DE69716640T2

DE69716640T2 - Thermisch aushärtende umhüllung für elektronik verpackungen

Info

Publication number: DE69716640T2
Application number: DE69716640T
Authority: DE
Inventors: Ratnaswamy Iyer; Kwan Wong
Original assignee: Resolution Research Nederland BV
Current assignee: Resolution Research Nederland BV
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: KR20000069492A; WO1998027161A1; CN1117818C; IL130210A0; AU716193B2; JP2001506412A; CA2274864A1; EP0946646B1; BR9713937A; ZA9711197B; MY118368A; EP0946646A1; HUP0000817A3; HUP0000817A2; CN1240464A; US5726391A; ID21916A; DE69716640D1; TW396175B; AU5761398A

Description

Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft in Wärme aushärtbare Verkapselungsmaterialien. In einem Aspekt betrifft die Erfindung in Wärme aushärtbare Verkapselungsmaterialien zum Einsatz in Elektronikverpackungen.

Hintergrund der Erfindung:

Die Chip-on-Board-Technologie (COB) umfaßt das Verkleben einer Halbleitereinrichtung mit einem Substrat mittels eines Klebers und Verkapseln der gesamten Einrichtung und eines Teils des Substrates mit einem Verkapselungsmaterial, in der Regel einem Epoxygruppen aufweisenden System. Elektrisch leitende Verbindungen können zwischen der Einrichtung und metallenen Leiterpfaden auf dem Substrat mittels Gold-, Zinn-plattierten Kupfer- oder Aluminiumdrähten durch Drahtbonding oder automatisches Gurten bzw. Filmbonden vorgesehen werden. Das Aufbringen des Glob-Top-Verkapselungsmaterials geschieht in einer der nachfolgenden Weisen:
(1) Das Verkapselungsmaterial wird auf die Einrichtung und auf einen Teil des Substrates unter Bildung einer Schutzschicht aufgebracht.
(2) Es wird ein thixotropes Verkapselungsmaterial oder ein Verkapselungsmaterial mit geringem Fließvermögen unter Bildung eines Damms auf das Substrat aufgebracht. Anschließend wird ein Verkapselungsmaterial mit geringerer Viskosität innerhalb des Damms aufgebracht, um die Einrichtung zu schützen.
Herkömmlich wurden Glob-Top-Verkapselungsmaterialien für preiswerte Anwendungen, wie Digitaluhren und Videospiele, eingesetzt, bei denen die Wiederaufarbeitbarkeit nicht im Vordergrund stand.
Neuerdings beobachtet man einen zunehmenden Einsatz für kompaktere Anwendungen in Form von teureren Chips und Substraten, bei denen eine Reparatur und Wiederaufarbeitbarkeit von großer Bedeutung sind. So werden beispielsweise in einigen Ball-Grid-Arrays (BGA) und Pin-Grid-Arrays (PGA) flüssige Verkapselungsmaterialien eingesetzt, um den Chip nach Art einer COB-Verpackung zu schützen, während Stifte oder Lötbrücken vorgesehen sind, um für eine Verbindung zwischen dem Substrat des Chips und der gedruckten Schaltplatine zu sorgen. Die Baueinheit kann ferner mehrere, dicht an dicht auf einem gemeinsamen Substrat angeordnete Chips umfassen. Glob-Top-Verkapselungsmaterialien finden auch in teuren, aus vielen Komponenten bestehenden, gedruckten Schaltplatinen Verwendung, welche nicht einfach weggeworfen werden können, falls fehlerhafte Einrichtungen im Rahmen von Tests und elektrischen Inspektionen festgestellt werden. Herkömmliche Verkapselungsmaterialien sind in Wärme aushärtbare Systeme, welche nach dem Aufbringen auf den Chip irreversibel vernetzt sind. Ein Formulierungsbeispiel eines herkömmlichen Verkapselungsmaterials umfaßt ein flüssiges Epoxyharz, wie ein Bisphenol-A-Epoxyhaxz, ein Härter, wie ein Anhydrid mit einem geeigneten Beschleuniger, sowie weitere Additive.
Eine Wiederaufarbeitung der Halbleitereinrichtung mit einem Glob-Top-Verkapselungsmaterial ist schwierig und zeitaufwendig und nur durch destruktive Methoden, wie Schleifen und Die-Shearing, möglich. Hieraus ergibt sich ein Bedarf an einem Verfahren, welches eine einfacher durchführbare Wiederaufarbeitung ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung:

Erfindungsgemäß ist eine thermisch wiederaufarbeitbare elektronische Baueinheit vorgesehen, umfassend:
- ein Substrat mit einer metallenen Schaltkreisanordnung, welche auf einer Fläche desselben angeordnet ist;
- wenigstens eine Halbleitereinrichtung, welche mittels eines Die-Attach-Klebers, vorzugsweise einer thermisch wiederaufarbeitbaren Die-Attach-Zusammensetzung, auf ein Substrat aufgebracht ist;
- wenigstens eine elektrisch leitende Verbindung; und
- ein thermisch wiederaufarbeitbares Verkapselungsmaterial, welches die Halbleitereinrichtung und einen Teil der Fläche des Substrates umhüllt, wobei das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial enthält:
(a) ein thermisch wiederaufarbeitbares, vernetztes Kunstharz, welches durch Reaktion von wenigstens einem Dienophil mit einer Funktionalität größer 1 mit wenigstens einem 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltenden Polymer erhalten ist, und
(b) wenigstens einen Füllstoff in einer Menge zwischen 25 und 75 Mass.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b),
wodurch eine Elektronikverpackung gebildet ist.
Eine solche elektronische Baueinheit ist auf einfache Weise wiederaufarbeitbar.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung:

Zur Bildung der Polymerketten des thermisch wiederaufarbeitbaren, vernetzten Kunstharzes bestehe verschiedene Möglichkeiten. Das thermisch wiederaufarbeitbare, vernetzte Kunstharz kann durch Reaktion von wenigstens einem Dienophil mit einer Funktionalität größer 1 mit wenigstens einem 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltenden Polymer, welche durch Diels-Alder-Addition miteinander verbunden werden, erhalten werden. Gemäß einer Ausführungsform sind die 2,5-Dialkyl-substituierten Furangruppen mit den Polymerketten verbunden oder bilden einen Teil derselben.
Nachfolgend ist die reversible Diels-Alder-Reaktion des Furans mit dem Dienophil beispielhaft dargestellt, wobei Y entweder C< oder N- ist:
Zur Bildung eines thermisch wiederaufarbeitbaren, vernetzten Kunstharzes ist das gesamte oder ein Teil des Diels- Alder-Adduktes bei Erhitzen in das Furan und das Dienephil zurück überführbar, so daß das Kunstharz in eine Flüssigkeit (fließfähiges Material) überführt wird.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform ein Vernetzungsmittel eingesetzt werden, welches in seiner Molekularstruktur zwei oder mehrere Dienophile enthält. Diese Dienophile sind durch chemische Bindungen oder überbrückende Gruppen miteinander verbunden. Die Erfindung betrifft folglich auch eine Zusammensetzung eines wiederaufarbeitbaren Verkapselungsmaterials mit einem Polymer, welches einen Anteil an 2,5-Dialkyl-substituiertem Furan enthält, und mit einem Vernetzungsmittel, welches zwei oder mehrere Dienophile in seiner Molekularstruktur aufweist. Die Dienophile können ebenfalls mit den Polymerketten verbunden sein oder einen Teil derselben bilden. Desgleichen kann ein Vernetzungsmittel eingesetzt werden, welches zwei oder mehrere 2,5- Dialkyl-substituierte Furangruppen in seiner Molekularstruktur aufweist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Dienophil mit den Polymerketten verbunden, welche auch mit den 2,5-Dialkyl-substituierten Furangruppen verbunden sind, oder welche die 2,5-Dialkyl-substituierten Furangruppen als Teil ihrer Polymerketten enthalten. Folglich kann das 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltende Polymer auch Anteile von 2,5-Dialkyl-substituiertem Furan sowie Anteile eines Dienophils enthalten.
Die 2,5-Dialkyl-substituierten Furane können in der 3- und 4-Position substituiert oder auch nicht substituiert sein. Als bevorzugte Substituenten kommen inerte Substituenten, z. B. Alkyl- oder Alkyloxygruppen, in Betracht, welche typischerweise bis zu zehn Kohlenstoffatome aufweisen, wie Methyl-, Ethyl-, 1-Propyl-, Methoxy- und 1-Hexyloxygruppen.
Kunstharze, die Furane enthalten, welche in der 2- und 5- Position nicht substituiert sind, sind für Nebenreaktionen empfindlich, die eine irreversible Vergelung verursachen und die Reversibilität beeinträchtigen können.
Die 2,5-Dialkyl-substituierten Furangruppen können mit den Polymerketten des/der Polymers/Polymere verbunden sein, auf welchem/welchen das vernetzte Kunstharz basiert. Sie können mit diesen unmittelbar über eine chemische Bindung oder über eine bivalente organische Brückengruppe, für welche ein beliebiger Substituent der Furane in der 3- oder 4- Position der Furane als Bindungsstelle dienen kann, verbunden sein. Die Alkylsubstituenten in der 2- und 5-Position der Furane können identisch oder verschieden sein und weisen typischerweise bis zu zehn Kohlenstoffatome auf. Beispiele für geeignete Alkylgruppen sind Methyl-, Ethyl-, 2- Propyl- und 1-Hexylgruppen. Beispiele für geeignete Furylgruppen, die an eine Polymerkette gebunden werden können, sind 2,5-Dimethylfur-3-yl-, 2,5-Diethyl-3-methylfur-4-yl-, 5-Ethylfurfuryl- oder 5-(1-Butyl)furfurylgruppen.
Die Art der Polymerketten, an welche die 2,5-Dialkyl- substituierten Furangruppen gebunden sein können, ist unkritisch. Zweckmäßig sind die Polymerketten die Ketten eines Polyolefins, wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyacrylsäure oder eines Copolymer von Ethen und Acrylsäure, oder eines Esters, die Ketten statistisch oder alternierend angeordneter Copolymere von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten (siehe weiter unten zu näherem über solche Copolymere), oder Ketten mit Heteroatomen, wie Polyamid- oder Polyesterketten, Vorzugsweise bilden die 2,5-Dialkyl-substituierten Furane eine Struktureinheit des Polymergerüstes selbst. In diesem Fall ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, daß die 2,5-Dialkylsubstituenten der Furane Alkylengruppen sind, welche gleichfalls einen Teil der Polymerkette bilden und welche substituiert oder auch nicht substituiert sein können.
Eine solche Struktur kann durch Furanisieren von Copolymeren von Kohlenmonoxid mit olefinisch ungesättigten Komponenten, welche 1,4-Dicarbonylstrukturen in ihren Polymerketten enthalten, erhalten werden, z. B. durch Konvertieren solcher 1,4-Dicarbonylstrukturen in Furanstrukturen. Alternativ kann ein 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltendes Polymer durch Reaktion von Kohlenmonoxid mit olefinisch ungesättigten Komponenten in Gegenwart einer starken Säure unmittelbar erhalten werden.
Perfekt alternierende Copolymere von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten, welche 1,4-Dicarbonylstrukturen in ihren Polymerketten enthalten, sind bekannt. Sie können durch Palladium-katalysierte Polymerisation, z. B. unter Einsatz der aus EP 0 121 965 A2, EP 0 181 014 A1 und EP 0 516 238 A1 bekannten Verfahren, dargestellt werden. Die derart erhaltenen Polymere sind alternierende Copolymere von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten, d. h. Copolymere, deren Polymerketten die von dem Kohlenmonoxid stammenden Monomereinheiten (z. B. Carbonylgruppen) und die von den olefinisch ungesättigten Komponenten stammenden Monomereinheiten in alternierender Reihenfolge aufweisen, so daß jedes vierte Kohlenstoffatom der Polymerkette einer Carbonylgruppe zugehörig ist. Alternative Copolymere von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten, welche 1,4-Dicarbonylstrukturen enthalten, können statistische Copolymere sein, d. h. Copolymere, deren Polymerketten die Monomereinheiten in zufälliger Reihenfolge aufweisen. Die letztgenannten Copolymere können durch radikalisch initiierte Polymerisation, z. B. unter Einsatz der aus US 2 495 286 A und US 4 024 326 A bekannten Verfahren, dargestellt werden.
Die Furanisierung des Copolymers von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten kann durch bekannte Methoden geschehen, z. B. durch Einsatz von Phosphorpentoxid als Dehydratisierungsmittel, wie es von A. Sen et al. offenbart ist (J. Polym. Science, Part A. Polym. Chem. 32, 1994, Seite 841), oder durch Erhitzen in Gegenwart einer starken Säure, z. B. p-Toluolsulfonsäure, wie es in der US 3 979 373 A beschrieben ist. Die genannten Methoden ermöglichen eine Konvertierung der 1,4-Dicarbonyl-Anteile in den Polymerketten in Furan-Anteile bei variablem Konvertierungsgrad, welcher von den eingestellten Reaktionsbedingungen abhängt.
Vorzugsweise wird bei der Furanisierung ein alternierendes Copolymer von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten eingesetzt, da diese einen größeren Anteil an 1,4-Dicarbonylgruppen im Polymergerüst aufweisen, so daß die Furanisierung effizient bei einem hohen Einführungsgrad von Furangruppen durchgeführt werden kann. Falls jedoch ein niedriger Furanisierungsgrad erwünscht ist, kann die Konvertierung der Carbonylgruppen in Furangruppen gering gehalten werden.
Die Copolymere von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten können auf Kohlenwasserstoffe als olefinisch ungesättigte Komponenten basieren. Das Copolymer basiert vorzugsweise auf einem olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoff, zweckmäßig auf einem α-Olefin, insbesondere auf einem α-Olefin mit bis zu zehn Kohlenstoffatomen. Besonders geeignet sind aliphatische α-Olefine, vorzugsweise solche mit drei bis sechs Kohlenstoffatomen und insbesondere solche mit einer geraden Kohlenstoffkette, wie Propen, 1-Buten, 1-Penten und 1-Hexen. Am meisten bevorzugt ist Propen. Das Copolymer kann regioregulär oder irregulär, stereoregulär oder ataktisch sein.
Ein 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltendes Polymer, bei dem ein Polymer auf der Basis von Propen und Kohlenmonoxid furanisiert worden ist, kann durch die nachstehende Formel dargestellt werden:
Die genaue Beschaffenheit des Dienophils, aus welchem das Diels-Alder-Addukt erhalten worden ist, ist unkritisch, so lange das Diels-Alder-Addukt eine hinreichende Wärmestabilität aufweist, so daß das vernetzte Kunstharz wiederaufarbeitbar ist. In der Regel hängt die Minimaltemperatur, oberhalb welcher das wiederaufarbeitbare, vernetzte Kunstharz wiederaufgearbeitet wird, von den Erfordernissen für die Maximaltemperatur der eingesetzten Halbleitereinrichtung ab. Die Wiederaufarbeitung erfolgt zweckmäßig bei einer Temperatur von 100ºC, vorzugsweise 130ºC, bis 250ºC, vorzugsweise 200ºC.
Die entsprechende Dienophil-Funktionalität kann durch Y=Y, wobei Y entweder C< oder N- ist, oder durch -C C- dargestellt werden. Die Dienophile sind vorzugsweise z. B. Alkine, welche an beiden Seiten einer Ethingruppe gebundene Elektronen-abziehende Gruppen, wie Ester- und Ketongruppen, aufweisen. Beispiele hierfür sind Mono- und Diester von Acetylendicarbonsäure und substituierte But-2-in -1,4-dione. Bei anderen geeigneten Dienophilen handelt es sich um Verbindungen, welche einen But-2-ene-1,4-dion-Anteil in einem 5- oder 6-Ring enthalten, insbesondere um Verbindungen mit der allgemeinen chemischen Formel:
wobei X für 0, S, N, P oder R steht und R ein Alkylen ist, bei dem wenigstens eine der freien Valenzen von einer Brückengruppe besetzt ist, welche das Dienophil mit einer der Polymerketten oder mit einem anderen Dienophil verbindet, und bei dem die übrigen Valenzen - sofern vorhanden - von niedereren Alkyl- oder Acylsubstituenten oder vorzugsweise von Wasserstoff besetzt sind. Die niedereren Alkylsubstituenten enthalten zweckmäßig bis zu vier Kohlenstoffatome und sind z. B. Methyl- oder Ethylgruppen. Dienophile gemäß dieser allgemeinen Formel sind bevorzugt cyclische Derivate von Maleinsäureanhydrid und insbesondere Maleimide (d. h. X steht für 0 oder insbesondere für N-).
Beispiele für weitere geeignete Dienophile umfassen Bis(triazolindione), Bis(phthalazindione), Chinone, Bis(tricyanoethylene), Bis(azodicarboxylate), Diacrylate, Polyester von Maleinaten oder Fumaraten und Polyester von Acetylendicarboxylaten.
Wie bereits erwähnt, wird gemäß einer Ausführungsform ein Vernetzungsmittel eingesetzt, welches in seiner Molekularstruktur zwei oder mehrere Dienophile aufweist, aus denen die Diels-Alder-Addukte darstellbar sind. Die Dienophile können durch eine oder mehrere Brückengruppen miteinander verbunden sein. So können beispielsweise drei Dienophile durch eine trivalente Brückengruppe miteinander verbunden sein. Es reicht jedoch aus, wenn ein Vernetzungsmittel eingesetzt wird, bei dem zwei Dienophile durch eine bivalente Brückengruppe miteinander verbunden sind. Desgleichen können die Dienophile durch chemische Bindungen miteinander verbinden sein.
Sowohl das Molekulargewicht als auch die chemische Beschaffenheit der Brückenguppe des Vernetzungsmittels sind in weiten Grenzen variierbar. Es wurde gefunden, daß eine solche Variation des Vernetzungsmittels zu umformbaren, vernetzten Kunstharzen mit einem weiten Bereich der mechanischen Werkstoffeigenschaften führt. Die Brückengruppe kann ausschließlich Kohlenstoffatome in der Brücke enthalten, wobei es ebenfalls möglich ist, daß sie Heteroatome, wie Sauerstoff-, Silicium- oder Stickstoffatome, in der Brücke enthält. Die Brückengruppe kann flexibel oder starr sein.
So sorgen beispielsweise polymere Brückengruppen mit flexiblen Polymerketten, wie Polyalkylenoxide oder Polysiloxane, und mit einer durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von etwa mehr als 300 für gummiartige, wiederaufarbeitbare, vernetzte Kunstharze. Weist die flexible Polymerkette eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl im Bereich von 1500 bis 5000 oder größer auf, so können wiederaufarbeitbare, vernetzte Kunstharze erhalten werden, welche zur Substitution von thermoplastischen Kautschuken geeignet sind.
Geeignete Vernetzungsmittel dieser Art sind folglich Bismaleimido-endverschlossene Polyalkylenoxide, wie Polyethylenoxide oder Polypropylenoxide, und Bismaleimido-endverschlossene Polysiloxane der allgemeinen Formel H&sub2;N-CH&sub2;[-O-SiR&sub2;]n-O-CH&sub2;-NH&sub2;, wobei n eine ganze Zahl, im Durchschnitt größer 10 und insbesondere im Bereich zwischen 20 und 70 ist, und jedes R unabhängig voneinander für eine Alkylgruppe, die insbesondere bis zu fünf Kohlenstoffatome aufweist, vorzugsweise für eine Methylgruppe steht. Sehr gute Ergebnisse können mit dem Bismaleimid von Bisaminoendverschlossenem Polypropylenoxid, vorzugsweise mit einer durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von wenigstens 300 und insbesondere im Bereich von 1500 bis 5000, erzielt werden.
Niedermolekulare Brückengruppen, d. h. Brückengruppen mit typischerweise bis zu 20 Kohlenstoffatomen in der Brücke, können ebenfalls eingesetzt werden. Cycloaliphatische und aromatische Brückengruppen sorgen für starre Brückengruppen. Niedermolekulare cycloaliphatische und aromatische Brückengruppen neigen zur Bildung von umformbaren, vernetzten Kunstharzen, welche hart und spröde sind und eine verhältnismäßig hohe Einfriertemperatur aufweisen. Beispiele für cycloaliphatische und aromatische niedermolekulare Brückengruppen sind Gruppen, welche ein Norbornen-Gerüst in der Brücke enthalten, 1,3-Phenylengruppen und Gruppen mit den nachfolgend genannten chemischen Formeln: -f-CH&sub2;-f-, -f-0-f-O-f-, -f-O-f-SOz-f-O-f- und -f-C[CH&sub3;]&sub2;-f-, wobei -ffür eine 1,4-Phenylengruppe steht. Weitere geeignete Brückengruppen sind Alkylen- und Oxycarbonyl(ester)gruppen und Kombinationen derselben. Geeignete niedermolekulare Vernetzungsmittel sind beispielsweise Bismaleimide von Hydrazin, 2,4-Diaminotoluol, Hexamethylendiamin, Dodecamethylendiamin, Diamine der allgemeinen Formel
und Bisamino-endverschlossene (Poly)siloxane mit niedrigem Molekulargewicht, wie Polysiloxane der allgemeinen Formel H&sub2; N-CH&sub2;[-O-SiR&sub2;]n-O-CH&sub2;-NH&sub2;, wobei n durchschnittlich zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 1 und 5, beträgt. und R bevorzugt für eine Methylgruppe steht. Ein Isomerengemisch von Diaminen der oben genannten Formel ist von HOECHST® kommerziell erhältlich. Sehr gute Ergebnisse können mit Bis(4-maleimidophenyl)methan und Dimethylbis[; N- maleimidomethyl)oxy]silan erzielt werden.
Weitere geeignete Vernetzungsmittel auf der Basis von Maleinsäureanhydrid sind Verbindungen der allgemeinen Formel:
wobei A für eine vorstehend beschriebene Brückengruppe, vorzugsweise für eine Brückengruppe mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen in der Brücke, steht. Die Brückengruppe A ist insbesondere eine Alkylengruppe, wie eine Hexamethylengruppe, oder eine Gruppe der Formel -D-O-CO- oder -CO-O-D-O-CO-, wobei D für eine bivalente Kohlenwasserstoffgruppe, z. B. eine Alkylengruppe, wie eine Hexamethylengruppe, steht.
Weiterhin geeignete Vernetzungsmittel sind Polyester, welche auf Acetylendicarbonsäure und einem Diol basieren, wie Ethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol oder Polypropylenglykol. Solche Polyester können als niedermolekulare Vernetzungsmittel dienen oder auch eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl von beispielsweise größer 400, wie in einem Bereich zwischen 2000 und 6000, aufweisen.
Die Erfindung betrifft auch Vernetzungsmittel, wie Bismaleimido-endverschlossene Polyalkylenoxide, insbesondere Bismaleimido-endverschlossene Polypropylenoxide. Solche Vernetzungsmittel weisen eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl von wenigstens 300, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1500 und 5000, auf. Die Bismaleimide von Polysiloxanen besitzen die allgemeine chemische Formel H&sub2; N-CH&sub2;[-O-SiR&sub2;]n-O-CH&sub2;-NH&sub2;, wobei n eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist und jedes R unabhängig voneinander für eine Alkylgruppe, insbesondere mit bis zu fünf Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methylgruppe, steht. Die Bismaleimido-endverschlossenen Polysiloxane können durch N-Hydroxymethylierung von Maleimid (Maleinimid) mit Formaldehyd und anschließende Reaktion mit dem entsprechenden Dichlordialkylsilan in Gegenwart einer Base und Wasser mittels allgemein bekannter Methoden erhalten werden.
Wie oben erwähnt, betreffen einige Ausführungsformen ein Vernetzungsmittel, welches in seiner Molekularstruktur 2,5- Dialkylfuran-Anteile aufweist. Bei diesem Vernetzungsmittel können die 2,5-Dialkyl-substituierten Furangruppen durch chemische Bindung oder über eine Brückengruppe miteinander verbunden sein. Die Beschaffenheit einer solchen Brückengruppe entspricht im allgemeinen derjenigen der Brückengruppe des Vernetzungsmittels, die - wie vorstehend beschrieben - zwei oder mehrere Dienophile enthält. Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel sind Bis(5-ethylfurfuryl)adipate, Bisamide von (5-Ethylfurfuryl)essigsäure und die vorstehend genannten Diamine.
Die 2,5-Dialkyl-substituierten Furan-Anteile und/oder die Dienophil-Anteile können mit den Polymerketten durch chemische Bindung oder über Brückengruppen verbinden sein. Diese Brückengruppen können vom gleichen Typ wie die Brückengruppen des Vernetzungsmittels sein. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt. Handelt es sich bei dem Polymer um Polystyrol, so kann das Maleimid als Dienophil hieran über Zinn(IV)chlorid-katalysierte Alkylierung von Polystyrol mit N-Chlormethylmaleimid gebunden werden; handelt es sich bei dem Polymer um ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, so kann eine 5-Ethylfurfurylgruppe hieran durch Veresterung des Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymers mit 5-Ethylfurfurylalkohol in Pyridin gebunden werden. Handelt es sich bei dem Polymer um ein Copolymer von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten, welche 1,4-Dicarbonyi- Anteile in ihren Polymerketten enthalten, so können 2,5- Dialkylfurane und Dienophile hieran durch Reaktion des Copolymers mit einem entsprechend substituierten primären organischen Amin (Hydrocarbylamin), z. B. unter Anwendung der aus der üS 3 979 374 A bekannten Methoden, erhalten werden. Bei dieser Reaktion werden die 1,4-Dicarbonyl-Anteile in Pyrrol-Anteile konvertiert, welche einen Teil der Polymerketten bilden und welche mit der substituierten Kohlenwasserstoffgruppe (Hydrocarbylgruppe) N-substituiert sind. So kann beispielsweise ein Copolymer von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten, welche 1,4-Dicarbonyl-Anteile enthalten, mit dem Monoamid von Maleinsäure und Hexamethylendiamin oder mit dem Monoamid von Maleinsäure und Bis(4-aminophenyl)methan umgesetzt und die Säureamid- Anteile anschließend zu Maleimid-Anteilen verschlossen werden. Dies führt zu einem Polymer mit N-(6-Maleimidohexyl)pyrrol- oder N-{4-[(4'-Maleimidophenyl)methyl]phenyl}pyrrol-Anteilen in der Polymerkette. Falls die Verwendung einer Polymerkette gewünscht ist, welche 2,5-Dialkylsubstituierte Furan-Anteile und Dienophil-Anteile enthält, kann ein Teil der 1,4-Dicarbonyl-Anteile eines Copolymers von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Komponenten in Furan-Anteile und ein anderer Teil der 1,4-Dicärbonyl- Anteile in N-substituierte Pyrrol-Anteile, bei denen der N- Substituent ein Dienophil aufweist, konvertiert werden.
Das Molekulargewicht des Polymers/der Polymere, auf welchem/welchen das wiederaufarbeitbare, vernetzte Kunstharz basiert, kann in weiten Grenzen variieren. Zweckmäßig weist das Polymer eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl im Bereich von 500, vorzugsweise 700, bis 30.000, vorzugsweise 20.000, auf.
Die Menge des in dem thermisch wiederaufarbeitbaren, vernetzten Kunstharz vorhandenen Diels-Alder-Adduktes hängt von der Menge der in der Zusammensetzung, aus welcher das Diels-Alder-Addukt gebildet wird, vorhandenen 2,5-Dialkylfurangruppen und Dienophile ab. Der Fachmann erkennt, daß eine gewisse Minimalmenge an vorhandenen Diels-Alder-Addukten erforderlich ist, um zu bewirken, daß das vernetzte Kunstharz unterhalb derjenigen Temperatur, bei welcher die Diels-Alder-Addukte zu dem 2,5-Dialkyl-substituierten Furan und dem Dienophil umgewandelt werden, als Feststoff vorliegt. Es liegt ebenfalls auf der Hand, daß diese Minimalmenge von dem Molekulargewicht und der Art des Polymers, auf welchem das Kunstharz basiert, sowie - sofern ein Vernetzungsmittel eingesetzt wird - von der Anzahl an Dienophilen bzw. 2,5-Dialkylfurangruppen pro Molekül (d. h. von der Funktionalität) des Vernetzungsmittels abhängt. Ein geringeres Molekulargewicht des Polymers erfordert eine größere Menge an Diels-Alder-Addukten. Die Anzahl an Diels- Alder-Addukten kann geringer sein, falls ein Vernetzungsmittel mit höherer Funktionalität eingesetzt wird.
Durch den Einsatz eines 2,5-Dialkylfuran-enthaltenden Polymers mit einem Verhältnis von Furangruppen zu Ketongruppen von 1 : 16 bis 4 : 1 können im allgemeinen gute Ergebnisse erzielt werden. Das molare Verhältnis der 2,5-Dialkyl-substituierten Furangruppen zu Dienophilen beträgt typischerweise zwischen 10 : 1 und 1 : 5, vorzugsweise zwischen 5 : 1 und 1 : 3.
Die erfindungsgemäße elektronische Baueinheit umfaßt ein Substrat mit einer metallenen Schaltkreisanordnung, welche auf einer Fläche desselben angeordnet ist, eine Halbleitereinrichtung mit einer oder mehreren elektrisch leitenden Anschlußflächen auf einer ersten Fläche derselben und mit einer zweiten Fläche, die mittels eines Die-Attach-Klebers, vorzugsweise einer thermisch wiederaufarbeitbaren Die- Attach-Zusammensetzung, auf die erste Fläche des Substrates aufgebracht ist, einer oder mehreren elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Anschlußflächen an der Einrichtung und der metallenen Schaltkreisanordnung des Substrates, sowie ein thermisch wiederaufarbeitbares Verkapselungsmaterial, welches die Halbleitereinrichtung und einen Teil der ersten Fläche des Substrates umhüllt. Das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial enthält
(a) ein thermisch wiederaufarbeitbares, vernetztes Kunstharz, welches durch Reaktion von wenigstens einem Dienophil mit einer Funktionalität größer 1 mit wenigstens einem 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltenden Polymer erhalten ist, und
(b) wenigstens einen Füllstoff in einer Menge zwischen 25 und 75 Mass.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b),
wodurch eine Elektronikverpackung gebildet ist.
Auf das Substrat können eine oder mehrere Halbleitereinrichtungen mittels eines Klebers aufgebracht und von einem Glob-Top-Verkapselungsmaterial umhüllt sein. Das Glob-Top- Verkapselungsmaterial umhüllt ferner einen Teil der ersten Fläche des Substrates. Vorzugsweise werden eine thermisch wiederaufarbeitbare Die-Attach-Zusammensetzung und ein thermisch wiederaufarbeitbares Verkapselungsmaterial, welche ähnliche thermisch wiederaufarbeitbare Kunstharze enthalten, jeweils als Die-Attach-Kleber und als Glob-Top- Verkapselungsmaterial eingesetzt. Ebenfalls kann ein herkömmlicher Die-Attach-Kleber, wie ein Epoxygruppen aufweisender Kleber, eingesetzt werden. Die thermisch wiederaufarbeitbare Die-Attach-Zusammensetzung enthält vorzugsweise
(a) ein thermisch wiederaufarbeitbares, vernetztes Kunstharz, welches durch Reaktion von wenigstens einem Dienophil mit einer Funktionalität größer 1 mit wenigstens einem 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltenden Polymer erhalten ist, und
(b) wenigstens ein thermisch und/oder elektrisch leitendes Material in einer zum Erhalt eines leitfähigen Mediums wirksamen Menge von bis zu 90 Mass.-%, vorzugsweise zwischen 60 und 90 Mass.-% bezogen auf die Die-Attach- Zusammensetzung.
Bevorzugte thermisch leitende Materialien sind beispielsweise Berylliumoxid, Bornitrid, Aluminiumoxid (Einkristall), mit Kupfer gecoatetes Aluminiumnitrid (vgl. US 5 288 769 A) und dergleichen. Der elektrische Kontakt wird durch Einbringen von elektrisch leitenden Materialien (Füllstoffen), wie Silber-, Nickel-, Kupfer- und Aluminiumpartikel sowie Legierungen der genannten Metalle, in die Zusammensetzung des Die-Attach-Klebers sichergestellt.
Das Substrat kann ein organisches, metallisches oder keramisches Substrat, wie es bei Ball-Grid-Array-Bauteilen eingesetzt wird, oder eine gedruckte Mehrkomponenten-Schaltplatine sein. Eine organische gedruckte Schaltplatine weist z. B. ein elektrisch isolierendes Material auf, wie glasfaserverstärkte Kunstharze, die typischerweise für einen laminatartigen Aufbau eingesetzt werden. Wenigstens eine integrierte Schaltplatte oder Halbleitereinrichtung wird elektrisch und mechanisch mit den elektrisch leitenden Metallbahnen (metallene Schaltkreisanordnung) auf dem Substrat verbunden. Die Platte oder Einrichtung wird mit einem Bereich der gedruckten Schaltplatine mittels eines Die- Attach-Klebers verbunden. Zur Verbindung der Platte ist dabei vorzugsweise eine thermisch wiederaufarbeitbare Die- Attach-Zusammensetzung vorgesehen. Die Platte oder Halbleitereinrichtung wird über Gold-, Zinn-plattierte Kupfer- oder Aluminiumdrähte mit den elektrischen Leiterbahnen auf dem Substrat der gedruckten Schaltplatine elektrisch verbunden.
Ein thermisch wiederaufarbeitbares Verkapselungsmaterial (thermisch wiederaufarbeitbares Glob-Top-Verkapselungsmaterial) wird auf die Platte oder Halbleitereinrichtung, die elektrisch leitenden Verbindungen und einen Teil des Substrates aufgebracht. Wie bereits erwähnt, wird das Verkapselungsmaterial dabei im flüssigen Zustand aufgebracht, so daß es über die betroffenen Bereiche fließt und diese umhüllt. Das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial kann mittels herkömmlicher Gerätschaften, wie einer Spritze oder eines statischen Mischers, welcher die Komponenten des thermisch wiederaufarbeitbaren Verkapselungsmaterials vermischt und dosiert abgibt, auf das Substrat aufgebracht werden.
Nach Aufbringen des Verkapselungsmaterials wird dieses durch Abkühlen auf eine zum Verfestigen des Verkapselungsmaterials hinreichende Temperatur zum Feststoff ausgehärtet.
Das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial enthält Füllstoffe in einer Menge zwischen 25 Mass.-%, vorzugsweise 40 Mass.-%, bis 75 Mass.-%, vorzugsweise 60 Mass.-%, bezogen auf die Masse der Zusammensetzung (Kunstharz und Füllstoff). Der Füllstoff kann ein beliebiger, zur Anwendung in Halbleiterverpackungen geeigneter, anorganischer Füllstoff sein, wie hochreines geschmolzenes oder amorphes Silicium oder handelsübliche synthetische Füllstoffe auf Glasbasis. Der Füllstoff kann gegebenenfalls mit einem Haftvermittler, wie einem Silan, behandelt werden.
Der Füllstoff und das Kunstharz sollten typischerweise zumindest im wesentlichen frei von ionischen Verunreinigungen in Form von Chloriden, Natrium und Kalium sein (jeweils weniger als 20 ppm). Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein Verfahren dar, welches die meisten der ionischen Verunreinigungen, die bei herkömmlichen Verfahren unter Einsatz von Bindern auf der Basis von Epoxyharzen auftreten, vermeidet.
Ferner kann das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial bei einer Temperatur, bei der das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial schmilzt (flüssig wird), verarbeitet und/oder wiederaufgearbeitet werden. Das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial kann typischerweise bei einer Temperatur im Bereich von 100ºC, vorzugsweise 130ºC, bis 250ºC, vorzugsweise 200ºC, verarbeitet und/oder wiederaufgearbeitet werden. Wird das Kunstharz über einen längeren Zeitraum auf eine hohe Temperatur erhitzt, z. B. über zwölf Stunden auf 200ºC, so erfährt es eine irreversible Vernetzung und ist nicht mehr thermisch reversibel.
Zum Wiederaufarbeiten einer Elektronikverpackung wird das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial auf eine zum Überführen des thermisch wiederaufarbeitbaren Verkapselungsmaterials in einen flüssigen Zustand hinreichend hohe Temperatur erhitzt, wodurch eine flüssige Zusammensetzung erhalten wird, die auf einfache Weise von dem Substrat entfernt werden kann. Falls die Halbleitereinrichtung mittels einer thermisch wiederaufarbeitbaren Die-Attach-Zusammensetzung auf das Substrat aufgebracht ist, so kann auch diese durch Anwendung von Wärme von dem Substrat entfernt werden, wobei die thermisch wiebleraufarbeitbare Die-Attach- Zusammensetzung unter Gewährleistung eines von der Einrichtung gelösten Substrates in einen flüssigen Zustand überführt wird. Besteht die Die-Attach-Zusammensetzung aus einem vernetzten Harzsystem, so wird zum Entfernen der Einrichtung von dem Substrat eine destruktive Methode, wie Die-Shearing, angewandt. Die elektrisch leitenden Verbindungen werden beim Entfernen der Einrichtung abgebrochen. Anschließend kann eine andere Halbleitereinrichtung auf die von der Einrichtung befreite Platine aufgebracht werden, was - sofern gewünscht - mittels eines Klebers, vorzugsweise einer thermisch wiederaufarbeitbaren Die-Attach-Zusammensetzung, geschehen kann sodann wird die andere Halbleitereinrichtung und ein Teil der Substratfläche mit frischem thermisch wiederaufarbeitbarem Verkapselungsmaterial auf oben beschriebene Weise umhüllt und das frische wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial auf eine zum Erhärten des Kunstharzes hinreichend niedrige Temperatur abgekühlt, wodurch eine wiederaufgearbeitete Elektronikverpackung erhalten wird.
Das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial kann nachgebrannt werden, um die thermischen und mechanischen Werkstoffeigenschaften (d. h. Einfriertemperatur und mechanische Festigkeit) zu verbessern. Um die thermische Reversibilität des vernetzten Kunstharzes zu bewahren, kann die wiederaufarbeitbare Zusammensetzung über einen Zeitraum von bis zu vier Stunden oder länger nachträglich auf eine Temperatur im Bereich von 50ºC, vorzugsweise 80ºC, bis 200ºC, vorzugsweise 160ºC, erhitzt werden. Falls keine thermische Reversibilität erforderlich ist, kann die Binderzusammensetzung über einen Zeitraum von bis zu vier Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 150ºC, vorzugsweise 180ºC, bis 300ºC, vorzugsweise 250ºC, nachgebrannt werden, um die thermischen Eigenschaften zu verbessern.

Ausführungsbeispiele:

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beschreiben die erfindungsgemäße, neuartige, thermisch wiederaufarbeitbare Elektronikverpackung und dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.

Beispiel 1

Methanol und Propen (in einem Massenverhältnis von etwa 1,7 : 1) werden einem Autoklaven aufgegeben, auf 90ºC erhitzt und anschließend mit Kohlenmonoxid unter einen Druck von 72 bar gesetzt. Eine Katalysatorlösung aus Palladiumacetat, 1,3-Bis(diethylphosphino)propan und Trifluormethansulfonsäure in einem Massenverhältnis von 0,6 : 0,62 : 1 sowie 0,3 Pyridin in einer Lösung aus Tetrahydrofuran und Methanol (in einem Massenverhältnis von 15 : 1) werden injiziert und der Druck im Reaktor während der Reaktion durch kontinuierliche Aufgabe von Kohlenmonoxid auf 72ºbar konstant gehalten. Nach Abziehen des Lösungsmittels erhält man ein alternierendes Propylen-Kohlenmonoxid-Copolymer mit einer durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von 733.

Beispiel 2

Ein gemäß Beispiel 1 erhaltenes alternierendes Propylen- Kohlenmonoxid-Copolymer mit einer durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von 733 wird in Toluol gelöst und in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge an p-Toluolsulfonsäure durch Erhitzen unter Rückstrom, bis kein Wasser mehr im Destillat anfällt, zyklisiert. Das erhaltene Polymer wird mittels ¹³C-NMR analysiert, wobei aufgrund des Auftretens von ¹³C-NMR-Signalen mit einem Maximum im Bereich von 107, 114, 147 und 153 ppm festgestellt wird, daß 82% der Ketone des eingesetzten Polyketons zu Furanen zyklisiert worden sind (Verhältnis von Furan zu Keton von 2,28 : 1).

Beispiel 3

Es wird ein Harzsystem durch Mischen des furanisierten Polyketons gemäß Beispiel 2 mit einer stöchiometrischen Menge an Methylendianilinbismaleimid (Compimide Resin MDAB, Technologie GmbH) bei 171ºC (340ºF) hergestellt. Der Blend wird von der Gelplatte entfernt und bei Raumtemperatur auf Vorrat gehalten. Eine achtlagige gedruckte Solder Mask Schaltplatine (Epoxy-Glasgewebe) mit einem Die-Attach-aufgebrachten Chip wird bei 171ºC (340ºF) auf der Gelplatte angeordnet und auf die genannte Temperatur erhitzt. Eine geringe Menge des Blends wird auf den Chip aufgebracht, so daß sie auf den Chip auffließt ("glob"). Die Platine wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt, um das Verkapselungsmaterial zu einem vernetzten Feststoff auszuhärten. Die Platine wird erneut auf der Gelplatte angeordnet und eine Minute erhitzt. Bei dem "Glob" ist eine unvernetzte Flüssigkeit mit geringer Viskosität erkennbar. Die Platine wird von der Gelplatte entfernt, wobei das Verkapselungsmaterial wieder in seinen vernetzten, festen Zustand überführt wird.

Beispiel 4

Es wird ein Blend durch Mischen des furanisierten Polyketons gemäß Beispiel 2 mit einer stöchiometrischen Menge an MDAB sowie einem Silika-Füllstoff (50,4 Mass.-% bezogen auf die gesamte Zusammensetzung) bei 171ºC (340ºF) hergestellt. Eine achtlagige gedruckte Solder Mask Schaltplatine (Epoxy- Glasgewebe) mit einem Die-Attach-aufgebrachten Chip wird bei 171ºC (340ºF) auf der Gelplatte angeordnet und auf die genannte Temperatur erhitzt. Eine geringe Menge des Blends wird auf den Chip aufgebracht, so daß sie auf den Chip auffließt ("glob"). Die Platine wird sodann auf Raumtemperatur abgekühlt, um das Verkapselungsmaterial zu einem vernetzten Feststoff auszuhärten. Die Platine wird erneut auf der Gelplatte angeordnet und eine Minute erhitzt. Bei dem "GLob" ist eine unvernetzte Flüssigkeit mit geringer Viskosität erkennbar. Die Platine wird von der Gelplatte entfernt, wobei das Verkapselungsmaterial wieder in seinen vernetzten, festen Zustand überführt wird.

Beispiel 5

Ein alternierendes Olefin-Kohlenmonoxid-Copolymer (27% Ethylen und 73% Propylen) mit einer durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von 1472 wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 erläutert aus Propylen und Ethylen hergestellt. Das Copolymer wird in Toluol gelöst und in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge an p-Toluolsulfonsäure durch Erhitzen unter Rückstrom zyklisiert. Das erhaltene Polymer wird mittels ¹³C-NMR analysiert, wobei festgestellt wird, daß 56% der Ketone des eingesetzten Polyketons zu Furanen zyklisiert worden sind (Verhältnis von Furan zu Keton von 0,64 : 1).

Beispiel 6

Eine Gelplatte wird auf 171ºC (340ºF) erhitzt und das furanisierte Polyketon gemäß Beispiel 5 auf die Platte aufgebracht. Eine stöchiometrische Menge an Toluoldiaminbismaleimid (Compimide Resin TDAB, Technologie GmbH) wird mit dem furanisierten Polyketon gemischt, bis ein homogener Blend erhalten wird. Der Blend wird von der Gelplatte entfernt und bei Raumtemperatur auf Vorrat gehalten.

Beispiel 7

Ein ICI Kegel-Platten-Viskosimeter wird auf eine Temperatur von 175ºC eingestellt und auf dieser Temperatur gehalten. Eine geringe Menge des Blends gemäß Beispiel 6 wird auf die Platte aufgebracht und auf diese Temperatur erhitzt. Der Kegel wird heruntergefahren und gedreht, um einen einwandfreien Film zwischen dem Kegel und der Platte zu erhalten. Dies wird dadurch nachgeprüft, indem der Kegel angehoben wird, um die einwandfreie Filmbildung zu überwachen. Anschließend wird der Blend über 90 Sekunden auf Gleichgewichtstemperatur gebracht und werden unter Rotation des Kegels mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit zwei Viskositätsmessungen durchgeführt. Der Kegel wird angehoben und der Blend sowohl von dem Kegel als auch von der Platte entfernt. Der Blend wird unter Bildung eines vernetzten Entstoffes auf Raumtemperatur abgekühlt. Die genannte Abfolge von Schritten, nämlich Aufbringen des Blends auf das ICI Kegel-Platten-Viskosimeter, Messen der Viskosität bei 175ºC, Entfernen des Blends und Abkühlen auf Raumtemperatur, wird drei mal mit demselben Blend wiederholt. Die drei aufeinanderfolgenden Viskositätsmessungen ergeben 3 bis 5 Poise, 3 bis 5 Poise und 3 bis 5 Poise. Das Experiment zeigt, daß der Blend von einem vernetzten Zustand bei Raumtemperatur in einen unvernetzten, gering viskosen, flüssigen Zustand bei 175ºC überführbar ist.

Beispiel 8

Das furanisierte Polyketon gemäß Beispiel 5 wird mit einer stöchiometrischen Menge an TDAB bei 171ºC (340ºF) auf einer Gelplatte gemischt. Der Blend wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Blend wird bei 171ºC (340ºF) ferner mit einem Silika-Füllstoff homogen gemischt (50 Mass.-% bezogen auf die gesamte Zusammensetzung). Die Zusammensetzung mit dem Füllstoff wird von der Gelplatte entfernt und bei Raumtemperatur auf Vorrat gehalten.

Beispiel 9

Ein ICI Kegel-Platten-Viskosimeter wird auf eine Temperatur von 175ºC eingestellt und auf dieser Temperatur gehalten. Eine geringe Menge des Blends gemäß Beispiel 8 wird auf die Platte aufgebracht und auf diese Temperatur erhitzt. Der Kegel wird heruntergefahren und gedreht, um einen einwandfreien Film zwischen dem Kegel und der Platte zu erhalten. Dies wird dadurch nachgeprüft, indem der Kegel angehoben wird, um die einwandfreie Filmbildung zu überwachen. Anschließend wird der Blend über 90 Sekunden auf Gleichgewichtstemperatur gebracht und werden unter Rotation des Kegels mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit zwei Viskositätsmessungen durchgeführt. Der Kegel wird angehoben und der Blend sowohl von dem Kegel als auch von der Platte entfernt. Der Blend wird unter Bildung eines vernetzten Feststoffes auf Raumtemperatur abgekühlt. Die genannte Abfolge von Schritten, nämlich Aufbringen des Blends auf das ICI Kegel-Platten-Viskosimeter, Messen der Viskosität bei 175ºC, Entfernen des Blends und Abkühlen auf Raumtemperatur, wird drei mal mit demselben Blend wiederholt. Die drei aufeinanderfolgenden Viskositätsmessungen ergeben 20 bis 25 Poise, 20 bis 25 Poise und 25 bis 30 Poise. Das Experiment zeigt, daß der Blend von einem vernetzten Zustand bei Raumtemperatur in einen unvernetzten, gering viskosen, flüssigen Zustand bei 175ºC überführbar ist.

Beispiel 10

Ein alternierendes Propylen-Kohlenmonoxid-Copolymer mit einer durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von 1616 wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 erläutert hergestellt, außer daß anstelle von 1,3-Bis(diethylphosphino)propan 1,3- Bis(di-o-methoxyphenylphosphino)propan in der Katalysatorlösung eingesetzt wird. Das Copolymer wird in Toluol gelöst und in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Menge an p- Toluolsulfonsäure durch Erhitzen unter Rückstrom, bis kein Wasser mehr im Destillat anfällt, zyklisiert. Das erhaltene Polymer wird mittels ¹³C-NMR analysiert, wobei festgestellt wird, daß 57% der Ketone des eingesetzten Polyketons zu Furanen zyklisiert worden sind (Verhältnis von Furan zu Keton von 0,66 : 1).

Beispiel 11

Das furanisierte Polyketon gemäß Beispiel 10 und eine stöchiometrische Menge an TDAB mit 6,5 Mass.-% Phenothiazin werden auf 180ºC erhitzt, gemischt und in eine 3,2 mm (1/8 inch) breite Metallform gegossen. Die Form wird schnell abgekühlt und das erhaltene Formteil auf seine Werkstoffeigenschaften untersucht. Das Biegemodul beträgt 43 bar (628 ksi), einem ähnlichen Wert wie bei vernetzten Epoxyharzen auf der Basis von Bisphenol-A, die mit einem Anhydrid-Härter ausgehärtet worden sind. Die Dielektrizitätskonstante beträgt 3,17, der Verlustfaktor 0,013.

Beispiel 12

Das furanisierte Polyketon gemäß Beispiel 10 wird mit MDAB in einem stöchiometrischen Verhältnis von 2 : 1, 0,1 Mol Phenothiazin pro Mol MDAB und 0,015 g 2-Ethylhexansäure pro g furanisiertem Polyketon umgesetzt. Bei der Probe wurde eine Differentialscanning-Kalorimetrie bei einer Steigungsrate von 20ºC/min durchgeführt. Das Einsetzen der Einfriertemperatur tritt bei 105ºC auf.

Beispiel 13

Das furanisierte Polyketon gemäß Beispiel 5 wird mit einer stöchiometrischen Menge an TDAB und 0,1 Mol Phenothiazin pro Mol TDAB auf einer Gelplatte bei 171ºC (340ºF) umgesetzt. Die Probe wird in einen Parr-Bomb-Kalorimeter überführt und in Wasser (Verhältnis von Wasser zu Probe von 10 : 1) getaucht. Der Parr-Bomb-Kalorimeter wird über 20 Stunden auf 60ºC gehalten und das wäßrige Extrakt chromatographisch auf Ionen untersucht. Das Extrakt enthält 14 ppm Acetat-, < 3 ppm Glykolat-, Format- und Propionat-, < 0,25 ppm Chlorid-, < 1 ppm Nitrat-, 1,7 ppm Sulfat-, 4,8 ppm Natrium-, 0,8 ppm Magnesium-, 2,5 ppm Calcium- und 0,2 ppm Ammoniumionen.

Claims

1. Elektronische Baueinheit, umfassend:

- ein Substrat mit einer metallenen Schaltkreisanordnung, welche auf einer Fläche desselben angeordnet ist;

- eine Halbleitereinrichtung mit ersten und zweiten Flächen, wobei die erste Fläche wenigstens eine elektrische Anschlußfläche aufweist und die zweite Fläche mittels eines Die-Attach-Klebers auf die erste Fläche des Substrates aufgebracht ist;

- wenigstens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Anschlußfläche an der Halbleitereinrichtung und der metallenen Schaltkreisanordnung des Substrates; und

- ein thermisch wiederaufarbeitbares Verkapselungsmaterial, welches die Halbleitereinrichtung und einen Teil der ersten Fläche des Substrates umhüllt, wobei das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial enthält:

(a) ein thermisch wiederaufarbeitbares, vernetztes Kunstharz, welches durch Reaktion von wenigstens einem Dienophil mit einer Funktionalität größer 1 mit wenigstens einem 2,5-Dialkyl-substituierres Furan enthaltenden Polymer erhalten ist, und

(b) wenigstens einen Füllstoff in einer Menge zwischen 25 und 75 Mass.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b).

2. Elektronische Baueinheit nach Anspruch 1, wobei der Die-Attach-Kleber eine thermisch wiederaufarbeitbare Die-Attach-Zusammensetzung ist, enthaltend:

(a) ein thermisch wiederaufarbeitbares, vernetztes Kunstharz, welches durch Reaktion von wenigstens einem Dienophil mit einer Funktionalität größer 1 mit wenigstens einem 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltenden Polymer erhalten ist, und

(b) wenigstens ein thermisch und/oder elektrisch Leitendes Material in einer Menge zwischen 60 uni 90 Mass.-% bezogen auf die Die-Attach-Zusammensetzung.

3. Elektronische Baueinheit nach Anspruch 2, wobei das thermisch wiederaufarbeitbare, vernetzte Kunstharz bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 100ºC und 250ºC wiederaufarbeitbar ist.

4. Elektronische Baueinheit nach Anspruch 3, wobei das Dienophil ein Alkin, welches an beiden Seiten einer Ethingruppe gebundene Elektronen-abziehende Gruppen aufweist, oder ein cyclisches Derivat von Maleinsäureanhydrid ist.

5. Elektronische Baueinheit nach Anspruch 4, wobei das Dienophil aus der Gruppe von But-2-en-1,4-dion-Anteilen in 5-Ringen und But-2-en-1,4-dion-Anteilen in 6-Ringen enthaltenden Komponenten gewählt ist.

6. Elektronische Baueinheit nach Anspruch 4, wobei das thermisch wiederaufaxbeitbare Kunstharz ferner Reste eines Vernetzungsmittels aus der Gruppe Bismaleimzdoendverschlossene Polyalkylenoxide, Bismaleimidoendverschlossene Polysiloxane, Bismaleimide von Hydrazin, 2,4-Diaminotoluol, Hexamethylendiamin, Dodecamethylendiamin und substituierte sowie nicht substituierte Diamine der allgemeinen Formel

enthält.

7. Elektronische Baueinheit nach Anspruch 1, wobei das 2,5-Dialkyl-substituiertes Furan enthaltende Polymer durch Reaktion von Kohlenmonoxid mit wenigstens einer olefinisch ungesättigten Komponente erhalten ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baueinheit, umfassend die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines Substrates mit einer metallenen Schaltkreisanordnung, welche auf einer Fläche desselben angeordnet ist;

- Bereitstellen wenigstens einer Halbleitereinrichtung, wobei die wenigstens eine Halbleitereinrichtung eine erste und eine zweite Fläche umfaßt und die erste Fläche wenigstens eine elektrische Anschlußfläche aufweist;

- Aufbringen eines Die-Attach-Klebers auf einen Teil der ersten Fläche des Substrates;

- Aufbringen der zweiten Fläche der wenigstens einen Halbleitereinrichtung auf die erste Fläche des Substrates mittels des Die-Attach-Klebers;

- Anbringen wenigstens einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der wenigstens einen Anschlußfläche der Halbleitereinrichtung und der metallenen Schaltkreisanordnung des Substrates; und

- Umhüllen der Halbleitereinrichtung, der elektrisch leitenden Verbindung und eines Teils der ersten Fläche des Substrates mit einem thermisch wiederaufarbeitbaren Verkapselungsmaterials unter Bildung der elektronischen Baueinheit, wobei das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial enthält:

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Die-Attach-Kleber eine thermisch wiederaufarbeitbare Die-Attach-Zusammensetzung ist, enthaltend:

(b) wenigstens ein thermisch und/oder elektrisch leitendes Material in einer Menge zwischen 60 und 90 Mass.-% bezogen auf die Die-Attach-Zusammensetzung.

10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend die folgenden Schritte:

- Erhitzen des thermisch wiederaufarbeitbaren Verkapselungsmaterials der elektronischen Baueinheit auf eine Temperatur, welche hinreichend hoch ist, um das thermisch wiederaufarbeitbare Verkapselungsmaterial in einen flüssigen Zustand zu überführen, und somit Bereitstellen eines flüssigen Verkapselungsmaterials;

- Entfernen des flüssigen Verkapselungsmaterials;

- Erhitzen der thermisch wiederaufarbeitbaren Die- Attach-Zusammensetzung der elektronischen Baueinheit auf eine Temperatur, welche hinreichend hoch ist, um die thermisch wiederaufarbeitbare Die-Attach-Zusammensetzung in einen flüssigen Zustand zu überführen, und somit Bereitstellen einer flüssigen Die-Attach- Zusammensetzung;

- Entfernen der Halbleitereinrichtung von der flüssigen Die-Attach-Zusammensetzung auf dem Substrat; und

- Entfernen wenigstens eines Teils der flüssigen Die- Attach-Zusammensetzung von dem Substrat und somit Bereitstellen einer frischen Fläche.