本申请涉及半导体芯片封装材料领域，更具体地说，它涉及一种用于芯片粘接的导电导热银胶及其制备方法。
背景技术：
：封装技术是ic芯片产业中的中的重要一环，随着电子产品在轻、薄、短、小的市场需求及技术的推动下,多种新封装形式对封装材料提出了更高的要求，且随着封装结构散热性能的改善,先进的ic封装技术已逐渐成为各大封装厂技术研究开发的重点，其中用于电子芯片封装的导电胶更是受到广泛的研究。用于电子芯片封装的导电胶一般称为导电银胶，是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂，它通常以基体树脂和导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接，另外，导电银胶一般需要具有良好的导热性，以适应电子芯片的散热需要。相关的导电胶一般以环氧树脂和银粉体系为主，其中环氧树脂为基体树脂，银粉为导电粒子，加入环氧稀释剂和固化剂，制得导电胶，但是这种方法制得的导电胶常见的问题是银粉的分散性差，降低了导电胶的整体强度和导电性能。技术实现要素：为了提高导电胶的整体强度和导电性能，本申请提供一种用于芯片粘接的导电导热银胶及其制备方法。第一方面，本申请提供的一种用于芯片粘接的导电导热银胶采用如下的技术方案：一种用于芯片粘接的导电导热银胶，由包含以下重量份的原料制成：环氧树脂20~40份；丙烯酸树脂10~20份；酚醛树脂5~10份；固化剂0.4~0.8份；增塑剂0.6~1份；离子络合剂0.8~1.4份；偶联剂0.8~1.2份；抗氧化剂0.05~0.1份；分散剂0.3~0.5份；催化剂0.05~0.1份；银粉70~85份；硅粉2.5~3.5份。通过采用上述技术方案，由于采用丙烯酸树脂与环氧树脂的配合，丙烯酸树脂与环氧树脂形成互穿网格，改善环氧树脂固化后性脆的缺点，同时提高胶体的导热能力，并且增塑剂能够改善环氧树脂的柔软性，从而提高胶体的剪切强度，提高胶体的操作性能；另外互穿网格有助于银粉在胶体内分散均匀，从而改善胶体的导电能力，酚醛树脂的加入可以促进环氧树脂的交联，并且使银粉更好的排列，提高胶体的导电性能和整体强度。优选的，所述离子络合剂选自十二烷二酸双[2-（2-羟基苯甲酰基）酰肼]、癸二酸二水杨酰肼、间硝基苯酰肼、3-氨基邻苯二甲酰肼、对苯二甲酸二酰肼或己二酸二酰肼中的一种或多种。通过采用上述技术方案，离子络合剂可以络合胶体中的钠、铜等金属离子，减少钠、铜等金属离子对胶体稳定性以及导电性能的影响。优选的，所述固化剂选自过氧化甲乙酮。通过采用上述技术方案，过氧化甲乙酮对环氧树脂和丙烯酸树脂的固化效果均较好。优选的，所述增塑剂选自聚丁二烯环氧树脂。通过采用上述技术方案，聚丁二烯环氧树脂能够较好的改善胶体的柔韧性。优选的，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂。通过采用上述技术方案，钛酸酯偶联剂有助于促进硅粉与环氧树脂以及丙烯酸树脂结合，提高胶体的强度。优选的，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇中的一种。通过采用上述技术方案，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇有助于降低胶体的表面张力，提高粘接效果。优选的，所述抗氧化剂选自2，6-二叔丁基对甲酚。优选的，所述银粉的平均粒径为100μm，平均比表面积10.5m2/g。通过采用上述技术方案，银粉高比表面积有助于提高酚醛树脂与银粉连接的稳定性，进一步促使银粉更好的排列，提高胶体的粘接效果和导电效果。优选的，原料还包括重量份为0.4~0.8份的导电金球，所述导电金球的平均粒径为20μm。通过采用上述技术方案，导电金球掺杂在银粉形成的空间中，进一步提高胶体的导电性能。优选的，原料还包括重量份为0.7~0.9份的氧化铟锡，所述氧化铟锡的平均粒径为1μm。通过采用上述技术方案，氧化铟锡掺杂在银粉形成的空间中，进一步提高胶体的导电性能。优选的，所述催化剂选自双[(oc-6-11)-六氟锑酸盐(1-)]。通过采用上述技术方案，降低胶体的固化温度至120℃，提高操作的便捷性。第二方面，本申请提供一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法，采用如下的技术方案：一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法，包括以下步骤：s1.将环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、增塑剂、离子络合剂、偶联剂、抗氧化剂和分散剂混合，加热至70~85℃，混合时间1~2h，然后经105~115℃挤出，得到预混体；s2.将所述预混体、银粉和硅粉混炼，混炼温度80~90℃，混炼时间15~25min，得到混炼体；s3.将所述混炼体、催化剂和固化剂在室温下搅拌0.5~2h，真空干燥，脱气，得到导电导热银胶。通过采用上述技术方案，先制得混合到一定程度的预混体，再加入银粉和硅粉进行混炼，提高银粉和硅粉在胶体中的分散性，提高导电性能。优选的，在s2步骤中，还加入导电金球进行混炼。优选的，在s2步骤之前，还包括s2a步骤：将银粉浸没于丙烯酸中，超声分散，得到经过预处理的银粉。通过采用上述技术方案，丙烯酸可以促进银粉颗粒之间的连接，提高了银粉的导热和导电效果。优选的，在s2步骤之前，还包括s2b步骤：在50~60℃下，将氧化铟锡加入乙醇和水组成的混合溶剂中搅拌，逐滴加入氨丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌0.5~1h，所述氧化铟锡、乙醇、水和氨丙基三乙氧基硅烷的重量比为10:(20~30):(3~5):(0.3~0.6)，搅拌结束后过滤，收集固体并烘干，得到改性氧化铟锡；在s2步骤中，还加入改性氧化铟锡进行混炼。通过采用上述技术方案，改性氧化铟锡与银粉相结合，促进氧化铟锡混杂于银粉形成的空间中，使氧化铟锡与银粉的接触良好，提高胶体的导电效果。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于采用丙烯酸树脂与环氧树脂的配合，改善环氧树脂固化后性脆的缺点，同时提高胶体的导热能力，并且增塑剂能够改善环氧树脂的柔软性，从而提高胶体的剪切强度，提高胶体的操作性能；另外互穿网格有助于银粉在胶体内分散均匀，改善胶体的导电能力，酚醛树脂的加入可以促进环氧树脂的交联，并且使银粉更好的排列，从而使胶体获得良好的强度、导热性能和导电性能。2、本申请中优选采用加入氧化铟锡，并且通过氨丙基三乙氧基硅烷的改性以及丙烯酸对银粉的预处理，提高了胶体的导电性能。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。环氧树脂选购自日本化药株式会社公司的联苯型环氧树脂，型号nc-3000；丙烯酸树脂选购自日本三菱化学株式会社，型号br-116；酚醛树脂选购自日本住友化学株式会社，型号pr-55147；导电金球选购自积水化学工业株式会社，平均粒径15~20μm；银粉选购自日本同和矿业株式会社，平均粒径100μm，比表面积6m2/g和10.5m2/g；钛酸酯偶联剂选购自美国肯瑞奇公司，型号kr-38s。实施例实施例1一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法：s1.将2kg环氧树脂、1kg丙烯酸树脂、0.5kg酚醛树脂、0.06kg聚丁二烯环氧树脂、0.08kg癸二酸二水杨酰肼、0.08kg钛酸酯偶联剂、0.005kg2，6-二叔丁基对甲酚和0.03kg聚乙烯吡咯烷酮加入到反应釜中混合搅拌，加热至70℃，混合时间1h，然后在螺杆挤压机中经105℃挤压，得到预混体；s2.将预混体、5kg银粉和0.25kg硅粉加入混炼机中混炼，混炼温度80℃，混炼时间15min，得到混炼体；s3.将混炼体、0.005kg双[(oc-6-11)-六氟锑酸盐(1-)]和0.06kg过氧化甲乙酮在室温下搅拌0.5h，经过500目筛网过滤，真空干燥，脱气，得到导电导热银胶。其中，银粉的平均粒径100μm，平均比表面积6m2/g。实施例2一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法：s1.将4kg环氧树脂、0.5kg丙烯酸树脂、0.8kg酚醛树脂、0.08kg过氧化甲乙酮、0.1kg聚丁二烯环氧树脂、0.12kg间硝基苯酰肼、0.1kg钛酸酯偶联剂、0.01kg2，6-二叔丁基对甲酚和0.05kg聚乙二醇加入到反应釜中混合搅拌，加热至85℃，混合时间2h，然后在螺杆挤压机中经115℃挤压，得到预混体；s2.将预混体、7.5kg银粉和0.3kg硅粉加入混炼机中混炼，混炼温度90℃，混炼时间25min，得到混炼体；s3.将混炼体、0.01kg双[(oc-6-11)-六氟锑酸盐(1-)]和0.08kg过氧化甲乙酮在室温下搅拌2h，经过500目筛网过滤，真空干燥，脱气，得到导电导热银胶。其中，银粉的平均粒径100μm，平均比表面积6m2/g。实施例3一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法：s1.将3kg环氧树脂、0.8kg丙烯酸树脂、1kg酚醛树脂、0.04kg过氧化甲乙酮、0.08kg聚丁二烯环氧树脂、0.14kg3-氨基邻苯二甲酰肼、0.12kg钛酸酯偶联剂、0.007kg2，6-二叔丁基对甲酚和0.04kg聚乙烯吡咯烷酮加入到反应釜中混合搅拌，加热至80℃，混合时间1h，然后在螺杆挤压机中经110℃挤压，得到预混体；s2.将预混体、6.5kg银粉和0.35kg硅粉加入混炼机中混炼，混炼温度85℃，混炼时间25min，得到混炼体；s3.将混炼体、0.005kg双[(oc-6-11)-六氟锑酸盐(1-)]和0.04kg过氧化甲乙酮在室温下搅拌1h，经过500目筛网过滤，真空干燥，脱气，得到导电导热银胶。其中，银粉的平均粒径100μm，平均比表面积6m2/g。实施例1至实施例3的不同之处如表1所示。表1实施例1实施例2实施例3环氧树脂(kg)243丙烯酸树脂(kg)10.50.8酚醛树脂(kg)0.50.81过氧化甲乙酮(kg)0.060.080.04双[(oc-6-11)-六氟锑酸盐(1-)](kg)0.0050.010.005聚丁二烯环氧树脂(kg)0.060.10.08癸二酸二水杨酰肼(kg)0.0800间硝基苯酰肼(kg)00.1203-氨基邻苯二甲酰肼(kg)000.14钛酸酯偶联剂(kg)0.080.10.122，6-二叔丁基对甲酚(kg)0.0050.010.007聚乙烯吡咯烷酮(kg)0.0300.04聚乙二醇(kg)00.050银粉(kg)57.56.5硅粉(kg)0.250.30.35s1中加热温度(℃)708580s1中混合时间(h)121s1中挤出温度(℃)105115110s2中混炼温度(℃)809085s2中混炼时间(min)152525s3中搅拌时间(h)0.521实施例4本实施例与实施例3的不同之处在于，银粉的平均比表面积为10.5m2/g。实施例5本实施例与实施例4的不同之处在于，在s2步骤中，混炼机中还加入0.04kg的导电金球。实施例6本实施例与实施例4的不同之处在于，在s2步骤中，混炼机中还加入0.08kg的导电金球。实施例7本实施例与实施例4的不同之处在于，在s2步骤之前，还包括s2a步骤，s2a步骤具体为：将丙烯酸倒入第一反应瓶中，再将银粉浸没于丙烯酸中，超声分散30min，得到经过预处理的银粉。实施例8本实施例与实施例7的不同之处在于，在s2步骤中，混炼机中还加入0.07kg氧化铟锡，氧化铟锡的平均粒径为1μm。实施例9本实施例与实施例7的不同之处在于，在s2步骤中，混炼机中还加入0.09kg氧化铟锡，氧化铟锡的平均粒径为1μm。实施例10本实施例与实施例8的不同之处在于，在s2步骤之前，还包括s2b步骤，s2b步骤具体为：在50℃下，将0.4kg乙醇和0.06kg水倒入第二反应瓶中组成混合溶剂，再将0.2kg氧化铟锡加入混合溶剂中，边搅拌边滴加0.006kg氨丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌0.5h，搅拌结束后过滤，收集固体并在55℃烘箱中1h烘干，得到改性氧化铟锡。在s2步骤中，0.07kg改性氧化铟锡替代等量的氧化铟锡并加入混炼机中。实施例11本实施例与实施例9的不同之处在于，在s2步骤之前，还包括s2b步骤，s2b步骤具体为：在60℃下，将0.6kg乙醇和0.1kg水倒入第二反应瓶中组成混合溶剂，再将0.2kg氧化铟锡加入混合溶剂中，边搅拌边滴加0.012kg氨丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌1h，搅拌结束后过滤，收集固体并在55℃烘箱中1h烘干，得到改性氧化铟锡。在s2步骤中，0.09kg改性氧化铟锡替代等量的氧化铟锡并加入混炼机中。对比例对比例1本对比例与实施例3的不同之处在于，在s1步骤中，用等量的环氧树脂替代丙烯酸树脂、酚醛树脂和3-氨基邻苯二甲酰肼。对比例2本对比例与实施例3的不同之处在于，在s1步骤中，用等量的环氧树脂替代丙烯酸树脂和3-氨基邻苯二甲酰肼。对比例3本对比例与实施例3的不同之处在于，在s1步骤中，用等量的环氧树脂替代酚醛树脂和3-氨基邻苯二甲酰肼。对比例4本对比例与实施例3的不同之处在于，在s1步骤中，用等量的环氧树脂替代3-氨基邻苯二甲酰肼。性能检测试验根据gb/t35494.1-2017《各向同性导电胶粘剂试验方法》，对本申请各个实施例和对比例的导电导热银胶进行剪切强度和导热系数测试，测试结果如表2所示。根据cns13727-1996《导电胶之体积电阻率量测法》，对本申请各个实施例和对比例的导电导热银胶进行体积电阻率测试，测试结果如表2所示。表2剪切强度(mpa)导热系数(w/mk)体积电阻率(×10-5ω·m)实施例18.6311.63.2实施例28.6611.83.5实施例38.7211.53.4实施例48.6512.12.6实施例58.6912.41.9实施例68.6612.21.7实施例78.6812.12.4实施例88.7512.33实施例98.6112.33.1实施例108.6612.51.8实施例118.7112.21.9对比例14.527.87.3对比例25.348.36.2对比例35.629.56.5对比例48.6411.45.1根据表2，对比例1为
背景技术：
中相关的导电胶的制备方法，所得到的导电胶与实施例3相比，实施例3的剪切强度和导热系数更大，体积电阻率更小，说明实施例3的导电导热胶具有良好的操作性能、良好的导热性能和良好的导电性能，原因可能是丙烯酸树脂与环氧树脂形成互穿网格，互穿网格形成稳定的导热通道，同时改善环氧树脂固化后性脆的缺点，并且有助于银粉在胶体内分散均匀，从而改善胶体的导电能力；而酚醛树脂的加入可以促进环氧树脂的交联，改善银粉的分散性，使银粉更好的排列，从而提高胶体的整体强度和导电性能。实施例3的剪切强度和导热系数大于对比例2，体积电阻率小于对比例2，说明只加入酚醛树脂时，酚醛树脂能够对胶体的强度、导热性能和导电性能有较好的提升。实施例3的剪切强度和导热系数大于对比例3，体积电阻率小于对比例3，说明只加入丙烯酸树脂时，丙烯酸树脂能够对胶体的强度、导热性能和导电性能有较好的提升，且丙烯酸树脂与环氧树脂形成的互穿网格对导热性能提升较高。实施例3的剪切强度和导热系数与对比例4相近，体积电阻率小于对比例3，原因可能是3-氨基邻苯二甲酰肼作为离子络合剂将胶体中的钠、铜等金属离子络合，减小该金属离子的干扰，提高导电性能。实施例4的导电性能优于实施例3，原因可能是银粉的比表面积增大，有助于银粉与酚醛树脂连接，促进银粉更好的排列，提高胶体的导电性能。实施例5-6的导电性能优于实施例3，原因可能是加入导电金球，导电金球混杂在银粉颗粒的空间中，且导电金球与银粉的接触良好，提高了胶体的导电性能。实施例7的导电性能优于实施例3，原因可能是丙烯酸与银粉的表面结合，促进银粉颗粒之间的连接，提高了银粉的导热和导电效果。实施例8-9的导电性能比实施例4稍差，原因可能是氧化铟锡加入后没有得到良好的分散，不能与胶体以及银粉形成良好的导电体系，并且阻碍了部分银粉之间的导电，影响了胶体的导电性能。实施例10-11的导电性能优于实施例6，原因可能是氧化铟锡经过改性后，氧化铟锡的氨丙基三乙氧基硅烷与银粉的丙烯酸结合，促进氧化铟锡稳定的混杂于银粉形成的空间中，提高氧化铟锡的分散性，并且氧化铟锡与银粉的接触良好，提高胶体的导电效果。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种用于芯片粘接的导电导热银胶，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：
环氧树脂20~40份；
丙烯酸树脂10~20份；
酚醛树脂5~10份；
固化剂0.4~0.8份；
增塑剂0.6~1份；
离子络合剂0.8~1.4份；
偶联剂0.8~1.2份；
抗氧化剂0.05~0.1份；
分散剂0.3~0.5份；
催化剂0.05~0.1份；
银粉70~85份；
硅粉2.5~3.5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶，其特征在于：所述离子络合剂选自癸二酸二水杨酰肼、间硝基苯酰肼、3-氨基邻苯二甲酰肼、十二烷二酸双[2-（2-羟基苯甲酰基）酰肼]、对苯二甲酸二酰肼或己二酸二酰肼中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶，其特征在于：所述银粉的平均粒径为100μm，平均比表面积10.5m2/g。
4.根据权利要求1所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶，其特征在于：原料还包括重量份为0.4~0.8份的导电金球，所述导电金球的平均粒径为20μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶，其特征在于：原料还包括重量份为0.7~0.9份的改性氧化铟锡，所述改性氧化铟锡的平均粒径为1μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶，其特征在于：所述催化剂选自双[(oc-6-11)-六氟锑酸盐(1-)]。
7.一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法，其特征在于：用于制备如权利要求1至6任一所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶，包括以下步骤：
s1.将环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、增塑剂、离子络合剂、偶联剂、抗氧化剂和分散剂混合，加热至70~85℃，混合时间1~2h，然后经105~115℃挤出，得到预混体；
s2.将所述预混体、银粉和硅粉混炼，混炼温度80~90℃，混炼时间15~25min，得到混炼体；
s3.将所述混炼体、催化剂和固化剂在室温下搅拌0.5~2h，真空干燥，脱气，得到导电导热银胶。
8.根据权利要求7述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法，其特征在于：在s2步骤中，还加入导电金球进行混炼。
9.根据权利要求7述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法，其特征在于：在s2步骤之前，还包括s2a步骤：将银粉浸没于丙烯酸中，超声分散，得到经过预处理的银粉。
10.根据权利要求9所述的一种用于芯片粘接的导电导热银胶的制备方法，其特征在于：在s2步骤之前，还包括s2b步骤：在50~60℃下，将氧化铟锡加入乙醇和水组成的混合溶剂中搅拌，逐滴加入氨丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌0.5~1h，所述氧化铟锡、乙醇、水和氨丙基三乙氧基硅烷的重量比为10:(20~30):(3~5):(0.3~0.6)，搅拌结束后过滤，收集固体并烘干，得到改性氧化铟锡；在s2步骤中，还加入改性氧化铟锡进行混炼。
技术总结本申请涉及半导体芯片封装材料领域，具体公开了一种用于芯片粘接的导电导热银胶及其制备方法。一种用于芯片粘接的导电导热银胶，由包含以下重量份的原料制成：环氧树脂、丙烯酸树脂、固化剂、酯类柔性剂、偶联剂、抗氧化剂、分散剂、银粉和硅粉；其制备方法为：S1.将环氧树脂、丙烯酸树脂、固化剂、酯类柔性剂、偶联剂、抗氧化剂和分散剂加热混合，加热至70~85℃，混合时间1~2h，得到预混体；S2.将预混体、银粉和硅粉混炼，混炼温度80~90℃，得到混炼体；S3.将混炼体在室温下搅拌0.5~2h，真空干燥，脱气，得到导电导热银胶。本申请的导电导热银胶具有提高导电胶的操作性能的优点。
技术研发人员：王继宝;周子良
受保护的技术使用者：深圳市撒比斯科技有限公司
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.03.12
