KR102202216B1 - 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전자 장치의 제조 방법은, 표면에 구리 회로를 구비하는 부재를 준비하는 공정과, 상기 표면에 프리플럭스제를 도공함으로써, 상기 구리 회로에 OSP막을 형성하는 도공 공정과, 상기 구리 회로를 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지하는 봉지 공정을 포함하고, 상기 봉지 공정은, 상기 도공 공정에서 형성된 상기 OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않고 실시되며, 상기 봉지용 수지 조성물은, 에폭시 수지와, 경화제와, 밀착 조제를 포함하고, 상기 프리플럭스제는, 이미다졸 화합물을 포함한다.

Description

전자 장치의 제조 방법
본 발명은, 전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
전자 장치의 제조에 이용되는 몰드 언더필용 봉지(封止)재에 있어서는, 유동성의 향상을 목적으로 하여 다양한 기술이 개발되고 있다. 이 종의 기술로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 기술을 들 수 있다. 특허문헌 1에 의하면, N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인을 이용하여 표면 처리한 필러를, 수지 재료와 혼합한 경우, 시어 레이트의 넓은 범위에 걸쳐 저점도를 실현할 수 있는 것이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 1에 의하면, N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인을 이용하여 표면 처리한 필러를 이용하여 수지 조성물을 제작한 경우, 필러의 응집성이 저감되는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2015-140389호
프린트 배선 기판 등의 기판에 배치된 구리 회로는, 예를 들면 그 생산 공정에 있어서, 구리 회로의 산화를 억제하기 위하여 프리플럭스제가 도공된다. 이로써, 구리 회로의 표면에는, 구리 회로의 산화를 보호하는 막(유기 납땜성 보존제(Organic Solderability Preservative)막: OSP막)이 형성되어 있다.
종래의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 봉지용 수지 조성물에 의하여, 구리 회로를 봉지하는 경우, OSP막은 사전에 세정되어, 제거되었다. 그러나, OSP막을 제거하는 공정은, 전자 장치의 생산성을 저하시켜 버린다.
본 발명자들은, 전자 장치의 생산성을 향상시키기 위하여, 특허문헌 1에 기재된 봉지재를 이용하여, OSP막을 세정에 의하여 제거하지 않고 전자 장치를 제조하는 것에 대하여 검토하였다. 그러나, 종래의 봉지재를 이용한 경우, 봉지재의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성이 저하되어 버리는 것이 판명되었다.
본 발명은, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않는 것을 전제로, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시키는 전자 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않는 것을 전제로, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시키기 위하여, 봉지용 수지 조성물의 원료 성분에 대하여 검토했다. 그 결과, 봉지용 수지 조성물이 특정의 밀착 조제(助劑)를 함유하는 경우, 봉지용 수지 조성물의 도입 시에 OSP막이 파괴되어, 세정 공정을 행하지 않아도, 봉지용 수지 조성물과, 구리 회로와의 밀착성이 향상되는 것을 발견했다.
이상으로부터, 본 발명자가, 특정의 밀착 조제를 채용함으로써, 봉지용 수지 조성물과, 구리 회로와의 밀착이 향상되는 점을 발견하여, 본 발명은 완성되었다.
본 발명에 의하면,
전자 장치의 제조 방법으로서,
표면에 구리 회로를 구비하는 부재를 준비하는 공정과,
상기 표면에 프리플럭스제를 도공함으로써, 상기 구리 회로에 OSP막을 형성하는 도공 공정과,
상기 구리 회로를 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지하는 봉지 공정을 포함하고,
상기 봉지 공정은, 상기 도공 공정에서 형성된 상기 OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않고 실시되며,
상기 봉지용 수지 조성물은, 에폭시 수지와, 경화제와, 밀착 조제를 포함하고,
상기 프리플럭스제는, 이미다졸 화합물을 포함하는, 전자 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, OSP막이 형성된 구리 회로를 봉지한 경우여도, 봉지용 수지 조성물과 구리 회로와의 밀착성이 향상된 전자 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법은, 표면에 구리 회로를 구비하는 부재를 봉지용 수지 조성물로 봉지함으로써 전자 장치를 제조하는 방법으로서, 표면에 구리 회로를 구비하는 부재를 준비하는 공정과, 상기 표면에 프리플럭스제를 도공함으로써, 상기 구리 회로에 OSP막을 형성하는 도공 공정과, 상기 구리 회로를 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지하는 봉지 공정을 포함하고, 상기 봉지 공정은, 상기 도공 공정에서 형성된 상기 OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않고 실시되며, 상기 봉지용 수지 조성물은, 에폭시 수지와, 경화제와, 밀착 조제를 포함하고, 상기 프리플럭스제는, 이미다졸 화합물을 포함한다.
프린트 배선 기판 등의 기판에 배치된 구리 회로는, 예를 들면 그 생산 공정에 있어서, 구리 회로의 산화를 억제하기 위하여 프리플럭스제가 도공된다. 이로써, 구리 회로의 표면에는, 구리 회로의 산화를 보호하는 OSP막이 형성되어 있다.
종래의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 봉지용 수지 조성물에 의하여, 구리 회로를 봉지하는 경우, 구리 회로의 산화를 억제하기 위한 OSP막은 세정 공정에 의하여 제거되어 있지 않았다. 이로써, 종래의 봉지용 수지 조성물을 이용하여, OSP막을 제거하지 않고 구리 회로의 봉지를 행하여, 전자 장치를 제조하면, OSP막이 잔존한다. 이 잔존 OSP막은, 구리 회로와 봉지용 수지 조성물의 사이의 밀착성을 저하시키는 경우가 있다.
또, 만일 OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하는 경우, 전자 장치의 생산성을 저하시켜 버린다.
따라서, 본 발명자는, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않는 것을 전제로, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시키기 위하여, 봉지용 수지 조성물의 원료 성분에 대하여 검토했다. 그 결과, 봉지용 수지 조성물이 특정의 밀착 조제를 함유하는 경우, 봉지용 수지 조성물의 도입 시에 OSP막이 파괴되어, 세정 공정을 행하지 않아도, 봉지용 수지 조성물과, 구리 회로와의 밀착성이 향상되는 것을 발견했다.
상세한 메커니즘은 확실하지 않지만, 이 이유는 이하와 같이 추측된다.
먼저, 이미다졸 화합물을 포함하는 프리플럭스제를 구리 회로에 도공함으로써, 이미다졸 화합물과, 구리 회로가 함유하는 구리 원자와의 상호 작용에 의하여 착체를 형성한다. OSP막은, 이 착체로 이루어진 착체층을 갖는다. 그리고, 봉지용 수지 조성물이 후술하는 특정의 밀착 조제를 함유하는 경우, 봉지용 수지 조성물이 구리 회로를 봉지할 때, 착체층에 있어서의 이미다졸 화합물과, 구리 원자가 형성하는 착체를 파괴할 수 있다. 이로써, 특정의 밀착 조제를 포함하는 봉지용 수지 조성물을 이용하여 구리 회로를 봉지할 때에, OSP막을 파괴하면서, 봉지를 행할 수 있다. 또한, 밀착 조제의 구비하는 고립 전자쌍의 전자 및 구리 회로의 구리 원자의 상호 작용에 의하여, 밀착 조제와, 구리 회로의 구리 원자가 착체를 형성한다고 추측된다. 이로써, 특정의 밀착 조제를 포함하는 봉지용 수지 조성물의 경화물은, 종래의 봉지용 수지 조성물과 비교하여, 구리 회로에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이상으로부터, 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법은, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않아도, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있다고 추측된다.
또한, OSP막은 상기 착체층에 더하여, 예를 들면 착체를 형성하지 않는 이미다졸 화합물에 의하여 형성되는 이미다졸층을 더 포함한다. 여기서, 이미다졸층은 이미다졸 화합물의 분자간력에 의하여 형성되며, 착체의 이온 결합에 의하여 형성되는 착체층과 비교하여, 분자 간의 상호 작용이 약하다. 이로써, 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법은, 착체에 의하여 구성되는 착체층을 파괴함과 함께, 이미다졸층도 파괴할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법에 의하면, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않는 경우여도, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
먼저, 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법에 이용하는 봉지용 수지 조성물의 원료 성분에 대하여 설명한다.
봉지용 수지 조성물은, 에폭시 수지와, 경화제와, 밀착 조제를 포함한다.
(에폭시 수지)
본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지로서는 한정되지 않고, 그 분자량, 분자 구조에 관계없이, 1분자 내에 에폭시기를 2개 이상 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 사용하는 것이 가능하다.
에폭시 수지의 구체예로서는, 예를 들면 바이페닐형 에폭시 수지; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 테트라메틸비스페놀 F형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 스틸벤형 에폭시 수지; 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지; 트라이페놀메테인형 에폭시 수지, 알킬 변성 트라이페놀메테인형 에폭시 수지 등에 예시되는 트라이페닐형 에폭시 수지 등의 다관능 에폭시 수지; 페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬형 에폭시 수지, 바이페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬형 에폭시 수지(바이페닐아랄킬형 에폭시 수지), 바이페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬형 에폭시 수지 등의 페놀아랄킬형 에폭시 수지; 다이하이드록시나프탈렌형 에폭시 수지, 다이하이드록시나프탈렌의 2량체를 글리시딜에터화하여 얻어지는 에폭시 수지 등의 나프톨형 에폭시 수지; 트라이글리시딜아이소사이아누레이트, 모노알릴다이글리시딜아이소사이아누레이트 등의 트라이아진핵 함유 에폭시 수지; 다이사이클로펜타다이엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등의 유교(有橋) 환상 탄화 수소 화합물 변성 페놀형 에폭시 수지를 들 수 있다. 에폭시 수지로서는, 이들 중에서 1종을 단독으로 이용해도 되고, 다른 2종류 이상을 병용해도 된다.
(경화제)
본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은, 경화제를 포함한다. 봉지용 수지 조성물에 포함되는 경화제로서는, 구체적으로는 중부가형의 경화제, 촉매형의 경화제, 및 축합형의 경화제의 3타입이 있다.
상기 경화제로서 이용되는 중부가형의 경화제는, 구체적으로는 다이에틸렌트라이아민(DETA), 트라이에틸렌테트라민(TETA), 메타자일렌다이아민(MXDA) 등의 지방족 폴리아민, 다이아미노다이페닐메테인(DDM), m-페닐렌다이아민(MPDA), 다이아미노다이페닐설폰(DDS) 등의 방향족 폴리아민 외에, 다이사이안다이아마이드(DICY), 유기산 다이하이드라자이드 등을 포함하는 폴리아민 화합물; 헥사하이드로 무수 프탈산(HHPA), 메틸테트라하이드로 무수 프탈산(MTHPA) 등의 지환족 산무수물, 무수 트라이멜리트산(TMA), 무수 파이로멜리트산(PMDA), 벤조페논테트라카복실산(BTDA) 등의 방향족 산무수물 등을 포함하는 산무수물; 노볼락형 페놀 수지, 폴리바이닐페놀, 아랄킬형 페놀 수지 등의 페놀 수지계 경화제; 폴리설파이드, 싸이오에스터, 싸이오에터 등의 폴리머캅탄 화합물; 아이소사이아네이트 프리폴리머, 블록화 아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트 화합물; 카복실산 함유 폴리에스터 수지 등을 들 수 있다. 중부가형의 경화제로서는, 상기 구체예 중으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다.
상기 경화제로서 이용되는 촉매형의 경화제는, 구체적으로는 벤질다이메틸아민(BDMA), 2,4,6-트리스다이메틸아미노메틸페놀(DMP-30) 등의 3급 아민 화합물; 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸(EMI24) 등의 이미다졸 화합물; BF3 착체 등의 루이스산 등을 들 수 있다. 촉매형의 경화제로서는, 상기 구체예 중으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다.
상기 경화제로서 이용되는 축합형의 경화제는, 구체적으로는 레졸형 페놀 수지; 메틸올기 함유 요소 수지 등의 요소 수지; 메틸올기 함유 멜라민 수지 등의 멜라민 수지 등을 들 수 있다. 축합형의 경화제로서는, 상기 구체예 중으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다.
상기 경화제 중에서도, 페놀 수지계 경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 에폭시 수지를 적합하게 경화할 수 있다. 또한, 경화제와, 밀착 조제가 상호 작용함으로써, 밀착성을 더 향상시킬 수 있다.
페놀 수지계 경화제로서는, 1분자 내에 페놀성 수산기를 2개 이상 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 이용할 수 있고, 그 분자량, 분자 구조는 한정되지 않는다.
경화제로서 이용되는 페놀 수지계 경화제는, 구체적으로는 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 노볼락 수지, 페놀-바이페닐 노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지; 폴리바이닐페놀; 트라이페닐메테인형 페놀 수지 등의 다관능형 페놀 수지; 터펜 변성 페놀 수지, 다이사이클로펜타다이엔 변성 페놀 수지 등의 변성 페놀 수지; 페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지, 바이페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지(바이페닐아랄킬형 페놀 수지), 페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬 수지, 바이페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬 수지 등의 페놀아랄킬형 페놀 수지; 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 비스페놀 화합물 등을 들 수 있다. 페놀 수지계 경화제로서는, 상기 구체예 중으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다.
(밀착 조제)
밀착 조제로서는, 특정의 관능기를 구비하는 것이 바람직하다.
특정의 관능기로서는, 구체적으로는 싸이올기, 카복실기, 아미노기 등을 들 수 있다. 이들 특정의 관능기를 구비함으로써, 밀착 조제는 OSP막을 파괴할 수 있다. 또, 밀착 조제가 고립 전자쌍을 구비하는 경우, OSP막을 파괴한 후, 고립 전자쌍과, 구리 회로의 구리 원자가 상호 작용하여, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 밀착 조제는 특정의 관능기로서, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 상세한 메커니즘은 확실하지 않지만, OSP막을 파괴하는 메커니즘으로서는, 이하와 같이 추측된다.
밀착 조제가 특정의 관능기로서, 카복실기를 포함하는 경우, OSP막의 착체층이 산성이 됨으로써 착체가 불안정해지고, OSP막을 파괴할 수 있다고 추측된다.
또, 밀착 조제가 특정의 관능기로서 싸이올기, 아미노기를 포함하는 경우, OSP막의 착체층에 있어서, 밀착 조제와, 프리플럭스제의 이미다졸 화합물의 사이에서 착체 교환 반응이 발생하고, OSP막을 파괴할 수 있다고 추측된다.
본 실시형태에 있어서의 아미노기로서는, 구체적으로는 복소환 중에 도입되어 있지 않은 1급, 2급 및 3급 아미노기와, 복소환 중에 도입되어 있는 1급 또는 2급 아미노기인 복소환 아미노기를 포함한다. 아미노기로서는, 예를 들면 복소환 아미노기를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 밀착 조제와, 구리 회로의 구리 원자가 강력하게 상호 작용하여, 밀착성을 더 향상시킬 수 있다.
여기에서, 복소환 아미노기로서는, 구체적으로는 트라이아진, 트라이아졸 등을 들 수 있다. 트라이아진으로서는, 예를 들면, 하기 일반식 (H1)로 나타나는 구조의 것이 바람직하다. 또, 트라이아졸로서는, 예를 들면, 하기 일반식 (H2)로 나타나는 구조의 것이 바람직하다.
Figure 112020076411689-pct00001
(상기 일반식 (H1)에 있어서, R은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자, 규소 원자, 질소 원자, 인 원자, 산소 원자, 황 원자, 불소 원자, 염소 원자 및 브로민 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원자에 의하여 형성되는 기이다.)
Figure 112020076411689-pct00002
(상기 일반식 (H2)에 있어서, R은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자, 규소 원자, 질소 원자, 인 원자, 산소 원자, 황 원자, 불소 원자, 염소 원자 및 브로민 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원자에 의하여 형성되는 기이다.)
상기 일반식 (H1), (H2)에 있어서, R이 탄소 원자를 포함하는 경우, 예를 들면 탄소수 1 이상 30 이하의 유기기인 것이 바람직하고, 탄소수 1 이상 10 이하의 유기기인 것이 보다 바람직하며, 탄소수 1 이상 5 이하의 유기기인 것이 더 바람직하다.
또, R이 탄소 원자를 포함하는 유기기인 경우, R은 예를 들면, 하이드록실기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (H1), (H2)에 있어서, 복수의 R로서는 예를 들면, 적어도 1개가 카복실기, 싸이올기 및 아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 적어도 아미노기를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이로써, OSP막을 파괴하여, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
상기 일반식 (H1), (H2)에 있어서, 복수의 R로서는 예를 들면, 1개 이상의 R이 카복실기, 싸이올기 및 아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 2개 이상의 R이 카복실기, 싸이올기 및 아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이로써, OSP막을 파괴하여, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
밀착 조제 중, 카복실기를 포함하는 것으로서는, 구체적으로는 스테아르산 등을 들 수 있다.
밀착 조제 중, 싸이올기를 포함하는 것으로서는, 구체적으로는 γ-머캅토프로필트라이메톡시실레인, γ-머캅토프로필트라이에톡시실레인, 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트라이아졸 등을 들 수 있다.
밀착 조제 중, 아미노기를 포함하는 것으로서는, 구체적으로는 4,6-다이아미노-1,3,5-트라이아진-2-에탄올, 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트라이아졸 등을 들 수 있다.
상기 봉지용 수지 조성물 중의 밀착 조제의 함유량의 하한값은, 봉지용 수지 조성물의 고형분 전체에 대하여, 예를 들면 0.010질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.015질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.020질량부 이상인 것이 더 바람직하고, 0.025질량부 이상인 것이 보다 더 바람직하며, 0.030질량부 이상인 것이 특히 바람직하다. 이로써, 적합하게 OSP막을 파괴할 수 있다.
또, 상기 봉지용 수지 조성물 중의 밀착 조제의 함유량의 상한값은, 봉지용 수지 조성물의 고형분 전체에 대하여, 예를 들면 1.0질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.7질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.5질량부 이하인 것이 더 바람직하고, 0.3질량부 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 이로써, 입자의 응집이 발생하고, 용제 등으로 용해되지 않는 이물이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 봉지용 수지 조성물의 전고형분이란, 용매를 제외한 원료 성분의 합계를 나타낸다.
봉지용 수지 조성물 중의 밀착 조제의 함유량의 하한값은, 레진량 전체에 대하여, 예를 들면 0.10질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.15질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.20질량부 이상인 것이 더 바람직하고, 0.30질량부 이상인 것이 보다 더 바람직하며, 0.40질량부 이상인 것이 특히 바람직하다. 이로써, OSP막을 파괴한 후, 봉지용 수지 조성물 중에 적절히 분산한 밀착 조제와, 구리 원자가 적합하게 상호 작용하여, 밀착성을 향상시킬 수 있다.
봉지용 수지 조성물 중의 밀착 조제의 함유량의 상한값은, 레진량 전체에 대하여, 예를 들면 10질량부 이하인 것이 바람직하고, 8질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 6질량부 이하인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 있어서 레진량이란, 에폭시 수지와, 경화제와의 합계량을 나타낸다.
(그 외의 성분)
봉지용 수지 조성물 중에는, 필요에 따라서 경화 촉진제, 무기 충전재, 커플링제, 이형제, 착색제, 난연제, 이온 포착제, 저응력제 등의 각종 첨가제 중 1종 또는 2종 이상을 적절히 배합할 수 있다.
(경화 촉진제)
경화 촉진제는, 에폭시 수지 및 경화제의 경화 반응을 촉진시키는 것이면 한정되지 않고, 에폭시 수지 및 경화제의 종류에 따라 선택할 수 있다.
경화 촉진제로서는, 구체적으로는 오늄염 화합물, 유기 포스핀, 테트라 치환 포스포늄 화합물, 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물과의 부가물, 포스포늄 화합물과 실레인 화합물과의 부가물 등의 인 원자 함유 화합물; 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸(EMI24), 2-페닐-4-메틸이미다졸(2P4MZ), 2-페닐이미다졸(2PZ), 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시이미다졸(2P4MHZ), 1-벤질-2-페닐이미다졸(1B2PZ) 등의 이미다졸 화합물; 1,8-다이아자바이사이클로[5.4.0]운데센-7, 벤질다이메틸아민 등이 예시되는 아미딘이나 3급 아민; 상기 아미딘 또는 상기 3급 아민의 4급 암모늄염 등의 질소 원자 함유 화합물 등을 들 수 있다. 경화 촉진제로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
(무기 충전재)
무기 충전재로서는 한정되지 않고, 전자 장치의 구조, 전자 장치에 요구되는 기계적 강도, 열적 특성에 따라 적절한 무기 충전재를 선택할 수 있다.
무기 충전재로서는, 구체적으로는 용융 파쇄 실리카, 용융 구상 실리카, 결정성 실리카, 2차 응집 실리카, 구상(球狀) 미분 실리카 등의 실리카; 알루미나, 질화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 산화 타이타늄, 탄화 규소, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 타이타늄 화이트 등의 금속 화합물; 탤크; 클레이; 마이카; 유리 섬유 등을 들 수 있다. 무기 충전재로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 무기 충전재로서는, 상기 구체예 중 예를 들면 실리카를 이용하는 것이 바람직하다. 이로써, 무기 충전재와, 밀착 조제가 상호 작용하여, 밀착성을 더 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 무기 충전재의 체적 기준의 누적 50% 입경(D50)의 하한값은, 예를 들면 0.1μm 이상인 것이 바람직하고, 0.3μm 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.5μm 이상인 것이 더 바람직하다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 성형 시에 있어서의 무기 충전재의 응집에 의한, 금형의 막힘을 방지할 수 있어, 전자 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또, 무기 충전재의 체적 기준의 누적 50% 입경(D50)의 상한값은, 예를 들면 50μm 이하인 것이 바람직하고, 30μm 이하인 것이 보다 바람직하며, 20μm 이하인 것이 더 바람직하고, 10μm 이하인 것이 보다 더 바람직하며, 5μm 이하인 것이 특히 바람직하다. 이로써, 봉지 공정에 있어서, 금형에 막힘이 발생하는 것을 확실히 억제할 수 있어, 전자 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 플립 칩 패키지 등의 봉지용 수지 조성물이 들어가는 간극이 작은 전자 장치를 제조하는 경우, 봉지용 수지 조성물은 몰드 언더필재이다. 이 경우, 무기 충전재의 체적 기준의 누적 50% 입경(D50)은, 예를 들면 1μm 이상 20μm 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 충전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 충전재의 체적 기준의 누적 50% 입경(D50)은, 예를 들면 시판 중인 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(예를 들면, 시마즈 세이사쿠쇼사제, SALD-7000)를 이용하여 입자의 입도 분포를 체적 기준으로 측정하여, 산출할 수 있다.
(커플링제)
커플링제로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물에 이용되는 공지의 커플링제를 이용할 수 있다.
커플링제로서는, 구체적으로는 바이닐트라이메톡시실레인, 바이닐트라이에톡시실레인 등의 바이닐실레인; 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이에톡시실레인 등의 에폭시실레인; p-스타이릴트라이메톡시실레인 등의 스타이릴실레인; 3-메타크릴옥시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실레인 등의 메타크릴실레인; 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실레인 등의 아크릴실레인; N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-트라이에톡시실릴-N-(1,3-다이메틸-뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 페닐아미노프로필트라이메톡시실레인 등의 아미노실레인; 아이소사이아누레이트실레인; 알킬실레인; 3-유레이도프로필트라이알콕시실레인 등의 유레이도실레인; 3-머캅토프로필메틸다이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인 등의 머캅토실레인; 3-아이소사이아네이트프로필트라이에톡시실레인 등의 아이소사이아네이트실레인; 타이타늄계 화합물; 알루미늄킬레이트류; 알루미늄/지르코늄계 화합물 등을 들 수 있다. 커플링제로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.
(이형제)
이형제로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물에 이용되는 공지의 이형제를 이용할 수 있다.
이형제로서는, 구체적으로는 카나우바 왁스 등의 천연 왁스, 다이에탄올아민·다이몬탄산에스터 등의 합성 왁스, 스테아르산 아연 등의 고급 지방산 및 그 금속염, 파라핀 등을 들 수 있다. 이형제로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.
(착색제)
착색제로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물에 이용되는 공지의 착색제를 이용할 수 있다.
착색제로서는, 구체적으로는 카본 블랙, 벵갈라, 산화 타이타늄 등을 들 수 있다. 착색제로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.
(난연제)
난연제로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물에 이용되는 공지의 난연제를 이용할 수 있다.
난연제로서는, 구체적으로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 붕산 아연, 몰리브데넘산 아연, 포스파겐 등을 들 수 있다. 난연제로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.
(이온 포착제)
이온 포착제로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물에 이용되는 공지의 이온 포착제를 이용할 수 있다.
이온 포착제로서는, 구체적으로는 하이드로탈사이트, 제올라이트, 수산화 비스무트 등을 들 수 있다.
(저응력제)
저응력제로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물에 이용되는 공지의 저응력제를 이용할 수 있다.
저응력제로서는, 구체적으로는 실리콘 오일, 실리콘 고무 등의 실리콘 화합물; 폴리뷰타다이엔 화합물; 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 공중합체 등을 들 수 있다. 저응력제로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.
(봉지용 수지 조성물의 제조 방법)
다음으로, 본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물의 제조 방법은, 예를 들면 상술한 원료 성분을 혼합하여 혼합물을 제작하는 혼합 공정 (S1)과, 이어서 혼합물을 성형하는 성형 공정 (S2)를 포함한다.
(혼합 공정 (S1))
혼합 공정은, 원료 성분을 혼합하여, 혼합물을 제작하는 공정이다. 혼합하는 방법은 한정되지 않고, 이용되는 성분에 따라, 공지의 방법을 이용할 수 있다.
혼합 공정으로서는, 구체적으로는 상술한 봉지용 수지 조성물이 포함하는 원료 성분을, 믹서 등을 이용하여 균일하게 혼합한다. 이어서, 롤, 니더 또는 압출기 등의 혼련기로 용융 혼련하여, 혼합물을 제작한다.
(성형 공정 (S2))
상술한 혼합 공정 (S1)에 이어서, 혼합물을 성형하는 성형 공정 (S2)를 행한다.
성형하는 방법으로서는 한정되지 않고, 봉지용 수지 조성물의 형상에 따라, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 봉지용 수지 조성물의 형상으로서는 한정되지 않고, 예를 들면 과립 형상, 분말 형상, 태블릿 형상, 시트 형상 등을 들 수 있다. 봉지용 수지 조성물의 형상은, 성형 방법에 따라 선택할 수 있다.
과립 형상으로 한 봉지용 수지 조성물을 제작하는 성형 공정으로서는, 예를 들면 용융 혼련 후, 냉각한 혼합물을 분쇄하는 공정을 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 과립 형상으로 한 봉지용 수지 조성물을 체가름하여, 과립의 크기를 조절해도 된다. 또, 예를 들면, 과립 형상으로 한 봉지용 수지 조성물을, 원심 제분법 또는 핫컷법 등의 방법으로 처리하여, 분산도 또는 유동성 등을 조정해도 된다.
또, 분말 형상으로 한 봉지용 수지 조성물을 제작하는 성형 공정으로서는, 예를 들면 혼합물을 분쇄하여 과립 형상의 봉지용 수지 조성물로 한 후, 그 과립 형상의 봉지용 수지 조성물을 더 분쇄하는 공정을 들 수 있다.
또, 태블릿 형상으로 한 봉지용 수지 조성물을 제작하는 성형 공정으로서는, 예를 들면 혼합물을 분쇄하여 과립 형상의 봉지용 수지 조성물로 한 후, 그 과립 형상의 봉지용 수지 조성물을 타정(打錠) 성형하는 공정을 들 수 있다.
또, 시트 형상으로 한 봉지용 수지 조성물을 제작하는 성형 공정으로서는, 예를 들면 용융 혼련 후, 혼합물을 압출 성형 또는 캘린더 성형하는 공정을 들 수 있다.
이어서, 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법의 상세에 대하여 설명한다.
(전자 장치의 제조 방법)
본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법은, 표면에 구리 회로를 구비하는 부재의 표면에 프리플럭스제를 도공함으로써, 구리 회로에 OSP막을 형성하는 도공 공정과, 구리 회로를 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지하는 봉지 공정을 포함한다.
또, 도공 공정의 후, 봉지 공정의 전에, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않는다.
또, 도공 공정의 후, 봉지 공정의 전에, 예를 들면 납땜하는 리플로 공정을 포함해도 된다.
(도공 공정)
먼저, 표면에 구리 회로를 구비하는 부재의 표면에 프리플럭스제를 도공함으로써, 구리 회로에 OSP막을 형성하는 도공 공정을 행한다. 이로써, 전자 장치의 제조 공정에 있어서, 구리 회로가 산화하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전자 장치의 전기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
프리플럭스제를 도공하는 방법으로서는 한정되지 않지만, 예를 들면 프리플럭스제를 포함하는 용액에 대하여, 표면에 구리 회로를 구비하는 부재를 침지하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 침지 시간을 제어함으로써, OSP막의 두께를 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, OSP막은, 예를 들면 프리플럭스제와, 구리 원자와의 착체로 이루어지는 착체층을 갖는다. 또, OSP막은 상기 착체층에 더하여, 예를 들면 착체를 형성하지 않는 이미다졸 화합물에 의하여 형성되는 이미다졸층을 더 포함해도 된다.
표면에 구리 회로를 구비하는 부재로서는 한정되지 않지만, 예를 들면 구리 회로를 배치한 기판을 이용할 수 있다.
본 실시형태에 관한 기판으로서는, 구체적으로는 플렉시블 프린트 기판, 인터포저, 리드 프레임 등의 배선 기판을 들 수 있다.
본 실시형태에 관한 기판을 형성하는 재료로서는 한정되지 않고, 예를 들면 수지 등의 유기물, 세라믹 등의 무기물을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은, 예를 들면 OSP막이 형성된 구리 패드 등 구리를 포함하는 부재에 대해서도, OSP막을 제거하지 않고 적합한 밀착성을 발현할 수 있는 관점에서 바람직하다.
본 실시형태에 관한 프리플럭스제로서는, 이미다졸 화합물을 포함하는 것을 이용한다.
이미다졸 화합물로서는 프리플럭스제로서 이용되는 종래 공지한 것이면 한정되지 않지만, 예를 들면 하기 일반식 (I1), (I2)로 나타나는 것을 이용할 수 있다.
Figure 112020076411689-pct00003
(상기 일반식 (I1), (I2) 중, 복수의 RI은, 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 이상 30 이하의 유기기이다. 복수의 RI은 서로 동일해도 되고, 서로 달라도 된다.)
상기 일반식 (I1), (I2) 중, RI의 탄소수 1 이상 30 이하의 유기기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트라센일기 등의 아릴기; 상기 알킬기 또는 상기 아릴기의 수소 원자 중 하나 이상을 할로젠 원자로 치환한 할로젠 치환 알킬기 등을 들 수 있다.
이미다졸 화합물로서는, 구체적으로는 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-(1-메틸펜틸)이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 4-메틸이미다졸, 2,4,5-트라이메틸이미다졸, 4,5-다이클로로-2-에틸이미다졸, 2-메틸벤즈이미다졸, 2-헵틸-5,6-다이메틸벤즈이미다졸, 2-옥틸-5-클로로벤즈이미다졸, 4-플루오로벤즈이미다졸, 2-펜틸-5-아이오도벤즈이미다졸, 2,4-다이페닐이미다졸, 2-(2,4-다이에틸)-4-(3-프로필-5-옥틸)-5-아이소뷰틸이미다졸, 2-페닐-4-(1-나프틸)이미다졸, 2-(1-나프틸)-4-페닐이미다졸, 2-페닐벤즈이미다졸, 2-(1-나프틸)벤즈이미다졸, 2-사이클로헥실벤즈이미다졸 등을 들 수 있다.
이미다졸 화합물로서는, 상기 구체예 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
도공 공정에 의하여 형성되는 OSP막의 두께의 상한값은, 예를 들면 1.0μm 이하인 것이 바람직하고, 0.8μm 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.6μm 이하인 것이 더 바람직하고, 0.4μm 이하인 것이 보다 더 바람직하며, 0.3μm 이하인 것이 특히 바람직하다. 이로써, 봉지 공정에 있어서 봉지용 수지 조성물이 OSP막을 파괴하기 쉬워져, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 더 향상시킬 수 있다.
또, 도공 공정에 의하여 형성되는 OSP막의 두께의 하한값은, 예를 들면 0.05μm 이상인 것이 바람직하고, 0.08μm 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.10μm 이상인 것이 더 바람직하고, 0.15μm 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 이로써, 구리 회로가 산화하는 것을 더 억제할 수 있다. 따라서, 전자 장치의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법에 의하면, OSP막의 두께가 상기 하한값 이상이어도, 세정 공정을 행하지 않고, OSP막을 파괴하여, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있는 점에서 적합하다.
(봉지 공정)
도공 공정 후, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않고, 구리 회로를 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지하는 봉지 공정을 행한다. 봉지 공정은, 예를 들면, 몰드 성형에 의하여 행할 수 있다.
몰드 성형의 방법으로서는 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 트랜스퍼 몰드 성형법, 컴프레션 몰드 성형법 및 인젝션 성형법 등을 이용할 수 있다. 봉지할 때의 성형 방법으로서는, 상기 구체예 중 트랜스퍼 성형법을 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 몰드 성형의 조건으로서는 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 온도 120℃ 이상 200℃ 이하에서, 10초간 이상 30분간 이하의 열처리를 함으로써 프리큐어하고, 이어서 120℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서, 1시간 이상 24시간 이하의 열처리를 함으로써 포스트큐어할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서 후경화한 봉지용 수지 조성물을 경화물로서 나타낸다.
몰드 성형의 온도의 하한값으로서는, 예를 들면 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 110℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 120℃ 이상인 것이 더 바람직하고, 150℃ 이상으로 하는 것이 보다 더 바람직하다. 몰드 성형의 온도가 높을수록, 봉지용 수지 조성물에 의하여 OSP막을 파괴하기 쉬워진다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또, 몰드 성형의 온도의 상한값으로서는, 예를 들면 240℃ 이하여도 되고, 220℃ 이하여도 된다.
(세정 공정)
본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법에서는, 도공 공정의 후, 봉지 공정의 전에, OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않는다. 이로써, 전자 장치의 생산성을 향상시킬 수 있는 점에서 적합하다.
종래의 전자 장치의 제조 방법에서는, 예를 들면 OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하고 있지 않았다. 이로써, 봉지용 수지 조성물과, 구리와의 밀착성에는 개선의 여지가 있었다.
또, OSP막을 제거할 필요가 있는 경우, 종래의 전자 장치의 제조 방법에서 실시되고 있던 세정 공정으로서는, 구체적으로는 약액을 이용한 화학적 처리를 들 수 있다. OSP막의 착체층을 제거하기 위하여, 약액으로서 구체적으로는 아디핀산, 아젤라산, 에이코산이산, 시트르산, 글라이콜산, 석신산, 살리실산, 다이글라이콜산, 다이피콜린산, 다이뷰틸아닐린다이글라이콜산, 수베르산, 세바스산, 싸이오글라이콜산, 테레프탈산, 도데칸이산, 파라하이드록시페닐아세트산, 피콜린산, 페닐석신산, 프탈산, 푸마르산, 말레산, 말론산, 라우린산, 벤조산, 타타르산, 아이소사이아누르산 트리스(2-카복시에틸), 글라이신, 1,3-사이클로헥세인다이카복실산, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산, 2,2-비스(하이드록시메틸)뷰탄산, 2,3-다이하이드록시벤조산, 2,4-다이에틸글루타르산, 2-퀴놀린카복실산, 3-하이드록시벤조산, 말산, p-아니스산, 스테아르산, 12-하이드록시스테아르산, 올레산, 리놀산, 리놀렌산, 다이머산, 수소 첨가 다이머산, 트라이머산, 수소 첨가 트라이머산과 같은 유기산을 이용하고 있었다.
또한, 예를 들면, 땜납 접합 시에 이용되는 플럭스제 중에는 상기 유기산이 포함되는 경우가 있다. 이로써, 플럭스제의 존재하는 부분인, 땜납 주변에 있어서의 OSP막은 파괴되어, 플럭스제의 잔사의 세정에 의하여 제거할 수 있다. 그러나, 땜납 주변 이외에 있어서의 OSP막은 잔존하고 있으며, 봉지재의 경화물과, 구리 회로와의 밀착성을 저하시키는 원인이 되어 있었다.
(리플로 공정)
본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법에서는, 도공 공정의 후, 봉지 공정의 전에, 예를 들면 납땜을 하는 리플로 공정을 포함해도 된다.
리플로 공정에 있어서, 납땜은, 예를 들면 180℃ 이상 300℃ 이하의 온도에서 행해진다. OSP막의 착체층은, 리플로 공정에 있어서의 열처리에 의하여 강고해진다. 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법에서는, 리플로 공정을 거침으로써 OSP막의 착체층이 강고해져도, 봉지 공정에 의하여 착체층을 파괴할 수 있기 때문에 적합하다.
이어서, 본 실시형태에 관한 전자 장치에 대하여 설명한다.
(전자 장치)
본 실시형태에 관한 전자 장치로서는 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 프린트 배선 기판; 성형 회로 부품(Molded Interconnect Device: MID) 등을 들 수 있다.
여기에서, 프린트 배선 기판으로서는 한정되지 않지만, 구체적으로는 MAP(몰드 어레이 패키지(Mold Array Package)), QFP(쿼드 플랫 패키지(Quad Flat Package)), SOP(스몰 아웃라인 패키지(Small Outline Package)), CSP(칩 사이즈 패키지(Chip Size Package)), QFN(쿼드 플랫 논리디드 패키지(Quad Flat Non-leaded Package)), SON(스몰 아웃라인 논리디드 패키지(Small Outline Non-leaded Package)), BGA(볼 그리드 어레이(Ball Grid Array)), LF-BGA(리드 플레임(Lead Flame) BGA), FCBGA(플립 칩(Flip Chip) BGA), MAPBGA(몰디드 어레이 프로세스 (Molded Array Process) BGA), eWLB(임베디드 웨이퍼 레벨(Embedded Wafer-Level) BGA), 팬 인(Fan-In)형 eWLB, 팬 아웃(Fan-Out)형 eWLB 등의 반도체 패키지; SIP(시스템 인 패키지(System In package)) 등을 들 수 있다.
또, 성형 회로 부품으로서는 한정되지 않지만, 구체적으로는 자동차용의 부재에 이용되는 것 등을 들 수 있다.
이상, 실시형태에 근거하여, 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 그 구성을 변경할 수도 있다.
실시예
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 봉지용 수지 조성물의 원료 성분에 대하여 설명한다.
(에폭시 수지)
·에폭시 수지 1: 바이페닐아랄킬형 에폭시 수지(닛폰 가야쿠사제, NC3000)
·에폭시 수지 2: 트라이페닐메테인형 에폭시 수지와 바이페닐형 에폭시 수지의 혼합물(미쓰비시 가가쿠사제, YL6677)
(경화제)
·경화제 1: 바이페닐아랄킬형 페놀 수지(메이와 가세이사제, MEH-7851SS)
·경화제 2: 트라이페닐메테인형 페놀 수지(에어·워터사제, HE910-20)
(밀착 조제)
·밀착 조제 1: 싸이올기를 구비하는 γ-머캅토프로필트라이메톡시실레인(치소사제, S810)
·밀착 조제 2: 싸이올기를 구비하는 γ-머캅토프로필트라이에톡시실레인(모멘티브·퍼포먼스·머터리얼즈·재팬 고도가이샤제, 실퀘스트(SILQUEST) A-1891 실레인(SILANE))
·밀착 조제 3: 카복실기를 구비하는 스테아르산(니치유사제, SR-사쿠라)
·밀착 조제 4: 3급 아미노기, 복소환 아미노기를 구비하는 2,4-다이아미노-6-(4,5-다이하이드록시펜틸)-1,3,5-트라이아진(시코쿠 가세이사제)
·밀착 조제 5: 싸이올기, 3급 아미노기, 복소환 아미노기를 구비하는 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트라이아졸(니혼 카바이드사제)
밀착 조제 1-5의 구조식을 이하의 식 (A1)-(A5)에 나타낸다.
Figure 112020076411689-pct00004
(경화 촉진제)
·경화 촉진제 1: 하기 식 (P1)로 나타나는 포스포늄 화합물과 실레인 화합물과의 부가물을 합성하여, 경화 촉진제 1로서 이용했다. 이하에 합성 방법에 대하여 상세를 설명한다.
먼저, 메탄올 1800g을 넣은 플라스크에, 페닐트라이메톡시실레인 249.5g, 2,3-다이하이드록시나프탈렌 384.0g을 첨가하여 용해하고, 이어서 실온 교반하 28% 나트륨메톡사이드-메탄올 용액 231.5g을 적하했다. 이어서, 플라스크에 테트라페닐포스포늄브로마이드 503.0g을 메탄올 600g으로 용해한 용액을 실온 교반하 적하하여, 결정을 석출시켰다. 석출시킨 결정을 여과, 수세, 진공 건조하여, 포스포늄 화합물과 실레인 화합물과의 부가물의 도백(桃白)색 결정인 경화 촉진제 1을 얻었다.
Figure 112020076411689-pct00005
(무기 충전재)
·무기 충전재 1: 용융 구상 실리카(타쓰모리사제, MUF-46V, D50=4.3μm)
·무기 충전재 2: 구상 미분 실리카(아드마텍스사제, SC-2500-SQ, D50=0.6μm)
또한, 충전재의 체적 기준의 누적 50% 입경(D50)은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(시마즈 세이사쿠쇼사제, SALD-7000)를 이용하여 입자의 입도 분포를 체적 기준으로 측정하여, 산출했다.
(커플링제)
·커플링제 1: N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(도레이·다우코닝사제, CF-4083)
(이형제)
·이형제 1: 다이에탄올아민·다이몬탄산에스터(이토세이유사제, 이토왁스(ITOHWAX) TP NC 133)
(착색제)
·착색제 1: 카본블랙(미쓰비시 가가쿠사제, 카본#5)
(난연제)
·난연제 1: 수산화 알루미늄(스미토모 가가쿠사제, CL-303)
(이온 포착제)
·이온 포착제 1: 하이드로탈사이트(교와 가가쿠 고교사제, DHT-4H)
(저응력제)
·저응력제 1: 카복실기 말단 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 공중합체(PTI 재팬사제, CTBN1008SP)
(실시예 1)
먼저, 하기 표 1에 기재된 배합량의 각 성분을, 상온에서 믹서를 이용하여 혼합하고, 이어서 70℃ 이상 100℃ 이하의 온도에서 가열 혼련했다. 이어서, 상온까지 냉각 후, 분쇄하여 실시예 1의 전자 장치의 제작에 이용하는 봉지용 수지 조성물을 준비했다.
이어서, 길이 15mm×폭 15mm의 표면에 구리 회로를 구비하는 프린트 배선 기판을 준비했다. 이어서, 프린트 배선 기판에 이미다졸 화합물을 포함하는 프리플럭스제(시코쿠 가세이 고교사제, 터프 에이스(Tough Ace) F2(LX)PK)를 도공하여, 두께 0.2μm의 OSP막을 형성했다.
이어서, 프린트 배선 기판 상에 길이 10mm×폭 10mm×두께 250μm의 플립 칩형 패키지를 배치하고, 이어서 피크 온도 240℃, 피크 온도 시간 10초, 질소 분위기하에서 리플로 처리함으로써, 땜납 범프를 용융하여, 플립 칩형 패키지와, 프린트 배선 기판을 접합시켰다. 또한, 리플로 처리는 2회 행했다.
이어서, 상기에서 얻어진 패키지를 탑재한 기판을 금형 내에 배치하고, 트랜스퍼 성형기를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8MPa의 조건으로, 상기 봉지용 에폭시 수지 조성물을 금형 내에 주입하여 성형했다. 이어서, 175℃, 120초간 경화 처리를 행하여 전자 장치를 제작했다.
(실시예 2~6, 비교예 1)
봉지용 수지 조성물의 배합 조성을 하기 표 1의 실시예 2~6, 비교예 1에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 전자 장치를 제작했다.
(Cu 밀착성)
실시예 1~6, 비교예 1의 전자 장치에 대하여, 봉지용 수지 조성물과, 구리 회로와의 밀착성을 평가하기 위하여 이하의 실험을 행했다.
먼저, 구리 회로를 본뜬 길이 10mm×폭 30mm×두께 0.2mm의 구리판을 준비했다. 이어서, 이미다졸 화합물을 포함하는 프리플럭스제(시코쿠 가세이 고교사제, 터프 에이스 F2(LX)PK)를 상기 구리판에 도공하여, 두께 0.2μm의 OSP막을 형성했다.
이어서, 피크 온도 240℃, 피크 온도 시간 10초, 질소 분위기하에서 리플로 처리를 본뜬 열처리를 행했다. 또한, 해당 열처리는 2회 행했다.
이어서, OSP막을 형성한 구리판을 금형 내에 배치하고, 트랜스퍼 성형기를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8MPa의 조건으로, 각 실시예, 비교예 1의 전자 장치의 제작에 이용한 봉지용 에폭시 수지 조성물을 금형 내에 주입하여 성형했다. 이어서, 온도 175℃, 120초간 경화 처리를 행하여, OSP막을 형성한 구리판의 위에, 바닥면의 직경 3.6mmφ, 높이 3mm의 원통 형상의 봉지용 수지 조성물의 경화물을 제작했다. 이로써, OSP막을 형성한 구리판 위에 봉지용 수지 조성물의 경화물이 배치된 시험편을 10개 제작했다.
각 실시예 및 비교예 1의 전자 장치에 사용한 봉지용 수지 조성물을 이용한 시험편 10개에 대하여, 온도 260℃의 조건으로, 자동 다이 시어 측정 장치(노드슨·어드밴스드·테크놀로지사제, DAGE4000형)를 이용하여, 봉지용 수지 조성물과, 구리판과의 밀착에 대하여 전단 접착력을 평가했다. 시험편 10개의 전단 접착력의 평균값을 Cu 밀착성으로 하여, 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 단위는 "N/mm"이다.
[표 1]
Figure 112020076411689-pct00006
표 1에 나타내는 바와 같이, 각 실시예의 전자 장치의 제조 방법에 의하여 제작한 전자 장치는, 비교예 1의 전자 장치의 제조 방법에 의하여 제작한 전자 장치와 비교하여, Cu 밀착성이 높은 것이 확인되었다.
이 출원은, 2017년 12월 25일에 출원된 일본출원 특원 2017-247284호를 기초로 하는 우선권을 주장하며, 그 개시의 전부를 여기에 원용한다.

Claims (13)

  1. 전자 장치의 제조 방법으로서,
    배선 기판의 표면에 구리 회로가 설치된 배선 기판을 준비하는 공정과,
    상기 구리 회로의 표면에 프리플럭스제를 도공함으로써, 상기 구리 회로에 OSP막을 형성하는 도공 공정과,
    상기 구리 회로를 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지하는 봉지 공정을 포함하고,
    상기 봉지 공정은, 상기 도공 공정에서 형성된 상기 OSP막을 제거하는 세정 공정을 행하지 않고 실시되며,
    상기 봉지용 수지 조성물은, 에폭시 수지와, 경화제와, 밀착 조제를 포함하고,
    상기 프리플럭스제는, 이미다졸 화합물을 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밀착 조제는 싸이올기, 카복실기 및 아미노기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 전자 장치의 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 밀착 조제는 상기 아미노기를 포함하며,
    상기 아미노기는, 복소환 아미노기를 포함하는, 전자 장치의 제조 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지용 수지 조성물 중의 밀착 조제의 함유량은, 상기 봉지용 수지 조성물의 고형분 전체에 대하여, 0.010질량부 이상 1.0질량부 이하인, 전자 장치의 제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지용 수지 조성물 중의 밀착 조제의 함유량은, 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 합계량에 대하여, 0.10질량부 이상 10질량부 이하인, 전자 장치의 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지용 수지 조성물은 무기 충전재를 더 포함하며,
    상기 무기 충전재는, 실리카를 포함하는, 전자 장치의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 무기 충전재의 체적 기준의 누적 50% 입경 D50은, 0.1μm 이상 50μm 이하인, 전자 장치의 제조 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화제는, 페놀 수지계 경화제를 포함하는, 전자 장치의 제조 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도공 공정에 있어서, 상기 OSP막의 두께가 0.05μm 이상 1.0μm 이하인, 전자 장치의 제조 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지 공정은, 몰드 성형에 의하여 행해지는, 전자 장치의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 봉지 공정에 있어서, 상기 몰드 성형의 온도는, 100℃ 이상 240℃ 이하인, 전자 장치의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 봉지 공정에 있어서, 상기 몰드 성형의 방법은, 트랜스퍼 몰드 성형법, 컴프레션 몰드 성형법 및 인젝션 성형법으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인, 전자 장치의 제조 방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 전자 장치의 제조 방법으로서,
    당해 전자 장치는, 프린트 배선 기판 또는 성형 회로 부품(Molded Interconnect Device: MID)인 전자 장치의 제조 방법.
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