专利名称：液体环氧底填料及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体环氧底填料及其制备方法与应用。
背景技术：
随着微电子封装技术正在向小、轻、薄的方向发展，球型阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)等高密度的先进封装形式已经成为市场上的一种主流趋势。液体环氧底填料 (Underfill)是保障BGA、CSP封装可靠性的关键材料，它填充在倒装焊芯片与有机基板之间由微型焊球形成的狭缝中，其主要目的是增强芯片与基板的连接强度，保护微型焊球免受外界的污染，降低封装器件的应力，提高器件的使用寿命。从可靠性及工艺性能角度考虑，要求液体环氧底填料具有低粘度、优良力学性能和抗开裂性能等特点。美国专利US 6，117，953、中国发明专利ZL 00123621. 0和ZL 03157937. X中公开的液体环氧底填料的制备方法中，均采用了低粘度的脂环族环氧与液体酸酐固化剂组合， 具有良好的工艺性能。但脂环族环氧存在阻燃性能差，脆性大的问题，上述专利中也未提及材料的阻燃性能。美国专利us 20090020779A1中公开了萘环型环氧与胺类固化剂组合在环氧底填料中的应用，萘环型环氧在保证材料力学性能和提高阻燃性方面有所贡献。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体环氧底填料及其制备方法与应用。本发明提供的液体环氧底填料，包括环氧树脂、固化剂、固化促进剂、增韧剂、表面处理剂、无机填料和染料；所述环氧树脂选自环氧树脂A和环氧树脂B中的至少一种；其中，所述环氧树脂A 系指常温下为液体的脂环族环氧树脂，选自式I所示3，4_环氧环己基甲基-3’，4’ -环氧环己基甲酸酯和式II所示1，6_萘基二缩水甘油醚中的至少一种；所述环氧树脂B选自2，
2-双(2，3-环氧丙氧撑苯基)甲烷(也即双酚F型二缩水甘油醚环氧树脂)和2，2-双(2，
3-环氧丙氧撑苯基)丙烷(也即双酚A型二缩水甘油醚环氧树脂)中的至少一种；所述2， 2-双(2，3-环氧丙氧撑苯基)甲烷和2，2-双(2，3-环氧丙氧撑苯基)丙烷的数均分子量均为400-2000克/摩尔，优选400-1000克/摩尔，更优选400-800克/摩尔；上述两种树脂均可通过公开商业途径购买得到。
权利要求
1. 一种液体环氧底填料，包括环氧树脂、固化剂、固化促进剂、增韧剂、表面处理剂、无机填料和染料；所述环氧树脂选自环氧树脂A和环氧树脂B中的至少一种；其中，所述环氧树脂A选自 3，4_环氧环己基甲基-3’，4’_环氧环己基甲酸酯和1，6_萘基二缩水甘油醚中的至少一种； 所述环氧树脂B选自2，2-双0，3-环氧丙氧撑苯基)甲烷和2，2-双0，3-环氧丙氧撑苯基)丙烷中的至少一种；所述固化剂选自甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐苯酐和甲基纳迪克酸酐中的至少一种；所述固化促进剂选自咪唑、2-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1，3，5_三乙基-六氢-S-三嗪、1，3，5-三甲基-六氢-S-三嗪、三乙胺、三苯基膦、三乙基膦、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铁、 乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钕和乙酰丙酮铝中的至少一种； 所述增韧剂为式III所示含磷硅氧烷化合物；
2.根据权利要求1所述的液体环氧底填料，其特征在于所述液体环氧底填料是由所述环氧树脂、所述固化剂、所述固化催化剂、所述增韧剂、所述表面处理剂、所述无机填料和所述染料组成。
3.根据权利要求1或2所述的液体环氧底料，其特征在于所述液体环氧底填料为下述重量份数的液体环氧底填料a-c中的任意一种；所述液体环氧底填料a由下述重量份数的各组分组成所述环氧树脂为上述环氧树脂A，所述环氧树脂A的重量份数为0-100，优选20-100，更优选50-100 ；所述固化剂的重量份数为50-150，优选60-150，更优选80-150 ；所述固化促进剂的重量份数为0. 05-5,优选0. 1-5，更优选0. 5-5 ；所述增韧剂的重量份数为0-20，优选2-20，更优选5_20 ；所述表面处理剂的重量份数为0. 05-5. 0，优选0. 1-5，更优选0. 5-5 ；所述无机填料的重量份数为 100-1000，优选200-500，更优选300-500 ；所述染料的重量份数为0. 01-5. 0，优选0. 1-5,更优选0. 1-2 ；其中，所述环氧树脂A和增韧剂的重量份数均不为0 ；所述液体环氧底填料b由下述重量份数的各组分组成所述环氧树脂为环氧树脂B，所述环氧树脂B的重量份数为100-0，优选100-20，更优选100-50 ；所述固化剂的重量份数为 50-150，优选60-150，更优选80-150 ；所述固化促进剂的重量份数为0. 05_5，优选0. 1_5，更优选0. 5-5 ；所述增韧剂的重量份数为0-20，优选2-20，更优选5_20 ；所述表面处理剂的重量份数为0. 05-5. 0，优选0. 1-5，更优选0. 5-5 ；所述无机填料的重量份数为100-1000，优选 200-500，更优选300-500 ；所述染料的重量份数为0. 01-5. 0，优选0. 1_5，更优选0. 1-2 ；其中，所述环氧树脂B和增韧剂的重量份数均不为0 ；所述液体环氧底填料c由下述重量份数的各组分组成所述环氧树脂由所述环氧树脂 A和所述环氧树脂B组成，其中，所述环氧树脂A的重量份数为0-100，优选20-100，更优选 50-100，所述环氧树脂B的重量份数为100-0，优选100-20，更优选100-50 ；所述固化剂的重量份数为50-150，优选60-150，更优选80-150，所述固化促进剂的重量份数为0. 05-5, 优选0. 1-5，更优选0. 5-5，所述增韧剂的重量份数为0-20，优选2-20，更优选5_20，所述表面处理剂的重量份数为0. 05-5. 0，优选0. 1-5，更优选0. 5-5 ；所述无机填料的重量份数为 100-1000，优选200-500，更优选300-500 ；所述染料的重量份数为0. 01-5. 0，优选0. 1-5,更优选0. 1-2 ；其中，所述环氧树脂A、环氧树脂B和增韧剂的重量份数均不为0。
4.根据权利要求1-3任一所述的液体环氧底料，其特征在于所述2，2-双(2，3_环氧丙氧撑苯基)甲烷和2，2_双(2，3_环氧丙氧撑苯基)丙烷的数均分子量均为400-2000克/ 摩尔，优选400-1000克/摩尔，更优选400-800克/摩尔；所述式III中，η为1_4的整数； 所述式III所示增韧剂为D0P0-1，3-二亚乙基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、D0P0_1，3-二亚乙基-1，3- 二甲基-1，3- 二苯基二硅氧烷或D0P0-1，3- 二亚丙基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷；所述无机填料的平均粒径为0. 1-10微米。
5.一种制备权利要求1-4任一所述液体环氧底填料的方法，包括如下步骤将所述环氧树脂、所述固化剂、所述固化催化剂、所述增韧剂、所述表面处理剂和所述无机填料和所述染料混勻，得到所述液体环氧底填料。
6.权利要求1-4任一所述液体环氧底填料在制备微电子封装器件中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述微电子封装器件为球栅阵列封装器件或芯片尺寸封装器件。
全文摘要
本发明公开了一种液体环氧底填料及其制备方法与应用。该填料，包括重量份数0-100份的两种类型的液体环氧树脂；50-150份的固化剂；0.05-5.0份的固化促进剂；0-20份增韧剂；0.05-5.0份的硅烷偶联剂；100-1000份无机填料；0.01-5.0份染料。本发明提供的液体环氧底填料，在无机填料添加量达到60-70％时仍然具有较低的粘度(25℃时粘度小于6000mPa·s)；树脂经适当工艺固化后形成的树脂固化物具有UL94-V0级阻燃等级以及优良的力学性能(弯曲强度可达150MPa)等，可以满足球栅阵列封装(BGA)器件或芯片尺寸封装(CSP)器件等高密度微电子封装的需要。
文档编号C08K13/02GK102206398SQ20111007636
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者刘金刚, 宋涛, 杜迓娟, 杨士勇, 汤昌丹, 陶志强 申请人:中国科学院化学研究所, 杭州泰达实业有限公司