TWI664076B - 密封片、密封片之製造方法及電子零件封裝之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可撓性優異、即便密封對象具有中空構造亦可製作可靠性較高之電子零件封裝的密封片、密封片之製造方法及電子零件封裝之製造方法。本發明係一種彈性體之區域分散、且該區域之最大直徑為20μm以下之密封片。
Description
本發明係關於一種密封片、密封片之製造方法及電子零件封裝之製造方法。
於半導體等電子零件之封裝之製作時,代表性而言採用如下程序:利用密封樹脂對固定於基板或暫時固定材等之一個或複數個電子零件進行密封,視需要將密封物切割成以電子零件為單位之封裝。作為此種密封樹脂,使用處理性良好之片狀之密封樹脂。又,作為增加填充劑之調配量以提高密封片之性能的方法,業界提出一種藉由混練將填充劑調配於密封用片材之技術(專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利特開2013-7028號公報
若提高密封片中之填充劑之調配量,則可減少熱硬化後及由回焊等時之加熱所導致之翹曲,可製作可靠性較高之電子零件封裝,但有密封片之可撓性降低而降低處理性之情況。
又,近年來,SAW(Surface Acoustic Wave,表面聲波)濾波器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)感測器、加速度感測器等被稱為
MEMS(Microelectromechanical System,微機電系統)之微小電子零件之開發與半導體封裝並肩發展。該等電子零件一般具有用以確保表面聲波之傳播或光學系統之維持、可動構件之可動性等的中空構造。於密封時,必須維持中空構造以確保可動構件之作動可靠性或元件之連接可靠性並進行密封。亦要求密封片應對此種具有中空構造之密封對象。
本發明之目的在於提供一種可撓性優異、即便密封對象具有中空構造亦可製作可靠性較高之電子零件封裝的密封片、密封片之製造方法及電子零件封裝之製造方法。
本發明者等人努力研究,結果發現藉由採用下述構成可解決上述問題,從而完成本發明。
即,本發明係一種彈性體之區域(domain)分散、且該區域之最大直徑為20μm以下之密封片。
於該密封片中,彈性體形成區域並分散,因此可發揮優異之可撓性而獲得良好之處理性。又,於該密封片中,最大直徑為20μm以下之微小之區域(以下,亦簡稱為「微小區域」。)均勻地分散。此種微小區域尤其是可對數μm至數百μm左右之微觀範圍賦予觸變性樣之作用而以限制因密封時之加熱所引起之其他成分之流動的方式起作用。其結果,例如可抑制向具有中空構造之電子零件之空隙的流入而維持中空構造,藉此可製作高可靠性之電子零件封裝。再者,於數百μm以上之宏觀範圍中,包含微小區域在內之密封片整體流動,因此對電子零件之凹凸之追隨性亦良好。再者,區域之最大直徑係指各區域之觀察圖像之輪廓上之兩點間之距離中之最大距離。於在觀察圖像中複數個彈性體粒子集合或凝集而存在之情形時,將輪廓相連者作為
一個區域處理。區域之觀察程序及最大直徑之測定方法係根據實施例之記載。
較佳為於該密封片中,上述彈性體含有橡膠成分。又,較佳為上述橡膠成分為選自由丁二烯系橡膠、苯乙烯系橡膠、丙烯酸系橡膠、聚矽氧系橡膠所組成之群中之至少一種。藉由使彈性體含有此種成分,可以較高之等級發揮密封片之可撓性及微小範圍中之流動限制作用。
較佳為於該密封片中,上述彈性體之含量為1.0重量%以上且3.5重量%以下。藉此,密封片可較佳地發揮可撓性,且可藉由發揮適度之熔融黏度而確保電子零件之埋入性。
較佳為該密封片進而含有熱硬化性樹脂。可提高藉由密封而獲得之電子零件封裝之耐熱性或經時穩定性。
關於該密封片,60℃下之上述彈性體之拉伸彈性模數Ee相對於上述熱硬化性樹脂之拉伸彈性模數Et的比Ee/Et較佳為5×10-5以上且1×10-2以下。可於密封片之製造過程中之混練時,使來自熱硬化性樹脂之剪應力有效地作用於彈性體而促進彈性體之微小化。
於本發明中亦包含一種密封片之製造方法,其包括:混練步驟,其製備含有彈性體之混練物;及成形步驟,其使上述混練物成形為片狀而獲得密封片;且於上述混練步驟中,以上述密封片之彈性體分散為區域狀、且該區域之最大直徑成為20μm以下之方式進行混練。
根據本發明之密封片之製造方法,可效率良好地製造該密封片。
於該製造方法中,上述混練步驟中之混練轉數r(rpm)相對於混練處理量t(kg/hr)之比r/t較佳為60以上。若該比r/t為60以上,則可使充分
之剪應力施加於含有彈性體之混練原料而效率良好地促進彈性體之微小化。
於本發明中亦包含一種電子零件封裝之製造方法,其包括:積層步驟,其使該密封片以覆蓋一個或複數個電子零件之方式積層於該電子零件上;及密封體形成步驟,其使上述密封片硬化而形成密封體。
11‧‧‧密封片
11a‧‧‧支持體
12‧‧‧印刷配線基板
13‧‧‧SAW晶片
13a‧‧‧突起電極
14‧‧‧中空部分
15‧‧‧密封體
18‧‧‧電子零件封裝
圖1係示意性地表示本發明之一實施形態之密封片的剖面圖。
圖2A係示意性地表示本發明之一實施形態之電子零件封裝之製造方法之一步驟的剖面圖。
圖2B係示意性地表示本發明之一實施形態之電子零件封裝之製造方法之一步驟的剖面圖。
圖2C係示意性地表示本發明之一實施形態之電子零件封裝之製造方法之一步驟的剖面圖。
圖3係本發明之實施例之密封片之切斷面的SEM(Scanning Electron Microscope,掃描式電子顯微鏡)觀察圖像。
[密封片]
一面參照圖1一面對本實施形態之密封片進行說明。圖1係示意性地表示本發明之一實施形態之密封片的剖面圖。代表性而言,密封片11係以積層於聚對苯二甲酸乙二酯(PET,polyethylene terephthalate)膜等支持體11a上之狀態提供。再者,為了容易地進行密封片11之剝離,亦可對支持體11a實施脫模處理。
於密封片11中,彈性體之區域分散,且區域之最大直徑為20μm以下。彈性體亦可局部地集合或凝集,但就流動限制作用之觀點而
言,較佳為整體均勻地分散。區域之最大直徑之上限只要為20μm以下,則並無特別限定,較佳為15μm以下,更佳為10μm以下。又,就微細化之物理上之極限及賦予可撓性之觀點而言,區域之最大直徑之下限較佳為0.1μm以上,更佳為0.3μm以上。
使密封片以150℃熱硬化1小時之後之20℃下之線膨脹率較佳為15ppm/K以下,更佳為10ppm/K以下。藉此,可良好地抑制電子零件封裝之翹曲。線膨脹率之測定方法如下。使寬度4.9mm、長度25mm、厚度0.2mm之硬化前之密封片以150℃硬化1小時。將硬化後之樹脂片放置於TMA8310(理學公司製造),以4.9mN之拉伸負荷、10℃/min之升溫速度測定線膨脹率。
形成密封片之樹脂組合物只要為可較佳地賦予如上所述之特性、可用於半導體晶片等電子零件之樹脂密封者,且含有彈性體,則並無特別限定。就提高密封片硬化後之耐熱性或穩定性之觀點而言,較佳為含有彈性體且進而含有熱硬化性樹脂。作為較佳者,可列舉含有以下之A成分至E成分作為具體成分之環氧樹脂組合物。
A成分:環氧樹脂
B成分:酚樹脂
C成分:彈性體
D成分:無機填充劑
E成分:硬化促進劑
(A成分)
對作為熱硬化性樹脂之環氧樹脂(A成分)並無特別限定。例如,可使用三苯甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、改性雙酚A型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改性雙酚F型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹
脂、苯氧基樹脂等各種環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨使用,亦可併用兩種以上。
就確保環氧樹脂之硬化後之韌性及環氧樹脂之反應性之觀點而言,較佳為環氧當量為150~250、軟化點或熔點為50~130℃之常溫下為固體者,其中,就可靠性之觀點而言,較佳為三苯甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂。
又,就低應力性之觀點而言,較佳為具有縮醛基或聚氧伸烷基等柔軟性骨架之改性雙酚A型環氧樹脂,具有縮醛基之改性雙酚A型環氧樹脂由於為液體狀且處理性良好,因此可尤佳地使用。
較佳為將環氧樹脂(A成分)之含量設定在相對於環氧樹脂組合物總體為1~10重量%之範圍。
(B成分)
關於酚樹脂(B成分),只要為可用作熱硬化性樹脂,且與環氧樹脂(A成分)之間發生硬化反應者,則並無特別限定。例如,可使用苯酚酚醛樹脂、苯酚芳烷基樹脂、聯苯芳烷基樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、甲酚酚醛樹脂、可溶酚醛樹脂等。該等酚樹脂可單獨使用亦可併用兩種以上。
作為酚樹脂,就與環氧樹脂(A成分)之反應性之觀點而言,較佳為使用羥基當量為70~250、軟化點為50~110℃者,其中就硬化反應性較高之觀點而言,可較佳地使用苯酚酚醛樹脂。又,就可靠性之觀點而言,亦可較佳地使用苯酚芳烷基樹脂或聯苯芳烷基樹脂之類之低吸濕性者。
關於環氧樹脂(A成分)與酚樹脂(B成分)之調配比率,就硬化反應性之觀點而言,較佳為以相對於環氧樹脂(A成分)中之環氧基1當量,酚樹脂(B成分)中之羥基之合計成為0.7~1.5當量之方式進行調配,更佳為0.9~1.2當量。
(C成分)
與環氧樹脂(A成分)及酚樹脂(B成分)一起使用之彈性體(C成分),只要可形成上述特定之區域,則並無特別限定,例如,可使用各種丙烯酸系共聚物或橡膠成分等。就可提高對環氧樹脂(A成分)之分散性或獲得之密封片之耐熱性、可撓性、強度之觀點而言,較佳為含有橡膠成分。作為此種橡膠成分,較佳為選自由丁二烯系橡膠、苯乙烯系橡膠、丙烯酸系橡膠、聚矽氧系橡膠所組成之群中之至少一種。該等可單獨使用,亦可併用兩種以上。
彈性體(C成分)之含量較佳為環氧樹脂組合物總體之1.0~3.5重量%,更佳為1.0~3.0重量%。若彈性體(C成分)之含量未達1.0重量%,則變得難以獲得密封片11之柔軟性及可撓性,進而亦變得難以進行抑制密封片之翹曲之樹脂密封。相反地,若上述含量超過3.5重量%,則有密封片11之熔融黏度變高而降低電子零件之埋入性,且密封片11之硬化體之強度及耐熱性降低的傾向。
又,較佳為將彈性體(C成分)相對於環氧樹脂(A成分)之重量比率(C成分之重量/A成分之重量)設定在0.5~1.5之範圍。其原因在於:於上述重量比率未達0.5之情形時,有變得難以控制密封片11之流動性之傾向,另一方面,若超過1.5,則有密封片11對電子零件之接著性較差之傾向。
60℃下之上述彈性體之拉伸彈性模數Ee相對於上述熱硬化性樹脂之拉伸彈性模數Et的比Ee/Et較佳為5×10-5以上且1×10-2以下,更佳為2×10-4以上且4×10-3以下。藉此,於密封片之製造過程中之混練時,來自混練構件及熱硬化性樹脂之剪應力可有效地作用於彈性體而促進彈性體之微小化。再者,上述拉伸彈性模數Ee及Et之測定方法可按以下之程序進行。將彈性體及熱硬化性樹脂之各片材利用切刀切出成厚度200μm、長度400mm、寬度10mm之短條狀而作為測定樣品。
對該測定樣品使用固體黏彈性測定裝置(RSAIII,Rheometric Scientific公司製造),於頻率為1Hz、升溫速度為10℃/min之條件下,測定-50~300℃下之拉伸彈性模數、及損失彈性模數。讀取該測定時之60℃下之拉伸彈性模數之值而獲得目標之拉伸彈性模數Ee及Et。
(D成分)
對無機質填充劑(D成分)並無特別限定,可使用先前公知之各種填充劑,例如,可列舉石英玻璃、滑石、氧化矽(熔融氧化矽或結晶性氧化矽等)、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼之粉末。該等可單獨使用,亦可併用兩種以上。
其中,就藉由降低環氧樹脂組合物之硬化體之熱線膨脹係數而降低內部應力,其結果,可抑制電子零件之密封後之密封片11之翹曲的方面而言,較佳為使用氧化矽粉末,於氧化矽粉末之中,更佳為使用熔融氧化矽粉末。作為熔融氧化矽粉末,可列舉球狀熔融氧化矽粉末、破碎熔融氧化矽粉末,就流動性之觀點而言,尤佳為使用球狀熔融氧化矽粉末。其中,較佳為使用平均粒徑在54μm以下之範圍者,更佳為使用平均粒徑在0.1~30μm之範圍者,尤佳為使用平均粒徑在0.5~20μm之範圍者。
再者,平均粒徑可藉由使用自母群任意地抽選之試樣,使用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置進行測定而導出。
無機質填充劑(D成分)之含量較佳為環氧樹脂組合物總體之70~90體積%(於氧化矽粒子之情形時,比重為2.2g/cm3,因此為81~94重量%),更佳為74~85體積%(於氧化矽粒子之情形時為84~91重量%),進而較佳為76~83體積%(於氧化矽粒子之情形時為85~90重量%)。若無機質填充劑(D成分)之含量未達70體積%,則有因環氧樹脂組合物之硬化體之線膨脹係數變大而使密封片11之翹曲變大的傾向。
另一方面,若上述含量超過90體積%,則有因密封片11之柔軟性或流動性變差而使其與電子零件之接著性降低的傾向。
(E成分)
硬化促進劑(E成分)只要為使環氧樹脂與酚樹脂之硬化進行者,則並無特別限定,就硬化性及保存性之觀點而言,可較佳地使用三苯基膦或四苯基硼酸四苯基鏻等有機磷系化合物或咪唑系化合物。該等硬化促進劑可單獨使用,亦可與其他硬化促進劑併用。
硬化促進劑(E成分)之含量較佳為相對於環氧樹脂(A成分)及酚樹脂(B成分)之合計100重量份為0.1~5重量份。
(其他成分)
又,除了A成分至E成分以外,亦可向環氧樹脂組合物添加阻燃劑成分。作為阻燃劑組分,例如可使用氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鐵、氫氧化鈣、氫氧化錫、複合化金屬氫氧化物等各種金屬氫氧化物。
作為金屬氫氧化物之平均粒徑,就於加熱環氧樹脂組合物時確保適當之流動性之觀點而言,平均粒徑較佳為1~10μm,進而較佳為2~5μm。若金屬氫氧化物之平均粒徑未達1μm,則存在變得難以均勻地分散於環氧樹脂組合物中,且無法充分地獲得環氧樹脂組合物之加熱時之流動性的傾向。又,若平均粒徑超過10μm,則有因金屬氫氧化物(E成分)之單位添加量之表面積變小而降低阻燃效果的傾向。
又,作為阻燃劑成分,除了上述金屬氫氧化物以外,可使用磷腈化合物。作為磷腈化合物,例如可以市售品獲取SPR-100、SA-100、SP-100(以上來自大塚化學股份有限公司)、FP-100、FP-110(以上來自伏見製藥所股份有限公司)等。
就即便少量亦發揮阻燃效果之觀點而言,較佳為式(1)或式(2)所表示之磷腈化合物,包含於該等磷腈化合物中之磷元素之含有率較佳為12重量%以上。
(式(1)中,n為3~25之整數,R1及R2相同或不同,為具有選自由烷氧基、苯氧基、胺基、羥基及烯丙基所組成之群中之官能基之一價有機基)[化2]
(式(2)中,n及m分別獨立地為3~25之整數;R3及R5相同或不同,為具有選自由烷氧基、苯氧基、胺基、羥基及烯丙基所組成之群中之官能基之一價有機基;R4為具有選自由烷氧基、苯氧基、胺基、羥基及烯丙基所組成之群中之官能基之二價有機基)
又,就穩定性及抑制空隙之產生之觀點而言,較佳為使用式(3)所表示之環狀磷腈低聚物。
[化3]
(式(3)中,n為3~25之整數,R6及R7相同或不同,為氫、羥基、烷基、烷氧基或縮水甘油基)
上述式(3)所表示之環狀磷腈低聚物可以市售品獲取例如FP-100、FP-110(以上來自伏見製藥所股份有限公司)等。
磷腈化合物之含量較佳為包含環氧樹脂組合物中所含之環氧樹脂(A成分)、酚樹脂(B成分)、彈性體(D成分)、硬化促進劑(E成分)及磷腈化合物(其他成分)在內的有機成分總體之10~30重量%。即,若磷腈化合物之含量未達有機成分總體之10重量%,則有密封片11之阻燃性降低,且對被接著體(例如,搭載有電子零件之基板等)之凹凸追隨性降低而產生空隙的傾向。若上述含量超過有機成分總體之30重量%,則有變得容易於密封片11之表面產生黏性而難以進行對被接著體之位置對準等作業性降低的傾向。
又,亦可併用上述金屬氫氧化物及磷腈化合物而獲得確保片材密封所需之可撓性且阻燃性優異之密封片11。藉由併用兩者,可獲得
僅使用金屬氫氧化物之情形時之充分之阻燃性及僅使用磷腈化合物之情形時之充分之可撓性。
於上述阻燃劑之中,就樹脂密封之成型時之密封片之變形性、對電子零件或被接著體之凹凸之追隨性、對電子零件或被接著體之密接性之方面而言,較理想為使用有機系阻燃劑,尤佳為使用磷腈系阻燃劑。
再者,除了上述之各成分以外,環氧樹脂組合物可視需要適當調配以碳黑為代表之顏料等其他添加劑。
(密封片之製作方法)
以下說明密封片之製作方法。本實施形態之密封片之製造方法包括:混練步驟,其製備含有彈性體之混練物;及成形步驟,其使上述混練物成形為片狀而獲得密封片;且於上述混練步驟中,以上述密封片之彈性體分散為區域狀、且該區域之最大直徑成為20μm以下之方式進行混練。
(混練步驟)
首先,藉由混合上述之各成分而製備環氧樹脂組合物。混合方法只要為使各成分均勻地分散混合之方法,則並無特別限定。其後,利用直接捏合機等對含有彈性體之各調配成分進行混練,藉此製備混練物。此時,以密封片之彈性體分散為區域狀、且該區域之最大直徑成為20μm以下之方式進行混練。
具體而言,利用混合機等公知之方法混合上述A~E成分及視需要之其他添加劑之各成分,其後,進行熔融混練,藉此製備混練物。作為熔融混練之方法,並無特別限定,例如,可列舉藉由混合輥、加壓式捏合機、擠出機等公知之混練機進行熔融混練之方法等。作為此種捏合機,例如,可較佳地使用如下之捏合機:其具備於軸向之一部分具有螺旋葉片自螺旋軸之突出量小於其他部分之螺旋葉片自螺旋軸
之突出量之部分的混練用螺桿、或於軸向之一部分無螺旋葉片之混練用螺桿。於螺旋葉片之突出量較小之部分或無螺旋葉片之部分,剪切力低且攪拌低,藉此混練物之壓縮率增高而能排除帶入之空氣,可抑制獲得之混練物中之氣孔之產生。
作為混練條件,只要溫度為上述之各成分之軟化點以上,則並無特別限制,例如為30~150℃,若考慮環氧樹脂之熱硬化性,則較佳為40~140℃,進而較佳為60~120℃,時間例如為1~30分鐘,較佳為5~15分鐘。藉此,可製備混練物。
於混練使用捏合機之情形時,混練轉數r(rpm)相對於混練處理量t(kg/hr)之比r/t較佳為60以上,更佳為70以上。若該比r/t為60以上,則可使充分之剪應力施加於含有彈性體之混練原料而效率良好地促進彈性體之微小化。作為上述混練轉數r(rpm),較佳為200~1000rpm,作為混練處理量t(kg/hr),較佳為3~20kg/hr。
(成形步驟)
利用擠出成形使獲得之混練物成形為片狀,藉此可獲得密封片11。具體而言,不對熔融混練後之混練物進行冷卻而直接於高溫狀態下進行擠出成形,藉此可形成密封片11。作為此種擠出方法,並無特別限制,可列舉T模擠出法、輥壓延法、輥混練法、共擠出法、壓延成形法等。作為擠出溫度,只要為上述之各成分之軟化點以上,則並無特別限制,若考慮環氧樹脂之熱硬化性及成形性,則例如為40~150℃,較佳為50~140℃,進而較佳為70~120℃。根據以上,可形成密封片11。
對密封片11之厚度並無特別限定,較佳為100~2000μm。若在上述範圍內,則可良好地密封電子零件。又,藉由使樹脂片為薄型,可降低發熱量而不易產生硬化收縮。其結果,可降低封裝翹曲量而獲得可靠性更高之電子零件封裝。
以如上所述之方式獲得之密封片亦可視需要以成為所需之厚度之方式進行積層而使用。即,密封片可以單層構造使用,亦可以積層為兩層以上之多層構造而成之積層體使用。
[電子零件封裝之製造方法]
繼而,一面參照圖2A~2C一面對使用上述密封片之本實施形態之電子零件封裝之製造方法進行說明。圖2A~2C分別為示意性地表示本發明之一實施形態之電子零件封裝之製造方法之一步驟的剖面圖。於本實施形態中,利用密封片對搭載於基板上之電子零件進行中空密封而製作電子零件封裝。再者,於本實施形態中,使用SAW濾波器作為電子零件,使用印刷配線基板作為被接著體,但亦可使用該等以外之元件。例如,可使用電容器或感測器裝置、發光元件、振動元件等作為電子零件,使用導線架、捲帶式基板等作為被接著體。又,亦可不使用被接著體而將電子零件預先暫時固定於暫時固定材上,對該等進行樹脂密封。不論使用何種元件,均可實現電子零件之藉由樹脂密封之高度之保護。又,雖進行中空密封,但亦可根據密封對象之不同而使用底填充材等,以不含有中空部分之方式進行實心密封。
(SAW晶片搭載基板準備步驟)
於SAW晶片搭載基板準備步驟中,準備搭載有複數個SAW晶片13之印刷配線基板12(參照圖2A)。SAW晶片13可藉由利用公知之方法切割形成有特定之梳形電極的壓電結晶而進行單片化而形成。SAW晶片13對印刷配線基板12之搭載可使用覆晶接合機或黏晶機等公知之裝置。SAW晶片13與印刷配線基板12係經由凸塊等突起電極13a而進行電性連接。又,SAW晶片13與印刷配線基板12之間以不阻礙SAW晶片表面上之表面聲波之傳播之方式維持中空部分14。SAW晶片13與印刷配線基板12之間之距離由各元件之規格決定,一般為15~50μm左右。
(密封步驟)
於密封步驟中,以覆蓋SAW晶片13之方式使密封片11積層於印刷配線基板12而利用上述密封片對SAW晶片13進行樹脂密封(參照圖2B)。該密封片11發揮作為用以保護SAW晶片13及附隨於其之元件不受外部環境影響之密封樹脂的功能。
於本實施形態中,藉由採用上述密封片11,可僅藉由貼附於印刷配線基板12上而將SAW晶片13埋入於SAW晶片13之被覆,可提高電子零件封裝之生產效率。於此情形時,可利用熱壓或層壓等公知之方法使密封片11積層於印刷配線基板12上。作為熱壓條件,溫度例如為40~100℃,較佳為50~90℃,壓力例如為0.1~10MPa,較佳為0.5~8MPa,時間例如為0.3~10分鐘,較佳為0.5~5分鐘。又,若考慮密封片11對SAW晶片13及印刷配線基板12之密接性及追隨性之提高,則較佳為於減壓條件下(例如0.1~5kPa)進行加壓。
於密封片11中,彈性體之微小區域分散,因此可抑制樹脂成分進入至中空部分14而提高SAW晶片13之作動可靠性或連接可靠性。
(密封體形成步驟)
於密封體形成步驟中,對上述密封片進行熱硬化處理而形成密封體15(參照圖2B)。關於密封片之熱硬化處理之條件,作為加熱溫度,較佳為100℃至200℃,更佳為120℃至180℃,作為加熱時間,較佳為10分鐘至180分鐘之間,更佳為30分鐘至120分鐘之間,亦可視需要進行加壓。於加壓時,較佳可採用0.1MPa至10MPa,更佳可採用0.5MPa至5MPa。
(切割步驟)
繼而,亦可進行包含密封片11、印刷配線基板12、及SAW晶片13等元件之密封體15之切割(參照圖2C)。藉此,可獲得以SAW晶片13
為單位之電子零件封裝18。切割通常係藉由先前公知之切割片固定上述密封體15之後進行。
(基板安裝步驟)
可視需要進行對上述所獲得之電子零件封裝18形成再配線及凸塊並安裝於另外之基板(未圖示)的基板安裝步驟。將電子零件封裝18安裝於基板時,可使用覆晶接合機或黏晶機等公知之裝置。
於第1實施形態中,利用捏合機等對各調配成分進行混練而製備混練物,將該混練物擠出成形而形成為片狀。與此相對,於本實施形態中,塗佈使各成分溶解或分散於有機溶劑等而成之清漆而形成為片狀。塗佈法可於使彈性體溶解或分散於溶劑等之狀態下進行片材成膜,因此可使彈性體之區域尺寸微小化。
作為使用清漆之具體之製作程序,依據常法適當混合上述A~E成分及視需要之其他添加劑,使該等均勻地溶解或分散於有機溶劑而製備清漆。繼而,將上述清漆塗佈於聚酯等之支持體上並進行乾燥,藉此可獲得密封片11。然後亦可視需要貼合聚酯膜等剝離片以保護密封片之表面。剝離片於密封時剝離。
作為上述有機溶劑,並無特別限定,可使用先前公知之各種有機溶劑,例如甲基乙基酮、丙酮、環己酮、二烷、二乙酮、甲苯、乙酸乙酯等。該等可單獨使用,亦可併用兩種以上。又,通常,較佳為以清漆之固形物成分濃度成為30~95重量%之範圍之方式使用有機溶劑。
對有機溶劑乾燥後之片材之厚度並無特別限制,就厚度之均勻性及殘存溶劑量之觀點而言,通常,較佳為設定為5~100μm,更佳為20~70μm。
以下,例示性地詳細說明本發明之較佳之實施例。但關於該實施例所記載之材料或調配量等,只要無特別限定性之記載,則主旨並非將本發明之範圍僅限定於該等。又,所謂份,係指重量份。
(密封片之製作)
利用混合機混合以下之成分,利用雙軸混練機,將混練轉數設為300rpm,將混練處理量設為5kg/hr,於110℃下熔融混練10分鐘,繼而自T型模頭擠出,藉此製作厚度200μm之密封片。
環氧樹脂:雙酚F型環氧樹脂(新日鐵化學(股)製造,YSLV-80XY(環氧當量為200g/eq.,軟化點為80℃)) 3.4份
酚樹脂:具有聯苯芳烷基骨架之酚樹脂(明和化成公司製造,MEH-7851-SS(羥基當量為203g/eq.,軟化點為67℃)) 3.6份
彈性體:(Mitsubishi Rayon公司製造,Metablen C-132E) 2.3份
無機填充劑:球狀熔融氧化矽(電氣化學工業公司製造,FB-9454FC) 87.9份
矽烷偶合劑:含環氧基之矽烷偶合劑(信越化學工業(股)製造,KBM-803) 0.5份
碳黑(三菱化學(股)製造,MA600) 0.1份
阻燃劑:(伏見製藥所(股)製造,FP-100) 1.8份
硬化促進劑:咪唑系觸媒(四國化成工業公司製造,2PHZ-PW)
0.4份
將混練處理量設為3.5kg/hr,除此以外以與實施例1相同之方式製作密封片。
將混練轉數設為500rpm,除此以外以與實施例1相同之方式製作密封片。
將混練轉數設為1000rpm,除此以外以與實施例1相同之方式製作密封片。
使以下之成分溶解或分散於甲基乙基酮與甲苯之比為1:1之混合溶劑而製作固形物成分為40重量%之清漆。
環氧樹脂:雙酚F型環氧樹脂(新日鐵化學(股)製造,YSLV-80XY(環氧當量為200g/eq.,軟化點為80℃)) 3.4份
酚樹脂:具有聯苯芳烷基骨架之酚樹脂(明和化成公司製造,MEH-7851-SS(羥基當量為203g/eq.,軟化點為67℃)) 3.6份
彈性體:(Kaneka(股)製造,SIBSTAR 102T) 4.0份
無機填充劑:球狀熔融氧化矽(電氣化學工業公司製造,FB-9454FC) 87.0份
碳黑(三菱化學(股)製造,#20) 0.1份
阻燃劑:(伏見製藥所(股)製造,FP-100) 1.8份
硬化促進劑:咪唑系觸媒(四國化成工業公司製造,2PHZ-PW) 0.1份
將清漆以溶劑乾燥後之塗膜之厚度成為50μm之方式塗佈於實施過脫模處理之PET膜上,繼而將乾燥條件設為120℃、3分鐘而使塗膜乾燥,獲得厚度為50μm之樹脂片。使用貼合機使獲得之樹脂片積層直至厚度成為200μm,從而製作厚度為200μm之密封片。
將混練轉數設為100rpm,除此以外以與實施例1相同之方式製作密封片。
將混練轉數設為50rpm,除此以外以與實施例1相同之方式製作密封片。
(密封片之可撓性之評價)
將實施例及比較例之密封用片材切出成寬度60mm×長度60mm,握持密封片之兩端部(俯視下對向之邊),緩慢地彎曲90°,藉由下述之基準對可撓性進行評價。將結果示於表1。
○:即便彎曲90°亦未破裂。
△:彎曲90°後出現裂痕。
×:彎曲90°後破裂。
(彈性體之區域之觀察)
使製作之密封片以150℃熱硬化1小時並緩冷至室溫後,利用切割器切斷獲得之硬化物。利用Buehler製造之自動研磨裝置對切斷面進行研磨,利用SEM(2000倍)觀察研磨後之切斷面。將實施例1之密封片之切斷面之SEM觀察圖像示於圖3。於SEM觀察圖像中,以黑色表示之範圍為彈性體之區域。繼而,隨機選出50個該以黑色表示之彈性體之區域,測定該等之最大直徑並取平均值,藉此將其設為區域之最大直徑。對其他實施例2~5及比較例1~2亦同樣地進行SEM觀察及最大直徑之測定。將最大直徑測定之結果示於表1。
(樹脂向封裝中空部分之進入性之評價)
製作將形成有鋁梳形電極之以下規格之SAW晶片於下述接合條件下安裝於玻璃基板而成的SAW晶片安裝基板。
<SAW晶片>
晶片尺寸:1.4×1.1mm□(厚度150μm)
凸塊材質:Au 高度30μm
凸塊數:6個凸塊
晶片數:100個(10個×10個)
<接合條件>
裝置:Panasonic Electric Works(股)製造
接合條件:200℃、3N、1sec(超音波輸出2W)
於以下所示之加熱加壓條件下,藉由真空加壓將各密封片貼附於獲得之SAW晶片安裝基板上。
<貼附條件>
溫度:60℃
加壓力:4MPa
真空度:1.6kPa
加壓時間:1分鐘
於向大氣壓開放之後,於熱風乾燥機中,於150℃、1小時之條件下使密封片熱硬化而獲得密封體。自玻璃基板側利用電子顯微鏡(KEYENCE公司製造,商品名「Digital Microscope」,200倍)測定樹脂向SAW晶片與玻璃基板之間之中空部分之進入量。關於樹脂進入量,於利用密封片密封前自玻璃基板側利用電子顯微鏡預先確認及記憶SAW晶片之端部之位置,於密封後再次自玻璃基板側利用電子顯微鏡觀察,將密封前後之觀察圖像進行比較,測定自密封前預先確認之SAW晶片之端部進入至中空部分之樹脂之最大到達距離,將其設為樹脂進入量。將樹脂進入量為20μm以下之情形評價為「○」,將超過20μm之情形評價為「×」。將結果示於表1。
由表1可知:實施例1~5之密封片之可撓性良好。另一方面,於比較例1~2中產生裂痕,可撓性較差。又,可知:於實施例1~5中,利用具有彈性體之微小區域之密封片所製作之SAW晶片封裝可抑制密封片之樹脂成分進入至中空部分,可製作高品質之電子零件封裝。於比較例1~2中,樹脂向中空部分之進入量均超過20μm。認為其原因在於彈性體之區域之最大直徑超過20μm,樹脂流動限制作用不充分。
Claims (9)
- 一種密封片,其包含環氧樹脂組合物,上述環氧樹脂組合物包含環氧樹脂、彈性體以及無機質填充劑,上述環氧樹脂組合物更包含選自酚樹脂以及硬化促進劑所構成之群中之至少一者,上述彈性體之區域分散,且該區域之最大直徑為20μm以下,上述無機質填充劑之含量為上述環氧樹脂組合物總體之70~90體積%。
- 如請求項1之密封片,其中上述彈性體含有橡膠成分。
- 如請求項2之密封片,其中上述橡膠成分為選自由丁二烯系橡膠、苯乙烯系橡膠、丙烯酸系橡膠、聚矽氧系橡膠所組成之群中之至少一種。
- 如請求項1之密封片,其中上述彈性體之含量為1.0重量%以上且3.5重量%以下。
- 如請求項1之密封片,其進而含有熱硬化性樹脂。
- 如請求項5之密封片,其中60℃下之上述彈性體之拉伸彈性模數Ee相對於上述熱硬化性樹脂之拉伸彈性模數Et的比Ee/Et為5×10-5以上且1×10-2以下。
- 一種密封片之製造方法,其包括:混練步驟,其製備包含環氧樹脂、彈性體以及無機質填充劑之環氧樹脂組合物之混練物;及成形步驟,其使上述混練物成形為片狀而獲得密封片;且上述環氧樹脂組合物更包含選自酚樹脂以及硬化促進劑所構成之群中之至少一者,於上述混練步驟中,以上述密封片之彈性體分散為區域狀、且該區域之最大直徑成為20μm以下之方式進行混練,上述無機質填充劑之含量為上述環氧樹脂組合物總體之70~90體積%。
- 如請求項7之密封片之製造方法,其中上述混練步驟中之混練轉數r(rpm)相對於混練處理量t(kg/hr)之比r/t為60以上。
- 一種電子零件封裝之製造方法,其包括:積層步驟,其使如請求項1至6中任一項之密封片以覆蓋一個或複數個電子零件之方式積層於該電子零件上;及密封體形成步驟,其使上述密封片硬化而形成密封體。
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