JP6325905B2 - インクジェット用光及び熱硬化性接着剤、電子部品の製造方法及び電子部品 - Google Patents
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Description
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。
接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤は、光及び熱硬化性化合物を含むことが好ましい。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。
上記接着剤は、上記熱硬化剤として、下記式(1)で表される熱硬化剤を含む。
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。
上記接着剤は溶剤を含まないか又は含む。上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。上記接着剤が溶剤を含む場合に、上記接着剤100重量%中、上記溶剤の含有量は1重量%以下である。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤における溶剤の含有量は少ないほどよい。
上記接着剤はフィラーを含まないか又は含む。上記接着剤は、フィラーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤におけるフィラーの含有量は少ないほどよい。さらに、上記接着剤におけるフィラーの含有量が少ないほど、インクジェット装置による吐出不良の発生が抑えられる。
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、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。
光硬化性化合物:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス社製「IRR−214K」)30重量部と、イソボルニルアクリレート(共栄社化学社製「IBOA」)10重量部と、光重合開始剤:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(BASF社製「IRGACURE369」)4.5重量部と、熱硬化性化合物:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製「EXA850CRP」)20重量部と、熱硬化剤:液状フェノール樹脂(明和化成社製「MEH8000H」)30重量部と、光及び熱硬化性化合物:グリシジルメタクリレート(日油社製「ブレンマーGH」)10重量部と、硬化促進剤:DBU−オクチル酸塩(サンアプロ社製「UCAT SA102」)0.5重量部とを混合し、インクジェット用硬化性組成物を得た。
下記の表1に示す成分を下記の表2に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、インクジェット用硬化性接着剤を得た。
(1)粘度
JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、作製直後の接着剤の25℃及び1rpmでの粘度η1を測定した。接着剤の粘度η1を下記の基準で判定した。
○:粘度が160mPa・s以上、1600mPa・s以下
×:粘度が160mPa・s未満又は粘度が1600mPa・sを超える
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2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2×0.1秒)とを繰り返し30μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2×10秒)で光硬化させた。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0.2MPa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(キーエンス社製「デジタルマイクロスコープVH―Z100」)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。
○○: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)
光学顕微鏡(キーエンス社製「デジタルマイクロスコープVH―Z100」)を用いて、上記(2)の評価で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。
○○:はみ出しがほとんど観察されなかった(はみ出し距離100μm未満)
○:はみ出しがあまり観察されなかった(はみ出し距離が100μm以上、200μm未満)
×:はみ出しが観察された(はみ出し距離200μm以上)
インクジェット装置内で70℃で8時間、接着剤を循環させた後に、インクジェットヘッドから接着剤を吐出できるか否かを確認した。
○:インクジェットヘッドから接着剤が吐出できた
×:吐出前に接着剤が硬化しているか、又は接着剤の粘度が上昇しており、インクジェットヘッドから接着剤を吐出できなかった
上記(2)の評価で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(日立建機ファインテック社製「mi−scope hyper II」)を用いて、半導体装置の接着剤層の剥離を観察した。吸湿リフロー試験を下記の基準で評価した。
○○:剥離した半導体装置なし
○:剥離した半導体装置が1個以上、3個未満(使用上問題がない)
×:剥離した半導体装置が3個以上(使用上問題あり)
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10分間保持した後、150℃まで昇温し、150℃で10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(日立建機ファインテック社製「mi−scope hyper II」)を用いて、半導体装置の接着剤層の剥離を観察した。冷熱サイクル試験を下記の基準で評価した。
○○: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)
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の分割された半導体ウェハ(半導体素子)
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の分割された半導体ウェハ(半導体素子)
62a…接続端子
Claims (16)
- インクジェット装置を用いて塗布されて用いられ、かつ光の照射により硬化を進行させた後に加熱により硬化させて用いられる接着剤であって、
(メタ)アクリロイル基を有する光硬化性化合物(但し、エポキシ基を有する化合物を除く)と、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(但し、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を除く)と、(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有する光及び熱硬化性化合物と、光重合開始剤と、熱硬化剤とを含み、
前記熱硬化剤として、下記式(1)で表される熱硬化剤を含む、インクジェット用光及び熱硬化性接着剤。
- JIS K2283に準拠して測定された前記式(1)で表される熱硬化剤の25℃で1rpmの粘度が1Pa・s以上、50Pa・s以下である、請求項1に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。
- JIS K2283に準拠して測定された25℃で1rpmの粘度が160mPa・s以上、1600mPa・s以下である、請求項1又は2に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。
- 溶剤を含まないか又は含み、
接着剤が前記溶剤を含む場合には、前記溶剤の含有量が1重量%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。 - フィラーを含まないか又は含み、
接着剤が前記フィラーを含む場合には、前記フィラーの含有量が1重量%以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。 - 第1の電子部品本体の表面上に、インクジェット装置を用いて、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、
前記塗布工程後に、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光照射工程と、
前記光照射工程後に、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る、電子部品の製造方法。 - 前記塗布工程から前記光照射工程までを複数回繰り返した後に、前記加熱工程を行う、請求項8に記載の電子部品の製造方法。
- 前記第1の電子部品本体が半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、
前記第2の電子部品本体が半導体素子である、請求項8又は9に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1の電子部品本体が半導体ウェハであり、
前記第2の電子部品本体がカバーガラスである、請求項8又は9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、前記インクジェット用光及び熱硬化性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インクジェット用光及び熱硬化性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、かつ内部を前記インクジェット用光及び熱硬化性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、前記インクジェット用光及び熱硬化性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インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を、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、前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を循環させながら、塗布する、請求項8〜11のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。 - 循環されている前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤の温度が40℃以上、100℃以下である、請求項12に記載の電子部品の製造方法。
- 第1の電子部品本体と、第2の電子部品本体と、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接続している接着剤層とを備え、
前記接着剤層が、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤を、インクジェット装置を用いて塗布し、かつ光の照射により硬化を進行させた後に加熱により硬化させて形成されている、電子部品。 - 前記第1の電子部品本体が半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、
前記第2の電子部品本体が半導体素子である、請求項14に記載の電子部品。 - 前記第1の電子部品本体が半導体ウェハであり、
前記第2の電子部品本体がカバーガラスである、請求項14に記載の電子部品。
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