基于环氧树脂灌封料探究

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1、基于环氧树脂灌封料探究摘要：本文主要对环氧树脂灌封料的成分及增韧方法进行了简要分析。环氧树脂是近年来在灌封领域使用最为广泛的一种材料，其本身具有良好粘接性能、绝缘介电性能以及热学性能，同时还具备优异的抗化学腐蚀、较低固化收缩率等特点，这些都保证了环氧树脂的顺利推广。但是，面对环氧树脂低温易开裂的不足，文中也罗列了几种方便的解决方法。文章最后也大致描绘了灌封料的未来发展方向及使用前景。关键词：环氧树脂；灌封料；增韧中图分类号：TQ32文献标识码：A1概述回首电子封装技术的发展历程，曾经有两次非常重大的改进发生在这一前沿技术领域。其中第一次重大改进可

2、以追溯到1970年左右，接下来的第二次重大改进是在上世纪的90年代中期。在新世纪到来的时候，表面贴装技术，阵列封装技术以及半导体集成电路等都得到了广泛的应用和发展。在技术进步的同时，封装形式、封装技术都出现了许多创新:有灌封式的焊球阵列、芯片封装、芯片直接粘贴、多片芯片组合封装等技术。虽然封装形式有这么多的不同，但是其中有很多都直接或间接用到环氧材料封装技术。2灌封料性能特征良好的灌封材料必须符合下列几项基本要求：粘度低，能顺利渗透到器件内部的各个角落，同小元件和电路接触紧密；性能优异，有着较长的使用期，方便流水线的大批量生产；不分层，在加热或者

3、常温固化的过程中不允许发生沉降;电气性能、耐热性能以及力学性能都好，较低的热膨胀系数;特殊场合的要求还有阻燃等性能。不同的环氧树脂也会有不同的力学性能。常用的环氧树脂有双酚A型环氧树脂E-51、两官能团环氧树脂711、三官能团脂环族缩水甘油酯型环氧树脂TDE-85o针对不同的材料，得到下表中的数据。环氧树脂灌封材料的电阻率也会随材料不同而表现出一定差异，依旧对比上述三种材料，研究其对灌封材料体积电阻率的影响。得到下表中的数据。3灌封料的成分分析环氧树脂灌封料主要由树脂、填充剂、增韧剂以及固化剂等组成，是众多材料成分的复合。对于灌封料要求的不同粘度

4、、使用期、固化时间、放热量等都必须在成分搭配方面、工艺制作方面进行综合考虑，以保证材料的综合平衡。3.1环氧树脂环氧树脂灌封料一般采用双酚A型环氧树脂。由于该环氧树脂有较低粘度，所以其环氧值是比较高的。其他常用的有E-42,E-44,E-51等。往往要求芯片和基板的缝隙必须极小，所以单独使用双酚A型环氧树脂是不能达到产品基本要求的。为了满足器件的性能要求，我们必须降低材料的粘度。能够采用组合树脂，制作如下：在双酚A型环氧树脂中掺入缩水甘油酯型树脂或者是有较低粘度的双酚F型环氧树脂，同时具有良好电绝缘性、高耐热性的某些脂环族氧化物也可以使用。如果加

5、入脂环族氧化物的话，其本身也可以起到稀释剂的作用。3.2固化剂作为环氧树脂灌封料的重要组成成分，固化剂的自身结构也会在很大程度上影响固化物的性能。因为固化过程分为常温固化和加热固化，所以对应于不同的方法有不同的原料。3.3偶联剂在材料中加入硅烷偶联剂能够使得环氧树脂和二氧化硅更紧密的粘接。从化学分子的角度分析，硅烷偶联剂能够让材料的防潮性和粘结性更好。在实际操作中满足环氧树脂条件的硅烷偶联剂主要有苯胺基甲三乙氧基硅烷、缩水甘油氧丙基三氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷等。例如氧化铝填料，由于其在环氧树脂中的分散性较差，非常容易发生颗粒抱团的问题。同时

6、，分布不均也会导致不规则沉降。偶联剂的使用能改善其分散性，减少沉降现象的发生。下表中的数据反映了未经偶联剂处理和经过1%钛酸丁酯偶联剂处理后的氧化铝填料在实验浇注、固化后不同部位的密度。由表3看出，添加偶联剂后的固化沉降问题得到明显的改善。3.4固化促进剂如果环氧树脂灌封料没有加固化促进剂的话，其一般要固化完成必须是在140摄氏度下的条件下完成。如此高温的固化条件，必然会造成能源的大量浪费，而且对于器件内部的小电子元件也是非常大的考验，同时器件外壳的热承受能力也要进行考虑。在灌封料的配方中添加必要的固化促进剂就能明显降低固化所需温度，缩短固化时间

7、。生产实践中主要采用的固化促进剂一般有节基二胺等。我们也可以选择竣酸金属盐以及咪哇类化合物，例如2-甲基咪哩等。3.5活性稀释剂稀释剂主要分为活性稀释剂和非活性稀释剂两种。非活性稀释剂不会参与材料的固化反应过程，加入较多的量，就会造成器件的高收缩率，影响器件的热形变温度和力学性能。而活性稀释剂则是参加固化反应，增加材料粘接，较小地影响固化物。如果只是用环氧树脂，那么在配入相关的无机填料后将看到材料粘度大幅增加，这样就不方便进行操作，此时加入适量的活性稀释剂就能增加材料的渗透性和流动性，同时也延长了材料的使用期。环氧树脂灌封料中使用的稀释剂是活性稀

8、释剂，一般是用二乙基缩水甘油醴、正丁基缩水甘油瞇、苯基缩水甘油瞇等。3.6填充剂环氧树脂填充剂里面要有填充剂的加入，填充剂的功能是进一步