JP6274784B2 - 電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法 - Google Patents

電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法に関する。
従来、電子デバイスパッケージの製造方法として、基板などに固定された1又は複数の電子デバイスを封止樹脂で封止するという方法が知られている。このような封止樹脂として、例えば、熱硬化性樹脂シートが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−19714号公報
電子デバイスパッケージに各種情報(例えば、製品番号等の文字情報や、2次元コード等の図形情報)を付与するために、電子デバイスパッケージにレーザーマーキングすることがある。しかしながら、一般に、熱硬化性樹脂シートはフィラーを多く含有しているため、レーザー照射により気化する着色剤(カーボンブラック、染料など)の量が少ない。また、フィラー高充填のため、レーザー照射により熱硬化性樹脂シートを深く彫ることが難しい。このような理由から、熱硬化性樹脂シートにおいて高コントラストを得ることは難しく、視認性に優れたマークを熱硬化性樹脂シートに形成することは難しい。
本発明は前記課題を解決し、レーザーマーキングによって視認性に優れたマークを形成できる電子デバイス封止用樹脂シート及び電子デバイスパッケージの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、第1の樹脂層及び第2の樹脂層を備え、前記第1の樹脂層をレーザーマーキングした後のマーキング部と前記マーキング部以外とのコントラストが20%以上である電子デバイス封止用樹脂シートに関する。
本発明の電子デバイス封止用樹脂シートは、マーキング部と非マーキング部とのコントラストが20%以上である第1の樹脂層を備える。このため、第1の樹脂層へのレーザーマーキングによって、視認性に優れたマークを形成できる。
本発明の電子デバイス封止用樹脂シートは、第2の樹脂層のコントラストを高める必要がないので、第2の樹脂層にフィラーを高充填できる。よって、電子デバイスパッケージの反りを低減することが可能である。
前記第1の樹脂層中のフィラーの含有量が76体積%以下であることが好ましい。76体積%以下であると、高いコントラストが得られる。
前記第1の樹脂層はカーボンブラックを含み、前記第1の樹脂層中の前記カーボンブラックの含有量が0.1〜2重量%であることが好ましい。前記範囲内であると、良好なコントラストが得られる。

前記第1の樹脂層は染料を含み、前記第1の樹脂層中の前記染料の含有量が0.1〜2重量%であることが好ましい。前記範囲内であると、良好なコントラストが得られる。
前記第2の樹脂層は混練により得られることが好ましい。これにより、溶剤を使用せずに第2の樹脂層を作製できるので、溶剤の揮発による樹脂シート表面の変形を防止できる。
本発明はまた、前記電子デバイス封止用樹脂シートで電子デバイスを封止する工程を含む電子デバイスパッケージの製造方法に関する。
前記電子デバイスパッケージの製造方法は、前記電子デバイスを封止した後、前記第1の樹脂層にレーザーマーキングを行う工程を含むことが好ましい。
実施形態1の樹脂シートの断面模式図である。 電子デバイスが搭載された基板の断面模式図である。 実施形態1の樹脂シートで電子デバイスを封止した様子を模式的に示す図である。 電子デバイスパッケージをダイシングした様子を模式的に示す図である。 チップ状の電子デバイスパッケージを基板に実装した様子を模式的に示す図である。 粘着シートに電子デバイスを固定した様子を模式的に示す図である。 樹脂シートで電子デバイスを封止した様子を模式的に示す図である。 封止体から粘着シートを剥離した様子を模式的に示す図である。 研削した後の封止体の断面を模式的に示す図である。 封止体に再配線とバンプを形成した様子を模式的に示す図である。 封止体をダイシングした様子を模式的に示す図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
[実施形態1]
図1は、実施形態1の樹脂シート11の断面模式図である。樹脂シート11は、第1の樹脂層1と第2の樹脂層2とを積層した構造である。なお、樹脂シート11の両面には、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどの支持体が設けられていてもよい。樹脂シート11からの剥離を容易に行うために、支持体には離型処理が施されていてもよい。
第1の樹脂層1は、レーザーマーキングした後のマーキング部とマーキング部以外とのコントラストが20%以上である。コントラストの下限値は、25%であることが好ましく、30%以上であることが好ましい。また、コントラストは、大きければ大きいほど好ましいが、上限値としては、例えば、60%、100%、150%、200%、250%等を挙げることができる。第1の樹脂層1は、レーザーマーキングした後のマーキング部とマーキング部以外とのコントラストが20%以上であり、優れたコントラストを有するため、レーザーマーキングにより付与された各種情報(例えば、文字情報や図形情報)の視認性が良好である。
コントラストは、キーエンス(株)製CV-5000によって第1の樹脂層1のマーキング部とマーキング部以外の箇所(非マーキング部)との明度を測定した後、以下の計算式によって求められる。
[(マーキング部の明度−非マーキング部の明度)/マーキング部の明度]×100(%)
レーザーマーキングを行う際には、公知のレーザーマーキング装置を利用することができる。また、レーザーとしては、気体レーザー、個体レーザー、液体レーザーなどの各種レーザーを利用することができる。具体的には、気体レーザーとしては、特に制限されず、公知の気体レーザーを利用することができるが、炭酸ガスレーザー(COレーザー)、エキシマレーザー(ArFレーザー、KrFレーザー、XeClレーザー、XeFレーザーなど)が好適である。また、固体レーザーとしては、特に制限されず、公知の固体レーザーを利用することができるが、YAGレーザー(Nd:YAGレーザーなど)、YVOレーザーが好適である。
レーザーマーキングを行う際のレーザーの照射条件としては、マーキング部とマーキング部以外とのコントラストや加工深さ等を考慮として適宜設定することができ、例えば、レーザーマーキング装置:商品名「MD−S9900」、キーエンス社製を用いた場合は、以下の範囲内とすることができる。
(レーザー照射条件)
波長:532nm
強度:1.0W
スキャンスピード:700mm/sec
Qスイッチ周波数:64kHz
第1の樹脂層1のエッチング率(マーキング部の彫り深さ)は、好ましくは80%以上、より好ましくは100%以上である。80%以上であると、マーキング部と非マーキング部の明度に明確な差があり、良好なコントラストが得られる。第1の樹脂層1のエッチング率は、好ましくは1000%以下、より好ましくは800%以下である。1000%以下であると、マーキング部が精細となり,良好なコントラストが得られる。
エッチング率は実施例に記載の方法で測定できる。
第1の樹脂層1は、フィラーを含んでいてもよく、含んでいなくともよい。
フィラーとしては特に限定されないが、無機充填材が好ましい。無機充填材としては、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ(溶融シリカや結晶性シリカなど)、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素などが挙げられる。なかでも、線膨張係数を良好に低減できるという理由から、シリカ、アルミナが好ましく、シリカがより好ましい。シリカとしては、溶融シリカが好ましく、球状溶融シリカがより好ましい。
フィラーの平均粒径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.4μm以上である。0.1μm以上であると、樹脂シートの可撓性、柔軟性を得易い。フィラーの平均粒径は、好ましくは40μm以下、より好ましくは30μm以下である。
なお、平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
コントラストを高められるという点から、第1の樹脂層1中のフィラーの含有量は少ないほど好ましい。第1の樹脂層1中のフィラーの含有量は好ましくは76体積%以下であり、より好ましくは70体積%以下である。76体積%以下であると、高いコントラストが得られる。第1の樹脂層1中のフィラーの含有量はさらに好ましくは0体積%である。0体積%であると、レーザーにより第1の樹脂層1に貫通孔を容易に形成できる。
フィラーの含有量は、「重量%」を単位としても説明できる。代表的にシリカの含有量について、「重量%」を単位として説明する。
シリカは通常、比重2.2g/cmであるので、シリカの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第1の樹脂層1中のシリカの含有量は、86重量%以下が好ましく、83重量%以下がより好ましい。
第1の樹脂層1は、カーボンブラックを含むことが好ましい。これにより、コントラストを高められる。
第1の樹脂層1中のカーボンブラックの含有量は、0.1重量%以上が好ましい。0.1重量%以上であると、良好なコントラストが得られる。第1の樹脂層1中のカーボンブラックの含有量は、2重量%以下が好ましい。2重量%以下であると、流動性が良好で成型し易い。
第1の樹脂層1は、染料を含むことが好ましい。これにより、コントラストを高められる。
染料としては、ブラック系染料、シアン系染料、マゼンダ系染料、イエロー系染料などが挙げられる。
ブラック系染料としては、C.I.ソルベントブラック3、同7、同22、同27、同29、同34、同43、同70、C.I.ダイレクトブラック17、同19、同22、同32、同38、同51、同71、C.I.アシッドブラック1、同2、同24、同26、同31、同48、同52、同107、同109、同110、同119、同154C.I.ディスパーズブラック1、同3、同10、同24などが挙げられる。シアン系染料としては、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95、C.I.アシッドブルー6、同45などが挙げられる。マゼンダ系染料としては、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同52、同58、同63、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同111、同121、同122;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、同13、同14、同21、同27;C.I.ディスパースバイオレット1;C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40;C.I.ベーシックバイオレット1、同3、同7、同10、同14、同15、同21、同25、同26、同27、同28などが挙げられる。イエロー系染料としては、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162などが挙げられる。
第1の樹脂層1中の染料の含有量は、0.1重量%以上が好ましい。0.1重量%以上であると、良好なコントラストが得られる。第1の樹脂層1中の染料の含有量は、2重量%以下が好ましい。2重量%以下であると、流動性が良好で成型し易い。
第1の樹脂層1は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
エポキシ樹脂としては、特に限定されるものではない。例えば、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などの各種のエポキシ樹脂を用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
エポキシ樹脂の反応性を確保する観点からは、エポキシ当量150〜250、軟化点もしくは融点が50〜130℃の常温で固形のものが好ましい。なかでも、信頼性の観点から、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂がより好ましい。
第1の樹脂層1は、フェノール樹脂を含むことが好ましい。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂との間で硬化反応を生起するものであれば特に限定されるものではない。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、レゾール樹脂などが用いられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂との反応性の観点から、水酸基当量が70〜250、軟化点が50〜110℃のものを用いることが好ましく、なかでも硬化反応性が高いという観点から、フェノールノボラック樹脂を好適に用いることができる。また、信頼性の観点から、フェノールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂のような低吸湿性のものも好適に用いることができる。
第1の樹脂層1中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、9重量%以上が好ましい。9重量%以上であると、良好な硬化物強度が得られる。第1の樹脂層1中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、90重量%以下が好ましい。90重量%以下であると、吸湿性を低く抑えることができる。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、硬化反応性という観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計が0.7〜1.5当量となるように配合することが好ましく、より好ましくは0.9〜1.2当量である。
第1の樹脂層1は、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロンなどのポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PETやPBTなどの飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)などが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
第1の樹脂層1中の熱可塑性樹脂の含有量は、1重量%以上が好ましい。1重量%以上であると、柔軟性、可撓性を付与できる。第1の樹脂層1中の熱可塑性樹脂の含有量は、16重量%以下が好ましい。16重量%以下であると、硬化後の接着性が良好となり、信頼性が向上する。
第1の樹脂層1は、硬化促進剤を含むことが好ましい。
硬化促進剤としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の硬化を進行させるものであれば特に限定されず、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートなどの有機リン系化合物;2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物;などが挙げられる。
硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計100重量部に対して0.1〜5重量部が好ましい。
第1の樹脂層1は、前記成分以外にも、封止樹脂の製造に一般に使用される配合剤を適宜含有してよい。
第1の樹脂層1は一般的な製法で作製できる。例えば、前記各成分を溶媒(例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど)に溶解ないし分散させて塗布液を調製し、塗布液を基材セパレータ上に塗布した後、塗布膜を乾燥させる。これにより、第1の樹脂層1を作製できる。
第2の樹脂層2の厚みを大きくできるという点から、第1の樹脂層1の厚みは小さいほど好ましい。第1の樹脂層1の厚みは好ましくは100μm以下、より好ましくは30μm以下である。30μm以下であると、低い出力で貫通孔を形成し易く,良好なコントラストが得られる。また、第1の樹脂層1の厚みの下限は特に限定されないが、例えば5μm以上である。
第2の樹脂層2のエッチング率は、好ましくは2%以上である。2%以上であると、第1の樹脂層1と第2の樹脂層2の界面に凹凸がある場合でも,第2の樹脂層2まで貫通孔を形成することができ、良好なコントラストが得られる。
第2の樹脂層2のエッチング率は、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下である。20%以下であると、マーキングが精細になり良好なコントラストが得られる。
第2の樹脂層2は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。エポキシ樹脂としては、第1の樹脂層1で説明したものを好適に使用できる。
第2の樹脂層2は、フェノール樹脂を含むことが好ましい。フェノール樹脂としては、第1の樹脂層1で説明したものを好適に使用できる。
第2の樹脂層2中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、2重量%以上が好ましい。2重量%以上であると、充分な硬化物強度が得られる。第2の樹脂層2中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、20重量%以下が好ましい。20重量%以下であると、硬化物の線膨張係数を小さくでき、また低吸湿化できる。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、硬化反応性という観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計が0.7〜1.5当量となるように配合することが好ましく、より好ましくは0.9〜1.2当量である。
第2の樹脂層2は、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。熱可塑性樹脂としては、第1の樹脂層1で説明したものを好適に使用できる。
第2の樹脂層2中の熱可塑性樹脂の含有量は、0.5重量%以上が好ましい。0.5重量%以上であると、良好な可とう性が得られる。第2の樹脂層2中の熱可塑性樹脂の含有量は、20重量%以下が好ましい。20重量%以下であると、良好な流動性が得られる。
第2の樹脂層2は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーとしては、第1の樹脂層1で説明したものを好適に使用できる。なかでも、第2の樹脂層2に白色を付与できるという理由から、シリカが好ましい。第2の樹脂層2が白色を呈していると、レーザーにより第1の樹脂層1に貫通孔を形成した際に、マークを視認し易い。
フィラーは、シランカップリング剤により処理(前処理)されたものが好ましい。これにより、樹脂との濡れ性を向上でき、フィラーの分散性を高めることができる。
シランカップリング剤は、分子中に加水分解性基及び有機官能基を有する化合物である。
加水分解性基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などの炭素数1〜6のアルコキシ基、アセトキシ基、2−メトキシエトキシ基等が挙げられる。なかでも、加水分解によって生じるアルコールなどの揮発成分を除去し易いという理由から、メトキシ基が好ましい。
有機官能基としては、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂と反応し易いという理由から、エポキシ基が好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニル基含有シランカップリング剤;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤;p−スチリルトリメトキシシランなどのスチリル基含有シランカップリング剤;3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリル基含有シランカップリング剤;3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリル基含有シランカップリング剤;N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基含有シランカップリング剤;3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド基含有シランカップリング剤;3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基含有シランカップリング剤;ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのスルフィド基含有シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基含有シランカップリング剤などが挙げられる。
シランカップリング剤によりフィラーを処理する方法としては特に限定されず、溶媒中でフィラーとシランカップリング剤を混合する湿式法、気相中でフィラーとシランカップリング剤を処理させる乾式法などが挙げられる。
シランカップリング剤の処理量は特に限定されないが、未処理のフィラー100重量部に対して、シランカップリング剤を0.1〜1重量部処理することが好ましい。
第2の樹脂層2中のフィラーの含有量は、好ましくは55体積%以上であり、より好ましくは60体積%以上である。55体積%以上であると、線膨張係数を低く設計できる。一方、フィラーの含有量は、好ましくは90体積%以下であり、より好ましくは85体積%以下である。90体積%以下であると、柔軟性、流動性、接着性が良好に得られる。
フィラーの含有量は、「重量%」を単位としても説明できる。代表的にシリカの含有量について、「重量%」を単位として説明する。
シリカは通常、比重2.2g/cmであるので、シリカの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第2の樹脂層2中のシリカの含有量は、73重量%以上が好ましく、76重量%以上がより好ましい。第2の樹脂層2中のシリカの含有量は、95重量%以下が好ましく、93重量%以下がより好ましい。
アルミナは通常、比重3.9g/cmであるので、アルミナの含有量(重量%)の好適範囲は例えば以下のとおりである。
すなわち、第2の樹脂層2中のアルミナの含有量は、82重量%以上が好ましく、85重量%以上がより好ましい。第2の樹脂層2中のアルミナの含有量は、97重量%以下が好ましく、95重量%以下がより好ましい。
第2の樹脂層2は、硬化促進剤を含むことが好ましい。硬化促進剤としては、第1の樹脂層1で説明したものを好適に使用できる。
硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計100重量部に対して0.1〜5重量部が好ましい。
第2の樹脂層2は、前記成分以外にも、封止樹脂の製造に一般に使用される配合剤、例えば、難燃剤成分、シランカップリング剤、カーボンブラック、染料などを適宜含有してよい。
難燃剤成分としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化鉄、水酸化カルシウム、水酸化スズ、複合化金属水酸化物などの各種金属水酸化物;ホスファゼン化合物などを用いることができる。なかでも、難燃性、硬化後の強度に優れるという理由から、ホスファゼン化合物が好ましい。
第2の樹脂層2中のカーボンブラック及び染料の合計含有量は、少ないほど好ましく、具体的には0重量%が好ましい。
第2の樹脂層2の製造方法は特に限定されない。しかしながら、第2の樹脂層2を溶剤塗工により作製すると、第2の樹脂層2に残存する溶剤が、樹脂シート11を熱硬化させる際に揮発し、第2の樹脂層2と第1の樹脂層1との間にガスが入り込み、樹脂シート11の厚みの均一性が低下したり、樹脂シート11の表面がわずかに変形しマークを視認しづらくなることがある。
よって、第2の樹脂層2の製造方法はとしては、前記各成分(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱可塑性樹脂、フィラー及び硬化促進剤)を混練して得られる混練物をシート状に塑性加工する方法が好ましい。これにより、溶剤を使用せずに第2の樹脂層2を作製できるので、前記の問題を払拭できる。なお、第1の樹脂層1からのガスの発生もあり得るが、通常、第1の樹脂層1の厚みは第2の樹脂層2に比べて薄いため、第1の樹脂層1からのガスは問題とならない。
具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱可塑性樹脂、フィラー及び硬化促進剤をミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機などの公知の混練機で溶融混練することにより混練物を調製し、得られた混練物をシート状に塑性加工する。混練条件として、温度の上限は、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。温度の下限は、上述の各成分の軟化点以上であることが好ましく、例えば30℃以上、好ましくは50℃以上である。混練の時間は、好ましくは1〜30分である。また、混練は、減圧条件下(減圧雰囲気下)で行うことが好ましく、減圧条件下の圧力は、例えば、1×10−4〜0.1kg/cmである。
溶融混練後の混練物は、冷却することなく高温状態のままで塑性加工することが好ましい。塑性加工方法としては特に制限されず、平板プレス法、Tダイ押出法、スクリューダイ押出法、ロール圧延法、ロール混練法、インフレーション押出法、共押出法、カレンダー成形法などが挙げられる。塑性加工温度としては上述の各成分の軟化点以上が好ましく、エポキシ樹脂の熱硬化性および成形性を考慮すると、例えば40〜150℃、好ましくは50〜140℃、さらに好ましくは70〜120℃である。
第2の樹脂層2の厚みは特に限定されないが、好ましくは100μm以上、より好ましくは150μm以上、さらに好ましくは200μm以上である。200μm以上であると、レーザーが電子デバイスに及ぼす悪影響を低減できる。また、第2の樹脂層2の厚みは特に限定されないが、好ましくは1000μm以下、より好ましくは800μm以下である。1000μm以下であると、一般的な電子デバイスを良好に封止できる。
第1の樹脂層1の厚み/第2の樹脂層2の厚み(第1の樹脂層1の厚みの第2の樹脂層2の厚みに対する比)が、好ましくは1/4以下であり、より好ましくは1/6以下である。1/4以下であると、レーザーが電子デバイスに及ぼす悪影響を低減できる。第1の樹脂層1の厚み/第2の樹脂層2の厚みの下限は特に限定されず、例えば1/40以上である。
なお、図1では、第1の樹脂層1が単層である場合を示しているが、第1の樹脂層1はこれに限定されず、複層であってもよい。また、図1では、第2の樹脂層2が単層である場合を示しているが、第2の樹脂層2はこれに限定されず、複層であってもよい。
樹脂シート11は電子デバイスの封止に使用される。電子デバイスとしては、センサー、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタなどの中空構造を有する電子デバイス(中空型電子デバイス);半導体チップ、IC(集積回路)、トランジスタなどの半導体素子;コンデンサ;抵抗などが挙げられる。なお、中空構造とは、電子デバイスと電子デバイスを搭載した基板との間が中空なっている構造をいう。
封止方法としては特に限定されず、例えば、基板に搭載された電子デバイスを樹脂シート11で覆う方法、粘着シートに搭載された電子デバイスを樹脂シート11で覆う方法などが挙げられる。基板としては特に限定されず、例えば、プリント配線基板、セラミック基板、シリコン基板、金属基板、半導体ウェハなどが挙げられる。
[電子デバイスパッケージの製造方法]
例えば、以下の工程を行うことで電子デバイスパッケージを得ることができる。
(電子デバイス搭載基板準備工程)
電子デバイス搭載基板準備工程では、複数の電子デバイス13が搭載された基板12を準備する(図2参照)。電子デバイス13の基板12への搭載には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。通常、電子デバイス13と基板12とは電気的に接続されている。図2では、電子デバイス13と基板12とはバンプなどの突起電極13aを介して電気的に接続されている例を示している。
なお、電子デバイス13がSAWフィルタなどの中空型電子デバイスである場合、電子デバイス13と基板12との間に、中空部(中空構造)14が維持されている。このとき、電子デバイス13と基板12との間の距離は、一般的には15〜50μm程度である。
(封止工程)
封止工程では、第2の樹脂層2が基板12及び電子デバイス13と接触するように、基板12上に樹脂シート11を積層し、電子デバイス13を樹脂シート11で封止する(図3参照)。これにより、電子デバイス13が樹脂封止された電子デバイスパッケージ15を得る。
樹脂シート11を基板12上に積層する方法は特に限定されず、熱プレスやラミネータなど公知の方法により行うことができる。熱プレス条件としては、温度が、例えば、40〜100℃、好ましくは50〜90℃であり、圧力が、例えば、0.1〜10MPa、好ましくは0.5〜8MPaであり、時間が、例えば0.3〜10分間、好ましくは0.5〜5分間である。また、樹脂シート11の電子デバイス13及び基板12への密着性および追従性の向上を考慮すると、減圧条件下(例えば0.1〜5kPa)においてプレスすることが好ましい。
(熱硬化工程)
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15の樹脂シート11を熱硬化する。
熱硬化処理の条件として、加熱温度が好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上である。一方、加熱温度の上限が、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。加熱時間が、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上である。一方、加熱時間の上限が、好ましくは180分以下、より好ましくは120分以下である。また、必要に応じて加圧してもよく、好ましくは0.1MPa以上、より好ましくは0.5MPa以上である。一方、上限は好ましくは10MPa以下、より好ましくは5MPa以下である。
(研削工程)
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15の樹脂シート11を研削する。研削方法としては、例えば、高速回転する砥石を用いるグラインディング法などが挙げられる。
(配線層形成工程)
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15の基板12を研削する。研削方法としては、例えば、高速回転する砥石を用いるグラインディング法などが挙げられる。次いで、必要に応じて、電子デバイスパッケージ15にビア(Via)を形成する。次いで、必要に応じて、電子デバイスパッケージ15に再配線を形成する。次いで、必要に応じて、再配線上にバンプを形成する。
(ダイシング工程)
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15のダイシングを行う(図4参照)。これにより、チップ状の電子デバイスパッケージ16を得ることができる。
(基板実装工程)
必要に応じて、電子デバイスパッケージ15又は電子デバイスパッケージ16に再配線及びバンプ17を形成し、これを基板18に実装する(図5参照)。
(レーザーマーキング工程)
レーザーマーキングは、電子デバイスパッケージ15又は電子デバイスパッケージ16に任意のタイミングで行うことができる。例えば、熱硬化前の電子デバイスパッケージ15にレーザーマーキングを行ってもよく、熱硬化後の電子デバイスパッケージ15にレーザーマーキングを行ってもよく、電子デバイスパッケージ16にレーザーマーキングを行ってもよい。
レーザーマーキングは、電子デバイスパッケージ15又は電子デバイスパッケージ16の第1の樹脂層1部分に行う。
電子デバイスパッケージ15及び電子デバイスパッケージ16は、高コントラストの第1の樹脂層1を有するため、レーザーマーキングによって視認性に優れたマークを形成できる。
なお、図2〜5では、電子デバイスパッケージ16が第1の樹脂層1を有する例を示しているが、電子デバイスパッケージの製造方法はこれに限定されず、例えば、第1の樹脂層1は研削工程で除去されてもよい。
[電子デバイスパッケージの製造方法]
例えば、以下の工程を行うことでも電子デバイスパッケージを得ることができる。以下の工程は、Fan−out(ファンアウト)型ウェハレベルパッケージ(WLP)の製造に好適である。
(電子デバイスを粘着シートに固定する工程)
まず、粘着シート41に複数の電子デバイス13を固定する(図6参照)。このとき、必要に応じて、電子デバイス13の回路形成面が粘着シート41と対向するように配置固定する。電子デバイス13の固定には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。
粘着シート41は、通常、支持体42と、支持体42上に積層された粘着剤層43とを有する。
粘着剤層43としては特に限定されないが、容易に剥離できるという理由から、通常は、熱剥離性粘着剤層、放射線硬化型粘着剤層等を使用する。支持体42の材料としては特に限定されない。例えば、SUS等の金属材料、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等のプラスチック材料等である。
(封止工程)
封止工程では、第2の樹脂層2が粘着シート41及び電子デバイス13と接触するように、粘着シート41上に樹脂シート11を積層し、電子デバイス13を樹脂シート11で封止する(図7参照)。これにより、電子デバイス13が樹脂封止された封止体51を得る。
樹脂シート11を粘着シート41上に積層する方法は特に限定されず、熱プレスやラミネータなど公知の方法により行うことができる。
(熱硬化工程)
必要に応じて、封止体51を熱硬化する(封止体51の樹脂シート11を熱硬化する)。
(剥離工程)
次いで、封止体51から粘着シート41を剥離する(図8参照)。剥離方法は特に限定されないが、粘着剤層43の粘着力を低下させた後に剥離することが好ましい。例えば、粘着剤層43が熱剥離性粘着剤層である場合、粘着剤層43を加熱し、粘着剤層43の粘着力を低下させた後に剥離する。
(研削工程)
次いで、必要に応じて、封止体51の樹脂シート11を研削する(図9参照)。研削方法としては、例えば、高速回転する砥石を用いるグラインディング法などが挙げられる。
(配線層形成工程)
次いで、セミアディティブ法などを利用して、封止体51に再配線52を形成する(図10参照)。
その後、封止体51の再配線52を形成した面に、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール(PBO)などの絶縁層を形成する。絶縁層は、例えば、ドライフィルムレジストなどのフィルムをラミネートすることで形成できる。
次いで、再配線52上にバンプ53を形成するバンピング加工を行う。バンピング加工は、半田ボールや半田メッキ等公知の方法で行うことができる。
(ダイシング工程)
電子デバイス13、第2の樹脂層2及び再配線52などの要素からなる封止体51のダイシングを行ってもよい(図11参照)。以上により、チップ領域の外側に配線を引き出した電子デバイスパッケージ61得ることができる。なお、ダイシングせずに封止体51をそのまま電子デバイスパッケージとして使用してもよい。
(基板実装工程)
必要に応じて、電子デバイスパッケージ61を基板に実装する。
(レーザーマーキング工程)
レーザーマーキングは、封止体51又は電子デバイスパッケージ61に任意のタイミングで行うことができる。例えば、熱硬化前の封止体51にレーザーマーキングを行ってもよく、熱硬化後の封止体51にレーザーマーキングを行ってもよく、電子デバイスパッケージ61にレーザーマーキングを行ってもよい。
レーザーマーキングは、封止体51又は電子デバイスパッケージ61の第1の樹脂層1部分に行うことが好ましい。
封止体51又は電子デバイスパッケージ61は、高コントラストの第1の樹脂層1を有するため、レーザーマーキングによって視認性に優れたマークを形成できる。
なお、図6〜11では、封止体51の研削により第1の樹脂層1が除去される場合を示しているが、電子デバイスパッケージの製造方法はこれに限定されず、第1の樹脂層1が残っていてもよい。
前述の電子デバイスパッケージの製造方法において、レーザーマーキングの深さは、第1の樹脂層1の厚さに対して、好ましくは80%以上である。80%以上であると、高いコントラストが得られる。レーザーマーキングの深さはより好ましくは100%である。レーザーマーキングの深さを100%に設定する、すなわちレーザーにより第1の樹脂層1に貫通孔を形成すると、第2の樹脂層2が露出するため、マークの視認性を高められる。
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている材料や配合量などは、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
まず、実施例で使用した成分について説明する。
第1の樹脂層を作製するために使用した成分について説明する。
エポキシ樹脂:新日鐵化学(株)製のYSLV−80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキン当量200g/eq.軟化点80℃)
フェノール樹脂:明和化成社製のMEH−7851−SS(ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂、水酸基当量203g/eq.軟化点67℃)
熱可塑性樹脂:三菱レイヨン社製メタブレンC−132E(MBS樹脂、平均粒径120μm)
フィラー:電気化学工業社製のFB−9454FC(溶融球状シリカ、平均粒子径20μm)
カーボンブラック:三菱化学社製の#20
染料:オリエント化学工業株式会社製のOIL BLACK BS
硬化促進剤:四国化成工業社製の2PHZ−PW(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
第2の樹脂層を作製するために使用した成分について説明する。
エポキシ樹脂:新日鐵化学(株)製のYSLV−80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキン当量200g/eq.軟化点80℃)
フェノール樹脂:明和化成社製のMEH−7851−SS(ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂、水酸基当量203g/eq.軟化点67℃)
熱可塑性樹脂:三菱レイヨン社製メタブレンC−132E(MBS樹脂、平均粒径120μm)
シランカップリング剤処理フィラー:電気化学工業社製のFB−9454FC(溶融球状シリカ、平均一次粒子径20μm)を信越化学社製のKBM−403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)で処理したもの(FB−9454FC 87.9重量部に対して、KBM−403 0.5重量部の割合で処理)
硬化促進剤:四国化成工業社製の2PHZ−PW(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
[実施例及び比較例]
(第1の樹脂層の作製)
表1に記載の配合比に従い、各成分を配合し、これに各成分の総量と同量のメチルエチルケトンを添加して、ワニスを調製した。得られたワニスを、コンマコ―タ−により、厚み50μmのポリエステルフィルムA(三菱化学ポリエステル社製、MRF−50)の剥離処理面上に塗工し、乾燥させた。次いで、厚み38μmのポリエステルフィルムB(三菱化学ポリエステル社製、MRF−38)の剥離処理面を、乾燥後のワニス上に張り合わせて、第1の樹脂層を作製した。
Figure 0006274784
(第2の樹脂層の作製)
表2に記載の配合比に従い、各成分を配合し、ロール混練機により60〜120℃、10分間、減圧条件下(0.01kg/cm)で溶融混練し、混練物を調製した。次いで、得られた混練物を、平板プレス法により、シート状に形成して、第2の樹脂層を作製した。
Figure 0006274784
(樹脂シートの作製)
第1の樹脂層のポリエステルフィルムAを剥離した後、ロールラミネ―タ―を用いて第2の樹脂層上に第1の樹脂層を積層した。これにより、第2の樹脂層上に第1の樹脂層が積層された樹脂シートを作製した。
(レーザーマーキング)
樹脂シートの第1の樹脂層に、レーザーマーキングにより文字及び二次元コードを付与した。
レーザーマーキング条件は以下のとおりであった。
レーザーマーキング装置:商品名「MD−S9900」、キーエンス社製
波長:532nm
強度:1.0W
スキャンスピード:700mm/sec
Qスイッチ周波数:64kHz
全体のサイズとして約4mm×約4mmで、各セルのサイズが0.08mm×0.24mmの二次元コードを加工した。なお、文字としては、特に制限されない。
[評価]
レーザーマーキングした樹脂シートについて以下の評価を行った。結果を表3に示す。
(コントラスト)
画像処理装置(商品名「CV−5000」、キーエンス社製)を用い、光量30%の条件で、マーキング部の明度及び非マーキング部の明度を測定した。そして、下記式によってコントラス値を算出した。
[(マーキング部の明度−非マーキング部の明度)/マーキング部の明度]×100(%)
(視認性)
レーザーマーキングにより形成された文字が目視(目視距離:約40cm)にて視認でき、且つ、二次元コードリーダ(キーエンス社製、製品名「SR−600」、読み取り時の二次元コードと二次元コードリーダとの距離:10cm以下)にて読み取り可能なものを○とし、レーザーマーキングにより形成された文字が目視にて視認できない、又は、二次元コードリーダにて読み取り不可能なものを×とした。10個の樹脂シートについてこの評価を行い、○の樹脂シートを数えた。
(エッチング率)
第1の樹脂層に前述のレーザーマーキング条件でレーザーマーキングした後、測長顕微鏡(オリンパス社製のSTM6)を用いてレーザーマーキング部の彫り深さを測定した。レーザーマーキングによって貫通孔を形成した場合のエッチング率を100%として、エッチング率を求めた。したがって、例えば、20μmの厚みの第1の樹脂層において彫り深さが10μmである場合、エッチング率は50%である。
第2の樹脂層についても、同様の方法でエッチング率を測定した。
Figure 0006274784
1 第1の樹脂層
2 第2の樹脂層
11 樹脂シート
12 基板
13 電子デバイス
13a 突起電極
14 中空部
15、16 電子デバイスパッケージ
17 バンプ
18 基板
41 粘着シート
42 支持体
43 粘着剤層
51 封止体
52 再配線
53 バンプ
61 電子デバイスパッケージ

Claims (5)

  1. 第1の樹脂層及び第2の樹脂層を備え、
    前記第1の樹脂層をレーザーマーキングした後のマーキング部と前記マーキング部以外とのコントラストが20%以上である電子デバイス封止用樹脂シート(ただし、前記第1の樹脂層が、架橋性官能基を有し、ガラス転移温度が−20℃以上20℃以下である高分子量成分を含有する場合と、前記第1の樹脂層が、70〜90質量%の無機フィラーを含有する場合と、前記第1の樹脂層が、板状の窒化ホウ素粒子を含有する場合とを除く。)。
  2. 前記第2の樹脂層は混練により得られる請求項1に記載の電子デバイス封止用樹脂シート。
  3. 前記第2の樹脂層は白色である請求項1または2に記載の電子デバイス封止用樹脂シート。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の電子デバイス封止用樹脂シートで電子デバイスを封止する工程を含む電子デバイスパッケージの製造方法。
  5. 前記電子デバイスを封止した後、前記第1の樹脂層にレーザーマーキングを行う工程を含む請求項4に記載の電子デバイスパッケージの製造方法。
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