[發明專利]一種碳基填充材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110151377.7
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112969307A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 胡昆兵
• 申請（專利權）人: 深圳瑞君新材料技術有限公司
• 主分類號: H05K3/32
• 分類號: H05K3/32;C08F265/00;C08F220/06;C08F222/40;C01B32/21
• 代理公司: 北京沁優知識產權代理有限公司 11684
• 代理人: 另婧

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種碳基填充材料的制備方法，將碳與二氧化硅經交聯后進行煅燒處理，采用腐蝕溶液去除二氧化硅，得到載體；將載體進行刻蝕，刻蝕出貫通的刻蝕孔，在載體上采用傳統方法沉積形成硅晶體層，作為基體；制備填充固化性組合物，將丙烯酸聚合物、丙烯酸單體和馬來酰亞胺進行混合；將固化性組合物填充于刻蝕孔內烘干干燥，使固化性組合物固化，放置焊料，再次填充固化性組合物，烘干干燥，得到填充材料層，本發明提供的碳基填充材料的制備方法，能夠防止電極漏出發生漏電的現象，增加電路板與芯片的結合強度，防止芯片脫落，具有較好的物理性能和強度，通過制備多孔的碳材料，使其具有較長的使用壽命。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種碳基填充材料的制備方法。

背景技術

當今的集成電路中，在單芯片區上形成有大量的個別電路元件，例如CMOS、NMOS、PMOS元件形式的場效應晶體管、電阻電容等。該些電路元件的特征尺寸通常隨著每一代新電路的引入而不斷縮小，以致當前由批量生產技術形成的集成電路具有50納米或更小的關鍵尺寸，并且其在速度和功耗方面的性能得到了一定程度的提升。縮小晶體管尺寸是穩步提升復雜集成電路的器件性能的一個重要方面，縮小尺寸通常與增加開關速度相關聯，從而增強晶體管級的信號處理性能。

近年來，在半導體芯片的安裝方法中，為了縮短工序而研究了在半導體電極上粘貼底部填充膜的“預供給型底部填充膜”的使用，隨著溫度的上升，底部填充材料在至反應開始為止粘度降低，以反應開始點為分界，粘度上升而成為固化物，通過這樣的粘度變化，容易去除空隙，而普通的填充材料，若溫度壓力控制不當，則容易造成材料流動，難以去除空隙，填充效果較差。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種效果較好、刺激性較弱、產率較好的碳基填充材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種碳基填充材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將碳與二氧化硅經交聯后進行煅燒處理，采用腐蝕溶液去除二氧化硅，得到載體；

步驟二：將步驟一中的載體進行刻蝕，刻蝕出貫通的刻蝕孔，在載體上采用傳統方法沉積形成硅晶體層，作為基體；

步驟三：制備填充固化性組合物，將丙烯酸聚合物、丙烯酸單體和馬來酰亞胺進行混合；

步驟四：將步驟三中的固化性組合物填充于刻蝕孔內烘干干燥，使固化性組合物固化，放置焊料，再次填充固化性組合物，烘干干燥，得到填充材料層。

進一步的，所述碳為天然石墨、壓制石墨、熱解石墨、金屬滲透石墨、碳纖維基壓制或者編織材料的一種，石墨具有比較好的物理性能和強度，且通過制備多孔的碳材料，能夠通過這種多層次的結構提高固化性組合物和硅晶體與碳材料之間的結合力。

進一步的，煅燒溫度400-500℃，煅燒時間為3-4h。

進一步的，所述焊料位于固化性組合物之間，固化性組合物將焊料包裹于內部能夠起到一定程度的隔離和保護的作用，能夠防止電極漏出發生漏電的現象，也能夠起到防止受到擠壓后電極變形的作用，丙烯酸單體和馬來酰亞胺在加熱的狀態下能夠進行反應聚合，從而能夠在熱壓之后保持固定形狀，丙烯酸聚合物、丙烯酸單體和馬來酰亞胺具有一定的粘附力，能夠增加電路板與芯片的結合強度，從而能夠防止芯片脫落。

進一步的，步驟二中，所述硅晶體層的厚度為200nm-5μm，通過在石墨外增加硅晶體層，能夠有效增強石墨的絕緣性能，且能夠形成較為穩定的保護層，能夠減小基底的熱膨脹系數，從而能夠使其具有較長的使用壽命。

進一步的，所述填充固化性組合物包括，所述丙烯酸聚合物、丙烯酸單體和馬來酰亞胺的質量比為3：4：3。

進一步的，步驟二中，所述刻蝕孔的截面為T形。

進一步的，步驟一中，所述載體的孔洞直徑為20-40nm。