TW201843288A - 密封用薄膜、密封結構體、及密封結構體的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明是一種密封用薄膜,其由樹脂組成物構成,該樹脂組成物含有熱硬化樹脂與無機填充材料,該熱硬化樹脂具有以下述式(1)表示的結構單元: 式(1)中,X1 表示反應性官能基,R1 表示碳數2~25的烴基。

Description

密封用薄膜、密封結構體、及密封結構體的製造方法
本發明有關一種密封用薄膜、密封結構體、及密封結構體的製造方法。
近年來,伴隨以智慧型手機等作為代表且在以攜帶作為前提下製作的電子機器的發達,半導體裝置正在進行小型化、薄型化。同樣地,其中所使用的電子零件裝置的小型化、薄型化的要求高漲。因此,正在研究各種將表面聲波(SAW:Surface Acoustic Wave)元件這類的具有可動部之電子零件進行封裝體化的技術。SAW元件是一種電子零件,其在壓電體的薄膜或壓電基板上形成有具有規則性的梳狀電極,並且,是一種能夠利用表面聲波來擷取特定頻帶的電訊號之電子零件。
當將這種具有可動部之電子零件進行封裝體化時,需要設置用以確保可動部的可動性之空間。例如,SAW元件中,如果其他物質附著於形成有梳狀電極之面,則無法獲得期望的頻率特性,因此變得必須形成中空結構。
以往,為了形成中空結構,實行了一種密封方法,該密封方法是在壓電基板上形成肋(rib)等之後,蓋上蓋子(例如專利文獻1)。然而,此方法中,由於步驟數增加並且密封部分的高度較高,因此存在難以使電子零件裝置薄型化的問題。
因此,已提案一種方法,其準備中空結構體,並在基板與晶片之間設置有中空區域的狀態下實行晶片密封,該中空結構體是將形成有梳狀電極之晶片隔著凸塊來倒裝晶片構裝在基板上而成(例如專利文獻2和3)。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1:日本特開2002-16466號公報 專利文獻2:日本專利第4989402號 專利文獻3:日本特開2016-175976號公報
[發明所欲解決的問題] 當在基板與被密封體之間設置有中空區域的狀態下對被密封體進行密封時,難以確保對於被密封體的優異包埋性,並且難以充分抑制密封材料(構成密封用薄膜的樹脂組成物)流入中空區域。例如,專利文獻2和3的技術中,當試圖確保充分的包埋性時,有時密封材料會進入基材與被密封體之間的中空區域。
因此,本發明的目的在於提供一種密封用薄膜、使用了該密封用薄膜而得之密封結構體、及該密封結構體的製造方法,該密封用薄膜對於被密封體的包埋性優異,並且能夠充分抑制密封材料流入基板與被密封體之間的中空區域。 [解決問題的技術手段]
本發明人首先考慮將構成密封用薄膜的樹脂組成物的熔融黏度調整成期望的範圍,並且研究對於樹脂組成物添加彈性體成分、調整無機填充材料的摻合量等。然而,僅利用這些方法來將熔融黏度調整成期望的範圍,難以解決上述問題。本發明人著眼於熱硬化性樹脂,進一步實行研究,結果發現藉由將特定支鏈基團導入特定熱硬化性樹脂的主骨架中,變得容易控制密封用薄膜的流動性,而能夠確保對於被密封體的優異包埋性,並且充分抑制密封材料(構成密封用薄膜的樹脂組成物)流入基板與被密封體之間的中空區域,從而完成本發明。
亦即,本發明的一態樣有關一種密封用薄膜,其由樹脂組成物構成,該樹脂組成物含有熱硬化樹脂與無機填充材料,該熱硬化樹脂具有以下述式(1)表示的結構單元:式(1)中,X1 表示反應性官能基,R1 表示碳數2~25的烴基。
根據上述密封用薄膜,能夠確保對於被密封體的優異包埋性,並且充分抑制密封材料流入基板與被密封體之間的中空區域。亦即,根據上述密封用薄膜,能夠兼具包埋性與中空非填充性。進一步,根據上述密封用薄膜,硬化後的玻璃轉化溫度(Tg)容易變得充分,且容易提升密封結構體的可靠性(熱可靠性)。
上述熱硬化性樹脂,可進一步具有以下述式(2)表示的結構單元。此時,能夠維持中空非填充性,並且進一步提升對於被密封體的包埋性。式(2)中,X2 表示反應性官能基,R2 表示氫原子或苯基。
上述X1 可以是羥基。此時,耐熱性和難燃性優異。又,能夠廉價地製作這種熱硬化性樹脂。
上述樹脂組成物,可進一步含有環氧樹脂。此時,機械強度優異,並且硬化時收縮的情形少,因而尺寸穩定性優異。又,耐熱性、耐水性及耐化學藥品性優異,且電絕緣性優異。
上述熱硬化性樹脂中的以上述式(1)表示的結構單元的含量,以構成上述熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是20莫耳%以上。此時,能夠以更高水準來兼具包埋性與中空非填充性。
上述熱硬化性樹脂的重量平均分子量,可以是500以上。此時,能夠以更高水準來兼具包埋性與中空非填充性。
上述密封用薄膜的膜厚,可以是20~250μm。
上述密封用薄膜,能夠適合用於對被密封體進行密封的用途,該被密封體是隔著凸塊而設置在基板上。
本發明的一態樣有關一種密封結構體的製造方法,其準備中空結構體,該中空結構體具備基板、及隔著凸塊而設置在該基板上的被密封體,且在上述基板與上述被密封體之間設置有中空區域;並且,藉由上述本發明的密封用薄膜來對上述被密封體進行密封。根據此方法,能夠獲得一種密封結構體,該密封結構體充分包埋了被密封體,並且充分確保了中空區域。
上述製造方法中,被密封體可以是表面聲波(SAW)元件,其在中空區域側具有電極。上述製造方法中,能夠充分包埋SAW元件,並且能夠充分抑制密封材料附著於SAW元件的具有電極之面上。因此,根據上述製造方法,能夠提升SAW元件的可靠性。又,根據相同理由,上述製造方法,能夠在製造具備這種被密封體之密封結構體(中空密封結構體)時提升產率。
本發明的一態樣有關一種密封結構體,其具備:基板;被密封體,其隔著凸塊而設置在該基板上;及,上述本發明的密封用薄膜的硬化物,其用以對該被密封體進行密封;並且,在上述基板與上述被密封體之間設置有中空區域。此密封結構體中,充分包埋了被密封體,並且充分確保了中空區域。
上述密封結構體中,被密封體可以是SAW元件,其在中空區域側具有電極。此密封結構體中,充分包埋了SAW元件,並且充分抑制了密封材料附著於SAW元件的具有電極之面上的情形。因此,SAW元件的可靠性優異。 [發明的功效]
根據本發明,能夠提供一種密封用薄膜、使用了該密封用薄膜而得之密封結構體、及該密封結構體的製造方法,該密封用薄膜對於被密封體的包埋性優異,並且能夠充分抑制密封材料流入基板與被密封體之間的中空區域。
在本說明書中使用「~」來表示的數值範圍中,包含「~」前後所記載的數值,分別作為最小值和最大值。在本說明書中以階段性記載的數值範圍中,某個階段的數值範圍的上限值或下限值,可置換為另一個階段的數值範圍的上限值或下限值。本說明書中所記載的數值範圍中,該數值範圍的上限值或下限值,可置換為實施例所示的數值。「A或B」,是指只要包含A和B中的任一方即可,亦可兩方皆包含。本說明書中例示的材料,只要未特別說明,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。在本說明書中,當組成物中存在有複數種物質符合各成分時,只要未特別說明,組成物中的各成分的含量,意指存在於組成物中的該複數種物質的合計量。
以下,一面參照圖示,一面說明本發明的較佳實施形態。
<密封用薄膜> 本實施形態的密封用薄膜,是一種薄膜狀的樹脂組成物,其含有熱硬化性成分和無機填充材料。本實施形態的密封用薄膜,含有作為熱硬化性成分的具有以下述式(1)表示的結構單元之熱硬化性樹脂。式(1)中,X1 表示反應性官能基,R1 表示碳數2~25的烴基。
本實施形態的密封用薄膜,適合對於中空結構體使用,該中空結構體具備基板、設置於該基板上的被密封體(例如SAW元件等電子零件)、及設置於該基板與該被密封體之間的中空區域。根據本實施形態的密封用薄膜,能夠兼具對於被密封體的包埋性與中空非填充性。能夠獲得這樣的功效的理由不明,但本發明人推測如下所述。亦即,本實施形態的密封用薄膜中,以上述式(1)表示的結構單元中的R1 成為立體阻礙(steric hindrance),於是熱硬化性樹脂在密封薄膜中的流動受到抑制,從而抑制樹脂組成物流入中空區域。另一方面,R1 為適度大小,且密封時立體阻礙因剪切應力而緩和,因此不會阻礙對於被密封體的包埋性。由這樣的理由推測,根據本實施形態的密封薄膜,能夠獲得上述功效。
然而,雖然亦可考慮藉由對密封用薄膜添加過量的彈性體來防止密封材料(尤其是熱硬化性樹脂)流入中空區域,但是此方法不只有包埋性下降的情況,還有硬化後的Tg下降的情況,從而可能變得難以確保密封結構體的可靠性(熱可靠性)。另一方面,本實施形態的密封用薄膜中,不需要使用過量的彈性體,並且具有以上述式(1)表示的結構單元,因此能夠充分確保硬化後的Tg。
(熱硬化性成分) 作為熱硬化性成分,可列舉熱硬化性樹脂、硬化劑、硬化促進劑等。熱硬化性成分,可在不包含硬化劑及/或硬化促進劑的情況下包含熱硬化性樹脂。又,熱硬化性成分,含有至少具有以上述式(1)表示的結構單元之熱硬化性樹脂(以下,亦稱為「第1熱硬化性樹脂」),亦可進一步含有第1熱硬化性樹脂以外的熱硬化性樹脂(以下,亦稱為「第2熱硬化性樹脂」)
[第1熱硬化性樹脂] 第1熱硬化性樹脂,至少具有以上述式(1)表示的結構單元。
以X1 表示的反應性官能基,只要是能夠利用熱來與其他反應性官能基進行反應之官能基即可。本實施形態中,是藉由例如下述方式來形成立體交聯結構而使密封用薄膜硬化:第1熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基利用熱來與其他反應性官能基進行反應。作為反應性官能基,可列舉羥基、環氧基、羧基、異氰酸基等。這些官能基中,從能夠廉價地製作的觀點、以及耐熱性和難燃性優異的觀點而言,較佳是羥基(酚性羥基)。換言之,第1熱硬化性樹脂,較佳是包含酚樹脂。再者,能夠與反應性官能基反應的其他反應性官能基,可以是第1熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基,亦可以是第2熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基,亦可以是硬化劑所具有的反應性官能基。
以R1 表示的烴基,可以是直鏈狀或分枝狀中的任一種。又,烴基,可以是飽和或不飽和中的任一種。當烴基為不飽和烴基時,不飽和烴基可具有2個以上不飽和鍵。
從中空非填充性變得更良好的觀點而言,烴基的碳數,較佳是4以上,更佳是8以上,進一步更佳是10以上,特佳是15以上。尤其是當烴基的碳數為15以上時,能夠減少彈性率,並且能夠改善破裂性和翹曲性。從包埋性變得更良好的觀點而言,烴基的碳數,可以是22以下,亦可以是20以下,亦可以是18以下。上述上限值和下限值,能夠任意組合。因此,烴基的碳數,例如可以是4~22,亦可以是8~20,亦可以是10~18,亦可以是15~18。再者,在以下相同的記載中,個別記載的上限值和下限值,亦能夠任意組合。
本實施形態中,烴基的主鏈越長,中空非填充性越容易變得良好,且硬化後的Tg越容易變得充分。從這樣的觀點而言,當烴基為分枝狀時,分枝狀烴基的主鏈的碳數,可以是2以上,亦可以是4以上,亦可以是6以上。從包埋性變得更良好的觀點而言,分枝狀烴基的主鏈的碳數,可以是22以下,亦可以是20以下,亦可以是18以下。
作為直鏈狀的烴基,可列舉例如:-(CH2 )14 CH3 、-(CH2 )7 CH=CH(CH2 )5 CH3 、-(CH2 )7 CH=CHCH2 CH=CH(CH2 )2 CH3 、-(CH2 )7 CH=CHCH2 CH=CHCH=CHCH3 、-(CH2 )7 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH2 等。
作為分枝狀的烴基,可列舉例如:-C(CH3 )2 CH3 、-C(CH3 )2 CH2 C(CH3 )2 CH3 等。
上述式(1)中的R1 的位置,相對於-X1 ,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。從不易引起立體阻礙且反應性優異的觀點而言,R1 的位置,相對於-X1 ,較佳是對位。
鍵結(-*和-CH2 -*)的位置,相對於-X1 ,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。從R1 所及於的範圍變廣的觀點而言,鍵結位置,相對於-X1 ,較佳是鄰位。例如,以式(1)表示的結構單元,可包含以下述式(1a)表示的結構單元。式(1a)中,X1 與上述式(1)中的X1 相同,R1 與上述式(1)中的R1 相同。
第1熱硬化性樹脂,可僅由以上述式(1)表示的結構單元所構成。此時,以上述式(1)表示的結構單元,可以是複數個。當以上述式(1)表示的結構單元為複數個時,複數個X1 各自可以相同亦可以不同,複數個R1 各自可以相同亦可以不同。第1熱硬化性樹脂,例如可以是由不同的複數個結構單元所構成之隨機共聚物,亦可以是嵌段共聚物。
當以上述式(1)表示的結構單元為複數個時,第1熱硬化性樹脂,較佳是包含下述結構單元:R1 為碳數6以上的烴基之結構單元(1A)、與R1 為碳數5以下的烴基之結構單元(1B)。式(1A)中,X1 與上述式(1)中的X1 相同,R1A 表示碳數6以上的烴基。式(1B)中,X1 與上述式(1)中的X1 相同,R1B 表示碳數5以下的烴基。
第1熱硬化性樹脂中的以上述式(1)表示的結構單元中,從中空非填充性變得更良好的觀點而言,結構單元(1A)的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是20莫耳%以上,亦可以是30莫耳%以上,亦可以是40莫耳%以上。從包埋性變得更良好的觀點而言,結構單元(1A)的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是100莫耳%以下,亦可以是90莫耳%以下,亦可以是80莫耳%以下。從這些觀點而言,結構單元(1A)的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是20~100莫耳%,亦可以是30~90莫耳%,亦可以是40~80莫耳%。
第1熱硬化性樹脂中的以上述式(1)表示的結構單元中,從包埋性變得更良好的觀點而言,結構單元(1B)的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可超過0莫耳%,可以是10莫耳%以上,可以是20莫耳%以上。從中空非填充性變得更良好的觀點而言,結構單元(1B)的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是80莫耳%以下,亦可以是70莫耳%以下,亦可以是60莫耳%以下。從這些觀點而言,結構單元(1B)的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是超過0莫耳%且80莫耳%以下,亦可以是10~70莫耳%,亦可以是20~60莫耳%。
從能夠以更高水準來兼具對於被密封體的包埋性與中空非填充性的觀點而言,結構單元(1A)相對於結構單元(1B)的莫耳比,可以是0.5以上,並且,可以是3.0以下。因此,結構單元(1A)相對於結構單元(1B)的莫耳比,例如可以是0.5~3.0。
第1熱硬化性樹脂,可進一步具有以上述式(1)表示的結構單元以外的其他結構單元。作為其他結構單元,可列舉例如以下述式(2)表示的結構單元。式(2)中,X2 表示反應性官能基,R2 表示氫原子或苯基。當以式(2)表示的結構單元為複數個時,複數個X2 各自可以相同亦可以不同,複數個R2 各自可以相同亦可以不同。
作為以X2 表示的反應性官能基的例子,可列舉與X1 的例子相同的反應性官能基,且較佳的反應性官能基的例子亦相同。
上述式(2)中的R2 的位置,相對於-X2 ,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。從不易引起立體阻礙且反應性優異的觀點而言,R2 的位置,相對於-X2 ,較佳是對位。
鍵結(-*和-CH2 -*)的位置,相對於-X2 ,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。從熱硬化性樹脂的體積變小且反應性提升的觀點而言,鍵結位置,相對於-X2 ,較佳是鄰位。例如,以式(2)表示的結構單元,可包含以下述式(2b)表示的結構單元。式(2b)中,X2 與上述式(2)中的X2 相同,R2 與上述式(2)中的R2 相同。
從中空非填充性變得更良好的觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(1)表示的結構單元的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是20莫耳%以上,亦可以是30莫耳%以上,亦可以是40莫耳%以上。從包埋性變得更良好的觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(1)表示的結構單元的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是100莫耳%以下,亦可以是90莫耳%以下,亦可以是80莫耳%以下。從這些觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(1)表示的結構單元的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是20~100莫耳%,亦可以是30~90莫耳%,亦可以是40~80莫耳%。
從包埋性變得更良好的觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(2)表示的結構單元的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可超過0莫耳%,可以是10莫耳%以上,可以是20莫耳%以上。從中空非填充性變得更良好的觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(2)表示的結構單元的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是80莫耳%以下,亦可以是70莫耳%以下,亦可以是60莫耳%以下。從這些觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(2)表示的結構單元的含量,以構成熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,可以是超過0莫耳%且80莫耳%以下,亦可以是10~70莫耳%,亦可以是20~60莫耳%。
從能夠以更高水準來兼具對於被密封體的包埋性與中空非填充性的觀點而言,第1熱硬化性樹脂中的以上述(1)表示的結構單元相對於以上述(2)表示的結構單元的莫耳比,可以是0.5以上,並且,可以是3.0以下。因此,上述(1)表示的結構單元相對於以上述(2)表示的結構單元的莫耳比,例如可以是0.5~3.0。
從能夠以更高水準來兼具對於被密封體的包埋性與中空非填充性的觀點而言,第1熱硬化性樹脂的重量平均分子量,可以是500~1000000,亦可以是500~500000,亦可以是500~300000。再者,重量平均分子量,是利用凝膠滲透層析法(GPC)並使用了基於標準聚苯乙烯的校準曲線而得的以聚苯乙烯換算的值。
從樹脂的交聯點變多,從而硬化後的Tg變高的觀點而言,第1熱硬化性樹脂的反應性官能基當量,可以是100g/eq.以上、110g/eq.以上、120g/eq.以上或130g/eq.以上,並且,從相同的觀點而言,可以是250g/eq.以下、240g/eq.以下、210g/eq.以下或200g/eq.以下。因此,第1熱硬化性樹脂的反應性官能基當量,例如可以是100~250g/eq.,亦可以是110~240g/eq.,亦可以是120~210g/eq.,亦可以是130~200g/eq.。再者,「反應性官能基當量」,意指熱硬化性樹脂所具有的每1當量(1eq.)反應性官能基的熱硬化性樹脂的質量(g/eq.)。例如,當反應性官能基為環氧基時,反應性官能基,是藉由下述方式測定:使熱硬化性樹脂溶於氯仿後,對所獲得的溶液加入乙酸和溴化四乙基銨乙酸溶液,然後利用過氯酸乙酸標準液進行電位滴定,並偵測全部環氧基反應後的終點。又,當反應性官能基為羥基時,是藉由下述方式測定:對熱硬化性樹脂加入乙醯化試藥,然後在甘油浴中進行加熱,並放置冷卻後,加入作為指示劑的酚酞,並利用氫氧化鉀乙醇溶液來進行滴定。
從容易抑制薄膜表面發生破裂和裂縫的觀點而言,第1熱硬化性樹脂,可以是25℃時呈液狀。再者,「25℃時呈液狀」,是指由E型黏度計所測得的25℃時的黏度為400Pa・s以下。
具有以上述式(1)表示的結構單元之樹脂,能夠藉由例如下述方式來獲得:利用以往公知的方法來使以下述式(3)表示的化合物進行聚合。又,具有以上述式(1)表示的結構單元與以上述式(2)表示的結構單元之樹脂,能夠藉由例如下述方式來獲得:利用以往公知的方法來使以下述式(3)表示的化合物與以下述式(4)表示的化合物進行共聚合。式(3)中,X1 與上述式(1)中的X1 相同,R1 與上述式(1)中的R1 相同。R1 的位置,相對於-X1 ,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。式(4)中,X2 與上述式(2)中的X2 相同,R2 與上述式(2)中的R2 相同。R2 的位置,相對於-X2 ,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。
例如,當X1 為羥基時,第1熱硬化性樹脂,能夠藉由下述方式來獲得:使以下述式(3a)表示的含取代基苯酚與甲醛、根據情況而與以下述式(4a)表示的含取代基苯酚進行反應。本實施形態中,藉由調整以式(3a)表示的含取代基苯酚和以式(4a)表示的含取代基苯酚的使用量等,能夠調整第1熱硬化性樹脂所具有的各結構單元的含量。式(3a)中,R1 與上述式(1)中的R1 相同。R1 的位置,相對於-OH,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。式(4a)中,R2 與上述式(2)中的R2 相同。R2 的位置,相對於-OH,可以是鄰位、間位或對位中的任一個。
又,例如,當X1 為環氧基時,第1熱硬化性樹脂,能夠藉由下述方式來獲得:使以上述式(3a)表示的含取代基苯酚與表氯醇(epichlorohydrin)在30%NaOH溶液中進行反應。本實施形態中,藉由調整以式(3a)表示的含取代基苯酚和以式(4a)表示的含取代基苯酚的使用量等,能夠調整第1熱硬化性樹脂所具有的各結構單元的含量。
從中空非填充性變得更良好的觀點而言,第1熱硬化性樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是1質量%以上,亦可以是3質量%以上,亦可以是5質量%以上。從包埋性變得更良好的觀點而言,第1熱硬化性樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是50質量%以下,亦可以是30質量%以下,亦可以是10質量%以下。因此,第1熱硬化性樹脂的含量,例如可以是1~50質量%,亦可以是3~30質量%,亦可以是5~10質量%。
[第2熱硬化性樹脂] 作為第2熱硬化性樹脂,可列舉:環氧樹脂、酚樹脂、苯氧樹脂、氰酸酯樹脂、熱硬化性聚醯亞胺、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯、醇酸樹脂、聚胺酯等。第2熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基,較佳是能夠利用熱來與第1熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基進行反應之官能基。例如,當第1熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基為羥基(酚性羥基)時,第2熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基,較佳是環氧基。換言之,當第1熱硬化性樹脂為酚樹脂時,第2熱硬化性樹脂,較佳是環氧樹脂。此時,機械強度優異,並且硬化時收縮的情形較少,從而尺寸穩定性優異。又,耐熱性、耐水性及耐化學藥品性優異,且電絕緣性優異。第2熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基,可與第1熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基相同。例如,當第1熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基為羥基(酚性羥基)時,第2熱硬化性樹脂所具有的反應性官能基,可以是羥基(酚性羥基)。此時,能夠使用硬化劑來作為熱硬化性成分。
作為環氧樹脂,只要是一分子中具有2個以上環氧基之樹脂,能夠無特別限制地使用。作為環氧樹脂,可列舉例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚AP型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、雙酚B型環氧樹脂、雙酚BP型環氧樹脂、雙酚C型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚G型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂(己二醇雙酚S二環氧丙基醚等)、雙酚P型環氧樹脂、雙酚PH型環氧樹脂、雙酚TMC型環氧樹脂、雙酚Z型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、聯二甲酚型環氧樹脂(聯二甲酚二環氧丙基醚等)、氫化雙酚A型環氧樹脂(氫化雙酚A環氧丙基醚等);及,這些樹脂的二元酸改質二環氧丙基醚型環氧樹脂;脂肪族環氧樹脂等。環氧樹脂,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。
從容易抑制薄膜表面發生破裂和裂縫的觀點而言,環氧樹脂,可以是25℃時呈液狀的環氧樹脂(液狀環氧樹脂)。作為液狀環氧樹脂,可列舉:雙酚A型環氧丙基醚、雙酚AD型環氧丙基醚、雙酚S型環氧丙基醚、雙酚F型環氧丙基醚、氫化雙酚A型環氧丙基醚、氧化乙烯加成物雙酚A型環氧丙基醚、氧化丙烯加成物雙酚A型環氧丙基醚、萘樹脂的環氧丙基醚、3官能型或4官能型環氧丙基胺等。
作為市售的環氧樹脂,可列舉例如:三菱化學股份有限公司製造的商品名「jER825」(雙酚A型環氧樹脂,環氧基當量:175g/eq.)、三菱化學股份有限公司製造的商品名「jER806」(雙酚F型環氧樹脂,環氧基當量:160g/eq.)、DIC股份有限公司製造的商品名「HP-4032D」(萘型環氧樹脂,環氧基當量:141g/eq.)、DIC股份有限公司製造的商品名「EXA-4850」等柔軟強韌性環氧樹脂;DIC股份有限公司製造的商品名「HP-4700」(4官能萘型環氧樹脂)、商品名「HP-4750」(3官能萘型環氧樹脂)、商品名「HP-4710」(4官能萘型環氧樹脂)、商品名「EPICLON N-770」(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂)、商品名「EPICLON N-660」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)及商品名「EPICLONHP-7200H」(雙環戊二烯型環氧樹脂);日本化藥股份有限公司製造的商品名「EPPN-502H」(三苯基甲烷型環氧樹脂)和商品名「NC-3000」(聯苯基烷基型環氧樹脂);新日鐵住金化學股份有限公司製造的商品名「ESN-355」(萘型環氧樹脂);三菱化學股份有限公司製造的商品名「YX-8800」(蒽型環氧樹脂)、住友化學股份有限公司製造的商品名「ESCN-190-2」(鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)等。這些環氧樹脂,可各自單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
作為酚樹脂,只要一分子中具有2個以上酚性羥基,能夠無特別限制地使用公知的酚樹脂。作為酚樹脂,可列舉例如:使苯酚類及/或萘酚類與醛類在酸性觸媒下進行縮合或共縮合而獲得之樹脂、聯苯骨架型酚樹脂、對二甲苯改質酚樹脂、間二甲苯/對二甲苯改質酚樹脂、三聚氰胺改質酚樹脂、萜烯改質酚樹脂、雙環戊二烯改質酚樹脂、環戊二烯改質酚樹脂、多環芳香環改質酚樹脂、二甲苯改質萘酚樹脂等。作為酚類,可列舉:苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F等。作為萘酚類,可列舉:α-萘酚、β-萘酚、二羥基萘等。作為醛類,可列舉:甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、水楊醛等。
作為市售的酚樹脂,可列舉:旭有機材工業股份有限公司製造的商品名「PAPS-PN2」(酚醛清漆型酚樹脂);AIR WATER股份有限公司製造的商品名「SK Resin HE200C-7」(聯苯基烷基型酚樹脂)、商品名「HE910-10」(三苯基甲烷型酚樹脂);明和化成股份有限公司製造的商品名「MEH-7000」、「DL-92」、「H-4」及「HF-1M」;群榮化學工業股份有限公司製造的商品名「LVR-8210DL」、「ELP」系列及「NC」系列、新日鐵住金化學股份有限公司製造的商品名「SN-100、SN-300、SN-395、SN-400」(萘型酚樹脂);以及,日立化成股份有限公司製造的商品名「HP-850N」(酚醛清漆型酚樹脂)等。
從藉由減少樹脂彼此的交聯點來減少硬化收縮,能夠改善翹曲性和破裂性的觀點而言,第2熱硬化性樹脂的反應性官能基當量,可以是100g/eq.以上、120g/eq.以上或140g/eq.以上。從相同的觀點而言,可以是500g/eq.以下、400g/eq.以下或300g/eq.以下。因此,第2熱硬化性樹脂的反應性官能基當量,例如可以是100~500g/eq.,亦可以是120~400g/eq.,亦可以是140~300g/eq.。
當第2熱硬化性樹脂包含環氧樹脂時,從包埋性變得更良好的觀點而言,環氧樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是1質量%以上,亦可以是3質量%以上,亦可以是5質量%以上。從中空非填充性變得更良好的觀點而言,環氧樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是50質量%以下,亦可以是30質量%以下,亦可以是10質量%以下。因此,環氧樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,例如可以是1~50質量%,亦可以是3~30質量%以下,亦可以是5~10質量%。
當第2熱硬化性樹脂包含液狀環氧樹脂時,從容易抑制薄膜表面發生破裂和裂縫的觀點而言,液狀環氧樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,較佳是0.5質量%以上,更佳是1質量%以上,進一步更佳是3質量%以上,特佳是5質量%以上,極佳是7質量%以上,非常佳是9質量%以上。從容易抑制薄膜的黏性過度提高的觀點、及容易抑制邊緣融合(edge fusion)的觀點而言,液狀環氧樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,較佳是20質量%以下,更佳是15質量%以下,進一步更佳是13質量%以下。從這些觀點而言,液狀環氧樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,較佳是0.5~20質量%,更佳是1~20質量%,進一步更佳是3~20質量%,特佳是5~20質量%,極佳是7~15質量%,非常佳是9~13質量%。
從容易抑制薄膜表面發生破裂和裂縫的觀點而言,液狀環氧樹脂的含量,以第2熱硬化性樹脂的總質量作為基準計,較佳是20質量%以上,更佳是30質量%以上,進一步更佳是50質量%以上。從容易抑制薄膜的黏性過度提高的觀點、及容易抑制邊緣融合的觀點而言,液狀環氧樹脂的含量,以第2熱硬化性樹脂的總質量作為基準計,較佳是95質量%以下,更佳是90質量%以下,進一步更佳是80質量%以下。從這些觀點而言,液狀環氧樹脂的含量,以第2熱硬化性樹脂的總質量作為基準計,較佳是20~95質量%,更佳是30~90質量%,進一步更佳是50~80質量%。液狀環氧樹脂的含量,以第2熱硬化性樹脂的總質量作為基準計,亦可以是100質量%。
當第2熱硬化性樹脂包含酚樹脂時,從包埋性變得更良好的觀點而言,酚樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是1質量%以上,亦可以是3質量%以上,亦可以是5質量%以上。從中空非填充性變得更良好的觀點而言,酚樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是50質量%以下,亦可以是30質量%以下,亦可以是10質量%以下。因此,酚樹脂的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,例如可以是1~50質量%,亦可以是3~30質量%,亦可以是5~10質量%。
本實施形態中,從能夠以更高水準來兼具對於被密封體的包埋性與中空非填充性的觀點而言,較佳是熱硬化成分包含環氧樹脂和酚樹脂,較佳是第1熱硬化性樹脂包含酚樹脂並且第2熱硬化性樹脂包含環氧樹脂。此時,樹脂組成物中包含的全部環氧樹脂的含量和酚樹脂的含量,能夠以樹脂組成物中的環氧基的莫耳數M2相對於酚性羥基的莫耳數M1的比值作為基準來設定。
樹脂組成物中的環氧基的莫耳數M2相對於酚性羥基的莫耳數M1的比值(M2/M1),可以是0.7以上、0.8以上或0.9以上,並且,可以是2.0以下、1.8以下或1.7以下。因此,比值(M2/M1),例如可以是0.7~2.0,亦可以是0.8~1.8,亦可以是0.9~1.7。
[硬化劑] 作為硬化劑(符合熱硬化性樹脂的成分除外),並無特別限定,可列舉:酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、活性酯系硬化劑、氰酸酯系硬化劑等。硬化劑,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。
從熱硬化性樹脂的硬化性優異的觀點而言,硬化劑的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是1~20質量%,亦可以是2~15質量%,亦可以是3~10質量%。
[硬化促進劑] 作為硬化促進劑,能夠無特別限制地使用,較佳是選自由胺系硬化促進劑和磷系硬化促進劑所組成之群組中的至少一種。尤其是從容易獲得具有優異熱導率的硬化物的觀點、衍生物豐富的觀點、及容易獲得期望的活性溫度的觀點而言,作為硬化促進劑,較佳是胺系硬化促進劑,更佳是選自由咪唑化合物、脂肪族胺及脂環族胺所組成之群組中的至少一種,進一步更佳是咪唑化合物。作為咪唑化合物,可列舉:2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑等。硬化促進劑,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。作為硬化促進劑的市售品,可列舉四國化成工業股份有限公司製造的「2P4MZ」和「1B2MZ」等。
硬化促進劑的含量,以熱硬化性樹脂的合計量作為基準計,較佳是下述範圍。從容易獲得充分的硬化促進效果的觀點而言,硬化促進劑的含量,較佳是0.01質量%以上,更佳是0.1質量%以上,進一步更佳是0.3質量%以上。從在製造密封用薄膜時的步驟(例如塗佈和乾燥)中或密封用薄膜的保管中硬化不易進展,從而容易防止密封用薄膜破裂及由於熔融黏度上升所引起的成形不良的觀點而言,硬化促進劑的含量,較佳是5質量%以下,更佳是3質量%以下,進一步更佳是1.5質量%以下。從這些觀點而言,硬化促進劑的含量,較佳是0.01~5質量%,更佳是0.1~3質量%,進一步更佳是0.3~1.5質量%。
(無機填充材料) 作為無機填充材料,能夠使用以往公知的無機填充材料,並無特別限定。作為無機填充材料的構成材料,可列舉:二氧化矽類(非晶二氧化矽、結晶性二氧化矽、熔融二氧化矽、球狀二氧化矽、合成二氧化矽、中空二氧化矽等)、硫酸鋇、鈦酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、碳酸鎂、碳酸鈣、氧化鋁(alumina)、氫氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鎂、氮化矽、氮化鋁、硼酸鋁、氮化硼、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、鋯酸鋇、鋯酸鈣等。從容易利用表面改質(例如利用矽烷化合物來進行的表面處理)等來獲得提升在樹脂組成物中的分散性的效果、及抑制在清漆中沉澱的效果的觀點、以及容易獲得期望的硬化膜特性以具有較小的熱膨脹係數的觀點而言,較佳是包含二氧化矽類之無機填充材料。從獲得高熱傳導性的觀點而言,較佳是包含氧化鋁之無機填充材料。無機填充材料,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。
可對無機填充材料進行表面改質。表面改質的方法,並無特別限定。從處理簡便、官能基種類豐富且容易賦予期望的特性的觀點而言,較佳是使用矽烷偶合劑來進行的表面改質。
作為矽烷偶合劑,可列舉:烷基矽烷、烷氧基矽烷、乙烯基矽烷、環氧基矽烷、胺基矽烷、丙烯醯基矽烷、甲基丙烯醯基矽烷、巰基矽烷、硫醚矽烷、異氰酸基矽烷、硫矽烷、苯乙烯基矽烷、烷基氯矽烷等。
作為矽烷偶合劑的具體例,可列舉:甲基三甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三苯氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、二異丙基二甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、二異丁基二甲氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、環己基甲基二甲氧基矽烷、正辛基三乙氧基矽烷、正癸基甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、三苯基矽烷醇、甲基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷、三甲基氯矽烷、正辛基二甲基氯矽烷、四乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、二硫化雙(3-(三乙氧基矽基)丙基)、四硫化雙(3-(三乙氧基矽基)丙基)、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三異丙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、二烯丙基二甲基矽烷、3-甲基丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、胺基矽烷(苯基胺基矽烷等)等。矽烷偶合劑,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。
從容易抑制無機填充材料凝集,從而容易分散無機填充材料的觀點而言,無機填充材料的平均粒徑,較佳是0.01μm以上,更佳是0.1μm以上,進一步更佳是0.3μm以上,特佳是0.5μm以上。從容易抑制無機填充材料在清漆中沉澱的情形,從而容易製作均質的密封用薄膜的觀點而言,無機填充材料的平均粒徑,較佳是25μm以下,更佳是10μm以下,進一步更佳是5μm以下。從這些觀點而言,無機填充材料的平均粒徑,較佳是0.01~25μm,更佳是0.01~10μm,進一步更佳是0.1~10μm,特佳是0.3~5μm,極佳是0.5~5μm。無機填充材料的平均粒徑,亦可以是10~18μm。
從樹脂組成物的流動性優異的觀點而言,較佳是將具有相互不同平均粒徑的複數種無機填充材料組合使用。無機填充材料的組合中,較佳是下述組合:具有最大平均粒徑的無機填充材料的平均粒徑為15~25μm。較佳是將平均粒徑為15~25μm的無機填充材料、平均粒徑為0.5~2.5μm的無機填充材料及平均粒徑為0.1~1.0μm的無機填充材料組合使用。
「平均粒徑」,是指將粒子的總體積設為100%並求出基於粒徑的累積次數分佈曲線(cumulative frequency distribution curve)時相當於體積50%的點的粒徑,並且能夠利用粒度分佈測定裝置來測定,該粒度分佈測定裝置使用了雷射繞射散射法。組合後的各無機填充材料的平均粒徑,能夠由混合時的各無機填充材料的平均粒徑來進行確認,並且能夠藉由測定粒度分佈來進行確認。
作為無機填充材料的市售品,可列舉:Denka股份有限公司製造的「DAW20」;Admatechs股份有限公司製造的商品名「SC550O-SXE」和「SC2050-KC」等。
從提升熱導率的觀點、及容易抑制因與被密封體的熱膨脹係數的差異而導致密封結構體(例如半導體裝置等電子零件裝置)的翹曲變大的情形的觀點而言,無機填充材料的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是70質量%以上,亦可以是75質量%以上,亦可以是80質量%以上,亦可以是84質量%以上。從在製作密封用薄膜時的乾燥步驟中容易抑制密封用薄膜破裂的觀點、及抑制因密封用薄膜的熔融黏度上升導致流動性下降而容易對被密封體(電子零件等)充分進行密封的觀點而言,無機填充材料的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是93質量%以下,亦可以是91質量%以下,亦可以是88質量%以下。從這些觀點而言,無機填充材料的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,可以是70~93質量%,亦可以是75~91質量%,亦可以是80~91質量%,亦可以是84~91質量%,亦可以是84~88質量%。再者,上述含量,是表面處理劑的量除外後的無機填充材料的含量。
(彈性體) 本實施形態的密封用薄膜,可根據需要而含有彈性體(軟化劑(flexibilizer))。從分散性和溶解性優異的觀點而言,彈性體,較佳是使用選自由聚丁二烯粒子、苯乙烯丁二烯粒子、丙烯酸系彈性體、聚矽氧粉末、矽氧油及矽氧低聚物所組成之群組中的至少一種。彈性體,可使用單獨1種,亦可將2種以上併用。
當彈性體為粒子狀時,彈性體的平均粒徑並無特別限制。在嵌入式晶圓級球柵陣列(Embedded Wafer-Level Ball Grid Array,eWLB)用途中,由於需要將半導體元件間包埋,因此當將密封用薄膜用於eWLB用途時,彈性體的平均粒徑,較佳是50μm以下。從彈性體的分散性優異的觀點而言,彈性體的平均粒徑,較佳是0.1μm以上。
作為彈性體的市售品,可列舉Nagase ChemteX股份有限公司製造的丙烯酸系彈性體也就是「SG-280 EK23」、「SG-70L」、「WS-023 EK30」等。又,市售的彈性體成分中,存在預先分散於液狀樹脂(例如液狀環氧樹脂)中的彈性體成分,而非單獨的彈性體,能夠毫無問題地使用。作為這種市售品,可列舉KANEKA股份有限公司製造的「MX-136」和「MX-965」等。
從中空非填充性變得更良好的觀點而言,彈性體的含量,以熱硬化性成分與彈性體的合計量作為基準計,可以是1質量%以上,亦可以是5質量%以上,亦可以是10質量%以上。從包埋性變得更良好的觀點、及硬化後容易獲得充分的Tg且容易提升密封結構體的可靠性(熱可靠性)的觀點而言,彈性體的含量,以熱硬化性成分與彈性體的合計量作為基準計,可以是30質量%以下,亦可以是25質量%以下,亦可以是20質量%以下。從以上觀點而言,彈性體的含量,以熱硬化性成分與彈性體的合計量作為基準計,可以是1~30質量%,亦可以是5~25質量%,亦可以是10~20質量%以下。
(其他成分) 本實施形態的密封用薄膜,能夠進一步含有其他添加劑。作為這種添加劑的具體例,可列舉:顔料、染料、脫模劑、抗氧化劑、表面張力調整劑等。
又,本實施形態的密封用薄膜,可含有溶劑(例如製造密封用薄膜時所使用的溶劑)。作為溶劑,可以是以往公知的有機溶劑。作為有機溶劑,可以是能夠將無機填充材料以外的成分溶解的溶劑,可列舉:脂肪族烴類、芳香族烴類、萜烯(terpene)類、鹵素類、酯類、酮類、醇類、醛類等。溶劑,可以使用單獨1種,亦可以將2種以上併用。
從環境負荷小的觀點、及容易溶解熱硬化性成分的觀點而言,作為溶劑,可以是選自由酯類、酮類及醇類所組成之群組中的至少一種。其中,當溶劑為酮類時,特別容易溶解熱硬化性成分。從室溫(25℃)時揮發的情形少且在乾燥時容易去除的觀點而言,作為溶劑,可以是選自由丙酮、甲基乙基酮及甲基異丁酮所組成之群組中的至少一種。
密封用薄膜中包含的溶劑(有機溶劑等)的含量,以密封用薄膜的總質量作為基準計,較佳是在下述範圍內。從容易抑制密封用薄膜變脆而發生密封用薄膜破裂等不良狀況的情形及最低熔融黏度變高而包埋性下降的情形的觀點而言,溶劑的含量,可以是0.2質量%以上,亦可以是0.3質量%以上,亦可以是0.5質量%以上,亦可以是0.6質量%以上,亦可以是0.7質量%以上。從容易抑制密封用薄膜的黏合性變過強而操作性下降的不良狀況及在密封用薄膜熱硬化時伴隨溶劑(有機溶劑等)揮發而引起發泡等不良狀況的觀點而言,溶劑的含量,可以是1.5質量%以下,亦可以是1質量%以下。從這些觀點而言,溶劑的含量,可以是0.2~1.5質量%,亦可以是0.3~1質量%,亦可以是0.5~1質量%,亦可以是0.6~1質量%,亦可以是0.7~1質量%。
從在塗佈時容易抑制面內的厚度的偏差的觀點而言,密封用薄膜的厚度,可以是20μm以上,亦可以是30μm以上,亦可以是50μm以上,亦可以是100μm以上。從在塗佈時容易在深度方向上獲得一定的乾燥性的觀點而言,密封用薄膜的厚度,可以是250μm以下,亦可以是200μm以下,亦可以是150μm以下。從這些觀點而言,密封用薄膜的厚度,可以是20~250μm,亦可以是30~250μm,亦可以是50~200μm,亦可以是100~150μm。又,亦能夠積層複數片的密封用薄膜的厚度,來製造厚度超過250μm的密封用薄膜。
從所獲得的密封結構體的可靠性(熱可靠性)的觀點而言,密封用薄膜硬化後的玻璃轉化溫度Tg,可以是80~180℃,亦可以是80~165℃,亦可以是80~150℃。密封用薄膜硬化後的玻璃轉化溫度Tg,能夠利用熱硬化性成分的種類和含量、彈性體成分的種類和含量等,來進行調整。玻璃轉化溫度Tg,能夠利用實施例所記載的方法來進行測定。
從包埋性變得更良好的觀點而言,密封用薄膜在35~200℃時的熔融黏度的最低值(最低熔融黏度),可以是100~10000Pa・s,亦可以是250~8500Pa・s,亦可以是500~7000Pa・s。從中空非填充性變得更良好的觀點而言,密封用薄膜在70~90℃時的熔融黏度的最大值(最大熔融黏度),可以是500~25000Pa・s,亦可以是4000~20000Pa・s,亦可以是6000~15000Pa・s。上述最低熔融黏度和最大熔融黏度,能夠藉由下述方式來求得:利用實施所記載的方法,來測量密封用薄膜的熔融黏度。
如上所述,本實施形態的密封用薄膜,能夠適合用於對中空結構體中的被密封體進行密封,但作為密封對象的結構體可以不具有中空結構。本實施形態的密封用薄膜,亦能夠用於例如半導體器件的密封、配置於印刷線路板上的電子零件的包埋等。
本實施形態的密封用薄膜,亦能夠製成例如附有支撐體之密封用薄膜來使用。第1圖所示的附有支撐體之密封用薄膜10,具備支撐體1、及設置於支撐體1上的密封用薄膜2。
作為支撐體1,能夠使用高分子薄膜、金屬箔等。作為高分子薄膜,可列舉:聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等聚烯烴薄膜;聚氯乙烯薄膜等乙烯系薄膜;聚對苯二甲酸乙二酯薄膜等聚酯薄膜;聚碳酸酯薄膜;乙酸纖維素薄膜;四氟乙烯薄膜等。作為金屬箔,可列舉銅箔、鋁箔等。
支撐體1的厚度,並無特別限定,從作業性和乾燥性優異的觀點而言,可以是2~200μm。當支撐體1的厚度為2μm以上時,在塗佈時容易抑制支撐體斷裂的不良狀況、因清漆的重量導致支撐體彎曲的不良狀況等。當支撐體1的厚度為200μm以下時,於乾燥步驟中,在從塗佈面和背面的雙面吹熱風的情況下,容易抑制清漆中的溶劑乾燥受到妨礙的不良狀況。
本實施形態中,可以不使用支撐體1。又,可在密封用薄膜2的與支撐體1相反的一側配置保護層,該保護層的目的在於保護密封用薄膜。藉由在密封用薄膜2上形成保護層,能夠提升操作性,且當進行卷繞時,能夠避免密封用薄膜黏附在支撐體的背面上這樣的不良狀況。
作為保護層,能夠使用高分子薄膜、金屬箔等。作為高分子薄膜,可例示:聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等聚烯烴薄膜;聚氯乙烯薄膜等乙烯系薄膜;聚對苯二甲酸乙二酯薄膜等聚酯薄膜;聚碳酸酯薄膜;乙酸纖維素薄膜;四氟乙烯薄膜等。作為金屬箔,可例示銅箔、鋁箔等。
<密封用薄膜的製造方法> 本實施形態的密封用薄膜,具體而言,能夠以下述方式進行來製作。
首先,藉由混合本實施形態的樹脂組成物的構成成分(熱硬化性樹脂、硬化劑、硬化促進劑、無機填充材料、溶劑等),來製作清漆(清漆狀樹脂組成物)。混合方法,並無特別限定,能夠使用粉碎機(mill)、混合機、攪拌葉片。溶劑(有機溶劑),能夠用來將密封用薄膜的材料也就是樹脂組成物的構成成分加以溶解並分散來製備清漆、或能夠用來輔助製備清漆。能夠利用塗佈後的乾燥步驟,來去除大部分的溶劑。
將以這樣的方式進行來製作的清漆,塗佈在支撐體(薄膜狀的支撐體等)上之後,利用吹熱風等來進行加熱乾燥,藉此能夠製作密封用薄膜。作為塗佈(coating)方法,並無特別限定,能夠使用例如:缺角輪塗佈機、刮棒塗佈機、吻合式塗佈機(kiss coater)、輥式塗佈機、凹版塗佈機、模具塗佈機等塗佈裝置。
<密封結構體及其製造方法> 本實施形態的密封結構體,具備被密封體、及用以對該被密封體進行密封的密封部。密封部,是本實施形態的密封用薄膜的硬化物,且包含本實施形態的樹脂組成物的硬化物。密封結構體,可以是具有中空結構之中空密封結構體。中空密封結構體,具備例如:基板、設置於基板上的被密封體、設置於基板與被密封體之間的中空區域、及用以對被密封體進行密封的密封部。本實施形態的密封結構體,可具備複數個被密封體。複數個被密封體,可以是相互相同的種類,亦可以是相互不同的種類。
密封結構體,例如是電子零件裝置。電子零件裝置,具備電子零件作為被密封體。作為電子零件,可列舉:半導體元件、半導體晶圓、積體電路、半導體器件、SAW濾波器等濾波器、感測器等被動組件等。可使用藉由將半導體晶片單片化而獲得的半導體元件。電子零件裝置,可以是:半導體裝置,其具備作為電子零件的半導體元件或半導體晶圓;印刷線路板等。當電子零件裝置具有中空結構時,亦即當電子零件裝置為中空密封結構體時,被密封體,例如是以在中空區域側(基板側)的表面具有可動部的方式,隔著凸塊來設置於基板上。作為這種被密封體,可列舉例如SAW濾波器等SAW元件(SAW device)等電子零件。當被密封體為SAW濾波器時,壓電基板的表面中的安裝有電極(例如一對梳狀電極也就是叉指換能器(Inter Digital Transducer,IDT))之一側的表面成為可動部。
繼而,說明使用本實施形態的密封用薄膜來實行的中空密封結構體的製造方法。此處,針對中空密封結構體為電子零件裝置且被密封體為SAW元件的情況進行說明。
第2圖是概略剖面圖,用以說明作為中空密封結構體的製造方法的一實施形態,亦即說明電子零件裝置也就是半導體裝置的製造方法的一實施形態。本實施形態的製造方法中,首先,作為被密封體(被包埋對象),準備中空結構體,該中空結構體具備基板30、與隔著凸塊40且並列配置在基板30上的複數個表面聲波(SAW)元件20,然後使基板30的SAW元件20側的面與附有支撐體之密封用薄膜10的密封用薄膜2側的面相對向(第2圖的(a))。此處,中空結構體60具有中空區域50,SAW元件20在中空區域50側(基板30側)的表面20a具有可動部。
繼而,藉由在加熱下向SAW元件20推壓(層壓)密封用薄膜2,來將SAW元件20包埋於密封用薄膜2中之後,使包埋有SAW元件20之密封用薄膜2硬化,來獲得密封用薄膜的硬化物(包含樹脂組成物的硬化物之密封部)2a(第2圖的(b))。藉此,能夠獲得電子零件裝置100。
作為用於層壓的層壓機,並無特別限定,可列舉例如輥式、氣囊式等的層壓機。從包埋性優異的觀點而言,層壓機,可以是能夠進行真空加壓的氣囊式層壓機。
層壓,通常是在支撐體的軟化點以下實行。層壓溫度(密封溫度),較佳是在密封用薄膜的最低熔融黏度附近。層壓溫度,例如是60~140℃。層壓時的壓力,是根據要包埋的被密封體(例如半導體元件等電子零件)的尺寸、密集度等而不同。層壓時的壓力,例如可以在0.2~1.5MPa的範圍內,亦可以在0.3~1.0MPa的範圍內。層壓時間,並無特別限定,可以是20~600秒,亦可以是30~300秒,亦可以是40~120秒。
密封用薄膜的硬化,例如能夠在大氣下或惰性氣體下實行。硬化溫度(加熱溫度),並無特別限定,可以是80~280℃,亦可以是100~240℃,亦可以是120~200℃。如果硬化溫度為80℃以上,則密封用薄膜的硬化能夠充分進展,且能夠抑制發生不良狀況。當硬化溫度為280℃以下時,有能夠抑制對於其他材料發生熱損傷的情形的傾向。硬化時間(加熱時間),並無特別限定,可以是30~600分鐘,亦可以是45~300分鐘,亦可以是60~240分鐘。當硬化時間在這些範圍內時,密封用薄膜的硬化能夠充分進展,且能夠獲得更良好的生產效率。又,硬化條件,可組合複數個條件。
本實施形態中,可進一步藉由利用切割機等將電子零件裝置100單片化,來獲得複數個電子零件裝置200(第2圖的(c))。
上述本實施形態的中空密封結構體的製造方法,能夠確保對於被密封體(例如SAW元件20)的優異的包埋性,並且能夠充分抑制密封材料流入基板30與被密封體之間的中空區域50。
本實施形態中,是根據層壓法並藉由密封用薄膜20來對SAW元件20進行密封後,藉由對密封用薄膜2進行熱硬化,來獲得一種中空密封結構體(電子零件裝置),該中空密封結構體具備包埋於硬化物2a中的SAW元件20,亦可藉由使用壓縮成形裝置來實行的壓縮成形(compression molding)來獲得密封結構體,亦可藉由使用油壓壓製機來實行的壓製成形來獲得密封結構體。藉由壓縮成形和油壓壓製來對被密封體進行密封時的溫度(密封溫度),可與上述層壓溫度相同。
以上,說明了本發明的較佳實施形態,但本發明不一定限定於上述實施形態,可在不超出其主旨的範圍內適當地實行變更。 [實施例]
以下,利用實施例來進一步詳細說明本發明,但本發明完全不限定於這些實施例。
實施例和比較例中使用了以下材料。
(熱硬化性樹脂) A1:雙酚F型環氧樹脂(三菱化學股份有限公司製造,商品名「jER806」,環氧基當量:160g/eq.) B1:含烴基酚樹脂(酚性羥基當量:140g/eq.,重量平均分子量:12萬) B2:含烴基酚樹脂(酚性羥基當量:185g/eq.,重量平均分子量:12萬) B3:含烴基酚樹脂(酚性羥基當量:243g/eq.,重量平均分子量:12萬) B4:含烴基酚樹脂(酚性羥基當量:205g/eq.,重量平均分子量:12萬) B5:酚醛清漆型酚樹脂(明和化成股份有限公司製造,商品名「DL-92」,酚性羥基當量:103g/eq.,重量平均分子量:5萬)
(硬化促進劑) C1:咪唑(四國化成工業股份有限公司製造,商品名「2P4MZ」)
(彈性體) D1:丙烯酸酯聚合物(Nagase ChemteX股份有限公司製造,商品名「SG-280 EK23」,分子量90萬)
(無機填充材料) E1:二氧化矽(Admatechs股份有限公司製造,商品名「5μm SX-E2」,苯基胺基矽烷處理,平均粒徑:5.8μm)
B1~B4,是依照日本特開2015-89949所記載的方法來製備。具體而言,是根據以下方法來製備。
(合成例1) 首先,將腰果酚(cardanol)、甲醇、50%甲醛水溶液混合,來獲得混合液。繼而,將30%氫氧化鈉水溶液滴入所獲得的混合液中來使其反應後,對所獲得的反應液添加35%鹽酸,來中和氫氧化鈉。繼而,對反應液添加苯酚後,進一步添加草酸。繼而,實行反應液的水洗後,餾除過剩的苯酚。藉此,獲得樹脂B1,其由40莫耳%的以下述式(5)表示的結構單元與60莫耳%的以下述式(6)表示的結構單元所構成。
(合成例2) 首先,將4-三級丁基苯酚、甲醇、50%甲醛水溶液混合,來獲得混合液。繼而,將30%氫氧化鈉水溶液滴入所獲得的混合液中來使其反應後,對所獲得的反應液添加35%鹽酸,來中和氫氧化鈉。繼而,對反應液添加4-苯基苯酚後,進一步添加草酸。繼而,實行反應液的水洗後,餾除過剩的4-苯基苯酚。藉此,獲得樹脂B2,其由50莫耳%的以下述式(7)表示的結構單元與50莫耳%的以下述式(8)表示的結構單元所構成。
(合成例3) 首先,將4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、甲醇、50%甲醛水溶液混合,來獲得混合液。繼而,將30%氫氧化鈉水溶液滴入所獲得的混合液中來使其反應。藉此,獲得樹脂B3,其由以下述式(9)表示的結構單元所構成。
(合成例4) 首先,將腰果酚、甲醇、50%甲醛水溶液混合,來獲得混合液。繼而,將30%氫氧化鈉水溶液滴入所獲得的混合液中來使其反應後,對所獲得的反應液添加35%鹽酸,來中和氫氧化鈉。繼而,對反應液添加戊基苯酚後,進一步添加草酸。繼而,實行反應液的水洗後,餾除過剩的戊基苯酚。藉此,獲得樹脂B4,其由75莫耳%的以上述式(5)表示的結構單元與25莫耳%的以下述式(10)表示的結構單元所構成。
<製作密封用薄膜(薄膜狀環氧樹脂組成物)> (實施例1) 將表1所示的量(質量份)的A1、B1、D1及E1加入0.5L(公升)的聚乙烯容器中,並以攪拌葉片進行攪拌,來使無機填充材料E1分散。然後,加入表1所示的量(質量份)的C1,並進一步攪拌30分鐘。利用耐綸製的#150篩網(開口為106μm)過濾所獲得的混合液,並提取濾液。藉此,獲得清漆狀環氧樹脂組成物。使用塗佈機,並依以下條件來將此清漆狀環氧樹脂組成物塗佈在PET薄膜上。藉此,在支撐體上製作厚度110μm的密封用薄膜。 ・塗佈頭方式:缺角輪 ・塗佈和乾燥速度:1公尺/分鐘 ・乾燥條件(溫度/爐長):80℃/1.5m(公尺)、100℃/1.5m ・支撐體:厚度38μm的PET薄膜
在密封用薄膜中的與支撐體相反的一側配置保護層(厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜),藉此保護密封用薄膜的表面。再者,在下述各評估中,是在將支撐體和保護層剝離後實行評估。關於以下實施例和比較例亦相同。
(實施例2~4及比較例1~2) 將所使用的材料(A1、B1、C1、D1及E1)的種類和摻合量變更如表1所示,除此以外則與實施例1同樣地進行,來獲得實施例2~4及比較例1~2的清漆狀環氧樹脂組成物。繼而,分別使用實施例2~4及比較例1~2的清漆狀環氧樹脂組成物,來取代實施例1的清漆狀環氧樹脂組成物,除此以外則與實施例1同樣地進行,來獲得實施例2~4及比較例1~2的密封用薄膜(厚度為110μm)。
<評估方法> 利用以下方法,來實行密封用薄膜的熔融黏度、包埋性和中空非填充性、以及密封用薄膜硬化後的彈性模數和玻璃轉化溫度的評估。
(1)評估A:密封用薄膜(薄膜狀環氧樹脂組成物)的熔融黏度 量取0.6g密封用薄膜,並利用壓縮成形機來成形成直徑2cm的平板狀。將所獲得的成形物作成評估用試樣,並依以下條件來測定密封用薄膜的熔融黏度。測定,是藉由將溫度從40℃升溫至200℃為止來實行。 測定裝置:流變計,產品名:日本TA儀器股份有限公司製造的ARES-G2 測定模式:Dynamic Temperature Ramp 頻率:1.0Hz 溫度範圍:40℃~200℃ 升溫速度:5℃/分鐘
(2)評估B:密封溫度70℃時的包埋性和中空非填充性 利用以下方法,評估密封溫度70℃時的包埋性和中空非填充性。首先,準備在主表面的中央設置有通孔(直徑為1mm)之基板(5cm×5cm)。繼而,在從該基板的其中一主表面上的上述通孔的邊緣起算距離2cm的位置黏貼雙面膠帶,並隔著雙面膠帶而將玻璃板黏貼在基板上。以玻璃板側的面朝下的方式,配置所獲得的積層體,並在基板的與玻璃板相反的一側的面上,以堵塞通孔的方式,來配置1cm見方尺寸的密封用薄膜。繼而,將100g的重物載置於密封用薄膜上後,在70℃的烘箱(ESPEC股份有限公司製造的商品名「SAFETY OVEN SPH-201」)內進行加熱1小時。
加熱後,以目視觀察有無樹脂因密封薄膜熔融而從通孔流入玻璃板側、及樹脂的流入量(流入面積),並依據以下基準,來評估包埋性和中空非填充性。 [包埋性] A:樹脂到達基板為止 B:樹脂未到達基板 [中空非填充性] A:流入面積≦2.5mm2 B:流入面積≦5mm2 但>2.5mm2 C:流入面積>5mm2
(3)評估C:熔融黏度7000Pa・s時的包埋性和中空非填充性 依據評估A的熔融黏度的測定結果,以密封用薄膜的熔融黏度成為7000Pa・s的溫度來實行密封,除此以外則以與評估B相同的方法來評估包埋性和中空非填充性。
(4)評估D:密封薄膜硬化後的彈性模數和玻璃轉化溫度Tg 依以下條件,來將實施例和比較例的密封用薄膜層壓在銅箔上,而獲得附有銅箔之密封用薄膜。 ・層壓機裝置:名機製作所製造的真空加壓層壓機MVLP-500 ・層壓溫度:110℃ ・層壓壓力:0.5MPa ・抽真空時間:30秒 ・層壓時間:40秒
將附有銅箔之密封用薄膜黏貼於不銹鋼(SUS)板上,並依以下條件來使密封用薄膜硬化,而獲得附有銅箔之密封用薄膜的硬化物(附有銅箔之環氧樹脂硬化體) ・烘箱:ESPEC股份有限公司製造的SAFETY OVEN SPH-201 ・烘箱溫度:140℃ ・時間:120分鐘
將銅箔從附有銅箔之密封用薄膜的硬化物剝離後,將密封薄膜的硬化物切割成4mm×30mm,來製作試驗片。依以下條件,來測定所製作的試驗片的彈性模數和玻璃轉化溫度。 ・測定裝置:DVE(RHEOLOGY股份有限公司製造的DVE-V4) ・測定溫度:25~300℃ ・升溫速度:5℃/min
當彈性模數較高時,密封結構體變得容易發生翹曲和破裂,因此依照以下判斷基準來評估彈性模數。 A:彈性模數(30℃) ≦15GPa B:彈性模數(30℃) >15GPa
當玻璃轉化溫度Tg較低時,密封結構體的熱可靠性會惡化,因此依照以下判斷基準來評估玻璃轉化溫度。 A:玻璃轉化溫度(℃) ≧100 B:玻璃轉化溫度(℃) <100
<評估結果> 結果如表1所示。再者,表1中的各成分的摻合量為固體成分量(溶劑的量除外後的量)。
[表1]
如表1所示,實施例中,在密封溫度70℃時能夠兼具包埋性與中空非填充性。又,在以熔融黏度成為7000Pa・s的溫度來實行密封的情況下,亦能夠兼具包埋性與中空非填充性。另一方面,比較例1中,密封溫度70℃時無法獲得期望的包埋性,熔融黏度成為7000Pa・s的溫度時亦無法獲得期望的中空非填充性。又,比較例2中,在評估A(密封溫度為70℃)和評估B(熔融黏度為7000Pa・s)中皆無法獲得期望的中空非填充性。
1‧‧‧支撐體
2‧‧‧密封用薄膜
2a‧‧‧密封用薄膜的硬化物(密封部)
10‧‧‧附有支撐體之密封用薄膜
20‧‧‧表面聲波元件(被密封體)
20a‧‧‧表面聲波元件在中空區域側(基板側)的表面
30‧‧‧基板
40‧‧‧凸塊
50‧‧‧中空區域
60‧‧‧中空結構體
100、200‧‧‧中空密封結構體(密封結構體)
第1圖是表示附有支撐體之密封用薄膜的概略剖面圖,其具有實施形態的密封用薄膜。 第2圖是用以說明中空密封結構體的製造方法的一實施形態的概略剖面圖。
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Claims (12)

  1. 一種密封用薄膜,其由樹脂組成物構成,該樹脂組成物含有熱硬化樹脂與無機填充材料,該熱硬化樹脂具有以下述式(1)表示的結構單元:式(1)中,X1 表示反應性官能基,R1 表示碳數2~25的烴基。
  2. 如請求項1所述之密封用薄膜,其中,前述熱硬化性樹脂進一步具有以下述式(2)表示的結構單元:式(2)中,X2 表示反應性官能基,R2 表示氫原子或苯基。
  3. 如請求項1或2所述之密封用薄膜,其中,前述X1 是羥基。
  4. 如請求項1~3中任一項所述之密封用薄膜,其中,前述樹脂組成物進一步含有環氧樹脂。
  5. 如請求項1~4中任一項所述之密封用薄膜,其中,前述熱硬化性樹脂中的以前述式(1)表示的結構單元的含量,以構成前述熱硬化性樹脂的結構單元的總量作為基準計,為20莫耳%以上。
  6. 如請求項1~5中任一項所述之密封用薄膜,其中,前述熱硬化性樹脂的重量平均分子量為500以上。
  7. 如請求項1~6中任一項所述之密封用薄膜,其中,膜厚為20~250μm。
  8. 如請求項1~7中任一項所述之密封用薄膜,其中,該密封用薄膜用來對被密封體進行密封,該被密封體隔著凸塊而設置在基板上。
  9. 一種密封結構體的製造方法,其準備中空結構體,該中空結構體具備基板、及隔著凸塊而設置在該基板上的被密封體,且在前述基板與前述被密封體之間設置有中空區域; 並且,藉由請求項1~8中任一項所述之密封用薄膜來對前述被密封體進行密封。
  10. 如請求項9所述之密封結構體的製造方法,其中,前述被密封體是表面聲波元件,其在前述中空區域側具有電極。
  11. 一種密封結構體,其具備:基板;被密封體,其隔著凸塊而設置在該基板上;及,請求項1~8中任一項所述之密封用薄膜的硬化物,其用以對該被密封體進行密封; 並且,在前述基板與前述被密封體之間設置有中空區域。
  12. 如請求項11所述之密封結構體,其中,前述被密封體是表面聲波元件,其在前述中空區域側具有電極。
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