导电固晶粘结胶液、导电固晶粘接胶膜、制备方法及应用_2

文档序号:8483596阅读:来源:国知局
,本发明通过对环氧树脂采用CTBN进行改性,可以很好的改善该环氧树 脂的韧性,提高胶膜拉伸模量。CTBN改性环氧树脂与固化剂在高温条件下发生反应,以达到 粘接效果。
[0040] 上述稀释剂为粘度< 4000mPa. s的环氧树脂或活性稀释剂。其中,所述的粘度为 在25°C下测得的粘度。例如,上述的粘度< 4000mPa. s的环氧树脂可以是双酚A型低粘度 环氧树脂,其25°C下测得的粘度范围为1000~2000/mPa. s。该活性稀释剂具体指的是含 有环氧基团的低分子环氧化合物。上述的含有环氧基团的低分子环氧化合物包括正丁基缩 水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、5-乙基己基缩水甘油醚、苯乙烯氧化物、苯基缩水甘油醚、甲 酚缩水甘油醚、对异丁基苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三级羧酸缩水甘油酯、 二缩水甘油醚、聚乙醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺、三甲醇 基丙烷三缩水甘油醚和丙三醇三缩水甘油醚中的至少一种,优选为聚乙二醇二缩水甘油醚 或者聚丙二醇二缩水甘油醚。稀释剂在体系中不仅起到稀释降低粘度的作用,还可以提高 Ag粉在体系中的比例的作用。特别地,本发明的发明人在实验过程中发现,当该导电固晶 粘结胶液用于制备导电固晶粘接胶膜时,该稀释剂还可以降低胶膜覆膜成型时所产生的张 力,避免胶膜成型时出现裂纹或裂痕。
[0041] 该导电固晶粘结胶液中的热塑性树脂为丙烯酸热塑性树脂。优选的,该丙烯酸热 塑性树脂为含环氧基丙烯酸热塑性树脂。该含环氧基丙烯酸热塑性树脂和CTBN改性环氧 树脂相溶性好,在制备胶液和胶膜的过程中,无相分离现象或树脂析出。该热塑性树脂的重 均分子量为'350000$^; <850000。该高分子量的热塑性树脂在整个配方体系中可作 为树脂改性增粘剂,增强粘接性。特别地,当该热塑性树脂为含环氧基丙烯酸热塑性树脂 时,因其分子结构中含有环氧基官能团,不仅能与CTBN改性环氧树脂具有很好的互容性, 而且环氧基官能团在固化时参与反应,与固化剂形成网络结构,提高产品的稳定性和导电 性能。将该导电固晶粘结胶液制备导电固晶粘接胶膜时,由于其具备优异的成膜机理,因 此,可将各原料通过涂布机涂布成膜。当将该导电固晶粘结胶液制备为导电固晶粘接胶膜 时,该热塑性树脂可增强胶膜对半导体材料的粘接性,也可起到增韧剂的作用,改善胶膜的 柔韧性。具体地,该热塑性树脂选自Nagse chemtex corporation(日本长濑公司)的产品 型号为SG-P3、SG-80H、SG-80H-3中的至少一种。其中,SG-P3的分子量为85 X 104, SG-80H的 分子量为35 X 104, SG-80H-3的分子量为40 X IO4。虽然高分子化合物多为固态,但是本发明 的技术方案中并不限制热塑性树脂为固态还是液态。在实际使用中,特别是商品化的产品, 为方便使用,更多使用溶剂进行稀释。如上述的SG-80H,分子量350000,粘度为1000 mPa. s(25°C ),其固化量为18%。
[0042] 上述固化剂为酸酐。选用酸酐作为体系固化剂,是利用酸酐固化剂在中低温条件 下具有良好的稳定性的特性,使得该导电固晶粘结胶液可以长时间存放,确保制成的导电 固晶粘结胶液具备较长的使用周期。同时酸酐能够经受高温,因此可在高温下固化。高温 固化可以增加粘接强度和提高耐温性能,相对常温固化,也有利于提高导电固晶粘接胶液 的导电率。因此,优选耐高温、热变形温度高和具有良好柔韧性的酸酐。具体地,该酸酐可 以是六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、70酸酐、647酸酐。更优选的,该酸酐为六氢邻 苯二甲酸酐,其与CTBN改性环氧树脂相配合,具有良好的增韧效果。该增韧效果与环氧树 脂的网络结构、以及平均网链长度有很大的关系,当环氧平均网链长度(M c)较小时增韧效 果差,当随着(M。)的增大,其增韧效果显著增大。本发明当特别优选使用HHPA(六氢邻苯 二甲酸酐)酸酐作为固化剂时,在环氧基体中引入HHPA的结构单元,增加其平均网链长度, 使其网链刚性增大,提高增韧效果。
[0043] 上述偶联剂为含有环氧基团的硅烷。具体地,该含有环氧基团的硅烷可选用含有 环氧基团的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0044] 上述导电材料为银粉。导电材料在体系中起到导电和导热的效果,通过选用高导 电率的材料、增加导电材料在体系中的添加量或选择导电材料不同形状中的至少一种方法 来提高导电固晶粘结胶液以及导电固晶粘接胶膜的导电率。本发明的银粉优选为纳米级的 银粉。当对银粉的尺寸不做限制时,优选片状银粉。
[0045] 本发明实施例还提供了一种导电固晶粘结胶液的制备方法,包括如下的步骤:
[0046] 步骤SlO :按照上述的导电固晶粘结胶液的配方称取原料。
[0047] 步骤S20 :将CTBN改性环氧树脂、稀释剂和热塑性树脂在60~70°C下混合均匀得 到第一混合液。
[0048] 步骤S30 :将导电材料加入到第一混合液中混合均匀并冷却至室温得到第二混合 液。优选混合的时间优选为30~50min。
[0049] 步骤S40 :将固化剂和偶联剂加入到第二混合液中混合均匀后抽真空,冷却到室 温得到导电固晶粘结胶液。
[0050] 上述过程可以在反应釜等设备中进行,整个制备过程可以通过搅拌使得混合更加 均匀。
[0051] 其中,CTBN改性环氧树脂通过如下制备方法制备:
[0052] 步骤SI 1 :将10~40份重量份数的端羧基丁腈橡胶CTBN和40~70份重量份数 的改性双酚A环氧树脂DGEBA在110~120°C下反应30~40min得到第一混合物。其中, 优选的CTBN为40份,DGEBA为60份。
[0053] 步骤S12 :将1~20份重量份数的双酚A和0. 01~0. 5份重量份数的乙基三苯 基碘化膦加入到第一混合物中,在100~ll〇°C下反应6h后抽真空,冷却到室温得到CTBN 改性环氧树脂。优选的,双酚A为2份,乙基三苯基碘化膦为0. 08份。
[0054] 本发明实施例的导电固晶粘结胶液的制备方法,工艺简单,可以制备具有优异性 能的导电固晶粘结胶液。
[0055] 本发明实施例还提供了一种导电固晶粘结胶液在芯片封装中的应用。该导电固晶 粘结胶液具有良好的工艺性,在应用时无溢胶现象发生,可实现更薄和更小的芯片的封装。
[0056] 本发明实施例还提供了一种导电固晶粘接胶膜。该导电固晶粘接胶膜采用上述的 导电固晶粘接胶液制备,具有与上述的导电固晶粘结胶液相同的配方。如图2所示,为本发 明实施例的导电固晶粘接胶膜的结构示意图。该导电固晶粘接胶膜包括第一离型层201、第 二离型层202以及如上所述的导电固晶粘结胶液制成的胶膜203。该胶膜203设置在第一 离型层201和第二离型层202之间。该第一离型层201作为保护层,第二离型层202作为 承载层。
[0057] 本发明实施例还提供了一种导电固晶粘接胶膜的制备方法。该方法将如上所述的 导电固晶粘结胶液涂布在第一离型层和第二离型层之间形成导电固晶粘接胶膜。该涂布可 以在涂布设备上完成。如图3所示,为本发明实施例的涂布过程的示意图。在本发明一优 选的实施例中,该涂布的方式采用辊涂。该涂布的过程为:在涂布设备的头部,将导电固晶 粘结胶液301施加在作为承载层的第二离型层薄膜304上,将导电固晶粘结胶液301和第 二离型层薄膜304通过加热区302,使其高温固化形成复合薄膜。然后将作为保护层的第一 离型层薄膜303送入涂布设备中与复合薄膜复合。其中,第一离型层薄膜303从导电固晶 粘结胶液301形成的层的与第二离型层薄膜304相对的表面进入涂布设备中,从而使得导 电固晶粘结胶液301位于第一离型层薄膜303和第二离型层薄膜304之间,最终形成卷轴 薄膜305。该卷轴薄膜305即为本发明的导电固晶粘接胶膜。
[0058] 本发明实施例还提供了一种导电固晶粘接胶膜在芯片封装中的应用。如图4所 示,为本发明实施例的导电固晶粘接胶膜应用于芯片封装后的结构示意图。将导电固晶粘 接胶膜402涂覆于芯片401和基板403之间,使芯片401和基板403粘结。将该导电固晶粘 接胶膜置于芯片与基板之间对芯片进行封装的过程中,无溢胶现象发生,该导电固晶粘接 胶膜具有良好的工艺性,可实现更薄和更小的芯片的封装。如图5所示,为本发明实施例的 导电固晶粘接胶膜用于封装后的效果示意图,其中(a)为无溢胶现象,(b)为更薄的封装, (c)为更小的封装。
[0059] 下面通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0060] 如未特殊
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