CN109155256B - 密封结构体及其制造方法、以及密封材 - Google Patents
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Abstract
一种密封结构体的制造方法,其具备通过密封材(1)的树脂层(20a)将电子部件(10)密封的密封工序,所述密封材(1)具备金属层(30)和配置于金属层(30)上的树脂层(20a)。
Description
技术领域
本发明涉及密封结构体及其制造方法、以及密封材。
背景技术
伴随电子设备的轻薄短小化,半导体装置的小型化和薄型化正在发展。使用与半导体元件大致相同大小的半导体装置的形态、或在半导体装置上层叠半导体装置的安装形态(层叠封装:package-on-package)正盛行,预计将来半导体装置的小型化和薄型化会进一步发展。
如果半导体元件的微细化进展,端子数量逐渐增加,则会变得难以在半导体元件上设置全部的外部连接端子(外部连接用的端子)。例如,在勉强地设置了外部连接端子的情况下,端子间的间距变窄并且端子高度变低,变得难以确保安装半导体装置后的连接可靠性。因此,为了实现半导体装置的小型化和薄型化,提出了许多新的安装方法。
例如,提出了如下的安装方法和使用该安装方法制作的半导体装置,所述安装方法为:将使半导体晶片单片化而制作的半导体元件按照具有适度间隔的方式进行再配置后,使用固态或液态的密封树脂将半导体元件密封,并能够在密封半导体元件的树脂上进一步设置外部连接端子(例如参照下述专利文献1~3)。
通常,半导体元件等电子部件的密封多数在制造半导体装置等电子部件装置时的最后工序中进行。对于这种情况下的安装方法而言,对将电子部件密封而制作的密封成型物实施形成配线和外部连接端子的工序,所述配线用于配置外部连接端子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3616615号公报
专利文献2:日本特开2001-244372号公报
专利文献3:日本特开2001-127095号公报
发明内容
发明要解决的课题
对于专利文献1~3等以往的安装方法而言,必须在将半导体元件等电子部件密封的树脂上设置用于形成配线的配线板材料的层(以下称为“配线板材料层”)。然而,设置配线板材料层违背了现代电子设备的轻薄短小化。另外,由于需要形成配线板材料层这样的复杂工艺,因此需要时间和成本。因此,要求开发新的安装方法。
本发明是鉴于上述课题而作出的发明,其目的在于提供一种能够将密封电子部件后的配线形成工艺简化的密封结构体的制造方法。另外,本发明的目的在于提供一种能够在上述密封结构体的制造方法中使用的密封材。进一步,本发明的目的在于提供一种能够通过上述密封结构体的制造方法而得到的密封结构体。
用于解决课题的方法
本发明涉及的密封结构体的制造方法具备密封工序:通过密封材的树脂层将第1电子部件密封,所述密封材具备金属层和配置于上述金属层上的上述树脂层。
根据本发明涉及的密封结构体的制造方法,由于能够使用密封材的金属层来形成配线,因此不需要在利用树脂层将第1电子部件密封后设置新的配线板材料层。因此,根据本发明涉及的密封结构体的制造方法,能够将密封电子部件后的配线形成工艺简化。
但是,在以往的安装方法中,有时对将多个电子部件密封所得到的密封结构体进行切割而得到多个电子部件装置。因此,再配置的电子部件越多,越能够增加在一次工序中能够制作的电子部件装置。因此,进行了增大密封结构体的研究。现状是:例如由于在配线形成中使用半导体制造装置,因此密封结构体被成型为晶片形状,存在晶片形状的大径化发展的倾向。进一步,为了能够实现进一步大尺寸化且能够使用比半导体制造装置便宜的印刷配线板制造装置等,也研究了密封结构体的面板化。
在密封电子部件时,有时进行使用模具将液态或固态的树脂进行成型的模塑成型。有时使用传递模塑成型,即:通过使颗粒状的树脂熔融并将树脂浇注至模具内从而进行密封。然而,对于传递模塑成型而言,由于将熔融后的树脂浇注而进行成型,因此在想要密封大面积的情况下,有可能产生未填充部。因此,近年来,开始使用压缩模塑成型,即:预先将树脂供给至模具或被密封体(电子部件)后进行成型。对于压缩模塑成型而言,由于将树脂直接供给至模具或被密封体,因此具有即使为大面积的密封也难以产生未填充部的优点。
对于压缩模塑成型而言,与传递模塑成型同样地使用液态或固态的树脂。然而,在被密封体大型化的情况下,对于液态的树脂而言,产生液体流挂等而难以均匀供给至被密封体上。另外,由于必须将树脂均匀地供给至被密封体上,因此作为固态的树脂,有时不使用以往的颗粒状树脂,而是使用颗粒或粉体的树脂。然而,难以将颗粒或粉体的树脂均匀地供给至模具或被密封体上。另外,担心作为颗粒或粉体的树脂会成为产尘源而污染装置或无尘室。
另外,对于模塑成型而言,由于在模具内将树脂成型,因此为了使密封结构体大型化,模具的大型化成为必须。然而,为了模具的大型化,要求高的模具精度,因此存在技术方面的难易度上升并且模具的制造成本大幅增加这样的课题。
另一方面,在本发明涉及的密封结构体的制造方法中,通过使用具备配置于金属层上的树脂层的密封材的上述树脂层将电子部件密封,能够使树脂均匀供给至被密封体(电子部件)上,并且能够减少产尘。另外,在本发明涉及的密封结构体的制造方法中,不仅可以进行模塑成型,也可以通过不需要模具的层压和压制来进行密封成型。
上述第1电子部件可以为多个。
本发明涉及的密封结构体的制造方法也可以在上述密封工序之后进一步具备将上述金属层图案化而得到金属图案的工序。本发明涉及的密封结构体的制造方法也可以在上述密封工序之前进一步具备得到作为上述金属层的金属图案的工序。
本发明涉及的密封结构体的制造方法也可以在上述密封工序之后进一步具备在上述金属层的与上述树脂层相反的一侧配置第2电子部件的工序。
本发明涉及的密封结构体的制造方法也可以在上述密封工序之后进一步具备将具有上述第1电子部件、上述树脂层和上述金属层的结构体切割的工序。
本发明涉及的密封材具备金属层和配置于上述金属层上的树脂层,所述密封材用于通过上述树脂层将电子部件密封。
根据本发明涉及的密封材,由于可以使用密封材的金属层来形成配线,因此不需要在通过树脂层将电子部件密封后新设配线板材料层。因此,根据本发明涉及的密封材,能够将密封电子部件后的配线形成工艺简化。
在本发明涉及的密封材中,上述金属层也可以为金属图案。
本发明涉及的密封结构体具备第1电子部件、将上述第1电子部件密封的密封部、以及配置于上述密封部上的金属层。
根据本发明涉及的密封结构体,由于密封结构体具备金属层,因此不需要新设配线板材料层。因此,根据本发明涉及的密封结构体,能够将配线形成工艺简化。
在本发明涉及的密封结构体中,上述金属层也可以为金属图案。
本发明涉及的密封结构体也可以具备多个上述第1电子部件。
本发明涉及的密封结构体也可以在上述金属层的与上述密封部相反的一侧进一步具备第2电子部件。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够将密封电子部件后的配线形成工艺简化的密封结构体的制造方法。另外,根据本发明,能够提供一种能够在上述密封结构体的制造方法中使用的密封材。进一步,根据本发明,能够提供一种能够通过上述密封结构体的制造方法得到的密封结构体。
根据本发明,能够提供密封材在电子部件的密封中的应用。根据本发明,能够提供密封材在密封结构体的制造中的应用。
附图说明
图1是表示密封结构体的实施方式的示意截面图。
图2是表示密封结构体的实施方式的示意截面图。
图3是用于说明密封结构体的制造方法的一个实施方式的示意截面图。
图4是用于说明密封结构体的制造方法的一个实施方式的示意截面图。
图5是用于说明密封结构体的制造方法的一个实施方式的示意截面图。
图6是用于说明密封结构体的制造方法的另一个实施方式的示意截面图。
具体实施方式
在本说明书中,关于“层”和“膜”这样的用语,除了在以平面图的形式进行观察时形成于整面的形状的结构以外,也包含形成于一部分的形状的结构。本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示包含“~”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。在本说明书中阶段性记载的数值范围中,某个阶段的数值范围的上限值或下限值可以替换为其他阶段的数值范围的上限值或下限值。在本说明书中记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例所示的值。“A或B”只要包含A和B中的任一者即可,也可以两者均包含。本说明书中所例示的材料只要没有特别说明,就可以单独使用一种或组合两种以上来使用。本说明书中,关于组合物中的各成分的含量,在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,只要没有特别说明,就是指组合物中存在的该多种物质的合计量。
以下,一边参照附图,一边对本发明的实施方式进行说明。各附图的尺寸比率不一定与实际的尺寸比率一致。本发明也不一定限于以下的实施方式,可以在不脱离其主旨的范围内进行适当变更。
(密封结构体)
图1和图2是表示本实施方式涉及的密封结构体的示意截面图。本实施方式涉及的密封结构体(密封成型物、电子部件装置)100a、100b、100c、100d、100e具备电子部件(第1电子部件。第1层的电子部件)10、将电子部件10密封的密封部(树脂固化物)20、以及配置于密封部20上的金属层30、30a。金属层30为未经图案化的金属层,金属层30a为具有预定图案形状的金属图案。
密封结构体100a具备多个电子部件10,密封部20将多个电子部件10密封。密封结构体100a的金属层30配置于密封部20上的整面。密封结构体100b具有如下结构:具备将密封结构体100a的金属层30图案化而得到的金属图案作为金属层30a。密封结构体100b的金属层30a配置于密封部20的一部分上。密封结构体100c具有如下结构:在密封结构体100b的金属层30a的与密封部20相反的一侧进一步具备电子部件(第2电子部件。第2层的电子部件)40。密封结构体100d具有将密封结构体100c按照每个电子部件10进行切割而得到的结构,具备单独的电子部件10和电子部件40。密封结构体100e具有在不具备电子部件40的方面与密封结构体100d不同的结构。
作为电子部件10和电子部件40,例如可列举:半导体元件;半导体晶片;集成电路;半导体器件;SAW滤波器等滤波器;传感器等无源部件等。也可以使用通过将半导体晶片单片化而得到的半导体元件。本实施方式涉及的密封结构体(电子部件装置)也可以为具备半导体元件或半导体晶片作为电子部件的半导体装置;印刷配线板等。电子部件的厚度例如可以为1~1000μm,也可以为100~800μm。
金属图案也可以为配线图案。金属图案可以为连接端子(外部连接端子、电子部件连接用的端子等),也可以为用于支撑上述连接端子的图案。金属层的厚度在密封材的说明中后述。
多个电子部件10可以为彼此相同的种类,也可以为彼此不同的种类。多个电子部件40可以为彼此相同的种类,也可以为彼此不同的种类。电子部件10和电子部件40可以为彼此相同的种类,也可以为彼此不同的种类。
密封结构体不限于上述实施方式。例如,将电子部件密封的密封部的构成材料可以代替树脂固化物而为半固化或未固化的树脂(例如,后述的图4(a))。
本实施方式涉及的密封结构体也可以在密封部与金属层之间进一步具备中间层。本实施方式涉及的密封结构体也可以在电子部件10的与密封部20相反的一侧进一步具备树脂层、金属层等。本实施方式涉及的密封结构体还可以进一步具备将电子部件40密封的密封部、配置于该密封部上的金属层(未经图案化的金属层、或金属图案)等。也可以在具备电子部件40的密封结构体上进一步具备电子部件。
(密封结构体的制造方法)
本实施方式涉及的密封结构体(密封成型物、电子部件装置)的制造方法具备密封工序,即通过密封材的树脂层将电子部件(第1电子部件)密封,所述密封材具备金属层和配置于上述金属层上的上述树脂层。上述密封工序例如可以为如下工序:将树脂层加热而使其熔融,同时施加压力并使用树脂层将电子部件密封。
本实施方式涉及的密封结构体的制造方法也可以具备按照树脂层与电子部件相对的方式配置密封材的工序。本实施方式涉及的密封结构体的制造方法也可以在密封工序之后具备使树脂层固化的工序。本实施方式涉及的密封结构体的制造方法也可以在密封工序之后具备将金属层图案化而得到金属图案的工序。本实施方式涉及的密封结构体的制造方法也可以在密封工序之后具备在金属层的与树脂层相反的一侧配置电子部件(第2电子部件)的工序。本实施方式涉及的密封结构体的制造方法也可以在密封工序之后具备将具有电子部件(第1电子部件)、树脂层和金属层的密封结构体(结构体)切割的工序。通过将具备多个电子部件的结构体按照每个电子部件进行切割,能够得到多个密封结构体。
图3~5是用于说明本实施方式涉及的密封结构体的制造方法的示意截面图。以下,使用图3~5,对本实施方式涉及的密封结构体的制造方法进行说明。
在本实施方式涉及的密封结构体的制造方法中,首先,如图3(a)所示,准备本实施方式涉及的密封材1。密封材1具备金属层30、和配置于金属层30上的树脂层20a。密封材1用于通过树脂层20a将电子部件密封。树脂层20a只要设置于金属层30上的至少一部分即可,也可以设置于金属层30的整面。树脂层20a例如为膜状。树脂层20a例如与用作将树脂层20a膜化时的载体的金属层30一体化。关于密封材,进一步后面描述。
接着,如图3(b)所示,准备具备基板50和配置于基板50上的临时固定层60的层叠体之后,在临时固定层60上配置多个电子部件10。接着,按照树脂层20a与电子部件10相对的方式配置密封材1。然后,将树脂层20a加热而使其熔融,同时施加压力并使用树脂层20a将电子部件10密封。由此,如图4(a)所示,得到具备将多个电子部件10密封的树脂层20a的密封结构体。作为使用树脂层20a将电子部件10密封的方法,可列举层压、压制、传递模塑成型、压缩模塑成型等。
密封工序中的加热温度只要是树脂层20a熔融的温度就没有特别限制,例如可以为40~200℃。密封工序中的压力没有特别限制,可以根据电子部件的尺寸、密集度等进行调整。上述压力例如可以为0.01~10MPa。加压时间没有特别限制,例如可以为5~600秒。
接着,如图4(b)所示,使树脂层20a固化而得到密封部(树脂固化层。树脂层20a的固化物)20,从而得到密封结构体100a。树脂层20a可以进行热固化,也可以进行光固化。固化处理可以在例如大气下或非活性气体下进行。热固化的加热温度没有特别限制,例如可以为60~300℃。固化时间没有特别限制,例如可以为10~600分钟。
接着,将密封结构体100a的金属层30图案化,如图4(c)所示,得到金属层(金属图案)30a,从而得到密封结构体100b。作为图案化方法,没有特别限制,可列举湿式蚀刻法、干式蚀刻法等。
接着,如图5(a)所示,在金属层30a的与密封部20相反的一侧配置电子部件40,从而得到密封结构体100c。也可以在配置电子部件40之前对金属层30a进行镀敷处理等。
接着,如图5(b)所示,将具备电子部件10、密封部(树脂固化层)20、金属层30a和电子部件40的密封结构体(结构体)100c切割。例如,可以通过利用切割刀片70在密封结构体100c的密封部20形成切口部70a而按照每个电子部件10进行单片化,从而得到密封结构体100d。
然后,可以通过密封材1的树脂层20a将密封结构体100d的电子部件40密封。在本实施方式中,可以重复进行电子部件的密封、金属层(金属图案等)的形成、电子部件的层叠等。
密封结构体的制造方法不限于上述实施方式。例如,本实施方式涉及的密封结构体的制造方法也可以在密封工序之前具备得到作为金属层的金属图案的工序。具体地说,将金属层30图案化的工序也可以在将电子部件10密封之前进行。换句话说,可以使用具备作为金属层30的金属图案(配线图案等)的密封材将电子部件10密封。
密封结构体的切割也可以在配置电子部件40的工序、或将金属层30图案化的工序之前进行。例如,如图6所示,可以通过利用切割刀片70在具备电子部件10、密封部(树脂固化层)20和金属层30a的密封结构体(结构体)的密封部20形成切口部70a而按照每个电子部件10进行单片化,从而得到密封结构体100e。
在上述实施方式中,在使用树脂层将多个电子部件密封之后按照每个电子部件进行切割而得到了密封结构体,但也可以使用树脂层将单独的电子部件密封而得到密封结构体。在使用半导体晶片作为电子部件的情况下,可以在使用树脂层将半导体晶片密封而形成密封部之后,将半导体晶片与密封部一起进行单片化,从而得到具备由密封部进行了密封的半导体元件的密封结构体。
(密封材)
对本实施方式涉及的密封材进行说明。根据本实施方式涉及的密封材,由于可以将金属层直接用于配线形成,因此能够将密封电子部件后的配线形成工艺简化。根据本实施方式涉及的密封材,能够将树脂均匀供给至被密封体(电子部件)上并且能够减少产尘。
密封材1所具备的金属层30可以为不具有图案的金属层,也可以为金属图案。金属图案可以通过对不具有图案的金属层进行图案化而得到。金属层30只要是包含能够形成配线的金属的层即可。作为金属层30的构成材料,可列举铜、铝、铅等。从能够容易地用作配线的观点考虑,金属层30的构成材料优选为铜。例如,金属层30可以为金属箔,可以为铜箔。
从容易避免在涂覆时金属层30断开、金属层30因清漆的重量而弯曲等不良状况的观点考虑,金属层30的厚度优选大于或等于2μm,更优选大于或等于10μm,进一步优选大于或等于18μm。在干燥工序中,在从涂覆面和背面的双面吹送热风的情况下,从容易避免清漆中的溶剂干燥被妨碍的不良状况的观点考虑,金属层30的厚度优选小于或等于200μm,更优选小于或等于100μm,进一步优选小于或等于50μm。
从容易抑制在涂覆时面内的厚度不均的观点考虑,密封材1所具备的树脂层20a的厚度可以大于或等于10μm,也可以大于或等于100μm。从涂覆时在深度方向得到一定的干燥性的观点考虑,树脂层20a的厚度可以小于或等于1000μm,也可以小于或等于500μm。需要说明的是,密封结构体中的固化后的密封部20的厚度可以与上述树脂层20a的厚度相同。
树脂层20a的构成材料通常只要是在电子部件的密封中使用的树脂就没有特别限制。树脂层20a优选为由固化性树脂组合物构成的层。固化性树脂组合物可以为热固性和光固化性中的任一种。
作为热固性树脂组合物,例如可列举含有(A)热固性成分和(B)无机填充材的树脂组合物。
作为热固性成分,可列举热固性树脂(环氧树脂、苯氧树脂、氰酸酯树脂、热固性聚酰亚胺、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯、醇酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯等)、固化剂等。(A)热固性成分例如包含(a1)环氧树脂和(a2)固化剂。
(a1)环氧树脂只要在一个分子中具有两个以上的缩水甘油基就可以没有特别限制地使用。作为环氧树脂,可列举:双酚A型环氧树脂、双酚AP型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、双酚B型环氧树脂、双酚BP型环氧树脂、双酚C型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚G型环氧树脂、双酚M型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚P型环氧树脂、双酚PH型环氧树脂、双酚TMC型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂、双酚S型环氧树脂(己二醇双酚S二缩水甘油醚等)、酚醛清漆苯酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、联二甲酚型环氧树脂(联二甲酚二缩水甘油醚等)、氢化双酚A型环氧树脂(氢化双酚A缩水甘油醚等)、这些树脂的二元酸改性二缩水甘油醚型环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。(a1)环氧树脂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
作为市售的环氧树脂,可列举:DIC株式会社制的“HP-4710”、“EPICLON HP-4032”、“EXA-4750”等萘型环氧树脂;日本化药株式会社制的“NC-7000”(含萘骨架的多官能固体环氧树脂)等萘型环氧树脂;日本化药株式会社制的“EPPN-502H”(三酚环氧树脂)等苯酚类与具有酚羟基的芳香族醛的缩合物的环氧化物(三酚型环氧树脂);DIC株式会社制的“EPICLON HP-7200H”(含二环戊二烯骨架的多官能固体环氧树脂)等二环戊二烯芳烷基型环氧树脂;日本化药株式会社制的“NC-3000H”(含联苯骨架的多官能固体环氧树脂)等联苯芳烷基型环氧树脂;DIC株式会社制的“EPICLON N660”和“EPICLON N690”;日本化药株式会社制的“EOCN-104S”等酚醛清漆型环氧树脂;日产化学工业株式会社制的“TEPIC”等三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯;DIC株式会社制的“EPICLON 860”、“EPICLON 900-IM”、“EPICLONEXA-4816”和“EPICLON EXA-4822”;旭汽巴株式会社制的“ARALDITE AER280”;东都化成株式会社制的“EPOTOTE YD-134”;三菱化学株式会社制的“JER834”和“JER872”;住友化学株式会社制的“ELA-134”;Yuka Shell环氧株式会社制的“EPIKOTE 807”、“EPIKOTE 815”、“EPIKOTE 825”、“EPIKOTE 827”、“EPIKOTE 828”、“EPIKOTE 834”、“EPIKOTE 1001”、“EPIKOTE 1004”、“EPIKOTE 1007”和“EPIKOTE 1009”;陶氏化学公司制的“DER-330”、“DER-301”和“DER-361”;东都化成株式会社制的“YD8125”、“YDF8170”等双酚A型环氧树脂;三菱化学株式会社制的“JER806”等双酚F型环氧树脂;DIC株式会社制的“EPICLON N-740”等苯酚酚醛清漆型环氧树脂;Nagase ChemteX株式会社制的“DENACOL DLC301”等脂肪族环氧树脂等。这些环氧树脂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
从电子部件的埋入性优异的观点考虑,(a1)环氧树脂的含量以树脂组合物的总质量(不包括有机溶剂等溶剂)作为基准,优选为10~50质量%,更优选为10~40质量%,进一步优选为10~35质量%。
(a2)固化剂只要在一个分子中具有两个以上的与缩水甘油基反应的官能团就可以没有特别限制地使用。作为(a2)固化剂,可列举酚醛树脂、酸酐等。(a2)固化剂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
酚醛树脂只要在一个分子中具有两个以上的酚羟基就可以没有特别限制地使用公知的酚醛树脂。作为酚醛树脂,例如可列举在酸性催化剂下使苯酚类和/或萘酚类与醛类缩合或共缩合而得到的树脂、联苯骨架型酚醛树脂、对苯二甲基改性酚醛树脂、间苯二甲基/对苯二甲基改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、萜烯改性酚醛树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂、环戊二烯改性酚醛树脂、多环芳香环改性酚醛树脂、苯二甲基改性萘酚树脂等。作为苯酚类,可列举苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚A、双酚F等。作为萘酚类,可列举α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等。作为醛类,可列举甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、水杨醛等。
作为市售的酚醛树脂,可列举大日本油墨化学工业株式会社制的“FENOLITELF2882”、“FENOLITE LF2822”、“FENOLITE TD-2090”、“FENOLITE TD-2149”、“FENOLITE VH-4150”和“FENOLITE VH4170”;三井化学株式会社制的“XLC-LL”和“XLC-4L”;新日铁住金化学株式会社制的“SN-100”、“SN-300”、“SN-395”和“SN-400”;AIR WATER株式会社制的“SKResin HE910”;旭有机材工业株式会社制的“PAPS-PN2”;明和化成株式会社制的“DL-92”等。
从热固性树脂的固化性优异的观点考虑,(a2)固化剂的含量以树脂组合物的总质量(不包括有机溶剂等溶剂)作为基准,优选为10~50质量%,更优选为10~40质量%,进一步优选为10~35质量%。
(a1)环氧树脂的缩水甘油基的当量(环氧当量)和(a2)固化剂的与缩水甘油基反应的官能团(例如酚羟基)的当量(例如羟基当量)的比率((a1)环氧树脂的缩水甘油基的当量/(a2)固化剂的与缩水甘油基反应的官能团的当量)优选为0.7~2.0,更优选为0.8~1.8,进一步优选为0.9~1.7。在这些情况下,不易残留未反应的(a1)环氧树脂和/或未反应的(a2)固化剂,容易得到期望的固化膜物性。
(A)热固性成分也可以包含(a3)固化促进剂。作为(a3)固化促进剂,没有特别限制。作为(a3)固化促进剂,优选为选自由胺系的固化促进剂和磷系的固化促进剂组成的组中的至少一种。特别是,作为(a3)固化促进剂,从衍生物丰富的观点、和容易得到期望的活性温度的观点考虑,优选为胺系的固化促进剂,更优选为选自由咪唑化合物、脂肪族胺和脂环族胺组成的组中的至少一种,进一步优选为咪唑化合物。(a3)固化促进剂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
以(a1)环氧树脂和(a2)固化剂的合计量作为基准,(a3)固化促进剂的含量优选为0.01~5质量%,更优选为0.1~3质量%,进一步优选为0.3~1.5质量%。在(a3)固化促进剂的含量大于或等于0.01质量%的情况下,容易得到充分的固化促进效果。在(a3)固化促进剂的含量小于或等于5质量%的情况下,在制造密封材时的工序(例如涂覆和干燥)中、或密封材的保管中不易进行固化,容易防止树脂层断裂和伴随熔融粘度上升的成型不良。
本实施方式的固化性树脂组合物优选含有在25℃为液态的树脂。从涂覆时容易干燥溶剂的观点、以及由于液态树脂代替溶剂因此容易对膜赋予柔软性的观点考虑,上述液态树脂的含量以树脂组合物的总质量(不包括有机溶剂等溶剂)作为基准,优选为5~50质量%,更优选为5~40质量%,进一步优选为5~35质量%。
作为(B)无机填充材,可以使用以往公知的无机填充材,不限于特定的无机填充材。作为(B)无机填充材的构成材料,例如可列举:硫酸钡;钛酸钡;无定形二氧化硅、结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、球状二氧化硅等二氧化硅类;滑石;粘土;碳酸镁;碳酸钙;氧化铝;氢氧化铝;氮化硅;氮化铝等。从通过表面改性等容易得到在树脂中的分散性提高效果、和在清漆中的沉降抑制效果的观点、以及由于具有较小的热膨胀率因此容易得到期望的固化膜特性的观点考虑,(B)无机填充材的构成材料优选为二氧化硅类。(B)无机填充材可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
(B)无机填充材可以进行表面改性。作为表面改性的方法,没有特别限制。从处理简便、官能团的种类丰富、容易赋予期望特性的观点考虑,优选为使用了硅烷偶联剂的表面改性。
作为硅烷偶联剂,可列举烷基硅烷、烷氧基硅烷、乙烯基硅烷、环氧硅烷、氨基硅烷、丙烯酸硅烷、甲基丙烯酸硅烷、巯基硅烷、硫化物硅烷、异氰酸酯硅烷、硫硅烷、苯乙烯基硅烷、烷基氯硅烷等。在市售的无机填充材中,作为使用硅烷偶联剂进行了表面改性的无机填充材,可列举株式会社Admatechs制的“SC5500-SXE”和“SC2500-SXJ”等。硅烷偶联剂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
作为硅烷偶联剂的具体例子,可列举:甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正十二烷基甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、三苯基硅烷醇、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、正辛基二甲基氯硅烷、四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、双(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)二硫化物、双(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)四硫化物、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二烯丙基二甲基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基硅烷(苯基氨基硅烷等)等。这些硅烷偶联剂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
(B)无机填充材的平均粒径没有特别限制,优选为0.01~50μm,更优选为0.1~25μm,进一步优选为0.3~10μm。在(B)无机填充材的平均粒径大于或等于0.01μm的情况下,能够容易地抑制无机填充材的凝聚,能够使无机填充材容易地充分分散。在(B)无机填充材的平均粒径小于或等于50μm的情况下,能够容易地抑制无机填充材的沉降(例如在清漆中的沉降),容易形成均质的树脂层。
(B)无机填充材的含量以树脂组合物的总质量(不包括有机溶剂等溶剂)作为基准,优选小于或等于81质量%,更优选小于或等于75质量%,进一步优选小于或等于70质量%。在这些情况下,能够在实现密封结构体的低翘曲的同时确保良好的流动性,并且能够得到密封材中的金属层与树脂层的良好粘接强度。另外,能够适宜地得到如下效果,即:在密封材制造时的干燥工序中能够容易地抑制树脂层破裂的效果、树脂层与金属层的密合性提高的效果、以及容易密封被密封体的效果。从能够容易地防止因被密封体与密封部的热膨胀率之差而引起密封结构体的翘曲变大的观点考虑,(B)无机填充材的含量优选大于或等于50质量%,更优选大于或等于60质量%,进一步优选大于或等于65质量%。从这些观点考虑,(B)无机填充材的含量优选为50~81质量%,更优选为60~75质量%,进一步优选为65~70质量%。
本实施方式的树脂组合物也可以根据需要含有(C)弹性体(可挠剂)。通过使用(C)弹性体,能够有效地减少密封后的翘曲(例如密封结构体的翘曲量)、和密封结构体中的树脂破裂。
作为(C)弹性体,例如可列举:有机硅系、苯乙烯系、烯烃系、氨基甲酸酯系、聚酯系、聚醚系、聚酰胺系、聚丁二烯系等热塑性弹性体;NR(天然橡胶)、NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶)、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、有机硅粉末等橡胶粒子;甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-有机硅共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物等具有核-壳结构的橡胶粒子。从分散性和溶解性优异的观点考虑,(C)弹性体优选为选自由苯乙烯丁二烯粒子、有机硅粉末、有机硅油和有机硅低聚物组成的组中的至少一种。(C)弹性体可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
(C)弹性体的平均粒径没有特别限制。从电子部件间的埋入性(例如,eWLB用途的埋入性)优异的观点考虑,(C)弹性体的平均粒径优选小于或等于50μm。从分散性优异的观点考虑,(C)弹性体的平均粒径优选大于或等于0.1μm。
作为(C)弹性体,可以使用市售品。作为(C)弹性体的市售品,例如可列举株式会社钟化制的KANE ACE(“KANE ACE”为注册商标)的“B系列”、“M系列”和“FM系列”(均为商品名);信越化学工业株式会社制的“KMP系列”等。在市售的(C)弹性体中,也有时不是弹性体单体,而是预先分散于液态树脂(例如,液态环氧树脂)中的弹性体,但可以没有问题地使用。作为这样的市售品,可列举株式会社钟化制的“MX-136”和“MX-965”等。
本实施方式的树脂组合物也可以含有(D)有机溶剂。(D)有机溶剂可以为在密封材的制造(涂覆等)时的干燥工序中不会被除去而残留的源自清漆的有机溶剂。
作为(D)有机溶剂,可以使用以往公知的有机溶剂。作为(D)有机溶剂,可以使用能够溶解除(B)无机填充材以外的成分的溶剂。作为(D)有机溶剂,可列举脂肪族烃类、芳香族烃类、萜烯类、卤素类、酯类、酮类、醇类、醛类等。
作为具体的(D)有机溶剂,从环境负荷小的观点、以及容易溶解(a1)环氧树脂和(a2)固化剂的观点考虑,优选为选自由酯类、酮类和醇类组成的组中的至少一种。其中,从特别容易溶解(a1)环氧树脂和(a2)固化剂的观点考虑,优选为酮类。在酮类中,从室温下的挥发少、干燥时容易除去的观点考虑,优选为选自由丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮组成的组中的至少一种。
相对于树脂组合物(包含有机溶剂等溶剂)的总质量,(D)有机溶剂的含量优选为0.2~1.5质量%,更优选为0.3~1质量%。在(D)有机溶剂的含量大于或等于0.2质量%的情况下,能够防止环氧树脂组合物变脆而产生树脂破裂等不良状况、以及最低熔融粘度变高而使被密封体的埋入性降低。在(D)有机溶剂的含量小于或等于1.5质量%的情况下,能够容易地防止树脂组合物的粘着性变得过强而操作性降低的不良状况、以及树脂层在热固化时伴随有机溶剂的挥发而发泡等不良状况。
本实施方式的树脂组合物也可以在不损害本发明的效果的范围内进一步含有其他添加剂。作为这样的添加剂的具体例子,可以列举颜料、染料、脱模剂、抗氧化剂、表面张力调节剂等。
密封材1例如可以以平板状的形态储存。也可以将密封材1卷绕于圆筒状等的卷芯上而以卷状的形态储存。
密封材1也可以在树脂层20a与金属层30之间进一步具备中间层。密封材1也可以在树脂层20a的与金属层30相反的一侧进一步具备以保护树脂层20a为目的的保护层。由此,操作性提高。另外,能够防止异物混入树脂层20a中,并且能够避免在进行卷绕时树脂层20a粘贴于金属层30的背面的不良状况。
作为保护层,可以使用高分子膜、金属箔等。作为高分子膜,可列举聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜等聚烯烃膜;聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜;聚碳酸酯膜;乙酰纤维素膜;四氟乙烯膜等。作为金属箔,可列举铜箔、铝箔等。
(密封材的制造方法)
密封材1的制造方法例如可以具备如下工序:将树脂组合物涂布于金属层30上而形成涂膜的工序;以及将涂膜加热干燥而形成树脂层20a的工序。作为涂布方法,没有特别限制,可列举模涂、缺角轮涂布等。作为加热干燥方法,可列举热风吹送等。
也可以使用含有有机溶剂等溶剂的树脂组合物作为清漆来形成涂膜。清漆例如可以通过将(A)热固性成分、(B)无机填充材、(D)有机溶剂、和根据需要使用的任意成分混合来调制。作为各成分的混合方法,没有特别限制,可以使用研磨机、混合机、搅拌叶片等。(D)有机溶剂能够用于将树脂组合物所含的(A)热固性成分等溶解而调制清漆、或用于辅助调制清漆,并且能够在干燥工序中除去大部分。
(B)无机填充材也可以根据需要预先进行分散处理。例如可以使用将(B)无机填充材分散于溶剂(例如(D)有机溶剂)中而得到的浆料。作为分散处理的方法,可列举如下方法:使用通过高速剪切力进行分散的纳米均质机(NanoMizer)的方法;使用被称为珠状的球体介质将(B)无机填充材粉碎的方法(使用珠磨机的方法)等。作为市售的二氧化硅浆料,可列举株式会社Admatechs制的“SC2050-MTK”等。
实施例
以下,通过实施例进一步详细说明本发明,但本发明不受这些实施例的任何限制。
作为树脂组合物(清漆)的成分,使用以下成分。
(环氧树脂)
a11:双酚F型环氧树脂(三菱化学株式会社制,商品名:JER806,环氧当量:160)(在25℃为液态的成分)
a12:含萘骨架的多官能固体环氧树脂(DIC株式会社制,商品名:EXA-4750,环氧当量:182)(在25℃不是液态的成分)
a13:含萘骨架的多官能固体环氧树脂(DIC株式会社制,商品名:HP-4710,环氧当量:170)(在25℃不是液态的成分)
(含弹性体的环氧树脂)
a14:含丁二烯弹性体粒子的双酚F型液态环氧树脂(株式会社钟化制,商品名:MX-136,液态环氧树脂的含量:25质量%,弹性体粒子的含量:75质量%,弹性体粒子的平均粒径:0.1μm)(包含在25℃为液态的树脂的成分)
a15:含有机硅弹性体粒子的液态环氧树脂(双酚F型液态环氧树脂和双酚A型液态环氧树脂的混合物。株式会社钟化制,商品名:MX-965,液态环氧树脂的含量:25质量%,弹性体粒子的含量:75质量%)(包含在25℃为液态的树脂的成分)
(固化剂)
a21:苯酚酚醛清漆(旭有机材工业株式会社制,商品名:PAPS-PN2,酚羟基当量:104)(在25℃不是液态的成分)
a22:萘二醇酚醛清漆(新日铁住金化学株式会社制,商品名:SN-395)(在25℃不是液态的成分)
a23:苯酚酚醛清漆(明和化成株式会社制,商品名:DL-92,酚羟基当量:103)(在25℃不是液态的成分)
(固化促进剂)
a3:咪唑(四国化成工业株式会社制,商品名:2P4MZ)(在25℃不是液态的成分)
(无机填充材)
B1:氧化铝粒子(住友化学株式会社制,商品名:AA-1.5,平均粒径:1.5μm)
B2:二氧化硅粒子(株式会社Admatechs制,商品名:SC5500-SXE,苯基氨基硅烷处理,平均粒径:1.6μm)
B3:二氧化硅粒子(株式会社Admatechs制,商品名:SC2500-SXJ,苯基氨基硅烷处理,平均粒径:0.5μm)
B4:二氧化硅浆料(株式会社Admatechs制,商品名:SC2050-MTK,平均粒径:0.5μm,二氧化硅粒子的含量:70.18质量%)
(有机溶剂)
D:甲基乙基酮
<实施例1>
(清漆的调制)
如下调制具有表1所示的组成的清漆(清漆状树脂组合物)。向10L的聚乙烯制的容器中加入100g成分D。接着,向容器中加入750.8g成分B3后,使用搅拌叶片将成分B3分散而得到分散液。向该分散液中加入90.1g成分a11、31g成分a13、24g成分a14、9g成分a15、93.1g成分a21后进行搅拌。确认到成分a21已溶解后,加入1.9g成分a3,进一步进行1小时搅拌。通过尼龙制#200目(开口径:75μm)将得到的混合物过滤。收集滤液而得到清漆。
(密封材A的制作)
使用涂覆机将上述清漆涂布于铜箔(日本电解株式会社制,商品名:YGP-35R,铜箔厚度:35μm)上,得到涂膜后使涂膜干燥,从而在铜箔上形成树脂层。涂布和干燥在下述条件下进行。干燥后的树脂层的厚度为20μm。在树脂层的与铜箔相反的一侧配置50μm厚的保护层(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜),从而得到密封材A。需要说明的是,在下述各测定中,将保护层剥离后进行测定。
涂覆机:株式会社HIRANO TECSEED制的模涂机
涂布头方式:模头
涂布和干燥速度:5m/分钟
干燥条件(温度/炉长):60℃/3.3m、90℃/3.3m、110℃/3.3m
(密封材B的制作)
将涂布和干燥速度变更为1m/分钟,除此以外,与密封材A的制作同样地操作,制作密封材B。干燥后的树脂层的厚度为200μm。
(评价)
(1)树脂层的最低熔融粘度
使用流变仪按照以下步骤测定密封材A的树脂层的最低熔融粘度。首先,将0.6g树脂层从铜箔剥下,使用压缩成型机成型为直径2cm的小片(tablet)。在以下的条件下测定该小片的粘度。一边将温度从40℃升温至200℃一边测定粘度,将最低的粘度作为最低熔融粘度。在树脂层的熔融粘度低的情况下,能够容易地密封电子部件。将测定结果示于表1中。
[测定条件]
测定装置:流变仪,TA仪器日本株式会社制,商品名:ARES-G2
测定模式:Dynamic Temperature Ramp
频率:1.0Hz
温度范围:40~200℃
升温速度:5℃/分钟
(2)铜箔与固化后的树脂层的密合性
在下述层压条件下按照密封材A的树脂层与硅晶片(厚度:775μm)接触的方式将密封材A层压于硅晶片。接着,将上述硅晶片固定于SUS板后,在下述固化条件下使树脂层热固化。接着,以成为大于或等于5cm的长度的方式将3条宽度5mm的聚酯薄膜胶带(mylar tape)粘贴于铜箔的表面,并将铜箔的一部分蚀刻除去。接着,在下述条件下测定铜箔与固化后的树脂层之间的粘接强度。在铜箔与固化后的树脂层的粘接强度良好的情况下,能够容易地防止在形成配线的工艺中配线从密封结构体剥离。将测定结果示于表1中。
[层压条件]
层压机装置:株式会社名机制作所制,真空加压层压机MVLP-500
层压温度:110℃
层压压力:0.5MPa
抽真空时间:30秒
层压时间:40秒
[固化条件]
烘箱:ESPEC株式会社制,SAFETY OVEN SPH-201
烘箱温度:140℃
时间:60分钟
[粘接强度的测定条件]
粘接强度测定装置:株式会社岛津制作所制,EZTest/CE
拉伸速度:5cm/分钟
(3)密封结构体的翘曲
在下述层压条件下按照密封材B的树脂层与12英寸尺寸的硅晶片(厚度:800μm)接触的方式将密封材B层压于硅晶片。接着,在下述固化条件下将树脂层热固化而得到树脂固化体。接着,使用翘曲测定台装置(COMS株式会社制,商品名:CP-500)和翘曲测定激光装置(株式会社基恩士制,商品名:LK-030)测定上述树脂固化体的翘曲量。将测定结果示于表1中。
[层压条件]
层压机装置:株式会社名机制作所制,真空加压层压机MVLP-500
层压温度:90℃
层压压力:0.5MPa
抽真空时间:30秒
层压时间:40秒
[固化条件]
烘箱:ESPEC株式会社制,SAFETY OVEN SPH-201
烘箱温度:140℃
时间:120分钟
<实施例2>
使用689.6g的成分B1作为无机填充材,使用130.5g的成分a11、37.1g的成分a12和17.1g的成分a13作为环氧树脂,使用123.5g的成分a22作为固化剂,使用2.3g的成分a3作为固化促进剂,不使用含弹性体的环氧树脂,除此以外与实施例1同样地操作,调制具有表1所示的组成的清漆(清漆状树脂组合物)。然后,与实施例1同样地操作,制作密封材并且进行各测定。将测定结果示于表1中。
<实施例3>
使用802.2g的成分B1作为无机填充材,使用96.1g的成分a11和24g的成分a13作为环氧树脂,使用76.1g的成分a23作为固化剂,使用1.5g的成分a3作为固化促进剂,不使用含弹性体的环氧树脂,除此以外与实施例1同样地操作,调制具有表1所示的组成的清漆(清漆状树脂组合物)。然后,与实施例1同样地操作,制作密封材并且进行各测定。将测定结果示于表1中。
<实施例4>
向10L聚乙烯制的容器中加入1104g成分B4(无机填充材,二氧化硅浆料),使用搅拌叶片将成分B4所含的二氧化硅粒子分散而得到分散液。使用该分散液,使用79.2g的成分a11和28.1g的成分a13作为环氧树脂,使用24.1g的成分a14和9g的成分a15作为含弹性体的环氧树脂,使用83.2g的成分a23作为固化剂,使用1.7g的成分a3作为固化促进剂,除此以外与实施例1同样地操作,调制具有表1所示的组成的清漆(清漆状树脂组合物)。然后,与实施例1同样地操作,制作密封材并且进行各测定。将测定结果示于表1中。
<实施例5>
使用688.9g的成分B1作为无机填充材,使用129.3g的成分a11和55.1g的成分a13作为环氧树脂,使用124.3g的成分a22作为固化剂,使用2.3g的成分a3作为固化促进剂,不使用含弹性体的环氧树脂,除此以外与实施例1同样地操作,调制具有表1所示的组成的清漆(清漆状树脂组合物)。然后,与实施例1同样地操作,制作密封材并且进行各测定。将测定结果示于表1中。
<实施例6>
使用691.1g的成分B1、51.1g的成分B2和74.1g的成分B3作为无机填充材,使用89.1g的成分a11和22g的成分a12作为环氧树脂,使用71.1g的成分a21作为固化剂,使用1.4g的成分a3作为固化促进剂,不使用含弹性体的环氧树脂,除此以外与实施例1同样地操作,调制具有表1所示的组成的清漆(清漆状树脂组合物)。然后,与实施例1同样地操作,制作密封材并且进行各测定。将测定结果示于表1中。
[表1]
表1中,各成分的含量表示以树脂组合物的总质量(不包括溶剂)作为基准的含量。成分B4的含量(质量%)表示二氧化硅浆料中的二氧化硅粒子的含量(质量%)。液态树脂的比例(质量%)表示液态树脂在树脂组合物的总质量(不包括溶剂)中所占的比例(质量%)。无机填充材的比例(质量%)表示无机填充材在树脂组合物的总质量(不包括溶剂)中所占的比例(质量%)。
符号说明
1:密封材、10,40:电子部件、20:密封部、20a:树脂层、30,30a:金属层、50:基板、60:临时固定层、70:切割刀片、70a:切口部、100a,100b,100c,100d,100e:密封结构体。
Claims (3)
1.一种密封结构体的制造方法,其具备:
通过密封材的树脂层将多个第1电子部件密封的密封工序,所述密封材具备金属层和配置于所述金属层上的所述树脂层;
在所述密封工序之后,将所述金属层图案化而得到配线图案的工序;
在所述密封工序之后,在所述金属层的与所述树脂层相反的一侧配置第2电子部件的工序;以及
在所述密封工序之后,将具有所述第1电子部件、所述树脂层和所述金属层的结构体切割的工序。
2.一种密封结构体的制造方法,其具备:
通过密封材的树脂层将多个第1电子部件密封的密封工序,所述密封材具备配线图案和配置于所述配线图案上的所述树脂层;
在所述密封工序之后,在所述配线图案的与所述树脂层相反的一侧配置第2电子部件的工序;以及
在所述密封工序之后,将具有所述第1电子部件、所述树脂层和所述配线图案的结构体切割的工序。
3.根据权利要求2所述的密封结构体的制造方法,在所述密封工序之前进一步具备将密封材的金属层图案化而得到配线图案的工序,所述密封材具备所述金属层和配置于所述金属层上的树脂层。
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