5份。

对上述技术方案的进一步改进为，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、低温不结晶环氧树脂、丙烯酸酯橡胶改性环氧树脂、纳米颗粒改性环氧树脂中的一种或几种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述纳米颗粒改性环氧树脂为双酚F树脂或脂环族环氧树脂。

对上述技术方案的进一步改进为，所述固化剂为改性咪唑或者改性胺的中的一种或几种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述光固化树脂为环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、异冰片基甲基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或几种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述引发剂为光引发剂和热引发剂的组合物，其中光引发剂是2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷(TPO)、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、安息香双甲醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或几种组合；热引发剂是路易斯酸盐类阳离子引发剂或过氧化物类自由基引发剂。

对上述技术方案的进一步改进为，所述增韧剂为环氧化聚丁二烯。

对上述技术方案的进一步改进为，所述环氧化聚丁二烯分子结构末端和分子链均带有羟基。

对上述技术方案的进一步改进为，所述稀释剂为1,4丁二醇二缩水甘油醚、丙氧基甘油三缩水甘油醚、对-叔丁基苯基缩水甘油醚、二元酸缩水甘油酯中的一种或几种。

一种底部填充胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按质量份数称取环氧树脂、固化剂、光固化树脂、树脂增韧剂、稀释剂、引发剂、消泡剂、硅烷偶联剂和其它添加剂，并加入反应釜；

步骤2：搅拌均匀；

步骤3：真空脱泡处理后出料包装，即得成品。

本发明的有益效果如下：

1、本发明所述的底部填充胶通过采用环氧树脂、固化剂、光固化树脂单体等进行环氧开环反应制得，不仅具有低粘度、低膨胀系数、低收缩、流动性极佳的特点，且由于所使用的原材料如环氧树脂、光固化树脂单体等对IR(红外线)激光器发射的红外波长吸收较好，在使用本发明所述的底部填充胶对芯片封装进行底部填充时，能够使用自动温度控制的激光器对局部进行快速固化，能耗较低，有效提高了工件的封装效率；进一步地，采用IR激光器对封装工件进行局部加热固化，受温均匀，无需对封装工件进行整体加热，有效避免对局部耐热不够好的工件造成不可逆转的破坏，提高了产品的合格率，从而保证各工件在使用过程中具有较高的可靠性。

2、本发明的环氧树脂选用双酚A环氧树脂、低温不结晶环氧树脂、丙烯酸酯橡胶改性环氧树脂、纳米颗粒改性环氧树脂中的一种或几种，所述纳米颗粒改性环氧树脂为双酚F树脂或脂环族环氧树脂，环氧树脂选用这些树脂组合，在保证低粘度、快速流动的同时，还能赋予体系更佳的冲击韧性、更低的收缩率和更低的热膨胀系数，同时，也能被激光器发射的红外波长较好的吸收，其中的纳米颗粒改性环氧树脂，是在环氧树脂基体中分散了改性球形二氧化硅纳米颗粒，其粒径大小分布极窄，相比传统填料，配方粘度低，同时降低收缩率和热膨胀，选用此原料可以进一步增强本发明的低粘度、低膨胀系数、低收缩和流动性极佳的性能。

3、本发明的固化剂选用固化剂为改性咪唑或者改性胺的一种或几种组合，上述的固化剂，均是粒径小(均小于5um)的液体，在保证整个体系低粘度的同时，还能在树脂基体中具有很好的分散性，同时，这类固化剂固化物具有较高的玻璃转化温度，可以确保本发明底部填充胶的使用强度。

4、本发明的光固化单体选用环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、异冰片基甲基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或几种，选用上述可紫外线固化的单体和树脂，具有原料成本低廉可得的优点，且与本发明的的其他组分复配效果好。

5、本发明的热引发剂选用光引发剂和热引发剂的组合物，其中光引发剂是2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷(TPO)、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、安息香双甲醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或几种组合；热引发剂是路易斯酸盐类阳离子引发剂或过氧化物类自由基引发剂，通过加入光引发剂和热引发剂，对整个体系固化具有协同作用，能够实现快速固化。

6、本发明所述增韧剂为分子结构末端带有羟基，分子链上也带有羟基的环氧化聚丁二烯，其极性较高，选用此类增韧剂，可以赋予体系优异的耐冲击性及橡胶弹性。

7、本发明的稀释剂选用1,4丁二醇二缩水甘油醚、丙氧基甘油三缩水甘油醚、对-叔丁基苯基缩水甘油醚、二元酸缩水甘油酯的一种或几种组合，本发明中更优选稀释剂为对-叔丁基苯基缩水甘油醚，其能够很好的降低体系粘度，同时分子结构中含有苯环，对体系的玻璃化转变温度影响小，可以保证本发明的使用强度，进而可以提升填充元器件的可靠性；本发明选用的消泡剂和硅烷偶联剂的，具有原料易得的优点，同时与本发明的其他组分复配效果好。

8、本发明提供的底部填充胶的制备方法，其工艺简单，容易操作，满足了工业化生产需求，且制得的底部填充胶性能好。

具体实施方式

下面将结合较佳的实施例，对本发明作进一步的说明。

作为本领域已有的材料，本发明使用的环氧树脂和固化剂的原料可采用以下具体材料，对于本发明使用的其余常见助剂，在此不作赘述，另外，以下对原料的采购情况说明是为了说明本发明的原料具有可得性，而不应用来限定本发明的范围。

双酚A环氧树脂采用DOW DER 331；

低温不结晶环氧树脂采用深圳佳迪达新材料公司JE-8672H；

丙烯酸酯橡胶改性环氧树脂采用深圳初创公司ICAM 8680；

双酚F树脂或脂环族环氧树脂采用赢创的

E 500,E601；

改性咪唑可采用PN-23、PN-H、HX-3922HP和HX-3921HP；

改性胺可采用MY-24、EH-4357S和EH-4360S。

实施例1

本实施例配方参见表1，制备方法为：

按所述重量百分含量称取原材料于反应釜，充分搅拌均匀，真空脱泡处理，出料即得所述底部填充胶。

实施例2

本实施例配方参见表1，制备方法为：

按所述重量百分含量称取原材料于反应釜，充分搅拌均匀，真空脱泡处理，出料即得所述底部填充胶。

表1：底部填充胶配方。

下面对本发明实施例1-2的底部填充胶的性能进行检测，测试结果如下表所示：

上表中的粘度是依据GB/T 2794-1995测试所得，剪切强度是依据GB/T 7124-86测试所得。

上表中实施例1和实施例2测试用的激光器，是采用纳米的半导体固化激光器，其波长为940nm。

由上表可知，制得的底部填充胶粘度低，采用激光器可以快速固化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种底部填充胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：

环氧树脂40-50份

固化剂5-40份

光固化树脂10-30份

树脂增韧剂1-10份

稀释剂0.1-5份

引发剂1-5份

消泡剂0.1-0.5份

硅烷偶联剂0.1-3份

其它添加剂0-1.5份。

2.根据权利要求1所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、低温不结晶环氧树脂、丙烯酸酯橡胶改性环氧树脂或纳米颗粒改性环氧树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述纳米颗粒改性环氧树脂为双酚F树脂或脂环族环氧树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述固化剂为改性咪唑或者改性胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述光固化树脂为环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、异冰片基甲基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述引发剂为光引发剂和热引发剂的组合物，其中光引发剂是2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷(TPO)、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、安息香双甲醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或几种组合；热引发剂是路易斯酸盐类阳离子引发剂或过氧化物类自由基引发剂。

7.根据权利要求1所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述增韧剂为环氧化聚丁二烯。

8.根据权利要求7所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述环氧化聚丁二烯分子结构末端和分子链均带有羟基。

9.根据权利要求1所述的一种底部填充胶，其特征在于，所述稀释剂为1,4丁二醇二缩水甘油醚、丙氧基甘油三缩水甘油醚、对-叔丁基苯基缩水甘油醚、二元酸缩水甘油酯中的一种或几种。

10.根据权利要求1-9所述的一种底部填充胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：按质量份数称取环氧树脂、固化剂、光固化树脂、树脂增韧剂、稀释剂、引发剂、消泡剂、硅烷偶联剂和其它添加剂，并加入反应釜；

步骤2：搅拌均匀；

步骤3：真空脱泡处理后出料包装，即得成品。