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KR20220032047A - 봉지용 수지 시트 - Google Patents

봉지용 수지 시트 Download PDF

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KR20220032047A
KR20220032047A KR1020227000271A KR20227000271A KR20220032047A KR 20220032047 A KR20220032047 A KR 20220032047A KR 1020227000271 A KR1020227000271 A KR 1020227000271A KR 20227000271 A KR20227000271 A KR 20227000271A KR 20220032047 A KR20220032047 A KR 20220032047A
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KR
South Korea
Prior art keywords
sealing
resin sheet
mass
resin
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020227000271A
Other languages
English (en)
Inventor
지에 이이노
야스미치 오하라
다카시 하부
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 닛토덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20220032047A publication Critical patent/KR20220032047A/ko
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

봉지용 수지 시트는, 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유하고, 소자를 봉지하기 위한 시트이다. 열가소성 수지의 질량에 대한 층상 규산염 화합물의 질량의 비가, 0.3 이상, 2.0 이하이다.

Description

봉지용 수지 시트
본 발명은, 봉지용 수지 시트, 상세하게는, 소자를 봉지하기 위한 봉지용 수지 시트에 관한 것이다.
종래, 열경화성 수지를 포함하는 봉지용 시트를 이용하여, 기판의 단자에 접속된 소자를, 프레스에 의해 봉지하고, 그 후, 열경화성 수지를 열경화시켜, 봉지용 시트로부터 경화체를 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조.).
특허문헌 1에서는, 칩의 측단연(側端緣)으로부터, 칩 및 기판 사이에 진입하는 경화체의 진입량이 27μm인 실시예가 개시되어 있다.
일본 특허공개 2016-162909호 공보
그런데, 사이즈나 디자인이 상이한 복수의 소자나, 사이즈나 디자인이 상이한 단자에 접속되는 복수의 소자에 대해서 봉지할 때, 상기한 차이에 의해 열경화성 수지의 유동성이 상이하여, 모든 복수의 소자를 균일하게 봉지할 수 없는 경우가 있다.
한편으로, 소자로의 우수한 봉지성은, 확보될 필요가 있다. 즉, 소자의 주측면(周側面)을 피복하면서, 두께가 상이한 간극에 있어서의 주단연을 확실히 폐색하여, 우수한 봉지성을 확보할 필요가 있다.
본 발명은, 사이즈나 디자인이 상이한 소자로의 우수한 봉지성을 가지면서, 두께가 상이한 2개의 간극에 있어서의 경화체의 진입량을 저감시킬 수 있는 봉지용 수지 시트를 제공한다.
본 발명(1)은, 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유하고, 소자를 봉지하기 위한 봉지용 수지 시트로서, 열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)가, 0.3 이상, 2.0 이하인, 봉지용 수지 시트를 포함한다.
본 발명(2)는, 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B가, 3질량% 이상, 7질량% 이하인, (1)에 기재된 봉지용 수지 시트를 포함한다.
본 발명(3)은, 열가소성 수지가, -30℃ 이상, -10℃ 이하의 유리 전이 온도 Tg를 갖는, (1) 또는 (2)에 기재된 봉지용 수지 시트를 포함한다.
본 발명(4)는, 층상 규산염 화합물은, 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있는, (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 수지 시트를 포함한다.
본 발명(5)는, 열가소성 수지는, 카복실기를 함유하는, (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 수지 시트를 포함한다.
본 발명의 봉지용 수지 시트는, 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유하고, 열가소성 수지의 질량에 대한 층상 규산염 화합물의 질량의 비가 0.3 이상이다. 그 때문에, 이 봉지용 수지 시트를, 사이즈나 디자인이 상이한 복수의 소자, 또한, 사이즈나 디자인이 상이한 단자에 접속되는 복수의 소자에 배치하고, 이것을 가열하여 경화체를 형성할 때에, 이들의 간극으로의 경화체의 진입량을 제어하여, 복수의 소자를 균일하게 봉지할 수 있다.
또한, 열가소성 수지의 질량에 대한 층상 규산염 화합물의 질량의 비가 2.0 이하이다. 그 때문에, 소자의 주측면을 확실히 피복하여, 두께가 상이한 간극에 있어서의 주단연을 확실히 폐색하여, 소자에 대한 우수한 봉지성을 갖는다.
[도 1] 도 1A∼도 1D는, 본 발명의 봉지용 수지 시트의 일 실시형태를 이용하여, 복수의 전자 소자를 봉지하여, 전자 소자 패키지를 제조하는 공정 단면도이며, 도 1A가, 봉지용 수지 시트를 준비하는 공정, 도 1B가, 전자 소자를 준비하는 공정, 도 1C가, 봉지용 수지 시트를 프레스하여 봉지체를 형성하는 공정, 도 1D가, 봉지체를 가열하여 경화체를 형성하는 공정이다.
[도 2] 도 2A∼도 2B는, 도 1B에 나타내는 전자 소자를 구비하는 소자 실장 기판을 나타내고, 도 2A가, 평면도, 도 2B가, 도 2A에 있어서의 X-X선을 따르는 단면도이다.
[도 3] 도 3A∼도 3D는, 도 1A에 나타내는 봉지용 수지 시트와 제 2 봉지용 수지 시트를 구비하는 봉지용 다층 수지 시트를 이용하여, 복수의 전자 소자를 봉지하여, 전자 소자 패키지를 제조하는 공정 단면도이며, 도 3A가, 봉지용 다층 수지 시트를 준비하는 공정, 도 3B가, 전자 소자를 준비하는 공정, 도 3C가, 봉지용 다층 수지 시트를 프레스하여 봉지체를 형성하는 공정, 도 3D가, 봉지체를 가열하여, 경화체를 형성하는 공정이다.
본 발명의 봉지용 수지 시트의 일 실시형태를 설명한다.
봉지용 수지 시트는, 소자를 봉지하기 위한 수지 시트이며, 두께 방향에 직교하는 면방향으로 연장되는 대략 판 형상(필름 형상)을 갖는다.
봉지용 수지 시트의 재료는, 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유한다. 즉, 이 재료는, 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유하는 규산염-수지 조성물이다.
열경화성 수지로서는, 예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 유레테인 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스터 수지 등을 들 수 있다. 이들은, 단독 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
열경화성 수지로서 바람직하게는, 에폭시 수지를 들 수 있다. 한편, 에폭시 수지는, 주제, 경화제 및 경화 촉진제를 함유하는 에폭시 수지 조성물로서 조제된다.
주제로서는, 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 변성 비스페놀 A형 에폭시 수지, 변성 비스페놀 F형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지 등의 2작용 에폭시 수지, 예를 들어, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 트리스하이드록시페닐메테인형 에폭시 수지, 테트라페닐올에테인형 에폭시 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지 등의 3작용 이상의 다작용 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 주제는, 단독으로 사용 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 주제로서 바람직하게는, 2작용 에폭시 수지, 보다 바람직하게는, 비스페놀 F형 에폭시 수지를 들 수 있다.
주제의 에폭시 당량의 하한은, 예를 들어, 10g/eq., 바람직하게는, 100g/eq.이다. 주제의 에폭시 당량의 상한은, 예를 들어, 300g/eq., 바람직하게는, 250g/eq.이다.
주제의 연화점의 하한은, 예를 들어, 50℃, 바람직하게는, 70℃, 보다 바람직하게는, 72℃, 더 바람직하게는, 75℃이다. 주제의 연화점의 상한은, 예를 들어, 130℃, 바람직하게는, 110℃, 보다 바람직하게는, 90℃이다.
주제의 연화점이 상기한 하한 이상이면, 도 1C에 나타내는 공정에 있어서, 봉지용 수지 시트(1)를 유동시킬 수 있다. 따라서, 도 1C에 나타내는 공정의 시간 단축, 및 도 1C에 나타내는 공정에 있어서의 봉지용 수지 시트(1)의 두께 방향 일방면을 평탄하게 할 수 있다.
재료에 있어서의 주제의 비율의 하한은, 예를 들어, 1질량%, 바람직하게는, 2질량%이다. 재료에 있어서의 주제의 비율의 상한은, 예를 들어, 30질량%, 바람직하게는, 15질량%이다. 에폭시 수지 조성물에 있어서의 주제의 비율의 하한은, 예를 들어, 30질량%, 바람직하게는, 50질량%이다. 에폭시 수지 조성물에 있어서의 주제의 비율의 상한은, 예를 들어, 80질량%, 바람직하게는, 70질량%이다.
경화제는, 가열에 의해, 상기한 주제를 경화시키는 잠재성 경화제이다. 경화제로서는, 예를 들어, 페놀 노볼락 수지 등의 페놀 수지를 들 수 있다. 경화제가 페놀 수지이면, 페놀 수지가 주제와 함께, 그들의 경화체가, 높은 내열성과 높은 내약품성을 갖는다. 따라서, 경화체는, 봉지 신뢰성이 우수하다.
경화제의 비율은, 하기의 당량비가 되도록 설정된다. 구체적으로는, 주제 중의 에폭시기 1당량에 대한, 페놀 수지 중의 수산기의 합계의 하한이, 예를 들어, 0.7당량, 바람직하게는, 0.9당량이다. 주제 중의 에폭시기 1당량에 대한, 페놀 수지 중의 수산기의 합계의 상한이, 예를 들어, 1.5당량, 바람직하게는, 1.2당량이다. 구체적으로는, 주제 100질량부에 대한 경화제의 함유 부수의 하한은, 예를 들어, 20질량부, 바람직하게는, 40질량부이다. 주제 100질량부에 대한 경화제의 함유 부수의 상한은, 예를 들어, 80질량부, 바람직하게는, 60질량부이다.
경화 촉진제는, 가열에 의해, 주제의 경화를 촉진하는 촉매(열경화 촉매)이다. 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 유기 인계 화합물, 예를 들어, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸(2PHZ-PW) 등의 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 이미다졸 화합물을 들 수 있다. 주제 100질량부에 대한 경화 촉진제의 함유 부수의 하한은, 예를 들어, 0.05질량부이다. 주제 100질량부에 대한 경화 촉진제의 함유 부수의 상한은, 예를 들어, 5질량부이다.
열경화성 수지의 재료에 있어서의 함유 비율은, 후술한다.
층상 규산염 화합물은, 재료(봉지용 수지 시트)에 있어서, 열경화성 수지 및 열가소성 수지(수지 매트릭스)에 대해서 분산되고 있다. 또한, 층상 규산염 화합물은, 봉지용 수지 시트로부터 봉지체 및 경화체(후술)를 형성할 때의 유동 조정제이다. 구체적으로는, 봉지용 수지 시트를 가열하여 경화체를 형성할 때에, 경화체의 유동성을 저감시키는, 경화 시 유동 저감제이다.
층상 규산염 화합물은, 예를 들어, 이차원(면방향으로)으로 퍼진 층이, 두께 방향으로 겹겹이 쌓인 구조(삼차원 구조)를 갖는 규산염이며, 필로규산염이라고 호칭된다.
구체적으로는, 층상 규산염 화합물로서는, 예를 들어, 몬모릴로나이트, 바이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 소코나이트, 스티븐사이트 등의 스멕타이트, 예를 들어, 카올리나이트, 예를 들어, 할로이사이트, 예를 들어, 탤크, 예를 들어, 마이카 등을 들 수 있다. 층상 규산염 화합물로서 바람직하게는, 열경화성 수지와의 혼합성을 향상시키는 관점에서 스멕타이트를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 몬모릴로나이트를 들 수 있다.
층상 규산염 화합물은, 표면이 변성되어 있지 않은 미변성물이어도 되고, 또한, 표면이 유기 성분에 의해 변성된 변성물이어도 된다. 바람직하게는, 열경화성 수지 및 열가소성 수지와의 우수한 친화성을 얻는 관점에서, 층상 규산염 화합물은, 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있다. 구체적으로는, 층상 규산염 화합물로서 표면이 유기 성분으로 변성된 유기화 스멕타이트, 더 바람직하게는, 표면이 유기 성분으로 변성된 유기화 벤토나이트를 들 수 있다.
유기 성분으로서, 암모늄, 이미다졸륨, 피리디늄, 포스포늄 등의 유기 양이온(오늄 이온)을 들 수 있다.
암모늄으로서는, 예를 들어, 다이메틸다이스테아릴암모늄, 다이스테아릴암모늄, 옥타데실암모늄, 헥실암모늄, 옥틸암모늄, 2-헥실암모늄, 도데실암모늄, 트라이옥틸암모늄 등을 들 수 있다. 이미다졸륨으로서는, 예를 들어, 메틸스테아릴이미다졸륨, 다이스테아릴이미다졸륨, 메틸헥실이미다졸륨, 다이헥실이미다졸륨, 메틸옥틸이미다졸륨, 다이옥틸이미다졸륨, 메틸도데실이미다졸륨, 다이도데실이미다졸륨 등을 들 수 있다. 피리디늄으로서는, 예를 들어, 스테아릴피리디늄, 헥실피리디늄, 옥틸피리디늄, 도데실피리디늄 등을 들 수 있다. 포스포늄으로서는, 예를 들어, 다이메틸다이스테아릴포스포늄, 다이스테아릴포스포늄, 옥타데실포스포늄, 헥실포스포늄, 옥틸포스포늄, 2-헥실포스포늄, 도데실포스포늄, 트라이옥틸포스포늄 등을 들 수 있다. 유기 양이온은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 바람직하게는, 암모늄, 보다 바람직하게는, 다이메틸다이스테아릴암모늄을 들 수 있다.
유기화 층상 규산염 화합물로서, 바람직하게는, 표면이 암모늄으로 변성된 유기화 스멕타이트, 보다 바람직하게는, 표면이 다이메틸다이스테아릴암모늄으로 변성된 유기화 벤토나이트를 들 수 있다.
층상 규산염 화합물의 평균 입자경의 하한은, 예를 들어, 1nm, 바람직하게는, 5nm, 보다 바람직하게는, 10nm이다. 층상 규산염 화합물의 평균 입자경의 상한은, 예를 들어, 100μm, 바람직하게는, 50μm, 보다 바람직하게는, 10μm이다. 한편, 층상 규산염 화합물의 평균 입자경은, 예를 들어, 레이저 산란법에 있어서의 입도 분포 측정법에 의해 구해진 입도 분포에 기초하여, D50치(누적 50% 메디안 직경)로서 구해진다.
층상 규산염 화합물로서는, 시판품을 이용할 수 있다. 예를 들어, 유기화 벤토나이트의 시판품으로서 에스벤 시리즈(호준사제) 등이 이용된다.
층상 규산염 화합물의 함유 비율은, 후술한다.
열가소성 수지는, 층상 규산염 화합물과 함께, 경화체의 유동성을 저감시키는, 제 2 경화 시 유동 저감제이다. 또한, 열가소성 수지는, 제 2 봉지 시 유동 향상 겸 경화 시 유동 저감제이기도 하다.
열가소성 수지로서는, 예를 들어, 천연 고무, 뷰틸 고무, 아이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스터 공중합체, 폴리뷰타다이엔 수지, 폴리카보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지(6-나일론이나 6,6-나일론 등), 페녹시 수지, 아크릴 수지, 포화 폴리에스터 수지(PET 등), 폴리아마이드이미드 수지, 불소 수지, 스타이렌-아이소뷰틸렌-스타이렌 블록 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
열가소성 수지로서 바람직하게는, 열경화성 수지와의 분산성을 향상시키는 관점에서, 아크릴 수지를 들 수 있다.
아크릴 수지로서는, 예를 들어, 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스터와, 그 외의 모노머(공중합성 모노머)를 포함하는 모노머 성분을 중합하여 이루어지는 (메트)아크릴산 에스터 코폴리머(바람직하게는, 카복실기 함유 아크릴산 에스터 코폴리머) 등을 들 수 있다.
알킬기로서는, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, n-뷰틸, t-뷰틸, 아이소뷰틸, 펜틸, 헥실 등의 탄소수 1∼6의 알킬기 등을 들 수 있다.
그 외의 모노머로서는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸 아크릴레이트, 카복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카복실기 함유 모노머, 예를 들어, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 글리시딜기 함유 모노머, 예를 들어, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산무수물 모노머, 예를 들어, (메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 4-하이드록시뷰틸, (메트)아크릴산 6-하이드록시헥실, (메트)아크릴산 8-하이드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-하이드록시데실, (메트)아크릴산 12-하이드록시라우릴 또는 (4-하이드록시메틸사이클로헥실)-메틸 아크릴레이트 등의 하이드록실기 함유 모노머, 예를 들어, 스타이렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아마이드-2-메틸프로페인설폰산, (메트)아크릴아마이드프로페인설폰산, 설포프로필 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등의 설폰산기 함유 모노머, 2-하이드록시에틸아크릴로일 포스페이트 등 인산기 함유 모노머, 예를 들어, 스타이렌 모노머, 예를 들어, 아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. 이들은 단독 사용 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.
바람직하게는, 카복실기 함유 모노머, 하이드록실기 함유 모노머를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 카복실기 함유 모노머를 들 수 있다.
열가소성 수지로서, 바람직하게는, 카복실기를 함유하는 열가소성 수지, 카복실기 및 하이드록실기를 함유하는 열가소성 수지를 들 수 있다.
열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg의 하한은, -70℃, 바람직하게는, -50℃, 보다 바람직하게는, -30℃이다. 열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg의 상한은, 예를 들어, 0℃, 바람직하게는, -5℃, 보다 바람직하게는, -10℃이다. 유리 전이 온도 Tg는, 예를 들어, Fox식에 의해 구해지는 이론치이며, 그 구체적인 산출 수법은, 예를 들어, 일본 특허공개 2016-175976호 공보 등에 기재된다.
열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg가 상기한 하한 이상이면, 두께가 상이한 간극의 양쪽으로의 경화체의 진입량을 확실히 저감시킬 수 있다. 열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg가 상기한 상한 이하이면, 간극의 외측에 있어서 미충전 부분이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
열가소성 수지의 중량 평균 분자량의 하한은, 예를 들어, 10만, 바람직하게는, 30만이다. 열가소성 수지의 중량 평균 분자량의 상한은, 예를 들어, 120만, 바람직하게는, 100만이다. 한편, 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해, 표준 폴리스타이렌 환산치에 기초하여 측정된다.
열가소성 수지의 함유 비율은, 다음에 설명하지만, 봉지용 수지 시트로부터 경화체를 생성할 수 있을 정도로 조정된다.
＜열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지의 함유 비율 등＞
열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)의 하한은, 0.3, 바람직하게는, 0.5, 보다 바람직하게는, 0.6, 더 바람직하게는, 0.7, 특히 바람직하게는, 0.9이다.
또한, 열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)의 상한은, 2.0, 바람직하게는, 1.4, 보다 바람직하게는, 1.2, 더 바람직하게는, 1.1, 특히 바람직하게는, 1.0이다.
열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)가, 상기한 하한을 하회하면, 소자 및 기판 사이의 간극의 외측에 있어서 경화체가 없는(형성되지 않는) 미충전 부분이 형성되기 때문에, 신뢰성이 저하된다.
한편, 열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)가, 상기한 상한을 상회하면, 두께가 상이한 2개의 간극(후술하는 제 1 간극(26), 및 제 2 간극(36)에 상당)에 있어서의 경화체의 진입량을 저감시킬 수 없다.
재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B의 하한은, 예를 들어, 0.1질량%, 바람직하게는, 1질량%, 보다 바람직하게는, 2질량%, 더 바람직하게는, 3질량%, 특히 바람직하게는, 4질량%이다. 재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B의 상한은, 예를 들어, 25질량%, 바람직하게는, 15질량%, 보다 바람직하게는, 10질량%, 더 바람직하게는, 8질량%이다.
층상 규산염 화합물의 함유 비율 B가 상기한 하한 이상이면, 봉지용 수지 시트의 유동성을 저하시켜, 간극에 있어서의 경화체의 진입량을 저감시킬 수 있다. 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B가 상기한 상한 이하이면, 봉지용 수지 시트 중에 층상 규산염 화합물을 충분히 분산시켜, 균일한 유동성을 가진 봉지용 수지 시트를 제작할 수 있다.
재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 열가소성 수지의 비율의 하한은, 예를 들어, 1질량%, 바람직하게는, 2질량%이다. 재료에 있어서의 열가소성 수지의 비율의 상한은, 예를 들어, 10질량%, 바람직하게는, 5질량%이다.
또한, 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 총량에 대한, 열가소성 수지의 비율의 하한은, 예를 들어, 5질량%, 바람직하게는, 15질량%이다. 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 총량에 대한, 열가소성 수지의 비율의 상한은, 예를 들어, 40질량%, 바람직하게는, 25질량%이다.
재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 열경화성 수지의 함유 비율의 하한은, 예를 들어, 5질량%, 바람직하게는, 15질량%, 보다 바람직하게는, 17질량%, 더 바람직하게는, 18질량%이다. 재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 열경화성 수지의 함유 비율의 상한은, 예를 들어, 30질량%, 바람직하게는, 25질량%, 보다 바람직하게는, 20질량%이다.
＜그 외의 성분＞
재료는, 추가로 층상 규산염 화합물 이외의 무기 필러, 안료, 실레인 커플링제, 그 외의 첨가제를 첨가할 수 있다.
무기 필러로서는, 예를 들어, 오쏘규산염, 소로규산염, 이노규산염 등의 층상 규산염 화합물 이외의 규산염 화합물, 예를 들어, 석영(규산), 실리카(무수 규산), 질화 규소 등의 규소 화합물(층상 규산염 화합물 이외의 규소 화합물) 등을 들 수 있다. 또한, 무기 필러로서, 예를 들어, 알루미나, 질화 알루미늄, 질화 붕소 등도 들 수 있다. 이들은, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 바람직하게는, 층상 규산염 화합물 이외의 규소 화합물, 보다 바람직하게는, 실리카를 들 수 있다.
무기 필러의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 대략 구(球) 형상, 대략 판 형상, 대략 침 형상, 부정 형상 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 대략 구 형상을 들 수 있다.
무기 필러의 최대 길이의 평균치(대략 구 형상이면, 평균 입자경. 동일.)의 상한은, 예를 들어, 50μm, 바람직하게는, 20μm, 보다 바람직하게는, 10μm이다. 무기 필러의 최대 길이의 평균치의 하한은, 또한, 예를 들어, 0.1μm, 바람직하게는, 0.5μm이다. 한편, 무기 필러의 평균 입자경은, 예를 들어, 레이저 산란법에 있어서의 입도 분포 측정법에 의해 구해진 입도 분포에 기초하여, D50치(누적 50% 메디안 직경)로서 구해진다.
또한, 무기 필러는, 제 1 필러와, 제 1 필러의 최대 길이의 평균치보다 작은 최대 길이의 평균치를 갖는 제 2 필러를 포함할 수 있다.
제 1 필러의 최대 길이의 평균치의 하한은, 예를 들어, 1μm, 바람직하게는, 3μm이다. 제 1 필러의 최대 길이의 평균치의 상한은, 예를 들어, 50μm, 바람직하게는, 30μm이다.
제 2 필러의 최대 길이의 평균치의 상한은, 예를 들어, 0.9μm, 바람직하게는, 0.8μm이다. 제 2 필러의 최대 길이의 평균치의 하한은, 예를 들어, 0.01μm, 바람직하게는, 0.1μm이다.
제 1 필러의 최대 길이의 평균치의, 제 2 필러의 최대 길이의 평균치에 대한 비의 하한은, 예를 들어, 2, 바람직하게는, 5이다. 제 1 필러의 최대 길이의 평균치의, 제 2 필러의 최대 길이의 평균치에 대한 비의 상한은, 예를 들어, 50, 바람직하게는, 20이다.
제 1 필러 및 제 2 필러의 재료는, 함께 동일 혹은 상이해도 된다.
더욱이, 무기 필러는, 그 표면이, 부분적 혹은 전체적으로, 실레인 커플링제 등으로 표면 처리되어 있어도 된다.
재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 무기 필러의 함유 비율의 하한은, 예를 들어, 50질량%, 바람직하게는, 55질량%, 보다 바람직하게는, 60질량%, 더 바람직하게는, 65질량%이다. 재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 무기 필러의 함유 비율의 상한은, 예를 들어, 90질량%, 바람직하게는, 85질량%, 보다 바람직하게는, 80질량%, 더 바람직하게는, 75질량%이다.
무기 필러 100질량부에 대한 층상 규산염 화합물의 함유 부수의 하한은, 예를 들어, 1질량부, 바람직하게는, 2질량부, 보다 바람직하게는, 3질량부, 더 바람직하게는, 5질량부이다. 무기 필러 100질량부에 대한 층상 규산염 화합물의 함유 부수의 상한은, 예를 들어, 25질량부, 바람직하게는, 20질량부, 보다 바람직하게는, 15질량부, 더 바람직하게는, 10질량부이다.
무기 필러의 함유 비율 및/또는 함유 부수가 상기한 하한 이상이면, 도 1C에 나타내는 공정에 있어서의 봉지용 수지 시트(1)를 유동시킬 수 있다.
무기 필러가 제 1 필러와 제 2 필러를 포함하는 경우에는, 재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 제 1 필러의 함유 비율의 하한은, 재료 중, 예를 들어, 30질량%, 바람직하게는, 40질량%이다. 재료(봉지용 수지 시트)에 있어서의 제 1 필러의 함유 비율의 상한은, 재료 중, 예를 들어, 60질량%, 바람직하게는, 50질량%이다. 제 1 필러 100질량부에 대한 제 2 필러의 함유 부수의 하한은, 예를 들어, 30질량부, 바람직하게는, 40질량부, 보다 바람직하게는, 50질량부이다. 제 1 필러 100질량부에 대한 제 2 필러의 함유 부수의 상한은, 예를 들어, 70질량부, 바람직하게는, 60질량부, 보다 바람직하게는, 55질량부이다.
안료로서는, 예를 들어, 카본 블랙 등의 흑색 안료를 들 수 있다. 안료의 입자경의 하한은, 예를 들어, 0.001μm이다. 안료의 입자경의 상한은, 예를 들어, 1μm이다. 재료에 대한 안료의 비율의 하한은, 예를 들어, 0.1질량%이다. 안료의 입자경은, 안료를 전자 현미경으로 관찰하여 구한 산술 평균 직경이다. 재료에 대한 안료의 비율의 상한은, 예를 들어, 2질량%이다.
실레인 커플링제로서는, 예를 들어, 에폭시기를 함유하는 실레인 커플링제를 들 수 있다. 에폭시기를 함유하는 실레인 커플링제로서는, 예를 들어, 3-글리시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인 등의 3-글리시독시다이알킬다이알콕시실레인, 예를 들어, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이에톡시실레인 등의 3-글리시독시알킬트라이알콕시실레인을 들 수 있다. 바람직하게는, 3-글리시독시알킬트라이알콕시실레인을 들 수 있다. 재료에 있어서의 실레인 커플링제의 함유 비율의 하한은, 예를 들어, 0.1질량%, 바람직하게는, 1질량%이다. 재료에 있어서의 실레인 커플링제의 함유 비율의 상한은, 예를 들어, 10질량%, 바람직하게는, 5질량%이다.
이 봉지용 수지 시트를 얻으려면, 상기한 각 성분을 상기한 비율로 배합하여, 재료를 조제한다. 바람직하게는, 상기한 성분을 충분히 교반하여, 층상 규산염 화합물을 열경화성 수지 및 열가소성 수지에 대해서 균일하게 분산시킨다.
또한, 필요에 따라, 용매(메틸 에틸 케톤 등의 케톤계 등)를 추가로 배합하여, 바니시를 조제한다. 그 후, 바니시를, 도시하지 않는 박리 시트에 도포하고, 그 후, 가열에 의해 건조시켜, 시트 형상을 갖는 봉지용 수지 시트를 제조한다. 한편, 바니시를 조제하지 않고, 혼련 압출에 의해, 재료로부터 봉지용 수지 시트를 형성할 수도 있다.
한편, 형성되는 봉지용 수지 시트는, B 스테이지(반경화 상태)이고, 구체적으로는, C 스테이지 전의 상태이다. 즉, 완전 경화 전의 상태이다. 봉지용 수지 시트는, 상기한 건조에 있어서의 가열이나, 압출 혼련에 있어서의 가열에 의해, A 스테이지의 재료로부터, B 스테이지 시트로 형성된다.
봉지용 수지 시트의 두께의 하한은, 예를 들어, 10μm, 바람직하게는, 25μm, 보다 바람직하게는, 50μm이다. 봉지용 수지 시트의 두께의 상한은, 예를 들어, 3000μm, 바람직하게는, 1000μm, 보다 바람직하게는, 500μm, 더 바람직하게는, 300μm이다.
그 다음에, 봉지용 수지 시트에 의해, 소자의 일례로서의 전자 소자를 봉지하여, 전자 소자 패키지(50)를 제조하는 방법을, 도 1A∼도 2B를 참조하여 설명한다.
한편, 도 2B에서는, 도 2A의 A-A 절단선 상에 시인되는 부재를 해칭 처리하여 묘화하는 한편, 절단선 상에 시인되지 않고, A-A 절단선으로부터 떨어져 시인되는 부재를, 해칭 처리하지 않고, 묘화하고 있다.
이 방법에서는, 도 1A에 나타내는 바와 같이, 우선, 봉지용 수지 시트(1)를 준비한다. 봉지용 수지 시트(1)는, 두께 방향으로 서로 대향하는 두께 방향 일방면 및 타방면을 갖는다.
별도로, 도 1B, 도 2A∼도 2B에 나타내는 바와 같이, 전자 소자(21)를 준비한다.
도 2A∼도 2B에 나타내는 바와 같이, 전자 소자(21)는, 전자 부품을 포함하고 있고, 면방향으로 연장되는 대략 평판 형상(칩 형상)을 갖는다. 전자 소자(21)의 두께 방향 타방면(28)에는, 도시하지 않는 전극이 마련되어 있다. 한편, 전극(도시하지 않음)은, 전자 소자(21)의 주단부에 서로 간격을 띄워 배치되어 있다. 전자 소자(21)는, 예를 들어, 공지된 전자 재료를 함유한다.
전자 소자(21)는, 두께가 상이한 2개의 간극(제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36))이 형성되도록, 기판(22)에 범프(23)를 개재시켜 실장되어 있다. 또한, 전자 소자(21) 및 기판(22)은, 소자 실장 기판(24)에 구비된다. 이 소자 실장 기판(24)은, 제 1 간극(26), 및 제 2 간극(36)을 포함한다.
기판(22)은, 면방향으로 연장되는 대략 평판 형상을 갖는다. 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)은, 예를 들어, 전자 소자(21)의 두께 방향 타방면(28)에 평행하다.
또한, 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)과, 전자 소자(21)의 두께 방향 타방면(28)의 길이 T2는, 기판(22) 및 전자 소자(21) 사이의 제 2 간극(36)의 두께 T2에 상당한다. 제 2 간극(36)의 두께 T2의 하한은, 예를 들어, 10μm, 바람직하게는, 30μm이다. 제 2 간극(36)의 두께 T2의 상한은, 예를 들어, 200μm, 바람직하게는, 100μm이다.
기판(22)의 두께 방향 일방면(25)에는, 전자 소자(21)의 전극(도시하지 않음)과 전기적으로 접속되는 단자(29)가 마련되어 있다.
단자(29)는, 평면시에 있어서, 전자 소자(21)의 주단연을 따라 연장된다. 또한, 단자(29)는, 소정 두께 T0을 갖는다. 단자(29)는, 면방향으로 서로 간격을 띄워 복수 배치되어 있다. 복수의 단자(29)의 각각은, 전자 소자(21)의 복수의 전극(도시하지 않음)의 각각에 대응하여 마련되어 있다.
단자(29)의 두께 T0은, 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)과, 단자(29)의 두께 방향 일방면(30) 사이의 길이이다. 단자(29)의 두께 T0은, 제 2 간극(36)의 두께 T2보다, 얇다. 구체적으로는, 단자(29)의 두께 T0의 하한은, 예를 들어, 5μm, 바람직하게는, 15μm이다.
단자(29)의 두께 T0의 상한은, 예를 들어, 100μm, 바람직하게는, 50μm이다.
단자(29)는, 전자 소자(21)의 전극(도시하지 않음)과, 범프(23)를 개재시켜, 전기적으로 접속되어 있다.
범프(23)는, 복수의 단자(29)에 대응하여 복수 마련되어 있다. 복수의 범프(23)의 각각은, 전자 소자(21)의 전극(도시하지 않음)의 각각과, 기판(22)의 단자(29) 사이에 배치된다. 범프(23)의 재료로서는, 예를 들어, 땜납, 금 등의 금속 등을 들 수 있다.
범프(23)의 두께 T1은, 후술하는 제 1 간극(26)의 두께 T1에 상당한다. 범프(23)의 두께 T1은, 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)과, 전자 소자(21)의 두께 방향 타방면(28)이 평행인 경우에, 제 2 간극(36)의 두께 T2로부터, 단자(29)의 두께 T0을 뺀 값(T2-T0)에 상당한다. 구체적으로는, 범프(23)의 두께 T1의 하한은, 예를 들어, 5μm, 바람직하게는, 15μm이다. 범프(23)의 두께 T1의 상한은, 예를 들어, 100μm, 바람직하게는, 50μm이다.
제 1 간극(26)은, 전자 소자(21) 및 단자(29) 사이에 범프(23)가 개재하는 것에 의해 형성되는 간극(극간, 혹은, 공동)이다. 그 때문에, 제 1 간극(26)의 두께 T1은, 범프(23)의 두께 T1과 동일하다. 또한, 제 1 간극(26)은, 전자 소자(21)의 두께 방향 타방면(28)과, 단자(29)의 두께 방향 일방면(30) 사이의 공간이다. 한편, 제 1 간극(26)은, 평면시에 있어서, 전자 소자(21)의 측단연(75)과 부분적으로 중복한다. 상세하게는, 제 1 간극(26)은, 두께 방향으로 투영했을 때에, 전자 소자(21) 및 단자(29)가 겹치는 영역 중, 범프(23)를 제외한 영역이다.
제 2 간극(36)은, 제 1 간극(26)의 두께 T1보다 두꺼운 두께 T2를 갖는다. 제 2 간극(36)은, 제 1 간극(26)에 연통한다. 구체적으로는, 제 2 간극(36)의 두께 T2는, 제 1 간극(26)의 두께 T1과, 단자(29)의 두께 T0의 합계 두께이다. 또한, 제 2 간극(36)은, 전자 소자(21)의 두께 방향 타방면(28)과, 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)의 간극(극간, 혹은, 공동)이다. 또한, 제 2 간극(36)은, 두께 방향으로 투영했을 때에, 전자 소자(21) 및 기판(22)이 겹치는 영역 중, 단자(29)를 제외한 영역이다. 또한, 제 2 간극(36)은, 전자 소자(21)의 측단연(75)과 부분적으로 중복한다.
제 2 간극(36)의 두께 T2에 대한 제 1 간극(26)의 두께 T1의 비(T1/T2)의 하한은, 예를 들어, 0.1, 바람직하게는, 0.2이다. 기판(22) 및 전자 소자(21) 사이의 간극의 두께 T2에 대한 범프(23)의 두께 T1의 비(T1/T2)의 상한은, 예를 들어, 0.6, 바람직하게는, 0.5이다.
제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)은, 전자 소자(21)의 측단연(75)의 전부와 중복한다.
그 다음에, 도 1B에 나타내는 바와 같이, 봉지용 수지 시트(1)를, 전자 소자(21)에 배치한다. 구체적으로는, 봉지용 수지 시트(1)의 두께 방향 타방면을, 전자 소자(21)의 두께 방향 일방면에 접촉시킨다.
그 다음에, 도 1C에 나타내는 바와 같이, 봉지용 수지 시트(1) 및 소자 실장 기판(24)을, 프레스한다. 구체적으로는, 봉지용 수지 시트(1) 및 소자 실장 기판(24)을, 열프레스한다.
예를 들어, 2개의 평판을 구비하는 프레스(27)에 의해, 봉지용 수지 시트(1) 및 소자 실장 기판(24)을 두께 방향으로 끼우면서, 그들을 프레스한다. 한편, 프레스(27)의 평판에는, 예를 들어, 도시하지 않는 열원이 구비된다.
프레스 조건(압력, 시간, 추가로, 온도 등)은, 특별히 한정되지 않고, 봉지용 수지 시트(1)가 전자 소자(21)의 주측면을 피복할 수 있는 한편, 소자 실장 기판(24)이 손상되지 않는 조건이 선택된다. 보다 구체적으로는, 프레스 조건은, 봉지용 수지 시트(1)가 전자 소자(21)의 주측면의 외측에 있어서 유동하여, 전자 소자(21)의 주측면을 피복하면서, 전자 소자(21)와 평면시로 중복하지 않는 기판(22)의 두께 방향 일방면(25) 및 단자(29)의 두께 방향 일방면(30)의 양쪽에 접촉할 수 있도록, 설정된다.
구체적으로는, 프레스압의 하한은, 예를 들어, 0.05MPa, 바람직하게는, 0.1MPa이다. 프레스압의 상한은, 예를 들어, 10MPa, 바람직하게는, 5MPa이다. 프레스 시간의 하한은, 예를 들어, 0.3분, 바람직하게는, 0.5분이다. 프레스 시간의 상한은, 예를 들어, 10분, 바람직하게는, 5분이다.
구체적으로는, 가열 온도의 하한은, 예를 들어, 40℃, 바람직하게는, 60℃이다. 가열 온도의 상한은, 예를 들어, 100℃, 바람직하게는, 95℃이다.
봉지용 수지 시트(1)의 프레스에 의해, 봉지용 수지 시트(1)는, 전자 소자(21)의 외형에 대응하여 소성 변형된다. 봉지용 수지 시트(1)의 두께 방향 타방면은, 전자 소자(21)의 두께 방향 일방면 및 주측면과, 전자 소자(21)와 평면시로 중복하지 않는 기판(22)의 두께 방향 일방면(25) 및 단자(29)의 두께 방향 일방면(30)에 대응하는 형상으로 변형한다.
이것에 의해, 봉지용 수지 시트(1)는, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)의 주단연을 폐색한다. 이것에 의해, 전자 소자(21)는, 우수한 봉지성으로 봉지된다.
한편, 봉지용 수지 시트(1)는, B 스테이지를 유지하면서, 소성 변형된다.
이것에 의해, 봉지용 수지 시트(1)는, 복수의 전자 소자(21)의 각각의 주측면을 피복하면서, 평면시에 있어서, 전자 소자(21)와 중복하지 않는 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)에 접촉한다.
이것에 의해, 전자 소자(21)를 봉지하는 봉지체(31)가, 봉지용 수지 시트(1)로부터 형성(제작)된다. 봉지체(31)의 두께 방향 일방면은, 평탄면이 된다.
이 때, 봉지체(31)는, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)에 약간 진입하는 것이 허용된다.
그 후, 도 1D에 나타내는 바와 같이, 봉지체(31)를 가열하여, 봉지체(31)로부터 경화체(41)를 형성한다.
구체적으로는, 봉지체(31) 및 소자 실장 기판(24)을 프레스(27)로부터 꺼내고, 계속해서, 봉지체(31) 및 소자 실장 기판(24)을 건조기에서, 대기압하에서, 가열한다.
가열 온도(큐어 온도)의 하한은, 예를 들어, 100℃, 바람직하게는, 120℃이다. 가열 온도(큐어 온도)의 상한은, 예를 들어, 200℃, 바람직하게는, 180℃이다. 가열 시간의 하한은, 예를 들어, 10분, 바람직하게는, 30분이다. 가열 시간의 상한은, 예를 들어, 180분, 바람직하게는, 120분이다.
상기한 봉지체(31)의 가열에 의해, 봉지체(31)로부터, C 스테이지화(완전 경화)된 경화체(41)가 형성된다. 경화체(41)의 두께 방향 일방면은, 노출면이다.
한편, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)으로의 약간의 진입이 허용된 봉지체(31)의 단연이, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)의 내부에 추가로 약간 진입하여, 경화체(41)가 되는 것이 허용된다.
그리고, 이 봉지용 수지 시트(1)는, 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유하고, 열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)가, 0.3 이상이다. 그 때문에, 이 봉지용 수지 시트(1)를, 사이즈나 디자인이 상이한 복수의 전자 소자(21), 또한, 사이즈나 디자인이 상이한 단자(29)에 접속되는 복수의 전자 소자(21)에 배치하고, 이것을 가열하여 경화체(41)를 형성할 경우에, 이들의 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)으로의 경화체(41)의 진입량을 제어하여, 복수의 전자 소자(21)를 균일하게 봉지할 수 있다.
예를 들어, 이 봉지용 수지 시트(1)를, 기판(22) 및 단자(29)에 대해서 다른 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)을 형성하는 전자 소자(21)에 배치하고, 봉지용 수지 시트(1)(봉지체(31))를 가열하여, 도 1D에 나타내는 바와 같이, 경화체(41)를 형성할 경우에, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)의 양쪽으로의 경화체(41)의 진입량을 저감시킬 수 있다. 구체적으로는, 실시예에서 상술되는 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 경화체 진입 길이 Y2(도 1D 및 도 3D참조)의 양쪽을 저감시킬 수 있다.
한편, 열가소성 수지의 질량 α에 대한 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)는, 2.0 이하이다. 그 때문에, 전자 소자(21)의 주측면을 확실히 피복하고, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)에 있어서의 주단연을 확실히 폐색하여, 즉, 미충전 부분의 형성을 억제하여, 전자 소자(21)에 대한 우수한 봉지성을 갖는다.
또한, 이 봉지용 수지 시트(1)에서는, 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B의 하한이, 3질량%이면, 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 경화체 진입 길이 Y2의 어느 것도 저감시킬 수 있다. 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B의 하한이, 7질량%이면, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)의 단연을 확실히 폐색할 수 있다.
더욱이, 열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg가 -30℃ 이상이면, 봉지용 수지 시트 중에 층상 규산염 화합물을 충분히 분산시켜, 균일한 유동성을 가진 봉지용 수지 시트를 제작할 수 있다. 열가소성 수지의 유리 전이 온도 Tg가 -10℃ 이하이면, 봉지용 수지 시트의 유동성을 저하시켜, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)에 있어서의 경화체의 진입량을 저감시킬 수 있다.
층상 규산염 화합물의 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있으면, 층상 규산염 화합물과, 열경화성 수지 및 열가소성 수지가, 양호하게 친화할 수 있고, 그 때문에, 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 경화체 진입 길이 Y2의 양쪽을 확실히 저감시킬 수 있다.
＜봉지용 다층 수지 시트＞
또한, 도 3A∼도 3D에 나타내는 바와 같이, 봉지용 수지 시트(1)와, 제 2 봉지용 수지 시트(12)를 두께 방향 일방측으로 순차로 구비하는 봉지용 다층 수지 시트(11)에 의해, 전자 소자(21)를 봉지하고, 계속해서, 경화체(41)를 형성할 수 있다.
봉지용 다층 수지 시트(11)는, 봉지용 수지 시트(1)와, 그 두께 방향 일방면 전면(全面)에 배치되는 제 2 봉지용 수지 시트(12)를 구비한다. 바람직하게는, 봉지용 다층 수지 시트(11)는, 봉지용 수지 시트(1)와, 제 2 봉지용 수지 시트(12)만을 구비한다.
제 2 봉지용 수지 시트(12)의 재료는, 층상 규산염 화합물을 함유하지 않는 것 이외에는, 봉지용 수지 시트(1)의 재료와 마찬가지이다. 봉지용 수지 시트(1)의 두께에 대한 제 2 봉지용 수지 시트(12)의 두께의 비율의 하한은, 예를 들어, 0.5, 바람직하게는, 1, 보다 바람직하게는, 2이다. 봉지용 수지 시트(1)의 두께에 대한 제 2 봉지용 수지 시트(12)의 두께의 비율의 상한은, 예를 들어, 10, 바람직하게는, 5이다.
봉지용 다층 수지 시트(11)의 두께의 하한은, 예를 들어, 50μm, 바람직하게는, 100μm, 보다 바람직하게는, 150μm이다. 봉지용 다층 수지 시트(11)의 두께의 상한은, 예를 들어, 3000μm, 바람직하게는, 1000μm, 보다 바람직하게는, 500μm, 더 바람직하게는, 300μm이다.
봉지용 다층 수지 시트(11)에 의해, 복수의 전자 소자(21)를 봉지하고, 계속해서, 경화체(41)를 형성하여, 전자 소자 경화체 패키지(50)를 제조하는 방법을, 도 3A∼도 3D를 참조하여 설명한다.
도 3A에 나타내는 바와 같이, 봉지용 다층 수지 시트(11)를 준비한다. 구체적으로는, 봉지용 수지 시트(1)와 제 2 봉지용 수지 시트(12)를 첩합한다.
도 3B에 나타내는 바와 같이, 기판(22)에 실장되는 복수의 전자 소자(21)를 준비한다.
계속해서, 봉지용 수지 시트(1)의 두께 방향 타방면이 전자 소자(21)의 두께 방향 일방면에 접촉하도록, 봉지용 다층 수지 시트(11)를 전자 소자(21)에 배치한다.
도 3C에 나타내는 바와 같이, 그 후, 봉지용 수지 시트(1) 및 소자 실장 기판(24)을, 프레스한다.
프레스에 의해, 봉지용 수지 시트(1)는, 유동하여, 인접하는 전자 소자(21) 사이에 진입한다. 한편, 제 2 봉지용 수지 시트(12)는, 층상 규산염 화합물을 함유하지 않으므로, 프레스되어도, 유동성이 향상되지 않고, 낮은 채이며, 인접하는 전자 소자(21) 사이에 진입하는 것이 억제된다.
이것에 의해, 봉지용 다층 수지 시트(11)로부터, 복수의 전자 소자(21)를 봉지하는 봉지체(31)가 형성된다.
그 후, 도 3D에 나타내는 바와 같이, 봉지체(31)를 가열하여, 봉지체(31)로부터 경화체(41)를 형성한다.
한편, 봉지용 수지 시트(1)가 상기한 하한 이상의 비율로 무기 필러를 함유하고, 제 2 봉지용 수지 시트(12)가 상기한 하한 이상의 비율로 무기 필러를 함유하면, 다음의 도 3C에 나타내는 프레스에 의해, 봉지용 수지 시트(1)와 제 2 봉지용 수지 시트(12)가, 유동할 수 있다.
이 때, 봉지용 수지 시트(1)는, 전자 소자(21)에 접촉하는 한편, 제 2 봉지용 수지 시트(12)는, 봉지용 수지 시트(1)에 대해서 전자 소자(21)의 반대측에 위치한다. 즉, 봉지체(31)에 있어서 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)에 면하는 단연은, 봉지용 수지 시트(1)로부터 형성된다. 한편, 봉지체(31)의 두께 방향 일방면은, 제 2 봉지용 수지 시트(12)로부터 형성된다.
그리고, 봉지용 다층 수지 시트(11)는, 상기한 봉지용 수지 시트(1)를 구비하므로, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)으로의 경화체(41)의 진입량을 저감시킬 수 있다.
특히, 봉지용 수지 시트(1) 및 제 2 봉지용 수지 시트(12)가, 50℃ 이상, 130℃ 이하의 연화점을 갖는 에폭시 수지의 주제를 함유하면, 도 3C에 나타내는 공정에 있어서, 봉지용 수지 시트(1) 및 제 2 봉지용 수지 시트(12)를 유동시킬 수 있다. 따라서, 도 3C에 나타내는 공정의 시간 단축, 및 도 3C에 나타내는 공정에 있어서의 제 2 봉지용 수지 시트(12)의 두께 방향 일방면을 평탄하게 할 수 있다.
더욱이, 봉지용 수지 시트(1) 및 제 2 봉지용 수지 시트(12)가, 에폭시 수지의 주제와 함께 페놀 수지를 경화제로서 함유하면, 경화체(41)가, 높은 내열성과 높은 내약품성을 갖는다. 따라서, 경화체(41)는, 봉지 신뢰성이 우수하다.
한편, 도 3C에 나타내는 공정에 있어서, 제 2 봉지용 수지 시트(12)는, 압압력(押壓力)을 받아 유동화되어, 두께 방향 일방면이 평탄하게 된다. 또한, 도 3C에 나타내는 공정에 있어서, 봉지용 다층 수지 시트(11)에서는, 전술한 바와 같이, 제 2 봉지용 수지 시트(12)와 함께 봉지용 수지 시트(1)가, 압압력을 받아 연화 유동하여, 전자 소자(21)의 외형에 추종하여 변형된다. 도 3C에 나타내는 공정에서는, 봉지용 수지 시트(1)가, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)에 약간 진입하는 것이 허용된다.
그리고, 도 3D에 나타내는 공정에서는, 봉지용 수지 시트(1)는, 승온에 수반하는 복소 점도 η*의 저하에 기초하여, 유동이 억제되어, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)으로의 과도한 진입이 억제된다. 즉, 봉지용 수지 시트(1)를 포함하는 봉지용 다층 수지 시트(11)가 경화된 경화체(41)에서는, 경화체 진입 길이 Y를 저감시킬 수 있다.
변형예
이하의 각 변형예에 있어서, 상기한 일 실시형태와 마찬가지의 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 각 변형예는, 특기하는 이외, 일 실시형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다. 더욱이, 일 실시형태 및 그 변형예를 적절히 조합할 수 있다.
상이한 간극으로서, 제 1 간극(26) 및 제 2 간극(36)을 들고 있지만, 두께가 상이한 3종류 이상의 간극이어도 된다.
또한, 두께가 상이한 복수의 간극은, 1개의 전자 소자(21)에 형성되어 있지만, 예를 들어, 두께가 상이한 복수의 간극의 각각이, 복수의 전자 소자(21)의 각각에 형성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 제 1 간극(26)이 하나의 전자 소자(21)에 형성되고, 제 2 간극(36)이 다른 전자 소자(21)에 형성되어 있어도 된다.
일 실시형태에서는, 1층의 봉지용 수지 시트(1)로, 전자 소자(21)를 봉지하고 있다. 그러나, 도시하지 않지만, 복수의 봉지용 수지 시트(1)(의 적층체 시트)로, 전자 소자(21)를 봉지할 수도 있다.
또한, 봉지용 다층 수지 시트(11)에 있어서의 제 2 봉지용 수지 시트(12)는, 다층이어도 된다.
소자의 일례로서, 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)에 대해서 간극(26)을 띄워 배치되는 전자 소자(21)를 들고, 이것을 봉지용 수지 시트(1)로 봉지했지만, 예를 들어, 도시하지 않지만, 기판(22)의 두께 방향 일방면(25)에 접촉하는 전자 소자(21)를 들 수 있고, 이것을 봉지용 수지 시트(1)로 봉지할 수 있다.
또한, 소자의 일례로서, 전자 소자(21)를 들었지만, 반도체 소자를 들 수도 있다.
실시예
이하에 조제예, 비교 조제예, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 한편, 본 발명은, 어떤 조제예, 비교 조제예, 실시예 및 비교예로 한정되지 않는다.
또한, 이하의 기재에 있어서 이용되는 배합 비율(함유 비율), 물성치, 파라미터 등의 구체적 수치는, 상기의 「발명을 실시하기 위한 구체적인 내용」에 있어서 기재되어 있는, 그들에 대응하는 배합 비율(함유 비율), 물성치, 파라미터 등 해당 기재의 상한(「이하」, 「미만」으로서 정의되어 있는 수치) 또는 하한(「이상」, 「초과」로서 정의되어 있는 수치)으로 대체할 수 있다.
조제예 및 비교 조제예에서 사용한 각 성분을 이하에 나타낸다.
층상 규산염 화합물: 호준사제의 에스벤 NX(표면이 다이메틸다이스테아릴암모늄으로 변성된 유기화 벤토나이트)
주제: 신닛테쓰 화학사제의 YSLV-80XY(비스페놀 F형 에폭시 수지, 고분자량 에폭시 수지, 에폭시 당량 200g/eq. 연화점 80℃)
경화제: 군에이 화학사제의 LVR-8210DL(노볼락형 페놀 수지, 잠재성 경화제, 수산기 당량: 104g/eq., 연화점: 60℃)
경화 촉진제: 시코쿠 화성공업사제의 2PHZ-PW(2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
아크릴 수지 1: 네가미 공업사제의 HME-2006M, 카복실기 함유의 아크릴산 에스터 코폴리머(아크릴계 폴리머), 중량 평균 분자량: 60만, 유리 전이 온도(Tg): -30℃, 고형분 농도 20질량%의 메틸 에틸 케톤 용액
아크릴 수지 2: 나가세 켐텍스사제의 테이산 레진 SG-70L, 카복시기 및 하이드록시기 함유의 아크릴산 에스터 코폴리머(아크릴계 폴리머), 중량 평균 분자량 90만, 유리 전이 온도(Tg): -10℃, 고형분 농도 12.5질량%의 메틸 에틸 케톤 용액
실레인 커플링제: 신에쓰 화학사제의 KBM-403(3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인)
제 1 필러: FB-8SM(구상 용융 실리카 분말(무기 필러), 평균 입자경 7.0μm)
제 2 필러: 아드마텍스사제의 SC220G-SMJ(평균 입경 0.5μm)를 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰 화학사제의 제품명: KBM-503)으로 표면 처리한 무기 필러. 무기 필러의 100질량부에 대해서 1질량부의 실레인 커플링제로 표면 처리한 무기 입자.
카본 블랙: 미쓰비시 화학사제의 ＃20, 입자경 50nm
조제예 1∼조제예 6 및 비교 조제예 1∼비교 조제예 4
표 1∼표 3에 기재된 배합 처방에 따라, 재료의 바니시를 조제했다. 바니시를 박리 시트의 표면에 도포한 후, 120℃에서, 2분간 건조시켜, 두께 65μm의 봉지용 수지 시트(1)를 제작했다. 봉지용 수지 시트(1)는, B 스테이지였다.
조제예 7
표 4에 기재된 배합 처방에 따라, 재료의 바니시를 조제했다. 바니시를 박리 시트의 표면에 도포한 후, 120℃에서, 2분간 건조시켜, 두께 195μm의 제 2 봉지용 수지 시트(12)를 제작했다. 제 2 봉지용 수지 시트(12)는, B 스테이지였다.
실시예 1∼6 및 비교예 1∼비교예 2
표 5에 나타내는 바와 같은 조제예의 조합으로, 봉지용 수지 시트와 제 2 봉지용 수지 시트를 첩합하여, 두께 260μm의 봉지용 다층 수지 시트를 제작했다.
평가
하기의 스텝 A∼스텝 E를 실시하여, 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 고경화체 진입 길이 Y2를 측정했다.
스텝 A: 도 3A에 나타내는 바와 같이, 각 실시예 및 각 비교예의 봉지용 다층 수지 시트(11)로부터, 세로 10mm, 가로 10mm, 두께 260μm의 샘플 시트(61)를 준비한다.
스텝 B: 도 3B에 나타내는 바와 같이, 세로 3mm, 가로 3mm, 두께 200μm의 더미 소자(71)가, 두께 T1이 20μm인 범프(23)를 개재시켜 유리 기판(72)에 실장된 더미 소자 실장 기판(74)을 준비한다. 범프(23)는, 두께 T0이 30μm인 더미 단자(79)의 두께 방향 일방면(30)에 재치되어 있다. 이 더미 소자 실장 기판(74)은, 두께 T1이 20μm인 제 1 간극(26)과, 두께 T2가 50μm인 제 2 간극(36)을 포함한다.
스텝 C: 도 3C에 나타내는 바와 같이, 샘플 시트(61)에 의해, 더미 소자 실장 기판(74)에 있어서의 더미 소자(71)를, 진공 평판 프레스에 의해, 온도 65℃, 압력 0.1MPa, 진공도 1.6kPa, 프레스 시간 1분에 봉지하여, 샘플 시트(61)로부터 봉지체(31)를 형성한다.
스텝 D: 도 3D에 나타내는 바와 같이, 봉지체(31)를, 150℃, 대기압하, 1시간 가열에 의해 열경화시켜, 봉지체(31)로부터 경화체(41)를 형성한다.
스텝 E: 도 3D의 확대도에 나타내는 바와 같이, 더미 소자(71)의 측단연(75)을 기준으로 하여, 측단연(75)으로부터 제 1 간극(26)에 경화체(41)가 진입하는 제 1 경화체 진입 길이 Y1, 및 측단연(75)으로부터 제 2 간극(26)에 경화체(41)가 진입하는 제 2 고경화체 진입 길이 Y2를 측정한다.
그리고, 하기의 기준에 따라, 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 고경화체 진입 길이 Y2를 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
○: 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 경화체 진입 길이 Y2가, 모두, 0μm 이상, 20μm 이하였다.
×: 제 1 경화체 진입 길이 Y1 및 제 2 경화체 진입 길이 Y2가, 모두, 30μm 초과, 또는, 0μm 미만이었다.
한편, 평가 중, 「마이너스」는, 더미 소자(71)의 측단연(75)보다 외측으로 돌출하는 공간(미충전 부분)(도 3D의 굵은 파선 참조)이 형성되는 것을 의미한다. 「마이너스」의 절대치가, 그 공간의 돌출 길이에 상당한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
한편, 상기 발명은, 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 당해 기술분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기하는 청구범위에 포함된다.
봉지용 수지 시트는, 소자의 봉지에 이용된다.
1 봉지용 수지 시트
21 전자 소자

Claims (8)

  1. 열경화성 수지, 층상 규산염 화합물 및 열가소성 수지를 함유하고, 소자를 봉지하기 위한 봉지용 수지 시트로서,
    상기 열가소성 수지의 질량 α에 대한 상기 층상 규산염 화합물의 질량 A의 비(A/α)가, 0.3 이상, 2.0 이하인 것을 특징으로 하는, 봉지용 수지 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층상 규산염 화합물의 함유 비율 B가, 3질량% 이상, 7질량% 이하인 것을 특징으로 하는, 봉지용 수지 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가, -30℃ 이상, -10℃ 이하의 유리 전이 온도 Tg를 갖는 것을 특징으로 하는, 봉지용 수지 시트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가, -30℃ 이상, -10℃ 이하의 유리 전이 온도 Tg를 갖는 것을 특징으로 하는, 봉지용 수지 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 층상 규산염 화합물은, 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    봉지용 수지 시트.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 층상 규산염 화합물은, 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    봉지용 수지 시트.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 층상 규산염 화합물은, 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    봉지용 수지 시트.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 층상 규산염 화합물은, 표면이 유기 성분에 의해 변성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    봉지용 수지 시트.
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