JP2003059363A - 電気配線封止用シート - Google Patents

電気配線封止用シート

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JP2003059363A JP2001239204A JP2001239204A JP2003059363A JP 2003059363 A JP2003059363 A JP 2003059363A JP 2001239204 A JP2001239204 A JP 2001239204A JP 2001239204 A JP2001239204 A JP 2001239204A JP 2003059363 A JP2003059363 A JP 2003059363A
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恒一郎 川手
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な工程で確実にバスバーを封止すること
ができるバスバー封止用シートを提供すること。 【解決手段】 厚さ300μm以上の熱可塑性樹脂層と
その片面上に設けられた厚さ100μm以下の熱硬化性
樹脂層とを有するバスバー封止用シート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気配線を封止する
ために用いる絶縁材料に関し、特に、半導体装置に形成
された微細な電気配線を封止するために用いる絶縁材料
に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂封止型半導体装置では、複雑に配置
された微細な電気配線が絶縁材料である樹脂によって封
止され、不慮のショートが防止されている。特に、電源
またはアースとして用いられ、半導体装置に所定の電位
を供給するバスバーには大量の電流が流れるため、これ
を確実に封止することが要求される。
【0003】従来は、このような電気配線を封止する絶
縁材料として、熱硬化性樹脂がそのまま使用されてき
た。しかし、熱硬化性樹脂は未硬化状態では流動性、粘
着性であり、これをそのまま電気配線封止材として用い
ると、熱硬化性樹脂が完全に硬化して非粘着性固体とな
るまで次の工程に進めず、製造工程が遅延する。また、
熱硬化性樹脂の流れ出しや盛り上がりを完全に防止する
ことは困難であり、封止が不確実になり易い。更に、熱
硬化性樹脂は比較的吸湿性が高く(1%以上)、水分が
浸入し易いため絶縁性に劣り、配線の腐蝕も生じ易い。
【0004】特に、近年ではパッケージLSIについ
て、小型化、薄型化、低コスト化が要求されており、そ
のためにはより確実、簡便な工程で配線を封止すること
が必要とされ、上記熱硬化性樹脂の欠点を改良すること
が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題を解決するものであり、その目的とするところは、簡
便な工程で確実にバスバーを封止することができるバス
バー封止用シートを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、厚さ300μ
m以上の熱可塑性樹脂層とその片面上に設けられた厚さ
100μm以下の熱硬化性樹脂層とを有するバスバー封
止用シートを提供するものであり、そのことにより上記
目的が達成される。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明のバスバー封止用シ
ートの断面図である。熱可塑性樹脂層1の片面上に熱硬
化性樹脂層2が設けられている。
【0008】熱可塑性樹脂層は熱可塑性樹脂で構成され
る。熱可塑性樹脂は、室温では可撓性の固体であるがバ
スバーと共に熱プレスされた場合に流動してバスバーを
包み込むことができる程度の流動性を示す材料であれば
よい。好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステル、ポリオ
レフィン、EVA、エチレンアクリレート共重合体、ア
クリル樹脂、フッ素樹脂、及びポリエーテル等である。
【0009】一般には、熱可塑性樹脂を延伸等してフィ
ルム状に加工したものを用いることが好ましい。バスバ
ー封止用シートの製造工程が簡便になるからである。熱
可塑性樹脂のフィルムは市販のものを用いてもよい。例
えば、ポリエステルについてはタキロン社製のポリエチ
レンテレフタレートフイルム(商品名「6010」)等
を用いることができる。
【0010】熱可塑性樹脂層の厚さは、熱プレスされた
場合に流動してバスバーを確実に包み込むことができる
ように適宜調節する。一般には熱可塑性樹脂層の厚さは
300μm以上、好ましくは300〜2000μm、よ
り好ましくは300〜1000μmとする。
【0011】熱可塑性樹脂層の厚さが300μm未満に
なると配線の埋め込みが困難となる。逆に熱可塑性樹脂
層の厚さが厚すぎると、例えば、5000μm以上にな
ると熱プレス時に、熱硬化樹脂への熱伝導が低下する。
【0012】熱硬化性樹脂層は熱硬化性樹脂で構成され
る。好ましい熱硬化性樹脂は、例えば下記の成分すなわ
ち、(1)エポキシ樹脂、(2)エポキシ樹脂の硬化
剤、及び(3)フェノキシ樹脂、を含む熱硬化性樹脂組
成物から形成される。熱硬化性樹脂は硬化前であっても
タックを実質的に持たないことが好ましい。バスバー封
止用シートの製造工程が簡便になるからである。
【0013】エポキシ樹脂は加温又は常温で硬化剤と反
応し、三次元網目構造をもった硬化物を形成することが
できる。この場合、エポキシ樹脂の硬化物は耐熱性等に
優れ、また、接着層に凝集力を付与して、被着体同士を
接着することができるようになる。その結果、熱硬化性
樹脂層は、バスバーの通電によりジュール熱が加わって
も被着体から剥離し難い。
【0014】エポキシ樹脂の種類は熱硬化性樹脂層に耐
熱性や凝集力等を付与することができる限り特に限定さ
れない。そのようなエポキシ樹脂には、例えばビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、フルオレンエポキシ樹
脂、グリシジルアミン樹脂、脂肪族エポキシ、臭素化エ
ポキシ又はフッ素化エポキシのようなエポキシ樹脂が含
まれる。
【0015】また、上述のエポキシ樹脂は、通常、5〜
80重量%の量で熱硬化性樹脂組成物に含まれている。
エポキシ樹脂の含有量が5重量%未満になると硬化樹脂
の耐熱性が低下する。一方、エポキシ樹脂の含有量が8
0重量%を越えると組成物の凝集力が低下し、且つ、流
動性が過剰になる。好適には、エポキシ樹脂は10〜5
0重量%の量で熱硬化性樹脂組成物に含まれる。
【0016】熱硬化性樹脂組成物には硬化剤がさらに添
加されており、加温又は常温でエポキシ樹脂と反応して
組成物を熱硬化させることができる。硬化剤の種類は、
上述のように組成物を熱硬化させることができる限り特
に限定されない。例えばアミン硬化剤、酸無水物、ジシ
アンアミド、イミダゾール、カチオン重合触媒、ヒドラ
ジン化合物等の硬化剤が利用可能である。特に、ジシア
ンジアミドは室温(30℃)での熱的安定性を有する観
点から望ましい。
【0017】また、硬化剤は、0.1〜30重量%の量
で熱硬化性樹脂組成物に通常含まれている。硬化剤の含
有量が0.1重量%未満になると樹脂組成物の硬化性が
低下する。硬化剤の含有量が30重量%を越えると硬化
樹脂の絶縁特性が低下する。好適には、硬化剤は0.5
〜10重量%の量で熱硬化性樹脂組成物に含まれる。
【0018】フェノキシ樹脂は鎖状構造をもった熱可塑
性樹脂であり、通常は、2000〜2000,000の
重量平均分子量若しくは1000〜1000,000の
数平均分子量及び500〜500,000エポキシ当量
を有して組成物に適当な形状(例えばフィルム)を与え
ることができる。また、フェノキシ樹脂は上述のエポキ
シ樹脂と似た構造を有して相溶する。この組成物はそれ
自体で成形されて接着剤フィルムとなり得る。特に、フ
ェノキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又は
フルオレンエポキシ樹脂と共に使用することが望まし
い。ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はフルオレンエ
ポキシ樹脂は、フェノキシ樹脂と非常に優れた相溶性を
有するからである。
【0019】また、熱硬化性樹脂層は100,000P
a以下、好ましくは10〜100,000Paの最低貯
蔵ずり弾性率を有する。このような熱硬化性樹脂層は、
熱プレスされた場合でも樹脂の不用意な流れ出しが生じ
難いからである。一般に、バスバーの封止過程では、熱
プレスは60〜260℃の温度の下で104〜5×107
Paの圧力にて行われる。
【0020】それに対し、最低貯蔵ずり弾性率が約10
0,000を越えていると、樹脂がバスバーを包み込む
のに極めて大きな圧力が必要とされプレスが困難にな
る。なお、本明細書における貯蔵ずり弾性率(G')
は、動的粘弾性装置(例えばレオメトリックス社製の
「RDAII」)を用い、6.28rad/secの角速
度(1Hzの周波数)の下で、毎分5℃の割合で温度を
60℃から260℃まで上げながら測定した際の最小値
である。
【0021】熱硬化性樹脂層は、エポキシ樹脂の代わり
にビスマレイミド樹脂を含んでいたり、又は、エポキシ
樹脂の他にビスマレイミド樹脂をさらに添加したりした
組成物から構成されていてもよい。さらに、フェノキシ
樹脂の代わりに又はフェノキシ樹脂と共に、各種スーパ
ーエンプラや、フルオレンビスフェノールとエポキシ樹
脂を反応させて得られるポリヒドロキシエーテル等又は
その他の熱可塑性樹脂を使用してもよい。特に、上述の
フルオレン骨格の導入されたポリヒドロキシエーテルは
熱硬化性樹脂層の耐熱性を向上させ、耐水性をも向上さ
せるため、好ましい。
【0022】また、本発明の目的と効果を逸脱しない限
り、上述した熱可塑性樹脂を使用することなく、エポキ
シ樹脂、ビスマレイミド樹脂又はそれらの混合物とその
硬化剤を主として含む組成物から、熱硬化性樹脂層を構
成してもよい。又、エチレン−グリシジルメタクリレー
ト共重合体を主成分とする熱硬化性樹脂は低吸水率であ
り、湿度の高い条件での使用に適する。
【0023】熱硬化性樹脂層の厚さは、熱プレスされた
場合にバスバーの端部を隙間なく確実に接着することが
できるように適宜調節する。一般には熱硬化性樹脂層の
厚さは100μm以下、好ましくは5〜100μm、よ
り好ましくは10〜50μmとする。
【0024】熱硬化性樹脂層の厚さが薄すぎると、例え
ば、3μm未満になると接着力が低下する。逆に熱硬化
性樹脂層の厚さが100μm以上になると均一な熱硬化
性樹脂層の形成が困難となりまた熱硬化性樹脂の流れ出
しが大きくなる。
【0025】熱硬化性樹脂のコーティング溶液を剥離処
理した基材の一面に所定量塗布した後に所定温度で乾燥
させて剥離性基材に支持された熱硬化性樹脂層を得るこ
とができる。この剥離性基材から熱硬化性樹脂層を剥が
し、熱可塑性樹脂層の一面にラミネートすることにより
バスバー封止用シートが得られる。ラミネートは、熱プ
レスを行なう等の周知の方法で行なえばよい。熱硬化性
樹脂層はコーティング溶液を熱可塑性樹脂層の片面に直
接塗布し、乾燥させて形成してもよい。
【0026】得られたバスバー封止用シートをバスバー
の上に熱硬化性樹脂層がバスバーと接触するように置
き、バスバー封止用シートとバスバーとを熱プレスによ
り圧着し、次いで、熱可塑性樹脂を加熱して完全に硬化
させることによりバスバーを封止することができる。
【0027】
【実施例】接着層の作製 表1に示した成分を混合することにより熱硬化性樹脂の
コーティング溶液を得た。
【0028】
【表1】
【0029】得られたコーティング組成物を剥離処理し
たPETフィルム(厚さ50μm)上に被覆し、100
〜130℃のオーブンを通過乾燥させて、厚さ25μm
のフィルム接着剤を得た。
【0030】バスバー封止用シートの作製 フィルム接着剤をPETフィルムから剥がし、厚さ50
0μmのポリエチレンテレフタレートフイルム(タキロ
ン社製「6010」)の片面に乗せ、100℃のローラ
ーで熱ラミネートして、バスバー封止用シートを得た。
【0031】バスバー封止方法 図2に示すように、25×25×1mm3のガラス板3
の表面上に寸法50×2×0.6mm3のバスバー4を
5枚3ミリ間隔で平行に並べ、1枚をT字形に置いた。
バスバー封止用シートを25×25mm2の寸法に裁断
し、ガラス板に並べたバスバーの上に熱硬化性樹脂層が
バスバーと接触するように置いた。バスバー封止用シー
トの上に厚さ1mmのシリコンゴムを置き、165℃、
140kgfで20秒間プレスして、バスバーの端部が
封止された構造体を得た。図3はこの構造体の斜視図で
ある。その後、この構造体をオーブンに入れ、130℃
で1時間加熱した。
【0032】得られた構造体の封止されていないバスバ
ーの端部をガラス板の表面に対して垂直方向に引っ張る
ことにより、90度剥離力を測定した。90度剥離力は
3kgfであった。また、得られた構造体のバスバーの
封止されている端部を水に浸漬して一週間放置した。水
から引き上げた後に、隣接するバスバー間の電気抵抗を
測定した。抵抗値は1MΩ以上であった。
【0033】
【発明の効果】本発明のバスバー封止用シートでは比較
的厚い熱可塑性樹脂層と比較的薄い熱硬化性樹脂層とが
組み合わされている。かかる構造のバスバー封止用シー
トを使用すれば、大電流を流すバスバーを熱プレスによ
って簡便確実に封止することができ、湿度や腐蝕性の雰
囲気からバスバーが完全に保護される。さらに、本発明
のバスバー封止用シートを使用すれば、厚さ0.5mm
以上のバスバーをも簡単に封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のバスバー封止用シートの断面図であ
る。
【図2】 バスバーの封止過程を模式的に示す斜視図で
ある。
【図3】 本発明のバスバー封止用シートによりバスバ
ーが封止された構造体の斜視図である。
【符号の説明】
1…熱可塑性樹脂層、 2…熱硬化性樹脂層、 3…ガラス板、 4…バスバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AK01A AK01B AK03A AK17A AK25A AK42A AK53B AK54A AK54B AK68A AK70A AL05B BA02 EJ192 GB41 JB13B JB16A JL02 5G333 AA03 AB12 AB29 BA01 DA04 DA15 DA19 DA20 DA28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚さ300μm以上の熱可塑性樹脂層と
    その片面上に設けられた厚さ100μm以下の熱硬化性
    樹脂層とを有するバスバー封止用シート。
  2. 【請求項2】 前記熱可塑性樹脂がポリエステル、ポリ
    オレフィン、EVA、エチレンアクリレート共重合体、
    アクリル樹脂、フッ素樹脂、及びポリエーテルからなる
    群から選択される請求項1記載のバスバー封止用シー
    ト。
  3. 【請求項3】 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂、フェ
    ノキシ樹脂又はこれらの混合物を含むものである請求項
    1又は2記載のバスバー封止用シート。
  4. 【請求項4】 厚さ300μm以上の熱可塑性樹脂フィ
    ルムの片面上に厚さ100μm以下の熱硬化性樹脂フィ
    ルムをラミネートする工程を包含する請求項1記載のバ
    スバー封止用シートの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のバスバー封止用シートを
    バスバーの上に熱硬化性樹脂層がバスバーと接触するよ
    うに置く工程;バスバー封止用シートとバスバーとを熱
    プレスにより圧着する工程;および熱可塑性樹脂を加熱
    して完全に硬化させる工程;を包含するバスバー封止方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のバスバ
    ー封止用シートを用いて電気配線が封止されている電気
    回路。
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