JP6646360B2 - 封止用樹脂シート、及び、電子デバイス装置 - Google Patents
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無機充填剤を含み、
前記無機充填剤は、アルミナ粒子を含み、
前記アルミナ粒子の含有量は、前記無機充填剤全体に対して50体積%以上であり、
前記アルミナ粒子の最大粒径は、10μm以上50μm以下の範囲内であり、
熱硬化後のシート厚み方向の熱伝導率が3W/m・K以上であることを特徴とする。
また、前記アルミナ粒子の最大粒径が10μm以上であるため、封止用樹脂シートの粘度を、電子デバイスの埋め込みに好適な低い粘度とすることができる。また、前記アルミナ粒子の最大粒径が50μm以下であるため、電子デバイスを封止した際、電子デバイス上において、封止用樹脂シートからアルミナ粒子が露出することを防止できる。また、基板上に配置された複数の電子デバイスを封止する際に、電子デバイス間にアルミナ粒子が挟まることを防止することができる。
また、熱硬化後のシート厚み方向の熱伝導率が3W/m・K以上であるため、放熱性に優れる。
このように、本発明の封止用樹脂シートによれば、好適に電子デバイスを封止することができ、且つ、高い放熱性を有する封止用樹脂シートを提供することができる。
本発明において、「熱硬化後の熱伝導率」とは、常圧下で、150℃で30分間加熱した後の熱伝導率をいう。
樹脂シート11が、無機充填剤として窒化ホウ素(六方晶型窒化ホウや正方晶型窒化ホウ素)を含む場合、その形状は限定されず、鱗片状であってもよく、鱗片状の窒化ホウ素を凝集させた二次凝集体であってもよい。ただし、六方晶型窒化ホウ素は、一般的な結晶構造が鱗片状であり、結晶のa軸方向(面方向)における熱伝導率が、c軸方向(厚さ方向)における熱伝導率の数倍から数十倍となる熱的異方性を有している。そのため、等方性を有するように凝集させた二次凝集体として使用することが好ましい。
一方、本実施形態では、加圧した状態を維持しながら封止用樹脂シートを硬化させる(第一次熱硬化させる)といった特殊な工程を採用することなく使用することが可能な封止用樹脂シートを提供するものである。つまり、本実施形態に係る封止用樹脂シートは、電子デバイスの封止の後、圧力を加えることなく(常圧の下で)、熱硬化をさせるという簡便な工程を行えば、熱伝導率を高くすることを可能とするものでる。また、埋め込み時の粘度を好適なものとするものである。
なお、重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
樹脂シート11は、適当な溶剤に樹脂シート11を形成するための樹脂等を溶解、分散させてワニスを調整し、このワニスをセパレータ11a上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させて形成することができる。なお、必要に応じて複数の樹脂シートを積層して加熱プレス(例えば、90℃で60秒)し、所望の厚さの樹脂シート11としてもよい。塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度70〜160℃、乾燥時間1〜30分間の範囲内で行われる。また、セパレータ上にワニスを塗布して塗布膜を形成した後、前記乾燥条件で塗布膜を乾燥させて樹脂シート11を形成してもよい。その後、セパレータ11a上に樹脂シート11をセパレータと共に貼り合わせる。樹脂シート11が、特に、熱可塑性樹脂(アクリル樹脂)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂を含む場合、これらすべてを溶剤に溶解させた上で、塗布、乾燥させる。溶剤としては、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン等を挙げることができる。
図2A〜図2Eは、本発明の一実施形態に係る電子デバイス装置の製造方法の一工程を模式的に示す図である。
本実施形態では、電子デバイス装置が中空パッケージである場合について説明する。具体的には、プリント配線基板12上に搭載されたSAWチップ13を樹脂シート11により中空封止して中空パッケージを製造する場合について説明する。ただし、本発明はこの例に限定されず、中空部を有さない電子デバイス装置の製造にも同様の方法を採用することができる。
本実施形態に係る中空パッケージの製造方法では、まず、図2Aに示すように、複数のSAWチップ13がプリント配線基板12上に搭載された積層体15を準備する(工程A)。
SAWチップ13は、本発明の電子デバイスに相当する。また、プリント配線基板12は、本発明の支持体に相当する。
SAWチップ13は、所定の櫛形電極が形成された圧電結晶を公知の方法でダイシングして個片化することにより形成できる。SAWチップ13のプリント配線基板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。SAWチップ13とプリント配線基板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。また、SAWチップ13とプリント配線基板12との間は、SAWフィルタ表面での表面弾性波の伝播を阻害しないように中空部14を維持するようになっている。SAWチップ13とプリント配線基板12との間の距離(中空部の幅)は適宜設定でき、一般的には10〜100μm程度である。
また、本実施形態に係る中空パッケージの製造方法では、樹脂シート11を準備する(工程B)。上述したように樹脂シート11は、特定のアルミナ粒子等を含有している。
次に、図2Bに示すように、下側加熱板41上に積層体15をSAWチップ13が搭載されている面を上にして配置するとともに、SAWチップ13面上に樹脂シート11を配置する(工程C)。この工程においては、下側加熱板41上にまず積層体15を配置し、その後、積層体15上に樹脂シート11を配置してもよく、積層体15上に樹脂シート11を先に積層し、その後、積層体15と樹脂シート11とが積層された積層物を下側加熱板41上に配置してもよい。なお、セパレータ11aはこの段階では剥がさない方が好ましい。
次に、図2Cに示すように、下側加熱板41と上側加熱板42とにより熱プレスして、SAWチップ13を樹脂シート11で封止する(工程D)。なお、埋め込み工程とは、SAWチップ13の埋め込みを開始してからSAWチップ13が全て埋め込まれるまでの工程をいう。
また、樹脂シート11のSAWチップ13及びプリント配線基板12への密着性および追従性の向上を考慮すると、減圧条件下においてプレスすることが好ましい。前記減圧条件としては、例えば、0.1〜5kPa、より好ましくは、0.1〜100Paである。
次に、セパレータ11aを剥がし、樹脂シート11を熱硬化処理する(図2D参照)。熱硬化処理の条件としては、樹脂シート11の構成材料に応じて適宜設定できるが、例えば、加熱温度が好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上である。一方、加熱温度の上限が、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。加熱時間が、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上である。一方、加熱時間の上限が、好ましくは180分以下、より好ましくは120分以下である。また、本実施形態に係る樹脂シート11は、加圧しない状態(常圧)で熱硬化させて使用することを想定しているが、必要に応じて加圧してもよく、好ましくは0.1MPa以上、より好ましくは0.5MPa以上である。一方、上限は好ましくは10MPa以下、より好ましくは5MPa以下である。なお、セパレータ11aを剥がすタイミングは熱硬化前に限定されない。
続いて、封止体16のダイシングを行ってもよい(図2E参照)。これにより、SAWチップ13単位での中空パッケージ18を得ることができる。
必要に応じて、中空パッケージ18に対して再配線及びバンプを形成し、これを別途の基板(図示せず)に実装する基板実装工程を行うことができる。中空パッケージ18の基板への実装には、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。
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、エポキン当量:200g/eq.、軟化点:80℃)
フェノール樹脂:群栄化学社製のLVR8210DL(ノボラック型フェノール樹脂、水酸基当量:104g/eq.、軟化点:60℃)
熱可塑性樹脂:根上工業社製のME−2000M(カルボキシル基含有のアクリル酸エステル系ポリマー、重量平均分子量:約60万、Tg:−35℃、酸価:20mgKOH/g、ポリマー濃度20%のメチルエチルケトン溶液)
カーボンブラック:三菱化学社製の#20
アルミナ粒子1:アドマテックス社製(平均粒径:3μm、最大粒径:15μm)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン処理品
アルミナ粒子2:アドマテックス社製(平均粒径:1.5μm、最大粒径:8μm)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン処理品
窒化ホウ素の二次凝集体:モメンティブ社製、製品名:AC6091(平均粒径:125μm、最大粒径:200μm、ふるい分級品)
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)
表1に記載の配合比に従い、各成分を溶剤としてのメチルエチルケトンに溶解、分散させ、濃度90重量%のワニスを得た。このワニスを、シリコーン離型処理した厚さが38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した後、110℃で3分間乾燥させた。得られた厚さ60μmのシートを積層させて厚さ300μmの熱硬化性樹脂シートを得た。
まず、実施例、比較例の封止用樹脂シートを150℃で30分加熱して熱硬化させた。熱硬化は、常圧下にて行った。
次に、熱硬化後のこれらの封止用樹脂シートの熱伝導率の測定を行なった。熱伝導率は下記の式から求めた。結果を表1に示す。
(熱伝導率)=(熱拡散係数)×(比熱)×(比重)
封止用樹脂シートを作製したのち、常圧下にて、150℃で30分加熱した。このサンプルを用いて、キセノンフラッシュ法熱測定装置(ネッチジャパン社製、LFA447 nanoflash)を用いて熱拡散係数を測定した。
DSC(TA instrument製、Q−2000)を用いてJIS−7123の規格に沿った測定方法によって求めた。
電子天秤(株式会社島津製作所製、AEL−200)を用いてアルキメデス法によって測定した。
実施例及び比較例で作製した封止用樹脂シートの90℃での粘度を、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。より詳細には、ギャップ0.8mm、パラレルプレート直径8mm、測定周波数1Hz、歪み量0.05%、昇温速度30℃/分の条件にて、50℃から90℃に昇温し、そのまま90℃に保持した状態で3分間粘度を測定し、その際の最低粘度を読み取った。結果を表1に示す。
アルミニウム櫛形電極が形成された以下の仕様のSAWチップを下記ボンディング条件にてセラミック基板に実装して、セラミック基板及びセラミック基板に実装されたSAWチップを備えるSAWチップ実装基板を作製した。SAWチップとセラミック基板との間のギャップ幅は、20μmであった。
チップサイズ:1.2mm角(厚さ150μm)
バンプ材質:Au(高さ20μm)
バンプ数:6バンプ
チップ数:100個(10個×10個)
装置:パナソニック電工(株)製
ボンディング条件:200℃、3N、1sec、超音波出力2W
次に、以下に示す条件下で、平行平板方式で真空プレスして、SAWチップを封止用樹脂シートに埋め込んだ。
温度:60℃
加圧力:4MPa
真空度:1.6kPa
プレス時間:1分
温度:150℃
加圧力:なし(常圧下)
加熱時間:60分
11a 支持体
13 SAWチップ
16 封止体
18 中空パッケージ
Claims (4)
- 無機充填剤を含み、
前記無機充填剤は、アルミナ粒子と窒化ホウ素とを含み、
前記アルミナ粒子の含有量は、前記無機充填剤全体に対して50体積%以上であり、
前記アルミナ粒子の最大粒径は、10μm以上50μm以下の範囲内であり、
前記窒化ホウ素の含有量は、前記無機充填剤全体に対して5体積%以上であり、
熱硬化後のシート厚み方向の熱伝導率が3W/m・K以上であることを特徴とする封止用樹脂シート(ただし、ビフェニル基、フェニルベンゾエート基、スチルベン基、及び、アゾベンゼン基からなる群から選択される1種以上のメソゲン基を少なくとも1つ分子内に有するエポキシ樹脂を含む場合を除く)。 - 熱硬化後のシート厚み方向の熱伝導率が5W/m・K以上であることを特徴とする請求項1に記載の封止用樹脂シート。
- 前記アルミナ粒子の表面が、シランカップリング剤で疎水化処理されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の封止用樹脂シート。
- 請求項1〜3のいずれか1に記載の封止用樹脂シートを有する電子デバイス装置。
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