KR20130009653A

KR20130009653A - 반도체 패키지

Info

Publication number: KR20130009653A
Application number: KR1020120075853A
Authority: KR
Inventors: 에이이치 하야시; 히데키 오오야마
Original assignee: 아지노모토 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2013-01-23
Also published as: JP6051630B2; TW201318121A; JP2013038410A; KR101939839B1; TWI539564B

Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 회로 기판이 얇더라도, 패키지 휘어짐을 억제할 수 있는 반도체 패키지를 제공하는 것이다.
특정의 박막층, 특정의 밀봉층을 이용함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

Description

반도체 패키지{SEMICONDUCTOR PACKAGE}

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것이다.

반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 특허문헌 1에는 열압착 처리를 간결하게 행하고, 반도체칩의 손상을 줄이는 방법이 개시되어 있지만, 반도체 패키지의 소형화, 박형화에 있어서는 충분하지는 않다. 또한, 반도체 패키지의 패키지 휘어짐을 억제하는 방법이 특허문헌 2에 기재되어 있지만, 트랜스퍼 성형 등의 번잡한 작업이 필요했다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 제2009-267344호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 제2002-348352호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 회로 기판이 얇더라도, 패키지 휘어짐을 억제할 수 있는 반도체 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 특정의 박막층, 특정의 밀봉층을 이용함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하의 내용을 포함하는 것이다.

〔1〕(A층) 탄성률이 5 GPa 이상 25 GPa 이하인 박막층,

(B층) 탄성률이 0.1 GPa 이상 1 GPa 이하인 밀봉층,

(C층) 회로 기판층

을 순서대로 갖고,

A층의 두께가 1～200 ㎛이고, B층의 두께가 100～600 ㎛이며, C층의 두께가 1～100 ㎛이고,

패키지 휘어짐이 235 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.

〔2〕 C층의 두께를 1로 한 경우, A층의 두께가 0.05～3의 범위인 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕에 기재된 반도체 패키지.

〔3〕 C층의 두께를 1로 한 경우, B층의 두께가 0.05～10의 범위인 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕또는〔2〕에 기재된 반도체 패키지.

〔4〕상기 A층의 두께가 10～150 ㎛이고, 상기 B층의 두께가 100～500 ㎛이며, 상기 C층의 두께가 50～100 ㎛이고, 패키지 휘어짐이 0.1～200 ㎛인 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔3〕중 어느 하나에 기재된 반도체 패키지.

〔5〕상기 A층의 두께가 20～70 ㎛인 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔4〕중 어느 하나에 기재된 반도체 패키지.

〔6〕리플로우 처리 후의 패키지 휘어짐이 360 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔5〕중 어느 하나에 기재된 반도체 패키지.

〔7〕리플로우 처리 후의 패키지 휘어짐이 0.1～250 ㎛인 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔6〕중 어느 하나에 기재된 반도체 패키지.

〔8〕밀봉층용 수지 페이스트를 직접 C층 상에 도포, 건조함으로써 B층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

〔9〕밀봉층용 접착 시트를 C층 상에 라미네이트함으로써 B층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

〔10〕박막층용 수지 페이스트를 B층 상에 도포, 건조함으로써 A층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

〔11〕박막층용 접착 시트를 B층 상에 라미네이트함으로써 A층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

〔12〕박막층용 경화물 시트를 B층 상에 라미네이트함으로써 A층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

〔13〕하기 공정 1)～4)를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.

공정 1) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시켜, 박막층용 접착 시트를 제조하는 공정 또는 수지 바니스를 시트상 섬유 기재에 함침시키고, 건조시켜 박막층용 접착 시트를 제조하는 공정

공정 2) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시켜, 밀봉층용 접착 시트를 제조하는 공정

공정 3) 박막층용 접착 시트와 밀봉층용 접착 시트를 라미네이트하고, 밀봉층용 접착 시트의 지지체를 제거하여, 이층 접착 시트를 제조하는 공정

공정 4) 이층 접착 시트의 밀봉층용 수지 조성물층 면을 C층 상에 라미네이트하는 공정

〔14〕하기 공정 1)～4)를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기〔1〕～〔7〕중 어느 하나에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.

공정 1) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시키며, 열경화하여, 박막층용 경화물 시트를 제조하는 공정 또는 수지 바니스를 시트상 섬유 기재에 함침시키고, 건조시키며, 열경화하여 박막층용 경화물 시트를 제조하는 공정

공정 3) 박막층용 경화물 시트와 밀봉층용 접착 시트를 라미네이트하고, 밀봉층용 접착 시트의 지지체를 제거하여, 일부 경화 이층 접착 시트를 제조하는 공정

공정 4) 일부 경화 이층 접착 시트의 밀봉층용 수지 조성물층 면을 C층 상에 라미네이트하는 공정

특정의 박막층, 특정의 밀봉층을 이용함으로써, 회로 기판이 얇더라도, 패키지 휘어짐을 억제할 수 있는 반도체 패키지를 제공할 수 있게 되었다.

도 1은 본 실시예의 반도체 패키지의 개략 단면도이다.

본 발명은,

(A층) 탄성률이 5 GPa 이상 25 GPa 이하인 박막층,

(B층) 탄성률이 0.1 GPa 이상 1 GPa 이하인 밀봉층,

(C층) 회로 기판층

을 순서대로 갖고,

패키지 휘어짐이 235 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지이다.

<(A층) 탄성률이 5 GPa 이상 25 GPa 이하인 박막층>

본 발명의 A층은 휘어짐 저감을 위해 탄성률이 5 GPa 이상 25 GPa 이하인 것이 특징이다. A층은 열경화 공정 후의 절연층을 의미한다. 이 A층은, 열경화성 수지 조성물을 이용하여 얻을 수 있다. 열경화성 수지 조성물은, 반도체 패키지의 절연층에 적합한 것이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있고, (a)에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하며, (a)에폭시 수지, (b)경화제, (c)무기 충전제를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 경화 촉진제, 열가소성 수지, 고무 입자, 난연제, 다른 성분 등도 적절히 배합할 수 있다.

[(a) 에폭시 수지]

에폭시 수지로서는, 특별히 한정되지 않지만, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, tert-부틸-카테콜형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 나프틸렌에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 선형 지방족 에폭시 수지, 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지, 인함유 에폭시 수지, 스피로환 함유 에폭시 수지, 시클로헥산디메탄올형 에폭시 수지, 트리메틸올형 에폭시 수지, 할로겐화 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

이들 중에서도, 내열성 향상, 절연 신뢰성 향상, 유동성 향상의 관점에서, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프틸렌에테르형 에폭시 수지, 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지가 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쓰비시가가꾸(주) 제조「에피코트828 EL」,「YL980」), 비스페놀 F형 에폭시 수지(미쓰비시가가꾸(주) 제조「jER806H」,「YL983U」), 나프탈렌형 2작용 에폭시 수지(DIC(주) 제조「HP4032」,「HP4032D」,「HP4032SS」), 나프탈렌형 4작용 에폭시 수지(DIC(주) 제조「HP4700」,「HP4710」), 나프톨형 에폭시 수지(신닛테쯔가가꾸(주) 제조「ESN-475V」), 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지(다이셀가가꾸고교(주) 제조「PB-3600」), 비페닐 구조를 갖는 에폭시 수지(니혼카야쿠(주) 제조「NC3000H」,「NC3000L」,「NC3100」, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「YX4000」,「YX4000H」,「YX4000HK」,「YL6121」), 안트라센형 에폭시 수지(미쓰비시가가꾸(주) 제조「YX8800」), 나프틸렌에테르형 에폭시 수지(DIC(주) 제조「EXA-7310」,「EXA-7311」,「EXA-7311L」,「EXA7311-G3」), 인함유 에폭시 수지(신닛테쯔가가꾸(주) 제조「FX289」,「FX305」,「TX0712」, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「YL7613」) 등을 들 수 있다.

에폭시 수지는 2종 이상을 병용해도 좋지만, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖고, 온도 20℃에서 액상의 방향족계 에폭시 수지인 에폭시 수지, 및 1분자 중에 3개 이상의 에폭시기를 갖고, 온도 20℃에서 고체상의 방향족계 에폭시 수지를 함유하는 양태가 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 방향족계 에폭시 수지란, 그 분자 내에 방향환 구조를 갖는 에폭시 수지를 의미한다. 에폭시 수지로서, 액상 에폭시 수지와 고체상 에폭시 수지를 병용하는 경우, 수지 조성물을 접착 필름 형태로 사용하는 경우에 적절한 가요성을 갖는 점이나 수지 조성물의 경화물이 적절한 파단 강도를 갖는 점에서, 그 배합 비율(액상 에폭시 수지: 고체상 에폭시 수지)은 질량비로 1:0.1～2의 범위가 바람직하고, 1:0.3～1.8의 범위가 보다 바람직하며, 1:0.6～1.5의 범위가 더욱 바람직하다.

본 발명에 이용되는 열경화성 수지 조성물에 있어서, 수지 조성물의 경화물의 기계 강도나 내수성을 향상시킨다는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100 질량%로 한 경우, 에폭시 수지의 함유량은 3～40 질량%인 것이 바람직하고, 5～35 질량%인 것이 보다 바람직하며, 10～30 질량%인 것이 더욱 바람직하다.

[(b) 경화제]

(b) 경화제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 페놀계 경화제, 나프톨계 경화제, 활성에스테르계 경화제, 벤조옥사진계 경화제, 시아네이트에스테르계 경화제, 산무수물계 경화제 등을 들 수 있고, 그 중에서도 페놀계 경화제, 나프톨계 경화제, 활성에스테르계 경화제가 바람직하다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

페놀계 경화제, 나프톨계 경화제로서는, 특별히 제한은 없지만, 노볼락 구조를 갖는 페놀계 경화제나 노볼락 구조를 갖는 나프톨계 경화제를 들 수 있고, 페놀노볼락 수지, 트리아진 골격 함유 페놀노볼락 수지, 나프톨노볼락 수지, 나프톨아랄킬형 수지, 트리아진 골격 함유 나프톨 수지, 비페닐아랄킬형 페놀 수지가 바람직하다. 시판품으로서는, 비페닐아랄킬형 페놀 수지로서, 「MEH-7700」,「MEH-7810」,「MEH-7851」,「MEH7851-4H」(메이와가세이(주) 제조),「GPH」(니혼카야쿠(주) 제조), 나프톨노볼락 수지로서, 「NHN」,「CBN」(니혼카야쿠(주) 제조), 나프톨아랄킬형 수지로서, 「SN170」,「SN180」,「SN190」,「SN475」,「SN485」,「SN495」,「SN395」,「SN375」(신닛테쯔가가꾸(주) 제조), 페놀노볼락 수지로서「TD2090」(DIC(주) 제조), 트리아진 골격 함유 페놀노볼락 수지「LA3018」,「LA7052」,「LA7054」,「LA1356」(DIC(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 좋다.

활성에스테르계 경화제로서는, 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 페놀에스테르류, 티오페놀에스테르류, N-히드록시아민에스테르류, 복소환히드록시 화합물의 에스테르류 등의 반응 활성이 높은 에스테르기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 화합물이 바람직하게 이용된다. 해당 활성에스테르계 경화제는, 카르복실산 화합물 및/또는 티오카르복실산 화합물과 히드록시 화합물 및/또는 티올 화합물과의 축합 반응에 의해서 얻어지는 것이 바람직하다. 특히 내열성 향상의 관점에서, 카르복실산 화합물과 히드록시 화합물로부터 얻어지는 활성에스테르계 경화제가 바람직하고, 카르복실산 화합물과 페놀 화합물 및/또는 나프톨 화합물로부터 얻어지는 활성에스테르계 경화제가 보다 바람직하다. 카르복실산 화합물로서는, 예컨대 벤조산, 아세트산, 숙신산, 말레산, 이타콘산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로멜리트산 등을 들 수 있다. 페놀 화합물 또는 나프톨 화합물로서는, 히드로퀴논, 레조르신, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 페놀프탈린, 메틸화비스페놀 A, 메틸화비스페놀 F, 메틸화비스페놀 S, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 카테콜, α-나프톨, β-나프톨, 1,5-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 디히드록시벤조페논, 트리히드록시벤조페논, 테트라히드록시벤조페논, 플로로글루신, 벤젠트리올, 디시클로펜타디에닐디페놀, 페놀노볼락 등을 들 수 있다. 활성에스테르계 경화제는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 활성에스테르계 경화제로서는, 일본 공개특허공보 제2004-277460호에 개시되어 있는 활성에스테르계 경화제를 이용해도 좋고, 또한 시판의 것을 이용할 수도 있다. 시판되고 있는 활성에스테르계 경화제로서는, 디시클로펜타디에닐디페놀 구조를 포함하는 것, 페놀노볼락의 아세틸화물, 페놀노볼락의 벤조일화물 등이 바람직하고, 그 중에서도 디시클로펜타디에닐디페놀 구조를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 디시클로펜타디에닐디페놀 구조를 포함하는 것으로서 EXB9451, EXB9460, EXB9460S-65T, HPC-8000-65T(DIC(주) 제조, 활성기 당량 약 223), 페놀노볼락의 아세틸화물로서 DC808(미쓰비시가가꾸(주) 제조, 활성기 당량 약 149), 페놀노볼락의 벤조일화물로서 YLH1026(미쓰비시가가꾸(주) 제조, 활성기 당량 약 200), YLH1030(미쓰비시가가꾸(주) 제조, 활성기 당량 약 201), YLH1048(미쓰비시가가꾸(주) 제조, 활성기 당량 약 245) 등을 들 수 있고, 그 중에서도 EXB9460S가 바니스의 보존 안정성, 경화물의 열팽창률의 관점에서 바람직하다.

디시클로펜타디에닐디페놀 구조를 포함하는 활성에스테르계 경화제로서, 보다 구체적으로는 하기 식(2)의 것을 들 수 있다.

(식 중, R은 페닐기, 나프틸기이며, k는 0 또는 1을 나타내고, n은 반복 단위의 평균으로 0.05～2.5이다.)

내열성을 향상시킨다는 관점에서, R은 나프틸기가 바람직하고, 한편, k는 0이 바람직하며, 또한, n은 0.25～1.5가 바람직하다.

벤조옥사진계 경화제로서는, 특별히 제한은 없지만, 구체예로서는, F-a, P-d(시코쿠가세이(주) 제조), HFB2006M(쇼와코분시(주) 제조) 등을 들 수 있다.

시아네이트에스테르계 경화제로서는, 특별히 제한은 없지만, 노볼락형(페놀노볼락형, 알킬페놀노볼락형 등)시아네이트에스테르계 경화제, 디시클로펜타디엔형시아네이트에스테르계 경화제, 비스페놀형(비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형 등)시아네이트에스테르계 경화제, 및 이들이 일부 트리아진화한 프리폴리머 등을 들 수 있다. 시아네이트에스테르계 경화제의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 500～4500이 바람직하고, 600～3000이 보다 바람직하다. 시아네이트에스테르계 경화제의 구체예로서는, 예컨대, 비스페놀 A 디시아네이트, 폴리페놀시아네이트(올리고(3-메틸렌-1,5-페닐렌시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐시아네이트), 4,4'-에틸리덴디페닐디시아네이트, 헥사플루오로비스페놀 A 디시아네이트, 2,2-비스(4-시아네이트)페닐프로판, 1,1-비스(4-시아네이트페닐메탄), 비스(4-시아네이트-3,5-디메틸페닐)메탄, 1,3-비스(4-시아네이트페닐-1-(메틸에틸리덴))벤젠, 비스(4-시아네이트페닐)티오에테르, 비스(4-시아네이트페닐)에테르 등의 2작용 시아네이트 수지, 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 디시클로펜타디엔 구조 함유 페놀 수지 등으로부터 유도되는 다작용 시아네이트 수지, 이들 시아네이트 수지가 일부 트리아진화한 프리폴리머 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다. 시판되고 있는 시아네이트에스테르 수지로서는, 하기식(2)으로 표시되는 페놀노볼락형 다작용 시아네이트에스테르 수지(론더재팬(주) 제조, PT30, 시아네이트 당량 124), 하기 식(3)으로 표시되는 비스페놀 A 디시아네이트의 일부 또는 전부가 트리아진화되어 삼량체가 된 프리폴리머(론더재팬(주) 제조, BA230, 시아네이트 당량 232), 하기 식(4)로 표시되는 디시클로펜타디엔 구조 함유 시아네이트에스테르 수지(론더재팬(주) 제조, DT-4000, DT-7000) 등을 들 수 있다.

[식 중, n은 평균치로서 임의의 수(바람직하게는 0～20)를 나타낸다.]

(식 중, n은 평균치로서 0～5의 수를 나타낸다.)

산무수물계 경화제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 무수프탈산, 테트라히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물, 수소화메틸나딕산무수물, 트리알킬테트라히드로무수프탈산, 도데세닐무수숙신산, 5-(2,5-디옥소테트라히드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-시클로헥센-1,2-디카르복실산무수물, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복실산이무수물, 비페닐테트라카르복실산이무수물, 나프탈렌테트라카르복실산이무수물, 옥시디프탈산이무수물, 3,3'-4,4'-디페닐술폰테트라카르복실산이무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-5-(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프트[1,2-C]푸란-1,3-디온, 에틸렌글리콜비스(안히드로트리멜리테이트),스티렌과 말레산이 공중합한 스티렌·말레산 수지 등의 폴리머형의 산무수물 등을 들 수 있다.

본 발명에 이용되는 수지 조성물에 있어서, 수지 조성물의 경화물의 기계 강도나 내수성을 향상시킨다는 관점에서, (a)에폭시 수지의 에폭시기의 합계수와, (b)경화제의 반응기의 합계수와의 비가, 1:0.2～2가 바람직하고, 1:0.3～1.5가 보다 바람직하며, 1:0.4～1이 더욱 바람직하다. 또한 수지 조성물 중에 존재하는 에폭시 수지의 에폭시기의 합계수란, 각 에폭시 수지의 고형분 질량을 에폭시 당량으로 나눈 값을 모든 에폭시 수지에 대해서 합계한 값이며, 경화제의 반응기의 합계수란, 각 경화제의 고형분 질량을 반응기 당량으로 나눈 값을 모든 경화제에 대해서 합계한 값이다.

[(c) 무기 충전재]

(c) 무기 충전재로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 실리카, 알루미나, 황산바륨, 탈크, 클레이, 운모 분말, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 질화붕소, 붕산알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산칼슘, 티탄산마그네슘, 티탄산비스무트, 산화티탄, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘 등을 들 수 있다. 그 중에서도 실리카가 바람직하다. 또한, 무정형 실리카, 분쇄 실리카, 용융 실리카, 결정 실리카, 합성 실리카, 중공 실리카 등의 실리카가 바람직하고, 용융 실리카가 보다 바람직하다. 또한, 실리카로서는 구형의 것이 바람직하다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

무기 충전재의 평균 입자 직경은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 무기 충전재의 평균 입자 직경의 상한치는, 와이어 간격이 좁은 반도체 패키지의 경우, 무기 충전재의 입자가 와이어에 접촉하고, 와이어 흐름을 발생시키는 것을 방지한다는 관점에서, 20 ㎛ 이하가 바람직하고, 10 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 5 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 무기 충전재의 평균 입자 직경의 하한치는, 에폭시 수지 조성물을 수지 조성물 바니스로 한 경우에, 바니스의 점도가 상승하여, 취급성이 저하되는 것을 방지한다는 관점에서, 0.01 ㎛ 이상이 바람직하고, 0.03 ㎛ 이상이 보다 바람직하며, 0.05 ㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 0.07 ㎛ 이상이 특히 바람직하며, 0.1 ㎛ 이상이 특히 바람직하다. 상기 무기 충전재의 평균 입자 직경은 미(Mie) 산란 이론에 기초한 레이저 회절·산란법에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치에 의해, 무기 충전재의 입도 분포를 체적 기준으로 작성하고, 그 메디안 직경을 평균 입자 직경으로 함으로써 측정할 수 있다. 측정 샘플은, 무기 충전재를 초음파에 의해 수중에 분산시킨 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치로서는, (주)호리바세이사꾸쇼 제조 LA-500, 750, 950 등을 사용할 수 있다.

무기 충전재를 배합하는 경우의 함유량은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100 질량%로 한 경우, 수지 조성물에 요구되는 특성에 따라서도 상이하지만, 20～85 질량%인 것이 바람직하고, 30～80 질량%가 보다 바람직하며, 40～75 질량%가 더욱 바람직하고, 50～70 질량%가 더욱 더 바람직하다. 무기 충전재의 함유량이 지나치게 적으면, 경화물의 열팽창률이 높아지는 경향이 있고, 함유량이 지나치게 크면 경화물이 취약해지는 경향이 있다.

무기 충전재는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 에폭시실란계 커플링제, 아미노실란계 커플링제, 머캅토실란계 커플링제, 실란계 커플링제, 오르가노실라잔 화합물, 티타네이트계 커플링제 등의 표면 처리제로 표면 처리한 것을 이용할 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다. 구체적으로 표면 처리제로서는, 아미노프로필메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 우레이드프로필트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노실란계 커플링제, 글리시독시프로필트리메톡시실란, 글리시독시프로필트리에톡시실란, 글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 글리시딜부틸트리메톡시실란, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시실란계 커플링제, 머캅토프로필트리메톡시실란, 머캅토프로필트리에톡시실란 등의 머캅토실란계 커플링제, 메틸트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메타크록시프로필트리메톡시실란, 이미다졸실란, 트리아진실란 등의 실란계 커플링제, 헥사메틸디실라잔, 헥사페닐디실라잔, 트리실라잔, 시클로트리실라잔, 1,1,3,3,5,5-헥사메틸시클로트리실라잔 등의 오르가노실라잔 화합물, 부틸티타네이트다이머, 티탄옥틸렌글리콜레이트, 디이소프로폭시티탄비스(트리에탄올아미네이트), 디히드록시티탄비스락테이트, 디히드록시비스(암모늄락테이트)티타늄, 비스(디옥틸피로포스페이트)에틸렌티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)옥시아세테이트티타네이트, 트리-n-부톡시티탄모노스테아레이트, 테트라-n-부틸티타네이트, 테트라(2-에틸헥실)티타네이트, 테트라이소프로필비스(디옥틸포스파이트)티타네이트, 테트라옥틸비스(디트리데실포스파이트)티타네이트, 테트라(2,2-디알릴옥시메틸-1-부틸)비스(디트리데실)포스파이트티타네이트, 이소프로필트리옥타노일티타네이트, 이소프로필트리쿠밀페닐티타네이트, 이소프로필트리이소스테아로일티타네이트, 이소프로필이소스테아로일디아크릴티타네이트, 이소프로필디메타크릴이소스테아로일티타네이트, 이소프로필트리(디옥틸포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리도데실벤젠술포닐티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸피로포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리(N-아미드에틸·아미노에틸)티타네이트 등의 티타네이트계커플링제 등을 들 수 있다.

[(d) 경화 촉진제]

(d)경화 촉진제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 아민계 경화 촉진제, 구아니딘계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화 촉진제, 포스포늄계 경화 촉진제, 금속계 경화 촉진제 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

아민계 경화 촉진제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 트리알킬아민, 4-디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민, 2,4,6,-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)-운데센(이하, DBU라 약기함) 등의 아민 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

구아니딘계 경화 촉진제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 디시안디아미드, 1-메틸구아니딘, 1-에틸구아니딘, 1-시클로헥실구아니딘, 1-페닐구아니딘, 1-(o-톨릴)구아니딘, 디메틸구아니딘, 디페닐구아니딘, 트리메틸구아니딘, 테트라메틸구아니딘, 펜타메틸구아니딘, 1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데카-5-엔, 7-메틸-1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데카-5-엔, 1-메틸비구아니드, 1-에틸비구아니드, 1-n-부틸비구아니드, 1-n-옥타데실비구아니드, 1,1-디메틸비구아니드, 1,1-디에틸비구아니드, 1-시클로헥실비구아니드, 1-알릴비구아니드, 1-페닐비구아니드, 1-(o-톨릴)비구아니드 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

이미다졸계 경화 촉진제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아눌산 부가물, 2-페닐이미다졸이소시아눌산 부가물, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5히드록시메틸이미다졸, 2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨클로라이드, 2-메틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린 등의 이미다졸 화합물 및 이미다졸 화합물과 에폭시 수지와의 어덕트체를 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

포스포늄계 경화 촉진제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 트리페닐포스핀, 포스포늄보레이트 화합물, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, n-부틸포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라부틸포스포늄데칸산염, (4-메틸페닐)트리페닐포스포늄티오시아네이트, 테트라페닐포스포늄티오시아네이트, 부틸트리페닐포스포늄티오시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

본 발명에 이용되는 열경화성 수지 조성물에 있어서, 경화 촉진제(금속계 경화 촉진제를 제외함)의 함유량은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100 질량%로 한 경우, 0.005～1 질량%의 범위가 바람직하고, 0.01～0.5 질량%의 범위가 보다 바람직하다. 0.005 질량% 미만이면, 경화가 늦어져 열경화 시간이 길게 필요해지는 경향이 있고, 1 질량%를 초과하면 수지 조성물의 보존 안정성이 저하되는 경향이 된다.

금속계 경화 촉진제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 코발트, 구리,아연, 철, 니켈, 망간, 주석 등의 금속의, 유기 금속 착체 또는 유기 금속염을 들 수 있다. 유기 금속 착체의 구체예로서는, 코발트(II)아세틸아세토네이트, 코발트(III)아세틸아세토네이트 등의 유기 코발트 착체, 구리(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 구리 착체, 아연(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 아연 착체, 철(III)아세틸아세토네이트 등의 유기 철 착체, 니켈(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 니켈 착체, 망간(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 망간 착체 등을 들 수 있다. 유기금속염으로서는, 옥틸산아연, 옥틸산주석, 나프텐산아연, 나프텐산코발트, 스테아르산주석, 스테아르산아연 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

본 발명에 이용되는 열경화성 수지 조성물에 있어서, 금속계 경화 촉진제의 첨가량은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100 질량%로 한 경우, 금속계 경화 촉매에 기초한 금속의 함유량이 25～500 ppm의 범위가 바람직하고, 40～200 ppm의 범위가 보다 바람직하다. 25 ppm 미만이면, 수지 조성물의 경화성이 불충분해지는 경향이 있고, 500 ppm을 초과하면, 수지 조성물의 보존 안정성, 절연성이 저하되는 경향이 된다.

[(e) 열가소성 수지]

(e)열가소성 수지로서는, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰산 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에스테르 수지를 예로 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 각각 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 사용해도 좋다. 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은 5000～200000의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위보다도 작으면 필름 성형능이나 기계 강도 향상의 효과가 충분히 발휘되지 않는 경향이 있고, 이 범위보다도 크면 수지 조성물과의 상용성이 충분하지 않은 경향이 있다. 또한 본 발명에서 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법(폴리스티렌 환산)으로 측정된다. GPC법에 의한 중량 평균 분자량은, 구체적으로는, 측정 장치로서 (주)시마즈세이사꾸쇼 제조 LC-9A/RID-6A를, 컬럼으로서 쇼와덴꼬(주)사 제조 Shodex K-800P/K-804L/K-804L을, 이동상으로서 클로로포름 등을 이용하여, 컬럼 온도 40℃에서 측정하고, 표준 폴리스티렌의 검량선을 이용하여 산출할 수 있다.

페녹시 수지의 구체예로서는, 예컨대, 신닛테쯔가가꾸(주) 제조 FX280, FX293, ERF001, 미쓰비시가가꾸(주) 제조 YX8100, YL6954, YL6974, YL7213, YL6794, YL7553, YL7482 등을 들 수 있다. 폴리비닐아세탈 수지는 폴리비닐부티랄 수지가 바람직하고, 폴리비닐아세탈 수지의 구체예로서는, 덴키가가꾸고교(주) 제조, 덴카부티랄 4000-2, 5000-A, 6000-C, 6000-EP, 세키스이가가꾸고교(주) 제조 에스레크 BH 시리즈, BX 시리즈, KS 시리즈, BL 시리즈, BM 시리즈 등을 들 수 있다. 폴리이미드의 구체예로서는, 신닛폰리카(주) 제조의 폴리이미드「리카코트 SN20」및「리카코트 PN20」를 들 수 있다. 또한, 2작용성 히드록실기 말단 폴리부타디엔, 디이소시아네이트 화합물 및 4염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 선형 폴리이미드(일본 공개특허공보 제2006-37083호 기재의 것), 폴리실록산 골격 함유 폴리이미드(일본 공개특허공보 제2002-12667호, 일본 공개특허공보 제2000-319386호 등에 기재의 것) 등의 변성 폴리이미드를 들 수 있다. 폴리아미드이미드의 구체예로서는, 도요보세키(주) 제조의 폴리아미드이미드「바이로맥스 HR11NN」및「바이로맥스 HR16NN」을 들 수 있다. 또한, 히타치가세이고교(주) 제조의 폴리실록산 골격 함유 폴리아미드이미드「KS9100」,「KS9300」등의 변성 폴리아미드이미드를 들 수 있다. 폴리에테르술폰의 구체예로서는, 스미토모가가꾸(주) 제조의 폴리에테르술폰「PES5003P」등을 들 수 있다. 폴리술폰의 구체예로서는, 솔벤어드밴스트폴리머즈(주) 제조의 폴리술폰「P1700」,「P3500」등을 들 수 있다.

본 발명에 이용되는 열경화성 수지 조성물에, (e)열가소성 수지를 배합하는 경우에는, 수지 조성물 중의 열가소성 수지의 함유량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 수지 조성물 중의 불휘발분 100 질량%에 대하여, 0.1～30 질량%가 바람직하고, 1～10 질량%가 보다 바람직하다. 열가소성 수지의 함유량이 지나치게 적으면 필름 성형능이나 기계 강도 향상의 효과가 발휘되지 않는 경향이 있고, 지나치게 많으면 수지 조성물의 용융 점도가 상승하여, 반도체 패키지에 오버행 등의 좁은 충전 영역이 존재하는 경우, 미충전에 의해 보이드의 발생을 야기할 가능성이나, 와이어 간격이 좁은 경우, 와이어 흐름 등의 불량을 야기할 가능성이 있다.

[(f) 고무 입자]

(f) 고무 입자는, 예컨대, 해당 수지 조성물의 바니스를 조제할 때에 사용하는 유기 용제에도 용해하지 않고, 에폭시 수지 등으로도 상용하지 않는 것이다. 따라서, 해당 고무 입자는, 본 발명의 수지 조성물의 바니스 중에서는 분산 상태로 존재한다. 이러한 고무 입자는, 일반적으로는, 고무 성분의 분자량을 유기 용제나 수지에 용해하지 않는 레벨까지 크게 하여, 입자상으로 함으로써 조제된다.

열경화성 수지 조성물에 사용될 수 있는 고무 입자의 바람직한 예로서는, 코어쉘형 고무 입자, 가교 아크릴로니트릴부타디엔 고무 입자, 가교 스티렌부타디엔 고무 입자, 아크릴 고무 입자 등을 들 수 있다. 코어쉘형 고무 입자는, 코어층과 쉘층을 갖는 고무 입자로서, 예컨대, 외층의 쉘층이 유리상 폴리머로 구성되고, 내층의 코어층이 고무상 폴리머로 구성되는 2층 구조, 또는 외층의 쉘층이 유리상 폴리머로 구성되고, 중간층이 고무상 폴리머로 구성되며, 코어층이 유리상 폴리머로 구성되는 3층 구조의 것 등을 들 수 있다. 유리상 폴리머층은, 예컨대, 메타크릴산메틸의 중합물 등으로 구성되고, 고무상 폴리머층은, 예컨대, 부틸아크릴레이트 중합물(부틸 고무)등으로 구성된다. 고무 입자는 2종 이상을 조합시켜 사용해도 좋다. 코어쉘형 고무 입자의 구체예로서는, 스타필로이드 AC3832, AC3816N, IM-401 개 1, IM-401 개 7-17(상품명, 간쯔가세이(주) 제조), 메타블렌 KW-4426(상품명, 미쓰비시레이온(주) 제조)를 들 수 있다. 가교 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR) 입자의 구체예로서는, XER-91(평균 입자 직경 0.5 ㎛, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다. 가교 스티렌부타디엔 고무(SBR) 입자의 구체예로서는, XSK-500(평균 입자 직경 0.5 ㎛, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다. 아크릴 고무 입자의 구체예로서는, 메타브렌 W300A(평균 입자 직경 0.1 ㎛), W450A(평균 입자 직경 0.2 ㎛)(미쓰비시레이온(주) 제조)를 예로 들 수 있다.

배합하는 고무 입자의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 0.005～1 ㎛의 범위 이며, 보다 바람직하게는 0.2～0.6 ㎛의 범위이다. 본 발명에서 사용되는 고무 입자의 평균 입자 직경은, 동적 광산란법을 이용하여 측정할 수 있다. 예컨대, 적당한 유기 용제에 고무 입자를 초음파 등에 의해 균일하게 분산시키고, 농후계 입자 직경 분석기(FPAR-1000; 오츠카덴시(주) 제조)를 이용하여, 고무 입자의 입도 분포를 질량 기준으로 작성하고, 그 메디안 직경을 평균 입자 직경으로 함으로써 측정할 수 있다.

고무 입자의 함유량은, 수지 조성물 중의 불휘발분 100 질량%에 대하여, 바람직하게는 1～10 질량%이며, 보다 바람직하게는 2～5 질량%이다.

[(g) 난연제]

(g)난연제로서는, 예컨대, 유기인계 난연제, 유기계 질소 함유 인화합물, 질소 화합물, 실리콘계 난연제, 금속 수산화물 등을 들 수 있다. 유기인계 난연제로서는, 산코(주) 제조의 HCA, HCA-HQ, HCA-NQ 등의 페난트렌형 인화합물, 쇼와코분시(주) 제조의 HFB-2006M 등의 인함유 벤조옥사진 화합물, 아지노모토화인테크노(주) 제조의 레오포스 30, 50, 65, 90, 110, TPP, RPD, BAPP, CPD, TCP, TXP, TBP, TOP, KP140, TIBP, 훗코가가꾸고교(주) 제조의 TPPO, PPQ, 클라리언트(주) 제조의 OP930, 다이하치가가꾸(주) 제조의 PX200 등의 인산에스테르 화합물, 유기계 질소함유 인화합물로서는, 시코쿠가세이고교(주) 제조의 SP670, SP703 등의 인산에스테르아미드 화합물, 오츠카가가꾸(주)사 제조의 SPB100, SPE100, (주)후시미세야꾸쇼 제조 FP-series 등의 포스파젠 화합물 등을 들 수 있다. 금속 수산화물로서는, 우베마테리알즈(주) 제조의 UD65, UD650, UD653 등의 수산화마그네슘, 토모에고교(주)사 제조의 B-30, B-325, B-315, B-308, B-303, UFH-20 등의 수산화알루미늄 등을 들 수 있다.

[다른 성분]

본 발명에 이용되는 수지 조성물에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라서 다른 성분을 배합할 수 있다. 다른 성분으로서는, 비닐벤질화합물, 아크릴화합물, 말레이미드화합물, 블록이소시아네이트화합물과 같은 열경화성 수지, 실리콘 파우더, 나일론 파우더, 불소 파우더 등의 유기 충전제, 올벤, 벤톤 등의 증점제, 실리콘계, 불소계, 고분자계의 소포제 또는 레벨링제, 이미다졸계, 티아졸계, 트리아졸계, 실란계 커플링제 등의 밀착성 부여제, 프탈로시아닌·블루, 프탈로시아닌·그린, 아이오딘·그린, 디스아조옐로우, 카본 블랙 등의 착색제, 유리 직포, 유리 부직포, 유기 섬유 등의 시트상 섬유 기재 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 A층의 열경화성 수지 조성물의 조제 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 상기 배합 성분을, 필요에 따라 용매 등을 첨가하여, 회전 믹서 등을 이용하여 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.

[A층의 제조 방법]

본 발명의 A층이란 열경화성 수지 조성물을 열경화시킴으로써 얻어지는 절연층이다. 이 절연층을 형성하기 위해서, 열경화성 수지 조성물을 박막층용 수지 페이스트, 박막층용 접착 시트, 박막층용 경화물 시트의 모양으로 할 수 있다. 이들의 양태의 A층의 제조 방법을 예시한다.

(박막층용 수지 페이스트의 제조 방법)

유기 용제에 열경화성 수지 조성물을 용해하여 수지 페이스트를 제조한다. 수지 페이스트를, 직접 B층 상에 도포, 건조함으로써 박막층용 수지 조성물층을 형성한다. 그 후, 열경화함으로써 A층을 형성할 수 있다. 열경화성 수지 조성물이 점도가 낮은 수지 조성물이면, 그대로 수지 페이스트로서 이용할 수도 있다.

(박막층용 접착 시트의 제조 방법)

유기 용제에 열경화성 수지 조성물을 용해한 수지 바니스를 조제하고, 이 수지 바니스를, 바코터, 다이코터 등의 장치를 이용하여 지지체에 도포하고, 가열 혹은 열풍 분사 등에 의해 유기 용제를 건조시켜, 지지체 상에 박막층용 수지 조성물층을 형성하여 접착 시트를 제조한다. 그 후, 접착 시트를 열경화함으로써 A층을 형성할 수 있다. 또한, 수지 바니스를 시트상 섬유 기재에 함침시키고, 건조시켜, 지지체 상에 박막층용 수지 조성물층을 형성해도 좋다.

(박막층용 경화물 시트의 제조 방법)

또한, 상기 방법으로 제조한 접착 시트를 열경화시켜, 유동성을 갖지 않는 경화물 시트로 해도 좋다. 그 후, 경화물 시트를 더 열경화함으로써 A층을 형성할 수 있다.

수지 페이스트, 혹은 수지 바니스를 조제하기 위한 유기 용제로서는, 예컨대, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 카르비톨아세테이트 등의 아세트산에스테르류, 셀로솔브, 부틸카르비톨 등의 카르비톨류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드계 용매 등을 예로 들 수 있다. 유기 용제는 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.

접착 시트를 작성하는 경우의 지지체로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 등의 폴리올레핀의 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하「PET」라고 약칭하는 일이 있음), 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르의 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리이미드 필름 등의 각종 플라스틱 필름을 들 수 있다. 또한 이형지나 동박, 알루미늄박 등의 금속박 등을 사용해도 좋다. 지지체 및 후술하는 보호 필름에는, 머드 처리, 코로나 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다. 또한, 실리콘 수지계 이형제, 알키드 수지계 이형제, 불소 수지계 이형제 등의 이형제로 이형 처리가 실시되어 있어도 좋다. 지지체의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 10～150 ㎛가 바람직하고, 25～50 ㎛가 보다 바람직하다.

접착 시트에 있어서, 지지체가 밀착하지 않는 면에는, 지지체에 준한 보호 필름을 더욱 적층할 수 있다. 보호 필름의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 1～40 ㎛이다. 보호 필름을 적층함으로써, 박막층용 수지 조성물층의 표면으로의 먼지 등의 부착이나 상처를 방지할 수 있다. 접착 시트는, 롤형으로 권취하여 저장할 수도 있다.

접착 시트를 작성하는 경우의, 건조 조건은 특별히 한정되지 않지만, 박막층용 수지 조성물층으로의 유기 용제의 함유량이 10 질량% 이하, 바람직하게는 5질량% 이하가 되도록 건조시킨다. 바니스 중의 유기 용제량, 유기 용제의 비점에 따라서도 상이하지만, 예컨대 30～60 질량%의 유기 용제를 포함하는 바니스를 50～150℃에서 3～10분 건조시킴으로써, 박막층용 수지 조성물층을 형성할 수 있다.

박막층용 경화물 시트로서 이용하는 경우, 그 경화물 시트는 반드시 완전히 열경화되어 있을 필요는 없고, 본 발명의 효과가 발휘되는 정도로 경화되어 있으면 좋고, 실질적으로 유동성을 갖지 않으면 좋다. 여기서 말하는 유동성을 갖지 않는다란, 예컨대, 12 ㎝×15 ㎝의 경화물 시트를, 20 ㎝ 사방, 0.8 ㎜ 두께의 FR4 기판에, 진공 라미네이터를 이용하여, 온도 80℃에서 30초간 진공 흡인 후, 온도 80℃, 압력 7.0 kgf/㎠의 조건으로, 내열 고무를 개재하여 60초간 프레스함으로써 라미네이트하고, 또한 대기압 하에서, SUS 경판을 이용하여, 온도 80℃, 압력 5.5 kgf/㎠의 조건으로 90초간 프레스하여 평활화 처리를 실시했을 때의, 박막층의 최대 배어나옴 길이를 측정하고, 해당 최대 배어나옴 길이가, 0.3 ㎜ 이하, 바람직하게는 0.2 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0이다. 열경화 조건으로서는, 경화 온도 150～200℃, 경화 시간 1～10분을 들 수 있다.

[A층의 평가]

본 발명의 A층의 유리 전이 온도는, 실장시의 패키지 휘어짐을 저감시키기 위해서 80℃ 이상이 바람직하고, 90℃ 이상이 보다 바람직하며, 100℃ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 유리 전이 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 실용적인 관점에서, 300℃ 이하가 바람직하고, 280℃ 이하가 보다 바람직하다.

여기서 말하는 「유리 전이 온도」란, 내열성을 나타내는 값이며, JIS K7179에 기재된 방법에 따라서 결정되고, 구체적으로는, 열기계 분석(TMA), 동적 기계 분석(DMA) 등을 이용하여 측정된다. 열기계 분석(TMA)으로서는, 예컨대, TMA-SS6100(세이코인스트루먼트(주) 제조), TMA-8310((주)리가쿠제조) 등을 들 수 있고, 동적기계분석(DMA)으로서는, 예컨대, DMS-6100(세이코인스트루먼트(주) 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 유리 전이 온도가 분해 온도보다도 높고, 실제로는 유리 전이 온도가 관측되지 않는 경우에는, 분해 온도를 본 발명에 있어서의 유리 전이 온도라고 간주할 수 있다. 여기서 말하는 분해 온도란, JIS K7120에 기재된 방법에 따라서 측정했을 때의 질량 감소율이 5%가 되는 온도로 정의된다.

본 발명의 A층의 두께는, 충분한 강성을 부여한다고 하는 관점, 패키지 휘어짐 방지 효과 향상이라는 관점에서, 1 ㎛ 이상이 바람직하고, 3 ㎛ 이상이 보다 바람직하며, 5 ㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 10 ㎛ 이상이 더욱 더 바람직하며, 15 ㎛ 이상이 특히 바람직하고, 20 ㎛ 이상이 특히 바람직하다. 또한, 반도체 패키지의 박형화의 관점, 패키지 휘어짐 방지 효과 향상이라는 관점에서, 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 150 ㎛ 이하, 나아가서는 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 90 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 80 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 70 ㎛ 이하가 더욱 더 바람직하고, 60 ㎛ 이하가 특히 바람직하며, 50 ㎛ 이하가 특히 바람직하고, 40 ㎛ 이하가 특히 바람직하다.

본 발명의 A층의 평균 열팽창률은, 실장시의 패키지 휘어짐을 저감시키기 위해서 45 ppm 이하가 바람직하고, 40 ppm 이하가 보다 바람직하며, 35 ppm 이하가 더욱 바람직하고, 30 ppm 이하가 더욱 더 바람직하며, 25 ppm 이하가 특히 바람직하고, 20 ppm 이하가 특히 바람직하다. 또한, 실용적인 관점에서, 4 ppm 이상이 바람직하고, 5 ppm 이상이 보다 바람직하며, 6 ppm 이상이 더욱 바람직하고, 7 ppm 이상이 더욱 더 바람직하며, 8 ppm 이상이 특히 바람직하고, 9 ppm 이상이 특히 바람직하다.

본 발명의 A층의 탄성률은, 실장시의 패키지 휘어짐을 저감시키기 위해서 5 GPa 이상이 바람직하고, 8 GPa 이상이 보다 바람직하며, 10 GPa 이상이 더욱 바람직하고, 12 GPa 이상이 더욱 더 바람직하다. 또한, 밀봉 후의 기판 절삭성 향상의 관점에서, 25 GPa 이하가 바람직하고, 20 GPa 이하가 보다 바람직하다.

<(B층) 탄성률이 0.1 GPa 이상 1 GPa 이하인 밀봉층>

본 발명의 B층은, 휘어짐을 저감시키기 위해서 탄성률이 0.1 GPa 이상 1 GPa 이하인 것이 특징이다. B층은 열경화 공정 후의 절연층을 의미한다. 이 B층은, 열경화성 수지 조성물을 이용하여 얻을 수 있고, 반도체 패키지의 절연층에 적합한 것이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 상기에서 설명한 A층에 사용하는 수지 조성물과 동일한 것을 사용할 수 있다.

[B층의 제조 방법]

본 발명의 B층이란 열경화성 수지 조성물을 열경화시킴으로써 얻어지는 절연층이다. 이 절연층을 형성하기 위해서, B층은, 상기에서 설명한 A층의 제조 방법과 동일하게 하여, 밀봉층용 수지 페이스트를, 직접 C층 상에 도포, 건조함으로써 밀봉층용 수지 조성물층을 형성하고, 열경화함으로써 B층을 형성할 수 있다. 또한, 지지체 상에 밀봉층용 수지 조성물층을 형성하고, 밀봉층용 접착 시트를 제조하여, 밀봉층용 접착 시트를 열경화함으로써 B층을 형성할 수 있다.

[B층의 평가]

B층의 두께는, 반도체 소자를 매립할 수 있으면 특별히 제한되지 않으나, 반도체 소자의 매립을 충분히 행한다는 관점에서, 100 ㎛ 이상이 바람직하고, 150 ㎛ 이상이 보다 바람직하며, 200 ㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 반도체 패키지의 박형화라는 관점에서, 600 ㎛ 이하가 바람직하고, 500 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 400 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다.

B층의 탄성률은, 실장시의 패키지 휘어짐의 저감과 응력 완화를 위해서, 1 GPa 이하가 바람직하고, 0.8 GPa 이하가 보다 바람직하며, 0.5 GPa 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 라미네이트성 담보의 관점에서, 0.01 GPa 이상이 바람직하고, 0.05 GPa 이상이 보다 바람직하며, 0.1 GPa 이상이 더욱 바람직하다.

A층의 탄성률과 B층의 탄성률과의 관계는, 패키지 휘어짐을 저감시킨다는 관점에서, A층의 탄성률을 1로 한 경우의 B층의 탄성률이, 0.004～0.2의 범위인 것이 바람직하고, 0.005～0.15의 범위인 것이 바람직하며, 0.008～0.08의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.01～0.0625의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

B층의 평균 열팽창률은, 실장시의 패키지 휘어짐을 저감시키기 위해서, 200 ppm 이하가 바람직하고, 180 ppm 이하가 보다 바람직하며, 160 ppm 이하가 더욱 바람직하고, 140 ppm 이하가 더욱 더 바람직하며, 120 ppm 이하가 더욱 더 바람직하다. 또한, 실용적인 관점에서, 4 ppm 이상이 바람직하고, 30 ppm 이상이 보다 바람직하며, 50 ppm 이상이 더욱 바람직하고, 70 ppm 이상이 더욱 더 바람직하다.

<(C층) 회로 기판층>

본 발명에서 설명하는 「회로 기판층」이란, 특별히 제한은 없지만, 유리 에폭시 기판, 금속 기판, 폴리에스테르 기판, 폴리이미드 기판, BT 레진 기판, 열경화형 폴리페닐렌에테르 기판 등을 들 수 있다. 회로 기판층의 두께는, 반도체 패키지의 소형화라는 관점에서, 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 90 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 80 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 70 ㎛ 이하가 더욱 더 바람직하다. 또한, 패키지 휘어짐을 저감시킨다는 관점에서, 10 ㎛ 이상이 바람직하고, 20 ㎛ 이상이 보다 바람직하며, 30 ㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 40 ㎛ 이상이 더욱 더 바람직하고, 50 ㎛ 이상이 특히 바람직하다.

C층의 두께와 A층의 두께와의 관계는, 패키지 휘어짐을 저감시킨다는 관점에서, C층의 두께를 1로 한 경우, A층의 두께가 0.05～3의 범위가 바람직하고, 0.05～2의 범위인 것이 바람직하며, 0.08～1.8의 범위인 것이 바람직하고, 0.11～1.6의 범위인 것이 보다 바람직하며, 0.14～1.4의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 0.17～1.2의 범위인 것이 더욱 더 바람직하다.

C층의 두께와 B층의 두께와의 관계는, 패키지 휘어짐을 저감시킨다는 관점에서, C층의 두께를 1로 한 경우, B층의 두께가 0.05～10의 범위인 것이 바람직하고, 0.08～9의 범위인 것이 바람직하며, 0.11～8의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.14～7의 범위인 것이 더욱 바람직하며, 0.17～6의 범위인 것이 더욱 더 바람직하다.

<반도체 패키지의 제조 방법>

본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은, (A층) 탄성률이 5 GPa 이상 25 GPa 이하인 박막층, (B층) 탄성률이 0.1 GPa 이상 1 GPa 이하인 밀봉층, (C층) 회로 기판층을 순서대로 갖는 반도체 패키지의 제조 방법으로서, B층이 C층 상의 반도체 소자를 덮도록 하여 밀봉시키는 방법이다.

우선, B층의 형성 방법에 대해서 설명한다. 예컨대, 밀봉층용 수지 페이스트를 직접 C층 상에 도포, 건조함으로써 B층을 형성하는 방법이 있다. 다른 형성 방법으로서는, 밀봉층용 접착 시트를 C층 상에 라미네이트함으로써 B층을 형성하는 방법이 있다.

[방법 1] 밀봉층용 수지 페이스트를 이용하는 밀봉층 형성 방법

밀봉층용 수지 페이스트를 이용하여, 스크린 인쇄 공정에 의해서 회로 기판층 상에 밀봉층용 수지 조성물층을 형성한다. 무용제의 경우는, 인쇄 후의 건조는 행하지 않아도 좋다. 다른 방법으로서는, 밀봉층용 수지 페이스트를 이용하여 트랜스퍼 성형 공정에 의해서 밀봉층용 수지 조성물층을 형성한다. 스크린 인쇄 공정 후, 혹은 트랜스퍼 성형 공정 후, 박막층과의 밀착성을 손상하지 않을 정도로 열경화시켜도 좋다.

[방법 2] 밀봉층용 접착 시트를 이용하는 밀봉층 형성 방법

밀봉층용 접착 시트를 회로 기판층에 대향시키고, 라미네이트하여, C층 상에 밀봉층용 수지 조성물층을 형성한다. 라미네이트후, 지지체를 박리한다. 지지체의 박리 후에, 박막층과의 밀착성을 손상시키지 않을 정도로 열경화시켜도 좋다.

다음에, A층의 형성 방법에 대해서 설명한다. 회로 기판상에 밀봉층을 형성한 후에 밀봉층 상에 박막층을 형성한다. 박막층의 형성에는 밀봉층의 형성 방법과 동일한 방법을 이용할 수 있다. 예컨대, 박막층용 수지 페이스트를 B층 상에 도포, 건조함으로써 A층을 형성하는 방법, 박막층용 접착 시트를 B층 상에 라미네이트함으로써 A층을 형성하는 방법이 있다. 또한, 박막층용 접착 시트를 경화시킨 박막층용 경화물 시트를 B층 상에 라미네이트함으로써 A층을 형성할 수도 있다.

[방법 3] 박막층용 수지 페이스트를 이용하는 박막층 형성 방법

상기 방법 1 또는 방법 2의 방법으로, 밀봉층용 수지 조성물층을 형성한다. 계속해서, 박막층용 수지 페이스트를 이용하여, 스크린 인쇄 공정에 의해서 밀봉층 상에 박막층용 수지 조성물층을 형성한다. 무용제의 경우는, 인쇄 후의 건조는 행하지 않아도 좋다. 다른 방법으로서는, 박막층용 수지 페이스트를 이용하여 트랜스퍼 성형 공정에 의해서 박막층용 수지 조성물층을 형성한다. 이어서, 열경화함으로써 박막층을 형성한다.

[방법 4] 박막층용 접착 시트를 이용하는 박막층 형성 방법

상기 방법 1 또는 방법 2의 방법으로, 밀봉층용 수지 조성물층을 형성한다. 계속해서, 박막층용 접착 시트를 밀봉층에 대향시키고, 라미네이트하여, 열경화함으로써 박막층을 형성한다. 라미네이트 후, 지지체를 박리한다.

[방법 5] 박막층용 경화물 시트를 이용하는 박막층 형성 방법

상기 방법 1 또는 방법 2에 의해서, 밀봉층용 수지 조성물층을 형성한다. 밀봉층용 수지 조성물층은 경화시키지 않고서, 박막층용 경화물 시트와 밀착시킬 수 있을 정도의 유동성, 턱(tuck)이 있는 것이 바람직하다. 박막층용 경화물 시트를 밀봉층용 수지 조성물층에 대향시키고, 라미네이트하며, 열경화하여 밀봉층 및 박막층을 형성한다. 라미네이트 후, 지지체를 박리한다.

상술한 바와 같이, 열경화 공정을 거침으로써 밀봉층 및 박막층을 형성하고, 절연층으로 함으로써 반도체 패키지를 얻을 수 있다.

다음에, 미리 박막층용 접착 시트와 밀봉층용 접착 시트를 적층하여, 이층 접착 시트로 하고, 그 이층 접착 시트를 이용하여 밀봉층과 박막층을 형성하는 방법에 대해서 설명한다.

구체적으로는, 이하의 공정을 들 수 있다.

그 후, 열경화 공정을 거침으로써 밀봉층 및 박막층을 형성하고, 절연층으로 함으로써 반도체 패키지를 얻을 수 있다. 혹은,

공정 1) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시키며, 열경화하여 박막층용 경화물 시트를 제조하는 공정 또는 수지 바니스를 시트상 섬유 기재에 함침시키고, 건조시키며, 열경화하여 박막층용 경화물 시트를 제조하는 공정

그 후, 열경화 공정을 거침으로써 밀봉층 및 박막층을 형성하고, 절연층으로 함으로써 반도체 패키지를 얻을 수 있다.

반도체 소자는 C층 상에 배치되고, B층이 C층 상의 반도체 소자를 덮도록 하여 밀봉하고 있다. 반도체 소자의 두께는, 반도체 패키지의 박형화라는 관점에서, 300 ㎛ 이하가 바람직하고, 250 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 200 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 성능을 충분히 발휘한다는 관점에서, 50 ㎛ 이상이 바람직하고, 100 ㎛ 이상이 보다 바람직하다.

[스크린 인쇄 공정]

수지 페이스트를 스크린 인쇄하는 경우, 수지 페이스트의 점도는, 20 Pa·S/25℃～40 Pa·S/25℃의 점도가 바람직하다. 스크린 인쇄 후의 보이드 발생을 억제하기 위해서 가열 감량은 5% 이하인 것이 바람직하다. 인쇄 후, 50～150℃, 10～60분으로, 유기 용매를 건조시킨다.

[트랜스퍼 성형 공정]

본 공정은, 수지 페이스트를 트랜스퍼 성형하는 공정으로, 회로 기판을 금형에 배치하고, 수지 페이스트를 유입시키며, 170～190℃, 1～5분으로 성형하여, 성형 후, 금형으로부터 이형한다.

[라미네이트 공정]

본 공정은, 밀봉층용 접착 시트를, 밀봉층용 접착 시트의 수지면과 회로 기판의 반도체 소자가 적층되어 있는 면을 대향시키고, 회로 기판상의 반도체 소자를 덮도록 하여 회로 기판에 배치하며, 감압 하에서, 탄성재를 개재하여 가열 및 가압함으로써 회로 기판상에 적층하는 공정이다. 혹은, 박막층용 접착 시트 또는 박막층용 경화물 시트의 박막층용 수지 조성물층 또는 경화물층 면을, 밀봉층용 수지 조성물층 또는 밀봉층 상에 배치하고, 감압 하에서, 탄성재를 개재하여 가열 및 가압함으로써 적층하는 공정이다. 감압하란, 공기압을 20 ㎜Hg(26.7 hPa) 이하로 줄인 분위기 하이다. 라미네이트 공정에 있어서, 가열 및 가압은, 가열된 SUS 경판 등의 금속판을 지지체측으로부터 프레스함으로써 행할 수 있지만, 금속판을 직접 프레스하는 것은 아니고, 회로 기판상의 반도체 소자에 밀봉층이 충분히 추종하도록, 내열 고무 등의 탄성재를 개재하여 프레스를 행한다. 프레스는, 온도가 바람직하게는 70～140℃(보다 바람직하게는 80～130℃), 압력이 바람직하게는 1～11 kgf/㎠(9.8×10⁴～107.9×10⁴ N/㎡), 시간이 바람직하게는 10～180초(보다 바람직하게는 20～130초)의 범위에서 행해진다. 계속해서, 대기압 하에서 SUS 경판을 이용하여, 프레스를 행해도 좋다.

라미네이트 공정은, 시판되고 있는 진공 라미네이터에 의해서 연속적으로 행할 수 있다. 시판되고 있는 진공 라미네이터로서는, 예컨대, (주) 메이키세이사꾸쇼 제조 진공 가압식 라미네이터, 니치고·모튼(주) 제조 버큠 어플리케이터 등을 들 수 있다.

[열경화 공정]

본 공정은, 밀봉층용 수지 조성물층 및 박막층용 수지 조성물층을 열경화하여 절연층을 형성하는 열경화 공정이다. 열경화 조건은 열경화성 수지 조성물의 종류 등에 따라서도 상이하지만, 경화 온도가 150～200℃, 경화 시간이 15～90분인 것이 바람직하다. 스크린 인쇄 공정, 트랜스퍼 성형 공정, 또는, 라미네이트 공정의 후, 열경화 공정을 행한다.

[지지체를 박리하는 공정]

본 공정은, 반도체 패키지로부터 지지체를 박리하는 공정이다. 지지체의 박리는, 수동으로 박리해도 좋고, 자동 박리 장치에 의해 기계적으로 박리해도 좋다. 지지체로서 금속박을 이용한 경우는 에칭 용액에 의해 에칭함으로써 제거해도 좋다. 지지체의 박리는 열경화 공정 전에 행하는 것이 바람직하다.

절연층의 두께는, 기본적으로 박막층 및 밀봉층의 합계의 두께가 답습된다. 따라서, 절연층의 두께는, 101～600 ㎛가 바람직하고, 105～550 ㎛가 보다 바람직하며, 110～500 ㎛가 더욱 바람직하다. 절연층의 두께는 경화 후의 단면도를 현미경 등으로 측정할 수도 있다. 또한, 박막층용 수지 조성물층과 박막층, 밀봉층용 수지 조성물층과 밀봉층의 두께는 기본적으로 동일한 값이 된다.

열경화 후의 반도체 패키지의 패키지 휘어짐 값은, 열경화 공정 후의 실장성 향상이라는 관점에서, 235 ㎛ 이하가 바람직하고, 220 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 200 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 180 ㎛ 이하가 더욱 더 바람직하며, 160 ㎛ 이하가 특히 바람직하고, 150 ㎛ 이하가 특히 바람직하며, 140 ㎛ 이하가 특히 바람직하고, 130 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 패키지 휘어짐 값의 하한치는, 낮으면 낮은 쪽이 좋고, 20 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상, 0 ㎛ 이상 등이다.

피크 온도 260℃ 10초 이상의 리플로우 처리한 후의 반도체 패키지의 패키지 휘어짐 값은, 프린트 배선판으로의 실장성 향상이라는 관점에서, 360 ㎛ 이하가 바람직하고, 330 ㎛ 이하가 보다 바람직하며, 310 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 250 ㎛ 이하가 더욱 더 바람직하며, 220 ㎛ 이하가 특히 바람직하고, 220 ㎛ 이하가 특히 바람직하며, 200 ㎛ 이하가 특히 바람직하고, 170 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 패키지 휘어짐 값의 하한치는, 낮으면 낮은 쪽이 좋고, 20 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상, 0 ㎛ 이상 등이다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 기재에 있어서, 「부」는「질량부」를 의미한다.

[측정 방법·평가 방법]

우선은 각종 측정 방법·평가 방법에 대해서 설명한다.

[두께 측정]

실시예 및 비교예에서 이용한 박막층용 수지 조성물층, 밀봉층용 수지 조성물층을, 접촉식 층두께 계측기((주)미쯔토요 제조, MCD-25 MJ)를 이용하여 측정하였다.

[패키지 휘어짐의 측정 및 평가]

실시예 및 비교예에서 얻어진 반도체 패키지를 2.1 ㎝×1.6 ㎝로 다이싱하고, 반도체 패키지의 패키지 휘어짐을 실온에서 측정하였다. 측정 장치는 쉐도우 모아레 측정 장치(Thermoire AXP:Akrometrix 제조)를 이용하여, 전자 정보 기술 산업 협회 규격의 JEITA ED-7306에 준하여 측정하였다. 구체적으로는, 측정 영역의 기판면의 전체 데이터의 최소 제곱법에 의해서 산출한 가상 평면을 기준면으로 하고, 그 기준면으로부터 수직 방향의 최대치를 A로 하며, 최소치를 B로 했을 때의, |A|+|B|의 값(Coplanarity)을 패키지 휘어짐 값으로 하여 다음과 같이 평가하였다.

◎:100 ㎛ 미만

○:100 ㎛ 이상 150 ㎛ 미만.

△:150 ㎛ 이상 240 ㎛ 미만

×:240 ㎛ 이상.

[리플로우 후의 패키지 휘어짐의 측정 및 평가]

실시예 및 비교예에서 얻어진 반도체 패키지를 2.1 ㎝×1.6 ㎝로 다이싱하고, 리플로우에 의한 처리 후의 반도체 패키지의 패키지 휘어짐을 실온에서 측정하였다. 측정 장치는 쉐도우 모아레 측정 장치(ThermoireAXP:Akrometrix 제조)를 이용하여, 전자 정보 기술 산업 협회 규격의 JEITA ED-7306에 준하여 측정하였다. 구체적으로는, 측정 영역의 기판면의 전체 데이터의 최소 제곱법에 의해서 산출한 가상 평면을 기준면으로 하고, 그 기준면으로부터 수직 방향의 최대치를 A로 하며, 최소치를 B로 했을 때의, |A|+|B|의 값(Coplanarity)을 패키지 휘어짐 값으로 하여, 다음과 같이 평가하였다.

◎:160 ㎛ 미만

○:160 ㎛ 이상 260 ㎛ 미만.

△:260 ㎛ 이상 365 ㎛ 미만

×:365 ㎛ 이상

[평균 열팽창률 및 유리 전이 온도의 측정]

실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 접착 시트를 180℃에서 90분간 가열함으로써 열경화시키고, PET 필름을 박리함으로써 시트상의 경화물을 얻었다. 상기 경화물을, 폭 약 5 ㎜, 길이 약 15 ㎜의 시험편으로 절단하고, 열기계 분석 장치 TMA-SS6100(세이코인스트루먼트(주) 제조)를 사용하여, 인장 가중법으로 열기계 분석을 행하였다. 시험편을 상기 장치에 장착 후, 하중 1 g, 승온 속도 5℃/분의 측정 조건에서 연속하여 2회 측정하였다. 2회째의 측정에서 25℃로부터 150℃까지의 평균 열팽창률(ppm)을 산출하였다. 또한 2회째의 측정에서 치수 변화 시그널의 기울기가 변화되는 점으로부터 유리 전이 온도(℃)를 산출하였다.

[탄성률의 측정]

실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 접착 시트를 180℃에서 90분간 가열함으로써 열경화시키고, PET 필름을 박리함으로써 시트상의 경화물을 얻었다. 상기 경화물을 폭 약 7 ㎜, 길이 약 40 ㎜의 시험편으로 절단하고, 동적 기계 분석 장치 DMS-6100(세이코인스트루먼트(주) 제조)를 사용하여, 인장 모드로 동적 기계 분석을 행하였다. 시험편을 상기 장치에 장착 후, 주파수 1 Hz, 승온 속도 5℃/분의 측정 조건으로 측정하였다. 이러한 측정에서 25℃일 때의 저장 탄성률(E')의 값을 읽었다.

<제조예 1>

액상 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시 당량 180, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「에피코트 828EL」) 19부와, 나프탈렌형 4작용 에폭시 수지(에폭시 당량 163, DIC(주) 제조「HP4700」) 43부를 MEK 31부와 시클로헥사논 31부와의 혼합액에 교반하면서 가열 용해시켰다. 거기에, 노볼락 구조를 갖는 페놀계 경화제(DIC(주) 제조「LA7052」, 고형분이 60 중량%인 MEK 용액, 페놀성 수산기 당량 120) 31부, 페녹시 수지(분자량 50000, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「E1256」의 불휘발분 40 중량%의 MEK 용액) 8부, 경화 촉매(시코쿠가세이고교(주) 제조, 「2E4MZ」) 0.1부, 구형 실리카(SOC2) 320부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여 수지 바니스 1을 제작하였다.

<제조예 2>

폴리이미드 수지(아지노모토화인테크노(주) 제조, 「T2」) 40부와, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(이하, EDGAc라고 기재함) 및 이푸졸 150(방향족 탄화수소계 혼합 용매: 이데미쓰세끼유가가꾸(주) 제조) 혼합 바니스(고형분 75 중량%, 에폭시 당량 210, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「157S70」) 9.5부와, 페놀노볼락 수지(DIC(주) 제조「TD2090」, 고형분이 60 중량%인 MEK 용액, 페놀성 수산기 당량 105) 2.1부와, 이미다졸 유도체(미쓰비시가가꾸(주) 제조「P200H50」) 0.1부와, 구형 실리카(SOC2) 15부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여 수지 바니스 2를 제작하였다.

<제조예 3>

액상 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시 당량 180, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「에피코트828 EL」) 23.5부와, 나프탈렌형 4작용 에폭시 수지(에폭시 당량 163, DIC(주) 제조「HP4700」) 20부를 MEK 17부와 시클로헥사논 17부와의 혼합액에 교반하면서 가열 용해시켰다. 거기에, 노볼락 구조를 갖는 페놀계 경화제(DIC(주) 제조「LA7054」, 고형분이 60 중량%인 MEK 용액, 페놀성 수산기 당량 125) 31부, 페녹시 수지(분자량 50000, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「E1256」의 불휘발분 40 중량%의 MEK 용액) 20부, 경화 촉매(시코쿠가세이고교(주) 제조, 「2E4MZ」) 0.15부, 구형 실리카(SOC2) 50부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여, 수지 바니스 3을 제작하였다.

<제조예 4>

액상 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시 당량 180, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「에피코트828 EL」) 19부와, 나프탈렌형 4작용 에폭시 수지(에폭시 당량 163, DIC(주) 제조「HP4700」) 15부를 MEK 14부와 시클로헥사논 14부와의 혼합액에 교반하면서 가열 용해시켰다. 거기에, 노볼락 구조를 갖는 페놀계 경화제(DIC(주) 제조「LA7052」, 고형분이 60 중량%인 MEK 용액, 페놀성 수산기 당량 120) 20부, 페녹시 수지(분자량 50000, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「E1256」의 불휘발분 40 중량%의 MEK 용액) 15부, 경화 촉매(시코쿠가세이고교(주) 제조, 「2E4MZ」) 0.2부, 구형 실리카(SOC2) 75부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여, 수지 바니스 4를 제작하였다.

<제조예 5>

폴리이미드 수지(아지노모토화인테크노(주) 제조, 「T2」) 15.5부와, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(이하, EDGAc라고 기재함) 및 이푸졸 150(방향족 탄화수소계 혼합 용매: 이데미쓰세끼유가가꾸(주) 제조) 혼합 바니스(고형분 75 중량%, 에폭시 당량 210, 미쓰비시가가꾸(주) 제조「157S70」) 14.4부와, 페놀노볼락 수지(DIC(주) 제조「TD2090」,고형분이 60 중량%인 MEK 용액, 페놀성 수산기 당량 105) 4.6부와, 이미다졸 유도체(미쓰비시가가꾸(주) 제조「P200H50」) 0.2부와, 구형 실리카(SOC2) 15부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여 수지 바니스 5를 제작하였다.

<실시예 1>

(박막층용 경화물 시트의 제조)

수지 바니스 1을 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 10 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포하고, 80～120℃(평균 100℃)에서 7분간 건조함으로써 박막층용 접착 시트를 얻었다. 해당 수지 시트를, 180℃ 10분간 열경화시켜, 박막층용 경화물 시트를 얻었다. 경화물층의 유리 전이 온도는 120℃였다.

(밀봉층용 접착 시트의 제조)

수지 바니스 2를 알키드계 이형제로 처리된 PET 필름(38 ㎛)의 이형 처리면 상에, 건조 후의 밀봉층용 수지 조성물층의 두께가 300 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포하고, 80～120℃(평균 100℃)에서 7분간 건조함으로써 밀봉층용 접착 시트를 얻었다.

(일부 경화 이층 접착 시트의 제조)

박막층용 경화물 시트의 경화물 면에, 밀봉층용 접착 시트의 밀봉층용 수지 조성물층이 접하도록 배치하고, 모튼·인터내셔날·인코포레이티드 제조의 진공 라미네이터 V160을 사용하여 온도 80℃에서 20초간 진공 흡인 후, 압력 1.0 kgf/㎠의 조건으로, PET 필름 위로부터, 내열 고무를 개재하여 20초간 라미네이트하여, 이층 시트를 얻었다.

(일부 경화 이층 접착 시트의 적층 및 평활화)

상기 이층 시트를, 반도체 소자가 탑재된 회로 기판(반도체 소자 크기 2.0 ㎝×1.25 ㎝, 두께 200 ㎛, 코어 기판 두께 60 ㎛)의 반도체 소자가 탑재되어 있는 측에, 밀봉층용 수지 조성물층이 접하도록 라미네이트하였다. 라미네이트 공정에는 (주)메이키세이사꾸쇼 제조의 진공 가압식 라미네이터 MVLP-500를 이용하여, 온도 100℃에서 30초간 진공 흡인 후, 온도 120℃, 압력 7.0 kg/㎠의 조건에서 PET 필름위로부터, 내열 고무를 개재하여 30초간 프레스함으로써 라미네이트하고, 계속해서, 대기압 하에서, SUS 경판을 이용하여, 온도 120℃, 압력 6.0 kg/㎠의 조건으로 60초간 프레스를 행함으로써 이층 시트의 평활화를 하였다.

(일부 경화 이층 접착 시트의 열경화)

PET 필름을 박리한 후, 이층 시트를 적층한 회로 기판을, 열풍 순환로를 이용하여 180℃, 90분의 조건으로, 열경화시켜 절연층을 형성하였다. 이에 따라, 반도체 소자가 절연층에 밀봉된 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 2>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 1을 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 20 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 3>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 1을 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 40 ㎛이 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 4>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 1을 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 80 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 5>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 박막층용 접착 시트를 열경화시키지 않고서, 그대로 박막층용 접착 시트를 박막층용 경화물 시트의 대신에 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 6>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 1 대신에 수지 바니스 3을 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 7>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 1을 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 100 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 8>

밀봉층용 접착 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 2를 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 밀봉층용 수지 조성물층의 두께가 100 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 9>

밀봉층용 접착 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 2를 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 밀봉층용 수지 조성물층의 두께가 600 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 10>

코어 기판 두께를 40 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 11>

박막층용 접착 시트의 두께를 20 ㎛로 하고, 코어 기판 두께를 100 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 5와 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 12>

수지 바니스 4를 유리 직포에 함침, 80～120℃(평균 100℃)에서 건조시켜, 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛) 상에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 20 ㎛가 되도록 박막층용 접착 시트를 얻었다. 해당 수지 시트를, 180℃ 10분간 열경화시켜, 박막층용 경화물 시트를 얻었다. 경화물층의 유리 전이 온도는 140℃였다. 해당 박막층용 경화물 시트를 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 13>

밀봉층용 접착 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 2 대신에 수지 바니스 5를 이용한 것 이외에는, 실시예 11과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<실시예 14>

박막층용 경화물 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 1을 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 박막층용 수지 조성물층의 두께가 150 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<비교예 1>

박막층용 경화물 시트를 이용하지 않고, 밀봉층용 접착 시트만으로 반도체 소자를 밀봉한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<비교예 2>

비교예 1의 수지 바니스 2 대신에, 수지 바니스 1을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<비교예 3>

(박막층용 경화물 시트의 제조)

수지 바니스 2를 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 수지 조성물층의 두께가 40 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포하고, 80～120℃(평균 100℃)에서 7분간 건조함으로써 접착 시트를 얻었다. 해당 수지 시트를, 180℃ 10분간 열경화시켜 경화물 시트를 얻었다. 경화물층의 유리 전이 온도는 90℃였다.

(밀봉층용 접착 시트의 제조)

수지 바니스 1을 알키드계 이형제로 처리된 PET 필름(38 ㎛)의 이형 처리면 상에 건조 후의 수지 조성물층의 두께가 300 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포하고, 80～120℃(평균 100℃)에서 7분간 건조함으로써 접착 시트를 얻었다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<비교예 4>

밀봉층용 접착 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 2를 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 밀봉층용 수지 조성물층의 두께가 80 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

<비교예 5>

밀봉층용 접착 시트의 제조 공정에 있어서, 수지 바니스 2를 알키드계 이형 처리제 PET 필름(38 ㎛)에, 건조 후의 밀봉층용 수지 조성물층의 두께가 700 ㎛가 되도록, 바코터로 균일하게 도포한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 반도체 패키지를 얻었다.

결과를 표 1, 표 2, 표 3에 나타낸다.

표 1, 표 2의 결과로부터, 실시예 1～14는 본 발명의 반도체 패키지를 이용하고 있기 때문에, 패키지 휘어짐이 적은 반도체 패키지로 되어 있다. 한편, 표 3의 결과로부터, 비교예 1～5는 본 발명의 반도체 패키지를 이용하지 않아, 패키지 휘어짐이 큰 것으로 되어 버렸다.

[산업상의 이용가능성]

회로 기판이 얇더라도, 패키지 휘어짐을 억제할 수 있는 반도체 패키지를 제공할 수 있게 되었다. 또한 이들을 탑재한, 컴퓨터, 휴대 전화, 디지털 카메라, 텔레비젼 등의 전기 제품이나, 자동 이륜차, 자동차, 전차, 선박, 항공기 등의 탈것도 제공할 수 있게 되었다.

1 : 반도체 패키지
2 : 박막층
3 : 밀봉층
4 : 회로 기판층
5 : 반도체 소자

Claims

(A층) 탄성률이 5 GPa 이상 25 GPa 이하인 박막층,
(B층) 탄성률이 0.1 GPa 이상 1 GPa 이하인 밀봉층,
(C층) 회로 기판층
을 순서대로 갖고,
A층의 두께가 1～200 ㎛이고, B층의 두께가 100～600 ㎛이며, C층의 두께가 1～100 ㎛이고,
패키지 휘어짐이 235 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
제1항에 있어서, C층의 두께를 1로 한 경우, A층의 두께가 0.05～3의 범위인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
제1항에 있어서, C층의 두께를 1로 한 경우, B층의 두께가 0.05～10의 범위인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
제1항에 있어서, 상기 A층의 두께가 10～150 ㎛이고, 상기 B층의 두께가 100～500 ㎛이며, 상기 C층의 두께가 50～100 ㎛이고, 패키지 휘어짐이 0.1～200 ㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
제4항에 있어서, 상기 A층의 두께가 20～70 ㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
제1항에 있어서, 리플로우 처리 후의 패키지 휘어짐이 360 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
제6항에 있어서, 리플로우 처리 후의 패키지 휘어짐이 0.1～250 ㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
밀봉층용 수지 페이스트를 직접 C층 상에 도포, 건조함으로써 B층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.
밀봉층용 접착 시트를 C층 상에 라미네이트함으로써 B층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.
박막층용 수지 페이스트를 B층 상에 도포, 건조함으로써 A층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.
박막층용 접착 시트를 B층 상에 라미네이트함으로써 A층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.
박막층용 경화물 시트를 B층 상에 라미네이트함으로써 A층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법.
하기 공정 1)～4)를 함유하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법:
공정 1) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시켜, 박막층용 접착 시트를 제조하는 공정 또는 수지 바니스를 시트상 섬유 기재에 함침시키고, 건조시켜 박막층용 접착 시트를 제조하는 공정
공정 2) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시켜, 밀봉층용 접착 시트를 제조하는 공정
공정 3) 박막층용 접착 시트와 밀봉층용 접착 시트를 라미네이트하고, 밀봉층용 접착 시트의 지지체를 제거하여, 이층 접착 시트를 제조하는 공정
공정 4) 이층 접착 시트의 밀봉층용 수지 조성물층 면을 C층 상에 라미네이트하는 공정.
하기 공정 1)～4)를 함유하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법:
공정 1) 수지 바니스를 지지체에 도포하고 건조시키며, 열경화하여, 박막층용 경화물 시트를 제조하는 공정 또는 수지 바니스를 시트상 섬유 기재에 함침시키고 건조시키며, 열경화하여 박막층용 경화물 시트를 제조하는 공정
공정 2) 수지 바니스를 지지체에 도포하고, 건조시켜, 밀봉층용 접착 시트를 제조하는 공정
공정 3) 박막층용 경화물 시트와 밀봉층용 접착 시트를 라미네이트하고, 밀봉층용 접착 시트의 지지체를 제거하여, 일부 경화 이층 접착 시트를 제조하는 공정
공정 4) 일부 경화 이층 접착 시트의 밀봉층용 수지 조성물층 면을 C층 상에 라미네이트하는 공정.