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JP2020107767A - Sealing resin composition, hollow package and method for manufacturing the same - Google Patents

Sealing resin composition, hollow package and method for manufacturing the same Download PDF

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JP2020107767A JP2018246179A JP2018246179A JP2020107767A JP 2020107767 A JP2020107767 A JP 2020107767A JP 2018246179 A JP2018246179 A JP 2018246179A JP 2018246179 A JP2018246179 A JP 2018246179A JP 2020107767 A JP2020107767 A JP 2020107767A
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Abstract

To provide a sealing technique for obtaining a package which is superior in the resistance to molding of a device provided with a hollow part and the fillability into a narrow gap.SOLUTION: A hollow package 103 includes a substrate 109, one or more devices 111 mounted on the substrate 109 and selected from a group consisting of a semiconductor device, MEMS and an electronic component, a partition wall 113 provided on the top of the substrate 109 so as to surround an outer periphery of the device 111, and a top plate 115 provided in contact with a top face of the partition wall 113 and covering the top of the device 111, and it has one or more hollow parts 117 provided therein and covered by the substrate 109, the partition wall 113 and the top plate 115. A sealing resin composition thereof is to be used for sealing the substrate 109, the partition wall 113 and the top plate 115 of the hollow package. The sealing resin composition comprises (A)an epoxy resin and (B)an inorganic filler, in which the gel time is 60 sec. or longer and 120 sec. or shorter.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、封止用樹脂組成物、中空パッケージおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a sealing resin composition, a hollow package, and a method for producing the same.

半導体パッケージの封止に関する技術として、特許文献1(米国特許出願公開第2017/0047232号明細書)に記載のものがある。同文献には、基板の上面にバルク弾性波(Bulk Acoustic Wave:BAW)フィルタ素子等の表面実装素子を搭載し、シート状の封止樹脂組成物で表面実装素子を被覆し、封止することが記載されている。 As a technique related to the sealing of a semiconductor package, there is one described in Patent Document 1 (US Patent Application Publication No. 2017/0047232). In this document, a surface mounting element such as a bulk acoustic wave (BAW) filter element is mounted on the upper surface of a substrate, and the surface mounting element is covered with a sheet-shaped sealing resin composition and sealed. Is listed.

米国特許出願公開第2017/0047232号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/0047232

近年のパッケージ開発環境において、薄型化、小型化、端子間隔の狭ピッチ化といった要求が高まってきていることを踏まえ、上記文献に記載の技術について本発明者らが検討したところ、中空部を有する素子を封止する場合にも、成形後に中空構造が安定的に維持されるとともに、チップ下の狭い間隙への充填性に優れたパッケージを得るという点で改善の余地があることが明らかになった。 In the recent package development environment, the inventors of the present invention have examined the technology described in the above literature in light of the increasing demands for thinner, smaller, and narrower terminal pitches. Even when the device is sealed, it is clear that there is room for improvement in that the hollow structure is maintained stable after molding and a package with excellent filling properties in the narrow gap under the chip is obtained. It was

そこで、本発明は、中空部が設けられた素子の耐成形性に優れるとともに狭い間隙への充填性に優れたパッケージを得るための封止技術を提供する。 Therefore, the present invention provides a sealing technique for obtaining a package having excellent molding resistance of an element provided with a hollow portion and excellent filling property in a narrow gap.

本発明によれば、
基板と、
前記基板に搭載された、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上の素子と、
前記基板の上部に前記素子の外周を取り囲むように設けられた隔壁と、
前記隔壁の上面に接して設けられるとともに前記素子の上部を覆う天板と、
を備え、
前記基板、前記隔壁および前記天板で覆われた一つ以上の閉じられた中空部が設けられている中空パッケージの前記基板、前記隔壁および前記天板の封止に用いられる封止用樹脂組成物であって、
(A)エポキシ樹脂、および
(B)無機充填材
を含み、
以下の条件1により測定される当該封止用樹脂組成物のゲルタイムが、60秒以上120秒以下である、封止用樹脂組成物が提供される。
(条件1)キュラストメーターを用いて、金型温度175℃にて当該封止用樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定した際の最大トルク値をTとしたとき、測定を開始してから、前記硬化トルクの値が0.1Tに到達するまでの所要時間を前記ゲルタイムとする。
According to the invention,
Board,
One or more elements selected from the group consisting of semiconductor elements, MEMS and electronic components mounted on the substrate;
A partition wall provided on the upper part of the substrate so as to surround the outer periphery of the element,
A top plate which is provided in contact with the upper surface of the partition wall and covers the upper portion of the element,
Equipped with
A resin composition for encapsulation used for encapsulating the substrate, the partition wall and the top plate in a hollow package provided with one or more closed hollow portions covered with the substrate, the partition wall and the top plate. A thing,
(A) epoxy resin, and (B) inorganic filler,
The encapsulating resin composition has a gel time of 60 seconds or more and 120 seconds or less as measured by the following condition 1.
(Condition 1) When the curing torque of the encapsulating resin composition is measured with time at a mold temperature of 175° C. using a curast meter, the measurement is started when the maximum torque value is T. Therefore, the time required for the value of the curing torque to reach 0.1 T is the gel time.

本発明によれば、上記本発明における封止用樹脂組成物の硬化物により前記基板、前記隔壁および前記天板を封止してなる、中空パッケージが提供される。 According to the present invention, there is provided a hollow package obtained by encapsulating the substrate, the partition wall, and the top plate with a cured product of the encapsulating resin composition of the present invention.

また、本発明によれば、
以下の工程1および工程2:
(工程1)基板上に、少なくとも1種の有機材料により構成された隔壁と天板とを形成することで、一つ以上の閉じられた中空部を設ける工程
(工程2)請求項1乃至3いずれか1項に記載の封止用樹脂組成物を0.1MPa以上、5.0MPa未満の低圧で圧縮成形し、前記基板、前記隔壁および前記天板を樹脂封止する工程
を含む、中空パッケージの製造方法であって、
前記工程1が、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上の素子が前記中空部内に配置されるように前記素子を前記基板上に搭載する工程を含む、中空パッケージの製造方法が提供される。
Further, according to the present invention,
The following Step 1 and Step 2:
(Step 1) A step of providing at least one closed hollow portion by forming a partition wall and a top plate made of at least one kind of organic material on a substrate (step 2). A hollow package comprising a step of compression-molding the resin composition for encapsulation according to any one of claims at a low pressure of 0.1 MPa or more and less than 5.0 MPa to resin-encapsulate the substrate, the partition wall, and the top plate. The manufacturing method of
The step 1 includes a step of mounting the element on the substrate such that at least one element selected from the group consisting of a semiconductor element, a MEMS and an electronic component is arranged in the hollow portion. A manufacturing method is provided.

本発明によれば、中空部が設けられた素子の耐成形性に優れるとともに狭い間隙への充填性に優れたパッケージを得るための封止技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sealing technique for obtaining a package having excellent molding resistance of an element provided with a hollow portion and excellent filling property in a narrow gap.

本実施形態における構造体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the structure in this embodiment. 本実施形態における構造体の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the structure body in this embodiment. 本実施形態における構造体の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the structure body in this embodiment. 中空部が設けられた構造体の耐成形性の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the molding resistance of the structure provided with the hollow part.

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。また、数値範囲の「X〜Y」は断りがなければ、「X以上Y以下」を表す。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof will be omitted as appropriate. Further, the drawing is a schematic view and does not necessarily match the actual dimensional ratio. Further, "X to Y" in the numerical range represents "X or more and Y or less" unless otherwise specified.

(封止用樹脂組成物)
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、中空パッケージの基板、隔壁および天板の封止に用いられるものであり、以下の成分(A)および(B)を含む。
(A)エポキシ樹脂
(B)無機充填材
上記中空パッケージは、基板と、基板に搭載された、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上の素子と、基板の上部に素子の外周を取り囲むように設けられた隔壁と、隔壁の上面に接して設けられるとともに素子の上部を覆う天板と、を備える。また、中空パッケージには、基板、隔壁および天板で覆われた一つ以上の閉じられた中空部が設けられている。
そして、以下の条件1により測定される封止用樹脂組成物のゲルタイムが、60秒以上120秒以下である。
(条件1)キュラストメーターを用いて、金型温度175℃にて封止用樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定した際の最大トルク値をTとしたとき、測定を開始してから、硬化トルクの値が0.1Tに到達するまでの所要時間をゲルタイムとする。
(Resin composition for sealing)
In the present embodiment, the encapsulating resin composition is used for encapsulating the substrate, the partition wall and the top plate of the hollow package, and includes the following components (A) and (B).
(A) Epoxy resin (B) Inorganic filler The hollow package includes a substrate, one or more elements selected from the group consisting of semiconductor elements, MEMS and electronic components mounted on the substrate, and an upper portion of the substrate. A partition wall provided so as to surround the outer periphery of the element, and a top plate provided in contact with the upper surface of the partition wall and covering the upper portion of the element are provided. Further, the hollow package is provided with one or more closed hollow portions covered with the substrate, the partition wall and the top plate.
The gel time of the encapsulating resin composition measured under the following condition 1 is 60 seconds or more and 120 seconds or less.
(Condition 1) When the maximum torque value when the curing torque of the encapsulating resin composition was measured over time at a mold temperature of 175° C. using a curast meter, and the measurement was started, The time required for the value of the curing torque to reach 0.1T is the gel time.

本実施形態においては、上記構成の封止用樹脂組成物を用いることにより、中空部が設けられた素子を封止する際にも中空部を安定的に維持することができる。また、狭い間隙の充填性に優れた半導体パッケージを得ることができる。 In the present embodiment, by using the encapsulating resin composition having the above-mentioned configuration, the hollow portion can be stably maintained even when the element having the hollow portion is sealed. Further, it is possible to obtain a semiconductor package excellent in filling the narrow gap.

(成分(A))
成分(A)のエポキシ樹脂は、具体的には、分子内にエポキシ基を2つ含むエポキシ樹脂および分子内にエポキシ基を3つ以上含むエポキシ樹脂からなる群から選択される1種または2種以上を含む。
封止用樹脂組成物の充填特性を向上する観点、および、中空パッケージの耐成形性を向上する観点から、成分(A)は、好ましくはビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;およびビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂からなる群から選択される1種または2種以上を含み、より好ましくはビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールA型エポキシ樹脂からなる群から選択される1種または2種以上を含む。
(Component (A))
The epoxy resin as the component (A) is specifically one or two selected from the group consisting of an epoxy resin containing two epoxy groups in the molecule and an epoxy resin containing three or more epoxy groups in the molecule. Including the above.
From the viewpoint of improving the filling characteristics of the sealing resin composition and the molding resistance of the hollow package, the component (A) is preferably a biphenylaralkyl-type epoxy resin; a triphenylmethane-type epoxy resin; a biphenyl. Type epoxy resin; and one or more selected from the group consisting of bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and bisphenol type epoxy resin such as tetramethylbisphenol F type epoxy resin, and more preferably biphenyl. It contains one or more selected from the group consisting of aralkyl type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol A type epoxy resin.

封止用樹脂組成物中の成分(A)の含有量は、成形時に好適な流動性を得て充填性や成形性の向上を図る観点から、封止用樹脂組成物全体を100質量%としたとき、好ましくは2質量%以上であり、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは4質量%以上である。
中空パッケージ103の耐成形性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物中の成分(A)の含有量は、封止用樹脂組成物全体を100質量%としたとき、好ましくは40質量%以下であり、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下、さらにより好ましくは10質量%以下である。
The content of the component (A) in the encapsulating resin composition is 100% by mass of the entire encapsulating resin composition from the viewpoint of obtaining suitable fluidity during molding and improving the filling property and moldability. When it does, it is preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and further preferably 4% by mass or more.
From the viewpoint of improving the molding resistance of the hollow package 103, the content of the component (A) in the encapsulating resin composition is preferably 40 mass% when the entire encapsulating resin composition is 100 mass %. Or less, more preferably 30% by mass or less, further preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less.

(成分(B))
成分(B)の無機充填材としては、一般的に封止用樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。無機充填材の具体例として、溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ;アルミナ;タルク;酸化チタン;窒化珪素;窒化アルミニウムが挙げられる。これらの無機充填材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、汎用性に優れている観点から、無機充填材がシリカを含むことが好ましく、溶融シリカを用いることがより好ましい。
(Component (B))
As the inorganic filler of the component (B), those generally used in resin compositions for sealing can be used. Specific examples of the inorganic filler include silica such as fused silica and crystalline silica; alumina; talc; titanium oxide; silicon nitride; aluminum nitride. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable that the inorganic filler contains silica, and it is more preferable to use fused silica, from the viewpoint of excellent versatility.

無機充填材の大きさについては、封止用樹脂組成物の流動性を高め、半導体素子等の素子と基板との間にボイト等の発生なく封止用樹脂組成物を充填できる観点から、目開き20μmの篩を通したときの篩下画分の含有量が、無機充填材全体に対して好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。また、上記目開き20μmの篩を通したときの篩下画分の含有量の上限に制限はなく、100質量%以下である。 Regarding the size of the inorganic filler, from the viewpoint of increasing the fluidity of the encapsulating resin composition and allowing the encapsulating resin composition to be filled between the element such as a semiconductor element and the substrate without occurrence of voids or the like, The content of the undersize fraction when passing through a sieve having an opening of 20 μm is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 100% by mass, based on the whole inorganic filler. .. Further, there is no upper limit on the content of the subsieve fraction when passing through a sieve having an opening of 20 μm, and it is 100% by mass or less.

封止用樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、封止用樹脂組成物を用いて形成される封止材の低吸湿性および低熱膨張性を向上させ、得られる半導体装置の耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させる観点から、封止用樹脂組成物全体を100質量%としたとき、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。
また、封止用樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上させる観点から、封止用樹脂組成物中の無機充填材全体の含有量は、封止用樹脂組成物全体を100質量%としたとき、好ましくは95質量%以下であり、より好ましくは93質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下である。
The content of the inorganic filler in the encapsulating resin composition improves the low hygroscopicity and the low thermal expansion of the encapsulating material formed using the encapsulating resin composition, and the moisture resistance of the obtained semiconductor device is reliable. From the viewpoint of more effectively improving the heat resistance and reflow resistance, when the total amount of the encapsulating resin composition is 100% by mass, it is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably It is 80% by mass or more.
Further, the content of the entire inorganic filler in the encapsulating resin composition is the encapsulating resin composition from the viewpoint of more effectively improving the fluidity and filling property during molding of the encapsulating resin composition. When the total amount is 100 mass %, it is preferably 95 mass% or less, more preferably 93 mass% or less, and further preferably 90 mass% or less.

本実施形態において、封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂および無機充填材以外の成分を含んでもよい。
たとえば、封止用樹脂組成物は、硬化剤をさらに含んでもよい。
In the present embodiment, the sealing resin composition may include components other than the epoxy resin and the inorganic filler.
For example, the sealing resin composition may further contain a curing agent.

(硬化剤)
硬化剤は、たとえば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、および縮合型の硬化剤の3タイプに大別することができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。
(Curing agent)
The curing agent can be roughly classified into three types, for example, a polyaddition type curing agent, a catalyst type curing agent, and a condensation type curing agent, and one type or two or more types thereof can be used.

重付加型の硬化剤としては、たとえばジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシレリレンジアミン(MXDA)などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、m−フェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドラジドなどを含むポリアミン化合物;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物;ノボラック型フェノール樹脂、ポリビニルフェノールなどのフェノール樹脂硬化剤;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。 Examples of the polyaddition type curing agent include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA) and metaxylylenediamine (MXDA), diaminodiphenylmethane (DDM), m-phenylenediamine (MPDA), In addition to aromatic polyamines such as diaminodiphenyl sulfone (DDS), polyamine compounds containing dicyandiamide (DICY), organic acid dihydrazide and the like; alicyclic acids such as hexahydrophthalic anhydride (HHPA) and methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) Acid anhydrides including aromatic acid anhydrides such as anhydrides, trimellitic anhydride (TMA), pyromellitic anhydride (PMDA), and benzophenone tetracarboxylic acid (BTDA); phenols such as novolac type phenol resins and polyvinylphenol Resin curing agents; polymercaptan compounds such as polysulfides, thioesters and thioethers; isocyanate compounds such as isocyanate prepolymers and blocked isocyanates; organic acids such as carboxylic acid-containing polyester resins.

触媒型の硬化剤としては、たとえばベンジルジメチルアミン(BDMA)、2,4,6−トリスジメチルアミノメチルフェノール(DMP−30)などの3級アミン化合物;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール(EMI24)などのイミダゾール化合物;BF3錯体などのルイス酸などが挙げられる。 Examples of the catalyst type curing agent include tertiary amine compounds such as benzyldimethylamine (BDMA) and 2,4,6-trisdimethylaminomethylphenol (DMP-30); 2-methylimidazole, 2-ethyl-4- Examples thereof include imidazole compounds such as methylimidazole (EMI24); Lewis acids such as BF 3 complexes.

縮合型の硬化剤としては、たとえばフェノール樹脂;メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂;メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。 Examples of the condensation type curing agent include a phenol resin; a urea resin such as a methylol group-containing urea resin; and a melamine resin such as a methylol group-containing melamine resin.

これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、および保存安定性等についてのバランスを向上させる観点から、フェノール樹脂硬化剤が好ましい。フェノール樹脂硬化剤としては、一分子内にフェノール性水酸基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造は限定されない。 Among these, a phenol resin curing agent is preferable from the viewpoint of improving the balance of flame resistance, moisture resistance, electrical characteristics, curability, storage stability and the like. As the phenol resin curing agent, any of monomers, oligomers and polymers having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule can be used, and the molecular weight and the molecular structure thereof are not limited.

硬化剤に用いられるフェノール樹脂硬化剤としては、たとえばビフェニルアラルキル型フェノール樹脂;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック等のノボラック型フェノール樹脂;ポリビニルフェノール;フェノール・ヒドロキシベンズアルデヒド樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ホルムアルデヒドで変性したトリフェニルメタン型フェノール樹脂等の変性トリフェニルメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格および/またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレンおよび/またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、耐熱性および充填性を向上させる観点からは、フェノール・ヒドロキシベンズアルデヒド樹脂等の多官能型フェノール樹脂を用いることがより好ましい。また、同様の観点から、ビフェニルアラルキル系フェノール樹脂およびトリフェニルメタン型フェノール樹脂からなる群から選択される1種以上を用いることも好ましい。 Examples of the phenol resin curing agent used as the curing agent include biphenylaralkyl type phenol resin; novolac type phenol resin such as phenol novolac resin, cresol novolac resin and bisphenol novolac; polyvinylphenol; phenol hydroxybenzaldehyde resin, triphenylmethane type phenol. Resins, polyfunctional phenolic resins such as modified triphenylmethane type phenolic resins such as triphenylmethane type phenolic resins modified with formaldehyde; modified phenolic resins such as terpene modified phenolic resins and dicyclopentadiene modified phenolic resins; phenylene skeleton and/ Or aralkyl type phenol resins such as phenol aralkyl resin having a biphenylene skeleton, phenylene and/or naphthol aralkyl resin having a biphenylene skeleton; bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F, and the like. Also, two or more kinds may be used in combination. Among these, from the viewpoint of improving heat resistance and filling properties, it is more preferable to use a polyfunctional phenol resin such as phenol/hydroxybenzaldehyde resin. From the same viewpoint, it is also preferable to use at least one selected from the group consisting of a biphenylaralkyl-based phenol resin and a triphenylmethane-type phenol resin.

本実施形態において、封止用樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、成形時において、優れた流動性を実現し、充填性や成形性の向上を図る観点から封止用樹脂組成物全体を100質量%としたとき、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上である。
また、封止用樹脂組成物の硬化物を封止材とする半導体装置について、耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、封止用樹脂組成物全体を100質量%としたとき、好ましくは25質量%以下であり、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。
In the present embodiment, the content of the curing agent in the encapsulating resin composition is such that the entire encapsulating resin composition from the viewpoint of achieving excellent fluidity during molding and improving the filling property and moldability. Is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, further preferably 3% by mass or more.
In addition, regarding a semiconductor device having a cured product of the encapsulating resin composition as an encapsulant, the content of the curing agent in the encapsulating resin composition is determined from the viewpoint of improving moisture resistance reliability and reflow resistance. When the total amount of the stopping resin composition is 100% by mass, it is preferably 25% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less.

また、封止用樹脂組成物には、上述した成分以外の成分を含んでもよく、たとえばカップリング剤、硬化促進剤、流動性付与剤、離型剤、イオン捕捉剤、低応力成分、難燃剤、着色剤、酸化防止剤等の各種添加剤のうち1種以上を適宜配合することができる。
このうち、カップリング剤は、たとえば、エポキシシラン、メルカプトシラン、2級アミノシラン等のアミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニウム化合物等の公知のカップリング剤から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
硬化促進剤は、たとえば、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや3級アミン、上記アミジンやアミンの4級塩等の窒素原子含有化合物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましい。
流動性付与剤の具体例として、2,3−ジヒドロキシナフタレンが挙げられる。
離型剤は、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックス等の合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィンから選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
イオン捕捉剤の具体例として、ハイドロタルサイトが挙げられる。
低応力成分の具体例として、シリコーンオイル、シリコーンゴムが挙げられる。
難燃剤の具体例として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼンが挙げられる。
着色剤の具体例として、カーボンブラック、ベンガラが挙げられる。
酸化防止剤の具体例として、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、チオエーテル化合物が挙げられる。
The encapsulating resin composition may contain components other than the above-mentioned components, for example, a coupling agent, a curing accelerator, a fluidity imparting agent, a release agent, an ion scavenger, a low stress component, a flame retardant. , One or more kinds of various additives such as a colorant, an antioxidant and the like can be appropriately mixed.
Among them, the coupling agent is, for example, various silane compounds such as epoxysilane, mercaptosilane, aminosilane such as secondary aminosilane, alkylsilane, ureidosilane, vinylsilane, methacrylsilane, titanium compounds, aluminum chelates, and aluminum/zirconium compounds. One or two or more selected from known coupling agents such as
The curing accelerator is, for example, a phosphorus atom-containing compound such as an organic phosphine, a tetra-substituted phosphonium compound, a phosphobetaine compound, an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, an adduct of a phosphonium compound and a silane compound; 1,8-diazabicyclo [5.4.0] Undecene-7, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole and the like, one kind selected from nitrogen atom-containing compounds such as amidines and tertiary amines, quaternary salts of the above amidines and amines Alternatively, two or more kinds can be included. Among these, it is more preferable to include a phosphorus atom-containing compound from the viewpoint of improving curability. Further, from the viewpoint of improving the balance between moldability and curability, it has latent properties such as tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, and adducts of phosphonium compounds and silane compounds. It is more preferable to include those.
Specific examples of the fluidity-imparting agent include 2,3-dihydroxynaphthalene.
The release agent may include, for example, natural wax such as carnauba wax, synthetic wax such as montanic acid ester wax, higher fatty acid such as zinc stearate and metal salts thereof, and one or more kinds selected from paraffin. it can.
A specific example of the ion trapping agent is hydrotalcite.
Specific examples of the low stress component include silicone oil and silicone rubber.
Specific examples of the flame retardant include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, and phosphazene.
Specific examples of the colorant include carbon black and red iron oxide.
Specific examples of the antioxidant include hindered phenol compounds, hindered amine compounds and thioether compounds.

以下の条件1により測定される封止用樹脂組成物のゲルタイムは、封止用樹脂組成物の硬化物で封止される素子の中空部の耐成形性に優れるとともに、狭い間隙への充填性に優れたパッケージを得る観点から、60秒以上であり、より好ましくは70秒以上、さらに好ましくは80秒以上である。
また、同様の観点から、封止用樹脂組成物の上記ゲルタイムは、120秒以下であり、好ましくは110秒以下、より好ましくは100秒以下である。
(条件1)キュラストメーターを用いて、金型温度175℃にて封止用樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定した際の最大トルク値をTとしたとき、測定を開始してから、硬化トルクの値が0.1Tに到達するまでの所要時間をゲルタイムとする。
The gel time of the resin composition for encapsulation measured under the following condition 1 is excellent in moldability of the hollow portion of the element encapsulated with the cured product of the resin composition for encapsulation and the filling property in a narrow gap. From the viewpoint of obtaining an excellent package, it is 60 seconds or more, more preferably 70 seconds or more, and further preferably 80 seconds or more.
From the same viewpoint, the gel time of the encapsulating resin composition is 120 seconds or less, preferably 110 seconds or less, and more preferably 100 seconds or less.
(Condition 1) When the maximum torque value when the curing torque of the encapsulating resin composition was measured over time at a mold temperature of 175° C. using a curast meter, and the measurement was started, The time required for the value of the curing torque to reach 0.1T is the gel time.

また、中空部の設けられた素子と中空部の設けられていない素子とが混載された基板を封止するとき、封止用樹脂組成物の上記ゲルタイムは、好ましくは55秒以上であり、また、好ましくは100秒以下である。 Further, when sealing a substrate on which an element having a hollow portion and an element having no hollow portion are mixed, the gel time of the resin composition for sealing is preferably 55 seconds or more, and , Preferably 100 seconds or less.

本実施形態において、たとえば封止用樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、上述のゲルタイムを制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、エポキシ樹脂を適切に選択しつつ、組成物全体に配合および調整方法を適切に選択することが、ゲルタイムを所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。 In the present embodiment, for example, the gel time can be controlled by appropriately selecting the type and amount of each component contained in the encapsulating resin composition, the method for preparing the encapsulating resin composition, and the like. It is possible. Among these, for example, appropriately selecting an epoxy resin and appropriately selecting a compounding and adjusting method for the entire composition is an element for setting the gel time within a desired numerical range.

以下の条件2により測定される封止用樹脂組成物のスパイラルフロー長は、封止用樹脂組成物の硬化物で封止される素子の中空部の耐成形性に優れるとともに、狭い間隙への充填性に優れたパッケージを得る観点から、好ましくは100cm以上であり、より好ましくは150cm以上、さらに好ましくは160cm以上、さらにより好ましくは180cm以上である。
また、同様の観点から、封止用樹脂組成物の上記スパイラルフロー長は、好ましくは220cm以下であり、より好ましくは215cm以下、さらに好ましくは210cm以下である。
(条件2)ANSI/ASTM D 3123−72に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、保圧時間120秒の条件で封止用樹脂組成物を注入して測定した流動長をスパイラルフロー長とする。
The spiral flow length of the encapsulating resin composition measured under the following condition 2 is excellent in molding resistance of the hollow part of the element encapsulated with the cured product of the encapsulating resin composition and is small. From the viewpoint of obtaining a package having excellent filling properties, it is preferably 100 cm or more, more preferably 150 cm or more, still more preferably 160 cm or more, still more preferably 180 cm or more.
From the same viewpoint, the spiral flow length of the encapsulating resin composition is preferably 220 cm or less, more preferably 215 cm or less, still more preferably 210 cm or less.
(Condition 2) A sealing resin composition is injected into a spiral flow measurement mold according to ANSI/ASTM D 3123-72 under conditions of a mold temperature of 175° C., an injection pressure of 6.9 MPa, and a holding time of 120 seconds. The flow length measured in this way is taken as the spiral flow length.

また、中空部の設けられた素子と中空部の設けられていない素子とが混載された基板を封止するとき、封止用樹脂組成物の上記スパイラルフロー長は、好ましくは150cm以上であり、より好ましくは160cm以上であり、また、好ましくは215cm以下であり、より好ましくは210cm以下である。 Further, when sealing a substrate on which an element provided with a hollow portion and an element not provided with a hollow portion are mixed, the spiral flow length of the resin composition for sealing is preferably 150 cm or more, It is more preferably 160 cm or more, preferably 215 cm or less, and more preferably 210 cm or less.

封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)は、硬化物の耐熱性を向上させる観点から、好ましくは100℃以上であり、より好ましくは110℃以上、さらに好ましくは120℃以上である。
また、硬化物のTgの上限に制限はないが、硬化物の靭性を向上する観点から、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは160℃以下である。
ここで、硬化物のガラス転移温度は、熱機械分析(Thermal Mechanical Analysis:TMA)装置(セイコーインスツル社製、TMA100)を用いて測定温度範囲0℃〜320℃、昇温速度5℃/分の条件で測定される。
The glass transition temperature (Tg) of the cured product of the encapsulating resin composition is preferably 100° C. or higher, more preferably 110° C. or higher, and further preferably 120° C. or higher, from the viewpoint of improving the heat resistance of the cured product. Is.
The Tg of the cured product is not limited, but from the viewpoint of improving the toughness of the cured product, it is preferably 200° C. or lower, more preferably 180° C. or lower, still more preferably 160° C. or lower.
Here, the glass transition temperature of the cured product is measured with a thermomechanical analysis (TMA) device (TMA100 manufactured by Seiko Instruments Inc.) in a measurement temperature range of 0° C. to 320° C. and a heating rate of 5° C./min. It is measured under the conditions.

本実施形態において、封止用樹脂組成物の形状は、好ましくはタブレット状または粒子状である。粒子状の封止用樹脂組成物として、具体的には、粉粒体のものが挙げられる。ここで、封止用樹脂組成物が粉粒体であるとは、粉末状または顆粒状のいずれかである場合を指す。 In this embodiment, the shape of the sealing resin composition is preferably tablet or particle. Specific examples of the particulate encapsulating resin composition include powdery or granular materials. Here, that the encapsulating resin composition is a powder or granule means that it is in the form of powder or granules.

次に、封止用樹脂組成物の製造方法を説明する。
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、たとえば、上述した各成分を、公知の手段で混合し、さらにロール、ニーダーまたは押出機等の混練機で溶融混練し、冷却した後に粉砕する方法により得ることができる。また得られた封止用樹脂組成物について、適宜分散度や流動性等を調整してもよい。
そして、本実施形態においては、封止用樹脂組成物に含まれる成分、配合および製造条件を調整することにより、ゲルタイムが上述した特定の範囲にある封止用樹脂組成物を得ることができる。
Next, a method for producing the encapsulating resin composition will be described.
In the present embodiment, the encapsulating resin composition is, for example, a method in which the above-mentioned components are mixed by a known means, further melt-kneaded by a kneader such as a roll, a kneader or an extruder, and cooled and then pulverized. Can be obtained by The degree of dispersion, fluidity, etc. of the obtained sealing resin composition may be appropriately adjusted.
Then, in the present embodiment, a resin composition for encapsulation having a gel time within the above-mentioned specific range can be obtained by adjusting the components, the composition and the production conditions contained in the resin composition for encapsulation.

(中空パッケージ、構造体)
次に、中空パッケージおよびこれを備える構造体について説明する。本実施形態において、中空パッケージは、上述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物により、基板、隔壁および天板を封止してなる。
また、本実施形態において、構造体は、基板上に搭載された中空パッケージを有する。構造体は、基板上に中空パッケージのみが搭載されたものであってもよいし、中空パッケージと中空部を有しない素子とが混載されていてもよい。また、構造体が複数のパッケージを含むとき、複数のパッケージは後工程で個片化されてもよい。
(Hollow package, structure)
Next, the hollow package and the structure including the hollow package will be described. In the present embodiment, the hollow package is obtained by sealing the substrate, the partition wall, and the top plate with the cured product of the sealing resin composition according to the present embodiment described above.
Further, in the present embodiment, the structure has a hollow package mounted on the substrate. The structure may be one in which only the hollow package is mounted on the substrate, or the hollow package and an element having no hollow portion may be mixedly mounted. When the structure includes a plurality of packages, the plurality of packages may be singulated in a post process.

図1は、本実施形態における構造体の構成の一例を示す断面図である。図1に示した構造体100は、基板101上に、中空パッケージ103およびパッケージ105が搭載されたものである。基板101としては、たとえばインターポーザ等の有機基板を用いることができる。
中空パッケージ103およびパッケージ105はいずれも封止材107により封止されている。封止材107は、前述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物からなる。図1においては、封止材107は、基板101の素子搭載面全面にわたって設けられている。
以下、中空パッケージ103およびパッケージ105をそれぞれ説明する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the structure according to the present embodiment. The structure 100 shown in FIG. 1 has a hollow package 103 and a package 105 mounted on a substrate 101. As the substrate 101, for example, an organic substrate such as an interposer can be used.
Both the hollow package 103 and the package 105 are sealed with a sealing material 107. The encapsulating material 107 is made of a cured product of the encapsulating resin composition according to the present embodiment described above. In FIG. 1, the sealing material 107 is provided over the entire surface of the substrate 101 on which the element is mounted.
The hollow package 103 and the package 105 will be described below.

まず、パッケージ105について説明する。パッケージ105は、半導体素子121がバンプ123により基板101の素子搭載面にフリップチップ接続されてなる。パッケージ105においては、半導体素子121およびバンプ123が、封止材107により封止されている。 First, the package 105 will be described. The package 105 is formed by flip-chip connecting the semiconductor element 121 to the element mounting surface of the substrate 101 by the bump 123. In the package 105, the semiconductor element 121 and the bump 123 are sealed with a sealing material 107.

パッケージ105の具体例として、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)、QFN(Quad Flat Non-leaded Package)、SON(Small Outline Non-leaded Package)、LF−BGA(Lead Flame BGA)、SiP(System In Package)、LGA(Land Grid Allay)が挙げられる。 Specific examples of the package 105 include QFP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package), BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package), QFN (Quad Flat Non-leaded Package), and SON (Small Outline Non). -leaded Package), LF-BGA (Lead Flame BGA), SiP (System In Package), and LGA (Land Grid Allay).

また、中空パッケージ103は、基板109と、基板109に搭載された、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上の素子111と、基板109の上部に素子111の外周を取り囲むように設けられた隔壁113と、隔壁113の上面に接して設けられるとともに素子111の上部を覆う天板115と、を備える。中空パッケージ103には、基板109、隔壁113および天板115で覆われた一つ以上の閉じられた中空部117が設けられている。そして、基板109、隔壁113および天板115が封止材107により封止されている。
中空パッケージ103は、天板115の上部に設けられたバンプ119により基板101にフリップチップ接続されている。また、バンプ119と基板101上の導電体とを接続する配線(不図示)が、天板115の上面および側面、隔壁113の側面ならびに基板101の上面にわたって設けられていてもよい。
In addition, the hollow package 103 includes a substrate 109, one or more elements 111 selected from the group consisting of semiconductor elements, MEMS, and electronic components mounted on the substrate 109, and an outer periphery of the element 111 on the substrate 109. A partition 113 provided so as to surround the partition 113 and a top plate 115 provided in contact with an upper surface of the partition 113 and covering an upper portion of the element 111 are provided. The hollow package 103 is provided with at least one closed hollow portion 117 covered with a substrate 109, a partition wall 113, and a top plate 115. Then, the substrate 109, the partition wall 113, and the top plate 115 are sealed by the sealing material 107.
The hollow package 103 is flip-chip connected to the substrate 101 by bumps 119 provided on the top plate 115. Wirings (not shown) that connect the bumps 119 and the conductors on the substrate 101 may be provided over the top surface and side surfaces of the top plate 115, the side surfaces of the partition wall 113, and the top surface of the substrate 101.

素子111は、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上であればよく、具体的には中空構造が設けられたパッケージに適用される素子である。かかる素子111の具体例として、BAWフィルタ、表面弾性波(SAW:Surface Acoustic Wave)フィルタ等の高周波フィルタが挙げられる。 The element 111 may be one or more selected from the group consisting of a semiconductor element, a MEMS and an electronic component, and is specifically an element applied to a package having a hollow structure. Specific examples of the element 111 include a high frequency filter such as a BAW filter and a surface acoustic wave (SAW) filter.

基板109の材料は、素子111の種類等に応じて選択できる。基板109は、たとえばシリコン基板等の半導体基板であってもよい。また、素子111が高周波フィルタであるとき、基板109の材料として、好ましくはタンタル酸リチウム(LT)、ニオブ酸リチウム(LN)等の圧電体が挙げられる。 The material of the substrate 109 can be selected according to the type of the element 111 and the like. The substrate 109 may be a semiconductor substrate such as a silicon substrate. When the element 111 is a high frequency filter, the material of the substrate 109 is preferably a piezoelectric substance such as lithium tantalate (LT) or lithium niobate (LN).

隔壁113および天板115の大きさは、素子111の大きさにより設定できる。
隔壁113の厚さは、素子111の周囲に中空部117を確保する観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは7μm以上である。また、中空パッケージ103の薄型化の観点から、隔壁113の厚さは、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは20μm以下である。
隔壁113の幅は、耐成形性を向上する観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは20μm以上である。また、中空パッケージ103の小型化の観点から、隔壁113の幅は、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは100μm以下である。
ここで、隔壁113の厚さは、基板109に垂直方向の隔壁113の長さをいい、隔壁113の幅は、基板109の面内方向の隔壁113の長さをいう。
The sizes of the partition 113 and the top plate 115 can be set according to the size of the element 111.
The thickness of the partition wall 113 is preferably 5 μm or more, and more preferably 7 μm or more, from the viewpoint of ensuring the hollow portion 117 around the element 111. From the viewpoint of thinning the hollow package 103, the thickness of the partition wall 113 is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less.
The width of the partition wall 113 is preferably 5 μm or more, and more preferably 20 μm or more, from the viewpoint of improving the molding resistance. From the viewpoint of miniaturization of the hollow package 103, the width of the partition wall 113 is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less.
Here, the thickness of the partition wall 113 refers to the length of the partition wall 113 in the direction perpendicular to the substrate 109, and the width of the partition wall 113 refers to the length of the partition wall 113 in the in-plane direction of the substrate 109.

天板115の厚さは、耐成形性を向上する観点から、好ましくは10μm以上であり、より好ましくは15μm以上である。また、中空パッケージ103の薄型化の観点から、天板115の厚さは、好ましくは50μm以下であり、より好ましくは30μm以下である。
ここで、天板115の厚さは、基板109に垂直方向の天板115の長さをいう。
The thickness of the top plate 115 is preferably 10 μm or more, and more preferably 15 μm or more, from the viewpoint of improving the molding resistance. From the viewpoint of thinning the hollow package 103, the thickness of the top plate 115 is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less.
Here, the thickness of the top plate 115 refers to the length of the top plate 115 in the direction perpendicular to the substrate 109.

基板109の素子搭載面に垂直な断面における中空部117の最長幅は、素子111の周囲に中空部117を確保する観点から、好ましくは60μm以上であり、より好ましくは100μm以上である。また、中空パッケージ103の小型化の観点から、中空部117の上記最長幅は、好ましくは1000μm以下であり、より好ましくは800μm以下である。
中空部117の断面形状として、たとえば矩形が挙げられる。また、中空部117の平面形状として、たとえば正方形、矩形、多角形、円形、楕円形、またはそれらが結合した形状が挙げられる。
The longest width of the hollow portion 117 in a cross section perpendicular to the element mounting surface of the substrate 109 is preferably 60 μm or more, more preferably 100 μm or more, from the viewpoint of ensuring the hollow portion 117 around the element 111. Further, from the viewpoint of miniaturization of the hollow package 103, the longest width of the hollow portion 117 is preferably 1000 μm or less, more preferably 800 μm or less.
As a cross-sectional shape of the hollow portion 117, for example, a rectangle can be mentioned. The planar shape of the hollow portion 117 may be, for example, a square, a rectangle, a polygon, a circle, an ellipse, or a combination thereof.

隔壁113および天板115は、いずれも好ましくは有機材料により構成される。隔壁113と天板115の材料は、同種であっても異種であってもよい。
隔壁113および天板115の少なくとも一方が有機材料であるとき、かかる有機材料は、隔壁113および天板115を簡便な工程で安定的に形成する観点から、好ましくは感光性ドライフィルムレジストであり、より好ましくはネガ型感光性ドライフィルムレジストであり、さらに好ましくは光酸発生剤とエポキシ樹脂とを含有するネガ型感光性ドライフィルムレジストである。
また、同様の観点から、隔壁113および天板115は、好ましくは感光性樹脂組成物の硬化物により構成される。以下、感光性樹脂組成物の構成を具体的に説明する。
Both the partition 113 and the top plate 115 are preferably made of an organic material. The materials of the partition wall 113 and the top plate 115 may be the same or different.
When at least one of the partition wall 113 and the top plate 115 is an organic material, the organic material is preferably a photosensitive dry film resist from the viewpoint of stably forming the partition wall 113 and the top plate 115 in a simple process, A negative photosensitive dry film resist is more preferable, and a negative photosensitive dry film resist containing a photo-acid generator and an epoxy resin is more preferable.
From the same viewpoint, the partition wall 113 and the top plate 115 are preferably made of a cured product of a photosensitive resin composition. Hereinafter, the constitution of the photosensitive resin composition will be specifically described.

(感光性樹脂組成物)
隔壁113または天板115の形成に用いられる感光性樹脂組成物として、ポリイミド、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、マレイミド、アクリレート樹脂、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂等を主成分とする各種感光性樹脂組成物が使用可能であるが、たとえば国際公開第2012/008472号に記載のものを用いることができる。このとき、感光性樹脂組成物は、好ましくは光酸発生剤およびエポキシ樹脂を含む。
(Photosensitive resin composition)
As the photosensitive resin composition used for forming the partition wall 113 or the top plate 115, various photosensitive resins containing polyimide, polyamide, benzocyclobutene, polybenzoxazole, maleimide, acrylate resin, phenol resin or epoxy resin as a main component. Although the composition can be used, for example, those described in WO 2012/008472 can be used. At this time, the photosensitive resin composition preferably contains a photoacid generator and an epoxy resin.

光酸発生剤は、好ましくはトリス(4−(4−アセチルフェニル)チオフェニル)スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを含み、より好ましくはトリス(4−(4−アセチルフェニル)チオフェニル)スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである。トリス(4−(4−アセチルフェニル)チオフェニル)スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートとして、たとえばBASF社製Irgacure(登録商標)PAG 290を用いることができる。 The photoacid generator preferably contains tris(4-(4-acetylphenyl)thiophenyl)sulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, and more preferably tris(4-(4-acetylphenyl)thiophenyl)sulfonium tetrakis(penta). Fluorophenyl) borate. As tris(4-(4-acetylphenyl)thiophenyl)sulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, for example, Irgacure (registered trademark) PAG 290 manufactured by BASF can be used.

感光性樹脂組成物中の光酸発生剤の含有量は、光酸発生剤とエポキシ樹脂との合計量を100質量%として、好ましくは0.1質量%以上であり、また、好ましくは15質量%以下である。 The content of the photoacid generator in the photosensitive resin composition is preferably 0.1% by mass or more, and preferably 15% by mass, with the total amount of the photoacid generator and the epoxy resin being 100% by mass. % Or less.

エポキシ樹脂のエポキシ当量は、感光性樹脂組成物の硬化収縮率を低下する観点から、好ましくは150g/eq.以上である。また、感光性樹脂組成物の架橋密度が過度に低下して硬化膜の強度や耐薬品性、耐熱性、耐クラック性等が低下することを抑制する観点から、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは500g/eq.以下である。
ここで、エポキシ当量は、JIS K7236に準拠した方法で測定される。
The epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 150 g/eq. from the viewpoint of reducing the curing shrinkage rate of the photosensitive resin composition. That is all. In addition, the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably from the viewpoint of suppressing the crosslinking density of the photosensitive resin composition from being excessively decreased and the strength and chemical resistance of the cured film, heat resistance, and crack resistance being decreased. Is 500 g/eq. It is as follows.
Here, the epoxy equivalent is measured by a method according to JIS K7236.

また、エポキシ樹脂の軟化点は、マスクスティッキングを抑制する観点、および、常温での軟化を抑制する観点から、好ましくは40℃以上であり、より好ましくは50℃以上である。また、基板109への貼合性を高める観点から、エポキシ樹脂の軟化点は、好ましくは120℃以下であり、より好ましくは100℃以下である。
ここで、軟化点は、JIS K7234に準拠した方法で測定される。
Further, the softening point of the epoxy resin is preferably 40° C. or higher, and more preferably 50° C. or higher from the viewpoint of suppressing mask sticking and suppressing softening at room temperature. Further, from the viewpoint of enhancing the bondability to the substrate 109, the softening point of the epoxy resin is preferably 120° C. or lower, more preferably 100° C. or lower.
Here, the softening point is measured by a method based on JIS K7234.

エポキシ樹脂は、より好ましくは上述した範囲のエポキシ当量および上述した範囲の軟化点を有し、かかるエポキシ樹脂の具体例として、EOCN−102S、EOCN−103S、EOCN−104S、EOCN−1020、EOCN−4400H、EPPN−201、EPPN−501H、EPPN−502H、XD−1000、BREN−S、NER−7604、NER−7403、NER−1302、NER−7516、NC−3000H(いずれも商品名、日本化薬社製)、エピコート157S70(商品名、三菱化学社製)、EHPE3150(商品名、ダイセル化学工業社製)が挙げられる。 The epoxy resin more preferably has an epoxy equivalent in the above range and a softening point in the above range, and specific examples of the epoxy resin include EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1020 and EOCN-. 4400H, EPPN-201, EPPN-501H, EPPN-502H, XD-1000, BREN-S, NER-7604, NER-7403, NER-1302, NER-7516, NC-3000H (all are trade names, Nippon Kayaku Company), Epikote 157S70 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), and EHPE3150 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).

エポキシ樹脂の具体例として、ノボラック型エポキシ樹脂、オレフィンを有する化合物の酸化反応によって得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。
また、硬化物の耐薬品性、プラズマ耐性および透明性が高く、さらに硬化物が低吸湿であるという点から、好ましいエポキシ樹脂の具体例として、エピコート157(三菱化学社製、エポキシ当量180〜250g/eq.、軟化点80〜90℃)、EPON SU−8(商品名、レゾリューション・パフォーマンス・プロダクツ社製、エポキシ当量195〜230g/eq.、軟化点80〜90℃)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;
NC−3000(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量270〜300g/eq.、軟化点55〜75℃)等のビフェニル−フェノールノボラック型エポキシ樹脂;
NER−7604およびNER−7403(いずれも商品名、アルコール性水酸基の一部がエポキシ化されたビスフェノールF型エポキシ樹脂、日本化薬社製、エポキシ当量200〜500g/eq.、軟化点55〜75℃)、NER−1302およびNER−7516(いずれも商品名、アルコール性水酸基の一部がエポキシ化されたビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬社製、エポキシ当量200〜500g/eq.、軟化点55〜75℃)等のアルコール性水酸基の一部がエポキシ化されたビスフェノールA型もしくはF型エポキシ樹脂;
EOCN−1020(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量190〜210g/eq.、軟化点55〜85℃)等のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂;
NC−6300(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量230〜235g/eq.、軟化点70〜72℃)等の多官能エポキシ樹脂;
特開平10−97070号公報に製法が記載されたポリカルボン酸エポキシ樹脂(エポキシ当量は通常300〜900g/eq.)等の、1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、1分子中に少なくとも1個以上の水酸基および1個のカルボキシル基を有する化合物との反応物に、多塩基酸無水物を反応させることにより得られるエポキシ樹脂;
EPPN−201(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量180〜200g/eq.、軟化点65〜78℃)等のトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂;
EPPN−501H(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量162〜172g/eq.、軟化点51〜57℃)、EPPN−501HY(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量163〜175g/eq.、軟化点57〜63℃)、EPPN−502H(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量158〜178g/eq.、軟化点60〜72℃)等のトリフェニルメタン型エポキシ樹脂;
EHPE3150(商品名、ダイセル化学工業社製、エポキシ当量170〜190g/eq.、軟化点70〜85℃)等の脂環式エポキシ樹脂;
XD−1000(商品名、日本化薬社製、エポキシ当量245〜260g/eq.、軟化点68〜78℃)等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;ならびに
特開2007−291263号公報に記載の方法により得られる共縮合物であるエポキシ樹脂(エポキシ当量は、通常400〜900g/eq.)が挙げられる。
Specific examples of the epoxy resin include a novolac type epoxy resin and an epoxy resin obtained by an oxidation reaction of a compound having an olefin.
In addition, as a concrete example of a preferable epoxy resin, Epicoat 157 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy equivalent 180 to 250 g) is preferable because the cured product has high chemical resistance, plasma resistance and transparency, and the cured product has low moisture absorption. /Eq., softening point 80 to 90° C.), EPON SU-8 (trade name, manufactured by Resolution Performance Products, epoxy equivalent 195 to 230 g/eq., softening point 80 to 90° C.), etc. Novolac type epoxy resin;
NC-3000 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 270-300 g/eq., softening point 55-75° C.) and the like biphenyl-phenol novolac type epoxy resin;
NER-7604 and NER-7403 (all are trade names, bisphenol F type epoxy resin in which part of alcoholic hydroxyl group is epoxidized, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 200 to 500 g/eq., softening point 55 to 75 C.), NER-1302 and NER-7516 (both are trade names, bisphenol A type epoxy resin in which part of alcoholic hydroxyl groups is epoxidized, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 200 to 500 g/eq., softening point). 55-75° C.) bisphenol A-type or F-type epoxy resin in which part of the alcoholic hydroxyl group is epoxidized;
Cresol novolac type epoxy resin such as EOCN-1020 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 190-210 g/eq., softening point 55-85° C.);
Multifunctional epoxy resin such as NC-6300 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 230 to 235 g/eq., softening point 70 to 72° C.);
An epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule, such as a polycarboxylic acid epoxy resin (epoxy equivalent is usually 300 to 900 g/eq.) whose production method is described in JP-A-10-97070. An epoxy resin obtained by reacting a reaction product with a compound having at least one hydroxyl group and one carboxyl group in one molecule with a polybasic acid anhydride;
Trisphenol methane type epoxy resin such as EPPN-201 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 180 to 200 g/eq., softening point 65 to 78° C.);
EPPN-501H (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 162 to 172 g/eq., softening point 51 to 57° C.), EPPN-501HY (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 163-175 g/eq) ., softening point 57 to 63° C.), EPPN-502H (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent 158 to 178 g/eq., softening point 60 to 72° C.) and the like triphenylmethane type epoxy resin;
Alicyclic epoxy resin such as EHPE3150 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., epoxy equivalent 170 to 190 g/eq., softening point 70 to 85° C.);
Dicyclopentadiene type epoxy resin such as XD-1000 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 245 to 260 g/eq., softening point 68 to 78° C.); and the method described in JP 2007-291263 A. An epoxy resin (epoxy equivalent is usually 400 to 900 g/eq.) which is a co-condensate obtained by the method described above.

感光性樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、中空部117の耐成形性を向上する観点から、光酸発生剤とエポキシ樹脂との合計量を100質量%として、好ましくは85質量%以上であり、また、好ましくは99.9質量%以下である。 The content of the epoxy resin in the photosensitive resin composition is preferably 85% by mass or more, with the total amount of the photoacid generator and the epoxy resin being 100% by mass, from the viewpoint of improving the molding resistance of the hollow portion 117. And preferably 99.9 mass% or less.

感光性樹脂組成物は、光酸発生剤およびエポキシ樹脂以外の成分を含んでもよく、かかる成分の具体例として、混和性のある反応性エポキシモノマーおよび溶剤の1種以上を含んでもよい。
感光性樹脂組成物が反応性エポキシモノマーを含むことにより、パターンの性能を改良することができる。反応性エポキシモノマーの具体例として、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(ADEKA製、ED506)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(ADEKA製、ED505)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(低塩素タイプ、ナガセケムテックス社製、EX321L)、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等が挙げられ、好ましくはこれらのうち低塩素製造法または精製工程を経た低塩素タイプのものである。
反応性エポキシモノマーの含有量は、光酸発生剤、エポキシ樹脂および適宜反応性エポキシモノマーの合計をレジストの固形分とした場合、マスクスティッキングを抑制する観点から、上記固形分中に好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは7質量%以下である。
尚、本明細書における反応性エポキシモノマーとは、GPCの測定結果に基づいて、ポリスチレン換算で算出した重量平均分子量が1,000以下の室温で液状のエポキシ化合物を意味する。
The photosensitive resin composition may include components other than the photo-acid generator and the epoxy resin, and specific examples of such components may include one or more types of a reactive epoxy monomer and a solvent that are miscible.
When the photosensitive resin composition contains a reactive epoxy monomer, the pattern performance can be improved. Specific examples of the reactive epoxy monomer include diethylene glycol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, dimethylol propane diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether (ADEKA, ED506), trimethylol propane triglycidyl ether (ADEKA, ED505). ), trimethylolpropane triglycidyl ether (low chlorine type, manufactured by Nagase ChemteX Corp., EX321L), pentaerythritol tetraglycidyl ether, and the like. Among these, low chlorine type that has undergone a low chlorine production method or a purification step is preferable. It is a thing.
The content of the reactive epoxy monomer is preferably 10% by mass in the solid content from the viewpoint of suppressing mask sticking when the solid content of the resist is the total of the photo-acid generator, the epoxy resin and the reactive epoxy monomer. % Or less, and more preferably 7% by mass or less.
The reactive epoxy monomer in the present specification means an epoxy compound which is liquid at room temperature and has a weight average molecular weight of 1,000 or less calculated in terms of polystyrene based on the measurement result of GPC.

また、感光性樹脂組成物が溶剤を含むことにより、感光性樹脂組成物の粘度を下げ、塗膜性を向上することができる。溶剤としては、インキ、塗料等に通常用いられる有機溶剤であって、感光性樹脂組成物の各構成成分を溶解することができるものであれば制限なく用いることができる。溶剤の具体例としては、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類;メタノール、エタノール、セロソルブ、メチルセロソルブ等のアルコール類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤が挙げられる。
溶剤の含有量は、主成分の溶解性や成分の揮発性、組成物の液粘度等を適正に保持する観点から、感光性樹脂組成物全体に対して好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは95質量%以下であり、より好ましくは90質量%以下である。
In addition, since the photosensitive resin composition contains a solvent, the viscosity of the photosensitive resin composition can be reduced and the coating property can be improved. As the solvent, any organic solvent usually used for inks, paints and the like can be used without limitation as long as it can dissolve each component of the photosensitive resin composition. Specific examples of the solvent include ketones such as acetone, ethylmethylketone, cyclohexanone and cyclopentanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and tetramethylbenzene; dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether and the like. Glycol ethers; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone; alcohols such as methanol, ethanol, cellosolve, methyl cellosolve; fats such as octane and decane Group hydrocarbons; petroleum solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, solvent naphtha and the like can be mentioned.
The content of the solvent is preferably 10% by mass or more with respect to the entire photosensitive resin composition from the viewpoint of appropriately maintaining the solubility of the main components, the volatility of the components, the liquid viscosity of the composition, and the like. , Preferably 95 mass% or less, more preferably 90 mass% or less.

また、感光性樹脂組成物は、基板に対する組成物の密着性を向上させる観点から、密着性付与剤をさらに含んでもよい。密着性付与剤は、たとえばシランカップリング剤およびチタンカップリング剤などのカップリング剤であり、好ましくはシランカップリング剤である。
密着性付与剤の含有量は、硬化膜の物性低下を抑制する観点から、感光性樹脂組成物全体に対して好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。
Further, the photosensitive resin composition may further contain an adhesion-imparting agent from the viewpoint of improving the adhesion of the composition to the substrate. The adhesion-imparting agent is a coupling agent such as a silane coupling agent and a titanium coupling agent, preferably a silane coupling agent.
The content of the adhesion-imparting agent is preferably 15% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less, with respect to the entire photosensitive resin composition, from the viewpoint of suppressing deterioration of the physical properties of the cured film.

感光性樹脂組成物は、さらに紫外線を吸収し、吸収した光エネルギーを光酸発生剤に供与する観点から、増感剤を含んでもよい。
増感剤の具体例として、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン類、9,10−ジメトキシ−2−エチルアントラセン等の9位と10位にC1〜C4アルコキシ基を有するアントラセン化合物(9,10−ジアルコキシアントラセン誘導体)が挙げられる。9,10−ジアルコキシアントラセン誘導体は、さらに置換基を有していてもよい。
増感剤は、より好ましくは2,4−ジエチルチオキサントンおよび9,10−ジメトキシ−2−エチルアントラセンである。
増感剤は少量でも効果が発揮されることから、その含有量は、光酸発生剤に対してたとえば0質量%超であり、また、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは20質量%以下である。
The photosensitive resin composition may further contain a sensitizer from the viewpoint of absorbing ultraviolet light and donating the absorbed light energy to the photoacid generator.
Specific examples of the sensitizer include thioxanthones such as 2,4-diethylthioxanthone, and anthracene compounds having a C1 to C4 alkoxy group at the 9th and 10th positions such as 9,10-dimethoxy-2-ethylanthracene (9,10). A dialkoxy anthracene derivative). The 9,10-dialkoxyanthracene derivative may further have a substituent.
The sensitizer is more preferably 2,4-diethylthioxanthone and 9,10-dimethoxy-2-ethylanthracene.
Since the effect of the sensitizer is exhibited even in a small amount, the content thereof is, for example, more than 0% by mass, preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass with respect to the photoacid generator. % Or less.

また、光酸発生剤由来のイオンによる影響を低減する必要がある場合には、感光性樹脂組成物は、有機アルミニウム化合物などのイオン捕捉剤をさらに含んでもよい。
イオン捕捉剤の配合量は、光酸発生剤およびエポキシ樹脂および適宜反応性エポキシモノマーの合計をレジストの固形分とした場合、かかる固形分に対してたとえば0質量%超であり、また、好ましくは10質量%以下である。
Further, when it is necessary to reduce the influence of the ions derived from the photoacid generator, the photosensitive resin composition may further contain an ion scavenger such as an organic aluminum compound.
The amount of the ion scavenger is, for example, more than 0% by mass based on the solid content of the resist when the total of the photoacid generator, the epoxy resin, and the appropriately reactive epoxy monomer is the solid content of the resist, and preferably It is 10 mass% or less.

感光性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、着色剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤等の各種添加剤を含んでもよい。
熱可塑性樹脂としては、たとえばポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリカーボネートが挙げられる。
着色剤としては、たとえばフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオジン・グリーン、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラックが挙げられる。
増粘剤としては、たとえばオルベン、ベントン、モンモリロナイトが挙げられる。
消泡剤としては、たとえばシリコーン系、フッ素系および高分子系等の消泡剤が挙げられる。
これらの添加剤の配合量は、使用目的に応じ適宜することができるが、感光性樹脂組成物全体に対して、たとえばそれぞれ0.1質量%以上であり、また、30質量%以下である。
The photosensitive resin composition may contain various additives such as a thermoplastic resin, a colorant, a thickener, a defoaming agent and a leveling agent.
Examples of the thermoplastic resin include polyether sulfone, polystyrene, and polycarbonate.
Examples of the colorant include phthalocyanine blue, phthalocyanine green, iodin green, crystal violet, titanium oxide, carbon black and naphthalene black.
Examples of the thickener include Orben, Benton, and montmorillonite.
Examples of the defoaming agent include silicone-based, fluorine-based and polymer-based defoaming agents.
The blending amount of these additives may be appropriately selected depending on the purpose of use, but is, for example, 0.1% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the entire photosensitive resin composition.

また、感光性樹脂組成物は、無機充填材をさらに含んでもよい。無機充填材の具体例として、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素、無定形シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、雲母粉が挙げられる。
無機充填材の配合比率は、たとえば感光性樹脂組成物中0質量%超であり、また、たとえば60質量%以下である。
In addition, the photosensitive resin composition may further include an inorganic filler. Specific examples of the inorganic filler include barium sulfate, barium titanate, silicon oxide, amorphous silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide and mica powder.
The compounding ratio of the inorganic filler is, for example, more than 0 mass% in the photosensitive resin composition, and is, for example, 60 mass% or less.

感光性樹脂組成物は、中空部117の耐成形性を向上する観点から、好ましくは、光酸発生剤を0.1質量部以上15質量部以下、エポキシ樹脂を85質量部以上99.9質量部以下、反応性エポキシモノマーを1質量部以上10質量部以下、溶剤を5.8質量部以上2090質量部以下含み、必要に応じて、上述の密着性付与剤、増感剤、イオン捕捉剤、熱可塑性樹脂、着色剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤および無機充填材を添加してもよい。 From the viewpoint of improving the molding resistance of the hollow part 117, the photosensitive resin composition is preferably 0.1 part by mass or more and 15 parts by mass or less of the photoacid generator, and 85 parts by mass or more and 99.9 parts by mass of the epoxy resin. Parts or less, 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less of a reactive epoxy monomer, and 5.8 parts by mass or more and 2090 parts by mass or less of a solvent, and if necessary, the above-mentioned adhesion imparting agent, sensitizer, ion scavenger , Thermoplastic resins, colorants, thickeners, defoamers, leveling agents and inorganic fillers may be added.

次に、感光性樹脂組成物の製造方法を説明する。
本実施形態において、感光性樹脂組成物は、たとえば所定の配合量の原料成分を、通常の方法で混合、攪拌することにより得られ、必要に応じてディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミルなどの分散機を用いて分散、混合してもよい。また、混合後、さらにメッシュ、メンブレンフィルターなどを用いてろ過してもよい。
Next, a method for producing the photosensitive resin composition will be described.
In the present embodiment, the photosensitive resin composition is obtained by, for example, mixing and stirring the raw material components in a predetermined blending amount by a usual method, and if necessary, a disperser such as a dissolver, a homogenizer, or a three-roll mill. May be used for dispersion and mixing. Further, after mixing, it may be filtered using a mesh, a membrane filter or the like.

次に、感光性樹脂組成物の性状について説明する。感光性樹脂組成物は、たとえば液状とすることができる。
また、感光性樹脂組成物は好ましくはドライフィルムレジストである。ドライフィルムレジストは、ベースフィルム上に、ロールコーター、ダイコーター、ナイフコーター、バーコーター、グラビアコーター等を用いて感光性樹脂組成物を塗布した後、たとえば45℃以上100℃以下に設定した乾燥炉で乾燥し、所定量の溶剤を除去して得られる。また、レジスト上に適宜カバーフィルム等を積層してもよい。レジストの基材となるベースフィルムおよびカバーフィルムの具体例として、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、TAC、ポリイミド等のフィルムが挙げられる。これらフィルムはシリコーン系離型処理剤や非シリコーン系離型処理剤等により離型処理されていてもよい。
Next, the properties of the photosensitive resin composition will be described. The photosensitive resin composition can be liquid, for example.
Further, the photosensitive resin composition is preferably a dry film resist. The dry film resist is obtained by applying a photosensitive resin composition on a base film by using a roll coater, a die coater, a knife coater, a bar coater, a gravure coater, or the like, and then, for example, a drying furnace set to 45° C. or higher and 100° C. or lower. It is obtained by drying in a vacuum and removing a predetermined amount of solvent. Further, a cover film or the like may be appropriately laminated on the resist. Specific examples of the base film and the cover film which are the base material of the resist include films of polyester, polypropylene, polyethylene, TAC, polyimide and the like. These films may be release-treated with a silicone-based release treatment agent or a non-silicone-based release treatment agent.

本実施形態においては、上述した構成の感光性樹脂組成物および封止用樹脂組成物をそれぞれ用いるとともに、隔壁113および天板115の大きさを所定の大きさとすることにより、中空パッケージ103における中空部117が安定的に維持されるとともに、複数のバンプ123間等の狭い間隙の充填性に優れた構造体100を得ることができる。 In the present embodiment, the photosensitive resin composition and the sealing resin composition having the above-described configurations are used, respectively, and the partition wall 113 and the top plate 115 are set to have a predetermined size, thereby making the hollow package 103 hollow. It is possible to obtain the structure 100 in which the portion 117 is stably maintained and the filling property of the narrow gap between the plurality of bumps 123 is excellent.

次に、中空パッケージ103およびこれを備える構造体100の製造方法を説明する。本実施形態において、中空パッケージ103の製造方法は、以下の工程1および工程2を含む。
(工程1)基板109上に、少なくとも1種の有機材料により構成された隔壁113と天板115とを形成することで、一つ以上の閉じられた中空部117を設ける工程
(工程2)前述した本実施形態における封止用樹脂組成物を0.1MPa以上、5.0MPa未満の低圧で圧縮成形し、基板109、隔壁113および天板115を樹脂封止する工程
以下、図2(a)〜図2(d)を参照してさらに具体的に説明する。図2(a)〜図2(d)は、構造体100の製造工程を示す断面図である。
Next, a method for manufacturing the hollow package 103 and the structure 100 including the hollow package 103 will be described. In this embodiment, the method for manufacturing the hollow package 103 includes the following steps 1 and 2.
(Step 1) A step of forming one or more closed hollow portions 117 by forming the partition wall 113 and the top plate 115 made of at least one kind of organic material on the substrate 109 (step 2) 2A in which the resin composition for encapsulation in the present embodiment is compression-molded at a low pressure of 0.1 MPa or more and less than 5.0 MPa to resin-encapsulate the substrate 109, the partition wall 113 and the top plate 115. 2A to 2D will be described more specifically. 2A to 2D are cross-sectional views showing the manufacturing process of the structure 100.

まず、図2(a)に示したように、基板109上に素子111を搭載する。
次に、図2(b)に示したように、基板109の素子搭載面に、素子111の外周を取り囲む隔壁113を素子111から離隔して形成し、隔壁113上に隔壁113の上部を覆う天板115を形成するとともに、中空部117を設ける。但し、図3(a)〜図3(e)を参照して後述するように、場合によっては隔壁形成後に素子111を搭載し、最後に天板115を形成することもあり得る。
First, as shown in FIG. 2A, the element 111 is mounted on the substrate 109.
Next, as shown in FIG. 2B, a partition 113 surrounding the outer periphery of the element 111 is formed on the element mounting surface of the substrate 109 so as to be separated from the element 111, and the partition 113 covers the upper portion of the partition 113. The top plate 115 is formed and the hollow portion 117 is provided. However, as described later with reference to FIGS. 3A to 3E, in some cases, the element 111 may be mounted after the partition wall is formed, and the top plate 115 may be formed last.

所定の平面形状を有する隔壁113および天板115の形成は、たとえば、前述した感光性樹脂組成物を用いて、国際公開第2012/008472号に記載の方法を用いておこなうことができる。
具体的には、液状の感光性樹脂組成物を使用する場合、たとえばスピンコーター等を用いて、素子111が設けられた基板109上に感光性樹脂組成物をたとえば0.1μm以上1000μm以下の厚さで塗布し、たとえば60℃以上130℃以下で5分間以上60分間以下の時間熱処理して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成する。その後、隔壁113の平面形状に応じたパターンを有するマスクを載置して、紫外線を照射し、たとえば50℃以上130℃以下で1分間以上50分間以下の加熱処理をおこなう。その後、未露光部分を、現像液を用い、たとえば15℃以上50℃以下で1分間以上180分間以下現像してパターンを形成する。
これをたとえば130℃以上200℃以下の温度で加熱処理して、永久保護膜が得られる。現像液としては、たとえばγ−ブチロラクトン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の有機溶剤、あるいは、これらの有機溶剤と水の混合液等を用いることができる。現像にはパドル型、スプレー型、シャワー型等の現像装置を用いてもよく、適宜超音波照射をおこなってもよい。
天板115についても、隔壁113の形成後、上述の方法に準じて形成することができる。
The partition wall 113 and the top plate 115 having a predetermined planar shape can be formed, for example, by using the above-mentioned photosensitive resin composition and using the method described in International Publication No. 2012/008472.
Specifically, when using a liquid photosensitive resin composition, for example, a spin coater or the like is used to form the photosensitive resin composition on the substrate 109 provided with the element 111 in a thickness of, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less. And then heat-treated at 60° C. or higher and 130° C. or lower for 5 minutes or longer and 60 minutes or shorter to remove the solvent to form a photosensitive resin composition layer. After that, a mask having a pattern corresponding to the planar shape of the partition wall 113 is placed, ultraviolet rays are irradiated, and heat treatment is performed at 50 °C to 130 °C for 1 minute to 50 minutes, for example. Then, the unexposed portion is developed with a developing solution, for example, at 15° C. or higher and 50° C. or lower for 1 minute or more and 180 minutes or less to form a pattern.
This is heat-treated at a temperature of, for example, 130° C. or higher and 200° C. or lower to obtain a permanent protective film. As the developing solution, for example, an organic solvent such as γ-butyrolactone, triethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, or a mixed solution of these organic solvents and water can be used. For development, a paddle type, spray type, shower type developing device may be used, and ultrasonic irradiation may be appropriately performed.
The top plate 115 can also be formed according to the above-described method after forming the partition wall 113.

また、ドライフィルムレジストを使用する場合には、たとえばカバーフィルムを除去し、ハンドロール、ラミネーター等により、たとえば温度30℃以上100℃以下、圧力0.05MPa以上2MPa以下で基板109に転写し、液状の感光性樹脂組成物の場合に準じて露光、露光後ベーク、現像、加熱処理をすればよい。
天板115については隔壁113の形成後、上述のドライフィルムレジストを使用する場合の方法に準じて形成することができる。
フィルム状の感光性樹脂組成物(ドライフィルムレジスト)を用いることにより、基板109への塗布、および乾燥の工程を省略することができるため、隔壁113および天板115の製造工程を簡素化することができる。
When a dry film resist is used, for example, the cover film is removed, and transferred to the substrate 109 with a hand roll, a laminator, or the like at a temperature of 30° C. or higher and 100° C. or lower and a pressure of 0.05 MPa or higher and 2 MPa or lower, and a liquid Exposure, post-exposure bake, development, and heat treatment may be carried out in the same manner as in the case of the photosensitive resin composition of.
The top plate 115 can be formed after the partition wall 113 is formed, according to the method in the case of using the dry film resist described above.
By using the film-shaped photosensitive resin composition (dry film resist), the steps of coating and drying the substrate 109 can be omitted, so that the manufacturing steps of the partition wall 113 and the top plate 115 can be simplified. You can

天板115の形成後、天板115の上面すなわち隔壁113との接合面の裏面の所定の位置に、ソルダーバンプ等のバンプ119を形成する(図2(b))。 After forming the top plate 115, bumps 119 such as solder bumps are formed at predetermined positions on the upper surface of the top plate 115, that is, the back surface of the bonding surface with the partition wall 113 (FIG. 2B).

図2(a)および図2(b)では、基板109上に複数の素子111を搭載する例を示しており、この場合、図2(c)に示したように、基板109を素子111ごとに個片化することにより、複数のパッケージを得る。 2A and 2B show an example in which a plurality of elements 111 are mounted on the substrate 109. In this case, as shown in FIG. A plurality of packages are obtained by dividing into individual pieces.

次いで、基板101上の所定の位置に、個片化したパッケージをバンプ119にてフリップチップ接続する。構造体100の製造においては、また、基板101上の所定の位置に半導体素子121をバンプ123にてフリップチップ接続する(図2(d))。 Next, the individualized packages are flip-chip connected by bumps 119 at predetermined positions on the substrate 101. In manufacturing the structure 100, the semiconductor element 121 is flip-chip connected to the predetermined position on the substrate 101 by the bump 123 (FIG. 2D).

その後、基板101の素子搭載面を本実施形態における封止用樹脂組成物で封止し、封止材107を形成する。このとき、中空パッケージ103の耐成形性を向上する観点、および、バンプ123間等の狭い間隙への充填性を向上する観点から、好ましくは圧縮成形により封止材107を形成する。
同様の観点から、圧縮成形における成形圧力は、好ましくは0.1MPa以上であり、より好ましくは0.5MPa以上であり、また、好ましくは5.0MPa未満であり、より好ましくは3.0MPa以下、さらに好ましくは2.0MPa以下、さらにより好ましくは1.0MPa以下である。
After that, the element mounting surface of the substrate 101 is sealed with the sealing resin composition according to the present embodiment to form the sealing material 107. At this time, the sealing material 107 is preferably formed by compression molding from the viewpoint of improving the molding resistance of the hollow package 103 and improving the filling property into a narrow gap such as between the bumps 123.
From the same viewpoint, the molding pressure in compression molding is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and preferably less than 5.0 MPa, more preferably 3.0 MPa or less, It is more preferably 2.0 MPa or less, and even more preferably 1.0 MPa or less.

以上の工程により、中空パッケージ103およびパッケージ105を備える構造体100を得ることができる。本実施形態においては、成分(A)および(B)を含むとともに、ゲルタイムが所定範囲にある封止用樹脂組成物を用いることにより、圧縮成形法による低圧成形が可能となる。これにより、中空パッケージ103に設けられた中空部117の耐成形性を優れたものとすることができるとともに、パッケージ105において、バンプ123が狭ピッチで配置される場合にも、バンプ123の間隙の充填特性を優れたものとすることができる。 Through the above steps, the structure 100 including the hollow package 103 and the package 105 can be obtained. In the present embodiment, by using a sealing resin composition containing components (A) and (B) and having a gel time within a predetermined range, low pressure molding by a compression molding method becomes possible. Accordingly, the hollow portion 117 provided in the hollow package 103 can have excellent molding resistance, and even when the bumps 123 are arranged at a narrow pitch in the package 105, the gap between the bumps 123 can be reduced. The filling characteristics can be made excellent.

なお、以上においては、基板109上に、素子111を搭載した後、隔壁113および天板115を形成したが、各部材の形成順序はこれ以外としてもよい。たとえば、図3(a)〜図3(e)は、構造体110の別の製造工程を示す断面図である。 Note that, in the above, the partition wall 113 and the top plate 115 are formed after the element 111 is mounted on the substrate 109, but the order of forming each member may be other than this. For example, FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing another manufacturing process of the structure 110.

図3(a)〜図3(e)に示した製造工程では、まず、基板109上の所定の位置に隔壁113を形成する(図3(a))。その後、素子111を、その外周を隔壁113に取り囲まれるように、基板109上に搭載する(図3(b))。
次いで、隔壁113上に隔壁113の上部を覆う天板115を形成するとともに、中空部117を設ける(図3(c))。
これらの各工程は、たとえば、図2(a)および図2(b)を参照して前述した工程に準じておこなうことができる。
In the manufacturing process shown in FIGS. 3A to 3E, first, the partition wall 113 is formed at a predetermined position on the substrate 109 (FIG. 3A). After that, the element 111 is mounted on the substrate 109 so that the outer periphery thereof is surrounded by the partition wall 113 (FIG. 3B).
Next, the top plate 115 that covers the upper portion of the partition 113 is formed on the partition 113, and the hollow portion 117 is provided (FIG. 3C).
Each of these steps can be performed according to, for example, the steps described above with reference to FIGS. 2A and 2B.

その後、図2(b)および図2(c)を参照した各工程に準じて、ソルダーバンプ等のバンプ119を形成し(図3(c))、基板109を素子111ごとに個片化することにより、複数のパッケージを得る(図3(d))。そして、図2(d)を参照した工程に準じて、個片化したパッケージを、基板101上の所定の位置にフリップチップ接続する(図3(e))。 Then, bumps 119 such as solder bumps are formed (FIG. 3C) according to the steps shown in FIGS. 2B and 2C, and the substrate 109 is divided into individual elements 111. By doing so, a plurality of packages are obtained (FIG. 3(d)). Then, according to the process shown in FIG. 2D, the individualized packages are flip-chip connected to predetermined positions on the substrate 101 (FIG. 3E).

以上の工程によっても、中空パッケージ103およびパッケージ105を備える構造体100が得られ、前述した効果と同様の効果が得られる。 The structure 100 including the hollow package 103 and the package 105 is also obtained through the above steps, and the same effects as the above-described effects are obtained.

以上、実施形態に基づき、本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。 Although the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and the configuration can be changed without departing from the scope of the present invention.

以下、本実施形態について、実施例および比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to examples and comparative examples. The present embodiment is not limited to the description of these examples.

(実施例1、比較例1)
表1に示す配合で各例の封止用樹脂組成物を調製した。そして、得られた組成物の硬化物により素子を封止したときの充填特性を評価するとともに、実施例における中空部の耐成形性を評価した。
(Example 1, Comparative Example 1)
The encapsulating resin composition of each example was prepared with the formulation shown in Table 1. Then, the filling characteristics when the element was sealed with the cured product of the obtained composition were evaluated, and the molding resistance of the hollow portion in the examples was evaluated.

はじめに、以下の例で用いた原料成分を示す。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC3000L)及びビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャバンエポキシレジン社製、jER(登録商標)YL6810)の混合樹脂
エポキシ樹脂2:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC3000L)
(硬化剤)
硬化剤1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型樹脂(明和化成社製、MEH−7851SS)
(触媒)
触媒1:テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン−2,3−ジオキシ)フェニルシリケート及びテトラフェニルホスホニウム−4,4'−スルフォニルジフェノラート
(無機充填材)
無機充填材1:溶融球状シリカ(マイクロン社製、TS−6021)目開き20μmの篩を通過した画分:100質量%
First, the raw material components used in the following examples are shown.
(Epoxy resin)
Epoxy resin 1: Mixed resin of biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC3000L) and bisphenol A type epoxy resin (Javan Epoxy Resin, jER (registered trademark) YL6810) Epoxy resin 2: Biphenylene skeleton Containing phenol aralkyl type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., NC3000L)
(Curing agent)
Curing agent 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl type resin (MEH-7851SS, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
(catalyst)
Catalyst 1: Tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenyl silicate and tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate (inorganic filler)
Inorganic filler 1: Fused spherical silica (manufactured by Micron, TS-6021) Fraction that passed through a sieve with 20 μm openings: 100% by mass

(封止用樹脂組成物の調製)
表1に記載の配合に基づき、2軸型混練押出機を用いて110℃、7分の条件で各例の原材料を混練した。得られた混練物を、脱気、冷却を行った後に粉砕機で粉砕し、粒状の封止用樹脂組成物を得た。
(Preparation of sealing resin composition)
Based on the formulation shown in Table 1, the raw materials of each example were kneaded using a twin-screw kneading extruder at 110° C. for 7 minutes. The obtained kneaded product was deaerated and cooled, and then ground with a grinder to obtain a granular encapsulating resin composition.

(封止用樹脂組成物の物性)
(ゲルタイム)
キュラストメーター(オリエンテック社製、JSRキュラストメーターIVPS型)を用い、金型温度175℃にて樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定した。得られた測定結果から、該測定結果における最大トルク値をTとしたとき、測定を開始してから、硬化トルクの値が0.1Tに到達するまでの所要時間(秒)をゲルタイムとして算出した。
(Physical properties of sealing resin composition)
(Geltime)
The curing torque of the resin composition was measured with time at a mold temperature of 175° C. using a curast meter (JSR curast meter IVPS type, manufactured by Orientec Co., Ltd.). From the obtained measurement results, when the maximum torque value in the measurement results was T, the time (seconds) required from the start of measurement until the curing torque value reached 0.1 T was calculated as the gel time. ..

(スパイラルフロー)
低圧トランスファー成形機(コータキ精機社製、KTS−15)を用いて、ANSI/ASTM D 3123−72に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、保圧時間120秒の条件にて樹脂組成物を注入し、流動長(cm)を測定した。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が、流動性が良好である。
(Spiral flow)
Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15, manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement conforming to ANSI/ASTM D 3123-72 was used, a mold temperature of 175° C., an injection pressure of 6.9 MPa, a holding pressure. The resin composition was injected under the condition of time of 120 seconds and the flow length (cm) was measured. The spiral flow is a parameter of fluidity, and the larger the value, the better the fluidity.

(Tg)
圧縮成形機(TOWA社製、PMC1040)を用いて、金型に、金型温度175℃、成形圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で、各例で得られた封止用樹脂組成物を圧縮成形することにより硬化物を得た。この硬化物は、長さ10mm、幅4mm、厚さ4mmであった。
次いで、得られた硬化物を175℃、4時間で後硬化した後、熱機械分析装置(セイコー電子工業社製、TMA100)を用いて、測定温度範囲0℃〜320℃、昇温速度5℃/分の条件下で測定をおこない、Tgを算出した。
(Tg)
A resin composition for sealing obtained in each example under the conditions of a mold temperature of 175° C., a molding pressure of 9.8 MPa, and a curing time of 300 seconds, using a compression molding machine (manufactured by TOWA, PMC1040). A cured product was obtained by compression molding. This cured product had a length of 10 mm, a width of 4 mm and a thickness of 4 mm.
Next, after the obtained cured product is post-cured at 175° C. for 4 hours, a thermomechanical analyzer (TMA100, manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) is used to measure temperature range of 0° C. to 320° C. and heating rate of 5° C. The measurement was performed under the condition of /min to calculate Tg.

(評価)
(充填特性)
基板(銅回路を備えるプリント配線基板)上に、厚さ100μm、5mm×5mm各の半導体素子をバンプでフリップチップ接続した。バンプの材料はCu、バンプ高さ50μm、バンプ径90μm、バンプ間のピッチは90μmとした。1つの基板上に、上記半導体素子を6つ接着し、半導体素子を搭載した面が下向きになるようにして、基板固定手段により上型に固定した。次いで、各例の封止用樹脂組成物からなる樹脂粒状体を下型キャビティ内に供給したのち、キャビティ内を減圧にしながら、圧縮成形機(TOWA社製)によりパネル成形し、成形品を得た。この際の成形条件は、金型温度150℃または175℃、成形圧力1.0MPaまたは2.0MPa、硬化時間300秒とした。
得られた成形品を個片化せず、そのまま、keyence社製マイクロスコープ用いて充填性を評価した。6つの半導体素子について、バンプ間の領域において未充填、ボイド等の充填不良の有無を確認し、6つの素子数のうち充填不良が生じた素子の数を充填不良発生率(%)とした。
(Evaluation)
(Charging characteristics)
On a substrate (printed wiring board provided with a copper circuit), semiconductor elements each having a thickness of 100 μm and 5 mm×5 mm were flip-chip connected by bumps. The bump material was Cu, the bump height was 50 μm, the bump diameter was 90 μm, and the pitch between the bumps was 90 μm. Six of the above semiconductor elements were adhered onto one substrate, and the surface on which the semiconductor elements were mounted faced downward, and were fixed to the upper mold by substrate fixing means. Then, a resin granule made of the encapsulating resin composition of each example is supplied into the lower mold cavity, and then a panel is molded by a compression molding machine (manufactured by TOWA) while reducing the pressure in the cavity to obtain a molded product. It was The molding conditions at this time were a mold temperature of 150° C. or 175° C., a molding pressure of 1.0 MPa or 2.0 MPa, and a curing time of 300 seconds.
The obtained molded product was not singulated, and the filling property was evaluated as it was using a microscope manufactured by keyence. With respect to the six semiconductor elements, the presence or absence of filling failure such as unfilling or voids was confirmed in the region between the bumps, and the number of the elements having the filling failure out of the six elements was defined as the filling failure occurrence rate (%).

Figure 2020107767
Figure 2020107767

表1より、実施例1で得られた封止用樹脂組成物は、狭い間隙への充填性に優れていた。 From Table 1, the encapsulating resin composition obtained in Example 1 was excellent in filling in narrow gaps.

(中空部の耐成形性)
中空部が設けられた構造体を実施例1の封止用樹脂組成物で封止した際の中空部の耐成形性を評価した。
(Mold resistance of hollow part)
The molding resistance of the hollow portion when the structure provided with the hollow portion was sealed with the sealing resin composition of Example 1 was evaluated.

ネガ型感光性ドライフィルムレジストとして、SU−8 3000CF DFRシリーズ(商品名、日本化薬社製、エポキシ樹脂および光酸発生剤等を含む厚さ20μm(3020CF)、30μm(3030CF)および45μm(3045CF)の各ドライフィルムレジスト)を用いた。 As a negative-type photosensitive dry film resist, SU-8 3000CF DFR series (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., thickness including epoxy resin and photoacid generator, etc., 20 μm (3020CF), 30 μm (3030CF) and 45 μm (3045CF) ) Each dry film resist) was used.

中空部が設けられた構造体は以下の手順で形成した。すなわち、シリコンウェハ上に、ネガ型感光性ドライフィルムレジストのカバーフィルムを剥離して、ロール温度70℃、エアー圧力0.2MPa、速度0.5m/minで所定の回数ラミネートし、所定の厚さの感光性樹脂組成物層を得た。この感光性樹脂組成物層に、i線露光装置(マスクアライナー:ウシオ電機社製)を用いてパターン露光(ソフトコンタクト、i線)をおこなった。その後、ホットプレートにより95℃で4分間の露光後ベークをおこない、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いて浸漬法により23℃で5分間現像処理をおこない、ウェハ上に硬化した樹脂パターンを得た。その後、温風対流式オーブンを用いて180℃、60分間のハードベークを施した。得られた樹脂パターンは、所定の高さおよび幅のライン状の樹脂が所定の間隔で平行に配置された形状を有し、これを隔壁とした。
次に、隔壁が形成されたウェハ上に、感光性ドライフィルムレジストのカバーフィルムを剥離して、ロール温度40℃、エアー圧力0.1MPa、速度1.0m/minで所定の回数ラミネートし、所定の厚さの感光性樹脂組成物層を得た。そして、隔壁の形成方法に準じてパターン露光、露光後ベーク、現像処理およびハードベークをおこない、隣接する隔壁間の上部を覆う樹脂パターンを所定の幅および厚さで形成し、これを天板とした。
隔壁および天板のサイズを以下に示す。
隔壁の厚さ(空隙の高さ):20μm
隔壁の間隔(空隙の幅):10〜500μm(10μm毎に作製)
隔壁の幅:30μm
天板の厚さ:20μm、30μmまたは45μm
天板の幅:上記隔壁の間隔それぞれに両隔壁の幅の和(60μm)を加えたもの。70〜560μm
The structure provided with the hollow portion was formed by the following procedure. That is, a negative photosensitive dry film resist cover film is peeled off on a silicon wafer and laminated at a roll temperature of 70° C., an air pressure of 0.2 MPa, and a speed of 0.5 m/min for a predetermined number of times to obtain a predetermined thickness. The photosensitive resin composition layer of was obtained. This photosensitive resin composition layer was subjected to pattern exposure (soft contact, i-line) using an i-line exposure device (mask aligner: manufactured by Ushio Inc.). After that, a post-exposure bake is performed at 95° C. for 4 minutes on a hot plate, and a development process is performed at 23° C. for 5 minutes by a dipping method using propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to obtain a cured resin pattern on the wafer. It was Then, it was hard-baked at 180° C. for 60 minutes using a warm air convection oven. The obtained resin pattern had a shape in which line-shaped resins having a predetermined height and width were arranged in parallel at predetermined intervals, which were used as partition walls.
Next, the cover film of the photosensitive dry film resist is peeled off on the wafer on which the partition wall is formed, and laminated for a predetermined number of times at a roll temperature of 40° C., an air pressure of 0.1 MPa, and a speed of 1.0 m/min, and the predetermined To obtain a photosensitive resin composition layer having a thickness of. Then, pattern exposure, post-exposure bake, development treatment and hard bake are performed according to the method of forming the partition wall to form a resin pattern covering the upper portion between adjacent partition walls with a predetermined width and thickness, and this is used as a top plate. did.
The sizes of the partition wall and the top plate are shown below.
Thickness of partition wall (height of void): 20 μm
Interval of partition walls (width of void): 10 to 500 μm (prepared every 10 μm)
Partition width: 30 μm
Top plate thickness: 20 μm, 30 μm or 45 μm
Width of top plate: Sum of widths of both partition walls (60 μm) added to each interval of the partition walls. 70-560 μm

天板および隔壁からなる構造体が形成されたウェハを圧縮成形機(TOWA社製)内に配置し、実施例1の封止用樹脂組成物を用い圧縮成形し、試料を得た。圧縮成形条件は、金型温度175℃、成形圧力1.0MPa、2.0MPaまたは3.0MPa、硬化時間120秒とした。 A wafer on which a structure composed of a top plate and partition walls was formed was placed in a compression molding machine (manufactured by TOWA), and compression molding was performed using the sealing resin composition of Example 1 to obtain a sample. The compression molding conditions were a mold temperature of 175° C., a molding pressure of 1.0 MPa, 2.0 MPa or 3.0 MPa, and a curing time of 120 seconds.

実施例1で得られた試料について、中空部の耐成形性を評価した。すなわち、各試料について、中空部の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、以下に基づき天板の最大変位(Maximum cap displacement:δmax)を測定し、δmaxが5μm未満のものを合格とした。
δmax=隔壁上の天板表面高さ−隔壁の間隔の中点における天板表面の高さ
The mold resistance of the hollow portion of the sample obtained in Example 1 was evaluated. That is, for each sample, the cross section of the hollow portion was observed with a scanning electron microscope, and the maximum displacement (Maximum cap displacement: δmax) of the top plate was measured based on the following, and a sample with δmax of less than 5 μm was regarded as acceptable.
δmax = height of the top plate surface on the bulkhead-height of the top plate surface at the midpoint of the interval between the bulkheads

図4は、各天板厚における成形圧力(MPa)と、δmaxについて合格が得られた天板幅の最大値(μm)との関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the forming pressure (MPa) at each top plate thickness and the maximum value (μm) of the top plate width that passed the test for δmax.

100 構造体
101 基板
103 中空パッケージ
105 パッケージ
107 封止材
109 基板
111 素子
113 隔壁
115 天板
117 中空部
119 バンプ
121 半導体素子
123 バンプ
100 structure 101 substrate 103 hollow package 105 package 107 encapsulant 109 substrate 111 element 113 partition wall 115 top plate 117 hollow part 119 bump 121 semiconductor element 123 bump

Claims (9)

基板と、
前記基板に搭載された、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上の素子と、
前記基板の上部に前記素子の外周を取り囲むように設けられた隔壁と、
前記隔壁の上面に接して設けられるとともに前記素子の上部を覆う天板と、
を備え、
前記基板、前記隔壁および前記天板で覆われた一つ以上の閉じられた中空部が設けられている中空パッケージの前記基板、前記隔壁および前記天板の封止に用いられる封止用樹脂組成物であって、
(A)エポキシ樹脂、および
(B)無機充填材
を含み、
以下の条件1により測定される当該封止用樹脂組成物のゲルタイムが、60秒以上120秒以下である、封止用樹脂組成物。
(条件1)キュラストメーターを用いて、金型温度175℃にて当該封止用樹脂組成物の硬化トルクを経時的に測定した際の最大トルク値をTとしたとき、測定を開始してから、前記硬化トルクの値が0.1Tに到達するまでの所要時間を前記ゲルタイムとする。
Board,
One or more elements selected from the group consisting of semiconductor elements, MEMS and electronic components mounted on the substrate;
A partition wall provided on the upper part of the substrate so as to surround the outer periphery of the element,
A top plate which is provided in contact with the upper surface of the partition wall and covers the upper portion of the element,
Equipped with
A resin composition for encapsulation used for encapsulating the substrate, the partition wall and the top plate in a hollow package provided with one or more closed hollow portions covered with the substrate, the partition wall and the top plate. A thing,
(A) epoxy resin, and (B) inorganic filler,
The encapsulating resin composition has a gel time of 60 seconds or more and 120 seconds or less, which is measured under the following condition 1.
(Condition 1) When the curing torque of the encapsulating resin composition is measured with time at a mold temperature of 175° C. using a curast meter, the measurement is started when the maximum torque value is T. Therefore, the time required for the value of the curing torque to reach 0.1 T is the gel time.
以下の条件2により測定される当該封止用樹脂組成物のスパイラルフロー長が、100cm以上220cm以下である、請求項1に記載の封止用樹脂組成物。
(条件2)ANSI/ASTM D 3123−72に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、保圧時間120秒の条件で当該封止用樹脂組成物を注入して測定した流動長を前記スパイラルフロー長とする。
The encapsulating resin composition according to claim 1, wherein the spiral flow length of the encapsulating resin composition measured under the following condition 2 is 100 cm or more and 220 cm or less.
(Condition 2) The resin composition for encapsulation was placed in a mold for spiral flow measurement according to ANSI/ASTM D 3123-72 under conditions of a mold temperature of 175° C., an injection pressure of 6.9 MPa, and a holding time of 120 seconds. The flow length measured by injection is the spiral flow length.
前記成分(A)が、分子内にエポキシ基を2つ含むエポキシ樹脂および分子内にエポキシ基を3つ以上含むエポキシ樹脂からなる群から選択される1種または2種以上を含むエポキシ樹脂を含む、請求項1または2に記載の封止用樹脂組成物。 The component (A) contains an epoxy resin containing one or more selected from the group consisting of an epoxy resin containing two epoxy groups in the molecule and an epoxy resin containing three or more epoxy groups in the molecule. The encapsulating resin composition according to claim 1 or 2. 請求項1乃至3いずれか1項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物により前記基板、前記隔壁および前記天板を封止してなる、中空パッケージ。 A hollow package formed by sealing the substrate, the partition wall, and the top plate with a cured product of the resin composition for sealing according to any one of claims 1 to 3. 前記天板および前記隔壁がいずれも有機材料により構成されており、
前記天板の厚さが10μm以上50μm以下であり、
前記隔壁の厚さが5μm以上30μm以下であり、前記隔壁の幅が5μm以上200μm以下であり、
前記基板の素子搭載面に垂直な断面における前記中空部の最長幅が60μm以上1000μm以下である、請求項4に記載の中空パッケージ。
Both the top plate and the partition wall are made of an organic material,
The top plate has a thickness of 10 μm or more and 50 μm or less,
The thickness of the partition wall is 5 μm or more and 30 μm or less, and the width of the partition wall is 5 μm or more and 200 μm or less,
The hollow package according to claim 4, wherein the longest width of the hollow portion in a cross section perpendicular to the element mounting surface of the substrate is 60 μm or more and 1000 μm or less.
以下の工程1および工程2:
(工程1)基板上に、少なくとも1種の有機材料により構成された隔壁と天板とを形成することで、一つ以上の閉じられた中空部を設ける工程
(工程2)請求項1乃至3いずれか1項に記載の封止用樹脂組成物を0.1MPa以上、5.0MPa未満の低圧で圧縮成形し、前記基板、前記隔壁および前記天板を樹脂封止する工程
を含む、中空パッケージの製造方法であって、
前記工程1が、半導体素子、MEMSおよび電子部品からなる群から選択される1種以上の素子が前記中空部内に配置されるように前記素子を前記基板上に搭載する工程を含む、中空パッケージの製造方法。
The following Step 1 and Step 2:
(Step 1) A step of providing at least one closed hollow portion by forming a partition wall and a top plate made of at least one kind of organic material on a substrate (step 2). A hollow package comprising a step of compression-molding the resin composition for encapsulation according to any one of claims at a low pressure of 0.1 MPa or more and less than 5.0 MPa to resin-encapsulate the substrate, the partition wall, and the top plate. The manufacturing method of
The step 1 includes a step of mounting the element on the substrate such that at least one element selected from the group consisting of a semiconductor element, a MEMS and an electronic component is arranged in the hollow portion. Production method.
前記有機材料が、感光性ドライフィルムレジストである、請求項6に記載の中空パッケージの製造方法。 The method for manufacturing a hollow package according to claim 6, wherein the organic material is a photosensitive dry film resist. 前記有機材料が、ネガ型感光性ドライフィルムレジストである、請求項7に記載の中空パッケージの製造方法。 The method for manufacturing a hollow package according to claim 7, wherein the organic material is a negative photosensitive dry film resist. 前記有機材料が、光酸発生剤とエポキシ化合物とを含有するネガ型感光性ドライフィルムレジストである、請求項8に記載の中空パッケージの製造方法。 The method for manufacturing a hollow package according to claim 8, wherein the organic material is a negative photosensitive dry film resist containing a photo-acid generator and an epoxy compound.
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