用具有電子供體或受體官能團的噁唑啉衍生物將半導體模板粘結到基板上而製備的組合件的製作方法

2023-04-25 02:15:56 1

專利名稱：用具有電子供體或受體官能團的噁唑啉衍生物將半導體模板粘結到基板上而製備的組合件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用可固化的或固化的組合物將半導體模板粘結到基板上而製備的組合件，所述組合物包括具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物。
背景技術：
製造半導體包裝件及微電子裝置需要在裝配工序中使用粘合劑和密封劑組合物。典型的組合物包括可自由基固化的組合物和電子供體/電子受體系統。這些組合物在某些用途中並非總能顯示最佳性能，在半導體製造工業中仍然需要具有特定性能的材料。
發明概述本發明的目的在於用組合物將半導體模板粘結到或負載在基板上而製成的組合件，所述組合物包含噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團。該組合物以可固化的狀態應用，並且是在原位被固化的。電子供體官能團包括苯乙烯基、肉桂基和乙烯基醚基團。電子受體官能團包括馬來醯亞胺、丙烯酸酯、富馬酸和馬來酸基。
發明詳述噁唑啉是具有一個氮原子、一個氧原子和一個雙鍵的五元雜環化合物。該雙鍵可以位於三個位置之一上，因此，可能存在三種不同的噁唑啉環2-噁唑啉(最常見)、3-噁唑啉和4-噁唑啉。噁唑啉發生陽離子開環均聚反應；電子供體/電子受體系統發生自由基聚合反應。因此，每分子具有至少一個噁唑啉基團及一個電子供體或電子受體官能團的化合物具有發生雙重固化，即熱固化和輻射固化的能力。
這裡所用的組合物包括具有噁唑啉及電子供體或電子受體官能團的化合物、固化劑和填料。在那些存在電子受體官能團的組合物中，固化劑是任選的。組合物可以是通過混合或研磨製成的糊，或可以是通過本領域熟知的製備標準膜的技術製備的膜。
組合物主要由具有噁唑啉及電子供體或電子受體官能團的化合物組成；可替代地，對於一種或更多其他可固化樹脂來說，具有噁唑啉及電子供體或電子受體官能團的化合物可以被用作粘合促進劑，其使用量可更少些。當用作粘合促進劑時，在組合物的用量將是有效量，並且佔製劑重量的0.005至20.0％。
當用作粘合促進劑時，主要組分將是任何其他合適的可固化樹脂，包括，例如，環氧、乙烯基醚、硫雜環戊烯、來自於肉桂基和苯乙烯基原料化合物的樹脂、富馬酸、馬來酸、丙烯酸酯、馬來醯亞胺、氰酸酯、氧雜環丁烷、酚、氨基樹脂，炔丙基醚、苯並環丁烯和苯並噁嗪。
合適的固化劑為以有效量存在的用來固化組合物的熱引發劑和光引發劑。通常，那些用量範圍在0.1％至30％之間，優選為1％至20％，以該組合物中全部有機材料(即，不包括任何無機填料)的重量計。
優選的自由基引發劑包括過氧化物，如過氧化辛酸丁酯和過氧化二枯基，以及偶氮化合物，如2-2』偶氮雙(2-甲基-丙腈)和2-2』偶氮雙(2-甲基-丁腈)。優選的陽離子引發劑包括碘鎓、氧鎓、鋶、氧化鋶、各種其他的鎓鹽。其他合適的陽離子引發劑包括路易斯酸催化劑和烷化劑，如芳基磺酸酯，例如對甲苯磺酸甲酯和三氟甲磺酸甲酯。優選的光引發劑系列為Ciba Specialty Chemicals以商標Irgacure或Rhodorsil2074出售的。在一些製劑中，同時使用熱引發和光引發是理想的。固化過程可以開始於光的照射，之後用加熱的方法完成，或開始於加熱，之後用光的照射完成固化。
可固化的組合物將在60℃至250℃的溫度範圍內固化，並且固化作用在3秒到3小時的範圍內發生。實際的固化曲線參數可以隨化合物而變化，並且實際固化曲線參數能夠由所屬領域專業人員在不需要過多實驗的情況下來確定。
適用的填料可以是導電性的或非導電性的。代表性的導電性填料為炭黑、石墨、金、銀、銅、鉑、鈀、鎳、鋁、碳化矽、氮化硼、金剛石和礬土。代表性的非導電性的填料為蛭石、雲母、矽灰石、碳酸鈣、二氧化鈦、砂、玻璃、熔凝矽石、煅制矽石、硫酸鋇粒子以及滷代的乙烯聚合物，例如四氟乙烯、三氟乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯、偏二氯乙烯和氯乙烯。當存在填料時，其用量為製劑總重量的20％-90％。
這些組合物用於將半導體模板粘結到基板或在模板和基板之間作為底填料用於支持半導體模板。典型的基板是由金屬，如銅、銀、金、鎳、合金(如42F/58Ni合金)、塗銀的銅、或塗鈀的銅製造的；由有機材料，如聚醯亞胺、聚醯胺或聚酯製造的；由陶瓷製造的；以及由複合材料或層壓板(如印刷電路板)製造的。
在典型的模板粘結操作中，將以糊狀或膜形式存在的粘合劑施用到基板上，如施用到鉛框架(leadframe)的中央板上，在加熱和壓力條件下，矽模板與粘合劑接觸。精確的工序和加工參數可以隨不同的操作而發生變化。這些參數和工序是本領域熟知的，並且不意味著形成本發明的一部分。
在典型的填料操作中，用金屬或聚合物焊料在模板上的電接點和在基板上對應的電接點之間進行連接。將焊料塊放在基板的接點上，將接頭對準，進行接觸，將製得的組合件加熱以回流焊料。在該模板和基板之間產生槽，將該槽用聚合的密封劑或底填料填充以強化這種互相連接。在填料工序中有一些變化，如底填料1密封可以在焊料回流後發生或與焊料回流同時發生。這些工序是本領域熟知的，並且不意味著形成本發明的一部分。
本發明的目的是用噁唑啉化合物作為模板粘結或底填料密封劑用於粘結或支持半導體模板到基板上。
可參考下面合成方案來設計噁唑啉化合物的各種合成路線。為了製備具有苯乙烯基及噁唑啉官能團的化合物，例如 可應用根據A.Zerroukhi，A Ainser，A Arsac，N.Mignardhe和B.Marculescu，Polymer Bulletin，42，535，1999的方法。首先，讓乙烯基苄基氯與氰化鈉反應而得到乙烯苄基氰化物，然後，該乙烯苄基氰化物與乙醇胺反應而得到乙烯基苄基噁唑啉。
為了製備具有馬來醯亞胺及噁唑啉官能團的的化合物，例如 讓馬來酐(在乙腈中)與6-氨基己酸(在乙酸中)反應而生成醯胺酸加合物。將該加合物脫水閉環而形成馬來醯亞胺。該反應的方法是本領域公知的。然後，讓該產物，即馬來醯亞胺基己酸與2-(3-羥基-2-丙基)-2-噁唑啉(在甲苯中加熱至80℃)在催化量的硫酸存在下進行反應，然後將產物分離。
為了製備具有月桂基及噁唑啉官能團的的化合物，例如 將2-(3-羥基-2-丙基)-2-噁唑啉在過量的50％NaOH以及催化量的硫酸氫四丁銨中與肉桂醯氯在甲苯中開始在53℃，然後在75℃下反應數小時。將該反應物冷卻到室溫，並且萃取有機層，用鹽水洗滌3次。將分離的有機層用MgSO4進行乾燥，過濾，在真空下除去溶劑得到產物。
為了製備具有苯乙烯基及噁唑啉官能團的化合物，例如 將異氰酸3-異丙基-α，α-二甲基苄基酯(m-TMI)和2-(3-羥基-2-丙基)-2-噁唑啉溶解在甲苯中，在氮氣中在催化量的二月桂酸二丁錫存在下在60℃下反應數小時。在將反應物冷卻到室溫後，真空除去溶劑得到產物。
為了製備具有丙烯酸基及噁唑啉官能團的的化合物，例如 將2-(3-羥基-2-丙基)-2-噁唑啉在0℃下在乾燥的二氯甲烷中與三乙胺進行混合。小心加入合適當量的溶解在乾燥的二氯甲烷中的丙烯醯氯，並且使該混合物反應數小時。使溶劑蒸發，通過柱色譜法採用己烷/乙酸乙酯梯度純化粗產物。
為了製備具有乙烯基醚及噁唑啉官能團的的化合物，例如 將2-(3-羥基-2-丙基)-2-噁唑啉在過量的50％NaOH以及催化量的硫酸氫四丁銨中與2-氯乙基乙烯基醚在甲苯中開始在53℃，然後在75℃下反應數小時。將該反應冷卻到室溫，並且萃取有機層，用鹽水洗滌3次。將分離的有機層用MgSO4進行乾燥，過濾，在真空下除去溶劑得到產物。
為了製備具有馬來酸及噁唑啉官能團的的化合物，例如 將2-異丙烯基-2-噁唑啉與2-巰基乙醇在70℃下在甲苯中進行反應。將偶氮二異丁腈(AIBN)在甲苯中的溶液加入到該混合物中，該反應在70℃下連續進行數小時。減壓除去溶劑製得2-異丙基-2-噁唑啉/2-巰基乙醇加合物。然後，讓該2-異丙基-2-噁唑啉/2-巰基乙醇加合物與馬來酐在氮氣中在300mL的二甲氧基乙烷中在70℃下反應1小時。冷卻後，將反應的內容物倒入庚烷中。將製得的產物在40℃下真空乾燥24小時。
權利要求
1.一種用組合物將半導體模板粘結到基板上而製備的組合件，其中所述的組合物包含具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物。
2.權利要求1的組合件，其中所述的電子供體官能團選自苯乙烯基、肉桂基和乙烯基醚。
3.權利要求1的組合件，其中所述的電子受體官能團選自馬來醯亞胺、丙烯酸、富馬酸和馬來酸基。
4.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子供體官能團並且具有下列結構
5.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子受體官能團並且具有下列結構
6.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子供體官能團並且具有下列結構
7.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子供體官能團並且具有下列結構
8.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子受體官能團並且具有下列結構
9.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子供體官能團並且具有下列結構
10.權利要求1的組合件，其中所述的具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物含有電子受體官能團並且具有下列結構
全文摘要
一種用組合物將半導體模板粘結到基板上而製備的組合件，其中所述的組合物包含具有噁唑啉官能團及電子受體或電子供體官能團的化合物。電子供體官能團包括苯乙烯基、肉桂基和乙烯基醚基團。電子受體官能團包括馬來醯亞胺、丙烯酸酯、富馬酸和馬來酸基。代表性的化合物具有(1)式結構。
文檔編號C07D413/12GK1809917SQ200480016947
公開日2006年7月26日 申請日期2004年2月17日 優先權日2004年2月17日
發明者O·M·穆薩, R·張 申請人:國家澱粉及化學投資控股公司