TW201913900A - 密封用薄片 - Google Patents
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Abstract
密封用薄片為在基板與電子元件之間被隔出間隔,且以使間隔成為中空之方式,密封電子元件用之密封用薄片,其中該基板係與該電子元件電氣性連接,在密封電子元件時,該密封用薄片係朝向厚度方向一面側依序具備:接觸於電子元件之第1層,與露出於外側之第2層,第1層含有第1熱硬化性樹脂,與第1熱可塑性樹脂,第2層含有第2熱硬化性樹脂、第2熱可塑性樹脂,與無機填充材,第1層之厚度T1[μm],與,第2熱可塑性樹脂對第2熱硬化性樹脂及第2熱可塑性樹脂之總量並以質量換算之百分率X[%]為滿足下述式(1)或(2); T1≦2X+5 (但,0<X<10) (1) T1≦3.5X-10 (但,10≦X) (2)。
Description
本發明係有關於一種密封用薄片,詳而言之,係有關於一種密封電子元件用之密封用薄片。
以往,已知有以使電子裝置與基板之間成為中空構造之方式,以密封樹脂薄片密封電子裝置,而取得中空型電子裝置封裝體者。
作為此種密封樹脂薄片,有人提出例如含有熱硬化性樹脂及無機填充劑之中空型電子裝置密封用薄片(例如日本特開2016-162909號公報)。
專利文獻1之中空型電子裝置密封用薄片,在密封電子裝置時,可抑制樹脂向中空部之進入量。
然而,要求進一步降低樹脂向中空型電子裝置密封用薄片之中空部之進入量。
此外,日本特開2016-162909號公報之中空型電子裝置密封用薄片,因密封時之加熱,而使得熱硬化性樹脂大幅流動,而生成對應殘留之無機填充劑之形狀所形成的凹凸。 在密封後之中空型電子裝置密封用薄片(密封薄片)的表面,使用雷射等進行標記後,仍有起因於上述之凹凸而無法辨識記號之不良情形。
本發明係提供一種密封用薄片,其可同時達到:抑制密封用薄片之材料進入至電子元件及基板之間,與確實地辨識記號。
本發明[1]係包含一種密封用薄片,其為在基板與電子元件之間被隔出間隔,且以使前述間隔成為中空之方式,密封前述電子元件用之密封用薄片,其中該基板係與該電子元件電氣性連接,在密封前述電子元件時,該密封用薄片係朝向厚度方向一面側依序具備:接觸於前述電子元件之第1層,與露出於外側之第2層,前述第1層含有第1熱硬化性樹脂,與第1熱可塑性樹脂,前述第2層含有第2熱硬化性樹脂、第2熱可塑性樹脂,與無機填充材,前述第1層之厚度T1[μm],與,前述第2熱可塑性樹脂對前述第2熱硬化性樹脂及前述第2熱可塑性樹脂之總量並以質量換算之百分率X[%]為滿足下述式(1)或(2);
T1≦2X+5 (但,0<X<10) (1) T1≦3.5X-10 (但,10≦X) (2)。 本發明[2]係包含如[1]之密封用薄片,其中依序實施下述之步驟A、B、C、E、G所測量之前述第2層之算術粗度Ra為0.08μm以下;
步驟A:準備虛擬晶片安裝基板,該虛擬晶片安裝基板係使縱3mm、橫3mm、厚度200μm之虛擬晶片(dummy chip)隔著厚度50μm之凸塊,隔出50μm之間隔而安裝於玻璃基板者;
步驟B:準備縱10mm、橫10mm之前述密封用薄片之試樣薄片;
步驟C:使用前述試樣薄片,將前述虛擬晶片安裝基板中之前述虛擬晶片,以前述第1層接觸前述虛擬晶片之方式,藉由真空平板加壓,以溫度65℃、壓力0.1MPa、真空度1.6kPa、加壓時間1分鐘進行密封,而取得密封薄片;
步驟E:前述步驟C之後,藉由150℃、1小時加熱,使前述密封薄片熱硬化,而取得密封體;
步驟G:前述步驟E之後,測量前述密封薄片中位於前述虛擬晶片之厚度方向一面側之前述第2層之算術粗度Ra。
本發明[3]係包含如[1]或[2]之密封用薄片,其中在90℃下測量前述第2層時之熔融黏度V2對在90℃下測量前述第1層時之熔融黏度V1之比例(V2/V1)為7以上50以下。
本發明[4]係包含如[1]~[3]中任一項之密封用薄片,其中前述第2層之厚度T2對前述第1層之前述厚度T1之比例(T2/T1)為未滿7.8。
本發明[5]係包含如[1]~[4]中任一項之密封用薄片,其中實施下述之步驟A~步驟D所測量之進入長度Z1為2μm以下,且,從接續前述步驟D而實施下述之步驟E~步驟F所測量之進入長度Z2減去前述進入長度Z1後之長度(Z2-Z1)為2μm以下;
步驟A:準備虛擬晶片安裝基板,該虛擬晶片安裝基板係使縱3mm、橫3mm、厚度200μm之虛擬晶片(dummy chip)隔著厚度50μm之凸塊,隔出50μm之間隔而安裝於玻璃基板者;
步驟B:準備縱10mm、橫10mm之前述密封用薄片之試樣薄片;
步驟C:使用前述試樣薄片,將前述虛擬晶片安裝基板中之前述虛擬晶片,以前述第1層接觸前述虛擬晶片之方式,藉由真空平板加壓,以溫度65℃、壓力0.1MPa、真空度1.6kPa、加壓時間1分鐘進行密封;
步驟D:前述步驟C之後,從前述虛擬晶片之下端邊緣,測量前述試樣薄片之材料進入至虛擬晶片與玻璃基板之間之進入長度Z1;
步驟E:前述步驟D之後,藉由150℃、1小時加熱,使前述試樣薄片熱硬化,而取得密封體。
步驟F:前述步驟E之後,從前述密封體中之前述虛擬晶片之下端邊緣,測量前述試樣薄片之材料進入至虛擬晶片與玻璃基板之間之進入長度Z2。
本發明[6]係包含如[1]~[5]中任一項之密封用薄片,其中前述第2熱可塑性樹脂含有丙烯酸樹脂。
根據本發明之密封用薄片,由於滿足式(1)或(2),而能夠同時達到:抑制密封用薄片之材料進入至電子元件及基板間,與確實地辨識記號。
圖1A、圖1B及圖5A~圖5C中,紙面上下方向為上下方向(厚度方向之一例)。紙面上側為上側(厚度方向一面側之一例),紙面下側為下側(厚度方向另一側)。
如圖1A及圖5B所示,本發明一實施形態之密封用薄片1為在基板50與電子元件51之間被隔出間隔,且以使所述間隔成為中空之方式,密封電子元件51用之中空型電子元件密封用薄片。另一方面,此密封用薄片1非為可將基板50與電子元件51之間完全填充的填充密封用薄片。
又,密封用薄片1為製造後述之中空型電子元件封裝體7用之零件,非為中空型電子元件封裝體7本身,密封用薄片1不含電子元件51,及供安裝電子元件51之基板50,具體而言,其為以單獨之零件流通,可於產業上利用之裝置。
此外,密封用薄片1非為密封電子元件51後之密封薄片8(圖5B及圖5C),亦即為密封電子元件51前之薄片。
如圖1A所示,密封用薄片1具有朝與厚度方向正交之方向(面方向)延伸的略呈平板形狀(薄膜形狀)。
密封用薄片1係朝向上側依序具備第1層2,與第2層3。密封用薄片1係具備第1層2,與配置於第1層2之上面之第2層3。密封用薄片1較佳為僅由第1層2與第2層3所構成。
第1層2為形成密封用薄片1之下面(厚度方向一方面之一例)之下層。第1層2具有朝面方向延伸的略呈平板形狀。第1層2係於後述;欲由密封用薄片1密封電子元件51(參照圖5B)時,為可接觸於電子元件51之接觸層。
第1層2之材料為含有第1熱硬化性樹脂,與第1熱可塑性樹脂之第1組成物。
第1熱硬化性樹脂為藉由密封電子元件51時之加熱暫時軟化,進而熔融而流動,並藉由進一步加熱而硬化之樹脂。
又,第1熱硬化性樹脂在密封電子元件51前之第1層2中為B-階段,而非C-階段(亦即為完全硬化前之狀態)。
作為第1熱硬化性樹脂,可舉出例如環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、乙烯酯樹脂、氰基酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂等。作為第1熱硬化性樹脂,基於耐熱性等觀點,較佳可舉出環氧樹脂、酚樹脂,更佳可舉出酚樹脂。第1熱硬化性樹脂可單獨使用或併用。較佳可舉出單獨使用酚樹脂。
作為酚樹脂,可舉出例如酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、酚芳烷基樹脂、酚亞聯苯樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、溶性酚醛樹脂等3官能以上之多官能酚樹脂。此等酚樹脂可單獨使用或併用2種以上。較佳可舉出酚酚醛清漆樹脂。
酚樹脂之羥基當量例如為230g/eq.以下,較佳為210g/eq.以下,又,例如為10g/eq.以上,較佳為50g/eq.以上。
酚樹脂之熔點例如為40℃以上,較佳為50℃以上,又,例如為90℃以下,較佳為70℃以下。
酚樹脂之比例,相對於第1熱硬化性樹脂,例如為75質量%以上,較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,又,例如為100質量%以下。
第1熱硬化性樹脂之比例,相對於第1熱硬化性樹脂及第1熱可塑性樹脂之總量,例如為1質量%以上,較佳為5質量%以上,又,例如為40質量%以下,較佳為20質量%以下。第1熱硬化性樹脂之比例,相對於第1組成物,例如為1質量%以上,較佳為5質量%以上,又,例如為40質量%以下,較佳為20質量%以下。
第1熱可塑性樹脂為可藉由加熱而軟化之樹脂,另一方面為不會熱硬化之樹脂。
作為第1熱可塑性樹脂,可舉出例如天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱可塑性聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂(6-尼龍或6,6-尼龍等)、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂(PET等)、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等。較佳可舉出丙烯酸樹脂。
作為丙烯酸樹脂,可舉出例如以具有直鏈或分支之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯的1種或2種以上為單體成分,藉由將該單體成分聚合而得的丙烯酸系聚合物等。此外,「(甲基)丙烯酸」係表示「丙烯酸及/或甲基丙烯酸」。
作為烷基,可舉出例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、三級丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一基、月桂基、十三基、十四基、硬脂基、十八基、十二基等碳數1~20之烷基。較佳可舉出碳數1~6之烷基。
丙烯酸系聚合物亦可為(甲基)丙烯酸烷基酯與其他單體(共聚合性單體)之共聚物。
作為其他單體(共聚合性單體),可舉出例如丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等含縮水甘油基單體;例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、伊康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含羧基單體;例如馬來酸酐、伊康酸酐等酸酐單體;例如(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥基甲基環己基)-甲酯等含羥基單體;例如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體;例如2-羥基乙基丙烯醯基磷酸酯等含磷酸基單體;例如苯乙烯單體;例如丙烯腈等。此等單體可單獨使用或併用2種以上。此等當中,較佳可舉出含羧基單體。
丙烯酸樹脂之重量平均分子量例如為10萬以上,較佳為30萬以上,又,例如為100萬以下。此外,重量平均分子量係根據凝膠滲透層析法(GPC),基於標準聚苯乙烯換算值來測量。
丙烯酸樹脂之比例,相對於第1熱可塑性樹脂,例如為75質量%以上,較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,又,例如為100質量%以下。
第1熱可塑性樹脂之比例,相對於第1熱硬化性樹脂及第1熱可塑性樹脂之總量,例如為60質量%以上,較佳為80質量%以上,又,例如為99質量%以下,較佳為95質量%以下。第1熱可塑性樹脂之比例,相對於第1組成物,例如為60質量%以上,較佳為80質量%以上,又,例如為99質量%以下,較佳為95質量%以下。
又,第1組成物可含有硬化促進劑、顏料。
硬化促進劑為藉由加熱而促進熱硬化性樹脂之硬化的觸媒(熱硬化觸媒),可舉出例如有機磷系化合物;例如2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(2P4MHZ)等咪唑化合物等。較佳可舉出咪唑化合物。又,亦可舉出以上述之咪唑化合物為客體、以羥基間苯二甲酸(HIPA)等為主體之晶籠化合物。 此外,晶籠化合物係記載於例如日本特開2012-232994號公報。 硬化促進劑之比例,相對於第1熱硬化性樹脂100質量份,例如為0.1質量份以上,又,例如為5質量份以下。
作為顏料,可舉出例如碳黑等黑色顏料。顏料之平均粒徑例如為0.001μm以上1μm以下。此等顏料可單獨使用或併用2種以上。顏料之比例,相對於第1組成物,例如為0.1質量%以上,又,例如為2質量%以下。
再者,第1組成物能以適宜之比例含有上述成分以外之添加劑。
惟,第1組成物較佳不含有無機填充材(後述)。
第1層2之厚度T1係以滿足後述之式(1)或(2)之方式來設定。具體而言,第1層2之厚度T1例如為1μm以上,較佳為5μm以上,又,例如由200μm以下之範圍,以滿足式(1)或(2)之方式來設定。
在90℃下測量第1層2時之熔融黏度V1例如為超過10kPa・s,較佳為12.5kPa・s以上,又,例如為50kPa・s以下,較佳為20kPa・s以下。
第1層2之熔融黏度V1若高於上述之下限,以密封用薄片1密封電子元件51時,密封用薄片1可彈性地順應電子元件51之外形形狀,而能夠密封電子元件51。
第1層2之熔融黏度V1若低於上述之上限,則可抑制密封用薄片1之材料進入至電子元件51及基板50之間。
又,第1層2之熔融黏度V1係以與後述之V2之比(V2/V1)達既定範圍之方式來設定。熔融黏度V1之測量方法係於實施例中詳述。
第2層3為形成密封用薄片1之上面(厚度方向另一面之一例)之上層。第2層3具有朝面方向延伸的略呈平板形狀。第2層3係配置於第1層2之上面整面。第2層3係於後述;在由密封用薄片1密封電子元件51時,其為露出於外側(上側)之露出層。又,第2層3係於後述;其亦為經標記預期之記號6(參照圖5C)之標記層。因此,第2層3之上面,在密封電子元件51時,或密封電子元件51後,係維持較為平滑之表面,詳而言之,具有可判別記號6之平坦面或微細的凹凸面。此外,第2層3較佳為未接觸於電子元件51之非接觸層。
第2層3之材料為含有第2熱硬化性樹脂、第2熱可塑性樹脂,與無機填充材之第2組成物。
作為第2熱硬化性樹脂,可舉出與第1熱硬化性樹脂所例示者同樣的熱硬化性樹脂。作為第2熱硬化性樹脂,較佳可舉出環氧樹脂及酚樹脂,具體而言,可舉出併用環氧樹脂及酚樹脂。
環氧樹脂為與酚樹脂共同硬化之樹脂。作為環氧樹脂,可舉出例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改質雙酚A型環氧樹脂、改質雙酚F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂等2官能環氧樹脂、例如酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四羥苯基乙烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂等3官能以上之多官能環氧樹脂等。此等環氧樹脂可單獨使用或併用2種以上。較佳可舉出2官能環氧樹脂,更佳可舉出雙酚F型環氧樹脂。
環氧樹脂之環氧當量例如為230g/eq.以下,較佳為210g/eq.以下,又,例如為10g/eq.以上,較佳為50g/eq.以上。
環氧樹脂之熔點例如為50℃以上,較佳為70℃以上,又,例如為110℃以下,較佳為90℃以下。
環氧樹脂之比例,相對於第2熱硬化性樹脂,例如為40質量%以上,較佳為60質量%以上,又,例如為90質量%以下,較佳為70質量%以下。
環氧樹脂與酚樹脂之比例,相對於環氧樹脂中之環氧基1當量,酚樹脂中之羥基的合計係調整成例如0.7當量以上1.5當量以下,較佳為0.9當量以上1.2當量以下。
又,酚樹脂之比例,相對於第2熱硬化性樹脂,例如為10質量%以上,較佳為30質量%以上,又,例如為60質量%以下,較佳為40質量%以下。
作為第2熱可塑性樹脂,可舉出與第1熱可塑性樹脂所例示者同樣的熱可塑性樹脂。較佳可舉出丙烯酸樹脂。丙烯酸樹脂係有別於苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等,較容易微調形成複合材料(調製第1組成物)時之流動性、密封性,且,由於相溶於有機溶劑,能以液體狀態操作處理,因此,比起苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物更為合宜。
而且,第2熱可塑性樹脂對第2熱硬化性樹脂及第2熱可塑性樹脂之總量並以質量換算之百分率X[%]為與上述之第1層2之厚度T1(μm)同時滿足下述式(1)或(2);
T1≦2X+5 (但,0<X<10) (1) T1≦3.5X-10 (但,10≦X) (2)。 滿足式(1)或式(2)之第2熱可塑性樹脂之百分率X與第1層2之厚度T1的區域係以圖2之影線表示。如圖2所示,此區域為包含以下各者之區域:式(1)及式(2)各項的左邊及右邊相等時所示之直線上,與此直線之下側(或者右側)之區域。
另一方面,未滿足(1)及(2)時,亦即為0<X<10時,係滿足T1>2X+5;若為10≦X時,當滿足T1>4X-10時,考察第1層2之厚度T1為一定之場合。此時,第2熱可塑性樹脂之百分率X為過少,換言之,第2熱硬化性樹脂之百分率Y為過多。亦即,由於藉由密封電子元件51時之加熱暫時軟化,進而熔融而流動之樹脂之第2熱硬化性樹脂為過多,在電子元件51之上側的第2層3中第2熱硬化性樹脂朝向電子元件51之外側流動,未停留在電子元件51之上側,而是朝電子元件51之側部滴落。因此,在電子元件51之上側的第2層3,大量殘留有無機填充材。如此一來,因對應無機填充材之形狀所形成的凹凸而無法辨識記號6(參照圖5C)。
另一方面,考察第2熱可塑性樹脂之百分率X為一定之場合。此時,第1層2之厚度T1為過厚。如此一來,由第2層3所承受的壓力,導致密封用薄片1之材料大量進入至電子元件51及基板50之間。
較佳為第2熱可塑性樹脂之百分率X[%]與第1層2之厚度T1(μm)滿足下述式(3)或(4);
T1≦2X (但,0<X<10) (3) T1≦3.5X-15 (但,10≦X) (4)。 此外,式(3)及式(4)各項的左邊及右邊相等時,在圖2中以鏈線表示。
由此,可同時達到:進一步抑制密封用薄片1之材料進入至電子元件51及基板50之間,與更確實地辨識記號6(參照圖5C)。
此外,第2熱硬化性樹脂對第2熱硬化性樹脂及第2熱可塑性樹脂之總量並以質量換算之百分率Y[%]為與第1層2之厚度T1(μm)同時,例如滿足下述式(5)或(6);
T1≦-2Y+205 (但,90<X<100) (5) T1≦-3.5Y+340 (但,90≧X) (6)。 滿足式(5)或式(6)之第2熱硬化性樹脂之百分率Y與第1層2之厚度T1的區域係以圖3之影線表示。如圖3所示,此區域為包含以下各者之區域:式(5)或式(6)各項的左邊及右邊相等時所示之直線上,與此直線之下側(或者左側)之區域。
由此,可同時達到:抑制密封用薄片1之材料進入至電子元件51及基板50之間,與確實地辨識印字後之記號6(參照圖5C)。
第2熱硬化性樹脂之百分率Y[%]與第1層2之厚度T1(μm)為滿足下述式(7)或(8)。
T1≦-2Y+200 (但,90<X<100) (7) T1≦-3.5Y+335 (但,90≧X) (8) 此外,式(7)及式(8)各項的左邊及右邊相等時,在圖3中以鏈線表示。
由此,可同時達到:進一步抑制密封用薄片1之材料進入至電子元件51及基板50之間,與更確實地辨識記號6。
作為無機填充材,可舉出例如石英玻璃、滑石、二氧化矽(熔融二氧化矽或結晶性二氧化矽等)、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼等。無機填充材可單獨使用或併用。作為無機填充材,較佳可舉出二氧化矽、氧化鋁,更佳可舉出二氧化矽。
無機填充材之尺寸不特別限定,具體而言,平均粒徑例如為0.1μm以上,較佳為0.2μm以上,又,例如為20μm以下,較佳為15μm以下。又,可併用平均粒徑不同的2種以上之無機填充材。此種無機填充材係記載於例如日本特開2016-162909號公報等。
又,無機填充材亦能以矽烷耦合劑,在摻混於第2熱硬化性樹脂及第2熱可塑性樹脂之前及/或之後進行處理。此種矽烷耦合劑、其處理方法及其比例係詳述於例如日本特開2016-162909號公報等。
第2組成物能以適宜之比例含有第1組成物所例示之顏料,甚而含有添加劑。
在90℃下測量第2層3時之熔融黏度V2例如為超過70kPa・s,較佳為150kPa・s以上,更佳為250kPa・s以上,又,為1000kPa・s以下。
第2層3之熔融黏度V2若高於上述之下限,使用密封用薄片1密封電子元件51時,第2層3可彈性地順應第1層2之變形,又,可抑制熱硬化後之第2層3的表面粗糙。
第2層3之熔融黏度V2若低於上述之上限,在後續步驟中可確實地識別附加之記號6(圖5C參照)。又,可防止:在電子元件51之正上方第2層3變得過薄,或者第2層3消失。
熔融黏度V2之測量方法係於實施例中詳述。
在90℃下測量第2層3時之熔融黏度V2對在90℃下測量第1層2時之熔融黏度V1之比(V2/V1)例如為7以上,較佳為10以上,更佳為15以上,再更佳為20以上,又,例如為50以下,較佳為40以下,更佳為30以下。
V2/V1若為上述之下限以上,以密封用薄片1密封電子元件51時,可防止第2層3過度地流動,並可有效地抑制所述流動所引起之第2層3之上面具有對記號6之識別造成影響的凹凸的情形。
V2/V1若為上述之上限以下,雖然會降低第2層3之流動性,但仍可維持密封性且可防止低黏度所引起之樹脂端部的露出(具體而言為第2層3之端部之第2組成物的露出)。
第2層3之厚度T2例如為50μm以上,較佳為100μm以上,更佳為150μm以上,又,例如為1000μm以下,較佳為500μm以下,更佳為300μm以下。
第2層3之厚度T2對第1層2之厚度T1之比例(T2/T1)例如為25以下,較佳為15以下,更佳為未滿7.8,又,例如為1以上,較佳為3以上。
T2/T1若低於上述之上限,可同時達到:進一步抑制密封用薄片1之材料進入至電子元件51及基板50之間,與更確實地辨識記號6。
T2/T1若高於上述之下限,由於可維持第1層2之密封性,且可提高無機填充材相對於樹脂全體(第1熱硬化性樹脂、第1熱可塑性樹脂、第2熱硬化性樹脂,與第2熱可塑性樹脂之總量)之含有比例,而能夠確保高可靠性。
此密封用薄片1係實施下述之步驟A~步驟D所測量之進入長度Z1例如為2μm以下,且,從接續步驟D而實施下述之步驟E~步驟F所測量之進入長度Z2減去進入長度Z1後之長度(Z2-Z1)(進入增加長度)例如為2μm以下。
步驟A:如圖4A所示,準備虛擬晶片安裝基板90,該虛擬晶片安裝基板90係使縱3mm、橫3mm、厚度200μm之虛擬晶片91隔著厚度50μm之凸塊92,隔出50μm之間隔而安裝於玻璃基板93者。具體而言,係將虛擬晶片安裝基板90之玻璃基板93載置在具備於平板壓床97之下板98上。
步驟B:如圖4A所示,準備縱10mm、橫10mm之由密封用薄片1所構成的試樣薄片94。此外,試樣薄片94中之第1熱硬化性樹脂及第2熱硬化性樹脂較佳為B-階段。
步驟C:如圖4B所示,使用試樣薄片94,將虛擬晶片安裝基板90中之虛擬晶片91,以第1層2接觸虛擬晶片91之方式,藉由平板壓床97,以溫度65℃、壓力0.1MPa、真空度1.6kPa、加壓時間1分鐘進行密封。具體而言,係將具備於平板壓床97,且與下板98之上側相向配置之上板99,對試樣薄片94及玻璃基板93進行熱壓。 下板98及上板99上設有熱源(未圖示),驅動熱源而使其以上述之溫度進行熱壓。將虛擬晶片91密封後之試樣薄片94,其中第1熱硬化性樹脂及第2熱硬化性樹脂較佳為B-階段。
步驟D:步驟C之後,從虛擬晶片91之下端邊緣95,測量試樣薄片94之材料進入至虛擬晶片91與玻璃基板93之間之進入長度Z1。此外,進入長度Z1為從下端邊緣95到進入至最內側之位置為止之距離(例如進入之密封用薄片1之材料,藉由與虛擬晶片91之下面之浸潤或與玻璃基板93之上面之浸潤,與虛擬晶片91之下面之接觸部位,或與玻璃基板93之上面之接觸部位為最大距離,Z1為所述最大距離)。又,下端邊緣95係指由虛擬晶片91之下面及側面所形成的稜線部分。
步驟E:步驟D之後,藉由150℃、1小時加熱,使試樣94熱硬化,而取得密封體96。密封體96中之試樣薄片94,其中第1熱硬化性樹脂及第2熱硬化性樹脂為C-階段。
此外,第1組成物及/或第2組成物所含之硬化促進劑係考量使用「HC-188W」(2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(2P4MHZ)為客體、羥基間苯二甲酸(HIPA)為主體之晶籠化合物,日本觸媒製),熱硬化用之加熱溫度及加熱時間係分別設定為上述之150℃及1小時。
步驟F:如圖4C所示,步驟E之後,從密封體96中之虛擬晶片91之下端邊緣95,測量試樣薄片94之材料進入至虛擬晶片91與玻璃基板93之間之進入長度Z2。
進入長度Z1較佳為30μm以下,更佳為20μm以下,又,例如為0μm以上。此外,進入長度Z1為在密封用薄片1對電子元件51之密封中,距離進入至基板50及電子元件51內之材料之下端邊緣95之滲入距離。
又,進入增加長度(Z2-Z1)較佳為20μm以下,更佳為10μm以下,又,例如為0μm以上。
此外,進入增加長度(Z2-Z1)為既已密封電子元件51之密封用薄片1之材料與進入長度Z1之間的增加長度(增加距離)。
再者,進入長度Z2例如為30μm以下,較佳為20μm以下,更佳為5μm以下,又,例如為0μm以上。
抑制進入長度Z1及進入增加長度(Z2-Z1),為在電子元件安裝基板55中將電子元件51與基板50之間維持中空,並以密封用薄片1密封電子元件51,而取得中空型電子元件封裝體7時之課題。一般要求盡可能抑制進入長度Z1及進入增加長度(Z2-Z1)。
而且,進入長度Z1及進入增加長度(Z2-Z1)若為上述之上限以下,則可確實地使基板50及電子元件51之間成為中空;如圖5B所示,例如,若電子元件51為具有SAW濾波器53之SAW晶片,則可在不損及SAW晶片之濾波器機能的情況下密封SAW晶片。
又,依序實施上述之步驟A、B、C、E,進而下述步驟G之第2層3之算術粗度Ra例如為0.08μm以下,較佳為0.05μm以下,又,例如為0.001μm以上,較佳為0.01μm以上。
步驟G:步驟E之後,測量密封薄片8中位於虛擬晶片91上(厚度方向一面側之一例)之第2層3之算術粗度Ra。
此外,在步驟G中,取得密封薄片8。
第2層3之上面之算術粗度Ra若為上述之上限以下,則可抑制第2層3之表面粗糙所引起之光的漫射,而能夠確實地讀取以下所賦予之記號6。
如圖1B所示,要製造密封用薄片1,準備第1層2及第2層3之各者。
例如,使第1組成物溶解及/或分散於溶媒(例如甲基乙基酮、甲苯、乙酸乙酯等),調製成第1清漆,將其塗佈於以假想線表示之第1剝離薄片4並加以乾燥。藉此,以支持於第1剝離薄片4之狀態準備第1層2。
使第2組成物溶解及/或分散於溶媒,調製成第2清漆,將其塗佈於以假想線表示之第2剝離薄片5並加以乾燥。藉此,以支持於第2剝離薄片5之狀態準備第2層3。
此外,亦可未調製清漆,而是藉由混煉擠出來準備第1層2及/或第2層3。
第1層2中之第1熱硬化性樹脂,及第2層3中之第2熱硬化性樹脂例如為B-階段。
其後,將第1層2及第2層3貼合。
其次,茲參照圖5A~圖5C來說明使用此密封用薄片1,密封電子元件51,而製造中空型電子元件封裝體7之方法。此外,電子元件51、中空型電子元件封裝體7及其製造方法亦記載於日本特開2016-162909號公報。
如圖5A所示,首先,準備電子元件51。
電子元件51具有朝面方向延伸的略呈平板形狀。作為電子元件51,可舉出例如SAW晶片等。在電子元件51之下面設有SAW濾波器52及多個端子53。SAW濾波器52為梳形電極,配置於多個端子53之間。
電子元件51係以多個安裝於基板50之上面。多個電子元件51係例如對基板50進行覆晶安裝而成。多個電子元件51係彼此隔出間隔地配置於基板50之上側。多個電子元件51之各者係相對於基板50之上面,隔出對應凸塊54之高度之間隔而配置。
上述之間隔例如為10μm以上,又,例如為1000μm以下。電子元件51之面方向上的最大長度例如為1000μm以上,又,例如為3000μm以下。電子元件51之厚度例如為50μm以上,又,例如為500μm以下。
要準備電子元件51,係準備電子元件安裝基板55,其係具備電子元件51,與供安裝電子元件51之基板50。
基板50例如為印刷配線基板等。基板50具有朝面方向延伸的略呈平板形狀。基板50以俯視觀之具有包圍多個電子元件51之大小。基板50在其上面具有連結於凸塊92之端子(未圖示)。
其次,準備密封用薄片1。
密封用薄片1之大小係調整成可匯集多個電子元件51而密封之大小,亦即具有朝厚度方向投影時,包含所有多個電子元件51之大小。
如圖5B所示,其次,使用密封用薄片1密封電子元件51。
例如,使用具備以圖5B之假想線表示之下板98及上板99之平板壓床97,以密封用薄片1密封電子元件51。
將電子元件安裝基板55配置於下板98。具體而言,係將基板50之下面載置於下板98之上面。
接著,將密封用薄片1配置於電子元件安裝基板55。具體而言,係使第1層2接觸多個電子元件51之上面。另一方面,第2層3係面向上側。此時,若由第1剝離薄片4支持第1層2時,將第1剝離薄片4由第1層2剝離。
其次,將上板99朝向密封用薄片1按壓。同時,藉由設於下板98及上板99之熱源(未圖示),將密封用薄片1加熱。
加熱溫度例如為40℃以上,較佳為60℃以上,又,例如為100℃以下,較佳為95℃以下。壓力例如為0.05MPa以上,較佳為0.1MPa以上,又,例如為10MPa以下,較佳為5MPa。加壓時間例如為0.3分鐘以上,較佳為0.5分鐘以上,又,例如為10分鐘以下,較佳為5分鐘以下。
此外,熱壓除了平板壓床97(圖5B之假想線)外,亦可使用輥壓機等。
一對密封用薄片1進行熱壓,密封用薄片1即軟化並同時將多個電子元件51埋覆。換言之,多個電子元件51便埋入於密封用薄片1中。
詳而言之,第1層2係被覆電子元件51之上面及側面,與朝厚度方向投影時,基板50中未與電子元件51重疊之上面。
又,第1層2係跨設於電子元件51之下端邊緣95,與位於其下方之基板50之上面。亦即,第1層2係填滿下端邊緣95與基板50之間隙。
另一方面,基板50及電子元件51之間的間隔,可盡可能地抑制從電子元件51之下端邊緣95,進入至較其更靠內側之電子元件51之下面及基板50之上面的間隙(間隔)的情形。藉此,可確保電子元件51與基板50之間的中空,而密封電子元件51。
此外,熱壓時溫度或壓力過高的話,則在熱壓中會起始反應(亦即起始第1熱硬化性樹脂及第2熱硬化性樹脂之硬化),而有可能使進入長度參差不齊。因此,基於作業性觀點,熱壓亦要求低溫(例如100℃以下)等條件。又,基於防止使電子元件51破損之觀點,熱壓之壓力亦較佳為低壓。
如此,第1層2便順應電子元件51之外形而塑性變形。
另外,第2層3其下面係順應第1層2之變形而發生變形;另一方面,第2層3之上面由於係經上板99加壓,而維持平坦形狀。
供密封電子元件51之薄片已非為密封用薄片1,而是密封薄片8。密封薄片8非為平板形狀,而是順應電子元件51,具有朝向下方開口的凹部。
密封薄片8中,第1熱硬化性樹脂及第2熱硬化性樹脂例如為B-階段。
其後,藉由加熱使密封薄片8熱硬化。詳而言之,係使第1層2所含之第1熱硬化性樹脂,與第2層3所含之第2熱硬化性樹脂熱硬化(完全硬化,C-階段化)。
此外,在密封薄片8之熱硬化之前,由第2剝離薄片5支持第2層3時,係將第2剝離薄片5由第2層3剝離。或者,亦可在使用密封薄片8密封電子元件51之前,將第2剝離薄片5由第2層3剝離。
加熱溫度(硬化溫度)例如為100℃以上,較佳為120℃以上,又,例如為200℃以下,較佳為180℃以下。加熱時間例如為10分鐘以上,較佳為30分鐘以上,又,例如為180分鐘以下,較佳為120分鐘以下。
要使密封薄片8熱硬化,係將密封薄片8、電子元件51及基板50由平板壓床97中取出,並將彼等投入至例如加熱爐等。此外,亦可未由平板壓床97中取出密封薄片8、電子元件51及基板50,而是使用設於平板壓床97之熱源,將密封薄片8熱硬化。
此外,在密封薄片8之熱硬化中,由於第1層2含有第1熱可塑性樹脂,第2層3含有第2熱可塑性樹脂,而在上述之進入增加長度(Z2-Z1)之範圍內容許因彼等之軟化(流動),而從密封薄片8之材料之下端邊緣95進一步進入其中者。
如圖5C所示,其後,對位於多個電子元件51上之第2層3之上面賦予記號6(進行標記)。例如,藉由雷射照射,對第2層3之上面進行標記。就雷射照射,經照射之部分會成為凹部,讀取根據凹部及其周圍之陰影,而形成記號6。
記號6之深度,相對於第2層3之算術粗度Ra,例如為250%以上,又,例如為500%以下;具體而言,例如為20μm以上,又,例如為40μm以下。
記號6包含以下所說明之中空型電子元件封裝體7之相關資訊(製品資訊、批號等)。
如圖5C所示,其後,將多個電子元件51間之密封薄片8,例如藉由切割予以切斷,而將電子元件51及基板50單片化。藉此,製造具備1個密封薄片8、1個電子元件51,與1個基板50之中空型電子元件封裝體7。
其後,將中空型電子元件封裝體7針對別的基板進行安裝。
此時,以光學方式讀取上述之記號6,並基於由此所得之資訊選擇預期之中空型電子元件封裝體7,將其安裝於預期之基板。
而且,圖1A所示密封用薄片1(形成密封薄片8前之薄片)為滿足式(1)或(2);
T1≦2X+5 (但,0<X<10) (1) T1≦3.5X-10 (但,10≦X) (2)。 因此,可同時達到:抑制密封用薄片1之材料進入至電子元件51及基板50之間,與確實地辨識記號6。
又,依序實施步驟A、B、C、E、G所測量之第2層3之算術粗度Ra只要具有0.08μm以下之算術粗度Ra,則可確實地讀取其後所賦予之記號6。
又,此密封用薄片1,在90℃下測量第2層3時之熔融黏度V2對在90℃下測量第1層2時之熔融黏度V1之比例(V2/V1)若為70以上500以下,則可同時達到:進一步抑制密封用薄片1進入至電子元件51及基板50之間,與更確實地辨識記號6。
此外,就密封用薄片1,第2層3之厚度T2對第1層2之厚度T1之比例(T2/T1)若為未滿7.8,則可同時達到:進一步抑制密封用薄片1進入至電子元件51及基板50之間,與更確實地辨識記號6。
再者,實施上述之步驟A~步驟D所測量之進入長度Z1若為2μm以下,且,實施上述之步驟E~步驟F所測量之進入增加長度(Z2-Z1)若為2μm以下,則電子元件51可充分發揮SAW晶片之濾波器機能,使用密封用薄片1保護電子元件51,可提升中空型電子元件封裝體7之耐久性。
再者,在密封用薄片1之第2層3中,第2熱可塑性樹脂只要含有丙烯酸樹脂,則可藉由添加的量來微調黏度,其為第2層3中之第2組成物之流動性的指標。 實施例
以下示出實施例及比較例,對本發明更具體地加以說明。此外,本發明不受實施例及比較例任何限定。此外,以下記載中所使用之摻混比例(含有比例)、物性值、參數等具體之數值可替換為上述之「實施方式」中所記載,且對應於彼等之摻混比例(含有比例)、物性值、參數等該記載之上限(以「以下」、「未滿」所定義之數值)或下限(以「以上」、「超過」所定義之數值)。
以下示出實施例及比較例中所使用之各成分。 YSLV-80XY:環氧樹脂(雙酚F型環氧樹脂),環氧當量:200g/eq.,軟化點:80℃,新日鐵化學公司製 LVR8210DL:酚樹脂(酚醛清漆型酚樹脂),羥基當量:104g/eq.,軟化點:60℃,群榮化學公司製 ME-2006M:丙烯酸樹脂(含羧基之丙烯酸酯系聚合物20%之甲基乙基酮溶液,重量平均分子量:約85萬,根上工業公司製 NDHB-10:丙烯酸樹脂(含羧基之丙烯酸酯系聚合物20%之甲基乙基酮溶液,重量平均分子量:約85萬,根上工業公司製 FB-8SM:二氧化矽,平均粒徑:5μm,Denka公司製 SC-220G-SMJ:二氧化矽,平均粒徑:0.5μm,Admatechs公司製 #20:碳黑,平均粒徑:50nm,三菱化學公司製 KBM-403:環氧矽烷耦合劑,3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷,Shin-Etsu Silicone公司製 HC-188W:硬化促進劑,咪唑系晶籠化合物(2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(2P4MHZ)為客體、羥基間苯二甲酸(HIPA)為主體之晶籠化合物),日本觸媒公司製
實施例1 依循表1所記載之摻混配方,使各成分溶解及分散於甲基乙基酮,而取得第1清漆及第2清漆。第1清漆之固含量濃度為18質量%,第2清漆之固含量濃度為80質量%。
將第1清漆及第2清漆之各者塗佈於第1剝離薄片4及第2剝離薄片5各者的表面後,以110℃乾燥5分鐘。藉此,準備厚度60μm之第1層2,及厚度200μm之第2層3各者。
其後,將第1層2及第2層3貼合。藉此,製成具備第1層2及第2層3之密封用薄片1。
實施例2~實施例10及比較例1~比較例10 依循表1~表6所記載之摻混配方,以與實施例1同樣的方式製成密封用薄片1。
(評定) 茲評定以下項目。將其結果示於表1~表6。
<熔融黏度之測量> 於各實施例及各比較例中,使用流變儀(HAAKE公司製MARS II),藉由平行板法測量製造中途之第1層2及第2層3各者之熔融黏度。詳而言之,係以間隙1mm、平行板直徑8mm、頻率1Hz、應變0.05%、升溫速度10℃/分鐘之條件,由室溫(約20℃)升溫至90℃,將在90℃下為最低的值作為熔融黏度而取得。
<算術粗度Ra、進入長度Z、記號之識別> 以各實施例及各比較例之密封用薄片1作為試樣薄片94,實施步驟A~步驟D,求出進入長度Z1,接著實施步驟E~步驟F,求出進入長度Z2。其後,由Z2及Z1算出進入增加長度(Z2-Z1)。 又,依序實施步驟A、B、C、E、G,使用共聚焦顯微鏡,取得第2層3之算術粗度Ra。
進而,對步驟E後之虛擬晶片91之正上方的第2層3,使用雷射進行標記,而賦予記號6。其後,使用數位顯微鏡(KEYENCE公司製VHX-2000)以光學方式來識別記號6。然後,將可識別記號6者評為○,可識別記號6但略有困難者評為△,完全無法識別記號6者評為×。
此外,上述說明係作為本發明所例示之實施形態提供,其僅為例示,不應限定性地解釋。由該技術領域之本業者所明瞭的本發明之變形例係包含於後述申請專利範圍。
1‧‧‧密封薄片
2‧‧‧第1層
3‧‧‧第2層
8‧‧‧密封薄片
50‧‧‧基板
51‧‧‧電子元件
90‧‧‧虛擬晶片安裝基板
91‧‧‧虛擬晶片
92‧‧‧凸塊
93‧‧‧玻璃基板
94‧‧‧試樣薄片
95‧‧‧下端邊緣
96‧‧‧密封體
Ra‧‧‧第2層之算術粗度
T1‧‧‧第1層2之厚度
V1‧‧‧第1層之熔融黏度(90℃)
V2‧‧‧第2層之熔融黏度(90℃)
Z1‧‧‧步驟D中所得之進入長度
Z2‧‧‧步驟F中所得之進入長度
Z2-Z1‧‧‧進入增加長度
X‧‧‧第2熱可塑性樹脂之百分率
圖1A及圖1B表示說明本發明之密封用薄片之一實施形態及其製造的圖,圖1A表示密封用薄片之剖面圖;圖1B表示準備第1層及第2層各者的圖。 圖2表示顯示第1層2之厚度T1與第2熱可塑性樹脂之百分率X之關係的圖表及區域。 圖3表示第1層2之厚度T1與第2熱硬化性樹脂之百分率Y之關係的圖表及區域。 圖4A~圖4C為說明進入長度Z1及Z2之測量的圖,圖4A表示準備虛擬晶片安裝基板之步驟A,及準備試樣薄片之步驟B;圖4B表示使用試樣薄片密封虛擬晶片之步驟C,及使試樣薄片熱硬化,而取得密封體之步驟E;圖4C表示測量進入長度Z1之步驟D,及測量進入長度Z2之步驟F。 圖5A~圖5C為說明使用圖1A所示之密封用薄片,密封電子元件之方法的圖,圖5A表示準備電子元件安裝基板及密封用薄片各者之步驟;圖5B表示以密封用薄片密封電子元件,接著將密封薄片熱硬化之步驟;圖5C表示取得多個中空型電子元件封裝體之步驟。
Claims (6)
- 一種密封用薄片,其特徵為在基板與電子元件之間被隔出間隔,且以使前述間隔成為中空之方式,密封前述電子元件用之密封用薄片, 其中該基板係與該電子元件電氣性連接, 在密封前述電子元件時,該密封用薄片係朝向厚度方向一面側依序具備:接觸於前述電子元件之第1層,與露出於外側之第2層, 前述第1層含有第1熱硬化性樹脂,與第1熱可塑性樹脂, 前述第2層含有第2熱硬化性樹脂、第2熱可塑性樹脂,與無機填充材, 前述第1層之厚度T1[μm],與,前述第2熱可塑性樹脂對前述第2熱硬化性樹脂及前述第2熱可塑性樹脂之總量並以質量換算之百分率X[%]為滿足下述式(1)或(2); T1≦2X+5 (但,0<X<10) (1) T1≦3.5X-10 (但,10≦X) (2)。
- 如請求項1之密封用薄片,其中依序實施下述之步驟A、B、C、E、G所測量之前述第2層之算術粗度Ra為0.08μm以下; 步驟A:準備虛擬晶片安裝基板,該虛擬晶片安裝基板係使縱3mm、橫3mm、厚度200μm之虛擬晶片(dummy chip)隔著厚度50μm之凸塊,隔出50μm之間隔而安裝於玻璃基板者; 步驟B:準備縱10mm、橫10mm之前述密封用薄片之試樣薄片; 步驟C:使用前述試樣薄片,將前述虛擬晶片安裝基板中之前述虛擬晶片,以前述第1層接觸前述虛擬晶片之方式,藉由真空平板加壓,以溫度65℃、壓力0.1MPa、真空度1.6kPa、加壓時間1分鐘進行密封,而取得密封薄片; 步驟E:前述步驟C之後,藉由150℃、1小時加熱,使前述密封薄片熱硬化,而取得密封體; 步驟G:前述步驟E之後,測量前述密封薄片中位於前述虛擬晶片之厚度方向一面側之前述第2層之算術粗度Ra。
- 如請求項1之密封用薄片,其中在90℃下測量前述第2層時之熔融黏度V2對在90℃下測量前述第1層時之熔融黏度V1之比例(V2/V1)為7以上50以下。
- 如請求項1之密封用薄片,其中前述第2層之厚度T2對前述第1層之前述厚度T1之比例(T2/T1)為未滿7.8。
- 如請求項1之密封用薄片,其中實施下述之步驟A~步驟D所測量之進入長度Z1為2μm以下,且, 從接續前述步驟D而實施下述之步驟E~步驟F所測量之進入長度Z2減去前述進入長度Z1後之長度(Z2-Z1)為2μm以下; 步驟A:準備虛擬晶片安裝基板,該虛擬晶片安裝基板係使縱3mm、橫3mm、厚度200μm之虛擬晶片(dummy chip)隔著厚度50μm之凸塊,隔出50μm之間隔而安裝於玻璃基板者; 步驟B:準備縱10mm、橫10mm之前述密封用薄片之試樣薄片; 步驟C:使用前述試樣薄片,將前述虛擬晶片安裝基板中之前述虛擬晶片,以前述第1層接觸前述虛擬晶片之方式,藉由真空平板加壓,以溫度65℃、壓力0.1MPa、真空度1.6kPa、加壓時間1分鐘進行密封; 步驟D:前述步驟C之後,從前述虛擬晶片之下端邊緣,測量密封前述虛擬晶片之密封薄片之材料進入至虛擬晶片與玻璃基板之間之進入長度Z1; 步驟E:前述步驟D之後,藉由150℃、1小時加熱,使前述密封薄片熱硬化,而取得密封體。 步驟F:前述步驟E之後,從前述密封體中之前述虛擬晶片之下端邊緣,測量前述密封薄片之材料進入至虛擬晶片與玻璃基板之間之進入長度Z2。
- 如請求項1之密封用薄片,其中前述第2熱可塑性樹脂含有丙烯酸樹脂。
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