JP2005109300A - 樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子素子を搭載した基板上に、該電子素子を囲むように粘着シートを貼着してダム枠を形成するに際し、及び複数の電子素子を搭載した基板の辺縁部に、複数の該電子素子の全てを囲むようにダム枠を形成するに際し、該ダムを粘着シートを貼着することにより形成する。
【選択図】 図1
Description
この樹脂封止には、電子素子を搭載した基板を金型のキャビティに納め、封止用樹脂をトランスファー射出成形する方法が多く用いられているが、この方法は、金型の準備などの設備に費用を要し、特に、小ロット多品種への対応が困難であるという問題がある。
この方法におけるダム枠は、封止用樹脂が漏れ出さないようにするためのものであり、一般には、高粘度の封止用樹脂やシーリング材からなる漏れ防止用材料を所定箇所に塗布し、加熱硬化させることにより形成していた(例えば、特許文献1参照)。
しかし、この方法も、漏れ防止用材料を塗布し加熱硬化させる工程が煩雑で工程数も増加し、硬化に時間を要することから、ダム枠の形成まで、ひいては全体に時間が掛かるという問題があった。
すなわち、本発明は、以下の方法である。
(1)電子素子を搭載した基板上に、該電子素子を囲むように粘着シートを貼着してダム枠を形成し、該ダム枠内に封止用樹脂を流し込んで加熱硬化させることを特徴とする樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
(2)複数の電子素子を搭載した基板の辺縁部に、複数の該電子素子の全てを囲むように粘着シートを貼着してダム枠を形成し、該ダム枠内に封止用樹脂を流し込んで加熱硬化させ、次いでダイシングにより単位電子デバイスに切断・分離することを特徴とする樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
(3)ダイシングに先だって、硬化した封止用樹脂の表面を研磨して平滑化する、上記(2)の樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
(4)ダム枠の形状に成形された粘着シートを用いる、上記(1)〜(3)の何れかの樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
(5)粘着シートが、基材層と粘着剤層とからなるものである、上記(1)〜(4)の何れかの樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
(6)基材層が、熱可塑性樹脂の発泡フィルムからなる層である、上記(5)の樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
本発明において、樹脂封止型の電子デバイスは、半導体チップそのものや半導体チップをその内部に有して構成される集積回路(IC)等の電子素子を樹脂封止した電子材料を意味し、基板としては、樹脂基板のみならず、セラミック基板等も含まれる。
ダム枠内に流し込んだ封止用樹脂を硬化させるため加熱は、通常150〜200℃の温度で1〜10時間行なわれが、ダム枠近傍の封止用樹脂がある程度硬化し、流動しなくなるまでは、粘着シートはその形状を保ち得ることが必要であり、粘着シートを構成する基材層と粘着剤層は、そのことを考慮して選択するのが好ましい。
而して、基材層を構成する材料としては、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の樹脂材料や、フッ素ゴム、アクリルゴム、ブチルゴム等のゴム材料を例示することができる。
特に、基材層が発泡体からなる層である場合は、ダム枠内に流し込んだ封止用樹脂を加熱硬化させる際に、基材層が減容して薄くなって、加熱硬化した封止用樹脂の層よりダム枠の方が低くなるので、後記するように、加熱硬化した封止用樹脂の表面を研磨して平滑化しようとする場合には、ダム枠を除去する必要がないので、好都合である。
発泡体からなる基材層が減容して薄くなるのは、発泡体中の気体が、加熱により放散する故であると考えられる。発泡体としては、独立気泡からなるものと連続気泡からなるものとが存在するが、封止用樹脂の漏れが起こりにくいので、独立気泡の発泡体を基材層とする粘着シートをダム枠として使用するのが好ましい。独立気泡の発泡体の発泡倍率としては、5〜50倍程度が好ましい。
アクリル系粘着剤は、アクリルモノマーを主成分とする共重合体から構成されているが、アクリルモノマーとしては、たとえば(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルがあげられ、また2ヒドロキシエチルアクリレートなどの官能基付きのモノマーや酢酸ビニルなどその他のモノマーとの共重合体であってもよい.
また、粘着剤層としては上記のような粘着剤にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を配合した粘接着剤であってもよい。粘着剤層として粘接着剤を使用すれば、封止用樹脂の硬化とともに粘着剤層も硬化するので、封止用樹脂や基材層に含まれる低分子量成分の移行によって軟化することがない。封止用樹脂の硬化時に粘着剤層が軟化すれば、位置ずれが起きたり、研磨工程やダイシング工程で剥がれて汚染の原因となるおそれがある。
ダム枠は、封止用樹脂が漏れ出さないようにするものであるので、ダム枠の高さは設けるべき封止用樹脂の層の厚みと同等又は少し大きくする必要がある。
従って、上記の厚みの粘着剤層を含む、粘着シート全体の厚みは、設けるべきダム枠の高さに応じて適宜選択するが、通常は、500μm〜5mmである。
図1〜3は、基板上に搭載された複数の電子素子を樹脂封止する場合の工程を示す断面図である。
先ず、図1に示す如く、複数の電子素子2を搭載した基板1の辺縁部に粘着シートを貼着してダム枠3を形成する。
次いで、図2に示す如く、ダム枠内3に封止用樹脂4を流し込み、続いて、加熱を施して、封止用樹脂4を硬化させる。
封止用樹脂及びその加熱硬化条件については、特に制約はなく、この種の目的に通常に使用される封止用樹脂及びその加熱硬化条件が適用し得る。
加熱硬化した封止用樹脂の厚さには、部位によって多少のバラツキが生じる場合があり、その場合は、ダイシングに先だって硬化した封止用樹脂の表面を研磨し平滑化するのが好ましい。
封止用樹脂が加熱硬化した後も、図2と実質的に同じ断面形状となっている場合は、ダム枠は研磨の支障となるので研磨の前に除去する必要があるが、図3に示すように、加熱硬化した封止用樹脂4よりダム枠3の方が低くなっている場合は、ダム枠を除去する必要はない。
尚、ダム枠は、電子素子を囲むように設ければ良いのであり、複数の電子素子を搭載した基板の辺縁部にダム枠を形成する場合も、基板の辺縁から内側に距離を空けてダム枠を設けても良い。
A.ダム枠の形成
複数の電子素子を搭載した基板の辺縁部に粘着シートを貼着して、図1に示すように、ダム枠を形成した。
基板は、94mm×94mm、厚さ1mmのセラミック基板を用いた。このセラミック基板は、幅7.0mmを各辺縁から除いた中央部(80mm×80mm)に、3.0mm×7.0mm、厚さ400μmの電子素子が21×11個の配列で等間隔に配列されている。電子素子は各々ボンディングが施されており、ボンディングワイヤを含む電子素子の高さは約500μmである。
粘着シートの基材層として、厚さ3mmのポリプロピレンフォーム(積水化学工業社製、商品名:ソフトロンSP#2003、独立気泡タイプ、発泡倍率:25倍)を用いた。 ポリエチレンテレフタレート(厚さ38μm)の剥離フィルムの剥離処理面に永久接着タイプのアクリル系粘着剤(アクリル酸ブチル/アクリル酸2ヒドロキシエチル=91/9(重量部)、イソシアナート系架橋剤2.2重量部)を乾燥膜厚が20μmとなるよう塗布し、露出面を上記基材層の片面に積層し、粘着シートを作成した。
この粘着シートを、外枠84mm×84mm、内枠80mm×80mm、各幅2mmの窓枠形に打ち抜きダム枠とした。
このダム枠を、前記セラミック基板の中央部に一致するように貼付した。
上記の如く形成したダム枠の内側に、封止用樹脂(住友ベークライト社製、商品名:CRP−3150)を厚さ2mmまで流し込み、図2に示すような状態とした。
次いで、これをキュアオーブンに入れて、175℃で5時間加熱し、封止用樹脂を硬化させた。
加熱処理により、ダム枠は減容してその高さは1mm以下となり、硬化した封止用樹脂の厚さ(1.8〜2.0mm)より小さくなったので、ダム枠の除去は行わずに硬化した封止用樹脂の表面を研磨し、平滑化した。
その後、ダイシングにより単位電子デバイスに切断・分離した。
ダイシングは、ダイシングテープに貼付・固定し、定法により行なった。
粘着シートにおける基材層を、厚さ3mmのポリエチレンフォーム(積水化学工業社製、商品名:ソフトロンNF#3003、独立気泡タイプ、発泡倍率:30倍)とした以外は実施例1と全く同様に実施し、電子デバイスを得た。
粘着シートにおける基材層を、厚さ3mmのウレタンフォーム(東洋クオリティワン社製、商品名:C−lite N−2830G、連続気泡タイプ)とした以外は実施例1
と全く同様に実施し. 電子デバイスを得た。
粘着シートの基材層として、厚さ3mmの非発泡のポリ塩化ビニルシート(三菱化学MKV社製、商品名:ビニカシート)を用いた。粘着剤層を以下の配合の再剥離タイプのアクリル系粘着剤からなる、乾燥膜厚が20μmの層とした。
アクリル酸ブチル/アクリル酸2ヒドロキシエチル/アクリル酸=90/0.5/0.5(重量比)の共重合体 100重量部
イソシアナート系架橋剤 5重量部
上記の構成の粘着シートを用いて、実施例1と同様にしてダム枠を形成し、その内側に封止用樹脂を流し込みキュアオーブンで封止用樹脂を硬化させた。
封止用樹脂を硬化させた後、ダム枠(粘着シート)を除去し、封止用樹脂の表面を研磨し、ダイシングにより単位デバイスに切断・分離した。
粘着シートにおける粘着剤層を以下の配合よりなる粘接着剤とした以外は実施例1と全く同様に実施し、電子デバイスを得た。
アクリル酸ブチル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル/アクリル酸2ヒドロキシエチル=55/10/20/15(重量部)の共重合体 20重量部
(分子量:約9万、ガラス転移温度:−28℃)
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:180〜200) 30重量部 固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:800〜900) 40重量部 o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量:210〜230) 10重量部
ジシアンジアミド 1重量部
2−フェニル−4,5−ヒドロキシイミダゾール 1重量部
トリメチロールプロパンアダクトトルイレンジイソシアナート 0.2重量部
2:電子素子
3:ダム枠
4:封止用樹脂
Claims (6)
- 電子素子を搭載した基板上に、該電子素子を囲むように粘着シートを貼着してダム枠を形成し、該ダム枠内に封止用樹脂を流し込んで加熱硬化させることを特徴とする樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
- 複数の電子素子を搭載した基板の辺縁部に、複数の該電子素子の全てを囲むように粘着シートを貼着してダム枠を形成し、該ダム枠内に封止用樹脂を流し込んで加熱硬化させ、次いでダイシングにより単位電子デバイスに切断・分離することを特徴とする樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
- ダイシングに先だって、硬化した封止用樹脂の表面を研磨して平滑化する、請求項2に記載の樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
- ダム枠の形状に成形された粘着シートを用いる、請求項1〜3の何れかに記載の樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
- 粘着シートが、基材層と粘着剤層とからなるものである、請求項1〜4の何れかに記載の樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
- 基材層が、熱可塑性樹脂の発泡フィルムからなる層である、請求項5に記載の樹脂封止型の電子デバイスの製造方法。
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