JP2023059892A - 封止用樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[2]前記無機充填材の最大粒径が20μm未満である、[1]に記載の封止用樹脂組成物。
[3]モールドアンダーフィル用である、[1]又は[2]に記載の封止用樹脂組成物。
[4]支持部材と、前記支持部材上に配置された素子と、前記素子の周りの狭路を充填している[1]~[3]のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物と、を備える電子部品装置。
[5]素子を支持部材上に配置する工程と、前記素子の周りの狭路を[1]~[3]のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物で充填する工程と、を含む電子部品装置の製造方法。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本開示の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、前記硬化剤が活性エステル化合物を含み、前記無機充填材の平均粒径が10μm未満である、狭路充填用の封止用樹脂組成物である。
上記の実施形態例としては、支持部材上に配置された素子を封止するとともに、前記支持部材と前記素子との隙間を充填するモールドアンダーフィル(MUF)用の封止用樹脂組成物;SiP(system in a package)用の封止用樹脂組成物等が挙げられる。
本開示の封止用樹脂組成物において無機充填材の平均粒径の下限値は、特に制限されない。例えば、無機充填材どうしの凝集を抑制する観点から、3μm以上であることが好ましい。
エポキシ樹脂は、分子中にエポキシ基を有するものであればその種類は特に制限されない。
本開示の封止用樹脂組成物は、硬化剤として少なくとも活性エステル化合物を含む。本開示の封止用樹脂組成物は、活性エステル化合物以外の硬化剤を含んでもよい。
また、硬化物中の極性基は硬化物の吸水性を高めるところ、硬化剤として活性エステル化合物を用いることによって硬化物の極性基濃度を抑えることができ、硬化物の吸水性を抑制することができる。そして、硬化物の吸水性を抑制すること、つまりは極性分子であるH2Oの含有量を抑制することにより、硬化物の誘電正接をさらに低く抑えることができる。硬化物の吸水率は、0%~0.35%が好ましく、0%~0.30%がより好ましく、0%~0.25%がさらに好ましい。ここで硬化物の吸水率は、プレッシャークッカー試験(121℃、2.1気圧、24時間)によって求める質量増加率である。
エポキシ樹脂と活性エステル化合物との当量比(エステル基/エポキシ基)は、活性エステル化合物の未反応分を少なく抑える観点からは、1.1以下が好ましく、1.05以下がより好ましく、1.03以下がさらに好ましい。
封止用樹脂組成物は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の種類は特に制限されず、エポキシ樹脂又は硬化剤の種類、封止用樹脂組成物の所望の特性等に応じて選択できる。
本開示の封止用樹脂組成物は、含まれる無機充填材の平均粒径が10μm未満である。無機充填材の平均粒径は、狭路充填性を向上させる観点から、10μm未満であり、9μm未満であることが好ましい。無機充填材の平均粒径は、無機充填材どうしの凝集を抑制する観点から、3μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。
封止用樹脂組成物は、上述の成分に加えて、以下に例示するカップリング剤、イオン交換体、離型剤、難燃剤、着色剤等の各種添加剤を含んでもよい。封止用樹脂組成物は、以下に例示する添加剤以外にも必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を含んでもよい。
封止用樹脂組成物は、カップリング剤を含んでもよい。樹脂成分と無機充填材との接着性を高める観点からは、封止用樹脂組成物はカップリング剤を含むことが好ましい。カップリング剤としては、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、ジシラザン等のシラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウム/ジルコニウム系化合物などの公知のカップリング剤が挙げられる。
封止用樹脂組成物は、イオン交換体を含んでもよい。封止用樹脂組成物は、封止される素子を備える電子部品装置の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から、イオン交換体を含むことが好ましい。イオン交換体は特に制限されず、従来公知のものを用いることができる。具体的には、ハイドロタルサイト化合物、並びにマグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム及びビスマスからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素の含水酸化物等が挙げられる。イオン交換体は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、下記一般式(A)で表されるハイドロタルサイトが好ましい。
(0<X≦0.5、mは正の数)
封止用樹脂組成物は、成形時における金型との良好な離型性を得る観点から、離型剤を含んでもよい。離型剤は特に制限されず、従来公知のものを用いることができる。具体的には、カルナバワックス、モンタン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、酸化ポリエチレン、非酸化ポリエチレン等のポリオレフィン系ワックスなどが挙げられる。離型剤は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
封止用樹脂組成物は、難燃剤を含んでもよい。難燃剤は特に制限されず、従来公知のものを用いることができる。具体的には、ハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子又はリン原子を含む有機又は無機の化合物、金属水酸化物等が挙げられる。難燃剤は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
封止用樹脂組成物は、着色剤を含んでもよい。着色剤としてはカーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の公知の着色剤を挙げることができる。着色剤の含有量は目的等に応じて適宜選択できる。着色剤は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
封止用樹脂組成物の調製方法は、特に制限されない。一般的な手法としては、所定の配合量の成分をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し、冷却し、粉砕する方法を挙げることができる。より具体的には、例えば、上述した成分の所定量を均一に攪拌及び混合し、予め70℃~140℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー等で混練し、冷却し、粉砕する方法を挙げることができる。
本開示の一実施形態である電子部品装置は、支持部材と、前記支持部材上に配置された素子と、前記素子の周りの狭路を充填している本開示の封止用樹脂組成物の硬化物と、を備える。
より具体的には、リードフレーム上に素子を固定し、ボンディングパッド等の素子の端子部とリード部とをワイヤボンディング、バンプ等で接続した後、封止用樹脂組成物を用いてトランスファ成形等によって封止した構造を有するDIP(Dual Inline Package)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、SOJ(Small Outline J-lead package)、TSOP(Thin Small Outline Package)、TQFP(Thin Quad Flat Package)等の一般的な樹脂封止型IC;テープキャリアにバンプで接続した素子を封止用樹脂組成物で封止した構造を有するTCP(Tape Carrier Package);支持部材上に形成した配線に、ワイヤボンディング、フリップチップボンディング、はんだ等で接続した素子を、封止用樹脂組成物で封止した構造を有するCOB(Chip On Board)モジュール、ハイブリッドIC、マルチチップモジュール等;裏面に配線板接続用の端子を形成した支持部材の表面に素子を搭載し、バンプ又はワイヤボンディングにより素子と支持部材に形成された配線とを接続した後、封止用樹脂組成物で素子を封止した構造を有するBGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)、MCP(Multi Chip Package);複数の素子を1つのパッケージ内に封止したSiP(system in a package)などが挙げられる。
本開示の電子部品装置の製造方法は、素子を支持部材上に配置する工程と、前記素子の周りの狭路を本開示の封止用樹脂組成物で充填する工程と、を含む。
下記に示す成分を表1に示す配合割合で混合し、実施例と比較例の封止用樹脂組成物を調製した。この封止用樹脂組成物は、常温常圧下において固体であった。
・エポキシ樹脂2:トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、エポキシ当量167g/eq(三菱ケミカル株式会社、品名「1032H60」)
・エポキシ樹脂3:ビフェニル型エポキシ樹脂、エポキシ当量192g/eq(三菱ケミカル株式会社、品名「YX-4000」)
・活性エステル化合物2:DIC株式会社、品名「EXB-9425」
・フェノール硬化剤1:フェノールアラルキル樹脂、水酸基当量175g/eq(明和化成株式会社、品名「MEH7800SS」)
・硬化促進剤2:イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社、品名「キュアゾール2E4MZ」)
・充填材2:溶融シリカ(マイクロン社、品名「ST7010-2」)
・充填材3:溶融シリカ(アドマテックス社、品名「SO-25R」)
・充填材4:溶融シリカ(DENKA社、品名「FB-9454FC」)
・充填材5:溶融シリカ (マイクロン社、品名「ST7010-3」)
・カップリング剤2:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社、品名「KBM-803」)
・離型剤:モンタン酸エステルワックス(クラリアントジャパン株式会社、品名「HW-E」)
・着色剤:カーボンブラック(三菱ケミカル株式会社、品名「MA600」)
(無機充填材の平均粒径と最大粒径)
封止用樹脂組成物の薄片試料を走査型電子顕微鏡にて撮像した画像において、無作為に選んだ無機充填材100個の長径(μm)を測定し、それを算術平均し平均粒径とした。また、上記100個の長径(μm)のうちの最大値を最大粒径とした。
EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、封止用樹脂組成物を金型温度180℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間90秒の条件で成形し、流動距離(cm)を求めた。
図1及び図2に示す形態のテスト用チップを用意した。すなわち、基板1(縦50mm×横250mm×厚さ0.2mm)の上に、ダイアタッチテープ6(幅1.0mm、厚さ40μm)を介して、シリコンウエハをダイシングしたダイ3(縦10mm×横10mm×厚さ250μm)を3枚配置し、200℃、10秒の条件で圧着した。
次に、封止用樹脂組成物をトランスファ成形機に仕込み、金型温度180℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間150秒の条件で成形し、後硬化を180℃で5時間行った。成形の寸法は、基板1上に縦50mm×横250mm×厚さ0.5mmとした。
素子搭載面とは反対側の面から、ダイ3と基板1との間に視認される1mm2以上のボイドの面積を計測し、合計面積を求めた。
封止用樹脂組成物を真空ハンドプレス機に仕込み、金型温度175℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間600秒の条件で成形し、後硬化を180℃で6時間行い、板状の硬化物(縦12.5mm、横25mm、厚さ0.2mm)を得た。この板状の硬化物を試験片として、誘電率測定装置(アジレント・テクノロジー社、品名「ネットワークアナライザN5227A」)を用いて、温度25±3℃下、約60GHzでの比誘電率と誘電正接を測定した。
製造直後の上記板状の硬化物を、121℃/2.1気圧のプレッシャークッカー試験装置に投入し、24時間後に取り出し、投入直前の質量からの増加率(%)を求めた。
3:ダイ
6:ダイアタッチテープ
Claims (5)
- エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、
前記硬化剤が活性エステル化合物を含み、
前記無機充填材の平均粒径が10μm未満である、
狭路充填に用いるための封止用樹脂組成物。 - 前記無機充填材の最大粒径が20μm未満である、請求項1に記載の封止用樹脂組成物。
- モールドアンダーフィル用である、請求項1又は請求項2に記載の封止用樹脂組成物。
- 支持部材と、
前記支持部材上に配置された素子と、
前記素子の周りの狭路を充填している請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物と、
を備える電子部品装置。 - 素子を支持部材上に配置する工程と、
前記素子の周りの狭路を請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物で充填する工程と、
を含む電子部品装置の製造方法。
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