[发明专利]一种高固体含量聚酰亚胺涂层胶及其制备方法和用途

说明书

本申请提供了一种芯片钝化保护用高固体含量聚酰亚胺涂层胶及其制备方法和用途，涉及芯片钝化保护技术领域。该涂层胶为具有高固体含量与低粘度、可低温固化；同时固化涂层具有优良的介电性能、耐热性能与力学性能的有机可溶性聚酰亚胺涂层胶。该涂层胶克服了已有聚酰胺酸涂层胶技术中固体含量低、粘度高、固化温度高、固体涂层耐热性差、透明性差、介电常数高等缺陷，在先进微电子与光电器件装配中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于芯片钝化保护技术领域，具体涉及一种芯片钝化保护用高固体含量聚酰亚胺(PI)涂层胶及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，聚酰亚胺涂层胶(polyimide varnish,PI varnish)在微电子与光电子领域中得到了广泛应用。例如，在微电子领域，PI涂层胶广泛应用于集成电路芯片与分立器件的钝化保护、应力缓冲以及多层布线的层间绝缘；在光电子领域中，PI涂层胶被广泛用作薄膜晶体管驱动液晶显示器(TFT-LCD)的液晶取向层、有机电致发光显示器件(OLED)的绝缘层与柔性OLED衬底等。随着微电子与光电子技术的快速发展，对所使用的PI涂层胶及由其制备的PI涂层的性能要求也不断提升。

综合而言，上述应用领域要求PI涂层胶以及PI涂层应具备如下几个方面的性能：

1)优良的涂覆工艺性能。要求PI涂层胶可以均匀地涂覆在各种基材表面，包括硅片、氧化铟锡(ITO)基片、玻璃基片等；形成的湿膜平坦化性能好，无明显的收缩等不良；

2)优良的环境稳定性。要求PI涂层胶对环境温度以及湿度敏感度低，无因吸潮而带来的涂层均匀性差等问题；

3)高固含量、低粘度。要求PI涂层胶具有较高的固体含量，同时具有相对较低的粘度，从而满足微电子装配工艺对于钝化膜厚度的要求，消除多次涂覆带来的工艺可靠性低以及生产周期长等问题；

4)低温固化。要求PI涂层胶可在相对较低的温度下固化成膜，避免温度过高引起微电子或光电子器件内部温度敏感型元件的损坏或性能劣化；

5)涂层透明性优良。要求PI涂层的光学透明性优良，对紫外以及可见光的吸收尽可能低，以满足光电子器件中对光学信号传输损耗的要求；

6)涂层耐热性能优良。要求PI涂层的耐热性能(高玻璃化转变温度，high-T_g)和高温尺寸稳定性(低热膨胀系数，low-CTE)优良，可满足微电子以及光电子器件无铅焊料红外回流焊(260℃)可靠性的要求；

7)涂层介电性能优良。要求PI涂层具有高介电强度、高体积与表面电阻率、低介电常数与介电损耗，以满足微电子与光电子器件绝缘的性能要求。由于PI涂层的介电性能与其吸水率密切相关，因此还要求其具有低吸水率或吸潮率；

8)涂层与基材的粘附力优良。要求PI涂层与硅、ITO、玻璃等基材具有优良的粘附力。由于PI涂层与基材间的粘附力与二者之间的作用力和热应力等密切相关，因此要求PI涂层与基材间具有匹配的CTE以及良好的相互作用力等。

一般而言，可同时满足上述性能要求的PI涂层胶以及PI涂层几乎是不存在的。这主要是因为上述性能要求间存在着较强的相互制约关系。例如，高固体含量与低粘度之间的矛盾。

集成电路工业中为了使芯片得到更好的钝化保护，往往需要PI钝化涂层具有一定的厚度，有时往往要求得到≥25um的厚度，这就需要PI涂层胶具有更高的固体含量。

但本申请发明人在实现本申请具体实施例的过程中，发现存在如下技术问题：