專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高金屬Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子封裝領(lǐng)域中金屬基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法， 特別是一種從金屬基材角度提高金屬Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法。
背景技術(shù)：
電子元器件是電子工業(yè)的基礎(chǔ)，而封裝技術(shù)對(duì)于保證電子元器件的正常工作至關(guān) 重要。封裝方式已成為影響電子元器件性能的一個(gè)重要方面。其中金屬基材同聚合物間的 粘結(jié)性能一直備受關(guān)注，因此研究金屬基材同聚合物間的界面粘結(jié)機(jī)理及提高聚合物基復(fù) 合材料與金屬基材粘結(jié)技術(shù)，是當(dāng)今電子封裝領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，目前提高聚合 物/金屬界面粘結(jié)強(qiáng)度的方法主要有兩個(gè)方面第一，改變聚合物粘結(jié)劑的成分，通過(guò)改變 其配方達(dá)到提高粘結(jié)力的效果；第二，從金屬角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)金屬基材的處理從而達(dá)到增 強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度的效果。其中，對(duì)金屬粘結(jié)表面的處理傳統(tǒng)上大致分為機(jī)械法和化學(xué)法兩種。機(jī) 械法最常用的是打磨與噴砂。化學(xué)法包括酸洗、磷化等。上述傳統(tǒng)方法的原理都是提高金 屬表面的粗糙度，其中酸洗和磷化處理能在金屬表面形成微孔結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到增強(qiáng)金屬與 聚合物粘結(jié)強(qiáng)度的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于從研究Ni金屬基材與聚合物界面的粘結(jié)機(jī)理，提供一種從金 屬角度出發(fā)提高Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法。 為實(shí)現(xiàn)以上目的，我們首先對(duì)Ni金屬_聚合物粘結(jié)機(jī)理進(jìn)行探討和研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng) 在金屬Ni表面形成致密氧化層以后，界面中的氧化層有利于提高金屬與聚合物間的粘結(jié) 性能。根據(jù)上述機(jī)理，具體采用如下技術(shù)方案 —種提高金屬Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法，其特征在于該方法 是對(duì)作為基底材料金屬Ni進(jìn)行熱處理，使金屬Ni基材表面形成致密氧化層。
上述的熱處理的溫度為175"，熱處理的時(shí)間為24-48小時(shí)。 將金屬基材置于烘箱中在特定溫度下進(jìn)行不同時(shí)間的熱處理。處理完畢的金屬基 材待用。將聚合物樹(shù)脂原料依次進(jìn)行傳遞模塑，后固化以及吸濕處理后對(duì)金屬與模塑料的 粘接性能進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)熱處理的Ni基材與聚合物粘結(jié)劑間的粘結(jié)性能又明顯改善，并且熱 處理48hrs的樣品，金屬與模塑料之間的粘結(jié)性能得到了大幅度的提升。


圖1為金屬Ni基材與粘結(jié)劑間粘結(jié)性能測(cè)試方法示意圖，箭頭方向即為拉力方 向。儀器采用萬(wàn)能拉力機(jī)進(jìn)行測(cè)試
具體實(shí)施例方式
下面以牌號(hào)為KH407的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 :所用樹(shù)脂原料首先高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后放入雙螺 桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為5mm的球型粒 料備用；在未經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175t:下持續(xù)6h的后固化過(guò)程，在 金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品經(jīng)過(guò)加速三級(jí)考核MSL3以及三次回 流過(guò)程(峰值為260°C )以，對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為1N。
實(shí)施例2 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為24h。對(duì)環(huán)氧 樹(shù)脂原料進(jìn)行傳遞模塑，所用樹(shù)脂原料首先在高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后 放入雙螺桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為 5mm的球型粒料備用；在經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175。C下持續(xù)6h的后 固化過(guò)程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品未經(jīng)過(guò)加速三級(jí)考 核MSL3及三次回流處理，直接對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為390N。
實(shí)施例3 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為24h。對(duì)環(huán)氧 樹(shù)脂原料進(jìn)行傳遞模塑，所用樹(shù)脂原料首先在高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后 放入雙螺桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為 5mm的球型粒料備用；在經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175。C下持續(xù)6h的后 固化過(guò)程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品經(jīng)過(guò)加速三級(jí)考核 MSL3及三次回流過(guò)程以后，對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為375N。
實(shí)施例4 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為48h。對(duì)環(huán)氧 樹(shù)脂原料進(jìn)行傳遞模塑，所用樹(shù)脂原料首先在高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后 放入雙螺桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為 5mm的球型粒料備用；在經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175。C下持續(xù)6h的后 固化過(guò)程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品未經(jīng)過(guò)加速三級(jí)考 核MSL3及三次回流處理，直接對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為450N。
實(shí)施例5 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為48h。對(duì)環(huán)氧 樹(shù)脂原料進(jìn)行傳遞模塑，所用樹(shù)脂原料首先高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后放 入雙螺桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為5mm 的球型粒料備用；在經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175t:下持續(xù)6h的后固化 過(guò)程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品直接淬火，且未經(jīng)過(guò)加速 三級(jí)考核MSL3及三次回流處理，對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為460N。
實(shí)施例6 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為48h。對(duì)環(huán)氧 樹(shù)脂原料進(jìn)行傳遞模塑，所用樹(shù)脂原料首先高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后放 入雙螺桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為5mm 的球型粒料備用；在經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175t:下持續(xù)6h的后固化 過(guò)程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品經(jīng)過(guò)加速三級(jí)考核MSL3 以及三次回流過(guò)程以后，對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為440N。
實(shí)施例7 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為48h。對(duì)環(huán)氧 樹(shù)脂原料進(jìn)行傳遞模塑，所用樹(shù)脂原料首先高速混料機(jī)中得到很好的混合及分散；隨后放入雙螺桿擠出機(jī)中于175t:下進(jìn)行捏合；將原料迅速冷卻至室溫，并重新研磨成粒徑為5mm 的球型粒料備用；在經(jīng)熱處理的金屬Ni基材上進(jìn)行后固化處理，175t:下持續(xù)6h的后固化 過(guò)程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規(guī)格的模塑料制品；樣品直接淬火，且經(jīng)過(guò)加速 三級(jí)考核MSL3以及三次回流過(guò)程以后，對(duì)金屬與模塑料的粘接性能進(jìn)行測(cè)試，其粘結(jié)力為 460N。 通過(guò)對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例3，實(shí)施例1和實(shí)施例6我們發(fā)現(xiàn)，熱處理后的金屬基 材對(duì)環(huán)氧模塑料的粘結(jié)性能有了大幅度的提高；對(duì)比實(shí)施例2和實(shí)施例3，實(shí)施例4和實(shí)施 例6，三級(jí)考核及回流處理對(duì)其粘結(jié)性能的影響較?。粚?duì)比實(shí)施例3和實(shí)施例6，金屬與模塑 料間的粘結(jié)強(qiáng)度隨熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)；對(duì)比實(shí)施例6和實(shí)施例7，在完成后固化過(guò)程 以后，樣品的淬火處理利于提高金屬與模塑料的粘結(jié)性能。
權(quán)利要求
一種提高金屬Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法，其特征在于該方法是對(duì)作為基底材料金屬Ni進(jìn)行熱處理，使金屬Ni基材表面形成致密氧化層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高金屬Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法，其特征在于所述的熱處理的溫度為175t:，熱處理的時(shí)間為24-48小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從金屬基材角度提高Ni基材與聚合物粘結(jié)劑之間粘結(jié)性能的方法。該方法是先將作為基底材料的金屬Ni進(jìn)行熱處理，使金屬Ni基材表面形成致密氧化層以后，界面中的氧化層有利于提高金屬與聚合物間的粘結(jié)性能。測(cè)試結(jié)果證明經(jīng)熱處理后金屬Ni與聚合物粘結(jié)劑之間的粘結(jié)性能得到了大幅度的提升。
文檔編號(hào)H01L21/56GK101714509SQ20091020627
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者劉麗, 徐文婷 申請(qǐng)人:上海大學(xué)