CN113272949A - 中空封装体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的中空封装体(103)具有基板(109)、元件(111)、隔板(113)和顶板(115)，并且设置有由基板(109)、隔板(113)和顶板(115)覆盖的一个以上的被封闭的中空部(117)，基板(109)、隔板(113)和顶板(115)被密封用树脂组合物的固化物密封。顶板(115)和隔板(113)均由有机材料构成，顶板(115)的厚度、隔板(113)的厚度、隔板的宽度和中空部(117)的最长宽度分别在规定的范围内。密封用树脂组合物含有(A)环氧树脂，其含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上；和(B)无机填充材料。

Description

中空封装体及其制造方法
技术领域
本发明涉及中空封装体及其制造方法。
背景技术
作为关于半导体封装体的密封的技术，有专利文献1(美国专利申请公开第2017/0047232号说明书)中所记载的技术。美国专利申请公开第2017/0047232号说明书中记载了在基板的上表面装载体声波(Bulk Acoustic Wave：BAW)滤波元件等表面安装元件，用片状的密封树脂组合物包覆表面安装元件，进行密封。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2017/0047232号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
鉴于近年的封装体开发环境中，对薄型化、小型化、端子间隔的窄间距化之类的要求不断提高，本发明的发明人对上述文献中所记载的技术进行了研究，结果发现，即使在密封具有中空部的元件的情况下，在成型后稳定地维持中空结构并且得到针对芯片下的狭窄间隙的填充性优异的封装体的方面也有改进的余地。
因此，本发明提供一种用于得到设置有中空部的元件的耐成型性优异并且针对狭窄间隙的填充性优异的封装体的密封技术。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明，提供一种中空封装体，其具有：
基板；
装载于上述基板上且选自半导体元件、MEMS和电子部件中的1种以上的元件；
隔板，其以包围所述元件的外周的方式设置于上述基板的上部；和
顶板，其与所述隔板的上表面接触地设置，并且覆盖所述元件的上部，
上述中空封装体设置有被上述基板、上述隔板和上述顶板覆盖的一个以上的被封闭的中空部，并且上述基板、上述隔板和上述顶板被密封用树脂组合物的固化物密封，
上述顶板和上述隔板均由有机材料构成，
上述顶板的厚度为10μm以上且50μm以下，
上述隔板的厚度为5μm以上且30μm以下，上述隔板的宽度为5μm以上且200μm以下，
与上述基板的元件装载面垂直的截面中的上述中空部的最长宽度为60μm以上且1000μm以下，
上述密封用树脂组合物含有：
(A)环氧树脂，其含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上；和
(B)无机填充材料。
并且，根据本发明提供一种中空封装体的制造方法，其包括以下工序1和工序2：
(工序1)通过在基板上形成由至少1种有机材料构成的隔板和顶板而设置一个以上的被封闭的中空部的工序，
(工序2)在0.1MPa以上且小于5.0MPa的低压下对密封用树脂组合物进行压缩成型，并对上述基板、上述隔板和上述顶板进行树脂密封的工序，
上述工序1包括以将选自半导体元件、MEMS和电子部件中的1种以上的元件配置于上述中空部内的方式将上述元件装载于上述基板上的步骤，
上述密封用树脂组合物含有：
(A)环氧树脂，其含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上；和
(B)无机填充材料。
发明效果
根据本发明，能够提供一种用于得到设置有中空部的元件的耐成型性优异并且针对狭窄间隙的填充性优异的封装体的密封技术。
附图说明
上述的目的、其他目的、特征和优点，将通过以下叙述的优选实施方式及其随附的以下附图而更加明确。
图1是表示本实施方式中的结构体的结构的截面图。
图2是表示本实施方式中的结构体的制造工序的截面图。
图3是表示本实施方式中的结构体的制造工序的截面图。
图4是表示设置有中空部的结构体的耐成型性的评价结果的图。
具体实施方式
以下，利用附图对实施方式进行说明。此外，在所有的附图中，对相同的构成要素标注共同的符号，并适当地省略说明。并且，图为概略图，并不一定与实际的尺寸比率一致。另外，除非另有说明，则数值范围的“X～Y”表示“X以上且Y以下”。
(中空封装体、结构体)
图1是表示本实施方式中的结构体的结构的一例的截面图。图1所示的结构体100是在基板101上装载有中空封装体103和封装体105的结构体。作为基板101，例如，可以使用中介层(Interposer)等有机基板。
中空封装体103和封装体105均由密封材料107密封。密封材料107由密封用树脂组合物的固化物构成。
以下，分别对中空封装体103和封装体105进行说明。
首先，对中空封装体103进行说明。中空封装体103具有：基板109；装载于基板109上且选自半导体元件、MEMS和电子部件中的1种以上的元件111；隔板113，其以包围元件111的外周的方式设置于基板109的上部；和顶板115，其与隔板113的上表面接触地设置，并且覆盖元件111的上部。中空封装体103设置有被基板109、隔板113和顶板115覆盖的一个以上的被封闭的中空部117。而且，基板109、隔板113和顶板115被密封材料107密封。密封材料107是密封用树脂组合物的固化物。关于密封用树脂组合物的构成将在后面叙述。
中空封装体103通过设置在顶板115的上部的凸块119而与基板101倒装芯片连接。并且，连接凸块119与基板101上的导电体的布线(未图示)可以设置在顶板115的上表面和侧表面、隔板113的侧表面以及基板101的上表面。
元件111只要是选自半导体元件、MEMS和电子部件中的1种以上即可，具体而言是应用于设置有中空结构的封装体的元件。作为这样的元件111的具体例，可以举出BAW滤波器、表面声波(SAW：Surface Acoustic Wave)滤波器等高频滤波器。
基板109的材料可以根据元件111的种类等而选择。基板109例如可以是硅基板等半导体基板。并且，当元件111为高频滤波器时，作为基板109的材料，可以优选举出钽酸锂(LT)、铌酸锂(LN)等压电体。
隔板113和顶板115的大小可以根据元件111的大小而设定。
从在元件111的周围确保中空部117的观点考虑，隔板113的厚度优选为5μm以上，更优选为7μm以上。另外，从中空封装体103的薄型化的观点考虑，隔板113的厚度优选为30μm以下，更优选为20μm以下。
从提高耐成型性的观点考虑，隔板113的宽度优选为5μm以上，更优选为20μm以上。另外，从中空封装体103的小型化的观点考虑，隔板113的宽度优选为200μm以下，更优选为100μm以下。
在此，隔板113的厚度是指与基板109垂直的方向上的隔板113的长度，隔板113的宽度是指基板109的面内方向上的隔板113的长度。
从提高耐成型性的观点考虑，顶板115的厚度优选为10μm以上，更优选为15μm以上。另外，从中空封装体103的薄型化的观点考虑，顶板115的厚度优选为50μm以下，更优选为30μm以下。
在此，顶板115的厚度是指与基板109垂直的方向上的顶板115的长度。
从在元件111的周围确保中空部117的观点考虑，与基板109的元件装载面垂直的截面中的中空部117的最长宽度优选为60μm以上，更优选为100μm以上。另外，从中空封装体103的小型化的观点考虑，中空部117的上述最长宽度优选为1000μm以下，更优选为800μm以下。
作为中空部117的截面形状，例如可以举出矩形。另外，作为中空部117的平面形状，例如可以举出正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或结合这些而成的形状。
隔板113和顶板115均优选由有机材料构成。隔板113与顶板115的材料可以是相同种类也可以是不同种类。
当隔板113和顶板115中的至少一方是有机材料时，从通过简单的工序而稳定地形成隔板113和顶板115的观点考虑，该有机材料优选为感光性干膜抗蚀剂，更优选为负型感光性干膜抗蚀剂，进一步优选为含有光酸产生剂和环氧树脂的负型感光性干膜抗蚀剂。
并且，从相同的观点考虑，隔板113和顶板115优选为由感光性树脂组合物的固化物构成。以下，对感光性树脂组合物的结构进行具体说明。
(感光性树脂组合物)
作为在隔板113或顶板115的形成中所使用的感光性树脂组合物，可以使用以聚酰亚胺、聚酰胺、苯并环丁烯、聚苯并噁唑、马来酰亚胺、丙烯酸酯树脂、酚醛树脂或环氧树脂等为主要成分的各种感光性树脂组合物，例如可以使用国际公开第2012/008472号中所记载的组合物。此时，感光性树脂组合物优选含有光酸产生剂和环氧树脂。
光酸产生剂优选含有三(4-(4-乙酰基苯基)硫代苯基)锍四(五氟苯基)硼酸盐，更优选为三(4-(4-乙酰基苯基)硫代苯基)锍四(五氟苯基)硼酸盐。作为三(4-(4-乙酰基苯基)硫代苯基)锍四(五氟苯基)硼酸盐，例如可以使用BASF公司制Irgacure(注册商标)PAG290。
以光酸产生剂与环氧树脂的合计量为100质量％，感光性树脂组合物中的光酸产生剂的含量优选为0.1质量％以上，另外，优选为15质量％以下。
从降低感光性树脂组合物的固化收缩率的观点考虑，环氧树脂的环氧当量优选为150g/eq.以上。另外，从抑制感光性树脂组合物的交联密度过于降低而固化膜的强度、耐化学药品性、耐热性、耐裂纹性等降低的观点考虑，环氧树脂的环氧当量优选为500g/eq.以下。
在此，环氧当量是按照JIS K7236的方法进行测定的。
并且，从抑制掩模粘连的观点和抑制常温下的软化的观点考虑，环氧树脂的软化点优选为40℃以上，更优选为50℃以上。另外，从提高针对基板109的贴合性的观点考虑，环氧树脂的软化点优选为120℃以下，更优选为100℃以下。
在此，软化点是按照JIS K7234的方法进行测定的。
环氧树脂更优选具有上述范围的环氧当量和上述范围的软化点，作为这样的环氧树脂的具体例，可以举出EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-4400H、EPPN-201、EPPN-501H、EPPN-502H、XD-1000、BREN-S、NER-7604、NER-7403、NER-1302、NER-7516、NC-3000H(均为商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制)、EPICOAT 157S70(商品名，Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.制)、EHPE3150(商品名，DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制)。
作为环氧树脂的具体例，可以举出酚醛清漆型环氧树脂、通过具有烯烃的化合物的氧化反应而得到的环氧树脂等。
另外，从固化物的耐化学药品性、耐等离子体性和透明性高、进而固化物为低吸湿性固化物的方面考虑，作为优选的环氧树脂的具体例，可以举出EPICOAT 157(MitsubishiChemical Co.,Ltd.制，环氧当量180～250g/eq.，软化点80～90℃)、EPON SU-8(商品名，Resolution Performance Products LLC.制，环氧当量195～230g/eq.，软化点80～90℃)等双酚A酚醛清漆型环氧树脂；NC-3000(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量270～300g/eq.，软化点55～75℃)等联苯-苯酚酚醛清漆型环氧树脂；
NER-7604和NER-7403(均为商品名，醇性羟基的一部分被环氧化后的双酚F型环氧树脂，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量200～500g/eq.，软化点55～75℃)、NER-1302和NER-7516(均为商品名，醇性羟基的一部分被环氧化后的双酚A型环氧树脂，NipponKayaku Co.,Ltd.制，环氧当量200～500g/eq.，软化点55～75℃)等醇性羟基的一部分被环氧化后的双酚A型或F型环氧树脂；
EOCN-1020(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量190～210g/eq.，软化点55～85℃)等甲酚酚醛清漆型环氧树脂；
NC-6300(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量230～235g/eq.，软化点70～72℃)等多官能环氧树脂；
日本特开平10-97070号公报中记载有制造方法的聚羧酸环氧树脂(环氧当量通常为300～900g/eq.)等使1分子中至少具有2个以上的环氧基的环氧树脂与1分子中至少具有1个以上的羟基及1个羧基的化合物的反应物与多元酸酐反应而得到的环氧树脂；
EPPN-201(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量180～200g/eq.，软化点65～78℃)等三酚基甲烷型环氧树脂；
EPPN-501H(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量162～172g/eq.，软化点51～57℃)、EPPN-501HY(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量163～175g/eq.，软化点57～63℃)、EPPN-502H(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量158～178g/eq.，软化点60～72℃)等三苯甲烷型环氧树脂；
EHPE3150(商品名，DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制，环氧当量170～190g/eq.，软化点70～85℃)等脂环式环氧树脂；
XD-1000(商品名，Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，环氧当量245～260g/eq.，软化点68～78℃)等二环戊二烯型环氧树脂；以及
通过日本特开2007-291263号公报中所记载的方法得到的共缩合物即环氧树脂(环氧当量通常为400～900g/eq.)。
从提高中空部117的耐成型性的观点考虑，以光酸产生剂与环氧树脂的合计量为100质量％，感光性树脂组合物中的环氧树脂的含量优选为85质量％以上，另外，优选为99.9质量％以下。
感光性树脂组合物可以含有除了光酸产生剂和环氧树脂以外的成分，作为这样的成分的具体例，可以含有具有混合性的反应性环氧单体和溶剂中的1种以上。
感光性树脂组合物含有反应性环氧单体，由此能够改善图案的性能。作为反应性环氧单体的具体例，可以举出二乙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、二羟甲基丙烷二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚(例如ADEKA CORPORATION制，ED506)、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(例如ADEKA CORPORATION制，ED505)、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(例如低氯型，Nagase ChemteX Corporation制，EX321L)、季戊四醇四缩水甘油醚等，优选为其中的经过低氯制造方法或精制工序的低氯型的单体。
关于反应性环氧单体的含量，在以光酸产生剂、环氧树脂和适当反应性环氧单体的合计为抗蚀剂的固体成分时，例如大于0质量％，另外，从抑制掩模粘连的观点考虑，优选在上述固体成分中为10质量％以下，更优选为7质量％以下。
此外，本说明书中的反应性环氧单体是指，基于GPC的测定结果、通过聚苯乙烯换算计算出的重均分子量为1,000以下的室温下为液态的环氧化合物。
另外，感光性树脂组合物含有溶剂，由此能够降低感光性树脂组合物的粘度，并能够提高涂膜性。作为溶剂，只要是油墨、涂料等通常使用的有机溶剂，且能够溶解感光性树脂组合物的各构成成分，则可以无限制地使用。作为溶剂的具体例，可以举出丙酮、甲乙酮、环己酮、环戊酮等酮类；甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类；二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚等二醇醚类；乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯类；甲醇、乙醇、溶纤剂、甲基溶纤剂等醇类；辛烷、癸烷等脂肪族烃；石油醚、石脑油、氢化石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂。
从适当保持主成分的溶解性和成分的挥发性、组合物的液体粘度等观点考虑，溶剂的含量相对于感光性树脂组合物总量，优选为10质量％以上，另外，优选为95质量％以下，更优选为90质量％以下。
另外，从提高组合物相对基板的密合性的观点考虑，感光性树脂组合物还可以含有密合性赋予剂。密合性赋予剂例如是硅烷偶联剂和钛偶联剂等偶联剂，优选为硅烷偶联剂。
密合性赋予剂的含量例如大于0质量％，另外，从抑制固化膜的物性降低的观点考虑，相对于感光性树脂组合物总量，优选为15质量％以下，更优选为5质量％以下。
从吸收紫外线且向光酸产生剂供给所吸收的光能的观点考虑，感光性树脂组合物还可以含有敏化剂。
作为敏化剂的具体例，可以举出2,4-二乙基噻吨酮等噻吨酮类、9,10-二甲氧基-2-乙基蒽等在9位和10位具有C1～C4烷氧基的蒽化合物(9,10-二烷氧基蒽衍生物)。9,10-二烷氧基蒽衍生物还可以具有取代基。
敏化剂更优选为2,4-二乙基噻吨酮和9,10-二甲氧基-2-乙基蒽。
由于敏化剂即使为少量也能够发挥效果，因此其含量相对于光酸产生剂例如大于0质量％，另外，优选为30质量％以下，更优选为20质量％以下。
另外，当需要降低来自光酸产生剂的离子的影响时，感光性树脂组合物还可以含有有机铝化合物等离子捕捉剂。
关于离子捕捉剂的配合量，在将光酸产生剂和环氧树脂以及适当的反应性环氧单体的合计作为抗蚀剂的固体成分时，相对于这些固体成分例如大于0质量％，另外，优选为10质量％以下。
感光性树脂组合物也可以含有热塑性树脂、着色剂、增粘剂、消泡剂、调平剂等各种添加剂。
作为热塑性树脂，例如可以举出聚醚砜、聚苯乙烯、聚碳酸酯。
作为着色剂，例如可以举出酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、结晶紫、氧化钛、碳黑、萘黑。
作为增粘剂，例如可以举出Orben、改性膨润土(Bentone)、蒙脱石。
作为消泡剂，例如可以举出有机硅系、氟系和高分子系等的消泡剂。
这些添加剂的配合量可以根据使用目的而适当选择，但相对于感光性树脂组合物总量例如分别为0.1质量％以上，另外，例如为30质量％以下。
另外，感光性树脂组合物还可以含有无机填充材料。作为无机填充材料的具体例，可以举出硫酸钡、钛酸钡、氧化硅、无定形二氧化硅、滑石、粘土、碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、氢氧化铝、云母粉。
无机填充材料的配合比率例如在感光性树脂组合物中大于0质量％，另外，例如为60质量％以下。
从提高中空部117的耐成型性的观点考虑，感光性树脂组合物优选含有0.1质量份以上且15质量份以下的光酸产生剂、85质量份以上且99.9质量份以下的环氧树脂、1质量份以上且10质量份以下的反应性环氧单体、5.8质量份以上且2090质量份以下的溶剂，根据需要，也可以添加上述密合性赋予剂、敏化剂、离子捕捉剂、热塑性树脂、着色剂、增粘剂、消泡剂、调平剂和无机填充材料。
接着，对感光性树脂组合物的制造方法进行说明。
在本实施方式中，感光性树脂组合物例如通过利用通常的方法混合、搅拌规定配合量的原料成分而得到，根据需要也可以使用溶解器(Dissolver)、均质机、3辊磨机等分散机进行分散、混合。并且，混合之后，还可以使用筛子、膜滤器等进行过滤。
接着，对感光性树脂组合物的性状进行说明。感光性树脂组合物例如可以形成为液态。
另外，感光性树脂组合物优选为干膜抗蚀剂。干膜抗蚀剂通过在基膜上使用辊涂机、模涂机、刮刀式涂布机、棒涂机、凹版涂布机等而涂布感光性树脂组合物之后，例如，在设定为45℃以上且100℃以下的干燥炉中进行干燥，除去规定量的溶剂而得到。并且，也可以在抗蚀剂上适当层叠覆盖膜等。作为成为抗蚀剂基材的基膜和覆盖膜的具体例，可以举出聚酯、聚丙烯、聚乙烯、TAC、聚酰亚胺等膜。这些膜也可以用有机硅系脱模处理剂或非有机硅系脱模处理剂等进行脱模处理。
接着，返回图1对封装体105进行说明。封装体105是由半导体元件121经由凸块123与基板101的元件装载面倒装芯片连接而成。封装体105中，半导体元件121和凸块123由密封材料107密封。
作为封装体105的具体例，可以举出QFP(Quad Flat Package：四面扁平封装)、SOP(Small Outline Package：小外形封装)、BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)、CSP(ChipSize Package：芯片尺寸封装)、QFN(Quad Flat Non-leaded Package：四面扁平无引脚封装)、SON(Small Outline Non-leaded Package：小型无引脚封装)、LF-BGA(Lead FlameBGA)、SiP(System In Package：封装体系)、LGA(Land Grid Array：栅格阵列)。
接着，对密封材料107进行说明。密封材料107是密封用树脂组合物的固化物。在图1中，在基板101的元件装载面的整个面上设置密封材料107，将中空封装体103和封装体105进行密封。
(密封用树脂组合物)
在本实施方式中，密封用树脂组合物用于中空封装体103的基板109、隔板113和顶板115的密封，含有以下成分(A)和(B)。
(A)环氧树脂，其含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上；
(B)无机填充材料。
(成分(A))
成分(A)的环氧树脂含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上。
从提高密封用树脂组合物的填充特性的观点和提高中空封装体的耐成型性的观点考虑，成分(A)优选含有选自联苯芳烷基型环氧树脂；三苯甲烷型环氧树脂；联苯型环氧树脂；和双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂中的1种或2种以上，更优选含有选自联苯芳烷基型环氧树脂、双酚A型环氧树脂和双酚A型环氧树脂组成中的1种或2种以上。
从在成型时得到适当的流动性从而实现填充性和成型性的提高的观点考虑，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，密封用树脂组合物中的成分(A)的含量优选为2质量％以上，更优选为3质量％以上，进一步优选为4质量％以上。
从提高中空封装体103的耐成型性的观点考虑，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，密封用树脂组合物中的成分(A)的含量优选为40质量％以下，更优选为30质量％以下，进一步优选为15质量％以下，进而更优选为10质量％以下。
(成分(B))
作为成分(B)的无机填充材料，可以使用通常在密封用树脂组合物中所使用的材料。作为无机填充材料的具体例，可以举出熔融二氧化硅、结晶二氧化硅等二氧化硅；氧化铝；滑石；氧化钛；氮化硅；氮化铝。这些无机填充材料可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
其中，从通用性优异的观点考虑，无机填充材料优选含有二氧化硅，更优选使用熔融二氧化硅。
关于无机填充材料的大小，从提高密封用树脂组合物的流动性，能够在半导体元件等元件111与基板之间不产生空隙等而填充密封用树脂组合物的观点考虑，通过了网眼20μm的筛子时的筛下部分的含量相对于无机填充材料总量优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上，进一步优选为100质量％。并且，通过了上述网眼20μm的筛子时的筛下部分的含量的上限并无限制，为100质量％以下。
从提高使用密封用树脂组合物而形成的密封材料的低吸湿性和低热膨胀性，更有效地提高所得到的半导体封装的耐湿可靠性和耐回焊性的观点考虑，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，密封用树脂组合物中的无机填充材料的含量优选为50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上。
另外，从更有效地提高密封用树脂组合物的成型时的流动性和填充性的观点考虑，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，密封用树脂组合物中的无机填充材料全体的含量优选为95质量％以下，更优选为93质量％以下，进一步优选为90质量％以下。
在本实施方式中，密封用树脂组合物也可以含有除了环氧树脂和无机填充材料以外的成分。
例如，密封用树脂组合物还可以含有固化剂。
(固化剂)
固化剂可以大致分为例如加聚型的固化剂、催化剂型的固化剂和缩合型的固化剂3种类型，可以使用它们中的1种或2种以上。
作为加聚型的固化剂，例如可以举出二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、间苯二甲胺(MXDA)等脂肪族多胺；二氨基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯砜(DDS)等芳香族多胺；此外，还可以举出包含二氰二氨(DICY)、有机酸二酰肼等的多胺化合物；包含六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)等脂环族酸酐、偏苯三酸酐(TMA)、均苯四酸酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸(BTDA)等芳香族酸酐等的酸酐；酚醛清漆型酚醛树脂、聚乙烯基苯酚等酚醛树脂固化剂；多硫化物、硫酯、硫醚等多硫醇化合物；异氰酸酯预聚物、封端化异氰酸酯等异氰酸酯化合物；含羧酸的聚酯树脂等有机酸类等。
作为催化剂型固化剂，例如可以举出二甲基苄胺(BDMA)、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)等叔胺化合物；2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI24)等咪唑化合物；BF3配位化合物等路易斯酸等。
作为缩合型固化剂，例如可以举出酚醛树脂、含羟甲基的尿素树脂之类的尿素树脂；含羟甲基的三聚氰胺树脂之类的三聚氰胺树脂等。
其中，从提高关于耐燃性、耐湿性、电特性、固化性和保存稳定性等的平衡的观点考虑，优选为酚醛树脂固化剂。作为酚醛树脂固化剂，可以使用一分子内具有2个以上的酚性羟基的单体、低聚物、聚合物全部，其分子量、分子结构并无限定。
作为固化剂中所使用的酚醛树脂固化剂，例如可以举出联苯芳烷基型酚醛树脂；苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂；聚乙烯基苯酚；苯酚-羟基苯甲醛树脂、三苯甲烷型酚醛树脂、经甲醛改性的三苯甲烷型酚醛树脂等改性三苯甲烷型酚醛树脂等多官能型酚醛树脂；萜烯改性酚醛树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂等改性酚醛树脂；具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的萘酚芳烷基树脂等芳烷基型酚醛树脂；双酚A、双酚F等双酚化合物等，这些可以单独使用1种也可以并用2种以上。其中，从提高耐热性和填充性的观点考虑，更优选使用苯酚-羟基苯甲醛树脂等多官能型酚醛树脂。另外，从相同的观点考虑，还优选使用选自联苯芳烷基系酚醛树脂和三苯甲烷型酚醛树脂中的1种以上。
在本实施方式中，从成型时实现优异的流动性，实现填充性和成型性的提高的观点考虑，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，密封用树脂组合物中的固化剂的含量优选为1质量％以上，更优选为2质量％以上，进一步优选为3质量％以上。
另外，关于以密封用树脂组合物的固化物作为密封材料的半导体封装体，从提高耐湿可靠性和耐回焊性的观点考虑，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，密封用树脂组合物中的固化剂的含量优选为25质量％以下，更优选为15质量％以下，进一步优选为10质量％以下。
另外，密封用树脂组合物也可以含有除了上述成分以外的成分，例如可以适当地配合偶联剂、固化促进剂、流动性赋予剂、脱模剂、离子捕捉剂、低应力成分、阻燃剂、着色剂、抗氧化剂等各种添加剂中的1种以上。关于这些成分的含量，将密封用树脂组合物总量设为100质量％时，分别可以设为例如0.1～5质量％左右。
其中，偶联剂例如可以含有选自环氧硅烷、巯基硅烷、仲氨基硅烷等氨基硅烷、烷基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯酸硅烷等各种硅烷化合物、钛化合物、铝螯合物类、铝/锆化合物等公知的偶联剂中的1种或2种以上。
固化促进剂(催化剂)例如可以含有选自有机膦、四取代鏻化合物、磷酸甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加合物、鏻化合物与硅烷化合物的加合物等含有磷原子的化合物；例示1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、二甲基苄胺、2-甲基咪唑等脒或叔胺、上述脒或胺的季盐等的含有氮原子的化合物中的1种或2种以上。其中，从提高固化性的观点考虑，更优选含有含磷原子的化合物。另外，从提高成型性与固化性的平衡的观点考虑，更优选含有四取代鏻化合物、磷酸甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加合物、鏻化合物与硅烷化合物的加合物等具有潜伏性的物质。
作为流动性赋予剂的具体例，可以举出2,3-二羟基萘。
脱模剂可以含有例如选自棕榈蜡等天然蜡、褐煤酸酯蜡等合成蜡、硬脂酸锌等高级脂肪酸及其金属盐类以及石蜡(paraffin)中的1种或2种以上。
作为离子捕捉剂的具体例，可以举出水滑石。
作为低压力成分的具体例，可以举出硅油、硅橡胶。
作为阻燃剂的具体例，可以举出氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、磷腈(phosphazene)。
作为着色剂的具体例，可以举出炭黑、氧化铁红。
作为抗氧化剂的具体例，可以举出受阻酚(hindered phenol)化合物、受阻胺(hindered amine)化合物、硫醚化合物。
从提高固化物的耐热性的观点考虑，密封用树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)优选为100℃以上，更优选为110℃以上，进一步优选为120℃以上。
并且，固化物的Tg的上限并无限制，但从提高固化物的韧性的观点考虑，优选为200℃以下，更优选为180℃以下，进一步优选为160℃以下。
在此，固化物的玻璃化转变温度使用热机械分析(Thermal MechanicalAnalysis：TMA)装置(Seiko Instruments Inc.制，TMA100)在测定温度范围0℃～320℃、升温速度5℃/分钟的条件下进行测定。
在本实施方式中，密封用树脂组合物的形状优选为锭状或粒状。作为粒状密封用树脂组合物，具体而言，可以举出粉粒体的树脂组合物。在此，密封用树脂组合物为粉粒体是指粉末状或颗粒状中的任一种的情况。
接着，对密封用树脂组合物的制造方法进行说明。
在本实施方式中，密封用树脂组合物例如可以通过如下方法而得到，即利用公知的方法对上述的各成分进行混合，进而使用辊、捏合机或挤出机等混炼机进行熔融混炼，冷却之后进行粉碎。并且，关于所得到的密封用树脂组合物，可以适当地调整分散度或流动性等。
在本实施方式中，通过分别使用上述的构成的感光性树脂组合物和密封用树脂组合物，并且将隔板113和顶板115的大小设定为规定的大小，能够得到稳定地维持中空封装体103中的中空部117，并且多个凸块123之间等的狭窄间隙的填充性优异的结构体100。
此外，图1中示出了在基板101上装载有中空封装体103和封装体105的例子，但在本实施方式中，结构体可以仅装载有中空封装体，也可以混合装载有中空封装体和不具有中空部的元件。并且，当结构体包括多个封装体时，多个封装体可以通过以下工序而被单片化。
接着，对中空封装体103和具备其的结构体100的制造方法进行说明。在本实施方式中，中空封装体103的制造方法包括以下工序1和工序2。
(工序1)通过在基板109上形成由至少1种有机材料构成的隔板113和顶板115而设置一个以上的被封闭的中空部117的工序；
(工序2)在0.1MPa以上且小于5.0MPa的低压下对上述的本实施方式中的密封用树脂组合物进行压缩成型，对基板109、隔板113和顶板115进行树脂密封的工序。
以下，参考图2的(a)～图2的(d)进一步进行具体说明。图2的(a)～图2的(d)是表示结构体100的制造工序的截面图。
首先，如图2的(a)所示，在基板109上装载元件111。
接着，如图2的(b)所示，在基板109的元件装载面上，从元件111隔开而形成包围元件111的外周的隔板113，在隔板113上形成覆盖隔板113的上部的顶板115，并且设置中空部117。但是，如参考图3的(a)～图3的(e)在后面叙述，可根据情况在形成隔板之后装载元件111，最后形成顶板115。
具有规定平面形状的隔板113和顶板115的形成，例如可以使用上述的感光性树脂组合物，并利用国际公开第2012/008472号中所记载的方法而进行。
具体而言，当使用液态感光性树脂组合物的情况下，例如使用旋涂器等，在设置有元件111的基板109上例如以0.1μm以上且1000μm以下的厚度涂布感光性树脂组合物，例如在60℃以上且130℃以下进行5分钟以上且60分钟以下的时间的热处理而去除溶剂，从而形成感光性树脂组合物层。然后，载置具有与隔板113的平面形状对应的图案的掩模，并照射紫外线，例如在50℃以上且130℃以下进行1分钟以上且50分钟以下的加热处理。然后，使用显影液，例如在15℃以上且50℃以下对未曝光部分进行1分钟以上且180分钟以下的显影而形成图案。
例如在130℃以上且200℃以下的温度下对其进行加热处理而得到永久保护膜。作为显影液，例如可以使用γ-丁内酯、三乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等有机溶剂或这些的有机溶剂与水的混合液等。显影中可以使用搅拌桨型、喷雾型、喷淋型等显影装置，也可以适当地进行超声波照射。
另外，当使用干膜抗蚀剂时，例如去除覆盖膜，并通过手压辊、层压机等，例如在温度30℃以上且100℃以下、压力0.05MPa以上且2MPa以下转印到基板109，按照液态感光性树脂组合物的情况而进行曝光，曝光后烘烤、显影、加热处理即可。
关于顶板115，可以在形成隔板113之后按照使用上述干膜抗蚀剂时的方法而形成。
通过使用膜状感光性树脂组合物(干膜抗蚀剂)，可以省略针对基板109的涂布和干燥的工序，因此能够简化隔板113和顶板115的制造工序。
形成顶板115之后，在顶板115的上表面即与隔板113的接合面的背面的规定位置，形成焊料凸块等凸块119(图2的(b))。
图2的(a)和图2的(b)中示出了在基板109上装载多个元件111的例子，这种情况下，如图2的(c)所示，按每一元件111将基板109单片化，由此得到多个封装体。
接着，在基板101上的规定位置，通过凸块119倒装芯片连接经单片化的封装体。结构体100的制造中，还在基板101上的规定位置，通过凸块123倒装芯片连接半导体元件121(图2的(d))。
然后，用本实施方式中的密封用树脂组合物对基板101的元件装载面进行密封而形成密封材料107。此时，从提高中空封装体103的耐成型性的观点和提高针对凸块123之间等的狭窄间隙的填充性的观点考虑，优选为通过压缩成型而形成密封材料107。
从相同的观点考虑，压缩成型时的成型压力优选为0.1MPa以上，更优选为0.5MPa以上，另外，优选小于5.0MPa，更优选为3.0MPa以下，进一步优选为2.0MPa以下，进而更优选为1.0MPa以下。
通过以上的工序，可以得到具有中空封装体103和封装体105的结构体100。在本实施方式中，通过使用含有成分(A)和(B)的密封用树脂组合物的压缩成型法进行低压成型，能够使设置在中空封装体103上的中空部117的耐成型性优异，并且即使在封装体105中以狭窄间距配置凸块123的情况下，也能够使凸块123的间隙的填充特性优异。
此外，在上述说明中，在基板109上装载元件111之后形成了隔板113和顶板115，但各部件的形成顺序也可以与此不同。例如，图3的(a)～图3的(e)是表示结构体110的其他制造工序的截面图。
图3的(a)～图3的(e)中所示的制造工序中，首先，在基板109上的规定位置形成隔板113(图3的(a))。然后，以元件111的外周被隔板113包围的方式将该元件111装载在基板109上(图3的(b))。
接着，在隔板113上形成覆盖隔板113的上部的顶板115，并且设置中空部117(图3的(c))。
这些各工序例如可以参考图2的(a)和图2的(b)并按照上述的工序而进行。
然后，按照参考了图2的(b)和图2的(c)的各工序，形成焊料凸块等凸块119(图3的(c))，并按每一元件111将基板109单片化，由此得到多个封装体(图3的(d))。而且，按照参考了图2的(d)的工序，将经单片化的封装体倒装芯片连接到基板101上的规定位置(图3的(e))。
通过以上工序，也能够得到具有中空封装体103和封装体105的结构体100，并能够得到与上述效果相同的效果。
以上，根据实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不变更本发明的要旨的范围内可以变更其构成。
[实施例]
以下，参考实施例对本实施方式进行详细说明。此外，本实施方式并不限定于这些实施例的记载。
(实施例1)
利用表1中所示的配合，制备密封用树脂组合物，并利用所得到的组合物的固化物对元件进行了密封，对此时的填充特性和中空部的耐成型性进行了评价。
首先，示出以下的例子中所使用的密封用树脂组合物的原料成分。
(环氧树脂)
环氧树脂1：含有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型树脂(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，NC3000L)和双酚A型环氧树脂(Japan Epoxy Resin Co.,Ltd.制，jER(注册商标)YL6810)的混合树脂
环氧树脂2：含有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型树脂(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制，NC3000L)
(固化剂)
固化剂1：含亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型树脂(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.制，MEH-7851SS)
(催化剂)
催化剂1：四苯基鏻双(萘-2,3-二氧基)苯基硅酸盐和四苯基鏻-4,4'-磺酰基二苯酚盐
(无机填充材料)
无机填充材料1：熔融球状二氧化硅(Micron,Inc.制，TS-6021)通过了网眼20μm的筛子的部分：100质量％
(密封用树脂组合物的制备)
根据表1中所记载的配合，使用双轴型混炼挤出机在110℃、7分钟的条件下，对原材料进行了混炼。对所得到的混炼物进行排气、冷却之后用粉碎机进行粉碎，得到了粒状密封用树脂组合物。
(密封用树脂组合物的物性)
(Tg)
使用压缩成型机(TOWA公司制，PMC1040)，在模具中在模具温度175℃、成型压力9.8MPa、固化时间300秒的条件下，对所得到的密封用树脂组合物进行压缩成型，得到了固化物。该固化物的长度为10mm，宽度为4mm，厚度为4mm。
接着，在175℃下对所得到的固化物进行4小时的后固化之后，使用热机械分析装置(Seiko Denshi Industries,Ltd.制，TMA100)，在测定温度范围0℃～320℃、升温速度5℃/分钟的条件下，进行测定，计算出Tg。
(评价)
(填充特性)
在基板(具有铜电路的印刷布线基板)上，通过凸块倒装芯片连接了厚度100μm、5mm×5mm见方的半导体元件。将凸块的材料设为Cu，且设成凸块高度50μm、凸块径90μm、凸块之间的间距为90μm。在1个基板上接合6个上述半导体元件，使装载有半导体元件的表面朝下，并通过基板固定机构固定在上模上。接着，将由密封用树脂组合物构成的树脂粒状物供给到下模腔内之后，对腔内进行减压，并通过压缩成型机(TOWA公司制)进行板成型，从而得到成型品。此时的成型条件设为模具温度150℃或175℃、成型压力1.0MPa或2.0MPa、固化时间300秒。
不将所得到的成型品单片化而直接使用KEYENCE公司制显微镜对填充性进行了评价。关于6个半导体元件，在凸块之间的区域确认有无未填充、空隙等填充不良，并将6个元件数中的发生了填充不良的元件的数作为填充不良发生率(％)。
[表1]
Figure BDA0003130651100000201
由表1可知，实施例1中所得到的密封用树脂组合物的针对狭窄间隙的填充性优异。
(中空部的耐成型性)
用实施例1的密封用树脂组合物对设置有中空部的结构体进行了密封，对此时的中空部的耐成型性进行了评价。
作为负型感光性干膜抗蚀剂，使用了SU-8 3000CFDFR系列(商品名，NipponKayaku Co.,Ltd.制，含有环氧树脂和光酸产生剂等的厚度20μm(3020CF)、30μm(3030CF)和45μm(3045CF)的各干膜抗蚀剂)。
按以下步骤形成了设置有中空部的结构体。即，在硅晶片上，剥离负型感光性干膜抗蚀剂的覆盖膜，并在辊温度70℃、气压0.2MPa、速度0.5m/min层压规定次数，得到了规定厚度的感光性树脂组合物层。使用i射线曝光装置(掩模对准器：Ushio Inc.制)对该感光性树脂组合物层进行图案曝光(软性接触、i射线)。然后，通过加热板在95℃下进行4分钟的曝光后烘烤，使用丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)并通过浸渍法在23℃下进行5分钟的显影处理，从而在晶片上得到了经固化的树脂图案。然后，使用温风对流式烘箱实施了180℃、60分钟的硬烘(hard bake)。所得到的树脂图案具有规定高度和宽度的线状树脂以规定间隔平行配置的形状，并将其作为隔板。
接着，在形成有隔板的晶片上，剥离感光性干膜抗蚀剂的覆盖膜并以辊温度40℃、气压0.1MPa、速度1.0m/min层压规定次数，得到了规定厚度的感光性树脂组合物层。然后，按照隔板的形成方法进行图案曝光、曝光后烘烤、显影处理和硬烘，以规定宽度和厚度形成覆盖邻接的隔板间的上部的树脂图案，并将其作为顶板。
以下示出隔板和顶板的尺寸。
隔板的厚度(空隙的高度)：20μm
隔板的间隔(空隙的宽度)：10～500μm(每10μm制作)
隔板的宽度：30μm
顶板的厚度：20μm、30μm或45μm
顶板的宽度：对上述隔板的间隔分别加上两隔板的宽度之和(60μm)的值。70～560μm
将形成有由顶板和隔板构成的结构体的晶片配置在压缩成型机(TOWA公司制)内，并使用实施例1的密封用树脂组合物进行压缩成型，得到了试样。将压缩成型条件设为模具温度175℃、成型压力1.0MPa、2.0MPa或3.0MPa、固化时间120秒。
关于实施例1中所得到的试样，对中空部的耐成型性进行了评价。即，关于各试样，用扫描型电子显微镜对中空部的截面进行观察，并基于以下对顶板的最大位移(Maximumcap displacement：δmax)进行测定，将δmax小于5μm的情况设为合格。
δmax＝隔板上的顶板表面高度-隔板的间隔的中点上的顶板表面的高度
图4是表示各顶板厚度的成型压力(MPa)与关于δmax合格的顶板宽度的最大值(μm)的关系的图。
本申请主张以2018年12月27日提出的日本申请特愿2018-246180号为基础的优先权，并将其公开的全部内容援用于此。

Claims (10)

1.一种中空封装体，其特征在于，具有：
基板；
装载于所述基板上且选自半导体元件、MEMS和电子部件中的1种以上的元件；
隔板，其以包围所述元件的外周的方式设置于所述基板的上部；和
顶板，其与所述隔板的上表面接触地设置，并且覆盖所述元件的上部，
所述中空封装体设置有被所述基板、所述隔板和所述顶板覆盖的一个以上的被封闭的中空部，并且所述基板、所述隔板和所述顶板被密封用树脂组合物的固化物密封，
所述顶板和所述隔板均由有机材料构成，
所述顶板的厚度为10μm以上且50μm以下，
所述隔板的厚度为5μm以上且30μm以下，所述隔板的宽度为5μm以上且200μm以下，
与所述基板的元件装载面垂直的截面中的所述中空部的最长宽度为60μm以上且1000μm以下，
所述密封用树脂组合物含有：
(A)环氧树脂，其含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上；和
(B)无机填充材料。
2.如权利要求1所述的中空封装体，其特征在于：
所述有机材料为感光性干膜抗蚀剂。
3.如权利要求2所述的中空封装体，其特征在于：
所述有机材料为负型感光性干膜抗蚀剂。
4.如权利要求3所述的中空封装体，其特征在于：
所述有机材料为含有光酸产生剂和环氧树脂的所述负型感光性干膜抗蚀剂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的中空封装体，其特征在于：
所述成分(A)含有选自联苯芳烷基型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂和双酚型环氧树脂中的1种或2种以上。
6.一种中空封装体的制造方法，其特征在于：
包括以下工序1和工序2，
工序1：通过在基板上形成由至少1种有机材料构成的隔板和顶板而设置一个以上的被封闭的中空部的工序，
工序2：在0.1MPa以上且小于5.0MPa的低压下对密封用树脂组合物进行压缩成型，并对所述基板、所述隔板和所述顶板进行树脂密封的工序，
所述工序1包括以将选自半导体元件、MEMS和电子部件中的1种以上的元件配置于所述中空部内的方式将所述元件装载于所述基板上的步骤，
所述密封用树脂组合物含有：
(A)环氧树脂，其含有选自分子内具有2个环氧基的环氧树脂和分子内具有3个以上的环氧基的环氧树脂中的1种或2种以上；和
(B)无机填充材料。
7.如权利要求6所述的中空封装体的制造方法，其特征在于：
所述有机材料为感光性干膜抗蚀剂。
8.如权利要求7所述的中空封装体的制造方法，其特征在于：
所述有机材料为负型感光性干膜抗蚀剂。
9.如权利要求8所述的中空封装体的制造方法，其特征在于：
所述有机材料为含有光酸产生剂和环氧树脂的所述负型感光性干膜抗蚀剂。
10.如权利要求6至9中任一项所述的中空封装体的制造方法，其特征在于：
所述成分(A)含有选自联苯芳烷基型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂和双酚型环氧树脂中的1种或2种以上。
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