JP2015097240A - プレス接着用金属箔及び電子部品パッケージ - Google Patents

プレス接着用金属箔及び電子部品パッケージ Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂乃至導電性粒子を、細い溝や小さな孔内の隅々まで充填することができ、しかも、確実に導通をとることができる、新たなプレス接着用金属箔を提供する。
【解決手段】 金属箔と、Bステージ状態の樹脂中に導電性粒子を含有してなる樹脂層Aとを備えたプレス接着用金属箔であって、樹脂層A中の導電性粒子のうち円形度が高い方からカウントした個数累積50個数%における導電性粒子の円形度が0.80未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子のうち円形度が高い方からカウントした頻度累積90個数%における導電性粒子の円形度が0.60未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度の標準偏差が0.130以上であることを特徴とするプレス接着用金属箔を提案する。
【選択図】図1

Description

本発明は、導電樹脂層を備えたプレス接着用金属箔、並びに、これを用いた電子部品パッケージに関する。
半導体チップとプリント配線基板とを実装する方法として、半導体チップの電極(パッド)と基板配線電極との間に導電性フィルムを挟み込んで熱圧着し、半導体チップとプリント配線基板の電極同士を、導電性フィルム中の導電性粒子によって導通するという、フリップチップ実装技術が知られている。
また、導電性フィルムとしての電磁波シールドフィルムをプリント配線板に貼着したり、プリント基板上に実装された送信系回路と受信系回路との間に電磁シールドフィルムを実装して、両者のカップリングを防止したりすることも行われている。
この種の導電性フィルムとしては、例えば特許文献1(特開2003−298285号公報)には、電磁波シールド性接着フィルムとして、カバーフィルムの片面に、導電性接着剤層及び必要に応じて金属薄膜層からなるシールド層を有し、他方の面に接着剤層と離型性補強フィルムとが順次積層されてなる補強シールドフィルムが開示されている。
特許文献2(特開2004−273577号公報)には、シールド層と芳香族ポリアミド樹脂からなるベースフィルムとを有するシールドフィルムが開示されていると共に、これを用いて共振回路を形成する方法として、フレキシブルプリント配線板のカバーレイにスルーホールを数カ所開けておき、グランド回路(アース回路)が露出するように加工しておき、次いで、シールドフィルムの導電性接着剤層とカバーレイを熱プレスで貼り合せた後、グランド回路と導電性接着剤層との接合部を形成して回路のグランドと銀蒸着層との間で共振回路を形成する方法が開示されている。
特許文献3(特開2007−189091号公報)には、離型フィルムと、導電性粒子及びバインダを含む等方導電性接着剤層とを備えた等方導電性接着シートが開示されており、その使用方法として、離型フィルム付きの接着シートを回路基板に仮止めした後、離型フィルムを剥がし、補強板を導電性接着剤層表面に重ね合わせ、プレス加工(130〜190℃、1〜4MPa)で熱圧着し、補強板と電極とを低融点金属粉を介して電気的に接続させる方法が開示されている。
特許文献4(特開2009−191099号公報)には、多数の導電性粒子と、これら導電性粒子を分散したバインダとを有するフィルム状に形成された導電性接着剤層と、タック性を備えたタック性樹脂層と、を有する導電性接着シートが開示されている。
特許文献5(特開2010−168518号公報)には、シート状に形成された熱可塑性エラストマ樹脂やアクリル系樹脂などからなる粘着性物質と、当該粘着性物質に分散されたAgコートCu粉やAgコートNi粉などの導電性粒子とを有する組成物で構成される導電性接着剤層を有しており、前記導電性粒子の平均粒子径に対して前記粘着性物質の厚みの平均値が0.8倍〜1.4倍の範囲にあり、前記導電性粒子の含有量が前記導電性接着剤層全体の15〜25質量%の範囲にある導電性粘着シートが開示されている。
特許文献6(特開2011−66329号公報)には、外部グランド部材に接続するための金属層と導電性粒子を含む導電性接着層とを接触状態に備えた導電部材に、加熱および加圧により接続されるシールドフィルムであって、前記加熱によって軟化される樹脂により形成され、前記加熱および加圧により接続された後において、前記導電性接着層から突出した前記導電性粒子の平均突出長よりも薄い層厚みで形成されるとともに、前記導電性接着層に接着されるカバーフィルムと、前記カバーフィルムに順に積層された金属薄膜層および接着層と、を有することを特徴とするシールドフィルムが開示されていると共に、これを用いたグランド接続方法として、外部グランド部材に接続された金属層と導電性粒子を含む導電性接着層とを接触状態に備えた導電部材を、前記樹脂が軟化する温度で加熱しながら加圧して当該導電性接着層と前記カバーフィルムとを接着することにより、前記カバーフィルムの層厚みよりも長く突出した前記導電性粒子が前記金属薄膜層にまで達することでグランド接続することを特徴とするシールドフィルムのグランド接続方法が開示されている。
特許文献7(特開2011−166100号公報)には、硬化性絶縁層、導電性被膜、及び硬化性導電性接着剤層をこの順序で具備する、電磁波シールド性接着性フィルムであって、前記導電性被膜が、導電性粒子が保護物質によって被覆されてなる平均粒子径が0.001〜0.5μmの被覆導電性粒子を含む分散体から形成された被膜であり、前記硬化性導電性接着剤層が、硬化性絶縁性樹脂と、平均粒子径が1〜50μmの金属粉とを含有する、ことを特徴とする電磁波シールド性接着性フィルムが開示されている。硬化性導電性接着剤層をプリント配線基板などの被着体に重ね合わせ、加熱することにより、硬化性導電性接着剤層及び硬化性絶縁層を硬化させ、これらの硬化によって接着が確保され、被着体を電磁波から遮蔽することが可能となる。
特許文献8(特開2011−187895号公報)には、(A)金属粉と(B)バインダ樹脂とからなる導電層に、保護層が積層されてなる電磁波シールドフィルムにおいて、導電層が(a)平均厚さ50〜300nm、平均粒径3〜10μmの薄片状金属粉と、(b)平均粒径3〜10μmの針状又は樹枝状金属粉(特に銀被覆銅粉)とを含有する導電性ペーストから形成されてなるものが開示されている。
特許文献9(特開2011−171523号公報)には、硬化性を有しない絶縁フィルム、導電性被膜、及び硬化性導電性接着剤層をこの順序で具備する、電磁波シールド性接着性フィルムであって、前記導電性被膜が、導電性粒子が保護物質によって被覆されてなる平均粒子径が0.001〜0.5μmの被覆導電性粒子を含む分散体から形成された被膜であり、前記硬化性導電性接着剤層が、硬化性絶縁性樹脂と、平均粒子径が1〜50μmの金属粉とを含有することを特徴とする電磁波シールド性接着性フィルムが開示されている。
特開2003−298285号公報 特開2004−273577号公報 特開2007−189091号公報 特開2009−191099号公報 特開2010−168518号公報 特開2011−66329号公報 特開2011−166100号公報 特開2011−187895号公報 特開2011−171523号公報
電子部品パッケージの製法において、回路基板上に電子部品を実装し、該電子部品をモールド樹脂で封止した後、ハーフカットダイシングして電子部品間のモールド樹脂を除去して溝部を設け、前記モールド樹脂の上から、導電性ペーストを塗布して前記溝部内にも導電性ペーストを充填し、次に、当該溝部の中心部に沿ってダイシングしてパッケージ毎に分割して電子部品パッケージを作製する方法が行われている。
このような電子部品パッケージの作製において、導電性ペーストを塗布する工程を、導電性粒子を含有する樹脂層が積層された金属箔を加熱プレスする工程、例えば、当該樹脂層を回路基板に重ねて金属箔側から加熱及びプレスすることにより、前記樹脂層の樹脂及び導電性粒子を、前記回路基板に設けられた溝部内に充填する工程に置き換えることができれば、電子部品パッケージの作製工程をより簡略化することができる。
しかしながら、回路基板に設ける溝や孔は益々微細化する傾向にあるため、前記のように金属箔を加熱プレスすることによって、樹脂乃至導電性粒子を、細い溝や小さな孔内の隅々まで充填することができ、しかも、確実に導通をとることができるかが課題であった。
そこで本発明は、上記のように加熱プレスする用途に用いるプレス接着用金属箔に関し、樹脂乃至導電性粒子を、細い溝や小さな孔内の隅々まで充填することができ、しかも、確実に導通をとることができる、新たなプレス接着用金属箔を提供せんとするものである。
本発明は、金属箔と、Bステージ状態の樹脂中に導電性粒子を含有してなる樹脂層(「導電樹脂層」とも称する)Aとを備えたプレス接着用金属箔であって、樹脂層A中の導電性粒子のうち円形度が高い方からカウントした個数累積50個数%における導電性粒子の円形度(「累積50%」と称する)が0.80未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子のうち円形度が高い方からカウントした頻度累積90個数%における導電性粒子の円形度(「累積90%」と称する)が0.60未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度の標準偏差が0.130以上であることを特徴とするプレス接着用金属箔を提案する。
本発明が提案するプレス接着用金属箔は、例えば、電子部品が実装され、該電子部品がモールド樹脂で封止されてなる構成を備えたプリント配線基板に、前記プレス接着用金属箔の樹脂層Aを重ねて、樹脂層Aの樹脂を加熱して軟化若しくは溶融させて、該プレス接着用金属箔を基板側にプレスし、さらに加熱して、前記で軟化若しくは溶融させた樹脂を硬化させることで、前記回路基板に設けられた溝又は孔内に樹脂層Aの樹脂及び導電性粒子を充填することができ、電子部品パッケージを製造することができる。
本発明が提案するプレス接着用金属箔に関しては、導電性粒子の形状を所定の範囲に規定したことにより、すなわち、樹脂層A中の導電性粒子の円形度(累積50%)が0.80未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度(累積90%)が0.60未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度の標準偏差が0.130以上に規定したことにより、細い溝や小さな孔内の隅々まで、樹脂層Aの樹脂乃至導電性粒子を充填することができ、しかも、比較的少ない量の導電性粒子でも確実に導通をとることができるようになった。
本発明の一例に係る本プレス接着用金属箔の使用方法の一例であり、(A)は被着体に本プレス接着用金属箔を重ねた状態(プレス接着前)、(B)は被着体に本プレス接着用金属箔をプレス接着した後の状態を示した図である。 導電性粒子の形状を説明するためのモデル図であり、(A)はデンドライト状、(B)は針状、(C)は芋状、(D)は突起有球状、(E)は突起有芋状を示している。
以下、本発明の実施形態について詳述する。但し、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。
<本プレス接着用金属箔>
本実施形態の一例に係るプレス接着用金属箔(「本プレス接着用金属箔」と称する)は、金属箔と、Bステージ状態の樹脂中に粒状の導電性粒子を含有してなる樹脂層Aと、を備えた、プレス接着用金属箔である。詳しくは後述するが、本プレス接着用金属箔は、本プレス接着用金属箔の樹脂層Aを回路基板に重ねて、加熱及びプレスすることにより、前記回路基板に設けられた溝又は孔内に樹脂層Aの樹脂及び導電性粒子を充填することができ、本プレス接着用金属箔を回路基板に接着することができる(本発明では、このような充填及び接着手段を“プレス接着”と称する)。
本プレス接着用金属箔は、前記金属箔及び樹脂層A以外の層を一層又は二層以上備えていてもよい。例えば、樹脂Aの金属箔とは反対側の面に離型シートを積層するようにしてもよい。
(金属箔)
本プレス接着用金属箔における金属箔は、例えば電子回路や電子部品における導電層或いは電極層等として機能することができる金属箔であればよい。
このような金属箔としては、圧延法や電解法などで得られた金属箔であるのが好ましい。例えば銅箔、ニッケル箔、銅合金箔(真鍮箔、コルソン合金箔等)、ニッケル合金箔(ニッケル−リン合金箔、ニッケル−コバルト合金箔等)などを挙げることができる。但し、これらに限定されるものではない。
金属箔の厚さは、薄過ぎると樹脂層Aを形成するのが難しくなる一方、厚過ぎるとコスト高になるため、1μm〜50μmであるのが好ましく、中でも2μm以上或いは30μm以下、その中でも3μm以上或いは20μm以下であるのが好ましい。
エッチング加工等により、電子回路形成等を行うことを考慮すると、微細な導電パターン、或いは、微細な電極パターン等を良好に形成するという観点から、単一組成の金属箔を用いることが好ましい。
また、金属箔が導電層として用いられることを考慮すると、当該金属箔は、ニッケルに比して電気抵抗率が低く、且つ、非磁性体である銅又は銅合金からなる金属箔であるのが好ましい。銅箔は、エッチング等の加工が容易であり、さらに安価である点で好ましい。
(樹脂層A)
樹脂層Aを構成する樹脂組成物は、Bステージ状態となり得る樹脂組成物であればよい。通常、この種のベース樹脂は熱硬化性樹脂が一般的である。但し、熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂が混合したものを用いることもできる。
ここで、Bステージ状態とは、接着性乃至粘着性を有する熱硬化性樹脂の硬化中間状態を意味する。中でも、フィルム状乃至シート状を維持することができ、且つ加熱すると樹脂が一旦は軟化若しくは溶融し、さらに加熱すると硬化する状態であるのが好ましい。
樹脂組成物をBステージ状態とする方法としては、1)溶剤を適宜揮発させる方法、2)硬化反応を途中で強制的に停止させる方法、3)硬化領域の異なる2種類以上の硬化性樹脂を含有させる方法、4)その他公知の方法を採用することができる。
Bステージ状態となり得る樹脂組成物の主成分を為す樹脂(「ベース樹脂」と称する)としては、特に限定するものではない。例えばエポキシ樹脂、ポリジメチルシロキサン樹脂、アクリル樹脂、その他の有機官能性ポリシロキサン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ化炭素樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フッ素化ポリアリルエーテル、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、フェノールクレゾール樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができ、これらのうち一種又は二種以上の混合樹脂であってもよい。なお、ベース樹脂とは、樹脂組成物を構成する樹脂成分のうち最も含有量の多い樹脂を言うものとする。
また、硬化性又は架橋性材料として、遊離基重合、原子移動、ラジカル重合、開環重合、開環メタセシス重合、アニオン重合、またはカチオン重合によって架橋可能な、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリジメチルシロキサン樹脂、またはその他の有機官能性ポリシロキサン樹脂の一つ以上を配合してもよい。
中でも、樹脂層Aを構成する樹脂組成物は、100〜150℃における最低溶融粘度が10Pa・s〜1000000Pa・sの樹脂組成物であるのが好ましく、中でも100Pa・s以上の樹脂組成物であるのがより一層好ましい。
樹脂層Aを構成する樹脂組成物の一例として、ベース樹脂としてのエポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、有機溶媒、シランカップリング剤、界面活性剤などを含有する樹脂組成物を挙げることができる。このような樹脂組成物であれば、有機溶媒を揮発させることにより、この樹脂組成物をBステージ状態とすることができる。
この場合、例えばアクリル系樹脂とエポキシ樹脂のポリマーブレンドをベース樹脂として使用しても同様である。
但し、これらはあくまで一例である。
熱硬化のために添加される材料として、有機過酸化物やイソシアネート化合物、エポキシ化合物やアミン化合物等の熱硬化剤などを挙げることができる。
(導電性粒子)
樹脂層Aに含まれる導電性粒子としては、例えば銀粉粒子、銅粉粒子、鉄粉粒子などの導電性粒子、或いは、任意材料からなる粒子、例えば前記導電性粒子を芯材としてこれらの表面の一部又は全部を異種導電性材料、例えば金、銀、銅、ニッケル、スズなどで被覆してなる粒子などを挙げることができる。但し、これらに限定する趣旨ではなく、導電性を有する材料であれば任意に採用可能である。
導電性粒子の形状に関しては、基板に設けられた溝や孔へ充填した際に、比較的少ない量の導電性粒子でも、確実に導通をとることができる観点から、樹脂層A中の導電性粒子のうち、円形度が高い方からカウントした個数累積50個数%における導電性粒子の円形度(「累積50%」と称する)が0.80未満、中でも0.10以上或いは0.77以下、その中でも0.75以下であるのがさらに好ましい。
また、樹脂層A中の導電性粒子のうち、円形度が高い方からカウントした個数累積90個数%における導電性粒子の円形度(「累積90%」と称する)が0.60未満、中でも0.10以上或いは0.55以下、その中でも0.15以上或いは0.50以下であるのがさらに好ましい。
なお、上記「累積50数%」或いは「累積90%」は、樹脂層A中の導電性粒子を、円形度が最も高い値(円形度=1.0)から低い方へ導電性粒子の個数をカウントして、その個数累積が50%或いは90%に達した時の円形度を示すものである。
さらにまた、樹脂層A中の導電性粒子の円形度の標準偏差は0.130以上、中でも0.150以上或いは0.500以下、その中でも0.160以上であるのがさらに好ましい。
当該導電性粒子の円形度を上記の範囲に調整するには、例えば導電性粒子の形状及びその含有割合を調整すればよい。例えば球状や略球状の粒子は円形度が比較的高く、他方、デンドライト状、針状、フレーク状、芋状などの粒子は円形度が比較的低いから、球状や略球状の粒子の含有比率を高めれば、当該導電性粒子の円形度を高めることができ、他方、デンドライト状、針状、フレーク状、芋状などの粒子の含有比率を高めれば、当該導電性粒子の円形度を低くすることができる(図2参照)。但し、このような方法に限定するものではない。
樹脂層Aに含まれる導電性粒子の粒径は、大き過ぎると、ペースト(塗料)中で沈降したり、薄膜化できなかったり、電磁波シールド特性が悪くなったりする可能性がある一方、小さ過ぎると、分散性が低下してペースト(塗料)が増粘して塗工性が低下する可能性がある。そのため、樹脂層Aに含まれる導電性粒子の平均円相当径は0.1μm〜30μmであるのが好ましく、中でも0.3μm以上或いは20μm以下、その中でも0.5μm以上或いは10μm以下であるのがより一層好ましい。
樹脂層Aにおける導電性粒子の含有量は、少ない含有量の導電性粒子でも電気の導通を得ることができるから、樹脂層A全体の65wt%以下であるのが好ましく、中でも10wt%以上或いは60wt%以下であるのがより一層好ましく、その中でも20wt%以上或いは55wt%以下であるのがさらに好ましい。
樹脂層Aは、例えば回路基板上に設けられた溝や孔内への充填性を確保するなどの観点から、レジンフロー(測定方法を実施例参照のこと)が3〜20%であるのが好ましく、中でも5%以上或いは17%以下、その中でも7%以上或いは15%以下であるのがさらに好ましい。
樹脂層Aのレジンフローを調整するには、樹脂層Aを構成する樹脂の種類を調整すると共に、導電性粒子の形状及び含有量を調整するようにすればよい。
樹脂層Aの厚さは、特に制限されるものではない。但し、厚過ぎても効果が高まる訳ではなく材料が無駄である一方、薄過ぎると、被着面の凹凸に追従でき難くなるばかりか、樹脂層Aで安定した導電性を確保するのが難しくなる。そのため、樹脂層Aの厚さは1μm〜500μmであるのが好ましく、中でも300μm以下、その中でも特に200μm以下であるのがより一層好ましい。但し、溝へ埋め込む場合は、溝の体積に厚みが依存するので、樹脂層Aの厚みは溝体積に応じて500μmを上限として所望の範囲で設定するのが好ましい。
(金属箔表面層)
必要に応じて、樹脂層Aとは反対側の金属箔表面が酸化防止処理されてなる構成を備えていてもよい。但し、必ず必要というものではない。
金属箔、中でも銅箔は酸化し易いため、金属箔表面を酸化防止処理するのが好ましい。
酸化防止処理としては、四三酸化鉄被膜(黒色)を形成させる化学処理、表面にリン酸(リン酸亜鉛系・リン酸マンガン系)被膜を形成させる化学処理、クロメート処理、無電解ニッケルメッキ、アルマイト処理などを挙げることができる。但し、これらの処理に限定するものではない。
<本プレス接着用金属箔の作製方法>
Bステージ状態とすることができる樹脂組成物に導電性粒子、その他、必要に応じて硬化剤やカップリング剤、腐食抑制剤などを加えて混合し、導電性粒子の形状を壊さずに分散させるように混練してペースト(塗料)とし、このペースト(塗料)を金属箔上に塗布し、溶剤を揮発させるなどして樹脂組成物をBステージ化させて、フィルム成形するのが好ましい。
なお、混練に際しては、導電性粒子の粒子形状が崩れないように、機械的な衝撃を導電性粒子に与える攪拌機などの使用は避けて、例えばあわとり練太郎(商標名)やプラネタリーミキサなどを使って、機械的な衝撃を与えることなく混練するのが好ましい。
<本プレス接着用金属箔の使用方法>
本プレス接着用金属箔は、図1(A)に示すように、モールド樹脂等によって微細な溝や孔が設けられた回路基板に、本プレス接着用金属箔の樹脂層Aを重ねて、プレス熱板等を金属箔の表面に当接させて、金属箔を介して樹脂層Aを加熱して樹脂層Aの樹脂を軟化若しくは溶融させ、金属箔の表面を前記プレス熱板等で押圧することにより、言い換えれば金属箔の表面を被プレス面として被着体方向にプレス(押圧)することにより、樹脂層Aの樹脂及び導電性粒子を、回路基板に設けられた溝や孔内に充填することができる。
そして、さらに加熱して前記で軟化若しくは溶融させた樹脂を硬化させることにより、本プレス接着用金属箔を被着体に接着することができる。
このように本プレス接着用金属箔を熱プレスすることで、図1(B)に示すように、樹脂層Aの樹脂及び導電性粒子を、回路基板に設けられた溝や孔内の隅々まで充填することができ、確実に導通をとることができる。
例えば電子部品が実装され、該電子部品がモールド樹脂で封止され、さらにハーフダイシングにより切込み溝が設けられてなる構成を備えたプリント配線基板において、本プレス接着用金属箔の樹脂層Aを該モールド樹脂に重ねて、例えばプレス熱板などを当接させるなどして加熱して樹脂層Aの樹脂を軟化若しくは溶融させた後、当該金属箔の表面を被プレス面として該プレス接着用導電性フィルムを基板側にプレスし、次いでさらに加熱して、前記で軟化若しくは溶融させた樹脂を硬化させることで、樹脂層Aの樹脂はモールド樹脂部分を被覆すると共に、前記の切込み溝内に、樹脂層Aの樹脂及び導電性粒子が侵入して充填される。このようにして電子部品パッケージを製造することができる。
<語句の説明>
本明細書において「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「好ましくはXより大きい」の意を包含し、「Y以下」(Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「好ましくYより小さい」の意を包含する。
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
<金属箔>
金属箔として、厚み9μmの高張力銅箔(三井金属鉱業社製、製品名「HTE」)を使用した。
<導電性粉末>
(1)導電性粉末A:デンドライト状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉。
(2)導電性粉末B:デンドライト状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉と、球状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉とを、7:3の質量割合で含有する混合紛体。
(3)導電性粉末C:デンドライト状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉と、球状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉とを、5:5の質量割合で含有する混合紛体。
(4)導電性粉末D:デンドライト状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉と、球状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉とを、3:7の質量割合で含有する混合紛体。
(5)導電性粉末E:デンドライト状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉。
(6)導電性粉末F:球状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉。
(7)導電性粉末G:フレーク状を呈する粒子からなる銀被覆銅粉。
なお、銀被覆銅粉とは、銅粉粒子の表面が銀で被覆されてなる粒子からなる紛体の意味である。
<樹脂>
エポキシ樹脂X:100℃で2000cpの溶融粘度となるエポキシ樹脂組成物を使用した。
なお、樹脂の溶融粘度は、サンプルの厚みを5mmとして、粘度測定装置(Thermo ELECTRON CORPORATION社製「HAAKE Rheo Stress600」)を使用し、昇温速度:2℃/minにて、周波数(角速度)を適宜調整しながら測定した。
<実施例1−10及び比較例1−3>
エポキシ樹脂Xに、表1に示す量(導電性粒子含有量)と種類の導電性粉末を加えて、撹拌機(あわとり練太郎(商標名))を用いて回転速度2000rpmで3分間混練してペーストを調製した後、厚さ9μmの銅箔及び厚み35μmのポリエチレンテレフタレート製フィルム(「PETフィルム」と称する)のそれぞれの上に、アプリケータを使用して乾燥厚みで100μmとなるように前記ペーストを塗布して塗膜を形成し、オーブン中にて150℃、3分間加熱して、銅箔上にBステージ状態の樹脂層Aを備えたプレス接着用銅箔と、PETフィルム上にBステージ状態の樹脂層Aを備えたプレス接着用PETフィルムとを作製した。
<D50>
実施例・比較例で用いた導電性粉末を少量ビーカーに取り、3%トリトンX溶液(関東化学製)を2、3滴添加し、粉末になじませてから、0.1%SNディスパーサント41溶液(サンノプコ製)50mLを添加し、その後、超音波分散器TIPφ20(日本精機製作所製)を用いて2分間分散処理して測定用サンプルを調製した。この測定用サンプルを、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置MT3300 (日機装製)を用いて体積累積基準D50を測定した。
<円形度の測定>
グリセリンとメタノールを混合した溶液中に、実施例・比較例で用いた導電性粉末(銀被覆銅粉)を加えて混合して、株式会社セイシン企業製粒度・形状分析装置「PITA-1」を使用して測定し、解析ソフトにて3000個の粒子を解析し、平均円形度、累積10%円形度(表には「累積10%」と示す)、累積50%円形度(表には「累積50%」と示す)、累積90%円形度(表には「累積90%」と示す)、円形度標準偏差を算出した。
なお、累積10%円形度、累積50%円形度及び累積90%円形度は、円形度が高い方(真球1.0)から低い方へカウントした粒子の個数累積割合(%)がそれぞれ10%、50%、90%に達した時の円形度を示す値である。
ここで、「円形度」とは、Wadellが提案した粒子の投影像に関する形状指数で、「円形度」=「投影面積の等しい円の周長」/「粒子の周長」で表される。
「投影面積の等しい円の周長」とは、ある粒子を真上から観察した際の面積を求め、その面積に等しい円の周囲長さのことである。
<レジンフローの測定>
実施例・比較例で得たプレス接着用銅箔、すなわち、銅箔上にBステージ状態の樹脂層Aを備えたプレス接着用銅箔を10cm角にカットし、質量を測定した(質量A)。そして、カットしたプレス接着用銅箔をSUS板で挟みこみ、14kgf/cm2の圧力で180℃×10minプレスを常圧にて実施した。その後、10cm角よりはみ出したペーストを除去し、再度質量を測定した(質量B)。
質量測定後、下記の計算式にてレジンフロー(14kgf/cm2、180℃
)を算出した。
レジンフロー(%)={(質量B-質量C))/(質量A−質量C)}×100
なお、質量Cとは10cm角の銅箔質量である。
<真空プレス処理(溝充填性)>
実施例・比較例で得たプレス接着用銅箔、すなわち銅箔上にBステージ状態の樹脂層Aを備えたプレス接着用銅箔を、溝200μm、深さ1000μm、溝ピッチ5mmの格子状パターンを形成したガラエポ基板上へ、該樹脂層Aを下にして積層して積層体とし、さらにこの積層体をSUS板で挟み込み、30kg/cm2の圧力で180℃×60minプレスを真空中で実施した。
その後、溝への充填状態を目視にて判定すると共に、シート端からはみ出した溶融樹脂(ペースト)の量を計測して「はみ出し」を判定した。
「溝充填性」に関しては、溝内が全て樹脂で充填された場合を「○(good)」と判定し、溝内の一部に樹脂が充填されてない部分がある場合を「×(poor)」と判定した。
「はみ出し」に関しては、シート端からはみ出した溶融樹脂(ペースト)の幅が10mm未満の場合を「○(good)」と判定し、10mm以上の場合を「×(poor)」と判定した。
<真空プレス処理(抵抗測定)>
実施例・比較例で得たプレス接着用PETフィルム、すなわちPETフィルム上にBステージ状態の樹脂層Aを備えたプレス接着用PETフィルムを、該樹脂層Aを上にして離形フィルムに重ねて積層体とし、この積層体をSUS板で挟み込み、30kg/cm2の圧力で180℃×60minプレスを真空中で実施した。その後、離形フィルムを剥離し、樹脂層Aの抵抗を、四探針法(JISK7194準拠)にて表面抵抗を測定した。また、硬化物の厚みを測定し、比抵抗(Ω・cm)を算出した。
<総合判定>
比抵抗が10-4Ω・cm未満で、かつ「溝充填性」及び「はみ出し」の評価がいずれも「○(good)」の場合を「○(good)」と総合的に判定し、どれか一つの項目でも満たさない場合を「×(poor)」と総合的に判定した。
Figure 2015097240
(考察)
実施例1−10においてはいずれの場合も、樹脂層Aの樹脂はモールド樹脂部分を被覆すると共に、ハーフダイシングにより形成された切込み溝内の隅々まで、樹脂及び導電性粉末粒子が侵入して、当該溝内は樹脂によって充填され、導通をとることができた。
このような実施例の結果と、これまで発明者が行ってきた試験結果から、樹脂層A中の導電性粒子の円形度(累積50%)が0.80未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度(累積90%)が0.60未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度の標準偏差が0.130以上に規定することにより、細い溝や小さな孔内の隅々まで、樹脂層Aの樹脂乃至導電性粒子を充填することができ、しかも、比較的少ない量の導電性粒子でも確実に導通をとることができることが分かった。


Claims (7)

  1. 金属箔と、Bステージ状態の樹脂中に導電性粒子を含有してなる樹脂層Aとを備えたプレス接着用金属箔であって、樹脂層A中の導電性粒子のうち円形度が高い方からカウントした個数累積50個数%における導電性粒子の円形度(「累積50%」と称する)が0.80未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子のうち円形度が高い方からカウントした頻度累積90個数%における導電性粒子の円形度(「累積90%」と称する)が0.60未満であり、且つ、樹脂層A中の導電性粒子の円形度の標準偏差が0.130以上であることを特徴とするプレス接着用金属箔。
  2. 樹脂層A中の導電性粒子の含有量は65wt%以下であることを特徴とする請求項1に記載のプレス接着用金属箔。
  3. 樹脂層Aの厚さは、1μm〜500μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のプレス接着用金属箔。
  4. Bステージ状態の樹脂中に導電性粒子を含有してなる樹脂層Aのレジンフローが3〜20%であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のプレス接着用金属箔。
  5. 樹脂層Aが位置する側とは反対側の金属箔表面が酸化防止処理されてなる構成を備えた1〜4の何れかに記載のプレス接着用金属箔。
  6. 請求項1〜5の何れかに記載のプレス接着用金属箔の樹脂層Aを回路基板に重ねて、加熱及びプレスすることにより、前記回路基板に設けられた溝又は孔内に樹脂層Aの樹脂及び導電性粒子を充填することができる、請求項1〜4の何れかに記載にプレス接着用金属箔。
  7. 請求項1〜6の何れかに記載のプレス接着用金属箔を用いて形成された電子部品パッケージ。

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