一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電粘合劑，特別涉及微電子封裝連接材料。具體來說，涉及到晶振的 封裝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子產(chǎn)品向小型化、便攜化發(fā)展，IC上I/O集成度及線分辨率的不斷提高，特 別是為了符合環(huán)保的要求，導(dǎo)電膠作為替代焊料的最佳選擇，具有涂膜工藝簡單、固化溫度 低等特點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前市場上也出現(xiàn)了各種各樣的導(dǎo)電膠。在晶振封 裝領(lǐng)域中，導(dǎo)電膠普遍存在以下問題：超低溫保存，一般要置于〇°C以下的冰箱中；雙組份 導(dǎo)電膠居多，使用時(shí)將兩組分混合，造成施工困難；導(dǎo)電膠在經(jīng)過老化后會(huì)出現(xiàn)變黃、變黑 等問題。
[0003] 目前市場上導(dǎo)電膠的銀含量普遍在70 %以上，生產(chǎn)成本很高，造成導(dǎo)電膠價(jià)格居 高不下；另外導(dǎo)電膠中樹脂基體比例較低，普遍在20%以下，造成導(dǎo)電膠的附著力很差，導(dǎo) 致很多產(chǎn)品受到影響。因此提高導(dǎo)電膠的性能變得越來越重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，以解決目前晶振 封裝中存在的儲存溫度低、不耐老化的問題，同時(shí)用不同填料來達(dá)到良好的導(dǎo)電性能及力 學(xué)性能，降低生產(chǎn)成本。
[0005] 本發(fā)明的目的還在于提供上述導(dǎo)電膠的制備方法，通過該方法制備出適用于晶振 封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠。本發(fā)明通過以下方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠及其制備方法，其特征在于，該導(dǎo)電膠由 樹脂基體、超細(xì)銀粉、有機(jī)溶劑、助劑組成，其質(zhì)量比組成為：樹脂基體35%?50%，超細(xì)銀 粉45%?60%，有機(jī)溶劑8%?20%，助劑1 %?3%。
[0007] 所述樹脂基體有由混合樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑組成，其質(zhì)量比組成為：混合樹 脂80%?90%，固化劑10%?25%，固化促進(jìn)劑1 %?2%。
[0008] 所述混合樹脂有雙酚F環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂組成，按質(zhì)量比組為：雙酚F環(huán)氧樹脂 70?95%，酚醛樹脂10?30%。
[0009] 所述的固化劑為二氰二胺、2E4MZ、甲基酸酐中的一種。
[0010] 所述的固化促進(jìn)劑為2E4MZ。
[0011] 所述的超細(xì)銀粉由微米級銀粉和納米銀線組成，其質(zhì)量比組成為：微米級銀粉 45 %?70%，納米銀線為40 %?60%。
[0012] 所述的微米銀粉為片狀，等效球體粒徑D50=2?4 μ m。
[0013] 所述的納米銀線的長度為10?30 μ m，直徑20?200nm。
[0014] 所述的有機(jī)溶劑為松油醇、乙二醇二乙酯、丁基卡必醇、苯甲醇的混合物，其質(zhì)量 比組成為松油醇20%?40%，乙二醇二乙酯20%?40%，丁基卡必醇20%?40%，苯甲醇 10 % ?30%。
[0015] 所述的助劑中的增韌劑為碳納米管，抗氧劑為DSTP，紫外線吸收劑為UV-326,其 質(zhì)量比組成為：碳納米管0. 5%?1%，抗氧劑0. 2%?0. 3%，紫外線吸收劑0. 2%?0. 3%。
[0016] 所述的導(dǎo)電膠附著力大于N/mm2,體積電阻率小于1(Γ5Ω. cm，成本降低40%以上。
[0017] 所述的制備工藝主要包括以下步驟：
[0018] (1)將環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂加熱溶解混合均勻制成第一組分，將第一組分和固化 齊?、固化促進(jìn)劑用脫泡攪拌機(jī)攪拌均勻制成樹脂基體。
[0019] (2)將微米銀粉和納米銀粉用三維混合機(jī)混合均勻制成超細(xì)銀粉。
[0020] (3)將有機(jī)載體中各組分加熱溶解混合均勻制成有機(jī)載體，之后將樹脂基體、超細(xì) 銀粉、有機(jī)載體、助劑按照比例配料，用三輥研磨機(jī)軋制混合均勻，測試合格后制得成品。
[0021] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于選用耐溫材料-酚醛樹脂作為基體樹脂，提高了導(dǎo)電膠的耐熱 性；利用了微米銀粉優(yōu)異的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，輔以納米銀線的協(xié)同作用，提高了導(dǎo)電膠的導(dǎo) 電性及導(dǎo)熱性，并降低了生產(chǎn)成本，降低成本40%以上；利用碳納米管的增強(qiáng)機(jī)理，提高了 導(dǎo)電膠的力學(xué)性能；在常用導(dǎo)電膠配方中加入抗氧劑及紫外線吸收劑等物質(zhì)，有效提高了 導(dǎo)電膠的耐候性；提高導(dǎo)電膠中樹脂基體的含量，提高了導(dǎo)電膠的附著力。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下用實(shí)施例說明本發(fā)明，但發(fā)明本身并不受以下實(shí)施例的限制。
[0023] 實(shí)施例一
[0024] -種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠的制備方法，主要包含以下步驟：
[0025] 1)將雙酚F環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂按照質(zhì)量比75:25的比例配制，80°C的恒溫水浴 鍋中攪拌2h，使其充分混合均勻，制得第一組分。
[0026] 2)將第一組分和固化劑、固化促進(jìn)劑按照質(zhì)量比83:16:1的比例配制，用脫泡攪 拌機(jī)攪拌10分鐘，使之分散均勻，制得樹脂基體。
[0027] 3)將微米銀粉D50=2. 3 μ m和長度為30 μ m、直徑50nm的納米銀線按照質(zhì)量比 45:55的比例配制，用三維混合機(jī)進(jìn)行機(jī)械混合30分鐘，使兩種粉體混合均勻，制得超細(xì)銀 粉。
[0028] 4)將有機(jī)溶劑中的松油醇、乙二醇二乙酯、丁基卡必醇、苯甲醇按照質(zhì)量比 30:30:30:10進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，在80°C的水浴鍋中進(jìn)行加熱強(qiáng)力攪拌，攪拌2h，使之溶解均 勻，得到均一液體，制得有機(jī)載體。
[0029] 5)按質(zhì)量百分比稱量1 %的助劑，其中分別為增韌劑碳納米管、抗氧劑DSTP、紫外 線吸收劑為UV-326,其質(zhì)量百分比為0. 5:0. 2:0. 2。
[0030] 6)按照質(zhì)量百分比分別稱取37%的樹脂基體，53%的超細(xì)銀粉，9%的有機(jī)載體， 1 %的助劑，將四種成分混合均勻，用三輥軋機(jī)進(jìn)行軋制，軋制15次，細(xì)度控制在15 μ m以 下，制得導(dǎo)電膠。
[0031] 將所得的成品導(dǎo)電膠，在玻璃基板上，經(jīng)絲網(wǎng)印刷，得到銀白色布線，經(jīng)過 150°C /2h的加熱固化，得到銀白色布線，經(jīng)測試其性能達(dá)到要求，其性能參數(shù)如表1。
[0032] 表1導(dǎo)電膠性能檢測結(jié)果
[0033]
[0034] 實(shí)施例二
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠及其制備方法，其特征在于，該導(dǎo)電膠由樹 脂基體、超細(xì)銀粉、有機(jī)溶劑、助劑組成，其質(zhì)量比組成為：樹脂基體35% ~50%，超細(xì)銀粉 45%?60%，有機(jī)溶劑8%?20%，助劑1%?3%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：所述 樹脂基體由混合樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑組成，其質(zhì)量比組成為：混合樹脂80% ~90%，固 化劑10%?25%，固化促進(jìn)劑1%?2%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：混合 樹脂有雙酚F環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂組成，按質(zhì)量比組為：雙酚F環(huán)氧樹脂7(Γ95%，酚醛樹脂 10?30%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：固化 劑為二氰二胺、2Ε4ΜΖ、甲基酸酐中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：固化 促進(jìn)劑為2Ε4ΜΖ。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：超細(xì) 銀粉由微米級銀粉和納米銀線組成，其質(zhì)量比組成為：微米級銀粉45% ~70%，納米銀線為 40% ?60%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：微米 銀粉為片狀，等效球體粒徑D50=2~4 μ m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：納米 銀線的長度為1〇?30 μ m，直徑2(T200nm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：有機(jī) 溶劑為松油醇、乙二醇二乙酯、丁基卡必醇、苯甲醇的混合物，其質(zhì)量比組成為松油醇20% ?40%，乙二醇二乙酯20%?40%，丁基卡必醇20%?40%，苯甲醇10%?30%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：所述 助劑中的增韌劑為碳納米管，抗氧劑為DSTP，紫外線吸收劑為UV-326,其質(zhì)量比組成為：碳 納米管0. 5 %?1%，抗氧劑0. 2 %3%，紫外線吸收劑0. 2 %3%。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠，其特征在于：所述 的導(dǎo)電膠附著力大于l〇N/mm2,體積電阻率小于10 5Ω. cm，成本降低40%以上。
12. -種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠及其制備方法，其特征在于：主要包含以 下步驟： (1)將環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂加熱溶解混合均勻制成第一組分，將第一組分和固化劑、固 化促進(jìn)劑用脫泡攪拌機(jī)攪拌均勻制成樹脂基體；（2)將微米銀粉和納米銀粉用三維混合機(jī) 混合均勻制成超細(xì)銀粉；（3)將有機(jī)載體中各組分加熱溶解混合均勻制成有機(jī)載體，之后 將樹脂基體、超細(xì)銀粉、有機(jī)載體、助劑按照比例配料，用三輥研磨機(jī)軋制混合均勻，測試合 格后制得成品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶振封裝用的低成本納米銀導(dǎo)電膠及其制備方法。該導(dǎo)電膠由樹脂基體、超細(xì)銀粉、有機(jī)溶劑、助劑組成，各組分質(zhì)量組成比為：樹脂基體35％～50%，超細(xì)銀粉45％～60%，有機(jī)溶劑8％～20%，助劑1％～3%。制備方法包括按照以下步驟：將各組分準(zhǔn)確稱量、混合均勻、攪拌、輥軋得到粘稠膏狀的成品導(dǎo)電膠。本發(fā)明可以提高導(dǎo)電膠的附著力，增強(qiáng)導(dǎo)電性，增加耐候性，降低生產(chǎn)成本，能較好的用于晶振封裝中。
【IPC分類】C09J163-00, C09J11-04, C09J11-06, C09J9-02, C09J161-06
【公開號】CN104559880
【申請?zhí)枴緾N201310492914
【發(fā)明人】劉飄, 王劉功, 徐錚, 湯全忠, 胡蔚
【申請人】利德英可電子科技（蘇州）有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月18日