碳化硅-環(huán)氧樹脂電子封裝材料的研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂電子封裝材料是目前最常用的封裝材料之一，由于環(huán)氧樹脂有導熱系數(shù)較低、熱膨脹系數(shù)較大等缺點，已經(jīng)不能滿足電子封裝材料的需求。通過在基體中添加高導熱系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)的填料可以改善復合材料的導熱性能、降低其熱膨脹系數(shù)。本文將SiC填料添加到環(huán)氧樹脂中制成復合材料，通過調(diào)整填料體積分數(shù)、粒度、混合配比，得到一種導熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)較低、綜合性能優(yōu)良的電子封裝材料。
　　本文使用雙酚A環(huán)氧樹脂E51、甲基四氫苯酐（固化劑）、液態(tài)

2、咪唑（酸酐促進劑）做為封裝材料的基體，環(huán)氧樹脂在150℃保溫3小時的工藝下固化，得到的環(huán)氧樹脂的導熱系數(shù)為0.29 W·m-1·K-1，熱膨脹系數(shù)為6×10-5 K-1，抗折強度為120 MPa。
　　分別選取3.5、40、90μm SiC（分別記為SiC3.5、SiC40、SiC90）作為填料，制備出SiC/環(huán)氧樹脂封裝材料。發(fā)現(xiàn)：復合材料的熱膨脹系數(shù)隨著SiC填料體積分數(shù)的增加而降低，隨著粒度的增大而增大；導熱系數(shù)隨著SiC體

3、積分數(shù)的增大先上升后下降，其中SiC3.5、SiC40、SiC90的復合材料導熱系數(shù)的最大值分別為1.09，1.11，1.35 W·m-1·K-1。
　　將SiC90和SiC3.5按照不同比例混合作為填料，并制備SiC/環(huán)氧樹脂復合材料。對于混合粒度填料，當SiC90和SiC3.5按85：15的體積比混合作為填料，填料的體積分數(shù)為70％時復合材料性能最為理想，此時復合材料的致密度為93%，導熱系數(shù)為1.91 W·m-1·K-1，比

4、原始環(huán)氧樹脂導熱系數(shù)提升了6.55倍，熱膨脹系數(shù)為6.87×10-6 K-1，抗折強度為71 MPa。
　　利用硅烷偶聯(lián)劑對SiC填料進行改性處理，由于改性處理改善了填料與基體間的結(jié)合能力，復合材料的綜合性能得到了較大的提升。利用硅烷偶聯(lián)劑對SiC填料進行改性處理后，將SiC90和SiC3.5按85：15的體積比混合作為填料，填料的體積分數(shù)為70%時，復合材料的致密度為90.7%，導熱系數(shù)為2.15 W·m-1·K-1，熱膨脹系數(shù)