[发明专利]用于半导体芯片封装的低模量导电胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体封装的导电胶，特别涉及用于较大尺寸半导体芯片封装的低模量导电胶。

背景技术

近年来，随着市场对于以智能手机为代表的便携式移动设备的需求不断攀升，发挥核心功能的半导体芯片的较大尺寸应用越来越普遍，其性能表现也越来越关键。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板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。对于应用越来越广泛的较大尺寸芯片而言，其尺寸（边长）已经达到2毫米甚至更大，所用的导电胶还需要在固化后具有较低的模量，以便缓解芯片和基板之间因环境温度的变化而产生变形时产生的尺寸差别。传统的用于芯片粘接的导电胶，由于其固化后自身的模量较大，特别是在150℃时的模量通常都大于1800MPa，不适合用于粘接较大尺寸的半导体芯片。所以这样的导电胶需要比较特别的设计，以便实现在150℃时的模量小于300MPa。

固化后具有较低模量的热固性树脂种类也有很多，比较典型的有改性的乙烯基醚类树脂，改性的丙烯酸酯类树脂和改性的甲基丙烯酸酯类树脂。和改性的丙烯酸酯类树脂和改性的甲基丙烯酸酯类树脂相比，乙烯基醚类单体，具有粘度小、活性大，且毒性和对皮肤刺激性很小等优点，可以加速固化反应，减小产品的毒性和刺激性。这些树脂可以和导电粉末进行混合，从而得到具有较低模量的导电胶产品。

同时，最新封装工艺技术的发展对于银粉的粒径大小也提出了新要求。芯片和基板之间的胶层厚度越来越薄，典型的应用已经达到了5微米甚至更小，这就使得传统导电胶中采用的平均粒径2微米～10微米的银粉不再适用于此类应用，而亚微米级银粉的平均粒径一般在0.1微米0.3微米～0.9微米，更加适用这样的薄胶层厚度的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于半导体芯片封装用的导电胶，以解决现有技术中模量较大的技术问题。

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的低模量导电胶，由以下重量配比的成分组成：

（A）亚微米级银粉：        70%～85%

（B）乙烯基醚单体：            2%～4%

（C）丙烯酸酯类单体：    4%～13%

（D）丙烯酸酯类齐聚物：  8%～13%

（E）引发剂：            0.1%～1.0%

（F）偶联剂：            0.5%～3%。

所述亚微米级银粉为选自片状亚微米级银粉、近球状亚微米级银粉和球状亚微米级银粉中的任意一种或几种混合，所述亚微米级银粉粒径范围为0.1微米～0.9微米，优选的尺寸为0.3微米～0.6微米。

所述乙烯基醚单体选自二乙烯基-1,4-丁二醇醚，二乙二醇二乙烯基醚，三乙二醇二乙烯基醚，1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚中的任意一种或几种。

所述丙烯酸酯类单体选自二乙二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和烷氧化己二醇二丙烯酸酯中的任意一种或几种。

所述丙烯酸酯类齐聚物选自柔性聚酯丙烯酸酯齐聚物、柔性聚酯甲基丙烯酸酯齐聚物、柔性聚醚丙烯酸酯齐聚物、柔性聚醚甲基丙烯酸酯齐聚物、柔性环氧丙烯酸酯齐聚物、柔性环氧甲基丙烯酸酯齐聚物、柔性聚氨酯甲基丙烯酸酯齐聚物中的任意一种或几种。

所述引发剂为过氧化酮、过氧化二酰、过氧化酯、过氧化缩酮和过氧化碳酸酯中的任意一种或几种。

所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

一种制备用于半导体芯片封装的低模量导电胶的方法，包括以下步骤： 

（1）将2%～4%乙烯基醚单体、4%～13%丙烯酸酯类单体和8%～13%丙烯酸酯类齐聚物在5-35℃下混合15-45分钟，再加入0.1%～1.0%引发剂和0.5%～3%偶联剂，室温下混合30分钟成为均匀的初级混合物；