[发明专利]包含卟啉以提高粘合性的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及粘合剂组合物、提高与金属衬底的粘合性的方法以及用采用卟啉的粘合剂组合物将半导体芯片连接到金属衬底上的组件。

背景技术

通常地，半导体芯片用树脂基粘合剂附连到金属衬底例如引线框架上。这些粘合剂利用多种树脂化学性质，在半导体封装附连到电路板、焊料回流期间以及在封装的最终应用中的整个使用过程中，用于将芯片固定在金属引线框架上。随着半导体封装技术发展，对粘合剂的要求发生了相似的变化。近年，对能够耐受达270℃的回流温度的粘合剂的需求已增长。已经证明，在此高温下良好的粘合性对于已有的配方非常难以获得，需要这样的粘合剂组合物——其会提供与金属表面的改进粘合性，尤其是在升高的温度下。本发明的各种实施方式和配置解决了该需求和其他需求。

发明内容

在一个实施方式中，本发明是粘合剂组合物(后面也称为粘合剂)，其包括可固化树脂和具有至少一个羧酸官能团的卟啉衍生物。在第二实施方式中，本发明是提高粘合剂组合物的粘合性的方法，包括(i)提供可固化树脂，和(ii)在该树脂中加入具有至少一个羧酸官能团的卟啉衍生物。在第三实施方式中，本发明是一种组件，其包括金属衬底、安装在金属衬底上的半导体芯片和置于金属衬底和半导体芯片之间的粘合剂组合物，其中粘合剂组合物包括(i)可固化树脂和(ii)具有至少一个羧酸官能团的卟啉衍生物。定义

如本文所用，术语“烷基”是指有支链的或无支链的1至24个碳原子的饱和烃基团，例如甲基(“Me”)、乙基(“Et”)、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基、癸基及类似基团。

如本文使用的，术语化合物、产物或组合物的“有效量”意思是用以提供所期望结果的化合物、产物或组合物的足够量。如下文所指出，不同封装所需的精确量将有所变化，其取决于所使用的具体化合物、产物或组合物，它的施用方式等等。因此，不可能总能规定精确量；但是有效量可由本领域普通技术人员仅使用常规实验来确定。

如本文所用，术语“适合的”用于指与如本文提供用于所述目的的化合物、产物或组合物相容的部分。对所述目的的适合性可由本领域普通技术人员仅使用常规实验来确定。

如本文所用，“取代的”通常用于指碳或适合的杂原子被去除氢原子或其他原子并用其他部分代替。而且，“取代的”意图是指不改变本发明的下述化合物、产物或组合物的基本用途和新用途的取代。

如本文所用，“B阶段处理(B-staging)”(及其变型)用于指用热或辐射对材料的处理，以使如果材料在溶剂中溶解或分散，则溶剂挥发而材料部分固化或不部分固化，或者如果材料是纯的、不含溶剂，则材料被部分固化至粘着或更硬化的状态。如果材料是易流动的粘合剂，B阶段处理会提供极低的流动而不充分固化，以使粘合剂用于将一个物件连接至另一个物件后，可进行另外的固化。流动的降低可通过溶剂挥发、树脂或聚合物的部分提早处理或固化或二者兼有来实现。

如本文所用，术语“固化剂”用于指引发、传递或加速组合物固化的任何材料或材料的组合，并且包括，但不限于，促进剂、催化剂、引发剂和硬化剂。

如本文所用，术语“卟啉”是杂环大环，其由四个吡咯亚单元通过四个次甲基桥(＝CH-)连接在相对端(α位)而形成，具有下述结构：

如本文所用，术语“卟吩(porphine)”、“卟吩(porphin)”和“卟啉”交互使用，具有相同的含义，如上所述。

如本文所用，术语“游离卟啉”、“游离卟吩(free porphin)”和“游离卟吩(free porphine)”用于指没有任何金属离子或原子结合到中心的氮上的卟啉。

具体实施方式

本发明的卟啉衍生物特征在于具有至少一个羧酸官能团，通常从卟啉环伸出。卟啉环和羧酸官能团同时存在比起没有羧酸官能团的卟啉环产生了提高的粘合性。羧酸官能团及其极性已知用于提高粘合剂配制物的粘合性。卟啉环广泛用作螯合剂，因为它们具有与金属离子和金属原子配位的倾向。在本发明中，已发现当以及如果卟啉环结构和羧酸官能团同时存在且可用于化学相互作用(即它们不结合)时，粘合强度得到提高。酸官能团和卟啉环一起发挥作用，在提高与金属表面的结合方面，产生了意想不到的协同效应。

含有至少一个羧酸官能团的卟啉衍生物的一个实例是：