KR20060136369A - 이중 단계 웨이퍼 적용 언더필 - Google Patents
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Abstract
대형 웨이퍼 또는 집적 회로 칩의 활성면에 적용하기 위한 비휘발성 일액형 액체 언더필 인캡슐런트가 개시된다. 코팅하자마자 인캡슐런트는 특히 자외선, 가시광선 및 적외선 스펙트럼 같은 복사에 노출됨으로서 액화 가능 하며 점성이 없는 고체로 전환된다. 언더필 코팅된 웨이퍼는 경화의 촉진없이 수개월의 현저한 저장 안정성을 나타낸다. 대형 웨이퍼는 소형 웨이퍼 부분으로 싱귤레이트되어 수개월동안 저장될 수 있으며, 그 후 땜납 재유동 조립중에, 웨이퍼 연결이 고정되고, 언더필이 액화되어 필릿에 유출되고 열 활성화 가교결합하면 열경화성 상태로 전환된다.
언더필, 웨이퍼, 집적회로 칩
Description
본 발명은 마이크로 전자공학칩 조립체에 관한 것으로서, 특히 언더필(underfill)을 집적회로 웨이퍼에 적용하기 위한 방법 및 재료에 관한 것이다.
전자부품의 표면장착은 자동 패키지 조립 시스템에서 충분히 개발되어 있다. 직접 회로는 트랜지스터 및 다이오드 같은 장치 및 하나 이상의 기능 회로를 형성하기 위하여 전도성 연결에 의하여 함께 연결되는 저항기 및 축전기 같은 소자로 구성된다. 장치는 다이스, 칩 또는 다이 사이에서 경계로서 작용하는 웨이퍼의 표면에서 스크라이브 라인 또는 소오 스트리트의 반복 장방형 패턴에 의하여 서로 분리되는 동일한 집적 회로의 패턴을 형성하기 위하여 일련의 조립단계를 받는 표면을 갖는 웨이퍼 또는 실리콘의 시이트에 조립된다. 조립공정의 후단계에서 웨이퍼로부터 싱귤레이티드 다이스는 기판에 결합되어 집적회로 패키지(IC package)를 형성한다.
일반적으로 통상적인 플립 칩 과학기술은 집적회로 다이의 활성면이 패키지 기판 또는 인쇄 회로기판(총체적으로 PCB 라고 칭하여진다)에 부착되는 조립체와 관계가 있다. 플립 칩 조립체는 언더필 패키징의 유무에 관계없이 설계될 수 있다. 플립칩의 사용과 관련하여, 칩에는 회로기판의 표면의 리세스에 대응하도록 설계된 활성면의 위치에 놓이는 땜납의 소형 범프 또는 보올(이후 "범프" 또는 "땜납 범프"라고 한다)이 형성되어 있다. 칩은 땜납 범프가 회로기판의 패드와 칩의 대응하는 패드 사이에 끼워지게 되도록 범프를 기판과 일치시키므로서 장착된다. 플럭스가 적용된 후, 땜납이 재유동되는 시점까지 조립체에 열을 가한다. 냉각하면 땜납은 경화되고, 따라서 플립칩이 기판의 표면에 장착된다. 통상적인 언더필은 여러가지 별개의 접근 방식으로 사용되며, 장착된 칩에 적용되어 화학적 침식, 수분, 공수 오염물질, 및 운반 및 사용시 조우되는 기계적 충격, 진동 및 온도 순환으로부터 칩을 보호하여 준다. 통상적인 모세 플립칩 언더필 공정은 칩과 회로판의 정렬, 플럭스 분배, 땜납 재유동, 언더필 적용, 언더필 유동 및 경화의 단계를 수반한다.
칩 패키지에 사용되는 언더필은 수분 및 오염물질 같은 환경적 인자로부터 칩과 패키지 또는 회로기판을 상호연결시키는 땜납 조인트를 보호하는 기능을 하고 기계적 응력을 재분배하는 기능을 하여, 장치의 수명을 증가시킨다. 수분과 같은 오염물질 및 그 결과 금속 상호연결부의 부식으로부터 칩의 보호가 이루어진다. 그러나 접착제의 부적절한 선택은 수축, 박층분리, 가수분해, 불안정, 부식, 및 언더필에 의한 오염같은 여러가지 방식으로 플립칩 패키지가 고장나게 할 수 있다.
칩 언더필은 칩, 연결부, 언더필 및 기판 사이의 상이한 열 팽창 계수의 결과로서 접착면 사이에 응력을 부여하는 것을 회피하도록 설계된다. 응력으로 인한 고장방식은 기판이 유기화합물이고 장치 크기가 증가할 수록 보다 우세하다. 칩 언더필은 땜납 마스크로 코팅되거나 코팅될 수 없는 세라믹 또는 유기 PCB(예컨대 FR4 에폭시) ; 금속 합금 또는 유기 연결부 ; 및 전형적으로 실리콘 또는 기타 무 기 화합물로 구성되고 얇은 표면 안정화층으로 코팅되거나 코팅될 수 없는 집적 회로 다이(칩) 같은 기판에 대한 접착 기능을 제공하여야만 한다.
전자부품을 패키지 하는데 근본적인 두가지 방법 중 하나의 방법에 있어서, 부품을 부품이 장착되는 기판의 동일한 측면에 땜질한다. 이들 장치는 "표면 장착"된다고 칭하여진다. 두가지 형태의 통상적인 언더필이 실제로 모세 유동 및 "비유동" 방식으로 표면 장착된 장치와 함께 사용하기 위한 것이다. 이들 과학기술의 상세한 설명은 문헌에서 찾아볼 수 있다(예컨대, 맥 그로힐 2000, 존 에취·라우의 DCA, WLCSP 및 PBGA 조립체를 위한 Low cost Flip Chip Technologies 참조). 이들 과학기술에서, 전형적으로 액체 열경화성 제형을 경화시키거나 또는 고체 필름을 조립체에 적층시키기 위하여 열이 사용된다. 시스템으로부터 공기 공극을 제거하기 위하여 진공이 때때로 사용된다. 전형적으로 언더필은 칩 인 패키지 또는 칩 온 보드를 위해 표면 장착(SMT) 조립 라인에 적용된다. 통상적인 유동 및 비유동 언더필의 사용은 SMT 라인에 여러 단계를 요하며, 통상적으로 이 과정은 이들 마이크로 전자공학 조립 라인에 대한 장애이다.
대표적인 통상의 비유동 언더필이 미국 특허 제6180696호에 기재되어 있다. 언더필 재료는 기판 또는 반도체 칩에 먼저 분배된 다음, 재유동하는 땜납 범프 및 경화하는 언더필 인캡슐런트에 동시에 분배된다. 상기 미국 특허 제6180696호에 기재된 언더필은 에폭시 수지 및/또는 에폭시 수지, 유기 카르복실산 무수물 경화제, 경화 촉진제, 자용제, 점도 조절제, 결합제, 및 계면 활성제의 혼합물로 구성된다. 언더필 제형은 180-240℃ 범위의 경화 피크 온도를 나타낸다. 이들 언더필은 경화 촉진을 방지하기 위하여 영도 이하의 온도(℃)에서 저장되어야 한다.
언더필은 PC 기판에 코팅되는 패턴 형성물로서 상상가능한 감광성 내식막 물질과 구별되지만, 편재하는 에폭시 수지의 사용에 약간의 유사성이 있다. 감광성 내식막 적용을 위한 코팅은 마스크를 통하여 활성화 복사에 노출되는 대역에서 경화시키기 위한 광개시제, 및 방사능을 받지 않은 대역 또는 새도우 대역에서 중합을 수행하기 위한 제2 열활성 유리기 경화 성분을 이용하는 것이 알려져 있다. 일반적으로 이용되는 하나의 제2 경화 메카니즘은 제형에 열 활성화 과산화물의 첨가에 의존하지만, 100℃ 이상의 온도가 과산화물 유도 중합을 개시하는데 통상 요구되므로, 예컨대 열에 민감한 전자부품이 포함되는 경우 사용이 배제된다.
미국 특허 제5077376호에는 잠열 경화 성분을 함유하는 에폭시 접착제가 발표되어 있다. 상기 미국 특허 제5077376호에는 디시안디아미드, 이염기산 디하이드라지드, 보론 트리플루오라이드-아민 부가물, 구아나민, 멜라민 등과 같은 잠재성 경화제를 함유하는 에폭시 수지 조성물의 광범위한 사용에 이르게 되는 액체 에폭시의 저장 안정성 문제가 기술되어 있다. 그러나 상기 미국 특허에는 디시안디아미드, 이염기산 디하이드라지드 및 구아나민은 경화시키기 위하여 150℃ 이상의 높은 온도를 요한다는 점에서 결점이 있다고 기술되어 있다.
미국특허 제5523443호에는 자외선 경화성 중합 가능한 시스템 및 수분 경화 메카니즘을 포함하는 이중 경화 컨포멀 코팅이 기재되어 있다. 중합 가능한 코팅 시스템은 최소한 하나의 알콕시 실릴 - 우레탄 - 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 또는 비닐 에테르 희석제, 양이온 또는 유 리기 광개시제 형태의 중합 개시제, 및 금속 촉매를 포함하는 한성분 시스템이다.
미국 특허 제5249101호(IBM, 1993)에는 약 10,000 psi (69 MPa) 이상의 탄성계수를 갖는 칩 캐리어의 회로면에서 회로를 위한 보호 에폭시 코팅의 메짐성은 크래킹 및 박층분리에 이르게 된다고 기재되어 있다. 상기 미국특허 제5249101호에는 약 10,000 psi 또는 그 이하의 탄성계수 및 10 ppm 이하의 염화물 이온 농도를 갖는 코팅을 제공하기 위하여 아크릴레이트 우레탄 올리고머, 아크릴레이트 모노머 및 광개시제로 구성되는 코팅이 제안되어 있다. 아크릴레이트 우레탄 웨이퍼 적용 언더필은 충분한 열저항이 결여되어 있기 때문에 땜납 재유통을 잘해 나갈 수 없게 된다.
미국 특허 제5494981호에는 사이클로지방족 에폭시 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 임의의 경우 폴리올, 및 개시제로서 브론스테드 산의 경화성 조성물이 기술되어 있다. 경화되면, 조성물은 침투성 폴리머 네트워크(IPN)를 제공한다. IPN은 고온 안정성 진동 감쇠 물질, 접착제, 연마제용 결합제 및 보호 코팅으로서 유용하다.
미국 특허 5672393호에는 처음에 비교적 두꺼운 표면을 형성하고 궁국적으로 양호한 물리적 한정 및 표면 특성을 갖는 비교적 낮은 응력 피복으로 경화시키기 위하여 자외선 및 가시범위의 파장을 포함하는 복사에 노출되면 고속으로 반응하는 아크릴레이트 캡슐화 제형이 기술되어 있다. 방법은 광중합 및 열중합을 개시하기 위하여 제형을 복사에 노출하는 것을 수반하며, 장치는 밀접하게 나란히 놓인 화학선 복사 및 열에너지원을 포함한다. 촉매 시스템은 광개시제 성분 및 120℃ 이하의 온도에 반응하는 열 개시제 성분을 포함한다.
미국 특허 제5706579호에는 금속 두껑에 미리 적용되며 열전도성 충전 물질을 함유하는 베타 실행 가능한 수지를 사용하여 다이, 인쇄 회로기판 및 금속 두껑으로 부터 조립되는 집적 회로 패키지를 조립하는 방법이 기술되어 있다. 두껑을 다이 및 기판상에 적절히 위치시키고, 패키지를 가열하여 수지가 유동되어 다이와 접촉을 형성하도록 한다. 더욱 가열하면 수지가 경화되어 다이와 두껑 사이에 영구 열 브리지를 형성한다.
미국 특허 제6194788호에는 플립 칩을 위한 통합된 열가소성 자용 이액형 언더필이 기재되어 있다. 언더필은 에폭시 수지 및 용융형 산성 에폭시 큐러티브를 갖는 아세테이트 희석제로 구성되어 있다.
미국 특허 제6323062호(1999년 9월 14일 출원된 알파 금속) 에는 용매기재 언더필을 플립 칩에 적용하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법은 범프 웨이퍼를 팽창가능한 캐리어 기판에 부착시키고, 먼저 웨이퍼를 톱으로 잘라서 개개의 칩을 형성하고, 캐리어 기판을 양방향 방식으로 신장하여 개개의 칩의 각각의 사이에 채널을 형성한 다음, 언더필 재료를 칩의 범프 표면 및 칩의 변부 둘레에 적용하는 단계를 포함한다. 언더필 재료는 기술되어 있지는 않지만, 언더필 재료는 코팅후 건조되도록 방치된 다음, 칩 사이의 채널에서 언더필 재료를 절단하여 언더필이 코팅된 개개의 칩을 캐리어로부터 제거한다고 기재되어 있다.
미국 특허 제6383659호에는 5,000-200,000 의 분자량을 갖는 열가소성 폴리머를 함유하는 낮은 Tg 에폭시 기재 언더필의 b-단계 필름이 기술되어 있다. 또한 상기 미국 특허 제6383659호에는 전형적으로 이미다졸 또는 페놀 경화 형태를 함유하는 자기 중합 형태의 에폭시 수지 조성물은, 경화된 조성물의 제한된 저장 안정성, 수분 저항성 및 고온 성능을 나타낸다고 기술되어 있으며, B-단계 반응의 진행을 제어하기가 곤란하다고 기술되어 있다.
상기 공지 기술은 코팅을 형성하는 이중 경화 접근 방법을 예시하여 주지만, 실리콘 웨이퍼 같은 깨지기 쉬운 기판에 제2 경화 성분을 함유하는 b-단계 코팅의 저장과는 관계가 없다. 웨이퍼 뒤틀림, 파손, 및 약 50℃ 에 도달하는 온도에서 장기간 주위 저장은 제어된 환경에서는 제외하고 운반 및 저장시 일어날 수 있다.
언더필이 적용되고 경화된 다음 이중 단계 경화 언더필을 위한 땜납 재유동 단계까지 여러 달의 지연이 일어날 때 웨이퍼 적용 언더필에서 조우되는 문제점은 다음과 같다. 즉 액체 코팅의 초기 습윤 및 점착 ; 웨이퍼로부터 박층 분리 주위 온도에서 코팅의 고화 ; 경화 또는 겔 함량의 촉진으로부터 재유동 능력의 손실없이 코팅된 웨이퍼의 장기간 주위 온도 저장 ; 싱귤레이션 또는 다이싱 중에 웨이퍼로부터 박층 분리의 회피 ; 웨이퍼 소오 스트리트 내에서 스텐실되는 능력 ; 땜납 재유동으로부터 초기 가열중에 농밀화의 느린 개시 ; 주위 칼라가 사용되지 않는 경우 필릿을 형성하는 칩의 둘레로 유출하기 위한 언더필의 능력 ; 땜납 재유동 단계후 언더필에 공극의 부재 ; 및 유용한 유효 수명 동안 장치에서 장기간 신뢰성(결점 없음).
조립하기전에 장기간 저장을 위한 웨이퍼 작용 언더필링과 관계되는 이들 기술적 문제점 모두는 공지기술의 언더필 재료에 의하여 제기되지 않는다. 따라서 그 목적은 액체 언더필을 통상적인 코팅 방법에 의하여 대형 웨이퍼, 예컨대 100-500㎟ 이상의 표면적을 갖는 웨이퍼의 활성면에 직접 코팅한 다음, 장기간(예컨대 수개월) 동안 코팅된 웨이퍼 또는 다이스된 부분의 고화 및 저장을 행하는 언더필 적용 및 플립 칩 조립을 분리하는 재료 및 방법을 제공하는데 있다. 이 경우, 그 다음의 웨이퍼 부착 공정은 경화된 언더필의 특성에 관한 문제점을 회피하여야만 한다.
본 발명은 전형적으로 약 0.003-0.070 인치(0.076-1.77mm)의 코팅 두께로 웨이퍼의 활성면에 일액형의 용매없는 비자용 언더필을 직접 적용하기 위한 웨이퍼 - 언더필 조립 및 방법에 관한 것이다. 처음에 언더필은 부분적으로 또는 완전히 웨이퍼 땜납 범프를 커버하는 액체 코팅이다. 언더필은 충전된 100% 고체 (본질적으로 비휘발성) 액체 코팅이다. 언더필은 약 50 - 2400 mj/㎠ 의 화학선 복사의 노출에 의하여 고체이면서 열에 의해 액화할 수 있는 상태로 웨이퍼에서 고화된다. 언더필은 웨이퍼 소오 스트리트 바깥쪽에 격자 패턴으로 적용될 수 있거나, 또는 싱귤레이티드 부분 또는 다이로 웨이퍼의 다이싱을 겪을 수 있는 연속 코팅이 형성될 수 있다. 코팅된 웨이퍼 또는 코팅된 싱귤레이티드 부분은 조립 및 땜납 상호연결전에 대략 수개월 동안 저장할 수 있다. 웨이퍼 적용 언더필 둘레에 적용되는 주위 인캡슐런트의 적용을 이용하는 조립된 칩에 있어서, 고체이며 열에 의해 액화 가능한 언더필의 열경화 개시는 150℃ 이상일 수 있다. 열에 의해 액화하며 웨이퍼의 변부로 유출하여 어느 정도까지 필릿을 형성하기 위하여 상향 유동하는 언더필의 경우, 언더필의 열경화 활성 온도는 170℃ 이상이어야만 한다. 땜납을 재유동시키기 위하여 가해지는 열은 열경화 시스템을 활성화 시키기 전에 언더필의 용융 유동을 활성화 시키기에 충분하며, 이는 고체 열경화성 상태로 언더필의 겔화를 야기시킨다. 열경화성 경화 상태에서, 언더필은 10 Gpa 이하의 만곡 계수를 나타낸다.
일액형 액체 언더필은 광경화성 성분으로서 하나이상의 에틸렌 불포화 모노머, 하나 이상의 에폭시 경화성 물질, 하나이상의 광개시제, 잠열 큐러티브, 열 전도성 물질, 및 전기 절연 충전제의 혼합물로 구성되며, 전체 언더필 중량의 5-30%를 나타내는 광 경화성 성분 및 전체 언더필 중량의 10-45%를 나타내는 에폭시 수지 성분에 의하여 특징이 있다. 바람직한 광 경화성 성분은 단일 기능 에틸렌 불포화 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머 100%로 구성되어 있다. 바람직한 광중합 가능한 성분은 단일 기능 사이클 에테르 및/또는 아크릴산의 사이클 아세탈이다.
도1은 융점, 열경화 개시, 및 반응의 피크 온도를 보여주는 실시예 6에 대한 DSC 곡선을 나타낸 것이고, 도2는 융점, 열경화 개시, 및 반응의 피크 온도를 보여주는 실시예7에 대한 DSC 곡선을 나타낸 것이다.
방법 특징에 있어서, 본 발명에 따른 언더필은 예컨대 스핀 캐스팅, 스텐실링, 인쇄등에 의하여 웨이퍼의 활성면에 대한 통상적인 코팅기술에 적합하다. 액체 언더필 재료의 유동학은 선택된 코팅 적용 방법에 용이하게 적합시킬 수 있다. 액 체 언더필은 기판에 지지된 대형 웨이퍼 범프 또는 활성면에 적용되어 광유도 라디칼 중합을 받아 웨이퍼에 부착 유지되는 고체 자립층을 용이하게 형성한다. 광경화 고화는 웨이퍼의 뒤틀림 없이 점성없는 고체 언더필 표면을 생성한다. 주위 고체상태 언더필 코팅은 장기간의 주위 저장 동안에 열에 의해 액화 가능한 상태로 유지되며, 또한 웨이퍼에 응력을 부여함이 없이 수개월 동안 50℃에서의 노출을 견딘다.
광경화되고 열에 의해 액화가능한 고체 언더필 코팅된 웨이퍼 또는 싱귤레이티드 부분이 땜납 연결부가 형성되기 전에 저장되는 지연 기간은 수주, 수개월 및 일년 정도로 무기한이다. 지연 기간동안 저장 조건은 냉동없이 주위 온도까지 언더필의 노출을 포함할 수 있다. 웨이퍼 적용 언더필은 용매, 또는 열을 이용하여 처리된 용융물, 및/또는 진공으로 부터 주조된 통상적인 열가소성 또는 열경화성 재료와 구별된다. 반면에 본 발명에 의하면, 언더필은 웨이퍼 활성면에서 부가 중합을 경유하여 광유도 고화를 겪는 100% 고체 재료이며, 제2의 열개시 경화가 일어날때 까지 상당한 지연시간에 걸쳐 주위온도에서 전혀 경화 촉진없이 열가소성 상태로 유지되며, 열가소성 언더필은 비박층 분리, 공극 형성의 부재, 땜납 재유동 조건하에서 충분한 재유동, 및 장치의 고장 또는 파손없이 열경화성 상태로 반복 열 사이클 조건하에서 장기간 접착을 포함하여 일정한 중요한 특성을 갖고 있다. 열경화성 경화 언더필은 25℃에서 1000-5000 MPa 의 만곡계수 및 15-60 ppm/℃, 보다 전형적으로는 약 25(+/- 10) ppm/℃ 범위로 유리전이온도 이하의 열팽창계수를 나타낸다.
웨이퍼-레벨 언더필은 100% 고체 혼합물로 구성되어 있다. 연장된 주위 저장 동안에 중량 손실에 기여하는 용매같은 휘발성 성분은 존재하지 않는다. 휘발성 성분의 부재는 용매 제거 단계를 회피하며, 웨이퍼의 활성면의 표면으로부터 광유도 고화 코팅의 수축제어 및 박층 분리를 증진시킨다. 휘발성 유기성분의 제거는 땜납 재유동 단계중에 받아들일수 없는 수축 및 응력, 및 가스제거를 방지하며, 웨이퍼 또는 부분 및 PCB 사이에 공극이 형성되는 것을 방지한다. 언더필은 비자용이다. 환언하면, 이용되는 성분은 플럭싱 기능을 제공하지 않으며 비산성이다.
일반적인 방법 특징에 있어서, 본 발명은 집적 회로 웨이퍼에 액체 언더필 접착제의 적용, 광자 에너지(자외선, 가시광선, 적외선 등)의 제어된 조사량의 적용, 열에 의해 액화가능한 상태 또는 용융 유동가능한 상태로 언더필의 적용, 임의의 경우 다이싱 또는 소오잉에 의한 웨이퍼의 싱귤레이팅, 및 지연기간동안 코팅된 웨이퍼 또는 다이스의 저장을 포함한다. 지연기간후, 전기 연결이 이루어지고, 적용된 광경화 고체 언더필은 열에 의해 액화되어 땜납 재유동 중에 장치의 변부로 유동하여 가열된 액체로부터 열경화성 고체 상태로 경화전이를 받는다. 저장의 지연시간동안 본 발명의 코팅은 액화가능한 고체상태로 유지되고 겔 함량이 증가하지 않는다. 따라서 하나의 특징으로서, 중량을 기준으로 하여, 광경화성 아크릴레이트 성분, 다기능 에폭시 수지, 최소한 하나의 광개시제, 비전기전도성 충전제, 및 비플럭싱 열 활성 에폭시 큐러티브로 구성되는 광경화 일액형 조성물로 구성되는 언더필 조성물에 부착되는 활성면을 갖는 주위 온도 안정성 집적 회로 웨이퍼가 제공되는데, 이 경우 열경화성 상태에서 상기 언더필은 25℃에서 1000-5000 MPa의 만곡 계수, 및 15-50 ppm/℃ 의 상기 언더필 조성물의 유리전이 온도 이하의 열팽창 계수를 나타낸다.
다른 특징으로서, 본 발명은 웨이퍼 적용 언더필 조성물을 경화시키기 위한 이단계 방법과 관계가 있다. 이 방법은 액체 형태로 언더필 조성물을 반도체 웨이퍼의 활성면에 적용하는 것을 포함한다. 적용 방법은 액체 비휘발성(100% 고체) 코팅을 칩의 활성면에 직접 스핀 캐스팅, 인쇄 또는 스텐실링하는 것을 포함한다. 코팅된 웨이퍼는 고체 코팅을 형성하도록 선택된 조사량으로 자외선 복사를 경유하여 고화된다. 고체 코팅된 웨이퍼는 임의의 경우 부분으로 다이스 될 수 있다. 웨이퍼 또는 부분은 주위 온도 저장을 한 다음, 땜납 재유동 단계에서 PCB에 땜납 범프의 전기적 연결부를 형성하는 제2단계를 한 다음, 열경화성 상태로 고체 언더필의 열경화를 할 수 있다.
100% 고체 언더필 조성물은 본질적으로 단일 기능 에틸렌 불포화 모노머 및/또는 올리고머, 다기능 에폭시 수지, 광개시제, 잠재적 에폭시 열 개시제, 및 무기 CTE-환원 충전제로 구성되는 광경화성 아크릴레이트 성분을 포함한다. 언더필은 고체 상태에서 알칼리 가용성이 아니며, 액체 광경화성 불포화 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머에 유리 카르복실, 포스페이트, 또는 설포네이트기 같은 산성기를 함유하지 않는다. 웨이퍼 조성물에 사용되는 성분(중량%)은 전체 100중량%로 혼합되며 다음과 같다.
성 분
중 량%
광경화성 아크릴레이트 성분 -------------------- 5-30%
액체 다기능 에폭시 수지 ----------------------- 10-45%
광개시제 -------------------------------------- 0.3-3%
낮은 CTE 충전제 ------------------------------- 40-70%
잠재적 경화 촉진제 ---------------------------- 1-3%
열경화성 상태로 전환하기전 고체이며 열에 의해 액화 가능한 상태에서 언더필 조성물은 자립 및 저장 안정성이며, 주위 온도에서 오랜 지연기간 동안 웨이퍼 또는 부분의 활성면에 부착을 유지시켜, 언더필 적용 및 땜납 재유동 칩 설치 단계의 분리를 가능하게 한다. 본 발명은 나중에 PCB에 설치하기 위하여 주위 조건에서 웨이퍼의 저장을 가능하게 한다.
언더필 조성물의 광경화성 성분은 에틸렌 불포화 모노머 또는 화학 구조에서 최소한 6개의 탄소원자를 갖는 모노머의 혼합물을 포함한다. 6개 이하의 탄소원자를 갖는 모노머를 혼합하면 받아들일 수 없는 휘발성으로부터 고체 상태로 광경화시 문제가 발생할 수 있고, 부착되는 칩에 응력을 가하는 경향이 있는 광경화성이며 열에 의해 액화 가능한 고체 상태로 전환시 수축이 일어날 수 있다. 광경화성 성분의 전체 중량에 대하여 10 중량% 이상의 액체 다기능 에틸렌 불포화 코모노머를 함유하는 언더필은 칩을 설치하는 동안 땜납 재유동 단계중에 열에 의해 액화가능한 언더필의 불충분한 용융 유동에 이른다. 따라서 폴리 불포화 모노머가 언더필 에 존재하지 않거나 또는 언더필 경화성 성분의 중량의 많아야 10 중량%로 제한되는 것이 바람직한 특징이다.
광경화성 성분이라는 용어는 총체적으로 이용되는 에틸렌 불포화 모노머 및/또는 올리고머와 관계가 있다. 보다 바람직한 것은 비닐 에스테르, 비닐 에테르, 및/또는 α, β- 불포화 아크릴레이트 에스테르를 포함하는 에틸렌 불포화 물질이다. 바람직한 광경화성 성분은 모노머로서 에틸렌 불포화 아크릴레이트, 불포화 올리고머, 또는 펜던트 불포화 올리고머, 및 이들의 혼합물이다. 올리고머라는 용어는 25℃에서 액체 상태이거나 광경화성 액체 캐리어에서 용해될 수 있는 불포화 화합물을 의미한다. 비기능 또는 포화 열가소성 폴리머 희석제, 예컨대 폴리아크릴레이트, 폴리비닐에테르, 폴리비닐 에스테르, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 및 기능화 유도체 등이 이용될 수 있으며, 희석제의 연화온도는 땜납 재유동 온도에서 열에 의해 액화가능한 언더필의 용융 유동을 상당히 지연시키지 않는다. 그와 같은 희석제는 정확한 제어, 또는 용융 유동 특성의 증대 및/또는 응집 강도 같은 여러가지 특징을 위하여 이용될 수 있다.
광경화성 아크릴레이트 성분을 함유하는 웨이퍼 적용 언더필이 자외선 복사의 영향하에서 중합되는 경우, 언더필은 주위온도에서 액체 상태로부터 고체 상태로 전환된다. 고체는 열가소성으로 유지되는데, 이는 열에 의해 경화될 때까지 열에 의해 액화 가능한 상태로 유지된다는 것을 의미한다. 광경화성 성분의 일정량은 전체 언더필 중량의 5-30%중량이다. 다기능 에폭시 물질의 양은 광경화하면 적당한 고화를 제공하고 땜납 재유동 단계중에 용융 유동성을 유지하기 위하여 광경화성 성분의 중량에 대하여 중요하다. 다기능 에폭시 물질 10-45중량% 범위의 이상에서, 광경화후 웨이퍼를 손상시키는 언더필의 증가된 경향이 또한 있다. 상기 범위 이하에서, 열에 의해 액화 가능한 고체에서 응집 강도가 불충분하고 땜납 재유동전에 주위 온도 저장중에 크리프가 증가된다. 활성면에 대한 언더필 코팅의 단면 두께는 땜납 범프의 일부가 노출되는 치수의 대부분이 바람직하다. 노출이라 함은 금속이 공기에 노출되거나, 또는 땜납 범프의 가장 바깥 돌출 면적위에 약 0.01㎛ 이하의 언더필의 얇은 잔류물 일수도 있음을 의미한다. 바람직한 실시예에서, 광경화후 언더필 코팅의 두께는 땜납 범프의 프로필의 50-90%이다. 프로필은 웨이퍼 활성면의 표면 평면을 지나 연장되는 땜납 범프 부분의 깊이이다.
여기에서 선택적으로 사용되는 광경화성 올리고머는 주위 온도에서 액체이거나 또는 액체 에틸렌 불포화 아크릴레이트 모노머에서 용해될 수 있는 고체이다. 올리고머는 하나 이상의 펜던트 또는 터미널 에틸렌 불포화기를 함유한다. 전형적인 올리고머는 두개의 터미널 불포화기를 함유한다. 500-3000의 분자량을 갖는 올리고머 광경화성 아크릴레이트 성분에서 불포화기의 평균 수는 1-2일 수 있다. 광경화성 아크릴레이트 성분은 전적으로 디-, 또는 트리- 또는 테트라- 및 그 이상의 에틸렌 불포화 모노머, 다이머(이량체) 또는 트라이머(삼량체)를 제외한다.
본 발명의 언더필 실시예는 칩 변부를 향하여 외향 유동하여 칩 밑면과 PCB 사이의 갭을 완전히 충전시키기에 충분한 땜납 재유동 조건하에서 용융 유동을 나타낸다. 몇몇 경우, 유출은 필릿을 형성하도록 다이 변부를 따라 상향 유동하는 것을 포함할 수 있다. 광경화 고체 언더필은 웨이퍼에 잘 부착되며, 장기간 저장에 필요한 충분한 응집 강도를 가지며, 다이싱은 아직 웨이퍼를 싸거나 또는 파괴하지 않는다. 저장 지연기간 후, 열에 의해 액화 가능한 고체는, 에폭시 기능 성분에 대한 광경화성 아크릴레이트 성분의 중량비가 1:10 내지 1:2의 범위에 있고, 광경화 성분이 단일 기능 및 다기능 모노머 및/또는 올리고머의 일정 비율을 함유하는 경우, 땜납 재유동 단계에서 조우되는 열의 영향하에서 충분히 유동하게 된다. 1:10 이하의 에폭시 기능 성분에 대한 광경화성 성분의 비율에서, 전형적으로 언더필은 충분한 응집 강도가 부족하거나 또는 받아들일 수 없는 표면 점성을 나타낸다. 1:2 이상의 비율에서, 웨이퍼는 래핑 및 파괴를 나타내고, 언더필은 박층 분리되는 경향이 있거나 또는 필릿 형성을 위하여 불충분한 유동을 겪는다.
여기에서 사용가능한 전형적인 모노-에틸렌적으로 불포화된 모노머는 최소한 6개의 탄소원자를 갖는 것들이며, 아크릴산 또는 C1 - C4 알킬치환 아크릴산의 알킬 C3 - C12 알킬 에스테르, 총체적으로 (알크)아크릴레이트를 포함한다. 적당한 단일 기능 모노머의 특정예로서는 부틸아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 트리메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 사이클 에테르 아크릴레이트, 및 모노사이클 아세탈 아크릴레이트가 있다. 모노사이클 아세탈 아크릴레이트는 공지되어 있으며, 미국 특허 제4076727호에 기술되어 있다. 아세탈 아크릴레이트는 알데히드와의 반응, 및 아크릴산, 또는 에스테르 같은 α,β- 불포화 카르복실레이트와의 트랜스 에스테르화에서 트리메틸올 프로판, 트리메틸올 에탄, 글리세린, 1,2,4 - 부탄트리올, 1,2,5 - 펜탄트리올, 및 1,2,6 - 헥산 트리올 같은 폴리올로부터 유도된다. 전형적인 광경화성 성분은 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트(THFA) 같은 사이클 에테르 함유 아크릴레이트, 및 사이클 알킬올 포르말 아크릴레이트의 혼합물이다. 바람직한 단일 기능아크릴레이트는 테트라하이드로 푸르푸릴 아크릴레이트, 테트라하이드로 푸르푸릴 메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 모노메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 모노아크릴레이트, 트리메틸올프로판 모노메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 모노아크릴레이트 및 사이클 알킬올 포르말 아크릴레이트, 및 케탈 아크릴레이트이다. 아세탈 및 케탈 아크릴레이트는 이성체 혼합물을 포함할 수도 있다. 사이클 알킬올 포르말 및 케탈 아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머를 트리메틸올 프로판 및 트리에틸올프로판 같은 트리올로부터 유도되는 모노하이드록시 아세탈과 에스테르화 함으로서 용이하게 제조된다. 알데히드 또는 케톤과 반응할 수 있으며 메타크릴레이트의 아크릴레이트를 사용하여 아실화될 수 있는 적당한 트리올 출발물질의 구조는 하기하는 것을 포함한다.
바람직한 사이클 알킬올 포르말 아크릴레이트는 하기 구조식(A-C)을 갖는다.
상기 식중, R1 은 예컨대 -CH2-, -CH2 CH2- 등과 같은 C1 ∼ C4 알킬렌기이고, R2, R3 및 R4 는 H 또는 예컨대 -CH3, -CH2 CH3 등과 같은 C1 ∼ C4 알킬기이다.
가장 바람직한 사이클 알킬올 포르말 아크릴레이트는 트리메틸올 프로판 포르말 아크릴레이트(구조식 B) 이다.
단독으로 또는 상기 모노머중의 어느 것과의 혼합물로 사용되는 기타 광경화성 모노머로서는, 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트, 2-아세토아세톡시에틸 아크릴레이트, 2-아세토아세톡시프로필 메타크릴레이트, 2-아세토아세톡시프로필 아크 릴레이트, 2-아세토아세트아미도에틸 메타크릴레이트, 2-아세토아세트아미도에틸 아크릴레이트, 2-시아노마세톡시에틸 메타크릴레이트, 2-시아노아세톡시에틸 아크릴레이트, N-(2-시아노아세톡시에틸) 아크릴아미드, 2-프로피오닐아세톡시에틸 아크릴레이트, N-(2-프로피오닐아세톡시에틸) 메타크릴아미드, N-4-(아세토아세톡시벤질) 페닐 아크릴아미드, 에틸아크릴로일 아세테이트, 아크릴로일메틸 아세테이트, N-에타크릴로일옥시메틸아세토아세트아미드, 에틸메타크릴로일 아세토아세테이트, N-알릴시아노아세트아미드, 메틸아크릴로일 아세토아세테이트, N-(2-메타크릴로일옥시메틸) 시아노 아세트아미드, 에틸-α-아세토아세톡시 메타크릴레이트, N-부틸-N-아크릴로일옥시에틸아세토아세트아미드, 모노아크릴레이트폴리올, 및 모노메타크릴로일옥시에틸 프탈레이트 같은 아크릴레이트 및 무수물을 함유하는 하이드록실기의 반응 생성물이 있다. (알크) 아크릴레이트 모노머와 공중합 가능은 모노머는 중합 속도가 아크릴레이트 모노머에 비하여 현저한 정도로 떨어지지 않는다.
아크릴 모노머의 신속한 광경화는 바람직한 특징이다. 아크릴레이트 및 알카크릴레이트 이외의 광경화성 에틸렌 불포화 모노머는 탄소원자 약 6개 이상으로 제한되며, 그 예로서는 부틸 비닐 에테르, 이소부틸비닐에테르, 사이클로헥실 비닐 에테르 p-(2-아세토 아세틸)에틸스티렌, 및 4-아세토 아세틸-1-메타크릴로일피페라진이 있으나 이에 한정되는 것이 아니다. 에폭시 반응성기, 예컨대 활성 수소 함유기를 함유하는 에틸렌 불포화 모노머는 광경화성 성분에 사용되지 않는다.
공지의 다기능 에틸렌 불포화 화합물의 예로서는 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산 디올 디아크릴레이트 및 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 같은 에틸렌 디-불포화 모노머가 있다. 전형적인 트리-불포화 모노머로서는 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올 프로판, 트리메타크릴레이트, 글리세롤, 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트가 있다. 전형적인 아크릴 불포화 광경화성 물질로서는 SR 205, SR 306, CD 401, SR 508, SR 603, SR 9036 (Sartomer, Exton, PA)이 있다.
기타 적당한 광중합 가능한 올리고머 물질은 광경화성 성분에 포함될 수 있으며, 특히 예를들면 비스페놀 기재 폴리에테르 아크릴레이트, 비닐 에테르 캡드 올리고머, 하이드록시 기능 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 및 에폭사이드의 반응 생성물, 아크릴레이트 폴리에테르, 에틸렌 불포화 폴리알킬에테르, 상술한 사이클 에테르 아크릴레이트 및 사이클 에테르 아세탈 아크릴레이트가 있다.
광중합 가능한 성분은 500-5,000, 바람직하기로는 1,000-4,000의 수평균 분자량을 갖는 에틸렌 불포화 올리고머와 모노불포화 아크릴레이트 모노머의 혼합물 일 수 있다. 광경화성 액체 올리고머는 활성 이소시아네이트기를 갖지 않는 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 구성될 수 있다. 또한 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 에틸렌 불포화 아크릴레이트 모노머와 혼합될 수 있다. 아크릴레이트 우레탄은 지방족 또는 방향족 일 수 있다. 상업적으로 이용가능한 아크릴레이트 우레탄의 예로서는 PHOTOMER(예컨대, PHOTOMER 6010)(Henkel Corp. Hoboken, N.J) ; EBECRYL 220 (분자량 1000 의 헥사기능 방향족 우레탄 아크릴레이트) ; EBECRYL 284(1,6-헥산디올 디아크릴레이트로 희석된 분자량 1200의 지방족 우레탄 디아크릴레이트) ; EBECRYL 4827(분자량 1600의 방향족 우레탄 디아크릴레이트) ; ENECRYL 4830(테트라 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트로 희석된 분자량 1200의 지방족 우레탄 디아크릴레이트) ; EBECRYL 6602 (트리메틸올 프로판 에톡시 트리아크릴레이트로 희석된 분자량 1300의 트리기능 방향족 우레탄 아크릴레이트) ; EBECRYL 840 (분자량 1000의 지방족 우레탄 디아크릴레이트 (UCB Radcure Inc. Smyma, Ga) ; SARTOMER(예컨대, SARTOMER 9635, 9645, 9655, 963-B80, 966-A80)(Sartomer Co. Exton, Pa), 및 UVITHANE(예컨대, UVITHANE 782)(Morton International, Chicago, Ill)로 알려져 있는 것들이 있다.
광경화성 아크릴레이트 성분과 함께 포함될 수 있는 것은 비스페놀A 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르 같은 광경화성 불포화 아크릴레이트기를 하나 이상 갖는 아크릴레이트 변성 에폭시 물질이지만, 그와같은 혼합물은 바람직하지 않다. 전형적인 아크릴레이트 변성 에폭시는 아크릴레이트의 하이드록실기와 옥시란기의 반응에 의하여 얻어진다. 미반응 에폭시 경화성 기능은 전혀 잔존하지 않는다. 상업적으로 입수가능한 아크릴레이트 에폭시의 예는 CMD(Radcure Specialties)의 이름하에 있는 것들이다. 기타 적당한 아크릴 불포화 에폭시 올리고머 또는 우페탄 아크릴레이트 올리고머, 예컨대 CN 929, CN 136, CN 970, CN 104, CN 120 C 60 은 Sartomer로부터 상업적으로 입수가능하다. 독점 아크릴레이트 변성 에폭시 액체는 추가 단일 기능 또는 다기능 아크릴레이트와 제형화 될 수 있다. 추가 단일기능 또는 다기능 아크릴레이트 오노머의 양은 광경화 성분에서 전체 조성범위에 포함된다.
전형적인 디아크릴레이트 기능 광경화성 물질은 SR 205, SR 306, SR 508, CD 401, SR 603, SR 9036 을 포함하고, 전형적인 트리 기능 물질은 SR 350, SR 444, CD 501, SR 9021 를 포함하며, 테트라 기능 아크릴레이트는 SR 295, SR 355, SR 399, SR 9041을 포함한다.
언더필의 열경화성 다기능 에폭시 수지 성분은 최소한 두개의 에폭시기를 함유하며, 점성이 25℃ 에서 약 10,000 포이즈 이하이고, 에폭사이드에 대한 평균중량(WPE)이 약 100-1000의 범위이며, 평균 분자량이 약 500-3500 의 범위내인 액체 수지를 최소한 하나 함유한다. 용이하게 이용가능한 에폭시는 공지되어 있으며, 비스페놀 A의 디글리시달 에테르, 2,2-비스-4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐)프로판을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 적당한 에폭사이드 화합물은 쉘케미컬사로부터 입수가능한 EPON 828, EPON 1004 및 EPON 1001 F, 및 다우 케미컬사로부터 입수가능한 DER-331, DER-332 및 DER-334 라는 이름으로 판매되고 있다. 기타 적당한 에폭시 수지는 사이클로 지방족 에폭사이드, 페놀 포름알데히드 노볼락의 글리시딜 에테르(예컨대, 다우 케미컬사로부터 입수 가능한 DEN-431 및 DEN-428)를 포함한다. 유리기 경화성 수지 및 에폭시 수지의 혼합물은 미국 특허 제4751138호 및 미국 특허 제5256170호에 또한 기술되어 있다. 바람직한 실시예에서, 약192g/eq의 WPE를 갖는 비페닐 에폭시 수지, 약 172g/eq의 WPE를 갖는 비스페놀 F 의 디글리시달 에테르, 및 약 101g/eq의 WPE를 갖는 p-아미노페놀의 트리글리시달 에테르의 혼합물인 세개의 에폭시 수지의 혼합물이 사용된다. 이들 세개의 에폭시 수지는 RSS, EPICLON, 및 ARALDITE 의 이름하에 입수가능하다.
액체 웨이퍼 코팅은 화학선 복사의 통상적인 레벨로 노출되면 점성이 없는 표면으로 액체 언더필을 고화시키는데 효과적인 최소한 하나의 광개시제를 약 1-3중량% 함유한다. 선택되는 광개시제 형태는 소망하는 경화의 깊이, 사용되는 조영제의 형태, 및 바람직하게 이용되는 복사의 파장에 좌우된다. 여기에 사용하기에 적당한 상업적으로 입수가능한 유리기 발생 광개시제에는 벤조페논, 벤조인 에테르 및 스위스 바셀 시바 스페설티 케미컬스로부터 입수가능한 IRGACURE?및 DAROCUR?의 이름으로 판매되는 것과 같은 아실포스핀 옥사이드형 광개시제가 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직한 광개시제 시스템은 25-50%의 케톤 기능 광개시제 및 50-75%의 모노아실포스핀, 비스아실포스핀 옥사이드, 또는 포스피네이트 함유 광개시제의 혼합물이다. 케톤 광개시제의 예로서는, 1-하이드록시 사이클로 헥실 페닐케톤, 하이드록시 메틸프로파논, 디메톡시페닐아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르포리노프로파논-1, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-도데실-페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-2(2-하이드록시-2-프로필)-케톤, 디에톡시페닐 아세토페논, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스폰, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸 프로판-1-온, 및 2-하이드록시티오크산텐-9-온이 있다. 전형적인 아실 포스핀 옥사이드 광개시제로서는 에틸 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리에틸벤조일디페닐 포스핀 옥사이드, 및 2,4,6-트리페닐벤조일디페닐포스핀 옥사이드가 있 다. 웨이퍼에 적용되는 액체 언더필의 심부 경화를 위한 특정예의 광개시제 성분은 언더필의 전체 중량에 대해 0.2-0.5 중량%의 1-하이드록시 사이클로헥실 페닐 케톤, 및 언더필의 전체 중량에 대해 0.5-0.7 중량%의 페닐비스(2,4,6-트리메틸 벤조일) 포스핀 옥사이드를 함유하는 혼합물이다.
120℃ 이상으로 코팅온도를 상승시키지 않는 화학선 광선량원은 고체 액화가능한 겔 상태로 언더필의 광경화 고화를 수행하는데 사용될 수 있다. RS형 태양등, 탄소 아크등, 크세논 아크등, 수은 증기등, 텅스텐 할로겐 화합물등 같은 형태는 물론 자외선이 가장 용이하게 이용된다. 복사 에너지는 점광원으로부터 또는 평행광선의 형태로 방사된다. 그러나 발산하는 비임은 화학선 광원으로서 또한 사용가능하다. 100-2400 mJ/㎠ 범위의 자외선 조사량은 약 1.2-1.8 mm 의 언더필 경화의 깊이를 제공하고 100℃ 이하의 언더필 온도에서 라디칼 중합을 완성하는데 효과적이다. 언더필 조성물은 점성이 없는 표면으로 광경화한다. 경화 기간은 자외선원, 언더필 광경화 성분 농도, 및 조영제의 적당한 선택에 따라 조절될 수도 있다.
패키지 조립시, 생성물의 자동 시각 점검은 기판, 언더필 및 칩 사이의 대조를 제공하기 위한 안료의 사용을 필요로 한다. 카본 블랙 같은 조영제, 및 클라리언트 AG의 Sandorin?이름으로 구입 가능한 안료가 적당하다. 하나의 실시예에서, 에폭시 수지에서 카본 블랙의 15 중량% 분산이 자동 시각 점검을 위하여 효과적인 대조를 제공하도록 언더필에서 카본 블랙 0.1-0.2 중량%을 혼합하는데 사용된다.
열경화
시스템
본 발명에 사용되는 에폭시 경화 시스템은 150℃ 이상, 바람직하기로는 160℃ ±5℃ 이상, 보다 바람직하기로는 175℃ ±5℃ 이상의 경화 개시 온도를 갖는 잠열 촉진제로 구성되는 비플럭싱 형태이다. 고화되고 경화된 언더필은 땜납 재유동이 일어난 직후에 조우되는 온도에서 열경화 상태로 경화를 개시하기 위하여 에폭시 수지를 위한 잠열 경화제를 사용함으로서 개조된다. 디시안디아미드는 열경화제로서 단독으로 사용될 수 없지만 잠열 촉진제와 함께 소량으로 사용될 수도 있는데, 이는 존재하지 않는 것이 바람직하다. 바람직한 잠열 경화제는 아민, 및 아민 부가물을 포함하며, 이들은 이미다졸 및 우레아 유도체, 예컨대 2,4,6-트리메틸-1,3-비스(3,3-디메틸 우레이도) 벤젠 및 1,5-비스(3,3-디메틸 우레이도) 나프탈렌을 포함한다. 열경화제는 할로겐으로 처리되어서는 안된다. 일예로서 경화제는 에폭시 화합물 또는 이소시아네이트 화합물 및 아민 화합물을 혼합하는 공지방법으로, 또는 미국 특허 제5543486호에 기재되어 있는 바와같이 에폭시 화합물 또는 이소시아네이트 화합물, 아민 화합물 및 활성 수소 화합물을 혼합함으로서 얻어질 수 있다. 여러가지 차단된 아민이 적당하다. 바람직한 열경화제는 삼급 아민 및 우레아 부분으로 차단된 아민이다. 열경화 성분에 적당한 전형적인 이미다졸은 2-메틸이미다졸 ; 2-에틸이미다졸 ; 2-에틸-4-메틸이미다졸 ; 2-페닐이미다졸 ; 2-페닐-4-메틸이미다졸 ; 2-운데세닐이미다졸 ; 1-비닐-2-메틸이미다졸 ; 2-n-헵타데실이미다졸 ; 2-운데실이미다졸 ; 2-헵타데실이미다졸 ;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-운데실이미다졸 ; 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸 ; 1-구안아미노에틸-2-메틸이미다졸 ; 2-(p-디메틸아미노페닐)-4,5-디페닐아미다졸 ; 2-(2-하이드록시페닐)-4,5-디페닐이미다졸 ; 2-페닐-4-하이드록시메틸이미다졸 ; 2-페닐-4,5-디(하이드록시메틸)-이미다졸 ; 디(4,5-디페닐-2-이미다졸)-벤젠-1,4,2-나프틸-4,5-디페닐이미다졸 ; 이미다졸 및 트리멜리트산의 부가 생성물 ; 이미다졸 및 2-n-헵타데실-4-메틸이미다졸의 부가 생성물 ; 페닐이미다졸 벤질이미다졸 ; 1-(도데실 벤질)-2-메틸이미다졸 ; 2-(2-하이드록실-4-t-부틸페닐)-4,5-디페닐이미다졸 ; 2-메틸-4,5-디페닐이미다졸 ; 2,3,5-트리페닐이미다졸 ; 2-스티릴이미다졸 ; 2-(3-하이드록시 페닐)-4,5-디페닐이미다졸 ; 1-벤질-2-메틸이미다졸 ; 및 2-p-메톡시스티릴이미다졸이다. 바람직한 열경화제는 Curezol?2-PHZ-S 라는 이름으로 에어 프로덕츠 앤드 케미컬스로 부터 입수가능하다.
다른 열경화제는 차단 루이스산으로 구성될 수 있으며, 예컨대 알루미늄 킬레이트 같은 잠재 금속 아세토아세테이트 기능 큐러티브가 사용될 수 있으며, 에틸 아세토아세테이트 금속 디이소프로필레이트, 금속 트리스(에틸 아세토아세테이트), 알킬 아세토아세테이트 금속 디이소프로필레이트, 알루미늄 모노세틸 아세토네이트 비스(에틸 아세토아세테이트), 알루미늄 트리스(아세틸 아세토네이트)를 포함하며, 사이클 알루미늄 올리고머의 예로서는 사이클 알루미늄 옥사이드 이소프로필레이트가 있다.
광경화 액화 가능한 고체의 적당한 재유동을 제공하기 위하여, 웨이퍼 또는 다이스에 광경화 고체 코팅시 열경화, 시스템의 촉진이 저장 지연기간중에 전혀 일어나지 않는다. 열경화 개시 최소 온도는 사용되는 열경화제의 선택에 의하여 미리 결정되며 150℃ 또는 그 이상의 온도에서 땜납 재유동의 개시후 생긴다. 바람직하기로는 최소 언더필 열경화 개시는 150℃-225℃의 범위이다. 열경화의 개시온도 및 피크 경화 속도는 자동 주사 열량 측정법에 의하여 용이하게 측정되며 본 기술분야에 공지되어 있다. 열경화의 개시온도는 촉진제의 선택 및 양에 좌우되며 280℃ 이상 이어서는 아니된다. 열경화의 개시는 전형적으로 공융 땜납에 대하여 250℃ 또는 그 근처 및 납없는 땜납에 대하여 300℃ 또는 그 근처인 피크 온도에 지나치게 근접하여서는 아니된다. 전형적인 땜납 재유동 시간은 3-4분 걸리며, 전형적으로 언더필은 30초 이하 동안 피크 온도에 노출된다. 150℃ 이하의 온도에서 개시되는 열경화는 부적당한 언더필 액화 및 유동에 이르게 된다.
언더필에서 CTE를 제한하기 위하여 비전도성 충전제가 사용된다. 이들 충전제는 공지되어 있으며 여러가지 형태가 적당하다. 소망하는 특성 및 비용에 기초하여 선택할 수 있는 입수가능한 마이크로 전자공학 등급의 용융 실리카, 결정 실리카, 붕소, 알루미늄 및 실리콘의 질화물, 마그네시아, 마그네슘 실리케이트, 및 실리카 코팅된 알루미늄이 있다. 액체 언더필에서 점성 증강은 선택 기준이다. 용매 또는 비반응 희석제의 부재로 인하여, 본 발명에 따른 언더필 실시예는 공지의 스핀 코팅 방법 같은 비교적 낮은 점성 코팅을 이용하는 방법에 용이하게 적합될 수 있다. 본 발명에 따른 스핀 주조가능한 언더필 실시예는 스텐실링 또는 인쇄에 의 하여 적용되는 언더필에 사용되는 전형적인 점성보다 비교적 낮은 통상적인 점성을 나타낸다.
바람직한 실시예에서, 언더필은 소오 스트리트 사이의 각각의 웨이퍼 면적의 최소한 70%를 커버하는 패턴으로 스텐실 인쇄에 의하여 적용된다. 열경화성 상태에서 언더필의 CTE는 15-50 ppm/℃ 의 범위이며, 비전도성 충전제 레벨, 바람직하기로는, 40-70 중량%(바람직하기로는 45-60 중량%) 범위의 양으로 이용되는 구형 용융 실리카 입자를 요한다. 보다 바람직하기로는, 무기의 낮은 CTE 충전제는 45-55 중량%의 양으로 사용된다. 바람직한 낮은 CTE 무기 충전제는 최소한 10㎛의 평균 입자크기 및 약 75㎛ 보다 크지 않는 평균 크기를 갖는다. 이용되는 충전제 직경의 상한선은 위에서 언급한 언더필 코팅의 두께 이하여야만 한다.
임의의 경우, 언더필은 접착 증진제를 함유 할 수 있다. 전형적으로 유용한 양은 3-8 중량%이다. 접착 증진제는 공지되어 있으며, 유기 실란, 유기 폴리실록산, 유기 하이드로전 폴리실록산, 사전 가수분해 유기 실란, 실록산, 및 실세퀴옥산이 있다. 전형적인 유기 실란은 예컨대 r-글리시드옥시 프로필트리메톡시 실람, r-글리시드옥시 프로필 메틸디에톡시 실란 및 β-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸 트리메톡시 실란 같은 모노(에폭시하이드로카르빌) 트리알콕시 실란같은 에폭시 기능기를 함유하며, 에틸렌 불포화기가 바람직하다. 에틸렌 불포화 유기 실리콘 화합물은 3-(메트) 아크릴로 프로필 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 알릴트리메톡시 실란 및 멀티-알케닐 기능 실록산, 예컨대 1,1,3,3-테트라메틸디실록산 및 1,2,4-트리비닐사이클로헥산 및/또는 1,3,5-트리비닐사이클로헥산의 하이드로시릴 레이션 같은 모노-또는 멀티-알케닐 기능 유리 실란을 포함한다.
웨이퍼에 언더필을 적용하는 하나의 방법은 공지의 스크린 인쇄 기술을 수반한다. 본 발명에 따른 웨이퍼 언더필은 소오 스트리트의 웨이퍼 표면 외측의 면적을 커버하도록 정확히 맞추어지는 패턴으로 웨이퍼에 유리하게 딘쇄될 수 있다. 인쇄 방법에 의하여 적용되는 언더필은 임의의 유동학적 조절제를 함유하는 것이 바람직하다. 적당한 공지 형태는 카보트 코포레이션으로부터 입수가능한 무정형 퓨움 실리카 또는 시릴레이트 무정형 퓨움 실리카이다.
임의의 경우, 공지되어 있는 유동 조절제가 사용될 수 있다. 열가소성 유동 조절제는 땜납 재유동중에 열에 의해 액화 가능한 언더필이 유출되는 경향을 증가시킨다. 전형적인 유동 증진제는 Elvacite?라는 이름으로 입수가능한 약 0.2-0.6 I.V 의 폴리메타크릴레이트 고폴리머를 포함한다. 예컨대 Elvacite?2013 이 있으며, 이는 ICI 아크릴릭스로서 0.2의 I.V를 갖는 64% 부틸메타크릴레이트/36% 메틸메타크릴레이트 코폴리머 이라고 믿어진다. 본 기술분야에 공지되어 있는 기타 유동 조절제는 Lanco?Flow P10 (미국 오하이오 위크리페 루브리졸) 및 MODAFLOW?Powder(미국 미주리 세인트 루이스 솔루티아)를 포함한다. 유동 증진제는 SAN, 또는 α-올레핀 폴리머등에 기초될 수 있다. 바람직한 유동 증진제는 Elvacite? 4026(INEOS 아크릴릭스) 같은 60,000의 분자량을 갖는 열가소성 PMMA 코폴리머이다. 광경화성 성분의 중량%로서 임의의 열가소성 유동 증진제의 제안된 양은 1.0-10.0 중량체%이다. 광경화, 열에 의해 액화가능한 상태에서 언더필의 유동성을 조절하는 범위내에서, 10 중량% 이하의 소량의 카르복시 에스테르 같은 가소제, 또는 에틸렌-비스 스테아라미드 같은 윤활제가 사용될 수 있다.
시험방법
1. 유리 전이 온도(Tg)
b-단계 또는 열경화 물질의 샘플을 사용하여, 유리 전이 온도를 5℃/분의 가열속도에서 열기계학 분석기, 5/℃분의 가열속도에서 동력 기계학 분석기, 및/또는 5℃분의 가열속도에서 차동 주사 열량계로 측정하였다.
2. 열팽창 계수
Tg 이상 및 이하의 열팽창 계수의 측정은 통상적인 열기계학 분석기의 사용에 의하여 측정된다.
3. 점성
브루크 필드 VDⅠⅠⅠ+ 코운 및 플레이트 유량계가 적당하지만 Haake?RheoStress Ⅰ이 사용되었다.
4. 다이 시어 접착을 ASTM D 1002에 따라 시험한다.
5. 열 및 산화 안정성을 열중량 분석에 의하여 측정한다. 언더필은 공기에서 300℃에서 5%이하의 중량 손실을 나타낸다.
광중합
조건
AETEK UV 처리장치를 사용하는 하기 조건은 코팅의 깊이를 통하여 액체 언더필이 적당히 고화되게 한다.
램프 1(W) 램프 2(W) 벨트 속도(fpm) 경화 에너지(mj/㎠)
400 400 34 1170
200 200 30 761
200 200 45 515
200 200 60 384
200 200 65 349
200 200 70 327
125 125 30 712
125 125 70 297
200 0 45 274
200 0 60 205
200 0 70 176
125 0 70 149
125 0 90 116
작업예
언더필 실시예 1-4를, 성분을 하우스차일드?컵에 첨가한 다음 3000 rpm 에서 30초 동안 혼합하여 제조하였다. 제형을 4인치(10.1㎝) 직경 ×400 ±㎛ 두께의 Umicore?반도체 웨이퍼에 스핀 코팅하였다.
코팅된 웨이퍼는 30 fpm, N2 분위기, 및 단일 패스에서 200W/200W 의 세팅에서 Aetec UV 오븐으로 광경화 시켰다. 액화 가능한 겔 상태에서 필름은 점성이 없었다. 8개월동안 광경화 상태에서 언더필의 저장은 DSC에 의하여 확인하여 추가적인 경화작용이 일어나지 않았다. 열경화 개시 온도는 150℃ ±2℃ 였고, 166℃에서 피크 발열이 있었다.
실시예
1
성분
중량부
1. 비스페놀 A - 에피클로로히드린 에폭시 19.03
수지(잔류 에피클로로히드린 〈 1 ppm)
[RSL - 1462 (Shell Resins, Inc)
(CAS # 25068-38-6)]
2. 폴리(아크릴) 불포화 우레탄 아크릴레이트
올리고머 [CN 120 C 60 (Sartomer)]
3. 에폭시 아크릴레이트 올리고머 18.50
[CN 136 (Sartomer)]
4. 에폭시 경화제 1 1.14
[Ancamine 2441 (Air Products and Chem)]
5. 에폭시 경화제 2 1.33
[Dyhard?100s (SKWCHEM)]
6. 삼기능 아크릴레이트 7.00
[SR 351 (Sartomer)]
7. 광개시제
Irgacure 184 2.00
Irgacure 819 1.00
8. 용융 실리카 50.00
[F5 BLDX (Denka)]
합계 100.00
실시예
2
성분
중량부
1. 비스페놀 A - 에피클로로히드린 에폭시 36.28
수지(잔류 에피클로로히드린 〈 1 ppm)
[RSL - 1462 (Shell Resins, Inc)
(CAS # 25068-38-6)]
2. 에폭시 경화제 1 2.18
[Ancamine 2441 (Air Products and Chem)]
3. 에폭시 경화제 2 2.54
[Dyhard?100s (SKWCHEM)]
4. 삼기능 아크릴레이트 6.00
[SR 351 (Sartomer)]
5. 광개시제
Irgacure 184 1.50
Irgacure 819 1.50
6. 용융 실리카 50.00
[F5 BLDX (Denka)]
합계 100.00
실시예
3
성분
중량부
1. 비스페놀 A - 에피클로로히드린 에폭시 36.29
수지(잔류 에피클로로히드린 〈 1 ppm)
[RSL - 1462 (Shell Resins, Inc)
(CAS # 25068-38-6)]
2. 잠재 아민 촉진제 2.18
[Ancamine 2441 (Air Products and Chem)]
3. 디시안 디아미드 2.54
[Dyhard?100s (SKWCHEM)]
4. 삼기능 아크릴레이트 6.00
[SR 351 (Sartomer)]
5. 광개시제
Irgacure 184 2.00
Irgacure 819 1.00
6. 용융 실리카 50.00
[F5 BLDX (Denka)]
합계 100.00
실시예
4
성분
중량부
1. 비스페놀 A - 에피클로로히드린 에폭시 18.15
수지(잔류 에피클로로히드린 〈 1 ppm)
[RSL - 1462 (Shell Resins, Inc)
(CAS # 25068-38-6)]
2. 아크릴레이트 변성 에폭시 올리고머 19.50
[CN 136 (Sartomer)]
3. 잠재 아민 촉진제 2.18
[Ancamine 2441 (Air Products and Chem)]
4. 디시안 디아미드 2.54
[Dyhard?100s (SKWCHEM)]
5. 삼기능 아크릴레이트 6.00
[SR 351 (Sartomer)]
6. 광개시제
Irgacure 184 1.50
Irgacure 819 1.50
7. 용융 실리카 50.00
[F5 BLDX (Denka)]
합계 101.37
실시예 5-7은 제조한 다음 4인치(10.1 ㎝) 직경 × 400 ㎛ 두께를 갖는 Umicore? 반도체 웨이퍼에 스핀 코팅하였다. 코팅된 웨이퍼는 30 fpm, N2 분위기, 및 단일 패스에서 200W/200W의 세팅에서 AETEC UV 경화 오븐으로 광경화 시켰다. 고체 열 액화 가능한 상태에서 실시예 5-7의 광 경화 필름은 점성이 없었다.
실시예
5
실시예 5의 제조에 있어서, 성분 1-4를 40g 하우스 차일드?컵에서 함께 혼합한 다음 광개시제가 완전히 용해될 때까지 60℃까지 가열하였다. 그 다음 샘플을 3000 rpm으로 30초 동안 하우스 차일드?혼합기에서 혼합하였다. 나머지 성분은 각각 첨가하는 사이에 혼합하면서 개별적으로 첨가하였다. 실리카는 혼합하면서 양을 증가하면서 첨가하였다.
성분
중량부
1. CN 136 (아민 변성 아크릴레이트 에폭시) 6.70
2. SR 203 (THFMA) 12.40
3. Irgacure?184 (광개시제) 0.30
4. Ingacure?819 (광개시제) 0.50
5. RSL - 1462 (비스 A 에폭시의 디글리시딜 에테르) 14.35
6. RSS - 1407 (비페닐 에폭시 수지) 14.35
7. Curezol?2 PHZ - S (이미다졸 잠재 큐러티브) 1.43
8. 충전제 (용융 실리카) 49.99
합계 100.02
실시예 5의 열경화 개시 온도는 167℃ 였다.
| 실시예 5 | |
| Tg - UV - B 단계 | 23.56℃ |
| Tg - 열경화 | 106.25℃ |
| CTE - Tg 이하 | 40.37 ppm/℃ |
| CTE - Tg 이상 | 107.7 ppm/℃ |
| 저장 계수 (＠ 25℃) | 2.761 Mpa |
| 저장 계수 (＠ 175℃) | 0.025 Gpa |
실시예
6
50%의 용융 실리카를 제외하고 성분들을 40g 하우스 차일드?컵에 첨가한 다음 300 rpm 으로 30초동안 혼합하여 실시예 6을 제조하였다. 그 다음 용융 실리카 의 나머지 부분을 3000 rpm 으로 30초동안 혼합하면서 첨가하였다. 혼합물은 45℃에서 30분 동안 오븐에서 가열하여 광 개시제를 용해시켰다. 용액 혼합물을 3000 rpm으로 30초 동안 다시 혼합하였다.
원료
중량부
SR 203 (THFMA) 19.10
Irgacure?184 (광개시제) 0.30
Ingacure?819 (광개시제) 0.50
RSS - 1407 (비페닐 에폭시 수지) 28.66
Curezol?2 PHZ - S (이미다졸 잠재 큐러티브) 1.43
충전제 (용융 실리카) 50.01
합계 100.00
도 1은 실시예 6에 대한 DSC 주사곡선을 나타낸 것이다. 차동 주사 열량계에 대한 조건은 다음과 같다. 즉 DSC(퍼킨 - 엘머 모델 DSC 7)을 사용하였으며, 가열등 조건을 5℃/분에서 20℃ - 300℃였다.
모든 샘플은 광경화 상태에서 시험하였다. 주사결과는 95.23℃ 에서 고체 에폭시 수지의 용융 온도, 191.65℃의 경화 개시 온도, 및 193.71℃의 열경화에 대한 피크 반응 온도를 나타낸다.
실시예
7
실시예 7은 50%의 용융 실리카를 제외하고 성분들을 40g 하우스 차일드?컵에 첨가한 다음 3000 rpm 으로 30초 동안 혼합하여 제조하였다. 그 다음 용융 실리카의 나머지 부분을 3000 rpm 으로 30초 동안 혼합하면서 첨가하였다. 혼합물은 45℃에서 30분 동안 오븐에서 가열하여 광개시제를 용해시켰다. 용액 혼합물을 3000 rpm 으로 30초 동안 다시 혼합하였다.
원료
중량부
SR 285 (THFA) 19.05
Irgacure?184 (광개시제) 0.30
Ingacure?819 (광개시제) 0.50
RSS - 1407 (비페닐 에폭시 수지) 28.71
Curezol (이미다졸) 1.44
충전제 (용융 실리카) 50.01
합계 100.00
도2는 실시예 7에 대한 DSC 주사 곡선을 나타낸 것이다.
차동 주사 열량계에 대한 조건은 다음과 같다. 즉 DSC(퍼킨 - 엘머 모델 DSC 7)를 사용하였으며, 가열등 조건은 5℃/분에서 20℃ - 300℃ 였다.
모든 샘플은 광경화 상태에서 시험하였다. 주사 결과는 99.5℃에서 고체 에 폭시 수지의 용융 온도, 189.62℃의 경화 개시 온도, 및 192.6℃의 열경화에 대한 피크 반응온도를 나타낸다.
실시예
8
실시예 8은 50%의 용융 실리카를 제외하고 성분들을 40g 하우스 차일드?컵에 첨가한 다음 3000 rpm 으로 30초 동안 혼합하여 제조하였다. 그 다음 용융 실리카의 나머지 부분을 3000 rpm 으로 30초 동안 혼합하면서 첨가하였다. 혼합물은 45℃에서 30분동안 오븐에서 가열하여 광개시제를 용해시켰다. 용액 혼합물을 3000 rpm 으로 30초 동안 다시 혼합하였다.
원료
중량부
CN 136 (아민 변성 아크릴레이트 에폭시) 6.70
SR 203 (THFMA) 12.40
Irgacure?184 (광개시제) 0.30
Ingacure?819 (광개시제) 0.50
RSL - 1462 (비스 A 에폭시의 디글리시딜 에테르) 8.61
RSS - 1407 (비페닐 에폭시 수지) 20.09
Curezol?(이미다졸) 1.43
충전제 [F5 BLDX (용융 실리카)] 49.99
합계 100.02
| 실시예 8 | |
| Tg - 광 B - 단계 WAU | 31.47℃ |
| Tg - 열경화 | 116.44℃ |
| CTE - Tg 이하 | 40.56 ppm/℃ |
| CTE - Tg 이상 | 120.5 ppm/℃ |
| 저장 계수 (25℃) | 3.313 Mpa |
| 저장 계수 (175℃) | 0.0268 Gpa |
비교 실시예 A(77-5)
성분
중량부
1. 트리(아크릴) 기능 모너머와 43.00
아크릴레이트 변성 에폭시
올리고머 혼합물 [ CN 120 C 60 (Sartomer)]
2. 트리(아크릴) 기능 모노머 4.00
[SR 351 (Sartomer)]
3. 디시안 디아미드
[Dyhard?100 s (SKWChem)] 1.33
4. 광개시제
Irgacure?184 2.00
Irgacure?819 1.00
5. 용융 실리카 50.00
[F5 BLDX (용융 실리카)]
합계 100.00
비교 실시예 A는 광경화후 24시간 주위 저장후에 웨이퍼로 부터 박층 분리되었으며, 이는 광경화에 의하여 야기되는 과도한 수축에 기인하는 것이라고 생각되었다.
비교
실시예
B
성분
중량부
1. 비스페놀 A - 에피클로로히드린 에폭시 18.15
수지(잔류 에피클로로히드린 〈 1 ppm)
[RSL - 1462 (Shell Resins, Inc)
(CAS # 25068-38-6)]
2. 트리(아크릴) 기능 모노머와 아크릴레이트 20.5
변성 에폭시 올리고머 혼합물 [CN 120 C 60 (Sartomer)]
3. 잠재 아민 촉진제 1.09
[Ancamine?2441 (Air Products and Chem)]
4. 디시안 디아미드 1.27
[Dyhard?100 s (SKWCHem)]
5. 광개시제
Irgacure 184 1.50
Irgacure 819 1.00
6. 용융 실리카 50.00
[F5 BLDX (Denka)]
합계 100.00
또한 비교 실시예 B는 24시간 주위 저장후에 박층 분리되었다.
본 발명은 웨이퍼 적용 언더필 및 이들의 제조방법으로서 특별한 산업상 유용성을 갖고 있으며, 본 발명의 조성물은 언더필 외에 예컨대 글로브 탑, 직접 칩 부착 및 열경화성 조성물에 대한 기타의 적용같은 마이크로 전자공학 적용에 또한 사용될 수도 있다.
이상 몇가지 바람직한 실시예와 관련하여 기술하였지만, 본 발명의 범위 및 정신을 일탈함이 없이 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.
Claims (6)
- 언더필 조성물에 부착되는 활성면을 갖는 주위 온도 안정성 집적 회로 웨이퍼에 있어서, 상기 언더필 조성물은 액체 광 경화성 아크릴레이트 성분, 다기능 에폭시 수지, 최소한 하나의 광개시제, 비전기 전도성 충전제, 및 비플럭싱 열 활성화 에폭시 큐러티브의 일액형 혼합물로 이루어지는 광 경화 일액형 조성물로 구성되고, 상기 언더필은 고체 상태에서 25℃에서 1000-5000 MPa의 만곡계수, 및 15-50 ppm/℃의 상기 언더필 조성물의 유리 전이 온도 이하의 열 팽창 계수를 나타냄을 특징으로 하는 주위 온도 안정성 집적 회로 웨이퍼.
- 액체, 100% 고체, 비자용, 일액형 언더필 조성물에 있어서, 5-30%의 단일기능 불포화 광 경화성 성분, 10-45%의 다기능 에폭시 수지, 0.3-3%의 최소한 하나의 광개시제, 40-70%의 비전기 전도성 충전제로 이루어지며, 상기 언더필은 열 경화성 상태에서 20℃에서 1000-5000 MPa의 만곡계수, 및 15-50 ppm/℃의 그의 유리전이온도 이하의 열 팽창 계수를 나타냄을 특징으로 하는 언더필 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 광 경화성 성분은 아크릴산의 C3 - C12 알킬 에스테르및 아크릴산의 C1 - C4 알킬 치환 C3 - C12 에스테르로 구성되는 기로부터 선택되는 최소한 하나의 화합물을 포함함을 특징으로 하는 언더필 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 광 경화성 성분은 테트라하이드로 푸르푸릴 아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 모노메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 모노아크릴레이트, 트리메틸올프로판 모노메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 모노아크릴레이트, 비환식 알킬올 포르말 아크릴레이트, 및 케탈 아크릴레이트로 구성되는 기의 최소한 하나로 부터 선택됨을 특징으로 하는 언더필 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 광 경화성 성분은 비스 페놀 폴리에테르 아크릴레이트, 비닐 에테르 캡드 올리고머 아크릴레이트화 에폭시 수지, 에틸렌 불포화 폴리알킬에테르, 폴리(사이클) 에테르 아크릴레이트 및 폴리사이클 (에테르) 아세탈 아크릴레이트로 구성되는 기로부터 선택되는 불포화 올리고머 임을 특징으로 하는 언더필 조성물.
- 제4항에 있어서, 모노 불포화 아크릴레이트 모노머를 추가적으로 포함하며, 상기 올리고머는 500-5000의 수평균 분자량을 가짐을 특징으로 하는 언더필 조성물.
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