CN115772374A - 一种液态模封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种液态模封胶及其制备方法，属于电子芯片保护材料技术领域，以质量份数计，所述液态模封胶包括以下组分：环氧树脂5份～8份；固化剂5份～8份；填充剂83份～90份；应力释放剂1份～3份；稀释剂0.5份～1份；促进剂0.3份～0.5份；助剂。该液态模封胶通过各组分原料间的相互协同作用，既在保证优异储能模量的前提下，同时大大降低了液态模封胶的翘曲度，有效避免了因液态模封胶翘曲过大会导致芯片应力太强，受到外力撞击时发生破裂，损坏芯片。

Description

一种液态模封胶及其制备方法

技术领域

本申请涉及电子芯片保护材料技术领域，尤其涉及一种液态模封胶及其制备方法。

背景技术

半导体领域中，硅芯片边缘保护技术广泛被应用于先进封装制造流程，特别是在硅芯片金属电镀相关的光刻工序中，如BUMP(凸块工艺)、RDL(重布线层技术)等光刻关键工序中，均需使用硅芯片边缘保护技术。

伴随着半导体产品的高度集成化、高密度贴装的要求，各类集成电路的精密化程度越来越高，并且引脚数也在不断增加。在以往的四边扁平封装。但目前的液态模封胶存在翘曲度高的问题，翘曲过大会导致芯片应力太强，受到外力撞击时发生破裂，损坏芯片。

发明内容

本申请提供了一种液态模封胶及其制备方法，以解决现有液态模封胶存在翘曲度高的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种液态模封胶，以质量份数计，所述液态模封胶包括以下组分：

环氧树脂5份～8份；固化剂5份～8份；填充剂83份～90份；应力释放剂1份～3份；稀释剂0.5份～1份；促进剂0.3份～0.5份；助剂。

进一步地，所述应力释放剂为聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物。

进一步地，所述环氧树脂为萘型环氧树脂。

进一步地，所述萘型环氧树脂包括式(I)所示化合物和式(II)所示化合物和2,2'-[1,6-亚萘基二(氧亚甲基)]二环氧乙烷中的至少一种；

所述式(I)所示化合物的结构式为：

所述式(II)所示化合物的结构式为：

进一步地，所述固化剂为酸酐类固化剂。

进一步地，所述稀释剂为缩水甘油醚类稀释剂。

进一步地，所述促进剂为胺类促进剂。

进一步地，所述填充剂为二氧化硅。

进一步地，所述助剂包括染色剂。

第二方面，本申请提供了一种液态模封胶的制备方法，所述方法包括：

将各组分原料进行混合，得到第一混合物；

将所述第一混合物进行分散，得到第二混合物；

将所述第二混合物进行脱泡，得到液态模封胶。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例了一种液态模封胶，该液态模封胶通过各组分原料间的相互协同作用，既在保证优异储能模量的前提下，同时大大降低了液态模封胶的翘曲度。各成分间协同作用的具体过程包括：环氧树脂与固化剂反应后体积会收缩，与之粘连的待封装芯片也会随之产生形变，向材料收缩的方向弯曲，形成了翘曲；但通过应力释放剂与如环氧树脂形成的高分子化合物及填充剂的整个体系之间形成海岛结构，应力释放剂自身有较强韧性，比整个体系更容易生成形变，当有应力时可由应力释放剂本身的形变消除应力，从而削弱整个体系的形变，达到降低翘曲的作用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种液态模封胶的作用机理示意图；

图2为本申请实施例提供的一种液态模封胶的制备方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种液态模封胶的翘曲的测试方法示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

半导体领域中，硅芯片边缘保护技术广泛被应用于先进封装制造流程，特别是在硅芯片金属电镀相关的光刻工序中，如BUMP(凸块工艺)、RDL(重布线层技术)等光刻关键工序中，均需使用硅芯片边缘保护技术。

伴随着半导体产品的高度集成化、高密度贴装的要求，各类集成电路的精密化程度越来越高，并且引脚数也在不断增加。在以往的四边扁平封装。但目前的液态模封胶存在翘曲度高的问题，翘曲过大会导致芯片应力太强，受到外力撞击时发生破裂，损坏芯片。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

第一方面，本申请提供了一种液态模封胶，以质量份数计，所述液态模封胶包括以下组分：

环氧树脂5份～8份；固化剂5份～8份；填充剂83份～90份；应力释放剂1份～3份；稀释剂0.5份～1份；促进剂0.3份～0.5份；助剂。

本申请实施例了一种液态模封胶，该液态模封胶通过各组分原料间的相互协同作用，既在保证优异储能模量的前提下，同时大大降低了液态模封胶的翘曲度。各成分间协同作用的具体过程包括：环氧树脂与固化剂反应后体积会收缩，与之粘连的待封装芯片也会随之产生形变，向材料收缩的方向弯曲，形成了翘曲；但通过应力释放剂与如环氧树脂形成的高分子化合物及填充剂的整个体系之间形成海岛结构，应力释放剂自身有较强韧性，比整个体系更容易生成形变，当有应力时可由应力释放剂本身的形变消除应力，从而削弱整个体系的形变，达到降低翘曲的作用，如图1所示。

本申请中，所述助剂可根据实际需要和现有技术公开的相关内容进行选择，如加入着色剂作为助剂用来给填充胶提供颜色，具体可采用炭黑等颜料，着色剂为非必要组分。

作为本申请实施例的一种实施方式，所述应力释放剂为聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物。

本申请中，所述应力释放剂为聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物，与其他组分协同作用佳，可起到大大降低液态模封胶翘曲的作用。所述聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物可直接购买市售产品。

作为本申请实施例的一种实施方式，所述环氧树脂为萘型环氧树脂。

本申请中，所述环氧树脂选用萘型环氧树脂作为材料基体，萘型环氧树脂自身具有较大刚性，固化后相较于其它环氧树脂具有更大的储能模量。在一些具体实施例中，萘型环氧树脂可选用如EBA-65(武汉康琼，CAS:27610-48-6，2,2'-[1,6-亚萘基二(氧亚甲基)]二环氧乙烷)、(日本信越HP-4032D，如式(I)所示)，(上海众司实业有限公司牌号YX8800，如式(II)所示)；

所述式(I)所示化合物的结构式为：

所述式(II)所示化合物的结构式为：

作为本申请实施例的一种实施方式，所述固化剂为酸酐类固化剂。

本申请中，所述固化剂为酸酐类固化剂，在一定温度和促进剂的作用下酸酐类固化剂与环氧树脂反应，使得体系由流动状态变为固态。在一些具体实施例中，酸酐类固化剂可选自如甲基四氢苯酐、邻苯二甲酸酐等。

作为本申请实施例的一种实施方式，所述稀释剂为缩水甘油醚类稀释剂。

本申请中，所述稀释剂为缩水甘油醚类稀释剂，起到降低胶体粘度的作用。相较于其他种类稀释剂，选用缩水甘油醚类稀释剂与其他组分的协同作用更佳，从而起到大大降低液态模封胶的翘曲度的效果。在一些具体实施例中，缩水甘油醚类稀释剂可为烯丙基缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚等。

作为本申请实施例的一种实施方式，所述促进剂为胺类促进剂。

本申请中，所述促进剂为胺类促进剂，起到催化作用，能够促进反应的的进行。在一些具体实施例中，胺类促进剂可选自如三乙烯二胺、苄基二甲胺等。

作为本申请实施例的一种实施方式，所述填充剂为二氧化硅。

本申请中，所述填充剂为二氧化硅，起到降低材料膨胀系数，增大材料强度的作用。

作为本申请实施例的一种实施方式，所述助剂包括染色剂。

本申请中，加入着色剂作为助剂用来给填充胶提供颜色，具体可采用炭黑等颜料，着色剂为非必要组分。

第二方面，本申请提供了一种液态模封胶的制备方法，如图2所示，所述方法包括：

将各组分原料进行混合，得到第一混合物；

将所述第一混合物进行分散，得到第二混合物；

将所述第二混合物进行脱泡，得到液态模封胶。

本申请中，在一些具体实施例中，上述制备方法具体过程可为：

一、将各组分原料按一定的配比加入到搅拌杯中；

二、采用离心搅拌机搅拌合适的时间，直到体系初步混合均匀；

三、将初步混合均匀的底部填充胶加入到三辊筒中进行分散处理，得到分散均匀的底部填充胶。四、使用离心搅拌机对分散均匀的底部填充胶进行真空脱泡，得到最终产品。

上述步骤二中的搅拌时间为150～300s，自转800r/min，公转1200r/min；步骤三中三辊筒的入料间隙为400～600um，出料间隙为200～300um；步骤四中离心搅拌机真空脱泡时间为100～150s，自转100r/min，公转1200r/min。

下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。

实施例1-3和对比例1-5提供了一种液态模封胶，实施例1-3和对比例1-5所提供的液态模封胶的制备方法包括：

按照表1所示的原料配比，将将各组分原料按一定的配比加入到搅拌杯中，采用离心搅拌机搅拌合适的时间，直到体系初步混合均匀，得到第一混合物；其中，搅拌时间为200s，自转800r/min，公转1200r/min；

将所述第一混合物加入到三辊筒中进行分散处理，得到分散均匀的第二混合物；其中，三辊筒的入料间隙为400～600um，出料间隙为200～300um；

使用离心搅拌机对所述第二混合物进行真空脱泡，得到液态模封胶；其中，离心搅拌机真空脱泡时间为120s，自转100r/min，公转1200r/min。

表1各例提供的液态模封胶的组分配比，以质量份数计(单位：g)

表1中，实施例1-3和对比例1-4中各组分原料的具体种类均为：填充剂为二氧化硅；环氧树脂为EBA-65；固化剂为甲基四氢苯酐；应力释放剂为聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物；稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；染色剂为炭黑；促进剂为三乙烯二胺。

表1中，对比例5中各组分原料的具体种类均为：填充剂为二氧化硅；环氧树脂为双酚A型环氧树脂；固化剂为甲基四氢苯酐；应力释放剂为聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物；稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；染色剂为炭黑；促进剂为三乙烯二胺。

表1中，对比例6中各组分原料的具体种类均为：填充剂为二氧化硅；环氧树脂为EBA-65；固化剂为甲基四氢苯酐；应力释放剂为硅橡胶球EP-2601(品牌：道康宁)；稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；染色剂为炭黑；促进剂为三乙烯二胺。

测试例

本例将实施例1-3和对比例1-6所得的液态模封胶进行性能测试，测试结果如表2所示。

储能模量测试方法：采用动态热机械分析仪进行测试。

翘曲的测试方法：将实施例1-3和对比例1-6所得的液态模封胶材料均匀刮在载玻片上(7.5cm×2.5cm×0.1cm)，材料厚度为0.1cm，固化条件为130℃/1h，冷却后测量载玻片一端翘起的高度，即为翘曲高度，如图3所示。

表2性能测试结果

综上所述，本申请实施例了一种液态模封胶，该液态模封胶通过各组分原料间的相互协同作用，既在保证优异储能模量的前提下(材料的储能模量需大于等于10GPa才具有使用价值，否则材料的强度不足以满足其对芯片的保护寿命)，同时大大降低了液态模封胶的翘曲度。各成分间协同作用的具体过程包括：环氧树脂与固化剂反应后体积会收缩，与之粘连的待封装芯片也会随之产生形变，向材料收缩的方向弯曲，形成了翘曲；但通过应力释放剂与如环氧树脂形成的高分子化合物及填充剂的整个体系之间形成海岛结构，应力释放剂自身有较强韧性，比整个体系更容易生成形变，当有应力时可由应力释放剂本身的形变消除应力，从而削弱整个体系的形变，达到降低翘曲的作用。

本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种液态模封胶，其特征在于，以质量份数计，所述液态模封胶包括以下组分：

环氧树脂5份～8份；固化剂5份～8份；填充剂83份～90份；应力释放剂1份～3份；稀释剂0.5份～1份；促进剂0.3份～0.5份；助剂。

2.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述应力释放剂为聚二甲基硅氧烷/乙烯基聚二甲基硅氧烷交联聚合物。

3.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述环氧树脂为萘型环氧树脂。

4.根据权利要求3所述的液态模封胶，其特征在于，所述萘型环氧树脂包括式(I)所示化合物、式(II)所示化合物和2,2'-[1,6-亚萘基二(氧亚甲基)]二环氧乙烷中的至少一种；

所述式(I)所示化合物的结构式为：

所述式(II)所示化合物的结构式为：

5.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述固化剂为酸酐类固化剂。

6.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述稀释剂为缩水甘油醚类稀释剂。

7.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述促进剂为胺类促进剂。

8.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述填充剂为二氧化硅。

9.根据权利要求1所述的液态模封胶，其特征在于，所述助剂包括染色剂。

10.一种权利要求1～9任一项所述的液态模封胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将各组分原料进行混合，得到第一混合物；

将所述第一混合物进行分散，得到第二混合物；

将所述第二混合物进行脱泡，得到液态模封胶。

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