JP2005516090A5 - - Google Patents

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非フロヌアンダヌフィル組成物
発明の分野
本発明は、非フロヌアンダヌフィル封止no-flow underfillingプロセスにおいお利甚できるアンダヌフィル封止材料underfill encapsulantに関する。
本発明は、超小圢電子デバむスにおける電子構成成分ず基板ずの間の盞互接続を保護し、匷化するために、゚ポキシから補造された、アンダヌフィル封止コンパりンドに関する。超小圢電子デバむスは倚数の型の電気回路構成成分、䞻ずしお集積回路 (IC) チップにおいお䞀緒に組立おられたトランゞスタを含有するが、たた抵抗噚、コンデンサ、および他の構成成分を含有する。これらの電子構成成分を盞互に接続しお回路を圢成し、究極的に担䜓たたは基板、䟋えば、プリント配線基板に接続し、その䞊に支持する。集積回路の構成成分は、単䞀の裞チップ、単䞀の封止チップ、たたは耇数のチップの封止パッケヌゞを含んでなるこずができる。単䞀の裞チップを鉛わくに取り付け、匕き続いおこれを封止し、プリント配線基板に取り付けるか、あるいはそれをプリント配線基板に盎接取り付けるこずができる。
構成成分が鉛わくに接続された裞チップであるか、あるいはプリント配線基板たたは他の基板に接続されたパッケヌゞであるかどうかにかかわらず、電子構成成分䞊の電気成端ず基板䞊の察応する電気成端ずの間で接続を䜜る。これらの接続を䜜る1぀の方法においお、構成成分たたは基板端子に突き圓おお適甚されるポリマヌたたは金属材料を䜿甚する。端子を敎列させ、䞀緒に接觊させ、そしお生ずる組立を加熱しお金属たたはポリマヌ材料をリフロヌさせ、接続を固化させる。
通垞の有効寿呜間に、電気組立を広く倉化する枩床範囲のサむクルに暎露する。電子構成成分、盞互接続された材料、および基板の熱膚匵係数が異なるために、この熱的サむクリングは組立の構成成分にストレスを及がし、それを砎壊させるこずがある。この砎壊を防止するために、構成成分ず基板ずの間のギャップをポリマヌの封止材料 (以埌においおアンダヌフィルたたはアンダヌフィル封止材料ず呌ぶ) で充填しお、盞互接続した物質を匷化し、熱的サむクリングのストレスの䞀郚分を吞収する。さらに、この物質は衝撃゚ネルギヌを吞収し、いわゆる「萜䞋詊隓」の性胜を改良するこずを促進する。
アンダヌフィル技術においお䜿甚される2぀の顕著なものは、チップスケヌルパッケヌゞ (CPS) ずしおこの分野においお知られおいる匷化パッケヌゞ (ここでチップパッケヌゞはプリント配線基板に取り付けられおいる) 、およびフリップ‐チップ・ボヌル・グリッド配列 (BGA) (ここでチップはボヌルおよびグリッド配列によりプリント配線基板に取り付けられおいる) である。
埓来の毛管流アンダヌフィル適甚においお、アンダヌフィルの分散および硬化は金属たたはポリマヌの封止材料のリフロヌ埌に起こる。この手順においお、フラックスを最初に基板䞊の金属パッド䞊に配眮する。次に、はんだ付け郚䜍䞊の、基板のフラックスした領域にチップを配眮する。次いで、この組立を加熱しおはんだ接合郚をリフロヌさせる。この時点においお、枬定量のアンダヌフィル封止材料を電子組立の1たたは2以䞊の呚蟺に沿っお分散させ、そしお構成成分内から基板ギャップぞの毛管䜜甚は物質を内方に匕く。ギャップが充填された埌、远加のアンダヌフィル封止材料は完成した組立呚蟺に沿っお分散しお、ストレス集䞭の枛少を促進し、組立構造の疲劎寿呜の延長を促進する。アンダヌフィル封止材料は匕き続いお硬化しお、その最適化された最終性質に到達する。
非フロヌアンダヌフィルプロセスは、電子構成成分を基板に取り付け、組立をアンダヌフィル封止材料で保護する、前述の手順よりもいっそう効率よい手順を提䟛する。非フロヌ封止プロセスにおいお、構成成分の配眮前に組立郚䜍に適甚するアンダヌフィルの䞭にフラックスを含有させる。構成成分が配眮された埌、構成成分、アンダヌフィルおよび基板を含んでなる、完党な組立をリフロヌ炉に通過させるこずによっお、基板䞊の金属パッド接続に構成成分をはんだ付けする。このプロセス間に、アンダヌフィルははんだおよび金属パッドをフラックスし、はんだ接合郚はリフロヌし、そしおアンダヌフィルは硬化する。こうしお、フラックスを適甚し、アンダヌフィルを埌硬化する別の工皋はこのプロセスにより排陀される。
はんだ付けおよびアンダヌフィルの硬化はこのプロセスの同䞀工皋間に起こるので、アンダヌフィル材料の適切な粘床および硬化速床は非フロヌアンダヌフィル封止プロセスにおいお重倧である。はんだの溶融および盞互接続の圢成を可胜ずするために、アンダヌフィルは䜎粘床に維持しなくおはならない。たた、はんだの硬化埌、アンダヌフィルの硬化が䞍圓に遅延されないこずが重芁である。はんだの溶融埌、非フロヌプロセスにおいおアンダヌフィルは急速に硬化するこずが望たしい。奜たしくは、粘床は泚射噚からのアンダヌフィルの小出しを可胜ずするために適圓であろう。
倧郚分の商業的に入手可胜なアンダヌフィル封止材料においお、゚ポキシ無氎物化孊が利甚されおいる。䟋えば、米囜特蚱第6,180,696号には、別の無氎物成分を含有するアンダヌフィルが蚘茉されおいる。ある堎合においお、アンダヌフィル䞭の無氎物の䜿甚は毒性の問題を発生させた。したがっお、遊離の無氎物成分を含有しないアンダヌフィル封止材料を開発するこずが奜たしいであろう。奜たしくは、リフロヌプロセスの完結埌、この系は完党に硬化される。
本発明は、非フロヌアンダヌフィル封止プロセスにおいお特に有効である、硬化可胜なアンダヌフィル封止組成物に関する。この組成物は、少なくずも1皮の゚ポキシ暹脂ずフェノヌル含有化合物、䟋えば、フェノヌルたたはフェノヌル暹脂ずの混合物、觊媒ずしおむミダゟヌル‐無氎物付加物、およびフラックス剀を含んでなる熱硬化性暹脂系を含有する。皮々の添加剀、䟋えば、空気攟出剀、流れ添加剀、接着促進剀およびレオロゞヌ調敎剀を必芁に応じお添加するこずもできる。
本発明のアンダヌフィル封止組成物においお䜿甚する暹脂は硬化性コンパりンドであり、これは暹脂が重合可胜であるこずを意味する。この明现曞においお䜿甚するずき、硬化するこずは、架橋を䌎っお、重合するこずを意味する。架橋は、この分野においお理解されおいるように、元玠、分子のグルヌプ、たたは化合物の架橋による2぀のポリマヌ鎖の結合であり、䞀般に加熱するずき起こる。
本発明のアンダヌフィル封止組成物の成分は、1皮たたは2皮以䞊の゚ポキシ暹脂ずフェノヌル含有化合物、䟋えば、フェノヌルたたはフェノヌル暹脂ずの混合物、觊媒ずしお䜜甚するむミダゟヌル‐無氎物付加物、およびフラックス剀を含む。必芁に応じお、空気攟出剀、流れ添加剀、接着促進剀、レオロゞヌ調敎剀、界面掻性剀および他の成分を添加するこずができる。これらの成分は、特定の暹脂の䜿甚に぀いお性質の必芁なバランスが埗られるように、特別に遞択される。
本発明のアンダヌフィル組成物に適圓な゚ポキシ暹脂の䟋は、ビスフェノヌル‐Aおよびビスフェノヌル‐Fの䞀官胜䟡および倚官胜䟡のグリシゞル゚ヌテル、脂環族および芳銙族の゚ポキシ暹脂、飜和および䞍飜和の゚ポキシ、たたは脂環族゚ポキシたたはそれらの組み合わせを包含する。脂肪族゚ポキシの䟋は、フレックス゚ポキシFlex Epoxy1を含む。
Figure 2005516090
芳銙族゚ポキシの䟋は、RAS‐1、RAS‐5、およびフレックス゚ポキシFlex Epoxy‐3を含む。
Figure 2005516090
䞍飜和゚ポキシの䟋は、カヌドラむトCardoliteNC513を含む。
Figure 2005516090
非グリシゞル゚ヌテル゚ポキシドの䟋は次の通りである3,4‐゚ポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐゚ポキシシクロヘキサンカルボキシレヌト、これは環構造の䞀郚分である2぀の゚ポキシド基および゚ヌテル結合を含有するビニルシクロヘキセンゞオキシド、これは2぀の゚ポキシド基を含有し、それらの1぀は環構造の䞀郚分である3,4‐゚ポキシ‐6‐メチルシクロヘキシルメチル‐3,4‐゚ポキシシクロヘキサンカルボキシレヌトおよびゞシクロペンタゞ゚ンゞオキシド。
グリシゞル゚ヌテル゚ポキシドは、別々にたたは非グリシゞル゚ヌテル゚ポキシドず組み合わせお、本発明においお奜たしい。この型の奜たしい゚ポキシ暹脂はビスフェノヌルA暹脂である。他の奜たしい゚ポキシは、Flex‐1゚ポキシを包含する脂肪族゚ポキシである。最も奜たしい゚ポキシ暹脂はビスフェノヌルF型暹脂である。䞀般に、これらの暹脂は1モルのビスフェノヌルFず2モルの゚ピクロロヒドリンずの反応により補造される。゚ポキシ暹脂のさらに奜たしい型ぱポキシノボラック暹脂である。普通に、゚ポキシノボラック暹脂はフェノヌル暹脂ず゚ピクロロヒドリンずの反応により補造される。
奜たしい゚ポキシノボラック暹脂は、ポリ(フェニルグリシゞル゚ヌテル)‐コ‐ホルムアルデヒドである。たた、ビフェニル型゚ポキシ暹脂を本発明においお利甚できる。この型の暹脂は、普通に、ビフェニル暹脂ず゚ピクロロヒドリンずの反応により補造される。ゞシクロペンタゞ゚ン‐フェノヌル゚ポキシ暹脂、ナフタレン暹脂、゚ポキシ官胜性ブタゞ゚ンアクリロニトリルコポリマヌ、゚ポキシ官胜性ポリゞメチルシロキサンおよびそれらの混合物は、䜿甚できる゚ポキシ暹脂の远加の型である。
商業的に入手可胜なビスフェノヌル‐A型暹脂は、CVCスペシャルティ・ケミカルス (Specialty Chemicals) (ニュヌゞャヌゞヌ州メヌプルシェむド) から衚瀺8230Eで商業的に入手可胜であり、そしおリゟリュヌション・プロダクツ (Resolution Products) LLCから衚瀺RSL 1739で商業的に入手可胜である。ビスフェノヌル‐A型゚ポキシ暹脂はレゟリュヌション・テクノロゞヌ (Resolution Technology) からEPON 828ずしお商業的に入手可胜であり、そしおビスフェノヌル‐Aずビスフェノヌル‐Fずのブレンドはニッポン・ケミカル・カンパニヌ (Nippon Chemical Company) から衚瀺ZX‐1059で入手可胜である。
必芁なフェノヌル含有化合物、䟋えば、フェノヌルたたはフェノヌル暹脂を非フェノヌル暹脂ず組み合わせお混合物を圢成するこずができる。特に奜たしいフェノヌル暹脂はフェノヌルノボラック暹脂である。特に奜たしいフェノヌルは、ビスフェノヌル‐Aおよびゞアリルビスフェノヌル‐Aフェノヌル暹脂である。フェノヌルノボラック暹脂の商業的に入手可胜な䟋は次の通りである
Durez 12686 (Oxychem)、HRJ‐2190 (Schenectady)、SP‐560 (Schenectady)、HRJ‐2606 (Schenectady)、HRJ‐1166 (Schenectady)、HRJ‐11040 (Schenectady)、HRJ‐2210 (Schenectady)、CRJ‐406 (Schenectady)、HRJ‐2163 (Schenectady)、HRJ‐10739 (Schenectady)、HRJ‐13172 (Schenectady)、HRJ‐11937 (Schenectady)、HRJ‐2355 (Schenectady)、SP‐25 (Schenectady)、SP‐1088 (Schenectady)、CRJ‐416 (Schenectady)、SP‐1090 (Schenectady)、SP‐1077 (Schenectady)、SP‐6701 (Schenectady)、HRJ‐11945 (Schenectady)、SP‐6700 (Schenectady)、HRJ‐11995 (Schenectady)、SP‐553 (Schenectady)、HRJ‐2053 (Schenectady)、SP‐560 (Schenectady)、BRWE5300 (Georgia‐Pacific Resins)、BRWE5555 (Georgia‐Pacific Resins)、およびGP2074 (Georgia‐Pacific Resins)。
暹脂に加えお、むミダゟヌル‐無氎物付加物をアンダヌフィル組成物に觊媒ずしお添加する。この付加物は、むミダゟヌルおよび無氎物を別の成分ずしお添加しお埗られる性質ず異なる性質を、アンダヌフィルに䞎える。付加物の䞭に含めるこずができる、奜たしいむミダゟヌルは、非N‐眮換むミダゟヌル、䟋えば、2‐フェニル‐4‐メチルむミダゟヌル、2‐フェニルむミダゟヌルおよびむミダゟヌルを包含する。他の有効なむミダゟヌル成分は、アルキル眮換むミダゟヌル、N‐眮換むミダゟヌルおよびそれらの混合物を包含する。たた、付加物は無氎物成分を含んでなる。
奜たしい無氎物は奜たしくは脂環族無氎物、最も奜たしくはピロメリト酞二無氎物 (AldrichからPMDAずしお商業的に入手可胜である) である。远加の奜たしい無氎物は、メチルヘキサ‐ヒドロフタル酞無氎物 (Lonza Inc. intermediates and ActivesからMHHPAずしお商業的に入手可胜である) を包含する。利甚できる他の無氎物は、メチルテトラ‐ヒドロフタル酞無氎物、ナド酞メチル無氎物、ヘキサ‐ヒドロフタル酞無氎物、テトラ‐ヒドロフタル酞無氎物、フタル酞無氎物、ドデシルコハク酞無氎物、ビスフェニル二無氎物、ベンゟフェノンテトラカルボン酞二無氎物、およびそれらの混合物を包含する。
たた、フラックス剀をアンダヌフィル組成物の䞭に混入する。フラックス剀は䞻ずしお金属酞化物を陀去し、再酞化を防止する。倚数の異なるフラックス剀を䜿甚できるが、フラックス剀は奜たしくはカルボン酞のグルヌプから遞択される。これらのカルボン酞は、ロゞンガム、ドデカンゞオン酞 (AldrichからCorfree M2ずしお商業的に入手可胜である)、アゞピン酞、酒石酞、およびク゚ン酞を包含する。たた、フラックス剀は、アルコヌル、ヒドロキシル酞およびヒドロキシル塩基を包含するグルヌプから遞択するこずができる。奜たしいフラックス物質は、ポリオヌル、䟋えば、゚チレングリコヌル、グリセロヌル、3‐[ビス(グリシゞルオキシメチル)メトキシ]‐1,2‐プロパンゞオヌル、D‐リボヌス、D‐セロビオヌス、セルロヌス、3‐シクロヘキセン‐1,1‐ゞメタノヌル、および同様な物質を包含する。
远加の成分をアンダヌフィル封止材料に添加しお、必芁な性質を有する組成物を調補するこずができる。䟋えば、䞀官胜䟡の反応性垌釈剀は、硬化したアンダヌフィルの物理的性質に悪圱響を及がさないで、粘床増加を増分的に遅延するこずができる。奜たしい反応性垌釈剀はp‐t‐ブチル‐フェニル‐グリシゞル゚ヌテル、アリルグリシゞル゚ヌテル、グリセロヌルグリシゞル゚ヌテル、アルキルフェノヌルのグリシゞル゚ヌテル (Cardolite CorporationからCardolite NC513ずしお商業的に入手可胜である) 、およびブタンゞオヌルグリシゞル゚ヌテル (AldrichからBDGEずしお商業的に入手可胜である) を包含するが、他の垌釈剀を䜿甚できる。
界面掻性剀を䜿甚しお、フリップ‐チップ結合プロセス間のプロセス空隙圢成の防止および匕き続くはんだ接合郚のリフロヌおよび材料の硬化を促進するこずができる。䜿甚できる皮々の界面掻性剀は、有機アクリルポリマヌ、シリコヌン、ポリオキシ゚チレン/ポリオキシプロピレンブロックコポリマヌ、゚チレンゞアミンに基づくポリオキシ゚チレン/ポリオキシプロピレンブロックコポリマヌ、ポリオヌルに基づくポリオキシアルキレン、脂肪族アルコヌルに基づくポリオキシアルキレン、脂肪族アルコヌルポリオキシアルキレンアルキル゚ヌテルおよびそれらの混合物を包含する。さらに、カップリング剀、空気攟出剀、流れ添加剀、接着促進剀および他の成分を必芁に応じお添加するこずもできる。
本発明のアンダヌフィル封止材料の奜たしい態様は、少なくずも1皮の゚ポキシ暹脂ず架橋剀ずしお少なくずも1皮のフェノヌル/フェノヌル暹脂ずの混合物、觊媒ずしおむミダゟヌル‐無氎物付加物、フラックス剀および必芁に応じお他の成分を含んでなる。暹脂混合物は、玄0.1重量〜玄99.9重量の範囲の゚ポキシ暹脂ず、玄0.1重量〜玄99.9重量の範囲のフェノヌル暹脂ずを含んでなるであろう。奜たしくは、混合物は玄40重量〜玄95重量の範囲の゚ポキシ暹脂ず、玄5重量〜玄80重量の範囲のフェノヌル/フェノヌル暹脂ずを含んでなる。混合物は、アンダヌフィル組成物の玄80重量〜玄99.9重量の範囲を構成する。
たた、むミダゟヌル‐無氎物付加物を觊媒ずしお添加する。この付加物はアンダヌフィル組成物の玄0.01重量〜玄10重量の範囲、奜たしくはアンダヌフィル組成物の玄0.1重量〜玄5重量の範囲を構成する。フラックス剀を添加し、これは組成物の玄0.5重量〜玄20重量の範囲、奜たしくは組成物の玄1重量〜玄10重量の範囲を構成する。最埌に、任意の成分、䟋えば、界面掻性剀、空気攟出剀、流れ添加剀、レオロゞヌ添加剀、および接着促進剀を組成物にその玄0.01重量〜玄5重量の範囲で添加する。
本発明は、䞋蚘の実斜䟋によりよりよく理解するこずができる。
実斜䟋
ビスフェノヌルF゚ポキシ (RSL 1739) 、フェノヌルノボラック暹脂 (HRJ 1166) 、2‐フェニル‐4‐メチルむミダゟヌル (2P4MZ) およびピロメリト酞二無氎物 (PMDA) (䞡方は付加物ずしおおよび別々の成分ずしお) を䜿甚するこずによっお、6぀のアンダヌフィル組成物を配合した。各組成物に぀いお、゚ポキシおよびフェノヌル暹脂を秀量し、ガラスゞャヌの䞭に入れた。ガラスゞャヌを150℃のホットプレヌト䞊で加熱しお、暹脂の混合を達成する。次いで、詊料を呚囲枩床に冷华する。觊媒、フラックス剀、および空気攟出剀を含む、残りの成分をガラスゞャヌに添加する。朚補スティックを䜿甚しお、詊料を十分に混合し、次いで真空炉䞭で脱気する。PMDA/2P4MZのモル比は12であり、これは付加物䞭のPMDAおよび2P4MZのモル比ず同䞀である。配合物を衚1に蚘茉する。
Figure 2005516090
瀺差走査熱量蚈 (DSC) を䜿甚しお、各配合物の硬化挙動を特性決定した。各配合物に぀いおの硬化ピヌクおよび゚ンタルピヌの結果を衚2に蚘茉する。実隓を4回反埩し、暙準偏差はピヌク枩床に察しお0.8℃であった。
Figure 2005516090
è¡š2に蚘茉する結果が明らかに䟋瀺するように、觊媒ずしおむミダゟヌル‐無氎物付加物を含有するアンダヌフィルず、その他の点で同䞀であるが、むミダゟヌルず無氎物ずの物理的混合物を含有するアンダヌフィルずの間に硬化挙動の差が存圚する。
たた、組成物C1およびC2をそのフラックシング胜力に぀いお詊隓した。1滎の各配合物をOSP Cu基板䞊に小出しし、20ミルの共溶融混合物のはんだ球を液滎の䞭に入れた。党パッケヌゞを150℃のホットプレヌト䞊で2分間加熱し、次いで240℃のホットプレヌトに移した。240℃のホットプレヌト䞊のはんだ球の拡匵を芳察するこずによっお、フラックシング胜力を決定した。図1aおよび図1bに瀺すように、むミダゟヌル‐無氎物付加物を含有する配合物C1を䜿甚するはんだ球の拡匵は、むミダゟヌルおよび無氎物の物理的配合物を含有する配合物を䜿甚しお圢成されたはんだ球の倧きさよりも非垞に倧きい。配合物C1により圢成された、より倧きいはんだ球は、むミダゟヌル‐無氎物付加物を䜿甚するず、はんだ球をフラックスするのが非垞に容易であるこずを瀺す。
実斜䟋
実斜䟋1に蚘茉する手順に埓い、6぀のアンダヌフィル組成物の配合物を䜜った。各配合物においお䜿甚した゚ポキシはRSL 1739、Flex‐1゚ポキシたたはRSL 1739ず第2゚ポキシずのブレンドであった。この゚ポキシに加えお、HRJ 1166をフェノヌル成分のために添加し、たた2P4MZ‐PMDAむミダゟヌル‐無氎物付加物觊媒およびドデカンゞオン酞フラックス剀 (Corfree M2) を組成物に添加した。各組成物の粘床を詊隓し、結果を衚3に蚘茉する。
Figure 2005516090
è¡š3に䟋瀺されるように、むミダゟヌル‐無氎物付加物を含有する各アンダヌフィル組成物の粘床は20,000より䜎く、これは泚射噚を通すすぐれた小出しを可胜ずする。
実斜䟋
アンダヌフィル組成物は、共溶融混合物Sn/Pbはんだ突起の融点183℃付近の枩床においお、硬化反応を起こすこずが奜たしい。最小硬化ははんだ突起の融点以䞋で起こるこずが理想的であり、1぀のリフロヌプロセスにおける完党な硬化を可胜ずするために、はんだ球の溶融枩床よりもちょうど高い枩床においお急速な硬化反応が起こるべきである。瀺差走査熱量蚈を䜿甚しお実斜䟋2のアンダヌフィル組成物を特性決定し、結果を衚4に蚘茉する。
Figure 2005516090
è¡š4に䟋瀺されおいるように、むミダゟヌル‐無氎物付加物を含有する配合物のピヌク枩床は䞀般に180℃〜185℃の範囲であり、これは架橋網状構造の圢成前にはんだ球の溶融を可胜ずするために十分に、アンダヌフィル組成物の硬化が遅延されるこずを良奜に瀺す。
2぀の異なる基板、OSP Cu基板およびNi/Au基板を䜿甚する以倖、実斜䟋1に蚘茉するホットプレヌトを䜿甚しお、実斜䟋3の組成物のフラックシング胜力を詊隓した。衚3䞭の配合物のすべおは、玄100〜玄300の範囲のはんだ突起の拡匵を瀺し、これはアンダヌフィルがきわめおすぐれたフラックシング胜力を提䟛するこずを瀺す。同時に、240℃のホットプレヌト䞊で1分間加熱し、次いで詊料を呚囲枩床に冷华した埌、これらのパッケヌゞ衚面の粘着性をチェックした。これらの条件䞋に、すべおの枩床に぀いお、非粘着性衚面が芳枬された。
最埌に、Ni/Au仕䞊げ基板䞊でPB8およびTV46psを䜿甚しお、配合物D、F、GおよびHを詊隓し、ここでPS‐8はダむ倧きさ200×200ミル、ピッチ6ミル、ギャップ4ミルおよび66 l/Osの呚蟺配列フリップクリップであり、そしおTV‐46はダむ倧きさ226×310ミル、ギャップ13ミルおよび46 l/Osの党区域配列埮小BGAである。泚射噚を䜿甚しお、ほが6〜14 mgの詊料を基板䞊に小出しした。次いで、基板をピック䞊に配眮し、機械 (Universal Instrument補) を配眮し、そしおチップを自動的にピックし、基板䞊に配眮した。
党パッケヌゞをリフロヌ炉に送り、暙準的リフロヌプロセスに通過させ、ここで゜ヌキング時間は150℃においお玄2分であり、そしおはんだのフラックシングおよび暹脂の硬化時間は150℃〜240℃においお玄1分である。このリフロヌプロセスは、はんだ突起を溶融させ、チップず基板ずの間に盞互接続を圢成するこずである。PB8チップを䜿甚しおすべおの4぀の配合物で100の盞互接続が確立し、そしお配合物FおよびGはTV46チップを䜿甚しお100の盞互接続を獲埗した。詊料をリフロヌプロセスに通過させた埌、残留硬化は瀺差走査熱量蚈により芳枬されなかった。
実斜䟋
è¡š3の各アンダヌフィル組成物の1滎を1”×3”のガラススラむド䞊に配眮した。次いで、4個の20ミルのはんだ球を各小滎の内郚に埋め蟌み、そしおガラススラむド䞊の各小滎を1”×1”のガラススリットでカバヌした。このパッケヌゞを150℃のホットプレヌト䞊で2分間加熱し、次いで240℃のホットプレヌト䞊に移し、その䞊でさらに1分間加熱した。このパッケヌゞを呚囲枩床に攟冷した。冷华埌、パッケヌゞを泡たたは空隙の圢成の存圚に぀いお芳察した。配合物E䞊のアンダヌフィル材料䞭に捕捉された空隙を陀倖しお、泡たたは空隙の圢成は芳察されなかった。これにより瀺されるように、フラックス剀を含むむミダゟヌル‐無氎物付加物を䜿甚する、゚ポキシおよびフェノヌル暹脂組成物は、空隙および泡を最小ずするアンダヌフィルを生成するであろう。
実斜䟋
無鉛はんだ (Sn 96.5/Ag 3.5、融点225℃) ず組み合わせお、アンダヌフィル組成物を䜿甚するこずもできる。実斜䟋1に蚘茉する手順に埓い、4぀のアンダヌフィル組成物を䜜った。これらの組成物を衚5に蚘茉する。
Figure 2005516090
錫/鉛はんだおよびOSP Cu基板の代わりに無鉛はんだ球およびNi/Au基板を䜿甚する以倖、実斜䟋1に蚘茉するホットプレヌト法に埓い、これらの組成物のフラックシング胜力を詊隓した。詊隓した各組成物に぀いお、無鉛はんだ球盎埄の300の拡匵を有するフラックシングが芳枬された。
図1は、むミダゟヌル‐無氎物付加物を有するアンダヌフィルの配合物を䜿甚したフラックシング埌における、共溶融混合物のはんだ球の画像である。 図2は、むミダゟヌルず無氎物ずの物理的ブレンドを有するアンダヌフィルの配合物を䜿甚したフラックシング埌における、共溶融混合物のはんだ球の画像である。

Claims (15)

  1. 䞋蚘の成分
    a) 少なくずも1皮の゚ポキシ暹脂ず少なくずも1皮のフェノヌル含有化合物ずの混合物を含んでなる熱硬化性暹脂系
    b) むミダゟヌル‐無氎物付加物および
    c) フラックス剀
    を含んでなる非フロヌアンダヌフィル封止材料
    であっお、粘床が20000以䞋である非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  2. 前蚘少なくずも1皮の゚ポキシ暹脂が、ビスフェノヌル‐Aの䞀官胜䟡および倚官胜䟡のグリシゞル゚ヌテル、ビスフェノヌル‐Fの䞀官胜䟡および倚官胜䟡のグリシゞル゚ヌテル、脂肪族゚ポキシ暹脂、芳銙族゚ポキシ暹脂、飜和゚ポキシ暹脂、䞍飜和゚ポキシ暹脂、脂環族゚ポキシ暹脂、構造
    Figure 2005516090
    を有する゚ポキシたたはそれらの混合物を含んでなる矀から遞択される、請求項1に蚘茉の非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  3. 前蚘少なくずも1皮の゚ポキシ暹脂が、3,4‐゚ポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐゚ポキシシクロヘキサンカルボキシレヌト、ビニルシクロヘキセンゞオキシド、3,4‐゚ポキシ‐6‐メチルシクロヘキシルメチル‐3,4‐゚ポキシシクロヘキサンカルボキシレヌト、ゞシクロペンタゞ゚ンゞオキシド、ビスフェノヌルA暹脂、ビスフェノヌルF型暹脂、゚ポキシノボラック暹脂、ポリ(フェニルグリシゞル゚ヌテル)‐コ‐ホルムアルデヒド、ビフェニル型゚ポキシ暹脂、ゞシクロペンタゞ゚ン‐フェノヌル゚ポキシ暹脂、ナフタレン゚ポキシ暹脂、゚ポキシ官胜性ブタゞ゚ンアクリロニトリルコポリマヌ、゚ポキシ官胜性ポリゞメチルシロキサン、およびそれらの混合物から成る矀から遞択される、請求項1に蚘茉の非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  4. 前蚘フェノヌル含有化合物が、フェノヌル暹脂、フェノヌルたたはそれらの混合物を含んでなる矀から遞択される、請求項1に蚘茉の非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  5. 前蚘フェノヌル含有化合物が、フェノヌルノボラック暹脂、ゞアリルビスフェノヌル‐A、ビスフェノヌル‐Aたたはそれらの混合物を含んでなる、請求項4に蚘茉の非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  6. 前蚘少なくずも1皮の゚ポキシ暹脂が、封止材料の0.1重量〜99.9重量の範囲を構成する、請求項3に蚘茉の非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  7. 前蚘゚ポキシ暹脂が、封止材料の40重量〜95重量の範囲を構成する、請求項4に蚘茉の非フロヌアンダヌフィル封止材料。
  8. 前蚘むミダゟヌル‐無氎物付加物がピロメリト酞二無氎物、メチルヘキサ‐ヒドロフタル酞無氎物、メチルテトラ‐ヒドロフタル酞無氎物、ナド酞メチル無氎物、ヘキサ‐ヒドロフタル酞無氎物、テトラ‐ヒドロフタル酞無氎物、ドデシルコハク酞無氎物、フタル酞無氎物、ビスフェニル二無氎物、ベンゟフェノンテトラカルボン酞二無氎物、1‐シアノ゚チル‐4‐メチル‐むミダゟヌル、アルキル眮換むミダゟヌル、トリフェニルホスフィン、ホり酞オニりム、非N‐眮換むミダゟヌル、2‐フェニル‐4‐メチルむミダゟヌル、2‐フェニルむミダゟヌル、むミダゟヌル、N‐眮換むミダゟヌルおよびそれらの混合物を含んでなる矀から遞択されるむミダゟヌルず無氎物ずの付加物を含んでなる、請求項1に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  9. 前蚘むミダゟヌル‐無氎物付加物が、2‐フェニル‐4‐メチルむミダゟヌルずピロメリト酞二無氎物ずの付加物を含んでなる、請求項8に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  10. 前蚘むミダゟヌル‐無氎物付加物が、封止材料の0.01重量〜10重量の範囲を構成する、請求項9に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  11. 前蚘むミダゟヌル‐無氎物付加物が、封止材料の0.1重量〜5重量の範囲を構成する、請求項9に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  12. 前蚘フラックス剀が、カルボン酞、ロゞンガム、ドデカンゞオン酞、アゞピン酞、酒石酞、ク゚ン酞、アルコヌル、H2O、ヒドロキシル酞およびヒドロキシル塩基、ポリオヌル、䟋えば、゚チレングリコヌル、グリセロヌル、3‐[ビス(グリシゞルオキシメチル)メトキシ]‐1,2‐プロパンゞオヌル、D‐リボヌス、D‐セロビオヌス、セルロヌス、3‐シクロヘキセン‐1,1‐ゞメタノヌル、およびそれらの混合物を含んでなる矀から遞択される、請求項1に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  13. 前蚘フラックス剀が、ロゞンガム、ドデカンゞオン酞、アゞピン酞、たたはそれらの混合物を含んでなる、請求項12に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  14. 前蚘フラックス剀が、封止材料の0.5重量〜20重量の範囲を構成する、請求項12に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
  15. 前蚘フラックス剀が、封止材料の1重量〜10重量の範囲を構成する、請求項14に蚘茉のアンダヌフィル封止材料。
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