本發(fā)明涉及環(huán)氧膠粘劑，具體為一種大深度光固化環(huán)氧膠粘劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的球柵陣列(bga)器件的封裝采用底部填充膠封裝保護(hù)焊點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)良好的使用可靠性。然而，隨著芯片的尺寸越來越大，傳統(tǒng)的底填膠在固化過程中的收縮，可能導(dǎo)致bga焊點(diǎn)與基材之間出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致焊接失效，工作壽命不達(dá)預(yù)期。此外，底填膠在固化過程中存在與錫膏殘留的兼容性問題，使得傳統(tǒng)的底填膠不再適合大芯片的封裝。

2、目前，對(duì)于大芯片的封裝解決方案有邊緣固定膠，指的是在芯片的邊緣四個(gè)角的部位分別點(diǎn)”l”型的膠條，粘結(jié)芯片和基板，固化后實(shí)現(xiàn)邊緣固定的效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片底部焊點(diǎn)的保護(hù)，提高產(chǎn)品的可靠性。

3、現(xiàn)有的bga器件邊緣固定膠多為熱固化環(huán)氧膠粘劑和光固化環(huán)氧膠粘劑。熱固化的環(huán)氧膠固化時(shí)間長，需要額外增加加熱設(shè)備，成本高，能耗大，效率低下；而光固化環(huán)氧膠粘劑以其固化速度快，收縮率低的特性，將固化時(shí)間從數(shù)十分鐘縮短到數(shù)十秒甚至數(shù)秒，極大地提高了生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的光固化膠粘劑大多數(shù)為丙烯酸樹脂體系，但是有兩個(gè)無法徹底解決的問題，1、氧阻聚現(xiàn)象嚴(yán)重；2、體系的固化收縮率大，通常大于5％，有些甚至超過10％；最終造成粘結(jié)強(qiáng)度低，內(nèi)應(yīng)力集中，可靠性測(cè)試不佳。中國專利(授權(quán)公告號(hào)為cn1946795b)公開的晶片用雙階段底部填充膠，通過在光固化丙烯酸酯體系中引入環(huán)氧樹脂保證后續(xù)獲得的集成電路晶片在環(huán)境溫度下的穩(wěn)定性。

4、然而，邊緣固定膠固化后需要匹配芯片與線路板的熱膨脹系數(shù)(cte，包括cte1和cte2)，所以，一般對(duì)于膠水cte1的要求小于30ppm/k，這樣就需要在膠粘劑中加入大量的無機(jī)填料來降低產(chǎn)品的cte。但隨著填料的加入，膠粘劑的透光性變差，使膠水的底部無法完全固化甚至不固化，固化后膠水的粘結(jié)強(qiáng)度很差，無法滿足bga器件對(duì)于可靠性的要求。目前，市場(chǎng)上的光固化環(huán)氧膠，大多采用磷酸鹽或銻酸鹽作為光引發(fā)劑，固化深度普遍偏低，無法滿足客戶對(duì)于大深度固化的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種大深度光固化環(huán)氧膠粘劑，該產(chǎn)品克服了現(xiàn)有光固化環(huán)氧膠粘劑無法做到大量填料填充的情況下實(shí)現(xiàn)大的固化深度的問題，滿足bga器件邊緣固定膠對(duì)于高粘結(jié)強(qiáng)度、高可靠性的要求，具有較高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

2、本發(fā)明一方面提供了一種大深度光固化環(huán)氧膠粘劑，按重量份計(jì)，至少包括以下原料：環(huán)氧樹脂15-25份，活性稀釋劑5-10份，陽離子型光引發(fā)劑0.2-2份，偶聯(lián)劑1-3份，觸變劑3-6份，填料60-70份。

3、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述陽離子型光引發(fā)劑選自鎓鹽類。

4、優(yōu)選的，所述鎓鹽類為硫鎓磷酸鹽，型號(hào)為cpi-210s，來源于三洋化成。

5、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述環(huán)氧樹脂包括脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、雙酚a環(huán)氧樹脂或雙酚f環(huán)氧樹脂中的至少一種。

6、優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和雙酚a環(huán)氧樹脂或雙酚f環(huán)氧樹脂的組合。

7、優(yōu)選的，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和雙酚a環(huán)氧樹脂或雙酚f環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為(12-18)：(4-10)。

8、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯，cas號(hào)為2386-87-0，市售牌號(hào)包括大賽璐celloxide?2021p或泰特爾tta21。

9、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述雙酚a環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為170-200g/eq，25℃下粘度為10000-20000mpa·s。

10、優(yōu)選的，所述雙酚a環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為180-200g/eq，25℃下粘度為10000-15000mpa·s，市售牌號(hào)包括南亞npel-128、陶氏der-331、殼牌828el或dic?850中的至少一種。

11、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述雙酚f環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為150-190g/eq，25℃下粘度為10000-15000mpa·s。

12、優(yōu)選的，所述雙酚f環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為160-185g/eq，25℃下粘度為2000-6000mpa·s，市售牌號(hào)包括南亞npef-170、陶氏der-354或dic830中的至少一種。

13、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活性稀釋劑至少包括氧雜環(huán)丁烷單體，市售牌號(hào)包括東亞合成otx-101、東亞合成oxt-221、常州強(qiáng)力電子tcm-201、常州強(qiáng)力電子tcm-207、湖北固潤oxt-1或湖北固潤oxt-3中的至少一種。

14、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述偶聯(lián)劑至少包括環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑，所述環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷)乙基三甲氧基硅烷中的至少一種，市售牌號(hào)包括信越kbm-403或邁圖a-186。

15、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述觸變劑為氣相二氧化硅。

16、優(yōu)選的，所述氣相二氧化硅的bet比表面積為80-120m2/g。

17、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述填料為硅微粉。

18、本發(fā)明提供的光固化環(huán)氧膠粘劑體系，通過優(yōu)化體系中脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與雙酚a環(huán)氧樹脂或雙酚f環(huán)氧樹脂配合氧雜環(huán)丁烷單體，在硫鎓磷酸鹽光引發(fā)劑存在的條件下，克服≥60wt％填料添加量下膠粘劑產(chǎn)品粘結(jié)強(qiáng)度低、可靠性低的問題，產(chǎn)品固化深度可達(dá)5mm以上。

19、本發(fā)明提供的光固化環(huán)氧膠粘劑體系克服了現(xiàn)有丙烯酸光固化膠粘劑體系存在的氧阻聚現(xiàn)象嚴(yán)重以及固化收縮率大的問題，適用于大芯片的封裝。

20、本發(fā)明提供的光固化環(huán)氧膠粘劑的固化條件要求不高，固化速度快，反應(yīng)程度高，不需要增加額外的加熱設(shè)備，成本低、能耗低，效率高，更好的滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

21、本發(fā)明另一方面提供了一種大深度光固化環(huán)氧膠粘劑的制備方法，至少包括以下步驟：

22、(1)將環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、陽離子型光引發(fā)劑、偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)混合；加入觸變劑和填料繼續(xù)混合得到環(huán)氧膠粘劑混合物；

23、(2)將環(huán)氧膠粘劑混合物研磨分散、均質(zhì)脫泡、過濾即得大深度光固化環(huán)氧膠粘劑。

24、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預(yù)混合的轉(zhuǎn)速為500-800rpm，時(shí)間為3-8min。

25、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述繼續(xù)混合的轉(zhuǎn)速為500-800rpm，時(shí)間為3-5min。

26、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述均質(zhì)脫泡的速度為500-800rpm，真空壓力為-0.1mpa。

27、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述研磨分散的設(shè)備為三輥機(jī)，研磨分散后的細(xì)度≤10μm。

28、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述研磨分散包括：采用三輥機(jī)對(duì)環(huán)氧膠粘劑混合物進(jìn)行研磨分散三次，第一次研磨間隙為40-20(進(jìn)料間隙40μm，出料間隙為20μm)，速度為200-500rpm；第二次研磨間隙為20-10(進(jìn)料間隙20μm，出料間隙為10μm)，速度為200-500rpm；第三次研磨間隙為20-10(進(jìn)料間隙20μm，出料間隙為10μm)，速度為200-500rpm。

29、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述過濾的設(shè)備為篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)的孔徑為200目。

30、本發(fā)明提供的大深度光固化環(huán)氧膠粘劑整個(gè)制備過程在黃光燈下進(jìn)行，避免光照引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行，成品須避光儲(chǔ)存。

31、本發(fā)明提供的膠粘劑，通過優(yōu)化研磨分散工藝，保證體系中高添加量的填料及其他粉料在樹脂體系的分散效果，保證產(chǎn)品的粘結(jié)性能。

32、有益效果

33、1、本發(fā)明提供了一種大深度光固化環(huán)氧膠粘劑，該產(chǎn)品克服了現(xiàn)有光固化環(huán)氧膠粘劑無法做到大量填料的填充的情況下實(shí)現(xiàn)大的固化深度的問題，滿足bga器件邊緣固定膠對(duì)于高粘結(jié)強(qiáng)度、高可靠性的要求，具有較高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

34、2、本發(fā)明提供的光固化環(huán)氧膠粘劑體系，通過優(yōu)化體系中脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與雙酚a環(huán)氧樹脂或雙酚f環(huán)氧樹脂配合氧雜環(huán)丁烷單體，在硫鎓磷酸鹽光引發(fā)劑存在的條件下，克服≥60wt％填料添加量下膠粘劑產(chǎn)品粘結(jié)強(qiáng)度低、可靠性低的問題，產(chǎn)品固化深度可達(dá)5mm以上。

35、3、本發(fā)明提供的光固化環(huán)氧膠粘劑體系克服了現(xiàn)有丙烯酸光固化膠粘劑體系存在的氧阻聚現(xiàn)象嚴(yán)重以及固化收縮率大的問題，適用于大芯片的封裝。

36、4、本發(fā)明提供的光固化環(huán)氧膠粘劑的固化條件要求不高，固化速度快，反應(yīng)程度高，不需要增加額外的加熱設(shè)備，成本低、能耗低，效率高，更好的滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

37、5、本發(fā)明提供的膠粘劑，通過優(yōu)化研磨分散工藝，保證體系中高添加量的填料及其他粉料在樹脂體系的分散效果，保證產(chǎn)品的粘結(jié)性能。