[发明专利]一种非流动环氧底部填充材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非流动环氧环氧底部填充材料及其制备方法，属于电子用粘合剂领域。

背景技术

普通毛细管底部填充材料是在倒装芯片互联形成后使用，在毛细管作用下，树脂流进芯片与基板的间隙中，然后进行加热固化，将倒装芯片底部空隙大面积填满，从而减少焊点和芯片上的应力，并保护芯片和焊点，延长其使用寿命。随着半导体封装向低于0.1μm特征尺寸发展，对封装的需求也在提高，在倒装芯片锡球距离变窄、锡球尺寸更小、芯片尺寸更大的趋势下，普通毛细管底部填充材料的流动将面临巨大的挑战。

另外，随着IC制造朝着小尺寸和高密度方向发展，互联延迟成了主要矛盾，因此带来了对互联材料和层间介质材料的需求。人们成功采用低K（介电常数）倒装芯片来提升了电子元器件的工作速度并降低功耗。然而低k材料大多具有多孔、易碎及机械强度低等缺点，所以底部填充材料的选择尤为关键。因为它不仅通过应力再分布的方式保护焊点，而且还要为低k介质及其与硅的界面提供保护。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种非流动环氧底部填充材料及其制备方法，该非流动底部填充材料在芯片贴装之前先在基板上施胶，然后将芯片对准放置到基板上，再把整个组件通过回流焊接。在回流炉中芯片与基板间通过焊料凸点焊接形成互联，同时底部填充材料得以固化。使用这种底部填充材料后，避免了使用普通底部填充材料的施放和清洗助焊剂的两个工艺步骤，且避免了毛细管流动，从而提高了底部填充材料工艺的生产效率。同时，所制得的非流动底部填充材料具有较好的助焊作用，具有高模量、高可靠性、高玻璃化转变温度、低线膨胀系数，适用于芯片尺寸更大，锡球间距更小，锡球更小低k倒装芯片的封装。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种非流动环氧底部填充材料及其制备方法，其特征在于，由以下质量份的原材料组成：液体环氧树脂20-50份、活性稀释剂1-10份、纳米球形填料1-5份、球形硅微粉40-70份、潜伏性固化剂1-5份、偶联剂0.1-1份、助焊剂0.1-2份。

进一步，所述环氧树脂为液体双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、柔性环氧树脂、多官环氧树脂中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述活性稀释剂为新戊二醇二缩水甘油醚、对苯基叔丁基缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述的纳米球形填料为Admatechs公司的YA050C、YA010C、YC100C中的一种或任意几种的混合物。

进一步，使用纳米球形填料的有益效果是：球形纳米粒子增韧，使得固化后的底填材料不仅具有较好的韧性，而且使得底部填充材料在TCB固化过程中，球形填料含量在50-70%，长时间保持较低的粘度的情况下不会沉降，更好的保证了胶体固化后的一致性。

进一步，所述球形硅微粉为Admatechs公司的SC1030、SE1030、SC1050、SC1030中的一种或任意几种的混合物。

进一步，使用球形硅微粉的有益效果是：环氧体系中加入球形硅微粉，使得底部填充材料增稠小填充量大，同时又能大幅降低底部填充材料的膨胀系数以获得高可靠性。

进一步，所述硅烷偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述助焊剂为有机酸或芳香酸中的丁二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、柠檬酸、衣康酸、邻羟基苯甲酸、苹果酸、对苯二甲酸、琥珀酸中的一种或几种的混合物。

进一步，使用助焊剂的有益效果是：通过引入助焊剂成分除去焊盘的氧化物和熔融焊料表面的氧化物，以达到良好焊接的作用。

进一步，所述液态潜伏性固化剂为TK-TOKA公司的7000、7001、7002及huntsman公司的Aradur5200、DY9577中的一种或任意几种的混合物。

进一步，使用液态潜伏性固化剂的有益效果是：液态的潜伏性固化剂，使得较小的缝隙也能有底部填充材料渗透进去，并得以完全固化，适用于较小间隙的的倒装芯片的封装。