[发明专利]一种单组分耐高温各向同性导电胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子封装材料制备技术领域，特别涉及一种单组分耐高温各向同性导电胶及其制备方法。

背景技术

Pb/Sn焊料是印刷线路板上基本的连接材料，SMT(Surface Mount Technology)中常用的也是这种材料。随着电子产品向小型化、便携化发展，器件集成度的不断提高，迫切需要开发新型的连接材料和方法。从20世纪90年代初到现在，IC上的I/O数已经从500个发展到1500个，预计到2005年将达到3800个，到2008年将达到4600个，2010年将达到8000个。高的I/O密度要求连接材料具有很高的线分辨率。Pb/Sn焊料只能应用在0.65mm以下节距的连接，已经不能满足工艺的需要。Pb/Sn连接工艺中温度高于400℃，产生的热应力也会损伤器件和基板。另外，Pb是有毒的重金属元素，不少国家已经对电子工业用铅提出明确规定：日本和欧洲分别要求在2001年和2004年停止铅的使用。在这一压力下，发展无铅连接材料已经成为必然。与Pb/Sn合金相比，导电胶中使用的是金属粉末导电，这样可以使连接的线分辨率有很大提高，更能适应高的I/O密度。导电胶的涂膜工艺简单，固化温度低，可以有效地提高工作效率。由于导电胶基体是高分子材料，可以用在柔性基板上，适应电子产品小型化、轻型化的要求。1994年在柏林召开的第一届电子生产中粘合剂连接技术国际会议(InternationalConference on Adhesive Joining Technology inElectronics Manufacturing)上，就已经指出了导电胶代替Sn-Pb合金的必然趋势。

作为Sn/Pb焊料的替代品，导电胶在实际的应用中也表现出了自身的一些缺点，如电阻率不稳定、力学性能不够好，这些缺陷已经逐步被研究人员攻克，如国家专利CN1948414和CN101215450等均介绍了采用银纳米线或是银纳米棒复合银纳米粒子作为导电填料，可以减少导电填料在导电胶中的含量，提高力学强度。同时由于纤维状填料的存在可以增强导电网络的稳定性，使得导电胶的耐老化性能得到提高。

但是由于现在微电子封装行业上在一块PCB板上安装的IC很多，导致在客户实际使用的过程中会出现局部区域放热过大，破坏粘结部位的现象存在，这主要是由于现存导电胶普遍存在耐高温性能不好所导致的，一般导电胶的耐温极限在100℃左右，环境温度超过100℃以后会出现粘结力急剧下降。为此开发一种适合于目前微电子封装用的具有良好耐热性能的导电胶是非常必需的。本发明中通过引入多官能环氧树脂进入胶体树脂体系，固化后提高了树脂的交联密度，提高了胶体的耐热温度。同时核壳结构增韧树脂的引入又使导电胶不失良好的耐冲击性能。

发明内容

本发明的目的提供一种简便、低成本的单组分各向同性导电胶的方法，以克服传统导电胶耐高温性能差的缺点。

一种单组分耐高温各向同性导电胶，其特征在于：组份以质量百分比计算，基体环氧树脂10～15％，银纳米线62～65％，多官能团环氧树脂3.5～5.5％，核壳结构增韧环氧树脂6～10％，气相二氧化硅0.4～0.6％，韧性稀释剂0.6～1.0％，偶联剂0.3～0.4％，固化剂9～15％，固化促进剂0.1～0.2％。

上述各向同性导电胶中，基体环氧树脂为E51、E44、EPON828或EPON826树脂。

上述各向同性导电胶中，多官能环氧树脂为四官能团或三官能团环氧树脂，如AG-80、AG-90等。

上述各向同性导电胶中，核壳结构增韧环氧树脂为软核硬壳型，如日本Kaneka公司产品MX125、MX153、MX157或MX135。

上述各向同性导电胶中，偶联剂为KH550、KH560或苯基三甲氧基硅烷。

上述各向同性导电胶中，气相二氧化硅为TS-720或RD907。

上述各向同性导电胶中，韧性稀释剂为NC513或邻苯二甲酸二丁酯。

上述各向同性导电胶中，固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐。

上述各向同性导电胶中，固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑或甲基咪唑。

上述各向同性导电胶中，银纳米线按照中国专利CN101310899公开的制备方法制备。