[发明专利]一种低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料及其制备方法。本发明所述的低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料由改性环氧树脂、笼型聚倍半硅氧烷和光引发剂制备而成；所述改性环氧树脂均是开环改性后投入使用，在环氧树脂链上引入双键，双键的活性较高，可发生自由聚合，固化速度快，固化温度低，可在室温下通过光固化的方式固化成型，所以本发明制备的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料更适合作为芯片和电路板的粘结封装材料。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及电子器件所用的封装材料和绝缘材料，更具体涉及一种低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料及其制备方法。

技术背景

5G通讯技术让我们的生产生活更加高效、快捷，近些年来我们可以深切地感受到电子产品对我们生活的影响，极大地提高了人们的生活质量。电子封装材料作为电子元器件的重要组成部分，电子封装材料能够有效保护电子元器件免于外界环境的干扰，保证信号的有效传输及功能稳定。新一代电子产品的问世对电子封装材料的性能提出了更高的要求，在这种趋势下传统的封装材料逐渐不能满足超大规模集成电路的严苛要求，因此通过有效的手段来制备电性能优异的介电材料十分必要。

电子封装材料要求具有较低的介电常数和高的绝缘性。目前，环氧树脂具有优异的粘结性和绝缘性的特点被广泛用于电工电子行业；然而，目前电工电子行业使用的环氧树脂材料的介电常数在4左右，达不到5G通讯电子设备中所使用的低介电常数材料的要求，所以急需开发出能够在5G通讯电子设备中使用的低介电常数材料显得尤为重要。

发明内容

为了解决上述现有的问题，本发明的目的在于提供一种低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷(POSS)/环氧树脂纳米复合材料及其制备方法。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料，由以下原料制备而成：改性环氧树脂、笼型聚倍半硅氧烷和光引发剂；

所述笼型聚倍半硅氧烷的加入量占笼型聚倍半硅氧烷和改性环氧树脂总量的10％-50％，优选为40％；

所述光引发剂的加入量占笼型聚倍半硅氧烷和改性环氧树脂总量的0.5％-2％，优选为1％；

其中，所述改性环氧树脂由以下原料制备而成：环氧树脂、稀释剂、开环剂和催化剂；

所述环氧树脂、稀释剂、开环剂和催化剂的质量比为(80-120)：(10-50)：(20-60)：(0.1-1)，优选为103：28：48：0.44；

进一步的，所述笼型聚倍半硅氧烷为甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷；

进一步的，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂(更优选为E51)；

进一步的，所述开环剂选自伯胺、仲胺、酚类化合物和羧酸类化合物中的一种，更优选为甲基丙烯酸；

进一步的，所述催化剂为三苯基膦；

进一步的，所述稀释剂为甲基丙烯酸羟乙酯；

进一步的，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

本发明还提供了上述低介电常数的笼型聚倍半硅氧烷/环氧树脂纳米复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)环氧树脂改性：在反应容器中加入环氧树脂、开环剂和催化剂，进行开环反应得到甲基丙烯酸基环氧树脂；然后向其中加入稀释剂调节粘度，得到甲基丙烯酸基环氧树脂混合物，即改性环氧树脂；

(2)将步骤(1)的改性环氧树脂和笼型聚倍半硅氧烷混合均匀，然后向其中加入光引发剂通过紫外光进行固化成型(优选为：在混合均匀后，先消除体系中的气泡，再加入光引发剂进行固化成型)。