TW396469B - Mounting structure and mounting process for semiconductor devices - Google Patents

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semiconductor device
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TW087100681A
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Kazutoshi Iida
Wigham Jon
Masaki Watanabe
Takeshi Meguro
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Loctite Corp
Matsushita Electric Ind Co Ltd
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A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明範圍
讀 先_ 閱 ύ 背. © 意. 事 項 I 本發明相關於一種安裝在諸如大型積體（"LSI”）之半導 體晶片於一載體基質上之結構與程序。 相關技藝簡述 訂 最近幾年來，諸如整合攝錄影機與行動電話機的小型電 子裝置之普遍性，已造成LSI裝置尺寸減小的需求。有如 這些減小需求的結果，晶片尺寸或晶片標度包裝（"CSPs”） 及球形柵狀陣列（"BGAs")，正實際地減小其包裝尺寸至其 原晶片尺寸。如此CSP_s及BGAs改善了電子裝置的特性， 但仍保持許多它們的運作特徵，如此得以保護，諸如LSIs 之半導體原晶片，因而有助於其測試。 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 最初，CSP/BGA组合藉運用焊接或其他類似的方法連 接導電體於一電路板上。然而，當最終結構暴露在熱週期 中時，介於電路板和CSP/BGA間之焊接可靠性經常變得不 可信。最近，於一 CSP/BGA組合於一電路板上之後，介於 CSP/BGA組合和電路板間之空間現在經常充填一密封樹 月旨（經常應用如下填充密封），爲了減輕由熱週期引起的應 力，藉此改善熱衝擊特性與增進結構的可靠性。 然而，由於熱固性樹脂係典型地運用如下填充材料，當 CSP/BGA組合安裝於電路板上失敗之後的狀況，在不完全 破壞或摧毁其結構下，更換CSP/BGA係非常困難。 至此，用以安裝一原晶片於一電路板上的技術係有如實 際地相似安裝一CSP/BGA於一電路板上的被接受。一種揭 4 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2lOX 297公釐） A7 B7 五、發明説明（2 π於日本專利Laid-Open ίο2343/"號如此的技術包含— 種安裝程序，其中藉運用一種光矯正黏著，一原晶片安潑 且連接至一電路板上，而在失敗狀況下，此原晶片可拆奔 。然而，此技術受到一些狀況的限制，其中電路板包括j 可允許暴露在從背面來的光源之透明基質（例如：破璃）， 且最終之結構展現出較差的熱衝擊特性。 日本Laid-Open專利刊物6928〇/94號揭示—種程序，其 中一原晶片藉運用一種可於預定溫度下硬化的樹脂安放且 連接至-基質。在失敗狀沉下，此晶片可藉—高出預定溫 •度之溫度軟化該樹脂，由基質上拆卸。然而，並未揭示= 特定樹脂，且並未揭示如何處理殘留於基質上的樹脂。= 此，該揭示程序尚不完整。 如在日本專利Laid_〇pen 號中指出，傳統係運 用一種溶劑將殘留在電路板上的樹脂除去。然而，吸收溶 劑而膨漲的樹脂係一耗時的程序’且具腐蝕性之有機酸充 當溶劑，將降低電路板的可靠性。取而 説-種方法，乃藉非幅射之電磁幅射，用來二殘== 日本專利Laid-Open 25 15 16/93號亦揭示—種安裝程序 ，其運用雙酚A型環氧樹脂;由松下 電氣工業株式會社製造）。然而，拆卸程序揭示不允許持續 輕易地拆卸晶片，處理步驟係冗長於高溫下，且一般程序 導致了低生產力。 於是’需求具有-種安裝結構，用於在發現失敗情況下 可快速拆卸半導體裝置，且需求具有—種程序，用以製造 _________ -5- 本紙張尺度^用中國國家標準（CNS ) A4規格（2~7^^7公釐j ---~~~ ^—— ; · ) f請先聞讀背面之注意事項再^:本頁) —訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 一種如此之結構。 發明概;述 本發明提供一種用於半導體裝置之安裝結構，其驅動一 半導體裝置（諸如一 CSP/BGA组合），其包括一安裝在一載 體基質之半導體晶片，藉短時間之熱處理，可以安全地連 接於一電路板上，且具有良好的生產力，其呈現優異的熱 衝擊特性（或熱週期特性），且允許該CSP/BGA组合可輕易 地從故障之半導體裝置或連接的電路板上拆卸下來。本發 明亦提供一種用以修復此一安裝結構之方法。 該安裝結構包括一半導體裝置，其本身包括一安裝在一 載體基質上的半導體晶片，及一與半導體裝置電氣連接的 電路板。介於半導體裝置之載體基質及電路板間之空間密 封一種熱固性樹脂组成的反應產品。此组成包括大約100 分重量的環氧樹脂，大約3分到大約60分重量的固化劑和 大約1分到大約9 0分重量的可塑劑。 經滴部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再^^"頁) 本發明亦關於一種用於半導體裝置的安裝程序，其步騍 包括電氣連接一半導體裝置至一電路板；滲透一熱固性樹 脂組成介於具有一半導體晶片安裝在一載體基質上的半導 體裝置載體基質和電路板間之空間中；以及藉熱應用固化 熱固性樹脂组成。 於半導體裝置安裝之後，本發明的安裝程序將進一步包 括半導體安裝於上之電路板的電氣特性測試步驟；在測試 步驟中失敗的.情況下，當加熱不良邊的鄰域時，拆卸不良 邊的半導體裝置；藉加熱至一預定溫度，從電路板或從半 -6- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 五、發明説明（4 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作衽印製 導體裝置的恩部’除去熱固性樹脂組成反應產物的殘留； 圧入種有機落劑，加以或不加以熱應用至一預定溫度； 以及從電路板或從半導體裝置的底部，除去導電成份的殘 田此法中，可以修復不良的部份。 雖然運用在本發明中的熱固性樹脂組成係可於一相當低 的溫度及短期時間中處理，固化反應產物展現出絕佳的熱 衝擊特性’此外，尚可藉於加熱條件下及施力的應用而輕 易地分離0另外，4、人& t , , ^ 力7卜’附耆於電路板上的固化反應產物及其他 類似物’可藉由加熱，注人溶劑膨脹，或在加熱條件下注 入：·春劑衫服後輕易除去。 藉運用種熱固性樹脂组成，諸如CSP/BGA組合的半導 把裝置’經奴時間加熱可以安全地連接至電路板上，且具 有良好的生產力，及最終安裝結構亦具有絕佳的熱衝擊特 f生（或’’、、週期特性）。此外，在失敗的情況下，該半導體裝 置可j輕易地拆卸，這些半導體裝置，或電路板仍可再運 用藉此達成改善生產量及降低生產成本。 圖示簡述 本發明若參考下列圖示將較易於理解。 圖1闡述一個顯示本發明安裝結構實例的斷面圖。 圖2闡述個依據本發明用以修復目的，且已從電路板 上拆卸之半導體裝置的斷面圖。 發明詳述_ 圖，1顯示本發明安裝結構的一個實例。運用在本發明中 勺半導裝置4係—個藉連接一諸如Lsi的半導體晶片（原 請 閲 讀 背. 之 注 意 事 項 再_1 '裝 頁 訂 線 t紙張尺錢财關巧？
A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 B7 五、發明説明（5 ) 晶片）2至一載體基質1，且其間之空間以樹脂3密封而形 成之。此半導體裝置係安裝在電路板5的一個預定位置， 且藉一，諸如焊接的適合連接方式，經電氣連接電極8和9 。爲了改善可靠性，介於載體基質1與電路板5間之空間 係以一熱固性樹脂組成密封，然後，其固化進入反應產物 1 〇中。熱固性樹脂组成的固化反應產物1 〇不必完全填充介 於載體基質1與電路板5間之空間，但是應該填充其空間 至可以減低由熱週期引起的應力。 載體基質可由AI2O3 ’ SiN〗’及^'铭紅柱石（Al2〇3_Si〇2) 製成的陶瓷基質結構；由諸如聚酉先亞胺抗熱性樹脂製成 之基質或帶狀物；玻璃強化環氧樹脂，ABS及經常用來做 電路板的酚醛基質；及其它類似的材質。 .對於用來作電氣連接半導體晶片至載體基質的方式並無 特殊限制，且可採取藉高熔融焊接或電（或非同向）導黏著 ，打線，及其它類似的方法。爲了便於連接，電極將形成 有如腫塊般。此外，爲了改善連接的可靠性及耐久性，介 於半導體晶片及載體基質間之空間可用適當的樹脂密封。 能夠運用在本發明中的半導體裝置包括了 CSPs及BGAs。 對於用在本發明中的電路板並無特殊限制，且可運用任 何一般電路板，諸如玻璃強化環氧樹脂，ABS及酚醛板。 運用如一介於電氣連接半導體裝置及電路板間之下填充 密封物之熱固性樹脂組成包括大約1 〇〇分重量的環氧樹脂 ，大約3分到大約60分重量的固化劑及大約1分到大約90 分重量的可塑劑。 -^_ ，張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------批衣------.訂 --------^---^ ' \) 、 (請先閱讀背面之注意事項再4ri本頁) A7
環氧樹脂可= 壬何一般環氧樹脂。此 ，或2〇0/ , 土；王體環氧樹脂重量的0至30% 反：釋;：多官能基環氧樹脂組成之，及至少一種當作 反連接密度緩和劑之單官能基環氧樹脂。 J二氧樹脂的實例包括雙…環氧樹脂，雙驗 樹脂刑产：可落酚醛樹脂型環氧樹脂，酚-可溶酚醛 特性^3適#的混合物。環氧樹脂的黏性及其他 ⑽%的雙紛A型環氧㈣脂應包括從1〇%至 在5〇%至100%。 柄求上，雙酚A型環氧樹脂應 化大7氧基化合物。通常，環氧基 A ^ 大为6至大約28個碳原子的烷基化合物， c、；匕括C6-C28貌環氧丙酸，c0-c28脂肪酸環氧丙醋及 h-C28烷酚環氧丙醚。 用在本發明中的可塑劑係—種具有相當低的速率，並 2點至少大約130。〇及較低的環氧樹脂固化反應產物熱失 法（Tg)的特性。當環氧樹脂固化時運用一種僅引起微小 相位2離之可塑劑材料。當這些材料應用如可塑劑時，它 們不需執行傳統結合可塑劑的功能。 如此可塑劑的實例包括（曱基）丙晞酸酯，及芳香或脂肪 本發明中運用有如可塑劑的（甲基）丙烯酸酯包括單功能 (J基）丙烯酸酯，諸如直鍊或支化脂肪性醇的（甲基）丙烯酸 酯，具有一芳香羥取代分子化合物的脂肪性醇（曱基）丙 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7
脂的（曱基）丙缔酸醋運用在本發明中 R R代衣脂類的（曱基）丙烯酸酯，其中R1， 個J代表氫’烷基化合物，氫氧烷基化及 燒基)化合物，至少一個〜以係一氣 或一氫-聚（環氧烷基）化合物。 -、化合 此地的特例包括N，N，-二燒基-取代分子二單燒 本纸張尺奴财 10- (210X297公釐）
A7 B7 經 濟 部 中 央 標 準 局 負 工 消 費 合 作 社 印 五、發明説明（8 基）丙晞酸酯運用有如可塑劑在本發明中包括（曱基）丙烯 酸環己酯及（甲基）丙烯酸異坎醇酯 '。諸如N,N，_雙甲基氨乙 基（甲基）丙烯酸酯及N，N'-雙乙基氨乙基（甲基）丙晞酸酯； 單或雙N-烷基-取代分子二烷脂（甲基）丙烯酸醋，諸如 乙基-Ν’-氫氧乙脂乙基（甲基）丙埽酸醋及乙基二氫氧乙脂 雙（甲基）丙缔酸g旨；三燒脂的（曱基）丙晞酸酯，諸如三乙脂 二（甲基）丙浠酸醋及三乙脂三（甲基）丙埽酸酉旨；貌脂（甲基） 丙缔酸酉曰的混合物，其_般地著名如丙蝶酸酉旨脂類的低聚 物；及氫-聚（環氧埽）的（甲基）丙烯酸酯，諸如（cH3)2N_ (ch2ch20)2h 的（甲基）丙埽酸 g旨，CH3n卜（cH2CH2〇)2H]2 的单或雙（曱基）丙烯酸酯，及NKCH2CH20)调3的單，雙或 二（甲基）丙締酸醋。 ，別的需求包括 α 公式（hor4)3 xn[r40coc(r5)=ch 士 形成之化合物，其中R4 # — JL | γ + Μ ^ y 係具有仗大约2個到大約12個碳 ===合物，或-R6'(〇R6)m，其中 R6w2-或 化合物.3及"1係一由1到6的整數；R5係氫或一甲基 ° ，及X係一由1到3的整數。 .炉I ?(甲基)丙烯酸酯的實例包括乙烯乙二醇雙(甲基)丙 ρ _’、酯，雙乙烯乙二醇雙（甲基）丙烯 擊f甲其、工“ 0 —乙歸乙一醇 丁 I /酸酿，四乙缔乙二醇雙(甲基)丙物，1,3- 两嫌於—雙（甲基）丙烯酸酯及三甲基醇7酚丙烷三（曱基） -酯。聚氫環氧樹脂化合物（甲基彡丙 舻 土 括雙酚Α刑戸β广 丞』内少希鉍酯的貫例包 本發明:衣錢丙燒反應產物的雙（甲基）丙晞酸醋。 的方香或脂肪性聚酯運用如可塑劑包括芳香水 本纸乐尺度適用中 11 - (匚阳）厶4規格（2丨〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項#-—;本頁)
I： Α7 Β7 五、發明説明（ 例如，雙（CrCi2烷基）鄰苯 衡酸的 經濟部中央標準局男工消費合作社印
:苯曱酸雙曱酯’鄰苯二甲酸雙乙酯，鄰苯二曱酸雙』 辛=Y鄰笨二甲酸雙2乙己酯及鄱苯二曱酸正辛。正癸画 月曰秩鹼式酸酯，諸如丁基油酸酯及甘油酯；單·油酸酯 及^族又鹼式酸酯，諸如雙丁基已二酸酯.，己二酸雙-2- 2 己酉0 ,雙丁基癸二酸酯及己二酸雙-2-癸二酸酯。 k 一可塑劑有如藉上述公式表示環烷胺的（甲基）丙烯圈 酯或氫-聚（環氧垸）胺，雙（Ci_Ci2燒基）鄰苯二甲酸，⑴ )丙烯酸的含氫氧烷基酯，及脂環醇的(甲丙 別地需求。 你^ 可塑劑成份經常運用在每1〇〇份重量環氧樹脂中的！至 大約90份重量的—個份量。需求上，其範圍介於$到^ 分重量的環氧樹脂。 本發明中的熱固性樹脂組成可有如—個部份组成配製， =所有成份可混合在—起，或有如兩個部份组成，其中 %乳樹脂及固化劑可分開儲存而以後使用前再混人。於〇 …般使用在本發明中的固化劑可係任何的固化^，其^ 運用在一個部份及兩個部份的環氧樹脂中。然而，兩^上 運用在本發明中的固化劑包括胺類化合物，咪唑化：物十 改良胺類化合物及改良咪峻化合物。 胺類化合物的實例包括雙氰胺；脂族聚胺。諸如雙環燒 :胺：三環貌四胺及雙燒氨基胺；芳香聚胺，諸如心二甲 本雙及雙風雙冬胺；脂環醇聚胺，諸如異佛爾嗣及 一烯帖雙胺；及聚酉先胺。 又 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ΐ'0'ί^公| ) A7 A7 B7 、發明説明（1〇) 咪唑化合物的實例包括2_甲基咪唑，2_乙基-仁甲 =及2-苯基咪唑。改良胺類化合物的實例包括藉加入二p 胺頒化合物至锿氧基化合物中而形成的附加環氧基聚胺， 及改良咪唑化合物的實例包括藉加入咪唑化合物至環 化合物中而形成的咪唑内斂。 -些固化劑中’運用潛在固化劑在整合型環氧樹脂係 別需要的。從修復性的觀點來看運用基於整體重量固化 :5%至95%重量的改良胺類與95%至外重量的雙氰胺： 有其特別需要的。固化劑本身係通常運用在每1〇〇分重旦 的環氧樹脂中由大約3分至大約60分重量之量。需求上里 此乃5至40分重量的樹脂。 、運用在本發明中的熱固性樹脂组成含有前述可塑劑及單 官能基環氧樹脂以大約5%至大約60%重量之量混合之。 依據本發明中的熱固性樹脂组成具有滲透進入介^電路 板及半導體裝置間之空間的能力。這些發明性的組成亦展 現出至少於上升溫度條件下降低黏性，及如此具有滲透進 入空間的能力。藉選擇型態及不同成份的比例準備熱固性 樹脂组成係有其需求，以致於在25(TC時其黏性係5〇〇〇() mPa.s或更低，諸如.30,000 mPa.s或更低，這麼—來增進其 渗透進入介於電路板及半導體裝置間之空間（例如7 1〇'〇 μηι至200 μηι)的能力。 本發明中的熱固性樹脂組成尚可含有，諸如變形劑，句 塗劑，染料’顏料及填充劑，其他的添加物。此外Λ，感光 聚合引發劑亦可加入其中’其提供如此引發劑絕不會^向 -13 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） f請t闆讀背面之注意事項再敁本頁} •絮. 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 影響組成或反應產物的特性。 接下來，以下敘述用來製造本發明安裝結構的安裝程序。 初步，錫膏印刷在一電路板的需要部分且適度乾燥以逐 出溶劑。然後，一半導體裝置依照型態安裝在電路板上。 此電路板通過一迴焊爐以熔化焊錫及藉以焊接半導體裝置。 介於半導體裝置及電路板間之空間的電氣連接未限制錫 膏的運用，但是可藉焊錫球來完成之。另一方面，此連接 亦可由電導黏著或非同向導黏著來完成之。此外，錫膏或 其他類似之材料可加以應用或形成在電路板或半導體裝置 上。 爲了便利爾後之修復工作，錫膏，電或非同向導黏著的 運用應該選擇其熔點，附著強度及其他類似的重點。 於半導體裝置以此法電氣連接至電路板之後，最終結構 通常應該遵循一連續測試或其他類似的步驟。於通過此測 試之後’帶有樹脂组成的半導體裝置^此法中’在不良的 情況下，修理帶有樹脂組成的半導體裝置前，非常容易拆 卸半導體裝置。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再"本頁) 然後，因爲一熱固性樹脂組成應用在半導體裝置的四周 ，所以運用一適當之應用諸如喷注器的方式。當此組成應 用在半導體裝置時，其藉毛細管作用滲透至介於電路板及 半導體裝置的載體基質間之空間中。 接著，熱固性樹脂組成藉加熱固化。在此加熱早期階層 ，熱固性樹脂組成顯示絕佳的濃度降低且因此流動性增加 ，以致其更容易滲透進入介於電路板及半導體裝置間之空 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 --—--_ B7 五、發明説明（12) 門此外提供％路板合適之透氣孔，熱固性樹脂組成可 完全滲透進入介於電路板及半導體裝置間之整個空間。 熱固性樹脂組成的用晉；ή母.¾ .本# & J里iC通適®凋整，以幾乎完全填滿 介於電路板及半導體裝置間之空間。 當運用上述熱固性樹脂組成時，其經常藉加熱120。。至 150 C大为5刀鐘至20分鐘固化之。如此，本發明採取相 當低溫度及短時間固化條件且所以達到非常好的生產力。 圖1中圖解安裝結構係以此法完成。其中熱固性樹脂组成 運用（甲基）丙烯酸酯如可塑劑及加入感光聚合引發劑，熱 固性樹脂組成可試驗性藉先暴光再加熱固化之。 … 本發明的安裝程序中，如上述安裝半導體裝置於電路板 上後’測試最終結構之半導體裝置特性，介於電路板及半 導體裝置間之連接，其他電氣特性，及密封狀態。假如發 現不良，可依接下來的方式修復。 加熱大約190。(：至大約260 Ό大約10秒鐘至i分鐘於不 良邊半導體裝置四周區域。雖然並無特別限制替代加熱方 式’但還是局郅加熱較佳。採用諸如加熱風至不良邊之相 當簡易方式。 盡快熔化焊錫及軟化樹脂以致減低結合強度後，拔除半 導體裝置。 如圖2中顯示拆卸半導體裝置後，熱固性樹脂組成固化 反應產物的殘留物12及焊錫的殘留物14遺留在電路板5 上。可移除熱固性樹脂組成固化反應產物的殘留物，例如 ’藉加熱至預定溫度軟化殘留物後刮除之，在加以溶劑膨 _______-15-_____ 本紙張尺度朗tWi家榇準r~CNS ) A4規格（210Χ297)ϋ " 举------"-----嫁 .) . (請先閱讀背面之注意事項再c,:v頁) - A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 16- 五、發明説明（13) 脹之，或當加熱至預定溫度加以溶劑膨脹之。 藉運用加熱及溶劑可最容易移除殘留物。例如，當整個 電路板溫度相當於1〇〇。(：時（經常在肋^至12〇。〇範"圍"）， 可藉殘留樹脂加以溶劑膨脹軟化之後，括除殘留物。 運用溶劑乃引起熱固性樹脂組成之固化反應產物膨脹爲 目的，藉以減低結合強度而達到可從電路板刮除如此固化 材料的程度。有用之溶劑包括有機溶劑，例如，烷基氯化 物，諸如亞甲基氯化物；乙二醇醚，諸如乙基纖維素及丁 基纖維素；二鹼式酸二酯，諸如二乙基琥珀；及义甲基吡 洛燒酮。當然.，適當的混合亦可採用。 電路板亦應用電路保護阻體，溶劑應該選擇不傷害阻體 之溶劑。需求溶劑包括乙二醇醚及N-甲基吡咯烷酮。 例如，藉吸錫編線，可移除焊錫殘留物。 最後，如上述步驟清潔的電路板上，如上述相同方式再 安裝一新的半導體裝置。如此，完成了不良邊的修復。 電路板上發現不良，如上述相同方式藉移除熱固性樹脂 組成固化反應產物的殘留物13及殘留在半導體裝置底部 的焊錫1 5，半導體裝置可再度使用。 藉下列非限制性實例本發明將進—步説明 實例 實例1 爽.1性樹脂组成 配製熱固性樹脂組成可藉混合環氧樹脂（i),固化劑（丨丨） 及可塑劑依下列敘述劑量，以及〇1分重量的一種消泡 私紙張尺度適财關家料（ ---------------,11—:--^----絲 (請先閱讀背面之.注意事項晃處；本頁) . . A7 A7 經漓部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（14) 劑而成。經觀察如此形成之組成的黏性係5,200 MPa’s。 (i) 環氧樹脂：85分重量的雙酚A型環氧樹脂，4 分重量的可溶可熔酚醛環氧樹脂，及11分重量的12個 至14個碳原子混合烷環氧丙醚。 (ii) 固化劑：3分重量的雙氰胺，及1 9分重量的胺環 氧基内敛。 (iii) 可塑劑：12分重量的丙烯酸胺低聚物。 安裝程序 運用錫膏（PS1OR-350A-F92C ; Harima化學公司製造）， 一 20 mm平方的CSP，一 0.5 mm直徑的電極，1.0 mm的 電極節距，及一鋁製的載體基質安裝在一具有電路的1 · 6 mm厚強化玻璃環氧基板。 此後，藉噴注器加入熱固性樹脂組成至CSP的四周，然 後藉加熱15 0 °C大約5分鐘時間固化之。過程中，完全固 化前熱固性樹脂組成滲透進入介於半導體裝置及電路板間 之空間。 熱衝擊測試 如上述準備25個樣品暴露在熱週期中，當樣品處於-40°C 溫度大約30分鐘時間，接著藉溫度上升至室溫大約3分鐘 時間，此後溫度進一步上升至+80 °C大約30分鐘時間。在 達到一預定次數熱週期後，樣品遵照用以確認介於CSP及 電路板間之電氣連接的連續性測試。當連續性確認達1,〇〇〇 次或以上時，樣品視爲可接受，而當連續性未達此次數且 導致斷裂或其他類似情形前，視爲不可接受。此例的安裝 -17- 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) Α4規格（2l〇X297公釐） ---------装--------^----線 -.. (請先閱讀背面之注意事項#-填ί'本頁) ’ A7 B7 經濟部中*摞筚局負工消費合作社印製 五、發明説明（15 結構必須所有25個樣品均可接受，甚至於超過mg()週期。 修復工作 ，用-熱風機固定帶有固，性樹脂組成至電路板 二CSP周園區域加以25(rc熱風！分鐘。然後，csp很容 精插入—金屬片介於csp及強化玻璃環氧基板之間 卸，且移出CSP。 當強化玻璃環氧基板置放於大 从々、X約100 c的加埶板上（或 以遠紅外線加熱器加熱或其他麵 ” 續似的5又備），殘留在強化玻 堝壤氧基板之樹脂加入諸如ps ^^-l(Dai-ichi Kogy〇 Seiyaku 么司製造）或736〇(L()Ctlte公司製造）的落劑使其膨脹，然後 再以調刀括下來。殘留在強化破璃環氧基板之焊錫運用吸 錫編織線移除之，此修復運作雲陆2八& 堞邛而時3分鐘以内，以實際觀 點來看時間係足夠短促。 再加以錫膏至用以上述方戎抽知广。n u私 乃八訴卸csp的強化玻璃環氧基 板上，且安裝广新的C.SP。在此運作，錫膏可印刷在新的 CSP 上。 在相同上述方式中，加入熱固性樹脂組成至csp的四周 然後藉加熱150 °C 5分鐘固化之。 在如修復過程安裝CSP板，電氣連接安全地建立起來。 再度加以熱衝擊測試，此安裝結構展現絕佳的特性相當於 未修復過的一般。 實例 除了在實例1中運用如可塑劑丙烯酸胺低聚物之量以外 ，重複實价1丄之^驟，下面顯示其改變量。最終安裝結構 -18- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） t-------ΐτ—:--;--10 (請先閱讀背面之注意事項再谈ί本頁) .r A7 、發明説明（ B7 題過熱衝擊測試，且它們的修復時間在3分鐘内 言你丨〇 . 經濟部中央標準局員工消费合作社印掣 實例2 : 實例3 : 實例4 : 實例5 : 除了不運用可塑劑以外 結構展現可接受的修復性 續性少於1，000週期。 了在實例1中運用如可塑劑丙晞酸胺低聚物之量以外 ^ '复"例1之步場^，其改變量爲12 0分重量。最終安裝 二構展現可接受的修復性，但是未通過熱衝擊測試因爲連 績性少於1，0 0 0週期。 人除了在實例1中12個至14個碳原子烷基環氧丙醚的混 "^物 < 量以外，重複實例1之步驟，下面顯示其改變量。 取终安裝結構通過熱衝擊測試，且它們的修復時間八 鐘内。 刀 0分重量。 2.7分重量。 5.3分重量。 2 0 · 0分重量。 1.2分重量 6.0分重量。 2 1.0分重量 5 0 · 0分重量 重複實例1之步驟。最終安裝 但是未通過熱衝擊測試因爲連 ---------f------:-111:--^-- ·'\--- (請先閱讀背面之注意事項-S--斌：、本頁) ‘= 實實實 Ά 例6 例7 例8 例9 19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 五 、發明説明（Ί7 比 A7B7 經濟部中央榡孪局員工消費合作社印絮 一除了在實例1中12個至14個碳原子烷基環氧丙醚的混 δ物之量以外，重複實例1之步驟，其改變量爲40分重量 取終安裝結構展現可接受的修復性，但是未通過熱衡擊 '則喊因爲連續性少於1，〇〇〇週期。 illJO-12 除了在實例1中運用如一可塑劑之烷基環氧丙醚的混合 物之量以外，重複實例〗之步驟，下面顯示其以替代之化 合物。最終安裝結構通過熱衝擊測試，且它們的修復時間 在3分鐘内。 實例10 : DOP(鄰苯二甲酸二辛酯） 貫例11 : 丙烯酸異莰醇酯。 實例12 : 2_羥乙基甲基丙烯酸酯。 實例」3 除了在實例1中運用如一固化劑之胺環氧基内斂以外， 重複實例1之步驟，下面顯示其以咪唑環氧基内敛替代。 最終安裝結構通過熱衝擊測試，且它們的修復時間在3分 鐘内。 j匕較f例4 重複實例1之步驟，除了運用在實例1中替代熱固性樹 脂组成，包含丙烯酸胺低聚物，單體及光致聚合引發劑之 黏著劑（TB3〇〇6B; ThreePond公司製造）藉透過介於半導 體裝置及電路板間之空隙暴光及加熱應用及固化之。當運 用此黏著劑時，半導體裝置很容易從半固化狀態下拆卸。 (婧先閱讀背面之注意事項务# 本頁) • « -I 11
、1T 線 -20- 本紙張尺度適用中國國家椟準（CMS ) A4規格（2I0X297公釐） A7 B7 五、發明説明（18) 當此黏著劑完全固化後，最終安裝結構遵循熱衝擊測試。 其熱衝擊測試未被接受因爲連續性少於1，000週期。 比較實例5 重複實例1之步驟，除了運用在實例1中替代熱固性樹 月旨組成，環氧樹脂密封劑（SA-5 1-2 ; Asahi Kaken公司製 造）藉加熱至1 00 °C 90秒鐘以如實例1中同樣方式運用及 固化之_。熱衝擊測試中，最終安裝結構展現如實例1中相 同的可靠程度。然而，嘗試藉加熱修復目的分離半導體裝 置時，但是無效。 本發明的整體範圍係藉申請專利範圍量度。 "------"丨：——-——1^ (請先閱讀背面之注意事項再城（冬頁) · j 經滴部中央標準局負工消費合作社印製 -21 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 0X 297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 爲
    f _〇j)681號專利申請f 9以。9 專利範圍修正本(89年3月） 、申請專利範圍 1. —種用於半導體裝置的安裝結構，包括： 半導體裝置包括一安装在一載體基質上之半導體晶 片，及 一電路板與該半導體裝置電氣連接， 其中介於該半導體裝置之載體基質與該電路板空間之間 係以一熱固性樹脂組合物之反應產物密封，該組合物包 括大約100份以重量計的環氧樹脂約3份至约60份以重 量汁的固化劑及约1份至約90份重量計的可塑劑。 2. 如申請專利範圍第i項之結構，其中該可塑劑係選自（甲 基）丙缔酸酯’芳族或脂族酯及其組合物所組合之群之一 員。 3. 如申請專利範圍第丨項之結構，其中該固化劑係選自由 胺類化合物，咪唑化合物，改良胺類化合物，改良咪唑 化合物及其组合所組合之群之一員。 4. 如申請專利範圍第丨項之結構，其中該環氧樹脂包括至 少一種多官能基環氧樹脂及至少一種基於總環氧樹脂以 重量計0到約30%以重量計的單官能基環氧樹脂。 5. 如申請專利範圍第4項之結構，其中該可塑劑及單官能 基環氧樹脂的混合量係自總組合物以重量計約5 %至約 6. 如申請專利範圍第4項之結構，其中該單官能基環氧樹 脂具有一約6個至約2 8個碳原子之烷基。 7. 如申請專利範圍第4項之結構，其中該多官能基環氧樹 脂包括約10%至約100%以重量計之雙酚A型環氧樹腊。 "-''----^--"訂 -------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    經濟部中央標準局員工消費合作社印製 爲
    f _〇j)681號專利申請f 9以。9 專利範圍修正本(89年3月） 、申請專利範圍 1. —種用於半導體裝置的安裝結構，包括： 半導體裝置包括一安装在一載體基質上之半導體晶 片，及 一電路板與該半導體裝置電氣連接， 其中介於該半導體裝置之載體基質與該電路板空間之間 係以一熱固性樹脂組合物之反應產物密封，該組合物包 括大約100份以重量計的環氧樹脂約3份至约60份以重 量汁的固化劑及约1份至約90份重量計的可塑劑。 2. 如申請專利範圍第i項之結構，其中該可塑劑係選自（甲 基）丙缔酸酯’芳族或脂族酯及其組合物所組合之群之一 員。 3. 如申請專利範圍第丨項之結構，其中該固化劑係選自由 胺類化合物，咪唑化合物，改良胺類化合物，改良咪唑 化合物及其组合所組合之群之一員。 4. 如申請專利範圍第丨項之結構，其中該環氧樹脂包括至 少一種多官能基環氧樹脂及至少一種基於總環氧樹脂以 重量計0到約30%以重量計的單官能基環氧樹脂。 5. 如申請專利範圍第4項之結構，其中該可塑劑及單官能 基環氧樹脂的混合量係自總組合物以重量計約5 %至約 6. 如申請專利範圍第4項之結構，其中該單官能基環氧樹 脂具有一約6個至約2 8個碳原子之烷基。 7. 如申請專利範圍第4項之結構，其中該多官能基環氧樹 脂包括約10%至約100%以重量計之雙酚A型環氧樹腊。 "-''----^--"訂 -------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    經濟部_央標準局員工消費合作社中製 396469 申請專利範圍 士申”專利範圍帛1項之結構，其中該可塑劑為經脂肪 胺之（曱基）丙浠酸酿。 9.如申凊專利範圍第i項之結構，其中該熱固性樹脂組合物 具有一種在25 C溫度下不大於約50,〇〇〇 mpas的黏性。 1〇_—種用於半導體裝置的方法，該方法步驟包括： 電氣連接一半導體裝置包括安裝一載體基質上的半導 體晶片至一電路板； - 滲透熱固性樹脂组合物至介於該半導體裝置的載體基 質及電路板間之空間，其中組合物包括約1〇〇份以重量 计足環氧樹脂，約3份至約60份以重量計的固化劑及約 Ϊ份至約9 0份以重量計的可塑劑，及 藉運用加熱固化熱固性樹脂。 11.如申請專利範圍第10項之方法，進一步包括步驟： 該半導體裝置安裝其上的電路板之電氣測試特性； 右不良在該測試步驟中發現，當加熱不良位置之鄰域 時’去除不良位置之該半導體裝置； 藉加熱至一預定溫度，注入一有機溶劑或當加熱至預 定溫度時注入一有機溶劑，除去遣留在該電路板上或該 半導體裝置底部的熱固性樹脂组成反應產物之殘留；及 除去遺留在該電路板上或該半導體裝置底部的電導材 料之殘留物。 12_如申請專利範園第10項之方法，其中該可塑劑包括至少 一種係選自（甲基）丙缔酸酯，芳族或脂族酯及其組合物所 組合之群之一員。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — I—¾一 I,.Ί-訂 線 (請先聞讀背面之注意事項再填'寫本頁}
    經濟部_央標準局員工消費合作社中製 396469 申請專利範圍 士申”專利範圍帛1項之結構，其中該可塑劑為經脂肪 胺之（曱基）丙浠酸酿。 9.如申凊專利範圍第i項之結構，其中該熱固性樹脂組合物 具有一種在25 C溫度下不大於約50,〇〇〇 mpas的黏性。 1〇_—種用於半導體裝置的方法，該方法步驟包括： 電氣連接一半導體裝置包括安裝一載體基質上的半導 體晶片至一電路板； - 滲透熱固性樹脂组合物至介於該半導體裝置的載體基 質及電路板間之空間，其中組合物包括約1〇〇份以重量 计足環氧樹脂，約3份至約60份以重量計的固化劑及約 Ϊ份至約9 0份以重量計的可塑劑，及 藉運用加熱固化熱固性樹脂。 11.如申請專利範圍第10項之方法，進一步包括步驟： 該半導體裝置安裝其上的電路板之電氣測試特性； 右不良在該測試步驟中發現，當加熱不良位置之鄰域 時’去除不良位置之該半導體裝置； 藉加熱至一預定溫度，注入一有機溶劑或當加熱至預 定溫度時注入一有機溶劑，除去遣留在該電路板上或該 半導體裝置底部的熱固性樹脂组成反應產物之殘留；及 除去遺留在該電路板上或該半導體裝置底部的電導材 料之殘留物。 12_如申請專利範園第10項之方法，其中該可塑劑包括至少 一種係選自（甲基）丙缔酸酯，芳族或脂族酯及其組合物所 組合之群之一員。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — I—¾一 I,.Ί-訂 線 (請先聞讀背面之注意事項再填'寫本頁} 396469 申請專利範圍
    13.如=利範圍第10項之方法，其中該固化劑包括至少 2自胺類化合物，咪唆化合物，經修飾胺類化合物， 經修飾咪喳化合物及其組合所組合之群之化合物。 = :範園第1〇項之方法，其中該環氧樹脂包括至 二夕以基環氧樹脂及至少—種基於總環氧樹脂以 重量計〇至約30%的單官能基環氧樹脂。 15·如=請專利範圍第14項之方法，其中該可塑劑及單官能 基衩氧樹脂係總組合物以重量計自5%至4〇%。 16·如申凊專利範圍第14項之方法，其中該單官能基環氧樹 脂具有約6個至約28個碳原子之烷基。 Π.如申請專利範圍帛i"之方法，其；該多官能基環氧樹 .脂包括約10%至約100%以重量計的雙酚八 -如申請專利範圍…之方法，其中該可塑二二 胺的（甲基）丙晞酸酯。 19.如申請專利範園第1〇項之方法，其中該熱固性樹脂組合 物具有一種在25t溫度下不大於約50,000mPa.s的黏性°。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 396469 申請專利範圍
    13.如=利範圍第10項之方法，其中該固化劑包括至少 2自胺類化合物，咪唆化合物，經修飾胺類化合物， 經修飾咪喳化合物及其組合所組合之群之化合物。 = :範園第1〇項之方法，其中該環氧樹脂包括至 二夕以基環氧樹脂及至少—種基於總環氧樹脂以 重量計〇至約30%的單官能基環氧樹脂。 15·如=請專利範圍第14項之方法，其中該可塑劑及單官能 基衩氧樹脂係總組合物以重量計自5%至4〇%。 16·如申凊專利範圍第14項之方法，其中該單官能基環氧樹 脂具有約6個至約28個碳原子之烷基。 Π.如申請專利範圍帛i"之方法，其；該多官能基環氧樹 .脂包括約10%至約100%以重量計的雙酚八 -如申請專利範圍…之方法，其中該可塑二二 胺的（甲基）丙晞酸酯。 19.如申請專利範園第1〇項之方法，其中該熱固性樹脂組合 物具有一種在25t溫度下不大於約50,000mPa.s的黏性°。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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