CN114806083A - 一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及其制备方法，由环氧树脂、聚酰亚胺四酸二酐、无机助剂、偶联剂、增韧剂、离子捕捉剂和脱模剂制备而成，其中：环氧树脂为双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂；聚酰亚胺四酸二酐的用量为环氧树脂质量的1.26～1.72倍；无机助剂用量为所述环氧树脂和聚酰亚胺四酸二酐质量之和的80％。采用该方法制备的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，提高了模塑料的玻璃化转变温度、降低模塑料的熔体粘度。

Description

一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于微电子封装技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及其制备方法。
背景技术
随着微电子技术以及集成电路封装技术的发展，环氧塑封料(EMC)作为电子封装关键材料，得到了快速的发展。目前，环氧塑封料以其高可靠性、低成本、生产工艺简单、适合大规模自动化生产等特点，占据了整个微电子封装材料97％以上的市场，广泛应用于半导体器件、集成电路、消费电子、汽车、军事、航空等各个封装领域，环氧塑封料已成为集成电路工业发展的重要支柱之一。
但是，随着集成电路快速发展，对环氧塑封料提出了越来越高的要求。从集成电路封装可靠性，成型性出发，要求环氧塑封料向着高粘接性能、高耐浸焊、低应力、低膨胀、高耐热与低熔体黏度能好等方向发展。由于环氧树脂性能的局限性，这些要求是现有的环氧塑封料难以全部满足的，特别是高耐热与低熔体黏度，反映在玻璃化温度不高、可熔体粘度高，影响了集成电路的封装成型性和可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及其制备方法，提高了模塑料的玻璃化转变温度、降低模塑料的熔体粘度。
本发明采用以下技术方案：一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，由环氧树脂、聚酰亚胺四酸二酐、无机助剂、偶联剂、增韧剂、离子捕捉剂和脱模剂制备而成，其中：环氧树脂为双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂；聚酰亚胺四酸二酐的用量为环氧树脂质量的1.26～1.72倍。
进一步地，该双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂的质量比为1：1，且所述双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂环氧当量分别为165～180g/eq和 230～250g/eq。
进一步地，该双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂环氧当量分别为165g/eq 和250g/eq。
进一步地，该聚酰亚胺四酸二酸酐结构式如下：
Figure BDA0003688574530000021
其中：n＝0～1。
进一步地，n＝1，且所述聚酰亚胺四酸二酸酐的用量为环氧树脂质量的1.72 倍。
进一步地，该无机助剂为：质量比为2:8的氮化硼和二氧化硅；且用量为所述环氧树脂和聚酰亚胺四酸二酐质量之和的80％。
进一步地，氮化硼和二氧化硅同时满足如下条件：
所述氮化硼的组成质量百分数为：粒径0.2～2μm为20％，粒径10～20μm 为80％；所述二氧化硅的组成质量百分数：粒径0.2～2μm为20％，粒径10～20 μm为80％。
进一步地偶联剂为γ-4三甲氧基硅烷缩水甘油醚氧丙基硅烷。
进一步地，增韧剂为端羧基丁腈橡胶，其分子量分布于200～1000，用量为环氧树脂质量的10～20％；
该离子捕捉剂为粒径1～3μm的水滑石，用量为环氧树脂质量的1％；
该脱模剂为分子量500～1000的聚乙烯蜡，用量为模塑料总质量的1％。
本发明公开了上述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料的制备方法，制备方法如下：
步骤一、称取上述各原料，室温下，将所述无机助剂用偶联剂γ-4三甲氧基硅烷缩水甘油醚氧丙基硅烷浸渍，浸渍后滤干；
步骤二、将所述环氧树脂加热至刚完全融化，将所述步骤一中1/2重量的滤干后的无机助剂加入其中，并加入其重量1％的水滑石，搅拌均匀；
步骤三、将所述聚酰亚胺二酐加热至刚融化，将所述步骤一中1/2重量的滤干后的无机助剂加入其中，并加入端羧基丁腈橡胶，搅拌均匀；
步骤四、将所述步骤二和步骤三中的物料混合均匀，并加入聚乙烯蜡，混合；
步骤五、将所述步骤四中的混合物由模具压制成型，即得聚酰亚胺/环氧树脂模塑料。
本发明的有益效果是：以含有低聚合度聚酰亚胺的四酸二酐为环氧树脂的固化剂，优选环氧树脂和功能助剂，制备出的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料玻璃化转变温度不小于180℃，熔体粘度不大于500mPa·s，提高了模塑料的玻璃化转变温度、降低模塑料的熔体粘度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，由环氧树脂、聚酰亚胺四酸二酐、无机助剂、偶联剂、增韧剂、离子捕捉剂和脱模剂制备而成，其中：
上述环氧树脂为双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂；
上述聚酰亚胺四酸二酐的用量为环氧树脂质量的1.26～1.72倍；
上述无机助剂用量为所述环氧树脂和聚酰亚胺四酸二酐质量之和的80％。
所述双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂的质量比为1：1，且所述双酚A 环氧树脂和线性酚醛环氧树脂环氧当量分别为165～180g/eq和230～250g/eq。
上述双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂环氧当量分别为165g/eq和 250g/eq。
上述聚酰亚胺四酸二酸酐结构式如下：
Figure BDA0003688574530000041
其中：n＝0～1。
优选地，n＝1，且所述聚酰亚胺四酸二酸酐的用量为环氧树脂质量的1.72倍。
采用的无机助剂为：质量比为2:8的氮化硼和二氧化硅；氮化硼和二氧化硅同时满足如下条件：所述氮化硼的组成质量百分数为：粒径0.2～2μm为20％，粒径10～20μm为80％；所述二氧化硅的组成质量百分数：粒径0.2～2μm为20％，粒径10～20μm为80％。
上述偶联剂为γ-4三甲氧基硅烷缩水甘油醚氧丙基硅烷。
上述增韧剂为端羧基丁腈橡胶，其分子量分布于200～1000，用量为环氧树脂质量的10～20％；离子捕捉剂为粒径1～3μm的水滑石，用量为环氧树脂质量的1％；脱模剂为分子量500～1000的聚乙烯蜡，用量为模塑料总质量的1％。
上述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料的制备方法如下：
步骤一、称取上述各原料，室温下，将所述无机助剂用偶联剂γ-4三甲氧基硅烷缩水甘油醚氧丙基硅烷浸渍，浸渍4小时后滤干备用。各实施例中的室温，均是指的不需要额外加热，所在制备区的温度，一般指的是25℃。
步骤二、将所述环氧树脂加热至刚完全融化，将所述步骤一中1/2重量的滤干后的无机助剂加入其中，并加入其重量1％的水滑石，搅拌均匀。
步骤三、将所述聚酰亚胺二酐加热至刚融化，将所述步骤一中1/2重量的滤干后的无机助剂加入其中，并加入端羧基丁腈橡胶，搅拌均匀，室温备用。
步骤四、将所述步骤二和步骤三中的物料混合3小时，并加入聚乙烯蜡，继续混合1小时后备用。
步骤五、将步骤四中的混合物由模具压制成型，即得聚酰亚胺/环氧树脂模塑料。
各实施中各组分及用量如表1所示：
表1实施例1～6中各组分及用量
Figure BDA0003688574530000051
Figure BDA0003688574530000061
各实施例中制备的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及对比样的主要性能数据如表 2所示：
表2实施例制备的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料及对比样的主要性能数据和试验方法
Figure BDA0003688574530000062
Figure BDA0003688574530000071
由表2中的数据可知，本发明中的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料熔体粘度低于890mPa·s，实施例1中制备的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料熔体粘度为520mPa·s，远低于对比样的7000mPa·s。本发明中的聚酰亚胺/环氧树脂模塑料的玻璃换转温高于对比样的玻璃换转温度。

Claims (10)

1.一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，由环氧树脂、聚酰亚胺四酸二酐、无机助剂、偶联剂、增韧剂、离子捕捉剂和脱模剂制备而成，其中：
所述环氧树脂为双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂；
所述聚酰亚胺四酸二酐的用量为环氧树脂质量的1.26～1.72倍。
2.如权利要求1所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂的质量比为1：1，且所述双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂环氧当量分别为165～180g/eq和230～250g/eq。
3.如权利要求2所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述双酚A环氧树脂和线性酚醛环氧树脂环氧当量分别为165g/eq和250g/eq。
4.如权利要求1、2、3或4所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述聚酰亚胺四酸二酸酐结构式如下：
Figure FDA0003688574520000011
其中：n＝0～1。
5.如权利要求4所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，n＝1，且所述聚酰亚胺四酸二酸酐的用量为环氧树脂质量的1.72倍。
6.如权利要求5所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述无机助剂为：质量比为2:8的氮化硼和二氧化硅；且用量为所述环氧树脂和聚酰亚胺四酸二酐质量之和的80％。
7.如权利要求6所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述氮化硼和二氧化硅同时满足如下条件：
所述氮化硼的组成质量百分数为：粒径0.2～2μm为20％，粒径10～20μm为80％；所述二氧化硅的组成质量百分数：粒径0.2～2μm为20％，粒径10～20μm为80％。
8.如权利要求7所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述偶联剂为γ-4三甲氧基硅烷缩水甘油醚氧丙基硅烷。
9.如权利要求8所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料，其特征在于，所述增韧剂为端羧基丁腈橡胶，其分子量分布于200～1000，用量为环氧树脂质量的10～20％；
所述离子捕捉剂为粒径1～3μm的水滑石，用量为环氧树脂质量的1％；
所述脱模剂为分子量500～1000的聚乙烯蜡，用量为模塑料总质量的1％。
10.如权利要求1-9中任一项所述的一种聚酰亚胺/环氧树脂模塑料的制备方法，其特征在于，该制备方法如下：
步骤一、称取上述各原料，室温下，将所述无机助剂用偶联剂γ-4三甲氧基硅烷缩水甘油醚氧丙基硅烷浸渍，浸渍后滤干；
步骤二、将所述环氧树脂加热至刚完全融化，将所述步骤一中1/2重量的滤干后的无机助剂加入其中，并加入其重量1％的水滑石，搅拌均匀；
步骤三、将所述聚酰亚胺二酐加热至刚融化，将所述步骤一中1/2重量的滤干后的无机助剂加入其中，并加入端羧基丁腈橡胶，搅拌均匀；
步骤四、将所述步骤二和步骤三中的物料混合均匀，并加入聚乙烯蜡，混合；
步骤五、将所述步骤四中的混合物由模具压制成型，即得聚酰亚胺/环氧树脂模塑料。
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