(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体デバイスのような電子部品類を保護するために使用されるＵＶ及び／又は熱硬化性封入剤類を提供する。【解決手段】好ましくはアクリレート化／メタクリレート化或いはビニレン含有のオリゴマー／ポリマー、１種以上の多官能性アクリレートモノマー類、及び１種以上のチキソトロープ剤類、及び任意に充填剤類、添加剤類、光開始剤類、顔料類を含む、グロブトップ並びに／或いはダムとフィルの適用に使用するための、封入剤組成物。その封入剤は低レベルの吸水度と収縮性を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種以上のベースのオリゴマー／ポリマー、１種以上の多官能性アクリレートモノマー、及び１種以上のチキソトロープ剤を含む封入組成物。
【請求項２】
該１種以上の多官能性アクリレートモノマーが、環状構造を有する少なくとも１種の多官能性アクリレートモノマーを含むものである、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項３】
該１種以上の多官能性アクリレートモノマーの少なくとも１種が、ジアクリレートモノマーである、請求項２に記載の封入組成物。
【請求項４】
該ジアクリレートモノマーが、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性トリメチロールプロパンジアクリレート及びそれらの混合物を含む群から選ばれるものである、請求項３に記載の封入組成物。
【請求項５】
該ジアクリレートモノマーが、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートである、請求項４に記載の封入組成物。
【請求項６】
該１種以上のベースのオリゴマー／ポリマーが、アクリレート化／メタクリレート化或いはビニレン含有のオリゴマー／ポリマーである、請求項４に記載の封入組成物。
【請求項７】
該チキソトロープ剤が処理シリカである、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項８】
１種以上の光開始剤をさらに含む、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項９】
１種以上の充填剤材料をさらに含む、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項１０】
該１種以上の充填剤材料が、球状の中空ガラスビーズ、中実ガラスビーズ、タルク、球状シリカ及びそれらの混合物を含む群から選ばれるものである、請求項９に記載の封入組成物。
【請求項１１】
１種以上の顔料をさらに含む、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項１２】
接着促進剤類、カップリング剤類、熱硬化剤類、及びそれらの混合物を含む群から選ばれる１種以上の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項１３】
該カップリング剤がシランを含むものである、請求項１２に記載の封入組成物。
【請求項１４】
該１種以上のベースのオリゴマー／ポリマーが、約１〜約７５重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項１５】
該１種以上のベースのオリゴマー／ポリマーが、約２０〜約５０重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項１４に記載の封入組成物。
【請求項１６】
該１種以上の多官能性アクリレートモノマーが、約１〜約５０重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項１７】
該１種以上の多官能性アクリレートモノマーが、約１０〜約３０重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項１６に記載の封入組成物。
【請求項１８】
該チキソトロープ剤が、約０．１〜約８重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項１に記載の封入組成物。
【請求項１９】
該チキソトロープ剤が、約２〜約５重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項１８に記載の封入組成物。
【請求項２０】
該１種以上の光開始剤が、約０．１〜約８重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項８に記載の封入組成物。
【請求項２１】
該１種以上の充填剤材料が、約１〜約８５重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項９に記載の封入組成物。
【請求項２２】
該１種以上の充填剤材料が、約５０〜約７５重量％の範囲で該組成物を構成するものである、請求項２１に記載の封入組成物。
【請求項２３】
ダム及びフィル封入において使用するための請求項１に記載の封入組成物。
【請求項２４】
グロブトップ封入において使用するための請求項１に記載の封入組成物。
【請求項２５】
ダム及びフィル封入においてフィル材料として使用するための請求項１に記載の封入組成物。
【請求項２６】
ダム及びフィル封入においてダム材料として使用するための請求項１に記載の封入組成物。
【請求項２７】
請求項１に記載の組成物を電子部品に適用する工程を含む、電子部品に封入を施す方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスのような電子部品類を保護するために使用されるＵＶ及び／又は熱硬化性封入剤類に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機械的応力、湿気及び他の悪そうな条件から電子部品を保護するために、封入材料が長年使用されてきた。そのような封入剤は、シリコンチップ、ボード及び連結ワイヤを含む電子デバイスにおいて一般に使用される。その封入剤は、通常流体状態でその部品に適用され、そして紫外線又は可視光に露出されて、及び／又は加熱によって硬化される。
【０００３】
その封入材料の付着のために二つの方法が一般に使用される。その第１の方法はグロブトップ（glob top）方法であり、そこではその部品全体が保護されるように、封入剤が電子部品の上に直接付着され、そして硬化される。第２の方法はダムとフィル（dam and fill）の方法である。そのダムとフィルの方法では、バリアーを形成するために保護されるべき電子部品の境界面の周りにチキソトロープ材料（ダム材料（dam material））が付着される。そのダム材料は付着後に不動のまま残る。チキソトロープ性がより少なくより液状の材料（フィル材料（fill material））が、ダム材料で形成されたバリアー内においてその電子部品を覆って配置される。そのフィル材料は、好ましくは非常に小さいピッチサイズでダイ（die）を保護できるように非常に高い流動性を有する。ダム材料とフィル材料の両方が、紫外線又は可視光線への露出によって、加熱によって、又はこれらの方法のいずれかを組合せて、硬化されても良い。望まれる特性の違いにもかかわらず、現状で商業的に得られる封入剤は、ダム材料とフィル材料の両方のための類似の配合物を提供する。
【０００４】
いくつかの特性は、封入材料を提供するのに特に重要である。第１番に、その封入剤が高いＴｇを有することが有効である。アクリレート類、エポキシ類及び他の樹脂系の熱膨張は、そのＴｇより高い温度で大きく上昇する。その熱膨張は、Ｔｇより低い温度で比較的小さい。高い熱膨張は、温度サイクル中に部分的な欠陥をもたらす。加えて、封入剤が硬化後に粘着性でないことが重要である。更に、収縮が硬化後に応力を引き起こすので、封入剤が硬化中に最小の収縮を有することが望ましい。最後に、封入剤の流動性は、その封入剤が容易に計量分配できて、可能な限り長い間、好ましくは少なくとも６ヶ月間安定であるようにすべきである。
【０００５】
封入剤のダム成分とフィル成分の両方について上記の特性を有する封入剤材料を提供することが有利であろう。これらの材料は、各特定の用途において望まれる異なった特性を有するであろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、好ましくはアクリレート化／メタクリレート化或いはビニレン含有のオリゴマー／ポリマーを含むベースのオリゴマー／モノマー類、１種以上の多官能性アクリレートモノマー類、１種以上のチキソトロープ剤類、及び任意に充填剤類、添加剤類、光開始剤類及び／又は顔料類を含む、グロブトップ及び／又はダムとフィルの適用において使用するための電子部品の封入剤材料を開示するものである。ＵＶ硬化性材料のために、その封入剤は低レベルの吸水度及び収縮性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の封入剤は、所望の目的のために調整されて良く、すなわちその配合は、電子部品類のダムとフィル或いはグロブトップ封入としての使用を意図した封入剤類間で異なっても良い。一般に、その封入剤は、（メタ）アクリレート／ビニレンモノマー類及びオリゴマー類／ポリマー類を含む。そのベースのオリゴマー類／ポリマー類は、好ましくはアクリレート化／メタクリレート化或いはビニレン含有のオリゴマー／ポリマーを含む。その官能基類は、そのオリゴマー／ポリマーの導入を可能にするラジカル重合反応における反応性を有する。
【０００８】
その封入剤のＴｇを高める一つの方法は、１種以上の多官能性アクリレートモノマーの添加によるものである。この特性は、フィルの適用で使用されるべき封入剤において特に有用である。そのモノマー類は、反応性基間に環状構造を有する多官能性（メタ）アクリレート又はビニルモノマー類であるであろう。種々のジ−、トリ−、テトラ−、及びペンタ−アクリレートモノマー類が使用されても良いが、これらのモノマー類の多くはそのＴｇを高める一方で、それらはまた収縮をも増加させてしまう。好ましいジアクリレートは、ＳａｒｔｏｍｅｒからＳＲ−８３３Ｓとして商業的に入手できるトリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ＴＣＤＤＭＤＡ）である。高Ｔｇと低収縮性を備えた封入剤を提供するために使用されても良い他のジアクリレート類には、ジシクロペンテニルアクリレート（Ｂｉｍａｘ）、ジシクロペンテニルメタクリレート（Ｂｉｍａｘ）、及びヒドロキシピバルアルデヒド変性トリメチロールプロパンジアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）が含まれる。
【０００９】
種々の（メタ）アクリレート又はビニレン含有のオリゴマー／ポリマー類は、ベースのオリゴマーとして使用されても良いが、そのベースオリゴマーとしてウレタンアクリレートを使用することが好ましい。そのようなウレタンアクリレートの一つが、ＵＣＢから商業的に入手できるＥＢＥＣＲＹＬ  ８８００である。このウレタンアクリレートの使用で、その封入剤の粘着性が除去される。封入剤が高い疎水性を有することが望まれる場合には、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、又はアクリレートポリマーも好ましい。
【００１０】
その組成物では、所望の用途において必要とされるチキソトロープ性を制御するために、チキソトロープ剤が使用される。この目的のために、未処理のシリカに代えて、処理されたヒュームドシリカをチキソトロープ剤として使用することで、より安定した流動性を備えた組成物が形成されることを見出した。好ましくは、そのチキソトロープ剤は疎水性のヒュームドシリカ類であり、そこではシリカ表面でのヒドロキシル基がシリル基で置き換えられる。市販の疎水性ヒュームドシリカ類には、シリカがジメチルシリコーン流体で処理されたＣａｂ−Ｏ−Ｓｙｌ（Ｃａｂｏｔ）が含まれる。その処理されたヒュームドシリカは、ダムとフィルの適用の両方の封入組成物において異例な安定性を生じさせる。その異例な安定性が、その封入剤における容易で且つ均一な分散をもたらす。
【００１１】
その組成物の熱膨張率を低減させるために、充填剤材料が使用されても良い。一般に、充填剤類は低い熱膨張性を有しており、充分な量で投入されれば、その生成物の全体の熱膨張性を低下させ得る。使用しても良い充填剤類には、球状の中空ガラスビーズ、中実のガラスビーズ、タルク及び球状シリカ並びにそれらの混合物がある。ポリマーマトリックス中への充填剤の混入を改善するために、カップリング剤、好ましくはシランタイプのものが添加されても良い。熱膨張性をその最小まで低減させるために、その充填剤が約４０〜約８０重量％の濃度範囲で添加されても良い。好ましくは、フィルとしての適用のために意図された組成物にのみ、その充填剤が添加される。ダム材料は、通常ダイ又はワイヤ類と直接接触するようにはならず、そのため熱膨張性の低減はダム材料に対して重要ではない。
【００１２】
ＵＶ硬化性の組成物を製造するためには、光開始剤類が添加されなければならない。その組成物に含有されても良い商業的に入手可能な光開始剤類としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９とＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１（Ｃｉｂａ）がある。要望があれば、光開始剤類に加えて、又は代えて、熱硬化剤類が添加されても良い。顔料類が、望まれるように添加されても良い。その組成物に含有されても良い商業的に入手可能な顔料類としては、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手できるＶｉｏｌｅｔ  ＢＬＰがある。高添加量の顔料を含有する組成物は、依然としてＵＶ照射によって少なくとも１ｍｍの深さまで硬化され得る。接着促進剤類、カップリング剤類及び他の材料を含めて、追加の成分が望まれるように添加されても良い。
【００１３】
その封入剤は、約１〜約７５重量％、好ましくは約２０〜約５０重量％の範囲のベースオリゴマーを含み、それは約１〜約７５重量％、好ましくは約１０〜約３０重量％のアクリレート、約１〜約５０重量％、好ましくは約１０〜約２０重量％のメタクリレートを含む。その封入剤は、また約１〜約５０重量％、好ましくは約１０〜約３０重量％の多官能性アクリレートモノマーを含む。加えて好ましくは、その封入剤は、約０．１〜約４重量％、好ましくは約１〜約２重量％の光開始剤、及び約０．１〜約８重量％、好ましくは約２〜約５重量％のチキソトロープ剤を含む。好ましくは、充填剤が約１〜約８５重量％、好ましくは約５０〜約７５重量％の範囲でその組成物に含まれる。
【００１４】
本発明は、以下の非限定の実施例を参照してより良く理解されるであろう。
【実施例】
【００１５】
商業的に入手可能なダム及びフィルの封入剤組成物を、本発明に従ったダム及びフィルの組成物と比較した。その商業的に入手可能な（対照）組成物は、新しい組成物の成分と類似の成分を有するが、対照の組成物は処理シリカを含み、対照のフィル組成物はジアクリレートを含まない。新しい配合を表１及び表２に示す。
【００１６】
【表１】
2005217393.tif 000002
【００１７】
【表２】
2005217393.tif 000003
【００１８】
新しいダム封入剤の配合と対照の配合の間の安定性における差を、表３に示す。
【００１９】
【表３】
2005217393.tif 000004
【００２０】
表３に示すように、処理シリカを含む封入剤が、未処理シリカを含む材料よりも優れた安定性をもたらした。
【００２１】
フィルの適用のために用いられた以前の封入剤に対する本発明の封入剤組成物の特性の比較を、表４に示す。
【００２２】
【表４】
2005217393.tif 000005
【００２３】
表４に示す様に、ＴＣＤＤＭＡを含有するフィルの配合物は、より高いＴｇをもたらし、そして吸水度を実質上低下させる。加えて、その保存寿命が大幅に増加し、粘着性の無いＵＶＡ硬化が提供される。
【００２４】
約７２重量％の充填剤（球状の中実ガラスビーズ）を含有した、別の封入剤配合物Ｃを準備した。その充填された封入剤材料についての試験結果を表５に示す。
【００２５】
【表５】
2005217393.tif 000006
【００２６】
表５に示されるように、その充填された封入剤材料はより高い貯蔵モジュラスを有し、充填剤の充填されていない材料よりも硬い。非常に有利なことには、その充填剤は、熱膨張の有意な減少、体積収縮の低減及び低下した吸水度を提供する。
【００２７】
当業者にとって明らかなように、本発明に関する多くの改良及び変更が、その精神及び範囲から離れることなく成され得る。ここに記載された特定の態様は、実施例としてのみ提供されるものであって、本発明は、請求項が付与される充分な均等範囲を伴って、請求項の文言でのみ限定されるべきである。
【外国語明細書】
2005217393000001.pdf