CN113811429A - 电子部件的制造方法和电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用简便的方法制造氟树脂与电子元件的密合性优异的电子部件的方法和电子部件。电子部件的制造方法的特征在于,具有:在安装于布线基材的电子元件的上方设置树脂组合物的工序;通过将上述树脂组合物加热到熔点以上而将上述电子元件用上述树脂组合物覆盖的工序;上述树脂组合物包含结晶性氟树脂,且实质上不包含挥发成分。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件的制造方法和电子部件。
背景技术
在具备LED(Light Emitting Diode)等电子元件的电子部件中,为了防止电子元件的劣化,多利用环氧树脂、有机硅树脂对该电子元件进行密封,也有利用氟树脂进行密封的例子。
在专利文献1中记载了利用被覆层(密封层)密封的LED元件,并记载了上述被覆层可以通过如下操作制作:将至少包含四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VdF)的氟聚合物(THV)溶解在溶剂中而制作适于涂布的粘度的溶液,涂布上述溶液并干燥。另外,在专利文献1中记载了为了在维持涂布膜的透明性的同时加厚厚度,使用由氟树脂构成的填料来提高溶液的固体成分浓度。
另一方面,在专利文献2中记载了使用非晶性氟树脂作为密封紫外线发光元件的密封树脂的紫外线发光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-51876号公报
专利文献2:国时公开第2014/178288号公报
发明内容
但是,在将THV溶解于溶剂的情况下,如果提高溶液的浓度,则粘度过高,无法涂布溶液。因此,为了使用THV溶液来密封电子元件,需要多次涂布低的浓度的溶液,但由于每次重复涂布会丧失基材的平坦性,因此涂布次数有限。另外,在使用填料加厚涂布膜的情况下,难以使树脂与填料的折射率完全一致,因此透过率降低。另一方面,在使用非晶性氟树脂的情况下,非晶性氟树脂与电子元件的密合性不充分。本发明是着眼于如上所述的情况而作出的,其目的在于提供通过更简便的方法制造氟树脂与电子元件的密合性优异的电子部件的方法。
能够解决上述课题的本发明的制造方法和电子部件包括以下构成。
[1]一种电子部件的制造方法,其特征在于,具有:在安装于布线基材的电子元件的上方设置树脂组合物的工序,通过将上述树脂组合物加热到熔点以上而将上述电子元件用上述树脂组合物覆盖的工序;上述树脂组合物包含结晶性氟树脂,且实质上不包含挥发成分。
[2]根据[1]所述的制造方法,其中,上述结晶性氟树脂的熔点为278℃以下。
[3]根据[1]或[2]所述的制造方法,其中,上述结晶性氟树脂在一部分碳原子上键合有除碳和氟以外的原子。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的制造方法,其中,上述结晶性氟树脂为四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物。
[5]根据[4]所述的制造方法,其中,来自四氟乙烯的构成单元T相对于构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H和来自偏二氟乙烯的构成单元V的合计的摩尔比为0.50以下。
[6]根据[1]~[4]中任一项所述的制造方法,其中,上述电子元件为LED。
[7]一种电子部件,是用树脂组合物覆盖安装于布线基材的电子元件的电子部件,上述树脂组合物包含结晶性氟树脂,且实质上不包含挥发成分和填料,上述树脂组合物的厚度为0.5mm以上。
[8]根据[7]所述的电子部件,其中,上述结晶性氟树脂为四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物。
[9]根据[8]所述的电子部件,其中,来自四氟乙烯的构成单元T相对于构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H和来自偏二氟乙烯的构成单元V的合计的摩尔比为0.50以下。
通过使用本发明的制造方法,能够简便地密封电子元件。另外,经密封的电子元件中,树脂组合物与电子元件的密合性优异。
附图说明
图1是表示现有的电子元件的一个例子的截面示意图。
图2是表示安装现有的电子元件的封装的一个例子的截面示意图。
图3是表示在电子元件的上方设置有树脂组合物的状态的一个例子的截面示意图。
图4是表示通过本发明的制造方法制造的电子部件的一个例子的截面示意图。
图5是表示通过本发明的制造方法制造的电子部件的另一例子的截面示意图。
图6是表示通过本发明的制造方法制造的电子部件的又一例子的截面示意图。
具体实施方式
本发明涉及电子部件的制造方法和电子部件,该电子部件的制造方法具有:在安装于布线基材的电子元件的上方设置包含结晶性氟树脂的树脂组合物的工序,以及通过将上述树脂组合物加热到熔点以上而将上述电子元件用上述树脂组合物覆盖的工序。应予说明,本说明书中“密封”是指将作为对象物的电子元件与外部空气隔绝。
(1)电子元件
作为上述电子元件,通常为半导体,可举出晶体管、二极管等,优选半导体二极管。作为半导体二极管,优选发光二极管(LED),特别优选紫外线发光二极管(以下,也有时称为紫外线发光元件)。如果用环氧树脂、有机硅树脂密封紫外线发光二极管,则树脂的劣化因紫外线而加剧,相对于此,如果用结晶性氟树脂进行密封,则能够抑制树脂的劣化。另一方面,如果用非晶性氟树脂进行密封,则树脂组合物与电子元件的密合性降低。
图1是表示上述紫外线发光元件的一个例子的截面示意图。图示例的紫外线发光元件2是倒装芯片型的元件,在下侧面的一部分具备阳极侧的p电极10,在该p电极10上形成有p层12。进而,在紫外线发光元件2的下侧面的另一部分具备阴极侧的n电极11,在n电极11上形成有n层14。这些n电极11和n层14与上述p电极10和p层12相比更向上方偏移地形成,在存在于上方的n层14与存在于下方的p层12之间形成有活性层13。此外,在存在于上方的n层14的更靠上方存在元件基板15。
紫外线发光元件2中的n层14例如可举出含Si的AlGaN层。p层12例如可举出含Mg的GaN层。该p层12根据需要可以与电子阻挡层等形成层叠结构。活性层13例如可举出AlGaN层。
通过从p电极10、p层12向n层14、n电极11流通正向电流,产生与活性层13中的带隙能量对应的发光。对于带隙能量,通过调整活性层13的例如AlN摩尔分数,能够在GaN和AlN可取得的带隙能量(约3.4eV和约6.2eV)的范围内进行控制,能够得到发光波长从约200nm到约365nm的紫外线发光。
应予说明,元件基板15可以使用蓝宝石基板、氮化铝基板等。作为p电极10的材料,可以使用Ni/Au,n电极11可以使用Ti/Al/Ti/Au等。另外,为了防止短路,p电极10与n电极11之间的露出面可以被SiO2等保护绝缘膜(未图示)被覆。
紫外线发光元件2的发光峰值波长可以在200~365nm的范围适当地设定,优选为300nm以下。通过发光峰值波长为300nm以下,容易发挥杀菌效果,因此,杀菌用的发光装置可以使用紫外线发光元件2。发光峰值波长更优选为280nm以下。
(2)布线基材
布线基材是在表面形成有电极布线的基材,有时被称为封装。该封装为表面安装型、板上芯片型均可,优选在安装电子元件的面形成有凸块。布线基材的基材可以使用氮化铝(AlN)、氧化铝(Al 2O 3)等陶瓷。
图2是表示在表面安装型封装安装有图1的紫外线发光元件的状态的截面示意图。图2的紫外线发光元件安装封装6中,以经由金属制的凸块5将紫外线发光元件2的p电极10、n电极11分别与基材4上的未图示的布线电连接的方式进行固定。应予说明,如上所述,本发明中也可以使用板上芯片型的封装,并不限定于图示例。
(3)树脂组合物
上述树脂组合物包含结晶性氟树脂。本说明书中“氟树脂”是指包含氟的烯烃的聚合物或其改性物,上述改性物例如包含在主链末端键合有-OH、-COOH等极性基团的物质。另外,作为结晶性氟树脂,从维持电子部件的性能的观点出发,优选在侧链不具有-SO3H基等极性基团的结晶性氟树脂,例如可举出四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、三氟氯乙烯聚合物(PCTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)等。结晶性氟树脂可以使用1种,也可以并用2种以上。结晶性氟树脂优选在一部分的碳原子上除键合有碳和氟以外的原子,更优选包含C-H键或C-Cl键,进一步优选包含四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)或三氟氯乙烯聚合物(PCTFE),最优选包含四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)。四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)对基材、电子元件的密合性特别优异。
应予说明,本发明中使用的结晶性氟树脂在室温(约25℃)下为结晶性。对于氟树脂是结晶性还是非晶性,例如可以通过进行X射线衍射测定来判断。
作为上述THV,优选为如下树脂:包含来自四氟乙烯的构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H以及来自偏二氟乙烯的构成单元V,构成单元T相对于构成单元T、构成单元H和构成单元V的合计的摩尔比(T)为0.25以上,构成单元V相对于构成单元T、构成单元H和构成单元V的合计的摩尔比(V)为0.60以下的树脂。
构成单元T相对于构成单元T、构成单元H和构成单元V的合计的摩尔比(T)优选为0.25以上。由此有密合性提高的趋势。因此构成单元T的摩尔比(T)的下限更优选为0.28以上,进一步优选为0.30以上。另一方面,从透明性、密合性、不易产生气泡的观点出发,构成单元T的摩尔比(T)的上限优选为0.75以下,更优选为0.60以下,进一步优选为0.50以下,特别优选为0.40以下。
构成单元V相对于构成单元T、构成单元H和构成单元V的合计的摩尔比(V)优选为0.60以下。由此有密合性提高的趋势。因此构成单元V的摩尔比(V)的上限优选为0.58以下,更优选为0.56以下。另一方面,构成单元V的摩尔比(V)的下限优选为0.20以上,更优选为0.30以上,进一步优选为0.40以上,更进一步优选为0.50以上。
构成单元H相对于构成单元T、构成单元H和构成单元V的合计的摩尔比(H)优选为0.05以上且0.50以下。从溶解性的观点出发,构成单元H的摩尔比(H)的下限更优选为0.07以上,进一步优选为0.09以上。另一方面,从耐热性的观点出发,构成单元H的摩尔比(H)的上限更优选为0.40以下,进一步优选为0.30以下,更进一步优选为0.20以下,特别优选为0.12以下。
摩尔比(V)与摩尔比(T)的比(摩尔比(V)/摩尔比(T))优选为0.20以上且3.50以下。通过将摩尔比(V)/摩尔比(T)控制在上述范围,有密合性提高的趋势。另外,能够防止高温加热时的树脂的着色。摩尔比(V)/摩尔比(T)的下限更优选为0.50以上,进一步优选为0.80以上,更进一步优选为1.00以上,特别优选为1.30以上。另一方面,摩尔比(V)/摩尔比(T)的上限更优选为3.00以下,进一步优选为2.50以下,更进一步优选为2.00以下。
摩尔比(H)与摩尔比(T)的比(摩尔比(H)/摩尔比(T))优选为0.10以上且0.80以下。通过将摩尔比(H)/摩尔比(T)控制在上述范围,有密合性提高的趋势。摩尔比(H)/摩尔比(T)的下限更优选为0.20以上,进一步优选为0.24以上,更进一步优选为0.28以上。另一方面,摩尔比(H)/摩尔比(T)的上限更优选为0.60以下,进一步优选为0.50以下,更进一步优选为0.40以下。
结晶性氟树脂的各构成单元的摩尔比可以通过后述的实施例中记载的NMR测定而求出。计算摩尔比时,例如可以参照Eric B.Twum et al.,“Multidimensional 19F NMRAnalyses of Terpolymers from Vinylidene Fluoride(VDF)-Hexafluoropropylene(HFP)-Tetrafluoroethylene(TFE)”,Macromolecules,2015年,48卷,11号,p.3563-3576。
上述结晶性氟树脂优选包含来自四氟乙烯的构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H和来自偏二氟乙烯的构成单元V,也可以包含除构成单元T、构成单元H和构成单元V以外的其它构成单元。作为其它构成单元,例如可举出来自乙烯的构成单元、来自全氟烷基乙烯基醚的构成单元、来自三氟氯乙烯的构成单元等。
相对于上述结晶性氟树脂的全部构成单元,构成单元T,构成单元H和构成单元V的合计摩尔比优选为0.70以上,更优选为0.80以上,进一步优选为0.90以上,特别优选为0.95以上,最优选为1。即,上述结晶性氟树脂的全部构成单元最优选由构成单元T、构成单元H和构成单元V构成(未改性的THV)。由此能够容易提高耐热变形性。
上述结晶性氟树脂的重均分子量优选为50000以上且1000000以下。通过使重均分子量为50000以上,能够提高熔解时的粘度,因此能够抑制LED点亮时的密封树脂的形状变化。上述结晶性氟树脂的重均分子量的下限更优选为100000以上,进一步优选为200000以上,更进一步优选为250000以上,特别优选为300000以上。另一方面,通过使上述结晶性氟树脂的重均分子量为1000000以下,溶解性变好。上述结晶性氟树脂的重均分子量的上限更优选为800000以下,进一步优选为500000以下,更进一步优选为450000以下,特别优选为400000以下。应予说明,重均分子量为标准聚苯乙烯换算值。
上述结晶性氟树脂可以为无规共聚物或嵌段共聚物中的任一种,优选为无规共聚物。由此,能够抑制构成单元T、构成单元V的结晶度,容易确保透明性。
上述结晶性氟树脂的折射率优选超过1.34,更优选为1.35以上,进一步优选为1.36以上。由此,能够减小后述的紫外线发光元件与密封部的折射率的差,能够减少紫外线发光元件与密封部的界面的全反射,提高光取出效率。应予说明,光取出效率是指紫外线发光元件中产生的光取出到紫外线发光元件的外部的效率。另一方面,本发明的结晶性氟树脂的折射率的上限例如可以为1.45以下,优选为1.40以下。折射率可以使用目录值、一般的物性表中记载的数值,也可以利用市售的阿贝折射率仪或椭偏仪等进行测定。
结晶性氟树脂相对于上述树脂组合物中包含的树脂的总质量(固体成分)100质量份的含量优选为50质量%以上,更优选为75质量%以上,进一步优选为90质量%以上,特别优选为99质量%以上,最优选为100质量%。即,本发明中使用的树脂组合物中包含的树脂最优选仅由结晶性氟树脂构成。应予说明,在包含2种以上结晶性氟树脂的情况下,结晶性氟树脂的含量是指结晶性氟树脂的总含量。
上述结晶性氟树脂的熔点优选为90℃以上且278℃以下。通过熔点为90℃以上,能够防止由电子元件的发热所致的密封部件的熔融。结晶性氟树脂的熔点的下限更优选为100℃以上,进一步优选为110℃以上,更进一步优选为115℃以上。另一方面,通过熔点为278℃以下,能够容易地利用结晶性氟树脂的加热熔融进行电子元件的密封。另外,能够防止通过加热熔融进行密封时的凸块的熔融。结晶性氟树脂的熔点的上限更优选为200℃以下,进一步优选为170℃以下,更进一步优选为150℃以下,特别优选为130℃以下。本发明中使用的结晶性氟树脂的熔点可以使用目录值,另外,例如可以通过使用差示扫描量热计(DSC,日立高科技科学株式会社制)以升温速度10℃/分钟从-50℃变化到200℃的温度,并根据由此得到的熔解曲线测定熔解峰温度(Tm)而求出。另外,本发明中使用的结晶性氟树脂在室温下为固体,密封后的表面无粘性,硬度也充分,进而加热到熔点以上能够表现出适度的流动性,因此即便为单层也能够密封电子元件。
上述树脂组合物实质上不包含挥发成分。树脂组合物中包含的挥发成分优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1质量%以下。
挥发成分的含有率可以通过热分析进行测定。树脂组合物中包含的挥发成分的含有率可以使用差示热重同时测定装置等进行测定,可以通过将树脂组合物升温,测定在30℃时的树脂组合物的质量和在300℃时的树脂组合物的质量,并将在30℃时的树脂组合物的质量和在300℃时的树脂组合物的质量差除以在30℃时的树脂组合物的质量而求出。另外,作为挥发成分,可举出水、溶剂等,在想要确定挥发成分的情况下,只要并用气体质谱仪分析该挥发成分即可。
在本发明的电子部件中,通过使用实质上不包含填料的树脂组合物,能够加厚对安装于布线基材的电子元件进行覆盖的树脂组合物的厚度(以下,简称为“树脂组合物的厚度”)。由于实质上不包含填料,因此与包含填料的情况相比,能够维持透明性,能够提高透镜的聚光性。另外,如果树脂组合物的厚度变厚,则气体阻隔性、相对于来自外部的力学冲击的电子元件的保护性能提高。这里,实质上不包含填料是指树脂组合物中包含的填料浓度为5质量%以下,优选为3质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0质量%。
本发明的树脂组合物优选透明性优异,特别优选紫外区域的透过率高。例如,优选厚度1.5mm的树脂组合物的波长265nm的光的透过率为50%以上,更优选为55%以上,进一步优选为60%以上,特别优选为65%以上。对于密封后的树脂组合物,也优选经密封的厚度下的透过率在上述范围。
另一方面,树脂组合物根据需要可以含有填料。通过填料,能够防止结晶性氟树脂的热分解。作为填料,例如可举出金属、金属氟化物、金属氧化物、金属磷酸盐、金属碳酸盐、金属磺酸盐、金属硝酸盐、金属氮化物、氮化硼等无机填料。填料可以使用1种,也可以并用2种以上。优选的填料为金属氟化物。金属氟化物与结晶性氟树脂的折射率差小,对发光元件进行密封时,能够提高光的取出效率。
作为金属氟化物,可举出氟化钙、氟化钡、氟化锶、氟化锂、氟化镁、氟化钠、冰晶石等,优选氟化镁。这些金属氟化物可以使用1种,也可以并用2种以上。
无机填料的粒径优选为500μm以下。通过无机填料为300μm以下,能够减少结晶性氟树脂的伴随温度上升的热分解。另一方面,无机填料的粒径优选为0.5μm以上。通过无机填料的粒径为0.5μm以上,能够抑制结晶性氟树脂与无机填料间的光的散射,结晶性氟树脂的透明性优异。该无机填料的粒径是由激光衍射法得到的体积累积频率50%的粒径D50。
结晶性氟树脂与无机填料的折射率的差优选为0.05以下。通过如此减少折射率的差,能够抑制无机填料的表面(组合物中的无机填料的表面与结晶性氟树脂的界面)的光的散射,因此能够提高光取出效率。结晶性氟树脂与无机填料的折射率的差更优选为0.04以下,进一步优选为0.03以下。另一方面,结晶性氟树脂与无机填料的折射率的差的下限没有特别限定,例如可以为0.001以上。无机填料的折射率可以使用目录值、一般的物性表中记载的数值,也可以利用阿贝折射率仪、椭偏仪等进行测定。
在树脂组合物含有填料的情况下,相对于结晶性氟树脂和填料的合计100质量份,填料的量优选为1质量份以上且60质量份以下。通过填料的量为1质量份以上,能够容易地防止结晶性氟树脂的热分解。填料量的下限更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上。另一方面,通过填料的量为60质量份以下,容易发挥结晶性氟树脂的密合性。填料的量的上限更优选为50质量份以下,进一步优选为45质量份以下。
含有填料的树脂组合物可以通过混合结晶性氟树脂和填料来制备。作为制备方法,可举出将熔融状态的结晶性氟树脂和填料混合并进行冷却的方法;在溶解或分散结晶性氟树脂的溶剂的存在下将结晶性氟树脂与无机填料混合的方法;在上述溶剂存在下的混合后,通过溶剂过滤、浓缩等除去溶剂的方法等。
作为溶剂,可举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、对乙二醇醚加成乙酸基而成的乙二醇酯等酯系溶剂;丙酮、甲乙酮、二乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;二乙醚、二丙醚、丁醚、乙二醇醚、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二丁基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺系溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮等内酰胺系溶剂等。其中,优选酯系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂,更优选酯系溶剂。这些有机溶剂可以使用1种,也可以并用2种以上。
在混合中使用溶剂的情况下,相对于结晶性氟树脂100质量份,溶剂的量优选为100质量份以上且5000质量份以下。通过为100质量份以上,能够容易地将结晶性氟树脂溶解或分散。溶剂的量更优选为200质量份以上,进一步优选为400质量份以上,更进一步优选为600质量份以上。另一方面,通过为5000质量份以下,能够减少密封紫外线发光装置时的涂布次数。溶剂的量更优选为2000质量份以下,进一步优选为1200份质量以下,更进一步优选为1000质量份以下。
在混合中使用溶剂的情况下,混合后除去溶剂。除去溶剂的方法没有特别限定,优选施加热的方法,进行减压的方法,以及将它们组合而成的方法。除去后的溶剂的残留量相对于树脂组合物为5质量%以下,优选为3质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下,更进一步优选为0.1质量%以下。
此外,在结晶性氟树脂使用THV或其改性物的优选的形态中,树脂组合物还可以含有其它氟树脂、添加剂等。
作为其它氟树脂,优选可举出结晶性氟树脂,具体而言,可举出四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、三氟氯乙烯聚合物(PCTFE)等。这些其它氟树脂可以使用1钟,也可以并用2种以上。
相对于THV100质量份,其它氟树脂的量优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,进一步优选为2质量份以下,特别优选为1质量份以下,最优选为0质量份。即,本发明的树脂组合物中包含的氟树脂最优选由THV构成。由此能够减少树脂间的折射率差而提高光取出效率。
相对于树脂组合物(固体成分)的总质量,全部氟树脂(THV和其它氟树脂的合计)和无机填料的合计含量优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上,进一步优选为97质量%以上,特别优选为99质量%以上。由此,容易发挥氟树脂的密合性和无机填料的导热性。
(4)密封
在本发明中,如上所述,在安装于布线基材(也称为封装)的电子元件的上方设置上述树脂组合物,然后,通过将树脂组合物加热到熔点以上,将上述电子元件用上述树脂组合物覆盖而密封电子元件。通过利用树脂组合物进行密封,能够将电子元件与外部的氧、水分隔绝。图4是表示将图2的紫外线发光元件2密封而制成电子部件的例子的截面示意图,图3是表示将图2的电子元件安装封装密封来制造图4的电子部件的密封工序的一个例子的截面示意图。
在图4的电子部件1a中,形成有密封部3a,该密封部3a是从图2所示的紫外线发光元件安装封装6的紫外线发光元件2的下表面(电极10、11)到上表面(元件基板15)用树脂组合物覆盖而成的,如上所述,该电子部件1a经由图3所示的密封工序而制造。
图3表示图2的电子元件安装封装的上表面配置有树脂片3’的状态。树脂片3’通过预先将上述的树脂组合物成型为片状而制造。树脂片3’的成型方法可以采用公知的各种成型方法,可以采用加压成型法、挤出成型法、注射模塑成型法、吹塑成型法、涂布法等使用熔融氟树脂或溶解氟树脂的成型方法。如图3所示,将得到的树脂片3’设置于紫外线发光元件2的上方。接下来,通过将树脂片3’加热到熔点以上,树脂片3’(树脂组合物)熔融,因自重而下垂。然后,下垂的树脂组合物覆盖紫外线发光元件2整体(形成密封部3a),能够密封紫外线发光元件2。最后将电子部件1a冷却,将覆盖紫外线发光元件2整体的树脂组合物固化。
应予说明,利用树脂组合物的密封优选如上所述利用树脂片,但树脂片的使用并非必需。例如,通过将粉末状的树脂组合物散布于电子元件的上表面后加热到树脂组合物的熔点以上,也能够同样地密封。
片状、粉末状等树脂组合物的加热可以在大气中等含氧气氛下进行,但优选在氮气气氛中、氩气气氛中等非活性气体气氛下进行。进而,树脂组合物的加热可以在大气压下进行,也优选在真空中等减压下进行。如果在减压下加热规定的树脂组合物,则减少密封后的树脂组合物中残留的气泡而透明性提高。
树脂组合物(粉末、树脂片等)的加热温度优选树脂组合物的熔点+10℃以上,更优选熔点+20℃以上。加热温度的上限例如为278℃以下,更优选为250℃以下,更进一步优选为200℃以下,特别优选为150℃以下。
树脂组合物(粉末、树脂片等)的加热时间优选为10分钟以上且20小时以下,更优选为30分钟以上且10小时以下。
通过使用实质上不包含填料的树脂组合物,能够使树脂组合物的厚度为0.5mm以上。树脂组合物的厚度优选为0.5mm以上,更优选为0.7mm以上,进一步优选为0.8mm以上,特别优选为1.0mm以上。如图4所示,这里所说的厚度是指从设置有电子元件的封装的底面到树脂组合物的最大高度的距离(图4中的T1)。树脂组合物的厚度例如可以如实施例中记载那样,利用光学显微镜观察密封后的电子部件的侧面投影图像而求出。树脂组合物的厚度为0.5mm以上时,所使用的树脂组合物更优选包含结晶性氟树脂,且实质上不包含挥发成分和填料。
在具有紫外线发光元件的电子部件中,只要树脂组合物密封紫外线发光元件,密封部就可以采用各种形状,例如可举出透镜状、板状、圆锥台状、圆柱状、半球状、半椭圆球状等形状,优选使紫外线发光元件的上表面为透镜状(使紫外线发光元件的上表面为凸状的曲面)而作为聚光透镜使用。图4的电子部件1a是利用树脂组合物的密封部3a本身向上表面隆起而形成凸状的曲面的例子。因此,在密封工序(图3)中,使用足够量的体积的树脂片3’或树脂粉末,通过熔融时的表面张力形成凸状的聚光透镜。
另外,图6的电子部件1c是密封部3b为板状的例子。该电子部件1c可以通过使用与围堰(bank)内的容积大致相等的体积的树脂片3’或树脂粉末进行熔融密封而形成。如图6所示,在密封部3b的上表面不具有凸状的曲面的情况下,例如,如图5的电子部件1b所示,可以在密封部3b的上部层叠具有凸状的曲面的聚光透镜部件7。另外,虽未图示,但也可以在板上芯片型的布线基材安装电子元件且进行密封。
图4~图6中举出在一个封装中以覆盖紫外线发光元件整体的方式将树脂组合物密封的例子,例如,排列设置多个封装,以覆盖多个封装的方式配置1片树脂片,与图4中的制造工序同样地将树脂片加热到熔点以上进行熔融,由此能够用树脂组合物同时覆盖多个紫外线发光元件。然后,与图4中的制造工序同样地将树脂组合物冷却进行固化。此时,各封装彼此成为通过覆盖的树脂组合物连接的状态,通过用切刀将连接封装彼此的树脂组合物等切断,能够将连接的封装分离。
(5)放射线照射
如果用包含结晶性氟树脂的树脂组合物进行密封,则密封后的耐热变形性有时不充分。因此,用树脂组合物进行密封后,优选对该树脂组合物照射放射线。如果对包含结晶性氟树脂的树脂组合物照射放射线,则能够将树脂组合物表面(密封部表面)固化,即便来自电子元件的发热加剧,也能够抑制密封部的热变形。因此,例如,在使用发光元件作为电子元件的情况下,光的取向不会发生变化,能够长期取出同等的光。
作为放射线,可举出紫外线、X射线、γ射线、电子束、离子束等,优选电子束。电子束对固化深度的控制优异,不会对密封部整体的特性造成负面影响,容易提高耐热变形性。
(6)聚光透镜
如图4、图6所示,通过本发明的制造方法制造的电子部件可以具有聚光透镜,在具有聚光透镜的情况下,可以如图6所示安装聚光透镜部件7。聚光透镜部件7例如可以由二氧化硅玻璃、硼硅酸玻璃等构成。
(7)电子部件
作为通过本发明的制造方法制造的电子部件,优选具备发光元件的电子部件,更优选具备紫外线发光元件的电子部件。具备紫外线发光元件的电子部件例如可以用于分析设备、光催化剂装置、光治疗装置、纸币鉴定装置、空气/水杀菌净化装置、UV树脂固化装置等。
实施例
以下,举出实施例对本发明更具体地进行说明,但本发明根本不受下述实施例的限制,当然也可以在可适于上述、后述的主旨的范围内适当地加以变更来实施,这些均包含在本发明的技术范围中。
(1)氟树脂的组成
在以下的实施例1、3和4中,使用四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)。通过以下的NMR测定求出THV中的来自四氟乙烯的构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H和来自偏二氟乙烯的构成单元V、各自的摩尔比。
测定装置:JEOL ECZ-400
试样:约60mg/0.8ml ACT-d6
IS:4-氯三氟甲苯0.01mL
测定模式:1H、19F
松弛时间:1H 30秒,19F 20秒
构成单元H的单元数:将19F-NMR中的CF3的积分比除以3来算出(CF3积分比/3)
构成单元V的单元数:将1H-NMR中的CH2的积分比除以2来算出(CH2积分比/2)
构成单元T的单元数:将从19F-NMR中的CF2的合计积分比中减去来自构成单元H的CF2和来自构成单元V的CF2而得的值除以4来算出(CF2合计积分比-构成单元V的单元数×2-构成单元H的单元数×2)/4
实施例中使用的结晶性氟树脂(商品名:Dyneon THV221AZ;3M公司制,熔点120℃)中,构成单元T的摩尔比为0.35,构成单元H的摩尔比为0.11,构成单元V的摩尔比为0.54。另外,结晶性氟树脂(商品名:Dyneon THV500GZ;3M公司制,熔点165℃)中,构成单元T的摩尔比为0.55,构成单元H的摩尔比为0.13,构成单元V的摩尔比为0.33。
(2)X射线衍射测定
对THV221AZ和以下的实施例2中使用的PCTFE进行X射线衍射测定,结果THV221AZ、THV500GZ和PCTFE为结晶性。
装置:MiniFlex600(Rigaku株式会社制)
波长:CuKα
电压:40kV
电流:15mA
测定范围:2θ=3~80°
测定温度:室温(约25℃)
(3)树脂组合物中的挥发成分的含有率
将样品(作为结晶性氟树脂的THV221AZ和PCTFE)升温,测定30℃时的样品的质量和300℃时的样品的质量,将30℃时的样品的质量和300℃时的样品的质量的差除以30℃时的样品的质量,由此求出样品中的挥发成分的比例。测定中使用的装置和测定条件如下。THV221AZ中的挥发成分的比例为0.55质量%。另外,THV500GZ中的挥发成分的比例为0.99质量%。另外,PCTFE中的挥发成分的比例为0.28质量%。
测定装置:TG/DTA6200(SII Nanotechnology株式会社制)
测定气氛:大气
升温范围:从30℃到500℃
升温速度:10℃/分钟
(4)拉伸强度
准备2个相同的样品,对各样品使用岛津制作所公司制“小型台式试验机EZ-L”测定荷载传感器500N、拉伸速度5mm/分钟的条件下断裂时的强度。将2次的测定结果的平均值作为样品的拉伸强度。
实施例1
在76×26mm(厚度0.8~1.0mm)的载玻片(slide glass)上的一端部,使用耐热胶带制作由耐热胶带包围的26×25mm的区域。接着使结晶性氟树脂(商品名“THV221AZ”)溶解于乙酸丙酯,准备9质量%的树脂溶液,在由耐热胶带包围的26×25mm的区域涂布上述树脂溶液200μl后,在200℃进行3小时干燥。接着,在树脂上以一端部重叠的方式放置载玻片,一边施加100g的载荷一边在200℃加热3小时进行熔接,制作样品。其中,上述区域上方的载玻片是以从上方观察时上述区域上方的载玻片的另一端部不与上述区域下方的载玻片重叠的方式进行设置。上述样品的拉伸强度为73.9N。
实施例2
在载玻片的上的一端部设置25×25mm、厚度75μm的PCTFE(熔点210℃)膜(东邦化成株式会社)。接着在PCTFE膜上以一端部重叠的方式放置载玻片,一边施加100g的载荷一边在200℃加热3小时进行熔接,制作样品。其中,上述区域上方的载玻片是以从上方观察时PCTFE膜上方的载玻片的另一端部不与PCTFE膜下方的载玻片重叠的方式进行设置。上述样品的拉伸强度为58.7N。
比较例1
使用非晶性氟树脂即CYTOP(商标;AGC公司制,9质量%)代替THV,除此以外,与实施例1同样地制作样品。上述样品的拉伸强度为14.3N。
实施例3
将结晶性氟树脂(商品名“THV221AZ”)3.5g放入直径48mm的PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)制浅底盘中,在温度200℃加热3小时,由此制作氟树脂片,用切割刀切出大小3.0×3.0mm的四边形的片。
在LED用封装(KD-LA9R48,Kyocera公司制)上设置上述片,在温度200℃加热3小时,由此使氟树脂熔融,将封装内用氟树脂填充(密封),由此得到密封后的树脂组合物的厚度为1.47mm,且由不包含填料的树脂组合物密封的电子部件。树脂组合物的厚度通过以下方法而算出。从侧面用光学显微镜(VHX-2000,KEYENCE株式会社制)观察密封后的电子部件,由此求出从封装向外侧突出的树脂组合物部分的长度(图4中的T2),根据附图求出由封装的侧壁隐藏的部分的长度(图4中的T3(封装的深度部分的厚度)),将两者相加而得的值作为树脂组合物的厚度(图4中的T1)。
实施例4
将结晶性氟树脂(商品名“THV221AZ”)3.5g放入直径48mm的PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)制浅底盘,在温度200℃加热3小时,由此制作氟树脂片,用切割刀切出大小10.5×10.5mm的四边形的片。
将3.5mm见方的平板型LED用封装(YCL-2X97ES,Yokowo公司制)以纵横各3片密合排列(合计9片),在其上设置上述片,在温度200℃加热3小时,由此使结晶性氟树脂熔融,将9片封装全部用结晶性氟树脂覆盖(密封)。进而,沿各封装间的边界线用切刀切断,由此得到9个电子部件。树脂组合物不包含填料,通过与实施例3中记载的方法同样的方法算出中心的一个电子部件中的树脂组合物的厚度,结果树脂组合物的厚度为1.38mm。
实施例5
[填料的制作]
在以下的条件将Pier-optics公司制的MgF2粉末(将产品型号:MFGR3-6粉碎,通过60目的筛子而得的粉末,D50=218μm,589nm处的折射率1.38)利用球磨机粉碎,由此调整粒度。
<粉碎条件>
粉碎装置:球磨机ANZ-51S(日陶科学制)
容器:250ml I-boy(AS ONE公司制产品型号5-002-03)
MgF2粉末:100g
溶剂:异丙醇(IPA,Nacalai Tesque公司制)100g
转速:58rpm
粉碎时间:4小时
[MgF2粉末(填料)的粒度分布测定]
MgF2粉末(填料)的粒度分布测定通过如下方法进行:通过下述条件的激光衍射法得到各制备完成的MgF2填料的粒度的累积分布曲线,求出体积累积频率50%的粒径即粒径D50。MgF2粉末(填料)的粒径D50为112μm。
测定装置:LS230(Beckman Coulter株式会社制)
分散溶剂:离子交换水+中性洗剂
分散方法:搅拌器搅拌+超声波照射3分钟
折射率(MgF2):1.40-0.20i
<树脂溶液(THV221溶液)的制作>
在置于水浴的可分离烧瓶中量取乙酸丁酯(富士胶片和光纯药公司制)160g,一边搅拌一边将水浴升温到85℃。一边搅拌一边一点点地加入THV221AZ(3M公司制,用椭偏仪测定的相对于波长589nm的光的折射率:1.36,熔点:115℃,重均分子量:384000)40g并使其溶解,制作树脂溶液。将得到的溶液在120℃加热3小时,根据剩余部分求出固体成分浓度,结果为19.5质量%。
<树脂-填料复合材料的颗粒的制作>
将上述制作的19.5质量%的浓度的树脂溶液35g放入250ml的一次性杯子中,向其中添加2.76g的作为填料的粒径D50为112μm的上述MgF2粉末。如果将树脂的密度作为1.95g/cm3、将MgF2粉末的密度作为3.15g/cm3来计算,则填料的浓度为20体积%。使用脱泡练太郎ARV-310对该溶液实施3次以转速2000rpm混合2分钟的操作,将溶液和填料混合,接着放入作为不良溶剂的异丙醇(IPA,Nacalai Tesque公司制)70g,使含有填料的氟树脂析出。将析出的树脂从螺旋管中取出,用干燥机进行干燥,得到树脂组合物的固化物。将得到的试样使用剪刀切成2mm见方左右的尺寸,制成颗粒。
<树脂-填料复合体的片的制作>
将上述得到的颗粒使用模具在200℃进行热压,由此制作厚度1.5mm、50mm见方的片,用切割刀切出大小10×10mm的四边形的片。
将3.5mm见方的平板型LED用封装(YCL-2X97ES,Yokowo公司制)以纵横2片密合排列(合计4片),在其上设置上述片,在温度200℃加热3小时,由此将含有填料的结晶性氟树脂熔融,将4片封装全部用结晶性氟树脂覆盖(密封)。进而,沿各封装的边界线用切刀切断,由此得到4个电子部件。通过与实施例3中记载的方法同样的方法算出其中一个电子部件的树脂组合物的厚度,结果树脂组合物的厚度为1.42mm。
<片的透过率的测定>
通过热加而制作不含有填料的由THV221AZ构成的厚度1.5mm、50mm见方的片,在下述的条件下测定多个波长处的透过率。另外,上述制作的加放入有填料的树脂片的透过率也同样地测定。
透过率的测定条件
装置:岛津制作所公司制UV-3600
附件(attachment):积分球ISR-3100
背景测定:大气
将测定结果示于表1。
[表1]
实施例6
制作27个实施例3中记载的电子部件。27个电子部件中,密封后的树脂组合物的平均厚度为1.5mm。对制作的27个的电子部件,利用光学显微镜(VHX-2000,KEYENCE株式会社制)从上方以50倍的倍率进行观察,结果在9个电子部件中确认到气泡的产生。应予说明,在利用光学显微镜的确认中,在存在最大直径为100μm以上的气泡的情况下,判断为产生气泡。
实施例7
将结晶性氟树脂从THV221AZ变更为THV500GZ,除此以外,与实施例6同样地制作27个经树脂密封的电子部件。密封后的树脂组合物的平均厚度为1.7mm。对于27个电子部件,与实施例6中记载的方法同样地确认气泡产生的有无,结果在24个中确认到气泡的产生。
实施例8
将结晶性氟树脂(商品名“THV221AZ”)使用模具进行热压,由此制作厚度100μm的氟树脂片,用切割刀切出大小10×10mm的四边形的片。
在20×75mm、厚度100μm的聚酰亚胺膜(AS ONE公司制,型号HJA-A4-100μm)的一端部设置10×10mm,厚度100μm的上述结晶性氟树脂THV221AZ膜。接着在聚酰亚胺膜上以一端部重叠的方式放置聚酰亚胺膜,一边施加100g的载荷一边在200℃加热1小时进行熔接,制作样品。其中,上述区域上方的聚酰亚胺膜是以从上方观察时上述区域上方的聚酰亚胺膜的另一端部不与上述区域下方的聚酰亚胺膜重叠的方式进行设置。即便拉伸强度超过200N,上述样品也不会断裂。
实施例9
使用THV500GZ代替THV221AZ作为结晶性氟树脂,除此以外,与实施例8同样地制作样品。上述样品的拉伸强度为113.5N。在实施例9的拉伸试验中,聚酰亚胺膜与聚酰亚胺膜的界面剥离而断裂。
符号说明
1a、1b、1c 电子部件
2 紫外线发光元件
3a、3b 树脂组合物
T1 树脂组合物的厚度
T2 从封装向外侧突出的树脂组合物部分的长度
T3 封装的深度部分的长度
Claims (9)
1.一种电子部件的制造方法,其特征在于,具有如下工序:
在安装于布线基材的电子元件的上方设置树脂组合物的工序,
通过将所述树脂组合物加热到熔点以上而将所述电子元件用所述树脂组合物覆盖的工序;
所述树脂组合物包含结晶性氟树脂,且实质上不包含挥发成分。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述结晶性氟树脂的熔点为278℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述结晶性氟树脂在一部分碳原子上键合有除碳和氟以外的原子。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述结晶性氟树脂为四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其中,来自四氟乙烯的构成单元T相对于构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H和来自偏二氟乙烯的构成单元V的合计的摩尔比为0.50以下。
6.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述电子元件为LED。
7.一种电子部件,是安装于布线基材的电子元件被树脂组合物覆盖的电子部件,
所述树脂组合物包含结晶性氟树脂,且实质上不包含挥发成分和填料,
所述树脂组合物的厚度为0.5mm以上。
8.根据权利要求7所述的电子部件,其中,所述结晶性氟树脂为四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物。
9.根据权利要求8所述的电子部件,其中,来自四氟乙烯的构成单元T相对于构成单元T、来自六氟丙烯的构成单元H和来自偏二氟乙烯的构成单元V的合计的摩尔比为0.50以下。
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