JP6259608B2 - 電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態1の樹脂シート11の断面模式図である。樹脂シート11は、第1の樹脂層1と第2の樹脂層2とを積層した構造である。なお、樹脂シート11の両面には、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどの支持体が設けられていてもよい。樹脂シート11からの剥離を容易に行うために、支持体には離型処理が施されていてもよい。
アルミナは通常、比重3.9g/cm3であるので、アルミナの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第1の樹脂層1中のアルミナの含有量は、83重量%以上が好ましく、86重量%以上がより好ましい。第1の樹脂層1中のアルミナの含有量は、95重量%以下が好ましく、90重量%以下がより好ましい。
100μm超:1体積%以下
10μm以下:30体積%以上70体積%以下
1μm以下:10体積%以上
なお、平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
シリカは通常、比重2.2g/cm3であるので、シリカの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第2の樹脂層2中のシリカの含有量は、81重量%以上が好ましく、84重量%以上がより好ましい。第2の樹脂層2中のシリカの含有量は、94重量%以下が好ましく、91重量%以下がより好ましい。
すなわち、第2の樹脂層2中のアルミナの含有量は、88重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましい。第2の樹脂層2中のアルミナの含有量は、97重量%以下が好ましく、95重量%以下がより好ましい。
例えば、以下の工程を行うことで電子デバイスパッケージを得ることができる。以下の工程は、一般にチップ・オン・ウェハ(COW)プロセスと呼ばれる。
電子デバイス搭載基板準備工程では、複数の電子デバイス13が搭載された基板12を準備する(図2参照)。電子デバイス13の基板12への搭載には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。通常、電子デバイス13と基板12とは電気的に接続されている。図2では、電子デバイス13と基板12とはバンプなどの突起電極13aを介して電気的に接続されている例を示している。
封止工程では、第1の樹脂層1が基板12及び電子デバイス13と接触するように、基板12上に樹脂シート11を積層し、電子デバイス13を樹脂シート11で封止する(図3参照)。これにより、電子デバイス13が樹脂封止された電子デバイスパッケージ15を得る。
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15の樹脂シート11を熱硬化する。
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15の樹脂シート11を研削する。研削方法としては、例えば、高速回転する砥石を用いるグラインディング法などが挙げられる。
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15の基板12を研削する。研削方法としては、例えば、高速回転する砥石を用いるグラインディング法などが挙げられる。次いで、必要に応じて、電子デバイスパッケージ15にビア(Via)を形成する。次いで、必要に応じて、電子デバイスパッケージ15に再配線を形成する。次いで、必要に応じて、再配線上にバンプを形成する。
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15のダイシングを行う(図4参照)。これにより、チップ状の電子デバイスパッケージ16を得ることができる。
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15又は電子デバイスパッケージ16に再配線及びバンプ17を形成し、これを基板18に実装する(図5参照)。
レーザーマーキングは、電子デバイスパッケージ15又は電子デバイスパッケージ16に任意のタイミングで行うことができる。例えば、熱硬化前の電子デバイスパッケージ15にレーザーマーキングを行ってもよく、熱硬化後の電子デバイスパッケージ15にレーザーマーキングを行ってもよく、電子デバイスパッケージ16にレーザーマーキングを行ってもよい。
例えば、以下の工程を行うことでも電子デバイスパッケージを得ることができる。以下の工程は、Fan−out(ファンアウト)型ウェハレベルパッケージ(WLP)の製造に好適である。
まず、粘着シート41に複数の電子デバイス13を固定する(図6参照)。このとき、必要に応じて、電子デバイス13の回路形成面が粘着シート41と対向するように配置固定する。電子デバイス13の固定には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。
封止工程では、第1の樹脂層1が粘着シート41及び電子デバイス13と接触するように、粘着シート41上に樹脂シート11を積層し、電子デバイス13を樹脂シート11で封止する(図7参照)。これにより、電子デバイス13が樹脂封止された封止体51を得る。
必要に応じて、封止体51を熱硬化する(封止体51の樹脂シート11を熱硬化する)。
次いで、封止体51から粘着シート41を剥離する(図8参照)。剥離方法は特に限定されないが、粘着剤層43の粘着力を低下させた後に剥離することが好ましい。例えば、粘着剤層43が熱剥離性粘着剤層である場合、粘着剤層43を加熱し、粘着剤層43の粘着力を低下させた後に剥離する。
次いで、必要に応じて、封止体51の樹脂シート11を研削する(図9参照)。研削方法としては、例えば、高速回転する砥石を用いるグラインディング法などが挙げられる。
次いで、セミアディティブ法などを利用して、封止体51に再配線52を形成する(図10参照)。
電子デバイス13、第1の樹脂層1及び再配線52などの要素からなる封止体51のダイシングを行ってもよい(図11参照)。以上により、チップ領域の外側に配線を引き出した電子デバイスパッケージ61得ることができる。なお、ダイシングせずに封止体51をそのまま電子デバイスパッケージとして使用してもよい。
必要に応じて、電子デバイスパッケージ61を基板に実装する。
レーザーマーキングは、封止体51又は電子デバイスパッケージ61に任意のタイミングで行うことができる。例えば、熱硬化前の封止体51にレーザーマーキングを行ってもよく、熱硬化後の封止体51にレーザーマーキングを行ってもよく、電子デバイスパッケージ61にレーザーマーキングを行ってもよい。
図12の(a)は実施形態2の樹脂シート101の断面模式図である。(b)はその模式底面図である。熱伝導粒子の含有量が少ない又は熱伝導粒子を含まない樹脂層31が、第1の樹脂層1のダイシングが予定されている部分(ダイシング予定部分)に形成されている点以外は、樹脂シート101は実施形態1の樹脂シート11と同様である。
エポキシ樹脂:新日鐵化学(株)製のYSLV−80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキン当量200g/eq.軟化点80℃)
フェノール樹脂:明和化成社製のMEH−7851−SS(ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂、水酸基当量203g/eq.軟化点67℃)
熱可塑性樹脂:三菱レイヨン社製メタブレンC−132E(MBS樹脂、平均粒径120μm)
熱伝導粒子:電気化学工業製のDAB−45SI(アルミナ、d50 19.9μm、熱伝導率30W/mK)
難燃剤:伏見製薬所製のFP−100(ホスファゼン化合物)
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)
エポキシ樹脂:新日鐵化学(株)製のYSLV−80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキン当量200g/eq.軟化点80℃)
フェノール樹脂:明和化成社製のMEH−7851−SS(ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂、水酸基当量203g/eq.軟化点67℃)
熱可塑性樹脂:三菱レイヨン社製メタブレンC−132E(MBS樹脂、平均粒径120μm)
フィラー:電気化学工業社製のFB−9454FC(溶融球状シリカ、平均粒子径20μm)
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)
シランカップリング剤処理フィラー:電気化学工業社製のFB−9454FC(溶融球状シリカ、平均一次粒子径20μm)を信越化学社製のKBM−403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)で処理したもの(FB−9454FC 87.9重量部に対して、KBM−403 0.5重量部の割合で処理)
カーボンブラック:三菱化学社製の#20
難燃剤:伏見製薬所製のFP−100(ホスファゼン化合物)
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)
(第1の樹脂層の作製)
表1に記載の配合比に従い、各成分を配合し、これに各成分の総量と同量のメチルエチルケトンを添加して、ワニスを調製した。得られたワニスを、コンマコ―タ−により、厚み50μmのポリエステルフィルムA(三菱化学ポリエステル社製、MRF−50)の剥離処理面上に塗工し、乾燥させた。次いで、厚み38μmのポリエステルフィルムB(三菱化学ポリエステル社製、MRF−38)の剥離処理面を、乾燥後のワニス上に張り合わせて、第1の樹脂層を作製した(第1の樹脂層の厚み 70μm)。
表2に記載の配合比に従い、各成分を配合し、ロール混練機により60〜120℃、10分間、減圧条件下(0.01kg/cm2)で溶融混練し、混練物を調製した。次いで、得られた混練物を、平板プレス法により、シート状に形成して、第2の樹脂層を作製した(第2の樹脂層の厚み 130μm)。
第1の樹脂層のポリエステルフィルムAを剥離した後、ロールラミネ―タ―を用いて第2の樹脂層上に第1の樹脂層を積層した。これにより、第2の樹脂層上に第1の樹脂層が積層された樹脂シートを作製した。
第1の樹脂層、第2の樹脂層及び樹脂シートについて以下の評価を行った。結果を表3に示す。
サンプル(第1の樹脂層及び第2の樹脂層)を、乾燥機内において175℃、1時間で熱処理を行い、熱硬化させた。その後、TWA法(温度波熱分析法、測定装置;アイフェイズモバイル、(株)アイフェイズ製)により、サンプルの熱拡散率α(m2/s)を測定した。次に、サンプルの比熱Cp(J/g・℃)を、DSC法により測定した。比熱測定は、エスアイアイナノテクノロジー(株)製のDSC6220を用い、昇温速度10℃/min、温度20〜300℃の条件下で行い、得られた実験データを基に、JISハンドブック(比熱容量測定方法K−7123)により算出した。更に、サンプルの比重を測定した。
SAWフィルタ(チップ厚み200μm、バンプ高さ20μm)がマトリックス状に配列されたセラミック基板上に樹脂シートを積層し、温度100℃,圧力300kPaの条件にて1分間真空プレス(到達真空度6.65×102 Pa)した。大気開放後、SAWフィルタパッケージを130℃のオーブンに3時間投入することにより樹脂シートを硬化させた。その後、ダイシング装置を用いてSAWフィルタパッケージを個片化した。ダイシング後に、ダイシング装置(DFD6361、DISCO社製)の接触式のブレード位置合わせ機能で、ダイシングブレードの摩耗量を測定して求めた。摩耗量が30μm未満である場合を○、摩耗量が30μm以上である場合を×と判定した。
温度25℃において直径30mmのステンレス製パイプに樹脂シートを巻きつけた際、樹脂シートに割れ(クラック)が発生した場合を×、割れ(クラック)が発生しない場合を○と判定した。
SAWフィルタ(チップ厚み200μm、バンプ高さ20μm)がマトリックス状に配列されたセラミック基板上に樹脂シートを積層し、温度100℃,圧力300kPaの条件にて1分間真空プレス(到達真空度6.65×102 Pa)した。大気開放後、SAWフィルタパッケージを130℃のオーブンに3時間投入することにより樹脂シートを硬化させた。その後、ダイシング装置を用いてSAWフィルタパッケージを個片化した。
個片化したSAWフィルタを、SAWフィルタ試験装置を用いて駆動試験を行った。駆動中のSAWフィルタを赤外線サーモグラフィを用いてSAWフィルタ表面の温度分布(ホットスポット)を測定した。そして、ホットスポット部の温度がパッケージ表面の最低温度部より +10℃未満である場合を○、ホットスポット面積が +10℃以上である場合を×と判定した。
素子を5mm×5mmの個片に切断し、その個片を樹脂シート表面に配置し、温度100℃,圧力300kPaの条件にて1分間真空プレス(到達真空度6.65×102 Pa)した。その後、130℃のオーブンに3時間投入することにより樹脂シートを硬化させた。硬化後、Dage社製万能型ボンドテスター(Dage4000)を用い、素子のせん断接着力を測定した。
基板を5mm×5mmの個片に切断し、その個片を樹脂シート表面に配置し、温度100℃,圧力300kPaの条件にて1分間真空プレス(到達真空度6.65×102 Pa)した。その後、130℃のオーブンに3時間投入することにより樹脂シートを硬化させた。硬化後、Dage社製万能型ボンドテスター(Dage4000)を用い、基板のせん断接着力を測定した。
素子のせん断接着力が8MPa以上であり、かつ基板のせん断接着力が8MPa以上である場合を○と判定した。素子のせん断接着力又は基板のせん断接着力が8MPa未満である場合を×と判定した。
2 第2の樹脂層
11 樹脂シート
12 基板
13 電子デバイス
13a 突起電極
14 中空部
15、16 電子デバイスパッケージ
17 バンプ
18 基板
41 粘着シート
42 支持体
43 粘着剤層
51 封止体
52 再配線
53 バンプ
61 電子デバイスパッケージ
101 樹脂シート
Claims (4)
- 第1の樹脂層及び第2の樹脂層を備え、
前記第1の樹脂層の熱伝導率が1W/mK以上であり、
熱伝導粒子の含有量が30体積%以下の樹脂層が、前記第1の樹脂層のダイシングが予定されている部分に形成されている、
電子デバイス封止用樹脂シート。 - 前記第1の樹脂層は熱伝導粒子を含み、
前記第1の樹脂層中の前記熱伝導粒子の含有量が55〜83体積%である請求項1に記載の電子デバイス封止用樹脂シート。 - 前記熱伝導粒子がアルミナ及び/又は窒化ホウ素である請求項1又は2に記載の電子デバイス封止用樹脂シート。
- 前記第1の樹脂層が電子デバイスと接触するように、請求項1〜3のいずれかに記載の電子デバイス封止用樹脂シートで前記電子デバイスを封止する工程を含む電子デバイスパッケージの製造方法。
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