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高可靠性芯片级热界面材料及其制备方法与流程

657   编辑:中冶有色网   来源:深圳德邦界面材料有限公司  
2023-10-25 15:32:12
1.本发明涉及一种高可靠性芯片级热界面材料及其制备方法,属于胶黏剂技术领域。 背景技术: 2.随着芯片应用越来越广泛,芯片性能的不断提升,其工作产生的热量也越来越多,导致其工作温度更高。其热量无法及时散出,会极大降低芯片的工作性能以及使用寿命。 3.由于芯片级热界面材料应用于芯片硅片(die)以及散热框(lid)之间,散热框则通过ad胶粘接固定于pcb上。在bga封装制成中,芯片植球后,需通过回流焊将芯片焊接在母板上,由于其结构属于不同材料一层一层堆叠起来的,加上回流焊最高温会达到260℃,不同材料热膨胀系数(cte)的差别,会导致芯片回流焊时翘曲变形;另外根据其应用特点,芯片级热界面材料属于一次性封装,终身使用,中途不会有更换,因此芯片级热界面材料的高可靠性在芯片封装中至关重要。 4.普通芯片级热界面材料利用过渡金属(铂、铑等)催化剂,催化硅氢加成反应固化交联成凝胶状于die与lid之间,填充界面缝隙导热,其主要导热填料一般采用铝、银等导热系数很高的金属粉。然而,实际可靠性测试后(特别是高温150℃*1000h老化测试),老化后的芯片级热界面材料模量极高,由原先的100kpa左右,急速升高到5mpa以上,其伸长率也基本降为0,变成脆硬状。在芯片使用后期无法再对抗由芯片温度变化导致翘曲产生的应变,最终裂开,极大降低散热效果,导致芯片失效。究其原因主要在于:1.体系中铝、银粉等导热粉体氧化,导致体积膨胀在一定程度上压缩的有机硅分子链的空间,从而导致硬度/模量增加;2.有机硅分子链在高温下断链产生自由基,再交联导致交联密度上升,硬度/模量增加;3.体系中的过渡金属如铁、银、铂等对高分子链催化老化导致断链,加速其硬度/模量增加。 技术实现要素: 5.为解决以上问题,本发明提供了一种高可靠性的芯片级热界面材料及其制备方法,从反应机理的优化以及金属减活剂、抗氧剂的添加,使得芯片级热界面材料的可靠性大幅提升。 6.本发明所述的芯片级热界面材料由下列组份按所述重量份制成:端乙烯基硅油5-10份;侧链乙烯基硅油0.5-5份;催化剂0.1-1份;金属减活剂0.1-1份;抗氧剂0.1-1份;偶联剂0.2-1份,大粒径球型铝粉 50-60份,小粒径球形铝粉15-25份,氧化锌15-25份。 7.所述端乙烯基硅油粘度50~1000mpa · s,进一步优选为100~50
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