KR101281469B1 - 플럭스 조성물, 전기적 접속 구조의 형성 방법, 전기적 접속 구조 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

(해결 수단) 알디톨(A) 및, 하기식 (1)에 나타내는 반복 구조 단위를 갖는 중합체(B)를 함유하는 것을 특징으로 하는 플럭스 조성물:
Figure 112012037412330-pat00005

(식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고; Z는 하이드록실기, 옥소기, 카복실기, 포르밀기, 아미노기, 니트로기, 메르캅토기, 술포기, 옥사졸린기, 이미드기, 아미드 구조를 갖는 기 또는 이들 기를 갖는 기를 나타냄).
(효과) 본 발명의 플럭스 조성물을 이용하여, 필러 범프 등의 범프가 설치된 기판의 전기적 접속을 리플로우에 의해 행하면, 범프가 리플로우 시에 플럭스로부터 노출되는 일이 없이, 양호한 접속 구조를 얻을 수 있다.

Description

플럭스 조성물, 전기적 접속 구조의 형성 방법, 전기적 접속 구조 및 반도체 장치 {FLUX COMPOSITION, METHOD FOR FORMING ELECTRIC CONNECTION STRUCTURE, THE ELECTRIC CONNECTION STRUCTURE, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 플럭스(flux) 조성물, 전기적 접속 구조의 형성 방법, 전기적 접속 구조 및 반도체 장치에 관한 것이다.
종래, 부품 탑재 기판에 대한 전자 부품 등의 전기적 접속에 있어서는, 플럭스 조성물이 사용되고 있다. 땜납 등의 용융성 도전 부재는 열 용융(리플로우)시에 200℃∼300℃로 가열되기 때문에, 플럭스 조성물을 이용하지 않으면, 땜납이나 동박 등의 전자 부품의 도전 부재는 용이하게 산화되어 산화막을 형성하여, 양호하게 전기적 접속을 행할 수 없다. 플럭스 조성물에 의해, 땜납이나 동박 등의 전자 부품의 도전 부재를 덮음으로써, 산소를 차단하여, 땜납이나 동박 등의 전자 부품의 도전 부재의 산화를 방지함과 함께, 이미 발생되어 있는 산화물을 환원하고, 또한, 용융한 땜납을 잘 적시도록 되어, 양호하게 전자 부품 등의 전기적 접속을 행할 수 있다.
플럭스 조성물로서는, 예를 들면, 특허문헌 1에는, KAlF4 등의 Mg 성분을 제거하는 작용을 갖는 성분과, 폴리비닐알코올 등의 수용성 유기 수지와, 증점제와, 물을 포함하는 플럭스 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 아세틸화 EO·PO 블록 폴리머와 폴리글리세린을 함유하는 플럭스 조성물이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 2009-220174호 일본공개특허공보 2004-158728호
그러나, 기둥 형상의 용융성 도전 부재(필러 범프)를 갖는 전자 부품 등을 전기적 접속하는 경우, 그 형상 때문에, 리플로우 중에 도전 부재가 노출되고, 또한, 플럭스 조성물이 불균일해져, 양호하게 전기적 접속 구조를 형성할 수 없을 우려가 있다.
특히, 일본공개특허공보 2006-332694호에 기재되어 있는 바와 같은, 2 종류가 상이한 금속종으로 이루어지는 필러 범프의 경우, 금속종에 따라 젖음성이 상이하기 때문에, 리플로우 중에 도전 부재가 노출되고, 또한, 플럭스 조성물이 불균일해지기 쉬워, 양호하게 전기적 접속 구조를 형성할 수 없을 우려가 있다.
본 발명은, 필러 범프 등의 범프가 설치된 기판의 전기적 접속을 리플로우에 의해 행하는 경우에 있어서, 범프가 리플로우 시에 플럭스로부터 노출되는 일이 없이, 양호한 전기적 접속 구조를 얻을 수 있는 플럭스 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 이하와 같다.
[1] 알디톨(A) 및, 하기식 (1)에 나타내는 반복 구조 단위를 갖는 중합체(B)를 함유하는 것을 특징으로 하는 플럭스 조성물:
Figure 112012037412330-pat00001
(식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고; Z는 하이드록실기, 옥소기, 카복실기, 포르밀기, 아미노기, 니트로기, 메르캅토기, 술포기, 옥사졸린기, 이미드기, 아미드 구조를 갖는 기 또는 이들 기를 갖는 기를 나타냄).
[2] 상기식 (1)에 있어서의 Z가, 아미드 구조를 갖는 기인 상기 [1]의 플럭스 조성물.
[3] 상기 알디톨(A) 100질량부에 대하여, 상기 중합체(B)의 함유량이 10∼140질량부인 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 플럭스 조성물.
[4] 상기 알디톨(A) 및 상기 중합체(B)가 수용성인 상기 [1]에 기재된 플럭스 조성물.
[5] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 플럭스 조성물을 이용하여 용융성 도전부를 리플로우하는 전기적 접속 구조의 형성 방법.
[6] 상기 [5]에 기재된 전기적 접속 구조의 형성 방법에 의해 형성된 전기적 접속 구조.
[7] 상기 [6]에 기재된 전기적 접속 구조를 갖는 반도체 장치.
본 발명의 플럭스 조성물을 이용하여, 필러 범프 등의 범프가 설치된 기판의 전기적 접속을 리플로우에 의해 행하면, 범프가 리플로우 시에 플럭스로부터 노출되는 일이 없이, 양호한 접속 구조를 얻을 수 있다.
도 1은, 실시예 1에서 행한 리플로우의 온도 조건을 나타내는 도면이다.
도 2는, 필러 범프가 설치된 실리콘 웨이퍼를 리플로우하고, 플럭스를 순수로 세정한 후의 필러 범프의 땜납부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 전기적 접속 구조의 형성 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
1. 플럭스 조성물
플럭스 조성물이란, 대기압하, 산소 존재하에서, 전기적 접속 구조를 형성하는 경우, 특히 금속 부재끼리를 접합하는 경우에 이용되는 땜납이나 저융점 금속 등의 납재와 함께 이용되는 융제(融劑)이다. 플럭스 조성물은, 접합면의 산화물 등의 이물을 제거하고, 또한 접합 부재의 계면 장력을 저감함으로써 납재의 확장성을 향상시켜, 접합면의 금속의 산화를 방지하는 것을 목적으로서 이용되는 것이다.
본 발명의 플럭스 조성물은, 알디톨(A) 및, 하기식 (1)에 나타내는 반복 구조 단위를 갖는 중합체(B)를 함유하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112012037412330-pat00002
(식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고; Z는 하이드록실기, 옥소기, 카복실기, 포르밀기, 아미노기, 니트로기, 메르캅토기, 술포기, 옥사졸린기, 이미드기, 아미드 구조를 갖는 기 또는 이들 기를 갖는 기를 나타냄).
1-1. 알디톨 (A)
알디톨(A)은, 본 발명의 플럭스 조성물에 있어서의 활성종이며, 환원 작용을 가져, 납땜시에 땜납이나 접합 부재가 산화되는 것을 방지한다.
알디톨(A)로서는, 땜납 등의 산화를 방지하는 작용을 갖는 것이라면 특별히 제한은 없으며, 예컨대 글리세린(glycerine), 에리트리톨(erythritol), 트레이톨(threitol), 리비톨(ribitol), 아라비니톨(arabinitol), 자일리톨(xylitol), 알리톨(allitol), 소르비톨(sorbitol), 만니톨(mannitol), 이디톨(iditol), 갈락티톨(galactitol) 및 탈리톨(talitol) 등의 당알코올을 들 수 있다.
이들 중, 환원력이 강하고, 땜납 등의 산화를 효율적으로 방지할 수 있는 점에서, 글리세린이 특히 바람직하다.
알디톨(A)은, 후술하는 중합체(B)와 함께 수용성인 것이 바람직하다. 알디톨(A)이 중합체(B)와 함께 수용성이면, 본 발명의 플럭스 조성물을 수용성으로 할 수 있기 때문에, 본 발명의 플럭스 조성물을 이용하여 납땜된 기판으로부터 플럭스 잔사를 유기용제 세정이 아니라 물세정에 의해 제거할 수 있어, 그 결과, 조성물의 취급성이 용이해짐과 함께 환경 적합성이 향상된다. 여기에서, 수용성이란, 25℃, 1bar에서의 물에 대한 용해도가 0.1S 이상인 것을 말한다. 알디톨(A)로서 상기에 예시된 글리세린 등의 화합물은 모두 수용성이다.
1-2. 중합체(B)
중합체(B)는, 상기식 (1)에 나타내는 반복 구조 단위를 갖는 중합체이다.
본 발명의 플럭스 조성물에 있어서는, 활성종인 알디톨(A)과 중합체(B)를 조합하여 사용함으로써, 범프가 설치된 기판의 전기적 접속을 리플로우에 의해 행했을 때에, 범프가 리플로우 시에 플럭스로부터 노출되는 것을 방지한다는 효과가 발현된다. 이러한 효과가 얻어지는 것은, 알디톨(A)과 중합체(B)를 조합함으로써, 리플로우 시 등의 고온하에 있어서의 플럭스 조성물의 점도의 저하가 억제되기 때문이라고 생각된다.
상기식 (1) 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. Z가 나타내는 관능기는, 쌍극자 모멘트를 갖고, 수소 결합을 하는 것이 가능한 기이다. Z가 나타내는 관능기의 구체예로서는, 하이드록실기, 옥소기, 카복실기, 포르밀기, 아미노기, 니트로기, 메르캅토기, 술포기, 옥사졸린기, 이미드기, 아미드 구조를 갖는 기 및 이들 기를 갖는 기 등을 들 수 있다. 중합체(B)가 갖는 복수의 Z가 나타내는 관능기는, 1종류라도 좋고, 2종류 이상이라도 좋다.
중합체(B)의 구체예로서는, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올(부분 비누화물을 포함함), 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(2-하이드록시에틸아크릴레이트), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(4-하이드록시부틸아크릴레이트), 폴리(4-하이드록시부틸메타크릴레이트), 폴리(글리코실옥시에틸아크릴레이트), 폴리(글리코실옥시에틸메타크리레이트), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐아세탈(부분 아세탈화물을 포함함), 폴리에틸렌이민, 스티렌-무수 말레산 공중합체, 폴리비닐아민, 폴리알릴아민 및, 에포크로스(EPOCROS)(상품명, 닛폰쇼쿠바이 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
Z가 나타내는 관능기는, 아미드 구조를 갖는 기인 것이 바람직하다. Z가 나타내는 관능기가 아미드 구조를 갖는 기이면, 본 플럭스 조성물을 이용하여 범프가 설치된 기판의 전기적 접속을 리플로우에 의해 행했을 때에, 범프가 리플로우 시에 플럭스로부터 노출되는 것을 보다 확실히 저지할 수 있다. Z가 나타내는 관능기가 아미드 구조를 갖는 기인 중합체(B)로서는, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
중합체(B)의 분자량(Mw)은, 통상, 1,000∼1,000,000이다. 상기 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다.
본 발명의 플럭스 조성물에 있어서의 중합체(B)의 함유량은, 알디톨(A) 100질량부에 대하여, 10∼200질량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼130질량부이고, 더욱 바람직하게는 50∼120질량부이다. 중합체(B)의 함유량이 상기 범위 내이면, 본 플럭스 조성물을 이용하여 범프가 설치된 기판의 전기적 접속을 리플로우에 의해 행했을 때에, 범프가 리플로우 시에 플럭스 조성물로부터 노출되는 것을 보다 확실히 저지할 수 있다.
중합체(B)는, 전술한 알디톨(A)과 함께 수용성인 것이 바람직하다. 중합체(B)가 알디톨(A)과 함께 수용성이면, 본 발명의 플럭스 조성물을 수용성으로 할 수 있기 때문에, 본 발명의 플럭스 조성물을 이용하여 납땜된 기판으로부터 플럭스 잔사를 유기용제 세정이 아니라 물세정에 의해 제거할 수 있어, 그 결과, 조성물의 취급성이 용이해짐과 함께 환경 적합성이 향상된다. 여기에서, 수용성이란, 25℃, 1bar에서의 물에 대한 용해도가 0.1S 이상인 것을 말한다. 중합체(B)의 구체예로서 상기에 예시된 폴리비닐피롤리돈 등의 중합체는 모두 수용성이다.
1-3. 그 외의 성분
본 발명의 플럭스 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 그 외의 성분을 함유할 수 있다. 그 외의 성분으로서는, 용제, 활성제 및 틱소트로피성 부여제 등을 들 수 있다.
용제는, 플럭스 조성물의 점도를 조정하여, 플럭스 조성물의 계면 장력을 제어하기 위해 이용되는 것이다. 용제로서는, 일본공개특허공보 2010-179360호에 기재된 용제를 들 수 있다. 구체적으로는, 물, 이소프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 디글리세릴카프릴레이트 등의 디글리세린의 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌폴리글리세릴에테르 및 폴리옥시프로필렌폴리글리세릴에테르 등의 수용성의 용제, 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜디알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 카르비톨, 락트산 에스테르, 지방족 카본산 에스테르 및 방향족 탄화수소 등의 비수용성 용제를 들 수 있다.
이들 중에서도, 용이하게 휘발할 수 있는 용제, 보다 상세하게는, 비점이 리플로우 온도 이하의 용제, 통상은 대기압에 있어서의 비점이 260℃ 이하의 용제가 바람직하다. 또는, 알디톨(A)이나 중합체(B)가 수용성인 경우, 이들과의 혼화성의 점에서, 수용성의 용제가 바람직하다. 이들은 1종만을 이용해도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 활성제는, 플럭스 조성물의 환원성을 향상시키는 목적으로 이용되는 것으로, 일본공개특허공보 2010-179360호에 기재된 활성제를 들 수 있다.
또한 상기 틱소트로피성 부여제는, 플럭스 조성물에 틱소트로피성을 부여하는 목적으로 이용되는 것으로, 일본공개특허공보 2010-179360호에 기재된 틱소트로피성 부여제를 들 수 있다.
2. 전기적 접속 구조의 형성 방법
본 발명의 전기적 접속 구조의 형성 방법은, 상기 본 발명의 플럭스 조성물을 이용하여 용융성 도전부를 리플로우함으로써 전기적 접속을 행하는 것이다. 본 발명의 플럭스 조성물을 이용하면, 리플로우 시에 용융성 도전부의 산화를 확실히 방지할 수 있어, 그 결과, 양호한 전기적 접속 구조가 얻어진다.
본 발명의 전기적 접속 구조의 형성 방법의 일 구체예는, 예를 들면 이하의 공정을 갖는다.
공정 1 : 전기적 접속이 가능한 용융성 도전부가 설치된 기판에 본 발명의 플럭스 조성물을 도포하여, 상기 용융성 도전부를 본 발명의 플럭스 조성물로 피복하는 공정
공정 2 : 상기 기판과, 전기적 접속이 가능한 도전부가 설치된 다른 기판을, 상기 플럭스 조성물을 사이에 두고, 한쪽의 기판에 설치된 용융성 도전부와 다른 한쪽의 기판에 설치된 용융성 도전부가 대향하도록 배치하는 공정
공정 3 : 가열 처리에 의해 상기 2매의 기판에 설치된 용융성 도전부를 리플로우시키고, 상기 대향한 2개의 용융성 도전부를 접합함으로써, 상기 기판과 상기다른 기판을 전기적으로 접속시키는 공정
2-1. 공정 1
공정 1의 개략도를 도 3(a)에 나타낸다. 공정 1은, 전기적 접속이 가능한 용융성 도전부(11)가 설치된 기판(12)에 본 발명의 플럭스 조성물(13)을 도포하여, 용융성 도전부(11)를 플럭스 조성물(13)로 피복하는 공정이다.
용융성 도전부(11)는, 예를 들면 범프 등을 들 수 있다. 용융성 도전부(11)는, 땜납 재료만으로 형성되어 있어도 좋고, 또한 기판(12)의 판부에 접속하는 Cu, Ni, Au, Ag, Al, Zn 등의 땜납 재료 이외의 재료로 이루어지는 필러부와, 그 필러부의 선단(先端)에 형성된, 땜납 재료로 이루어지는 땜납부를 갖는 필러 범프라도 좋다.
상기 땜납 재료로서는, 예를 들면, 납계 합금인 Sn-Pb계 합금, Sn-Pb-Ag계 합금, Sn-Pb-Bi계 합금, Sn-Pb-In계 합금, Sn-Pb-Sb계 합금 등뿐만 아니라, 무(無)납계 합금인 Sn-Sb계 합금, Sn-Bi계 합금, Sn-Ag계 합금, Sn-Zn계 합금 등을 들 수 있다. 이들 합금에는, Ag, Cu, Bi, In, Ni, P 등이 첨가되어 있어도 좋다.
기판(12)으로서는, 용융성 도전부(11)와 전기적으로 접속되어 있는 배선(도시하지 않음) 및 절연층(도시하지 않음)을 갖고 있는 기판 등을 들 수 있다. 상기 절연층으로서는, 예를 들면, 유기 성분을 주성분으로서 함유하는 층을 들 수 있으며, 구체적으로는, 일본특허 3812654호, 일본공개특허공보 2007-314695호, 일본공개특허공보 2008-107458호, 일본공개특허공보 2006-189788호, 국제공개 제2009/072492호 팸플릿, 일본공개특허공보 2001-033965호 등에 기재된 수지층을 들 수 있다.
상기 절연층으로서는, 그 외, 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 수지 기판 등의 기재를 들 수도 있다. 즉, 상기 기판으로서는, 부품 탑재 기판, 칩 탑재 기판 등의 각종 기판, 전자 회로 모듈, 플립 칩 IC, 반도체 칩 등의 각종 전자 부품 등을 들 수 있다.
기판(12)에 플럭스 조성물(13)을 도포하는 방법으로서는, 예를 들면, 스핀 코팅법, 나이프 코터에 의한 도포 방법, 롤 코터에 의한 도포 방법, 닥터 블레이드에 의한 도포 방법, 커튼 코터에 의한 도포 방법, 다이 코터에 의한 도포 방법, 와이어 코터에 의한 도포 방법, 스크린 인쇄 장치에 의한 스크린 인쇄법, 잉크젯법에 의해 도포하는 방법을 들 수 있다.
플럭스 조성물(13)을 도포한 후, 필요에 따라서, 플럭스 조성물(13) 중에 포함되는 용제 등을 휘발시켜 점도를 올림으로써 다른 기판(21)과의 가고정성을 향상시킬 목적으로, 또는, 플럭스 조성물(13)의 환원성을 향상시킬 목적으로, 가열 처리를 행해도 좋다.
2-2. 공정 2
공정 2의 개략도를 도 3(b)에 나타낸다. 공정 2는, 기판(12)과, 전기적 접속이 가능한 도전부(22)가 설치된 다른 기판(21)을, 플럭스 조성물(13)을 사이에 두고, 기판(12)에 설치된 용융성 도전부(11)와 기판(21)에 설치된 도전부(22)가 대향하도록 배치하는 공정이다. 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(12)과 기판(21)은, 대향한 복수의 용융성 도전부(11)와 도전부(22)가 접촉하도록 배치된다.
기판(21)으로서는, 전기적 접속이 가능한 도전부(22)와 전기적으로 접속되어 있는 배선(도시하지 않음)과 절연층(도시하지 않음)을 갖고 있는 기판 등을 들 수 있다. 도전부(22)는, 용융성 도전부(11)와 동일하게, 용융성이라도 좋다. 기판(21)의 절연층으로서는 기판(12)의 절연층과 동일하게, 유기 성분을 주성분으로서 함유하는 층, 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 수지 기판 등을 들 수 있다.
기판(12)과 기판(21)을 전술한 바와 같이 배치한 후, 플럭스 조성물(13)의 점도를 컨트롤함으로써, 기판(12)과 기판(21)이 어긋나 움직이지 않도록, 즉, 공정 3의 리플로우 시에 기판(12)과 기판(21)과의 상호의 위치가 변화하지 않도록 플럭스 조성물(13)을 가고정재로서 이용해도 좋다.
2-3. 공정 3
공정 3의 개략도를 도 3(c)에 나타낸다. 공정 3은, 가열 처리에 의해 용융성 도전부(11)를 리플로우시켜, 대향한 용융성 도전부(11) 및 도전부(22)를 접합함으로써, 기판(12)과 기판(21)을 전기적으로 접속시키는 공정이다.
상기 리플로우에 있어서의 가열 온도는, 용융성 도전부(11)의 용융 온도나, 본 발명의 플럭스 조성물(13)의 종류에 따라 적절히 결정되며, 통상 80∼300℃, 바람직하게는 100∼270℃이다.
상기 리플로우에 의해, 대향한 용융성 도전부(11)와 도전부(22)는 접합되어, 도전 접속부(31)가 형성된다. 이와 같이, 공정 3에 의해, 기판(12)과 기판(21)은 도전 접속부(31)를 개재하여 전기적으로 접속된다.
리플로우 후, 플럭스 잔사가 있는 경우, 용제에 의해 세정하여 플럭스 잔사를 제거해도 좋다. 세정에 이용하는 용제로서는, 상기 「1-3. 그 외의 성분」에 기재된 용제를 들 수 있다. 특히, 알디톨(A)과 중합체(B)가 함께 수용성인 경우에는, 전술한 바와 같이 플럭스 잔사를 물세정에 의해 제거할 수 있어, 조성물의 취급성이 용이해질 뿐만 아니라 환경 적합성이 향상된다.
3. 전기적 접속 구조　
본 발명의 전기적 접속 구조는, 상기 전기적 접속 구조의 형성 방법에 의해 형성된 전기적 접속 구조이다. 본 발명의 전기적 접속 구조는, 상기 플럭스 조성물을 이용하여 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 도 3에 있어서의 용융성 도전부(11)나 도전부(22)가 산화되는 경우가 없다. 이 때문에, 본 발명의 전기적 접속 구조는 양호한 전기적 접속 구조가 된다. 본 발명의 전기적 접속 구조는, 각종 반도체 장치 등에 사용할 수 있다.
4. 반도체 장치
본 발명 플럭스 조성물을 이용하면, 전술한 전기적 접속 구조, 반도체 소자나 반도체 패키지, 고체 촬상 소자 및 광반도체 소자 등을 갖는 반도체 장치를 제조할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명에 대해서, 실시예를 들어 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이들 실시예에 전혀 제약되는 것은 아니다. 실시예 중의 「부」는 질량 기준이다.
〔1〕 플럭스 조성물의 준비
[실시예 1∼2, 4∼20, 참고예 1 및 비교예 1]
하기표 1에 나타내는 성분을 표 1에 나타내는 비율로 혼합함으로써, 실시예 1∼2, 4∼20, 참고예 1 및 비교예 1의 플럭스 조성물을 작성했다. 표 1에 나타난 수치는 질량부를 나타낸다. 각 성분의 상세는 이하와 같다. 「Mw」는, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다. 점도는 B형 점도계, 23℃에서 측정한 값이다.
A-1 : 글리세린
B-1 : 폴리비닐피롤리돈(Mw : 6000∼15000, 중합도 : 60∼930)
B-2 : 폴리비닐알코올(비누화도 : 87∼89mol％, 중합도 : 300∼500)
C-1 : 폴리에틸렌글리콜(점도 : 0.003∼0.02Pa·s)
C-2 : 테트라에틸렌글리콜
C-3 : 폴리옥시프로필렌폴리글리세릴에테르(0.3∼0.5Pa·s)
C-4 : 디글리세릴카프릴레이트(점도 : 0.3∼0.5Pa·s)
C-5 : 폴리옥시에틸렌폴리글리세릴에테르(점도 : 0.3∼0.5Pa·s)
Figure 112013046813695-pat00009
〔2〕 플럭스 조성물의 평가
실시예 1∼2, 4∼20, 참고예 1 및 비교예 1의 플럭스 조성물에 대해서, 이하의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1∼2, 4∼15, 참고예 1 및 비교예 1의 플럭스 조성물을, 스핀 코팅법으로, 복수의 필러 범프가 설치된 직경 4인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 필러 범프가 플럭스 조성물로 피복되도록 도포했다. 또한, 실시예 16∼20의 플럭스 조성물을, 잉크젯법으로, 복수의 필러 범프가 설치된 직경 4인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 필러 범프가 플럭스 조성물로 피복되도록 도포했다. 필러 범프는, 사이즈가 세로 100㎛, 가로 100㎛, 높이 100㎛이고, 실리콘 웨이퍼측의 아래 반은 구리로 이루어지는 필러부이고, 위에 반은 Sn-Ag 합금으로 이루어지는 땜납부였다. 도 1에 나타내는 온도 조건에서 땜납을 리플로우시킨 후, 실리콘 웨이퍼를 순수로 세정했다.
이때 순수에 의한 세정으로 플럭스 잔사를 제거할 수 있는지를, 세정 후의 실리콘 웨이퍼를 전자 현미경으로 관찰함으로써, 「세정성」으로서, 하기 기준으로 평가했다.
세정성
「A」 : 플럭스의 잔사가 남아 있지 않았음
「C」 : 플럭스의 잔사가 남아 있었음
또한, 리플로우 시에 필러 범프가 플럭스 조성물로부터 노출되지 않고, 플럭스 조성물에 의해 피복되어 있는지 여부를, 세정 후의 필러 범프의 땜납부의 형상을 전자 현미경으로 관찰함으로써, 「땜납의 형상」으로서, 도 2(a)∼(c)를 이용한 하기 기준으로 평가했다.
도 2(a)∼(c)는, 각각 실시예 1∼2, 4∼20, 참고예 1 및 비교예 1에서 사용한 실리콘 웨이퍼에 설치된 리플로우 후의 필러 범프(41)의 도면이고, 실리콘 웨이퍼에 평행한 방향이고, 그리고 필러 범프(41)의 측면에 평행한 방향에서 본 필러 범프(41)의 형상을 나타낸다. 필러 범프(41)는, 필러부(42)와 땜납부(43)를 갖는다. 리플로우 시에 필러 범프(41)가 플럭스 조성물로부터 많이 노출되어 있을수록, 필러 범프(41)의 땜납부(43)는 강하게 산화되어, 땜납부(43)의 형상에 큰 변화가 발생한다. 이 때문에, 세정 후의 땜납부(43)의 형상에 의해, 리플로우 시에 필러 범프(41)가 플럭스 조성물로부터 노출되었던 정도를 평가할 수 있다.
도 2(a)에 나타내는 땜납부(43)의 형상은, 땜납부(43)의 산화가 없는 경우, 즉 리플로우 시에 필러 범프(41)가 플럭스 조성물로부터 노출되어 있지 않는 경우에 나타나는 형상이다. 도 2(b)에 나타내는 땜납부(43)의 형상은, 땜납부(43)의 산화가 약한 경우, 즉 리플로우 시에 필러 범프(41)가 플럭스 조성물로부터 노출되어 있지만, 노출되어 있는 부분이 적은 경우에 나타나는 형상이다. 도 2(c)에 나타내는 땜납부(43)의 형상은, 땜납부(43)의 산화가 강한 경우, 즉 리플로우 시에 필러 범프(41)가 플럭스 조성물로부터 노출되어, 노출되어 있는 부분이 많은 경우에 나타나는 형상이다. 즉, 땜납부(43)는 산화되어 있지 않으면 반구(半球)에 가까운 형상이 되고, 산화의 정도가 커질수록 직방체에 가까운 형상이 된다.
땜납의 형상
「A」 : 땜납부(43)의 형상이 도 2(a)에 나타내는 형상이었음
「B」 : 땜납부(43)의 형상이 도 2(b)에 나타내는 형상이었음
「C」 : 땜납부(43)의 형상이 도 2(c)에 나타내는 형상이었음
11 : 용융성 도전부
12 : 기판
13 : 플럭스 조성물
21 : 기판
22 : 도전부
31 : 도전 접속부
41 : 필러 범프
42 : 필러부
43 : 땜납부

Claims (7)

  1. 글리세린 및, 하기식 (1)에 나타내는 반복 구조 단위를 갖는 중합체(B)를 함유하고, 글리세린 100질량부에 대하여, 상기 중합체(B)의 함유량이 10∼130질량부인 것을 특징으로 하는 플럭스(flux) 조성물:
    Figure 112013046813695-pat00004

    (식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고; Z는 하이드록실기, 옥소기, 카복실기, 포르밀기, 아미노기, 니트로기, 메르캅토기, 술포기, 옥사졸린기, 이미드기, 아미드 구조를 갖는 기 또는 이들 기를 갖는 기를 나타냄).
  2. 제1항에 있어서,
    상기식 (1)에 있어서의 Z가, 아미드 구조를 갖는 기인 플럭스 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중합체(B)가 수용성인 플럭스 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 플럭스 조성물을 이용하여 용융성 도전부를 리플로우하는 전기적 접속 구조의 형성 방법.
  5. 제4항에 기재된 전기적 접속 구조의 형성 방법에 의해 형성된 전기적 접속 구조.
  6. 제5항에 기재된 전기적 접속 구조를 갖는 반도체 장치.
  7. 삭제
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