底部填充膠及其制備方法和倒裝芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種底部填充膠及其制備方法和采用所述 底部填充膠封裝的倒裝芯片。
【背景技術(shù)】
[0002] 倒裝芯片是一種芯片互連與粘結(jié)技術(shù)，目前已應(yīng)用于高端電子器件和高密度集成 電路封裝領(lǐng)域。它可以有效地縮短互連通路、增加I/O接點(diǎn)數(shù)目以及縮小芯片尺寸，實(shí)現(xiàn)封 裝的輕薄微型化，代表著芯片封裝技術(shù)及高密度封裝的最終方向。底部填充材料作為倒裝 芯片封裝的關(guān)鍵材料，可以有效保護(hù)高密度的焊球，分散芯片表面承載的應(yīng)力，同時(shí)緩解芯 片、焊料和基板三者熱膨脹系數(shù)不匹配產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，增加芯片及封裝器件的加工性、可靠 性和使用壽命。
[0003] 目前，底部填充膠的研究多集中于30um~200um的間隙的填充材料的開(kāi)發(fā)，譬如 〇吧01010212810.5、0吧01210161036.9、0呢01410831682.0等，而針對(duì)3011111以下的填充材料 的研究則較少。CN104962224A公開(kāi)了一種底部填充膠的制備方法，主要選用粒徑比較小 的球型二氧化硅(50~500nm)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)窄間距的倒裝芯片底部填充，但該法所制備的底部 填充膠具有較高的粘度，使得無(wú)機(jī)填料的添加量難以達(dá)到理想的要求，進(jìn)而會(huì)影響到底部 填充效果，尤其是大尺寸芯片和多引腳的情況下。因此，如何進(jìn)一步增加填料用量，并降低 體系粘度和熱膨脹系數(shù)則成為高密度窄間距倒裝芯片封裝急需解決的問(wèn)題，其對(duì)進(jìn)一步提 高高度集成的半導(dǎo)體器件的可靠性具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種低粘度、低膨脹系數(shù)底部 填充膠及其制備方法，以解決高密度窄間距倒裝芯片封裝用底部填充膠粘度較大導(dǎo)致其流 動(dòng)性變差，從而導(dǎo)致在施膠過(guò)程中易造成堵塞、孔洞和點(diǎn)膠不均勻等的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例一方面，提供了一種底部填充膠。所述底部 填充膠包括如下質(zhì)量百分比的組分： 填料 60-85% 環(huán)氧樹(shù)脂5-30% 氰酸酯 5-30% 促進(jìn)劑 0.05-1.0% 增軔劑 1-10%
[0006] 稀釋劑 1-10% 分散劑 0.1-3% 消泡劑 0.05%-1 % 偶聯(lián)劑 0.1-1% 顏料 （).1-0·5%〇
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例另一方面，提供了一種底部填充膠的制備方法。所述底部填充膠制 備方法包括如下步驟：
[0008]按照本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠所含組分及含量分別稱取各原料；
[0009]將稱取的所述環(huán)氧樹(shù)脂、氰酸酯、增韌劑進(jìn)行混料處理，得到第一混合物料；
[0010] 將稱取的所述填料、分散劑、消泡劑、偶聯(lián)劑、顏料加入到所述第一混合物料中并 進(jìn)行混料處理，得到第二混合物料；
[0011] 將稱取的所述催化劑、稀釋劑加入到所述第二混合物料中并進(jìn)行混料處理，真空 脫泡處理。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例又一方面，提供了一種倒裝芯片。所述倒裝芯片是采用本發(fā)明實(shí)施 例底部填充膠或由本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠制備方法制備的底部填充膠封裝而成。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠以環(huán)氧樹(shù)脂和氰酸酯樹(shù)脂按照其含量 復(fù)配，共同構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠的基礎(chǔ)樹(shù)脂組分，該兩樹(shù)脂組分能夠發(fā)揮增效作 用，有效降低本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠的粘度，使得本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠的粘度相對(duì) 于CN104962224Α專利和CN104927733Α專利等先前研發(fā)出的底部填充膠的粘度低于 10%以下。另外，針對(duì)基礎(chǔ)樹(shù)脂組分，本發(fā)明實(shí)施例所含的促進(jìn)劑能夠有效控制本發(fā)明實(shí)施 例底部填充膠的固化時(shí)間，以保證本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠施膠均勻，提高倒裝芯片的封 裝質(zhì)量，其填料的存在，能有效降低本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠的膨脹系數(shù)。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠按照其順序?qū)⒏鹘M分進(jìn)行混料處理，其分散體系均勻， 性能穩(wěn)定，尤其是使得基礎(chǔ)樹(shù)脂組分及其填料等能夠有效混合均勻，從而使得基礎(chǔ)樹(shù)脂組 分有效發(fā)揮增效作用，賦予本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠具有低的粘度，具有良好的流動(dòng)性以 及膨脹系數(shù)。經(jīng)過(guò)脫泡處理后，能使得本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠施膠封裝過(guò)程中，無(wú)氣泡， 避免填充空洞的出現(xiàn)。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例倒裝芯片由于是采用本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠封裝而成，因此，能 有效保證點(diǎn)膠均勻，封裝質(zhì)量高，從而有效提高了倒裝芯片的加工性、可靠性，并延長(zhǎng)了其 使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明書(shū)中所提到的各組分的質(zhì)量不僅僅可以指代各組分的具體含 量，也可以表示各組分間質(zhì)量的比例關(guān)系，因此，只要是按照本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明書(shū)組合物各 組分的含量按比例放大或縮小均在本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的范圍之內(nèi)。具體地，本發(fā)明 實(shí)施例說(shuō)明書(shū)中所述的質(zhì)量可以是yg、mg、g、kg等醫(yī)藥領(lǐng)域公知的重量單位。
[0018] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有低粘度的底部填充膠。在一實(shí)施例中，本發(fā) 明實(shí)施例底部填充膠包括如下質(zhì)量百分比的組分： 填料 60-85% 環(huán)氧樹(shù)脂5-30% 氰酸酯 5-30% 促進(jìn)劑 0.05-1.0% 增韌劑 1-10%
[0019] 稀釋劑 1-10% 分散剤 0.1-3% 消泡剖 0.05%-1 % 偶聯(lián)劑 0.1-1% 顏料 0.1-0.5%。
[0020] 具體地，上述實(shí)施例底部填充膠所含的填料能夠調(diào)節(jié)本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠膨 脹率和導(dǎo)熱系數(shù)，具體是可以改善如降低填充膠的膨脹系數(shù)和提高其導(dǎo)熱性能。在一實(shí)施 例中，上述實(shí)施例底部填充膠所含的填料優(yōu)選為球形二氧化硅。具體的選用雜質(zhì)離子Na+， cr離子含量小于0.lppm，顆粒表面光滑，無(wú)團(tuán)聚的高品質(zhì)球形二氧化娃。在進(jìn)一步實(shí)施例 中，選用尺寸為0.5-3.Ομπι二氧化硅。選用該類的高品質(zhì)球形二氧化硅作為填料，其雜志含 量低，顆粒尺寸小，可有效降低底部填充膠的熱膨脹系數(shù)。其中，尺寸小有利于窄間距倒裝 芯片底部填充膠的施膠，避免了顆粒尺寸大，在填充過(guò)程阻塞和填充孔洞的出現(xiàn)，尤其對(duì)倒 裝芯片間距在25μπι以下的窄間距填充時(shí)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。顆粒中的雜質(zhì)離子含量低， 可有效提高所保護(hù)焊球的使用壽命。
[0021] 上述實(shí)施例底部填充膠是以環(huán)氧樹(shù)脂和氰酸酯樹(shù)脂兩者復(fù)配形成基礎(chǔ)樹(shù)脂組分， 通過(guò)兩者的增效作用，以實(shí)現(xiàn)有效降低本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠的粘度。另一方面可以最 大程度地提高填料的填充量從而降低實(shí)施例底部填充膠熱膨脹系數(shù)，如能使得所述填料含 量能夠高達(dá)60-85%。其次，使用互配的基礎(chǔ)樹(shù)脂同時(shí)可以改善本發(fā)明實(shí)施例底部填充膠的 固化工藝和熱機(jī)械性能以及粘結(jié)強(qiáng)度。因此，
[0022]在一實(shí)施例中，上述環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)己烷-1，2-二羧酸二縮水甘油酯、雙酚A型環(huán)氧 樹(shù)脂E51、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E44、EP0N825環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂ΕΡΙΚ0ΤΕ862、雙酚S 型環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、3,4_環(huán)氧環(huán)己基甲基-3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯、3-環(huán)氧乙烷 基7-氧雜二環(huán)[4.1.0]庚烷、雙（（3,4_環(huán)氧環(huán)己基）甲基）己二酸酯、3,4_環(huán)氧環(huán)己基甲基甲 基丙烯酸酯、4,5_環(huán)氧環(huán)己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯、1，4_環(huán)己烷二甲醇雙(3,4_環(huán)氧 環(huán)己烷甲酸）酯、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、多環(huán)芳香族環(huán)氧樹(shù)脂EPICL0N@HP4700、多環(huán)芳香族 環(huán)氧樹(shù)脂EPICL0N?HP4770、多環(huán)芳香族環(huán)氧樹(shù)脂EPICL0N?HP5000、多環(huán)芳香族環(huán)氧樹(shù)脂 EPICL0N?HP4032(D)、酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂EPICL0N0HP7200、陶氏化學(xué)DEN431、陶氏化學(xué)DEN 438、陶氏化學(xué)DEN439、聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂3，3，5，5-四甲基聯(lián)苯二酚二縮水甘油醚中的 至少一種。
[0023]在另一實(shí)施例中，上述氰酸酯為雙酚A型氰酸酯、雙酚A型氰酸酯預(yù)聚物、雙酚E型 氰酸酯、雙酚E型氰酸酯預(yù)聚物、雙酚F型氰酸酯、雙酚F型氰酸酯預(yù)聚物、雙酸Μ型氰酸酯、雙 酸Μ型氰酸酯預(yù)聚物、酚醛型氰酸酯樹(shù)脂、酚醛型氰酸酯樹(shù)脂預(yù)聚物中的至少一種。
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