用于半导体的粘合剂组合物和包含它的粘合剂膜的制作方法与工艺

文档序号:12041460阅读:500来源:国知局
本发明涉及用于半导体的粘合剂组合物及包含它的粘合剂膜。更具体地,本发明涉及用于半导体的粘合剂组合物,所述组合物允许缩短或省略在芯片接合后必须包含的半固化工艺,并在芯片接合后的各种加工后仍能提供固化速率,从而促进在EMC模塑中去除空隙。本发明还涉及包含它的粘合剂膜。

背景技术:
为了实现具有高容量的半导体装置,使用提高单位面积内的单元的数目的定性的高集成方法和沉积多个芯片以提高容量的定量包装方法。作为包装方法,通常使用多芯片包装(MCP),其中使用粘合剂沉积多个芯片,并用引线接合使上下芯片电连接。在沉积半导体包装芯片中,当竖直安装相同尺寸的芯片时,通常预先贴附隔离物以确保用于接合引线的空间,从而导致用于贴附该隔离物的额外工艺的不便。近来,优选将下接合引线直接置于在贴附至上芯片的下表面的粘合剂膜中,以简化工艺。因此,粘合剂层要求在约100℃至150℃的芯片接合温度下具有足够的流动性以使接合引线从中穿过。如果粘合剂层流动性不足,会出现质量缺陷,如引线塌陷或压缩。因此,引入高流动性粘合剂以解决低流动性粘合剂不能放置接合引线的问题。然而,高流动性粘合剂层会造成不均匀的粘附体,因为芯片可因高流动性产生的过度粘合性能而在芯片接合工艺中弯曲。同时,如果粘附体基板在其表面上具有不均匀的部分,在粘合剂层和基板之间的界面上形成空隙。一旦形成,空隙不能被去除,而在粘合剂固化或环氧模塑(EMC模塑)工艺期间被固定,从而造成半导体芯片包装的缺陷,并降低苛刻条件下的可靠性。因此,提议一种包括接合相同类型的芯片后的半固化工艺的方法。然而,这种方法具有额外的工艺和生产率降低的不便。

技术实现要素:
技术问题根据本发明,当在将接合有本发明的粘合剂组合物的芯片贴附到基板或芯片后,缩短或省略半固化工艺时,可消除空隙或使空隙的产生最小化。此外,在芯片接合后的各种工艺,例如引线接合和EMC模塑后,仍能提供固化速率,以在EMC模塑中有效地消除空隙,并且有效地去除在半导体制造工艺(芯片结合和模塑)中可能产生的空隙,从而改善可加工性和可靠性。此外,当沉积芯片时,所述粘合剂组合物不经受弯曲,从而能够沉积多层芯片,并具有合适的抗压强度,以使引线接合中,芯片不易于移动。因此,所述粘合剂组合物可应用于要求接合导线的穿透性能的FOW,并在EMC模塑中具有空隙消除性能,从而在接合相同类型的芯片中同时获得可加工性和可靠性,其中,所述粘合剂膜需要包括接合引线。此外,本发明还提供了包含所述用于半导体的粘合剂组合物的粘合剂膜。技术方案本发明的一个方面提供了用于半导体的粘合剂组合物。所述用于半导体的粘合剂组合物在65℃与350℃之间具有两个放热峰,并具有小于10%的空隙面积比(Vm),在150℃一次循环固化30分钟、然后在175℃下模塑60秒后测量所述空隙面积比,其中,在65℃与185℃之间出现第一放热峰,并在155℃与350℃之间出现第二放热峰(附带条件为所述第二放热峰在比所述第一放热峰更高的温度下出现)。所述的用于半导体的粘合剂组合物,在125℃固化30分钟后在150℃可具有100至1,500gf/mm2的抗压强度,及在150℃一次循环固化30分钟、然后在175℃下EMC模塑60秒后在粘附体上具有小于10%的空隙面积比(Vm)。所述粘合剂组合物,在125℃固化30分钟后在150℃下测量可具有100至1,500gf/mm2的抗压强度,及在150℃一次循环固化30分钟后在粘附体上具有小于15%的空隙面积比(Vm)。所述用于半导体的粘合剂组合物可包括:热塑性树脂、环氧树脂、固化剂和固化促进剂。所述固化剂可包括两种不同类型的具有不同的反应温度范围的固化剂。在一个实施方式中,所述固化剂可包括酚醛固化剂和胺固化剂。所述酚醛固化剂可在主链中包括联苯基。在一个实施方式中,所述酚醛固化剂可由通式1表示:[通式1]其中,R1和R2各自独立地表示C1至C6烷基,且n为2至100。在一个实施方式中,所述胺固化剂可由通式2表示:[通式2]其中,A为单键或表示选自由-CH2-、-CH2CH2-、-SO2-、-NHCO-、-C(CH3)2-和-O-组成的组中的一种,并且R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地表示氢、C1至C4烷基、C1至C4烷氧基或胺基。这里,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的至少两个包括胺基。所述酚醛固化剂与所述胺固化剂的比例可为3∶1至1∶11。或者,所述酚醛固化剂与所述胺固化剂的比例可为1∶1至1∶5。所述固化促进剂可具有100℃至160℃的熔点。所述固化促进剂可包括三聚氰胺催化剂、咪唑催化剂和磷催化剂的至少一种。所述热塑性树脂在所述全部组合物中以固含量为单位的含量可为30wt%至70wt%。在一个实施方式中,所述用于半导体的粘合剂组合物可包括30wt%至70wt%的所述热塑性树脂、5wt%至35wt%的所述环氧树脂、0.5wt%至15wt%的所述酚醛固化剂、1wt%至15wt%的所述胺固化剂、0.1wt%至10wt%的所述固化促进剂、0.01wt%至5wt%的所硅烷偶联剂和10wt%至60wt%的所填料。所述热塑性树脂的量大于所述环氧树脂和所述固化剂的总量,并且所述酚醛固化剂和所述胺固化剂的比例可为1:1至1:5。或者,所述热塑性树脂的量小于所述环氧树脂和所述固化剂的总量,并且所述酚醛固化剂和所述胺固化剂的比例可为1:1至1:5。所述粘合剂组合物可具有500gf/mm2至1,000gf/mm2的抗压强度。另一个实施方式中,所述粘合剂组合物可包含16wt%至65wt%的所述热塑性树脂、10wt%至25wt%的所述环氧树脂、0.5wt%至14wt%的所述酚醛固化剂、1wt%至10wt%的所述胺固化剂、0.1wt%至10wt%的所述固化促进剂、0.14wt%至5wt%的硅烷偶联剂和10wt%至60wt%的填料。所述热塑性树脂(A)与作为固化体系的所述环氧树脂(B)、所述酚醛固化剂(C)和所述胺固化剂(D)的混合物的重量比可为(A)∶(B)+(C)+(D)=25wt%至65wt%∶35wt%至75wt%。本发明的另一个方面提供了由所述粘合剂组合物形成的用于半导体的粘合剂膜。有益效果本发明可提供用于半导体的粘合剂组合物和包含该组合物的粘合剂膜,其中可缩短或省略半固化工艺,可消除或最少产生空隙,可在芯片接合后的各工艺之后提供残留固化速率以有效消除EMC模塑后的空隙,并且可有效去除可在半导体制造工艺(芯片贴附和模塑)中产生的空隙,从而改善可加工性和可靠性,所述粘合剂组合物可用于要求接合引线的穿透性能并在EMC模塑中具有空隙消除性能的FOW中,从而在接合相同类型芯片时同时获得可加工性和可靠性,其中所述粘合剂膜需要包括接合引线。具体实施方式以下将详细描述示例性实施方式。然而,应理解的是以下实施方式仅以说明的方式提供,且不理解为限制本发明。本发明的范围仅由所附权利要求及其等效方案限定。文中,除非另作说明,将基于固含量说明各组分的含量。当将所述粘合剂组合物用DSC以10℃/min的温度上升速率发出大于10J/g的热的温度范围定义为放热范围,并且将所述粘合剂组合物在放热范围放出最高值的光的点定义为放热峰时,根据本发明的一个实施方式的用于半导体的粘合剂组合物在65℃至350℃之间具有两个放热峰,其中,第一放热峰在65℃至185℃之间出现,并且第二放热峰在155℃至350℃之间出现。在另一个实施方式中,第一放热峰在65℃至155℃之间出现,并且第二放热峰在155℃至350℃之间出现。在再一个实施方式中,第一放热峰在90℃至165℃之间出现,并且第二放热峰在165℃至350℃之间出现。在又一个实施方式中,第一放热峰在120℃至185℃之间出现,并且第二放热峰在185℃至350℃之间出现。第二放热峰在比第一个放热峰更高的温度处出现。因此,根据本发明的用于半导体的粘合剂组合物按照DSC具有两个独立的固化周期,从而缩短或省略在接合相同类型的芯片后必须进行的半固化工艺。通常,当缩短或省略在接合相同类型的芯片之后的半固化工艺时,由于引线接合中的高流动性产生了空隙。然而,本发明中,可使用两种不同类型的固化剂和催化剂以显著减少空隙。在一个实施方式中,在125℃固化30分钟后,用于半导体的粘合剂组合物在150℃具有100gf/mm2至1,500gf/mm2的抗压强度。术语“抗压强度”是指当所述粘合剂组合物形成具有400μm厚度的层压材料后,在0.05mm的按压距离下的强度,其中将所述层压材料在125℃固化30分钟,并在150℃用ARES以0.1mm/sec按压。具体地,所述粘合剂组合物可具有500gf/mm2至1,000gf/mm2的抗压强度。高抗压强度有助于在引线接合中保证初始可靠性,并在EMC模塑中顺利地去除空隙。在测量抗压强度中,在125℃固化30分钟相当于在150℃固化10分钟。文中,术语“一次循环固化”是指将基板/粘合剂层/基板样品置于热板上并使粘合剂层在150℃固化30分钟的工艺。150℃和30分钟是芯片接合后的引线接合所需的温度和时间。引线接合中,不允许芯片显著移动或弯曲。此处,该工艺中产生的空隙被定义为“一次循环后的空隙(下文称作Vc)”。通过用显微镜(放大倍数:×25)采集的上述条件下固化的粘合剂层的图像分析,用数值表示空隙面积相对于测定面积来得到空隙比(Vc)(Vc面积比=空隙面积/总面积×100)。当空隙的面积比(Vc)小于15%时,可获得优异的可靠性。上述用于半导体的粘合剂组合物可具有小于15%,优选小于10%的空隙(Vc)面积比。具体地,Vc的面积比可为0至5%。两种样品可制造如下。可通过将本发明的粘合剂膜形成为50μm至60μm的厚度,随后在60℃下在两块10mm×10mm的载玻片之间层压来制备基板/粘合剂层/基板样品。或者,可通过将研磨后的晶片置于贴片机热板上,用异丙醇(IPA)除去杂质并在晶片的光面上贴装所制得的粘合剂膜来制备PCB(或晶片)/粘合剂层/芯片样品。此处,贴片机设定温度为60℃的实际表面温度。将贴装的粘合剂膜和晶片切成10mm×10mm的芯片,并在120℃和1kgf/sec下将在其一面上形成有本发明粘合剂的芯片(粘合剂+芯片)贴附至在以下条件下进行预处理的PCB上。PCB:62mm单触发PCBPCB烘烤:在120℃下在炉中1小时烘烤后等离子体处理在一次循环固化、随后在175℃下EMC模塑60秒后,PCB(或芯片)和粘合剂层之间会产生空隙。此处,该工艺中产生的空隙被定义为“模塑后的空隙(下文称作Vm)”。在以上条件下固化并模塑后测定空隙(Vm)。用分割锯将样品分成独立单元,去除PCB以测定Vm,并用研磨机研磨以使粘合剂膜的粘合剂层暴露。此时,研磨至PCB的阻焊(SR)层仅少量残留为半透明,以有利于观察空隙。研磨后,用显微镜(放大倍数:×25)采集暴露的粘合剂层的图像,并分析确定空隙是否存在,并用数值表示Vm。为了用数值表示空隙,将全部区域分成10×10区域,计算具有空隙的区域并表示为百分比(Vm面积比=空隙面积/总面积×100)。当Vm的面积比小于10%时,本发明的粘合剂组合确定为消除了空隙。当Vm的面积比为10%或更高时,本发明的粘合剂组合物确定为未消除空隙。当Vm的面积比小于10%,可获得优异的可靠性,并且不会发生芯片蠕变(creeping)。用于半导体的粘合剂组合物可包括热塑性树脂、环氧树脂和固化剂。热塑性树脂热塑性树脂的实例可包含但不限于聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丁二烯橡胶、丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、苯氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯醚树脂、改性聚苯醚树脂和它们的混合物。具体地,所述热塑性树脂可包括环氧基。在一个实施方式中,可使用包含环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物。所述热塑性树脂可具有﹣30℃至80℃,优选5℃至60℃,更优选5℃至35℃的玻璃化转变温度。在这个范围内,可确保高的流动性以获得优异的空隙消除性能和粘附性,并可呈现可靠性。在一个实施方式中,所述热塑性树脂可具有50,000g/mol至5,000,000g/mol的重均分子量。在一个实施方式中,基于组合物以固含量计的总量,热塑性树脂的含量可为15wt%至70wt%,优选25wt%至65wt%,更优选32wt%至60wt%。热塑性树脂(A)与作为固化体系的环氧树脂(B)、酚醛固化剂(C)和胺固化剂(D)的混合物的重量比(A):((B)+(C)+(D))可为25wt%至65wt%∶35wt%至75wt%。在这个范围内,可显著减少产生一次循环后的空隙(Vc)和模塑后的空隙(Vm)。具体地,(A)∶(B)+(C)+(D)比可为30wt%至60wt%∶40wt%至70wt%。环氧树脂环氧树脂起到固化和粘附功能,并可包括液体环氧树脂、固体环氧树脂和它们的混合物。液体环氧树脂的实例可包括,但不限于双酚A液体环氧树脂、双酚F液体环氧树脂、三官能团或更多官能团的液体环氧树脂、橡胶改性的液体环氧树脂、氨基甲酸酯改性的液体环氧树脂、丙烯酸改性的液体环氧树脂和光敏液体环氧树脂,它们可单独使用或以它们的组合使用。具体地,可使用双酚A液体环氧树脂。上述液体环氧树脂可具有约100g/eq至约1500g/eq,优选约150g/eq至约800g/eq,且更优选约150g/eq至约400g/eq的环氧当量。在此范围内,固化后的产品可呈现优异的粘附性,保持玻璃化转变温度,并具有优异的耐热性。此外,液体环氧树脂可具有约100g/mol至1000g/mol的重均分子量。在此范围内,树脂呈现出优异的流动性。固体环氧树脂可包括室温下具有固相或接近固相并具有至少一种官能团的任何环氧树脂。具体地,可使用软化点(SP)为30℃至100℃的环氧树脂。固体环氧树脂的实例可包括双酚环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、多官能团环氧树脂、胺环氧树脂、含杂环的环氧树脂、取代的环氧树脂、萘酚环氧树脂、联苯基环氧树脂及它们的衍生物。固体环氧树脂的可商购产品包括以下产品。双酚环氧树脂的实例包括:YD-017H、YD-020、YD020-L、YD-014、YD-014ER、YD-013K、YD-019K、YD-019、YD-017R、YD-017、YD-012、YD-011H、YD-011S、YD-011、YDF-2004、YDF-2001(KukdoChemical有限公司)等。苯酚酚醛环氧树脂的实例包括:EPIKOTE152和EPIKOTE154(YukaShellEpoxy有限公司);EPPN-201(NipponKayaku有限公司);DN-483(陶氏化学公司);YDPN-641、YDPN-638A80、YDPN-638、YDPN-637、YDPN-644、YDPN-631(KukdoChemical有限公司)等。邻甲酚酚醛环氧树脂的实例包括:YDCN-500-1P、YDCN-500-2P、YDCN-500-4P、YDCN-500-5P、YDCN-500-7P、YDCN-500-8P、YDCN-500-10P、YDCN-500-80P、YDCN-500-80PCA60、YDCN-500-80PBC60、YDCN-500-90P、YDCN-500-90PA75(KukdoChemical有限公司);EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1025、EOCN-1027(NipponKayaku有限公司);YDCN-701、YDCN-702、YDCN-703、YDCN-704(TohtoKagaku有限公司);EpiclonN-665-EXP(DainipponInkandChemicals公司)等。双酚酚醛环氧树脂的实例包括:KBPN-110、KBPN-120、KBPN-115(KukdoChemical有限公司)等。多官能环氧树脂的实例包括:Epon1031S(YukaShellEpoxy有限公司);Araldite0163(汽巴特殊化学品);DetacholEX-611、DetacholEX-614、DetacholEX-614B、DetacholEX-622、DetacholEX-512、DetacholEX-521、DetacholEX-421、DetacholEX-411、DetacholEX-321(NAGACelsiusTemperatureKasei有限公司);EP-5200R、KD-1012、EP-5100R、KD-1011、KDT-4400A70、KDT-4400、YH-434L、YH-434、YH-300(KukdoChemical有限公司)等。胺环氧树脂的实例包括:EPIKOTE604(YukaShellEpoxy有限公司);YH-434(TohtoKagaku有限公司);TETRAD-X和TETRAD-C(MitsubishiGasChemicalCompany公司);ELM-120(SumitomoChemicalIndustry有限公司)等。杂环环氧树脂的实例包括PT-810(汽巴特殊化学品)。取代的环氧树脂的实例包括:ERL-4234、ERL-4299、ERL-4221、ERL-4206(UCC有限公司)等。萘酚环氧树脂的实例包括:EpiclonHP-4032、EpiclonHP-4032D、EpiclonHP-4700和EpiclonHP-4701(DainipponInkandChemicals公司)。联苯环氧树脂的实例包含:YX-4000H(Japan环氧树脂有限公司);YSLV-120TE、GK-3207(NipponSteelChemical有限公司);和NC-3000(NipponKayaku有限公司)。这些环氧树脂可单独使用或作为混合物使用。基于粘合剂组合物以固含量计的总量,环氧树脂的含量可为约5至35wt%,优选约12至25wt%。在这个范围内,可能保证优异的可靠性和机械性能,并获得空隙(Vm)消除效果。固化剂可将两种不同类型的具有不同反应温度范围的固化剂用作固化剂。在一个实施方式中,所述固化剂可包括酚醛固化剂和胺固化剂的组合。酚醛环氧固化剂可被用作酚醛固化剂。可使用任何可调节固化速率的酚醛环氧固化剂,例如新酚醛固化剂;包含至少两个酚式羟基并在吸湿时具有高耐电解腐蚀性的双酚树脂,例如双酚A、双酚F和双酚S树脂;苯酚酚醛树脂;双酚A酚醛树脂;甲酚酚醛树脂;和联苯树脂。具体地,所述酚醛固化剂可在主链包括联苯基。例如,所述酚醛固化剂可具有通式1表示的结构:[通式1]其中,R1和R2各自独立地表示C1至C6烷基,且n为2至100。可商购的酚醛环氧固化剂的实例可包括:简单的酚醛固化剂,如H-1、H-4、HF-1M、HF-3M、HF-4M和HF-45(MeiwaPlasticIndustries有限公司);对二甲苯树脂,如MEH-78004S、MEF-7800SS、MEH-7800S、MEH-7800M、MEH-7800H、MEH-7800HH和MEH-78003H(MeiwaPlasticIndustries有限公司),以及KPH-F3065(KOLONChemical有限公司);联苯树脂,如MEH-7851SS、MEH-7851S、MEH-7851M、MEH-7851H、MEH-78513H和MEH-78514H(MeiwaPlasticIndustries有限公司),以及KPH-F4500(KOLONChemical有限公司);和三苯基甲基树脂,如MEH-7500、MEH-75003S、MEH-7500SS、MEH-7500S、MEH-7500H(MeiwaPlasticIndustries有限公司)。这些固化剂可单独使用,或作为混合物使用。基于粘合剂组合物以固含量计的总量,酚醛固化剂的含量可为约0.5wt%至15wt%。在这个范围内,可获得膜的可靠性和拉伸强度,及空隙(Vc)减小的效果。具体地,酚醛固化剂的量可为0.5wt%至14wt%,优选约1wt%至10wt%。在这个范围内,可获得空隙(Vc)减小的效果。对于胺固化剂,可使用芳族二胺。例如,所述胺固化剂可具有通式2表示的结构:[通式2]其中,A为单键或表示选自由-CH2-、-CH2CH2-、-SO2-、-NHCO-、-C(CH3)2-和-O-组成的组中的一种,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地表示氢、C1至C4烷基、C1至C4烷氧基或胺基。这里,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10中的至少两个包括胺基。胺固化剂的实例可包括3,3'-二氨基联苯胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-或3,3'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯甲酮、对苯二胺、间苯二胺、间甲苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-或3,3'-二氨基二苯甲酮、1,4'-或1,3'-双(4-或3-氨基枯基)苯、1,4'-双(4-或3-氨基苯氧基)苯、2,2'-双[4-(4-或3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(4-或3-氨基苯氧基)苯基]砜、2,2'-双[4-(4-或3-氨基苯氧基)苯基]六氟砜、2,2'-双[4-(4-或3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四丁基二苯酮、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四乙基二苯酮、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四-正丙基二苯酮、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四异丙基二苯酮、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四甲基二苯酮、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四正丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四甲基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四异丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基-5,5'-二乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基-5,5'-二异丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二乙基-5,5'-二乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,5'-二甲基-3',5'-二乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,5-二甲基-3',5'-二异丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,5-二乙基-3',5'-二丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,5-二异丙基-3',5'-二丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二异丙基-5,5'-二丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基-5',5'-二丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二乙基-5',5'-二丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二正丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二异丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5-三甲基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5-三乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5-三正丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5-三异丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3',5-三丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3-甲基-3'-乙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3-甲基-3'-异丙基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3-甲基-3'-丁基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3-异丙基-3'-丁基二苯甲烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二正丙基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二异丙基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二丁基苯基)丙烷、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四甲基二苯基苯酰替苯胺、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四乙基二苯基苯酰替苯胺、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四-正丙基二苯基苯酰替苯胺、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四异丙基二苯基苯酰替苯胺、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四丁基二苯基苯酰替苯胺、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四甲基二苯砜、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四乙基二苯基砜、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四正丙基二苯基砜、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四异丙基二苯基砜、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四甲基二苯醚、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四乙基二苯醚、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四-正丙基二苯醚、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四异丙基二苯醚、4,4'-二氨基-3,3',5,5'-四丁基二苯醚、3,3'-二氨基苯甲酮、3,4-二氨基苯甲酮、3,3'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯甲烷、3,4'-二氨基二苯甲烷、2,2'-二氨基-1,2-二苯乙烷、4,4'-二氨基-1,2-二苯乙烷、2,4-二氨基二苯基胺、4,4'-二氨基-八氟联苯和邻联茴香胺等。基于粘合剂组合物以固含量计的总量,胺固化剂的含量可为约1wt%至15wt%,例如,1wt%至10wt%,优选约3wt%至7wt%。在这个范围内,可获得空隙(Vc)减小的效果。在一个实施方式中,酚醛固化剂与胺固化剂的比例可为3:1至1:11。在这个范围内,可使模塑后的空隙(Vm)最小化。具体地,酚醛固化剂与胺固化剂的比例可为1:1至1:5。固化促进剂选自由三聚氰胺催化剂、咪唑催化剂和磷催化剂组成的组中的至少一种可被用作固化促进剂。具体地,由于磷催化剂不攻击胺固化剂,可使用磷催化剂。对于磷催化剂,可使用膦催化剂,例如TPP、TBP、TMTP、TPTP、TPAP、TPPO、DPPE、DPPP和DPPB(HOKKOChemicalIndustries有限公司)。在一个实施方式中,固化促进剂具有与胺固化剂不同的反应温度范围,并可具有90℃至320℃,优选100℃至200℃,更优选120℃至160℃的熔点。在这个范围内,可获得两个独立的固化周期。基于粘合剂组合物以固含量计的总量,固化促进剂的含量可为约0.01wt%至10wt%,优选约0.5wt%至7wt%。在这个范围内,可呈现优异的耐热性,不发生环氧树脂的激烈反应,并且可获得优异的流动性和连接性。硅烷偶联剂由于有机材料和无机材料如填料间的化学键合,硅烷偶联剂作用为用于改善粘结强度的粘附增强剂。可使用本领域的任何硅烷偶联剂,例如,含环氧基的硅烷偶联剂,如2-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷;含氨基的硅烷偶联剂,如N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷;含巯基的硅烷偶联剂,如3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷;和含异氰酸酯基的硅烷偶联剂,如3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷,它们可单独使用或以它们的组合使用。基于粘合剂组合物以固含量计的总量,偶联剂的含量可为约0wt%至5wt%,优选0.1wt%至3wt%,且更优选约0.5wt%至2wt%。在此范围内,可获得优异的结合可靠性,并可抑制气泡问题。填料粘合剂组合物可进一步包括填料。填料的实例可包括粉末形式的金属,如金、银、铜和镍;和非金属,如氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、二氧化硅、氮化硼、二氧化钛、玻璃、铁氧体、陶瓷等。具体地,二氧化硅可被用作填料。尽管上述填料在形状和尺寸上没有特别限制,该填料通常为球形二氧化硅和无定形二氧化硅,并可具有5nm至20μm,例如10nm至15μm的尺寸。基于粘合剂组合物以固含量计的总量,填料的含量可为约10wt%至60wt%,优选约15wt%至40wt%,且更优选20wt%至35wt%。在此范围内,可获得优异的流动性、成膜性和粘附性。溶剂粘合剂组合物可进一步包括溶剂。溶剂用于降低用于半导体的粘合剂组合物的粘度,并促进膜形成。溶剂的实例可包括,但不限于有机溶剂,如甲苯、二甲苯、丙二醇单甲醚乙酸酯、苯、丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、二甲亚砜、环己酮等。在150℃一次循环固化30分钟,然后在175℃模塑60秒后测量,所述用于半导体的粘合剂组合物可具有小于15%的空隙比(Vc)和小于10%的空隙比(Vm)。本发明的另一方面提供由所述粘合剂组合物形成的用于半导体的粘合剂膜。用本发明的粘合剂组合物制造用于半导体组件的粘合剂膜无需特殊的装置或设备。可用本领域公知的任何方法形成上述用于半导体组件的粘合剂膜。例如,将组分溶解在溶剂中,并用球磨机充分混合,随后用涂布器将该混合物涂布至离型处理过的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上并在100℃的炉中加热干燥10至30分钟,从而制得具有适宜厚度的粘合剂膜。在一个实施方式中,用于半导体的粘合剂膜可由顺序沉积的基膜、压敏粘合剂层、粘结层和保护膜组成。粘合剂膜可具有5μm至200μm,优选10μm至100μm的厚度。在此范围内时,可获得充分的粘结强度和成本效率之间的平衡。具体地,该厚度可为15μm至60μm。用根据本发明的粘合剂组合物制造的粘合剂层和粘合剂膜具有独立的固化周期,从而缩短或省略接合相同类型芯片之后进行的半固化工艺,并使空隙(Vc和Vm)的产生最小化。下文中,将参照以下实施例更详细地解释本发明。提供这些实施例仅用于说明的目的,并不以任何方式理解成限制本发明。实施例实施例1至8和对比例1和2中使用的组分的详情如下。(A)热塑性树脂:SG-P3(NagaseChemtex)(B1)环氧树脂:YDCN-500-90P(KukdoChemical)(B2)环氧树脂:NC-3000(NipponKayaku)(C)酚醛固化剂:MEH-7851SS(MeiwaPlasticIndustries)(D)胺固化剂:DDS(Wako,当量:65)(E)酸酐固化树脂:邻苯二甲酸酐(Sigma-Aldrich,MP:130℃)(F)硅烷偶联剂:KBM-403(Shinetsu)(G)固化促进剂:TPTP(HOKKOChemicalIndustries.,MP:146℃)(H)填料:SO-25H,(ADMATECH)(I)溶剂:环己酮表1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8(A)36.932273216.031.429.928.6(B1)000100.00.00.00.0(B2)2020201024.719.618.717.9(C)33333.74.99.313.4(D)55556.24.94.74.5(E)00000000(F)11111.21.00.90.9(G)0.151056.24.94.74.5(H)3434343442.033.331.830.2(固含量)表2对比例1对比例2(A)3732(B1)00(B2)2020(C)3-(D)55(E)-3(F)11(G)00(H)3434(固含量)粘合剂膜的制备向溶剂(I:环己酮)中添加表1和表2中所列组分,该溶液具有40%的固含量,并用球磨机充分混合,然后用涂布器将该混合物涂布至离型处理过的PET膜上,并在100℃的炉中加热干燥10至30分钟,从而制得具有60μm厚度的粘合剂膜。对实施例1至8和对比例1至2中制造的粘合剂膜进行如下测试,结果示于表5和表6中。(1)固化中放热量用DSC测量在每种制备的粘合剂组合物的固化中产生的放热量。以10℃/min的速率提高温度,并在0℃至350℃中进行测量。(2)一次循环固化随后模塑后的Vm面积比将研磨过的晶片置于贴片机热板上,用异丙醇(IPA)去除杂质,并将各个制得的粘合剂膜贴装在晶片的光面上。此处,贴片机设定温度为60℃的实际表面温度。然后,将粘合剂膜和晶片切成10mm×10mm的芯片,并将本发明粘合剂形成在一面上的芯片(粘合剂+芯片)在120℃和1kgf/sec下贴附至PCB上并在表3所列的条件下预处理,从而制得样品。表3PCB:62mm单触发PCBPCB烘烤:在120℃的炉中1小时烘烤后等离子体处理将上述样品在150℃下在热板上进行30分钟的一次循环固化,然后在表4所列条件下进行用于固化的EMC模塑,随后测定空隙。表4然后,用分割锯将上述样品分成单个单元,去除PCB以测量Vm,并用研磨机进行研磨以暴露粘合剂膜的粘合剂层。此处,研磨至PCB的阻焊(SR)层仅少量残留为半透明以便于观察空隙。研磨后,拍摄(放大倍数:×25)暴露的粘合剂层的显微照片,并分析确定是否存在空隙。为了用数值表示空隙,使用网格计数法。也就是说,将全部区域分成10×10个区域,并对具有空隙的区域计数并表示为百分比(Vm面积比)。当Vm比小于10%时,确定为空隙消除。当Vm比为10%或更高时,确定为空隙未消除。Vm面积比=空隙面积/总面积×100(3)一次循环固化后的Vc面积比将各粘合剂组合物形成为50至60μm的厚度,使溶剂残留少于1%,随后在60℃下在两块10mm×10mm的载玻片之间层压,并在150℃的热板上固化30分钟。拍摄(放大倍数:×25)粘合剂层的显微照片,并分析以用数值表示相对于总测量面积的空隙面积。Vc面积比=空隙面积/总面积×100(4)一次循环固化随后模塑后的芯片蠕变以与上述测量方法(2)相同的方法制作各样品,并进行EMC模塑,随后用扫描超声波断层扫描(SAT)检查是否发生蠕变。当样品从初始贴附位置移动10%或更多时,判定为蠕变。(5)芯片剪切强度将530μm厚的涂有二氧化物膜的晶片切成5mmx5mm的芯片。在60℃将这些芯片与各粘合剂膜层压。切割该层压体仅留下接合部分。通过在120℃下在热板上施加1kgf的力1秒钟,随后通过由在125℃下在炉中固化60分钟、在150℃下在热板上固化30分钟,然后在175℃固化2小时组成的固化工艺,将5mm×5mm的上芯片贴附至10mm×10mm的合金42引线框。将该样品在85℃/85%RH吸湿168小时,并在260℃的最高温度下进行三次回流。然后,用DSS设备(DAGE4000)在250℃下测定芯片剪切强度。(6)耐回流性测试用与测试步骤(2)相同的方法制备各样品,并进行EMC模塑和固化(在175℃下在炉中2小时)。将该样品在85℃/85%RH吸湿168小时,并在260℃的最高温度下进行三次回流,然后观察样品以检查是否出现裂纹。表5无:没有出现表6如表5和表6所示,根据实施例1至8的粘合剂组合物具有在65℃和185℃之间的第一放热峰,在155℃和350℃之间的第二放热峰,小于15%的Vc面积比,并且消除Vm。同时,根据对比例1和2的粘合剂膜在65℃和350℃之间具有一个放热峰,显著高的Vc面积比,并包含耐回流测试产生的裂纹。实施例9至16和对比例3至6中使用的组分的详情说明如下:(A)热塑性树脂:SG-P3(NagaseChemtex)(B3)环氧树脂:EPPN-501H(NipponKayaku)(B4)环氧树脂:YDCN-500-1P(KukdoChemical)(C1)酚醛固化剂:HF-1M(MeiwaPlasticIndustries,当量:106)(C2)酚醛固化剂:MEH-78004S(MeiwaPlasticIndustries,当量:204)(D)胺固化剂:DDS(Wako,当量:65)(E)酸酐固化树脂:邻苯二甲酸酐(Sigma-Aldrich,MP:130℃)(F)硅烷偶联剂:KBM-403(Shinetsu)(G)固化促进剂:TPP-K(HOKKOChemicalIndustries)(H)填料:SO-25H,(ADMATECH)(I)溶剂:环己烷表7(固含量)表8(固含量)以与实施例1至8相同的方式制备粘合剂膜。如下检测粘合剂膜的抗压强度,并评估1次循环后的空隙、一次循环后模塑之后的空隙、一次循环后模塑之后的芯片蠕变、芯片剪切强度和耐回流测试,并且结果示于表9和表10。*抗压强度使每种粘合剂组合物形成具有400μm厚度的层压材料,将层压材料放置在离型处理过的PET膜之间,并在125℃下在炉中固化30分钟。然后,在150℃和0.1mm/sec用ARES按压产品,并以0.05mm的按压距离测量强度。表9无:没有出现表10如表9和表10所示,根据实施例9至16的粘合剂膜具有100gf/mm2至1,500gf/mm2的抗压强度并在模塑后消除了空隙。然而,根据对比例3至6的粘合剂膜具有显著高的Vc面积比并在耐回流测试的结果中显示出现裂纹。虽然本文已公开了一些实施方式,但应理解这些实施方式仅以说明的方式提供,且在不背离本发明精神和范围下可进行各种修改、变化和更改。因此,本发明的范围仅由所附权利要求书和其等价形式所限定。
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