一種計算機用芯片封裝材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種計算機用芯片封裝材料及其制備方法，所述計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末25?45份，鋁合金粉末15?30份，木質纖維素15?20份，聚碳酸酯5?10份，丙烯酸酯5?10份，氧化鎂粉末2?8份，氯化鈣粉末2?8份，碳化硅顆粒4?8份，亞氨基二琥珀酸0.1?0.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5?8份，蔗糖多酯2?6份。本發(fā)明通過對計算機用芯片的材料進行優(yōu)化，顯著地提高了計算機用芯片的硬度和粘結強度。本發(fā)明的方法制備得到的計算機用芯片封裝材料邵氏硬度為82A至88A，粘結強度為10.2MPa至15.7MPa。
【專利說明】
一種計算機用芯片封裝材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種材料技術領域，具體是一種計算機用芯片封裝材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]安裝半導體集成電路芯片用的外殼，起著安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁，芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印制板上的導線與其他器件建立連接。因此，封裝對CPU和其他LSI集成電路都起著重要的作用，計算機芯片其實是個電子零件在一個計算機芯片中包含了千千萬萬的電阻電容以及其他小的元件。不過芯片分好多種，比如CHJ也可說為是芯片，還有顯卡芯片、聲卡芯片等等，他們大部分是計算作用。對于芯片的封裝，需要采用合適的材料，要求具備一定的特性。
[0003]因此，如何制備計算機用芯片封裝材料，同時降低其工藝成本及提高硬度和粘結強度性能，這始終是計算機用芯片封裝材料推廣應用的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種計算機用芯片封裝材料及其制備方法，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0006]—種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末25-45份，鋁合金粉末15-30份，木質纖維素15-20份，聚碳酸酯5-10份，丙烯酸酯5-10份，氧化鎂粉末2-8份，氯化鈣粉末2-8份，碳化硅顆粒4-8份，亞氨基二琥珀酸0.1-0.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5-8份，蔗糖多酯2-6份。
[0007]作為本發(fā)明進一步的方案:所述計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末33-37份，鋁合金粉末20-26份，木質纖維素17_19份，聚碳酸酯7_9份，丙烯酸酯7-9份，氧化鎂粉末3-7份，氯化鈣粉末3-7份，碳化硅顆粒5-7份，亞氨基二琥珀酸
0.2-0.4份，乙二醇丁醚醋酸酯6-7份，蔗糖多酯3-5份。
[0008]作為本發(fā)明進一步的方案:所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述鋁合金粉末目數(shù)為1000目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案:所述碳化娃顆粒粒徑為10-20μηι。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案:所述木質纖維素的直徑為100-200nm，長度為200-300μmD
[0011]—種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0012](I)將陶瓷粉末、鋁合金粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末及碳化硅顆粒熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在900-1000°C保溫2_3h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸和乙二醇丁醚醋酸酯，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I;
[0013](2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和丙烯酸酯、蔗糖多酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物II;
[0014](3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為l_2h;接著，再將脫泡后的混合物II加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以200-250°C和5-10MPa的壓力下預壓5-8分鐘，隨后在400-500°C下燒結20-40分鐘，再降溫至125°C，并以5-10MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0015]作為本發(fā)明進一步的方案:所述具體步驟(I)中隨后放入到化學氣相沉積爐內在950°(:保溫2.511。
[0016]作為本發(fā)明進一步的方案:所述具體步驟(3)中以225°C和SMPa的壓力下預壓8分鐘，隨后在450°C下燒結30分鐘，再降溫至125°C，并以8MPa的壓力保壓30分鐘。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明通過對計算機用芯片的材料進行優(yōu)化，顯著地提高了計算機用芯片的硬度和粘結強度。本發(fā)明的方法制備得到的計算機用芯片封裝材料邵氏硬度為82A至88A，粘結強度為10.2MPa 至15.7MPa。
【具體實施方式】
[0019]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0020]實施例1
[0021]—種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末25份，鋁合金粉末15份，木質纖維素15份，聚碳酸酯5份，丙烯酸酯5份，氧化鎂粉末2份，氯化鈣粉末2份，碳化硅顆粒4份，亞氨基二琥珀酸0.1份，乙二醇丁醚醋酸酯5份，蔗糖多酯2份;所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述鋁合金粉末目數(shù)為1000目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目；所述碳化硅顆粒粒徑為10-20μπι;所述木質纖維素的直徑為100-200nm，長度為 200-300μηι。
[0022]—種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0023](I)將陶瓷粉末、鋁合金粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末及碳化硅顆粒熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在900 °C保溫2h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸和乙二醇丁醚醋酸酯，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I;
[0024](2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和丙烯酸酯、蔗糖多酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物II;
[0025](3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為Ih;接著，再將脫泡后的混合物II加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以2000C和5MPa的壓力下預壓5分鐘，隨后在400°C下燒結20分鐘，再降溫至125°C，并以5MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0026]上述工藝制備得到的計算機用芯片封裝材料，測得其力學性能參數(shù)如下:邵氏硬度為82A，粘結強度為10.2MPa。
[0027]實施例2
[0028]—種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末35份，鋁合金粉末23份，木質纖維素18份，聚碳酸酯8份，丙烯酸酯8份，氧化鎂粉末5份，氯化鈣粉末5份，碳化硅顆粒6份，亞氨基二琥珀酸0.3份，乙二醇丁醚醋酸酯7份，蔗糖多酯4份;所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述鋁合金粉末目數(shù)為1000目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目；所述碳化硅顆粒粒徑為10-20μπι;所述木質纖維素的直徑為100-200nm，長度為 200-300μηι。
[0029]—種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0030](I)將陶瓷粉末、鋁合金粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末及碳化硅顆粒熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在950 °C保溫2.5h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸和乙二醇丁醚醋酸酯，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I;
[0031](2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和丙烯酸酯、蔗糖多酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物II;
[0032](3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為1.5h;接著，再將脫泡后的混合物II加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以225°C和8MPa的壓力下預壓8分鐘，隨后在450°C下燒結30分鐘，再降溫至125°C，并以8MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0033]上述工藝制備得到的計算機用芯片封裝材料，測得其力學性能參數(shù)如下:邵氏硬度為88A，粘結強度為15.7MPa。
[0034]實施例3
[0035]—種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末45份，鋁合金粉末30份，木質纖維素20份，聚碳酸酯10份，丙烯酸酯10份，氧化鎂粉末8份，氯化鈣粉末8份，碳化硅顆粒8份，亞氨基二琥珀酸0.5份，乙二醇丁醚醋酸酯8份，蔗糖多酯6份;所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述鋁合金粉末目數(shù)為1000目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目；所述碳化硅顆粒粒徑為10-20μπι;所述木質纖維素的直徑為100-200nm，長度為 200-300μηι。
[0036]—種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0037](I)將陶瓷粉末、鋁合金粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末及碳化硅顆粒熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在1000°C保溫3h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸和乙二醇丁醚醋酸酯，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I;
[0038](2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和丙烯酸酯、蔗糖多酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物II;
[0039](3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為2h;接著，再將脫泡后的混合物II加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以250°C和1MPa的壓力下預壓8分鐘，隨后在500°C下燒結40分鐘，再降溫至125°C，并以1MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0040]上述工藝制備得到的計算機用芯片封裝材料，測得其力學性能參數(shù)如下:邵氏硬度86A，粘結強度13.0MPa。
[0041]對比例I
[0042]—種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、亞氨基二琥珀酸和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末35份，木質纖維素18份，聚碳酸酯8份氧化鎂粉末5份，氯化鈣粉末5份，亞氨基二琥珀酸0.3份，蔗糖多酯4份;所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目；所述木質纖維素的直徑為100-200nm，長度為200-300μπιο
[0043 ] 一種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0044](I)將陶瓷粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在950°C保溫2.5h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I;
[0045](2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和蔗糖多酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物II;
[0046](3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為1.5h;接著，再將脫泡后的混合物II加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以225°C和8MPa的壓力下預壓8分鐘，隨后在450°C下燒結30分鐘，再降溫至125°C，并以8MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0047]上述工藝制備得到的計算機用芯片封裝材料，測得其力學性能參數(shù)如下:邵氏硬度為58A，粘結強度為7.4MPa。
[0048]對比例2
[0049]—種計算機用芯片封裝材料，由基體組成，所述基體包括陶瓷粉末，所述增強體包括聚碳酸酯，以重量份來計，陶瓷粉末35份，聚碳酸酯8份;所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目。
[0050]—種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0051 ] (I)將陶瓷粉末熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在950°C保溫2.5h，冷去后粉碎并與聚碳酸酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物I;
[0052](2)將混合物I在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為1.5h;接著，再將脫泡后的混合物I加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以225°C和8MPa的壓力下預壓8分鐘，隨后在450°C下燒結30分鐘，再降溫至125°C，并以8MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0053]上述工藝制備得到的計算機用芯片封裝材料，測得其力學性能參數(shù)如下:邵氏硬度為32A，粘結強度為4.5MPa。
[0054]對比例3
[0055]—種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末35份，鋁合金粉末23份，木質纖維素18份，聚碳酸酯8份，丙烯酸酯8份，氧化鎂粉末5份，氯化鈣粉末5份，碳化硅顆粒6份，亞氨基二琥珀酸0.3份，乙二醇丁醚醋酸酯7份，蔗糖多酯4份;所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述鋁合金粉末目數(shù)為1000目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目；所述碳化硅顆粒粒徑為10-20μπι;所述木質纖維素的直徑為100-200nm，長度為 200-300μηι。
[0056]—種計算機用芯片封裝材料的制備方法，具體步驟為:
[0057](I)將陶瓷粉末、鋁合金粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末及碳化硅顆粒熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在950 °C保溫2.5h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸和乙二醇丁醚醋酸酯，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I;
[0058](2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和丙烯酸酯、蔗糖多酯混合，得到混合物II;
[0059](3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為1.5h;接著，再將脫泡后的混合物II加入模具中進行固化，進行微波加熱，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。
[0060]上述工藝制備得到的計算機用芯片封裝材料，測得其力學性能參數(shù)如下:邵氏硬度為70A，粘結強度為8.2MPa。
[0061]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，其特征在于，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末25-45份，鋁合金粉末15-30份，木質纖維素15-20份，聚碳酸酯5_10份，丙烯酸酯5_10份，氧化鎂粉末2-8份，氯化鈣粉末2-8份，碳化硅顆粒4-8份，亞氨基二琥珀酸0.1-0.5份，乙二醇丁醚醋酸酯5-8份，蔗糖多酯2-6份。2.根據(jù)權利要求1所述的計算機用芯片封裝材料，其特征在于，所述計算機用芯片封裝材料，由基體和增強體組成，所述基體包括陶瓷粉末、鋁合金粉末和木質纖維素，所述增強體包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、氧化鎂粉末、氯化鈣粉末、碳化硅顆粒、亞氨基二琥珀酸、乙二醇丁醚醋酸酯和蔗糖多酯，以重量份來計，陶瓷粉末33-37份，鋁合金粉末20-26份，木質纖維素17-19份，聚碳酸酯7-9份，丙烯酸酯7-9份，氧化鎂粉末3-7份，氯化鈣粉末3-7份，碳化硅顆粒5-7份，亞氨基二琥珀酸0.2-0.4份，乙二醇丁醚醋酸酯6-7份，蔗糖多酯3_5份。3.根據(jù)權利要求1或2所述的計算機用芯片封裝材料，其特征在于，所述陶瓷粉末目數(shù)為1200目，所述鋁合金粉末目數(shù)為1000目，所述氧化鎂粉末目數(shù)為1200目，所述氯化鈣粉末目數(shù)為800目。4.根據(jù)權利要求1或2所述的計算機用芯片封裝材料，其特征在于，所述碳化硅顆粒粒徑為 10-20μηι。5.根據(jù)權利要求3所述的計算機用芯片封裝材料，其特征在于，所述木質纖維素的直徑為 100-200nm，長度為 200-300μπι。6.一種如權利要求1-5任一所述的計算機用芯片封裝材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為: (1)將陶瓷粉末、鋁合金粉末和氧化鎂粉末、氯化鈣粉末及碳化硅顆粒熔融成液態(tài)，隨后放入到化學氣相沉積爐內在900-1000°C保溫2-3h，冷去后粉碎并加入亞氨基二琥珀酸和乙二醇丁醚醋酸酯，充分攪拌混合直至無團聚為止，接著與堿化處理的活性木質纖維素進行交聯(lián)固化，得到混合物I; (2)將步驟(I)得到的混合物I與聚碳酸酯和丙烯酸酯、蔗糖多酯混合，在有機錫的催化和高純氮氣的保護下進行等壓熱梯度反應，得到混合物II; (3)將混合物II在真空脫泡機中進行脫泡，脫泡時間為l_2h;接著，再將脫泡后的混合物11加入模具中進行固化，放入高頻感應加熱熱壓燒結爐中，在氬氣氣氛中，以200-250 0C和5-10MPa的壓力下預壓5-8分鐘，隨后在400-500°C下燒結20-40分鐘，再降溫至125°C，并以5-10MPa的壓力保壓30分鐘，脫模后即得計算機用芯片封裝材料。7.根據(jù)權利要求6所述的計算機用芯片封裝材料的制備方法，其特征在于，所述具體步驟⑴中隨后放入到化學氣相沉積爐內在950°C保溫2.5h。8.根據(jù)權利要求6所述的計算機用芯片封裝材料的制備方法，其特征在于，所述具體步驟(3)中以225°C和SMPa的壓力下預壓8分鐘，隨后在450°C下燒結30分鐘，再降溫至125°C，并以8MPa的壓力保壓30分鐘。
【文檔編號】C08L97/00GK106084833SQ201610389739
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日 公開號201610389739.5, CN 106084833 A, CN 106084833A, CN 201610389739, CN-A-106084833, CN106084833 A, CN106084833A, CN201610389739, CN201610389739.5
【發(fā)明人】劉雷
【申請人】劉雷