KR102466931B1

KR102466931B1 - 봉지용 필름 및 그 경화물, 및 전자 장치

Info

Publication number: KR102466931B1
Application number: KR1020197014014A
Authority: KR
Inventors: 도모요 가네코; 다이스케 후지모토; 유타카 노무라; 히로쿠니 오기하라; 유스케 와타세
Original assignee: 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: TWI738912B; KR20190080892A; TW201825587A; CN109983052A; WO2018092606A1; CN109983052B; JPWO2018092606A1; JP7103225B2

Abstract

본 발명은, (A) 에폭시 수지, (B) 경화제, (C) 경화 촉진제 및 (D) 무기 충전재를 함유하는 봉지용 필름으로서, 상기 (A)∼(C)성분 중 25℃에서 액상인 액상 성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 20∼30 질량%이고, 상기 (D)성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 70∼80 질량%이며, 용제의 함유량이, 봉지용 필름의 전체 질량을 기준으로 하여 0.05 질량% 이하인, 봉지용 필름에 관한 것이다.

Description

봉지용 필름 및 그 경화물, 및 전자 장치

본 개시는 봉지용(封止用) 필름 및 그 경화물, 및 전자 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 반도체 디바이스의 봉지, 프린트 배선 기판에 배치된 전자 부품의 매립 등을 가능하게 하는 봉지용 필름 및 그 경화물, 및 전자 장치에 관한 것이다.

최근, 실장 기판 상의 반도체 소자, 콘덴서, 저항 소자 등의 전자 부품의 봉지에, 취급성이 우수한 봉지용 필름이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 봉지용 필름으로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 경화제 및 충전재 등을 배합하여 조제한 바니시(조성물)를, 필름 상에 도포하는 것에 의해 성막(成膜)된, 시트형 에폭시 수지 조성물 재료가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본공개특허 제2012-25907호 공보

특허문헌 1에 기재된 시트형 에폭시 수지 조성물 재료는 상기한 바와 같이, 각종 성분을 배합하여 바니시(조성물)를 조제한 후, 그 바니시를 지지체 상에 도포하는 것에 의해 성막되어, 제작된다.

그러나, 이와 같은 제작 방법에서는, 지지체 상에 도포한 바니시상 에폭시 수지 조성물을 건조시켰을 때, 노출된 측과 지지체 측에서 용제량에 큰 차가 생기므로, 1장으로 300㎛ 이상의 두께를 가지는 봉지용 필름의 제작이 어렵다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 바니시상 에폭시 수지 조성물을 도공(塗工)하여 제작한 봉지용 필름을 복수 개 접합시킴으로써 300㎛ 이상의 막 두께를 얻은 봉지용 필름에서는, 전자 부품을 봉지 성형할 때, 봉지용 필름에 포함되는 용제에 의해, 부풀기 등의 문제점이 생기는 경우가 있다.

이에, 본 개시의 목적은, 두께를 300㎛ 이상으로 한 경우라도, 봉지 성형 시에 부푸는 것을 억제할 수 있고, 또한 양호한 가요성 및 양호한 유동성을 가지는 봉지용 필름 및 그 경화물, 및 그 봉지용 필름에 의해 봉지된 전자 부품 또는 전자 디바이스를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 측면은, (A) 에폭시 수지, (B) 경화제, (C) 경화 촉진제, 및 (D) 무기 충전재를 함유하는 봉지용 필름으로서, 상기 (A)∼(C)성분[(A)성분, (B)성분 및 (C)성분] 중 25℃에서 액상인 액상 성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분[(A)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분]의 총질량을 기준으로 하여 20∼30 질량%이고, 상기 (D)성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 70∼80 질량%이며, 용제의 함유량이, 봉지용 필름의 전체 질량을 기준으로 하여 0.05 질량% 이하인 봉지용 필름을 제공한다.

본 개시의 일 측면에 관한 봉지용 필름에 의하면, 양호한 가요성 및 양호한 유동성을 가지고, 또한 두께를 300㎛ 이상으로 한 경우라도, 봉지 성형 시의 부풀기를 억제할 수 있다. 그러므로, 상기 개시에 의하면, TSV(Through-Silicon Via) 등을 가지는 두꺼운 패키지의 일괄 봉지가 가능한 두께 300㎛ 이상의 봉지용 필름을 제공할 수 있다.

또한, 상기 조건을 만족시키는 본 개시의 봉지용 필름은, (A) 에폭시 수지, (B) 경화제, (C) 경화 촉진제, 및 (D) 무기 충전재를 혼련하여 얻어지는 혼련물을 소성 가공하는 것에 의해 얻을 수 있다. 즉, 에폭시 수지 및 무기 충전재를 함유하는 바니시를 필름 상에 도포하지 않고, 봉지용 필름을 형성할 수 있으므로, 봉지용 필름에 포함되는 용제 기인의 경화 성형 시의 부풀기를 억제할 수 있다. 그 결과, 봉지용 필름의 성능 향상을 도모할 수 있다.

상기 봉지용 필름에 있어서, 상기 (D)성분의 함유량은, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 70∼78 질량%라도 된다.

상기 봉지용 필름에 있어서, 상기 (D)성분의 평균 입경(粒徑)은 0.01∼50㎛여도 된다.

본 개시의 다른 측면은, 상기 본 개시의 일 측면에 관한 봉지용 필름의 경화물을 제공한다.

본 개시의 다른 측면은, 전자 부품 또는 전자 디바이스와, 상기 전자 부품 또는 상기 전자 디바이스를 봉지하는, 상기 본 개시의 일 측면에 관한 봉지용 필름의 경화물을 포함하는 봉지부를 구비하는 전자 장치를 제공한다.

본 개시에 의하면, 두께를 300㎛ 이상으로 한 경우라도, 봉지 성형 시에 부푸는 것을 억제할 수 있고, 또한 양호한 가요성 및 양호한 유동성을 가지는 봉지용 필름 및 그 경화물, 및 그 봉지용 필름에 의해 봉지된 전자 부품 또는 전자 디바이스를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태(이하, 「본 실시형태」라고 함)에 대하여 상세하게 설명한다. 그리고, 본 개시는, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태의 봉지용 필름은 (A) 에폭시 수지[이하 (A)성분이라고 하는 경우도 있음], (B) 경화제[이하 (B)성분이라고 하는 경우도 있음], (C) 경화 촉진제[이하 (C)성분이라고 하는 경우도 있음], 및 (D) 무기 충전재[이하 (D)성분이라고 하는 경우도 있음]를 함유하는 봉지용 필름으로서, 상기 (A)∼(C)성분 중 25℃에서 액상인 액상 성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 20∼30 질량%이고, 상기 (D)성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 70∼80 질량%이며, 용제의 함유량이, 봉지용 필름의 전체 질량을 기준으로 하여 0.05 질량% 이하이다.

<(A) 에폭시 수지>

(A) 에폭시 수지로서는, 1분자 중에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. (A)성분으로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AP형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 비스페놀 B형 에폭시 수지, 비스페놀 BP형 에폭시 수지, 비스페놀 C형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 G형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 P형 에폭시 수지, 비스페놀 PH형 에폭시 수지, 비스페놀 TMC형 에폭시 수지, 비스페놀 Z형 에폭시 수지, 헥산디올 비스페놀 S 디글리시딜에테르 등의 비스페놀 S형 에폭시 수지, 노볼락 페놀형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비크실레놀디글리시딜에테르 등의 비크실레놀형 에폭시 수지, 수첨(水添) 비스페놀 A 글리시딜에테르 등의 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 이들의 이염기산 변성 디글리시딜에테르형 에폭시 수지 및 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다. (A)성분은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

(A)성분에는, 시판되고 있는 에폭시 수지를 사용할 수도 있다. 시판되고 있는 에폭시 수지로서는, 예를 들면 DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: EXA4700(4관능 나프탈렌형 에폭시 수지), 니폰 가야쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: NC-7000(나프탈렌 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지) 등의 나프탈렌형 에폭시 수지; 니폰 가야쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: EPPN-502H(트리스페놀에폭시 수지) 등의 페놀류와 페놀성 수산기를 가지는 방향족 알데히드와의 축합물의 에폭시화물(트리스페놀형 에폭시 수지); DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피클론 HP-7200H(디시클로펜타디엔 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지) 등의 디시클로펜타디엔 아랄킬형 에폭시 수지; 니폰 가야쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: NC-3000H(비페닐 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지) 등의 비페닐아랄킬형 에폭시 수지; DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피클론 N660, 에피클론 N690, 니폰 가야쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: EOCN-104S 등의 노볼락형 에폭시 수지; 닛산 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제조의 상품명: TEPIC 등의 트리스(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트, DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피클론 860, 에피클론 900-IM, 에피클론 EXA-4816, 에피클론 EXA-4822, 아사히 치바 가부시키가이샤 제조의 상품명: 아랄다이트 AER280, 도토 가세이 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에포토토 YD-134, 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: JER834, JER872, 스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: ELA-134, 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피코트 807, 에피코트 815, 에피코트 825, 에피코트 827, 에피코트 828, 에피코트 834, 에피코트 1001, 에피코트 1004, 에피코트 1007, 에피코트 1009, 다우 케미칼사 제조의 상품명: DER-330, DER-301, DER-361, 도토 가세이 가부시키가이샤 제조의 상품명: YD8125, YDF8170 등의 비스페놀 A형 에폭시 수지; 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: 806 등의 비스페놀 F형 에폭시 수지; 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: 828 등의 비스페놀 A형 에폭시 수지; DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피클론 HP-4032 등의 나프탈렌형 에폭시 수지; DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피클론 HP-4032 등의 나프탈렌형 에폭시 수지; DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 에피클론 N-740 등의 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조의 상품명: 나데콜 DLC301 등의 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 에폭시 수지는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

(A)성분으로서는, 25℃에서 액상인 에폭시 수지를 사용해도 된다. 액상의 에폭시 수지로서는, 25℃에서 액상을 나타내는 것이면 특별히 한정은 되지 않는다. 액상의 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A계, 비스페놀 F계, 비페닐계, 노볼락계, 디시클로펜타디엔계, 다관능 페놀계, 나프탈렌계, 아랄킬 변성계, 지환식계 및 알코올계 등의 글리시딜에테르, 글리시딜아민계 및 글리시딜에스테르계 수지를 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 액상의 에폭시 수지로서는, 상기한 것 중에서도 취급성 부여의 관점에서, 비스페놀 F형 에폭시 수지여도 된다.

본 명세서에 있어서, 25℃에서 액상인 에폭시 수지란, E형 점도계 또는 B형 점도계로 측정한 25℃에서의 점도가 400Pa×s 이하인 것을 가리킨다.

(A)성분의 함유량은, 봉지용 필름에 양호한 취급성을 부여하는 관점에서, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여, 5∼30 질량%라도 되고, 5∼20 질량%라도 되며, 10∼20 질량%라도 된다.

<(B) 경화제>

(B) 경화제로서는, 1분자 중에 2개 이상의 글리시딜기와 반응하는 관능기를 가지는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 글리시딜기와 반응하는 관능기로서는, 예를 들면 페놀성 수산기, 아민, 산무수물(무수 프탈산 등)을 들 수 있다. (B)성분으로서는, 예를 들면 페놀 수지, 산무수물, 이미다졸 화합물, 지방족 아민, 지환족 아민을 들 수 있다. (B)성분은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

페놀 수지로서는, 1분자 중에 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 것이면, 특별히 제한없이 공지의 페놀 수지를 사용할 수 있다. 페놀 수지로서는, 예를 들면 페놀, 크레졸, 크실레놀, 레조르시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 페놀류 또는 α-나프톨, β-나프톨, 디히드록시나프탈렌 등의 나프톨류와 포름알데히드, 아세트알데하이드, 프로피온알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드류를 산성 촉매 하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 수지, 비페닐 골격형 페놀 수지, 파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 메타크실릴렌·파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 멜라민 변성 페놀 수지, 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 다환 방향환 변성 페놀 수지, 크실릴렌 변성 나프톨 수지를 들 수 있다. 페놀 수지는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

페놀 수지에는, 시판되고 있는 페놀 수지를 사용할 수도 있다. 시판되고 있는 페놀 수지로서는, 예를 들면 DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: 페놀라이트 LF2882, 페놀라이트 LF2822, 페놀라이트 TD-2090, 페놀라이트 TD-2149, 페놀라이트 VH-4150, 페놀라이트 VH4170, 메이와 가세이 가부시키가이샤 제조의 상품명: MEH7000, MEH8000H, 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: XLC-LL, XLC-4L, 신닛테츠스미킨 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: SN-100, SN-300, SN-400, 에어·워터 가부시키가이샤 제조의 상품명: SK레진 HE910을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

(B)성분으로서는, 25℃에서 액상인 경화제를 사용해도 된다. 액상의 경화제로서는, 25℃에서 액상을 나타내는 것이면 특별히 한정은 되지 않는다. 액상의 경화제로서는, 예를 들면 글리시딜기와 반응하는 관능기를 1분자 중에 2개 이상 가지는 것이 바람직하고, 예를 들면 페놀 수지, 산무수물, 이미다졸 화합물, 지방족 아민 및 지환족 아민 등을 들 수 있다. 이들 경화제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 25℃에서 액상을 나타내는 페놀 수지로서는, 비스페놀 골격을 포함하는 것이 바람직하고, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 및 비스페놀 S 등의 비스페놀류; 4,4'-디히드록시비페닐 등의 디히드록시비페닐류; 비스(4-히드록시페닐)에테르 등의 디히드록시페닐에테르류; 및 이들 페놀 골격의 방향환에 직쇄 알킬기, 분기 알킬기, 아릴기, 히드록시알킬기, 알릴기, 환형 지방족기 등을 도입한 것, 및 이들 비스페놀 골격의 중앙에 있는 탄소 원자에 직쇄 알킬기, 분기 알킬기, 알릴기, 치환기가 붙은 알릴기, 환형 지방족기, 또는 알콕시카르보닐기 등을 도입한 다환 2관능 페놀류를 들 수 있다.

본 명세서에 있어서, 25℃에서 액상인 경화제란, E형 점도계 또는 B형 점도계로 측정한 25℃에서의 점도가 400Pa·s 이하인 것을 가리킨다.

(B)성분의 함유량은, 미반응의 (A)성분 및 미반응의 (B)성분을 적게 한다는 관점에서, (A)성분 100 질량부에 대하여, 50∼100 질량부라도 되고, 55∼90 질량부라도 되며, 60∼75 질량부라도 된다.

(A)성분 및 (B)성분의 비율은, (A)성분의 글리시딜기의 당량과, (B)성분의 글리시딜기와 반응하는 관능기의 당량과의 비율(에폭시 수지의 글리시딜기의 당량/경화제의 글리시딜기와 반응하는 관능기의 당량)로서, 0.7∼2.0이어도 되고, 0.8∼1.8이어도 되고, 0.9∼1.7이어도 된다. 이 비율이 상기 범위인 경우, 미반응의 (A)성분 또는 미반응의 (B)성분이 적어지고, 봉지용 필름을 경화시켰을 때 원하는 경화막 물성이 얻어지기 쉬운 쉬운 경향이 있다.

<(C) 경화 촉진제>

(C) 경화 촉진제로서는 특별히 제한없이 사용할 수 있으나, 아민계 또는 인계의 경화 촉진제여도 된다. 아민계의 경화 촉진제로서는, 예를 들면 이미다졸 화합물, 지방족 아민, 방향족 아민, 변성 아민, 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 인계의 경화 촉진제로서는, 예를 들면 포스핀옥사이드, 포스포늄염, 다이포스핀 등의 유기 인 화합물을 들 수 있다. 이들 경화 촉진제 중에서도, 유도체가 풍부하고, 원하는 활성 온도를 얻기 쉬운 점에서, (C)성분은 이미다졸 화합물이어도 된다.

(C)성분으로서는, 25℃에서 액상인 경화 촉진제를 사용해도 된다. 액상의 경화 촉진제로서는, 25℃에서 액상을 나타내는 것이면 특별히 한정은 되지 않는다. 액상의 경화 촉진제로서는, 예를 들면 포스핀, 포스포늄염 등의 유기 인 화합물, DBU(1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데센-7), DBN(1,5-디아자비시클로[4.3.0]노넨-5) 등의 아민 화합물을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

본 명세서에 있어서, 25℃에서 액상인 경화 촉진제란, E형 점도계 또는 B형 점도계로 측정한 25℃에서의 점도가 400Pa·s 이하인 것을 가리킨다.

(C)성분의 함유량은, (A)성분 및 (B)성분의 총질량 100 질량부에 대하여 0.01∼5 질량부라도 되고, 0.1∼3질량부라도 되며, 0.3∼1.5 질량부라도 된다. (C)성분의 함유량이 0.01 질량부 이상인 경우에는, 충분한 경화 촉진 효과가 얻어지기 쉽다. 한편, (C)성분의 함유량이 5 질량부 이하인 경우, 봉지용 필름의 제작 시 또는 보관 중의 경화의 진행이 억제되고, 봉지용 필름의 균열 또는 용융 점도의 상승에 수반하는 성형 불량이 적어지는 경향이 있다.

<액상 성분>

본 실시형태의 봉지용 필름은 (A)∼(C)성분 중 25℃에서 액상인 액상 성분을, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 20∼30 질량% 함유한다. 액상 성분의 함유량이 20 질량% 이상이면, (A)∼(D)성분의 혼련물의 소성 가공에 의해 봉지용 필름을 얻을 수 있고, 봉지용 필름에 포함되는 용제 기인의 경화 성형 시의 부풀기를 억제할 수 있다. 또한, 액상 성분의 함유량이 20 질량% 이상이면, 양호한 가요성 및 양호한 유동성을 가지는 봉지용 필름을 얻을 수 있다. 한편, 액상 성분의 함유량이 30 질량% 이하이면, 두께 300㎛ 이상의 봉지용 필름을 얻을 수 있다. 또한, 액상 성분의 함유량이 상기 범위 내인 것에 의해, 봉지용 필름에 양호한 취급성을 부여할 수 있다. 상기 효과를 보다 높은 수준으로 얻는 관점에서, 액상 성분의 함유량은 20∼28 질량%라도 되고, 20∼25 질량%라도 된다.

액상 성분은 (A)∼(C)성분 중 하나의 성분만이어도 되고, 2성분 이상이어도 된다. 본 실시형태의 봉지용 필름에 있어서는, 적어도 (A)성분이 액상 성분을 포함하는 것이 바람직하고, 적어도 (A)성분 및 (B)성분이 액상 성분을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 그리고, (A)성분은, 25℃에서 액상인 에폭시 수지와, 25℃에서 고형인 에폭시 수지를 포함해도 된다. (B)성분은, 25℃에서 액상인 경화제와, 25℃에서 고형인 경화제를 포함해도 된다. (C)성분은, 25℃에서 액상인 경화 촉진제와, 25℃에서 고형인 경화 촉진제를 포함해도 된다.

본 실시형태의 봉지용 필름이 25℃에서 액상인 에폭시 수지를 함유하는 경우, 그 함유량은 봉지용 필름에 양호한 취급성을 부여하는 관점에서, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상이어도 되고, 6 질량% 이상이어도 되며, 10 질량% 이상이어도 된다. 한편, 필름 표면의 과도한 택(tact)을 억제한다는 관점에서, 25℃에서 액상인 에폭시 수지 함유량은, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여, 20 질량% 이하여도 되고, 18 질량% 이하여도 되며, 17질량% 이하여도 된다.

본 실시형태의 봉지용 필름이 25℃에서 액상인 경화제를 함유하는 경우, 그 함유량은 봉지용 필름에 양호한 취급성을 부여하는 관점에서, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여, 1 질량% 이상이어도 되고, 2 질량% 이상이어도 되며, 3 질량% 이상이어도 된다. 한편, 필름 표면의 과도한 택을 억제한다는 관점에서, 25℃에서 액상인 경화제의 함유량은, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여, 20 질량% 이하여도 되고, 15 질량% 이하여도 되며, 13 질량% 이하여도 된다.

<(D) 무기 충전재>

(D) 무기 충전재로서는, 종래 공지의 무기 충전재를 사용할 수 있고, 특정한 것에 한정되지 않는다. (D)성분으로서는, 예를 들면 황산바륨, 티탄산바륨, 무정형 실리카, 결정성 실리카, 용융 실리카, 구형 실리카, 탈크, 클레이, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 질화규소, 질화알루미늄을 들 수 있다. (D)성분으로서는, 표면 개질 등에 의해, 수지 중으로의 분산성이 향상되기 쉬운 점, 또한 비교적 작은 열팽창율을 가지므로, 원하는 경화막 특성을 얻기 쉬운 점에서, 실리카류여도 된다.

(D)성분은 표면 개질을 행해도 된다. 표면 개질의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 표면 개질이 간편하고, 관능기의 종류가 풍부하여 원하는 특성을 부여하기 쉬우므로 실란 커플링제를 사용한 방법이어도 된다. 실란 커플링제로서는, 예를 들면 알킬실란, 알콕시실란, 비닐실란, 에폭시실란, 아미노실란, 아크릴실란, 메타크릴실란, 메르캅토실란, 술피드실란, 이소시아네이트실란, 설퍼실란, 스티릴실란, 알킬클로로실란 등을 들 수 있다.

실란 커플링제로서는, 예를 들면 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리페녹시실란, 에틸트리메톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 디이소부틸디메톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-도데실메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 트리페닐실라놀, 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, n-옥틸디메틸클로로실란, 테트라에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)디술피드, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)테트라술피드, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 알릴트리메톡시실란, 디알릴디메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노실란 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

(D)성분의 함유량은, 필름으로서의 양호한 취급성(가요성 등)을 얻는 관점에서, (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여, 70∼80 질량%라도 되고, 70∼78 질량%라도 된다.

(D)성분의 평균 입경은 0.01∼50㎛라도 되고, 0.1∼25㎛라도 되며, 0.3∼10㎛여도 된다. 평균 입경이 0.01㎛ 이상인 경우, 무기 충전재의 응집이 억제되고, 무기 충전재의 분산이 용이해지는 경향이 있다. 평균 입경이 50㎛ 이하인 경우, 반도체 패키지 성형 후의 패키지 표면의 레이저 마킹에 의한 인자(印字)에 있어서 양호한 외관을 얻을 수 있는 경향이 있다. 평균 입경이란, 입자의 전체 부피를 100%로 하여 입경에 의한 누적 도수 분포 곡선을 구했을 때, 부피 50%에 상당하는 점의 입경이고, 레이저 회절 산란법을 이용한 입도 분포 측정 장치 등으로 측정할 수 있다.

본 실시형태의 봉지용 필름에는, 본 개시의 효과를 손상하지 않는 범위에서 다른 첨가제를 더 사용할 수 있다. 이와 같은 첨가제의 구체예로서는, 엘라스토머, 안료, 염료, 이형제(離型劑), 산화 방지제, 표면 장력 조정제 등을 들 수 있다.

본 개시의 봉지용 필름은, 예를 들면 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 전술한 (A)∼(D)성분을 용융 혼련한다. 용융 혼련의 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 믹싱 롤, 가압식 니더, 압출기 등의 공지의 혼련기에 의해, 용융 혼련하는 방법 등을 들 수 있다.

혼련 조건으로서는, 온도가, 상기한 각 성분의 연화점 이상이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 30∼130℃, 에폭시 수지의 열경화성을 고려하면, 바람직하게는 40∼120℃, 더욱 바람직하게는 60∼110℃이며, 시간은 예를 들면 1∼30분간, 바람직하게는 5∼15분간이다.

전술한 혼련 방법에 의해 조제된 혼련물은, 예를 들면 다음과 같이 하여 봉지용 필름으로 가공할 수 있다. 2축 롤 또는 캘린더 롤 등의 롤기, 압출기, 또는 프레스기 등으로, 두께가 원하는 두께로 되도록 압연, 압출하고, 프레스시켜 가공할 수 있다. 이로써 조제된 봉지용 필름은, 그 핸들링성, 성형성의 관점에서, 상온에서는 형상을 유지하는 것인 것이 바람직하다.

봉지용 필름의 가공 온도로서는, 상기한 각 성분의 연화점 이상이면, 특별히 제한되지 않지만, 에폭시 수지의 열경화성 및 가공성을 고려하면, 예를 들면 30∼150℃, 바람직하게는 50∼140℃, 더욱 바람직하게는 60∼120℃이다.

봉지용 필름의 두께는, 예를 들면 100∼1500㎛, 바람직하게는 300∼1200㎛이다. 본 실시형태에 의하면, 300㎛ 이상의 두께를 가지는 봉지용 필름을 용이하게 얻을 수 있다.

봉지용 필름은 지지체 상에 형성해도 된다. 지지체로서는, 예를 들면 고분자 필름을 사용할 수 있다.

고분자 필름으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리염화비닐 필름 등의 폴리올레핀 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 아세틸셀룰로오스 필름, 테트라플루오로에틸렌 필름 등을 들 수 있다.

본 실시형태에 관한 전자 부품 장치는 전자 부품과, 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지부를 포함하고, 상기 봉지부가, 본 실시형태에 관한 봉지용 필름 또는 그 경화물을 포함한다. 본 실시형태에 관한 전자 부품 장치는, 봉지용 필름 또는 그 경화물을 사용하여 전자 부품이 봉지되어 이루어진다. 전자 부품을 포함하는 전자 부품 장치로서는, 예를 들면 반도체 소자를 포함하는 반도체 장치를 들 수 있다. 전자 부품은 전자 디바이스 중의 전자 부품이어도 된다.

또한, 본 실시형태에 관한 전자 장치는, 전자 부품 또는 전자 디바이스와, 상기 전자 부품 또는 상기 전자 디바이스를 봉지하는, 본 실시형태에 관한 봉지용 필름의 경화물을 포함하는 봉지부를 포함한다.

본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법은, 본 실시형태에 관한 봉지용 필름에 의해 전자 부품 또는 전자 디바이스를 봉지하는 봉지 공정과, 상기 봉지용 필름을 경화시켜 봉지부를 얻는 공정을 포함한다. 봉지 공정은, 예를 들면 봉지용 필름을 가열 하에서 압압하는 것에 의해, 기판 상에 설치된 전자 부품 또는 전자 디바이스를 봉지하는 공정이다. 본 실시형태에 관한 전자 장치의 제조 방법은, 예를 들면 가열 하에서 봉지용 필름을 전자 부품 또는 전자 디바이스에 압압하는 것에 의해, 봉지용 필름으로 전자 부품 또는 전자 디바이스를 봉지하는 공정과, 전자 부품 또는 전자 디바이스를 봉지한 봉지용 필름을 경화시켜 봉지부를 얻는 공정을 포함한다.

봉지용 필름에 의한 전자 부품 또는 전자 디바이스의 봉지는 라미네이트법에 의해 행할 수 있다. 라미네이트법에 사용하는 라미네이터로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 롤식, 벌룬식 등의 라미네이터를 들 수 있다. 이들 중에서도, 매립성이 우수한 관점에서, 진공 가압이 가능한 벌룬식을 사용할 수 있다.

라미네이트 온도는 통상, 지지체(필름형의 지지체 등)를 사용하는 경우에는 그 연화점 이하이다. 라미네이트 온도는, 예를 들면 봉지용 필름의 최저 용융 점도 부근이다. 라미네이트 시의 압력은, 매립할 전자 디바이스(반도체 소자 등)의 사이즈 또는 밀집도에 의해 변하지만, 0.1∼1.5MPa여도 되고, 0.3∼1.0MPa여도 된다. 라미네이트 시간은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 20∼600초여도 되고, 30∼300초여도 되며, 40∼120초여도 된다.

봉지용 필름의 경화는, 예를 들면 대기 하 또는 불활성 가스 하에서 행할 수 있다. 경화 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 80∼280℃여도 되고, 100∼240℃여도 되며, 120∼200℃여도 된다. 경화 온도가 80℃ 이상이면, 봉지용 필름의 경화가 충분히 진행되어, 문제점의 발생을 용이하게 억제할 수 있다. 경화 온도가 280℃ 이하이면, 다른 재료로의 열해의 발생을 억제할 수 있다. 경화 시간은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 30∼600분이어도 되고, 45∼300분이어도 되고, 60∼240분이어도 된다. 경화 시간이 이들 범위이면, 봉지용 필름의 경화가 충분히 진행되어, 양호한 생산 효율이 얻어진다. 복수의 경화 조건을 조합해도 된다.

이상, 본 개시에 관한 봉지용 필름 및 전자 장치의 호적한 실시형태에 대하여 설명하였다. 본 개시는 반드시 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경을 행해도 된다. 반도체 소자 이외의 전자 부품으로서는, 예를 들면 배선판 재료 용도에도, 본 개시에 관한 봉지용 필름을 적용할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 개시를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 개시는 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.

봉지용 필름을 제작하기 위해 하기의 성분을 준비하였다.

[(A)성분: 에폭시 수지]

에폭시 수지 a : 비스페놀 F형 에폭시 수지(미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: 그레이드 806, 에폭시 당량: 160, 25℃에서 액상)

에폭시 수지 b : 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 상품명: 그레이드 828, 에폭시 당량: 185, 25℃에서 액상)

에폭시 수지 c : 나프탈렌 골격 함유 다관능 고형 에폭시 수지(DIC 가부시키가이샤 제조의 상품명: EXA-4750, 에폭시 당량: 182, 25℃에 고형)

[(B)성분: 경화제]

경화제 a : 페놀 노볼락(아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤 제조의 상품명: PAPS-PN2, 페놀성 수산기 당량: 104, 25℃에서 고형)

경화제 b : 페놀 노볼락(메이와 가세이 가부시키가이샤 제조의 상품명: MEH8000H, 페놀성 수산기 당량: 140, 25℃에서 액상)

[(C)성분: 경화 촉진제]

경화 촉진제 : 이미다졸(시코쿠 가세이 고교 가부시키가이샤 제조의 상품명: 2PHZ-PW, 25℃에서 고형)

[(D)성분: 무기 충전재]

무기 충전재 : 실리카(가부시키가이샤 애드마테크스 제조의 상품명: SX-E2, 페닐아미노실란 처리, 평균 입경 5.8㎛)

(실시예 1∼실시예 2)

표 1에 나타내는 처방(단위: 질량%)으로, 각 성분을 배합하고, 롤 혼련기에 의해 60∼100℃, 10분간 용융 혼련하고, 혼련물을 조제하였다.

이어서, 얻어진 혼련물을 열압출 성형법에 의해 필름형으로 성형하고, 두께 500㎛의 실시예 1의 봉지용 필름, 및 두께 1000㎛의 실시예 2의 봉지용 필름을 각각 제작하였다.

(실시예 3∼실시예 6 및 비교예 2∼비교예 3)

표 1 및 표 2에 나타내는 처방(단위: 질량%)으로, 각 성분을 배합하고, 롤 혼련기에 의해 60∼100℃, 10분간 용융 혼련하고, 혼련물을 조제하였다.

이어서, 얻어진 혼련물을 평판 프레스법에 의해 시트형으로 성형하여, 두께 500㎛의 봉지용 필름을 제작하였다. 다만, 비교예 2에 대해서는, 성형 후의 재료가 유동하여 필름 형상의 유지가 불가능하여, 봉지용 필름을 제작할 수 없었다.

(비교예 1)

표 2에 나타내는 처방(단위: 질량%)으로, 각 성분을 배합하였다. 얻어진 배합물에 용제로서 메틸에틸케톤을, 용제 첨가 후의 조성물 전체 질량의 15 질량%로 되는 양으로 첨가하여, 도공용 바니시상 에폭시 수지 조성물을 조제하였다. 이 바니시상 에폭시 수지 조성물을, 도공기를 사용하여 지지체(38㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 상에, 이하의 조건으로 도포하고, 필름의 두께가 250㎛(지지체의 두께는 포함하지 않음)인 봉지용 필름을 제작하였다.

·도포 헤드 방식 : 콤마

·도포 및 건조 속도 : 1m/분

·건조 조건(온도/화로 길이) : 110℃/3.3m, 130℃/3.3m, 140℃/3.3m

그 후, 필름의 두께가 250㎛인 봉지용 필름 2장을 적층하고, 진공 가압 라미네이터에 의해 이하의 조건으로 접합시켜, 필름의 두께가 500㎛인 봉지용 필름을 제작하였다.

·라미네이터 장치 : 진공 가압 라미네이터(가부시키가이샤 메이키 세이사쿠쇼 제조의 상품명 MVLP-500)

·라미네이트 온도 : 90℃

·라미네이트 압력 : 0.5MPa

·진공 배기(vacuum drawing) 시간 : 30초

·라미네이트 시간 : 40초

<평가>

(가요성 평가)

봉지용 필름의 가요성은, 굴곡 시험기를 이용하여 다음의 순서로 평가하였다. 시험기로서, 요시미쯔 세이키 가부시키가이샤 제조의 굴곡 시험기(JIS형 타입 1, 원통형 맨드릴법)를 준비하였다. 각 실시예 및 각 비교예의 봉지용 필름을 세로 50㎜, 가로 50㎜로 잘라 내어 시험편을 준비하였다. 직경 2㎜의 원통형 맨드릴에 시험편의 한쪽 면(비교예 1에 있어서는 지지체의 면)을 접촉시키고, 시험편을 135° 굽혀, 하기의 기준으로 가요성을 평가하였다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

A : 135° 절곡해도 갈라지지 않고, 금도 가지 않았다.

B : 135°절곡해도 갈라지지 않았지만, 금이 갔다.

C : 135° 절곡하면 갈라졌다.

(유동성 평가)

봉지용 필름의 유동성은, 다음의 순서로 평가하였다. 시험기로서, TA Instruments사 제조의 레오미터(ARES G2)를 준비하였다. 각 실시예 및 각 비교예의 봉지용 필름 0.6g를 직경 20㎜의 원형으로 성형하고, 2장의 Al 평행판으로 협지하여, 용융 점도를 측정(측정 온도 40∼220℃, 승온 속도 5도/분) 하였다. 비교예 1의 봉지용 필름에 대해서는, 지지체를 박리하고 나서 측정하였다. 유동성은 하기의 기준으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

A : 최저 용융 점도가 100Pa·s 이하

B : 최저 용융 점도가 100Pa·s보다 크고, 300Pa·s 이하

C : 최저 용융 점도가 300Pa·s보다 큼

(부풀기 평가)

봉지용 필름의 부풀기는 다음의 순서로 평가하였다. 각 실시예 및 각 비교예의 봉지용 필름을 세로 70㎜, 가로 100㎜로 잘라 내어 시험편을 준비하였다. 비교예 1의 봉지용 필름에 대해서는, 지지체를 박리한 상태로 하였다. 시험편을 유리판에 점착하고, 140℃의 오븐에서 10분간 가열하였다. 봉지용 필름 상부 및 유리면으로부터 부풀기의 유무를 육안으로 확인하였다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(용제량 측정)

봉지용 필름에 있어서의 용제 함유량은 다음의 순서로 산출하였다. 각 실시예 및 각 비교예의 봉지용 필름을 5cm각의 시료로 잘라 내었다. 비교예 1의 봉지용 필름에 대해서는, 지지체를 박리한 상태로 하였다. 이 시료를 사전에 질량을 측정한 알루미늄 컵에 넣고, 시료가 들어간 알루미늄 컵의 질량을 측정하였다. 이어서, 시료를 알루미늄 컵에 넣은 채, 180℃의 오븐에서 10분간 가열하고, 실온에서 10분간 방치한 후, 시료가 들어간 알루미늄 컵의 질량을 다시 측정하였다. 이어서, 가열 전 및 가열 후의 시료가 들어간 알루미늄 컵의 질량의 측정값으로부터, 알루미늄 컵의 질량을 빼고, 가열 전 및 가열 후의 봉지용 필름의 질량을 각각 구하였다. 그리고, 가열 전의 봉지용 필름의 질량으로부터 가열 후의 봉지용 필름의 질량을 뺀 중량 감소의 값을, 용제의 배합 유무에 관계없이, 봉지용 필름에 포함되는 용제의 질량으로 하였다. 그리고, 가열 전의 봉지용 필름의 질량에 대한 용제의 질량 비율을 용제의 함유량(용제량)으로 하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

Claims

(A) 에폭시 수지, (B) 경화제, (C) 경화 촉진제, 및 (D) 무기 충전재를 함유하는 봉지용(封止用) 필름으로서,
상기 (A)∼(C)성분 중 25℃에서 액상인 액상 성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 20∼25 질량%이고,
상기 (D)성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 70∼80 질량%이며,
용제의 함유량이, 봉지용 필름의 전체 질량을 기준으로 하여 0.05 질량% 이하이고,
적어도 (A)성분 및 (B)성분이 상기 액상 성분을 포함하며,
(A) 성분에 포함된 액상 성분의 함유량은, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 10∼17 질량%이고,
(B) 성분에 포함된 액상 성분의 함유량은, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 3∼13 질량%인,
봉지용 필름.
제1항에 있어서,
상기 (D)성분의 함유량이, 상기 (A)∼(D)성분의 총질량을 기준으로 하여 70∼78 질량%인, 봉지용 필름.
제1항에 있어서,
상기 (D)성분의 평균 입경(粒徑)이 0.01∼50㎛인, 봉지용 필름.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 필름의 경화물.
전자 부품 또는 전자 디바이스, 및 상기 전자 부품 또는 상기 전자 디바이스를 봉지하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 필름의 경화물을 포함하는 봉지부
를 포함하는 전자 장치.