可再处理的热固性树脂组合物制造技术

用于将半导体器件（３２）连接到载体基材（３１）上的可再处理的填缝密封材料（３３），从包括以下组分的组合物制备：固化树脂（ａ），它是具有（硫）醚或碳酸酯核心结构和含杂原子碳环结构的树脂的树脂，具有至少一个烯化氧残基的环氧树脂，或环氧树脂与具有单环氧化物（硫）酯或碳酸酯的共反应剂稀释剂；和（ｂ）固化剂，包括多胺，环氧树脂或酚醛清漆树脂改性的胺，酰胺化合物或咪唑；任选的酸酐。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的背景相关技术的简要描述近年来，小型电子器件，如摄影集成磁带录像机(“VTR”)和移动电话机的大众化使得希望LSI器件的尺寸减小。作为希望这些减小的结果，CSP、BGA和LGA用于将包封体的尺寸显著减小至裸芯片的大小。这些CSP、BGA和LGA改进了电子器件的特性，同时保留了它们的许多操作特征，因此用于保护半导体裸芯片，如LSI，以及使它们的测试变得容易。通常，CSP/BGA/LGA组件通过使用焊接连接或类似方式连接于电路板上的导电体。然而，当所得CSP/BGA/LGA/电路板结构接触热循环操作、振动、扭曲或被掉下时，在电路板和CSP/BGA/LGA之间的焊接连接的可靠性通常变得可疑。最近，在CSP/BGA/LGA组件被安装在电路板上时，在CSP/BGA/LGA组件和电路板之间的间隙现在通常用密封树脂填充(通常称为填缝密封)以便缓解由热循环操作引起的应力，从而改进热冲击性能和增强结构的可靠性。然而，因为当固化时形成交联网络的热固性树脂一般用作填缝密封材料，在CSP/BGA/LGA组件被安装在电路板之后出现故障的情况下，很难做到替换CSP/BGA/LGA组件，而整体上不毁坏或拆毁CSP/BGA/LGA组件电路板结构。为此，用于将半导体芯片安装在电路板上的技术被接受为基本上类似于CSP/BGA/LGA组件安装在电路板上。在日本公开特许公报专利出版物No.102343/93中公开的一种技术涉及装配方法，其中半导体芯片通过使用光固化粘合剂被固定和连接到电路板上。在损坏的情况下，该半导体芯片是可去除的。然而，该技术要求电路板是透明基材(例如，玻璃)，允许曝露到来自背面的光。因为电路板是由这种基材构建而成的，所得结构通常表现了低劣的抗热冲击性。日本公开特许公报专利出版物No.69280/94公开了一种方法，其中半导体芯片通过使用能够在预定温度下硬化的树脂被固定和连接到基材上。在损坏的情况下，半导体芯片在高于预定温度的温度下通过软化树脂从基材上被去除。没有公开具体的树脂，以及没有对处理保留在基材上的树脂进行论述。因此，该公开方法最多是不完善的。如在美国专利No.5,423,931(Inoue)中所指出的那样，通常使用溶剂从电路板上去除残留树脂。然而，用溶剂溶胀树脂是耗时的方法，以及通常用作溶剂的腐蚀性有机酸会降低电路板的可靠性。作为替代，’931专利谈到了用电磁射线辐射去除残留树脂的方法。日本公开特许公报专利出版物No.251516/93也公开了使用双酚A类环氧树脂(CV 5183或CV5183S；通过Matsushita ElectricIndustrial Co.，Ltd.制造)的装配方法。然而，所公开的去除方法没有始终如一地使得芯片的去除变得容易，固化步骤在高温下是漫长的，和该方法一般导致了低的生产率。当然，除去/替换基材上的半导体芯片的机械方法是已知的，如通过切除所要除去/替换的芯片。参见美国专利No.5,353,580(Tsukada)。热塑性填缝树脂已知用于半导体芯片连接。参见美国专利No.5,783,867(Belke，Jr.)。然而，这些热塑性树脂趋向于在相对适度的温度条件下漏电。对比而言，热固性树脂固化成基质，它们在终用途操作温度下通常具有更高的热稳定性。美国专利Nos.5,512,613(Afzali-Ardakani)，5,560,934(Afzali-Ardakani)和5,932,682(Buchwalter)各涉及以双环氧化物组分为基础的可再处理的热固性组合物，其中连接双环氧化物的两个环氧基的有机连接部分包括酸可分裂的无环乙酰基。用这种酸可分裂的无环乙酰基形成了可再处理组合物的基础，固化热固性塑料仅需要被引入到酸性环境中，以便获得软化和它的粘合性的显著损失。美国专利No.5,872,158(Kuczynski)提及了在曝露到光化射线时能够固化的热固性组合物，它是以乙酰基二丙烯酸酯为基础，以及它的反应产物据报道可溶于稀酸中。美国专利No.5,760,337(Iyer)涉及热可再处理的交联树脂，以填充在半导体器件和它所连接的基材之间产生的缝隙。这些树脂通过使亲双烯体(具有大于1的官能度)与含2，5-二烷基取代的呋喃的聚合物反应来生产。国际专利出版物No.PCT/US98/00858涉及热固性树脂组合物，它能够密封在包括安装在载体基材上的半导体芯片的半导体器件和所述半导体器件以导电方式连接的电路板之间的填缝。该组合物包括大约100重量份的环氧树脂，大约3-大约60重量份的固化剂，以及大约1-大约90重量份的增塑剂。这里，在固化热固性塑料周围的面积在大约190到大约260℃的温度下加热大约10秒到大约1分钟的时间，以便获得软化和它的粘合性的显著丧失。美国专利Nos.5,948,922(Ober)和5,973,033(Ober)各涉及某些类型的具有叔氧羰基连接基的化合物，以及以这些化合物为基础的组合物，当固化时，它提供了能够被再处理的热可分解的组合物。不管目前技术水平如何，都希望有一种能提供良好的生产率和耐热冲击性的填缝密封材料，同时使它所用于的基材便于加工和无需在太极端的条件下容易从半导体器件上分离，所述条件可以危害保留在基材上的半导体器件或基材本身的完整性。本专利技术的概述本专利技术提供了可用作填缝密封剂树脂的热固性树脂组合物。该组合物能使半导体器件，如包括安装在载体基材上的半导体芯片的CSP/BCA/LGA组件通过短时间热固化牢固连接到电路板上，并具有良好的生产率，这证明了优异的热冲击性能(或热循环性能)，以及在半导体器件或连接出现故障的情况下，使得CSP/BGA/LGA组件很容易从电路板上除去。同样，使用本专利技术的组合物，半导体芯片可以牢固连接到电路板上，和如果需要，从电路板上除去。热固性树脂组合物包括可固化的树脂组分和固化剂。可固化的树脂组分可以选自具有侧挂于核心结构的含至少两个杂原子的碳环结构的那些，其中核心结构含有选自醚、硫醚、碳酸酯及其组合的至少一个连接基，该连接基能够在适合的条件下再处理以便丧失它的粘合性。一种这样的再处理技术涉及在暴露到高温条件和/或酸性条件时使组合物的固化反应产物降解。另外，可固化树脂可以是环氧树脂，它的至少一部分具有与至少一个端部环氧基相邻的至少一个烯化氧残基。在可固化树脂不是环氧树脂的情况下，本专利技术组合物可以包括作为单独组分的环氧树脂组分。组合物还可包括由以下结构式表示的单官能环氧基共反应稀释剂 其中X表示杂原子，氧或硫；Y可存在或不存在，以及当存在时，表示烷基、烯基、芳基等；和R表示烷基、烯基、芳基等，以及无机填料组分。另外，在固化剂不是酸酐的情况下，本专利技术组合物还可包括单独的酸酐组分。通过软化和使它们的粘合性丧失，如通过暴露到超过用于固化组合物的那些温度的温度条件，能够可控地再处理这些组合物的反应产物。虽然本专利技术的热固性树脂组合物在相对低温下在短时间内可固化，但它们的固化反应产物具有优异的热冲击性能，而且，能够容易在加热条件下通过施加力被分开。即，用本专利技术的热固性树脂组合物的固化反应产物连接于电路板的半导体器件或半导体芯片能够容易通过加热反应产物，使其用溶剂溶胀，或者在加热条件下使其用溶剂溶胀被除去。通过使用本专利技术的热固性树脂组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
热固性树脂组合物，它的反应产物是可控降解的，所述组合物包括： （ａ）可固化的树脂组分，它选自具有侧挂于核心结构的含至少两个杂原子的碳环结构的可固化树脂，其中核心结构含有至少一个醚、硫醚或碳酸酯连接基，该连接基能够在接触到高温条件和／或酸性条件时降解，环氧树脂，该环氧树脂的至少一部分具有与至少一个端部环氧基相邻的至少一个烯化氧残基，以及环氧树脂和用以下结构式表示的共反应剂稀释剂的结合物： ＊－ＣＨ↓［２］－Ｙ－Ｏ－＊－Ｒ 其中Ｘ表示杂原子，氧或硫；Ｙ可存在或不存在，以及当存在时，表示烷基、烯基、芳基等；和Ｒ表示烷基、烯基和芳基；和 （ｂ）固化剂组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1999-6-17 60/139,486;US 2000-3-31 60/193,391;US1.热固性树脂组合物，它的反应产物是可控降解的，所述组合物包括(a)可固化的树脂组分，它选自具有侧挂于核心结构的含至少两个杂原子的碳环结构的可固化树脂，其中核心结构含有至少一个醚、硫醚或碳酸酯连接基，该连接基能够在接触到高温条件和/或酸性条件时降解，环氧树脂，该环氧树脂的至少一部分具有与至少一个端部环氧基相邻的至少一个烯化氧残基，以及环氧树脂和用以下结构式表示的共反应剂稀释剂的结合物 其中X表示杂原子，氧或硫；Y可存在或不存在，以及当存在时，表示烷基、烯基、芳基等；和R表示烷基、烯基和芳基；和(b)固化剂组分。2.权利要求1的组合物，进一步包括酸酐组分。3.权利要求1的组合物，进一步包括无机填料组分。4.权利要求1的组合物，其中可固化树脂组分用以下结构式表示 其中方框表示包括一个或多个芳环或环系，有或没有被一个或多个杂原子插入或取代；X1、X2、Xa和Xb可以是相同或不同的，表示氧和硫；m和m1表示在1-3范围内的整数；n和n1表示在0-8范围内的整数；以及o和o1表示在1-3范围内的整数。5.权利要求4的组合物，其中方框用以下结构式表示 其中Y可以存在或不存在，以及在存在的情况下，选自碳、氧、硫和亚苯基。6.权利要求4的组合物，其中方框表示结构连接基，它选自单个芳环、低聚体系和具有参与稠环系，参与二芳基环系、双芳基环系或环脂族-芳族混合环系的多个芳族单元的芳环系。7.权利要求1的组合物，其中可固化树脂组分用以下结构式表示 其中X1和X2可以是相同或不同的，表示氧和硫；Xa和Xb可以是相同或不同的，可以存在或不存在，表示1到大约12个碳原子的烷基、烯基和芳基，或者一个或多个芳环或环系，有或没有被一个或多个杂原子所插入或取代；m和m1表示在1-3范围内的整数。8.权利要求1的组合物，其中可固化的树脂组分选自MPG[双[4-(2，3-环氧基-丙基硫基)苯基]-硫化物]，XBO[二甲苯双氧杂环丁烷]，CBO碳酸双氧杂环丁烷和它们的结合物。9.权利要求1的组合物，其中环氧树脂组分包括单或多官能脂族环氧树脂，具有环脂族环结构或体系的环氧树脂，或具有芳环结构或体系的环氧树脂和它们的结合物。10.权利要求1的组合物，其中环氧树脂组分包括 其中n是1到大约18的整数， 其中n如以上所定义， 以及它们的结合物。11.权利要求1的组合物，其中共反应剂稀释剂用以下结构式表示 其中X表示杂原子，氧或硫，Y可以存在或不存在，以及当存在时，表示选自分别从1或2到大约20个碳原子的线性、支化、环或双环烷基或烯基以及大约6个到大约20个碳原子的一个或多个芳环或环系的芳基的连接基。12.权利要求1的组合物，其中共反应剂稀释剂是新癸酸缩水甘油基酯。13.权利要求1的组合物，其中固化剂组分选自胺化合物，酰胺化合物，咪唑化合物以及它们的衍生物和结合物。14.权利要求13的组合物，其中胺化合物选自脂族多胺，芳族多胺，脂环族多胺和它们的结合物。15.权利要求13的组合物，其中胺化合物选自二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，二乙基氨基丙基胺，二甲苯二胺，二氨基二苯基胺，异佛尔酮二胺，亚甲基二胺和它们的结合物。16.权利要求13的组合物，其中酰胺化合物包括氰基官能化酰胺。17.权利要求13的组合物，其中咪唑化合物选自咪唑、异咪唑、烷基取代的咪唑和它们的结合物。18.权利要求13的组合物，其中咪唑化合物选自2-甲基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，2，4-二甲基咪唑，丁基咪唑，2-十七碳烯基-4-甲基咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：T多巴，
申请(专利权)人：洛克泰特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]