扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法及获得的液态封装材料技术

本发明专利技术公开了扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法及获得的液态封装材料，其中液态封装材料降低粘度的方法为：将大粒径、中粒径、小粒径的SiO2粉末按60~90%、5~30%、0~15%的质量百分比混合，对SiO2进行表面有机化改质后添加到液态封装材料中。本发明专利技术通过向液态封装材料中加入三种不同粒径的SiO2粉末，于高填充量的同时,既可调整液态封装材料的热膨胀系数，又避免了液态封装材料粘度的增大。采用本发明专利技术所获得的液态封装材料封装进行扇出形晶圆级封装，既能确保封装工艺的顺利进行，又能达到薄型化晶圆封装，不会有液态封装材料无法布满晶圆而造成封装不良的问题，从而可确保制程良率。

The Method of Reducing Viscosity of Liquid Packaging Material for Fan-out Wafer-level Packaging and the Liquid Packaging Material Obtained

【技术实现步骤摘要】
扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法及获得的液态封装材料
本专利技术涉及半导体扇出形晶圆级封装
，具体涉及一种扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法及获得的液态封装材料。
技术介绍
FanOutWLP(Fan-OutWaferLevelPackaging；FOWLP)，中文全称为「扇出型晶圆级封装」，其采取拉线出来的方式，成本相对便宜；FOWLP可以让多种不同裸晶，透过晶圆布线制程将多种裸晶互相连结。FOWLP由于不须使用印刷电路板,因此可节省近30％封装成本。由于FOWLP从裸晶黏片一直到最后封装成品切割，所有制程环节都在晶圆上完成，但半导体晶圆通常为高脆度的材料，易因机械受力造成微小刮擦，所以通常需要采用模封材料一次性将裸晶包埋封装保护于晶圆上。因为FOWLP可以达到较传统封装更薄的厚度，可满足智能型手机轻薄的严苛要求。因此，出于对超薄封装的需求，常使用液态封装材料密封保护晶圆。液态封装材料一般为环氧树脂基的封装材料，环氧树脂的热膨胀系数偏高，与晶圆的热膨胀系数不匹配，造成较大的界面应力而造成芯片的损坏。针对该问题，常规的解决方法是：加入SiO2粉末来调整液态封装材料的热膨胀系数。但是SiO2粉末的加入又带来了新的问题，即增加了液态封装材料的粘度，粘度增大导致流动性变差，不利于下一代18寸晶圆级及面板级大尺寸薄型化封装工艺的顺利进行。
技术实现思路
为了解决SiO2粉末的加入导致液态封装材料粘度增加的问题，本专利技术提供了一种扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法及获得的液态封装材料。本专利技术发现，将不同粒径的SiO2粉末按比例加入液态封装材料中，可显着降低液态封装材料的粘度。因此，提出了如下技术方案：一种扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法，将大粒径、中粒径、小粒径的SiO2粉末按60～90％、5～30％、0～15％的质量百分比混合，对SiO2进行表面有机化改质后添加到液态封装材料中；所述大粒径的SiO2粉末指平均粒径为5～25μm的SiO2粉末；所述中粒径的SiO2粉末指平均粒径为0.2～2μm的SiO2粉末；所述小粒径的SiO2粉末指平均粒径为1～100nm的SiO2粉末。进一步的，表面有机化改质SiO2和液态封装材料中环氧树脂的质量比为10:90～90:10，优选为45:55～85:15。进一步的，采用胺基硅氧烷耦合剂或环氧硅氧烷耦合剂对SiO2表面进行有机化改质，使SiO2表面的Si-OH化学基与耦合剂上与Si-O兼容的官能基团进行接枝反应，从而实现SiO2表面的有机化。一种液态封装材料，由表面有机化改质SiO2、环氧树脂和硬化剂混合获得；所述表面有机化改质SiO2通过将大粒径、中粒径、小粒径的SiO2粉末混合后再进行表面有机化改质获得，其中，大粒径、中粒径、小粒径的SiO2粉末的质量百分比为60～90％、5～30％、0～15％；所述大粒径的SiO2粉末指平均粒径为5～25μm的SiO2粉末；所述中粒径的SiO2粉末指平均粒径为0.2～2μm的SiO2粉末；所述小粒径的SiO2粉末指平均粒径为1～100nm的SiO2粉末。进一步的，表面有机化改质SiO2和环氧树脂的质量比为10:90～90:10，优选为45:55～85:15。进一步的，采用胺基硅氧烷耦合剂或环氧硅氧烷耦合剂对SiO2表面进行有机化改质。本专利技术具有如下特点和有益效果：本专利技术通过向液态封装材料中加入三种不同粒径的SiO2粉末，于高填充量的同时,既可调整液态封装材料的热膨胀系数，又避免了液态封装材料粘度的增大。采用本专利技术所获得的液态封装材料封装进行扇出形晶圆级封装，既能确保封装工艺的顺利进行，又能达到薄型化晶圆封装，不会有液态封装材料无法布满晶圆而造成封装不良的问题，从而可确保制程良率。附图说明图1为理想的最紧密堆积模型示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术通过将不同粒径的SiO2粉末按比例加入液态封装材料中，可显着降低液态封装材料的粘度。根据Horsfield堆栈模型可知，球形材料的最紧密堆栈需要两种及以上不同粒径的球形粒子，以一定配比堆积而成。图1所示为理想的最紧密堆栈模型示意图，图中A区主要为高含量的大粒径球形粒子，B区为小粒径球形粒子的混合区域。理论上，球形粒子最密堆栈时大小平均粒径比应为10:1。但是除了粒径比，堆栈添加比例也是影响球形粒子最紧密堆积的重要因素，这就是本专利技术需要解决的关键问题。下面将对本专利技术液体封装材料的制备过程做详细描述，包括：(1)对SiO2进行改质：本专利技术采用胺基硅氧烷耦合剂或环氧硅氧烷耦合剂对SiO2表面进行有机化改质。有机化改质机理为：使SiO2表面的Si-OH化学基与耦合剂上与Si-O兼容的官能基团进行接枝反应，形成化学键结，从而实现SiO2表面的有机化。本专利技术所使用的胺基硅氧烷耦合剂的单体单元可以为：N-2(胺基乙基)3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧硅基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯苯甲基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷塩酸塩、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、四硫化双(三乙氧硅基丙基)、3-异氰酸丙酯三乙氧基硅烷、咪唑硅烷等。本专利技术所使用的环氧硅氧烷耦合剂具有结构：Si(R1)n(R2)4-n，其中R1代表一连接于一硅原子之阳离子可聚合官能基团，例如一含环醚基团(cyclicethergroup)或乙烯氧基团(vinyloxygroup)之官能基；R2代表连接于一硅原子之氢、一羟基、一烷基、或一烷氧基；n为1至4之整数。该环氧硅氧烷耦合剂可以但不限于下列：2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane)、3-环氧丙基氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)、环氧丙基氧基丙基甲基二乙氧基硅烷(glycidoxypropylmethyldiethoxysilane)、环氧丙基氧基丙基三乙氧基硅烷(glycidoxypropyltriethoxysilane)、乙烯基三甲氧基硅烷(vinyltrimethoxysilane)或乙烯基三乙氧基硅烷(vinyltriethoxysilane)。采用上述胺基硅氧烷耦合剂或环氧硅氧烷耦合剂时，可单独使用一种，或2种及以上的混合使用。SiO2改质的一种具体实施方式为：选择3-环氧丙基氧基丙基三甲氧基硅烷对SiO2进行有机化改质。按照60～90％、5～30％、0～15％的质量百分比取平均粒径分别为5～25μm、0.2～2μm、1～100nm的SiO2粉末，平均粒径为5～25μm、0.2～2μm、1～100nm的SiO2粉末的质量百分比优选为70～80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法，其特征是：将大粒径、中粒径、小粒径的SiO2粉末按60~90%、5~30%、0~15%的质量百分比混合，对SiO2进行表面有机化改质后添加到液态封装材料中；所述大粒径的SiO2粉末指平均粒径为5~25μm的SiO2粉末；所述中粒径的SiO2粉末指平均粒径为0.2~2μm的SiO2粉末；所述小粒径的SiO2粉末指平均粒径为1~100nm的SiO2粉末。

【技术特征摘要】
1.一种扇出形晶圆级封装用液态封装材料降低粘度的方法，其特征是：将大粒径、中粒径、小粒径的SiO2粉末按60~90%、5~30%、0~15%的质量百分比混合，对SiO2进行表面有机化改质后添加到液态封装材料中；所述大粒径的SiO2粉末指平均粒径为5~25μm的SiO2粉末；所述中粒径的SiO2粉末指平均粒径为0.2~2μm的SiO2粉末；所述小粒径的SiO2粉末指平均粒径为1~100nm的SiO2粉末。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：表面有机化改质SiO2和液态封装材料中环氧树脂的质量比为10:90~90:10。3.如权利要求2所述的方法，其特征是：表面有机化改质SiO2和液态封装材料中环氧树脂的质量比为45:55~85:15。4.如权利要求1所述的方法，其特征是：采用胺基硅氧烷耦合剂或环氧硅氧烷耦合剂对SiO2表面进行有机化改质，使SiO2表面的Si-OH化学基与耦合剂上与Si-O兼容的官能基团进行接枝反应，从而实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍得，廖述杭，李亮，
申请(专利权)人：武汉市三选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42