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CN102076801A - 涂银片状材料填充的传导性可固化组合物及其在芯片附着中的应用 - Google Patents

涂银片状材料填充的传导性可固化组合物及其在芯片附着中的应用 Download PDF

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CN102076801A
CN102076801A CN2008801301634A CN200880130163A CN102076801A CN 102076801 A CN102076801 A CN 102076801A CN 2008801301634 A CN2008801301634 A CN 2008801301634A CN 200880130163 A CN200880130163 A CN 200880130163A CN 102076801 A CN102076801 A CN 102076801A
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conductive filler
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CN2008801301634A
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M·王
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Henkel Corp
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Abstract

本发明提供半导体封装可应用的传导性组合物，其使用涂银材料片作为传导性填料，可固化的环氧树脂、丙烯酸酯、双马来酰亚胺化学品、或者类似物或者其组合作为有机树脂，以及其制备方法。该组合物作为可分配的芯片附着粘合剂能够表现期望的可加工性，具有适当范围的流变性、粘度和储存中的物理稳定性，在传导性的可靠性或者耐腐蚀性方面是优异的，并且减少了组合物中高价格银的量。

Description

涂银片状材料填充的传导性可固化组合物及其在芯片附着中的应用
技术领域
本发明涉及涂银材料填充的传导性可固化组合物，以及更具体地涉及包括片状的微米级细的涂银材料的有机可固化组合物、其在芯片附着(die attach)中的应用及其制备方法。
背景技术
作为形成在半导体封装工业的电路板或者印刷接线板或者金属垫中与有机或无机基料(binder)一起应用的导电和/或导热粘合剂的方法，导热和/或导电填料被用作导电或者导热的媒介。微粒形式的金属、无机氧化物和一些高传导性化合物是常见的填料，由此，粘合剂可以是液态以满足各种特殊的应用。贵金属诸如银是主要的选择。但是银填料是昂贵的。希望开发一种导热/导电组合物作为替代品，其利用便宜的材料诸如铜和玻璃作为核心材料，并且在其表面上涂以银的薄层，作为低成本的传导性填料用以代替纯银填料。用涂银低成本填料代替银用以开发传导性材料最近在电子工业的一些领域诸如传导性芯片附着粘合剂中成为感兴趣的领域。
JP09296158A公开了一种通过在热固性或者热塑性树脂中混合和分散传导性金属粉末和涂银玻璃粉末作为传导性填料得到的传导性粘合剂，其中涂银玻璃粉末优选地占传导性填料的20-80wt.％，并且传导性金属粉末的优选特征包括片状或者球形的微粒形状。另外，JP2005079251A公开了一种半导体用的树脂膏，其包括热固性树脂、硬化剂以及填料，该填料包含在其表面镀有金属、平均颗粒尺寸1.0至50微米和占材料5wt.％或更多的玻璃珠。在这两个发明中，涂银玻璃或者以少量存在于填料中(在JP2005079251A中，＞5％的填料，在实施例中13％和18％)，或者不是片状形式。
具有从1至25μm的平均颗粒直径，数年以来涂银铜微粒已被用于组合物中作为传导性填料。在1995年，JP07138549A公开了一种传导性组合物，其具有球形的按重量计75-90％涂金属(例如1-20％Ag)的Cu粉末，并且进入环氧树脂基料中。以及在1999年，JP11092739A/JP11092626A也公开了球形涂银铜粉末在传导性组合物中应用的申请，该传导性组合物包含按重量计总量为75-97％的涂银铜和纯银粉末结合的传导性填料。树脂是环氧树脂和丙烯酸酯。随后，从2004至2006，JP2004047418A、JP2004063445A和JP2004063446A公开了一种传导性组合物，其使用也与涂Ag Cu和纯银粉末结合的传导性填料。以及此外，JP2004063445A和JP2004063446A讨论了大约3-20％片状的银覆盖的铜粉末。概括起来，上述填料主要是仅大致球形的涂银铜粉末，或者大致球形的涂银铜粉末与纯银粉末的结合。并且只有少许片状的涂银铜粉末(3-20％)可被使用。由于此类组合物的使用要求不是太高，因此填料及其结合是合适的。
对传导性半导体芯片附着粘合剂，独特的要求已使其成为独特类型的粘合剂。首先，高速针分配方法需要粘合剂在应用温度是具有适当范围流变性的流体。储存中的物理稳定性也是重要的，例如无沉降。
多数球形的涂银铜粉末填充的组合物可以适于其他的应用。但是，这种球形粉末以及结合不能用作芯片附着粘合剂。在低粘度、高触变指数(TI)系统(通过具有CP-51转子类型的Brookfield锥板粘度计以0.5rpm和5rpm的旋转速度测定粘度，在25℃，5rpm时，粘度＝4,000～40,000cP，TI(0.5/5)＝1.3～7)应用中，储存时球形涂银铜粉末趋于沉淀至底部，并且TI常常低于要求。总而言之，多数球形涂银铜粉末不是适当的填料。
因此，在现有技术中，存在对这样的传导性可固化组合物的需求，其作为可分配的芯片附着粘合剂具有期望的可加工性、具有适当范围的流变性、粘度、储存中的物理稳定性等等。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种半导体封装可应用的传导性组合物，其使用涂银材料片作为传导性填料；可固化的环氧树脂、丙烯酸酯、双马来酰亚胺化学品或者类似物或者其组合作为有机树脂，及其制备方法。该组合物作为可分配的芯片附着粘合剂能够表现期望的可加工性，其具有适当范围的流变性、粘度和储存中的物理稳定性，在传导性的可靠性或者耐腐蚀性方面是优异的，并且减少了组合物中高价格银的量。
在一个实施方式中，本发明提供包括传导性填料的用于芯片附着的可固化组合物，其中传导性填料包括涂银材料片填料。一方面，按重量计，涂银材料片填料可以传导性填料的大约30％或者更多(多至100％)的量。在进一步方面，按重量计，传导性填料的装载量是组合物的大约22％至大约92％。
在一个优选的方面，涂银材料片填料是涂银铜片填料。按重量计，涂银铜片填料可以是传导性填料的大约40％或者更多的量。按重量计，传导性填料的装载量可以是组合物的大约50％至大约92％。
在另一个优选的方面，涂银材料片填料是涂银玻璃片填料。按重量计，涂银玻璃片填料可以是传导性填料的大约30％或者更多的量。
在一些实施方式中，可以用脂肪酸处理包括涂银材料片填料的传导性填料。
一方面，涂银材料片可以具有优选地从大约0.001μm至大约100μm的平均直径，更优选地从大约1μm至大约50μm，最优选地从大约2μm至大约25μm。一方面，涂银材料片的优选的纵横比(直径/厚度)是从大约200至大约2，更优选地从大约150至大约2.5，最优选地从大约100至大约3。一方面，按重量计，镀银涂层优选地在从大约1％至大约70％的范围内，更优选地从大约1％至大约50％，仍更优选地从大约3％至大约40％，以及最优选地从大约5％至大约30％。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。按重量计，涂银铜片可以包括从大约1％至大约50％的银涂层含量。
在进一步方面，组合物也可包括树脂和任选的硬化剂或者固化剂。树脂可以是能够通过化学的或者物理的方法固化或者聚合的单体、低聚物或者聚合物有机树脂、或者它们的任何组合。按重量计，树脂的装载量可以是组合物的大约1％至大约60％。按重量计，硬化剂或者固化剂可以是组合物的大约0.01％至大约20％的量。
一方面，本发明提供可固化组合物，其包括：按重量计是组合物的大约22％至大约92％的量的传导性填料，其中按重量计，涂银材料片填料是传导性填料的大约30％或者更多(多至100％)；按重量计是组合物的大约1％至大约60％的量的树脂；和按重量计是组合物的大约0.01％至大约20％的量的硬化剂。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。
在仍进一步方面，根据本发明的可固化组合物还可以包括其他功能成分(一种或多种)。该功能成分非限制性地包括非传导性填料、溶剂、自由基引发剂、催化剂、低聚物、防渗透剂、粘合增进剂、抗氧化剂、传导性促进剂、或者类似物、或者其任何组合。
根据本发明的可固化组合物显示优选的粘度范围(在25℃、5rpm，通过Brookfield流变仪测量)从大约3,000cP至大约80,000cP，更优选地从大约5,000cP至大约50,000cP，最优选地从大约5,000cP至大约35,000cP。被称作触变指数(T.I.，25℃时，0.5rpm的粘度/5rpm的粘度的比例)的值范围可以是从大约1.3至大约8，更优选地从大约1.5至大约7，最优选地从大约2至大约6。
在一个实施方式中，本发明提供制备根据本发明的用于芯片附着的可固化组合物的方法，其包括将传导性填料部分施加在树脂部分中，其中传导性填料部分包括按重量计是传导性填料的大约30％至100％的量的涂银材料片填料。一方面，按重量计，传导性填料部分的装载量可以是可固化组合物的大约22％至大约92％。在进一步方面，树脂部分也包括硬化剂。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。
在一个实施方式中，本发明提供包括涂银材料片填料的传导性填料部分在可固化组合物中的用途，其中按重量计，传导性填料部分的装载量是可固化组合物的从大约22％至大约92％，以及按重量计，涂银材料片状填料是传导性填料的大约30％至100％的量。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。
在一个实施方式中，本发明提供具有连接至衬底的元件的物品的生产方法，该方法包括将包含涂银材料片填料的用于芯片附着的可固化组合物施加在衬底表面的至少一部分上，和将所述元件粘结至该涂覆的衬底表面。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。一方面，方法还包括在高于室温的温度下热固化组合物的步骤，该步骤在使衬底与粘合剂接触之后进行。另一方面，粘结至衬底的元件可以是半导体元件。在另一实施方式中，本发明提供通过该方法生产的物品，该物品包括衬底、衬底上的元件和根据本发明的组合物，通过该组合物，元件被粘结至衬底。元件可以是半导体元件。
附图说明
图1.涂银铜片的示意图。
图2.使用芯片附着粘合剂的半导体封装的示意图.
图3.在衬底或者芯片上分配芯片附着粘合剂的方法的示意图。
图4.球形填料和片状填料的形状对比。形状差异可以导致芯片附着粘合剂的不同流变学性能。
具体实施方式
除非本文另有定义，在本文使用的所有技术的和科学的术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的意义。尽管与那些在此描述的相似或者相同的任何方法和材料可以在本发明的实践中使用，但在此描述优选的方法和材料。因此，通过整体参看说明书，如下紧接定义的术语被更加充分地描述。同样，如本文所用，单数的“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。数值范围包括定义该范围的数值。
定义
如本文所用，术语“片”、“片状的”或者“片状”指的是平的薄片或者层，其具有比其他两维小得多的第三维尺寸，并且可以是规则的或者不规则的形状。“片”具有作为涂层材料的微米级细的银和作为核心材料的物质诸如铜或者玻璃。在本发明的上下文中，片状传导性填料具有能够达到便于分配的适当流变性质(较高TI)的优势，并且与大致球形粉末相比获得更好的传导性而无沉降。
如本文所用，术语“传导性填料”可以包括一种或多种涂银材料片填料，有或者没有任何其他传导性填料，诸如银、铜、合金、或者类似物、或者其任何组合。传导性填料的形状不受限制。
如本文所用，术语“树脂”指的是可固化的单体、低聚物或者聚合物树脂。
如本文所用，术语“RH”或者“树脂部分”指的是基本上由树脂和硬化剂组成的部分，如有必要，根据意图应用，其还可以还包括其他功能成分，诸如非传导性填料、溶剂、自由基引发剂、催化剂、低聚物、防渗透剂、粘合增进剂、抗氧化剂、传导性促进剂、或者类似物、或者其任何组合。即，术语“RH”可以指包括可固化组合物中除了传导性填料/多种传导性填料以外的所有其他成分的部分。
如本文所用，术语“硬化剂”和“固化剂”可以交替地使用。
详述
本发明提供用于半导体封装的传导性可固化组合物，其包括具有片状的涂银材料作为传导性填料；可固化的环氧树脂、或者丙烯酸酯、或者双马来酰亚胺单体和/或低聚物或者其组合作为有机树脂；和任选的硬化剂，及其制备方法。该组合物作为可分配的芯片附着粘合剂能够表现期望的可加工性，其具有适当范围的流变性、粘度和储存中的物理稳定性，在传导性的可靠性或者耐腐蚀性方面是优异的，并且减少了组合物中高价格银的量。另外，以片状，传导性填料能够以与球形粉末形式相同的装载量达到更好的传导性，并且没有在那些以球形粉末形式的情况下容易发生的沉降问题。
在一个实施方式中，本发明提供包括传导性填料的用于芯片附着的可固化组合物，其中传导性填料包括涂银材料片填料。涂银材料可以是铜或者玻璃。本领域技术人员会想到，任何适合作为芯片附着粘合剂的传导性填料的核心材料的材料将在本发明中被考虑，只要它们是低成本的材料。
在一些实施方式中，按重量计，涂银材料片填料可以是传导性填料的大约30％或者更多(多至100％)的量。在进一步方面中，按重量计，传导性填料的装载量优选地是组合物的大约22％至大约92％，更优选地从大约25％至大约90％，最优选地从大约30％至大约86％。涂银材料可以是铜或者玻璃。
一方面，涂银材料片具有平均直径优选地从大约0.001μm至大约100μm，更优选地从大约1μm至大约50μm，最优选地从大约2μm至大约25μm。另一方面，优选的涂银材料片的纵横比(直径/厚度)是从大约200至大约2，更优选地从大约150至大约2.5，最优选地从大约100至大约3。在仍另一方面，按重量计，镀银涂层优选地在从大约1％至大约70％的范围内，更优选地从大约1％至大约50％，仍更优选地从大约3％至大约40％，和最优选地从大约5％至大约30％。涂银材料可以是铜或者玻璃。按重量计，涂银铜或者玻璃片可以包括从大约1％至大约50％的银涂层含量。
在进一步方面，组合物也可以包括树脂和任选的硬化剂或者固化剂。树脂可以是能够通过化学的或者物理的方法固化或者聚合的单体、低聚物或者聚合物有机树脂、或者它们的任何组合。按重量计，树脂的装载量可以是优选地从大约1％至大约60％，更优选地从大约1％至大约40％，最优选地从大约1％至大约30％。按重量计，硬化剂或者固化剂可以是组合物的大约0.01％至大约20％的量。
一方面，涂银材料片填料提供用于芯片附着的可固化组合物，其包括涂银材料片填料和一种或者多种其他不同于涂银材料填料的传导性填料、树脂以及硬化剂。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。
在仍进一步方面，为应用目的，根据本发明的可固化组合物还可以包括其他功能成分(一种或多种)。功能成分非限制性地包括非传导性填料、溶剂、自由基引发剂、催化剂、低聚物、防渗透剂、粘合增进剂、抗氧化剂、传导性促进剂、或者类似物或者其任何组合。
根据本发明的可固化组合物表现优选的粘度范围(在25℃、5rpm通过Brookfield流变仪测量)从大约3,000cP至大约80,000cP，更优选地从大约5,000cP至大约50,000cP，最优选地从大约5,000cP至大约35,000cP。被称作触变指数(T.I.，25℃时，0.5rpm的粘度/5rpm的粘度的比例)的值范围可以是从大约1.3至大约8，更优选地从大约1.5至大约7，最优选地从大约2至大约6。
在一个实施方式中，本发明提供制备根据本发明的由于芯片附着的可固化组合物的方法，其包括将传导性填料部分施加在树脂部分中，其中传导性填料部分包括按重量计是传导性填料的大约30％至100％的量的涂银材料片填料。一方面，按重量计，传导性填料部分的装载量可以是可固化组合物的大约22％至大约92％。在进一步方面，树脂部分也包括硬化剂。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。
在一个实施方式中，本发明提供包含涂银材料片填料的传导性填料部分在可固化组合物中的用途，其中按重量计，传导性填料部分的装载量是可固化组合物的大约22％至大约92％，以及按重量计，涂银材料片填料是传导性填料的大约30％至100％的量。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。
在一个实施方式中，本发明提供具有粘结至衬底的元件的物品的生产方法，该方法包括将包含涂银材料片填料的用于芯片附着的可固化组合物施加在在衬底表面的至少一部分上，和将所述元件粘结至该涂覆的衬底表面。如本文所用，术语“衬底”可以意思是半导体芯片的衬底或者半导体芯片本身，诸如当两个或者更多芯片被以堆叠几何形状布置时会产生的那些。涂银材料片填料可以是涂银铜片或者涂银玻璃片。一方面，方法还包括在高于室温的温度下热固化组合物的步骤，该步骤在使衬底与粘合剂接触之后进行。另一方面，粘结至衬底的元件可以是半导体元件。在另一实施方式中，本发明提供通过该方法生产的物品，该物品包括衬底、衬底上的元件和根据本发明的组合物，通过该组合物，所述元件被粘结至衬底。元件可以是半导体元件。
树脂
在一些实施方式中，树脂可以是可固化的单体、低聚物、或者聚合物有机树脂。单体和/或低聚物可以是环氧单体和/或低聚物。考虑用于本发明的实践中的示例性的环氧单体和/或低聚物包括但不限于液体环氧、液体环氧组合和溶液中的固体环氧。例如，环氧单体和/或低聚物可以选自取代的(例如胺或者羟基取代的)或者未取代的环氧，诸如1，2-环氧丙烷、1，3-环氧丙烷、环氧丁烷、正-己基氧化丙烯或者类似物。商业可得的环氧单体(低聚物)的例子可以是Araldite DY 027(Chemica Inc.，316 West 130th Street，Los Angeles，CA，90061，USA)、Cardula N-10(Vantlco Inc.，281 Fields Lane，Brewster，NY 10509，10509，USA)、Epiclon EXA-830CRP(日本DIC公司)，或者其组合。
在其他实施方式中，单体和/或低聚物可以是(甲基)丙烯酸酯单体和/或低聚物。考虑用于本发明的实践中的(甲基)丙烯酸酯单体和/或低聚物包括但不限于液体(甲基)丙烯酸酯、液体(甲基)丙烯酸酯组合和溶液中的固体(甲基)丙烯酸酯单体(低聚物)。例如，(甲基)丙烯酸酯单体和/或低聚物可以选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、丙烯酸异丁酯或者类似物。商业可得的(甲基)丙烯酸酯单体(低聚物)的例子可以是SR248、SR355、或者其组合(商业可得自Sartomer Inc.(上海)，上海外高桥自由贸易区500福特第二东路，200131)。
在一些实施方式中，单体和/或低聚物可以是氰酸酯单体和/或低聚物。氰酸酯可以包括在本领域中熟知的各种适当的氰酸酯，包括异氰酸酯。适当的氰酸酯包括，例如，二异氰酸亚乙酯；1，4-四亚甲基二异氰酸酯；1，4和/或1，6-己二异氰酸酯；1，12-十二烷二异氰酸酯；环丁烷-1，3-二异氰酸酯；环己烷-1，3-和1，4-二异氰酸酯以及这些异构体的混合物；1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸甲酯基环己烷；2，4-和2，6-六氢甲代亚苯基二异氰酸酯以及这些异构体的混合物；六氢-1，3-和/或1，4-亚苯基二异氰酸酯；全氢-2，4′-和/或4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯；1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯；2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯以及这些异构体的混合物；二苯基甲烷-2，4′-和/或4，4′-二异氰酸酯；亚萘基-1，5-二异氰酸酯；1，3-和1，4-亚二甲苯基二异氰酸酯、4，4′-亚甲基-二(环己基异氰酸酯)、4，4′-异丙基-二(环己基异氰酸酯)、1，4-环己基二异氰酸酯和3-异氰酸甲酯基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)；2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯；二苯基甲烷二异氰酸酯；1，6-己二异氰酸酯；二环己基甲烷二异氰酸酯；异佛乐酮二异氰酸酯；1-甲氧基-2，4-亚苯基二异氰酸酯；1-氯苯基-2，4-二异氰酸酯；对-(1-异氰酸乙酯基)-苯基异氰酸酯；间-(3-异氰酸丁酯基)-苯基异氰酸酯和4-(2-异氰酸酯-环己基-甲基)-苯基异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯及其混合物。
单体和/或低聚物也可以是硅烷单体和/或低聚物。硅烷可以包括非官能硅烷和官能化的硅烷，其包括氨基官能的、环氧官能的、丙烯酸酯官能的和在本领域熟知的其他官能硅烷。示例性的官能化硅烷包括r-环氧丙氧基丙基-三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、r-环氧丙氧基丙基-甲基二乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、5，6-环氧己基三乙氧基硅烷、环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、以及类似物。其他示例性的官能化硅烷包括三甲氧基甲硅烷基丙基二亚乙基-三胺、N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基乙基氨基丙基-三甲氧基硅烷、N-甲基氨基-丙基三甲氧基硅烷、甲基氨基-丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基甲基-二乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、低聚氨基烷基硅烷、间-氨基苯基三甲氧基硅烷、苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基乙基氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、以及类似物。另外示例性的官能硅烷包括(3-丙烯酰氧基丙基)-三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基-丙基三乙氧基硅烷、和烯属硅烷，诸如乙烯基三烷氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、烷基乙烯基二烷氧基硅烷、烯丙基三烷氧基硅烷、己烯基三烷氧基硅烷以及类似物。
单体(低聚物)也可以是单官能的单体(低聚物)，诸如烷氧基化四氢糠基丙烯酸酯、2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸己内酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯；和双官能的单体(低聚物)，诸如双官能的环己烷二甲醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯，或者多官能的单体(低聚物)，诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三丙烯酸甘油酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、五丙烯酸酯(pentacarylate ester)、等等。(例如，商业可得自Sartomer Inc.(上海)，上海外高桥自由贸易区500福特第二东路，200131)。
固化剂/硬化剂
用于本发明实践的固化剂可以包括，例如，路易斯酸、路易斯碱、咪唑、酐、或者其组合。典型地，按重量计，固化剂以可固化组合物的0.01％至大约20％的范围存在。
自由基引发剂
用于本发明实践的自由基引发剂可以包括，但不限于过氧化物、过硫酸盐、偶氮化合物、及其组合。优选的自由基引发剂可以包括过氧化物，诸如甲基乙基酮过氧化物、叔戊基过氧-2-乙基己基碳酸酯、叔丁基过氧醋酸酯、二枯基过氧化物等等；最优选的过氧化物是二枯基过氧化物。典型地，按重量计，自由基引发剂以固化组合物的大约0.01％-20％的范围存在，优选地按重量计从0.05％至大约5％。
防渗透剂
在本发明的一个实施方式中，本发明的可固化组合物可以包括防渗透剂。例如，防渗透剂可以是官能氟化物防渗透剂，该防渗透剂具有式R-X，其中X是活性官能基团(一个或多个)，R是包含氟基团的有机链，其具有碳原子数从大约1至大约100或者更多，优选地从大约1至大约20，且优选地X包含取代的或者未取代的环氧、取代的或者未取代的氨基、取代的或者未取代的马来酰亚胺基团、取代的或者未取代的硅烷基团、取代的或者未取代的环氧乙烷基团、或者取代的或者未取代的氰酸酯基团、或者类似物、或者其组合。一方面，R可以具有式CF3(CF2)n，其中n是从1至大约100或者更多；优选地从大约1至大约20；更优选地从大约1至大约16；最优选地从大约1至大约9的整数。在本领域熟知的其他适当的防渗透剂在本发明中可以被考虑，例如包含二至大约十二个碳原子的醇、酰胺、胺、羧酸和酯(见，例如，美国专利号4,483,898，其于1984年11月20日授权给Schonborn等，其通过引用并入本文)。
催化剂
用于本发明实践的催化剂可以包括，例如，胺催化剂和/或酸催化剂诸如路易斯酸、路易斯碱、咪唑、酚、或者类似物或者其组合。示例性的胺催化剂可以包括，但不限于伯胺、仲胺及其组合。优选的胺催化剂是伯胺，例如，N，N’-(4-甲基-1，3-亚苯基)-二-1-吡咯烷-甲酰胺。示例性的酸催化剂可以包括，但不限于羧酸、酸酐及其组合。例如，酸催化剂可以是戊二酸。典型地，按重量计，催化剂以全部体相树脂的0.001％至大约20％的范围存在，优选地为按重量计0.05％至大约10％。
其他功能成分
如果需要，可固化组合物可以还包括其他功能成分，例如，不同于涂银材料片的传导性填料、非传导性填料、溶剂、低聚物、粘合增进剂、抗氧化剂、传导性促进剂以及类似物。取决于根据本发明的可固化组合物的应用目的，这些成分可以适当地选自本领域技术人员熟知的那些成分。
实施例
对下文阐述的所有实施例，通过手动搅拌5分钟完成混合过程。如果通过目测，配方看起来不均一，则增加另一5分钟的手动搅拌。对粘度测量，取大约0.5ml样品并使用具有CP-51转子类型的Brookfield锥板粘度计，以0.5rpm和5rpm的旋转速度分别地测量粘度。电导率表示为体积电阻率(VR)并且在载玻片上测量，在该载玻片上涂覆了5cm×5mm的迹线(track)，其厚度范围为15-200微米；典型的厚度是30-50微米。材料固化之后测量电阻并且由下述等式计算体积电阻：
VR＝R*W*T/L
其中R是沿长度L测量的以Ω·cm计的迹线电阻(track resistance)；W是以厘米计的迹线宽度；T是以厘米计的迹线厚度；L是以厘米计的迹线长度。
实施例E1：
使用上述混合方法，混合30重量份的芯片附着产品Ablebond
Figure BPA00001284018900121
84-1LMISR4RH的RH(环氧树脂平台(platform)，从Henkel可得)、表1中所列数量重量份的涂银铜片填料600C(从Ferro Inc.可得)以及涂银铜球形填料19-908(从Technic Inc可得)。在这种情况下不加入其他化学药品。使用Brookfield粘度计测试混合物的粘度和TI。然后将混合物浇铸成为薄膜并且在烤箱中固化。膜尺寸如上所述。固化条件是在15分钟内从40℃升高至175℃，然后在175℃保持60分钟。在室温下将液体组合物放置在实验台上6小时之后使用目测和手动棒感触，测试沉降。
表1：使用来自商品的树脂的组合物(按重量份计的成分)和性能测试结果。用Brookfield HBDV-III ultra C、使用0.5和5rpm的旋转速度，记录粘度。使用四点探针记录体积电阻系数。
Figure BPA00001284018900131
实施例E2：
按表2中的重量份，使用上述混合方法，混合市场可得的化学药品EPICLON 830-S(环氧树脂，来自DIC Inc)、MHHPA(甲基六氢邻苯二甲酸酐，来自Lonza集团)和CURIMID CN(1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑，来自Borregaard Synthesis Co.)，作为基本的RH。然后也使用上述混合方法混合RH与填料为组合物并测试。
表2：使用环氧树脂平台测试载体(vehicle)的组合物(按重量份计的成分)和性能测试结果。用Brookfield HBDV-III ultra C、使用0.5和5rpm的旋转速度，记录粘度。使用四点探针测试，记录体积电阻系数。
  组合物成分   RH   E2-1   E2-2
  EPICLON 830-S   55.5％
  MHHPA   44.4％
  CURIMID CN   0.1％
  RH wt％   25.0％   25.0％
  AgCu600C   75.0％
Figure BPA00001284018900141
实施例E3：
按表3中的重量份，使用上述混合方法，混合市场可得的化学药品SRM-1(来自Henkel)、SR248和RICON 131MA10(来自Sartomer Shanghai Ltd.)、二枯基过氧化物(来自Sigma-Aldrich Shanghai Ltd.)作为基本的RH。然后也使用上述混合方法混合RH与涂银铜填料为组合物并测试。
表3：使用丙烯酸酯和BMI平台测试载体的组合的组合物(按重量份计的成分)和性能测试结果。用Brookfield HBDV-III ultra C、使用0.5和5rpm的旋转速度，记录粘度。使用四点探针测试，记录体积电阻系数。
Figure BPA00001284018900142
实施例E4：
使用上述混合方法，混合25重量份的芯片附着产品Ablebond 2100A(从Henkel.可得)的RH、50重量份的涂银铜片填料600C(从Ferro Inc.可得)和25重量份的纯银片填料SF96(从Ferro Inc.可得)，然后也使用上述混合方法测试。以0.04Ω·cm记录VR。在5rpm时粘度被记录为11,000，和TI是2.85。无沉降被识别。
实施例E5：
按表4中的重量份，使用上述混合方法，混合市场可得的化学药品EPICLON 830-S(来自DIC Inc)、MHHPA(来自Lonza集团)和CURIMID CN(来自Borregaard Synthesis Co.)作为基本的RH。然后也使用上述混合方法混合RH与涂银玻璃片和球形填料(来自Potter Inc.)为组合物并测试。
表4：使用环氧树脂平台测试载体的组合物(按重量份计的成分)和性能测试结果。用Brookfield HBDV-III ultra C，使用0.5和5rpm的旋转速度，记录粘度。使用四点探针测试，记录体积电阻系数。
Figure BPA00001284018900152
分别从供应商Ferro Inc.和Technic Inc.购买涂银铜片600C和球形粉末19-908。按照直径的颗粒尺寸均处于D50是15～20um的相同水平。
从球形涂银铜粉末和涂银铜片粒之间的对比结果，结论是涂银铜片一定是在芯片附着粘合剂中应用的必需的填料。
图2表明其中使用芯片附着粘合剂。在半导体封装中，芯片附着指通过膜、膏、焊料等等将功能化的半导体芯片附着于金属或者印制电路板(PCB)衬底上。在这些中，芯片附着粘合剂是主要的。
使用注射器针头将粘合剂分配至衬底或者芯片上(图3)是芯片附着的典型方法。为良好地分配，液体粘合剂必须表现出适当范围的粘度和流变性。
颗粒形状对得到需要的粘度和流变性范围可以起重要作用(图4)。理论上，球形颗粒对调整粘度和流变性无明显作用。
尤其对于涂银铜片，由于在制造这种产品中对纵横比进行限制和表面处理，粘度和流变性调整是需要技巧的。
涂银铜片颗粒被用于实验中，给芯片附着粘合剂带来适合于针分配要求的适当的流变性和传导性。本文的实验表明了结果。而且球形涂银铜粉末和涂银铜片粒之间的数据比较也证明，在流变性和传导性方面，尤其是流变性，涂银铜片粒比球形对应物更好地发挥作用。
在表1中，实施例E1-1，其加入70％涂纯银铜片600C，粘度和流变性能使得该粘合剂可用作芯片附着粘合剂。根据体积电阻系数的传导性是很低的，对传导性粘合剂来说填料装载量不高。附带地，液体粘合剂随时间是稳定的，室温下观察6小时无沉降。总而言之，涂银铜片粒600C能够是传导性的、可分配的芯片附着粘合剂的传导性填料。
在实施例E1-2、E1-3和E1-4中，片和粉末的组合被用作传导性填料。在配方中具有片状填料，对于E1-2和E1-3中的芯片附着粘合剂，样品流变性也是可接受的。而在E1-4中，多数填料是球形粉末，尽管流变性仍在范围内，但是填料沉降已被识别。以及在E1-5中，如果是液体粘合剂，所有填料沉降至底部上，并且对于可分配的芯片附着粘合剂，流变性也是不可接受的。因此得出的结论之一是片状填料更加有效地给粘合剂带来适当的流变性，并且不导致沉降。
从E1-1至E1-4，粘合剂粘度下降很多。尽管增加填料含量是解决低粘度问题的一种方式，但应用片状填料对成本和其他性能例如适当的模量是更好的考虑。
实施例E2系列用于区别片状和球形涂银铜填料之间的传导性差异。在这种测试载体中，具有75％的片状填料，E2-1中体积电阻系数是150Ω·cm。但是，仅具有75％的球形涂银铜粉末，不能检测到体积电阻系数，这意味着在E2-2中传导性非常低。因此，在相当的测试载体中，涂银铜片比球形涂银铜更具传导性。附带地，E2-1的流变性在芯片附着粘合剂的范围内，而E2-2的流变性在芯片附着粘合剂的范围外。
另一平台测试载体也被用于分辨实施例E3系列中形状之间的差异。在低粘度测试载体中，E3-1的流变性不理想，但是其仍在边缘上。E3-2是粉末填料样品。不能使用Brookfield流变仪确定触变指数。这两种不同形状的涂银铜填料样品的传导性也不同。E3-1的体积电阻率是0.000432Ω·cm，而E3-2的是108Ω·cm，高250,000倍。
由上述结果讨论可见，总而言之，通过涂银铜片表现的流变性能可以是为什么发明人选择其作为芯片附着粘合剂中的主要传导性填料的主要原因。来自球形涂银铜粉末的流变性能处于低端上，或者在相反的方面。
本领域技术人员容易地理解本发明良好地适合达到目的并且获得提及的优势以及那些固有的优势。本领域技术人员容易明白，可以不背离本发明的范围和精神对在此公开的发明进行各种替代和改进。

Claims (33)

1.一种可固化组合物，其包括传导性填料，其中所述传导性填料包括涂银材料片填料。
2.权利要求1所述的组合物，其中按重量计所述涂银材料片填料是所述传导性填料的大约30％或者更多的量。
3.权利要求2所述的组合物，其中按重量计所述传导性填料的装载量是所述组合物的大约22％至大约92％。
4.权利要求1-3所述的组合物，其中所述涂银材料片填料是涂银铜片填料。
5.权利要求4所述的组合物，其中按重量计所述涂银铜片填料是所述传导性填料的大约40％或者更多的量。
6.权利要求5所述的组合物，其中按重量计所述传导性填料的装载量是所述组合物的大约50％至大约92％。
7.权利要求1-3所述的组合物，其中所述涂银材料片填料是涂银玻璃片填料。
8.权利要求7所述的组合物，其中按重量计所述涂银玻璃片填料是所述传导性填料的大约30％或者更多的量。
9.权利要求1-8任一项所述的组合物，还包括树脂。
10.权利要求9所述的组合物，其中所述树脂是可固化的单体、低聚物、聚合物树脂、或者其任何组合。
11.权利要求9或10所述的组合物，其中按重量计所述树脂的装载量是所述组合物的大约1％至大约60％。
12.权利要求9-11任一项所述的组合物，还包括按重量计为所述组合物的大约0.01％至大约20％的量的硬化剂。
13.前述权利要求任一项所述的组合物，其中所述涂银材料片具有从大约0.001μm至大约100μm的平均直径。
14.前述权利要求任一项所述的组合物，其中所述涂银材料片具有范围从大约200至大约2的纵横比。
15.前述权利要求任一项所述的组合物，其中按重量计所述涂银材料片包括大约1％至大约70％的银涂层含量。
16.权利要求15所述的组合物，其中按重量计所述涂银铜片包括大约1％至大约50％的银涂层含量。
17.前述权利要求任一项所述的组合物，其具有粘度范围从大约3,000cP至大约80,000cP。
18.前述权利要求任一项所述的组合物，其具有触变系数从大约1.3至大约8。
19.前述权利要求任一项所述的组合物，还包括一种或者多种功能成分。
20.权利要求19所述的组合物，其中所述功能成分选自非传导性填料、溶剂、催化剂、低聚物、防渗透剂、粘合增进剂、抗氧化剂、传导性促进剂、自由基引发剂、或者其任何组合。
21.权利要求3所述的组合物，其中所述传导性填料还包括一种或多种不同于所述涂银材料填料的其他传导性填料。
22.一种制备可固化组合物的方法，其包括将传导性填料部分施加在树脂部分中，其中所述传导性填料部分包括按重量计为所述传导性填料的大约30％至100％的量的涂银材料片填料。
23.权利要求22所述的组合物，其中按重量计所述传导性填料部分的装载量是所述可固化组合物的大约22％至大约92％。
24.权利要求22或23所述的方法，其中所述涂银材料是铜或者玻璃。
25.权利要求22-24任一项所述的方法，其中所述树脂部分还包括硬化剂。
26.包括涂银材料片填料的传导性填料部分在可固化组合物中的用途，其中按重量计所述传导性填料部分的装载量是所述可固化组合物的大约22％至大约92％，以及按重量计所述涂银材料片填料是所述传导性填料的大约30％至100％的量。
27.权利要求26所述的用途，其中所述涂银材料是铜或者玻璃。
28.一种生产具有粘结至衬底的元件的物品的方法，所述方法包括将权利要求1-21任一项所述的可固化组合物施加在所述衬底表面的至少一部分上，和将所述元件粘结至该涂覆的衬底表面。
29.权利要求28所述的方法，还包括在所述衬底与所述组合物接触之后热固化所述组合物的步骤。
30.权利要求28或29所述的方法，其中所述粘结至衬底的元件是半导体元件。
31.一种物品，其通过权利要求28-30任一项所述的方法生产。
32.一种传导性填料混合物，其包括按重量计为所述传导性填料的大约30％或者更多的量的涂银材料片。
33.权利要求32所述的传导性填料混合物，其中所述涂银材料片是铜或者玻璃。
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