一种无填料超低粘度和低CTE的底部填充胶及其制备方法与流程

本发明涉及填充胶，具体涉及一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶及其制备方法。

背景技术：

1、随着消费类电子产品不断的小型化、轻薄化、特别是可穿戴电子产品，例如手机、手环、手表、耳机，平板等可穿戴消费类电子产品，推动了集成电路集成度的日益加大，促使集成电路芯片的引脚数剧增，引脚锡球(bump)的半径越来越小。致使倒装芯片封装时，芯片与pcb板的间隙也越来越小，这就要求底部填充胶具有很好的流动性，封装时能够快速流过芯片与pcb板的狭小间隙，可靠地充满整个间隙而没有气泡空洞，确保封装后器件的可靠性。

2、普通的底部填充胶难以满足这种要求，因为粘度均在1000cps以上，流动速度不够快，含有无机填料，但其cte(热膨胀系数)却很低可以达到25ppm/k，可以很好地消除封装后芯片、锡球和pcb版之间的应力。在上述的芯片与pcb板的狭小间隙的需求推动下，现有的无填料底部填充胶，粘度在100-500cps的范围，具有很好的流动性，但其cte通常比较高，难以满足实际使用需求。因此，需要采用其它的方案来降低封装胶固化后的cte，控制cte在较低的范围，以尽可能地消除封装后芯片、锡球和pcb板之间的应力。同时，还要具有较高的玻璃转化温度tg、优良的粘结力和低的吸水性的性能，以满足消费类电子产品可靠性的要求，并实现在线固化，提高生产率，降低器件加工的单位成本。

3、现有的方案中，cte还不理想，比较高，难以在csp和bga芯片封装制程中得到推广。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶及其制备方法，该方法制得的无填料超低粘度和低cte的底部填充胶热膨胀系数低、粘度低、流动性好，可有效消除封装后芯片、锡球和pcb板之间的应力，且其固化后具有较高的玻璃转化温度tg、优良的粘结力和低的吸水性，可满足消费类电子产品可靠性的要求，并实现在线固化，生产率高，使用效果好。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，按重量份数包括以下组分：

4、

5、优选地，所述蒽型环氧树脂为二氢化蒽环氧树脂；所述二氢化蒽环氧树脂的结构式为：

6、

7、优选地，所述活性环氧树脂稀释剂为cdmdg、对叔丁基苯基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；

8、所述cdmdg的结构式为：

9、

10、所述对叔丁基苯基缩水甘油醚的结构式为：

11、

12、优选地，所述丙烯酸酯为9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴。

13、优选地，所述液体微胶嚷潜伏性固化剂为hx3613、hx3921hp、hx3941hp、hxa3922hp、hxa3042hp中的一种或任意几种的混合物。

14、优选地，所述液体聚合引发剂为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯、过氧化二叔丁基中的一种或两种的混合物。

15、优选地，所述消泡剂为byk054、byk535、byk5790、byk141、tegairex921中的一种或任意几种的混合物。

16、一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶的制备方法，包括以下步骤：

17、s1、在常温下，按重量份数称取蒽型环氧树脂粉末12-18份、双酚f环氧树脂16-24份、活性环氧树脂稀释剂15-17份并投入行星反应釜，搅拌，同时将反应釜的温度逐渐升温到120℃，再搅拌1-2小时，直至蒽型环氧树脂完全溶解，并均匀地分散到双酚f环氧树脂和活性环氧树脂稀释剂分子的氛围中，使得蒽型环氧树脂分子被该氛围的分子所围绕，形成稳定的热力学体系；

18、s2、待行星反应釜温度降到室温时，再加入丙烯酸酯8-15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯22-30份，满真空搅拌2-3小时；

19、s3、加入液体微胶嚷潜伏性固化剂6-10份、液体聚合引发剂1.5-2.5份、消泡剂0.5份，温度控制在15℃以下，满真空搅拌0.5-1小时，即制得无填料低粘度和低cte的底部填充胶。

20、采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下有益效果：

21、1、本发明以二氢化蒽环氧树脂作为核心材料，其分子结构中含有蒽环(三个苯环的稠环)，且蒽型环氧树脂分子可均匀地分散到双酚f环氧树脂和活性环氧树脂稀释剂分子的氛围中，使得蒽型环氧树脂分子被该氛围的分子所围绕，不易产生结晶而被析出，固化后，蒽环之间容易紧密堆积。而且，由于蒽环属于二维平面结构，在分子热运动时，不易转动。因此，分子中蒽环之间的紧密堆积和蒽环二维平面结构的不易转动，当温度升高时，体积不易发生膨胀，从而使cte能够控制在比较低的水平，可有效摆脱对填料的依赖性。

22、2、本发明使用9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴的分子结构特点，9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(bpefa)分子中的四个苯环固化后，不易发生转动，可有效降低cte。此外，由于丙烯酸酯的粘度均比较低，特别是甲基丙烯酸缩水甘油酯gma(粘度仅为2.7cps，25℃)，可极大地降低了胶黏剂体系的粘度，使低粘度成为可能。

23、3、本发明中的蒽环和bpefa分子中的四个苯环均具有较高的玻璃转化温度tg，且固化后，甲基丙烯酸缩水甘油酯gma可作为环氧基团之间的交联、丙烯酸酯之间的交联以及环氧基团与丙烯酸酯之间的交联桥梁，可形成ipn(interpenetrating polymernetwork,空间互穿)的交联结构，可进一步提高玻璃转化温度tg。同时，蒽环和9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(bpefa)分子中的四个苯环基团，均是强疏水基团，可大幅降低固化后底部填充胶的吸水性。

24、4、本发明由于cte的降低，同样，也带来了固化后底部填充胶的低收缩率，以及环氧基团和丙烯酸酯基团对芯片、锡球(bump)的pcb板表面的良好润湿性，有效提升了底部填充胶对基材的良好的粘结性。

技术特征：

1.一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于，按重量份数包括以下组分：

2.如权利要求1所述的一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于：所述蒽型环氧树脂为二氢化蒽环氧树脂；所述二氢化蒽环氧树脂的结构式为：

3.如权利要求1所述的一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于：所述活性环氧树脂稀释剂为cdmdg、对叔丁基苯基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；

4.如权利要求1所述的一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于：所述丙烯酸酯为9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴。

5.如权利要求1所述的一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于：所述液体微胶嚷潜伏性固化剂为hx3613、hx3921hp、hx3941hp、hxa3922hp、hxa3042hp中的一种或任意几种的混合物。

6.如权利要求1所述的一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于：所述液体聚合引发剂为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯、过氧化二叔丁基中的一种或两种的混合物。

7.如权利要求1所述的一种无填料超低粘度和低cte的底部填充胶，其特征在于：所述消泡剂为byk054、byk535、byk5790、byk141、tegairex 921中的一种或任意几种的混合物。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的无填料超低粘度和低cte的底部填充胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种无填料超低粘度和低CTE的底部填充胶及其制备方法，所述无填料超低粘度和低CTE的底部填充胶，按重量份数包括以下组分：蒽型环氧树脂12‑18份、双酚F环氧树脂16‑24份、活性环氧树脂稀释剂15‑17份、丙烯酸酯8‑15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯22‑30份、液体微胶嚷潜伏性固化剂6‑10份、液体聚合引发剂1.5‑2.5份、消泡剂0.5份；该方法制得的无填料超低粘度和低CTE的底部填充胶热膨胀系数低、粘度低、流动性好，可有效消除封装后芯片、锡球和PCB板之间的应力，且其固化后具有较高的玻璃转化温度Tg、优良的粘结力和低的吸水性，可满足消费类电子产品可靠性的要求，并实现在线固化，生产率高，使用效果好。

技术研发人员：郭亚莹
受保护的技术使用者：郭亚莹
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13