一种低线性热膨胀系数清模树脂及其制备方法与流程

    技术2025-07-10  30


    本发明涉及树脂,具体涉及一种低线性热膨胀系数清模树脂及其制备方法。


    背景技术:

    1、随着微电子技术迅猛发展,半导体后工序塑封成型相应的技术也在不断提升,在塑封工艺中用于清除模具表面的环氧树脂残留时,常用的方法之一就是三聚氰胺清模料,这种三聚氰胺清模料在固化过程中与残留的环氧树脂产生粘结作用,并通过研磨带离模具表面。现有的三聚氰胺清模料中的主体材料即为三聚氰胺甲醛树脂,占总成分的50%左右,三聚氰胺甲醛树脂的热膨胀系数很高,约为金属材料的5-10倍,在固化后容易翘曲、甚至崩裂,以至清模材料自身的碎屑残留在模具表面,增加了清理时间,清理不干净更会造成后续产品外观不良,注塑过程中排气堵塞等问题。

    2、常用来解决翘变问题的方法之一就是降低材料的线性热膨胀系数,现有技术通常会在树脂体系中添加大量低热膨胀系数的填料,但这种方法也会大大降低树脂的流动性,影响清模效果,为解决上述问题,本发明涉及一种低线性热膨胀系数的三聚氰胺系清模树脂材料的制备方法。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中存在的不足,本发明提供一种低线性热膨胀系数清模树脂及其制备方法;众所周知,两种聚合物共混时,可形成单相连续结构或两相连续结构,所谓单相连续结构,即以一种聚合物为连续相,另一种聚合物为分散相形式存在于连续相中,形成“海岛结构”,在此结构下,由于橡胶本身的热膨胀系数也很高,因此并不能在三聚氰胺甲醛树脂体系中有效降低材料的热膨胀系数。基于以下基本规律:粘度较低的一项总是倾向于形成连续相,粘度较高的一项倾向于形成分散相,本发明通过控制液体橡胶的粘度,使液体橡胶在混合过程中不被三聚氰胺甲醛树脂包覆,不形成“海岛结构”,再通过合适的捏合工艺,使液体橡胶在剪切力作用下有一定取向的拉长,与三聚氰胺甲醛树脂形成层状两相连续结构,这种结构有效地降低了材料在长度方向上的线性热膨胀系数,减少了使用过程中翘曲的发生。

    2、本发明采用的技术方案是:

    3、一种低线性热膨胀系数清模树脂,其中:按重量份计,清模树脂包括以下组分:橡塑共混物载体100份,无机填料10~100份,有机填料10~100份,润滑剂0.1~2份,催化剂0.2~1份。

    4、优选的是,所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其中:所述橡塑共混物载体包括质量比为60~95份的三聚氰胺甲醛树脂和5~40份的液体橡胶。通过形成树脂加橡胶的层状结构明显降低材料的线性热膨胀系数,同时又保证树脂的主导地位,不至于因过量橡胶导致材料失去强度,或无法成型。

    5、优选的是,所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其中:所述液体橡胶选自相对分子质量在2000~10000之间的液体异戊橡胶、液体丁苯橡胶、液体丁二烯橡胶、液体乙丙橡胶、液体丁腈橡胶、液体氯丁橡胶、液体硅橡胶、聚氨酯液体橡胶中的一种或多种。

    6、为控制液体橡胶的粘度,更优选相对分子质量在2000~5000之间的液体丁苯橡胶、液体丁二烯橡胶、液体乙丙橡胶、液体丁腈橡胶以及聚氨酯类液体橡胶。

    7、优选的是,所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其中:所述无机填料选自高岭土、云母粉、硅微粉、滑石粉中的一种或多种。无机填料添加量为10~100质量份,超过当前重量份使用会导致流动性大幅降低而失去清模效果。

    8、优选的是,所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其中:所述有机填料选自纸浆、木浆、木质纤维、岩棉纤维、合成纤维中的一种或多种。有机填料添加量优选为10~50质量份,可保证材料具有相应的强度。

    9、优选的是,所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其中:所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、月桂酸锌、肉豆蔻酸锌、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺中的一种;润滑剂添加量优选为0.1~2重量份,以保证材料具有良好的模具脱模性。

    10、催化剂是指能加快三聚氰胺甲醛树脂固化速率的物质,本申请的催化剂为具有酸性的有机化合物,优选为0.2~1份的苯磺酸、苯甲酸酐、邻苯二甲酸中的一种。

    11、一种低线性热膨胀系数清模树脂的制备方法,其中:按重量份计,包括如下步骤:

    12、步骤s1.将甲醛水溶液加入反应釜中,并调节ph至8.5~9.0,随后升温至50℃-60℃,然后加入三聚氰胺反应1-2h,最后干燥至固含量为50-60%,得到三聚氰胺甲醛树脂;

    13、步骤s2.将60-95份的三聚氰胺甲醛树脂,5-40份液体橡胶加入捏合机中,随后以30-35r/min的速度捏合10-20min,然后加入10~100份的有机填料,并以50-60r/min的速度捏合15-25min,干燥,球磨得到共混载体;

    14、步骤s3.在共混载体中加入无机填料10~100份、润滑剂0.1~2份、催化剂0.2~1份,随后通过三维混合机20-30hz转速下混合1-2h至均匀,然后压片,得到清模树脂。

    15、优选的是,所述的制备方法,其中:步骤s1和步骤s2中干燥的温度均为40℃-50℃,干燥时间均为12-16h,步骤s2中球磨后共混载体的粒径为100-200目。

    16、本发明的优点:

    17、(1)本发明采用三聚氰胺甲醛树脂与液体橡胶共混物作为载体,制备新型半导体塑封工艺用低线性热膨胀系数清模树脂,解决了原树脂在清模后易产生翘曲、崩裂的问题,减少了清模树脂带来的负面影响,提高了效率,当加入的液体橡胶添加量较少时,其不足以与三聚氰胺甲醛树脂形成层状共连续结构,由于橡胶自身的高热膨胀性,反而有反向作用,而当液体橡胶添加量达到20%以上,线性热膨胀系数出现明显降低,由此清模树脂清模后的翘曲问题也出现明显改善,当液体橡胶添加量达到40%时,由于共混物出现固化不良的问题,易造成液体橡胶析出,增加了清模次数,因此引入端基带有特殊基团(羧基或羟基)的液体橡胶,可与三聚氰胺甲醛树脂在固化时发生反应,解决了液体橡胶易析出的问题。

    18、(2)本发明通过控制液体橡胶的粘度,使液体橡胶在混合过程中不被三聚氰胺甲醛树脂包覆,不形成“海岛结构”,再通过合适的捏合工艺,使液体橡胶在剪切力作用下有一定取向的拉长,与三聚氰胺甲醛树脂形成层状两相连续结构,这种结构有效地降低了材料在长度方向上的线性热膨胀系数,减少了使用过程中翘曲的发生。



    技术特征:

    1.一种低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:按重量份计,清模树脂包括以下组分:橡塑共混物载体100份,无机填料10~100份,有机填料10~100份,润滑剂0.1~2份,催化剂0.2~1份。

    2.根据权利要求1所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:所述橡塑共混物载体包括60~95份的三聚氰胺甲醛树脂和5~40份的液体橡胶。

    3.根据权利要求2所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:所述液体橡胶选自相对分子质量在2000~10000之间的液体异戊橡胶、液体丁苯橡胶、液体丁二烯橡胶、液体乙丙橡胶、液体丁腈橡胶、液体氯丁橡胶、液体硅橡胶、聚氨酯液体橡胶中的一种或多种。

    4.根据权利要求1所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:所述无机填料选自高岭土、云母粉、硅微粉、滑石粉中的一种或多种。

    5.根据权利要求1所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:所述有机填料选自纸浆、木浆、木质纤维、岩棉纤维、合成纤维中的一种或多种。

    6.根据权利要求1所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、月桂酸锌、肉豆蔻酸锌、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺中的一种。

    7.根据权利要求1所述的低线性热膨胀系数清模树脂,其特征在于:所述催化剂选自苯磺酸、苯甲酸酐、邻苯二甲酸中的一种。

    8.根据权利要求1-7任一项所述的低线性热膨胀系数清模树脂的制备方法,其特征在于:按重量份计,包括如下步骤:

    9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:步骤s1和步骤s2中干燥的温度均为40℃-50℃,干燥时间均为12-16h,步骤s2中球磨后共混载体的粒径为100-200目。


    技术总结
    本发明提供一种低线性热膨胀系数清模树脂,涉及清模树脂技术领域,按重量份计,清模树脂包括以下组分:橡塑共混物载体100份,无机填料10~100份,有机填料10~100份,润滑剂0.1~2份,催化剂0.2~1份,橡塑共混物载体包括60~95份的三聚氰胺甲醛树脂和5~40份的液体橡胶。本发明通过控制液体橡胶的粘度,使液体橡胶在混合过程中不以“海岛结构”分散在三聚氰胺甲醛树脂中,再通过合适的捏合工艺,使液体橡胶在剪切力作用下有一定取向的拉长,与三聚氰胺甲醛树脂形成层状两相连续结构,这种结构有效地降低了材料在长度方向上的线性热膨胀系数,减少了使用过程中翘曲的发生。

    技术研发人员:徐志文,范荣,姚友西
    受保护的技术使用者:苏州赫伯特电子科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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