密封树脂片、电子部件封装体的制造方法及电子部件封装体的制作方法
【专利摘要】本发明提供利用树脂密封后的磨削而得到清洁且平滑、平坦的磨削面的密封树脂片及使用其的电子部件封装体的制造方法、以及利用该制造方法得到的电子部件封装体。本发明的密封树脂片，其在180℃热固化处理1小时后在磨削刀具的圆周速度1000m/min、进给螺距100μm、切削深度10μm的条件下磨削时磨削面的平均表面粗糙度Ra为1μm以下，经过上述热固化处理后的该密封树脂片在100℃的肖氏硬度D为70以上。
【专利说明】密封树脂片、电子部件封装体的制造方法及电子部件封装体【技术领域】
[0001]本发明涉及密封树脂片、电子部件封装体的制造方法及电子部件封装体。
【背景技术】
[0002]近年来，电子设备的小型化、轻量化、高功能化的要求不断提高，相应地，构成电子设备的封装体也要求小型化、薄型化、高密度安装。
[0003]在电子部件封装体的制作中采用具代表性的以下步骤:将固定于基板、临时固定材等的电子部件用密封树脂进行密封，并根据需要将密封物切割成电子部件单位的封装体。在这样的过程中，为了满足上述要求，提出了在树脂密封后对密封物进行磨削(背磨)来实现薄型化的技术(例如专利文献1、2等)。在倒装片BGA(Ball Grid Array)、倒装片SiP、扇入(fan-1n)型晶片级封装体、扇出(fan-out)型晶片级封装体等薄型半导体封装体的制造工序中，利用上述磨削的薄型化也成为重要的要素。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第3420748号
[0007]专利文献2:日本专利第3666576号
【发明内容】
[0008]但是，在密封物的磨削时，有时利用磨石等磨削部件打磨密封树脂而生成丝状的磨削屑、或者因磨削屑在半导体芯片、凸块面上的附着等而导致磨削面的品质劣化、产生对磨削部件的损坏等。此外，不仅要求进行磨削，还要求磨削面的平滑化、平坦化。这是由于，磨削面的凹凸过大时，难以进行电子部件的精密安装，或者在后续工序的热处理时因该凹凸而产生密封体的裂纹等。在专利文献I及2中并未认识到由上述的磨削所致的不良情况、平滑化、平坦化，因此期望具体的解决方案。
[0009]本发明的目的在于，提供利用树脂密封后的磨削而得到清洁且平滑、平坦的磨削面的密封树脂片及使用其的电子部件封装体的制造方法、以及利用该制造方法得到的电子部件封装体。
[0010]本发明人等进行了深入研究，结果发现通过采用特定的密封树脂片能够解决上述问题，由此完成本发明。
[0011]即，本发明的密封树脂片，其在180°C热固化处理I小时后在磨削刀具的圆周速度1000m/min、进给螺距100 μ m、切削深度10 μ m的条件下磨削时磨削面的平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，
[0012]经上述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的肖氏硬度D为70以上。
[0013]该密封树脂片在上述热固化处理后在规定条件下磨削时的平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，因此在使用该密封树脂片密封电子部件后对所得的密封体进行磨削时可以得到平滑且平坦的磨削面。由此，能够进行小型化得以进展的电子部件的精密安装，同时能够防止磨削物的热处理时等的裂纹的产生。在上述平均表面粗糙度Ra超过I μ m时，磨削面的凹凸变得过大，在形成于电子部件表面的电极、在后工序形成的电极等中产生高低差，基板与电极等的密合性降低，无法达成精密安装，此外，在磨削物的热处理时等容易产生裂纹，使得电子部件封装体的可靠性降低。
[0014]此外，由于经上述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的肖氏硬度D为70以上，因此，即使当在对密封树脂片的固化物进行磨削的期间利用摩擦等对磨削面进行加热的情况下，磨削屑也不过是具有某种程度的硬度的极微细的小片状或粉状，可以容易地从磨削面去除，由此可以得到清洁的磨削面。在热固化处理后的肖氏硬度D小于70时，构成树脂呈软性，通过被磨削部件进行打磨而产生丝状的磨削屑，该磨削屑附着于电子部件的磨削面、磨削部件，引起未预期到的污染。
[0015]另外，热固化处理条件、磨削条件及平均表面粗糙度Ra的测定条件各自的详细情况将记载于实施例中。
[0016]经上述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的肖氏硬度D优选为70以上。由此，即使在磨削的开始初期也能保持磨削屑的硬度，在从磨削工序的开始到结束均容易去除磨削屑，可以得到清洁的磨削面。
[0017]经上述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的拉伸储藏弹性模量优选为IGPa以上。由此，在磨削的开始初期，因密封体的弹性使从磨削部件施加于密封体的应力被分散，可以抑制其成为偏颇的磨削 状态，可以有效地实现磨削面的平坦化。
[0018]经上述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的拉伸储藏弹性模量优选为0.5GPa以上。由此，即使在利用磨削使磨削面处于加热状态的情况下，因密封体的弹性使从磨削部件施加于密封体的应力被分散，可以抑制其成为偏颇的磨削状态，从磨削开始到结束均可有效地实现磨削面的平坦化。
[0019]经上述热固化处理后的该密封树脂片的玻璃化转变温度优选为100°C以上。通过使该密封树脂片具有上述构成，从而可以抑制磨削工序中密封树脂片的软化，可以得到高品质的磨削面。
[0020]本发明还包括一种电子部件封装体的制造方法，其包括:
[0021]密封工序，将电子部件用该密封树脂片进行密封；
[0022]密封体形成工序，使上述密封树脂片热固化而形成密封体；以及
[0023]磨削工序，对上述密封体的表面进行磨削以使上述密封体的磨削后的密封树脂片的磨削面的平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，形成磨削体。
[0024]根据本发明的制造方法，由于对使用该密封树脂片而得的密封体的表面进行磨削以使磨削后的平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，因此可以有效地制造具有平滑且平坦、清洁的磨削面的电子部件封装体。
[0025]该制造方法还可以包括对上述磨削体进行切割而形成电子组件的切割工序。
[0026]该制造方法中，上述电子部件可以是半导体芯片，也可以是半导体晶片。在任一情况下均可有效地制造具有平滑且平坦、清洁的磨削面的电子部件封装体。
[0027]本发明还包括利用该电子部件封装体的制造方法而获得的将一种或多种电子部件进行树脂密封而成的密封体、经过电子部件的树脂密封、磨削及切割而成的电子部件组件等的电子部件封装体。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是示意性表示本发明的一个实施方式的密封树脂片的剖面图。
[0029]图2A是示意性表示本发明的一个实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0030]图2B是示意性表示本发明的一个实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。 [0031]图2C是示意性表示本发明的一个实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0032]图2D是示意性表示本发明的一个实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0033]图2E是示意性表示本发明的一个实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0034]图3A是示意性表示本发明的另一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0035]图3B是示意性表示本发明的另一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0036]图3C是示意性表示本发明的另一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0037]图3D是示意性表示本发明的另一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0038]图3E是示意性表示本发明的另一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0039]图4A是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0040]图4B是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0041]图4C是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0042]图4D是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0043]图4E是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0044]图4F是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。
[0045]图4G是示意性表示本发明的又一实施方式的电子部件封装体的制造方法的一个工序的剖面图。【具体实施方式】
[0046]<第I实施方式>
[0047][密封树脂片]
[0048]参照图1对本实施方式的密封树脂片进行说明。图1是示意性表示本发明的一个实施方式的密封树脂片的剖面图。密封树脂片11以具代表性的层叠于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等支撑体Ila上的状态 来提供。另外，为了容易进行密封树脂片11的剥离，可以对支撑体Ila实施脱模处理。
[0049]上述密封树脂片11在180°C热固化处理I小时后在磨削刀具的圆周速度1000m/min、进给螺距ΙΟΟμπκ切削深度10 μ m的条件下磨削时的磨削面的平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，且经上述热固化处理后的该密封树脂片11在100°C的肖氏硬度D为70以上。上述磨削表面的平均表面粗糙度Ra优选为0.5 μ m以下，更优选为0.3 μ m以下。上述磨削表面的平均表面粗糙度Ra的下限没有特别的限定，但是从确保与布线层的密合性的观点出发，优选为0.005 μ m以上，更优选为0.01 μ m以上。此外，经上述热固化处理后的该密封树脂片11在100°C的肖氏硬度D优选为75以上，更优选为80以上。经上述热固化处理后的该密封树脂片11在100°C的肖氏硬度D的上限没有特别的限定，但是从降低密封树脂片的翘曲的观点出发，优选为120以下，更优选为90以下。
[0050]该密封树脂片在热固化处理后在规定条件下磨削时平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，因此在使用该密封树脂片密封电子部件后对所得的密封体进行磨削时可以得到平滑且平坦的磨削面。由此，能够进行小型化得以进展的电子部件的精密安装，同时能够防止磨削物的热处理时等的裂纹的产生。在上述平均表面粗糙度Ra超过I μ m时，磨削面的凹凸变得过大，在形成于电子部件的表面的电极、在后工序形成的电极等中产生高低差，基板与电极等的密合性降低，无法达成精密安装，此外，在磨削物的热处理时等容易产生裂纹，使得电子部件封装体的可靠性降低。
[0051]此外，由于经上述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的肖氏硬度D为70以上，因此，即使在对密封树脂片的固化物进行磨削的期间利用摩擦等对磨削面进行加热，磨削屑也不过是具有某种程度的硬度的极微细的小片状或粉状，可以容易地从磨削面去除，由此可以得到清洁的磨削面。
[0052]在热固化处理后的肖氏硬度D小于70时，构成树脂呈软性，通过被磨削部件进行打磨而产生丝状的磨削屑，该磨削屑附着于磨削面、磨削部件，引起未预期到的污染。
[0053]经上述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的肖氏硬度D优选为70以上，更优选为80以上，进一步优选为90以上。通过采用此种热固化处理后的肖氏硬度D，从而即使在磨削的开始初期也可以保持磨削屑的硬度，从磨削工序的开始到结束均容易去除磨削屑，可以得到清洁的磨削面。与此相对，经上述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的肖氏硬度D的上限没有特别的限定，但是从降低常温下的翘曲的观点出发，优选为130以下，更优选为100以下。
[0054]经上述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的拉伸储藏弹性模量优选为IGPa以上，更优选为2GPa以上，进一步优选为4GPa以上。由此，在磨削的开始初期，因密封体的弹性使从磨削部件施加于密封体的应力被分散，可以抑制其成为偏颇的磨削状态，可以有效地实现磨削面的平坦化。经上述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的拉伸储藏弹性模量的上限没有特别的限定，但是，从降低常温下的翘曲的观点出发，优选为30GPa以下，更优选为15GPa以下。
[0055]经上述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的拉伸储藏弹性模量优选为0.5GPa以上，更优选为IGPa以上，进一步优选为2GPa以上。由此，即使在利用磨削使磨削面处于加热状态的情况下，因密封体的弹性使从磨削部件施加于密封体的应力被分散，可以抑制其成为偏颇的磨削状态，从磨削开始到结束均可有效地实现磨削面的平坦化。此外，从降低翘曲的方面出发，经上述热固化处理后的该密封树脂片在100°c的拉伸储藏弹性模量的上限优选为25GPa以下，更优选为IOGPa以下。
[0056]经上述热固化处理后的该密封树脂片的玻璃化转变温度优选为100°C以上，更优选为110°C以上，进一步优选为120°C以上。通过使该密封树脂片具有上述构成，从而可以抑制磨削工序中密封树脂片的软化，可以得到高品质的研磨面。
[0057]相对于此，经上述热固化处理后的该密封树脂片的玻璃化转变温度的上限没有特别的限定，但是从降低热固化时的固化收缩的观点出发，优选为200°C以下，更优选为170°C以下。
[0058]形成密封树脂片的树脂组合物，只要是具有如上所述的特性且能够利用于半导体芯片等电子部件的树脂密封中的树脂组合物，则没有特别的限定，但可举出例如含有以下的A成分~E成分的环氧树脂组合物作为优选例。另外，C成分可以根据需要而添加，也可以不添加C成分。
[0059]A成分:环氧树脂
[0060]B成分:酚醛树脂
[0061]C成分:弹性体
[0062]D成分:无机填充剂
[0063]E成分:固化促进剂(A成分)
[0064]作为环氧树脂(A成分)，没有特别的限定。可以使用例如三苯基甲烷型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、改性双酚A型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、改性双酚F型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树月旨、苯氧基树脂等各种环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用，也可以并用2种以上。
[0065]从确保环氧树脂的固化后的韧性及环氧树脂的反应性的观点出发，优选环氧当量为150~250、软化点或熔点为50~130°C的常温下为固态的环氧树脂，其中，从可靠性的观点出发，优选三苯基甲烷型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂。
[0066]此外，从低应力性的观点出发，优选具有缩醛基、聚氧化烯基等柔软性骨架的改性双酚A型环氧树脂，具有缩醛基的改性双酚A型环氧树脂呈液体状且处理性良好，因此可以特别适宜使用。
[0067]环氧树脂(A成分)的含量优选设定成相对于全部环氧树脂组合物为I~10重量％的范围。
[0068](B 成分)
[0069]酚醛树脂(B成分)只要是与环氧树脂(A成分)之间引发固化反应的酚醛树脂，则没有特别的限定。可以使用例如苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、联苯芳烷基树脂、二环戊二烯型酚醛树脂、甲酚酚醛清漆树脂、甲阶酚醛树脂等。这些酚醛树脂可以单独使用，也可以并用2种以上。
[0070]作为酚醛树脂，从与环氧树脂(A成分)的反应性的观点出发，优选羟基当量为70~250、软化点为50~110°C的酚醛树脂，其中，从固化反应性高的观点出发，可以适宜使用苯酚酚醛清漆树脂。此外，从可靠性的观点出发，可以适宜使用如苯酚芳烷基树脂、联苯芳烷基树脂那样的低吸湿性的酚醛树脂。
[0071]从固化反应性的观点出发，环氧树脂(A成分)与酚醛树脂(B成分)的配合比例优选按照相对于环氧树脂(A成分)中的环氧基I当量使酚醛树脂(B成分)中的羟基的总量达到0.7~1.5当量的方式进行配合，更优选为0.9~1.2当量。
[0072](C 成分)
[0073]与环氧树脂(A成分)及酚醛树脂(B成分)一起使用的弹性体(C成分)，为对环氧树脂组合物赋予利用密封树脂片密封电子部件所需的可挠性的物质，只要是发挥此类作用的物质，则对其结构并无特别的限定。可以使用例如聚丙烯酸酯等各种丙烯酸系共聚物、苯乙烯丙烯酸酯系共聚物、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、异戊二烯橡胶、丙烯腈橡胶等橡胶质聚合物。其中，为了容易向环氧树脂(A成分)中分散并且提高与环氧树脂(A成分)的反应性，从提高所得密封树脂片的耐热性、强度的观点出发，优选使用丙烯酸系共聚物。这些弹性体可以单独使用，也可并用2种以上。
[0074]另外，丙烯酸系共聚物可以通过例如利用通用的方法使规定混合比的丙烯酸单体混合物发生自由基聚合来合成。作为自由基聚合的方法，使用以有机溶剂为溶剂进行的溶液聚合法、边使原料单体分散于水中边进行聚合的悬浮聚合法。作为此时使用的聚合引发齐Li，使用例如2,2’-偶氮二异丁臆、2, 2，-偶氮双-(2,4- 二甲基戍臆)、2，2’-偶氮双-4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈、其它偶氮系或二偶氮系聚合引发剂、过氧化苯甲酰及过氧化甲乙酮等过氧化物系聚合引发剂等。另外，在悬浮聚合的情况下，理想的是添加例如像聚丙烯酰胺、聚乙烯醇之类的分散剂。
[0075]弹性体(C成分)的含量为全部环氧树脂组合物的15~30重量％。在弹性体(C成分)的含量低于15重量％时，难以得到密封树脂片11的柔软性及可挠性，进而还难以进行抑制密封树脂片翘曲的树脂密封。相反地，在上述含量超过30重量％时，密封树脂片11的熔融粘度变高，电子部件的填埋性降低，同时可见密封树脂片11的固化体的强度及耐热性降低的倾向。
[0076]此外，弹性体(C成分)相对于环氧树脂(A成分)的重量比率(C成分的重量/A成分的重量)优选设定成3~4.7的范围。这是由于，在上述重量比率低于3的情况下，难以控制密封树脂片11的流动性，在上述重量比率超过4.7时，可见密封树脂片11与电子部件的粘接性变差的倾向。
[0077](D 成分)
[0078]无机质填充剂(D成分)没有特别的限定，可以使用现有公知的各种填充剂，可举出例如石英玻璃、滑石、二氧化硅(熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅等)、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼的粉末。这些无机质填充剂可以单独使用，也可以并用2种以上。
[0079]其中，从通过降低环氧树脂组合物的固化体的热线膨胀系数来降低内部应力，其结果可以抑制在电子部件密封后密封树脂片11的翘曲的方面出发，优选使用二氧化硅粉末，在二氧化硅粉末中，更优选使用熔融二氧化硅粉末。作为熔融二氧化硅粉末，可举出球状熔融二氧化硅粉末、破碎熔融二氧化硅粉末，但从流动性的观点出发，特别优选使用球状熔融二氧化硅粉末。其中，优选使用平均粒径为0.1~30 μ m的范围的球状熔融二氧化硅粉末，特别优选使用平均粒径为0.3~15 μ m的范围的球状熔融二氧化硅粉末。
[0080]另外，使用从母集团任意提取的试样，使用激光衍射散射式粒度分布测定装置进行测定，从而可以导出平均粒径。
[0081]无机质填充剂(D成分)的含量优选为全部环氧树脂组合物的70~95重量％，更优选为75~92重量％，进一步优选为80~90重量％。在无机质填充剂(D成分)的含量低于50重量％时，由于环氧树脂组合物的固化体的线膨胀系数变大，因此可见密封树脂片11的翘曲变大的倾向。另一方面，在上述含量超过90重量％时，由于密封树脂片11的柔软性、流动性变差，因此可见与电子部件的粘接性降低的倾向。
[0082](E 成分)
[0083]固化促进剂(E成分)只要是促进环氧树脂与酚醛树脂的固化的物质，则没有特别的限定，但从固化性和保存性的观点出发，适宜使用三苯基膦、四苯基鱗四苯硼酸盐等有机磷系化合物、咪唑系化合物。这些固化促进剂可以单独使用，也可以并用其它的固化促进剂。
[0084]固化促进剂(E成分)的含量优选相对于环氧树脂(A成分)及酚醛树脂(B成分)的总量100重量份为0.1~5重量份。
[0085](其它成分)
[0086]此外，在环氧树脂组合物中，除了添加A成分~E成分外，还可以添加阻燃剂成分。作为阻燃剂组成成分，可以使用例如氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化钙、氢氧化锡、复合化金属氢氧化物等各种金属氢氧化物。
[0087]作为金属氢氧化物的平均粒径，从在加热环氧树脂组合物时确保适当的流动性的观点出发，优选使平均粒径为I~10 μ m，进一步优选为2~5μπι。在金属氢氧化物的平均粒径小于I μ m时，难以使其均匀地分散于环氧树脂组合物中，同时存在无法充分得到加热环氧树脂组合物时的流动性的倾向。此外，在平均粒径超过10 μ m时，由于与金属氢氧化物(E成分)的添加量对应的表面积变小，因此可见阻燃效果降低的倾向。
[0088]此外，作为阻燃剂成分，除了上述金属氢氧化物以外，还可以使用膦腈化合物。作为膦腈化合物，例如可以以市售品的形式获得SPR-100、SA-100, SP-100 (以上，大塚化学株式会社)、FP-100、FP-110 (以上，株式会社伏见制药所)等。
[0089]从以少量发挥阻燃效果的观点出发，优选式(I)或式(2)所示的膦腈化合物，这些膦腈化合物中含有的磷元素的含有率优选为12重量％以上。
[0090]
【权利要求】
1.一种密封树脂片，其在180°c热固化处理I小时后在磨削刀具的圆周速度1000m/min、进给螺距100 μ m、切削深度10 μ m的条件下磨削时磨削面的平均表面粗糙度Ra为Iym以下， 经所述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的肖氏硬度D为70以上。
2.根据权利要求1所述的密封树脂片，经所述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的肖氏硬度D为70以上。
3.根据权利要求1所述的密封树脂片，经所述热固化处理后的该密封树脂片在25°C的拉伸储藏弹性模量为IGPa以上。
4.根据权利要求1所述的密封树脂片，经所述热固化处理后的该密封树脂片在100°C的拉伸储藏弹性模量为0.5GPa以上。
5.根据权利要求1所述的密封树脂片，经所述热固化处理后的该密封树脂片的玻璃化转变温度为100°C以上。
6.一种电子部件封装体的制造方法，其包括: 密封工序，将电子部件用权利要求1~5中任一项所述的密封树脂片进行密封； 密封体形成工 序，使所述密封树脂片热固化而形成密封体；以及磨削工序，对所述密封体的表面进行磨削以使所述密封体的磨削后的密封树脂片的磨削面的平均表面粗糙度Ra为I μ m以下，形成磨削体。
7.根据权利要求6所述的电子部件封装体的制造方法，其还包括对所述磨削体进行切割而形成电子组件的切割工序。
8.根据权利要求6所述的电子部件封装体的制造方法，其中，所述电子部件为半导体-H-* I I心/T O
9.根据权利要求6所述的电子部件封装体的制造方法，其中，所述电子部件为半导体曰曰曰/T ο
10.—种电子部件封装体，其利用权利要求6所述的电子部件封装体的制造方法而获得。
【文档编号】C09J161/06GK103525322SQ201310265539
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年7月5日
【发明者】丰田英志, 清水祐作 申请人:日东电工株式会社