[发明专利]可室温流动低温快速固化的底部填充剂及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种半导体元器件组装到电子线路板上所用的一种底部填充材料，特别是一种可室温流动低温快速固化的底部填充剂；本发明还涉及该底部填充剂的一种制备方法。

背景技术

随着汽车电子装置和其他消费类电子产品的飞速发展与普及，微电子封装技术面临着电子产品“高性价比、高可靠性、多功能、小型化及低成本”发展趋势带来的挑战和机遇。倒装芯片（FC）、芯片级封装（CSP）、球栅阵列（BGA）与微球栅阵列（μBGA）等在这些挑战与机遇下应运而生。通常FC/CSP/BGA/μBGA以倒装的形式通过凸点焊点与基板焊接在一起，它提供了更高的封装密度、更短的连接距离及更好的电性能。可是，当由FC/CSP/BGA/μBGA所组成的电子产品暴露在冷热循环、震动及跌落等条件下，FC/CSP/BGA/μBGA与基板之间的凸点焊点经常会断开，从而电子产品失效。为了解决这个问题，电子组装厂通常会采用底部填充材料技术，也就是在FC/CSP/BGA/μBGA与基板之间的空隙中，填充一种热固性环氧树脂用来吸收FC/CSP/BGA/μBGA与基板之间由于冷热循环及机械震动跌落等所产生的内应力，以达到提高可靠性的目的。根据不同种类电子产品的具体要求，底部填充剂技术可以采用全部填充或部分填充。对于全部填充方式来讲，又可以分类为毛细管流动底部填充和助焊剂非流动填充。每类填充方式都有其优点和局限性，但目前使用最为广泛的是毛细管流动底部填充材料。

目前市场上现有的毛细管流动底部填充材料通常采用液态环氧树脂及环氧稀释剂、改性胺类固化剂、改性咪唑类促进剂。固化温度通常为120℃ – 150℃，固化时间为15分钟至30分钟。

对于毛细管流动底部填充材料，由于电子产品生产工艺的高效率、低成本、可靠性好的要求，需要底部填充材料填充流动速度快、固化温度低、固化时间短、室温储存稳定性好、耐冷热循环、抗机械冲击、而且容易返修。目前现有的技术无法满足以上要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种组方配比更为合理、流动速度快、固化温度低、固化时间短、容易返修的可室温流动低温快速固化的底部填充剂。

本发明所要解决的另一技术问题是提供了如上所述的可室温流动低温快速固化的底部填充剂的一种制备方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种可室温流动低温快速固化的底部填充剂，其特点是，它是由以下重量配比的原料制成：

液体环氧树脂   20 – 50 ；   活性环氧稀释剂5 – 20；

球形硅微粉     0 – 60；    聚酯型或聚醚型多元醇5 – 20；

催化剂         0.1 – 5；        偶联剂    0.2 – 2；

色料           0.1 – 2；以及适量的出泡剂和流动助剂；

其中：

液体环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或几种的混合；

活性环氧稀释剂是粘度为10-1000mpas代环氧基团的脂肪族或芳香族环氧稀释剂；

球形硅微粉平均粒径为0.1-1.0微米，最大粒径为5微米；

聚酯型或聚醚型多元醇是分子量为200-50000的带有羟基基团的聚酯型或聚醚型多元醇预聚体；

色料是炭黑与环氧树脂混合而成的色膏，色料中炭黑所占的重量百分比不高于50%；

催化剂是六氟锑酸盐阳离子催化剂；

偶联剂选自丙基三甲氧基硅烷HK-560、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷HK-570中的至少一种。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明还公开了一种如以上技术方案所述的可室温流动低温快速固化的底部填充剂的制备方法，其特点是，其步骤如下：按所述重量配比称取原料，

（1）色料制备：将炭黑与环氧树脂以三辊研磨的方式混合均匀，预制成色膏；

（2）将催化剂预先溶解在环氧树脂中制成催化剂中间体；

（3）将液体环氧树脂、活性环氧稀释剂、聚酯型或聚醚型多元醇、色膏、出泡剂和流动助剂加入反应器中搅拌混合，或者再根据需要加入球形硅微粉，混合温度为20-30℃, 混合时间20-40分钟；调节温度降至10-18℃，加入偶联剂和催化剂中间体，在温度10-18℃下，搅拌混合20-40分钟，满真空再搅拌混合10-20分钟，过滤灌装，即得。