带有氧杂环丁烷官能团的硅氧烷树脂制造技术

线性或环状硅氧烷化合物包含侧挂的碳碳双键、Ｓｉ－Ｈ键和侧挂的氧杂环丁烷官能团。这些化合物具有两个固化温度，一个与在碳碳双键和Ｓｉ－Ｈ实体之间的硅氢化反应相关，另一个与氧杂环丁烷的开环作用相关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有氧杂环丁烷官能团的硅氧烷树脂，和用于将半导体芯片连接到衬底的B阶性(B-stageable)组合物中的这些树脂。
技术介绍
利用粘合剂把半导体管芯或芯片机械地结合到衬底包括在用于制造半导体封装的工艺步骤中。该制造可以在连续的系列步骤中进行，或者可以利用用于机械连接的粘合剂制备衬底，然后保持衬底直到后来。如果在将粘合剂沉积到衬底之后中断制造过程并将该部件保持到随后的时间，则为了成功的储存，粘合剂必须处于固化形态。固化形态提供最低限度的渗出或没有渗出、以及对粘合层厚度和粘合层斜面更好的控制的更多优点，粘合层是芯片和粘合剂的界面。对于一些半导体封装应用，由于加工的原因，膏状粘合剂比固体(薄膜)粘合剂更优选，然而粘合层和固体的圆角(fillet)控制是所希望的。在这样的情况下，可以使用被称为B阶性粘合剂的粘合剂。如果起始粘合剂材料是固体，则固体分散或溶解在溶剂中以形成膏剂并且将膏剂涂敷到衬底。然后加热该粘合剂以蒸发溶剂，在衬底上剩下固态但未固化的粘合剂。如果起始粘合剂材料是液体或膏剂，则粘合剂被分配在衬底上并被加热以部分固化粘合剂到固态。在制造中的这个阶段施加热称作B阶(B-staging)，且粘合剂称作B阶性的。虽然存在上述固体粘合剂的优点，但是也存在缺点。在B阶后和存储期间，固体粘合剂倾向于从周围环境的空气中，或从衬底，特别是有机衬底如BT树脂、印刷电路板或聚酰亚胺挠性衬底吸收湿气。粘合剂也可以包含一定量的残留溶剂或其它挥发物。在升高的连接温度下，吸收的湿气和残留的挥发性材料会迅速地蒸发。如果蒸发比水蒸汽从粘合剂往外扩散发生得更快，则在粘合剂中出现空隙或气泡，并可以成为粘合剂最终失效的根源。这产生了对B阶性的但并不促进空隙化的可固化组合物的需要。如在美国专利4,751,337、4,877,820、4,900,779、4,902,731、5,013,809、5,025,048、5,077,134、5,118,735、5,124,423、5,124,375、5,147,945、5,171,817、5,196,498、5,242,979、5,260,377、5,334,688、5,340,644、5,373,077、5,391,678、5,408,026、5,412,055、5,451,637、5,491,249、5,523,374、5,512,376所公开的，环状或线性硅氧烷树脂具有通过二环戊二烯加到线性或环状硅氧烷主链而引入的侧挂碳碳双键。这些硅氧烷化合物具有卓越的稳定性和非常低的吸湿性，然而，他们不具有最佳的粘结性。氧杂环丁烷树脂是高反应性的环状醚，能够进行阳离子和阴离子开环均聚两者并且一般展示出良好的粘性、在固化时最小化的收缩，并且容易聚合。在氧杂环丁烷化合物中和硅氧烷化合物中所发现的性能的结合在需要双重固化材料，如用于电、电子、光子和光电应用中B阶性粘合剂的应用中具有优势，其中硅氧烷化合物包含Si-H键和碳碳双键官能团。
技术实现思路
本专利技术是一种线性或环状硅氧烷化合物，该化合物包含至少一个Si-H键、至少一个侧挂的碳碳双键、和至少一个侧挂的氧杂环丁烷官能团。当均聚时，这些化合物具有两个固化温度，一个与在碳碳双键和Si-H实体之间的硅氢化反应有关，另一个与氧杂环丁烷的开环作用有关。第一固化发生在约110℃下，第二固化发生在约150℃下。这些固化温度充分分开足以使氧杂环丁烷官能团在B阶加工期间反应(开环)并使碳碳双键和Si-H的硅氢化反应发生在后面的阶段。这些化合物在半导体封装工业中使用的组合物中是有用的，例如作为盖密封剂、底层填料、膜、管芯连接材料和B阶性粘合剂。具体实施例方式在本说明书的
技术介绍
部分列出的美国专利中，公开了硅氧烷起始化合物和它们的制备方法。通常，起始硅氧烷化合物具有线性结构 或环状结构 其中，x，y和z表示Si-H位置相对于总计100摩尔％的摩尔百分比。x位置表示仍然作为未取代的Si-H位置的那些位置。y位置表示在与二环戊二烯硅氢化作用之后，将会包含侧挂碳碳不饱和键的那些位置。z位置表示在与包含双键和氧杂环丁烷官能团的化合物上的碳碳双键的硅氢化作用之后，将会包含侧挂氧杂环丁烷官能团的那些位置。q位置表示那些不经受硅氢化作用的位置(在这些位置上没有Si-H键)，并且q为整数。为了形成本专利技术的化合物，起始原料通过与(i)二环戊二烯和与(ii)包含氧杂环丁烷官能团和碳碳双键官能团的化合物(氧杂环丁烷起始化合物)的硅氢化作用反应。合适的氧杂环丁烷起始化合物是烯丙基氧杂环丁烷。二环戊二烯的反应将会在二环戊二烯上的降冰片烯双键和在起始硅氧烷化合物上的Si-H位置之间发生，以向起始硅氧烷化合物中加入侧挂的碳碳不饱和键。起始氧杂环丁烷化合物的反应将会在氧杂环丁烷起始化合物上的碳碳双键和在起始硅氧烷化合物上的Si-H位置之间发生，以把侧挂的氧杂环丁烷官能团加入到起始硅氧烷化合物中。这些反应可以根据实施人员的喜好同时或依顺序地进行，并且对于Si-H点是无选择的。所得的化合物是在25℃粘度低于1000mPa.s的无色液体。对于每个位置，每个x，y和z位置的摩尔百分比介于5至90％，x+y+z的总和为100％。通常，优选具有尽可能近似等摩尔量的x，y，z位置的取代，以得到在随后的固化反应中等量的交联水平。q表示的未取代位置介于1到50。可以理解的，在本说明书中，对于x，y和z，位置表示在硅氧烷起始化合物上的氢原子和硅原子之间的键；对于q，位置表示在硅氧烷起始化合物上的烷基(典型地甲基)和硅原子之间的键。也可以理解，不总是可能在该位置处以100％的精确度列举取代水平；特别地，q值是近似的，用符号“～”表示。属于以上说明中的化合物的例子具有环状结构 或线性结构 其中x，y和z表示相对于总计100％的mol％取代，q是从1到50的整数。这些化合物也可以与具有碳碳不饱和键的其他材料共混，或与经受阳离子开环作用的材料共混，如环氧树脂、氧杂环丁烷(除了这里公开的本专利技术的化合物)、苯并噁嗪和噁唑啉。本领域技术人员可以理解，在另外材料中的碳碳双键将与在本专利技术化合物上侧挂的碳碳双键反应，并且经受阳离子开环作用的材料会与氧杂环丁烷官能团反应。通过合理选择另外的反应物，本领域技术人员能够制备具有固化能力的化合物以满足各种各样的最终需要。在下述实施例中，线性和环状硅氧烷是从Gelest购买的，并用产品代码HMS和MHCS表示。实施例1化合物1。 x＝39mol％，y＝28mol％，z＝33mol％。将初始进料线性硅氧烷HMS-501(25.15g，Si-H＝0.162mol)和甲苯(30ml)加入到500ml 4颈圆底烧瓶。将反应容器放置在N2覆盖层下，并装配有项式搅拌器和冷凝器。继续搅拌直到混合物变得均匀。温度保持在65℃和70℃之间。将烯丙基氧杂环丁烷(8.424g，0.0541mol)、二环戊二烯(7.14g，0.0541mol)、50ppm二氯(1，5环辛二烯)铂(II)在一个小时内逐滴加入到烧瓶中。通过FT-IR分析降冰片基双键消耗(在1342cm-1处的峰值)来监测反应。该反应在17个小时后完成。在这个时间间隔后，在真空中(60℃，0.3mm Hg)除去溶剂以提供浅黄液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性或环状硅氧烷化合物，其包含至少一个Ｓｉ－Ｈ键、至少一个侧挂的碳碳双键，和至少一个侧挂的氧杂环丁烷官能团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：OM穆萨，
申请(专利权)人：国家淀粉及化学投资控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]