[发明专利]一种提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子封装领域中金属基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法，特别是一种从金属基材角度提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法。

背景技术

电子元器件是电子工业的基础，而封装技术对于保证电子元器件的正常工作至关重要。封装方式已成为影响电子元器件性能的一个重要方面。其中金属基材同聚合物间的粘结性能一直备受关注，因此研究金属基材同聚合物间的界面粘结机理及提高聚合物基复合材料与金属基材粘结技术，是当今电子封装领域研究的热点。据文献报道，目前提高聚合物/金属界面粘结强度的方法主要有两个方面：第一，改变聚合物粘结剂的成分，通过改变其配方达到提高粘结力的效果；第二，从金属角度出发，通过对金属基材的处理从而达到增强粘结强度的效果。其中，对金属粘结表面的处理传统上大致分为机械法和化学法两种。机械法最常用的是打磨与喷砂。化学法包括酸洗、磷化等。上述传统方法的原理都是提高金属表面的粗糙度，其中酸洗和磷化处理能在金属表面形成微孔结构，从而达到增强金属与聚合物粘结强度的目的。

发明内容

本发明的目的在于从研究Ni金属基材与聚合物界面的粘结机理，提供一种从金属角度出发提高Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法。

为实现以上目的，我们首先对Ni金属-聚合物粘结机理进行探讨和研究，发现当在金属Ni表面形成致密氧化层以后，界面中的氧化层有利于提高金属与聚合物间的粘结性能。根据上述机理，具体采用如下技术方案：

一种提高金属Ni基材与聚合物粘结剂之间粘结性能的方法，其特征在于该方法是对作为基底材料金属Ni进行热处理，使金属Ni基材表面形成致密氧化层。

上述的热处理的温度为：175℃，热处理的时间为24-48小时。

将金属基材置于烘箱中在特定温度下进行不同时间的热处理。处理完毕的金属基材待用。将聚合物树脂原料依次进行传递模塑，后固化以及吸湿处理后对金属与模塑料的粘接性能进行测试，经热处理的Ni基材与聚合物粘结剂间的粘结性能又明显改善，并且热处理48hrs的样品，金属与模塑料之间的粘结性能得到了大幅度的提升。

附图说明：

图1为金属Ni基材与粘结剂间粘结性能测试方法示意图，箭头方向即为拉力方向。仪器采用万能拉力机进行测试

具体实施方式

下面以牌号为KH407的环氧树脂粘结剂为例，对本发明进行详细描述。

实施例1：所用树脂原料首先高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放入双螺杆挤出机中于175℃下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm的球型粒料备用；在未经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175℃下持续6h的后固化过程，在金属片上制得13mm×3mm×50mm规格的模塑料制品；样品经过加速三级考核MSL3以及三次回流过程(峰值为260℃)以，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为1N。

实施例2：将金属Ni基材置于175℃的烘箱进行热处理，处理时间为24h。对环氧树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先在高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放入双螺杆挤出机中于175℃下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175℃下持续6h的后固化过程，在金属片上制得13mm×3mm×50mm规格的模塑料制品；样品未经过加速三级考核MSL3及三次回流处理，直接对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为390N。

实施例3：将金属Ni基材置于175℃的烘箱进行热处理，处理时间为24h。对环氧树脂原料进行传递模塑，所用树脂原料首先在高速混料机中得到很好的混合及分散；随后放入双螺杆挤出机中于175℃下进行捏合；将原料迅速冷却至室温，并重新研磨成粒径为5mm的球型粒料备用；在经热处理的金属Ni基材上进行后固化处理，175℃下持续6h的后固化过程，在金属片上制得13mm×3mm×50mm规格的模塑料制品；样品经过加速三级考核MSL3及三次回流过程以后，对金属与模塑料的粘接性能进行测试，其粘结力为375N。