KR102666267B1 - 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 NCP의 요구 특성을 만족하는 수지 조성물을 제공한다. 본 발명의 수지 조성물은 (A) 식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물, (B) 식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물, (C) 식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물, (D) 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체, (E) 퍼옥시에스테르 구조 또는 디알킬퍼옥사이드 구조를 갖는 유기 과산화물, (F) 실리카 필러, (G) 실란 커플링제를 포함한다(식 (1) 중, 단, m＋n＝2.3∼4.0이며, R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 메틸기이고, 식 (3) 중, R1 및 R2는 각각 페닐렌기 또는 CnH2n기(n＝1∼6)이다).
Description
본 발명은 반도체 실장 시 NCP(Non Conductive Paste)로서 사용되는 수지 조성물에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 실장에 있어서는 IC(Integrated Circuit) 칩의 전극(범프)이 형성되어 있는 면과 기판의 전극(전극 패드)이 형성된 면을 대치시켜, IC 칩의 범프와 기판의 전극 패드를 전기적으로 접속하는 플립 칩 법이 행해지고 있다.
이 플립 칩 법에서는 전극끼리의 접속 부분을 외부로부터 보호하고, IC 칩과 기판의 선팽창 계수의 차이에서 기인하는 응력을 완화하기 위해, 통상, 전극 접속 후에, 언더필제로 불리는 액상의 열경화성 접착제를 반도체 칩과 기판 사이에 유입시켜 경화시키도록 한다.
근래에는 IC 칩의 미세화가 급속히 진행되고 있다. 이에 따라, 인접하는 전극 간의 피치나, 반도체 칩과 기판 사이의 갭이 점점 좁아지는 경향이 있다. 이 때문에, 모세관 현상을 이용하여 언더필제를 IC 칩과 기판 사이에 유입시키면, 보이드가 발생하거나 언더필제의 유입에 장시간을 필요로 하는 등의 문제가 발생하게 된다.
이 때문에, NCP(Non Conductive Paste)로 불리는 액상의 접착제 혹은 NCF(Non Conductive Film)로 불리는 필름상의 접착제를 미리 기판에 도포 혹은 첩부하고, 그 후, 플립 칩 본더 등에 의한 가열 압접(Thermal Compression Bonding: TCB)으로 수지를 경화시켜, IC 칩의 범프와 기판의 전극 패드를 접속하는 이른바 선입법이 시도되고 있다(특허문헌 1 참조).
NCP에 요구되는 특성으로서, TCB를 실시했을 때의 전기적 접속성 및 그 신뢰성이 우수한 것이 요구된다.
또한, TCB 공정에 의한 실장 후의 내흡습 리플로우성, 내HAST(High Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)성, TCB 실시 시에 있어서 스테이지 상에서의 라이프를 향상시키는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위해, 상술한 NCP의 요구 특성을 만족하는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (A) 식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물,
(식 (1) 중, 단, m＋n＝2.3∼4.0이며, R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 메틸기이다)
(B) 식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
(C) 식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
(식 (3) 중, R1 및 R2는 각각 페닐렌기 혹은 CnH2n기(n＝1∼6)이다)
(D) 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체,
(E) 퍼옥시에스테르 구조 또는 디알킬퍼옥사이드 구조를 갖는 유기 과산화물,
(F) 실리카 필러,
(G) 실란 커플링제
를 포함하는 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (C) 성분의 아크릴레이트 화합물이 식 (4)로 나타내는 아크릴레이트 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (C) 성분의 아크릴레이트 화합물의 함유량이 상기 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 1∼6질량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (E) 성분의 유기 과산화물이 식 (5)∼(7)로 나타내는 화합물을 적어도 1종 이상 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (E) 성분의 유기 과산화물의 함유량이 상기 (A), (B), (C) 성분의 합계 질량 100질량부에 대해 0.5∼6질량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물은 (H) 플럭스 기능을 갖는 화합물을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (H) 성분의 플럭스 기능을 갖는 화합물이 스테아르산인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 발명의 수지 조성물을 포함하는 비도전성 페이스트(NCP)를 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 NCP를 사용한 반도체 장치를 제공한다.
본 발명의 수지 조성물은 NCP로서 사용했을 때, TCB 공정에서의 실장성이 우수하며, 또한, 내흡습 리플로우성, 내HAST성, TCB 실시 시에 있어서 스테이지 상에서의 라이프가 양호하다.
도 1은 실시예에서의 TCB 온도 프로파일을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명의 수지 조성물은 이하에 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물((A) 성분) 및 아크릴레이트 화합물((B) 성분, (C) 성분)을 필수 성분으로 함유한다.
(A) 식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물,
식 (1) 중, 단, m＋n＝2.3∼4.0이며, R1 및 R2는 각각 수소 원자(H) 또는 메틸기(CH3)이다.
식 (1)로 나타내는 R1 및 R2가 메틸기인 화합물은 EO 변성 비스페놀A 디메타크릴레이트(2,2-Bis[4-(Methacryloxy Ethoxy)Phenyl]Propane))이다. 여기서, 「EO 변성」이란 에틸렌옥사이드 유닛(-CH2-CH2-O-)의 블록 구조를 갖는 것을 의미한다.
식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물은 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, 액상 특성과 경화 후의 밀착성 및 내구성을 부여하는 성분으로서 작용한다.
식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물에 있어서, m＋n＝2.3∼4.0으로 한정하는 이유는 m＋n이 2.3보다 작으면 점도가 높아지기 쉽고 액상 특성이 저하되는 경향이 있고, m＋n이 4.0보다 커지면 밀착성, 접속성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물의 함유량은 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 10∼65질량부인 것이 바람직하고, 13∼60질량부인 것이 보다 바람직하다.
(B) 식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물은 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트(Dimethylol Tricyclodecane Diacrylate)이다.
식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물은 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, 액상 특성, TCB 공정에 있어서의 경화성 및 내구성을 부여하는 성분으로서 작용한다.
식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물의 함유량은 본 발명의 수지 조성물의 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 15∼70질량부인 것이 바람직하고, 20∼67질량부인 것이 보다 바람직하다.
(C) 식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물은 카프로락톤 변성 에폭시아크릴레이트 올리고머이다. 식 (3) 중, R1 및 R2는 각각 페닐렌기 또는 CnH2n기(n＝1∼6)이다.
식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물은 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, TCB 실시 시에 있어서 스테이지 상에서의 라이프를 향상시키는 성분으로서 작용한다. 이는 식 (3)으로 나타내는 장쇄 아크릴레이트 화합물을 배합함으로써, 관능기 밀도가 약간 하락하기 때문이다.
식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물에 있어서, R1 및 R2는 페닐기인 것, 즉, 식 (4)로 나타내는 아크릴레이트 화합물인 것이 내약품성, 장기 내구성의 이유에서 바람직하다.
삭제
식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물의 함유량은 본 발명의 수지 조성물의 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 1∼6질량부인 것이 바람직하고, 2∼5질량부인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물은 (A) (메타)아크릴레이트 화합물, (B), (C) 성분의 아크릴레이트 화합물 이외의 (메타)아크릴레이트 화합물을 적절히 병용해도 된다. 병용 가능한 (메타)아크릴레이트 화합물의 구체예로는 예를 들어, 2관능 폴리에스테르아크릴레이트 화합물, 폴리에스테르메타크릴레이트 화합물, 폴리우레탄아크릴레이트 화합물, 폴리우레탄메타크릴레이트 화합물, 에폭시아크릴레이트 화합물, 에폭시메타크릴레이트 화합물, 2-아크릴로일옥시에틸애시드포스페이트, 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트 등의 인계 (메타)아크릴레이트 화합물, 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트 등의 글리콜계 (메타)아크릴레이트 화합물, 디메틸올트리시클로데칸디메타크릴레이트 등의 고리형 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 노닐페놀EO부가물 아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 등의 단관능 (메타)아크릴레이트를 적절히 병용해도 된다.
(D) 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체
본 발명의 수지 조성물은 (D) 성분으로서 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체를 필수 성분으로 함유한다.
여기서, 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체는 무수 말레산 변성된 폴리부타디엔 골격을 갖는다.
부타디엔과 무수 말레산의 공중합체는 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, 응력의 완화 성분으로 작용한다.
부타디엔과 무수 말레산의 공중합체는 상온에서 액상인 것이 액상 특성 부여의 이유에서 바람직하다.
부타디엔과 무수 말레산의 공중합체는 수 평균 분자량(Mn)이 500∼5,000인 것이 바람직하고, 1,000∼4,000인 것이 보다 바람직하다.
(D) 성분의 공중합체의 함유량은 본 발명의 수지 조성물의 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 5∼30질량부인 것이 바람직하고, 7∼27질량부인 것이 보다 바람직하다.
(E) 유기 과산화물
본 발명의 수지 조성물은 (E) 성분으로서 유기 과산화물을 필수 성분으로 함유한다.
(E) 성분의 유기 과산화물은 본 발명의 수지 조성물의 가열 경화 시에 있어서, (A) 성분의 메타크릴레이트 화합물, (B), (C) 성분의 아크릴레이트 화합물, (D) 성분의 공중합체의 반응을 촉진한다.
(E) 성분의 유기 과산화물로는 퍼옥시에스테르 구조 또는 디알킬퍼옥사이드 구조를 갖는 유기 과산화물을 사용한다.
퍼옥시에스테르 구조 또는 디알킬퍼옥사이드 구조를 갖는 유기 과산화물로는 식 (5)∼(7)로 나타내는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
식 (5)로 나타내는 화합물은 디쿠밀퍼옥사이드, 식 (6)으로 나타내는 화합물은 t-부틸퍼옥시벤조에이트, 식 (7)은 t-헥실퍼옥시벤조에이트이다.
상기한 유기 과산화물은 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
(E) 성분의 유기 과산화물의 함유량은 (A) 성분의 (메타)아크릴레이트 화합물, (B), (C) 성분의 아크릴레이트 화합물의 합계 질량 100질량부에 대해 0.5∼6질량부인 것이 바람직하고, 0.6∼5질량부인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물은 퍼옥시에스테르 구조, 디알킬퍼옥사이드 구조 이외의 구조를 갖는 유기 과산화물을 적절히 병용해도 된다. 병용 가능한 유기 과산화물의 구체예로는 예를 들어, 벤조일퍼옥사이드, p-멘탄히드로퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 디-2에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-2-메틸시클로헥산 등을 들 수 있다.
(F) 실리카 필러
(F) 성분의 실리카 필러는 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, 실장된 반도체 패키지의 신뢰성을 향상시키는 목적으로 필수 성분으로서 첨가된다.
(F) 성분의 실리카 필러는 평균 입경이 1㎛ 이하인 것이 좁은 갭에 대한 침투성, 반도체 칩에 대한 충격 방지 등의 이유에서 바람직하다.
(F) 성분의 실리카 필러는 평균 입경이 0.1㎛ 이상인 것이 액상 특성 유지의 이유에서 바람직하다.
(F) 성분의 실리카 필러는 평균 입경이 0.1∼0.7㎛인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 필러의 형상은 특별히 한정되지 않고, 구상, 부정형, 비늘 형상 등 어느 형태여도 된다. 한편, 필러의 형상이 구상 이외인 경우, 필러의 평균 입경이란 당해 필러의 평균 최대 직경을 의미한다.
(F) 성분의 실리카 필러로서, 실란 커플링제 등으로 표면 처리가 실시된 것을 사용해도 된다. 표면 처리가 실시된 실리카 필러를 사용한 경우, 실리카 필러의 응집을 방지하는 효과가 기대된다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, (F) 성분의 함유량은 본 발명의 수지 조성물의 각 성분의 합계 질량 100질량부 중 40∼65질량부인 것이 바람직하고, 45∼65질량부인 것이 보다 바람직하다.
(G) 실란 커플링제
(G) 성분의 실란 커플링제는 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용했을 때, IC 칩이나 기판에 대한 밀착성을 향상시키는 목적으로 첨가된다.
(G) 성분의 실란 커플링제로는 에폭시계, 아미노계, 비닐계, 메타크릴계, 아크릴계, 메르캅토계 등의 각종 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 에폭시기를 갖는 에폭시계 실란 커플링제, 메타크릴기를 갖는 메타크릴계 실란 커플링제가 밀착성이 높다는 등의 이유에서 바람직하다.
에폭시계 실란 커플링제의 구체예로는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(상품명: KBM403, 신에츠 화학 주식회사 제조), 3-글리시독시프로필트리에톡시실란(상품명: KBE-403, 신에츠 화학 주식회사 제조), 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란(상품명: KBE-402, 신에츠 화학 주식회사 제조), 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란(상품명: KBM402, 신에츠 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
메타크릴계 실란 커플링제의 구체예로는, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(상품명: KBM503, 신에츠 화학 주식회사 제조), 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란(상품명: KBM502, 신에츠 화학 주식회사 제조), 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란(상품명: KBE502, 신에츠 화학 주식회사 제조), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(상품명: KBE503, 신에츠 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, (G) 성분의 실란 커플링제의 함유량은 본 발명의 수지 조성물의 각 성분의 합계 질량 100질량부 중 0.05∼1질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼0.8질량부인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물은 상기 (A)∼(G) 성분 이외에, 이하에 언급하는 성분을 필요에 따라 함유해도 된다.
(H) 플럭스 기능을 갖는 화합물
본 발명의 수지 조성물에 있어서, (H) 성분으로서 플럭스 기능을 갖는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
(H) 성분의 화합물은 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, 플럭스 활성제를 이루는 성분이다. (H) 성분의 화합물을 함유시키는 경우, 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용할 때, 전기적 접속성 및 그 신뢰성이 향상된다.
(H) 성분의 플럭스 기능을 갖는 화합물로는 예를 들어, 8-퀴놀리놀, 말론산, 숙신산, 말레산, 글루타르산, 수베르산, 아디프산, 세바스산, 스테아르산 등의 카르복실산류, 디페닐구아니딘브롬화수소산염, 시클로헥실아민브롬화수소산염, 디에틸아민염산염, 트리에탄올아민브롬화수소산염, 모노에탄올아민브롬화수소산염 등이 예시된다.
이들 중에서도, 스테아르산이 땜납 습윤 촉진 작용, 라이프의 안정성의 이유에서 바람직하다.
(H) 성분의 화합물을 함유시키는 경우, 그 함유량은 그 플럭스 활성에 따라 상이하지만, (H) 성분으로서 스테아르산을 사용하는 경우에는 (A) 성분의 (메타)아크릴레이트 화합물, (B), (C) 성분의 아크릴레이트 화합물 및 (D) 성분의 공중합체 합계 질량 100질량부에 대해 0.5∼7질량부인 것이 바람직하고, 1∼5질량부인 것이 보다 바람직하다.
(그 밖의 배합제)
본 발명의 수지 조성물은 상기 (A)∼(H) 성분 이외의 성분을 필요에 따라 추가로 함유해도 된다. 이러한 성분의 구체예로는 소포제, 표면 조정제, 레올로지 조정제, 착색제, 가소제, 분산제, 침강 방지제 등을 들 수 있다.
또한, 밀착성, 내구성 부여의 목적으로 에폭시 수지를 함유시켜도 된다. 이 목적으로 함유시키는 에폭시 수지는 액상 에폭시 수지, 고형 에폭시 수지 중 어느 것이어도 된다. 바람직한 에폭시 수지는 비스페놀 F형 에폭시 수지, 아미노페놀형 에폭시 수지이다. 에폭시 수지를 함유시키는 경우, 에폭시 수지 경화제, 에폭시 수지 경화 촉진제를 필요에 따라 함유시킨다.
또한, 본 발명의 수지 조성물의 탄성률이나 응력을 조정하는 목적으로 엘라스토머류를 함유시켜도 되고, 본 발명의 수지 조성물의 점도, 인성 등을 조정하는 목적으로 기타 고형 수지를 함유시켜도 된다.
각 배합제의 종류, 배합량은 통상의 방법대로이다.
(수지 조성물의 조제)
본 발명의 수지 조성물은 관용의 방법에 의해 조제할 수 있다. 예를 들면, (A)∼(G) 성분, 추가로 필요에 따라 배합하는 (H) 성분 및 그 밖의 배합제를 첨가, 혹은 순차적으로 첨가하여, 니더, 3본 롤, 볼밀 등의 분산 장치로 분산, 혼합한다.
본 발명의 수지 조성물은 NCP로서 사용했을 때, TCB 공정에서의 실장성이 우수하며, 또한, 내흡습 리플로우성, 내HAST성, TCB 실시 시에 있어서 스테이지 상에서의 라이프가 양호하다.
본 발명의 수지 조성물은 단시간에 실장이 가능하고, 생산성이 높다.
(H) 성분을 함유하는 본 발명의 수지 조성물은 플럭스 효과를 겸비하고 있어, 땜납 접속성이 우수하다.
다음으로, 본 발명의 수지 조성물의 사용 순서를 이하에 나타낸다.
본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용하여 반도체 패키지를 실장하는 경우, 디스펜서 등을 이용하여, 기판 상의 반도체 칩을 실장하는 위치에 본 발명의 수지 조성물을 도포한다.
다음으로, 플립 칩 본더 등에 의해 기판 상의 칩 탑재 위치에 가열 압접(TCB)에 의해 반도체 칩을 실장한다. TCB 조건은 특별히 한정되지 않지만, 반도체 칩 사이즈, 범프 재질, 범프 수 등에 따라 TCB 조건을 적절히 선택할 수 있다.
가열 온도는 50∼300℃, 시간은 1∼20초, 압력은 5∼450N인 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 장치는 반도체 장치의 제조 시, 본 발명의 수지 조성물을 NCP로서 사용한 것인 한 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 반도체 장치의 구체예로는 플립 칩 구조를 갖는 반도체 장치를 들 수 있다. 플립 칩은 범프라고 불리는 돌기 형상의 전극을 갖고 있어, 이 전극을 개재하여 기판 등의 전극과 접속된다. 범프 재질로는 땜납, 금, 구리 등을 들 수 있다. 플립 칩과 접속되는 기판으로는 FR-4 등의 단층, 또는 적층된 유기 기판, 실리콘, 유리, 세라믹 등의 무기 기판이 있고, 구리 및 구리 위에 금 도금 또는 주석 도금, 땜납층 등을 형성한 전극이 사용된다. 플립 칩 구조의 반도체 장치로는 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 메모리 디바이스, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 등의 프로세서 디바이스, LED(Light Emitting Diode) 등의 발광 소자, LCD(Liquid Crystal Display) 등에 사용되는 드라이버 IC 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해, 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다.
(실시예 1∼26, 비교예 1∼4)
하기 표에 나타내는 배합 비율이 되도록 각 원료를 3본 롤밀을 사용하여 혼합·분산하고 수지 조성물을 조제했다. 여기서, 표 중의 각 조성에 관한 수치는 질량부를 나타내고 있다.
수지 조성물의 조제 시 사용한 성분은 이하와 같다.
(A) 식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물,
(A1) 상품명 BPE-100 (식 (1) 중, R1 및 R2는 메틸기, m＋n＝2.6), 신나카무라 화학 공업 주식회사 제조)
(A2) 상품명 BPE-80N (식 (1) 중, R1 및 R2는 메틸기, m＋n＝2.3), 신나카무라 화학 공업 주식회사 제조)
(A3) 상품명 BPE-200 (식 (1) 중, R1 및 R2는 메틸기, m＋n＝4.0), 신나카무라 화학 공업 주식회사 제조)
(B) 식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
상품명 DCP-A, 교에이샤 화학 주식회사 제조
(C) 식 (4)로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
상품명 EBECRYL 3708, 다이셀·올넥스 주식회사 제조
(D) 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체
무수 말레산 변성 폴리부타디엔, 상품명 Ricon 130MA13, 수 평균 분자량(Mn) 2900, (Cray Valley사 제조)
(E) 유기 과산화물
(E1) 디쿠밀퍼옥사이드, 상품명 퍼쿠밀(등록상표) D, 10시간 반감기 온도 116.4℃(니치유 주식회사 제조)
(E2) t-헥실퍼옥시벤조에이트, 상품명 퍼헥실(등록상표) Z, 10시간 반감기 온도 99.4℃(니치유 주식회사 제조)
(E3) t-부틸퍼옥시벤조에이트, 상품명 퍼부틸(등록상표) Z, 10시간 반감기 온도 104.3℃(니치유 주식회사 제조)
(E'1) 벤조일퍼옥사이드, 상품명 나이퍼(등록상표) BW, 10시간 반감기 온도 73.6℃(니치유 주식회사 제조)
(E'2) p-멘탄히드로퍼옥사이드, 상품명 퍼멘타(등록상표) H, 10시간 반감기 온도 128℃(니치유 주식회사 제조)
(F) 실리카 필러
구상 실리카, 상품명 SO-E2, 평균 입경 0.5㎛(주식회사 아드마텍스사 제조)
(G) 실란 커플링제
(G1) 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 상품명 KBM403(신에츠 화학 공업 주식회사 제조)
(G2) 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 상품명 KBM503(신에츠 화학 공업 주식회사 제조)
(H) 플럭스 기능을 갖는 화합물
스테아르산, 와코 순약 공업 주식회사 제조
(I) 에폭시 수지
(I1) 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지, 상품명 EXA-830CRP(DIC 주식회사 제조)
(I2) 아미노페놀형 에폭시 수지, 상품명 630(미츠비시 화학 주식회사 제조)
상기의 순서로 조제한 수지 조성물을 사용하여, 이하의 평가를 실시했다.
(실장성)
상기의 순서로 제작한 수지 조성물을 NCP로서 사용하여, 하기 순서에 따라 유기 기판 상에 테스트용 칩을 실장했다.
테스트용 칩은 사이즈가 7.3㎜×7.3㎜×0.125㎜(t)이며, 30㎛×30㎛×30㎛의 Cu필러 상에 땜납층을 형성한 범프가 544개 형성되어 있다.
테스트용 칩을 탑재하기 위한 유기 기판은 사이즈가 17.0㎜×17.0㎜×0.9㎜(t)이며, OSP 처리된 Cu로 이루어지는 전극이 형성되어 있다.
상기의 순서로 조제한 수지 조성물을 유기 기판 상에 디스펜서(무사시 엔지니어링 주식회사 제조, 상품명 Super Σ Ⅱ V5)를 이용하여, 23G사이즈의 니들을 사용하여 X 패턴상으로 도포했다.
다음으로, 플립 칩 본더(도레이 엔지니어링 주식회사 제조, 상품명 TC-3000S)를 이용하여, 테스트용 칩과 유기 기판을 가열 압접(TCB)했다.
플립 칩 본더의 스테이지 온도를 70℃, 하중을 25N으로 설정하고, 도 1에 나타내는 TCB 온도 프로파일로 설정했다. TCB 프로파일은 테스트용 칩과 유기 기판 사이에 열전대(50㎛φ)를 삽입하고, 측정한 온도 이력을 사용했다.
시험은 도포 후의 시험편을 70℃의 플립 칩 본더 상에서 소정의 시간(10, 60, 120, 180분) 방치시킨 후, TCB로 수지 조성물의 경화와 접속을 행했다. TCB 후, 그 시험편을 165℃에서 1시간 가열하여 완성했다.
각 방치 시간마다 5 시험편을 제작하여, 이하의 평가를 실시했다.
SAT 관찰
제작한 시험편을 초음파 탐상 장치(Scanning Acoustic Tomography, SAT)를 이용하여 반사법으로 보이드/데라미네이션을 관찰했다. 소득 화상 상에 백색의 음영이 확인된 것을 불량품으로 했다. 표 중의 기재는 불량품 샘플 수/측정 샘플 수를 나타내고 있다(이하 동일).
저항값
제작한 시험편의 저항값을 기판 상에 설치된 저항값 측정 패드를 이용하여 저항값을 측정했다. 1샘플이라도 불합격이 있었을 경우에는 접속 상태를 ×로 했다. 28∼32Ω의 저항값을 나타낸 것을 합격으로 하고, 28Ω 미만 혹은 32Ω 초과의 저항값을 나타낸 것을 불량품으로 했다.
(흡습 리플로우 시험)
상기의 순서로 제작한 시험편(5 시험편)을 30℃／60％RH의 조건하(JEDEC level 3(MRT L.3) 흡습 조건)에서 192시간 방치하여 흡습시켰다. 그 후, 최고 도달 온도 260℃의 리플로우 오븐을 3회 통과시켰다. 흡습 리플로우의 실시 후, 상기와 동일한 순서로 SAT 관찰과 저항값의 측정을 실시했다.
(HAST 시험)
흡습 리플로우 시험을 실시한 시험편(5 시험편)을 130℃／85％RH의 조건하에서 168시간 방치한 후, 상기와 동일한 순서로 SAT 관찰과 저항값의 측정을 실시했다.
실시예 1∼26은 모두 실장성 시험, 흡습 리플로우 시험, HAST 시험 결과가 양호했다. 여기서, 실시예 1, 2는 (G) 성분의 실란 커플링제를 변경한 실시예이다. 실시예 3∼7은 (E) 성분의 유기 과산화물을 변경한 실시예이다. 실시예 8, 9는 (A) 성분의 메타크릴레이트 화합물을 변경한 실시예이다. 실시예 10∼20은 각 성분의 배합 비율을 변경한 실시예이다. 실시예 21, 22는 (I) 성분으로서 에폭시 수지를 첨가한 실시예이고, 실시예 23, 24, 26은 (H) 성분으로서 플럭스 기능을 갖는 화합물을 추가로 첨가한 실시예이다. 실시예 25는 (I) 성분은 첨가하지 않고, (H) 성분을 첨가한 실시예이다.
비교예 1은 (G) 성분의 실란 커플링제를 함유하지 않은 예이고, 흡습 리플로우 시험(10분 방치)에서 1 시험편의 SAT 관찰, 저항값이 불량품이 되었다. 또한, 흡습 리플로우 시험(180분 방치)에서 1 시험편의 SAT 관찰이 불량품이 되었다. 이 때문에 HAST 시험은 실시하지 않았다.
비교예 2, 3은 (E'1) 성분, (E'2) 성분으로서, 퍼옥시에스테르 구조, 디알킬퍼옥사이드 구조를 갖지 않는 유기 과산화물을 사용한 예이며, 실장성 평가(SAT 관찰, 저항값)가 5 시험편 전부 불량품이 되었다. 이 때문에 흡습 리플로우 시험, HAST 시험은 실시하지 않았다.
비교예 4는 (C) 성분의 아크릴레이트 화합물을 포함하지 않은 예이며, 실장성 평가(180분 방치)에서 SAT 관찰, 저항값이 5 시험편 전부 불량품이 되었다. 이 때문에, 흡습 리플로우 시험, HAST 시험은 180분 방치인 시험편에서는 실시하지 않고, 120분 방치인 시험편에 대해 실시했다.
Claims (9)
- (A) 식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴레이트 화합물,
(식 (1) 중, 단, m＋n＝2.3∼4.0이며, R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 메틸기이다)
(B) 식 (2)로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
(C) 식 (3)으로 나타내는 아크릴레이트 화합물,
(식 (3) 중, R1 및 R2는 각각 페닐렌기 또는 CnH2n기(n＝1∼6)이다)
(D) 부타디엔과 무수 말레산의 공중합체,
(E) 퍼옥시에스테르 구조 또는 디알킬퍼옥사이드 구조를 갖는 유기 과산화물,
(F) 실리카 필러,
(G) 실란 커플링제를 포함하고,
상기 (E) 성분의 유기 과산화물이 식 (5)∼(7)로 나타내는 화합물을 1종 이상 함유하고,
상기 (G) 성분의 실란 커플링제가 에폭시기를 갖는 에폭시계 실란 커플링제 및 메타크릴기를 갖는 메타크릴계 실란 커플링제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이고,
상기 (A) 성분의 (메타)아크릴레이트 화합물의 함유량이 상기 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 10∼65질량부이고,
상기 (B) 성분의 아크릴레이트 화합물의 함유량이 상기 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 15∼70질량부이고,
상기 (C) 성분의 아크릴레이트 화합물의 함유량이 상기 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 1∼6질량부이고,
상기 (D) 성분의 공중합체의 함유량이 상기 (A), (B), (C), (D) 성분의 합계 질량 100질량부 중 5∼30질량부이고,
상기 (E) 성분의 유기 과산화물의 함유량이 상기 (A), (B), (C) 성분의 합계 질량 100질량부에 대해 0.5∼6질량부이고,
상기 (F) 성분의 실리카 필러의 함유량이 수지 조성물의 각 성분의 합계 질량 100질량부 중 40∼65질량부이고,
상기 (G) 성분의 실란 커플링제의 함유량이 수지 조성물의 각 성분의 합계 질량 100질량부 중 0.05∼1질량부인 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 (C) 성분의 아크릴레이트 화합물이 식 (4)로 나타내는 아크릴레이트 화합물인 수지 조성물
. - 제 1 항에 있어서,
(H) 플럭스 기능을 갖는 화합물을 추가로 함유하는 수지 조성물. - 제 2 항에 있어서,
(H) 플럭스 기능을 갖는 화합물을 추가로 함유하는 수지 조성물. - 제 3 항에 있어서,
상기 (H) 성분의 플럭스 기능을 갖는 화합물이 스테아르산인 수지 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 (H) 성분의 플럭스 기능을 갖는 화합물이 스테아르산인 수지 조성물. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 수지 조성물을 포함하는 비도전성 페이스트(NCP).
- 제 7 항의 NCP를 사용한 반도체 장치.
- 삭제
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