如何用钨酸锆强化电子封装

环氧树脂E-51是一种环氧低聚物,环氧基含量较高,固化剂品种多,与固化剂反应便形成三维网络状的热固性塑料。在电子封装领域,E-51以其尺寸稳定性,低吸水性,粘接性,耐热性,耐化学药品性,电气性能优良的特点而成为电子封装的主要材料。但美中不足的是,人们在生产在发现E-51的固化封装的成品容易出现开裂、封装裂纹、空洞、钝化和离层等各种缺陷,这是什么原因呢?

研究发现,以上原因的始作俑者是树脂自身的结构热胀冷缩的特性。由于树脂自身的结构,导致E-51树脂封装固化物与电子元件线膨胀系数差异偏大。

E-51树脂与电子元件线膨胀系数差异,运行过程中封装器件内部产生热应力,随着磨损程度造成强度下降、耐热冲击差等问题,久而久之也就出现了开裂、空洞、钝化和离层的现象。

针对上述问题,有学者尝试将具有负热膨胀性能的钨酸锆材料添加到E-51中,制备钨酸锆环氧树脂封装材料以强化电子封装,不试不知道,一试真奇妙。

芯片电子封装图片

试验过程中,学者将双酚A型环氧树脂(E-51)、促进剂2,4,6-三甲胺基甲基苯酚(DMP-30)和固化剂钛酸三异丙醇叔胺酯(706)和钨酸锆(纳米级0.6μm)在60℃的温度下混合,经真空脱泡30 min(10-1Pa, 60℃)后,放入烘箱,按一定固化程序升温固化。随炉冷却后,脱模并进行去热内应力处理,制得制得ZrW2O8/E-51复合材料。

研究结果表明,使用ZrW2O8/E-51复合材料进行电子封装,材料线膨胀系数不断下降,且硬度不断提高,相比于单独的E-51,粘接性,耐热性,耐化学药品性和电气性均更优秀,通过钨酸锆的强化后,电子封装的产品已基本摆脱了开裂、空洞、钝化和离层的困扰,产品质量更上一层楼。

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