一种可溶性的含硅聚酰亚胺及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可溶性的含硅聚酰亚胺及其制备方法和应用，属于胶粘剂技术领域。制备方法包括：1)将二酐、二胺与端氨基硅油在极性溶剂中经缩聚反应得到含硅聚酰胺酸；2)添加链终止剂、脱水剂、催化剂后通过亚胺化得到含硅聚酰亚胺；其中，二酐选自含三氟甲基的二酐、不对称结构的二酐和大侧基芳香族二酐中的至少一种；二胺选自含柔性链段的芳香族二胺中的至少一种。本发明专利技术利用端氨基硅油作为共聚单体，将烷氧基链段引入聚酰亚胺重复单元，破坏分子链的对称性和规整性，调整了聚酰亚胺的溶解性和熔融流动性，保证了单层粘结层在高温环境的粘结性能。本发明专利技术还公开了上述含硅聚酰亚胺的用于临时键合和解键合的方法。胺的用于临时键合和解键合的方法。胺的用于临时键合和解键合的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种可溶性的含硅聚酰亚胺及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及胶粘剂
，尤其涉及一种可溶性的含硅聚酰亚胺及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，先进封装技术延续着摩尔定律的精髓，继续朝向后摩尔时代中器件的小型化和异构集成化方向发展。为了适用于超薄封装、更小的外形尺寸，更低的成本和更全面的功能，先进封装技术常常要求薄晶圆厚度打磨到100μm甚至50μm以下。晶圆键合技术作为晶圆级封装(WLP)领域中的工艺之一，依靠临时键合层的键合固定/解键合释放作用，将器件晶圆用临时键合材料键合到较厚的载体上，经过背部减薄、形成重布线层和内部互连制作后，再借助机械拆解、热分离、激光烧蚀或化学溶剂清洗等方式使得晶圆与载体分离。该技术克服了超薄薄晶圆易碎特性和容易翘曲的缺点，是晶圆级封装工艺成功的关键。
[0003]在实现晶圆与载片的临时键合的方式中，常见有借助粘接层和释放层协同作用的方式。但是常用的粘结层如环氧树脂、丙烯酸酯在高温条件粘结性存在失效风险，且粘接层与器件面接触，经常存在难清洗等诸多问题。相比于多层结构，单层键合胶材料相对简单，应用广泛。典型案例如石蜡，一种由热塑性材料构成的单层键合粘接层。它可通过高温时材料的熔融流动实行键合过程，随后逐渐降温待蜡层固化达到键合效果。然而，这样的临时键合材料同样存在耐高温性能差的缺点，因此不适用于晶圆加工过程中的高温回流焊等条件。
[0004]聚酰亚胺是一种热固性塑料，不溶解、不熔融。对聚酰亚胺的链段或基团进行修饰，能够赋予聚酰亚胺不同的性能，是制备单层键合胶的潜在方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可溶性的含硅聚酰亚胺及其制备方法以及在电子封装中的应用，尤其是在晶圆临时键合技术中的应用，本专利技术通过调控柔性链段和刚性链段的比例，制备得到具有不同玻璃化转变温度的可溶性含硅聚酰亚胺，以解决晶圆级封装技术中键合胶耐高温性和粘结性不可兼容的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一方面，本专利技术提供一种可溶性的含硅聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)将二酐、二胺与端氨基硅油在极性溶剂中经缩聚反应得到含硅聚酰胺酸(Si
‑
PAA)；
[0009]2)添加链终止剂、脱水剂、催化剂后通过亚胺化得到含硅聚酰亚胺(Si
‑
PI)；
[0010]其中，步骤1)中，所述二酐选自含三氟甲基的二酐、不对称结构的二酐和大侧基芳香族二酐中的至少一种；所述二胺选自含柔性链段的芳香族二胺中的至少一种。
[0011]在某些具体的实施方式中，所述含三氟甲基的二酐可列举出六氟二酐等；所述不对称结构的二酐为反式二酐，可列举出2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'
‑
二苯醚四
甲酸二酐等；所述大侧基芳香族二酐可列举出含芴基二酐如9,9
‑
双(3,4
‑
二羧基苯基)芴二酸酐、9,9
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]芴、含羟基、苯基、叔丁基等取代单元的芳香族四酸二酐等；
[0012]在某些具体的实施方式中，所述含柔性链段的芳香族二胺单体中，所述柔性链段选自醚键、羰基、砜基和酯基中的至少一种；所述含柔性链段的芳香族二胺单体可列举出3,3
’
,4,4
’‑
二苯酮四酸二酐、1,3
‑
双(4
‑
氨苯氧基)苯、1,4
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)苯、2,2
’‑
双(三氟甲基)
‑
4,4
’‑
二氨基苯基醚、2,2
’‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基苯基)]丙烷、2,2
’‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4
’‑
联苯醚二酐、4,4
’‑
二氨基二苯醚、4,4'
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)二苯基砜、3,4
’‑
二氨基二苯醚、4
‑
氨基苯甲酸4
‑
氨基苯酯、双(4
‑
氨基苯基)对苯二甲酸酯、1,4
‑
双(4
‑
氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯、4,4'
‑
二(4
‑
氨基苯氧基)联苯等。
[0013]作为优选地实施方式，步骤1)中，所述缩聚反应的温度为
‑
10～40℃，优选为
‑
5～6℃；
[0014]优选地，所述缩聚反应的时间为1～24h；
[0015]优选地，所述端氨基硅油和二胺单体含有的氨基的摩尔比为0.05～0.5：0.5～0.95；
[0016]优选地，所述二胺和端氨基硅油含有的氨基和所述二酐含有酸酐基团的摩尔比为0.85～1.0：1.02～1.2；
[0017]优选地，所述极性溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮、1，4
‑
二氧六环、四氢呋喃和间甲酚中的至少一种；
[0018]优选地，所述缩聚反应中，所述二酐、二胺与端氨基硅油在反应体系中的质量分数为10～40％；
[0019]优选地，所述端氨基硅油的结构通式如式(I)所示：
[0020][0021]式(I)中，R1选自
‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
和
‑
C6H4‑
中的任一种；R2选自甲基、乙基、苯基、乙烯基和氢中的任一种；n为正整数；所述端氨基硅油的分子量为200～100000；在本专利技术的技术方案中，所述端氨基硅油能够参与缩聚反应。
[0022]作为优选地实施方式，步骤2)中，所述亚胺化的反应温度为15～50℃，优选为25～40℃；
[0023]优选地，所述亚胺化的反应时间为10～48h；
[0024]优选地，所述链终止剂选自苯胺和邻苯二甲酸酐中的至少一种；
[0025]优选地，所述链终止剂为所述二酐、二胺和端氨基硅油总质量的0.005％～2％；
[0026]优选地，所述催化剂选自吡啶、氨基吡啶、三乙胺、二甲基吡啶、三甲基吡啶、喹啉、异喹啉、二甲基乙醇胺中的至少一种；
[0027]优选地，所述脱水剂选自乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐、芳香族单羧酸酸酐中的的至少一种；
[0028]优选地，所述脱水剂、催化剂和二酐的摩尔比为2.5～5：1.5～3.5：1～1.2。
[0029]在某些具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可溶性的含硅聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将二酐、二胺与端氨基硅油在极性溶剂中经缩聚反应得到含硅聚酰胺酸；2)添加链终止剂、脱水剂、催化剂后通过亚胺化得到含硅聚酰亚胺；其中，步骤1)中，所述二酐选自含三氟甲基的二酐、不对称结构的二酐和大侧基芳香族二酐中的至少一种；所述二胺选自含柔性链段的芳香族二胺中的至少一种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述缩聚反应的温度为
‑
10～40℃，优选为
‑
5～6℃；优选地，所述缩聚反应的时间为1～24h；优选地，所述端氨基硅油和二胺单体含有的氨基的摩尔比为0.05～0.5：0.5～0.95；优选地，所述二胺和端氨基硅油含有的氨基和所述二酐含有酸酐基团的摩尔比为0.85～1.0：1.02～1.2；优选地，所述极性溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮、1，4
‑
二氧六环、四氢呋喃和间甲酚中的至少一种；优选地，所述缩聚反应中，所述二酐、二胺与端氨基硅油在反应体系中的质量分数为10～40％；优选地，所述端氨基硅油的结构通式如式(I)所示：式(I)中，R1选自
‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
和
‑
C6H4‑
中的任一种；R2选自甲基、乙基、苯基、乙烯基和氢中的任一种；n为正整数；所述端氨基硅油的分子量为200～100000。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述亚胺化的反应温度为15～50℃，优选为25～40℃；优选地，所述亚胺化的反应时间为10～48h；优选地，所述链终止剂选自苯胺和邻苯二甲酸酐中的至少一种；优选地，所述链终止剂为所述二酐、二胺和端氨基硅油总质量的0.005％～2％；优选地，所述催化剂选自吡啶、氨基吡啶、三乙胺、二甲基吡啶、三甲基吡啶、喹啉、异喹啉、二甲基乙醇胺中的至少一种；优选地，所述脱水剂选自乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐、芳香族单羧酸酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国平，代文雪，刘强，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：