绿色环保型高性能集成电路封装用复合材料的制备

论文摘要

目前,集成电路（IC）向高集成化、布线细微化、芯片大型化及表面贴装技术发展,与此相应的要研发高性能的环氧模塑料。为了保护生态环境,2003年2月13日,欧盟公布了两个指令:WEEE（废弃的电气和电子装置）、RoHS（在电气和电子装置中限制使用其废弃物会产生有害物质的某些材料）,对环氧模塑料的应用开发提出了更高的要求。随着国内外电子信息产品市场逐步向环保型电子信息产品的转换,绿色环氧模塑料的研发有着十分重要的意义,且有着广阔的市场前景。本文采用在环氧树脂链段中引入刚性的联苯基团,合成出具有结晶性的含联苯结构环氧树脂MEP和TMBP。用1H-NMR、FT-IR. POM、DSC、XRD等仪器对合成的产物进行了结构表征和性能测试。结果表明,合成的材料结构正确,并具有潜在的应用价值。用DSC研究了TMBP、邻甲酚醛环氧树脂ECN; TMBP/ECN三种环氧树脂体系用线性酚醛树脂作固化剂,咪唑作固化促进剂的固化反应动力学。采用T-φ外推法推断出固化反应的固化温度,用Kissinger和Ozawa法计算了固化反应的表观活化能∧E,根据Crane理论计算出反应级数。通过对比发现,联苯型环氧树脂的起始固化温度和活化能较低,而后固化温度较高。联苯型环氧树脂的加入提高了固化反应温度,需要更高的固化条件。对TMBP、ECN及TMBP/ECN三种环氧树脂体系进行了熔融粘度分析,结果表明,TMBP熔融粘度约为0.02Pa·s, ECN熔融粘度为0.59Pa·s；随着TMBP的含量增加,TMBP/ECN体系的熔融粘度逐渐降低,当TMBP占40%时,体系的粘度降为0.15Pa·s。对硅微粉后体系的流动行为进行了分析,结果表明,随着硅微粉填充量的增加,体系粘度增加,硅微粉粒径和粒径匹配对体系粘度也有一定影响。最后采用高速混合、双辊开炼、注压成型等工艺制备出环保型环氧模塑料,并对模塑料的主要性能进行了测试。结果表明,制备出的环氧模塑料的吸水率很低,良好的环保阻燃性,达到了UL94V-O阻燃级,能耐355℃以上高温,基本满足大规模集成电路封装的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 电子元件封装技术的发展
• 1.2.1 几种典型的封装形式
• 1.2.2 微电子封装技术的三个发展阶段
• 1.2.3 集成电路封装技术的发展趋势
• 1.2.4 世界IC封装市场发展
• 1.3 集成电路封装材料
• 1.3.1 环氧塑封料简介
• 1.3.2 环氧塑封料的特点
• 1.3.3 环氧塑封料的性能
• 1.3.4 环氧塑封料的研究现状
• 1.3.5 环氧塑料封的发展方向
• 1.4 研究意义及思路
• 第二章 特种环氧树脂的合成与表征
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 表征与测试
• 2.3.1 FT-IR
• 1H-NMR'>2.3.2¹H-NMR
• 2.3.3 DSC
• 2.3.4 POM
• 2.3.5 XRD
• 2.4 侧链型液晶环氧树脂MEP的合成
• 2.5 MEP的表征
• 2.5.1 FT-IR
• 2.5.2 POM
• 2.5.3 DSC
• 2.5.4 XRD
• 2.6 含联苯结构环氧树脂TMBP的合成
• 2.7 TMBP的表征
• 2.7.1 FT-IR
• 1H-NMR'>2.7.2¹H-NMR
• 2.7.3 POM
• 2.7.4 DSC
• 2.7.5 XRD
• 2.8 小结
• 第三章 环氧树脂固化行为的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料与试剂
• 3.1.2 样品制备
• 3.1.3 测试仪器及测试条件
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 环氧树脂的固化反应机理
• 3.2.2 TMBP的溶解性
• 3.2.3 环氧树脂的固化反应动力学
• 3.2.4 环氧树脂固化反应动力学参数对比
• 3.3 小结
• 第四章 环保型高性能环氧模塑料的制备
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 环保型模塑料的制备工艺
• 4.1.4 性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 几种环氧树脂粘度对比
• 4.2.2 硅微粉对EMC流动性的影响
• 4.2.3 EMC配方优化
• 4.2.4 测试结果
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文
• 作者和导师简介
• 附件