JP2021197498A - 封止用樹脂シート - Google Patents

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Abstract

【課題】基材に対して空隙を介して対向する状態で当該基材に実装されている電子部品チップの樹脂封止体の製造過程において、前記空隙内への封止樹脂進入長さを制御するのに適し、且つ、樹脂封止体において反りを抑制するとともに高信頼性を確保するのに適した、封止用樹脂シートを提供する。【解決手段】本発明の封止用樹脂シートXは、第1封止樹脂層11と第2封止樹脂層12とを厚さ方向に順に備える。第1封止樹脂層11は、層状ケイ酸塩化合物および第1無機充填材を含有する。第1封止樹脂層11における層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、1.2質量%以上5.5質量%以下である。第1封止樹脂層11における第1無機充填材の含有割合は、81質量%以上である。第2封止樹脂層12は、第2無機充填材を含有する。第2封止樹脂層12における第2無機充填材の含有割合は、75質量%以上である。【選択図】図1

Description

本発明は、封止用樹脂シートに関する。
従来、実装基板に搭載された半導体チップなどの電子部品チップが、熱硬化性樹脂含有のシート状の封止樹脂材(封止用樹脂シート)によって基板上で封止されて、電子部品チップの樹脂封止体が製造されることがある。その封止過程では、例えば、基板の同一面上に接合された、互いに離隔する複数の電子部品チップに対し、平板プレス機によって所定厚さの封止用樹脂シートが加熱軟化状態で押圧されて、当該シートが塑性変形して各電子部品チップが被覆される(プレス工程)。そして、電子部品チップを被覆している封止用樹脂シートが、高温での加熱によって硬化される(硬化工程)。この後、例えばブレードダイシングにより、硬化された封止用樹脂シートが基板とともに所定の切断予定ラインに沿って切断されて、各樹脂封止体への個片化がなされる。封止用樹脂シートによる電子部品パッケージの電子部品チップの樹脂封止に関する技術については、例えば、下記の特許文献1に記載されている。
特開2015−220350号公報
封止用樹脂シートを構成する封止樹脂には、ハンドリング性の観点から、常温でのシート形状保持性が求められるとともに、封止対象物の外形に対する追従性の観点から、プレス工程における加熱軟化状態での流動性が求められる。
一方、実装基板に対して空隙を介して対向する状態で当該基板に実装されている電子部品チップが、封止用樹脂シートによって基板上で封止されることもある。しかしながら、そのような電子部品チップを従来の封止用樹脂シートによって封止する場合、硬化工程において、高温加熱によって一旦低粘度化する封止樹脂が、実装基板と電子部品チップとの間の空隙に進入しすぎることがある。
また、硬化工程で加熱硬化された封止用樹脂シート(封止樹脂材)には、内部応力が生じる。この内部応力は、従来、硬化工程を経て得られるワーク(例えば、基板上の複数の電子部品チップが封止用樹脂シートによって封止されている)に、反りを生じさせることがある。この内部応力は、樹脂封止された電子部品チップの信頼性を低下させることもある。
本発明は、基材に対して空隙を介して対向する状態で当該基材に実装されている電子部品チップの樹脂封止体の製造過程において、前記空隙内への封止樹脂進入長さを制御するのに適し、且つ、樹脂封止体において反りを抑制するとともに高信頼性を確保するのに適した、封止用樹脂シートを提供する。
本発明[1]は、第1封止樹脂層と第2封止樹脂層とを厚さ方向に順に備える封止用樹脂シートであって、前記第1封止樹脂層は、層状ケイ酸塩化合物および第1無機充填材を含有し、当該第1封止樹脂層における前記層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、1.2質量%以上5.5質量%以下であり、当該第1封止樹脂層における前記第1無機充填材の含有割合は、81質量%以上であり、前記第2封止樹脂層は、第2無機充填材を含有し、当該第2封止樹脂層における前記第2無機充填材の含有割合は、75質量%以上である、封止用樹脂シートを含む。
本封止用樹脂シートは、基材に対して空隙を介して対向する状態で当該基材に実装されている電子部品チップを、次のようなプレス工程および硬化工程を経て封止するのに使用することができる。プレス工程では、基材上の上記電子部品チップに本封止用樹脂シートの第1封止樹脂層側が接する状態で、当該シートが加熱軟化されつつ基材に向けて押圧される(電子部品チップ周りで基材に密着される第1封止樹脂層により、上記空隙の開縁端は閉塞される)。このようなプレス工程において、本封止用樹脂シートの第2封止樹脂層は、押圧力を受けて流動化し、第1封止樹脂層とは反対側の露出面の平坦化が進む。また、当該プレス工程において、本封止用樹脂シートは、第2封止樹脂層とともに第1封止樹脂層が、押圧力を受けて軟化流動して、電子部品チップの外形に追従した変形をするのに適する(第1封止樹脂層中の層状ケイ酸塩化合物の含有割合が1.2質量%以上5.5質量%以下である構成は、第1封止樹脂層を増粘させつつ、当該第1封止樹脂層において、押圧力を受けるときには受けないときより低粘度化するチキソトロピック性を発現させるのに好適である)。プレス工程の後の硬化工程では、電子部品チップを被覆している本封止用樹脂シートが、さらに昇温されて硬化される。第1封止樹脂層は、層状ケイ酸塩化合物を1.2質量%以上5.5質量%以下の含有割合で含有することから、当該硬化工程において、昇温に起因する粘度低下が抑制され、上記空隙への過度の進入が抑制される。すなわち、本封止用樹脂シートは、上記空隙への封止樹脂進入長さを制御するのに適する。
また、第1封止樹脂層が、1.2質量%以上5.5質量%以下の層状ケイ酸塩化合物と、81質量%以上の第1無機充填材とを含有し、且つ、第2封止樹脂層が75質量%以上の第2無機充填材を含有する構成は、本封止用樹脂シートにおいて、温度変化による膨張収縮の程度を抑制するのに適する。このような封止用樹脂シートは、高温加熱を経て硬化した後に例えば常温に降温した第1および第2封止樹脂層において、内部応力を抑制するのに適する。内部応力の抑制は、本封止用樹脂シートを用いて製造される電子部品チップ樹脂封止体において、反りを抑制するのに適する。加えて、内部応力の抑制は、電子部品チップ表面からの封止樹脂の剥離などを抑制するのに適し、従って、電子部品チップ樹脂封止体の高信頼性を確保するのに適する。
本発明[2]は、前記第1封止樹脂層が、硬化後において20ppm/℃以下の第1線膨張係数を有し、且つ、前記第2封止樹脂層が、硬化後において20ppm/℃以下の第2線膨張係数を有する、上記[1]に記載の封止用樹脂シートを含む。
このような構成は、本封止用樹脂シートにおいて、高温加熱を経て硬化した後に例えば常温に降温した第1および第2封止樹脂層における内部応力を抑制するのに適し、ひいては、本封止用樹脂シートを用いて製造される電子部品チップ樹脂封止体において、反りを抑制するのに適し、また、高信頼性を確保するのに適する。
本発明[3]は、前記第1線膨張係数に対する前記第2線膨張係数の比率が、0.68以上1.47以下である、上記[2]に記載の封止用樹脂シートを含む。
このような構成は、本封止用樹脂シートを用いて製造される電子部品チップ樹脂封止体において、反りを抑制するのに適する。
本発明[4]は、前記第1封止樹脂層および前記第2封止樹脂層が、50℃以上130℃以下の軟化点を有するエポキシ樹脂を含有する、上記[1]から[3]のいずれか一つに記載の封止用樹脂シートを含む。
このような構成は、プレス工程における第1および第2封止樹脂層の流動性を確保するのに適し、従って、プレス工程の時間短縮、および、プレス工程における第2封止樹脂層の露出面(第2封止樹脂層において第1封止樹脂層とは反対側の面)の平坦化に、役立つ。
本発明[5]は、前記第1封止樹脂層および前記第2封止樹脂層が、前記エポキシ樹脂とともにフェノール樹脂を含有する、上記[4]に記載の封止用樹脂シートを含む。
このような構成は、本封止用樹脂シートが、その硬化後において、高い耐熱性と高い耐薬品性を示すのに適し、従って、封止信頼性に優れた封止材をなすのに適する。
本発明の封止用樹脂シートの一実施形態の断面模式図である。 図1に示す封止用樹脂シートを用いて基材上の電子部品チップを封止する方法を表す。図2Aは、封止用樹脂シートを用意する工程を表し、図2Bは、平板プレス機におけるプレス板間にワークおよび封止用樹脂シートを配置する工程を表し、図2Cはプレス工程を表し、図2Dは硬化工程を表す。 実施例および比較例の封止用樹脂シートを用いて基材上のダミーチップを封止する方法を表す。図3Aは、封止用樹脂シートを用意する工程を表し、図3Bは、平板プレス機におけるプレス板間にワークおよび封止用樹脂シートを配置する工程を表し、図3Cはプレス工程を表し、図3Dは硬化工程を表す。
封止用樹脂シートXは、半導体チップなどの電子部品チップを封止するためのシート状の封止樹脂材であり、第1封止樹脂層11と第2封止樹脂層12とを厚さ方向に順に備える。封止用樹脂シートXは、好ましくは、第1封止樹脂層11、および、第1封止樹脂層11の厚さ方向一方面上に位置する第2封止樹脂層12のみからなる。
第1封止樹脂層11は、熱硬化性組成物(第1熱硬化性組成物)から形成される層であり、本実施形態では、少なくとも熱硬化性樹脂と、層状ケイ酸塩化合物と、第1無機充填材とを含有する。第1封止樹脂層11は、未硬化状態(Aステージの状態)または半硬化状態(Bステージの状態)にある。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。これら熱硬化性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。第1熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂の含有割合の下限は、好ましくは3質量%、より好ましくは3.5質量%である。第1熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂の含有割合の上限は、好ましくは30質量%、より好ましくは25質量%である。
熱硬化性樹脂としては、好ましくはエポキシ樹脂が用いられる。エポキシ樹脂は、例えば、主剤、硬化剤および硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物として調製される。
主剤としては、例えば、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A型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの2官能エポキシ樹脂、および、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などの3官能以上の多官能エポキシ樹脂が挙げられる。これら主剤は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。主剤としては、好ましくは2官能エポキシ樹脂が用いられ、より好ましくはビスフェノールF型エポキシ樹脂が用いられる。
主剤のエポキシ当量の下限は、例えば10g/eq.であり、好ましくは100g/eq.である。主剤のエポキシ当量の上限は、例えば300g/eq.であり、好ましくは250g/eq.である。
主剤の軟化点は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは72℃以上、特に好ましくは75℃以上である。主剤の軟化点は、好ましくは130℃以下、より好ましくは110℃以下、さらに好ましくは90℃以下である。
エポキシ樹脂組成物における主剤の割合の下限は、例えば30質量%であり、好ましくは50質量%である。エポキシ樹脂組成物における主剤の割合の上限は、例えば80質量%であり、好ましくは70質量%である。
エポキシ樹脂用の硬化剤としては、好ましくはフェノール樹脂が用いられる。フェノール樹脂としては、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、クレゾールノボラック樹脂、tert-ブチルフェノールノボラック樹脂、およびノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。硬化剤としては、好ましくはフェノールノボラック樹脂が用いられる。
エポキシ樹脂組成物において、主剤であるエポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対する、硬化剤であるフェノール樹脂中の水酸基量の下限は、例えば0.7当量であり、好ましくは0.9当量である。また、主剤であるエポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対する、硬化剤であるフェノール樹脂中の水酸基量の上限は、例えば1.5当量であり、好ましくは1.2当量である。また、主剤100質量部に対する硬化剤の配合量の下限は、例えば20質量部であり、好ましくは40質量部である。主剤100質量部に対する硬化剤の配合量の上限は、例えば80質量部であり、好ましくは60質量部である。
硬化促進剤は、加熱によって主剤の硬化を促進する触媒(熱硬化触媒)である。硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール化合物および有機リン化合物が挙げられる。イミダゾール化合物としては、例えば、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、および2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールが挙げられる。有機リン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン、およびメチルジフェニルホスフィンが挙げられる。硬化促進剤としては、好ましくはイミダゾール化合物が用いられ、より好ましくは2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールが用いられる。主剤100質量部に対する硬化促進剤の配合量の下限は、例えば0.05質量部である。主剤100質量部に対する硬化促進剤の配合量の上限は、例えば5質量部である。
層状ケイ酸塩化合物は、第1熱硬化性組成物にチキソトロピック性を発現させつつ第1熱硬化性組成物を増粘させる成分であり、第1熱硬化性組成物中に分散している。
層状ケイ酸塩化合物としては、例えば、スメクタイト、カオリナイト、ハロイサイト、タルク、およびマイカが挙げられる。スメクタイトとしては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、およびスチーブンサイトが挙げられる。層状ケイ酸塩化合物としては、熱硬化性樹脂と混合しやすいことから、好ましくはスメクタイトが用いられ、より好ましくはモンモリロナイトが用いられる。
層状ケイ酸塩化合物は、表面が変性されていない未変性物でもよく、また、表面が有機成分により変性された変性物でもよい。例えば熱硬化性樹脂との親和性の観点からは、好ましくは、表面が有機成分により変性された層状ケイ酸塩化合物が用いられ、より好ましくは、表面が有機成分で変性された有機化スメクタイトが用いられ、さらに好ましくは、表面が有機成分で変性された有機化ベントナイトが用いられる。
有機成分としては、例えば、アンモニウム、イミダゾリウム、ピリジニウム、フォスフォニウムなどの有機カチオン(オニウムイオン)が挙げられる。
アンモニウムとしては、例えば、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジステアリルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、オクチルアンモニウム、2−ヘキシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、およびトリオクチルアンモニウムが挙げられる。イミダゾリウムとしては、例えば、メチルステアリルイミダゾリウム、ジステアリルイミダゾリウム、メチルヘキシルイミダゾリウム、ジヘキシルイミダゾリウム、メチルオクチルイミダゾリウム、ジオクチルイミダゾリウム、メチルドデシルイミダゾリウム、およびジドデシルイミダゾリウムが挙げられる。ピリジニウムとしては、例えば、ステアリルピリジニウム、ヘキシルピリジニウム、オクチルピリジニウム、およびドデシルピリジニウムが挙げられる。フォスフォニウムとしては、例えば、ジメチルジステアリルフォスフォニウム、ジステアリルフォスフォニウム、オクタデシルフォスフォニウム、ヘキシルフォスフォニウム、オクチルフォスフォニウム、2−ヘキシルフォスフォニウム、ドデシルフォスフォニウム、およびトリオクチルフォスフォニウムが挙げられる。有機カチオンは、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。有機カチオンとしては、好ましくはアンモニウムが用いられ、より好ましくはジメチルジステアリルアンモニウムが用いられる。
有機化層状ケイ酸塩化合物としては、好ましくは、表面がアンモニウムで変性された有機化スメクタイトが用いられ、より好ましくは、表面がジメチルジステアリルアンモニウムで変性された有機化ベントナイトが用いられる。
層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径の下限は、例えば1nm、好ましくは5nm、より好ましくは10nmである。層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径の上限は、例えば100μm、好ましくは50μm、より好ましくは10μmである。層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径は、例えば、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって求められた粒度分布に基づいて、D50値(累積50%メジアン径)として求められる。
層状ケイ酸塩化合物としては、市販品を用いることができる。有機化ベントナイトの市販品としては、例えば、エスベンシリーズ(ホージュン社製)が挙げられる。
第1封止樹脂層11における層状ケイ酸塩化合物の含有割合(即ち、第1熱硬化性組成物における層状ケイ酸塩化合物の含有割合)は、1.2質量%以上であり、好ましくは1.5質量%以上である。第1封止樹脂層11における層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、5.5質量%以下であり、好ましくは5質量%以下である。第1封止樹脂層11が1.2質量%以上5.5質量%以下の層状ケイ酸塩化合物を含有する構成は、第1封止樹脂層11を増粘させつつ、当該第1封止樹脂層11において、押圧力を受けるときには受けないときより低粘度化するチキソトロピック性を発現させるのに好適である。
第1無機充填材は、層状ケイ酸塩化合物以外の無機フィラーである。第1無機充填材としては、例えば、シリカや窒化ケイ素などのケイ素化合物(層状ケイ酸塩化合物以外のケイ素化合物)、および、オルトケイ酸塩、ソロケイ酸塩、イノケイ酸塩などの層状ケイ酸塩化合物以外のケイ酸塩化合物が挙げられる。第1無機充填材としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミニウムウィスカ、および窒化ホウ素も挙げられる。第1無機充填材は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。第1無機充填材としては、好ましくは、層状ケイ酸塩化合物以外のケイ素化合物が用いられ、より好ましくはシリカが用いられる。
第1無機充填材の形状としては、例えば、略球形状、略板形状、略針形状、および不定形状が挙げられ、好ましくは略球形状が挙げられる。
第1無機充填材の最大長さの平均値(略球形状の第1無機充填材であれば平均粒子径)の上限は、例えば50μm、好ましくは20μm、より好ましくは10μmである。第1無機充填材の最大長さの平均値の下限は、例えば0.1μm、好ましくは0.5μmである。第1無機充填材の平均粒子径は、例えば、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって求められた粒度分布に基づいて、D50値(累積50%メジアン径)として求められる。
第1無機充填材は、その表面が、部分的あるいは全体的に、シランカップリング剤などの表面処理剤によって表面処理されていてもよい。
第1封止樹脂層11における第1無機充填材の含有割合(即ち、第1熱硬化性組成物における第1無機充填材の含有割合)は、81質量%以上であり、好ましくは82質量%以上である。このような構成は、第1封止樹脂層11において、温度変化による膨張収縮の程度を抑制するのに適する。また、第1封止樹脂層11における第1無機充填材の含有割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは84質量%以下である。このような構成は、後述のプレス工程における第1封止樹脂層11の流動性を確保するのに適する。
第1熱硬化性組成物は、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、熱可塑性樹脂、顔料、およびシランカップリング剤が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、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、ポリアミド樹脂(6−ナイロンや6,6−ナイロンなど)、フェノキシ樹脂、飽和ポリエステル樹脂(PETなど)、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、およびスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体が挙げられる。これら熱可塑性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
熱可塑性樹脂としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との相溶性を確保する観点から、好ましくはアクリル樹脂が用いられる。
アクリル樹脂としては、例えば、直鎖または分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、その他のモノマー(共重合性モノマー)とを含むモノマー成分の重合物である(メタ)アクリルポリマーが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシルなどの炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。
共重合性モノマーとしては、例えば、カルボキシル基含有モノマー、酸無水物モノマー、グリシジル基含有モノマー、水酸基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、およびアクリロニトリルが挙げられる。カルボキシル基含有モノマーとしては、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、フマル酸、およびクロトン酸が挙げられる。酸無水物モノマーとしては、例えば、無水マレイン酸、および無水イタコン酸が挙げられる。グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、グリシジルアクリレート、およびグリシジルメタクリレートが挙げられる。水酸基含有モノマーとしては、例えば、(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、および(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリルが挙げられる。スルホン酸基含有モノマーとしては、例えば、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、および(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸が挙げられる。リン酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートが挙げられる。これら共重合性モノマーは、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)の下限は、例えば−70℃である。同ガラス転移温度の上限は、例えば0℃、好ましくは−5℃である。ガラス転移温度は、例えば、Fox式により求められる理論値であって、その具体的な算出手法は、例えば、特開2016−175976号公報などに記載されている。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量の下限は、例えば10万、好ましくは30万である。熱可塑性樹脂の重量平均分子量の上限は、例えば200万、好ましくは100万である。樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトフラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値に基づいて測定される。
第1熱硬化性組成物における熱可塑性樹脂の含有割合の下限は、例えば1質量%であり、好ましくは2質量%である。熱硬化性組成物における熱可塑性樹脂の含有割合の上限は、例えば80質量%であり、好ましくは60質量%である。
顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの黒色顔料が挙げられる。顔料の粒子径の下限は、例えば0.001μmである。顔料の粒子径の上限は、例えば1μmである。顔料の粒子径は、顔料を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径である。また、熱硬化性組成物における顔料の含有割合の下限は、例えば0.1質量%である。同含有割合の上限は、例えば2質量%である。
シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ基を含有するシランカップリング剤が挙げられる。エポキシ基含有のシランカップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランや3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどの3−グリシドキシジアルキルジアルコキシシラン、および、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランや3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどの3−グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。シランカップリング剤としては、好ましくは、3−グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが用いられ、より好ましくは、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが用いられる。第1熱硬化性組成物におけるシランカップリング剤の含有割合の下限は、例えば0.1質量%であり、好ましくは1質量%である。熱硬化性組成物におけるシランカップリング剤の含有割合の上限は、例えば10質量%であり、好ましくは5質量%である。
第2封止樹脂層12は、熱硬化性組成物(第2熱硬化性組成物)から形成される層であり、本実施形態では、少なくとも熱硬化性樹脂と、第2無機充填材とを含有する。第2封止樹脂層12は、未硬化状態(Aステージの状態)または半硬化状態(Bステージの状態)にある。
熱硬化性樹脂としては、例えば、第1熱硬化性組成物に関して上述した熱硬化性樹脂が挙げられる。第2熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂の含有割合の下限は、好ましくは3質量%、より好ましくは3.5質量%である。第2熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂の含有割合の上限は、好ましくは30質量%、より好ましくは25質量%である。
第2熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂としては、好ましくはエポキシ樹脂が用いられる。エポキシ樹脂は、例えば、主剤、硬化剤および硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物として調製される。
主剤としては、例えば、第1熱硬化性組成物に関して上述した主剤が挙げられ、好ましくは2官能エポキシ樹脂が用いられ、より好ましくはビスフェノールF型エポキシ樹脂が用いられる。第2熱硬化性組成物に関し、主剤のエポキシ当量の範囲、主剤の軟化点の範囲、および、エポキシ樹脂組成物中の主剤の割合の範囲は、第1熱硬化性組成物に関して上述した主剤のエポキシ当量の範囲、主剤の軟化点の範囲、および、エポキシ樹脂組成物中の主剤の割合の範囲と同様である。
エポキシ樹脂用の硬化剤としては、第1熱硬化性組成物に関して上述したのと同様に、好ましくはフェノール樹脂が用いられ、より好ましくはフェノールノボラック樹脂が用いられる。
第2熱硬化性組成物に関し、主剤であるエポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対する、硬化剤であるフェノール樹脂中の水酸基量の範囲、および、主剤100質量部に対する硬化剤の配合量の範囲は、第1熱硬化性組成物に関して上述した、フェノール樹脂中の水酸基量の範囲(対エポキシ基1当量)、および、硬化剤の配合量の範囲(対主剤100質量部)と同様である。
硬化促進剤としては、例えば、第1熱硬化性組成物に関して上述した主剤が挙げられ、好ましくはイミダゾール化合物が用いられ、より好ましくは2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールが用いられる。主剤100質量部に対する硬化促進剤の配合量の下限は、例えば0.05質量部であり、同配合量の上限は、例えば5質量部である。
第2無機充填材としては、例えば、第1熱硬化性組成物に関して上述した第1無機充填材が挙げられ、好ましくは、層状ケイ酸塩化合物以外のケイ素化合物が用いられ、より好ましくはシリカが用いられる。
第2無機充填材の形状としては、例えば、略球形状、略板形状、略針形状、および不定形状が挙げられ、好ましくは略球形状が挙げられる。第2無機充填材の最大長さの平均値(略球形状の第2無機充填材であれば平均粒子径)の範囲は、第1無機充填材の最大長さの平均値として上述したのと同様である。第2無機充填材は、その表面が、部分的あるいは全体的に、シランカップリング剤などの表面処理剤によって表面処理されていてもよい。
第2封止樹脂層12における第2無機充填材の含有割合(即ち、第2熱硬化性組成物における第2無機充填材の含有割合)は、75質量%以上であり、好ましくは77質量%以上、より好ましくは78質量%以上である。このような構成は、第2封止樹脂層12において、温度変化による膨張収縮の程度を抑制するのに適する。第2封止樹脂層12における第2無機充填材の含有割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは83質量%以下である。このような構成は、後述のプレス工程における第2封止樹脂層12の流動性を確保するのに適する。
第2熱硬化性組成物は、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、第1熱硬化性組成物に関して上述したのと同様の熱可塑性樹脂、顔料、およびシランカップリング剤が挙げられる。
封止用樹脂シートXは、例えば、第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12をそれぞれ形成した後、第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12を貼り合わせることによって作製する。或いは、封止用樹脂シートXは、基材上に第1封止樹脂層11を形成し、その第1封止樹脂層11上に第2封止樹脂層12を形成することによって、作製してもよい。或いは、封止用樹脂シートXは、基材上に第2封止樹脂層12を形成し、その第2封止樹脂層12上に第1封止樹脂層11を形成することによって、作製してもよい。
第1封止樹脂層11は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、第1熱硬化性組成物に関して上記した各成分を所定割合で配合して第1熱硬化性組成物を調製する。組成物には、必要に応じて、メチルエチルケトンなどの溶媒をさらに配合する。その後、当該組成物を剥離シートなどの基材の上に塗布して塗膜を形成した後、当該塗膜を加熱によって乾燥させる。このようにして、シート形状を有して半硬化状態にある第1封止樹脂層11を形成することができる。
第2封止樹脂層12は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、第2熱硬化性組成物に関して上記した各成分を所定割合で配合して第2熱硬化性組成物を調製する。組成物には、必要に応じて、メチルエチルケトンなどの溶媒をさらに配合する。その後、当該組成物を剥離シートなどの基材の上に塗布して塗膜を形成した後、当該塗膜を加熱によって乾燥させる。このようにして、シート形状を有して半硬化状態にある第2封止樹脂層12を形成することができる。
以上のようにして形成された第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12を、例えば貼り合わせることにより、封止用樹脂シートXを作製する。
封止用樹脂シートXにおいて、第1封止樹脂層11の厚さの下限は、例えば10μm、好ましくは25μm、より好ましくは30μmである。第1封止樹脂層11の厚さの上限は、例えば3000μm、好ましくは1000μm、より好ましくは500μm、さらに好ましくは300μm、とりわけ好ましくは100μmである。
また、第2封止樹脂層12の厚さの下限は、例えば10μm、好ましくは30μm、より好ましくは50μmである。第2封止樹脂層12の厚さの上限は、例えば3000μm、好ましくは1000μm、より好ましくは500μmである。
第1封止樹脂層11の厚さに対する第2封止樹脂層12の厚さの比率の下限は、例えば0.5、好ましくは1、より好ましくは1.5である。第1封止樹脂層11の厚さに対する第2封止樹脂層12の厚さの比率の上限は、例えば20、好ましくは10、より好ましくは5である。
封止用樹脂シートXの厚さの下限は、例えば20μm、好ましくは30μm、より好ましくは50μmである。封止用樹脂シートXの厚さの上限は、例えば6000μm、好ましくは3000μm、より好ましくは1500μm、さらに好ましくは1000μm、とりわけ好ましくは500μm、最も好ましくは300μmである。
封止用樹脂シートXにおいては、第1封止樹脂層11が、150℃で1時間の加熱によって硬化された後において、好ましくは20ppm/℃以下の線膨張係数(第1線膨張係数)を有し、且つ、第2封止樹脂層12が、150℃で1時間の加熱によって硬化された後において、好ましくは20ppm/℃以下の線膨張係数(第2線膨張係数)を有する。第1線膨張係数は、より好ましくは19ppm/℃以下、さらに好ましくは17ppm/℃以下である。第2線膨張係数は、より好ましくは19ppm/℃以下、さらに好ましくは17ppm/℃以下、特に好ましくは15ppm/℃以下である。第1線膨張係数とは、25℃から第1封止樹脂層11のガラス転移温度までの温度範囲における第1封止樹脂層11の平均線膨張係数をいうものとする。第2線膨張係数とは、25℃から第2封止樹脂層12のガラス転移温度までの温度範囲における第2封止樹脂層12の平均線膨張係数をいうものとする。線膨張係数の値は、実施例に関して後述する測定方法によって求めることができる。
第1線膨張係数に対する第2線膨張係数の比率は、好ましくは0.68以上、より好ましくは0.8以上であり、また、好ましくは1.47以下、より好ましくは1.3以下である。
図2は、封止用樹脂シートXを用いて基材上の電子部品チップを封止する方法を表す。
本方法では、まず、図2Aに示すように、封止用樹脂シートXを用意する(用意工程)。
次に、図2Bに示すように、平板プレス機が備える第1プレス板P1と第2プレス板P2との間に、ワークWおよび封止用樹脂シートXを配置する(配置工程)。
ワークWは、基板Sと、複数のチップ21とを備える。基板Sは、後に単一の実装基板に個片化される基材であり、実装面Saを有する。実装面Saには、実装用の端子(図示せず)が設けられている。チップ21は、半導体チップなどの電子部品チップであり、主面21aおよび側面21bを有する。主面21aには、外部接続用の端子(図示せず)が設けられている。チップ21は、基板Sに対して空隙Gを介して対向する状態で、バンプ電極22を介して基板Sに実装されている。各バンプ電極22は、基板Sの実装面Saに設けられた端子と、チップ21の主面21aに設けられた端子との間に介在して、基板Sとチップ21とを電気的に接続している。
基板Sとチップ21との間の離隔距離の下限は、例えば10μm、好ましくは15μm、より好ましくは20μmである。同離隔距離の上限は、例えば80μm、好ましくは60mm、より好ましくは50μmである。
また、複数のチップ21は、基板Sの実装面Sa上において、面方向に互いに間隔を空けて実装されている。隣り合うチップ21の間隔の下限は、例えば50μm、好ましくは100μm、より好ましくは200μmである。隣り合うチップ21の間隔の上限は、例えば10mm、好ましくは5mm、より好ましくは1mmである。
本工程において、ワークWは、その基板Sが第1プレス板P1に接するように、第1プレス板P1上に載置される。封止用樹脂シートXは、その第1封止樹脂層11がワークWのチップ21に接するように、ワークWに対して積層される。
次に、図2Cに示すように、封止用樹脂シートXおよびワークWを、第1プレス板P1と第2プレス板P2とによって厚さ方向にプレスする(プレス工程)。具体的には、基板S上のチップ21に封止用樹脂シートXの第1封止樹脂層11側が接する状態で、封止用樹脂シートXを加熱軟化しつつ基板Sに向けて押圧する。
プレス圧の下限は、例えば0.01MPa、好ましくは0.05MPaである。プレス圧の上限は、例えば10MPa、好ましくは5MPaである。プレス時間の下限は、例えば0.3分、好ましくは0.5分である。プレス時間の上限は、例えば10分、好ましくは5分である。また、プレス時における加熱温度の下限は、例えば40℃、好ましくは60℃である。当該加熱温度の上限は、例えば100℃、好ましくは95℃である。
本工程において、封止用樹脂シートXは、Bステージを維持しながら、チップ21の外形に対応して変形し、各チップ21の側面21bを被覆しつつ、平面視においてチップ21と重複しない基板Sの実装面Saに接触する。チップ21周りで基板Sに密着される第1封止樹脂層11により、空隙Gの開縁端は閉塞される。
第1封止樹脂層11中の層状ケイ酸塩化合物の含有割合が1.2質量%以上5.5質量%以下である構成は、上述のように、第1封止樹脂層11を増粘させつつ、当該第1封止樹脂層11において、押圧力を受けるときには受けないときより低粘度化するチキソトロピック性を発現させるのに好適である。そのため、封止用樹脂シートXは、本工程において、第2封止樹脂層12とともに第1封止樹脂層11が、押圧力を受けて軟化流動して、チップ21の外形に追従した変形をするのに適する。
変形した封止用樹脂シートXは、基板Sとチップ21との間の空隙Gにわずかに進入することが許容される。具体的には、封止用樹脂シートXは、チップ21の側面21bを基準として、空隙G内に入り込んだ進入長さL1(図3C参照)を有することが許容される。
進入長さL1の上限は、好ましくは50μm、より好ましくは30μmである。このような構成は、チップ21の主面21aにおいて配線を形成可能な領域を確保するのに適し、また、基板Sの実装面Saにおいて配線を形成可能な領域を確保するのに適し、ひいては、電子部品チップ樹脂封止体の高機能化に役立つ。また、進入長さL1の下限は、好ましくは0μmである。このような構成は、後述の個片化後の電子部品チップ樹脂封止体において、その封止樹脂部の内外を連通させる空洞が形成されるのを回避するのに適する。
次に、封止用樹脂シートXによって封止がなされたワークWを平板プレス機から取り出した後、図2Dに示すように、封止用樹脂シートXを加熱して硬化させる(硬化工程)。
加熱温度(キュア温度)の下限は、例えば100℃、好ましくは120℃である。加熱温度(キュア温度)の上限は、例えば200℃、好ましくは180℃である。加熱時間の下限は、例えば10分、好ましくは30分である。加熱時間の上限は、例えば180分、好ましくは120分である。
硬化工程では、第1封止樹脂層11は、層状ケイ酸塩化合物を1.2質量%以上5.5質量%以下の含有割合で含有することから、昇温に起因する粘度低下が抑制され、空隙Gへの更なる進入が抑制される。
硬化した封止用樹脂シートXにおける空隙G内の進入長さL2(図3D参照)の上限は、好ましくは50μm、より好ましくは30μmである。進入長さL2の下限は、好ましくは0μmである。
進入長さL2と進入長さL1との差(L2−L1)は、好ましくは10μm以下、より好ましくは7μm以下であり、また、例えば0μm以上である。進入長さL1に対する進入長さL2の比率(L2/L1)は、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下であり、また、例えば1以上である。
この後、例えばブレードダイシングにより、硬化された封止用樹脂シートXおよび基板Sが所定の切断予定ラインに沿って切断されて、電子部品チップ樹脂封止体への個片化がなされる。
図2Cを参照して上述したプレス工程において、封止用樹脂シートXの第2封止樹脂層12は、押圧力を受けて流動化し、第1封止樹脂層11とは反対側の露出面の平坦化が進む。また、当該プレス工程において、封止用樹脂シートXは、上述のように、第2封止樹脂層12とともに第1封止樹脂層11が、押圧力を受けて軟化流動して、電子部品チップの外形に追従した変形をするのに適する。このようなプレス工程では、封止用樹脂シートXの一部が、基板Sとチップ21のチップ21との間の空隙Gにわずかに進入することが許容される。そして、図2Dを参照して上述のした硬化工程では、上述のように、第1封止樹脂層11は、昇温に起因する粘度低下による流動化が抑制され、空隙Gへの過度の進入が抑制される。すなわち、封止用樹脂シートXは、その硬化後における空隙Gへの進入長さL2を制御するのに適する。
また、第1封止樹脂層11が、1.2質量%以上5.5質量%以下の層状ケイ酸塩化合物と、81質量%以上の第1無機充填材とを含有し、且つ、第2封止樹脂層12が75質量%以上の第2無機充填材を含有する構成は、封止用樹脂シートXにおいて、温度変化による膨張収縮の程度を抑制するのに適する。このような封止用樹脂シートXは、高温加熱を経て硬化した後に例えば常温に降温した第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12において、内部応力を抑制するのに適する。内部応力の抑制は、封止用樹脂シートXを用いて製造される電子部品チップ樹脂封止体において、反りを抑制するのに適する。加えて、内部応力の抑制は、電子部品チップ表面からの封止樹脂の剥離などを抑制するのに適し、従って、電子部品チップ樹脂封止体の高信頼性を確保するのに適する。
封止用樹脂シートXにおいては、上述のように、第1封止樹脂層11の第1線膨張係数が、好ましくは20ppm/℃以下、より好ましくは19ppm/℃以下、さらに好ましくは17ppm/℃以下であり、且つ、第2封止樹脂層12の第2線膨張係数が、好ましくは20ppm/℃以下、より好ましくは19ppm/℃以下、さらに好ましくは17ppm/℃以下、特に好ましくは15ppm/℃以下である。このような構成は、封止用樹脂シートXにおいて、高温加熱を経て硬化した後に例えば常温に降温した第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12における内部応力を抑制するのに適し、ひいては、封止用樹脂シートXを用いて製造される電子部品チップ樹脂封止体において、反りを抑制するのに適し、また、高信頼性を確保するのに適する。
封止用樹脂シートXにおいては、上述のように、第1線膨張係数に対する第2線膨張係数の比率は、好ましくは0.68以上、より好ましくは0.8以上であり、また、好ましくは1.47以下、より好ましくは1.3以下である。このような構成は、封止用樹脂シートXを用いて製造される電子部品チップ樹脂封止体において、反りを抑制するのに適し、また、高信頼性を確保するのに適する。
封止用樹脂シートXにおいては、第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12が、好ましくはエポキシ樹脂を含有し、当該エポキシ樹脂の軟化点は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは72℃以上、特に好ましくは75℃以上であり、また、好ましくは130℃以下、より好ましくは110℃以下、さらに好ましくは90℃以下である。このような構成は、プレス工程における第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12の流動性を確保するのに適し、従って、プレス工程の時間短縮、および、プレス工程における第2封止樹脂層12の露出面(第2封止樹脂層12において第1封止樹脂層11とは反対側の面)の平坦化に、役立つ。
封止用樹脂シートXにおいては、好ましくは、第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12が、エポキシ樹脂とともにフェノール樹脂を含有する。このような構成は、封止用樹脂シートXが、その硬化後において、高い耐熱性と高い耐薬品性を示すのに適し、従って、封止信頼性に優れた封止材をなすのに適する。
以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するものの、本発明は、実施例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合量(含有量)、物性値、パラメータなど該当記載の上限(「以下」または「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」または「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
〔作製例1〜10〕
第1封止樹脂層形成用の作製例1〜10の各第1樹脂膜を、次のようにして作製した。まず、表1および表2に示す配合処方で各成分を混合し、組成物(ワニス)を調製した(表1と表2において、組成を表す各数値の単位は、相対的な「質量部」である)。次に、表面がシリコーン離型処理されている厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)上に、組成物を塗布して塗膜を形成した。次に、この塗膜を、120℃で2分間、加熱乾燥し、PETフィルム上に厚さ50μmの第1樹脂膜を作製した(形成された第1樹脂膜はBステージの状態にある)。
〔作製例11〜13〕
第2封止樹脂層形成用の作製例11〜13の各第2樹脂膜を、次のようにして作製した。まず、表2に示す配合処方で各成分を混合し、組成物(ワニス)を調製した。次に、表面がシリコーン離型処理されている厚さ50μmのPETフィルム上に、組成物を塗布して塗膜を形成した。次に、この塗膜を、120℃で2分間、加熱乾燥し、PETフィルム上に厚さ50μmの樹脂膜を形成した(形成された樹脂膜はBステージの状態にある)。そして、同一組成のワニスから以上のようにして形成された厚さ50μmの樹脂膜2枚を貼り合わせて、厚さ100μmの第2樹脂膜を作製した。
Figure 2021197498
Figure 2021197498
作製例1〜13で用いた各成分は、以下のとおりである。
エポキシ樹脂:新日鐵化学社製の「YSLV−80XY」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂,高分子量エポキシ樹脂,エポキシ当量200g/eq.,常温で固体,軟化点80℃)
フェノール樹脂:群栄化学社製の「LVR−8210DL」(ノボラック型フェノール樹脂,潜在性硬化剤,水酸基当量104g/eq.,常温で固体,軟化点60℃)
アクリル樹脂:根上工業社製の「HME−2006M」(カルボキシル基含有のアクリル樹脂,酸価32mgKOH/g,重量平均分子量129万、ガラス転移温度(Tg)−13.9℃,固形分濃度20質量%のメチルエチルケトン溶液)
シランカップリング剤:信越化学社製の「KBM−403」(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
層状ケイ酸塩化合物:ホージュン社製の「エスベンNX」(表面がジメチルジステアリルアンモニウムで変性された有機化ベントナイト)
無機充填材F1:デンカ株式会社製の「FB−8SM」(球状シリカ粒子、平均粒子径7.0μm,表面処理なし)
無機充填材F2:アドマテックス社製の「SC220G−SMJ」(シリカ粒子,平均粒径0.5μm)を3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製の「KBM−503」)で表面処理したもの(表面処理に用いたシランカップリング剤は、シリカ粒子100質量部に対して1質量部)
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)
溶媒:メチルエチルケトン(MEK)
カーボンブラック:三菱化学社製の#20,平均粒子径50nm
〔実施例1〜14,比較例1〜7〕
実施例1〜14および比較例1〜7の各封止用樹脂シートを作製した。具体的には、表3〜5に示す組合せで第1樹脂膜(第1封止樹脂層)および第2樹脂膜(第2封止樹脂層)を貼り合わせることによって、厚さ150μmの封止用樹脂シートを作製した。
〈線膨張係数の測定〉
実施例1〜14および比較例1〜7の各封止用樹脂シートについて、硬化後の第1封止樹脂層の第1線膨張係数Z1(ppm/℃)と、硬化後の第2封止樹脂層の第2線膨張係数Z2(ppm/℃)とを、次のようにして調べた(上述のように、第1および第2線膨張係数は、それぞれ、25℃からガラス転移温度までの温度範囲における平均線膨張係数である)。
まず、第1封止樹脂層(作製例1〜10の各第1樹脂膜)および第2封止樹脂層(作製例11〜13の各第2樹脂膜)を、それぞれ、150℃で1時間の加熱によって硬化させた。次に、各第1封止樹脂層および各第2封止樹脂層の線膨張係数とガラス転移温度とを、熱機械測定装置(TMA)により、下記の条件で測定した。その測定結果から、各第1封止樹脂層の第1線膨張係数Z1(ppm/℃)と、各第2封止樹脂層の第2線膨張係数Z2(ppm/℃)とを求めた。その結果を表3〜5に示す。表3〜5には、第1線膨張係数Z1に対する第2線膨張係数Z2の比率(Z2/Z1)も示す。
(測定条件)
熱機械測定装置(TMA):TMA(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製
サンプルサイズ:4.5mm×20mm
モード:引張モード
昇温速度:5℃/分
測定温度範囲:25℃から260℃
〈進入長さの評価〉
実施例1〜14および比較例1〜7の各封止用樹脂シートについて、電子部品チップの本体部が空隙を介して基材に対向する状態で当該基材に実装されている電子部品チップを封止して硬化した状態での、基材とチップ本体部との間の空隙への進入長さを測定した。
まず、図3Aに示すように、各実施例および各比較例の封止用樹脂シートから、縦10mm×横10mm×厚さ150μmのサンプルシートX’を用意した。サンプルシートX’は、第1封止樹脂層11および第2封止樹脂層12を厚さ方向に順に備える。
次に、図3Bに示すように、平板プレス機が備える第1プレス板P1と第2プレス板P2との間に、ワークWおよびサンプルシートX’を配置した。ワークWは、ガラス製の基板Sと、ダミーチップ21’(縦3mm,横3mm,厚さ130μm)とを備える。ダミーチップ21’は、主面21'aおよび側面21'bを有し、バンプ電極22(高さ50μm)を介して基板Sに接合されている(基板Sとダミーチップ21’との間の離隔距離は50μmである)。
次に、図3Cに示すように、サンプルシートX’によって、基板S上のダミーチップ21’を、真空平板プレスにより、温度85℃、圧力0.1MPa、真空度1.6kPa以下、およびプレス時間40秒の封止条件で封止した。
次に、図3Dに示すように、サンプルシートX’を、大気圧下における150℃で1時間の加熱により、熱硬化させた。
そして、図3Dの拡大図に示すように、ダミーチップ21’の側面21'bを基準として、側面21'bからダミーチップ21’と基板Sとの空隙GにサンプルシートX’由来の封止樹脂(第1封止樹脂層11の一部)が進入した長さを進入長さL2として測定した(進入長さL2については、ガラス製の基板S越しにダミーチップ21’側を顕微鏡で観察して測定した)。測定結果を表3〜5に示す(進入長さL2が負の値をとることは、ダミーチップ21’の側面21'bより外側に突出する空間(図2Dの太い破線参照)が形成されることを意味する。「マイナス」の絶対値が、その空間の突出長さに相当する)。
〈反りの評価〉
実施例1〜14および比較例1〜7の各封止用樹脂シートについて、硬化後の反りの程度を調べた。具体的には、まず、90mm×90mm×厚さ150μmのサイズの42アロイ板と、当該42アロイ板の厚さ方向一方面の全体に貼り合わされた封止用樹脂シートとを備える積層体サンプルを、150℃で1時間加熱し、その後、25℃で1時間静置した。そして、積層体サンプルの42アロイ板を下側にして積層体サンプルが載置される載置面と、積層体サンプルの縁端との間の距離の最大値を、反り量として測定した。
〈信頼性の評価〉
実施例1〜14および比較例1〜7の各封止用樹脂シートについて、第1封止樹脂層の第1線膨張係数Z1と第2封止樹脂層の第2線膨張係数Z2とが共に20ppm/℃以下である場合に、封止樹脂材として信頼性が“良”である(即ち、同シートを用いて得られる電子部品チップ樹脂封止体において、電子部品チップ表面からの封止樹脂の剥離などを充分に抑制して高い信頼性を得るのに適する)と評価し、第1線膨張係数Z1および第2線膨張係数Z2の少なくとも一方が20ppm/℃超である場合を、封止樹脂材として信頼性が“不良”であると評価した。その評価結果を表3〜5に示す。
Figure 2021197498
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X 封止用樹脂シート
11 第1封止樹脂層
12 第2封止樹脂層
W ワーク
S 基板
Sa 実装面
21 チップ
21a 主面
21b 側面
22 バンプ電極
P1 第1プレス平板
P2 第2プレス平板

Claims (5)

  1. 第1封止樹脂層と第2封止樹脂層とを厚さ方向に順に備える封止用樹脂シートであって、
    前記第1封止樹脂層は、層状ケイ酸塩化合物および第1無機充填材を含有し、当該第1封止樹脂層における前記層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、1.2質量%以上5.5質量%以下であり、当該第1封止樹脂層における前記第1無機充填材の含有割合は、81質量%以上であり、
    前記第2封止樹脂層は、第2無機充填材を含有し、当該第2封止樹脂層における前記第2無機充填材の含有割合は、75質量%以上であることを特徴とする、封止用樹脂シート。
  2. 前記第1封止樹脂層が、硬化後において20ppm/℃以下の第1線膨張係数を有し、且つ、前記第2封止樹脂層が、硬化後において20ppm/℃以下の第2線膨張係数を有することを特徴とする、請求項1に記載の封止用樹脂シート。
  3. 前記第1線膨張係数に対する前記第2線膨張係数の比率が、0.68以上1.47以下であることを特徴とする、請求項2に記載の封止用樹脂シート。
  4. 前記第1封止樹脂層および前記第2封止樹脂層が、50℃以上130℃以下の軟化点を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一つに記載の封止用樹脂シート。
  5. 前記第1封止樹脂層および前記第2封止樹脂層が、前記エポキシ樹脂とともにフェノール樹脂を含有することを特徴とする、請求項4に記載の封止用樹脂シート。
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