CN1327518C - 电线线路密封片 - Google Patents

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Abstract

一种母线密封片，它包括厚度不小于300微米的热塑性树脂层和在热塑性树脂层的一个表面上形成的厚度不大于100微米的热固性树脂层。

Description

电线线路密封片
技术领域
本发明涉及用于密封电线线路(electric wiring)的绝缘材料，特别是用于半导体器件上形成的精细电线线路的绝缘材料。
背景技术
在树脂密封型半导体器件中，为了防止意外的短路，一般使用树脂绝缘材料密封复杂的精细电线线路。具体地说，由于大量的电流流入用于向半导体器件提供一定电压的母线，如电源或接地线，所以需要将其安全地密封。
迄今为止，仅将热固性树脂本身用作密封这种电线线路的绝缘材料。然而，热固性树脂在未固化状态下具有流动性和粘度。当热固性树脂本身用作电线线路绝缘材料时，在其没有完全固化成非粘性固体之前不能进行下一步工作。因此，生产过程被延缓。另外，由于难于完全防止热固性树脂外流和溶胀，所以密封的完整性往往得不到保证。还有，由于热固性树脂具有较高的吸湿性(1％以上)，所以湿气容易渗透到树脂内，使得绝缘性能变劣，因而线路容易被腐蚀。
近年来，需要制造更小、更薄和更廉价的封装大规模集成电路，因此必须用更安全更简便的步骤密封上述电线线路，从而克服热固性树脂的缺点。
本发明解决了上述现有技术中存在的问题，并旨在提供一条或多条母线的密封片材，从而可以通过简便的步骤将母线安全地密封。
发明内容
本发明提供母线(bus-bars)的密封片，它包括厚度不小于300微米的热塑性树脂层和在热塑性树脂层的一个表面上形成的厚度不大于100微米的热固性树脂层。这种密封片能达到上述的目的。
附图说明
图1是本发明母线密封片的截面图。
图2是示意性显示母线密封步骤的透视图。
图3是用本发明密封片密封母线的结构体的透视图。
附图标记说明
1…热塑性树脂
2…热固性树脂
3…玻璃板
4…母线
具体实施方式
图1是本发明母线密封片的截面图。在热塑性树脂层1的一个表面上形成热固性树脂层2。
热塑性树脂层由热塑性树脂制成。热塑性树脂应当是这样一种材料，在室温下是易于弯曲的固体，但在与母线一起热压时具有使树脂流动而包封母线的流动性。热塑性树脂的优选实例包括聚酯、聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯树脂、含氟树脂和聚醚。
一般来说，热塑性树脂适于进行拉伸，并加工成薄膜。这是母线密封片的制造方法变得简单的原因。市售的薄膜可用作上述的热塑性树脂薄膜。例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(商品名“6010″，Takiron K.K.制造)或相似的薄膜可以用作聚酯。
热塑性树脂层的厚度可进行适当调整，从而当热压时，树脂流动将母线完全覆盖和安全密封。热塑性树脂层的厚度一般设定为不小于300微米，优选为300-2000微米，更好为300-1000微米。
如果热塑性树脂层的薄膜小于300微米，就难于将电线埋入树脂中。另一方面，如果热塑性树脂层的厚度太大，例如超过5000微米，则在热压时热固性树脂的导热率会下降。
热固性树脂层由热固性树脂制成。热固性树脂的一个优选实例由含如下组分的热固性树脂组合物制成：
(1)环氧树脂，
(2)环氧树脂固化剂，和
(3)苯氧基树脂。
优选的是，热固性树脂在固化之前基本上没有粘性。这是本发明母线密封片制造方法变得简单的原因。
在高温或环境温度下，环氧树脂与固化剂反应，从而可以形成具有三维网络结构的固化产物。在这种情况下，环氧树脂的固化产物具有优良的耐热性，并赋予粘合层内聚力，从而可以将被粘物相互粘接在一起。结果，即使由于向母线通电而对热固性树脂施加电阻热，热固性树脂层也不容易从被粘物上剥离开来。
只要环氧树脂能给予耐热性、内聚力等性质，其种类没有特别的限制。这种环氧树脂的实例包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、可溶酚醛环氧树脂、甲酚-可溶酚醛环氧树脂、芴环氧树脂、环氧丙基胺树脂、脂族环氧树脂、溴化环氧树脂、和氟化环氧树脂。
在热固性树脂组合物中，上述环氧树脂的含量通常为5-80％重量。如果环氧树脂的含量低于5％重量，热固性树脂的耐热性就会变劣。另一个方面，如果环氧树脂的含量超过80％重量，这种组合物的内聚力会降低，流动性会太大。环氧树脂的含量优选占热固性树脂组合物的10-50％重量。
在热固性树脂组合物中还加入固化剂。这种固化剂与环氧树脂反应，在高温或环境温度下使组合物热固化。只要能按上述的方法将上述组合物热固化，对这种固化剂的种类没有特别限制。例如，可以使用如下的固化剂：胺固化剂、酸酐、二氰胺、咪唑、阳离子聚合催化剂、肼化合物等。从室温(30℃)热稳定性方面来看，二氨胺是特别优选的。
另外，热固性树脂组合物中固化剂的含量为0.1-30％重量。如果固化剂的含量低于0.1％重量，则该树脂组合物的固化能力就会降低。如果固化剂的含量超过30％重量，则热固性树脂的绝缘性会降低。固化剂的含量优选占热固性树脂组合物的0.5-10％重量。
苯氧基树脂是具有链结构的热塑性树脂。它的重均分子量通常为2000-2000000，或数均分子量为10000-1000000，环氧当量为500-500000。这种树脂能使组合物形成合适的形状(如薄膜)。这种苯氧基树脂具有与上述环氧树脂相似的结构，并与之相容。将这种树脂单独成形，可以形成粘合膜。特别优选的是将苯氧基树脂与双酚A型环氧树脂或芴环氧树脂一起使用。这是因为双酚A型环氧树脂或芴环氧树脂与苯氧基树脂具有很好的相容性。
热固性树脂层的最小储能剪切模量为100000Pa或更小，优选为10-100000Pa。这是因为即使热压这种热固性树脂，也不容易产生不需要的树脂流动。在密封母线步骤中，一般在60-260℃的温度和104至5×107Pa的压力下进行热压。
另一方面，如果最小储能剪切模量约大于100000Pa，则需要用很大的压力才能使树脂密封母线。因此，热压就变得困难。本申请中的储能剪切模量(G′)是指在角速度为6.28弧/秒(频率为1Hz)，以5℃/分钟的速度将温度从60℃升高至260℃时用动态粘弹性测定计(如Reometrics Co.制造的“RDAII”)测量剪切模量的最小值。
热固性树脂层可以用含双马来酰亚胺树脂(代替环氧树脂)的组合物制成，也可以用含环氧树脂和双马来酰亚胺树脂的组合物制成。各种超工程塑料、由芴双酚与环氧树脂反应制得的聚羟基醚或其它热塑性树脂可用来代替苯氧基树脂或添加到苯氧基树脂中。引入上述芴主链的聚羟基醚对于提高热固性树脂层的耐热性和耐水性是特别优选的。
只要热固性树脂组合物不偏离本发明的目的和效果，该热固性树脂组合物可以由主要含环氧树脂、双马来酰亚胺树脂或它们的混合物和固化剂而不用上述的热塑性树脂制成。主要由乙烯-甲基丙烯酸环氧丙基酯共聚物制成的热固性树脂具有低的吸水性。因此，这种树脂适于在高湿度环境中使用。
对热固性树脂层的厚度进行适当调节，使得热压时该热固性树脂层能使母线的末端牢固并紧密地粘合。一般来说，热固性树脂层的厚度设定为100微米，优选为5-100微米，更优选为10-50微米。
如果热固性树脂层的厚度太薄，如小于3微米，它的粘合性就变差。相反，如果热固性树脂层的厚度超过100微米，则热固性树脂层不容易均匀，且会有相当多的热固性树脂层流出。
将一定量的热固性树脂涂料溶液涂布到一个经剥离处理的基材表面上，然后在一定的温度下将该基材干燥，从而可以获得被可剥离基材支承的热固性树脂层。从该可剥离基材上剥离热固性树脂层后，将该层层压到热塑性树脂层的一个表面上，就得到母线密封片。上述的层压可用热压之类已知的方法进行。热固性树脂层也可以通过将上述涂料溶液直接涂覆到热塑性树脂层的一个表面上，然后将其干燥制得。
将制得的母线密封片放在母线上，使其热固性树脂层与母线接触。对母线密封片和母线进行热压，使它们粘合在一起。接着，将热塑性树脂加热完全固化。这样，就将母线密封起来。
实施例
制造粘合层
通过混合表1所示的组分，制得热固性树脂的涂料溶液。
表1
组分   重量份
苯氧基树脂，由Tohto Kasei Co.制造的“YP50S”，数均分子量＝11800     30
环氧树脂，Dow Chemical Japan Ltd.制造的“DER332”，环氧当量＝174     20
分散有丙烯酸酯聚合物的环氧树脂，Nippon Oil Co.制造的“Modiver RD 102”，丙烯酰含量＝40％重量     20
环氧树脂，Daicel Chemical Industries Ltd.制造的″PCL-G402″，环氧当量＝1350     30
二氧化硅的甲乙酮溶胶，Nissan Chemical Industries，Ltd生产的“MEK-ST”，二氧化硅含量＝30％重量     50
双氰胺     2.9
甲苯双二甲脲，PTI Japan Co.生产的“Omicure-24”     2.0
甲醇     40
甲乙酮     40
对一张PET薄膜(厚度为50微米)进行剥离处理(releasing treatment)，用所得的涂料组合物在该薄膜上进行涂覆，再让该薄膜通过温度为100-130℃的烘箱，干燥后得到厚度为25微米的粘合膜。
制造母线密封片
将粘合膜从PET薄膜上剥离，然后将其放在厚度为500微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(Takiron K.K.制造的“6010”)的一个表面上，用100℃的滚子热层压，得到母线密封片。
母线的密封方法
如图2所示，在一块尺寸为25×25×1毫米3的玻璃板3表面上将尺寸为50×2×0.6毫米3的五根母线4相互平行排列，间隔为3毫米，另一根母线T形放置。将母线密封片按25×25毫米3的尺寸切割。将切好的密封片放在排列在玻璃板上的那些母线上，使密封片的热固性树脂层与母线接触。在所述的母线密封片上放置厚度为1毫米的硅橡胶。在165℃和140kgf的条件下压制20秒，就得到密封有母线末端的结构体。图3是该结构体的透视图。然后将该结构体放在烘箱中，在130℃加热1小时。
按与玻璃板表面垂直的方向，将所得结构体母线的未密封端拉伸，测量90°剥离力。90°剥离力为3kgf。将所得结构体母线的密封端浸在水中，让其静置1星期。从水中向上拉动各母线的末端后，测量相邻母线间的电阻。测得的电阻值为1兆欧姆以上。
在本发明的母线密封片中结合了厚度较大的热塑性树脂层和厚度较小的热固性树脂层。当使用具有这种结构的母线密封片时，通过热压可以方便和安全地密封需流过大量电流的母线。因此，可以保护母线完全免受湿气和腐蚀气氛的影响。另外，当使用本发明的母线密封片时，可方便地密封厚度为0.5毫米以上的母线。

Claims (7)

1.至少一根母线用的密封片，它包括厚度不小于300微米的热塑性树脂层和在热塑性树脂层的一个表面上形成的厚度不大于100微米的热固性树脂层。
2.如权利要求1所述的至少一根母线用的密封片，其特征在于所述的热塑性树脂选自聚酯、聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯树脂、含氟树脂和聚醚。
3.如权利要求1或2所述的至少一根母线用的密封片，其特征在于所述的热固性树脂还包括环氧树脂、苯氧基树脂或它们的混合物。
4.如权利要求2所述的至少一根母线用的密封片，其特征在于环氧树脂占热固性树脂组合物的5-80％重量。
5.至少一根母线用的密封片的制造方法，它包括在厚度不小于300微米的热塑性树脂膜的一个表面上层压厚度不大于100微米的热固性树脂膜的步骤。
6.至少一根母线用的密封方法，它包括如下步骤：
将权利要求1所述的母线密封片放在母线上，使该密封片的热固性树脂层与母线接触；
向母线热压所述的母线密封片，使它们相互粘合；和
加热热固性树脂，使之完全固化。
7.一种电路，其中用权利要求1所述的母线密封片密封其中的电线线路。
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