底部填充胶及其制备方法和倒装芯片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种底部填充胶及其制备方法和采用所述 底部填充胶封装的倒装芯片。
【背景技术】
[0002] 倒装芯片是一种芯片互连与粘结技术，目前已应用于高端电子器件和高密度集成 电路封装领域。它可以有效地缩短互连通路、增加I/O接点数目以及缩小芯片尺寸，实现封 装的轻薄微型化，代表着芯片封装技术及高密度封装的最终方向。底部填充材料作为倒装 芯片封装的关键材料，可以有效保护高密度的焊球，分散芯片表面承载的应力，同时缓解芯 片、焊料和基板三者热膨胀系数不匹配产生的内应力，增加芯片及封装器件的加工性、可靠 性和使用寿命。
[0003] 目前，底部填充胶的研究多集中于30um~200um的间隙的填充材料的开发，譬如 〇吧01010212810.5、0吧01210161036.9、0呢01410831682.0等，而针对3011111以下的填充材料 的研究则较少。CN104962224A公开了一种底部填充胶的制备方法，主要选用粒径比较小 的球型二氧化硅(50~500nm)，来实现对窄间距的倒装芯片底部填充，但该法所制备的底部 填充胶具有较高的粘度，使得无机填料的添加量难以达到理想的要求，进而会影响到底部 填充效果，尤其是大尺寸芯片和多引脚的情况下。因此，如何进一步增加填料用量，并降低 体系粘度和热膨胀系数则成为高密度窄间距倒装芯片封装急需解决的问题，其对进一步提 高高度集成的半导体器件的可靠性具有重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种低粘度、低膨胀系数底部 填充胶及其制备方法，以解决高密度窄间距倒装芯片封装用底部填充胶粘度较大导致其流 动性变差，从而导致在施胶过程中易造成堵塞、孔洞和点胶不均匀等的技术问题。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明实施例一方面，提供了一种底部填充胶。所述底部 填充胶包括如下质量百分比的组分： 填料 60-85% 环氧树脂5-30% 氰酸酯 5-30% 促进剂 0.05-1.0% 增軔剂 1-10%
[0006] 稀释剂 1-10% 分散剂 0.1-3% 消泡剂 0.05%-1 % 偶联剂 0.1-1% 颜料 （).1-0·5%〇
[0007] 本发明实施例另一方面，提供了一种底部填充胶的制备方法。所述底部填充胶制 备方法包括如下步骤：
[0008]按照本发明实施例底部填充胶所含组分及含量分别称取各原料；
[0009]将称取的所述环氧树脂、氰酸酯、增韧剂进行混料处理，得到第一混合物料；
[0010] 将称取的所述填料、分散剂、消泡剂、偶联剂、颜料加入到所述第一混合物料中并 进行混料处理，得到第二混合物料；
[0011] 将称取的所述催化剂、稀释剂加入到所述第二混合物料中并进行混料处理，真空 脱泡处理。
[0012] 本发明实施例又一方面，提供了一种倒装芯片。所述倒装芯片是采用本发明实施 例底部填充胶或由本发明实施例底部填充胶制备方法制备的底部填充胶封装而成。
[0013]与现有技术相比，本发明实施例底部填充胶以环氧树脂和氰酸酯树脂按照其含量 复配，共同构成本发明实施例底部填充胶的基础树脂组分，该两树脂组分能够发挥增效作 用，有效降低本发明实施例底部填充胶的粘度，使得本发明实施例底部填充胶的粘度相对 于CN104962224Α专利和CN104927733Α专利等先前研发出的底部填充胶的粘度低于 10%以下。另外，针对基础树脂组分，本发明实施例所含的促进剂能够有效控制本发明实施 例底部填充胶的固化时间，以保证本发明实施例底部填充胶施胶均匀，提高倒装芯片的封 装质量，其填料的存在，能有效降低本发明实施例底部填充胶的膨胀系数。
[0014]本发明实施例底部填充胶按照其顺序将各组分进行混料处理，其分散体系均匀， 性能稳定，尤其是使得基础树脂组分及其填料等能够有效混合均匀，从而使得基础树脂组 分有效发挥增效作用，赋予本发明实施例底部填充胶具有低的粘度，具有良好的流动性以 及膨胀系数。经过脱泡处理后，能使得本发明实施例底部填充胶施胶封装过程中，无气泡， 避免填充空洞的出现。
[0015]本发明实施例倒装芯片由于是采用本发明实施例底部填充胶封装而成，因此，能 有效保证点胶均匀，封装质量高，从而有效提高了倒装芯片的加工性、可靠性，并延长了其 使用寿命。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0017] 本发明实施例说明书中所提到的各组分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含 量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书组合物各 组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明 实施例说明书中所述的质量可以是yg、mg、g、kg等医药领域公知的重量单位。
[0018] -方面，本发明实施例提供了一种具有低粘度的底部填充胶。在一实施例中，本发 明实施例底部填充胶包括如下质量百分比的组分： 填料 60-85% 环氧树脂5-30% 氰酸酯 5-30% 促进剂 0.05-1.0% 增韧剂 1-10%
[0019] 稀释剂 1-10% 分散剤 0.1-3% 消泡剖 0.05%-1 % 偶联剂 0.1-1% 颜料 0.1-0.5%。
[0020] 具体地，上述实施例底部填充胶所含的填料能够调节本发明实施例底部填充胶膨 胀率和导热系数，具体是可以改善如降低填充胶的膨胀系数和提高其导热性能。在一实施 例中，上述实施例底部填充胶所含的填料优选为球形二氧化硅。具体的选用杂质离子Na+， cr离子含量小于0.lppm，颗粒表面光滑，无团聚的高品质球形二氧化娃。在进一步实施例 中，选用尺寸为0.5-3.Ομπι二氧化硅。选用该类的高品质球形二氧化硅作为填料，其杂志含 量低，颗粒尺寸小，可有效降低底部填充胶的热膨胀系数。其中，尺寸小有利于窄间距倒装 芯片底部填充胶的施胶，避免了颗粒尺寸大，在填充过程阻塞和填充孔洞的出现，尤其对倒 装芯片间距在25μπι以下的窄间距填充时具有不可替代的优势。颗粒中的杂质离子含量低， 可有效提高所保护焊球的使用寿命。
[0021] 上述实施例底部填充胶是以环氧树脂和氰酸酯树脂两者复配形成基础树脂组分， 通过两者的增效作用，以实现有效降低本发明实施例底部填充胶的粘度。另一方面可以最 大程度地提高填料的填充量从而降低实施例底部填充胶热膨胀系数，如能使得所述填料含 量能够高达60-85%。其次，使用互配的基础树脂同时可以改善本发明实施例底部填充胶的 固化工艺和热机械性能以及粘结强度。因此，
[0022]在一实施例中，上述环氧树脂为环己烷-1，2-二羧酸二缩水甘油酯、双酚A型环氧 树脂E51、双酚A型环氧树脂E44、EP0N825环氧树脂、双酚F型环氧树脂ΕΡΙΚ0ΤΕ862、双酚S 型环氧树脂、脂环族环氧树脂、3,4_环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、3-环氧乙烷 基7-氧杂二环[4.1.0]庚烷、双（（3,4_环氧环己基）甲基）己二酸酯、3,4_环氧环己基甲基甲 基丙烯酸酯、4,5_环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、1，4_环己烷二甲醇双(3,4_环氧 环己烷甲酸）酯、有机硅改性环氧树脂、多环芳香族环氧树脂EPICL0N@HP4700、多环芳香族 环氧树脂EPICL0N?HP4770、多环芳香族环氧树脂EPICL0N?HP5000、多环芳香族环氧树脂 EPICL0N?HP4032(D)、酚醛型环氧树脂EPICL0N0HP7200、陶氏化学DEN431、陶氏化学DEN 438、陶氏化学DEN439、联苯结构的环氧树脂3，3，5，5-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚中的 至少一种。
[0023]在另一实施例中，上述氰酸酯为双酚A型氰酸酯、双酚A型氰酸酯预聚物、双酚E型 氰酸酯、双酚E型氰酸酯预聚物、双酚F型氰酸酯、双酚F型氰酸酯预聚物、双酸Μ型氰酸酯、双 酸Μ型氰酸酯预聚物、酚醛型氰酸酯树脂、酚醛型氰酸酯树脂预聚物中的至少一种。
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