CN104656373A - 一种用于gprc工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物的用途，其中所述光刻胶组合物用于GPRC工艺段中，取消光敏剂，降低生产成本；减少曝光、显影、后烘的工艺段，缩短了生产时间，提高效率，减少化学品对人体的伤害和对环境的污染；同时保持其在氢氟酸和硝酸腐蚀液中的抗蚀性，提高光刻胶层的坚韧性，使得隔空裸露的光刻胶在腐蚀液中不发生弯曲和坍塌，满足生产工艺的要求，市场前景十分良好。

Description

一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物

技术领域

本发明涉及一种光刻胶组合物，尤其是涉及一种用于GPRC工艺中不含光敏剂，但同时可以提高光刻胶坚韧度的光刻胶组合物.

背景技术

整流二极管是最基本的电子组件，可将发电厂所供应之交流电转变为电机系统与电子电路所使用之直流电，其功能很单纯却也很重要，小至家电用品，大至工业设备用电，整流半导体扮演的角色举足轻重，无所不在，少了它电器产品将无法运作，早已经普遍应用在各式各样的电器用品中，然而自从美国奇异(GE)发明了性能优异的GPR玻璃球全包覆形式之整流二极管后，直到现在将近三十年的时间，整流二极管护封的技术，并无太大的变化，直到最近国人推出了Superex II，让整流二极管终于有了突破。

氧化硅(SiO2)：因SiO2具有良好绝缘性，若在晶粒切割面上，将Si氧化成SiO2，长上足够厚度之SiO2层，就可以保护住Junction面，也可达成护封效果；但由于表层的氧化硅会阻碍氧原子继续扩散进入内部与硅反应，因此SiO2层不易增厚，若要达到所需求之厚度，其技术难度及成本相对提高甚多，所以甚少被采用。硅胶(Silicone Rubber)：硅胶属于高分子聚合物，耐电压较低、绝缘性较差、抗湿气性较差、且不能承受太高之温度，在高温下长时间使用，材料会有老化现象发生，逐渐失去护封效果，导致产品Failure，可靠度最差，但由于便宜有材料成本之优势，因此大多应用在低阶产品上。玻璃(Glass)：玻璃本身是一种非晶质的无机物，不但绝缘性佳、可承受高电压并抗湿气，是相当好的护封材料，但成本较高，大都应用在中高阶的产品上。传统护封技术，可分为三类，若再加上Superex II内含芯片(GPRC)所采用之最新护封技术。

GPRC(Glass Passivated Rectifier Chip)：

这个也就是SuperexII所使用之芯片，与GPR一样使用玻璃作为护封材料，并为全切面护封形式，护封玻璃厚度为500～1000μm，制作流程如下：

1、扩散片清洗：将扩散片在清新剂中清晰去除油脂、颗粒、金属离子，高温烘干。

2、PR涂布：将光刻胶涂布在在晶圆表面，高温烘烤后，起到对晶圆底层保护作用。

3.晶圆切割：在切割机上将晶圆按照设计大小数量进行切割。

4.晶粒酸洗：将晶粒切割面浸泡在腐蚀液中，对切割边缘的多余硅片腐蚀掉。

5.玻璃印刷：将酸洗后对晶粒切割面涂附玻璃浆，以高温将玻璃烧成，形成绝缘层。

6.晶粒活化处理：将晶粒表面，镀上金属膜，以利导接，完成整个制程。

GPRC之制程比起GPP及GPR要来的简单，它经PR涂布之后，不需要曝光、显影、后烘这三步骤，不但缩短了制造工艺段，节省了时间，提高效益。同时它还充分减少了相应电子化学品的应用，如显影液，漂洗液，减少废液的处理，减少对操作人员伤害和对环境的污染，节约了成本。GPRC可说是整合GPP及GPR之优点，它不但有GPP的片形外观，可适用于各种封装形式，且因圆弧状的全切面玻璃包覆，玻璃厚度为GPP十倍以上，在加工时切割面不易受到损坏，可耐到2000V之高电压，在焊接时使用低温软焊即可，不需要使用昂贵钼块做高温硬焊，成本可大幅降低，也可轻易制作大尺寸高安培数产品，更因为全切面玻璃护封，电气特性及可靠度可与GPR相匹敌。

由于该工艺段中减少了曝光、显影、后烘的步骤，所以从工艺出发，既然没有曝光工艺，那么就可以在光刻胶中不添加光敏剂。由于光敏剂价格昂贵，本发明就着手从该处出发，本着减少成本、不影响使用的角度，我们发明了该款不含光敏剂，但又耐得住氢氟酸和硝酸体系的腐蚀液的蚀刻，其蚀刻深度在100um以上。同时由于该工艺不同于常规的二极管工艺，GPP和GPR都是先做出图形，再从上往下蚀刻， 最后切割。而GPRC则不同，该工艺是先切割再蚀刻，从边缘往中心腐蚀，由于蚀刻深度在100um以上，同时不能让裸露的边角弯曲塌陷，需要保持悬空的光刻胶层坚挺，不致影响下面硅层的蚀刻。由于此光刻胶是环化橡胶体系，而环化橡胶的优点是高粘附性、抗酸性，缺点是其柔软性。其优点可以有效的满足在氢氟酸和硝酸腐蚀液中的抗蚀性。但由于其柔软性的特点，就是在悬空100um及其以上时，容易发生弯曲和坍塌，从而影响后道玻璃印刷工艺，使产品击穿电压和良率降低。

本发明着重改变的是在环化橡胶光刻胶中不添加光敏剂，同时需要加入添加剂改善其柔软特性，但又不能降低其抗氢氟酸硝酸蚀刻液的能力。

本发明所采用的添加剂是纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷，它能很好的混溶在环化橡胶中，由于其特殊的性质，在100摄氏度烘干时，微量的添加剂可以有效的提高环化橡胶的硬度，使得悬空裸露100um以上的光刻胶层不发生弯曲坍塌，满足GPRC的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决GPRC生产过程中，从外往里蚀刻100um的深度，同时需要保持裸露悬空的光刻胶层不发生弯曲和坍塌。取消光刻胶中的光敏剂，降低成本的同时，确保其在氢氟酸和氟化铵腐蚀液中的抗蚀性。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物，其特征在于：所述光刻胶组成含有：

A.环化橡胶的二甲苯溶液

B.纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷

进一步地，以上所述的一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物，其中所述成分(A)为，环化橡胶的二甲苯溶液，其环化橡胶分子量为45±0.5万，环化率控制在62±1％。高分子量，高环化率可以有效的提升光刻胶的抗蚀性。

进一步地，以上所述的一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物，其中所述成分(B)为纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷。

以上所述的一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物的用途，其中所述光刻胶组合物用于RGBC工艺段中，取消光敏剂，降低生产成本；减少曝光、显影、后烘的工艺段，缩短了生产时间，提高效率，减少化学品对人体的伤害和对环境的污染；同时保持其在氢氟酸和硝酸腐蚀液中的抗蚀性，提高光刻胶层的坚韧性，使得隔空裸露的光刻胶在腐蚀液中不发生弯曲和坍塌，满足生产工艺的要求。

具体实施方式

本发明不添加光敏剂的光刻胶中，环化橡胶的二甲苯溶液，其较佳的质量百分百在25～35％之内，较佳的质量百分含量可以得到较好的粘度和膜厚条件，质量百分比低于25％或高于35％，都不适合充当光刻胶组合物。其中，环化橡胶分子量为55±0.5万，环化率控制在62±1％时，光刻胶在氢氟酸和硝酸体系的腐蚀液中有很好的抗蚀性。

纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷，作为光刻胶组合物体的添加剂，其质量百分比在1～5％之内，与环化橡胶的相溶性较好，同时对于提高光刻胶胶层的柔韧性有帮助。低于质量分数1％无法起到改善柔韧性的效果，高于5％则胶层硬度太硬，容易发生胶面的开裂。

样品制备： 

1.材料：环化橡胶的二甲苯溶液100g，纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷2g，搅拌2小时，用0.5um的过滤器过滤，灌装。

2.基材：4寸片GPRC片

步骤：

将制备好的光刻胶涂布在清洗好的GPRC基片上，120℃烘箱烘烤30分钟，用切割机切割，放入酸性槽中蚀刻，经玻璃印刷，玻璃烧结，活化处理，金属烧结，抗氧化处理。测试其击穿电压达到2000v、良率在99％以上，以上各项都符合生产设计要求

本发明着重改变的是在环化橡胶光刻胶中不添加光敏剂，同时需要加入添加剂改善其柔软特性，但又不能改善其抗氢氟酸硝酸腐蚀液的能力。

本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物，其特征在于：所述光刻胶的组成及含量(质量百分比)为，

(A)环化橡胶的二甲苯溶液                 25～35％

(B)纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷     1～5％。

2.根据权利要求1一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物，其特征在于：所述成分(A)为，环化橡胶的二甲苯溶液，其环化橡胶分子量为45±0.5万，环化率控制在62±1％。

3.根据权利要求1一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物，其特征在于：所述成分(B)成分为纳米级1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷。

4.权利要求1所述的一种用于GPRC工艺中不含光敏剂的光刻胶组合物的用途，其特征在于：本发明的目的在于解决GPRC生产过程中，从外往里蚀刻100um的深度，同时需要保持裸露悬空的光刻胶层不发生弯曲和坍塌。取消光刻胶中的光敏剂，降低成本的同时，确保其在氢氟酸和氟化铵腐蚀液中的抗蚀性。