WO2022190898A1 - 電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および熱硬化性樹脂シート - Google Patents

電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および熱硬化性樹脂シート Download PDF

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WO2022190898A1
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thermosetting resin
thermosetting
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祐作 清水
剛志 土生
大樹 ▲浜▼名
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a cured resin sheet with electrodes, a cured resin sheet with electrodes, and a thermosetting resin sheet.
  • the cured resin portion that seals the electronic component is formed with a thickness that allows the bonding wires extending from the upper surface side of the electronic component to be embedded in the cured resin portion together with the electronic component.
  • the cured resin portion is formed with a thickness such that the electronic component mounted on the substrate via the electrodes is embedded in the cured resin portion. Therefore, conventionally, there are cases where it is not possible to manufacture an electronic component package that is thin enough to suit the application.
  • the present invention provides a method for manufacturing a cured resin sheet with electrodes suitable for manufacturing a thin electronic component package, a cured resin sheet with electrodes, and a thermosetting resin sheet used for manufacturing the sheet.
  • the present invention [1] comprises a first step of arranging a plurality of electrodes for electronic components on the temporary fixing surface of a temporary fixing base material having a temporary fixing surface; The first surface of a thermosetting resin sheet having a second surface is attached to the temporary fixing surface of the temporary fixing base while embedding the plurality of electronic component electrodes with the thermosetting resin sheet.
  • a cured resin sheet with electrodes is manufactured.
  • the sheet includes a sheet-like cured resin portion and a plurality of electronic component electrodes held by the cured resin portion.
  • Each of the plurality of electrodes has a first electrode surface exposed on one surface in the thickness direction of the sheet and a second electrode surface exposed on the other surface.
  • a plurality of electrodes are provided at positions according to the type and number of electronic components to be mounted.
  • Such a cured resin sheet with electrodes is suitable for manufacturing thin electronic component packages as follows.
  • the electronic components are mounted face down on one side of the cured resin sheet with electrodes.
  • the electrodes on the sheet and the terminals on the surface of the electronic component are joined one-to-one while the surface of the cured resin sheet with electrodes and the surface of the electronic component are in contact with each other.
  • a semi-cured encapsulating resin composition is supplied onto the cured resin sheet with electrodes so as to cover the electronic component.
  • the sealing resin composition covering the electronic component is cured by heating. As a result, a cured resin portion is formed around the electronic component on the cured resin sheet with electrodes. After that, it is separated into electronic component packages as needed.
  • the electronic component is connected to the outside through the electrodes of the cured resin sheet with electrodes, and the cured resin portion of the sheet and the cured resin portion formed from the encapsulating resin composition. is sealed by Since such an electronic component package is mounted face-down on the base material with the electronic component in contact with the base material, it is more effective than conventional face-up electronic component packages and face-down electronic component packages. , suitable for thinning. That is, the cured resin sheet with electrodes obtained by the manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing thin electronic component packages.
  • the present invention provides the method for producing a cured resin sheet with electrodes according to [1] above, wherein the thermosetting resin sheet has a tensile storage modulus of 2 GPa or more and 18 GPa or less at 25° C. after curing. include.
  • Such a configuration is suitable for separating the temporary fixing base material from the cured resin sheet while suppressing plastic deformation and cracking of the cured resin sheet in the fourth step.
  • the present invention [3] is a cured resin sheet having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a plurality of electrodes for electronic components arranged in the cured resin sheet. and a plurality of electronic component electrodes, each having a first electrode surface exposed on the first surface side and a second electrode surface exposed on the second surface side, and a cured resin sheet with electrodes. including.
  • a cured resin sheet with electrodes having such a configuration can be manufactured by the manufacturing method described above, and is suitable for manufacturing thin electronic component packages.
  • the present invention [4] is a thermosetting resin sheet for producing a cured resin sheet with electrodes, which after curing has a tensile storage modulus of 2 GPa or more and 18 GPa or less at 25°C. .
  • thermosetting resin sheet is temporarily fixed from the cured resin sheet while suppressing plastic deformation and cracking of the cured resin sheet in the fourth step of the method for manufacturing the cured resin sheet with electrodes as described above. Suitable for separating substrates. Therefore, the present thermosetting resin sheet is suitable for use in producing a cured resin sheet with electrodes suitable for producing thin electronic component packages.
  • the present invention [5] includes the thermosetting resin sheet according to [4] above, which has a viscosity of 3 kPa ⁇ s or more and 100 kPa ⁇ s or less at 90°C.
  • thermosetting resin sheet in the second step of the method for producing a cured resin sheet with electrodes as described above, a gap is formed between the thermosetting resin sheet and the electrodes at a temperature of 90° C. or thereabouts. It is suitable for embedding the electrodes with the same sheet while suppressing the
  • the present invention [6] has a mass W1 after a heat treatment at 150° C. for 1 hour and then a first standing at 25° C. and a relative humidity of 40% for 1 hour, After resting in 1, after a second resting for 168 hours at 85° C. and 85% relative humidity, it has a mass of W2, expressed as [(W2 ⁇ W1)/W1] ⁇ 100
  • the thermosetting resin sheet according to the above [4] or [5] which has a moisture absorption rate of 0.3% by mass or less.
  • Such a configuration is preferable for ensuring the sealing reliability of the cured resin portion formed from the thermosetting resin sheet.
  • the present invention [7] includes the thermosetting resin sheet according to any one of [4] to [6] above, which has a dielectric constant of 4.2 or less at 10 GHz.
  • Such a configuration is preferable for reducing transmission loss of high-frequency signals passing through the cured resin portion formed from the thermosetting resin sheet.
  • FIGS. 1A to 1D are process diagrams of an embodiment of a method for producing a cured resin sheet with electrodes of the present invention.
  • 1A represents the electrode placement process
  • FIG. 1B represents the bonding process
  • FIG. 1C represents the curing process
  • FIG. 1D represents the peeling process
  • FIG. 1E represents the grinding process.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram of one Embodiment of the thermosetting resin sheet of this invention. An example of how to use the cured resin sheet with electrodes is shown.
  • 3A shows a step of mounting an electronic component on a cured resin sheet with electrodes
  • FIG. 3B shows a step of supplying a thermosetting composition for sealing the electronic component
  • FIG. 3C shows a thermosetting composition. Represents the process of curing an object.
  • FIG. 1A to 1E are process diagrams of one embodiment of the method for producing a cured resin sheet with electrodes of the present invention.
  • This manufacturing method includes an electrode placement step (FIG. 1A) as a first step, a bonding step (FIG. 1B) as a second step, a curing step (FIG. 1C) as a third step, and a fourth step and a grinding step (FIG. 1E) as a fifth step.
  • FIG. 1A electrode placement step
  • FIG. 1B bonding step
  • FIG. 1C curing step
  • FIG. 1E a grinding step
  • electrodes 20 are placed on the temporary fixing substrate 10 as shown in FIG. 1A.
  • the temporary fixing base material 10 has, on one side in the thickness direction T, a temporary fixing surface 11 having adhesive force.
  • a plurality of electrodes 20 for electronic components are arranged on the temporary fixing surface 11 of the temporary fixing base material 10 .
  • the temporary fixing base material 10 includes, for example, a supporting base material and an adhesive layer that is arranged on the supporting base material and forms the temporary fixing surface 11 .
  • supporting substrates include resin substrates and metal substrates.
  • the resin substrate include a plastic film having flexibility.
  • Plastic films include, for example, polyethylene terephthalate films, polyethylene films, polypropylene films, and polyester films.
  • Metal substrate materials include stainless steel, aluminum, and nickel.
  • the adhesive layer is formed from a pressure sensitive adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may be a pressure-sensitive adhesive layer whose adhesive strength can be reduced afterward.
  • Such an adhesive layer includes, for example, an adhesive layer that can be cured by ultraviolet irradiation to reduce adhesive strength.
  • the electrodes 20 are electrodes of electronic components such as semiconductor chips.
  • the electrode 20 has a first portion 21 and a second portion 22 in this embodiment.
  • the first portion 21 is relatively thin and the second portion 22 is relatively thick.
  • the planar shapes of the first portion 21 and the second portion 22 may each be circular or rectangular such as a square.
  • the width (maximum length in the plane direction) of the first portion 21 is, for example, 20 to 100 ⁇ m.
  • the width (maximum length in the surface direction) of the second portion 22 is, for example, 40 to 300 ⁇ m as long as it is larger than the width of the first portion 21 .
  • the first portion 21 side of the electrode 20 is temporarily fixed to the temporary fixing surface 11 .
  • the height (length in the thickness direction T) of the electrode 20 arranged on the temporary fixing surface 11 is, for example, 20 to 100 ⁇ m.
  • the plurality of electrodes 20 are arranged on the temporary fixing surface 11 at intervals in the surface direction.
  • the interval between adjacent electrodes 20 is, for example, 100-500 ⁇ m.
  • a plurality of electrodes 20 are provided at positions according to the type and number of electronic components to be mounted on the electrode-attached cured resin sheet X (shown in FIG. 1E) manufactured by this manufacturing method.
  • Materials for the electrodes 20 include, for example, copper, silver, nickel, and gold.
  • thermosetting resin sheet 30 is bonded to the temporary fixing base material 10 as shown in FIG. 1B.
  • the thermosetting resin sheet 30 used in this step has a first surface 31 and a second surface 32 opposite to the first surface 31, as shown in FIG. Extends in orthogonal directions.
  • the thermosetting resin sheet 30 contains a thermosetting resin and an inorganic filler, as will be described later. Further, the thermosetting resin sheet 30 is in a semi-cured state (B-stage state).
  • thermosetting resin sheet 30 is softened by heating before bonding.
  • the heating temperature (softening temperature) in this step is, for example, 40° C. or higher, preferably 60° C. or higher.
  • the heating temperature is lower than the curing temperature of the thermosetting resin sheet 30, for example, lower than 100°C, preferably 90°C or lower.
  • the thermosetting resin sheet 30 is thermally cured to form a cured resin sheet 30A.
  • the heating temperature (curing temperature) is higher than the above softening temperature, for example 100° C. or higher, preferably 120° C. or higher.
  • the heating temperature (curing temperature) is, for example, 200° C. or lower, preferably 180° C. or lower.
  • the heating time is, for example, 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer.
  • the heating time is, for example, 180 minutes or less, preferably 120 minutes or less.
  • the temporary fixing base material 10 is separated from the cured resin sheet 30A.
  • the temporary fixing surface 11 of the temporary fixing base material 10 is formed of an adhesive layer whose adhesive strength can be reduced by ultraviolet irradiation
  • the cured resin sheet 30A After reducing the adhesive strength of the adhesive layer by ultraviolet irradiation, the cured resin sheet 30A
  • the temporary fixing base material 10 is separated from the .
  • the first surface 31 of the cured resin sheet 30A and the end surface of the first portion 21 of the electrode 20 (first electrode surface 20a, which will be described later), which were in contact with the temporary fixing surface 11, are exposed.
  • the second surface side 32 of the cured resin sheet 30A (cured thermosetting resin sheet 30) is ground, and the second surface of the electrode 20 is ground on the second surface 32 side. An end surface (second electrode surface 20b, which will be described later) of the portion 22 is exposed.
  • the electrodes 20 may be ground together with the cured resin sheet 30A.
  • a back grinder equipped with a grinding wheel is used for the grinding process.
  • the thickness of the cured resin sheet 30A after grinding is, for example, 80 ⁇ m or more and, for example, 500 ⁇ m or less.
  • the ratio of the height of the electrode 20 after grinding to the height (length in the thickness direction T) of the electrode 20 before grinding is, for example, 0.8-1.
  • the cured resin sheet X with electrodes includes a cured resin sheet 30A as a sheet-like cured resin portion, and a plurality of electrodes 20 arranged in the cured resin sheet 30A.
  • the cured resin sheet 30A has a first surface 31 and a second surface 32 opposite to the first surface 31, and each electrode 20 arranged and held within the cured resin sheet 30A has a first surface. It has a first electrode surface 20a exposed on the surface 31 side and a second electrode surface 20b exposed on the second surface 32 side.
  • the plurality of electrodes 20 are provided at positions corresponding to the types and number of electronic components to be mounted on the cured resin sheet X with electrodes.
  • FIG. 3 shows a method of manufacturing a semiconductor package as an example of how to use the cured resin sheet X with electrodes.
  • the semiconductor chip 50 is mounted face down on the second surface Xb of the cured resin sheet X with electrodes.
  • the semiconductor chip 50 is a semiconductor chip for wireless communication in this embodiment.
  • the operating frequency of the semiconductor chip 50 is, for example, 0.01 to 100 GHz.
  • the semiconductor chip 50 has a main surface 51 and side surfaces 52 . Terminals (not shown) for external connection are provided on the main surface 51 .
  • the second electrode surface 20b of the electrode 20 and the terminal on the main surface 51 are paired in a state where the second surface Xb of the cured resin sheet X with electrodes and the main surface 51 of the semiconductor chip 50 are in contact with each other. join together. Examples of bonding methods include ultrasonic bonding and solder bonding.
  • a sealing resin composition 60 in a semi-cured state is supplied onto the cured resin sheet X with electrodes so as to cover the semiconductor chip 50 .
  • the encapsulating resin composition 60 is, for example, a thermosetting resin composition containing a thermosetting resin.
  • the sealing resin composition 60 covering the semiconductor chip 50 is cured by heating to form a cured resin portion 60A around the semiconductor chip 50 on the cured resin sheet X with electrodes.
  • the heating temperature is, for example, 100.degree. C. to 200.degree.
  • the electrode-attached cured resin sheet X and the cured resin portion 60A are cut along predetermined cutting lines by blade dicing, for example, to separate into individual semiconductor packages.
  • the semiconductor chip 50 is connected externally via the electrodes 20 of the cured resin sheet X with the electrodes, and the cured resin sheet 30A as the cured resin portion of the cured resin sheet X with the electrodes and the sealing member are sealed. It is sealed with a cured resin portion 60 ⁇ /b>A formed from the sealing resin composition 60 .
  • the semiconductor chip 50 is mounted face-down on the cured resin sheet X with electrodes while the semiconductor chip 50 is in contact with the cured resin sheet X with electrodes. It is suitable for thinning than the semiconductor package of That is, the cured resin sheet X with electrodes obtained by the manufacturing method of the present invention described above with reference to FIG. 1 is suitable for manufacturing thin semiconductor packages.
  • thermosetting resin sheet 30 shown in FIG. 2 is one embodiment of the thermosetting resin sheet of the present invention, and is formed from a thermosetting composition.
  • a thermosetting composition contains a thermosetting resin and an inorganic filler in this embodiment. Further, the thermosetting resin sheet 30 is in a semi-cured state (B-stage state).
  • thermosetting resins examples include epoxy resins, silicone resins, urethane resins, polyimide resins, urea resins, melamine resins, and unsaturated polyester resins. These thermosetting resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the content of the thermosetting resin in the thermosetting composition is preferably 3% by mass or more, more preferably 3.5% by mass or more.
  • the content of the thermosetting resin in the thermosetting composition is preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass or less.
  • the thermosetting resin preferably contains epoxy resin.
  • epoxy resins include bifunctional epoxy resins and trifunctional or higher polyfunctional epoxy resins.
  • Bifunctional epoxy resins include, for example, bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, modified bisphenol A type epoxy resins, modified bisphenol F type epoxy resins, and biphenyl type epoxy resins.
  • trifunctional or higher polyfunctional epoxy resins include phenol novolak type epoxy resins, cresol novolak type epoxy resins, trishydroxyphenylmethane type epoxy resins, tetraphenylolethane type epoxy resins, and dicyclopentadiene type epoxy resins. be done. These epoxy resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • a bifunctional epoxy resin and/or the above polyfunctional epoxy resin is preferably used, and a bisphenol F type epoxy is more preferably used.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 10 g/eq or more, more preferably 50 g/eq or more, and even more preferably 100 g/eq or more.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 500 g/eq or less, more preferably 450 g/eq or less, still more preferably 400 g/eq or less. If the thermosetting resin comprises multiple epoxy resins, the epoxy equivalent weight is the weighted average epoxy equivalent weight of the multiple epoxy resins.
  • the thermosetting resin preferably contains a phenolic resin as a curing agent for the epoxy resin.
  • a novolak-type phenolic resin and/or a triphenylmethane-type epoxy resin are preferably used.
  • Novolac-type phenolic resins include, for example, phenol novolak resins, phenol aralkyl resins, trishydroxyphenylmethane novolac resins, cresol novolac resins, tert-butylphenol novolac resins, and nonylphenol novolak resins.
  • Triphenylmethane-type epoxy resins include, for example, trishydroxyphenylmethane-type epoxy resins. These phenol resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the amount of hydroxyl groups in the phenolic resin is preferably 0.7 equivalents or more, more preferably 0.9 equivalents or more, relative to 1 equivalent of epoxy groups in the epoxy resin.
  • the amount of hydroxyl groups in the phenolic resin is preferably 1.5 equivalents or less, more preferably 1.2 equivalents or less, relative to 1 equivalent of epoxy groups in the epoxy resin.
  • the amount of the phenol resin compounded with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more.
  • the amount of the phenolic resin as a curing agent to 100 parts by mass of the epoxy resin is preferably 80 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less.
  • inorganic fillers include inorganic particles having a solid structure (solid inorganic particles) and inorganic particles having a hollow structure (hollow inorganic particles).
  • Materials for solid inorganic particles include, for example, silica, calcium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, cesium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum nitride, and boron nitride. , silicon nitride, and silicon carbide.
  • the solid inorganic particles may be used singly or in combination of two or more.
  • a solid silica filler is preferably used as the solid inorganic particles.
  • the average particle size of the solid inorganic particles is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the average particle size is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less. These configurations are preferable for securing good viscosity and electrode shape followability in the thermosetting resin sheet 30 in the bonding step (FIG. 1B) described above.
  • the average particle diameter of the solid inorganic particles is the median diameter in the volume-based particle size distribution (the particle size at which the volume cumulative frequency reaches 50% from the small diameter side). (The same applies to the average particle size of other inorganic fillers).
  • the content of solid inorganic particles in the thermosetting composition is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more. Such a configuration is suitable for suppressing expansion and contraction due to temperature changes in the thermosetting resin sheet 30 .
  • the content ratio is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less. Such a configuration is suitable for ensuring the fluidity of the thermosetting resin sheet 30 in the bonding step (FIG. 1B) described above.
  • Materials for the solid inorganic particles also include layered silicate compounds.
  • Particles of the layered silicate compound in the thermosetting composition are components that increase the viscosity of the thermosetting composition while exhibiting thixotropic properties in the thermosetting composition.
  • Layered silicate compounds include, for example, smectite, kaolinite, halloysite, talc, and mica.
  • Smectites include, for example, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, sauconite, and stevensite.
  • smectite is preferably used, and montmorillonite is more preferably used, because it is easily mixed with the thermosetting resin.
  • the layered silicate compound may be an unmodified material whose surface has not been modified, or a modified material whose surface has been modified with an organic component.
  • a layered silicate compound whose surface is modified with an organic component is used, and more preferably an organic compound whose surface is modified with an organic component is used.
  • Smectite is used, and more preferably, organized bentonite whose surface is modified with an organic component is used.
  • organic components include organic cations (onium ions) such as ammonium, imidazolium, pyridinium, and phosphonium.
  • Ammonium includes, for example, dimethyldistearylammonium, distearylammonium, octadecylammonium, hexylammonium, octylammonium, 2-hexylammonium, dodecylammonium, and trioctylammonium.
  • Imidazoliums include, for example, methylstearylimidazolium, distearylimidazolium, methylhexylimidazolium, dihexylimidazolium, methyloctylimidazolium, dioctylimidazolium, methyldodecylimidazolium, and didodecylimidazolium.
  • Pyridiniums include, for example, stearylpyridinium, hexylpyridinium, octylpyridinium, and dodecylpyridinium.
  • Phosphoniums include, for example, dimethyldistearylphosphonium, distearylphosphonium, octadecylphosphonium, hexylphosphonium, octylphosphonium, 2-hexylphosphonium, dodecylphosphonium, and tri Octylphosphonium is mentioned.
  • the organic cations may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • ammonium is preferably used, and dimethyldistearylammonium is more preferably used.
  • an organized layered silicate compound an organized smectite whose surface is modified with ammonium is preferably used, and an organized bentonite whose surface is modified with dimethyldistearyl ammonium is more preferably used.
  • the average particle size of the layered silicate compound is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, and still more preferably 10 nm or more.
  • the average particle size of the layered silicate compound is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less, and even more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the content of the layered silicate compound in the thermosetting composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 1.2% by mass or more, and even more preferably 1.4% by mass or more.
  • Such a configuration is suitable for increasing the viscosity of the thermosetting composition and exhibiting thixotropic properties such that the viscosity of the thermosetting composition becomes lower when the pressure is applied than when the pressure is not applied.
  • Such thixotropic properties are preferable for ensuring good conformability to the electrode shape in the thermosetting resin sheet 30 in the bonding step (FIG. 1B) described above.
  • the content of the layered silicate compound in the thermosetting composition is preferably 6% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 4% by mass or less. % by mass or less.
  • Hollow ceramic fillers are preferably used as the hollow inorganic particles.
  • a hollow ceramic filler is a hollow filler made of a fired inorganic material.
  • Materials for the hollow ceramic filler include, for example, oxide ceramics, nitride ceramics, carbide ceramics, and glass ceramics.
  • Oxide ceramics include, for example, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and cesium oxide.
  • Nitride ceramics include, for example, silicon nitride, titanium nitride, and aluminum nitride.
  • Carbide ceramics include, for example, silicon carbide, titanium carbide, and tungsten carbide.
  • glass ceramics include aluminoborosilicate glass, aluminosilicate glass, lead borosilicate glass, and zinc borosilicate glass. Glass ceramics are preferably used as the hollow ceramic filler, and aluminoborosilicate glass is more preferably used.
  • the average particle size of the hollow ceramic filler is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the average particle size is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, and even more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the particle density of the hollow ceramic filler is preferably 0.3 g/cm 3 or more, more preferably 0.5 g/cm 3 or more, and preferably 0.9 g/cm 3 or less, more preferably 0.8 g/cm 3 or less. cm 3 or less.
  • Such a configuration is preferable for lowering the dielectric constant of the cured resin sheet 30A (cured resin portion) formed from the thermosetting resin sheet 30. It is preferable to reduce the transmission loss of high frequency signals.
  • the content of the hollow ceramic filler in the thermosetting composition is preferably 15% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, still more preferably 60% by volume or more, and even more preferably, from the viewpoint of reducing the transmission loss described above. is at least 65% by volume, particularly preferably at least 70% by volume, particularly preferably at least 75% by volume. From the viewpoint of reducing the transmission loss described above, the proportion of the hollow ceramic filler in the inorganic filler is preferably 20% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, still more preferably 80% by volume or more, and particularly preferably 100% by volume. is.
  • the content of the hollow ceramic filler in the thermosetting composition is preferably 85% by volume or less, more preferably 82% by volume or less, and even more preferably 80% by volume or less.
  • the content of the hollow ceramic filler in the thermosetting composition is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less.
  • the content of the inorganic filler in the thermosetting composition is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more. Such a configuration is suitable for suppressing expansion and contraction due to temperature changes in the thermosetting resin sheet 30 .
  • the content ratio is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less. Such a configuration is suitable for ensuring the fluidity of the thermosetting resin sheet 30 in the bonding step (FIG. 1B) described above.
  • thermosetting composition may contain other components.
  • Other ingredients include, for example, curing accelerators, thermoplastic resins, pigments, and silane coupling agents.
  • a curing accelerator is a catalyst (thermosetting catalyst) that accelerates the curing of thermosetting resin by heating.
  • Curing accelerators include, for example, imidazole compounds and organophosphorus compounds.
  • Imidazole compounds include, for example, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.
  • Organophosphorus compounds include, for example, triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, tributylphosphine, and methyldiphenylphosphine.
  • an imidazole compound is preferably used, and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole is more preferably used.
  • the amount of the curing accelerator compounded with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin is, for example, 0.05 parts by mass or more and, for example, 5 parts by mass or less.
  • thermoplastic resins examples include acrylic resins, natural rubbers, butyl rubbers, isoprene rubbers, chloroprene rubbers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-acrylic acid ester copolymers, polybutadiene resins, Polycarbonate resins, thermoplastic polyimide resins, polyamide resins, phenoxy resins, saturated polyester resins (such as PET), polyamideimide resins, fluororesins, and styrene-isobutylene-styrene block copolymers. These thermoplastic resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • an acrylic resin is preferably used from the viewpoint of ensuring compatibility between the thermosetting resin and the thermoplastic resin.
  • acrylic resins include (meth)acrylic polymers as polymers of monomer components containing (meth)acrylic acid alkyl esters having linear or branched alkyl groups and other monomers (copolymerizable monomers). mentioned.
  • the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin is preferably -70°C or higher.
  • the glass transition temperature is preferably 0° C. or lower, more preferably -5° C. or lower.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polymer the glass transition temperature (theoretical value) obtained based on the following Fox formula can be used.
  • the Fox equation is a relational expression between the glass transition temperature Tg of a polymer and the glass transition temperature Tgi of a homopolymer of monomers constituting the polymer.
  • Tg represents the glass transition temperature (° C.) of the polymer
  • Wi represents the weight fraction of the monomer i constituting the polymer
  • Tgi represents the glass transition of the homopolymer formed from the monomer i.
  • Literature values can be used for the glass transition temperature of homopolymers. (Kyozo Kitaoka, Kobunshi Kankokai, 1995) lists the glass transition temperatures of various homopolymers.
  • the glass transition temperature of a homopolymer of a monomer can also be determined by the method specifically described in JP-A-2007-51271.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 100,000 or more, preferably 300,000 or more.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,000,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the resin is measured by gel permeation chromatography (GPC) based on standard polystyrene conversion values.
  • the content of the thermoplastic resin in the thermosetting composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more.
  • the content ratio is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less.
  • pigments examples include black pigments such as carbon black.
  • the particle size of the pigment is, for example, 0.001 ⁇ m or more and, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the particle diameter of the pigment is the arithmetic mean diameter obtained by observing the pigment with an electron microscope.
  • the content of the pigment in the thermosetting composition is, for example, 0.1% by mass or more and, for example, 2% by mass or less.
  • silane coupling agents include silane coupling agents containing epoxy groups.
  • Epoxy group-containing silane coupling agents include, for example, 3-glycidoxydialkyldialkoxysilanes and 3-glycidoxyalkyltrialkoxysilanes.
  • 3-glycidoxydialkyldialkoxysilanes include, for example, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane.
  • 3-glycidoxyalkyltrialkoxysilanes include, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.
  • silane coupling agent 3-glycidoxyalkyltrialkoxysilane is preferably used, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferably used.
  • the content of the silane coupling agent in the thermosetting composition is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more.
  • the content ratio is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.
  • thermosetting resin sheet 30 can be manufactured, for example, as follows.
  • a varnish of the thermosetting composition is prepared by kneading each of the components described above with respect to the thermosetting composition and a solvent.
  • Solvents include, for example, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, and toluene.
  • the varnish is applied on a substrate such as a release film to form a coating film, and then the coating film is dried by heating.
  • a semi-cured composition film having a predetermined thickness can be formed as the thermosetting resin sheet 30 (in FIG. 2, the thermosetting resin sheet 30 is placed on the release film L indicated by the ).
  • the release film include flexible plastic films.
  • plastic film examples include polyethylene terephthalate film, polyethylene film, polypropylene film, and polyester film.
  • the thickness of the release film is, for example, 3 ⁇ m or more and, for example, 200 ⁇ m or less.
  • the surface of the release film is preferably release-treated.
  • thermosetting resin sheet 30 When manufacturing a thick thermosetting resin sheet 30, a plurality of composition films may be laminated and integrated under heating conditions.
  • the heating temperature is, for example, 70.degree. C. to 90.degree.
  • thermosetting resin sheet 30 having a predetermined thickness can be produced as described above.
  • the thickness of the thermosetting resin sheet 30 is, for example, 10 ⁇ m or more, preferably 25 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more.
  • the thickness of the thermosetting resin sheet 30 is, for example, 3000 ⁇ m or less, preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, even more preferably 300 ⁇ m or less, particularly preferably 100 ⁇ m or less.
  • the thermosetting resin sheet 30 has a tensile storage elastic modulus of 2 GPa or more and 18 GPa or less at 25°C after being cured by heating at 150°C for 1 hour. Such a configuration is suitable for separating the temporary fixing base material 10 from the cured resin sheet 30A while suppressing plastic deformation and cracking of the cured resin sheet 30A in the above-described peeling step (FIG. 1D). Such a thermosetting resin sheet 30 is suitable for use in manufacturing the above-mentioned cured resin sheet X with electrodes.
  • the storage elastic modulus of the thermosetting resin sheet 30 is preferably 5 GPa or more, more preferably 7 GPa or more, and preferably 16 GPa or less, more preferably 12 GPa or less. be.
  • Tensile storage modulus can be measured by the method described below with respect to the Examples.
  • the thermosetting resin sheet 30 has a viscosity of 3 kPa ⁇ s or more and 100 kPa ⁇ s or less at 90°C. Such a configuration suppresses the formation of a gap between the thermosetting resin sheet 30 and the electrode 20 at a temperature of 90° C. or in the vicinity thereof in the above-described peeling step (FIG. 1B). It is suitable for embedding the electrode 20 with the thermosetting resin sheet 30 . From the viewpoint of embeddability, the thermosetting resin sheet 30 preferably has a viscosity at 90° C. of 5 kPa ⁇ s or more, more preferably 6 kPa ⁇ s or more, and preferably 90 kPa ⁇ s or less and 80 kPa ⁇ s. s or less. The viscosity at 90° C. can be determined by the measurement method described below with respect to the examples.
  • the thermosetting resin sheet 30 has a mass W1 after a heat treatment at 150°C for 1 hour and then a first resting time at 25°C and 40% relative humidity for 1 hour.
  • Thermosetting resin sheet 30 has a mass W2 after a second rest for 168 hours at conditions of 85° C. and 85% relative humidity after the first rest.
  • the thermosetting resin sheet 30 preferably has a moisture absorption rate represented by [(W2 ⁇ W1)/W1] ⁇ 100 of 0.3 mass % or less, more preferably 0.2 mass % or less. Such a configuration is preferable for ensuring sealing reliability of the cured resin portion formed from the thermosetting resin sheet 30 .
  • the dielectric constant at 10 GHz is preferably 4.2 or less, more preferably 4.0 or less, and still more preferably 3.0. It is below. Such a configuration is preferable for reducing transmission loss of high-frequency signals passing through the cured resin portion formed from the thermosetting resin sheet 30 .
  • the dielectric constant is, for example, 1 or more. The dielectric constant can be measured by the method described below with respect to the examples.
  • Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 Each component was mixed according to the formulation shown in Table 1 to prepare a composition varnish (in Table 1, the unit of each numerical value representing the composition is relative "parts by mass”). Next, a varnish was applied on a polyethylene terephthalate film (PET film) whose surface was subjected to a release treatment with silicone to form a coating film. Next, this coating film was dried by heating at 120° C. for 2 minutes to form a composition film having a thickness of 65 ⁇ m on a PET film (the formed composition film was in the state of B stage). Next, the four composition films were laminated together at 80° C. to prepare a thermosetting resin sheet having a thickness of 260 ⁇ m (the formed thermosetting resin sheet is in the state of B stage).
  • a composition varnish in Table 1, the unit of each numerical value representing the composition is relative "parts by mass”
  • a varnish was applied on a polyethylene terephthalate film (PET film) whose surface was subjected to a release
  • thermosetting resin sheet The viscosity at 90° C. of each thermosetting resin sheet of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was measured.
  • a rheometer (trade name “HAAKE MARS III”, manufactured by Thermo Fisher Scientific) was used, and a heat plate for heating in the same device and a parallel plate (diameter 8 mm), a sample taken from the thermosetting resin sheet was sandwiched between the plates, and the gap between the plates was set to 1 mm. Then, the viscosity was measured under the conditions of a frequency of 1 Hz, a strain value of 0.005%, a measurement temperature range of 50° C. to 90° C., and a heating rate of 30° C./min. Table 1 shows the viscosity (kPa ⁇ s) at 90°C.
  • thermosetting resin sheet of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 the tensile storage modulus after curing was measured as follows. First, the thermosetting resin sheet was cured by heating at 150° C. for 1 hour. Next, a sample piece for measurement (width 3 mm ⁇ length 40 mm ⁇ thickness 260 ⁇ m) was cut out from the cured thermosetting resin sheet. Next, using a dynamic viscoelasticity measuring device (trade name "RSA-G2", manufactured by TA Instruments), the tensile storage modulus was measured in a temperature range of -10°C to 260°C.
  • RSA-G2 dynamic viscoelasticity measuring device
  • the initial distance between the chucks for holding the sample piece was set to 22.5 mm
  • the measurement mode was set to the tensile mode
  • the temperature increase rate was set to 10°C/min
  • the frequency was set to 1 Hz
  • the dynamic strain was set to 0.05. %.
  • Table 1 shows the tensile storage modulus (GPa) at 25°C.
  • thermosetting resin sheets of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were examined for moisture absorption as follows. First, the thermosetting resin sheet was cured by heating at 150° C. for 1 hour. Next, a sample piece for measurement (width 50 mm ⁇ length 50 mm ⁇ thickness 260 ⁇ m) was cut out from the cured thermosetting resin sheet. Next, the sample piece was allowed to stand for 1 hour under conditions of 25° C. and 40% relative humidity. Next, the mass (mass W1) of the sample piece was measured. Next, the sample piece was allowed to stand under conditions of 85° C. and 85% relative humidity for 168 hours. Next, the mass (mass W2) of the sample piece was measured. Then, the moisture absorption rate represented by the following formula was calculated. The values (%) are shown in Table 1.
  • thermosetting resin sheet of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 the dielectric constant at 10 GHz after curing was measured as follows. First, the thermosetting resin sheet was cured by heating at 150° C. for 1 hour. Next, a sample piece for measurement (width 30 mm ⁇ length 30 mm ⁇ thickness 260 ⁇ m) was cut out from the cured thermosetting resin sheet. Next, the dielectric constant of the sample piece was measured at 10 GHz using a PNA network analyzer (manufactured by Agilent Technologies) and an SPDR (Split post dielectric resonators) resonator. Table 1 shows the measurement results.
  • PNA network analyzer manufactured by Agilent Technologies
  • SPDR Split post dielectric resonators
  • thermosetting resin sheet of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 the degree of warpage after curing was examined. Specifically, first, a laminate sample comprising a 42 alloy plate with a size of 90 mm ⁇ 90 mm ⁇ 150 ⁇ m in thickness and a thermosetting resin sheet bonded to the entire thickness direction one side of the 42 alloy plate was prepared. , 150° C. for 1 hour and then allowed to stand at 25° C. for 1 hour. Then, the maximum value of the distance between the mounting surface on which the laminate sample is placed with the 42 alloy plate of the laminate sample facing downward and the edge of the laminate sample is measured as the amount of warpage (mm). did. Table 1 shows the results.
  • thermosetting resin sheets of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were examined for deformation and cracking during the process of producing the cured resin sheets with electrodes. Specifically, first, a plurality of electrodes are embedded in a thermosetting resin sheet with respect to the temporary fixing surface of a temporary fixing base material having a plurality of electrodes arranged on the temporary fixing surface, and the thermosetting resin sheet were laminated together (Fig. 1B).
  • the temporary fixing base material is a SUS base material having a thickness of 100 ⁇ m.
  • the electrode is made of copper and has a cylindrical first portion (30 ⁇ m high) and a larger cylindrical second portion (20 ⁇ m high). The distance between adjacent electrodes was about 100 to 150 ⁇ m.
  • a vacuum press machine (product name: "Vacuum Pressure Apparatus VS008-1515", manufactured by Mikado Technos Co., Ltd.) was used for the bonding.
  • the temperature was 90° C.
  • the press pressure was 0.1 MPa
  • the pressing time was 40 seconds.
  • the bonded body temporary fixing base material, electrode, thermosetting resin sheet
  • the thermosetting resin sheet was cured to form a cured resin sheet holding the electrodes.
  • the bonded body was allowed to stand at 25° C. for 1 hour.
  • the temporary fixing base material was peeled off from the cured resin sheet with electrodes (FIG. 1D).
  • the peeling angle was set to 90° to 145°, and the peeling speed was set to about 300 mm/sec. Thereafter, the presence or absence of deformation and the presence or absence of cracks were confirmed by visual observation of the cured resin sheet with electrodes. Regarding the resistance to deformation and cracking of the thermosetting resin sheet after curing, the case where neither deformation nor cracking occurred was evaluated as "good”, and the case where deformation and/or cracking occurred was evaluated as "bad”. Table 1 shows the results.
  • the electrode embedding property was examined during the process of producing a cured resin sheet with electrodes. Specifically, first, the cured resin sheet with electrodes subjected to the evaluation of deformation and cracking resistance described above was cut in the thickness direction, and a cross section of a predetermined electrode and a cured resin portion around the electrode was cut out. . The cross section was then observed using an optical microscope. Regarding the embedding property of the electrode in the thermosetting resin sheet after curing, it is evaluated as "good” when there is no gap between the electrode and the cured resin part, and as “poor” when there is a gap. evaluated. Table 1 shows the results.
  • First epoxy resin "YSLV-80XY” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. (bisphenol F type epoxy resin, high molecular weight epoxy resin, epoxy equivalent 191 g/eq, solid at room temperature, softening point 80 ° C.)
  • Second epoxy resin "EPPN-501HY” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. (polyfunctional epoxy resin, epoxy equivalent 169 g/eq, solid at room temperature, softening point 60 ° C.)
  • First phenolic resin "LVR-8210DL” manufactured by Gun Ei Kagaku Co., Ltd.
  • Second phenol resin “TPM-100” manufactured by Gun Ei Kagaku Co., Ltd. (triphenylmethane type phenol resin, latent curing agent, hydroxyl equivalent 98 g/eq, solid at normal temperature, softening point 108.2 ° C.)
  • First silica filler "FB-8SM” manufactured by Denka Co., Ltd. (spherical silica particles, average particle size 7.0 ⁇ m, no surface treatment)
  • Second silica filler Admatechs "SC220G-SMJ” (spherical silica particles, average particle size 0.5 ⁇ m) with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • KBM-503 on the surface Treated (the silane coupling agent used for surface treatment is 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of silica particles)
  • Hollow ceramic filler "Cell Spheres” manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. (aluminoborosilicate glass, hollow spherical particles, average particle diameter 4.0 ⁇ m, particle density 0.6 g/cm 3 )
  • Layered silicate compound "Esben NX” manufactured by Hojun Corporation (organized bentonite surface-modified with dimethyldistearylammonium)
  • Curing accelerator "2PHZ-PW” (2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole) manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.
  • Silane coupling agent "KBM-403" (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Pigment: "Carbon Black #20” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (average particle size 50 nm) Solvent: methyl ethyl ketone (MEK) TECHNICAL FIELD
  • the present invention relates to a method for producing a cured resin sheet with electrodes, a cured resin sheet with electrodes, and a thermosetting resin sheet.
  • the method for manufacturing a cured resin sheet with electrodes, the cured resin sheet with electrodes, and the thermosetting resin sheet can be used for manufacturing electronic component packages such as semiconductor packages.
  • Temporary fixing base material 11 Temporary fixing surface 20 Electrode (electrode for electronic component) 20a First electrode surface 20b Second electrode surface 21 First portion 22 Second portion 30 Thermosetting resin sheet 31 First surface 32 Second surface 30A Curing resin sheet

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Abstract

本発明の電極付き硬化樹脂シートの製造方法は、仮固定基材(10)の仮固定面(11)上に複数の電子部品用電極(20)を配置する工程と、熱硬化性の樹脂シート(30)の第1面(31)を、同シートによって複数の電極(20)を包埋しつつ、仮固定基材(10)の第1面(11)に貼り合わせる工程と、樹脂シート(30)を熱硬化させて硬化樹脂シート(30A)を形成する工程と、硬化樹脂シート(30A)から仮固定基材(10)を離す工程と、硬化樹脂シート(30A)の第2面(32)側を研削して、第2面(32)側に電極(20)を露出させる工程とを含む。本発明の樹脂シート(X)は、電極付き硬化樹脂シート製造用の熱硬化性樹脂シートであって、硬化後に、25℃において、2GPa以上18GPa以下の引張貯蔵弾性率を有する。

Description

電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および熱硬化性樹脂シート
 本発明は、電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および熱硬化性樹脂シートに関する。
 半導体パッケージなどの電子部品パッケージの製造過程では、実装基板など基材の上に電子部品が実装された後、当該電子部品を被覆する硬化樹脂部が形成されて、電子部品が封止される。基材に対して電子部品がフェイスアップ実装される場合、電子部品における基材とは反対側(電子部品の上面側)にある端子と、基材の端子とが、ボンディングワイヤを介して電気的に接続される。基材に対して電子部品がフェイスダウン実装される場合、従来、電子部品における基材側にある端子と、基材の端子とが、バンプなどの電極を介して電気的に接続される。電子部品パッケージの製造に関する技術については、例えば下記の特許文献1に記載されている。
特開2001-189415号公報
 上述のフェイスアップ実装の場合、電子部品を封止する硬化樹脂部は、電子部品の上面側から延び出ているボンディングワイヤが電子部品とともに硬化樹脂部内に埋め込まれる程度の厚さで、形成される。上述のフェイスダウン実装の場合、硬化樹脂部は、基材に対して電極を介して実装された高さにある電子部品が硬化樹脂部内に埋め込まれる程度の厚さで、形成される。そのため、従来、用途に適った充分な薄さの電子部品パッケージを製造できない場合がある。
 本発明は、薄い電子部品パッケージを製造するのに適した電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および、当該シートの製造に用いられる熱硬化性樹脂シートを提供する。
 本発明[1]は、仮固定面を有する仮固定基材の前記仮固定面上に複数の電子部品用電極を配置する第1工程と、第1面と当該第1面とは反対側の第2面とを有する熱硬化性樹脂シートの前記第1面を、当該熱硬化性樹脂シートによって前記複数の電子部品用電極を包埋しつつ、前記仮固定基材の前記仮固定面に貼り合わせる、第2工程と、前記熱硬化性樹脂シートを熱硬化させて硬化樹脂シートを形成する第3工程と、前記硬化樹脂シートから前記仮固定基材を離す第4工程と、前記硬化樹脂シートの前記第2面側を研削して、当該第2面側において前記電子部品用電極を露出させる、第5工程とを含む、電極付き実装基板の製造方法を含む。
 本方法によると、電極付き硬化樹脂シートが製造される。このシートは、シート状の硬化樹脂部と、当該硬化樹脂部に保持された複数の電子部品用電極とを備える。複数の電極のそれぞれは、シートの厚さ方向の一方面にて露出する第1電極面と、他方面にて露出する第2電極面とを有する。複数の電極は、実装予定の電子部品の種類および数に応じた位置に設けられる。このような電極付き硬化樹脂シートは、次のように、薄い電子部品パッケージを製造するのに適する。
 まず、電極付き硬化樹脂シートの片面に電子部品をフェイスダウン実装する。このフェイスダウン実装では、電極付き硬化樹脂シート表面と電子部品表面とが接する状態で、同シートの電極と電子部品表面の端子とを一対一で接合する。次に、半硬化状態の封止用樹脂組成物を、電極付き硬化樹脂シート上に、電子部品を覆うように供給する。次に、電子部品を覆う封止用樹脂組成物を、加熱によって硬化させる。これにより、電極付き硬化樹脂シート上の電子部品まわりに硬化樹脂部が形成される。その後、必要に応じて電子部品パッケージへと個片化する。こうして得られる電子部品パッケージにおいて、電子部品は、電極付き硬化樹脂シートの電極を介して外部接続可能な状態で、同シートの硬化樹脂部と、封止用樹脂組成物から形成された硬化樹脂部とによって、封止されている。このような電子部品パッケージは、電子部品が基材に接する状態で当該基材に対してフェイスダウン実装されているため、従来のフェイスアップ型の電子部品パッケージおよびフェイスダウン型の電子部品パッケージよりも、薄型化するのに適する。すなわち、本発明の製造方法によって得られる電極付き硬化樹脂シートは、薄い電子部品パッケージを製造するのに適する。
 本発明[2]は、前記熱硬化性樹脂シートが、硬化後に、25℃において、2GPa以上18GPa以下の引張貯蔵弾性率を有する、上記[1]に記載の電極付き硬化樹脂シートの製造方法を含む。
 このような構成は、上記第4工程において、硬化樹脂シートに塑性変形および割れが生じるのを抑制しつつ、当該硬化樹脂シートから仮固定基材を離すのに適する。
 本発明[3]は、第1面、および、当該第1面とは反対側の第2面を有する、硬化樹脂シートと、前記硬化樹脂シート内に配置された複数の電子部品用電極であって、それぞれが、前記第1面側に露出する第1電極面と、前記第2面側に露出する第2電極面とを有する、複数の電子部品用電極と、を備える電極付き硬化樹脂シートを含む。
 このような構成の電極付き硬化樹脂シートは、上述の製造方法によって製造でき、薄い電子部品パッケージを製造するのに適する。
 本発明[4]は、電極付き硬化樹脂シート製造用の熱硬化性樹脂シートであって、硬化後に、25℃において、2GPa以上18GPa以下の引張貯蔵弾性率を有する、熱硬化性樹脂シートを含む。
 このような熱硬化性樹脂シートは、上述のような電極付き硬化樹脂シート製造方法の第4工程において、硬化樹脂シートに塑性変形および割れが生じるのを抑制しつつ、当該硬化樹脂シートから仮固定基材を離すのに適する。したがって、本熱硬化性樹脂シートは、薄い電子部品パッケージを製造するのに適する電極付き硬化樹脂シートの製造に、用いるのに適する。
 本発明[5]は、90℃において3kPa・s以上100kPa・s以下の粘度を有する、上記[4]に記載の熱硬化性樹脂シートを含む。
 このような構成は、上述のような電極付き硬化樹脂シート製造方法の第2工程において、90℃およびその近傍の温度条件で、熱硬化性樹脂シートと電極との間に空隙が形成されるのを抑制しつつ、同シートによって電極を包埋するのに適する。
 本発明[6]は、150℃で1時間の加熱処理、および、その後の25℃および相対湿度40%の条件での1時間の第1の静置の後、質量W1を有し、前記第1の静置後の、85℃および相対湿度85%の条件での168時間の第2の静置の後、質量W2を有し、[(W2-W1)/W1]×100で表される吸湿率が0.3質量%以下である、上記[4]または[5]に記載の熱硬化性樹脂シートを含む。
 このような構成は、熱硬化性樹脂シートから形成される硬化樹脂部の封止信頼性を確保するのに好ましい。
 本発明[7]は、10GHzにおいて4.2以下の比誘電率を有する、上記[4]から[6]のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂シートを含む。
 このような構成は、熱硬化性樹脂シートから形成される硬化樹脂部を通過する高周波信号の伝送損失を、低減するのに好ましい。
本発明の電極付き硬化樹脂シートの製造方法の一実施形態の工程図である。図1Aは電極配置工程を表し、図1Bは貼合せ工程を表し、図1Cは硬化工程を表し、図1Dは剥離工程を表し、図1Eは研削工程を表す。 本発明の熱硬化性樹脂シートの一実施形態の断面模式図である。 電極付き硬化樹脂シートの使用方法の一例を表す。図3Aは、電極付き硬化樹脂シートに電子部品を実装する工程を表し、図3Bは、電子部品を封止するための熱硬化性組成物を供給する工程を表し、図3Cは熱硬化性組成物を硬化させる工程を表す。
 図1Aから図1Eは、本発明の電極付き硬化樹脂シートの製造方法の一実施形態の工程図である。本製造方法は、第1工程としての電極配置工程(図1A)と、第2工程としての貼合せ工程(図1B)と、第3工程としての硬化工程(図1C)と、第4工程としての剥離工程(図1D)と、第5工程としての研削工程(図1E)とを含む。具体的には、以下のとおりである。
 まず、電極配置工程では、図1Aに示すように、仮固定基材10上に電極20を配置する。仮固定基材10は、厚さ方向Tの一方側に、粘着力を有する仮固定面11を有する。
本工程では、具体的には、電子部品用の複数の電極20(電子部品用電極)を、仮固定基材10の仮固定面11上に配置する。
 仮固定基材10は、例えば、支持基材と、当該支持基材上に配置されて仮固定面11を形成する粘着剤層とを備える。支持基材としては、例えば、樹脂基材および金属基材が挙げられる。樹脂基材としては、可撓性を有するプラスチックフィルムが挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、およびポリエステルフィルムが挙げられる。金属基材の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、およびニッケルが挙げられる。粘着剤層は、感圧接着剤から形成されている。粘着剤層は、粘着力が事後的に低下可能な粘着剤層であってもよい。そのような粘着剤層としては、例えば、紫外線照射によって硬化して粘着力が低下可能な粘着剤層が挙げられる。
 電極20は、半導体チップなど電子部品の電極である。電極20は、本実施形態では、第1部分21と第2部分22とを有する。厚さ方向Tと直交する面方向において、第1部分21は相対的に細く、第2部分22は相対的に太い。第1部分21および第2部分22の平面視形状は、それぞれ、円形であってもよし、正方形などの矩形であってもよい。第1部分21の幅(面方向における最大長さ)は、例えば20~100μmである。第2部分22の幅(面方向における最大長さ)は、第1部分21の幅より大きい限りにおいて、例えば40~300μmである。本実施形態では、電極20の第1部分21側が、仮固定面11に仮固定されている。仮固定面11上に配置される電極20の高さ(厚さ方向Tの長さ)は、例えば20~100μmである。また、複数の電極20は、仮固定面11上において、面方向に互いに間隔を空けて配置されている。隣り合う電極20の間隔は、例えば100~500μmである。複数の電極20は、本製造方法によって製造される電極付き硬化樹脂シートX(図1Eに示す)に対して実装予定の電子部品の種類および数に応じた位置に、設けられる。電極20の材料としては、例えば、銅、銀、ニッケル、および金が挙げられる。
 次に、貼合せ工程では、図1Bに示すように、仮固定基材10に対して熱硬化性樹脂シート30を貼り合わせる。本工程で用いられる熱硬化性樹脂シート30は、図2に示すように、第1面31と、当該第1面31とは反対側の第2面32とを有し、厚さ方向Tと直交する方向に延びる。熱硬化性樹脂シート30は、後述するように、熱硬化性樹脂と、無機充填材とを含む。また、熱硬化性樹脂シート30は、半硬化状態(Bステージの状態)にある。
 本工程では、具体的には、仮固定基材10の仮固定面11上の複数の電極20を熱硬化性樹脂シート30によって包埋しつつ、熱硬化性樹脂シート30の第1面31を仮固定面11に貼り合わせる。貼り合わせには、真空プレス機を使用できる。好ましくは、貼り合わせの前に、熱硬化性樹脂シート30を加熱によって軟化させる。本工程での加熱温度(軟化温度)は、例えば40℃以上であり、好ましくは60℃以上である。当該加熱温度は、熱硬化性樹脂シート30の硬化温度未満であって、例えば100℃未満であり、好ましくは90℃以下である。
 次に、硬化工程では、図1Cに示すように、熱硬化性樹脂シート30を熱硬化させて硬化樹脂シート30Aを形成する。加熱温度(硬化温度)は、上述の軟化温度より高く、例えば100℃以上、好ましくは120℃以上である。加熱温度(硬化温度)は、例えば200℃以下、好ましくは180℃以下である。加熱時間は、例えば10分以上、好ましくは30分以上である。加熱時間は、例えば180分以下、好ましくは120分以下である。
 次に、剥離工程では、図1Dに示すように、硬化樹脂シート30Aから仮固定基材10を離す。仮固定基材10の仮固定面11が、紫外線照射によって粘着力が低下可能な粘着剤層から形成されている場合、紫外線照射によって粘着剤層の粘着力を低下させた後に、硬化樹脂シート30Aから仮固定基材10を離す。これにより、仮固定面11と接触していた、硬化樹脂シート30Aの第1面31と、電極20の第1部分21の端面(後述の第1電極面20a)とが、露出する。
 次に、研削工程では、図1Eに示すように、硬化樹脂シート30A(硬化した熱硬化性樹脂シート30)の第2面側32を研削して、第2面32側において電極20の第2部分22の端面(後述の第2電極面20b)を露出させる。本工程では、硬化樹脂シート30Aとともに電極20が研削されてもよい。研削加工には、例えば、研削砥石を備えるバックグラインド装置を使用する。研削後の硬化樹脂シート30Aの厚さは、例えば80μm以上であり、また、例えば500μm以下である。研削前の電極20の高さ(厚さ方向Tの長さ)に対する、研削後の電極20の高さの比率は、例えば0.8~1である。
 以上のようにして、電極付き硬化樹脂シートXが製造される。電極付き硬化樹脂シートXは、シート状の硬化樹脂部としての硬化樹脂シート30Aと、硬化樹脂シート30A内に配置された複数の電極20とを備える。硬化樹脂シート30Aは、第1面31と、当該第1面31とは反対側の第2面32とを有し、硬化樹脂シート30A内に配置されて保持された各電極20は、第1面31側に露出する第1電極面20aと、第2面32側に露出する第2電極面20bとを有する。複数の電極20は、電極付き硬化樹脂シートXに実装予定の電子部品の種類および数に応じた位置に設けられている。
 図3は、電極付き硬化樹脂シートXの使用方法の一例として、半導体パッケージの製造方法を表す。
 まず、図3Aに示すように、電極付き硬化樹脂シートXの第2面Xbに、半導体チップ50をフェイスダウン実装する。半導体チップ50は、本実施形態では、無線通信用の半導体チップである。半導体チップ50の動作周波数は、例えば0.01~100GHzである。また、半導体チップ50は、主面51および側面52を有する。主面51には、外部接続用の端子(図示せず)が設けられている。本工程のフェイスダウン実装では、電極付き硬化樹脂シートXの第2面Xbと半導体チップ50の主面51とが接する状態で、電極20の第2電極面20bと主面51における端子とを一対一で接合する。接合方法としては、例えば、超音波接合およびハンダ接合が挙げられる。
 次に、図3Bに示すように、電極付き硬化樹脂シートX上に、半硬化状態の封止用樹脂組成物60を、半導体チップ50を覆うように供給する。封止用樹脂組成物60は、例えば、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性の樹脂組成物である。
 次に、図3Cに示すように、半導体チップ50を覆う封止用樹脂組成物60を、加熱によって硬化させ、電極付き硬化樹脂シートX上の半導体チップ50まわりに硬化樹脂部60Aを形成する。加熱温度は、例えば100℃~200℃である。
 この後、例えばブレードダイシングにより、電極付き硬化樹脂シートXおよび硬化樹脂部60Aが所定の切断予定ラインに沿って切断されて、半導体パッケージへの個片化がなされる。こうして得られる半導体パッケージにおいて、半導体チップ50は、電極付き硬化樹脂シートXの電極20を介して外部接続可能な状態で、電極付き硬化樹脂シートXの硬化樹脂部としての硬化樹脂シート30Aと、封止用樹脂組成物60から形成された硬化樹脂部60Aとによって、封止されている。このような半導体パッケージは、半導体チップ50が電極付き硬化樹脂シートXに接する状態で電極付き硬化樹脂シートXに対してフェイスダウン実装されているため、従来のフェイスアップ型の半導体パッケージおよびフェイスダウン型の半導体パッケージよりも、薄型化するのに適する。すなわち、図1を参照して上述した本発明の製造方法によって得られる電極付き硬化樹脂シートXは、薄い半導体パッケージを製造するのに適する。
 図2に示す熱硬化性樹脂シート30は、本発明の熱硬化性樹脂シートの一実施形態であり、熱硬化性組成物から形成されている。熱硬化性組成物は、本実施形態では、熱硬化性樹脂と、無機充填材とを含む。また、熱硬化性樹脂シート30は、半硬化状態(Bステージの状態)にある。
 熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。これら熱硬化性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂の含有割合は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは3.5質量%以上である。熱硬化性組成物における熱硬化性樹脂の含有割合は、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
 熱硬化性樹脂は、好ましくは、エポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂としては、例えば、2官能エポキシ樹脂、および、3官能以上の多官能エポキシ樹脂が挙げられる。2官能エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、およびビフェニル型エポキシ樹脂が挙げられる。3官能以上の多官能エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、およびジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が挙げられる。これらエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。エポキシ樹脂としては、好ましくは、2官能エポキシ樹脂および/または上記多官能エポキシ樹脂が用いられ、より好ましくはビスフェノールF型エポキシが用いられる。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは10g/eq以上、より好ましくは50g/eq以上、更に好ましくは100g/eq以上である。エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは500g/eq以下、より好ましくは450g/eq以下、更に好ましくは400g/eq以下である。熱硬化性樹脂が複数のエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ当量は、複数のエポキシ樹脂の加重平均エポキシ当量である。
 エポキシ樹脂が用いられる場合、熱硬化性樹脂は、好ましくは、エポキシ樹脂用の硬化剤としてのフェノール樹脂を含む。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30が硬化後に高い耐熱性と高い耐薬品性を示すのに適し、従って、封止信頼性に優れた硬化樹脂部を熱硬化性樹脂シート30から形成するのに適する。フェノール樹脂としては、好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂および/またはトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が用いられる。ノボラック型フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタンノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert-ブチルフェノールノボラック樹脂、およびノニルフェノールノボラック樹脂が挙げられる。トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては、例えばトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂が挙げられる。これらフェノール樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
 熱硬化性組成物において、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対する、フェノール樹脂中の水酸基量は、好ましくは0.7当量以上、より好ましくは0.9当量以上である。熱硬化性組成物において、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対する、フェノール樹脂中の水酸基量は、好ましくは1.5当量以下、より好ましくは1.2当量以下である。また、エポキシ樹脂100質量部に対するフェノール樹脂の配合量は、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上である。エポキシ樹脂100質量部に対する硬化剤としてのフェノール樹脂の配合量は、好ましくは80質量部以下、より好ましくは70質量部以下である。
 無機充填材としては、例えば、中実構造を有する無機粒子(中実無機粒子)、および、中空構造の無機粒子(中空無機粒子)が挙げられる。
 中実無機粒子の材料としては、例えば、シリカ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、および炭化ケイ素が挙げられる。中実無機粒子は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。中実無機粒子としては、好ましくは中実シリカフィラーが用いられる。
 中実無機粒子の平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上である。同平均粒子径は、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下である。これら構成は、上述の貼合せ工程(図1B)の熱硬化性樹脂シート30において、良好な粘度を確保して、電極形状追従性を確保するのに好ましい。中実無機粒子の平均粒子径は、体積基準の粒度分布におけるメジアン径(小径側から体積累積頻度が50%に達する粒径)であり、例えば、レーザー回析・散乱法によって得られる粒度分布に基づいて求められる(他の無機充填材の平均粒子径についても同様である)。
 熱硬化性組成物における中実無機粒子の含有割合は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30において、温度変化による膨張収縮を抑制するのに適する。同含有割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30において、上述の貼合せ工程(図1B)での流動性を確保するのに適する。
 中実無機粒子の材料としては、層状ケイ酸塩化合物も挙げられる。熱硬化性組成物中の層状ケイ酸塩化合物の粒子は、当該熱硬化性組成物にチキソトロピック性を発現させつつ、熱硬化性組成物を増粘させる成分である。層状ケイ酸塩化合物としては、例えば、スメクタイト、カオリナイト、ハロイサイト、タルク、およびマイカが挙げられる。スメクタイトとしては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、およびスチーブンサイトが挙げられる。層状ケイ酸塩化合物としては、熱硬化性樹脂と混合しやすいことから、好ましくはスメクタイトが用いられ、より好ましくはモンモリロナイトが用いられる。
 層状ケイ酸塩化合物は、表面が変性されていない未変性物でもよく、また、表面が有機成分により変性された変性物でもよい。例えば第1熱硬化性樹脂との親和性の観点からは、好ましくは、表面が有機成分により変性された層状ケイ酸塩化合物が用いられ、より好ましくは、表面が有機成分で変性された有機化スメクタイトが用いられ、更に好ましくは、表面が有機成分で変性された有機化ベントナイトが用いられる。
 有機成分としては、例えば、アンモニウム、イミダゾリウム、ピリジニウム、フォスフォニウムなどの有機カチオン(オニウムイオン)が挙げられる。アンモニウムとしては、例えば、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジステアリルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、オクチルアンモニウム、2-ヘキシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、およびトリオクチルアンモニウムが挙げられる。イミダゾリウムとしては、例えば、メチルステアリルイミダゾリウム、ジステアリルイミダゾリウム、メチルヘキシルイミダゾリウム、ジヘキシルイミダゾリウム、メチルオクチルイミダゾリウム、ジオクチルイミダゾリウム、メチルドデシルイミダゾリウム、およびジドデシルイミダゾリウムが挙げられる。ピリジニウムとしては、例えば、ステアリルピリジニウム、ヘキシルピリジニウム、オクチルピリジニウム、およびドデシルピリジニウムが挙げられる。フォスフォニウムとしては、例えば、ジメチルジステアリルフォスフォニウム、ジステアリルフォスフォニウム、オクタデシルフォスフォニウム、ヘキシルフォスフォニウム、オクチルフォスフォニウム、2-ヘキシルフォスフォニウム、ドデシルフォスフォニウム、およびトリオクチルフォスフォニウムが挙げられる。有機カチオンは、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。有機カチオンとしては、好ましくはアンモニウムが用いられ、より好ましくはジメチルジステアリルアンモニウムが用いられる。
 有機化層状ケイ酸塩化合物としては、好ましくは、表面がアンモニウムで変性された有機化スメクタイトが用いられ、より好ましくは、表面がジメチルジステアリルアンモニウムで変性された有機化ベントナイトが用いられる。
 層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径は、好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上、更に好ましくは10nm以上である。層状ケイ酸塩化合物の平均粒子径は、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下、更に好ましくは10μm以下である。
 熱硬化性組成物における層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは1.2質量%以上、更に好ましくは1.4質量%以上である。このような構成は、熱硬化性組成物を増粘させつつ、当該熱硬化性組成物において、押圧力を受けるときには受けないときより低粘度化するチキソトロピック性を発現させるのに適する。このようなチキソトロピック性は、上述の貼合せ工程(図1B)の熱硬化性樹脂シート30において、良好な電極形状追従性を確保するのに好ましい。熱硬化性組成物の過度の増粘を避ける観点から、熱硬化性組成物における層状ケイ酸塩化合物の含有割合は、好ましくは6質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは4質量%以下である。
 中空無機粒子としては、好ましくは、中空セラミックスフィラーが用いられる。中空セラミックスフィラーは、焼成された無機材料よりなる中空フィラーである。中空セラミックスフィラーの材料としては、例えば、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、およびガラスセラミックスが挙げられる。酸化物セラミックスとしては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、および酸化セシウムが挙げられる。窒化物セラミックスとしては、例えば、窒化ケイ素、窒化チタン、および窒化アルミニウムが挙げられる。炭化物セラミックスとしては、例えば、炭化ケイ素、炭化チタン、および炭化タングステンが挙げられる。ガラスセラミックスとしては、例えば、アルミノ硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、鉛硼珪酸ガラス、亜鉛硼珪酸ガラスが挙げられる。中空セラミックスフィラーとしては、好ましくはガラスセラミックスが用いられ、より好ましくはアルミノ硼珪酸ガラスが用いられる。
 中空セラミックスフィラーの平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上である。同平均粒子径は、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは10μm以下である。
 中空セラミックスフィラーの粒子密度は、好ましくは0.3g/cm以上、より好ましくは0.5g/cm以上であり、また、好ましくは0.9g/cm以下、より好ましくは0.8g/cm以下である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30から形成される上述の硬化樹脂シート30A(硬化樹脂部)を低誘電率化するのに好ましく、従って、上述の半導体パッケージにおいて当該硬化樹脂部を通過する高周波信号の伝送損失を低減するのに好ましい。
 熱硬化性組成物における中空セラミックスフィラーの含有割合は、上述の伝送損失低減の観点からは、好ましくは15体積%以上、より好ましくは50体積%以上、より一層好ましくは60体積%以上、更に好ましくは65体積%以上、殊更に好ましくは70体積%以上、特に好ましくは75体積%以上である。上述の伝送損失低減の観点からは、無機充填材における中空セラミックスフィラーの割合は、好ましくは20体積%以上、より好ましくは50体積%以上、更に好ましくは80体積%以上、特に好ましくは100体積%である。また、熱硬化性組成物における中空セラミックスフィラーの含有割合は、好ましくは85体積%以下、より好ましくは82体積%以下、更に好ましくは80体積%以下である。熱硬化性組成物における中空セラミックスフィラーの含有割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30において、上述の貼合せ工程(図1B)での流動性を確保するのに適する。
 熱硬化性組成物における無機充填材の含有割合は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30において、温度変化による膨張収縮を抑制するのに適する。同含有割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30において、上述の貼合せ工程(図1B)での流動性を確保するのに適する。
 熱硬化性組成物は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、硬化促進剤、熱可塑性樹脂、顔料、およびシランカップリング剤が挙げられる。
 硬化促進剤は、加熱によって熱硬化性樹脂の硬化を促進する触媒(熱硬化触媒)である。硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール化合物および有機リン化合物が挙げられる。イミダゾール化合物としては、例えば、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、および2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾールが挙げられる。有機リン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン、およびメチルジフェニルホスフィンが挙げられる。硬化促進剤としては、好ましくはイミダゾール化合物が用いられ、より好ましくは2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾールが用いられる。熱硬化性樹脂100質量部に対する硬化促進剤の配合量は、例えば0.05質量部以上であり、また、例えば5質量部以下である。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、飽和ポリエステル樹脂(PETなど)、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、およびスチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体が挙げられる。これら熱可塑性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
 熱可塑性樹脂としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との相溶性を確保する観点から、好ましくはアクリル樹脂が用いられる。アクリル樹脂としては、例えば、直鎖または分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、その他のモノマー(共重合性モノマー)とを含むモノマー成分の重合物としての(メタ)アクリルポリマーが挙げられる。
 熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-70℃以上である。同ガラス転移温度は、好ましくは0℃以下、より好ましくは-5℃以下である。ポリマーのガラス転移温度(Tg)については、下記のFoxの式に基づき求められるガラス転移温度(理論値)を用いることができる。Foxの式は、ポリマーのガラス転移温度Tgと、当該ポリマーを構成するモノマーのホモポリマーのガラス転移温度Tgiとの関係式である。下記のFoxの式において、Tgはポリマーのガラス転移温度(℃)を表し、Wiは当該ポリマーを構成するモノマーiの重量分率を表し、Tgiは、モノマーiから形成されるホモポリマーのガラス転移温度(℃)を示す。ホモポリマーのガラス転移温度については文献値を用いることができ、例えば、「Polymer Handbook」(第4版,John Wiley & Sons,Inc., 1999年)および「新高分子文庫7 塗料用合成樹脂入門」(北岡協三著,高分子刊行会,1995年)には、各種のホモポリマーのガラス転移温度が挙げられている。一方、モノマーのホモポリマーのガラス転移温度については、特開2007-51271号公報に具体的に記載されている方法によって求めることも可能である。
Foxの式   1/(273+Tg)=Σ[Wi/(273+Tgi)]
 熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは10万以上、好ましくは30万以上である。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは200万以下、より好ましくは100万以下である。樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトフラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値に基づいて測定される。
 熱硬化性組成物における熱可塑性樹脂の含有割合は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上である。同含有割合は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。
 顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの黒色顔料が挙げられる。顔料の粒子径は、例えば0.001μm以上であり、また、例えば1μm以下である。顔料の粒子径は、顔料を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径である。また、熱硬化性組成物における顔料の含有割合は、例えば0.1質量%以上であり、また、例えば2質量%以下である。
 シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ基を含有するシランカップリング剤が挙げられる。エポキシ基含有のシランカップリング剤としては、例えば、3-グリシドキシジアルキルジアルコキシシラン、および3-グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。3-グリシドキシジアルキルジアルコキシシランとしては、例えば、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、および3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。3-グリシドキシアルキルトリアルコキシシランとしては、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランが挙げられる。シランカップリング剤としては、好ましくは3-グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが用いられ、より好ましくは3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランが用いられる。熱硬化性組成物におけるシランカップリング剤の含有割合は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上である。同含有割合は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
 熱硬化性樹脂シート30は、例えば次のようにして製造できる。
 まず、熱硬化性組成物に関して上記した各成分と溶媒とを混錬して、熱硬化性組成物のワニスを調製する。溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチル、およびトルエンが挙げられる。次に、剥離フィルムなどの基材の上に、前記ワニスを塗布して塗膜を形成した後、当該塗膜を加熱によって乾燥させる。これにより、半硬化状態にある所定厚さの組成物膜を熱硬化性樹脂シート30として形成できる(図2では、仮想線で示す剥離フィルムL上に熱硬化性樹脂シート30が配置されている)。剥離フィルムとしては、例えば、可撓性を有するプラスチックフィルムが挙げられる。当該プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、およびポリエステルフィルムが挙げられる。剥離フィルムの厚さは、例えば3μm以上であり、また、例えば200μm以下である。剥離フィルムの表面は、好ましくは離型処理されている。
 分厚い熱硬化性樹脂シート30を製造する場合には、複数枚の組成物膜を、加熱条件下で貼り合わせて一体化させてもよい。加熱温度は、例えば70℃~90℃である。
 以上のようにして、所定厚さの熱硬化性樹脂シート30を作製できる。熱硬化性樹脂シート30の厚さは、例えば10μm以上であり、好ましくは25μm以上、より好ましくは30μm以上である。熱硬化性樹脂シート30の厚さは、例えば3000μm以下、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは300μm以下、特に好ましくは100μm以下である。
 熱硬化性樹脂シート30は、150℃で1時間の加熱によって硬化された後、25℃において、2GPa以上18GPa以下の引張貯蔵弾性率を有する。このような構成は、上述の剥離工程(図1D)において、硬化樹脂シート30Aに塑性変形および割れが生じるのを抑制しつつ、硬化樹脂シート30Aから仮固定基材10を離すのに適する。このような熱硬化性樹脂シート30は、上述の電極付き硬化樹脂シートXの製造に用いるのに適する。上記塑性変形および割れの抑制の観点から、熱硬化性樹脂シート30の上記貯蔵弾性率は、好ましくは5GPa以上、より好ましくは7GPa以上であり、また、好ましくは16GPa以下、より好ましくは12GPa以下である。引張貯蔵弾性率は、実施例に関して後述する方法によって測定できる。
 熱硬化性樹脂シート30は、90℃において3kPa・s以上100kPa・s以下の粘度を有する。このような構成は、上述の剥離工程(図1B)において、90℃およびその近傍の温度条件で、熱硬化性樹脂シート30と電極20との間に空隙が形成されるのを抑制しつつ、熱硬化性樹脂シート30によって電極20を包埋するのに適する。このような包埋性の観点から、熱硬化性樹脂シート30の90℃での粘度は、好ましくは5kPa・s以上、より好ましくは6kPa・s以上であり、また、90kPa・s以下、80kPa・s以下である。90℃での粘度は、実施例に関して後述する測定方法によって求めることができる。
 熱硬化性樹脂シート30は、150℃で1時間の加熱処理、および、その後の25℃および相対湿度40%の条件での1時間の第1の静置の後、質量W1を有する。熱硬化性樹脂シート30は、第1の静置後の、85℃および相対湿度85%の条件での168時間の第2の静置の後、質量W2を有する。そして、熱硬化性樹脂シート30は、[(W2-W1)/W1]×100で表される吸湿率が、好ましくは0.3質量%以下、より好ましくは0.2質量%以下である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30から形成される硬化樹脂部の封止信頼性を確保するのに好ましい。
 熱硬化性樹脂シート30は、150℃で1時間の加熱によって硬化された後、10GHzでの比誘電率が、好ましくは4.2以下、より好ましくは4.0以下、更に好ましくは3.0以下である。このような構成は、熱硬化性樹脂シート30から形成される硬化樹脂部を通過する高周波信号の伝送損失を低減するのに好ましい。比誘電率は、例えば1以上である。比誘電率は、実施例に関して後述する方法によって測定できる。
 以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明する。本発明は、実施例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合量(含有量)、物性値、パラメータなど該当記載の上限(「以下」または「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」または「超える」として定義されている数値)に代替できる。
〔実施例1~4および比較例1,2〕
 表1に示す配合処方で各成分を混合し、組成物のワニスを調製した(表1において、組成を表す各数値の単位は、相対的な「質量部」である)。次に、表面がシリコーン離型処理されているポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)上に、ワニスを塗布して塗膜を形成した。次に、この塗膜を、120℃で2分間、加熱乾燥し、PETフィルム上に厚さ65μmの組成物膜を作製した(形成された組成物膜はBステージの状態にある)。次に、4枚の組成物膜を80℃で貼り合わせて、厚さ260μmの熱硬化性樹脂シートを作製した(形成された熱硬化性樹脂シートはBステージの状態にある)。
〈熱硬化性樹脂シートの粘度〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、90℃での粘度を測定した。本測定では、レオメーター(商品名「HAAKE MARS III」,Thermo Fisher Scientific社製)を使用し、同装置における加熱用の熱プレートと、当該熱プレートに対して平行に配置されるパラレルプレート(直径8mm)との間に、熱硬化性樹脂シートから採取した試料を挟み、プレート間のギャップを1mmとした。そして、周波数1Hz、歪み値0.005%、測定温度範囲50℃~90℃、および昇温速度30℃/分の条件で、粘度を測定した。90℃での粘度(kPa・s)を表1に示す。
〈引張貯蔵弾性率〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、次のようにして、硬化後の引張貯蔵弾性率を測定した。まず、熱硬化性樹脂シートを、150℃で1時間の加熱によって硬化させた。次に、硬化後の熱硬化性樹脂シートから測定用のサンプル片(幅3mm×長さ40mm×厚さ260μm)を切り出した。次に、動的粘弾性測定装置(商品名「RSA-G2」,TAインスツルメンツ社製)を使用して、-10℃~260℃の温度範囲で引張貯蔵弾性率を測定した。本測定においては、試料片保持用チャックの初期チャック間距離を22.5mmとし、測定モードを引張りモードとし、昇温速度を10℃/分とし、周波数を1Hzとし、動的ひずみを0.05%とした。25℃での引張貯蔵弾性率(GPa)を表1に示す。
〈吸湿率〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、次のようにして吸湿率を調べた。まず、熱硬化性樹脂シートを、150℃で1時間の加熱によって硬化させた。次に、硬化後の熱硬化性樹脂シートから測定用のサンプル片(幅50mm×長さ50mm×厚さ260μm)を切り出した。次に、サンプル片を、25℃および相対湿度40%の条件で、1時間、静置した。次に、サンプル片の質量(質量W1)を測定した。次に、当該サンプル片を、85℃および相対湿度85%の条件で、168時間、静置した。次に、当該サンプル片の質量(質量W2)を測定した。そして、下記式で表される吸湿率を算出した。その値(%)を表1に示す。
 吸湿率(%)=[(W2-W1)/W1]×100
〈比誘電率〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、次のようにして、硬化後の10GHzでの比誘電率を測定した。まず、熱硬化性樹脂シートを、150℃で1時間の加熱によって硬化させた。次に、硬化後の熱硬化性樹脂シートから測定用のサンプル片(幅30mm×長さ30mm×厚さ260μm)を切り出した。次に、PNAネットワークアナライザー(アジレント・テクノロジー社製)とSPDR(Split post dielectric resonators)共振器とにより、サンプル片の10GHzでの比誘電率を測定した。
測定結果を表1に示す。
〈反りの評価〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、硬化後の反りの程度を調べた。具体的には、まず、90mm×90mm×厚さ150μmのサイズの42アロイ板と、当該42アロイ板の厚さ方向一方面の全体に貼り合わされた熱硬化性樹脂シートとを備える積層体サンプルを、150℃で1時間加熱し、その後、25℃で1時間静置した。そして、積層体サンプルの42アロイ板を下側にして積層体サンプルが載置される載置面と、積層体サンプルの縁端との間の距離の最大値を、反り量(mm)として測定した。その結果を表1に示す。
〈耐変形・割れ性〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、電極付き硬化樹脂シートを作製する過程での変形および割れの有無を調べた。具体的には、まず、仮固定面上に複数の電極が配置された仮固定基材の仮固定面に対し、複数の電極を熱硬化性樹脂シートによって包埋しつつ、熱硬化性樹脂シートを貼り合わせた(図1B)。仮固定基材は、厚さ100μmのSUS製基材である。電極は、銅からなり、円柱形状の第1部分(高さ30μm)と、より大径の円柱形状の第2部分(高さ20μm)とを有する。隣り合う電極間の距離は、100~150μm程度とした。また、貼り合わせには、真空プレス機(品名「真空加圧装置VS008-1515」,ミカドテクノス社製)を使用した。貼り合わせにおいては、温度90℃、プレス圧0.1MPaおよびプレス時間40秒の条件で、真空度2000Pa以下で封止を実施して、貼り合わせ体を得た。次に、貼り合わせ体(仮固定基材,電極,熱硬化性樹脂シート)を、150℃で1時間加熱した(図1C)。これにより、熱硬化性樹脂シートを硬化させて、電極を保持する硬化樹脂シートを形成した。次に、貼り合わせ体を、25℃で1時間、静置した。次に、貼り合わせ体について、電極付き硬化樹脂シートから仮固定基材を剥離した(図1D)。剥離においては、剥離角度を90°~145°とし、剥離速度を300mm/秒程度とした。その後、電極付き硬化樹脂シートの目視観察により、変形の有無およびクラックの有無を確認した。硬化後の熱硬化性樹脂シートの耐変形・割れ性について、変形も割れも生じていない場合を“良”と評価し、変形および/または割れが生じている場合を“不良”と評価した。その結果を表1に示す。
〈電極の埋まり込み性〉
 実施例1~4および比較例1,2の各熱硬化性樹脂シートについて、電極付き硬化樹脂シートを作製する過程での電極の埋まり込み性を調べた。具体的には、まず、上述の耐変形・割れ性の評価に供した電極付き硬化樹脂シートを厚さ方向に裁断し、所定の電極と当該電極まわりの硬化樹脂部との断面を、切り出した。次に、光学顕微鏡を使用して前記断面を観察した。硬化後の熱硬化性樹脂シートにおける電極の埋まり込み性について、電極と硬化樹脂部との間に空隙が生じていない場合を“良”と評価し、空隙が生じている場合を“不良”と評価した。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例および比較例で用いた各成分は、以下のとおりである。
第1エポキシ樹脂:新日鐵化学社製の「YSLV-80XY」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂,高分子量エポキシ樹脂,エポキシ当量191g/eq,常温で固体,軟化点80℃)
第2エポキシ樹脂:日本化薬社製の「EPPN-501HY」(多官能エポキシ樹脂,エポキシ当量169g/eq,常温で固体,軟化点60℃)
第1フェノール樹脂:群栄化学社製の「LVR-8210DL」(ノボラック型フェノール樹脂,潜在性硬化剤,水酸基当量104g/eq,常温で固体,軟化点60℃)
第2フェノール樹脂:群栄化学社製の「TPM-100」(トリフェニルメタン型フェノール樹脂,潜在性硬化剤,水酸基当量98g/eq,常温で固体,軟化点108.2℃)
アクリル樹脂(アクリルポリマー):根上工業社製の「HME-2006M」(カルボキシル基含有のアクリル樹脂,酸価32mgKOH/g,重量平均分子量129万,ガラス転移温度(Tg)-13.9℃,固形分濃度20質量%のメチルエチルケトン溶液)
第1シリカフィラー:デンカ株式会社製の「FB-8SM」(球状シリカ粒子、平均粒子径7.0μm,表面処理なし)
第2シリカフィラー:アドマテックス社製の「SC220G-SMJ」(球状シリカ粒子,平均粒径0.5μm)を3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製の「KBM-503」)で表面処理したもの(表面処理に用いたシランカップリング剤は、シリカ粒子100質量部に対して1質量部)
中空セラミックスフィラー:太平洋セメント社製の「セルスフィアーズ」(アルミノホウケイ酸ガラス,中空構造の球状粒子,平均粒子径4.0μm,粒子密度0.6g/cm
層状ケイ酸塩化合物:ホージュン社製の「エスベンNX」(表面がジメチルジステアリルアンモニウムで変性された有機化ベントナイト)
硬化促進剤:四国化成工業社製の「2PHZ-PW」(2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール)
シランカップリング剤:信越化学社製の「KBM-403」(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
顔料:三菱化学社製の「カーボンブラック#20」(平均粒子径50nm)
溶媒:メチルエチルケトン(MEK)
本発明は、電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および熱硬化性樹脂シートに関する。
 上述の実施形態は本発明の例示であり、当該実施形態によって本発明を限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記の請求の範囲に含まれる。
 本発明の本発明は、電極付き硬化樹脂シートの製造方法、電極付き硬化樹脂シート、および熱硬化性樹脂シートは、半導体パッケージなどの電子部品パッケージの製造に用いることができる。
X   電極付き硬化樹脂シート
T   厚さ方向
10  仮固定基材
11  仮固定面
20  電極(電子部品用電極)
20a 第1電極面
20b 第2電極面
21  第1部分
22  第2部分
30  熱硬化性樹脂シート
31  第1面
32  第2面
30A 硬化樹脂シート

Claims (7)

  1.  仮固定面を有する仮固定基材の前記仮固定面上に複数の電子部品用電極を配置する第1工程と、
     第1面と当該第1面とは反対側の第2面とを有する熱硬化性樹脂シートの前記第1面を、当該熱硬化性樹脂シートによって前記複数の電子部品用電極を包埋しつつ、前記仮固定基材の前記仮固定面に貼り合わせる、第2工程と、
     前記熱硬化性樹脂シートを熱硬化させて硬化樹脂シートを形成する第3工程と、
     前記硬化樹脂シートから前記仮固定基材を離す第4工程と、
     前記硬化樹脂シートの前記第2面側を研削して、当該第2面側において前記電子部品用電極を露出させる、第5工程とを含む、電極付き硬化樹脂シートの製造方法。
  2.  前記熱硬化性樹脂シートが、硬化後に、25℃において、2GPa以上18GPa以下の引張貯蔵弾性率を有する、請求項1に記載の電極付き硬化樹脂シートの製造方法。
  3.  第1面、および、当該第1面とは反対側の第2面を有する、硬化樹脂シートと、
     前記硬化樹脂シート内に配置された複数の電子部品用電極であって、それぞれが、前記第1面側に露出する第1電極面と、前記第2面側に露出する第2電極面とを有する、複数の電子部品用電極と、を備える、電極付き硬化樹脂シート。
  4.  電極付き硬化樹脂シート製造用の熱硬化性樹脂シートであって、
     硬化後に、25℃において、2GPa以上18GPa以下の引張貯蔵弾性率を有する、熱硬化性樹脂シート。
  5.  90℃において3kPa・s以上100kPa・s以下の粘度を有する、請求項4に記載の熱硬化性樹脂シート。
  6.  150℃で1時間の加熱処理、および、その後の25℃および相対湿度40%の条件での1時間の第1の静置の後、質量W1を有し、
     前記第1の静置後の、85℃および相対湿度85%の条件での168時間の第2の静置の後、質量W2を有し、
     [(W2-W1)/W1]×100で表される吸湿率が0.3質量%以下である、請求項4または5に記載の熱硬化性樹脂シート。
  7.  10GHzにおいて4.2以下の比誘電率を有する、請求項4から6のいずれか一つに記載の熱硬化性樹脂シート。
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