JP2015053470A - 中空型電子デバイス封止用樹脂シート及び中空型電子デバイスパッケージの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
下記式(1)及び下記式(2)を満たす中空型電子デバイス封止用樹脂シートに関する。
前記第1の樹脂層中の前記フィラーの含有量(体積%)<前記第2の樹脂層中の前記フィラーの含有量(体積%) (1)
前記第1の樹脂層の粘度>前記第2の樹脂層の粘度 (2)
図1は、実施形態1の樹脂シート11の断面模式図である。樹脂シート11は、第1の樹脂層1と第2の樹脂層2とを積層した構造である。なお、樹脂シート11の両面には、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどの支持体が設けられていてもよい。樹脂シート11からの剥離を容易に行うために、支持体には離型処理が施されていてもよい。
第1の樹脂層1中のフィラーの含有量(体積%)<第2の樹脂層2中のフィラーの含有量(体積%) (1)
第1の樹脂層1の粘度>第2の樹脂層2の粘度 (2)
なお、重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
なお、平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
シリカは通常、比重2.2g/cm3であるので、シリカの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第1の樹脂層1中のシリカの含有量は、80重量%以下が好ましく、75重量%以下がより好ましい。第1の樹脂層1中のシリカの含有量は、50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましい。
なお、フィラー含有量69体積%は、80重量%に相当する。
すなわち、第1の樹脂層1中のアルミナの含有量は、88重量%以下が好ましく、84重量%以下がより好ましい。第1の樹脂層1中のアルミナの含有量は、64重量%以上が好ましく、73重量%以上がより好ましい。
なお、第1の樹脂層1の粘度は、実施例に記載の方法により測定できる。
なお、第1の樹脂層1の引張貯蔵弾性率は、実施例に記載の方法により測定できる。
シリカは通常、比重2.2g/cm3であるので、シリカの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第2の樹脂層2中のシリカの含有量は、80重量%を超える値が好ましく、82重量%以上がより好ましい。第2の樹脂層2中のシリカの含有量は、94重量%以下が好ましい。
すなわち、第2の樹脂層2中のアルミナの含有量は、88重量%を超える値が好ましく、90重量%以上がより好ましい。第2の樹脂層2中のアルミナの含有量は、97重量%以下が好ましい。
なお、第2の樹脂層2の粘度は、実施例に記載の方法により測定できる。
なお、第2の樹脂層2の引張貯蔵弾性率は、実施例に記載の方法により測定できる。
中空型電子デバイスパッケージの製造方法として、実施形態1の樹脂シート11で、プリント配線基板12上に搭載されたSAWフィルタ13を中空封止してSAWフィルタパッケージ15、16を製造する例を説明する。
SAWフィルタ搭載基板準備工程では、複数のSAWフィルタ13が搭載されたプリント配線基板12を準備する(図2参照)。SAWフィルタ13は、所定の櫛形電極が形成された圧電結晶を公知の方法でダイシングして個片化することにより形成できる。SAWフィルタ13のプリント配線基板12への搭載には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。SAWフィルタ13とプリント配線基板12とはバンプなどの突起電極13aを介して電気的に接続されている。また、SAWフィルタ13とプリント配線基板12との間は、SAWフィルタ表面での表面弾性波の伝播を阻害しないように中空部分14を維持するようになっている。SAWフィルタ13とプリント配線基板12との間の距離は適宜設定でき、一般的には15〜50μm程度である。
封止工程では、第1の樹脂層1がプリント配線基板12及びSAWフィルタ13と接触するように、プリント配線基板12上に樹脂シート11を積層し、SAWフィルタ13を樹脂シート11で封止する(図3参照)。これにより、SAWフィルタ13が樹脂封止されたSAWフィルタパッケージ15を得る。
必要に応じて、SAWフィルタパッケージ15の樹脂シート11を熱硬化する。
必要に応じて、SAWフィルタパッケージ15のダイシングを行う(図4参照)。これにより、チップ状のSAWフィルタパッケージ16を得ることができる。
必要に応じて、SAWフィルタパッケージ15又はSAWフィルタパッケージ16に対して再配線及びバンプ17を形成し、これを基板18に実装する(図5参照)。
実施形態1では、第1の樹脂層1と、第1の樹脂層1上に配置された第2の樹脂層2とを備える樹脂シート11について説明した。変形例1では、樹脂シートは、第1の樹脂層1と、第1の樹脂層1上に配置された第3の層と、第3の層上に配置された第2の樹脂層2とを備える。変形例2では、樹脂シートは、第1の樹脂層1と、第1の樹脂層1上に配置された第2の樹脂層2と、第2の樹脂層2上に配置された第3の層とを備える。第3の層としては、例えば、樹脂を含む層、金属層などが好適である。第3の層は単層であってもよいし、複層であってもよい。
第1の樹脂層を作製するために使用した成分について説明する。
エポキシ樹脂1:三菱化学社製のYL−980(ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、エポキシ等量185g/eq.)
エポキシ樹脂2:日本化薬社製のEPPN−501HY(エポキシ当量169g/eq.軟化点60℃)
エポキシ樹脂3:三菱化学社製の1001(ビスフェノールA型、エポキシ等量470g/eq.軟化点64℃)
フェノール樹脂:群栄化学社製のGS−180(フェノールノボラック型フェノール樹脂、フェノール性水酸基当量105g/eq.軟化点83℃)
アクリル樹脂:ナガセケムテックス社製のテイサンレジンSG−70L(Mw:90万)
無機充填剤1:電気化学工業社製のFB−5SDC(溶融球状シリカ、平均粒子径5μm)
無機充填剤2:アドマテックス社製のSO−25R(溶融球状シリカ、平均粒子径0.5μm)
無機充填剤3:電気化学工業社製のFB−7SDC(溶融球状シリカ、平均粒子径7μm)
硬化促進剤:四国化成工業社製の2PHZ−PW(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
エポキシ樹脂1:新日鐵化学社製のYSLV−80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキン当量200g/eq.軟化点80℃)
エポキシ樹脂2:日本化薬社製のEPPN−501HY(エポキシ当量169g/eq.軟化点60℃)
フェノール樹脂:明和化成社製のMEH−7851−SS(ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂、水酸基当量203g/eq.軟化点67℃)
熱可塑性樹脂:カネカ社製のSIBSTER 072T(スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体)
無機充填剤1:電気化学工業社製のFB−9454FC(溶融球状シリカ、平均粒子径20μm)
無機充填剤2:トクヤマ社製のSE−40(溶融球状シリカ、平均粒子径38μm)
無機充填剤3:電気化学工業社製のFB−570(溶融球状シリカ、平均粒子径16μm)
無機充填剤4:電気化学工業社製のFB−5SDC(溶融球状シリカ、平均粒子径5μm)
シランカップリング剤:信越化学社製のKBM−403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
カーボンブラック:三菱化学社製の#20
難燃剤:伏見製薬所製のFP−100(ホスファゼン化合物)
硬化促進剤:四国化成工業社製の2PHZ−PW(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
(第1の樹脂層の作製)
表1に記載の配合比に従い、各成分を配合し、これに各成分の総量と同量のメチルエチルケトンを添加して、ワニスを調製した。得られたワニスを、コンマコ―タ−により、厚み50μmのポリエステルフィルムA(三菱化学ポリエステル社製、MRF−50)の剥離処理面上に塗工し、乾燥させた。次いで、厚み38μmのポリエステルフィルムB(三菱化学ポリエステル社製、MRF−38)の剥離処理面を、乾燥後のワニス上に張り合わせて、第1の樹脂層を作製した。
表2に記載の配合比に従い、各成分を配合し、ロール混練機により60〜120℃、10分間、減圧条件下(0.01kg/cm2)で溶融混練し、混練物を調製した。次いで、得られた混練物を、平板プレス法により、シート状に形成して、第2の樹脂層を作製した。
第1の樹脂層のポリエステルフィルムAを剥離した後、ロールラミネ―タ―を用いて第2の樹脂層上に第1の樹脂層を積層した。これにより、第2の樹脂層上に第1の樹脂層が積層された樹脂シートを作製した。
(第1の樹脂層の作製)
表1に記載の配合比に従い、各成分を配合し、これに各成分の総量と同量のメチルエチルケトンを添加して、ワニスを調製した。得られたワニスを、コンマコ―タ−により、厚み50μmのポリエステルフィルムA(三菱化学ポリエステル社製、MRF−50)の剥離処理面上に塗工し、乾燥させた。次いで、厚み38μmのポリエステルフィルムB(三菱化学ポリエステル社製、MRF−38)の剥離処理面を、乾燥後のワニス上に張り合わせて、第1の樹脂層(第1の樹脂層のみからなる樹脂シート)を作製した。
(第2の樹脂層の作製)
表2に記載の配合比に従い、各成分を配合し、ロール混練機により60〜120℃、10分間、減圧条件下(0.01kg/cm2)で溶融混練し、混練物を調製した。次いで、得られた混練物を、平板プレス法により、シート状に形成して、第2の樹脂層(第2の樹脂層のみからなる樹脂シート)を作製した。
樹脂シートについて以下の評価を行った。結果を表3に示す。
樹脂シートから第1の樹脂層を切り取り、厚み1mm、直径20mmの円形の試験片を作製し以下の測定を行った。レオメトリックス社製の粘弾性測定装置ARESを用いて、測定周波数0.1Hz、ひずみ0.1%、昇温速度5℃/分の条件にて、50℃から150℃まで測定を行い、100℃における複素粘度(η*)を読み取った。
また、第1の樹脂層の測定方法と同様の方法で、第2の樹脂層の粘度を測定した。
樹脂シートから第1の樹脂層を切り取り、厚み400μm、サイズ10mm×35mmの試験片を作製し以下の測定を行った。粘弾性測定装置(ティ・エー・インスツルメント社製のRSA II)を用いて、測定周波数1Hz、ひずみ0.05%、チャック間距離22.6mm、昇温速度5℃/分の条件にて20℃から130℃まで測定を行い80℃における引張貯蔵弾性率(G’)を読みとった。
また、第1の樹脂層の測定方法と同様の方法で、第2の樹脂層の引張貯蔵弾性率を測定
した。
SAWフィルタ(チップ厚み200μm、バンプ高さ20μm)がマトリックス状に配列されたセラミック基板上に樹脂シートを積層し、温度100℃,圧力300kPaの条件にて1分間真空プレス(到達真空度6.65×102 Pa)した。大気開放後、SAWフィルタパッケージを130℃のオーブンに3時間投入することにより樹脂シートを硬化させた。その後、ダイシング装置を用いてSAWフィルタパッケージを個片化し、得られたチップ状のSAWフィルタパッケージの断面を観察した。そして、チップエッジから中空部分への樹脂の流入量を測定した。
なお、実施例1〜5及び比較例1〜2では、第1の樹脂層がSAWフィルタ及びセラミック基板と接触するように、樹脂シートをセラミック基板の上に積層した。
・実施例1〜5及び比較例1〜2の試験片作成
樹脂シートを直径3mmの円形に打ち抜いた。円形の樹脂シートの第1の樹脂層がアルミナ基板と接触するように、90℃の平板プレスで樹脂シートをアルミナ基板(厚さ0.5mm)に圧着した。その後、樹脂シート及びアルミナ基板からなる積層体を熱風オーブン中で150℃1時間の条件で硬化させて、試験片を得た。
・比較例3〜4の試験片作成
樹脂シートを直径3mmの円形に打ち抜いた。円形の樹脂シートがアルミナ基板と接触するように、90℃の平板プレスで樹脂シートをアルミナ基板(厚さ0.5mm)に圧着した。その後、樹脂シート及びアルミナ基板からなる積層体を熱風オーブン中で150℃1時間の条件で硬化させて、試験片を得た。
・測定
図6は、せん断接着力を測定する様子を模式的に示す図である。図6に示すように、加温可能なサンプルテーブル23上に試験片(樹脂シート21及びアルミナ基板22からなる積層体)をセットし、吸着させた。テストツール24を被着体22上面から0.1mm浮かせ、アルミナ基板22と樹脂シート21との接着面に平行な方向に移動速度0.2mm/sで樹脂シート21を押し、その時の荷重を測定した。測定は、樹脂シート21が25℃の状態で行った。樹脂シート21の樹脂痕を測定し面積(mm2)を計算した。
・算出
せん断接着力は下記式により算出した。
せん断荷重(N)/面積(mm2)=せん断接着力(MPa)
なお、せん断接着力は、3MPa以上が好ましい。
縦7cm×横7cm×厚み0.2mmのアルミナ基板に、樹脂シートを積層した後、90℃、5kN、60秒間加熱加圧した。その後、オーブン中で150℃、1時間の条件で樹脂シートを硬化させた後、室温まで放冷した。温度可変レーザ三次元測定器((株)ティーテック社製)を用いて硬化物の表面四隅の高さを測定し、最も高い位置を反り量とした。なお、反り量は、1mm以下が好ましい。
なお、実施例1〜5及び比較例1〜2では、第1の樹脂層がアルミナ基板と接触するように、樹脂シートをアルミナ基板の上に積層した。
アルミナ基板に、深さ0.2mm、幅0.2mmの溝を形成した後、樹脂シートを15torrの減圧条件下、120℃、0.5MPa、3分の加圧条件でアルミナ基板の溝が形成された面にプレスした。この際、溝の底部全体に樹脂が到達したものを◎、溝の底部の一部に樹脂が到達したものを○、溝の底部に樹脂が全く到達しなかったものを×とした。
なお、実施例1〜5及び比較例1〜2では、第1の樹脂層がアルミナ基板と接触するように、樹脂シートをアルミナ基板の上に積層した。
2 第2の樹脂層
11 樹脂シート
12 プリント配線基板
13 SAWフィルタ
13a 突起電極
14 中空部分
15、16 電子デバイスパッケージ
17 バンプ
18 基板
21 樹脂シート
22 アルミナ基板
23 サンプルテーブル
24 テストツール
Claims (8)
- 第1の樹脂層及び第2の樹脂層を備え、
前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層はフィラーを含み、
下記式(1)及び下記式(2)を満たす中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
前記第1の樹脂層中の前記フィラーの含有量(体積%)<前記第2の樹脂層中の前記フィラーの含有量(体積%) (1)
前記第1の樹脂層の粘度>前記第2の樹脂層の粘度 (2) - 前記第1の樹脂層の粘度の前記第2の樹脂層の粘度に対する比(前記第1の樹脂層の粘度/前記第2の樹脂層の粘度)が、3〜1000である請求項1に記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
- 前記第1の樹脂層の引張貯蔵弾性率の前記第2の樹脂層の引張貯蔵弾性率に対する比(前記第1の樹脂層の引張貯蔵弾性率/前記第2の樹脂層の引張貯蔵弾性率)が、5〜500である請求項1又は2に記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
- 前記第1の樹脂層中の前記フィラーの平均粒径の前記第2の樹脂層中の前記フィラーの平均粒径に対する比(前記第1の樹脂層中の前記フィラーの平均粒径/前記第2の樹脂層中の前記フィラーの平均粒径)が、0.01〜0.5である請求項1〜3のいずれかに記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
- 前記第1の樹脂層中の前記フィラーの含有量が69体積%以下であり、前記第2の樹脂層中の前記フィラーの含有量が69体積%を超える請求項1〜4のいずれかに記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
- 前記第1の樹脂層の厚みの前記第2の樹脂層の厚みに対する比(前記第1の樹脂層の厚み/前記第2の樹脂層の厚み)が、0.05〜0.3である請求項1〜5のいずれかに記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
- 前記第1の樹脂層の粘度が10000Pa・s以上である請求項1〜6のいずれかに記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シート。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の中空型電子デバイス封止用樹脂シートを準備する工程と、
中空型電子デバイスを搭載する基板を準備する工程と、
前記第1の樹脂層が前記中空型電子デバイス及び前記基板と接触するように、前記中空型電子デバイス封止用樹脂シートを前記基板の上に積層する工程とを含む中空型電子デバイスパッケージの製造方法。
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