專(zhuān)利名稱(chēng)：一種導(dǎo)熱cob環(huán)氧黏劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑及其制備方法，屬于環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
C0B，是英文chip On board的縮寫(xiě)，意思是將裸芯片用膠黏劑粘附在線路板基板上，然后把裸芯片用金屬線連接到線路板上面，從而發(fā)揮芯片作用的一種電子生產(chǎn)工藝，這種連接引線的方法稱(chēng)為邦定，邦定是芯片生產(chǎn)工藝中一種打線的方式，一般用于封裝前將芯片內(nèi)部電路用金線或鋁線與封裝管腳或線路板鍍金銅箔連接，具體方法是通過(guò)來(lái)自超聲波發(fā)生器的超聲波，經(jīng)換能器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，通過(guò)變幅桿傳送到劈刀，當(dāng)劈刀與引線及被焊件接觸時(shí)，在壓力和振動(dòng)的作用下，與待焊金屬表面相互摩擦，氧化膜被破壞，并發(fā)生塑性變形，致使兩個(gè)純凈的金屬面緊密接觸，達(dá)到原子距離的結(jié)合，最終形成牢固的機(jī)械連接。但是如果邦定好后的芯片直接暴露在環(huán)境中，在日常使用過(guò)程中會(huì)受到潮濕、靜電、物理磨損、微酸腐蝕等因素的影響，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)短路、斷路、甚至燒毀等情況，所以一般用膠黏劑將芯片封裝起來(lái)，稱(chēng)為邦定芯片封裝。邦定芯片封裝是將芯片內(nèi)部電路通過(guò)金屬線與電路板封裝管腳連接，再用具有特殊保護(hù)功能的有機(jī)材料精密覆蓋，完成后期保護(hù)，封裝后的芯片受到封裝材料的保護(hù)，與外界隔離，不存在潮濕、靜電、腐蝕等情況的發(fā)生；同時(shí)封裝材料在封裝過(guò)程中是液態(tài)封裝，因此芯片內(nèi)部是無(wú)縫隙完全填充，封裝固化后，芯片完全處于封裝材料的包封之中，杜絕了芯片的物理磨損、機(jī)械損傷，在防腐、抗震及穩(wěn)定性方面，有非常大的提聞。然而芯片在應(yīng)用的過(guò)程中，由于其集成密度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)大，在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，溫度的升高，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算速度降低，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致芯片暫時(shí)功能性失效，或者芯片長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致老化速度加快，使用壽命降低，尤其是邦定膠，其基材是有機(jī)樹(shù)脂，在一定程度上影響了熱量的散發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑及其制備方法，以克服已知COB膠黏劑固化后導(dǎo)熱系數(shù)低，造成芯片運(yùn)行過(guò)程中熱量散發(fā)困難、溫度升高、運(yùn)算速度下降、壽命縮短等問(wèn)題，以滿足人們對(duì)高品質(zhì)電子產(chǎn)品的需求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，以原料總重量的百分含量計(jì)，由以下各原料組成環(huán)氧樹(shù)脂占20 40%、稀釋劑占2 10%、導(dǎo)熱填料占25 73%、偶聯(lián)劑占O 1%、染料占O 1%、消泡劑占O 1%、觸變劑占I 3%、固化劑占2 5%、固化促進(jìn)劑占I 3%。本發(fā)明的有益效果是采用環(huán)氧樹(shù)脂體系，在固化后其結(jié)構(gòu)中具有環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑的高韌性、耐腐蝕性、耐水性等優(yōu)點(diǎn)，固化后的材料除具備了傳統(tǒng)COB膠黏劑的功能外，同時(shí)克服了已知COB膠黏劑固化后導(dǎo)熱系數(shù)低造成的芯片運(yùn)行過(guò)程中散熱困難、運(yùn)算速度 下降、壽命縮短等問(wèn)題,可以滿足電腦EPR0M、液晶顯示模組、半導(dǎo)體元件及集成電路IC包封等對(duì)材料要求較高的應(yīng)用，并且具有儲(chǔ)存穩(wěn)定、使用方便、固化時(shí)不流淌、固化后粘接強(qiáng)度高、電氣性能良好等特點(diǎn)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹(shù)脂為含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的化合物，通常指雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂、多官能度環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或任意幾種混合；采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是采用環(huán)氧樹(shù)脂，能夠在固化后其結(jié)構(gòu)中擁有環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑的高韌性，耐腐蝕性，耐水性等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步，所述稀釋劑為雙官能度的環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑；
進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑為乙二醇二縮甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1，2-環(huán)己二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或任意幾種混合；采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是稀釋劑能夠保證體系具有足夠低的粘度，從而能夠添加更多的導(dǎo)熱填料來(lái)優(yōu)化導(dǎo)熱效果。進(jìn)一步，所述導(dǎo)熱填料為無(wú)機(jī)填料；進(jìn)一步，所述無(wú)機(jī)填料為氧化鋁、氫氧化鋁、氧化銻中的一種或任意幾種混合；采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料的加入，使整個(gè)體系擁有了導(dǎo)熱散熱的功能，使膠黏劑固化后擁有了傳統(tǒng)COB膠黏劑所不具有的導(dǎo)熱性能。進(jìn)一步，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，例如Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560偶聯(lián)劑)；采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是偶聯(lián)劑能夠保證固化后體系中有機(jī)相和無(wú)機(jī)相的充分結(jié)合，保證膠的品質(zhì)。進(jìn)一步,所述染料為炭黑101染料；進(jìn)一步，所述消泡劑為硅烷消泡劑，例如KA530消泡劑(上述名稱(chēng)為德國(guó)BYK公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的消泡劑產(chǎn)品的名稱(chēng));采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是能夠充分消除工藝過(guò)程中體系產(chǎn)生的氣泡，保證膠的品質(zhì)。進(jìn)一步，所述觸變劑為氣相硅；進(jìn)一步，所述氣相硅均為T(mén)S530，TS720, TS202中的一種或任意幾種混合(上述名稱(chēng)為美國(guó)卡博特公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的氣相硅產(chǎn)品的名稱(chēng))；采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是氣相硅用來(lái)調(diào)整膠的觸變性以滿足生產(chǎn)工藝的需求；進(jìn)一步，所述固化劑為潛伏性環(huán)氧固化劑，例如雙氰胺；進(jìn)一步，所述固化促進(jìn)劑為潛伏性環(huán)氧固化促進(jìn)劑；進(jìn)一步，所述潛伏性環(huán)氧固化促進(jìn)劑為PN40 (上述名稱(chēng)為日本味之素公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的固化促進(jìn)劑產(chǎn)品的名稱(chēng))、PN23 (上述名稱(chēng)為日本味之素公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的固化促進(jìn)劑產(chǎn)品的名稱(chēng))、MC120D (上述名稱(chēng)為廣州川井電子材料有限公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的固化促進(jìn)劑產(chǎn)品的名稱(chēng))、8000K (上述名稱(chēng)為福清王牌精細(xì)化工有限公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的固化促進(jìn)劑產(chǎn)品的名稱(chēng))、101s (上述名稱(chēng)為常州馬蹄蓮樹(shù)脂有限公司出產(chǎn)并在市場(chǎng)上正式銷(xiāo)售的固化促進(jìn)劑產(chǎn)品的名稱(chēng))中的任意一種。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧黏劑的制備方法，包括將環(huán)氧樹(shù)脂、稀釋劑、導(dǎo)熱填料、偶聯(lián)劑、染料、消泡劑、觸變劑、固化劑、固化促進(jìn)
劑依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即得。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，各原料的加入量以原料總重量的百分含量計(jì)，其中，環(huán)氧樹(shù)脂占20 40%、稀釋劑占2 10%、導(dǎo)熱填料占25 73%、偶聯(lián)劑占O 1%、染料占O 1%、消泡劑占O 1%、觸變劑占I 3%、固化劑占2 5%、固化促進(jìn)劑占I 3%。進(jìn)一步，所述抽真空的真空度為-O. 08 -O. 05MPa。進(jìn)一步，所述攪拌的工藝條件為攪拌轉(zhuǎn)速為500 1000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為 O. 5 2小時(shí)。使用時(shí)，點(diǎn)膠或灌膠于待封裝件上，100 150°C加熱O. 5 2h固化。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I以原料總重量的百分含量計(jì)，取殼牌828環(huán)氧樹(shù)脂20%、乙二醇二縮甘油醚4%、氫氧化鋁70%、氧化銻1%、KH560偶聯(lián)劑O. 5%、炭黑101染料O. 5%、TS530觸變劑1%、雙氰胺固化劑2%、PN40固化促進(jìn)劑1%,將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即可。實(shí)施例2以原料總重量的百分含量計(jì)，取陶氏化學(xué)DER-332樹(shù)脂20%、日本核殼橡膠增韌MX125環(huán)氧樹(shù)脂20%、丁二醇二縮水甘油醚2%、ASF60氧化鋁46%、氧化銻1%、KH560偶聯(lián)劑1%、炭黑101染料1%、TS720觸變劑2%、雙氰胺固化劑5%、PN23固化促進(jìn)劑2%，將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即可。實(shí)施例3以原料總重量的百分含量計(jì)，取雙酚F862環(huán)氧樹(shù)脂30%、1，2_環(huán)己二醇二縮水甘油醚2%、MK37氧化鋁52%、氧化銻5%、KA530消泡劑1%、炭黑101染料O. 1%、TS202觸變劑3%、雙氰胺固化劑3. 9%、101S固化促進(jìn)劑3%，將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即可。實(shí)施例4以原料總重量的百分含量計(jì)，取殼牌828環(huán)氧樹(shù)脂30. 5%、四官能度AG80環(huán)氧樹(shù)脂5. 5%、間苯二酚二縮水甘油醚8%、ASF60氧化鋁42%、氫氧化鋁5%、KH 560偶聯(lián)劑1%、炭黑101染料O. 5%、TS202觸變劑1%、雙氰胺固化劑4%、MC120D固化促進(jìn)劑2. 5%，將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即可。實(shí)施例5以原料總重量的百分含量計(jì)，取酚醛環(huán)氧樹(shù)脂35%、NlO稀釋劑5%、ASF60氧化鋁40%、MK37 氧化鋁 10%、KH560 偶聯(lián)劑 O. 5%、A530 消泡劑 O. 5%、炭黑 101 染料 O. 5%、TS530 觸變劑1%、雙氰胺固化劑5%、8000K固化促進(jìn)劑2. 5%，將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即可。實(shí)施例6
以原料總重量的百分含量計(jì)，取雙酚F862環(huán)氧樹(shù)脂40%、1，2_環(huán)己二醇二縮水甘油醚10%、MK 37氧化鋁39%、KA530消泡劑1%、炭黑101染料O. 1%、TS202觸變劑3%、雙氰胺固化劑3. 9%、101S固化促進(jìn)劑3%，將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即可。實(shí)施例7以原料總重量的百分含量計(jì)，取酚醛環(huán)氧樹(shù)脂40%、NlO稀釋劑10%、ASF60氧化鋁36%、KH560偶聯(lián)劑1%、A530消泡劑1%、炭黑101染料1%、TS530觸變劑3%、雙氰胺固化劑5%、8000K固化促進(jìn)劑3%，將上述材料依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-O. 08 -O. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，攪拌均勻，自然晾置至室
溫，即可。通過(guò)下面的試驗(yàn)測(cè)試本發(fā)明制備的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑的性能。首先通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)判斷產(chǎn)品固化后的導(dǎo)熱效果，然后分別通過(guò)硬度，拉伸強(qiáng)度，剪切強(qiáng)度和模量等性能進(jìn)行表征，然后將實(shí)施例I 5的樣品和現(xiàn)有的LS0100德邦COB環(huán)氧膠粘劑進(jìn)行性能的對(duì)比。固化均采用120°C固化60min。試驗(yàn)實(shí)施例I外觀對(duì)比測(cè)試導(dǎo)熱對(duì)比測(cè)試方案按以下方法進(jìn)行將實(shí)施例I 5的樣品和現(xiàn)有的已知COB環(huán)氧膠粘劑固化后，通過(guò)測(cè)試導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)觀察判斷導(dǎo)熱效果，結(jié)果見(jiàn)表I。表I實(shí)施例I 5與已知COB環(huán)氧膠粘劑導(dǎo)熱性能對(duì)比測(cè)試結(jié)果
試樣導(dǎo)熱系數(shù)(W/m. k)
實(shí)施例I的樣品 L35 實(shí)施例2的樣品 05 實(shí)施例3的樣品 05 實(shí)施例4的樣品 1738 實(shí)施例5的樣品 1733 已知的樣品0Γ 5
試驗(yàn)實(shí)施例2不同溫度下Shore硬度測(cè)試硬度測(cè)試依據(jù)GB/T 531-1999測(cè)試硬度測(cè)試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行將實(shí)施例I 5的樣品和現(xiàn)有的已知COB環(huán)氧膠粘劑固化后，依據(jù)GB/T 531-1999分別測(cè)試在0°C，25°C，65°C條件下的硬度。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。表2實(shí)施例I 5與已知COB環(huán)氧膠粘劑Shore硬度對(duì)比測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，其特征在于，以原料總重量的百分含量計(jì)，由以下各原料組成環(huán)氧樹(shù)脂占20 40%、稀釋劑占2 10%、導(dǎo)熱填料占25 73%、偶聯(lián)劑占0 1%、染料占0 1%、消泡劑占0 1%、觸變劑占I 3%、固化劑占2 5%、固化促進(jìn)劑占I 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，其特征在于，所述環(huán)氧樹(shù)脂為含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的化合物；所述稀釋劑為雙官能度的環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑；所述導(dǎo)熱填料為無(wú)機(jī)填料；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述染料為炭黑101染料；所述消泡劑為硅烷消泡劑；所述觸變劑為氣相硅；所述固化劑為潛伏性環(huán)氧固化劑；所述固化促進(jìn)劑為潛伏性環(huán)氧固化促進(jìn)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，其特征在于，所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂、多官能度環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或任意幾種混合；所述環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑為乙二醇二縮甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1，2-環(huán)己二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或任意幾種混合；所述無(wú)機(jī)填料為氧化鋁、氫氧化鋁、氧化銻中的一種或任意幾種混合；所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述潛伏性環(huán)氧固化劑為雙氰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，其特征在于，所述硅烷消泡劑為KA530消泡劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，其特征在于，所述氣相硅為T(mén)S530，TS720, TS202中的一種或任意幾種混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑，其特征在于，所述潛伏性環(huán)氧固化促進(jìn)劑為 PN40、PN23、MC120D、8000K、101s 中的任意一種。
7.一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧黏劑的制備方法，其特征在于，包括 將環(huán)氧樹(shù)脂、稀釋劑、導(dǎo)熱填料、偶聯(lián)劑、染料、消泡劑、觸變劑、固化劑、固化促進(jìn)劑依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空，攪拌均勻，自然晾置至室溫，即得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧黏劑的制備方法，其特征在于，各原料的加入量以原料總重量的百分含量計(jì)，其中，環(huán)氧樹(shù)脂占20 40%、稀釋劑占2 10%、導(dǎo)熱填料占25 73%、偶聯(lián)劑占0 1%、染料占0 1%、消泡劑占0 1%、觸變劑占I 3%、固化劑占2 5%、固化促進(jìn)劑占I 3%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧黏劑的制備方法，其特征在于，所述抽真空的真空度為-0. 08 -0. 05MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)熱COB環(huán)氧黏劑的制備方法，其特征在于，所述攪拌的工藝條件為攪拌轉(zhuǎn)速為500 1000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為0. 5 2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑及其制備方法，以原料總重量的百分含量計(jì)，由以下各原料組成環(huán)氧樹(shù)脂占20～40%、稀釋劑占2～10%、導(dǎo)熱填料占25～73%、偶聯(lián)劑占0～1%、染料占0～1%、消泡劑占0～1%、觸變劑占1～3%、固化劑占2～5%、固化促進(jìn)劑占1～3%。本發(fā)明制備的導(dǎo)熱COB環(huán)氧膠黏劑在應(yīng)用中保護(hù)了芯片的各項(xiàng)功能，同時(shí)能夠提高運(yùn)算速度，延長(zhǎng)芯片使用壽命，也使芯片的運(yùn)行更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C09J163/02GK102703012SQ201210205159
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者王建斌, 解海華, 陳田安, 駱萬(wàn)興 申請(qǐng)人:煙臺(tái)德邦科技有限公司