热固性树脂组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种用作待充满密封树脂的热固性树脂组合物，该组合物使包括安装在载体基体上的半导体芯片的半导体设备例如ＣＳＰ／ＢＧＡ组件能够通过短时间热固化牢固地连接到电路板上并具有高的生产率，它表现出优异的热震荡性能（或热循环性能）并且在半导体设备或连接发生故障时，允许ＣＳＰ／ＢＧＡ组件容易地从电路板上去掉。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及用于在电路板上安装半导体设备例如芯片大小或芯片级组件(“CSP”)、球形栅极排列(“BGA”)等的待充满密封树脂组合物，这些组件中的每一个在载体基体上都带有一个半导体芯片，例如大型集成块(“LSI”)。相关技术的简单说明最近几年，流行的小型电子器件例如摄相一体磁带录像机(“VTR”)和手提电话机等更希望小尺寸的LSI组件。这些希望降低尺寸的结果使组件的大小基本上降低到裸片的大小。这些CSP和BGA提高了电子设备的特性同时保持了它们的许多操作性能，因此用于保护半导体裸片例如LSI，并有利于它们的检测。通常，CSP/BGA组件通过焊接等方式与电路板上的导电体连接。然而，当得到的CSP/BGA/电路板结构暴露在热循环下时，电路板与CSP/BGA之间焊接的可靠性常常变得令人怀疑。最近，在CSP/BGA组件安装在电路板上之后，经常在CSP/BGA组件和电路板之间的空隙处充满密封树脂(通常称作待充满密封)以减轻热循环产生的应力，因此提高热震荡性能和结构的可靠性。然而，由于热固性树脂通常用作底层密封材料，在CSP/BGA组件安装在电路板之后出现故障时，在不破坏或敲碎整体结构的情况下替换CSP/BGA组件是非常困难的。最终，在电路板上安装裸片的技术被认为是与在电路板上安装CSP/BGA组件的技术基本相似。公开在日本特许公开专利102343/93的一种这样的技术，包括一种安装方法，该方法将裸片固定和通过使用光固化粘合剂使之与电路板连接，其中如果发生故障，就从这取走该裸片。然而，该技术限定为这样的实例，即其中的电路板包括一种可以从后侧透过光线的透明基体(例如玻璃)，并且得到的结构热震荡性能差。日本特许公开专利69280/94公开了一种方法，即使用能够在预定温度下固化的树脂将裸片固定并与基体连接。发生故障时，该裸片通过在高于预定温度的温度下软化树脂的方法从基体上取走。然而，该专利没有公开具体的树脂，并且也没有公开如何处理保留在基体上的树脂。因此，该公开方法充其量是不完整的。正如日本特许公开专利77264/94中指出的那样，通常使用溶剂除掉电路板上的残留树脂。但是，使用溶剂溶胀树脂是一个耗时的方法，并且通常用作溶剂的腐蚀性有机酸可能降低电路板的可靠性。相反，那种公开方法提到一种透过电磁辐射照射除掉残留树脂的方法。日本特许公开专利251516/93还公开了一种使用双酚A型环氧树脂(CV5183或CV5183S Matsushita Electric Industrial Co.，Ltd.制造)的安装方法。然而，这样公开的去除方法不能持之以恒地允许易于除掉芯片，高温下固化步骤长，并且该方法生产率通常较低。由此，需要一种待充满密封材料提供高的生产率和热震荡性能，而允许使用的基体易于加工和分离。专利技术概述本专利技术提供了一种用作待充满密封树脂的热固性树脂组合物。该组合物使半导体设备例如包括安装在载体基体上的半导体芯片的CSP/BGA组件能够通过短时间热固化并以高的生产率牢固地连接到电路板上，该组合物表现出优异的热震荡性能(或热循环性能)并且在半导体设备或连接发生故障的情况下允许CSP/BGA组件容易地从电路板上移走。用于半导体设备和与半导体设备电连接的电路板之间未充满处的密封剂的热固性树脂组合物包括大约100重量份环氧树脂、大约3-大约60重量份固化剂和大约1-大约90重量份增塑剂。尽管本专利技术的热固性树脂组合物可以在相对低的温度下短时间内固化，但是由此得到的固化反应产物具有优异的热震荡性能，并且可以在加热条件下容易地用力撕下。也就是说，通过本专利技术的热固性树脂组合物的固化反应产物连接到电路板等上的半导体设备可以容易地通过加热该反应产物、使用溶剂溶胀或在加热条件下溶剂溶胀的方法而去掉。通过使用本专利技术的热固性树脂组合物，半导体设备例如CSP/BGA组件可以通过短时间热固化并以高的生产率牢固地连接到电路板上，得到的安装结构表现出优异的热震荡性能(或热循环性能)。并且，发生故障时，半导体设备可以容易地去掉。这使重新利用半导体设备或电路板成为可能，因此提高了生产方法的效率，降低了生产费用。本专利技术的效果和优点在阅读完“本专利技术详述”之后将变得更容易理解。附图的简单说明参考附图将更容易理解本专利技术。附图说明图1描述了表示使用了本专利技术的热固性树脂组合物的安装结构的实施例的截面图。图2描述了本专利技术的热固性树脂组合物固化后为了修复目的从电路板上取下的半导体设备的截面图。专利技术的详细说明用于半导体设备和与半导体设备电连接的电路板之间未充满处的密封剂的热固性树脂组合物包括大约100重量份环氧树脂、大约3-大约60重量份固化剂和大约1-大约90重量份增塑剂。本专利技术中使用的环氧树脂可以是任何通用的环氧树脂。该环氧树脂可以包括至少一种多官能团环氧树脂和以总环氧树脂计0-30％例如20％重量的至少一种用作反应稀释剂或交联密度改性剂的单官能团环氧树脂。多官能团环氧树脂的实例包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚-可溶可熔酚醛环氧树脂、甲酚-可溶可熔酚醛环氧树脂和它们的适当组合。应当考虑环氧树脂的粘度和其它性能，并且多官能团环氧树脂应该包括用量为10-100％范围内的双酚A型环氧树脂。理想地，双酚A型环氧树脂的用量应该为50-100％。单官能团环氧树脂含有一个环氧基团。通常，环氧基团应该含有约6-28个碳原子的一个烷基，该烷基的实例包括C6-C28烷基缩水甘油醚、C6-C28脂肪酸缩水甘油酯和C6-C28烷基苯酚缩水甘油醚。本专利技术中使用的增塑剂是一种具有相对低的挥发性的物质，该挥发性是用沸点至少大约为130℃并且该沸点低于树脂的固化反应产物的Tg表征的。理想的是使用固化树脂时能够产生宏观相分离的增塑剂材料。尽管这些物质在本文中称作增塑剂，但是它们不需要实行通常与增塑剂相关的功能。这些增塑剂的实例包括(甲基)丙烯酸酯和芳香族或脂肪族酯。本专利技术中用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯包括单官能团(甲基)丙烯酸酯例如直链或支化的脂肪醇的(甲基)丙烯酸酯、带有芳香烃取代基的脂肪醇的(甲基)丙烯酸酯、脂肪环醇的(甲基)丙烯酸酯、含羟基烷基(甲基)丙烯酸酯和羟基脂肪胺的(甲基)丙烯酸酯，和多官能团(甲基)丙烯酸酯例如聚醚的(甲基)丙烯酸酯和多羟基环氧化合物的(甲基)丙烯酸酯。本专利技术中用作增塑剂的直链或支化的脂肪醇的(甲基)丙烯酸酯包括那些约4-16个碳原子的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯和(甲基)丙烯酸十六烷酯。带有芳香烃取代基的脂肪醇的(甲基)丙烯酸酯包括带有芳香烃取代基的约1-8个碳原子的脂肪醇的(甲基)丙烯酸酯例如(甲基)丙烯酸苄酯。本专利技术中用作增塑剂的脂环醇的(甲基)丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸环己酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯。本专利技术中用作增塑剂的(甲基)丙烯酸含羟基烷基酯包括(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯和(甲基)丙烯酸3-苯氧基-2-羟基丙酯。用于本专利技术的羟基脂肪胺的(甲基)丙烯酸酯包括用NR1R2R3表示的胺的(甲基)丙烯酸酯，其中R1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够密封包括安装在载体基体上的半导体芯片的半导体设备和与所说的半导体设备电连接的电路板之间未充满处的热固性树脂组合物，所说的组合物包括：大约１００重量份环氧树脂，大约３－大约６０重量份的固化剂，和大约１－大约９０重量份的增塑 剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：饭田和利，J威格哈姆，
申请(专利权)人：洛克泰特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]