CN116554821A - 含氮化硼fc-bga封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用 - Google Patents

含氮化硼fc-bga封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含氮化硼FC‑BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用。所述增层胶膜按重量份数计包括组分：环氧树脂20～30份、苯氧树脂15～20份、固化剂10～15份、固化促进剂0.1～0.5份、填料50～60份以及三维网状氮化硼10～20份。本发明在环氧树脂、固化剂、苯氧树脂、固化促进剂等组分的基础上，添加三维网状氮化硼作为第二填料组分。氮化硼本身具有较低热膨胀系数，加入之后增层胶膜中高分子材料的热膨胀运动受到氮化硼三维网络的阻碍，导致增层胶膜有更低的热膨胀系数，同时还能提高阻燃性，从而保证产品良率，提高产品在实际应用中的可靠性，实现增层胶膜在FC‑BGA封装载板中的应用。

Description

含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及树脂复合材料技术领域，尤其涉及一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用。
背景技术
倒装芯片球栅格阵列(简称FC-BGA)载板具有超高精密、超高密度的特点，主要应用于CPU、GPU等大规模集成电路封装，是目前最先进的IC封装载板。由于FC-BGA封装基板具有层数多、面积大、线路密度高、线宽线距小以及通孔、盲孔孔径小等特点，其加工难度远大于一般封装基板，同时对主要原材料增层胶膜也提出很高的要求：现有增层胶膜中树脂体系热膨胀现象会产生热应力，如果热应力过大会破坏FC-BGA封装载板及其封装系统的可靠性，同时热膨胀系数失配容易造成通孔裂纹和分层失效；另外增层胶膜中主要成分为高分子材料，而高分子材料属于易燃材料，并且燃烧过程中有大量浓烟和有毒气体释放，提升高分子材料的阻燃性能也成为增层胶膜需要重点攻克的方向。
因此，如何通过降低增层胶膜的热膨胀系数，保证产品良率，同时保证增层胶膜具有良好的阻燃性能，提高产品在实际应用中的可靠性，已成为目前亟待解决的技术问题。
故而，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用，旨在解决现有增层胶膜的热膨胀系数较高且阻燃性能不足的问题。
本发明的技术方案如下：
一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其中，所述增层胶膜包括如下重量份数的组分：
其中，所述氮化硼为三维网状氮化硼。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其中，所述环氧树脂选自双酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、芳烷基型酚醛环氧树脂、芳烷基联苯型酚醛环氧树脂、萘酚型酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其中，所述固化剂选自马来酰亚胺固化剂、酚醛固化剂、活性酯固化剂、碳二亚胺固化剂、苯酚固化剂、萘酚固化剂、氰酸酯固化剂、苯并噁嗪固化剂中的任意一种或至少两种的组合；
所述固化促进剂选自1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4，5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-二甲基氨基吡啶、2-苯基咪唑中的任意一种或至少两种的组合；
所述填料选自二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、粘土、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁中的任意一种或至少两种的组合。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其中，所述二氧化钛为氨基化二氧化钛和/或羧基化二氧化钛。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其中，所述增层胶膜中还包括其他助剂3～9份，所述其他助剂选自增稠剂、消泡剂、均化剂、流平剂、密合性赋予剂及着色剂中的任意一种或至少两种的组合；
所述增层胶膜中还包括有机溶剂200～300份，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、丁酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其中，所述增层胶膜的厚度为10～100μm。
一种如上任一项所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，其中，所述制备方法包括如下步骤：
提供基材以及相应重量份数的增层胶膜的各组分，其中，组分中包含三维网状氮化硼；
将增层胶膜的各组分混合均匀后，涂覆于基材上，经干燥后得到所述的FC-BGA封装载板用增层胶膜；
其中，所述基材的厚度为10～150μm；
所述干燥的温度为80～130℃，时间为3～10min。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，其中，所述三维网状氮化硼的制备方法为：
将氮化硼分散到无机溶剂中，得到氮化硼悬浮液；将1,4-丁二醇二缩水甘油醚和三亚乙基四胺溶解到无机溶剂中，得到BDGE-TETA溶液；将所述氮化硼悬浮液和BDGE-TETA溶液混合，经磁力搅拌后将得到的混合物倒入模具中，经冷冻干燥、热固化后得到所述三维网状氮化硼。
所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，其中，
所述冷冻干燥的步骤包括：在-70℃的环境下放置24h，在温度-50℃和压力10Pa的条件下进行冷冻24h；
所述热固化的步骤中，热固化的温度为150℃，时间为4h。
一种如上任一项所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜在封装载板中的应用。
有益效果：本发明提供了一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用。所述增层胶膜按重量份数计包括组分：环氧树脂20～30份、苯氧树脂15～20份、固化剂10～15份、固化促进剂0.1～0.5份、填料50～60份以及三维网状氮化硼10～20份。本发明在环氧树脂、固化剂、苯氧树脂、固化促进剂等组分的基础上，添加三维网状氮化硼作为第二填料组分。氮化硼本身具有较低热膨胀系数，加入之后增层胶膜中高分子材料的热膨胀运动受到氮化硼三维网络的阻碍，导致增层胶膜有更低的热膨胀系数，同时还能提高阻燃性，从而保证产品良率，提高产品在实际应用中的可靠性，实现增层胶膜在FC-BGA封装载板中的应用。
具体实施方式
本发明提供一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，所述增层胶膜包括如下重量份数的组分：
在一些实施方式中，所述氮化硼为三维网状氮化硼。
本发明实施例在FC-BGA封装载板用增层胶膜中加入了三维网状氮化硼。三维网状氮化硼的热膨胀系数相比环氧树脂而言很小，当三维网状氮化硼加入到环氧树脂中后，一方面体系中低热膨胀系数物质增加，会降低体系热膨胀系数；另一方面，三维网状氮化硼构成了孔径100μm尺度的导热网络，而环氧相以100μm尺度大量存在于氮化硼三维网络中，环氧相的热膨胀运动受氮化硼三维网络的束缚，所以增层胶膜的热膨胀系数会降低。另外，三维网状氮化硼的高热导率有利于燃烧时产生的高热量持续往材料远离着火点处传递，避免材料内部局部温度过高，减弱了局部材料分解产生的大量可燃物迅速堆积造成的剧烈燃烧，从而减慢火焰蔓延速度；而氮化硼三维多孔骨架结构也可以为炭层提供结构性支撑，使增层胶膜更易形成隔热隔氧层，从而有效降低可燃气体向火焰区域扩散，提升增层胶膜整体的成炭能力和炭层保护能力，从而提高增层胶膜的阻燃性。最终，本发明提供的含三维网状氮化硼的FC-BGA封装载板用增层胶膜，具有更低的热膨胀系数，同时还提高了阻燃性，从而保证了产品良率，提高了产品在实际应用中的可靠性。
在一些实施方式中，所述环氧树脂选自双酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、芳烷基型酚醛环氧树脂、芳烷基联苯型酚醛环氧树脂、萘酚型酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
在一些实施方式中，所述苯氧树脂可选自不同的商业公司生产的合适的产品或型号，或者不同型号间两种以上的组合，例如可选自FX280(日本新日铁公司)、FX293(日本新日铁公司)、YX8100(三菱化学公司)、YX7553BH30(三菱化学公司)、YX7200B35(三菱化学公司)、TER240C30(广东同宇)中的任意一种或至少两种的组合，在此不作任何限制。
在一些实施方式中，所述固化剂选自马来酰亚胺固化剂、酚醛固化剂、活性酯固化剂、碳二亚胺固化剂、苯酚固化剂、萘酚固化剂、氰酸酯固化剂、苯并噁嗪固化剂中的任意一种或至少两种的组合。
在一些实施方式中，所述固化促进剂选自1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4，5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-二甲基氨基吡啶、2-苯基咪唑中的任意一种或至少两种的组合。
在一些实施方式中，所述填料选自二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、粘土、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁中的任意一种或至少两种的组合。
优选的，所述二氧化钛为氨基化二氧化钛和/或羧基化二氧化钛。
在一个具体的实施例中，所述填料选自氨基化二氧化钛。
更具体的，所述氨基化二氧化钛的制备方法为：取100mg二氧化钛粉末放入无水乙醇溶液中，超声分散20min，得到二氧化钛无水乙醇溶液；将5ml的3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到去离子水中，水解30min得到混合溶液；将分散的二氧化钛无水乙醇溶液加入混合溶液中，在70℃下搅拌2h，抽滤，在80℃真空烘箱中干燥2h，得到氨基化二氧化钛。
本发明实施例对二氧化钛进行氨基化表面改性处理，通过氨基与环氧基的反应，提升二氧化钛与树脂基质之间的相容性，提高二氧化钛颗粒在树脂基质中的分散性，构建互连网络结构，从而限制环氧树脂分子链段的运动，降低体系热膨胀系数。
在一个具体的实施例中，所述填料选自羧基化二氧化钛。
更具体的，所述羧基化二氧化钛的制备方法为：取100mg氨基化二氧化钛加入分散在50ml二甲基亚砜溶液中，加入5ml丁二酸酐和5ml三乙胺，在55℃的水浴加热，反应24h，得到的产物先后用乙醇和去离子水清洗，真空干燥后得到羧基化二氧化钛。
本发明实施例中，羧基化二氧化钛的羧基能够与环氧树脂中的环氧基产生反应，从而提高分子链与二氧化钛的堆积密度，堆积越紧密，自由体积也越小，环氧树脂分子链段运动空间受限，从而获得良好的热膨胀性能。
在一些实施方式中，所述增层胶膜中还包括其他助剂3～9份。
在一些具体的实施方式中，所述其他助剂选自增稠剂、消泡剂、均化剂、流平剂、密合性赋予剂及着色剂中的任意一种或至少两种的组合。
在一些实施方式中，所述增层胶膜中还包括有机溶剂200～300份。
在一些具体的实施方式中，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、丁酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
在一些实施方式中，所述增层胶膜的厚度为10～100μm。例如可以是10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等。
本发明实施例还提供一种如上所述含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，包括步骤：
S10、提供基材以及相应重量份数的增层胶膜的各组分，其中，组分中包含三维网状氮化硼；
S20、将增层胶膜的各组分混合均匀后，涂覆于基材上，经干燥后得到所述的FC-BGA封装载板用增层胶膜。
所述增层胶膜的各组分以及相应的重量份数为：
在一些实施方式中，所述基材的厚度为10～150μm。例如，可以是10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm等，进一步优选为25～50μm。
需要说明的是，本发明对于基材的选择没有特殊的限定，本领域常用的基材均可使用，示例性地包括但不限于：PET离型膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚氯乙烯膜。同时为了后续便于基材的去除，聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚氯乙烯膜在使用前可提前进行电晕处理。
在一些实施方式中，所述干燥的温度为80～130℃，例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃或130℃等。
在一些实施方式中，所述干燥的时间为3～10min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等。
在一些实施方式中，所述干燥后还包括后处理的步骤；所述后处理的方法为除去基材。
在一些实施方式中，所述三维网状氮化硼的制备方法为：
S100、将氮化硼分散到无机溶剂中，得到氮化硼悬浮液；
S200、将1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)和三亚乙基四胺(TETA)溶解到无机溶剂中，得到BDGE-TETA溶液；
S300、将所述氮化硼悬浮液和BDGE-TETA溶液混合，经磁力搅拌后将得到的混合物倒入模具中，经冷冻干燥、热固化后得到所述三维网状氮化硼。
具体的，无机溶剂可以为去离子水。
具体的，所述冷冻干燥的步骤包括：在-70℃的环境下放置24h，在温度-50℃和压力10Pa的条件下进行冷冻24h；
具体的，所述热固化的步骤中，热固化的温度为150℃，时间为4h。
在一个具体的实施例中，所述三维网状氮化硼的制备方法为：将5g的氮化硼加入到25ml去离子水中，通过超声分散，得到氮化硼悬浮液；将1g的1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)和0.5g的三亚乙基四胺(TETA)加入到25ml去离子水中，磁力搅拌10min，得到BDGE-TETA溶液；将氮化硼悬浮液和BDGE-TETA溶液混合，磁力搅拌1min，并将混合物倒入模具中，在-70℃的环境下放置24h，在温度-50℃和压力10Pa的条件下进行冷冻干燥24h，然后在150下℃热固化4h得到三维网状氮化硼。
本发明实施例还提供一种如上所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜在封装载板中的应用。
本发明提供的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，按重量份数计包括组分：环氧树脂20～30份、苯氧树脂15～20份、固化剂10～15份、固化促进剂0.1～0.5份、填料50～60份以及三维网状氮化硼10～20份。本发明在环氧树脂、固化剂、苯氧树脂、固化促进剂等组分的基础上，添加三维网状氮化硼作为第二填料组分。氮化硼本身具有较低热膨胀系数，加入之后增层胶膜中高分子材料的热膨胀运动受到氮化硼三维网络的阻碍，导致增层胶膜有更低的热膨胀系数，同时还能提高阻燃性，从而保证产品良率，提高产品在实际应用中的可靠性，实现增层胶膜在FC-BGA封装载板中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的三维网状氮化硼的热膨胀系数相比环氧树脂而言很小，当氮化硼加入到环氧树脂中后，一方面体系中低热膨胀系数物质增加，会降低体系热膨胀系数；另一方面，三维网状氮化硼构成了孔径100μm尺度的导热网络，环氧相以100μm尺度大量存在于氮化硼三维网络中，环氧相的热膨胀运动受氮化硼三维网络的束缚，所以能够降低增层胶膜的热膨胀系数；
(2)本发明的三维网状氮化硼的高热导率有利于燃烧时产生的高热量持续往材料远离着火点处传递，避免材料内部局部温度过高，减弱了局部材料分解产生的大量可燃物迅速堆积造成的剧烈燃烧，从而减慢火焰蔓延速度；同时，氮化硼三维多孔骨架结构可以为炭层提供结构性支撑，使增层胶膜更易形成隔热隔氧层，从而有效降低可燃气体向火焰区域扩散，提升增层胶膜整体的成炭能力和炭层保护能力；
(3)本发明对二氧化钛进行氨基化表面改性处理，通过氨基与环氧基的反应，提升二氧化钛与树脂基质之间的相容性，提高二氧化钛颗粒在树脂基质中的分散性，构建互连网络结构，从而限制环氧树脂分子链段的运动，降低体系的热膨胀系数；同时羧基化二氧化钛的羧基能够与环氧树脂中的环氧基产生反应，从而提高分子链与二氧化钛的堆积密度，堆积越紧密，自由体积也越小，环氧树脂分子链段运动空间受限，从而获得良好的热膨胀性能。
下面通过具体实施例对本发明一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用做进一步的解释说明：
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例和对比例中部分组分来源如下：
环氧树脂：联二甲酚型环氧树脂(三菱化学公司制“YX4000HK”)、萘型环氧树脂(新日铁住金化学公制“ESN475V”)、双酚AF型环氧树脂(三菱化学公司制“YL7760”)；
固化剂：马来酰亚胺固化剂(日本化药公司制“MIR-3000”)、酚醛固化剂(DIC公司制“LA3018-50P”)、活性酯固化剂(DIC公司制“EXB-8000L-65M”)；
苯氧树脂：三菱化学公司制“YX7553BH30”；
固化促进剂：4-二甲氨基吡啶(CAS号1122-58-3)；
无机填料：二氧化硅(CAS号7631-86-9)、二氧化钛(CAS号13463-67-7)
氮化硼：CAS号10043-11-5。
实施例和对比例中部分组分制备方法如下：
三维网状氮化硼的制备方法为：将5g的氮化硼加入到25ml去离子水中，通过超声分散，得到氮化硼悬浮液；将1g的1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)和0.5g的三亚乙基四胺(TETA)加入到25ml去离子水中，磁力搅拌10min，得到BDGE-TETA溶液；将氮化硼悬浮液和BDGE-TETA溶液混合，磁力搅拌1min，并将混合物倒入模具中，在-70℃的环境下放置24h，在温度-50℃和压力10Pa的条件下进行冷冻干燥24h，然后在150下℃热固化4h得到三维网状氮化硼。
氨基化二氧化钛的制备方法为：取100mg二氧化钛粉末放入无水乙醇溶液中，超声分散20min，得到二氧化钛无水乙醇溶液；将5ml的3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到去离子水中，水解30min得到混合溶液；将分散的二氧化钛无水乙醇溶液加入混合溶液中，在70℃下搅拌2h，抽滤，在80℃真空烘箱中干燥2h，得到氨基化二氧化钛。
羧基化二氧化钛的制备方法为：取100mg氨基化二氧化钛加入分散在50ml二甲基亚砜溶液中，加入5ml丁二酸酐和5ml三乙胺，在55℃的水浴加热，反应24h，得到的产物先后用乙醇和去离子水清洗，真空干燥后得到羧基化二氧化钛。
若无特别说明，以下实施例均参照上述的来源以及制备方法。
实施例1
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含氨基化二氧化钛和三维网状氮化硼；
按重量份计，本实施例提供的增层胶膜的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)5份、萘型环氧树脂(ESN475V)5份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)10份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)5份、酚醛固化剂(LA3018-50P)2份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)3份、苯氧树脂(YL7553BH30)20份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.2份、二氧化硅40份、氨基化二氧化钛10份、三维网状氮化硼10份和环己酮300份。
本实施例制备方法如下：
将上述的各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在80℃下干燥10min后，除去PET离型膜，得到厚度为100μm的含三维网状氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜。
实施例2
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含羧基化二氧化钛和三维网状氮化硼；
按重量份计，本实施例提供的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)7份、萘型环氧树脂(ESN475V)7份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)16份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)7份、酚醛固化剂(LA3018-50P)3份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)5份、苯氧树脂(YL7553BH30)15份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.5份、二氧化硅40份、羧基化二氧化钛20份、三维网状氮化硼20份和环己酮200份。
本实施例的制备方法如下：
将上述的各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在130℃下干燥3min后，除去PET离型膜，得到厚度为10μm的含三维网状氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜。
实施例3
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含氨基化二氧化钛和普通结构氮化硼，不包含三维网状氮化硼；
按重量份计，本实施例提供的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)5份、萘型环氧树脂(ESN475V)5份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)10份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)5份、酚醛固化剂(LA3018-50P)2份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)3份、苯氧树脂(YL7553BH30)20份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.2份、二氧化硅40份、氨基化二氧化钛10份、氮化硼10份和环己酮300份。
本实施例制备方法如下：
将上述的各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在110℃下干燥5min后，除去PET离型膜，得到厚度为40μm的含普通结构氮化硼的FC-BGA封装载板用增层胶膜。
实施例4
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含二氧化钛和三维网状氮化硼，不包含氨基化二氧化钛；
按重量份计，本实施例提供的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)5份、萘型环氧树脂(ESN475V)5份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)10份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)5份、酚醛固化剂(LA3018-50P)2份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)3份、苯氧树脂(YL7553BH30)20份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.2份、二氧化硅40份、二氧化钛10份、三维网状氮化硼10份和环己酮300份。
本实施例的制备方法如下：
将上述各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在80℃下干燥10min后，除去PET离型膜，得到厚度为100μm的含三维网状氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜。
实施例5
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含普通结构氮化硼和二氧化钛，不包含三维网状氮化硼；
按重量份计，本实施例提供的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)5份、萘型环氧树脂(ESN475V)5份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)10份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)5份、酚醛固化剂(LA3018-50P)2份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)3份、苯氧树脂(YL7553BH30)20份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.2份、二氧化硅40份、二氧化钛10份、氮化硼10份和环己酮300份。
本实施例的制备方法如下：
将上述的各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在80℃下干燥10min后，除去PET离型膜，得到厚度为100μm的含普通结构氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜。
实施例6
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含三维网状氮化硼，不包含二氧化钛；
按重量份计，本实施例提供的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)5份、萘型环氧树脂(ESN475V)5份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)10份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)5份、酚醛固化剂(LA3018-50P)2份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)3份、苯氧树脂(YL7553BH30)20份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.2份、二氧化硅50份、三维网状氮化硼10份和环己酮300份。
本实施例的制备方法如下：
将上述各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在80℃下干燥10min后，除去PET离型膜，得到厚度为100μm的含三维网状氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜。
实施例7
本实施例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，其组分包含普通结构氮化硼，不包含三维网状三维网状和二氧化钛；
按重量份计，本实施例提供的原料包括：
联二甲酚型环氧树脂(YX4000HK)5份、萘型环氧树脂(ESN475V)5份、双酚AF型环氧树脂(YL7760)10份、马来酰亚胺固化剂(MIR-3000)5份、酚醛固化剂(LA3018-50P)2份、活性酯固化剂(EXB-8000L-65M)3份、苯氧树脂(YL7553BH30)20份、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.2份、二氧化硅50份、氮化硼10份和环己酮300份。
本实施例的制备方法如下：
将上述各原料组分按比例混合均匀合后，涂覆于PET离型膜上，在80℃下干燥10min后，除去PET离型膜，得到厚度为100μm的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜。
对比例1
本对比例提供一种FC-BGA封装载板用增层胶膜，与实施例7的区别仅在于，本对比例不含有氮化硼，其他组分条件以及制备方法与实施例7相同。
对上述实施例1-7和对比例提供的增层胶膜的性能进行测试，测试方法如下：
热膨胀系数：将上述实施例和对比例提供的带PET离型膜增层胶膜在100℃下固化30min，190℃下固化90min，然后将离型膜剥离，由此得到测试试样；将测试试样裁切为宽度约3mm、长度约120mm的试验片，使用热机械分析装置(美国TA公司的“TMA450”)在预加载力0.02N，升温范围25℃～260℃，升温速率10℃/min的条件下进行热机械分析，得到25℃至150℃范围中的热膨胀系数。
翘曲高度评价：将上述实施例和对比例提供的带PET离型膜增层胶膜裁切成300×300mm的样品，通过真空贴膜机压合到35μm铜箔上，在平整的大理石台面水平放置，观察翘曲的最高值，单位为mm。
阻燃性：将上述实施例和对比例提供的带PET离型膜的增层胶膜与基板(日本日立化成的MCL-E-705G)通过贴膜机压合，将增层胶膜(无PET离型膜一侧)分别压合在基板的两面，得到叠层体；在压合完成后，除去叠层体上的PET离型膜，使增层胶膜热固化(190℃下固化90min)，在基板的两面形成固化物。将叠层体(厚度约为380μm)切成12.7mm×127mm大小、边缘为1.27mm的样品，按照UL-94V标准进行测试，记录测试结果。
实施例1-7和对比例提供的增层胶膜的性能测试结果如表1所示：
表1测试结果
由上表的测试结果可知，在增层胶膜组分中添加三维网状氮化硼，其阻燃性能要显著优于未添加氮化硼或者添加普通结构氮化硼的组别，而且其热膨胀系数以及翘曲高度也有了明显的降低；
在增层胶膜组分中，添加氨基化二氧化钛或者羧基化二氧化钛，也有助于降低其热膨胀系数以及翘曲高度；
在增层胶膜组分中，同时添加三维网状氮化硼以及氨基化二氧化钛或者羧基化二氧化钛，两种组分共同作用，更进一步的降低了增层胶膜的热膨胀系数以及翘曲高度，同时提升了其阻燃性能以及隔热性能。
综上所述，本发明提供了一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜及其制备方法和应用。所述增层胶膜按重量份数计包括组分：环氧树脂20～30份、苯氧树脂15～20份、固化剂10～15份、固化促进剂0.1～0.5份、填料50～60份以及三维网状氮化硼10～20份。本发明在环氧树脂、固化剂、苯氧树脂、固化促进剂等组分的基础上，添加三维网状氮化硼作为第二填料组分。氮化硼本身具有较低热膨胀系数，加入之后增层胶膜中高分子材料的热膨胀运动受到氮化硼三维网络的阻碍，导致增层胶膜有更低的热膨胀系数，同时还能提高阻燃性，从而保证产品良率，提高产品在实际应用中的可靠性，实现增层胶膜在FC-BGA封装载板中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的三维网状氮化硼的热膨胀系数相比环氧树脂而言很小，当氮化硼加入到环氧树脂中后，一方面体系中低热膨胀系数物质增加，会降低体系热膨胀系数；另一方面，三维网状氮化硼构成了孔径100μm尺度的导热网络，环氧相以100μm尺度大量存在于氮化硼三维网络中，环氧相的热膨胀运动受氮化硼三维网络的束缚，所以能够降低增层胶膜的热膨胀系数；
(2)本发明的三维网状氮化硼的高热导率有利于燃烧时产生的高热量持续往材料远离着火点处传递，避免材料内部局部温度过高，减弱了局部材料分解产生的大量可燃物迅速堆积造成的剧烈燃烧，从而减慢火焰蔓延速度；同时，氮化硼三维多孔骨架结构可以为炭层提供结构性支撑，使增层胶膜更易形成隔热隔氧层，从而有效降低可燃气体向火焰区域扩散，提升增层胶膜整体的成炭能力和炭层保护能力；
(3)本发明对二氧化钛进行氨基化表面改性处理，通过氨基与环氧基的反应，提升二氧化钛与树脂基质之间的相容性，提高二氧化钛颗粒在树脂基质中的分散性，构建互连网络结构，从而限制环氧树脂分子链段的运动，降低体系的热膨胀系数；同时羧基化二氧化钛的羧基能够与环氧树脂中的环氧基产生反应，从而提高分子链与二氧化硅的堆积密度，堆积越紧密，自由体积也越小，环氧树脂分子链段运动空间受限，从而获得良好的热膨胀性能。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其特征在于，所述增层胶膜包括如下重量份数的组分：
其中，所述氮化硼为三维网状氮化硼。
2.根据权利要求1所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、芳烷基型酚醛环氧树脂、芳烷基联苯型酚醛环氧树脂、萘酚型酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其特征在于，所述固化剂选自马来酰亚胺固化剂、酚醛固化剂、活性酯固化剂、碳二亚胺固化剂、苯酚固化剂、萘酚固化剂、氰酸酯固化剂、苯并噁嗪固化剂中的任意一种或至少两种的组合；
所述固化促进剂选自1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4，5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-二甲基氨基吡啶、2-苯基咪唑中的任意一种或至少两种的组合；
所述填料选自二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、粘土、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求3所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其特征在于，所述二氧化钛为氨基化二氧化钛和/或羧基化二氧化钛。
5.根据权利要求1所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其特征在于，所述增层胶膜中还包括其他助剂3～9份，所述其他助剂选自增稠剂、消泡剂、均化剂、流平剂、密合性赋予剂及着色剂中的任意一种或至少两种的组合；
所述增层胶膜中还包括有机溶剂200～300份，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、丁酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜，其特征在于，所述增层胶膜的厚度为10～100μm。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
提供基材以及相应重量份数的增层胶膜的各组分，其中，组分中包含三维网状氮化硼；
将增层胶膜的各组分混合均匀后，涂覆于基材上，经干燥后得到所述的FC-BGA封装载板用增层胶膜；
其中，所述基材的厚度为10～150μm；
所述干燥的温度为80～130℃，时间为3～10min。
8.根据权利要求7所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，其特征在于，所述三维网状氮化硼的制备方法为：
将氮化硼分散到无机溶剂中，得到氮化硼悬浮液；将1,4-丁二醇二缩水甘油醚和三亚乙基四胺溶解到无机溶剂中，得到BDGE-TETA溶液；将所述氮化硼悬浮液和BDGE-TETA溶液混合，经磁力搅拌后将得到的混合物倒入模具中，经冷冻干燥、热固化后得到所述三维网状氮化硼。
9.根据权利要求8所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜的制备方法，其特征在于，
所述冷冻干燥的步骤包括：在-70℃的环境下放置24h，在温度-50℃和压力10Pa的条件下进行冷冻24h；
所述热固化的步骤中，热固化的温度为150℃，时间为4h。
10.一种如权利要求1-6任一项所述的含氮化硼FC-BGA封装载板用增层胶膜在封装载板中的应用。
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