本發(fā)明涉及電子器件制造領(lǐng)域，具體涉及一種改性碳化硅復(fù)合有機(jī)硅封裝材料的制備方法。

背景技術(shù)：

由于電子封裝材料對電子器件的可靠性和使用壽命有重要的影響，近年來電子封裝材料的研究受到了越來越多的關(guān)注。電子封裝材料是用于承載電子元器件及其相互聯(lián)線，起機(jī)械支撐、密封環(huán)境保護(hù)、信號專遞等作用的基體材料。因此，電子封裝材料必須具備高透過率、高耐熱性、低黃變率和優(yōu)良的機(jī)械性能。

當(dāng)封裝材料與電子產(chǎn)品組成的封裝體系在溫度驟變時，封裝材料與電子產(chǎn)品的元件間會產(chǎn)生熱應(yīng)力，封裝體系產(chǎn)生裂紋而開裂，導(dǎo)致嵌入元件的損壞。雖然添加填料可以在一定程度上減少封裝材料的固化收縮、防止開裂、減小固化時的放熱，但是填料在脂肪族環(huán)氧樹脂中的分散性較差，會使封裝材料的起始粘度增大，降低工藝性，而且防止開裂的效果不好，制得的封裝材料還是容易開裂。

氟硅化合物的介電常數(shù)和極化因子很小，且分子空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對碳碳鍵具有很好的紫外屏蔽作用。此前國內(nèi)外主要報道了含氟材料應(yīng)用于織物的封裝，但有關(guān)在電子器件封裝上的應(yīng)用并不多見。

傳統(tǒng)的電子封裝材料已很難滿足現(xiàn)代電子封裝的要求。以碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料和硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為代表的鋁基復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱、低膨脹等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用較為廣泛的一類電子封裝材料，但因鋁基體熔點(diǎn)較低，其耐溫性能較差而不能很好地滿足第 三代半導(dǎo)體器件的封裝。純銅具有比純鋁更高的熱導(dǎo)率，理論上碳化硅顆粒增強(qiáng) 銅基復(fù)合材料具有更高的熱導(dǎo)率、更低的熱膨脹系數(shù)、更好的耐溫性能和更優(yōu)異的焊接性能等優(yōu)點(diǎn)，在電子封裝領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種改性碳化硅復(fù)合有機(jī)硅封裝材料的制備方法，本發(fā)明在封裝材料中添加的改性碳化硅復(fù)雜形狀，且具有熱導(dǎo)率高、膨脹系數(shù)低、比剛度大、密度小等特點(diǎn)，使得封裝材料在固化后的內(nèi)應(yīng)力變化值范圍較小，機(jī)械性能和耐沖擊性能優(yōu)良所述制備方法通過在制備過程中引入改性乙烯基聚硅氧烷，使得封裝材料具有較好的耐紫外輻射性能和熱性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種改性碳化硅復(fù)合有機(jī)硅封裝材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）制備改性碳化硅

稱取200-300重量份花生殼，用去離子水洗滌3-5次，置于115-120℃干燥箱中干燥至恒重后，加入500-530℃真空管式爐中，在氮?dú)夥諊绿蓟?-3h，冷卻至室溫，取出，將其與3-5重量份鈦酸酯類偶聯(lián)劑，1-2重量份氟化鉀混合均勻，置入真空管式爐中，爐內(nèi)抽至真空度為5-10Pa后，以150-200mL/min通入氬氣，并以15℃/min升溫至1150-1300℃，再以5℃/min升溫至1500-1550℃，保持溫度反應(yīng)4-6h后，自然冷卻至室溫，通入空氣，在750-800℃下灼燒3-5h，冷卻至室溫，得碳化硅晶須；

稱取60-80重量份上述碳化硅晶須，加入150-200重量份丙酮中，并用300W超聲波超聲除油20-30min，過濾，將濾渣浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%氫氟酸溶液中8-10h，過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入115-120℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到改性碳化硅；

（2）制備改性乙烯基聚硅氧烷

將45-50份的乙烯基聚硅氧烷和偶聯(lián)劑加入到密閉的四口燒瓶中，常溫下均勻攪拌1-2h后升溫至55-65℃，邊攪拌邊滴加溶有3-3.2份含氟甲基丙烯酸庚酯單體和3-3.5份催化劑的乙二醇混合液，反應(yīng)3-4h后繼續(xù)攪拌直至溶液透明無分層現(xiàn)象存在；降溫至28-30℃，減壓蒸餾除去甲苯溶劑并保溫1.5-2h，然后冷卻至室溫，得到改性乙烯基聚硅氧烷，真空脫泡后密封保存；

（3）按照如下重量份配料:

上述改性碳化硅 10-15份

上述改性乙烯基聚硅氧烷 3-5份

氟硅酸鈉 3-6份

甲基納迪克酸酐 1-1.5份

脂肪族環(huán)氧樹脂 18-20份

鈦酸酯類偶聯(lián)劑 0.5-1份

含氫硅油交聯(lián)劑 1-3份；

（4）按上述組分按比例混合均勻，加熱攪拌至混合均勻，將混合物在真空脫泡機(jī)中進(jìn)行脫泡，脫泡時間為5-7h；

將所述脫泡后的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為600-800r/min，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；接著，進(jìn)行低溫加壓干燥，用注塑機(jī)注塑成型，制備得到改性碳化硅復(fù)合有機(jī)硅封裝材料。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

稱取200重量份花生殼，用去離子水洗滌3次，置于115℃干燥箱中干燥至恒重后，加入500℃真空管式爐中，在氮?dú)夥諊绿蓟?h，冷卻至室溫，取出，將其與3重量份鈦酸酯類偶聯(lián)劑，1重量份氟化鉀混合均勻，置入真空管式爐中，爐內(nèi)抽至真空度為5Pa后，以150mL/min通入氬氣，并以15℃/min升溫至1150℃，再以5℃/min升溫至1500℃，保持溫度反應(yīng)4h后，自然冷卻至室溫，通入空氣，在750℃下灼燒3h，冷卻至室溫，得碳化硅晶須。

稱取60重量份上述碳化硅晶須，加入150重量份丙酮中，并用300W超聲波超聲除油20min，過濾，將濾渣浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%氫氟酸溶液中8h，過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入115℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到改性碳化硅。

將45份的乙烯基聚硅氧烷和偶聯(lián)劑加入到密閉的四口燒瓶中，常溫下均勻攪拌1h后升溫至55℃，邊攪拌邊滴加溶有3份含氟甲基丙烯酸庚酯單體和3份催化劑的乙二醇混合液，反應(yīng)3h后繼續(xù)攪拌直至溶液透明無分層現(xiàn)象存在；降溫至28℃，減壓蒸餾除去甲苯溶劑并保溫1.5h，然后冷卻至室溫，得到改性乙烯基聚硅氧烷，真空脫泡后密封保存。

按如下重量份配料：

上述改性碳化硅 10份

上述改性乙烯基聚硅氧烷 3份

氟硅酸鈉 3份

甲基納迪克酸酐 1份

脂肪族環(huán)氧樹脂 18份

鈦酸酯類偶聯(lián)劑 0.5份

含氫硅油交聯(lián)劑 1份；

按上述組分按比例混合均勻，加熱攪拌至混合均勻，將混合物在真空脫泡機(jī)中進(jìn)行脫泡，脫泡時間為5h。

將所述脫泡后的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為600r/min，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；接著，進(jìn)行低溫加壓干燥，用注塑機(jī)注塑成型，制備得到改性碳化硅復(fù)合有機(jī)硅封裝材料。

實(shí)施例二

稱取300重量份花生殼，用去離子水洗滌5次，置于120℃干燥箱中干燥至恒重后，加入530℃真空管式爐中，在氮?dú)夥諊绿蓟?h，冷卻至室溫，取出，將其與5重量份鈦酸酯類偶聯(lián)劑，2重量份氟化鉀混合均勻，置入真空管式爐中，爐內(nèi)抽至真空度為10Pa后，以200mL/min通入氬氣，并以15℃/min升溫至1300℃，再以5℃/min升溫至1550℃，保持溫度反應(yīng)6h后，自然冷卻至室溫，通入空氣，在800℃下灼燒5h，冷卻至室溫，得碳化硅晶須。

稱取80重量份上述碳化硅晶須，加入200重量份丙酮中，并用300W超聲波超聲除油30min，過濾，將濾渣浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%氫氟酸溶液中10h，過濾，用去離子水洗滌濾渣至洗滌液pH呈中性，轉(zhuǎn)入120℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到改性碳化硅。

將50份的乙烯基聚硅氧烷和偶聯(lián)劑加入到密閉的四口燒瓶中，常溫下均勻攪拌2h后升溫至65℃，邊攪拌邊滴加溶有3.2份含氟甲基丙烯酸庚酯單體和3.5份催化劑的乙二醇混合液，反應(yīng)4h后繼續(xù)攪拌直至溶液透明無分層現(xiàn)象存在；降溫至30℃，減壓蒸餾除去甲苯溶劑并保溫2h，然后冷卻至室溫，得到改性乙烯基聚硅氧烷，真空脫泡后密封保存。

按如下重量份配料：

上述改性碳化硅 15份

上述改性乙烯基聚硅氧烷 5份

氟硅酸鈉 6份

甲基納迪克酸酐 1.5份

脂肪族環(huán)氧樹脂 20份

鈦酸酯類偶聯(lián)劑 1份

含氫硅油交聯(lián)劑 3份；

按上述組分按比例混合均勻，加熱攪拌至混合均勻，將混合物在真空脫泡機(jī)中進(jìn)行脫泡，脫泡時間為7h。

將所述脫泡后的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為800r/min，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；接著，進(jìn)行低溫加壓干燥，用注塑機(jī)注塑成型，制備得到改性碳化硅復(fù)合有機(jī)硅封裝材料。