專利名稱：微級(jí)粘合用可熱固化的單組分lva(低粘度粘合劑)粘合體系的制作方法
說明本發(fā)明涉及一種澆鑄樹脂體系，該體系適用于尺寸公差在微米和小于微米級(jí)形成粘合。
已知有粘合劑體系用于微粘合，它通常是由樹脂組分和固化劑組分組成的。這兩種組分的粘合劑體系用于微級(jí)粘合所需少的用量還存在問題。特別是在使用前準(zhǔn)確的計(jì)量，混合和各組分的均化有均問題。還有一缺點(diǎn)是，它的粘度一般太高，所以在較高的溫度(約70℃)下才變成稀薄的液體，這樣可進(jìn)行微計(jì)量的粘合劑涂敷-所謂的LVA(低粘度粘合劑)-粘合劑的涂敷。此外，已知的兩組分體系還有缺點(diǎn)是，由于在薄層中或在小液滴中的非均勻性，使它本身在惰性氣體-或氮?dú)庵胁荒芡耆袒Ｋ羞@些因素造成了至今不可能實(shí)現(xiàn)按所要求的，有重現(xiàn)性質(zhì)量的，在復(fù)合強(qiáng)度和在微米和小于微米級(jí)的尺寸公差(＜1μm)方面工業(yè)生產(chǎn)可利用的復(fù)合物。
因此，需要一種粘合劑體系，該體系有可能使合理的，自動(dòng)化的、安全的和價(jià)格適宜的粘合技術(shù)成為電子和光電技術(shù)的低-價(jià)-體系。特別是需要用于微米-級(jí)和小于微米級(jí)粘合的粘合體系，它能在極薄層或小的液滴進(jìn)行可靠的計(jì)量和固化。在固化后能保持上述尺寸。
本發(fā)明的任務(wù)是，將一種粘合劑體系供給使用，該體系在用量少的情況下也不會(huì)表現(xiàn)出非均勻性并且適用于微計(jì)量。本發(fā)明的另一任務(wù)是，將一種粘合劑體系供給使用，它在薄層中能完全固化。因此，提高了復(fù)合物粘合的可靠性和強(qiáng)度并能降低制成的粘合復(fù)合物不希望的排氣。最后，本發(fā)明的粘合劑體系與其它已知體系相比顯示較低的粘度和有均勻的流動(dòng)性。最后，粘合劑體系的使用期可允許各個(gè)結(jié)構(gòu)元件的接縫公差在微級(jí)和在其以下。
這些任務(wù)通過本發(fā)明的粘合劑體系加于解決。本發(fā)明的內(nèi)容是包括以下成分的可熱固化的單組分澆鑄樹脂體系60-98％(重量)的澆鑄樹脂，2-30％(重量)的醇或糖，
0.2-2.0％(重量)的熱引發(fā)劑0.2-2.0％(重量)的增粘劑和/或0-3.0％(重量)的助流動(dòng)劑0-4％(重量)的觸變劑和/或流動(dòng)改性劑。
此外，本發(fā)明的主題是，這種澆鑄樹脂用于形成尺寸公差在微米級(jí)和小于微米級(jí)的粘合。其它優(yōu)點(diǎn)形成從說明中以及從實(shí)例和下屬權(quán)利要求中得出。從本發(fā)明的意義來講，“澆鑄樹脂”可理解為可熱固化的樹脂體系和反應(yīng)樹脂，它具有如此低粘度，以致使它可在相應(yīng)的模子中澆鑄，然后，即通過對(duì)現(xiàn)有合適的添加劑(引發(fā)劑、促進(jìn)劑，其它組分)升溫可使其固化。本發(fā)明優(yōu)選的澆鑄樹脂是環(huán)氧樹脂。在本發(fā)明的配方中，澆鑄樹脂含量為60-98％(重量)，更好的為75-95％(重量)，優(yōu)選為80-95％(重量)和特別優(yōu)選的為85-93％(重量)范圍。
作為“澆鑄環(huán)氧樹脂”可采用脂肪族的環(huán)氧樹脂例如Ciba Geigy的CY177樹脂(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)-己二酸酯或同樣是CibaGeigy的CY179樹脂(3，4-環(huán)氧基-環(huán)己基甲基-3′，4′-環(huán)氧基-環(huán)己烷羧酸酯)。此外，直鏈脂肪族環(huán)氧樹脂例如環(huán)氧化的聚丁二烯或環(huán)氧化的大豆油也適用。其它陽離子固化的樹脂如乙烯醚或乙烯基芳香族化合物也同樣適用。此外，縮水甘油醚型的環(huán)氧樹脂也適用。以下化合物可作縮水甘油醚的基礎(chǔ)，雙酚，例如雙酚A，二或多羥基芳族化合物，例如間苯二酚，帶有酚的OH-基的聚芳烷基化合物，酚醛清漆，聚烷撐乙二醇或多元醇，例如甘油，或季戊四醇。此外適用的化合物是縮水甘油-酯-型，例如對(duì)-羥基苯甲酸-縮水甘油醚酯；帶有脂肪族或芳香核的多元羧酸的純縮水甘油酯，例如六氫化鄰苯二甲酸或鄰苯二甲酸。
作為“醇或糖”采用按本發(fā)明帶有1-15個(gè)羥基的醇或糖。優(yōu)選采用帶有1至5個(gè)羥基的醇。醇或糖的基本構(gòu)架在此可隨意改變，可以是脂肪族，環(huán)狀或雙環(huán)狀的，可只由單鍵或也可由多鍵組成的并且也可是芳族體系。優(yōu)選采用Hoechst公司制造的TCD-醇DM，它是3(4)，8(9)雙(羥甲基)-三環(huán)[5，2，1，02，6]-癸烷。優(yōu)選的多元醇在粘合劑配方中所含的質(zhì)量份額為2-30％(重量)。它優(yōu)選的質(zhì)量份額在2.5和20％(重量)之間，特別優(yōu)選份額在4.5和12％(重量)之間。
作為熱引發(fā)劑，可采用所有可行的，按陽離子機(jī)理固化的引發(fā)劑，例如鎓鹽。這里優(yōu)選應(yīng)用Aldrich公司制造的(S-芐基锍雜戊環(huán)六氟銻酸鹽)。
作為增粘劑可應(yīng)用Huls公司生產(chǎn)的A187，即縮水甘油氧化丙基-三-甲氧基硅烷。
作為助流動(dòng)劑，可應(yīng)用Modaflow(孟山都公司制造)和作為流動(dòng)改性劑或觸變劑，例如可應(yīng)用商業(yè)上擁有的Aerosil-型(Degussa公司制造)。
除了已列舉的組分之外，在本發(fā)明的粘合劑體系中還包含有其它的，已熟知的添加劑。對(duì)此，粘合劑體系也可得到附加的性能，如特殊的顏色或透明度，以及難燃性或耐溫性。所以，在此意義上，例如添加劑可以是染料、顏料，流動(dòng)改性劑、普通的穩(wěn)定劑、阻燃劑或礦物質(zhì)的或其它填充劑。在此，幾乎總是可能通過添加劑達(dá)到規(guī)定的性能，例如通過添加一種著色劑達(dá)到自然吸收和透明度。
粘合劑體系的制備如同可比較的體系一樣。配方組成，如環(huán)氧樹脂，多元醇，熱引發(fā)劑，增粘劑和必要時(shí)助流動(dòng)劑，必要時(shí)也可在升溫和重新除去溶劑的情況下，相互進(jìn)行均勻地混合。對(duì)于粘合劑體系的制備，也可依靠當(dāng)前技術(shù)水平采用可靠的方法。
以下借助于實(shí)例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。表1表明一種有代表性的粘合劑體系的配方組分。
表1代表性配方的組分和化學(xué)名稱
表2概括了選擇的在實(shí)例中列舉的配方材料的特性。
表2加工和選出的交聯(lián)粘合劑的材料特性參數(shù)
<p>表3表示配方可貯存性的試驗(yàn)研究。確定2個(gè)月作為觀察周期并同時(shí)在冰箱貯存中(5-8℃)不致出現(xiàn)不相容性和分解，例如，如同熱引發(fā)劑結(jié)晶一樣。表3在不同貯存溫度的粘度變化η(t)貯存時(shí)間室溫 7℃[d] η(60℃)[mPas]η(60℃)[mPas]0 120 120602.200 120采用本發(fā)明的粘合劑體系有可能使電子和光電元件在微米-和小于微米級(jí)內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)化的和可靠的微粘合。按本發(fā)明的單組分澆鑄環(huán)氧樹脂不會(huì)立即固化，以致允許單個(gè)構(gòu)件的接縫直至最終固定為止。環(huán)氧樹脂組分和整個(gè)的粘合劑體系的粘度是夠低的，以使能應(yīng)用在微粘合中。最后可用 醇和糖，特別是用多元醇調(diào)節(jié)粘合劑體系的液滴-、濕潤-和流動(dòng)性能以及粘合復(fù)合物的機(jī)械性能。
粘合劑體系應(yīng)毫無問題的進(jìn)行微量計(jì)量并可使液滴-，濕潤-和流動(dòng)性能還通過添加助流動(dòng)劑進(jìn)行優(yōu)化。通過輸入熱量，亦即通過待粘合部件的局部加熱或加熱粘合劑體系迅速交聯(lián)成一種均勻的粘合復(fù)合物。
已知用于微粘合技術(shù)的雙組分粘合劑配方開始時(shí)提到的缺點(diǎn)由此得到克服。尤其是可計(jì)量性和計(jì)量準(zhǔn)確性得到改進(jìn)，以及避免了不充分混合和混合誤差，并降低了粘度。
本發(fā)明涉及單組分的粘合劑體系，該體系至少由澆鑄樹脂，特別是澆鑄環(huán)氧樹脂和多元醇組成的。低粘度的粘合劑體系是可微計(jì)量的，貯存穩(wěn)定的，可完全固化的和適合于尺寸公差在微米級(jí)和小于微米級(jí)的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.可熱固化的，單組分的粘合劑體系，該體系包括以下組成85-93％(重量)的澆鑄環(huán)氧樹脂，4.5-12％(重量)的多元醇，0.7-1.0％(重量)的熱引發(fā)劑和0.3-0.6％(重量)的增粘劑和/或0-1.5％(重量)的助流動(dòng)劑和/或0-2.0％(重量)的觸變劑和/或流動(dòng)改性劑。
2.按權(quán)利要求1的活化劑體系，在其中環(huán)氧樹脂，是雙(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)-己二酯和多元醇3(4)，8(9)-雙(羥甲基)-三環(huán)[5，2，1，02，6]癸醇。
3.按權(quán)利要求1粘合劑體系在尺寸公差在微米和小于微米級(jí)的粘合方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及單組分的粘合劑體系,它至少是由澆鑄樹脂,特別是環(huán)氧樹脂和多元醇組成。低粘度的粘合劑體系是可微計(jì)量的,貯存穩(wěn)定的,可完全固化的并適合于尺寸公差在微米和小于微米級(jí)的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01L21/58GK1230974SQ97197995
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1997年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月18日
發(fā)明者K·赫恩, H·拜爾, M·洪斯貝格-里德爾 申請(qǐng)人:西門子公司