CN112080238B - 一种导热填充胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导热填充胶及其制备方法和应用。该导热底部填充胶的原料组成为：10重量份‑50重量份的环氧树脂，7重量份‑10重量份有机硅改性的环氧树脂，1重量份‑3重量份的固化剂，0.1重量份‑0.5重量份的消泡剂，3重量份‑25重量份的稀释剂，160重量份‑1200重量份的填料。

Description

一种导热填充胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种填充胶，尤其涉及一种导热填充胶，属于填充胶技术领域。
背景技术
在1961年，倒装芯片技术由IBM发明，它是一种将芯片正面向下与基板连接的封装方式。这种封装技术为高性能集成电路和高端处理器提供一个方便可行的路径。通常情况下，通过底部填充胶流动填充到硅芯片和有机基板之间，进行固化，来解决硅芯片和有机基板热机械应力问题，来提高有机基板倒装芯片封装的可靠性。在这种情况下，底部填充胶在其固化前需要有较好的流动性，在其固化后需要在有机基板和硅芯片之间有高的粘接强度，以及高Tg(玻璃化转变温度)，低线性膨胀系数，低模量等性能的组合。
随着芯片微小型化，这会导致电阻提高，需要新的散热方式。一般这种小型的芯片封装采用散热片、热界面材料和热沉进行散热。即便如此，高端处理器仍然需要额外补充增加体系的散热。如果底部填充胶具有良好的导热性能，这将对整个系统散热的一个良好的补充。
但是，目前用于芯片的底部填充胶或者流动性不好，或者膨胀系数高或者粘接强度不够，以及导热性质不好。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种同时具有较优的流动性，高玻璃化转变温度(Tg)，低线性膨胀系数，高粘接强度以及高导热的底部填充胶。
本发明的又一目的在于提供上述底部填充胶的制备方法和应用。
为了实现上述技术任一目的，本发明提供了一种导热填充胶，该导热填充胶的原料组成为：10份-50份的环氧树脂，7份-10份有机硅改性环氧树脂，1份-3份的固化剂，0.1份-0.5份的消泡剂，3份-25份的稀释剂，160份-1200份的填料。
其中，以该导热填充胶的各原料的总质量百分比之和为100％计，填料的含量为88％-93％，非填料(环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、固化剂、消泡剂、稀释剂)的含量为7％-13％。
在本发明的一具体实施方式中，其中，环氧树脂为4-(二缩水甘油基氨基)苯基缩水甘油醚和/或三缩水甘油基对氨基苯酚。有机硅改性环氧树脂为TSL-9906和/或1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷。其中，稀释剂为单官能团稀释剂和/或的双官能团稀释剂；优选地，单官能团稀释剂为对叔丁基苯酚缩水甘油醚；双官能团稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚。其中，消泡剂为含氟硅油；优选地，消泡剂为KZS-66有机硅消泡剂。其中，固化剂为1-氰乙基-2-乙基-4甲基咪唑。
在本发明的一具体实施方式中，导热填充胶中固化剂的含量可以为2.4份、1.2份、2.4份、1.8份。导热填充胶中消泡剂的含量可以为0.2份、0.1份。导热填充胶中环氧树脂的含量可以为40份、16份、32份。导热填充胶中有机硅改性环氧树脂的含量为8份、9份。导热填充胶中双官能团环氧稀释剂的含量为6份-15份，比如，可以为7份、14份、8份。导热填充胶中单官能团环氧稀释剂的含量为2份-10份，比如，可以为3份、4份、6份。
在本发明的一具体实施方式中，填料为炭黑、氮化铝(AlN)、Al2O3中的一种或几种的组合，优选填料为氮化铝与Al2O3的复配物。其中，氮化铝的添加量为氧化铝的含量的5％-10％。炭黑的含量为0份-3份，比如可以为2.4份、0.4份。
本发明还提供了上述导热填充胶的制备方法，该制备方法包括：
将环氧树脂、消泡剂、填料、有机硅改性环氧树脂、固化剂、稀释剂混合，高速分散(1000rmp-2000rmp)进行预混，三辊研磨后，行星搅拌脱泡，得到导热填充胶。
本发明又提供了一种电子器件，该电子器件包括由本发明的导热填充胶粘接的结构。该电子器件包括但不限于芯片。
本发明的导热填充胶作为底部填充胶，保持了原有的底部填充胶的特性，低CTEa1，低粘度，好的毛细流动性，同时具备较高的导热性2.5W/m.K-4.0W/m.K。
附图说明
图1为实施例中的电子器件的结构示意图。
具体实施方式
实施例
实施例中提供了一种导热填充胶，该导热填充胶的原料组成如表1所示。
上述实施例中的导热填充胶是按照以下步骤制备得到的：
将环氧树脂、消泡剂、填料、有机硅改性环氧树脂、固化剂、稀释剂混合，高速分散(1500rmp)进行预混，三辊研磨后，行星搅拌脱泡，得到导热填充胶。
表1
Figure BDA0002669004000000021
Figure BDA0002669004000000031
本实施例还提供了由实施例1中的导热填充胶填充的电子器件。其结构如图1所示。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种导热填充胶，该导热填充胶的原料组成为：10重量份-50重量份的环氧树脂，7重量份-10重量份有机硅改性环氧树脂，1重量份-3重量份的固化剂，0.1重量份-0.5重量份的消泡剂，3重量份-25重量份的稀释剂，160重量份-1200重量份的填料；所述环氧树脂为4-(二缩水甘油基氨基)苯基缩水甘油醚和三缩水甘油基对氨基苯酚，所述有机硅改性环氧树脂为TSL-9906和/或1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷；所述稀释剂为单官能团稀释剂和/或的双官能团稀释剂，所述单官能团稀释剂为对叔丁基苯酚缩水甘油醚，所述双官能团稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚；所述消泡剂为含氟硅油，固化剂为1-氰乙基-2-乙基-4甲基咪唑；所述填料为氮化铝与Al2O3的复配物，氮化铝的含量为氧化铝的含量的5%-10%。
2.根据权利要求1所述的导热填充胶，其中，消泡剂为KSZ-66有机硅消泡剂。
3.权利要求1-2任一项所述的导热填充胶的制备方法，该制备方法包括：
将环氧树脂、消泡剂、填料、有机硅改性环氧树脂、固化剂、稀释剂混合，高速分散进行预混，三辊研磨后，行星搅拌脱泡，得到导热填充胶。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述高速分散的转速为1000rpm -2000rpm 。
5.一种电子器件，该电子器件包括通过权利要求1-2任一项所述的导热填充胶粘接的结构。
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