一种热塑性聚酰亚胺及其在临时键合技术中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种热塑性聚酰亚胺及其在临时键合技术中的应用。热塑性聚酰亚胺的制备方法包括：将二胺和二酐通过共聚得到聚酰亚胺前体聚酰胺酸；将聚酰胺酸通过热亚胺化得到热塑性聚酰亚胺；其中，所述热亚胺化的温度为200℃～350℃，所述热亚胺化的固化时间为0.5h～10h；所述二胺为具有柔性键和刚性基团的二胺；所述二酐为具有柔性键和刚性基团的二酐。本发明专利技术提供的热塑性聚酰亚胺在紫外激光临时键合技术中，满足超薄晶圆加工过程中易于键合与解键合的工艺要求，提高了临时键合制程的效率及安全性，在电子封装中具有潜在的应用价值。在电子封装中具有潜在的应用价值。在电子封装中具有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性聚酰亚胺及其在临时键合技术中的应用


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺
，尤其涉及一种热塑性聚酰亚胺及其在临时键合技术中的应用。

技术介绍

[0002]随着消费类电子产品的更新换代，5G通信CPU/GPU等高端芯片也朝着高频高速、多功能、高性能、小体积和高可靠性等方向发展。为了满足集成电路芯片微型化，多功能化和智能化的要求，同时助力解决目前摩尔定律发展面临的物理极限挑战，先进封装技术的发展主要集中在三维封装方面，如芯片叠层封装PIP(Package in Package)，封装体堆叠POP(Package on Package)，多芯片封装MCP(Multi Chip Package)，系统级封装SIP(System in Package)，晶圆级封装WLP(Wafer Level Package)，硅通孔TSV(Through Silicon Via)技术等，在减小封装体积的同时，提高电路性能，减小寄生效应和时间延迟。但是，不管涉及哪种封装技术，在封装整体厚度不变甚至需要降低的趋势下，芯片厚度的减薄都势在必行。尤其在面向5G通信CPU/GPU、功率芯片等的高散热要求方面，芯片厚度将需要降到50um以下。但是，传统加工工艺容易出现破片，因此超薄晶圆必须借助临时键合技术以提高芯片制造工艺精度和产品良率。其中，紫外激光临时键合光敏材料方案由于其成本较低、工艺制程简单等特点，目前基本已成为8/12英寸大尺寸超薄晶圆加工的主流解决方案。临时键合材料需满足：
①
具有足够的粘结力，以支持超薄芯片在WLP及高密度扇出型(Fan
‑
out)封装中的RDL制程；
②
具有良好的热稳定性，以满足回流焊等工艺；
③
具有足够的紫外吸收性能，以实现高效地解键合；
④
具有优异的溶解性，以满足解键合后的晶圆表面清洗过程。
[0003]中国专利CN104804682A公开了一种晶圆减薄的临时键合胶、其制备方法、键合及解键合方法，以具有粘合作用的基础树脂在强酸作用下可以解聚成低分子化合物和/或线性低聚物，进而使键合胶形成的粘合层在酸液充分浸渍下发生明显的解聚合反应，达到提高解键合效率的目的。同时，高聚物的分解温度在270℃以上，提高了粘合层的热稳定性。但是，其中的酸性化学物质具有一定的环境破坏性。中国专利CN104204126A公开了一种用于晶圆加工薄膜的粘合剂组合物，由丙烯酸类聚合物及光敏气体发生剂构成的粘合层可以在紫外光作用下解键合。但是，该方法的光敏气体的释放对超薄晶圆存在破片的风险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中，大尺寸超薄晶圆由于加工工艺易破片，因此必须借助临时键合技术以提高芯片制造工艺精度和产品良率，而现有的临时键合材料在兼具应用所需的高耐热性、优异紫外吸收性能等方面还存在很大差距的问题，本专利技术基于超薄晶圆加工的临时键合技术，将热塑性聚酰亚胺应用于紫外激光临时键合光敏材料中，制备出高耐热、高紫外激光吸收的热塑性聚酰亚胺，实现了其在超薄晶圆加工过程中易于键合与解键合的工艺要求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一方面，本专利技术提供一种热塑性聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将二胺和二酐通过共聚得到聚酰亚胺前体聚酰胺酸；
[0008](2)将步骤(1)得到的聚酰胺酸通过热亚胺化得到热塑性聚酰亚胺；
[0009]其中，所述热亚胺化的温度为200℃～350℃，所述热亚胺化的固化时间为0.5h～10h；
[0010]所述二胺为具有柔性键和刚性基团的二胺；所述二酐为具有柔性键和刚性基团的二酐。
[0011]作为优选地实施方式，所述柔性键选自醚键、硫醚键和羰基中的任一种或几种。
[0012]作为优选地实施方式，所述刚性基团选自联苯基团、芴基、苯基、茚满结构中的任一种或几种。
[0013]具体地，所述具有柔性键和刚性基团的二胺可列举出9,9
‑
双(4
‑
氨基苯基)芴、9,9
‑
双(3
‑
氨基苯基)芴、9,9
‑
双(3
‑
氟
‑4‑
氨基苯基)芴、1,1
‑
二(4
‑
氨基苯基)环己烷、9,9
‑
二(4
‑
氨基
‑3‑
氯苯基)芴、9,9
‑
二(4
‑
氨基
‑3‑
甲苯基)芴、5(6)
‑
氨基
‑1‑
(4
‑
氨基苯基)
‑
1,3,3
‑
三甲基茚满、5(6)
‑1‑
(4
‑
氨基苯基)
‑
1,3,3
‑
三甲基茚满、3,3
‑
双(4
‑
氨基苯基)苯酞、1,3
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)苯、1,4
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)苯、1,3
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)苯、4,4'
‑
二氨基二苯醚、3,4'
‑
二氨基二苯醚、4,4
‑
二氨基二苯硫醚、2 2'
‑
二氨基二苯基硫醚、2,2'
‑
双(4
‑
氨基苯氧基苯基)丙烷、4,4'
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)联苯、4,4'
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)联苯、2,2'
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基苯基)]丙烷、1,4
‑
亚苯基二[[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]甲酮]、4,4'
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4'
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)二苯甲酮、1,3
‑
双[4
‑
(3
‑
氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、双[4
‑
[4
‑
[1
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑1‑
甲基乙基]苯氧基]苯基]和[1,1':3',1
”‑
三联苯]‑
4,4
”‑
二胺等；上述二胺可单一使用也可以任意混合使用。
[0014]具体地，所述具有柔性键和刚性基团的二酐可列举出2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐、2,2,3',3
‑
联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'
‑
二苯醚四甲酸二酐、9,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二胺和二酐通过共聚得到聚酰亚胺前体聚酰胺酸；(2)将步骤(1)得到的聚酰胺酸通过热亚胺化得到热塑性聚酰亚胺；其中，所述热亚胺化的温度为200℃～350℃，所述热亚胺化的固化时间为0.5h～10h；所述二胺为具有柔性键和刚性基团的二胺；所述二酐为具有柔性键和刚性基团的二酐。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柔性键选自醚键、硫醚键和羰基中的任一种或几种；优选地，所述刚性基团选自联苯基团、芴基、苯基和茚满结构中的任一种或几种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述热亚胺化为多段阶梯式升温，每段温度阶梯间隔50～100℃；每段升温速率为4～20℃/min；每段保温时间为60～210min；所述升温阶段包括两段或两段以上温度阶梯。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚酰亚胺的制备方法具体包括以下步骤：在保护气氛中，将二胺溶于或混匀于极性有机溶剂中，加入二酐后搅拌，使其缩合聚合形成聚酰胺酸溶液；然后将其以4～20℃/min的升温速率阶梯式升温加热至200℃～350℃进行热亚胺化，即得到所述热塑性聚酰亚胺。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述极性有机溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、间甲酚和γ
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国平，李金辉，刘金山，黄达，刘强，李绪军，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：