KR101265988B1 - 플럭싱용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플럭스제(fluxing agent)를 포함하는 플럭싱용 조성물을 제공하며, 상기 플럭스제는 (i) 방향족환, (ii) 하나 이상의 -OH 기, -NHR 기 (단, R은 수소, 또는 저급 알킬임), 또는 -SH 기, 및 (iii) 상기 방향족환에 존재하는 전자 유인성 치환체 또는 전자 공여성 치환체를 포함하며, (iv) 이미노기는 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
플럭스제, 언더필, 웨이퍼, 패키지, 어셈블리, 반도체

Description

플럭싱용 조성물 {FLUXING COMPOSITIONS}
도 1은 배선을 지지하는 언더필 조성물에 플럭스제를 이용한 경우의 솔더 접합부를 촬영한 SEM(scanning electronic microscopy) 사진을 나타내는 도면이다.
도 2는 배선을 지지하는 언더필 조성물에 플럭스제를 이용한 경우의 솔더 접합부를 촬영한 SEM 사진을 나타내는 도면이다.
도 3은 배선을 지지하는 언더필 조성물에 플럭스제를 이용한 경우의 솔더 접합부를 촬영한 SEM 사진을 나타내는 도면이다.
도 4는 배선을 지지하는 언더필 조성물에 플럭스제를 이용한 경우의 솔더 접합부를 촬영한 SEM 사진을 나타내는 도면이다.
도 5는 배선을 지지하는 언더필 조성물에 플럭스제를 이용한 경우의 솔더 접합부를 촬영한 SEM 사진을 나타내는 도면이다.
도 6은 패드 상에 공융 솔더를 적용한 후에 형성된 회로를 촬영한 ASM(acoustic scanning microscopy) 사진을 나타내는 도면이다.
본 발명은 플럭싱용 조성물, 및 상기 조성물의 전자 부품 패키지용 용도, 특 히, 비유동성 언더필 조성물(no-flow underfill composition), 및 미리 코팅된 웨이퍼 수준의 언더필 조성물의, 플립 칩 기재의 반도체 패키지, 및 전자 부품 어셈블리용 용도에 관한 것이다. 아울러, 본 발명의 조성물은 솔더링 중에 솔더를 리플럭싱(refluxing)한 다음, 모세관형 언더필 공정을 수행하기 위한 용도로서 이용된다.
반도체의 패키징 시, 기판에 집적 회로를 접착시키는 방법으로서, 이른바 플립 칩 기법이 점차 주목받고 있다. 이러한 플립 칩 기법에서는 반도체 다이의 활성부 측에 금속 솔더 볼로 범프(bump)를 형성하고, 상기 솔더 볼을 배열하여, 상기 솔더 볼과 상응하는 위치에 존재하는 기판 상의 전극 단자에 접촉시킨 상태로 실장한다. 상기 솔더가 재용융(reflow)됨으로써 상기 솔더와 상기 기판 간에 야금학적 접합(metallurgical joint)이 형성되면, 이들이 전기적으로 접속된다. 그런데, 반도체 다이, 솔더, 및 기판 간의 열 팽창 계수(CTE: coefficient of thermal expansion) 차에서 기인한 미스매치(mismatch)로 인해 솔더 접합부에 응력이 발생함으로써, 결국에는 반도체 패키지가 파손될 수 있다.
이에 따라, 전술한 바와 같은 CTE의 미스매치를 보완하고, 솔더 접합성을 향상시키기 위해, 유기 재료, 경우에 따라서는 유기 충전재, 무기 충전재, 또는 스페이서(spacer)로 충전된 유기 재료를 이용하여, 다이와 기판 사이의 틈을 충전한다. 즉, 솔더를 재용융화한 다음, 상기 다이와 기판 어셈블리의 가장자리를 따라 상기 언더필 재료를 공급한 후, 상기 재료를 상기 다이와 기판 사이의 틈으로 유동시킴으로써, 모세관 작용에 의해 상기 재료를 적용할 수 있다. 그런 다음, 상기 언더 필 재료를 통상적으로 열에 의해 경화시킨다.
다른 방법에 따르면, 언더필 재료를 솔더 범프가 형성된 반도체 웨이퍼에 미리 적용하되, 상기 언더필 재료가 페이스트형인 경우에는 인쇄에 의해, 상기 재료가 필름형인 경우에는 적층에 의해 적용한다. 그리고, 상기 웨이퍼를 복수의 다이로 절삭한 다음, 솔더가 재용융화되는 동안, 통상적으로는 적절한 온도 및 압력 하에 상기 언더필 재료를 경화시킴으로써, 상기 각각의 다이를 기판에 접합시킨다.
그 외 방법으로서, 비유동성 언더필 공정(no-flow underfill process)으로 알려져 있는 방법에 따르면, 기판에 언더필 재료를 공급한 다음, 상기 언더필 재료의 정상부에 플립 칩을 실장한 후, 통상적으로 적절한 온도 및 압력 하에 솔더를 재용융화함으로써, 상기 다이와 기판을 접속시킨다. 경우에 따라서는 추가적인 경화 단계를 수행해야 하지만, 전술한 비유동성 공정에서의 반응 조건에 따르면 상기 언더필 재료가 경화될 수 있다. 일반적으로, 이러한 재용융화 공정은 열 압축식 접합 장치를 이용하여 몇 초 정도의 단시간 내에 달성된다.
전술한 바와 같은 세 가지 언더필 공정에서는 솔더의 재용융화, 상기 솔더에 의한 기판의 습윤화(wetting), 및 전기적 접속을 억제하는 금속 옥사이드의 제거를 위해, 재용융화 공정 전 또는 상기 공정 도중에 솔더를 플럭싱(fluxing)해야 하는 것이 관건이다. 상기 모세관형 유동성 언더필 공정에서는 플럭스 잔사를 용융 및 제거한 다음, 모세관형 유동성 언더필을 부가한다. 한편, 비유동성 언더필 공정 및 사전 코팅식 언더필 공정에서는 통상적으로 언더필 재료에 플럭스제를 부가하여 적용한다.
최근의 각종 비유동성 언더필 수지는 에폭시 화합물을 기재로 하며, 카르복시산 또는 카르복시산 무수물을 이용하여, 솔더를 플럭싱한다. 유기 알코올은 무수물과 반응하여 카르복시산을 생성하고, 이로써 상기 솔더가 플럭싱되기 때문에, 유기 알코올은 경우에 따라서 반응 촉진제로서 이용된다. 그런데, 카르복시산 무수물로부터 생성되는 카르복시산은 열 압축 접합 공정을 수행하는 중에 휘발하여, 반도체 패키지를 부식시킬 수 있다는 문제점이 있다.
아울러, 전술한 바와 같은 무수물 기재의 플럭스제는 산성 종에 대한 감성(sensitivity)을 갖는 화합물, 예컨대, 시아네이트 에스테르 기재의 언더필 수지에는 적합하지 않다. 또한, 보다 반응성이 큰 무수물의 경우, 과도하게 반응함으로써, 수지 모노머와 올리고머가 생성되어, 수지의 가사 시간(pot life)이 짧아지고, 경화 중에 보이드(void)가 생성된다. 이러한 보이드는 상기 솔더 볼과 기판 사이의 배선에 바람직하지 않은 영향을 끼침으로써, 회로의 단락이 발생하고 접합이 파손될 수 있다.
본 발명은 플럭스제(fluxing agent)를 포함하는 플럭싱용 조성물을 제공하며, 상기 플럭스제는 (i) 방향족환, (ii) 하나 이상의 -OH 기, -NHR 기 (단, R은 수소, 또는 저급 알킬임), 또는 -SH 기, 및 (iii) 상기 방향족환에 존재하는 전자 유인성 치환체 또는 전자 공여성 치환체를 포함하며, (iv) 이미노기는 포함하지 않는다. 본 발명에 따르면, 상기 방향족환은 헤테로환형(heterocyclic)을 비롯하여, 5원환(five-membered ring) 및 6원환 구조를 포함하며, 4n+2개의 비(非)편재화된 파이(pi) 전자를 갖는다. 상기 방향족환은 하나 이상의 지방족환 또는 그 밖의 방향족환 구조체와 융합되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 플럭스제에서 -OH 기, -NH 기, 또는 -SH 기의 양성자는 pKa값이 약 5 내지 14이며, 금속 또는 금속 재료에 대해 플럭스제(fluxes)로서 작용할 수 있다.
본 발명의 플럭싱용 조성물에 이용되는 플럭스제는 상기 화합물의 방향족환에 존재하는 전자 유인성 기 또는 전자 공여성 기를 가질 수 있다. 상기 전자 유인성 기(electron-withdrawing group)의 예로서는 당업계에 공지된 전자 유인성 기를 들 수 있으며, 구체적으로 예시하면, -C6H5, -N(CH3)3 +, -NO2, -CN, -SO3H, -COOH, -CHO, -COR, 및 -X(할로겐)을 들 수 있다. 그리고, 상기 전자 공여성 기(electron-donating group)의 예로서는 당업계에 공지된 전자 공여성 기를 들 수 있으며, 구체적으로 예시하면, -NHR, -OH, -OCH3, -NHCOCH3, -CH3 (단, R은 수소 또는 저급 알킬임)를 들 수 있다. 이러한 전자 유인성 기를 갖는 화합물의 경우에는 상기 -OH의 양성자, -NHR의 양성자, 또는 -SH의 양성자를 분리시키는 능력이 증대되기 때문에, 플럭스제로서 양호하게 작용한다. 한편, 전술한 바와 같은 전자 공여성 기를 갖는 화합물의 경우에는 금속 옥사이드에 대한 환원제로서 작용하는 능력이 증대되기 때문에, 플럭스제로서 양호하게 작용한다. 따라서, 본 발명자들은 본 발명에 따른 플럭스제의 플럭싱 메카니즘이 본 발명의 플럭스제와 솔더 금속 산화물 간의 산/염기 화학과 레독스 화학이 혼합된 형태일 것이라 생각된다.
본 발명의 플럭싱용 조성물에 포함된 플럭스제의 정의에 부합되는 화합물을 예시하면 다음과 같은 화합물을 들 수 있으나, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 또한, 이들 화합물 중 몇몇 화합물에 대해 실시예 1에 기재된 바와 같은 플럭스 성능을 테스트하였으며, 솔더 볼이 파괴되기까지 소요된 시간은 각각의 화합물 바로 아래에 기재된 바와 같다.
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Figure 112006039303121-pat00022
Figure 112006039303121-pat00023
Figure 112006039303121-pat00024
일 구현예에 따르면, 본 발명의 플럭싱용 조성물은 앞서 설명한 바와 같은 모세관형 언더필 공정에서 솔더를 플럭싱하는 데 이용될 수 있다. 본 발명의 플럭싱용 조성물을 상기 모세관형 언더필 공정에 이용하는 경우, 상기 조성물은 하나의 플럭스제 또는 복수의 플럭스제의 조합, 하나의 용매 또는 복수의 용매의 조합, 및 선택적인 첨가제, 예컨대, 분산제 및 소포제를 포함할 수 있다.
상기 플럭싱용 조성물을 모세관형 유동성 언더필 공정에 이용하는 경우에는 상기 플럭스제는 상기 솔더가 재용융되는 고온에 견딜 수 있는 충분한 열 안정성을 가져야 한다. 이러한 솔더의 재용융 온도는 솔더의 조성에 따라 좌우될 수 있으 며, 실질적인 야금학적 성질에 따라 다를 수 있다. 당업계의 전문가는 솔더가 재용융될 때까지 솔더를 가열함으로써 솔더의 재용융 온도를 확인할 수 있다. 또한, 상기 플럭스제의 열 안정성은 당업계의 전문적인 지식 범위에 속하는 기법인 열 중량 분석법(TGA)에 의해 평가할 수 있다.
다른 구현예로서, 본 발명의 플럭싱용 조성물은 하나 이상의 경화성 수지; 선택적인 성분으로서, 상기 수지를 경화시키는 하나 이상의 경화제; 및 선택적인 성분으로서, 도전성 또는 비도전성 충전재를 포함한다. 상기 경화성 수지는 본 발명의 플럭싱용 조성물 중에 10 내지 99.5 중량%의 양으로 포함될 수 있으며, 상기 플럭싱용 조성물이 상기 경화제를 포함하는 경우, 상기 경화제는 상기 플럭싱용 조성물 중에 30 중량% 이하의 양으로 포함될 수 있고, 상기 플럭싱용 조성물이 상기 충전재를 포함하는 경우, 상기 충전재는 상기 플럭싱용 조성물 중에 80 중량% 이하의 양으로 포함될 수 있으며, 상기 플럭스제는 상기 플럭싱용 조성물 중에 0.5 내지 30 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
상기 플럭싱용 조성물에 이용하기에 적절한 수지를 예시하면, 에폭시, 폴리아미드, 페녹시, 폴리벤족사진(polybenzoxazine), 아크릴레이트, 시아네이트 에스테르, 비스말레이미드, 폴리에테르 설폰, 폴리이미드, 벤족사진, 비닐 에테르, 실리콘화 올레핀(siliconized olefin), 폴리올레핀, 폴리벤족시졸, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(2-비닐피리딘), cis-1,4-폴리이소프렌, 3,4-폴리클로로프렌, 비닐 코폴리머, 폴 리(에틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리포름알데하이드, 폴리아세트알데하이드, 폴리(b-프로피올아세톤), 폴리(10-데카노에이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리카프롤락탐(polycaprolactam), 폴리(11-운데카노아미드), 폴리(m-페닐렌-테레프탈아미드), 폴리(테트라메틸렌-m-벤젠설폰아미드), 폴리에스테르 폴리아크릴레이트, 폴리(페닐렌 옥사이드), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 플루오르화 폴리이미드, 폴리이미드 실록산, 폴리이소인돌로-퀴나졸린디온, 폴리티오에테르이미드, 폴리페닐퀴녹살린, 폴리퀴닉살론(polyquinixalone), 이미드-아릴 에테르 페닐퀴녹살린 코폴리머, 폴리퀴녹살린, 폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazole), 폴리벤족사졸, 폴리노르보르넨(polynorbornene), 폴리(아릴렌 에테르), 폴리실란, 패릴렌(parylene), 벤조사이클로부텐, 하이드록시(벤족사졸) 코폴리머, 폴리(실라릴렌 실록산), 및 폴리벤즈이미다졸을 들 수 있으나, 전술한 것으로 한정되지 않는다.
일 구현예에 따르면, 상기 적절한 수지로서는 시아네이트 에스테르, 에폭시, 비스말레이미드, (메타)아크릴레이트, 및 이들 중 하나 이상의 조합이 포함된다. 다른 구현예에 따르면, 상기 수지로서 시아네이트 에스테르를 이용하는데, 플럭스제로서 약산성을 나타내는 것을 선택하여 이용해 왔기 때문에, 상기 시아네이트 에스테르는 본 발명의 조성물 중에 이용될 수 있다. 그런데, 시아네이트 에스테르는 산성 조건에 민감성을 갖는 수지로서 알려져 있기 때문에, 종래의 플럭스제를 포함하는 언더필 조성물 중에는 그다지 이용되지 않았다. 이를 감안하여, 일 구현예에 따르면, 본 발명은 시아네이트 에스테르 수지, 상기 시아네이트 에스테르 수지의 경화제, 전술한 바와 같은 플럭스제, 및 선택적인 성분으로서, 도전성 또는 비도전성 충전재를 포함하는 플럭싱용 조성물을 제공한다.
적절한 시아네이트 에스테르 수지를 예시하면, 하기 일반식으로 표시되는 시아네이트 에스테르 수지를 들 수 있다:
Figure 112006039303121-pat00025
(상기 일반식에서, n은 1 이상의 수이고, X는 탄화수소 기(hydrocarbon group)임).
상기 일반식에서의 X를 구체적으로 예시하면, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 비스페놀 E, 비스페놀 O, 페놀 또는 크레졸 노볼락, 디사이클로펜타디엔, 폴리부타디엔, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄, 폴리에테르, 또는 폴리에스테르를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지 않는다. 시판되는 시아네이트 에스테르로서 본 발명에 이용 가능한 것을 구체적으로 예시하면, AroCy L-10, AroCy XU366, AroCy XU371, AroCy XU378, XU71787.02L, 및 XU 71787.07L (이상, Huntsman LLC에서 시판함); Primaset PT30, Primaset PT30 S75, Primaset PT60, Primaset PT60S, Primaset BADCY, Primaset DA230S, Primaset MethylCy, 및 Primaset LECY (이상, Lonza Group Limited에서 시판함); 2-알릴페놀 시아네이트 에스테르, 4-메톡시페놀 시아네이트 에스테르, 2,2-비스(4-시아나토페놀)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 비스페놀 A 시아네이트 에스테르, 디알릴비스페놀 A 시아네이트 에스테르, 4-페닐 페놀 시아네이트 에스테르, 1,1,1-트리스(4-시아나토페닐)에탄, 4-큐밀페놀 시아네이트 에스테르, 1,1-비스(4-시아나토페닐)에탄, 2,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7-도데카플루오로옥탄디올 디시아네이트 에스테르, 및 4,4'-비스페놀 시아네이트 에스테르 (이상, Oakwood Products, Inc.에서 시판함)를 들 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지로서 적절한 것을 예시하면, 비스페놀, 나프탈렌, 및 지방족형 에폭시를 들 수 있다. 이러한 에폭시 수지로서 시판되는 것을 예시하면, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.에서 시판하는 비스페놀형 에폭시 수지 (Epiclon 830LVP, 830CRP, 835LV, 850CRP); Dainippon Ink & Chemicals, Inc.에서 시판하는 나프탈렌형 에폭시 (Epiclon HP4032); Ciba Specialty Chemicals에서 시판하는 지방족 에폭시 수지 (Araldite CY179, 184, 192, 175, 179), Dow에서 시판하는 에폭시 수지 (Epoxy 1234, 249, 206), 및 Daicel Chemical Industries, Ltd.에서 시판하는 에폭시 수지(EHPE-3150)를 들 수 있다. 그 밖에 적절한 에폭시 수지를 예시하면, 지환식 에폭시 수지(cycloaliphatic epoxy resin), 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 에폭시 노볼락 수지, 바이페닐(biphenyl)형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔페놀형 에폭시 수지를 들 수 있다.
아울러, 상기 말레이미드 수지로서 적절한 것을 예시하면, 하기 일반식으로 표시되는 말레이미드 수지를 들 수 있다:
Figure 112006039303121-pat00026
(상기 일반식에서, n은 1 내지 3이고, X1은 지방족 기 또는 방향족 기임).
상기 일반식에서의 X1을 예시하면, 폴리(부타디엔), 폴리(카르보네이트), 폴리(우레탄), 폴리(에테르), 폴리(에스테르), 간단한 탄화수소; 및 카르보닐, 카르복실, 에스테르, 아미드, 카르바메이트, 요소(urea), 또는 에테르와 같은 작용기를 포함하는 탄화수소를 들 수 있다. 이러한 유형의 수지는 상업적으로 시판되고 있으며, 상기 말레이미드 수지로서, 예를 들면, Dainippon Ink and Chemical, Inc.에서 시판하는 제품을 이용할 수 있다.
아울러, 그 외에 적절한 말레이미드 수지를 예시하면, 고상의 방향족 비스말레이미드 수지, 특히 하기 일반식으로 표시되는 비스말레이미드 수지를 들 수 있으나, 이것으로 제한되는 것은 아니다:
Figure 112006039303121-pat00027
(상기 일반식에서, Q는 방향족 기임).
상기 일반식에서의 Q를 구체적으로 예시하면, 하기 일반식으로 표시되는 방향족 기를 들 수 있다:
Figure 112006039303121-pat00028
Figure 112006039303121-pat00029
Figure 112006039303121-pat00030
Figure 112006039303121-pat00031
Figure 112006039303121-pat00032
Figure 112006039303121-pat00033
Figure 112006039303121-pat00034
Figure 112006039303121-pat00035
Figure 112006039303121-pat00036
Figure 112006039303121-pat00037
Figure 112006039303121-pat00038
전술한 바와 같은 연결기(bridging group) Q를 갖는 말레이미드 수지로서는 시판되는 것을 이용할 수 있으며, 예를 들면, Sartomer(미국) 또는 HOS-Technic GmbH(오스트리아)에서 시판하는 말레이미드 수지가 있다.
그 밖의 적절한 말레이미드 수지로서는 하기 일반식으로 표시되는 말레이미드 수지를 이용할 수 있다:
Figure 112006039303121-pat00039
(상기 일반식에서, C36은 36개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 탄화수소 사슬(환형 모이어티를 갖거나 갖지 않음));
Figure 112006039303121-pat00040
Figure 112006039303121-pat00041
및
Figure 112006039303121-pat00042
또한, 상기 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 수지로서 적절한 것을 예시하면, 하기 일반식으로 표시되는 수지를 들 수 있다:
Figure 112006039303121-pat00043
(상기 일반식에서, n은 1 내지 6이고, R1은 -H, 또는 -CH3이고, X2는 방향족 또는 지방족 기임).
상기 일반식에서의 X2를 예시하면, 폴리(부타디엔), 폴리(카르보네이트), 폴리(우레탄), 폴리(에테르), 폴리(에스테르), 간단한 탄화수소; 및 카르보닐, 카르복실, 아미드, 카르바메이트, 요소, 또는 에테르와 같은 작용기를 포함하는 간단한 탄화수소를 들 수 있다. 상기 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 수지로서 시판되는 것을 예시하면, 부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, n-라우릴(메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, n-스테아릴(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올 디(메타)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올 디(메타)아크릴레이트, 노닐페놀 폴리프로폭실레이트(메타)아크릴레이트, 및 폴리펜톡실레이트 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트 (이상, Kyoeisha Chemical Co., LTD에서 시판함); 폴리부타디엔 우레탄 디메타크릴레이트(CN302, NTX6513), 및 폴리부타디엔 디메타크릴레이트(CN301, NTX6039, PRO6270) (이상, Sartomer Company, Inc.에서 시판함); 폴리카르보네이트 우레탄 디아크릴레이트 (ArtResin UN9200A) (Negami Chemical Industries Co., LTD에서 시판함); 아크릴레이트화 지방족 우레탄 올리고머 (Ebecryl 230, 264, 265, 270, 284, 4830, 4833, 4834, 4835, 4866, 4881, 4883, 8402, 8800-20R, 8803, 8804) (이상, Radcure Specialities, Inc.에서 시판함); 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 (Ebecryl 657, 770, 810, 830, 1657, 1810, 1830) (이상, Radcure Specialities, Inc.에서 시판함); 및 에폭시 아크릴레이트 수지(CN104, 111, 112, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 124, 136) (이상, Sartomer Company, Inc.에서 시판함)를 들 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트 수지는 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 아크릴레이트 작용기를 갖는 폴리(부타디엔), 및 메타크릴레이트 작용기를 갖는 폴리(부타디엔)으로 이루어진 군에서 선택된다.
아울러, 상기 비닐 에테르 수지로서는 비닐 에테르 작용기를 갖는 비닐 에테르 수지를 이용하는 것이 적절하며, 이러한 비닐 에테르 수지를 예시하면, 폴리(부타디엔), 폴리(카르보네이트), 폴리(우레탄), 폴리(에테르), 폴리(에스테르), 간단한 탄화수소; 및 카르보닐, 카르복실, 아미드, 카르바메이트, 요소, 또는 에테르와 같은 작용기를 포함하는 간단한 탄화수소를 들 수 있다. 이러한 비닐 에테르 수지로서 시판되는 것을 예시하면, 사이클로헤난디메탄올 디비닐에테르(cyclohenanedimethanol divinylether), 도데실비닐에테르, 사이클로헥실 비닐에테르, 2-에틸헥실 비닐에테르, 디프로필렌글리콜 디비닐에테르, 헥산디올 디비닐에테르, 옥타데실비닐에테르, 및 부탄디올 디비닐에테르 (이상, International Specialty Products (ISP)에서 시판함); Vectomer 4010, 4020, 4030, 4040, 4051, 4210, 4220, 4230, 4060, 5015 (이상, Sigma-Aldrich, Inc.에서 시판함)를 들 수 있다.
상기 경화제는 본 발명의 플럭싱용 조성물에 실질적으로 이용되는 수지에 따라 선택되며, 아민, 트리아진, 금속염, 및 방향족 하이드록실 화합물 중 하나 이상의 경화제를 이용할 수 있으나, 상기 경화제가 이것으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조성물에 이용 가능한 경화제를 구체적으로 예시하면, 이미다졸, 예컨대, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실 이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-프로필-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데 실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-구아나미노에틸(guanaminoethyl)-2-메틸이미다졸, 및 이미다졸과 트리멜리트산의 부가 생성물; 3차 아민, 예컨대, N,N-디메틸 벤질아민, N,N-디메틸아닐린, N,N-디메틸톨루이딘, N,N-디메틸-p-아니시딘, p-할로게노-N,N-디메틸아닐린, 2-N-에틸아닐리노 에탄올, 트리-n-부틸아민, 피리딘, 퀴놀린, N-메틸모르폴린, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸부탄디아민, 및 N-메틸피페리딘; 페놀, 예컨대, 페놀, 크레졸, 자일레놀(xylenol), 리소르신(resorcine), 페놀 노볼락, 및 플로로글루신(phloroglucin); 유기 금속염, 예컨대, 납 나프테네이트, 납 스테아레이트, 징크 나프테네이트, 징크 옥톨레이트, 틴 올레에이트(tin oleate), 디부틸 틴 말레에이트, 망간 나프테네이트, 코발트 나프테네이트, 및 아세틸 아세톤 철; 및 그 밖의 금속 화합물, 예컨대, 금속 아세토아세토네이트, 금속 옥토에이트, 금속 아세테이트, 금속 할라이드, 금속 이미다졸 착물, Co(II)(아세토아세토네이트), Cu(II)(아세토아세토네이트), Mn(II)(아세토아세토네이트), Ti(아세토아세토네이트), 및 Fe(II)(아세토아세토네이트); 및 아민 착물; 무기 금속염, 예컨대, 염화제2주석(stannic chloride), 염화아연, 및 염화알루미늄; 과산화물(peroxide), 예컨대, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 부틸 퍼옥토에이트, 디큐밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide), 아세틸 퍼옥사이드, 파라-클로로벤조일 퍼옥사이드, 및 디-t-부틸 디퍼프탈레이트; 산 무수물, 예컨대, 말레산 무수물, 프탈산 무수물, 라우르산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물; 헥사하이드로피로멜리트산 무수물 및 헥사하이드로트리멜리트산 무수물, 아 조 화합물, 예컨대, 아조이소부틸로니트릴(azoisobutylonitrile), 2,2'-아조비스프로판, m,m'-아족시스티렌, 하이드로존; 아디프산 디하이드라자이드, 디알릴 멜라민, 디아미노 말콘니트릴(diamino malconnitrile), 및 BF3-아민 착물; 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 경화제로서는, 라디칼 경화성 수지(radical curing resin) 및 이온 경화성 수지(ionic curing resin) 중 이용되는 수지의 종류에 따라서, 자유 라디칼 개시제 또는 이온성 개시제(양이온성 또는 음이온성)를 이용할 수 있으며, 상기 경화제는 상기 조성물 중에 유효량으로 포함될 수 있다. 상기 경화제로서 자유 라디칼 경화제를 이용하는 경우, 통상적으로 상기 경화제의 유효량은 상기 유기 화합물(충전재는 포함하지 않음)의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%이다. 상기 자유 라디칼 개시제로서 바람직한 것을 예시하면, 부틸 퍼옥토에이트, 및 디큐밀 퍼옥사이드와 같은 과산화물; 2,2'-아조비스(2-메틸-프로판니트릴), 및 2,2'-아조비스(2-메틸-부탄니트릴)과 같은 아조 화합물을 들 수 있다. 또한, 상기 경화제로서 이온성 경화제 또는 이온성 개시제를 이용하는 경우, 상기 경화제의 유효량은 상기 유기 화합물(충전재는 포함하지 않음)의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%이다. 아울러, 양이온성 경화제로서 바람직한 것을 예시하면, 디시안디아미드, 페놀 노볼락, 아디프산 디하이드라자이드, 디알릴 멜라민, 디아미노 말콘니트릴, BF3-아민 착물, 아민염, 및 변성 이미다졸 화합물을 들 수 있다.
경우에 따라서는, 2종 이상의 경화제를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 2종 이상의 경화제를 포함하는 조성물을 이용하는 경우에는 먼저, UV 방사선을 이용하여 양이온성 개시제에 의해 경화 반응을 개시한 다음, 가열하여 자유 라디칼 개시 반응에 의해 상기 경화 반응이 완료되도록 할 수 있다.
또한, 바람직한 경우, 경화 촉진제, 예를 들면, 시아네이트 에스테르 시스템을 이용하여, 경화 속도를 최적화할 수 있다. 이러한 경화 촉진제를 예시하면, 금속 나프테네이트, 금속 아세틸아세토네이트(킬레이트), 금속 옥토에이트, 금속 아세테이트, 금속 할라이드, 금속 이미다졸 착물, 금속 아민 착물, 트리페닐포스핀, 알킬 치환된 이미다졸, 이미다졸륨염, 및 오늄 보레이트(onium borate)를 들 수 있으나, 전술한 것으로 제한되지 않는다.
상기 경화 반응은 통상적으로 80∼250℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 경화 시간은 특정 수지 화합물, 및 경화제의 종류에 따라서 수 초, 또는 120분까지 소요될 수 있다. 이러한 경화 시간 및 온도 프로파일은 각각의 접착제 조성물에 따라 다를 수 있으며, 산업상의 특정 제조 프로세스에 적합한 경화 프로파일이 얻어지도록 다른 조성물을 고안할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 조성물의 최종 용도에 따라, 상기 조성물은 하나 이상의 충전재를 더 포함할 수 있으며, 일반적으로는 레올로지(rheology) 특성을 향상시키고 응력을 감소시키기 위해 충전재를 첨가한다. 상기 조성물을 언더필용으로 이용하는 경우, 상기 충전재는 비(非)도전성일 수 있다. 상기 비도전성 충전재로서 적절한 것을 예시하면, 알루미나, 알루미늄 하이드록사이드, 실리카, 질석(vermiculite), 운모, 규회석(wollastonite), 탄산칼슘, 티타니아, 모래, 유리, 황산바륨, 지르코늄, 카본 블랙, 유기 충전재, 및 할로겐화 에틸렌 폴리머, 예컨 대, 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 비닐리덴 클로라이드, 및 비닐 클로라이드를 들 수 있다.
상기 충전재의 입자는 나노 사이즈에서부터 수 ㎜까지의 적절한 크기를 가질 수 있다. 최종 용도에 따른 입자 크기의 선택은 당업계의 전문적인 지식 범위 내에서 이루어진다. 상기 충전재는 본 발명의 조성물 중에 10 내지 90 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 둘 이상의 충전재를 포함할 수 있으며, 상기 충전재는 표면 처리된 것, 또는 표면 처리되지 않은 것일 수 있다. 당업계의 전문가라면 상기 충전재의 적절한 크기를 결정할 수 있지만, 상기 충전재의 크기는 통상적으로 20 ㎚ 내지 100 ㎛일 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하나, 본 발명은 하기 실시예로 제한되지 않는다.
(실시예)
실시예 1
본 실시예에서는 위에서 설명한 바와 같이, 각각의 화합물을 플럭스로서 솔더에 직접 적용한 경우의 성능을 평가하였다. 각각의 플럭스의 성능은 각각의 플럭스제에 의해 솔더 볼이 붕괴되는 데 걸리는 시간을 측정하여 평가하였다. 기판으로서는 구리 도금 또는 금 도금된 구리 쿠폰(coupon)을 이용하였으며, 솔더로서는 융점이 217℃인 무연(solder-free) Sn95.5Cu3.8Ag0.7 솔더를 이용하였다 (상기 솔더의 융점은 실질적인 조성에 따라 다를 수 있음). 상기 기판 쿠폰을 핫 플레이트 상에서 240℃(상기 솔더의 융점보다 높은 온도)로 예열한 다음, 예열된 핫 플레이트에 5 내지 10 ㎎의 플럭스제를 적하한 후, 솔더 볼이 형성되기에 충분한 양으로 4개 내지 6개의 솔더를 상기 플럭스제 상에 적하하였다. 솔더 볼이 용융되기 시작하면, 상기 솔더 볼은 급속하게 붕괴되어, 광택성 표면을 나타내는 솔더 글롭(solder glob) 내로 융합되었다. 이러한 반응은 테스트된 모든 실시예에서 관찰되었으며, 솔더 볼이 붕괴되기 전까지 경과한 시간을 기록하였다. 테스트 결과 중 일부는 위에서 설명한 바와 같으며, 그 나머지 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.
표 1. 240℃에서 용융시킨 경우, 플럭스제 및 플럭스 성능(시간 단위: 초)
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Figure 112006039303121-pat00045
Figure 112006039303121-pat00046
Figure 112006039303121-pat00047
실시예 2: 비유동성 플럭싱용 조성물
본 실시예에서는 비유동성 플럭싱용 언더필 조성물 중의 플럭스제를 테스트하였다. 범프가 형성된 다이와 기판 사이에 전기 배선을 형성하기 위해, 열 압축식 Toray 접합기를 이용하여, 솔더 범프가 형성된 다이와 기판의 어셈블리를 제조하였다. 그런 다음, Cu에 Ni/Au가 도금된, 노출된 트레이스(trace)를 갖는 솔더 마스크가 덮인 BT 기판에 상기 플럭스용 언더필 조성물을 공급하였다. Sn95.5Cu3.8Ag0.7 솔더 범프가 형성된 실리콘 다이(5 ㎜×5 ㎜)를 상기 기판 상의 노출된 트레이스에 상응하여 정렬시켰다. 상기 기판을 80℃로 가열한 다음, 상기 열 압축식 접합기 중에서 20 뉴턴의 압력 하에 상기 다이와 상기 기판을 접촉시켰다. 그런 다음, 상기 기판을 200℃ 내지 220℃의 온도에서 1 내지 2초 동안의 승온 프로파일에 따라 가열한 후, 220℃에서 5초간 방치함으로써, 상기 실리콘 다이와 기판의 어셈블리가 얻어졌다. Agilent 34401 Digit Multimeter를 이용하여, 얻어진 어셈블리의 회로에 대한 저항을 측정함으로써, 솔더 접합부의 전기적 접속성을 평가하였다.
본 테스트에서는 2종의 플럭싱용 조성물 (표 2에 기재된 바와 같은 조성물을 플랫폼 A, 표 3에 기재된 바와 같은 조성물을 플랫폼 B라 칭함)을 이용하였다. 또한, 대조군 조성물로서, 상기 플럭스제를 포함하지 않은 것을 이용한 것을 제외하고는 전술한 조성물의 경우와 동일하게 테스트하였다. 상기 대조군 조성물을 이용한 경우에는 열 압축식 접합 공정 중에 배선이 형성되지 않은 것으로 보아, 상기 플럭스제의 부재 하에는 상기 솔더가 플럭싱되지 않았다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 플럭싱용 조성물인 플랫폼 A, 및 플랫폼 B는 선택된 플럭스제로 제제화된 조성물로서, 테스트된 모든 경우에 있어서 플럭싱 작용이 관찰되었다. 상기 솔더 접합부의 접합 수준에 대해서는 SEM(scanning electronic microscopy) (Hitachi S-3000N)을 이용하여 평가하였다.
플랫폼 A 조성물 및 테스트 결과
하기 일반식을 갖는 플럭스제를 독립적으로 상기 플랫폼 A에 배합하여, 표 2에 나타낸 바와 같은 플럭싱용 조성물을 제조하였다:
Figure 112006039303121-pat00048
표 2. 플랫폼 A: 에폭시/시아네이트 에스테르 조성물 (단위: 중량%)
플럭스제 5% Sigma-Aldrich
에폭시 13.36% Epiclon 830CRP
(Dainippon Ink Chemicals)
시아네이트 에스테르 10.08% XU71787.07L (Dow Chemical)
시아네이트 에스테르 7.56% Primaset LECY (Lonza)
에폭시 10.0% 비스페놀 F/에피클로로하이드린 RSL-1739
(Resolution Performance Products)
에폭시 3.92% Epiclon N-730A
(Dainippon Ink Chemicals)
촉매 0.08% 코발트(II) 아세틸아세토네이트
(98%, Sigma-Aldrich)
레올로지 개질제 0.01% Modaflow Resin Modifier
(Solutia Inc.)
충전재 50% Admafine Silica SO-E5
(Admatechs Company, Ltd.)
상기 플럭싱용 조성물을 적용하여, 열 압축식 접합 공정을 수행한 직후, 및 160℃에서 2시간 동안 다시 경화시킨 후의 각각에 대한 배선 형성성을 평가하였다. 전기 배선은 경화 전, 및 경화 후에 있어서 거의 변화하지 않았으며, 두 어셈블리에 모두 전기 배선이 형성됨으로써, 이들 어셈블리 모두 상기 전기 테스트에서 합격 수준을 나타내었다. 도 1의 SEM 사진에 나타난 바와 같이, 솔더 습윤성, 및 솔더 접합성 모두 양호하다는 것을 알 수 있다. 상기 플럭스제를 이용하지 않은 경우, 상기 플랫폼 A 수지 조성물에서는 솔더가 플럭싱되지 않았으며, 상기 실리콘 다이와 기판의 어셈블리는 상기 전기 테스트에서 불합격 수준을 나타내었다.
플랫폼 B 조성물 및 테스트 결과
하기 각각의 일반식을 갖는 2개의 플럭스제를 독립적으로 에폭시 수지 조성물에 배합하여, 표 3에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 2개의 플럭싱용 조성물을 제조하였다:
Figure 112006039303121-pat00049
.
표 3. 플랫폼 B: 에폭시 조성물 (단위: 중량%)
플럭스제 5% Sigma-Aldrich
에폭시 25% 비스페놀 F/에피클로로하이드린 에폭시
내부 재료
(National Starch and Chemical Co.)
에폭시 15.0% 비스페놀 F/에피클로로하이드린 RSL-1739
(Resolution Performance Products)
에폭시 4.5% 트리스(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트
(Sigma-Aldrich)
실란 접착 촉진제 0.13% Z6040 (Dow Corning)
소포제(defoamer) 0.01% BYK-A-500 (BYK Chemie USA. Inc.)
이미다졸 촉매 0.15% 페닐메틸이미다졸
크기 10 ㎛의 입자
(National Starch and Chemical)
레올로지 개질제 0.1% Disperbyk-1080 (BYK-Chemie USA, Inc.)
억포제(antifoamer) 0.0005% Antifoam 1400 (Dow Corning)
충전재 50% Admafine Silica SO-E5
(Admatechs Company, Ltd.)
상기 각각의 플럭싱용 조성물을 이용하여 실시예 2에 기재된 바와 동일한 방법으로 테스트하였다. 먼저, 상기 각각의 플럭싱용 조성물을 적용하여, 열 압축식 접합 공정을 수행한 직후, 및 160℃에서 2시간 동안 다시 경화시킨 후의 각각에 대 한 배선 형성성을 평가하였다. 전기 배선은 경화 전, 및 경화 후에 있어서 거의 변화하지 않았으며, 두 어셈블리에 모두 전기 배선이 형성됨으로써, 이들 어셈블리 모두 상기 전기 테스트에서 합격 수준을 나타내었다. 도 2의 SEM 사진에 나타난 바와 같이, 솔더 습윤성, 및 솔더 접합성 모두 양호하다는 것을 알 수 있다. 상기 플럭스제를 이용하지 않은 경우, 상기 플랫폼 B 수지 조성물에서는 솔더가 플럭싱되지 않았으며, 상기 실리콘 다이와 기판의 어셈블리는 상기 전기 테스트에서 불합격 수준을 나타내었다.
액상 플럭스제를 포함하는 플랫폼 B 및 고상 플럭스제를 포함하는 플랫폼 B
하기 일반식으로 표시되는 액상 플럭스제:
Figure 112006039303121-pat00050
, 및 하기 일반식으로 표시되며 고융점(＞272℃)을 갖는 고상 플럭스제:
Figure 112006039303121-pat00051
를 상기 플랫폼 B 수지에 독립적으로 배합하여, 2개의 플럭싱용 조성물을 제조하였다. 상기 각각의 플럭싱용 조성물을 이용하여 실시예 2에 기재된 바와 동일한 방법으로 테스트하였다. 먼저, 상기 각각의 플럭싱용 조성물을 적용하여, 열 압축식 접합 공정을 수행한 직후, 및 160℃에서 2시간 동안 다시 경화시킨 후의 각각에 대한 배선 형성성을 평가하였다. 전기 배선은 경화 전, 및 경화 후에 있어서 거의 변화하지 않았으며, 두 어셈블리에 모두 전기 배선이 형성됨으로써, 이들 어 셈블리 모두 상기 전기 테스트에서 합격 수준을 나타내었다. 그리고, 272℃의 고융점을 갖는 상기 고상 플럭스제는 실온에서는 플랫폼 B 조성물에 용해되지 않지만, 접합 온도인 220℃에서는 충분히 용해되어, 상기 솔더를 플럭싱시킴으로써 양호한 접속성을 얻을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 도 3의 SEM 사진에 나타난 바와 같이, 솔더 습윤성, 및 솔더 접합성 모두 양호하다는 것을 알 수 있다.
실시예 3: 모세관형 유동성 언더필 조성물, 공융 솔더
Cu에 Ni/Au가 도금된, 노출된 트레이스를 갖는 솔더 마스크가 덮인 2개의 BT 기판, 및 공융 솔더(eutectic solder) Pb63Sn37 범프가 형성된 10 ㎜×10 ㎜의 2개의 실리콘 기판을 플럭스제로 브러싱(brushing)한 다음, 본 명세서의 종래 기술에서 설명한 바와 같은 솔더 재용융화 언더필 공정 및 모세관형 유동성 언더필 공정을 수행하였다. 이들 중 한 세트는 Kester에서 시판하는 플럭스제(상품 번호: 6502)로 브러싱하였다. 그 나머지 세트는, 트리프로필렌 글리콜 중에 하기 일반식으로 표시되는 3-하이드록시-2-메틸-4-파이론을 용해시켜 얻은 용액 (3% w/w)을 포함하는 플럭스제로 브러싱하였다:
Figure 112006039303121-pat00052
상기 각각의 세트를 공기 중에서 건조한 다음, GSM 플립 칩 다이 접합기를 이용하여 상기 다이와 상기 기판을 접합하였다. Agilent 34401 Digit Multimeter를 이용하여, 얻어진 어셈블리의 회로에 대한 저항을 측정함으로써, 솔더 접합부의 전기적 접속성을 평가하였다. 시아네이트 에스테르 수지를 포함하는 특허 조성물인 상기 모세관형 유동성 언더필 조성물을 상기 다이의 가장자리를 따라 공급한 다음, 상기 다이와 기판 사이에서 용융시켰다. 그런 다음, 상기 부분을 165℃의 온도에서 2시간 동안 경화시켰다. 다시 전기 배선을 조사한 다음, 플럭스 잔사 및 보이드의 생성 여부를 확인하기 위하여, 상기 배선의 일부를 광학 현미경, 및 SAM(scanning acoustic microscopy)으로 관찰하였다. 상기 플럭스제 시판품은 상기 시아네이트 에스테르 수지와 과도하게 반응하여, 특히, 상기 솔더 영역 주위에 적지 않은 플럭스 잔사, 및 보이드가 생성되었다.
반면, 도 4의 SEM 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 3-하이드록시-2-메틸-4-피론을 이용한 경우에는 플럭스 잔사가 전혀 생성되지 않았으며, 보이드가 관찰되지 않았다. 또한, 플럭스제로서, 4-메틸움벨리페론(4-methylumbelliferone)(Aldrich Cat. No. M1381)(트리프로필렌 글리콜 중에 용해된 2% w/w 용액)을 이용한 경우, 및 디(프로필렌 글리콜) 메틸에테르 중에 4-시아노페놀을 용해하여 얻어진 용액(46% w/w)을 이용한 각각의 경우, 전술한 바와 동일한 결과(잔사가 생성되지 않음, 보이드가 형성되지 않음)가 얻어졌다.
실시예 4: 모세관형 유동성 언더필 조성물, 무연 솔더
상기 플럭스제로서, 디(프로필렌 글리콜)메틸에테르 중에 4-시아노페놀을 용해하여 얻어진 용액(46% w/w)을 이용하고, 상기 솔더로서 무연 솔더 Sn95.5Cu3.8Ag0.7을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 3에서와 동일하게 테스트를 수행하였다. 상기 플럭스제로서 시판품인 Kester 6502를 이용한 경우에는 상기 플럭스제와 시아네이트 에스테르 수지와의 반응에서 기인한 것으로서, 특히 상기 솔더 영역 주위에 플럭스 잔사가 생성되었다. 반면, 상기 플럭스제로서 4-시아노페놀을 이용한 경우에는 플럭스 잔사가 전혀 관찰되지 않았다. 아울러, 극소수의 보이드만이 관찰되었다. 도 5는 각각의 조성물을 이용한 경우의 SEM 사진을 나타낸다.
실시예 5: 모세관형 유동성 언더필 조성물, 고함량의 납을 포함하는 솔더
고함량의 납을 포함하는 솔더 Pb95Sn5의 범프를 다이에 형성하고, 상기 플럭스제로서, 디(프로필렌 글리콜)메틸에테르 중에 4-시아노페놀을 용해하여 얻어진 용액(46% w/w)을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 3에서와 동일하게 테스트를 수행하였다. 대조군 플럭스제로서는 EB399(Cookson의 제품)를 이용하였다. 본 발명의 실시예 및 대조군에 있어서, 기판으로서는 솔더-온-패드 회로(solder-on-pad circuitry)를 갖는 BT를 이용하였다. 실시예 및 대조군에 따른 두 패키지에 대해 단면을 조사한 결과, 플럭스 잔사가 관찰되지 않았다. 그러나, 플럭스제로서 EB399를 사용한 경우에는 상기 플럭스제와 상기 시아네이트 에스테르 수지와의 반응에 의한 휘발성 생성물에서 기인한 것으로 추정되는 보이드가 생성되었다. 반면, 도 6의 초음파 스캐닝 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 4-시아노페닐로 처리된 어셈블리는 보이드가 전혀 생성되지 않은 것으로 관찰되었다.
본 발명에 따르면, 플럭싱용 조성물, 및 상기 조성물의 전자 부품 패키지용 용도, 특히, 비유동성 언더필 조성물, 및 미리 코팅된 웨이퍼 수준의 언더필 조성물의, 플립 칩 기재의 반도체 패키지, 및 전자 부품 어셈블리용 용도를 제공한다.

Claims (13)

  1. 플럭스제(fluxing agent)를 포함하는 플럭싱용 조성물과 솔더를 접촉시키는 단계를 포함하는 솔더를 플럭싱하는 방법으로서,
    상기 플럭스제는 (i) 방향족환, (ii) 하나 이상의 -OH 기, -NHR 기 (단, R은 수소, 또는 저급 알킬임), 또는 -SH 기, 및 (iii) 상기 방향족환에 존재하는 전자 유인성 치환체 또는 전자 공여성 치환체를 포함하며, (iv) 이미노기는 포함하지 않는 아래의 구조식을 가지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
    Figure 112012090932415-pat00059
    Figure 112012090932415-pat00060
    Figure 112012090932415-pat00061
    Figure 112012090932415-pat00062
    Figure 112012090932415-pat00063
    Figure 112012090932415-pat00064
    Figure 112012090932415-pat00065
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스제는 아래의 구조식으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
    Figure 112012090932415-pat00066
    Figure 112012090932415-pat00067
    Figure 112012090932415-pat00068
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플럭싱용 조성물은 열경화성 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 시아네이트 에스테르, 에폭시, 말레이미드, 비스말레이미드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐에테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 시아네이트 에스테르인 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 에폭시인 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 시아네이트 에스테르와 에폭시의 블렌드인 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 플럭싱용 조성물은 비도전성 충전재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충전재가 미처리 실리카, 처리된 실리카, 미처리 알루미나, 및 처리된 알루미나로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 플럭싱용 조성물은 전이금속 촉매, 방향족 아민, 지방족 아민, 및 유기 과산화물로 이루어진 군에서 선택되는, 경화제 또는 촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경화제 또는 촉매가 전이금속 착물, 및 유기금속 착물로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속 촉매인 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 경화제 또는 촉매가 Co(II)(아세토아세토네이트), Cu(II)(아세토아세토네이트), Mn(II)(아세토아세토네이트), Ti(아세토아세토네이트), 및 Fe(II)(아세토아세토네이트)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 경화제 또는 촉매가 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 아미노벤젠, 지방족 아민, 및 방향족 아민으로 이루어진 군에서 선택되는 방향족 아민인 것을 특징으로 하는 솔더를 플럭싱하는 방법.
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