TW200811237A - Composition, associated method and article - Google Patents
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Description
200811237 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明包括關於組成物的體系。本發明包括與該組成 物之製造及使用有關的體系。 【先前技術】 毛細現象底膠樹脂可塡充矽晶片與基質之間的間隙, 以改良組件(assembly)內銲錫隆點的疲勞壽命。雖然毛 細現象塡膠樹脂可改良可靠性,但是在使用彼等時需要花 費額外的加工步驟,因而降低了製造生產力。某些底膠的 施用可包括無流動(η 〇 - f 10-W )底膠(N F U )及晶圓級底膠 (WLU)。該NFU需有適用於流動階段的黏度。該WLU 在施用於晶圓後,需有固體樹脂系統(B階塡膠),而不 致干擾晶圓切割爲各別晶片的操作。爲了達到WLU所需 的固體樹脂系統,可使用溶劑型樹脂系統或部分進階的( partially advanced )可聚合樹脂系統。溶劑型樹脂系統可 能因爲溶劑去除的不完全,而造成空洞的形成。部分進階 的可聚合樹脂可能造成樹脂的過早固化(premature curing)且降低迴銲(reflow)特性。 與目前可得手之樹脂系統具有不同性質及/或特性之 可用作爲WLU的固體樹脂系統乃人們所企求者。與目前 可得手之樹脂系統具有不同性質及/或特性之可用作爲 WLU的固體樹脂系統的形成方法亦爲人們所企求者。 200811237 【發明內容】 簡要說明 > 在一體系中,本發明係提供一組成物。該組成物包括 有塡料、第一種可固化的物質以及第二種可固化的物質。 第一種可固化的物質包括醇及酐。在第一個溫度(T i )下 ,第一種可固化的物質會固化,而第二種可固化物質具有 小於50%的轉化率。 於一體系中,本發明提供一物件。該物件包括晶片、 基板、以及配置於晶片與基板之間的底膠材料。該底膠材 料包括一組成物。該組成物包括塡料、第一種可固化的物 質、以及第二種可固化的物質。第一種可固化物質包括醇 '及酐。在第一個溫度(Ti )下,第一種可固化物質會固化 ,而第二種可固化物質則不會固化。 在一體系中,本發明提供一方法。該方法包括:製備 可B階化的組成物。該可B階化的組成物包括有塡料、 第一種可固化的物質以及第二種可固化的物質。第一種可 固化的物質包括醇及酐。在第一個溫度(T i )下,第一種 可固化的物質會固化,而第二種可固化物質具有小於50% 的轉化率。該方法還包括:令基板與可B階化的組成物接 觸、令電路裝置與可B階化的組成物接觸、以及令可B 階化的組成物固化。 詳細說明 本發明包括與組成物相關的體系。本發明包括與製造 -6 - 200811237 及使用該組成物有關的體系。 在下面的說明書及申請專利範圍中,將會參照到數個 具有下列定義的專門術語。單數形式的用語“一 ”及“該”包 括了複數的指稱對象(referents ),除非文中另有清楚的 指令。在本文及整個說明書及申請專利範圍中所用到的槪 約措辭,其係用來修飾能夠允許變動而不會對與其相關之 基本功能有所改變之定量描述。因此,被諸如「約」之術 語所修飾的數値並不侷限於所指定的確切數値。在某些情 況下,該槪約措辭可對應於供測量數値之儀器的精確性。 同樣地,「不含有」可與數語倂用,且可包括非實質的數 字,或是微量,然而卻依然可被視爲不含有所修飾的術語 。例如,不含有溶劑,以及類似的術語及片語可指稱顯著 部分、某些、或所有溶劑已自溶劑化物質移出的情況。 本文所用到的術語「可」及「可能」係指在一組情況 下發生的可能性;擁有特性性質、特性或功能的可能性; 及/或藉由表達與另一個動詞有關的能力、潛在能力、或 可能性,來定性化該另一個動詞。因此,「可」及「可能 」的用法係指被修飾的術語係明顯地適當、可能或適合用 於所指的能力、功能或用法,然而,卻同時考量到在某些 情況下,該被修飾的術語有時可能係不適當、不能夠或不 適合的。例如,在某些情況下,可預期到某一事件或能力 ,但是,在其他情況下,該事件或能力卻不會發生,此區 別正是「可」及「可能」二術語所捕捉到的。 B階(B-stage )係指可固化物質之一固化階段,其中 200811237 ,例如,該物質可爲橡膠態、固態、或指觸乾燥的,或是 可同時爲固態及指觸乾燥的,且在溶劑內可具有部分溶解 度。可固化物質的B階化,或是相關的術語及片語可包括 :將一物質至少部分固化,藉由將具有不同固化性質之物 質混合物內的複數個可固化物質中的第一個物質固化,來 進行的。指觸乾燥係指一表面在室溫下,不具有感壓型黏 著性。就其中一評量基準來看,指觸乾燥表面在25 °C下 ,不會黏著或附著於與其輕輕接觸的手指,或是所具有之 達氏標準(Dahlquist criterion )顯示儲存模數(G’)係 大於約3x1 05帕斯卡(於室溫下,在10彊/秒下測得) 。固態係指物質在中等應力下不會有可看得到之流動的性 質,或是對於一或多個可能趨於使其變形之力量(例如, 壓縮或拉伸),具有抵抗之確定能力的性質。在一方面, 於正常的條件下,可維持確定的大小及形狀。 在本說明書及申請專利範圍中所用到的安定性係指固 體與可固化物質之混合物在混合後先測得的黏度與混合一 段時間後(例如,——星期、二星期等等之後)所測得之黏 度的比。 根據本發明之一體系的組成物包括第一種可固化的物 質以及第二種可固化的物質。該第一種可固化的物質會回 應第一個刺激而固化,而該第二種.可固化的物質對於該第 一個刺激不會有回應。在一體系中,該第一個刺激可包括 暴露於選自下列類型的能量:熱能或電磁輻射。熱能可包 括:施熱於該第一種可固化的物質,而造成該第一種可固 -8 - 200811237 化物質的溫度增加。電磁輻射則包括:紫外線、電子束、 或微波輻射。 在一體系中,該第二種可固化的物質會回應第二個刺 激而固化,其中,該第二個刺激係異於第一個刺激的。在 一體系中,該二種刺激可爲完全不同的,例如,該第一種 可固化物質可藉由加熱至某一特定溫度(在此溫度下,第 二種可固化物質不會固化)而固化;接著藉由紫外線輻射 ,令第二種可固化物質固化。在一體系中,該二刺激可包 括相同種類的能量(熱或電磁性),然而,所施用之能量 的程度或量則不同。例如,第一種可固化物質可藉由加熱 至第一個溫度而固化,而第二種可固化物質則僅可在較高 的溫度(非T])下固化。 可固化物質可指具有一或多個在暴露於熱能、電磁輻 射、或化學藥劑中之一或多者時可能參與化學反應之反應 基團的物質。可固化物質可包括:單聚物種、寡聚物種、 單聚物種的混合物、寡聚物種的混合物、高分子物種、高 分子物種的混合物、部分交聯的物種、部分交聯之物種的 混合物、或是二或多種前者的混合物。固化係可指造成具 有一或多個反應基團之可固化物質聚合、交聯、或同時聚 合及交聯的反應。已固化可指帶有反應性基團之可固化物 質,其中有多於50%之反應性基團已固化,或是該可固化 物質的轉化率在大於約50%的範圍內。轉化率係指已反應 基團之總數佔反應基團之總數的百分比。 於一體系中,在約1小時以上的期間後,第一種可固 -9- 200811237 化物質的轉化率在第一個溫度下係大於約50% ’且在第一 個溫度下,第二種可固化物質的轉化率則小於約1 〇%。於 一體系中,在約1小時以上的期間後,在第一個溫度下, 第一種可固化物質的轉化率係大於約50% ’而在第一個溫 度下,第二種可固化物質的轉化率係小於約20%。在一體 系中,於約1小時以上的期間後,在第一個溫度下,第一 種可固化物質的轉化率係大於約60%,而在第一個溫度下 ,第二種可固化物質的轉化率則小於約1 〇%。於一體系中 ,於約1小時以上的期間後,在第一個溫度下,第一種可 固化物質的轉化率係大於約6 0 %,而在第一個溫度下,第 二種可固化物質的轉化率則小於約20%。在一體系中,於 約1小時以上的期間後,在第一個溫度下,第一種可固化 物質的轉化率係大於約75%,而在第一個溫度下,第二種 可固化物質的轉化率則小於約1 〇%。在一體系中,於約1 小時以上的期間後,在第一個溫度下,第一種可固化物質 的轉化率係大於約7 5 %,而在第一個溫度下,第二種可固 化物質的轉化率則小於約20%。於一體系中,在約2小時 以上的期間後,第一種可固化物質的轉化率在第一個溫度 下係大於約5 0%,且在第一個溫度下,第二種可固化物質 的轉化率則小於約1 0%。於一體系中,在約5小時以上的 期間後,第一種可固化物質的轉化率在第一個溫度下係大 於約50%,且在第一個溫度下,第二種可固化物質的轉化 率則小於約1 0%。在此以及整個說明書及申請專利範圍中 ’範圍限制係可倂合及/或互換的。如是之特定範圍包括 -10- 200811237 其中所包含的所有子範圍(sub-ranges ),除非 句另有所指。 固化溫度可取決於下列一或多者:反應基團 例如,在第一種可固化物質內之醇及酐的反應性 條件、或是固化劑(例如,催化劑)的存在與否 系中,該第一種可固化的物質可在低於約50°C 的第一個溫度(Ti )下固化。於一體系中,該第 化的物質可在約50°C至約75°C範圍內、約75°C °C範圍內、或是約l〇〇°C至約150°C範圍內的第 (T!)下固化。在一體系中,該第一種可固化的 高於約1 5 0 °C範圍內的第一個溫度(Τ χ )下固化 系中,該第一種可固化的物質尤其會在約5 0 °C至 範圍內的第一個溫度(Ti)下固化。 於一*體系中’該第一·種可固化的物質可在弟 (τ 2 )下固化,該溫度係高於第一個溫度(T i ) 系中,第二個溫度及第一個溫度之間的差異可 100 °c的範圍內。在一體系中,第二個溫度及第 之間的差異可在大於約75 °C的範圍內。在一體 二個溫度及第一個溫度之間的差異可在大於約 圍內。在一'體系中’第一*個溫度及弟一'個溫度之 可在大於約25°C的範圍內。 在一體系中,該第二種可固化的物質可在小 T:範圍內的第二個溫度(T 2 )下固化。於一體系 二種可固化的物質可在約1 5 0 °C至約1 7 5 °C範 文意或語 之化學( )、固化 。在一體 之範圍內 一種可固 至約100 一個溫度 物質可在 。於一體 約 1 5 0 〇C 二個溫度 〇 在一體 在大於約 一個溫度 系中,第 5 0 °C的範 間的差異 於約150 中,該第 圍內、約 -11 - 200811237 1 7 5。(:至約2 0 0 °C範圍內、約2 0 0 °C至約2 5 0 °C範圍內、約 250°C至約275°C範圍內、或是約275 °C至約3 00°C範圍內 的第二個溫度(T2)下固化。在一體系中,該第二種可固 化的物質可在高於約30(TC範圍內的第二個溫度(Τ2)下 固化。於一體系中,該第二種可固化的物質尤其會在約 1 5 0 °C至約3 0 0 °C範圍內的第二個溫度(Τ2 )下固化。 該第一種可固化的物質包括醇及酐。於一體系中,該 醇可包括具有一或多個羥基官能基團的化合物。於一體系 中,該酐可包括具有一或多個環狀酐官能基團的化合物。 環狀酐官能基團可包括具有酐基團且具有4或更多個碳之 環數的閉環結構。 第一種可固化物質的轉化率可取決於下列一或多者: 羥基團數相對於環狀酐基團數之比例、醇的反應性、或酐 之反應性。於一體系中,羥基團相對於環狀酐基團的數目 比係在小於1 /3的範圍內。在一體系中,羥基團相對於環 狀酐基團的數目比係在約1/3至約1/2範圍內、約1/2至 約2/3範圍內、約2/3至約1/1範圍內、約1/1至約3/2 範圍內、約372至約2/1範圍內、約2/1至約8/3範圍內 、或約8/3至約3 /1範圍內。於一體系中,羥基團相對於 環狀酐基團之數目比係在大於約3/1的範圍內。 適當的醇類可包括下列一或多者:經羥基官能化的脂 族、環脂族、或芳族物質。脂族原子團、芳族原子團以及 環脂族原子團可定義如下文: 脂族原子團係具有至少一個碳原子、至少爲一價的有 -12- 200811237 機原子團且可爲直鏈或之鏈的原子排列。脂族原子可包括 雜原子,諸如,氮、硫、矽、硒以及氧,或是可僅由碳及 氫所組成。脂族原子團可包括廣範圍的官能基,諸如,烷 基、燦基、快基、鹵院基、共輒的二燦基、醇基、酸基、 醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如,羧酸衍生物,諸如, 酯類及醯胺類)、胺基、硝基等等。例如,4-甲基戊-1 -基原子團係包含甲基的C6脂族原子團,該甲基係官能基 ,其乃一烷基。類似地,4-硝基丁 -1-基係包含硝基的C4 脂族原子團,該硝基係官能基。脂族原子團可爲包括一或 多個相同或互異之鹵素原子的鹵烷基。鹵素原子包括,例 如:氟、氯、溴、及碘。具有一或多個鹵素原子之脂族原 子團包括烷基鹵化物:三氟甲基、溴基二氟甲基、氯基二 氟甲基、六氟基異亞丙基、氯甲基、二氟基亞乙烯基、三 氯甲基、溴基二氯甲基、溴乙基、2-溴基三亞甲基(例如 ,-CH2CHBrCH2-)等等。脂族原子團的其他例子包括: 烯丙基、胺羰基(-CONH2 )、羰基、二氰基異亞丙基( -CH2C(CN)2CH2-)、甲基(-CH3 )、亞甲基(-〇112-)、 乙基、伸乙基、甲醯基(-CHO )、己基、六亞甲基、羥甲 基(-CH2OH )、锍基甲基(-CH2SH )、甲硫基(-SCH3 ) 、甲硫基甲基(-ch2sch3 )、甲氧基、甲氧羰基( CH3OCO-)、硝甲基(-CH2N02 )、硫羰基、三甲基矽烷 基((CH3)3Si-)、第三丁基二甲基矽烷基、三甲氧基矽烷 基丙基((CH3)3SiCH2CH2CH2 -)、乙烯基、亞乙烯基等等 。就進一步的例子而百,「C1-C3G脂族原子團」係含有至 -13- 200811237 少1個但不多於30個的碳原子。甲基(CH3-)乃Cl脂族 原子團的一例。癸基(CH3(CH2)9-)係C1G脂族原子團的 一例。 芳族原子團乃具有至少一價且具有至少一個芳族基團 的原子排列。其可包含雜原子,諸如,氮、硫、硒、砂及 氧,或是可僅由碳及氫所組成。適當的芳族原子團可包括 :苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、伸苯基、以及 聯苯基原子團。該芳族基團可爲具有4n + 2「非定域化( delocalized)電子」的環狀結構,其中,「η」係1或更 大的整數,如苯基(n=l )、噻吩基(n=l )、呋喃基( n=l )、萘基(n = 2 )、莫基(n = 2 )、蒽基(n = 3 )等等 所例示者。該芳族原子團亦可包括非芳族的部分。例如, 苄基可爲一芳族原子團,其包括一個苯環(芳族基團)以 及亞甲基(非芳族的部分)。類似地,四氫萘基係一芳族 原子團,其包含與非芳族部分-(CH2)4-稠合之芳族基團( C6H3)。芳族原子團可包括一或多個官能基團,諸如,烷 基、烯基、炔基、鹵烷基、鹵基芳族基團、共軛的二烯基 團、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如,羧 酸衍生物,諸如,酯類及醯胺類)、胺基、硝基等等。例 如,4-甲基苯基原子團係包含甲基的C7芳族原子團,該 甲基係官能基,屬於烷基。類似地,2-硝基苯基係包含硝 基的C6芳族原子團,該硝基乃官能基。芳族原子團包括 :鹵化的芳族原子團,諸如,三氟甲基苯基、六氟基異亞 丙基雙(4-苯-1-基氧基)(-〇PhC(CF3)2PhO〇 、氯甲基苯基 -14- 200811237 、3-三氟乙烯基-2-噻吩基、3-三氯甲基苯-1-基(3-CCl3Ph-) 、4- ( 3-溴基丙-1-基)苯-1 -基(BrCH2CH2CH2Ph-)等等 。芳族原子團的其他例子包括:4 -烯丙基苯-1 -氧基、4 -胺 基苯-1-基(H2NPh-) 、3-胺基羰基苯-1-基(NH2COPh-) 、4-苄醯基苯-1-基、二氰基異亞丙基雙(4-苯-1-基氧基 )(-OPhC(CN)2PhO- ) 、3-甲基苯-1-基、亞甲基雙(苯- 4-基氧基)(-OPhCH2PhO- ) 、2-乙基苯-1-基、苯基乙烯 基、3 -甲醯基-2-噻吩基、2-己基-5-呋喃基、六亞甲基-1,6-雙(苯-4-基氧基)(-OPh(CH2)6PhO - ) 、4-羥基甲基 苯-1-基(4-HOCH2Ph- ) 、4 -锍基甲基苯基-1-基(4- HS-CH2Ph- ) 、4-甲硫基苯-1-基(4-CH3SPh-) 、3-甲氧基 苯-b基、2-甲氧羰基苯-1-基氧基(例如,甲基鄰羥苄基 )、2-硝基甲基苯-1-基(-PhCH2N02 ) 、3-三甲基矽烷基 苯-1-基、4-第三丁基二甲基矽烷基苯-1-基、4-乙烯基苯-1-基、亞乙烯基雙(苯基)等等。「C3-C3。芳族原子團」 一詞包括含有至少3個但不多於3 0個碳原子的芳族原子 團。芳族原子團1-咪唑基(C3H2N2-)代表C3芳族原子團 。苄基原子團(C7H7-)代表C7芳族原子團。 環脂族原子團係具有至少一價且具有環狀但非芳族之 原子排列的原子團。環脂族原子團可包括一或多個非環狀 部分。例如,環己基甲基(C6HMCH2-)係一環脂族原子 團,其包括環己基環(環狀但非芳族的原子排列)以及亞 甲基(非環狀部分)。環脂族原子團可包含雜原子,諸如 ,氮、硫、硒、矽以及氧,或是可僅由碳及氫所組成。環 -15- 200811237 脂族原子團可包括一或多個官能基,諸如,院基、嫌基、 炔基、鹵院基、共轭的二儲基、醇基、醚基、醒基、酮基 、竣酸基、醯基(例如,羧酸衍生物,諸如,酯類及_胺 類)、胺基、硝基等等。例如’ 4 -甲基環戊—:ι _基原子團 乃包含甲基的C 6環脂族原子團,該甲基係官能基,隸屬 於烷基。同樣地,2 -硝基環丁 -1 -基原子團係包含硝基的 C4環脂族原子團,該硝基係官能基。環脂族原子團可包 括一或多個相同或互異的鹵素原子。鹵素原子包括,例如 ,氟、氯、溴、及碘。具有一或多個鹵素原子的環脂族原 子團包括:2 -三氟甲基環己-1-基、4 -溴基二氟甲基環辛- 1- 基、2 -氯基二氟甲基環己-1-基、六氟基異亞丙基2,2-雙 (環己-4-基)(-C^HwCCCFshCsHio-) 、2-氯甲基環己-1- 基;3 -一氟基亞甲基環己-1-基、4 -三氯甲基環己-1-基氧基 、4-溴基二氯甲基環己-1-基硫基、2-溴基乙基環戊-1-基、 2- 溴基丙基環己-1-基氧基(例如,CH3CHBrCH2C6Hi。-) 等等。環脂族原子團的其他例子包括:4-烯丙基環己-1 -基、4-胺基環己-1-基(H2NC6H1Q-) 、4-胺基羰基環戊-1-基(NH2COC5H8-) 、4·乙醯基氧基環己-1-基、2,2-二氰基 異亞丙基雙(環己-4-基氧基)(-OCsHioCCCNhC^HioO-) 、3 -甲基環己-1-基、亞甲基雙(環己-4-基氧基)(-0C6H1GCH2C6H1()0-) 、1-乙基環丁 -1-基、環丙基乙烯基 、3 -甲醯基-2 -四氫咲喃基、2 -己基-5-四氫呋喃基、六亞 甲基-1,6-雙(環己-4-基氧基)(-OCsHiiKCKbhC^HioO -) 、4-羥基甲基環己-1-基(4-HOCH2C6Hi() - ) 、4-锍基甲基 -16- 200811237 環己-1-基(4-HSCH2C6H1()-) 、4-甲基硫基環己-卜基(4- CH3SC6H1()-) 、4-甲氧基環己-1-基、2-甲氧羰基環己-卜 基氧基(2-CH3OCOC6H1()0-) 、4-硝基甲基環己-卜基( N02CH2C6H1()-) 、3-三甲基矽烷基環己-1-基、2-第三丁 基二甲基矽烷基環戊-1-基、4-三甲氧基矽烷基乙基環己_ 1_基(例如,(CH30)3SiCH2CH2C6H1()- ) 、4-乙烯基環己 烯-1-基、亞乙烯基雙(環己基)等等。「C3-C3G環脂族 原子團」一詞包括含有至少3個但是不多於1 0個碳原子 的原子團。環脂族原子團2-四氫呋喃基(C4H70-)乃C4 環脂族原子之一代表例。環己基甲基原子團(C^HnCHb-) 係C7環脂族原子團之一代表例。 於一體系中,相對於每一醇分子的羥基平均數目可在 約1的範圍內。在一體系中,相對於每一醇分子的羥基平 均數目可在約2的範圍內。於一體系中,相對於每一醇分 子的羥基平均數目可在約3的範圍內。在一體系中,相對 於每一醇分子的羥基平均數目可在大於約3的範圍內。 在一體系中,該醇可包括脂族物質。該脂族物質可爲 直鏈、支鏈或環脂族。適當的脂族醇類可包括下列一或多 者:乙二醇;丙二醇;1,4-丁二醇;2,2-二甲基-1,3_丙二 醇;2-乙基,2-甲基,1,3-丙二醇;1,3-及1,5-戊二醇; 二丙二醇;2-甲基-1,5-戊二醇;1,6-己二醇;二甲醇十氫 萘;二甲醇二環辛烷;1,4-環己烷二甲醇;三乙二醇; 1,1 〇-辛二醇;二羥基聯苯;雙酚;甘油;三羥甲基丙烷 ;三羥甲基乙烷;異戊四醇;山梨醇;聚醚二醇;以及彼 -17- 200811237 等之衍生物。 於一體系中,該醇可包括羥基官能化的芳族物質。適 當之羥基官能化的芳族物質可包括式(I)所示的結構單 元:
(I) HO-G-OH 其中,G可爲二價芳族原子團。在一體系中,G基團 之總數的至少約5 0%可爲芳族有機原子團,而剩餘者可爲 脂族、環脂族、或芳族的有機原子團。於一體系中,G可 包括式(II )所示的結構單元:
(R2)m I (R!)P I (R3)m I I V ! 1 ϊ t lit S Y (II)
其中,Y示芳族原子團,諸如,伸苯基、伸聯苯基、 或是伸萘基。E可爲一鍵結或脂族原子團。於一體系中, E係一鍵結,該醇爲二羥基聯苯。在一體系中,E可爲脂 族原子團,諸如,伸烷基或亞烷基原子團。適當的伸烷基 或亞烷基原子團可包括:亞甲基、伸乙基、亞乙基、伸丙 基、亞丙基、異亞丙基、伸丁基、亞丁基、異亞丁基、伸 戊基、亞戊基、以及異亞戊基。當E示伸烷基或亞烷基時 ,其亦可由二或多個由異於伸烷基或亞烷基之分子片段( moiety)所連結在一起的伸烷基或亞烷基所組成,諸如, 芳族鍵聯;三級胺基鍵聯;醚鍵聯;羰基鍵聯;含矽的鍵 聯(諸如,矽烷或矽氧基);或含硫的鍵聯(諸如,硫化 物、亞礪或颯);或是含磷的鍵聯(諸如,磷醯基或膦醯 -18- 200811237 基)。在一體系中,E可爲環脂族原子團。適當的環脂族 原子團可包括:環亞戊基、環亞己基、3,3,5 -二甲基環亞 己基、甲基環亞己基、2-{2·2·1}-二環亞庚基、新亞戊基 、環亞十五基、環亞十二基、以及亞金剛烷基。R1在各 情況下獨立示氫、單價脂族原子團、單價環脂族原子團、 或是單價芳族原子團,諸如,烷基、芳基、芳烷基、烷芳 基、環烷基、或是二環烷基。R2及R3在各情況下獨立示 :鹵素,諸如,氟、溴、氯及碘;三級氮基團,諸如,二 甲胺基;諸如前文所述之R1的基團;或是烷氧基,諸如 ,OR4,其中R4·可爲脂族、環脂族或芳族原子團。字母「 m」係示0 (包括0 )至Y上可取代之位置數之間的任何 整數;「P」示〇 (包括0 )至E上可取代之位置數之間的 整數;「t」示至少等於1的整數;「s」可爲0或1;且 「u」示包括〇的任何整數。 在式(II )的結構中‘,當有一個以上的化2或及3取代 基出現時,彼等取代基可相同或互異。例如,R1取代基 可爲不同鹵素的組合。若出現有一個以上的R1取代基時 ,彼等R1取代基可相同或互異。當「s」可爲〇且「u」 可不爲〇時,該芳族環可在沒有居間的亞烷基或其他橋鍵 聯的情況下,直接接合。芳族核殘基Y上的羥基、R2或 R3的位置可有鄰位、間位及對位之變化,且組合可呈毗 、不對稱或對稱的關係,其中,烴殘基的二或多個環碳原 子可被羥基、R2或R3原子團所取代。 適當之經羥基官能化的芳族化合物可包括下列一或多 -19- 200811237 者:1,1-雙(4-羥苯基)環戊烷;2,2-雙(3-烯丙基-4-羥 苯基)丙烷;2,2-雙(2-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基) 丙烷;2,2-雙(3-第三丁基-4-羥基-6-甲基苯基)丙烷; 2,2-雙(3_第三丁基-4-羥基-6-甲基苯基)丁烷;1,3-雙 [4-羥苯基-1- ( 1-甲基亞乙基)]苯;1,4-雙[4-羥苯基-1-( 1-甲基亞甲基)]苯;1,3_雙[3-第三丁基-4-羥基-6-甲基苯 基-1-(1-甲基亞乙基)]苯,1,4 -雙[3-弟二丁基-4-經基·6_ 甲基苯基-1- ( 1-甲基亞乙基)]苯;4,45-二羥基聯苯; 2,2’,6,8 -四甲基-3,3 ’,5,5’ -四溴基-4,4’ -二羥基聯苯; 2,2’,6,6’-四甲基-3,3’,5-三溴基-4,4’-二羥基聯苯;1,1-雙 (4-羥苯基)-2,2,2-三氯乙烷;2,2-雙(4-羥苯基-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷);1,1-雙(4-羥苯基)-1-氰基乙烷 ;1,1-雙(4-羥苯基)二氰基甲烷;1,1-雙(4-羥苯基)-1-氧基-1-苯基甲院;2,2 -雙(3 -甲基-4 -經苯基)丙院; 1,1_雙(4-羥苯基)正莰;9,9-雙(4-羥苯基)莽;3,3-雙 (4-羥苯基)苯酞;1,2-雙(4-羥苯基)乙烷;1,3-雙(4-羥苯基)丙烯酮;雙(4-羥苯基)硫化物;4,4’-氧基二苯 酚;4,4-雙(4-羥苯基)戊酸;4,4-雙(3,5-二甲基-4-羥 苯基)戊酸;2,2-雙(4-羥苯基)乙酸;2,4’-二羥基苯基 甲烷;2-雙(2-羥苯基)甲烷;雙(4-羥苯基)甲烷;雙 (4-羥基-5-硝基苯基)甲烷;雙(4-羥基-2,6-二甲基-3-甲氧基苯基)甲烷;1,1-雙(4-羥苯基)乙烷;1,1-雙( 4-羥基-2-氯苯基)乙烷;2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(雙 酚-Α) ; 1,1-雙(4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3-氯基-4-羥 -20- 200811237 苯基)丙烷;2,2-雙(3-溴基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙( 4-羥基-3-甲苯基)丙烷;2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基) 丙烷;2,2-雙(3-第三丁基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3-苯基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3,5-二氯基-4-羥苯基)丙 烷;2,2-雙(3,5-二溴基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3-氯基-4-羥基-5-甲基 苯基)丙烷;2,2-雙(3-溴基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烷 ;2,2-雙(3-氯基-4-羥基-5-異丙基苯基)丙烷;2,2-雙( 3- 溴基-4-羥基-5-異丙基苯基)丙烷;2,2-雙(3-第三丁 基-5-氯基-4 -經本基)丙院;2,2 -雙(3 -漠基-5-第二丁基- 4- 羥苯基)丙烷;2,2-雙(3-氯基-5-苯基-4-羥苯基)丙烷 ;2,2-雙(3-溴基-5-苯基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3,5-二異丙基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(3,5-二第三丁基-4-羥 苯基)丙烷;2,2-雙(3,5-二苯基-4-羥苯基)丙烷;2,2-雙(4-羥基-2,3,5,6-四氯苯基)丙烷;2,2-雙(4-羥基-2,3,5,6-四溴基苯基)丙烷;2,2-雙(4-羥基-2,3,5,6-四甲 基苯基)丙烷;2,2-雙(2,6-二氯基-3,5-二甲基-4-羥苯基 )丙烷;2,2-雙(2,6-二溴基-3,5-二甲基-4-羥苯基)丙烷 ;2,2-雙(4-羥基-3-乙基苯基)丙烷;2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷;2,2-雙(3,5,3’,5’-四氯基-4,4’-二 羥基苯基)丙烷;1,1_雙(4-羥苯基)環己基甲烷;2,2-雙(4-羥苯基)-1-苯基丙烷;1,1-雙(4-羥苯基)環己烷 ;1,1_雙(3-氯基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙(3-溴基-4-羥苯基)環己烷;1,1_雙(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷; -21 - 200811237 1,1-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)環己烷;1,1-雙(3-第三 丁基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙(3-苯基-4-羥苯基)環 己烷;1J-雙(3,5-二氯基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙( 3,5-二溴基-4-羥苯基)環己烷;1,卜雙(3,5-二甲基-4-羥 苯基)環己烷;4,4’-[1-甲基- 4-(1-甲基乙基)-1,3-環己 烷二基]雙酚(1,3 BHPM) ; 4-[1_[3- ( 4-羥苯基)-4-甲 基環己基]-1_甲基-乙基]-酚(2,8 BHPM ) ; 3,8-二羥基- 5 a,1 0 b -二苯基薰草院基-2 ’,3 ’,2,3 -薰草院(c 〇 um ar an e ) (DCBP ) ; 2-苯基-3,3-雙(4-羥苯基)苯甲內醯胺;1,1- 雙(3-氯基-4-羥基-5-甲基苯基)環己烷;1,1-雙(3-溴 基-4-羥基-5-甲基苯基)環己烷;1,1-雙(3-氯基-4-羥—基-5-異丙基苯基)環己烷;1,1-雙(3-溴基-4-羥基-5-異丙基 苯基)環己烷;1,1_雙(3-第三丁基-5-氯基-4-羥苯基) 環己烷;1,1_雙(3-溴基-5-第三丁基-4-羥苯基)環己烷 ;1,1_雙(3-氯基-5-苯基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙(3-溴基-5-苯基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙(3,5-二異丙基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙(3,5-二第三丁基-4-羥苯基) 環己烷;1,1_雙(3,5-二苯基-4-羥苯基)環己烷;1,1-雙 (4-羥基-2,3,5,6-西氯苯基)環己烷;1,1-雙(4-羥基-2,3,5,6-四溴苯基)環己烷;1,1-雙(4-羥基-2,3,5,6-四甲 基苯基)環己烷;1,1-雙(2,6〜二氯基-3,5-二甲基-4-羥苯 基)環己烷;1,1-雙(2,6-二溴基-3,5-二甲基-4-羥苯基) 環己烷;1,1_雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-氯基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3- -22- 200811237 溴基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(4-羥基-3-異丙 基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-第三丁基-4-羥 苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-苯基-4-羥苯基 )-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3,5-二氯基-4-羥苯基)- 3.3.5- 三甲基環己烷;1,1-雙(3,5-二溴基-4-羥苯基)- 3.3.5- 三甲基環己烷;1,1-雙(3,5-二甲基_4_羥苯基)- 3.3.5- 三甲基環己烷;1,1-雙(3-氯基-4-羥基-5-甲基苯基 )-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-溴基-4-羥基-5-甲基苯 基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-氯基-4-羥基-5-異丙 基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-溴基-4-羥基-5-異丙基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-第三丁基-5-氯基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3-溴基-5-第三丁基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;雙(3-氯 基_5_苯基_4_羥苯基_3,3,5-三甲基環己烷;U-雙(3-溴 基-5-苯基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3,5-二異丙基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙( 3.5- 二苯基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙.(4-羥基-2,3,5,6-四氯苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙( 4-羥基-2,3,5,6-四溴苯基)-3,3,5-三甲基環己烷;1,1-雙 (4-羥基-2,3,5,6-四甲基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷; 1,卜雙(2,6-二氯基-3,5-二甲基-4-羥苯基)-3,3,5-三甲基 環己烷;1,1-雙(2,6-二溴基-3,5-二甲基-4-羥苯基)- -23- 200811237 3,3,5-三甲基環己烷;4,4-雙(4-羥苯基)庚烷;I1·雙( 4 -羥苯基)癸烷;1,1 -雙(4 -羥苯基)環十二烷;1,1 -雙 (3,5-二甲基-4-羥苯基)環十二烷;4,4,-二羥基-1,卜聯 苯;4,4,-二羥基-3,3,-二甲基-1,卜聯苯;4,4’-二經基-3,3,-二辛基-15 ;1 -聯苯;4,4,- ( 3,3,5 -三甲基環亞己基)一 酚;4,4,-雙(3,5 -二甲基).二酚;4,4,-二羥基二苯基醚; 4,4,-二羥基二苯基硫醚;1,3-雙(2-(4-羥苯基)_2-丙基 φ )苯;1,3-雙(2-(4-羥基-3 -甲基苯基)-2-丙基)苯; 1,4-雙(2- ( 4-羥苯基)-2-丙基)苯;1,4-雙(2- ( 4-趨 基-3-甲基苯基)-2-丙基)苯;2,4,-二羥基苯基颯;4,4’· 二羥基二苯基礪(BPS );雙(4-羥苯基)甲烷;2,6_ — 羥基萘;苯二酚;間苯二酚;經C1 烷基取代的間苯二 酚;3 - ( 4 -羥苯基)-1,1,3 -三甲基氫茚-5 -醇;卜(4 -經本 基)-1,3,3-三甲基氫茚-5-醇;4,4-二羥基二苯基醚;4,4_ 二羥基-3,3-二氯基二苯基醚;4,4-二羥基-2,5-二經基二苯 • 基醚;4,4-硫基二酚;2,2,2,,2,-四氫-3,3,3,,3’-四甲基_ 1,1,-螺二[1H-茚]-6,6,-二醇;以及彼等之混合物。 於一體系中,所存在之醇的量可在組成物之約5重重 %至約10重量%的範圍內、組成物之約1〇重量%至約20 _ 重量%的範圍內、約2 0重量%至約3 0重量%的範圍內、 或組成物之約30重量%至約40重量%範圍內。在一體系 中,所存在之醇的量可在組成物之約4 0重量%至約5 0重 量%範圍內、組成物之約50重量%至約60重量%範圍內 、組成物之約6 0重量°/。至約7 0重量%範圍內、或組成物 -24 - 200811237 之約70重量%至約80重量%範圍內。於一體系內,所存 在之醇的量可在大於組成物之約8〇重量%。 適當的酐類可包括一或多種環狀酐官能化的有;^或無 機物質。適當的有機酐類可包括下列一或多者··鄰苯二甲 酸酐;鄰苯二甲酸二酐;六氫鄰苯二甲酸酐;六氫鄰苯二 甲酸二酐;4-硝基鄰苯二甲酸酐;4-硝基鄰苯二甲酸二酐 ;甲基-六氫鄰苯二甲酸酐;甲基-六氫鄰苯二甲酸二酐; 萘四羧酸二酐;萘酸酐;四氫鄰苯二甲酸酐;四氫鄰苯二 甲酸二酐;焦蜜石酸酐;環己烷二羧酸酐;2-環己院二殘 酸酐;二環(2·2·1 )庚烷-2,3-二羧酸酐·,二環(m ) 庚-5-烯-2,3-二羧酸酐;甲基二環(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二 羧酸酐;順丁烯二酸酐;戊二酸酐;2-甲基戊二酸酐; 2,2-二甲基戊二酸酐;六氟戊二酸酐;2-苯基戊二酸酐; 3,3 -四亞甲基戊二酸酐;依康酸酐;四丙烯基琥珀酸酐; 十八碳烷基琥珀酸酐;2-或正-辛烯基琥珀酸酐;十二碳 烯基琥珀酸酐;十二碳烯基琥珀酸酐;或是彼等之衍生物 〇 適當的無機酸酐類可包括式(III )所示的結構單元
、Si—X
(III) 其中「η」示約0至約5 0範圍的整數,X包括環狀酐 -25-
200811237 結構單元,且R5、R6、R7、RS、r9及R1G在各情況下 各自獨立示脂族原子團、環脂族原子團、或是芳族原子 。於一體系中,「η」示約1至約1 〇、約1 0至約25、 25至約40、約40至約50範圍內的整數,或是大於約 的整數。在一體系中,R5、R6、r7、r8、R9及R1G可包 鹵素基團,諸如,氟或氯基團。於一體系中,R5、R6、 、R8、R9及R1G中有一或多者可包括··甲基、乙基、丙 、3,3,3-三氟丙基、異丙基、或苯基原子團。 在一體系中,式(III )內的X可包括式(IV )所 團 約 5 0 括 R7 基 示
其中RH-R17可爲氫、鹵素、脂族原子團、環脂族 子團或芳族原子團。R18可爲氧或C-R19,其中,R19係 氫、鹵素、脂族原子團、環脂族原子團或芳族原子團選 的任何二者。 於一體系中,所存在之酐的量可在組成物之約5重 %至約10重量%範圍內、組成物之約10重量%至約20 量%範圍內、組成物之約20重量%至約30重量%範圍 、或是組成物之約3 0至約40重量%範圍內。在一體系 ,所存在之酐的量可在組成物之約40重量%至約50重 原 白 出 量 重 內 中 量 -26- 200811237 %範圍內、約5 0重量%至約6 0重量%範圍內、約6 0重量 %至約70重量%範圍內,或是約70重量%至約80重量% 範圍內。於一體系中,所存在之酐的量可在大於組成物之 約80重量%的範圍內。 在一體系中,第一種可固化的物質可在第一個溫度下 ,固化至B階。B階係指可固化物質之一固化階段,其中 ,部分固化的物質可爲橡膠態、固態、指觸乾燥的’或是 在溶劑內可具有部分溶解度。於一體系中,第一種可固化 物質可藉由下列一或多者固化至B階:增加組成物的數平 均分子量(例如,在聚合期間)、形成互穿高分子網路、 或是藉由化學交聯法。在某些體系中,第一種可固化的物 質可藉由二或多種前述方法的組合來固化,例如,固化反 應可包括:數平均分子量的增加以及交聯的形成。於一體 系中,該第一種可固化的物質可藉由增加組成物的數平均 分子量,固化至B階。在一體系中,酐可在第一個溫度下 與醇反應,以增加組成物的數平均分子量。 第二種可固化的物質可包括高分子前驅物,其具有一 或多個可在第二個溫度下固化但不會在第一個溫度下固化 的官能基。高分子前驅物可包括:單聚物種、寡聚物種、 單聚物種的混合物、寡聚物種的混合物、高分子物種、高 分子物種的混合物、部分交聯物種、部分交聯物種的混合 物、或是二或多種前者之混合物。在一體系中,第二種可 固化的物質可包括官能基團,彼等可經由自由基聚合法、 原子轉移自由基聚合法、開聚合法、開環移位聚合法、 -27 - 200811237 陰離子聚合法、或是陽離子聚合法’形成固化的物質。於 一體系中,第二種可固化的物質可包括下列一或多者:丙 烯酸酯、氨基甲酸酯、脲、三聚氰胺、酚、異氰酸酯、氰 酸酯、或其他適當的可固化官能基團。 在一體系中,第二種可固化的物質可包括雜環官能基 。該雜環官能基可回應第二個溫度但非第一個溫度而開環 。適當的雜環物質可包括下列一或多者:醯胺、環氧乙烷 (諸如,環氧基)、或環氧丙院官能基。於一體系中,該 第二種可固化的物質實質上包括環氧乙烷官能基。在一體 系中,該第二種可固化的物質實質上包括環氧丙烷官能基 〇 適當的環氧丙烷官能基可衍生自下列一或多者:3 -溴 甲基-3-羥甲基環氧丙烷;3,3-雙-(乙氧甲基)環氧丙烷 :3,3_雙-(氯甲基)環氧丙烷;3,3-雙-(.甲氧基甲基) 環氧丙烷;3,3-雙-(氟甲基)環氧丙烷;3-羥甲基-3-甲 基環氧丙烷;3,3-雙-(乙醯氧甲基)環氧丙烷;3,3-雙-(羥甲基)環氧丙烷;3-辛氧基甲基-3-甲基環氧丙烷;3-氯甲基-3-甲基環氧丙烷;3-疊氮基甲基-3-甲基環氧丙烷 ;3,3-雙-(碘甲基)環氧丙烷;3 -碘甲基-3-甲基環氧丙 烷;3-丙基甲基-3-甲基環氧丙烷;3-硝酸基甲基-3-甲基 環氧丙烷;3-二氟基胺基甲基-3-甲基環氧丙烷;3,3-雙-(二氟基胺基甲基)環氧丙烷;3,3-雙-(甲基硝酸基甲基 )環氧丙烷;3-甲基硝酸基甲基-3-甲基環氧丙烷;3,3-雙-(疊氮基甲基)環氧丙烷;或是3 -乙基- 3-( (2 -乙基 -28- 200811237 己氧基)甲基)環氧丙烷。 該第二種可固化物質可爲單官能或多官能的。若 官能的,則該第二種可固化物質可包括複數個化學上 的的官能基,例如,丙烯酸酯及環氧丙烷官能基。於 系中,該第二種可固化的物質實質上包括四個或更多 能基。在一體系中,該第二種可固化的物質實質上包 個或更多個官能基。於一體系中,該第二種可固化的 實質上包括八個或更多個官能基。 該第二種可固化的物質可包括有機或無機高分子 物。適當的有機物質於主鏈上,可實質上僅包括碳-聯(例如,烯屬烴類)或是碳-雜原子-碳鍵聯(例如 類、酯類等等)。可作爲高分子前驅物之有機物質的 例可包括下列一或多者:烯屬烴所衍生的高分子前驅 例如,乙烯、丙烯、以及彼等之混合物;甲基丙烷所 的高分子前驅物,例如,丁二烯、異丙烯、以及彼等 合物;不飽和羧酸類以及彼等之官能衍生物之高分子 物,例如,丙烯酸系化合物,諸如,丙烯酸烷酯類、 丙烯酸烷酯類、丙烯醯胺類、丙烯腈類、以及丙烯酸 基芳族高分子前驅物,例如,苯乙烯、α -甲基苯乙 乙烯基甲苯、以及經橡膠改性的苯乙烯類;醯胺類, ,尼龍-6、尼龍-6,6、尼龍-1,1、以及尼龍-1,2 ;酯類 如,二羧酸伸烷酯,尤指對苯二甲酸乙二醇酯、對苯 酸1,4-丁二醇酯、對苯二甲酸丙二醇酯、萘酸乙二醇 萘酸丁二醇酯、對苯二甲酸環己烷二甲醇酯、環己烷 爲多 互異 一體 個官 括六 物質 前驅 碳鍵 ,醚 適當 物, 衍生 之混 前驅 甲基 ;烯 烯、 例如 ;諸 二甲 酯、 二甲 -29- 200811237 醇-對苯二甲酸乙二醇酯共聚物、以及1,4-環甲烷二甲基-1,4-環己烷二羧酸酯以及芳烴二酸烷二醇酯;碳酸酯;酯 碳酸酯(estercarbonates );楓類;醯亞胺類;環芳硫醚 :硫醚颯類;以及醚類,諸如,芳醚類、苯醚類、醚楓類 、醚醯亞胺類、醚爵類、醚醚酮類;或是彼等之摻合物、 均聚物或共聚物。 適當無機高分子前驅物實質上可包括碳-碳鍵聯或碳-雜原子-碳鍵聯之外的主鍵聯,例如,在矽氧烷類或倍半 矽氧烷類的矽-氧-矽鍵聯。於一體系中,該第二種可固化 的物質實質上包括無機高分子前驅物。在一體系中,該第 二種可固化的物質實質上包括帶有一或多個環氧基官能基 團的無機高分子前驅物。於一體系中,該第二種可固化的 物質實質上包括帶有一或多個環氧基官能基團的矽氧烷高 分子前驅物。在一體系中,該第二種可固化的物質實質上 包括帶有一或多個環氧丙烷官能基團的無機高分子前驅物 。於一體系中,該第二種可固化的物質實質上包括帶有一 或多個環氧丙烷官能基團的矽氧烷高分子前驅物。 適合作爲第二種可固化物質之經環氧丙烷官能化之物 質的範例可包括式(V )至(X )所示的的結構單元: -30- 200811237
(VII) ‘
(VIII)
於一體系中,該第二種可固化的物質可包括式(XI) 所示的結構單元: (XI) MaMb,DcDd,TeTf,Qg 其中,下標「a」、「b」、「c」、「d」、「e」、 「1及「8」係獨自示〇或正的整數;且整數「1>」、「d 」及「f」的總和大於或等於1 ;且其中, -31 - 200811237 Μ具有下式: (XII) Μ’具有下式: (XIII) D具有下式: (XIV) D ’具有下式: (XV) Τ具有下式: (XVI) Τ,具有下式: (XVII) R20R21R22SiO1/2, (Z)R23R24Si01/2, R25R26Si02/2,
(Z)R27Si02/2, R28Si03/2, (Z)Si03/2, 且Q具有下式: (XVIII) Si04/2, 其中,r2G至R28在各情況下,係獨自示脂族原子團 、芳族原子團、或是環脂族原子團且z包含環氧丙烷官能 基團。式(XI)之結構單元的適當例包括:經環氧丙烷官 能化的環狀聚矽氧烷類、經環氧丙烷官能化的線性聚矽氧 烷類、或是經環氧丙烷官能化的倍半矽氧烷類。經環氧丙 烷官能化之倍半矽氧烷類的適當例包括一或多個式(XIX )至(XXI)所示之結構: -32- 200811237
(XIX)
(XXI)
R29
其中,R29包括式(XXII)之環氧丙烷分子片段:
(XXII) 於一體系中,所存在之該第二種可固化物質的量可在 組成物之約1 〇重量%至約20重量%範圍內、組成物之約 2 0重量%至約2 5重量%範圍內、組成物之約2 5重量%至 約30重量%範圍內、或是組成物之約30重量%至約4〇重 量%範圍內。在一體系中’所存在之該第二種可固化物質 -33- 200811237 的量可在組成物之約40重量%至約45重量%範圍內、組 成物之約45重量%至約50重量%範圍內、組成物之約50 重量%至約5 5重量%範圍內、或是組成物之約5 5重量% 至約60重量%範圍內。於一體系中,所存在之該第二種 可固化物質的量係在大於組成物之約6 0重量%的範圍內 〇 在一體系中,該第二種可固化物質可包括觸媒。該觸 媒可催化(加速)該第二種可固化物質回應第二個溫度( 非回應第一個溫度)所發生的固化反應。該觸媒可藉由自 由基機轉、原子轉移機轉、開環機轉、開環移位機轉、陰 離子機轉、或陽離子機轉,來催化固化反應。 於一體系中,該觸媒包括會催化該第二種可固化物質 之固化反應的陽離子起始劑。適當的陽離子起始劑可包括 下列一或多者··鐵鹽、路易士酸或烷化劑。適當的路易士 酸觸媒可包括:乙醯乙酸銅硼(copper boron acetoacetate )、乙醯乙酸銘硼(cobalt boron acetoacetate)、或是同 時包括乙醯乙酸銅硼及乙醯乙酸鈷硼。適當的烷化劑可包 括:芳基磺酸酯類,例如,對甲苯磺酸甲酯或三氟甲烷磺 酸甲酯。適當的鐺鹽類可包括下列一或多者:碘鑰鹽、氧 鑰鹽、硫鐵鹽、亞礪鑰鹽、鳞鹽、金屬硼乙醯乙酸鹽、叁 (五氟苯基)硼、或是芳基磺酸酯類。在一體系中,適當 的陽離子起始劑可包括:二芳基碘鐵鹽、三芳基硫鑰鹽、 或四芳基鳞鹽。適當的二芳基碘鏺鹽可包括下列一或多者 :六氟基銻酸二(十二碳烷基苯基)碘鑰;六氟基銻酸( -34- 200811237 辛氧基苯基,苯基)碘鑰鹽;或肆(五氟基苯基)硼酸二 芳基碘鑰鹽。適當的四芳基鐵鹽可包括溴化四苯基鳞。 於一體系中,該觸媒可包括可催化第二種可固化物質 之固化反應的自由基起始劑。適當之產生自由基的化合物 可包括下列一或多者:芳族四甲基乙二醇類、安息香烷基 醚類、有機過氧化物、以及彼等之二或多者的組合。在一 體系中,該觸媒可包括鐵鹽連同自由基產生劑。該產生自 由基的化合物在相對較低的溫度下,可加速鑰鹽的降解。 其他適當的固化觸媒可包括下列一或多者:胺類、經 烷基取代的咪唑類、咪唑鑰鹽類、膦類、金屬鹽類(諸如 ,乙醯乙酸鋁(A1 ( acac ) 3 )、或是含氮化合物與酸性 化合物的鹽類、以及彼等之組合。該含氮化合物可包括, 例如,胺化合物、二氮雜化合物、三氮雜化合物、多胺化 合物、以及彼等之組合。該酸性化合物可包括:酚類、經 有機基取代的酚類、羧酸類、磺酸類以及彼等之組合。適 當的觸媒可爲含氮化合物的鹽類。含氮化合物之鹽類可包 括,例如,1,8-二氮雜二環(5,4,0 ) -7-十一碳烷。適當 的觸媒可包括下列一或多者:三苯基膦(TPP ) 、N-甲基 咪唑(NMI)、以及二月桂酸二丁基錫(DiBSn)。該觸 媒所存在之量可爲總組成物之約10 ppm至約10重量%。 如前文所提及的,該固化觸媒僅可在第二個溫度下( 高於第一個溫度),催化第二種可固化物質的固化反應。 於一體系中,該第二種可固化物質於低於該第二個溫度的 溫度範圍內、觸媒存在下且於一段特定的時間內,亦可爲 -35- 200811237 安定的。在一體系中,該第二種可固化物質於約2〇 °C至 約75 t範圍內的溫度下、觸媒存在下,在長於約1 〇分鐘 的期間內,可爲安定的。於一體系中,第二種可固化物質 於約751至約150艺範圍內的溫度下、觸媒存在下,在長 於約10分鐘的期間內,可爲安定的。在一體系中,第二 種可固化物質於約150 °C至約200 °C範圍內的溫度下、觸 媒存在下,在長於約10分鐘的期間內,可爲安定的。於 一體系中,第二種可固化物質於約200 °C至約300°C範圍 內的溫度下、觸媒存在下,在長於約1 〇分鐘的期間內, 可爲安定的。 可採用硬化劑。適當的硬北劑可包括下列一或多者: 胺硬化劑、酚系樹脂、羥基芳族化合物、羧酸酐、或酚醛 型硬化劑。 適當的胺硬化劑可包括:芳族胺類、脂族胺類、或是 彼等之組合。芳族胺類可包括,例如,間苯二胺、4,4 ’ -甲. 二苯胺、二胺基二苯基碾、二胺基二苯基醚、甲苯二胺、 聯大茴香胺、以及胺類的摻合物。脂族胺類可包括,例如 ,乙二胺類、環己二胺類、經烷基取代的二胺類、甲烷二 胺類、異佛爾酮二胺、以及芳族二胺類的氫化版本。可使 用胺硬化劑的組合。 適當的酚系硬化劑可包括酚-醛縮合產物,俗稱爲酚 醛型或甲酚樹脂。此等樹脂可爲不同酚類與各種莫耳比列 之甲醛的縮合產物。如是之酚醛型硬化劑可包括市面上可 購得的物質,諸如,可分別購自 Arakawa Chemical -36 - 200811237
Industries and Schenectady International 的 758 及 HRJ 1 5 83。 適當的羥基芳族化合物可包括下列一或多 、間苯二酚、鄰苯二酚、甲基苯二酚、甲基間 甲基鄰苯二酚。適當的酐硬化劑可包括下列一 基六氫鄰苯二甲酸酐;甲基四氫鄰苯二甲酸酐 烷二羧酸酐;二環(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧j 二環(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐;鄰苯二 蜜石酸二酐;六氫鄰苯二甲酸酐;十二碳烯基 二氯順丁烯二酸酐;四氯鄰苯二甲酸酐等等。 至少二種酸酐系硬化劑的組合。酸酐類可氫化 用於助銲(fluxing )。於某些體系中,可單獨 的矽氧烷酐作爲硬化劑,或使用其與至少一種 的組合。此外,固化觸媒或含羥基分子片段的 可與酐硬化劑一起添加。 本發明之組成物可包括添加劑。適當的添 特定用途之性能需求,來選擇。例如,需要有 可選用阻燃添加劑;可採用流動調節劑來影響 性;當需要有熱導性時,可添加熱導性物質等 於一體系中,可將反應性有機稀釋劑添加 。反應性有機稀釋劑包括單官能化合物(具有 官能基團),且可添加至組成物中以增加其黏 稀釋劑的適當例包括:3-乙基-3-羥甲基環氧 烷基縮水甘油醚;4-乙烯基-1-環己烷二環氧 TAMANOL I :苯二酚 苯二酚以及 或多者:甲 ,1,2 -環己 駿酐;甲基 甲酸酐;焦 琥珀酸酐; 可使用包含 爲羧酸,供 使用二官能 其他硬化劑 有機化合物 加劑可參照 耐燃性時, 流變或搖變 等。 至組成物中 一個反應性 度。反應性 丙烷;十二 化物;二( -37- 200811237 冷-(3,4-環氧基環己基)乙基)四甲基二矽氧烷等等。反 應性有機稀釋劑可包括單官能環氧化物及/或含有至少一 個環氧基官能的化合物。如是稀釋劑的代表例可包括酚縮 水甘油醚的烷基衍生物,諸如,3- ( 2-壬基苯氧基)-1,2-環氧基丙烷或3- (4-壬基苯氧基)-1,2-環氧基丙烷。可採 用的其他稀釋劑可包括:酚本身的縮水甘油醚以及經取代 的酚,諸如,2-甲基酚、4-甲基酚、3-甲基酚、2-丁基酚 、4-丁基酚、3-辛基酚、4-辛基酚、4-第三丁基酚、4-苯 基酚以及4-(苯基異亞丙基)酚。亦可將不具反應性的 稀釋劑添加至組成物,以增加調配物的黏度。不具反應性 稀釋劑的例子包括:甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸 1 -甲氧基丙酯、乙二醇、二甲醚、以及彼等之組合。 在一體系中,組成物可包括有增黏劑。適當的增黏劑 可包括下列一或多者:三烷氧基有機矽烷類(例如,r -胺基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基矽 烷、以及二(三甲氧基矽烷基丙基)反丁烯二酸酯)。若 存在時,該增黏劑可以有效量來添加。有效量可在總最終 組成物的約〇 · 〇 1重量%至約2重量%的範圍內。 於一體系中,組成物可包括有阻燃劑。組燃劑之適當 例可包括下列一或多者:磷醯胺類v磷酸三苯酯(τρρ ) 、間苯二酚二磷酸酯(RDP )、雙酚Α·二磷酸酯(ΒΡΑ-Dp)、有機磷氧化物、鹵化的環氧樹脂(四溴基雙酸Α) 、金屬氧化物、金屬氫氧化物、以及彼等之組合。當存在 時,阻燃劑可在約〇.5重量%至約20重量% (相對於總重 -38- 200811237 量)的範圍內。 在一體系中,組成物可包括塡料,以形成經塡 成物。可倂入塡料以控制經塡充組成物的下列一或 質:電性、熱性、或機械性質。於一體系中,塡料 係基於由組成物所形成之層的電性、熱性、或是電 性二者。該塡料可包括複數粒子。該複數粒子可以 或多者爲特徵:平均粒子大小、粒子大小分佈、平 表面積、粒子形狀、或粒子橫斷面幾何形狀。 於一體系中,塡料的平均粒子大小可在小於約 (nm )的範圍內。在一體系中,塡料的平均粒子 在約1奈米至約1 〇奈米的範圍內、約1 0奈米至約 米的範圍內、約25奈米至約50奈米的範圍內、約 米至約7 5奈米的範圍內、或是約7 5奈米至約1 0 0 範圍內。於一體系中,塡料的平均粒子大小可在約 米至約〇. 5微米的範圍內、約〇 ·5微米至約1微米 內、約1微米至約5微米的範圍內、約5微米至於 米的範圍內、約1 〇微米至約2 5微米的範圍內、 2 5微米至約5 0微米的範圍內。在一體系中’該塡 均粒子大小可在約5 0微米至約1 0 0微米的範圍 1 0 0微米至約2 0 0微米的範圍內、約2 0 0微米至約 米的範圍內、約4 0 〇微米至約6 0 0微米的範圍內、 微米至約800微米的範圍內、或是約800微米至/ 微米的範圍內。於一體系中’該塡料的平均粒子大 大於約1 000微米的範圍內。在另一體系中’可將 充的組 多種性 的選擇 性及熱 下列一 均粒子 1奈米 大小可 丨25奈 50奈 奈米的 〇·1微 的範圍 J 10微 或是約 料的平 內、約 400微 約600 ^ 10 0 0 小可在 具有二 -39- 200811237 個不同大小範圍(雙峰分佈)的塡料粒子倂入組成物內: 第一個範圍係由約1奈米至約250奈米,而第二個範圍則 係由0.5微米(或500奈米)至約10微米(在此,於第 二個大小範圍內的塡料粒子可稱作爲「微米大小的塡料」 )。桌一個範圍可由約〇 · 5微米至約2微米,或是約2微 米至約5微米。 塡料粒子可具有各式各樣的形狀及橫斷面幾何形狀, φ 部分取決於用來產生彼等粒子的過程。於一體系中,塡料 粒子可具有球狀、棒狀、管狀、片狀、纖維狀、平板狀' 或鬚狀的形狀。該塡料可包括具有二或多種前述形狀的粒 子。在一體系中,粒子的橫斷面幾何形狀可爲下列一或多 者:環形、橢圓形、三角形、長方形、或多角形。於一體 系中,該塡料可實質上由球形粒子所組成。在一體系中, 該粒子在表面上可包括一或多個活性截止位置 (active termination sites ),諸如,經基。 φ 在倂入組成物之前或甚至在倂入組成之後,該塡料可 爲凝集體(aggregates)或聚集體(agglomerates)。凝集 體可包括一個以上相互呈物理接觸狀態的塡料粒子,而聚 集體則可包括一個以上相互呈物理接觸狀態的凝集體。於 一體系中,該塡料粒子可爲非強力凝集及/或聚集的,因 而粒子可相對容易地分散於高分子基質內。該塡料粒子可 進行機械性或化學性處理,以改善該塡料於高分子基質內 的分散性。在一體系中,在分散於可固化物質之前,該塡 料可進行機械性處理,例如,高剪切混合。於一體系中, -40- 200811237 在分散於可固化物質之前,該塡料可進行化學性處理。化 學性處理可包括:由塡料粒子的一或多個表面,去除極性 基團(例如’經基)’以減少凝集體及/或聚集體的形成 。化學性處理亦可包括:用可改良塡料與高分子基質之間 之相容性的官能基團’將該塡料粒子的一或多個表面官能 化’以減少凝集體及/或聚集體的形成,或是同時改良塡 料與可固化物質之間的相容性以及減少凝集體及/或聚集 體的形成。 於一體系中,塡料可包括電絕緣或導電粒子。適當的 導電粒子可包括下列一或多者:金屬、半導性物質、碳物 質(諸如,碳黑或奈米碳管)、或是導電性聚合物。適當 的電絕緣粒子可包括下列一或多者:矽物質、金屬水合物 、金屬氧化物、金屬硼化物、或金屬氮化物。 在一體系中,塡料可包括複數熱導粒子。適當的熱導 粒子可包括下列一或多者:矽物質(諸如,燻製(fumed )二氧化矽、熔融二氧化矽或膠態二氧化矽)、碳物質、 金屬水合物、金屬氧化物、金屬硼化物、或金屬氮化物。 於一體系中,塡料可包括二氧化矽且該二氧化矽可爲 膠態二氧化矽。膠態二氧化矽可爲次微米大小之二氧化矽 (Si02 )粒子於含水或其他溶劑介質內所形成的分散液。 膠態二氧化矽可含有高達約85重量%的二氧化矽(Si02 )、以及高達約80重量%的二氧化矽。二氧化矽的總含 量可在總組成物重量之約0.00 1重量%至約1重量%範圍 、約1重量%至約1 〇重量%範圍內、約1 0重量%至約20 -41 - 200811237 重量%範圍內、約20重量%至約50重量%範圍內、或是 約50重量%至約90重量%範圍內。 在一體系中,膠態二氧化矽可包括經相容化( compatibilized )且鈍化的膠態二氧化砂。經相容化且鈍 化的二氧化矽可用來降低組成物的熱膨脹係數(CTE )、 可用作爲間隙粒子(spacers)以控制介面厚度,或是兼具 二者之功用。於一體系中,複數粒子(亦即二氧化矽塡料 )可藉由至少一種有機烷氧基矽烷以及至少一種有機矽氮 烷的處理,而相容化及鈍化。該二成分的處理可依序先後 進行或同時進行。在依序先後進行處理中,該有機烷氧基 矽烷可用於或反應於塡料表面上之至少一部分活性截止位 置,且該有機矽氮烷可用於或反應於至少一部分活性截止 位置(在與有機烷氧基矽烷反應後所剩下者)。 在與有機烷氧基矽烷反應之後,其他之相位不相容( phase incompatible )塡料在有機或非極性液相中,可爲 相對地較相容的或可分散的。塡料在有機基質內的相容性 或分散性增加,在此可稱作爲「相容化的」。用於將膠態 二氧化矽官能化的有機烷氧基矽烷可包括於下式(XXIII ) 的範圍內: (XXIII) (R30)kSi(OR31)4.k 其中,在各情況下可獨立示脂族原子團、芳族原 子團、或是環脂族原子團,任意進一步經丙烯酸烷酯、甲 基丙烯酸烷酯、環氧乙烷、或環氧基團官能化;R31可爲 氫原子、脂族原子團、芳族原子團、或是環脂族原子團; -42- 200811237 且「k」可爲1至3(包括3)的整數。該有機烷氧基矽烷 可包括下列一或多者:苯基三甲氧基矽烷、2- ( 3,4_環氧 基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基三甲 氧基矽烷、或是甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。 即使藉由與有機烷氧基矽烷反應而使得塡料與側懸的 有機基團呈相位相容(phase compatible )的,塡料表面 上的剩餘活性截止位置可起始過早的化學反應、可增加吸 水性、可影響某些波長的透明性、或是具有其他非所欲的 副作用。在一體系中,該相位相容塡料可藉用鈍化劑(諸 如,有機矽氮烷),將活性截止位置封鎖,而被鈍化。有 機基矽氮烷的例子可包括下列一或多者:六甲基二矽氮烷 (“HMDZ”)、四甲基二矽氮烷、二乙烯基四甲基二矽氮 烷、或是二苯基四甲基二矽氮烷。該相位相容、鈍化的塡 料可與組成物摻合在一起,且可形成安定的塡充組成物。 該有機烷氧基矽烷及有機矽氮烷分別爲相位相容劑及鈍化 劑的範例。 經塡充之包括相容化且鈍化之粒子的塡充組成物與其 中之膠態二氧化矽未經鈍化的調配物相較之下,顯示出相 對較佳的室溫安定性。在某些情況下,樹脂調配物之室溫 安定性的增加,可允許較高裝塡率的固化劑、硬化劑及觸 媒,否則彼等基於保存期限的限制,有可能係蔽多於利的 。藉由彼等裝塡率的增加,可達到較高程度的固化、較低 的固化溫度、或是更加明確界定的固化溫度分佈。 塡料之量可參考特定應用所需之性能要求、塡料粒子 -43- 200811237 的大小、或是塡料粒子的形狀來決定。在一體系中’所存 在之該塡料之量可在小於組成物之約1 〇重量%範圍內。 於一體系中,所存在之塡料之量可在組成物之約10重量 %至約15重量%範圍內、約15重量%至約25重量%範圍 內、約2 5重量%至約3 0重量%範圍內、或是約3 0重量% 至約40重量%範圍內。 在一體系中,具有膠態且官能化二氧化矽之塡料可進 一步包括微米大小的熔融二.氧化矽。當有存在時,該熔融 二氧化矽塡料可以有效量來添加,以提供CTE的進一步 降低;作爲間隙粒子,以控制介面厚度,等等。去泡劑、 染料。顏料等等亦可倂入組成物中。如是添加劑的量可由 最終用途來決定。 經塡充之組成物的熔融黏度可取決於下列一或多者: 塡料裝塡率、塡料粒子形狀、塡料粒子大小、第一種可固 化物質的分子量、第二種可固化物質的分子量、溫度或轉 化率。於一體系中,經塡充的組成物在特定溫度下,具有 流動性質(例如,黏度),使得經塡充的組成物可在二表 面之間流動,例如,在晶片及基板之間流動。根據本發明 一體系之經塡充的組成物可爲不含溶劑的。根據本發明一 體系之不含溶劑的經塡充組成物可具有足夠低的黏度,而 使得該組成物可流動至晶片及基板之反面所界定的空間內 〇 在一體系中,當塡料之量在大於經塡充組成物之約 1 〇重量%範圍內時,經塡充的組成物可具有在小於約 -44- 200811237 20000厘泊範圍內的室溫黏度。於一體系中,當塡料之量 在大於經塡充組成物之約10重量%範圍內時,經塡充的 組成物所具有的室溫黏度係在約1〇〇厘泊至約1 000厘泊 範圍內、約1 000厘泊至約2000厘泊範圍內、約2000厘 泊至約5000厘泊範圍內、約5000厘泊至約1 0000厘泊範 圍內、約 1 0000厘泊至約1 5000厘泊範圍內、或是約 1 5 0 0 0厘泊至約2 0 0 0 0厘泊範圍內。 經塡充組成物的安定性亦可取決於下列一或多者:塡 料裝塡率、溫度、周圍條件、或轉化率。在一體系中,該 經塡充的組成物可在大於約2 0 °C範圍內的溫度下,於長 於約一天的期間,呈安定狀態。於一體系中,該經塡充組 成物可在約2 0 °C至約5 0 °C、約5 0 °C至約7 5 °C、約7 5 °C 至約1 0 0 °C、約1 0 0 °C至約1 5 0 °C、或約1 5 0 °C至約1 7 5 °C 範圍的溫度下,於長於一天的期間,呈安定狀態。在一體 系中,該經塡充的組成物可在大於約1 75 °C範圍的溫度下 ,於長於約一天的期間,呈安定狀態。於一體系中,該經 塡充的組成物可在大於約1 75 °C範圍的溫度下,於長於約 1 〇天的期間,呈安定狀態。於一體系中,該經塡充的組 成物可在大於約175°c範圍的溫度下,於長於約30天的 期間,呈安定狀態。在一體系中,經塡充的組成物可於未 冷藏的條件下,儲存長於約一天的期間。 經塡充的組成物可用作爲下列一或多者:電性接點( electrical connects )、散熱介面材料、導電性接著劑(例 如,黏晶用接著劑)、或是電子封裝裝置內的底膠材料( -45- 200811237 underfill materials)。就某一特定用途而言,經塡充組成 物的適當性乃取決於經塡充組成物之電、熱、機械或流動 性質中的一或多者。因此,舉例而言,電性接點可能需要 具導電性的組成物,然而底膠材料則需要有呈電絕緣性且 具有熱性質(諸如,熱膨脹係數、熱疲勞等等)的塡充組 成物。 在一體系中,底膠材料可包括經塡充的組成物。底膠 材料係可塗佈的(dispensable)且可用於裝置上,諸如, 固態裝置及/或電子裝置(諸如,電腦或半導體),或是 需要底膠、雙料成型、或彼等之組合的裝置。該底膠材料 可用作爲接著劑,例如,用來強化連接晶片及基板之電性 內連線(electrical interconnects)的物理、機械、及電性 質。於某些體系中,該底膠材料可具有自熔(self-fluxing )能力。 在一體系中,底膠材料可在第一個溫度下固化而形成 B階的層。於一體系中,底膠材料可固化而形成固化的底 膠層。該固化的底膠層可藉由將底膠直接加熱至第二個溫 度,或是依序先加熱至第一個溫度(形成B階的層),然 後接著加熱至第二個溫度而形成的。在依序連續加熱期間 ’ B階的層可冷卻至室溫、暴露於其他的加工步驟、然後 ,接著加熱形成固化的底膠層。在一體系中,該底膠材料 包括在小於約1 50°C範圍內之溫度下固化的第一種可固化 物質,以及在約150°C至約3 00°C範圍內之溫度下固化的 第二種可固化物質。將第一種可固化物質固化,可導致形 -46- 200811237 成B階的層,而接著所進行之第二種可固化物質的固化可 導致形成固化的底膠層。 於一體系中,第一種及第二種可固化物質的轉化率皆 可大於固化底膠層的約5 0%。在一體系中,第一種及第二 種可固化物質的轉化率皆可大於固化底膠層的約60%。於 一體系中,第一種及第二種可固化物質的轉化率皆可大於 固化底膠層的約75%。在一體系中,第一種及第二種可固 化物質的轉化率皆可大於固化底膠層的約90%。於一體系 中,第一種可固化物質的轉化率可大於固化底膠層的約 75%且第二種可固化物質的轉化率可大於固化底膠層的約 5 0% ° 在一體系中,固化的底膠層可將晶片牢牢固定於基板 上。於一體系中,固化的底膠可功能性地支援晶片及基板 之間的一或多個電性接點(electrical connects)。該固化 的底膠層可藉由下列一或多種方式來提供功能性的支援: 強化內連線、吸收應力、降低熱疲勞、或是呈電絕緣狀態 。熱疲勞係因晶片及基板之熱膨脹係數的不相匹配,而發 生於晶片及基板之間。於一體系中,該固化的底膠層可藉 由具有可降低匹配誤差之熱膨脹係數,來將低所產生的熱 疲勞。 由於多種因素(諸如,塡料量),固化底膠層的熱膨 脹係數可選擇爲小於約5 0 p p m / °C、小於約4 0 p p m / °C 、或是小於約30 ppm/ °C。在一體系中,該熱膨脹係數 可在約1 〇 p p m / °C至約2 0 p p m / °c範圍內、約2 0 p P m / -47- 200811237 °C 至約 3 0 p p m / °C 範圍內、約 3 0 p p m / °C 至約 4 0 p p m / °C範圍內、或是大於約40 ppm/ °C範圍內。 固化之底膠層的機械性質(諸如,模數)及熱性質亦 可取決於組成物的玻璃相轉化溫度。於一體系中,固化底 膠層的玻璃相轉化溫度可大於約150°C、大於約200°C、 大於約250°C、大於約30(TC、或是大於約3 50°C。在一 體系中,固化底膠層的模數可在大於約2000 MPa (百萬 巴)範圍內、大於約3000 MPa範圍內、大於約5000 MPa 範圍內、大於約 7000 MPa範圍內、或是大於約 1 0000 MPa範圍內。 底膠材料的電絕緣性質可取決於數種因素,諸如,塡 料種類及濃度。於一體系中,固化底膠層之電阻率可在大 約1 0 _3歐姆•公分範圍內、大於約1 CT4歐姆•公分範圍 內、1〇_5歐姆•公分、或是1(Τ6歐姆•公分。除了係爲電 絕緣之外,固化底膠亦可爲導熱的,視需要,可作爲散熱 介面材料。在作爲散熱介面材料時,底膠層可加速晶片至 基板的熱轉移。該基板依次可連結至散熱單元,諸如,散 熱器、熱交換器、或是均熱片。與電性質相似地,固化底 膠層的熱導性(或電阻率)數値亦可取決於數種因素,諸 如,塡料的種類及濃度。於一體系中,固化底膠層的熱導 率可在大於約1 W/ mK ( 100°c下)範圍內、大於約2 W / mK ( l〇〇°C下)範圍內、大於約5 W / mK ( 100°C下) 範圍內、大於約1 0 W / mK ( 1 0 〇 °C下)範圍內、或是大 於約20 W / mK ( 100°C下)範圍內。 -48- 200811237 固化的底膠層亦需要在操作溫度下係呈安定的。於一 體系中,固化的底膠材料可在大於約10%的溼度及高於約 2 0°C的溫度下呈安定的、在大於約50%的溼度及高於約 20 °C的溫度下呈安定的、在大於約80%的溼度及高於約 20 °C的溫度下呈安定的、在大於約10%的溼度及高於約 40°C的溫度下呈安定的、在大於約10%的溼度及高於80 °C的溫度下呈安定、或是在大於約80%的溼度及高於約 8〇°C的溫度下呈安定的。 在一體系中,固化的底膠層可具有晶圓級底膠所需的 透明度。適當的透明度係定義爲能夠透射足夠的光,而不 致遮蔽用於晶圓切割的對位標誌(guide marks )。於一體 系中,固化底膠層的透明度係在大於約50%可見光透射的 範圍內、在約5 0 %至約7 5 %可見光透射的範圍內、在約 75%至約85%可見光透射的範圍內、約85%至約90%可見 光透射的範圍內、或是大於約90%可見光透射。在一體系 中’該透明度可參照可見光譜外之波長的光來測量。在如 是體系中,光的透射可足使偵測器或感測器能夠辨別晶圓 切割的對位標誌。 於一體系中,該底膠材料(固化前或固化後)可不含 溶劑或其他揮發物。揮發物可在一或多個加工步驟的過程 中,例如,將第一種可固化物質固化形成B階之層的步驟 ’造成空洞(voids)的形成。空洞會造成非所要的缺陷 形成。在一體系中,第一種可固化的物質在固化前、固化 期間、或固化後,所產生之氣體的量不足以形成肉眼可察 -49- 200811237 覺的空洞。 如前文已指出的,固化的底膠層可膠晶片牢牢固定於 基板上。該固化底膠層將晶片牢牢固定於基板上的有效性 可取決於數個因素,諸如,底膠層與晶片或基板之間的界 面黏著性(inter facial adhesion )、或是底膠層固化後的 收縮(若有的話)。底膠材料與晶片或基板之間的界面性 質可藉由選用具有所要之界面性質(例如,黏著性質)的 第二種可固化物質,而獲得改善。於一體系中,該第二種 可固化物質在固化前,可與基板形成連續的界面接觸。在 一體系中,該第二種可固化的物質在固化前,可與晶片形 成連續的界面接觸。於一體系中,固化的底膠層在固化後 ,可與基板及晶片形成連續的界面接觸。 一物件可包括置於晶片及基板之間的底膠材料。一物 件可包括固態裝置及/或電子裝置(諸如,電腦或板導體 )、或是需要底膠、雙料成型、或彼等之組合的裝置。該 底膠材料可固化形成固化的底膠層,如前文所述地。於一 體系中,該固化的底膠層可晶片牢牢固定於裝置內的基板 上。 在一體系中,一物件還可包括電性接點且該固化的底 膠層可用於功能性地支援晶片及基板之間的電性接點,防 止熱疲勞。於一體系中,該電性接點可包括銲錫凸塊( solder bumps),且該固化的底膠層具有接著劑的功能, 例如’以強化銲錫凸塊的物理、機械、及電性質。電性內 連線可包括鉛或不含鉛。不含鉛的內連線可包括導電性粒 -50- 200811237 子或分散於高分子基質內的導電粒子。於一體系中,該第 二種可固化的物質可在大約內連線的銲錫(含鉛)或交聯 (不含鉛)溫度下固化。 本發明提供了一種製造根據本發明之一體系的組成物 (經塡充或未經塡充)的方法。該方法包括:令第一種可 固化物質與第二種可固化物質接觸,而形成未固化的組成 物(未塡充的)。該第一種可固化的物質及第二種可固化 的物質亦可與一塡料接觸,而形成經塡充的組成物。該接 觸的步驟可包括固態、熔融態的混合/摻合、或是溶液混 合。 可固化物質的固態或溶融態摻合可涉及使用一或多種 剪切力、壓縮力、超音波能量、電磁能、或是熱能。摻合 可在一加工設備中進行,其中,前述力量可藉由下列一或 多者來行使:單螺桿、多螺桿、嚙合式同向轉動或反向轉 動螺桿、非嚙合式同向轉動或反向轉動螺桿、往復式螺桿 、裝備有銷(pins)的螺桿、裝備有銷的圓筒(barrels) 、輥筒、撞槌機、或螺旋轉子。彼等物質可用手工來混合 ,但是亦可利用諸如下列的混合裝備來混合:搓揉混合機 (dough mixers )、鏈罐混合機(chain can mixers)、行 星式混合機、雙螺桿擠壓機、二或三輥筒硏磨機、巴斯密 練機(B u s s K n e a d e r )、漢塞混合機(H e n s e h e 1 )、賀立 可混合機(H e 1 i c o ir e s )、羅思混合機(R 〇 s s m i x e r s )、 萬馬力機(Banbury )、輥筒硏磨機、成型機(諸如,射 出成型機、真空成型機、中空成型機)等等。摻合可以批 -51 - 200811237 次、連續或半連續的模式來進行。例如,就批次模式反應 而言,所有的反應物成分可倂合在一起且反應直到大多數 的反應物已消耗掉爲止。爲了讓反應的繼續行進,反應必 須一旦停止且添加額外的反應物。就連續條件而言,反應 無需停下來添加更多的反應物。溶液摻合亦可使用額外的 能量,諸如,剪切力、壓縮、超音波振動、或類似的能量 ,以促進組成物成份(諸如,該二種可固化物質或塡料( 若存在)與可固化物質)的均化。經塡充或未塡充組成物 亦可在摻合之前或摻合之後,與固化觸媒接觸。 於一體系中,經塡充的組成物可藉由將第一種可固化 物質、第二種可固化物質、以及塡料溶液摻合而製備得。 在一體系中,彼等可固化的物質可懸浮於一液體內,然後 ,與塡料一起導入超音波振盪器內,而形成一混合物。可 藉由將該混合物超音波振盪一段可有效將塡料粒子分散於 彼等可固化物質內的時間,而將該混合物溶液摻合。於一 體系中,在超音波振盪的操作期間,該液體可使可固化物 質膨脹。可固化物質的膨脹可使塡料在溶液摻合期間充滿 可固化物質的能力獲得改善,因而改善分散性。 在一體系中,於溶液摻合期間,塡料與任意的添加劑 可和高分子前驅物一起進行超音波振盪。高分子前驅物可 包括一或多種單體、二聚體、三聚體或類似物,彼等可反 應形成所要的高分子基質。諸如溶劑的液體可與塡料及高 分子前驅物一起導入超音波振盪器。超音波振盪的期間係 足以促進塡料組成物被高分子前驅物所包覆。在包覆後’ -52- 200811237 高分子前驅物可接著被聚合而形成具有分散塡料的可固化 物質。 溶劑可用於組成物的溶液摻合。溶劑可用作爲黏度調 節劑,或是用來促使塡料組成物的分散及/或懸浮。可採 用液態非質子溶劑,諸如,下列一或多者:碳酸丙烯酯、 碳酸乙烯酯、丁內酯、丙腈、苄腈、硝基甲烷、硝基苯、 環丁颯、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯啶酮或類似物。亦可 使用極性質子溶劑,諸如,下列一或多者:水、甲醇、乙 腈、硝基甲烷、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、或類似物。 還可使用其他非極性溶劑,諸如,下列一或多者:苯、甲 苯、二氯甲院、四氯化碳、己院、乙醚、四氫呋晡、或類 似物。亦可使用共溶劑(eo-solvent),其包含至少一種 非質子極性溶劑以及至少一種非極性溶劑。溶劑可在組成 物摻合前、摻合期間及/或摻合後蒸發。摻合後,溶劑可 藉由加熱或施用真空或二者同時使用,被移除。溶劑自膜 的移除可藉由分析技術來測量及定性化,諸如,紅外光譜 術、核磁共振光譜術、熱重分析法、示差掃描熱量分析法 以及類似的技術。 於一體系中,該塡料可包括膠態二氧化矽且該膠態二 氧化矽可在摻合前(固態,融熔或溶液摻合),進行相容 化及鈍化。將相容化劑添加至膠態二氧化矽的水性分散液 (其中已添加了脂族羥基化合物),可使膠態二氧化矽相 容化。結果所得到的組成物(包括在脂族羥基化合物內% 相容化二氧化矽粒子以及相容化劑)在此可被定義爲預分 -53- 200811237 散液。該脂族羥基化合物可選自:異丙醇、第三丁醇、2-丁醇、以及彼等之組合。脂族羥基化合物的量可在水性膠 態二氧化矽預分散液內所存在之二氧化矽量的約1倍至約 1 〇倍(基於重量)範圍內。 可用酸或鹼來中和結果所得到之有機相容化二氧化矽 粒子的pH。可採用酸或鹼連同其他促進矽醇與烷氧基矽 烷基之縮合的觸媒,來幫助相容化過程。如是觸媒可包括 有機矽酸.鹽以及有機錫化合物,諸如,四丁基錫酸鹽、異 丙氧基雙(乙醯丙酮)錫、二月桂酸二丁基錫、或是彼等 之組合。在某些情況下,可將安定劑,諸如,4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧基(亦即,4-羥基TEMPO)添加至 預分散液中。結果所得到的預分散液可在約5 0 t:至約100 °C範圍內,在約1小時至約1 2小時範圍內的時間內加熱 。在約1小時至約5小時的固化時間範圍係充足的。 可用如本文所揭示的鈍化劑,來進一步處理冷卻的透 明預分散液,以形成最終分散液。任意地,在此加工步驟 過程中,可添加可固化的高分子前驅物及脂族溶劑。適當 之額外溶劑可選自:異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、甲苯、以及其中之二或多者的組合。可 用酸或鹼或用離子交換樹脂,來處理相容化且鈍化之粒子 的最終分散液,以去除酸性或鹼性雜質。 取決於受用途影響的因素,該相容化且鈍化之粒子的 最終分散液(已如本文所揭示地相容化且鈍化)可以人工 加以混合,或是藉由下列一或多者加以混合:搓揉混合機 -54- 200811237 、鏈式混合機、或行星式混合機。如是之因素包括:黏度 、反應性、粒子大小、批次大小及加工參數(諸如,溫度 )。分散液成份的摻合可以批次、連續或半連續模式來進 行。 該相容化且鈍化之粒子的最終分散液可在約0.5托爾 (Torr)至約250托爾範圍的真空中,約20°C至約140°C 範圍內的溫度下,進行濃縮,以去除任何低沸點成份,諸 如,溶劑、剩餘的水、以及彼等之組合,而得到相容化且 鈍化之二氧化矽粒子的透明分散液,其可任意含有可固化 的單體,在此稱作爲最終濃縮分散液。在此,低沸點成份 的去除可定義爲:去除低沸點成分,以得到含有約1 5重 量%至約80重量%之濃縮二氧化矽的分散液。 在某些情況下,可進一步用相容劑及/或鈍化劑,來 處理該相容化且鈍化之二氧化矽粒子的預分散液或最終分 散液。低沸點成分至少可被部分去除。接著,可添加第二 種封鎖劑或鈍化劑,其可與相容化且鈍化之粒子內剩餘的 經基官能基(經過第一個相容化及鈍化過程所剩下者)皮 應,其量係在預分散液或最終分散液內之二氧化矽量之約 〇 · 〇 5倍至約1 0倍範圍內。低沸點成份的部分移除可移除 低沸點成份總量的至少約10重量%、低沸點成份總量的 約1 0重量%至約5 0重量%範圍內或大於低沸點成份總量 的約50重量%之低沸點成份的量。至少就第二個通過相 容化及鈍化的加工過程而言,有效量之封鎖劑可與該相容 化且鈍化之粒子的表面官能基反應。在一體系中,在最終 -55- 200811237 的加工之後,與未鈍化之粒子的對應基團相較之下,該相 容化且鈍化的粒子所具有之自由羥基基團少了至少1 0重 量%、至少20重量%、或是至少3 5重量%。 根據本發明之一體系所製備得的經塡充或未塡充組成 物可被加熱至第一個溫度,以固化第一種可固化的物質。 第一種可固化之物質的固化可導致生成B階組成物,其係 指觸乾燥的、或固態的或是同時爲指觸乾燥且固態的。過 後,該B階組成物可被加熱至第二個溫度(其係高於第一 個溫度),以固化第二種可固化物質。 在一體系中,於B階之前,經塡充或未塡充的組成物 (底膠)可配置(dispose )於晶片的表面、晶僵的表面 、基板的表面、或是晶片及基板之間。配置該底膠組成物 的方法可被稱爲「底膠充塡」。底膠充塡可包括:毛細現 象底膠充塡(capillary underfilling )、無流動底膠充塡 (no-flow underfilling )、轉移成型底膠充塡(transfer mold underfilling )、晶圓級底膠充塡(wafer level underfilling)以及類似的方法。 毛細現象底膠充塡包括:將內圓角或珠粒形式的底膠 材料,沿著晶片之一或多邊的邊緣延伸,進行點膠,並且 讓底膠材料藉由晶片的毛細現象作用進行流動,而塡滿晶 片與基板之間的所有空隙。可使用針,在組件表面積( component footprint area)的中心,以點的圖樣,進行底 膠的點膠。其他適當的點膠方法可包括:噴嘴式方法(飛 散(fly )或直線模式的點)、以及DJT-9 000 Dispense Jet -56- 200811237 ,其係購自 Asymtek ( Carlsbad,California)。轉移成 型底膠充塡的方法包括:將晶片及基板置於一模穴內並且 將底膠材料推壓入模穴內。推壓底膠材料會使得底膠材料 塡滿晶片及基板之間的空間。 無流動底膠充塡的方法包括:第一,先將底膠材料點 膠於基板或板導體裝置上,第二,將覆晶置於該底膠的頂 部,以及第三,進行電性接點(銲錫凸塊)迴銲,以形成 電性接點(銲點)且同時將底膠固化。晶圓級的底膠充塡 方法包括:在晶圓切割爲個別的晶片之前,將底膠點膠於 晶圓上,彼等晶片接著可藉由覆晶類型操作,黏著於最終 結構上。 可採用自動化取置裝置,將該覆晶晶粒貼裝(place )於基板的頂部。該貼裝力及貼裝頭停留時間係加以控制 ,以使得該方法的循環時間及產率達最佳化。 該構裝(construction )可被加熱至熔融或是迴銲彼 等電氣接點(例如,銲錫),形成電性內連線且最後將底 膠固化。該加熱操作通常可在迴銲爐內的輸送機上進行。 該底膠(根據一體系的第二種可固化物質)的固化動力學 可經過調整,以符合該迴銲周期的溫度曲線。該無流動或 晶圓級底膠可在該底膠達到膠凝點之前,讓內連線(銲點 )形成且可在加熱循環結束時,形成固態底膠層。 無流動或晶圓級底膠可使用二種不同的迴銲溫度曲線 ,進行固化。第一種溫度曲線可稱作爲「高原型」溫度曲 線,其包括在該銲錫之熔點之下的均熱區(soak zone ) - 57- 200811237 。該第二種溫度曲線可稱作爲「火山型」溫度曲線,以恆 定的加熱速率,升高溫度,直至達到最高溫度爲止。在迴 銲期間的最高溫度係取決於該銲錫組成物且可比銲錫球的 熔點或銲'錫球的迴銲溫度(不含鉛的情況),高出約1 〇 °C至約40 °c。該加熱循環可在約3分鐘至約5分鐘之間 、或是約5分鐘至約1 0分鐘之間。於一體系中,該固化 的底膠層可在約150°C至約180°C範圍內之溫度下、約 180°C至約200°C範圍內的溫度下、約200°C至約250°C範 圍內的溫度下、或是約250 °C至約300 °C範圍內的溫度下 ,在一段約1小時至約4小時範圍內的時間內,進行後固 化。 在一體系中,經塡充或未塡充的組成物點膠於基板上 ,而形成無流動的底膠。該第一種可固化的物質係於第一 個溫度下,固化形成B階無流動底膠。覆晶係貼裝於B 階底膠的頂部,而形成電組件。接著可將該電組件加熱, 以迴銲電性內連線(銲錫),而形成電性接點(銲點)。 在迴銲過程中,該第二種可固化物質可同時固化,而形成 固化的底膠層。第二種可固化物質的固化溫度(第二個固 化溫度)以及迴銲溫度可予以調節,而使得固化及迴銲同 時發生。 於一體系中,經塡充或未塡充的組成物可點膠於晶圓 上,而形成晶圓級的底膠。該第一種可固化物質可在第一 個溫度下,固化形成B階晶圓級底膠。將該晶圓切割爲個 別的晶片並且將個別的晶片貼裝於基板的頂部,而形成電 -58- 200811237 組件。接著,將該電組件加熱,以迴銲電性內連線(銲錫 )且形成電性接點(銲點)。在迴銲過程中,該第二種可 固化物質可同時固化,而形成固化的底膠層。第二種可固 化物質的固化溫度(第二個固化溫度)以及迴銲溫度可予 以調節,而使得固化及迴銲同時發生。在一體系中,底膠 材料特別可適用作爲晶圓級底膠。 藉由採用前述底膠充塡方法中之一者,可將晶片封裝 形成電子組件。可採用底膠組成物來封裝的晶片包括半導 體晶片及LED晶片。適當的晶片可包括:半導體材料, 諸如,矽、鎵、鍺或銦,或是其中二或多者的組合。電子 組件可用於電子裝置、積體電路、半導體裝置、以及類似 物。採用底膠材料的積體電路及其他電子裝置可用於範圍 廣泛的用途,包括:個人電腦、控制系統、電話網路、以 及大量其他消費性及工業產品的。 【實施方式】 實施例 下面的實施例係僅供例示根據本發明的方法及體系, 因此不應被闡釋爲加諸於申請專利範圍的限制。除非另有 特別說明,所有的成分皆可購自一般的化學藥品供應商, 諸如,Alpha Aesar,Inc· (Ward Hill,Massachusetts)、 Sigma Aldrich、Spectrum Chemical Mf g. C o rp. (Gardena, California)等等 ° -59- 200811237 實施例1 令一單官能的醇,3-乙基-3-羥甲基-1-環氧丙烷(可 以UVR600 0之商品名’購自Dow Chemicals)與甲基六氫 鄰苯二甲酸酐(NHHPA )混合。該混合係於室溫下、採 用磁性攪拌器且在無溶劑存下進行的。在加熱及分析之前 ,將結果所得到的混合物塗覆於玻璃載片上。 藉由改變羥基基團與酐基團的比例,製備出二種不同 的試樣。試樣1係採用1 : 1莫耳比.之UVR6000 : MHHPA ,而製備得的。試樣2係採用1 : 3莫耳比之UVR6000 : MHHPA,而製備得的。將試樣i及2力口熱至10(rc的溫度 ,歷時1小時的期間,並且以目視來檢視結果所得到之組 成物的性質,黏度/黏著性。表1示試樣組成物以及該二 試樣在加熱後的最終性質。 表1 :試樣的B階性質 試樣 羥基與酐基的比例 組成物的起始狀態 組成物加熱後的最終狀態 1 1:1 液體 高度黏稠的液體 2 1:3 液體 高度黏稠的液體 實施例2 令一多官能的醇,1,2-丙二醇與甲基六氫鄰苯二甲酸 酐(MHHPA )混合。該混合係於室溫下、採用磁性攪拌 器且在無溶劑存下進行的。在加熱及分析之前,將結果所 得到的混合物塗覆於玻璃載片上。 藉由改變羥基基團與酐基團的比例,製備出二種不同 -60 - 200811237 的試樣。試樣3係採用1 : 1莫耳比之丨,2 -丙二醇: MHHPA,而製備得的。試樣4係採用1 : 3莫耳比之1,2-丙二醇:MHHPA,而製備得的。將試樣3及4加熱至100 °C的溫度,歷時1小時的期間,並且以目視來檢視結果所 得到之組成物的性質,黏度/黏著性。表2示試樣組成物 以及該二試樣在加熱後的最終性質。 表2 :試樣的B階性質 試樣 羥基與酐基的比例 組成物的起始狀態 組成物加熱後的最終狀態 3 1:1 液體 稍微黏著的固體 4 1:3 液體 黏著的液體 實施例3 令一多官能的醇,甘油與甲基六氫鄰苯二甲酸酐( MHHPA )混合。該混合係於室溫下、採用磁性攪拌器且 在無溶劑存下進行的。在加熱及分析之前,將結果所得到 的混合物塗覆於玻璃載片上。 藉由改變羥基基團與酐基團的比例,製備出三種不同 的試樣。試樣5係採用1 : 3莫耳比之羥基基團:酸酐基 團,而製備得的。試樣6係採用1 : 1莫耳比之經基基團 :酐基團,而製備得的。試樣7係採用3 : 1莫耳比之羥 基基團·野基團’而製備得的。將試樣5、6及7加熱至 100°C的溫度,歷時1小時的期間,並且以目視來檢視結 果所得到之組成物的性質,黏度/黏著性。表3示試樣組 成物以及該三試樣在加熱後的最終性質。 -61 - 200811237 表3 :試樣的B階性質 試樣 羥基與酐基的比例 組成物的起始狀態 組成物加熱後的最終狀態 5 1:3 液體 稍微黏著的固體 6 1:1 液體 指觸乾燥的固體 7 3:1 液體 指觸乾燥的固體 實施例4 將一定量的3-溴甲基-3-甲基環氧丙烷(82.5 g,0.5 mol )添加至裝備有機械性攪拌裝置及冷凝器的圓底瓶內 。依序先後將甲基苯二酚(31.04 g,0.25 mol)及25 g 水添加至該燒瓶內。將溴化四丁基銨(8.0 g,0.025 mol )緩慢地添加至所得到的混合物中。接著,將該混合物加 熱至75 °C並且逐滴地添加氫氧化鉀(35.5 g,於50 g水 中)。於80°C下,將所得到的混合物加熱1 8小時。將該 混合物冷卻至室溫並且予以過濾,接著用水稀釋並且用二 氯甲烷萃取。將二氯甲烷蒸發後,可產生42. lg粗製產物 ,接著令該粗製產物自熱己烷再結晶析出,而得到3 1.7g 淺黃色固體,甲基苯二酚環氧丙烷(MeHQ〇x)。 實施例5 根據下列程序來製備不含觸媒的原液(master batch )。於一圓底燒瓶內,添加相容化且鈍化的二氧化矽、 MeHQOx (實施例4所製備得的)、MHHPA及甘油,並且 予以混合物’而形成一均質溶液。然後,經由旋轉蒸發法 -62 - 200811237 (其包括:在過了以肉眼觀察到溶劑的去除已停止的時點 之後,於90°C及完全真空下,加熱30分鐘),將溶劑去 除。表4例示可用於製備原液的調配物。 表4 :原液調配物 組成份 重量(g) 固體% 相容化且鈍化的二氧化矽(於甲氧基丙醇內) 11.36 26.4 MeHQOx 5.09 MHHPA 5.84 續 甘油 1.07 - 最終組成物 15.00 20.0 實施例6 將觸媒(溴化四苯基鳞,TPPB )摻合至實施例5製 備得的原液中。表5顯示用於製備最終組成物的調配物。 試樣8及9經過脫氣並且轉置於注射針內且測量了彼等的 B階及固化性質。 表5 :含觸媒的調配物 最終物質組成物 試樣8 試樣9 原液(g) 4 4 TPPB (g) 0.17 0.257 觸媒的重量% 4.3% 6.4% 塡料的重量% 20.0% 20.0% 實施例7 對於液體試樣8及9的玻璃相轉化溫度(Tg )、固化 動力學、以及黏度,進行測試。採用示差掃描熱量法( -63- 200811237 DSC ),藉由在30 °C /分鐘的加熱速率下加熱,來測定 Tg及固化動力學。DSC曲線顯示分別以ll〇°C及240°C爲 中心,有二個不同的放熱,如第1圖所示者。起始的放熱 (DSC固化1 )可歸因於B階反應(酐的醇解),而第二 個放熱(DSC固化2)係代表整體(bulk)樹脂固化(環 氧丙烷樹脂的固化)。 表6 :液體試樣的黏度、Tg及固化線特性 性質 試樣8 試樣9 室溫黏度(cPs) 2610 2680 Tg(DSC,。C) 71 74 DSC固化1開始(°C) 77 74 DSC固化1峰(°C) 110 107 反應熱1 (J/g) 48 43 DSC固化2開始(°C) 187 181 DSC固化2峰(°C) 243 236 反應熱2 (J/g) 171 162 竇施例8 藉由在1 〇〇°C下,將液體試樣8及9加熱2小時,將 彼等B階化,而產生硬的指觸乾燥膜。以目視來測定該二 膜的B階硬度。使用DSC,藉由在30°C /分鐘的加熱速 率下加熱,來測試B階試樣的固化特性。在進行DSC分 析時,僅剩下以24 0°C爲中心的固化峰,如第2圖所示者 。此外,此峰的反應熱値係與自液態固化之試樣(實施例 7 )所測得者相等。在B階化期間,沒有整體樹脂固化發 生。 -64 - 200811237 表7 :B階試樣的固化特性 性質 試〕 隱 試樣8 試樣9 在loot:下加熱2小時後的B階性質 固體 固體 DSC固化1開始(它) 一 一 DSC固化1峰(°C) 一 反應熱1 (J/g) 一 _ DSC固化2開始(°C) 182 176 DSC固化2峰(°C) 239 229 反應熱2 (J/g) 155 151 下文係關於在與根據本發明揭示內容之一或多種其他 物質、組成份或成份第一次接觸、於反應現場形成、摻合 或混合之前存在的物質、組成份或成份。被認定爲反應產 物、結果所得到之混合物或彼等之類似物的物質、組成份 或成份,可透過在接觸、反應現場形成、摻合或混合操作 期間的化學反應或轉換反應,獲得性質或特性上的認定, 若是該操作係根據本發明之揭示內容、應用常識及習於此 藝之士(例如,化學家)的普通技術來進行的。該化學反 應物或起始物轉換爲化學產物或最終物質的反應係連續進 展的過程,不論其發生速度如何。因此,由於如是轉換過 程係行進中的,所以會有起始物及最終物質、還有中間物 種的混合物;視動力壽命(kinetic lifetime)而定,藉由 習於此藝之士目前已知的分析技術,起始物、最終物質、 以及中間物種的偵測可爲容易或困難的。 在本說明書或申請專利範圍內,以化學名或化學式所 -65- 200811237 提到的反應物或組成份(不論係以單數或複 被認定爲在與以化學名或化學種類提到之物 他反應物或溶劑)接觸之前,係既已存在的 到之混合物、溶液、或反應介質內所發生之 化學變化、轉換、或反應(若有發生時), 間物種、原液、以及類似物,且彼等之利用 產物或最終物之利用性。其他後續的變化、 可在根據本揭示內容所要求的條件下,令特 /或組成份集合在一起,而產生。在此等其 轉換或反應中,被集合在一起的反應物、成 認定或表示爲反應產物或最終物質。 前述實施例係例示了本發明之某些特徵 專利範圍係欲請求如所構想地一般寬廣的發 呈現的實施例係用來例示自多種所有可能體 。因此,申請人的意圖在於:附屬的申請專 選擇的實施例侷限於例示的本發明特徵。如 中所用到者,「包含」及其語法上的變體邏 且包括程度上有變化且不同的片語,諸如, 限於)·· 「實質上由------所組成」及「由- 。在需要的場合,已提供範圍,且彼等範圍 有亞範圍(sub-ranges )。此等範圍的變異 此技藝具有普通技術之士所顯而易知的,且 大眾的情況下,附屬的申請專利應涵蓋彼等 技術上的進步可做出目前由於言語的不嚴密 數提到時)可 質(例如,其 。在結果所得 初步或過渡性 可被認定爲中 性可異於反應 轉換、或反應 定的反應物及 他後續變化、 分或組成份可 。附屬的申請 明,且本文所 系選出之體系 利範圍不被所 申請專利範圍 輯上亦正對於 例如(但不侷 ------所組成」 涵蓋之間的所 被預期是對於 在尙未呈獻於 變異。科學及 而無法預測的 -66 - 200811237 均等物及取代;此等變異應涵蓋在附屬的申請範圍內。 【圖式簡單說明】 第1圖係一根據本發明之體系的組成物的示差掃描熱 量法熱譜圖。 第2圖係一根據本發明之體系的組成物的示差掃描熱 量法熱譜圖。 - 67-
Claims (1)
- 200811237 十、申請專利範圍 1.一種經塡充的組成物,其包含: 塡料; 第一種可固化的物質,包含醇及酐,以及 ~ 第二種可固化的物質,且在第一個溫度(Td下,第 « —種可固化的物質會固化,而第二種可固化的物質則具有 小於5 0 %的轉化率。 φ 2.如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中在 高於第一個溫度(Ti )的第二個溫度(τ2)下,第二種可 亂化的物質會固化。 3 .如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中該 醇包含一或多個羥基官能基團,且 該酐包含一或多個環狀酐官能基團; 其中該酐會在第一個溫度下與該醇反應,而使組成物 的數平均分子量增加。 φ 4.如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中該 塡料包含選自下列一或多者的複數粒子:熱導粒子、電絕 緣粒子、或導電粒子。 5. 如申請專利範圍第4項之經塡充的組成物,其中該 * 熱導粒子包含下列一或多者:矽物質、碳物質、金屬水合 物、金屬氧化物、金屬硼化物、或金屬氮化物。 6. 如申請專利範圍第4項之經塡充的組成物,其中該 電絕緣粒子包含下列一或多者:矽物質、金屬水合物、金 屬氧化物、金屬硼化物、或金屬氮化物。 -68- 200811237 7·如申請專利範圍第4項之經塡充的組成物,其中該 導電粒子包含下列一或多者:金屬、半導性物質、碳物質 、或導電性聚合物。 8 ·如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中該 塡料包含相容化(compatibilized )及鈍化(passivated ) 的二氧化矽。 9·如申請專利範圍第2項之經塡充的組成物,其還包 含觸媒,其中該觸媒能夠催化第二種可固化物質回應第二 個溫度但非回應第一個溫度所發生的固化反應。 1〇·如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中 所存在之塡料的量係大於該經塡充之組成物的約1 0重量 %。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中 當所存在之塡料的量大於經塡充之組成物的約1 〇重量% 時,該經塡充之組成物的室溫黏度係小於約2Ό000厘泊。 12.如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中 該經塡充的組成物於約20°C至約175°C範圍內的溫度下, 在大於約1天的期間係安定的。 1 3 .如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中 未固化之經塡充的組成物具有足夠低的黏度,而可流動至 晶片及基板之反面所界定的空間內。 I4·如申請專利範圍第1項之經塡充的組成物,其中 該經塡充的組成物包括少於1重量%的溶劑。 1 5 · —種底膠材料,其包含申請專利範圍第1項之組 -69- 200811237 成物。 16·如申請專利範圍第15項之底膠材料,其還包含硬 化劑、反應性稀釋劑、或同時包含硬化劑及反應彳生稀釋齊g 〇 17.如申請專利範圍第15項之底膠材料,其中第—種 可固化的物質於第一個溫度(T 1 )(在約7 5 t至約丨5 〇。〇 範圍內)下固化;且 第二種可固化的物質在第一個溫度(Tl)下的固化或 交聯係小於10%;且該第二種可固化的物質係於高於15〇 °C的第二個溫度(Τ2 )下固化。 1 8 · —種固化的底膠層,其包含申請專利範圍第1 7項 之底膠材料。 19.如申請專利範圍第18項之固化的底膠層,其中該 固化的底膠層具有之熱膨脹係數係小於約5 0 ppm/ °C。 20·如申請專利範圍第18項之固化的底膠層,其中該 固化的底膠層具有大於約2000 MPa (百萬巴)的模數。 2 1 .如申請專利範圍第1 8項之固化的底膠層,其中該 固化的底膠層具有大於約0.001歐姆•公分的電阻率。 22. 如申請專利範圍第18項之固化的底膠層,其中該 固化的底膠層在大於約80%的溼度及高於約8〇°C的溫度 下係呈安定的。 23. 如申請專利範圍第18項之固化的底膠層,其中第 一種可固化的物質在固化前、固化期間或固化後,所產生 的氣體量不足以形成肉眼可察覺的空洞。 -70- 200811237 24. 如申請專利範圍第18項之固化的 二種可固化的物質在固化前,和與其接觸 的界面接觸。 25. —種物件,其包含: 晶片; 基板;以及 配置於該晶片及基板之間的底膠材料 其中該底膠材料包含一種組成物,其 一種可固化的物質(包含醇及酐)、以及 物質;且在第一個溫度(T!)下,第一種 固化,而第二種可固化的物質則不會固化 2 6.如申請專利範圍第25項之物件, 固化形成固化的底膠材料,且該固化的底 片固定於基板上。 27.如申請專利範圍第26項之物件, 至基板的電性內連線,其係被該固化的底 援,以預防熱循環疲勞。 2 8 .如申請專利範圍第27項之物件, 不含鉛的。 29.—種方法,其包含: 製備一可B階化的組成物,該組成物 塡料; 第一種可固化的物質,包含醇及酐; 第二種可固化的物質;且在第一個溫 底膠層,其中第 的基板形成連續 包含:塡料、第 第二種可固化的 可固化的物質會 〇 其中該底膨材料 膠層係用來將晶 其還包含由晶片 膠層功能性地支 其中該內連線係 包含: 以及 度(T i )下,第 -71 - 200811237 一種可固化的物質會固化,而第二種可固化的物質則 小於50%的轉化率; 令一基板與該可B階化的組成物接觸; 令一電路裝置與該可B階化的組成物接觸;以及 令該可B階化的組成物固化。 3 0.如申請專利範圍第29項之方法,其中配置該可B 階化的組成物,使其與電路裝置之表面接觸的方法包含: 將該可B階化的組成物配置於晶圓的表面; 將該可B階化的組成物加熱至第一個溫度,使第一種 可固化的物質固化至B階;以及 將該晶圓切割形成一或多個電路裝置。 -72-
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