[发明专利]用于粘结半导体晶片的无溶剂环氧基粘合剂和其制备方法

说明书

本发明涉及用于将晶片粘结到基材上的无溶剂环氧基晶片(小片(die))粘合剂配料，特别涉及不能再加工的和可再加工的环氧基低应力粘合剂，该粘合剂可非必要地含有电和热导体填料。当该粘结小片组件暴露于涉及约-65℃至约+150℃幅度的热冲击、温温(85℃/85％RH)和/或在130℃/85％RH(相对湿度)下的HAST试验(高加速应力试验)时，保持了使用这些粘合剂的小片剪切强度。

在电子工业中，需要耐在产品可靠性试验中使用的应力条件、无树脂渗漏问题和优选可再加工而不损害设备和组件材料的小片粘合剂。具有这些性能的小片粘合剂在(例如)制造单晶片模块(SCM’s)和多晶片模块(MCM’s)中可使成本降低，所述模块通常用于高尖端计算机、汽车电路、医用和电信设备、蜂窝电话和各种其它消费品中。

通常市购的双酚A或双酚F缩水甘油基氧基醚基环氧粘合剂缺乏吸收应力所需的柔韧性，该应力是在可靠性暴露中粘结部件之间的热不匹配造成的。这些粘合剂通常也不能再加工。

最近，在市场上可买到能够通过热流再加工的几种不同浆料和胶带类型的热塑性聚合物基膜粘合剂。然而，这些热塑性粘合剂仅适用于低温领域如用作预烧的暂时粘结并且已发现在粘结层中具有孔隙问题和小片粘结的易变性。市购热塑性浆料配料也是基于溶剂的，该配料存在拉丝性或拖尾问题、各种填料如银在烘烤/固化时从聚合物中的相分离问题，且通常存在性能易变性问题。

而可再加工的另一类粘合剂是基于硅氧烷弹性体化学的。然而这些材料也存在浆料拉丝问题，同时更重要的是已发现在粘结金表面的小片组件暴露于T/H(温度/湿度)应力条件下时导致粘结力降低。当这些材料加热至200℃以上时即使对于起初已完全固化的粘合剂，也存在含硅氧烷的物质脱气的问题。

市场上还可买到据说能够再加工的柔韧性环氧基导体粘合剂，但这些粘合剂存在不满意的浆料流变性、低热稳定性、再加工中的可变性能问题，且在某些情况下对于实际用于制造领域其适用期太短。

制造电子部件要求具有改进性能的粘合剂，并且还需要满足至少下列性能中的一些的新小片粘结粘合剂。这些性能包括耐在产品可靠性试验中使用的应力条件、无树脂渗漏问题、在不损害设备或组件材料下的再加工性、高的小片剪切强度、在涉及热循环和T/H暴露的可靠性试验期间的粘结稳定性，及适用于非气密性和气密性组件，无孔隙小片粘结层粘结、适用于自动化分配工具的浆料粘度和流变性，且这些粘合剂在制造电子仪器组件中大幅度降低成本。

考虑到先有技术的问题和缺陷，本发明的一个目的在于提供可用于制造电子部件的粘合剂，特别是将小片或晶片与基材粘结的粘合剂。

本发明的第二个目的是提供耐在产品可靠性试验中使用的应力暴露条件的小片粘结粘合剂。

本发明的第三个目的是提供无树脂渗漏问题的粘合剂。

本发明的第四个目的是提供可再加工而不损害设备或组件材料的小片粘结粘合剂。

本发明的第五个目的是提供通过使用粘合剂将组件如晶片与基材粘结制造电子部件的方法和由该方法制造的电子部件。

本发明的第六个目的是提供特别适合粘结较大的小片(如15mm×15mm或更大)的低应力环氧粘合剂。

本发明的其它目的和优点将通过下面的描述显而易见。