WO2022158450A1 - 導電性部材、電子装置の製造方法、接続構造体、及び、電子装置 - Google Patents

導電性部材、電子装置の製造方法、接続構造体、及び、電子装置 Download PDF

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希 高野
大輔 藤本
弘行 伊澤
智彦 小竹
邦彦 赤井
由佳 伊藤
俊輔 高木
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    • H01L25/0655Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the devices being arranged next to each other

Definitions

  • EMI electromagnetic interference
  • a shield member for example, as described in Non-Patent Document 1, a sheet metal shield is used, or a film of a shield material formed on an electronic component by sputtering or the like is used.
  • An object of the present disclosure is to provide a conductive member, a method for manufacturing an electronic device, a connection structure, and an electronic device that can form a metal film by a simple process.
  • the conductive member includes an adhesive layer made of an adhesive composition containing conductive particles, and a metal foil layer disposed on the adhesive layer.
  • a method of pressing the conductive member against the surface of the semi-finished product is disclosed as an example. Even if there is, the holding film functions as a cushioning material, and when the surface of the semi-finished product and the adhesive layer are adhered to each other, the metal foil layer follows the irregularities, and stable performance can be provided.
  • the electronic device has stable shielding performance.
  • the flatness of the metal film is high in this way, it is possible to facilitate the design of additional steps such as the formation of a further resin layer on the surface of the metal film or the arrangement of another electronic device, thereby providing a stable electronic device.
  • the adhesive layer can be sufficiently spread over the unevenness by the holding film when the conductive member is pressed, thereby improving the elongation of the metal foil layer.
  • the adhesive layer and the metal foil layer may be provided separately, and the adhesive layer may be adhered to the metal foil layer during use.
  • the adhesive layer and the metal foil layer can be prepared separately (for example, as a set of conductive members for electromagnetic wave shielding), so that a conductive member with a more optimal material structure can be selected.
  • the conductive member for example, it is possible to improve the degree of freedom of work when producing an electromagnetic wave shielding film.
  • the average particle size of the conductive particles may be larger than the thickness of the adhesive layer.
  • the average particle diameter used here is the average value of particle diameters obtained by measuring the particle diameters of arbitrary 300 particles (pcs) by observation using a scanning electron microscope (SEM).
  • the particle diameter of the particles is the diameter of the circle circumscribing the particles in the SEM image. The same applies to the following.
  • the metal conduction portion can be formed at a desired position.
  • the resin used for sealing has the function of protecting the internal electronic components from deformation due to humidity, dust, impact, or heat, and has high moisture resistance and low thermal expansion.
  • For processing it is necessary to use a high-energy laser, a high-strength drill, or the like, but the above method eliminates the need for these.
  • the step of forming the metal conductive portion may be performed after the step of sealing.
  • a method can be used in which grooves are formed in the resin after the sealing step and the grooves are filled with metal.
  • a groove processing method for example, laser processing, cutting, drilling, or etching can be used.
  • Metal material paste, plating, solder, or the like can be used to fill the grooves with metal.
  • the at least one metal conductive portion is a plurality of metal conductive portions, and in the step of forming the metal conductive portions, the plurality of metal conductive portions are formed so as to surround the electronic component in the planar direction. may be formed.
  • the plurality of metal conductive portions can shield intruding substances (e.g., electromagnetic waves) from the sides of the electronic device, making it possible to manufacture an electronic device that further suppresses intruding substances from the sides.
  • the plurality of metal conduction portions may be formed such that adjacent metal conduction portions are in contact with each other or adjacent metal conduction portions are separated from each other.
  • a metal film can be formed by a simple process.
  • the conductive particles 12 are substantially spherical particles having conductivity, and are composed of metal particles such as Au, Ag, Ni, Cu, Fe, Co, Mo, Zn, solder, or the like, or conductive carbon. It is composed of composed conductive carbon particles and the like.
  • the conductive particles 12 are coated conductive particles comprising a core containing non-conductive glass, ceramic, plastic (such as polystyrene), etc., and a coating layer containing the above metal or conductive carbon and covering the core. good.
  • the conductive particles 12 are coated conductive particles comprising a core containing a metal particle made of a heat-fusible metal or plastic, and a coating layer containing a metal or conductive carbon and covering the core. There may be.
  • the conductive member 1 When solder is used for the conductive particles 12, or when solder is used for the outermost layer of the multilayer structure, the conductive member 1 is fusion-bonded to the metal foil layer 20 and/or the grounding member, and stabilized by alloying. You can get connected. Solders containing tin or tin alloys can be used. As the tin alloy, for example, In—Sn alloy, In—Sn—Ag alloy, Sn—Au alloy, Sn—Bi alloy, Sn—Bi—Ag alloy, Sn—Ag—Cu alloy, Sn—Cu alloy, etc. are used. be able to.
  • the conductive particles 12 may have an insulating layer.
  • an insulating layer that further covers the coating layer is provided on the outside of the coating layer in the conductive particles that include a core (for example, a polymer particle) and a coating layer such as a metal layer that coats the core. good.
  • the insulating layer may be the outermost layer located on the outermost surface of the conductive particles.
  • the insulating layer may be a layer made of an insulating material such as silica or acrylic resin. It should be noted that the conductive particles 12 may be configured without an insulating layer.
  • volume % is determined based on the volume of each component before curing at 23°C, but the volume of each component can be converted from weight to volume using specific gravity.
  • a suitable solvent water, alcohol, etc.
  • a suitable solvent that wets the component well without dissolving or swelling the component is placed in a measuring cylinder, etc., and the increased volume of the component is added to the It can also be obtained as a volume.
  • the adhesive composition 14 that constitutes the adhesive layer 10 contains a curing agent, a monomer, and a film former.
  • a curing agent such as a peroxide compound or an azo compound which is decomposed by heating to generate free radicals.
  • the curing agent is appropriately selected according to the desired connection temperature, connection time, storage stability, etc.
  • organic peroxides or azo compounds having a half-life of 10 hours at a temperature of 40 ° C. or higher and a half-life of 1 minute at a temperature of 180 ° C. or lower are preferable, and the temperature at which the half-life is 10 hours. is 60° C. or higher and the temperature of the half-life of 1 minute is 170° C. or lower.
  • These curing agents can be used alone or in combination, and may be used in combination with decomposition accelerators, inhibitors, and the like.
  • the radically polymerizable compound is preferably a substance having a functional group that polymerizes by radicals.
  • radically polymerizable compounds include (meth)acrylates, maleimide compounds, styrene derivatives and the like.
  • the radically polymerizable compound can be used either in the form of a monomer or an oligomer, and a mixture of the monomer and the oligomer may be used. These monomers may be used singly or in combination of two or more.
  • the weight-average molecular weight of the film-forming material is preferably from 5,000 to 150,000, particularly preferably from 10,000 to 80,000. A weight-average molecular weight of 5,000 or more facilitates obtaining good film formability, and a weight-average molecular weight of 150,000 or less facilitates obtaining good compatibility with other components.
  • the weight average molecular weight refers to a value measured using a standard polystyrene calibration curve from gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
  • the maximum diameter of the filler is preferably less than the particle size of the conductive particles 12, and the content of the filler is preferably 5 parts by volume or more and 60 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the adhesive layer. . When the content of the filler is 5 parts by volume or more and 50 parts by volume or less, good connection reliability tends to be obtained.
  • the metal foil layer 20 is made of, for example, copper foil, aluminum foil, nickel foil, stainless steel, titanium, platinum, or the like.
  • the metal foil layer 20 has a thickness of, for example, 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and may have a thickness of 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the thickness of the metal foil layer 20 may be 3 ⁇ m or more, 100 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or less, or 18 ⁇ m or less.
  • the thickness of the metal foil layer referred to here is the thickness including the surface roughness Rz. Since the metal foil layer 20 is formed in advance, the film thickness thereof is made uniform.
  • a metal film 520 is formed by sputtering on the resin sealing layer 505 so as to be electrically connected to the metal conductive portion 510 .
  • a working time of about 60 minutes is required to form a metal film having a thickness of, for example, about 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • an additional working time of 60 minutes or more is required.
  • the conductive member 1 used may further include a holding film 30 adhered to the surface of the metal foil layer 20 opposite to the adhesive layer 10. good.
  • the metal film is formed using the conductive member 1, the forming work is facilitated.
  • the metal foil layer 20 is protected by the holding film 30 when forming the metal film, the metal foil layer 20 functioning as the metal film is prevented from being damaged during the forming work, and the performance as the metal film is improved. can provide the electronic device 120 with excellent
  • Another advantage of the holding film is that it functions as a cushioning material during pressing.

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Abstract

導電性部材1は、接着剤層10と、金属箔層20とを備える。接着剤層10は、導電性粒子12を含む接着剤組成物14からなる。金属箔層20は、接着剤層10上に配置される。この導電性部材1は、例えば、所定の金属膜を形成するために用いることができる。

Description

導電性部材、電子装置の製造方法、接続構造体、及び、電子装置
 本開示は、導電性部材、電子部品の製造方法、接続構造体、及び、電子装置に関する。
 半導体チップ等の電子部品を含む電子装置では、ノイズによる電磁干渉(EMI)を低減するため、電子部品又は電子装置をシールド部材で覆うことがある。このようなシールド部材として、例えば非特許文献1に記載のように、板金シールドを用いたり、又はシールド材を電子部品上にスパッタリング等で成膜したものを用いたりしている。
石田正明、山田啓壽、山崎尚著、「半導体パッケージでの電磁波シールド技術」、東芝レビュー Vol.67 No.2(2012)、2012年
 非特許文献1に記載のように、電子部品上にシールド膜を成膜する方法によれば、板金シールドを用いた構成に比べて、電子装置の小型低背化を図ることができる。しかしながら、スパッタリングを用いた成膜プロセスでは、シールド膜等の金属膜を所定の厚さまで積層するのに多くの時間が必要とされる。そこで、金属膜の形成時間を短縮させることができる新たな方法が望まれている。
 本開示は、一側面として、金属膜を簡便なプロセスで形成できる、導電性部材、電子装置の製造方法、接続構造体、及び、電子装置を提供することを目的とする。
 本開示は、一側面として、導電性部材に関する。この導電性部材は、導電性粒子を含む接着剤組成物からなる接着剤層と、接着剤層上に配置される金属箔層と、を備える。
 この導電性部材は、導電性粒子を含む接着剤層と金属箔層とを備えており、金属箔層を金属膜(例えば電磁波シールド膜)として用いることができるように構成されている。この場合、金属箔層が予め形成されている導電性部材を、接着剤層を介して金属膜が必要とされる部分に貼り付けて電子装置に金属膜を形成する。このため、この導電性部材を用いることにより、金属膜を簡便なプロセスで形成することが可能である。また、金属箔層が予め形成されているため、均一化した金属膜を形成して、金属膜による性能(例えばシールド性能)が安定した電子装置を提供することができる。なお、この導電性部材は、シールド膜以外でも金属膜が必要とされる電子装置の形成に適宜、用いることが可能である。
 上記の導電性部材において、金属箔層の厚さは1μm以上200μm以下であってもよい。この場合、この導電性部材を金属膜として十分に機能させることができ、且つ、作製される電子装置の小型低背化を図ることが可能となる。この構成において、金属箔層の厚さは、3μm以上であってもよく、100μm以下であってもよく、25μm以下であってもよく、18μm以下であってもよい。金属箔層の厚さが25μm以下または18μm以下であることにより、電子装置等の更なる小型低背化を図ることができる。
 上記の導電性部材において、金属箔層の接着剤層とは反対側の外表面の表面粗さRzが0.5μm以上17μm以下であってもよい。この場合、金属膜として機能する金属箔層の外表面が表面粗さの低減されたシャイニー面となり、作製される電子装置の金属膜の防錆性を向上させることができる。
 上記の導電性部材は、金属箔層の接着剤層とは反対側の面に保持フィルムを更に有していてもよい。この場合、この導電性部材を用いて金属膜を形成する際、形成作業を行い易くなる。また、金属膜を形成する際に金属箔層が保持フィルムで保護されるため、金属膜として機能する金属箔層を形成作業中に傷つけてしまうことが防止され、金属膜の性能が優れた電子装置を提供することができる。また、金属膜を形成する際に電子装置の半製品の表面に凹凸があっても、保持フィルムが緩衝材として機能し、導電性部材をこの凹凸に十分に追従させ、安定した性能を有する金属膜を形成することができる。更に、後述する半製品表面への金属膜の形成では、この導電性部材を半製品表面へ押圧する工程を行う方法が一例として開示されているが、この際、半製品の表面に多少の凹凸があっても、保持フィルムを緩衝材として機能させ、半製品の表面と接着剤層との密着に際して、金属箔層を凹凸に追従させ、安定した性能を提供することができる。
 また、上述した保持フィルムの別の効果としては、電子装置の半製品の表面の凹凸に、接着剤層中の接着剤組成物を行きわたらせ、これら凹凸による空隙の発生を抑制し、金属膜を形成した電子装置の信頼性を高めることができる。更に、保持フィルムがあることで、押圧した時に凹凸に接着剤組成物が十分に行きわたることで、半製品表面の凹凸による金属箔層の凹凸の発生を抑制し、安定した性能を有する金属膜を形成することができる。即ち、電子装置の半製品表面に多少の凹凸があっても、押圧後の金属箔層の平坦性を確保しやすくなり、金属膜を例えばシールド膜として用いる場合、安定したシールド性能を有する電子装置を提供することが可能となる。このように金属膜の平坦性が高いと、金属膜の表面上に更なる樹脂層の形成又は別の電子装置の配置といった追加工程の設計を容易にし、安定した電子機器を提供することができる。また、電子装置の半製品表面に凹凸があっても、導電性部材を押圧する際に保持フィルムにより接着剤層を十分に凹凸に行きわたらせることができ、これにより、金属箔層の伸び若しくは縮み、又は、スジ若しくは亀裂などの破損を抑制することができる。このように、保持フィルムにより、金属箔層の極端な変形を抑制することができる。なお、上記の導電性部材は、接着剤層の金属箔層とは反対側の面に別の保持フィルムを有していてもよい。これにより、接着剤層を保護することができる。
 上記の導電性部材において、接着剤層と金属箔層とが別体として設けられ、使用時に金属箔層に接着剤層が接着可能であってもよい。この場合、接着剤層と金属箔層とを別々に(例えば、電磁波シールド用の導電性部材のセットとして)用意することができるため、より最適な材料構成の導電性部材を選択したり等、導電性部材を用いて、例えば、電磁波シールド膜を作製する際の作業自由度を向上することが可能となる。
 上記の導電性部材において、導電性粒子の平均粒径が接着剤層の厚みよりも大きくてもよい。この場合、導電性粒子を用いて金属箔層をグランド用部材に接続する際、導電性粒子が金属箔層とグランド用部材とに接触しやすくなり、導電性粒子を適切に潰す等して、上述した接続をより確実に実現することが可能となる。ここで用いる平均粒径は、任意の粒子300個(pcs)について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により粒径の測定を行い、得られた粒径の平均値である。なお、粒子が突起を有する場合等、粒子の形状が球形ではない場合、粒子の粒径は、SEMの画像における粒子に外接する円の直径とする。以下も同様である。
 上記の導電性部材において、導電性粒子は、第1平均粒径を有する第1導電性粒子と、第1平均粒径よりも大きい第2平均粒径を有する第2導電性粒子とを、含んでもよい。この場合、導電性部材を設置する半製品等の平坦度が低くとも、何れかの導電性粒子によって金属箔層をグランド用部材に接続することができ、例えば、シールド膜を安定的に形成することができる。また、導電性粒子を介した接続を良好に行うため、導電性部材は平均粒径が第1平均粒径及び第2平均粒径と異なる導電性粒子を更に有していてもよい。これにより、導電性粒子同士の接触及び各導電性粒子と金属箔層との接触が起こり易くなり、金属箔層とグランド用部材との接続を更に良好なものとすることが可能となる。
 本発明は、別の側面として、電子装置の製造方法に関する。この電子装置の製造方法は、少なくとも1個の電子部品が配線基板上に実装された半製品を提供する工程と、半製品上に少なくとも1個の金属導通部を形成する工程と、半製品上の電子部品を樹脂で封止する工程と、金属導通部上に上述した何れかの形態を備えた導電性部材を配置し、金属導通部と金属箔層とを導電性粒子で電気的に接続する工程と、を備える。
 この電子装置の製造方法では、上述した導電性部材を用いて電子装置の金属膜を形成している。この場合、金属箔層が予め形成されており、この導電性部材を金属膜が必要とされる部分に貼り付けて金属膜を形成する。このため、金属膜を簡便なプロセスで形成することができる。また、スパッタリングにより金属膜を堆積させる場合、半製品の角部等ではスパッタリング厚が他の部分より薄くなることがあるが、この製造方法によれば、予め作製された金属箔層を用いているため、より均一化した金属膜を形成することが可能となる。これにより、金属膜による性能(例えばシールド性能)が安定した電子装置を提供することができる。なお、スパッタリングにより金属膜を形成する場合、金属膜の性能を十分に発揮させる厚みを確保するため、スパッタリング時間が長くなる傾向がある。また、電子装置の半製品表面の平坦性が低いと、スパッタリング層の厚みが均一とならないことから、金属膜による性能が低下しやすい傾向もある。従って、従来は、スパッタリング時間を長くする方法又は半製品表面の平坦性を高める研磨工程を行う方法が必要であり、工程全体が長くなる。これに対し、上述した導電性部材を用いた製造方法によれば、予め作製された金属箔層を半製品表面に配置して形成するため、簡易な方法で安定した金属膜による性能を得ることができる。
 上記の電子装置の製造方法において、金属導通部を形成する工程の後に封止する工程を行ってもよい。この場合、半製品上のグランド層の表面に金属導通部を形成してから樹脂による封止を行うため、グランド層(グランド部材)と金属導通部の接続が良好に行われ、接続強度が十分な金属導通部を形成することができる。金属導通部の具体的な形成方法としては、ワイヤーボンディング装置を用いた金属ワイヤーによる金属導通部の形成方法、金属ワイヤー、金属箔又は金属板などの金属部材をはんだ又は金属材料ペーストを介してグランド層に接続する方法、光又は熱による硬化性樹脂をグランド層の表面に設け、レーザ加工、切削加工又はドリル加工により所定位置に溝を設け、金属材料ペースト又はめっきにより溝内を埋めて金属導通部を形成し、その後、硬化性樹脂を除去する方法、グランド層を覆うようにフォトレジスト層を形成し、露光現像にて所定位置に溝を設け、金属材料ペースト又はめっきにより溝内を埋めて金属導通部を形成し、その後フォトレジスト層を除去する方法などが利用できる。また、前述の方法によりグランド層と接続した金属導通部を形成した後に樹脂による封止を行うため、所望の位置に金属導通部を形成することができる。なお、封止に用いる樹脂は、内部の電子部品を湿度、ほこり、衝撃又は熱による変形から守る機能があり、高い耐湿性、低熱膨張性を有していることから、封止後に前述の溝加工を行うには、高エネルギーのレーザ、高強度のドリルなどを用いることが必要であるが、上記方法であれば、これらが不要となる。また、前述の方法で溝を形成する場合、グランド層を傷つけずに加工する必要があり、グランド層上に残渣が残ると金属導通部との接続に不具合を生じる可能性があるが、上記方法であれば、これらの不具合も生じにくくなる。
 また、上記の電子装置の製造方法は、金属導通部を形成する工程の後に封止する工程を行う場合、樹脂で封止された金属導通部の先端が露出するように封止された樹脂の表面を研磨する工程を更に備えてもよい。研磨する工程は、CMPスラリー又は研磨パッドを用いて行われてもよい。また、上記の製造方法において、封止する工程を行う際に電気的に接続する工程を行ってもよい。この場合、電子装置において金属膜を形成する工程を更に短縮させることができる。例えば、封止の際、樹脂をコンプレッションモールドで半製品上に形成する際、予め上述した導電性部材を金型側に配置し、半製品を金型で覆い、樹脂で成型する方法を用いることができる。
 上記の電子装置の製造方法において、封止する工程の後に金属導通部を形成する工程を行ってもよい。この場合、例えば、封止する工程の後に樹脂に溝加工を施し、溝内を金属で満たす方法を用いることができる。溝加工の方法としては、例えばレーザ加工、切削加工、ドリル加工、又はエッチング加工の方法が利用できる。溝内に金属を満たす方法としては、金属材料ペースト、めっき、はんだなどが利用できる。
 上記の電子装置の製造方法において、電気的に接続する工程では、導電性部材に対して加熱及び加圧の少なくとも一方を行うことで導電性粒子が、金属箔層と半製品の金属導通部とに接触し、または金属箔層と半製品の金属導通部とで導電性粒子を潰し、当該接触した又は潰された導電性粒子により金属導通部と金属箔層とが電気的に接続されてもよい。この場合、金属膜となる金属箔層とグランド配線に繋がる導電性部材とをより良好に電気的に接続することが可能となる。金属導通部が複数の独立した形状であっても、この導電性部材では、接着剤層中に配置された導電性粒子が前述のいずれの金属導通部とも接触し、金属箔層と接続するため、安定した性能を発揮することができる。また、上記の電子部品の製造方法において、金属箔層の接着剤層とは反対側の面には保護フィルムが設けられており、保護フィルムを介して導電性部材に対して加圧が行われてもよい。
 上記の電子装置の製造方法において、少なくとも1個の金属導通部は、複数の金属導通部であり、金属導通部を形成する工程では、電子部品を平面方向において取り囲むように複数の金属導通部を形成してもよい。この場合、複数の金属導通部により、電子装置の側部からの浸入物(例えば電磁波)を遮蔽することができ、側部からの浸入物をより抑制した電子装置を作製することが可能となる。なお、上記の製造方法において、複数の金属導通部は、隣接する金属導通部同士が接するように、又は、隣接する金属導通部同士が離間するように、形成されてもよい。
 本発明は、更に別の側面として、接続構造体に関する。この接続構造体は、上述した何れかの形態を備えた導電性部材と、半製品上に設けられ、導電性部材に向かって延在する金属導通部と、を備える。この接続構造体では、金属導通部と金属箔層とが導電性粒子により電気的に接続されている。この場合、上記同様に、金属膜を簡便なプロセスで形成することができる。また、金属膜による性能が安定した電子装置を提供することができる。
 本発明は、更に別の側面として、電子装置に関する。この電子装置は、少なくとも1個の電子部品が配線基板上に実装された半製品と、上記の接続構造体と、を備える。この場合、上記同様に、金属膜を簡便なプロセスで形成することができる。また、金属膜による性能が安定した電子装置を提供することができる。
 本発明によれば、一側面として、金属膜を簡便なプロセスで形成することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る導電性部材を示す断面図である。 図2の(a)~(c)は、図1に示す導電性部材を用いた電子装置の第1の製造方法を順に説明するための図である。 図3の(a)及び(b)は、図1に示す導電性部材を用いた電子装置の第1の製造方法を順に説明するための図であり、図2の(c)に続く工程を説明するための図である。 図4は、図1に示す導電性部材を用いた電子装置の第1の製造方法を説明するための図であり、図2の(a)に示す工程を上方から視た平面模式図である。 図5の(a)及び(b)は、図2~図4に示す電子装置の製造方法において金属箔層を金属ポストに導電性粒子で接続する工程を拡大して示す模式的な断面図であり、(a)は、導電性部材を配置した状態を示す図であり、(b)は、導電性粒子による接続が行われた状態を示す図である。 図6の(a)~(c)は、図1に示す導電性部材を用いた電子装置の第2の製造方法を順に説明するための図である。 図7の(a)~(c)は、図1に示す導電性部材を用いた電子装置の第3の製造方法を順に説明するための図である。 図8の(a)~(e)は、金属層をスパッタリングで形成する方法を順に説明するための断面図である。 図9は、図1に示す導電性部材の変形例を示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る導電性部材、及び導電性部材を用いた電子装置の製造方法について説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
 本明細書において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本発明の一実施形態に係る導電性部材は、導電性粒子を含む接着剤組成物からなる接着剤層と、前記接着剤層上に配置される金属箔層と、を備える。前記金属箔層の厚さは1μm以上200μm以下であってもよく、25μm以下であってもよい。前記導電性部材は、例えば、電磁波シールドの形成に用いてもよい。前記導電性部材は、前記金属箔層の前記接着剤層とは反対側の面、及び、前記接着剤層の前記金属箔層とは反対側の面の少なくとも一方に配置される保持フィルムを更に備えてもよい。また、前記導電性部材では、前記接着剤層と前記金属箔層とが別体として設けられ、使用時に前記金属箔層に前記接着剤層が接着可能であってもよい。前記導電性粒子の平均粒径が前記接着剤層の厚みよりも大きくてもよい。前記導電性粒子は、第1平均粒径を有する第1導電性粒子と、前記第1平均粒径よりも大きい第2平均粒径を有する第2導電性粒子とを、含んでもよい。
 本発明の一実施形態に係る電子装置の製造方法は、少なくとも1個の電子部品が配線基板上に実装された半製品を提供する工程と、前記半製品上に少なくとも1個の金属導通部を形成する工程と、前記半製品上の前記電子部品を樹脂で封止する工程と、前記金属導通部上に上述した何れかの形態を有する導電性部材を配置し、前記金属導通部と前記金属箔層とを前記導電性粒子で電気的に接続する工程と、を備える。前記製造方法では、前記金属導通部を形成する工程の後に前記封止する工程を行ってもよい。この場合において、前記製造方法は、前記樹脂で封止された前記金属導通部の先端が露出するように前記封止された樹脂の表面を研磨する工程を更に備えてもよく、前記研磨する工程は、CMPスラリー又は研磨パッドを用いて行われてもよい。また、前記封止する工程を行う際に前記電気的に接続する工程を行ってもよい。また、前記製造方法では、前記封止する工程の後に前記金属導通部を形成する工程を行ってもよい。更に、前記製造方法において、前記電気的に接続する工程では、前記導電性部材に対して加熱及び加圧の少なくとも一方を行うことで前記導電性粒子を介して前記金属導通部と前記金属箔層とが電気的に接続されてもよい。前記製造方法では、前記金属箔層の前記接着剤層とは反対側の面には保護フィルムが設けられており、前記保護フィルムを介して前記導電性部材に対して加圧が行われてもよい。前記少なくとも1個の金属導通部は、複数の金属導通部であり、前記金属導通部を形成する工程では、前記電子部品を平面方向において取り囲むように前記複数の金属導通部を形成してもよい。この場合において、前記複数の金属導通部は、隣接する金属導通部同士が接するように、又は、隣接する金属導通部同士が離間するように、形成されてもよい。
 本発明の一実施形態に係る接続構造体は、上述した何れかの形態を有する導電性部材と、半製品上に設けられ、前記導電性部材に向かって延在する金属導通部と、を備える。この接続構造体では、前記金属導通部と前記金属箔層とが前記導電性粒子を介して電気的に接続される。本発明の一実施形態に係る電子装置は、少なくとも1個の電子部品が配線基板上に実装された前記半製品と、上記の接続構造体と、を備える。
 図1は、本発明の一実施形態に係る導電性部材を示す断面図である。図1に示すように、導電性部材1は、接着剤層10、金属箔層20、及び、保持フィルム30を備えて構成される。導電性部材1は、電子装置120(図3の(b)を参照)のシールド膜を形成するための部材として使われてもよい。導電性部材1を用いた電子装置の製造方法の詳細については後述する。
 接着剤層10は、導電性粒子12を含む接着剤組成物14からなる。接着剤層10は、例えば1μm以上100μm以下の厚みを有している。接着剤層10の接着剤組成物14は、導電性粒子12以外の固形分として定義される。接着剤組成物14は、導電性部材1による電子装置の製造が行われる前においては、表面を乾燥させたBステージ状態、すなわち半硬化状態であってもよい。接着剤層の厚さは、以下の方法により測定することができる。まず、導電性部材1を2枚のガラス(厚み:1mm程度)で挟み込む。次いで、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:JER811、三菱ケミカル株式会社製)100gと、硬化剤(商品名:エポマウント硬化剤、リファインテック株式会社製)10gとからなる樹脂組成物で注型する。その後、研磨機を用いて断面研磨を行い、走査型電子顕微鏡(SEM、商品名:SE-8020、株式会社日立ハイテクサイエンス製)を用いて接着剤層の厚さを測定する。また、後述する金属箔層の厚みも同様の方法で測定する。
[導電性粒子の構成]
 導電性粒子12は、導電性を有する略球形の粒子であり、Au、Ag、Ni、Cu、Fe、Co、Mo、Zn、はんだ等の金属で構成された金属粒子、又は、導電性カーボンで構成された導電性カーボン粒子などから構成される。導電性粒子12は、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック(ポリスチレン等)などを含むコアと、上記金属又は導電性カーボンを含み、コアを被覆する被覆層とを備える被覆導電粒子であってもよい。導電性粒子12は、これらの中でも、熱溶融性の金属で形成された金属粒子、又はプラスチックを含むコアと、金属又は導電性カーボンを含み、コアを被覆する被覆層とを備える被覆導電粒子であってもよい。
 導電性粒子12は、一実施形態において、ポリスチレン等のポリマー粒子(プラスチック粒子)からなるコアと、コアを被覆する金属層とを含む。ポリマー粒子は、好ましくはその表面の実質的に全体が金属層で被覆されているが、接続材料としての機能が維持される範囲で、ポリマー粒子の表面の一部が金属層で被覆されずに露出していてもよい。ポリマー粒子は、例えば、スチレン及びジビニルベンゼンから選ばれる少なくとも1種のモノマーをモノマー単位として含む重合体を含む粒子であってもよい。
 金属層は、Ni、Ni/Au、Ni/Pd、Cu、NiB、Pd、Ag、Au、Ru等の各種の金属により形成されていてもよい。金属層は、NiとAuとの合金、NiとPdとの合金等からなる合金層であってよい。金属層は、複数の金属層からなる多層構造であってよい。例えば、金属層は、Ni層とAu層とからなっていてもよい。金属層は、めっき、蒸着、スパッタ、はんだ等で作製されてもよい。金属層は薄膜(例えば、めっき、蒸着、スパッタ等で形成される薄膜)であってもよい。導電性粒子12にはんだを利用した場合、または複層構造の最外層にはんだを利用した場合、導電性部材1を金属箔層20及び/又はグランド用部材に熔融接合し、合金化による安定した接続を得ることができる。はんだとしては、スズまたはスズ合金を含むものが利用できる。スズ合金としては、例えば、In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等を用いることができる。
 絶縁性向上の観点から、導電性粒子12は、絶縁層を有していてもよい。具体的には、例えば、コア(例えばポリマー粒子)と、コアを被覆する金属層等の被覆層とを含む導電性粒子における被覆層の外側に、被覆層を更に覆う絶縁層が設けられていてよい。絶縁層は導電性粒子の最表面に位置する最表面層であってよい。絶縁層は、シリカ、アクリル樹脂等の絶縁性材料から形成された層であってよい。なお、導電性粒子12は、絶縁層を有しない構成であってもよい。
 導電性粒子12の平均粒径Dpは、分散性及び導電性に優れる観点から、1μm以上であってよく、2μm以上であってよく、5μm以上であってよい。導電性粒子の平均粒径Dpは、分散性及び導電性に優れる観点から、100μm以下であってよく、50μm以下であってよく、30μm以下であってよく、20μm以下であってよい。上記観点から、導電性粒子の平均粒径Dpは、1μm以上100μm以下であってよく、5μm以上50μm以下であってよく、5μm以上30μm以下であってよく、5μm以上20μm以下であってよい。
 導電性粒子12の最大粒径は、分散性及び導電性に優れる観点から、1μm以上であってよく、2μm以上であってよく、5μm以上であってよい。導電性粒子12の最大粒径は、分散性及び導電性に優れる観点から、100μm以下であってよく、50μm以下であってよく、30μm以下であってよく、20μm以下であってよい。上記観点から、導電性粒子の最大粒径は、1μm以上50μm以下であってよく、2μm以上30μm以下であってよく、5μm以上20μm以下であってよい。
 導電性粒子12の平均粒径Dpは、接着剤層10の厚みより大きくてもよい。この場合、導電性粒子12の一部が金属箔層20の反対側に位置する接着剤層10の表面から露出する、又は、金属箔層20の反対側に位置する接着剤層10の表面が、導電性粒子12の存在する部分だけ導電性粒子12の形態に追従して、凸形状を有する。この構成によれば、後述する金属膜の形成において、導電性粒子12を用いて金属箔層20をグランド用部材(金属ポスト110)に接続する際、導電性粒子12を適切に潰す等して、この接続をより良好に実現することができる。また、導電性粒子12は、第1平均粒径を有する第1導電性粒子と、第1平均粒径よりも大きい第2平均粒径を有する第2導電性粒子とを含んで構成されてもよい。言い換えると、粒径の異なる導電性粒子12が接着剤組成物14に含まれる形態であってもよい。異なる粒径は、2種類以上、例えば3種類、4種類等であってもよい。この場合、電子装置120を製造する際、導電性部材1を設置する部分の平坦度が低くとも、何れかの導電性粒子によって金属箔層20をグランド用部材(金属ポスト110)に接続でき、金属膜を安定的に形成することが可能となる。
 本明細書では、任意の粒子300個(pcs)について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により粒径の測定を行い、得られた粒径の平均値を平均粒径Dpとし、得られた最も大きい値を粒子の最大粒径とする。なお、粒子が突起を有する場合等、粒子の形状が球形ではない場合、粒子の粒径は、SEMの画像における粒子に外接する円の直径とする。
 導電性粒子12の含有量は、接続する電極の精細度等に応じて決められる。例えば、導電性粒子12の配合量は、特に制限は受けないが、導電性粒子を除く接着剤層の全体積を基準として、0.1体積%以上が好ましく、0.2体積%以上がより好ましい。上記配合量が0.1体積%以上であると、導電性が低くなることが抑制される傾向がある。導電性粒子12の配合量は、導電性粒子を除く接着剤層の全体積を基準として、80体積%以下であってもよく、60体積%以下であってもよく、30体積%以下であってもよく、10体積%以下であってもよい。なお、「体積%」は23℃の硬化前の各成分の体積をもとに決定されるが、各成分の体積は、比重を利用して重量から体積に換算することができる。また、メスシリンダー等にその成分を溶解したり膨潤させたりせず、その成分をよくぬらす適当な溶媒(水、アルコール等)を入れたものに、その成分を投入し増加した体積をその成分の体積として求めることもできる。
[接着剤層/接着剤組成物の構成]
 接着剤層10を構成する接着剤組成物14は、硬化剤、モノマー、及びフィルム形成材を含有している。エポキシ樹脂モノマーを用いる場合は、硬化剤として、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素-アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等を用いることができる。硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したり、イソシアネートでマスクすると、可使時間が延長されるため、好適である。一方、アクリルモノマーを用いる場合は、硬化剤として、過酸化化合物、アゾ系化合物等の加熱により分解して遊離ラジカルを発生するものを用いることができる。
 エポキシモノマーを用いた場合の硬化剤は、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等により適宜選定される。硬化剤は、高反応性の点から、エポキシ樹脂組成物とのゲルタイムが所定の温度で10秒以内であることが好ましく、保存安定性の点から、40℃で10日間恒温槽に保管後にエポキシ樹脂組成物とのゲルタイムに変化がないことが好ましい。このような点から、硬化剤は、スルホニウム塩系、マイクロカプセル化したイミダゾール系硬化剤、イソシアネートマスクイミダゾール系であることが好ましい。
 アクリルモノマーを用いた場合の硬化剤は、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等により適宜選定される。高反応性と保存安定性の点から、半減期10時間の温度が40℃以上かつ半減期1分の温度が180℃以下の有機過酸化物又はアゾ系化合物が好ましく、半減期10時間の温度が60℃以上かつ半減期1分の温度が170℃以下の有機過酸化物又はアゾ系化合物がより好ましい。これらの硬化剤は、単独または混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。
 エポキシモノマー及びアクリルモノマーのいずれを用いた場合においても、接続時間を10秒以下とした場合、十分な反応率を得るために、硬化剤の配合量は、後述のモノマーと後述のフィルム形成材との合計100質量部に対して、0.1質量部以上40質量部以下とすることが好ましく、1質量部以上35質量部以下とすることがより好ましい。硬化剤の配合量が0.1質量部未満では、十分な反応率を得ることができず、良好な接着強度や小さな接続抵抗が得られにくくなる傾向にある。一方、硬化剤の配合量が40質量部を超えると、接着剤の流動性が低下したり、接続抵抗が上昇したり、接着剤の保存安定性が低下する傾向にある。
 また、モノマーとしては、エポキシ樹脂モノマーを用いる場合は、エピクロルヒドリンとビスフェノールAやビスフェノールF、ビスフェノールAD等から誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリンとフェノールノボラックやクレゾールノボラックから誘導されるエポキシノボラック樹脂やグリシジルアミン、グリシジルエーテル、ビフェニル、脂環式等の1分子内に2個以上のグリシジル基を有する各種のエポキシ化合物等を用いることができる。
 アクリルモノマーを用いる場合は、ラジカル重合性化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であることが好ましい。係るラジカル重合性化合物としては、(メタ)アクリレート、マレイミド化合物、スチレン誘導体等が挙げられる。また、ラジカル重合性化合物は、モノマー又はオリゴマーのいずれの状態でも使用することができ、モノマーとオリゴマーとを混合して使用してもよい。これらのモノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
 フィルム形成材は、上記の硬化剤及びモノマーを含む粘度の低い組成物の取り扱いを容易にする作用を有するポリマーである。フィルム形成材を用いることによって、フィルムが容易に裂けたり、割れたり、べたついたりすることを抑制し、取り扱いが容易な接着剤層10が得られる。
 フィルム形成材としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が好適に用いられ、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、キシレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリビスマレイミド樹脂等が挙げられる。さらに、これらのポリマー中には、シロキサン結合又はフッ素置換基が含まれていてもよい。これらの樹脂は、単独あるいは2種類以上を混合して用いることができる。上記の樹脂の中でも、接着強度、相溶性、耐熱性、及び機械強度の観点から、フェノキシ樹脂を用いることが好ましい。特に、エポキシモノマーを用いた場合、フィルム成形材としてポリビスマレイミド材を用いると、より強固な硬化物が得られるため、耐熱性又は機械強度の観点から好ましい。
 フィルム形成材の分子量が大きいほどフィルム形成性が容易に得られ、また、フィルムの流動性に影響する溶融粘度を広範囲に設定できる。フィルム形成材の分子量は、重量平均分子量で5000以上150000以下であることが好ましく、10000以上80000以下であることが特に好ましい。重量平均分子量を5000以上とすることで良好なフィルム形成性が得られやすく、150000以下とすることで他の成分との良好な相溶性が得られやすい。
 なお、本実施形態において、重量平均分子量は、下記の条件に従って、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)より標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定した値をいう。
(測定条件)
装置:東ソー株式会社製 GPC-8020
検出器:東ソー株式会社製 RI-8020
カラム:昭和電工マテリアルズ株式会社製 Gelpack GLA160S+GLA150S
試料濃度:120mg/3mL
溶媒:テトラヒドロフラン
注入量:60μL
圧力:2.94×106Pa(30kgf/cm
流量:1.00mL/min
 また、フィルム形成材の含有量は、硬化剤、モノマー、及びフィルム形成材の総量を基準として5重量%以上80重量%以下であることが好ましく、15重量%以上70重量%以下であることがより好ましい。5重量%以上とすることで良好なフィルム形成性が得られやすく、また、80重量%以下とすることで硬化性組成物が良好な流動性を示す傾向にある。また、接着剤層10を形成する接着剤組成物14は、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤及びフェノール樹脂やメラミン樹脂、イソシアネート類等を更に含有していてもよい。
 充填剤を含有する場合、接続信頼性の向上が更に期待できる。充填剤の最大径は、導電性粒子12の粒径未満であることが好ましく、充填剤の含有量は、接着剤層100体積部に対して5体積部以上60体積部以下であることが好ましい。充填剤の含有量が、5体積部以上50体積部以下であると、良好な接続信頼性が得られる傾向にある。
[金属箔層の構成]
 金属箔層20は、例えば銅箔、アルミ箔、ニッケル箔、ステンレス、チタン、又は、白金等から形成される。金属箔層20は、例えば、1μm以上200μm以下の厚みを有しており、10μm以上20μm以下の厚みを有してもよい。金属箔層20の厚さは、3μm以上であってもよく、100μm以下であってもよく、25μm以下であってもよく、18μm以下であってもよい。ここでいう金属箔層の厚みは、表面粗さRzを含む厚さである。金属箔層20は予め形成されているものであるため、その膜厚の均一化が図られている。
 金属箔層20の一方の表面20aと反対の表面20bの表面粗さは、特に限定されない。接着剤層10が形成された金属箔層20の表面20bの表面粗さRzは、導電性粒子12の平均粒子径よりも小さくてもよい。これにより、導電性粒子12を介した接続をより安定させることができる。金属箔層20の表面20a及び表面20bの表面粗さRzは同等でもよく、異なってもよい。この場合、金属箔層20の表面20a及び表面20bは、それぞれシャイニー面及びマット面であってもよい。シャイニー面である表面20aの表面粗さRzは、マット面である表面20bの表面粗さRzよりも小さい。金属箔層20は、シャイニー面が接着剤層10とは逆側の保持フィルム30側になるように配置してもよい。つまり、金属箔層20における平滑面が、電子装置120において外表面となるように配置されてもよい。シャイニー面の表面粗さRzは、0.01μm以上、0.5μm以上、1.0μm以上であってよい。シャイニー面の表面粗さRzは、17μm以下、10μm以下、8.0μm以下、5.0μm以下、3.0μm以下であってよい。シャイニー面の表面粗さRzは、例えば、0.01μm以上17μm以下であってもよく、0.5μm以上3.0μm以下であってよい。金属箔層20のマット面の表面粗さRzは、例えば17μm以上であってよい。表面粗さRzは、JIS規格(JIS B 0601ー2001)に規定される方法を準拠して測定される十点平均粗さRzjisを意味し、市販の表面粗さ形状測定機を用いて測定された値をいう。例えば、ナノサーチ顕微鏡(株式会社島津製作所製「SFT-3500」)を用いて測定が可能である。
[保持フィルム]
 保持フィルム30は、接着剤層10及び金属箔層20を保護すると共に、導電性部材1を使用して金属膜を形成する際の形成作業を容易にするための部材である。保持フィルム30は、金属箔層20上に例えば接着により配置されるように構成されており、金属箔層20を保護する。別の保持フィルムが接着剤層10の裏面に配置され、接着剤層10を保護してもよい。保持フィルム30及び別の保持フィルムは、例えば、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリイミドなどの樹脂、又は、紙から構成される。なお、導電性部材1は、保持フィルム30を有しない構成であってもよく、この場合、導電性部材1の金属箔層20の表面20aは露出した状態となる。
 次に、導電性部材1を用いて電子装置120の金属膜を形成する方法について、図2及び図3を参照して説明する。図2の(a)~(c)及び図3の(a)及び(b)は、導電性部材1を用いた電子装置120の第1の製造方法を順に説明するための図である。なお、以下の製造方法の説明において、各工程は別々に行われてもよいし、1の工程をしながら他の工程を並行して行ってもよい。
 まず、図2の(a)に示すように、配線基板101上に電子部品102,103及び104が実装された半製品100を準備(提供)する。配線基板101は、例えば、多層基板、コア基板、コアレス多層板、フレキシブル多層板、ビルドアップ多層板、多層再配線層から構成される。電子部品102~104は、例えば、半導体チップ等の半導体装置、又は、チップコンデンサ若しくはチップ抵抗等の小型電子部品である。電子部品102~104は、他の電子部品であってもよい。そして、電子部品102と電子部品103及び104とをそれぞれ平面方向において取り囲むように、配線基板101上に金属ポスト110(金属導通部)を形成する(図4を参照)。金属ポスト110は、例えば円柱形状を有し、銅などから形成される。金属ポスト110は、例えば、フォトレジストにより形成した穴(ビア)内をめっきして埋める方法、前述したビア内に金属ペーストを充填する方法、又は、金属ワイヤーをワイヤーボンディング装置によりポスト状、円弧状、複数重なった円弧状、ランダム配置する方法などによって形成することができる。金属ポスト110は、図4に示す例では、隣接する金属ポスト110に接して形成されているが、互いに離間するように形成されてもよい。金属ポスト110の少なくとも一部は、配線基板101に設けられるグランド配線に接続される。図4では、金属ポスト110は平面視で独立した形状であるが、求める電磁遮蔽効果により金属ポスト間隔を適宜調整することができる。金属ポスト110が隙間なく、互いに連通した形状であると、金属膜を例えばシールド膜として用いた場合のシールド性が確実なものとなり好ましい。一方、金属ポスト110同士に間隔が空いていると、モールド樹脂が隙間を埋め、横方向に対して強度が増す点において利点がある。
 続いて、図2の(b)に示すように、半製品100上の電子部品102~104と金属ポスト110とを樹脂で封止して樹脂封止層105を設ける。樹脂封止層105を構成する封止樹脂は、例えば、エポキシ樹脂等である。封止樹脂にはシリカ、アルミナ等の無機材料が含まれていてもよい。その後、図2の(c)に示すように、樹脂封止層105が形成された後、樹脂封止層105の表面から各金属ポスト110の先端が露出するように研磨を行い、樹脂封止層105aとする。この研磨に用いられる研磨剤としては、例えばCMPスラリー又は研磨パッドを用いることができる。この研磨により、樹脂封止層105aと各金属ポスト110の表面は同一平面となり、導電性部材1を配置して加圧した際に、導電性粒子12を介して各金属ポスト110と金属箔層20とを安定して接続することができる。また、平坦性が確保されることで、金属箔層20も平坦性が担保され、伸び又は破損が起こりにくく安定した性能を確保することができる。また、この研磨の際、化学反応性(エッチング)作用のある研磨材を用いた場合、金属ポスト110が樹脂封止層105aより凹む場合がある。この場合でも、導電性部材1は導電性粒子12により、金属ポスト110(金属導通部)と金属箔層20とを接続し、接着剤層10の樹脂が金属ポスト110と樹脂封止層105aの段差を埋め、金属箔層20の極端な変形又は破損を防ぎ、安定した性能を発揮することができる。
 また、従来のスパッタを用いた金属層形成においては、十分な性能(例えばシールド性)を得る金属層厚みを短時間で得るために、研磨による平坦性を高いレベルで確保する必要がある。すなわち凹凸が残った表面の場合、スパッタ特有の等方的な金属層形成により、部分的に金属層厚みの薄い部分が出来てしまうため、平坦性を高く確保する研磨が必要となっている。これに対し、導電性部材1を用いた方法では、樹脂封止後の表面研磨を粗く行っても、安定した金属層を得ることができる。すなわち、導電性部材1の接着剤層10が、粗い研磨により発生した凹凸を埋め、導電性粒子12が金属ポスト110(金属導通部)と金属箔層20との接続を良好に行うため、予め担保された厚み(例えば電磁遮蔽機能を有する)の金属箔層20を形成でき、安定した性能を得ることができる。従って、導電性部材1を用いることにより、研磨工程の簡略化及び短時間化を行うこともできる。具体的には、CMPスラリー又は研磨パッドを用いた多段階の精密研磨の研磨回数を減らして短時間化したり、又は、多段階の精密研磨に代えて機械切削などを用いて簡略化及び短時間化したりすることが可能となる。
 続いて、図3の(a)に示すように、金属ポスト110及び樹脂封止層105a上に金属膜形成用の導電性部材1を配置する。この際、接着剤層10が金属ポスト110及び樹脂封止層105aに対向するように導電性部材1を配置する。導電性部材1は、接着剤層10により、金属ポスト110及び樹脂封止層105aに貼り付けられる。そして、導電性部材1を加熱及び加圧して、樹脂封止層105a上にラミネートする。
 このラミネートの際、保持フィルム30を介した加圧により、図5の(a)及び(b)に示すように、導電性部材1の導電性粒子12のうち金属ポスト110との間に位置する導電性粒子が潰れ、これら潰れた導電性粒子12aにより金属ポスト110と金属箔層20とが電気的に接続される。また、ラミネートの際の加熱及び加圧により、導電性部材1の接着剤層10が硬化して樹脂封止層105aに固定される。このように、図5に示す接続構造体では、上述した導電性部材1と、導電性部材1に向かって延在する金属ポスト110とが設けられ、金属ポスト110と金属箔層20とが導電性粒子102aにより電気的に接続されている。なお、この際、保持フィルム30は、緩衝材として機能し、半製品の表面凹凸に対して導電性部材1を十分に追従させることができる。
 続いて、金属箔層20が導電性粒子12aにより金属ポスト110に機械的及び電気的に接続されると(図5の(b)参照)、図3の(b)に示すように、保持フィルム30を金属箔層20から剥離する。以上により、金属箔層20を金属膜として備える電子装置120が形成される。電子装置120では、金属箔層20により、例えば上方からのノイズ浸入が抑制され、金属ポスト110により側部からのノイズの浸入が抑制される。
 ここで、スパッタリングで金属膜を形成する方法に対して、上述した製造方法による有利な効果について説明する。まず、図8を参照して、スパッタリングで金属膜を形成する方法を説明する。図8の(a)~(e)は、金属膜をスパッタリングで形成する方法を順に説明するための断面図である。
 図8の(a)に示すように、スパッタリングで金属膜を形成する方法では、まず、配線基板101上に電子部品102~104が実装された半製品100を準備する。そして、図8の(b)に示すように、電子部品102~104を樹脂で封止して樹脂封止層505を形成する。次に、図8の(c)に示すように、樹脂封止層505にレーザにより孔506を形成する。これらの孔506には、図8の(d)に示すように、銀ペーストなどの金属ペーストを注入して固化し、金属導通部510を形成する。その後、図8の(e)に示すように、樹脂封止層505上において金属導通部510に電気的に接続するように金属膜520をスパッタリングで形成する。このスパッタリングでは、例えば5μm~10μm程度の厚みを有する金属膜を形成するのに約60分の作業時間が必要とされ、封止材との有機材料との密着性を向上させるなどの目的で、異なる金属層を複数形成する場合は、更に60分以上の作業時間が必要となる。
 これに対し、上述した実施形態に係る製造方法では、導電性部材1を用いて電子装置120の金属膜を形成している。即ち、この製造方法では、金属箔層20が予め形成されている導電性部材1を、金属膜が必要とされる部分(樹脂封止層105a及び金属ポスト110の上)に貼り付けて金属膜を形成している。このため、金属膜の形成時間を、上述したスパッタリングを用いた方法よりも大幅に短縮させることができる。また、スパッタリングにより金属膜を堆積させる場合、半製品100の角部等ではスパッタリング厚が他の部分より薄くなることがあり得るが、本実施形態に係る製造方法によれば、予め作製された金属箔層20を用いているため、より均一化した金属膜を形成することが可能となる。これにより、金属膜としての性能(例えばシールド性能)が安定した電子装置120を提供することができる。
 また、本実施形態に係る電子装置の製造方法では、使用する導電性部材1の金属箔層20の厚さが1μm以上200μm以下であってもよい。この場合、導電性部材1を金属膜として十分に機能させることができ、且つ、作製される電子装置120の小型低背化を図ることが可能となる。
 また、本実施形態に係る電子装置の製造方法では、使用する導電性部材1において、金属箔層20の接着剤層10とは反対側の外表面の表面粗さRzが0.5μm以上17μm以下であってもよい。この場合、金属膜として機能する金属箔層20の外表面が表面粗さの低減されたシャイニー面となり、作製される電子装置120の金属膜の防錆性を向上させることができる。
 また、本実施形態に係る電子装置の製造方法では、使用する導電性部材1は、金属箔層20の接着剤層10とは反対側の面に接着される保持フィルム30を更に備えていてもよい。この場合、導電性部材1を用いて金属膜を形成する際、形成作業を行い易くなる。また、金属膜を形成する際に金属箔層20が保持フィルム30で保護されるため、金属膜として機能する金属箔層20を形成作業中に傷つけてしまうことが防止され、金属膜としての性能が優れた電子装置120を提供することができる。保持フィルムは、押圧する際の緩衝材として機能することも利点である。
 また、本実施形態に係る電子装置の製造方法では、使用する導電性部材1において、導電性粒子12の平均粒径Dpが接着剤層10の厚みよりも大きくてもよい。この場合、導電性粒子12を用いて金属箔層20を金属ポスト110に接続する際、導電性粒子12を適切に潰す等して、上述した接続をより良好に実現することが可能となる。
 また、本実施形態に係る電子装置の製造方法では、使用する導電性部材1において、導電性粒子12は、第1平均粒径を有する第1導電性粒子と、第1平均粒径よりも大きい第2平均粒径を有する第2導電性粒子とを、含んでもよい。この場合、導電性部材1を設置する半製品100における樹脂封止層105a等の平坦度が低くとも、何れかの導電性粒子12によって金属箔層20を金属ポスト110に接続することができ、金属膜を例えばシールド膜として安定的に形成することができる。
 以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な実施形態に適用することができる。例えば、上記実施形態では、導電性部材1を用いて電子装置120に金属膜を形成する方法の1つを説明したが、これに限定されない。例えば、図6又は図7に示す方法で電子装置120に金属膜を形成してもよい。これらの方法で形成される金属膜は、例えば電磁波シールド用の金属膜であってもよい。図6の(a)~(c)は、導電性部材1を用いた電子装置120の第2の製造方法を順に説明するための図である。図7の(a)~(c)は、導電性部材1を用いた電子装置120の第3の製造方法を順に説明するための図である。
 図6の(a)に示すように、第2の製造方法では、第1の製造方法と同様に、配線基板101上に電子部品102~104が実装された半製品100を準備すると共に、配線基板101上に金属ポスト110を形成する(図4を参照)。そして、樹脂封止層105aを形成する際に、金型(不図示)に導電性部材1を設置して圧縮形成(コンプレッションモールド)を行う。この際、導電性粒子12による金属箔層20と金属ポスト110との接続、及び、接着剤層10と樹脂封止層105aとの接着が行われる。この製造方法では、圧縮成形を用いているため、樹脂封止層の研磨等は不要となる。その後、第1の製造方法と同様に、図6の(c)に示すように、保持フィルム30を金属箔層20から剥離して、電子装置120を形成する。この製造方法によれば、第1の製造方法と同様の作用効果を得ることができ、金属膜を更に簡便なプロセスで形成することができる。
 また、第3の製造方法では、第1の製造方法と同様に、配線基板101上に電子部品102~104が実装された半製品100を準備する(図2の(a)を参照)。そして、図7の(a)に示すように、配線基板101上の電子部品102~104を樹脂で封止して樹脂封止層106を設ける。樹脂封止層106は、樹脂封止層105,105aと同様の樹脂から形成することができる。その後、第1の製造方法の金属ポスト110に対応する位置に、インプリント、レーザ加工、切削加工、ドリル加工又はエッチング加工により、孔107を形成する。孔107は、例えば、電子部品102と電子部品103及び104とをそれぞれ平面方向において取り囲むように形成される。その後、孔107内に銅ペースト等の金属ペーストを注入して固化して、金属導通部111を形成する。金属ペーストに代えて、めっき又ははんだを利用して金属導通部11を形成してもよい。金属導通部111の少なくとも一部は、配線基板101に設けられるグランド配線に接続される。
 続いて、図7の(c)に示すように、第1の製造方法と同様に、金属導通部111及び樹脂封止層106上に導電性部材1を配置する。この際、接着剤層10が金属導通部111及び樹脂封止層106に対向するように導電性部材1を配置する。導電性部材1は、接着剤層10により、金属導通部111及び樹脂封止層106に貼り付けられる。そして、導電性部材1を加熱及び加圧して、樹脂封止層106上にラミネートする。この際、保持フィルム30を介した加圧により、図5の(a)及び(b)に示すように、導電性部材1の導電性粒子12のうち金属導通部111との間に位置する導電性粒子が潰れ、これら潰れた導電性粒子12aにより金属導通部111と金属箔層20とが電気的に接続される。また、ラミネートの際の加熱及び加圧により、導電性部材1の接着剤層10が硬化して樹脂封止層106に固定される。その後、保持フィルム30を金属箔層20から剥離する。以上、第3の製造方法によっても、導電性部材1を用いて、金属膜を有する電子装置120を形成することができる。この製造方法によれば、第1の製造方法と同様の作用効果を得ることができ、金属膜を更に簡便なプロセスで形成することができる。
 なお、上述した各種の製造方法に用いる導電性部材は、図9の(a)及び(b)に示すように、導電性粒子12及び接着剤組成物からなる第1接着剤層15と、接着剤組成物からなる第2接着剤層16とを含む接着剤層10A,10Bを備えた導電性部材1A,1Bであってもよい。導電性部材1A,1Bにおいて、第1接着剤層15及び第2接着剤層16は、前述した接着剤組成物14から構成されてもよい。第1接着剤層15及び第2接着剤層16における接着剤組成物は、同じでもよく、異なっていてもよい。図9の(a)に示すように、導電性部材1Aは、金属箔層20、第2接着剤層16、第1接着剤層15の順に積層されて構成されてもよいし、図9の(b)に示すように、金属箔層20、第1接着剤層15、第2接着剤層16の順に積層されて構成されてもよい。
 また、上述した実施形態では、導電性部材1が接着剤層10と金属箔層20が接着されてなる部材である場合を例にとって説明したが、本実施形態における導電性部材1は、接着剤層10と金属箔層20とが別体として設けられ、使用時に金属箔層20に接着剤層10が接着可能となるようなセット品から構成されてもよい。この場合、接着剤層10と金属箔層20とを別々に(金属膜形成用の導電性部材のセットとして)用意することができるため、より最適な材料構成の導電性部材を選択したり等、導電性部材を用いて金属膜を形成する際の作業自由度を向上することが可能となる。
 1,1A,1B…導電性部材、10,10A,10B…接着剤層、12,12a…導電性粒子、14…接着剤組成物、15…第1接着剤層、16…第2接着剤層、20…金属箔層、20a…表面、20b…表面、30…保持フィルム、100…半製品、101…配線基板、102,103,104…電子部品、105,105a,106…樹脂封止層、107…孔、110…金属ポスト(金属導通部)、111…金属導通部、120…電子装置。

Claims (21)

  1.  導電性粒子を含む接着剤組成物からなる接着剤層と、
     前記接着剤層上に配置される金属箔層と、を備える、導電性部材。
  2.  電磁波シールドの形成に用いられる、
    請求項1に記載の導電性部材。
  3.  前記金属箔層の厚さが1μm以上200μm以下である、
    請求項1又は2に記載の導電性部材。
  4.  前記金属箔層の厚さが25μm以下である、
    請求項3に記載の導電性部材。
  5.  前記金属箔層の前記接着剤層とは反対側の面及び前記接着剤層の前記金属箔層とは反対側の面の少なくとも一方に配置される保持フィルムを更に備える、
    請求項1~4の何れか一項に記載の導電性部材。
  6.  前記接着剤層と前記金属箔層とが別体として設けられ、使用時に前記金属箔層に前記接着剤層が接着可能である、
    請求項1~5の何れか一項に記載の導電性部材。
  7.  前記導電性粒子の平均粒径が前記接着剤層の厚みよりも大きい、
    請求項1~6の何れか一項に記載の導電性部材。
  8.  前記導電性粒子は、第1平均粒径を有する第1導電性粒子と、前記第1平均粒径よりも大きい第2平均粒径を有する第2導電性粒子とを、含む、
    請求項1~7の何れか一項に記載の導電性部材。
  9.  前記接着剤層は、前記導電性粒子と接着剤組成物からなる第1接着剤層と、接着剤組成物からなる第2接着剤層と、を備える、
    請求項1~8の何れか一項に記載の導電性部材。
  10.  少なくとも1個の電子部品が配線基板上に実装された半製品を提供する工程と、
     前記半製品上に少なくとも1個の金属導通部を形成する工程と、
     前記半製品上の前記電子部品を樹脂で封止する工程と、
     前記金属導通部上に請求項1~9の何れか一項に記載の導電性部材を配置し、前記金属導通部と前記金属箔層とを前記導電性粒子で電気的に接続する工程と、
    を備える、電子装置の製造方法。
  11.  前記金属導通部を形成する工程の後に前記封止する工程を行う、
    請求項10に記載の電子装置の製造方法。
  12.  前記樹脂で封止された前記金属導通部の先端が露出するように前記封止された樹脂の表面を研磨する工程を更に備える、
    請求項11に記載の電子装置の製造方法。
  13.  前記研磨する工程は、CMPスラリー又は研磨パッドを用いて行われる、
    請求項12に記載の電子装置の製造方法。
  14.  前記封止する工程を行う際に前記電気的に接続する工程を行う、
    請求項11に記載の電子装置の製造方法。
  15.  前記封止する工程の後に前記金属導通部を形成する工程を行う、
    請求項10に記載の電子装置の製造方法。
  16.  前記電気的に接続する工程では、前記導電性部材に対して加熱及び加圧の少なくとも一方を行うことで前記導電性粒子を介して前記金属導通部と前記金属箔層とが電気的に接続される、
    請求項10~15の何れか一項に記載の電子装置の製造方法。
  17.  前記金属箔層の前記接着剤層とは反対側の面には保護フィルムが設けられており、前記保護フィルムを介して前記導電性部材に対して加圧が行われる、
    請求項10~16の何れか一項に記載の電子装置の製造方法。
  18.  前記少なくとも1個の金属導通部は、複数の金属導通部であり、
     前記金属導通部を形成する工程では、前記電子部品を平面方向において取り囲むように前記複数の金属導通部を形成する、
    請求項10~17の何れか一項に記載の電子装置の製造方法。
  19.  前記複数の金属導通部は、隣接する金属導通部同士が接するように、又は、隣接する金属導通部同士が離間するように、形成される、
    請求項18に記載の電子装置の製造方法。
  20.  請求項1~9の何れか一項に記載の導電性部材と、
     半製品上に設けられ、前記導電性部材に向かって延在する金属導通部と、
    を備え、
     前記金属導通部と前記金属箔層とが前記導電性粒子を介して電気的に接続されている、接続構造体。
  21.  少なくとも1個の電子部品が配線基板上に実装された前記半製品と、
     請求項20に記載の接続構造体と、を備える、電子装置。
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