JP5815142B1 - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
硬化した接着剤層を高精度にかつ容易に形成することができる電子部品の製造方法を提供する。本発明に係る硬化性膜電子部品1の製造方法は、インクジェット装置11を用いて、第1の電子部品本体2上に、接着剤を塗布して、接着剤層12を形成する塗布工程と、第1の光照射部13から接着剤層12Aに光を照射する第1の光照射工程と、光が照射された接着剤層12B上に、第2の電子部品本体4を配置して、貼り合わせる貼合工程と、加熱により接着剤層12Bを硬化させて、電子部品1を得る工程とを備え、インクジェット装置11が、上記接着剤が貯留されるインクタンクと吐出部と循環流路部とを有し、上記塗布工程において、インクジェット装置11内で、上記接着剤を循環させながら、塗布する。
Description
本発明は、光硬化性及び熱硬化性を有する接着剤を用いて、2つの電子部品本体を接着する電子部品の製造方法に関する。また、本発明は、上記電子部品の製造方法により得られる電子部品に関する。
基板上に半導体チップが硬化物層を介して積層された半導体装置が知られている。また、複数の半導体チップが、硬化物層を介して積層された半導体装置が広く知られている。
上記半導体装置は、半導体チップの下面に硬化性組成物層(接着剤層)を積層した状態で、基板又は半導体チップ上に、硬化性組成物層付き半導体チップを、硬化性組成物層側から積層し、かつ硬化性組成物層を硬化させることにより製造されている。このような半導体装置の製造方法の一例は、例えば、下記の特許文献1に開示されている。
また、半導体装置は、例えば、基板又は半導体チップ上に、ディスペンサー又はスクリーン印刷などにより硬化性組成物を塗布して硬化性組成物層を形成した後、硬化性組成物層上に半導体チップを積層し、かつ硬化性組成物層を硬化させることにより形成されることもある。
上述した従来の半導体装置の製造方法では、タクトタイムが長くなり、半導体装置を効率的に製造することができない。さらに、厚み精度が低くなりやすく、接着剤層のはみ出しが発生したり、平坦性が得られないためボイドが発生したりすることがある。従って、半導体装置における各層間の接着信頼性が低くなることがある。
特に、ディスペンサー又はスクリーン印刷などにより硬化性組成物を塗布する製造方法では、均一な厚みで硬化剤組成物を塗布することが困難であるという問題がある。
本発明の目的は、硬化した接着剤層を高精度にかつ容易に形成することができる電子部品の製造方法を提供することである。また、本発明は、上記電子部品の製造方法により得られる電子部品を提供することも目的とする。
本発明の広い局面によれば、インクジェット装置を用いて、第1の電子部品本体上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、前記塗布工程後に、第1の光照射部から前記接着剤層に光を照射して、前記接着剤層の硬化を進行させる第1の光照射工程と、前記第1の光照射工程後に、光が照射された前記接着剤層上に、第2の電子部品本体を配置して、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを、光が照射された前記接着剤層を介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体を得る貼合工程と、前記貼合工程後に、前記一次積層体を加熱して、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体との間の前記接着剤層を硬化させて、電子部品を得る加熱工程とを備え、前記インクジェット装置が、前記接着剤が貯留されるインクタンクと、前記インクタンクと接続されておりかつ前記接着剤が吐出される吐出部と、一端が前記吐出部に接続されており、他端が前記インクタンクに接続されており、かつ内部を前記接着剤が流れる循環流路部とを有し、前記塗布工程において、前記インクジェット装置内で、前記接着剤を前記インクタンクから前記吐出部に移動させた後に、前記吐出部から吐出されなかった前記接着剤を、前記循環流路部内を流して前記インクタンクに移動させることにより、前記接着剤を循環させながら、塗布する、電子部品の製造方法が提供される。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記電子部品の製造方法は、前記第1の光照射工程後かつ前記貼合工程前に、前記第1の光照射部とは別の第2の光照射部から、前記第1の光照射部から光が照射された前記接着剤に光を照射して、前記接着剤の硬化をさらに進行させる第2の光照射工程を備える。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記循環流路部が、前記循環流路部内に、前記接着剤が仮貯留されるバッファタンクを含む。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、循環されている前記接着剤の温度が40℃以上、100℃以下である。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記インクジェット装置がピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いるインクジェット装置であり、前記塗布工程において、ピエゾ素子の作用によって、前記接着剤を塗布する。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記貼合工程において、貼り合わせ時に付与する圧力が0.01MPa以上、10MPa以下である。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記貼合工程において、貼り合わせ時の温度が30℃以上、180℃以下である。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記接着剤の吐出時の粘度が3mPa・s以上、2000mPa・s以下である。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記接着剤が、光硬化性化合物と、熱硬化性化合物と、光重合開始剤と、熱硬化剤とを含む。本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記接着剤が、前記光硬化性化合物と、光及び熱硬化性化合物と、前記熱硬化性化合物と、前記光重合開始剤と、前記熱硬化剤とを含む。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記光硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し、前記光及び熱硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基と環状エーテル基とを有し、前記熱硬化性化合物が、環状エーテル基を有する。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記接着剤が、前記光硬化性化合物として、(メタ)アクリロイル基を1個有する単官能化合物と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能化合物とを含む。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記接着剤100重量%中、前記光硬化性化合物と前記光及び熱硬化性化合物との合計の含有量が10重量%以上、80重量%以下である。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記第1の電子部品本体が、回路基板又はダイシング後の半導体ウェハであり、他の特定の局面では、前記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハである。
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、半導体装置用電子部品を得る。
本発明の広い局面によれば、上述した電子部品の製造方法により得られる電子部品が提供される。
本発明に係る電子部品の製造方法は、インクジェット装置を用いて、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を塗布する塗布工程後に、上述した第1の光照射工程と上述した貼合工程と上述した加熱工程とを行うので、更に、上記インクジェット装置が、上記インクタンクと上記吐出部と上記循環流路部とを有し、上記塗布工程において、上記インクジェット装置内で、上記接着剤を上記インクタンクから上記吐出部に移動させた後に、上記吐出部から吐出されなかった上記接着剤を、上記循環流路部内を流して上記インクタンクに移動させることにより、上記接着剤を循環させながら、塗布するので、硬化した接着剤層を高精度にかつ容易に形成することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る電子部品の製造方法は、第1の電子部品本体上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程を備える。また、本発明に係る電子部品の製造方法は、上記塗布工程後に、第1の光照射部から上記接着剤層に光を照射して、上記接着剤層の硬化を進行させる第1の光照射工程を備える。さらに、本発明に係る電子部品の製造方法は、上記第1の光照射工程後に、光が照射された上記接着剤層上に、第2の電子部品本体を配置して、上記第1の電子部品本体と上記第2の電子部品本体とを、光が照射された上記接着剤層を介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体を得る貼合工程を備える。さらに、本発明に係る電子部品の製造方法は、上記貼合工程後に、上記一次積層体を加熱して、上記第1の電子部品本体と上記第2の電子部品本体との間の上記接着剤層を硬化させて、電子部品を得る加熱工程をさらに備える。上記加熱工程により硬化した接着剤層が形成される。
また、本発明に係る電子部品の製造方法では、上記インクジェット装置が、上記接着剤が貯留されるインクタンクと、上記インクタンクと接続されておりかつ上記接着剤が吐出される吐出部と、一端が上記吐出部に接続されており、他端が上記インクタンクに接続されており、かつ内部を上記接着剤が流れる循環流路部とを有する。
本発明に係る電子部品の製造方法では、上記塗布工程において、上記インクジェット装置内で、上記接着剤を上記インクタンクから上記吐出部に移動させた後に、上記吐出部から吐出されなかった上記接着剤を、上記循環流路部内を流して上記インクタンクに移動させることにより、上記接着剤を循環させながら、塗布する。
本発明では、特定の上記塗布工程、特定の上記第1の光照射工程、特定の上記貼合工程及び特定の上記加熱工程が行われるため、更に、特定の上記インクジェット装置を用いて、上記インクジェット装置内で、上記接着剤を上記インクタンクから上記吐出部に移動させた後に、上記吐出部から吐出されなかった上記接着剤を、上記循環流路部内を流して上記インクタンクに移動させることにより、上記接着剤を循環させながら、塗布するので、硬化した接着剤層を高精度にかつ容易に形成することができる。本発明の効果を得るために、上記接着剤を循環させながら、塗布することには大きな意味がある。
また、本発明では、厚みの厚い接着剤層を高精度に形成することができる。また、本発明では、多層化された接着剤層であっても、微細かつ高精度に形成することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
図2は、本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法により得られる電子部品を示す断面図である。
図2に示す電子部品1は、第1の電子部品本体2と、第1の電子部品本体2の表面上に配置された接着剤層3と、接着剤層3の表面上に配置された第2の電子部品本体4とを備える。第2の電子部品本体4は、接着剤層3の第1の電子部品本体2側とは反対側に配置されている。接着剤層3の第1の表面上に、第1の電子部品本体2が配置されている。接着剤層3の第1の表面とは反対側の第2の表面上に、第2の電子部品本体4が配置されている。接着剤層3は加熱後の接着剤層であり、硬化した接着剤層である。
上記電子部品本体としては、具体的には、半導体ウェハ、ダイシング後の半導体ウェハ(分割された半導体ウェハ、半導体チップ)、カバーガラス、コンデンサ、ダイオード、プリント基板、フレキシブルプリント基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等が挙げられる。
高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記電子部品本体は、回路基板、カバーガラス、半導体ウェハ又は、ダイシング後の半導体ウェハであることが好ましい。
高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記第1の電子部品本体が、回路基板又はダイシング後の半導体ウェハであることが好ましい。高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハであることが好ましい。
高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記第1の電子部品本体が回路基板又はダイシング後の半導体ウェハであり、かつ上記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハであることが好ましく、更に、上記第1の電子部品本体が回路基板であり、かつ上記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハであることがより好ましい。上記電子部品は半導体装置用電子部品であることが好ましい。
以下の本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。
先ず、図1(a)に示すように、第1の電子部品本体2上に、インクジェット装置11を用いて、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を塗布して、接着剤層12を形成する(塗布工程)。ここでは、第1の電子部品本体2の表面上に、全体に、接着剤を塗布している。塗布後、接着剤の液滴が互いに混ざり合い、図1(b)に示す状態の接着剤層12になる。
図3に示すように、インクジェット装置11は内部に、インクタンク21と、吐出部22と、循環流路部23とを有する。
循環流路部23は、循環流路部23内に、バッファタンク23Aとポンプ23Bとを有する。但し、図4に示すインクジェット装置11Xのように、循環流路部23Xは、循環流路部23X内に、バッファタンクとポンプとを有していなくてもよい。上記循環流路部は、上記循環流路部内に、上記バッファタンクを有することが好ましく、上記ポンプを有することが好ましい。また、上記循環流路部は、上記循環流路部内に、バッファタンク及びポンプの他に、流速計、温度計、フィルター、液面センサー等を有していてもよい。
インクタンク21には、上記接着剤が貯留されている。吐出部22(インクジェットヘッド)から、上記接着剤が吐出される。吐出部22は吐出ノズルを含む。インクタンク21に、吐出部22が接続されている。インクタンク21と吐出部22とは流路を介して接続されている。循環流路部23の一端は吐出部22に接続されており、他端はインクタンク21に接続されている。循環流路部23の内部を、上記接着剤が流れる。
バッファタンク23A又はポンプ23Bが備えられる場合には、バッファタンク23A及びポンプ23Bはそれぞれ、吐出部22とインクタンク21との間に配置されることが好ましい。バッファタンク23Aはポンプ23Bよりも吐出部22側に配置されている。ポンプ23Bは、バッファタンク23Aよりもインクタンク21側に配置されている。バッファタンク23Aには、上記接着剤が仮貯留される。
上記吐出部としては、サーマル方式、バブル噴射方式、電磁バルブ方式又はピエゾ方式のインクジェットヘッド等が挙げられる。また、上記吐出部内の循環流路部としては、共通循環流路(マニフォールド)から吐出ノズルへ分岐しているエンドシュータータイプや吐出ノズルをインクが循環するサイドシュータータイプが挙げられる。接着剤の吐出性を高めて、微細な接着剤層の形成精度をより一層高める観点からは、上記インクジェット装置がピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いるインクジェット装置であり、上記塗布工程において、ピエゾ素子の作用によって、上記接着剤を塗布することが好ましい。
上記接着剤の循環方法に関しては、インクの自重を利用したり、ポンプ等を利用して加圧、減圧等を行い循環したりすることが可能である。これらは複数組み合わせて用いてもよい。ポンプとしてはシリンダ方式の無脈動ポンプ、プロペラポンプ、ギヤポンプ及びダイヤフラムポンプ等が挙げられる。循環効率を高めて、微細な接着剤層の形成精度をより一層高める観点からは、上記循環流路部は、上記循環流路部内に上記接着剤を移送させるポンプを含むことが好ましい。
上記吐出部の吐出ノズルにおいては、適切な圧力に保ちかつ、その範囲内で圧力変動(脈動)が少ないことが好ましい。ポンプ等を使用する場合にはポンプの脈動を抑えるために、ポンプと上記吐出部との間に減衰器を設けることが好ましい。このような減衰器としては、上記接着剤が仮貯留されるバッファタンクや膜式のダンパ等が挙げられる。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記循環流路部は、上記循環流路部内に、上記接着剤が仮貯留されるバッファタンクを含むことが好ましい。
上記接着剤を加熱しながら循環させる場合には、インクタンク21内に加熱ヒーターを導入したり、循環流路部23,23Xに加熱ヒーターを用いたりすることで、上記接着剤の温度を調節することが可能である。
上記の塗布工程において、インクジェット装置11内で、上記接着剤をインクタンク21から吐出部22に移動させた後に、吐出部22から吐出されなかった上記接着剤を、循環流路部23内を流してインクタンク21に移動させる。それによって、上記の塗布工程において、上記接着剤を循環させながら、塗布する。
次に、図1(b),(c)に示すように、上記の塗布工程後に、第1の光照射部13から接着剤層12に光を照射して、接着剤層12の硬化を進行させる(第1の光照射工程)。それによって、第1の光照射部13により光が照射された接着剤層12Aが形成される。接着剤層12Aは、予備硬化物である。後述する第2の光照射部14から光が照射される場合、第1の光照射部13から照射される光の波長や照射強度と、後述する第2の光照射部14から照射される光の波長や照射強度とが同じでも異なっていてもよい。接着剤層の硬化性をより一層高める観点からは、第2の光照射部14から照射される照射強度が第1の光照射部13から照射される光の照射強度より強い方が好ましい。光硬化性化合物と、光及び熱硬化性化合物とを用いる場合に、光硬化性を制御するために、上記第1の光照射工程と、後述する第2の光照射工程とを行うことが好ましい。
なお、「第1の光照射部13から接着剤層12に光を照射して、接着剤層12の硬化を進行させる」には、反応を進行させて増粘状態にすることも含まれる。
光照射を行う装置としては特に限定されず、紫外線を発生する発光ダイオード(UV−LED)、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、及び超高圧水銀ランプ等が挙げられる。接着剤層の形成精度をより一層高める観点からは、特に第1の光照射部に、UV−LEDを用いることが好ましい。
次に、図1(c),(d)に示すように、上記の第1の光照射工程後に、第1の光照射部13とは別の第2の光照射部14から、第1の光照射部13から光が照射された接着剤層12Aに光を照射して、接着剤層12Aの硬化をさらに進行させる(第2の光照射工程)。それによって、第2の光照射部14により光が照射された接着剤層12Bが形成される。接着剤層12Bは、予備硬化物である。
上記の第2の光照射工程は、後述する貼合工程前に行われることが好ましく、加熱工程前に行われることが好ましい。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記第2の光照射工程が行われることが好ましい。但し、上記第2の光照射工程は必ずしも行われる必要はなく、上記第1の光照射工程後に、上記第2の光照射工程を行わずに、後述する貼合工程が行われてもよい。
次に、図1(d),(e)に示すように、上記の第2の光照射工程後に、光が照射された接着剤層12B上に、第2の電子部品本体4を配置して、第1の電子部品本体2と第2の電子部品本体4とを、光が照射された接着剤層12Bを介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体1Aを得る(貼合工程)。なお、上記第1の光照射工程後に、上記第2の光照射工程を行わない場合には、光が照射された接着剤層12A上に、第2の電子部品本体4を配置して、第1の電子部品本体2と第2の電子部品本体4とを、光が照射された接着剤層12Aを介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体を得る(貼合工程)。
次に、上記の貼合工程後に、一次積層体1Aを加熱して、第1の電子部品本体2と第2の電子部品本体4との間の接着剤層12Bを硬化させて、電子部品を得る(加熱工程)。このようにして、図2に示す電子部品1を得ることができる。
なお、上記塗布工程と上記第1の光照射工程とを繰り返すことで、接着剤層を多層化して、多層の接着剤層を形成してもよい。図5に示すように、複数の接着剤層32A,32B,32Cが積層された接着剤層32を備える電子部品31を得てもよい。
上記の電子部品の製造方法において、接着剤の吐出性及び移送性を高めて、硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、循環されている上記接着剤の温度は好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下である。
接着剤の吐出性を高めて、硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤の吐出時の粘度は好ましくは3mPa・s以上、より好ましくは5mPa・s以上、好ましくは2000mPa・s以下、より好ましくは1500mPa・s以下である。
上記粘度は、JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、吐出時の温度で測定される。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記貼合工程において、貼り合わせ時に付与する圧力は好ましくは0.01MPa以上、より好ましくは0.05MPa以上、好ましくは10MPa以下、より好ましくは8MPa以下である。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記貼合工程において、貼り合わせ時の温度は好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、好ましくは180℃以下、より好ましくは150℃以下である。
上記接着剤は、光硬化性及び熱硬化性を有する。上記接着剤は、光硬化性成分と熱硬化性成分とを含む。上記接着剤は、光硬化性化合物(光の照射により硬化可能な硬化性化合物)と、熱硬化性化合物(加熱により硬化可能な硬化性化合物)と、光重合開始剤と、熱硬化剤とを含むことが好ましい。上記接着剤は、光硬化性化合物と、光及び熱硬化性化合物(光の照射及び加熱の双方により硬化可能な硬化性化合物)と、熱硬化性化合物と、光重合開始剤と、熱硬化剤とを含むことが好ましい。上記接着剤は、硬化促進剤を含むことが好ましい。
以下、上記接着剤に含まれる各成分の詳細を説明する。
(硬化性化合物)
(光硬化性化合物)
上記光硬化性化合物としては、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物、ビニル基を有する硬化性化合物及びマレイミド基を有する硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基(1個以上)を有することが好ましい。上記光硬化性化合物は、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。
(光硬化性化合物)
上記光硬化性化合物としては、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物、ビニル基を有する硬化性化合物及びマレイミド基を有する硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基(1個以上)を有することが好ましい。上記光硬化性化合物は、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。
本明細書では、上記(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、メタクリロイル基及びアクリロイル基の内少なくとも一方を有する化合物を意味する。
上記光硬化性化合物として、光反応性基を2個以上有する多官能化合物(A1)を用いてもよく、光反応性基を1個有する単官能化合物(A2)を用いてもよい。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤が、上記光硬化性化合物として、(メタ)アクリロイル基を1個有する単官能化合物(A2)と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能化合物(A1)とを含むことが好ましい。
上記多官能化合物(A1)としては、多価アルコールの(メタ)アクリル酸付加物、多価アルコールのアルキレンオキサイド変性物の(メタ)アクリル酸付加物、ウレタン(メタ)アクリレート類、及びポリエステル(メタ)アクリレート類等が挙げられる。上記多価アルコールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、及びペンタエリスリトール等が挙げられる。
上記多官能化合物(A1)の具体例としては、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、イソボルニルジメタノールジ(メタ)アクリレート及びジシクロペンテニルジメタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、硬化物の耐湿熱性をより一層高める観点からは、上記多官能化合物(A1)は、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートであることが好ましい。
上記「(メタ)アクリレート」の用語は、アクリレート又はメタクリレートを示す。上記「(メタ)アクリル」の用語は、アクリル又はメタクリルを示す。
上記多官能化合物(A1)は、多環骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能化合物(A1)であることが好ましい。多官能化合物(A1)の使用により、上記接着剤の硬化物の耐湿熱性を高くすることができる。従って、電子部品の信頼性を高めることができる。
上記多官能化合物(A1)は、多環骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有すれば特に限定されない。多官能化合物(A1)として、多環骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有する従来公知の多官能化合物を用いることができる。上記多官能化合物(A1)は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有するため、光の照射により重合が進行し、硬化する。上記多官能化合物(A1)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。
上記多官能化合物(A1)の具体例としては、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、イソボルニルジメタノールジ(メタ)アクリレート及びジシクロペンテニルジメタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、硬化物の耐湿熱性をより一層高める観点からは、上記多官能化合物(A1)は、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートであることが好ましい。
上記多官能化合物(A1)及び後述する単官能化合物(A2)における上記「多環骨格」とは、複数の環状骨格を連続して有する構造を示す。多官能化合物(A1)及び単官能化合物(A2)における上記多環骨格としてはそれぞれ、多環脂環式骨格及び多環芳香族骨格等が挙げられる。
上記多環脂環式骨格としては、ビシクロアルカン骨格、トリシクロアルカン骨格、テトラシクロアルカン骨格及びイソボルニル骨格等が挙げられる。
上記多環芳香族骨格としては、ナフタレン環骨格、アントラセン環骨格、フェナントレン環骨格、テトラセン環骨格、クリセン環骨格、トリフェニレン環骨格、テトラフェン環骨格、ピレン環骨格、ペンタセン環骨格、ピセン環骨格及びペリレン環骨格等が挙げられる。
上記単官能化合物(A2)の具体例としては、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジヒドロキシシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート及びナフチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、硬化物の耐湿熱性をより一層高める観点からは、上記単官能化合物(A2)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジヒドロキシシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートからなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。
上記ビニル基を有する化合物としてはビニルエーテル類、エチレン誘導体、スチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、無水マレイン酸、ジシクロペンタジエン、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルホルムアミド等が挙げられる。
上記マレイミド基を有する化合物としては、特に限定されず例えば、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−ヘキシルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−オクチルマレイミド、N−ドデシルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−p−カルボキシフェニルマレイミド、N−p−ヒドロキシフェニルマレイミド、N−p−クロロフェニルマレイミド、N−p−トリルマレイミド、N−p−キシリルマレイミド、N−o−クロロフェニルマレイミド、N−o−トリルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−2,5−ジエチルフェニルマレイミド、N−2,5−ジメチルフェニルマレイミド、N−m−トリルマレイミド、N−α−ナフチルマレイミド、N−o−キシリルマレイミド、N−m−キシリルマレイミド、ビスマレイミドメタン、1,2−ビスマレイミドエタン、1,6−ビスマレイミドヘキサン、ビスマレイミドドデカン、N,N’−m−フェニレンジマレイミド、N,N’−p−フェニレンジマレイミド、4,4’−ビスマレイミドジフェニルエーテル、4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン、4,4’−ビスマレイミド−ジ(3−メチルフェニル)メタン、4,4’−ビスマレイミド−ジ(3−エチルフェニル)メタン、4,4’−ビスマレイミド−ジ(3−メチル−5−エチル−フェニル)メタン、N,N’−(2,2−ビス−(4−フェノキシフェニル)プロパン)ジマレイミド、N,N’−2,4−トリレンジマレイミド、N,N’−2,6−トリレンジマレイミド、及びN,N’−m−キシリレンジマレイミド等が挙げられる。
絶縁信頼性や接着信頼性をより一層高める観点から、上記光硬化性化合物は、ジシクロペンタジエン骨格を有することが好ましい。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記光硬化性化合物の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
(光及び熱硬化性化合物)
上記光及び熱硬化性化合物としては、各種の光硬化性官能基と各種の熱硬化性官能基とを有する化合物が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基と環状エーテル基とを有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有することが好ましい。上記光及び熱硬化性化合物は、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。
上記光及び熱硬化性化合物としては、各種の光硬化性官能基と各種の熱硬化性官能基とを有する化合物が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基と環状エーテル基とを有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有することが好ましい。上記光及び熱硬化性化合物は、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。
上記光及び熱硬化性化合物としては、特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基とエポキシ基を有する化合物、エポキシ化合物の部分(メタ)アクリル化物、ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物等が挙げられる。
上記(メタ)アクリロイル基とエポキシ基を有する化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート、及び4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記エポキシ化合物の部分(メタ)アクリル化物としては、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを、常法に従って触媒の存在下で反応させることにより得られる。上記エポキシ化合物の部分(メタ)アクリル化物に用いることができるエポキシ化合物としては、ノボラック型エポキシ化合物及びビスフェノール型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ノボラック型エポキシ化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、トリスフェノールノボラック型エポキシ化合物、及びジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ビスフェノール型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノール型エポキシ化合物、及びポリオキシプロピレンビスフェノールA型エポキシ化合物等が挙げられる。エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との配合量を適宜変更することにより、所望のアクリル化率のエポキシ化合物を得ることが可能である。エポキシ基1当量に対してカルボン酸の配合量は、好ましくは0.1当量以上、より好ましくは0.2当量以上、好ましくは0.7当量以下、より好ましくは0.5当量以下である。
上記ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物は、例えば、以下の方法によって得られる。ポリオールと2官能以上のイソシアネートを反応させ、さらに残りのイソシアネート基に、酸基を有する(メタ)アクリルモノマー及びグリシドールを反応させる。または、ポリオールを用いず、2官能以上のイソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとグリシドールとを反応させてもよい。または、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートモノマーにグリシドールを反応させても、上記ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物が得られる。具体的には、例えば、まず、トリメチロールプロパン1モルとイソホロンジイソシアネート3モルとを錫系触媒下で反応させる。得られた化合物中に残るイソシアネート基と、水酸基を有するアクリルモノマーであるヒドロキシエチルアクリレート、及び水酸基を有するエポキシであるグリシドールを反応させることにより、上記ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物が得られる。
上記ポリオールとしては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、及び(ポリ)プロピレングリコール等が挙げられる。
上記イソシアネートは、2官能以上であれば、特に限定されない。上記イソシアネートとしては、例えば、イソホロ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、ヘキサ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、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイオシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、及び1,6,10−ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記光及び熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、好ましくは60重量%以下、より好ましくは50重量%以下である。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記光硬化性化合物と上記光及び熱硬化性化合物との合計の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
(熱硬化性化合物)
上記熱硬化性化合物としては、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物、及びチイラン基を有する熱硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記熱硬化性化合物は、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物であることが好ましく、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(エポキシ化合物)であることがより好ましい。上記熱硬化性化合物は、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。
上記熱硬化性化合物としては、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物、及びチイラン基を有する熱硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記熱硬化性化合物は、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物であることが好ましく、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(エポキシ化合物)であることがより好ましい。上記熱硬化性化合物は、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。
上記エポキシ化合物としては特に限定されず、例えば、ノボラック型エポキシ化合物及びビスフェノール型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ノボラック型エポキシ化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、トリスフェノールノボラック型エポキシ化合物、及びジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ビスフェノール型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノール型エポキシ化合物、及びポリオキシプロピレンビスフェノールA型エポキシ化合物等が挙げられる。また、上記エポキシ化合物としては、その他に、環式脂肪族エポキシ化合物、及びグリシジルアミン等も挙げられる。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
(光重合開始剤)
上記光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤等が挙げられる。上記光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。上記光重合開始剤は、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。
上記光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤等が挙げられる。上記光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。上記光重合開始剤は、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。
上記光ラジカル重合開始剤は特に限定されない。上記光ラジカル重合開始剤は、光の照射によりラジカルを発生し、ラジカル重合反応を開始するための化合物である。上記光ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アミノアセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、リボフラビンテトラブチレート、チオール化合物、2,4,6−トリス−s−トリアジン、有機ハロゲン化合物、ベンゾフェノン類、キサントン類及び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等が挙げられる。上記光ラジカル重合開始剤は、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。
上記光ラジカル重合開始剤とともに、光重合開始助剤を用いてもよい。該光重合開始助剤としては、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン及びトリエタノールアミン等が挙げられる。これら以外の光重合開始助剤を用いてもよい。上記光重合開始助剤は、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。
また、可視光領域に吸収があるCGI−784等(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)のチタノセン化合物などを、光反応を促進するために用いてもよい。
上記光カチオン重合開始剤としては特に限定されず、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、メタロセン化合物及びベンゾイントシレート等が挙げられる。上記光カチオン重合開始剤は、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。
上記接着剤100重量%中、上記光重合開始剤の含有量は好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.2重量%以上、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。
(熱硬化剤)
上記熱硬化剤としては、有機酸、アミン化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィッド化合物及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤として、アミン−エポキシアダクトなどの変性ポリアミン化合物を用いてもよい。これら以外の熱硬化剤を用いてもよい。上記熱硬化剤は、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。
上記熱硬化剤としては、有機酸、アミン化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィッド化合物及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤として、アミン−エポキシアダクトなどの変性ポリアミン化合物を用いてもよい。これら以外の熱硬化剤を用いてもよい。上記熱硬化剤は、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。
上記アミン化合物とは、1個以上の1〜3級のアミノ基を有する化合物を意味する。上記アミン化合物としては、例えば、(1)脂肪族ポリアミン、(2)脂環族ポリアミン、(3)芳香族ポリアミン、(4)ヒドラジド、及び(5)グアニジン誘導体等が挙げられる。また、エポキシ化合物付加ポリアミン(エポキシ化合物とポリアミンの反応物)、マイケル付加ポリアミン(α、β不飽和ケトンとポリアミンの反応物)、マンニッヒ付加ポリアミン(ポリアミンとホルマリン及びフェノールの縮合体)、チオ尿素付加ポリアミン(チオ尿素とポリアミンの反応物)、ケトン封鎖ポリアミン(ケトン化合物とポリアミンの反応物[ケチミン])などのアダクト体を用いてもよい。
上記(1)脂肪族ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びジエチルアミノプロピルアミン等が挙げられる。
上記(2)脂環族ポリアミンとしては、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、及びビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン等が挙げられる。
上記(3)芳香族ポリアミンとしては、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、o−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、4,4−ジアミノジフェニルプロパン、4,4−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4−ジアミノジシクロヘキサン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス[(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、及び4,4−ジアミノジフェニルスルフォン等が挙げられる。
上記(4)ヒドラジドとしては、カルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、及びイソフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。
上記(5)グアニジン誘導体としては、ジシアンジアミド、1−o−トリルジグアニド、α−2,5−ジメチルグアニド、α,ω−ジフェニルジグアニジド、α,α−ビスグアニルグアニジノジフェニルエーテル、p−クロロフェニルジグアニド、α,α−ヘキサメチレンビス[ω−(p−クロロフェノール)]ジグアニド、フェニルジグアニドオキサレート、アセチルグアニジン、及びジエチルシアノアセチルグアニジン等が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、多価フェノール化合物等が挙げられる。上記多価フェノール化合物としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ビスフェノールA、テトラブロムビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’−ビフェニルフェノール、ナフタレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボラック樹脂、及びフルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂等が挙げられる。
上記酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、及びポリアゼライン酸無水物等が挙げられる。
上記接着剤100重量%中、上記熱硬化剤の含有量は好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上、好ましくは60重量%以下、より好ましくは50重量%以下である。
(硬化促進剤)
上記硬化促進剤としては、第三級アミン、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、有機金属塩、リン化合物及び尿素系化合物等が挙げられる。
上記硬化促進剤としては、第三級アミン、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、有機金属塩、リン化合物及び尿素系化合物等が挙げられる。
上記接着剤100重量%中、上記硬化促進剤の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。
(他の成分)
上記接着剤は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては特に限定されないが、カップリング剤等の接着助剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、及び重合禁止剤等が挙げられる。
上記接着剤は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては特に限定されないが、カップリング剤等の接着助剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、及び重合禁止剤等が挙げられる。
以下、本発明に係る電子部品の製造方法により得られる電子部品の他の具体例について説明する。
図6は、本発明に係る電子部品の製造方法により得られる電子部品の第1の変形例を模式的に示す正面断面図である。
図6に示す半導体装置71は、電子部品である。半導体装置71は、基板53Aと、接着剤層72と、第1の半導体ウェハ73とを備える。基板53Aは上面に、第1の接続端子53aを有する。第1の半導体ウェハ73は上面に、接続端子73aを有する。基板53Aは、第2の接続端子53bが設けられていないことを除いては、後述する基板53と同様に形成されている。
基板53A上に、接着剤層72を介して、第1の半導体ウェハ73が積層されている。接着剤層72は、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を光硬化及び熱硬化させることにより形成されている。
第1の半導体ウェハ73は上面に、接続端子73aを有する。接続端子73aから配線74が引き出されている。配線74により、接続端子73aと第1の接続端子53aとが電気的に接続されている。
図7は、本発明に係る電子部品の製造方法により得られる電子部品の第2の変形例を模式的に示す正面断面図である。
図7に示す半導体装置51は、電子部品である。半導体装置51は、積層構造体52を備える。積層構造体52は、基板53と、接着剤層54と、基板53上に接着剤層54を介して積層された第2の半導体ウェハ55とを有する。基板53上に、第2の半導体ウェハ55が配置されている。基板53上に、第2の半導体ウェハ55は間接に積層されている。平面視において、基板53は、第2の半導体ウェハ55よりも大きい。基板53は、第2の半導体ウェハ55よりも側方に張り出している領域を有する。
接着剤層54は、例えば、硬化性組成物を硬化させることにより形成されている。硬化前の硬化性組成物を用いた硬化性組成物層は、粘着性を有していてもよい。硬化前の硬化性組成物層を形成するために、硬化性組成物シートを用いてもよい。
基板53は上面に、第1の接続端子53aを有する。第2の半導体ウェハ55は上面に、接続端子55aを有する。接続端子55aから配線56が引き出されている。配線56の一端は、第2の半導体ウェハ55上に設けられた接続端子55aに接続されている。配線56の他端は、基板53上に設けられた第1の接続端子53aに接続されている。配線56により、接続端子55aと第1の接続端子53aとが電気的に接続されている。配線56の他端は、第1の接続端子53a以外の他の接続端子に接続されていてもよい。配線56は、ボンディングワイヤーであることが好ましい。
積層構造体52における第2の半導体ウェハ55上に、接着剤層61を介して、第1の半導体ウェハ62が積層されている。接着剤層61は、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を光硬化及び熱硬化させることにより形成されている。
基板53は上面に、第2の接続端子53bを有する。第1の半導体ウェハ62は上面に、接続端子62aを有する。接続端子62aから配線63が引き出されている。配線63の一端は、第1の半導体ウェハ62上に設けられた接続端子62aに接続されている。配線63の他端は、基板53上に設けられた第2の接続端子53bに接続されている。配線63により、接続端子62aと第2の接続端子53bとが電気的に接続されている。配線63の他端は、第2の接続端子53b以外の他の接続端子に接続されていてもよい。配線63は、ボンディングワイヤーであることが好ましい。
半導体装置51では、第2の半導体ウェハ55上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を、インクジェット装置から吐出して、接着剤層61を形成することで得ることができる。これに対して、半導体装置71は、基板53A上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を、インクジェット装置から吐出して、接着剤層72を形成することで得ることができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
(合成例1)
攪拌器、温度計、滴下ロートを備えた3つ口セパラブルフラスコに、メチルセロソルブ50g、ジシアンジアミド15g、及び2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン1gを加え、100℃に加熱してジシアンジアミドを溶解させた。溶解後、ブチルグリシジルエーテル130gを滴下ロートから20分かけて滴下し、1時間反応させた。その後60℃に温度を下げ、減圧にして溶媒を除去し、薄黄色の反応粘稠物(熱硬化剤A)を得た。
攪拌器、温度計、滴下ロートを備えた3つ口セパラブルフラスコに、メチルセロソルブ50g、ジシアンジアミド15g、及び2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン1gを加え、100℃に加熱してジシアンジアミドを溶解させた。溶解後、ブチルグリシジルエーテル130gを滴下ロートから20分かけて滴下し、1時間反応させた。その後60℃に温度を下げ、減圧にして溶媒を除去し、薄黄色の反応粘稠物(熱硬化剤A)を得た。
(接着剤Aの調製)
光硬化性化合物としてトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(IRR−214K、ダイセル・オルネクス社製)50重量部、光及び熱硬化性化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂のアクリル酸付加物(UVACURE1561、ダイセル・オルネクス社製)10重量部、熱硬化性化合物としてビスフェノールA型エポキシ化合物(EXA850CRP、DIC社製)40重量部、熱硬化剤としてテルペン系酸無水化合物(YH309、三菱化学社製)40重量部、硬化促進剤としてDBU−オクチル酸塩(UCAT SA102、サンアプロ社製)1重量部、及び光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−4−モルホリノブチロフェノン(IRGACURE369、BASF社製)5重量部を均一に混合し、接着剤Aを得た。
光硬化性化合物としてトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(IRR−214K、ダイセル・オルネクス社製)50重量部、光及び熱硬化性化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂のアクリル酸付加物(UVACURE1561、ダイセル・オルネクス社製)10重量部、熱硬化性化合物としてビスフェノールA型エポキシ化合物(EXA850CRP、DIC社製)40重量部、熱硬化剤としてテルペン系酸無水化合物(YH309、三菱化学社製)40重量部、硬化促進剤としてDBU−オクチル酸塩(UCAT SA102、サンアプロ社製)1重量部、及び光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−4−モルホリノブチロフェノン(IRGACURE369、BASF社製)5重量部を均一に混合し、接着剤Aを得た。
後述の塗布試験、及び半導体装置(積層構造体)の作製時の循環温度(吐出時の温度)で、粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、得られた接着剤Aの10rpmの粘度を測定した。
(接着剤B〜Iの調製)
下記の表1に示す成分を下記の表2に示す配合量で配合したこと以外は上記接着剤Aの調製と同様にして調製した。得られた接着剤B〜Iの粘度も、接着剤Aの粘度と同様にして測定した。
下記の表1に示す成分を下記の表2に示す配合量で配合したこと以外は上記接着剤Aの調製と同様にして調製した。得られた接着剤B〜Iの粘度も、接着剤Aの粘度と同様にして測定した。
(実施例1)
(1)吐出試験
FR4ガラスエポキシ基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が3行×9列で27個設けられている)を用意した。上述した本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法に従って、図1(a)〜(e)に示す各工程(但し、下記の表3に示すように条件を設定)を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤Aを循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程とを繰り返して、厚み30μmの接着剤層を形成した。接着剤層は半導体チップを実装する10×10mmの部分に形成し、27個の吐出試験評価用サンプルを作製した。
(1)吐出試験
FR4ガラスエポキシ基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が3行×9列で27個設けられている)を用意した。上述した本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法に従って、図1(a)〜(e)に示す各工程(但し、下記の表3に示すように条件を設定)を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤Aを循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程とを繰り返して、厚み30μmの接着剤層を形成した。接着剤層は半導体チップを実装する10×10mmの部分に形成し、27個の吐出試験評価用サンプルを作製した。
(2)半導体装置(積層構造体)の作製
FR4ガラスエポキシ基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が3行×9列で27か所設けられている)を用意した。上述した本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法に従って、図1(a)〜(e)に示す各工程(但し、下記の表3に示すように条件を設定)を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤Aを循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程とを繰り返して、厚み30μmの接着剤層を形成した。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦10mm×横10mm×厚み80μm)に見立てたシリコンベアチップを110℃で1.0MPaの条件で積層して、積層体を得た。シリコンベアチップを積層した後、光学顕微鏡(デジタルマイクロスコープVH―Z100、キーエンス社製)を用いて接着剤層のはみ出しが100μm未満であることを確認した。得られた積層体を160℃のオーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、27個の半導体装置(積層構造体)を得た。
FR4ガラスエポキシ基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が3行×9列で27か所設けられている)を用意した。上述した本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法に従って、図1(a)〜(e)に示す各工程(但し、下記の表3に示すように条件を設定)を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤Aを循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程とを繰り返して、厚み30μmの接着剤層を形成した。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦10mm×横10mm×厚み80μm)に見立てたシリコンベアチップを110℃で1.0MPaの条件で積層して、積層体を得た。シリコンベアチップを積層した後、光学顕微鏡(デジタルマイクロスコープVH―Z100、キーエンス社製)を用いて接着剤層のはみ出しが100μm未満であることを確認した。得られた積層体を160℃のオーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、27個の半導体装置(積層構造体)を得た。
(実施例2〜13、及び比較例1〜4)
接着剤の種類、及び製造条件を下記の表3に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、半導体装置を作製した。
接着剤の種類、及び製造条件を下記の表3に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、半導体装置を作製した。
ただし、比較例3のシリコンベアチップの積層に関しては、40℃で0.2MPaの条件で積層した。
(評価)
(1)接着剤層形成を行った基板の評価(吐出抜けの確認)
実体顕微鏡(ニコン社製「SMZ−10」)にて接着剤層(27個のパターン)の確認を行い、液の抜けの確認を行った。
(1)接着剤層形成を行った基板の評価(吐出抜けの確認)
実体顕微鏡(ニコン社製「SMZ−10」)にて接着剤層(27個のパターン)の確認を行い、液の抜けの確認を行った。
[吐出抜けの判定基準]
○:抜けのあるパターンなし
△:抜けのあるパターンが1個以上、5個未満
×:抜けのあるパターンが5個以上
○:抜けのあるパターンなし
△:抜けのあるパターンが1個以上、5個未満
×:抜けのあるパターンが5個以上
(2)半導体装置のボイドの確認
超音波探査映像装置(mi−scope hyper II、日立建機ファインテック社製)を用いて、得られた半導体装置の接着剤層のボイドを観察し、下記の基準で評価した。
超音波探査映像装置(mi−scope hyper II、日立建機ファインテック社製)を用いて、得られた半導体装置の接着剤層のボイドを観察し、下記の基準で評価した。
[ボイドの判定基準]
○○:ボイドがほとんど観察されなかった
○:ボイドがわずかに観察された(使用上問題がない)
×:ボイドが観察された(使用上問題あり)
○○:ボイドがほとんど観察されなかった
○:ボイドがわずかに観察された(使用上問題がない)
×:ボイドが観察された(使用上問題あり)
(3)半導体装置の接着剤層のはみ出しの確認
実体顕微鏡(ニコン社製「SMZ−10」)を用いて得られた半導体装置の接着剤層のはみ出しを観察し、下記の基準で評価した。
実体顕微鏡(ニコン社製「SMZ−10」)を用いて得られた半導体装置の接着剤層のはみ出しを観察し、下記の基準で評価した。
[はみ出しの判定基準]
○:はみ出しがほとんど観察されなかった(はみ出し量100μm未満)
×:はみ出しが観察された(はみ出し量100μm以上)
○:はみ出しがほとんど観察されなかった(はみ出し量100μm未満)
×:はみ出しが観察された(はみ出し量100μm以上)
(4)半導体装置の吸湿リフロー試験
得られた半導体装置(27個)を85℃、85RH%に168時間放置して吸湿させた後、半田リフロー炉(プレヒート150℃×100秒、リフロー[最高温度260℃])に1サイクル及び3サイクル通過させた後の半導体装置を、超音波探査映像装置(mi−scope hyper II、日立建機ファインテック社製)を用いて、半導体装置の接着剤層の剥離を観察し、下記の基準で評価した。
得られた半導体装置(27個)を85℃、85RH%に168時間放置して吸湿させた後、半田リフロー炉(プレヒート150℃×100秒、リフロー[最高温度260℃])に1サイクル及び3サイクル通過させた後の半導体装置を、超音波探査映像装置(mi−scope hyper II、日立建機ファインテック社製)を用いて、半導体装置の接着剤層の剥離を観察し、下記の基準で評価した。
[吸湿リフロー試験の判定基準]
○○:剥離なし
○:剥離が1個以上、3個未満(使用上問題がない)
×:剥離が3個以上(使用上問題あり)
○○:剥離なし
○:剥離が1個以上、3個未満(使用上問題がない)
×:剥離が3個以上(使用上問題あり)
(5)接着信頼性の評価(長期信頼性:冷熱サイクル評価)
得られた半導体装置について、液槽式熱衝撃試験機(ESPEC社製「TSB−51」)を用いて、−55℃で5分間保持した後、150℃まで昇温し、150℃で5分間保持した後−50℃まで降温する過程を1サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。250サイクル及び500サイクル後に半導体装置を取り出し、超音波探査映像装置(mi−scope hyper II、日立建機ファインテック社製)を用いて、半導体装置の接着剤層の剥離を観察し、下記の基準で評価した。
得られた半導体装置について、液槽式熱衝撃試験機(ESPEC社製「TSB−51」)を用いて、−55℃で5分間保持した後、150℃まで昇温し、150℃で5分間保持した後−50℃まで降温する過程を1サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。250サイクル及び500サイクル後に半導体装置を取り出し、超音波探査映像装置(mi−scope hyper II、日立建機ファインテック社製)を用いて、半導体装置の接着剤層の剥離を観察し、下記の基準で評価した。
[冷熱サイクル評価の判定基準]
○○:剥離していない
○:わずかに剥離している(使用上問題がない)
×:大きく剥離している(使用上問題あり)
○○:剥離していない
○:わずかに剥離している(使用上問題がない)
×:大きく剥離している(使用上問題あり)
結果を下記の表3に示す。
1…電子部品
1A…一次積層体
2…第1の電子部品本体
3…接着剤層(加熱後)
4…第2の電子部品本体
11,11X…インクジェット装置
12…接着剤層
12A…第1の光照射部により光が照射された接着剤層
12B…第2の光照射部により光が照射された接着剤層
13…第1の光照射部
14…第2の光照射部
21…インクタンク
22…吐出部
23,23X…循環流路部
23A…バッファタンク
23B…ポンプ
31…電子部品
32…多層の接着剤層(加熱後)
32A,32B,32C…接着剤層(加熱後)
51,71…半導体装置
52…積層構造体
53,53A…基板
53a…第1の接続端子
53b…第2の接続端子
54,61,72…接着剤層
55…第2の半導体ウェハ
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の半導体ウェハ
62a…接続端子
1A…一次積層体
2…第1の電子部品本体
3…接着剤層(加熱後)
4…第2の電子部品本体
11,11X…インクジェット装置
12…接着剤層
12A…第1の光照射部により光が照射された接着剤層
12B…第2の光照射部により光が照射された接着剤層
13…第1の光照射部
14…第2の光照射部
21…インクタンク
22…吐出部
23,23X…循環流路部
23A…バッファタンク
23B…ポンプ
31…電子部品
32…多層の接着剤層(加熱後)
32A,32B,32C…接着剤層(加熱後)
51,71…半導体装置
52…積層構造体
53,53A…基板
53a…第1の接続端子
53b…第2の接続端子
54,61,72…接着剤層
55…第2の半導体ウェハ
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の半導体ウェハ
62a…接続端子
Claims (15)
- インクジェット装置を用いて、第1の電子部品本体上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、
前記塗布工程後に、第1の光照射部から前記接着剤層に光を照射して、前記接着剤層の硬化を進行させる第1の光照射工程と、
前記第1の光照射工程後に、光が照射された前記接着剤層上に、第2の電子部品本体を配置して、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを、光が照射された前記接着剤層を介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体を得る貼合工程と、
前記貼合工程後に、前記一次積層体を加熱して、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体との間の前記接着剤層を硬化させて、電子部品を得る加熱工程とを備え、
前記接着剤が、光硬化性化合物と、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物と、光重合開始剤と、熱硬化剤とを含み、
前記インクジェット装置が、前記接着剤が貯留されるインクタンクと、前記インクタンクと接続されておりかつ前記接着剤が吐出される吐出部と、一端が前記吐出部に接続されており、他端が前記インクタンクに接続されており、かつ内部を前記接着剤が流れる循環流路部とを有し、
前記塗布工程において、前記インクジェット装置内で、前記接着剤を前記インクタンクから前記吐出部に移動させた後に、前記吐出部から吐出されなかった前記接着剤を、前記循環流路部内を流して前記インクタンクに移動させることにより、前記接着剤を循環させながら、塗布する、電子部品の製造方法。 - 前記第1の光照射工程後かつ前記貼合工程前に、前記第1の光照射部とは別の第2の光照射部から、前記第1の光照射部から光が照射された前記接着剤に光を照射して、前記接着剤の硬化をさらに進行させる第2の光照射工程を備える、請求項1に記載の電子部品の製造方法。
- 前記循環流路部が、前記循環流路部内に、前記接着剤が仮貯留されるバッファタンクを含む、請求項1又は2に記載の電子部品の製造方法。
- 循環されている前記接着剤の温度が40℃以上、100℃以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記インクジェット装置がピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いるインクジェット装置であり、
前記塗布工程において、ピエゾ素子の作用によって、前記接着剤を塗布する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記貼合工程において、貼り合わせ時に付与する圧力が0.01MPa以上、10MPa以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記貼合工程において、貼り合わせ時の温度が30℃以上、180℃以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記接着剤の吐出時の粘度が3mPa・s以上、2000mPa・s以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記接着剤が、前記光硬化性化合物と、光及び熱硬化性化合物と、前記熱硬化性化合物と、前記光重合開始剤と、前記熱硬化剤とを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記光硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し、
前記光及び熱硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基と環状エーテル基とを有する、請求項9に記載の電子部品の製造方法。 - 前記接着剤が、前記光硬化性化合物として、(メタ)アクリロイル基を1個有する単官能化合物と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能化合物とを含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記接着剤が、光及び熱硬化性化合物を含み、
前記接着剤100重量%中、前記光硬化性化合物と前記光及び熱硬化性化合物との合計の含有量が10重量%以上、80重量%以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1の電子部品本体が、回路基板又はダイシング後の半導体ウェハである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
- 前記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハである、請求項13に記載の電子部品の製造方法。
- 半導体装置用電子部品を得る、請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
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