本發明涉及一種高密度芯片封裝用底部填充材料及其制備方法，屬于膠粘劑領域。
背景技術：
：倒裝芯片是一種半導體設備連接方法。將半導體芯片翻轉后通過焊接將焊點連接到基板上實現電路的導通。這種方法不同于傳統方式，傳統方式是在芯片四周打線，通過金線或銅線等連接到線路板上。倒裝芯片的優點是芯片尺寸小，由于焊點與傳統金線相比更短，減少的傳輸損耗，使得信號傳輸更快，同時導熱效果更好。倒裝芯片用底部填充材料是一種絕緣材料，底部填充膠通過毛細流動原理流滿芯片和基板的間隙，起到降低焊點應力的作用。同時也增加了芯片的機械性能，提供防潮，防污染等作用。倒裝芯片的無鉛化發展趨勢，焊接溫度大大提高，無鉛錫球更脆弱。隨著封裝密度越來越高，芯片尺寸越來越大，焊點間隙越來越小，低介點常數材質的芯片強度變差等等這些技術給底部填充膠帶來了新的挑戰。這些挑戰要求底部填充膠要有具有良好的流動性，低應力，低熱膨脹系數等特點來滿足可靠性的要求。現有技術為了保證低粘度，通常使用環氧/酸酐固化體系做底部填充膠。為了保證可靠性，底部填充膠需要添加填料來降低熱膨脹系數。同時為了確保流動性，添加的填料最大粒徑大多在20-50um左右。其缺點是酸酐體系的底部填充膠水吸水率高，硬度大，內應力大。由于填料粒徑大，在高密度封裝的倒裝芯片，由于焊點間隙會小于100um甚至50um，大粒徑填料的底部填充無法填滿芯片底部，造成缺陷。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種體系具有低粘度，高玻璃化轉變溫度的高密度封裝用底部填充膠，實現更小球間距封裝和低熱膨脹系數。本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種高密度封裝用底部填充膠，其特點是，該底部填充膠由以下重量配比的原料組成：環氧樹脂10-30%；芳香胺固化劑5-20%；稀釋劑1-5%；增韌劑1-10%；硅微粉50-70%；偶聯劑0.5-2%；著色劑0.1-1%。本發明所述的一種高密度封裝用底部填充膠，其進一步優選的技術方案如下：各原料的重量配比的原料組成：環氧樹脂15-25%；芳香胺固化劑10-15%；稀釋劑2-4%；增韌劑3-7%；硅微粉55-65%；偶聯劑1-1.5%；著色劑0.3-0.7%。本發明所述的一種高密度封裝用底部填充膠，其進一步優選的技術方案如下：1、所述的環氧樹脂選自雙酚A環氧樹脂，雙酚F環氧樹脂，酚醛環氧樹脂，含萘環環氧樹脂，聯苯型環氧樹脂中的一種或幾種。2、所述的芳香胺固化劑選自二乙基甲苯二胺，二氨基二苯甲烷，3,-乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷，3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷中的一種或兩種。3、所述的稀釋劑選自脂肪族縮水甘油醚，脂肪族二縮水甘油醚，新戊二醇二縮水甘油醚，對叔丁基苯酚縮水甘油醚，鄰甲酚縮水甘油醚中的一種或兩種。4、所述的增韌劑選自有機硅彈性體，聚丁二烯，環氧化聚丁二烯，交聯丙烯酸酯聚合物中的一種或者幾種。5、所述硅微粉選自最大粒徑為10微米的硅微粉或者最大粒徑為3微米的硅微粉或者最大粒徑為2.5微米的硅微粉中的一種或兩種。6、所述偶聯劑選自γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，苯基氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中,γ-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種或兩種。7、所述的著色劑為炭黑，蘇丹黑中的一種或兩種。本發明還公開了一種高密度封裝用底部填充材料的制備方法，其步驟如下：該方法采用以下技術方案中的述的高密度封裝用底部填充膠為原料，先將硅微粉與環氧樹脂以三輥研磨的方式混合均勻，預先制成中間體；將研磨好的中間體、增韌劑、偶聯劑、著色劑加入反應器中攪拌混合，在溫度20℃-30℃下滿真空混合時間20-40分鐘；再加入稀釋劑、芳香胺固化劑在溫度20℃-25℃下滿真空混合時間40-80分鐘，過濾灌裝，即得。與現有技術相比，本發明提供的高密度封裝用底部填充膠具有以下優點：本發明高密度封裝用底部填充膠，其具有良好的流動性。由于使用了小粒徑的填料，能夠實現更小球間距填充。高填料添加量保證了低線膨脹系數。采用環氧樹脂和芳香胺固化體系，該體系具有低粘度，高玻璃化轉變溫度。整體實現底部填充膠水吸水率代，硬度小，內應力小，可以底部填滿芯片底部。附圖說明以下進一步描述本發明的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。實施例1，一種高密度封裝用底部填充膠，該底部填充膠由以下重量配比的原料組成：環氧樹脂10%；芳香胺固化劑20%；稀釋劑5%；增韌劑10%；硅微粉54.4%；偶聯劑0.5%；著色劑0.1%。所述的環氧樹脂選自雙酚A環氧樹脂，雙酚F環氧樹脂，酚醛環氧樹脂，含萘環環氧樹脂，聯苯型環氧樹脂中的一種;所述的芳香胺固化劑選自二乙基甲苯二胺，二氨基二苯甲烷，3,-乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷，3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷中的一種;所述的稀釋劑選自脂肪族縮水甘油醚，脂肪族二縮水甘油醚，新戊二醇二縮水甘油醚，對叔丁基苯酚縮水甘油醚，鄰甲酚縮水甘油醚中的一種。所述的增韌劑選自有機硅彈性體，聚丁二烯，環氧化聚丁二烯，交聯丙烯酸酯聚合物等其中的一種;所述硅微粉選自最大粒徑為10微米的硅微粉或者最大粒徑為3微米的硅微粉或者最大粒徑為2.5微米的硅微粉中的一種;所述偶聯劑選自γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，苯基氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中,γ-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種;所述的著色劑為炭黑，蘇丹黑中的一種。其制備方法步驟如下：先將硅微粉與環氧樹脂以三輥研磨的方式混合均勻，預先制成中間體；然后將其余研磨好的中間體、增韌劑、偶聯劑、著色劑加入反應器中攪拌混合，在溫度20℃下滿真空混合時間20分鐘；再加入稀釋劑、芳香胺固化劑在溫度20℃下滿真空混合時間40分鐘，過濾灌裝，即得。實施例2，一種高密度封裝用底部填充膠，該底部填充膠由以下重量配比的原料組成：環氧樹脂30%；芳香胺固化劑5%；稀釋劑1%；增韌劑1%；硅微粉60%；偶聯劑2%；著色劑1%。所述的環氧樹脂選自雙酚A環氧樹脂，雙酚F環氧樹脂，酚醛環氧樹脂，含萘環環氧樹脂，聯苯型環氧樹脂中的任意二種;所述的芳香胺固化劑選自二乙基甲苯二胺，二氨基二苯甲烷，3,-乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷，3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷中的任意二種;所述的稀釋劑選自脂肪族縮水甘油醚，脂肪族二縮水甘油醚，新戊二醇二縮水甘油醚，對叔丁基苯酚縮水甘油醚，鄰甲酚縮水甘油醚中的任意二種;所述的增韌劑選自有機硅彈性體，聚丁二烯，環氧化聚丁二烯，交聯丙烯酸酯聚合物中中的任意二種;所述硅微粉選自最大粒徑為10微米的硅微粉或者最大粒徑為3微米的硅微粉或者最大粒徑為2.5微米的硅微粉中的任意二種。所述偶聯劑選自γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，苯基氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中,γ-巰丙基三甲氧基硅烷中的任意二種;所述的著色劑為炭黑和蘇丹黑。其制備方法步驟如下：先將硅微粉與環氧樹脂以三輥研磨的方式混合均勻，預先制成中間體；然后將其余研磨好的中間體、增韌劑、偶聯劑、著色劑加入反應器中攪拌混合，在溫度30℃下滿真空混合時間40分鐘；再加入稀釋劑、芳香胺固化劑在溫度25℃下滿真空混合時間80分鐘，過濾灌裝，即得。實施例3，一種高密度封裝用底部填充膠，該底部填充膠由以下重量配比的原料組成：環氧樹脂20%；芳香胺固化劑12%；稀釋劑3%；增韌劑5%；硅微粉58%；偶聯劑1.3%；著色劑0.7%。所述的環氧樹脂選自雙酚F環氧樹脂，酚醛環氧樹脂，含萘環環氧樹脂和聯苯型環氧樹脂，各占25%；所述的芳香胺固化劑選自二氨基二苯甲烷和3,-乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷，各占50%；所述的稀釋劑選自脂肪族二縮水甘油醚和鄰甲酚縮水甘油醚，各占50%；所述的增韌劑選自聚丁二烯，環氧化聚丁二烯和交聯丙烯酸酯聚合物，各占三分之一；所述硅微粉選自最大粒徑為10微米的硅微粉和最大粒徑為2.5微米的硅微粉兩種，其中最大粒徑為10微米的硅微粉占40%；所述偶聯劑選自γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷和苯基氨基丙基三甲氧基硅烷，各占50%；所述的著色劑為蘇丹黑。其制備方法步驟如下：先將硅微粉與環氧樹脂以三輥研磨的方式混合均勻，預先制成中間體；然后將其余研磨好的中間體、增韌劑、偶聯劑、著色劑加入反應器中攪拌混合，在溫度22℃下滿真空混合時間25分鐘；再加入稀釋劑、芳香胺固化劑在溫度22℃下滿真空混合時間50分鐘，過濾灌裝，即得。實施例4，一種高密度封裝用底部填充膠，該底部填充膠由以下重量配比的原料組成：環氧樹脂15%；芳香胺固化劑15%；稀釋劑4%；增韌劑3%；硅微粉61%；偶聯劑1.5%；著色劑0.5%。所述的環氧樹脂選自雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂和酚醛環氧樹脂，各占三分之一；所述的芳香胺固化劑選自二乙基甲苯二胺和3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷，各占一半；所述的稀釋劑選自對叔丁基苯酚縮水甘油醚和鄰甲酚縮水甘油醚，各占一半；所述的增韌劑選自環氧化聚丁二烯和交聯丙烯酸酯聚合物組成的組合物；其中：環氧化聚丁二烯占其中的20%；所述硅微粉由最大粒徑為3微米的硅微粉和最大粒徑為2.5微米的硅微粉兩種混合而成，各占一半。所述偶聯劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-巰丙基三甲氧基硅烷，其中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷占40%；所述的著色劑為炭黑。其制備方法步驟如下：先將硅微粉與環氧樹脂以三輥研磨的方式混合均勻，預先制成中間體；然后將其余研磨好的中間體、增韌劑、偶聯劑、著色劑加入反應器中攪拌混合，在溫度25℃下滿真空混合時間30分鐘；再加入稀釋劑、芳香胺固化劑在溫度22℃下滿真空混合時間60分鐘，過濾灌裝，即得。實施例5，性能測試實驗：1、實驗條件：在25℃下的用Brookfield粘度計測試粘度。流動性測試為110℃下50微米間隙的玻璃板之間流動1厘米距離所需的時間。玻璃化轉變溫度和線膨脹系數由熱機械分析TMA來測試。2、實驗例（所有比例均為重量百分比）實驗例1：將雙酚A環氧樹脂18%，雙酚F環氧樹脂12.5%，最大粒徑2.5um硅微粉50%研磨成中間體。中間體80.5%，交聯丙烯酸酯聚合物5%，γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷1%，炭黑0.5%，加入反應釜，20℃-30℃下抽真空高速混合30分鐘加入脂肪族二縮水甘油醚3%，二氨基二苯甲烷10%，20℃-25℃下抽真空高速混合60min，混合均勻后包裝儲存。實驗例2：將雙酚A環氧樹脂10%，雙酚F環氧樹脂10%，聯苯型環氧樹脂2.5%，最大粒徑3um硅微粉55%研磨成中間體。中間體77.5%，環氧化聚丁二烯5%，γ-巰丙基三甲氧基硅烷1%，γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷0.5%，蘇丹黑0.5%，加入反應釜，20℃-30℃下抽真空高速混合30分鐘。加入對叔丁基苯酚縮水甘油醚3.5%，3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷12%，20℃-25℃下抽真空高速混合60分鐘，混合均勻后包裝儲存。實驗例3：將雙酚A環氧樹脂8%，雙酚F環氧樹脂7%，萘環環氧樹脂5%，最大粒徑3um硅微粉60%研磨成中間體。中間體80%，有機硅彈性體3%，γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷1%，苯基氨基丙基三甲氧基硅烷1%，炭黑0.5%，蘇丹黑0.5%，加入反應釜，20℃-30℃下抽真空高速混合30分鐘。加入脂肪族縮水甘油醚2%，脂肪族二縮水甘油醚2%，3,-乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷10%，20℃-25℃下抽真空高速混合60min，混合均勻后包裝儲存。實驗例4：將雙酚A環氧樹脂8%，雙酚F環氧樹脂10%，酚醛環氧樹脂2%，最大粒徑2.5um硅微粉10%，最大粒徑10um硅微粉55%研磨成中間體。中間體85%，聚丁二烯3%，γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷0.5%，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5%，炭黑0.5%，加入反應釜20℃-30℃下抽真空高速混合30分鐘。加入新戊二醇二縮水甘油醚2%，鄰甲酚縮水甘油醚2%，二乙基甲苯二胺6.5%，20℃-25℃下抽真空高速混合60min，混合均勻后包裝儲存。3、測試結果：表1測試數據實驗例1實驗例2實驗例3實驗例4Vi，cp，25℃20000250003500050000流動性，s，110℃，50um30455565玻璃化轉變溫度，℃909510092線膨脹系數，ppm/℃39342820試驗結果證明，本發明高密度封裝用底部填充膠在各方面均具有較優越的性能。當前第1頁1 2 3