JP2017147448A - プレス接着用金属箔及び電子部品パッケージ - Google Patents
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Abstract
Description
この際、金属箔をできるだけ薄くすることによって、コストを抑えることや、電子部品パッケージの低背化もしくは薄型化を図ることができる反面、該金属箔に樹脂層を積層するのが難しくなるといった新たな課題を抱えることになる。
本実施形態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、図1に示すように、金属箔の表裏一側に、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を備え、当該金属箔の表裏他側に、離型層を介して支持体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回路上に金属層及び導電性粒子層を形成することができる(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)。そして、このように回路基板に本プレス接着用金属箔を接着させた後は、支持体を剥がせばよい。
本プレス接着用金属箔において、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。
当該金属箔は、めっき法、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等により製造することができる。
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。
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。
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。
樹脂層Aに含まれる導電性粒子の粒径は、大き過ぎると、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、分散性が低下して塗料が増粘して塗工性が低下する可能性があるため、樹脂層Aに含まれる導電性粒子の平均円相当径は0.001μm〜25μmであるのが好ましく、中でも0.005μm以上或いは15μm以下、その中でも0,01μm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。
必要に応じて、樹脂層Aとは反対側もしくは樹脂層A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。
なお、熱プレスし、離型層を剥離した後、離型層側の表面を酸化防止するようにしてもよい。
離型層は、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、アミノアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、パラフィンワックス、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、尿素−メラミン系、セルロ−ス、ベンゾグアナミンなどの樹脂及び界面活性剤を単独またはこれらの混合物を主成分とした有機溶剤もしくは水に溶解させた塗料を、グラビア印刷法、スクリ−ン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法で、塗布、乾燥(熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂など硬化性塗膜には硬化)させて形成すればよい。これらの中では、シリコーンやフッ素化合物、アルキド樹脂系剥離処理剤等による剥離処理を施してなるものが好ましい。
但し、離型層は、上記樹脂成分を含有するものには限定されない。現在公知の離型成分からなるものであれば任意に採用可能である。例えば、アゾール系化合物に代表されるカルボキシベンゾトリアゾールや、メチルベンゾトリアゾール、エチルベンゾトリアゾールなどの混合溶液に浸漬し、乾燥することで形成される低分子防錆被膜からなるものであってもよい。
支持体は、離型層を介して金属箔と接着可能なものであれば、その材料を特に限定するものではない。例えばNi、Al、Cu或いはこれらの合金などの金属からなる箔又はシート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN),ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)などの樹脂からなるシートを挙げることができる。その中でも、熱伝導性、耐熱性、価格などの観点から、銅又は銅合金からなる金属箔乃至金属シートであるのが好ましい。
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とし、このペースト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ステージ化させて樹脂層Aを形成するのが好ましい。
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。
次に、樹脂層Aを形成した面とは反対側の金属箔表面に離型層を形成し、この離型層に上記支持体を積層するようにすればよい。
本プレス接着用金属箔は、プレス接着用金属箔の樹脂層Aを回路基板に重ねて、加熱及びプレスし、支持体を剥離することで、前記回路基板に設けられた回路上に金属層及び導電性粒子層を形成することができる。
より具体的には、図2(A)に示すように、モールド樹脂等によって微細な溝や孔及び回路の凹凸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、プレス熱板等を支持体の表面に当接させて、支持体及び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、支持体の表面を前記プレス熱板等で押圧することにより、言い換えれば支持体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及び回路間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。こうして、前記回路基板に設けられた回路上に、金属層及び導電性粒子層を形成することができる。
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2(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。
そして最後に、図2(C)に示すように、支持体を金属箔から剥がせばよい。
なお、低温もしくは低圧で仮接着し、その後、離型層を除去するようにして、本プレスを行う方法でもよい。
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。
エポキシ樹脂Xに、導電性粉末としての銀被覆銅粉(三井金属製、平均粒径5μm)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、後述する支持体付き極薄銅箔(三井金属製「Micorthin-EX」)の上に、アプリケータを使用して乾燥厚みで60μm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、極薄銅箔上にBステージ状態の樹脂層Aを積層し、プレス接着用金属箔(サンプル)を作製した。
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。
溝400μm、深さ1500μm、溝ピッチ30mmの格子状パターン(25マス)を刻設したガラスエポキシ基板上に、実施例で作製したプレス接着用金属箔(サンプル)を、その塗布層(樹脂層)を下にして重ねて積層体とした。次に、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、充填性を確認し、溝に全て充填していることを確認した。
この結果、剥がれは、25マス中0マスであるとともに、カット縁が完全に滑らかであり、非常に良好な密着性を有していることを確認した(分類0)。
Claims (6)
- 厚さ0.1μm〜5.0μmの銅箔又は銅合金箔からなる金属箔の表裏一側に、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を備え、当該金属箔の表裏他側に、離型層を介して、Cu、或いは、CuとNi又はAlとの合金からなる箔又はシートからなる支持体を備えたプレス接着用金属箔。
- 樹脂層Aは、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Bステージ状態の樹脂中に導電性粒子を含有してなる層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。
- 樹脂層Aは、厚さが0.1μm〜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。
- 支持体は、厚さ6μm〜32μm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。
- 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請求項1〜4の何れかに記載のプレス接着用金属箔。
- 請求項1〜5の何れかに記載のプレス接着用金属箔を用いた、電子部品パッケージの製造方法であって、
前記プレス接着用金属箔の樹脂層Aを回路基板に重ねて、加熱及びプレスし、支持体を剥離することにより、前記回路基板に設けられた回路上に金属層及び導電性粒子層を形成することを特徴とする電子部品パッケージの製造方法。
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