專利名稱：一種提高金屬Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種電子封裝領域中金屬基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法， 特別是一種從金屬基材角度提高金屬Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法。
背景技術：
電子元器件是電子工業的基礎，而封裝技術對于保證電子元器件的正常工作至關 重要。封裝方式已成為影響電子元器件性能的一個重要方面。其中金屬基材同聚合物間的 粘結性能一直備受關注，因此研究金屬基材同聚合物間的界面粘結機理及提高聚合物基復 合材料與金屬基材粘結技術，是當今電子封裝領域研究的熱點。據文獻報道，目前提高聚合 物/金屬界面粘結強度的方法主要有兩個方面第一，改變聚合物粘結劑的成分，通過改變 其配方達到提高粘結力的效果；第二，從金屬角度出發，通過對金屬基材的處理從而達到增 強粘結強度的效果。其中，對金屬粘結表面的處理傳統上大致分為機械法和化學法兩種。機 械法最常用的是打磨與噴砂。化學法包括酸洗、磷化等。上述傳統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構，從而達到增強金屬與 聚合物粘結強度的目的。
發明內容
本發明的目的在于從研究Ni金屬基材與聚合物界面的粘結機理，提供一種從金 屬角度出發提高Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法。 為實現以上目的，我們首先對Ni金屬_聚合物粘結機理進行探討和研究，發現當 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 性能。根據上述機理，具體采用如下技術方案 —種提高金屬Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法，其特征在于該方法 是對作為基底材料金屬Ni進行熱處理，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"，熱處理的時間為24-48小時。 將金屬基材置于烘箱中在特定溫度下進行不同時間的熱處理。處理完畢的金屬基 材待用。將聚合物樹脂原料依次進行傳遞模塑，后固化以及吸濕處理后對金屬與模塑料的 粘接性能進行測試，經熱處理的Ni基材與聚合物粘結劑間的粘結性能又明顯改善，并且熱 處理48hrs的樣品，金屬與模塑料之間的粘結性能得到了大幅度的提升。
圖1為金屬Ni基材與粘結劑間粘結性能測試方法示意圖，箭頭方向即為拉力方 向。儀器采用萬能拉力機進行測試
具體實施例方式
下面以牌號為KH407的環氧樹脂粘結劑為例，對本發明進行詳細描述。
實施例1 :所用樹脂原料首先高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后放入雙螺 桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在未經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175t:下持續6h的后固化過程，在 金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品經過加速三級考核MSL3以及三次回 流過程(峰值為260°C )以，對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為1N。
實施例2 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進行熱處理，處理時間為24h。對環氧 樹脂原料進行傳遞模塑，所用樹脂原料首先在高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后 放入雙螺桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175。C下持續6h的后 固化過程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品未經過加速三級考 核MSL3及三次回流處理，直接對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為390N。
實施例3 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進行熱處理，處理時間為24h。對環氧 樹脂原料進行傳遞模塑，所用樹脂原料首先在高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后 放入雙螺桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175。C下持續6h的后 固化過程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品經過加速三級考核 MSL3及三次回流過程以后，對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為375N。
實施例4 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進行熱處理，處理時間為48h。對環氧 樹脂原料進行傳遞模塑，所用樹脂原料首先在高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后 放入雙螺桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175。C下持續6h的后 固化過程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品未經過加速三級考 核MSL3及三次回流處理，直接對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為450N。
實施例5 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進行熱處理，處理時間為48h。對環氧 樹脂原料進行傳遞模塑，所用樹脂原料首先高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后放 入雙螺桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175t:下持續6h的后固化 過程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品直接淬火，且未經過加速 三級考核MSL3及三次回流處理，對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為460N。
實施例6 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進行熱處理，處理時間為48h。對環氧 樹脂原料進行傳遞模塑，所用樹脂原料首先高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后放 入雙螺桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175t:下持續6h的后固化 過程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品經過加速三級考核MSL3 以及三次回流過程以后，對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為440N。
實施例7 :將金屬Ni基材置于175°C的烘箱進行熱處理，處理時間為48h。對環氧 樹脂原料進行傳遞模塑，所用樹脂原料首先高速混料機中得到很好的混合及分散；隨后放入雙螺桿擠出機中于175t:下進行捏合；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；在經熱處理的金屬Ni基材上進行后固化處理，175t:下持續6h的后固化 過程，在金屬片上制得13mmX3mmX50mm規格的模塑料制品；樣品直接淬火，且經過加速 三級考核MSL3以及三次回流過程以后，對金屬與模塑料的粘接性能進行測試，其粘結力為 460N。 通過對比實施例1和實施例3，實施例1和實施例6我們發現，熱處理后的金屬基 材對環氧模塑料的粘結性能有了大幅度的提高；對比實施例2和實施例3，實施例4和實施 例6，三級考核及回流處理對其粘結性能的影響較小；對比實施例3和實施例6，金屬與模塑 料間的粘結強度隨熱處理時間的延長而增強；對比實施例6和實施例7，在完成后固化過程 以后，樣品的淬火處理利于提高金屬與模塑料的粘結性能。
權利要求
一種提高金屬Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法，其特征在于該方法是對作為基底材料金屬Ni進行熱處理，使金屬Ni基材表面形成致密氧化層。
2. 根據權利要求1所述的提高金屬Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法，其特征在于所述的熱處理的溫度為175t:，熱處理的時間為24-48小時。
全文摘要
本發明涉及一種從金屬基材角度提高Ni基材與聚合物粘結劑之間粘結性能的方法。該方法是先將作為基底材料的金屬Ni進行熱處理，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性能。測試結果證明經熱處理后金屬Ni與聚合物粘結劑之間的粘結性能得到了大幅度的提升。
文檔編號H01L21/56GK101714509SQ20091020627
公開日2010年5月26日 申請日期2009年10月16日 優先權日2009年10月16日
發明者劉麗, 徐文婷 申請人:上海大學