[發明專利]一種用于半導體芯片封裝用的導電膠及其制備方法

無效

• 申請號: 201210228814.1
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102766426A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 吳光勇;王建斌;陳田安;解海華
• 申請（專利權）人: 煙臺德邦科技有限公司
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J9/02;H01B1/22
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種用于半導體芯片封裝用的導電膠及其制備方法，特別涉及一種用于半導體芯片封裝用的高導熱導電膠及其制備方法。

背景技術

近些年來，隨著工業和消費市場對于電子設備的需求不斷攀升，電子元器件進一步向高性能封裝形式發展，作為發揮核心功能的半導體芯片的性能的表現越來越關鍵。具備了基本功能的半導體芯片必須經過芯片粘接、引線鍵合、氣密包封等封裝制程后，成為可實用化的電子元器件才能發揮其設計的各種性能，所以在其封裝制程工藝過程中用到的各種材料非常重要。

芯片粘接作為半導體芯片的封裝制程中的關鍵步驟之一，廣泛使用了導電膠來將半導體芯片和基材粘接起來以固定芯片，并建立良好的導電連接實現其功能，同時把熱量及時散發出去。傳統的用于芯片粘接的導電膠的導熱率相對比較不高，一般低于8W／m·K，基本可以滿足一般應用要求。但是隨著芯片性能的不斷提高，單位面積的發熱量越來越大，同時封裝體積越來越小，所以熱流密度越來越高，散熱問題成為了非常大的挑戰。如何及時將芯片在運行過程中產生的熱量散發出去，維持正常穩定的工作環境，是一個亟待解決的問題。所以需要開發出具有更高導熱性能的用于芯片粘接的導電膠，導熱率最好能夠高于16W/m·K；同時在力學性能、電氣性能、應用性能、可靠性能等綜合性能方面也必須等同于甚至優于傳統的導電膠。國內已經出現了一些導電膠產品，但是真正可以充分滿足半導體芯片粘接的使用要求的高導熱產品卻不多。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高導熱率和高導電率的用于半導體芯片封裝用的導電膠及其制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于半導體芯片封裝用的導電膠，包括如下重量百分比的原料：微米級銀粉70%～85%，環氧樹脂6%～12%，環氧活性稀釋劑2%～6%，增韌樹脂2%～6%，固化劑2%～6％，固化促進劑0.5%～1％，偶聯劑0.5%～2%，抗氧化劑0.1%～1%。

本發明的有益效果是：本發明的優點是通過在導電膠中不同型號的微米級片狀銀粉之間的合理搭配，實現高導熱率和高導電率。

導電膠的導熱和導電主要是通過固化后膠體中導電粉末之間的多點接觸來建立起良好的熱流和電流的通路來實現，所以導電膠的高導熱率可以通過導電粉末的優化配比設計來實現。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，微米級銀粉的形狀為片狀、球狀、樹枝狀或不規則形狀的粉末，優選的形狀為片狀、球狀和樹枝狀，更加優選的形狀為片狀和球狀。

微米級銀粉的粒徑范圍為0.5微米～100微米，優選的粒徑范圍為0.5微米～50微米，更加優選的范圍為1.0微米～25微米；兩種微米級銀粉的粒徑中位數的差別為2微米～10微米。

采用上述進一步方案的有益效果是，本發明使用不同形狀和不同粒徑分布范圍的微米級銀粉以特定的尺寸和重量的選擇和配比，進行合理搭配從而可以在固化后得到更高的粉末堆積密度，從而實現更好的導電導熱通路，來制備高導熱率的導電膠。

進一步，所述環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、含有萘環結構的環氧樹脂、含有聯苯結構的環氧樹脂、丙烯酸改性環氧樹脂、環氧改性丙烯酸樹脂、有機硅改性環氧樹脂或環氧改性有機硅樹脂中的任意一種或幾種的混合。

進一步，所述環氧活性稀釋劑為1,4-丁二醇縮水甘油醚、新戊二醇縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇縮水甘油醚、1,4-環己烷二醇縮水甘油醚、三羥甲基丙烷縮水甘油醚或聚乙二醇二縮水甘油醚中的任意一種或幾種的混合物。

進一步，所述增韌樹脂為納米二氧化硅粒子增韌環氧樹脂、納米橡膠粒子增韌環氧樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂增韌環氧樹脂中的任意一種或幾種的混合物。

進一步，所述固化劑為有機胺類和/或有機酸酐類

進一步，所述有機胺類為雙氰胺及其衍生物、二氨基二苯甲烷及其衍生物、二氨基二苯醚及其衍生物、二氨基二苯砜及其衍生物等中的任意一種或幾種的混合物；

所述有機酸酐類為四氫苯酐及其衍生物、六氫苯酐及其衍生物、甲基四氫苯酐及其衍生物、甲基六氫苯酐及其衍生物、納迪克酸酐及其衍生物、甲基納迪克酸酐及其衍生物等中的任意一種或幾種的混合物。