JP2018170500A - 反り矯正材およびファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法 - Google Patents

反り矯正材およびファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ファンアウト型のウェハレベルパッケージ(FO−WLP)の実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を調整してWLPの反りを低減できる、反り矯正材を提供する。【解決手段】ファンアウト型ウェハレベルパッケージ用の反り矯正材であって、活性エネルギー線および熱によって硬化し得る成分を含む硬化性樹脂組成物からなり、前記反り矯正材を活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、該硬化物の、25℃における線膨張係数α(ppm/℃)、25℃における弾性率β(GPa)、および厚さγ(μm)が、下記関係式:2000≦α×β×γ≦10000を満足することを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、外部接続用電極の配置領域が半導体の平面サイズよりも大きいファンアウト(Fan-out)型のウェハレベルパッケージ用反り矯正材に関する。
近年、半導体回路等の分野おいて小型化の要求が高まっており、その要求に応えるために半導体回路はそのチップサイズに近いパッケージ(Chip Size Package)に実装されることがある。チップサイズパッケージを実現する手段の一つとして、ウェハレベルで接合し断片化するウェハレベルパッケージ(Wafer Level Package、以下、WLPと略す場合がある。)と呼ばれるパッケージ方法が提案されている。WLPは、低コスト化、小型化に寄与し得るため、注目されている。WLPは、電極が形成された回路基板上にフェースダウンで実装される。
ところで、半導体チップの小型化、高集積化に伴って、半導体チップの外部接続用の電極(端子、バンプ)の数は多くなる傾向にあり、そのため半導体チップの外部接続用の電極のピッチは小さくなる傾向にある。しかしながら、微細なピッチでバンプが形成された半導体チップを回路基板上に直接実装するのは必ずしも容易ではない。
上記のような課題に対して、半導体チップの外周に半導体用封止材の領域を形成し、電極に接続された再配線層またはリードフレーム(以下、併せて、「再配線層等」ともいう。)を半導体用封止材の領域にも設けて、バンプのピッチを大きくすることが提案されている。このようなWLPは、半導体チップのサイズに対してバンプの配置エリアのサイズが大きくなるため、ファンアウト型のウェハレベルパッケージ(以下、FO−WLPと略す場合がある。)と称される。
FO−WLPでは、半導体チップが半導体用封止材により埋め込まれる。半導体チップの回路面は外側にむき出しとなり、半導体チップと半導体用封止材との境界が形成される。半導体チップを埋め込む半導体用封止材の領域にも、半導体チップの電極に接続された再配線層等が設けられ、バンプが再配線層等を介して半導体チップの電極に電気的に接続される。かかるバンプのピッチは、半導体チップの電極のピッチに対して大きく設定できるようになる。
また、半導体チップのみならず、同種または異種からなる複数の電子部品を1つのパッケージ内に収めたり、複数の半導体チップを半導体用封止材に埋め込み1つの半導体部品とすることも考えられる。このようなパッケージでは、複数の電子部品が半導体用封止材により埋め込まれる。複数の電子部品を埋め込む半導体用封止材には、電子部品の電極に接続された再配線層等が設けられ、バンプが再配線層等を介して電子部品の電極に電気的に接続される。この場合にも、半導体チップのサイズに対してバンプの配置エリアのサイズが大きくなるため、FO−WLPといえる。
このようなパッケージでは、一般的に支持体上に一定の間隔を設けて半導体チップや電子部品を配置し、半導体用封止材を用いて埋め込み、封止材を加熱硬化させた後に、支持体から剥離して擬似ウェハが作製される。続いて、擬似ウェハの半導体チップ回路面から拡張された半導体用封止材料領域にかけて、再配線層等が形成される。このようにしてバンプのピッチは、半導体チップの電極のピッチに対して大きく設定できるようになる。
再配線層の形成においては、一般的に、ポジ型の感応性樹脂を、擬似ウェハの半導体チップ回路面に塗布し、プリベークを行い、フォトマスク等を介して開口したい領域にUV光線等の活性光線を照射し、続いてTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)等の現像液を用いて現像を行い、加熱キュア、酸素プラズマ処理等を行い、メタル電極のスパッタリングを行い、さらにフォトレジスト層を形成し配線をパターニングして再配線層を形成していく(例えば、特許文献1等)。一方、リードフレームの形成においては、薄い金属板をエッチング技術や打ち抜き加工等により型抜きし、プレス曲げにより一括形成される。
WLPやFO−WLPにおいて、半導体チップ回路面に再配線層を形成すると、主に配線間の感光性ポリイミド等の絶縁膜のキュア時の収縮により回路面(即ち、絶縁膜を形成した面)が凹となる反り変形が発生する。また、再配線層やリードフレームとは反対面に封止された封止材のキュア時の収縮により、回路面が凸となる反り変形が発生する。この反り量を低減するため、ウェハ状の半導体からなる基板の一面に樹脂層を形成し、その樹脂層の全域が球面状に膨出するように反らせて保持した後に、樹脂層を硬化させことが提案されている(例えば、特許文献2)。また、FO−WLPの反りに関して、例えば特許文献3には、FO−WLPでは半導体チップ面側が凹となるような反りが発生するため、その反り量を予測しておき、同じ反り量で逆向きに反る高分子フィルムを半導体チップ面とは反対面側に設けることで反りを打ち消し合うようにした半導体装置が記載されている。さらに、フィリップチップ方式の半導体装置においてアンダーフィルの線膨張係数と弾性率との積(ストレスインデックス)に着目し、半導体装置の信頼性を改善することが提案されている(例えば特許文献4)。
特開2013−38270号公報 特開2012−178422号公報 米国特許公開第2010/0252919号 特開2013−8896号公報
FO−WLPでは、従来のWLPと比べてパッケージの厚さが薄いことから、再配線層形成時に発生する応力の影響を受けやすい。そのため、従来のものよりもパッケージが反り易い。また、特許文献2で提案されているように再配線層が片面にのみ設けられているWLPを加熱して反り量を抑制したとしても、WLPの実装温度(例えば260℃)に加熱されると再配線層や封止材が膨張してパッケージに反りが発生する。その結果、パッケージ内部の層間に剥離が生じたり、実装時に一部の端子が接続しにくくなる問題がある。一方、WLPの実装時のパッケージの反りを抑制するために、WLPの実装温度で反り量や封止材が抑制されるように調整すると、パッケージを室温に冷却した際に絶縁膜を含む再配線層が収縮してウェハに反りが発生してしまう。その結果、ウェハ搬送が困難になったり、ウェハに応力がかかって微小な衝撃で割れるリスクが高まる問題がある。また、特許文献3に記載されている方法では、予測できるような反り量であれば反り矯正が可能であるものの、上述のとおり擬似ウェハの製造段階のみならず、WLPの実装時の加熱においても反りが発生するため、反りの程度が変化するような場合には対応できない。また、特許文献3に記載されている方法は、擬似ウェハ作製時に予め反対の反りを付与しておくものであるため、再配線層を設ける際の微細な加工が困難となる場合がある。さらに、特許文献4では、アンダーフィルに着目したものであり、WLPの反りに関しては全く考慮されていない。
したがって、本発明の目的は、ファンアウト型のウェハレベルパッケージ(FO−WLP)の実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を調整してWLPの反りを低減できる、反り矯正材を提供することである。
上記のような問題を解決するためには、FO−WLPに反り矯正層を設けるにあたり半導体パッケージ実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を抑制できることが望ましいといえる。そして、本発明者らが検討したところ、反り矯正材の反り応力を調整できるパラメーターとして、反り矯正材の硬化物の線膨張係数と弾性率と膜厚とが密接に関係していることが判明した。そして、検討をさらに進め、線膨張係数、弾性率および膜厚が一定の関係にあれば、半導体パッケージ実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を抑制できるとともに、FO−WLPの反り量を調整しながらウェハないしパッケージの反りを低減できるとの知見を得た。本発明は係る知見に基づくものである。
また、本発明者らは、活性エネルギー線と熱の両方で硬化し得るような硬化性樹脂組成物を用いた反り矯正材は、反り応力を効果的に生じさせることができることを見出した。さらに、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化度合いによって反り応力を制御ができ、その硬化度合いは、硬化膜とした際の表面と界面の光沢度の差の絶対値に関係することがわかった。そして、当該光沢度の差が一定の範囲内にあれば、反り矯正材により適度な反り応力を生じさせることができるとの知見を得た。
すなわち、本発明による反り矯正材は、ファンアウト型ウェハレベルパッケージ用の反り矯正材であって、
活性エネルギー線および熱によって硬化し得る成分を含む硬化性樹脂組成物からなり、
前記反り矯正材を活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、該硬化物の、25℃における線膨張係数α(ppm/℃)、25℃における弾性率β(GPa)、および厚さγ(μm)が、下記関係式:
2000≦α×β×γ≦10000
を満足することを特徴とするものである。
本発明の態様においては、前記γ(μm)が15〜50の範囲であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記反り矯正材を、JEITA規格のシリコンウェハ上に適用して活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、硬化物表面の60°鏡面反射率と、硬化物とシリコンウェハとの界面での60°鏡面反射率との差の絶対値が10%以下であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記硬化性樹脂組成物が、水酸基を有する化合物とイソシアネート基を有する化合物とを少なくとも含み、前記水酸基を有する化合物中の水酸基の、前記イソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基に対するモル比(水酸基/イソシアネート基)が0.1〜0.9であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記水酸基を有する化合物が、一分子中に水酸基を2個以上有し、水酸基価が100(mgKOH/g)以上であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記水酸基を有する化合物または前記イソシアネート基を有する化合物が、イソシアヌル基またはベンゼン環の少なくとも1つを有することが好ましい。
また、本発明の別の態様によるファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法は、
上記反り矯正材を、擬似ウェハの再配線層が形成されている面と同じ面または反対側の面に塗布して塗膜を形成し、
前記塗膜を活性エネルギー線および熱により硬化させて反り矯正層を形成する、
ことを含むものである。
本発明の態様においては、前記塗布がインクジェット方式により行われることが好ましい。
本発明の態様においては、反り矯正層の厚みが15〜50μmの範囲であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記活性エネルギー線および熱による硬化を、JEITA規格のシリコンウェハ上に前記反り矯正材を塗布して活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、硬化物表面の60°鏡面反射率と、硬化物とシリコンウェハとの界面での60°鏡面反射率との差の絶対値が10%以下となるように行うことが好ましい。
本発明によれば、硬化物とした場合の線膨張係数、弾性率、および厚さが所定の関係を有するような硬化性樹脂組成物からなる反り矯正材を用いることにより、半導体パッケージ実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を抑制できるとともに、ウェハないしパッケージの反り量を調整しながらウェハないしパッケージの反りを低減できる。その結果、品質信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる。
<反り矯正材>
本発明による反り矯正材は、反り矯正層を形成するための材料であって、活性エネルギー線および熱によって硬化し得る成分を含む硬化性樹脂組成物からなるものである。FO−WLPの製造時に、擬似ウェハの回路形成面に再配線層等とともに絶縁層が設けられるが、再配線層だけでなく、絶縁膜の材料、厚さ、パターン、封止材の材料、厚さによって、擬似ウェハの反り量も変化する。そこで、再配線層の収縮応力や絶縁層の収縮応力や封止材の収縮応力によりFO−WLPに作用する応力と同程度の収縮応力を、反り矯正層によって発生させることができれば、FO−WLPの反りを抑制することができると考えられる。本発明においては、上記したような活性エネルギー線と熱により硬化し得る硬化性樹脂組成物からなる反り矯正材が、反り矯正材を活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、該硬化物の、25℃における線膨張係数α(ppm/℃)、25℃における弾性率β(GPa)、および厚さγ(μm)が、下記関係式:
2000≦α×β×γ≦10000
を満足するように調整することで、半導体パッケージ実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を抑制することができることを見出した。即ち、再配線層や絶縁層や封止材の収縮応力を打ち消すように反り矯正層に収縮応力を働かせることができ、その結果、半導体パッケージ実装時の温度でもウェハ搬送等の室温でも反り量を抑制できるとともに、ウェハないしパッケージの反り量を調整しながらウェハないしパッケージの反りを低減でき、品質信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる。これはあくまでも本発明者らの推測であり、本発明が当該論理に拘束されるものではない。なお、本発明による反り矯正材は、FO−WLPの再配線層等が設けられている面とは反対の面に設けられていても良いが、バランスに応じて同じ面に設けられていても良い。以下、本発明による硬化性樹脂組成物を構成する各成分について説明する。
反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物に含まれる必須成分である活性エネルギー線によって硬化しうる成分としては、ラジカル性の付加重合反応により硬化し得る硬化性成分が挙げられる。分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するラジカル性の付加重合反応性成分の具体例としては、例えば、慣用公知のポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、カーボネート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げることができる。具体的には、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコールのジアクリレート類;N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド類;N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート等のアミノアルキルアクリレート類;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコールまたはこれらのエチレオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、もしくはε−カプロラクトン付加物等の多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、およびこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物等の多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート等のグリシジルエーテルの多価アクリレート類;前記に限らず、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートジオール、水酸基末端ポリブタジエン、ポリエステルポリオール等のポリオールを直接アクリレート化、もしくは、ジイソシアネートを介してウレタンアクリレート化したアクリレート類およびメラミンアクリレート、および前記アクリレートに対応する各メタクリレート類の少なくとも何れか一種等が挙げられる。
上記した以外にも、ラジカル性の付加重合反応により硬化し得る硬化性成分としては、以下の(1)〜(11)のような化合物を使用してもよい。
(1)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とアルキレンオキシドとを
反応させて得られる反応生成物に、不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反
応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られる不飽和基含有ポリマー、
(2)2官能またはそれ以上の多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、
側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させたアクリル含有ポリマー、
(3)2官能エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官
能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させたアクリル含有ポリマー、
(4)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物と環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られる不飽和基含有ポリマー、
(5)ジイソシアネートと、2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物およびジオール化合物との重付加反応によるアクリル含有ウレタン樹脂、
(6)不飽和カルボン酸と、不飽和基含有化合物との共重合により得られる不飽和基含有ポリマー、
(7)ジイソシアネートと、カルボキシル基含有ジアルコール化合物およびジオール化合物との重付加反応による樹脂の合成中に、分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したアクリル含有ウレタン樹脂、
(8)ジイソシアネートと、カルボキシル基含有ジアルコール化合物およびジオール化合物との重付加反応による樹脂の合成中に、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したアクリル含有ウレタン樹脂、
(9)前記(5)の樹脂の合成中に、分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したアクリル含有ウレタン樹脂、
(10)前記(5)の樹脂の合成中に、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化したアクリル含有ウレタン樹脂、および
(11)上記(1)〜(10)の樹脂にさらに1分子内に1つのエポキシ基と1個以上
の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を付加してなるアクリル含有ポリマー、等を単独でまたは2種以上を組み合わせて、あるいは上記した分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと併用して、用いることができる。
上記した硬化性成分を活性エネルギー線によりラジカル性の付加重合反応をさせる光重合開始剤としては、例えば、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド(IGM Resins社製Omnirad(オムニラッド)819、2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸メチルエステル、2−メチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ピバロイルフェニルホスフィン酸イソプロピルエステル、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド(IGM Resins社製Omnirad(オムニラッド)TPO)等のアシルホスフィンオキサイド類;1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のヒドロキシアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインn−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾインアルキルエーテル類;ベンゾフェノン、p−メチルベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、メチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル)−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類;チオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;アントラキノン、クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−アミノアントラキノン等のアントラキノン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、p−ジメチル安息香酸エチルエステル等の安息香酸エステル類;1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス[2,6−ジフルオロ−3−(2−(1−ピル−1−イル)エチル)フェニル]チタニウム等のチタノセン類;フェニルジスルフィド2−ニトロフルオレン、ブチロイン、アニソインエチルエーテル、アゾビスイソブチロニトリル、テトラメチルチウラムジスルフィド等を挙げることができる。これら光重合開始剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記した光重合開始剤のなかでも、オキシムエステル類(以下「オキシムエステル系光重合開始剤」と称する)、アセトフェノン類の1つであるα−アミノアセトフェノン類(以下、「α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤」と称する)、およびアシルホスフィンオキサイド類(以下、「アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤」と称する)からなる群から選択される1種以上の光重合開始剤を用いることが好ましい。
オキシムエステル系光重合開始剤としては、市販品として、BASFジャパン株式会社製のCGI−325、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、株式会社ADEKA製N−1919等が挙げられる。また、分子内に2個のオキシムエステル基を有する光重合開始剤も好適に用いることができる。オキシムエステル系光重合開始剤の配合量は、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するラジカル性の付加重合反応性成分100質量部に対して、0.01〜5質量部とすることが好ましい。
α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、具体的には2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等が挙げられる。市販品としては、IGM Resins社製のOmnirad(オムニラッド)907、Omnirad(オムニラッド)369、Omnirad(オムニラッド)379等が挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、上記の化合物が挙げられる。市販品としては、IGM Resins社製のOmnirad(オムニラッド)TPO、Omnirad(オムニラッド)819等が挙げられる。
オキシムエステル系光重合開始剤を除く光重合開始剤の配合量は、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するラジカル性の付加重合反応性成分100質量部に対して、0.1〜30質量部であることが好ましい。0.1質量部以上の場合、硬化性樹脂組成物の光硬化性が良好となり、塗膜が剥離しにくく、耐薬品性等の塗膜特性も良好となる。一方、30質量部以下の場合、アウトガスの低減効果が得られ、さらにソルダーレジスト塗膜表面での光吸収が良好となり、深部硬化性が低下しにくい。より好ましくは0.5〜15質量部である。
活性エネルギー線によりラジカル性の付加重合反応をさせる光重合開始剤としてオキシムエステル系光重合開始剤を用いると、少量でも十分な感度を得ることができるだけでなく、熱硬化性成分を配合した場合の熱硬化時、および実装の際の後熱工程での光重合開始剤の揮発が少ないため、乾燥炉等の装置の汚染を少なくすることができる。
また、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いると、光反応時の深部硬化性を向上させるため、解像性において良好な開口形状が得られる。
オキシムエステル系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤のどちらを用いても効果的であるが、上述のようなレジストのライン形状および開口のバランス、光硬化性の点からは、オキシムエステル系光重合開始剤とアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の併用が更に好適である。
また、活性エネルギー線によりラジカル性の付加重合反応をさせる光重合開始剤として市販のものを使用してもよく、例えば、Yueyang Kimoutain Sci―tech Co.Ltd.製のJMT−784を好適に使用することができる。
硬化性樹脂組成物中に含まれる熱によって硬化し得る成分としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などのアミン樹脂、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、シクロカーボネート化合物、多官能エポキシ化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、メラミン誘導体などの公知慣用の熱硬化性樹脂が使用できる。本発明の一形態において、分子中に2個以上の環状エーテル基及び環状チオエーテル基のうちから選ばれる少なくともいずれか1種(以下、環状(チオ)エーテル基と略す)を有する熱硬化性成分が好ましい。
このような分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化性成分は、分子中に3、4又は5員環の環状エーテル基、又は環状チオエーテル基のいずれか一方又は2種類の基を2個以上有する化合物であり、例えば、分子内に少なくとも2つ以上のエポキシ基を有する化合物、すなわち多官能エポキシ化合物、分子内に少なくとも2つ以上のオキセタニル基を有する化合物、すなわち多官能オキセタン化合物、分子内に2個以上のチオエーテル基を有する化合物、すなわちエピスルフィド樹脂などが挙げられる。
前記多官能エポキシ化合物としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製のjER828、jER834、jER1001、jER1004、DIC株式会社製のエピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、新日鉄住金化学株式会社製のエポトートYD−011、YD−013、YD−127、YD−128、ダウ・ケミカル社製のD.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、住友化学工業株式会社製のスミ−エポキシESA−011、ESA−014、ELA−115、ELA−128、旭化成工業株式会社製のA.E.R.330、A.E.R.331、A.E.R.661、A.E.R.664等(何れも商品名)のビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のjERYL903、DIC株式会社製のエピクロン152、エピクロン165、新日鉄住金化学株式会社製のエポトートYDB−400、YDB−500、ダウ・ケミカル社製のD.E.R.542、住友化学工業株式会社製のスミ−エポキシESB−400、ESB−700、旭化成工業株式会社製のA.E.R.711、A.E.R.714等(何れも商品名)のブロム化エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のjER152、jER154、ダウ・ケミカル社製のD.E.N.431、D.E.N.438、DIC株式会社製のエピクロンN−730、エピクロンN−770、エピクロンN−865、新日鉄住金化学株式会社社製のエポトートYDCN−701、YDCN−704、日本化薬株式会社製のEPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306、住友化学工業株式会社製のスミ−エポキシESCN−195X、ESCN−220、旭化成工業株式会社製のA.E.R.ECN−235、ECN−299等(何れも商品名)のノボラック型エポキシ樹脂;DIC株式会社製のエピクロン830、三菱ケミカル株式会社製jER807、新日鉄住金化学株式会社製のエポトートYDF−170、YDF−175、YDF−2004等(何れも商品名)のビスフェノールF型エポキシ樹脂;新日鉄住金化学株式会社製のエポトートST−2004、ST−2007、ST−3000(商品名)等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のjER604、新日鉄住金化学株式会社製のエポトートYH−434、住友化学工業株式会社製のスミ−エポキシELM−120等(何れも商品名)のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;ヒダントイン型エポキシ樹脂;株式会社ダイセル製のセロキサイド2021P等(商品名)の脂環式エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のYL−933、ダウ・ケミカル社製のT.E.N.、EPPN−501、EPPN−502等(何れも商品名)のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のYL−6056、YX−4000、YL−6121(何れも商品名)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂又はそれらの混合物;日本化薬株式会社製EBPS−200、旭電化工業株式会社製EPX−30、DIC株式会社製のEXA−1514(商品名)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のjER157S(商品名)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;三菱ケミカル株式会社製のjERYL−931等(何れも商品名)のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;日産化学工業株式会社製のTEPIC等(商品名)の複素環式エポキシ樹脂;日本油脂株式会社製ブレンマーDGT等のジグリシジルフタレート樹脂;新日鉄住金化学株式会社製ZX−1063等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;新日鉄化学株式会社製ESN−190、ESN−360、DIC株式会社製HP−4032、EXA−4750、EXA−4700等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;DIC株式会社製HP−7200、HP−7200H等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;日本油脂株式会社製CP−50S、CP−50M等のグリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂;さらにシクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートの共重合エポキシ樹脂;エポキシ変性のポリブタジエンゴム誘導体(例えばダイセル化学工業製PB−3600等)、CTBN変性エポキシ樹脂(例えば東都化成株式会社製のYR−102、YR−450等)等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特にノボラック型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はそれらの混合物が好ましい。
前記多官能オキセタン化合物としては、ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレートやそれらのオリゴマー又は共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタンアルコールとノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、又はシルセスキオキサンなどの水酸基を有する樹脂とのエーテル化物などが挙げられる。その他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体なども挙げられる。
前記エピスルフィド樹脂としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製のビスフェノールA型エピスルフィド樹脂 YL7000などが挙げられる。また、同様の合成方法を用いて、ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基の酸素原子を硫黄原子に置き換えたエピスルフィド樹脂なども用いることができる。
分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化性成分を使用する場合、熱硬化触媒を配合することが好ましい。そのような熱硬化触媒としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等のヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィン等のリン化合物などが挙げられる。また、市販されているものとしては、例えば四国化成工業株式会社製の2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ株式会社製のU−CAT(登録商標)3503N、U−CAT3502T(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U−CATSA102、U−CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物およびその塩)などが挙げられる。
また、反り矯正材を硬化させて反り矯正層とした際の硬化膜の強靭性を向上させるために、本発明においては、熱硬化性成分として、1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物を加えることができる。このような1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物は、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物、すなわちポリイソシアネート化合物、又は1分子内に2個以上のブロック化イソシアネート基を有する化合物、すなわちブロックイソシアネート化合物などが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートが用いられる。芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、o−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート及び2,4−トリレンダイマーが挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)及びイソホロンジイソシアネートが挙げられる。脂環式ポリイソシアネートの具体例としてはビシクロヘプタントリイソシアネートが挙げられる。並びに先に挙げられたイソシアネート化合物のアダクト体、ビューレット体及びイソシアヌレート体が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物に含まれるブロック化イソシアネート基は、イソシアネート基がブロック剤との反応により保護されて一時的に不活性化された基である。所定温度に加熱されたときにそのブロック剤が解離してイソシアネート基が生成する。
ブロックイソシアネート化合物としては、イソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤との付加反応生成物が用いられる。ブロック剤と反応し得るイソシアネート化合物としては、イソシアヌレート型、ビウレット型、アダクト型等が挙げられる。このイソシアネート化合物としては、例えば、上記と同様の芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートが用いられる。
イソシアネートブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール及びエチルフェノール等のフェノール系ブロック剤;ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム及びβ−プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;アセト酢酸エチル及びアセチルアセトンなどの活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルエーテル、グリコール酸メチル、グリコール酸ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチル及び乳酸エチル等のアルコール系ブロック剤;ホルムアルデヒドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系ブロック剤;ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系ブロック剤;酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミド及びマレイン酸イミド等のイミド系ブロック剤;キシリジン、アニリン、ブチルアミン、ジブチルアミン等のアミン系ブロック剤;イミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系ブロック剤;メチレンイミン及びプロピレンイミン等のイミン系ブロック剤等が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物は市販のものであってもよく、例えば、7950、7951、7960、7961、7982、7990、7991、7992(以上、Baxenden社製、商品名)スミジュールBL−3175、BL−4165、BL−1100、BL−1265 、デスモジュールTPLS−2957 、TPLS−2062、TPLS−2078、TPLS−2117、デスモサーム2170、デスモサーム2265(以上、住友バイエルウレタン株式会社製、商品名)、コロネート2512、コロネート2513、コロネート2520( 以上、日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名)、B−830、B−815、B−846、B−870、B−874、B−882(三井武田ケミカル株式会社製、商品名)、TPA−B80E、17B−60PX、E402−B80T、MF−B60B、MF−K60B、SBN−70D(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名)等が挙げられる。なお、スミジュールBL−3175、BL−4265はブロック剤としてメチルエチルオキシムを用いて得られるものである。
またカレンズMOI−BM、カレンズMOI−BP(昭和電工社製、商品名)のように活性エネルギー照射でエチレン性不飽和基を有するラジカル性の付加重合反応により分子内に2個以上のブロックイソシアネートを有する化合物を用いてもよい。
上記した1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
硬化性樹脂組成物中には、ブロックイソシアネートの反応触媒が含まれていてもよい。反応触媒としては、特に限定されるものではないが、ブロックイソシアネートの反応触媒が、有機アンモニウム塩、有機アミジン塩またはイミダゾールであることが好ましい。具体的には、有機アンモニウム塩ではテトラアルキルアンモニウムハロゲン化物、テトラアルキルアンモニウム水酸化物、テトラアルキルアンモニウム有機酸塩、等、有機アミジン塩では1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(以下DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(以下DBN)のフェノール塩、オクチル酸塩、オレイン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩を使用することができる。中でも、DBU−オクチル酸塩、DBN−オクチル酸塩等を使用することが好ましい。市販品としては、有機アンモニウム塩ではTOYOCAT−TR20、TOYOCAT−TRX(東ソー株式会社製)、有機アミジン塩ではU−CAT SA1、U−CAT SA102、U−CAT SA106、U−CAT SA506、U−CAT SA603、U−CAT SA1102(サンアプロ株式会社製)、イミダゾールとしてはTOYOCAT−DMI(東ソー株式会社製)が挙げられる。これら反応触媒は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物には、イソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物と反応し得る水酸基を2個以上有する化合物が含まれていてもよい。水酸基を2個以上有する化合物としては、ポリオール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネートジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の脂肪族ポリオールや、ビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノール化合物及びそれらのアルキレンオキサイド付加物、G700(株式会社ADEKA製 商品名)、AM−302(株式会社ADEKA 商品名)、THEIC、THEIC−G、THEIC−EP、THEIC−LP(四国化成工業株式会社製 商品名)などが挙げられる。
さらに、イソシアネートと反応する水酸基を有する化合物は熱による硬化反応する前に2個以上分子内に存在すればよく、活性エネルギーの照射によって2個以上有するものに変化するものも含む。例えば、水酸基を2個以上有する化合物には、上記した分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するラジカル性の付加重合反応性成分に活性エネルギー線を照射した際に生じる、分子内に水酸基を2個以上有する化合物であってもよい。具体的には、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートなどが挙げられる。このような水酸基を2個以上有する化合物が含まれることにより、熱硬化時の架橋が十分であるため塗膜(反り矯正層)の強度が向上する。
また、水酸基を有する化合物は、水酸基価が100(mgKOH/g)以上であると熱硬化時の架橋が十分であるため塗膜(反り矯正層)の強度が向上する。
上記した水酸基を有する化合物中の水酸基のイソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基に対するモル比(水酸基/イソシアネート基)は0.1〜0.9であることが好ましい。水酸基/イソシアネート基が0.1以上であるとイソシアネートの反応が十分に進行し、また0.9以下であると塗膜が適当な硬度となり、十分な強度が確保できる。
本発明の反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物には、無機フィラー成分が含まれていてもよい。無機フィラー成分としては、従来公知のものを制限なく使用することができ、例えばシリカ、アルミナ、タルク、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ノイブルグ珪土、ガラス粉末、クレー、炭酸マグネシウム、天然マイカ、合成マイカ、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、ハイドロタルサイト、ミネラルウール、アルミニウムシリケート、カルシウムシリケート、亜鉛華、酸化チタン、酸化鉄、炭化珪素、窒化ホウ素等の粉末、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維およびガラス繊維等が挙げられ、1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。これらの中でも、フィルムの中の比誘電率を制御するためにシリカ、アルミナ、酸化チタンが好ましい。
無機フィラー成分は、平均粒子径は、好ましくは0.01〜15μm、より好ましくは0.02〜12μm、特に好ましくは0.03〜10μmのものを使用することが好ましい。なお、本明細書中、平均粒子径は、電子顕微鏡で無作為に選んだ無機フィラー20個の長軸径を測定し、その算術平均値として算出される個数平均粒子径とする。
本発明の反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物には、着色剤成分が含まれていてもよい。着色剤成分が含まれることにより、硬化性樹脂組成物を配置した半導体チップを機器に組み込んだ際に、周囲の装置から発生する赤外線等による半導体装置の誤作動を防止することができる。また、レーザーマーキング等の手段により硬化剤お組成物に刻印を行った場合に、文字、記号等のマークが認識しやすくなる。すなわち、硬化性樹脂組成物が形成された半導体チップでは、保護膜の表面に品番等が通常レーザーマーキング法(レーザー光により保護膜表面を削り取り印字を行う方法)により印字されるが、硬化性樹脂組成物が着色剤を含有することで、保護膜のレーザー光により削り取られた部分とそうでない部分のコントラスト差が充分に得られ、視認性が向上する。
着色剤成分として、有機または無機の顔料および染料を1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができるが、これらの中でも電磁波や赤外線遮蔽性の点から黒色顔料が好ましい。黒色顔料としては、カーボンブラック、ペリレンブラック、酸化鉄、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が用いられるが、これらに限定されることはない。半導体装置の誤作動防止の観点からはカーボンブラックが特に好ましい。また、カーボンブラックに代えて、赤、青、緑、黄色などの顔料または染料を混合し、黒色またはそれに近い黒色系の色とすることもできる。
赤色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがあり、具体的には以下のものが挙げられる。Pigment Red 1, 2,3,4,5,6,8,9,12,14,15,16,17,21,22,23,31,32,112,114,146,147,151,170,184,187,188,193,210,245,253,258,266,267,268,269等のモノアゾ系赤色着色剤、PigmentRed37,38,41等のジスアゾ系赤色着色剤、PigmentRed48:1,48:2,48:3,48:4,49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53:1,53:2,57:1,58:4,63:1,63:2,64:1,68等のモノアゾレーキ系赤色着色剤、PigmentRed171、PigmentRed175、PigmentRed176、PigmentRed185、PigmentRed208等のベンズイミダゾロン系赤色着色剤、SolventRed135、SolventRed179、PigmentRed123、PigmentRed149、PigmentRed166、PigmentRed178、PigmentRed179、PigmentRed190、PigmentRed194、PigmentRed224等のぺリレン系赤色着色剤、PigmentRed254、PigmentRed255、PigmentRed264、PigmentRed270、PigmentRed272等のジケトピロロピロール系赤色着色剤、PigmentRed220、PigmentRed144、PigmentRed166、PigmentRed214、PigmentRed220、PigmentRed221、PigmentRed242等の縮合アゾ系赤色着色剤、PigmentRed168、PigmentRed177、PigmentRed216、SolventRed149、SolventRed150、SolventRed52、SolventRed207等のアントラキノン系赤色着色剤、PigmentRed122、PigmentRed202、PigmentRed206、PigmentRed207、PigmentRed209等のキナクリドン系赤色着色剤が挙げられる。
青色着色剤としてはフタロシアニン系、アントラキノン系などがあり、顔料系はピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には:PigmentBlue15、PigmentBlue15:1、PigmentBlue15:2、PigmentBlue15:3、PigmentBlue15:4、PigmentBlue15:6、PigmentBlue16、PigmentBlue60等が挙げられる。染料系としては、SolventBlue35、SolventBlue63、SolventBlue68、SolventBlue70、SolventBlue83、SolventBlue87、SolventBlue94、SolventBlue97、SolventBlue122、SolventBlue136、SolventBlue67、SolventBlue70等を使用することができる。また、これら以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
緑色着色剤としては、同様にフタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系などがあり、具体的にはPigmentGreen7、PigmentGreen36、SolventGreen3、SolventGreen5、SolventGreen20、SolventGreen28等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
緑色着色剤としては、同様にフタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系などがあり、具体的にはPigmentGreen7、PigmentGreen36、SolventGreen3、SolventGreen5、SolventGreen20、SolventGreen28等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
黄色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系などがあり、具体的には以下のものが挙げられる。SolventYellow163、PigmentYellow24、PigmentYellow108、PigmentYellow193、PigmentYellow147、PigmentYellow199、PigmentYellow202等のアントラキノン系黄色着色剤、PigmentYellow110、PigmentYellow109、PigmentYellow139、PigmentYellow179、PigmentYellow185等のイソインドリノン系黄色着色剤、PigmentYellow93、PigmentYellow94、PigmentYellow95、PigmentYellow128、PigmentYellow155、PigmentYellow166、PigmentYellow180等の縮合アゾ系黄色着色剤、PigmentYellow120、PigmentYellow151、PigmentYellow154、PigmentYellow156、PigmentYellow175、PigmentYellow181等のベンズイミダゾロン系黄色着色剤、PigmentYellow1,2,3,4,5,6,9,10,12,61,62,62:1,65,73,74,75,97,100,104,105,111,116,167,168,169,182,183等のモノアゾ系黄色着色剤、PigmentYellow12,13,14,16,17,55,63,81,83,87,126,127,152,170,172,174,176,188,198等のジスアゾ系黄色着色剤等を使用することができる。
また、色調を調整する目的で紫、オレンジ、茶色、黒などの着色剤を加えてもよい。具体的に例示すれば、PigmentViolet19、23、29、32、36、38、42、SolventViolet13、36、C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ73、C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
なお、FO−WLPのファンアウト領域に貫通電極を形成する場合は、ファンアウト領域とFO−WLP用反り矯正層とを同時にレーザー加工する必要があるため、アライメント用に反り矯正層も光透過性を有していることが好ましい。このような場合も適宜考慮して着色剤成分を選択することができる。
本発明の反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物には、FO−WLPに反り矯正層を設けた場合の反り矯正層の被着体(擬似ウェハ)に対する接着性、密着性および反り矯正層の凝集性の少なくとも何れか一方を向上させるため、無機物と反応する官能基および有機官能基と反応する官能基を有するカップリング剤成分が含まれていてもよい。また、カップリング剤成分が含まれることにより、FO−WLPに硬化性樹脂組成物の塗膜を形成し、当該硬化性樹脂組成物を硬化させて反り矯正層を形成した場合に、反り矯正層の耐熱性を損なうことなく、その耐水性を向上させることができる。このようなカップリング剤としては、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、シランカップリング剤等が挙げられる。これらのうちでも、シランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤に含有される有機基としては、例えば、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、クロロプロピル基、メルカプト基、ポリスルフィド基、イソシアネート基などが挙げられる。シランカップリング剤として市販されているものを使用することができ、例えば、KA−1003、KBM−1003、KBE−1003、KBM−303、KBM−403、KBE−402、KBE−403、KBM−1403、KBM−502、KBM−503、KBE−502、KBE−503、KBM−5103、KBM−602、KBM−603、KBE
−603、KBM−903、KBE−903、KBE−9103、KBM−9103、KBM−573、KBM−575、KBM−6123、KBE−585、KBM−703、KBM−802、KBM−803、KBE−846、KBE−9007(いずれも商品名;信越化学工業株式会社製)などを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
本発明の反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物には、上記した成分以外に、必要に応じて各種添加剤が配合されてもよい。各種添加剤としては、レベリング剤、可塑剤、酸化防止剤、イオン捕捉剤、ゲッタリング剤、連鎖移動剤、剥離剤、防錆剤、密着促進剤、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤、増粘剤、消泡剤等の電子材料の分野において公知慣用の添加剤を含有してもよい。
本発明の反り矯正材を構成する硬化性樹脂組成物には、有機溶剤を含有することができる。有機溶剤は、分子中にエチレン性不飽和基を含有するポリエーテル化合物の合成、各成分の混合、および得られた硬化性樹脂組成物を基板や支持体フィルムに塗布する際の、粘度調整のために使用できる。
有機溶剤としては、ケトン類、芳香族炭化水素類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、エステル類、アルコール類、脂肪族炭化水素、石油系溶剤等が挙げることができる。より具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテート等のエステル類、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等を挙げることができる。有機溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<ファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法>
本発明の矯正材は、FO−WLPの反り矯正層として用いられる。以下、反り矯正層を設けたFO−WLPの擬似ウェハについて説明する。
先ず、半導体ウェハを準備し、一方の面に回路形成を行う。半導体ウェハはシリコンウェハであってもよく、またガリウム・砒素(GaAs)などの化合物半導体ウェハであってもよい。ウェハ表面への回路の形成はエッチング法、リフトオフ法などの汎用されている方法を含む様々な方法により行うことができる。半導体ウェハはダイシング工程を経て、個々の半導体チップに切り分けておいてもよい。
上記のようにして得た半導体チップを、粘着層を介して表面が平滑な板状のキャリアに載置する。キャリアとしては特に限定されないが、円形や四角形のシリコンウェハや金属板を用いることができる。また、粘着層としては、半導体チップを仮固定でき、擬似ウェハ作製後に剥離が可能なものを用いる。このような粘着層材料としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、スチレン・共役ジエンブロック共重合体などを用いることができる。
また、粘着層材料として、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂と、上記したようなラジカル重合開始剤を含有させることもでき、このような樹脂を含有させることにより、加熱または活性エネルギー線の照射により、粘着層の粘着性を変化させることもできる。
粘着層上に半導体チップを載置する際は、複数の半導体チップを離間して載置する。載置される半導体チップは平面視において、縦横方向における配置数が同一でも異なってもよく、また、密度の向上や単位半導体チップ当たりの端子面積を確保する等の各種の観点から、点対称や格子状等に配置されてもよい。隣接する半導体チップ間の離間部の距離は、特に限定されないが、最終的に得られるFO−WLPの接続端子を形成するために必要なファンアウト(FO)領域が得られるように配置することが望ましい。
続いて、板状のキャリア上に粘着層を介して載置した半導体チップを封止材により封止する。半導体チップの側壁面および上面が封止材で封止されるように、半導体チップが載置されキャリア上に封止材を塗布ないし貼り合わせる。この際、半導体チップ間の離間部にも封止材が埋め込まれるように成形する。このような封止材を用いた封止工程は、液状、顆粒、シート状である公知の半導体封止用樹脂組成物を用い、圧縮成形を行うことによって形成することができる。公知の半導体封止用樹脂組成物には主にエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、硬化促進剤、球状フィラー等が用いられる。
封止材を硬化させた後、板状のキャリアを剥離する。剥離は、封止材および半導体チップと粘着層の間で行う。剥離方法としては、加熱処理を行い粘着層の粘着力を変化(低下)させてはく離する方法、先に板状のキャリアと粘着層の間で剥離を行い、そののちに粘着層に加熱処理または電子線や紫外線などの照射処理を施したのちにはく離する方法等が挙げられる。
このようにして得られた擬似ウェハは、ポストキュアを実施してもよい。ポストキュアとしては、例えば、150〜200℃の温度範囲で、10分〜8時間の範囲で行う。続いて、得られた擬似ウェハの半導体が埋め込まれている面の反対側を研磨して、擬似ウェハを薄くすることもできる。研削する方法は特に限定はされず、グラインダーなどを用いた公知の手段で研削してもよい。擬似ウェハの研削後の厚みは特に限定はされないが、通常は50〜500μm程度である。
続いて、擬似ウェハの半導体チップの回路が露出している面側に、再配線層またはリードフレームを形成する。再配線層の形成においては、先ず、擬似ウェハの半導体チップの回路が露出している面の全面にスピンコート法等を用いて再配線用絶縁樹脂を塗布し、100℃程度でプリベークを行い、再配線用絶縁樹脂層を形成する。次に、半導体チップの接続パッドを開口させるために、フォトリソグラフィー法等を用いて、再配線用絶縁樹脂層にパターンを形成して加熱処理(キュア)を行う。加熱処理の条件としては、例えば、150〜250℃の温度範囲で、10分〜5時間の範囲で行う。再配線用絶縁樹脂としては、特に限定されないが、耐熱性及び信頼性の観点から、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサイド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂などが用いられる。上記したように、再配線用絶縁樹脂を加熱処理する際に、絶縁樹脂の加熱収縮により擬似ウェハに反りが生じる場合がある。一方、リードフレームの形成においては、薄い金属板をエッチング技術や打ち抜き加工等により型抜きし、プレス曲げにより一括形成される。
擬似ウェハの再配線層等の全面に給電層をスパッタ等の方法で形成し、次いで、給電層の上にレジスト層を形成し、所定のパターンに露光、現像した後、電解銅メッキにてビアおよび再配線回路を形成する。再配線回路を形成した後、レジスト層を剥離し、給電層をエッチングする。
続いて、再配線回路上に設けたランドにフラックスを塗布し、半田ボールを搭載したのち加熱溶融することにより、半田ボールをランドに取り付ける。また、再配線回路および半田ボールの一部を覆うようにソルダーレジスト層を形成してもよい。塗布されるフラックスは、樹脂系や水溶系のものを使用することができる。加熱溶融方法としては、リフロー、ホットプレート等が使用できる。このようにしてFO−WLPの擬似ウェハが得られる。
この後、ダイシング等の方法により、FO−WLPの擬似ウェハを個片化することでFO−WLPが得られる。
このようにして得られた擬似ウェハの再配線層等が形成されている面と同じ面または反対側の面に、反り矯正材を塗布して塗膜を形成する。反り矯正材の塗布は、スクリーン印刷、インクジェット、ディップコート、フローコート、ロールコート、バーコーター、カーテンコートなどの印刷方式により行うことができる。反り矯正材の粘度は各印刷方式に対応する粘度であれば適宜調整できる。特に、インクジェット方式は、微細でかつ部分的な印刷が可能であり、パッケージの反りの場所や大きさに柔軟に対応できるため好ましい。インクジェットの場合、反り矯正材の50℃における粘度が、5〜50mPa・sであることが好ましく、5〜20mPa・sであることがより好ましい。これにより、インクジェットプリンターに不要な負荷を与えることなく、円滑な印刷が可能となる。
反り矯正材の塗布量は、硬化させて反り矯正層を形成した際の反り矯正層の厚みが15〜50μmの範囲となるように調整することが好ましい。反り矯正層の厚みが15μm以上であると反りを平滑化することが容易となる。また50μmを超えるとFOWLPの利点の一つである薄さを損なうことがない。
活性エネルギー線の照射は、インクジェットプリンターによるパターン描画後に行なうこともできるが、インクジェットプリンターによるパターン描画と平行して例えば側部や低部等から活性エネルギー線を照射するなど、同時に行なうことが好ましい。活性エネルギー線の照射光源としては、LED、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが適当である。その他、電子線、α線、β線、γ線、X線、中性子線なども利用可能である。
活性エネルギー線の照射量は、反り矯正層の膜厚によっても異なるが、一般には10〜10000mJ/cm、好ましくは20〜2000mJ/cmの範囲内とすることができる。
本発明においては、反り矯正材の塗布量、すなわち、反り矯正材を硬化させた後の反り矯正層の膜厚の調整、活性エネルギー線の照射量、更には、全面照射と部分照射の選択によって、擬似ウェハの反り矯正層の硬化度を適宜調整することで、FO−WLPの反り具合に応じた矯正量を簡便に調整することができる。
本発明においては、熱により硬化させる際の温度や時間を調整または、目標の温度まで一段階で温度を上げる方法や中間温度を経て最終温度に加熱するステップ加熱を行うことにより、擬似ウェハの反り矯正層の硬化度を適宜調整し、FO−WLPの反り具合によって、矯正量を簡便に調整することができる。加熱により硬化させる時間は30秒〜3時間が望ましい。好ましくは30分〜2時間である。
上記した活性エネルギー線および熱による硬化は、JEITA規格のシリコンウェハ上に前記反り矯正材を塗布して活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、硬化物表面の60°鏡面反射率と、硬化物とシリコンウェハとの界面での60°鏡面反射率との差の絶対値が10%以下となるように行うことが好ましい。本発明者らは、反り矯正材を硬化させて反り矯正層を形成する際に、上記したような関係を満たすように反り矯正材の硬化を行うことにより、反り矯正材に適度な反り応力を生じさせることができることを見出した。理由は定かではないが、恐らく、活性エネルギー線で硬化を行う際の深部硬化性が硬化収縮に関与していると考えられる。これはあくまでも本発明者らの推測であり、本発明が当該論理に拘束されるものではない。
次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
<擬似ウェハの準備>
キャノシス株式会社製の片面に100nmのSiO膜が形成された4inch、厚み150μmのP型シリコンウェハを、ダイシング装置を用いてダイシングを行い、10mm×10mm角の半導体チップを得た。SUS製平面基板上に仮固定フィルムを配置し、上記半導体チップをSiO面が仮固定フィルムと接触し、半導体チップの間が上下左右で10mm間隔となるように縦横5×5個配置した。この上に100mm×100mm角シート状の半導体用封止材を中心位置がおよそ一致するように積層し、加熱式プレス圧着機を用いて150℃で1時間圧縮成形させた。半導体用封止材としては、下記の組成を有する混練物を2枚の50μmのカバーフィルム(帝人ピューレックスフィルム)に挟むように配置し、平板プレス法により混練物をシート状に形成し、厚さ200μmのシート状に形成したものを用いた。
<半導体用封止材組成物の調製>
以下の成分を配合し、ロール混練機で70℃4分間、続いて120℃6分間加熱し、合計10分間、減圧(0.01kg/cm)しながら溶融混練し、混練物を作製した。
・ナフタレン型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製NC−7000) 30部
・ビスフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製 YX−4000) 10部
・フェノールノボラック型エポキシ樹脂
(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製 D.E.N.431) 10部
・アントラキノン 2部
・カーボンブラック(三菱ケミカル株式会社製 カーボンMA−100) 10部
・球状シリカ(株式会社アドマテックス製 アドマファインSO−E2) 500部
・シランカップリング剤
(信越化学工業株式会社製 KBM−403) 2部
・2−フェニルイミダゾール(四国化成工業株式会社製 2PZ) 2部
次いで、得られた積層体から仮固定フィルムをはがし、裏側を研磨して、100mm×100mm角、厚み200μmの擬似ウェハを得た。
得られた擬似ウェハの半導体回路面側に、下記組成を有するポジ型の再配線形成用樹脂組成物をスピンコートで塗布し、100℃で20分間加熱してプリベークを行った。プリベーク後の擬似ウェハ上に形成された感光性再配線形成用樹脂層の厚みは10μmであった。
<再配線形成用樹脂組成物の調製>
まず、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−プロパンを、N−メチルピロリドンに溶解させ、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリドのN−メチルピロリドンを滴下しながら0〜5℃で反応させて、重量平均分子量1.3×104のポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)樹脂を合成した。
次いで、ポリヒドロキシアミド樹脂を含む下記の成分を配合し、この混合溶液を3μm孔のテフロン(登録商標)フィルタを用いて加圧ろ過して、再配線用樹脂組成物を調製した。
・ポリヒドロキシアミド樹脂(Z2) 100部
・フェノールノボラック型エポキシ樹脂
(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製 D.E.N.431) 10部
・1−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸エステル
(AZエレクトロニックマテリアルズ社製商品名TPPA528) 10部
・Y−X−Y型ブロック共重合体
(アルケマ社製 ナノストレングスM52N) 5部
・シランカップリング剤
(信越化学工業株式会社製 KBM−403) 2部
・γ−ブチロラクトン 30部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 120部
続いて、100μmの円形の開口パターンが400μmピッチで縦横に連続して形成されているフォトマスクを介して、ORC社製のHMW680GW(メタルハライドランプ)を用いて、露光量500mJ/cmで、ポジ型のパターン状に光照射を行い、TMAH2.38wt%水溶液を用いて、25℃で2分間現像を行って丸型開口パターンが形成された再配線樹脂層を形成した。その後、200℃で1時間ベーク処理を行い室温まで冷却した。こうして得られた擬似ウェハは、再配線樹脂層側が凹となるような反りが発生していた。反り量は、100mm×100mm角の周辺部を基準として中央部が6mm凹んだ状態であった。
<反り矯正材の調製>
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、EOCN−104S、エポキシ当量220g/eq)220部(1当量)、カルビトールアセテート140.1部、およびソルベントナフサ60.3部をフラスコに仕込み、90℃に加熱・攪拌し、溶解した。得られた溶液を一旦60℃まで冷却し、アクリル酸72部(1モル)、メチルハイドロキノン0.5部、トリフェニルホスフィン2部を加え、100℃に加熱し、約12時間反応させ、酸価が0.2mgKOH/gの反応物を得た。これにテトラヒドロ無水フタル酸80.6部(0.53モル)を加え、90℃に加熱し、約6時間反応させ、固形分の酸価85mgKOH/g、固形分64.9%の硬化性成分であるアクリル含有ポリエーテル化合物溶液を得た。これを硬化成分1とした。
上記のようにして得られた硬化成分1を用いて、下記表1に示した組成に従って反り矯正材1〜5を調製した。
Figure 2018170500
表1中、各成分の詳細は以下のとおりである。
・7982:ブロックイソシアネート(Baxenden社製)
・4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート(日本化成株式会社製)
・THEIC−G:トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート(四国化成工業株式会社製)3官能水酸基含有化合物(水酸基価644mgKOH/g)
・HDDA:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製)
・DPGDA: ジプロピレングリコールジアクリレート(BASFジャパン株式会社製)
・PE−3A:ペンタエリスリトールトリアクリレート(共栄社化学株式会社製)
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製)
・Omnirad(オムニラッド)369:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン(IGM Resins社製)
・MA−100:カーボンブラック(三菱ケミカル株式会社製)
・BYK−307:シリコン系添加剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製)
・BYK−350:アクリレート系添加剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製)
・N−770:フェノールノボラック型エポキシ樹脂 エピクロンN−770(DIC株式会社製)
・DICY7:ジシアンジアミド(三菱ケミカル株式会社製)
・B−30:硫酸バリウム(堺化学工業株式会社製)
・SO−E2:球状シリカ(株式会社アドマテックス製)
<反り矯正材の物性の測定>
JEITA仕様のシリコンウェハ鏡面上に、上記で得られた各反り矯正材を塗布して塗膜を形成し、高圧水銀灯にて紫外線を600mJ/cmの照射量にて照射し、仮硬化を行った。次に、仮硬化膜を剥がし、照射面を上にしてテフロンシート上に固定し、BOX式乾燥炉を用い、150℃で60分間加熱することにより平膜状の硬化物を得た。
得られた硬化物の50℃における線膨張係数を熱機械分析(TMA/SS6000、セイコーインスツルメンツ株式会社製)により測定した。また、得られた硬化物の50℃における弾性率を動的粘弾性測定装置(DMS6100、セイコーインスツルメンツ株式会社製)により測定した。さらに、平膜状の硬化物の厚さをマイクロノギスにより測定した。測定結果は下記表2及び3に示すとおりであった。
また、それぞれの平膜状の硬化物について、平膜状の硬化物の表面側(紫外線照射側)と、シリコンウェハ鏡面に接していた面側(界面側)の光沢度を、光沢度計(マイクロトリグロス、BYK Gardener社製)を用いて、60°鏡面反射率を測定した。表面側と界面側の鏡面反射率の測定結果から両者の差の絶対値を求めた。結果は、下記表4に示すとおりであった。
<擬似ウェハの反り測定>
準備した擬似ウェハ上の凸側の表面に、反り矯正材1、2、3、5を、それぞれピエゾ型インクジェット印刷機を用いてインクジェット印刷により塗布して塗膜を形成した。この際、印刷直後にインクジェットヘッドに付帯の高圧水銀灯にて紫外線を600mJ/cmの照射量にて照射して、塗膜の仮硬化を行った。
また、準備した擬似ウェハ上の凸側の表面に、反り矯正材4を用いてスクリーン印刷により塗布して塗膜を形成し、塗膜をBOX式乾燥炉にて80℃で30分間乾燥した後、高圧水銀灯にて紫外線を600mJ/cmの照射量にて照射した。
上記のようにして硬化させた5種の塗膜をBOX式乾燥炉にて150℃で60分間加熱した(硬化工法A)。
また、準備した擬似ウェハ上の凸側の表面に、反り矯正材2をピエゾ型インクジェット印刷機を用いてインクジェット印刷により塗布して塗膜を形成した。この際、紫外線照射は行わなかった。その後、塗膜をBOX式乾燥炉にて150℃で60分間加熱した(硬化工法B)。
上記のような硬化工法により反り矯正材を硬化させて反り矯正層を形成した擬似ウェハについて、反り量を測定した。反り量は、25℃においてロングジョウノギスを用いて測定した。擬似ウェハの周辺部の2点を基準として中心部の反りが±2mm以下であれば良好(〇)とした。±2〜3mmは△、±3mmを超えるときは不良(×)と判定した。評価結果は表2および3に示すとおりであった。
Figure 2018170500
Figure 2018170500
Figure 2018170500
表2、3より明らかなように、線膨張係数(α)×弾性率(β)×膜厚(γ)が2000以上である実施例1および実施例2の反りが良好であるに対し、比較例1および比較例2は、線膨張係数(α)×弾性率(β)×膜厚(γ)が2000未満であるため、反り矯正が良好ではなかった。また、線膨張係数(α)×弾性率(β)×膜厚(γ)が10000以下である実施例6および実施例7の反りが良好であるのに対し、比較例3、4および比較例6は、線膨張係数(α)×弾性率(β)×膜厚(γ)が10000を超えるため、反り矯正材の反りが不良である。
また、実施例1と比較例1を比較すると線膨張係数(α)と弾性率(β)が一定であるが膜厚(γ)が異なる。この場合において線膨張係数(α)×弾性率(β)×膜厚(γ)が2000以上であると反り矯正材の反りが良好で2000未満であると反り矯正材の反りが不良である。一方、実施例2と比較例1を比較すると線膨張係数(α)と膜厚(γ)が一定であるが弾性率(β)が異なる。この場合においても線膨張係数(α)×弾性率(β)×膜厚(γ)が10000以下であると反り矯正材の反りが良好で10000を超えると反り矯正材の反りが不良である。
また、表4に示すとおり、反り矯正材1〜4を使用した硬化物は、反射率差の絶対値が10%以下であり、表面と界面の硬化がよく進行していると推定される。一方、反り矯正材5を使用した硬化物の反射率差の絶対値は10%超となっているものの、反り矯正材5に含まれる水酸基含有化合物が水酸基を2つ以上有し、水酸基価が100(mgKOH/g)以上である化合物であるため、反り矯正材5を使用した擬似ウェハの反り測定評価(実施例7)は、反り矯正材1〜4を使用した場合(実施例1〜6)と同様の効果を奏しているものと推察される。

Claims (9)

  1. ファンアウト型ウェハレベルパッケージ用の反り矯正材であって、
    活性エネルギー線および熱によって硬化し得る成分を含む硬化性樹脂組成物からなり、
    前記反り矯正材を活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、該硬化物の、25℃における線膨張係数α(ppm/℃)、25℃における弾性率β(GPa)、および厚さγ(μm)が、下記関係式:
    2000≦α×β×γ≦10000
    を満足することを特徴とする、反り矯正材。
  2. 前記γ(μm)が15〜50の範囲である、請求項1に記載の反り矯正材。
  3. 前記硬化性樹脂組成物が、水酸基を有する化合物とイソシアネート基を有する化合物とを少なくとも含み、
    前記水酸基を有する化合物中の水酸基の、前記イソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基に対するモル比(水酸基/イソシアネート基)が0.1〜0.9である、請求項1または2に記載の反り矯正材。
  4. 前記水酸基を有する化合物が、一分子中に水酸基を2個以上有し、水酸基価が100(mgKOH/g)以上である、請求項3に記載の反り矯正材。
  5. 前記水酸基を有する化合物または前記イソシアネート基を有する化合物が、イソシアヌル基またはベンゼン環の少なくとも1つを有する、請求項3または4に記載の反り矯正材。
  6. 請求項1〜5の反り矯正材を用いたファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法であって、
    前記反り矯正材を、擬似ウェハの再配線層が形成されている面と同じ面または反対側の面に塗布して塗膜を形成し、
    前記塗膜を活性エネルギー線および熱により硬化させて反り矯正層を形成する、
    ことを含む、ファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法。
  7. 前記塗布がインクジェット方式により行われる、請求項6に記載の方法。
  8. 反り矯正層の厚みが15〜50μmの範囲である、請求項6または7に記載の方法。
  9. 前記活性エネルギー線および熱による硬化を、JEITA規格のシリコンウェハ上に前記反り矯正材を塗布して活性エネルギー線および熱により硬化させて平膜状の硬化物とした場合に、硬化物表面の60°鏡面反射率と、硬化物とシリコンウェハとの界面での60°鏡面反射率との差の絶対値が10%以下となるように行う、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115101425A (zh) * 2022-06-27 2022-09-23 江苏中科智芯集成科技有限公司 一种用于控制翘曲的扇出型晶圆级封装制造工艺及芯片
US12033907B2 (en) 2019-02-21 2024-07-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor encapsulation material and semiconductor device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113155313B (zh) * 2021-03-16 2023-04-07 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种扇出型封装温度分布原位模拟结构及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100167471A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte. Ltd. Reducing warpage for fan-out wafer level packaging
US20100252919A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Freescale Semiconductor, Inc. Electronic device and method of packaging an electronic device
JP2016146395A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 株式会社テラプローブ 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP5989929B1 (ja) * 2016-02-17 2016-09-07 太陽インキ製造株式会社 硬化性樹脂組成物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152490A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Furukawa Electric Co Ltd:The チップ保護用フィルム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100167471A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte. Ltd. Reducing warpage for fan-out wafer level packaging
US20100252919A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Freescale Semiconductor, Inc. Electronic device and method of packaging an electronic device
JP2016146395A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 株式会社テラプローブ 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP5989929B1 (ja) * 2016-02-17 2016-09-07 太陽インキ製造株式会社 硬化性樹脂組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12033907B2 (en) 2019-02-21 2024-07-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor encapsulation material and semiconductor device
CN115101425A (zh) * 2022-06-27 2022-09-23 江苏中科智芯集成科技有限公司 一种用于控制翘曲的扇出型晶圆级封装制造工艺及芯片

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