[发明专利]一种应用于PCB类半导体封装的偶联工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装领域，尤其涉及改善封装质量的技术领域。

背景技术

硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得。硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。

钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料，有良好的偶联效果；这类偶联剂可用通式：ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n(n＝2，3)表示；其中RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的。

环氧树脂包封的主要作用是给其内部的芯片，导线及导线连接提供机械支撑，散热，电气绝缘，抵抗潮气或酸碱引起的腐蚀。环氧包封体是一个多种材料交叉的综合体，存在环氧和多种材料的结合界面，如果界面的结合强度不够，在恶劣情况下就会分层，产品的可靠性下降。

特别是20世纪80年代以来，随着表面贴装技术的广泛应用，一种比较严重的失效模式就是封装体在客户端进行表面贴装SMT时，芯片封装体从界面处开裂，界面处的导线键合受到分离应力作用容易开路而导致产品失效，界面处的芯片建立了与外界的潮气通路，其失效机理就是由于有些工序中温度比较高，界面所吸收的潮气在高温下体积迅速膨胀，产生的应力高于界面的结合力导致的开裂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于PCB类半导体封装的偶联工艺，其能够利用硅烷偶联剂以及钛酸酯偶联剂的联合作用上提高芯片封装中多个关键界面的结合强度，提高产品品质，解决处理后的保存时间问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种应用于PCB类半导体封装的偶联工艺，其中：对PCB基板封装区域，连接导线，芯片，或对其中某一部分表面均匀施用少量助粘剂溶液，使之附着在需要加强的表面；助粘剂的活性成分是钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂；常温挥发风干溶剂，或者通过烘烤的方式烘干溶剂，剩余活性成分涂层厚度控制在10-90nm厚度，然后进行后道封装工序。

作为本发明所述的应用于PCB类半导体封装的偶联工艺的一种优选方案，其中：利用微喷涂设备将助粘剂溶液以非接触方式喷涂在PCB基板封装区域，连接导线，芯片，或其中某一部分的表面上。

作为本发明所述的应用于PCB类半导体封装的偶联工艺的一种优选方案，其中：所述助粘剂活性成分是钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂混合组分，其中钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂的重量百分比为99∶1-90∶10。

作为本发明所述的应用于PCB类半导体封装的偶联工艺的一种优选方案，其中：所述钛酸酯偶联剂为三异硬脂酸基钛酸异丙酯，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，其中三异硬脂酸基钛酸异丙酯与乙烯基三甲氧基硅烷的重量百分比为95∶5-93∶7。

作为本发明所述的应用于PCB类半导体封装的偶联工艺的一种优选方案，其中：助粘剂溶液中三异硬脂酸基钛酸异丙酯与乙烯基三甲氧基硅烷的含量为0.3％-3％，溶剂含量为97％-99.7％，用微喷涂设备均匀喷涂在待处理材料表面，溶液的使用量为20ml/m²-70ml/m²，溶剂挥发后存留的助粘剂活性涂层厚度为10-95nm。

采用本发明有益的技术效果包括：引线框架，PCB基板，芯片，导线和环氧树脂的界面都得到加强，保证工艺中无分层，提高可靠性等级。使用的偶联剂不多，成本较低，降低了封装总体的质量成本。

具体实施方式

PCB产品在实施塑封前，对PCB基板封装区域，连接导线，芯片，或对其中某一部分表面均匀施用少量助粘剂溶液，使之附着在需要加强的表面；助粘剂的活性成分是钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂；常温挥发风干溶剂，或者通过烘烤的方式烘干溶剂，剩余活性成分涂层厚度控制在88nm厚度，然后进行后道封装工序。所述钛酸酯偶联剂为三异硬脂酸基钛酸异丙酯，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，其中三异硬脂酸基钛酸异丙酯与乙烯基三甲氧基硅烷的重量百分比为96∶4。助粘剂溶液中三异硬脂酸基钛酸异丙酯与乙烯基三甲氧基硅烷的含量为0.3％-3％，溶剂含量为98.7％，用微喷涂设备均匀喷涂在待处理材料表面，溶液的使用量为56ml/m²，溶剂挥发后存留的助粘剂活性涂层厚度为70nm。