(57)【要約】  シリコン・ウエハは、ウエハの能動面上に堆積するＢ−ステージ化可能なアンダーフィル材料を有する。Ｂ−ステージ化可能なアンダーフィルは、より低い硬化温度を有する第１組成物および、第１組成物が完全に硬化されることを特徴とする、より高い硬化温度を有する第２組成物を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの一つの面上に堆積したＢ−ステージ化可能なアンダーフィル材料を有するシリコン・ウエハであって、前記Ｂ−ステージ化可能なアンダーフィルは、二つの化学組成物、すなわち第１組成物および第２組成物を含み、より低い硬化温度を有する組成物である第１組成物が、より高い硬化温度を有する組成物である第２組成物を硬化させずに硬化することできるように十分離れた硬化温度または硬化温度範囲を有し、第１組成物が硬化してしまっても第２組成物は硬化しないことを特徴とする、シリコン・ウエハ。
【請求項２】
第１および第２組成物の硬化温度が少なくとも３０℃離れている請求項１に記載のシリコン・ウエハ。
【請求項３】
第１組成物が、アクリル化合物、脂環式エポキシ化合物、ビスマレイミド化合物並びにビニルエーテル、ビニルシラン、スチレン系またはシンナミル化合物と組合せたビスマレイミド化合物からなる群から選択される請求項１に記載のシリコン・ウエハ。
【請求項４】
第２組成物がエポキシ化合物である請求項１に記載のシリコン・ウエハ。
【請求項５】
第２組成物がエポキシ化合物およびイミダゾール／無水物付加物である請求項４に記載のシリコン・ウエハ。
【請求項６】
イミダゾール／無水物付加物が、１部の１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸無水物と４部の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの錯体、または１部の１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸２無水物と２部の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの錯体である、請求項５に記載のシリコン・ウエハ。
【請求項７】
より低い硬化温度を有する組成物である第１組成物が、より高い硬化温度を有する組成物である第２組成物を硬化させずに硬化することができるように十分離れた硬化温度または硬化温度範囲を有する二つの化学組成物、すなわち第１組成物および第２組成物を含むＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物。
【請求項８】
第１および第２組成物の硬化温度が少なくとも３０℃離れている請求項７に記載のＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物。
【請求項９】
第１組成物が、アクリル化合物、脂環式エポキシ化合物、ビスマレイミド化合物並びにビニルエーテル、ビニルシラン、スチレン系またはシンナミル化合物と組合せたビスマレイミド化合物からなる群から選択される請求項７に記載のＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物。
【請求項１０】
第２組成物がエポキシ化合物である請求項７に記載のＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物。
【請求項１１】
第２組成物がイミダゾール／無水物付加物を有するエポキシ化合物である請求項１０に記載のＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物。
【請求項１２】
イミダゾール／無水物付加物が、１部の１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸無水物と４部の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの錯体、または１部の１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸２無水物と２部の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの錯体である、請求項９に記載のＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細片に切断する（singulation）前のシリコン・ウエハへの塗布に適するＢ−ステージ化可能なアンダーフィル組成物に関する。組成物は二つの別個に硬化する成分を含む。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電子デバイスは、互いに電気的に接続されると共に、担体または基板に電気的に接続され、機械的にそれらの上に支持される無数の電気回路部品を含有する。接続は、電子部品上の電気端子と対応する基板上の電気端子間でなされる。
【０００３】
これらの配線を作製するための一つの方法は、部品または基板端子に隆起部として塗布された高分子または金属材料を用いる。端子を配列し一緒に接触させ、得られるアセンブリを加熱して金属または高分子材料を再流動させ接続部を固化させる。
【０００４】
その通常の耐用年数の間、電子アセンブリは高温および低温のサイクルにさらされる。電子部品、接続材料および基板に対する熱膨張係数の相違により、この熱サイクルは、アセンブリの部品に応力をかけ、その破損を引き起こすことがある。破損を防止するために、部品と基板間のギャップを、以後アンダーフィルまたはアンダーフィル封入材料と呼ばれる高分子封入材料で充填して、接続材料を強化し、熱サイクル応力の一部を吸収する。
【０００５】
アンダーフィル技術用の二つの顕著な用途は、チップ・パッケージが基板に取り付けられるチップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）として産業界で公知の強化パッケージ、およびチップが配線の列により基板に取り付けられるフリップ−チップ・パッケージ用である。
【０００６】
従来型のアンダーフィル用途において、アンダーフィルの分配および硬化は金属または高分子接続材料の再流動後に起こる。接続材料が金属はんだ組成物である場合、最初に基板上の金属端末パッド上に融剤を塗布する。半導体チップは、はんだ付け部位の融剤塗布面上に置かれる。次に、アセンブリを加熱して、はんだ接合部の再流動、または高分子接続材料の再流動を可能とする。次に、一定量のアンダーフィルは電子アセンブリの１以上の周辺側に沿って分配され、部品−基板のギャップ内の毛管作用により材料を内部へ引き込む。ギャップを充填した後、追加のアンダーフィル封入材料をアセンブリ周辺全部に沿って分配して、応力集中を低減させ、組立て構造体の耐用年数を延長させることに役立てることができる。アンダーフィル封入材料は続いて硬化して、その最適な最終特性に達する。
【０００７】
別の従来型の方法において、アンダーフィルは基板上に分配される。突起をつけた（bumped）チップを、アンダーフィル上に活性面を下にして置き、アセンブリを加熱してはんだまたは高分子の接続を確定し、アンダーフィルを硬化する。
【０００８】
最近、半導体ウエハを個々のチップにダイス切断する前に、半導体ウエハ上に直接アンダーフィル封入材料を置くことにより工程を合理化し、効率を上げようとする試みがなされてきた。スクリーン印刷、ステンシル印刷およびスピンコートを含む種々の方法により行うことができるこの手順は、後に多くの個々のチップにダイス切断される半導体ウエハにアンダーフィルの唯一回の塗布を可能とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウエハレベルのアンダーフィル封入材料として有用であるために、アンダーフィルはいくつかの特性を有しなければならない。材料は、ウエハ全体が一貫した被膜を有するように、ウエハに均一に塗布することが容易でなければならない。基板への個々のチップの最終的な取り付けの間、アンダーフィルは、流動して隅肉（fillet）を形成でき、はんだが用いられる場合はんだ突起部を溶融させ、良好な接着性を提供しなければならない。基板へのチップの接続がはんだ付けによろうとまたは高分子材料によろうとも、アンダーフィルの硬化は接続が形成された後に起こるべきであり、また急速に起こるべきである。
【００１０】
別の重要な特性は、ウエハが個々のチップにきれいにダイスに切断されるのを妨害しないようにアンダーフィルはウエハに塗布後、固化できなければならないことである。アンダーフィル封入材料の固化は、Ｂ−ステージ化と呼ばれる工程によりなされ、それはアンダーフィル材料をウエハ上に配置後最初の加熱を行って残留溶媒のない滑らかで非粘性の被膜をもたらすことを意味する。
【００１１】
出発アンダーフィル材料が固形物である場合、固形物を溶媒中に分散または溶解してペーストを形成し、ペーストをウエハに塗布する。次に、アンダーフィルを加熱して溶媒を蒸発させ、固形の、しかし硬化していないアンダーフィルをウエハ上に残す。出発アンダーフィル材料が液体またはペーストの場合、アンダーフィルをウエハ上に分配し、加熱してそれを固体状態まで部分的に硬化する。
【００１２】
Ｂ−ステージ加熱は、一般に、１５０℃未満、好ましくは約１００℃〜約１５０℃の範囲の温度で起こる。アンダーフィル封入材料の最終硬化は、はんだ溶融（はんだが接続材料である場合）、および、スズ−鉛共晶はんだの場合に１８３℃の温度で起こる接続の形成後まで遅らせなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、より低い硬化温度を有する組成物（以後第１組成物という）が、より高い硬化温度を有する組成物（以後第２組成物という）を硬化させずに硬化することができるように十分に離れた硬化温度または硬化温度範囲を有する、二つの化学組成物を含むアンダーフィル組成物である。実際、第１組成物はＢ−ステージ化工程の間に硬化され、第２組成物は基板に対する半導体チップの最終接続時のような最終硬化が必要とされるまで硬化しないままで残される。完全に硬化した材料は、それに構造的な一体性を与えるために有効な十分に高い分子量まで架橋するか、または重合する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
各第１および第２組成物は、共反応して重合するかまたは架橋する、１以上のモノマー、１以上のオリゴマー、または１以上の高分子化合物または樹脂、またはそれらの組合せである。重合および架橋は両方とも硬化と呼ばれる。組成物は、一般に、モノマー、オリゴマー、または高分子化学種に加えて硬化剤または硬化開始剤を含み、場合により溶媒を含むことができる。本明細書および特許請求の範囲では、第１および第２組成物の組合せは総合的なＢ−ステージ化可能なアンダーフィルと呼ばれる。
【００１５】
第１組成物は、溶媒中に溶解または分散した液体、または固体を含む。第２組成物は、室温で固体または半固体材料であり、液状の第１組成物、または第１組成物用と同じかまたは適合する溶媒のいずれかに分散可能または溶解可能である。第１および第２組成物の選択は、一つには、半導体チップのその基板への最終接続がなされる温度によって決定される。
【００１６】
例えば、スズ−鉛共晶はんだの場合、はんだの溶融および接続は１８３℃の温度で起こる。アンダーフィルの最終硬化は、はんだ突起の流動および接続後急速に起こるべきであり、はんだの再流動温度以上で起こり得る。従って、この場合、第２組成物は１８３℃付近またはその温度またはわずかにそれより高い硬化温度を有するように選択される。高分子接続材料が用いられる場合、第２組成物は高分子接続の硬化温度またはその付近の硬化温度を有するように選択される。
【００１７】
第１組成物は、それが第２組成物の硬化温度前および接続がなされる温度前に硬化するように選択される。Ｂ−ステージ化工程の間の第２組成物の微々たる硬化は許容されるものであるが、第１および第２組成物の硬化温度は、第２組成物が第１組成物の硬化温度範囲以内で硬化しないように二つの明確な硬化プロフィールを提供するのに有効な任意の温度差により分離することができる。好ましい実施形態において、第１および第２組成物の硬化温度は少なくとも３０℃離れている。
【００１８】
一般に、Ｂ−ステージ加熱、すなわち、第１組成物の硬化は、約１００℃〜約１５０℃範囲内の温度で起こる。用いられるあらゆる溶媒は、第１組成物の硬化と同じ温度範囲内で蒸発分離するように選択すべきである。Ｂ−ステージ工程の間の第１組成物の硬化および溶媒の蒸発は、総合的なアンダーフィル組成物を固化させ、ウエハのきれいなダイス切断を可能とし、最終取り付け工程の間のボイドを抑制する。
【００１９】
半導体ダイ用の適切な取り付け温度に加熱される場合、総合的なアンダーフィル組成物は、基板表面を完全に濡らすのに十分に溶融し流動すべきである。有効な濡らしは良好な接着をもたらす。
【００２０】
硬化工程は、Ｂ−ステージ化第１硬化のための照射（ＵＶ線によるなど）により、次に、最終硬化のために熱によって開始し、進めることができるか、または、Ｂ−ステージ化および最終硬化の両方を熱により開始し、進めることができる。
【００２１】
第１および第２組成物は、特定の末端用途に対する熟練家により決定することができるように、モル比５：９５〜９５：５で存在する。総合的なＢ−ステージ化可能なアンダーフィルの第１組成物および第２組成物の組合せには以下が含まれる：
【００２２】
第１：フリーラジカル硬化剤を有する、熱硬化性アクリル（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から市販されているものなど）、マレイミド（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）またはナショナル・スターチ・アンド・ケミカル（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているものなど）、およびビニル化合物（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）から市販されているビニルエーテルおよびビニルシランなど）。第２：潜在性アミンまたはイミダゾール硬化剤を有する、熱硬化性エポキシ化合物または樹脂（ナショナル・スターチ、ＣＩＢＡ、住友または大日本から市販されているものなど）。
【００２３】
第１：フリーラジカル硬化剤を有する熱硬化性アクリル化合物（サルトマーから市販されているものなど）。第２：潜伏性アミンまたはイミダゾール硬化剤を有する熱硬化性エポキシ化合物または樹脂（ナショナル・スターチ、ＣＩＢＡ、住友または大日本から市販されているものなど）。
【００２４】
第１：光開始剤を有する照射硬化性脂環式エポキシ化合物（ＣＩＢＡ・ＣＹ１７９など）。第２：フェノール性硬化剤およびホスフィン系硬化剤を有する熱硬化性芳香族エポキシ化合物（ビスフェノールＡジエポキシドなど）。
【００２５】
第１：光開始剤を有する照射硬化性アクリル化合物（サルトマーから市販されているものなど）。第２：潜伏性アミンまたはイミダゾール硬化剤を有する熱硬化性エポキシ化合物（ナショナル・スターチ、ＣＩＢＡ、住友または大日本から市販されているものなど）。
【００２６】
第１：（電子供与体）ビニルエーテル、ビニルシラン、スチレン系化合物、シンナミル化合物を有する、熱開始型フリーラジカル硬化性ビスマレイミド化合物（電子受容体）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズまたはナショナル・スターチ・アンド・ケミカルから市販されているものなど）。第２：潜伏性アミンまたはイミダゾール硬化剤を有する熱硬化性エポキシ化合物（ナショナル・スターチ、ＣＩＢＡ、住友または大日本から市販されているものなど）。
【００２７】
適するエポキシ樹脂の例には、ビスフェノールＡおよびビスフェノールＦの単官能性および多官能性グリシジルエーテル、脂肪族および芳香族エポキシ、飽和および不飽和エポキシ、脂環式エポキシ樹脂およびそれらの組合せが挙げられる。
【００２８】
好ましいエポキシ樹脂は、非グリシジルエーテル・エポキシとは別個かまたは組合せるかいずれかのグリシジルエーテル・エポキシである。このタイプの好ましいエポキシ樹脂はビスフェノールＡエポキシ樹脂である。ビスフェノールＡ型の樹脂は、レゾルーション・テクノロジー（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）からＥＰＯＮ８２８として市販されている。別の好ましいエポキシ樹脂は、ビスフェノールＦ樹脂１モルとエピクロルヒドリン２モルの反応により調製されるビスフェノールＦエポキシ樹脂である。ビスフェノールＦ型樹脂は、ニュージャージー州、メープルシェードのＣＶＣスペシャルティ・ケミカルズから８２３０Ｅという名称で、およびレゾルーション・パーフォーマンス・プロダクツ（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＬＬＣ）からＲＳＬ１７３９という名称で市販されている。ビスフェノールＡとビスフェノールＦの混合物は日本化学（Ｎｉｐｐｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）からＺＸ−１０５９という名称で市販されている。
【００２９】
別の適するエポキシ樹脂は、フェノール樹脂とエピクロールヒドリンの反応により調製されるエポキシノボラック樹脂である。好ましいエポキシノボラック樹脂はポリ（フェニルグリシジルエーテル）−コ−ホルムアルデヒドである。
【００３０】
他の適するエポキシ樹脂には、通常ビフェニル樹脂とエピクロルヒドリンの反応により調製されるビフェニルエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール・エポキシ樹脂、ナフタレン樹脂、エポキシ官能性ブタジエンアクリロニトリルコポリマー、エポキシ官能性ポリジメチルシロキサンおよびそれらの混合物が挙げられる。
【００３１】
非グリシジルエーテルエポキシドも、用いることができる。適する例には、環構造およびエステル結合の一部である二つのエポキシド基を含有する３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、二つのエポキシド基を含み、その内の一つが環構造の一部であるビニルシクロヘキセンジオキシド、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートおよびジシクロペンタジエンジオキシドが挙げられる。
【００３２】
適するエポキシのさらなる例には以下が挙げられる：
【化１】
2005513779.tif 000002
【００３３】
総合的なＢ−ステージ化可能なアンダーフィルに用いられるエポキシ組成物のための好ましい触媒は、イミダゾール−無水物付加物である。硬化剤があまりにも急に作用する場合、それは配合物をゲル化し、はんだの溶融流動を抑制することがある。イミダゾール−無水物付加物の使用は、配合物の粘度を十分に低いレベル、通常１９０℃で５，０００ｍＰａ．ｓ未満に保持して、溶融流動が起こり得ることを保証する。
【００３４】
付加物を形成するための好ましいイミダゾールには、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールおよびイミダゾールなどの非Ｎ−置換イミダゾールが挙げられる。付加物用の他の有用なイミダゾール成分には、アルキル−置換イミダゾール、Ｎ−置換イミダゾールおよびそれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
付加物を形成するための好ましい無水物には、アルドリッチからＰＭＤＡとして市販されているピロメリット酸２無水物などの脂環式無水物がある。他の適する無水物には、メチルヘキサ−ヒドロフタル酸無水物（ロンザ・インク・インターミディエーツ・アンド・アクティブズ（Ｌｏｎｚａ  Ｉｎｃ．Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｉｖｅｓ）からＭＨＨＰＡとして市販されている）、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、ナジック・メチル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、フタル酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ビスフェニル二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物およびそれらの混合物が挙げられる。
【００３６】
二つの好ましい付加物には、１部の１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸無水物および４部の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの錯体、および１部の１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物と２部の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの錯体がある。付加物は、加熱下にアセトンなどの適する溶媒中に成分を溶解することにより調製される。冷却すると付加物は沈殿析出する。
【００３７】
第１および第２組成物および硬化剤に加えて、総合的なＢ−ステージ化可能なアンダーフィルは、場合により、さらに、溶媒、無機充填剤および融剤を含むことができる。配合者の判断で用いることができる他の任意の成分には、１以上の脱泡剤、流動性添加剤、接着促進剤、レオロジー変性剤および界面活性剤が挙げられる。成分は、選択された化学的性質のセットの使用のために望ましい特性のバランスを得るために、特に選択される。
【００３８】
マレイミドといっしょに使用するために適当なシンナミル供与体の例には以下が挙げられる：
【化２】
2005513779.tif 000003
（式中、Ｃ36はリノール酸およびオレイン酸に由来する炭素３６個の直鎖または分岐鎖アルキル基を示す）。
【００３９】
マレイミドといっしょに使用するために適当なスチレン系供与体の例には以下が挙げられる：
【化３】
2005513779.tif 000004
（式中、Ｃ36はリノール酸およびオレイン酸に由来する炭素３６個の直鎖または分岐鎖アルキル基を示す）。
【００４０】
アンダーフィル組成物は、電気端子パッドから金属酸化物を除去し、再酸化を防止するために融剤を含むこともできる。好ましい融剤はカルボン酸または無水物であるが、多様な各種融剤材料を用いることができる。好ましい融剤には、ポリセバシン酸ポリ無水物、ロジンガム、ドデカンジオン酸（アルドリッチからコーフリー（Ｃｏｒｆｒｅｅ）Ｍ２として市販されている）、アジピン酸、酒石酸およびクエン酸が挙げられる。他の適する融剤には、アルコール、ヒドロキシル酸およびヒドロキシル塩基が挙げられる。好ましい融剤材料には、エチレングリコール、グリセロール、３−［ビス（グリシジルオキシメチル）メトキシ］−１，２−プロパンジオール、Ｄ−リボース、Ｄ−セロビオース、セルロースおよび３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノールなどのポリオールが挙げられる。
【００４１】
場合により、溶媒は組成物の粘度を修正するために用いることができ、用いられる場合、それらがＢ−ステージ加熱の間に蒸発するように選択すべきである。一般に、Ｂ−ステージ加熱は約１００℃〜約１５０℃の範囲で起こる。用いることが可能である溶媒の例には、ケトン、エステル、アルコール、エーテル、および安定であり組成物の成分を溶解する他の溶媒が挙げられる。好ましい溶媒には、γ−ブチロラクトンおよびプロピレングリコールメチルエチルアセテートが挙げられる。
【００４２】
アンダーフィル材料用の適する充填剤は非導電性であり、バーミキュライト、マイカ、珪灰石、炭酸カルシウム、チタニア、砂、ガラス、溶融シリカ、ヒュームドシリカ、硫酸バリウム、およびテトラフルオロエチレン、トリフルオロ−エチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、塩化ビニリデンおよび塩化ビニルなどのハロゲン化エチレンポリマーの粒子が含まれる。用いられる場合、充填剤は、一般に、配合物の９８質量％以下の量で存在する。
【００４３】
フリーラジカル開始剤、熱開始剤および光開始剤などの硬化剤は、組成物を硬化させるために有効な量で存在する。一般に、それらの量は、組成物中の全有機材料（すなわち、あらゆる無機充填剤を除いて）の０．１〜３０質量％、好ましくは１〜２０質量％の範囲にある。好ましいフリーラジカル開始剤には、過オクタン酸ブチルおよび過酸化ジクミルなどの過酸化物、ＵＳＰ９０ＭＤ（ウイトコ（Ｗｉｔｃｏ）の製品）などの市販製品、およびＶＡＺＯ５２およびＶＡＺＯ６４（デュポンの製品）、２，２’−アゾビス（２−メチル−プロパンニトリル）および２，２’−アゾビス（２−メチル−ブタンニトリル）などのアゾ化合物が挙げられる。好ましい光開始剤には、チバ・スペシャルティ・ケミカルズにより商品名イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）で販売されているものがある。
【００４４】
一部の第１組成物に対して、硬化温度を低下させるために、ネオデカン酸コバルトなどの硬化促進剤を含むことが有利である場合がある。添加される場合、硬化促進剤は、第２組成物の有機成分およびあらゆる充填剤を除く第１組成物の有機成分の約０．０５〜１．０質量％の量で存在する。一部の場合において、ロドルシル（Ｒｈｏｄｏｒｓｉｌ）２０７４などのカチオン性硬化剤を添加することも、有利である場合がある。
【００４５】
配合機処理での他の任意の成分には、添加される場合一般に約０．０１〜５質量％の量で存在する、消泡剤、接着促進剤、湿潤剤、流動性添加剤およびレオロジー変性剤が挙げられる。
【００４６】
シリコン・ウエハは、その上に集積回路が埋め込まれる能動面および受動面を有する。本発明の二重硬化アンダーフィル組成物は、シリコン・ウエハの能動面上にステンシル印刷される。さらなる実施形態において、本発明は、Ｂ−ステージ化可能なアンダーフィルが上に堆積した回路を含有する能動面を有するシリコン・ウエハであって、Ｂ−ステージ化可能なアンダーフィルは、第１組成物が完全に硬化してしまうことを特徴とする、前述のより低い硬化温度を有する第１組成物および前述のより高い硬化温度を有する第２組成物を含む。
【実施例】
【００４７】
実施例１：二重硬化能力を有する二つの組成物を調製し、Ｂ−ステージ化のための適切なパラメータを決定し、適正な接続形成を実証するために試験した。成分の質量部を表１に表示する。
【００４８】
【表１】
2005513779.tif 000005
【００４９】
適当なＢ−ステージ化パラメータを得ることは、ウエハのダイス切断および半導体チップの基板への最終取り付けの両方のために重要である。配合物が最適時間未満で加熱される（Ｂ−ステージ化）場合、アンダーフィルは粘着性となり、ダイス切断工程に影響を及ぼす。材料があまりに高い温度でまたはあまりに長時間にわたり加熱される（Ｂ−ステージ化）場合、第２組成物が硬化し始める。第２組成物が硬化し始めれば、チップ上のＢ−ステージ化を超えた被膜はチップを基板に接着する間に流動せず、これはアンダーフィル封入材料の接着性および最終的には半導体パッケージの性能に影響を及ぼす。
【００５０】
Ｂ−ステージ化しようとする組成物の能力、およびＢ−ステージ化のための適切なパラメータを決定するために用いられる試験媒体は、２０ミル径の共晶はんだボールを突起状にしたスライドガラスであった。配合物ＡおよびＢを、独立に試験媒体上に高さ２０ミルまでステンシル印刷した。試験媒体を、７３．６６ｃｍ（２９インチ）Ｈｇ真空読取り値で、３０分およびそれぞれ１０分間隔で１００分までにわたり、ＮＡＰＣＯ真空オーブン・モデル５８３１中、真空下１３０℃で加熱した。
【００５１】
各加熱時間の後、試験媒体に対して、非粘着性で均一で滑らかな被膜であるかを目視および手で触ることにより確認した。
【００５２】
また、試験媒体に対して、第２組成物の硬化を調査した。上述の加熱のための各時間後、アンダーフィル側を下にして銅仕上げの１枚のＦＲ−４ボード上に、試験媒体を置いた。次に、このアセンブリを、最高温度２４０℃での一般的な再流動温度プロフィールを有する再流動オーブンを通過させた。このアセンブリに対して、スライドガラスを通した目視で、はんだボールの溶融およびスライドガラス試験媒体とＦＲ−４ボード間の接着を確認した。拡大したはんだボールは溶融を示すものである。溶融がないことは、第２組成物の硬化を示すものであり、それがはんだを拘束しはんだが流動するのを抑制するのであろう。溶融がないことは、試験媒体のＦＲ−４ボードへの接着をも妨げる。
【００５３】
試験結果を表２に表示し、これらの配合物について、Ｂ−ステージ化は非粘着性の被膜および第２組成物が硬化しないことを達成することができることを示す。
【００５４】
【表２】
2005513779.tif 000006
【００５５】
目視観察およびデータは、２０ミル厚さを有する組成物のための最適なＢ−ステージ化時間が、真空オーブン中１３０℃で５０〜６０分であることを示す。これらのＢ−ステージ化条件下で、滑らかで非粘着性で、ボイドのない被膜がスライドガラス上に形成された。材料がこの時間未満で硬化する場合、アンダーフィルはなお高粘着性であった。材料が６０分より長くＢ−ステージ化される場合、スライドガラスをＦＲ−４ボード上に接着させた後、アセンブリははんだボールが溶融しないか、または部品間の接着不良のいずれか、またはその両方を示した。
【００５６】
最適のＢ−ステージ化時間がアンダーフィル封入材料の厚さおよび配合物の化学組成物に応じて決まることは、指摘されるべきである。一般に、アンダーフィル封入材料が厚くなればなるほど、必要なＢ−ステージ化時間は長くなる。最適のＢ−ステージ化時間の決定は、この明細書の開示により、当業者の専門知識内にある。
【００５７】
実施例２：この実施例は、二重硬化性アンダーフィル組成物が共晶Ｐｂ／Ｓｎはんだを溶融し、基板との接続の形成を可能とする能力を実証する。実施例１において用いられたものと同じ配合物ＡおよびＢをここでも用いた。２０ミル径の共晶はんだボールをスライドガラス上に置いた。アンダーフィル材料をスライドガラス上にステンシル印刷で約２０ミルの厚さに被覆した。次に、スライドガラスを１３５℃に予熱したホットプレート上に置き、その温度で５０分間にわたり保持した。滑らかでボイドのない、非粘着性の被膜を得た。
【００５８】
次に、被覆されたスライドガラスを１枚の銅仕上げＦＲ−４基板上に置いた（被覆側を下に）。ＦＲ−４基板（その上に被覆スライドガラスを有する）を、２４０℃に予熱したホットプレート上に置いた。はんだボールの面積が増え、スライドが基板上に落ち込んでいるのが観察され、はんだが溶融し、チップと基板間の接続が形成されたであろうことを示した。アンダーフィルは、また、基板を濡らすと共に、流動してスライドガラスの周りに完全な隅肉（fillet）を形成した。
【００５９】
全く同じアンダーフィル組成物および工程を用いて、ＯＳＰ（有機はんだ付け性保護膜（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｄｅｒａｂｌｅ  Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ））被覆銅基板上に類似の結果を得た。
【国際調査報告】
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