[发明专利]使用可再加工粘合剂制造电子元件的方法

说明书

本发明涉及一种用可再加工粘合剂组合物将电子元件粘附于基底上的方法。

粘合剂组合物，尤其是导电粘合剂已广泛用于半导体封装和其它电子设备的制造和组装。更为重要的用途是将集成电路芯片粘结到铅框架或其它基底上，以及将电路部件或组件粘结到印刷电路板上。

在电子封装时，对导电粘合剂的要求是，它们具有良好的机械性能、不影响元件或载体的固化性能、以及与现用于工业上的已有应用装置相容的触变性能。

粘合剂粘结或互连技术的另一重要方面是再粘结的能力。对于包括大体积制品的单个芯片封装来说，可以丢弃不合规格的芯片而没有明显损失。但丢弃仅具有一个不合规格芯片的多芯片封装则较为昂贵；因此，再加工不合规格芯片的能力在制造上是一个优点。目前，在半导体工业上的一个主要目标是发展能够满足对粘结强度和粘结柔性的各种要求，而且还可再加工的粘合剂。

常规的粘合剂技术使用低粘度的热固性有机物质。为了达到所需的机械性能，较高分子量的热塑性塑料是优选的组合物。但这些物质粘度太高，甚至为固体膜的形式，这对于制造工艺来说都是缺点。因此，需要一种在现有制造工艺中易于调配，从而可再加工的新组合物。

本发明是一种使用可再加工粘合剂制造粘附于基底上的电子元件的方法。电子元件可以是以机械方式和电学方式粘附于基底上的有源集成电路芯片或任何其它的有源元件、或任何无源元件。

可再加工粘合剂组合物包含一种或多种含有一个或多个碳碳双键(以下称作乙烯基官能度)的化合物、游离基引发剂和/或光引发剂、以及可选的一种或多种填料。优选的化合物是本说明书稍后所描述的那些。

包含一个乙烯基官能度的化合物以下称作单官能化合物。包含多个乙烯基官能度的化合物以下称作多官能化合物。

通过选择用于组合物的占主要量的单官能化合物，可以设计出可再加工组合物。通过使用较低分子量的活性低聚物或预聚物，然后将其在施用到电子组件之后进行现场固化，可以容易地提高这些热塑性组合物的加工性能。较低分子量意味着粘度低且易于施用到基底上。

该方法包括以下步骤：

(a)提供一种包含以下物质的可固化的、可再加工的粘合剂组合物：

(i)占主要量的可有效产生热塑性能的一种或多种单官能乙烯基化合物，和

(ii)可选地，少量的不足以降低固化组合物热塑性能的一种或多种多官能乙烯基化合物，

(iii)选自游离基引发剂、光引发剂、及其混合物的一种固化引发剂；

(iv)可选地，一种或多种填料；

(v)可选地，一种或多种增粘剂；

(b)将可固化组合物放置在电子元件和基底之间；然后

(c)现场固化该组合物。

用于本发明粘合剂组合物的化合物是可固化的化合物，这意味着它们能够在交联或非交联条件下进行聚合。在本说明书中，固化是指在交联或非交联条件下进行聚合。正如本领域所能理解的，交联是两种聚合物通过一个元素、分子基团、或化合物形成连接，而且一般是在加热下进行的。随着交联密度的提高，物质的性能可由热塑性变成热固性。

通过正确选择单官能或多官能化合物及其量，可以制备出具有各种交联密度的聚合物。参与反应的多官能化合物的比例越高，交联密度越大。为了产生热塑性能，本发明粘合剂组合物可由单官能化合物来制备以限制其交联密度。但可以加入少量的多官能化合物以产生一定交联和增强该组合物，只要将多官能化合物的量限定在不降低所需热塑性能的量之下。在这些参数范围内，可以根据特定的最终用途调节单个粘合剂的强度和弹性。

还可通过控制固化粘合剂的交联密度来得到各种玻璃化转变温度以经受随后的加工和操作温度。

在需要再加工组件的情况下，电子元件可在基底上撬开，且可以加热所有残余的粘合剂，直到其软化而易于去除。

在本发明粘合剂组合物中，乙烯基化合物在可固化粘合剂组合物中的量为基于有机组分(不包括任何填料)的2-98％重量。

该粘合剂组合物还可包括至少一种游离基引发剂，其定义为，可分解成具有一个或多个未成对电子的分子碎片的化学物质，所述未成对电子活性高且通常寿命短，可通过链转移机理引发化学反应。游离基引发剂的量可以是乙烯基化合物(排除任何填料)重量的0.1-10％，优选0.1-3.0％。游离基固化机理可进行快速固化，且得到在固化前具有较长保存期的组合物。优选的游离基引发剂包括过氧化物，如过辛酸丁酯和过氧化二枯基，和偶氮化合物，如2，2’-偶氮二(2-甲基-丙腈)和2，2’-偶氮二(2-甲基-丁腈)。