JP2000044922A - Photocurable composition containing flux activator containing active hydrogen and use thereof - Google Patents

Photocurable composition containing flux activator containing active hydrogen and use thereof

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JP2000044922A
JP2000044922A JP11195118A JP19511899A JP2000044922A JP 2000044922 A JP2000044922 A JP 2000044922A JP 11195118 A JP11195118 A JP 11195118A JP 19511899 A JP19511899 A JP 19511899A JP 2000044922 A JP2000044922 A JP 2000044922A
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particles
acid
photosensitive layer
weight
photocurable composition
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Japanese (ja)
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Beikmohamadi Alan
ベイクモハマディ アラン
Kainkurosu Alan
カイルンクロス アラン
John Convers Ronald
ジョン コンヴァース ロナルド
Pint Fix Daphne
ピント フィックス ダフネ
Aaron Solzberg Michael
アーロン ソルツバーグ マイケル
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process to inexpensively prepare within few minutes a precise alignment of hundred-thousands of electrical contacts covering the entire surface of a 12 inch (30.48 cm)-wafer for preparing a flip chip. SOLUTION: A photocurable composition has an adhesive strength of at least 0.5 g/mm2 and contains a flux activator containing at least one active hydrogen chosen from the group consisting of alkanolamines, monobasic acids, hydroxy acids, hydroxy acid salts, hydroxy acid derivatives and mixtures thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子的基板上の導
電性バンプの精密な配列の調製における使用のための光
硬化性要素に関する。より詳細には、本発明は、活性水
素を含有するフラックス活性化剤を含む光硬化性組成物
に関する。
The present invention relates to a photocurable element for use in preparing a precise array of conductive bumps on an electronic substrate. More particularly, the present invention relates to a photocurable composition comprising a flux activator containing active hydrogen.

【0002】[0002]

【従来の技術】外部回路(I/O類)に対する増加する
数の電気接点を有する、より密度の高い集積回路(IC
類)に向かう、産業界の流れが存在する。I/O類の最
良の分布は、外部回路に対してICをワイヤボンディン
グする旧式の実施により指示されるような周辺部にある
ものではなく、ICの全表面の端から端までにあるもの
である。必要とされるものは、IC表面上のいずれの場
所のI/Oに対しても、たとえばハンダのような導電体
の制御された量を放出するための迅速で安価な方法であ
る。次に、そのハンダは、外部回路に対する必要な接続
部を形成する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Higher density integrated circuits (ICs) having an increasing number of electrical contacts to external circuits (I / Os).
There is a trend in the industry toward (type). The best distribution of I / Os is not at the perimeter as dictated by the old practice of wire bonding the IC to external circuits, but rather across the entire surface of the IC. is there. What is needed is a quick and inexpensive way to emit a controlled amount of conductors, such as solder, for I / O anywhere on the IC surface. Next, the solder forms the necessary connections to the external circuit.

【0003】基板に対して制御された量の導電体を放出
する1つの方法は、所望される放出位置に対応する複数
の穴を含有する金属板を、ハンダ粒子に浸漬させること
による(ロボティクス球配置(robotics sphere placeme
nt))。しかし、約10milより小さい粒度を用いる
設計の変更が必要とされるとき、および同時に特定の位
置に向かって別々に放出されるべき粒子の数が1個のI
C当り数百を越えるときに、この技術はあまりに遅く、
およびあまりに高価である。
[0003] One method of emitting a controlled amount of electrical conductor to a substrate is by immersing a metal plate containing a plurality of holes corresponding to the desired emission locations into solder particles (a robotic sphere). Placement (robotics sphere placeme
nt)). However, when a design change using a particle size of less than about 10 mils is required, and at the same time the number of particles to be released separately to a particular location is one I
This technology is too slow when it exceeds a few hundred per C,
And too expensive.

【0004】基板に対して制御された量の導電体を放出
する別の方法は、金属メッキである。しかし、この方法
は遅く、資本集約的であり、および毒性廃棄物を発生す
る。
Another method of releasing a controlled amount of conductor to a substrate is metal plating. However, this method is slow, capital intensive, and generates toxic waste.

【0005】基板に対して制御された量の導電体を放出
する別の方法は、ハンダペーストのスクリーン印刷であ
る。しかし、この方法は、「最先端技術の」IC製造の
ために必要とされる解像度およびバンプ導電性を提供し
ない。
Another method of releasing a controlled amount of conductor onto a substrate is screen printing of a solder paste. However, this method does not provide the resolution and bump conductivity required for "state of the art" IC fabrication.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】電子基板の表面上に、
0.003インチ(0.00762cm)のピッチで、
0.005インチ(0.0127cm)の導電性バンプ
を、安価かつ数分以内に放出することができる導電性バ
ンプの精密な配列の調製における使用のための光硬化性
要素に対する要求が、依然として存在する。産業界のト
レンドは、たとえば約0.002インチ(0.005c
m)のような、さらに小さいサイズに向かっている。
SUMMARY OF THE INVENTION On the surface of an electronic substrate,
At a pitch of 0.003 inches (0.00762 cm),
There remains a need for photocurable elements for use in preparing precise arrays of conductive bumps that can release 0.005 inch (0.0127 cm) conductive bumps inexpensively and within minutes. I do. Industry trends are, for example, about 0.002 inches (0.005c).
m) towards smaller sizes.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルカノール
アミン類、一塩基性および多塩基性酸類、ヒドロキシ酸
類、ヒドロキシ酸の塩類、ヒドロキシ酸誘導体類、およ
びそれらの混合物から成る群から選択される少なくとも
1つの活性水素を含有するフラックス活性化剤(flux ac
tivator)を含み、少なくとも0.5グラム/mm2の粘
着性を有する光硬化性組成物を提供する。好ましくは、
その光硬化性組成物は、2〜6グラム/mm2の粘着性
を有する。粘着性は、IPC−TM−650試験方法マ
ニュアル、番号2.4.44におけるように、Chatillo
n Tack Testerを用いて測定される。典型的には、本発
明の光硬化性組成物は、活性水素を含有するフラックス
活性化剤に加えて、エチレン性不飽和化合物、ポリマー
結合剤、および開始剤または開始剤系をさらに含んでも
よい。
The present invention is selected from the group consisting of alkanolamines, monobasic and polybasic acids, hydroxy acids, salts of hydroxy acids, hydroxy acid derivatives, and mixtures thereof. Flux activator containing at least one active hydrogen (flux ac
tivator) and has a tackiness of at least 0.5 gram / mm 2 . Preferably,
As the photocurable composition has a 2-6 g / mm 2 tacky. Tackiness is measured by Chatillo as in the IPC-TM-650 Test Method Manual, number 2.4.44.
n Measured using Tack Tester. Typically, the photocurable compositions of the present invention may further comprise, in addition to the active hydrogen-containing flux activator, an ethylenically unsaturated compound, a polymeric binder, and an initiator or initiator system. .

【0008】本発明の別の実施の形態において、恒久的
な基板上の導電性バンプの精密な配列を形成するための
方法は、 (a) 恒久的な基板に対して柔軟な基板上の感光性層
を含む感光性要素を積層すること、あるいは恒久的な基
板上に感光性層を塗布するかあるいは吹付けることのい
ずれかにより、恒久的な基板上に感光性層を提供する工
程であって、前記感光性層は、アルカノールアミン類、
一塩基性および多塩基性酸類、ヒドロキシ酸類、ヒドロ
キシ酸の塩類、ヒドロキシ酸の誘導体類、およびそれら
の混合物から成る群から選択されてもよい活性水素を含
有するフラックス活性化剤を含む工程と; (b) 工程(a)の前あるいは後に、前記感光性層を
化学線にさらして、前記感光性層内に粘着性および非粘
着性の区域を形成する工程と; (c) もし存在するならば、前記柔軟な基板をはぎ取
り、および前記感光性層の粘着性区域を、たとえばハン
ダ球のような導電性であり易流動性である粒子に接触さ
せて、配列を形成する工程と; (d) 感光性要素を含有する配列を加熱して、前記導
電性粒子を融解させ、前記恒久的な基板上に導電性結合
を形成する工程と を具えて、提供される。
In another embodiment of the present invention, a method for forming a fine array of conductive bumps on a permanent substrate includes the steps of: (a) sensitizing a permanent substrate to a flexible substrate. Providing a photosensitive layer on a permanent substrate, either by laminating a photosensitive element containing the photosensitive layer, or by applying or spraying the photosensitive layer on a permanent substrate. The photosensitive layer may be an alkanolamine,
Comprising a flux activator containing an active hydrogen, which may be selected from the group consisting of monobasic and polybasic acids, hydroxy acids, salts of hydroxy acids, derivatives of hydroxy acids, and mixtures thereof; (B) before or after step (a), exposing said photosensitive layer to actinic radiation to form tacky and non-tacky areas within said photosensitive layer; (c) if present Stripping the flexible substrate and contacting the tacky areas of the photosensitive layer with conductive and free-flowing particles, such as solder balls, to form an array; Heating the array containing the photosensitive element to melt the conductive particles and form a conductive bond on the permanent substrate.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、前述の先行技術を越え
るいくつかの利点を提供する。本発明は、従来利用する
ことができなかったフリップチップ製造のための安価か
つ迅速な方法を提供する。本発明は、12インチ(3
0.48cm)のウェーハ全面に広がる潜在的には数十
万個の電気接点の精密な配列を、安価かつ数分以内で製
造することを可能にする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides several advantages over the prior art described above. The present invention provides an inexpensive and fast method for flip chip production that was previously unavailable. The present invention uses a 12 inch (3
0.48 cm), making it possible to produce a precise array of potentially hundreds of thousands of electrical contacts over the entire wafer at low cost and within minutes.

【0010】本発明は、アルカノールアミン類、一塩基
性および多塩基性酸類、ヒドロキシ酸類、ヒドロキシ酸
の塩類、ヒドロキシ酸誘導体類、およびそれらの混合物
から成る群から選択される少なくとも1つの活性水素を
含有するフラックス活性化剤を含み、少なくとも0.5
グラム/mm2の粘着性を有する光硬化性組成物を提供
する。好ましくは、その光硬化性組成物は、2〜6グラ
ム/mm2の粘着性を有する。粘着性は、IPC−TM
−650試験方法マニュアル、番号2.4.44におけ
るように、Chatillon Tack Testerを用いて測定され
る。典型的には、活性水素を含有するフラックス活性化
剤に加えて、本発明の光硬化性組成物は、エチレン性不
飽和化合物、ポリマー結合剤、および開始剤または開始
剤系をさらに含んでもよい。いくつかの有用な光硬化性
要素は、米国特許第3,649,268号、米国特許第
3,854,950号、米国特許第4,174,216
号、米国特許第4,282,308号、米国特許第4,
948,704号、および米国特許第5,001,03
7号において開示されており、それらの開示は参照によ
り本明細書の一部をなすものとする。
[0010] The present invention provides a method for producing at least one active hydrogen selected from the group consisting of alkanolamines, monobasic and polybasic acids, hydroxy acids, salts of hydroxy acids, hydroxy acid derivatives, and mixtures thereof. A flux activator containing at least 0.5
A photocurable composition having a gram / mm 2 tackiness is provided. Preferably, the photocurable composition has a tackiness of 2 to 6 grams / mm2. Adhesion is IPC-TM
Measured using the Chatillon Tack Tester, as in the -650 Test Method Manual, number 2.4.44. Typically, in addition to the flux activator containing active hydrogen, the photocurable composition of the present invention may further comprise an ethylenically unsaturated compound, a polymeric binder, and an initiator or initiator system. . Some useful photocurable elements are described in U.S. Pat. No. 3,649,268, U.S. Pat. No. 3,854,950, U.S. Pat. No. 4,174,216.
No. 4,282,308; U.S. Pat.
No. 948,704, and US Pat. No. 5,001,03.
No. 7, the disclosures of which are hereby incorporated by reference.

【0011】光硬化性組成物は、一般的に、ポリマー結
合剤、光重合可能なモノマー、および開始剤または開始
剤系の組み合わせである。いくつかの適当な結合剤は、
線状のポリマーおよび/または共重合体であり、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリメタクリル酸n−ブチル、ポリ
酢酸ビニル、(メタクリル酸メチル/メタクリル酸)共
重合体、および(メチルビニルエーテル/マレイン酸モ
ノエチルエステル)共重合体を含み、それらのそれぞれ
は種々の比率において共重合されてもよい。いくつかの
適当な光硬化可能なモノマー類は、米国特許第2,76
0,863号、米国特許第3,380,831号、およ
び米国特許第3,573,918号において開示されて
いるもののようなエチレン性不飽和モノマー類を含む。
いくつかの例として、ジペンタエリスリトールアクリレ
ート(50%テトラおよび50%ペンタ)、ペンタエリ
スリトールトリアクリレートおよびテトラアクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ポリ
プロピレングリコール(数平均分子量425)ジメタク
リレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、
ビスフェノールAおよびエピクロロヒドリン由来の樹脂
のジアクリレート類、エトキシル化されたトリメチロー
ルプロパンの樹脂のトリアクリレート類、エトキシル化
されたペンタエリスリトールのトリアクリレート類、
α、ω−アルカンジオールのジアクリレート類、ジエチ
レングリコールジアクリレート、トリエチレングリコー
ルジアクリレート、ウレタンジアクリレート類、ウレタ
ントリアクリレート類、ウレタンジメタクリレート類、
ウレタントリメタクリレート類、グリセリルジメタクリ
レート、ビスフェノールAおよびエピクロロヒドリン由
来の樹脂のジメタクリレート類、スチレンおよび無水マ
レイン酸由来の樹脂のトリアクリレート類、スチレンお
よび無水マレイン酸由来の樹脂のトリメタクリレート
類、およびα、ω−アルカンジオールのジメタクリレー
ト類を記載することができる。同様に有用なものは、エ
チレン不飽和を含有するエポキシモノマー類であり、た
とえば、その種類のモノマーは、米国特許第3,66
1,576号および英国特許第1,006,587号に
開示されている。
The photocurable composition is generally a combination of a polymeric binder, a photopolymerizable monomer, and an initiator or initiator system. Some suitable binders are
Linear polymers and / or copolymers, such as polymethyl methacrylate, poly-n-butyl methacrylate, polyvinyl acetate, (methyl methacrylate / methacrylic acid) copolymer, and (methyl vinyl ether / monoethyl maleate) Ester) copolymers, each of which may be copolymerized in various ratios. Some suitable photocurable monomers are disclosed in U.S. Pat.
And ethylenically unsaturated monomers such as those disclosed in U.S. Pat. No. 0,863, U.S. Pat. No. 3,380,831, and U.S. Pat. No. 3,573,918.
Some examples include dipentaerythritol acrylate (50% tetra and 50% penta), pentaerythritol triacrylate and tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, polypropylene glycol (number average molecular weight 425) dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate,
Diacrylates of resins derived from bisphenol A and epichlorohydrin, triacrylates of ethoxylated trimethylolpropane resins, triacrylates of ethoxylated pentaerythritol,
α, ω-alkanediol diacrylates, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, urethane diacrylates, urethane triacrylates, urethane dimethacrylates,
Urethane trimethacrylates, glyceryl dimethacrylate, dimethacrylates of resins derived from bisphenol A and epichlorohydrin, triacrylates of resins derived from styrene and maleic anhydride, trimethacrylates of resins derived from styrene and maleic anhydride, And dimethacrylates of α, ω-alkanediols. Also useful are epoxy monomers containing ethylenic unsaturation, for example, monomers of that type are described in US Pat.
1,576 and British Patent 1,006,587.

【0012】結合剤の濃度は変化してもよいが、一般的
には溶融ハンダが下にある最終的な基板まで貫通するの
を可能にするより小さい値に限定される。過度に大きい
結合剤の濃度は、最終的な基板のハンダとの結合(湿
潤)を妨げるおそれがある。結合剤の存在は、粘着性の
形成、溶液のレオロジー制御、層の凝集、および別の感
光性層の成分との可能性のある相溶性の原因である。分
子量が大きくなればなるほど、本発明において用いられ
るポリマーの濃度は低くなり、たとえば、10,000
を越える分子量を有するポリマーは、好ましくは、層成
分の乾燥重量を基準として10重量%未満の濃度範囲に
おいて、本発明に用いられる。1,000から10,0
00までの分子量を有するポリマーに関しては、有用な
濃度範囲は、層成分の乾燥重量を基準として30重量%
までである。本明細書中に用いられる「層成分の乾燥重
量」とは、感光性層の被覆剤溶液の溶媒を除く成分の総
重量、すなわち不揮発性成分の総重量を意味する。
The concentration of the binder may vary, but is generally limited to smaller values that allow the molten solder to penetrate to the underlying final substrate. Excessively high binder concentrations can prevent the final substrate from bonding (wetting) with the solder. The presence of a binder is responsible for the formation of stickiness, rheological control of the solution, cohesion of the layers, and possible compatibility with the components of another photosensitive layer. The higher the molecular weight, the lower the concentration of the polymer used in the present invention, for example, 10,000
Polymers having a molecular weight of more than 10% are preferably used in the present invention in a concentration range of less than 10% by weight, based on the dry weight of the layer components. 1,000 to 10,000
For polymers having a molecular weight of up to 00, a useful concentration range is 30% by weight, based on the dry weight of the layer components.
Up to. As used herein, "dry weight of layer components" means the total weight of components excluding the solvent in the coating solution of the photosensitive layer, that is, the total weight of non-volatile components.

【0013】モノマーは、結合剤と相溶性でなければな
らず、および結合剤に対する溶媒であるかおよび/また
は結合剤に対して可塑化作用を有してもよい。選択的光
パターン形成の必要条件に従って、モノマーおよび結合
剤の選択がなされ、および比率が決められる。有用なモ
ノマー濃度は、結合剤の分子量、結合剤の濃度、および
モノマーと結合剤との相溶性にしたがって変化する。モ
ノマー濃度は、層成分の乾燥重量を基準として、通常約
20〜50重量%、好ましくは30〜45重量%の範囲
にある。
The monomers must be compatible with the binder and may be solvents for the binder and / or have a plasticizing effect on the binder. According to the requirements of selective light patterning, the choice of monomers and binders is made and the ratios are determined. Useful monomer concentrations will vary according to the molecular weight of the binder, the concentration of the binder, and the compatibility of the monomer with the binder. The monomer concentration is usually in the range of about 20-50% by weight, preferably 30-45% by weight, based on the dry weight of the layer components.

【0014】感光性層の成分は、流動可能あるいはハン
ダが溶解(リフロー)している間に消散可能であり、良
好な金属−金属結合のために、溶融ハンダが下にある最
終的な基板の表面に到達することを可能にしなければな
らない。この点において役立つ成分は、Hercules, Inc.
により販売されるFORAL AXのような低分子量ロジン誘
導体、および米国特許第5,344,592号および米
国特許第5,397,383号において請求されている
α−メチルスチレンをベースとする樹脂である。そのよ
うな成分の有用な濃度は、層成分の乾燥重量を基準とし
て、約50重量%までである。
The components of the photosensitive layer can flow or dissipate while the solder is reflowing, and for good metal-to-metal bonding, the final substrate with the molten solder underneath. It must be possible to reach the surface. Ingredients useful in this regard are Hercules, Inc.
Low molecular weight rosin derivatives, such as FORAL AX, sold by US Pat. No. 5,344,592 and US Pat. No. 5,397,383 based on α-methylstyrene. . Useful concentrations of such components are up to about 50% by weight, based on the dry weight of the layer components.

【0015】適当なフリーラジカルを発生し付加重合可
能な開始剤または開始剤系は、米国特許第2,951,
752号、米国特許第3,060,023号、米国特許
第3,549,367号、米国特許第3,558,32
2号、米国特許第3,926,643号、および米国特
許第3,615,454号において開示されており、そ
れらの開示は参照により本明細書の一部をなすものとす
る。ベンゾフェノンのような標準の開始剤あるいは開始
剤系が、増感剤および連鎖移動剤と組み合わせて用いら
れるときには、開始剤または開始剤系は、層成分の乾燥
重量を基準として、3〜20重量%で存在してもよい。
Suitable free radical generating and addition polymerizable initiators or initiator systems are disclosed in US Pat.
No. 752, US Pat. No. 3,060,023, US Pat. No. 3,549,367, US Pat. No. 3,558,32
No. 2, U.S. Pat. No. 3,926,643, and U.S. Pat. No. 3,615,454, the disclosures of which are incorporated herein by reference. When a standard initiator or initiator system, such as benzophenone, is used in combination with the sensitizer and chain transfer agent, the initiator or initiator system may be 3-20% by weight, based on the dry weight of the layer components. May be present.

【0016】ある種のアルカノールアミンフラックス活
性化剤が、画像形成において必要とされる粘着性の点パ
ターンの形成をもたらす光重合反応を、阻害する傾向を
有することが見いだされた。そのような状況において、
通常の開始剤または開始剤系の濃度よりも高い濃度が用
いられ、8〜20重量%ほどの高さの範囲が好ましい。
これらの状況において、アルカノールアミンの濃度は好
ましくは低い値に維持され、すなわち層成分の乾燥重量
を基準として、少なくとも約12重量%未満に維持され
る。感光性層は、可塑剤、アンチハレーション剤、蛍光
増白剤を含む成分を、同様に含有してもよい。
It has been found that certain alkanolamine flux activators have a tendency to inhibit photopolymerization reactions which result in the formation of the sticky point pattern required in imaging. In such a situation,
Concentrations higher than those of conventional initiators or initiator systems are used, with a range as high as 8-20% by weight.
In these circumstances, the concentration of the alkanolamine is preferably maintained at a low value, ie, at least less than about 12% by weight, based on the dry weight of the layer components. The photosensitive layer may similarly contain a component containing a plasticizer, an antihalation agent, and a fluorescent whitening agent.

【0017】粘着性区域のパターンが直ちに用いられな
い、すなわち貯蔵されるかまたは輸送されるときには、
ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ
エチレンフィルムのようなカバーシートによりそれら粘
着性区域を保護して清浄に保つことが有用である。一般
的には、薄い0.0127mm(0.0005インチ)
のMylar(登録商標)ポリエステルフィルム(E. I. du
Pont de Nemours andCompany, Inc., Wilmington, DE)
が十分である。
When the pattern of sticky areas is not used immediately, ie when stored or transported,
It is useful to protect those sticky areas and keep them clean with cover sheets such as polyester films, polypropylene films, polyethylene films. Generally, 0.0127 mm (0.0005 inch) thin
Mylar® polyester film (EI du
Pont de Nemours and Company, Inc., Wilmington, DE)
Is enough.

【0018】活性水素を含有するフラックス活性化剤 所望される光画像形成可能な層は、特定の特性の組み合
わせを有する必要がある。この材料は、化学線(たとえ
ば、紫外線)に対する画像様の露光の前後で、非常に異
なる粘着性(たとえばハンダ球のような、導電性であり
易流動性である粒子に粘着する能力)を示さなければな
らない。そのような画像様の露光は、(光画像形成可能
な材料の表面における)非粘着性の背景の中に複数の粘
着性スポット(点)のパターンを形成することが可能で
なければならない。粘着性区域のそれぞれは、十分な粘
着性を示して、導電性であり易流動性である少なくとも
1つの粒子(たとえばハンダ球)を、好ましくは導電性
であり易流動性である1つの粒子を、ハンダの融解(リ
フロー)が起こるまで保持しなければならない。光画像
形成可能な材料は、明らかに、リフロー中に流動可能で
あるかまたは消散して、良好な金属−金属結合のため
に、溶融した導電性であり易流動性である粒子(たとえ
ばハンダ)が、(最初はその光画像形成可能な材料の下
にある)金属化された表面に到達可能にしなければなら
ない。
Flux activator containing active hydrogen The desired photoimageable layer must have a particular combination of properties. This material exhibits very different tackiness (ability to stick to conductive and free-flowing particles, such as solder balls) before and after imagewise exposure to actinic radiation (eg, ultraviolet light). There must be. Such imagewise exposure must be capable of forming a pattern of multiple sticky spots (dots) in a non-sticky background (at the surface of the photoimageable material). Each of the tacky areas exhibits sufficient tackiness to form at least one conductive and free-flowing particle (eg, a solder ball), preferably one conductive and free-flowing particle. Must be held until the solder melts (reflows). The photoimageable material is apparently flowable or dissipates during reflow and, for good metal-to-metal bonding, molten conductive and free-flowing particles (eg, solder) Must be able to reach the metallized surface (initially under the photoimageable material).

【0019】感光性層の成分に伴うフラックス活性化剤
は、最終的な金属結合(湿潤)の程度を向上するため
に、その導電性であり易流動性である粒子(たとえばハ
ンダ球)の融解が起こる前に、たとえばハンダ球のよう
な導電性であり易流動性である粒子および下にある金属
被覆の表面を清浄にすることが可能でなければならな
い。
The flux activator associated with the components of the photosensitive layer is used to melt the conductive and free-flowing particles (eg, solder spheres) in order to improve the degree of final metal bonding (wetting). Before this occurs, it must be possible to clean the surface of the conductive and free-flowing particles such as solder balls and the surface of the underlying metallization.

【0020】典型的には、フラックス活性化剤は、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、N−ベンジル
エタノールアミン、α−ヒドロキシメチル−ピリジン、
2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、ジグリコ
ールアミン、およびN−ヒドロキシエチル−エチレンジ
アミンのようなアルカノールアミンと;酢酸、ギ酸、安
息香酸、パルミチン酸、アジピン酸、マロン酸、置換さ
れたマロン酸、コハク酸およびグルタル酸のような一塩
基性および多塩基性酸と;ヒドロキシ酢酸、乳酸、クエ
ン酸のようなヒドロキシ酸、それらの塩および誘導体
と;それらの混合物とから成る群から選択される。特に
好ましいフラックス活性化剤は、マロン酸、アルカノー
ルアミン類およびそれらの混合物を含む。
Typically, the flux activator is diethanolamine, triethanolamine, N-benzylethanolamine, α-hydroxymethyl-pyridine,
Alkanolamines such as 2- (2-aminoethylamino) ethanol, diglycolamine, and N-hydroxyethyl-ethylenediamine; acetic acid, formic acid, benzoic acid, palmitic acid, adipic acid, malonic acid, substituted malonic acid And monobasic and polybasic acids such as succinic acid and glutaric acid; hydroxy acids such as hydroxyacetic acid, lactic acid, citric acid, salts and derivatives thereof; and mixtures thereof. . Particularly preferred flux activators include malonic acid, alkanolamines and mixtures thereof.

【0021】ある種のフラックス活性化剤は、通常の重
合反応を阻害することが見いだされている。これらのフ
ラックス活性化剤を用いるときには、通常のレベルを超
えて開始剤の量を増加して、画像形成プロセスにおける
所望されるパターン形成を得ることが必要である。フラ
ックス活性化剤は、層成分の乾燥重量を基準として、2
5重量%まで、好ましくは1〜20重量%の量で存在し
てもよい。
Certain flux activators have been found to inhibit normal polymerization reactions. When using these flux activators, it is necessary to increase the amount of initiator above normal levels to obtain the desired patterning in the imaging process. The flux activator is 2% based on the dry weight of the layer components.
It may be present in an amount up to 5% by weight, preferably 1-20% by weight.

【0022】恒久的な基板 基板の選択は、接点パッドに対して粒子の配列を取り付
けるために選択される方法に、大いに依存する。しか
し、一般的にいって、基板は、目的とする用途の条件下
で安定であり、平滑であり、および好ましくは感光性組
成物に対する良好な粘着性を示さなければならない。基
板は、導電性であり易流動性である粒子の配列とともに
加熱される可能性があるので、その粒子(たとえばハン
ダ球)の配列を融解して導電性バンプを形成するために
用いられる温度に耐えることができなければならない。
いくつかの適当な基板は、たとえばE. I. du Pont de N
emours and Company, Inc.から入手可能なKapton(登録
商標)ポリイミドフィルムのような有機ポリマーフィル
ム、セラミックス、誘電体、石英、ガラス、またはたと
えばシリコンウェーハのような半導体を含む。適当な基
板は、前記の基板に配線される金属も含んでもよい。こ
れらの恒久的な基板は、その上にハンダのバンプが形成
されるべき金属製の接点パッドを有して提供される。好
ましくは、恒久的な基板は、その上に接点パッドを有す
るICウェーハである。当業者に認識されるであろうよ
うに、それら中間層がリフロー中の恒久的基板の湿潤を
妨げない限りにおいて、その基板に1つまたは複数の中
間層を塗布して、感光性層の粘着を改良してもよい。
Permanent Substrate The choice of substrate is highly dependent on the method chosen to attach the array of particles to the contact pads. However, generally speaking, the substrate must be stable, smooth, and preferably exhibit good adhesion to the photosensitive composition under the conditions of the intended application. Because the substrate can be heated with an array of conductive and free-flowing particles, the substrate is heated to the temperature used to melt the array of particles (eg, solder balls) to form conductive bumps. Must be able to withstand.
Some suitable substrates are, for example, EI du Pont de N
Including organic polymer films, such as Kapton® polyimide films available from emours and Company, Inc., ceramics, dielectrics, quartz, glass, or semiconductors such as silicon wafers. Suitable substrates may also include metals wired to the aforementioned substrates. These permanent substrates are provided with metal contact pads on which solder bumps are to be formed. Preferably, the permanent substrate is an IC wafer having contact pads thereon. As will be appreciated by those skilled in the art, one or more intermediate layers may be applied to the substrate to prevent sticking of the photosensitive layer, as long as the intermediate layers do not interfere with the wetting of the permanent substrate during reflow. May be improved.

【0023】プロセス (a) 恒久的な基板に対して柔軟な基板上の感光性層
を含む感光性要素を積層すること、あるいは、恒久的な
基板上に直接その感光性層を塗布することまたは吹付け
ることのいずれかにより、恒久的な基板上の少なくとも
0.5グラム/mm2の粘着性を有する感光性層を提供
する工程であって、前記感光性層は、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、N−ベンジルエタノールア
ミン、α−ヒドロキシメチル−ピリジン、2−(2−ア
ミノエチルアミノ)エタノール、ジグリコールアミン、
およびN−ヒドロキシエチル−エチレンジアミンのよう
なアルカノールアミン類;酢酸、ギ酸、安息香酸、パル
ミチン酸、アジピン酸、マロン酸、置換されたマロン
酸、コハク酸およびグルタル酸のような一塩基性および
多塩基性酸類;ヒドロキシ酢酸、乳酸、クエン酸のよう
なヒドロキシ酸類、それらの塩類およびそれらの誘導体
類;およびそれらの混合物から成る群から選択される工
程と; (b) 工程(a)の前に、あるいは後に前記感光性層
を化学線に対してさらして、前記感光性層内に粘着性お
よび非粘着性の区域を形成する工程と; (c) もし存在するならば、前記柔軟性基板をはぎ取
り、および前記感光性層の粘着性区域を、導電性であり
易流動性である粒子(たとえばハンダ球)と接触させ
て、配列を形成する工程と; (d)感光性要素を含有する前記配列を加熱し、前記導
電性粒子を融解させて、前記恒久的な基板に対する導電
性結合を形成する工程とを具える恒久的基板上の導電性
バンプの精密な配列を形成するためのプロセス。
Process (a) laminating a photosensitive element comprising a photosensitive layer on a flexible substrate to a permanent substrate, or applying the photosensitive layer directly on a permanent substrate; or Providing, by either spraying, a photosensitive layer having a tackiness of at least 0.5 grams / mm 2 on a permanent substrate, said photosensitive layer comprising diethanolamine, triethanolamine, N-benzylethanolamine, α-hydroxymethyl-pyridine, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, diglycolamine,
And alkanolamines such as N-hydroxyethyl-ethylenediamine; monobasic and polybasic such as acetic acid, formic acid, benzoic acid, palmitic acid, adipic acid, malonic acid, substituted malonic acid, succinic acid and glutaric acid A step selected from the group consisting of hydroxy acids, such as hydroxyacetic acid, lactic acid, citric acid, salts thereof and derivatives thereof; and mixtures thereof; (b) prior to step (a), Or later exposing said photosensitive layer to actinic radiation to form tacky and non-tacky areas within said photosensitive layer; and (c) stripping said flexible substrate, if present. Contacting the tacky areas of the photosensitive layer with conductive and free-flowing particles (eg, solder balls) to form an array; Heating the array containing the photosensitive element to melt the conductive particles to form a conductive bond to the permanent substrate. Process for forming an array.

【0024】ここで用いられるように、術語「粘着性区
域」は、接着性を有する区域を意味し、その接着性は、
ハンダ球のような導電性であり易流動性である粒子と接
触したときに、その粒子の重量の作用により結合が直ち
に形成されるようなものである。好ましい実施の形態に
おいて、粘着性区域は、少なくとも1つの易流動性粒子
(たとえばハンダ球)の粘着に適当な寸法および結合強
さを有する必要がある。好ましくは、粘着性区域は、1
つのハンダ球または易流動性粒子の粘着に適当な寸法お
よび結合強さを有する。典型的には、粘着性区域は平均
粒径よりも小さい。その粘着性区域の形状は、円、正方
形、長方形、多角形、楕円、星形、クロスハッチ形状、
それらの混合物、または粒子の保持を容易にするほかの
形状であってもよい。一般的には円形の粘着性区域が好
ましい。
As used herein, the term "sticky area" refers to an area that has an adhesive property, the adhesive property of which is:
When in contact with conductive and free-flowing particles such as solder spheres, the bond is immediately formed by the effect of the weight of the particles. In a preferred embodiment, the tacky area must have a size and bond strength appropriate for the sticking of at least one free-flowing particle (eg, a solder ball). Preferably, the tacky area is 1
It has dimensions and bond strength appropriate for the adhesion of two solder balls or free-flowing particles. Typically, the tacky area is smaller than the average particle size. The shape of the sticky area is circle, square, rectangle, polygon, ellipse, star, cross hatch,
Mixtures thereof, or other shapes that facilitate retention of the particles, may be used. Generally, a circular tacky area is preferred.

【0025】1つの実施の形態において、粘着性および
非粘着性区域の配列を作成するのに感光性組成物が用い
られるときには、感光性組成物は、最初に、適当な恒久
的な基板上に、吹付けまたは塗布により付着され、そし
て次に画像様に露光されて、粘着性および非粘着性の所
望される配列を作成される。別の実施の形態において、
感光性組成物は、一時的な基板上に吹付けられるかまた
は塗布され、および乾燥されて、予め定められた厚さの
層を提供してもよい。その一時的な基板上の層を恒久的
な基板上に積層し、そして次に画像を形成する露光を与
えることができる。この一時的な基板は、目的とする用
途の条件下で安定であり、平滑であり、および感光性組
成物に対する良好な粘着性を示さなければならない。適
当な一時的な基板は、DuPont製のMylar(登録商標)ポ
リエステルフィルムのような柔軟なポリエステルフィル
ムを含む。
In one embodiment, when the photosensitive composition is used to create an array of tacky and non-tacky areas, the photosensitive composition is first placed on a suitable permanent substrate. , Sprayed or painted, and then imagewise exposed to create the desired sequence of tacky and non-tacky. In another embodiment,
The photosensitive composition may be sprayed or spread on a temporary substrate and dried to provide a layer of a predetermined thickness. The layers on the temporary substrate can be laminated on a permanent substrate and then exposed to form an image. This temporary substrate must be stable under the conditions of the intended application, smooth and exhibit good adhesion to the photosensitive composition. Suitable temporary substrates include flexible polyester films, such as Mylar® polyester film from DuPont.

【0026】前述の感光性製品において、配列パターン
は、最初に手動またはコンピュータ補助設計により構成
され、そして通常、感光性製品と接触する光ツールとし
て用いられる写真フィルムに転写される。化学線に対す
る露光は、光ツールを通して実施され、感光性製品内の
粘着性および非粘着性区域のパターンを形成する。別の
パターン形成方法は、投影露光およびレーザー出力装置
を用いるデジタル画像形成におけるような直接書込みを
含む。
In the above-described photosensitive product, the array pattern is first constructed by manual or computer-aided design and is transferred to photographic film, which is usually used as a light tool in contact with the photosensitive product. Exposure to actinic radiation is performed through a light tool to form a pattern of sticky and non-sticky areas in the photosensitive product. Another patterning method involves direct writing as in digital imaging using projection exposure and a laser output device.

【0027】もし存在するならば、柔軟な基板(すなわ
ち一時的な基板)ははぎ取られ、そして感光性層の粘着
性区域は、易流動性粒子(たとえばハンダ球)と接触さ
れて、配列を形成する。粘着性および非粘着性区域の配
列を含有する表面の粘着性区域に、粒子が有効かつ正確
に粘着すること、および粘着性区域から粒子を除去する
ことなく非粘着性区域から粒子が除去されることが重要
である。
If present, the flexible substrate (ie, the temporary substrate) is stripped off, and the sticky areas of the photosensitive layer are contacted with free-flowing particles (eg, solder balls) to form an array. Form. The particles effectively and accurately stick to the sticky areas of the surface containing an array of sticky and non-sticky areas, and the particles are removed from the non-sticky areas without removing the particles from the sticky areas This is very important.

【0028】大抵の電子用途において、本発明において
用いるための導電性であり易流動性である粒子は、銅、
インジウム、鉛、錫、金、およびそれらの合金を含む。
最も好ましいものは、ハンダ球である。しかし、本発明
と組み合わされて用いられる粒子の種類は個別の用途に
より指示され、および本発明の固有の制限ではないこと
は、当業者にとって明確である。たとえば、特定の用途
は、たとえば回路板のスタック中の1つの接点パッドを
他のものから離隔するために接点パッド上のハンダバン
プを必要とする可能性がある。本発明は、そのような環
境においても用いられて利益をもたらす。一般的にいっ
て、本発明の実施において、それらの取り扱いの容易さ
および粒子の対称性により、球状粒子が好ましい。しか
し、粒子の大きさおよび形状は、本発明にとって決定的
に重要ではないことを理解するべきである。
In most electronic applications, conductive and free-flowing particles for use in the present invention include copper,
Includes indium, lead, tin, gold, and their alloys.
Most preferred are solder balls. However, it will be apparent to one skilled in the art that the type of particles used in conjunction with the present invention is dictated by the particular application, and is not an inherent limitation of the present invention. For example, certain applications may require solder bumps on the contact pads, for example, to separate one contact pad in a stack of circuit boards from another. The present invention can also be used to advantage in such an environment. Generally speaking, in the practice of the present invention, spherical particles are preferred due to their ease of handling and particle symmetry. However, it should be understood that the size and shape of the particles are not critical to the invention.

【0029】易流動性粒子を粘着性区域に正確かつ有効
に接着する工程は、多くの方法により実施することがで
きる。一般的に、粘着性区域のパターンを有する物品
を、全ての粘着性区域が占有されるまでその配列の端か
ら端まで動かされる過剰量の粒子の有する容器内に配置
される。あるいはまた、全ての粘着性区域が粒子で被覆
されるまで、過剰の粒子をふりかける。過剰の粒子は、
重力、穏やかに軽くたたくこと、穏やかに風を吹付ける
こと、減圧および他の方法により、完全に占有された粘
着性区域のパターンから除去される。過剰の粒子の掃除
に用いられる力は、粘着性区域と粒子との間の結合の接
着力に依存する。導電性で接地されている容器、加湿さ
れた雰囲気およびイオン化された空気の使用におけるよ
うなイオン発生器を用いることにより静電的に帯電する
ことを防いだときに、粘着性区域のパターンに対する易
流動性粒子の付着は最も良好に行われる。この工程は、
清浄な雰囲気によりさらに補助されて、粘着性区域に対
する異物の付着を防止される。典型的には、粒子は、粘
着性区域による粒子の比較的に少ない湿潤により粘着区
域の周縁において、粘着性区域に最初に付着する。その
後、平衡状態の湿潤において、典型的には、粒子が中心
にくることにより粘着性区域における粒子の完全または
ほぼ完全なはめ込み(embedding)が行われる。
The step of accurately and effectively adhering the free-flowing particles to the tacky area can be performed in a number of ways. Generally, an article having a pattern of sticky areas is placed in a container with an excess of particles that are moved across the array until all sticky areas are occupied. Alternatively, sprinkle excess particles until all tacky areas are covered with particles. Excess particles are
By gravity, gently dabbing, gently blowing, decompression and other methods, the pattern is completely removed from the occupied sticky area. The force used to clean excess particles depends on the adhesion of the bond between the tacky area and the particles. The use of ion generators, such as in conductively grounded containers, humidified atmospheres, and the use of ionized air, prevents electrostatic charging when used to pattern electrostatic areas. The adhesion of the flowable particles is best performed. This step is
The clean atmosphere further assists in preventing foreign matter from adhering to the sticky areas. Typically, the particles first adhere to the tacky area at the periphery of the tacky area due to relatively little wetting of the particles by the tacky area. Thereafter, in equilibrium wetting, complete or nearly complete embedding of the particles in the tacky area typically takes place by centering the particles.

【0030】粘着性区域のパターンに対する粒子の付着
するプロセスは、粘着性区域が、接触すると直ちに粒子
を捕捉しかつ保持するのに十分な粘着性を有することに
よって補助される。粘着性区域に対する粒子の付着は、
種々の力(たとえば、振動器、軽くたたくこと、振るこ
と、軽く揺すること、移動すること、衝突接触、減圧す
るあるいは風を吹付けることの力など)に耐えるのに十
分に強いことが、さらに所望される。加えて、取り扱い
および起こり得る搬送中に粒子をその場所に保持するた
めに十分な、粒子と粘着性区域との間の接着強さを有す
ることが有利である。さらに、特に粒子が分布した粘着
性区域のパターンが粒子の損失なしに搬送されるとき
に、粘着性区域は少なくとも0.5グラム/mm2の粘
着性を有するべきである。
The process of attaching the particles to the pattern of tacky areas is assisted by the tacky areas having sufficient tackiness to trap and retain the particles upon contact. The adhesion of the particles to the sticky area is
Further, it must be strong enough to withstand various forces (eg, vibrators, tapping, shaking, jolting, moving, impact contact, depressurizing or blowing). Is desired. In addition, it is advantageous to have sufficient adhesive strength between the particles and the tacky area to hold the particles in place during handling and possible transport. Furthermore, the tacky area should have a tackiness of at least 0.5 gram / mm 2 , especially when the pattern of sticky areas in which the particles are distributed is transported without loss of particles.

【0031】粘着性区域の位置は、下にある接点パッド
に十分に近く、最初に付着した導電性であり易流動性で
ある粒子由来の溶融した導電性であり易流動性である粒
子(たとえば溶融ハンダ)が、それが付着すべき接点パ
ッドのいくらかの部分に接触することを可能にしなけれ
ばならない。その粒子(たとえばハンダ球)が融解した
後に、溶融粒子とパッドとの間で直接的に接触すること
が必要であり、そのようにして溶融粒子がパッドを湿潤
しおよびその金属表面の端から端まで流れて金属被覆さ
れたパッドを覆う。金属被覆されたパッドに対する粒子
の初期配置は、中心からずれていても、または接触して
いなくてもよい。なぜなら溶融粒子の湿潤作用は、付着
中に粒子をパッド上の中心に移動するからである。しか
し、隣接する接点パッドを橋絡することを回避するため
に、接点パッドに対する付着前および付着中に、隣接す
る粘着性区域上の粒子が接触しないように注意を払う必
要がある。典型的には、特定の寸法および結合強さを有
する粘着性区域に関して、それ以上では実質的に粒子の
粘着がない粒子の寸法および重量の上限があり、および
それぞれの粘着区域に単独で接着する粒子の寸法の下限
がある。たとえば、2〜6グラム/mm2の粘着性を有
する粘着性区域および0.127〜0.726mm
(0.005〜0.030インチ)の直径の粒子に関し
て、粘着性区域は、粒径の15%ほどの小ささから粒径
の100%ほどの大きさまでであってもよく、および依
然として1つの粘着性区域当り1つの粒子の付着を得
る。粒径の少なくとも30%の粘着性区域が好ましい。
より好ましくは、粒径の45〜60%の粘着性区域が好
ましい。粘着性区域の寸法は、IOパッドの境界の外側
の光硬化した材料を含むIOパッドの寸法であることが
好ましい。これは、プロセス中に、IOパッドの最大限
の湿潤をもたらす。
The location of the tacky area is sufficiently close to the underlying contact pad that the molten conductive and free-flowing particles from the initially deposited conductive and free-flowing particles (eg, Molten solder) must be able to contact some part of the contact pad to which it is to be applied. After the particles (eg, solder balls) have been melted, it is necessary to make direct contact between the molten particles and the pad, so that the molten particles wet the pad and end to end of the metal surface. To cover the metalized pad. The initial placement of the particles on the metallized pad may be off-center or non-contact. This is because the wetting action of the molten particles moves the particles to the center on the pad during deposition. However, care must be taken to prevent particles on adjacent tacky areas from contacting before and during application to the contact pads to avoid bridging adjacent contact pads. Typically, for a tacky area having a particular size and bond strength, there is an upper limit on the size and weight of the particle above which there is substantially no tackiness of the particle, and adheres alone to each tacky area There is a lower limit on particle size. For example, a tacky area with a tack of 2-6 grams / mm 2 and 0.127-0.726 mm
For particles with a diameter of (0.005 to 0.030 inches), the tacky area can be as small as 15% of the particle size to as large as 100% of the particle size and still one One deposition of particles per sticky area is obtained. A tacky area of at least 30% of the particle size is preferred.
More preferably, a tacky area of 45-60% of the particle size is preferred. The size of the tacky area is preferably the size of the IO pad containing the photocured material outside the boundaries of the IO pad. This results in maximum wetting of the IO pad during the process.

【0032】次に、感光性要素の粘着性区域の上の易流
動性粒子(たとえばハンダ球)の配列は融解されて、恒
久的な基板に対する導電性結合を形成する。粒子の融解
に必要な熱を、オーブン、レーザー、マイクロ波、赤外
線または別の慣用の方法によって提供してもよい。15
0℃から400℃の範囲内の温度が、粒子(特にハンダ
球)のリフローをもたらすのに、通常十分である。恒久
的な基板は一緒に加熱されるので、その基板がそのよう
な温度に耐える必要があることは、当業者にとって明白
であろう。用いる熱源が基板すなわち感受性および非感
受性区域を加熱しない場合(たとえばレーザー)におい
て、熱安定性は大きな関心事ではない。溶融粒子が接点
パッド上の粘着性区域を分離しまたは置換し、そして溶
融粒子(たとえばハンダ)により接点パッドを完全に湿
潤することが決定的に重要である。これは、粒子の融解
温度に達したときに粘着性区域を揮発性化合物に分解す
ること、あるいは溶融粒子により置換することができる
熱的に安定な粘着性区域材料を用いることにより実施す
ることができる。次に、溶融粒子は冷却するままにさ
れ、そして接点パッド上で再固形化して、導電性バンプ
(たとえばハンダバンプ)を形成する。
Next, the array of free-flowing particles (eg, solder balls) on the tacky areas of the photosensitive element is melted to form a conductive bond to the permanent substrate. The heat required to melt the particles may be provided by an oven, laser, microwave, infrared, or another conventional method. Fifteen
Temperatures in the range from 0 ° C. to 400 ° C. are usually sufficient to cause reflow of the particles, especially the solder spheres. It will be apparent to those skilled in the art that a permanent substrate is heated together, so that the substrate must withstand such temperatures. In the case where the heat source used does not heat the substrate or sensitive and insensitive areas (eg a laser), thermal stability is not a major concern. It is critical that the molten particles separate or displace the sticky areas on the contact pads and completely wet the contact pads with the molten particles (eg, solder). This can be done by decomposing the sticky area into volatile compounds when the melting temperature of the particles is reached, or by using a thermally stable sticky area material that can be replaced by molten particles. it can. Next, the molten particles are allowed to cool and re-solidify on the contact pads to form conductive bumps (eg, solder bumps).

【0033】[0033]

【実施例】本発明を、以下の実施例によりさらに例示す
るが、これは本発明を限定するものではない。特に記載
がない限り、部およびパーセントは重量による。
The present invention is further illustrated by the following examples, which do not limit the invention. Parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

【0034】(実施例1)以下の溶液を混合した。被覆
剤溶液Cを除く全ては、92DP Mylar(登録商
標)フィルム(E. I. duPont de Nemours and Company,
Inc., Wilmington, DE)上に、湿潤状態で2mil
(50.8μm)で被覆した。被覆剤溶液Cは多量の白
色析出物を示したので、被覆しなかった。ポリプロピレ
ンフィルムカバーシートを乾燥した被膜上に与えた。被
覆剤溶液は以下の成分を有した。
Example 1 The following solutions were mixed. All except Coating Solution C are 92DP Mylar® films (EI duPont de Nemours and Company,
Inc., Wilmington, DE), 2 mils wet
(50.8 μm). Coating solution C was not coated because it showed a large amount of white precipitate. A polypropylene film coversheet was applied over the dried coating. The coating solution had the following components:

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】前記の実施例からそれぞれの被膜のカバー
シートを除去し、それぞれの被膜を銅基板に積層した。
積層したサンプルのそれぞれを、非粘着性背景上に25
6個の9mil(228.6μm)の粘着性ドット[5
0mil(1270μm)ピッチ]を潜在的に与えるテ
ストパターンを通して画像形成した。次に、92DPM
ylar(登録商標)フィルムを除去し、画像形成され
た被膜を、20mil(508μm)直径のハンダ球で
あふれさせた。過剰のものは、画像形成された被膜の表
面から転がり落とされた。この段階において粘着した球
の数を、パーセント占有数(percent population)として
記録した。占有されたサンプルを、1℃/秒において2
30℃まで加熱して、そのハンダ球を融解した。ハンダ
接合点(「バンプ」)を視覚的に検査し、そして結合
(湿潤)の程度を評価した。
The cover sheet of each coating was removed from the above example, and each coating was laminated on a copper substrate.
Each of the stacked samples was placed on a non-sticky background for 25
Six 9 mil (228.6 μm) sticky dots [5
0 mil (1270 μm) pitch]. Next, 92 DPM
The ylar® film was removed and the imaged coating was flooded with 20 mil (508 μm) diameter solder balls. Excess was rolled off the surface of the imaged coating. The number of spheres sticking at this stage was recorded as a percent population. The occupied sample was reduced to 2
Heating to 30 ° C. melted the solder balls. The solder joints ("bumps") were visually inspected and the extent of bonding (wetting) was assessed.

【0037】被覆の外観を、レオロジーの概略の基準と
して用いることができる。この場合において、曇りは、
相分離すなわち成分の劣悪な相溶性を示す。良好な相溶
性を有する系は透明である。脂肪性(greasiness)とは、
相分離および/または液体成分による単純に過度の可塑
化を示す。「オレンジピール」の外観は、劣悪な皮膜形
成組成物および/またはフィルムベースの劣悪な湿潤を
示す。
The appearance of the coating can be used as a rough measure of rheology. In this case, the haze is
It shows phase separation, ie poor compatibility of the components. Systems with good compatibility are transparent. Fatty (greasiness)
It simply exhibits excessive plasticization due to phase separation and / or liquid components. The appearance of an "orange peel" indicates poor film-forming composition and / or poor wetting of the film base.

【0038】結果を、以下の表5に示す。The results are shown in Table 5 below.

【0039】(実施例2)以下の溶液を作成し、そして
次に92DP Mylar(登録商標)フィルム上に湿
潤状態で2mil(50.8μm)を被覆した。その乾
燥した被膜上に、ポリプロピレンフィルムカバーシート
を与えた。被覆剤溶液は以下の成分を有した。
Example 2 The following solution was prepared and then coated 2 mil (50.8 μm) wet on a 92DP Mylar® film. A polypropylene film cover sheet was provided on the dried coating. The coating solution had the following components:

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】これらのサンプルを、実施例1に記載され
たように試験した。結果を以下の表5に示す。
The samples were tested as described in Example 1. The results are shown in Table 5 below.

【0042】(実施例3)以下の溶液を作成し、そして
次に92DP Mylar(登録商標)フィルム上に湿
潤状態で1mil(25.4μm)および2mil(5
0.8μm)を被覆した。その乾燥した被膜上に、ポリ
プロピレンフィルムカバーシートを与えた。被覆剤溶液
は以下の成分を有した。
Example 3 The following solution was made and then 1 mil (25.4 μm) and 2 mil (5 mil) wet on a 92DP Mylar® film.
0.8 μm). A polypropylene film cover sheet was provided on the dried coating. The coating solution had the following components:

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】これらのサンプルを、実施例1に記載され
たように試験した。結果を以下の表5に示す。
The samples were tested as described in Example 1. The results are shown in Table 5 below.

【0045】(実施例4)以下の溶液を混合した。被覆
剤溶液Aは、多量の析出物を示したので、被覆しなかっ
た。被覆剤溶液BおよびCを、92DP Mylar
(登録商標)フィルム上に湿潤状態で1mil(25.
4μm)および2mil(50.8μm)を被覆した。そ
の乾燥した被膜上に、ポリプロピレンフィルムカバーシ
ートを与えた。被覆剤溶液は以下の成分を有した。
Example 4 The following solutions were mixed. Coating solution A was not coated because it showed a large amount of precipitate. Coating solution B and C were added to 92DP Mylar
1 mil (25.
4 μm) and 2 mils (50.8 μm). A polypropylene film cover sheet was provided on the dried coating. The coating solution had the following components:

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】これらのサンプルを、実施例1に記載され
たように試験した。結果を以下の表5に示す。
The samples were tested as described in Example 1. The results are shown in Table 5 below.

【0048】[0048]

【表5】 [Table 5]

【0049】サンプル1Aは、リフロー中に良好な金属
−金属結合(湿潤)を得るためにフラックス活性化剤が
望ましいことを示す。しかし、たとえばサンプル1B、
1C、2Cのように、それらは結晶化するか、あるいは
別の状況では相分離するほど、活性化成分が残余の成分
と非相溶性である場合には、湿潤しないことが依然とし
て発生するおそれがある。大きすぎる分子量の結合剤を
用いる場合に、フラックス活性化剤の存在は、良好な湿
潤のために不十分であるおそれがある。最高の総体的な
成分相溶性を有する被覆において、最良の結果が得られ
た。サンプル2Eに関して、感光性層すなわちフォトポ
リマー層は、恒久的な基板への積層の後に、使い捨ての
基板とともに除去された(逆接着)。実施例2Dは、フ
ラックス活性化剤を含有しない2Fに比べて、優れた性
能を示す。
Sample 1A shows that a flux activator is desirable to obtain good metal-to-metal bonding (wetting) during reflow. However, for example, sample 1B,
If, as in 1C, 2C, they crystallize or otherwise phase separate, and the activating component is incompatible with the rest of the component, non-wetting may still occur. is there. When using a binder with a molecular weight that is too large, the presence of the flux activator may be insufficient for good wetting. The best results were obtained with the coating having the highest overall component compatibility. For Sample 2E, the photosensitive or photopolymer layer was removed with a disposable substrate after reverse lamination to a permanent substrate (reverse adhesion). Example 2D shows superior performance compared to 2F without flux activator.

【0050】(実施例5)以下の溶液を混合し、そして
次に92DP Mylar(登録商標)フィルム上に湿
潤状態で2mil(50.8μm)を被覆した。その乾
燥した被膜に、ポリプロピレンを用いてカバーシートを
与えた。
Example 5 The following solutions were mixed and then coated 2 mil (50.8 μm) wet on a 92DP Mylar® film. The dried coating was provided with a coversheet using polypropylene.

【0051】[0051]

【表6】 [Table 6]

【0052】試験結果 これらの被膜を、実施例1においてと同様に試験した。Test Results These coatings were tested as in Example 1.

【0053】[0053]

【表7】 [Table 7]

【0054】表中、1は溶融したハンダが最終的な基板
の全表面を横断して流れたことを示す。
In the table, 1 indicates that the molten solder has flowed across the entire surface of the final substrate.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明は、12インチ(30.48c
m)のウェーハ全面に広がる潜在的には数十万個の電気
接点の精密な配列を、安価かつ数分以内で製造すること
を可能にする。したがって、本発明を用いることによ
り、安価かつ迅速に、フリップチップを製造することが
できる。
According to the present invention, 12 inches (30.48 c
m), which allows a precise arrangement of potentially hundreds of thousands of electrical contacts to be produced inexpensively and within a few minutes, spread over the entire wafer. Therefore, by using the present invention, a flip chip can be manufactured inexpensively and quickly.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン カイルンクロス アメリカ合衆国 19707 デラウェア州 ホッケシン シナモン ドライブ 24 (72)発明者 ロナルド ジョン コンヴァース アメリカ合衆国 18848 ペンシルヴァニ ア州 トワンダ パターソン ブールバー ド(番地なし) イー・アイ・デュポン・ ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー内 (72)発明者 ダフネ ピント フィックス アメリカ合衆国 19348 ペンシルヴァニ ア州 ケネット スクエア ウエスト.ロ ーカスト レーン 325 (72)発明者 マイケル アーロン ソルツバーグ アメリカ合衆国 19072 ペンシルヴァニ ア州 ナーバース メイプル アヴェニュ 108 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Alan Kairuncross United States 19707 Hockesin Cinnamon Drive, Delaware 24 (72) Inventor Ronald John Converse United States 18848 Pennsylvania Towanda Patterson Boulevard (No Address) E.I. Within Dupont de Nemours & Company (72) Inventor Daphne Pinto Fix United States 19348 Kennett Square West, Pennsylvania. Locust Lane 325 (72) Inventor Michael Aaron Saltsburg United States 19072 Navers, PA PA Maple Avenue 108

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも0.5グラム/mm2の粘着
性を有する光硬化性組成物であって、アルカノールアミ
ン類、一塩基性および多塩基性酸類、ヒドロキシ酸類、
ヒドロキシ酸塩類、ヒドロキシ酸誘導体類、およびそれ
らの混合物から成る群から選択される少なくとも1つの
活性水素を含有するフラックス活性化剤を含むことを特
徴とする光硬化性組成物。
1. A photocurable composition having a tackiness of at least 0.5 gram / mm 2 , comprising alkanolamines, monobasic and polybasic acids, hydroxy acids,
A photocurable composition comprising a flux activator containing at least one active hydrogen selected from the group consisting of hydroxy acid salts, hydroxy acid derivatives, and mixtures thereof.
【請求項2】 前記アルカノールアミンは、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、N−ベンジルエタノ
ールアミン、α−ヒドロキシメチル−ピリジン、2−
(2−アミノエチルアミノ)エタノール、ジグリコール
アミン、およびN−ヒドロキシエチル−エチレンジアミ
ンから成る群から選択され;前記一塩基性および多塩基
性酸類は、酢酸、マロン酸、置換されたマロン酸、コハ
ク酸およびグルタル酸から成る群から選択され;前記ヒ
ドロキシ酸は、ヒドロキシ酸塩、ヒドロキシ酢酸、乳
酸、およびクエン酸から成る群から選択され;および前
記フラックス活性化剤は、層成分の乾燥重量を基準とし
て25重量%までの量で存在することを特徴とする請求
項1に記載の光硬化性組成物。
2. The alkanolamine is diethanolamine, triethanolamine, N-benzylethanolamine, α-hydroxymethyl-pyridine, 2-alkanolamine.
(2-aminoethylamino) ethanol, diglycolamine, and N-hydroxyethyl-ethylenediamine; the monobasic and polybasic acids are acetic acid, malonic acid, substituted malonic acid, succinic acid. The hydroxy acid is selected from the group consisting of hydroxy acid salts, hydroxyacetic acid, lactic acid, and citric acid; and the flux activator is based on the dry weight of the layer components Photocurable composition according to claim 1, characterized in that it is present in an amount of up to 25% by weight.
【請求項3】 エチレン性不飽和化合物を、層成分の乾
燥重量を基準として20から50重量%の量で、エチレ
ン性不飽和化合物をさらに含むことを特徴とする請求項
1に記載の光硬化性組成物。
3. Photocuring according to claim 1, further comprising the ethylenically unsaturated compound in an amount of from 20 to 50% by weight, based on the dry weight of the layer components. Composition.
【請求項4】 層成分の乾燥重量を基準として1から3
0重量%の量で、少なくとも1つのポリマー結合剤をさ
らに含むことを特徴とする請求項1に記載の光硬化性組
成物。
4. The composition according to claim 1, wherein the dry weight of the layer components is from 1 to 3
The photocurable composition according to claim 1, further comprising at least one polymer binder in an amount of 0% by weight.
【請求項5】 フリーラジカルを発生する付加重合可能
な開始剤または開始剤系をさらに含み、前記開始剤また
は開始剤系は、層成分の乾燥重量を基準として3から2
0重量%の量で存在することを特徴とする請求項1に記
載の光硬化性組成物。
5. The composition of claim 1, further comprising an initiator or initiator system capable of generating free radicals, wherein said initiator or initiator system is from 3 to 2 based on the dry weight of the layer components.
2. The photocurable composition according to claim 1, wherein it is present in an amount of 0% by weight.
【請求項6】 恒久的基板上に導電性バンプの精密な配
列を形成するための方法であって、 a) 恒久的な基板に対して柔軟な基板上の感光性層を
含む感光性要素を積層すること、あるいは恒久的な基板
上に感光性層を塗布するかあるいは吹付けることのいず
れかにより、恒久的な基板上に少なくとも0.5グラム
/mm2の粘着性を有する感光性層を提供する工程であ
って、前記感光性層は、活性水素を含有するフラックス
活性化剤を含む工程と; b) 工程a)の前に、あるいは後に、化学線に対して
前記感光性層を画像様にさらして、前記感光性層内に粘
着性および非粘着性区域を形成する工程と; c) もし存在するならば前記柔軟な基板をはぎ取り、
そして前記感光性層の粘着性区域を、導電性であり易流
動性である粒子に接触させて配列を形成する工程と; d) 工程c)により形成された感光性要素を含有する
前記配列を加熱して、前記粒子を融解させ、前記恒久的
基板上に導電性結合を形成する工程とを具えたことを特
徴とする方法。
6. A method for forming a fine array of conductive bumps on a permanent substrate, comprising: a) forming a photosensitive element comprising a photosensitive layer on a flexible substrate relative to the permanent substrate. A photosensitive layer having a tackiness of at least 0.5 grams / mm 2 is deposited on a permanent substrate, either by laminating or by applying or spraying the photosensitive layer on a permanent substrate. Providing, wherein the photosensitive layer comprises a flux activator containing active hydrogen; and b) before or after step a), the image of the photosensitive layer is exposed to actinic radiation. Exposing the flexible substrate, if present, to form tacky and non-tacky areas in the photosensitive layer;
Contacting the tacky areas of the photosensitive layer with conductive and free-flowing particles to form an array; and d) removing the array containing the photosensitive element formed by step c). Heating to melt the particles and form a conductive bond on the permanent substrate.
【請求項7】 前記導電性であり易流動性である粒子
は、ハンダ球であることを特徴とする請求項6に記載の
方法。
7. The method of claim 6, wherein the conductive and free-flowing particles are solder spheres.
JP11195118A 1998-07-08 1999-07-08 Photocurable composition containing flux activator containing active hydrogen and use thereof Pending JP2000044922A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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