新型高純微電子封裝材料的研究與開發(fā).pdf

1、微電子封裝技術和材料是制約微電子產(chǎn)品設計、應用和發(fā)展的重要因素之一。進入二十一世紀以來，微電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展推動了微電子封裝技術的飛速發(fā)展，然而微電子封裝材料的發(fā)展卻相對較慢。隨著微電子產(chǎn)品向著高度集成化、布線微細化、組裝三維化、芯片大型化、綠色環(huán)?；确较虬l(fā)展，這就對微電子封裝材料提出了新的要求，朝著無雜質(zhì)、高純、高耐熱等方向發(fā)展。為適應新型3D微電子封裝技術的發(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、脂的基礎上，通過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發(fā)展的需求。在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)單純依靠實驗來開發(fā)滿足微電子產(chǎn)業(yè)要求的微電子封裝材料，其過程將是漫長和耗費大量成本的。這個過程雖然能通過一些實驗方法的設計進行改進，但仍需提高。本論文采用分子模擬的方法，建立分子結構模型，進而初步研究環(huán)氧樹脂交聯(lián)體系的一些性能，對用分子模擬方法來開拓環(huán)氧樹脂研究新領域

3、進行了一些有益探索。
　　本論文的具體研究內(nèi)容和結果如下：
　　1、高純鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的結構優(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。基于對第一步合成鄰甲酚醛樹脂機理的深入理解，通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，得到了低游離酚含量、軟化點可控的線型鄰甲酚醛樹脂。接著，探討了鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的合成機理，分析了工藝參數(shù)對樹脂性能的影響。在優(yōu)化工藝參數(shù)的基礎上，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、了中試實驗。結果表明，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。本論文在對前期鄰甲酚醛樹脂合成機理研究的基礎上，通過改變合成過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，并對其結構進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，同樣適用于對環(huán)氧樹脂的固化。這對開發(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)
　　采用耐熱單體對環(huán)氧樹脂進行改性，是提高環(huán)氧樹脂耐熱性的常用方法。本論文在前面對鄰甲酚醛樹脂合成機理的研究基礎上，通過烯丙基氯與鄰甲酚醛樹脂的反應，得到了烯丙基改性鄰甲酚醛樹脂。在這種改性樹脂中，通過控制反應配比，使其同時含有烯丙基和酚羥基，能成為環(huán)氧樹

6、脂的“雙官能團型固化劑”。接著，將其作為鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的固化劑，并通過烯丙基引入耐熱性優(yōu)良的雙馬來酰亞胺樹脂進行共聚。這樣就無需添加小分子就能使耐熱的雙馬來酰亞胺引入環(huán)氧樹脂的分子主鏈中，實現(xiàn)對鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的改性。
　　4、多官能團環(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驗研究和理論計算之間的第三種科學的研究方法。本論文在建立多官能團環(huán)氧樹脂的分子模型和固化模型的基礎上，設計了一個分子模擬算法。通過這個