JP2000154237A

JP2000154237A - リペアラブル組成物およびそれを用いたアウタ―バンプ補強剤

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Publication number: JP2000154237A
Application number: JP11074175A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Nishida; 裕文西田
Original assignee: NAGASE CHIBA KK
Current assignee: NAGASE CHIBA KK
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-06-06
Anticipated expiration: 2019-03-18
Also published as: JP4461340B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固化させたのちに取り外す必要が生じたとき
に取り外しが可能なリペアラブル組成物を提供する。ま
た、無溶剤で使用することができ、作業性に優れ、塗布
後に簡易にタックフリー化することができ、バンプ接合
部の接合性を阻害せず、半導体装置を実装対象基板へ接
合させたのちの接合強度を大きくすることができ、か
つ、リペア性にすぐれた一液型の半導体装置実装用アウ
ターバンプ補強剤を提供する。【解決手段】（Ａ）２官能エポキシ化合物、（Ｂ）２
官能フェノール化合物および（Ｃ）リン系触媒、１，２
−アルキレンベンズイミダゾールおよび２−アリール−
４，５−ジフェニルイミダゾールから選ばれた１種また
は２種以上を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とが、
（Ａ）成分中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分中のフ
ェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８〜１／
１．２となるように配合され、５℃で１月間密封状態で
保存しても結晶が析出しないリペアラブル組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱硬化後、さら
に高温にさらすと、再溶融する性質を有し、リペア性を
有するリペアラブル組成物（リペアラブルレジン）に関
する。

【０００２】また、本発明は、半導体装置実装用アウタ
ーバンプ補強剤に関する。さらに詳しくは、無溶剤で使
用でき、作業性に優れ、塗布後に簡易にタックフリー化
でき、バンプ接合部の接合性を阻害せず、半導体装置を
実装対象基板へ接合させたのちの接合強度を大きくする
ことができ、かつ、リペア性に優れた一液型の半導体装
置実装用アウターバンプ補強剤に関する。

【０００３】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】液状
の熱硬化性樹脂組成物は、電気・電子部品の接着・接
合、封止など、さまざまな用途に用いられている。しか
し、熱硬化性樹脂は、硬化すると３次元網目構造を形成
するため、再溶融させることができない。したがって、
熱硬化性樹脂組成物を用いて部品の接合などを行なった
場合には、のちに取り外す必要が生じても取り外すこと
が著しく困難であるという問題がある。

【０００４】硬化させたのちに取り外す必要が生じる熱
硬化性樹脂組成物として、たとえば半導体装置実装用ア
ウターバンプ補強剤があげられる。以下、半導体装置実
装用アウターバンプ補強剤を例にとって説明する。

【０００５】多ピン化、小型・薄型化に対応する半導体
装置として、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）半導体装
置やフリップチップ半導体装置などが存在する（以下、
半導体装置がＢＧＡ半導体装置である場合について説明
する）。

【０００６】ＢＧＡ半導体装置は、図１の（ａ）に示す
ように、シリコンチップが基板上に封止剤で封止された
状態で設置され、アウターバンプ（該基板の片面に一方
向に突出した多数のハンダバンプ）を有するものであ
る。

【０００７】ＢＧＡ半導体装置は、通常、１１０〜１３
０℃程度で１０〜２４時間程度の乾燥工程を経て真空パ
ックされたのち、より大きな実装対象基板（マザーボー
ド）上に実装される。

【０００８】実装は、アウターバンプをマザーボード上
に配置されている接続端子と接触させ、加熱（通常は２
１０〜２５０℃、以下この温度をリフロー温度ともい
う）により該バンプを溶融させ、該バンプと該接続端子
とを接合する（この工程をリフロー工程という）ことに
より行なわれる。

【０００９】しかし、アウターバンプで接合されるＢＧ
Ａ半導体装置とマザーボードとの熱膨張係数が異なるた
め、リフロー工程が終了して冷却されると、接合部に集
中して応力やひずみがかかる。このため、温度サイクル
試験の実施や衝撃により、接合部が破損しやすい。

【００１０】そこで、ＢＧＡ半導体装置をマザーボード
に実装する場合、ＢＧＡ半導体装置とマザーボードとの
接合強度を強化するために、実装されたＢＧＡ半導体装
置とマザーボードとの隙間に、毛管現象を利用して熱硬
化性樹脂を注入する方法が行なわれている（特開平４−
２１９９４４号公報）。

【００１１】しかし、この補強方法では、実装後のＢＧ
Ａ半導体装置に不良がある場合、硬化した樹脂が存在す
るため、リフロー温度に昇温させても、不良なＢＧＡ半
導体装置を取り外して取りかえること、すなわちリペア
することができないという問題がある。また、前記方法
には、樹脂を注入する工程を追加する必要があるだけで
なく、実装後に充分なフラックス洗浄が必要という問題
もある。

【００１２】前記問題に対しては、アウターバンプの根
元を厚く、先端ほど薄く囲むように樹脂を塗布すること
により接合部を補強する方法が提案されている（特開平
９−２３２３７３号公報）。

【００１３】この方法によると、ＢＧＡ半導体装置とマ
ザーボードとの熱膨張係数の差により発生し、アウター
バンプの接合部（以下、バンプ接合部ともいう）に集中
する応力を、アウターバンプ全体に分散させることがで
き、温度サイクル試験の結果がよくなるなどの効果が得
られる。

【００１４】しかし、この補強方法では、バンプ接合部
の補強にはなるものの、ＢＧＡ半導体装置とマザーボー
ドとの接合がハンダのみで行なわれているため、補強が
充分ではない。そのため、温度サイクル試験の結果はよ
くなるが、必ずしも充分であるといえるものではなく、
また、衝撃により生じる破損の問題を解決するものでは
ない。さらに、溶剤を使用しているため、対環境性に優
れているとはいい難い。

【００１５】したがって、加熱硬化後に不良なＢＧＡ半
導体装置をリペアすることができ、かつ樹脂を注入する
工程や実装後のフラックス洗浄を省くことのできるリペ
アラブル組成物が望まれている。また、かかるリペアラ
ブル組成物への要望は、前記補強剤の分野にとどまら
ず、各種分野で多岐にわたっている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記実状に鑑
み、部品の接合などに用いて硬化させたのちに取り外す
必要が生じたときに取り外しが可能なリペアラブル組成
物を提供するためになされたものである。また、簡易に
使用でき、バンプ接合部の接合性を阻害せず、ＢＧＡ半
導体装置をマザーボードへ接合させたのちの接合強度を
大きくすることができ、かつ、リペア性に優れた半導体
装置実装用アウターバンプ補強剤を提供するためになさ
れたものである。すなわち、本発明は（Ａ）２官能エポ
キシ化合物、（Ｂ）２官能フェノール化合物および
（Ｃ）リン系触媒、１，２−アルキレンベンズイミダゾ
ール（ＴＢＺ）および２−アリール−４，５−ジフェニ
ルイミダゾール（ＮＰＺ）から選ばれた１種または２種
以上を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とが（Ａ）成分
中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分中のフェノール性
水酸基のモル数との比が１／０．８〜１／１．２となる
ように配合され、５℃で１月間密封状態で保存しても結
晶が析出しないリペアラブル組成物（請求項１）、
（Ａ）成分のうちの３０重量％以下を１官能エポキシ化
合物におきかえた請求項１記載のリペアラブル組成物
（請求項２）、（Ｂ）成分のうちの１〜２０重量％を３
官能以上のフェノール化合物におきかえた請求項１また
は２記載のリペアラブル組成物（請求項３）、さらに、
（Ｄ）シリコーン系消泡剤を含有する請求項１、２また
は３記載のリペアラブル組成物（請求項４）および請求
項１、２、３または４記載のリペアラブル組成物からな
る半導体装置実装用アウターバンプ補強剤（請求項５）
に関する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明のリペアラブル組成物に使
用する２官能エポキシ化合物（Ａ）としては、分子中に
エポキシ基を２つ有するものであればとくに限定なく使
用し得るが、低粘度のものほどリペアラブル組成物の粘
度を低くすることができる点で好ましい。また、結晶性
のものであってもリペアラブル組成物としたときに結晶
化しない場合には用いることができる。また、半導体装
置実装用アウターバンプ補強剤として用いる場合には、
脂肪族系のものより芳香族系のものの方が、表面張力が
高い点で好ましい。

【００１８】本発明のリペアラブル組成物に用いること
のできる２官能エポキシ化合物（Ａ）としては、たとえ
ばカテコールジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリ
シジルエーテル、モノ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン
ジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル
などのベンゼン環を１個有する一核体芳香族ジエポキシ
化合物類、ジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエ
ーテル、Ｃｅｌｌｏｘｉｄｅ２０２１Ｐ（商品名、ダイ
セル化学工業（株）製）、リモネンジオキシドなどの脂
環式ジエポキシ化合物類、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）メタンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）エタンジグリシジルエーテル、ビス（４−
ヒドロキシフェニル）プロパンジグリシジルエーテルな
どのビスフェノール型エポキシ化合物類およびこれらが
部分縮合したオリゴマー混合物（ビスフェノール型エポ
キシ樹脂類）、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエ
ーテル、テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）
メタンジグリシジルエーテル、テトラメチルビス（４−
ヒドロキシフェニル）エーテルジグリシジルエーテルな
どがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以
上を組合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ベン
ゼン環を１個有する一核体芳香族ジエポキシ化合物類や
脂環式ジエポキシ化合物類、とくにカテコールジグリシ
ジルエーテルやレゾルシンジグリシジルエーテルが、粘
度と表面張力とのバランスがよく、前記補強剤などの低
粘度、高表面張力を要する用途に使用するのに適してい
る。前記補強剤に使用する場合、その他のものは、補強
剤の粘度調整などのために適量を用いるのがよい。ま
た、リペアラブル組成物の貯蔵安定性、タックフリー
性、リペア性、硬化による接着・接合の強度などの点か
らは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナ
フタレンジグリシジルエーテルが好ましく、とくに低粘
度であることからビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好
ましい。

【００１９】なお、前記補強剤として用いる場合には，
得られるリペアラブル組成物の粘度を低くするために、
（Ａ）成分中７０重量％（以下、％という）以上が前記
一核体芳香族ジエポキシ化合物類であることが好まし
い。

【００２０】本発明のリペアラブル組成物は、さらなる
低粘度化のために、また、架橋反応がおこるのを防止
し、リペアするときに組成物が再溶融する温度を下げさ
せるために、（Ａ）成分の一部を１官能エポキシ化合物
（Ａ−１）（以下、（Ａ−１）成分ともいう）におきか
えてもよい。

【００２１】１官能エポキシ化合物（Ａ−１）として
は、たとえばｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジル
エーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテル
などのベンゼン環を１個有する一核体芳香族モノエポキ
シ化合物類があげられる。これらは単独で用いてもよ
く、２種以上を組合わせて用いてもよい。これらのうち
では、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテ
ル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテルが好ま
しく使用される。

【００２２】（Ａ）成分の一部を（Ａ−１）成分におき
かえて得られる混合物（以下、（Ａ）／（Ａ−１）混合
物ともいう）を用いる場合には、リペアラブル組成物の
性能を低下させることのないように（Ａ）／（Ａ−１）
混合物中、（Ａ−１）成分が３０％以下であるのが好ま
しい。また、（Ａ−１）成分を用いることによる粘度低
下の効果が明確に得られる点から、５％以上であるのが
好ましい。

【００２３】なお、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用
されるときは（Ａ）／（Ａ−１）混合物）は、２５℃で
の粘度が５００ｃＰ以下であるのが、リペアラブル組成
物の粘度が低くなる点から好ましい。

【００２４】２官能フェノール化合物（Ｂ）は、２官能
エポキシ化合物（Ａ）の硬化剤として使用される分子中
にフェノール性水酸基を２つ有する成分である。２官能
であるためエポキシ基との付加反応により直鎖状の熱可
塑性ポリマーとなることができる。２官能フェノール化
合物（Ｂ）としては、溶融時の粘度が低く、結晶性が低
く、（Ａ）成分あるいは（Ａ）／（Ａ−１）混合物に硬
化剤としての必要量を溶解させたときに結晶化しないも
のが好ましく、また、前記補強剤として使用するとき
は、表面張力の大きいものが好ましい。

【００２５】２官能フェノール化合物（Ｂ）の具体例と
しては、たとえばカテコール、レゾルシン、ヒドロキノ
ンなどのベンゼン環を１個有する一核体芳香族ジヒドロ
キシ化合物類、ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン（ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）メタン（ビスフェノールＦ）、ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）エタン（ビスフェノールＡＤ）などのビス
フェノール類、ジヒドロキシナフタレンなどの縮合環を
有する化合物、ジアリルレゾルシン、ジアリルビスフェ
ノールＡ、トリアリルジヒドロキシビフェニルなどのア
リル基を導入した２官能フェノール化合物などがあげら
れる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合わ
せて用いてもよい。これらのうちでは、前記ベンゼン環
を１個有する一核体芳香族ジヒドロキシ化合物類が、粘
度、接着性などの特性をバランスよく有する点から好ま
しい。とくに前記補強剤として使用する場合には、カテ
コール、レゾルシンが結晶性、粘度、表面張力のバラン
スがよい点から前記記載順に好ましい。

【００２６】また、本発明のリペアラブル組成物は、硬
化後のＴｇの向上、接着力の増強のために、（Ｂ）成分
の一部を３官能以上のフェノール化合物（Ｂ−１）（以
下、（Ｂ−１）成分ともいう）におきかえてもよい。

【００２７】３官能以上のフェノール化合物（Ｂ−１）
としては、分子中にフェノール性水酸基を３つ以上、好
ましくは３〜４つ有するものであればよいが、たとえば
ピロガロール、フロログルシノール、３核体フェノール
ノボラック、カテコールのホルムアルデヒド縮合物など
があげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上
を組合わせて用いてもよい。これらのうちでは、比較的
低粘度の組成物が得られる、Ｔｇの向上に有効であると
いう点から、ピロガロールが好ましく使用される。

【００２８】（Ｂ）成分の一部を（Ｂ−１）成分におき
かえて得られる混合物（以下、（Ｂ）／（Ｂ−１）混合
物ともいう）を用いる場合には、（Ｂ）／（Ｂ−１）混
合物中、（Ｂ−１）成分が１〜２０％、さらには５〜１
３％であるのが好ましい。（Ｂ−１）成分の前記割合が
１％未満になると、前記効果（硬化後のＴｇの向上、接
着力の増強の効果）が期待できず、２０％をこえると、
再流動性およびリペア性が損われる傾向がある。ただ
し、（Ｂ−１）成分が２０％をこえても、反応率を低く
抑えるように、触媒量や加熱条件を調節すれば、再流動
性およびリペア性を改善することができ、本発明の効果
を得ることができる。

【００２９】（Ｃ）成分であるリン系触媒、１，２−ア
ルキレンベンズイミダゾール（ＴＢＺ：

【００３０】

【化１】

【００３１】（式中、ｎは２〜６、好ましくは３〜４の
整数）および２−アリール−４，５−ジフェニルイミダ
ゾール（ＮＰＺ：

【００３２】

【化２】

【００３３】（式中、Ａｒはアリール基、好ましくはフ
ェニル基、トリル基、キシリル基を示す））は、（Ａ）
成分と（Ｂ）成分との反応を促進する触媒であり、これ
らは１種または２種以上を組み合わせて用いられる。

【００３４】リン系触媒は、エポキシ基のアニオン重合
よりもフェノール性水酸基とエポキシ基との付加反応に
対して優先的に触媒作用を示すため、架橋構造を形成す
るのを防ぐことができ、リペア性をよくすることができ
る。

【００３５】前記リン系触媒の例としては、３個の有機
基を有する有機リン系化合物があげられ、その具体例と
しては、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ−
ｏ−トリルホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、
トリ−ｐ−トリルホスフィン、シクロヘキシルジフェニ
ルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフェニル
ホスフィン−トリフェニルボロン錯体、テトラフェニル
ホスホニウム−テトラフェニルボレートなどがあげられ
る。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合わせ
て用いてもよい。これらのうちでは適度な触媒作用を有
し、リペアラブル組成物を貯蔵安定性のよい一液型の組
成物とすることができるなどの点から、ジシクロヘキシ
ルフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、
トリフェニルホスフィン−トリフェニルボロン錯体が好
ましい。

【００３６】一方、一般にイミダゾール系触媒は、他の
アミン系触媒と同様に、エポキシ基のアニオン重合のよ
い促進剤として働くため、本発明には不適である。しか
し、大きな立体障害を有し、芳香環がイミダゾール環に
直接結合するなどしてイミダゾール環を構成する窒素原
子の電子密度が低下し、求核性が著しく抑えられている
１，２−アルキレンベンズイミダゾール（ＴＢＺ）およ
び２−アリール−４，５−ジフェニルイミダゾール（Ｎ
ＰＺ）は、例外的に前記アニオン重合の促進効果がきわ
めて小さい。そのためエポキシ基とフェノール性水酸基
との付加反応に対して優先的に触媒作用を示し、本発明
に好適に使用できる。

【００３７】前記（Ｃ）成分を用いることで、１１０〜
１３０℃でタックフリーではあるが反応性を有する段階
まで硬化反応を進行させることができ、たとえば前記補
強剤として用いる場合には、後述するようにＢＧＡ半導
体装置を乾燥させる際にタックフリーではあるが反応性
を有する段階まで硬化反応を進行させることもできる。
なお、１１０〜１３０℃で、タックフリーではあるが反
応性を有する段階まで硬化反応を進行させるのに要する
時間は、一般に１２〜１６時間である。

【００３８】（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用される
ときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）および（Ｂ）
成分（（Ｂ−１）成分が使用されるときは（Ｂ）成分お
よび（Ｂ−１）成分）は、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分
が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）
中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分
が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）
中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８〜
１／１．２好ましくは１／０．９〜１／１．１となるよ
うに配合して使用される。（Ａ）成分（（Ａ−１）成分
が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）
中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分
が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）
中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８よ
り大きくなる場合には、組成物の硬化後の強度が低下し
やすく、たとえば前記補強剤として用いる場合には、Ｂ
ＧＡ半導体装置をマザーボードへ接合させたのちの接合
強度が低下しやすくなり、１／１．２より小さくなる場
合にも同様の傾向が生じやすい。リペアラブル組成物と
して充分に機能するためには、（Ａ）成分（（Ａ−１）
成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成
分）中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分（（Ｂ−１）
成分が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成
分）中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／１に
近いほど好ましい。

【００３９】（Ｃ）成分の使用量は、（Ａ）成分（（Ａ
−１）成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−
１）成分）および（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分が使用さ
れるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）として使
用する化合物の種類や組成、使用する（Ｃ）成分の種類
により異なるため、適宜好ましい量が選択される。通常
は、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは
（Ａ）／（Ａ−１）混合物）１００重量部（以下、部と
いう）に対して、０．１〜１部、さらには０．１〜０．
８部、とくには０．２〜０．６部であるのが、接着・接
合強度、リペア性などの点から好ましい。とくに前記補
強剤として使用する場合には、０．１部未満では、後述
する乾燥工程においてタックフリー化しにくくなる傾向
が生じやすくなり、１部をこえると、該乾燥工程で反応
が進みすぎ、タックフリー化したがリフロー工程におい
て再溶融しにくくなるなど、流動性が不足する傾向が生
じやすくなる。

【００４０】本発明のリペアラブル組成物は、５℃で１
月間密封状態で保存した場合にも結晶が析出しないこと
が必要である。前記のごとき条件で保存した場合に結晶
が析出するということは、より高い温度で保存すること
が必要であり、製品ライフが短かくなることを意味す
る。結晶が析出したものをそのまま用いると、塗布作業
性が悪化したり、リペアラブル組成物が不均一なために
本来の性能を得ることができなくなったりする。

【００４１】本発明のリペアラブル組成物には、さら
に、シリコーン系消泡剤（Ｄ）を添加することができ
る。シリコーン系消泡剤（Ｄ）を添加することにより、
たとえば前記補強剤として使用する場合などには、後述
する半導体装置の乾燥工程において補強剤をタックフリ
ー化する際に、補強剤自身の表面張力によりアウターバ
ンプの頭頂部が露出するのを促す効果が得られる。

【００４２】シリコーン系消泡剤（Ｄ）のうちでは、揺
変剤などを含有しないものが揺変剤を含有するものやエ
マルジョン系のものよりも、前記アウターバンプの頭頂
部が露出するのを促す効果が大きい点から好ましい。

【００４３】シリコーン系消泡剤（Ｄ）としては、たと
えばＳＴ８６ＰＡ（商品名、東レ・ダウコーニング・シ
リコーン（株）製）などの純粋なシリコーン系消泡剤が
好ましい。

【００４４】また、（Ｄ）成分の使用量は、（Ａ）成分
（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）／（Ａ−
１）混合物）１００部に対して、０．００５〜０．１
部、さらには０．０１〜０．０５部であるのが好まし
い。０．００５部未満では、（Ｄ）成分を使用すること
による効果が得られにくくなる傾向が生じやすく、０．
１部をこえて使用しても、とくに問題はないが、たとえ
ば前記アウターバンプの頭頂部が露出するのを促す効果
がそれ以上よくなることはない。

【００４５】本発明のリペアラブル組成物には、本発明
の効果が損われない範囲で３官能以上のエポキシ化合物
や１官能のフェノール化合物が不純物などとして入って
いてもよいがその量は少ない方が好ましい。

【００４６】また、本発明のリペアラブル組成物には、
他にも本発明の効果が損われない範囲で各種カップリン
グ剤、充填剤、顔料、レベリング剤などのその他の添加
剤が含まれていてもよい。

【００４７】また、流動性がそれほど重要でない用途に
本発明のリペアラブル組成物を用いる場合には、フィラ
ーを添加してもよい。フィラーを用いる場合には、組成
物の流動性は低下するが、硬化後の熱膨張係数を低下さ
せる効果がある。

【００４８】前記フィラーとしては、比較的流動性を低
下させにくいという点から、粒子の形状が球状であり、
比重の大きなものが好ましい。このようなものとして
は、たとえば球状溶融シリカ、鉄などの球状金属粉など
があげられる。また、平均粒子径としては、５〜３０μ
ｍのものが好ましい。

【００４９】前記フィラーの使用量は、用途に応じて選
択すればよく、とくに制限はないが、配合物における充
填率が１〜７０％、さらには３０〜６０％となるような
量が好ましい。

【００５０】本発明のリペアラブル組成物は、前述した
ように、とくに半導体装置実装用アウターバンプ補強剤
として好ましく用いられる。（Ａ）２官能エポキシ化合
物および（Ｂ）２官能フェノール化合物を所定の割合で
含有し、触媒として前記（Ｃ）成分を使用するため、溶
剤を用いなくても低粘度の液状であり、たとえばＢＧＡ
半導体装置のアウターバンプ面に塗布しやすい。また、
リフロー工程の前に行なわれるＢＧＡ半導体装置を１１
０〜１３０℃に加熱して乾燥させる工程を利用して、タ
ックフリーではあるが反応性を有する段階まで硬化反応
を進行させることができ、そのため乾燥工程後には、輸
送やその後の作業に適した状態にすることができる。ま
た、乾燥工程中は高温であるため補強剤の粘度が大きく
低下するうえに表面張力が大きいため、前記乾燥工程で
アウターバンプの頭頂部が補強剤から図１（ｃ）に示す
ように露出し、該頭頂部に補強剤が残留しないようにす
ることができ、マザーボードとアウターバンプとの接合
を阻害することもない。さらに、タックフリー状態とな
った補強剤は、リフロー工程でリフロー温度に昇温され
るとアウターバンプとともに再溶融するため、ＢＧＡ半
導体装置のアウターバンプが設けられている面およびマ
ザーボードの接合面を補強剤によって接合することがで
き（図１（ｄ）参照）、ＢＧＡ半導体装置をマザーボー
ドへ接合させたのちの接合強度を大きくすることができ
る。しかも、該補強剤は、前記（Ａ）成分および（Ｂ）
成分を所定の割合で含有し、触媒として（Ｃ）成分を使
用するため、反応後も熱可塑性ポリマーとなり、実装後
にリフロー温度に再加熱して再溶融させることができ、
その際に不良なＢＧＡ半導体装置を取り外して取りかえ
る（リペアする）ことができる。なお、図１は、ＢＧＡ
半導体装置に本発明の補強剤を使用するときの実施の形
態を示す一連の断面説明図であり、（ａ）は補強剤が塗
布される前のＢＧＡ半導体装置を表わし、（ｂ）はアウ
ターバンプ面に補強剤が塗布された状態のＢＧＡ半導体
装置を表わし、（ｃ）は乾燥工程により補強剤がタック
フリー化した状態のＢＧＡ半導体装置を表わし、（ｄ）
はリフロー工程によりマザーボードに実装された状態の
ＢＧＡ半導体装置を表わす。また、図中、１はＢＧＡ半
導体装置、２は封止剤、３は基板、４はアウターバン
プ、５はシリコンチップ、６は補強剤、７はタックフリ
ー化した補強剤、８はマザーボードの一部を示す。

【００５１】本発明のリペアラブル組成物の好ましい態
様としては、前記補強剤として用いる場合には、（Ａ）
成分としてレゾルシンジグリシジルエーテル１００部に
対し、（Ｂ）成分としてカテコール４０〜５０部、
（Ｃ）成分としてジシクロヘキシルフェニルホスフィン
０．２〜０．６部配合したもの、レゾルシンジグリシジ
ルエーテル／ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジル
エーテルが重量比で７０／３０〜１００／０である
（Ａ）／（Ａ−１）混合物１００部に対し、（Ｂ）成分
としてカテコール３５〜５０部、（Ｃ）成分としてトリ
−ｐ−トリルフェニルホスフィン０．２〜０．６部配合
したもの、これらの配合物にさらに（Ｄ）成分としてＳ
Ｔ８６ＰＡを０．０１〜０．０５部添加したものなどが
あげられる。これらの組成物は、２５℃で粘度が２００
〜５００ｃＰの液状である。

【００５２】

【実施例】つぎに、本発明のリペアラブル組成物を実施
例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。

【００５３】なお、以下の実施例および比較例で使用す
る各成分とその略号との関係を以下に示す。

【００５４】（Ａ）成分デナコールＥＸ−２０１：ナガセ化成（株）製、レゾ
ルシンジグリシジルエーテル、エポキシ当量１２６ｇ／
ｅｑデナコールＥＸ−２０３：ナガセ化成（株）製、ヒド
ロキノンジグリシジルエーテル、エポキシ当量１１４ｇ
／ｅｑ、高結晶性ＥＰＩＣＬＯＮ８３０ＬＶＰ：大日本インキ化学工業
（株）製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ
当量１６２ｇ／ｅｑ）セロキサイド２０２１Ｐ：ダイセル化学工業（株）
製、脂環式エポキシ樹脂、エポキシ当量１３５ｇ／ｅｑ（Ａ−１）成分デナコールＥＸ−１４６：ナガセ化成（株）製、ｐ−
ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、エポキ
シ当量２２６ｇ／ｅｑ（Ｃ）成分ＴＰＴＰ：北興化学工業（株）製、トリ−ｐ−トリルホ
スフィンＴＯＴＰ：北興化学工業（株）製、トリ−ｏ−トリルホ
スフィンＤＣＰＰ：北興化学工業（株）製、ジシクロヘキシルフ
ェニルホスフィンＴＰＰ−Ｓ：北興化学工業（株）製、トリフェニルホス
フィン−トリフェニルボロン錯体（Ｄ）成分ＳＴ８６ＰＡ：東レ・ダウコーニング・シリコーン
（株）製、シリコーン系消泡剤（無溶剤、透明タイプ）ＳＨ５５００：東レ・ダウコーニング・シリコーン
（株）製、シリコーン系消泡剤（懸濁型）（その他）スミエポキシＥＬＭ−１００：住友化学工業（株）
製、３官能性グリシジルアミン、エポキシ当量１０７ｇ
／ｅｑノバキュアＨＸ−３９４１ＨＰ：旭チバ（株）製、マ
イクロカプセル型イミダゾールアダクト系潜在性硬化剤キュアゾール２ＰＨＺ−ＣＮ：四国化成工業（株）
製、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ（２
−シアノエトキシ）メチルイミダゾールＦＢ−２０１Ｓ：電気化学工業（株）製、球状溶融シリ
カ、平均粒径１６μｍまた、以下の実施例および比較例
で用いた評価方法を以下に示す。

【００５５】（作業性）組成物の粘度が２５℃で５００
ｃＰ未満のものを◎、５００ｃＰ以上、２０００ｃＰ未
満のものを○、２０００ｃＰ以上、５０００ｃＰ未満の
ものを△、５０００ｃＰ以上のものを×とした。

【００５６】なお、調製した組成物を５℃で１月間密封
状態で保存したときに結晶が析出したものには「結晶
化」と、ゲル化したものには「ゲル化」と記し、他の評
価は行なわなかった。前記粘度測定および以降の評価
は、５℃で１月間密封状態で保存後も結晶の生成やゲル
化のおこらなかったもののみについて行なった。

【００５７】（貯蔵安定性）４０℃で２日放置後の組成
物の粘度が、該放置前の粘度の５倍未満のものを○、５
〜１０倍のものを△、１０倍より大きいものを×とし
た。

【００５８】（タックフリー性）適量の組成物を図１
（ｂ）に示すようにＢＧＡ半導体装置に塗布し、１２５
℃で１２時間放置後に、指触により評価し、補強剤表面
に全くべたつきがないものを○、多少べたつきがあるが
指に付着しないものを△、べたついて指に付着するもの
を×とした。

【００５９】（アウターバンプ頭頂部の露出性）タック
フリー性の評価で組成物がタックフリー化したＢＧＡ半
導体装置において、図１（ｃ）に示すようにすべてのア
ウターバンプの頭頂部が露出しているものを○とした。
露出性は、アウターバンプ頭頂部間の電流の導通を調べ
て確認した。

【００６０】（再流動性）アウターバンプ頭頂部の露出
性の評価結果が○であったものを、条件２４０℃／５分
で、リフロー工程にて図１（ｄ）に示すようにマザーボ
ード（ＦＲ４プラスチック基板）に実装し、アウターバ
ンプ間の空間を完全に埋めたものを○、再流動してマザ
ーボードにも付着したものを△、組成物の形状がタック
フリー化直後とわからないものを×とした。

【００６１】（補強効果）別途作成した接着性試験片
（Ａｌ／Ａｌ）にて、引張せん断接着強さを測定した。
測定結果が２００ｋｇ／ｃｍ²以上のものを◎、１００
ｋｇ／ｃｍ²以上、２００ｋｇ／ｃｍ²未満のものを○、
２０ｋｇ／ｃｍ²以上、１００ｋｇ／ｃｍ²未満のものを
△、２０ｋｇ／ｃｍ²未満のものを×とした。

【００６２】（リペア性）再流動性の評価後に再度２４
０℃に昇温したとき、ピンセットで抵抗なく取り外せる
ものを○、粘着性があるがピンセットで取り外せるもの
を△、完全に固化していて取り外せないものを×とし
た。

【００６３】実施例１〜１４および比較例１〜８表１および２に示す各成分を表１および２に示す組成に
なるように混合して均一な組成物を調製し、前記各評価
を行なった。結果を表１および２に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、部品の接合などの際に
用いて硬化させたのちに取り外す必要が生じたときに、
取り外しが可能なリペアラブル組成物を得ることができ
る。

【００６７】また、低粘度の液状であるために無溶剤で
使用することができ、環境にやさしく、塗布しやすく、
とくに半導体装置実装用アウターバンプ補強剤として用
いる場合、ＢＧＡ半導体装置の乾燥工程を利用してタッ
クフリー化することができ、その際、アウターバンプの
頭頂部から自然に流れ落ちて該頭頂部に残留しないため
その後のハンダ接合を阻害せず、マザーボードに実装さ
れるリフロー工程でアウターバンプとともに再溶融する
ため該半導体装置のマザーボードへの接合を補強でき、
さらにその後不良な半導体装置のみを再加熱によりマザ
ーボードからリペアすることができる一液型の半導体装
置実装用アウターバンプ補強剤を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＢＧＡ半導体装置に本発明の補強剤を使用する
ときの実施の形態を示す一連の断面説明図である。

【符号の説明】

１ＢＧＡ半導体装置２封止剤３基板４アウターバンプ５シリコンチップ６補強剤７タックフリー化した補強剤８マザーボードの一部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）２官能エポキシ化合物、（Ｂ）２
官能フェノール化合物および（Ｃ）リン系触媒、１，２
−アルキレンベンズイミダゾールおよび２−アリール−
４，５−ジフェニルイミダゾールから選ばれた１種また
は２種以上を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とが
（Ａ）成分中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分中のフ
ェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８〜１／
１．２となるように配合され、５℃で１月間密封状態で
保存しても結晶が析出しないリペアラブル組成物。
【請求項２】（Ａ）成分のうちの３０重量％以下を１
官能エポキシ化合物におきかえた請求項１記載のリペア
ラブル組成物。
【請求項３】（Ｂ）成分のうちの１〜２０重量％を３
官能以上のフェノール化合物におきかえた請求項１また
は２記載のリペアラブル組成物。
【請求項４】さらに、（Ｄ）シリコーン系消泡剤を含
有する請求項１、２または３記載のリペアラブル組成
物。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載のリペア
ラブル組成物からなる半導体装置実装用アウターバンプ
補強剤。