KR20230165396A - 봉지 구조체 및 그의 제조 방법, 및 봉지재 - Google Patents

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다이스케 후지모토
유타카 노무라
히로쿠니 오기하라
도모요 가네코
마사히코 스즈키
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가부시끼가이샤 레조낙
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Abstract

금속층(30)과, 금속층(30) 상에 배치된 수지층(20a)을 구비하는 봉지재(1)의 수지층(20a)에 의해 전자 부품(10)을 봉지하는 봉지 공정을 포함하는, 봉지 구조체의 제조 방법.

Description

봉지 구조체 및 그의 제조 방법, 및 봉지재 {SEALING STRUCTURE, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND SEALING MATERIAL}
본 발명은, 봉지(封止) 구조체 및 그의 제조 방법, 및 봉지재에 관한 것이다.
전자 기기의 경박단소화(輕薄短小化)에 따라, 반도체 장치의 소형화 및 박형화가 진행되고 있다. 반도체 소자와 거의 동일한 크기의 반도체 장치를 사용하는 형태, 또는, 반도체 장치 위에 반도체 장치를 적층하는 실장(實裝) 형태(패키지·온·패키지)가 활발하게 행해지고 있으며, 향후, 반도체 장치의 소형화 및 박형화가 한층 진행될 것으로 예상된다.
반도체 소자의 미세화가 진전되고, 단자수가 증가하게 되면, 반도체 소자 상에 모든 외부 접속 단자(외부 접속용의 단자)를 설치하는 것이 곤란하게 된다. 예를 들면, 무리하게 외부 접속 단자를 설치한 경우, 단자간의 피치가 좁아지고 또한 단자 높이가 낮아져, 반도체 장치를 실장한 후의 접속 신뢰성의 확보가 어려워진다. 이에, 반도체 장치의 소형화 및 박형화를 실현하기 위하여, 새로운 실장 방법이 많이 제안되어 있다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼를 개편화(個片化)하여 제작된 반도체 소자를, 적절한 간격을 가지도록 재배치한 후, 고형 또는 액상(液狀)의 봉지 수지를 사용하여 반도체 소자를 봉지하고, 반도체 소자를 봉지하는 수지 상에 외부 접속 단자를 더욱 설치할 수 있는 실장 방법, 및 이것을 사용하여 제작되는 반도체 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1∼3 참조).
통상, 반도체 소자 등의 전자 부품의 봉지는, 반도체 장치 등의 전자 부품 장치를 제조할 때의 종반(終盤) 공정에서 행해지는 경우가 많다. 이 경우의 실장 방법에서는, 전자 부품을 봉지하여 제작된 봉지 성형물에 대하여, 외부 접속 단자를 배치하기 위한 배선, 및 외부 접속 단자를 형성하는 공정이 실시된다.
일본특허 제3616615호 공보 일본공개특허 제2001-244372호 공보 일본공개특허 제2001-127095호 공보
특허문헌 1∼3 등의 종래의 실장 방법에서는, 반도체 소자 등의 전자 부품을 봉지한 수지 상에, 배선을 형성하기 위한 배선판 재료의 층(이하 「배선판 재료층」이라고 함)을 설치할 필요가 있다. 그러나, 배선판 재료층을 형성하는 것은, 최근의 전자 기기의 경박단소화에 역행하는 것이다. 또한, 배선판 재료층을 형성하는 번잡한 프로세스가 필요하므로, 시간 및 비용을 요한다. 이 때문에, 새로운 실장 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 전자 부품을 봉지한 후의 배선 형성 프로세스를 간략화할 수 있는 봉지 구조체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 상기 봉지 구조체의 제조 방법에 사용할 수 있는 봉지재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 상기 봉지 구조체의 제조 방법에 의해 얻는 것이 가능한 봉지 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 금속층과, 상기 금속층 상에 배치된 수지층을 구비하는 봉지재의 상기 수지층에 의해 제1 전자 부품을 봉지하는 봉지 공정을 포함한다.
본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법에 의하면, 봉지재의 금속층을 사용하여 배선을 형성할 수 있으므로, 수지층에 의해 제1 전자 부품을 봉지한 후에 배선판 재료층을 새롭게 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법에 의하면, 전자 부품을 봉지한 후의 배선 형성 프로세스를 간략화할 수 있다.
그런데, 종래의 실장 방법에서는, 복수의 전자 부품을 봉지하여 얻어지는 봉지 구조체를 다이싱하여 복수의 전자 부품 장치를 얻는 경우가 있다. 이 때문에, 재배치되는 전자 부품이 많을수록, 1회의 공정에서 제작 가능한 전자 부품 장치를 증가시킬 수 있다. 이에, 봉지 구조체를 크게 하는 검토가 행해지고 있다. 현재의 실정은, 예를 들면, 배선 형성에 반도체 제조 장치가 사용되므로, 봉지 구조체는 웨이퍼 형상으로 성형되어 있고, 웨이퍼 형상의 대경화(大徑化)가 진행되는 경향이 있다. 또한, 더 한층의 대판화(大判化)가 가능하며 또한 반도체 제조 장치보다 저렴한 프린트 배선판 제조 장치 등의 사용이 가능하도록, 봉지 구조체의 패널화도 검토되고 있다.
전자 부품의 봉지에는, 액상 또는 고형의 수지를 금형으로 성형하는 몰드 성형이 행해지는 경우가 있다. 펠릿상(狀)의 수지를 용융시키고, 금형 내에 수지를 주입하는 것에 의해 봉지하는 트랜스퍼 몰드 성형이 사용되는 경우가 있다. 그러나, 트랜스퍼 몰드 성형에서는, 용융시킨 수지를 주입하여 성형하므로, 대면적을 봉지하고자 할 경우, 미충전부가 발생할 가능성이 있다. 이에, 최근, 미리 금형 또는 피봉지체(전자 부품)에 수지를 공급하고 나서 성형을 행하는 콤프레션 몰드 성형의 사용이 개시되고 있다. 콤프레션 몰드 성형에서는, 수지를 금형 또는 피봉지체에 직접 공급하므로, 대면적의 봉지에서도 미충전부가 쉽게 생기지 않는 이점이 있다.
콤프레션 몰드 성형에서는, 트랜스퍼 몰드 성형과 마찬가지로, 액상 또는 고형의 수지를 사용할 수 있다. 그러나, 피봉지체가 대형화한 경우, 액상의 수지에서는, 액흐름 등이 발생하여 피봉지체 상으로의 균일 공급이 곤란하게 된다. 또한, 수지를 피봉지체 상에 균일하게 공급할 필요가 있으므로, 고형의 수지로서는, 종래의 펠릿상 수지가 아닌, 과립(顆粒) 또는 분체(粉體)의 수지가 사용되는 경우가 있다. 그러나, 과립 또는 분체의 수지를 금형 또는 피봉지체 상에 균일하게 공급하는 것은 곤란하다. 또한, 과립 또는 분체인 수지는, 발진원(發塵源)이 되어, 장치 또는 클린룸이 오염되는 것이 염려된다.
또한, 몰드 성형에서는, 수지를 금형 내에서 성형하기 위하여, 봉지 구조체를 대형화하기 위해서는, 금형의 대형화가 필수적이 된다. 그러나, 금형의 대형화에는, 높은 금형 정밀도가 요구되므로 기술면에서의 난이도가 높아짐과 동시에, 금형의 제조 비용이 큰 폭으로 증가하는 과제가 있다.
한편, 본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법에서는, 금속층 상에 배치된 수지층을 구비하는 봉지재의 상기 수지층을 사용하여 전자 부품을 봉지함으로써, 피봉지체(전자 부품) 상으로의 수지의 균일 공급을 할 수 있고 또한 발진을 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법에서는, 몰드 성형뿐만 아니라, 금형을 필요로 하지 않는 라미네이트 및 프레스에 의한 봉지 성형을 행할 수 있다.
상기 제1 전자 부품은, 복수라도 된다.
본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 상기 봉지 공정 후에, 상기 금속층을 패터닝하여 금속 패턴을 얻는 공정을 추가로 구비할 수도 있다. 본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 상기 봉지 공정의 전에, 상기 금속층으로서 금속 패턴을 얻는 공정을 추가로 구비할 수도 있다.
본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 상기 봉지 공정 후에, 상기 금속층의 상기 수지층과는 반대측에 제2 전자 부품을 배치하는 공정을 추가로 구비할 수도 있다.
본 발명에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 상기 봉지 공정 후에, 상기 제1 전자 부품, 상기 수지층 및 상기 금속층을 구비하는 구조체를 다이싱하는 공정을 추가로 구비할 수도 있다.
본 발명에 따른 봉지재는, 금속층과, 상기 금속층 상에 배치된 수지층을 구비하고, 상기 수지층에 의해 전자 부품을 봉지하기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 봉지재에 의하면, 봉지재의 금속층을 사용하여 배선을 형성할 수 있으므로, 수지층에 의해 전자 부품을 봉지한 후에 배선판 재료층을 새롭게 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 본 발명에 따른 봉지재에 의하면, 전자 부품을 봉지한 후의 배선 형성 프로세스를 간략화할 수 있다.
본 발명에 따른 봉지재에 있어서, 상기 금속층은 금속 패턴이라도 된다.
본 발명에 따른 봉지 구조체는, 제1 전자 부품과, 상기 제1 전자 부품을 봉지하는 봉지부와, 상기 봉지부 상에 배치된 금속층을 구비한다.
본 발명에 따른 봉지 구조체에 의하면, 봉지 구조체가 금속층을 구비하고 있으므로, 배선판 재료층을 새롭게 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 본 발명에 따른 봉지 구조체에 의하면, 배선 형성 프로세스를 간략화할 수 있다.
본 발명에 따른 봉지 구조체에 있어서, 상기 금속층은 금속 패턴이라도 된다.
본 발명에 따른 봉지 구조체는, 상기 제1 전자 부품을 복수 구비할 수도 있다.
본 발명에 따른 봉지 구조체는, 상기 금속층의 상기 봉지부와는 반대측에 제2 전자 부품을 추가로 구비할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 전자 부품을 봉지한 후의 배선 형성 프로세스를 간략화할 수 있는 봉지 구조체의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 봉지 구조체의 제조 방법에 사용하는 것이 가능한 봉지재를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 봉지 구조체의 제조 방법에 의해 얻는 것이 가능한 봉지 구조체를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전자 부품의 봉지로의 봉지재의 응용을 제공할 수 있다. 본 발명에 의하면, 봉지 구조체의 제조로의 봉지재의 응용을 제공할 수 있다.
도 1은 봉지 구조체의 실시형태를 나타낸 모식단면도이다.
도 2는 봉지 구조체의 실시형태를 나타낸 모식단면도이다.
도 3은 봉지 구조체의 제조 방법의 일실시형태를 설명하기 위한 모식단면도이다.
도 4는 봉지 구조체의 제조 방법의 일실시형태를 설명하기 위한 모식단면도이다.
도 5는 봉지 구조체의 제조 방법의 일실시형태를 설명하기 위한 모식단면도이다.
도 6은 봉지 구조체의 제조 방법의 다른 실시형태를 설명하기 위한 모식단면도이다.
본 명세서 중에 있어서, 「층」 및 「막」이라는 단어는, 평면도로서 관찰했을 때, 전체면에 형성되어 있는 형상의 구조뿐만 아니라, 일부에 형성되어 있는 형상의 구조도 포함된다. 본 명세서 중에 있어서, 「∼」을 사용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소값 및 최대값으로서 포함하는 범위를 나타낸다. 본 명세서 중에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 어떤 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 다른 단계의 수치 범위의 상한값또는 하한값으로 치환할 수도 있다. 본 명세서중에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 그 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타나 있는 값으로 치환할 수도 있다. 「A 또는 B」란, A 및 B 중 어느 한쪽을 포함하고 있으면 되고, 양쪽 모두 포함해도 된다. 본 명세서 중에 예시하는 재료는, 특별히 한정하지 않는 한, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 명세서 중에 있어서, 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 한정하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 상기 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 각 도면의 치수 비율은, 반드시 실제의 치수 비율과는 일치하지 않고 있다. 본 발명은 반드시 이하의 실시형태로 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절하게 변경을 행할 수도 있다.
(봉지 구조체)
도 1 및 도 2는, 본 실시형태에 따른 봉지 구조체를 나타낸 모식단면도이다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체(봉지 성형물, 전자 부품 장치)(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)는, 전자 부품(제1 전자 부품. 제1 층의 전자 부품)(10)과, 전자 부품(10)을 봉지하는 봉지부(수지 경화물)(20)과, 봉지부(20) 상에 배치된 금속층(30, 30a)을 구비한다. 금속층(30)은, 패터닝되어 있지 않은 금속층이며, 금속층(30a)은, 소정의 패턴 형상을 가지는 금속 패턴이다.
봉지 구조체(100a)는, 복수의 전자 부품(10)을 구비하고 있고, 봉지부(20)는, 복수의 전자 부품(10)을 봉지하고 있다. 봉지 구조체(100a)의 금속층(30)은, 봉지부(20) 상의 전체면에 배치되어 있다. 봉지 구조체(100b)는, 봉지 구조체(100a)의 금속층(30)이 패터닝되어 얻어지는 금속 패턴을 금속층(30a)으로서 구비하는 구조를 가지고 있다. 봉지 구조체(100b)의 금속층(30a)은, 봉지부(20)의 일부의 위에 배치되어 있다. 봉지 구조체(100c)는, 봉지 구조체(100b)의 금속층(30a)의 봉지부(20)와는 반대측에 전자 부품(제2 전자 부품. 제2 층의 전자 부품)(40)을 더 구비하는 구조를 가지고 있다. 봉지 구조체(100d)는, 봉지 구조체(100c)를 전자 부품(10)마다 다이싱하여 얻을 수 있는 구조를 가지고 있고, 단일의 전자 부품(10) 및 전자 부품(40)을 구비하고 있다. 봉지 구조체(100e)는, 전자 부품(40)을 구비하지 않고 있는 점에서 봉지 구조체(100d)와 상이한 구조를 가지고 있다.
전자 부품(10) 및 전자 부품(40)으로서는, 예를 들면, 반도체 소자; 반도체 웨이퍼; 집적 회로; 반도체 디바이스; SAW 필터 등의 필터; 센서 등의 수동(受動) 기기 등이 있다. 반도체 웨이퍼를 개편화함으로써 얻어지는 반도체 소자를 사용할 수도 있다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체(전자 부품 장치)는, 전자 부품으로서 반도체 소자 또는 반도체 웨이퍼를 구비하는 반도체 장치; 프린트 배선판 등이라도 된다. 전자 부품의 두께는, 예를 들면, 1∼1000 ㎛라도 되고, 100∼800 ㎛라도 된다.
금속 패턴은, 배선 패턴이라도 된다. 금속 패턴은, 접속 단자(외부 접속 단자, 전자 부품 접속용의 단자 등)라도 되고, 상기 접속 단자를 지지하기 위한 패턴이라도 된다. 금속층의 두께는, 봉지재의 설명에 있어서 후술한다.
복수의 전자 부품(10)은, 서로 동일한 종류라도 되고, 서로 다른 종류라도 된다. 복수의 전자 부품(40)은, 서로 동일한 종류라도 되고, 서로 다른 종류라도 된다. 전자 부품(10)과 전자 부품(40)은, 서로 동일한 종류라도 되고, 서로 다른 종류라도 된다.
봉지 구조체는, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전자 부품을 봉지하는 봉지부의 구성 재료는, 수지 경화물 대신 반경화 또는 미경화의 수지라도 된다(예를 들면, 후술하는 도 4의 (a)).
본 실시형태에 따른 봉지 구조체는, 봉지부와 금속층의 사이에 중간층을 더욱 구비하고 있어도 된다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체는, 전자 부품(10)의 봉지부(20)와는 반대측에, 수지층, 금속층 등을 더욱 구비하고 있어도 된다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체는, 전자 부품(40)을 봉지하는 봉지부, 상기 봉지부 상에 배치된 금속층(패터닝되어 있지 않은 금속층, 또는, 금속 패턴) 등을 추가로 구비할 수도 있다. 전자 부품(40)을 구비하는 봉지 구조체 상에 전자 부품을 더욱 구비하고 있어도 된다.
(봉지 구조체의 제조 방법)
본 실시형태에 따른 봉지 구조체(봉지 성형물, 전자 부품 장치)의 제조 방법은, 금속층과, 상기 금속층 상에 배치된 수지층을 구비하는 봉지재의 상기 수지층에 의해 전자 부품(제1 전자 부품)을 봉지하는 봉지 공정을 포함한다. 상기 봉지 공정은, 예를 들면, 수지층을 가열하여 용융시키고, 또한 압력을 가하여 전자 부품을 수지층으로 봉지하는 공정이라도 된다.
본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 수지층이 전자 부품에 대향하도록 봉지재를 배치하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 봉지 공정 후에, 수지층을 경화시키는 공정을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 봉지 공정 후에, 금속층을 패터닝하여 금속 패턴을 얻는 공정을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 봉지 공정 후에, 금속층의 수지층과는 반대측에 전자 부품(제2 전자 부품)을 배치하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 봉지 공정 후에, 전자 부품(제1 전자 부품), 수지층 및 금속층을 구비하는 봉지 구조체(구조체)를 다이싱하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 복수의 전자 부품을 구비하는 구조체를 전자 부품마다 다이싱함으로써, 복수의 봉지 구조체를 얻을 수 있다.
도 3∼도 5는, 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 모식단면도이다. 이하, 도 3∼도 5를 사용하여, 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법에서는, 먼저, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 봉지재(1)를 준비한다. 봉지재(1)는, 금속층(30)과, 금속층(30) 상에 배치된 수지층(20a)을 구비한다. 봉지재(1)는, 수지층(20a)에 의해 전자 부품을 봉지하기 위해 사용된다. 수지층(20a)은, 금속층(30) 상의 적어도 일부에 설치되어 있으면 되고, 금속층(30)의 전체면에 설치되어 있어도 된다. 수지층(20a)은, 예를 들면 필름형이다. 수지층(20a)은, 예를 들면 수지층(20a)을 필름화할 때의 캐리어로서 사용되는 금속층(30)과 일체화되어 있다. 봉지재에 대해서는 나중에 더욱 설명한다.
다음으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(50)과, 기판(50) 상에 배치된 가고정층(60)을 구비하는 적층체를 준비한 후, 가고정층(60) 상에 복수의 전자 부품(10)을 배치한다. 계속해서, 수지층(20a)이 전자 부품(10)에 대향하도록 봉지재(1)를 배치한다. 그리고, 수지층(20a)을 가열하여 용융시키고, 또한 압력을 가하여 전자 부품(10)을 수지층(20a)으로 봉지한다. 이로써, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 복수의 전자 부품(10)을 봉지하는 수지층(20a)을 구비하는 봉지 구조체가 얻어진다. 전자 부품(10)을 수지층(20a)으로 봉지하는 방법으로서는, 라미네이트, 프레스, 트랜스퍼 몰드 성형, 콤프레션 몰드 성형 등을 예로 들 수 있다.
봉지 공정에서의 가열 온도는, 수지층(20a)이 용융하는 온도이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 40∼200 ℃라도 된다. 봉지 공정에서의 압력은, 특별히 한정되지 않고, 전자 부품의 사이즈, 밀집도 등에 따라 조정할 수 있다. 상기 압력은, 예를 들면, 0.01∼10 MPa라도 된다. 가압 시간은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 5∼600 초라도 된다.
다음으로, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 수지층(20a)을 경화시켜 봉지부(수지 경화층. 수지층(20a)의 경화물)(20)를 얻는 것에 의해 봉지 구조체(100a)를 얻는다. 수지층(20a)은, 열경화시켜도 되고, 광경화시켜도 된다. 경화 처리는, 예를 들면, 대기 하 또는 불활성 가스 하에서 행할 수 있다. 열경화의 가열 온도는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 60∼300 ℃라도 된다. 경화 시간은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 10∼600 분이라도 된다.
다음으로, 봉지 구조체(100a)의 금속층(30)을 패터닝하여, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 금속층(금속 패턴)(30a)을 얻는 것에 의해 봉지 구조체(100b)를 얻는다. 패터닝 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 웨트(wet) 에칭법, 드리이 에칭법 등을 예로 들 수 있다.
다음으로, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 금속층(30a)의 봉지부(20)와는 반대측에 전자 부품(40)을 배치함으로써 봉지 구조체(100c)를 얻는다. 전자 부품(40)을 배치하기 전에, 금속층(30a)에 대하여 도금 처리 등을 행할 수도 있다.
다음으로, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(10), 봉지부(수지 경화층)(20), 금속층(30a) 및 전자 부품(40)을 구비하는 봉지 구조체(구조체)(100c)를 다이싱한다. 예를 들면, 봉지 구조체(100c)의 봉지부(20)에 다이싱 블레이드(70)에 의해 절입부(70a)를 형성함으로써 전자 부품(10)마다 개편화하여 봉지 구조체(100d)를 얻을 수 있다.
그 후, 봉지재(1)의 수지층(20a)에 의해 봉지 구조체(100d)의 전자 부품(40)을 봉지해도 된다. 본 실시형태에서는, 전자 부품의 봉지, 금속층(금속 패턴 등)의 형성, 전자 부품의 적층 등을 반복적으로 행할 수 있다.
봉지 구조체의 제조 방법은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 실시형태에 따른 봉지 구조체의 제조 방법은, 봉지 공정의 전에, 금속층으로서 금속 패턴을 얻는 공정을 포함하고 있어도 된다. 구체적으로는, 금속층(30)을 패터닝하는 공정은, 전자 부품(10)을 봉지하기 전에 행할 수도 있다. 바꾸어 말하면, 금속층(30)으로서 금속 패턴(배선 패턴 등)을 구비하는 봉지재를 사용하여 전자 부품(10)을 봉지해도 된다.
봉지 구조체의 다이싱은, 전자 부품(40)을 배치하는 공정, 또는, 금속층(30)을 패터닝하는 공정의 전에 행할 수도 있다. 예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전자 부품(10), 봉지부(수지 경화층)(20) 및 금속층(30a)을 구비하는 봉지 구조체(구조체)의 봉지부(20)에 다이싱 블레이드(70)에 의해 절입부(70a)를 형성함으로써 전자 부품(10)마다 개편화하여 봉지 구조체(100e)를 얻을 수 있다.
상기 실시형태에서는, 복수의 전자 부품을 수지층으로 봉지한 후에 전자 부품마다 다이싱하여 봉지 구조체를 얻고 있지만, 단일 전자 부품을 수지층으로 봉지하여 봉지 구조체를 얻어도 된다. 전자 부품으로서 반도체 웨이퍼를 사용하는 경우, 반도체 웨이퍼를 수지층으로 봉지하여 봉지부를 형성한 후에, 봉지부와 함께 반도체 웨이퍼를 개편화함으로써, 봉지부에 의해 봉지된 반도체 소자를 구비하는 봉지 구조체를 얻어도 된다.
(봉지재)
본 실시형태에 따른 봉지재에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 봉지재에 의하면, 금속층을 그대로 배선 형성에 이용할 수 있으므로, 전자 부품을 봉지한 후의 배선 형성 프로세스를 간략화할 수 있다. 본 실시형태에 따른 봉지재에 의하면, 피봉지체(전자 부품) 상으로의 수지의 균일 공급을 할 수 있고 또한 발진을 저감할 수 있다.
봉지재(1)가 구비하는 금속층(30)은, 패턴을 가지고 있지 않은 금속층이라도 되고, 금속 패턴이라도 된다. 금속 패턴은, 패턴을 가지고 있지 않은 금속층을 패터닝함으로써 얻을 수 있다. 금속층(30)은, 배선을 형성 가능한 금속을 포함하는 층이면 된다. 금속층(30)의 구성 재료로서는, 동, 알루미늄, 납 등을 예로 들 수 있다. 금속층(30)의 구성 재료는, 배선으로서 용이하게 적용 가능한 관점에서, 동이 바람직하다. 예를 들면, 금속층(30)은, 금속박이라도 되고, 동박이라도 된다.
금속층(30)의 두께는, 도포 시에 금속층(30)이 끊기거나, 바니쉬의 무게로 금속층(30)이 휘는 등의 문제점을 피하는 것이 용이하게 되는 관점에서, 2㎛ 이상이 바람직하고, 10㎛ 이상이 보다 바람직하고, 18㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 금속층(30)의 두께는, 건조 공정에 있어서, 도포면 및 이면(裏面)의 양면으로부터 열풍이 분사되는 경우에, 바니쉬 중의 용제 건조가 방해받는 문제점을 회피하는 것이 용이하게 되는 관점에서, 200㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하가 보다 바람직하고, 50㎛ 이하가 더욱 바람직하다.
봉지재(1)가 구비하는 수지층(20a)의 두께는, 도포 시에서의 면내의 두께의 불균일을 억제하기 쉬운 관점에서, 10㎛ 이상이라도 되고, 100㎛ 이상이라도 된다. 수지층(20a)의 두께는, 도포 시에 깊이 방향에서 일정한 건조성이 얻어지는 관점에서, 1000㎛ 이하라도 되고, 500㎛ 이하라도 된다. 그리고, 봉지 구조체에서의 경화 후의 봉지부(20)의 두께는, 상기 수지층(20a)의 두께와 동일할 수도 있다.
수지층(20a)의 구성 재료는, 통상, 전자 부품의 봉지에 사용되는 수지라면 특별히 한정되지 않는다. 수지층(20a)은, 경화성 수지 조성물로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. 경화성 수지 조성물은, 열경화성 및 광경화성의 어느 것이라도 된다.
열경화성 수지 조성물로서는, 예를 들면, (A) 열경화성 성분 및 (B) 무기 충전재를 함유하는 수지 조성물가 있다.
열경화성 성분으로서는, 열경화성 수지(에폭시 수지, 페녹시 수지, 시아네이트 수지, 열경화성 폴리이미드, 멜라민 수지, 요소 수지, 불포화 폴리에스테르, 알키드 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 등), 경화제 등을 예로 들 수 있다. (A) 열경화성 성분은, 예를 들면, (a1) 에폭시 수지 및 (a2) 경화제를 포함한다.
(a1) 에폭시 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 에폭시 수지로서는, 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, 비스페놀 S형 에폭시 수지(헥산디올비스페놀 S 디글리시딜 에테르 등), 노볼락 페놀형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비크실레놀형 에폭시 수지(비크실레놀디글리시딜에테르 등), 수첨(水添) 비스페놀 A형 에폭시 수지(수첨 비스페놀 A 글리시딜에테르 등), 이들 수지의 이염기산 변성 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 예로 들 수 있다. (a1) 에폭시 수지는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
시판하고 있는 에폭시 수지로서는, DIC주식회사에서 제조한 「HP-4710」, 「에피클론 HP-4032」, 「EXA-4750」 등의 나프탈렌형 에폭시 수지; 닛뽄카야쿠(日本化藥) 주식회사에서 제조한 「NC-7000」(나프탈렌 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지) 등의 나프탈렌형 에폭시 수지; 닛뽄카야쿠(日本化藥) 주식회사에서 제조한 「EPPN-502H」(트리스페놀 에폭시 수지) 등의, 페놀류와 페놀성 수산기를 가지는 방향족 알데히드와의 축합물의 에폭시화물(트리스페놀형 에폭시 수지); DIC주식회사에서 제조한 「에피클론 HP-7200H」(디시클로펜타디엔 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지) 등의 디시클로펜타디엔아랄킬형 에폭시 수지; 닛뽄카야쿠(日本化藥) 주식회사에서 제조한 「NC-3000H」(비페닐 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지) 등의 비페닐아랄킬형 에폭시 수지; DIC주식회사에서 제조한 「에피클론 N660」 및 「에피클론 N690」; 닛뽄카야쿠(日本化藥) 주식회사에서 제조한 「EOCN-104S」 등의 노볼락형 에폭시 수지; 닛산화학공업(日産化學工業) 주식회사에서 제조한 「TEPIC」 등의 트리스(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트; DIC주식회사에서 제조한 「에피클론 860」, 「에피클론 900-IM」, 「에피클론 EXA-4816」 및 「에피클론 EXA-4822」; 아사히(旭)지바 주식회사에서 제조한 「아랄다이트 AER280」; 도토화성(東都化成) 주식회사에서 제조한 「에포토토 YD-134」; 미쓰비시화학 주식회사에서 제조한 「JER834」 및 「JER872」; 스미토모화학 주식회사에서 제조한 「ELA-134」; 유화 쉘 에폭시 주식회사에서 제조한 「에피코트 807」, 「에피코트 815」, 「에피코트 825」, 「에피코트 827」, 「에피코트 828」, 「에피코트 834」, 「에피코트 1001」, 「에피코트 1004」, 「에피코트 1007」 및 「에피코트 1009」; 다우케미컬사에서 제조한 「DER-330」, 「DER-301」 및 「DER-361」; 도토화성(東都化成) 주식회사에서 제조한 「YD8125」, 「YDF8170」 등의 비스페놀 A형 에폭시 수지; 미쓰비시화학 주식회사에서 제조한 「JER806」 등의 비스페놀 F형 에폭시 수지; DIC주식회사에서 제조한 「에피클론 N-740」 등의 페놀 노볼락형 에폭시 수지; 나가세켐텍스주식회사에서 제조한 「나데콜 DLC301」 등의 지방족 에폭시 수지 등을 예로 들 수 있다. 이들 에폭시 수지는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(a1) 에폭시 수지의 함유량은, 전자 부품의 매립성이 우수한 관점에서, 수지 조성물의 전체 질량(유기 용제 등의 용제를 제외함)을 기준으로 하여, 10∼50 질량%인 것이 바람직하고, 10∼40 질량%인 것이 보다 바람직하고, 10∼35 질량%인 것이 더욱 바람직하다.
(a2) 경화제는, 글리시딜기와 반응하는 관능기를 1분자 중에 2개 이상 가지는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. (a2) 경화제로서는, 페놀 수지, 산무수물 등을 예로 들 수 있다. (a2) 경화제는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
페놀 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 것이면, 특별히 제한은 없고 공지의 페놀 수지를 사용할 수 있다. 페놀 수지로서는, 예를 들면, 페놀류 및/또는 나프톨류와 알데히드류를 산성 촉매 하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 수지, 비페닐골격형 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 등이 있다. 페놀류로서는, 페놀, 크레졸, 크실레놀, 레조르시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등이 있다. 나프톨류로서는, α-나프톨, β-나프톨, 디하이드록시나프탈렌 등을 예로 들 수 있다. 알데히드류로서는, 포름알데히드, 아세트알데하이드, 프로피온알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등이 있다.
시판하고 있는 페놀 수지로서는, 다이니폰잉크화학공업 주식회사에서 제조한 「페놀라이트 LF2882」, 「페놀라이트 LF2822」, 「페놀라이트 TD-2090」, 「페놀라이트 TD-2149」, 「페놀라이트 VH-4150」 및 「페놀라이트 VH4170」; 미쓰이화학 주식회사에서 제조한 「XLC-LL」 및 「XLC-4L」; 신닛테츠스미킨(新日鐵住金)화학 주식회사에서 제조한 「SN-100」, 「SN-300」, 「SN-395」 및 「SN-400」; 에어·워터 주식회사에서 제조한 「SK레진 HE910」; 아사히유기재공업(旭有機材工業) 주식회사에서 제조한 「PAPS-PN2」; 메이와(明和)화성 주식회사에서 제조한 「DL-92」 등을 예로 들 수 있다.
(a2) 경화제의 함유량은, 열경화성 수지의 경화성이 우수한 관점에서, 수지 조성물의 전체 질량(유기 용제 등의 용제를 제외함)을 기준으로 하여, 10∼50 질량%인 것이 바람직하고, 10∼40 질량%인 것이 보다 바람직하고, 10∼35 질량%인 것이 더욱 바람직하다.
(a1) 에폭시 수지의 글리시딜기 당량(에폭시 당량)과, (a2) 경화제의 글리시딜기와 반응하는 관능기(예를 들면, 페놀성 수산기)의 당량(예를 들면, 수산기 당량)의 비율((a1) 에폭시 수지의 글리시딜기 당량/(a2) 경화제의 글리시딜기와 반응하는 관능기의 당량)은, 0.7∼2.0인 것이 바람직하고, 0.8∼1.8인 것이 보다 바람직하고, 0.9∼1.7인 것이 더욱 바람직하다. 이들의 경우, 미반응의 (a1) 에폭시 수지 및/또는 미반응의 (a2) 경화제가 잔존하기 어려우며, 원하는 경화막 물성이 얻기 쉽다.
(A) 열경화성 성분은, (a3) 경화 촉진제를 포함할 수도 있다. (a3) 경화 촉진제로서는, 특별히 제한은 없다. (a3) 경화 촉진제로서는, 아민계의 경화 촉진제 및 인계의 경화 촉진제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 특히, (a3) 경화 촉진제로서는, 유도체가 풍부한 관점, 및 원하는 활성 온도가 얻기 쉬운 관점에서, 아민계의 경화 촉진제가 바람직하고, 이미다졸 화합물, 지방족 아민 및 지환족 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, 이미다졸 화합물이 더욱 바람직하다. (a3) 경화 촉진제는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(a3) 경화 촉진제의 함유량은, (a1) 에폭시 수지 및 (a2) 경화제의 합계량을 기준으로 하여, 0.01∼5 질량%가 바람직하고, 0.1∼3 질량%가 보다 바람직하고, 0.3∼1.5 질량%가 더욱 바람직하다. (a3) 경화 촉진제의 함유량이 0.01질량% 이상인 경우, 충분한 경화 촉진 효과가 얻기 쉽다. (a3) 경화 촉진제의 함유량이 5질량% 이하인 경우, 봉지재를 제조할 때의 공정(예를 들면, 도포 및 건조) 중, 또는, 봉지재의 보관 중에 경화가 진행되기 어렵고, 수지층의 균열, 및 융용 점도의 상승에 따른 성형 불량을 방지하기 쉽다.
본 실시형태의 경화성 수지 조성물은, 25℃에서 액상의 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 액상의 수지 함유량은, 도포 시에 용제를 건조하기 쉬운 관점, 및 액상 수지가 용제의 대신이 되므로, 필름에 유연성을 부여하기 쉬운 관점에서, 수지 조성물의 전체 질량(유기 용제 등의 용제를 제외함)을 기준으로 하여, 5∼50 질량%가 바람직하고, 5∼40 질량%가 보다 바람직하고, 5∼35 질량%가 더욱 바람직하다.
(B) 무기 충전재로서는, 종래 공지의 무기 충전재를 사용할 수 있고, 특정한 것으로 한정되지 않는다. (B) 무기 충전재의 구성 재료로서는, 예를 들면, 황산 바륨; 티탄산 바륨; 무정형 실리카, 결정성(結晶性) 실리카, 용융 실리카, 구형 실리카 등의 실리카류; 탈크; 클레이; 탄산 마그네슘; 탄산 칼슘; 산화 알루미늄; 수산화 알루미늄; 질화 실리콘; 질화 알루미늄 등이 있다. (B) 무기 충전재의 구성 재료는, 표면 개질 등에 의해, 수지 중의 분산성의 향상 효과, 및 바니쉬 중에서의 침강 억제 효과가 얻기 쉬운 관점, 및 비교적 작은 열팽창율을 가지므로, 원하는 경화막 특성이 얻기 쉬운 관점에서, 실리카류가 바람직하다. (B) 무기 충전재는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(B) 무기 충전재는, 표면 개질되어 있어도 된다. 표면 개질의 방법으로서는, 특별히 한정되지 않는다. 처리가 간편하며, 관능기의 종류가 풍부하고, 원하는 특성을 부여하기 쉬운 관점에서, 실란 커플링제를 사용한 표면 개질이 바람직하다.
실란 커플링제로서는, 알킬실란, 알콕시실란, 비닐실란, 에폭시실란, 아미노실란, 아크릴실란, 메타크릴실란, 머캅토실란, 술피드실란, 이소시아네이트실란, 설퍼실란, 스티릴실란, 알킬클로로실란 등을 예로 들 수 있다. 시판하고 있는 무기 충전재 중, 실란 커플링제를 사용하여 표면 개질된 무기 충전재로서는, 주식회사 아드마텍스에서 제조한 「SC5500-SXE」 및 「SC2500-SXJ」 등을 에로 들 수 있다. 실란 커플링제는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
실란 커플링제의 구체예로서는, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리페녹시실란, 에틸트리메톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 디이소부틸디메톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-도데실메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 트리페닐실라놀, 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, n-옥틸디메틸클로로실란, 테트라에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸지에톡시실란, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)디술피드, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)테트라술피드, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 알릴트리메톡시실란, 디아릴디메틸시란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, N-(1,3- 디메틸부틸리덴덴)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노실란(페닐아미노실란 등) 등을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(B) 무기 충전재의 평균 입경(粒徑)은, 특별히 제한되지 않지만, 0.01∼50 ㎛가 바람직하고, 0.1∼25 ㎛가 보다 바람직하고, 0.3∼10 ㎛가 더욱 바람직하다. (B) 무기 충전재의 평균 입경이 0.01㎛ 이상인 경우, 무기 충전재의 응집이 용이하게 억제되어, 무기 충전재를 용이하게 충분히 분산할 수 있다. (B) 무기 충전재의 평균 입경이 50㎛ 이하인 경우, 무기 충전재의 침강(예를 들면, 바니쉬 중에서의 침강)을 용이하게 억제할 수 있어, 균질한 수지층을 형성하기 쉽다.
(B) 무기 충전재의 함유량은, 수지 조성물의 전체 질량(유기 용제 등의 용제를 제외함)을 기준으로 하여, 81질량% 이하가 바람직하고, 75질량% 이하가 보다 바람직하고, 70질량% 이하가 더욱 바람직하다. 이들의 경우, 봉지 구조체의 낮은 휨을 실현하면서, 양호한 유동성(流動性)을 확보할 수 있고, 또한 봉지재에서의 금속층과 수지층의 양호한 접착 강도를 얻을 수 있다. 또한, 봉지재의 제조 시의 건조 공정에 있어서 수지층의 균열을 용이하게 억제 가능한 효과, 수지층과 금속층의 밀착성이 향상되는 효과, 및 피봉지체를 봉지하기 쉬워지는 효과를 바람직하게 얻을 수 있다. (B) 무기 충전재의 함유량은, 피봉지체와 봉지부의 열팽창율의 차이에 의해 봉지 구조체의 휨이 커지는 것을 용이하게 방지할 수 있는 관점에서, 50질량% 이상이 바람직하고, 60질량% 이상이 보다 바람직하고, 65질량% 이상이 더욱 바람직하다. 이러한 관점에서, (B) 무기 충전재의 함유량은, 50∼81 질량%가 바람직하고, 60∼75 질량%가 보다 바람직하고, 65∼70 질량%가 더욱 바람직하다.
본 실시형태의 수지 조성물은, 필요에 따라 (C) 엘라스토머(가요제)를 함유할 수도 있다. (C) 엘라스토머를 사용함으로써, 봉지후의 휨(예를 들면, 봉지 구조체의 휨량), 및 봉지 구조체에서의 수지의 균열을 효과적으로 저감할 수 있다.
(C) 엘라스토머로서는, 예를 들면, 실리콘계, 스티렌계, 올레핀계, 우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 폴리아미드계, 폴리부타디엔계 등의 열가소성 탄성체; NR(천연고무), NBR(아크릴로니트릴-부타디엔 고무), 아크릴 고무, 우레탄고무, 실리콘 파우더 등의 고무 입자; 메타크릴산메틸-스티렌-부타디엔 공중합체(MBS), 메타크릴산메틸-실리콘 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산 부틸 공중합체 등의 코어-셀 구조를 가지는 고무 입자가 있다. (C) 엘라스토머는, 분산성 및 용해성이 우수한 관점에서, 스티렌부타디엔 입자, 실리콘 파우더, 실리콘 오일 및 실리콘 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. (C) 엘라스토머는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(C) 엘라스토머의 평균 입경에 특별히 제한은 없다. (C) 엘라스토머의 평균 입경은, 전자 부품간의 매립성(예를 들면, eWLB용도의 매립성)이 우수한 관점에서, 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. (C) 엘라스토머의 평균 입경은, 분산성이 우수한 관점에서, 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
(C) 엘라스토머로서는 시판품을 사용할 수도 있다. (C) 엘라스토머의 시판품으로서는, 예를 들면, 주식회사 가네카에서 제조한 KANE ACE(「KANE ACE」는 등록상표)의 「B 시리즈」, 「M 시리즈」 및 「FM 시리즈」(모두 상품명); 신에츠화학공업(信越化學工業) 주식회사에서 제조한 「KMP 시리즈」 등이 있다. 시판하고 있는 (C) 엘라스토머 중에는, 엘라스토머 단체가 아닌, 미리 액상 수지(예를 들면, 액상 에폭시 수지 중에 분산되어 있는 것도 있지만, 문제없이 사용할 수 있다. 이와 같은 시판품으로서는, 주식회사 가네카에서 제조한 「MX-136」 및 「MX-965」 등을 예로 들 수 있다.
본 실시형태의 수지 조성물은, (D) 유기 용제를 함유할 수도 있다. (D) 유기 용제는, 봉지재의 제조(도포 등) 시의 건조 공정에서 제거되지 않고 잔존한 바니쉬 유래의 유기 용제라도 된다.
(D) 유기 용제로서는, 종래 공지의 유기 용제를 사용할 수 있다. (D) 유기 용제로서는, (B) 무기 충전재 이외의 성분을 용해할 수 있는 용제를 사용할 수 있다. (D) 유기 용제로서는, 지방족 탄화 수소류, 방향족 탄화 수소류, 테르펜류, 할로겐류, 에스테르류, 케톤류, 알코올류, 알데히드류 등을 예로 들 수 있다.
구체적인 (D) 유기 용제로서는, 환경 부하가 작은 관점, 및 (a1) 에폭시 수지 및 (a2) 경화제를 용해하기 쉬운 관점에서, 에스테르류, 케톤류 및 알코올류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 그 중에서도, (a1) 에폭시 수지 및 (a2) 경화제를 특히 용해하기 쉬운 관점에서, 케톤류가 바람직하다. 케톤류 중에서는, 실온에서의 휘발이 적고, 건조 시에 제거하기 쉬운 관점에서, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
(D) 유기 용제의 함유량은, 수지 조성물(유기 용제 등의 용제를 포함함)의 전체 질량에 대하여, 0.2∼1.5 질량%가 바람직하고, 0.3∼1 질량%가 보다 바람직하다. (D) 유기 용제의 함유량이 0.2질량% 이상인 경우, 에폭시 수지 조성물이 취약하게 되어 수지의 균열 등의 문제가 생기는 것, 및 최저 융용 점도가 높아지고 피봉지체의 매립성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. (D) 유기 용제의 함유량이 1.5질량% 이하인 경우, 수지 조성물의 점착성이 지나치게 강해져서 취급성이 저하되는 문제, 및 수지층의 열경화 시에서의 유기 용제의 휘발에 따른 발포 등의 문제를 용이하게 방지할 수 있다.
본 실시형태의 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 첨가제를 더욱 함유할 수도 있다. 이와 같은 첨가제의 구체예로서는, 안료, 염료, 이형제, 산화 방지제, 표면장력 조정제 등을 들 수 있다.
봉지재(1)는, 예를 들면, 평판형의 형태로 저장할 수 있다. 봉지재(1)를 원통형 등의 권심(卷芯)에 권취하여, 롤형의 형태로 하여 저장할 수도 있다.
봉지재(1)는, 수지층(20a)과 금속층(30)의 사이에 중간층을 더욱 구비하고 있어도 된다. 봉지재(1)는, 수지층(20a)의 금속층(30)과는 반대측에, 수지층(20a)의 보호를 목적으로 한 보호층을 더욱 구비하고 있어도 된다. 이로써, 취급성이 향상된다. 또한, 수지층(20a)으로의 이물질의 혼입을 방지할 수 있는 동시에, 권취 한 경우에, 금속층(30)의 이면에 수지층(20a)이 달라붙는 문제를 회피할 수 있다.
보호층으로서는, 고분자 필름, 금속박 등을 사용할 수 있다. 고분자 필름으로서는, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리염화비닐 필름 등의 폴리올레핀 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르 필름; 폴리카보네이트 필름; 아세틸셀룰로오스 필름; 테트라플루오로에틸렌 필름 등을 예로 들 수 있다. 금속박으로서는, 동박, 알루미늄박 등을 예로 들 수 있다.
(봉지재의 제조 방법)
봉지재(1)의 제조 방법은, 예를 들면, 수지 조성물을 금속층(30) 상에 도포하여 도막(塗膜)을 형성하는 공정과, 도막을 가열 건조하여 수지층(20a)을 형성하는 공정을 구비하고 있어도 된다. 도포 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 다이 코트, 콤마 코트 등을 예로 들 수 있다. 가열 건조 방법으로서는, 열풍 분사 등을 예로 들 수 있다.
유기 용제등의 용제를 함유하는 수지 조성물을 바니쉬로서 사용하여 도막을 형성해도 된다. 바니쉬는, 예를 들면, (A) 열경화성 성분, (B) 무기 충전재, (D) 유기 용제, 및 필요에 따라 사용되는 임의 성분을 혼합함으로써 조제할 수 있다. 각 성분의 혼합 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 밀, 믹서, 교반 블레이드 등을 사용할 수 있다. (D) 유기 용제는, 수지 조성물에 포함되는 (A) 열경화성 성분 등을 용해하여 바니쉬를 조제하기 위하여, 또는, 바니쉬를 조제하는 것을 보조하기 위하여 사용하는 것이 가능하며, 건조 공정에서 대부분을 제거할 수 있다.
(B) 무기 충전재는, 필요에 따라, 미리 분산 처리가 행해져도 된다. 예를 들면, (B) 무기 충전재를 용제(예를 들면, (D) 유기 용제) 중에 분산되어 얻어지는 슬러리(slurry)를 사용할 수도 있다. 분산 처리의 방법으로서는, 고속 전단력에 의해 분산을 진행시키는 나노마이저를 사용하는 방법, 비즈로 불리우는 구체(球體)의 매체를 사용하여 (B)무 기 충전재를 분쇄하는 방법(비즈 밀을 사용하는 방법) 등이 있다. 시판하고 있는 실리카 슬러리로서는, 주식회사 아드마텍스에서 제조한 「SC2050-MTK」 등을 예로 들 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다.
수지 조성물(바니쉬)의 성분으로서 이하의 성분을 사용했다.
(에폭시 수지)
a11: 비스페놀 F형 에폭시 수지(미쓰비시화학 주식회사 제조, 상품명: JER806, 에폭시 당량: 160)(25℃에서 액상인 성분)
a12: 나프탈렌 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지(DIC주식회사 제조, 상품명: EXA-4750, 에폭시 당량: 182)(25℃에서 액상이 아닌 성분)
a13: 나프탈렌 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지(DIC주식회사 제조, 상품명: HP-4710, 에폭시 당량: 170)(25℃에서 액상이 아닌 성분)
(엘라스토머 함유 에폭시 수지)
a14: 부타디엔 엘라스토머 입자 함유 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지(주식회사 가네카 제조, 상품명: MX-136, 액상 에폭시 수지의 함유량: 25질량%, 엘라스토머 입자의 함유량: 75질량%, 엘라스토머 입자의 평균 입경: 0.1㎛)(25℃에서 액상의 수지를 포함하는 성분)
a15: 실리콘 엘라스토머 입자 함유 액상 에폭시 수지(비스페놀 F형 액상 에폭시 수지 및 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지의 혼합물. 주식회사 가네카 제조, 상품명: MX-965, 액상 에폭시 수지의 함유량: 25질량%, 엘라스토머 입자의 함유량: 75질량%)(25℃에서 액상의 수지를 포함하는 성분)
(경화제)
a21: 페놀 노볼락(아사히유기재공업(旭有機材工業) 주식회사 제조, 상품명: PAPS-PN2, 페놀성 수산기 당량: 104)(25℃에서 액상이 아닌 성분)
a22: 나프탈렌디올 노볼락(신닛테츠스미킨(新日鐵住金) 화학 주식회사 제조, 상품명: SN-395)(25℃에서 액상이 아닌 성분)
a23: 페놀 노볼락(메이와(明和)화성 주식회사 제조, 상품명: DL-92, 페놀성 수산기 당량: 103)(25℃에서 액상이 아닌 성분)
(경화 촉진제)
a3: 이미다졸(시코쿠화성공업(四國化成工業) 주식회사 제조, 상품명: 2P4MZ)(25℃에서 액상이 아닌 성분)
(무기 충전재)
B1: 산화알루미늄 입자(스미토모화학 주식회사 제조, 상품명: AA-1.5, 평균 입경: 1.5㎛)
B2: 실리카 입자(주식회사 아드마텍스 제조, 상품명: SC5500-SXE, 페닐아미노실란 처리, 평균 입경: 1.6㎛)
B3: 실리카 입자(주식회사 아드마텍스 제조, 상품명: SC2500-SXJ, 페닐아미노실란 처리, 평균 입경: 0.5㎛)
B4: 실리카 슬러리(주식회사 아드마텍스 제조, 상품명: SC2050-MTK, 평균 입경: 0.5㎛, 실리카 입자의 함유량: 70.18질량%)
(유기 용제)
D: 메틸에틸케톤
<실시예 1>
(바니쉬의 조제)
표 1에 나타낸 조성을 가지는 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 이하와 같이 조제했다. 10L의 폴리에틸렌제의 용기에 성분(D)을 100g 넣었다. 다음으로, 용기에 성분(B3)을 750.8g 가한 후, 교반 블레이드로 성분(B3)을 분산하여 분산액을 얻었다. 이 분산액에, 성분(a11)을 90.1g, 성분(a13)을 31g, 성분(a14)을 24g, 성분(a15)을 9g, 성분(a21)을 93.1g 가한 후에 교반했다. 성분(a21)이 용해한 것을 확인한 후, 성분(a3)을 1.9g 가하고, 1시간 더 교반했다. 얻어진 혼합물을 나일론제 #200메쉬(개구 직경: 75㎛)로 여과했다. 여과액을 채취해서 바니쉬를 얻었다.
(봉지재(A)의 제작)
도포기를 사용하여 동박(닛뽄덴카이(日本電解) 주식회사 제조, 상품명: YGP-35R, 동박 두께: 35㎛) 상에 상기 바니쉬를 도포하여 도막을 얻은 후에 도막을 건조시켜, 동박 상에 수지층을 형성했다. 도포 및 건조는, 하기 조건에서 행하였다. 건조 후의 수지층의 두께는 20㎛였다. 수지층의 동박과는 반대측에 50㎛ 두께의 보호층(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을 배치함으로써 봉지재(A)를 얻었다. 그리고, 하기 각 측정에 있어서는, 보호층을 박리한 후 측정을 행하였다.
도포기: 주식회사히라노테크시드에서 제조한 다이 코터
도포 헤드 방식: 다이
도포 및 건조 속도: 5m/분
건조 조건(온도/노(爐) 길이): 60℃/3.3m, 90℃/3.3m, 110℃/3.3m
(봉지재(B)의 제작)
도포 및 건조 속도을 1m/분으로 변경한 점 이외에는, 봉지재(A)의 제작과 동일하게 행하여 봉지재(B)를 제작했다. 건조 후의 수지층의 두께는 200㎛였다.
(평가)
(1) 수지층의 최저 융용 점도
봉지재(A)의 수지층의 최저 융용 점도를, 레오미터를 사용하여 이하의 수순으로 측정했다. 먼저, 동박으로부터 수지층을 0.6g 박리하여, 압축 성형기에서 직경 2cm의 태블릿으로 성형했다. 이 태블릿의 점도를 이하의 조건으로 측정했다. 40℃로부터 200℃까지 온도를 승온(昇溫)하면서 점도를 측정하고, 가장 낮은 점도를 최저 융용 점도로 했다. 수지층의 융용 점도가 낮은 경우, 전자 부품을 용이하게 봉지할 수 있다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
[측정 조건]
측정 장치: 레오미터, TA 인스트루먼트 재팬 주식회사 제조, 상품명: ARES-G2
측정 모드: Dynamic Temperature Ramp
주파수: 1.0Hz
온도 범위: 40∼200 ℃
승온 속도: 5℃/분
(2) 동박과 경화 후의 수지층과의 밀착성
봉지재(A)의 수지층이 실리콘 웨이퍼(두께: 775㎛)에 접하도록 하기 라미네이팅 조건에서 봉지재(A)를 실리콘 웨이퍼에 라미네이팅했다. 다음으로, 상기 실리콘 웨이퍼를 SUS판에 고정한 후, 하기 경화 조건에서 수지층을 열경화시켰다. 계속해서, 동박의 표면에 폭 5㎜의 마일러 테이프(Mylar tape)를 5cm 이상의 길이가 되도록 3개 부착하고, 동박의 일부를 에칭 제거했다. 다음으로, 하기 조건에서 동박과 경화 후의 수지층의 사이의 접착 강도를 측정했다. 동박과 경화 후의 수지층과의 접착 강도가 양호한 경우, 배선을 형성하는 프로세스 중에 배선이 봉지 구조체로부터 박리하는 것을 용이하게 방지할 수 있다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[라미네이팅 조건]
라미네이터 장치: 주식회사 메이키(名機)제작소 제조, 진공 가압 라미네이터 MVLP-500
라미네이팅 온도: 110℃
라미네이팅 압력: 0.5MPa
진공 흡인 시간: 30초
라미네이팅 시간: 40초
[경화 조건]
오븐: 에스펙 주식회사 제조, SAFETY OVEN SPH-201
오븐 온도: 140℃
시간: 60분
[접착 강도의 측정 조건]
접착 강도 측정 장치: 주식회사 시마즈제작소(島津製作所) 제조, EZTest/CE
인장 속도: 5cm/분
(3) 봉지 구조체의 휨
봉지재(B)의 수지층이 12인치 사이즈의 실리콘 웨이퍼(두께: 800㎛)에 접하도록 하기 라미네이팅 조건에서 봉지재(B)를 실리콘 웨이퍼에 라미네이팅했다. 다음으로, 하기 경화 조건에서 수지층을 열경화시켜 수지 경화체를 얻었다. 계속해서, 상기 수지 경화체의 휨량을 휨 측정 스테이지 장치(콤스주식회사 제조, 상품명: CP-500) 및 휨 측정 레이저광 장치(주식회사 키엔스 제조, 상품명: LK-030)를 사용하여 측정했다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
[라미네이팅 조건]
라미네이터 장치: 주식회사 메이키제작소 제조, 진공 가압 라미네이터 MVLP-500
라미네이팅 온도: 90℃
라미네이팅 압력: 0.5MPa
진공 흡인 시간: 30초
라미네이팅 시간: 40초
[경화 조건]
오븐: 에스펙 주식회사 제조, SAFETY OVEN SPH-201
오븐 온도: 140℃
시간: 120분
<실시예 2>
무기 충전재로서 689.6g의 성분(B1)을 사용하고, 에폭시 수지로서 130.5g의 성분(a11), 37.1g의 성분(a12) 및 17.1g의 성분(a13)을 사용하고, 경화제로서 123.5g의 성분(a22)을 사용하고, 경화 촉진제로서 2.3g의 성분(a3)을 사용하고, 엘라스토머 함유 에폭시 수지를 사용하지 않은 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 행하여, 표 1에 나타낸 조성을 가지는 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 조제했다. 그리고, 실시예 1과 동일하게 행하여, 봉지재를 제작하는 동시에 각 측정을 행하였다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 3>
무기 충전재로서 802.2g의 성분(B1)을 사용하고, 에폭시 수지로서 96.1g의 성분(a11) 및 24g의 성분(a13)을 사용하고, 경화제로서 76.1g의 성분(a23)을 사용하고, 경화 촉진제로서 1.5g의 성분(a3)을 사용하고, 엘라스토머 함유 에폭시 수지를 사용하지 않은 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 행하여, 표 1에 나타낸 조성을 가지는 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 조제했다. 그리고, 실시예 1과 동일하게 행하여, 봉지재를 제작하는 동시에 각 측정을 행하였다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 4>
10L의 폴리에틸렌제의 용기에 성분(B4)(무기 충전재, 실리카 슬러리)을 1104g 넣고, 성분(B4)에 포함되는 실리카 입자를 교반 블레이드로 분산하여 분산액을 얻었다. 이 분산액을 사용하고, 에폭시 수지로서 79.2g의 성분(a11) 및 28.1g의 성분(a13)을 사용하고, 엘라스토머 함유 에폭시 수지로서 24.1g의 성분(a14) 및 9g의 성분(a15)을 사용하고, 경화제로서 83.2g의 성분(a23)을 사용하고, 경화 촉진제로서 1.7g의 성분(a3)을 사용한 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 행하여, 표 1에 나타낸 조성을 가지는 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 조제했다. 그리고, 실시예 1과 동일하게 행하여, 봉지재를 제작하는 동시에 각 측정을 행하였다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 5>
무기 충전재로서 688.9g의 성분(B1)을 사용하고, 에폭시 수지로서 129.3g의 성분(a11) 및 55.1g의 성분(a13)을 사용하고, 경화제로서 124.3g의 성분(a22)을 사용하고, 경화 촉진제로서 2.3g의 성분(a3)을 사용하고, 엘라스토머 함유 에폭시 수지를 사용하지 않은 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 행하여, 표 1에 나타낸 조성을 가지는 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 조제했다. 그리고, 실시예 1과 동일하게 행하여, 봉지재를 제작하는 동시에 각 측정을 행하였다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 6>
무기 충전재로서 691.1g의 성분(B1), 51.1g의 성분(B2) 및 74.1g의 성분(B3)을 사용하고, 에폭시 수지로서 89.1g의 성분(a11) 및 22g의 성분(a12)을 사용하고, 경화제로서 71.1g의 성분(a21)을 사용하고, 경화 촉진제로서 1.4g의 성분(a3)을 사용하고, 엘라스토머 함유 에폭시 수지를 사용하지 않은 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 행하여, 표 1에 나타낸 조성을 가지는 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 조제했다. 그리고, 실시예 1과 동일하게 행하여, 봉지재를 제작하는 동시에 각 측정을 행하였다. 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
표 1 중, 각 성분의 함유량은, 수지 조성물의 전체 질량(용제를 제외함)을 기준으로 한 함유량을 나타낸다. 성분(B4)의 함유량(질량%)은, 실리카 슬러리 중의 실리카 입자의 함유량(질량%)을 나타낸다. 액상 수지의 비율(질량%)은, 수지 조성물의 전체 질량(용제를 제외함)에서 차지하는 액상 수지의 비율(질량%)을 나타낸다. 무기 충전재의 비율(질량%)은, 수지 조성물의 전체 질량(용제를 제외함)에서 차지하는 무기 충전재의 비율(질량%)을 나타낸다.
1…봉지재, 10, 40…전자 부품, 20…봉지부, 20a…수지층, 30, 30a…금속층, 50…기판, 60…가고정층, 70…다이싱 블레이드, 70a…절입부, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e…봉지 구조체.

Claims (2)

  1. 금속층과, 상기 금속층 상에 배치된 수지층을 구비하는 봉지재(封止材)의 상기 수지층에 의해 복수의 제1 전자 부품을 봉지하는 봉지 공정,
    상기 봉지 공정 후에, 상기 금속층을 패터닝하여 금속 패턴을 얻는 공정, 및
    상기 봉지 공정 후에, 상기 제1 전자 부품, 상기 수지층 및 상기 금속층을 구비하는 구조체를 다이싱하는 공정
    을 포함하는, 봉지 구조체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 봉지 공정 후에, 상기 금속층의 상기 수지층과는 반대측에 제2 전자 부품을 배치하는 공정을 더 포함하는, 봉지 구조체의 제조 방법.
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