一种高可靠性集成电路防护涂层的制作方法

1.本发明涉及集成电路技术领域，具体为一种高可靠性集成电路防护涂层。


背景技术：

2.集成电路是一种微型电子器件或部件，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
3.集成电路是电子行业中常见的产物，现有的集成电路在实际使用过程中，对环境的要求较高，对恶劣环境的耐受能力较差，例如集成电路暴露在潮湿的空气中时，其表面上会形成一层厚厚的水分子膜，减小了集成电路的表面绝缘电阻，会引起串话，电泄漏和传输的间断，进而可能导致信号永久性的中断，即短路，集成电路湿气膜还为金属生长和锈蚀提供了有利条件，最终反过来会影响绝缘强度和高频信号，落在pcb板上的灰尘、污垢和其他环境污染物不断吸收湿气，进而扩大其负面影响，为解决上述问题，一种高可靠性集成电路防护涂层，亟待开发。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高可靠性集成电路防护涂层，具备防水效果好、机械强度高且耐酸碱腐蚀的优点，解决了现有的集成电路在实际使用过程中，对环境的要求较高，对恶劣环境的耐受能力较差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高可靠性集成电路防护涂层，包括集成电路，所述集成电路的顶部设置有密封绝缘涂层，所述密封绝缘涂层的顶部设置有派拉纶涂层，所述派拉纶涂层的顶部设置有耐腐蚀涂层，所述耐腐蚀涂层的顶部设置有耐磨涂层。
6.所述密封绝缘涂层的厚度为20纳米-80微米，所述密封绝缘涂层的配方如下：
7.纳米杂化有机硅树脂15-20％、耦合剂1-5％、硅酸脂15-20％、有机溶剂15-20％、碱性纳米硅溶胶10-13％，余量为去离子水或溶剂。
8.所述耐磨涂层的厚度为5纳米-500微米，所述耐磨涂层的配方如下：
9.纳米三氧化二铝20-23％、二氧化锆5-10％、纳米铜粒子20-35％、纳米镍粉3-5％、有机硅消泡剂2-4％、氢氧化镁2-4％、乙二醇叔丁基醚15-22％、二甲基硅油消泡剂1-4％、镁质土15-23％、交联聚合物硅粉2-3％，余量为稀释剂。
10.所述耐腐蚀涂层的厚度为20纳米-100微米，所述耐腐蚀涂层的配方如下：
11.聚四氟乙烯10-20％、乙酸乙酯3-5％、聚丙烯酰胺5-6％、四甲基溴化铵3-5％，乙二醇1-3％、四氢呋喃3-5％、余量为去离子水。
12.优选的，所述密封绝缘涂层的制备及使用方法如下：
13.步骤一：将适量纳米杂化有机硅树脂、耦合剂、硅酸脂、有机溶剂、碱性纳米硅溶胶和去离子水混合均匀，并添加至搅拌机中进行搅拌，搅拌机转速控制在2000-3500转/分钟、
搅拌时间为30-45分钟，后取出混配液静置20-30分钟；
14.步骤二：将制得涂料添加至真空室中蒸发，使这些气相原子或分子沉积在工件表面上，集成电路表面上生成固态沉积膜，并静置20-30分钟；
15.步骤三：将镀膜后的集成电路置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在60-85摄氏度，烘干时间为40-80分钟；
16.步骤四：将烘干后的集成电路取出，在无尘环境中冷却至室温。
17.优选的，所述派拉纶涂层的使用方法如下：
18.将派拉纶涂料添加至真空室中蒸发，使这些气相原子或分子沉积在工件表面上，集成电路表面上生成固态沉积膜，并静置20-30分钟，待干透后取出，派拉纶涂料是真空气相沉积工艺形成的涂层，其厚度包括纳米级和微米级，其厚度不会小于超过10微米。
19.优选的，所述耐腐蚀涂层的制备及使用方法如下：
20.步骤一：取出适量聚四氟乙烯、乙酸乙酯、聚丙烯酰胺、四甲基溴化铵、乙二醇、四氢呋喃和去离子水，将其置于离心搅拌装置中，搅拌机转速控制在1500-2000转/分钟、搅拌时间为30-45分钟，并通入氮气，进行混配，此时须处于40摄氏度环境；
21.步骤二：将混配后的溶剂，在同等环境下，离心后静置20-40分钟，然后将上层清液取出，取得余液；
22.步骤三：重复步骤二，反复离心，直至得不出清液，即可制得溶剂；
23.步骤四：将溶剂添加至喷涂装置中，对喷涂过派拉纶涂层后的集成电路进行喷涂，并静置5-10分钟；
24.步骤五：将镀膜后的集成电路置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在60-85摄氏度，烘干时间为40-80分钟。
25.优选的，所述耐磨涂层的制备及使用方法如下：
26.步骤一：取适量纳米三氧化二铝、二氧化锆、纳米铜粒子、纳米镍粉、有机硅消泡剂、氢氧化镁、乙二醇叔丁基醚、二甲基硅油消泡剂、镁质土、交联聚合物硅粉和稀释剂，将上述原料预先搅拌，并置于高速搅拌机中进行搅拌，分三次添加，搅拌机转速控制在1500-2000转/分钟、搅拌时间为30-45分钟；
27.步骤二：将制得的涂料置于不锈钢容器中备用，此时将已经涂覆密封绝缘涂层后的集成电路，置于真空不锈钢容器中浸没后取出；
28.步骤三：将浸没后的集成电路置于室温下冷却、沥干30-45分钟，待初步干燥后，置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在60-85摄氏度，烘干时间为40-80分钟。
29.步骤四：将烘干后的集成电路取出，在无尘环境中冷却至室温。
30.优选的，所述密封绝缘涂层中的纳米杂化有机硅树脂，长碳链改性硅油与phms-0.16％(含氢硅油)为原料，将其分别与正硅酸乙酯进行水解共缩聚，制得纳米杂化有机硅树脂。
31.优选的，所述密封绝缘涂层中的耦合剂为含氟耦合剂。
32.优选的，所述密封绝缘涂层中的有机溶剂包括且不限于甲酰胺、甲醇、乙醇、丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸正丙酯。
33.优选的，所述耐磨涂层中稀释剂成分包括且不限于乙酸正丁酯、乙酸乙酯、正丁醇、乙醇和丙酮。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
35.本发明通过密封绝缘涂层的设置，起到了对集成电路进行防水保护，避免外界水分子接触电路，导致电路短路，通过耐磨涂层的设置，利用金属离子的结构强度，起到了抗外力冲击，提高集成电路机械强度的作用，通过耐腐蚀涂层的设置，起到了利用材料的物理特性，形成惰性防护层，进而起到了耐酸碱腐蚀的作用，该高可靠性集成电路防护涂层具备防水效果好、机械强度高且耐酸碱腐蚀的优点，在实际使用过程中，其加工步骤简便，采用了多重覆膜的工艺，极大的延长了集成电路对恶劣环境的耐受能力，具体的来说，保护集成电路远离极端环境，避免其受到湿气、菌类、灰尘以及锈蚀的影响，防止集成电路在制作、组装和使用过程中受到损害，减少集成电路受到外界机械应力的影响，并且减少使用过程中的磨损。
附图说明
36.图1为本发明结构示意图。
37.图中：1、集成电路；2、密封绝缘涂层；3、派拉纶涂层；4、耐腐蚀涂层；5、耐磨涂层。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1：
40.一种高可靠性集成电路防护涂层，包括集成电路1，集成电路1的顶部设置有密封绝缘涂层2，密封绝缘涂层2的顶部设置有派拉纶涂层3，派拉纶涂层3的顶部设置有耐腐蚀涂层4，耐腐蚀涂层4的顶部设置有耐磨涂层5。
41.密封绝缘涂层2的厚度为20微米，密封绝缘涂层2的配方如下：
42.纳米杂化有机硅树脂17％、耦合剂3％、硅酸脂18％、有机溶剂16％、碱性纳米硅溶胶12％，余量为去离子水；
43.耐磨涂层5的厚度为80微米，耐磨涂层5的配方如下：
44.纳米三氧化二铝20％、二氧化锆5％、纳米铜粒子20％、纳米镍粉3％、有机硅消泡剂2％、氢氧化镁2％、乙二醇叔丁基醚15％、二甲基硅油消泡剂1％、镁质土15％、交联聚合物硅粉2％，余量为稀释剂；
45.耐腐蚀涂层4的厚度为50微米，耐腐蚀涂层4的配方如下：
46.聚四氟乙烯13％、乙酸乙酯3％、聚丙烯酰胺6％、四甲基溴化铵5％，乙二醇2％、四氢呋喃3％、余量为去离子水。
47.本发明中：密封绝缘涂层2的制备及使用方法如下：
48.步骤一：将适量纳米杂化有机硅树脂、耦合剂、硅酸脂、有机溶剂、碱性纳米硅溶胶和去离子水混合均匀，并添加至搅拌机中进行搅拌，搅拌机转速控制在2000转/分钟、搅拌时间为30分钟，后取出混配液静置20分钟；
49.步骤二：将制得涂料添加至真空室中蒸发，使这些气相原子或分子沉积在工件表
面上，集成电路1表面上生成固态沉积膜，并静置20分钟；
50.步骤三：将镀膜后的集成电路1置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在60摄氏度，烘干时间为40分钟；
51.步骤四：将烘干后的集成电路1取出，在无尘环境中冷却至室温。
52.本发明中：派拉纶涂层3的使用方法如下：
53.将派拉纶涂料添加至真空室中蒸发，使这些气相原子或分子沉积在工件表面上，集成电路1表面上生成固态沉积膜，并静置20分钟，待干透后取出，派拉纶涂料是真空气相沉积工艺形成的涂层，其厚度包括纳米级和微米级，其厚度不会小于超过10微米。
54.本发明中：耐腐蚀涂层4的制备及使用方法如下：
55.步骤一：取出适量聚四氟乙烯、乙酸乙酯、聚丙烯酰胺、四甲基溴化铵、乙二醇、四氢呋喃和去离子水，将其置于离心搅拌装置中，搅拌机转速控制在2000转/分钟、搅拌时间为45分钟，并通入氮气，进行混配，此时须处于40摄氏度环境；
56.步骤二：将混配后的溶剂，在同等环境下，离心后静置20分钟，然后将上层清液取出，取得余液；
57.步骤三：重复步骤二，反复离心，直至得不出清液，即可制得溶剂；
58.步骤四：将溶剂添加至喷涂装置中，对喷涂过派拉纶涂层3后的集成电路1进行喷涂，并静置10分钟；
59.步骤五：将镀膜后的集成电路1置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在85摄氏度，烘干时间为80分钟。
60.本发明中：耐磨涂层5的制备及使用方法如下：
61.步骤一：取适量纳米三氧化二铝、二氧化锆、纳米铜粒子、纳米镍粉、有机硅消泡剂、氢氧化镁、乙二醇叔丁基醚、二甲基硅油消泡剂、镁质土、交联聚合物硅粉和稀释剂，将上述原料预先搅拌，并置于高速搅拌机中进行搅拌，分三次添加，搅拌机转速控制在1500转/分钟、搅拌时间为45分钟；
62.步骤二：将制得的涂料置于不锈钢容器中备用，此时将已经涂覆密封绝缘涂层2后的集成电路1，置于真空不锈钢容器中浸没后取出；
63.步骤三：将浸没后的集成电路1置于室温下冷却、沥干33分钟，待初步干燥后，置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在60摄氏度，烘干时间为40分钟；
64.步骤四：将烘干后的集成电路1取出，在无尘环境中冷却至室温。
65.本发明中：密封绝缘涂层2中的纳米杂化有机硅树脂，长碳链改性硅油与phms-0.16％(含氢硅油)为原料，将其分别与正硅酸乙酯进行水解共缩聚，制得纳米杂化有机硅树脂。
66.本发明中：密封绝缘涂层2中的耦合剂为含氟耦合剂。
67.本发明中：密封绝缘涂层2中的有机溶剂包括且不限于甲酰胺、甲醇、乙醇、丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸正丙酯。
68.本发明中：耐磨涂层5中稀释剂成分包括且不限于乙酸正丁酯、乙酸乙酯、正丁醇、乙醇和丙酮。
69.本发明中：涂层的选择可为一种或多种，且涂层的次序可根据现实需求进行调整。
70.实施例2：
71.一种高可靠性集成电路防护涂层，包括集成电路1，集成电路1的顶部设置有密封绝缘涂层2，密封绝缘涂层2的顶部设置有派拉纶涂层3，派拉纶涂层3的顶部设置有耐腐蚀涂层4，耐腐蚀涂层4的顶部设置有耐磨涂层5。
72.密封绝缘涂层2的厚度为80微米，密封绝缘涂层2的配方如下：
73.纳米杂化有机硅树脂18％、耦合剂3％、硅酸脂15％、有机溶剂16％、碱性纳米硅溶胶10％，余量为去离子水。
74.耐磨涂层5的厚度为300微米，耐磨涂层5的配方如下：
75.纳米三氧化二铝23％、二氧化锆10％、纳米铜粒子35％、纳米镍粉5％、有机硅消泡剂4％、氢氧化镁2％、乙二醇叔丁基醚15％、二甲基硅油消泡剂1％、镁质土15％、交联聚合物硅粉2％，余量为稀释剂。
76.耐腐蚀涂层4的厚度为80微米，耐腐蚀涂层4的配方如下：
77.聚四氟乙烯20％、乙酸乙酯5％、聚丙烯酰胺6％、四甲基溴化铵5％，乙二醇3％、四氢呋喃5％、余量为去离子水。
78.本发明中：密封绝缘涂层2的制备及使用方法如下：
79.步骤一：将适量纳米杂化有机硅树脂、耦合剂、硅酸脂、有机溶剂、碱性纳米硅溶胶和去离子水混合均匀，并添加至搅拌机中进行搅拌，搅拌机转速控制在3500转/分钟、搅拌时间为45分钟，后取出混配液静置30分钟；
80.步骤二：将制得涂料添加至真空室中蒸发，使这些气相原子或分子沉积在工件表面上，集成电路1表面上生成固态沉积膜，并静置30分钟；
81.步骤三：将镀膜后的集成电路1置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在85摄氏度，烘干时间为80分钟；
82.步骤四：将烘干后的集成电路1取出，在无尘环境中冷却至室温。
83.本发明中：派拉纶涂层3的使用方法如下：
84.将派拉纶涂料添加至真空室中蒸发，使这些气相原子或分子沉积在工件表面上，集成电路1表面上生成固态沉积膜，并静置30分钟，待干透后取出，派拉纶涂料是真空气相沉积工艺形成的涂层，其厚度包括纳米级和微米级，其厚度不会小于超过10微米。
85.本发明中：耐腐蚀涂层4的制备及使用方法如下：
86.步骤一：取出适量聚四氟乙烯、乙酸乙酯、聚丙烯酰胺、四甲基溴化铵、乙二醇、四氢呋喃和去离子水，将其置于离心搅拌装置中，搅拌机转速控制在2000转/分钟、搅拌时间为45分钟，并通入氮气，进行混配，此时须处于40摄氏度环境；
87.步骤二：将混配后的溶剂，在同等环境下，离心后静置40分钟，然后将上层清液取出，取得余液；
88.步骤三：重复步骤二，反复离心，直至得不出清液，即可制得溶剂；
89.步骤四：将溶剂添加至喷涂装置中，对喷涂过派拉纶涂层3后的集成电路1进行喷涂，并静置5分钟；
90.步骤五：将镀膜后的集成电路1置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在70摄氏度，烘干时间为40分钟。
91.本发明中：耐磨涂层5的制备及使用方法如下：
92.步骤一：取适量纳米三氧化二铝、二氧化锆、纳米铜粒子、纳米镍粉、有机硅消泡
剂、氢氧化镁、乙二醇叔丁基醚、二甲基硅油消泡剂、镁质土、交联聚合物硅粉和稀释剂，将上述原料预先搅拌，并置于高速搅拌机中进行搅拌，分三次添加，搅拌机转速控制在1800转/分钟、搅拌时间为40分钟；
93.步骤二：将制得的涂料置于不锈钢容器中备用，此时将已经涂覆密封绝缘涂层2后的集成电路1，置于真空不锈钢容器中浸没后取出；
94.步骤三：将浸没后的集成电路1置于室温下冷却、沥干30分钟，待初步干燥后，置于无尘烘房中进行烘干，温度控制在70摄氏度，烘干时间为60分钟。
95.步骤四：将烘干后的集成电路1取出，在无尘环境中冷却至室温。
96.本发明中：密封绝缘涂层2中的纳米杂化有机硅树脂，长碳链改性硅油与phms-0.16％(含氢硅油)为原料，将其分别与正硅酸乙酯进行水解共缩聚，制得纳米杂化有机硅树脂。
97.本发明中：密封绝缘涂层2中的耦合剂为含氟耦合剂。
98.本发明中：密封绝缘涂层2中的有机溶剂包括且不限于甲酰胺、甲醇、乙醇、丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸正丙酯。
99.本发明中：耐磨涂层5中稀释剂成分包括且不限于乙酸正丁酯、乙酸乙酯、正丁醇、乙醇和丙酮。
100.本发明中：涂层的选择可为一种或多种，且涂层的次序可根据现实需求进行调整。
101.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
102.该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
103.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。