CN115746729A - 一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带及其制备方法,所述热塑型热熔胶带由下至上依次包括:聚酰亚胺基膜、底涂层、胶层;形成所述胶层的胶液包括以下原料:聚砜类材料、偶联剂、抗氧剂、溶剂;该半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带在常温下无粘性,生产流通过程中及解卷过程中不易粘附灰尘,符合半导体无尘化的苛刻要求;其所使用的胶层材料的耐高温性好,且属于热塑型,无需添加交联剂,高温移除后,表面无小分子析出,对后续再加工无影响。
Description
技术领域
本发明属于热熔胶带技术领域,具体涉及一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带及其制备方法。
背景技术
半导体封装指的是晶圆经过测试合格以后,以产品功能和具体的型号为基础,对独立芯片进行加工的整个过程,半导体封装工艺技术的不断创新,极大的推动了半导体设计领域的发展,封装(Package)对芯片来说是必须也是至关重要的。封装也可以说是安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅可以保护芯片、增强导热性能,还有沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁和规格通用的功能。
封装中会使用到一种耐高温聚酰亚胺胶带,该胶带与引线框架结合后,可有效防止塑封过程中的溢料现象。目前耐高温聚酰亚胺胶带中胶层的主要成分为有机硅压敏胶,有机硅压敏胶虽然具有优越的耐高温特性,与引线框架的结合力强,高温过程中经时剥离力稳定,移除后不残留粘合剂的优点,但是有机硅压敏胶因常温具有压敏性和粘性,产品流转过程中及离型膜解卷时会吸附一定的灰尘,无法满足半导体行业要求极高的无尘环境;另一方面,有机硅压敏胶因含有硅油类交联剂,高温移除后虽无残胶,但芯片表面存在小分子析出现象,造成引线框架的表面达因值发生变化,影响后续工序生产。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带及其制备方法,该半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带在常温下无粘性,生产流通过程中及解卷过程中不易粘附灰尘,符合半导体无尘化的苛刻要求;其所使用的胶层材料的耐高温性好,且属于热塑型,无需添加交联剂,高温移除后,表面无小分子析出,对后续再加工无影响。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,所述半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带由下至上依次包括:聚酰亚胺基膜、底涂层、胶层;形成所述胶层的胶液包括以下原料:聚砜类材料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
形成所述胶层的胶液包括以下重量份的原料:Tg点在170℃-250℃聚砜类材料100份、偶联剂5~15份、抗氧剂3~10份、溶剂250~350份。
所述聚砜类材料为端羟基封端的聚砜类材料,此类树脂的端羟基活性较高,相对于其他聚砜类材料,羟基封端类材料极性较强,可以与高极性的聚酰亚胺薄膜形成良好的亲和力。
所述偶联剂为环氧硅烷偶联剂。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种;所述溶剂为N’N-二甲基甲酰胺、N’N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、环己酮、丁酮中的任意一种或多种。
形成所述底涂层的材料为3M94底涂剂、3MK520底涂剂、环氧类底涂剂、聚乙烯亚胺底涂剂中的至少一种。
所述半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将聚酰亚胺基膜进行电晕处理,将底涂剂涂布在聚酰亚胺基膜的电晕面上,进行固化干燥,得到具有底涂层的聚酰亚胺基膜;
(2)将胶液涂布在具有底涂层的聚酰亚胺基膜的底涂层上,经固化干燥后收卷。
步骤(1)中,电晕处理后,聚酰亚胺基膜的电晕面的电晕值>54。
步骤(2)中,固化干燥所使用的烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、130℃、140℃、145℃、110℃、90℃。
本发明提供的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带中,使用聚砜类材料作为胶层的材料,由于其玻璃化温度较高,常温干爽,无任何压敏性,因此在流转过程中不会因粘性而吸附灰尘,且聚砜类材料具有优良的耐热性能、机械性能、绝缘性能,特别是在高温下具有可连续使用的突出优点。聚砜类材料在高于其玻璃化温度下,发生从玻璃态到高弹态的相变,并因此有一定的流动性,从而填充在引线框架内,产生粘合作用,防止封装过程中的溢料现象,且其耐温性较好,耐温结束后剥离胶带后无残胶现象,聚砜类材料属热塑型,无需外加交联剂进行固化,不会因生产过程中交联不充分而造成胶带耐温稳定性差,或交联不足造成的耐温后小分子析出等现象。
本发明提供的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带的制备方法中,通过对作为基膜的聚酰亚胺基膜电晕后涂布上底涂层,提升胶层与基膜的粘结力,防止胶带玻璃后出现残胶。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明提供的耐高温热塑型热熔胶带,该胶带常温下无任何粘性,生产及流通过程中及离型膜解卷过程中不易粘附灰尘,满足半导体产品无尘化发展方向;胶带属于热塑型,无需交联且耐高温效果好,高温高压后适用于粘贴在半导体引线框架背面,防止封装过程中的溢料,胶带耐温移除后,表面无残胶和小分子析出,对后续再加工无影响。
附图说明
图1为本发明中的耐高温热塑型热熔胶带的结构示意图,其中,1-聚酰亚胺基膜、2-底涂层、3-胶层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,由下至上依次包括:聚酰亚胺基膜、底涂层、胶层;形成所述胶层的胶液由以下重量份的原料组成:Tg点为190℃的端羟基聚芳砜SultronTM PSU 1000材料100份、KH-570偶联剂10份、受阻酚抗氧剂3份、亚磷酸酯抗氧剂1.8份、N’N-二甲基甲酰胺300份。胶液通过将各原料溶解在N’N-二甲基甲酰胺中得到。
所述半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带的制备方法包括以下步骤:
(1)将聚酰亚胺基膜进行电晕处理至电晕值>54,将3M94底涂剂以30m/min的速度经微凹涂布的方式涂布到聚酰亚胺基膜的电晕面上,烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、130℃、130℃、130℃、110℃、90℃,涂布干燥后得到具有底涂层的聚酰亚胺基膜;
(2)将胶液以30m/min涂布在具有底涂层的聚酰亚胺基膜的底涂层上,烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、130℃、140℃、145℃、110℃、90℃,涂布干燥后收卷后得到耐高温热塑型热熔胶带。
实施例2
一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,由下至上依次包括:聚酰亚胺基膜、底涂层、胶层;形成所述胶层的胶液由以下重量份的原料组成:Tg点为220℃的端羟基聚砜PES-OH材料100份、A-187偶联剂10份、受阻酚抗氧剂3份、亚磷酸酯抗氧剂1.8份、N’N-二甲基甲酰胺300份。胶液通过将各原料溶解在N’N-二甲基甲酰胺中得到。
所述半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带的制备方法包括以下步骤:
(1)将聚酰亚胺基膜进行电晕处理至电晕值>54,将3M94底涂剂以30m/min的速度经微凹涂布的方式涂布到聚酰亚胺基膜的电晕面上,烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、130℃、130℃、130℃、110℃、90℃,涂布干燥后得到具有底涂层的聚酰亚胺基膜;
(2)将胶液以30m/min涂布在具有底涂层的聚酰亚胺基膜的底涂层上,烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、130℃、140℃、145℃、110℃、90℃,涂布干燥后收卷后得到耐高温热塑型热熔胶带。
实施例3
其他同实施例1,只是将底涂剂改为环氧类底涂剂。
实施例4
其他同实施例1,只是将偶联剂剂改为KH-560偶联剂。
对比例1
其他同实施例1,只是不添加偶联剂。
对比例2
其他同实施例1,只是省去了底涂层。
对比例3
其他同实施例1,只是聚砜类材料的Tg点为250℃。
对比例4
取市售的有机硅压敏胶DOWSILTM 7652T Adhesive 100g,加入溶剂甲苯50g、交联剂SYL-OFFTM SL 7028 0.9g、锚固剂SYL-OFFTM 297 0.5g、催化剂SYL-OFFTM 0.6g搅拌均匀后,涂布在经电晕处理后的聚酰亚胺基膜表面,经烘道烘干,烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、150℃、150℃、150℃、110℃、90℃,涂布干燥后贴合离型膜收卷。贴合离型膜收卷得到压敏型胶带。
将以上各实施例及对比例1-4中的胶带在230℃、10MPa、25秒条件下,热压在封装引线框架背面上,进行上芯、烘烤、压焊、塑封、后固化等工艺,封装步骤完成之后,将胶带从引线框架和封装材料上剥离下来并观察;将对比例3中的胶带常温常压下贴合在引线框架背面,进行上芯、烘烤、压焊、塑封、后固化等工艺,封装步骤完成之后,将胶带从引线框架和封装材料上剥离下来并观察溢料、胶、粘附灰尘情况,并测试移除后表面达因值。结果如表1所示,从结果可见,实施例1、2、3、4封装过程中作业性良好,未出现不良现象。
表1各实施例及对比例中的产品测试结果
注:
溢料的测试方法为塑封结束剥离胶带后,45倍显微镜下观察黑色塑封料有无渗透至贴合胶带的那一侧。
残胶的测试方法为剥离胶带后,与胶带接触的框架面用8倍显微镜观察判定了有无粘合剂残留,根据有残胶部分的面积贴合部分总面积的比例计算残胶的比例
表面达因值的测试方法为剥离胶带后,与胶带接触的框架面用不同型号的电晕笔进行判断,贴合面是否有析出,表面张力是否发生变化
表面洁净度测试方法为,取100mm*100mm胶带样品,用50倍显微镜观察胶层上是否有直径>1mm的异物。
上述参照实施例对一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带及其制备方法进行的详细描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,其特征在于,所述半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带由下至上依次包括:聚酰亚胺基膜、底涂层、胶层;形成所述胶层的胶液包括以下原料:聚砜类材料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
2.根据权利要求1所述的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,其特征在于,形成所述胶层的胶液包括以下重量份的原料:聚砜类材料100份、偶联剂5~15份、抗氧剂3~10份、溶剂250~350份。
3.根据权利要求1所述的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,其特征在于,所述聚砜类材料为端羟基封端的聚砜类材料。
5.根据权利要求1所述的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,其特征在于,所述偶联剂为环氧硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,其特征在于,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种;所述溶剂为N’N-二甲基甲酰胺、N’N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、环己酮、丁酮中的任意一种或多种。
7.根据权利要求1所述的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带,其特征在于,形成所述底涂层的材料为3M94底涂剂、3MK520底涂剂、环氧类底涂剂、聚乙烯亚胺底涂剂中的至少一种。
8.如权利要求1-7任意一项所述的半导体集成电路封装用耐高温热塑型热熔胶带的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将聚酰亚胺基膜进行电晕处理,将底涂剂涂布在聚酰亚胺基膜的电晕面上,进行固化干燥,得到具有底涂层的聚酰亚胺基膜;
(2)将胶液涂布在具有底涂层的聚酰亚胺基膜的底涂层上,经固化干燥后收卷。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,电晕处理后,聚酰亚胺基膜的电晕面的电晕值>54。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,固化干燥所使用的烘箱由前至后各烘道温度分别为70℃、90℃、110℃、130℃、140℃、145℃、110℃、90℃。
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