一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶及其制备方法技术

一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶，其特征在于含有下述配比的原料：环氧树脂100份，芳香族多胺30‑40份，非活性稀释剂20‑50份，偶联剂0.5‑5份，流平剂0.05‑0.5份，促进剂0.05‑0.2份，无机填料20‑100份；所述100份环氧树脂中包含10‑50份联苯型环氧树脂。本发明专利技术还提供上述用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶的一种制备方法。本发明专利技术的绝缘固晶胶涂布性能优良，贮存适用期长，粘结强度高，抗湿热老化、冷热冲击性能好，可满足WBC法所需固晶胶的要求。

An insulating solid crystal adhesive for coating on the back of wafer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶及其制备方法
本专利技术涉及电子封装材料，具体涉及一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶及其制备方法。
技术介绍
传统的固晶方式，通常是将特定的固晶胶DAA(DieAttachAdhesive)通过点胶机等设备点在支架的固晶区，再将芯片贴于其上，随后进行烘烤固化完成。这种固晶方式存在这样几个问题：一是点在基底上的胶液扩散面积一定要大于芯片面积，以保证两者完全紧密的粘结在一起，这不利于减小封装尺寸；其二由于液体胶水的表面张力及毛细作用，往往会在芯片上有一定程度的爬胶，这就需要芯片必须要有足够的厚度，防止因爬胶造成短路或污染；三是点胶工艺对点胶量、点胶位置、芯片拾取都有着极高的精度要求，对点胶设备提出了更高的挑战。目前电子元件正向着高度集成化、小型化、低成本化的方向发展，这给传统固晶方式带来了极大的挑战，新的固晶方法和固晶材料也应运而生。当前比较流行的有晶圆背面涂覆（WBC，WaferBacksideCoating）、固晶胶膜（DAF，DieAttachFilm）等。其中WBC法相较DAF成本更低，更容易控制粘结层厚度，它是将特制的固晶胶预先涂在晶圆背面，并通过加热蒸发掉溶剂，在晶圆背面形成半固化的B阶胶膜，再对晶圆进行切割、贴片后固化完成固晶。WBC固晶胶除了需要具备优异的粘结性能和稳定性外，还必须要有良好的涂布性能以及可B阶化的特性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶及其制备方法，这种绝缘固晶胶涂布性能优良，贮存适用期长，粘结强度高，抗湿热老化、冷热冲击性能好，可满足WBC法所需固晶胶的要求。采用的技术方案如下：一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶，其特征在于含有下述配比的原料：环氧树脂100份，芳香族多胺30-40份，非活性稀释剂20-50份，偶联剂0.5-5份，流平剂0.05-0.5份，促进剂0.05-0.2份，无机填料20-100份；所述100份环氧树脂中包含10-50份联苯型环氧树脂。优选上述联苯型环氧树脂是联苯酚醛型环氧树脂、4,4’-二羟基联苯二缩水甘油醚、3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚、芴基联苯二酚二缩水甘油醚中的一种或其中多种的混合。联苯型环氧树脂的固化产物有良好的韧性和较低的内应力，抗冷热冲击、耐高温高湿性能优良。联苯环氧树脂的引入可以降低B阶产物熔融时的流动性，避免爬胶及污染。优选上述100份环氧树脂中包含10-50份联苯型环氧树脂，其余环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或其中多种的组合。上述芳香族多胺作为固化剂，利用芳香族多胺中基于伯胺与环氧树脂的链增长反应要远远大约基于仲胺的交联反应，两者反应速率常数k1/k2约为7-12。芳香族多胺中存有较长可控的B阶段，通过控制固化反应程度，将涂覆在晶圆背面的固晶胶控制在B阶段，常温下冷却硬化，到达一定温度时又可以熔融，进一步与底材润湿反应，且熔融时流动性较小，避免了出现爬胶、溢胶等情况。优选上述芳香族多胺是二氨基二苯砜和二氨基二苯甲烷中的一种或两者的组合。优选上述非活性稀释剂为二乙二醇单乙基醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或其中多种的组合。上述非活性稀释剂挥发性低，与树脂相容性好，有利于确保固晶胶具有优良的涂布性能。非活性稀释剂一方面作为稀释剂，通过其添加量可以调节树脂胶液的粘度，另一方面作为溶剂，加快粉状环氧树脂和芳香族多胺的溶解。优选上述偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）中的一种或其中多种的组合。优选上述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。优选上述促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑或1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑。促进剂添加量极少，以防大幅度缩短材料适用期。优选上述无机填料是平均粒径为1-5um的球形氧化铝和平均粒径为1-5um的球形氧化硅中的一种或两者的组合。采用粒度在1-5um的球形氧化铝和氧化硅填料，具有集中的粒径分布和良好的球形结构，这赋予绝缘固晶胶良好的流动性，较低的线性膨胀系数；再辅以偶联剂和流平剂，使得无机填料很好的分散在树脂体系当中，不易结块团聚，室温密封储存3天粘度变化<20%，且不会影响其涂布性。本专利技术还提供上述用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶的一种制备方法，其特征在于包括下列步骤：（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂100份，其中联苯型环氧树脂10-50份；芳香族多胺30-40份；非活性稀释剂20-50份；偶联剂0.5-5份；流平剂0.05-0.5份；促进剂0.05-0.2份；无机填料20-100份；（2）将环氧树脂、芳香族多胺和非活性稀释剂加入到反应容器中，使用加热器将反应容器中的物料加热至120-140℃，并进行搅拌，直至环氧树脂和芳香族多胺完全溶解，得到树脂溶液；随后停止加热，冷却至20-30℃，备用；（3）将步骤（2）制得的树脂溶液和步骤（1）配备的偶联剂、流平剂、促进剂和无机填料加入到离心式真空脱泡搅拌器中，在真空条件下进行搅拌，搅拌器转速为1000-2000r/min，搅拌时间为30-60min，搅拌结束后得到用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶。优选步骤（3）中，搅拌结束后还进行研磨（可使用三辊研磨机进行研磨），之后过300目筛网，得到用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶。通过研磨，进一步对绝缘固晶胶中的无机填料进行分散，降低无机填料的细度。本专利技术的用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶主要有以下优点：本专利技术为环氧树脂与芳香族多胺体系，所得固化物交联密度高，耐高温性能优良，玻璃化转变温度（Tg）可达150℃以上。所得绝缘固晶胶对硅片和金属粘结力极高，以硅芯片与铜材基底进行粘结力测试，粘结强度可以达到40-50Mpa。湿气敏感性等级测试MSL1（温度85℃，湿度85%RH下老化处理7天）后粘结力可达到30MPa以上，高压蒸煮测试（121℃、2atm.的水汽环境）24h粘结力在30MPa以上。冷热冲击-65-150℃经过200回合粘结力变化不大。本专利技术所用的树脂体系有着明显可控的B阶段，在较宽的温度范围内（100-130℃）经一定时间（1-4小时）的预固化皆可获得B阶段产物。且B阶段产物在更高的温度下（大于130℃）可以重融对固晶接触界面进行粘结，而获得很高的粘结强度。本专利技术的晶圆背面涂覆用绝缘固晶胶具有良好的涂布性及流平性，可以通过模板或者丝网印刷法均匀的涂在晶圆背面，获得厚度均匀的胶膜。简言之，本专利技术的绝缘固晶胶涂布性能优良，贮存适用期长，粘结强度高，抗湿热老化、冷热冲击性能好，可满足WBC法所需固晶胶的要求。具体实施方式实施例1本实施例中，用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶的制备方法包括下列步骤：（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂100份（其中3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶，其特征在于含有下述配比的原料：环氧树脂100份，芳香族多胺30-40份，非活性稀释剂20-50份，偶联剂0.5-5份，流平剂0.05-0.5份，促进剂0.05-0.2份，无机填料20-100份；所述100份环氧树脂中包含10-50份联苯型环氧树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆背面涂覆的绝缘固晶胶，其特征在于含有下述配比的原料：环氧树脂100份，芳香族多胺30-40份，非活性稀释剂20-50份，偶联剂0.5-5份，流平剂0.05-0.5份，促进剂0.05-0.2份，无机填料20-100份；所述100份环氧树脂中包含10-50份联苯型环氧树脂。


2.根据权利要求1所述的绝缘固晶胶，其特征是：所述联苯型环氧树脂是联苯酚醛型环氧树脂、4,4’-二羟基联苯二缩水甘油醚、3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚、芴基联苯二酚二缩水甘油醚中的一种或其中多种的混合。


3.根据权利要求1或2所述的绝缘固晶胶，其特征是：所述100份环氧树脂中包含10-50份联苯型环氧树脂，其余环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或其中多种的组合。


4.根据权利要求1所述的绝缘固晶胶，其特征是：所述芳香族多胺是二氨基二苯砜和二氨基二苯甲烷中的一种或两者的组合。


5.根据权利要求1所述的绝缘固晶胶，其特征是：所述非活性稀释剂为二乙二醇单乙基醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或其中多种的组合。


6.根据权利要求1所述的绝缘固晶胶，其特征是：所述偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或其中多种的组合。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周振基，周博轩，胡松，罗永祥，石逸武，
申请(专利权)人：汕头市骏码凯撒有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44