JP7334336B2 - 電子装置の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、本発明者らのさらなる検討によれば、粘着性フィルムとして、凹凸吸収性樹脂層を備える粘着性フィルムを用いることによって、封止工程における電子部品の位置ずれや粘着性フィルムと電子部品との間に封止材が侵入してしまうことを抑制できることを見出した。
しかし、図4(a)~(c)に示すように、凹凸吸収性樹脂層を備える粘着性フィルム50Aを用いると、凹凸構造75Aを有する電子部品70Aを配置して封止材60Aにより電子部品を封止する際に、熱により凹凸吸収性樹脂層が軟化し、封止材60Aの圧力により電子部品70Aが粘着性フィルム50Aに沈みこみやすくなり、その結果、図4(d)に示すような、スタンドオフ90という電子部品70Aの封止不良が起きてしまう場合があることが明らかになった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、スタンドオフという電子部品の封止不良の発生を抑制することが可能な電子装置の製造方法を提供するものである。
基材層と、上記基材層の第1面側に設けられ、かつ、電子部品を仮固定するための粘着性樹脂層(A)と、上記基材層の第2面側に設けられた粘着性樹脂層(B)と、上記基材層と上記粘着性樹脂層(A)との間または上記基材層と上記粘着性樹脂層(B)との間に設けられ、かつ、外部刺激により架橋可能な凹凸吸収性樹脂層(C)と、を備える粘着性フィルムと、
上記粘着性フィルムの上記粘着性樹脂層(A)に貼り付けられ、かつ、凹凸構造を有する電子部品と、を備える構造体を準備する準備工程と、
上記構造体中の上記凹凸吸収性樹脂層(C)に対して外部刺激を与えることにより、上記凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋する架橋工程と、
封止材により上記電子部品を封止する封止工程と、
を少なくとも備える電子装置の製造方法。
[2]
上記[1]に記載の電子装置の製造方法において、
上記粘着性樹脂層(B)が外部刺激により粘着力が低下する層である電子装置の製造方法。
[3]
上記[1]または[2]に記載の電子装置の製造方法において、
上記外部刺激が熱または光である電子装置の製造方法。
[4]
上記[1]乃至[3]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記凹凸吸収性樹脂層(C)が少なくとも上記基材層と上記粘着性樹脂層(A)との間に設けられている電子装置の製造方法。
[5]
上記[1]乃至[4]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記電子部品の上記凹凸構造はバンプ電極を含む電子装置の製造方法。
[6]
上記[5]に記載の電子装置の製造方法において、
上記バンプ電極の高さをH[μm]とし、上記凹凸吸収性樹脂層の厚みをd[μm]としたとき、H/dが0.01以上1以下である電子装置の製造方法。
[7]
上記[1]乃至[6]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋して得られる凹凸吸収性樹脂層(C')の125℃における貯蔵弾性率E'が1.0×106Pa以上1.0×109Pa以下である電子装置の製造方法。
[8]
上記[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記凹凸吸収性樹脂層が架橋性樹脂を含む電子装置の製造方法。
[9]
上記[1]乃至[8]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記凹凸吸収性樹脂層の厚みが10μm以上1000μm以下である電子装置の製造方法。
[10]
上記[1]乃至[9]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記構造体が上記粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板をさらに備える電子装置の製造方法。
[11]
上記[10]に記載の電子装置の製造方法において、
上記封止工程の後に、外部刺激を与えることにより上記粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて上記構造体から上記支持基板を剥離する第1剥離工程をさらに備える電子装置の製造方法。
[12]
上記[11]に記載の電子装置の製造方法において、
上記第1剥離工程の後に、上記電子部品から上記粘着性フィルムを剥離する第2剥離工程をさらに備える電子装置の製造方法。
[13]
上記[1]乃至[12]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記封止材がエポキシ樹脂系封止材である電子装置の製造方法。
[14]
上記[1]乃至[13]のいずれか一つに記載の電子装置の製造方法において、
上記粘着性樹脂層(A)を構成する粘着性樹脂が(メタ)アクリル系粘着性樹脂、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、オレフィン系粘着性樹脂およびスチレン系粘着性樹脂から選択される一種または二種以上を含む電子装置の製造方法。
[15]
基材層と、上記基材層の第1面側に設けられ、かつ、電子部品を仮固定するための粘着性樹脂層(A)と、上記基材層と上記粘着性樹脂層(A)との間に設けられ、かつ、外部刺激により架橋可能な凹凸吸収性樹脂層(C)と、を備える粘着性フィルムと、
上記粘着性フィルムの上記粘着性樹脂層(A)に貼り付けられ、かつ、凹凸構造を有する電子部品と、を備える構造体を準備する準備工程と、
上記構造体中の上記凹凸吸収性樹脂層(C)に対して外部刺激を与えることにより、上記凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋する架橋工程と、
封止材により上記電子部品を封止する封止工程と、
を少なくとも備える電子装置の製造方法。
はじめに、本実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。図1は、本発明に係る実施形態の粘着性フィルム50の構造の一例を模式的に示した断面図である。図2および3は、本発明に係る実施形態の電子装置の製造方法の一例を模式的に示した断面図である。
本実施形態に係る電子装置の製造方法は、以下の3つの工程を少なくとも備えている。
(1)基材層10と、基材層10の第1面10A側に設けられ、かつ、電子部品70を仮固定するための粘着性樹脂層(A)と、基材層10の第2面10B側に設けられた粘着性樹脂層(B)と、基材層10と粘着性樹脂層(A)との間または基材層10と粘着性樹脂層(B)との間に設けられ、かつ、外部刺激により架橋可能な凹凸吸収性樹脂層(C)と、を備える粘着性フィルム50と、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(A)に貼り付けられ、かつ、凹凸構造75を有する電子部品70と、を備える構造体100を準備する準備工程
(2)構造体100中の凹凸吸収性樹脂層(C)に対して外部刺激を与えることにより、凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋する架橋工程と、
(3)封止材60により電子部品70を封止する封止工程
ここで、支持基板80として、例えば、チャックテーブル等を用いる場合、粘着性フィルム50は粘着性樹脂層(B)がなくても支持基板80に固定できる。そのため、粘着性フィルム50において、基材層10の第2面10B側に設けられた粘着性樹脂層(B)は設けなくてもよい。
しかし、図4(a)~(c)に示すように、凹凸吸収性樹脂層を備える粘着性フィルム50Aを用いると、凹凸構造75Aを有する電子部品70Aを配置して封止材60Aにより電子部品を封止する際に、熱により凹凸吸収性樹脂層が軟化し、封止材60Aの圧力により電子部品70Aが粘着性フィルム50Aに沈みこみやすくなり、その結果、図4(d)に示すような、スタンドオフ90という電子部品70Aの封止不良が起きてしまう場合があることが明らかになった。
すなわち、本実施形態によれば、凹凸構造を有する電子部品を仮固定するための粘着性フィルムとして、外部刺激により架橋可能な凹凸吸収性樹脂層(C)を有する粘着性フィルム50を用いることで、凹凸構造を有する電子部品に対する粘着性フィルム50の密着性が向上するため、電子部品を封止する工程において、封止材の流動による圧力等によって電子部品の位置がずれてしまうことや、粘着性フィルムと電子部品との間に封止材が侵入してしまうことを抑制することができる。さらに、凹凸構造を有する電子部品を仮固定した後に、外部刺激によって凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋硬化させて弾性率を高めることによって、電子部品の封止工程において、電子部品が粘着性フィルムに沈みこむことを抑制することができる。
以上のように、本実施形態に係る電子装置の製造方法によれば、封止工程における電子部品の位置ずれや粘着性フィルムと電子部品との間に封止材が侵入してしまうことを抑制できるとともに、封止工程におけるスタンドオフの発生を抑制することが可能となる。
準備工程では、粘着性フィルム50と、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(A)に貼り付けられ、かつ、凹凸構造75を有する電子部品70と、を備える構造体100を準備する。ここで、構造体100は、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板80をさらに備えてもよい。
まず、支持基板80上に、粘着性フィルム50を、粘着性樹脂層(B)が支持基板80側となるように貼着する。粘着性樹脂層(B)上にはセパレータと称する保護フィルムが貼付けられていてもよく、当該保護フィルムを剥がし、粘着性樹脂層(B)の露出面を支持基板80表面に貼着することができる。
支持基板80としては、例えば、石英基板、ガラス基板、SUS基板等を使用することができる。
電子部品70としては、例えば、IC、LSI、ディスクリート、発光ダイオード、受光素子等の半導体チップや半導体パネル、半導体パッケージ等を挙げることができる。
電子部品70の表面は、例えば、電極を有することにより、凹凸構造75となっている。
また、電極は、例えば、電子装置を実装面に実装する際に、実装面に形成された電極に対して接合されて、電子装置と実装面(プリント基板等の実装面)との間の電気的接続を形成するものである。
電極としては、例えば、ボールバンプ、印刷バンプ、スタッドバンプ、めっきバンプ、ピラーバンプ等のバンプ電極が挙げられる。すなわち、電極は、通常凸電極である。これらのバンプ電極は1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
また、バンプ電極を構成する金属種は特に限定されず、例えば、銀、金、銅、錫、鉛、ビスマス及びこれらの合金等が挙げられる。これらの金属種は1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
次いで、構造体100中の凹凸吸収性樹脂層(C)に対して外部刺激を与えることにより、凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋する。
ラジカル重合開始剤による熱架橋は、架橋性樹脂の架橋に用いられているラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、公知の熱ラジカル重合開始剤を用いることができる。
ラジカル重合開始剤による熱架橋の場合、加熱温度は、例えば、80℃~150℃であり、加熱処理時間は、例えば、5~120分である。
紫外線架橋の場合、例えば、0~100℃の環境下で、高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を、照射強度1~50mW/cm2で紫外線量100~10000mJ/cm2の条件で凹凸吸収性樹脂層(C)に照射することによって、凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋させて硬化させることができる。
また、いずれの架橋方法においても凹凸吸収性樹脂層(C)に架橋助剤を配合して凹凸吸収性樹脂層(C)の架橋をおこなってもよい。
次いで、封止材60により電子部品70を封止する。
封止材60により電子部品70を覆い、例えば150℃以下の温度で封止材60を硬化させて、電子部品70を封止する。ここで、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(B)が気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種を含む場合は、封止材60を硬化させる温度は、気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度を超えない範囲が好ましい。
また、封止材60の形態としては特に限定されないが、例えば、顆粒状、シート状または液状である。
特に、粘着性フィルム50への封止材60の親和性がより良好になり、電子部品70をより一層ムラなく封止することが可能となる点から、液状のエポキシ樹脂系封止材が好ましい。
このようなエポキシ樹脂系封止材としては、例えば、ナガセケムテックス社製のT693/R4000シリーズやT693/R1000シリーズ、T693/R5000シリーズ等を用いることができる。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、図3(4)に示すように、(3)封止工程の後に、外部刺激を与えることにより粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて構造体100から支持基板80を剥離する第1剥離工程をさらに備えてもよい。
支持基板80は、例えば、電子部品70を封止した後、150℃を超える温度に加熱して、粘着性樹脂層(B)の接着力を低下させることにより、粘着性フィルム50から容易に除去することができる。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、図3(5)に示すように、第1剥離工程の後に、電子部品70から粘着性フィルム50を剥離し、電子装置200を得る第2剥離工程をさらに備えてもよい。
電子部品70から粘着性フィルム50を剥離する方法としては、例えば、機械的に剥離する方法や、粘着性フィルム50表面の粘着力を低下させてから剥離する方法等が挙げられる。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、図3(6)に示すように、得られた電子装置200の露出面に、配線層310およびバンプ320を形成し、電子装置300を得る工程(6)をさらに備えてもよい。
電子装置300のダイシングは、公知の方法で行うことができる。
以下、本実施形態に係る粘着性フィルム50について説明する。
図1は、本発明に係る実施形態の粘着性フィルム50の構造の一例を模式的に示した断面図である。
凹凸吸収性樹脂層(C)は、粘着性フィルム50の凹凸吸収性をより一層良好にする観点から、少なくとも基材層10と粘着性樹脂層(A)との間に位置することが好ましい。
基材層10と粘着性樹脂層(A)との間に凹凸吸収性樹脂層(C)が位置する場合、粘着性樹脂層(B)と基材層10との間にさらに別の凹凸吸収性樹脂層(C2)を備えてもよく、この場合、凹凸吸収性樹脂層(C)と凹凸吸収性樹脂層(C2)は材質、厚み等が同様でもよく異なっていてもよい。
基材層10は、粘着性フィルム50の取り扱い性や機械的特性、耐熱性等の特性をより良好にすることを目的として設けられる層である。
基材層10は特に限定されないが、例えば、樹脂フィルムが挙げられる。
上記樹脂フィルムを構成する樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(1-ブテン)等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン-6、ナイロン-66、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド;ポリアクリレート;ポリメタアクリレート;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリイミド;ポリエーテルイミド;エチレン・酢酸ビニル共重合体;ポリアクリロニトリル;ポリカーボネート;ポリスチレン;アイオノマー;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリフェニレンエーテル等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
これらの中でも、透明性や機械的強度、価格等のバランスに優れる観点から、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミドから選択される一種または二種以上が好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートから選択される少なくとも一種がより好ましい。
また、基材層10を形成するために使用する樹脂フィルムの形態としては、延伸フィルムであってもよいし、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムであってもよいが、基材層10の機械的強度を向上させる観点から、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムであることが好ましい。
基材層10は、他の層との接着性を改良するために、表面処理を行ってもよい。具体的には、コロナ処理、プラズマ処理、アンダーコート処理、プライマーコート処理等を行ってもよい。
粘着性樹脂層(A)は、基材層10の一方の面側に設けられる層であり、例えば、電子装置の製造工程において封止材により電子部品を封止する際に、電子部品の表面に接触して電子部品を仮固定するための層である。
粘着性樹脂(A1)としては、例えば、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、オレフィン系粘着性樹脂、スチレン系粘着性樹脂等が挙げられる。
これらの中でも粘着力の調整を容易にする観点等から、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)が好ましい。
放射線架橋型粘着性樹脂層としては、紫外線架橋型粘着性樹脂層が好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、またはこれらの混合物を意味する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー単位(a1)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、10質量%以上98.9質量%以下であることが好ましく、50質量%以上97質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)において、モノマー単位(a2)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
重合性界面活性剤は、モノマー(a1)、モノマー(a2)およびモノマー(a3)と共重合する性質を有すると共に、乳化重合する場合には乳化剤としての作用を有する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)において、重合性界面活性剤の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。
ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、メチルエチルケトンパーオキサイド、t-ブチルパーオキシフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシ-2-ヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-アミルパーオキサイド等の有機過酸化物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物;2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス-2-メチルブチロニトリル、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物が挙げられる。
架橋性の官能基を1分子中に2個以上有する架橋剤(A2)は、粘着性樹脂(A1)が有する官能基と反応させ、粘着力および凝集力を調整するために用いる。
このような架橋剤(A2)としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート3付加物、ポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N'-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-(2-メチルアジリジン)プロピオネート等のアジリジン系化合物;N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N'-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等の4官能性エポキシ系化合物;ヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物およびアジリジン系化合物から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
粘着性樹脂層(A)中の架橋剤(A2)の含有量は、粘着性樹脂層(A)の耐熱性や密着力とのバランスを向上させる観点から、粘着性樹脂(A1)100質量部に対し、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。
中でも水系エマルジョン塗布液が好ましい。水系エマルジョン塗布液としては、例えば、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、オレフィン系粘着性樹脂、スチレン系粘着性樹脂等を水に分散させた塗布液が挙げられる。
有機溶剤に溶解した粘着剤塗布液を用いてもよい。有機溶剤は特に限定されず、溶解性や乾燥時間を鑑みて公知の中から適宜選択すればよい。有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系;アセトン、MEK等のケトン系;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族系;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の直鎖ないし環状脂肪族系;イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系を例示することができる。有機溶剤として酢酸エチル、トルエンが好ましい。これらの溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。塗布された粘着剤の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、80~200℃の温度範囲において、10秒~10分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは、80~170℃において、15秒~5分間乾燥する。架橋剤と粘着剤との架橋反応を十分に促進させるために、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後、40~80℃において5~300時間程度加熱してもよい。
また、基材層10と粘着性樹脂層(A)や凹凸吸収性樹脂層(C)とは共押出成形によって形成してもよいし、フィルム状の基材層10とフィルム状の粘着性樹脂層(A)とをラミネート(積層)して形成してもよい。
本実施形態に係る粘着性フィルム50は、基材層10の第1面10Aとは反対側の第2面10B側に粘着性樹脂層(B)を備える。
粘着性樹脂層(B)は、外部刺激により粘着力が低下する層であることが好ましい。これにより、外部刺激を与えることで支持基板から粘着性フィルム50を容易に剥離することができる。
ここで、外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)としては、例えば、加熱により粘着力が低下する加熱剥離型の粘着性樹脂層や、放射線等の光により粘着力が低下する光剥離型の粘着性樹脂層等が挙げられる。これらの中でも加熱により粘着力が低下する加熱剥離型の粘着性樹脂層が好ましい。
加熱剥離型の粘着性樹脂層としては、例えば、気体発生成分を含む加熱膨張型粘着剤、膨張して粘着力を低減できる熱膨張性の微小球を含む加熱膨張型粘着剤、熱により接着剤成分が架橋反応することで粘着力が低下する加熱膨張型粘着剤等により構成された粘着性樹脂層が挙げられる。
ここで、150℃を超える温度で加熱することで粘着力が低下または喪失することは、例えば、粘着性樹脂層(B)側をステンレス板に貼り付け、140℃で1時間の加熱処理をおこない、次いで、150℃を超える温度で2分間加熱した後に測定される、ステンレス板からの剥離強度により評価することができる。150℃を超える温度で加熱する際の具体的な加熱温度は、気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度よりも高い温度に設定され、発生する気体や熱膨張性の微小球の種類によって適宜設定される。本実施形態において、粘着力が喪失するとは、例えば、23℃、引張速度300mm/分の条件で測定される180°剥離強度が0.5N/25mm未満になる場合をいう。
熱膨張性の微小球は粘着性樹脂に添加することができる。
気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度が、150℃を超える温度になるように設計することが好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、またはこれらの混合物を意味する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー単位(b1)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、10質量%以上98.9質量%以下であることが好ましく、50質量%以上97質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)において、モノマー単位(b2)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
重合性界面活性剤は、モノマー(b1)、モノマー(b2)およびモノマー(b3)と共重合する性質を有すると共に、乳化重合する場合には乳化剤としての作用を有する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)において、重合性界面活性剤の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上15質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。
ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、メチルエチルケトンパーオキサイド、t-ブチルパーオキシフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシ-2-ヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-アミルパーオキサイド等の有機過酸化物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物;2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス-2-メチルブチロニトリル、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物が挙げられる。
架橋性の官能基を1分子中に2個以上有する架橋剤(B2)は、粘着性樹脂(B1)が有する官能基と反応させ、粘着力および凝集力を調整するために用いる。
このような架橋剤(B2)としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート3付加物、ポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N'-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-(2-メチルアジリジン)プロピオネート等のアジリジン系化合物;N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N'-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等の4官能性エポキシ系化合物;ヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物およびアジリジン系化合物から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
粘着性樹脂層(B)中の架橋剤(B2)の含有量は、粘着性樹脂(B1)100質量部に対し、0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。塗布された粘着剤の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、80~200℃の温度範囲において、10秒~10分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは、80~170℃において、15秒~5分間乾燥する。架橋剤と粘着剤との架橋反応を十分に促進させるために、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後、40~80℃において5~300時間程度加熱してもよい。
また、基材層10と粘着性樹脂層(B)とは共押出成形によって形成してもよいし、フィルム状の基材層10とフィルム状の粘着性樹脂層(B)とをラミネート(積層)して形成してもよい。
本実施形態に係る粘着性フィルム50は、基材層10と粘着性樹脂層(A)との間または基材層10と粘着性樹脂層(B)との間に、外部刺激により架橋可能な凹凸吸収性樹脂層(C)を有する。
凹凸吸収性樹脂層(C)は、電子部品の凹凸構造が形成された面への粘着性フィルム50の追従性を良好にし、電子部品の凹凸構造と粘着性フィルム50との密着性を良好にすることを目的として設けられる層である。さらに、凹凸吸収性樹脂層(C)は外部刺激によって架橋硬化することで、凹凸吸収性樹脂層(C)の弾性率を高めることができる。これによって、電子部品の封止工程において、電子部品が粘着性フィルムに沈みこむことを抑制することができる。
外部刺激としては、例えば、熱または光が挙げられる。
熱可塑性樹脂でない場合でも上記と同等の凹凸吸収性を有することが好ましい。
本実施形態に係る架橋性樹脂としては凹凸吸収性樹脂層(C)を形成でき、かつ、外部刺激によって架橋して弾性率が向上する樹脂であれば特に限定されないが、例えば、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィンとを含むエチレン・α-オレフィン共重合体、高密度エチレン系樹脂、低密度エチレン系樹脂、中密度エチレン系樹脂、超低密度エチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)系樹脂、プロピレン(共)重合体、1-ブテン(共)重合体、4-メチルペンテン-1(共)重合体、エチレン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α-オレフィン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体、エチレン・α-オレフィン・共役ポリエン共重合体、エチレン・芳香族ビニル共重合体、エチレン・α-オレフィン・芳香族ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン・不飽和無水カルボン酸共重合体、エチレン・α-オレフィン・不飽和無水カルボン酸共重合体等のエチレン・無水カルボン酸系共重合体;エチレン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体、エチレン・α-オレフィン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体等のエチレン・エポキシ系共重合体;エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸プロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ヘキシル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体等のエチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体;エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・マレイン酸共重合体、エチレン・フマル酸共重合体、エチレン・クロトン酸共重合体等のエチレン・エチレン性不飽和酸共重合体;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン・酪酸ビニル共重合体、エチレン・ステアリン酸ビニル共重合体等のエチレン・ビニルエステル共重合体;エチレン・スチレン共重合体等;(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体等の不飽和カルボン酸エステル(共)重合体;エチレン・アクリル酸金属塩共重合体、エチレン・メタアクリル酸金属塩共重合体等のアイオノマー樹脂;ウレタン系樹脂;シリコーン系樹脂;アクリル酸系樹脂;メタアクリル酸系樹脂;環状オレフィン(共)重合体;α-オレフィン・芳香族ビニル化合物・芳香族ポリエン共重合体;エチレン・α-オレフィン・芳香族ビニル化合物;芳香族ポリエン共重合体;エチレン・芳香族ビニル化合物・芳香族ポリエン共重合体;スチレン系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体;スチレン・共役ジエン共重合体;アクリロニトリル・スチレン共重合体;アクリロニトリル・エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン・スチレン共重合体;アクリロニトリル・エチレン・α-オレフィン・共役ポリエン・スチレン共重合体;メタアクリル酸・スチレン共重合体;エチレンテレフタレート樹脂;フッ素樹脂;ポリエステルカーボネート;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー;ポリスチレン系熱可塑性エラストマー;ポリウレタン系熱可塑性エラストマー;1,2-ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー;トランスポリイソプレン系熱可塑性エラストマー;塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー;液晶性ポリエステル;ポリ乳酸等から選択される一種または二種以上を用いることができる。
エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィンからなるエチレン・α-オレフィン共重合体、低密度エチレン系樹脂、超低密度エチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)系樹脂、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体、エチレン・α-オレフィン・共役ポリエン共重合体、エチレン・不飽和無水カルボン酸共重合体、エチレン・α-オレフィン・不飽和無水カルボン酸共重合体、エチレン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体、エチレン・α-オレフィン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体、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・メタアクリル酸共重合体等のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体から選択される一種または二種以上を用いることがより好ましい。
エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィンからなるエチレン・α-オレフィン共重合体、低密度エチレン系樹脂、超低密度エチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)系樹脂、エチレン・α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体、エチレン・α-オレフィン・共役ポリエン共重合体、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・メタアクリル酸共重合体等のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体から選択される一種または二種以上を用いることがさらに好ましい。
これらの中でも、エチレン・α-オレフィン共重合体およびエチレン・酢酸ビニル共重合体から選択される少なくとも一種が特に好ましく使用される。なお本実施形態においては上述した樹脂は、単独で用いてもよいし、ブレンドして用いてもよい。
一般的な粘着剤としては、例えば、(メタ)アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル系重合体をベースポリマーとする(メタ)アクリル系粘着剤が好ましい。
紫外線硬化性モノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また紫外線硬化性オリゴマー成分としては、例えば、ウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系等種々のオリゴマー等が挙げられる。
紫外線硬化性モノマー成分やオリゴマー成分の含有量は、粘着剤を構成する(メタ)アクリル系重合体等のベースポリマー100質量部に対して、例えば5質量部以上500質量部以下、好ましくは40質量部以上150質量部以下である。
上記炭素-炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素-炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを用いることができる。このようなベースポリマーとしては、(メタ)アクリル系重合体を基本骨格とするものが好ましい。
(メタ)アクリル系重合体への不飽和結合の導入法は特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル系重合体に官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基および不飽和結合を有する化合物を、不飽和結合の紫外線硬化性を維持したまま縮合または付加反応させる方法が挙げられる。
これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せの中でも、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好ましい。(メタ)アクリル系重合体がヒドロキシル基を有し、上記化合物がイソシアネート基を有する場合が好ましい。炭素-炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、m-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系重合体としては、ヒドロキシ基含有モノマーや2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物等を共重合したものが用いられる。
架橋前の凹凸吸収性樹脂層(C)の貯蔵弾性率E'は、例えば、凹凸吸収性樹脂層(C)を構成する各成分の種類や配合割合を制御することにより上記範囲内に制御することができる。
また、本実施形態に係る粘着性フィルム50において、凹凸吸収性樹脂層(C')の125℃における貯蔵弾性率E'の上限は、封止工程における電子部品の位置ずれをより一層抑制することができる点から、1.0×109Pa以下が好ましく、5.0×108Pa以下がより好ましい。
凹凸吸収性樹脂層(C')の125℃における貯蔵弾性率E'は、例えば、凹凸吸収性樹脂層(C)を構成する各成分の種類や配合割合を制御することにより上記範囲内に制御することができる。
H/dの下限は特に限定されないが、例えば、0.01以上である。バンプ電極の高さは、一般的に2μm以上600μm以下である。
本実施形態に係る粘着性フィルム50は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、各層の間に、例えば、易接着層等がさらに設けられていてもよい。
B 粘着性樹脂層
C 凹凸吸収性樹脂層
C' 凹凸吸収性樹脂層
10 基材層
10A 第1面
10B 第2面
50 粘着性フィルム
50A 粘着性フィルム
60 封止材
60A 封止材
70 電子部品
70A 電子部品
75 凹凸構造
75A 凹凸構造
80 支持基板
80A 支持基板
90 スタンドオフ
100 構造体
200 電子装置
300 電子装置
310 配線層
320 バンプ
400 電子装置
Claims (14)
- 基材層と、前記基材層の第1面側に設けられ、かつ、電子部品を仮固定するための粘着性樹脂層(A)と、前記基材層の第2面側に設けられた粘着性樹脂層(B)と、前記基材層と前記粘着性樹脂層(A)との間または前記基材層と前記粘着性樹脂層(B)との間に設けられ、かつ、外部刺激により架橋可能な凹凸吸収性樹脂層(C)と、を備える粘着性フィルムと、
前記粘着性フィルムの前記粘着性樹脂層(A)に貼り付けられ、かつ、凹凸構造を有する電子部品と、を備える構造体を準備する準備工程と、
前記構造体中の前記凹凸吸収性樹脂層(C)に対して外部刺激を与えることにより、前記凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋する架橋工程と、
封止材により前記電子部品を封止する封止工程と、
を少なくとも備える電子装置の製造方法。 - 請求項1に記載の電子装置の製造方法において、
前記粘着性樹脂層(B)が外部刺激により粘着力が低下する層である電子装置の製造方法。 - 請求項1または2に記載の電子装置の製造方法において、
前記外部刺激が熱または光である電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記凹凸吸収性樹脂層(C)が少なくとも前記基材層と前記粘着性樹脂層(A)との間に設けられている電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記電子部品の前記凹凸構造はバンプ電極を含む電子装置の製造方法。 - 請求項5に記載の電子装置の製造方法において、
前記バンプ電極の高さをH[μm]とし、前記凹凸吸収性樹脂層(C)の厚みをd[μm]としたとき、H/dが0.01以上1以下である電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記凹凸吸収性樹脂層(C)を架橋して得られる凹凸吸収性樹脂層(C')の125℃における貯蔵弾性率E'が1.0×106Pa以上1.0×109Pa以下である電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記凹凸吸収性樹脂層(C)が架橋性樹脂を含む電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記凹凸吸収性樹脂層(C)の厚みが10μm以上1000μm以下である電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記構造体が前記粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板をさらに備える電子装置の製造方法。 - 請求項10に記載の電子装置の製造方法において、
前記封止工程の後に、外部刺激を与えることにより前記粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて前記構造体から前記支持基板を剥離する第1剥離工程をさらに備える電子装置の製造方法。 - 請求項11に記載の電子装置の製造方法において、
前記第1剥離工程の後に、前記電子部品から前記粘着性フィルムを剥離する第2剥離工程をさらに備える電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記封止材がエポキシ樹脂系封止材である電子装置の製造方法。 - 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法において、
前記粘着性樹脂層(A)を構成する粘着性樹脂が(メタ)アクリル系粘着性樹脂、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、オレフィン系粘着性樹脂およびスチレン系粘着性樹脂から選択される一種または二種以上を含む電子装置の製造方法。
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