JP2024057938A - 封止用シートおよび素子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】素子に対する埋め込み性に優れ、柔軟性にも優れる封止用シートおよび素子装置を提供すること。【解決手段】封止用シートは、熱硬化性成分と、熱可塑性成分と、無機フィラーと、を含む熱硬化性の封止用シートである。封止用シートにおける無機フィラーの含有割合が、６０質量％以下である。９０℃における粘度は、１００ｋＰａ・ｓ以下である。封止用シートの熱硬化後の硬化体の２５℃の引張貯蔵弾性率Ｅ’が、３００ＭＰａ以下である。素子装置１０は、基板２と、素子３と、硬化体４と、を備える。硬化体４は、基板２の厚み方向の一方側に配置される。硬化体４は、素子３を封止する。硬化体４は、上記した封止用シート４１の熱硬化後の硬化物である。硬化体４は、素子３の厚み方向の一方面、他方面および周側面に接触する。【選択図】 図１

Description

本発明は、封止用シートおよび素子装置に関する。

従来、熱硬化性成分と、熱可塑性成分と、無機フィラーと、を含む熱硬化性の封止用シートが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。

封止用シートは、基板の上側に実装される素子を封止できる。封止用シートは、素子を封止し、熱硬化して、硬化体を形成する。硬化体は、素子の上面および周側面に接触する。

特許文献１の実施例１－６のそれぞれでは、封止用シートにおける無機フィラーの含有割合は、９０質量％である。

特開２０１８－１０４６４８号公報

封止用シートの用途および目的に応じて、素子に対する優れた埋め込み性が求められる。埋め込み性は、硬化体が素子の下面と接触できる性質である。特許文献１に記載の封止用シートは、埋め込み性が低いという不具合がある。

また、封止用シートの用途および目的により、硬化体が柔軟であることが求められる。硬化体が柔軟でない場合には、硬化体を曲げた際に、硬化体に損傷を生じ、硬化体の封止性が損なわれる。特許文献１に記載の硬化体は、柔軟性が低く、そのため、封止性が不十分である。

本発明は、素子に対する埋め込み性に優れ、柔軟性にも優れる封止用シートおよび素子装置を提供する。

本発明［１］は、熱硬化性成分と、熱可塑性成分と、無機フィラーと、を含む熱硬化性の封止用シートであり、前記封止用シートにおける前記無機フィラーの含有割合が、６０質量％以下であり、９０℃における粘度は、１００ｋＰａ・ｓ以下であり、前記封止用シートの熱硬化後の硬化体の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’であって、前記硬化体を、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／分で、動的粘弾性測定して得られる、前記硬化体の２５℃の引張貯蔵弾性率Ｅ’が、３００ＭＰａ以下である、封止用シートを含む。

９０℃における封止用シートの粘度は、１００ｋＰａ・ｓ以下であるので、封止工程において、封止用シートが素子を封止するときに、封止用シートが、厚み方向における素子の他方面、および、厚み方向における基板の一方面の間に効率的に進入できる。そのため、この封止用シートは、素子に対する埋め込み性に優れる。

封止用シートの熱硬化後の硬化体の２５℃の引張貯蔵弾性率Ｅ’が、３００ＭＰａ以下であるので、硬化体を曲げても、硬化体に損傷を生じることを抑制できる。そのため、素子に対する硬化体の封止性を向上できる。

本発明［２］は、前記硬化体のガラス転移温度が、５０℃以下である、［１］に記載の封止用シートを含む。

この封止用シートの硬化体のガラス転移温度が５０℃以上であるので、素子に対する埋め込み性に優れる。

本発明［３］は、前記熱可塑性成分のガラス転移温度が、２０℃以下である、［１］または［２］に記載の封止用シートを含む。

本発明［４］は、前記熱可塑性成分は、アクリル樹脂である、［１］から［３］のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明［５］は、前記熱硬化性成分は、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤およびエポキシ樹脂硬化促進剤を含む、［１］から［４］のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明［６］は、前記熱可塑性成分１００質量部に対する前記無機フィラーの含有割合は、５０質量部以上、３００質量部以下である、［１］から［５］のいずれか一項に記載の封止用シートを含む。

本発明［７］は、基板と、前記基板の厚み方向の一方側に実装される素子と、前記基板の厚み方向の一方側に配置され、前記素子を封止する硬化体であって、［１］から［６］のいずれか一項に記載の封止用シートの熱硬化後の硬化体と、を備え、前記硬化体は、前記素子の厚み方向の一方面、他方面および周側面に接触する、素子装置を含む。

本発明の封止用シートおよび素子装置は、素子に対する埋め込み性に優れ、柔軟性にも優れる。

本発明の封止用シートの一実施形態の製造工程図および使用図である。図１Ａは、封止用シートを準備する工程である。図１Ｂは、素子装置を製造する工程である。図１Ｃは、素子装置を曲げた状態である。 実施例の曲げ評価を説明する図である。図２Ａは、硬化体シートの端部をパイプに固定する状態である。図２Ｂは、硬化体シートをパイプに巻き付ける状態である。 実施例１の埋め込み試験の底面写真の一部を拡大した画像処理図である。 実施例２の埋め込み試験の底面写真の一部を拡大した画像処理図である。 実施例３の埋め込み試験の底面写真の一部を拡大した画像処理図である。 比較例２の埋め込み試験の底面写真の一部を拡大した画像処理図である。

１． 封止用シートの組成
本発明の封止用シートは、熱硬化性成分と、熱可塑性成分と、無機フィラーと、を含む。そのため、封止用シートは、熱硬化性である。

１．１ 熱硬化性成分
熱硬化性成分は、例えば、熱硬化性樹脂を含む。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。これらは、単独で使用または２種以上を併用することができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂は、好ましくは、組成物として調製される。具体的には、熱硬化性樹脂は、好ましくは、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤と、エポキシ樹脂硬化剤促進剤と、を含む熱硬化性樹脂組成物として調製される。換言すれば、好ましくは、熱硬化性成分は、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤と、エポキシ樹脂硬化剤促進剤と、を含む。

１．１．１ エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、例えば、２官能エポキシ樹脂、および、３官能以上の多官能エポキシ樹脂が挙げられる。２官能エポキシ樹脂としては、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、および、ビフェニル型エポキシ樹脂が挙げられる。多官能エポキシ樹脂としては、例えば、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、および、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、単独で使用または２種以上を併用することができる。エポキシ樹脂として、好ましくは、２官能エポキシ樹脂、さらに好ましくは、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が挙げられる。

熱硬化性成分におけるエポキシ樹脂の含有割合は、例えば、４０質量％以上、好ましくは、５０質量％以上であり、また、例えば、９０質量％以下、好ましくは、７５質量％以下である。

１．１．２ エポキシ樹脂硬化剤
エポキシ樹脂硬化剤は、加熱によって、上記したエポキシ樹脂を硬化できる成分（潜在性硬化剤）である。エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂が挙げられる。フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、および、フェノール－アラルキル樹脂が挙げられる。フェノール樹脂は、単独で使用または２種以上を併用することができる。フェノール樹脂として、好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。

エポキシ樹脂１００質量部に対するエポキシ樹脂硬化剤の含有割合は、例えば、１０質量部以上、好ましくは、５０質量部以上であり、また、例えば、１５０質量部以下、好ましくは、１００質量部以下である。熱硬化性成分におけるエポキシ樹脂硬化剤の含有割合は、例えば、１０質量％以上、好ましくは、２５質量％以上であり、また、例えば、５０質量％以下、好ましくは、４０質量％以下である。

１．１．３ エポキシ樹脂硬化促進剤
エポキシ樹脂硬化促進剤は、加熱によって、エポキシ樹脂の硬化を促進する触媒（熱硬化触媒）である。エポキシ樹脂硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、および、ウレア系硬化促進剤が挙げられる。これらは、単独で使用または２種以上を併用することができる。

イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール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－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＨＺ）が挙げられる。

リン系硬化促進剤としては、有機リン化合物が挙げられる。有機リン化合物としては、例えば、トリアリールホスフィンが挙げられる。

ウレア系硬化促進剤としては、例えば、ジアルキルアミノ基を含有するウレア化合物が挙げられる。ジアルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノが挙げられる。また、ウレア系硬化促進剤として、例えば、脂肪族ウレア化合物、および、芳香族ウレア化合物が挙げられる。ウレア系硬化促進剤として、好ましくは、脂肪族ウレア化合物が挙げられる。

脂肪族ウレア化合物としては、例えば、上記したジアルキルアミノ基、および、脂肪族基を含有する。脂肪族ウレア化合物としては、下記式（１）で表されるジメチルアミノ基含有－脂肪族ウレア化合物が挙げられる。

エポキシ樹脂１００質量部に対するエポキシ樹脂硬化促進剤の含有割合は、例えば、１質量部以上、好ましくは、２．５質量部以上であり、また、例えば、１０質量部以下、好ましくは、５質量部以下である。熱硬化性成分におけるエポキシ樹脂硬化促進剤の含有割合は、例えば、０．５質量％以上、好ましくは、１．５質量％以上であり、また、例えば、５質量％以下、好ましくは、３質量％以下である。

封止用シートにおける熱硬化性成分の含有割合は、例えば、５質量％以上、好ましくは、１０質量％以上、より好ましくは、１５質量％以上、さらに好ましくは、２０質量％以上、とりわけ好ましくは、２５質量％以上であり、また、例えば、３５質量％以下、好ましくは、３０質量％以下である。

１．２ 熱可塑性成分
熱可塑性成分としては、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、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、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、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、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。熱可塑性樹脂として、好ましくは、埋め込み性および柔軟性を向上させる観点から、アクリル樹脂が挙げられる。

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、その他のモノマーとを含むモノマー成分を重合してなる（メタ）アクリル酸エステルコポリマーが挙げられる。（メタ）アクリル酸エステルコポリマーとしては、例えば、カルボキシル基含有アクリル酸エステルコポリマー、および、ヒドロキシル基含有アクリル酸エステルコポリマーが挙げられる。（メタ）アクリル酸エステルコポリマーとして、好ましくは、カルボキシル基含有アクリル酸エステルコポリマーが挙げられる。

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、および、ヘキシルが挙げられる。アルキル基の炭素数は、例えば、１以上、６以下である。

その他のモノマーとしては、例えば、カルボキシル基含有モノマー、および、ヒドロキシル基含有モノマーが挙げられる。その他のモノマーとして、好ましくは、カルボキシル基含有モノマーが挙げられる。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。また、カルボキシル基含有モノマーは、例えば、無水イタコン酸、および、、無水マレイン酸を含んでもよい。

熱可塑性成分の重量平均分子量は、例えば、１０万以上、好ましくは、５０万以上であり、また、例えば、１００万以下、好ましくは、８０万以下である。

熱可塑性成分のガラス転移温度は、例えば、２０℃以下、好ましくは、０℃以下、より好ましくは、－５℃以下であり、また、例えば、－７０℃以上、好ましくは、－５０℃以上、より好ましくは、－４０℃以上である。熱可塑性成分のガラス転移温度が上記した上限以下であれば、埋め込み性および柔軟性を向上できる。熱可塑性成分のガラス転移温度が上記した下限以上であれば、封止用シートの取扱い性に優れる。

熱可塑性成分が市販品であれば、熱可塑性成分のガラス転移温度は、カタログ値を採用することができる。また、熱可塑性成分のガラス転移温度は、Ｆｏｘ式により求められる理論値を採用することもできる。

熱硬化性成分１００質量部に対する熱可塑性成分の含有割合は、例えば、５０質量部以上、好ましくは、１００質量部以上、より好ましくは、１３０質量部以上であり、また、例えば、１，０００質量部以下、好ましくは、好ましくは、５００質量部以下、より好ましくは、３００質量部以下、さらに好ましくは、２００質量部以下、さらに好ましくは、１６０質量部以下、とりわけ好ましくは、１５３質量部以下である。封止用シートにおける熱可塑性成分の含有割合（固形分割合）は、例えば、２３質量％以上、好ましくは、２５質量％以上、より好ましくは、２８質量％以上、さらに好ましくは、３０質量％以上、とりわけ好ましくは、３５質量％以上、最も好ましくは、４０質量％以上である。また、例えば、４５質量％以下、好ましくは、４３質量％以下、より好ましくは、４２質量％以下である。

１．３ 無機フィラー
無機フィラーは、封止用シート（およびその硬化体）の強度を向上させる無機成分である。無機フィラーの材料としては、例えば、無機化合物が挙げられる。無機化合物としては、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素および窒化ホウ素が挙げられる。これらは、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、シリカが挙げられる。

無機フィラーの形状としては、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る。無機フィラーの形状として、好ましくは、略球形状が挙げられる。

無機フィラーの最大長さの平均値（略球形状であれば、平均粒子径）は、例えば、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．５μｍ以上、より好ましくは、１．０μｍ以上、さらに好ましくは、５．０μｍ以上であり、また、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下である。なお、無機フィラーの最大長さの平均値は、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって得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。

封止用シートにおける無機フィラーの含有割合は、６０質量％以下である。

封止用シートにおける無機フィラーの含有割合が、６０質量％を越えれば、後述する９０℃における粘度が増大し、素子に対する埋め込み性が低下する。

封止用シートにおける無機フィラーの含有割合は、好ましくは、５５質量％以下、より好ましくは、５３質量％以下、さらに好ましくは、５０質量％以下、とりわけ好ましくは、４０質量％以下、最も好ましくは、３５質量％以下である。

封止用シートにおける無機フィラーの含有割合は、好ましくは、１０質量％以上、より好ましくは、２０質量％以上、さらに好ましくは、２５質量％以上、とりわけ好ましくは、３０質量％以上である。フィラーの含有割合が上記した下限以上であれば、封止用シート（およびその硬化体）の強度を向上できる。

熱硬化性成分１００質量部に対する無機フィラーの含有割合は、例えば、５０質量部以上、好ましくは、８０質量部以上、より好ましくは、１００質量部以上、さらに好ましくは、１５０質量部以上である。熱硬化性成分１００質量部に対する無機フィラーの含有割合は、例えば、１，０００質量部以下、好ましくは、５００質量部以下、より好ましくは、４００質量部以下、さらに好ましくは、３００質量部以下である。

熱可塑性成分１００質量部に対する無機フィラーの含有割合は、例えば、２５質量部以上、好ましくは、５０質量部以上、より好ましくは、７０質量部以上である。熱可塑性成分１００質量部に対する無機フィラーの含有割合が上記した下限以上であれば、硬化体の柔軟性を向上できる。

また、熱可塑性成分１００質量部に対する無機フィラーの含有割合は、例えば、５００質量部以下、好ましくは、３００質量部以下、より好ましくは、２５０質量部以下、さらに好ましくは、２００質量部以下、とりわけ好ましくは、１７５質量部以下である。熱可塑性成分１００質量部に対する無機フィラーの含有割合が上記した上限以下であれば、封止用シートの素子に対する埋め込み性を向上できる。

１．４ 添加剤
封止用シートは、熱硬化性成分、熱可塑性成分および無機フィラーの他に、添加剤を含有することもできる。添加剤としては、例えば、シランカップリング剤、および、顔料が挙げられる。

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。エポキシ基を含有するシランカップリング剤としては、例えば、グリシドキシアルキルジアルキルジアルコキシシラン、および、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。エポキシ基を含有するシランカップリング剤として、好ましくは、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。グリシドキシアルキルトリアルコキシシランとしては、例えば、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシランが挙げられる。グリシドキシアルキルトリアルコキシシランとして、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挙げられる。封止用シートにおけるシランカップリング剤の含有割合は、例えば、０．２質量％以上、好ましくは、１質量％以下である。

顔料としては、例えば、カーボンブラックが挙げられる。顔料の平均粒子径は、例えば、１ｎｍ以上、好ましくは、１０ｎｍ以上であり、例えば、１，０００ｎｍ以下、好ましくは、１００ｎｍ以下である。封止用シートにおける顔料の含有割合は、例えば、０．１質量％以上、好ましくは、０．５質量％以上であり、また、例えば、２．５質量％以下、好ましくは、１．５質量％以下である。

１．５ 封止用シートの製造
封止用シートを製造するには、上記した各成分を上記した割合で配合して、熱硬化性の組成物を調製する。好ましくは、上記した成分を十分に攪拌する。必要により、溶媒（ケトン化合物）をさらに配合して、ワニスを調製する。その後、組成物（ワニス）を、図示しないはく離ライナーに塗布し、その後、加熱により乾燥させて、塗膜として封止用シートを製造する。一方、ワニスを調製せず、混練押出によって、組成物から封止用シート（塗膜）を形成することもできる。塗膜を複数積層（貼り合わせ）して、厚い封止用シートを製造することもできる。

なお、封止用シートは、Ｂステージ（半硬化状態）であって、具体的には、Ｃステージ前の封止用シートである。つまり、封止用シートは、完全硬化前である。封止用シートは、上記した乾燥における加熱、または、押出混練における加熱によって、Ａステージの組成物から、Ｂステージシートに形成される。

１．６ 封止用シートの物性
封止用シートは、厚みを有する。封止用シートは、例えば、面方向に延びる。面方向は、厚み方向に直交する。具体的には、封止用シートは、厚み方向において互いに対向する一方面および他方面を有する。

封止用シートの厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、２５μｍ以上である。封止用シートの厚みは、例えば、１，０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下である。

封止用シートの９０℃における粘度は、１００ｋＰａ・ｓ以下である。

封止用シートの９０℃における粘度が１００ｋＰａ・ｓを越える場合には、硬化体の素子に対する埋め込み性が低下する。

封止用シートの９０℃における粘度は、好ましくは、８０ｋＰａ・ｓ以下、より好ましくは、６０ｋＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは、４０ｋＰａ・ｓ以下、とりわけ好ましくは、２０ｋＰａ・ｓ以下、最も好ましくは、１５ｋＰａ・ｓ以下であり、さらには、１０以下、さらには、８ｋＰａ・ｓ以下、さらには、６ｋＰａ・ｓ以下が好適である。

封止用シートの９０℃における粘度は、例えば、１ｋＰａ・ｓ以上、好ましくは、３ｋＰａ・ｓ以上、より好ましくは、５ｋＰａ・ｓ以上である。封止用シートの９０℃における粘度が上記した下限以上であれば、封止用シートを用いて素子を封止するときに、封止用シートの成分が周囲に付着して、周囲を汚染することを抑制できる。

封止用シートの粘度の測定方法は、後の実施例で説明する。

１．７ 硬化体の物性
封止用シートを熱硬化した後の硬化体（硬化体シート）の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’は、３００ＭＰａ以下である。

硬化体の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’が３００ＭＰａを越える場合には、硬化体の柔軟性が低下する。そうすると、硬化体を曲げた際に、硬化体に損傷を生じ、硬化体の素子に対する封止性が損なわれる。

硬化体の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’は、例えば、２５０ＭＰａ以下、好ましくは、２００ＭＰａ以下、より好ましくは、１５０ＭＰａ以下、さらに好ましくは、１００ＭＰａ以下、とりわけ好ましくは、８０ＭＰａ以下であり、さらには、７０ＭＰａ以下、さらには、６０ＭＰａ以下が好適である。

また、硬化体の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’は、例えば、１ＭＰａ以上、好ましくは、１０ＭＰａ以上、より好ましくは、２５ＭＰａ以上、さらに好ましくは、４０ＭＰａ以上、とりわけ好ましくは、４５ＭＰａ以上である。硬化体の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’が上記した下限以上であれば、硬化体の取扱い性に優れる。

硬化体の２５℃の引張貯蔵弾性率Ｅ’は、硬化体を、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／分で、動的粘弾性測定して得られる。動的粘弾性測定の条件の詳細は、後の実施例で説明する。

硬化体は、熱硬化性性成分が完全硬化した、Ｃステージ体である。熱硬化の条件は、限定されない。

硬化体のガラス転移温度は、例えば、５０℃以下、好ましくは、４５℃以下、より好ましくは、４０℃以下、さらに好ましくは、３５℃以下、とりわけ好ましくは、３０℃以下、最も好ましくは、２５℃以下であり、さらには、２４℃以下、さらには、２０℃以下が好適である。硬化体のガラス転移温度が上記した上限以下であれば、硬化体の素子に対する埋め込み性を向上できる。

硬化体のガラス転移温度は、例えば、－２０℃以上、好ましくは、０℃以上、より好ましくは、さらに好ましくは、５℃以上、とりわけ好ましくは、１０℃以上である。硬化体のガラス転移温度が上記した下限以上であれば、硬化体の取扱い性を向上できる。

硬化体のガラス転移温度は、動的粘弾性測定により得られる損失正接（ｔａｎδ）のピークトップ温度である。動的粘弾性測定の条件は、後の実施例で説明する。

１．８ 素子装置
次に、図１Ａ－図１Ｂを参照して、上記した硬化体を含む素子装置の一実施形態を説明する。

図１Ｂに示すように、素子装置１０は、厚みを有する。素子装置１０は、面方向に延びる。素子装置１０は、板形状を有する。素子装置１０は、好ましくは、可撓性を有する。素子装置１０は、可撓性を有すれば、可撓性が必要とされる用途に好適に用いられる。用途としては、例えば、ウエアラブル用途が挙げられる。素子装置１０は、基板２と、素子３と、硬化体４と、を備える。

基板２は、厚み方向における素子装置１０の他端部に配置される。基板２は、厚みを有する。基板２は、面方向に延びる。基板２は、板形状を有する。基板２は、好ましくは、可撓性を有する。基板２の材料としては、例えば、樹脂、セラミック、および、金属が挙げられる。基板２の材料として、好ましくは、樹脂、より好ましくは、可撓性の樹脂、さらに好ましくは、ポリエステル樹脂が挙げられる。基板２の厚みは、例えば、１０μｍ以上であり、また、例えば、１，０００μｍ以下である。

素子３は、基板２の厚み方向の一方側に実装される。本実施形態では、好ましくは、素子３は、基板２の厚み方向の一方側にフリップチップ実装される。素子３は、例えば、基板２に対して複数設けられる。複数の素子３のそれぞれは、面方向に互いに間隔が隔てられる。複数の素子３のそれぞれは、厚みを有する。素子３は、面方向に延びる。素子３は、板形状を有する。

素子３は、図示しない電極を有する。本実施形態では、電極は、厚み方向における素子３の他方面に配置される。電極は、バンプ５を介して、厚み方向における基板２の一方面に電気的に接続される。本実施形態では、素子３としては、好ましくは、中空型素子が挙げられる。素子３は、例えば、半導体を含む。素子３の厚みは、例えば、５０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下である。

バンプ５は、素子装置１０に備えられる。バンプ５は、１つの素子３に対して複数設けられる。複数のバンプ５のそれぞれは、厚み方向に延びる。複数のバンプ５は、面方向に互いに間隔が隔てられる。複数のバンプ５は、基板２および素子３の間に配置される。バンプ５の材料としては、例えば、金属が挙げられる。

硬化体４は、厚み方向における素子装置１０の一端部に配置される。硬化体４は、上記した封止用シートの熱硬化後の硬化物である。硬化体４は、基板２の厚み方向の一方側に配置される。硬化体４は、複数の素子３を封止する。硬化体４は、厚みを有する。硬化体４は、面方向に延びる。本実施形態では、硬化体４は、シート形状を有する。つまり、本実施形態では、硬化体４は、硬化体シートである。硬化体４は、好ましくは、可撓性を有する。硬化体４は、厚み方向における基板２の一方面と、厚み方向における素子３の一方面と、厚み方向における素子３の他方面と、素子３の周側面と、バンプ５の周側面と、に接触する。素子３の周側面は、厚み方向における素子３の一方面および他方面を連結する。

これによって、硬化体４は、厚み方向における基板２の一方面、および、厚み方向における素子３の他方面との間に充填される。本実施形態では、上記した硬化体４は、素子３に対するアンダーフィルとして機能する。

また、素子装置１０は、仮想線で示す隙間６を含むことが許容される。素子装置１０が隙間６を含む場合には、隙間６は、好ましくは、素子３の他方面の中央部、素子３に対向する基板２の一方面の中央部を露出する。隙間６は、上記した素子３の他方面、基板２の一方面、および、硬化体４の内周面によって区画される。つまり、隙間６が、素子３および基板２の間において、硬化体４が充填されていない領域（未充填部分）である。硬化体４の内周面は、素子３の他方面における周端縁より内側に配置される。

１．９ 素子装置の製造方法
素子装置の製造方法は、例えば、準備工程、および、封止工程、を備える。

１．９．１ 準備工程
図１Ａに示すように、準備工程では、上記した封止用シート４１と、素子付基板２１とをそれぞれ準備する。素子付基板２１は、上記した基板２と、上記した素子３と、を備える。

１．９．２ 封止工程
図１Ｂに示すように、封止工程では、封止用シート４１を使用して、素子付基板２１における素子３を封止する。封止工程は、例えば、プレス工程および加熱工程を備える。プレス工程および加熱工程は、順に実施される。

１．９．２．１ プレス工程
プレス工程では、まず、封止用シート４１と素子付基板２１とを、プレス（図示せず）を用いて加圧する。加圧の際、必要により、封止用シート４１を加熱する。このとき、封止用シート４１は、素子３の外形に対応して塑性変形する。これによって、封止用シート４１は、素子３を被覆する。詳しくは、封止用シート４１は、厚み方向における素子３の他方面の周端縁から、素子３の他方面、および、厚み方向における基板２の一方面の間に進入する。これにより、封止用シート４１は、厚み方向における基板２の一方面と、厚み方向における素子３の一方面と、厚み方向における素子３の他方面と、素子３の周側面と、バンプ５の周側面と、に接触する。なお、封止用シート４１は、依然として、Ｂステージである。

１．９．２．２ 加熱工程
その後、素子付基板２１および封止用シート４１を加熱する。これにより、封止用シート４１は、熱硬化して、Ｃステージの硬化体４を形成する。

これにより、上記した素子装置１０が製造される。

１．１０ 用途
素子装置１０の用途は、限定されない。好ましくは、素子装置１０は、ウエアラブル用途に用いられる。

２． 作用効果
９０℃における封止用シート４１の粘度は、１００ｋＰａ・ｓ以下であるので、図１Ｂに示すように、封止工程において、封止用シート４１が素子３を封止するときに、封止用シート４１が、厚み方向における素子３の他方面、および、厚み方向における基板２の一方面の間に効率的に進入できる。そのため、この封止用シート４１は、素子３に対する埋め込み性に優れる。

封止用シート４１の熱硬化後の硬化体４の２５℃の引張貯蔵弾性率Ｅ’が、３００ＭＰａ以下であるので、図１Ｃに示すように、硬化体４を曲げても、硬化体４に損傷を生じることを抑制できる。そのため、素子３に対する硬化体の封止性を向上できる。

この封止用シート４１の硬化体４２のガラス転移温度が５０℃以上であれば、素子３に対する埋め込み性に優れる。

３．変形例
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。

封止工程においてプレス工程および加熱工程を同時に実施することもできる。

図示しないが、素子３は、基板２に対してピラー接続されていてもよい。

図示しないが、素子３は、基板２に対してワイヤボンディングで接続されていてもよい。この場合には、硬化体４は、厚み方向における素子３の他方面に接触しない。

素子３は、単数であってもよい。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、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割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「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。

実施例および比較例で使用する各成分を以下に示す。

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
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
ウレア系硬化促進剤：サンアプロ社製のＵ－ＣＡＴ ３５１３Ｎ、上記式（１）で示される脂肪族ウレア化合物
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酸エステルコポリマー、固形分濃度８０質量％のメチルエチルケトン溶液、重量平均分子量：約６０万、ガラス転移温度：－３０℃
無機フィラー：デンカ社製の８ＳＭＦＤ、球状シリカ粉末、平均粒子径７．０μｍ
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
カーボンブラック：三菱化学社製の＃２０、顔料、粒子径５０ｎｍ

実施例１
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）からなるはく離ライナーの表面に、ワニスを塗布して塗膜を形成した。はく離ライナーの表面は、シリコーン離型処理されている。ワニスは、表１に記載される処方に従って、各成分を配合および混合して、調製した。次いで、塗膜を１２０℃で２分間加熱乾燥し、はく離ライナーの表面に厚み５０μｍの塗膜を製造した。塗膜は、Ｂステージであった。次いで、２枚の塗膜を９０℃で貼り合わせて、厚み１００μｍの封止用シート４１を製造した。なお、封止用シート４１も、Ｂステージであった。

［評価］
［封止用シート４１の粘度］
複数の封止用シート４１を積層して、厚み約１ｍｍのテストシートを作製した。続いて、テストシートを直径８ｍｍの円形状に外形加工した。

テストシートの９０℃における粘度を、レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、ＭＡＲＳ ＩＩＩ）を用いて、パラレルプレート法により測定した。詳しくは、ギャップ０．８ｍｍ、パラレルプレート直径８ｍｍ、周波数１Ｈｚ、歪み０．００５％、９０℃等温の条件で、９０℃における封止用シート４１の粘度を測定した。

［硬化体シートの引張貯蔵弾性率Ｅ’およびガラス転移温度］
まず、封止用シート４１を、１５０℃で１時間加熱して、硬化体シート４２を作製した。硬化体シート４２は、矩形状であり、短手方向長さ５ｍｍ、長手方向長さ４０ｍｍとした。

次いで、硬化体シート４２を、下記の条件で動的粘弾性測定して、硬化体シート４２の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’を求めた。

動的粘弾性測定装置：商品名「ＲＳＡ－Ｇ２」，ＴＡインスツルメンツ社製
チャック間距離：２０ｍｍ
モード：引張り
温度範囲：－１０℃から２６０℃
昇温速度：１０℃／分
周波数：１Ｈｚ
歪み量：０．０５％

また、上記測定では、引張損失弾性率Ｅ’’を併せて測定した。引張貯蔵弾性率Ｅ’および引張損失弾性率Ｅ’’から損失正接（ｔａｎδ）を取得し、損失正接のピークトップ温度から硬化体シート４２のガラス転移温度を求めた。

［柔軟性評価］
下記の第１ステップから第３ステップを実施して、硬化体シート４２の柔軟性を評価した。

第１ステップ：図２Ａに示すように、まず、複数の封止用シート４１を積層した積層体を１５０℃で１時間加熱して、熱硬化させた硬化体シート４２を作製した。硬化体シート４２は、矩形状であり、短手方向長さ５０ｍｍ、長手方向長さ７０ｍｍ、厚み４００μｍとした。

別途、外径１８ｍｍの塩化ビニル製のパイプ７を準備した。

第２ステップ：長手方向における硬化体シート４２の一端部をパイプ７の周面に粘着テープ８を用いて固定した。図２Ｂに示すように、続いて、硬化体シート４２をパイプ７へ巻き付けた。

第３ステップ：パイプ７に巻き付けられた硬化体シート４２の表面を観察した。硬化体シート４２の表面に割れがあれば、「×」と評価した。硬化体シート４２の表面に割れがなければ、「○」と評価した。

［埋め込み性評価］
下記の第１ステップから第４ステップを順に実施した。

第１ステップ：図１Ａに示すように、複数の封止用シート４１を積層して、厚み２００μｍの封止用シート４１を準備した。別途、ガラス製の基板２と、基板２の一方面に複数のガラス製のダミーバンプ５０を介して実装されるダミー素子３０を準備した。ダミー素子３０は、９個準備した。９個のダミー素子３０のそれぞれのサイズは、１ｍｍ×１ｍｍ×厚み２００μｍであった。９個のダミー素子３０は、互いに３００μｍの間隔を隔てて配置されていた。９個のダミー素子３０は、縦３列、横３列に整列配置された。厚み方向におけるダミーバンプ５０の長さは、５０μｍであった。また、ダミー素子３０の他方面と、基板２の一方面との長さは、５０μｍであった。

第２ステップ：図１Ｂに示すように、真空平板プレスにより、封止用シート４１を、温度６５℃、真空度１．６ｋＰａ以下、プレス圧０．２ＭＰａ、４０秒、基板２に向けてプレスした。

第３ステップ：大気圧下で、１５０℃で１時間、封止用シート４１を加熱することにより、封止用シート４１を熱硬化させた。これにより、硬化体４を形成した。

第４ステップ：基板２の他方側から、基板２の一方面、および、素子３の他方面との間に配置する硬化体４を観察した。以下の基準に従って、埋め込み性を評価した。

○：素子３の他方面の面積に対する、観察された硬化体４の面積の比が、０．９以上であった。但し、素子３の他方面の面積は、複数のダミーバンプ５０の面積を含まない。以下の基準も同様である。
図３に、○評価の一例として、実施例１の部分拡大の底面写真の画像処理図を示す。図３における破線の白線は、素子３の外形を表す。図４に、○評価の他の例として、実施例２の部分拡大の底面写真の画像処理図を示す。図５に、○評価の他の例として、実施例３の部分拡大の底面写真の画像処理図を示す。

△：素子３の他方面の面積に対する、観察された硬化体４の面積の比が、０．７以上、０．９未満であった。

×素子３の他方面の面積に対する、観察された硬化体４の面積の比が、０．７未満であった。但し、素子３の他方面の面積は、複数のダミーバンプ５０の面積を含まない。
図６に、×評価の一例として、比較例２の部分拡大の底面写真の画像処理図を示す。

１ 封止用シート
２ 基板
３ 素子
４ 硬化体
１０ 素子装置
４１ 封止用シート
４２ 硬化体シート
Ｅ’ 引張貯蔵弾性率

Claims (7)

1. 熱硬化性成分と、熱可塑性成分と、無機フィラーと、を含む熱硬化性の封止用シートであり、
   前記封止用シートにおける前記無機フィラーの含有割合が、６０質量％以下であり、
   ９０℃における粘度は、１００ｋＰａ・ｓ以下であり、
   前記封止用シートの熱硬化後の硬化体の２５℃における引張貯蔵弾性率Ｅ’であって、前記硬化体を、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／分で、動的粘弾性測定して得られる、前記硬化体の２５℃の引張貯蔵弾性率Ｅ’が、３００ＭＰａ以下である、封止用シート。
2. 前記硬化体のガラス転移温度が、５０℃以下である、請求項１に記載の封止用シート。
3. 前記熱可塑性成分のガラス転移温度が、２０℃以下である、請求項１または請求項２に記載の封止用シート。
4. 前記熱可塑性成分は、アクリル樹脂である、請求項１または請求項２に記載の封止用シート。
5. 前記熱硬化性成分は、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤およびエポキシ樹脂硬化促進剤を含む、請求項１または請求項２に記載の封止用シート。
6. 前記熱可塑性成分１００質量部に対する前記無機フィラーの含有割合は、５０質量部以上、３００質量部以下である、請求項１または請求項２に記載の封止用シート。
7. 基板と、
   前記基板の厚み方向の一方側に実装される素子と、
   前記基板の厚み方向の一方側に配置され、前記素子を封止する硬化体であって、請求項１または請求項２に記載の封止用シートの熱硬化後の硬化体と、を備え、
   前記硬化体は、前記素子の厚み方向の一方面、他方面および周側面に接触する、素子装置。