用于芯片堆叠的多层粘合膜 |
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申请号 | CN200580052246.2 | 申请日 | 2005-12-15 | 公开(公告)号 | CN101326051A | 公开(公告)日 | 2008-12-17 |
申请人 | 国家淀粉及化学投资控股公司; | 发明人 | 陈华日; | ||||
摘要 | 本 发明 的名称是用于芯片堆叠的多层粘合膜。用于芯片堆叠至少两个相邻的含有金属丝焊的 半导体 芯片的粘合膜,该粘合膜包括:(a)层-1 粘合剂 ,其与第一 半导体芯片 接触 ,并且能够在芯片连接 温度 下围绕该第一半导体芯片的金属丝焊流动,和(b)层-2粘合剂,其与第二半导体芯片接触,其中层-2粘合剂含有30-85wt.%的热塑性 橡胶 ,该橡胶具有低于25℃的 玻璃化 转变温度和大于100,000的重均分子量。 | ||||||
权利要求 | 1.用于芯片堆叠至少两个相邻的含有金属丝焊的半导体芯片的粘 合膜,所述粘合膜包括: |
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说明书全文 | [0001]发明领域[0003]发明背景 [0004]近来在半导体封装方面的进展已经导致了“堆叠”封装的 发展,在堆叠封装中,两个或者多个半导体芯片在单个半导体封装内 被安装在彼此的顶部上。这种芯片堆叠能够在小区域内提高功能性, 允许总体半导体封装以较小尺寸制造。典型地,在两个半导体芯片之 间使用粘合膏或粘合膜以保证在引线键合、模塑、回流焊接以及最终 使用期间的封装完整性。 [0005]存在各种以堆叠构造组装封装的方法。每个芯片包含多个 电终端,金属线通常是金线从其延伸到衬底上的电终端。在堆叠封装 中,来自一个芯片的丝焊必须避免与相邻芯片接触以及避免损坏相邻 芯片。在一种方法中,芯片具有连续减小的尺寸(从底部到顶部)以 使较低芯片的丝焊在任何上部芯片区域的外面。这种金字塔结构具有 局限性,因为所有丝焊必须在芯片的外边缘进行,并且减小了每个连 续的更小的芯片上的功能性。另一组装方法涉及在堆叠的芯片之间使 用垫片,以防止较低芯片的丝焊与下一芯片底部表面之间的接触。这 允许每个堆叠芯片具有相同的尺寸,但限制了封装垂直尺寸的减小。 [0006]已知在堆叠构造的两个芯片之间使用绝缘层和粘合层,以 便在两个芯片之间提供粘附以及在较低芯片的丝焊与较高芯片的底部 表面之间提供绝缘。然而,如果绝缘层在上部芯片连接的过程中太容 易流动,则底部芯片的丝焊能够穿透绝缘层,导致与上面的芯片接触、 丝焊损坏以及可能的短路。因此,关键的是,绝缘层在芯片连接温度 下具有足够高的粘性以防止这种穿透。 [0007]此外,在半导体工业中,面向更薄芯片的持续趋势在堆叠 封装的构造中存在特别的挑战。在一种构造方法中,在切割操作之前 将绝缘层层压至晶片。如果使用薄晶片——典型地小于0.127mm厚, 则必须在低温下层压膜——典型地40℃到50℃——以防止由于晶片 与膜之间热膨胀系数的差别而可能导致的晶片扭曲。绝缘层必须足够 柔软以浸湿(wet-out)晶片表面,并在这些低层压温度下适当地附着。 [0008]绝缘层在芯片连接温度——典型地大约100℃到150℃ ——下也必须耐受塑性变形,以致其可以使顶部芯片与底部芯片的电 线绝缘。在低层压温度下浸湿以及在芯片连接温度下耐受塑性变形的 这些相矛盾的要求可能难以实现。 [0009]此外,与较低位芯片接触的粘合层在芯片连接温度下具有 低粘度。如果粘度太高,粘合剂将不会围绕丝焊充分地流动并且小气 囊或者空隙将被截留。然后这些空隙中的空气可能在随后的处理步骤 如回流焊接中膨胀,潜在地导致丝焊破裂并失败。 [0010]发明概述 [0011]本发明是在堆叠结构中用于在两个相邻半导体芯片——通 常是那些包含金属键合线的半导体芯片——之间沉积的粘合膜。如本 说明书和权利要求所使用,这种结构将被称为芯片堆叠(die stack)或 者芯片堆叠(die stacking)。因此,本发明是用于芯片堆叠至少两个含 有金属丝焊(wire bond)的相邻半导体芯片的粘合膜,该粘合膜包括: (a)层-1粘合剂,其与第一半导体芯片接触,并且能够在芯片连接温 度下围绕该第一半导体芯片的金属丝焊流动,和(b)层-2粘合剂,其 与第二半导体芯片接触,其中层-2粘合剂含有30-85wt.%的热塑性橡 胶,该热塑性橡胶具有25℃以下的玻璃化转变温度和100,000以上的 重均分子量。 [0012]在芯片连接温度下——该温度典型地在100℃到150℃的 范围内,层-1必须具有围绕丝焊的适当流动。粘合剂必须能够完全封 装丝焊而不存在空隙,为随后的处理步骤提供足够的保护。然而,其 必须没有过多的流动,因为这将导致粘合剂从芯片之间外流。层-1组 合物应当适合具体的应用和制造环境,但典型地要求在芯片连接温度 下粘度范围在100P和100,000P之间,以便为线密封提供充分流动, 同时避免从芯片之间外流。 [0013]层-2必须充分软化和浸湿以便能够在低温下——典型地大 约40℃到50℃——层压。为了达到这种性能,层-2必须包括在30-85wt. %之间、具有25℃以下的玻璃化转变温度(Tg)的热塑性橡胶。低的 Tg允许膜在低的层压温度下软化并粘附到晶片上。此外,热塑性橡胶 必须具有100,000以上的重均分子量(Mw),以使其在与第一芯片的线 接触时将抵抗塑性变形。这样,层-2将在第一芯片的线与第二芯片的 底部表面之间提供期望的绝缘,防止短路和丝焊损坏。 [0014]在芯片连接温度下,典型的是100到150℃,层-1的粘度 必须低于层-2的粘度。如果层-2的粘度低于层-1的粘度,使层-1粘合 剂能够围绕丝焊流动的温度和压力将导致层-2粘合剂流到键合区域的 外面,使丝焊穿透到达第二芯片,或者两者都发生。 [0015]层-1必须是至少15μm厚,以便存在足够的粘合剂围绕丝 焊流动并密封它们。如果层-1比15μm薄,则膜粘合剂不能够充分地 在丝线(wire)下填充,并且第一芯片上的丝线可能会被损坏。 [0016]发明详述 [0017]层-1可以是任何粘合剂组合物,其在芯片连接温度下充分 流动,足以完全地密封第一芯片的丝线而没有捕获空气,但其不会流 出两个芯片之间的空间。在芯片连接温度——典型的是100℃到 150℃——下具有100到100,000P粘度的组合物将提供所需流动。层 -2包括30-85wt.%之间、具有25℃以下的Tg和100,000以上Mw的热 塑性橡胶。粘合组合物必须能够与芯片表面键合,以及能够相互附着 或者被附着到置于两层之间的第三膜或者载体上。在芯片连接温度下 层-1的粘度必须低于层-2的粘度。 [0018]尽管可以使用符合上面标准的任何粘合剂,对于层-1或者 层-2而言一个合适配制物将含有(a)热塑性橡胶,(b)热固性树脂, (c)固化剂,以及(d)填料。对于这个实施方式,典型的重量百分 比范围是30-85wt.%热塑性橡胶、15-70wt.%热固性树脂、0.05-40wt. %固化剂以及0.1-30wt.%填料。固化剂是引发、增长或者促进粘合剂 固化的任何材料或者材料组合,并包括促进剂、催化剂、引发剂以及 硬化剂。 [0019]在层-1或者层-2进一步的实施方式中,热固性树脂将是环 氧树脂或者固体环氧树脂,比如双酚A环氧树脂(bisphenol A epoxy)、 双酚F环氧树脂(bisphenol F epoxy)、线型酚醛环树脂(phenol novolac epoxy)或者甲酚-线型酚醛环氧树脂(cresol novolac epoxy)。这些环 氧树脂可从Shell Chemicals以及Dainippon Ink and Chemicals,Inc.商业 获得。 [0020]在层-1或者层-2进一步的实施方式中,可以使用热固性树 脂的组合。除了环氧树脂,其它适合层-1或者层-2的热固性树脂包括 马来酰亚胺、丙烯酸酯、乙烯基醚以及聚(丁二烯),它们在分子中具 有至少一个双键。 [0021]合适的马来酰亚胺树脂的例子包括,但不限于,商业上可 得自Dainippon Ink and Chemical,Inc.的那些。其它合适的马来酰亚胺树 脂选自: [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028]以及 [0029] 其中n是1到5。 [0030]合适的丙烯酸酯树脂的例子包括,但不限于,可从Kyoeisha Chemical Co.,LTD获得的(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲 基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基 酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸正十 八酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2- 苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、 1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基 乙基(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬基酚聚丙氧基 化物(甲基)丙烯酸酯以及聚戊氧基化物丙烯酸四氢糠酯;可从Sartomer Company,Inc获得的聚丁二烯聚氨酯二甲基丙烯酸酯(CN302, NTX6513)和聚丁二烯二甲基丙烯酸酯(CN301,NTX6039,PRO6270); 可从Negami Chemical Industries Co.,LTD获得的聚碳酸酯聚氨酯二丙 烯酸酯(ArtResin UN9200A);从Radcure Specialities,Inc获得的丙烯 酸化脂族聚氨酯低聚物(Ebecryl 230、264、265、270、284、4830、4833、 4834、4835、4866、4881、4883、8402、8800-20R、8803、8804); 可从Radcure Specialities,Inc.获得的聚酯丙烯酸酯低聚物(Ebecryl 657、770、810、830、1657、1810、1830);以及可从Sartomer Company, Inc.获得的环氧丙烯酸酯树脂(CN104、111、112、115、116、117、 118、119、120、124、136)。 [0031]在一种实施方式中,丙烯酸酯树脂选自丙烯酸异冰片酯 (isobornyl acrylate)、甲基丙烯酸异冰片酯(isobornyl methacrylate)、 丙烯酸月桂酯(lauryl acrylate)、甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate)、具有丙烯酸酯官能度的聚(丁二烯)以及具有甲基丙烯 酸酯官能度的聚(丁二烯)。 [0032]合适的乙烯基醚树脂的例子包括但不限于可从 International Speciality Products(ISP)获得的环己烷二甲醇二乙烯基醚 (cyclohenanedimethanol divinylether)、十二烷基乙烯基醚 (dodecylvinylether)、环己基乙烯基醚(cyclohexyl vinylether)、2-乙基 己基乙烯基醚(2-ethylhexyl vinylether)、双丙甘醇二乙烯基醚 (dipropyleneglycol divinylether)、己二醇二乙烯基醚(hexanediol divinylether)、十八烷基乙烯基醚(octadecylvinylether)、以及丁二醇 二乙烯基醚(butandiol divinylether);从Sigma-Aldrich,Inc.获得的 Vectomer 4010、4020、4030、4040、4051、4210、4220、4230、4060、 5015。 [0033]合适的聚丁二烯树脂的例子包括聚丁二烯、环氧化聚丁二 烯、马来酸(聚丁二烯)、丙烯酸化聚(丁二烯)、丁二烯-苯乙烯共聚 物,以及丁二烯-丙烯腈共聚物。商业上可获得的材料包括可从Sartomer Company,Inc获得的均聚物丁二烯(Ricon130、131、134、142、150、 152、153、154、156、157、P30D);从Sartomer Company Inc.可获得 的丁二烯和苯乙烯的无规共聚物(Ricon 100、181、184);可从Sartomer Company,Inc.获得的马来酸化(maleinized)聚(丁二烯)(Ricon 130MA8、130MA13、130MA20、131MA5、131MA10、131MA17、 131MA20、156MA17);可从Sartomer Inc.获得的丙烯酸化聚(丁二 烯)(CN302、NTX6513、CN301、NTX6039、PRO6270、Ricacryl 3100、 Ricacryl 3500);可从Sartomer Company.Inc.获得的还氧化聚(丁二烯) (Polybd 600、605)和可从Daicel Chemical Industries,Ltd获得的 Epolead PB3600;以及可从Hanse Chemical获得的丙烯腈与丁二烯共 聚物(Hycar CTBN系列、ATBN系列、VTBN系列以及ETBN系列)。 [0034]对于层-1或者层-2,热塑性橡胶将以30-85wt.%的量存在; 合适的热塑性橡胶包括羧基封端的丁腈(CTBN)/环氧化物加合物、 丙烯酸酯橡胶、乙烯基封端的丁二烯橡胶,以及丁腈橡胶(NBR)。 CTBN环氧化物加合物由大约20-80wt%CTBN和大约20-80wt%二 缩水甘油醚双酚A:双酚A环氧(DGEBA)组成。CTBN将具有的 重均分子量范围在大约100到10,000,并且DGEBA将具有的当量(或 者每环氧的重量,g/环氧)范围在大约500到5,000。最终的加合物将 具有大约500到5,000g/环氧的当量和在150℃下5,000到100,000cP 的熔体粘度。多种CTBN材料可从Noveon Inc.获得,多种双酚A环氧 材料可从Dainippon Ink and Chemicals,Inc.以及Shell Chemicals.获得。 NBR由20-50wt%范围的丙烯腈和50-80wt%范围的丁二烯组成,并且 具有从-40℃到+20℃的玻璃化转化温度(Tg)和100,000到1,000,000 的重均分子量(Mw)。这种类型的NBR橡胶在商业上可从Zeon Corporation.获得。 [0035]层-1或者层-2的固化剂将以0.5到40%的量存在;合适的 固化剂包括酚醛塑料(phenolics)、芳族二胺(aromatic diamines)、 双氰胺(dicyandiamides)、过氧化物(peroxides)、胺、咪唑、叔胺 以及聚酰胺。合适的酚醛塑料商业上可从Schenectady international,Inc. 获得。合适的芳族二胺是伯胺,并包括二氨基二苯砜和二氨基二苯甲 烷,其可从Sigma-Aldrich Co.商业获得。合适的双氰胺可从SKW Chemicals,Inc.获得。合适的聚酰胺可从Air Products and Chemicals,Inc. 商业获得。合适的咪唑可从Air Products and Chemicals,Inc.商业获得。 合适的叔胺可从Sigma-Aldrich Co.获得。合适的过氧化物包括过氧化苯 甲酰、叔丁基过氧化物、月桂酰过氧化物、氢过氧化枯烯、过氧化环 己酮、过辛酸丁酯(butyl peroctoates)以及二枯基过氧化物。其它合适 的固化剂包括偶氮化合物,比如2,2′-偶氮二(2-甲基-丙腈) (2,2′-azobis(2-methyl-propanenitrile))、2,2′-偶氮二(2-甲基-丁腈) (2,2′-azobis(2-methyl-butanenitrile))、4,4-偶氮二(4-氰基戊酸(4,4- azobis(4-cyanovaleric acid))、1,1′-偶氮二(环己腈) (1,1′-azobis(cyclohexanecarbonitrile))、以及2,2′-偶氮二异丁腈(2,2′- azobisisobutyronitrile)。 [0036]层-1或者层-2的填料将具有0.1到10μm的粒度并将以0.1 到30wt.%的量存在。填料的选择将取决于具体的封装结构。当粘合层 与丝焊接触时填料将是非导电性的。合适的非导电性填料的例子包括 氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、蛭石、云母、钙硅石、碳酸钙、二氧 化钛、砂、玻璃、硫酸钡以及卤化乙烯聚合物比如四氟乙烯 (tetrafluorotheylene)、三氟乙烯、1,1-二氟乙烯、氟乙烯、1,1-二氯乙 烯以及氯乙烯。 [0037]也可以以本领域已知的类型和量加入其它添加剂,比如助 粘剂。 [0038]实施例 [0039]实施例1,膜A,通过在足够的甲基·乙基酮(MEK)中 按重量份(pbw)混合下面的组分以制成膏,制备层1(用于粘合第一 半导体芯片):10pbw环氧改性的CTBN 3.8pbw甲酚-线型酚醛环氧树脂 0.8pbw芳族二胺 0.08pbw胺催化剂 0.2pbw硅烷偶连剂 0.4pbw二氧化硅填料 [0040]该膏状物被涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜上,并在 100℃下干燥5分钟以制造60μm厚的膜A的层1。在100℃、120℃以 及150℃下,使用25mm直径的平行板式流变仪,以及在10.0拉德/s 和5.0℃/min上升速率下的动态温度上升试验(dynamic temperature ramp test),测试该膜层的粘度。 [0041]通过在足够的MEK中按重量份(pbw)混合下面的组分以 制成膏,制备层2(用于粘合第二半导体芯片):8pbw丁腈橡胶,其Mw为360,000且Tg为-24℃ 2pbw 4,4′-双马来酰亚胺-二苯甲烷(4,4′-bismaleimido-diphenyl methane) 3pbw三环癸烷-二甲醇与3-异丙烯基-二甲基苄基异氰酸酯 (m-TMI)的加合物,其具有下面结构: 1.5pbw乙烯基封端的丁二烯橡胶 0.7pbw过氧化物引发剂 0.7pbw 3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1pbw二氧化硅填料 [0042]该膏状物被涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜上,并在 100℃下干燥5分钟以制造25μm厚的膜A的层2。在100℃、120℃以 及150℃下,使用25mm直径的平行板式流变仪,以及在10.0拉德/s 和5.0℃/min上升速率下的动态温度上升试验,测试该膜层的粘度。 [0043]在80℃和0.21MPa下用覆膜机互相层压两个层,产生的2 层膜即为膜A。然后在50℃和0.21MPa下层压膜A与晶片,层2与该 晶片接触。层压的晶片被分成两个不同尺寸的单个芯片,并制造两个 不同构造(i)和(ii)的堆叠封装体。 [0044]在构造(i)中,在封装中,使用具有25μm直径的线、80 μm键合垫间距(bond pad pitch)、以及40到70μm线圈高度的镀银 铜引线框架,8×8mm芯片被层压到一起。芯片连接在150℃、15N粘 附力下进行。 [0045]在构造(ii)中,在封装中,使用具有25μm直径的线、80 μm键合垫间距、以及50到70μm线圈高度的BT衬底,7.5×7.5mm 芯片被层压到一起。芯片连接在150℃、20N粘附力下进行。 [0046]产生的堆叠封装体被横切,并使用光学显微镜检查丝和第 二芯片与第一芯片丝焊之间接触周围的空隙。 [0047]实施例2,膜B。通过在足够的MEK中按重量份(pbw) 混合下面的组分以制成膏,制备层1(用于粘合第一半导体芯片):10pbw环氧改性的CTBN 3.8pbw甲酚-线型酚醛环氧树脂 0.8pbw芳族二胺 0.08pbw胺催化剂 0.2pbw硅烷偶连剂 0.4pbw二氧化硅填料 [0048]该膏状物被涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜上,并在 100℃下干燥5分钟以制造40μm厚的膜B的层1。在100℃、120℃以 及150℃下,使用25mm直径的平行板式流变仪,以及在10.0拉德/s 和5.0℃/min上升速率下的动态温度上升试验,测试该膜层的粘度。 [0049]通过在足够的MEK中按重量份(pbw)混合下面的组分以 制成膏,制备层2(用于粘合第二半导体芯片):9pbw丁腈橡胶,其Mw为360,000且Tg为-24℃ 4pbw 4,4′-双马来酰亚胺-二苯甲烷 0.7pbw 3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 0.4pbw过氧化物引发剂 0.3pbw二氧化硅填料 [0050]该膏状物被涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜上,并在 100℃下干燥5分钟以制造20μm厚的膜B的层2。在100℃、120℃以 及150℃下,使用25mm直径的平行板式流变仪,以及在10.0拉德/s 和5.0℃/min上升速率下的动态温度上升试验,测试该膜层的粘度。 [0051]在80℃和0.21MPa下用覆膜机互相层压两个层,产生的2 层膜即为膜B。然后在50℃和0.21MPa下层压膜B与晶片,层2与该 晶片接触。 [0052]在封装中使用具有25μm直径的线、80μm键合垫间距、 以及42到52μm线圈高度的BT衬底,8.8×10mm芯片被层压到一起。 芯片连接在130℃、10N粘附力下进行1秒。产生的堆叠封装体被横切, 并使用光学显微镜检查线和第二芯片与第一芯片丝焊之间接触周围的 空隙。 [0053]实施例3,膜C。通过在足够的MEK中按重量份(pbw) 混合下面的组分以制成膏,来制备层1(用于粘合第一半导体芯片):10pbw环氧改性的CTBN 3.8pbw双-A环氧树脂 0.5pbw芳族二胺 0.08pbw胺催化剂 0.2pbw硅烷偶连剂 0.4pbw二氧化硅料 [0054]该膏状物被涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜上,并在 100℃下干燥5分钟以制造40μm厚的膜C的层1。在100℃、120℃以 及150℃下,使用25mm直径的平行板式流变仪,以及在10.0拉德/s 和5.0℃/min上升速率下的动态温度上升试验,测试该膜层的粘度。 [0055]通过在足够的MEK中按重量份(pbw)混合下面的组分以 制成膏,来制备层2(用于粘合第二半导体芯片):9pbw丁腈橡胶,其Mw为360,000且Tg为-24℃ 4pbw 4,4′-双马来酰亚胺-二苯甲烷 0.7pbw 3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 0.4pbw过氧化物引发剂 0.3pbw二氧化硅填料 [0056]该膏状物被涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜上,并在 100℃下干燥5分钟以制造20μm厚的膜C的层2。在100℃、120℃以 及150℃下,使用25mm直径的平行板式流变仪,以及在10.0拉德/s 和5.0℃/min上升速率下的动态温度上升试验,测试该膜层的粘度。 [0057]在80℃和0.21MPa下用覆膜机互相层压两个层,产生的2 层膜即为膜C。然后在50℃和0.21MPa下层压膜C与晶片,层2与该 晶片接触。 [0058]在封装中使用具有25μm直径的线、80μm键合垫间距、 以及52到62μm线圈高度的BT衬底,8.8×10mm芯片被层压到一 起。芯片连接在140℃、20N粘附力下进行2秒。产生的堆叠封装体被 横切,并使用光学显微镜检查线和第二芯片与第一芯片丝焊之间的接 触周围的空隙。 [0059]对比实施例4,对比膜D和E。使用聚酰亚氨基绝缘层制 造对比膜。如实施例1膜A所述制备每个对比膜层1(用于粘合第一 半导体芯片)。 [0060]通过按重量份(pbw)混合下面的组分来制备层2(用于粘 合第二半导体芯片):对比D,层2: Siltem STM 1500硅氧烷聚醚酰亚胺树脂,Tg为168℃且重均分子 量为大约11,000:30pbw 二氧戊环溶剂:170pbw; 对比E,层2: Siltem STM 1500硅氧烷聚醚酰亚胺树脂,Tg为168℃且重均分子 量为大约11,000:30pbw 二氧戊环溶剂:170pbw; Hycar 1300x43VTBNX乙烯基封端的丁二烯橡胶:10pbw 过氧化物引发剂:0.2pbw [0061]这些膏状物被分别涂敷到50μm厚的防粘涂敷的聚酯膜 上,并在100℃下干燥4分钟以制造25μm厚的对比膜D的层2和对 比膜E的层2。对于每个样品,在100℃、120℃以及150℃下,使用 25mm直径的平行板式流变仪,以及10.0拉德/s和5.0℃/min上升速率 下的动态温度上升试验,测试该膜层的粘度。 [0062]对于每个对比膜,在80℃和0.21MPa下用覆膜机互相层压 两个层(层1和层2),产生的2层膜即分别为对比膜D和对比膜E。 然后在50℃、100℃以及150℃和0.21MPa下,分别层压每个对比膜与 三个独立的硅晶片,层2与该晶片接触。然后测试层压膜对晶片的室 温剥离强度,其中10mm宽的样品在90°角下以50mm/min被拉伸。 [0063]实施例1、2、3以及4的结果归纳在表1、2和3中。 [0064]表1:实施例1、2、3以及4的膜性质。 膜 100℃下的 粘度,P 120℃下的 粘度,P 150℃下的 粘度,P A 层1 层2 8,619 167,000 3,326 159,000 831 557,000 B 层1 层2 8,619 101,000 3,326 95,490 831 59,710 C 层1 层2 19,440 101,000 9,412 95,490 2,600 59,710 对比-D 层1 层2 8,619 >1,000,000 3,326 >1,000,000 831 >1,000,000 对比-E 层1 层2 8,619 7,464 3,326 6,400 831 5,985 [0065]表2:实施例1、2、3以及4的剥离强度结果。 膜 50℃层压 100℃层压 150℃层压 A 2.1N/cm 未测 未测 B 1.4N/cm 未测 未测 C 1.3N/cm 未测 未测 对比-D 0N/cm 0N/cm 0N/cm 对比-E 0.01N/cm 0.02N/cm 0.2N/cm [0067]本发明实施例均具有相对低粘度的层1——能够围绕丝线 流动,具有高粘度的层2以防止线穿透到达第二芯片。含聚酰亚氨基 绝缘层的对比膜E具有非常高的粘度,其也将防止线穿透到达第二芯 片。然而,如剥离强度结果所示,该膜即使在150℃层压温度下也不能 被层压至硅晶片。对比膜F,其基于添加有少量乙烯基封端丁二烯的聚 酰亚氨基,用以在层压过程中提高流动和润湿性,具有较低的绝缘层 粘度。然而,对比膜F即使在150℃层压温度下也不能达到与晶片的可 感知的剥离强度。可以推测,在更高的层压温度下——可能高于聚酰 亚胺的Tg,这种膜可能达到可接受的剥离强度。然而,典型使用的切 割带是由聚烯烃制成,其在大约100℃开始变形,并且这对于制造目的 是不可接受的。进一步,在如此高的温度下层压可能导致晶片过度扭 曲,尤其是当晶片很薄时。 [0068]由本发明膜制造的堆叠封装体都表现出了围绕线流动良好 的期望性质,没有观察到空隙。光学显微镜结果显示丝焊未接触第二 芯片,这表明绝缘层在芯片连接过程中防止穿透。未用对比膜组装封 装体,原因是它们不能被层压至晶片。 |