底部填充膠及其制備方法和倒裝芯片的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于膠黏劑技術領域，特別涉及一種底部填充膠及其制備方法和采用所述 底部填充膠封裝的倒裝芯片。
【背景技術】
[0002] 倒裝芯片是一種芯片互連與粘結技術，目前已應用于高端電子器件和高密度集成 電路封裝領域。它可以有效地縮短互連通路、增加I/O接點數(shù)目以及縮小芯片尺寸，實現(xiàn)封 裝的輕薄微型化，代表著芯片封裝技術及高密度封裝的最終方向。底部填充材料作為倒裝 芯片封裝的關鍵材料，可以有效保護高密度的焊球，分散芯片表面承載的應力，同時緩解芯 片、焊料和基板三者熱膨脹系數(shù)不匹配產生的內應力，增加芯片及封裝器件的加工性、可靠 性和使用壽命。
[0003] 目前，底部填充膠的研究多集中于30um~200um的間隙的填充材料的開發(fā)，譬如 〇吧01010212810.5、0吧01210161036.9、0呢01410831682.0等，而針對3011111以下的填充材料 的研究則較少。CN104962224A公開了一種底部填充膠的制備方法，主要選用粒徑比較小 的球型二氧化硅(50~500nm)，來實現(xiàn)對窄間距的倒裝芯片底部填充，但該法所制備的底部 填充膠具有較高的粘度，使得無機填料的添加量難以達到理想的要求，進而會影響到底部 填充效果，尤其是大尺寸芯片和多引腳的情況下。因此，如何進一步增加填料用量，并降低 體系粘度和熱膨脹系數(shù)則成為高密度窄間距倒裝芯片封裝急需解決的問題，其對進一步提 高高度集成的半導體器件的可靠性具有重要的意義。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種低粘度、低膨脹系數(shù)底部 填充膠及其制備方法，以解決高密度窄間距倒裝芯片封裝用底部填充膠粘度較大導致其流 動性變差，從而導致在施膠過程中易造成堵塞、孔洞和點膠不均勻等的技術問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例一方面，提供了一種底部填充膠。所述底部 填充膠包括如下質量百分比的組分： 填料 60-85% 環(huán)氧樹脂5-30% 氰酸酯 5-30% 促進劑 0.05-1.0% 增軔劑 1-10%
[0006] 稀釋劑 1-10% 分散劑 0.1-3% 消泡劑 0.05%-1 % 偶聯(lián)劑 0.1-1% 顏料 （).1-0·5%〇
[0007] 本發(fā)明實施例另一方面，提供了一種底部填充膠的制備方法。所述底部填充膠制 備方法包括如下步驟：
[0008]按照本發(fā)明實施例底部填充膠所含組分及含量分別稱取各原料；
[0009]將稱取的所述環(huán)氧樹脂、氰酸酯、增韌劑進行混料處理，得到第一混合物料；
[0010] 將稱取的所述填料、分散劑、消泡劑、偶聯(lián)劑、顏料加入到所述第一混合物料中并 進行混料處理，得到第二混合物料；
[0011] 將稱取的所述催化劑、稀釋劑加入到所述第二混合物料中并進行混料處理，真空 脫泡處理。
[0012] 本發(fā)明實施例又一方面，提供了一種倒裝芯片。所述倒裝芯片是采用本發(fā)明實施 例底部填充膠或由本發(fā)明實施例底部填充膠制備方法制備的底部填充膠封裝而成。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例底部填充膠以環(huán)氧樹脂和氰酸酯樹脂按照其含量 復配，共同構成本發(fā)明實施例底部填充膠的基礎樹脂組分，該兩樹脂組分能夠發(fā)揮增效作 用，有效降低本發(fā)明實施例底部填充膠的粘度，使得本發(fā)明實施例底部填充膠的粘度相對 于CN104962224Α專利和CN104927733Α專利等先前研發(fā)出的底部填充膠的粘度低于 10%以下。另外，針對基礎樹脂組分，本發(fā)明實施例所含的促進劑能夠有效控制本發(fā)明實施 例底部填充膠的固化時間，以保證本發(fā)明實施例底部填充膠施膠均勻，提高倒裝芯片的封 裝質量，其填料的存在，能有效降低本發(fā)明實施例底部填充膠的膨脹系數(shù)。
[0014]本發(fā)明實施例底部填充膠按照其順序將各組分進行混料處理，其分散體系均勻， 性能穩(wěn)定，尤其是使得基礎樹脂組分及其填料等能夠有效混合均勻，從而使得基礎樹脂組 分有效發(fā)揮增效作用，賦予本發(fā)明實施例底部填充膠具有低的粘度，具有良好的流動性以 及膨脹系數(shù)。經過脫泡處理后，能使得本發(fā)明實施例底部填充膠施膠封裝過程中，無氣泡， 避免填充空洞的出現(xiàn)。
[0015]本發(fā)明實施例倒裝芯片由于是采用本發(fā)明實施例底部填充膠封裝而成，因此，能 有效保證點膠均勻，封裝質量高，從而有效提高了倒裝芯片的加工性、可靠性，并延長了其 使用壽命。
【具體實施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合 實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明實施例說明書中所提到的各組分的質量不僅僅可以指代各組分的具體含 量，也可以表示各組分間質量的比例關系，因此，只要是按照本發(fā)明實施例說明書組合物各 組分的含量按比例放大或縮小均在本發(fā)明實施例說明書公開的范圍之內。具體地，本發(fā)明 實施例說明書中所述的質量可以是yg、mg、g、kg等醫(yī)藥領域公知的重量單位。
[0018] -方面，本發(fā)明實施例提供了一種具有低粘度的底部填充膠。在一實施例中，本發(fā) 明實施例底部填充膠包括如下質量百分比的組分： 填料 60-85% 環(huán)氧樹脂5-30% 氰酸酯 5-30% 促進劑 0.05-1.0% 增韌劑 1-10%
[0019] 稀釋劑 1-10% 分散剤 0.1-3% 消泡剖 0.05%-1 % 偶聯(lián)劑 0.1-1% 顏料 0.1-0.5%。
[0020] 具體地，上述實施例底部填充膠所含的填料能夠調節(jié)本發(fā)明實施例底部填充膠膨 脹率和導熱系數(shù)，具體是可以改善如降低填充膠的膨脹系數(shù)和提高其導熱性能。在一實施 例中，上述實施例底部填充膠所含的填料優(yōu)選為球形二氧化硅。具體的選用雜質離子Na+， cr離子含量小于0.lppm，顆粒表面光滑，無團聚的高品質球形二氧化娃。在進一步實施例 中，選用尺寸為0.5-3.Ομπι二氧化硅。選用該類的高品質球形二氧化硅作為填料，其雜志含 量低，顆粒尺寸小，可有效降低底部填充膠的熱膨脹系數(shù)。其中，尺寸小有利于窄間距倒裝 芯片底部填充膠的施膠，避免了顆粒尺寸大，在填充過程阻塞和填充孔洞的出現(xiàn)，尤其對倒 裝芯片間距在25μπι以下的窄間距填充時具有不可替代的優(yōu)勢。顆粒中的雜質離子含量低， 可有效提高所保護焊球的使用壽命。
[0021] 上述實施例底部填充膠是以環(huán)氧樹脂和氰酸酯樹脂兩者復配形成基礎樹脂組分， 通過兩者的增效作用，以實現(xiàn)有效降低本發(fā)明實施例底部填充膠的粘度。另一方面可以最 大程度地提高填料的填充量從而降低實施例底部填充膠熱膨脹系數(shù)，如能使得所述填料含 量能夠高達60-85%。其次，使用互配的基礎樹脂同時可以改善本發(fā)明實施例底部填充膠的 固化工藝和熱機械性能以及粘結強度。因此，
[0022]在一實施例中，上述環(huán)氧樹脂為環(huán)己烷-1，2-二羧酸二縮水甘油酯、雙酚A型環(huán)氧 樹脂E51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E44、EP0N825環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂ΕΡΙΚ0ΤΕ862、雙酚S 型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、3,4_環(huán)氧環(huán)己基甲基-3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯、3-環(huán)氧乙烷 基7-氧雜二環(huán)[4.1.0]庚烷、雙（（3,4_環(huán)氧環(huán)己基）甲基）己二酸酯、3,4_環(huán)氧環(huán)己基甲基甲 基丙烯酸酯、4,5_環(huán)氧環(huán)己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯、1，4_環(huán)己烷二甲醇雙(3,4_環(huán)氧 環(huán)己烷甲酸）酯、有機硅改性環(huán)氧樹脂、多環(huán)芳香族環(huán)氧樹脂EPICL0N@HP4700、多環(huán)芳香族 環(huán)氧樹脂EPICL0N?HP4770、多環(huán)芳香族環(huán)氧樹脂EPICL0N?HP5000、多環(huán)芳香族環(huán)氧樹脂 EPICL0N?HP4032(D)、酚醛型環(huán)氧樹脂EPICL0N0HP7200、陶氏化學DEN431、陶氏化學DEN 438、陶氏化學DEN439、聯(lián)苯結構的環(huán)氧樹脂3，3，5，5-四甲基聯(lián)苯二酚二縮水甘油醚中的 至少一種。
[0023]在另一實施例中，上述氰酸酯為雙酚A型氰酸酯、雙酚A型氰酸酯預聚物、雙酚E型 氰酸酯、雙酚E型氰酸酯預聚物、雙酚F型氰酸酯、雙酚F型氰酸酯預聚物、雙酸Μ型氰酸酯、雙 酸Μ型氰酸酯預聚物、酚醛型氰酸酯樹脂、酚醛型氰酸酯樹脂預聚物中的至少一種。
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