CN116825647B - 一种气密性封装硅光芯片模块的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，包括以下步骤：((1)制备基板：在陶瓷基板的一侧制作电路，并露出金属；(2)贴装元器件：在陶瓷基板贴装PIC和EIC元器件并形成电路连接；(3)塑封：使用耐用型塑封料，对产品进行塑封；(4)半切：切割塑封后的陶瓷基板，直至露出预留的金属；(5)制作种子层：通过PVD的方式，在塑封体的表面以及半切处制作种子沉积层；(6)电镀：在种子沉积层的表面电镀金属；(8)切割：在半切处再次切割，从而切成单颗状；(9)植球：在陶瓷基板未装电路的一侧植球，即完成制作。本发明提出的硅光芯片气密性封装工艺具有生产效率高、稳定性优异、耐用性好、抗干扰能力强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及硅光芯片领域，具体涉及一种气密性封装硅光芯片模块的工艺。
背景技术
目前，封装技术是集成电路产业中重要的一环，它将已经完成的芯片(晶圆)通过一些特殊加工流程进行外围电路的实现、保护以及与外界连接，从而使整个系统能够稳定地运行。
传统封装技术主要有CSP、BGA、QFN等几种。这些封装方式，虽然在一定程度上满足了不同领域的使用需求，但也存在一些缺点和问题。例如，CSP封装容易出现焊接问题；BGA虽然具有良好的散热性能，但成本高昂；QFN在调试困难、易受外界干扰等方面存在较为突出的局限性。针对现有的硅光芯片封装工艺，主要包括无引脚和有引脚封装技术。在无引脚封装技术中，采用塑料封装的QFP、TQFP和BGA等为代表；在有引脚封装技术中，采用了BGA和CSP等封装技术。这些传统的封装技术虽然已经相当成熟，但是由于封装体本身与外界不能形成非常完美的气密隔离，可能会受到各种介质、温度、压力的影响，造成芯片的电性特性损耗，甚至是失效。同时，由于它们的机械强度和可靠性无法满足高质量封装的要求，并且存在成本高、生产周期长、焊接质量难以保证等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种气密性封装硅光芯片模块的工艺。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，包括以下步骤：
(1)制备基板：在陶瓷基板的一侧制作电路，并露出金属，用于后续封装体电镀金属形成电磁屏蔽层；
(2)贴装元器件：在陶瓷基板贴装PIC和EIC元器件并形成电路连接；
(3)塑封：使用耐用型塑封料，对产品进行塑封；
(4)半切：切割塑封后的陶瓷基板，直至露出预留的金属；
(5)制作种子层：通过PVD的方式，在塑封体的表面以及半切处制作种子沉积层；
(6)电镀：在种子沉积层的表面电镀金属；
(8)切割：在半切处再次切割，从而切成单颗状；
(9)植球：在陶瓷基板未装电路的一侧植球，即完成制作。
所述PVD的方法包括真空蒸发、溅射、离子镀中的任意一种。
所述耐用型塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
35-65份双酚A型环氧树脂、28-46份酚醛树脂、50-100份改性填料、22-48份固化剂、1.2-3.6份促进剂和0.5-2.5份脱模剂。
所述双酚A型环氧树脂的型号包括E-12、E-44、E-51中的任意一种。
所述酚醛树脂的型号包括2130酚醛树脂、2123酚醛树脂、2124酚醛树脂、2127酚醛树脂、2176酚醛树脂中的一种或多种。
所述改性填料为多孔硅化钇凝胶在经过氨基化处理后，再与4,4'-联苯二甲酸通过复合交联制备得到的聚合物包覆型产物。
所述固化剂为酐类固化剂，包括四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的任意一种。
所述促进剂为促进剂H-600、促进剂DMP-30、促进剂K-54中的任意一种。
所述脱模剂为有机硅脱模剂ZF301或有机硅脱模剂MEM-0349。
所述改性填料的制备方法包括：
S1、多孔硅化钇凝胶的制备：
称取凝结多糖和羧甲基纤维素钠加入至去离子水中，充分分散后，加入硅化钇粉末，在室温条件下以第一速度搅拌30min后，升温至75-80℃，以第二速度搅拌5-10min，在此过程会出现大量的泡沫而逐渐地膨胀，搅拌结束后，自然冷却至室温后，将产物烘干后粉碎，即得到多孔硅化钇凝胶粉末；
S2、多孔硅化钇凝胶的氨基化：
称取多孔硅化钇凝胶与去离子水混合分散，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，在45-55℃下搅拌分散10-20h，然后过滤分离后经过洗涤和干燥，得到氨基化多孔硅化钇凝胶粉末；
S3、复合交联：
称取4,4'-联苯二甲酸与N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至60-80℃，充分混合后，加入氨基化多孔硅化钇凝胶粉末，通氮气为保护气，再加入亚磷酸钠作为催化剂，升温至140-180℃，保温反应6-12h，反应结束后，冷却至室温后，过滤分离反应产物，经过洗涤和干燥后，得到改性填料。
所述改性填料制备过程中的步骤S1中，使用的原料凝结多糖的型号为康源H654131；使用的原料羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的型号为低粘FH9，粘度为400。
所述改性填料制备过程中的步骤S1中，硅化钇粉末为二硅化钇YSi2，粒径是100-150nm。
所述改性填料制备过程中的步骤S1中，硅化钇粉末、凝结多糖、羧甲基纤维素钠和去离子水的质量比是1.2-1.6:4.8-6.4:2.4-3.2:100-200。
所述改性填料制备过程中的步骤S1中，第一速度为200-300r/min，第二速度为1200-2000r/min。
所述改性填料制备过程中的步骤S1中，烘干是放置在45-55℃的烘箱内处理6-12h；粉碎是粉碎至微米级粒径，粒径范围为10-20μm。
所述改性填料制备过程中的步骤S2中，多孔硅化钇凝胶、3-氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17NO3Si)和去离子水的质量比是0.8-1.2:0.15-0.3:10-20。
所述改性填料制备过程中的步骤S3中，氨基化多孔硅化钇凝胶粉末、4,4'-联苯二甲酸和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1.2-1.8:0.48-0.72:10-20。
所述改性填料制备过程中的步骤S3中，催化剂亚磷酸钠的加入质量是4,4'-联苯二甲酸加入质量的1％-5％。
所述改性填料制备过程中的步骤S3中，洗涤是使用乙醇充分洗涤至少三次，干燥是放置在45-55℃的烘箱内处理6-12h。
所述耐用型塑封料的制备过程包括：
步骤1，将双酚A型环氧树脂和酚醛树脂混合在加热搅拌器内，再加入改性填料，升温至160-180℃，保温搅拌15-20min，搅拌速度是200-300r/min；
步骤2，待步骤1降温至120-150℃后，加入脱模剂、固化剂和促进剂，继续搅拌5-10min，搅拌速度是200-300r/min；
步骤3，将步骤2的产物在120-150℃下经过挤出机的挤出，冷却成型后，即得到耐用型塑封料。
本发明的有益效果为：
1、本发明公开了一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，相比传统封装工艺，本发明提出的气密性封装工艺具有更好的气密性和防护性能，可以有效地隔离芯片与外界之间的液体、气体和灰尘，从而保障了芯片的安全性和实用性。同时，采用气密封装技术，可以有效地防止射频辐射泄露，具有更好的抗干扰能力，保证了芯片的电性特性和机械强度，提高了芯片的可靠性和生产效率。
2、本发明所使用的塑封料是采用双酚A型环氧树脂和酚醛树脂作为原料树脂，然后辅以填料、固化剂、促进剂和脱模剂，经过混炼以及挤出成型，最终得到产品。其中，填料使用的是改性填料，即使用多孔硅化钇凝胶在经过氨基化处理后，再与4,4'-联苯二甲酸通过复合交联制备得到的聚合物包覆型产物。经过本发明的配比所制备的塑封料比市场上的普通塑封料具有更加高的强度、韧性、耐磨性以及耐高温性，并且耐候性能更好，更加地经久耐用。
3、本发明所制备的填料是在高强度和耐高温的硅化钇基础上，经过凝结多糖的凝胶气化处理，使硅化钇能够形成三维的、多孔的且小颗粒的气凝胶；由于硅化钇表面的气凝胶结构表面活性较强，之后使用氨基硅烷对其氨基化处理，使硅化钇气凝胶的结构内富含氨基；然后使用含有二羧酸结构的4,4'-联苯二甲酸与其进行反应，从而在硅化钇的表面形成网状的交联聚合物结构。本发明制备的改性填料不仅能够与环氧树脂和酚醛树脂相容性优异，还进一步提升了其强度、韧性、耐高温性以及耐候性。
4、总体来看，本发明提出的硅光芯片气密性封装工艺具有生产效率高、稳定性优异、耐用性好、抗干扰能力强等优点。随着信息产业的发展和对高质量封装的需求不断提高，气密性封装技术有望成为未来芯片封装领域的重点发展方向，本发明的工艺为未来的智能终端、云计算、物联网、人工智能等众多应用领域带来了更多优异的技术启发。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例1的封装硅光芯片模块的工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，包括以下步骤：
(1)制备基板：在陶瓷基板的一侧制作电路，并露出金属，用于后续封装体电镀金属形成电磁屏蔽层；
(2)贴装元器件：在陶瓷基板贴装PIC和EIC元器件并形成电路连接；
(3)塑封：使用耐用型塑封料，对产品进行塑封；
(4)半切：切割塑封后的陶瓷基板，直至露出预留的金属；
(5)制作种子层：通过PVD的方式，在塑封体的表面以及半切处制作种子沉积层；
(6)电镀：在种子沉积层的表面电镀金属；
(8)切割：在半切处再次切割，从而切成单颗状；
(9)植球：在陶瓷基板未装电路的一侧植球，即完成制作。
所述耐用型塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
50份双酚A型环氧树脂、32份酚醛树脂、75份改性填料、35份固化剂、2.4份促进剂和1.5份脱模剂。
所述双酚A型环氧树脂的型号为E-12。所述酚醛树脂的型号为2130酚醛树脂。所述固化剂为四氢苯酐。所述促进剂为促进剂H-600。所述脱模剂为有机硅脱模剂ZF301。
所述改性填料的制备方法包括：
S1、多孔硅化钇凝胶的制备：
称取凝结多糖和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)加入至去离子水中，充分分散后，加入粒径是100-150nm的硅化钇粉末(YSi2)，在室温条件下以300r/min搅拌30min后，升温至80℃，以1600r/min搅拌10min，在此过程会出现大量的泡沫而逐渐地膨胀，搅拌结束后，自然冷却至室温后，在50℃的烘箱内处理8h，粉碎至微米级粒径，粒径范围为10-20μm，即得到多孔硅化钇凝胶粉末；
其中，凝结多糖的型号为康源H654131；使用的原料羧甲基纤维素钠的型号为低粘FH9，粘度为400；硅化钇粉末、凝结多糖、羧甲基纤维素钠和去离子水的质量比是1.4:5.6:3:150。
S2、多孔硅化钇凝胶的氨基化：
称取多孔硅化钇凝胶与去离子水混合分散，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，在50℃下搅拌分散15h，然后过滤分离后经过洗涤和干燥，得到氨基化多孔硅化钇凝胶粉末；
其中，多孔硅化钇凝胶、3-氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17NO3Si)和去离子水的质量比是1:0.25:15。
S3、复合交联：
称取4,4'-联苯二甲酸与N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至70℃，充分混合后，加入氨基化多孔硅化钇凝胶粉末，通氮气为保护气，再加入亚磷酸钠作为催化剂，升温至160℃，保温反应8h，反应结束后，冷却至室温后，过滤分离反应产物，使用乙醇充分洗涤至少三次，放置在50℃的烘箱内处理8h，得到改性填料；
其中，氨基化多孔硅化钇凝胶粉末、4,4'-联苯二甲酸和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1.5:0.56:15；催化剂亚磷酸钠的加入质量是4,4'-联苯二甲酸加入质量的3％。
所述耐用型塑封料的制备过程包括：
步骤1，将双酚A型环氧树脂和酚醛树脂混合在加热搅拌器内，再加入改性填料，升温至170℃，保温搅拌20min，搅拌速度是250r/min；
步骤2，待步骤1降温至135℃后，加入脱模剂、固化剂和促进剂，继续搅拌10min，搅拌速度是200r/min；
步骤3，将步骤2的产物在130℃下经过挤出机的挤出，冷却成型后，即得到耐用型塑封料。
实施例2
一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，包括以下步骤：
(1)制备基板：在陶瓷基板的一侧制作电路，并露出金属，用于后续封装体电镀金属形成电磁屏蔽层；
(2)贴装元器件：在陶瓷基板贴装PIC和EIC元器件并形成电路连接；
(3)塑封：使用耐用型塑封料，对产品进行塑封；
(4)半切：切割塑封后的陶瓷基板，直至露出预留的金属；
(5)制作种子层：通过PVD的方式，在塑封体的表面以及半切处制作种子沉积层；
(6)电镀：在种子沉积层的表面电镀金属；
(8)切割：在半切处再次切割，从而切成单颗状；
(9)植球：在陶瓷基板未装电路的一侧植球，即完成制作。
所述耐用型塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
35份双酚A型环氧树脂、28份酚醛树脂、50份改性填料、22份固化剂、1.2份促进剂和0.5份脱模剂。
所述双酚A型环氧树脂的型号为E-44。所述酚醛树脂的型号为2123酚醛树脂。所述固化剂为酐类固化剂为甲基四氢苯酐。所述促进剂为促进剂DMP-30。所述脱模剂为有机硅脱模剂MEM-0349。
所述改性填料的制备方法包括：
S1、多孔硅化钇凝胶的制备：
称取凝结多糖和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)加入至去离子水中，充分分散后，加入粒径是100-150nm的硅化钇粉末(YSi2)，在室温条件下以200r/min搅拌30min后，升温至75℃，以1200r/min搅拌10min，在此过程会出现大量的泡沫而逐渐地膨胀，搅拌结束后，自然冷却至室温后，在55℃的烘箱内处理12h，粉碎至微米级粒径，粒径范围为10-20μm，即得到多孔硅化钇凝胶粉末；
其中，凝结多糖的型号为康源H654131；使用的原料羧甲基纤维素钠的型号为低粘FH9，粘度为400；硅化钇粉末、凝结多糖、羧甲基纤维素钠和去离子水的质量比是1.6:6.4:3.2:200。
S2、多孔硅化钇凝胶的氨基化：
称取多孔硅化钇凝胶与去离子水混合分散，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，在55℃下搅拌分散20h，然后过滤分离后经过洗涤和干燥，得到氨基化多孔硅化钇凝胶粉末；
其中，多孔硅化钇凝胶、3-氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17NO3Si)和去离子水的质量比是1.2:0.3:20。
S3、复合交联：
称取4,4'-联苯二甲酸与N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至80℃，充分混合后，加入氨基化多孔硅化钇凝胶粉末，通氮气为保护气，再加入亚磷酸钠作为催化剂，升温至180℃，保温反应12h，反应结束后，冷却至室温后，过滤分离反应产物，使用乙醇充分洗涤至少三次，放置在55℃的烘箱内处理12h，得到改性填料；
其中，氨基化多孔硅化钇凝胶粉末、4,4'-联苯二甲酸和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1.8:0.72:20；催化剂亚磷酸钠的加入质量是4,4'-联苯二甲酸加入质量的5％。
所述耐用型塑封料的制备过程包括：
步骤1，将双酚A型环氧树脂和酚醛树脂混合在加热搅拌器内，再加入改性填料，升温至180℃，保温搅拌20min，搅拌速度是300r/min；
步骤2，待步骤1降温至150℃后，加入脱模剂、固化剂和促进剂，继续搅拌10min，搅拌速度是300r/min；
步骤3，将步骤2的产物在150℃下经过挤出机的挤出，冷却成型后，即得到耐用型塑封料。
实施例3
一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，包括以下步骤：
(1)制备基板：在陶瓷基板的一侧制作电路，并露出金属，用于后续封装体电镀金属形成电磁屏蔽层；
(2)贴装元器件：在陶瓷基板贴装PIC和EIC元器件并形成电路连接；
(3)塑封：使用耐用型塑封料，对产品进行塑封；
(4)半切：切割塑封后的陶瓷基板，直至露出预留的金属；
(5)制作种子层：通过PVD的方式，在塑封体的表面以及半切处制作种子沉积层；
(6)电镀：在种子沉积层的表面电镀金属；
(8)切割：在半切处再次切割，从而切成单颗状；
(9)植球：在陶瓷基板未装电路的一侧植球，即完成制作。
所述耐用型塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
65份双酚A型环氧树脂、46份酚醛树脂、100份改性填料、48份固化剂、3.6份促进剂和2.5份脱模剂。
所述双酚A型环氧树脂的型号为E-51。所述酚醛树脂的型号包括2124酚醛树脂。所述改性填料为多孔硅化钇凝胶在经过氨基化处理后，再与4,4'-联苯二甲酸通过复合交联制备得到的聚合物包覆型产物。所述固化剂为酐类固化剂，包括四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的任意一种。所述促进剂为促进剂K-54。所述脱模剂为有机硅脱模剂ZF301。
所述改性填料的制备方法包括：
S1、多孔硅化钇凝胶的制备：
称取凝结多糖和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)加入至去离子水中，充分分散后，加入粒径是100-150nm的硅化钇粉末(YSi2)，在室温条件下以300r/min搅拌30min后，升温至80℃，以2000r/min搅拌5min，在此过程会出现大量的泡沫而逐渐地膨胀，搅拌结束后，自然冷却至室温后，在45℃的烘箱内处理6h，粉碎至微米级粒径，粒径范围为10-20μm，即得到多孔硅化钇凝胶粉末；
其中，凝结多糖的型号为康源H654131；使用的原料羧甲基纤维素钠的型号为低粘FH9，粘度为400；硅化钇粉末、凝结多糖、羧甲基纤维素钠和去离子水的质量比是1.2:4.8:2.4:100。
S2、多孔硅化钇凝胶的氨基化：
称取多孔硅化钇凝胶与去离子水混合分散，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，在45℃下搅拌分散10h，然后过滤分离后经过洗涤和干燥，得到氨基化多孔硅化钇凝胶粉末；
其中，多孔硅化钇凝胶、3-氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17NO3Si)和去离子水的质量比是0.8:0.15:10。
S3、复合交联：
称取4,4'-联苯二甲酸与N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至60℃，充分混合后，加入氨基化多孔硅化钇凝胶粉末，通氮气为保护气，再加入亚磷酸钠作为催化剂，升温至140℃，保温反应6h，反应结束后，冷却至室温后，过滤分离反应产物，使用乙醇充分洗涤至少三次，放置在45℃的烘箱内处理6h，得到改性填料；
其中，氨基化多孔硅化钇凝胶粉末、4,4'-联苯二甲酸和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1.2:0.48:10；催化剂亚磷酸钠的加入质量是4,4'-联苯二甲酸加入质量的1％。
所述耐用型塑封料的制备过程包括：
步骤1，将双酚A型环氧树脂和酚醛树脂混合在加热搅拌器内，再加入改性填料，升温至160℃，保温搅拌15min，搅拌速度是200r/min；
步骤2，待步骤1降温至120℃后，加入脱模剂、固化剂和促进剂，继续搅拌5min，搅拌速度是200r/min；
步骤3，将步骤2的产物在120℃下经过挤出机的挤出，冷却成型后，即得到耐用型塑封料。
对比例1
一种封装芯片的塑封料，与实施例1的区别在于，塑封料的成分不相同，改性填料替换成100-150nm的硅化钇粉末(YSi2)。
塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
50份双酚A型环氧树脂、32份酚醛树脂、75份硅化钇粉末、35份固化剂、2.4份促进剂和1.5份脱模剂。
对比例2
一种封装芯片的塑封料，与实施例1的区别在于，塑封料的成分不相同，改性填料替换成多孔硅化钇凝胶粉末(制备方法与实施例1的S1相同)。
塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
50份双酚A型环氧树脂、32份酚醛树脂、75份多孔硅化钇凝胶粉末、35份固化剂、2.4份促进剂和1.5份脱模剂。
对比例3
一种封装芯片的塑封料，与实施例1的区别在于，塑封料的成分不相同，改性填料替换成氨基化多孔硅化钇凝胶粉末(制备方法与实施例1的S1和S2相同)。
塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
50份双酚A型环氧树脂、32份酚醛树脂、75份氨基化多孔硅化钇凝胶粉末、35份固化剂、2.4份促进剂和1.5份脱模剂。
实验检测例
将本发明实施例1以及对比例1-3的塑封料进行性能上的检测，检测包括：拉伸强度的检测标准为GB/T 1040；冲击强度的检测标准为GB/T 1843；耐候性的检测标准参考GB/T 2574，恒温恒湿箱中保持30天后(温度60℃，湿度80％)，检测拉伸强度保留率。
结果如表1所示：
表1塑封料的性能检测结果
从表1的结果能够看出，实施例1制备的拉伸强度、冲击强度和硬度都比对比例要高，说明其在力学强度、韧性和耐磨性方面表现更好；耐高温能够达到275℃，说明其耐高温性更好；抗电强度达到71.9kV/mm，说明其耐电压强度高；耐候处理后拉伸强度保持率达到92.3％，说明其耐候性表现也更好。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备基板：在陶瓷基板的一侧制作电路，并露出金属，用于后续封装体电镀金属形成电磁屏蔽层；
（2）贴装元器件：在陶瓷基板贴装PIC和EIC元器件并形成电路连接；
（3）塑封：使用耐用型塑封料，对产品进行塑封；
（4）半切：切割塑封后的陶瓷基板，直至露出预留的金属；
（5）制作种子层：通过PVD的方式，在塑封体的表面以及半切处制作种子沉积层；
（6）电镀：在种子沉积层的表面电镀金属；
（8）切割：在半切处再次切割，从而切成单颗状；
（9）植球：在陶瓷基板未装电路的一侧植球，即完成制作；
所述耐用型塑封料按照重量份数计算，包括以下成分：
35-65份双酚A型环氧树脂、28-46份酚醛树脂、50-100份改性填料、22-48份固化剂、1.2-3.6份促进剂和0.5-2.5份脱模剂；
所述改性填料为多孔硅化钇凝胶在经过氨基化处理后，再与4,4'-联苯二甲酸通过复合交联制备得到的聚合物包覆型产物；
所述改性填料的制备方法包括：
S1、多孔硅化钇凝胶的制备：
称取凝结多糖和羧甲基纤维素钠加入至去离子水中，充分分散后，加入硅化钇粉末，在室温条件下以第一速度搅拌30min后，升温至75-80℃，以第二速度搅拌5-10min，在此过程会出现大量的泡沫而逐渐地膨胀，搅拌结束后，自然冷却至室温后，将产物烘干后粉碎，即得到多孔硅化钇凝胶粉末；
S2、多孔硅化钇凝胶的氨基化：
称取多孔硅化钇凝胶与去离子水混合分散，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，在45-55℃下搅拌分散10-20h，然后过滤分离后经过洗涤和干燥，得到氨基化多孔硅化钇凝胶粉末；
S3、复合交联：
称取4,4'-联苯二甲酸与N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至60-80℃，充分混合后，加入氨基化多孔硅化钇凝胶粉末，通氮气为保护气，再加入亚磷酸钠作为催化剂，升温至140-180℃，保温反应6-12h，反应结束后，冷却至室温后，过滤分离反应产物，经过洗涤和干燥后，得到改性填料。
2.根据权利要求1所述的一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂的型号包括E-12、E-44、E-51中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，所述酚醛树脂的型号包括2130酚醛树脂、2123酚醛树脂、2124酚醛树脂、2127酚醛树脂、2176酚醛树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，所述固化剂为酐类固化剂，包括四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，所述促进剂为促进剂H-600、促进剂DMP-30、促进剂K-54中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，所述脱模剂为有机硅脱模剂ZF301或有机硅脱模剂MEM-0349。
7.根据权利要求1所述的一种气密性封装硅光芯片模块的工艺，其特征在于，所述耐用型塑封料的制备过程包括：
步骤1，将双酚A型环氧树脂和酚醛树脂混合在加热搅拌器内，再加入改性填料，升温至160-180℃，保温搅拌15-20min，搅拌速度是200-300r/min；
步骤2，待步骤1降温至120-150℃后，加入脱模剂、固化剂和促进剂，继续搅拌5-10min，搅拌速度是200-300r/min；
步骤3，将步骤2的产物在120-150℃下经过挤出机的挤出，冷却成型后，即得到耐用型塑封料。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1150597A (zh) * | 1996-04-29 | 1997-05-28 | 无锡市化工研究设计院 | 电器封装用增强型环氧模塑料的制备方法 |
| JP2016086158A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-19 | セントラル硝子株式会社 | ウエハ加工用積層体、ウエハ加工用仮接着材および薄型ウエハの製造方法 |
| CN110797325A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-02-14 | 江阴长电先进封装有限公司 | 一种具有电磁屏蔽功能的封装结构及其封装方法 |
| CN111117540A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-08 | 科化新材料泰州有限公司 | 一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10774682B2 (en) * | 2012-06-22 | 2020-09-15 | The United States of America as Represented by the Administrator of National Aeromautics and Space Administration | Advanced high temperature and fatigue resistant environmental barrier coating bond coat systems for SiC/SiC ceramic matrix composites |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1150597A (zh) * | 1996-04-29 | 1997-05-28 | 无锡市化工研究设计院 | 电器封装用增强型环氧模塑料的制备方法 |
| JP2016086158A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-19 | セントラル硝子株式会社 | ウエハ加工用積層体、ウエハ加工用仮接着材および薄型ウエハの製造方法 |
| CN110797325A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-02-14 | 江阴长电先进封装有限公司 | 一种具有电磁屏蔽功能的封装结构及其封装方法 |
| CN111117540A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-08 | 科化新材料泰州有限公司 | 一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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