[发明专利]轻质高强聚氨酯电子封装材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型轻质高强聚氨酯电子封装材料及其制备方法，属于电子封装材料技术领域。本发明所述制备方法包括如下步骤：(1)将硅烷偶联剂与不饱和植物油混合后，加入催化剂反应得到改性不饱和植物油；(2)向步骤(1)制备的改性不饱和植物油中添加空心玻璃微珠，分散后加热反应，得到改性玻璃微珠；(3)向步骤(2)得到的改性玻璃微珠中加入有机蒙脱土、滑石粉，混合得到复合填料；(4)向复合填料中加入异氰酸酯树脂搅拌反应后，浇注于模具，固化得到聚氨酯电子封装材料。本发明制备的聚氨酯电子封装材料具有降低的介电常数，降低了封装材料质量的同时，提高了材料的耐候性和耐热性。

技术领域

本发明涉及电子封装材料技术领域，尤其涉及新型轻质高强聚氨酯电子封装材料及其制备方法。

背景技术

在半导体元器件的制造成本中，封装材料是仅次于硅晶片的重要开支，它超过了引线框架和光刻胶所占的成本比例。封装技术对于保证电子元器件的正常工作是至关重要的，为了免受灰尘、水分、冲击、振动和化学物质等外界因素的干扰，保证元器件的正常工作，通常都要进行封装绝缘保护。高分子材料不仅要具有良好的电绝缘性能，由于使用的目的不同，对材料的介电常数、介电损耗、热膨胀系数等性能有具体要求。目前主要有环氧类，聚氨酯类，有机硅类。聚氨酯树脂作为封装材料有着广泛的应用，其主要优点有具有良好的耐热性，能够满足电子，电器对绝缘材料的要求，具有良好的密着性和具有优良的电绝缘性能等，但是其相对介电常数在4-8之间，高于环氧类和有机硅类封装材料(相对介电常数在2.5-4之间)。

但是随着半导体技术的飞速发展，对封装材料的要求也越来越高。如在新能源领域，航空航天领域，在满足常规电子封装材料性能的基础上，还提出了轻质化，高强度，低介电常数的要求。这样，以前应用的普通聚氨酯树脂已不能完全满足技术要求，特别是现有的聚氨酯树脂材料功能单一，介电性能和重量要求已经不能适应多工况要求。

因此，在目前常规电子封装材料的基础上，开发高性能组分和填料，使其具有良好的热稳定性、耐侯性，冲击韧性，低介电常数，轻质化等要求变得尤为重要。空心玻璃微珠是一类常用的轻质化填料，其介电常数小于2。但是其表面惰性，直接使用其与树脂的相容性较差，静置固化前不易形成均匀的共混物，容易造成分层。而简单的将空心玻璃微珠添加入树脂会造成力学性能的降低。因此，需要开发可以改善树脂相容性，且具有很好的稳定性和力学性能的电子封装轻质化材料。

蓖麻油是由蓖麻种子提炼而来的植物油，蓖麻油组成成分有：80％至85％的蓖麻油酸、7％的油酸、3％的亚油酸、2％的棕榈酸。其含有丰富羟基，可作为聚氨酯羟基的提供者。但是蓖麻油还含有不饱和双键，容易氧化，热稳定性和耐侯性较差，因此如何将不饱和双键清除，对于提高热稳定性、耐侯性尤为重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型轻质高强聚氨酯电子封装材料及其制备方法。本发明利用硅烷偶联剂对蓖麻油进行改性，再对空心玻璃微珠进行偶合，在玻璃微珠表面包覆一层改性蓖麻油，使得拥有改性蓖麻油表层的玻璃微珠与蓖麻油基聚氨酯树脂基体更好的相容，其使官能团化的表面能与基体很好的结合。本发明制备的聚氨酯电子封装材料具有降低的介电常数，降低了封装材料质量的同时提高了材料的耐候性和耐热性。

本发明的技术方案如下：

一种新型轻质高强聚氨酯电子封装材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将硅烷偶联剂与不饱和植物油混合后，加入催化剂反应得到改性不饱和植物油；

(2)向步骤(1)制备的改性不饱和植物油中添加空心玻璃微珠，分散后加热反应，得到改性玻璃微珠；

(3)向步骤(2)得到的改性玻璃微珠中加入有机蒙脱土、滑石粉，混合得到复合填料；

(4)向复合填料中加入异氰酸酯树脂搅拌反应后，浇注于模具，固化得到聚氨酯电子封装材料。