本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體保護膜及其涂布工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件的集成度不斷提高，功率密度也隨之增加，這對半導(dǎo)體保護膜的散熱性能和熱穩(wěn)定性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體保護膜雖然在一定程度上能夠保護半導(dǎo)體器件免受外界環(huán)境的侵蝕，但在散熱性能、熱收縮性能等方面仍存在顯著的缺陷。

2、在散熱性能方面，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體保護膜往往無法有效地將半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量迅速散發(fā)出去，導(dǎo)致熱量在器件內(nèi)部積聚，進而引發(fā)溫度升高、性能下降甚至失效等問題。特別是在高功率、高密度的半導(dǎo)體器件中，這一問題尤為突出。在熱收縮性能方面，由于半導(dǎo)體器件在工作過程中會經(jīng)歷溫度的變化，而傳統(tǒng)保護膜的材料往往與半導(dǎo)體基片的熱膨脹系數(shù)不匹配，導(dǎo)致在溫度變化時保護膜容易發(fā)生熱收縮或變形，進而對半導(dǎo)體器件造成機械應(yīng)力，影響其穩(wěn)定性和可靠性，同時，保護膜在使用一段時間后，兩端出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了保護膜的使用壽命和保護效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體保護膜及其涂布工藝，解決上述問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種半導(dǎo)體保護膜：包括基底層、功能層、應(yīng)力緩沖層和抗腐蝕層；所述基底層包括以下重量份原料：氯乙烯樹脂30-50份、聚酰亞胺樹脂25-35份、苯氧基樹脂15-33份、聚對苯二甲酸乙二醇酯12-22份、大豆油10-20份、碳酸鈣12-22份；所述功能層包括以下重量份原料：散熱介質(zhì)5-10份、穩(wěn)定劑12-33份、增塑劑20-40份；所述應(yīng)力緩沖層包括質(zhì)量比為(14-25):(6-10):(2-5)的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、α-二氧化硅和α-氧化鋁，所述抗腐蝕層包括但不限于氮化硅或氧化硅。

3、進一步的，所述基底層包括以下重量份原料：氯乙烯樹脂40份、聚酰亞胺樹脂30份、苯氧基樹脂25份、聚對苯二甲酸乙二醇酯17份、大豆油15份、碳酸鈣17份；所述功能層包括以下重量份原料：散熱介質(zhì)8份、穩(wěn)定劑25份、增塑劑30份；所述應(yīng)力緩沖層包括質(zhì)量比為20:8:3的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、α-二氧化硅和α-氧化鋁，所述抗腐蝕層包括但不限于氮化硅或氧化硅。

4、進一步的，所述α-二氧化硅和α-氧化鋁是分別將二氧化硅或氧化鋁分散在水中，質(zhì)量體積比g/ml為10-18:30，超聲波分散，超聲功率500-1000w，頻率為15-25khz，超聲20-60min，得到分散液與質(zhì)量濃度50-70％鉻酸鹽溶液混合在溫度12-22℃下攪拌4-6h，分散液和鉻酸鹽溶液的體積比為1-3:1，干燥，得到粒徑小于0.5μm的α-二氧化硅或α-氧化鋁。

5、進一步的，所述散熱介質(zhì)為質(zhì)量比為(6-12):(5-10):(3-8)硅脂、碳纖維、金屬顆粒，所述散熱介質(zhì)的粒度小于10μm，所述金屬顆粒選自銅、鋁、鎳、鉻及鎢中任意一種。

6、進一步的，所述穩(wěn)定劑為質(zhì)量比為(4-9):(1-3):(8-12)的二月桂酸二丁基錫、異辛酸鈣和氮化硼納米粒子。

7、進一步的，所述增塑劑包括但不限于鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、己二酸二辛酯、環(huán)氧脂肪酸甲酯。

8、進一步的，一種半導(dǎo)體保護膜的涂布工藝，包括以下步驟

9、步驟a：使用超聲波清潔半導(dǎo)體表面，去除半導(dǎo)體基片表面的污染物和雜質(zhì)；

10、步驟b：將基底層原料混合，旋轉(zhuǎn)涂覆在半導(dǎo)體基片表面，旋轉(zhuǎn)速率為5000-8000rpm，在80-120℃下烘干，形成基底層，厚度為10-50μm；

11、步驟c：在基底層上表面噴涂功能層原料，形成功能層，厚度為5-20μm；

12、步驟d：通過真空濺射工藝在所述功能層濺射應(yīng)力緩沖層材料，形成應(yīng)力緩沖層，厚度為5-10μm；

13、步驟e：將形成應(yīng)力緩沖層的半導(dǎo)體基片放入化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔中，引入硅烷和氨氣或氧氣進行沉積，獲得抗腐蝕層，厚度為3-10μm。

14、步驟f：在溫度為100-200℃下干燥固化30-60min，得到半導(dǎo)體保護膜。

15、進一步的，所述步驟c的噴涂的噴槍壓力為0.2-0.4mpa，噴涂距離15-25cm，涂料流量50-100ml/min，噴槍速度0.1-1m/s，噴涂溫度15-30℃。

16、進一步的，所述步驟d濺射工藝的參數(shù)為：濺射功率為300-500w，濺射氣壓為0.1-0.5pa，濺射時間為25-45min。

17、進一步的，所述步驟e化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔中射頻功率為100-300w，溫度為300-1200℃，反應(yīng)氣壓為10-100pa，硅烷流量為50-100sccm，氨氣或氧氣的流量為50-300sccm。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、本發(fā)明方案通過優(yōu)化半導(dǎo)體保護膜的材料配比和涂布工藝，特別是引入散熱介質(zhì)和特定配比的應(yīng)力緩沖層；通過合理配比的散熱介質(zhì)，有效地提高了半導(dǎo)體保護膜的熱導(dǎo)率，增強膜的熱輻射能力，將熱量以熱輻射的形式散發(fā)出去，降低器件工作溫度，保障器件性能穩(wěn)定；應(yīng)力緩沖層和各層材料的優(yōu)化組合，以吸收和分散由于熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力，有效降低了半導(dǎo)體保護膜在不同溫度下的熱收縮率，使其在較寬的溫度范圍內(nèi)保持尺寸穩(wěn)定，避免因熱收縮導(dǎo)致的保護膜變形、開裂或與半導(dǎo)體器件分離等問題，提高了保護膜對半導(dǎo)體器件的長期保護效果。抗腐蝕層的設(shè)置，選用氮化硅或氧化硅等材料，能夠有效阻擋外界腐蝕性物質(zhì)對半導(dǎo)體器件的侵蝕，為半導(dǎo)體器件提供可靠的防護，使其在惡劣環(huán)境下仍能穩(wěn)定工作。

20、基底層、功能層、應(yīng)力緩沖層和抗腐蝕層相互配合，發(fā)揮各自的功能優(yōu)勢，使半導(dǎo)體保護膜具備綜合的高性能，能夠滿足半導(dǎo)體器件在復(fù)雜工作條件下的保護需求。

21、本發(fā)明方案中的涂布工藝采用超聲波清潔、旋轉(zhuǎn)涂覆、噴涂、真空濺射和化學(xué)氣相沉積等多種技術(shù)手段優(yōu)化涂布工藝，實現(xiàn)了半導(dǎo)體保護膜各層的精確控制和高效制備，減少因涂布不均勻、附著力差、邊緣覆蓋率差導(dǎo)致的局部收縮。

22、本發(fā)明的保護膜及其涂布工藝旨在顯著提升半導(dǎo)體器件的散熱性能，并減少因溫度變化引起的熱收縮問題，為半導(dǎo)體技術(shù)的進一步發(fā)展提供有力支持。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體保護膜，其特征在于：包括基底層、功能層、應(yīng)力緩沖層和抗腐蝕層；所述基底層包括以下重量份原料：氯乙烯樹脂30-50份、聚酰亞胺樹脂25-35份、苯氧基樹脂15-33份、聚對苯二甲酸乙二醇酯12-22份、大豆油10-20份、碳酸鈣12-22份；所述功能層包括以下重量份原料：散熱介質(zhì)5-10份、穩(wěn)定劑12-33份、增塑劑20-40份；所述應(yīng)力緩沖層包括質(zhì)量比為(14-25):(6-10):(2-5)的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、α-二氧化硅和α-氧化鋁，所述抗腐蝕層包括但不限于氮化硅或氧化硅。

2.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜，其特征在于：所述基底層包括以下重量份原料：氯乙烯樹脂40份、聚酰亞胺樹脂30份、苯氧基樹脂25份、聚對苯二甲酸乙二醇酯17份、大豆油15份、碳酸鈣17份；所述功能層包括以下重量份原料：散熱介質(zhì)8份、穩(wěn)定劑25份、增塑劑30份；所述應(yīng)力緩沖層包括質(zhì)量比為20:8:3的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、α-二氧化硅和α-氧化鋁，所述抗腐蝕層包括但不限于氮化硅或氧化硅。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種半導(dǎo)體保護膜，其特征在于：所述α-二氧化硅和α-氧化鋁是分別將二氧化硅或氧化鋁分散在水中，質(zhì)量體積比g/ml為10-18:30，超聲波分散，超聲功率500-1000w，頻率為15-25khz，超聲20-60min，得到分散液與質(zhì)量濃度50-70％鉻酸鹽溶液混合在溫度12-22℃下攪拌4-6h，分散液和鉻酸鹽溶液的體積比為1-3:1，干燥，得到粒徑小于0.5μm的α-二氧化硅或α-氧化鋁。

4.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜，其特征在于：所述散熱介質(zhì)為質(zhì)量比為(6-12):(5-10):(3-8)硅脂、碳纖維、金屬顆粒，所述散熱介質(zhì)的粒度小于10μm，所述金屬顆粒選自銅、鋁、鎳、鉻及鎢中任意一種。

5.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜，其特征在于：所述穩(wěn)定劑為質(zhì)量比為(4-9):(1-3):(8-12)的二月桂酸二丁基錫、異辛酸鈣和氮化硼納米粒子。

6.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜，其特征在于：所述增塑劑包括但不限于鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、己二酸二辛酯、環(huán)氧脂肪酸甲酯。

7.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜的涂布工藝，其特征在于：其特征在于：包括以下步驟

8.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜的涂布工藝，其特征在于：所述步驟c的噴涂的噴槍壓力為0.2-0.4mpa，噴涂距離15-25cm，涂料流量50-100ml/min，噴槍速度0.1-1m/s，噴涂溫度15-30℃。

9.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜的涂布工藝，其特征在于：所述步驟d濺射工藝的參數(shù)為：濺射功率為300-500w，濺射氣壓為0.1-0.5pa，濺射時間為25-45min。

10.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體保護膜的涂布工藝，其特征在于：所述步驟e化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔中射頻功率為100-300w，溫度為300-1200℃，反應(yīng)氣壓為10-100pa，硅烷流量為50-100sccm，氨氣或氧氣的流量為50-300sccm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體保護膜及其涂布工藝，該半導(dǎo)體保護膜包括基底層、功能層、應(yīng)力緩沖層和抗腐蝕層?；讓佑陕纫蚁渲?、聚酰亞胺樹脂、苯氧基樹脂等原料組成；功能層包含散熱介質(zhì)、穩(wěn)定劑、增塑劑等。應(yīng)力緩沖層由特定質(zhì)量比的苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物、α?二氧化硅和α?氧化鋁組成，抗腐蝕層為氮化硅或氧化硅。散熱介質(zhì)、穩(wěn)定劑等原料有特定的組成和比例。涂布工藝包括超聲波清潔、旋轉(zhuǎn)涂覆基底層、噴涂功能層、真空濺射應(yīng)力緩沖層和化學(xué)氣相沉積抗腐蝕層等步驟。該保護膜通過優(yōu)化材料配比和涂布工藝，提高了半導(dǎo)體器件的散熱性能和熱收縮性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳良,王天笑,梁偉強
受保護的技術(shù)使用者：廣東瑞得泰科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23