KR20200002883A - 중공 봉지 구조체 - Google Patents

중공 봉지 구조체 Download PDF

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유스케 와타세
유타카 노무라
히로유키 이시게
마사히코 스즈키
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히타치가세이가부시끼가이샤
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Abstract

중공 봉지 구조체(1)는, 기판(10)과, 기판(10) 상에 설치된 돌기부인 Au 범프(25) 상에, 기판(10)과 이격되어 배치되는 전자 부품(20)과, 절연 재료로 구성되며, 전자 부품(20)과 기판(10) 사이에 중공 영역(H)이 형성된 상태에서 전자 부품을 봉지하는 봉지부(30)를 포함하고, 평면에서 볼 때의 상기 전자 부품의 외주의 전체 주위에 있어서, 전자 부품(20)과 기판(10) 사이에 외주로부터 봉지부가 들어가 있다.

Description

중공 봉지 구조체
본 발명은, 중공(中空) 봉지(封止) 구조체에 관한 것이다.
최근, SAW(Surface Acoustic Wave) 필터와 같은 소형의 전자 부품의 가동부의 가동성을 확보하면서, 봉지 재료에 의해 전자 부품을 기판 상에서 봉지하는 구조로서, 중공 구조를 가진 중공 봉지 구조체가 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
일본공개특허 제2016-175976호 공보
그러나, 중공 구조를 가지고 있는 전자 부품 장치는, 중공 구조를 가지고 있지 않은 봉지 구조와 비교하여, 기판과 봉지 재료 사이의 접착 강도가 낮아지고, 중공 봉지 구조체로서의 내구성이 저하될 가능성이 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이고, 내구성이 향상된 중공 봉지 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 관한 중공 봉지 구조체는, 기판과, 상기 기판 상에 설치된 돌기부 상에, 상기 기판과 이격되어 배치되는 전자 부품과, 절연 재료로 구성되고, 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 중공 영역이 형성된 상태에서 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지부를 포함하고, 평면에서 볼 때의 상기 전자 부품의 외주(外周)의 전체 주위에 있어서, 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 상기 외주로부터 상기 봉지부가 들어가 있다.
상기의 중공 봉지 구조체에 의하면, 전자 부품의 외주의 전체 주위에 있어서, 전자 부품과 기판 사이에 봉지부가 들어가 있다. 그러므로, 전자 부품과 기판 사이에 들어간 봉지부에 의하여, 전자 부품과 기판 접착성이 향상되고, 중공 봉지 구조체로서의 내구성이 향상된다.
여기에서, 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 들어가 있는 상기 봉지부는, 상기 돌기부와 이격되어 있는 태양(態樣)으로 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 봉지부가 돌기부와는 이격되어 설치되어 있는 것에 의해, 제조 시 등에 봉지부가 확산되고, 중공 영역이 적절하게 확보할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 평면에서 볼 때의 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 들어가 있는 상기 봉지부의 면적의 비율은, 평면에서 볼 때의 상기 전자 부품의 면적에 대하여 1%∼30%인 태양으로 할 수 있다.
상기의 구성으로 함으로써, 봉지부에 의한 전자 부품과 기판의 접착성 향상 효과가 바람직하게 발휘되면서, 중공 영역을 적절하게 확보할 수 있고, 전자 부품의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 내구성이 향상된 중공 봉지 구조체가 제공된다.
[도 1] 본 발명의 실시형태에 관한 중공 봉지 구조체의 개략 단면도이다.
[도 2] 중공 봉지 구조체의 평면도이고, 봉지 재료의 분포를 모식적으로 나타낸 도면이다.
[도 3] 중공 봉지 구조체의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세하게 설명한다. 그리고, 도면의 설명에 있어서는 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 중공 봉지 구조체(1)를 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 도 2는, 중공 봉지 구조체(1)의 평면도이고, 봉지 재료의 분포를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 중공 봉지 구조체(1)는, 기판(10)과, 기판(10) 상에 실장된 전자 부품(20)과, 전자 부품(20)을 봉지하는 봉지부(30)를 가진다. 중공 봉지 구조체(1)는, 전자 부품(20)이 내부에 봉지된 구조체이고, 예를 들면, 통신 기기 등에 적용된다.
기판(10)은, 판형의 절연체에 대하여 도체 배선이 형성된 배선 기판이다. 예를 들면, 실리콘(Si) 기판, 유리 기판, 또는, 사파이어 기판 등을 사용할 수 있다. 기판(10)은 배선층을 가지고 있어도 되고, 예를 들면, 다층 배선 기판이어도 된다.
전자 부품(20)은, 기판(10) 상에 플립 칩 실장되고, 기판(10)에 형성된 배선과 전기적으로 접속된다. 중공 봉지 구조체(1)에 사용되는 전자 부품(20)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, SAW(Surface Acoustic Wave) 필터, 센서 등의 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems), 반도체 소자, 콘덴서 등을 들 수 있다. 다만, 전자 부품(20)이 가동부를 가지는 디바이스인 경우, 중공 봉지 구조체(1)가 바람직하게 사용된다. 이와 같은 전자 부품(20)으로서는, 예를 들면 SAW 필터, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등을 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 전자 부품(20)이 SAW 필터인 경우에 대하여 설명한다. 전자 부품(20)이 SAW 필터인 경우, 전자 부품(20)은 압전 기판(21)과, 압전 기판(21)의 표면에 배치된 한 쌍의 빗형 전극인 IDT(Inter Digital Transducer)(22)를 가진다.
전자 부품(20)은, 기판(10) 상에 설치되는 도체의 돌기부인 Au 범프(25)를 통하여 기판(10)에 대하여, IDT(22)가 장착된 압전 기판(21)의 표면이 하방으로 되도록(기판(10) 표면과 대향하도록), 플립 칩 실장된다. 이에 의해, 전자 부품(20)은, 기판(10) 상에서, 기판(10)으로부터 이격된 상태로 유지된다. 그리고, Au 범프(25) 대신에, 땜납 범프 등을 사용할 수도 있다. 전자 부품(20)과 기판(10) 사이를 전기적으로 접속하기 위해서는, 도체 재료의 범프가 사용되지만, 전기적인 접속이 불필요한 부분에 대해서는, 예를 들면, 절연 재료 등에 의한 돌기부를 이용해도 된다. 본 실시형태의 중공 봉지 구조체(1)에서는, 4개의 Au 범프(25)(도 2 참조)에 의해 전자 부품(20)이 기판(10)으로부터 이격되어 지지되고 있다.
봉지부(30)는, 기판(10)의 상면을 모두 덮으면서 전자 부품(20)을 봉지하도록 설치된다. 봉지부(30)는, 전자 부품(20)의 상면(기판(10)에 대향하는 하면과는 반대 측의 면: IDT(22)가 배치된 면과 대향하는 면) 및 전자 부품(20)의 측면에 있어서 전자 부품(20)과 접하고, 또한 전자 부품(20)의 하면 측이 중공으로 되도록 설치된다. 이 결과, 봉지부(30)에 의하여, 전자 부품(20)과 기판(10) 사이에는 중공 영역(H)이 이 형성된다. 전자 부품(20)에 있어서는, 한 쌍의 IDT(22) 및 그 사이의 압전 기판(21) 표면이 노출되어 있는 것에 의해, SAW 필터로서 기능한다. 따라서, 전자 부품(20)의 한 쌍의 IDT(22) 및 그 사이의 압전 기판(21) 표면이 노출되도록, 중공 영역(H)이 형성된다.
봉지부(30)는 절연 재료로 구성되어 있으면 되고, 그 재료는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 봉지부(30)는, 전자 부품(20)과 기판(10) 사이의 중공 영역(H)을 확보한 상태로 형상을 유지하는 것이 요구된다.
상기의 중공 봉지 구조체(1)의 크기는, 전자 부품(20)의 크기 등에 따라서 적절히 선택된다. 예를 들면, 전자 부품(20)으로서, 평면에서 볼 때 있어서 한 변이 0.5㎜∼3㎜ 정도인 사각형상의 전자 부품이 사용되는 경우, 기판(10)은, 전자 부품(20)보다 큰 것이 사용된다. 또한, 봉지부(30)의 두께(기판(10) 표면으로부터 봉지부(30)의 최상면까지의 높이)는, 기판(10) 상에 플립 칩 실장된 전자 부품(20)보다 두껍게 설정되며, 예를 들면 20㎛∼250㎛ 정도로 된다.
봉지부(30)로서 바람직하게 사용되는 수지 조성물에 대하여 설명하지만, 이하의 재료에 한정되는 것은 아니다. 봉지부(30)에 사용되는 수지 조성물은, 예를 들면 (A) 열경화성 수지와, (B) 무기 충전제를 함유할 수 있다.
상기의 (A)성분으로서, 에폭시 수지 또는 페놀 수지를 사용할 수 있다. 상기의 (A)성분으로서 사용되는 에폭시 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용하여 사용해도 된다. 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AP형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 비스페놀 B형 에폭시 수지, 비스페놀 BP형 에폭시 수지, 비스페놀 C형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 G형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 P형 에폭시 수지, 비스페놀 PH형 에폭시 수지, 비스페놀 TMC형 에폭시 수지, 비스페놀 Z형 에폭시 수지, 헥산디올 비스페놀 S 디글리시딜에테르 등의 비스페놀 S형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비크실레놀디글리시딜에테르 등의 비크실레놀형 에폭시 수지, 수첨 비스페놀 A 글리시딜 에테르 등의 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 이들의 이염기산 변성 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 (A)성분으로서 사용되는 페놀 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 것이면, 특별히 제한없이 공지의 페놀 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 페놀, 크레졸, 크실레놀, 레조르시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 페놀류 또는 α-나프톨, β-나프톨, 디히드록시나프탈렌 등의 나프톨류와 포름알데히드, 아세트알데하이드, 프로피온알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드류를 산성 촉매 하에서 축합 혹은 공축합시켜 얻어지는 수지, 비페닐 골격형 페놀 수지, 파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 메타크실릴렌·파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 멜라민 변성 페놀 수지, 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 다환 방향환 변성 페놀 수지, 크실릴렌 변성 나프톨 수지 등을 들 수 있다.
그리고, (A)성분인 열경화성 수지에는, 경화 촉진제가 포함되어 있어도 된다. 경화 촉진제의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 아민계 혹은 인계를 선택할 수 있다. 특히, 이미다졸류는, 유도체가 풍부하고, 원하는 활성 온도를 얻기 쉬우므로 (A)성분의 열경화성 수지에서의 경화 촉진제로서 선택할 수 있다.
(A)성분에서의 에폭시 수지와 페놀 수지의 혼합 비율, 및 에폭시 수지 및/또는 페놀 수지에 대한 경화 촉진제의 혼합 비율은, 봉지부(30)가 적절하게 형상 유지를 행할 수 있는 범위에서 적절히 설정할 수 있다.
봉지부(30)에 사용되는 수지 조성물의 (B)성분으로서는, 종래 공지의 무기 충전제를 사용할 수 있고, 특정한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 황산바륨, 티탄산바륨, 무정형 실리카, 결정성 실리카, 용융 실리카, 구상 실리카, 탈크, 클레이, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 질화규소, 질화알루미늄 등을 들 수 있다. 표면 개질 등에 의하여, 수지 중으로의 분산성의 향상 또는 바니쉬 중에서의 침강 억제가 쉬운 점, 또한 비교적 작은 열팽창율을 가지므로, 원하는 경화막 특성을 얻기 쉬운 점에서, 실리카류를 선택할 수 있다. 이들 무기 충전제는, 필요에 따라 미리 분산 처리를 행해도 된다. 분산 처리의 방법으로서는, 예를 들면 고속 전단력에 의해 분산을 진행시키는 나노마이저나, 비즈 라는 구체(球體)의 매체를 이용하여 무기 충전제를 분쇄하는 비즈 밀 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 무기 충전제는 표면 개질을 행해도 된다. 표면 개질의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 실란 커플링제를 사용하는 경우, 표면 개질이 간편하고, 관능기의 종류가 풍부하며, 원하는 특성을 부여하기 쉽다. 실란 커플링제로서는, 예를 들면 알킬실란, 알콕시실란, 비닐실란, 에폭시실란, 아미노실란, 아크릴실란, 메타크릴실란, 메르캅토실란, 술피드실란, 이소시아네이트실란, 설퍼실란, 스티릴실란, 알킬클로로실란 등이 사용 가능하다.
(B)성분의 무기 충전제의 첨가량은, 봉지부(30)가 적절하게 형상 유지를 행할 수 있는 범위에서 적절히 설정할 수 있다.
또한, 봉지부(30)에 사용되는 수지 조성물에는, 엘라스토머가 포함되어 있어도 된다. 수지 조성물에 포함되는 엘라스토머는, 카르복실기 당량이 340g/eq. 이상, 4300g/eq. 이하이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
엘라스토머 성분의 평균 분자량은, 중공부로의 수지의 유입을 억제하는 관점에서, 30만 이상으로 할 수 있고, 40만 이상으로 할 수 있다. 또한, 엘라스토머 성분의 평균 분자량을 50만 이상으로 할 수 있다. 또한, 평균 분자량이 지나치게 큰 경우에는, 원하는 이상으로 유동성이 억제되어 버려, 칩의 매립 불량이 발생할 가능성이 있다. 그러므로, 엘라스토머 성분의 평균 분자량은 1000만 이하로 할 수 있다. 또한, 엘라스토머 성분의 평균 분자량은 500만 이하로 할 수 있고, 또한, 300만 이하로 할 수 있다.
또한, 상기의 봉지부(30)에 사용되는 수지 조성물에는, 봉지부(30)로서의 기능을 손상시키지 않는 범위에서, 다른 첨가제가 더 포함되어 있어도 된다. 이와 같은 첨가제의 구체예로서는, 유기 용제, 안료, 염료, 이형제(離型劑), 산화 방지제, 표면 장력 조정제, 이온 포착제 등을 들 수 있다.
여기에서, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 본 실시형태에 관한 중공 봉지 구조체(1)에서의 봉지부(30)에 대하여 더 설명한다.
봉지부(30)는, 전자 부품(20)의 하면(기판(10)에 대향하는 면)과 기판(10) 사이에 중공 영역(H)을 형성하는 것에 부가하여, 전자 부품(20)의 하면과 기판(10) 사이의 일부의 영역에 들어가 있다. 그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(20)의 압전 기판(21)의 하면(IDT(22)의 실장면)의 외측 에지에 있어서, 압전 기판(21)은 봉지부(30)에 접하고 있다.
도 2는, 중공 봉지 구조체(1)의 평면도이고, 기판(10) 상에 있어서 전자 부품(20)보다 하방에서의 봉지부(30)의 분포를 나타내는 도면이다. 도 2에서는, 기판(10)의 외형 및 Au 범프(25)를 실선으로 나타내고, 또한 전자 부품(20)의 외형을 파선으로 나타내고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(10)과 전자 부품(20) 사이의 높이 위치에서는, 전자 부품(20)의 외주의 전체 주위에 있어서, 봉지부(30)가 전자 부품(20)의 하측으로 들어가 있다. 또한, 전자 부품(20)의 하측으로 들어간 봉지부(30)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(20)의 하면(압전 기판(21)의 하면) 및 기판(10)의 상면과도 접하고 있다. 따라서, 전자 부품(20)의 외주 봉지부(30)가 들어가 있는 영역에서는, 전자 부품(20) 하면과 기판(10)의 상면이 봉지부(30)에 의해 접속되어 있다. 그러므로, 전자 부품(20)과 기판(10)의 접착성이 향상된다.
또한, 전자 부품(20)의 하측에서의 봉지부(30)의 단부(端部)(30a)는, 기판(10) 상에 설치되는 돌기부인 Au 범프(25)와는 접하고 있지 않다. 즉, 봉지부(30)는, Au 범프(25)와는 이격되어 있다. 봉지부(30)와 Au 범프(25)가 접하고 있어도 된다. 다만, 경화 전의 유동성을 가지는 상태의 봉지부(30)가 Au 범프(25)에 접한 경우, 경화 전의 봉지부(30)가 Au 범프(25)나 전자 부품(20) 표면 등을 타고 전자 부품(20)의 IDT(22) 등 SAW 필터로서의 기능을 발휘하기 위해 필요한 구성부에 도달할 가능성이 있다. 따라서, Au 범프(25)로부터 이격되도록 봉지부(30)를 형성하는 태양으로 할 수 있다.
전자 부품(20)의 하측으로 들어가 있는 봉지부(30)의 면적 비율(즉, 도 2에서의 파선으로 나타내는 전자 부품(20)보다 내측에 설치되는 봉지부(30)의 면적 비율)은, 평면에서 볼 때의 전자 부품(20)의 면적에 대하여 1% ∼30%로 할 수 있다. 상기의 범위로 함으로써, 봉지부(30)에 의한 접착성의 향상 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 평면에서 볼 때의 전자 부품(20)의 면적에 대하여, 봉지부(30)가 차지하는 비율이 5% 이상이면, 전자 부품(20)의 하측으로 들어간 봉지부(30)에 의한 접착성의 향상 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 평면에서 볼 때의 전자 부품(20)의 면적에 대하여, 봉지부(30)가 차지하는 비율이 29% 이하이면, 전자 부품(20)의 하측으로 들어간 봉지부(30)가, 전자 부품(20)의 IDT(22) 등 SAW 필터로서의 기능을 발휘하기 위해 필요한 구성부와 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 전자 부품(20)의 성능 저하 등을 방지할 수 있다.
다음에, 도 3을 참조하면서, 중공 봉지 구조체(1)의 제조 방법을 설명한다. 먼저, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(10) 상에, Au 범프(25)를 설치하여 전자 부품(20)을 플립 칩 실장한다. 그리고, 이 단계에서는, 기판(10)은 위에 복수의 전자 부품(20)이 장착된다. 한편, 봉지부(30)를 형성하기 위한 봉지 재료 시트(40)를 준비한다. 봉지 재료 시트(40)는, 필름형의 지지체(35) 상에 봉지부(30)가 되는 봉지 재료층(30A)이 층상으로 형성된 것이다. 지지체(35)로서는, 고분자 필름 또는 금속박 등을 사용할 수 있다. 그리고, 봉지 재료층(30A)에 포함되는 재료는, 봉지부(30)와 동일하다. 봉지 재료 시트(40)는, 봉지 재료층(30A)에 포함되는 각 재료를 유기 용제에 의해 용해·분산된 바니쉬를 작성하고, 지지체(35) 상에 다이 코터 등을 이용하여 도공한 후, 건조함으로써 제조할 수 있다. 유기 용제로서는 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 그리고, 봉지 재료 시트(40)의 제조 시에는, 봉지 재료층(30A) 상에 보호를 목적으로 한 층을 형성해도 된다. 보호를 목적으로 한 층을 형성함으로써, 취급성의 향상 및 이물질 혼입의 방지 등의 효과가 얻어진다. 보호를 목적으로 한 층은, 예를 들면 고분자 필름 또는 금속박 등을 사용할 수 있다. 다만, 보호를 목적으로 한 층은, 봉지 재료 시트(40)의 사용 시에는 벗겨진다.
다음에, 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(20)이 장착된 기판(10)의 표면과, 봉지 재료 시트(40)의 봉지 재료층(30A)이 대향한 상태에서, 기판(10)과 봉지 재료 시트(40)를 가깝게 하고, 기판(10) 상의 전자 부품(20)을 덮도록, 전자 부품(20)을 봉지 재료층(30A) 내에 매립한다. 봉지 재료층(30A) 내에 전자 부품(20)을 매랍하기 위해, 가열에 의해 봉지 재료층(30A)을 연화 또는 용융한 후에, 기판(10)과 봉지 재료 시트(40)의 지지체(35)가 가까워지도록 가압한다. 이 결과, 전자 부품(20)이 봉지 재료층(30A) 내에 매립된다. 이 때의 가압 조건 등을 조정함으로써, 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(20)의 하측(전자 부품(20)과 기판(10) 사이)에 중공 영역(H)이 형성되고, 또한 봉지 재료층(30A)의 일부를 전자 부품(20)의 하측으로 들어가게 할 수 있다. 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(20)이 봉지 재료층(30A) 내의 원하는 위치에 매립되어, 전자 부품(20)의 하측에 봉지 재료층(30A)이 들어간 상태로 된 것을 확인한 후, 지지체(35)를 박리하고, 소정의 온도로 가열한다. 가열에 의하여, 전자 부품(20)이 내부에 매립된 봉지 재료층(30A)이 경화된다. 이 결과, 봉지 재료층(30A) 내의 원하는 위치에서 전자 부품(20)이 고정된다.
그 후, 도 3의 (C)에 나타낸 바와 같이, 기판(10)을 분할하고, 봉지부(30)의 내부에 전자 부품(20)이 봉지된 중공 봉지 구조체(1)가 얻어진다.
이와 같이, 본 실시형태에 관한 중공 봉지 구조체(1)에 의하면, 전자 부품(20)의 외주의 전체 주위에 있어서, 전자 부품(20)의 하면과 기판(10)의 상면 사이에 봉지부(30)가 들어가 있다. 그러므로, 전자 부품(20)의 하측으로 들어간 봉지부(30)에 의하여, 전자 부품(20) 하면과 기판(10)의 상면이 접속된 상태로 되어, 전자 부품(20)과 기판(10)의 접착성이 향상되고, 중공 봉지 구조체로서의 내구성이 향상된다.
또한, 본 실시형태에 관한 중공 봉지 구조체(1)에 있어서, 봉지부(30)는 돌기부인 Au 범프(25)와는 이격되어 설치되어 있다. 따라서, 제조 시 등에 봉지부(30)가 확산하고, 중공 영역(H)을 적절하게 확보할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 평면에서 볼 때 전자 부품(20)의 하측으로 들어가 있는 봉지부(30)의 면적의 비율은, 평면에서 볼 때의 전자 부품(20)의 면적에 대하여 1%∼30%인 것에 의해, 봉지부(30)에 의한 전자 부품(20)과 기판(10)의 접착성 향상 효과가 바람직하게 나타나면서, 중공 영역을 적절하게 확보할 수 있고, 전자 부품의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했으나, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않고, 각종 변경을 행할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 중공 봉지 구조체(1)로서 1개의 전자 부품(20)이 기판(10) 상에 설치된 4개의 Au 범프(25)에 의해 실장되어 있는 구조를 가지고 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 범프의 형상이나 수, 전자 부품(20)의 배치 등은 적절히 변경할 수 있다. 또한, 봉지부(30)의 형상 등에 대해서도 적절히 변경할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.
<봉지부에 대응하는 수지 조성물의 작성>
상기 실시형태의 중공 봉지 구조체에서의 봉지부에 사용되는 수지 조성물을 작성하였다.
수지 조성물의 성분으로서, 이하의 재료를 사용하였다.
A: 비스페놀 F형 에폭시 수지(DIC 가부시키가이샤 제조, 상품명 「806」, 에폭시기 당량: 160g/eq, 25℃에서 액상을 나타내는 에폭시 수지)
B: 노볼락형 페놀 수지(메이와 가세이 가부시키가이샤 제조, 상품명 「DL-92」, 페놀성 수산기 당량: 107g/eq)
C: 이미다졸(시코쿠 가세이 고교 가부시키가이샤 제조, 2P4MZ)
D: 아크릴산에스테르 폴리머(나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조, 상품명 「SG-280 EK23」, 분자량 90만)
E: 실리카(가부시키가이샤 애드마테크스 제조, 상품명 「5㎛ SX-E2」, 페닐아미노실란 처리, 평균 입경: 5.8㎛)
<수지 조성물의 작성>
0.5L의 폴리 용기에 MEK(메틸에틸케톤)을 100g 넣고, A를 72.4g, B를 48.4g, D를 12.1g, E를 866.7g 넣고, 교반 날개 등으로 무기 충전재(E1)를 분산한다. 그 후, 경화 촉매로서 C를 0.4g 가하여 30분 더 교반한다. 이것을 나일론제 #150메쉬(개구 106㎛)로 여과하여, 여과액을 채취하고 바니쉬상의 수지 조성물을 제작하였다. 이 바니쉬상 수지 조성물을, 도공기(塗工機)를 사용하여 지지체가 되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 필름 상에, 이하의 조건으로, 수지 조성물의 두께가 110㎛로 되도록 필름형의 수지 조성물을 작성하였다.
·도포 헤드 방식: 콤마
·도포 및 건조 속도: 1m/분
·건조 조건(온도/화로 길이): 80℃/1.5m, 100℃/1.5m
·필름형의 지지체: 38㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트
·보호를 목적으로 한 층: 50㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트
각 재료의 전체 질량에 대한 비율(질량%)을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
<실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1, 비교예 2에 관한 시험편의 작성>
이하의 방법으로, 밀착성 평가에 사용하는 시험편을 작성하였다.
먼저, 1㎜각(角) 사이즈의 개구가 형성된 300미크론의 SUS판의 한쪽 면의 개구의 단부로부터 2cm 떨어진 2개소(개구를 사이에 둔 위치)에 양면테이프를 붙이고, 그 위에 개구를 막도록 유리판을 부착하였다. 유리판을 부착한 면을 아래로 한 SUS판의 개구부를 덮도록(SUS판 상) 1cm각의 수지 조성물을 올려놓았다. SUS판 상에 올려놓은 수지 조성물 위에 소정의 중량의 추를 얹은 상태에서, 하기 조건으로 오븐 내에서 소정 시간 가열하여 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1, 비교예 2에 관한 시험편을 작성하였다.
·오븐: 에스펙 가부시키가이샤제(SAFETY OVEN SPH)-201
·온도: 140℃
<평가>
(1) 수지 조성물의 실리콘 칩과의 밀착성 평가
실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1, 비교예 2에 관한 시험편의 각각에 대하여, 유리판이 장착된 측으로부터 기판을 관찰하고, 유리판과 기판의 간극으로의 수지의 유입량을 확인하였다. 유입량은, 수지 조성물의 1변을 a로 한 경우의 a에 대한 비율로 하여 구하였다.
그 후, 이하 조건으로, 기판과 유리판의 밀착성을 측정하였다.
·접착력 측정 장치: 가부시키가이샤 아크텍 제조 DAGE-4000HS
밀착성의 측정에 의하여, 얻어진 밀착력을 이하 판단 기준으로 평가하였다.
A: 10MPa 이상
B: 10MPa 미만
(2) 수지 조성물의 온도 사이클 시험(TCT) 평가
평가 방법(1)과 동일한 시험편을 작성하고, 이하의 방법으로 온도 사이클 시험을 실시하였다.
·장치: 에스펙 가부시키가이샤 제조 TSA-41L-A
·온도: -40℃ 30분, 80℃ 30분(1사이클)
·회수: 1000사이클
1000사이클 후에, 기판과 유리판이 벗겨져 있던 것을 B, 벗겨져 있지 않은 것을 A로서 평가하였다.
<평가 결과>
표 2에, 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1, 비교예 2의 각각에 대하여, 가열 시에 사용한 추의 중량, 수지의 유입량(거리), 접착성 및 온도 사이클 시험(TCT)에 관한 평가 결과를 나타낸다.
[표 2]
Figure pct00002
1 : 중공 봉지 구조체
10 : 기판
20 : 전자 부품
25 : Au 범프
30 : 봉지부
40 : 봉지 재료 시트

Claims (3)

  1. 기판,
    상기 기판 상에 설치된 돌기부 상에, 상기 기판과 이격되어 배치되는 전자 부품, 및
    절연 재료로 구성되고, 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 중공(中空) 영역이 형성된 상태에서 상기 전자 부품을 봉지(封止)하는 봉지부
    를 포함하고,
    평면에서 볼 때의 상기 전자 부품의 외주(外周)의 전체 주위에 있어서, 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 상기 외주로부터 상기 봉지부가 들어가 있는,
    중공 봉지 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 들어가 있는 상기 봉지부는, 상기 돌기부와 이격하고 있는, 중공 봉지 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    평면에서 볼 때의 상기 전자 부품과 상기 기판 사이에 들어가 있는 상기 봉지부의 면적의 비율은, 평면에서 볼 때의 상기 전자 부품의 면적에 대하여 1%∼30%인, 중공 봉지 구조체.
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