專利名稱：：一種用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：眾所周知，半導(dǎo)體臺面鈍化是提高半導(dǎo)體器件電性能、合格率、穩(wěn)定性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。用于表面鈍化的材料分為無機(jī)材料和有機(jī)材料兩大類，無機(jī)材料有二氧化硅、三氧化二鋁、磷硅玻璃、氮化硅等，有機(jī)材料有硅酮樹脂、聚酯膠、環(huán)氧樹脂、硅橡膠、聚酰亞胺等。通常認(rèn)為無機(jī)材料的鈍化效果優(yōu)于有機(jī)材料，但鈍化工藝復(fù)雜，需要高溫處理，對設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高，而有機(jī)材料的鈍化工藝簡單，成本低，更便于批量化生產(chǎn)，但鈍化效果比較差，高溫穩(wěn)定性也不如無機(jī)材料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的是提供一種生產(chǎn)成本低、鈍化效果好的用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料。實現(xiàn)本發(fā)明目第一個目的的技術(shù)方案是一種用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料，它是由聚酰亞胺、無機(jī)鈍化材料和偶聯(lián)劑組成的混合物，每100重量份的無機(jī)鈍化材料配有2003000重量份的聚酰亞胺和0.25.0重量份的偶聯(lián)劑；所述無機(jī)鈍化材料是三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種，其粒徑范圍在微米級至納米級；所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種。上述無機(jī)鈍化材料的粒徑范圍在《50微米至^10納米較好。本發(fā)明的第二個目的是提供一種易于操作，能確保產(chǎn)品質(zhì)量的制備用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料的方法。實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是一種制備用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料的方法，其具體操作步驟如下①按以下配比準(zhǔn)備原料每100重量份的無機(jī)鈍化材料配有2003000重量份的聚酰亞胺和0.25.0重量份的偶聯(lián)劑，其中無機(jī)鈍化材料是三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種，其粒徑范圍在微米級至納米級，其中偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種；②將配方量無機(jī)鈍化材料放入高速攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌下將配方量的偶聯(lián)劑以霧狀噴到高速攪拌機(jī)內(nèi)的無機(jī)鈍化材料中，噴完再繼續(xù)攪拌至少30分鐘后，攪拌下加入配方量的聚酰亞胺，攪拌均勻后，引入超聲波分散裝置與高速攪拌機(jī)的機(jī)械攪拌一起再攪拌分散至少0.5小時，制得混合物；③將步驟②制得的混合物裝入壓力容器中抽真空，去除溶解在混合物中的氣泡即制得本發(fā)明的復(fù)合保護(hù)涂料。上述復(fù)合保護(hù)涂料的制備方法中，所述具體操作步驟的每一步驟，均在潔凈環(huán)境條件下進(jìn)行，所用設(shè)備和容器均保持潔凈且烘干。上述復(fù)合保護(hù)涂料的制備方法中，所述無機(jī)鈍化材料的粒徑范圍在《50微米至>10納米。本發(fā)明的技術(shù)效果是①本發(fā)明的復(fù)合保護(hù)涂料是適當(dāng)配比的聚酰亞胺、無機(jī)鈍化材料和偶聯(lián)劑的混合物，偶聯(lián)劑的存在確保無機(jī)鈍化材料能均勻分布在聚酰亞胺(有機(jī)鈍化材料)中并且能使兩者因化學(xué)作用而偶聯(lián)。無機(jī)鈍化材料的熱穩(wěn)定性、耐熱性、耐氧化性得到充分發(fā)揮，與半導(dǎo)體臺面結(jié)合牢度提高，進(jìn)而使鈍化效果得到提高，可有效阻擋a-粒子，阻止可動Na離子、金屬離子遷移。當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合保護(hù)涂料用于半導(dǎo)體臺面鈍化時，只要涂覆在半導(dǎo)體臺面，就可以達(dá)到單純使用無機(jī)材料的鈍化效果，克服了單純使用無機(jī)材料鈍化時，設(shè)備昂貴操作復(fù)雜的缺點，也克服了單純使用聚酰亞胺有機(jī)鈍化材料的鈍化效果不如無機(jī)材料的缺點(見表2-1和表2-2)，還可降低生產(chǎn)成本；②本發(fā)明在制備復(fù)合保護(hù)涂料時，適量的偶聯(lián)劑以噴霧狀加入，使得偶聯(lián)劑能與無機(jī)鈍化材料充分接觸，再同時采用機(jī)械攪拌和超聲波兩種分散方法進(jìn)行分散，使無機(jī)鈍化材料充分分散在聚酰亞胺中形成均勻的混合物。因此，使得有機(jī)和無機(jī)材料的鈍化作用得到最大的發(fā)揮，而且無需昂貴的設(shè)備，也不需要特殊的操作技巧，容易推廣。具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述，但不受此限制。實施例中使用的原料均為適合半導(dǎo)體行業(yè)使用的市售品。實施例15制備復(fù)合保護(hù)涂料15#(—)復(fù)合保護(hù)涂料配方按每100重量份的無機(jī)鈍化材料配有2003000重量份的聚酰亞胺和0.25.0重量份的偶聯(lián)劑的配比配制復(fù)合保護(hù)涂料，其中無機(jī)鈍化材料是三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種，其粒徑范圍在微米級至納米級，其中偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種；具體配方見表1(涂料各組分的用量均為重量份)。表1涂料組分用量實施例1用量實施例2用量實施例3用量實施例4用量實施例5聚酰亞胺ZKPI-305IIA,1000ZKPI-307，500ZKPI-309，200Au進(jìn)PD450，3000GCPI-J43AG，2500無機(jī)鈍化材料Si3N4，100A1203，100Si02100A1203，40Si02，60A1203，80SiC，20偶聯(lián)劑硅垸偶聯(lián)劑KH-550，0.20硅垸偶聯(lián)劑A-1100，0.80硅垸偶聯(lián)劑KH-843，0.55硅垸偶聯(lián)劑A-1120，鈦酸酯偶聯(lián)劑Z-6020，2.004注1:表1中所用Si3N4粒徑為600納米;A1203粒徑為80納米;SiC粒徑為2000納米，Si02粒徑為4500納米;注2:表1中的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-843均為南京曙光化工集團(tuán)產(chǎn)品牌號；鈦酸酯偶聯(lián)劑Z-6020為道康寧公司產(chǎn)品牌號；但不受此限制，可用同類產(chǎn)品替換，例如硅烷偶聯(lián)劑還可用KH-570、SG-Si900(均為南京曙光化工集團(tuán)產(chǎn)品牌號)等替換；鈦酸酯偶聯(lián)劑還可用NDZ-130、NDZ-401(均為南京曙光化工集團(tuán)產(chǎn)品牌號)、YB-201(常州亞邦亞宇公司產(chǎn)品牌號)等替換；注3:表1中的聚酰亞胺ZKPI-309、ZKPI-307、ZKPI-30511A均為北京波米公司的產(chǎn)品牌號；GCPI-J43AG為常州廣成新型塑料有限公司的產(chǎn)品牌號；AurumPD450為三井化學(xué)公司產(chǎn)品牌號；但不受此限制，可用同類產(chǎn)品替換；(二)具體操作①按表1的配比準(zhǔn)備原料并且將所用設(shè)備和容器均洗凈且烘干；②將配方量無機(jī)鈍化材料放入高速攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌下將配方量的偶聯(lián)劑以霧狀噴到高速攪拌機(jī)內(nèi)的無機(jī)鈍化材料中，噴完再繼續(xù)攪拌30分鐘后，攪拌下加入配方量的聚酰亞胺，攪拌均勻后，引入超聲波分散裝置與高速攪拌機(jī)的機(jī)械攪拌一起再攪拌分散0.5小時，制得混合物；③將步驟②制得的混合物裝入壓力容器中抽真空，去除溶解在混合物中的氣泡，即分別制得實施例15的本發(fā)明的復(fù)合保護(hù)涂料1#5#。應(yīng)用例對半導(dǎo)體臺面進(jìn)行鈍化保護(hù)在潔凈環(huán)境下，將已形成的半導(dǎo)體臺面采用現(xiàn)有方法進(jìn)行預(yù)處理后，分別用實施例15制得的復(fù)合保護(hù)涂料1#5#，采用刷涂、滾涂或浸漬方法均勻涂覆在半導(dǎo)體臺面的表面，然后置于真空干燥箱中，在壓力O.1MPa0.3MPa條件下，采用階梯升溫法固化即40。C60。C恒溫lh4h，80°C1l(TC恒溫lh2h，130°C180°C恒溫lh2h，200°C23(TC恒溫lh2h，260。C30(TC恒溫lh4h，完成固化后，自然冷卻到80。C以下即完成鈍化，送入后續(xù)工序繼續(xù)處理。根據(jù)實際需要，如果復(fù)合保護(hù)涂料的涂層要求較厚時，需要多次涂覆，避免一次涂覆的涂層過厚易產(chǎn)生氣泡而影響鈍化效果的缺點，每次涂覆的涂層都要采用階梯升溫法固化后，才能涂覆下一層，以確保每層涂層均勻固化且無氣泡。對比例用現(xiàn)有硅橡膠保護(hù)涂料和聚酰亞胺(不合無機(jī)鈍化材料)保護(hù)涂料分別對半導(dǎo)體臺面(與應(yīng)用例的半導(dǎo)體臺面相同)進(jìn)行鈍化保護(hù)后，保存，備檢測性能使用。檢測臺面性能將用實施例5制得的復(fù)合保護(hù)涂料5#涂覆得到的鈍化的半導(dǎo)體臺面和對比例得到的鈍化的半導(dǎo)體臺面進(jìn)行電性能檢測，分別按現(xiàn)行方法檢測鈍化后臺面的反向擊穿電壓及反向漏電流，平行檢測10個樣品，將測得的最大值、最小值及平均值分別列在表2-1和表2-2。表2-l反向擊穿電壓(測試條件IK=5iiA)5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表2-1可以看出，用實施例5制得的本發(fā)明復(fù)合保護(hù)涂料5#鈍化的臺面，其反向擊穿電壓均高于對比例用硅橡膠、聚酰亞胺(不含無機(jī)鈍化材料)鈍化的臺面，產(chǎn)品的性能得到提高。表2-2反向漏電流(測試條件VK=1000V)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表2-2看出，反向漏電流最小的是用磷硅玻璃鈍化的臺面；用實施例5制得的本發(fā)明復(fù)合保護(hù)涂料5#鈍化的臺面的反向漏電流明顯小于用硅橡膠和用聚酰亞胺(不含無機(jī)鈍化材料)鈍化的臺面，而與用磷硅玻璃鈍化的臺面接近?？傊?，與原來單純的聚酰亞胺(不合無機(jī)鈍化材料)保護(hù)材料相比，本發(fā)明的復(fù)合保護(hù)涂料能顯著地減少漏電流，提高耐壓水平，兼顧了器件的高性能和低成本的要求。在制備本發(fā)明復(fù)合保護(hù)涂料時，如果配入無機(jī)鈍化材料不采用偶聯(lián)劑而且也不用超聲波分散，用所制得的復(fù)合保護(hù)涂料對半導(dǎo)體臺面進(jìn)行鈍化后，當(dāng)進(jìn)行上述電性能檢測時，發(fā)現(xiàn)其鈍化效果與不含無機(jī)鈍化材料的聚酰亞胺相同，證明了本發(fā)明制備復(fù)合保護(hù)涂料的方法對提高產(chǎn)品性能具有明顯的作用。權(quán)利要求一種用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料，其特征在于，它是由聚酰亞胺、無機(jī)鈍化材料和偶聯(lián)劑組成的混合物，每100重量份的無機(jī)鈍化材料配有200～3000重量份的聚酰亞胺和0.2～5.0重量份的偶聯(lián)劑；所述無機(jī)鈍化材料是三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種，其粒徑范圍在微米級至納米級；所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合保護(hù)涂料，其特征在于，所述無機(jī)鈍化材料的粒徑范圍在《50微米至^IO納米。3.—種制備用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料的方法，其特征在于，具體操作步驟如下①按以下配比準(zhǔn)備原料每100重量份的無機(jī)鈍化材料配有2003000重量份的聚酰亞胺和0.25.0重量份的偶聯(lián)劑，其中無機(jī)鈍化材料是三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種，其粒徑范圍在微米級至納米級，其中偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種；②將配方量無機(jī)鈍化材料放入高速攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌下將配方量的偶聯(lián)劑以霧狀噴到高速攪拌機(jī)內(nèi)的無機(jī)鈍化材料中，噴完再繼續(xù)攪拌至少30分鐘后，攪拌下加入配方量的聚酰亞胺，攪拌均勻后，引入超聲波分散裝置與高速攪拌機(jī)的機(jī)械攪拌一起再攪拌分散至少0.5小時，制得混合物；③將步驟②制得的混合物裝入壓力容器中抽真空，去除溶解在混合物中的氣泡即制得本發(fā)明的復(fù)合保護(hù)涂料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合保護(hù)涂料的制備方法，其特征在于，所述具體操作步驟的每一步驟，均在潔凈環(huán)境條件下進(jìn)行，所用設(shè)備和容器均保持潔凈且烘干。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合保護(hù)涂料的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)鈍化材料的粒徑范圍在《50微米至^10納米。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體臺面鈍化的復(fù)合保護(hù)涂料及其制備方法。它是由聚酰亞胺、無機(jī)鈍化材料和偶聯(lián)劑組成的混合物，每100重量份的無機(jī)鈍化材料配有200～3000重量份的聚酰亞胺和0.2～5.0重量份的偶聯(lián)劑；所述無機(jī)鈍化材料是粒徑在微米級至納米級的三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或幾種；所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種。制備復(fù)合保護(hù)涂料時適量的偶聯(lián)劑以噴霧狀加入使得偶聯(lián)劑能與無機(jī)鈍化材料充分接觸，再采用機(jī)械攪拌和超聲波分散方法借助偶聯(lián)劑使無機(jī)鈍化材料充分分散在聚酰亞胺中形成均勻的混合物。鈍化效果與單純使用無機(jī)材料鈍化時相當(dāng)，生產(chǎn)設(shè)備簡單易操作，生產(chǎn)成本降低，容易推廣。文檔編號C09D179/08GK101712845SQ20091018192公開日2010年5月26日申請日期2009年7月23日優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日發(fā)明者莊建軍申請人:常州銀河電器有限公司