新型高純微電子封裝材料的研究與開發(fā).pdf

1、微電子封裝技術(shù)和材料是制約微電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、應(yīng)用和發(fā)展的重要因素之一。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，微電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)了微電子封裝技術(shù)的飛速發(fā)展，然而微電子封裝材料的發(fā)展卻相對(duì)較慢。隨著微電子產(chǎn)品向著高度集成化、布線微細(xì)化、組裝三維化、芯片大型化、綠色環(huán)保化等方向發(fā)展，這就對(duì)微電子封裝材料提出了新的要求，朝著無(wú)雜質(zhì)、高純、高耐熱等方向發(fā)展。為適應(yīng)新型3D微電子封裝技術(shù)的發(fā)展需求，開發(fā)低雜質(zhì)、耐熱的微電子封裝材料，本論文在開發(fā)高純鄰甲酚醛環(huán)氧樹

2、脂的基礎(chǔ)上，通過(guò)將耐熱單體引入到鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂分子鏈上的改性方法，提高微電子封裝材料整體的耐熱性，而不增加封裝工藝的難度，滿足微電子封裝技術(shù)發(fā)展的需求。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)單純依靠實(shí)驗(yàn)來(lái)開發(fā)滿足微電子產(chǎn)業(yè)要求的微電子封裝材料，其過(guò)程將是漫長(zhǎng)和耗費(fèi)大量成本的。這個(gè)過(guò)程雖然能通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，但仍需提高。本論文采用分子模擬的方法，建立分子結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)而初步研究環(huán)氧樹脂交聯(lián)體系的一些性能，對(duì)用分子模擬方法來(lái)開拓環(huán)氧樹脂研究新領(lǐng)域

3、進(jìn)行了一些有益探索。
　　本論文的具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1、高純鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和開發(fā)
　　本論文采用兩步法工藝合成高純鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂?；趯?duì)第一步合成鄰甲酚醛樹脂機(jī)理的深入理解，通過(guò)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，得到了低游離酚含量、軟化點(diǎn)可控的線型鄰甲酚醛樹脂。接著，探討了鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的合成機(jī)理，分析了工藝參數(shù)對(duì)樹脂性能的影響。在優(yōu)化工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，制備了低氯高純的鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂。目前，該工藝路線已經(jīng)完成

4、了中試實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，該工藝流程具有可行性，能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求，可用于工業(yè)化生產(chǎn)符合新一代微電子封裝技術(shù)需求的低氯高純的鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂。
　　2、不同鄰位含量的鄰甲酚醛樹脂的合成
　　熱塑性酚醛樹脂是環(huán)氧樹脂的一類重要的固化劑。本論文在對(duì)前期鄰甲酚醛樹脂合成機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變合成過(guò)程中催化劑的種類和工藝條件，成功地制備了鄰位含量可調(diào)的鄰甲酚醛樹脂，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定性和定量表征。接著，將其作為鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的

5、固化劑進(jìn)行初步研究，發(fā)現(xiàn)在高鄰位酚醛樹脂中特有的自催化作用，同樣適用于對(duì)環(huán)氧樹脂的固化。這對(duì)開發(fā)快固型環(huán)氧塑封料提供了新的可能方向。
　　3、烯丙基改性鄰甲酚醛樹脂的開發(fā)
　　采用耐熱單體對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，是提高環(huán)氧樹脂耐熱性的常用方法。本論文在前面對(duì)鄰甲酚醛樹脂合成機(jī)理的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)烯丙基氯與鄰甲酚醛樹脂的反應(yīng)，得到了烯丙基改性鄰甲酚醛樹脂。在這種改性樹脂中，通過(guò)控制反應(yīng)配比，使其同時(shí)含有烯丙基和酚羥基，能成為環(huán)氧樹

6、脂的“雙官能團(tuán)型固化劑”。接著，將其作為鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的固化劑，并通過(guò)烯丙基引入耐熱性優(yōu)良的雙馬來(lái)酰亞胺樹脂進(jìn)行共聚。這樣就無(wú)需添加小分子就能使耐熱的雙馬來(lái)酰亞胺引入環(huán)氧樹脂的分子主鏈中，實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的改性。
　　4、多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂交聯(lián)體系的分子模擬研究
　　分子模擬方法是介于實(shí)驗(yàn)研究和理論計(jì)算之間的第三種科學(xué)的研究方法。本論文在建立多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂的分子模型和固化模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)分子模擬算法。通過(guò)這個(gè)