專利名稱：用于芯片搭載及封裝的電絕緣樹(shù)脂漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物膠狀物的制備，尤其涉及芯片搭載及封裝用的電絕緣樹(shù)脂漿的制備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)涉及芯片搭載及封裝所用材料，由于目前芯片搭載封裝有著許多方式，如COB(Chip On Board平板上封裝)，TAB(Tape On Board卷帶上封裝)，COG(Chip On Glass玻璃上封裝)，都是采用Au/Sn焊接或ACF(異方向?qū)щ娔?連接或ACP(導(dǎo)電膠)粘接，然后用塑封料包封，這些技術(shù)都存在一些缺陷和不足，如Au/Sn焊接只能保證粗線路焊盤；ACF連接存在起泡、粒子導(dǎo)電不均勻；ACP粘接不能實(shí)現(xiàn)在X方向與Y方向呈現(xiàn)絕緣的同時(shí)，垂直Z方向?qū)щ姟ｋS著搭載封裝技術(shù)發(fā)展，在TCP(卷帶載體封裝技術(shù))的延伸，又出現(xiàn)了一種新的系統(tǒng)搭載封裝COF(芯片安裝在柔性電路上)技術(shù)，芯片直接搭載封裝線路是通過(guò)NCP(電絕緣樹(shù)脂漿)將芯片連接面向上放置在有吸附裝置的加熱體上，從上方將臨時(shí)附著NCP通過(guò)攝像頭和照像機(jī)自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)，快速固化，制成COF芯片模組。采用NCP技術(shù)可以大大提高生產(chǎn)效率，其關(guān)鍵技術(shù)是配置一種固化速度快，熱導(dǎo)率高，熱膨脹系數(shù)和介電常數(shù)低，不開(kāi)裂，電絕緣性能好的單組份糊狀電絕緣樹(shù)脂漿。
從日本住友電木株式會(huì)社最先公開(kāi)使用不導(dǎo)電糊封裝半導(dǎo)體裝置的專利JP 62143P86，之后日本東芝化學(xué)株式會(huì)社，日立化成工業(yè)株式會(huì)社相繼公開(kāi)了一些專利技術(shù)，其中使用的環(huán)氧樹(shù)脂種類很多，如JP 04332754中的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂，JP 2002226675中的雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，JP 06096616中的酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，JP 0726235中的鄰甲基酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，WO02/15259中的脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，JP 11199850的二聚酸環(huán)氧樹(shù)脂，JP 10120873的含有機(jī)硅氧烷環(huán)氧樹(shù)脂等。這些專利中使用的固化劑大多是潛伏性固化劑，如雙氰胺咪唑衍生物2MI-Arine，2E4MI-Arine已二酰肼和有機(jī)鋁合物，如三乙酰丙酮鋁。這些專利中加的絕緣填料，使用最多的是二氧化硅粉，平均粒度3μm，5μm都有，也有用納米級(jí)超細(xì)硅粉，以及氮化硼的。
韓國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究所在世界專利WO 02/15259中公開(kāi)了一種NCA(電絕緣樹(shù)脂漿膠粘劑)的制造方法，是由固體雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、液體雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂和固體酚氧樹(shù)脂混合組成粘膠劑，采用液體咪唑類固化劑，采用顆粒度0.1-1μm的二氧化桂和碳化硅作為不導(dǎo)電填料。
現(xiàn)有的芯片搭載及封裝用電絕緣樹(shù)脂漿存在韌性不夠和內(nèi)應(yīng)力較大的缺陷，較易出現(xiàn)開(kāi)裂以致造成對(duì)芯片以及元器件損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種性能良好的芯片搭載及封裝用電絕緣樹(shù)脂漿。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，配制一種用于芯片搭載及封裝的電絕緣樹(shù)脂漿，所述電絕緣樹(shù)脂漿是由環(huán)氧樹(shù)脂中添加液體橡膠增韌劑，咪唑衍生物固化劑，硅粉填料和活性稀釋劑組成。
本發(fā)明所述環(huán)氧樹(shù)脂采用液體環(huán)氧樹(shù)脂和固體環(huán)氧樹(shù)脂的混合物；其中，液體環(huán)氧樹(shù)脂占重量70％，可以是E-44型環(huán)氧樹(shù)、F-44型環(huán)氧樹(shù)脂或F-51型環(huán)氧樹(shù)脂，而所述固體環(huán)氧樹(shù)脂占重量30％，可以是E-20型環(huán)氧樹(shù)脂、E-12型環(huán)氧樹(shù)脂或F-46型環(huán)氧樹(shù)脂中一種或幾種。為了固化后有好的韌性和適當(dāng)?shù)膬?nèi)應(yīng)力，一方面，在環(huán)氧樹(shù)脂中添加適量的液態(tài)橡膠增韌劑，其官能基團(tuán)與環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基及固化劑反應(yīng)，與環(huán)氧樹(shù)脂形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到增韌和增強(qiáng)的作用。另一方面，采用帶有長(zhǎng)脂肪羥鏈的咪唑衍生物作為潛伏性固化劑，增加柔性，減少內(nèi)應(yīng)力。
本發(fā)明采用含長(zhǎng)鏈取代基咪唑類潛伏性固化劑，如2，4-二氨基-6--2-十一烷基(1)-乙基一順式三嗪，商品牌號(hào)為C11Z-AZINE、1-氰乙基-2-十一烷基一偏苯三酸咪唑鹽，商品牌號(hào)為C11Z-AZINE，用量為環(huán)氧樹(shù)脂的15-25％。
本發(fā)明使用的增韌劑是端羧基液體丁晴橡膠(CTBN)或端羥基液體丁晴橡膠(HTBN)，由蘭州石油化工研究院生產(chǎn)，分子量3000左右，官能度為2，用量為環(huán)氧樹(shù)脂的10-20％。
本發(fā)明使用的無(wú)機(jī)填料為超細(xì)硅微粉，平均粒徑2μm，顆粒度0.1-1μm，用量為總量的20-30％。
本發(fā)明根據(jù)使用對(duì)粘度的要求加入一定量的活性稀釋劑以保證使用時(shí)的工藝要求，活性稀釋劑采用乙二醇二縮水甘油醚，用量為總量的0-10％。
綜上所述，本發(fā)明電絕緣樹(shù)脂漿使用的基本配方按重量比，如下所示液體環(huán)氧樹(shù)脂 70份；固體環(huán)氧樹(shù)脂 30份；液體橡膠增韌劑 10-20份；咪唑衍生物固化劑 15-25份；二氧化硅粉 40-60份；活性稀釋劑 0-10份。
所述電絕緣樹(shù)脂漿的物理特性有粘度100pas；粘接強(qiáng)度＞6(kg/tape)；剝離強(qiáng)度1.5(kg/tape)；引腳寬度/間距 ＜40μm。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明用于芯片搭載及封裝的電絕緣樹(shù)脂漿，固化后有好的韌性和適當(dāng)?shù)膬?nèi)應(yīng)力，不易出現(xiàn)開(kāi)裂以致造成對(duì)芯片以及元器件損害。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用于芯片搭載及封裝的電絕緣樹(shù)脂漿通過(guò)以下實(shí)施例予以詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入E-20環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴15g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為粘度120Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.6kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)0/10；引腳寬度/間距＜40μm。
實(shí)施例2稱取E-51環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入E-20環(huán)氧樹(shù)脂15g、E-12環(huán)氧樹(shù)脂15g，攪拌溶解加入端羥基液體丁晴橡膠12g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑6g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑16g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為粘度100pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.5kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)0/10；引腳寬度/間距＜40μm。
實(shí)施例3稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入E-20環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴18g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑1g，微硅粉55g，加入1-氰乙基-2-十一烷基一偏苯三酸咪鹽(C11-CNS)20g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為
粘度80Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度0.8kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)5/10；引腳寬度/間距＜40μm。
比較例4稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入E-20環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴15g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為粘度90Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.0kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)8/10；引腳寬度/間度＜40μm。
實(shí)施例5稱取F-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入F-12環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴15g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為粘度120Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.6kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)0/10；引腳寬度/間距＜40μm。
實(shí)施例6稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入F-46環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴15g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為粘度120Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.6kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)0/10；引腳寬度/間距＜40μm。
實(shí)施例7稱取F-51環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入EX-46環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴15g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為
粘度120Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.6kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)0/10；引腳寬度/間距＜40μm。
實(shí)施例8稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入F-46環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加入端羧基液體丁晴15g，乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，加熱攪拌均勻，分裝到容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為粘度120Pas；粘接強(qiáng)度＞6kg/tape；剝離強(qiáng)度1.6kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)0/10；引腳寬度/間距＜40μm。
根據(jù)實(shí)例情況進(jìn)行比較實(shí)施，對(duì)照如下比較例A稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入E-20環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解，加乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化劑20g，加熱攪拌均勻，分裝到特殊的容器中，在低溫下貯存。
對(duì)該電絕緣樹(shù)脂漿進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為剝離強(qiáng)度脆碎，局部剝離強(qiáng)度＜0.5kg/tape；外部開(kāi)裂數(shù)10/10。
對(duì)比實(shí)施例1和比較例A比較例A與實(shí)施例1配方基本相同，只是比較例A中沒(méi)有加端羧基液體丁晴橡膠，結(jié)果是；韌性明顯不夠，外部開(kāi)裂十分嚴(yán)重。
比較例B稱取E-44環(huán)氧樹(shù)脂70g，加入E-20環(huán)氧樹(shù)脂30g攪拌溶解加入乙二醇二縮水甘油醚活性稀釋劑8g，微硅粉47g，加入雙氰胺固化劑20g，加熱攪拌均勻分裝到特殊的容器中，在低溫下貯存。
比較例B與比較例1的配方基本相同，只是比較例B中潛伏性固化劑選用雙氰胺固化劑，結(jié)果是使用時(shí)發(fā)現(xiàn)固化速度慢，反應(yīng)速度延長(zhǎng)，固化物柔性不夠，電絕緣樹(shù)脂漿顏色發(fā)黑，彎曲疲勞＜100次。
權(quán)利要求
1.一種用于芯片搭載及封裝的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述電絕緣樹(shù)脂漿的組份包括環(huán)氧樹(shù)脂、液體橡膠增韌劑、咪唑衍生物固化劑、硅粉填料和活性稀釋劑。
2.如權(quán)利要求1所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述環(huán)氧樹(shù)脂是70％重量液體環(huán)氧樹(shù)脂與30％重量固體環(huán)氧樹(shù)脂的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述液體環(huán)氧樹(shù)脂包括E-44型環(huán)氧樹(shù)脂、E-51型環(huán)氧樹(shù)脂、F-44型環(huán)氧樹(shù)脂和F-51型環(huán)氧樹(shù)脂。
4.如權(quán)利要求2所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述固體環(huán)氧樹(shù)脂包括E-20型環(huán)氧樹(shù)脂、E-12型環(huán)氧樹(shù)脂、F-12型環(huán)氧樹(shù)脂、F-46型環(huán)氧樹(shù)脂和EX-46型環(huán)氧樹(shù)脂，可以是其中的一種，也可以是幾種混合。
5.如權(quán)利要求1所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述液體橡膠增韌劑是端羧基丁晴橡膠或端羧基丁晴橡膠，它的用量為所述環(huán)氧樹(shù)脂用量的10-20％重量。
6.如權(quán)利要求1所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述咪唑衍生物固化劑為含長(zhǎng)鏈取代基咪唑類潛伏性固化劑，它的用量為所述環(huán)氧樹(shù)脂用量的15-25％重量。
7.如權(quán)利要求6所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述含長(zhǎng)鏈取代基咪唑類潛伏性固化劑包括2，4-二氨基-6--2-十一烷基(1)-乙基-順式三嗪(C11Z-AZINE)和1-氰乙基-2-十一烷基一偏苯三酸咪唑鹽(C11Z-CNS)。
8.如權(quán)利要求1所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述硅粉填料的顆粒度0.1-1μm，它的用量占總量的20-30％重量。
9.如權(quán)利要求1所述的電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述活性稀釋劑為乙二醇二縮水甘油醚，它的用量占總量的0-10％重量。
10.如權(quán)利要求1至9中任一所述電絕緣樹(shù)脂漿，其特征在于所述電絕緣樹(shù)脂漿的基本配方，按重量比為液體環(huán)氧樹(shù)脂 70份；固體環(huán)氧樹(shù)脂 30份；液體橡膠增韌劑 10-20份；咪唑衍生物固化劑 15-25份；二氧化硅粉 40-60份；活性稀釋劑 0-10份。
全文摘要
一種用于芯片搭載及封裝的電絕緣樹(shù)脂漿，其組份包括環(huán)氧樹(shù)脂中添加液體橡膠增韌劑，咪唑衍生物固化劑，硅粉填料和活性稀釋劑；所述環(huán)氧樹(shù)脂采用液體環(huán)氧樹(shù)脂和固體環(huán)氧樹(shù)脂的混合物；所述液體橡膠增韌劑是端羧基丁晴橡膠(CTBN)或端羧基丁晴橡膠(HTBN)，為所述環(huán)氧樹(shù)脂用量的10－20％；所述咪唑衍生物固化劑為含長(zhǎng)鏈取代基咪唑類潛伏性固化劑；所述硅粉填料顆粒度0.1－1μm，占總量的20－30％；所述活性稀釋劑為乙二醇二縮水甘油醚，占總量的0－10％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本電絕緣樹(shù)脂漿，固化后有好的韌性和適當(dāng)?shù)膬?nèi)應(yīng)力，不易出現(xiàn)開(kāi)裂以至造成對(duì)芯片以及元器件損害。
文檔編號(hào)H01L23/28GK1610103SQ20031011184
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者劉萍 申請(qǐng)人:劉萍