JP2015128147A - 中空封止用樹脂シート、及び、中空パッケージの製造方法 - Google Patents

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英志 豊田
祐作 清水
yusaku Shimizu
祐作 清水
剛志 土生
Tsuyoshi Habu
剛志 土生
智昭 市川
Tomoaki Ichikawa
智昭 市川
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Abstract

【課題】 電子デバイスを好適に中空封止用樹脂シートに埋め込みでき、且つ、被着体と電子デバイスとの間の空隙には、封止用樹脂シートを構成する材料が流入し難い中空封止用樹脂シートを提供すること。【解決手段】 無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、無機充填剤の粒度分布において、製造する中空パッケージの中空部の幅を超えるものが１０体積％未満であり、基板に複数のチップがフリップチップ接続されたテスト基板を用い、テスト基板上に、中空封止用樹脂シートを配置した後、中空封止用樹脂シート側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０Ｔｏｒｒにて加圧した際の、中空封止用樹脂シートを構成する材料のチップ間への進入速度Ａと、中空封止用樹脂シートを構成する材料の間隙への進入速度Ｂとの比Ａ／Ｂが５以上である。【選択図】 図１

Description

本発明は、中空封止用樹脂シート、及び、中空パッケージの製造方法に関する。
電子デバイスパッケージの作製には、代表的に、バンプ等を介して基板などに固定され
た１又は複数の電子デバイスを封止樹脂にて封止し、必要に応じて封止体を電子デバイス
単位のパッケージとなるようにダイシングするという手順が採用されている。このような
封止樹脂として、シート状の封止樹脂が用いられることがある。
近年、半導体パッケージと並んで、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａ
ｖｅ）フィルタや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、加速度センサ等のＭＥＭＳと称される微小電子デ
バイスの開発が進められている。これらの電子デバイスを封止したパッケージは、それぞ
れ一般的に表面弾性波の伝播や光学系の維持、電子デバイスの可動部材の可動性を確保す
るための中空構造を有している。この中空構造は、基板と素子との間の空隙として設けら
れることが多い。封止の際には、可動部材の作動信頼性や素子の接続信頼性を確保するよ
う中空構造を維持しつつ封止する必要がある。例えば、特許文献１には、ゲル状の硬化性
樹脂シートを用いて機能素子を中空モールドする技術が記載されている。
特開２００６−１９７１４号公報
上記パッケージの製造方法としては、被着体上に配置された１又は複数の電子デバイス
を覆うように中空封止用樹脂シートを積層し、その後、中空封止用樹脂シートを熱硬化さ
せる方法が挙げられる。このような製造方法においては、電子デバイスを好適に中空封止
用樹脂シートに埋め込みでき、且つ、上記空隙には、封止用樹脂シートを構成する材料が
流入しないことが望まれる。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子デバイスを好適
に中空封止用樹脂シートに埋め込みでき、且つ、被着体と電子デバイスとの間の空隙には
、封止用樹脂シートを構成する材料が流入し難い中空封止用樹脂シート、及び、中空パッ
ケージの製造方法を提供することにある。
本願発明者等は、下記の構成を採用することにより、前記の課題を解決できることを見
出して本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、被着体上に配置された１又は複数の電子デバイスを覆うように中
空封止用樹脂シートを前記電子デバイス上に前記被着体と前記電子デバイスとの間の中空
部を維持しながら積層する積層工程、及び、前記中空封止用樹脂シートを硬化させて封止
体を形成する封止体形成工程を含む中空パッケージの製造方法に使用される中空封止用樹
脂シートであって、
無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、
レーザー回折散乱法により測定した前記無機充填剤の粒度分布において、前記中空部の
幅を超えるものが１０体積％未満であり、
基板に複数のチップがフリップチップ接続されたテスト基板であって、前記チップ間の
距離が１００μｍであり、且つ、前記基板と前記チップとの間隙（中空ギャップ）が２０
μｍであるものを用い、
前記テスト基板上に、前記中空封止用樹脂シートを配置した後、前記中空封止用樹脂シ
ート側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０Ｔｏｒｒにて加圧した際の、前記
中空封止用樹脂シートを構成する材料のチップ間への進入速度Ａと、前記中空封止用樹脂
シートを構成する材料の前記間隙への進入速度Ｂとの比Ａ／Ｂが５以上であることを特徴
とする。
前記構成によれば、粒径が前記中空部の幅を超える無機充填剤の含有量は少なく、粒径
が前記中空部の幅以下の無機充填剤の含有量が無機充填剤の大半を占める。粒径が比較的
小さい無機充填剤を多く含むため、無機充填剤の比表面積は大きくなる。そのため、粒子
間相互作用により中空封止用樹脂シートを構成する材料全体として粘度が高くなる。また
、このような粒度分布を有する無機充填剤を６２体積％以上と多く含有されている。従っ
て、中空部付近の樹脂（無機充填剤を含む中空封止用樹脂シートを構成する材料全体）に
対して流動を規制する作用（チクソトロピー様作用）が付与され、中空部への樹脂進入を
効率良く防止することができる。その結果、中空構造を維持しつつ高い歩留まりで中空パ
ッケージを作製することができる。
また、前記比Ａ／Ｂが５以上であるため、前記積層工程において、電子デバイスを好適
に中空封止用樹脂シートに埋め込みでき、且つ、被着体と電子デバイスとの間の空隙には
、封止用樹脂シートを構成する材料が流入し難くすることができる。
前記構成においては、１２０℃における有機樹脂成分の粘度が１Ｐａ・ｓ以上であるこ
とが好ましい。
１２０℃における有機樹脂成分の粘度が１Ｐａ・ｓ以上であると、有機樹脂成分（無機
充填剤を除く有機樹脂成分）の粘度が高粘度であるため、有機樹脂成分のみが前記中空部
に染み出すことを抑制することができる。
前記構成においては、中空封止用樹脂シート全体の６０〜１５０℃における硬化前の最
低動的粘度が５万Ｐａ・ｓ以上１００万Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
中空封止用樹脂シート全体の６０〜１５０℃における硬化前の最低動的粘度が５万Ｐａ
・ｓ以上１００万Ｐａ・ｓ以下であると、中空封止用樹脂シートを構成する材料全体が前
記中空部により流入し難くすることができる。
また、本発明は、中空パッケージの製造方法であって、
被着体上に配置された１又は複数の電子デバイスを覆うように中空封止用樹脂シートを
前記電子デバイス上に前記被着体と前記電子デバイスとの間の中空部を維持しながら積層
する積層工程と、
前記中空封止用樹脂シートを硬化させて封止体を形成する封止体形成工程と
を含み、
前記中空封止用樹脂シートは、
無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、
レーザー回折散乱法により測定した前記無機充填剤の粒度分布において、前記中空部の
幅を超えるものが１０体積％未満であり、
基板に複数のチップがフリップチップ接続されたテスト基板であって、前記チップ間の
距離が１００μｍであり、且つ、前記基板と前記チップとの間隙が２０μｍであるものを
用い、
前記テスト基板上に、前記中空封止用樹脂シートを配置した後、前記中空封止用樹脂シ
ート側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０Ｔｏｒｒにて加圧した際の、前記
中空封止用樹脂シートを構成する材料のチップ間への進入速度Ａと、前記中空封止用樹脂
シートを構成する材料の前記間隙への進入速度Ｂとの比Ａ／Ｂが５以上である。
前記構成によれば、中空封止用樹脂シートは、粒径が前記中空部の幅を超える無機充填
剤の含有量は少なく、粒径が前記中空部の幅以下の無機充填剤の含有量が無機充填剤の大
半を占める。粒径が比較的小さい無機充填剤を多く含むため、無機充填剤の比表面積は大
きくなる。そのため、粒子間相互作用により中空封止用樹脂シートを構成する材料全体と
して粘度が高くなる。また、このような粒度分布を有する無機充填剤を６２体積％以上と
多く含有されている。従って、中空部付近の樹脂（無機充填剤を含む中空封止用樹脂シー
トを構成する材料全体）に対して流動を規制する作用（チクソトロピー様作用）が付与さ
れ、中空部への樹脂進入を効率良く防止することができる。その結果、中空構造を維持し
つつ高い歩留まりで中空パッケージを作製することができる。
また、前記比Ａ／Ｂが５以上であるため、前記積層工程において、電子デバイスを好適
に中空封止用樹脂シートに埋め込みでき、且つ、被着体と電子デバイスとの間の空隙には
、封止用樹脂シートを構成する材料が流入し難くすることができる。
本発明の一実施形態に係る樹脂シートを模式的に示す断面図である。 テスト基板を説明するための正面模式図である。 比Ａ／Ｂの求め方を説明するための図である。 比Ａ／Ｂの求め方を説明するための図である。 比Ａ／Ｂの求め方を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す図である。 実施例２に係る中空封止用樹脂シートの切断面のＳＥＭ観察像である。
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。
［中空封止用樹脂シート］
図１は、本発明の一実施形態に係る中空封止用樹脂シート（以下、単に「樹脂シート」
ともいう。）１１を模式的に示す断面図である。樹脂シート１１は、代表的に、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの支持体１１ａ上に積層された状態で提供さ
れる。なお、支持体１１ａには樹脂シート１１の剥離を容易に行うために離型処理が施さ
れていてもよい。
図２Ａは、テスト基板を説明するための正面模式図である。
図２Ａに示すように、テスト基板５０は、基板５２に複数のチップ５４がフリップチッ
プ接続された構成である。チップ５４は、バンプ５６により基板５２にフリップチップ接
続されている。チップ５４間の距離は、１００μｍであり、基板５２とチップ５４との間
隙５８は、２０μｍである。
樹脂シート１１は、テスト基板５０上に、樹脂シート１１を配置した後、樹脂シート１
１側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０Ｔｏｒｒにて加圧した際の、樹脂シ
ート１１を構成する材料（以下、「樹脂」ともいう）のチップ５４間への進入速度Ａと、
樹脂の間隙５８への進入速度Ｂとの比Ａ／Ｂが５以上であり、８以上が好ましく、１０以
上がより好ましい。また、前記比Ａ／Ｂは、大きい方が好ましいが、例えば３００以下で
ある。前記比Ａ／Ｂが５以上であるため、電子デバイスを好適に樹脂シート１１に埋め込
みでき、且つ、被着体と電子デバイスとの間の空隙には、樹脂シート１１を構成する材料
が流入し難くすることができる。
以下、比Ａ／Ｂの求め方を具体的に説明する。
図２Ｂ〜図２Ｄは、比Ａ／Ｂの求め方を説明するための図である。
まず、図２Ｂに示すように、テスト基板５０上に、樹脂シート１１を配置する。次に、
図２Ｃに示すように、樹脂シート１１側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０
Ｔｏｒｒにて加圧する。そうすると、樹脂は、圧力によりチップ５４間へと進入する。こ
の際の樹脂の先端の進行方向の速度を測定する。これを進入速度Ａとする。なお、進入速
度Ａは、樹脂シート１１を構成する材料が基板５２に到達するまでの範囲内で測定する。
その後、加圧を続けると、図２Ｄに示すように、樹脂は、基板５２に到達する。その後、
そのまま加圧を続け、樹脂の先端の進行方向の速度を測定する。具体的には、樹脂の先端
の間隙５８方向への速度を測定する。これを進入速度Ｂとする。その後、比Ａ／Ｂを算出
する。より詳細には実施例に記載の通りである。
樹脂シート１１はエポキシ樹脂、及びフェノール樹脂を含むことが好ましい。これによ
り、良好な熱硬化性が得られる。
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。
エポキシ樹脂の硬化後の靭性及び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
しく、なかでも、成型性および信頼性の観点から、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ト
、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などがより好ましい。
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７０〜２
５０、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
く安価であるという観点から、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。
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。
樹脂シート１１中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量の下限は、５．０重
量％以上が好ましく、８．０重量％以上がより好ましい。５．０重量％以上であると、電
子デバイス、基板などに対する接着力が良好に得られる。一方、上記合計含有量の上限は
、２５重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましい。２５重量％以下であると
、樹脂シートの吸湿性を低減させることができる。
樹脂シート１１は、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。これにより、得られる中空封
止用樹脂シートの耐熱性、可撓性、強度を向上させることができる。
熱可塑性樹脂としては、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−スチレンブロック共重合体などが挙げられる。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。なかでも、可とう性が
得やすく、エポキシ樹脂との分散性が良好であるという観点から、アクリル樹脂が好まし
い。
前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなく、炭素数３０以下、特に炭素
数４〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエス
テルの１種又は２種以上を成分とする重合体（アクリル共重合体）等が挙げられる。前記
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブ
チル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、へプチル
基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基
、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、
テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。
前記アクリル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５０℃以下が好ましく、−７０〜２０
℃がより好ましく、−５０〜０℃がさらに好ましい。５０℃以下とすることにより、樹脂
シート１１の粘度と可とう性高めることができる。樹脂シート１１の粘度と可とう性を高
めることにより、中空部（図３Ａの中空部１４参照）への樹脂進入を効率良く防止するこ
とができる。
前記アクリル樹脂のなかでも、重量平均分子量が５万以上のものが好ましく、１０万〜
２００万のものがより好ましく、３０万〜１６０万のものがさらに好ましい。上記数値範
囲内であると、樹脂シート１１の粘度と可とう性をより高くすることができる。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。
また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例
えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルア
クリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキ
シル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー
、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピ
ル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキ
シル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキ
シデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル若しくは（４−ヒドロキシメチ
ルシクロヘキシル）−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレ
ンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリ
レート若しくは（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基
含有モノマー、又は２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有
モノマーが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂と反応して、樹脂シート１１の粘度を高
くできる観点から、カルボキシル基含有モノマー、グリシジル基（エポキシ基）含有モノ
マー、ヒドロキシル基含有モノマーうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
樹脂シート１１中の熱可塑性樹脂の含有量は、０．５重量％以上が好ましく、１．０重
量％以上がより好ましい。上記含有量が０．５重量％以上であると、樹脂シートの柔軟性
、可撓性が得られる。樹脂シート１１中の熱可塑性樹脂の含有量は、１０重量％以下が好
ましく、５重量％以下がより好ましい。１０重量％以下であると、電子デバイスや基板に
対する樹脂シートの接着性が良好である。
樹脂シート１１は、無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含む。上記含有量は６８体
積％以上が好ましく、７２体積％以上がより好ましい。また、上記含有量は、８８体積％
以下が好ましく、８５体積％以下がより好ましい。また、樹脂シート１１は、断面ＳＥＭ
画像における無機充填剤の占有面積が４５％以上であることが好ましく、５５％以上８５
％以下であることがより好ましく、６０％以上７５％以下であることがさらに好ましい。
無機充填剤の含有量を上記範囲とすることにより、中空構造付近における樹脂へのチクソ
トロピー様作用を好適に付与して中空構造を維持することができるとともに、硬化後の線
膨張係数を低下させてパッケージの反りを防止し、高信頼性の中空パッケージを得ること
ができる。なお、無機充填剤が複数種の粒子の混合物である場合は、その混合物の含有量
が上記範囲を満たす。
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、もし
くはアルミナの含有量について、「重量％」を単位として説明する。シリカは通常、比重
２．２ｇ／ｃｍ３であるので、シリカの含有量（重量％）の好適範囲は以下のとおりであ
る。すなわち、樹脂シート１１中のシリカの含有量は、８０重量％以上が好ましく、８３
重量％以上がより好ましい。樹脂シート１１中のシリカの含有量は、９３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／ｃｍ３であるので、アルミナの含有量（重量％）の好
適範囲は以下のとおりである。すなわち、樹脂シート１１中のアルミナの含有量は、８７
重量％以上が好ましく、８９重量％以上がより好ましい。樹脂シート１１中のアルミナの
含有量は、９６重量％以下が好ましく、９５重量％以下がより好ましい。
樹脂シート１１では、レーザー回折散乱法により測定した前記無機充填剤の粒度分布に
おいて、製造する中空パッケージの中空部の幅を超えるものが１０体積％未満であり、５
％未満であることが好ましく、３％未満であることがより好ましい。具体的には、例えば
、製造する中空パッケージの中空部の幅を２０μｍと想定している場合、前記無機充填剤
の粒度分布において、２０μｍを超えるものが１０体積％未満であり、５％未満であるこ
とが好ましく、３％未満であることがより好ましい。無機充填剤のレーザー回折散乱法に
よる粒度分布が上記特定の関係にあることにより、無機充填剤の比表面積は大きくなり、
粒子間相互作用により中空封止用樹脂シートを構成する材料全体として粘度が高くなる。
これにより樹脂へチクソトロピー様作用を付与して封止時の中空構造への樹脂進入を好適
に抑制することができる。なお、無機充填剤が複数種の粒子の混合物である場合は、その
混合物の粒度分布が上記関係を満たす。
無機充填剤の形状は特に限定されず、球状（楕円体状を含む。）、多面体状、多角柱状
、扁平形状、不定形状等の任意の形状であってもよいが、中空構造付近での高充填状態の
達成や適度な流動性の観点から、球状が好ましい。
無機充填剤は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種充填剤を用いることがで
き、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、窒化ホウ素の粉末が挙げられる。これらは単独で用いて
もよいし、２種以上併用してもよい。なかでも、線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、シリカ粉末が好ましく、溶融シリカ粉末がより好ましい。溶融シリカ
粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、流動性という
観点から、球状溶融シリカ粉末が好ましい。
無機充填剤の平均粒径は２０μｍ以下の範囲のものを用いることが好ましく、０．１〜
１５μｍの範囲のものを用いることがより好ましく、０．５〜１０μｍの範囲のものを用
いることが特に好ましい。なお、平均粒径は、実施例における粒度分布測定の手順に従い
Ｄ５０として求められる。
また、前記無機充填剤としては、平均粒子径の異なる２種以上の無機充填剤を用いても
よい。平均粒径の異なる２種以上の無機充填剤を用いる場合、前記の「無機充填剤の平均
粒径は２０μｍ以下」とは、無機充填剤全体の平均粒径が２０μｍ以下のことをいう。
樹脂シート１１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、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラ
フェニルボレートなどの有機リン系化合物；２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチル
イミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールなどのイ
ミダゾール系化合物；などが挙げられる。なかでも、反応性が良好で硬化物のＴｇが高め
易いという理由から、イミダゾール系化合物が好ましい。
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
０．１〜５重量部が好ましい。
樹脂シート１１は、中空成型性に悪影響を与えない程度において、必要に応じ、難燃剤
成分を含んでもよい。これにより、部品ショートや発熱などにより発火した際の、燃焼拡
大を低減できる。難燃剤組成分としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化鉄、水酸化カルシウム、水酸化スズ、複合化金属水酸化物などの各種金属水酸
化物；ホスファゼン系難燃剤などを用いることができる。
樹脂シート１１は、シランカップリング剤を含んでいてもよい。シランカップリング剤
としては特に限定されず、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。
樹脂シート１１中のシランカップリング剤の含有量は、０．１〜３重量％が好ましい。
０．１重量％以上であると、硬化後の樹脂シートの硬度を高めることができるとともに、
吸水率を低減させることができる。一方、上記含有量が３重量％以下であると、アウトガ
スの発生を抑制することができる。
樹脂シート１１は、顔料を含むことが好ましい。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。
樹脂シート１１中の顔料の含有量は、０．１〜２重量％が好ましい。０．１重量％以上
であると、良好なマーキング性が得られる。２重量％以下であると、硬化後の樹脂シート
の強度を確保することができる。
なお、樹脂組成物には、上記の各成分以外に必要に応じて、他の添加剤を適宜配合でき
る。
樹脂シート１１は、１２０℃における有機樹脂成分（無機充填剤を除く有機樹脂成分）
の粘度が１Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、３Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であ
ることがより好ましく、５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。
１２０℃における有機樹脂成分の粘度が１Ｐａ・ｓ以上であると、有機樹脂成分の粘度が
高粘度であるため、有機樹脂成分のみが中空部に染み出すことを抑制することができる。
樹脂シート１１全体の６０〜１５０℃における硬化前の最低動的粘度は、５万Ｐａ・ｓ
以上１００万Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、８万Ｐａ・ｓ以上８０万Ｐａ・ｓ以下
であることがより好ましく、１０万Ｐａ・ｓ以上６０万Ｐａ・ｓ以下であることがさらに
好ましい。樹脂シート１１全体の６０〜１５０℃における硬化前の最低動的粘度が５万Ｐ
ａ・ｓ以上５０万Ｐａ・ｓ以下であると、樹脂シート１１を構成する材料全体が中空部に
より流入し難くすることができる。
［中空封止用樹脂シートの製造方法］
樹脂シート１１は、適当な溶剤に樹脂シート１１を形成するための樹脂等を溶解、分散
させてワニスを調整し、このワニスを支持体１１ａ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布
膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させて形成することができる。塗布方法と
しては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げら
れる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度７０〜１６０℃、乾燥時間１〜３０分間
の範囲内で行われる。また、セパレータ上にワニスを塗布して塗布膜を形成した後、前記
乾燥条件で塗布膜を乾燥させて樹脂シート１１を形成してもよい。その後、支持体１１ａ
上に樹脂シート１１をセパレータと共に貼り合わせる。樹脂シート１１が、特に、熱可塑
性樹脂（アクリル樹脂）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂を含む場合、これらすべてを溶
剤に溶解させた上で、塗布、乾燥させる。これにより、樹脂シート１１の粘度を向上させ
ることができ、樹脂成分の中空部への進入を抑制することができる。溶剤としては、メチ
ルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン等を挙げることができる。
樹脂シート１１の厚さは特に限定されないが、例えば、１００〜２０００μｍである。
上記範囲内であると、良好に電子デバイスを封止することができる。
樹脂シート１１は、単層構造であってもよいし、２以上の樹脂シートを積層した多層構
造であってもよいが、層間剥離のおそれがなく、シート厚の均一性が高く、低吸湿化し易
いという理由から、単層構造が好ましい。
なお、樹脂シート１１が多層構造である場合、電子デバイスに接する層が、（１）無機
充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、（２）前記無機充填剤の前記粒度分布において
、前記中空部の幅を超えるものが１０体積％未満であり、（３）前記比Ａ／Ｂが５以上で
あればよく、他の層は、上記（１）〜（３）の条件を満たさなくてもよい。電子デバイス
に接する層が、上記（１）〜（３）の条件を満たせば、中空部への樹脂進入を効率良く防
止することができるからである。
樹脂シート１１は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタ
；圧力センサ、振動センサなどのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎ
ｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）；ＬＳＩなどのＩＣ、トランジスタなどの半導体；コンデン
サ；抵抗；ＣＭＯＳセンサなどの電子デバイスの封止に使用される。なかでも、中空封止
が必要な電子デバイス（具体的には、ＳＡＷフィルタ、ＭＥＭＳ）の封止に好適に使用で
き、特にＳＡＷフィルタの封止に特に好適に使用できる。
［中空パッケージの製造方法］
図３Ａ〜２Ｃはそれぞれ、本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工
程を模式的に示す図である。中空封止方法としては特に限定されず、従来公知の方法で封
止できる。例えば、被着体上の電子デバイスを覆うように未硬化の樹脂シート１１を基板
上に中空構造を維持しながら積層（載置）し、次いで樹脂シート１１を硬化させて封止す
る方法などが挙げられる。被着体としては特に限定されず、例えば、プリント配線基板、
セラミック基板、シリコン基板、金属基板等が挙げられる。本実施形態では、プリント配
線基板１２上に搭載されたＳＡＷチップ１３を樹脂シート１１により中空封止して中空パ
ッケージを作製する。
（ＳＡＷチップ搭載基板準備工程）
ＳＡＷチップ搭載基板準備工程では、複数のＳＡＷチップ１３が搭載されたプリント配
線基板１２を準備する（図３Ａ参照）。ＳＡＷチップ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チッ
プ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チップ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チップ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１４を維持するようになっている。ＳＡＷチップ１３とプリント配線基板１
２との間の距離（中空部の幅）は適宜設定でき、一般的には１０〜１００μｍ程度である
。
（封止工程）
封止工程では、ＳＡＷチップ１３を覆うようにプリント配線基板１２へ樹脂シート１１
を積層し、ＳＡＷチップ１３を樹脂シート１１で樹脂封止する（図３Ｂ参照）。樹脂シー
ト１１は、ＳＡＷチップ１３及びそれに付随する要素を外部環境から保護するための封止
樹脂として機能する。
樹脂シート１１をプリント配線基板１２上に積層する方法は特に限定されず、熱プレス
やラミネータなど公知の方法により行うことができる。熱プレス条件としては、温度が、
例えば、４０〜１５０℃、好ましくは５０〜１２０℃であり、圧力が、例えば、０．１〜
１０ＭＰａ、好ましくは０．５〜８ＭＰａであり、時間が、例えば０．３〜１０分間、好
ましくは０．５〜５分間である。また、樹脂シート１１のＳＡＷチップ１３及びプリント
配線基板１２への密着性および追従性の向上を考慮すると、減圧条件下（例えば０．０１
〜５ｋＰａ）においてプレスすることが好ましい。
樹脂シート１１は、（１）無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、（２）前記無
機充填剤の前記粒度分布において、前記中空部の幅を超えるものが１０体積％未満であり
、（３）前記比Ａ／Ｂが５以上であるため、中空部１４への樹脂進入は、抑制されている
。
（封止体形成工程）
封止体形成工程では、樹脂シート１１を熱硬化処理して封止体１５を形成する（図３Ｂ
参照）。熱硬化処理の条件として、加熱温度が好ましくは１００℃以上、より好ましくは
１２０℃以上である。一方、加熱温度の上限が、好ましくは２００℃以下、より好ましく
は１８０℃以下である。加熱時間が、好ましくは１０分以上、より好ましくは３０分以上
である。一方、加熱時間の上限が、好ましくは１８０分以下、より好ましくは１２０分以
下である。また、必要に応じて加圧してもよく、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ま
しくは０．５ＭＰａ以上である。一方、上限は好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましく
は５ＭＰａ以下である。
（ダイシング工程）
続いて、封止体１５のダイシングを行ってもよい（図３Ｃ参照）。これにより、ＳＡＷ
チップ１３単位での中空パッケージ１８を得ることができる。
（基板実装工程）
必要に応じて、中空パッケージ１８に対してバンプを形成し、これを別途の基板（図示
せず）に実装する基板実装工程を行うことができる。中空パッケージ１８の基板への実装
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。
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記
載されている材料や配合量などは、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそ
れらのみに限定する趣旨のものではない。
実施例で使用した成分について説明する。
エポキシ樹脂：新日鐵化学（株）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℃）
フェノール樹脂：群栄化学製のＬＶＲ８２１０ＤＬ（ノボラック型フェノール樹脂、水
酸基当量１０４ｇ／ｅｑ．、軟化点６０℃）
熱可塑性樹脂：カルボキシル基含有のアクリル酸エステル共重合体、重量平均分子量：
約６０万、ガラス転移温度（Ｔｇ）：−３５℃）
無機充填剤１：電気化学工業社製のＦＢ−７ＳＤＣ（平均粒径６μｍ）
無機充填剤２：アドマテックス社製のＳＯ−２５Ｒ（平均粒径０．５μｍ）
カーボンブラック：三菱化学社製の＃２０
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）
［実施例、及び、比較例］
表１に記載の配合比に従い、各成分を溶剤としてのメチルエチルケトンに溶解、分散さ
せ、濃度９０重量％のワニスを得た。このワニスを、シリコーン離型処理した厚さが３８
μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した後、
１１０℃で５分間乾燥させた。これにより、厚さ６５μｍのシートを得た。このシートを
４層積層させて厚さ２６０μｍの中空封止用樹脂シートを作製した。
（無機充填剤の粒度分布の測定）
実施例及び比較例のそれぞれの中空封止用樹脂シートをるつぼに入れ、大気雰囲気下、
７００℃で２時間強熱して灰化させた。得られた灰分を純水中に分散させて１０分間超音
波処理し、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（ベックマンコールター社製、「ＬＳ
１３ ３２０」；湿式法）を用いて粒度分布（体積基準）を求めた。なお、中空封止用樹
脂シートの組成として無機充填剤以外は有機成分であり、上記の強熱処理により実質的に
全ての有機成分が焼失することから、得られる灰分を無機充填剤とみなして測定を行った
。また、平均粒径の算出も合わせて行なった。結果を表１に示す。
（中空封止用樹脂シートの最低動的粘度の測定）
中空封止用樹脂シートの６０〜１５０℃における熱硬化前の最低動的粘度を測定した。
動的粘度は、ＴＡインスツルメント社製粘弾性測定装置ＡＲＥＳを用いて、パラレルプレ
ート法により測定した値とした。より詳細には、ギャップ１μｍ、回転プレート直径８ｍ
ｍ、周波数０．１Ｈｚ、歪み０．１％、昇温速度１０℃／分の条件にて、５０℃から１７
０℃の範囲で粘度を測定し、その際に得られる最低粘度を最低動的粘度とした。結果を表
１に示す。
（１２０℃における有機樹脂成分の粘度の測定）
中空封止用樹脂シートのフィラー以外の有機組成物の均一混合物を作成し、これをレオ
メーター（HAAKEレオストレス６０００）を用い、せん断速度１（１／ｓ）にて粘度を測
定した。結果を表１に示す。
（比Ａ／Ｂの測定）
まず、ガラス基板（３０ｍｍ角、厚さ１ｍｍ）に複数のシリコンチップ（３ｍｍ角、厚
さ２００μｍ）がフリップチップ接続されたテスト基板を準備した。チップは、バンプ（
バンプ径１００μｍ、高さ２０μｍ）により基板にフリップチップ接続されている。チッ
プ間の距離は、１００μｍであり、基板とチップとの間隙（中空ギャップ）は、２０μｍ
である。次に、テスト基板上に、実施例、比較例の中空封止用樹脂シートを配置した（図
２Ｂ参照）。次に、中空封止用樹脂シート側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度
１０Ｔｏｒｒにて加圧した（図２Ｃ参照）。この際の樹脂の先端の進行方向の速度を測定
した。これを進入速度Ａとした。より具体的には、加圧２秒毎にテスト基板を取り出し、
ガラス基板側から樹脂（封止用樹脂シートを構成する材料）の進入先端部を、高さ計測機
能付き光学顕微鏡で観察し、進入量（チップ上端部から樹脂進入先端までの距離）を測定
した。ガラス基板に樹脂先端が到達するまでにおける平均速度を進入速度Ａとした。樹脂
がガラス基板に到達した後（図２Ｄ参照）、そのまま加圧を続け、樹脂の先端の進行方向
の速度を測定した。具体的には、樹脂の先端の間隙方向への速度を測定した。より具体的
には、進入速度Ａと同様、加圧２秒毎にテスト基板を取り出して樹脂の先端の間隙方向へ
の進入量を測定した。樹脂がガラス基板に到達した後、加圧２秒毎の測定を５回繰り返し
、その平均速度を進入速度Ｂとした。ただし、樹脂先端がチップエッジから内部へ５０μ
ｍ浸入した場合は、その時点で測定を終了し、樹脂がガラス基板に到達した後、内部へ５
０μｍ浸入した時点までの平均速度を進入速度Ｂとした。その後、比Ａ／Ｂを算出した。
結果を表１に示す。
（パッケージ中空部への樹脂進入性評価）
アルミニウム櫛形電極が形成された以下の仕様のＳＡＷチップを下記ボンディング条件
にてセラミック基板に実装したＳＡＷチップ実装基板を作製した。ＳＡＷチップとセラミ
ック基板との間のギャップ幅は、２０μｍであった。
＜ＳＡＷチップ＞
チップサイズ：１．２ｍｍ角（厚さ１５０μｍ）
バンプ材質：Ａｕ（高さ２０μｍ）
バンプ数：６バンプ
チップ数：１００個（１０個×１０個）
＜ボンディング条件＞
装置：パナソニック電工（株）製
ボンディング条件：２００℃、３Ｎ、１ｓｅｃ、超音波出力２Ｗ
得られたＳＡＷチップ実装基板上に、以下に示す加熱加圧条件下、各中空封止用樹脂シ
ートを真空プレスにより貼付けた。
＜貼り付け条件＞
温度：６０℃
加圧力：４ＭＰａ
真空度：１．６ｋＰａ
プレス時間：１分
大気圧に開放した後、熱風乾燥機中、１５０℃、１時間の条件で中空封止用樹脂シート
を熱硬化させ、封止体を得た。得られた封止体の基板、封止樹脂界面を劈開し、ＫＥＹＥ
ＮＣＥ社製、商品名「デジタルマイクロスコープ」（２００倍）により、ＳＡＷチップと
セラミック基板との間の中空部への樹脂の進入量を測定した。樹脂進入量は、ＳＡＷチッ
プの端部から中空部へ進入した樹脂の最大到達距離を測定し、これを樹脂進入量とした。
樹脂進入量が２０μｍ以下であった場合を「○」、２０μｍを超えていた場合を「×」と
して評価した。結果を表１に示す。
（中空封止用樹脂シートの切断面のＳＥＭ観察）
作製した実施例２に係る中空封止用樹脂シートを１５０℃で１時間熱硬化して室温まで
徐冷した後、得られた硬化物をカッターにて切断した。切断面をビューラー製自動研磨装
置にて研磨し、研磨後の切断面をＳＥＭ（２０００倍）により観察した。図４に、実施例
２に係る中空封止用樹脂シートの切断面のＳＥＭ観察像を示す。図４におけるＳＥＭ観察
像は、サンプルのうち、縦１１０μｍ×横１１０μｍ部分を拡大したものである。ＳＥＭ
観察像において色の薄い部分（黒色ではない部分）が無機充填剤である。次いで、色の薄
い部分の占有面積を画像処理ソフトＷｉｎＲＯＯＦ（三谷商事社製）を用い、モード法に
よる２値化処理を行って求めた。その結果、６８％となった。
１１ 中空封止用樹脂シート
１１ａ 支持体
１３ ＳＡＷチップ
１５ 封止体
１８ 中空パッケージ
５０ テスト基板

Claims (4)

  1. 被着体上に配置された１又は複数の電子デバイスを覆うように中空封止用樹脂シートを
    前記電子デバイス上に前記被着体と前記電子デバイスとの間の中空部を維持しながら積層
    する積層工程、及び、前記中空封止用樹脂シートを硬化させて封止体を形成する封止体形
    成工程を含む中空パッケージの製造方法に使用される中空封止用樹脂シートであって、
    無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、
    レーザー回折散乱法により測定した前記無機充填剤の粒度分布において、前記中空部の
    幅を超えるものが１０体積％未満であり、
    基板に複数のチップがフリップチップ接続されたテスト基板であって、前記チップ間の
    距離が１００μｍであり、且つ、前記基板と前記チップとの間隙が２０μｍであるものを
    用い、
    前記テスト基板上に、前記中空封止用樹脂シートを配置した後、前記中空封止用樹脂シ
    ート側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０Ｔｏｒｒにて加圧した際の、前記
    中空封止用樹脂シートを構成する材料のチップ間への進入速度Ａと、前記中空封止用樹脂
    シートを構成する材料の前記間隙への進入速度Ｂとの比Ａ／Ｂが５以上であることを特徴
    とする中空封止用樹脂シート。
  2. １２０℃における有機樹脂成分の粘度が１Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項
    １に記載の中空封止用樹脂シート。
  3. 中空封止用樹脂シート全体の６０〜１５０℃における硬化前の最低動的粘度が５万Ｐａ
    ・ｓ以上１００万Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中空封止
    用樹脂シート。
  4. 中空パッケージの製造方法であって、
    被着体上に配置された１又は複数の電子デバイスを覆うように中空封止用樹脂シートを
    前記電子デバイス上に前記被着体と前記電子デバイスとの間の中空部を維持しながら積層
    する積層工程と、
    前記中空封止用樹脂シートを硬化させて封止体を形成する封止体形成工程と
    を含み、
    前記中空封止用樹脂シートは、
    無機充填剤を６２体積％以上の含有量で含み、
    レーザー回折散乱法により測定した前記無機充填剤の粒度分布において、前記中空部の
    幅を超えるものが１０体積％未満であり、
    基板に複数のチップがフリップチップ接続されたテスト基板であって、前記チップ間の
    距離が１００μｍであり、且つ、前記基板と前記チップとの間隙が２０μｍであるものを
    用い、
    前記テスト基板上に、前記中空封止用樹脂シートを配置した後、前記中空封止用樹脂シ
    ート側から７０℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２、真空度１０Ｔｏｒｒにて加圧した際の、前記
    中空封止用樹脂シートを構成する材料のチップ間への進入速度Ａと、前記中空封止用樹脂
    シートを構成する材料の前記間隙への進入速度Ｂとの比Ａ／Ｂが５以上である
    ことを特徴とする中空パッケージの製造方法。
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