JP7471940B2 - Sealing resin sheet - Google Patents
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Description
本発明は、封止用樹脂シート、詳しくは、素子を封止するための封止用樹脂シートに関する。 The present invention relates to an encapsulating resin sheet, more specifically, to an encapsulating resin sheet for encapsulating elements.
従来、熱硬化性樹脂を含む封止用シートを用いて、基板に実装された半導体素子や電子部品を、プレスにより封止し、その後、熱硬化性樹脂を熱硬化させて、封止用シートから硬化体を形成することが知られている(例えば、下記特許文献1参照。)。
It has been known that a sealing sheet containing a thermosetting resin is used to seal semiconductor elements or electronic components mounted on a substrate by pressing, and then the thermosetting resin is thermally cured to form a cured body from the sealing sheet (see, for example,
近年、電子機器の高機能化に伴い、それに備えられる半導体素子や電子部品にも小型化が要求されている。それに伴い、半導体素子や電子部品を保護する樹脂(硬化体)に対しても、硬化時の寸法精度の向上が要求されている。具体的には、半導体素子や電子部品の側端縁から、半導体素子や電子部品、および、基板間に侵入する硬化体の侵入量をより低減したい要求がある。 In recent years, as electronic devices have become more sophisticated, there has been a demand for the miniaturization of the semiconductor elements and electronic components used in them. Accordingly, there is a demand for improved dimensional accuracy during curing of the resin (cured body) that protects the semiconductor elements and electronic components. Specifically, there is a demand to further reduce the amount of intrusion of the cured body that intrudes between the semiconductor elements and electronic components and the substrate from the side edges of the semiconductor elements and electronic components.
本発明は、半導体素子や電子部品に代表される素子および基板間への硬化体の侵入を低減できる封止用樹脂シートを提供する。 The present invention provides an encapsulating resin sheet that can reduce the intrusion of the cured body between elements, such as semiconductor elements and electronic components, and substrates.
本発明[1]は、熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂を含有し、素子を封止するための封止用樹脂シートであり、前記熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂を含み、前記アクリル樹脂は、カルボキシル基を有し、前記アクリル樹脂の酸価は、18以上である、封止用樹脂シートである。 The present invention [1] is an encapsulating resin sheet for encapsulating an element, which contains a thermosetting resin, a layered silicate compound, and a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin includes an acrylic resin, the acrylic resin has a carboxyl group, and the acid value of the acrylic resin is 18 or more.
本発明[2]は、前記アクリル樹脂の官能基数が、300以上である、上記[1]に記載の封止用樹脂シートを含んでいる。 The present invention [2] includes the sealing resin sheet described in [1] above, in which the number of functional groups of the acrylic resin is 300 or more.
本発明[3]は、前記層状ケイ酸塩化合物に対する、前記アクリル樹脂の質量比(アクリル樹脂/層状ケイ酸塩化合物)が、0.1以上2以下である、上記[1]または[2]に記載の封止用樹脂シートを含んでいる。 The present invention [3] includes the sealing resin sheet according to the above [1] or [2], in which the mass ratio of the acrylic resin to the layered silicate compound (acrylic resin/layered silicate compound) is 0.1 or more and 2 or less.
本発明の封止用樹脂シートにおいて、熱可塑性樹脂は、カルボキシル基を有するアクリル樹脂を含み、アクリル樹脂の酸価は、18以上である。 In the sealing resin sheet of the present invention, the thermoplastic resin contains an acrylic resin having a carboxyl group, and the acid value of the acrylic resin is 18 or more.
そのため、この封止用樹脂シートを素子に配置し、これを加熱して硬化体を形成するときに、素子および基板間への硬化体の侵入量を低減することができる。 As a result, when this sealing resin sheet is placed on an element and heated to form a hardened body, the amount of hardened body that penetrates between the element and the substrate can be reduced.
本発明の封止用樹脂シートの第1実施形態(1層の封止用樹脂シート)を説明する。 The first embodiment of the encapsulating resin sheet of the present invention (one-layer encapsulating resin sheet) will be described.
封止用樹脂シートは、素子を封止するための樹脂シートであって、厚み方向に直交する面方向に延びる略板形状(フィルム形状)を有する。 The sealing resin sheet is a resin sheet for sealing elements, and has a roughly plate shape (film shape) that extends in a plane direction perpendicular to the thickness direction.
封止用樹脂シートの材料は、熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂を含有する。つまり、この材料は、熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂を含有するケイ酸塩-樹脂組成物である。 The material of the sealing resin sheet contains a thermosetting resin, a layered silicate compound, and a thermoplastic resin. In other words, this material is a silicate-resin composition that contains a thermosetting resin, a layered silicate compound, and a thermoplastic resin.
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。 Examples of thermosetting resins include epoxy resins, silicone resins, urethane resins, polyimide resins, urea resins, melamine resins, and unsaturated polyester resins.
熱硬化性樹脂は、単独または2種以上併用することができる。 Thermosetting resins can be used alone or in combination of two or more types.
熱硬化性樹脂として、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。なお、エポキシ樹脂は、主剤、硬化剤および硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物として調製される。 The thermosetting resin is preferably an epoxy resin. The epoxy resin is prepared as an epoxy resin composition containing a base resin, a curing agent, and a curing accelerator.
主剤としては、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、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの2官能エポキシ樹脂、例えば、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、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などの3官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。これら主剤は、単独で使用または2種以上を併用することができる。主剤として、好ましくは、2官能エポキシ樹脂、より好ましくは、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が挙げられる。 Examples of the base agent include bifunctional epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, modified bisphenol A type epoxy resin, modified bisphenol F type epoxy resin, and biphenyl type epoxy resin, and multifunctional epoxy resins having three or more functional groups such as phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, trishydroxyphenylmethane type epoxy resin, tetraphenylolethane type epoxy resin, and dicyclopentadiene type epoxy resin. These base agents can be used alone or in combination of two or more types. As the base agent, preferably, bifunctional epoxy resins are used, and more preferably, bisphenol F type epoxy resins are used.
主剤のエポキシ当量の下限は、例えば、10g/eq.、好ましくは、100g/eq.である。主剤のエポキシ当量の上限は、例えば、300g/eq.、好ましくは、250g/eq.である。 The lower limit of the epoxy equivalent of the base agent is, for example, 10 g/eq., preferably 100 g/eq. The upper limit of the epoxy equivalent of the base agent is, for example, 300 g/eq., preferably 250 g/eq.
主剤の軟化点の下限は、例えば、50℃、好ましくは、70℃、より好ましくは、70℃、さらに好ましくは、75℃である。主剤の軟化点の上限は、例えば、130℃、好ましくは、110℃、より好ましくは、90℃である。 The lower limit of the softening point of the base agent is, for example, 50°C, preferably 70°C, more preferably 70°C, and even more preferably 75°C. The upper limit of the softening point of the base agent is, for example, 130°C, preferably 110°C, and more preferably 90°C.
主剤の軟化点が上記した下限以上であれば、図1Cに示す工程において、封止用樹脂シート1が流動できる。従って、図1Cに示す工程の時間短縮、および、図3Cに示す工程における封止用樹脂シート1の厚み方向一方面を平坦にできる。
If the softening point of the base resin is equal to or higher than the lower limit described above, the
材料における主剤の割合の下限は、例えば、1質量%、好ましくは、2質量%である。材料における主剤の割合の上限は、例えば、30質量%、好ましくは、15質量%である。エポキシ樹脂組成物における主剤の割合の下限は、例えば、30質量%、好ましくは、50質量%である。エポキシ樹脂組成物における主剤の割合の上限は、例えば、80質量%、好ましくは、70質量%である。 The lower limit of the proportion of the main agent in the material is, for example, 1 mass %, preferably 2 mass %. The upper limit of the proportion of the main agent in the material is, for example, 30 mass %, preferably 15 mass %. The lower limit of the proportion of the main agent in the epoxy resin composition is, for example, 30 mass %, preferably 50 mass %. The upper limit of the proportion of the main agent in the epoxy resin composition is, for example, 80 mass %, preferably 70 mass %.
硬化剤は、加熱によって、上記した主剤を硬化させる潜在性硬化剤である。硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂などのフェノール樹脂が挙げられる。硬化剤がフェノール樹脂であれば、フェノール樹脂が主剤とともに、それらの硬化体が、高い耐熱性と高い耐薬品性とを有する。従って、硬化体は、封止信頼性に優れる。 The curing agent is a latent curing agent that cures the base agent by heating. Examples of the curing agent include phenolic resins such as phenol novolac resin. If the curing agent is a phenolic resin, the phenolic resin and the base agent together form a cured product that has high heat resistance and high chemical resistance. Therefore, the cured product has excellent sealing reliability.
硬化剤の割合は、下記の当量比となるように設定される。具体的には、主剤中のエポキシ基1当量に対する、フェノール樹脂中の水酸基の合計の下限が、例えば、0.7当量、好ましくは、0.9当量である。主剤中のエポキシ基1当量に対する、フェノール樹脂中の水酸基の合計の上限が、例えば、1.5当量、好ましくは、1.2当量である。具体的には、主剤100質量部に対する硬化剤の含有部数の下限は、例えば、20質量部、好ましくは、40質量部である。主剤100質量部に対する硬化剤の含有部数の上限は、例えば、80質量部、好ましくは、60質量部である。 The ratio of the curing agent is set to the following equivalent ratio. Specifically, the lower limit of the total of hydroxyl groups in the phenolic resin relative to 1 equivalent of epoxy groups in the base agent is, for example, 0.7 equivalents, preferably 0.9 equivalents. The upper limit of the total of hydroxyl groups in the phenolic resin relative to 1 equivalent of epoxy groups in the base agent is, for example, 1.5 equivalents, preferably 1.2 equivalents. Specifically, the lower limit of the number of parts of the curing agent contained per 100 parts by mass of the base agent is, for example, 20 parts by mass, preferably 40 parts by mass. The upper limit of the number of parts of the curing agent contained per 100 parts by mass of the base agent is, for example, 80 parts by mass, preferably 60 parts by mass.
硬化促進剤は、加熱によって、主剤の硬化を促進する触媒(熱硬化触媒)である。硬化促進剤としては、例えば、有機リン系化合物、例えば、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ-PW)などのイミダゾール化合物などが挙げられる。好ましくは、イミダゾール化合物が挙げられる。主剤100質量部に対する硬化促進剤の含有部数の下限は、例えば、0.05質量部である。主剤100質量部に対する硬化促進剤の含有部数の上限は、例えば、5質量部である。 The curing accelerator is a catalyst (thermal curing catalyst) that accelerates the curing of the base agent by heating. Examples of the curing accelerator include organic phosphorus compounds, such as imidazole compounds such as 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (2PHZ-PW). Imidazole compounds are preferred. The lower limit of the number of parts of the curing accelerator per 100 parts by mass of the base agent is, for example, 0.05 parts by mass. The upper limit of the number of parts of the curing accelerator per 100 parts by mass of the base agent is, for example, 5 parts by mass.
熱硬化性樹脂の材料における含有割合は、後述する。 The content of thermosetting resin in the material will be described later.
層状ケイ酸塩化合物は、材料(封止用樹脂シート)において、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂(樹脂マトリクス)に対して分散されている。また、層状ケイ酸塩化合物は、封止用樹脂シートから封止体および硬化体(後述)を形成するときの流動調整剤である。具体的には、層状ケイ酸塩化合物は、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するときの、硬化体の流動性を低減する、硬化時流動低減剤である。 The layered silicate compound is dispersed in the thermosetting resin and thermoplastic resin (resin matrix) in the material (sealing resin sheet). The layered silicate compound is also a flow regulator when forming an encapsulant and a cured body (described later) from the sealing resin sheet. Specifically, the layered silicate compound is a curing flow reducer that reduces the fluidity of the cured body when the sealing resin sheet is heated to form the cured body.
層状ケイ酸塩化合物は、例えば、二次元(面方向に)に広がった層が、厚み方向に積み重なった構造(三次元構造)を有するケイ酸塩であって、フィロケイ酸塩と呼称される。 A layered silicate compound is, for example, a silicate having a structure (three-dimensional structure) in which layers extending two-dimensionally (in the plane direction) are stacked in the thickness direction, and is called a phyllosilicate.
具体的には、層状ケイ酸塩化合物としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイトなどのスメクタイト、例えば、カオリナイト、例えば、ハロイサイト、例えば、タルク、例えば、マイカなどが挙げられる。層状ケイ酸塩化合物として、好ましくは、熱硬化性樹脂との混合性を向上させる観点からスメクタイトが挙げられ、より好ましくは、モンモリロナイトが挙げられる。 Specific examples of layered silicate compounds include smectites such as montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, sauconite, and stevensite, kaolinite, halloysite, talc, and mica. As layered silicate compounds, smectite is preferred from the viewpoint of improving mixability with thermosetting resins, and montmorillonite is more preferred.
層状ケイ酸塩化合物は、表面が変性されていない未変性物であってもよく、また、表面が有機成分により変性された変性物でもよい。好ましくは、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂との優れた親和性を得る観点から、層状ケイ酸塩化合物は、表面が有機成分により変性されている。具体的には、層状ケイ酸塩化合物として、表面が有機成分で変性された有機化スメクタイト、さらに好ましくは、表面が有機成分で変性された有機化ベントナイトが挙げられる。 The layered silicate compound may be an unmodified compound whose surface is not modified, or may be a modified compound whose surface is modified with an organic component. Preferably, the layered silicate compound is surface-modified with an organic component from the viewpoint of obtaining excellent affinity with thermosetting resins and thermoplastic resins. Specifically, examples of the layered silicate compound include organo-modified smectite whose surface is modified with an organic component, and more preferably, organo-modified bentonite whose surface is modified with an organic component.
有機成分として、アンモニウム、イミダゾリウム、ピリジニウム、フォスフォニウムなどの有機カチオン(オニウムイオン)が挙げられる。 Organic components include organic cations (onium ions) such as ammonium, imidazolium, pyridinium, and phosphonium.
アンモニウムとしては、例えば、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジステアリルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、オクチルアンモニウム、2-ヘキシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、トリオクチルアンモニウムなどが挙げられる。イミダゾリウムとしては、例えば、メチルステアリルイミダゾリウム、ジステアリルイミダゾリウム、メチルヘキシルイミダゾリウム、ジヘキシルイミダゾリウム、メチルオクチルイミダゾリウム、ジオクチルイミダゾリウム、メチルドデシルイミダゾリウム、ジドデシルイミダゾリウムなどが挙げられる。ピリジニウムとしては、例えば、ステアリルピリジニウム、ヘキシルピリジニウム、オクチルピリジニウム、ドデシルピリジニウムなどが挙げられる。フォスフォニウムとしては、例えば、ジメチルジステアリルフォスフォニウム、ジステアリルフォスフォニウム、オクタデシルフォスフォニウム、ヘキシルフォスフォニウム、オクチルフォスフォニウム、2-ヘキシルフォスフォニウム、ドデシルフォスフォニウム、トリオクチルフォスフォニウムなどが挙げられる。有機カチオンは、単独使用または2種以上併用することができる。好ましくは、アンモニウム、より好ましくは、ジメチルジステアリルアンモニウムが挙げられる。 Examples of ammonium include dimethyl distearyl ammonium, distearyl ammonium, octadecyl ammonium, hexyl ammonium, octyl ammonium, 2-hexyl ammonium, dodecyl ammonium, trioctyl ammonium, etc. Examples of imidazolium include methyl stearyl imidazolium, distearyl imidazolium, methyl hexyl imidazolium, dihexyl imidazolium, methyl octylimidazolium, dioctylimidazolium, methyl dodecyl imidazolium, didodecyl imidazolium, etc. Examples of pyridinium include stearyl pyridinium, hexyl pyridinium, octyl pyridinium, dodecyl pyridinium, etc. Examples of phosphonium include dimethyl distearyl phosphonium, distearyl phosphonium, octadecyl phosphonium, hexyl phosphonium, octyl phosphonium, 2-hexyl phosphonium, dodecyl phosphonium, and trioctyl phosphonium. The organic cations can be used alone or in combination of two or more. Ammonium is preferred, and dimethyl distearyl ammonium is more preferred.
有機化層状ケイ酸塩化合物として、好ましくは、表面がアンモニウムで変性された有機化スメクタイト、より好ましくは、表面がジメチルジステアリルアンモニウムで変性された有機化ベントナイトが挙げられる。 As the organically modified layered silicate compound, preferably, organically modified smectite whose surface is modified with ammonium, more preferably, organically modified bentonite whose surface is modified with dimethyl distearyl ammonium, can be mentioned.
層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径の下限は、例えば、1nm、好ましくは、5nm、より好ましくは、10nmである。層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径の上限は、例えば、100μm、好ましくは、50μm、より好ましくは、10μmである。なお、層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径は、例えば、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって求められた粒度分布に基づいて、D50値(累積50%メジアン径)として求められる。 The lower limit of the average particle size of the layered silicate compound is, for example, 1 nm, preferably 5 nm, and more preferably 10 nm. The upper limit of the average particle size of the layered silicate compound is, for example, 100 μm, preferably 50 μm, and more preferably 10 μm. The average particle size of the layered silicate compound is determined as the D50 value (cumulative 50% median size) based on the particle size distribution determined by, for example, a particle size distribution measurement method in a laser scattering method.
層状ケイ酸塩化合物としては、市販品を用いることができる。例えば、有機化ベントナイトの市販品として、エスベンシリーズ(ホージュン社製)などが用いられる。 As the layered silicate compound, commercially available products can be used. For example, the Esben series (manufactured by Hojun Co., Ltd.) is a commercially available organic bentonite product.
層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、後述する。 The content of the layered silicate compound will be described later.
熱可塑性樹脂は、必須成分として、アクリル樹脂を含む。 The thermoplastic resin contains acrylic resin as an essential component.
また、アクリル樹脂は、カルボキシル基を有する。 Acrylic resin also has a carboxyl group.
このようなアクリル樹脂としては、例えば、直鎖または分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、カルボキシル基含有モノマーと、その他のモノマー(カルボキシル基含有モノマーを除く)とを含むモノマー成分を重合してなる(メタ)アクリル酸エステルコポリマーなどが挙げられる。 Examples of such acrylic resins include (meth)acrylic acid ester copolymers obtained by polymerizing monomer components including (meth)acrylic acid alkyl esters having linear or branched alkyl groups, carboxyl group-containing monomers, and other monomers (excluding carboxyl group-containing monomers).
(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、t-ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシルなどの炭素数1~6のアルキル基などが挙げられる。 Examples of the alkyl group of the (meth)acrylic acid alkyl ester include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, t-butyl, isobutyl, pentyl, and hexyl.
カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などが挙げられる。 Examples of carboxyl group-containing monomers include acrylic acid, methacrylic acid, carboxyethyl acrylate, carboxypentyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid.
カルボキシル基含有モノマーは単独使用または2種以上を併用することができる。 The carboxyl group-containing monomers can be used alone or in combination of two or more types.
その他のモノマー(カルボキシル基含有モノマーを除く)としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのグリシジル基含有モノマー、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10-ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12-ヒドロキシラウリルまたは(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)-メチルアクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー、例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー、2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなど燐酸基含有モノマー、例えば、スチレンモノマー、例えば、アクリロニトリルなどが挙げられる。 Other monomers (excluding carboxyl group-containing monomers) include, for example, glycidyl group-containing monomers such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, acid anhydride monomers such as maleic anhydride and itaconic anhydride, and monomers such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl (meth)acrylate, and 12-hydroxy (meth)acrylate. Examples of monomers containing hydroxyl groups include lauryl or (4-hydroxymethylcyclohexyl)-methyl acrylate; monomers containing sulfonic acid groups include styrene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, 2-(meth)acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, (meth)acrylamidopropanesulfonic acid, sulfopropyl (meth)acrylate, and (meth)acryloyloxynaphthalenesulfonic acid; monomers containing phosphoric acid groups include 2-hydroxyethyl acryloyl phosphate; and monomers containing styrene groups, such as acrylonitrile.
その他のモノマーは単独使用または2種以上を併用することができる。 The other monomers can be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂の酸価の下限は、18、好ましくは、25である。アクリル樹脂の酸価の上限は、例えば、50、好ましくは、40である。 The lower limit of the acid value of the acrylic resin is 18, preferably 25. The upper limit of the acid value of the acrylic resin is, for example, 50, preferably 40.
上記の酸価が、上記下限以上であれば、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、封止用樹脂シートの流動性を低減することができる。その結果、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、素子および基板間への硬化体の侵入量を所定の範囲となるように低減することができる。 If the acid value is equal to or greater than the lower limit, the fluidity of the encapsulating resin sheet can be reduced when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below). As a result, when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below), the amount of penetration of the cured body between the element and the substrate can be reduced to within a predetermined range.
一方、上記の酸価が、上記下限未満であれば、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、封止用樹脂シートの流動性を低減することができない。その結果、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、素子および基板間に、硬化体が所定の範囲以上に侵入し、目的とする素子や基板を得ることができない。 On the other hand, if the acid value is less than the lower limit, the fluidity of the encapsulating resin sheet cannot be reduced when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below). As a result, when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below), the cured body penetrates between the element and the substrate to a greater extent than a predetermined extent, and the desired element and substrate cannot be obtained.
また、上記の酸価が、上記上限以下であれば、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、封止用樹脂シートの流動性を適度に低減することができ、硬化体の侵入量が所定の範囲となる素子や基板を得ることができる。 Furthermore, if the acid value is equal to or less than the upper limit, when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below), the fluidity of the encapsulating resin sheet can be appropriately reduced, and an element or substrate can be obtained in which the penetration amount of the cured body falls within a predetermined range.
なお、上記の酸価は、従来公知の水酸化カリウムを用いた指示薬滴定法を用いて測定することができる。 The acid value can be measured using the conventional indicator titration method using potassium hydroxide.
アクリル樹脂のガラス転移温度Tgの下限は、例えば、-70℃、好ましくは、-50℃、より好ましくは、-30℃である。熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgの上限は、例えば、0℃、好ましくは、5℃、より好ましくは、-5℃である。ガラス転移温度Tgは、例えば、Fox式により求められる理論値であって、その具体的な算出手法は、例えば、特開2016-175976号公報などに記載される。 The lower limit of the glass transition temperature Tg of the acrylic resin is, for example, -70°C, preferably -50°C, and more preferably -30°C. The upper limit of the glass transition temperature Tg of the thermoplastic resin is, for example, 0°C, preferably 5°C, and more preferably -5°C. The glass transition temperature Tg is a theoretical value calculated, for example, by the Fox formula, and a specific calculation method thereof is described, for example, in JP 2016-175976 A.
アクリル樹脂の重量平均分子量の下限は、例えば、100,000、好ましくは、300,000、より好ましくは、1,000,000、さらに好ましくは、1,100,000である。熱可塑性樹脂の重量平均分子量の上限は、例えば、1,400,000である。なお、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトフラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値に基づいて測定される。 The lower limit of the weight average molecular weight of the acrylic resin is, for example, 100,000, preferably 300,000, more preferably 1,000,000, and even more preferably 1,100,000. The upper limit of the weight average molecular weight of the thermoplastic resin is, for example, 1,400,000. The weight average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC) based on a standard polystyrene equivalent value.
アクリル樹脂の官能基数の下限は、例えば、300以上、好ましくは、500以上である。アクリル樹脂の官能基数の上限は、例えば、1500以下、好ましくは、1000以下である。 The lower limit of the number of functional groups of the acrylic resin is, for example, 300 or more, preferably 500 or more. The upper limit of the number of functional groups of the acrylic resin is, for example, 1500 or less, preferably 1000 or less.
アクリル樹脂の官能基数が、上記下限以上であれば、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、封止用樹脂シートの流動性を低減することができ、硬化体の侵入量が所定の範囲となる素子や基板を得ることができる。 If the number of functional groups of the acrylic resin is equal to or greater than the lower limit, the fluidity of the encapsulating resin sheet can be reduced when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below), and an element or substrate can be obtained in which the penetration amount of the cured body falls within a predetermined range.
また、上記のアクリル樹脂の官能基数が、上記上限以下であれば、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、封止用樹脂シートの流動性を適度に低減することができ、硬化体の侵入量が所定の範囲となる素子や基板を得ることができる。 In addition, if the number of functional groups of the acrylic resin is equal to or less than the upper limit, when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below), the fluidity of the encapsulating resin sheet can be appropriately reduced, and an element or substrate can be obtained in which the penetration amount of the cured body falls within a predetermined range.
なお、アクリル樹脂の官能基数は、下記式(1)により算出することができる。
アクリル樹脂の官能基数=(アクリル樹脂の重量平均分子量×アクリル樹脂の酸価)/56110 (1)
また、熱可塑性樹脂は、任意成分として、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂(6-ナイロンや6,6-ナイロンなど)、フェノキシ樹脂、飽和ポリエステル樹脂(PETなど)、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体などの他の熱可塑性樹脂を含むこともできる。
The number of functional groups of the acrylic resin can be calculated by the following formula (1).
Number of functional groups of acrylic resin=(weight average molecular weight of acrylic resin×acid value of acrylic resin)/56110 (1)
The thermoplastic resin may also contain, as an optional component, other thermoplastic resins such as natural rubber, butyl rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, polybutadiene resin, polycarbonate resin, thermoplastic polyimide resin, polyamide resin (such as 6-nylon and 6,6-nylon), phenoxy resin, saturated polyester resin (such as PET), polyamideimide resin, fluororesin, and styrene-isobutylene-styrene block copolymer.
他の熱可塑性樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。 The other thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more types.
熱可塑性樹脂は、好ましくは、他の熱可塑性樹脂を含まず、アクリル樹脂(カルボキシル基を有するアクリル樹脂)からなる。 The thermoplastic resin preferably does not contain other thermoplastic resins and is made of acrylic resin (acrylic resin having a carboxyl group).
熱可塑性樹脂の含有割合は、次に説明するが、封止用樹脂シートから硬化体を生成できる程度に調整される。 The content of the thermoplastic resin is adjusted to a level that allows a hardened body to be produced from the sealing resin sheet, as described below.
<熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の含有割合等>
材料(封止用樹脂シート)における熱硬化性樹脂の含有割合の下限は、例えば、5質量%、好ましくは、10質量%、より好ましくは、15質量%、さらに好ましくは、17質量%である。材料(封止用樹脂シート)における熱硬化性樹脂の含有割合の上限は、例えば、30質量%、好ましくは、25質量%、より好ましくは、20質量%である。
<Contents of thermosetting resin, layered silicate compound, and thermoplastic resin>
The lower limit of the content of the thermosetting resin in the material (sealing resin sheet) is, for example, 5 mass%, preferably 10 mass%, more preferably 15 mass%, and further preferably 17 mass%. The upper limit of the content of the thermosetting resin in the material (sealing resin sheet) is, for example, 30 mass%, preferably 25 mass%, and more preferably 20 mass%.
また、熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の総量100質量部に対する熱硬化性樹脂の含有割合の下限は、例えば、50質量部、好ましくは、55質量部、より好ましくは、60質量部である。熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の総量100質量部に対する熱硬化性樹脂の含有割合の上限は、例えば、80質量部、好ましくは、70質量部である。 The lower limit of the content of the thermosetting resin relative to 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin, the layered silicate compound, and the thermoplastic resin is, for example, 50 parts by mass, preferably 55 parts by mass, and more preferably 60 parts by mass. The upper limit of the content of the thermosetting resin relative to 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin, the layered silicate compound, and the thermoplastic resin is, for example, 80 parts by mass, and preferably 70 parts by mass.
材料(封止用樹脂シート)における層状ケイ酸塩化合物の含有割合の下限は、例えば、0.1質量%、好ましくは、1質量%、より好ましくは、2質量%、さらに好ましくは、4質量%である。材料(封止用樹脂シート)における層状ケイ酸塩化合物の含有割合の上限は、例えば、15質量%、好ましくは、10質量%、より好ましくは、5質量%である。 The lower limit of the content of the layered silicate compound in the material (sealing resin sheet) is, for example, 0.1 mass%, preferably 1 mass%, more preferably 2 mass%, and even more preferably 4 mass%. The upper limit of the content of the layered silicate compound in the material (sealing resin sheet) is, for example, 15 mass%, preferably 10 mass%, and more preferably 5 mass%.
また、熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の総量100質量部に対する層状ケイ酸塩化合物の含有割合の下限は、例えば、5質量部、好ましくは、8質量部である。熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の総量100質量部に対する層状ケイ酸塩化合物の含有割合の上限は、例えば、40質量部、好ましくは、20質量部である。 The lower limit of the content of the layered silicate compound relative to 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin, layered silicate compound, and thermoplastic resin is, for example, 5 parts by mass, preferably 8 parts by mass. The upper limit of the content of the layered silicate compound relative to 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin, layered silicate compound, and thermoplastic resin is, for example, 40 parts by mass, preferably 20 parts by mass.
材料(封止用樹脂シート)における熱可塑性樹脂の割合の下限は、例えば、1質量%、好ましくは、3質量%である。材料における熱可塑性樹脂の割合の上限は、例えば、10質量%、好ましくは、5質量%である。 The lower limit of the proportion of thermoplastic resin in the material (sealing resin sheet) is, for example, 1 mass%, preferably 3 mass%. The upper limit of the proportion of thermoplastic resin in the material is, for example, 10 mass%, preferably 5 mass%.
また、熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の総量100質量部に対する熱可塑性樹脂の含有割合の下限は、例えば、5質量部、好ましくは、10質量部である。熱硬化性樹脂、層状ケイ酸塩化合物および熱可塑性樹脂の総量100質量部に対する熱可塑性樹脂の含有割合の上限は、例えば、30質量部、好ましくは、20質量部である。 The lower limit of the content of the thermoplastic resin relative to 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin, layered silicate compound, and thermoplastic resin is, for example, 5 parts by mass, preferably 10 parts by mass. The upper limit of the content of the thermoplastic resin relative to 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin, layered silicate compound, and thermoplastic resin is, for example, 30 parts by mass, preferably 20 parts by mass.
また、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の総量に対する、熱可塑性樹脂の割合の下限は、例えば、10質量%、好ましくは、13質量%である。熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の総量に対する、熱可塑性樹脂の割合の上限は、例えば、30質量%、好ましくは、20質量%である。 The lower limit of the proportion of thermoplastic resin relative to the total amount of thermoplastic resin and thermosetting resin is, for example, 10% by mass, preferably 13% by mass. The upper limit of the proportion of thermoplastic resin relative to the total amount of thermoplastic resin and thermosetting resin is, for example, 30% by mass, preferably 20% by mass.
また、層状ケイ酸塩化合物に対する、アクリル樹脂の質量比(アクリル樹脂/層状ケイ酸塩化合物)の下限は、例えば、0.1、好ましくは、0.5である。層状ケイ酸塩化合物に対する、アクリル樹脂の質量比の上限は、例えば、5、好ましくは、3、より好ましくは、2、さらに好ましくは、1である。 The lower limit of the mass ratio of the acrylic resin to the layered silicate compound (acrylic resin/layered silicate compound) is, for example, 0.1, preferably 0.5. The upper limit of the mass ratio of the acrylic resin to the layered silicate compound is, for example, 5, preferably 3, more preferably 2, and even more preferably 1.
上記の質量比が、上記下限以上であれば、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、封止用樹脂シートの流動性を低減することができる。その結果、封止用樹脂シートを加熱して硬化体を形成するとき(後述する硬化工程)に、素子および基板間への硬化体の侵入量を所定の範囲となるように低減することができる。 If the above mass ratio is equal to or greater than the lower limit, the fluidity of the encapsulating resin sheet can be reduced when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below). As a result, when the encapsulating resin sheet is heated to form a cured body (the curing step described below), the amount of penetration of the cured body between the element and the substrate can be reduced to within a predetermined range.
上記の質量比が、上記上限以下であれば、封止用樹脂シートから封止体を形成するとき(後述する封止工程)に、封止用樹脂シートの流動性を低減することができる。その結果、封止用樹脂シートから封止体を形成するとき(後述する封止工程)に、素子および基板間への封止体の侵入量を所定の範囲となるように低減することができる(後述する封止体侵入長さXを小さくできる。)。 If the mass ratio is equal to or less than the upper limit, the fluidity of the encapsulating resin sheet can be reduced when forming an encapsulated body from the encapsulating resin sheet (the encapsulating process described below). As a result, when forming an encapsulated body from the encapsulating resin sheet (the encapsulating process described below), the amount of encapsulated body penetration between the element and the substrate can be reduced to within a predetermined range (the encapsulated body penetration length X described below can be reduced).
<その他の成分>
材料には、さらに、層状ケイ酸塩化合物以外の無機フィラー、顔料、シランカップリング剤、その他の添加剤を添加することができる。
<Other ingredients>
The material may further contain inorganic fillers other than the layered silicate compound, pigments, silane coupling agents, and other additives.
無機フィラーとしては、例えば、オルトケイ酸塩、ソロケイ酸塩、イノケイ酸塩などの層状ケイ酸塩化合物以外のケイ酸塩化合物、例えば、石英(ケイ酸)、シリカ(無水ケイ酸)、窒化ケイ素などのケイ素化合物(層状ケイ酸塩化合物以外のケイ素化合物)などが挙げられる。また、無機フィラーとして、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素なども挙げられる。これらは、単独使用または2種以上併用することができる。好ましくは、層状ケイ酸塩化合物以外のケイ素化合物、より好ましくは、シリカが挙げられる。 Examples of inorganic fillers include silicate compounds other than layered silicate compounds, such as orthosilicates, sorosilicates, and inosilicates, and silicon compounds (silicon compounds other than layered silicate compounds) such as quartz (silicic acid), silica (anhydrous silicic acid), and silicon nitride. Examples of inorganic fillers include alumina, aluminum nitride, and boron nitride. These can be used alone or in combination of two or more. Preferably, silicon compounds other than layered silicate compounds are used, and more preferably, silica is used.
無機フィラーの形状は、特に限定されず、例えば、略球形状、略板形状、略針形状、不定形状などが挙げられる。好ましくは、略球形状が挙げられる。 The shape of the inorganic filler is not particularly limited, and examples include an approximately spherical shape, an approximately plate shape, an approximately needle shape, and an irregular shape. An approximately spherical shape is preferable.
無機フィラーの最大長さの平均値(略球形状であれば、平均粒子径と同義。)の上限は、例えば、50μm、好ましくは、20μm、より好ましくは、10μmである。無機フィラーの最大長さの平均値の下限は、また、例えば、0.1μm、好ましくは、0.5μmである。なお、無機フィラーの平均粒子径は、例えば、レーザー散乱法における粒度分布測定法によって求められた粒度分布に基づいて、D50値(累積50%メジアン径)として求められる。 The upper limit of the average value of the maximum length of the inorganic filler (synonymous with the average particle diameter if the filler is approximately spherical) is, for example, 50 μm, preferably 20 μm, and more preferably 10 μm. The lower limit of the average value of the maximum length of the inorganic filler is, for example, 0.1 μm, and preferably 0.5 μm. The average particle diameter of the inorganic filler is determined as the D50 value (cumulative 50% median diameter) based on the particle size distribution determined by, for example, a particle size distribution measurement method in a laser scattering method.
また、無機フィラーは、第1フィラーと、第1フィラーの最大長さの平均値より小さい最大長さの平均値を有する第2フィラーとを含むことができる。 The inorganic filler may also include a first filler and a second filler having an average maximum length that is smaller than the average maximum length of the first filler.
第1フィラーの最大長さの平均値の下限は、例えば、1μm、好ましくは、3μmである。第1フィラーの最大長さの平均値の上限は、例えば、50μm、好ましくは、30μmである。 The lower limit of the average maximum length of the first filler is, for example, 1 μm, preferably 3 μm. The upper limit of the average maximum length of the first filler is, for example, 50 μm, preferably 30 μm.
第2フィラーの最大長さの平均値の上限は、例えば、0.9μm、好ましくは、0.8μmである。第2フィラーの最大長さの平均値の下限は、例えば、0.01μm、好ましくは、0.1μmである。 The upper limit of the average value of the maximum length of the second filler is, for example, 0.9 μm, preferably 0.8 μm. The lower limit of the average value of the maximum length of the second filler is, for example, 0.01 μm, preferably 0.1 μm.
第1フィラーの最大長さの平均値の、第2フィラーの最大長さの平均値に対する比の下限は、例えば、2、好ましくは、5である。第1フィラーの最大長さの平均値の、第2フィラーの最大長さの平均値に対する比の上限は、例えば、50、好ましくは、20である。 The lower limit of the ratio of the average maximum length of the first filler to the average maximum length of the second filler is, for example, 2, preferably 5. The upper limit of the ratio of the average maximum length of the first filler to the average maximum length of the second filler is, for example, 50, preferably 20.
第1フィラーおよび第2フィラーの材料は、ともに同一あるいは相異っていてもよい。 The materials of the first and second fillers may be the same or different.
さらに、無機フィラーは、その表面が、部分的あるいは全体的に、シランカップリング剤などで表面処理されていてもよい。 Furthermore, the surface of the inorganic filler may be partially or entirely treated with a silane coupling agent or the like.
材料(封止用樹脂シート)における無機フィラーの含有割合の下限は、例えば、40質量%、好ましくは、50質量%である。材料(封止用樹脂シート)における無機フィラーの含有割合の上限は、例えば、75質量%である。 The lower limit of the inorganic filler content in the material (sealing resin sheet) is, for example, 40% by mass, preferably 50% by mass. The upper limit of the inorganic filler content in the material (sealing resin sheet) is, for example, 75% by mass.
無機フィラー100質量部に対する層状ケイ酸塩化合物の含有部数の下限は、例えば、1質量部、好ましくは、5質量部である。無機フィラー100質量部に対する層状ケイ酸塩化合物の含有部数の上限は、例えば、20質量部、好ましくは、15質量部、より好ましくは、10質量部である。 The lower limit of the number of parts of the layered silicate compound contained per 100 parts by mass of the inorganic filler is, for example, 1 part by mass, preferably 5 parts by mass. The upper limit of the number of parts of the layered silicate compound contained per 100 parts by mass of the inorganic filler is, for example, 20 parts by mass, preferably 15 parts by mass, more preferably 10 parts by mass.
無機フィラーの含有割合および/または含有部数が上記した下限以上であれば、図1Cに示す工程における封止用樹脂シート1が流動できる。
If the content ratio and/or the number of parts of the inorganic filler is equal to or greater than the above-mentioned lower limit, the sealing
無機フィラーが第1フィラーと第2フィラーとを含む場合には、材料(封止用樹脂シート)における第1フィラーの含有割合の下限は、例えば、20質量%、好ましくは、30質量%である。材料(封止用樹脂シート)における第1フィラーの含有割合の上限は、例えば、50質量%である。材料(封止用樹脂シート)における第2フィラーの含有割合の下限は、例えば、10質量%、好ましくは、15質量%である。材料(封止用樹脂シート)における第2フィラーの含有割合の上限は、例えば、30質量%である。第1フィラー100質量部に対する第2フィラーの含有部数の下限は、例えば、30質量部、好ましくは、40質量部、より好ましくは、50質量部である。第1フィラー100質量部に対する第2フィラーの含有部数の上限は、例えば、70質量部、好ましくは、60質量部、より好ましくは、55質量部である。 When the inorganic filler includes a first filler and a second filler, the lower limit of the content ratio of the first filler in the material (sealing resin sheet) is, for example, 20 mass%, preferably 30 mass%. The upper limit of the content ratio of the first filler in the material (sealing resin sheet) is, for example, 50 mass%. The lower limit of the content ratio of the second filler in the material (sealing resin sheet) is, for example, 10 mass%, preferably 15 mass%. The upper limit of the content ratio of the second filler in the material (sealing resin sheet) is, for example, 30 mass%. The lower limit of the number of parts of the second filler relative to 100 parts by mass of the first filler is, for example, 30 parts by mass, preferably 40 parts by mass, more preferably 50 parts by mass. The upper limit of the number of parts of the second filler relative to 100 parts by mass of the first filler is, for example, 70 parts by mass, preferably 60 parts by mass, more preferably 55 parts by mass.
顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの黒色顔料が挙げられる。顔料の粒子径の下限は、例えば、0.001μmである。顔料の粒子径の上限は、例えば、1μmである。顔料の粒子径は、顔料を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径である。材料に対する顔料の割合の下限は、例えば、0.1質量%である。材料に対する顔料の割合の上限は、例えば、2質量%である。 The pigment may be, for example, a black pigment such as carbon black. The lower limit of the pigment particle diameter is, for example, 0.001 μm. The upper limit of the pigment particle diameter is, for example, 1 μm. The pigment particle diameter is the arithmetic mean diameter obtained by observing the pigment under an electron microscope. The lower limit of the pigment ratio to the material is, for example, 0.1% by mass. The upper limit of the pigment ratio to the material is, for example, 2% by mass.
シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ基を含有するシランカップリング剤が挙げられる。エポキシ基を含有するシランカップリング剤としては、例えば、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどの3-グリシドキシジアルキルジアルコキシシラン、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどの3-グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。好ましくは、3-グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。材料におけるシランカップリング剤の含有割合の下限は、例えば、0.1質量%、好ましくは、0.5質量%である。材料におけるシランカップリング剤の含有割合の上限は、例えば、10質量%、好ましくは、5質量%、より好ましくは、2質量%である。 Examples of the silane coupling agent include silane coupling agents containing an epoxy group. Examples of the silane coupling agent containing an epoxy group include 3-glycidoxydialkyldialkoxysilanes such as 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxyalkyltrialkoxysilanes such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane. Preferably, 3-glycidoxyalkyltrialkoxysilane is used. The lower limit of the content of the silane coupling agent in the material is, for example, 0.1% by mass, preferably 0.5% by mass. The upper limit of the content of the silane coupling agent in the material is, for example, 10% by mass, preferably 5% by mass, more preferably 2% by mass.
この封止用樹脂シートを得るには、上記した各成分を上記した割合で配合して、材料を調製する。好ましくは、上記した成分を十分に攪拌して、層状ケイ酸塩化合物を熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂に対して均一に分散させる。 To obtain this sealing resin sheet, the above-mentioned components are mixed in the above-mentioned ratios to prepare a material. Preferably, the above-mentioned components are thoroughly stirred to uniformly disperse the layered silicate compound in the thermosetting resin and the thermoplastic resin.
また、必要により、溶媒(メチルエチルケトンなどのケトン系など)をさらに配合して、ワニスを調製する。その後、ワニスを、図示しない剥離シートに塗布し、その後、加熱により乾燥させて、シート形状を有する封止用樹脂シートを製造する。一方、ワニスを調製せず、混練押出によって、材料から封止用樹脂シートを形成することもできる。 If necessary, a solvent (such as a ketone such as methyl ethyl ketone) is further added to prepare a varnish. The varnish is then applied to a release sheet (not shown) and then dried by heating to produce a sealing resin sheet having a sheet shape. On the other hand, it is also possible to form a sealing resin sheet from the material by kneading and extrusion without preparing a varnish.
なお、形成される封止用樹脂シートは、Bステージ(半硬化状態)であって、具体的には、Cステージ前の状態である。つまり、完全硬化前の状態である。封止用樹脂シートは、上記した乾燥における加熱や、押出混練における加熱によって、Aステージの材料から、Bステージシートに形成される。 The encapsulating resin sheet that is formed is in the B stage (semi-cured state), specifically, a state before the C stage. In other words, it is in a state before it is completely cured. The encapsulating resin sheet is formed into a B stage sheet from the A stage material by heating during the drying process and heating during the extrusion kneading process described above.
封止用樹脂シートの厚みの下限は、例えば、10μm、好ましくは、25μm、より好ましくは、50μmである。封止用樹脂シートの厚みの上限は、例えば、3000μm、好ましくは、1000μm、より好ましくは、500μm、さらに好ましくは、300μmである。 The lower limit of the thickness of the encapsulating resin sheet is, for example, 10 μm, preferably 25 μm, and more preferably 50 μm. The upper limit of the thickness of the encapsulating resin sheet is, for example, 3000 μm, preferably 1000 μm, more preferably 500 μm, and even more preferably 300 μm.
次いで、封止用樹脂シートによって、素子の一例としての電子素子を封止して、電子素子パッケージ50を製造する方法を、図1A~図1Dを参照して説明する。
Next, a method for manufacturing an
この方法では、図1Aに示すように、まず、封止用樹脂シート1を準備する(準備工程)。封止用樹脂シート1は、厚み方向に互いに対向する厚み方向一方面および他方面を有する。
In this method, as shown in FIG. 1A, first, a sealing
別途、図1Bに示すように、電子素子21を準備する。
Separately, prepare an
電子素子21は、電子部品を含んでおり、例えば、基板22に複数実装されている。複数の電子素子21と、基板22とは、素子実装基板24に、バンプ23とともに、備えられる。つまり、この素子実装基板24は、複数の電子素子21と、基板22と、バンプ23とを備える。
The
基板22は、面方向に延びる略平板形状を有する。基板22の厚み方向一方面25には、電子素子21の電極(図示せず)と電気的に接続される端子(図示せず)が設けられている。
The
複数の電子素子21のそれぞれは、面方向に延びる略平板形状(チップ形状)を有する。複数の電子素子21は、互いに面方向に間隔を隔てて配置されている。複数の電子素子21の厚み方向他方面28は、基板22の厚み方向一方面25に平行する。複数の電子素子21のそれぞれの厚み方向他方面28には、電極(図示せず)が設けられている。電子素子21の電極は、次に説明するバンプ23を介して、基板22の端子と電気的に接続されている。なお、電子素子21の厚み方向他方面28は、基板22の厚み方向一方面25との間の隙間(空間)26が隔てられる。
Each of the
隣接する電子素子21の間隔の下限は、例えば、50μm、好ましくは、100μm、より好ましくは、200μmである。隣接する電子素子21の間隔の上限は、例えば、10mm、好ましくは、5mm、より好ましくは、1mmである。隣接する電子素子21の間隔が上記上限以下であれば、基板22により多くの電子素子21を実装でき、省スペース化できる。
The lower limit of the spacing between adjacent
バンプ23は、複数の電子素子21のそれぞれの電極(図示せず)と、基板22のそれぞれの端子とを電気的に接続する。バンプ23は、電子素子21の電極と、基板22の端子の間に配置される。バンプ23の材料としては、例えば、半田、金などの金属などが挙げられる。バンプ23の厚みは、隙間26の厚み(高さ)に相当する。バンプ23の厚みは、素子実装基板24の用途および目的に応じて適宜設定される。
The
次いで、図1Bに示すように、封止用樹脂シート1を、複数の電子素子21に配置する(配置工程)。具体的には、封止用樹脂シート1の厚み方向他方面を、複数の電子素子21の厚み方向一方面に接触させる。
Next, as shown in FIG. 1B, the encapsulating
次いで、図1Cに示すように、封止用樹脂シート1および素子実装基板24を、プレスする(封止工程)。好ましくは、封止用樹脂シート1および素子実装基板24を、熱プレスする。
Next, as shown in FIG. 1C, the encapsulating
例えば、2つの平板を備えるプレス27により、封止用樹脂シート1および素子実装基板24を厚み方向に挟みながら、それらをプレスする。なお、プレス27の平板には、例えば、図示しない熱源が備えられる。
For example, the sealing
プレス条件(圧力、時間、さらには、温度など)は、特に限定されず、複数の電子素子21間に封止用樹脂シート1が侵入できる一方、素子実装基板24が損傷しない条件が選択される。より具体的には、プレス条件は、封止用樹脂シート1が流動して、隣接する電子素子21間に侵入し、複数の電子素子21のそれぞれの周側面を被覆しつつ、電子素子21と平面視で重複しない基板22の厚み方向一方面25に接触できるように、設定される。
The pressing conditions (pressure, time, temperature, etc.) are not particularly limited, and conditions are selected that allow the sealing
具体的には、プレス圧の下限は、例えば、0.01MPa、好ましくは、0.05MPaである。プレス圧の上限は、例えば、10MPa、好ましくは、5MPaである。プレス時間の下限は、例えば、0.3分、好ましくは、0.5分である。プレス時間の上限は、例えば、10分、好ましくは、5分である。 Specifically, the lower limit of the pressing pressure is, for example, 0.01 MPa, preferably 0.05 MPa. The upper limit of the pressing pressure is, for example, 10 MPa, preferably 5 MPa. The lower limit of the pressing time is, for example, 0.3 minutes, preferably 0.5 minutes. The upper limit of the pressing time is, for example, 10 minutes, preferably 5 minutes.
具体的には、加熱温度の下限は、例えば、40℃、好ましくは、60℃である。加熱温度の上限は、例えば、100℃、好ましくは、95℃である。 Specifically, the lower limit of the heating temperature is, for example, 40°C, preferably 60°C. The upper limit of the heating temperature is, for example, 100°C, preferably 95°C.
封止用樹脂シート1のプレスよって、封止用樹脂シート1は、電子素子21の外形に対応して塑性変形する。封止用樹脂シート1の厚み方向他方面は、複数の電子素子21の厚み方向一方面および周側面に対応する形状に変形する。
When the sealing
なお、封止用樹脂シート1は、Bステージを維持しながら、塑性変形する。
The sealing
これによって、封止用樹脂シート1は、複数の電子素子21のそれぞれの周側面を被覆しつつ、平面視において、電子素子21と重複しない基板22の厚み方向一方面25に接触する。
As a result, the sealing
これによって、電子素子21を封止する封止体31が、封止用樹脂シート1から形成(作製)される。封止体31の厚み方向一方面は、平坦面になる。
As a result, the sealing
このとき、封止体31は、隙間(電子素子21および基板22間の隙間)26にわずかに侵入することが許容される。具体的には、封止体31は、電子素子21の側端縁75を基準として、封止体31が隙間26に侵入する封止体侵入長さX(図4C参照)を有することが許容される。
At this time, the sealing
具体的には、封止体侵入長さXの上限は、例えば、30μm、好ましくは、20μm、より好ましくは、10μm、さらに好ましくは、5μm、とりわけ好ましくは、3μm、最も好ましくは、1μmである。 Specifically, the upper limit of the sealing body penetration length X is, for example, 30 μm, preferably 20 μm, more preferably 10 μm, even more preferably 5 μm, particularly preferably 3 μm, and most preferably 1 μm.
その後、図1Dに示すように、封止体31を加熱して、封止体31から硬化体41を形成する(硬化工程)。
Then, as shown in FIG. 1D, the sealing
具体的には、封止体31および素子実装基板24をプレス27から取り出し、続いて、封止体31および素子実装基板24を乾燥機で、大気圧下で、加熱する。
Specifically, the sealing
加熱温度(キュア温度)の下限は、例えば、100℃、好ましくは、120℃である。加熱温度(キュア温度)の上限は、例えば、200℃、好ましくは、180℃である。加熱時間の下限は、例えば、10分、好ましくは、30分である。加熱時間の上限は、例えば、180分、好ましくは、120分である。 The lower limit of the heating temperature (cure temperature) is, for example, 100°C, preferably 120°C. The upper limit of the heating temperature (cure temperature) is, for example, 200°C, preferably 180°C. The lower limit of the heating time is, for example, 10 minutes, preferably 30 minutes. The upper limit of the heating time is, for example, 180 minutes, preferably 120 minutes.
上記した封止体31の加熱によって、封止体31から、Cステージ化(完全硬化)した硬化体41が形成される。硬化体41の厚み方向一方面は、露出面である。
By heating the sealing
なお、隙間へのわずかな侵入が許容された封止体31の端縁が、隙間26の内部にさらにわずかに侵入して、硬化体41となることが許容されるが、その程度は、可及的に小さく抑制される。具体的には、硬化体41は、電子素子21の側端縁75を基準として、硬化体41が隙間26に侵入する硬化体侵入長さY(図4D参照)から、封止体侵入長さXを差し引いた値(Y-X)(以下、封止体侵入量(Y-X)とする。)を小さくすることができる。
The edge of the sealing
具体的には、硬化体侵入長さYの上限は、例えば、60μm、好ましくは、45μm、より好ましくは、25μm、さらに好ましくは、15μm、とりわけ好ましくは、10μm、最も好ましくは、5μm、さらには、1μmである。硬化体侵入長さYの下限は、例えば、-40μm、好ましくは、-25μm、より好ましくは、-10μm、さらに好ましくは、-5μmである。 Specifically, the upper limit of the hardened body penetration length Y is, for example, 60 μm, preferably 45 μm, more preferably 25 μm, even more preferably 15 μm, particularly preferably 10 μm, most preferably 5 μm, and even more preferably 1 μm. The lower limit of the hardened body penetration length Y is, for example, -40 μm, preferably -25 μm, more preferably -10 μm, and even more preferably -5 μm.
また、封止体侵入量(Y-X)の上限は、例えば、40μm、好ましくは、30μm、より好ましくは、15μm、さらに好ましくは、10μm、とりわけ好ましくは、5μm、最も好ましくは、3μm、さらには、1μmである。 The upper limit of the amount of penetration of the sealing body (Y-X) is, for example, 40 μm, preferably 30 μm, more preferably 15 μm, even more preferably 10 μm, particularly preferably 5 μm, most preferably 3 μm, or even 1 μm.
そして、この封止用樹脂シート1は、熱可塑性樹脂は、カルボキシル基を有するアクリル樹脂を含み、アクリル樹脂の酸価は、18以上である。そのため、この封止用樹脂シート1を電子素子21に配置し、封止用樹脂シート1(封止体31)を加熱して、図1Dに示すように、硬化体41を形成するときに、電子素子21および基板22間である隙間26への硬化体41の侵入量を低減することができる。
The thermoplastic resin of this encapsulating
詳しくは、上記のアクリル樹脂の酸価が、18以上であれば、封止用樹脂シート1は、せん断力(せん断速度)が低い場合には高粘度を示し、せん断力(せん断速度)が高い場合には低粘度を示すチキソトロピック性を有する。
In more detail, if the acid value of the acrylic resin is 18 or more, the sealing
このようなチキソトロピック性によれば、封止工程(せん断力(せん断速度)が高い場合)では、封止用樹脂シート1の粘度を低くできるため、複数の電子素子21間に封止用樹脂シート1を侵入させることができる一方、硬化工程(せん断力(せん断速度)が低い場合)では、封止用樹脂シート1の粘度を高くできるため、電子素子21および基板22間である隙間26への硬化体41の侵入量を低減できる。
Due to this thixotropy, the viscosity of the sealing
より詳しくは、図5に示す粘弾性測定(後述する実施例で詳述)において、せん断速度の対数(log D)の増加に対する粘度(Pa・sec)の対数の減少(すなわち、図5における一次関数(粘度の対数=a×せん断速度の対数+b)の傾き(a))の度合い(傾きの絶対値)が大きくなると、上記したチキソトロピック性が向上する。 More specifically, in the viscoelasticity measurement shown in Figure 5 (described in detail in the Examples below), the thixotropy described above improves as the degree (absolute value of the slope) of the decrease in the logarithm of viscosity (Pa·sec) with respect to the increase in the logarithm of shear rate (log D) (i.e., the slope (a) of the linear function (logarithm of viscosity = a × logarithm of shear rate + b) in Figure 5) increases.
なお、上記した傾き(a)は、表3における、「せん断速度の対数(log D)の増加に対する粘度(Pa・sec)の対数の減少」のことを意味している。 The above slope (a) refers to the "decrease in the logarithm of viscosity (Pa·sec) with an increase in the logarithm of shear rate (log D)" in Table 3.
上記の傾き(a)の下限は、例えば、-250000、好ましくは、-200000である。上記の傾き(a)の上限は、例えば、-100000、好ましくは、-140000、より好ましくは、-160000である。 The lower limit of the above slope (a) is, for example, -250000, preferably -200000. The upper limit of the above slope (a) is, for example, -100000, preferably -140000, more preferably -160000.
上記の度合いが、上記下限以上であれば(とりわけ、上記下限以上かつ上記上限以下であれば)、チキソトロピック性を向上させることができ、上記したように、封止工程では、複数の電子素子21間に封止用樹脂シート1を所定の範囲内で侵入させることができる一方、硬化工程では、電子素子21および基板22間である隙間26への硬化体41の侵入量を低減できる。
If the degree is equal to or greater than the lower limit (particularly if it is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit), the thixotropy can be improved, and as described above, in the sealing process, the sealing
さらに詳しくは、このようなチキソトロピック性は、18以上の酸価を有するアクリル樹脂と、層状ケイ酸塩化合物との相互作用によって実現されている。 More specifically, this thixotropy is achieved by the interaction between an acrylic resin having an acid value of 18 or more and a layered silicate compound.
そこで、アクリル樹脂と、層状ケイ酸塩化合物との相互作用を、封止用樹脂シート1における層状ケイ酸塩化合物のモルフォロジーの変化に沿って、図2A~図2Dを参照して説明する。
Therefore, the interaction between the acrylic resin and the layered silicate compound will be explained with reference to Figures 2A to 2D along with the change in the morphology of the layered silicate compound in the sealing
まず、乾燥状態において、図2Aに示すように、層状ケイ酸塩化合物80は、凝集したプレート板状(面間隔2nm以上4nm以下)となっている。このとき、層状ケイ酸塩化合物における各層81は、水素結合により結合している。
First, in a dry state, as shown in FIG. 2A, the layered
次いで、準備工程(図1A参照)において、図2Bに示すように、層状ケイ酸塩化合物80は膨潤する。好ましくは、層状ケイ酸塩化合物80の層間に、上記した溶媒が入り込むことによって、層状ケイ酸塩化合物80が膨潤する。
Next, in the preparation step (see FIG. 1A), the layered
次いで、封止工程(図1C参照)において、図2Cに示すように、プレスによって、上記した層状ケイ酸塩化合物80における各層81が崩れ、層状ケイ酸塩化合物80は、一旦、分散状態になる(層状ケイ酸塩化合物80における各層81が、分離する。)。その後、図2Dに示すように、分離した層状ケイ酸塩化合物80の各層81は、アクリル樹脂82との水素結合を介して、結合する。これにより、上記したチキソトロピック性を発現していると推認される。
Next, in the sealing process (see FIG. 1C), as shown in FIG. 2C, each
このとき、アクリル樹脂の酸価が、18以上であれば、上記した効果を奏するのに十分なチキソトロピック性を発現することができる。 In this case, if the acid value of the acrylic resin is 18 or more, it can exhibit sufficient thixotropy to achieve the above-mentioned effects.
また、図2Dに示すモルフォロジーは、後述する実施例で詳述するが、原子間力顕微鏡の測定によって、確認することができる。 The morphology shown in Figure 2D can be confirmed by atomic force microscope measurements, as described in detail in the examples below.
また、図2Dに示すモルフォロジーは、後述する実施例で詳述するが、赤外吸収スペクトルにおける、水素結合に帰属されるバンド(波長3200cm-1~3600cm-1)によって、確認することができる。
Furthermore, the morphology shown in FIG. 2D can be confirmed by a band (
続いて、本発明の封止用樹脂シートの第2実施形態(多層の封止用樹脂シート)を説明する。 Next, we will explain the second embodiment of the encapsulating resin sheet of the present invention (multilayer encapsulating resin sheet).
第2実施形態では、図3A~図3Dに示すように、封止用樹脂シート1と、第2封止用樹脂シート12とを厚み方向一方側に順に備える封止用多層樹脂シート11とによって、電子素子21を封止し、続いて、硬化体41を形成する。
In the second embodiment, as shown in Figures 3A to 3D, an
封止用多層樹脂シート11は、封止用樹脂シート1と、その厚み方向一方面全面に配置される第2封止用樹脂シート12とを備える。好ましくは、封止用多層樹脂シート11は、封止用樹脂シート1と、第2封止用樹脂シート12とのみを備える。
The encapsulating
第2封止用樹脂シート12の材料は、層状ケイ酸塩化合物を含有しない以外は、封止用樹脂シート1の材料(熱硬化性樹脂組成物)と同様である。封止用樹脂シート1の厚みに対する第2封止用樹脂シート12の厚みの割合の下限は、例えば、0.5、好ましくは、1、より好ましくは、2である。封止用樹脂シート1の厚みに対する第2封止用樹脂シート12の厚みの割合の上限は、例えば、10、好ましくは、5である。
The material of the second
封止用多層樹脂シート11によって、複数の電子素子21を封止し、続いて、硬化体41を形成して、電子素子硬化体パッケージ50を製造する方法を、図3A~図3Dを参照して説明する。
A method for manufacturing an electronic element cured
図3Aに示すように、封止用多層樹脂シート11を準備する。具体的には、封止用樹脂シート1と第2封止用樹脂シート12とを貼り合わせる。
As shown in FIG. 3A, a sealing
図3Bに示すように、基板22に実装される複数の電子素子21を準備する。
As shown in FIG. 3B, a number of
続いて、封止用樹脂シート1の厚み方向他方面が電子素子21の厚み方向一方面に接触するように、封止用多層樹脂シート11を電子素子21に配置する。
Next, the sealing
図3Cに示すように、その後、封止用樹脂シート1および素子実装基板24を、プレスする。
Then, as shown in FIG. 3C, the sealing
プレスによって、封止用樹脂シート1は、流動し、隣接する電子素子21間に侵入する。一方、第2封止用樹脂シート12は、層状ケイ酸塩化合物を含有しないことから、プレスされても、流動性が大きく変化せず、低いままであって、隣接する電子素子21間に侵入することが抑制される。
When pressed, the sealing
これにより、封止用多層樹脂シート11から、複数の電子素子21を封止する封止体31が形成される。
As a result, an
なお、封止用樹脂シート1が上記した下限以上の割合でフィラーを含有し、第2封止用樹脂シート12が上記した下限以上の割合でフィラーを含有すれば、図3Cに示すプレスによって、封止用樹脂シート1と第2封止用樹脂シート12とが、流動できる。
If the sealing
このとき、封止用樹脂シート1は、電子素子21に接触する一方、第2封止用樹脂シート12は、封止用樹脂シート1に対して電子素子21の反対側に位置する。つまり、封止体31において隙間26に面する端縁は、封止用樹脂シート1から形成される。一方、封止体31の厚み方向一方面は、第2封止用樹脂シート12から形成される。
At this time, the sealing
その後、図3Dに示すように、封止体31を加熱して、封止体31から硬化体41を形成する。
Then, as shown in FIG. 3D, the sealing
そして、封止用多層樹脂シート11は、上記した封止用樹脂シート1を備えるので、隙間26への硬化体41の侵入量を低減することができる。
The sealing
とりわけ、封止用樹脂シート1および第2封止用樹脂シート12が、50℃以上、130℃以下の軟化点を有するエポキシ樹脂の主剤を含有すれば、図3Cに示す工程において、封止用樹脂シート1および第2封止用樹脂シート12が流動できる。従って、図3Cに示す工程の時間短縮、および、図3Cに示す工程における第2封止用樹脂シート12の厚み方向一方面を平坦にできる。
In particular, if the sealing
さらに、封止用樹脂シート1および第2封止用樹脂シート12が、エポキシ樹脂の主剤とともにフェノール樹脂を硬化剤として含有すれば、硬化体41が、高い耐熱性と高い耐薬品性とを有する。従って、硬化体41は、封止信頼性に優れる。
Furthermore, if the sealing
なお、図3Cに示す工程において、第2封止用樹脂シート12は、押圧力を受けて流動化し、厚み方向一方面が平坦になる。また、図3Cに示す工程において、封止用多層樹脂シート11では、上述のように、第2封止用樹脂シート12とともに封止用樹脂シート1が、押圧力を受けて軟化流動して、電子素子21の外形に追従して変形する。図3Cに示す工程では、封止用樹脂シート1が、隙間26にわずかに進入することが許容される。
3C, the second
変形例
以下の各変形例において、上記した第1実施形態および第2実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、第1実施形態および第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第1実施形態および第2実施形態、その変形例を適宜組み合わせることができる。
In the following modified examples, the same reference numerals are used for the same components and steps as those in the first and second embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, each modified example can achieve the same effects as those in the first and second embodiments, unless otherwise specified. Furthermore, the first and second embodiments and their modified examples can be appropriately combined.
第1実施形態では、1層の封止用樹脂シート1で、電子素子21を封止している。しかし、図示しないが、複数の封止用樹脂シート1(の積層体シート)で、電子素子21を封止することもできる。
In the first embodiment, the
また、封止用多層樹脂シート11における第2封止用樹脂シート12は、多層であってもよい。
The second
素子の一例として、基板22の厚み方向一方面25に対して隙間26を隔てて配置される電子素子21を挙げ、これを封止用樹脂シート1で封止したが、例えば、図示しないが、基板22の厚み方向一方面25に接触する電子素子21を挙げることができ、これを封止用樹脂シート1で封止することができる。
As an example of an element, an
また、素子の一例として、電子素子21を挙げたが、半導体素子を挙げることもできる。なお、電子素子としては、具体的には表面弾性波フィルター(SAWフィルター)などが挙げられる。
Although
以下に調製例、比較調製例、実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら調製例、比較調製例、実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 The present invention will be described in more detail below with reference to the following Preparation Examples, Comparative Preparation Examples, Examples, and Comparative Examples. Note that the present invention is not limited to the Preparation Examples, Comparative Preparation Examples, Examples, and Comparative Examples. In addition, the specific numerical values of the blending ratio (content ratio), physical property values, parameters, etc. used in the following description can be replaced with the upper limit (a numerical value defined as "equal to or less than") or lower limit (a numerical value defined as "equal to or more than" or "exceeding") of the corresponding blending ratio (content ratio), physical property value, parameter, etc. described in the above "Form for carrying out the invention".
調製例および比較調製例で使用した各成分を以下に示す。 The ingredients used in the preparation examples and comparative preparation examples are listed below.
層状ケイ酸塩化合物:ホージュン社製のエスベンNX(表面がジメチルジステアリルアンモニウムで変性された有機化ベントナイト)
主剤: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、高分子量エポキシ樹脂、エポキシ当量200g/eq.、固体、軟化点80℃)
硬化剤:群栄化学社製のLVR-8210DL(ノボラック型フェノール樹脂、潜在性硬化剤、水酸基当量:104g/eq.、固体、軟化点:60℃)
アクリル樹脂1:根上工業社製のHME-2006M、カルボキシル基含有のアクリル酸エステルコポリマー(アクリル樹脂)、酸価:32、官能基数:736、重量平均分子量:1290000、ガラス転移温度(Tg):-13.9℃、固形分濃度20質量%のメチルエチルケトン溶液
アクリル樹脂2:根上工業社製のHME-2000M、カルボキシル基含有のアクリル酸エステルコポリマー(アクリル樹脂)、酸価:20、官能基数:367、重量平均分子量:1030000、ガラス転移温度(Tg):3.7℃、固形分濃度20質量%のメチルエチルケトン溶液
アクリル樹脂3:根上工業社製のHME-2004M、アクリル酸エステルコポリマー(アクリル樹脂)、酸価:0、官能基数:0、重量平均分子量:1180000、ガラス転移温度(Tg):-3℃、固形分濃度20質量%のメチルエチルケトン溶液
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)
第1フィラー:FB-8SM(球状溶融シリカ粉末(無機フィラー)、平均粒子径7.0μm)
第2フィラー:アドマテックス社製のSC220G-SMJ(平均粒径0.5μm)を3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製の製品名:KBM-503)で表面処理した無機フィラー(非晶質シリカおよび表面処理された非晶質シリカ)、無機フィラーの100質量部に対して1質量部のシランカップリング剤で表面処理した無機粒子
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)
溶媒:メチルエチルケトン(MEK)
カーボンブラック:三菱化学社製の#20、粒子径50nm
調製例1~調製例6および比較調製例1~比較調製例4
表1に記載の配合処方に従って、材料のワニスを調製した。ワニスを剥離シートの表面に塗布した後、120℃で、2分間乾燥させて、厚み65μmの封止用樹脂シート1を作製した。封止用樹脂シート1は、Bステージであった。
Layered silicate compound: Esben NX manufactured by Hojun Co., Ltd. (organic bentonite whose surface is modified with dimethyl distearyl ammonium)
Base resin: YSLV-80XY manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. (bisphenol F type epoxy resin, high molecular weight epoxy resin, epoxy equivalent 200 g/eq., solid,
Hardener: LVR-8210DL manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd. (novolac type phenolic resin, latent hardener, hydroxyl equivalent: 104 g/eq., solid, softening point: 60° C.)
Acrylic resin 1: HME-2006M manufactured by Negami Chemical Industrial Co., Ltd., acrylic acid ester copolymer (acrylic resin) containing a carboxyl group, acid value: 32, number of functional groups: 736, weight average molecular weight: 1,290,000, glass transition temperature (Tg): -13.9°C, methyl ethyl ketone solution with a solid content of 20% by mass. Acrylic resin 2: HME-2000M manufactured by Negami Chemical Industrial Co., Ltd., acrylic acid ester copolymer (acrylic resin) containing a carboxyl group, acid value: 20, number of functional groups: 367, weight average molecular weight: 1,030,000, glass transition temperature (Tg): 3.7°C, methyl ethyl ketone solution with a solid content of 20% by mass. Acrylic resin 3: HME-2004M manufactured by Negami Chemical Industrial Co., Ltd., acrylic acid ester copolymer (acrylic resin), acid value: 0, number of functional groups: 0, weight average molecular weight: 1,180,000, glass transition temperature (Tg): -3°C, methyl ethyl ketone solution with a solid content of 20% by mass. Silane coupling agent: KBM-403 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
First filler: FB-8SM (spherical fused silica powder (inorganic filler), average particle size 7.0 μm)
Second filler: Inorganic filler (amorphous silica and surface-treated amorphous silica) obtained by surface-treating SC220G-SMJ (average particle size 0.5 μm) manufactured by Admatechs with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (product name: KBM-503 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), inorganic particles surface-treated with 1 part by mass of a silane coupling agent per 100 parts by mass of inorganic filler. Curing accelerator: 2PHZ-PW (2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole) manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd.
Solvent: methyl ethyl ketone (MEK)
Carbon black: #20 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation,
Preparation Examples 1 to 6 and Comparative Preparation Examples 1 to 4
A varnish of the material was prepared according to the formulation shown in Table 1. The varnish was applied to the surface of a release sheet and then dried at 120° C. for 2 minutes to produce a 65 μm-thick
調製例7
表2に記載の配合処方に従って、材料のワニスを調製した。ワニスを剥離シートの表面に塗布した後、120℃で、2分間乾燥させて、厚み195μmの第2封止用樹脂シート12を作製した。第2封止用樹脂シート12は、Bステージであった。
Preparation Example 7
A varnish of the material was prepared according to the formulation shown in Table 2. The varnish was applied to the surface of a release sheet and then dried at 120° C. for 2 minutes to prepare a second
実施例1~6および比較例1~比較例2
表3に示すような調製例の組合せで、封止用樹脂シートと第2封止用樹脂シートとを張り合わせて、厚み260μmの封止用多層樹脂シートを作製した。
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2
In the combination of preparation examples shown in Table 3, the encapsulating resin sheet and the second encapsulating resin sheet were laminated together to prepare an encapsulating multilayer resin sheet having a thickness of 260 μm.
評価
<硬化体侵入長さの測定>
下記のステップA~ステップEを実施して、硬化体侵入長さYを測定した。
Evaluation <Measurement of hardened body penetration length>
The following steps A to E were carried out to measure the penetration length Y of the hardened body.
ステップA:図4Aに示すように、各実施例および各比較例の封止用多層樹脂シート11から、縦10mm、横10mm、厚み260μmのサンプルシート61を準備する。
Step A: As shown in FIG. 4A, a
ステップB:図4Bに示すように、縦3mm、横3mm、厚み200μmのダミー素子71が、厚み20μmのバンプ23を介してガラス基板72に実装されたダミー素子実装基板74を準備する。
Step B: As shown in Figure 4B, prepare a dummy
ステップC:図4Cに示すように、サンプルシート61によって、ダミー素子実装基板74におけるダミー素子71を、真空平板プレスにより、温度65℃、圧力0.1MPa、真空度1.6kPa、プレス時間1分で封止して、サンプルシート61から封止体31を形成する。
Step C: As shown in FIG. 4C, the
ステップD:図4Dに示すように、封止体31を、150℃、大気圧下、1時間加熱により熱硬化させて、封止体31から硬化体41を形成する。
Step D: As shown in FIG. 4D, the sealing
ステップE:図4Dの拡大図に示すように、ダミー素子71の側端縁75を基準として、側端縁75からダミー素子71とガラス基板72との隙間26に硬化体41が侵入する硬化体侵入長さYを測定する。
Step E: As shown in the enlarged view of Figure 4D, using the
そして、下記の基準に従って、硬化体侵入長さYを評価した。その結果を表3に示す。
◎:硬化体侵入長さYが、0μm以上、25μm以下であった。
〇:硬化体侵入長さYが、25μm超過、45μm以下、または、0μm未満、-25μm以上であった。
△:硬化体侵入長さYが、45μm超過、60μm以下、または、-25μm未満、-40μm以上であった。
×:硬化体侵入長さYが、60μm超過、または、-40μm未満であった。
The hardened body penetration length Y was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 3.
⊚: The hardened body penetration length Y was 0 μm or more and 25 μm or less.
◯: The hardened body penetration length Y was more than 25 μm and 45 μm or less, or less than 0 μm and −25 μm or more.
Δ: The hardened body penetration length Y was more than 45 μm and 60 μm or less, or less than −25 μm and −40 μm or more.
×: The hardened body penetration length Y was more than 60 μm or less than −40 μm.
なお、評価中、「マイナス」は、ダミー素子71の側端縁75より外側に突出する空間(図2Dの太い破線参照)が形成されることを意味する。「マイナス」の絶対値が、その空間の突出長さに相当する。
In the evaluation, "minus" means that a space (see the thick dashed line in FIG. 2D) is formed that protrudes outward from the
<封止体侵入長さの測定>
各実施例および各比較例の封止用多層樹脂シート11に関し、上記したステップCとステップDとの間に下記のステップFをさらに実施して、封止体侵入長さXを測定した。結果を表3に示す。
<Measurement of Encapsulation Intrusion Length>
For the encapsulating
ステップF:ダミー素子71の側端縁75を基準として、側端縁75からダミー素子22とガラス基板72との隙間26に封止体31が侵入する封止体侵入長さXを測定した。その結果を表3に示す。
◎:封止体侵入長さXが、0μm以上、10μm以下であった。
〇:封止体侵入長さXが、10μm超過20μm以下であった。
△:封止体侵入長さXが、20μm超過30μm以下であった。
×:封止体侵入長さXが、30μm超過であった。
Step F: Using the
⊚: The sealing body penetration length X was 0 μm or more and 10 μm or less.
Good: The sealing body penetration length X was more than 10 μm and 20 μm or less.
Δ: The sealing body penetration length X was more than 20 μm and 30 μm or less.
×: The penetration length X of the sealing body exceeded 30 μm.
<封止体侵入量>
上記した方法により得られた硬化体侵入長さYから、上記した方法により得られた封止体侵入長さXを差し引くことにより、封止体侵入量(Y-X)を算出した。その結果を表3に示す。
◎:封止体侵入量(Y-X)が、0μm以上、15μm以下であった。
〇:封止体侵入量(Y-X)が、15μm超過30μm以下であった。
△:封止体侵入量(Y-X)が、30μm超過40μm以下であった。
×:封止体侵入量(Y-X)が、40μm超過であった。
<Amount of encapsulant penetration>
The penetration length of the plugged body (Y-X) was calculated by subtracting the penetration length of the plugged body obtained by the above-mentioned method from the penetration length of the hardened body obtained by the above-mentioned method. The results are shown in Table 3.
⊚: The amount of penetration of the sealing body (YX) was 0 μm or more and 15 μm or less.
◯: The amount of penetration of the sealing body (Y-X) was more than 15 μm and 30 μm or less.
Δ: The amount of penetration of the sealing body (Y-X) was more than 30 μm and 40 μm or less.
×: The amount of penetration of the sealing body (Y-X) exceeded 40 μm.
<粘弾性測定>
実施例1、実施例2、比較例1および比較例2の封止用樹脂シート1(Bステージ)について、粘弾性を測定した。
<Viscoelasticity measurement>
With respect to the sealing resin sheets 1 (B stage) of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the viscoelasticity was measured.
具体的には、粘弾性測定は、レオメーター(マーズIII)(測定条件:8mmφプレートを用いて温度85℃、ひずみ量0.005%)を用いて実施した。その結果を図5に示す。また、せん断速度の対数(log D)の増加に対する粘度(Pa・sec)の対数の減少(すなわち、図5における一次関数(粘度の対数=a×せん断速度の対数+b)の傾き(a))の度合いを表3に示す。 Specifically, the viscoelasticity measurements were performed using a rheometer (Mars III) (measurement conditions: 8 mm diameter plate, temperature 85°C, strain 0.005%). The results are shown in Figure 5. Table 3 shows the degree of decrease in the logarithm of viscosity (Pa sec) with respect to the increase in the logarithm of shear rate (log D) (i.e., the slope (a) of the linear function (logarithm of viscosity = a × logarithm of shear rate + b) in Figure 5).
<原子間力顕微鏡測定>
実施例1および比較例1の封止用樹脂シート1について、原子間力顕微鏡(コンタクトモード)でAFM像(500nm×500nm)を測定した。その結果を図6に示す。
<Atomic force microscope measurement>
AFM images (500 nm×500 nm) were measured with an atomic force microscope (contact mode) for the encapsulating
<赤外吸収スペクトル測定>
実施例1、実施例2、比較例1~比較例4の封止用樹脂シート1について、赤外吸収スペクトルを測定した。その結果を図7(波長3050cm-1~3800cm-1)に示す。
<Infrared absorption spectrum measurement>
Infrared absorption spectra were measured for the encapsulating
考察
1)硬化体侵入長さおよび封止体侵入長さの測定
酸価が18以上であるアクリル樹脂および層状ケイ酸塩化合物を含む実施例1~実施例6は、酸価が18未満であるアクリル樹脂を用いる比較例1、および、層状ケイ酸塩化合物を用いない比較例2に比べて、硬化体侵入長さおよび封止体侵入長さが小さいことがわかる。このことから、18以上の酸価を有するアクリル樹脂および層状ケイ酸塩化合物を含めば、素子および基板間への硬化体の侵入量を低減することができるとわかる。
2)粘弾性測定
表3によれば、アクリル樹脂の酸価が18以上である調製例1および調製例2は、アクリル樹脂の酸価が18未満である比較調製例1よりも、上記の度合いが大きい。このことから、アクリル樹脂の酸価が18以上であれば、チキソトロピック性が高いことがわかる。そして、このような調製例1および調製例2の封止用樹脂シート1を用いた実施例1および実施例2によれば、素子および基板間への硬化体の侵入量を低減することができるとわかる。
3)原子間力顕微鏡測定
図6Aおよび図6Bの比較によれば、アクリル樹脂の酸価が18以上である調製例1は、アクリル樹脂の酸価が18未満である比較調製例1よりも、層状ケイ酸塩化合物80の周辺が高弾性率である。このことから、図2Dに示すように、層状ケイ酸塩化合物の各層は、アクリル樹脂との水素結合を介して、結合していることがわかる。また、これにより、チキソトロピック性を発現していると推認される。このことから、このような調製例1および調製例2の封止用樹脂シート1を用いた実施例1および実施例2によれば、素子および基板間への硬化体の侵入量を低減することができるとわかる。
4)赤外吸収スペクトル測定
図7によれば、18以上の酸価を有するアクリル樹脂および層状ケイ酸塩化合物を含む調製例1および調製例2は、18未満の酸価を有するアクリル樹脂および層状ケイ酸塩化合物を含む調製例1と、層状ケイ酸塩化合物を含まない比較調製例2~比較調製例4に比べて、水素結合に帰属されるバンド(波長3200cm-1~3600cm-1)がブロードになっていることがわかる。このことから、酸価が18以上であるアクリル樹脂と、層状ケイ酸塩化合物とを含めば、図2Dに示すように、層状ケイ酸塩化合物の各層が、アクリル樹脂との水素結合を介して、結合することがわかる。また、これにより、チキソトロピック性を発現していると推認される。そして、このような調製例1および調製例2の封止用樹脂シート1を用いた実施例1および実施例2によれば、素子および基板間への硬化体の侵入量を低減することができるとわかる。
Observation 1) Measurement of the penetration length of the hardened body and the penetration length of the sealing body It can be seen that Examples 1 to 6, which contain an acrylic resin and a layered silicate compound with an acid value of 18 or more, have smaller penetration lengths of the hardened body and the sealing body than Comparative Example 1, which uses an acrylic resin with an acid value of less than 18, and Comparative Example 2, which does not use a layered silicate compound. This shows that the inclusion of an acrylic resin and a layered silicate compound with an acid value of 18 or more can reduce the amount of penetration of the hardened body between the element and the substrate.
2) Viscoelasticity Measurement According to Table 3, Preparation Examples 1 and 2, in which the acid value of the acrylic resin is 18 or more, have a higher degree of the above than Comparative Preparation Example 1, in which the acid value of the acrylic resin is less than 18. This shows that if the acid value of the acrylic resin is 18 or more, the thixotropy is high. And, according to Examples 1 and 2, in which the sealing
3) Atomic Force Microscope Measurement According to a comparison between FIG. 6A and FIG. 6B, in Preparation Example 1 in which the acid value of the acrylic resin is 18 or more, the periphery of the layered
4) Infrared absorption spectrum measurement According to FIG. 7, it can be seen that Preparation Example 1 and Preparation Example 2 containing an acrylic resin having an acid value of 18 or more and a layered silicate compound have a broader band (
1 封止用樹脂シート
21 電子素子
1 Sealing
Claims (3)
前記熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂を含み、
前記アクリル樹脂は、カルボキシル基を有し、
前記アクリル樹脂の酸価は、18以上であることを特徴とする、封止用樹脂シート。 A sealing resin sheet containing a thermosetting resin, a layered silicate compound, and a thermoplastic resin for sealing an element,
The thermoplastic resin includes an acrylic resin,
The acrylic resin has a carboxyl group,
The acrylic resin has an acid value of 18 or more.
3. The sealing resin sheet according to claim 1, wherein a mass ratio of the acrylic resin to the layered silicate compound (acrylic resin/layered silicate compound) is 0.1 or more and 2 or less.
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