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Diels-Alder技术打造可返修的环氧底部填充胶

2021/7/17 8:47:28      点击:

芯片封装后,如果发现芯片故障,通常需要把芯片从基板拆除,重新更换新的芯片,这样基板可以重复利用,既环保、又能大幅度降低成本。


为了实现返修效果,常用的方法是降低底部填充胶的软化温度,这样便可以通过高温加热方法,拆卸芯片。


然而,减低了底部填充胶的耐热温度很可能会削弱它的可靠性,导致芯片不能通过高温高湿老化性能测试。


那么,如何制备既有高可靠性、耐高温高湿老化,又能实现良好返修性的底部填充胶


或许,你可以尝试下Diels-Alder技术制备的底部填充胶!


它的核心关键是在配方中使用两种含特殊官能团的原材料:呋喃烷基缩水甘油醚和双马来酰亚胺增韧树脂,结构式分别如下所示:


呋喃烷基缩水甘油醚和双马来酰亚胺增韧树脂在一定温度下可经烯烃与平面二烯烃之间的Diels-Alder反应生成端基带Diels-Alder的聚合物;而在高温下(返修温度),该交联点经过可逆反应发生分解,从而实现底部填充胶良好的返修效果。反应机理如下所示:



呋喃烷基缩水甘油醚一端的环氧基与环氧固化剂反应后,成为了环氧高分子链的一部分,另一端的呋喃基团与双马来酰亚胺增韧树脂反应,从而提高了高分子链的交联密度,有助于提高耐热性能。


采用Diels-Alder技术的底部环氧胶与对比例在配方上的唯一区别如下所示:



两者都使用了呋喃烷基缩水甘油醚活性稀释剂,不同的是实施例采用的增韧树脂带有双官能度的马来酰亚胺基团,可以与呋喃基团反应而提高交联度,高温后又能可逆分解,而对比例采用的增韧树脂则是端羧基丁腈橡胶,与呋喃基团不存在任何反应。



这两款底部填充剂的性能区别如下所示:


返修性好:从基板上容易除去BGA和底部填充胶,不会发生基板表面树脂的剥离;

返修性差:从基板上容易除去BGA和底部填充胶,但是发生基板表面树脂的剥离。


从上表可见,无论是流动性、固化速度、还是热膨胀系数上,实施例和对比例其实均在一个水平上;在玻璃化转变温度(Tg)和剪切强度上,由于Diels-Alder反应导致的交联度增大和内聚能增强,实施例要比对比例略高一些。


两者最大的性能区别在于前者具有良好的返修性能,而后者则较差。良好的返修性可使加热除胶时使用更低温度,由此降低对主板和元器件的热损伤,同时在受热时更容易从主板和元器件上脱落,不会损害基板。


总的来说,双马来酰亚胺改性树脂、呋喃烷基缩水甘油醚与环氧主链交联后,马来酰亚胺基团与呋喃端基可进行Diels-Alder反应,增加体系交联度;而在返修温度下,马来酰亚胺与呋喃端基聚合物可进行逆Diels-Alder反应分解,交联密度降低,粘接强度下降,从而实现良好的返修效果。更多滤芯胶请访问www.pusino.com