電子封裝用氰酸酯樹(shù)脂基復(fù)合材料的研究.pdf

1、電子封裝技術(shù)是將構(gòu)成電子回路的半導(dǎo)體元件、電子器件組合成電子設(shè)備的綜合技術(shù)。目前電子封裝技術(shù)正朝著高密度、高頻、高速方向發(fā)展。為了滿(mǎn)足微電子工業(yè)，尤其是高性能微電子產(chǎn)品的發(fā)展需要，電子封裝材料必須具備更高更多的性能，包括高導(dǎo)熱性、低介電常數(shù)(ε)和介電損耗(tanδ)、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。現(xiàn)有的電子封裝材料主要是環(huán)氧樹(shù)脂(EP)，然而，它已經(jīng)不再能滿(mǎn)足高性能電子封裝的要求。 氰酸酯樹(shù)脂(CE)是高性能熱固性樹(shù)脂，具備突出的

2、綜合性能，特別是優(yōu)異的介電性能，表現(xiàn)為在寬頻和較大溫度范圍內(nèi)低的介電常數(shù)和介電損耗角正切值。此外，它也具有優(yōu)良的耐熱性、機(jī)械性能和工藝性。CE被視為制備電子封裝材料最具競(jìng)爭(zhēng)力的樹(shù)脂。但是，CE樹(shù)脂的導(dǎo)熱性能比較差，這限制了它作為高性能電子封裝材料的應(yīng)用范圍。 本文研究的目的是制備具有高導(dǎo)熱系數(shù)(λ)、低ε和良好機(jī)械性能電子封裝用CE基復(fù)合材料。 本文采用氮化鋁(AlN)、二氧化硅(SiO2)以及經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑(KH560

3、)處理的AlN和SiO2與CE共混，設(shè)計(jì)制備了AlN/CE，AlN-SiO2/CE和AlN(KH560)-SiO2(KH560)/CE復(fù)合材料。研究了填料的種類(lèi)、粒徑、含量和表面性質(zhì)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能、介電性能的影響。研究結(jié)果表明填料對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能有顯著影響，當(dāng)填料的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到60％時(shí)，所有復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)都在純CE導(dǎo)熱系數(shù)的6倍以上，當(dāng)復(fù)合材料填料含量較高時(shí)(>50vol％)，其九值對(duì)填料含量有強(qiáng)烈的依賴(lài)性。填料經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)

4、劑處理之后，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能也有所提高。但是，高含量的AlN添加到CE中會(huì)提高復(fù)合材料的ε。將SiO2部分取代AlN，制備的三元復(fù)合材料其導(dǎo)熱性能提高的同時(shí)，能減少ε的增加量。 將聚丙烯(PP)和CE混合，制備了混合樹(shù)脂基體，并加入一定量的AlN制備三元復(fù)合材料。研究了加入PP后，各組分在復(fù)合材料中分布和形態(tài)，并討論了對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱和介電性能的影響。研究結(jié)果表明，復(fù)合材料的λ值均大于CE樹(shù)脂的λ值。共混基體的配比對(duì)復(fù)合材料的λ

5、有顯著影響。在本課題的研究范圍內(nèi)，當(dāng)PP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為混合基體的30％時(shí)，λ出現(xiàn)最大值。隨著PP含量的增加，λ逐漸降低。基體連續(xù)相的變化以及AlN在CE中的分布是AlN/CE-PP具有不同于AlN/CE復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的根本原因。PP的加入對(duì)復(fù)合材料的介電性能也有影響，復(fù)合材料的ε隨著PP含量的增加而降低。 研究了AlN/CE復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。復(fù)合材料的存儲(chǔ)模量隨著AlN含量的增加而線性增加，AlN質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60％時(shí)，復(fù)合