一种用于晶圆级芯片尺寸封装的底部填充胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种适用于晶圆级芯片尺寸封装的底部填充胶组合物，包括60

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆级芯片尺寸封装的底部填充胶组合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种适用于晶圆级芯片尺寸封装的底部填充胶组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，电子设备逐渐成为人们工作和日常生活中不可或缺的重要工具。电子设备实现预设功能的主要部件是芯片，随着集成电路技术的不断进步，芯片的集成度越来越高，芯片的功能越来越强大，而芯片的尺寸越来越小，故芯片需要通过封装，形成封装结构，以便于芯片与外部电路电连接。
[0003]晶圆级芯片尺寸封装(WL
‑
CSP)，是在衬底上完成封装集成制程，具有大幅减小封装结构面积的优势。传统的封装是在晶圆分割成单个芯片后完成的，而晶圆级芯片尺寸封装是一种在晶圆上进行芯片封装和测试的工艺过程。相比传统的封装过程，晶圆级的封装在成本上的节省是很可观的。
[0004]据IBT Research所整理的资料显示，晶圆级封装技术基于倒装芯片，由IBM率先启动开发。1964年，美国IBM公司在其M360计算器中最先采用了FCOB焊料凸点倒装芯片器件。1969年，美国Delco公司在汽车中使用了焊料凸点器件。二十世纪70年代，NEC、日立等日本公司开始在一些计算器和超级计算器中采用FCOB器件。到了1999年，晶圆凸点的制造公司开始给主要的封装配套厂家发放技术许可证。以此，倒装芯片和芯片尺寸封装也就逐渐在世界各地推广开来。
[0005]晶圆级芯片尺寸封装的一个技术难点是，由于组件中的各种材料的热膨胀系数不匹配，轻微的热变形就会导致应力存在于细小的焊点中，为了改善这种现象，提高组件的机械连接强度和热循环可靠性，需要对CSP的装配进行底部填充。目前，市场常见的底部填充物是以环氧树脂为主，添加硅微粉等材料制备得到的，其中，大部分底部填充物中硅微粉的添加量一般不超过20％。而上述现有底部填充物并不适用于晶圆级芯片尺寸封装，首先是因为其热膨胀系数较大，其次是因为这样的底部填充无法通过高温回流焊测试，高温回流后非常容易出现爆锡珠或者锡球严重变形的情况。

技术实现思路

[0006]为了改善现有技术的缺陷，本专利技术创造性地提供一种硅微粉含量在60％左右的底部填充胶组合物。所述底部填充胶组合物热膨胀系数较小，非常适用于晶圆级芯片尺寸封装，并且热循环性能好，3次回流焊接后锡球不会变形。并且专利技术人对硅微粉进行筛分，降低粉体表面摩擦力，使底部填充胶组合物流动性好，流动过程不产生气泡。其次，专利技术人在底部填充胶组合物中增加氨基环氧树脂，以此提高粘结力；并且通过向填充物中添加无机颗粒进一步降低底部填充物的热膨胀系数。
[0007]本专利技术包括如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种底部填充胶组合物，所述组合物中含有预处理球形硅微粉，所述预处理球形硅微粉通过如下方法制备得到：
[0009](1)将D50为2
±
0.2μm，D100为6
±
0.1μm的球形硅微粉烘干，过筛，控制D100≤4μm，得到粉体1；
[0010](2)将D50为0.2
±
0.01μm，D100为0.5
±
0.02μm的球形硅微粉烘干，得到粉体2；
[0011](3)将粉体1和粉体2按重量比(6
‑
10):54加入球磨机中，球磨干混，转速200
‑
500转/min，球磨4
‑
6小时，得到预处理球形硅微粉。
[0012]本专利技术具体实施方式中使用的球形硅微粉可选自日本雅都玛公司的SE2050
‑
SEJ、50SQ
‑
E20、FE920A
‑
SQ、SOE2、SE6050
‑
SEG、SC
‑
2500SMJ，SC220G
‑
SQ；或者，日本龙森公司的PL
‑
V6、AC
‑
10V、AC
‑
5VLD、AC
‑
5V中的一种或两种以上的混合物。
[0013]优选的，所述底部填充胶组合物中还包括环氧树脂、酸酐固化剂、硅烷偶联剂、促进剂、表面处理剂和色膏，其中，所述环氧树脂包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚A/F混合环氧树脂、萘环环氧树脂、氨基环氧树脂中的一种或者两种以上的组合。
[0014]在本专利技术的具体实施方式中，所述环氧树脂为氨基环氧树脂与双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、萘环环氧树脂中的一种或两种的组合。
[0015]在本专利技术的优选实施方式中，所述环氧树脂选自氨基环氧树脂与双酚F环氧树脂和萘环环氧树脂的组合。
[0016]在具体实施方式中，所述双酚A环氧树脂可选自DER332、EPIKOTL828EL、KE
‑
8120、EXA
‑
850CRP；
[0017]双酚F环氧树脂可选自YDF
‑
8170、KF
‑
8110、YL
‑
983U；
[0018]双酚A/F混合环氧树脂可选自830LVP、EPO Tohto ZX1059、835LV；
[0019]萘环环氧树脂可选自HP
‑
4032D；
[0020]氨基环氧树脂可选自苯胺环氧树脂EP
‑
3980S、EP
‑
3950S；聚氨酯改性双酚A型环氧树脂EPU
‑
300S；缩水甘油胺型环氧树脂TGDDM(四缩水甘油基二氨基二苯甲烷)、TGIC(三缩水甘油基三异氰酸酯)。
[0021]优选的，本专利技术提供的底部填充胶组合物包括如下质量份数的组分：60
‑
70份预处理球形硅微粉、3
‑
4份氨基环氧树脂、9
‑
10份双酚F环氧树脂、6
‑
7份萘环环氧树脂、15
‑
20份酸酐固化剂、0.3
‑
0.5份硅烷偶联剂、3
‑
5份促进剂、0.3
‑
0.5份表面处理剂、0.05
‑
0.4份色膏。
[0022]所述酸酐固化剂选自日本新理化的甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐(4
‑
MeHHPA)、六氢苯酐(HHPA)、甲基纳迪克酸酐中的一种或两种以上的混合物。
[0023]所述促进剂选自四国化成的2E4MZ
‑
CN、2MZ
‑
A、2E4MZ
‑
A，日本富士化成公司的FXR
‑
1121，日本旭化成的HX
‑
3921、HXA
‑
3932、HX
‑
3742中的一种或两种以上混合物。
[0024]所述硅烷偶联剂选自A1160、KH560、KH580、Y9669、A187、KBM803、A1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于晶圆级芯片尺寸封装的底部填充胶组合物，所述组合物中含有预处理球形硅微粉，所述预处理球形硅微粉通过如下方法制备得到：(1)将D50为2
±
0.2μm，D100为6
±
0.1μm的球形硅微粉烘干，过筛，控制D100≤4μm，得到粉体1；(2)将D50为0.2
±
0.01μm，D100为0.5
±
0.02μm的球形硅微粉烘干，得到粉体2；(3)将粉体1和粉体2按重量比(6
‑
10):54加入球磨机中，球磨干混，转速200
‑
500转/min，球磨4
‑
6小时，得到预处理球形硅微粉；所述底部填充胶组合物中还包括环氧树脂、酸酐固化剂、硅烷偶联剂、促进剂、表面处理剂和色膏，其中，所述环氧树脂包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚A/F混合环氧树脂、萘环环氧树脂、氨基环氧树脂中的一种或者两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的底部填充胶组合物，其特征在于，所述环氧树脂为氨基环氧树脂与双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、萘环环氧树脂中的一种或两种的组合。3.根据权利要求2所述的底部填充胶组合物，其特征在于，所述环氧树脂选自氨基环氧树脂与双酚F环氧树脂和萘环环氧树脂的组合，氨基环氧树脂为苯胺环氧树脂。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的底部填充胶组合物，其特征在于，包括如下质量份数的组分：60
‑
70份预处理球形硅微粉、3
‑
4份氨基环氧树脂、9
‑
10份双酚F环氧树脂、6
‑
7份萘环环氧树脂、15
‑
20份酸酐固化剂、0.3
‑
0.5份硅烷偶联剂、3
‑
5份促进剂、0.3
‑
0.5份表面处理剂、0.05
‑
0.4份色膏。5.根据权利要求4所述的底部填充胶组合物，其特征在于，所述底部填充胶组合物还包括0.5
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩火年，黄成生，
申请(专利权)人：东莞市德聚胶接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：