汉思新材料取得一种系统级封装用封装胶及其制备方法的专利

汉思新材料（深圳市汉思新材料科技有限公司）于2023年公开了一项针对系统级封装（SiP）的专用封装胶及其制备方法的专利（申请号：202310155819.4），该技术旨在解决多芯片异构集成中的热膨胀系数失配、界面应力开裂及高温可靠性等核心问题。

以下从技术背景、配方设计、工艺创新、性能优势及产业化应用等角度综合分析：

一、专利背景与技术挑战

系统级封装需集成不同材质芯片（如逻辑芯片、存储器、射频模块等），传统固态环氧塑封料因高温高压工艺易损伤焊点，而液体封装胶则存在热膨胀系数（CTE）高、玻璃化转变温度（Tg）低、吸水率大等问题。例如，现有技术中环氧封装胶的CTE普遍＞20 ppm/℃，吸水率＞0.7%，导致湿热环境下分层失效风险高。汉思此专利通过材料组分创新与工艺优化，实现了低CTE（15 ppm/℃）、高Tg（180℃）和超低吸水率（0.32%）的协同突破。

二、核心配方组成

专利配方采用高比例无机填料+树脂基体优化设计，具体组分如下：

1.有机树脂（3wt%～10wt%）

可选双酚A/F型环氧树脂、脂环族环氧树脂（如3,4-环氧环己基甲酸酯）、氰酸酯树脂（如双酚A型氰酸酯）等，通过多树脂复配提升耐热性与界面附着力。

2.增韧剂（0.05wt%～5wt%）

有机硅杂化环氧树脂或环氧基低聚倍半硅氧烷，增强抗冲击性并降低内应力。

3.固化剂（3wt%～10wt%）

酸酐类（如甲基六氢苯酐、改性偏苯三酸酐），确保低温固化活性与高交联密度。

4.固化促进剂（0.05wt%～2wt%）

咪唑衍生物（如2-乙基-4-甲基咪唑）或双环脒类（如1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯），精准调控固化速度。

5.无机填料（75wt%～90wt%）

球形氧化铝（粒径0.5–20μm）或二氧化硅（0.1–10μm），高填充量显著降低CTE并提升导热性；粒径梯度设计优化颗粒堆叠密度。

6.偶联剂（0.05wt%～2wt%）

环氧基硅烷（如3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷），强化填料-树脂界面结合。

三、制备工艺创新

专利采用分步混合+均质化研磨工艺，解决高填料比例下的分散难题：

1.树脂-填料预混：将有机树脂与部分无机填料（如片状SiO₂）初步混合，研磨至细度＜15μm，形成高分散性基料。

2.梯度添加剩余组分：依次加入固化剂、增韧剂、球形填料及偶联剂，低速搅拌避免气泡生成。

3.三辊研磨脱泡：过三辊机研磨3遍，真空脱泡后过滤出料，确保粘度稳定在80 Pa·s以下，适配点胶工艺。

此工艺避免填料沉降，提升批次一致性，且单组份设计支持自动化产线快速点胶。

四、性能突破与应用价值

1.关键性能参数

低热膨胀系数：CTE降至15 ppm/℃（较传统产品降低50%），匹配硅芯片与陶瓷基板，抑制热应力翘曲。

高耐热性：Tg达180℃，适用于汽车电子（-40℃～150℃工作环境）。

环境稳定性：吸水率0.32%，盐雾测试＞2000小时，失效率＜0.02ppm。

力学性能：抗弯强度＞120 MPa，冲击韧性提升3倍。

2.应用场景

高密度SiP模块：5G射频前端、AI加速卡（如Chiplet异构集成）。

车规级电子：ECU控制板、传感器（通过AEC-Q200认证）。

消费电子：屏下指纹模组（如HS700系列底部填充胶）、可穿戴设备微型封装。

五、产业化与市场前景

国产替代价值：突破美日企业（如Henkel、Namics）在高阶封装胶的技术垄断，已导入华为、三星供应链，替代进口产品。

环保兼容性：符合RoHS 2.0及Reach标准，VOC趋零排放，环保性能超行业均值50%。

产学研协同：与复旦大学合作开发3DIC封装适配材料，规划科创板上市加速产业化。

总结：

汉思此项专利通过高填料改性+分步工艺，攻克了SiP中多材质界面失效的行业痛点，其低CTE、高Tg、低吸水的特性为先进封装（如Chiplet、3DIC）提供了底层材料支撑。技术已应用于智能汽车、AI硬件等高端场景，推动国产封装胶从“依赖进口”向“全球输出”转型。进一步技术细节可查阅专利原文（CN202310155819.4）或汉思胶水官网案例。