JP2015079909A - 電子デバイスパッケージの製造方法 - Google Patents

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Atsushi Ishii
淳 石井
豪士 志賀
Goshi Shiga
豪士 志賀
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Abstract

【課題】生産性を向上できる電子デバイスパッケージの製造方法を提供する。
【解決手段】第1熱融着用フィルム、基板上に電子デバイスが実装された実装基板、熱硬化性の封止シート及び第2熱融着用フィルムをこの順に配置するステップと、上記第1熱融着用フィルム及び上記第2熱融着用フィルムのうち、上記実装基板より外側の周囲部を熱融着して、上記実装基板及び上記封止シートを含む密閉空間を減圧状態とするステップとを連続的に実施する工程Aを含む電子デバイスパッケージの製造方法に関する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電子デバイスパッケージの製造方法に関する。
電子デバイスを封止する方法として、電子デバイスを樹脂シートで封止する方法が知られている。
例えば、特許文献1及び特許文献2は、基板に実装された電子機能素子(SAWフィルタなど)の上に樹脂シートを配置し、次いで基板上に実装された電子機能素子と樹脂シートとをガスバリア性を備えた袋の中に入れ、次いで袋内を減圧し、次いで袋内の電子機能素子を樹脂シートで封止する方法を開示している。この方法は、減圧下でSAWフィルタを封止できるためボイドの発生を低減できる、簡素な減圧装置により実施できるなどのメリットがある。
国際公開WO2005/071731号(国際公開第05/071731号パンフレット) 特許第5223657号公報
特許文献1及び特許文献2に記載の方法では、電子機能素子などを袋の中にひとつずつ挿入する必要があるため、ロールツーロールプロセスに適用できず、生産性の改善が困難である。
本発明は前記課題を解決し、生産性を向上できる電子デバイスパッケージの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、第1熱融着用フィルム、基板上に電子デバイスが実装された実装基板、熱硬化性の封止シート及び第2熱融着用フィルムをこの順に配置するステップと、上記第1熱融着用フィルム及び上記第2熱融着用フィルムのうち、上記実装基板より外側の周囲部を熱融着して、上記実装基板及び上記封止シートを含む密閉空間を減圧状態とするステップとを連続的に実施する工程Aを含む電子デバイスパッケージの製造方法に関する。
本発明の製造方法は、ロールツーロールプロセスによる減圧包装が可能となるので、生産性を向上できる。
上記工程Aは、上記第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから上記第1熱融着用フィルムを繰り出すステップを更に含むことが好ましい。
上記工程Aは、上記第2熱融着用フィルムが巻回された第2のロールから上記第2熱融着用フィルムを繰り出すステップを更に含むことが好ましい。
上記第2のロールから第2熱融着用フィルムを繰り出すステップでは、上記第2熱融着用フィルム及び上記第2熱融着用フィルム上に所定間隔で配置された複数の上記封止シートを備える一体型第2熱融着用フィルムが巻回された第2のロールから上記一体型第2熱融着用フィルムを繰り出すことが好ましい。
上記第1熱融着用フィルム及び/又は上記第2熱融着用フィルムが、樹脂層、金属箔及び熱融着性層がこの順に配置された構造を有することが好ましい。
上記密閉空間を減圧状態とするステップが、減圧下で上記周囲部を熱融着させる段階を含むことが好ましい。
上記密閉空間を減圧状態とするステップが、上記実装基板及び上記封止シートを減圧室に搬送した後、上記減圧室を密閉した状態で上記減圧室の内部を減圧する段階を含むことが好ましい。
上記工程Aは、上記減圧状態を維持しつつ、上記封止シートが上記電子デバイスを覆った状態で上記封止シートを硬化させるステップを更に含むことが好ましい。
上記工程Aは、上記第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから上記第1熱融着用フィルムを繰り出すステップと、上記減圧状態を維持しつつ、上記封止シートが上記電子デバイスを覆った状態で上記封止シートを硬化させるステップと、上記封止シートを硬化させるステップにより得られた電子デバイスパッケージ、第1熱融着用フィルム及び第2熱融着用フィルムを含む積層体を、ロール状に巻回するステップとを更に含むことが好ましい。
上記封止シートを硬化させるステップでは、上記密閉空間の内外の圧力差を利用して上記封止シートにより上記電子デバイスを覆った後、上記封止シートを硬化させることが好ましい。
上記工程Aの後、上記減圧状態を維持しつつ、上記封止シートが上記電子デバイスを覆った状態で上記封止シートを硬化させる工程Bを更に含むことが好ましい。
上記工程Aは、上記第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから上記第1熱融着用フィルムを繰り出すステップと、上記密閉空間を減圧状態とするステップにより得られた上記第1熱融着用フィルムを含む積層構造体を、ロール状に巻回するステップとを更に含むことが好ましい。
実施形態1の製法で使用するロールツーロール型の包装装置の一例を示した概略断面図である。 減圧室内の包装構造体の概略断面図である。 包装構造体を加熱することにより得られた電子デバイスパッケージ、並びに電子デバイスパッケージを包装する第1熱融着用フィルム及び第2熱融着用フィルムの概略断面図である。 実施形態1の製法の変形例を示す概略図である。 第1熱融着用フィルムの一例を示した概略断面図である。 第2熱融着用フィルムの一例を示した概略断面図である。 実施形態2の製法で使用するロールツーロール型の包装装置の一例を示した概略断面図である。
本発明の電子デバイスパッケージの製造方法は、第1熱融着用フィルム、基板上に電子デバイスが実装された実装基板、熱硬化性の封止シート及び第2熱融着用フィルムをこの順に配置するステップと、第1熱融着用フィルム及び第2熱融着用フィルムのうち、実装基板より外側の周囲部を熱融着して、実装基板及び封止シートを含む密閉空間を減圧状態とするステップとを連続的に実施する工程Aを含む。
以下に実施形態を掲げ、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
[実施形態1]
実施形態1の製造方法では、例えば、図1で示したロールツーロール型の包装装置1を使用できる。
包装装置1は、繰り出し部2と、第1通路部3と、減圧包装部4と、第2通路部5と、加熱部6と、巻回部7とを備える。
具体的には、包装装置1は、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12を繰り出す繰り出し部2と、繰り出し部2で繰り出された第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12を搬送する第1通路部3と、第1通路部3から搬送された第1熱融着用フィルム11、基板13上に電子デバイス14が実装された実装基板15、熱硬化性の封止シート16及び第2熱融着用フィルム12がこの順に配置された状態で、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12のうち、実装基板15より外側の周囲部を熱融着して、実装基板15及び封止シート16を含む密閉空間を減圧状態とする減圧包装部4と、減圧包装部4で得られた包装構造体17を搬送する第2通路部5と、第2通路部5から搬送された包装構造体17を加熱して、電子デバイスパッケージ18を形成する加熱部6と、加熱部6から搬送された第1熱融着用フィルム11、電子デバイスパッケージ18及び第2熱融着用フィルム12を含む積層体を、ロール状に巻回する巻回部7とを備える。
繰り出し部2では、第1熱融着用フィルム11が巻回された第1のロールの上方に、第2熱融着用フィルム12が巻回された第2のロールが配置されている。繰り出し部2では、第1熱融着用フィルム11が巻回された第1のロールから第1熱融着用フィルム11を繰り出し、繰り出した第1熱融着用フィルム11を第1通路部3へ搬送する。第1熱融着用フィルム11は連続的又は断続的に繰り出すことができる。また、繰り出し部2では、第2熱融着用フィルム12が巻回された第2のロールから第2熱融着用フィルム12を繰り出し、繰り出した第2熱融着用フィルム12を第1通路部3へ搬送する。第2熱融着用フィルム12は連続的又は断続的に繰り出すことができる。
第1通路部3では、繰り出し部2で繰り出された第1熱融着用フィルム11を減圧包装部4へ搬送する。図1では、第1熱融着用フィルム11とともに、実装基板15及び封止シート16を減圧包装部4へ搬送する場合を示している。一方、繰り出し部2で繰り出された第2熱融着用フィルム12を減圧包装部4へ搬送しながら、第1熱融着用フィルム11に接近させる。図1では、第2熱融着用フィルム12を第1熱融着用フィルム11に接近させる場合を示しているが、第1通路部3はこの例に限定されず、例えば、第1熱融着用フィルム11を第2熱融着用フィルム12に接近させてもよい。
減圧包装部4は、第1通路部3から搬送された第1熱融着用フィルム11、実装基板15、封止シート16及び第2熱融着用フィルム12を収容する減圧室41、並びに減圧室41内に配置され、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12のうち、実装基板15より外側の周囲部を熱融着するヒートシーラー42を備える。減圧室41は、下ケース部43aと、下ケース部43aの上方に配置され、上下方向のスライドにより減圧室41の開閉を行う上ケース部43bとを備えるケースの内部に形成されている。
減圧包装部4では、開状態の減圧室41に第1熱融着用フィルム11、実装基板15、封止シート16及び第2熱融着用フィルム12を搬送し、次いで減圧室41を密閉状態(例えば、500Pa以下)とし、次いで減圧室41を減圧する。次いで実装基板15の周囲の第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12をヒートシーラー42により熱融着する。図2に示すように、熱融着により得られた包装構造体17は、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12を備える包装容器部91、包装容器部91内に配置された実装基板15、並びに実装基板15上に配置された封止シート16を備える。包装容器部91は密閉されており、包装容器部91の内部に形成された密閉空間は減圧状態である。熱融着により得られた包装構造体17を、第2通路部5に搬送する。
第2通路部5の雰囲気圧力は通常、大気圧である。
第2通路部5では、減圧包装部4から搬送された包装構造体17を加熱部6へ搬送する。搬送中の包装構造体17について、第2通路部5の気圧により第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12が、実装基板15及び封止シート16に密着する。すなわち、包装構造体17の内外の圧力差により、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12が、実装基板15及び封止シート16に密着する。密着状態の包装構造体17は、加熱部6に搬送される。
加熱部6の雰囲気圧力は通常、大気圧である。
加熱部6では、第2通路部5から搬送された包装構造体17を加熱する。まず、加熱により軟化した封止シート16が、包装構造体17の内外の圧力差により、基板13上に実装された電子デバイス14間に浸入し、電子デバイス14を覆う。その後、封止シート16は、電子デバイス14を覆った状態で硬化する。
包装構造体17を加熱することにより得られた電子デバイスパッケージ18は、図3に示すように、実装基板15及び実装基板15上に封止シート16に由来する樹脂部分19を備える。電子デバイスパッケージ18は、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12によって包装されている。加熱部6では、電子デバイスパッケージ18を巻き取り部へ搬送する。なお、加熱部6が備える加熱装置61としては、例えば、遠赤外線加熱炉、熱風加熱炉、オイル加熱槽、熱水加熱槽などである。
巻回部7では、加熱部6から搬送された第1熱融着用フィルム11、第2熱融着用フィルム12及び電子デバイスパッケージ18を含む積層体を、ロール状に巻回する。
以上のとおり、実施形態1の製造方法について、例えば、第1熱融着用フィルム11が巻回された第1のロールから第1熱融着用フィルム11を繰り出すステップと、第2熱融着用フィルム12が巻回された第2のロールから第2熱融着用フィルム12を繰り出すステップと、第1熱融着用フィルム11、基板13上に電子デバイス14が実装された実装基板15、熱硬化性の封止シート16及び第2熱融着用フィルム12をこの順に配置するステップと、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12のうち、実装基板15より外側の周囲部を熱融着して、実装基板15及び封止シート16を含む密閉空間を減圧状態とするステップと、減圧状態を維持しつつ、封止シート16が電子デバイス14を覆った状態で封止シート16を硬化させるステップと、封止シート16を硬化させるステップにより得られた電子デバイスパッケージ18、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12を含む積層体を、ロール状に巻回するステップとを連続的に実施する工程A−1を含む方法により、電子デバイスパッケージを製造できる。
実施形態1の製造方法では、ロールツーロールプロセスによる減圧包装が可能となるので、生産性を向上できる。実施形態1の製造方法では、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12が実装基板15及び封止シート16に密着した状態で電子デバイス14を覆うことができるので、封止シート16が実装基板15側面などに漏れることを防止できる。
実施形態1の製造方法では、図4に示すように、繰り出し部2で、第2熱融着用フィルム12及び第2熱融着用フィルム12上に所定間隔で配置された複数の封止シート16を備える一体型第2熱融着用フィルムが巻回された第2のロールから一体型第2熱融着用フィルムを繰り出すことが好ましい。これにより、例えば、実装基板15上に封止シート16を載せる段階を省略できる。もちろん、第1通路部3又は減圧包装部4において、実装基板15上に封止シート16を載せる方法でも、高い生産性で電子デバイスパッケージを製造できる。
実施形態1の製造方法では、通常、第1通路部3又は減圧包装部4において、第1熱融着用フィルム11上に実装基板15を載せる。なお、繰り出し部2で、第1熱融着用フィルム11及び第1熱融着用フィルム11上に所定間隔で配置された複数の実装基板15を備える一体型第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから一体型第1熱融着用フィルムを繰り出すことにより、第1熱融着用フィルム11上に実装基板15を載せる段階を省略することもできる。
図1では、実装基板15及び封止シート16を含む密閉空間を減圧状態とするステップとして、減圧された減圧室で熱融着することにより密閉空間を減圧状態とする場合を示しているが、本ステップはこれに限定されず、例えば、実装基板15より外側の周囲部について一部を残して熱融着し、残した一部に真空ポンプに接続されたパイプを気密的に差し込み、内部を減圧した後、残した一部を熱融着する方法なども挙げられる。
図1では、減圧包装部4の減圧室41内を減圧状態として熱融着する場合を示しているが、実施形態1の製造方法はこれに限定されず、例えば、製造装置1から下ケース部43a及び上ケース部43bを取り除いたものについて、繰り出し部2、第1通路部3及び減圧包装部4を減圧雰囲気の室内に配置するとともに、第2通路部5、加熱部6、巻回部7を大気圧の室内に配置した上で、熱融着してもよい。
図1では、減圧包装部4で包装構造体17を加熱しない場合を説明しているが、加熱して、封止シート16を軟化させ、軟化させた封止シート16で電子デバイス14を覆ってもよい。この場合、加熱部6で包装構造体17をさらに加熱し、封止シート16を硬化させる。なお、減圧包装部4では、下ケース部43a及び上ケース部43bに埋設されたヒーターなどにより包装構造体17を加熱する。
第1熱融着用フィルム11としては、ガスバリア性、ヒートシール性を備えるものを使用することが好ましい。例えば、図5に示すように、樹脂層11a、金属箔11b及び熱融着性層11cがこの順に配置された構造を有するものが好ましい。樹脂層11aとしては、ポリエステル系フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルムなどが挙げられる。金属箔11bとしては、アルミ箔などが挙げられる。熱融着性層11c(シーラント層)としては、ポリエチレン系フィルム、ポリプロピレン系フィルムなどが挙げられる。なお、樹脂層11a及び金属箔11bの間には接着剤層などが配置されていてもよい。金属箔11b及び熱融着性層11の間には接着剤層などが配置されていてもよい。
第2熱融着用フィルム12としては、第1熱融着用フィルム11と同様に、ガスバリア性、ヒートシール性を備えるものを使用することが好ましい。第1熱融着用フィルム11と同様に、例えば、図6に示すように、樹脂層12a、金属箔12b及び熱融着性層12cがこの順に配置された構造を有するものが好ましい。
実装基板15は、基板13及び基板13上に実装された電子デバイス14を備える。電子デバイス14としては、センサー、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタなどの中空構造を有する電子デバイス(中空型電子デバイス);半導体チップ、IC(集積回路)、トランジスタなどの半導体素子;コンデンサ;抵抗などが挙げられる。なかでも、SAWフィルタ、半導体素子に特に好適に使用できる。なお、中空構造とは、電子デバイス14を基板13に搭載した際に、電子デバイス14と基板13との間に形成される中空部をいう。基板13としては特に限定されず、例えば、プリント配線基板、LTCC(Low Temperature Co−fired Ceramics)基板(低温同時焼成セラミック基板)、セラミック基板、シリコン基板、金属基板などが挙げられる。
封止シート16は熱硬化性である。
封止シート16は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
エポキシ樹脂としては、特に限定されるものではない。例えば、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、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、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などの各種のエポキシ樹脂を用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
エポキシ樹脂の反応性を確保する観点からは、エポキシ当量150〜250、軟化点もしくは融点が50〜130℃の常温で固形のものが好ましい。なかでも、信頼性の観点から、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂がより好ましい。
封止シート16は、フェノール樹脂を含むことが好ましい。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂との間で硬化反応を生起するものであれば特に限定されるものではない。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、レゾール樹脂などが用いられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂との反応性の観点から、水酸基当量が70〜250、軟化点が50〜110℃のものを用いることが好ましく、なかでも硬化反応性が高いという観点から、フェノールノボラック樹脂を好適に用いることができる。また、信頼性の観点から、フェノールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂のような低吸湿性のものも好適に用いることができる。
封止シート16中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、4重量%以上が好ましく、5重量%以上がより好ましい。4重量%以上であると、電子デバイス14、基板13などに対する接着力が良好に得られる。封止シート16中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、20重量%以下が好ましく、12重量%以下がより好ましい。20重量%以下であると、吸湿性を低く抑えることができる。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、硬化反応性という観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計が0.7〜1.5当量となるように配合することが好ましく、より好ましくは0.9〜1.2当量である。
封止シート16は、硬化促進剤を含むことが好ましい。
硬化促進剤としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の硬化を進行させるものであれば特に限定されず、例えば、2−メチルイミダゾール(商品名;2MZ)、2−ウンデシルイミダゾール(商品名;C11−Z)、2−ヘプタデシルイミダゾール(商品名;C17Z)、1,2−ジメチルイミダゾール(商品名;1.2DMZ)、2−エチル−4−メチルイミダゾール(商品名;2E4MZ)、2−フェニルイミダゾール(商品名;2PZ)、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(商品名;2P4MZ)、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール(商品名;1B2MZ)、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール(商品名;1B2PZ)、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール(商品名;2MZ−CN)、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール(商品名;C11Z−CN)、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト(商品名;2PZCNS−PW)、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン(商品名;2MZ−A)、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン(商品名;C11Z−A)、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン(商品名;2E4MZ−A)、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物(商品名;2MA−OK)、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(商品名;2PHZ−PW)、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(商品名;2P4MHZ−PW)などのイミダゾール系硬化促進剤(いずれも四国化成工業(株)製);テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート(商品名;TPP−K)(北興化学工業)などのリン系硬化促進剤などが挙げられる
硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上である。また、硬化促進剤の含有量は、好ましくは15重量部以下である。
封止シート16は、熱可塑性樹脂(エラストマー)を含むことが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、各種アクリル酸エステル共重合体、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロンなどのポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PETやPBTなどの飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)などが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
封止シート16中の熱可塑性樹脂の含有量は、0.5重量%以上が好ましい。0.5重量%以上であると、封止シート16としての可とう性を得やすい。また、包装容器内でSAWフィルタを樹脂封止する際に、中空部を容易に維持できる。封止シート16中の熱可塑性樹脂の含有量は、30重量%以下が好ましい。30重量%以下であると、電子デバイス14などに対して良好な接着力が得られる。
封止シート16は、無機充填剤を含むことが好ましい。
無機充填剤としては、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ(溶融シリカや結晶性シリカなど)、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素などが挙げられる。なかでも、熱膨張係数を良好に低減できるという理由から、シリカ、アルミナが好ましく、シリカがより好ましい。シリカとしては、流動性に優れるという理由から、溶融シリカが好ましく、球状溶融シリカがより好ましい。
無機充填剤の平均粒子径は、好ましくは5μm以上である。5μm以上であると、封止シート16の可撓性、柔軟性を得易い。無機充填剤の平均粒子径は、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。50μm以下であると、無機充填剤を高充填率化し易い。
なお、平均粒子径は、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。
無機充填剤は、シランカップリング剤により処理(前処理)されたものが好ましい。これにより、樹脂との濡れ性を向上でき、無機充填剤の分散性を高めることができる。
シランカップリング剤は、分子中に加水分解性基及び有機官能基を有する化合物である。
加水分解性基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などの炭素数1〜6のアルコキシ基、アセトキシ基、2−メトキシエトキシ基等が挙げられる。なかでも、加水分解によって生じるアルコールなどの揮発成分を除去し易いという理由から、メトキシ基が好ましい。
有機官能基としては、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂と反応し易いという理由から、エポキシ基が好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニル基含有シランカップリング剤;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤;p−スチリルトリメトキシシランなどのスチリル基含有シランカップリング剤;3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリル基含有シランカップリング剤;3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリル基含有シランカップリング剤;N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基含有シランカップリング剤;3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド基含有シランカップリング剤;3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基含有シランカップリング剤;ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのスルフィド基含有シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基含有シランカップリング剤などが挙げられる。
シランカップリング剤により無機充填剤を処理する方法としては特に限定されず、溶媒中で無機充填剤とシランカップリング剤を混合する湿式法、気相中で無機充填剤とシランカップリング剤を処理させる乾式法などが挙げられる。
シランカップリング剤の処理量は特に限定されないが、未処理の無機充填剤100重量部に対して、シランカップリング剤を0.1〜1重量部処理することが好ましい。
封止シート16中の無機充填剤の含有量は、好ましくは70体積%以上であり、より好ましくは74体積%以上である。70体積%以上であると、封止シート16と真空包装容器の内面との接触などによる封止シート16の変形を防止又は低減できる。また、包装容器内でSAWフィルタを樹脂封止する際に、中空部を容易に維持できる。一方、無機充填剤の含有量は、好ましくは90体積%以下であり、より好ましくは85体積%以下である。90体積%以下であると、良好な柔軟性、流動性、接着性が得られる。
無機充填剤の含有量は、「重量%」を単位としても説明できる。代表的にシリカの含有量について、「重量%」を単位として説明する。
シリカは通常、比重2.2g/cm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、封止シート16中のシリカの含有量は、81重量%以上が好ましく、84重量%以上がより好ましい。封止シート16中のシリカの含有量は、94重量%以下が好ましく、91重量%以下がより好ましい。
アルミナは通常、比重3.9g/cmであるので、アルミナの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、封止シート16中のアルミナの含有量は、88重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましい。封止シート16中のアルミナの含有量は、97重量%以下が好ましく、95重量%以下がより好ましい。
封止シート16は、前記成分以外にも、封止樹脂の製造に一般に使用される配合剤、例えば、顔料、シランカップリング剤などを適宜含有してよい。
顔料としては特に限定されず、カーボンブラックなどが挙げられる。
シランカップリング剤の含有量は特に限定されないが、無機充填材100重量部に対して、0.1〜1重量部が好ましい。
封止シート16の製造方法は特に限定されないが、前記各成分(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、熱可塑性樹脂及び無機充填剤など)を混練して得られる混練物をシート状に塑性加工する方法が好ましい。これにより、無機充填剤を高充填できる。
具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、熱可塑性樹脂及び無機充填剤などをミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機などの公知の混練機で溶融混練することにより混練物を調製し、得られた混練物をシート状に塑性加工する。混練条件として、温度の上限は、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。温度の下限は、上述の各成分の軟化点以上であることが好ましく、例えば30℃以上、好ましくは50℃以上である。混練の時間は、好ましくは1〜30分である。また、混練は、減圧条件下(減圧雰囲気下)で行うことが好ましく、減圧条件下の圧力は、例えば、1×10−4〜0.1kg/cmである。
溶融混練後の混練物は、冷却することなく高温状態のままで塑性加工することが好ましい。塑性加工方法としては特に制限されず、平板プレス法、Tダイ押出法、スクリューダイ押出法、ロール圧延法、ロール混練法、インフレーション押出法、共押出法、カレンダー成形法などが挙げられる。塑性加工温度としては上述の各成分の軟化点以上が好ましく、エポキシ樹脂の熱硬化性および成形性を考慮すると、例えば40〜150℃、好ましくは50〜140℃、さらに好ましくは70〜120℃である。
封止シート16の厚みは特に限定されないが、好ましくは100μm以上、より好ましくは150μm以上である。また、封止シート16の厚みは、好ましくは2000μm以下、より好ましくは1000μm以下である。上記範囲内であると、電子デバイス14を良好に封止できる。
[実施形態2]
実施形態2の製造方法では、ロールツーロールで第1熱融着用フィルムを含む積層構造体を巻き取った後、積層構造体を加熱する。
実施形態2の製造方法では、例えば、図7で示したロールツーロール型の包装装置8を使用できる。
包装装置8は、繰り出し部2と、第1通路部3と、減圧包装部4と、第2通路部5と、巻回部9とを備える。
具体的には、包装装置8は、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12を繰り出す繰り出し部2と、繰り出し部2で繰り出された第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12を搬送する第1通路部3と、第1通路部3から搬送された第1熱融着用フィルム11、基板13上に電子デバイス14が実装された実装基板15、熱硬化性の封止シート16及び第2熱融着用フィルム12がこの順に配置された状態で、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12のうち、実装基板15より外側の周囲部を熱融着して、実装基板15及び封止シート16を含む密閉空間を減圧状態とする減圧包装部4と、減圧包装部4で得られた包装構造体17を搬送する第2通路部5と、第2通路部5から搬送された第1熱融着用フィルム11を含む積層構造体をロール状に巻回する巻回部9とを備える。
巻回部9では、第2通路部5から搬送された第1熱融着用フィルム11を含む積層構造体をロール状に巻回する。なお、積層構造体は、第1熱融着用フィルム11、第1熱融着用フィルム11上に積層された第2熱融着用フィルム12、第1熱融着用フィルム11と第2熱融着用フィルム12により形成された密閉空間内に配置された実装基板15、及び実装基板15上に配置された封止シート16を備える。
実施形態2の製法では、巻回部9で得られた積層構造体を加熱装置で加熱する。加熱装置で積層構造体を加熱することにより、封止シート16で電子デバイス14を覆い、封止シート16を硬化させる。加熱装置は、通常、包装装置8とは別置されている。加熱装置は、例えば、遠赤外線加熱炉、熱風加熱炉、オイル加熱槽、熱水加熱槽などである。通常は、ロール状の積層構造体を加熱する。
以上のとおり、実施形態2の製造方法について、例えば、第1熱融着用フィルム11が巻回された第1のロールから第1熱融着用フィルム11を繰り出すステップと、第2熱融着用フィルム12が巻回された第2のロールから第2熱融着用フィルム12を繰り出すステップと、第1熱融着用フィルム11、基板13上に電子デバイス14が実装された実装基板15、熱硬化性の封止シート16及び第2熱融着用フィルム12をこの順に配置するステップと、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12のうち、実装基板15より外側の周囲部を熱融着して、実装基板15及び封止シート16を含む密閉空間を減圧状態とするステップと、密閉空間を減圧状態とするステップにより得られた第1熱融着用フィルム11を含む積層構造体を、ロール状に巻回するステップとを連続的に実施する工程A−2と、工程A−2の後、減圧状態を維持しつつ、封止シート16が電子デバイス14を覆った状態で封止シート16を硬化させる工程Bを含む方法により、電子デバイスパッケージを製造できる。
実施形態2の製造方法では、ロールツーロールプロセスによる減圧包装が可能となるので、生産性を向上できる。実施形態2の製造方法では、実施形態1の方法と同様に、第1熱融着用フィルム11及び第2熱融着用フィルム12が実装基板15及び封止シート16に密着した状態で電子デバイス14を覆うことができるので、封止シート16が実装基板15側面などに漏れることを防止できる。
1、8 包装装置
2 繰り出し部
3 第1通路部
4 減圧包装部
5 第2通路部
6 加熱部
7、9 巻回部
11 第1熱融着用フィルム
11a 樹脂層
11b 金属箔
11c 熱融着性層
12 第2熱融着用フィルム
12a 樹脂層
12b 金属箔
12c 熱融着性層
13 基板
14 電子デバイス
15 実装基板
16 封止シート
17 包装構造体
18 電子デバイスパッケージ
19 電子デバイスパッケージの封止シートに由来する樹脂部分
41 減圧室
42 ヒートシーラー
43a 下ケース部
43b 上ケース部
61 加熱装置
91 包装容器部

Claims (12)

  1. 第1熱融着用フィルム、基板上に電子デバイスが実装された実装基板、熱硬化性の封止シート及び第2熱融着用フィルムをこの順に配置するステップと、
    前記第1熱融着用フィルム及び前記第2熱融着用フィルムのうち、前記実装基板より外側の周囲部を熱融着して、前記実装基板及び前記封止シートを含む密閉空間を減圧状態とするステップと
    を連続的に実施する工程Aを含む電子デバイスパッケージの製造方法。
  2. 前記工程Aは、前記第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから前記第1熱融着用フィルムを繰り出すステップを更に含む請求項1に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  3. 前記工程Aは、前記第2熱融着用フィルムが巻回された第2のロールから前記第2熱融着用フィルムを繰り出すステップを更に含む請求項1又は2に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  4. 前記第2のロールから第2熱融着用フィルムを繰り出すステップでは、
    前記第2熱融着用フィルム及び前記第2熱融着用フィルム上に所定間隔で配置された複数の前記封止シートを備える一体型第2熱融着用フィルムが巻回された第2のロールから前記一体型第2熱融着用フィルムを繰り出す請求項3に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  5. 前記第1熱融着用フィルム及び/又は前記第2熱融着用フィルムが、樹脂層、金属箔及び熱融着性層がこの順に配置された構造を有する請求項1〜4のいずれかに記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  6. 前記密閉空間を減圧状態とするステップが、減圧下で前記周囲部を熱融着させる段階を含む請求項1〜5のいずれかに記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  7. 前記密閉空間を減圧状態とするステップが、前記実装基板及び前記封止シートを減圧室に搬送した後、前記減圧室を密閉した状態で前記減圧室の内部を減圧する段階を含む請求項1〜6のいずれかに記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  8. 前記工程Aは、前記減圧状態を維持しつつ、前記封止シートが前記電子デバイスを覆った状態で前記封止シートを硬化させるステップを更に含む請求項1〜7のいずれかに記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  9. 前記工程Aは、前記第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから前記第1熱融着用フィルムを繰り出すステップと、
    前記減圧状態を維持しつつ、前記封止シートが前記電子デバイスを覆った状態で前記封止シートを硬化させるステップと、
    前記封止シートを硬化させるステップにより得られた電子デバイスパッケージ、第1熱融着用フィルム及び第2熱融着用フィルムを含む積層体を、ロール状に巻回するステップとを更に含む請求項1に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  10. 前記封止シートを硬化させるステップでは、前記密閉空間の内外の圧力差を利用して前記封止シートにより前記電子デバイスを覆った後、前記封止シートを硬化させる請求項8又は9に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  11. 前記工程Aの後、前記減圧状態を維持しつつ、前記封止シートが前記電子デバイスを覆った状態で前記封止シートを硬化させる工程Bを更に含む請求項1に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
  12. 前記工程Aは、前記第1熱融着用フィルムが巻回された第1のロールから前記第1熱融着用フィルムを繰り出すステップと、
    前記密閉空間を減圧状態とするステップにより得られた前記第1熱融着用フィルムを含む積層構造体を、ロール状に巻回するステップとを更に含む請求項11に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102417318B1 (ko) * 2021-03-10 2022-07-06 주식회사 에스알엔디 롤투롤 플렉서블 기판 제조장치

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