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Diels-Alder技術打造可返修的環氧底部填充膠

2021/7/17 8:47:28??????點擊:

芯片封裝后,如果發現芯片故障,通常需要把芯片從基板拆除,重新更換新的芯片,這樣基板可以重復利用,既環保、又能大幅度降低成本。


為了實現返修效果,常用的方法是降低底部填充膠的軟化溫度,這樣便可以通過高溫加熱方法,拆卸芯片。


然而,減低了底部填充膠的耐熱溫度很可能會削弱它的可靠性,導致芯片不能通過高溫高濕老化性能測試。


那么,如何制備既有高可靠性、耐高溫高濕老化,又能實現良好返修性的底部填充膠?


或許,你可以嘗試下Diels-Alder技術制備的底部填充膠!


它的核心關鍵是在配方中使用兩種含特殊官能團的原材料:呋喃烷基縮水甘油醚和雙馬來酰亞***增韌樹脂,結構式分別如下所示:


呋喃烷基縮水甘油醚和雙馬來酰亞***增韌樹脂在一定溫度下可經烯烴與平面二烯烴之間的Diels-Alder反應生成端基帶Diels-Alder的聚合物;而在高溫下(返修溫度),該交聯點經過可逆反應發生分解,從而實現底部填充膠良好的返修效果。反應機理如下所示:



呋喃烷基縮水甘油醚一端的環氧基與環氧固化劑反應后,成為了環氧高分子鏈的一部分,另一端的呋喃基團與雙馬來酰亞***增韌樹脂反應,從而提高了高分子鏈的交聯密度,有助于提高耐熱性能。


采用Diels-Alder技術的底部環氧膠與對比例在配方上的唯一區別如下所示:



兩者都使用了呋喃烷基縮水甘油醚活性稀釋劑,不同的是實施例采用的增韌樹脂帶有雙官能度的馬來酰亞***基團,可以與呋喃基團反應而提高交聯度,高溫后又能可逆分解,而對比例采用的增韌樹脂則是端羧基丁***橡膠,與呋喃基團不存在任何反應。



這兩款底部填充劑的性能區別如下所示:


返修性好:從基板上容易除去BGA和底部填充膠,不會發生基板表面樹脂的剝離;

返修性差:從基板上容易除去BGA和底部填充膠,但是發生基板表面樹脂的剝離。


從上表可見,無論是流動性、固化速度、還是熱膨脹系數上,實施例和對比例其實均在一個水平上;在玻璃化轉變溫度(Tg)和剪切強度上,由于Diels-Alder反應導致的交聯度增大和內聚能增強,實施例要比對比例略高一些。


兩者最大的性能區別在于前者具有良好的返修性能,而后者則較差。良好的返修性可使加熱除膠時使用更低溫度,由此降低對主板和元器件的熱損傷,同時在受熱時更容易從主板和元器件上脫落,不會損害基板。


總的來說,雙馬來酰亞***改性樹脂、呋喃烷基縮水甘油醚與環氧主鏈交聯后,馬來酰亞***基團與呋喃端基可進行Diels-Alder反應,增加體系交聯度;而在返修溫度下,馬來酰亞***與呋喃端基聚合物可進行逆Diels-Alder反應分解,交聯密度降低,粘接強度下降,從而實現良好的返修效果。更多濾芯膠請訪問www.www.click4cv.com