JP2002263886A - Curable flux, solder joint part, semiconductor package and semiconductor device - Google Patents

Curable flux, solder joint part, semiconductor package and semiconductor device

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JP2002263886A
JP2002263886A JP2001069299A JP2001069299A JP2002263886A JP 2002263886 A JP2002263886 A JP 2002263886A JP 2001069299 A JP2001069299 A JP 2001069299A JP 2001069299 A JP2001069299 A JP 2001069299A JP 2002263886 A JP2002263886 A JP 2002263886A
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JP
Japan
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flux
solder
resin
curable
curable flux
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JP2001069299A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryota Kimura
亮太 木村
Takeshi Hozumi
猛 八月朔日
Ryoichi Okada
亮一 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curable flux which does not require cleaning and removing of a residual flux after solder joining, maintains an electrical insulation characteristic in spite of a high temperature and high moisture atmosphere and permits solder joining having high joining strength and reliability. SOLUTION: A resin (A) composed of at least one kind among phenol novolak, alkyl phenol novolac, resol and polyvinyl phenol and having at least one and more phenolic hydroxyl groups, resins (B) such as an epoxy resin and isocyanate resin acting as curing materials and a solvent (C) having a hydroxyl group and having a boiling point above 150 deg.C are formulated as essential components.

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、半田接合に用いる
硬化性フラックスに関するものであり、詳しくは、半導体
パッケージをプリント配線板に搭載する際の半田接続に
関し、さらには、半導体チップを半導体搭載用基板に、
フリップチップ半田接続により搭載する際の硬化性フラ
ックスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curable flux used for solder bonding, and more particularly, to a solder connection when a semiconductor package is mounted on a printed wiring board. On the board,
The present invention relates to curable flux when mounting by flip chip solder connection.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電子機器の高機能化、並びに軽薄
短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらに
は高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に
使用される半導体パッケージは、従来にも増して、益
々、小型化、且つ多ピン化が進んできている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for higher functionality and lighter, thinner and smaller electronic devices, high-density integration and high-density mounting of electronic components have been progressing. Semiconductor packages have become smaller and have more pins than ever before.

【0003】半導体パッケージは、その小型化に伴っ
て、従来のようなリードフレームを使用した形態のパッ
ケージでは、小型化に限界がきているため、最近では回
路基板上にチップを実装したものとして、BGA(Ba
ll Grid Array)や、CSP(Chip
Scale Package)と言った、エリア実装型
の新しいパッケージ方式が提案されている。これらの半
導体パッケージにおいて、半導体チップの電極と、従来
型半導体パッケージのリードフレームの機能とを有す
る、半導体搭載用基板と呼ばれるプラスチックやセラミ
ックス等各種絶縁材料と、導体配線で構成される基板の
端子との電気的接続方法として、ワイヤーボンディング
方式やTAB(Tape Automated Bon
ding)方式、さらにはFC(Flip Chip)
方式などが知られているが、最近では、半導体パッケー
ジの小型化に有利な、FC接続方式を用いたBGAやC
SPの構造が盛んに提案されている。
[0003] With the miniaturization of the semiconductor package, the size of the conventional package using a lead frame has been limited in miniaturization. Recently, a chip mounted on a circuit board has recently been used. BGA (Ba
II Grid Array), CSP (Chip)
There has been proposed a new area mounting type packaging method called "Scale Package". In these semiconductor packages, various insulating materials such as plastics and ceramics, which are called semiconductor mounting substrates, having electrodes of a semiconductor chip and a function of a lead frame of a conventional semiconductor package, and terminals of a substrate composed of conductor wiring, As a method of electrical connection, a wire bonding method or TAB (Tape Automated Bonn) is used.
ding) method, and furthermore, FC (Flip Chip)
Although there are known methods such as BGA and C using FC connection method, which are advantageous for miniaturization of semiconductor packages,
The structure of the SP has been actively proposed.

【0004】BGAやCSPのプリント配線板への実装
には、半田ボールで形成されたバンプによる、半田接合
が採用されている。この半田接合には、フラックスが用
いられ、ソルダーペーストが併用されることもある。特
に半田ボールが使用される理由は、半田供給量を制御し
易く、多量の半田を供給できるので、バンプが高くでき
るためである。また、BGAやCSPの作製工程におけ
る、半導体チップの電極と半導体搭載用基板の端子との
電気的接続方法にも、半田接合が使われる場合が多い。
For mounting a BGA or CSP on a printed wiring board, solder bonding using bumps formed of solder balls is employed. A flux is used for this soldering, and a solder paste is sometimes used in combination. In particular, the reason why solder balls are used is that the amount of solder supplied can be easily controlled and a large amount of solder can be supplied, so that the bumps can be made high. In addition, solder bonding is often used also as an electrical connection method between electrodes of a semiconductor chip and terminals of a semiconductor mounting substrate in a BGA or CSP manufacturing process.

【0005】一般に、半田接合のためには、半田表面と
対する電極の、金属表面の酸化物などの汚れを除去する
と共に、半田接合時の金属表面の再酸化を防止して、半
田の表面張力を低下させ、金属表面に溶融半田が濡れ易
くする、半田付け用フラックスが使用される。このフラ
ックスとしては、ロジンなどの熱可塑性樹脂系フラック
スに、酸化膜を除去する活性剤等を加えたフラックスが
用いられている。
[0005] In general, for solder joining, dirt such as oxides on the metal surface of the electrodes facing the solder surface is removed, and reoxidation of the metal surface at the time of solder joining is prevented, so that the surface tension of the solder is reduced. And a soldering flux is used to make the molten solder easily wet the metal surface. As the flux, a flux obtained by adding an activator or the like for removing an oxide film to a thermoplastic resin flux such as rosin is used.

【0006】しかしながら、接合後にこのフラックスが
残存していると、高温、多湿時に熱可塑性樹脂が溶融
し、活性剤中の活性イオンも遊離するなど、電気絶縁性
の低下やプリント配線の腐食などの問題が生じる。その
ため現在は、半田接合後の残存フラックスを洗浄除去
し、上記のような問題を解決しているが、洗浄剤の環境
問題や、洗浄工程によるコストアップなどの欠点があ
る。
However, if this flux remains after joining, the thermoplastic resin melts at high temperature and high humidity, and the active ions in the activator are also released. Problems arise. Therefore, at present, the above-mentioned problems are solved by cleaning and removing the residual flux after the solder bonding. However, there are disadvantages such as an environmental problem of the cleaning agent and an increase in cost due to the cleaning process.

【0007】また、半導体パッケージの小型化かつ多ピ
ン化は、バンプの微細化を促し、接合強度や信頼性の低
下が懸念されている。そこで、バンプ接続部分の信頼性
を得るため、チップと基板との間隙に、アンダーフィル
と呼ばれる絶縁樹脂を充填して、バンプ接続部分を封
止、補強する検討も盛んである。しかし、これには技術
的難易度の高いアンダーフィルを充填し、硬化させる工
程が必要となるため、製造工程が複雑で製造コストが高
くなる。
Further, miniaturization of semiconductor packages and increase in the number of pins promotes miniaturization of bumps, and there is a concern that bonding strength and reliability may be reduced. Therefore, in order to obtain the reliability of the bump connection portion, studies are being made to fill the gap between the chip and the substrate with an insulating resin called underfill to seal and reinforce the bump connection portion. However, this requires a step of filling and curing an underfill, which is technically difficult, so that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is increased.

【0008】これらの問題に対し、半田接合後の残存フ
ラックスの洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも
電気絶縁性を保持し、接合強度と信頼性の高い半田接合
を可能とする、硬化性フラックスが提案されている。し
かしながらこの硬化性フラックスは、フラックス効果が
十分でなく、半田接合が不完全であるなどの問題があ
る。
[0008] To solve these problems, there is no need to wash and remove the residual flux after soldering, and it maintains electrical insulation even in a high-temperature, high-humidity atmosphere, and enables soldering with high bonding strength and high reliability. Flux has been proposed. However, this curable flux has problems such as insufficient flux effect and incomplete soldering.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、硬化性フラ
ックス使用時におけるこのような問題点に鑑み、フラッ
クス効果が向上し、半田接合性に優れ、樹脂補強機能を
有する硬化性フラックス、これを用いた半田接合部、半導
体パッケージ及び半導体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in using a curable flux. In view of the foregoing, a curable flux having an improved flux effect, excellent solder bonding properties, and a resin reinforcing function has been proposed. An object of the present invention is to provide a solder joint, a semiconductor package, and a semiconductor device used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、半田接
合時に、半田接合のフラックスとして作用し、同時に半
田接合部周辺にメニスカスを形成して、更に加熱硬化し
て、核半田接合部を樹脂補強することを特徴とする硬化
性フラックスであり、少なくとも1つ以上のフェノール
性水酸基を有する樹脂(A)と、その硬化剤として作用
する化合物(B)、及び水酸基を有し、150℃以上の
沸点を有する溶剤(C)を必須成分とすることを特徴と
する硬化性フラックスである。
That is, according to the present invention, at the time of soldering, it acts as a flux for soldering, and at the same time, forms a meniscus around the soldering joint and heat-cures to form a core soldering joint. A curable flux characterized by resin reinforcement, comprising a resin (A) having at least one or more phenolic hydroxyl groups, a compound (B) acting as a curing agent thereof, and a hydroxyl group, and having a temperature of 150 ° C. or higher. Is a curable flux comprising, as an essential component, a solvent (C) having a boiling point of

【0011】また、本発明は、前記硬化性フラックスが半
田接合のフラックスとして作用し、半田接合後、更に加熱
されて硬化したフラックス樹脂により、補強されてなる
ことを特徴とする半田接合部である。
Further, the present invention is the solder joint portion, wherein the curable flux acts as a flux for solder joint, and is reinforced by a heated and cured flux resin after the solder joint. .

【0012】更に、本発明は、プリント配線板と機械的、
電気的に接続するための半田ボールが搭載される半導体
パッケージにおいて、該半田ボールが、前記硬化性フラ
ックスにより半田接合され、半田接合後、更に加熱され
て硬化したフラックス樹脂により補強されていることを
特徴とする半導体パッケージであり、また、前記硬化性
フラックスが、半導体パッケージの半田ボールが搭載さ
れるプリント配線板の回路パターン上に塗布され、半田
ボール接合時にフラックスとして作用し、半田ボール接
合後、更に加熱されて硬化したフラックス樹脂により、
補強されていることを特徴とする半導体装置である。
Further, the present invention relates to a printed wiring board,
In a semiconductor package on which solder balls for electrical connection are mounted, the solder balls are solder-bonded by the curable flux, and after the solder bonding, the solder balls are further reinforced by a heated and cured flux resin. The semiconductor package is characterized in that the curable flux is applied onto a circuit pattern of a printed wiring board on which solder balls of the semiconductor package are mounted, acts as a flux at the time of solder ball joining, and after solder ball joining, By the flux resin which was further heated and cured,
A semiconductor device characterized by being reinforced.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明に用いる、少なくとも1つ
以上のフェノール性水酸基を有する樹脂(A)として
は、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノ
ボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹
脂、レゾルシノールノボラック樹脂、カテコールノボラッ
ク樹脂、ハイドロキノンノボラック樹脂等が挙げられ、こ
れらの少なくとも1種が用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the resin (A) having at least one phenolic hydroxyl group used in the present invention, phenol novolak resin, alkylphenol novolak resin, resole resin, polyvinylphenol resin, resorcinol novolak resin, catechol novolak Resins, hydroquinone novolak resins and the like, and at least one of them is used.

【0014】また、これらの内、重量平均分子量2000
0以下のものが好ましい。これより、分子量が大きすぎ
ると、半田接合時における硬化性フラックスの流動性が
低下し、半田接合を阻害する恐れがある。但し、その他
の配合剤の使用により、半田接合時における溶融粘度を
調整し最適な流動性が得られれば良い。この時、溶融粘
度としては、50Pa・s以下に制御できれば何ら問題
はない。この目的のために、液状の硬化剤を配合した
り、溶剤を残存させても良い。
Among them, the weight average molecular weight is 2,000
Those having a value of 0 or less are preferred. As a result, if the molecular weight is too large, the fluidity of the curable flux at the time of solder joining is reduced, and there is a possibility that solder joining may be hindered. However, it is sufficient that the melt viscosity at the time of solder joining is adjusted to obtain the optimum fluidity by using other compounding agents. At this time, there is no problem if the melt viscosity can be controlled to 50 Pa · s or less. For this purpose, a liquid curing agent may be blended or a solvent may be left.

【0015】本発明の硬化性フラックスにおいて、少な
くとも1つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂
(A)の、フェノール性水酸基は、その還元作用によ
り、半田及び金属表面の酸化物などの汚れを除去し、半
田接合のフラックスとして作用する。このフェノール性
水酸基としては、何ら制約するところはないが、少なく
とも1つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂(A)
としては、半田接合のフラックスとしての作用を高める
ため、電子供与基を有するものが好ましい。
In the curable flux of the present invention, the phenolic hydroxyl group of the resin (A) having at least one or more phenolic hydroxyl groups removes stains such as solder and oxides on metal surfaces by its reducing action. , Acts as a flux for soldering. The phenolic hydroxyl group is not particularly limited, but the resin (A) having at least one or more phenolic hydroxyl groups
It is preferable to use an electron-donating group having an electron donating group in order to enhance the effect as a flux of solder bonding.

【0016】本発明の硬化性フラックスにおいて、フェ
ノール性水酸基を有する樹脂(A)の配合量は、硬化性
フラックス全体の20〜80重量%が好ましい。20重
量%未満であると、半田及び金属表面の酸化物などの汚
れを除去する作用が低下し、半田接合できなくなってし
まう場合がある。また、80重量%より多いと、十分な
硬化物が得られず、接合強度と信頼性が低下する恐れが
ある。
In the curable flux of the present invention, the amount of the resin (A) having a phenolic hydroxyl group is preferably 20 to 80% by weight of the entire curable flux. If the content is less than 20% by weight, the effect of removing dirt such as solder and oxides on the metal surface is reduced, and solder joining may not be performed in some cases. On the other hand, if the content is more than 80% by weight, a sufficient cured product cannot be obtained, and the bonding strength and reliability may be reduced.

【0017】本発明に用いるフェノール性水酸基を有す
る樹脂(A)の、硬化剤として作用する樹脂(B)とし
ては、エポキシ化合物やイソシアネート化合物などが用
いられる。具体的にはいずれも、ビスフェノール系、フ
ェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック
系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系
などのフェノールベースのものや、脂肪族、環状脂肪
族、不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性され
た、エポキシ化合物やイソシアネート化合物が挙げられ
る。これらは単独で使用しても2種類以上を併用しても
良い。
As the resin (B) acting as a curing agent of the resin (A) having a phenolic hydroxyl group used in the present invention, an epoxy compound or an isocyanate compound is used. Specifically, all are based on phenol-based compounds such as bisphenols, phenol novolaks, alkylphenol novolacs, biphenols, naphthols, and resorcinols, and skeletons such as aliphatic, cycloaliphatic, and unsaturated aliphatics. And an epoxy compound and an isocyanate compound modified. These may be used alone or in combination of two or more.

【0018】本発明の硬化性フラックスにおいて、硬化
剤として作用する化合物(B)の配合量は、エポキシ基
当量またはイソシアネート基当量が、少なくとも1つ以
上のフェノール性水酸基を有する樹脂(A)のヒドロキ
シル基当量に対し0.5倍以上、1.5倍以下が好まし
い。0.5倍未満であると、十分な硬化物が得られず、補
強効果が小さくなり接合強度と信頼性が低下する恐れが
ある。また、1.5倍より多いと、半田および金属表面
酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合で
きなくなってしまう恐れがある。
In the curable flux of the present invention, the compounding amount of the compound (B) acting as a curing agent is such that the epoxy group equivalent or the isocyanate group equivalent has at least one phenolic hydroxyl group. It is preferably from 0.5 to 1.5 times the group equivalent. If the ratio is less than 0.5 times, a sufficiently cured product cannot be obtained, the reinforcing effect is reduced, and the bonding strength and reliability may be reduced. On the other hand, if the ratio is more than 1.5 times, the effect of removing dirt such as solder and metal surface oxides is reduced, and there is a possibility that solder joining may not be performed.

【0019】本発明の硬化性フラックスにおいて、硬化
剤として作用する樹脂(B)により、良好な硬化物を得
ることができるため、半田接合後の洗浄除去が必要な
く、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強
度と信頼性の高い半田接合を可能とする。
In the curable flux of the present invention, a good cured product can be obtained by the resin (B) acting as a curing agent, so that it is not necessary to wash and remove after soldering, and it is possible to obtain electrical insulation even in a high temperature and high humidity atmosphere. It maintains solderability and enables soldering with high bonding strength and high reliability.

【0020】本発明に用いる溶剤(C)は、150℃以
上の沸点を有し、分子中に1つ以上の水酸基を有するも
のであれば、一般に用いられるアルコール類、アルコー
ルエステル類、ケトンアルコール類、エーテルアルコー
ル類など、場合によっては、フェノール類などの溶剤も
使用でき、何ら制約するところはない。具体的には、グ
リセリン、クエン酸トリブチル、エチレングリコールモ
ノエステル、モノアセチン、ジアセチン、ジエチレング
リコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
トリエチレングリコール、クレゾール、キシレノール等
の溶剤が挙げられる。
The solvent (C) used in the present invention has a boiling point of 150 ° C. or higher and has at least one hydroxyl group in the molecule, and is generally used as alcohols, alcohol esters, ketone alcohols. In some cases, solvents such as phenols and ether alcohols can be used, and there is no restriction. Specifically, glycerin, tributyl citrate, ethylene glycol monoester, monoacetin, diacetin, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether,
Solvents such as triethylene glycol, cresol, and xylenol are exemplified.

【0021】溶剤(C)の沸点が、150℃未満の場合
は、リフロー時の添加剤の蒸発が大きいため、フラック
ス性が減少し、半田接合が不完全になったりする。溶剤
の沸点は、好ましくは、200℃以上であり、より好ま
しくは、240℃以上である。但し、沸点が高すぎて半
田接合時に溶剤の残存量が多すぎると逆に半田接合を阻
害したり、半田接合後の信頼性低下にもつながる。半田
組成によって異なるリフロー条件にも左右されるが、共
晶半田を用いた時の240℃ピーク温度のリフロー条件
においては、300℃以下が好ましい。より好ましく
は、270℃以下である。
When the boiling point of the solvent (C) is lower than 150 ° C., the flux property is reduced due to the large evaporation of the additive during reflow, so that the solder joint may be incomplete. The boiling point of the solvent is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 240 ° C. or higher. However, if the boiling point is too high and the residual amount of the solvent is too large at the time of soldering, the soldering will be hindered and the reliability after soldering will be reduced. Although it depends on the reflow conditions which differ depending on the solder composition, it is preferably 300 ° C. or less under the reflow conditions of 240 ° C. peak temperature when eutectic solder is used. More preferably, it is 270 ° C or lower.

【0022】本発明の硬化性フラックスにおいて溶剤
(C)は、硬化性フラックスにおける半田接合時に、半
田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用を
向上させる目的で添加され、硬化性フラックスの、安定
した半田接合性を実現するためのものである。
In the curable flux of the present invention, the solvent (C) is added for the purpose of improving the action of removing dirt such as oxides on the surface of the solder and metal at the time of solder joining in the curable flux. And to realize stable solder jointability.

【0023】本発明の硬化性フラックスにおいて、溶剤
(C)の添加量については、安定した半田接合性が実現
できれば何ら制約するところは無いが、3重量%以上、
50重量%以下が好ましい。3重量%未満であると、半
田接合性に十分な向上が得られない恐れがある。また、
50重量%を超えると、粘度が低下しすぎて塗膜形性が
困難になったり、半田および金属表面の酸化物などの汚
れを除去する作用が低下し、半田接合できなくなってし
まう恐れがある。
In the curable flux of the present invention, the amount of the solvent (C) to be added is not particularly limited as long as stable solder jointability can be realized.
It is preferably at most 50% by weight. If the amount is less than 3% by weight, there is a possibility that a sufficient improvement in solder jointability cannot be obtained. Also,
If it exceeds 50% by weight, the viscosity may be too low to make the coating film form difficult, or the effect of removing stains such as oxides on solder and metal surfaces may be reduced, and solder joining may not be possible. .

【0024】また、本発明の硬化性フラックスには、ワ
ニスの粘度調整や、塗膜安定性、作業性の向上のため
に、前記溶剤(C)とは別の溶剤を混合して使用するこ
ともできる。この溶剤としては、少なくとも1つ以上の
フェノール性水酸基を有する樹脂(A)やその硬化剤と
して作用する化合物(B)に対する溶解力が、比較的大
きいものであれば、何ら制約するところはない。具体的
には、一般に用いられるアルコール類、エーテル類、ア
セタール類、ケトン類、エステル類、アルコールエステ
ル類、ケトンアルコール類、エーテルアルコール類、ケ
トンエーテル類、ケトンエステル類やエステルエーテル
類など、場合によっては、フェノール類や非プロトン窒
素化合物などの溶剤が挙げられる。この溶剤の沸点は、
半田組成によって異なるリフロー条件にも左右される
が、共晶半田を用いた時の240℃ピーク温度のリフロ
ー条件においては、50℃以上、300℃以下が好まし
い。また、この混合溶剤の添加量については、良好な塗
膜安定性と塗布量の制御、また安定した半田接合が実現
できれば何ら制約するところは無いが、ワニスにおいて
3重量%以上、50重量%以下が好ましい。
The curable flux of the present invention may be mixed with a solvent other than the solvent (C) in order to adjust the viscosity of the varnish and to improve the stability of the coating film and the workability. Can also. The solvent is not particularly limited as long as it has a relatively high dissolving power for the resin (A) having at least one or more phenolic hydroxyl groups and the compound (B) acting as a curing agent thereof. Specifically, commonly used alcohols, ethers, acetals, ketones, esters, alcohol esters, ketone alcohols, ether alcohols, ketone ethers, ketone esters and ester ethers, etc. Include solvents such as phenols and aprotic nitrogen compounds. The boiling point of this solvent is
Although it depends on the reflow condition which varies depending on the solder composition, the reflow condition at a peak temperature of 240 ° C. when eutectic solder is used is preferably 50 ° C. or more and 300 ° C. or less. There is no restriction on the amount of the mixed solvent to be added as long as good coating film stability and good control of the coating amount and stable solder bonding can be realized. However, in the varnish, 3% by weight or more and 50% by weight or less. Is preferred.

【0025】また、本発明の硬化性フラックスには、前
記成分の他に硬化を促進するため、公知の硬化触媒、具
体的には、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミ
ダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、ビ
ス(2−エチル−4−メチル−イミダゾール)、2−フ
ェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾー
ル、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダ
ゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウ
ンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチル
イミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダ
ゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール、1−アミノエチル−2−メチルイミダゾー
ル、1−(シアノエチルアミノエチル)−2−メチルイ
ミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニル−4,5
−ビス(シアノエトキシメチルイミダゾール)あるいは
トリアジン付加型イミダゾール等が挙げられる。これら
をエポキシアダクト化したものやマイクロカプセル化し
たものも使用できる。これらは単独で使用しても2種以
上を併用しても良い。
In addition to the above components, the curable flux of the present invention may contain a known curing catalyst, such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, or 2-phenyl-4, for promoting curing. -Methylimidazole, bis (2-ethyl-4-methyl-imidazole), 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-ethyl-4-methyl Imidazole, 2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-aminoethyl-2-methylimidazole, 1 -(Cyanoethylaminoethyl) -2-methylimidazole, 1- Anoechiru-2-phenyl-4,5
-Bis (cyanoethoxymethylimidazole) or triazine-added imidazole. Epoxy adducts or microcapsules of these can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.

【0026】更には、密着性や耐湿性を向上させるため
のシランカップリング剤、ボイドを防止するための消泡
剤、あるいは液状又は粉末の難燃剤等を添加することも
できる。
Furthermore, a silane coupling agent for improving adhesion and moisture resistance, an antifoaming agent for preventing voids, or a liquid or powdered flame retardant may be added.

【0027】本発明の硬化性フラックスは、前記成分を
混合して、硬化性フラックスのワニスとして、得ること
ができる。
The curable flux of the present invention can be obtained as a varnish of the curable flux by mixing the above components.

【0028】本発明の硬化性フラックスは、前記のよう
な配合とすることにより、溶融粘度、酸化物除去性と硬
化性のバランスが採れ、半田接合時に、半田接合のフラ
ックスとして作用し、同時に半田接合部周辺にメニスカ
スを形成して、更に加熱硬化して、該半田接合部をリン
グ状に補強する形で硬化するため、従来のフラックスに
よる半田接合と比較して、接合強度と信頼性を大幅に向
上させることができる。
By setting the curable flux of the present invention as described above, the balance between melt viscosity, oxide removal properties and curability can be achieved, and at the time of solder joining, it acts as a flux for solder joining, and at the same time, A meniscus is formed around the joint, and it is further cured by heating and hardening in a form that reinforces the solder joint in a ring shape, significantly increasing joint strength and reliability compared to conventional soldering with flux. Can be improved.

【0029】本発明の半導体パッケージは、プリント配
線板と機械的、電気的に接続するための半田ボールが搭
載される半導体パッケージにおいて、該半田ボールの半
田接合時に本発明の硬化性フラックスが半田フラックス
として作用し、半田接合後、更に加熱されて硬化したフ
ラックス樹脂により補強されてなる。
The semiconductor package of the present invention is a semiconductor package on which solder balls for mechanically and electrically connecting to a printed wiring board are mounted. And is reinforced by a heated and cured flux resin after soldering.

【0030】本発明の硬化性フラックスをソルダーレジ
ストが形成された半導体パッケージに用いる場合は、機
械的、電気的に接続するための半田ボールが搭載される
ランド部分に、予め所定量の硬化性フラックスを塗布
し、半田ボールをランド部の硬化性フラックス上に搭載
する方法や、半田ボールに所定量の硬化性フラックス転
写し、硬化性フラックスが転写した半田ボールをランド
部に搭載する方法などがある。
When the curable flux of the present invention is used for a semiconductor package on which a solder resist is formed, a predetermined amount of the curable flux is previously set on a land portion on which solder balls for mechanically and electrically connecting are mounted. And mounting the solder ball on the curable flux in the land, or transferring a predetermined amount of the curable flux to the solder ball, and mounting the solder ball with the transferred curable flux on the land. .

【0031】また、半導体パッケージの半田ボールが搭
載される面の回路パターン上全面に、スクリーン印刷や
スピンコートなどの方法により硬化性フラックスを塗布
し、乾燥させた後、該回路パターンの半田ボール搭載用
のランド上に半田ボールを載せても良い。その後、半田
リフローによって半田ボールをランド部に半田接合させ
ると同時に、半田接合部周辺にメニスカスを形成させた
後、さらに加熱により硬化性フラックスを硬化して、該
半田接合部に樹脂補強を施すことができる。
A curable flux is applied to the entire surface of the circuit pattern of the semiconductor package on which the solder balls are mounted by a method such as screen printing or spin coating and dried, and then the solder balls are mounted on the circuit pattern. A solder ball may be placed on the land for use. Thereafter, the solder ball is solder-bonded to the land by solder reflow, and at the same time, a meniscus is formed around the solder joint, and then the curable flux is further cured by heating to apply resin reinforcement to the solder joint. Can be.

【0032】更に、硬化性フラックスが、半導体パッケ
ージの半田ボールが搭載されるプリント配線板の回路パ
ターン上に塗布され、半田ボール接合時にフラックスと
して作用し、半田ボール接合後、更に加熱されて硬化し
たフラックスにより、樹脂補強されてなる半導体装置を
得ることができる。
Further, a curable flux is applied on the circuit pattern of the printed wiring board on which the solder balls of the semiconductor package are mounted, acts as a flux at the time of solder ball joining, and is further heated and cured after solder ball joining. A semiconductor device reinforced with resin by the flux can be obtained.

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0034】実施例1 フェノールノボラック樹脂(住友デュレズ(株)製,商品
名PR−HF−3,OH基当量105)105gと、ジ
アリルビスフェノールA型エポキシ(日本化薬(株)
製,商品名RE−810NM,エポキシ当量220)2
20gを、ジアセチン(沸点260℃)10gと安息香
酸ブチル(沸点250℃)40gとの混合溶媒に溶解
し、硬化性フラックスワニスを作製した。
Example 1 105 g of a phenol novolak resin (trade name: PR-HF-3, OH group equivalent 105, manufactured by Sumitomo Durez Co., Ltd.) and diallyl bisphenol A type epoxy (Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Made, trade name RE-810NM, epoxy equivalent 220) 2
20 g was dissolved in a mixed solvent of 10 g of diacetin (boiling point: 260 ° C.) and 40 g of butyl benzoate (boiling point: 250 ° C.) to prepare a curable flux varnish.

【0035】銅板(古川電気工業(株)製、商品名EF
TEC64T)上に、上記で得られた硬化性フラックス
ワニスをそれぞれ100μm塗布した。前記塗布膜を形
成した銅板上に、500μm径の半田ボール(Sn−P
b系共晶半田、千住金属鉱業(株)製)10個を搭載し
240℃に設定された熱板上に静置した。1分経過後、
前記銅板を熱板から放し、半田の濡れ広がり率を計算し
た。濡れ広がり率は、半田ボール径H=500μmと濡
れ広がった半田の高さDμmを測定し、(H−D)/H
の式で計算した。その結果をまとめて表1に示した。半
田接合安定性では、濡れ広がり率が80より大きいもの
を○、60以上80以下のものを△、60未満のものを
×で示した。
Copper plate (manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., trade name EF)
Each of the curable flux varnishes obtained above was applied to a thickness of 100 μm on TEC64T). On the copper plate on which the coating film is formed, a solder ball (Sn-P
Ten b-type eutectic solders (manufactured by Senju Metal Mining Co., Ltd.) were mounted and allowed to stand on a hot plate set at 240 ° C. After one minute,
The copper plate was released from the hot plate, and the wet spread ratio of the solder was calculated. The wetting and spreading ratio is determined by measuring the solder ball diameter H = 500 μm and the height of the spread solder D μm, and (H−D) / H
It was calculated by the following equation. The results are summarized in Table 1. Regarding the solder joint stability, the symbol “○” indicates that the wetting and spreading ratio is greater than 80, the symbol “Δ” indicates that the ratio is 60 or more and 80 or less, and the symbol “X” indicates that the ratio is less than 60.

【0036】実施例2 ジアセチンに代えて、ジエチレングリコール(沸点24
5℃)10gを用いた以外は、実施例1と同様にして、
硬化性フラックスワニスを作製し、評価した。
Example 2 In place of diacetin, diethylene glycol (boiling point: 24
(5 ° C.) Except for using 10 g,
A curable flux varnish was prepared and evaluated.

【0037】実施例3 ジアセチンに代えて、グリセリン(沸点290℃)10
gを用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性フラ
ックスワニスを作製し、評価した。
Example 3 Instead of diacetin, glycerin (boiling point: 290 ° C.)
A curable flux varnish was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that g was used.

【0038】比較例1 ジアセチンに代えて、安息香酸ブチル(沸点250℃)
10gを用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性
フラックスワニスを作製し、評価した。
Comparative Example 1 Instead of diacetin, butyl benzoate (boiling point: 250 ° C.)
A curable flux varnish was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 10 g was used.

【0039】比較例2 ジアセチンに代えて、トリアセチン(沸点258℃)1
0gを用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性フ
ラックスワニスを作製し、評価した。
Comparative Example 2 Instead of diacetin, triacetin (boiling point: 258 ° C.)
A curable flux varnish was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 0 g was used.

【0040】比較例3 ジアセチンに代えて、ジエチレングリコールジブチルエ
ーテル(沸点254℃)10gを用いた以外は、実施例
1と同様にして、硬化性フラックスワニスを作製し、評
価した。
Comparative Example 3 A curable flux varnish was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 10 g of diethylene glycol dibutyl ether (boiling point: 254 ° C.) was used instead of diacetin.

【0041】比較例4 ジアセチンに代えて、乳酸メチル(沸点145℃)10
gを用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性フラッ
クスワニスを作製し、評価した。
Comparative Example 4 Instead of diacetin, methyl lactate (boiling point: 145 ° C.)
A curable flux varnish was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that g was used.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】表1に示した評価結果から分かるように、
本発明の溶剤(C)を用いた場合、溶剤(C)を用いな
い場合に比べて、半田接合安定性を向上させることが可
能であることを示している。
As can be seen from the evaluation results shown in Table 1,
This shows that when the solvent (C) of the present invention is used, it is possible to improve the solder joint stability as compared with the case where the solvent (C) is not used.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の硬化性フラックスは、半田接合
後の残存フラックスの洗浄除去を必要とせず、高温、多
湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、また、硬化性フラッ
クスが半田接合部周辺をリング状に補強する形で硬化す
るため、接合強度と信頼性の高い半田接合を可能にする
ので、半導体パッケージのプリント配線板への搭載にお
ける工程を簡素化して、製造コストを抑制し、また、半
田接合の信頼性向上に極めて有用である。さらに、半田
接合安定性が大きく、信頼性向上にきわめて有効であ
る。
The curable flux of the present invention does not require cleaning and removal of residual flux after soldering, maintains electrical insulation even in a high-temperature, high-humidity atmosphere, and has a curable flux around the solder joint. Since it hardens in a ring-shaped reinforcement form, it enables soldering with high bonding strength and high reliability, simplifying the process of mounting semiconductor packages on printed wiring boards, reducing manufacturing costs, and It is extremely useful for improving the reliability of solder joints. Furthermore, the soldering stability is large, which is extremely effective for improving the reliability.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/34 505 H05K 3/34 505A // B23K 101:42 B23K 101:42 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05K 3/34 505 H05K 3/34 505A // B23K 101: 42 B23K 101: 42

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半田接合時に、半田接合のフラックスと
して作用し、同時に半田接合部周辺にメニスカスを形成
して、更に加熱硬化して、核半田接合部を樹脂補強する
ことを特徴とする硬化性フラックスであり、少なくとも
1つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂(A)と、
その硬化剤として作用する化合物(B)、及び水酸基を
有し、150℃以上の沸点を有する溶剤(C)を必須成
分とすることを特徴とする硬化性フラックス。
1. A curability characterized by acting as a flux for soldering at the time of soldering, simultaneously forming a meniscus around the soldering joint, and further heating and curing to reinforce the core soldering joint with resin. A resin (A) which is a flux and has at least one or more phenolic hydroxyl groups;
A curable flux comprising, as essential components, a compound (B) acting as a curing agent and a solvent (C) having a hydroxyl group and a boiling point of 150 ° C. or higher.
【請求項2】 請求項1記載の硬化性フラックスが、半
田接合のフラックスとして作用し、半田接合後、更に加
熱されて硬化したフラックス樹脂により、補強されたこ
とを特徴とする半田接合部。
2. A solder joint portion wherein the curable flux according to claim 1 acts as a solder joint flux, and is reinforced by a heated and cured flux resin after the solder joint.
【請求項3】 プリント配線板と機械的、電気的に接続
するための半田ボールが搭載される半導体パッケージに
おいて、該半田ボールが請求項1記載の硬化性フラック
スにより半田接合、更に加熱されて硬化したフラックス
樹脂により補強されていることを特徴とする半導体パッ
ケージ。
3. A semiconductor package on which solder balls for mechanically and electrically connecting to a printed wiring board are mounted, wherein the solder balls are solder-bonded by the curable flux according to claim 1, and further heated and cured. A semiconductor package characterized by being reinforced with a flux resin.
【請求項4】 請求項1記載の硬化性フラックスが、半
導体パッケージの半田ボールが搭載されるプリント配線
板の回路パターン上に塗布され、半田ボール接合時にフ
ラックスとして作用し、半田ボール接合後、更に加熱さ
れて硬化したフラックス樹脂により、補強されているこ
とを特徴とする半導体装置。
4. The curable flux according to claim 1, which is applied on a circuit pattern of a printed wiring board on which solder balls of a semiconductor package are mounted, acts as a flux at the time of solder ball bonding, and further after the solder ball bonding. A semiconductor device, wherein the semiconductor device is reinforced by a heated and cured flux resin.
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