[发明专利]具有烯丙基或乙烯基的环氧树脂芯片固定粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及由于带烯丙基或乙烯基不饱和度的环氧树脂的存在而具有改进粘合力的芯片固定(die attach)粘合剂。

背景技术

在半导体封装的加工和组装方面，粘合剂组合物具有非常广泛的用途，例如将集成电路芯片粘接到引线框架或其它基板上，将电路组件粘接或组装到印刷线路板上。对于这些应用的主要的要求是快速固化和高粘结强度，习惯上都是采用环氧树脂来实现的。但是环氧树脂具有脆性，于是我们评估和采用了别的树脂材料使芯片固定粘合剂具有柔性、疏水性以及其它性质。然而替代树脂材料反过来又不总是具备环氧树脂提供的强大粘合力。因此，就需要研制出一种芯片固定粘合剂，它具有综合平衡的性能以满足对在半导体封装生产中所用粘合剂的各种要求。

发明内容

本发明是一种粘合剂组合物，它包括(a)可经自由基聚合而固化，即具有碳-碳不饱和度的树脂，或者可经硅氢化作用(hydrosilation)而固化，即含有硅-氢基团的树脂；(b)含有烯丙基或乙烯基不饱和度的环氧化合物；(c)树脂固化剂和环氧固化剂；(d)任选的一种或多种填料。组合物还可包括粘接促进剂或偶联剂。发明者们发现加入含烯丙基或乙烯基不饱和度的环氧化合物，可使含碳-碳不饱和度的基础树脂的粘合力获得意想不到的提高。在另一种实施方案中，本发明是用发明的粘合剂将半导体芯片粘接到基板上的半导体封装。

可作为微电子应用中的粘合剂的自由基可固化树脂包括，例如Ciba Specialty Chemicals生产的马来酰亚胺、Gelest生产的硅氧烷和聚硅氧烷、BASF生产的聚醚、Uniqema或Bayer生产的聚酯、Elf-Atochem生产的聚丁二烯、Bayer或BASF生产的聚氨基甲酸酯、Sartomer或UCB Radcure生产的丙烯酸酯树脂。经硅氢化作用固化的硅氧烷和聚硅氧烷可以是线性或环状聚合物，且每个分子至少含有两个硅-氢官能度。聚醚、聚酯和聚氨基甲酸酯最好包含末端不饱和度，但也可以在聚合物链中包含不饱和度。从业者将会选择特定的树脂以在最终制剂中提供特殊材料性质，如流变性、亲水性或疏水性、韧性、强度、或者柔性。该树脂将占粘合剂组合物的10-80％(重量)。

环氧化合物可以是任何具有烯丙基或乙烯基官能度的环氧化合物。实例包括2，6-二缩水甘油苯基烯丙醚、二氧化苧烯、缩水甘油乙烯基苯甲醚或缩水甘油乙烯醚。环氧化合物将占粘合剂组合物的0.1-30％(重量)。

用于基础树脂的典型固化剂是自由基引发剂，它可以是热引发剂或光引发剂。引发剂占粘合剂组合物的量为0.1％-10％，最好为0.1％-3.0％(重量)。优选的热引发剂包括过氧化物，例如过氧辛酸丁酯、过氧化二枯基以及偶氮化合物，如2，2’-偶氮双(2-甲基-丙腈)和2，2’-偶氮双(2-甲基-丁腈)。优选光引发剂系列是Ciba Specialty Chemicals的商标为Irgacure的引发剂。在一些制剂中，光固化和热固化都是需要的，举例来说，固化过程由辐照开始，在随后的步骤中则用热来结束固化。

用于环氧树脂上的环氧官能度的典型固化剂是路易斯碱，例如胺，如从Air Products购买的Ancamine 2337xs和4，4’-双(对氨基环己基)甲烷；咪唑，如Shikoku Chemicals的产品curezol 2E4MZ-CN；酰胺，如Air Products的产品二氰胺(Dicyanamide)；聚酰胺，如Henkel的产品Versamide 140；叔胺，如Air Products的产品Amicure DBU。也可选用路易斯酸代替路易斯碱来引发阳离子固化，如Rhodia的产品Rhodorasil 2074[(甲苯基枯基)碘四(五氟苯基)硼酸盐]或GeneralElectric的产品GE UV9380C。组合物中用于环氧官能度的固化剂将占总配方的0.1-3％(重量)。

一般，这些组合物将在70℃-250℃的温度范围内固化，并在10秒到3小时内完成固化。各配方的时间温度固化曲线图将随各配方组分的变化而变化，但对于熟悉本领域的技术人员而言，不需要做不恰当的试验就可调节固化曲线的参数。