TW201908365A

TW201908365A - 助焊劑

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Publication number: TW201908365A
Application number: TW107114972A
Authority: TW
Inventors: 西貴洋; 丸子大介; 高橋淳美; 川浩由
Original assignee: 日商千住金屬工業股份有限公司
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2019-03-01
Also published as: JP6332526B1; JP2018196900A; TWI663184B

Abstract

〔課題〕本發明提供一種可抑制形成在矽晶圓的保護膜的變色、膨潤及從矽晶圓的剝離的助焊劑。〔解決手段〕助焊劑包含：30質量%以上未達100質量%的溶劑，其係選自於二甘油中加成聚合環氧乙烷的二甘油EO加成物、於二甘油中加成聚合環氧丙烷的二甘油PO加成物、於甘油中加成聚合環氧乙烷及環氧丙烷的甘油EO/PO加成物的任一者，或是2種以上的組合；以及超過0質量%50質量%以下的活性劑。

Description

助焊劑

本發明係關於一種可使用在矽晶圓的助焊劑。

當焊料合金與接合對象物進行接合，於焊料合金及接合對象物的金屬表面形成有金屬氧化物時，濕潤性及介金屬化合物的形成受到阻礙。在以焊料進行接合時所使用的助焊劑具有化學性去除形成在焊料合金及接合對象物的金屬表面的金屬氧化膜的機能。

一般而言，助焊劑包含與金屬氧化物進行反應的活性劑，溶解固態成分的溶劑，必要時的各種添加物。提案於此類助焊劑中，能夠遏止對於形成在基板的有機系絕緣膜的影響的技術(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] 專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-166226號公報。

(發明欲解決的問題)

在以矽晶圓等所形成的基板的焊盤上藉由焊料合金進行鍍覆，塗佈助焊劑並於回焊爐等加熱時，去除焊料合金的表面的金屬氧化物，由於焊料合金熔融，而形成焊料凸塊。

於矽晶圓的表面，藉由聚醯亞胺(PI)或是聚苯并噁唑(PBO)，在必須使焊盤等露出的位置所設置的開口上形成有保護膜。

但是，在以聚醯亞胺或是聚苯并噁唑形成保護膜的矽晶圓印刷以往的助焊劑並加熱時，保護膜中的聚醯亞胺或是聚苯并噁唑與助焊劑反應。當聚醯亞胺或是聚苯并噁唑與助焊劑反應時，有發生保護膜的變色或膨潤的可能性。再者，保護膜也有從矽晶圓剝離的可能性。保護膜的變色、膨潤，以及從矽晶圓的剝離有獨立發生的情況，也有同時發生的情況。

本發明係為了解決此等課題而完成者，其目的係提供一種即便使用在矽晶圓，仍可抑制與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應的助焊劑。 (解決問題的手段)

本案發明者等發現形成在矽晶圓表面的保護膜中的聚醯亞胺或是聚苯并噁唑所引起的與助焊劑的反應能夠以助焊劑中的溶劑抑制。在此，本發明係一種助焊劑，包含：30質量%以上未達100質量%的溶劑，其選自於二甘油中加成聚合環氧乙烷的二甘油EO加成物、於二甘油中加成聚合環氧丙烷的二甘油PO加成物、於甘油中加成聚合環氧乙烷及環氧丙烷的甘油EO/PO加成物的任一者，或是2種以上的組合；以及0質量%以上50質量%以下的活性劑。

活性劑包含醛醣醇、有機酸的任一者，或是2種的組合。活性劑係在未包含有機酸的情況時，醛醣醇的含量為超過0質量%50質量%以下，在包含有機酸的情況，則為0質量%以上50質量%以下。在未包含醛醣醇的情況時，有機酸的含量為超過0質量%10質量%以下，在包含醛醣醇的情況，則為0質量%以上10質量%以下。

助焊劑以更包含：胺、胺鹵化氫酸鹽、有機鹵化物的任一者，或是2種以上的組合為佳。胺的含量為0質量%以上50質量%以下，胺鹵化氫酸鹽的含量為0質量%以上5質量%以下，有機鹵化物的含量為0質量%以上10質量%以下。

助焊劑以更包含：界面活性劑、觸變劑(thixotropic agent)、松香、添加溶劑的任一者，或是2種以上的組合為佳。界面活性劑的含量為0質量%以上50質量%以下，觸變劑的含量為0質量%以上30質量%以下，松香的含量為0質量%以上50質量%以下，添加溶劑的含量為0質量%以上50質量%以下。 (發明效果)

由於包含特定量的二甘油EO加成物、二甘油PO加成物、甘油EO/PO加成物的任一者，或是其組合作為溶劑的助焊劑，可抑制聚醯亞胺及聚苯并噁唑與助焊劑的反應，使用在矽晶圓時，可抑制保護膜的變色、膨潤以及保護膜從矽晶圓剝離。

以下，針對本發明的助焊劑的實施形態進行說明。本實施形態的助焊劑包含：於二甘油中加成聚合環氧乙烷的二甘油EO加成物、於二甘油中加成聚合環氧丙烷的二甘油PO加成物、於甘油中加成聚合環氧乙烷及環氧丙烷的甘油EO/PO加成物的任一者，或是2種以上的組合，以及活性劑。

二甘油EO加成物、二甘油PO加成物及甘油EO/PO加成物有作為溶解固形物的溶劑的機能，同時有作為與金屬氧化物反應的活性劑的機能。

二甘油EO加成物、二甘油PO加成物以及甘油EO/PO加成物可與聚醯亞胺及聚苯并噁唑反應的官能基較少。藉此，包含有二甘油EO加成物、二甘油PO加成物或甘油EO/PO加成物的任一者，或是2種以上的助焊劑，使與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應受到抑制，故形成於矽晶圓的保護膜的變色、膨潤以及保護膜從矽晶圓剝離受到抑制。

若僅為二甘油EO加成物、二甘油PO加成物及甘油EO/PO加成物當中1種，則為單項的含量，若為2種以上則是含量的合計，以30質量%以上未達100質量%為佳，較佳為50質量%以上未達100質量%。

活性劑包含醛醣醇及有機酸的任一者，或是2種的組合。活性劑的含量為超過0質量%50質量%以下。

具體而言，醛醣醇的含量，在未包含有機酸的情況時，係超過0質量%50質量%以下，在包含有機酸的情況時，則為0質量%以上50質量%以下。作為醛醣醇，可列舉如甘油、二甘油、聚甘油等。有機酸的含量，在未包含醛醣醇的情況時，為超過0質量%10質量%以下，在未包含醛醣醇的情況，則為0質量%以上10質量%以下。作為有機酸，可列舉如丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、丙酸、二乙二醇酸等。

助焊劑中以更包含作為活性佐劑的胺、胺鹵化氫酸鹽、有機鹵化物的任一者，或是2種以上的組合為佳。

胺的含量為0質量%以上50質量%以下。作為胺，可列舉如乙胺、三乙胺、乙二胺、甲咪唑、2-乙基-4-甲咪唑等。

胺鹵化氫酸鹽的含量為0質量%以上5質量%以下。胺鹵化氫酸鹽係將胺與鹵化氫反應的化合物，作為胺，可列舉如乙胺、乙二胺、三乙胺、甲咪唑、2-乙基-4-甲咪唑等，作為鹵化氫，可列舉如氯、溴、碘的氫化物。

有機鹵化物的含量為0質量%以上10質量%以下。作為有機鹵化物，可列舉如1-溴-2-丁醇、1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1,2-丙二醇、1,4-二溴-2-丁醇、1,3-二溴-2-丙醇、2,3-二溴-1-丙醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇等。

助焊劑係用以調整黏度、調整表面張力，作為其他添加劑，以更包含界面活性劑、觸變劑、松香、添加溶劑的任一者，或是2種以上的組合為佳。界面活性劑的含量為0質量%以上50質量%以下。作為界面活性劑，可列舉如炔二醇、聚乙二醇聚丙二醇甘油醚、聚乙二醇醚等。

觸變劑的含量為0質量%以上30質量%以下。作為觸變劑，可列舉如聚乙二醇等。松香的含量為0質量%以上50質量%以下。作為松香，可列舉如聚合松香等。

添加溶劑的含量為0質量%以上50質量%以下。作為添加溶劑，可列舉如水、異丙醇、乙二醇醚系溶劑、1,2-丁二醇、松油醇等。作為乙二醇醚系溶劑，可列舉如二乙二醇單-2-乙基己基醚、乙二醇單苯基醚、2-甲基戊烷-2,4-二醇、二乙二醇單己基醚、二乙二醇二丁基醚、三乙二醇單丁基醚等。 (實施例)

依照以下表1及表2所示的組成調配實施例及比較例的助焊劑，檢驗有關於助焊劑與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應性、助焊劑的洗淨性、焊附性。且。表1及表2中組成率為質量%。

＜評估助焊劑與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應性＞ (1)檢驗方法在進行焊料鍍覆後的晶圓塗佈實施例或比較例的助焊劑，之後，在氮氣環境下進行回焊。回焊條件為從室溫以1℃/s的升溫速度升溫至250℃後，於250℃維持30秒。回焊後的晶圓以保溫在40℃的洗淨液浸漬洗淨，使其乾燥。然後，以晶圓的外觀檢查，確認在聚醯亞胺(PI)及聚苯并噁唑(PBO)的部分變色、膨潤，或是從矽晶圓剝離的情況，判斷是否有聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應性。

檢驗的結果，若未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應者評估為○，觀察到有聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應者評估為×。

＜評估助焊劑的洗淨性＞ (1)檢驗方法在進行焊料鍍覆後的晶圓塗佈實施例或比較例的助焊劑，之後，在氮氣環境下進行回焊。回焊條件為從室溫以1℃/s的升溫速度升溫至250℃後，在250℃維持30秒。回焊後的晶圓以保溫在40℃的洗淨液浸漬洗淨，使其乾燥。若是水洗淨的情況，則是在60℃保溫以純水浸漬洗淨，使其乾燥。然後，以光學顯微鏡觀察，確認在焊料凸塊周邊未有殘渣的情況判斷為良好的洗淨性。

檢驗的結果，未觀察到助焊劑的殘渣者評估為○，觀察到有一部份殘渣者評估為△，觀察到有殘渣者評估為×。

＜評估焊附性＞ (1)檢驗方法在矽晶圓的Cu電極上藉由Sn-2Ag以厚度15μm施行鍍覆。於此矽晶圓上均勻地塗佈助焊劑，在N₂ 環境下峰值溫度250℃，以升溫速度2℃/sec加熱。加熱、洗淨後，凸起形狀以掃描電子顯微鏡(SEM)觀察，若凸起形狀呈原潤形狀評估為○，由於濕潤性(活性)不足而呈粗糙的凹凸較多的表面形狀則評估為×。

[表1]

[表2]

含有特定量的二甘油EO加成物、二甘油PO加成物，或是甘油EO/PO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇的實施例1~實施例4，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

關於二甘油EO加成物，在實施例1及實施例4係使含量增減的結果，聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應性、洗淨性、焊附性皆獲得良好的效果。甘油EO/PO加成物、二甘油PO加成物皆相同。

由此可知，考慮到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應性時，判斷以使用二甘油EO加成物、二甘油PO加成物，或是甘油EO/PO加成物作為溶劑為佳。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的戊二酸作為活性劑中的有機酸的實施例5，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，含有特定量的三乙胺作為胺，使三乙胺的含量增減的實施例6、實施例7，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，含有特定量的乙胺-溴化氫作為胺鹵化氫酸鹽的實施例8，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，含有特定量的三乙胺作為胺，含有特定量的2,3-二溴-1,4-丁二醇作為有機鹵化物的實施例9，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的戊二酸作為活性劑中的有機酸，含有特定量的2,3-二溴-1,4-丁二醇作為有機鹵化物的實施例10，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的炔二醇作為界面活性劑的實施例11，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑的實施例12，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，含有特定量的戊二酸作為有機酸，再者，含有特定量的2,3-二溴-1,4-丁二醇作為有機鹵化物，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑的實施例13，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的三乙胺作為胺，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑，含有特定量的水作為添加溶劑的實施例14，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的三乙胺作為胺，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑，含有特定量的異丙醇作為添加溶劑的實施例15，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的三乙胺作為胺，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑，含有特定量的乙二醇醚系溶劑作為其他添加溶劑的實施例16，含有特定量的1,2-丁二醇作為其他添加溶劑的實施例17，含有特定量的松油醇作為其他添加溶劑的實施例18，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

含有特定量的二甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的三乙胺作為胺，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑，含有特定量的聚合松香作為松香的實施例19，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。再者，獲得良好的焊附性。

且，二甘油EO加成物為100質量%的比較例1，未觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。但是，未獲得良好的焊附性。

含有特定量的甘油EO加成物作為溶劑，含有特定量的甘油作為活性劑中的醛醣醇的比較例2，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。此外，獲得良好的焊附性。但是，觀察到有聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。

環氧烷烴-間苯二酚共聚物為100質量%的比較例3，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。但是，觀察到有聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。此外，未獲得良好的焊附性。

增加作為溶劑的乙二醇醚系溶劑的含量，減少二甘油EO加成物的含量，含有特定的甘油作為活性劑中的醛醣醇，再者，含有特定量的三乙胺作為胺，含有特定量的聚乙二醇作為觸變劑的比較例4，洗淨後未觀察到助焊劑殘渣。此外，獲得良好的焊附性。但是，觀察到聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。

由以上可知，作為溶劑，由於包含二甘油EO加成物、二甘油PO加成物，或是甘油EO/PO加成物在本發明的範圍內，故抑制聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應。

此外，可知由於包含二甘油EO加成物、二甘油PO加成物，或是甘油EO/PO加成物在本發明的範圍內，可進行助焊劑殘渣的洗淨。再者，由於包含二甘油EO加成物、二甘油PO加成物，或是甘油EO/PO加成物在本發明的範圍內，可獲得良好的焊附性。

此外，可知作為活性劑，即使包含醛醣醇、有機酸的任一者，或是2種的組合在本發明的範圍內，並不會阻礙抑制助焊劑與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應的效果。

作為醛醣醇，二甘油、聚甘油等亦可獲得相同的效果。即使是作為有機酸，丁二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、丙酸、二乙二醇酸等的任一者，或是組合2種以上的其他的實施例，亦可獲得相同的效果。

即使作為活性佐劑，更包含胺、胺鹵化氫酸鹽、有機鹵化物的任一者，或是2種以上的組合在本發明的範圍內，可知並不會阻礙抑制助焊劑與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應的效果。

作為胺，乙胺、乙二胺、甲咪唑、2-乙基-4-甲咪唑等亦可獲得相同的效果。作為胺鹵化氫酸鹽，乙胺、乙二胺、三乙胺、甲咪唑、2-乙基-4-甲咪唑等胺與氯、溴、碘的氫化物反應的其他的鹽亦可獲得相同的效果。

作為有機鹵化物，即使是1-溴-2-丁醇、1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1,2-丙二醇、1,4-二溴-2-丁醇、1,3-二溴-2-丙醇、2,3-二溴-1-丙醇、2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇等的任一者、或是組合2種以上的其他實施例，亦可獲得相同的效果。

再者，即使包含界面活性劑、觸變劑、其他添加溶劑、松香的任一者，或是2種以上的組合在本發明的範圍內，可知並不會阻礙抑制助焊劑與聚醯亞胺及聚苯并噁唑的反應的效果。

作為界面活性劑，聚乙二醇聚丙二醇甘油醚、聚乙二醇醚等可獲得相同的效果，作為乙二醇醚系溶劑，即使是二乙二醇單-2-乙基己基醚、乙二醇單苯基醚、2-甲基戊烷-2,4-二醇、二乙二醇單己基醚、二乙二醇二丁基醚、三乙二醇單丁基醚等的任一者，或是組合2種以上的其他實施例，亦可獲得相同的效果。

無。

Claims

一種助焊劑，係包含： 30質量%以上未達100質量%的溶劑，其選自於二甘油中加成聚合環氧乙烷的二甘油EO加成物、於二甘油中加成聚合環氧丙烷的二甘油PO加成物、於甘油中加成聚合環氧乙烷及環氧丙烷的甘油EO/PO加成物的任一者，或是2種以上的組合；以及超過0質量%50質量%以下的活性劑。
根據申請專利範圍第1項所記載之助焊劑，其中，上述活性劑包含：醛醣醇、有機酸的任一者，或是2種的組合。
根據申請專利範圍第2項所記載之助焊劑，其中，上述活性劑係在未包含上述有機酸的情況時，上述醛醣醇的含量為超過0質量%50質量%以下，在包含上述有機酸的情況則為0質量%以上50質量%以下；在未包含上述醛醣醇的情況時，上述有機酸的含量為超過0質量%10質量%以下，在包含上述醛醣醇的情況則為0質量%以上10質量%以下。
根據申請專利範圍第1至3項中任一項所記載之助焊劑，其中，更包含：胺、胺鹵化氫酸鹽、有機鹵化物的任一者，或是2種以上的組合。
根據申請專利範圍第4項所記載之助焊劑，其中，上述胺的含量為0質量%以上50質量%以下，上述胺鹵化氫酸鹽的含量為0質量%以上5質量%以下，上述有機鹵化物的含量為0質量%以上10質量%以下。
根據申請專利範圍第1至5項中任一項所記載之助焊劑，其中，更包含：界面活性劑、觸變劑、松香、添加溶劑的任一者，或是2種以上的組合。
根據申請專利範圍第6項所記載之助焊劑，其中，上述界面活性劑的含量為0質量%以上50質量%以下，上述觸變劑的含量為0質量%以上30質量%以下，上述松香的含量為0質量%以上50質量%以下，上述添加溶劑的含量為0質量%以上50質量%以下。