專利名稱：使用脈沖的uv光源來涂覆晶片背面的方法
使用脈沖的UV光源來涂覆晶片背面的方法
交叉引用的相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2010年6月8日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)系列No. 61/352584的權(quán)益， 其內(nèi)容在此通過引用并入。發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種涂覆半導(dǎo)體晶片的非活動(dòng)側(cè)(inactive side)(背面)的方法，其中涂料是使用脈沖的UV光源來固化的。
發(fā)明背景
半導(dǎo)體封裝近期的發(fā)展已經(jīng)通過以堆疊的排列(兩個(gè)或者更多個(gè)半導(dǎo)體芯片彼此疊置)使用更薄的芯片(die)而導(dǎo)致了該封裝的小型化。芯片的這種堆疊能夠以小的占地面積(footprint)來提高功能性，允許降低整個(gè)半導(dǎo)體封裝的尺寸。典型的，將粘合劑糊或者膜用于兩個(gè)半導(dǎo)體芯片之間，來確保在制作操作過程中例如在線連接、模制和焊接回流過程中、以及在最終使用過程中封裝的完整性。但是，芯片的細(xì)薄使得它們?cè)谥谱鬟^程的焊接回流步驟過程中易于翹曲和分層。因此需要一種晶片背面涂料，其能夠經(jīng)歷回流加工， 并且保持它的完整性和功能性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種涂覆薄的半導(dǎo)體晶片的方法，其中使用脈沖的UV光來固化該涂層， 和因此能夠經(jīng)歷隨后的回流方法而不分層。該方法包含(A)提供涂料組合物；(B)將該涂料組合物置于晶片背面上；和(C)通過將所述的組合物曝露于足以固化該涂料組合物的量的脈沖的UV光，來對(duì)該涂料組合物進(jìn)行B-階段固化。在一種實(shí)施方案中，足以固化該涂料組合物的量典型地是O. 1-lOJ/cm2。
在另外一種實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種涂覆有固化的涂料組合物的半導(dǎo)體晶片， 其中該涂料組合物是通過脈沖的UV光來B·-階段固化的。
具體實(shí)施方式
作為此處使用的，術(shù)語“B-階段”(和它的變體)用于表示通過輻射來加工涂料， 以使得該材料部分固化成發(fā)粘的或者更硬化的狀態(tài)。如果該材料是可流動(dòng)的粘合劑，B-階段將在沒有完全固化的情況下提供極低的流動(dòng)性，這樣在所述的粘合劑用于將制品彼此連接之后，可以進(jìn)行另外的固化。
作為此處使用的，術(shù)語“固化劑”用于表示任何這樣的材料或者材料的組合，其引起、促進(jìn)或者加速了組合物的固化，并且其包括但不限于促進(jìn)劑、催化劑、引發(fā)劑和硬化劑。
該半導(dǎo)體晶片可以是具體的工業(yè)應(yīng)用所需的任何類型、尺寸或者厚度。在具體的實(shí)施方案中，該半導(dǎo)體晶片是薄的。目前，在半導(dǎo)體工業(yè)中，薄晶片是厚度為大約100微米 (μπι)的這些，雖然引入了甚至更薄的晶片，因?yàn)榭梢越鉀Q翹曲問題。
該涂料組合物可以是適于或者目前用于所述目的任何晶片背面涂料。合適的涂料組合物典型的是由環(huán)氧樹脂來制備的，和在一種實(shí)施方案中是固體環(huán)氧樹脂，例如選自下面的這些甲酚酚醛清漆環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆環(huán)氧樹脂、雙酚-A環(huán)氧樹脂和縮水甘油基化的樹脂(其含有由酚和稠環(huán)體系(例如二環(huán)戊烯基團(tuán))組成的主鏈)。在一種實(shí)施方案中，該環(huán)氧樹脂的存在量是涂料的15_40wt%。在另外一種實(shí)施方案中，該環(huán)氧樹脂是熔點(diǎn)為80-130。C的固體。
能夠與環(huán)氧化物組合使用的其他合適的樹脂是丙烯酸酯樹脂。合適的丙烯酸酯樹脂包括選自下面的這些(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸烷酯、(甲基) 丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸正十八烷酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、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(甲基)丙烯酸酯。
其他丙烯酸酯樹脂包括獲自Kyoeisha Chemical Co. , LTD的聚戍氧基化四氫糠基丙烯酸酯；獲自Sartomer Company, Inc的聚丁二烯氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯(CN302, NTX6513)和聚丁二烯二甲基丙烯酸酯(CN301，NTX6039, PR06270);獲自 Negami Chemical Industries Co. , LTD的聚碳酸酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯(ArtResin UN9200A);獲自 RadcureSpecialities, Inc的丙烯酸酯化的脂肪族氨基甲酸酯低聚物(Ebecryl230, 264,265,270,284,4830,4833,4834,4835,4866,4881,4883,8402,8800-20R,8803,8804)；獲自 Radcure Specialities, Inc.的聚酯丙烯酸酯低聚物(Ebecry 1657, 770,810,830,1657,1810,1830);和獲自 Sartomer Company, Inc.的環(huán)氧丙烯酸酯樹脂(CN104，111，112，115， 116，117， 118，119，120，124，136)。
另外的丙烯酸酯樹脂包括單環(huán)縮醛丙烯酸酯，含有環(huán)縮醛的(甲基)丙烯酸酯 (例如獲自Sartomer的SR531) ；THF丙烯酸酯(例如獲自Sartomer的SR285);取代的環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯(例如獲自Sartomer的CD420);乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯， 2-乙酰乙酰氧基乙基丙烯酸酯，2-乙酰乙酰氧基丙基甲基丙烯酸酯，2-乙酰乙酰氧基丙基丙烯酸酯，2-乙酰乙酰氨基乙基甲基丙烯酸酯，和2-乙酰乙酰氨基乙基丙烯酸酯；2_氰基乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯，2-氰基乙酰氧基乙基丙烯酸酯，N(2-氰基乙酰氧基乙基)丙烯酰胺；2_丙酰乙酰氧基乙基丙烯酸酯，N(2-丙酰乙酰氧基乙基)甲基丙烯酰胺，N-4-(乙酰乙酰氧基芐基苯基丙烯酰胺，乙基丙烯酰乙酸酯，丙烯酰甲基乙酸酯，N-乙基丙烯酰氧基甲基乙酰乙酰胺，乙基甲基丙烯酰乙酰乙酸酯，N-烯丙基氰基乙酰胺，甲基丙烯酰乙酰乙酸酯，N(2-甲基丙烯酰氧甲基)氰基乙酰胺，乙基-a-乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸酯，N-丁基-N-丙烯酰氧乙基乙酰乙酰胺，單丙烯酸酯化的多元醇，單甲基丙烯酰氧乙基鄰苯二甲酸酯，及其混合物。
在一種實(shí)施方案中，將該丙烯酸酯選擇為粘度小于50mPas和沸點(diǎn)大于150° C。在一種具體的實(shí)施方案中，該丙烯酸酯包含在環(huán)中含有至少一個(gè)氧的5-或者6-元環(huán)。
在一種實(shí)施方案中，該丙烯酸酯樹脂占涂料組合物的15_50wt%。
用于該環(huán)氧樹脂的合適的固化劑大于O到50wt%的量存在，并且包括但不限于酹類、芳族二胺類、雙氰胺、過氧化物、胺類、咪唑類(imidiazoles)、叔胺類和聚酰胺。合適的酹類市售自Schenectadylnternational, Inc。合適的芳族二胺是伯二胺，并且包括二氨基二苯基砜和二氨基二苯基甲燒，市售自Sigma-Aldrich Co。合適的雙氰胺獲自 SKffChemicals, Inc。合適的聚酸胺市售自 Air Products and Chemicals, Inc。合適的咪唑市售自 Air Products and Chemicals, Inc。合適的叔胺獲自 Sigma-Aldrich Co。
用于丙烯酸酯樹脂的合適的固化劑的存在量是O. 1-10%,并且包括但不限于任何已知的苯乙酮系、噻噸酮系、苯偶姻系和過氧化物系光引發(fā)劑。例子包括二乙氧基苯乙酮、 4-苯氧基二氯苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、芐基二甲基縮酮、二苯甲酮、 4-苯基二苯甲酮、丙烯酸酯化的二苯甲酮、噻噸酮、2-乙基蒽醌等。有用的光引發(fā)劑的例子是由BASF銷售的Irgacur和Darocur系的光引發(fā)劑。
在一種實(shí)施方案中，該涂料組合物包含能夠熱固化的樹脂，和能夠通過UV光引發(fā)的自由基聚合來固化的樹脂。在一種具體的實(shí)施方案中，這樣的雙固化涂料組合物將包含環(huán)氧樹脂(其是熱固化的)和丙烯酸酯樹脂(其可UV輻射固化的)。一種實(shí)施方案包含縮水甘油基化的鄰甲酚甲醛酚醛清漆作為環(huán)氧樹脂和三甲基環(huán)己基丙烯酸酯作為丙烯酸酯樹脂。
在另一種實(shí)施方案中，該涂料組合物將包含反應(yīng)性的硫化合物，例如硫醇和二硫酷。在一種實(shí)施方案中，該反應(yīng)性的硫化合物選自十_■燒基硫醇、叔十_■燒基硫醇、疏基乙醇、辛基硫醇、己基硫醇，異丙基黃原酸二硫化物，和硫醇-側(cè)基硅氧烷聚合物。反應(yīng)性的硫化合物在該涂料組合物中的存在量是O. 1-7重量％。
硫醇側(cè)基硅氧烷聚合物的一個(gè)例子具有下面的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種用涂料組合物涂覆半導(dǎo)體晶片的方法，其包括(A)提供涂料組合物(B)將該涂料組合物置于半導(dǎo)體晶片上；和(C)通過將該組合物曝露于足以固化該涂料組合物的量的脈沖的UV光，來對(duì)該涂料組合物進(jìn)行B-階段固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將該涂料組合物曝露于總共O.1-lOJ/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該脈沖的UV光源在位于從晶片到燈泡12-38cm的距離處使用，并且使用15-300秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該半導(dǎo)體晶片的厚度是ΙΟΟμπι或者更低。
5.權(quán)利要求1的方法，其中該涂料組合物包含能夠熱固化的樹脂和能夠通過自由基聚合來固化的樹脂。
6.權(quán)利要求5的方法，其中該能夠熱固化的樹脂是環(huán)氧樹脂，并且該能夠通過自由基聚合來固化的樹脂是丙烯酸酯樹脂。
7.權(quán)利要求1的方法，其中該涂料組合物包含(i)熔點(diǎn)為80-130°C的固體環(huán)氧樹脂， 和(ii)具有下面的結(jié)構(gòu)的聚合物硫醇側(cè)基的聚硅氧烷
8.使用權(quán)利要求1的方法涂覆的半導(dǎo)體晶片。
9.使用權(quán)利要求1的方法涂覆的半導(dǎo)體晶片，其中該涂料組合物包含(i)熔點(diǎn)為 80-130°C的固體環(huán)氧樹脂，和(ii)粘度小于50mPas和沸點(diǎn)大于150°C的丙烯酸酯樹脂。
全文摘要
一種用涂料組合物涂覆半導(dǎo)體晶片的方法，其包含用脈沖的UV光固化該涂料，由此防止在回流過程中發(fā)生分層。在一種具體的實(shí)施方案中，該涂料組合物包含環(huán)氧和丙烯酸酯樹脂二者。該環(huán)氧樹脂可以熱固化；該丙烯酸酯樹脂是通過UV輻射來固化的。
文檔編號(hào)H01L23/12GK103003936SQ201180028123
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者J·加薩, D·N·潘, J·利昂, S·哈杰拉, 孔勝前 申請(qǐng)人:漢高公司