CN101645428A - 安装结构体以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及安装结构体以及电子设备。本发明通过使大致为板状的电子部件的电极与在电路基板的安装面上形成的电极接合而构成安装结构体，且在电子部件的一个主面与电路基板之间、以及电子部件的另一个主面上的至少一方中形成有密封体。密封体包含粘接强度和热导率不同的多个层，在密封体与电子部件和电路基板中的任意一方接触的部分中配置有粘接强度相对较大的层，在与电子部件和电路基板均不接触的部分中配置有热导率相对较大的层。

Description

安装结构体以及电子设备
技术领域
本发明涉及将树脂组合物用作密封材料的安装结构体、以及内部装有该安装结构体的电子设备。
背景技术
近年来，为了实现电子设备的小型化、高性能化以及工作速度的高速化，要求半导体元件等电子部件的高密度安装化。作为对应于该要求的形式，已经开发出了将包含未封装的裸IC的半导体芯片直接搭载在电路基板上的安装结构体。
图6A表示将半导体芯片安装在电路基板上的以往的安装结构体的截面。安装结构体200由半导体芯片1和电路基板2构成。半导体芯片1由裸IC11和载置该裸IC11的内插(interposer)基板12构成。在内插基板12的与载置裸IC11的面成相反侧的面上形成有作为端子电极的软钎料球13。半导体芯片1利用软钎料3将软钎料球13与形成于电路基板2的安装面上的连接盘(电极)21接合，由此安装在电路基板2上。另外，在图6A中，只有裸IC11不是截面，而是用反白的长方形来表示其外形。
在这样的以往的安装结构体中，一般通过回流方式等的软钎焊将半导体元件固定在电路基板上后，用树脂将软钎焊部分密封(以下称为“树脂密封”)。该树脂密封是为了确保电子部件的安装结构体的可靠性而进行的。即，为了在对安装结构体施加热循环或者施加由落下等产生的冲击时防止在半导体元件与电路基板之间发生接触不良而进行的。
具体地说，如图6A所示，在通过软钎料3而使电极互相接合的半导体芯片1与电路基板2之间，形成有以热固性树脂为主要成分的绝缘性的密封体4。通过密封体4将半导体芯片1固定在电路基板2上，由此在从外部施加热应力或机械应力时，能够防止在由软钎料3形成的接合部产生剥落或裂纹。
但是，构成安装结构体的半导体元件存在伴随着电子设备的高功能化和工作速度的高速化而耗电量增加的倾向。因此，在高密度安装的要求变高的同时，高放热安装、即关于能实现高放热性的电子部件的安装结构体的要求也在变高。
为了提高电子部件的安装结构体的放热性，以往通过在要求放热性的半导体元件或电子部件上安装放热板、或者在安装结构体的结构上下工夫来增加放热量(例如，参照日本特开平4-155853号公报、日本特开平4-12556号公报以及日本特开平6-232294号公报)。但是，在安装放热板或在结构上下工夫的情况下，安装结构体的体积增大，因此内部装有该安装结构体的电子设备的尺寸增大，与小型化的要求相悖。
因此，为了提高电子部件的安装结构体的放热性，考虑活用上述密封体。由于使半导体元件和电子部件产生的热通过密封体发散到电子设备的筐体或大气中，由此能够不增加安装结构体的体积而增大放热量。
安装结构体的密封体从放热性和防止裂纹的观点出发来进行改进。在图6B中示出了沿着VIB-VIB线切断图6A的安装结构体200后的截面的一部分。密封体4是在以热固性树脂为主要成分的树脂40中混入热传导性较好且由具有绝缘性的原料形成的填料41而构成的。通过混入填料41，可以改善密封体4的各种特性、尤其是热导率和粘接强度。
这样，在以往，密封体的特性得到了改良，热导率也得到提高。但是，如果为了使安装结构体得到充分的放热性而在密封体4中混入大量的填料41，则有时不能得到密封体4与半导体芯片1以及电路基板2之间的充分的粘接力，密封体4的粘接强度反而下降。因此，目前，利用通过密封体4的放热结构，无法实现与电子设备的高功能化和工作速度的高速化的要求相符的充分的放热性。
发明内容
本发明是为了解决上述以往的问题点而完成的，其目的在于提供能同时满足对密封体所要求的粘接强度和放热性的条件的安装结构体。
为了实现上述目的，本发明提供了一种安装结构体，其中，该安装结构体具备：具有多个电极的电路基板、与所述电极对置地配置的具有多个端子的电子部件、将所述电极和与所述电极对应的所述端子接合的接合部、至少将所述接合部密封的含有树脂的密封体；所述密封体形成为：所述密封体的至少一部分在靠近所述密封体与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方的界面的一侧的粘接力相对较大，在远离所述界面的一侧的热导率相对较大。
在本发明的优选的方式中，所述密封体的至少一部分由与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方接触的粘接力相对较大的层、和与所述电路基板及所述电子部件均不接触的热导率相对较大的层重叠而构成。
在本发明的其它的优选的方式中，所述粘接力相对较大的层由树脂组合物构成，该树脂组合物是将球状填料混入热固性树脂中而形成的。
在本发明的其它的优选的方式中，所述热导率相对较大的层由树脂组合物构成，该树脂组合物是将鳞片状填料混入热固性树脂中而形成的。
在本发明的其它的优选的方式中，所述粘接力相对较大的层含有60～80重量％的球状填料。
在本发明的其它的优选的方式中，所述热导率相对较大的层含有10～90重量％的鳞片状填料。
在本发明的其它的优选的方式中，所述密封体包含：以填埋所述电子部件与所述电路基板的间隙的方式形成的间隙填充部、以及配置在所述间隙填充部的周围的增强部；所述间隙填充部是将所述粘接力相对较大的层和所述热导率相对较大的层重叠而构成的；所述增强部由含有球状填料的树脂组合物形成。
在本发明的其它的优选的方式中，所述密封体包含：以填埋所述电子部件与所述电路基板的间隙的方式形成的间隙填充部、以及在所述电子部件的与对置于所述电路基板的面成相反侧的面上形成的上面侧部；至少所述上面侧部是将所述粘接力相对较大的层和所述热导率相对较大的层重叠而构成的。
在本发明的其它的优选的方式中，所述密封体包含以填埋所述电子部件与所述电路基板的间隙的方式形成的间隙填充部、以及以与所述电路基板协作而将所述电子部件及所述间隙填充部完全包围的方式形成的包围部；至少所述包围部是将所述粘接力相对较大的层和所述热导率相对较大的层重叠而构成的。
在本发明的其它的优选的方式中，所述密封体的至少一部分按照下述方式将多个层重叠而构成：从靠近所述密封体与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方的界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，粘接力成阶梯性地变小；且从靠近所述界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，热导率成阶梯性地变大。
在本发明的其它的优选的方式中，所述密封体的至少一部分按照下述方式形成：从靠近所述密封体与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方的界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，粘接力逐渐变小；且从靠近所述界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，热导率逐渐变大。
另外，本发明提供了一种电子设备，其是内部装有上述安装结构体、且经由放热片或高热传导性粘接剂将所述电路基板与筐体连接而构成的电子设备。
另外，本发明还提供了一种电子设备，其是内部装有上述安装结构体、且经由放热片或高热传导性粘接剂将所述热导率相对较大的层与筐体连接而构成的电子设备。
根据本发明的安装结构体，一方面能增大密封体与电子部件及电路基板的粘接力，增大电子部件与电路基板的粘接强度，另一方面能提高密封体的热导率。因此，能够同时满足电子部件的安装结构体的密封体所要求的粘接强度和放热性的条件。其结果是，能够大幅度减轻伴随着电子部件的小型化带来的放热上的制约。因此，能够实现能与电子设备的小型化、高功能化以及高速化相对应的安装结构体。
附图说明
图1A为表示本发明的实施方式1所涉及的安装结构体的概略结构的截面图。
图1B为由本发明的实施方式1的安装结构体的图1A的IB-IB线得到的放大截面图。
图2A为表示本发明的实施方式1的安装结构体的变形例的概略结构的截面图。
图2B为将本发明的实施方式1的安装结构体的变形例的一部分放大后的截面图。
图3A为表示本发明的实施方式2所涉及的安装结构体的结构的截面图。
图3B为由本发明的实施方式2的安装结构体的图3A的IIIB-IIIB线得到的放大截面图。
图4A为表示本发明的实施方式3所涉及的安装结构体的概略结构的截面图。
图4B为由本发明的实施方式3的安装结构体的图4A的IVB-IVB线得到的放大截面图。
图4C为由本发明的实施方式3的安装结构体的图4A的IVC-IVC线得到的放大截面图。
图5A为表示本发明的实施方式3的安装结构体的制造工序的第一阶段的安装结构体和制造装置的截面图。
图5B为表示本发明的实施方式3的安装结构体的制造工序的第二阶段的安装结构体和制造装置的截面图。
图5C为表示本发明的实施方式3的安装结构体的制造工序的第三阶段的安装结构体和制造装置的截面图。
图6A为表示以往的安装结构体的概略结构的截面图。
图6B为由以往的安装结构体的图6A的VIB-VIB线得到的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各个实施方式进行说明。
图1A表示本发明的实施方式1所涉及的安装结构体的截面。图示例的安装结构体100a由半导体芯片1和电路基板2构成。半导体芯片1与以往的安装结构体200同样地由裸IC11和内插基板12构成。在内插基板12的与载置了裸IC11的面成相反侧的面上形成有作为端子电极的软钎料球13。软钎料球13与作为电路基板2的电极的连接盘(land)21通过软钎料3而接合，由此半导体芯片1被安装在电路基板2上。
如图1A所示，在通过软钎料3而接合的半导体芯片1(具体地为内插基板12)与电路基板2的间隙中，以填埋上述间隙的方式形成有含有热固性树脂的绝缘性的密封体5。设置密封体5的目的与以往的安装结构体相同。即，通过设置密封体5而将半导体芯片1更牢固地接合于电路基板2上，并且在从外部施加热应力或机械应力时，防止在由软钎料3形成的接合部产生剥落或裂纹。
图1B表示沿着IB-IB线将图1A的安装结构体100a切断后的截面的一部分。在以往的安装结构体200(参照图6A以及6B)中，密封体4为将填料41混入以热固性树脂为主要成分的树脂40中而构成的一层的组合物。相对于此，在本实施方式所涉及的安装结构体100a中，密封体5以三层结构体的形式来构成，该三层结构体是将混入的填料的形状彼此不同的第一层5A和第二层5B按照规定的顺序层叠而成的。这里，第一层5A与第二层5B相比，粘接力相对较大。此外，第二层5B与第一层5A相比，热导率相对较大。另外，在图1B中，为了容易区分填料的混入状态，对填料的形状进行了示意性地夸张表示。
如图1B所示，在密封体5中的与半导体芯片1(具体地为内插基板12)和电路基板2接触的位置分别配置了第一层5A。第一层5A由将球状填料51混入以热固性树脂为主要成分的树脂50中而成的树脂组合物构成。另一方面，在密封体5中的不与半导体芯片1和电路基板2接触的位置配置了第二层5B。第二层5B由将球状填料51和鳞片状填料52以后述规定的比例混入树脂50中而成的树脂组合物构成。另外，如后述的实施例所示，也可以在第二层5B中只含有鳞片状填料52。
这样将密封体5设置成由所混入的填料的形状不同的两种层5A和5B形成的三层结构，从而可以同时满足所要求的粘接强度和放热性的条件。另外，在图1B中，为了强调在第一层5A和第二层5B中混入的填料的形状的不同，在第二层5B中只表示了鳞片状填料52。
对第一层5A和第二层5B的组成和性状的不同进行以下说明。配置在与半导体芯片1及电路基板2的界面上的第一层5A只含有球状填料51，不包含上述界面的第二层5B至少含有鳞片状填料52。这是因为在配置在上述界面上的第一层5A中，上述界面上的树脂50与半导体芯片1及电路基板2的接触面积变大，粘接力变大。即，在仅将球状填料51混入树脂50的情况下，与半导体芯片1及电路基板2的界面的粘接力变大。
相反，在不包含上述界面的第二层5B中，填料间的接触面积增大，使得热导率增大。即，若在树脂50中混入鳞片状填料52，则由于填料和填料之间互相接触的面积增大，因此传热性增高。另一方面，填料和填料之间变得很难有空隙，从而粘接力变小。
更具体地，通过使第一层5A中只含有球状填料51，使得与半导体芯片1及电路基板2的界面处的树脂50的接触面积增大，从而使得粘接强度提高。如果使树脂50中含有球状填料51，则在填料的含量相同的情况下，与含有其它的形状的填料的情况相比，能增大与半导体芯片1及电路基板2的接触面积。
第一层5A的填料的含量优选为60～90重量％。填料的含量少于60重量％时，热传递不足，放热性降低。另一方面，填料的含量超过90重量％时，粘接力不足。第一层5A的填料的含量的更优选的范围为60～80重量％。另外，对球状填料51的粒径没有特别的限定，但是，考虑到兼顾对密封体5的热导率和粘接强度的要求，优选将球状填料51的粒径设为0.5～30μm(中间值)。
相对于此，不包含与半导体芯片1或电路基板2的界面的第二层5B，含有球状填料51和鳞片状填料52(如上所述，也可以只含有鳞片状填料52)。在第二层5B中含有鳞片状填料52时，与球状填料51相比，能够增大填料间的接触面积，能使放热性提高。在第二层5B中，相对于全部填料的鳞片状填料52的含量优选为10重量％以上。鳞片状填料的含量小于10重量％时，几乎没有含有鳞片状填料的效果。在第二层5B中，相对于全部填料的鳞片状填料52的更优选的含量为11重量％以上。
第二层5B的全部填料的含量优选为60～90重量％。全部填料的含量小于60重量％时，不能得到热导率的充分提高的效果。另一方面，全部填料的含量超过90重量％时，密封体5变得过脆，变得难以确保电子设备的可靠性。
对鳞片状填料52的长度没有特别的限定，但是考虑到得到显著的热导率的提高效果，鳞片状填料52的长度优选为5～20μm。
另外，第二层5B中所含的填料的形状并不限于“鳞片状”，只要是“球状”以外的形状，任何形状均可以(例如可以为薄板状)。这是因为“球状”以外的形状相对于体积的相互接触的面积比“球状”的情况要大。但是，实际上通过使第二层5B中所含的填料的形状为“鳞片状”，可得到最显著的热导率的提高效果。
另外，所谓“鳞片状”是以所规定的压力以上的压力对作为填料的原料的绝缘性无机材料(例如氧化铝)的粉末进行压缩后自然形成的薄片的形状，在本说明书中，将该薄片的形状称为“鳞片状”。
本实施方式所涉及的安装结构体100a在将从半导体芯片1产生的热从电路基板2侧放热到电子设备的筐体中的情况下是有效的。即，如图1A所示，使安装结构体100a向箭头方向移动，使电路基板2经由例如碳片7而与电子设备的金属制的筐体6连接。由此，半导体芯片1中产生的热沿着密封体5(第一层5A、第二层5B、以及第一层5A)、电路基板2以及碳片7而到达筐体6，并散发到电子设备的外部。另外，用凝胶、热固性树脂以及橡胶等高热传导性树脂代替碳片7来将电路基板2与筐体6粘接或密合，也能得到同样的效果。
然后，对安装结构体100a的制造方法进行简单说明。首先准备半导体芯片1和电路基板2。然后，分别在半导体芯片1的形成有软钎料球13的面、以及电路基板2的形成有连接盘21的面上涂布使未固化的树脂50中含有球状填料51而得到的树脂组合物。树脂50干燥后，对各自的表面进行打磨，使半导体芯片1的软钎料球13和电路基板2的连接盘21露出。
然后，在电路基板2的连接盘21上涂布作为软钎料3的原料的软钎膏，再在其上载置半导体芯片1进行临时固定。然后，将临时固定有半导体芯片1的电路基板2通过回流炉进行加热，使软钎膏熔融并将半导体芯片1固定在电路基板2上。
在上述工序中，在固定在电路基板2上的半导体芯片1的内插基板12与电路基板2的间隙中，利用毛细管现象填充使未固化的树脂50中含有鳞片状填料52而得到的树脂组合物。最后，通过加热使树脂50固化而完成安装结构体100a。
图2A和2B所示的安装结构体100b是本实施方式所涉及的安装结构体100a的变形例。在图2A中，用截面图来表示安装结构体100b的概略结构，在图2B中，用截面图来对图2A中的本变形例的特征部分进行放大表示。在图2B中，与图1B同样，为了容易区分填料的混入状态，示意性地对填料的形状进行夸张表示。另外，在图中，与图1A和1B的安装结构体具有相同的功能的部分赋予相同的符号并省略对其说明。以后的说明也同样地进行处理。
在安装结构体100b中，在图1A所示的安装结构体100a的密封体5的周边部设有增强部8，并构成新的密封体10。增强部8由在树脂50中只混入球状填料51而成的树脂组合物构成。增强部8只含有球状填料51，因此主要对粘接强度的提高有贡献。
这样，通过设置增强部8，在图1A所示的安装结构体100a中，作为将密封体5设置为三层结构的结果，即使密封体5独自的粘接强度不足时，也能实现充分的粘接强度。在此，增强部8能通过在形成密封体5(本实施方式的密封体的间隙填充部)后，用分配器在其周边涂布使树脂50含有球状填料51而得到的树脂组合物来形成。
(实施方式2)
图3A表示本发明的实施方式2所涉及的安装结构体100c的截面。另外，图3B表示将图3A的安装结构体100c沿着IIIB-IIIB线切断而得到的截面的一部分。与图1B同样，图3B为了容易地区分填料的混入状态，示意性地对填料的形状进行夸张表示。
在实施方式1的安装结构体100a中，在半导体芯片1与电路基板2的间隙中形成用组成不同的两种层(结构为三层结构)构成的密封体5。在本实施方式所涉及的安装结构体100c中，在半导体芯片1与电路基板2的间隙中形成密封体的间隙填充部9，并在半导体芯片1的顶面(半导体芯片1的与对置于电路基板2的面成相反侧的面)形成密封体的上面侧部14。
本实施方式的密封体的间隙填充部9由在树脂50中只混入球状填料51而成的树脂组合物构成，能实现与以往的密封体4(参照图6)相同的效果。
本实施方式的密封体的上面侧部14如图3B所示，与半导体芯片1的上表面接触的部分由第一层5A构成，不与半导体芯片1的上表面接触的上方的部分由第二层5B构成。
本实施方式所涉及的安装结构体100c在使半导体芯片1产生的热从半导体芯片1的顶面侧放热到电子设备的筐体的情况下有效。即，如图3A所示，使安装结构体100c向箭头方向移动，使在半导体芯片1的上表面形成的上面侧部14经由碳片7与电子设备的金属制的筐体6连接。半导体芯片1所产生的热沿着上面侧部14的第一层5A、第二层5B以及碳片7而到达筐体6，并从筐体6的表面散发。
如图3B所示，在与半导体芯片1(具体地为裸IC11)的界面上形成有只含有球状填料51的第一层5A，粘接力良好。因此，可以增大上面侧部14整体的粘接强度。由此，在伴随着半导体芯片1的发热而施加热应力的情况下，在半导体芯片1的上表面与密封体的界面能防止剥落的发生。另外，在与碳片7接触的部分设置有含有鳞片状填料52的第二层5B。该第二层5B的热传导性良好，因此能将半导体芯片1所产生的热有效地传递到筐体6。
另外，由于半导体芯片1与电路基板2之间的间隙填充部9由只含有球状填料51的树脂组合物构成，因此具有充分的粘接力。因此，即使施加热应力或机械应力，也能防止在由软钎料3形成的接合部产生剥落或裂纹。
在形成上面侧部14时，首先在与电路基板2接合的半导体芯片1的上表面涂布使未固化的树脂50中含有球状填料51而成的树脂组合物。树脂50干燥后，在其上涂布使未固化的树脂50中含有鳞片状填料52而成的树脂组合物。最后，通过加热使树脂50固化。另外，间隙填充部9用与以往同样的方法形成。即，通过软钎料回流将半导体芯片1接合在电路基板2上后，利用毛细管现象将使未固化的树脂50中含有球状填料51而成的组合物填充到间隙中，然后加热。
另外，在本实施方式中，将上面侧部14设置成由第一层5A和第二层5B组成的两层结构，但是并不限定于此。上面侧部14也可以由三层以上的层构成，在树脂50中混入的填料的形状和量可以根据离界面的距离而改变。通过这样的构成，按照使从半导体芯片1的顶面向上的方向热导率增大的方式，赋予热导率的倾斜，从而能够使半导体芯片1所产生的热有效地传送到筐体6。
另外，在本实施方式中，在半导体芯片1与电路基板2之间，形成只含有球状填料51的间隙填充部9，但是也可以用实施方式1的密封体5来置换该间隙填充部9。通过这样的构成，可以进一步提高安装结构体的放热性。
(实施方式3)
图4A表示本发明实施方式3所涉及的安装结构体100d的截面。另外，图4B表示沿着IVB-IVB线将图4A的安装结构体100d切断后的截面的一部分，图4C表示沿着IVC-IVC线将图4A的安装结构体100d切断后的截面的一部分。另外，在图4B和4C中，与图1B同样，为了容易地区分填料的混入状态，示意性地对填料的形状进行夸张表示。
在实施方式2所涉及的安装结构体100c中，在半导体芯片1的顶面上形成由组成和性状不同的两层构成的上面侧部14。相对于此，在本实施方式所涉及的安装结构体100d中，密封体包含半导体芯片1与电路基板2的间隙的间隙填充部9、以及与电路基板2协作来对半导体芯片1进行包围的包围部15。
包围部15如图4A所示，与半导体芯片1及电路基板2接触的部分由第一层5A构成，不与半导体芯片1及电路基板2接触的部分由第二层5B构成。
与实施方式2同样，本实施方式所涉及的安装结构体100d在使由半导体芯片1所产生热从半导体芯片1的顶面侧放热到电子设备的筐体的情况下有效。即，如图4A所示，使安装结构体100d向箭头方向移动，使形成于半导体芯片1的上表面侧的包围部15经由碳片7与电子设备的金属制的筐体6接触。在半导体芯片1产生的热沿着包围部15的第一层5A和第二层5B、以及碳片7而到达筐体6，并从筐体6的表面发散。
如图4B和4C所示，在与半导体芯片1及电路基板2的界面上形成有只含有球状填料51的第一层5A。由于第一层5A的粘接力良好，因此即使施加热应力或机械应力，也能防止在与半导体芯片1及电路基板2的界面上产生剥落。另一方面，在与碳片7接触的一侧形成有含有鳞片状填料52的第二层5B。该第二层5B的热传导性良好，因此能够将半导体芯片1所产生的热有效地传递到筐体6。
另外，半导体芯片1与电路基板2之间的间隙填充部9由只含有球状填料51的树脂组合物构成。因此，即使施加了热应力或机械应力，也能防止在由软钎料3形成的接合部中产生剥落或裂纹。
然后，参照图5A、5B和5C对本实施方式所涉及的安装结构体100d的制造工序进行说明。在最初的工序(未图示)中，在电路基板2的安装面上软钎焊半导体芯片1，并且在电路基板2与半导体芯片1的间隙中形成有间隙填充部9，从而来制造与以往的安装结构体200(参照图6)相同结构的安装结构体100e。
然后，如图5A所示，用上部具有树脂的注入口101的模102来覆盖该安装结构体100e。然后，从注入口101注入使未固化的树脂50中含有球状填料51而成的树脂组合物来形成第一层5A。图5B表示在与半导体芯片1及电路基板2的界面上形成有第一层5A的状态。
第一层5A的树脂50干燥后，从注入口101注入使未固化的树脂50中含有鳞片状填料52而成的组合物，在第一层5A上形成第二层5B。图5C表示在第一层5A上形成有第二层5B的状态。
最后，对第一层5A和第二层5B的树脂50进行加热而使其固化。这样完成了安装结构体100d，该安装结构体100d的半导体芯片1被由第一层5A和第二层5B的两层结构形成的包围部15完全密封。
本实施方式所涉及的安装结构体100d由于半导体芯片1完全被由包围部15和间隙填充部9形成的密封体所覆盖，因此耐候性优良。而且半导体芯片1不仅通过软钎料3、还通过包围部15及间隙填充部9而与电路基板2接合，因此粘接强度优良。而且由于与作为热的放射面的筐体6的接触面积大，因此放热性也优良。
然后，对树脂50进行具体说明。作为树脂50能使用的热固性树脂，可举出环氧树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂。考虑到吸湿性、热膨胀性、固化收缩性等方面，优选环氧树脂。
在本发明中能使用一般的环氧树脂。优选使用下述环氧树脂，该环氧树脂是在多官能环氧树脂中以0～30重量％、优选为0～20重量％(均为全部的环氧树脂中的重量％)左右的量含有单官能环氧树脂作为反应性稀释剂(交联密度调节剂)而得到的。
在此，作为多官能环氧树脂，可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂等。这些环氧树脂也可以两种以上混合使用。它们可以考虑粘度和物理性质来进行选择，但是优选在多官能环氧树脂中含有10～100重量％、尤其是含有50～100重量％的双酚A型环氧树脂。
另外，作为单官能环氧树脂，为在分子内具有一个环氧基的化合物，优选为具有碳原子数为6～28的烷基的单官能环氧树脂。作为它们的例子，可举出C6～C28的烷基缩水甘油醚、C6～C28的脂肪酸缩水甘油脂、以及C6～C28的烷基酚缩水甘油醚等。优选为C6～C28的烷基缩水甘油醚，它们也可以混合使用。
而且，作为树脂50的成分，可以在这样的环氧树脂中混合固化剂。它们可以是将所有的成分混合而成的一液型，也可以是环氧树脂与固化剂分别保存、在使用时混合使用的二液型。因此，作为本发明中使用的固化剂，可以使用通常的一液型的环氧树脂中所使用的固化剂、以及二液型的环氧树脂中所使用的固化剂。作为优选的固化剂的例子可举出胺化合物、咪唑化合物、改性胺化合物以及改性咪唑化合物。
作为胺化合物的例子，可举出脂肪族多胺，如双氰胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、以及二乙基氨基丙胺等；芳香族多胺，如间苯二甲胺以及二氨基二苯甲烷等；脂环族多胺，如异佛尔酮二胺、以及孟烷二胺等；以及聚酰胺等。
作为咪唑化合物的例子，可举出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、以及2-苯基咪唑等。
作为改性胺化合物的例子，可举出在环氧化合物上加成了胺化合物的环氧化合物加成多胺等，作为改性咪唑化合物的例子，可举出在环氧化合物上加成了咪唑化合物的咪唑加成物等。
这些固化剂中，优选在一液型环氧树脂中所使用的潜在性固化剂，从固化性的观点考虑，特别优选固化剂含有固化剂总重量的5～95重量％的改性胺、并含有固化剂总重量的95～5重量％的双氰胺。
相对于100重量份的环氧树脂，固化剂的配合量为3～60重量份即可，更优选相对于100重量份的环氧树脂，固化剂的配合量为5～40重量份。
根据需要还可以在树脂50中配合固化促进剂、消泡剂、流平剂、染料、以及颜料等以及其它的添加剂。
实施例
以下对本发明的实施例和比较例进行说明。
<热导率和粘接强度的测定>
构成密封体的混入有绝缘性填料的树脂组合物通过将下述(A)～(D)的各成分与固化促进剂混合来制作。
(A)成分(热固性树脂)：环氧树脂，具体为双酚A型环氧树脂(JapanEpoxy Resins Co.，Ltd.制的
Figure G2009101618994D00141
828(商品名称)，比重为1.17，100重量份)，
(B)成分(固化剂)：双氰胺(Ajinomoto Fine-Techno Co.，Inc.制的
Figure G2009101618994D00142
AH-154(商品名称)，8重量份)，
(C)成分(绝缘性填料)：形状不同的氧化铝填料、具体为直径为40μm的氧化铝球状填料、或者厚度为5μm的鳞片状氧化铝填料，
(D)成分(反应性稀释剂：交联调节剂)：烷基缩水甘油醚(Japan EpoxyResins Co.，Ltd.制的YED216M(商品名称)，10重量份)，
固化促进剂：Ajinomoto Fine-Techno Co.，Inc.制的
Figure G2009101618994D00143
PN-23(商品名称)，比重为1.21，1重量份。
[实施例1]
作为实施例1，制作了与图1所示的同样的三层结构(各层的厚度为1mm)的密封体5。第一层5A的球状填料的含量为60重量％。在第二层5B中仅混入鳞片状填料，其含量为60重量％。对这样制作的密封体5的热导率进行测定。热导率的定义为：每单位长度有1℃的温差时，单位时间内流经单位面积的热量。在此，用作为一般的测定方法的激光闪光法(laserflash method)进行测定。
另外，为了测定密封体5的粘接强度，准备铜板和直径为5mm、长度为10mm的铜圆柱。然后，在铜板与铜圆柱的一个端面的界面上分别涂布1mg的含有球状填料的树脂组合物(填料的含量为60重量％)并固化，形成密封体5的第一层5A。然后，以被两个第一层夹持的状态使含有鳞片状填料的树脂组合物(填料的含量为60重量％)1mg固化，形成不包含与铜的界面的第二层5B。这样，在制作与图1所示的同样的三层结构的密封体5后，固定铜板，以50mm/分钟的速度对通过密封体5而接合的铜圆柱进行拉拽。然后，对直到密封体5与铜板或铜圆柱的界面发生剥落、或密封体5发生破裂为止的最大的应力进行测定，将该值作为密封体5所发挥的粘接强度。
测定各自进行10次，并算出其平均值。
[实施例2～11]
如表1所示，对密封体5的第一层5A和第二层5B中所含有的填料的种类和含量进行各种改变，并反复进行热导率和粘接强度的测定。
[比较例1]
制作与密封体5的第一层5A和第二层5B的位置对应的各个部分由下述树脂组合物构成的密封体，该树脂组合物仅含有50重量％的球状填料51。
[比较例2]
制作与密封体5的第一层5A和第二层5B的位置对应的各个部分由下述树脂组合物构成的密封体，该树脂组合物仅含有60重量％的球状填料51。
[比较例3]
制作与密封体5的第一层5A和第二层5B的位置对应的各个部分由下述树脂组合物构成的密封体，该树脂组合物仅含有70重量％的球状填料51。
[比较例4]
制作与密封体5的第一层5A和第二层5B的位置对应的各个部分由下述树脂组合物构成的密封体，该树脂组合物仅含有80重量％的球状填料51。
[比较例5]
制作与密封体5的第一层5A和第二层5B的位置对应的各个部分由下述树脂组合物构成的密封体，该树脂组合物仅含有90重量％的球状填料51。
[比较例6]
制作与密封体5的第一层5A的位置对应的部分由仅含有50重量％的球状填料51的树脂组合物构成、与密封体5的第二层5B的位置对应的部分由仅含有90重量％的球状填料51的树脂组合物构成的密封体。
[比较例7]
制作与密封体5的第一层5A的位置对应的部分由仅含有70重量％的球状填料51的树脂组合物构成、与密封体5的第二层5B的位置对应的部分由含有70重量％的球状填料51和5重量％的鳞片状填料52的树脂组合物构成的密封体。
[比较例8]
制作与密封体5的第一层5A的位置对应的部分由仅含有70重量％的球状填料51的树脂组合物构成、与密封体5的第二层5B的位置对应的部分由含有80重量％的球状填料51和5重量％的鳞片状填料52的树脂组合物构成的密封体。
[比较例9]
制作与密封体5的第一层5A的位置对应的部分由仅含有80重量％的球状填料51的树脂组合物构成、与密封体5的第二层5B的位置对应的部分由含有80重量％的球状填料51和5重量％的鳞片状填料52的树脂组合物构成的密封体。
在以上的实施例2～11和比较例1～9中，分别与实施例1同样地测定密封体的热导率和粘接强度。其测定结果如表1所示。
另外，判定实施例1～11和比较例1～9各自的密封体是否适合作为安装结构体的密封体。其判定结果一并示于表1中。表1的“判定”栏中的记号“◎”表示作为密封体特别优良、记号“○”表示适合实用、记号“×”表示不适合实用。判定基准为：如果粘接强度为58.8N(6kg重量)以上、且热导率为1W/m·K以上，则记为适合实用(○)。
表1
Figure G2009101618994D00171
从表1所示的测定结果可以看出，在密封体的第二层5B中加入10重量％以上的鳞片状填料，使得与第一层5A相比而提高了第二层5B的热导率时， 能将粘接强度维持在58.8N(6kg重量)以上，并能使树脂层整体的热导率为1W/m·K以上。
相对于此，在与第二层5B的位置对应的部分只含有球状填料51的比较例1～4中，虽然粘接强度均为58.8N(6kg重量)以上，但是热导率不超过1W/m·K。即，比较例1～4不能充分满足对热导率所要求的条件。
比较例5中，与第一层5A的位置对应的部分以及与第二层5B的位置对应的部分均含有90重量％的球状填料51，热传导率显示为1W/m·K以上的良好的值。但是，粘接强度降低至29.4N(3kg重量)。因此，比较例5不能充分满足对粘接强度所要求的条件。
比较例6中，与第一层5A的位置对应的部分的填料的含量低于60重量％。因此，即使与第二层5B的位置对应的部分的填料(球状填料51)的含量为90重量％的较高的值，也得不到1W/m·K以上的热导率。因此，比较例6不能充分满足对热导率所要求的条件。
比较例7～9中，与第一层5A的位置对应的部分以及与第二层5B的位置对应的部分均具有大于60重量％且为85重量％以下的填料的含量。由此，达到58.8N(6kg重量)以上的粘接强度。但是，由于与第二层5B的位置对应的部分的鳞片状填料的含量低于10重量％，因此不能满足对热导率所要求的条件。
根据以上结果可以看出，为了达到所要求的热导率，第二层5B必须含有10重量％以上的鳞片状填料52。另外，可以看出第一层5A必须含有60重量％以上的填料。
<温度循环试验>
接着通过温度循环试验来调查在上述测定中显示出优良的放热性的各实施例的密封体5(参照图1)在安装有半导体元件或电子部件的状态下是否能维持高的粘接强度。
用软钎膏(千住金属工业株式会社的M705-221BM5-K(商品名称))将芯片尺寸为13mm×13mm、电极径(直径)为0.5mm、电极间距为0.8mm、载体基材(内插基板)为由陶瓷构成的CSP(Chip Scale Packge：芯片尺寸封装)安装在实施了配线的厚度为1.6mm的玻璃环氧基板上。
然后，将具有分别与上述实施例1～11以及比较例1～9相同的结构的密封体形成于半导体芯片1和电路基板2之间，各得到10个安装结构体。使树脂组合物固化时的加热温度为150℃，加热时间为30分钟。
对得到的各安装结构体进行温度循环试验。具体地，将在-40℃下放置30分钟、以及在85℃下放置30分钟作为一次循环，在达到所规定的循环数时进行试样的导通试验，确认CSP与电路基板的电连接。其结果如表2所示。在表2中，“温度循环试验”栏中标记为记号“○”时，表示经过1000次循环以上全部的安装结构体都能导通(合格)。相对于此，“温度循环试验”栏中标记为记号“×”时，表示在1000次循环以前有因断线等而导致非导通的安装结构体(不合格)。
表2
Figure G2009101618994D00191
从表2可以看出，在实施例1～11中，即使超过1000次也不存在CSP与电路基板不导通的安装结构体。另外，在比较例1～9中，除了比较例5以外的安装结构体都合格。认为比较例5的安装结构体由于与第一层5A的位置对应的部分和与第二层5B的位置对应的部分的两部分的填料含量均为90重量％，尤其是与第一层5A的位置对应的部分与半导体芯片1及电路基板2的粘接力小，因此密封体的粘接强度降低。由此，在温度循环试验中在与半导体芯片或电路基板的界面处产生了剥离。
另外，在上述实施例中，关于与实施方式1同样的三层结构的密封体(参照图1)，进行了热导率和粘接强度的测定，另外，实施了温度循环试验。对实施例方式2和实施方式3的密封体(参照图3和图4)也进行了同样的测定和试验，其结果是，也与上述实施例和比较例相同。
另外，在上述实施例中在密封体中混入了氧化铝填料。除此以外，在使用二氧化硅、氮化硼、氧化镁、氮化铝、以及氮化硅等填料的情况下，也能得到同样的结果。
另外，在将密封体设定为三层以上的结构、并且设置成绝缘性树脂层的热导率从包含与半导体元件或电子部件、或电路基板的界面的一方朝向不包含该界面的一方倾斜地增加的结构的情况下，也能得到同样的结果。另外，在将密封体不设为层状的结构、通过使填料的含量变化而使密封体的热导率倾斜地变化的情况下，也能得到同样的结果。
本发明涉及的安装结构体可以广泛地应用于在电路基板上安装各种电子部件的情况。

Claims (13)

1、一种安装结构体，其具备：
具有多个电极的电路基板，
与所述电极对置地配置的具有多个端子的电子部件，
将所述电极和与所述电极对应的所述端子接合的接合部，
至少将所述接合部密封的含有树脂的密封体；
所述密封体形成为：所述密封体的至少一部分在靠近所述密封体与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方的界面的一侧的粘接力相对较大，在远离所述界面的一侧的热导率相对较大。
2、根据权利要求1所述的安装结构体，其中，所述密封体的至少一部分由与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方接触的粘接力相对较大的层、和与所述电路基板及所述电子部件均不接触的热导率相对较大的层重叠而构成。
3、根据权利要求2所述的安装结构体，其中，所述粘接力相对较大的层由树脂组合物构成，该树脂组合物是将球状填料混入热固性树脂中而形成的。
4、根据权利要求2所述的安装结构体，其中，所述热导率相对较大的层由树脂组合物构成，该树脂组合物是将鳞片状填料混入热固性树脂中而形成的。
5、根据权利要求3所述的安装结构体，其中，所述粘接力相对较大的层含有60～80重量％的球状填料。
6、根据权利要求4所述的安装结构体，其中，所述热导率相对较大的层含有10～90重量％的鳞片状填料。
7、根据权利要求2所述的安装结构体，其中，
所述密封体包含：以填埋所述电子部件与所述电路基板的间隙的方式形成的间隙填充部、以及配置在所述间隙填充部的周围的增强部；
所述间隙填充部是将所述粘接力相对较大的层和所述热导率相对较大的层重叠而构成的；
所述增强部由含有球状填料的树脂组合物形成。
8、根据权利要求2所述的安装结构体，其中，
所述密封体包含：以填埋所述电子部件与所述电路基板的间隙的方式形成的间隙填充部、以及在所述电子部件的与对置于所述电路基板的面成相反侧的面上形成的上面侧部；
至少所述上面侧部是将所述粘接力相对较大的层和所述热导率相对较大的层重叠而构成的。
9、根据权利要求2所述的安装结构体，其中，
所述密封体包含：以填埋所述电子部件与所述电路基板的间隙的方式形成的间隙填充部、以及以与所述电路基板协作而将所述电子部件及所述间隙填充部完全包围的方式形成的包围部；
至少所述包围部是将所述粘接力相对较大的层和所述热导率相对较大的层重叠而构成的。
10、根据权利要求1所述的安装结构体，其中，所述密封体的至少一部分是按照下述方式将多个层重叠而构成的，所述方式是从靠近所述密封体与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方的界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，粘接力成阶梯性地变小；且从靠近所述界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，热导率成阶梯性地变大。
11、根据权利要求1所述的安装结构体，其中，所述密封体的至少一部分按照下述方式形成：从靠近所述密封体与所述电路基板及所述电子部件中的至少一方的界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，粘接力逐渐变小；且从靠近所述界面的一侧朝向远离所述界面的一侧，热导率逐渐变大。
12、一种电子设备，其是内部装有权利要求1所述的安装结构体、且经由放热片或高热传导性粘接剂将所述电路基板与筐体连接而构成的电子设备。
13、一种电子设备，其是内部装有权利要求8或9所述的安装结构体、且经由放热片或高热传导性粘接剂将所述热导率相对较大的层与筐体连接而构成的电子设备。
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