[发明专利]一种改性碳化硅氮化硼电子封装材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件制造领域，具体涉及一种改性碳化硅氮化硼电子封装材料的制备方法。

背景技术

封装是采用特定的封装材料将布置连接好的电子产品各元件固化在其中与环境隔离的保护措施。起到防止水分、尘埃及有害气体对电子元件的侵入，减缓震动，防止外力损伤和稳定元件参数的作用。

当封装材料与电子产品组成的封装体系在温度骤变时，封装材料与电子产品的元件间会产生热应力，封装体系产生裂纹而开裂，导致嵌入元件的损坏。虽然添加填料可以在一定程度上减少封装材料的固化收缩、防止开裂、减小固化时的放热，但是填料在脂肪族环氧树脂中的分散性较差，会使封装材料的起始粘度增大，降低工艺性，而且防止开裂的效果不好，制得的封装材料还是容易开裂。据报道，温度每升高10℃，因GaAs或Si半导体芯片寿命的缩短而产生的失效就为原来的3倍。其原因是因为在微电子集成电路以及大功率整流器件中，材料之间散热性能不佳而导致的热疲劳以及热膨胀系数不匹配而引起的热应力造成的。

传统的电子封装材料已很难满足现代电子封装的要求。以碳化硅颗粒增强铝基复合材料和硅颗粒增强铝基复合材料为代表的铝基复合材料具有高导热、低膨胀等优点，是目前应用较为广泛的一类电子封装材料，但因铝基体熔点较低，其耐温性能较差而不能很好地满足第 三代半导体器件的封装。纯铜具有比纯铝更高的热导率，理论上碳化硅颗粒增强 铜基复合材料具有更高的热导率、更低的热膨胀系数、更好的耐温性能和更优异的焊接性能等优点，在电子封装领域具有很大的应用潜力。

发明内容

本发明提供一种改性碳化硅氮化硼电子封装材料的制备方法，本发明在封装材料中添加的改性碳化硅复杂形状，且具有热导率高、膨胀系数低、比刚度大、密度小等特点，使得封装材料在固化后的内应力变化值范围较小，机械性能和耐冲击性能优良；所述制备方法还在所述电子封装材料中掺杂氮化硼纳米片，使得封装材料具有良好的分散性、相容性和耐热性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种改性碳化硅氮化硼电子封装材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备改性碳化硅

称取200-300重量份花生壳，用去离子水洗涤3-5次，置于115-120℃干燥箱中干燥至恒重后，加入500-530℃真空管式炉中，在氮气氛围下碳化2-3h，冷却至室温，取出，将其与3-5重量份钛酸酯类偶联剂，1-2重量份氟化钾混合均匀，置入真空管式炉中，炉内抽至真空度为5-10Pa后，以150-200mL/min通入氩气，并以15℃/min升温至1150-1300℃，再以5℃/min升温至1500-1550℃，保持温度反应4-6h后，自然冷却至室温，通入空气，在750-800℃下灼烧3-5h，冷却至室温，得碳化硅晶须；

称取60-80重量份上述碳化硅晶须，加入150-200重量份丙酮中，并用300W超声波超声除油20-30min，过滤，将滤渣浸泡在质量分数为25%氢氟酸溶液中8-10h，过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液pH呈中性，转入115-120℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到改性碳化硅；

（2）制备氮化硼纳米片

将氮化硼粉末加入到DMF溶液中混合均勻，然后在离心机中离心，去掉底部未剥离的氮化硼粉末，收集上层的混合溶液，然后去除溶剂，在真空烘箱中进行干燥，获得氮化硼纳米片；

（3）按照如下重量份配料:

上述改性碳化硅10-15份

乙烯基含氢硅树脂3-5份

上述氮化硼纳米片3-6份

甲基纳迪克酸酐1-1.5份

脂肪族环氧树脂18-20份

钛酸酯类偶联剂0.5-1份

含氢硅油交联剂1-3份；

（4）按上述组分按比例混合均匀，加热搅拌至混合均匀，将混合物在真空脱泡机中进行脱泡，脱泡时间为5-7h；

将所述脱泡后的混合物加入到双螺杆挤出机的料斗中，螺杆转速设定为600-800r/min，经过熔融挤出，水冷切粒得到粒料；接着，进行低温加压干燥，用注塑机注塑成型，制备得到改性碳化硅氮化硼电子封装材料。

具体实施方式

实施例一