KR20180006930A - 봉지 수지 시트 - Google Patents

Abstract

충전성과 재박리성을 양립한 봉지 수지 시트를 제공한다. 본 발명은, 25 ℃ 에서의 택력이 150 g 이하이며, 50 ℃ ∼ 150 ℃ 의 온도 범위에 있어서의 최저 용융 점도가 50 Pa·s 이하인 봉지 수지 시트에 관한 것이다. 봉지 수지 시트는, 평균 입경이 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 무기 충전제를 포함하는 것이 바람직하다. 봉지 수지 시트는, 상기 무기 충전제를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 65 ∼ 85 중량％ 포함하는 것이 바람직하다.

Description

봉지 수지 시트{SEALING RESIN SHEET}

본 발명은 봉지 수지 시트에 관한 것이다.

오늘날 휴대 전화 등의 모바일 기기의 보급에 수반하여, 전자 기기에 사용되는 회로 기판의 소형화·고기능화의 요망 정도가 강해지고 있다. 이러한 요망에 대응하기 위해, 다층 프린트 배선판 등에 있어서의 전자 부품의 실장 밀도의 향상이 도모되고 있으며, 전자 부품 자체의 소형화나 배선 등의 미세화가 진행되고 있다.

다층 프린트 배선판의 절연층 등에는 미세한 전자 부품이나 배선을 충전 가능한 라미네이트성이 요구되는 바, 당해 성능을 고려한 수지 조성물로서 시아네이트에스테르 수지, 에폭시 수지, 열가소성 수지, 탤크 및 실리카를 함유하는 프린트 배선판용 수지 조성물이 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 2010-202865호

전자 부품의 실장 밀도의 향상책으로서, 전자 부품 자체의 소형화나 배선 등의 미세화와 함께 전자 부품의 배치에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 지금까지 기판의 표면에 실장되어 온 전자 부품을 기판의 내부 (두께 방향의 범위 내) 에 매립하여 내장시키는 전자 부품 내장 기판 기술이 전개되고 있다.

전자 부품 내장 기판의 제조 순서로서, 기판에 형성된 개구부 내에 1 개 이상의 전자 부품을 배치하고, 개구부를 덮도록 봉지용 봉지 수지 시트를 기판 상에 배치하고, 봉지용 봉지 수지 시트의 상면측으로부터 가열 프레스하여 봉지 수지 시트를 유동시켜 기판의 개구부를 충전하고, 마지막에 봉지 수지 시트를 열경화시킨다는 순서가 검토되고 있다. 이에 따르면, 1 개의 기판에 복수의 개구부를 형성하고, 그들 개구부에 소정 수의 전자 부품을 배치하여 기판 전체를 피복 가능한 1 장의 봉지용 봉지 수지 시트에 의해 개구부 및 전자 부품을 매립함으로써, 1 개의 기판에 복수의 전자 부품을 내장한 전자 부품 내장 기판을 일괄적으로 제작할 수 있다.

상기와 같은 제조 순서를 고려하면, 전자 부품 내장 기판용 봉지 수지 시트의 요구 특성으로서, 기판의 개구부의 충전성과 함께, 기판 상에 배치한 봉지 수지 시트에 위치 어긋남이 생긴 경우에 박리하여 봉지 수지 시트를 올바른 위치에 다시 부착할 수 있는 재박리성이 요구된다.

충전성 (유동성) 을 양호하게 하기 위해서는 봉지 수지 시트의 저점도화가 유효하고, 저점도화의 방책으로서 필러 함유량을 낮추는 것을 들 수 있지만, 필러 함유량을 낮추면 유기 성분의 성질이 강하게 나타나는 경향이 있고, 이 경우, 유기 성분에서 기인하는 택 (달라붙음) 이 나타나 재박리성이 저하된다. 이에 반하여, 필러 함유량을 올리면 탄성률이 높아져 재박리성은 향상되기는 하지만, 봉지 수지 시트의 점도가 상승하여, 충전성은 저하되게 된다. 이와 같이 충전성과 재박리성은 트레이드 오프의 관계에 있어, 이들을 양립한 봉지 수지 시트가 강하게 요구된다.

본 발명은, 충전성과 재박리성을 양립한 봉지 수지 시트의 제공을 목적으로 한다.

본 발명자들은 예의 검토한 결과, 하기 구성을 채용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 25 ℃ 에서의 택력이 150 g 이하이며,

50 ℃ ∼ 150 ℃ 의 온도 범위에 있어서의 최저 용융 점도가 50 Pa·s 이하인 봉지 수지 시트에 관한 것이다.

당해 봉지 수지 시트에서는, 25 ℃ 에서의 택력 (이하, 간단히 「택력」이라고도 한다) 을 150 g 이하로 하고 있으므로, 양호한 재박리성을 발휘할 수 있다. 동시에, 50 ℃ ∼ 150 ℃ 의 온도 범위에 있어서의 최저 용융 점도 (이하, 간단히 「최저 용융 점도」라고도 한다) 를 50 Pa·s 이하로 하고 있으므로, 봉지 수지 시트의 저점도화가 도모되어, 우수한 충전성을 발휘할 수 있다. 택력이 지나치게 크면, 봉지 수지 시트를 기판 상에 배치한 후에 박리하려고 해도 기판으로부터 잘 박리되지 않게 되어, 경우에 따라서는 봉지 수지 시트가 파손될 우려가 있다. 최저 용융 점도에 관해서는, 개구부의 내부에는 전자 부품이 배치되므로, 전자 부품의 표면 구조는 물론, 개구부의 내벽과 전자 부품의 사이의 공극도 조밀하게 충전할 필요가 있다. 최저 용융 점도가 지나치게 높으면, 봉지 수지 시트에 의한 개구부의 충전이 불충분해져, 개구부의 내부에 보이드가 발생하고, 내리플로우성 등이 저하되어 전자 부품 내장 기판의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

당해 봉지 수지 시트는, 평균 입경이 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 무기 충전제를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 당해 봉지 수지 시트는, 상기 무기 충전제를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 65 ∼ 85 중량％ 포함하는 것이 바람직하다. 이들 구성에 의해, 택력의 제어에 의한 재박리성과 최저 용융 점도의 제어에 의한 충전성의 양립을 용이하게 실시할 수 있다.

당해 봉지 수지 시트는, 하기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

(식 중, R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다. 단, R1 ∼ R4 모두가 수소인 경우를 제외한다)

유기 성분 중에는 결정성이 낮아, 한번 열융해된 후에 냉각시켜도 융해 전의 결정 상태로 돌아오지 않고, 결정성이 보다 낮은 상태가 되는 화합물이 있다. 결정성이 낮은 유기 성분에서는, 택이 높아져 재박리성이 저하되는 경우가 있다. 유기 성분으로서의 상기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지 (이하, 「결정성 에폭시 수지」라고도 한다) 는 열융해 후라도 결정성이 유지되므로, 택의 증가를 억제할 수 있어, 재박리성을 양호한 것으로 할 수 있다.

당해 봉지 수지 시트에서는, 상기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 5 ∼ 15 중량％ 포함하는 것이 바람직하다. 결정성 에폭시 수지의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 재박리성과 충전성을 보다 높은 레벨로 발휘할 수 있다.

당해 봉지 수지 시트에서는, 상기 화학식 (1) 중, R1 ∼ R4 가 모두 메틸기인 것이 바람직하다. 이로써 결정성 에폭시 수지의 골격의 강직성이 높아져 결정성도 높아지고, 양호한 재박리성을 보다 효율적으로 발휘할 수 있다.

당해 봉지 수지 시트는, 전자 부품 내장 기판에 있어서의 전자 부품 봉지용이어도 되고, 층간 절연용이어도 된다. 당해 봉지 수지 시트는, 재박리성과 충전성이 요구되는 프로세스에 바람직하게 적용 가능하다.

도 1A 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 부품 내장 기판의 제조 방법의 한 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1B 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 부품 내장 기판의 제조 방법의 한 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1C 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 부품 내장 기판의 제조 방법의 한 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1D 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 부품 내장 기판의 제조 방법의 한 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1E 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 부품 내장 기판의 제조 방법의 한 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 편광판에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 도면의 일부 또는 전부에 있어서, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또 설명을 용이하게 하기 위해서 확대 또는 축소하거나 하여 도시한 부분이 있다.

《봉지 수지 시트》

본 발명의 일 실시형태에 관련된 봉지 수지 시트 (3) (도 1D 참조) 는, 일정한 두께를 갖는 시트상물이며, 그 평면에서 본 형상은, 원형, 사각형, 정방형 등 기판 형상에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 봉지 수지 시트 (3) 는, 대표적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 등의 지지체 (도시 생략) 상에 적층된 상태로 제공된다. 또한, 지지체에는 봉지 수지 시트 (3) 의 박리를 용이하게 실시하기 위해서 이형 처리가 실시되어 있어도 된다.

봉지 수지 시트의 25 ℃ 에서의 택력은 150 g 이하인 것이 바람직하고, 140 g 이하가 보다 바람직하고, 130 g 이하가 더욱 바람직하다. 택력을 상기 범위로 함으로써 양호한 재박리성을 달성할 수 있다. 또한, 택력은 작을수록 바람직하지만, 봉지 수지 시트를 기판에 배치한 후의 작업성이나 충전성 (유동성) 등의 관점에서, 0 g 이상이 바람직하고, 5 g 이상이 보다 바람직하다.

봉지 수지 시트 (3) 의 50 ℃ ∼ 150 ℃ 의 온도 범위에 있어서의 최저 용융 점도는 50 Pa·s 이하가 바람직하고, 40 Pa·s 이하가 보다 바람직하고, 30 Pa·s 이하가 더욱 바람직하다. 봉지 수지 시트 (3) 의 최저 용융 점도를 상기 범위로 함으로써, 기판의 개구부에 대한 충전성을 향상시켜 보이드의 발생을 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 전자 부품 내장 기판을 얻을 수 있다. 한편, 최저 용융 점도가 지나치게 낮으면, 시트 형상의 유지가 곤란해지거나, 상온에서의 택력이 상승하거나 할 우려가 있는 점에서, 1 Pa·s 이상이 바람직하고, 3 Pa·s 이상이 보다 바람직하다.

봉지 수지 시트 (3) 는 에폭시 수지, 및 페놀 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 양호한 열경화성이 얻어진다.

에폭시 수지로는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 변성 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 변성 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 페녹시 수지 등의 각종 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 이들 에폭시 수지는 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상 병용해도 된다.

에폭시 수지의 경화 후의 인성 및 에폭시 수지의 반응성을 확보하는 관점에서는, 에폭시 당량 150 ∼ 250, 연화점 혹은 융점이 50 ∼ 130 ℃ 인 상온에서 고형인 것이 바람직하고, 신뢰성의 관점에서, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지가 보다 바람직하다. 그 중에서도 비페닐형 에폭시 수지가 바람직하고, 특히 하기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

[화학식 2]

(식 중, R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다. 단, R1 ∼ R4 모두가 수소인 경우를 제외한다)

유기 성분 중에는 결정성이 낮아, 한번 열융해된 후에 냉각시켜도 융해 전의 결정 상태로 돌아오지 않고, 결정성이 보다 낮은 상태가 되는 화합물이 있다. 결정성이 낮은 유기 성분에서는, 택이 높아져 재박리성이 저하되는 경우가 있다. 유기 성분으로서의 상기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지는 열융해 후라도 결정성이 유지되므로, 택의 증가를 억제할 수 있어, 재박리성을 양호한 것으로 할 수 있다.

봉지 수지 시트는, 상기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 5 ∼ 15 중량％ 포함하는 것이 바람직하고, 8 ∼ 12 중량％ 포함하는 것이 보다 바람직하다. 결정성 에폭시 수지의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 재박리성과 충전성을 보다 높은 레벨로 발휘할 수 있다.

당해 봉지 수지 시트에서는, 상기 화학식 (1) 중, R1 ∼ R4 가 모두 메틸기인 것이 바람직하다. 이로써 결정성 에폭시 수지의 골격의 강직성이 높아져 결정성도 높아지고, 양호한 재박리성을 보다 효율적으로 발휘할 수 있다.

페놀 수지는, 에폭시 수지와의 사이에서 경화 반응을 발생하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 비페닐아르알킬 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지, 크레졸노볼락 수지, 레졸 수지 등이 사용된다. 이들 페놀 수지는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상 병용해도 된다.

페놀 수지로는, 에폭시 수지와의 반응성의 관점에서, 수산기 당량이 70 ∼ 250, 연화점이 50 ∼ 110 ℃ 인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 경화 반응성이 높다는 관점에서, 페놀노볼락 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 신뢰성의 관점에서, 페놀아르알킬 수지나 비페닐아르알킬 수지와 같은 저흡습성인 것도 바람직하게 사용할 수 있다.

에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 경화 반응성이라는 관점에서, 에폭시 수지 중의 에폭시기 1 당량에 대하여, 페놀 수지 중의 수산기의 합계가 0.7 ∼ 1.5 당량이 되도록 배합하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.9 ∼ 1.2 당량이다.

봉지 수지 시트 중의 에폭시 수지 및 페놀 수지의 합계 함유량의 하한은, 10 중량％ 이상이 바람직하고, 12 중량％ 이상이 보다 바람직하다. 10 중량％ 이상이면, 전자 디바이스, 기판 등에 대한 접착력이 양호하게 얻어진다. 한편, 상기 합계 함유량의 상한은 30 중량％ 이하가 바람직하고, 28 중량％ 이하가 보다 바람직하다. 30 중량％ 이하이면, 봉지 수지 시트의 흡습성을 저감시킬 수 있다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 내용제성이 만족되는 한 열가소성 수지를 포함하고 있어도 된다.

봉지 수지 시트는 무기 충전제를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 충전제의 형상은 특별히 한정되지 않고, 구상 (타원체상을 포함한다), 다면체상, 다각 기둥상, 부정형상 등의 임의의 형상이어도 되지만, 중공 구조 부근에서의 고충전 상태의 달성이나 적당한 유동성의 관점에서, 구상이 바람직하다.

무기질 충전제는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지된 각종 충전제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 석영 유리, 탤크, 실리카 (용융 실리카나 결정성 실리카 등), 알루미나, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소의 분말을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상 병용해도 된다. 그 중에서도 선팽창 계수를 양호하게 저감시킬 수 있다는 이유에서, 실리카, 알루미나가 바람직하고, 실리카가 보다 바람직하다.

실리카로는, 실리카 분말이 바람직하고, 용융 실리카 분말이 보다 바람직하다. 용융 실리카 분말로는, 구상 용융 실리카 분말, 파쇄 용융 실리카 분말을 들 수 있지만, 유동성이라는 관점에서, 구상 용융 실리카 분말이 바람직하다.

무기 충전제의 평균 입경은 0.1 ∼ 10 ㎛ 의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 ㎛ 의 범위의 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 평균 입경은, 모 (母) 집단으로부터 임의로 추출되는 시료를 이용하여, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치를 사용하여 측정함으로써 도출해 낼 수 있다. 무기 충전제의 평균 입경이 지나치게 작으면, 봉지 수지 시트의 점도가 높아져 충전성이 저하되거나 택력이 증가하거나 하는 경향이 있고, 지나치게 크면, 기판의 개구부에 있어서의 공극의 충전이 불충분해지는 경우가 있다.

봉지 수지 시트는, 상기 무기 충전제를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 65 ∼ 85 중량％ 포함하는 것이 바람직하고, 70 ∼ 83 중량％ 포함하는 것이 보다 바람직하다. 무기 충전제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 택력의 제어에 의한 재박리성과 최저 용융 점도의 제어에 의한 충전성의 양립을 용이하게 실시할 수 있다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 경화 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다.

경화 촉진제로는, 에폭시 수지와 페놀 수지의 경화를 진행시키는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트 등의 유기 인계 화합물 ; 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸계 화합물 ; 등을 들 수 있다. 그 중에서도 혼련시의 온도 상승에 의해서도 경화 반응이 급격하게 진행되지 않아, 봉지 수지 시트 (3) 를 양호하게 제작할 수 있다는 이유에서, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸이 바람직하다.

경화 촉진제의 함유량은, 에폭시 수지 및 페놀 수지의 합계 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 5 중량부가 바람직하다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 난연제 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 부품 쇼트나 발열 등에 의해 발화되었을 때의, 연소 확대를 저감시킬 수 있다. 난연제 성분으로는, 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화철, 수산화칼슘, 수산화주석, 복합화 금속 수산화물 등의 각종 금속 수산화물 ; 포스파젠계 난연제 등을 사용할 수 있다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다. 실란 커플링제로는 특별히 한정되지 않고, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.

봉지 수지 시트 (3) 중의 실란 커플링제의 함유량은, 0.1 ∼ 3 중량％ 가 바람직하다. 상기 함유량이 0.1 중량％ 이상이면, 경화 후의 봉지 수지 시트의 강도를 높일 수 있음과 함께, 흡수율을 저감시킬 수 있다. 한편, 상기 함유량이 3 중량％ 이하이면, 아웃 가스의 발생을 억제할 수 있다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 안료를 포함하는 것이 바람직하다. 안료로는 특별히 한정되지 않고, 카본 블랙 등을 들 수 있다.

봉지 수지 시트 (3) 중의 안료의 함유량은, 0.1 ∼ 2 중량％ 가 바람직하다. 0.1 중량％ 이상이면, 양호한 마킹성이 얻어진다. 한편, 2 중량％ 이하이면, 경화 후의 봉지 수지 시트의 강도를 확보할 수 있다.

또한, 수지 조성물에는, 상기 각 성분 이외에 필요에 따라, 다른 첨가제를 적절히 배합할 수 있다.

《봉지 수지 시트의 제조 방법》

봉지 수지 시트 (3) 의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 혼련물을 조제하고, 얻어진 혼련물을 시트상으로 가공하는 방법이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 서술한 각 성분을 믹싱 롤, 가압식 니더, 압출기 등의 공지된 혼련기로 용융 혼련함으로써 혼련물을 조제하고, 얻어진 혼련물을 시트상으로 가공한다. 혼련 조건으로서, 온도는 상기 서술한 각 성분의 연화점 이상인 것이 바람직하고, 예를 들어 30 ∼ 150 ℃, 에폭시 수지의 열경화성을 고려하면, 바람직하게는 40 ∼ 140 ℃, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 120 ℃ 이다. 시간은, 예를 들어 1 ∼ 30 분간, 바람직하게는 5 ∼ 15 분간이다.

혼련은, 감압 조건하 (감압 분위기하) 에서 실시하는 것이 바람직하다. 감압 조건하의 압력의 상한은, 바람직하게는 0.1 ㎏/㎠ 이하, 보다 바람직하게는 0.05 ㎏/㎠ 이하이다. 감압 조건하의 압력의 하한은 낮을수록 바람직하지만, 생산성이나 물리적 한계에서, 1×10^-4 ㎏/㎠ 이상이어도 된다. 이로써, 혼련물로의 기체의 혼입을 방지할 수 있어, 얻어지는 혼련물에 있어서의 기공의 발생을 억제할 수 있다.

용융 혼련 후의 혼련물은, 냉각시키지 않고 고온 상태인 채로 가공하는 것이 바람직하다. 가공 방법으로는 특별히 제한되지 않고, 평판 프레스법, T 다이 압출법, 롤 압연법, 롤 혼련법, 인플레이션 압출법, 공압출법, 캘린더 성형법 등 등을 들 수 있다. 가공 온도로는 상기 서술한 각 성분의 연화점 이상이 바람직하고, 에폭시 수지의 열경화성 및 성형성을 고려하면, 예를 들어 40 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 50 ∼ 140 ℃, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 120 ℃ 이다.

봉지 수지 시트 (3) 의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 50 ∼ 700 ㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 범위 내이면, 양호하게 기판의 개구부를 충전할 수 있다. 또, 봉지 수지 시트를 박형으로 함으로써, 발열량을 저감시킬 수 있어, 경화 수축이 잘 일어나지 않게 된다. 이 결과, 패키지 휘어짐량을 저감시킬 수 있어, 보다 신뢰성의 높은 전자 부품 내장 기판이 얻어진다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 단층 구조여도 되고, 2 이상의 봉지 수지 시트를 적층한 다층 구조여도 되지만, 층간 박리의 우려가 없고, 시트 두께의 균일성이 높고, 저흡습화되기 쉽다는 이유에서, 단층 구조가 바람직하다.

봉지 수지 시트 (3) 는, 상기 서술한 바와 같이 전자 부품 내장 기판에 있어서의 전자 부품 봉지용이어도 되고, 다층 회로 기판에 있어서의 층간 절연용이어도 된다. 또한, SAW (Surface Acoustic Wave) 필터 ; 압력 센서, 진동 센서 등의 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) ; LSI 등의 IC, 트랜지스터 등의 반도체 ; 콘덴서 ; 저항 ; CMOS 센서 등의 표면 실장형 전자 디바이스의 봉지에 사용할 수도 있다.

《전자 부품 내장 기판의 제조 방법》

도 1A ∼ 도 1E 는 각각, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 부품 내장 기판의 제조 방법의 한 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다. 전자 부품 내장 기판의 제조 순서로는 특별히 한정되지는 않지만, 기판 (1) 에 형성된 개구부 (O) 내에 1 개 이상의 전자 부품 (2) 을 배치하고, 개구부 (O) 를 덮도록 봉지 수지 시트 (3) 를 기판 (1) 상에 배치하고, 봉지 수지 시트 (3) 의 상면측으로부터 가열 프레스하여 봉지 수지 시트를 유동시켜 기판 (1) 의 개구부 (O) 를 충전하고, 봉지 수지 시트 (3) 를 열경화시킨다는 순서를 바람직하게 채용할 수 있다.

(기판 준비 공정)

기판 (1) (도 1A 참조) 으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 구리 기판 등의 금속 기판, (다층) 프린트 배선 기판, 세라믹 기판, 실리콘 기판 등을 들 수 있다.

(개구부 형성 공정)

다음으로, 기판 (1) 에 개구부 (O) 를 형성한다 (도 1B 참조). 개구부 (O) 의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 에칭이나 레이저 가공, 타발 (打拔) 가공 등을 들 수 있다. 1 개의 기판에 대하여 형성하는 개구부의 수도 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 전자 부품 내장 기판의 설계에 따라 적절히 변경하면 된다.

(전자 부품 배치 공정)

도 1C 에 나타내는 바와 같이, 기판 (1) 에 형성한 개구부 (O) 의 내부에 1 개 이상의 전자 부품 (2) 을 배치한다. 전자 부품으로서도 전혀 한정되지 않고, 반도체 칩이나 콘덴서, 센서 디바이스, 발광 소자, 진동 소자 등 임의의 전자 부품을 사용할 수 있다. 도 1C 에 있어서는, 1 개의 개구부 (O) 에 대하여 1 개의 전자 부품 (2) 을 배치하고 있기는 하지만, 1 개의 개구부에 대하여 배치하는 전자 부품의 수는 1 개로 한정되지 않고, 목적으로 하는 전자 부품 내장 기판의 설계에 따라 적절히 변경하면 된다.

(충전 공정)

충전 공정에서는, 도 1D 및 도 1E 에 나타내는 바와 같이, 개구부 (O) 를 덮도록 기판 (1) 상에 봉지 수지 시트 (3) 를 적층하고, 이어서 봉지 수지 시트 (3) 의 상면측으로부터 가열 프레스하여 봉지 수지 시트 (3) 를 유동시켜 기판 (1) 의 개구부 (O) 를 충전하고, 충전 후, 봉지 수지 시트 (3) 를 열경화시킨다.

봉지 수지 시트 (3) 를 가열 프레스하여 개구부 (O) 를 충전할 때의 가열 프레스 조건으로는, 온도가 예를 들어 50 ∼ 100 ℃, 바람직하게는 60 ∼ 90 ℃ 이며, 압력이 예를 들어 0.1 ∼ 3.0 ㎫, 바람직하게는 0.5 ∼ 2.5 ㎫ 이며, 시간이 예를 들어 5 ∼ 120 분간, 바람직하게는 10 ∼ 60 분간이다. 또, 개구부 (O) 의 내벽 및 전자 부품 (2) 에 대한 봉지 수지 시트 (3) 의 밀착성 및 추종성의 향상을 고려하면, 감압 조건하 (예를 들어 게이지압으로서 -90 ∼ -100 kPaG) 에 있어서 프레스하는 것이 바람직하다.

개구부의 매립이 완료된 후, 봉지 수지 시트 (3) 를 열경화 처리한다. 열경화 처리의 조건으로서, 가열 온도가 바람직하게는 100 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상이다. 한편, 가열 온도의 상한이, 바람직하게는 200 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 190 ℃ 이하이다. 가열 시간이, 바람직하게는 5 분 이상, 보다 바람직하게는 10 분 이상이다. 한편, 가열 시간의 상한이, 바람직하게는 120 분 이하, 보다 바람직하게는 60 분 이하이다. 또, 필요에 따라 가압해도 되고, 바람직하게는 0.5 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎫ 이상이다. 한편, 상한은 바람직하게는 5.0 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 3.0 ㎫ 이하이다. 이로써, 기판 (1) 의 내부에 전자 부품 (2) 이 매립된 전자 부품 내장 기판 (10) 이 얻어진다.

실시예

이하에, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은 특별히 한정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것들에만 한정하는 취지의 것은 아니다.

실시예에서 사용한 성분에 대하여 설명한다.

에폭시 수지 1 : 미츠비시 화학사 제조의 YX4000H (비페닐형 에폭시 수지, 에폭시 당량 190 g/eq.)

에폭시 수지 2 : 신닛테츠 화학 (주) 제조의 YSLV-80XY (비스페놀 F 형 에폭시 수지, 에포킨 당량 200 g/eq.)

에폭시 수지 3 : 미츠비시 화학사 제조의 에피코트 828 (에폭시 당량 190 g/eq.)

페놀 수지 1 : 메이와 화성사 제조의 MEH-7500-3S (수산기 당량 103 g/eq.)

페놀 수지 2 : 메이와 화성사 제조의 MEH-7851-SS (비페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 수산기 당량 203 g/eq.)

열가소성 수지 : (주) 가네카 제조의 SIBSTER 072T (스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체)

무기 충전제 1 : 덴키 화학 공업사 제조의 FB-5SDC (용융 구상 실리카, 평균 입자경 5 ㎛)

무기 충전제 2 : 덴키 화학 공업사 제조의 FB-9454FC (용융 구상 실리카, 평균 입자경 17 ㎛)

무기 충전제 3 : (주) 아도마텍스 제조의 SO-25R (용융 구상 실리카, 평균 입자경 0.5 ㎛)

카본 블랙 : 미츠비시 화학사 제조의 ＃20

경화 촉진제 : 시코쿠 화성 공업사 제조의 2PHZ-PW (2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸)

실란 커플링제 : 신에츠 화학사 제조의 KBM-403 (3-글리시독시프로필트리메톡시실란)

［실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3］

표 1 에 기재된 배합비에 따라 각 성분을 배합하고, 롤 혼련기에 의해 60 ∼ 120 ℃, 10 분간, 감압 조건하 (0.01 ㎏/㎠) 에서 용융 혼련하여, 혼련물을 조제하였다. 이어서, 얻어진 혼련물을 평판 프레스법에 의해 시트상 (100 ㎜ × 100 mm) 으로 성형하여, 두께 200 ㎛ 의 봉지 수지 시트를 제작하였다.

(평가)

제작한 봉지 수지 시트에 대하여, 이하의 항목을 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(최저 용융 점도)

각 봉지 수지 시트로부터 직경 25 ㎜ 의 원형으로 타발한 것을 5 장 적층하여, 직경 25 ㎜, 두께 1 ㎜ 의 원기둥형의 측정 샘플을 제작하였다. 이 측정 샘플에 대하여, 최저 용융 점도를 Rheometric Scientific 사 제조의 점탄성 측정 장치 「ARES」(측정 조건 : 측정 온도 범위 50 ∼ 150 ℃, 승온 속도 10 ℃/min, 주파수 1 Hz, 변형량 10 ％) 로 점도 변화를 추적했을 때, 점도의 최저치를 측정하였다.

(택력)

미경화의 각 봉지 수지 시트로부터 직경 25 ㎜ 의 원형으로 타발한 것을 측정 샘플 (직경 25 ㎜, 두께 200 ㎛) 로 하였다. 평가 장치로서 RSA3 (TA Instruments 사 제조) 을 이용하고, 패럴렐 플레이트 압축 지오메트리 (TA Instruments 사 제조) 의 상측 플레이트 (직경 8 ㎜) 와 하측 플레이트 (직경 25 ㎜) 의 사이에 끼워넣은 샘플로부터 상측 플레이트가 멀어졌을 때의 하중을 측정하여 택력으로 하였다. 구체적으로는, 측정 샘플의 편면에 양면 테이프를 첩부 (貼付) 하여, 테이프면을 지그의 하측 플레이트에 첩부하였다. 그 상태인 채로 샘플 주위 온도를 25 ℃ 로 안정시키기 위해서 5 분간 유지하고, 상측 플레이트를 측정 샘플에 약간 접촉하는 거리까지 근접시켰다. 거기에서부터 다시 상측 플레이트를 측정 샘플에 꽉 눌러 상측 플레이트에 100 N 의 하중이 가해진 시점에서, 상측 플레이트가 측정 샘플로부터 멀어지도록 상측 플레이트의 움직임을 반전시켰다. 상측 플레이트가 측정 샘플로부터 멀어졌을 때의 최대 하중 (접착력) 을 택력으로 하였다.

(재박리성)

실온 (25 ℃) 조건하, 사방 100 × 100 ㎜, 두께 0.5 ㎜ 의 SUS 판 상에 각 봉지 수지 시트를 세퍼레이터를 박리한 상태로 배치하여, 3 분 정치 (靜置) 하였다. 그 후, 봉지 수지 시트의 파단, 균열, 잔류물을 발생시키지 않고 봉지 수지 시트를 SUS 판으로부터 재박리할 수 있었던 경우를 「○」, 봉지 수지 시트의 파단, 균열, 잔류물이 생긴 경우를 「×」로 하여 평가하였다.

(수지 충전성)

150 ㎜ × 150 ㎜ 의 구리판 (두께 500 ㎛) 에 에칭으로 10 ㎜ × 8 ㎜ 의 패턴 (개구부) 을 제작하였다. 패터닝된 구리판 상에 봉지 수지 시트를 설치하고, 100 ℃ 에서 100 kN, 30 초의 진공 프레스를 실시하여 패턴 (개구부) 내에 수지를 충전시켰다. 그 후, 광학 현미경 (20 배) 으로 패턴 (개구부) 내의 표리면을 관찰하여, 보이드가 발생하지 않았거나, 보이드의 최대 직경이 1 ㎛ 이하인 경우에는 「○」, 보이드의 최대 직경이 1 ㎛ 를 초과한 경우에는 「×」로 하여 평가하였다.

표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 4 의 봉지 수지 시트에서는, 재박리성 및 수지 충전성이 모두 양호하였다. 한편, 비교예 1 ∼ 3 에서는, 재박리성 및 수지 충전성의 어느 일방 또는 양방이 열등한 결과가 되었다.

1 : 기판
2 : 전자 부품
3 : 봉지 수지 시트
10 : 전자 부품 내장 기판

Claims (8)

1. 25 ℃ 에서의 택력이 150 g 이하이며,
   50 ℃ ∼ 150 ℃ 의 온도 범위에 있어서의 최저 용융 점도가 50 Pa·s 이하인, 봉지 수지 시트.
2. 제 1 항에 있어서,
   평균 입경이 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 무기 충전제를 포함하는, 봉지 수지 시트.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 무기 충전제를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 65 ∼ 85 중량％ 포함하는, 봉지 수지 시트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   하기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지를 포함하는, 봉지 수지 시트.
   [화학식 1]
   

   

   
   (식 중, R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다. 단, R1 ∼ R4 모두가 수소인 경우를 제외한다)
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 화학식 (1) 로 나타내는 에폭시 수지를 상기 봉지 수지 시트의 전체 고형분 중량에 대하여 5 ∼ 15 중량％ 포함하는, 봉지 수지 시트.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 화학식 (1) 중, R1 ∼ R4 가 모두 메틸기인, 봉지 수지 시트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   전자 부품 내장 기판에 있어서의 전자 부품 봉지용인, 봉지 수지 시트.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   층간 절연용인, 봉지 수지 시트.

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