[發明專利]低粘度可固化組合物

無效

• 申請號: 200710108951.0
• 申請日: 2007-06-07
• 公開（公告）號: CN101085856A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: B·C·惠洛克;P·莫爾加勒里
• 申請（專利權）人: 國家淀粉及化學投資控股公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/20;C09K3/12;H01L23/29;C08K3/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民;路小龍

技術領域

[01]本發明涉及低粘度底部填充密封劑及其應用到電子元件的方法。

背景技術

[02]本發明涉及由環氧樹脂制備的底部填充密封劑化合物，以保護和加固微電子器件上電子元件和基片之間的互連。微電子器件包含多種類型的電路元件，主要是在集成電路(IC)芯片上裝配在一起的晶體管，也包括電阻，電容和其它元件。這些電子元件被互相連接形成電路，并最終被連接到并承載于載體或基片上，例如印制線路板。該集成電路元件可包括單一的裸芯片，單一的封裝芯片，或多個芯片的密封封裝件。單一的裸芯片可以被附著到引線框架上，引線框架又被封裝并且附著到印制線路板，或者單一的裸芯片可以直接被附著到印制線路板。這些芯片最初形成為包含多個芯片的半導體晶片。半導體晶片被按需要切割成單獨的芯片或芯片封裝件。

[03]無論該元件是連接到引線框架的裸芯片，還是被連接到印制線路板或其它基片的封裝件，它是典型地通過在回流過程中形成的眾多焊接接頭被連接到PWB(印制線路板)。在正常的使用期，電子組件經受廣泛變化的溫度范圍的循環。由于電子元件、互連材料和基片的熱膨脹系數的差異，這種熱循環可能施壓于組件的元件，并使其失效。失效的另一原由是由器件偶然的跌落造成的沖擊而引起的壓力，該原由對于手持式電子器件特別普遍。為了避免這種失效，元件和基片之間的縫隙被填充了聚合物密封劑，以加固連接材料并且吸收一些熱循環的壓力、沖擊及其它機械壓力，在下文中，這種聚合物密封劑被稱為底部填充劑(underfill)或底部填充密封劑(underfill?encapsulant)。

[04]底部填充技術的兩個突出的用處是加固工業上稱為芯片尺寸封裝(CSP)和倒裝片封裝的封裝，在芯片尺寸封裝中，芯片封裝件被連接于基片，在倒裝片封裝中，芯片通過互連陣列被連接到基片上。

[05]在傳統的毛細流動底部填充應用中，在焊接互連的回流后，進行底部填充劑的分配和固化。在這個過程中，焊劑或焊膏首先被應用在基片的金屬墊上。下一步，芯片被放在基片上焊劑處理的區域，置于焊接點頂部。該組件然后被加熱，以允許該焊接接頭回流。在此刻，測定量的底部填充密封材料被沿著該電子組件的一個或多個周邊分配，并且元件和基片之間縫隙內部的毛細作用將該材料吸入其中。該縫隙被填充后，底部填充密封劑隨后被固化而達到它最佳的最終特性。

[06]對在約120℃以下溫度固化的更快流動、低粘度板極(board-level)底部填充劑組合物-的需求對于芯片尺寸封裝(CSP)陣列和焊球網格陣列而言正在增長。低粘度應用提供了多個加工優勢，包括消除了應用之前加熱基片的要求和允許底部填充劑應用在極端狹窄的縫隙中。加熱基片的消除導致了制造效率以制造產量提高形式增加。

[07]現有的低粘度底部填充劑具有幾個共同的缺陷。這些底部填充劑的其中一個缺陷是當暴露于催化劑例如酸性催化劑時，組合物中包含的填充材料經常離析和沉淀(settle)，因此降低了該組合物的效力。另一個共同的缺陷是焊接互連中的污染物中和了催化劑，并因此降低了該組合物的效力。因此，提供一種低粘度毛細流動底部填充組合物將是有益的，其中填料顆粒在整個組合物中保持分散，并且盡管在焊劑中存在污染物，固化仍被增強。

發明內容

[08]本發明涉及一種低粘度毛細流動底部填充組合物，其具有提高了的填料分散度和固化速率。該組合物的一種實施方式包括一種或多種環氧樹脂，例如脂環族環氧樹脂；一種或多種催化劑，例如超強酸催化劑；和一種或多種惰性組分，其可包括稀釋劑，例如不導電的填料。本發明的進一步實施方式包括這樣的組合物，其進一步包含低粘度的非環氧樹脂活性稀釋劑，例如乙烯醚，和多元醇例如聚酯型多元醇。本發明的一個進一步實施方式是使用本發明的低粘度底部填充組合物裝配電子元件的方法。本發明更進一步的實施方式是包含本發明底部填充組合物的電子器件或元件。

具體實施方式

[09]本發明涉及低粘度底部填充組合物，該組合物可被使用到各種電子元件上，包括芯片尺寸封裝和焊球網格陣列。該組合物包含環氧樹脂，在一個實施方式中，該環氧樹脂是脂環族環氧樹脂；1wt％以上的催化劑和一種或多種不導電填充材料。在進一步的實施方式中，該組合物可包括低粘度非環氧樹脂活性稀釋劑、官能柔性化聚合物(functional?flexibilized?polymer)和其它需要的成分。