JP4461340B2 - Repairable composition and outer bump reinforcing agent using the same - Google Patents
Repairable composition and outer bump reinforcing agent using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4461340B2 JP4461340B2 JP07417599A JP7417599A JP4461340B2 JP 4461340 B2 JP4461340 B2 JP 4461340B2 JP 07417599 A JP07417599 A JP 07417599A JP 7417599 A JP7417599 A JP 7417599A JP 4461340 B2 JP4461340 B2 JP 4461340B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- reinforcing agent
- semiconductor device
- repairable
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱硬化後、さらに高温にさらすと、再溶融する性質を有し、リペア性を有するリペアラブル組成物（リペアラブルレジン）に関する。
【０００２】
また、本発明は、半導体装置実装用アウターバンプ補強剤に関する。さらに詳しくは、無溶剤で使用でき、作業性に優れ、塗布後に簡易にタックフリー化でき、バンプ接合部の接合性を阻害せず、半導体装置を実装対象基板へ接合させたのちの接合強度を大きくすることができ、かつ、リペア性に優れた一液型の半導体装置実装用アウターバンプ補強剤に関する。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
液状の熱硬化性樹脂組成物は、電気・電子部品の接着・接合、封止など、さまざまな用途に用いられている。しかし、熱硬化性樹脂は、硬化すると３次元網目構造を形成するため、再溶融させることができない。したがって、熱硬化性樹脂組成物を用いて部品の接合などを行なった場合には、のちに取り外す必要が生じても取り外すことが著しく困難であるという問題がある。
【０００４】
硬化させたのちに取り外す必要が生じる熱硬化性樹脂組成物として、たとえば半導体装置実装用アウターバンプ補強剤があげられる。以下、半導体装置実装用アウターバンプ補強剤を例にとって説明する。
【０００５】
多ピン化、小型・薄型化に対応する半導体装置として、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）半導体装置やフリップチップ半導体装置などが存在する（以下、半導体装置がＢＧＡ半導体装置である場合について説明する）。
【０００６】
ＢＧＡ半導体装置は、図１の（ａ）に示すように、シリコンチップが基板上に封止剤で封止された状態で設置され、アウターバンプ（該基板の片面に一方向に突出した多数のハンダバンプ）を有するものである。
【０００７】
ＢＧＡ半導体装置は、通常、１１０〜１３０℃程度で１０〜２４時間程度の乾燥工程を経て真空パックされたのち、より大きな実装対象基板（マザーボード）上に実装される。
【０００８】
実装は、アウターバンプをマザーボード上に配置されている接続端子と接触させ、加熱（通常は２１０〜２５０℃、以下この温度をリフロー温度ともいう）により該バンプを溶融させ、該バンプと該接続端子とを接合する（この工程をリフロー工程という）ことにより行なわれる。
【０００９】
しかし、アウターバンプで接合されるＢＧＡ半導体装置とマザーボードとの熱膨張係数が異なるため、リフロー工程が終了して冷却されると、接合部に集中して応力やひずみがかかる。このため、温度サイクル試験の実施や衝撃により、接合部が破損しやすい。
【００１０】
そこで、ＢＧＡ半導体装置をマザーボードに実装する場合、ＢＧＡ半導体装置とマザーボードとの接合強度を強化するために、実装されたＢＧＡ半導体装置とマザーボードとの隙間に、毛管現象を利用して熱硬化性樹脂を注入する方法が行なわれている（特開平４−２１９９４４号公報）。
【００１１】
しかし、この補強方法では、実装後のＢＧＡ半導体装置に不良がある場合、硬化した樹脂が存在するため、リフロー温度に昇温させても、不良なＢＧＡ半導体装置を取り外して取りかえること、すなわちリペアすることができないという問題がある。また、前記方法には、樹脂を注入する工程を追加する必要があるだけでなく、実装後に充分なフラックス洗浄が必要という問題もある。
【００１２】
前記問題に対しては、アウターバンプの根元を厚く、先端ほど薄く囲むように樹脂を塗布することにより接合部を補強する方法が提案されている（特開平９−２３２３７３号公報）。
【００１３】
この方法によると、ＢＧＡ半導体装置とマザーボードとの熱膨張係数の差により発生し、アウターバンプの接合部（以下、バンプ接合部ともいう）に集中する応力を、アウターバンプ全体に分散させることができ、温度サイクル試験の結果がよくなるなどの効果が得られる。
【００１４】
しかし、この補強方法では、バンプ接合部の補強にはなるものの、ＢＧＡ半導体装置とマザーボードとの接合がハンダのみで行なわれているため、補強が充分ではない。そのため、温度サイクル試験の結果はよくなるが、必ずしも充分であるといえるものではなく、また、衝撃により生じる破損の問題を解決するものではない。さらに、溶剤を使用しているため、対環境性に優れているとはいい難い。
【００１５】
したがって、加熱硬化後に不良なＢＧＡ半導体装置をリペアすることができ、かつ樹脂を注入する工程や実装後のフラックス洗浄を省くことのできるリペアラブル組成物が望まれている。また、かかるリペアラブル組成物への要望は、前記補強剤の分野にとどまらず、各種分野で多岐にわたっている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記実状に鑑み、部品の接合などに用いて硬化させたのちに取り外す必要が生じたときに取り外しが可能なリペアラブル組成物を提供するためになされたものである。また、簡易に使用でき、バンプ接合部の接合性を阻害せず、ＢＧＡ半導体装置をマザーボードへ接合させたのちの接合強度を大きくすることができ、かつ、リペア性に優れた半導体装置実装用アウターバンプ補強剤を提供するためになされたものである。すなわち、本発明は
（Ａ）２官能エポキシ化合物、
（Ｂ）２官能フェノール化合物および
（Ｃ）リン系触媒、１，２−アルキレンベンズイミダゾール（ＴＢＺ）および２−アリール−４，５−ジフェニルイミダゾール（ＮＰＺ）から選ばれた１種または２種以上
を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とが
（Ａ）成分中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８〜１／１．２
となるように配合され、５℃で１月間密封状態で保存しても結晶が析出しないリペアラブル組成物（請求項１）、
（Ａ）成分のうちの３０重量％以下を１官能エポキシ化合物におきかえた請求項１記載のリペアラブル組成物（請求項２）、
（Ｂ）成分のうちの１〜２０重量％を３官能以上のフェノール化合物におきかえた請求項１または２記載のリペアラブル組成物（請求項３）、
さらに、（Ｄ）シリコーン系消泡剤を含有する請求項１、２または３記載のリペアラブル組成物（請求項４）および
請求項１、２、３または４記載のリペアラブル組成物からなる半導体装置実装用アウターバンプ補強剤（請求項５）
に関する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のリペアラブル組成物に使用する２官能エポキシ化合物（Ａ）としては、分子中にエポキシ基を２つ有するものであればとくに限定なく使用し得るが、低粘度のものほどリペアラブル組成物の粘度を低くすることができる点で好ましい。また、結晶性のものであってもリペアラブル組成物としたときに結晶化しない場合には用いることができる。また、半導体装置実装用アウターバンプ補強剤として用いる場合には、脂肪族系のものより芳香族系のものの方が、表面張力が高い点で好ましい。
【００１８】
本発明のリペアラブル組成物に用いることのできる２官能エポキシ化合物（Ａ）としては、たとえばカテコールジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、モノ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノンジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステルなどのベンゼン環を１個有する一核体芳香族ジエポキシ化合物類、ジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエーテル、Ｃｅｌｌｏｘｉｄｅ２０２１Ｐ（商品名、ダイセル化学工業（株）製）、リモネンジオキシドなどの脂環式ジエポキシ化合物類、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジグリシジルエーテルなどのビスフェノール型エポキシ化合物類およびこれらが部分縮合したオリゴマー混合物（ビスフェノール型エポキシ樹脂類）、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンジグリシジルエーテル、テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテルジグリシジルエーテルなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ベンゼン環を１個有する一核体芳香族ジエポキシ化合物類や脂環式ジエポキシ化合物類、とくにカテコールジグリシジルエーテルやレゾルシンジグリシジルエーテルが、粘度と表面張力とのバランスがよく、前記補強剤などの低粘度、高表面張力を要する用途に使用するのに適している。前記補強剤に使用する場合、その他のものは、補強剤の粘度調整などのために適量を用いるのがよい。また、リペアラブル組成物の貯蔵安定性、タックフリー性、リペア性、硬化による接着・接合の強度などの点からは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテルが好ましく、とくに低粘度であることからビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。
【００１９】
なお、前記補強剤として用いる場合には，得られるリペアラブル組成物の粘度を低くするために、（Ａ）成分中７０重量％（以下、％という）以上が前記一核体芳香族ジエポキシ化合物類であることが好ましい。
【００２０】
本発明のリペアラブル組成物は、さらなる低粘度化のために、また、架橋反応がおこるのを防止し、リペアするときに組成物が再溶融する温度を下げさせるために、（Ａ）成分の一部を１官能エポキシ化合物（Ａ−１）（以下、（Ａ−１）成分ともいう）におきかえてもよい。
【００２１】
１官能エポキシ化合物（Ａ−１）としては、たとえばｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテルなどのベンゼン環を１個有する一核体芳香族モノエポキシ化合物類があげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテルが好ましく使用される。
【００２２】
（Ａ）成分の一部を（Ａ−１）成分におきかえて得られる混合物（以下、（Ａ）／（Ａ−１）混合物ともいう）を用いる場合には、リペアラブル組成物の性能を低下させることのないように（Ａ）／（Ａ−１）混合物中、（Ａ−１）成分が３０％以下であるのが好ましい。また、（Ａ−１）成分を用いることによる粘度低下の効果が明確に得られる点から、５％以上であるのが好ましい。
【００２３】
なお、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）／（Ａ−１）混合物）は、２５℃での粘度が５００ｃＰ以下であるのが、リペアラブル組成物の粘度が低くなる点から好ましい。
【００２４】
２官能フェノール化合物（Ｂ）は、２官能エポキシ化合物（Ａ）の硬化剤として使用される分子中にフェノール性水酸基を２つ有する成分である。２官能であるためエポキシ基との付加反応により直鎖状の熱可塑性ポリマーとなることができる。２官能フェノール化合物（Ｂ）としては、溶融時の粘度が低く、結晶性が低く、（Ａ）成分あるいは（Ａ）／（Ａ−１）混合物に硬化剤としての必要量を溶解させたときに結晶化しないものが好ましく、また、前記補強剤として使用するときは、表面張力の大きいものが好ましい。
【００２５】
２官能フェノール化合物（Ｂ）の具体例としては、たとえばカテコール、レゾルシン、ヒドロキノンなどのベンゼン環を１個有する一核体芳香族ジヒドロキシ化合物類、ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン（ビスフェノールＦ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ビスフェノールＡＤ）などのビスフェノール類、ジヒドロキシナフタレンなどの縮合環を有する化合物、ジアリルレゾルシン、ジアリルビスフェノールＡ、トリアリルジヒドロキシビフェニルなどのアリル基を導入した２官能フェノール化合物などがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合わせて用いてもよい。これらのうちでは、前記ベンゼン環を１個有する一核体芳香族ジヒドロキシ化合物類が、粘度、接着性などの特性をバランスよく有する点から好ましい。とくに前記補強剤として使用する場合には、カテコール、レゾルシンが結晶性、粘度、表面張力のバランスがよい点から前記記載順に好ましい。
【００２９】
（Ｃ）成分であるリン系触媒が用いられる。
【００３４】
リン系触媒は、エポキシ基のアニオン重合よりもフェノール性水酸基とエポキシ基との付加反応に対して優先的に触媒作用を示すため、架橋構造を形成するのを防ぐことができ、リペア性をよくすることができる。
【００３５】
前記リン系触媒の例としては、３個の有機基を有する有機リン系化合物があげられ、その具体例としては、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ−ｏ−トリルホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン−トリフェニルボロン錯体、テトラフェニルホスホニウム−テトラフェニルボレートなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組合わせて用いてもよい。これらのうちでは適度な触媒作用を有し、リペアラブル組成物を貯蔵安定性のよい一液型の組成物とすることができるなどの点から、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、トリフェニルホスフィン−トリフェニルボロン錯体が好ましい。
【００３６】
一方、一般にイミダゾール系触媒は、他のアミン系触媒と同様に、エポキシ基のアニオン重合のよい促進剤として働くため、本発明には不適である。しかし、大きな立体障害を有し、芳香環がイミダゾール環に直接結合するなどしてイミダゾール環を構成する窒素原子の電子密度が低下し、求核性が著しく抑えられている１，２−アルキレンベンズイミダゾール（ＴＢＺ）および２−アリール−４，５−ジフェニルイミダゾール（ＮＰＺ）は、例外的に前記アニオン重合の促進効果がきわめて小さい。そのためエポキシ基とフェノール性水酸基との付加反応に対して優先的に触媒作用を示し、本発明に好適に使用できる。
【００３７】
前記（Ｃ）成分を用いることで、１１０〜１３０℃でタックフリーではあるが反応性を有する段階まで硬化反応を進行させることができ、たとえば前記補強剤として用いる場合には、後述するようにＢＧＡ半導体装置を乾燥させる際にタックフリーではあるが反応性を有する段階まで硬化反応を進行させることもできる。なお、１１０〜１３０℃で、タックフリーではあるが反応性を有する段階まで硬化反応を進行させるのに要する時間は、一般に１２〜１６時間である。
【００３８】
（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）および（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）は、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８〜１／１．２好ましくは１／０．９〜１／１．１となるように配合して使用される。（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８より大きくなる場合には、組成物の硬化後の強度が低下しやすく、たとえば前記補強剤として用いる場合には、ＢＧＡ半導体装置をマザーボードへ接合させたのちの接合強度が低下しやすくなり、１／１．２より小さくなる場合にも同様の傾向が生じやすい。リペアラブル組成物として充分に機能するためには、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／１に近いほど好ましい。
【００３９】
（Ｃ）成分の使用量は、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）成分および（Ａ−１）成分）および（Ｂ）成分（（Ｂ−１）成分が使用されるときは（Ｂ）成分および（Ｂ−１）成分）として使用する化合物の種類や組成、使用する（Ｃ）成分の種類により異なるため、適宜好ましい量が選択される。通常は、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）／（Ａ−１）混合物）１００重量部（以下、部という）に対して、０．１〜１部、さらには０．１〜０．８部、とくには０．２〜０．６部であるのが、接着・接合強度、リペア性などの点から好ましい。とくに前記補強剤として使用する場合には、０．１部未満では、後述する乾燥工程においてタックフリー化しにくくなる傾向が生じやすくなり、１部をこえると、該乾燥工程で反応が進みすぎ、タックフリー化したがリフロー工程において再溶融しにくくなるなど、流動性が不足する傾向が生じやすくなる。
【００４０】
本発明のリペアラブル組成物は、５℃で１月間密封状態で保存した場合にも結晶が析出しないことが必要である。前記のごとき条件で保存した場合に結晶が析出するということは、より高い温度で保存することが必要であり、製品ライフが短かくなることを意味する。結晶が析出したものをそのまま用いると、塗布作業性が悪化したり、リペアラブル組成物が不均一なために本来の性能を得ることができなくなったりする。
【００４１】
本発明のリペアラブル組成物には、さらに、シリコーン系消泡剤（Ｄ）を添加することができる。シリコーン系消泡剤（Ｄ）を添加することにより、たとえば前記補強剤として使用する場合などには、後述する半導体装置の乾燥工程において補強剤をタックフリー化する際に、補強剤自身の表面張力によりアウターバンプの頭頂部が露出するのを促す効果が得られる。
【００４２】
シリコーン系消泡剤（Ｄ）のうちでは、揺変剤などを含有しないものが揺変剤を含有するものやエマルジョン系のものよりも、前記アウターバンプの頭頂部が露出するのを促す効果が大きい点から好ましい。
【００４３】
シリコーン系消泡剤（Ｄ）としては、たとえばＳＴ８６ＰＡ（商品名、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）などの純粋なシリコーン系消泡剤が好ましい。
【００４４】
また、（Ｄ）成分の使用量は、（Ａ）成分（（Ａ−１）成分が使用されるときは（Ａ）／（Ａ−１）混合物）１００部に対して、０．００５〜０．１部、さらには０．０１〜０．０５部であるのが好ましい。０．００５部未満では、（Ｄ）成分を使用することによる効果が得られにくくなる傾向が生じやすく、０．１部をこえて使用しても、とくに問題はないが、たとえば前記アウターバンプの頭頂部が露出するのを促す効果がそれ以上よくなることはない。
【００４５】
本発明のリペアラブル組成物には、本発明の効果が損われない範囲で３官能以上のエポキシ化合物や１官能のフェノール化合物が不純物などとして入っていてもよいがその量は少ない方が好ましい。
【００４６】
また、本発明のリペアラブル組成物には、他にも本発明の効果が損われない範囲で各種カップリング剤、充填剤、顔料、レベリング剤などのその他の添加剤が含まれていてもよい。
【００４７】
また、流動性がそれほど重要でない用途に本発明のリペアラブル組成物を用いる場合には、フィラーを添加してもよい。フィラーを用いる場合には、組成物の流動性は低下するが、硬化後の熱膨張係数を低下させる効果がある。
【００４８】
前記フィラーとしては、比較的流動性を低下させにくいという点から、粒子の形状が球状であり、比重の大きなものが好ましい。このようなものとしては、たとえば球状溶融シリカ、鉄などの球状金属粉などがあげられる。また、平均粒子径としては、５〜３０μｍのものが好ましい。
【００４９】
前記フィラーの使用量は、用途に応じて選択すればよく、とくに制限はないが、配合物における充填率が１〜７０％、さらには３０〜６０％となるような量が好ましい。
【００５０】
本発明のリペアラブル組成物は、前述したように、とくに半導体装置実装用アウターバンプ補強剤として好ましく用いられる。（Ａ）２官能エポキシ化合物および（Ｂ）２官能フェノール化合物を所定の割合で含有し、触媒として前記（Ｃ）成分を使用するため、溶剤を用いなくても低粘度の液状であり、たとえばＢＧＡ半導体装置のアウターバンプ面に塗布しやすい。また、リフロー工程の前に行なわれるＢＧＡ半導体装置を１１０〜１３０℃に加熱して乾燥させる工程を利用して、タックフリーではあるが反応性を有する段階まで硬化反応を進行させることができ、そのため乾燥工程後には、輸送やその後の作業に適した状態にすることができる。また、乾燥工程中は高温であるため補強剤の粘度が大きく低下するうえに表面張力が大きいため、前記乾燥工程でアウターバンプの頭頂部が補強剤から図１（ｃ）に示すように露出し、該頭頂部に補強剤が残留しないようにすることができ、マザーボードとアウターバンプとの接合を阻害することもない。さらに、タックフリー状態となった補強剤は、リフロー工程でリフロー温度に昇温されるとアウターバンプとともに再溶融するため、ＢＧＡ半導体装置のアウターバンプが設けられている面およびマザーボードの接合面を補強剤によって接合することができ（図１（ｄ）参照）、ＢＧＡ半導体装置をマザーボードへ接合させたのちの接合強度を大きくすることができる。しかも、該補強剤は、前記（Ａ）成分および（Ｂ）成分を所定の割合で含有し、触媒として（Ｃ）成分を使用するため、反応後も熱可塑性ポリマーとなり、実装後にリフロー温度に再加熱して再溶融させることができ、その際に不良なＢＧＡ半導体装置を取り外して取りかえる（リペアする）ことができる。なお、図１は、ＢＧＡ半導体装置に本発明の補強剤を使用するときの実施の形態を示す一連の断面説明図であり、（ａ）は補強剤が塗布される前のＢＧＡ半導体装置を表わし、（ｂ）はアウターバンプ面に補強剤が塗布された状態のＢＧＡ半導体装置を表わし、（ｃ）は乾燥工程により補強剤がタックフリー化した状態のＢＧＡ半導体装置を表わし、（ｄ）はリフロー工程によりマザーボードに実装された状態のＢＧＡ半導体装置を表わす。また、図中、１はＢＧＡ半導体装置、２は封止剤、３は基板、４はアウターバンプ、５はシリコンチップ、６は補強剤、７はタックフリー化した補強剤、８はマザーボードの一部を示す。
【００５１】
本発明のリペアラブル組成物の好ましい態様としては、前記補強剤として用いる場合には、（Ａ）成分としてレゾルシンジグリシジルエーテル１００部に対し、（Ｂ）成分としてカテコール４０〜５０部、（Ｃ）成分としてジシクロヘキシルフェニルホスフィン０．２〜０．６部配合したもの、レゾルシンジグリシジルエーテル／ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテルが重量比で７０／３０〜１００／０である（Ａ）／（Ａ−１）混合物１００部に対し、（Ｂ）成分としてカテコール３５〜５０部、（Ｃ）成分としてトリ−ｐ−トリルフェニルホスフィン０．２〜０．６部配合したもの、これらの配合物にさらに（Ｄ）成分としてＳＴ８６ＰＡを０．０１〜０．０５部添加したものなどがあげられる。これらの組成物は、２５℃で粘度が２００〜５００ｃＰの液状である。
【００５２】
【実施例】
つぎに、本発明のリペアラブル組成物を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
なお、以下の実施例および比較例で使用する各成分とその略号との関係を以下に示す。
【００５４】
（Ａ）成分
デナコール ＥＸ−２０１：ナガセ化成（株）製、レゾルシンジグリシジルエーテル、エポキシ当量１２６ｇ／ｅｑ
デナコール ＥＸ−２０３：ナガセ化成（株）製、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、エポキシ当量１１４ｇ／ｅｑ、高結晶性
ＥＰＩＣＬＯＮ ８３０ＬＶＰ：大日本インキ化学工業（株）製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６２ｇ／ｅｑ）
セロキサイド ２０２１Ｐ：ダイセル化学工業（株）製、脂環式エポキシ樹脂、エポキシ当量１３５ｇ／ｅｑ
（Ａ−１）成分
デナコール ＥＸ−１４６：ナガセ化成（株）製、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、エポキシ当量２２６ｇ／ｅｑ
（Ｃ）成分
ＴＰＴＰ：北興化学工業（株）製、トリ−ｐ−トリルホスフィン
ＴＯＴＰ：北興化学工業（株）製、トリ−ｏ−トリルホスフィン
ＤＣＰＰ：北興化学工業（株）製、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン
ＴＰＰ−Ｓ：北興化学工業（株）製、トリフェニルホスフィン−トリフェニルボロン錯体
（Ｄ）成分
ＳＴ８６ＰＡ：東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製、シリコーン系消泡剤（無溶剤、透明タイプ）
ＳＨ５５００：東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製、シリコーン系消泡剤（懸濁型）
（その他）
スミエポキシ ＥＬＭ−１００：住友化学工業（株）製、３官能性グリシジルアミン、エポキシ当量１０７ｇ／ｅｑ
ノバキュア ＨＸ−３９４１ＨＰ：旭チバ（株）製、マイクロカプセル型イミダゾールアダクト系潜在性硬化剤
キュアゾール ２ＰＨＺ−ＣＮ：四国化成工業（株）製、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ（２−シアノエトキシ）メチルイミダゾール
ＦＢ−２０１Ｓ：電気化学工業（株）製、球状溶融シリカ、平均粒径１６μｍ
また、以下の実施例および比較例で用いた評価方法を以下に示す。
【００５５】
（作業性）
組成物の粘度が２５℃で５００ｃＰ未満のものを◎、５００ｃＰ以上、２０００ｃＰ未満のものを○、２０００ｃＰ以上、５０００ｃＰ未満のものを△、５０００ｃＰ以上のものを×とした。
【００５６】
なお、調製した組成物を５℃で１月間密封状態で保存したときに結晶が析出したものには「結晶化」と、ゲル化したものには「ゲル化」と記し、他の評価は行なわなかった。前記粘度測定および以降の評価は、５℃で１月間密封状態で保存後も結晶の生成やゲル化のおこらなかったもののみについて行なった。
【００５７】
（貯蔵安定性）
４０℃で２日放置後の組成物の粘度が、該放置前の粘度の５倍未満のものを○、５〜１０倍のものを△、１０倍より大きいものを×とした。
【００５８】
（タックフリー性）
適量の組成物を図１（ｂ）に示すようにＢＧＡ半導体装置に塗布し、１２５℃で１２時間放置後に、指触により評価し、補強剤表面に全くべたつきがないものを○、多少べたつきがあるが指に付着しないものを△、べたついて指に付着するものを×とした。
【００５９】
（アウターバンプ頭頂部の露出性）
タックフリー性の評価で組成物がタックフリー化したＢＧＡ半導体装置において、図１（ｃ）に示すようにすべてのアウターバンプの頭頂部が露出しているものを○とした。露出性は、アウターバンプ頭頂部間の電流の導通を調べて確認した。
【００６０】
（再流動性）
アウターバンプ頭頂部の露出性の評価結果が○であったものを、条件２４０℃／５分で、リフロー工程にて図１（ｄ）に示すようにマザーボード（ＦＲ４プラスチック基板）に実装し、アウターバンプ間の空間を完全に埋めたものを○、再流動してマザーボードにも付着したものを△、組成物の形状がタックフリー化直後とわからないものを×とした。
【００６１】
（補強効果）
別途作成した接着性試験片（Ａｌ／Ａｌ）にて、引張せん断接着強さを測定した。測定結果が２００ｋｇ／ｃｍ2以上のものを◎、１００ｋｇ／ｃｍ2以上、２００ｋｇ／ｃｍ2未満のものを○、２０ｋｇ／ｃｍ2以上、１００ｋｇ／ｃｍ2未満のものを△、２０ｋｇ／ｃｍ2未満のものを×とした。
【００６２】
（リペア性）
再流動性の評価後に再度２４０℃に昇温したとき、ピンセットで抵抗なく取り外せるものを○、粘着性があるがピンセットで取り外せるものを△、完全に固化していて取り外せないものを×とした。
【００６３】
実施例１〜１４および比較例１〜８
表１および２に示す各成分を表１および２に示す組成になるように混合して均一な組成物を調製し、前記各評価を行なった。結果を表１および２に示す。
【００６４】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、部品の接合などの際に用いて硬化させたのちに取り外す必要が生じたときに、取り外しが可能なリペアラブル組成物を得ることができる。
【００６７】
また、低粘度の液状であるために無溶剤で使用することができ、環境にやさしく、塗布しやすく、とくに半導体装置実装用アウターバンプ補強剤として用いる場合、ＢＧＡ半導体装置の乾燥工程を利用してタックフリー化することができ、その際、アウターバンプの頭頂部から自然に流れ落ちて該頭頂部に残留しないためその後のハンダ接合を阻害せず、マザーボードに実装されるリフロー工程でアウターバンプとともに再溶融するため該半導体装置のマザーボードへの接合を補強でき、さらにその後不良な半導体装置のみを再加熱によりマザーボードからリペアすることができる一液型の半導体装置実装用アウターバンプ補強剤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＧＡ半導体装置に本発明の補強剤を使用するときの実施の形態を示す一連の断面説明図である。
【符号の説明】
１ ＢＧＡ半導体装置
２ 封止剤
３ 基板
４ アウターバンプ
５ シリコンチップ
６ 補強剤
７ タックフリー化した補強剤
８ マザーボードの一部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a repairable composition (repairable resin) having a property of remelting when exposed to a higher temperature after heat curing and having repairability.
[0002]
The present invention also relates to an outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device. More specifically, it can be used without solvent, has excellent workability, can be easily tack-free after application, and does not impair the bonding property of the bump bonding part, and the bonding strength after bonding the semiconductor device to the mounting target substrate The present invention relates to a one-pack type outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device, which can be enlarged and has excellent repairability.
[0003]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
Liquid thermosetting resin compositions are used in various applications such as adhesion / bonding and sealing of electric / electronic parts. However, since the thermosetting resin forms a three-dimensional network structure when cured, it cannot be remelted. Therefore, when parts are joined using the thermosetting resin composition, there is a problem that it is extremely difficult to remove parts even if it is necessary to remove them later.
[0004]
Examples of the thermosetting resin composition that needs to be removed after being cured include an outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device. Hereinafter, the outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device will be described as an example.
[0005]
BGA (ball grid array) semiconductor devices, flip chip semiconductor devices, and the like exist as semiconductor devices corresponding to the increase in the number of pins and the reduction in size and thickness (hereinafter, the case where the semiconductor device is a BGA semiconductor device will be described).
[0006]
As shown in FIG. 1 (a), a BGA semiconductor device is installed in a state where a silicon chip is sealed on a substrate with a sealing agent, and outer bumps (a number of protrusions protruding in one direction on one side of the substrate). Solder bump).
[0007]
A BGA semiconductor device is usually vacuum-packed through a drying process at about 110 to 130 ° C. for about 10 to 24 hours, and then mounted on a larger mounting target substrate (motherboard).
[0008]
For mounting, the outer bump is brought into contact with a connection terminal arranged on the mother board, and the bump is melted by heating (usually 210 to 250 ° C., hereinafter this temperature is also referred to as a reflow temperature). Are joined (this process is called a reflow process).
[0009]
However, since the thermal expansion coefficients of the BGA semiconductor device and the mother board which are joined by the outer bump are different, when the reflow process is finished and cooled, stress and strain are concentrated on the joint. For this reason, a joint part is easily damaged by performing a temperature cycle test or impact.
[0010]
Therefore, when a BGA semiconductor device is mounted on a motherboard, a thermosetting resin is utilized in the gap between the mounted BGA semiconductor device and the motherboard using a capillary phenomenon in order to enhance the bonding strength between the BGA semiconductor device and the motherboard. Has been carried out (JP-A-4-219944).
[0011]
However, in this reinforcing method, when the mounted BGA semiconductor device is defective, there is a cured resin. Therefore, even if the temperature is raised to the reflow temperature, the defective BGA semiconductor device can be removed and replaced. There is a problem that you can not. In addition, the method requires not only a step of injecting resin, but also has a problem that sufficient flux cleaning is required after mounting.
[0012]
In order to solve the above problem, there has been proposed a method of reinforcing the joint portion by applying a resin so that the base of the outer bump is thick and the tip is thinly surrounded (Japanese Patent Laid-Open No. 9-232373).
[0013]
According to this method, the stress that occurs due to the difference in thermal expansion coefficient between the BGA semiconductor device and the mother board and concentrates on the outer bump joint (hereinafter also referred to as the bump joint) can be dispersed throughout the outer bump. The effect of improving the result of the temperature cycle test can be obtained.
[0014]
However, in this reinforcing method, although the bump bonding portion is reinforced, the BGA semiconductor device and the mother board are bonded only by solder, so that the reinforcement is not sufficient. Therefore, although the result of the temperature cycle test is improved, it cannot be said to be sufficient, and does not solve the problem of breakage caused by impact. Furthermore, since a solvent is used, it is difficult to say that it is excellent in environmental friendliness.
[0015]
Therefore, there is a demand for a repairable composition that can repair a defective BGA semiconductor device after heat-curing, and that can omit the step of injecting resin and the flux cleaning after mounting. Further, the demand for such a repairable composition is not limited to the field of the reinforcing agent, but is various in various fields.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to provide a repairable composition that can be removed when it is necessary to remove it after it has been cured for use in joining parts or the like. Moreover, the outer strength for mounting a semiconductor device that can be used easily, does not hinder the bonding property of the bump bonding portion, can increase the bonding strength after bonding the BGA semiconductor device to the motherboard, and has excellent repairability. It was made in order to provide a bump reinforcing agent. That is, the present invention
(A) a bifunctional epoxy compound,
(B) a bifunctional phenol compound and
(C) One or more selected from phosphorus catalysts, 1,2-alkylenebenzimidazole (TBZ) and 2-aryl-4,5-diphenylimidazole (NPZ)
And the component (A) and the component (B)
The ratio of the number of moles of epoxy groups in component (A) to the number of moles of phenolic hydroxyl groups in component (B) is 1 / 0.8 to 1 / 1.2.
A repairable composition in which crystals are not precipitated even when stored in a sealed state at 5 ° C. for 1 month (Claim 1),
The repairable composition according to claim 1, wherein 30% by weight or less of the component (A) is replaced with a monofunctional epoxy compound (claim 2),
The repairable composition according to claim 1 or 2, wherein 1 to 20% by weight of the component (B) is replaced with a trifunctional or higher functional phenol compound (claim 3),
Furthermore, (D) The repairable composition (Claim 4) of Claim 1, 2, or 3 containing a silicone type antifoamer (Claim 4) and
An outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device, comprising the repairable composition according to claim 1, 2, 3 or 4. (Claim 5)
About.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The bifunctional epoxy compound (A) used in the repairable composition of the present invention can be used without particular limitation as long as it has two epoxy groups in the molecule, but the lower the viscosity, the higher the viscosity of the repairable composition. Is preferable in that it can be lowered. Moreover, even if it is crystalline, it can be used when it does not crystallize when it is made into a repairable composition. Further, when used as an outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device, an aromatic type is preferable to an aliphatic type in terms of high surface tension.
[0018]
Examples of the bifunctional epoxy compound (A) that can be used in the repairable composition of the present invention include benzene such as catechol diglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, mono-tert-butylhydroquinone diglycidyl ether, and phthalic acid diglycidyl ester. Mononuclear aromatic diepoxy compounds having one ring, dimethylolcyclohexanediglycidyl ether, Celloxide 2021P (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), alicyclic diepoxy compounds such as limonene dioxide, bis (4 -Hydroxyphenyl) methane diglycidyl ether, bis (4-hydroxyphenyl) ethane diglycidyl ether, bisphenol type epoxy such as bis (4-hydroxyphenyl) propane diglycidyl ether Compounds and oligomer mixtures in which they are partially condensed (bisphenol type epoxy resins), dihydroxynaphthalenediglycidyl ether, tetramethylbis (4-hydroxyphenyl) methanediglycidyl ether, tetramethylbis (4-hydroxyphenyl) ether di Examples thereof include glycidyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, mononuclear aromatic diepoxy compounds and alicyclic diepoxy compounds having one benzene ring, particularly catechol diglycidyl ether and resorcin diglycidyl ether have a good balance between viscosity and surface tension, It is suitable for use in applications that require low viscosity and high surface tension, such as reinforcing agents. When used for the reinforcing agent, other materials are preferably used in an appropriate amount for adjusting the viscosity of the reinforcing agent. In addition, bisphenol-type epoxy resins and dihydroxynaphthalenediglycidyl ether are preferred from the standpoints of storage stability, tack-free properties, repairability, and strength of adhesion and bonding by curing, especially because of their low viscosity. Bisphenol F type epoxy resin is preferred.
[0019]
When used as the reinforcing agent, in order to reduce the viscosity of the resulting repairable composition, 70% by weight (hereinafter referred to as%) or more of the component (A) is the mononuclear aromatic diepoxy compound. Preferably there is.
[0020]
The repairable composition of the present invention is one of the components (A) for further lowering the viscosity and for preventing the crosslinking reaction from occurring and lowering the temperature at which the composition remelts when repaired. Part may be replaced with a monofunctional epoxy compound (A-1) (hereinafter also referred to as component (A-1)).
[0021]
Examples of the monofunctional epoxy compound (A-1) include mononuclear aromatic monoepoxy compounds having one benzene ring such as p-tert-butylphenyl glycidyl ether and sec-butylphenyl glycidyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, p-tert-butylphenyl glycidyl ether and sec-butylphenyl glycidyl ether are preferably used.
[0022]
When a mixture obtained by replacing part of the component (A) with the component (A-1) (hereinafter also referred to as (A) / (A-1) mixture) is used, the performance of the repairable composition is lowered. In order to prevent this, it is preferable that the component (A-1) is 30% or less in the (A) / (A-1) mixture. Moreover, it is preferable that it is 5% or more from the point from which the effect of the viscosity fall by using (A-1) component is acquired clearly.
[0023]
In addition, (A) component (when (A-1) component is used, (A) / (A-1) mixture) has a viscosity at 25 ° C. of 500 cP or less. Is preferable from the viewpoint of lowering.
[0024]
A bifunctional phenolic compound (B) is a component which has two phenolic hydroxyl groups in the molecule | numerator used as a hardening | curing agent of a bifunctional epoxy compound (A). Since it is bifunctional, it can be a linear thermoplastic polymer by an addition reaction with an epoxy group. The bifunctional phenolic compound (B) has a low viscosity at the time of melting, low crystallinity, and when a necessary amount as a curing agent is dissolved in the component (A) or the mixture (A) / (A-1). Those which do not crystallize are preferred, and when used as the reinforcing agent, those having a large surface tension are preferred.
[0025]
Specific examples of the bifunctional phenol compound (B) include mononuclear aromatic dihydroxy compounds having one benzene ring such as catechol, resorcin, hydroquinone, bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), bis Bisphenols such as (4-hydroxyphenyl) methane (bisphenol F) and bis (4-hydroxyphenyl) ethane (bisphenol AD), compounds having a condensed ring such as dihydroxynaphthalene, diallyl resorcin, diallyl bisphenol A, triallyl dihydroxybiphenyl And bifunctional phenol compounds into which an allyl group has been introduced. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, the mononuclear aromatic dihydroxy compounds having one benzene ring are preferable from the viewpoint of having a good balance of properties such as viscosity and adhesiveness. In particular, when used as the reinforcing agent, catechol and resorcin are preferable in the order described above in terms of a good balance of crystallinity, viscosity, and surface tension.
[0029]
Phosphorus catalyst as component (C)Is used.
[0034]
Phosphorus-based catalysts preferentially catalyze the addition reaction between phenolic hydroxyl groups and epoxy groups over anionic polymerization of epoxy groups, thus preventing the formation of cross-linked structures and improving repair properties. can do.
[0035]
Examples of the phosphorus catalyst include organic phosphorus compounds having three organic groups, and specific examples thereof include dicyclohexylphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, tri-m-tolylphosphine, tri- Examples include p-tolylphosphine, cyclohexyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, triphenylphosphine-triphenylboron complex, and tetraphenylphosphonium-tetraphenylborate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, dicyclohexylphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, triphenyl have an appropriate catalytic action and can be used as a one-pack type composition having a good storage stability. A phosphine-triphenylboron complex is preferred.
[0036]
On the other hand, imidazole catalysts are generally unsuitable for the present invention because they act as good accelerators for anionic polymerization of epoxy groups, as are other amine catalysts. However, the 1,2-alkylene benze has a large steric hindrance and the electron density of the nitrogen atom constituting the imidazole ring is lowered by the direct bonding of the aromatic ring to the imidazole ring, and the nucleophilicity is remarkably suppressed. Imidazole (TBZ) and 2-aryl-4,5-diphenylimidazole (NPZ) are exceptionally small in the effect of promoting the anionic polymerization. Therefore, it exhibits a catalytic action preferentially for the addition reaction between an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, and can be suitably used in the present invention.
[0037]
By using the component (C), the curing reaction can proceed to a stage that is tack-free at 110 to 130 ° C. but has reactivity. For example, when used as the reinforcing agent, as described later, When the semiconductor device is dried, the curing reaction can be advanced to a stage that is tack-free but reactive. It should be noted that the time required for the curing reaction to proceed to a stage having a reactivity at 110 to 130 ° C. is generally 12 to 16 hours.
[0038]
Component (A) (when component (A-1) is used, component (A) and component (A-1)) and component (B) (when component (B-1) is used (B) Component and component (B-1)) are the number of moles of epoxy groups in component (A) (or component (A-1 and component (A-1) when component (A-1) is used) and (B ) Component (when component (B-1) is used, the ratio to the number of moles of phenolic hydroxyl groups in component (B) and component (B-1)) is 1 / 0.8 to 1 / 1.2. It is preferably used by blending so as to be 1 / 0.9 to 1 / 1.1. The component (A) (when the component (A-1) is used, the number of moles of the epoxy group in the component (A) and the component (A-1)) and the component (B) (the component (B-1) are used. When the ratio to the number of moles of phenolic hydroxyl groups in component (B) and component (B-1) is greater than 1 / 0.8, the strength of the composition after curing is reduced. For example, when used as the reinforcing agent, the bonding strength after the BGA semiconductor device is bonded to the mother board tends to decrease, and the same tendency tends to occur when the bonding strength is smaller than 1 / 1.2. In order to function sufficiently as a repairable composition, the number of moles of epoxy groups in the component (A) (or the component (A) and the component (A-1) when the component (A-1) is used) and ( When the component B) (the component (B-1) is used, the ratio with the number of moles of the phenolic hydroxyl group in the component (B) and the component (B-1)) is preferably closer to 1/1.
[0039]
The amount of component (C) used is component (A) (when component (A-1) is used, component (A) and component (A-1)) and component (B) (component (B-1) Is used depending on the type and composition of the compound used as the component (B) and the component (B-1)) and the type of the component (C) used. Usually, 0.1-1 part with respect to 100 parts by weight (hereinafter referred to as part) of component (A) (when (A-1) component is used, (A) / (A-1) mixture)) Further, 0.1 to 0.8 part, particularly 0.2 to 0.6 part is preferable from the viewpoint of adhesion / bonding strength, repairability and the like. In particular, when used as the reinforcing agent, if it is less than 0.1 part, it tends to be difficult to become tack-free in the drying process described later, and if it exceeds 1 part, the reaction proceeds excessively in the drying process, and tack Although it has been made free, it tends to cause a tendency of insufficient fluidity, such as being difficult to remelt in the reflow process.
[0040]
The repairable composition of the present invention is required not to precipitate crystals even when stored in a sealed state at 5 ° C. for 1 month. The fact that crystals precipitate when stored under the above conditions means that it is necessary to store them at a higher temperature, resulting in a shorter product life. If the crystals are used as they are, the coating workability is deteriorated or the original performance cannot be obtained because the repairable composition is not uniform.
[0041]
A silicone type antifoamer (D) can be further added to the repairable composition of the present invention. When the silicone-based antifoaming agent (D) is added, for example, when the reinforcing agent is used as the reinforcing agent, the surface tension of the reinforcing agent itself is reduced when the reinforcing agent is made tack-free in the drying process of the semiconductor device described later. Thus, the effect of prompting the top of the outer bump to be exposed is obtained.
[0042]
Among silicone-based antifoaming agents (D), those that do not contain thixotropic agents are more effective in promoting the exposure of the top of the outer bump than those containing thixotropic agents or emulsion-based ones. It is preferable from a large point.
[0043]
The silicone antifoaming agent (D) is preferably a pure silicone antifoaming agent such as ST86PA (trade name, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.).
[0044]
Moreover, the usage-amount of (D) component is 0.005-0 with respect to 100 parts of (A) component (When (A-1) component is used, (A) / (A-1) mixture). .1 part, more preferably 0.01 to 0.05 part. If the amount is less than 0.005 part, the effect of using the component (D) tends to be less likely to be obtained. Even if the amount exceeds 0.1 part, there is no particular problem. The effect of promoting the exposure of the top of the head is not improved any further.
[0045]
The repairable composition of the present invention may contain a trifunctional or higher functional epoxy compound or a monofunctional phenolic compound as an impurity as long as the effects of the present invention are not impaired, but the amount is preferably smaller.
[0046]
In addition, the repairable composition of the present invention may contain other additives such as various coupling agents, fillers, pigments, and leveling agents as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0047]
Moreover, when using the repairable composition of this invention for the use whose fluidity is not so important, you may add a filler. When a filler is used, the fluidity of the composition is lowered, but there is an effect of lowering the thermal expansion coefficient after curing.
[0048]
As the filler, those having a spherical particle shape and a large specific gravity are preferable from the viewpoint that the fluidity is relatively difficult to decrease. Examples of such materials include spherical metal powders such as spherical fused silica and iron. Moreover, as an average particle diameter, a 5-30 micrometers thing is preferable.
[0049]
What is necessary is just to select the usage-amount of the said filler according to a use, Although there is no restriction | limiting in particular, The quantity that the filling rate in a formulation is 1 to 70%, Furthermore, 30 to 60% is preferable.
[0050]
As described above, the repairable composition of the present invention is particularly preferably used as an outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device. Since (A) the bifunctional epoxy compound and (B) the bifunctional phenol compound are contained in a predetermined ratio and the component (C) is used as a catalyst, it is a low-viscosity liquid without using a solvent. Easy to apply to the outer bump surface of the semiconductor device. In addition, the BGA semiconductor device, which is performed before the reflow process, is heated to 110 to 130 ° C. and dried to allow the curing reaction to proceed to a tack-free but reactive stage. After the drying process, it can be in a state suitable for transportation and subsequent work. In addition, since the viscosity of the reinforcing agent is greatly reduced during the drying process and the surface tension is large, the top of the outer bump is exposed from the reinforcing agent as shown in FIG. The reinforcing agent can be prevented from remaining on the top of the head, and the bonding between the mother board and the outer bump is not hindered. Furthermore, since the reinforcing agent that is in a tack-free state is remelted together with the outer bump when the temperature is raised to the reflow temperature in the reflow process, the surface on which the outer bump of the BGA semiconductor device is provided and the bonding surface of the motherboard are reinforced. The bonding strength can be increased after the BGA semiconductor device is bonded to the mother board (see FIG. 1D). Moreover, since the reinforcing agent contains the components (A) and (B) in a predetermined ratio and uses the component (C) as a catalyst, it becomes a thermoplastic polymer even after the reaction, and is reflowed to the reflow temperature after mounting. It can be remelted by heating, and a defective BGA semiconductor device can be removed and replaced (repaired) at that time. FIG. 1 is a series of cross-sectional explanatory views showing an embodiment when the reinforcing agent of the present invention is used in a BGA semiconductor device, and (a) shows the BGA semiconductor device before the reinforcing agent is applied. (B) represents a BGA semiconductor device in which a reinforcing agent is applied to the outer bump surface, (c) represents a BGA semiconductor device in which the reinforcing agent is tack-free by a drying process, and (d) represents reflow. A BGA semiconductor device mounted on a mother board by a process is shown. In the figure, 1 is a BGA semiconductor device, 2 is a sealing agent, 3 is a substrate, 4 is an outer bump, 5 is a silicon chip, 6 is a reinforcing agent, 7 is a tack-free reinforcing agent, and 8 is a motherboard. Indicates the part.
[0051]
In a preferred embodiment of the repairable composition of the present invention, when used as the reinforcing agent, 40 to 50 parts of catechol as the component (B) and 40 to 50 parts of the component (C) with respect to 100 parts of resorcin diglycidyl ether as the component (A) (A) / (A-1) in which 0.2 to 0.6 parts of dicyclohexylphenylphosphine is blended, and resorcin diglycidyl ether / p-tert-butylphenylglycidyl ether is 70/30 to 100/0 by weight. ) 100 parts of the mixture, 35 to 50 parts of catechol as component (B), 0.2 to 0.6 parts of tri-p-tolylphenylphosphine as component (C), and (D) ) A component added with 0.01 to 0.05 part of ST86PA as a component. These compositions are liquids having a viscosity of 200 to 500 cP at 25 ° C.
[0052]
【Example】
Next, the repairable composition of the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
[0053]
In addition, the relationship between each component used in a following example and a comparative example and its abbreviation is shown below.
[0054]
(A) component
Denacol EX-201: manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd., resorcin diglycidyl ether, epoxy equivalent 126 g / eq
Denacol EX-203: manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd., hydroquinone diglycidyl ether, epoxy equivalent of 114 g / eq, high crystallinity
EPICLON 830LVP: manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent 162 g / eq)
Celoxide 2021P: manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., alicyclic epoxy resin, epoxy equivalent 135 g / eq
(A-1) Component
Denacol EX-146: manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd., p-tert-butylphenylglycidyl ether, epoxy equivalent 226 g / eq
(C) component
TPTP: manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., tri-p-tolylphosphine
TOTP: manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd., tri-o-tolylphosphine
DCPP: manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., dicyclohexylphenylphosphine
TPP-S: manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., triphenylphosphine-triphenylboron complex
(D) component
ST86PA: manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., silicone-based antifoaming agent (solvent-free, transparent type)
SH5500: Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., silicone-based antifoaming agent (suspension type)
(Other)
Sumiepoxy ELM-100: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trifunctional glycidylamine, epoxy equivalent of 107 g / eq
NOVACURE HX-3941HP: manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd., microcapsule type imidazole adduct-based latent curing agent
Cureazole 2PHZ-CN: manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 1-cyanoethyl-2-phenyl-4,5-di (2-cyanoethoxy) methylimidazole
FB-201S: manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., spherical fused silica, average particle size 16 μm
The evaluation methods used in the following examples and comparative examples are shown below.
[0055]
(Workability)
A composition having a viscosity of less than 500 cP at 25 ° C. was marked with ◎, a composition with a viscosity of 500 cP or more and less than 2000 cP was marked with ◯, a composition with a viscosity of 2000 cP or more and less than 5000 cP was marked with Δ, and a composition with a viscosity of 5000 cP or more.
[0056]
In addition, when the prepared composition was stored in a sealed state at 5 ° C. for 1 month, “crystallization” was indicated for crystals precipitated, and “gelation” was indicated for gels, and other evaluations were performed. There wasn't. The viscosity measurement and the subsequent evaluation were carried out only for those in which no crystal formation or gelation occurred even after storage in a sealed state at 5 ° C. for 1 month.
[0057]
(Storage stability)
When the viscosity of the composition after standing at 40 ° C. for 2 days is less than 5 times the viscosity before standing, ○ is 5 to 10 times, and Δ is more than 10 times.
[0058]
(Tack free)
Appropriate amount of the composition was applied to a BGA semiconductor device as shown in FIG. 1 (b), and after standing at 125 ° C. for 12 hours, it was evaluated by finger touch. A sample that was present but did not adhere to the finger was marked with Δ, and a sample that was sticky and adhered to the finger was marked with ×.
[0059]
(Exposedness of top of outer bump)
In the BGA semiconductor device in which the composition was tack-free in the evaluation of tack-free properties, the case where the tops of all outer bumps were exposed as shown in FIG. The exposure was confirmed by examining the current conduction between the outer bump tops.
[0060]
(Reflowability)
When the evaluation result of the exposure of the outer bump head is ○, it was mounted on the mother board (FR4 plastic substrate) as shown in FIG. The case where the space between the bumps was completely filled was indicated by ◯, the case where it reflowed and adhered to the mother board was indicated by Δ, and the case where the shape of the composition was not known immediately after tack-free was indicated as ×.
[0061]
(Reinforcing effect)
The tensile shear bond strength was measured with an adhesive test piece (Al / Al) prepared separately. The measurement result is 200 kg / cm2◎ above, 100kg / cm2200 kg / cm2Less than ○, 20kg / cm2100 kg / cm2Less than △, 20kg / cm2Those less than were marked with x.
[0062]
(Repairability)
When the temperature was raised again to 240 ° C. after the evaluation of reflowability, “◯” indicates that it can be removed without resistance with tweezers, “Δ” indicates that it is sticky but can be removed with tweezers, and “×” indicates that it is completely solidified and cannot be removed.
[0063]
Examples 1-14 and Comparative Examples 1-8
The components shown in Tables 1 and 2 were mixed so as to have the compositions shown in Tables 1 and 2, to prepare a uniform composition, and each evaluation was performed. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0064]
[Table 1]
[Table 2]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a repairable composition that can be removed when it is necessary to remove the cured component after it has been used and cured at the time of joining.
[0067]
In addition, since it is a low-viscosity liquid, it can be used without a solvent, is environmentally friendly and easy to apply. Especially when used as an outer bump reinforcing agent for mounting semiconductor devices, it uses a drying process for BGA semiconductor devices. It can be tuck-free, and at that time, it flows naturally from the top of the outer bump and does not remain on the top, so it does not hinder the subsequent soldering and remelts with the outer bump in the reflow process mounted on the motherboard. Therefore, it is possible to obtain a one-pack type outer bump reinforcing agent for mounting a semiconductor device that can reinforce the bonding of the semiconductor device to the mother board and can repair only defective semiconductor devices from the mother board by reheating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a series of cross-sectional explanatory views showing an embodiment when a reinforcing agent of the present invention is used in a BGA semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 BGA semiconductor device
2 Sealant
3 Substrate
4 Outer bump
5 Silicon chip
6 Reinforcing agent
7 Tack-free reinforcing agent
8 Part of the motherboard
Claims (5)
（Ｂ）２官能フェノール化合物および
（Ｃ）リン系触媒（ただし、リン系触媒が第三ホスフィンとキノン類との付加物である場合を除く）
を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とが
（Ａ）成分中のエポキシ基のモル数と（Ｂ）成分中のフェノール性水酸基のモル数との比が１／０．８〜１／１．２
となるように配合され、
前記リン系触媒が、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ−ｏ−トリルホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィンおよびトリフェニルホスフィン−トリフェニルボロン錯体から選ばれた１種または２種以上であり、
５℃で１月間密封状態で保存しても結晶が析出しないリペアラブル組成物。(A) Bifunctional aromatic epoxy compound (wherein the bifunctional aromatic epoxy compound is represented by the following general formula (1):
(B) Bifunctional phenol compound and (C) Phosphorus catalyst (except when the phosphorous catalyst is an adduct of tertiary phosphine and quinones)
The ratio of the number of moles of the epoxy group in the component (A) to the number of moles of the phenolic hydroxyl group in the component (B) is 1 / 0.8 to 1 /1.2
Is formulated to be
The phosphorus catalyst is one or more selected from dicyclohexylphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, tri-m-tolylphosphine, tri-p-tolylphosphine and triphenylphosphine-triphenylboron complex. Yes,
A repairable composition in which crystals do not precipitate even when stored in a sealed state at 5 ° C. for 1 month.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07417599A JP4461340B2 (en) | 1998-09-18 | 1999-03-18 | Repairable composition and outer bump reinforcing agent using the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26482998 | 1998-09-18 | ||
| JP10-264829 | 1998-09-18 | ||
| JP07417599A JP4461340B2 (en) | 1998-09-18 | 1999-03-18 | Repairable composition and outer bump reinforcing agent using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000154237A JP2000154237A (en) | 2000-06-06 |
| JP4461340B2 true JP4461340B2 (en) | 2010-05-12 |
Family
ID=26415306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07417599A Expired - Fee Related JP4461340B2 (en) | 1998-09-18 | 1999-03-18 | Repairable composition and outer bump reinforcing agent using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4461340B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4639575B2 (en) * | 2003-05-14 | 2011-02-23 | 日東紡績株式会社 | Fiber-reinforced adhesive sheet, method for producing the same, and method for temporarily fixing the adherend |
| JP5074673B2 (en) * | 2005-05-18 | 2012-11-14 | ナガセケムテックス株式会社 | Method for molding fiber reinforced thermoplastic resin |
| JP5074672B2 (en) * | 2005-05-18 | 2012-11-14 | ナガセケムテックス株式会社 | Drawing method of fiber reinforced thermoplastic resin |
| JP2007262235A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Semiconductor-sealing epoxy resin and semiconductor device |
| JP5278385B2 (en) * | 2010-06-22 | 2013-09-04 | 信越化学工業株式会社 | Mounting sealing material and semiconductor device sealed using the same |
| EP2871197B1 (en) * | 2012-07-05 | 2017-01-25 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Phenolic resin composition |
| JP7359639B2 (en) | 2019-10-23 | 2023-10-11 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | Phenoxy resin, its manufacturing method, its resin composition and cured product |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP07417599A patent/JP4461340B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000154237A (en) | 2000-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU728193B2 (en) | Thermosetting resin compositions useful as underfill sealants | |
| JP2009144169A (en) | No-flow underfill encapsulant | |
| JP5143785B2 (en) | Adhesive for joining electronic components | |
| JPH09183959A (en) | Soft epoxy resin composition | |
| KR20080030581A (en) | Encapsulating resin composition for preapplication, semiconductor device made with the same, and process for producing the same | |
| CN1732225A (en) | Toughened epoxy-anhydride no-flow underfill encapsulant | |
| JP4718070B2 (en) | Underfill sealing and repair method | |
| US6492438B1 (en) | Electrically connectable adhesive agent for semiconductor | |
| US20010014399A1 (en) | Conductive uv-curable epoxy formulations | |
| US8075721B2 (en) | Low exothermic thermosetting resin compositions useful as underfill sealants and having reworkability | |
| JP4461340B2 (en) | Repairable composition and outer bump reinforcing agent using the same | |
| KR101373791B1 (en) | Sealing agent for cof mounting and semiconductor component sealed by using the same | |
| JP2009167372A (en) | Adhesive for electrical part | |
| JP5258191B2 (en) | Adhesive for semiconductor chip bonding | |
| JP3217266B2 (en) | Latent catalyst and thermosetting resin composition containing the catalyst | |
| JP4640193B2 (en) | Episulfide resin composition and electronic component using the same | |
| JP3792627B2 (en) | Flip chip device manufacturing method and semiconductor mounting reinforcing composition | |
| JP5914123B2 (en) | Adhesive for electronic parts and adhesive film for electronic parts | |
| JP2017193630A (en) | Curable resin composition | |
| JP2014107355A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2014107354A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2004210965A (en) | One-stage epoxy resin composition | |
| JP4239645B2 (en) | One-part epoxy resin composition | |
| JP6686973B2 (en) | Thermosetting epoxy resin composition | |
| JP2944363B2 (en) | Semiconductor device using low-stress adhesive resin composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060315 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081016 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081021 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20081219 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081225 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090120 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090526 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090724 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100112 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100203 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4461340 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |