CN110660748A - 密封用片和电子元件装置的制造方法 - Google Patents

密封用片和电子元件装置的制造方法 Download PDF

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土生刚志
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Abstract

一种密封用片,被用于形成密封层,所述密封层将被安装于基板的厚度方向的一个面的电子元件密封。所述密封用片的90℃的粘度为5kPa以上。由密封试验测定的最大长度L为150μm以下。

Description

密封用片和电子元件装置的制造方法
技术领域
本发明涉及密封用片和电子元件装置的制造方法,详细而言,涉及密封用片、以及使用该密封用片的电子元件装置的制造方法。
背景技术
以往已知,对基板、和安装于其上的电子元件形成通过压接密封用片而将电子元件埋设地密封的密封层,由此来制造电子元件装置(例如参照日本特开2016-089091号公报)。
发明内容
然而,被安装于基板的电子元件向上侧突出,电子元件的周侧面与安装有该电子元件的基板的表面正交。
因此,在用密封用片埋设电子元件时,无法用密封用片将电子元件的周侧面与基板的电子元件周边的表面之间完全密封,从而密封用片发生浮起,容易产生由电子元件的周侧面、基板的表面、以及浮起的密封用片的里面划分的大的空隙。因此,存在具有大的空隙的电子元件装置的可靠性降低的问题。
另一方面,密封用片虽然在将电子元件密封时发生软化,但是若使密封用片进一步软化,则虽然能够使空隙变得更小,但是在过度地进行流动的情况下,存在密封用片的材料露出到基板的外侧,进而将其周围污染等问题。
本发明提供一种密封用片和电子元件装置的制造方法,所述密封用片能够在抑制向外侧的露出的同时,将电子元件可靠地密封,从而制造可靠性优异的电子元件装置。
本发明(1)包括一种密封用片,其被用于形成密封层,所述密封层将被安装于基板的厚度方向的一个面的电子元件密封,所述密封用片的90℃的粘度为5kPa以上,所述密封用片的由下述密封试验测定的最大长度L为150μm以下。
<密封试验>
在玻璃制的试验基板的厚度方向的一个面配置试验元件,所述试验元件是与所述厚度方向正交的第一方向、以及与所述厚度方向和所述第一方向正交的第二方向各自的长度为10mm、厚度为400μm的矩形,在25℃、1330Pa的条件下,按照与所述试验元件在所述厚度方向上重叠的方式,使所述第一方向和所述第二方向各自的长度为20μm、厚度为260μm的矩形的所述密封用片以2MPa对所述试验元件加压60秒而紧密贴合,之后,将所述密封用片在150℃加热1小时,形成所述密封层。由所述试验元件的所述第一方向和所述第二方向中至少任意一个方向上的至少1个端面、所述试验基板的所述厚度方向的一个面、以及与所述端面和所述厚度方向的一个面相面对的所述密封层的厚度方向的另一个面划分而形成试验空隙,测定所述试验空隙中的所述一个方向的最大长度L。
该密封用片的90℃的粘度为5kPa以上,因此,在将密封用片加热而密封电子元件时,密封用片在发生软化的同时抑制过度流动,从而能够在抑制密封用片的材料露出的同时,将电子元件可靠地埋设。因此,该密封用片对电子元件的密封性优异,同时能够抑制向周围的污染。
另一方面,对于该密封用片而言,密封试验中测定的最大长度L短至150μm以下,因此即使对于细微的凹凸结构也能够没有空隙地追随,耐水性、耐候性优异,因此能够制造可靠性优异的电子元件装置。
因此,根据该密封用片,能够在抑制密封用片的材料露出的同时,将电子元件可靠地密封,能够制造可靠性优异的电子元件装置。
本发明(2)包括(1)中记载的密封用片,其90℃的粘度为200kPa以下。
本发明(3)包括(1)或(2)中记载的密封用片,其中,上述密封层的线膨胀系数为20ppm以下。
本发明(4)包括(1)~(3)中任一项记载的密封用片,其含有80质量%以上的无机填料。
本发明(5)包括(1)~(4)中任一项记载的密封用片,其含有2质量%以上的选自双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的至少任意一种2官能环氧树脂。
本发明(6)包括一种电子元件装置的制造方法,其具备:将(1)~(5)中任一项记载的密封用片按压于上述电子元件并进行加热,由此形成将上述电子元件密封的上述密封层的工序。
该电子元件装置的制造方法中,密封用片的90℃的粘度为5kPa以上,因此,在加热密封用片而将电子元件密封时,密封用片在发生软化的同时抑制过度流动,从而能够在抑制密封用片的材料露出的同时,将电子元件可靠地埋设。因此,该密封用片对电子元件的密封性优异,同时能够抑制向周围的污染。
另一方面,密封用片在密封试验中测定的最大长度L短至150μm以下,因此即使对于细微的凹凸结构也能够没有空隙地追随,耐水性、耐候性优异,因此能够制造可靠性优异的电子元件装置。
因此,根据该电子元件装置的制造方法,能够在抑制密封用片的材料露出抑制的同时,将电子元件可靠地密封,能够制造可靠性优异的电子元件装置。
根据本发明的密封用片和电子元件装置的制造方法,能够在抑制密封用片的材料露出的同时,将电子元件可靠地密封,能够制造可靠性优异的电子元件装置。
附图说明
图1A~图1C为使用作为本发明的密封用片的一个实施方式的电子元件密封用片来制造电子元件装置的工序图,图1A示出准备电子元件密封用片和电子元件安装基板的工序,图1B示出将电子元件密封用片与电子元件紧密贴合的压制工序,图1C示出将电子元件密封用片加热的加热工序。
图2A和图2B为用于说明在密封试验中准备电子元件密封用片和电子元件安装基板的工序的图,图2A示出俯视图,图2B示出剖视图。
图3A和图3B接在图2A和图2B之后,为用于说明密封试验中的压制试验工序的图,图3A示出俯视图,图3B示出剖视图。
图4A和图4B接在图3A和图3B之后,为用于说明密封试验中的加热试验工序的图,图4A示出俯视图,图4B示出剖视图。
图5示出图4A所示的加热试验工序的变形例的俯视图。
具体实施方式
参照图1A~图4B,说明作为本发明的密封用片的一个实施方式的电子元件密封用片。
需要说明的是,图3A和图4A中,后述电子元件4虽然在俯视中是观察不到的,但是为了明确表示其形状和配置,以透过电子元件密封用片1和密封层5的方式,用影线描画出电子元件4的与基板2的接触面。
如图1A~图1C所示,该电子元件密封用片1被用于制造电子元件装置(电子元件封装体)8。如图1C所示,电子元件装置8具备基板2、电子元件4和密封层5,在下文中进行说明。
另外,图1A所示的电子元件密封用片1不是将电子元件4密封后的密封层5(参照图1C),即,是将电子元件4密封之前、用于形成密封层5的前体片。
如图1A所示,电子元件密封用片1具有在与厚度方向正交的方向(面方向)上延伸的大致板形(膜形状)。电子元件密封用片1具有作为厚度方向的另一个面的第一面6、和作为厚度方向的一个面的第二面7。第一面6和第二面7是相互平行的平面(平坦面)。
第二面7会在之后进行所述,在电子元件密封用片1将电子元件4密封时,第二面7是与电子元件4的至少厚度方向的一个面9(后述)接触的元件接触面。另外,在电子元件密封用片1将电子元件4密封时,第二面7也是与基板2中不与电子元件4相对的厚度方向的一个面3接触的基板接触面。
在电子元件密封用片1将电子元件4(参照图1B)密封时,第一面6例如保持其平坦(平面)形状,确保与第二面7的厚度方向上的间隔,赋予规定的厚度。
电子元件密封用片1的材料若为后述粘度和后述密封试验中测定的最大长度L分别达到后述范围的材料,则没有特别限定。作为电子元件密封用片1的材料,例如可举出密封组合物。
密封组合物例如含有热固性成分。
热固性成分是通过将电子元件4密封时的加热而暂时软化、进而熔融流动、再通过进一步的加热而固化的成分。
另外,热固性成分在电子元件密封用片1中为B阶,而不是C阶(即,为完全固化前的状态)。需要说明的是,关于B阶,其是热固性成分呈液状的A阶、与热固性成分完全固化的C阶之间的状态,是固化稍微推进、压缩弹性模量小于C阶的压缩弹性模量的状态。
热固性成分例如包含主剂、固化剂和固化促进剂。
作为主剂,例如可举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、乙烯基酯树脂、氰基酯树脂、马来酰亚胺树脂、硅树脂等。作为主剂,从耐热性等观点出发,优选举出环氧树脂。若主剂为环氧树脂,则热固性成分与后述固化剂(环氧系固化剂)和固化促进剂(环氧系固化促进剂)一起构成环氧系热固性成分。
作为环氧树脂,可举出:例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、改性双酚A型环氧树脂、改性双酚F型环氧树脂、联苯型环氧树脂等2官能环氧树脂;例如苯酚线型酚醛型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四(羟苯基)乙烷型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂等3官能以上的多官能环氧树脂等。这些环氧树脂可以单独使用或并用2种以上。
优选举出2官能环氧树脂的单独使用,更优选举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂。
环氧树脂的环氧当量例如为10g/eq.以上,优选为100g/eq.以上,另外,例如为300g/eq.以下,优选为250g/eq.以下。
主剂(优选环氧树脂)的软化点例如为50℃以上,优选为70℃以上,另外,例如为110℃以下,优选为90℃以下。
密封组合物中,主剂(优选环氧树脂)的比例例如为1质量%以上,优选为2质量%以上,另外,例如为30质量%以下,优选为10质量%以下。另外,热固性成分中,主剂(优选环氧树脂)的比例例如为50质量%以上,优选为60质量%以上,另外,例如为90质量%以下,优选为10质量%以下。
密封组合物中,2官能环氧树脂(具体地,选自双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂中的至少任意一种2官能环氧树脂)的比例,例如为1质量%以上,优选为2质量%以上,更优选为3质量%以上,另外,例如为5质量%以下。上述2官能环氧树脂的比例若为上述下限以上,则能够使密封组合物的流动性提高,能够将电子元件4可靠地埋没。
固化剂是通过加热使上述主剂固化的成分(优选环氧树脂固化剂)。作为固化剂,例如可举出苯酚线型酚醛树脂等酚醛树脂。
关于固化剂的比例,若主剂为环氧树脂、固化剂为酚醛树脂,则相对于环氧树脂中的环氧基1当量,以使酚醛树脂中的羟基的合计例如为0.7当量以上、优选为0.9当量以上、并且例如为1.5当量以下、优选为1.2当量以下的方式进行调整。具体地,相对于主剂100质量份,固化剂的配合份数例如为30质量份以上,优选为50质量份以上,另外,例如为75质量份以下,优选为60质量份以下。
固化促进剂为通过加热而促进主剂的固化的催化剂(热固化催化剂)(优选环氧树脂固化促进剂),例如可举出有机磷系化合物,例如2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(2PHZ-PW)等咪唑化合物等。优选举出咪唑化合物。相对于主剂100质量份,固化促进剂的配合份数例如为0.05质量份以上,另外,例如为5质量份以下。
需要说明的是,密封组合物可以在上述热固性成分的基础上还含有无机填料、热塑性成分、颜料、硅烷偶联剂等添加剂。
无机填料为使密封层5(后述)的强度提高,对密封层5赋予优异的韧性的无机粒子。作为无机填料的材料,例如可举出石英玻璃、滑石、二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼等无机化合物。它们可以单独使用或并用2种以上。优选举出二氧化硅。
无机填料的形状没有特别限制,例如可举出大致球形、大致板形、大致针形、不定形等。优选举出大致球形。
无机填料的最大长度的平均值(若为大致球形,则为平均粒径)M例如为50μm以下,优选为20μm以下,更优选为10μm以下,另外,例如为0.1μm以上,优选为0.5μm以上。需要说明的是,关于平均粒径M,例如,基于通过激光散射法中的粒度分布测定法而求出的粒度分布,作为D50值(累积50%中值粒径)而求出。
另外,无机填料可以包含第一填料、以及具有比第一填料的最大长度的平均值M1小的最大长度的平均值M2的第二填料。
第一填料的最大长度的平均值(若为大致球形,则为平均粒径)M1例如为1μm以上,优选为3μm以上,另外,例如为50μm以下,优选为30μm以下。
第二填料的最大长度的平均值(若为大致球形,则为平均粒径)M2例如小于1μm,优选为0.8μm以下,另外,例如为0.01μm以上,优选为0.1μm以上。
第一填料的最大长度的平均值与第二填料的最大长度的平均值之比(M1/M2)例如为2以上,优选为5以上,另外,例如为50以下,优选为20以下。
第一填料和第二填料的材料可以均相同,也可以不同。
此外,关于无机填料,其表面可以局部或整体地由硅烷偶联剂等进行表面处理。
在无机填料含有上述第一填料和第二填料的情况下,密封组合物中,第一填料的比例例如为40质量%以上,优选大于50质量%,另外,例如为80质量%以下,优选为70质量%以下。相对于第一填料100质量份,第二填料的配合份数例如为40质量份以上,优选为50质量份以上,另外,例如为70质量份以下,优选为60质量份以下。
密封组合物中,无机填料的比例例如为50质量%以上,优选为65质量%以上,更优选为80质量%以上,另外,例如为95质量%以下,优选为90质量%以下。无机填料的含有比例若为上述下限以上,则能够使所得到的密封层5的可靠性提高。
热塑性成分为使将电子元件4密封时的电子元件密封用片1的柔软性提高的成分。热塑性成分例如为热塑性树脂。
作为热塑性树脂,例如可举出:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂(6-尼龙、6,6-尼龙等)、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、饱和聚酯树脂(PET等)、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等。这些热塑性树脂可以单独使用或并用2种以上。
作为热塑性树脂,从使与主剂(优选为环氧树脂)的分散性提高的观点出发,优选举出丙烯酸类树脂。
作为丙烯酸类树脂,例如可举出:将包含具有直链或支链的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯、和其他单体(共聚合性单体)的单体成分聚合而成的、含有羧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物(优选为含有羧基的丙烯酸酯共聚物)等。
作为烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、己基等碳数1~6的烷基等。
作为其他单体,例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含有羧基的单体等。
热塑性成分的重均分子量例如为10万以上,优选为30万以上,另外,例如为100万以下,优选为90万以下。需要说明的是,重均分子量利用凝胶渗透色谱法(GPC)基于标准聚苯乙烯换算值进行测定。
热塑性成分的比例(固体成分比例)以不阻碍密封组合物的热固化的方式进行调整,具体地,相对于密封组合物,例如为1质量%以上,优选为2质量%以上,另外,例如为10质量%以下,优选为5质量%以下。需要说明的是,热塑性成分可以用适宜的溶剂进行稀释来制备。
另外,热塑性成分的质量相对于无机填料的质量的比例(热塑性成分的质量/无机填料的质量)例如为0.175以上,优选为0.18以上,另外,例如为0.33以下,优选为0.30以下,更优选为0.25以下。上述比例若为上述的下限以上,则能够将电子元件密封用片1的后述粘度设定为期望的范围。上述比例若为上述的上限以下,则能够将电子元件密封用片1的后述长度L设定为期望的范围。
作为颜料,例如可举出炭黑等黑色颜料。颜料的平均粒径例如为0.001μm以上,例如为1μm以下。相对于密封组合物,颜料的比例例如为0.1质量%以上,另外,例如为2质量%以下。
作为硅烷偶联剂,例如可举出含有环氧基的硅烷偶联剂。作为含有环氧基的硅烷偶联剂,可举出:例如3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等3-环氧丙氧基二烷基二烷氧基硅烷;例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等3-环氧丙氧基烷基三烷氧基硅烷。优选举出3-环氧丙氧基烷基三烷氧基硅烷。相对于无机填料100质量份,硅烷偶联剂的配合比例例如为0.1质量份以上,优选为1质量份以上,另外,例如为10质量份以下,优选为5质量份以下。
电子元件密封用片1的厚度没有特别限制,例如为50μm以上,另外,例如为2000μm以下。
电子元件密封用片1的正交方向(面方向)的形状没有特别限制,其大小以将两个以上的电子元件4埋设(密封)、并且能够与从两个以上的电子元件4露出的基板2的厚度方向的一个面3接触的方式设定。具体地,电子元件密封用片1的面方向上的最大长度例如为1mm以上,另外,例如为100mm以下。
该电子元件密封用片1的90℃的粘度为5kPa以上,优选为10kPa以上,更优选为15kPa以上,进一步优选为25kPa以上,特别优选为40kPa以上,更进一步为50kPa以上,更进一步为75kPa以上,更进一步为100kPa以上。若电子元件密封用片1的90℃的粘度不满足上述的下限,则在加热电子元件密封用片1而将电子元件4密封时,电子元件密封用片1的材料过度软化,即,无法抑制过度的流动,电子元件密封用片1的材料向外侧露出。于是,电子元件密封用片1的周围受到污染。
另一方面,电子元件密封用片1的90℃的粘度例如为500kPa以下,优选为200kPa以下,更优选为100kPa以下。若电子元件密封用片1的粘度为上述的上限以下,则能够将后述密封试验中测定的最大长度L可靠地设定为后述范围。
需要说明的是,确定电子元件密封用片1的粘度的温度90℃,是表示加热时的最低熔融粘度的温度,并且是在对各种电子元件密封用片1的每一个反复实施测定时粘度的波动变小的温度。
电子元件密封用片1的粘度的测定方法在之后的实施例中详述。
就电子元件密封用片1而言,下述的密封试验中测定的第二试验空隙72的最大长度L为150μm以下。最大长度L优选为125μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选小于85μm,特别优选为80μm以下,进一步地适合为70μm以下、60μm以下、50μm以下、25μm以下,另外,例如为1μm以上。
<密封试验>
密封试验中,依次实施以下的压制试验工序(参照图2A~图3B)和加热试验工序(参照图4A和图4B)。
压制试验工序中,首先,如图2A和图2B所示,在玻璃制的试验基板52的厚度方向的一个面53配置1个试验元件54,所述试验元件54是与厚度方向正交的第一方向(图2A和图2B中的左右方向)、以及与厚度方向和第一方向正交的第二方向(图2A中的上下方向,图2B的进深方向)各自的长度L1为10mm、厚度T1为400μm的矩形。
接着,将第一方向和第二方向各自的长度L2为20mm、厚度T2为260μm的矩形的密封用试验片51以与试验元件54在厚度方向上重叠的方式配置后,在25℃、1330Pa的条件下放置10秒,接着,在相同条件(1330Pa的减压条件)下,如图3B所示地利用平板压机55以2MPa使密封用试验片51对试验元件54加压60秒而紧密贴合。
该压制试验工序中,密封用试验片51是将电子元件密封用片1(参照图1A和图1B)以达到上述大小(第一方向和第二方向各自的长度L2为20mm)的方式切割加工而得的试验用片。另外,密封用试验片51是以使其厚度T2为260μm的方式预先调整了厚度的电子元件密封用片1。
压制试验工序在减压装置(真空装置)60内实施。减压装置(真空装置)60的条件如上所述为25℃、1330Pa。
如图3A和图3B所示,在该压制试验工序中,形成第一试验空隙71,所述第一试验空隙71由试验元件54的第一方向和第二方向这两个方向的端面61(周侧面62)、试验基板52的厚度方向的一个面53、以及与端面61和厚度方向的一个面53相面对的密封层5的厚度方向的另一个面63划分而成。该第一试验空隙71例如与试验元件54的周侧面62即4个面(4个端面61)中的任1个相面对。
其中,4个第一试验空隙71并不面对与4个端面61对应的4个角部65。4个第一试验空隙71被4个角部65隔开(互不连通)。
加热试验工序中,如图4A和图4B所示,首先,将试验基板52和密封用试验片51从减压装置60中取出。于是,第一试验空隙71(参照图3A和图3B)为减压(真空)状态、另一方面密封用试验片51的外侧为大气压,因此,密封用试验片51被大气压推压,使得第一试验空隙71接近大气压。即,密封用片中与第一试验空隙71相面对的部分受到推压,使得第一试验空隙71的容积减小(第一试验空隙71缩小)。接着,在150℃加热1小时,形成密封层5。具体地,若密封用试验片51为含有热固性成分的B阶,则加热密封用试验片51,使密封用试验片51热固化(完全固化,C阶化)。
于是,密封用试验片51暂时软化而具有流动性。于是,通过上述推压而形成具有容积小于第一试验空隙71的容积的第二试验空隙72。
第二试验空隙72也由试验元件54的周侧面61(4个端面62)、试验基板52的厚度方向的一个面53、以及密封层5的厚度方向的另一个面63划分而成。另外,第二试验空隙72也与第一试验空隙71同样地被4个角部65隔开(互不连通)。
从而,得到第二试验空隙72中、从试验元件54至最远离的位置为止的长度(最大长度)作为宽度L。需要说明的是,在两个以上的第二试验空隙72的大小各自不同的情况下,取最大的第二试验空隙72的宽度L。
第二试验空隙72对应于4个端面61而形成了4个。4个端面61为:在第一方向上彼此相对的第一方向的一个端面81(例如图4A中的左面)和第一方向的另一端面82(例如图4A中的右面)、以及在第二方向上彼此相对的第二方向的一个端面83(例如图4A中的上面)和第二方向的另一端面84(例如图4A中的下面)。
与第一方向的一个端面81相面对、且距离其的第一方向上的最大长度为宽度L3,与第一方向的另一端面82相面对、且距离其的第一方向上的最大长度为宽度L4。与第二方向的一个端面83相面对、且距离其的第二方向上的最大长度为宽度L5,与第二方向的另一端面84相面对、且距离其的第二方向上的最大长度为宽度L6。
需要说明的是,就第一方向的一个端面81和/或第一方向的另一端面82相对应的第二试验空隙72而言,随着从第一方向的一个端面81和/或第一方向的另一端面82的第二方向端部朝向第二方向中央部,宽度变宽,在第二方向中央部具有宽度L3和/或宽度L4。就第二方向的一个端面83和/或第二方向的另一端面84相对应的第二试验空隙72而言,随着从第二方向的一个端面83和/或第二方向的另一端面84的第一方向端部朝向第一方向中央部,宽度变宽,在第一方向中央部具有宽度L5和/或宽度L6。
然后,取宽度L3~L6中的最大值作为L。具体地,在比较宽度L3和宽度L4、且宽度L3与宽度L4相同或更长时,取宽度L3作为第二试验空隙的最大长度即宽度L。另外,在比较宽度L3和宽度L5、且宽度L3与宽度L5相同或更长时,取宽度L3作为第二试验空隙的最大长度即宽度L。需要说明的是,对于宽度L3和宽度L6、宽度L4和宽度L5、宽度L4和宽度L6的比较,与上述同样进行,省略详细情况。
若第二试验空隙72的最大长度(幅)L超过上述的上限,则后述第二空隙17的大小变大,因此,无法追随细微的凹凸而均匀(均质)(美观)地进行埋没,所得到的电子元件装置8的可靠性降低。
制造电子元件密封用片1时,首先,制备密封组合物。具体地,配合上述成分,将它们混合,制备密封组合物。优选将上述各成分(和根据需要使用的溶剂)配合及混合,制备清漆。之后,将清漆涂布于未图示的剥离片,使其干燥,得到电子元件密封用片1。这种情况下,电子元件密封用片1以被剥离片(未图示)支承的状态得到。
另一方面,也可以不制备清漆,而通过混炼挤出由密封组合物形成电子元件密封用片1。
电子元件密封用片1中,电子元件密封用片1在含有热固性成分时,例如为B阶。
(电子元件装置的制造方法)
接着,参照图1A~图1C,对使用电子元件密封用片1来制造电子元件装置8的方法进行说明。
该方法具备:准备电子元件密封用片1和电子元件4的准备工序(参照图1A);以及使用电子元件密封用片1将电子元件4密封,形成密封层5的密封工序(参照图1B和图1C)。
(准备工序)
如图1A所示,准备工序中,准备上述的电子元件密封用片1(优选B阶的电子元件密封用片1)。另外,准备工序中,准备被安装于基板2的电子元件4。
电子元件4在基板2的一个面上相互隔开间隔地配置两个以上。两个以上的电子元件4分别具有沿面方向延伸的大致平板形状。具体地,电子元件4连续具备厚度方向的一个面9、厚度方向的另一个面10和作为正交方向端面的周侧面11。
厚度方向的一个面9和厚度方向的另一个面10为相互平行的平面。周侧面11在厚度方向上将厚度方向的一个面9和厚度方向的另一个面10的周端边缘连接。
作为电子元件4,没有特别限制,可举出各种电子元件,例如可举出中空型电子元件、半导体元件等。电子元件4以与基板2的厚度方向的一个面3相对的方式而安装了两个以上。两个以上的电子元件4例如倒装芯片安装于基板2。两个以上的电子元件4相互隔开间隔地配置于基板2的厚度方向的一个面3。
电子元件4的厚度例如为50μm以上,另外,例如为500μm以下。需要说明的是,两个以上的电子元件4的厚度可以彼此相同或不同。
在两个以上的电子元件4的厚度相互不同时,电子元件4的第一面9的厚度方向的位置产生偏差。这种情况下,两个以上的厚度方向的一个面9中,位于最靠厚度方向另一侧的厚度方向的一个面9、与位于最靠厚度方向一侧的厚度方向的一个面9的在厚度方向上的距离例如为20μm以上,进一步为50μm以上,另外,例如为5000μm以下,进一步为1000μm以下。
电子元件4的面方向的最大长度例如为1000μm以上,另外,例如为3000μm以下。彼此相邻的电子元件4间的距离(周侧面11的相邻距离)D2例如为5000μm以下,优选为2000μm以下,另外,例如为100μm以上,优选为500μm以上。
基板2和电子元件4一起具备于电子元件安装基板12。即,电子元件安装基板12具备电子元件4、和安装电子元件4的基板2。
基板2具有在面方向上延伸的大致平板形状。俯视中,基板2具有包围两个以上的电子元件4的大小。基板2具备厚度方向的一个面3和厚度方向的另一个面13。
厚度方向的一个面3为在厚度方向一侧露出的平面。厚度方向的另一个面13为与厚度方向的一个面3平行的平面。作为基板2的材料,没有特别限制,例如可举出树脂、陶瓷、金属等。基板2的厚度没有特别限制,例如为10μm以上,优选为1000μm以下。
(密封工序)
密封工序中,如图1B和图1C所示,接着,使用电子元件密封用片1将电子元件4密封。具体地,密封工序具备压制工序(参照图1B)和加热工序(参照图1C)。压制工序和加热工序被依次实施。
关于压制工序和加热工序各自的条件,可以包括上述的密封试验中的压制试验工序和加热试验工序的各工序的条件(温度、时间、压力等)。以下,依次说明压制工序和加热工序。
(压制工序)
如图1A的箭头和图1B所示,压制工序中,首先,以使电子元件密封用片1的第二面7与两个以上的电子元件4的厚度方向的一个面9接触的方式,使电子元件密封用片1朝向厚度方向另一侧,例如在减压装置内(具体地,真空装置60内)使用压机(未图示)进行加压。根据需要,同时将电子元件密封用片1加热。此时,电子元件密封用片1与电子元件4的外形对应地发生塑性变形。真空度、压力、温度等则没有特别限定。
由此,电子元件密封用片1将两个以上的电子元件4覆盖。换言之,两个以上的电子元件4被1个电子元件密封用片1部分地埋入。同时,电子元件密封用片1的第二面7与电子元件4的周围的基板2的厚度方向的一个面3发生接触。
然后,形成如图3A和图3B所示的、具有与密封试验中的第一试验空隙71相同的(或类似的)形状和配置的第一空隙14。第一空隙14由电子元件4的周侧面11、基板2的厚度方向的一个面3、以及与周侧面11和厚度方向的一个面3相面对的电子元件密封用片1的第二面7划分而成。
另外,第一空隙14与其外部(即真空装置60内的气氛)被电子元件密封用片1阻挡,即,不发生连通。
需要说明的是,电子元件密封用片1在含有热固性成分的情况下,例如依然为B阶。
(加热工序)
之后,如图1C所示,将电子元件安装基板12和电子元件密封用片1从真空装置60中取出,将它们置于大气压下,并且对它们进行加热。具体地,在电子元件密封用片1为含有热固性成分的B阶的情况下,通过上述加热,进行热固化(C阶化,完全固化)。由此,形成密封层5。即,密封层5由电子元件密封用片1制备。
需要说明的是,密封层5具有厚度方向的一个面15和厚度方向的另一个面16。厚度方向的一个面15由电子元件密封用片1的第一面6(参照图1A)形成。厚度方向的另一个面16由电子元件密封用片1的第二面7(参照图1A)形成。
而且,在该加热工序中,形成第一空隙14变小了的第二空隙17。
具体地,通过上述加热,电子元件密封用片1的流动性增大,并且第一空隙14内的气压低于其外部的气压(即为负压),因此形成第一空隙14变小了的第二空隙17。
该第二空隙17由电子元件4的周侧面11、基板2的厚度方向的一个面3、以及与周侧面11和厚度方向的一个面3相面对的密封层5的厚度方向的另一个面13划分。
需要说明的是,密封层5的材料例如为电子元件密封用片1的材料的固化物(C阶状物)。
密封层5的线膨胀系数α例如为100ppm以下,优选为20ppm以下,更优选为15ppm以下,另外,例如为1ppm以上。若密封层5的线膨胀系数α为上述的上限以下,则与电子元件4的线膨胀系数α之差变小,相对于热历程的密封层5与电子元件4的体积变化之差变小,因此可以得到可靠性优异的电子元件装置8。
由此,得到具备电子元件安装基板12和固化层5的电子元件装置8。另外,电子元件装置8具有上述的第二空隙17。
第二空隙17的、距离电子元件4的周侧面11的分离距离L6的最大值例如为150μm以下,优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为1μm以下。需要说明的是,第二空隙17的分离距离L6的最大值的求出方法与上述第二试验空隙72的最大长度L的求出方法相同。
而且,该电子元件密封用片1的90℃的粘度为5kPa以上,因此,在加热电子元件密封用片1而将电子元件4密封时,电子元件密封用片1能够在发生软化的同时抑制过度的流动,从而在抑制电子元件密封用片1的材料露出的同时,将电子元件4可靠地埋设。因此,该电子元件密封用片1对电子元件4的密封性优异,同时可以抑制对周围的污染。
另一方面,就该电子元件密封用片1而言,密封试验中测定的最大长度L短至150μm以下,因此,即使对于细微的凹凸结构也能够没有空隙地追随,耐水性、耐候性优异,因此,能够制造可靠性优异的电子元件装置8。
因此,根据该电子元件密封用片1,能够在抑制电子元件密封用片1的材料露出的同时,将电子元件4可靠地密封,能够制造可靠性优异的电子元件装置8。
该电子元件装置8的制造方法中,电子元件密封用片1的90℃的粘度为5kPa以上,因此,在加热电子元件密封用片1而将电子元件4密封时,电子元件密封用片1能够在发生软化的同时抑制过度的流动,从而在抑制电子元件密封用片1的材料露出的同时,将电子元件4可靠地埋设。因此,该电子元件密封用片1对电子元件4的密封性优异,同时可以抑制对周围的污染。
另一方面,关于电子元件密封用片1,密封试验中测定的最大长度L即宽度L短至150μm以下,因此,即使对于细微的凹凸结构也能够没有空隙地追随,耐水性、耐候性优异,因此,能够制造可靠性优异的电子元件装置8。
因此,根据该电子元件装置8的制造方法,能够在抑制电子元件密封用片1的材料露出的同时,将电子元件4可靠地密封,能够制造可靠性优异的电子元件装置8。
需要说明的是,电子元件装置8的制造方法也可以还具备:筛选工序,将满足上述密封试验中测定的最大长度L为150μm以下的基准的电子元件密封用片1分选为良品。
变形例
以下的各变形例中,对于与上述的一个实施方式相同的部件和工序赋予相同的参照符号,省略其详细说明。另外,各变形例除特殊说明以外,可以发挥与一个实施方式相同的作用效果。此外,能够将一个实施方式及其变形例适宜组合。
上述说明中,将压制工序在真空(减压)下实施,但并不限定于此,例如也能够在大气压下实施。优选在真空下实施压制工序。若在真空下实施压制工序,则在压制工序后的加热工序中,在将电子元件密封用片1置于大气压下(使电子元件密封用片1的气氛恢复至大气压)时,基于上述负压,能够使第二空隙17的分离距离L6进一步小于第二空隙17的容积。另外,密封试验由于具备在真空中进行压制的压制试验工序,因此基于(参照)该密封试验的结果,能够可靠地得到(分选)作为良品的电子元件装置8。
如图1C的虚线所示,该方法也可以具备将电子元件装置8中的电子元件4的周围的基板2和密封层5切割的工序。例如,在基板2的厚度方向的另一个面13配置虚线所示的切割带70,同时利用切割锯(未图示),将基板2和密封层5沿第一方向和第二方向切割。由此,将电子元件装置8小片化。
另外,密封试验中,第一试验空隙71和第二试验空隙72各自相对于4个端面62的每个而形成,但例如虽然未图示,也可以是1个、2个、3个的任意者。
进一步地,如图5所示,4个第一试验空隙71也可以连通,而具有包含4个角部65的1个大的俯视下大致圆环形状。另外,4个第二试验空隙72也可以连通,以包含4个角部65的方式具有1个大的、但小于第一试验空隙71的俯视下大致圆环形状。
一个实施方式中,在加热工序中,将电子元件密封用片1和电子元件安装基板12从真空装置60中取出,但是例如,也可以不从真空装置60中取出而是向真空装置60注入(引入)空气。
一个实施方式中,依次实施了压制工序和加热工序,但是例如,也可以同时实施。
电子元件密封用片1和密封层5均以单层形成,但是例如,虽然未图示,但也可以以两层以上形成。
实施例
以下示出实施例和比较例,进一步具体地说明本发明。需要说明的是,本发明并不被任何实施例和比较例限定。另外,以下记载中使用的配合比例(含有比例)、物性值、参数等具体数值可以替代为上述“实施方式”中所记载的、与它们对应的配合比例(含有比例)、物性值、参数等相应记载的上限(以“以下”、“小于”定义的数值)或下限(以“以上”、“大于”定义的数值)。
实施例和比较例中使用的各成分如以下所示。
环氧树脂A:新日铁化学公司制的YSLV-80XY(双酚F型环氧树脂、环氧当量200g/eq.软化点80℃)
环氧树脂B:日本化药公司制的EPPN501-HY(环氧当量169g/eq.软化点60℃)
固化剂:群荣化学公司制的LVR-8210DL(线型酚醛型酚醛树脂、环氧树脂固化剂、羟基当量:104g/eq.、软化点:60℃)
丙烯酸类树脂:根上工业公司制的HME-2006M,含有羧基的丙烯酸酯共聚物(丙烯酸系聚合物),重均分子量:60万,玻璃化转变温度(Tg):-35℃、固体成分浓度20质量%的甲基乙基酮溶液
固化促进剂:四国化成工业公司制的2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑),环氧树脂固化促进剂
硅烷偶联剂:信越化学公司制的KBM-403(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)
炭黑:三菱化学公司制的#20
第一填料:FB-5SDC(球状熔融二氧化硅粉末(无机填料),平均粒径5μm)
第二填料:将Admatechs公司制的SC220G-SMJ(平均粒径0.5μm)用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学公司制的制品名:KBM-503)进行了表面处理的无机填料。相对于无机填料的100质量份,以1质量份的硅烷偶联剂进行表面处理。
实施例1~5和比较例1~3
按照表1中记载的配方,制备密封组合物,由该密封组合物制造厚度260μm的电子元件密封用片1。需要说明的是,电子元件密封用片1以被未图示的剥离片支承的状态得到。
(评价)
评价下述项目。将它们的结果记载于表1。
(密封试验)
密封试验中,如图2A~图4B所示,依次实施上述压制试验工序和上述加热试验工序。
如图2A和图2B所示,压制试验工序中,首先,在减压装置60内,在由第一方向长度为76mm、第二方向长度为26mm的玻璃载片构成的试验基板52的厚度方向的一个面53上,配置1个长度L1为10mm、厚度T1为400μm的正方形的试验元件54。然后,由厚度T2为260μm的电子元件密封用片1制作长度L2为20mm的正方形的密封用试验片51。需要说明的是,剥离片(未图示)也与密封用试验片51一起以正方形形成。接着,以与试验元件54在厚度方向上重叠的方式配置密封用试验片51后,在25℃、1330Pa的条件下放置10秒,接着,在相同条件(1330Pa的减压条件)下,如图3B所示,利用平板压机55以2MPa使密封用试验片51对试验元件54加压60秒而紧密贴合。
如图4A和图4B所示,压制试验工序后的加热试验工序中,将试验基板52和密封用试验片51从减压装置60中取出,之后,剥离(除去)剥离片,之后在150℃加热1小时,使密封用试验片51完全固化,形成密封层5。
之后,利用KEYENCE公司制的商品名“数字显微镜”测定第二试验空隙72中的幅(最大长度)L。
(粘度)
利用流变仪(HAAKE公司制,MARS III)基于平行板法测定电子元件密封用片1的90℃下的粘度。详细而言,在间隔0.8mm、平行板直径8mm、频率1Hz、应变0.05%、90℃等温的条件下测定粘度3次,将其平均作为90℃下的粘度。
(线膨胀系数α)
将电子元件密封用片1在150℃加热1小时,得到固化物片(相当于密封层5的固化片)。之后,从固化物片中切出长度15mm×宽度4.5mm×厚度300μm的测定样品。接着,将测定样品安装于热机械测定装置(Rigaku公司制:型号TMA8310)的拉伸夹具后,在25~260℃的温度区域,在拉伸载荷2g、升温速度5℃/min的条件下,由30℃~50℃下的膨胀率算出线膨胀系数α。
(露出)
按照以下的基准评价露出。
○:上述密封试验中,密封组合物自剥离片的周端边缘的露出长度(量)为300μm以下。
×:上述密封试验中,密封组合物自剥离片的周端边缘的露出长度(量)大于300μm。
Figure BDA0002104937200000211
需要说明的是,上述说明作为本发明的例示的实施方式而提供,但这仅为例示,不限定性解释。对于本技术领域的技术人员而言显而易见的本发明的变形例包含于本申请的技术方案中。

Claims (6)

1.一种密封用片,其特征在于,被用于形成密封层,所述密封层将被安装于基板的厚度方向的一个面的电子元件密封,
所述密封用片的90℃的粘度为5kPa以上,
所述密封用片的由下述密封试验测定的最大长度L为150μm以下,
密封试验:
在玻璃制的试验基板的厚度方向的一个面配置试验元件,所述试验元件是与所述厚度方向正交的第一方向、以及与所述厚度方向和所述第一方向正交的第二方向各自的长度为10mm、厚度为400μm的矩形,
在25℃、1330Pa的条件下,按照与所述试验元件在所述厚度方向上重叠的方式,使所述第一方向和所述第二方向各自的长度为20μm、厚度为260μm的矩形的所述密封用片以2MPa对所述试验元件加压60秒而紧密贴合,
之后,将所述密封用片在150℃加热1小时,形成所述密封层,
由所述试验元件的所述第一方向和所述第二方向中至少任意一个方向上的至少1个端面、所述试验基板的所述厚度方向的一个面、以及与所述端面和所述厚度方向的一个面相面对的所述密封层的厚度方向的另一个面划分而形成试验空隙,测定所述试验空隙中的所述一个方向的最大长度L。
2.根据权利要求1所述密封用片,其特征在于,90℃的粘度为200kPa以下。
3.根据权利要求1所述密封用片,其特征在于,所述密封层的线膨胀系数为20ppm以下。
4.根据权利要求1所述密封用片,其特征在于,含有80质量%以上的无机填料。
5.根据权利要求1所述密封用片,其特征在于,含有2质量%以上的选自双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的至少任意一种2官能环氧树脂。
6.一种电子元件装置的制造方法,其特征在于,具备:将权利要求1所述密封用片按压于所述电子元件并进行加热,由此形成将所述电子元件密封的所述密封层的工序。
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