[发明专利]返修性能好的单组份底部填充胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单组分表面贴装胶粘剂，尤其涉及一种可快速固化、返修性能好的单组份底部填充胶及其制备方法。

背景技术

当下世界，由于无线通讯、便携式计算机、宽带互联网络产品及汽车导航电子产品的需求，电子元器件集成度越来越高，芯片面积不断扩大，集成电路引脚数不断增多，与此同时要求芯片封装尺寸进一步小型化和微型化，集成电路朝着更加轻、薄、小的方向发展，因此出现了许多新的封装技术和封装形式。倒装芯片(flip chip)互联技术是其中最主要的封装技术之一，倒装芯片技术具体内容是将芯片面朝下与基板互联，使凸点成为芯片电极与基板布线层的焊点，进行牢固的焊接，它提供了更高的封装密度，更短的互联距离，更好的电性能和更高的可靠性。液体单组份环氧底部填充胶是一种适用于倒装芯片电路的材料，它是将液体环氧树脂填充在IC芯片与有机基板之间的狭缝中，并且将连接焊点密封保护起来。

底部填充胶在常温下未固化前是种单组份液态的封装材料，成分主要是环氧树脂并通常会添加二氧化硅来增加其强度。底部填充胶的主要功能之一是将整个晶粒与基板粘附在一起，或至少沿着整个晶粒边缘，以降低实际上施加于接点的热应力，将整个晶粒与基板粘附在一起。通常在PCB上安装晶圆后用底部填充胶填充间隙，如果发生晶圆不合格，就需要把晶圆从PCB上取下来，并除去底部填充胶，进行再安装。但是，由于现有这种作业的返工性效率较差，而为了提高返工效率，大多的研究结果都是添加可塑剂等。但是，会产生一些问题，例如玻璃化转变温度(Tg)的减低，从而引起的热循环处理时的连接信赖性的降低和固化性的减低。很难满足使用条件越来越苛刻的电子产品的要求的。

发明内容

本发明为了解决现有底部填充胶玻璃化转变温度(Tg)低、可靠性低、返修性差及应用于电子产品时影响其质量等技术问题，而提供一种耐冷热循环冲击性能优异、高Tg、高可靠性、良好返修性的单组份底部填充胶及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的返修性能好的单组份底部填充胶，由下列重量百分含量的原料配置而成：液态环氧树脂-11.8～69％、环氧化聚丁二烯-2～10％、聚氨酯改性的环氧树脂-11.8～69％、脂环族环氧树脂-0.5～14.8％、环氧稀释剂-1.5～18.5％、潜伏性固化剂-0.5～14.8％、促进剂-1.1～30.8％、球型硅微粉-0～39％、颜料-0～6％。

本发明提出的返修性能好的单组份底部填充胶的制备方法，其工艺步骤如下：

树脂混合预处理：按配比将液态环氧树脂、环氧化聚丁二烯、聚氨酯改性的环氧树脂、脂环族环氧树脂在摄氏45～55度下，混合搅拌55～65分钟；

混合：按配比先将混合好的树脂混合料与球形硅微粉混合均匀，然后加入潜伏性固化剂、促进剂、环氧稀释剂、颜料，在真空状态下混合搅拌55～65分钟。

本发明提供的返修性能好的单组份环氧树脂组成物，是作为底部填充材料来密封半导体装置和基板的，具有良好的连接信赖性和固化性，同时能够增强返修性。经性能测试具有：

(1)流动性

在40摄氏度下间隙25um的状态，用注射器从一边滴下底部填充胶，确认知道间隙填满所花时间。评价标准如下：

流动性好：组成物在五分钟内填完

流动性不好：组成物的浸透在中途停止

(2)玻璃化转变温度

在120摄氏度下固化底部填充胶30分钟后，用TMA测试，按每分钟增加5摄氏度的条件，确认从30摄氏度到300摄氏度加热过程中的玻璃化转变温度，玻璃化转变温度要求在70-100度，这样即可以保证底部填充胶的可靠性又可以增强返修性。

(3)热处理时的连接可靠性

带有10×10mm的BGA回路基板(0.5mm间距、121引脚、直径0.35mm锡球)，在BGA和回路基板之间用底部填充胶进行填充，然后进行1000个热循环处理(-40摄氏度/125摄氏度，每10分钟1个循环)。再确认连续性的好坏。评价标准如下。

可靠性好：1000个循环结束时，不发生连续不良

可靠性不好：1000个循环结束时，发生连续不良

(4)固化性

用DSC，测定底部填充胶和用120摄氏度的高温槽加热底部填充胶十分钟得到固化物的发热量，就是确认每分钟10摄氏度增温下30摄氏度到250摄氏度加热时的发热量，计算(组成物的发热量-固化物的发热量)/组成物的发热量X100的反应率，评价标准如下。

完全固化：反应率为95％以上