JP2001519838A - エポキシシロキサン及びポリエポキシ樹脂のダイス接着剤又はカプセル材 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
エポキシ樹脂組成物の短い使用期限、高いモジュラス及び遅い硬化を解決するダイス結合接着剤又はカプセル材は、微粒子充填剤の約0〜95重量%及びポリエポキシ樹脂の約5〜90重量部から構成される基礎樹脂の約5〜100重量%に加え、脂肪族環状エポキシ官能基を有するシロキサンの約10〜95重量部の存在とヨードニウム塩の約0.1〜3重量部及び銅化合物の0〜約3重量部及び必要に応じ強化剤の約3〜30重量部を含む組成物を含む。この組成物はダイスの結合法、はんだバンプ又はポリマーバンプの強化法及びグラブ−トップダイスカプセル化法に使用される。
Description
【発明の詳細な説明】
エポキシシロキサン及びポリエポキシ樹脂の ダイス接着剤又はカプセル材 関連出願への相互参照
本出願は1995年12月6日に出願した本出願人らの先の係属中の出願第0
8/568,273号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は急速に硬化する(curing)エポキシド組成物に関し、そしてダイス結
合接着剤(die-attach adhesives)、ポリマーバンプ(polymer bumps)、アンダ
ーフィルカプセル材(underfill encapsulants)、およびグラブ−トップカプセル
材(glob-top encapsulants)の製造法に関する。この組成物は脂肪族環状エポキ
シ−機能性シロキサン、エポキシ樹脂、ジアリールヨードニウム塩熱反応開始剤
、又は放射線感受性開始剤、充填剤、及び必要に応じて銅化合物を含む。
発明の背景
エポキシ樹脂は多くの産業上の適用において広く使用されている。これらはそ
の優れた化学的そして熱的な抵抗性、良好な電気的そして機械的性質で知られて
おり、そしてその多種多様な基板への接着性でも知られている。しかしながら、
エポキシ樹脂から誘導されるポリマー類は、それらがその上に置かれる基板より
も熱膨張係数(CTE)が共通して高い。従って、その製剤が接着剤又はカプセ
ル剤として使用されると、そのポリマーの熱膨張係数と基板のそれとの間のミス
マッチが緊張を生じ、この緊張が亀裂を惹き起こしそしてエポキシドと基板の間
の接着の喪失の原因となる。この基板が電子装置であるときは回路の故障を招く
ことになる。この問題を克服するため、エポキシ樹脂はしばしば無機充填剤を添
加される。典型的な充愼剤としては、微粒子状のシリカ、摩砕された石英、アル
ミナおよび窒化アルミニウムが挙げられる。しかしながら、充填剤の負荷が増え
るにつれ、製剤の粘性がそれに従って増加する。その高い粘性はそれを適用し処
理する間に問題を劇的に増加させるので、この現象はより高い割合の充填剤を含
む樹脂製剤の潜在的な用途を厳しく制限する。
充填剤高負荷と関連する高い粘性を避けることがもし可能であったとするなら
、多くのさらなる適用が直ちに影響を受けることになるであろう。充填剤高負荷
から生ずる、高い熱及び電気伝導度、高い硬度、高い引張り強度及び係数、低い
収縮度、及び高い密度もこのような材料を四つの特異的適用に対して魅力的にす
るであろう。すなわち、ダイス結合接着剤、ポリマーバンプ、アンダーフィルカ
プセル材、及びグラブ−トップカプセル材である。
ダイス結合ポリマー接着剤はキャリアまたは回路基板にチップまたはダイスを
結合させるために使用される。このダイス結合接着剤はダイスと基板の間の機械
的、電気的及び熱的接触をもたらす。この基板には、リードフレーム(集積回路
)、パッケージケース、1層または多数層のセラミック、又は有機複合物が含ま
れる。ダイス結合接着剤はプラスチックパッケージ適用のためにこれまで採用さ
れた高価な金製のプリフォームアプローチを置き換えようと努力されている。既
知のダイス結合接着剤は共通して、硬化しうる樹脂、普通にはエポキシ樹脂また
はシアネートエステル樹脂であるが、と共に伝導性金属、通常は銀または金の薄
片、から成り立っている。これらの材料は高度に粘性なペーストとして適用され
そしてオーブン中で硬化される。
同様に、ポリマーバンプはダイスをチップキャリアまたはリードフレームに結
合させるために使用される従来の鉛−錫製はんだを置き換える一つの手段である
。はんだはダイスの周りの特定の連結部に置かれた小さなボールの形状をしてい
るのが通常である。このダイスは反転させて基板の上に置かれ、はんだを融かす
ために熱が加えられ、これにより基板への電気的及び機械的連結の両方が達成さ
れる。ポリマーに基づくはんだボールの置換は「ポリマーバンプ」と呼ばれる。
オーブン中で加熱すると、このポリマーバンプは流れてパッドを濡らしそして硬
化し、所望の接着的機能、電気的及び機械的機能を与えねばならない。
アンダーフィルカプセル化はダイスを基板に結合させる従来のはんだバンプを
補強するために使用される技術である。ポリマーを含む液状のカプセル材は、ダ
イスの周囲に沿って適用され、そして組立られたパッケージの基板とのはんだバ
ンプ結合部の表面に沿って毛細管作用により引っ張られる。オーブン硬化の際に
、このカプセル材は固化しそしてはんだ結合部を補強する。
グラブ−トップカプセル化はパッケージ用基板中に配置されたダイスまたはチ
ップの上に液状のポリマー材料を適用することを含む。このポリマーは続いて熱
硬化により固化し、そしてこのダイスの上に保護用の被覆を形成する。一般に、
そのパッケージ適用に依存して、0.15mmと3.75mmの間の被覆がダイ
スに適用される。
これらの適用を成功させるために、候補材料は次の要件を満たさなければなら
ない、
1.接着的な適用のためには、200℃以下、60秒以下で完全に硬化し、そ
してカプセル化の適用のためには160℃以下、60分以下で完全に硬化
すること、
2.25℃で24時間より長いポットライフを持つこと、
3.硬化の際の重量損失が2%未満であること、
4.自動適用に適する粘性を持つこと、
5.25℃又は零度以下で貯蔵したとき充填物沈澱が生じないこと、
6.樹脂の滲み出しが最小であること(すなわち、滲み出しが多様な基板の上
で0.125mm未満であるべきである)、
7.硬化後のダイス及び/又は基板のひずみが低度か中程度であること、
8.室温(25℃)又は高温(85℃以上)で湿気吸収が小さい(0.5%未
満)こと、及び
9.はんだ、ハンダマスク、及び融剤を含む様々な無機、有機または金属の基
板に優れた接着性を有すること。
エレクトロニクス産業において、接着、ポリマーバンプ、及び/又はカプセル
材の用途のために、上記の要件を満たす材料を創りだすべく相当の努力が払われ
てきた。典型的には微粒子の銀または金などの電気伝導性の充填剤を60〜80
%充填されたエポキシ樹脂がダイス結合接着剤として提案されてきた。
同様に、典型的にはシリカなどの電気非伝導性の微粒子充填剤を60〜80%充
填されたエポキシ樹脂がアンダーフィルカプセル材及びグラブ−トップカプセル
材に対して提案されてきた。これらのエポキシ系材料は、その化学的抵抗性、電
気的性質、熱安定性、及び加工し易さのために、接着剤またはカプセル材として
適当であるように見える。しかしながら、ポリマー材料の観点からは、上記の性
質の多くは相互依存性であり、その系の別の性質を変えることなく一つの性質を
高めることはできない。さらに、エポキシは使用期間が短く、高い膨張係数を示
し、そして正常な硬化条件の下でもゆっくりと硬化する傾向がある。従って、上
記の問題及び不利益のため、ダイス結合接着剤、ポリマーバンプ、アンダーフィ
ルカプセル材及び/又はグラブ−トップカプセル材用に、上にリストした要件の
全てを満たすエポキシ系材料は現在入手することはできない。
発明の概要
本発明はダイス結合接着剤(ダイス結合剤)、ポリマーバンプカプセル材、ア
ンダーフィルカプセル材、又はグラブ−トップカプセル材として有用な優れたエ
ポキシ製剤に関する。
一つの側面では、本発明は塩基性樹脂の約5〜100重量%そして微粒子充填
剤の約0〜95重量%を含んで成る樹脂組成物であって、この塩基性樹脂が
(a)下記の化合物から成る群より選択される脂肪族環状エポキシ官能基を持
つシロキサンの約10〜95重量部、 (b)シリコンを含まないジ−、トリ−、又はポリエポキシ樹脂又はかかる樹
脂の混合物の約5〜90重量部、
(c)下記の式のヨードニウム塩の約0.1〜3重量部、
上式中、Mはホウ素、リン、及びアンチモンを含む群から選択されるものであり
、Xはハロゲンであり、nは4又は6であり、そしてRは水素、C1〜C20アル
キル、C1〜C20アルコキシル、C1〜C20ヒドロキシアルコキシル、ハロゲン、
及びニトロを含む群から選択されるものである、そして
(d)ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトナート(co
pper acetylacetonate)、及び1,3−ペンタジエン酸銅を含む群から選択され
る銅化合物の0〜約3重量部、
を含むものである樹脂組成物に関する。
上記樹脂組成物は基礎樹脂の約5から70重量%及び微粒子充填剤の約30か
ら95重量%を含むことが好ましい。この微粒子充填剤は銀又は金などの伝導性
金属であってもよく、あるいはシリカ、石英、アルミナ、窒化アルミニウム、シ
リカで被覆した窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナ・トリハイドレート
、窒化ホウ素、カーボンブラック、珪藻土などの電気的に非伝導性の物質であっ
てもよい。シリコン非含有のジ−、トリ−、又はポリエポキシ樹脂としては、特
に3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロヘキ
シルメチル、ジシクロペンタジエン・ジオキシド、又はビス(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)アジペートなどの脂肪族環状樹脂、ビスフェノールAのジグリ
シジルエーテル樹脂、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル樹脂、ブロム化
ビスフェノールAのジグリシジルエーテル樹脂、エポキシ化植物油、エポキシク
レゾールノボラク(epoxy cresol novolac)、エポキシフェノールノボラク、又
はα−オレフィンエポキシドが挙げられる。好ましいヨードニウム塩は〔4−(
2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニルヨードニウム
・ヘキサフルオロアンチモネートである。
この組成物は、(a)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端ポリブ
タジエン、カルボキシル−末端ポリブタジエン・アクリロニトリル、及び微粒子
エラストマー充填剤を含む群から選択される約3〜30重量部の強化剤、(b)
約0.5〜8重量部のグリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルト
リエトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、及びそれらの混合
物を含む群から選択される接着増強剤、または(a)及び(b)のいずれかの組
合せをさらに含むことができる。
ダイス結合接着剤としてとりわけ有用な特に好ましい樹脂組成物は、基礎とな
る樹脂の約5〜40重量%及び銀、金、シリカ、アルミナ、石英、窒化アルミニ
ウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナトリハイ
ドレート、及び窒化ホウ素を含む群から選択される微粒子充填剤の約60〜95
重量%を含むものである。この態様では、基礎となる樹脂は、(a)1,1,3
,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシクロ〔4.1.0〕
ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜45重量部、(b)3’,
4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチ
ルの約40〜60重量部、(c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオ
キシ)−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートの約
0.5〜3重量部、(d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約2重量部、
(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約0.4〜
3.5重量部、及び(f)エポキシ化(epoxidized)ポリブタジエン、カルボキ
シル−末端化ポリブタジエン、又はカルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリ
ロニトリルの約5〜20重量部を含むものである。
ポリマー・バンプ又ははんだ・バンプの代替物として特に有用な、別の特に好
ましい樹脂組成物は、基礎となる樹脂の約5〜40重量%及び銀又は金などの電
気伝導性の微粒子充填剤の約60〜95重量%を含むものである。この態様では
、基礎となる樹脂は、(a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2
−(7−オキサビシクロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサ
ンの約20〜50重量部、(b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン
酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチルの約30〜60重量部、(c)〔4−
(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニルヨードニウ
ム・ヘキサフルオロアンチモネートの約0.5〜3重量部、(d)ステアリン酸
銅又はナフデン酸銅の0〜約0.3重量部、(e)グリシドオキシプロピルトリ
メトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキ
シシラン、又はこれらの混合物の約1〜5重量部、及び(f)エポキシ化ポリブ
タジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又はカルボキシル−末端化ポ
リブタジエンアクリロニトリルの約5〜10重量部を含むものである。
アンダーフィルカプセル材として特に有用な、別の特に好ましい樹脂組成物は
、基礎となる樹脂の約30〜50重量%及びシリカ、石英、アルミナ、窒化アル
ミニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナトリ
ハイドレート、及び窒化ホウ素からなる群より選択される電気的に非伝導性の微
粒子充填剤の約50〜80重量%を含むものである。この組成物では、基礎とな
る樹脂は、(a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オ
キサビシクロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約30
〜70重量部、(b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−
エポキシシクロヘキシルメチルの約20〜65重量部、(c)〔4−(2−ヒド
ロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサ
フルオロアンチモネートの約0.5〜3重量部、(d)ステアリン酸銅又はナフ
テン酸銅の0〜約1.5重量部、(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、オクチルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、
又はこれらの混合物の約1〜8重量部、及び(f)エポキシ化ポリブタジエン、
カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又はカルボキシル−末端化ポリブタジエ
ンアクリロニトリルの約3〜10重量部を含むものである。
グラブ−トップカプセル材として特に有用な、別の特に好ましい樹脂組成物は
、基礎となる樹脂の約15〜40重量%及びシリカ、石英、アルミナ、窒化アル
ミニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナトリ
ハイドレート、及び窒化ホウ素を含む群から選択される電気的に非伝導性の微粒
子充填剤の約60〜85重量%を含むものである。基礎となる樹脂は、(a)1
,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシクロ〔4.
1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜50重量部、(b
)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロヘキ
シルメチルの約30〜70重量部及びビスフェノールAのジグリシジルエーテル
、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、テトラブロモ−ビスフェノールA
のジグリシジルエーテル、エポキシクレゾールノボラク、又はエポキシフェノー
ルノボラクの0〜約30重量部、(c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデ
シルオキシ)−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネー
トの約0.5〜3重量部、(d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約1重
量部、(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキ
シシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約1
〜5重量部、及び(f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリ
ブタジエン、又はカルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約4
〜10重量部を含むものである。
別の側面では、本発明は基板にダイスを接着させる方法であって、(a)上述
の樹脂組成物を含むダイス結合接着剤を基板上に沈積させる工程、(b)上記基
板上でダイスをダイス結合接着組成物と接触して配置する工程、及び(c)上記
基板、ダイス及びダイス結合接着剤を110℃〜200℃で0.5〜240分間
加熱する工程を含む方法に関する。熟練者は、上記ダイスの上に組成物を沈積さ
せる工程は本発明の目的で基板上に組成物を沈積させる工程と同等であることを
、もちろん、認めるであろう。上記の加熱工程は130〜150℃で30〜90
分間、150〜160℃で5分〜1時間、又は160〜180℃で30秒〜5分
間行うことが好ましい。
さらに別の側面では、本発明はダイスから基板へのはんだバンプ結合又はポリ
マーバンプ結合を強化する方法であって、(a)ダイスの周辺上に上述のような
樹脂組成物を含むアンダーフィルカプセル材を沈積する工程であって、このダイ
スはハンダバンプ結合またはポリマーバンプ結合により基板に物理的及び電気的
両面で結合される工程、(b)はんだ又はポリマーバンプ結合の表面に沿って毛
細管作用によりダイスと同時に接触させながら、沈積したアンダーフィルカプセ
ル材組成物を基板に接触させる工程、及び(c)基板、ダイス及びアンダーフィ
ルカプセル材を100〜170℃で5〜240分間、好ましくは120〜160
℃で15〜180分間加熱する工程、を含む方法である。アンダーフィルカプセ
ル材は約0.025と1mmの間の厚さまで沈積させるが、0.025と0.1
mmの間の厚さが好ましい。
さらに別の側面では、本発明は基板に結合させたダイスを保護する方法であっ
て、(a)上述のような樹脂組成物を含むグラブ−トップカプセル材を基板に結
合したダイスの上に沈積させる工程、及び(b)上記ダイス及びグラブ−トップ
カプセル材100〜170℃で5〜240分間、好ましくは120〜160℃で
15〜180分間加熱する工程を含む方法である。典型的には上記組成物をパッ
ケージングの用途(実装密度)に応じて約0.10〜1.25mm厚の範囲の厚
さまで上記ダイスの上に適用する。
より高い熱伝導性及び電気伝導性のために95%まで負荷する充填材でさえも
、組成物の粘度は上記の適用条件や他の適用条件に十分な程なお低い。上記組成
物は高い熱及び電気伝導性、高い硬度、低い水吸収及び低い収縮度をも有する。
さらに、これらの組成物は低温度で急速に硬化し、そして室温における使用期限
を延長させることもできる。低粘性とポリマーミックスの急速な硬化時間という
ポリマーの性質を併せ持つ上記の組成物は1成分(single component)のエポキ
シ樹脂製剤ではこれまで達成されなかったものである。
発明の詳細な説明
以下に示すのは、本発明の樹脂組成物の基礎となる樹脂成分中に含まれうる幾
つかの脂肪族環状エポキシ官能性シロキサン樹脂の構造である。 上のリスト中の構造I、すなわち、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−
ビス〔2−(7−オキサビシクロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジ
シロキサンは、本出願においては「シロキシ・モノマーI」と呼ぶ。脂肪族環状
エポキシ官能性シロキサン樹脂は、総エポキシ基礎樹脂の約10〜95%にわた
る量で最終製剤中に組み込むことができる。「脂肪族環状エポキシ」という用語
は、本出願で用いるとき、その反応性エポキシド官能基がオキサビシクロ〔n.
1.0〕アルカンを形成するように5、6又は7−員環に結合しているエポキシ
樹脂を指す。ここでnは5、6又は7である。
多様な他のシリコン非含有エポキシ樹脂を上記の基礎樹脂の脂肪族環状エポキ
シ官能性シロキサン樹脂と組み合わせて使用することができる。これらの幾つか
を挙げると、3’4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシ
クロヘキシル(EECH)、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペー
ト、4−ビニルシクロヘキセン・ジオキシド、リモネン・ジオキシド及びジシク
ロペンタジエン・ジオキシドなどの脂肪族環状エポキシ樹脂、1,2−エポキシ
テトラデカン、1,2−エポキシデカン、1,2−エポキシドデカンなどのα−
オレフィン・エポキシド、ビスフェノール−A・ジグリシジルエーテル、ビスフ
ェノール−F・ジグリシジルエーテル及びそれらの鎖伸長アナログである1,4
−ブタンジオール・ジグリシジルエーテルを含むグリシジルエーテル類、テトラ
ブロモ−ビスフェノールAのジグリシジルエーテルなどのブロム化エポキシ樹脂
、エポキシクレゾールノボラクス、エポキシフェノールノボラクス、エポキシ化
大豆油及びエポキシ化亜麻仁油などのエポキシ化植物油、及び、例えば、ジグリ
シジルフタレートなどのグリシジルエステル樹脂などである。7−オキサビシク
ロ〔4.1.0〕ヘプタン−3−カルボン酸7−オキサビシクロ〔4.1.0〕
ヘプト−3−イルメチルとしても知られ、ユニオン・カーバイドからERL42
21Eとして入手可能である3’4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3
,4−エポキシシクロヘキシルメチル、ユニオン・カーバイドからERL429
9として入手可能であるビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート及
びジシクロペンタジエン・ジオキシドは好ましい脂肪族環状エポキシ樹脂である
。
上にリストされたシリコン非含有エポキシ樹脂は脂肪族環状エポキシ官能性シロ
キサンに含められて二重エポキシ混合物を形成させあるいはさらに他のものと混
合されてより複雑なエポキシ混合物とされる。
本発明のエポキシ製剤は、基礎樹脂にジアリールヨードニウム塩触媒を添加す
ることにより、低温で急速かつ効率的に硬化する。ジアリールヨードニウム塩の
一般式は Ar−I+−Ar X-
と表される。ここで、Arはアリール基であり、X-はタイプBF4 -、PF6 -、
PF6 -、CF3SO3 -、及び(C6F5)4B-の錯体アニオンである。本発明に用
いられうるジアリールヨードニウム塩の幾つかの例としては、下記のものが挙げ
られる。上に示したジアリールヨードニウム塩の例の中では、〔4−(2−ヒドロキシ−
1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロ
アンチモネートが好ましい。典型的には、基礎樹脂はジアリールヨードニウム塩
を約0.1〜・3重量部を含んでいる。
銅化合物はより低い温度でエポキシ樹脂の熱硬化をさせるために基礎樹脂の中
に共触媒として必要に応じて用いられる。例えば、下記の実施例3で示すように
、実施例2の基礎樹脂に銅化合物を添加すると140℃でのゲル化時間は半分に
なる。しかしながら、銅化合物の存在はしばしばエポキシ製剤の使用期限を減少
させる。こうして、実験者は具体的な用途にとっての使用期限と硬化時間の相対
的重要性に応じて銅化合物を含めるべきか否かを決定するのが普通である。本発
明において共触媒として使用されうる銅化合物には、既知の銅化合物のほとんど
全てが含まれる。しかしながら、エポキシ樹脂中への妥当な溶解性を示すものが
好ましく、ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトネート、
1,3−ペンタジエン酸銅、などである。基礎樹脂は銅化合物を約3重量部まで
含めることができる。しかしながら、基礎樹脂中に含まれるヨードニウム塩触媒
の量の約7〜15重量%がエポキシド樹脂を硬化させるために必要であるに過ぎ
ないのが典型的である。
ダイス結合接着剤、ポリマーバンプ、アンダーフィルカプセル材、又はグラブ
−トップカプセル材の製剤のための基礎樹脂中に、上に引用したエポキシ樹脂と
共に広範囲の熱及び電気伝導性及び非伝導性充填剤が用いられる。これらには、
微粒子シリカ、摩砕されたα−石英、アルミナ、窒化アルミニウム(シリカで被
覆されたものが好ましい)、硫酸バリウム、アルミナトリハイドレート、窒化ホ
ウ素、箔片状又は微粒子状の銀、箔片状又は微粒子状の金、ガラス製ミクロバル
ーン、銀メッキしたミクロバルーン、銀メッキしたガラスビーズ、カーボンブラ
ック、及び珪藻土などが含まれるが、これらに限定されるものではない。好まし
い電気伝導性充填剤は1〜35μmの間の粒子サイズの銀である。アンダーフィ
ル及びグラブ−トップの用途において特に有用な、好ましい電気非伝導性充填剤
としては、0.5〜120μmの間の粒子サイズを持つシリカ及び窒化アルミニ
ウム(シリカで被覆されているものが好ましい)が挙げられる。充填剤の含量は
用途に応じで、最終製剤の10〜95重量%に及ぶことができる。ダイス結合接
着剤は微粒子充填剤の約30〜95重量%を、ポリマーバンプは電気伝導性充填
剤の約60〜95重量%を、アンダーフィルカプセル材は電気非伝導性充填剤の
約50〜80重量%を、そしてグラブ−トップカプセル材は電気非伝導性充填剤
の約60〜85重量%を含むのが典型的である。
窒化アルミニウム及びシリカ充填剤は、普通に知られている方法を用いてシラ
ンで処理し又は市場で入手し、ついで電気非伝導性充填剤として組成物に添加す
ることができる。市販されているシラン−処理充填剤の例としては、タツモリか
らPLV−6S又はPLV−10Sとして提供されている、オクチルトリエトキ
シシランまたはグリシドオキシプロピルトリメトキシシランで処理された球状シ
リカが挙げられる。処理されたシリカの使用を未処理のシリカと比較したとき、
あるいは球状シリカの使用を微粒子シリカと比較したとき、特に利点は観察され
なかったことに注意すべきである。従って、上記のシリカの変種はすべて使用す
ることができる。
窒化アルミニウムは製剤における電気非伝導性で熱伝導性の充填剤として有用
でもあるが、これはシリカで被覆されていることが好ましい。その理由は、被覆
された材料が被覆されていない窒化アルミニウムに優って有する優れた加水分解
に対する安定性のためである。すなわち、シリカの被覆が窒化物の上に置かれた
ときは、水と接触したとき窒化物のアンモニアへの加水分解が避けられるのであ
る。さらに、シリカで被覆された窒化アルミニウムを製剤に含めることは、結晶
シリカ単独を用いるよりも被覆された窒化アルミニウムを用いることにより、一
層高い熱伝導性が得られるという利点がある。製剤に使用するための適当なシリ
カ被覆窒化アルミニウム及びそのそれぞれの調製法は米国特許第5,508,1
10号及び第5,234,712号に開示されている。市場では、この物質はダ
ウ・ケミカル・カンパニーからダウ・フィラー・グレードA1Nとして入手可能
である。
本発明の樹脂製剤はヒドロキシオリゴマー又は他の官能基を有するオリゴマー
を組み入れて修飾することにより柔軟な樹脂を提供することができる。この目的
のために、水酸基末端のポリエステル類、エポキシ化ポリブタジエン、ポリエー
テルポリオール類、及びカルボキシル化ブタジエン又はカルボキシル化ブタジエ
ンアクリロニトリルとエポキシドとの縮合生産物を使用することができる。製剤
は組成物の頑強さを改善するため反応性の微粒子ゴム充填剤またはポリマー性ゴ
ム修飾剤を添加することによりさらに修飾することができる。加湿剤、流動性調
節剤、カップリング剤及びフラッティング剤などの他の調節剤並びに難燃剤、カ
ーボンブラックやフタロブルーなどの色素類も本開示の製剤に組み入れることが
できる。
基礎組成物はダイス結合剤、ポリマーバンプ、アンダーフィルカプセル材及び
グラブ−トップカプセル材のための所望の特性を示すが、これらはある種の添加
剤を含有させることにより特定のIC組立てプロセスにおける使用のために最適
化することができることが見出された。高温でさらに処理する際のポリマーから
なるダイス結合剤またはカプセル材の残存量を改良するため、基礎樹脂に約3〜
約30重量部の強化剤を添加することが有利である。約6%の酸素含量を有する
分子量1500〜3000のエポキシ化ポリブタジエン(サルトマーから〔ポリ
BD〕TMとして、そしてELFアトケムから入手可能)及び分子量3000〜5
000のカルボキシル−末端化ポリブタジエンまたはカルボキシル−末端化ポリ
ブタジエンアクリロニトリル(B.F.グッドリッチから、それぞれ、HYCA
RTMCTB−2000−162およびCTBN1300×31として入手可能)
はこの目的に適することが見出された。貯蔵寿命を改善するため抗酸化剤を添加
することもできる。チバ−ガイギーのIRGANOXTMなどのブロックしたフェ
ノール類はこの目的に適することが見出された。BASFが市販しているプルロ
ニックL−101などの界面活性剤も流動性及び加湿性を改良するために添加す
ることができる。基礎樹脂の0.1〜2.0重量部の濃度がこの目的に適するこ
とが見出された。
本発明の樹脂組成物は熱エネルギーの適用により硬化させることができる。こ
の硬化はオーブン中で、ホットプレート上で、赤外線照射の下で、又はマイクロ
波照射の下で行うことができる。加熱の時間と温度は、特定の適用に最適の時間
と温度の組合せを与えるように変更することができる。
本発明の樹脂組成物は基板にダイスを結合させるため基板上に(ダイス−結合
接着剤)、はんだバンプ結合又はポリマーバンプ結合を強化するためはんだバン
プ又はポリマーバンプにより基質に結合させたダイスの周辺上に(アンダーフィ
ルカプセル材)、又はダイスを保護するため基板に結合したダイスの上に(グラ
ブ−トップカプセル材)沈積させることができる。これらの組成物はスクリーン
印刷、型紙なせん、シリンジ−ディスペンシング又は当技術分野で良く知られた
他の技術のいずれかにより沈積させることができる。上記の製剤に基づくダイス
結合接着剤の典型的なものは約110℃から200℃までの温度で硬化する。硬
化時間は30秒から2時間にわたることができる。典型的なアンダーフィルカプ
セル材又はグラブ−トップカプセル材は100〜170℃の温度で5分間〜2時
間で硬化するが、好ましくは120〜160℃で15〜180分である。
こうして、例えば、ダイス−結合接着剤として使用するため、この樹脂組成物
は約5〜40重量%の基礎樹脂及び熱伝導性で電気伝導性か電気非伝導性の微粒
子充填剤の約60〜95重量%を含むものが好ましい。この基礎樹脂は(a)1
,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシクロ〔4.
1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜45重量部、(b
)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロヘキ
シルメチルの約40〜60重量部、(c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラ
デシルオキシ)−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネ
ートの約0.5〜3重量部、(d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約2
重量部、(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエト
キシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約
0.4〜3.5重量部、及び(f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−
末端化ポリブタジエン、又はカルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニト
リルの約3〜15重量部を含むものが好ましい。上のダイス−結合接着剤を最初
に基板に沈積させ、そしてダイスをこの接着剤と接触させてその基板上に配置す
る。硬化は110〜200℃で0.5〜240分行われる。また、このダイス−
結合接着剤は130°〜150℃で30〜90分間、150°〜160℃で5分
〜1時間、又は160°〜180℃で30秒〜5分間硬化させることができる。
同様に、上記の記述に基づいて、当技術分野の熟練者は本発明の樹脂組成物を最
適化することができ、そしてアンダーフィルカプセル材及びグラブ−トップカプ
セル材に関連する適用のために本発明の方法の加熱の時間及び温度を最適化する
ことができる。
下記の実施例は例示の目的で示すものであり、制限的意図を持つものではない
。実施例1−ダイス結合接着剤
下記の成分から成る基礎製剤を調製した。
成分 重量部
EECH脂肪族エポキシ樹脂(ERL4221E) 50
シロキシモノマーI 37
エポキシ化ポリブタジエン(ポリBD565) 10
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート 1.0
ステアリン酸銅(エポン828に10%分散) 1.1
抗酸化剤(イルガノクス1035) 0.3
接着促進剤−グリシジルオキシプロピルトリメトキシ
シラン(A187) 0.7
加湿剤(プルロニックL−101) 0.1
上記の基礎樹脂を用いて、下記の二つの微粒子銀材料(シルフレーク95−2
35、3−5μm及びシルフレーク95−131、5−9μm)を含み銀微粒子
を有する3種の製剤を調製した。製剤1−1
基礎樹脂 19
シルフレーク95−235 40.5
シルフレーク95−131 40.5製剤1−2
基礎樹脂 19
シルフレーク95−235 81製剤1−3
基礎樹脂 17
シルバーフレーク95−235 83
下記の表はその粘度、ガラス転移温度及び140及び175℃でのゲル化時間
を示す。
製剤1−1はさらにテストして140℃で1時間の硬化サイクルの後に下記の
ことが観察された。
比重 3.74
熱膨張係数 45−55ppm
ストーリッジモジュラス 25℃で 8±1GPA
150℃で 0.9±0.1GP
A
剪断強度、psi >2000
ダイス−剪断、Kg >3.00
(1.25mm×1.25mm、銅無垢)
硬化 1分 170℃で
イオン含量
(Na、K、Cl) <10ppm
硬化の過程での最大重量損失
140℃で <0.05%
160℃で <0.1%
樹脂ブリード 0〜0.075mm
ダイス曲がり 低いからダイス曲がりなし
銀沈降分離 なし
使用期限
25℃で >14日
−10℃で >3ケ月
−40℃で >6ケ月
重量損失(熱安定性)
300℃で <0.15%
350℃で <0.3%
425℃で <1.0%
湿気吸収
25℃で7日 0.05%
85℃/85%湿度 0.15%実施例2 ダイス結合接着剤
実施例1と類似の方法で、下記の成分から成る基礎樹脂を調製した。
成分 重量部
ERL4221E(EECH) 46
シロキシモノマーI 36
シロキシモノマー/カルボキシル末端ポリブタジエン
付加物(50:50) 15
イルガノクス1035 0.3
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート
(4221E中50%) 2.0
A187グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン 0.7
プルロニックL−101界面活性剤 0.1
上記の基礎樹脂を用いて、下記の成分を含み、銀微粒子を含む製剤2−1を調
製した。
基礎樹脂 19
シルフレーク95−235 40.5
シルフレーク95−131 40.5
上記の製剤は25℃で15000センチポアズの粘度を持っていた。140℃
での硬化の際に得られたゲル化時間は4分であった。175℃でのゲル化時間は
1分以内であり、こうして得られたポリマーは150℃より高いTgを持ってい
た。実施例3 ダイス結合接着剤
実施例2と同様にして、下記の成分から成る基礎樹脂を調製した。
成分 重量部
ERL4221E(EECH) 46
シロキシモノマーI 35
シロキシモノマー/カルボキシル末端ポリブタジエン
付加物(50:50) 15
イルガノクス1035 0.3
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート
(4221E中50%) 2.0
A187グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン 0.7
プルロニックL101界面活性剤 0.1
ステアリン酸銅(エポン828中に10%分散) 1.1
上記の基礎樹脂を用いて、下記の成分を含み銀微粒子を有する製剤3−1を調
製した。
基礎樹脂 19
シルフレーク95−235 40.5
シルフレーク95−131 40.5
上記の製剤は、25℃で16000センチポアズの粘度を持っていた。140
℃で硬化する際に得られるゲル化時間は2分であり、175℃でのゲル化時間は
1分未満であり、そしてこうして得られるポリマーは150℃より大きなTgを
持っていた。この実験から、ステアリン酸銅共触媒の存在が140℃での硬化時
間の短縮に与える効果を観察することができる。実施例4 ダイス結合接着剤
上記の手順を繰り返して、下記の成分から成る基礎樹脂を調製した。
成分 重量部
ERL4221E(EECH) 54
シロキシモノマーI 28
エポキシ化ポリブタジエン 15
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート 1.0
A187グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン 1.0
ステアリン酸銅(エポン828に10%分散) 1.0
上記の基礎樹脂を用いて、下記の成分を含み銀微粒子を有する製剤4−1を調
製した。
基礎樹脂 21
シルフレーク95−235 39.5
シルフレーク95−131 39.5
上記の製剤は25℃で30000センチポアズの粘度を持っていた。140℃
で1時間硬化させた後に得られたポリマーは140℃より大きなTgを持ってい
た。実施例5 ダイス結合接着剤
上記の例を以下の修正を行ったうえ繰り返した。下記の成分から成る基礎樹脂
を調製した。
成分 重量部
ERL4221E(EECH) 49
シロキシモノマーI 25
エポキシ化ポリBD 15
α−オレフィンオキシド 8.0
イルガノクス1035 0.3
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート 1.0
A187グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン 0.7
L−101ノニオン性界面活性剤 0.1
ステアリン酸銅(エポン828に10%分散) 1.0
上記の基礎樹脂を用いて、下記の成分を含み銀粒子を有する製剤5−1を調製
した。
基礎樹脂 21
シルフレーク95−235 39.5
シルフレーク95−131 39.5
上記の製剤は25℃で13000センチポアズの粘度を持っていた。140℃
で1時間硬化させた後、こうして得られたポリマーのTgは120℃であった。実施例6 ダイス結合接着剤
上記の実験を修正して繰り返した。下記の成分から成る基礎樹脂を調製した。成分 重量部
ERL4221E(EECH) 50
シロキシモノマーI 27
シロキシモノマー/カルボキシル末端ポリブタジエン
付加物(50:50) 12
α−オレフィンオキシド 8
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート 1.0
A187グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン 0.7
プルロニックL−101界面活性剤 0.1
ステアリン酸銅(ERL4221中に10%分散) 1.0
上記の基礎樹脂を用いて、下記の成分を含み銀微粒子を有する製剤6−1を調
製した。
基礎樹脂 19
シルフレーク95−235 40.5
シルフレーク95−131 40.5
上記の製剤は25℃で18000センチポアズの粘度を持っていた。140℃
で1時間硬化させた後に得られたポリマーのTgは130℃であった。実施例7 ダイス結合接着剤 実施例8 電気的に非伝導性のダイス結合接着剤
実施例2と同様にして、下記の成分から成る基礎樹脂を調製した。
成分 重量部
ERL4221E(EECH) 49
シロキシモノマーI 33
シロキシモノマー/カルボキシル末端ポリブタジエン
付加物(50:50) 15
イルガノクス1035 0.3
4(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシフェニル)
フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート
(4221E中50%) 2.0
A187グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン 0.7
ステアリン酸銅(ERL4221中に10%分散) 1.1
上記の基礎樹脂を用いて、下記の成分を含み様々な微粒子充填剤を有する3種
の製剤を調製した。製剤8−1
基礎樹脂 25
シリカ 75
プルロニックL−101 0.2製剤8−2
基礎樹脂 25
シリカで被覆した窒化アルミニウム(ダウ) 75
プルロニックL−101 0.2製剤8−3
基礎樹脂 25
カルシンドアルミナ(carcined alumina) 75
プルロニックL−101 0.2
製剤8−1はさらにテストし、下記の性質が得られた。
粘度,25℃で(cp-52,5rpm) 20,000cps
比重 1.7
ゲル化時間,140℃で 1−2分
ポット寿命(使用期限)25℃で >14日
硬化揮発,50℃で <0.05%
ガラス転移温度(Tg) >150℃
熱膨張係数(CTE) 16−19ppm
ショアD硬度 90−95
ストーリッジ・モジュラス
25℃で 10GPA
125℃で 1GPA
重量損失 300℃で <0.1%
湿気吸収(25℃で7日) <0.15%
ダイス−剪断,Kg >3.5
(1.25mm×1.25mm、銅無垢)
硬化:170℃で1分
イオン含量(Na、K、Cl) <10ppm
使用期限 25℃で >14日
−20℃で >3ヶ月
−40℃で >6ヶ月実施例9 アンダーフィル 実施例10 アンダーフィル 実施例11 アンダーフィル 実施例12 アンダーフィル 実施例13 アンダーフィル 実施例14 グラブ−トップ(ハイ・プロフィル) 実施例15 グラブ−トップ(ロウ・プロフィル) 実施例16 グラブ−トップ及びダイス結合接着剤
(熱伝導性)
実施例17 グラブ−トップ及びダイス結合接着剤
(熱伝導性)
実施例18 グラブ−トップ及びダイス結合接着剤
(非伝導性)
実施例19 ポリマーバンプ及びはんだボール置換 実施例20 低応力カプセル材 本発明の組成物のテストから得られた上記の結果は、既知のダイス結合組成物
、ポリマーバンプ組成物、及びカプセル材組成物に勝る幾つかの主要な利点を例
示する。ここで、五つの重要なパラメータに注目される。すなわち、(1)湿気
吸収、(2)硬化速度、(3)室温(25℃)における使用期限、(4)硬化の
間の重量損失、及び(5)高温における熱安定性(高温における低重量損失及び
無接着又は接着による最小損失により示される)である。これらのパラメータは
ダイス−結合組成物、ポリマーバンプ組成物及びカプセル材組成物にとって特に
重要である。何故なら、既知の組成物を組み込んでいる装置が高温で処理される
とき、あるいはそれに続いて湿気に曝されるとき故障が生ずるのが普通だからで
ある。
CTEと温度との関係は重要でもありそして微妙でもある。硬化されたダイス
−結合又はカプセル材のCTEが基板及びダイスのCTEと顕著に異なるときは
、加
熱による分離が容易に発生する。ポリマー系のダイス−結合接着剤及びカプセル
材のCTEはそのポリマーのTgにおいて顕著な変化を受けるから一つの問題が
生ずる。こうして、普通のポリマーは、他の面では有用であるかも知れないが、
それらのTgより低温では25−30ppmのCTEを示し、それらのTgより高
温では80−90ppmを示す。それらのTgは150℃より低いのが普通であ
り、そして基板のCTEは約15ppmであるから、加熱の際に厳しい圧迫が加
えられる。他方、本発明の組成物は200℃より低い温度では極めて僅かしか変
化しない(40−50ppm)、より低いCET(20−25ppm)を示す。
このことは、一部には、本発明のポリマーの極めて高い架橋の結果であるように
思われる。
また、本発明のポリマー性ダイス−結合接着剤、ポリマーバンプ、及びカプセ
ル材が、産業基準により許容されている吸湿(0.4−0.8%)に比べて極め
て低い吸湿(0.05−0.2%)を示すことは注目に価する。
最後に、硬化の際の重量損失の減少(通常、0.4−0.8%という標準的な
ものに対して本発明の組成物の0.04%)及び300℃で加熱した際の硬化さ
せた物質の極めて僅かな重量損失(標準的なものの0.4−0.6%に対し本発
明の組成物の0.1%未満)は、当技術分野の組成物に優る顕著な改良をを表し
ている。
硬化させたポリマーのこれらの利点は、硬化していないモノマー製剤の予期し
なかった優れた使用期限によりさらに引立てられる。実施例8−1に記述された
組成物は室温で2週間貯蔵しても1000cpsよりも小さい粘度の変化を示す
ことが見出された。実際、観察されたこのような変化は粘度の減少であった。こ
れは、当技術分野における一成分モノマー製剤、これらは数時間で数千cpsも
粘度が増加する、に対する著しい対照を示すものである。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年9月4日(1998.9.4)
【補正内容】
明細書
(補正後の明細書第19、21及び43頁の翻訳)
補正後の第19頁の翻訳
全てが含まれる。しかしながら、エポキシ樹脂中への妥当な溶解性を示すものが
好ましく、ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトネート、
1,3−ペンタジエン酸銅、などである。基礎樹脂は銅化合物を約3重量部まで
含めることができる。しかしながら、基礎樹脂中に含まれるヨードニウム塩触媒
の量の約7〜15重量%がエポキシド樹脂を硬化させるために必要であるに過ぎ
ないのが典型的である。
ダイス結合接着剤、ポリマーバンプ、アンダーフィルカプセル材、又はグラブ
−トップカプセル材の製剤のための基礎樹脂中に、上に引用したエポキシ樹脂と
共に広範囲の熱及び電気伝導性及び非伝導性充填剤が用いられる。これらには、
微粒子シリカ、摩砕されたα−石英、アルミナ、窒化アルミニウム(シリカで被
覆されたものが好ましい)、硫酸バリウム、アルミナトリハイドレート、窒化ホ
ウ素、箔片状又は微粒子状の銀、箔片状又は微粒子状の金、ガラス製ミクロバル
ーン、銀メッキしたミクロバルーン、銀メッキしたガラスビーズ、カーボンブラ
ック、及び珪藻土などが含まれるが、これらに限定されるものではない。好まし
い電気伝導性充填剤は1〜35μmの間の粒子サイズの銀である。アンダーフィ
ル及びグラブ−トップの用途において特に有用な、好ましい電気非伝導性充填剤
としては、0.5〜120μmの間の粒子サイズを持つシリカ及び窒化アルミニ
ウム(シリカで被覆されているものが好ましい)が挙げられる。充填剤の含量は
用途に応じて、最終製剤の10〜95重量%に及ぶことができる。ダイス結合接
着剤は微粒子充填剤の約60〜95重量%を、ポリマーバンプは電気伝導性充填
剤の約60〜95重量%を、アンダーフィルカプセル材は電気非伝導性充填剤の
約50〜80重量%を、そしてグラブ−トップカプセル材は電気非伝導性充填剤
の約60〜85重量%を含むのが典型的である。補正後の第21頁の翻訳
本発明の樹脂製剤はヒドロキシオリゴマー又は他の官能基を有するオリゴマー
を組み入れて修飾することにより柔軟な樹脂を提供することができる。この目的
のために、末端水酸基を持つポリエステル類、エポキシ化ポリブタジエン、ポリ
エーテル ポリオール類、及びカルボキシル化ブタジエン又はカルボキシル化ブ
タジエンアクリロニトリルとエポキシドとの縮合生産物を使用することができる
。製剤は組成物の頑強さを改善するため微粒子ゴム充填剤またはポリマー性ゴム
修飾剤を添加することによりさらに修飾することができる。一例はパラロイド2
691である。これは微粒子エラストマーのメタクリレート−ブタジエン−スチ
レン共重合体修飾剤である。パラロイド2691はローム・アンド・ハースから
粉末状で市販されている。微粒子エラストマー修飾剤の別の一例はダウ・コーニ
ングのD.C.4−7051である。これは粉末状で入手可能なシリコンエラス
トマーである。加湿剤、流動性調節剤、カップリング剤及びフラッティング剤な
どの他の調節剤並びに難燃剤、カーボンブラックやフタロブルーなどの色素類も
本開示の製剤に組み入れることができる。
基礎組成物はダイス結合剤、ポリマーバンプ、アンダーフィルカプセル材及び
グラブ−トップカプセル材のための所望の特性を示すが、これらはある種の添加
剤を含有させることにより特定のIC組立てプロセスにおける使用のために最適
化することができることが見出された。高温でさらに処理する際のポリマーから
なるダイス結合剤またはカプセル材の残存量を改良するため、基礎樹脂に約3〜
約30重量部の強化剤を添加することが有利である。約6%の酸素含量を有する
分子量1500〜3000のエポキシ化ポリブタジエン(サルトマーから〔ポリ
BD〕TMとして、そしてELFアトケムから入手可能)及び補正後の第43頁の翻訳 実施例17 グラブ−トップ及びダイス結合接着剤
(熱伝導性) 請求の範囲
(補正後請求項2−3、請求項5−6、及び請求項8−17の翻訳)補正後の請求項2−3の翻訳
2. 該ヨードニウム塩が〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)
−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートである、請
求項1記載の樹脂組成物。
3. 該基礎樹脂が3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エ
ポキシシクロヘキシルメチルの約30〜60重量部を含むものである、請求項1
記載の樹脂組成物。補正後の請求項5−6の翻訳
5. 該ヨードニウム塩が〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)
−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートである、請
求項4記載の樹脂組成物。
6. 該基礎樹脂が3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エ
ポキシシクロヘキシルメチルの約20〜65重量部を含むものである、請求項4
記載の樹脂組成物。補正後の請求項8−17の翻訳
8. 該ヨードニウム塩が〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)
−フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートである、請
求項7記載の樹脂組成物。
9. 該基礎樹脂が3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エ
ポキシシクロヘキシルメチルの約30〜70重量部を含むものである、請求項7
記載の樹脂組成物。
10. 基板にダイスを結合させる方法であって、
(a)該基板の上に請求項1に記載の樹脂組成物を含むダイス−結合接着剤を沈
積させる工程、
(b)該基板上の該ダイスを該ダイス−結合接着剤と接触するように配置する工
程、及び
(c)該基板、ダイス及びダイス−結合接着剤を110〜200℃で0.5〜2
40分間加熱する工程、
を含んで成る方法。
11. 該加熱工程(c)が130〜150℃で30〜90分間行われるもので
ある、請求項10記載の方法。
12. 該加熱工程(c)が150〜160℃で5分〜1時間行われるものであ
る、請求項10記載の方法。
13. 該加熱工程(c)が160〜180℃で30秒〜5分間行われるもので
ある、請求項10記載の方法。
14. ダイスから基板へのはんだバンプ連結又はポリマーバンプ連結を強化す
る方法であって、
(a)該ダイスの周囲の上にアンダーフィルカプセル材を沈積させる工程であっ
て、該ダイスが該基板に該はんだバンプ連結又は該ポリマーバンプ連結により連
結されているものであり、そして該アンダーフィルカプセル材が請求項4に記載
の樹脂組成物を含むものである工程、
(b)沈積した該アンダーフィルカプセル材を該基板、該ダイス、及び該はんだ
バンプ連結又はポリマーバンブ連結に接触させる工程、及び
(c)該基板、ダイス及びアンダーフィルカプセル材を100〜170℃で5〜
240分間加熱する工程、
を含んで成る方法。
15. 該加熱工程(c)が120〜160℃で15〜180分間行われるもの
である、請求項14記載の方法。
16. 基板に結合したダイスを保護する方法であって、
(a)請求項7に記載の樹脂組成物を含むグラブ−トップカプセル材を該ダイス
の上に沈積させる工程、及び
(b)該ダイス及びグラブ−トップカプセル材を100〜170℃で5〜240
分間加熱する工程、
を含んで成る方法。
17. 該加熱工程(b)が120〜160℃で15〜180分間行われるもの
である、請求項16記載の方法。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成11年1月21日(1999.1.21)
【補正内容】
明細書
(補正後の明細書第44頁の翻訳)補正後の第44頁の翻訳 実施例18 グラブ−トップ及びダイス結合接着剤
(非伝導性)
請求の範囲
(補正後の請求項1(第49−50頁)、請求項4(第51−52頁)
及び請求項7(第52−54頁)の翻訳)補正後の請求項1(第49−50頁)の翻訳
1. 基礎樹脂の約5〜40重量%及び銀、金、シリカ、アルミナ、石英、窒化
アルミニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナ
トリハイドレート、及び窒化ホウ素から成る群より選択される微粒子充填剤の約
60〜95重量%を含む樹脂組成物であって、該基礎樹脂が
(a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク
ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜50重量
部、
(b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ
ヘキシルメチル、ジシクロペンタジエンジオキシド、又はビス(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)アジペートの約30〜60重量部、
(c)下記式のヨードニウム塩の約0.5〜3重量部、
上式中、Mはホウ素、リン、及びアンチモンから成る群より選択されるものであ
り、Mがリン又はアンチモンであるときXはハロゲンであり、Mがホウ素である
ときXはハロゲン又はC6F6であり、Xがハロゲンであるときnは4又は6であ
り、XがC6F6であるときnは4であり、そしてRは水素、C1〜C20アル
キル、C1〜C20アルコキシル、C1〜C20ヒドロキシアルコキシル、ハロゲン、
及びニトロから成る群より選択されるものであり、
(d)ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、又は
1,3−ペンタジエン酸銅の0〜約2重量部、
(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約0.4〜
5重量部、及び
(f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又は
カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約5〜20重量部、
を含むものである樹脂組成物。補正後の請求項4(第51−52頁)の翻訳
4. 基礎樹脂の約30〜50重量%及びシリカ、石英、アルミナ、窒化アルミ
ニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナトリハ
イドレート、及び窒化ホウ素から成る群より選択される微粒子充填剤の約50〜
80重量%を含む樹脂組成物であって、該基礎樹脂が
(a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク
ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約30〜70重量
部、
(b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ
ヘキシルメチル、ジシクロペンタジエンジオキシド、又はビス(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)アジペートの約20〜65重量部、
(c)下記式のヨードニウム塩の約0.5〜3重量部、
上式中、Mはホウ素、リン、及びアンチモンから成る群より選択されるものであ
り、Mがリン又はアンチモンであるときXはハロゲンであり、Mがホウ素である
ときXはハロゲン又はC6F6であり、Xがハロゲンであるときnは4又は6であ
り、XがC6F6であるときnは4であり、そしてRは水素、C1〜C20アルキル
、C1〜C20アルコキシル、C1〜C20ヒドロキシアルコキシル、ハロゲン、及び
ニトロから成る群より選択されるものであり、
(d)ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、又は
1,3−ペンタジエン酸銅の0〜約1.5重量部、
(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約1〜8重
量部、及び
(f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又は
カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約3〜10重量部、を
含むものである樹脂組成物。補正後の請求項7(第52−54頁)の翻訳
7. 基礎樹脂の約15〜40重量%及びシリカ、石英、アルミナ、窒化アルミ
ニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナ トリ
ハイドレート、及び窒化ホウ素から成る群より選択される微粒子充填剤の約60
〜85重量%を含む樹脂組成物であって、該基礎樹脂が
(a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク
ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜50重量
部、
(b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ
ヘキシルメチル、ジシクロペンタジエンジオキシド、又はビス(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)アジペートの約30〜70重量部、及びビスフェノールAの
ジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、テトラブロ
モ−ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、エポキシクレゾールノボラク(
epoxy cresol novolac)、又はエポキシフェノールノボラクの0〜約30重量部
、
(c)下記式のヨードニウム塩の約0.5〜3重量部、
上式中、Mはホウ素、リン、及びアンチモンから成る群より選択されるものであ
り、Mがリン又はアンチモンであるときXはハロゲンであり、Mがホウ素である
ときXはハロゲン又はC6F6であり、Xがハロゲンであるときnは4又は6であ
り、XがC6F6であるときnは4であり、そしてRは水素、C1〜C20アルキル
、C1〜C20アルコキシル、C1〜C20ヒドロキシアルコキシル、ハロゲン、及び
ニトロから成る群より選択されるものであり、
(d)ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、又は
1,3−ペンタジエン酸銅の0〜約1重量部、
(e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約1〜5重
量部、及び
(f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又は
カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約4〜10重量部、を
含むものである樹脂組成物。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H01L 21/52 H01L 21/52 E
23/29 23/30 R
23/31
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG
,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,
LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N
O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG
,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,
UZ,VN,ZW
(72)発明者 プロサント ムカージー
アメリカ合衆国、エイゼット 85012、フ
ェニックス、イースト オコティロ ロー
ド 122番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 基礎となる樹脂の約5〜100重量%及び微粒子充填剤の約0〜95重量 %を含んで成る樹脂組成物であって、該基礎樹脂が (a)下記の群から選択される脂肪族環状エポキシ官能性シロキサンの約10〜 95重量部 (b)シリコン非含有のジ−、トリ−、又はポリ−エポキシ樹脂又はこれらの樹 脂の混合物の約5〜90重量部、 (c)下記式のヨードニウム塩の約0.1〜3重量部、 上式中、Mはホウ素、リン、及びアンチモンを含む群から選択されるものであり 、Xはハロゲン又はC6F5であり、nは4又は6であり、そしてRは水素、C1 〜C20のアルキル、C1〜C20のアルコキシル、C1〜C20のヒドロキシアルコキ シル、ハロゲン、及びニトロを含む群から選択されるものであり、そして (d)ステアリン酸銅、ナフテン酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトナート(copp er acetylacetonate)、及び1,3−ペンタジエン酸銅を含む群から選択される 銅化合物の0〜約3重量部、 を含むものである樹脂組成物。 2. 該基礎樹脂の約5〜70重量%及び該微粒子充填剤の約30〜95重量% を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。 3. 該シリコン非含有ジ−、トリ−、又はポリ−エポキシ樹脂が、脂肪族環状 エポキシ樹脂、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルの樹脂、ビスフェノ ールFのジグリシジルエーテルの樹脂、ブロム化ビスフェノールAのジグリシジ ルエーテルの樹脂、エポキシ化植物油樹脂、エポキシクレゾールノボラク(novol ac)、エポキシフェノールノボラク、又はα−オレフィン エポキシドである、 請求項1記載の樹脂組成物。 4. 該脂肪族環状エポキシ樹脂が3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボ ン酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、ジシクロペンタジエンジオキシド 、又はビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペートである、請求項3記 載の樹脂組成物。 5. 該ヨードニウム塩が〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ) −フェニル〕フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートである、請 求項1記載の樹脂組成物。 6. 該基礎樹脂がグリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリ エトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、及びこれらの混合物 を含む群から選択される接着促進剤の約0.5〜8重量部をさらに含むものであ る、請求項1記載の樹脂組成物。 7. 該基礎樹脂がエポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタ ジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリル、及び微粒子弾 性充填剤を含む群から選択される強化剤の約3〜30重量部をさらに含むもので ある、請求項1記載の樹脂組成物。 8. 該微粒子充填剤が銀、金、シリカ、石英、アルミナ、窒化アルミニウム、 シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナトリハイドレー ト、窒化ホウ素、カーボンブラック、及び珪藻土を含む群から選択されるもので ある、請求項1記載の樹脂組成物。 9. 該基礎樹脂の約5〜40重量%及び銀、金、シリカ、アルミナ、石英、窒 化アルミニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミ ナ トリハイドレート、及び窒化ホウ素を含む群から選択される該微粒子充填剤 の約60〜95重量%を含む、請求項1記載の樹脂組成物であって、該基礎樹脂 が (a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜45重量 部、 (b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ ヘキシルメチルの約40〜60重量部、 (c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニ ルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートの約0.5〜3重量部、及び (d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約2重量部、 を含むものであり、 そして該基礎樹脂がさらに (e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約0.4〜 3.5重量部、及び (f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端ポリブタジエン、又はカ ルボキシル−末端ポリブタジエン アクリロニトリルの約5〜20重量部、 を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。 10. 該基礎樹脂の約5〜40重量%及び銀及び金を含む群から選択される該 微粒子充填剤の約60〜95重量%を含む、請求項1記載の樹脂組成物であって 、該基礎樹脂が (a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜50重量 部、 (b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ ヘキシルメチルの約30〜60重量部、 (c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニ ルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートの約0.5〜3重量部、及び (d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約0.3重量部、 を含むものであり、 そして該基礎樹脂がさらに (e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約1〜5重 量部、及び (f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又は カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約5〜10重量部、 を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。 11. 該基礎樹脂の約30〜50重量%及び銀、石英、アルミナ、窒化アルミ ニウム、シリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナ トリ ハイドレート、及び窒化ホウ素を含む群から選択される該微粒子充填剤の約50 〜80重量%を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物であって、該基礎樹 脂が (a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約30〜70重量 部、 (b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ ヘキシルメチルの約20〜65重量部、 (c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニ ルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートの約0.5〜3重量部、及び (d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約1.5重量部、 を含むものであり、 そして該基礎樹脂がさらに (e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約1〜8重 量部、及び (f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又は カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約3〜10重量部、 を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。 12. 該基礎樹脂の約15〜40重量%及びシリカ、石英、アルミナ、窒化ア ルミニウムシリカで被覆された窒化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミナ ト リハイドレート、及び窒化ホウ素を含む群から選択される該微粒子充填剤の約6 0〜85重量%を含む、請求項1記載の樹脂組成物であって、該基礎樹脂が (a)1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス〔2−(7−オキサビシク ロ〔4.1.0〕ヘプト−3−イル)エチル〕ジシロキサンの約20〜50重量 部、 (b)3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロ ヘキシルメチルの約30〜70重量部及びビスフェノールAのジグリシジルエー テル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、テトラブロモ−ビスフェノー ルAのジグリシジルエーテル、エポキシクレゾールノボラク、又はエポキシフェ ノールノボラクの0〜約30重量部、 (c)〔4−(2−ヒドロキシ−1−テトラデシルオキシ)−フェニル〕フェニ ルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネートの約0.5〜3重量部、及び (d)ステアリン酸銅又はナフテン酸銅の0〜約1重量部、 を含むものであり、 そして該基礎樹脂がさらに (e)グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ ン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物の約1〜5重 量部、及び (f)エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル−末端化ポリブタジエン、又は カルボキシル−末端化ポリブタジエンアクリロニトリルの約4〜10重量部、 を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。 13. 基板にダイスを結合させる方法であって、 (a)該基板の上に請求項1に記載の樹脂組成物を含むダイス−結合接着剤を沈 積させる工程、 (b)該基板上の該ダイスを該ダイス−結合接着剤と接触するように配置する工 程、及び (c)該基板、ダイス及びダイス−結合接着剤を110〜200℃で0.5〜2 40分間加熱する工程 を含んで成る方法。 14. 該加熱工程(c)が130〜150℃で30〜90分間行うものである 、請求項13記載の方法。 15. 該加熱工程(c)が150〜160℃で5分〜1時間行うものである、 請求項13記載の方法。 16. 該加熱工程(c)が160〜180℃で30秒〜5分間行うものである 、請求項13記載の方法。 17. ダイスから基板へのはんだバンプ連結又はポリマーバンプ連結を強化す る方法であって、 (a)該ダイスの周囲の上にアンダーフィルカプセル材を沈積させる工程であっ て、該ダイスが該基板に該はんだバンプ連結又は該ポリマーバンプ連結により連 結されているものであり、そして該アンダーフィルカプセル材が請求項1に記載 の樹脂組成物を含むものである工程、 (b)沈積した該アンダーフィルカプセル材を該基板、該ダイス、及び該はんだ 又はポリマーバンプ連結に接触させる工程、及び (c)該基板、ダイス及びアンダーフィルカプセル材を100〜170℃で5〜 240分間加熱する工程、 を含んで成る方法。 18. 該加熱工程(c)が120〜160℃で15〜180分間行われるもの である、請求項17記載の方法。 19. 基板に結合したダイスを保護する方法であって、 (a)請求項1に記載の樹脂組成物を含むグラブ−トップカプセル材を該ダイス の上に沈積させる工程、及び (b)該ダイスとグラブ−トップカプセル材を100〜170℃で5〜240分 間加熱する工程、 を含んで成る方法。 20. 該加熱工程(b)が120〜160℃で15〜180分間行われるもの である、請求項19記載の方法。
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