环氧固晶胶及其制备方法、多芯片嵌入式的柔性电路板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路的封装互连材料，尤其是涉及一种环氧固晶胶及其制备方法 和一种多芯片嵌入式的柔性电路板。
【背景技术】
[0002] 半导体器件在实现高速、高性能化的同时，不断地向小型化、薄型化、轻量化以及 柔性化方向发展，多叠层多芯片的柔性封装是实现这一发展方向的主要手段。在降低芯片 和基板本身厚度、增加芯片堆叠和FPC折叠层数的同时，对固晶胶的性能也提出了更高的 要求：（1)能快速固化，满足高速生产的需求；（2)良好的流变性能，克服高速点胶过程中 常出现的拉丝、拖尾以及铺展塌落现象；（3)良好的粘接性能，粘接强度的提高是降低胶膜 厚度从而减小器件体积的前提，同时也保证了封装的可靠性；（4)柔韧性：由于芯片和基板 间的热膨胀系数不同，粘接膜的柔韧性能够减少热应力导致的芯片受力破坏，通常要求粘 接膜的杨氏模量小于IOOOMPa,这一点对于超薄芯片封装尤为重要；（5)良好的I&存稳定性 等。
[0003] 目前，常用的固晶胶主要有丙烯酸酯型和环氧型两大类，两者各有优缺点。丙烯 酸酯型固晶胶又分紫外线固化和热固化两种，它们的优点是性能稳定、可在室温下保存、点 胶性能优良、在低温和快速固化方面优于环氧固晶胶；但缺点是粘接强度较低、电气性能较 差、可能需要增加紫外线设备的投资。环氧固晶胶的优点是粘接强度高、电气性能优良；缺 点是需低温保存、高速点胶性能不佳、固化温度较高且速度较慢。相对于丙烯酸酯胶粘剂， 环氧型胶粘剂的配方设计灵活、性能调控空间大，因此有望通过新的配方以克服上述缺点。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题之一是：提供一种具有更优物理性能的环氧固晶胶及 其制备方法。
[0005] 本发明所要解决的技术问题之二是：提供一种具有更小体积的多芯片嵌入式的柔 性电路板。
[0006] -种环氧固晶胶，含有以下组份：低粘度环氧树脂、固化剂、固化促进剂、增韧剂、 触变剂、稀释剂、颜料以及稳定剂，
[0007] 所述固化剂包含9个以上碳原子的长链取代烷基的咪唑衍生物；
[0008] 所述固化促进剂为潜伏性固化促进剂；
[0009] 所述增韧剂为含环氧基团丙烯酸酯液体橡胶；
[0010] 所述触变剂为无机触变剂和有机触变剂的组合，所述无机触变剂包括气相二氧化 硅和/或有机膨润土；所述有机触变剂包括氢化蓖麻油和/或聚酰胺蜡；
[0011] 所述稀释剂为环氧类活性稀释剂。
[0012] 优选地：
[0013] 所述低粘度环氧树脂包括E-51型环氧树脂、E-55型环氧树脂和双酚F型环氧树 脂中的一种或两种以上的混合物。本优选方案的树脂具有粘度小、流动性好，适合高速点胶 工艺，而且也具有耐热性好、电性能优异等优点。
[0014] 所述固化剂为2-i烷基咪唑和/或2-壬基咪唑。本优选方案的潜伏性固化剂， 有利于提高胶的适用期，同时，长的烷基链也有助于改善环氧固化物的柔韧性。
[0015] 所述潜伏性固化促进剂包括2,4,6_三（二甲氨基甲基）苯酚的三（2-乙基己酸） 盐和/或锰的乙酰丙酮络合物。本优选方案的潜伏性固化促进剂，其高温反应活性较大，常 温下混合料粘度上升速度却相对很慢，因而有利于环氧固晶胶的贮存稳定性。
[0016] 所述增韧剂包含甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯腈的二 元或三元无规共聚物。本优选方案的共聚物与环氧树脂，尤其是双酚A型环氧树脂具有典 型分相和良好界面连接，相比较端羧基液体丁腈橡胶增韧剂，丙烯酸酯液体橡胶主链不含 双键，具有良好的抗热氧化作用，尤其是对环氧树脂-胺类固化体系有显著的增韧效果，同 时对其它机械性能和玻璃化温度的降低幅度不大；环氧固化物良好的柔韧性能够减少热应 力导致的芯片受力破坏，提高封装可靠性。
[0017] 所述稀释剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油酯、甲基丙烯 酸缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上的混合物。更优选为乙二醇二缩 水甘油醚，它是一种双环氧活性稀释剂，无色透明液体，气味小，反应性及耐热性优良，固化 时参与反应，形成链状及网状，不会在树脂固化后留下孔隙、气泡等缺陷。
[0018] 所述稳定剂为N-苯基-β -萘胺和/或2, 6-二叔丁基对甲酚。两种稳定剂分属 链转移剂和位阻酚类，可单独使用，也可复配使用，用来减少环氧树脂存放时发生聚合反应 的时间，提1?树脂的存稳定性。
[0019] 所述颜料为氧化铁红、镉红、喹吖啶酮红或天狼星红等红颜料，使环氧固晶胶呈现 易于区分的鲜红颜色，这样，如果当固晶胶因施胶不当或使用过量而出现在一些非施胶部 位（如：焊盘，被涂上胶后会影响焊接质量）时，很容易被发现并进行清除。
[0020] 所述各成分的用量比例重量份数为：低粘度环氧树脂：90-110份；固化剂：35-45 份；固化促进剂：2_4份；增韧剂：30-40份；无机触变剂：5-10份；有机触变剂：5-10份；稀 释剂：30-40 ;红颜料：0. 5-1. 0份；稳定剂：4-6份；
[0021] 一种前述固晶胶的制备方法包含如下步骤：
[0022] Sl :在行星动力混合机中将固化剂和稳定剂与部分低粘度环氧树脂混合成膏状 物，过三辊机研磨2遍得到固化剂膏体备用；
[0023] S2 :在行星动力混合机中加入余下的低粘度环氧树脂、稀释剂、增韧剂、有机触变 剂等组分，控制料温80-85°C，搅拌至有机触变剂完全溶解后，往搅拌釜夹套通冷却水，使物 料温度降为35°C以下；
[0024] S3 :向S2获得的混合物加入Sl中的固化剂膏体及剩余的组分搅拌均匀后，在真空 环境下继续搅拌Ih以上，整个过程控制物料温度低于40°C，最后用压料机出料分装。
[0025] 与现有技术相比，由于采用以上方案，实验证明，得到的环氧固晶胶具有较好的流 变性、粘接性、耐热冲击性以及贮存稳定性，并可在较低温度下快速固化，能够满足现代封 装工艺向高密度、高生产率以及高可靠性方向发展的要求。
[0026] 其中，配方中混合型的触变剂能够赋予树脂胶体触变性、改善流变性能，克服高速 点胶过程中易出现的拉丝、拖尾以及铺展塌落现象，从而了避免污染FPC板面，影响下一步 的封装工艺。
[0027] 本发明的技术问题之二通过下述方案予以解决：
[0028] -种多芯片嵌入式的柔性电路板，其特征在于，包括：
[0029] 双面铜箔无胶基材，所述双面铜箔无胶基材包括相互固定的第一铜箔和第二铜 箔，所述第一铜箔和第二铜箔上均形成有电路图案，所述第一铜箔和第二铜箔上的电路图 案通过金属化微孔进行连通；
[0030] 所述第一铜箔上至少安装有两个芯片；
[0031] 所述双面铜箔无胶基材至少部分折弯并封胶固定，以使一部分所述芯片堆叠于另 一部分所述芯片上；
[0032] 所述芯片通过前述任意一项所述的晶固胶固定在所述第一铜箔上。
[0033] 优选地：
[0034] 所述第一铜箔上安装有三个芯片，包括安装在第一铜箔中部的第二芯片和分别安 装在所述第二芯片两侧的第一芯片和第三芯片；所述双面铜箔无胶基材在所述第一芯片与 第二芯片之间的位置、第二芯片与第三芯片之间的位置均折弯，使得所述第一芯片和第三 芯片均堆叠于所述第二芯片之上。
[0035] 所述第一铜箔和第二铜箔之间设置有散热介质层。
[0036] 相互堆叠的所述芯片之间还设有层叠层。
[0037] 与现有技术相比，本发明采用双面铜箔无胶基材制作基板，发挥无胶材料高柔软 高稳定性的特点，在芯片封装后进行弯折堆叠，大大减小了产品的面积，功能高度集成化， 产品封装固定后可以进行二次的开发利用。而采用前述固晶胶，能够有效保障封装的可靠 性，并通过对热应力有效吸收提高封装的机械性能。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明具体实施例的多芯片嵌入式的柔性电路板的结构示意图；
[0039] 图2图1的柔性电路板制造时的折弯过程原理图。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
[0041] 一种低模量、高触变性环氧固晶胶的制备方法，由环氧树脂、固化剂、固化促进剂、 增韧剂、触变剂、稀释剂、红颜料以及稳定剂，经搅拌混合均匀后而成。
[0042] 所述环氧树脂是低粘度环氧树脂，如：E-51或E-55型环氧树脂、双酚F型环氧树 脂等，此类树脂粘度小、流动性好，适合高速点胶工艺，而且也具有耐热性好、电性能优异等 特点；
[0043] 所述固化剂为含长链取代烷基的咪唑衍生物，如：2- i^一烷基咪唑、2-壬基咪唑 等，这是一类潜伏性固化剂，有利于提高胶的适用期，同时，长的烷基链也有助于改善环氧 固化物的柔韧性；
[0044] 所述固化促进剂为潜伏性固化促进剂，如：2,4,6_三（二甲氨基甲基）苯酚 (DMP-30)的三（2-乙基己酸）盐或锰的乙酰丙酮络合物。此类促进剂为潜伏性固化促进 齐U，其高温反应活性较大，常温下混合料粘度上升速度却相对很慢，因而有利于环氧固晶胶 的贮存稳定性；
[0045] 所述增韧剂为含环氧基团丙烯酸酯液体橡胶，如：甲基丙烯酸缩水甘油酯（GM) 与丙烯酸丁酯（BA)、丙烯酸乙酯（EA)或丙烯腈（AN)的二元或三元无规共聚物。该类共聚 物与环氧树脂，尤其是与双酚A型环氧树脂具有典型分相和良好界面连接，相比较端羧基 液体丁腈橡胶增韧剂，丙烯酸酯液体橡胶主链不含双键，具有良好的抗热氧化作用，尤其是 对环氧树脂-胺类固化体系有显著的增韧效果，同时对其它机械性能和玻璃化温度的降低 幅度不大；环氧固化物良好的柔韧性能够减少热应力导致的芯片受力破坏，提高封装可靠 性。
[0046] 所述触变剂为无机触变剂和有机触变剂的组合，无机触变剂如：气相二氧化硅、有 机膨润土等，有机触变剂如：氢化蓖麻油、聚酰胺蜡等。能够赋予树脂胶体触变性、改善流变 性能，克服高速点胶过程中易出现的拉丝、拖尾以及铺展塌落现象，从而了避免污染FPC板 面，影响下一步的封装工艺。
[0047] 所述稀释剂为环氧类活性稀释剂，如：丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、烯丙基 缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚。优选乙二醇二缩水甘油醚，它 是一种双环氧活性稀释剂，无色透明液体，气味小，反应性及耐热性优良，固化时参与反应， 形成链状及网状，不会在树脂固化后留下孔隙、气泡等缺陷；
[0048] 所述红颜料为氧化铁红、镉红、喹吖啶酮红或天狼星红等，使环氧固晶胶呈现易 于区分的鲜红颜色，这样，如果当固晶胶因施胶不当或使用过量而出现在一些非