本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種可低溫快速固化的環(huán)氧底部填充膠，按重量份數(shù)其原料組成為：雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯16-53份，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂17-50份、增韌劑5-30份、固化劑2-9份、硅烷偶聯(lián)劑2-8份、炭黑1-7份、離子吸附劑1-3份、表面活性劑1-3份、硅微粉0-14份。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)還公開(kāi)了上述環(huán)氧底部填充膠的制備方法。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)產(chǎn)品為液體單組份環(huán)氧底部填充膠，具有粘度小、易于流動(dòng)填充、可低溫快速固化、穩(wěn)定性好、儲(chǔ)存期長(zhǎng)等優(yōu)異性能，且制備操作簡(jiǎn)便，適合于大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，很好地滿(mǎn)足了倒裝芯片技術(shù)的迫切需求，有利于促進(jìn)和推動(dòng)電子信息行業(yè)的發(fā)展。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電子器件芯片封裝
，尤其涉及一種液體單組份環(huán)氧底部填充膠及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著電子器件集成度的不斷提高，芯片面積不斷擴(kuò)大，集成電路引腳數(shù)也不斷增多，因此芯片封裝尺寸需要進(jìn)一步微型化。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，目前出現(xiàn)了許多新的封裝技術(shù)，倒裝芯片便是其中最主要的封裝技術(shù)之一。所謂倒裝芯片技術(shù)，是指將芯片面朝下， 使其導(dǎo)電的凸點(diǎn)作為芯片電極直接與基板布線層電路相連、并通過(guò)焊接連接牢固，從而避免了多余的封裝工藝，具有尺寸小、可高頻運(yùn)行、低寄生效應(yīng)和高I/O密度的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有更高的封裝密度、更短的互聯(lián)距離、更好的電性能以及更高的可靠性，因而已大量應(yīng)用于手機(jī)、尋呼機(jī)、MP3播放器和數(shù)碼相機(jī)等熱門(mén)電子消費(fèi)產(chǎn)品中。液體單組份環(huán)氧底部填充膠是一種適用于倒裝芯片電路的材料，在常溫下未固化前是單組份液態(tài)封裝材料，主要成分是環(huán)氧樹(shù)脂。底部填充是指通過(guò)將液體環(huán)氧樹(shù)脂填充在IC芯片與有機(jī)基板之間的狹縫中，并將連接焊點(diǎn)密封保護(hù)起來(lái)，使整個(gè)晶粒與基板粘附在一起、或至少沿著整個(gè)晶粒邊緣填充而形成一個(gè)整體復(fù)合系統(tǒng)，不僅可有效提高焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)芯片的使用壽命，同時(shí)可降低施加接點(diǎn)的熱應(yīng)力，整體復(fù)合系統(tǒng)的熱膨脹系數(shù)介于晶粒與基板的熱膨脹系數(shù)之間，從而可提高產(chǎn)品的可靠性。底部填充主要是通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在元件的連接完成之后，將液態(tài)的高分子膠材料點(diǎn)注于組裝的覆晶晶粒單邊、或接在一起的兩個(gè)邊緣。由于芯片和基板間的間隙很小，因而要求灌封材料的粘度很低。當(dāng)最后一道點(diǎn)膠完成后，在烤箱中對(duì)底部填充的灌封材料進(jìn)行固化，固化溫度需低于焊料的熔點(diǎn)。目前，隨著半導(dǎo)體組裝的高集成化，倒裝芯片的尺寸不斷變大、球柵陣列結(jié)構(gòu)印刷電路板上的錫球數(shù)量也在不斷增多，錫球間的間隙和厚度變得越來(lái)越小，作為底部填充的環(huán)氧膠材料則要求在小間隙中具有大面積的流動(dòng)性，也即要求環(huán)氧底部填充膠材料必須具有更加低的粘度。同時(shí)，由于錫球間的間隙變得越來(lái)越小，底部填充膠材料的流動(dòng)路徑也變得更為復(fù)雜，因此膠體材料在固化過(guò)程中容易產(chǎn)生空洞，而空洞的產(chǎn)生會(huì)大大影響倒裝芯片安裝時(shí)半導(dǎo)體裝置的可靠性。為此，需要在完成填充后，通過(guò)低溫快速固化以有效降低空洞的發(fā)生。此外，較厚的印制電路板具有較好的彎曲阻抗及耐熱循環(huán)性能；反之，較薄的印制電路板的抗彎曲及耐熱性能較差，因此，采用底部填充技術(shù)也是提高以上性能所必需的手段。近年來(lái)，我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但環(huán)氧封裝材料起步較晚、研究比較少，針對(duì)倒裝芯片的液體環(huán)氧底部填充膠材料更是如此，現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品其質(zhì)量及性能難以適應(yīng)和滿(mǎn)足應(yīng)用的需要，不可避免地對(duì)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響和制約。因此，研究開(kāi)發(fā)具有高性能的環(huán)氧底部填充膠材料，具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值，也是擺在我們面前急需解決的課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可低溫快速固化、性能優(yōu)異的液體單組份環(huán)氧底部填充膠，以滿(mǎn)足倒裝芯片技術(shù)的迫切需求，從而有利于促進(jìn)和推動(dòng)電子信息行業(yè)的發(fā)展。本專(zhuān)利技術(shù)的另一目的在于提供上述環(huán)氧底部填充膠的制備方法。本專(zhuān)利技術(shù)的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種可低溫快速固化的環(huán)氧底部填充膠，按重量份數(shù)其原料組成為雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯16-53份，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂17-50份、增韌劑5_30份、固化劑 2-9份、硅烷偶聯(lián)劑2-8份、炭黑1-7份、離子吸附劑1-3份、表面活性劑1_3份、硅微粉0_14 份。優(yōu)選地，原料組成為雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯16-53份、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂17-46份、增韌劑5-30份、固化劑3-9份、硅烷偶聯(lián)劑3-8份、炭黑1-7份、離子吸附劑1_3份、表面活性劑1-3份、硅微粉2-14份。進(jìn)一步地，本專(zhuān)利技術(shù)所述環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量以50-250g/mol為宜。所述增韌劑為聚丙二醇二縮水甘油醚、二縮水甘油醚、己二酸縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚中的一種或幾種組合，以增加耐熱沖擊性和降低半導(dǎo)體的內(nèi)應(yīng)力。為解決低溫快速固化與儲(chǔ)存穩(wěn)定性之間相互矛盾的問(wèn)題，所述固化劑為潛伏性固化劑，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存期。本專(zhuān)利技術(shù)使用離子吸附劑可將游離的鹵素離子吸附掉，從而提高產(chǎn)品的可靠性，所述離子吸附劑其粒徑以0. 2-3. 0微米為宜。使用表面活性劑可降低底部填充膠成形時(shí)產(chǎn)生空隙的幾率，并通過(guò)改善粘附物的潤(rùn)濕性來(lái)加強(qiáng)粘附力，所述表面活性劑可以為聚環(huán)氧乙烷烷基醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯中的一種或其組合。上述方案中，本專(zhuān)利技術(shù)所述硅微粉為球型硅微粉，其粒徑為0. 5-1. 5微米。本專(zhuān)利技術(shù)的另一目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)提供的上述環(huán)氧底部填充膠的制備方法，包括以下步驟(a)將雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂與炭黑混合均勻；(b)加入固化劑于反應(yīng)釜中混合均勻后，抽真空30-60min ；(c)加入硅烷偶聯(lián)劑、增韌劑、離子吸附劑、表面活性劑混合均勻，抽真空 30-60min即得到產(chǎn)品。進(jìn)一步地，本專(zhuān)利技術(shù)方法所述步驟(a)中雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂與炭黑混合均勻后，加入硅微粉進(jìn)行混合；硅微粉的用量按重量份數(shù)為2-14份。本專(zhuān)利技術(shù)具有以下有益效果本專(zhuān)利技術(shù)液體單組份環(huán)氧底部填充膠產(chǎn)品粘度小，易于流動(dòng)填充；可低溫快速固化， 穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存期長(zhǎng)；線膨脹系數(shù)低，耐熱性好；而且具有良好的抗振性，對(duì)于芯片的跌落和熱沖擊具有可靠的保護(hù)作用。本專(zhuān)利技術(shù)產(chǎn)品性能優(yōu)異，且制備操作簡(jiǎn)便，適合于大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，很好地滿(mǎn)足了倒裝芯片技術(shù)的迫切需求，有利于促進(jìn)和推動(dòng)電子信息行業(yè)的發(fā)展。下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)具體實(shí)施方式中，環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為50-250g/mol。固化劑為潛伏性固化劑PN-23。硅烷偶聯(lián)劑為美國(guó)聯(lián)碳公司的A-187、日本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社的KBM-403、 中國(guó)科學(xué)院的KH-560中的一種或幾種組合。離子吸附劑采用由東亞合成株式會(huì)社生產(chǎn)的商品名為IXE-500的吸附劑。具體實(shí)施例如下實(shí)施例一1、本實(shí)施例可低溫快速固化的環(huán)氧底部填充膠，按重量份數(shù)其原料組成為雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯16份雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂17份聚丙二醇二縮水甘油醚30份潛伏性固化劑(PN-23)9份A-1878 份炭黑7份離子吸附劑(粒徑為0.2-3.0微米) 1.4份聚環(huán)氧乙烷烷基醚1.6份球型硅微粉(粒徑為0.5-1.5微米) 10份2、本實(shí)施例環(huán)氧底部填充膠的制備方法如下(a)將雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂與炭黑混合均勻；然后加入硅微粉混合均勻；(b)加入固化劑于反應(yīng)釜中混合均勻后，真空度為-0. IMpa，抽真空30min ；(c)加入A-187、聚丙二醇二縮水甘油醚、離子吸附劑、聚環(huán)氧乙烷烷基醚混合均勻，真空度為-O. IMpa，抽真空30min，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例二 1、本實(shí)施例可低溫快速固化的環(huán)氧底部填充膠，按重量份數(shù)其原料組成為雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯20份雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂46份二縮水甘油醚21份潛伏性固化劑(PN-23)2份KBM-4032 份炭黑3份離子吸附劑(粒徑為0.2-3.0微米) 1份山梨糖醇酐脂肪酸酯1份球型硅微粉(粒徑為0.5-1.5微米) 4份2、本實(shí)施例環(huán)氧底部填充膠的制備方法如下(a)將雙酚A型環(huán)氧改性聚氨酯、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂與炭黑混合均勻；然后加入硅微粉混合均勻；(b)加入固化劑于反應(yīng)釜中混合均勻本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮朝波，侯甫文，徐耀華，許京麗，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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