WO2020073747A1 - 一种低卤底部填充胶及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低卤底部填充胶及其制备方法和应用 Download PDF

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WO2020073747A1
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halogen
epoxy resin
low
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刘万双
罗贺斌
魏毅
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北京蓝海黑石科技有限公司
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    • C09J4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09J159/00 - C09J187/00
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    • C09J11/06—Non-macromolecular additives organic

Definitions

  • the invention relates to the field of adhesives, in particular to a low-halogen underfill adhesive and its preparation method and application.
  • Flip-Chip packaging technology has become the most important packaging technology in the field of high-end electronic devices and high-density packaging due to its advantages of high packaging density, short interconnection path, low inductance, good reliability and reworkability.
  • Liquid epoxy underfill is the key material of flip chip packaging technology. It fills the gap between the chip and the substrate through the capillary flow principle. Its main role is to protect the connection solder joints and the chip from moisture and ionic contaminants.
  • the present invention provides a low-halogen underfill.
  • the low-halogen underfill has a low halogen content, which makes packaging components more environmentally friendly.
  • One aspect of the present invention provides a low-halogen underfill, the components of which include silica-modified epoxy resin, or contain silica-modified epoxy resin and acrylic monomer; the underfill
  • the halogen content of the glue is not more than 100ppm.
  • the content of halogen in the underfill provided by the present invention is far lower than the standard (IEC61249-2-21) required by the International Electrotechnical Commission: the bromine and chlorine contents are less than 900 ppm, and the total content of bromine and chlorine is less than 1500 ppm.
  • the underfill of the invention can meet the requirements of low halogen, realize localization, and has good cost performance and broad market prospects.
  • the halogen content of the underfill is not greater than 80 ppm.
  • the halogen content of the underfill is 78 ppm, 76 ppm, etc.
  • the halogen content of the underfill is not greater than 40 ppm.
  • the halogen content of the underfill is 32 ppm. More preferably, the halogen content of the underfill is not greater than 30 ppm.
  • the halogen content of the underfill is 30 ppm, 27 ppm, etc. Most preferably, the halogen content of the underfill is no more than 25 ppm.
  • the viscosity of the underfill is 200-900 mPa ⁇ s.
  • the viscosity of the underfill is 200-400 mPa ⁇ s.
  • the thermal expansion coefficient of the underfill is 30-70 ⁇ m / m ° C.
  • the thermal expansion coefficient of the underfill is 30-60 ⁇ m / m ° C.
  • the thermal expansion coefficient of the underfill is 30-50 ⁇ m / m ° C. More preferably, the thermal expansion coefficient of the underfill is 30-40 ⁇ m / m ° C.
  • the silica-modified epoxy resin in terms of weight percentage, is 20% -45% of the total weight of the underfill.
  • the silica-modified epoxy resin is 20% -40% of the total weight of the underfill.
  • the silica-modified epoxy resin is 20% -35% of the total weight of the underfill. More preferably, the silica-modified epoxy resin is 25% -35% of the total weight of the underfill.
  • Silica-modified epoxy resin adopts a special preparation process, in which the content of nano-silica is up to 40% and the viscosity is low, which can achieve the reduction of curing shrinkage and thermal expansion coefficient without significantly increasing the viscosity of the underfill.
  • the silica-modified epoxy resin is NANOPOX-E601 (Evonik, Germany).
  • the content of the acrylic monomer is 10% -25% of the total weight of the underfill.
  • the content of the acrylic monomer is 10% -20% of the total weight of the underfill.
  • the content of the acrylic monomer is 12% -17% of the total weight of the underfill.
  • the acrylic monomer is selected from methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, isobornyl acrylate, laurate methacrylate, hydroxyethyl acrylate Ester, hydroxypropyl acrylate, methacrylic acid, diethylene glycol diacrylate, hexanediol diacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, One or more of pentaerythritol triacrylate, CYCLOMER M100 (Japan Daicel), PLACCEL FM1D (Japan Daicel), TTA-15 (Jiangsu Tetel).
  • acrylic monomer selected in this application when used in combination with epoxy resin and silica modified epoxy resin, it can not only significantly reduce the viscosity of the underfill and improve the fluidity, but also be diluted compared with glycidyl ether epoxy resin Agent, acrylic monomer has the advantage of low halogen content.
  • the underfill component further includes a toughening agent.
  • the toughening agent is EP 5340 A (German Evonik) and / or MX553 (Japan KANEKA).
  • the toughening agent described in this application is a core-shell structured rubber particle modified alicyclic epoxy resin. Compared with adding a traditional rubber toughening agent directly, the toughening agent is combined with silica modified epoxy resin and ring When oxygen resin and acrylic monomer are used together, not only does it have a lower viscosity at high content, but it has no significant effect on the glass transition temperature of the cured product.
  • the components of the underfill further include epoxy resin.
  • the epoxy resin is one or more of electronic grade low halogen bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, and alicyclic epoxy resin.
  • the bisphenol A epoxy resin is NPEL-127E (Taiwan South Asia) or 328 (Shanghai Huayi);
  • the bisphenol F epoxy resin is EPIKOTE 862 (Dutch Shell), EPIKOTE 983U (Dutch Shell) Or NPEL-170 (Taiwan South Asia);
  • the alicyclic epoxy resin is CELLOXIDE 2021P (Japan Daicel), CELLOXIDE 8000 (Japan Daicel), TTA-26 (Jiangsu Tetel) or TTA 28 (Jiangsu Tetel) Seoul) Wait.
  • the epoxy resin selected in this application not only has the characteristics of low halogen content and low, but also the heat resistance, modulus, viscosity and thermal expansion coefficient of the underfill prepared by the epoxy resin and the acrylic monomer achieve a better balance Point, to obtain excellent comprehensive performance.
  • choosing a combination of different types of epoxy resins can more effectively combine the advantages of various epoxy resins, making the performance of the prepared underfill more excellent.
  • the components of the underfill further include curing agents, and / or fillers, and / or accelerators, and / or initiators, and / or polymerization inhibitors, and / or couplers Binder, and / or defoamer, and / or wetting and dispersing agent, and / or pigment.
  • the curing agent is an acid anhydride curing agent.
  • an acid anhydride curing agent for example, one or more of methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, and 4-methylhexahydrophthalic anhydride.
  • the curing agent selected in this embodiment has the advantages of low viscosity, fast curing speed at medium temperature, and excellent electrical properties of the cured product, and can be used in conjunction with epoxy resins, acrylic monomers, and the like.
  • the filler is spherical silicon fine powder and / or hollow glass microbeads, the maximum particle size of which is 10 ⁇ m; preferably, the maximum particle size is 5 ⁇ m; more preferably, the maximum particle size is 3 ⁇ m .
  • This application uses an inorganic filler, which can effectively reduce the curing shrinkage rate and thermal expansion coefficient of the underfill rubber in combination with epoxy resin and acrylic monomer.
  • the filler is spherical silicon fine powder, which is used in combination with fillers of different particle sizes, and the use of spherical inorganic fillers of different particle sizes can reduce the effect on viscosity and effectively reduce the sedimentation of the filler.
  • the accelerator is 2-methylimidazole, 2-ethyl-4methylimidazole, 1-benzyl-2-ethylimidazole, 2-undecylimidazole, Of 2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole At least one.
  • the initiator is dicumyl peroxide, dibenzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxybenzoate, At least one of t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate and t-butyl peroxypivalate.
  • the polymerization inhibitor is at least one of hydroquinone, t-butylcatechol, phenol, and p-benzoquinone.
  • the coupling agent is ⁇ - (2,3-epoxypropyloxy) propyltrimethoxysilane and ⁇ - (3,4-epoxycyclohexylethyl) trimethyl At least one oxysilane.
  • the defoamer is BYK-A530 (German BYK), BYK-555 (German BYK), BYK-320 (German BYK), BYK-323 (German BYK) ), At least one of ACP-0001 (US Dow Coring).
  • the wetting and dispersing agent is BYK-W9010 (German BYK), BYK-W940 (German BYK), BYK-W980 (German BYK), BYK-W969 (German BYK) G), Dispers 610 (German Evonik), Dispers 630 (German Evonik), and Dispers 652 (German Evonik).
  • wetting and dispersing agent and the filler in this embodiment can effectively improve the filler dispersion effect, reduce filler agglomeration and sedimentation, and increase the fluidity of the system. If there is no additional filler, wetting and dispersing agent can be omitted.
  • the pigment is at least one of high-pigment carbon black, aniline black, iron oxide black, and low-halogen black color paste (Polyone, USA).
  • the raw materials of the underfill include: epoxy resin 0 parts-20 parts, silica modified epoxy resin 20 parts-45 parts, curing agent 25 Parts-40 parts, acrylic monomer 10 parts-25 parts, toughener 0-10 parts, filler 0-20 parts, accelerator 1 part-5 parts, initiator 1 part-5 parts, polymerization inhibitor 0.1 part- 1 part, coupling agent 0.1 parts-1.5 parts, defoamer 0.1 part-1 part, wetting and dispersing agent 0 part-1 part, pigment 0.2 part-0.5 part.
  • the underfill includes: 5 parts to 15 parts of epoxy resin, 25 parts to 40 parts of silica modified epoxy resin, and 30 parts of curing agent. 40 parts, acrylic monomer 12 parts-20 parts, toughener 5-10 parts, filler 5-15 parts, accelerator 1 part-4 parts, initiator 2 parts-4 parts, polymerization inhibitor 0.3 parts-0.8 parts , 0.5 parts to 1.0 parts of coupling agent, 0.3 parts to 0.7 part of antifoaming agent, 0.2 parts to 0.8 part of wetting and dispersing agent, 0.2 parts to 0.4 part of pigment.
  • Another aspect of the present invention provides a method for preparing a low-halogen underfill, which includes weighing each component and mixing it under vacuum.
  • the method for preparing the low-halogen underfill includes the following steps:
  • Another aspect of the present invention provides the application of the above-mentioned low halogen underfill adhesive in the field of chip-scale microelectronic packaging.
  • Yet another aspect of the present invention provides the use of silica-modified epoxy resin and / or acrylic monomer in low-halogen underfill.
  • the present invention has at least one of the following advantages:
  • the low-halogen underfill provided by the invention has the advantages of low viscosity, low halogen content, good mechanical properties, good heat resistance, low coefficient of thermal expansion and the like, and has a wider application prospect.
  • a dynamic mechanical analyzer was used to test the storage modulus of the samples obtained in the above Examples 1-9.
  • the underfill prepared in Examples 1-9 of the present application 1
  • the halogen content is not greater than 100 ppm, and even the halogen content can be reduced to 25 ppm;
  • 2 The viscosity is lower, Make the underfill glue have better fluidity;
  • 3 The glass transition temperature is higher, and the range of the glass transition temperature is larger, the glass transition temperature can be adjusted by adjusting the content of epoxy resin and acrylic monomer;
  • 4 The coefficient of thermal expansion is lower.
  • the viscosity, glass transition temperature and thermal expansion coefficient of the underfill can be obtained by adjusting the type and content of the epoxy resin and acrylic monomers as needed.

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Abstract

本发明提供一种低卤底部填充胶，所述底部填充胶的组分包括二氧化硅改性环氧树脂，或包含二氧化硅改性环氧树脂和丙烯酸单体；所述底部填充胶的卤素含量不大于100ppm；优选地，所述底部填充胶的卤素含量不大于80ppm；更优选地，所述底部填充胶的卤素含量不大于40ppm。本发明提供的低卤底部填充胶具有粘度低、卤素含量低、力学性能好、耐热性好、热膨胀系数低等优点，具有更广泛的应用前景。

Description

一种低卤底部填充胶及其制备方法和应用 技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，特别涉及一种低卤底部填充胶及其制备方法和应用。
背景技术
新世纪以来随着电子产业技术的不断革新，电子产品正朝着智能化、小型化、轻量化、高性能化和安全化方向发展。为顺应这一趋势，出现了许多先进的电子封装技术和封装形式。其中，倒装芯片(Flip-Chip)封装技术由于具有封装密度高、互连通路短、电感低、可靠性好及可返工等优点，已经成为高端电子器件和高密度封装领域最主要的封装技术之一。液体环氧底部填充胶(Underfill)是倒装芯片封装技术的关键材料，它通过毛细流动原理填满芯片和基板的间隙，其主要作用是保护连接焊点及芯片免受湿气、离子污染物和辐射等有害操作环境的影响，并提高封装器件抗冷热冲击和机械冲击性能，从而提高器件的使用寿命。随着封装密度越来越高，倒装芯片技术中连接焊点越来越密集，为了提高生产效率及封装器件的可靠性，要求环氧底部填充胶具有良好的流动性、耐热性、低热膨胀系数和低卤素含量。
倒装芯片封装用高性能环氧底部填充胶的开发已经成为微电子封装技术领域的一个研究热点。但目前所公开的大部分环氧类底部填 充胶为了降低粘度通常采用添加缩水甘油醚类活性环氧稀释剂，但这类稀释剂一般具有较高的卤素含量，少量添加就能导致卤素含量的超标。而且，卤素物料存在重大的环境危害，一方面含卤有机物本身固有的毒性对环境和人类健康产生威胁，另一方面这些电子部件无法回收再利用，在燃烧处理与加热过程中会释放有害物质如二噁英等，能在环境中能存在多年，甚至终身积累在生物体内无法排出，严重威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。
此外，目前为了提高底部填充胶固化后的韧性，所添加的增韧剂大多为橡胶类材料，这不仅会提高底部填充胶的粘度还会降低玻璃化转变温度，难以满足电子工业对封装材料越来越高的性能需求。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种低卤底部填充胶。该低卤底部填充胶卤素含量低，使封装元器件更加环保。
为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一方面提供一种低卤底部填充胶，所述底部填充胶的组分包括二氧化硅改性环氧树脂，或包含二氧化硅改性环氧树脂和丙烯酸单体；所述底部填充胶的卤素含量不大于100ppm。本发明提供的底部填充胶中卤素的含量远低于国际电工委员会所指导的标准(IEC61249-2-21)要求：溴、氯含量分别小于900ppm，且溴与氯的含量总和小于1500ppm。本发明的底部填充胶能满足低卤素要求，实现国产化，具有良好的性价比和广阔的市场前景。
在本发明的一个具体实施方式中，所述底部填充胶的卤素含量不 大于80ppm。例如，所述底部填充胶的卤素含量为78ppm、76ppm等。
在本发明的一个具体实施方式中，所述底部填充胶的卤素含量不大于40ppm。例如，所述底部填充胶的卤素含量为32ppm。更优选地，所述底部填充胶的卤素含量不大于30ppm。例如所述底部填胶的卤素含量为30ppm、27ppm等。最优选地，所述底部填充胶的卤素含量不大于25ppm。
在本发明的一个具体实施方式中，所述底部填充胶的粘度为200-900mPa·s。优选地，所述底部填充胶的粘度为200-400mPa·s。
在本发明的一个具体实施方式中，所述底部填充胶的热膨胀系数为30-70μm/m℃。优选地，所述底部填充胶的热膨胀系数为30-60μm/m℃。进一步优选地，所述底部填充胶的热膨胀系数为30-50μm/m℃。更优选地，所述底部填充胶的热膨胀系数为30-40μm/m℃。
在本发明的一个具体实施方式中，按照重量百分比计，所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的20％-45％。优选地，所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的20％-40％。进一步优选地，所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的20％-35％。更优选地，所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的25％-35％。
二氧化硅改性环氧树脂由于采用特殊的制备工艺，其中纳米二氧化硅含量高达40％且粘度较低，可实现在不显著提高底部填充胶粘度情况下降低固化收缩率和热膨胀系数。
在本发明的一个具体实施方式中，所述二氧化硅改性环氧树脂为 NANOPOX-E601(德国赢创)。
在本发明的一个具体实施方式中，按照重量百分比计，所述丙烯酸单体的含量为所述底部填充胶总重量的10％-25％。优选地，所述丙烯酸单体的含量为所述底部填充胶总重量的10％-20％。进一步优选地，所述丙烯酸单体的含量为所述底部填充胶总重量的12％-17％。
在本发明的一个具体实施方式中，所述丙烯酸单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、二乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙稀酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酸酯、CYCLOMER M100(日本大赛璐)、PLACCEL FM1D(日本大赛璐)、TTA-15(江苏泰特尔)中的一种或多种。
本申请选择的丙烯酸单体与环氧树脂、二氧化硅改性环氧树脂相配合使用时，其不仅可以显著降低底部填充胶的粘度提高流动性，并且相比缩水甘油醚类环氧树脂稀释剂，丙烯酸单体具有低卤素含量的优点。
在本发明的一个具体实施方式中，所述底部填充胶的组分还包括增韧剂。例如，所述增韧剂为
Figure PCTCN2019102499-appb-000001
EP 5340 A(德国赢创)和/或MX553(日本KANEKA)。
本申请中所述增韧剂为核壳结构橡胶粒子改性脂环类环氧树脂，相比直接加入传统的橡胶类增韧剂，该增韧剂与二氧化硅改性环氧树脂、环氧树脂、丙烯酸单体相配合使用时，不仅在高含量的情况下仍 具有较低粘度，并且其对固化物玻璃化转变温度无明显影响。
在本发明的一个具体方式中，所述底部填充胶的组分还包括环氧树脂。示例性地，所述环氧树脂为电子级低卤双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环类环氧树脂中的一种或多种。
例如，所述双酚A型环氧树脂为NPEL-127E(台湾南亚)或328(上海华谊)；所述双酚F型环氧树脂为EPIKOTE 862(荷兰壳牌)、EPIKOTE 983U(荷兰壳牌)或NPEL-170(台湾南亚)；所述脂环类环氧树脂为CELLOXIDE 2021P(日本大赛璐)、CELLOXIDE 8000(日本大赛璐)、TTA-26(江苏泰特尔)或TTA 28(江苏泰特尔)等。本申请选择的环氧树脂不仅具有低卤素含量低的特点，而且该环氧树脂与丙烯酸单体相配合所制备的底部填充胶的耐热性、模量、粘度、热膨胀系数达到一个较佳平衡点，获得优异的综合性能。另外，选择不同类型环氧树脂的组合，可以更有效结合各类环氧树脂的优点，使得所制备的底部填充胶的性能更加优良。
在本发明的一个具体方式中，所述底部填充胶的组分还包括固化剂，和/或填料，和/或促进剂，和/或引发剂，和/或阻聚剂，和/或偶联剂，和/或消泡剂，和/或润湿分散剂，和/或颜料。
在本发明的一个具体实施方式中，所述固化剂为酸酐类固化剂。例如，甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐中的一种或多种。本实施例选择的固化剂具有粘度低、中温固化速度快、固化物电性能优良等优点，并且能够与环氧树脂、丙烯酸单体等相配合使用。
在本发明的一个具体实施方式中，所述填料为球形硅微粉和/或空心玻璃微珠，其最大粒径为10μm；优选地，最大粒径为5μm；更优选地，最大粒径为3μm。本申请采用无机填料，其与环氧树脂、丙烯酸单体相配合能够有效地降低底部填充胶固化收缩率和热膨胀系数。
在本发明的一个具体实施方式中，所述填料为球形硅微粉，其采用不同粒径的填料配合使用，并且不同粒径球形无机填料配合使用可减少对粘度的影响以及有效降低填料的沉降。
在本发明的一个具体实施方式中，所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、1-苄基-2-乙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述阻聚剂为对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、苯酚、对苯醌中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述消泡剂为BYK-A530(德 国毕克)、BYK-555(德国毕克)、BYK-320(德国毕克)、BYK-323(德国毕克)、ACP-0001(美国Dow Coring)中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，所述润湿分散剂为BYK-W9010(德国毕克)、BYK-W940(德国毕克)、BYK-W980(德国毕克)、BYK-W969(德国毕克)、Dispers 610(德国赢创)、Dispers 630(德国赢创)、Dispers 652(德国赢创)中的至少一种。
本实施例中的润湿分散剂与填料配合使用，可有效提高填料分散效果，减少填料团聚及沉降，增加体系流动性。如果没有额外增加填料可以不加润湿分散剂。
在本发明的一个具体实施方式中，所述颜料为高色素炭黑、苯胺黑、氧化铁黑、低卤黑色色膏(美国Poly one)中的至少一种。
在本发明的一个具体实施方式中，以重量份计，所述底部填充胶的原料包括：环氧树脂0份-20份，二氧化硅改性环氧树脂20份-45份、固化剂25份-40份、丙烯酸单体10份-25份、增韧剂0-10份、填料0-20份、促进剂1份-5份、引发剂1份-5份、阻聚剂0.1份-1份、偶联剂0.1份-1.5份、消泡剂0.1份-1份、润湿分散剂0份-1份、颜料0.2份-0.5份。
在本发明的一个具体实施方式中，以重量份计，所述底部填充胶包括：环氧树脂5份-15份，二氧化硅改性环氧树脂25份-40份、固化剂30份-40份、丙烯酸单体12份-20份、增韧剂5-10份、填料5-15份、促进剂1份-4份、引发剂2份-4份、阻聚剂0.3份-0.8份、偶联剂0.5份-1.0份、消泡剂0.3份-0.7份、润湿分散剂0.2份-0.8份、颜 料0.2份-0.4份。
本发明另一方面提供低卤底部填充胶的制备方法，其包括称取各组分并将其在真空条件下混合。
在本申请的一个具体实施方式中，所述低卤底部填充胶的制备方法，包括如下步骤：
称取环氧树脂0份-20份，二氧化硅改性环氧树脂20份-45份、丙烯酸单体10份-25份、增韧剂0-10份、填料0-20份、促进剂1份-5份、阻聚剂0.1份-1份、偶联剂0.1份-1.5份、消泡剂0.1份-1份、润湿分散剂0份-1份、颜料0.2份-0.5份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合10-30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂25份-40份、引发剂1份-5份，保持真空在-0.1MPa条件下混合10-30min，制得低卤底部填充胶。
本发明又一方面提供上述低卤底部填充胶在芯片级微电子封装领域的应用。
本发明又一方面提供二氧化硅改性环氧树脂和/或丙烯酸单体在低卤底部填充胶中的应用。
示例性的，本发明至少具有以下优势之一：
本发明提供的低卤底部填充胶具有粘度低、卤素含量低、力学性能好、耐热性好、热膨胀系数低等优点，具有更广泛的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完 整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
精准称取电子级双酚F型环氧树脂为EPIKOTE 862(荷兰壳牌)100份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)240份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯150份，甲基丙烯酸单体PLACCEL FM1D(日本大赛璐)100份，2-乙基-4甲基咪唑40份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-555(德国毕克)5份，高色素炭黑5份，阻聚剂对苯二酚2份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐320份，引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯30份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例2
精准称取纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)450份，甲基丙烯酸单体CYCLOMER M100(日本大赛璐)135份，1-氰乙基-2-甲基咪唑30份，偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A320(德国毕克)5份，高色素炭黑3份，阻聚剂叔丁基邻苯二酚2份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后， 再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐340份，引发剂过氧化-2-乙基己酸叔丁酯25份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例3
精准称取电子级双酚A型环氧树脂328(上海华谊)70份，脂环类环氧树脂TTA28(江苏泰特尔)80份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)200份，增韧剂
Figure PCTCN2019102499-appb-000002
EP 5340 A(德国赢创)70份，甲基丙烯酸月桂酸酯30份，甲基丙烯酸单体PLACCEL FM1D(日本大赛璐)70份，1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑30份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A530(德国毕克)5份，低卤黑色色膏(美国Poly one)5份，阻聚剂对苯醌2份，最大粒径5μm的球形硅微粉50份，最大粒径3μm的球形硅微粉30份，润湿分散剂BYK-W9010(德国毕克)5份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐320份，引发剂过氧化二苯甲酰25份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例4
精准称取脂环类环氧树脂CELLOXIDE 8000(日本大赛璐)50份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)260份，增韧剂MX553(日本KANEKA)60份，甲基丙烯酸单体TTA-15(江苏泰特尔)40份，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯100份， 2-甲基咪唑40份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂ACP-0001(美国Dow Coring)4份，低卤黑色色膏(美国Poly one)5份，阻聚剂对苯二酚2份，最大粒径5μm的球形硅微粉75份，最大粒径3μm的球形硅微粉40份，润湿分散剂Dispers 630(德国赢创)4份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐282份，引发剂过氧化二月桂酰30份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例5
精准称取脂环类环氧树脂CELLOXIDE 2021P(日本大赛璐)60份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)280份，增韧剂MX553(日本KANEKA)50份，甲基丙烯酸单体CYCLOMER M100(日本大赛璐)90份，丙烯酸异冰片酯40份，1-氰乙基-2-甲基咪唑30份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A530(德国毕克)5份，高色素炭黑5份，阻聚剂对苯二酚2份，最大粒径10μm的球形硅微粉60份，最大粒径5μm的球形硅微粉30份，润湿分散剂BYK-W940(德国毕克)5份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐305份，引发剂过氧化二苯甲酰30份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例6
精准称取纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)400份，增韧剂
Figure PCTCN2019102499-appb-000003
EP 5340 A(德国赢创)60份，甲基丙烯酸丁酯40份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯80份，2-乙基-4甲基咪唑30份，偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A555(德国毕克)5份，高色素炭黑5份，阻聚剂对苯二酚2份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂4-甲基六氢邻苯二甲酸酐340份，引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯30份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例7
精准称取双酚F型环氧树脂NPEL-170(台湾南亚)50份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)250份，增韧剂MX553(日本KANEKA)100份，甲基丙烯酸乙酯120份，季戊四醇三丙烯酸酸酯80份，1-苄基-2-乙基咪唑30份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A530(德国毕克)5份，氧化铁黑5份，阻聚剂对苯二酚2份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐320份，引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯30份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例8
精准称取脂环类环氧树脂TTA28(江苏泰特尔)65份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)350份，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯100份，甲基丙烯酸单体CYCLOMER M100(日本大赛璐)70份，1-氰乙基-2-甲基咪唑30份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A320(德国毕克)5份，低卤黑色色膏(美国Poly one)5份，阻聚剂对苯二酚2份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐335份，引发剂过氧化二苯甲酰30份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实施例9
精准称取脂环类环氧树脂CELLOXIDE 2021(日本大赛璐)120份，双酚F型环氧树脂NPEL-170(台湾南亚)80份，纳米二氧化硅改性环氧树脂NANOPOX-E601(德国赢创)200份，甲基丙烯酸单体TTA-15(江苏泰特尔)30份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯70份，1-苄基-2-乙基咪唑20份，偶联剂γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A530(德国毕克)5份，高色素炭黑5份，阻聚剂对苯二酚2份，最大粒径5μm的球形硅微粉70份，最大粒径3μm的球形硅微粉45份，润湿分散剂BYK-W940(德国毕克)5份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂4-甲基六氢邻苯二甲酸酐320份，引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯20 份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
对比实施例1
精准称取双酚F型环氧树脂NPEL-170(台湾南亚)205份，脂环类环氧树脂CELLOXIDE 2021P(日本大赛璐)82份，聚丙二醇缩水甘油醚(稀释剂)110份，液体端羧基丁氰橡胶(增韧剂)8份，1-氰乙基-2-甲基咪唑40份，偶联剂β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷8份，消泡剂BYK-A320(德国毕克)5份，高色素炭黑5份，最大粒径10μm的球形硅微粉60份，最大粒径5μm的球形硅微粉40份，润湿分散剂Dispers 610(德国赢创)5份，投入到行星搅拌仪中，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，将所得液体混合物经三辊机研磨后，再次转移至行星搅拌机中，加入固化剂甲基六氢邻苯二甲酸酐432份，保持真空在-0.1MPa条件下混合30min，制得所述底部填充胶。
实验测试1 卤素含量测试
使用X荧光光谱仪并按照EN 14582：2007测试标准，对上述实施例1-9获得样品进行氯、溴含量测试。
实验测试2 粘度测试
采用旋转粘度计对上述实施例1-9获得样品在室温下的粘度进行测试。
实验测试3 玻璃化转变温度测试
按照ASTM D696-79测试标准，对上述实施例1-9获得样品的玻璃化转变温度进行测试。
实验测试4 储能模量测试
使用动态力学分析仪对上述实施例1-9获得样品的储能模量进行测试。
实验测试5 热膨胀系数测试
按照ASTM D696-79标准测试，对上述实施例1-9获得样品的热膨胀系数进行测试。
上述个实验测试的结果如下面的表1所示
表1 实施例1-9的测试结果
Figure PCTCN2019102499-appb-000004
如表1所示，与对比实施例1相比，本申请实施例1-9中所制备的底部填充胶：①卤素含量均不大于100ppm，甚至卤素含量可降低至25ppm；②粘度更低，使得底部填充胶具有更好的流动性；③玻璃化转变温度更高，而且玻璃化转变温度的变化范围较大，可通过调整环氧树脂与丙烯酸单体的含量而调整玻璃化转变温度；④热膨胀系数更低。而且在实际应用过程中，底部填充胶的粘度、玻璃化转变温度 以及热膨胀系数可依据需要通过调整环氧树脂与丙烯酸单体的类型及含量而获得。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

  1. 一种低卤底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶的组分包括二氧化硅改性环氧树脂，或包含二氧化硅改性环氧树脂和丙烯酸单体；所述底部填充胶的卤素含量不大于100ppm；优选地，所述底部填充胶的卤素含量不大于80ppm；更优选地，所述底部填充胶的卤素含量不大于40ppm。
  2. 如权利要求1所述的低卤底部填充胶，其特征在于，按照重量百分比计，所述二氧化硅改性环氧树脂的含量为所述底部填充胶总重量的20％-45％；优选地，所述所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的20％-40％；进一步优选地，所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的20％-35％；更优选地，所述二氧化硅改性环氧树脂的为所述底部填充胶总重量的25％-35％。
  3. 如权利要求1或2所述的低卤底部填充胶，其特征在于，按照重量百分比计，所述丙烯酸单体的含量为所述底部填充胶总重量的10％-25％；优选地，所述丙烯酸单体的含量为所述底部填充胶总重量的10％-20％；进一步优选地，所述丙烯酸单体的含量为所述底部填充胶总重量的12％-17％。
  4. 如权利要求1-3中任一项所述的低卤底部填充胶，其特征在于，所述丙烯酸单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、二乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙稀酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊 四醇三丙烯酸酸酯、CYCLOMER M100、PLACCEL FM1D、TTA-15中的一种或多种。
  5. 如权利要求1-4中任一项所述的低卤底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶的组分还包括增韧剂。
  6. 如权利要求5所述的低卤底部填充胶，其特征在于，所述增韧剂为ALBIDUR-EP 5340A和/或MX553。
  7. 如权利要求1-6中任一项所述的低卤底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶的组分还包括环氧树脂。
  8. 如权利要求7所述的低卤底部填充胶，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环类环氧树脂中的一种或多种。
  9. 如权利要求1-8中任一项所述的低卤底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶的组分还包括固化剂，和/或填料，和/或促进剂，和/或引发剂，和/或阻聚剂，和/或偶联剂，和/或消泡剂，和/或润湿分散剂，和/或颜料。
  10. 如权利要求9所述的低卤底部填充胶，其特征在于，以重量份计，所述底部填充胶包括如下组分：环氧树脂0份-20份，二氧化硅改性环氧树脂20份-45份、固化剂25份-35份、丙烯酸单体10份-25份、增韧剂0-10份、填料0-20份、促进剂1份-5份、引发剂1份-5份、阻聚剂0.1份-1份、偶联剂0.1份-1.5份、消泡剂0.1份-1份、润湿分散剂0份-1份、颜料0.2份-0.5份。
  11. 权利要求1-10中任一项所述的低卤底部填充胶的制备方法， 其特征在于，包括称取各组分并将其在真空条件下混合。
  12. 权利要求1-10中任一项所述的低卤底部填充胶和/或权利要求11所制备的低卤底部填充胶在芯片级微电子封装领域的应用。
  13. 二氧化硅改性环氧树脂和/或丙烯酸单体在低卤底部填充胶中的应用。
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