用于快速电子组件的热可B阶化组合物制造技术

本发明专利技术提供一种用于电子组件的粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：可固化环氧树脂；具有多个酸官能团中的至少一种或具有在第一温度下在存在所述环氧树脂时会溶胀的组合物的多个聚合物粒子；以及在第二温度下会活化的热活化固化剂和／或热活化固化催化剂，其中所述第二温度高于所述第一温度。也提供了包括这种粘合剂的组件及其组装方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及可B阶化并且可热固化的组合物，并且具体地讲， 涉及在第一低温下可B阶化并且在更高温度下固化成结构性粘合剂的 组合物。该组合物可用于(例如)将半导体芯片附连到载体上以及用 于将覆盖件附连到半导体封装上。
技术介绍
电子行业对降低电子组件操作的生产成本的需要不断增多。在诸 如将半导体芯片附连到载体上以及将覆盖件附连到半导体封装上之类 的某些大批量组装应用中尤为如此。在某些应用中可降低成本的一种 方法为使用粘合剂将各个元件连接在一起。然而，由于诸如"坍落" 问题造成粘合剂流出目标施用位置、膜冲切过程中浪费过多、多种在 线固化步骤降低了其他材料的生产量，因此已知材料低效并且昂贵。
技术实现思路
本专利技术提供了用于电子组件的粘合剂组合物，该粘合剂组合物包 含可固化环氧树脂、其表面上具有多个酸或酸酐官能团中的至少一个 或者具有在第一温度下或高于第一温度下存在可固化环氧树脂时会溶胀的表面的多个聚合物粒子、以及至少一种在第二温度下会活化的用 于可固化环氧树脂的热活化固化剂或用于可固化环氧树脂的热活化固 化催化剂，其中第二温度高于第一温度。在另一方面，本专利技术提供了用于电子组件的粘合剂组合物，包含 树脂的反应产物，其中该树脂含有可聚合环氧基团，并可与多个聚合 物粒子固化，优选的是该粒子的表面上具有酸或酸酐官能度；以及热活化环氧固化剂或环氧固化催化剂。为了达到本专利申请的目的，术语"可固化"包括粘度增大，其起因于热诱导化学反应和在高于室温 下加热时混合物的一种或多种组分由于混合物的另一种组分而产生溶 胀这两种原因中的一种或两种。在另一方面，本专利技术提供了使用可印刷、热B阶化、进一步热可 固化的环氧基粘合剂来组装元件的方法。在一些实施例中，通过适度 加热促进交互作用、活性或通过环氧树脂和多个聚合物粒子之间的溶 胀来实现热B阶化，以使得粘度充分增大以抑制坍落。热B阶化后， 在更高温度下进行热固化。在一些实施例中，本专利技术的组合物可用于快速电子组件，例如将 半导体芯片附连到载体上以及将覆盖件附连到半导体封装上。本专利技术 的组合物尤其可用于其中希望粘合剂为有色的或甚至在一定程度上为 不透明的组装操作中，这在(例如)通过紫外线辐射来进行光化学B 阶化的体系中很难做到，因为如果要接合的材料是不透明的，或者其 中所需的粘合剂厚度太大，则不能轻易地进行光化学固化。在一些实施例中，本专利技术涉及用于电子组件的粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含可固化环氧树脂、其表面上具有多个酸或酸酐官能 团中至少一个或具有在第一温度下或高于第一温度下存在可固化环氧树脂时会溶胀的表面的多个聚合物粒子、以及至少一种在高于第一温 度的第二温度下会活化的用于可固化环氧树脂的热活化固化剂或用于 可固化环氧树脂的热活化固化催化剂。在一些实施例中，本专利技术提供 了组件，该组件包括第一基板，所述第一基板可包含电子电路或器 件；第二基板，所述第二基板可包含电子电路或器件；以及任选地附 连第一和第二基板的粘合剂组合物，其中当第一和第二基板为电子电 路并且粘合剂含有导电粒子时，粘合剂与各电路电互连。在一些实施 例中，将粘合剂组合物涂覆到第一基板，加热至第一温度后，将其施 加到第二基板上，并随后将其加热至第二较高温度，从而完成粘合剂 的固化。在一些实施例中，本专利技术涉及组装的方法，该方法包括提供基 板和粘附物；将粘合剂组合物涂覆到所述基板和所述粘附物的其中一 个上；将所述已涂覆的粘合剂组合物加热至第一温度；冷却粘合剂组 合物；将粘附物施加到预先受热的粘合剂组合物上；以及将粘合剂组 合物加热至第二较高温度，从而进一步促进粘合剂组合物的固化。在 其他实施例中，冷却步骤可以省略。本专利技术人认识到需要这样一种粘合剂组合物，该组合物可迅速有 效地进行B阶化，并且允许电子元件的快速组装，例如半导体器件组 装操作中的芯片附连或封盖附连操作。本专利技术的其他特征和优点从以下的具体实施方式和权利要求中将 显而易见。本专利技术原理的上述
技术实现思路
并非旨在描述本专利技术的每个图 示实施例或本专利技术的每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体 地示出了采用本文所公开原理的某些优选实施例。具体实施例方式本文的所有数字均可以被术语"约"修饰。用端点列举的数值范 围可包括包含在该范围内的所有数字(如，l至5包含l、 1.5、 2、 2.75、 3、 3.80、 4、和5)。粘合剂树脂可通过在线顺序分配、粘合剂印刷或使用膜粘合剂来 涂敷。然而，在线分配低效并且昂贵，(例如)因为将分配头指向多 个粘合位置较为费时。此外，为了便于从分配头上分配，许多树脂必 须包含溶剂以使得树脂粘度降低到可分配的范围。这种低粘度使树脂 流出最初施用位置，也称为"坍落"。除导致坍落以外，溶剂的加入 可将缺陷强加于能够有效地粘附而不截留残余溶剂的区域上。这种截 留的溶剂可引入间隙，或以其他方式削弱最终粘合。涂覆粘合剂的另 一种可用方法为丝网印刷或模版印刷，其中粘合剂通过模版涂覆，以将粘合剂涂覆到所需一个或多个位置。丝网印刷允许同时涂覆到多个 粘合部位上，因此其比在线分配更便宜并且更有利于大批量生产。丝 网印刷还可提供粘合部位的良好润湿，因为印刷时组合物仍处于液体 状态。然而，坍落问题可能仍然随这些技术而存在。理想的是，组合物应能通过丝网印刷、模版印刷、辊印等方法而涂覆和快速B阶化， 以避免坍落和其他问题，并且可以离线固化，从而使得生产效率最大 化。减少坍落的一种方法是分配后增厚树脂以避免坍落，或"B阶化" 粘合剂树脂。已使用热B阶化(其中通过暴露到特定的热状况下来移 除溶剂)和紫外光(UV)B阶化(其中紫外光或其他光源在接触和最终 固化之前引发固化反应以增厚组合物)。然而，已知的热B阶化因其 花费的时间而低效，这增加了制造成本，并可导致不期望的坍落以及 引入间隙，而紫外光B阶化已对许多电气组装应用(即将半导体芯片 组装到载体上以及将覆盖件附连到半导体封装上)不实用。在一些实 施例中，本专利技术提供粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含热固化环氧 树脂和聚合物粒子的混合物，该混合物不含不期望的溶剂。在一些实 施例中，本专利技术有利地采用相对快速而有限的热固化来生成组合物， 该组合物在加热到中间温度后迅速B阶化，以使坍落问题最小化，然 后在更高温度下更完全地固化，从而允许在组合物基本上完全固化前 组装电子元件。在一些实施例中，本专利技术提供电子元件的快速组装， 例如将半导体芯片附连到载体上以及将覆盖件附连到半导体封装上， 从而提高总体生产效率。在一些实施例中，可将本专利技术的组合物以预定的图案印刷到粘附 物或基板上。然后，将组合物加热至中间温度。在一些实施例中，据 信，该初始加热主要促进树脂和聚合物粒子表面上的酸官能团之间的 反应，而不会显著地活化热催化剂，而且聚合物粒子上有限量的可用 酸官能团表面基团限制了整个体系的固化度，这对阻止坍落是必要的。 在一些实施例中，环氧树脂和聚合物粒子表面上的酸基团之间的反应增大了组合物的粘度以使组合物B阶化，从而使其仍然保留预定图案。 在其他实施例中，热诱导溶胀有助于使适度加热后所需B阶化的粘度 增大。B阶化的组合物也优选地具有一定程度的发粘性，从而允许基板 附着到粘附物上足够长的时间，以有效地完成后续的热固化反应。在一些实施例中，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子组件的粘合剂组合物，包含：　可固化环氧树脂；　多个聚合物粒子，所述粒子具有下述的至少一种　在其表面上的多个酸或酸酐官能团，或　在第一温度下或高于第一温度下，在存在所述可固化环氧树脂时会溶胀的表面；　 以及至少一种在第二温度下会活化的用于可固化环氧树脂的热活化固化剂或用于可固化环氧树脂的热活化固化催化剂，其中所述第二温度高于所述第一温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔A克罗普，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]