[发明专利]一种碳硅掺杂电子封装材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳硅掺杂电子封装材料的制备方法，所述制备方法通过在导电封装材料加入活性炭负载硅纳米材料，所得产品导电性能优良、柔性好、可塑性强，且具有良好的分散性、相容性和耐热性。

技术领域

本发明涉及电子器件制造领域，具体涉及一种碳硅掺杂电子封装材料的制备方法。

背景技术

随着微电子集成技术和组装技术的快速发展，电子器件的体积越来越小。电子器件加工过程中，经常需要采用合适的方式予以封装。

由于电子封装材料对电子器件的可靠性和使用寿命有重要的影响，近年来电子封装材料的研究受到了越来越多的关注。电子封装材料是用于承载电子元器件及其相互联线，起机械支撑、密封环境保护、信号专递等作用的基体材料。

聚合物基导电复合材料中的导电填料组分一般为炭黑、炭黑、金属及其化合物的纤维、微粒和纳米颗粒，它们作为填料分散于以聚合物为基体的材料中，常见的聚合物基体包括聚烯烃、树脂类物质等。这种聚合物基导电复合材料既具有导电组分的电学特性，同时又具有聚合物材料可拉伸、可变形、柔性和塑性好等特点，因此，二者的结合实现了优势互补，扩展了其在各自领域的应用范围。

由于集成电路的集成度迅猛增加，导致芯片发热量急剧上升，使得芯片寿命下降。据报道，温度每升高10℃，因GaAs或Si半导体芯片寿命的缩短而产生的失效就为原来的3倍。其原因是因为在微电子集成电路以及大功率整流器件中，材料之间散热性能不佳而导致的热疲劳以及热膨胀系数不匹配而引起的热应力造成的。解决该问题的关键是制备一种各方面性能优良的封装材料。

发明内容

本发明提供一种碳硅掺杂电子封装材料的制备方法，所述制备方法通过在导电封装材料加入活性炭负载硅纳米材料，所得产品导电性能优良、柔性好、可塑性强，且具有良好的分散性、相容性和耐热性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碳硅掺杂电子封装材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备活性炭负载硅纳米材料粉体

将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20-50Pa，然后将温度900-1000℃并分别保温60-80min，之后升温到1300-1400℃保温4-6h；之后以10-15℃/min的速率降温到500-600℃并保温30-40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；

将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30-50min，之后加入所述硅纳米线，在85-95℃回流反应15-20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物；

将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30-50min，室温下静止老化30-40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙烧3-5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线，球磨粉碎得到活性炭负载硅纳米粉体；

（2）按照如下重量份配料:

上述活性炭负载硅纳米粉体 11-13份

正硅酸乙酯 2-5份

氟硅酸钠 6-9份

聚羟基乙酸 1-1.5份

聚丙烯 20-24份

铋 0.5-1份