含有反應性的硫化合物的晶片背面塗料的製作方法

2023-10-26 12:49:57 1

專利名稱：含有反應性的硫化合物的晶片背面塗料的製作方法
含有反應性的硫化合物的晶片背面塗料
交叉引用的相關申請
本申請要求2010年6月8日申請的美國臨時專利申請系列No. 61/352594的權益， 其內容在此通過引用併入。發明領域
本發明涉及一種用於半導體晶片的非活動側(背面)的塗料，其中該塗料包含反應性的硫化合物。
發明背景
半導體封裝近期的發展已經通過以堆疊的排列(兩個或者更多個半導體晶片彼此疊置)使用更薄的晶片(die)而導致了該封裝的小型化。晶片的這種堆疊能夠以小的佔地面積(footprint)來提高功能性，允許降低整個半導體封裝的尺寸。典型的，將粘合劑糊或者膜用於兩個半導體晶片之間，來確保在製作操作過程中例如在線連接、模製和焊接回流過程中、以及在最終使用過程中封裝的完整性。但是，晶片的細薄使得它們在製作過程的焊接回流步驟過程中易於翹曲和分層。該翹曲和分層可以用能夠經歷回流加工並且保持其完整性和功能性的糊或者液體晶片背面塗層來控制。發明內容
本發明是一種用於半導體晶片不活動側(inactive side)(背面)的塗料組合物， 其中該塗料包含(i)環氧樹脂和，任選存在的該環氧樹脂的固化劑，(ii)含有烯鍵不飽和度的樹脂和用於該樹脂的光引發劑，(iii)反應性的硫化合物，和(iv)任選存在的非導電填料。在一種實施方案中，·該反應性的硫化合物是聚合物硫醇側基聚矽氧烷。在另一種實施方案中，本發明是一種塗覆有固化的上述塗料組合物的半導體晶片。
具體實施方式
作為此處使用的術語「B-階段」(和它的變體)用於表示通過熱或者輻射來加工材料，以使得如果該材料溶解或者分散在溶劑中時，溶劑蒸發掉時該材料發生或者不發生部分固化，或者如果該材料是純淨無溶劑的，則該材料部分固化成發粘的或者更硬化的狀態。 如果該材料是可流動的粘合劑，B-階段將在沒有完全固化的情況下提供極低的流動性，這樣在所述的粘合劑用於將製品彼此連接之後，可以進行另外的固化。流動性的降低可以通過溶劑蒸發、樹脂或者聚合物的部分發展或者固化、或者二者來完成。
作為此處使用的術語「固化劑」用於表示任何這樣的材料或者材料的組合，其引起、促進或者加速了組合物的固化，並且其包括但不限於促進劑、催化劑、引發劑和硬化劑。
該半導體晶片可以是具體的工業應用所需的任何類型、尺寸或者厚度。
用於該塗料組合物中的合適的環氧樹脂是固體，並且包括選自下面的這些環氧化物甲酚酚醛清漆環氧、苯酚酚醛清漆環氧、雙酚-A環氧和含有由酚和稠環體系(例如二環戊烯基團)組成的主鏈的縮水甘油基化的樹脂。在一種實施方案中，該環氧樹脂是熔點為80-130° C的固體。在另一種實施方案中，該環氧樹脂的存在量是塗料的15-40重量％。
合適的丙烯酸酯樹脂包括選自下面的這些(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、 (甲基)丙烯酸烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸正十八烷酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，9-壬二醇二 (甲基)丙烯酸酯、全氟辛基乙基(甲基)丙烯酸酯、1，10癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬基酚聚丙氧基化(甲基)丙烯酸酯。
其他丙烯酸酯樹脂包括獲自Kyoeisha Chemical Co. , LTD的聚戍氧基化四氫糠基丙烯酸酯；獲自Sartomer Company, Inc的聚丁二烯氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯(CN302, NTX6513)和聚丁二烯二甲基丙烯酸酯(CN301，NTX6039, PR06270);獲自 Negami Chemical Industries Co. , LTD的聚碳酸酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯(ArtResin UN9200A);獲自 Radcure Specialities, Inc的丙烯酸酯化的脂肪族氨基甲酸酯低聚物(Ebecryl 230,264,265,270,284,4830,4833,4834,4835,4866,4881,4883,8402,8800-20R,8803,8804)；獲自 RadcureSpecialities, Inc.的聚酯丙烯酸酯低聚物(Ebecry 1657, 770,810,830,1657,1810,1830);和獲自 Sartomer Company, Inc.的環氧丙烯酸酯樹脂(CN104，111，112，115， 116，117，118，119，120，124，136)。
另外的丙烯酸酯樹脂包括單環縮醛丙烯酸酯，含有環縮醛的(甲基)丙烯酸酯 (例如獲自Sartomer的SR531) ；THF丙烯酸酯(例如獲自Sartomer的SR285);取代的環己基(甲基)丙烯酸酯(例如獲自Sartomer的CD420);乙醯乙醯氧基乙基甲基丙烯 酸酯， 2-乙醯乙醯氧基乙基丙烯酸酯，2-乙醯乙醯氧基丙基甲基丙烯酸酯，2-乙醯乙醯氧基丙基丙烯酸酯，2-乙醯乙醯氨基乙基甲基丙烯酸酯，和2-乙醯乙醯氨基乙基丙烯酸酯；2_氰基乙醯氧基乙基甲基丙烯酸酯，2-氰基乙醯氧基乙基丙烯酸酯，N(2-氰基乙醯氧基乙基)丙烯醯胺；2_丙醯乙醯氧基乙基丙烯酸酯，N(2-丙醯乙醯氧基乙基)甲基丙烯醯胺，N-4-(乙醯乙醯氧基苄基苯基丙烯醯胺，乙基丙烯醯乙酸酯，丙烯醯甲基乙酸酯，N-乙基丙烯醯氧基甲基乙醯乙醯胺，乙基甲基丙烯醯乙醯乙酸酯，N-烯丙基氰基乙醯胺，甲基丙烯醯乙醯乙酸酯，N(2-甲基丙烯醯氧甲基)氰基乙醯胺，乙基-a-乙醯乙醯氧基甲基丙烯酸酯，N-丁基-N-丙烯醯氧乙基乙醯乙醯胺，單丙烯酸酯化的多元醇，單甲基丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸酯，及其混合物。
在一種實施方案中，將該丙烯酸酯選擇為具有低粘度(<50mPas)和沸點大於 150° C。在一種具體的實施方案中，該低粘度、高沸點丙烯酸酯包含在環中含有至少一個氧的5-或者6-元環。
在一種實施方案中，該丙烯酸酯樹脂佔塗料組合物的15-50重量％。
用於該環氧樹脂的合適的固化劑以大於O到50重量％的量存在，並且包括但不限於酹類、芳族二胺類、雙氰胺、過氧化物、胺類、咪唑類(imidiazoles)、叔胺類和聚醯胺。合適的酹類市售自Schenectadylnternational, Inc。合適的芳族二胺是伯二胺，並且包括二氨基二苯基碸和二氨基二苯基甲烷，市售自Sigma-Aldrich Co。合適的雙氰胺獲自SKW Chemicals, Inc。合適的聚酸胺市售自Air Products andChemicals, Inc。合適的咪唑市售自 Air Products and Chemicals, Inc。合適的叔胺獲自 Sigma-Aldrich Co。
用於具有烯鍵不飽和度的樹脂的合適的固化劑的存在量是O. 1-10重量％，並且包括但不限於任何已知的苯乙酮系、噻噸酮系、苯偶姻系和過氧化物系光引發劑。例子包括二乙氧基苯乙酮、4-苯氧基二氯苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苄基二甲基縮酮、二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、丙烯酸酯化的二苯甲酮、噻噸酮、2-乙基蒽醌等。有用的光引發劑的例子是由BASF銷售的Irgacur和Darocur系的光引發劑。
反應性的硫化合物包括硫醇和二硫酯。在一種實施方案中，該反應性的硫化合物選自十~■燒基硫醇、叔十_■燒基硫醇、疏基乙醇、羊基硫醇、己基硫醇，異丙基黃原酸_■硫化物，和硫醇-側基有機矽聚合物。反應性的硫化合物在該塗料組合物中的存在量是O. 1-7 重量％。
在一種實施方案中，該反應性的硫化合物是聚合物硫醇側基聚矽氧烷。硫醇側基矽氧烷聚合物的一個例子具有下面的結構
權利要求
1.一種粘合劑組合物，其包含(i)環氧樹脂，(ii)具有烯鍵不飽和度的樹脂和光引發劑；和(iii)反應性的硫化合物。
2.根據權利要求1的粘合劑組合物，其中該環氧樹脂選自甲酚酚醛清漆環氧樹脂、苯酚酚醛清漆環氧樹脂和雙酚-A環氧樹脂。
3.根據權利要求2的粘合劑組合物，其中該環氧樹脂的存在量是塗料的20-40重量％。
4.根據權利要求1的粘合劑組合物，其中該環氧樹脂是熔點為80-130°C的固體。
5.根據權利要求1的粘合劑組合物，其進一步包含用於該環氧樹脂的固化劑。
6.根據權利要求1的粘合劑組合物，其中該具有烯鍵不飽和度的樹脂是丙烯酸酯樹脂。
7.根據權利要求6的粘合劑組合物，其中該丙烯酸酯樹脂包含在環中含有至少一個氧的5-或者6-元環，並且其粘度小於50mPas和沸點大於150° C。
8.根據權利要求1的粘合劑組合物，其中該反應性的硫化合物是具有下面結構的聚合物硫醇側基聚矽氧烷
9.根據權利要求1的粘合劑組合物，其中(i)該環氧樹脂是熔點為80-130°C的固體，(ii)該具有烯鍵不飽和度的樹脂是粘度小於50mPas和沸點大於150° C的丙烯酸酯樹脂， 和(iii)該反應性的硫化合物是具有下面結構的聚合物硫醇側基聚矽氧烷
10.一種塗覆有固化的塗料組合物的半導體晶片，其中該塗料組合物包含(i)熔點為 80-130°C的固體環氧樹脂，(ii)粘度小於50mPas和沸點大於150° C的丙烯酸酯樹脂，和(iii)具有下面結構的聚合物硫醇側基聚矽氧烷(CH2)m
全文摘要
一種晶片背面的塗料組合物，其包含環氧樹脂、具有烯鍵不飽和度的樹脂和反應性的硫化合物，並且能夠有效地降低回流操作過程中的分層。
文檔編號C09J133/04GK103003381SQ201180028125
公開日2013年3月27日 申請日期2011年6月3日 優先權日2010年6月8日
發明者S·哈傑拉, 孔勝前, J·加薩, J·利昂, D·N·潘 申請人:漢高公司