JP4718824B2 - エポキシ系硬化性組成物及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
ることがあった。
くなる。この場合、従来、イオン性不純物や電極間マイグレーションにより所望でない短絡が生じることは知られていた。ところが、本願発明者は、上述したアンダーフィル材を適用された電子部品においては、基板上の電極間の距離が小さくなった場合や、上記金属バンプ間の距離が小さくなった場合、電極や金属バンプが汚染されていない場合であっても、短絡不良が生じていることを見出した。このような短絡不良は、従来のイオン性不純物や電極間マイグレーションによる短絡不良ではない。そこで、本願発明者らは、このような問題点を鋭意検討した結果、アンダーフィル材として用いられている硬化性組成物中の何らかの成分が、電極間にまたがるように付着し、短絡不良が生じていることを見出した。
本発明において用いられる上記硬化剤としては、使用されるエポキシ化合物と相溶性を有しない限り、従来からエポキシ化合物の硬化剤として知られている適宜の硬化剤を用いることができる。すなわち、硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどの潜在性硬化剤、ジアミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、三級アミン系硬化剤、ホスフィン系硬化剤などが挙げられる。本発明においては、上記硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
い。
、アリル基等のアルキル基、アルケニル基、アリール基などの炭素数1〜12、好ましくは1〜6の置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、R4は水素原子、メチル基、エ
チル基、シアノエチル基、ベンジル基等のアルキル基、置換アルキル基、アラルキル基などの炭素数1〜12、好ましくは1〜6の置換もしくは非置換の一価炭化水素基、または下記式(2)で示される基である。なお、置換一価炭化水素基としては、ヒドロキシ置換、シアノ置換などのものを挙げることができる。)
本発明のエポキシ系硬化性組成物において硬化成分として用いられるエポキシ系化合物とは、少なくとも1個のオキシラン環を有する有機化合物をいうものとする。上記エポキシ化合物としては、特に限定される訳ではないが、例えば、下記の様々なエポキシ樹脂及びエポキシ含有化合物が挙げられる。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、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、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等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、並びにこれらの水添化物や臭素化物;3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキシルメチル3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサノン−メタ−ジオキサン、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、商品名「EHPE−3150」(軟化温度71℃、ダイセル化学工業社製)等のような脂環族エポキシ樹脂;1,4−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエ
チレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、炭素数が2〜9個(好ましくは2〜4個)のアルキレン基を含むポリオキシアルキレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコール等を含む長鎖ポリオールのポリグリシジルエーテル等のような脂肪族エポキシ樹脂;フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル−p−オキシ安息香酸、サリチル酸のグリシジルエーテル−グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のようなグリシジルエステル型エポキシ樹脂並びにこれらの水添化物;トリグリシジルイソシアヌレート、環状アルキレン尿素のN,N’−ジグリシジル誘導体、p−アミノフェノールのN,N,O−トリグリシジル誘導体、m−アミノフェノールのN,N,O−トリグリシジル誘導体等のようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂並びにこれらの水添化物;グリシジル(メタ)アクリレートと、エチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステル等のラジカル重合性モノマーとの共重合体;エポキシ化ポリブタジエン等のような、共役ジエン化合物を主体とする重合体またはその部分水添物の重合体の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの;エポキシ化SBS等のような、「ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロック」と「共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックまたはその部分水添物の重合体ブロック」とを同一分子内にもつブロック共重合体の、共役ジエン化合物の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの;上記各種エポキシ基含有化合物にNBR、CTBN、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を含有させたゴム変成エポキシ樹脂;等、従来公知の各種エポキシ基含有化合物が挙げられる。
本発明に係るエポキシ系硬化性組成物には、本発明の課題を達成する上で阻害しない範囲で、必要に応じて他の添加剤を添加してもよい。このような添加剤としては、脂肪族水酸基含有化合物、熱可塑性樹脂、密着性向上剤、充填材、補強材、軟化剤、可塑剤、粘度調整剤、揺変剤、安定剤、酸化防止剤、着色剤、脱水剤、難燃剤、帯電防止剤、発泡剤、防黴剤などが挙げられる。これらの添加剤は1種のみがもちいられてもよく、2種以上が添加されてもよい。
本発明に係るエポキシ系硬化性組成物の製造方法は特に限定されず、上記各種成分を均一に分散・混合することにより得ることができる。この分散・混合方法は特に限定されないが、例えば、三本ロール、らいかい機、プラネタリーミキサーなどによる分散・混練方法を挙げることができる。混合に際し、必要に応じて減圧してもよい。また、遊星式の攪拌機を用いることにより、各成分を混合することが望ましく、それによって金属物の混入を避けつつ、各成分を均一にかつ容易に混合することができる。
本発明に係る電子部品では、基板上において、複数の電極が形成されており、該異なる電位に接続される電極間の距離がXである場合に、該電極間にまたがるように本発明のエポキシ系硬化性組成物を硬化することにより形成された硬化物が配置されており、該硬化物中の硬化剤の最大粒径が、X/3以下とされているため、硬化剤が上記異なる電位に接続される電極間にまたがるようには位置され得ない。
る。もっとも、本発明においては、上記金属バンプ3を有しない電子部品素子を基板上の電極ランドに接合してなる電子部品にも適応することができる。
(1)エポキシ化合物
(2)硬化剤
トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸(JER社製、品番:YH−307)
液状芳香族ジアミン(日本化学社製、品番:カヤハードA−A)
イソシアヌル酸付加トリアジン型イミダゾール(四国化成社製、品番:2MAOK−PW)
2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成社製、品番:2E4MZ)
(3)接着性付与剤
イミダゾールシランカップリング剤(日鉱マテリアルズ社製、品番:SP−1000)
下記の表1に示す組成となるように各材料を200mlのポリ容器に計量し、遊星式攪拌機にて均一に撹拌し、ペーストを得た。得られたペーストを、開口径20μmのポリエステルメッシュを加圧濾過し、さらに10mlのシリンジ中に充填し、実施例1の硬化性組成物ペーストを得た。
このようにして粉砕された2MAOK−PWを、再度アルミ袋の中に保管した。
使用した硬化促進剤、すなわち重合タイプの硬化剤の最大粒径及び平均粒径をSKレーザーマイクロサイザーLMS−300(セイシン企業社製)を用い、乾式手法により測定した。平均粒径については粒度分布から正規分布50%における粒径値を、最大粒径については、測定器の検出限界値(約0.01%)をもって検出される最大の粒径を最大粒径とした。
上記硬化性組成物ペーストを170℃のオーブン中で2分間加熱硬化した。次に、得られた硬化物を、常温の酢酸エチル中に24時間浸漬した後、不溶解分を濾別し、十分に乾燥した。乾燥後に得られた重量と、酢酸エチル浸漬前の硬化物重量との比(最終的な乾燥物重量/酢酸エチル浸漬前の硬化物重量)を求め、その割合(重量%)、すなわちゲル化率を求めた。
25μmの厚みのポリイミドフィルムに、8μmの銅箔を積層した構造において、銅箔をパターニングし、図1に示すくし形電極11,12を形成した。くし形電極11の複数本の電極指と、他方のくし形電極12の複数本の電極指は互いに間挿し合っており、各電極指の幅方向寸法は30μm、電極指間のスペースの寸法は30μmとした。すなわち、ラインアンドスペース30μm/30μmとなるようにくし形電極11,12を形成した。このくし形電極11,12上に上記硬化性組成物ペーストを塗布し、170℃及び200℃のオーブン中にそれぞれ10分投入し、ペーストを硬化させた。くし形電極11に陽極を、くし形電極12に陰極を接合し、5Vの直流電圧を印加しつつ、120℃及び相対湿度85%の雰囲気において50時間電圧を印加し続けた。試験終了後、光学顕微鏡を用い、くし形電極11,12の腐食の有無を確認し、かつくし形電極11,12間の絶縁抵抗値を測定した。
0μm及び200μmと変化させた3種類のポリイミドフィルムからなる基板を用意した。そして、上記複数種の硬化性組成物ペーストを用い、これら3種の基板のそれぞれに上記と同様にしてTHB試験を行い、短絡不良が生じているか否かを評価した。結果を下記の表2に示す。
実施例1と同様にして、下記の表1に示すように各材料を秤量し、硬化性組成物ペーストを得た。
2…電子部品素子
3…金属バンプ
4…基板
5…電極ランド
6…シート状硬化物
11…くし形電極
12…くし形電極
11a,12a…電極指
Claims (7)
- 異なる電位に接続される複数の電極が上面に形成された基板上に、該電極間にまたがるようにエポキシ系硬化性組成物を適用し、配置した後、基板上に配置されたエポキシ系硬化性組成物の上方から、複数の端子電極が下面に形成された電子部品素子を圧接させ、かつエポキシ系硬化性組成物を硬化させることにより、前記電子部品素子をエポキシ系硬化性組成物の硬化物により前記複数の電極に電気的に接続するために用いられるエポキシ系硬化性組成物であって、
エポキシ化合物と、
前記エポキシ化合物の硬化剤であって、該エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをXとしたときに、X/3以下である硬化剤とを含み、
前記硬化剤の前記最大粒径がX/3以下であるように、エポキシ系硬化性組成物は前記電極間ピッチXが200μm以下、50μm以上の電極間にまたがるように適用されるものであり、かつ前記硬化剤の前記最大粒径が15μm以下であることを特徴とする、エポキシ系硬化性組成物。 - 異なる電位に接続される複数の電極が上面に形成された基板上に、該電極間にまたがるようにエポキシ系硬化性組成物を適用し、配置した後、基板上に配置されたエポキシ系硬化性組成物の上方から、複数の端子電極が下面に形成された電子部品素子を圧接させ、かつエポキシ系硬化性組成物を硬化させることにより、前記電子部品素子をエポキシ系硬化性組成物の硬化物により前記複数の電極に電気的に接続するために用いられるエポキシ系硬化性組成物であって、
エポキシ化合物と、
前記エポキシ化合物の硬化剤であって、該エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをXとしたときに、X/3以下である硬化剤とを含み、
前記硬化剤の前記最大粒径がX/3以下であるように、エポキシ系硬化性組成物は前記電極間ピッチXが50μm以下、30μm以上の電極間にまたがるように適用されるものであり、かつ前記硬化剤の前記最大粒径が10μm以下であることを特徴とする、エポキシ系硬化性組成物。 - 前記硬化剤が、結晶水を含むイソシアヌル酸変性イミダゾールを乾燥した後、粉砕することにより得られた硬化剤である、請求項1又は2に記載のエポキシ系硬化性組成物。
- 異なる電位に接続される複数の電極が上面に形成された基板上に、該電極間にまたがるようにエポキシ系硬化性組成物を適用し、配置する工程と、
基板上に配置されたエポキシ系硬化性組成物の上方から、複数の端子電極が下面に形成された電子部品素子を圧接させ、かつエポキシ系硬化性組成物を硬化させることにより、前記電子部品素子をエポキシ系硬化性組成物の硬化物により前記複数の電極に電気的に接続して、電子部品を得る工程と備え、
前記エポキシ系硬化性組成物として、エポキシ化合物と、前記エポキシ化合物の硬化剤であって、該エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをXとしたときに、X/3以下である硬化剤とを含むエポキシ系硬化性組成物を用いる、電子部品の製造方法。 - 異なる電位に接続される複数の電極が上面に形成された基板上に、該電極間にまたがるようにエポキシ系硬化性組成物を適用し、配置する工程と、
基板上に配置されたエポキシ系硬化性組成物の上方から、複数の端子電極が下面に形成された電子部品素子を圧接させ、かつエポキシ系硬化性組成物を硬化させることにより、前記電子部品素子をエポキシ系硬化性組成物の硬化物により前記複数の電極に電気的に接続して、電子部品を得る工程と備え、
前記エポキシ系硬化性組成物として、エポキシ化合物と、前記エポキシ化合物の硬化剤であって、該エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをXとしたときに、X/3以下である硬化剤とを含むエポキシ系硬化性組成物を用い、
前記硬化剤の前記最大粒径がX/3以下であるように、前記エポキシ系硬化性組成物は前記電極間ピッチXが200μm以下、50μm以上の電極間にまたがるように適用され、前記硬化剤として前記最大粒径が15μm以下である硬化剤を用いる、請求項4に記載の電子部品の製造方法。 - 異なる電位に接続される複数の電極が上面に形成された基板上に、該電極間にまたがるようにエポキシ系硬化性組成物を適用し、配置する工程と、
基板上に配置されたエポキシ系硬化性組成物の上方から、複数の端子電極が下面に形成された電子部品素子を圧接させ、かつエポキシ系硬化性組成物を硬化させることにより、前記電子部品素子をエポキシ系硬化性組成物の硬化物により前記複数の電極に電気的に接続して、電子部品を得る工程と備え、
前記エポキシ系硬化性組成物として、エポキシ化合物と、前記エポキシ化合物の硬化剤であって、該エポキシ化合物と相溶性を有せず、エポキシ系硬化性組成物中に分散された際の最大粒径が、前記異なる電位に接続される電極間の電極間ピッチをXとしたときに、X/3以下である硬化剤とを含むエポキシ系硬化性組成物を用い、
前記硬化剤の最大粒径が前記X/3以下であるように、前記エポキシ系硬化性組成物は前記電極間ピッチXが50μm以下、30μm以上の電極間にまたがるように適用され、前記硬化剤として前記最大粒径が10μm以下である硬化剤を用いる、請求項4に記載の電子部品の製造方法。 - 前記硬化剤として、結晶水を含むイソシアヌル酸変性イミダゾールを乾燥した後、粉砕することにより得られた硬化剤を用いる、請求項4〜6のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
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