一種倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂 組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電子元器件逐漸向小型化、薄型化與高度 集成方向發(fā)展，在大規(guī)模集成電路封裝的過程中，封裝的形式也越來越集成，傳統(tǒng)的引線封 裝，因不能滿足小型化，也不利于集成電路的發(fā)展，而由焊球來取代進(jìn)行電路基板和芯片的 聯(lián)接，成為目前廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003] 目前，在倒裝芯片封裝過程中，電路設(shè)計(jì)的過程中芯片和基板的間距一般在70~ 80ym。因此，決定了焊球的高度也控制在這范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種倒裝芯片封裝的環(huán) 氧樹脂組合物。符合和滿足倒裝芯片封裝的高流動(dòng)性，并能滿足封裝成型過程中出現(xiàn)的填 充完全、可操作性的要求。
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種倒裝芯片封裝的環(huán) 氧樹脂組合物，其特點(diǎn)是：
[0006] 它包括環(huán)氧樹脂5~30質(zhì)量份、酚醛樹脂5~20質(zhì)量份、無(wú)機(jī)填料70~90質(zhì)量 份、阻燃劑1~10質(zhì)量份、固化促進(jìn)劑0. 5~2. 5質(zhì)量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5~4. 5質(zhì)量份；各 組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~ 20分鐘，將混合材料壓成1. 5_厚的薄片，經(jīng)冷卻后粉碎制成；
[0007] 其中：環(huán)氧樹脂采用具有低粘度、高流動(dòng)性、高玻璃化溫度的含萘型或者聯(lián)苯結(jié)構(gòu) 型環(huán)氧樹脂；
[0008] 酚醛樹脂采用具有較好的流動(dòng)性的含有聯(lián)苯基結(jié)構(gòu)或多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)的酚醛樹 脂；
[0009] 所用的無(wú)機(jī)填料為球形娃微粉，其粒度分布D50為4~6ym，l~6ym部分娃微 粉占總量的60~75%，6~12ym部分硅微粉占總量的20~25 %。12~48ym部分硅微 粉占總量的5~20%。
[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所用硅烷偶聯(lián) 劑是環(huán)氧基硅烷。
[0011] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，環(huán)氧樹脂的環(huán) 氧當(dāng)量與酚醛樹脂的羥基當(dāng)量的比值控制在〇. 8 - 1. 3范圍內(nèi)時(shí)，環(huán)氧樹脂組合物在成型 時(shí)，表現(xiàn)出良好的固化特性。
[0012] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所用的脫模劑 為巴蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸或褐煤蠟的任意一種。
[0013] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的固化促 進(jìn)劑為：咪唑類或磷類化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者為叔胺化合物，包括芐基二 甲胺、三乙胺芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環(huán)（5, 4, 0)十一碳烯-7;或者為有機(jī)膦化合物，包 括三苯基膦、四苯基膦、三（對(duì)甲基苯基）膦。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠良好填充倒裝芯片集成電路中芯片與電路板之間的 80ym間隙及包覆圓球凸點(diǎn)。本發(fā)明通過選用合適的硅微粉粒度分布，其粒度分布D50為 4~6um，1~6um部分娃微粉占總量的60~75 %，6~12um部分娃微粉占總量的20~ 25%，12~48um部分硅微粉占總量的5~20%，能制備出高流動(dòng)性和良好填充性的倒裝芯 片封裝用的環(huán)氧樹脂組合物。
【具體實(shí)施方式】
[0015] -種倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，它包括環(huán)氧樹脂5~30質(zhì)量份、酚醛樹脂 5~20質(zhì)量份、無(wú)機(jī)填料70~90質(zhì)量份、阻燃劑1~10質(zhì)量份、固化促進(jìn)劑0. 5~2. 5質(zhì) 量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5~4. 5質(zhì)量份；各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混 煉溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng)冷卻后 粉碎制成；
[0016] 其中：環(huán)氧樹脂采用具有低粘度、高流動(dòng)性、高玻璃化溫度的含萘型或者聯(lián)苯結(jié)構(gòu) 型環(huán)氧樹脂；
[0017] 酚醛樹脂采用具有較好的流動(dòng)性的含有聯(lián)苯基結(jié)構(gòu)或多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)的酚醛樹 脂；
[0018] 使用的酚醛樹脂的上限是3% -10%范圍內(nèi)，當(dāng)超出這個(gè)范圍時(shí)，材料有較好的流 動(dòng)性，當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)范圍時(shí)，出現(xiàn)流動(dòng)性及可靠性差的問題。
[0019] 環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量與酚醛樹脂的羥基當(dāng)量的比值控制在0. 8 - 1. 3范圍內(nèi)時(shí)， 環(huán)氧樹脂組合物在成型時(shí)，表現(xiàn)出良好的固化特性。
[0020] 所用的無(wú)機(jī)填料為球形娃微粉，其粒度分布D50為4~6ym，l~6ym部分娃微 粉占總量的60~75%，6~12ym部分硅微粉占總量的20~25 %。12~48ym部分硅微 粉占總量的5~20%。
[0021] 所用硅烷偶聯(lián)劑是環(huán)氧基硅烷。
[0022] 所用硅烷偶聯(lián)劑是環(huán)氧基硅烷幾種偶聯(lián)劑的混合體，采用其中的兩種或者幾種混 合使用。它與無(wú)機(jī)材料，有機(jī)物都有很好的粘結(jié)力。
[0023] 所述的固化促進(jìn)劑為：咪唑類或磷類化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者為 叔胺化合物，包括芐基二甲胺、三乙胺芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環(huán)（5, 4, 0)十一碳烯-7; 或者為有機(jī)膦化合物，包括三苯基膦、四苯基膦、三（對(duì)甲基苯基）膦。咪唑或磷類化合物， 包括2MZ-A、或者可以單獨(dú)或混合使用，優(yōu)先選用可以在高溫條件下催化反應(yīng)，可以使材料 有更好的流動(dòng)性。
[0024] 以下進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本 發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。
[0025] 實(shí)驗(yàn)例1。實(shí)施例1所述配方A中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混 煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng) 待混合均勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0026] 實(shí)驗(yàn)例2。實(shí)施例2所述的配方B中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融 混煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片， 經(jīng)待混合均勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0027] 實(shí)驗(yàn)例3。實(shí)施例3所述的配方中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混 煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng) 待混合均勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0028] 實(shí)驗(yàn)例4。實(shí)施例4所述的配方中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混 煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng) 待混合均勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0029] 對(duì)比例1。所述的配方中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混煉 溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng)待混合均 勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0030] 對(duì)比例2。所述的配方中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混煉 溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng)待混合均 勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0031] 對(duì)比例3。所述的配方中各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混煉 溫度為90~110°C，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經(jīng)待混合均 勻后，冷卻粉碎，進(jìn)行性能測(cè)試。
[0032] 對(duì)比實(shí)驗(yàn)中主要性能指標(biāo)使用下述方法進(jìn)行測(cè)試的：
[0033]a)膠化時(shí)間：熱板法，將電熱板加熱到175± 1°C，取2_3g樣品粉料放在電熱板上， 粉料逐漸由流體變成膠態(tài)時(shí)為終點(diǎn)，讀出所需時(shí)間。
[0034] b)流動(dòng)性：在傳遞模塑壓機(jī)上借助EMMI-1-66螺旋流動(dòng)金屬模具測(cè)定，成型壓力 為70Kgf/cm2模具溫度在175±2°C，取樣品15g進(jìn)行測(cè)試。
[0035] c)熔融粘度：利用日本島津公司的毛細(xì)管流變儀測(cè)定所述環(huán)氧組合物的熔融粘 度。測(cè)試條件：口模為0.5XL0mm，壓力為25公斤，溫度為175°C。
[0036] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
[0037]
[0038]
[0039] 從上表中可以看出，實(shí)施例的流動(dòng)性和填充性都很好，而對(duì)比例的流動(dòng)性、成型性 和填充性都很差，可以看出對(duì)于倒裝芯片封裝中，組合物中硅微粉其粒度分布D50控制在 4~6um，1~6um部分娃微粉占總量的60~75 %，6~12um部分娃微粉占總量的20~ 25%，12~48um部分硅微粉占總量的5~20%，能制備出高流動(dòng)性和良好填充性的倒裝芯 片封裝用的環(huán)氧樹脂組合物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于： 它包括環(huán)氧樹脂5~30質(zhì)量份、酸醛樹脂5~20質(zhì)量份、無(wú)機(jī)填料70~90質(zhì)量份、 阻燃劑1~1〇質(zhì)量份、固化促進(jìn)劑0. 5~2. 5質(zhì)量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5~4. 5質(zhì)量份；各組 分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度為90~IKTC，混煉時(shí)間為2~20分 鐘，將混合材料壓成I. 5_厚的薄片，經(jīng)冷卻后粉碎制成； 其中：環(huán)氧樹脂采用具有低粘度、高流動(dòng)性、高玻璃化溫度的含萘型或者聯(lián)苯結(jié)構(gòu)型環(huán) 氧樹脂； 酚醛樹脂采用具有較好的流動(dòng)性的含有聯(lián)苯基結(jié)構(gòu)或多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂； 所用的無(wú)機(jī)填料為球形硅微粉，其粒度分布D50為4~6 y m，1~6 y m部分硅微粉占總量 的60~75%，6~12 y m部分硅微粉占總量的20~25% ; 12~48 y m部分硅微粉占總量的5~20%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：所用硅烷偶 聯(lián)劑是環(huán)氧基硅烷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：環(huán)氧樹脂的 環(huán)氧當(dāng)量與酚醛樹脂的羥基當(dāng)量的比值控制在0. 8 - 1. 3范圍內(nèi)時(shí)，環(huán)氧樹脂組合物在成 型時(shí)，表現(xiàn)出良好的固化特性。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：所用的脫模 劑為巴蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸或褐煤蠟的任意一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：所述的固化 促進(jìn)劑為：咪唑類或磷類化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者為叔胺化合物，包括芐基 二甲胺、三乙胺芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環(huán)（5, 4, 0)十一碳烯-7 ;或者為有機(jī)膦化合物， 包括三苯基膦、四苯基膦、三對(duì)甲基苯基膦。
【專利摘要】一種倒裝芯片封裝的環(huán)氧樹脂組合物，它包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、無(wú)機(jī)填料、阻燃劑、固化促進(jìn)劑、硅烷偶聯(lián)劑；各組分準(zhǔn)確稱量后，在雙輥混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度為90～110℃，混煉時(shí)間為2~20分鐘，將混合材料壓成1.5mm厚的薄片，經(jīng)冷卻后粉碎制成；發(fā)明通過選用合適的硅微粉粒度分布，其粒度分布D50為4~6um，1~6um部分硅微粉占總量的60～75%，6~12um部分硅微粉占總量的20～25%，12~48um部分硅微粉占總量的5～20%，能制備出高流動(dòng)性和良好填充性的倒裝芯片封裝用的環(huán)氧樹脂組合物。能夠良好填充倒裝芯片集成電路中芯片與電路板之間的80μm間隙及包覆圓球凸點(diǎn)。
【IPC分類】C08K5/5435, C08K7/18, C08G59/62, C08L63/00
【公開號(hào)】CN105038129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510410029
【發(fā)明人】封其立, 王松松, 單玉來, 張德偉, 孫波, 周佃香, 王寶總
【申請(qǐng)人】江蘇中鵬新材料股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日