[发明专利]自圆倒角化芯片粘接膏

说明书

本申请是分案申请，原国际申请的申请日为2008年2月25日、申请号为200880127436.X(PCT/CN2008/000393)、发明名称为“自圆倒角化芯片粘接膏”。

发明背景

微电子器件含有由各种类型的衬底支撑的许多电路元件。所述元件包括半导体硅片(芯片)。这些元件与衬底之间的电连接在芯片上的电端子与衬底上的相应电端子之间形成。一种形成这些连接的方法使用膏状芯片粘接粘合剂，将半导体芯片粘着至衬底和金属线，以便将芯片上的端子与衬底上的端子粘结。

在这种芯片粘接工艺中，在足够程度的压力和/或热下使芯片与芯片粘接粘合剂接触，以便粘合剂铺开并完全覆盖芯片下的衬底。期望粘合剂进一步在芯片的周围形成圆倒角(fillet)，即隆起的边或脊。

当使用薄芯片并且当堆叠芯片时，在分配芯片粘接粘合剂时出现问题。常规的膏状芯片粘接材料不适合这些应用，原因在于所述芯片粘接材料不容易在期望的边界形成圆倒角并且可能容易溢流入半导体封装中塞满的固定元件中，并污染相邻的芯片和电互连，或者溢流到芯片的顶部，这将影响随后的引线粘合工艺。另外，在不施加压力的情况下很难获得适当水平的粘合剂流动和粘合。当将压力施加于薄芯片时，芯片可能破裂或倾斜或扭曲。

优选的是应用这样的芯片粘接材料，其具有合适的流变学，以便在不施加压力和/或热或者压力和/或热施加最小化的情况下自动地流动并填充待被粘着的区域，且在该区域的周边精确且均匀地形成圆倒角，而粘合剂不会扩展到周围区域上。

发明概述

本发明人已经发现，一种在25℃(环境温度)下自动流动(自流动(auto-flow))且形成圆倒角(自圆倒角(self-fillet))的组合物具有在1.8Pa至10Pa(18达因/cm²至100达因/cm²)范围内的屈服应力。此类组合物可以通过使用适当选择的填料来设计，而与该组合物中使用的树脂系统无关。因此，本发明是包含树脂和填料的组合物，其特征在于所述组合物具有1.8Pa至10Pa范围内的屈服应力，从而在25℃下自动流动并形成圆倒角。屈服应力是组合物从粘弹性固体转变为剪切稀化液体时的值，并且为了本说明书和权利要求的目的，屈服应力通过在发明详述中公开的方案测量。

发明详述

自流动是指芯片粘接粘合剂在被布置于两个衬底之间并与这些衬底接触时在室温下开始流动，而无需施加超过轻微压力的压力，并且覆盖两个衬底之间的区域。衬底可以指半导体芯片的衬底，或半导体芯片本身，诸如在两个或更多个芯片以堆叠布局排列时发生的情况。使用半导体衬底与半导体芯片的组合，自圆倒角是指芯片粘接粘合剂在衬底上的芯片的周边处将停止其自流动，并凝固而沿芯片外围周围形成圆倒角，而不会溢流到芯片的顶部或者扩展到除芯片紧邻附近外的衬底上的区域中。圆倒角是隆起的边或脊，并且可具有弯曲的内角。在两个或更多个芯片以堆叠布局排列的情况中，在衬底是另一芯片的情况下圆倒角可能不是期望的。通过调整轻微压力和/或屈服应力范围内的屈服应力，对于这种布局可以避免圆倒角，尽管如所述膏能够自圆倒角化。

屈服应力在25℃在应力下从产生自包含树脂和填料的组合物的流变曲线测定。方案如下，利用流变仪AR2000EX：组合物起初被剪切，直到其从粘弹性固体转变为液体；使其平衡；从0.1Pa至200Pa施加剪切应力；然后将应力从200Pa降至0.1Pa。每个步骤的持续时间通常在二至十分钟之间。每个步骤的实际持续时间针对每种组合物如下测定：运行该方案，其中每个步骤的持续时间为二分钟，然后以十分钟再次运行该方案。如果屈服应力的测量在十分钟时与在两分钟时相同，则两分钟被用作每个步骤的持续时间。如果不同，则十分钟时的屈服应力被采纳作为实际的屈服应力值。任意地，实践者可以以不同的持续时间针对每一步骤进行数次方案运行，直到结果不再变化，并对于每个步骤采用产生一致屈服应力值的最低持续时间。记录剪切应力施加(从0.1Pa至200Pa)的渐升曲线模拟芯片粘接粘合剂的分配过程；芯片粘接粘合剂通常通过注射器分配并且注射器活塞的压力在粘合剂上施加剪切应力。记录剪切应力减小(从200Pa至0.1Pa)的渐降曲线模拟芯片与粘合剂接触时的芯片粘接过程。本发明人发现渐降曲线更精确地预测发生自流动和自圆倒角化时的屈服应力。