本發(fā)明屬于電子工業(yè)，涉及一種環(huán)氧塑封料及其制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種具有電絕緣電磁屏蔽性能的環(huán)氧塑封料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算及5g通信技術(shù)的迅猛進(jìn)步，對(duì)高端芯片制造提出了更高的性能需求。為突破光刻技術(shù)固有的物理制造極限，追求更高的集成度與系統(tǒng)整合能力，業(yè)界轉(zhuǎn)而采用先進(jìn)的封裝技術(shù)作為關(guān)鍵解決方案。

2、sip封裝(systemin?a?package，系統(tǒng)級(jí)封裝)是一種先進(jìn)的電子器件封裝技術(shù)，它將多種功能芯片，包括處理器、存儲(chǔ)器等功能芯片，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、封裝基板層數(shù)等因素，集成在一個(gè)封裝內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本完整的功能。但sip封裝內(nèi)部集成的多個(gè)芯片、電路組件和電源模塊等，這些組件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。如果沒有有效的電磁屏蔽措施，這些輻射可能會(huì)相互干擾，導(dǎo)致信號(hào)失真、誤碼率增加等問題，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，對(duì)sip封裝進(jìn)行電磁干擾防護(hù)是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程中不可或缺的一環(huán)。

3、sip封裝的電磁干擾防護(hù)可以解決封裝內(nèi)部及周圍環(huán)境之間的電磁干擾問題，是確保系統(tǒng)可靠性、滿足電磁兼容性要求、應(yīng)對(duì)高集成度與高速高頻信號(hào)傳輸趨勢(shì)以及實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵措施。

4、對(duì)于封裝芯片的電磁防護(hù)，傳統(tǒng)的電磁屏蔽方法是在電子元件外部安裝金屬罩，用于包裹電子設(shè)備或電路，以減少或防止電磁場(chǎng)對(duì)內(nèi)部電路的干擾以及內(nèi)部電磁輻射向外部的泄漏。然而，屏蔽罩在水平和垂直方向上占用了寶貴的印刷電路板面積，對(duì)設(shè)備的微型化造成了很大的障礙。

5、現(xiàn)有的共形屏蔽技術(shù)，其在環(huán)氧塑封料(epoxy?molding?compound，emc)上噴涂、電鍍或?yàn)R射一層導(dǎo)電材料，不再需要外加屏蔽罩，不占用額外的設(shè)備空間。然而，共形屏蔽的制造工藝相對(duì)復(fù)雜，每種方法都有其特定的工藝流程和參數(shù)要求，需要精確控制以確保屏蔽層的質(zhì)量和性能。此外，制造工藝的復(fù)雜性還導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。

6、針對(duì)sip封裝的高集成電磁復(fù)雜性與運(yùn)行中的熱、力、電挑戰(zhàn)，亟需研發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)-功能一體化的環(huán)氧塑封料，賦予環(huán)氧塑封料電磁屏蔽性能，使其既具有環(huán)氧塑封料的電氣保護(hù)和機(jī)械支撐，同時(shí)可以抵抗電磁干擾，保證芯片的正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧塑封料及其制備方法和應(yīng)用，具體提供一種具有電絕緣電磁屏蔽性能的環(huán)氧塑封料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明采用的方案，在環(huán)氧塑封料制備工藝的基礎(chǔ)上增加絕緣改性這一流程，僅需要簡(jiǎn)單的物理化學(xué)方法，制備流程短，所用材料成本低，并且可以大面積生產(chǎn)。將本發(fā)明提供的環(huán)氧塑封料用于sip封裝，極大簡(jiǎn)化了封裝程序，不需要額外的電磁屏蔽材料及其工藝流程就能實(shí)現(xiàn)芯片封裝高集成度與輕薄化。本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)-功能一體化的環(huán)氧塑封料將成為emc材料領(lǐng)域的未來熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種環(huán)氧塑封料，所述環(huán)氧塑封料的制備原料按照重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

4、

5、

6、所述改性球狀填料為表面包覆有二氧化硅的球狀合金粉末。

7、本發(fā)明將表面包覆有二氧化硅的球狀合金粉末作為填料，將環(huán)氧樹脂作為基膠，制備得到的環(huán)氧塑封料兼具優(yōu)異的電絕緣性能和電磁屏蔽性能，同時(shí)具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(glass?transition?temperature，tg)和低的熱膨脹系數(shù)(coefficient?of?thermalexpansion，cte)，在sip的結(jié)構(gòu)-功能一體化封裝中具有廣闊的應(yīng)用前景。

8、在本發(fā)明中，所述環(huán)氧塑封料的制備原料按照重量份數(shù)計(jì)，改性球狀填料的用量可以為130份、132份、134份、136份、138份、140份、142份、144份、146份、148份、150份、152份、154份、156份、158份、160份、162份、164份、166份、168份、170份、172份、174份、176份、178份、180份、182份、184份、186份、188份、190份、192份、194份、196份、198份、200份、202份、204份、206份、208份、210份等。

9、在本發(fā)明中，所述環(huán)氧塑封料的制備原料按照重量份數(shù)計(jì)，環(huán)氧樹脂的用量可以為8份、9份、10份、12份、14份、15份等。

10、在本發(fā)明中，所述環(huán)氧塑封料的制備原料按照重量份數(shù)計(jì)，固化劑的用量可以為8份、9份、10份、12份、14份、16份、18份等。

11、在本發(fā)明中，所述環(huán)氧塑封料的制備原料按照重量份數(shù)計(jì)，促進(jìn)劑的用量可以為0.05份、0.08份、0.1份、0.13份、0.15份、0.18份、0.2份等。

12、優(yōu)選地，所述改性球狀填料通過以下方法制備得到：

13、將球狀合金粉末和第一有機(jī)溶劑混合，然后加入硅烷偶聯(lián)劑和第二有機(jī)溶劑，混合，之后加入氨水，攪拌，再加入硅酸四乙酯，繼續(xù)攪拌，靜置分離，然后洗滌分離得到的下層產(chǎn)物，干燥，得到所述改性球狀填料。

14、本發(fā)明提供的改性球狀填料既具有高磁導(dǎo)率，又具有高絕緣性。

15、優(yōu)選地，所述球狀合金粉末包括球狀鐵鎳合金粉末、球狀鐵鈷鎳合金粉末、球狀鐵釩合金粉末、球狀鐵氧體粉末、球狀鋁鎂合金粉末、球狀鐵基非晶粉末。

16、優(yōu)選地，所述球狀合金粉末的粒徑為25～75μm，例如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm等。

17、優(yōu)選地，所述第一有機(jī)溶劑包括無水乙醇。

18、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)和/或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh560)。

19、優(yōu)選地，所述第二有機(jī)溶劑包括乙醇。

20、優(yōu)選地，以球狀合金粉末的用量為100％計(jì)，所述硅烷偶聯(lián)劑的用量為3-8wt.％，例如3wt.％、4wt.％、5wt.％、6wt.％、7wt.％、8wt.％等。

21、優(yōu)選地，所述氨水的用量為調(diào)節(jié)體系的ph值為4～5，例如4、4.2、4.4、4.5、4.6、4.8、5等。

22、優(yōu)選地，以球狀合金粉末的用量為10g計(jì)，所述硅酸四乙酯的用量為1-3ml，例如1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml等。

23、優(yōu)選地，所述攪拌的時(shí)間為20-40min，例如20min、25min、30min、35min、40min等。

24、優(yōu)選地，所述繼續(xù)攪拌的溫度為40-60℃，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃等，繼續(xù)攪拌的時(shí)間為3-5h，例如3h、4h、5h等。

25、優(yōu)選地，所述洗滌為采用乙醇洗滌。

26、優(yōu)選地，所述干燥的溫度為70-90℃，例如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃等，干燥的時(shí)間為1-3h，例如1h、2h、3h等。

27、優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂中的任意一種或至少兩種的組合。

28、優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂包括4,5-環(huán)氧己烷-1,2-二甲酸二縮水甘油酯和/或e51環(huán)氧樹脂。

29、優(yōu)選地，所述固化劑包括胺類固化劑、酸酐類固化劑、合成樹脂類固化劑、堿性固化劑、酸性固化劑中的任意一種或至少兩種的組合。

30、優(yōu)選地，所述固化劑包括甲基六氫鄰苯二甲酸酐。

31、優(yōu)選地，所述促進(jìn)劑包括咪唑類促進(jìn)劑、叔胺類促進(jìn)劑、酚類促進(jìn)劑中的任意一種或至少兩種的組合。

32、優(yōu)選地，所述促進(jìn)劑包括2-乙基-4-甲基咪唑和/或2-甲基咪唑。

33、第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的環(huán)氧塑封料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

34、將配方量的改性球狀填料與環(huán)氧樹脂混合，然后加入固化劑、促進(jìn)劑，再次混合，固化，得到所述環(huán)氧塑封料。

35、優(yōu)選地，所述混合的轉(zhuǎn)速為800-2000r/min，例如800r/min、1000r/min、1200r/min、1400r/min、1600r/min、1800r/min、2000r/min等，時(shí)長(zhǎng)為3-8min，例如3min、4min、5min、6min、8min等。

36、優(yōu)選地，所述再次混合的轉(zhuǎn)速為800-1000r/min，例如800r/min、900r/min、1000r/min等，時(shí)長(zhǎng)為1-3min，例如1min、2min、3min等。

37、優(yōu)選地，所述固化的溫度為120-140℃，例如120℃、125℃、130℃、135℃、140℃等，固化的時(shí)間為1-3h，例如1h、2h、3h等。

38、第三方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的環(huán)氧塑封料在sip封裝中的應(yīng)用。

39、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、本發(fā)明將表面包覆有二氧化硅的球狀合金粉末作為填料，將環(huán)氧樹脂作為基膠，制備得到的環(huán)氧塑封料兼具優(yōu)異的電絕緣性能和電磁屏蔽性能，同時(shí)具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和低的熱膨脹系數(shù)，在sip的結(jié)構(gòu)-功能一體化封裝中具有廣闊的應(yīng)用前景。