[发明专利]双固化粘合剂

说明书

交叉引用的相关申请

本申请要求2010年6月8日申请的美国临时专利申请系列No.61/352600的权益，其内容在此通过引用并入。

发明领域

本发明涉及粘合剂，其能够经历UV引发的光聚合和热引发的聚合或者固化二者。

发明背景

双固化粘合剂(其能够经历UV引发的B-阶段光聚合，随后经历热引发的C-阶段固化)是这样一类配制品，其特别良好地适于半导体芯片连接，和特别是适用于堆叠存储器芯片封装。在这样的粘合剂的设计中，材料的粘合性、粘度、原始强度、剥离强度和芯片剪切强度性质必须是平衡的。这是不易实现的，因为能够用于所述配制品的原料的范围大，并且最终组合物的基本性质会受到所选材料的选择和量的影响。因此，能够选择适当的配方材料而无需大量的试验将会是一种优势。

发明内容

本发明是一种双固化粘合剂，其可以通过选择配方材料来满足某些不等式而设计成具有适当平衡的性质。该双固化粘合剂包含能够进行UV引发的自由基聚合的烯键式不饱和化合物、和环氧化合物以及它们的相应的能够热固化的固化剂。在一种具体的实施方案中，该双固化粘合剂包含(A)一种或多种含有含氧的环状单元的单官能丙烯酸酯化合物，(B)一种或多种其中酯基包含由至少6个碳原子组成的烃基的单官能丙烯酸酯化合物，和(C)一种或多种软化点或者熔点为60°C-100°C的热塑性的固体无定形环氧化合物；

其中这些化合物同时满足下面的不等式：

+(0.0870X wt%A)─(0.0253X wt%B)─(0.0071X wt%C)≤2

─(299.18965X wt%A)─(286.4803X wt%B)+(367.9926X wt%C)≤2500

+(21.2989X wt%A)─(8.0051X wt%B)+(8.5470X wt%C)─(0.7810Xwt%A X wt%C)≤20

─(0.0204X wt%A)─(0.0363X wt%B)+(0.0820X wt%C)≥1

─(0.1538X wt%A)+(0.1613X wt%B)+(0.2581X wt%C)≥5

在其中wt%A、wt%B和wt%C分别表示在该双固化粘合剂组合物中化合物(A)、(B)和(C)的重量百分比。在一种实施方案中，化合物(C)以20%或者更高的浓度可溶于(A)和(B)中。除了化合物(A)、(B)和(C)之外，该双固化粘合剂将包含用于丙烯酸酯和环氧化物的固化剂。在一些实施方案中，该双固化粘合剂将进一步包含一种或多种填料。权利要求1的双固化粘合剂，在其中

具体实施方式

在堆叠半导体芯片和类似封装中有用的粘合剂为了可用必须具有某些材料和性能规格。重要的性质包括粘合性、粘度、剥离强度、芯片（die）剪切强度和原始强度。

该粘合剂的粘合性值在B阶段状态时应该是2或者更低。如果该值大于2，则该粘合剂在室温或者更冷时会流动(冷流动)，并且不会从切割胶带基底(dicing tape substrate)上容易地脱模(release die)。

液体晶片背面涂覆配制品被认为是膜粘合剂的一种有潜力的吸引人的替代品。为了与开发的喷涂硬件(其是用于此目的市售品)一起使用，该配制品的粘度必须低于2500Pa.s。优选的粘度因此是2500Pa.s或者更低。

该B-阶段配制品必须表现出从UV处理的UV切割胶带上足够的脱离性(release)。如果剥离强度值高于20g/英寸，则当从芯片切割胶带上取起时，该芯片会破碎或者裂开。小于或者等于20g/英寸的剥离强度值是优选的。

在热模拟一个代表性的封装方法之后和在260°C测量(回流炉(reflow oven)温度)的芯片剪切强度给出了关于产品可靠性的一个很好的指示。小于1kg/芯片的值表示了在最终封装中可靠性失效的高风险性。1kg力/芯片或者更高的芯片剪切强度是优选的。

原始强度指示了在结合步骤之中或者之后、但是在固化步骤之前，结合的芯片会受到移动、置换或者剥离多大的影响。小于5kg/芯片的值表示了在加工过程中存在着芯片移动或者剥离的危险。5kg/芯片或者更高的原始强度是优选的。

本发明人发现两种不同的丙烯酸酯化合物和至少一种环氧化合物的关键组合可以配制来提供满足上述标准所需的性能。这两种丙烯酸酯称作化合物(A)和(B)，并且该环氧化合物称作化合物(C)。