[发明专利]一种用于半导体芯片封装用的导电胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体芯片封装用的导电胶及其制备方法，特别涉及一种用于半导体芯片封装用的高导热导电胶及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着工业和消费市场对于电子设备的需求不断攀升，电子元器件进一步向高性能封装形式发展，作为发挥核心功能的半导体芯片的性能的表现越来越关键。具备了基本功能的半导体芯片必须经过芯片粘接、引线键合、气密包封等封装制程后，成为可实用化的电子元器件才能发挥其设计的各种性能，所以在其封装制程工艺过程中用到的各种材料非常重要。

芯片粘接作为半导体芯片的封装制程中的关键步骤之一，广泛使用了导电胶来将半导体芯片和基材粘接起来以固定芯片，并建立良好的导电连接实现其功能，同时把热量及时散发出去。传统的用于芯片粘接的导电胶的导热率相对比较不高，一般低于8W／m·K，基本可以满足一般应用要求。但是随着芯片性能的不断提高，单位面积的发热量越来越大，同时封装体积越来越小，所以热流密度越来越高，散热问题成为了非常大的挑战。如何及时将芯片在运行过程中产生的热量散发出去，维持正常稳定的工作环境，是一个亟待解决的问题。所以需要开发出具有更高导热性能的用于芯片粘接的导电胶，导热率最好能够高于16W/m·K；同时在力学性能、电气性能、应用性能、可靠性能等综合性能方面也必须等同于甚至优于传统的导电胶。国内已经出现了一些导电胶产品，但是真正可以充分满足半导体芯片粘接的使用要求的高导热产品却不多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高导热率和高导电率的用于半导体芯片封装用的导电胶及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于半导体芯片封装用的导电胶，包括如下重量百分比的原料：微米级银粉70%～85%，环氧树脂6%～12%，环氧活性稀释剂2%～6%，增韧树脂2%～6%，固化剂2%～6％，固化促进剂0.5%～1％，偶联剂0.5%～2%，抗氧化剂0.1%～1%。

本发明的有益效果是：本发明的优点是通过在导电胶中不同型号的微米级片状银粉之间的合理搭配，实现高导热率和高导电率。

导电胶的导热和导电主要是通过固化后胶体中导电粉末之间的多点接触来建立起良好的热流和电流的通路来实现，所以导电胶的高导热率可以通过导电粉末的优化配比设计来实现。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，微米级银粉的形状为片状、球状、树枝状或不规则形状的粉末，优选的形状为片状、球状和树枝状，更加优选的形状为片状和球状。

微米级银粉的粒径范围为0.5微米～100微米，优选的粒径范围为0.5微米～50微米，更加优选的范围为1.0微米～25微米；两种微米级银粉的粒径中位数的差别为2微米～10微米。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明使用不同形状和不同粒径分布范围的微米级银粉以特定的尺寸和重量的选择和配比，进行合理搭配从而可以在固化后得到更高的粉末堆积密度，从而实现更好的导电导热通路，来制备高导热率的导电胶。

进一步，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、含有萘环结构的环氧树脂、含有联苯结构的环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、环氧改性丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂或环氧改性有机硅树脂中的任意一种或几种的混合。

进一步，所述环氧活性稀释剂为1,4-丁二醇缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、1,4-环己烷二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚中的任意一种或几种的混合物。

进一步，所述增韧树脂为纳米二氧化硅粒子增韧环氧树脂、纳米橡胶粒子增韧环氧树脂或双马来酰亚胺树脂增韧环氧树脂中的任意一种或几种的混合物。

进一步，所述固化剂为有机胺类和/或有机酸酐类

进一步，所述有机胺类为双氰胺及其衍生物、二氨基二苯甲烷及其衍生物、二氨基二苯醚及其衍生物、二氨基二苯砜及其衍生物等中的任意一种或几种的混合物；

所述有机酸酐类为四氢苯酐及其衍生物、六氢苯酐及其衍生物、甲基四氢苯酐及其衍生物、甲基六氢苯酐及其衍生物、纳迪克酸酐及其衍生物、甲基纳迪克酸酐及其衍生物等中的任意一种或几种的混合物。