专利名称：用于芯片搭载及封装的电绝缘树脂浆的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物胶状物的制备，尤其涉及芯片搭载及封装用的电绝缘树脂浆的制备。
背景技术：
现有技术涉及芯片搭载及封装所用材料，由于目前芯片搭载封装有着许多方式，如COB(Chip On Board平板上封装)，TAB(Tape On Board卷带上封装)，COG(Chip On Glass玻璃上封装)，都是采用Au/Sn焊接或ACF(异方向导电膜)连接或ACP(导电胶)粘接，然后用塑封料包封，这些技术都存在一些缺陷和不足，如Au/Sn焊接只能保证粗线路焊盘；ACF连接存在起泡、粒子导电不均匀；ACP粘接不能实现在X方向与Y方向呈现绝缘的同时，垂直Z方向导电。随着搭载封装技术发展，在TCP(卷带载体封装技术)的延伸，又出现了一种新的系统搭载封装COF(芯片安装在柔性电路上)技术，芯片直接搭载封装线路是通过NCP(电绝缘树脂浆)将芯片连接面向上放置在有吸附装置的加热体上，从上方将临时附着NCP通过摄像头和照像机自动对位系统，快速固化，制成COF芯片模组。采用NCP技术可以大大提高生产效率，其关键技术是配置一种固化速度快，热导率高，热膨胀系数和介电常数低，不开裂，电绝缘性能好的单组份糊状电绝缘树脂浆。
从日本住友电木株式会社最先公开使用不导电糊封装半导体装置的专利JP 62143P86，之后日本东芝化学株式会社，日立化成工业株式会社相继公开了一些专利技术，其中使用的环氧树脂种类很多，如JP 04332754中的双酚A环氧树脂，JP 2002226675中的双酚F环氧树脂，JP 06096616中的酚醛环氧树脂，JP 0726235中的邻甲基酚醛环氧树脂，WO02/15259中的脂环族环氧树脂，JP 11199850的二聚酸环氧树脂，JP 10120873的含有机硅氧烷环氧树脂等。这些专利中使用的固化剂大多是潜伏性固化剂，如双氰胺咪唑衍生物2MI-Arine，2E4MI-Arine已二酰肼和有机铝合物，如三乙酰丙酮铝。这些专利中加的绝缘填料，使用最多的是二氧化硅粉，平均粒度3μm，5μm都有，也有用纳米级超细硅粉，以及氮化硼的。
韩国现代科学技术研究所在世界专利WO 02/15259中公开了一种NCA(电绝缘树脂浆胶粘剂)的制造方法，是由固体双酚A环氧树脂、液体双酚F环氧树脂和固体酚氧树脂混合组成粘胶剂，采用液体咪唑类固化剂，采用颗粒度0.1-1μm的二氧化桂和碳化硅作为不导电填料。
现有的芯片搭载及封装用电绝缘树脂浆存在韧性不够和内应力较大的缺陷，较易出现开裂以致造成对芯片以及元器件损害。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而提出一种性能良好的芯片搭载及封装用电绝缘树脂浆。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，配制一种用于芯片搭载及封装的电绝缘树脂浆，所述电绝缘树脂浆是由环氧树脂中添加液体橡胶增韧剂，咪唑衍生物固化剂，硅粉填料和活性稀释剂组成。
本发明所述环氧树脂采用液体环氧树脂和固体环氧树脂的混合物；其中，液体环氧树脂占重量70％，可以是E-44型环氧树、F-44型环氧树脂或F-51型环氧树脂，而所述固体环氧树脂占重量30％，可以是E-20型环氧树脂、E-12型环氧树脂或F-46型环氧树脂中一种或几种。为了固化后有好的韧性和适当的内应力，一方面，在环氧树脂中添加适量的液态橡胶增韧剂，其官能基团与环氧树脂的环氧基及固化剂反应，与环氧树脂形成立体网状结构，起到增韧和增强的作用。另一方面，采用带有长脂肪羟链的咪唑衍生物作为潜伏性固化剂，增加柔性，减少内应力。
本发明采用含长链取代基咪唑类潜伏性固化剂，如2，4-二氨基-6--2-十一烷基(1)-乙基一顺式三嗪，商品牌号为C11Z-AZINE、1-氰乙基-2-十一烷基一偏苯三酸咪唑盐，商品牌号为C11Z-AZINE，用量为环氧树脂的15-25％。
本发明使用的增韧剂是端羧基液体丁晴橡胶(CTBN)或端羟基液体丁晴橡胶(HTBN)，由兰州石油化工研究院生产，分子量3000左右，官能度为2，用量为环氧树脂的10-20％。
本发明使用的无机填料为超细硅微粉，平均粒径2μm，颗粒度0.1-1μm，用量为总量的20-30％。
本发明根据使用对粘度的要求加入一定量的活性稀释剂以保证使用时的工艺要求，活性稀释剂采用乙二醇二缩水甘油醚，用量为总量的0-10％。
综上所述，本发明电绝缘树脂浆使用的基本配方按重量比，如下所示液体环氧树脂 70份；固体环氧树脂 30份；液体橡胶增韧剂 10-20份；咪唑衍生物固化剂 15-25份；二氧化硅粉 40-60份；活性稀释剂 0-10份。
所述电绝缘树脂浆的物理特性有粘度100pas；粘接强度＞6(kg/tape)；剥离强度1.5(kg/tape)；引脚宽度/间距 ＜40μm。
同现有技术相比较，本发明用于芯片搭载及封装的电绝缘树脂浆，固化后有好的韧性和适当的内应力，不易出现开裂以致造成对芯片以及元器件损害。
具体实施例方式
本发明用于芯片搭载及封装的电绝缘树脂浆通过以下实施例予以详细说明。
实施例1称取E-44环氧树脂70g，加入E-20环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴15g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为粘度120Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.6kg/tape；外部开裂数0/10；引脚宽度/间距＜40μm。
实施例2称取E-51环氧树脂70g，加入E-20环氧树脂15g、E-12环氧树脂15g，搅拌溶解加入端羟基液体丁晴橡胶12g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂6g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂16g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为粘度100pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.5kg/tape；外部开裂数0/10；引脚宽度/间距＜40μm。
实施例3称取E-44环氧树脂70g，加入E-20环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴18g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂1g，微硅粉55g，加入1-氰乙基-2-十一烷基一偏苯三酸咪盐(C11-CNS)20g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为
粘度80Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度0.8kg/tape；外部开裂数5/10；引脚宽度/间距＜40μm。
比较例4称取E-44环氧树脂70g，加入E-20环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴15g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为粘度90Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.0kg/tape；外部开裂数8/10；引脚宽度/间度＜40μm。
实施例5称取F-44环氧树脂70g，加入F-12环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴15g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为粘度120Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.6kg/tape；外部开裂数0/10；引脚宽度/间距＜40μm。
实施例6称取E-44环氧树脂70g，加入F-46环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴15g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为粘度120Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.6kg/tape；外部开裂数0/10；引脚宽度/间距＜40μm。
实施例7称取F-51环氧树脂70g，加入EX-46环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴15g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为
粘度120Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.6kg/tape；外部开裂数0/10；引脚宽度/间距＜40μm。
实施例8称取E-44环氧树脂70g，加入F-46环氧树脂30g搅拌溶解，加入端羧基液体丁晴15g，乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，加热搅拌均匀，分装到容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为粘度120Pas；粘接强度＞6kg/tape；剥离强度1.6kg/tape；外部开裂数0/10；引脚宽度/间距＜40μm。
根据实例情况进行比较实施，对照如下比较例A称取E-44环氧树脂70g，加入E-20环氧树脂30g搅拌溶解，加乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入C11Z-AZINE咪唑衍生物固化剂20g，加热搅拌均匀，分装到特殊的容器中，在低温下贮存。
对该电绝缘树脂浆进行测试，结果为剥离强度脆碎，局部剥离强度＜0.5kg/tape；外部开裂数10/10。
对比实施例1和比较例A比较例A与实施例1配方基本相同，只是比较例A中没有加端羧基液体丁晴橡胶，结果是；韧性明显不够，外部开裂十分严重。
比较例B称取E-44环氧树脂70g，加入E-20环氧树脂30g搅拌溶解加入乙二醇二缩水甘油醚活性稀释剂8g，微硅粉47g，加入双氰胺固化剂20g，加热搅拌均匀分装到特殊的容器中，在低温下贮存。
比较例B与比较例1的配方基本相同，只是比较例B中潜伏性固化剂选用双氰胺固化剂，结果是使用时发现固化速度慢，反应速度延长，固化物柔性不够，电绝缘树脂浆颜色发黑，弯曲疲劳＜100次。
权利要求
1.一种用于芯片搭载及封装的电绝缘树脂浆，其特征在于所述电绝缘树脂浆的组份包括环氧树脂、液体橡胶增韧剂、咪唑衍生物固化剂、硅粉填料和活性稀释剂。
2.如权利要求1所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述环氧树脂是70％重量液体环氧树脂与30％重量固体环氧树脂的混合物。
3.如权利要求2所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述液体环氧树脂包括E-44型环氧树脂、E-51型环氧树脂、F-44型环氧树脂和F-51型环氧树脂。
4.如权利要求2所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述固体环氧树脂包括E-20型环氧树脂、E-12型环氧树脂、F-12型环氧树脂、F-46型环氧树脂和EX-46型环氧树脂，可以是其中的一种，也可以是几种混合。
5.如权利要求1所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述液体橡胶增韧剂是端羧基丁晴橡胶或端羧基丁晴橡胶，它的用量为所述环氧树脂用量的10-20％重量。
6.如权利要求1所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述咪唑衍生物固化剂为含长链取代基咪唑类潜伏性固化剂，它的用量为所述环氧树脂用量的15-25％重量。
7.如权利要求6所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述含长链取代基咪唑类潜伏性固化剂包括2，4-二氨基-6--2-十一烷基(1)-乙基-顺式三嗪(C11Z-AZINE)和1-氰乙基-2-十一烷基一偏苯三酸咪唑盐(C11Z-CNS)。
8.如权利要求1所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述硅粉填料的颗粒度0.1-1μm，它的用量占总量的20-30％重量。
9.如权利要求1所述的电绝缘树脂浆，其特征在于所述活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚，它的用量占总量的0-10％重量。
10.如权利要求1至9中任一所述电绝缘树脂浆，其特征在于所述电绝缘树脂浆的基本配方，按重量比为液体环氧树脂 70份；固体环氧树脂 30份；液体橡胶增韧剂 10-20份；咪唑衍生物固化剂 15-25份；二氧化硅粉 40-60份；活性稀释剂 0-10份。
全文摘要
一种用于芯片搭载及封装的电绝缘树脂浆，其组份包括环氧树脂中添加液体橡胶增韧剂，咪唑衍生物固化剂，硅粉填料和活性稀释剂；所述环氧树脂采用液体环氧树脂和固体环氧树脂的混合物；所述液体橡胶增韧剂是端羧基丁晴橡胶(CTBN)或端羧基丁晴橡胶(HTBN)，为所述环氧树脂用量的10－20％；所述咪唑衍生物固化剂为含长链取代基咪唑类潜伏性固化剂；所述硅粉填料颗粒度0.1－1μm，占总量的20－30％；所述活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚，占总量的0－10％。与现有技术相比，本电绝缘树脂浆，固化后有好的韧性和适当的内应力，不易出现开裂以至造成对芯片以及元器件损害。
文档编号H01L23/28GK1610103SQ20031011184
公开日2005年4月27日 申请日期2003年10月17日 优先权日2003年10月17日
发明者刘萍 申请人:刘萍