[发明专利]一种高介电环氧塑封料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高介电环氧塑封料及其制备方法和应用。以该高介电环氧塑封料的总重量为100％计，该高介电环氧塑封料的原料组成包括：高介电填料5％‑50％、低介电填料10％‑80％、环氧树脂10％‑50％、酚醛树脂10％‑50％、固化剂10％‑20％、促进剂0.1％‑0.5％、分散剂0.1％‑1％、应力吸收剂1％‑10％、脱模剂0.1％‑0.5％和阻燃剂1％‑10％，各组分的百分比之和为100％。该高介电环氧塑封料不仅具有传统塑封料的低膨胀系数、低应力特点，而且介电常数高、介电损耗较小、介电性能频率稳定性好，可用于指纹传感器封装领域。

技术领域

本发明涉及一种用于指纹传感器感应层的高介电环氧塑封料及其制备方法和应用。

背景技术

环氧塑封料，在半导体中主要用于保护芯片不受外界环境的损害，特别是来自外来的物理作用(如碰撞和压力)，以及外来化学作用(如水汽、热量、紫外线)的损害，维持电路的绝缘性能，使芯片获得一个易于组装到印制电路板上的封装外形。随着表面组装技术沿着更薄、更小、高密度的方向发展，对封装材料提出了更多功能化的需求，而用于指纹传感器封装的高介电塑封材料的出现正是体现了这一趋势。现有的电容式指纹识别传感器封装的指纹接触部分采用的是具有高介电常数的蓝宝石，然而蓝宝石玻璃存在难以让传感器封装更小、更纤薄、制造流程复杂度高的缺点，因此限制了其传感器灵敏度和封装性能的提升，而使用高介电环氧塑封料去替代蓝宝石是解决该问题的有效方法。因此新的高介电环氧塑封料在满足传统塑封料的低热膨胀系数和低应力的性能要求外，还要具有高的介电常数、低的介电损耗以及良好的介电频率稳定性，而具有高介电、低损耗以及低热膨胀系数的填料的开发则是制备性能优异的塑封料的关键。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于指纹传感器感应层的高介电环氧塑封料，该高介电环氧塑封料不仅具有传统塑封料的低膨胀系数、低应力特点，而且介电常数高、介电损耗较小、介电性能频率稳定性好，可用于指纹传感器封装领域。

为了达到上述目的，本发明提供了一种高介电环氧塑封料。以该高介电环氧塑封料的总重量为100％计，该高介电环氧塑封料的原料组成包括：高介电填料(介电常数在10-1000)5％-50％、低介电填料(介电常数在0.5-10)10％-80％、环氧树脂10％-50％、酚醛树脂10％-50％、固化剂10％-20％、促进剂0.1％-0.5％、分散剂0.1％-1％、应力吸收剂1％-10％、脱模剂0.1％-0.5％和阻燃剂1％-10％，各组分的百分比之和为100％。

在上述高介电环氧塑封料中，优选地，所述低介电填料为粒径50nm-50μm的球形二氧化硅。

在上述高介电环氧塑封料中，优选地，所述高介电填料为粒径50nm-5μm的石墨烯包覆的二氧化硅颗粒；

更优选地，所述石墨烯包覆的二氧化硅颗粒是通过以下步骤制备的：

采用硅烷偶联剂对二氧化硅(优选低介电二氧化硅)进行表面处理，然后，与氧化石墨烯的水分散溶液混合，静置，对得到的沉淀进行洗涤、烘干后，经过还原得到所述石墨烯包覆的二氧化硅颗粒。其中，所述二氧化硅的加入量为1-500g，所述硅烷偶联剂的加入量为0.25-30g，所述石墨烯的加入量为0.1g-30g；优选地，所述二氧化硅的加入量为1-5g，所述硅烷偶联剂的加入量为0.25-0.3g，所述石墨烯的加入量为0.1g-0.3g；更优选地，所述二氧化硅的加入量为5g，所述硅烷偶联剂的加入量为0.25g，所述石墨烯的加入量为0.1g。

在上述高介电环氧塑封料中，优选地，所述表面处理是将所述低介电填料二氧化硅分散在水和乙醇的溶液中，搅拌，加入所述硅烷偶联剂，进行回流反应；所述回流反应的反应温度为80-95℃，反应时间为5-10h。

在上述高介电环氧塑封料中，优选地，所述还原的温度为100-1200℃，还原的处理时间为30min-6h，处理气氛为氩氢混合气，更优选地，在氩氢混合气中，氢气的质量分数为5％。