TWI655230B - Resin sheet for hollow sealing and manufacturing method of hollow package - Google Patents
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Abstract
提供即使中空構造之空隙的寬為100μm左右亦可以高良率製作中空封裝的中空密封用樹脂薄片及中空封裝之製造方法。本發明的中空密封用樹脂薄片,以70體積%以上90體積%以下的含量含有無機充填劑,以雷射繞射散亂法所測定的前述無機充填劑的粒度分佈中,於1μm以上10μm以下的粒徑範圍頻度分佈的波峰至少存在1個,且於超過10μm且100μm以下的粒徑範圍頻度分佈的波峰至少存在1個,前述無機充填劑的BET比表面積為2m2/g以上5m2/g以下。
Description
本發明係關於中空密封用樹脂薄片及中空封裝之製造方法。
電子裝置封裝之製作,代表地為透過凸塊等將被固定於基板等的1或複數的電子裝置以密封樹脂密封,因應必要採用切割之過程使密封體成為電子裝置單位的封裝。作為如此之密封樹脂,可使用薄片狀的密封樹脂。
近年伴隨半導體封裝,SAW(Surface Acoustic Wave)過濾器、或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)感測器、加速度感測器等稱作MEMS之微小電子裝置之開發持續進展。將此等之電子裝置密封的封裝,各自具有用以確保一般表面彈性波之傳播、光學系的維持、電子裝置的可動構件的可動性之中空構造。該中空構造多設置為基板與元件間的空隙。密封時,為了確保可動構件的運作信賴性或元件的接續信賴性需要維持中空構造且密封。例如,專利文獻1記載使用凝膠狀的硬化性樹
脂薄片將機能元件進行中空鑄型之技術。
[專利文獻1]日本特開2006-19714號公報
有鑑於上述賦予中空構造的凸塊,其尺寸愈小花費愈高、或上述可動構件的複雜化或複合化用的中空構造之擴大的要求,預想今後可採用使凸塊直徑增加而將空隙擴大之對策。在上述專利文獻1記載之技術,作為元件與基板間的中空構造,寬若至數十μm左右之空隙則可邊維持期望的中空構造邊將電子裝置密封。但是,作為中空構造,邊確保寬接近100μm的空隙邊進行密封,則有產生樹脂流入中空構造等而對應變困難、封裝製作的良率降低之場合。
本發明的目的在於提供即使中空構造之空隙的寬為100μm左右亦可以高良率製作中空封裝的中空密封用樹脂薄片及中空封裝之製造方法。
本發明者們努力研究結果,發現藉由採用下述構成,可解決上述課題,完成本發明。
亦即,本發明的中空密封用樹脂薄片,以70體積%以上90體積%以下的含量含有無機充填劑,以雷射繞射散亂法所測定的前述無機充填劑的粒度分佈中,於1μm以上10μm以下的粒徑範圍頻度分佈的波峰至少存在1個,且於超過10μm且100μm以下的粒徑範圍頻度分佈的波峰至少存在1個,前述無機充劑的BET比表面積為2m2/g以上5m2/g以下。
該中空密封用樹脂薄片,因含有高含量的具有指定的粒度分佈及BET比表面積的無機充填劑,一邊抑制無機充填劑的凝集亦一邊賦予中空構造附近的樹脂約束流動之作用(脹容樣作用),可有效防止樹脂進入中空構造。結果,即使空隙的寬為100μm左右仍可一邊維持中空構造一邊以高良率製作中空封裝。又,無機充填劑的含量、粒度分佈及BET比表面積的測定方法係依據實施例的記載。
在該中空密封用樹脂薄片,硬化前的80℃中動黏度為5000Pa.s以上30000Pa.s以下為佳。藉由此,可更良好地兼備中空構造之確保與在中空構造以外的部分(基板表面或晶片)的凹凸追隨性。又,動黏度的測定方法係依據實施例的記載。
在該中空密封用樹脂薄片,前述無機充填劑以二氧化矽粒子、氧化鋁粒子或此等之混合物為佳。藉由此,可使硬化後的線膨脹係數降低,得到信賴性高的封
裝。
在該中空密封用樹脂薄片,前述無機充填劑以球狀為佳。藉由此,以更高含量搭配無機充填劑,可使無機充填劑成為高充填狀態,使樹脂流動約束作用可更有效率地發揮。
在本發明,亦包含使該中空密封用樹脂薄片一邊維持前述被附著體與前述電子裝置間的中空部一邊層合於前述電子裝置上以包覆配置於被附著體上的1或複數的電子裝置的層合步驟、及使前述中空密封用樹脂薄片硬化形成密封體的密封體形成步驟的中空封裝之製造方法。
11‧‧‧中空密封用樹脂薄片
11a‧‧‧支持體
13‧‧‧SAW晶片
15‧‧‧密封體
18‧‧‧中空封裝
[圖1]本發明的一實施形態之樹脂薄片模式表示之斷面圖。
[圖2A]本發明的一實施形態之中空封裝製造方法的一步驟模式表示之圖。
[圖2B]本發明的一實施形態之中空封裝製造方法的一步驟模式表示之圖。
[圖2C]本發明的一實施形態之中空封裝製造方法的一步驟模式表示之圖。
[圖3]本發明的實施例3的中空密封用樹脂薄片中之無機充填劑的粒度分佈測定所得到的頻率分佈曲線。
以下舉實施形態將本發明詳細說明,但本發明不僅限於此等之實施形態。
圖1為本發明的一實施形態之中空密封用樹脂薄片(以下、亦僅稱「樹脂薄片」)11模式表示之斷面圖。樹脂薄片11,代表地以層合於聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄膜等的支持體11a上的狀態被提供。又,支持體11a上,為使樹脂薄片11之剝離容易地進行可施以脫模處理。
樹脂薄片11以含有環氧樹脂、及酚樹脂為佳。藉由此可得到良好的熱硬化性。
環氧樹脂方面,並不特別限定。例如,可使用三苯基甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯基型環氧樹脂、改性雙酚A型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改性雙酚F型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯氧基樹脂等的各種的環氧樹脂。此等環氧樹脂可單獨使用或2種以上併用。
由確保環氧樹脂的硬化後的靭性及環氧樹脂的反應性觀點,以環氧當量150~250、軟化點或者融點在
50~130℃之常溫下為固形者為佳,其中,由信賴性的觀點,以三苯基甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯基型環氧樹脂更佳。
酚樹脂為在與環氧樹脂間產生硬化反應者則無特別限定。例如,可使用酚酚醛清漆樹脂、酚芳烷基樹脂、聯苯基芳烷基樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、可溶酚醛樹脂等。此等酚樹脂可單獨使用或2種以上併用。
酚樹脂方面,由與環氧樹脂反應性的觀點,以使用羥基當量為70~250、軟化點為50~110℃者為佳,其中,由硬化反應性高觀點,宜使用酚酚醛清漆樹脂。又,由信賴性的觀點,酚芳烷基樹脂或聯苯基芳烷基樹脂般低吸濕性者亦宜使用。
環氧樹脂與酚樹脂的搭配比例,由硬化反應性觀點,相對環氧樹脂中之環氧基1當量,以酚樹脂中之羥基的合計成為0.7~1.5當量之方式來摻合為佳、更較佳為成為0.9~1.2當量。
樹脂薄片11中之環氧樹脂及酚樹脂的合計含量的下限以2.0重量%以上為佳、3.0重量%以上更佳。在2.0重量%以上,則可得到良好的對電子裝置、基板等之接著力。另一方面,上述合計含量的上限以20重量%以下為佳、10重量%以下更佳。在20重量%以下,則可使樹脂薄片的吸濕性降低。
樹脂薄片11,以含熱塑性樹脂為佳。藉由
此,可使得到的中空密封用樹脂薄片的耐熱性、可撓性、強度提高。
熱塑性樹脂方面,可舉例如天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯共聚合物、乙烯-丙烯酸共聚合物、乙烯-丙烯酸酯共聚合物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑性聚醯亞胺樹脂、6-尼龍或6,6-尼龍等的聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、PET或PBT等的飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚合物等。此等之熱塑性樹脂可單獨或2種以上併用。其中,由樹脂薄片之低應力性、低吸水性觀點,以苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚合物為佳。
樹脂薄片11中之熱塑性樹脂的含量以1.0重量%以上為佳、1.5重量%以上更佳。在上述含量為1.0重量%以上,則可得到樹脂薄片柔軟性、可撓性。樹脂薄片11中之熱塑性樹脂的含量以3.5重量%以下為佳、3.0重量%以下更佳。在3.5重量%以下,則可使對電子裝置或基板之樹脂薄片的接著性為良好。
樹脂薄片11,以70體積%以上90體積%以下的含量含有無機質充填劑。上述含量的下限以74體積%以上為佳、78體積%以上更佳。又,上述含量的上限以85體積%以下為佳、83體積%以下更佳。無機充填劑的含量藉由在上述範圍,賦予中空構造附近的樹脂脹容樣作用,可維持中空構造,同時使硬化後的線膨脹係數降降低,防止封
裝翹曲,可得到高信賴性的中空封裝。無機充填劑的含量未達上述下限,則有無法得到充分脹容樣作用、產生封裝翹曲的場合,超過上述上限則有樹脂薄片的流動性或柔軟性降低、對基板或晶片之接著性降低之情形。又,無機充填劑為複數種的粒子的混合物的場合,該混合物的含量符合上述範圍。
無機質充填劑的含量亦可以「重量%」為單位說明。代表的二氧化矽的含量,以「重量%」為單位說明。二氧化矽通常比重為2.2g/cm3,故二氧化矽的含量(重量%)之較佳範圍如下。亦即,樹脂薄片11中之二氧化矽的含量以81重量%以上為佳、84重量%以上更佳。樹脂薄片11中之二氧化矽的含量以94重量%以下為佳、91重量%以下更佳。
氧化鋁通常比重為3.9g/cm3,故氧化鋁的含量(重量%)之較佳範圍如下。亦即,樹脂薄片11中之氧化鋁的含量以88重量%以上為佳、90重量%以上更佳。樹脂薄片11中之氧化鋁的含量以97重量%以下為佳、95重量%以下更佳。
在樹脂薄片11,以雷射繞射散亂法所測定的前述無機充填劑的粒度分佈中,於1μm以上10μm以下的粒徑範圍頻率分佈的波峰至少存在1個,且於超過10μm且100μm以下的粒徑範圍頻率分佈的波峰至少存在1個。各粒徑範圍之頻率分佈的波峰為獨立至少存在1個即可,雖可存在2個以上的複數的波峰,由組成簡單化點,各粒徑
範圍中頻率分佈的波峰存在1個即可。無機充填劑的以雷射繞射散亂法之粒度分佈藉由在上述特定關係,可得到中空構造附近的無機充填劑的高充填狀態,藉由賦予此樹脂脹容樣作用,可良好地抑制密封時樹脂進入中空構造。又,無機充填劑為複數種的粒子的混合物之場合,該混合物的粒度分佈滿足上述關係。
無機充填劑的BET比表面積為2m2/g以上5m2/g以下則不被特別限定,但其下限以2.0m2/g以上為佳、2.5m2/g以上更佳。又,BET比表面積的上限以5.0m2/g以下為佳、4.5m2/g以下更佳。無機充填劑的BET比表面積藉由在上述範圍,可一邊抑制無機充填劑的凝集一邊達成高充填狀態,可更有效率地賦予脹容樣作用。無機充填劑的BET比表面積若未達上述下限,則有粒子粗大化,粒子彼此相互作用變小、無法得到充分脹容樣作用的場合。另一方面,BET比表面積若超過上述上限,則有粒子的凝集變強,樹脂薄片的凹凸追隨性降低之情形。
無機充填劑的形狀不特別限制,可為球狀(包含橢圓體狀)、多面體狀、多角柱狀、不定形狀等任意的形狀,但由在中空構造附近的高充填狀態之達成或適度流動性的觀點,以球狀為佳。
無機質充填劑,並不特別限制,可使用以往習知的各種充填劑,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、氮化硼的粉末。此等可單獨使用或2種以上
併用。其中,由可使線膨脹係數良好地降低之理由,以二氧化矽、氧化鋁為佳、二氧化矽更佳。
二氧化矽方面,以二氧化矽粉末為佳、熔融二氧化矽粉末更佳。熔融二氧化矽粉末方面,可舉例如球狀熔融二氧化矽粉末、破碎熔融二氧化矽粉末,但由流動性觀點,以球狀熔融二氧化矽粉末為佳。
無機充填劑的平均粒徑,以使用50μm以下的範圍者為佳、使用0.1~30μm的範圍者較佳、使用0.5~20μm的範圍者尤佳。又,平均粒徑可依據實施例中粒度分佈測定過程,以D50求出。
樹脂薄片11以含硬化促進劑為佳。
硬化促進劑方面,為使環氧樹脂與酚樹脂的硬化進行者則不被特別限定,例如,三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸酯等的有機磷系化合物;2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等的咪唑系化合物;等。其中,由混練時溫度上昇硬化反應亦不急遽進行,可良好地製作樹脂薄片11的理由,以2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑為佳。
硬化促進劑的含量,相對環氧樹脂及酚樹脂的合計100重量份,以0.1~5重量份為佳。
樹脂薄片11以含有難燃劑成分為佳。藉由此,可降低零件短路或發熱等而起火時的燃燒擴大。難燃劑組成分方面,例如可使用氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鐵、氫氧化鈣、氫氧化錫、複合化金屬氫氧化物等的各種
金屬氫氧化物;偶磷氮系難燃劑等。其中,由難燃性、未硬化的柔軟性、硬化後的強度優異之理由,以偶磷氮系難燃劑為佳、式(1)或式(2)所表示之化合物為佳。
(式中,R1及R2相同或相異,為烷氧基、苯氧基、胺基、羥基、烯丙基或具有由此等的基所構成群所選出的至少1種基的1價的有機基。x為3~25的整數)。
(式中,R3及R5相同或相異,為烷氧基、苯氧基、胺基、羥基、烯丙基或具有由此等的基所構成群所選出的至少1種基的1價的有機基。R4為具有烷氧基、苯氧基、胺
基、羥基及烯丙基所構成群所選出的至少1種基的2價的有機基。y為3~25的整數。z為3~25的整數)。
R1及R2的烷氧基方面,可舉例如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、t-丁氧基等。其中,以碳數4~10的烷氧基為佳。
R1及R2的苯氧基方面,可舉例如式(3)所表示之基。
(式中,R11為氫、羥基、烷基、烷氧基、縮水甘油基或具有由此等的基所構成群所選出的至少1種基的1價的有機基)。
R11的烷基方面,例如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、iso-丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十八基等。R11的烷氧基方面,可舉例與R1及R2的烷氧基同樣的基。
R1及R2方面,由可得到良好難燃性、硬化後的強度之理由,以苯氧基為佳、式(3)所表示之基更佳。
x為3~25的整數,但由可得到良好難燃性、硬化後的強度之理由,以3~10為佳、3~4更佳。
式(2)中,R3及R5的烷氧基方面,可舉例如甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、t-丁氧基等。其中,以碳數4~10的烷氧基為佳。
R3及R5的苯氧基方面,例如,前述式(3)所表示之基。
R3及R5中具有烷氧基、苯氧基、胺基、羥基及烯丙基所構成群所選出的至少1種基的1價的有機基,不特別限定。
R3及R5方面,由可得到良好難燃性、硬化後的強度之理由,以苯氧基為佳、式(3)所表示之基更佳。
R4之2價的有機基所具有的烷氧基方面,例如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、t-丁氧基等。其中,以碳數4~10的烷氧基為佳。
R4之2價的有機基所具有的苯氧基方面,例如,前述式(3)所表示之基。
y為3~25的整數,但由可得到良好難燃性、硬化後的強度之理由,以3~10為佳。
z為3~25的整數,但由可得到良好難燃性、硬化後的強度之理由,以3~10為佳。
由即使少量仍可發揮難燃效果之觀點,偶磷氮系難燃劑所含有的磷元素的含有率以12重量%以上為佳。
樹脂薄片11中之難燃劑成分的含量為全有機成分中之10重量%以上為佳、15重量%以上更佳。在10重
量%以上,則可得到良好難燃性。樹脂薄片11中之熱塑性樹脂的含量為全有機成分中之30重量%以下為佳、25重量%以下更佳。在30重量%以下,則有硬化物的物性降低(具體上,為玻璃轉化溫度或高溫樹脂強度等的物性的降低)少的傾向。
樹脂薄片11以含有矽烷耦合劑為佳。矽烷耦合劑方面,不特別限制,可舉例如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等。
樹脂薄片11中之矽烷耦合劑的含量以0.1~3重量%為佳。上述含量在0.1重量%以上,則可使硬化後的樹脂薄片的硬度提高,同時可使吸水率降低。另一方面,上述含量在3重量%以下,則可抑制釋氣的產生。
樹脂薄片11以含有顏料為佳。顏料方面,不特別限制,可舉例如碳黑等。
樹脂薄片11中之顏料的含量以0.1~2重量%為佳。在0.1重量%以上,則可得到良好的標記性。另一方面,在2重量%以下,則可確保硬化後的樹脂薄片的強度。
又,樹脂組成物中,除上述的各成分以外,因應必要,可適當添加其他添加劑。
樹脂薄片11的硬化前的80℃中動黏度為5000Pa.s以上30000Pa.s以下為佳、7000Pa.s以上25000Pa.s以下較佳、10000Pa.s以上20000Pa.s以下更佳。樹脂薄片11的動黏度藉由在上述範圍,可有效兼備中空構造之確
保與在中空構造以外的部分的凹凸追隨性。
樹脂薄片11之製造方法不特別限定,但以調製混練物,將得到的混練物加工為薄片狀之方法為佳。具體上,藉由將上述的各成分以混合輥、加壓式揉合機、擠出機等的習知混練機進行熔融混練,調製混練物,將得到的混練物加工為薄片狀。混練條件方面,溫度為上述的各成分的軟化點以上為佳,例如30~150℃,考量環氧樹脂的熱硬化性,較佳為40~140℃、更佳為60~120℃。時間例如為1~30分鐘、較佳為5~15分鐘。
混練以在減壓條件下(減壓環境下)進行為佳。減壓條件下的壓力之上限,較佳為0.1kg/cm2以下、更較佳為0.05kg/cm2以下。減壓條件下的壓力之下限雖然愈低愈好,但由生產性或物理的界限,亦可為1×10-4kg/cm2以上。藉由此,可防止氣體混入混練物,可抑制得到的混練物中氣孔的產生。
熔融混練後的混練物以不冷卻而維持在高溫狀態加工為佳。加工方法方面,不特別限制,可舉例如平板加壓法、T模頭擠出法、輥壓延法、輥混練法、吹塑擠出法、共擠出法、壓延成形法等。加工溫度以在上述的各成分的軟化點以上為佳,若考量環氧樹脂的熱硬化性及成形性,例如40~150℃、較佳為50~140℃、更佳為70~120℃。
樹脂薄片11的厚度雖不特別限定,但以100~2000μm為佳。在上述範圍內,則可良好地將電子裝置密封。又,藉由使樹脂薄片為薄型,可使發熱量降低,硬化收縮變得不易產生。結果,可使封裝翹曲量降低,可得到信賴性更高的中空封裝。
樹脂薄片11可為單層構造或層合2層以上的樹脂薄片之多層構造,但由無層間剝離之虞、薄片厚的均勻性高、易低吸濕化之理由,以單層構造為佳。
樹脂薄片11用於SAW(Surface Acoustic Wave)過濾器;壓力感測器、振動感測器等的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems);LSI等的IC、電晶體等的半導體;電容器;電阻;CMOS感測器等的電子裝置的密封。其中,可宜用於需要中空密封的電子裝置(具體上,SAW過濾器、MEMS)之密封,尤宜用於SAW過濾器之密封。
圖2A~2C各自為本發明的一實施形態之中空封裝製造方法的一步驟模式表示之圖。中空密封方法方面,不特別限制,可用以往習知的方法進行密封。例如,以包覆被附著體上的電子裝置之方式,將未硬化的樹脂薄片11一邊維持中空構造一邊層合(載置)於基板上,接著將樹脂薄片11硬化進行密封的方法等。被附著體方面,不特別限制,例如,印刷配線基板、陶瓷基板、矽基板、金屬基板等。
在本實施形態,印刷配線基板12上搭載的SAW晶片13藉由樹脂薄片11進行中空密封,製作中空封裝。
在SAW晶片搭載基板準備步驟,準備搭載有複數的SAW晶片13的印刷配線基板12(圖2A做為參考)。SAW晶片13可藉由使形成有指定的梳形電極的壓電結晶以習知的方法進行切割後個片化來形成。SAW晶片13搭載至印刷配線基板12,可使用覆晶焊接機或固晶機等的習知的裝置。SAW晶片13與印刷配線基板12,透過凸塊等的突起電極13a被電接續。又,SAW晶片13與印刷配線基板12間,以不阻礙在SAW過濾器表面的表面彈性波之傳播的方式,維持著中空部分14。SAW晶片13與印刷配線基板12間的距離可適當設定,一般為10~100μm左右。
在密封步驟,使樹脂薄片11層合於印刷配線基板12以包覆SAW晶片13,將SAW晶片13以樹脂薄片11進行樹脂密封(圖2B做為參考)。樹脂薄片11係用作自外部環境保護SAW晶片13及附隨其之要素的密封樹脂。
將樹脂薄片11層合於印刷配線基板12上的方法不特別限制,可藉由熱壓或層合等習知的方法進行。熱壓條件方面,溫度例如為40~100℃、較佳為50~90℃,壓力例如為0.1~10MPa、較佳為0.5~8MPa,時間例如為0.3~
10分鐘、較佳為0.5~5分鐘。又,若考量樹脂薄片11的對SAW晶片13及印刷配線基板12的密著性及追隨性的提升,以減壓條件下(例如0.1~5kPa)進行加壓為佳。
在密封體形成步驟,使樹脂薄片11進行熱硬化處理形成密封體15(圖2B做為參考)。熱硬化處理的條件方面,加熱溫度較佳為100℃以上、更較佳為120℃以上。另一方面,加熱溫度的上限較佳為200℃以下、更較佳為180℃以下。加熱時間較佳為10分鐘以上、更較佳為30分鐘以上。另一方面,加熱時間的上限較佳為180分鐘以下、更較佳為120分鐘以下。又,因應必要亦可加壓,較佳為0.1MPa以上、更較佳為0.5MPa以上。另一方面,上限較佳為10MPa以下、更較佳為5MPa以下。
接著,可進行密封體15的切割(圖2C做為參考)。藉由此,可得到在SAW晶片13單位的中空封裝18。
因應必要,可進行對中空封裝18形成再配線及凸塊,將此實裝於另外的基板(未圖示)的基板實裝步驟。中空封裝18對基板的實裝,可使用覆晶焊接機或固晶機等的習知的裝置。
在第1實施形態,將各搭配成分以揉合機等進行混練,調製混練物,使該混練物擠出成形,形成薄片狀。相對於此,在本實施形態,塗佈使各成分溶解或分散於有機溶劑等的清漆,形成薄片狀。
使用清漆之具體之製作過程方面,將上述成分及因應必要的其他添加劑依據常法適宜混合,使均勻溶解或者分散在有機溶劑,調製清漆。接著,藉由將上述清漆塗佈於聚酯等支持體上使乾燥,可得到中空密封用樹脂薄片11。接著依需要,為了保護中空密封用樹脂薄片的表面,亦可貼合聚酯薄膜等之剝離薄片。剝離薄片在密封時剝離。
上述有機溶劑方面,不特別限定,可使用以往習知的各種有機溶劑,例如甲基乙基酮、丙酮、環己酮、二噁烷、二乙基酮、甲苯、乙酸乙基酯等。此等可單獨使用或2種以上併用。又通常以使用有機溶劑使清漆的固形分濃度成為30~95重量%的範圍為佳。
有機溶劑乾燥後的薄片的厚度,雖不特別限定,由厚度的均勻性與殘存溶劑量的觀點,通常以設定為5~100μm為佳、更較佳為20~70μm。
以下,例示詳細說明本發明的較佳實施例。
但,該實施例所記載的材料或搭配量等在未特別限定記載下,不限定本發明的範圍僅於彼等。
說明實施例使用的成分。
環氧樹脂:新日鐵化學(股)製的YSLV-80XY(雙酚F型環氧樹脂、環氧當量200g/eq.、軟化點80℃)
酚樹脂:明和化成公司製的MEH-7851-SS(具有聯苯基芳烷基骨架的酚樹脂、羥基當量203g/eq.、軟化點67℃)
熱塑性樹脂:KANEKA公司製的SIBSTER 072T(苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚合物)
無機充填劑1:電化學工業公司製的FB-9454FC(熔融球狀二氧化矽、平均粒徑20μm)、
無機充填劑2:龍森公司製的EMIX300(微粉二氧化矽、比表面積30m2/g)
無機充填劑3:龍森公司製的EMIX100(微粉二氧化矽、比表面積50m2/g)
矽烷耦合劑:信越化學公司製的KBM-403(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)
碳黑:三菱化學公司製的#20
難燃劑:伏見製藥所製的FP-100(偶磷氮系難燃劑:式(4)所表示之化合物)
(式中,m為3~4的整數)。
硬化促進劑:四國化成工業公司製的2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)
依據表1記載之搭配比,搭配各成分,藉由輥混練機在60~120℃、10分鐘、減壓條件下(0.01kg/cm2)進行熔融混練,調製混練物。接著,使得到的混練物以平板加壓法成形為薄片狀,製作表1所示之厚度的中空密封用樹脂薄片。
依據表1記載之搭配比,使各成分溶解或分散在甲基乙基酮與甲苯之1:1混合溶劑,製作固形分40重量%之清漆。接著,在施以脫膜處理的PET薄膜上,塗佈清漆使溶劑乾燥後的塗膜的厚度成為50μm,之後,以乾燥條件為120℃、3分鐘,使塗膜乾燥,得到厚度50μm的樹脂薄片。將得到的樹脂薄片使用層合機層合至厚度200μm,製
作厚度200μm的中空密封用樹脂薄片。
將實施例及比較例的各自之中空密封用樹脂薄片置入坩鍋,大氣環境下、700℃以2小時強熱使灰化。將得到的灰分分散於純水中,進行10分鐘超音波處理,使用雷射繞射散亂式粒度分佈測定裝置(Beckmancoulter公司製、「LS 13 320」;濕式法),求出粒度分佈(體積基準)。又,中空密封用樹脂薄片的組成,無機充填劑以外為有機成分,因以上述強熱處理而實質全部的有機成分燒失,故得到的灰分視為無機充填劑,進行測定。結果如表1所示。
又,圖3為實施例3的中空密封用樹脂薄片的無機充填劑的粒度分佈測定所得到的頻率分佈曲線。由圖3,可知在實施例3的無機充填劑,1μm以上10μm以下的粒徑範圍、及超過10μm且100μm以下的粒徑範圍各自中,頻率分佈的波峰存在1個。
測定熱硬化前的中空密封用樹脂薄片在80℃的動黏度。動黏度為使用TA instrument公司製黏彈性測定裝置ARES,以平行板法測定的值。更詳細係以間隙100μm、旋轉板直徑20mm、旋轉速度10s-1的條件,在50℃~200℃的範圍測定黏度,以此時得到的在80℃的黏度作為動黏度。
結果如表1所示。
BET比表面積係以BET吸附法(多點法)測定。具體上,使用Quantachrome製4連式比表面積.細孔分佈測定裝置「NOVA-4200e型」,將依據上述「無機充填劑的粒度分佈的測定」所得的灰分以110℃、6小時以上真空脫氣後,在氮氣體中、77.35K溫度下測定。
使形成有鋁梳形電極的以下的樣式的SAW晶片用下述接合條件,製作實裝於玻璃基板的SAW晶片實裝基板。SAW晶片與玻璃基板間的間隙寬在實施例1~3、5及比較例1~2為30μm、在實施例4為90μm。
晶片尺寸:1.2mm□(厚度150μm)
凸塊材質(實施例1~3、5及比較例1~2):Au(高度30μm)
凸塊材質(實施例4):焊料(無鉛型)(高度90μm)
凸塊數:6凸塊
晶片數:100個(10個×10個)
裝置:松下電工(股)製
接合條件:200℃、3N、1sec、超音波輸出2W
於得到的SAW晶片實裝基板上,在以下所示之加熱加壓條件下,使各中空密封薄片以真空加壓貼合。
溫度:60℃
加壓力:4MPa
真空度:1.6kPa
加壓時間:1分鐘
開放於大氣壓後,在熱風乾燥機中、150℃、1小時的條件,使中空密封用樹脂薄片熱硬化,得到密封體。自玻璃基板側以電子顯微鏡(KEYENCE公司製、商品名「數位顯微鏡」、200倍),測定SAW晶片與玻璃基板間的中空部之樹脂進入量。樹脂進入量,以中空密封薄片密封前自玻璃基板側以電子顯微鏡確認及記憶SAW晶片的端部位置,密封後再度自玻璃基板側以電子顯微鏡觀察,比較密封前後的觀察像,測定密封前確認到的自SAW晶片的端部進入中空部的樹脂的最大到達距離,使其作為樹脂進入量。樹脂進入量為20μm以下場合評估為「○」、超過20μm場合評估為「×」。
又,關於無機充填劑的凝集,於中空密封薄片凝集物以目視未確認到,以50倍的顯微鏡觀察密封時可得到良好的凹凸追隨性的場合評估為「○」,於中空密封用樹脂薄片凝集物以目視確認到,且以50倍的顯微鏡觀察,密封時無法得到良好的凹凸追隨性場合評估為「×」。又,凹凸追隨性的評估,使製作的密封薄片以切割機切斷,將切斷面以Buehler製自動研磨裝置研磨,研磨後的切斷面以顯微鏡觀察,以中空密封用樹脂薄片與基板或晶片間空隙的有無作為良否判斷的基準。樹脂進入性及凝集的各評估結果如表1所示。
由表1可明白,在實施例1~5的SAW晶片封裝,中空密封薄片的樹脂成分進入中空部受到抑制,即使中空部擴大,仍可製作高品質之中空封裝。在比較例1,樹脂進入中空部之量超過20μm。另一方面,在比較例2,產生無機充填劑的凝集,密封時凹凸追隨性差,無法進行
樹脂進入中空部的評估。
Claims (5)
- 一種中空密封用樹脂薄片,其特徵係以70體積%以上90體積%以下的含量含有無機充填劑,且含有熱塑性樹脂,以雷射繞射散亂法所測定的前述無機充填劑的粒度分佈中,於1μm以上10μm以下的粒徑範圍頻度分佈的波峰至少存在1個,且於超過10μm且100μm以下的粒徑範圍頻度分佈的波峰至少存在1個,前述無機充填劑的BET比表面積為2m2/g以上5m2/g以下。
- 如請求項1記載之中空密封用樹脂薄片,其中,硬化前的80℃中動黏度為5000Pa.s以上30000Pa.s以下。
- 如請求項1記載之中空密封用樹脂薄片,其中,前述無機充填劑為二氧化矽粒子、氧化鋁粒子或此等之混合物。
- 如請求項1~3任一項記載之中空密封用樹脂薄片,其中,前述無機充填劑為球狀。
- 一種中空封裝之製造方法,其中,包含使請求項1~4中任一項記載之中空密封用樹脂薄片一邊維持被附著體與電子裝置間的中空部一邊層合於前述電子裝置上以包覆配置於被附著體上的1或複數的電子裝置之方式的層合步驟,及使前述中空密封用樹脂薄片硬化形成密封體的密封體形成步驟。
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