本发明涉及密封用树脂组合物、电子部件装置及电子部件装置的制造方法。
背景技术:
用于通信而发送的电波在电介质中进行热变换而产生的传输损耗的量表示为频率与相对介电常数的平方根与介电损耗角正切之积。换言之,传输信号容易与频率成比例地转变为热,因此,为了抑制传输损耗,越是高频带,则对通信构件的材料越要求低介电特性。
例如在专利文献1~2中公开了含有活性酯树脂作为环氧树脂用固化剂的热固化性树脂组合物,从而能够将固化物的介电损耗角正切抑制得低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-246367号公报
专利文献2:日本特开2014-114352号公报
技术实现要素:
发明要解决的课题
在信息通信领域中,随着信道数的增加和传输的信息量的增加,电波的高频化正在发展。目前,第5代移动通信系统的研究正在世界范围内进行,作为所使用的频带的候选,可举出约30ghz~70ghz的范围中的几个。今后,无线通信的主流成为这样的高频带下的通信,因此,对通信构件的材料要求介电损耗角正切更低。
此外,伴随着半导体装置的小型化、轻薄化或高功能化,在使凸块间距或元件间的间隔狭小化时,要求狭路填充性优异的密封用树脂组合物。
本公开的实施方式是基于上述状况而完成的。
本公开的课题在于提供狭路填充性优异且固化物的介电损耗角正切低的密封用树脂组合物、使用其进行密封的电子部件装置、以及使用其进行密封的电子部件装置的制造方法。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的具体手段包括以下方式。
[1]一种密封用树脂组合物,其用于狭路填充,所述密封用树脂组合物含有环氧树脂、固化剂和无机填充材料,上述固化剂包含活性酯化合物,上述无机填充材料的平均粒径小于10μm。
[2]根据[1]所述的密封用树脂组合物,其中,上述无机填充材料的最大粒径小于20μm。
[3]根据[1]或[2]所述的密封用树脂组合物,其用于模具底部填充。
[4]一种电子部件装置,其具备:支撑构件;配置在上述支撑构件上的元件;以及填充上述元件周围的狭路的[1]~[3]中任一项所述的密封用树脂组合物的固化物。
[5]一种电子部件装置的制造方法,其包括:将元件配置在支撑构件上的工序;以及用[1]~[3]中任一项所述的密封用树脂组合物填充上述元件周围的狭路的工序。
发明的效果
根据本公开,提供狭路填充性优异且固化物的介电损耗角正切低的密封用树脂组合物、使用其进行密封的电子部件装置、以及使用其进行密封的电子部件装置的制造方法。
附图说明
图1是说明实施例中使用的测试用芯片的俯视图(局部透视图)。
图2是说明实施例中使用的测试用芯片的截面图。
具体实施方式
在本公开中,对于“工序”这一术语而言,除了独立于其他工序的工序以外,即使在无法与其他工序明确区分的情况下,只要实现该工序的目的,则也包括该工序。
在本公开中,就使用“~”表示的数值范围而言,其包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值和最大值。
本公开中阶段性记载的数值范围中,一个数值范围中记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本公开中所记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。
在本公开中,各成分可以包含多种相符的物质。在组合物中存在多种与各成分相符的物质的情况下,只要没有特别说明,则各成分的含有率或含量是指组合物中存在的该多种物质的合计的含有率或含量。
在本公开中,与各成分相符的粒子可以包含多种。在组合物中存在多种与各成分相符的粒子的情况下,只要没有特别说明,则各成分的粒径是指针对组合物中存在的该多种粒子的混合物的值。
在本公开中,在参照附图来说明实施方式的情况下,该实施方式的构成不限于附图所示的构成。另外,各图中的构件的大小是概念性的,构件间的大小的相对关系不限于此。
<密封用树脂组合物>
本公开的密封用树脂组合物用于狭路填充,所述密封用树脂组合物含有环氧树脂、固化剂和无机填充材料,上述固化剂包含活性酯化合物,上述无机填充材料的平均粒径小于10μm。
使用本公开的密封用树脂组合物的狭路是指高度或宽度中的至少一者为100μm以下的间隙。作为狭路,可举出支撑构件与元件之间的间隙、彼此相邻的元件与元件之间的间隙等。
本公开的密封用树脂组合物可以是用于填充电子部件装置所具有的狭路、并且用于密封电子部件装置中的狭路以外的空间的一部分或电子部件装置整体的密封用树脂组合物。
作为上述的实施方式例,可举出:将配置在支撑构件上的元件密封、并且填充上述支撑构件与上述元件之间的间隙的模具底部填充(muf)用的密封用树脂组合物;sip(systeminapackage:系统级封装)用的密封用树脂组合物等。
本公开中的活性酯化合物是指在1分子中具有1个以上与环氧基反应的酯基、且具有环氧树脂的固化作用的化合物。
以往,作为环氧树脂的固化剂,通常使用酚固化剂、胺固化剂等,但在环氧树脂与酚固化剂或胺固化剂的反应中产生仲羟基。与此相对,在环氧树脂与活性酯化合物的反应中,代替仲羟基而产生酯基。酯基与仲羟基相比极性较低,因此,本公开的密封用树脂组合物与仅含有产生仲羟基的固化剂作为固化剂的密封用树脂组合物相比,能够将固化物的介电损耗角正切抑制得低。
而且,本公开的密封用树脂组合物由于所含的无机填充材料的平均粒径小于10μm,所以狭路填充性优异。推测其理由在于,在密封用树脂组合物的熔融物流过狭路时,无机填充材料不易堵塞狭路。
在本公开的密封用树脂组合物中,无机填充材料的平均粒径的下限值没有特别限制。例如,从抑制无机填充材料彼此的凝聚的观点出发,优选为3μm以上。
(环氧树脂)
环氧树脂只要在分子中具有环氧基,其种类就没有特别限制。
作为环氧树脂,具体而言,可举出:将使酚性化合物与脂肪族醛化合物在酸性催化剂下缩合或共缩合而得到的线型酚醛树脂进行环氧化后的环氧树脂、即线型酚醛型环氧树脂(苯酚线型酚醛型环氧树脂、邻甲酚线型酚醛型环氧树脂等),在此,所述酚性化合物为选自苯酚、甲酚、二甲苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚a、双酚f等酚化合物及α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚化合物中的至少1种,所述脂肪族醛化合物有甲醛、乙醛、丙醛等;将使上述酚性化合物与苯甲醛、水杨醛等芳香族醛化合物在酸性催化剂下缩合或共缩合而得到的三苯基甲烷型酚醛树脂进行环氧化后的环氧树脂、即三苯基甲烷型环氧树脂;将使上述酚化合物及萘酚化合物与醛化合物在酸性催化剂下共缩合而得到的线型酚醛树脂进行环氧化后的环氧树脂、即共聚型环氧树脂;双酚a、双酚f等的二缩水甘油醚、即二苯基甲烷型环氧树脂;烷基取代或非取代的联苯酚的二缩水甘油醚、即联苯型环氧树脂;芪系酚化合物的二缩水甘油醚、即芪型环氧树脂;双酚s等的二缩水甘油醚、即含有硫原子的环氧树脂;作为丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等醇类的缩水甘油醚的环氧树脂;邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸等多元羧酸化合物的缩水甘油酯、即缩水甘油酯型环氧树脂;用缩水甘油基取代苯胺、二氨基二苯基甲烷、异氰脲酸等的氮原子上所键合的活性氢而得的环氧树脂、即缩水甘油胺型环氧树脂;将二环戊二烯与酚化合物的共缩合树脂进行环氧化后的环氧树脂、即二环戊二烯型环氧树脂;作为使分子内的烯键环氧化而得的环氧树脂的二氧化乙烯基环己烯、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧)环己基-5,5-螺(3,4-环氧)环己烷-间-二噁烷等脂环型环氧树脂;对二甲苯改性酚醛树脂的缩水甘油醚、即对二甲苯改性环氧树脂;间二甲苯改性酚醛树脂的缩水甘油醚、即间二甲苯改性环氧树脂;萜烯改性酚醛树脂的缩水甘油醚、即萜烯改性环氧树脂;二环戊二烯改性酚醛树脂的缩水甘油醚、即二环戊二烯改性环氧树脂;环戊二烯改性酚醛树脂的缩水甘油醚、即环戊二烯改性环氧树脂;多环芳香环改性酚醛树脂的缩水甘油醚、即多环芳香环改性环氧树脂;含有萘环的酚醛树脂的缩水甘油醚、即萘型环氧树脂;卤代苯酚线型酚醛型环氧树脂;对苯二酚型环氧树脂;三羟甲基丙烷型环氧树脂;将烯键用过乙酸等过酸氧化而得的线状脂肪族环氧树脂;将苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂等芳烷基型酚醛树脂环氧化后的环氧树脂、即芳烷基型环氧树脂;等。此外,丙烯酸类树脂的环氧化物等也可以作为环氧树脂来举出。这些环氧树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
环氧树脂的环氧当量(分子量/环氧基数)没有特别限制。从成形性、耐回流焊性和电气可靠性等各种特性平衡的观点出发,优选为100g/eq~1000g/eq,更优选为150g/eq~500g/eq。
环氧树脂的环氧当量设为通过根据jisk7236:2009的方法而测定的值。
在环氧树脂为固体的情况下,其软化点或熔点没有特别限制。从成形性和耐回流焊性的观点出发,优选为40℃~180℃,从制备密封用树脂组合物时的处理性的观点出发,更优选为50℃~130℃。
环氧树脂的熔点设为通过差示扫描量热测定(dsc)而测定的值,环氧树脂的软化点设为通过根据jisk7234:1986的方法(环球法)而测定的值。
从强度、流动性、耐热性、成形性等观点出发,密封用树脂组合物中的环氧树脂的含有率优选为0.5质量%~50质量%,更优选为2质量%~30质量%。
(固化剂)
本公开的密封用树脂组合物至少包含活性酯化合物作为固化剂。本公开的密封用树脂组合物可以包含活性酯化合物以外的固化剂。
如上所述,本公开的密封用树脂组合物通过使用活性酯化合物作为固化剂,从而能够将固化物的介电损耗角正切抑制得低。
另外,固化物中的极性基团提高固化物的吸水性,通过使用活性酯化合物作为固化剂,从而能够抑制固化物的极性基团浓度,能够抑制固化物的吸水性。并且,通过抑制固化物的吸水性,即抑制作为极性分子的h2o的含量,从而能够将固化物的介电损耗角正切抑制得更低。固化物的吸水率优选为0%~0.35%,更优选为0%~0.30%,进一步优选为0%~0.25%。在此,固化物的吸水率是通过压力锅蒸煮试验(121℃,2.1气压,24小时)求出的质量增加率。
活性酯化合物只要是分子中具有1个以上与环氧基反应的酯基的化合物,则其种类没有特别限制。
作为活性酯化合物,可举出:酚酯化合物、苯硫酚酯化合物、n-羟基胺酯化合物、杂环羟基化合物的酯化物等。
作为活性酯化合物,例如可举出:由脂肪族羧酸和芳香族羧酸中的至少1种、与脂肪族羟基化合物和芳香族羟基化合物中的至少1种得到的酯化合物。以脂肪族化合物作为缩聚的成分的酯化合物通过具有脂肪族链而有与环氧树脂的相容性优异的趋势。以芳香族化合物作为缩聚的成分的酯化合物通过具有芳香环而有耐热性优异的趋势。
作为活性酯化合物的具体例,可举出通过芳香族羧酸与酚性羟基的缩合反应而得到的芳香族酯。其中,优选的是:以芳香族羧酸成分、一元酚及多元酚的混合物作为原材料,通过芳香族羧酸与酚性羟基的缩合反应而得到的芳香族酯,在此,所述芳香族羧酸成分是苯、萘、联苯、二苯基丙烷、二苯基甲烷、二苯基醚、二苯基磺酸等芳香环的2~4个氢原子被羧基取代而成的,所述一元酚是上述芳香环的1个氢原子被羟基取代而成的,所述多元酚是上述芳香环的2~4个氢原子被羟基取代而成的。即,优选为具有来自于上述芳香族羧酸成分的结构单元、来自于上述一元酚的结构单元和来自于上述多元酚的结构单元的芳香族酯。
作为活性酯化合物的具体例,可举出:日本特开2012-246367号公报中记载的、具有使酚醛树脂、芳香族二羧酸或其卤化物、以及芳香族单羟基化合物反应而得到的结构的活性酯树脂,所述酚醛树脂具有介由脂肪族环状烃基而键结(日文:結節)酚化合物而成的分子结构。作为该活性酯树脂,优选下述结构式(1)所示的化合物。
[化学式1]
结构式(1)中,r1为碳原子数1~4的烷基,x为苯环、萘环、被碳原子数1~4的烷基取代的苯环或萘环、或者联苯基,y为苯环、萘环、或者被碳原子数1~4的烷基取代的苯环或萘环,k为0或1,n表示重复数的平均,为0.25~1.5。
作为结构式(1)所示的化合物的具体例,例如可举出下述的例示化合物(1-1)~(1-10)。结构式中的t-bu为叔丁基。
[化学式2]
[化学式3]
作为活性酯化合物的另一具体例,可举出日本特开2014-114352号公报中记载的、下述结构式(2)所示的化合物和下述结构式(3)所示的化合物。
[化学式4]
结构式(2)中,r1和r2各自独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基或碳原子数1~4的烷氧基,z为选自苯甲酰基、萘甲酰基、被碳原子数1~4的烷基取代的苯甲酰基或萘甲酰基、以及碳原子数2~6的酰基中的酯形成结构部位(z1)、或氢原子(z2),z中的至少1个为酯形成结构部位(z1)。
结构式(3)中,r1和r2各自独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基、或碳原子数1~4的烷氧基,z为选自苯甲酰基、萘甲酰基、被碳原子数1~4的烷基取代的苯甲酰基或萘甲酰基、以及碳原子数2~6的酰基中的酯形成结构部位(z1)、或氢原子(z2),z中的至少1个为酯形成结构部位(z1)。
作为结构式(2)所示的化合物的具体例,例如可举出下述的例示化合物(2-1)~(2-6)。
[化学式6]
作为结构式(3)所示的化合物的具体例,例如可举出下述的例示化合物(3-1)~(3-6)。
[化学式7]
作为活性酯化合物,可以使用市售品。就作为活性酯化合物的市售品而言,作为包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物,可举出“exb9451”、“exb9460”、“exb9460s”、“hpc-8000-65t”(dic株式会社制);作为包含芳香族结构的活性酯化合物,可举出“exb9416-70bk”、“exb-8”、“exb-9425”(dic株式会社制);作为包含苯酚酚醛的乙酰化物的活性酯化合物,可举出“dc808”(mitsubishichemical株式会社制);作为包含苯酚酚醛的苯甲酰化物的活性酯化合物,可举出“ylh1026”(mitsubishichemical株式会社制)等。
活性酯化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
活性酯化合物的酯基当量没有特别限制。从成形性、耐回流焊性、电气可靠性等各种特性平衡的观点出发,优选为150g/eq~400g/eq,更优选为170g/eq~300g/eq,进一步优选为200g/eq~250g/eq。
活性酯化合物的酯基当量设为通过根据jisk0070:1992的方法而测定的值。
从将固化物的介电损耗角正切抑制得低的观点出发,环氧树脂与活性酯化合物的当量比(酯基/环氧基)优选为0.9以上,更优选为0.95以上,进一步优选为0.97以上。
从将活性酯化合物的未反应成分抑制得少的观点出发,环氧树脂与活性酯化合物的当量比(酯基/环氧基)优选为1.1以下,更优选为1.05以下,进一步优选为1.03以下。
固化剂可以包含活性酯化合物以外的其他固化剂。在该情况下,其他固化剂的种类没有特别限制,可以根据密封用树脂组合物的所期望的特性等进行选择。作为其他固化剂,可举出酚固化剂、胺固化剂、酸酐固化剂、聚硫醇固化剂、聚氨基酰胺固化剂、异氰酸酯固化剂、封端异氰酸酯固化剂等。
作为酚固化剂,具体而言,可举出:间苯二酚、邻苯二酚、双酚a、双酚f、取代或非取代的联苯酚等多元酚化合物;使酚性化合物与甲醛、乙醛、丙醛等醛化合物在酸性催化剂下缩合或共缩合而得到的线型酚醛型酚醛树脂,在此,所述酚性化合物为选自苯酚、甲酚、二甲苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚a、双酚f、苯基苯酚、氨基苯酚等酚化合物、以及α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚化合物中的至少一种;由上述酚性化合物与二甲氧基对二甲苯、双(甲氧基甲基)联苯等合成的苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂等芳烷基型酚醛树脂;对二甲苯改性酚醛树脂、间二甲苯改性酚醛树脂;三聚氰胺改性酚醛树脂;萜烯改性酚醛树脂;通过上述酚性化合物与二环戊二烯的共聚而合成的二环戊二烯型酚醛树脂和二环戊二烯型萘酚树脂;环戊二烯改性酚醛树脂;多环芳香环改性酚醛树脂;联苯型酚醛树脂;使上述酚性化合物与苯甲醛、水杨醛等芳香族醛化合物在酸性催化剂下缩合或共缩合而得到的三苯基甲烷型酚醛树脂;将这些中的两种以上共聚而得到的酚醛树脂;等。这些酚固化剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
其他固化剂的官能团当量(酚固化剂的情况下为羟基当量)没有特别限制。从成形性、耐回流焊性、电气可靠性等各种特性平衡的观点出发,优选为70g/eq~1000g/eq,更优选为80g/eq~500g/eq。
其他固化剂的官能团当量(酚固化剂的情况下为羟基当量)设为通过根据jisk0070:1992的方法而测定的值。
在固化剂为固体的情况下,其软化点或熔点没有特别限制。从成形性和耐回流焊性的观点出发,优选为40℃~180℃,从制造密封用树脂组合物时的处理性的观点出发,更优选为50℃~130℃。
固化剂的熔点或软化点设为与环氧树脂的熔点或软化点同样地测定的值。
环氧树脂与全部固化剂(活性酯化合物和其他固化剂)的当量比,即固化剂中的官能团数相对于环氧树脂中的官能团数之比(固化剂中的官能团数/环氧树脂中的官能团数)没有特别限制。从将各自的未反应成分抑制得少的观点出发,优选设定为0.5~2.0的范围,更优选设定为0.6~1.3的范围。从成形性和耐回流焊性的观点出发,进一步优选设定为0.8~1.2的范围。
从将固化物的介电损耗角正切抑制得低的观点出发,活性酯化合物相对于活性酯化合物和其他固化剂的总质量的含有率优选为80质量%以上,更优选为85质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
从将固化物的介电损耗角正切抑制得低的观点出发,环氧树脂和活性酯化合物的合计相对于环氧树脂、活性酯化合物和其他固化剂的总质量的含有率优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为85质量%以上。
(固化促进剂)
密封用树脂组合物可以包含固化促进剂。固化促进剂的种类没有特别限制,可以根据环氧树脂或固化剂的种类、密封用树脂组合物的所期望的特性等进行选择。
作为固化促进剂,可列举:1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(dbn)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(dbu)等二氮杂双环烯烃、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十七基咪唑等环状脒化合物;上述环状脒化合物的衍生物;上述环状脒化合物或其衍生物的苯酚酚醛盐;在这些化合物上加成马来酸酐、1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌、苯基-1,4-苯醌等醌化合物、重氮苯基甲烷等具有π键的化合物而成的具有分子内极化的化合物;dbu的四苯基硼酸盐、dbn的四苯基硼酸盐、2-乙基-4-甲基咪唑的四苯基硼酸盐、n-甲基吗啉的四苯基硼酸盐等环状脒(日文:アミジ二ウム)化合物和加成异氰酸酯而成的化合物;dbu的异氰酸酯加成物、dbn的异氰酸酯加成物、2-乙基-4-甲基咪唑的异氰酸酯加成物、n-甲基吗啉的异氰酸酯加成物;吡啶、三乙胺、三亚乙基二胺、苄基二甲胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚等叔胺化合物;上述叔胺化合物的衍生物;四正丁基乙酸铵、四正丁基磷酸铵、四乙基乙酸铵、四正己基苯甲酸铵、四丙基氢氧化铵等铵盐化合物;三苯基膦、二苯基(对甲苯基)膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三(烷基·烷氧基苯基)膦、三(二烷基苯基)膦、三(三烷基苯基)膦、三(四烷基苯基)膦、三(二烷氧基苯基)膦、三(三烷氧基苯基)膦、三(四烷氧基苯基)膦、三烷基膦、二烷基芳基膦、烷基二芳基膦等叔膦;上述叔膦与有机硼类的络合物等膦化合物;上述叔膦或上述膦化合物与马来酸酐、1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌、苯基-1,4-苯醌等醌化合物、重氮苯基甲烷等具有π键的化合物加成而成的具有分子内极化的化合物;上述叔膦或上述膦化合物与4-溴苯酚、3-溴苯酚、2-溴苯酚、4-氯苯酚、3-氯苯酚、2-氯苯酚、4-碘代苯酚、3-碘代苯酚、2-碘代苯酚、4-溴-2-甲基苯酚、4-溴-3-甲基苯酚、4-溴-2,6-二甲基苯酚、4-溴-3,5-二甲基苯酚、4-溴-2,6-二叔丁基苯酚、4-氯-1-萘酚、1-溴-2-萘酚、6-溴-2-萘酚、4-溴-4’-羟基联苯等卤代酚化合物反应后经脱卤化氢工序得到的、具有分子内极化的化合物;四苯基鏻等四取代鏻、四对甲苯基硼酸盐等不存在与硼原子键合的苯基的四取代鏻和四取代硼酸盐;四苯基鏻与酚化合物的盐;四烷基鏻与芳香族羧酸酐的部分水解物的盐等。
在密封用树脂组合物包含固化促进剂的情况下,其量相对于树脂成分100质量份(环氧树脂和固化剂的合计量)优选为0.1质量份~30质量份,更优选为1质量份~15质量份。如果固化促进剂的量相对于树脂成分100质量份为0.1质量份以上,则有在短时间内良好地固化的趋势。如果固化促进剂的量相对于树脂成分100质量份为30质量份以下,则存在固化速度不会过快而能够得到良好的成形品的趋势。
(无机填充材料)
本公开的密封用树脂组合物中,所含的无机填充材料的平均粒径小于10μm。从提高狭路填充性的观点出发,无机填充材料的平均粒径小于10μm,优选小于9μm。从抑制无机填充材料彼此的凝聚的观点出发,无机填充材料的平均粒径优选为3μm以上,更优选为5μm以上。
从进一步提高狭路填充性的观点出发,本公开的密封用树脂组合物中,所含的无机填充材料的最大粒径优选小于30μm,更优选小于25μm,进一步优选小于20μm。
无机填充材料的平均粒径是如下的值:在利用扫描型电子显微镜拍摄密封用树脂组合物或其固化物的薄片试样而得到的图像中,测定随机选择的100个无机填充材料的长径,对其进行算术平均而得到的值。无机填充材料的最大粒径为上述100个长径中的最大值。
无机填充材料的种类没有特别限制。具体而言,可举出熔融二氧化硅、晶体二氧化硅、玻璃、氧化铝、滑石、粘土、云母等无机材料。也可以使用具有阻燃效果的无机填充材料。作为具有阻燃效果的无机填充材料,可举出氢氧化铝、氢氧化镁、镁与锌的复合氢氧化物等复合金属氢氧化物、硼酸锌等。
在无机填充材料中,从降低线膨胀系数的观点出发,优选熔融二氧化硅等二氧化硅,从高导热性的观点出发,优选氧化铝。无机填充材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。作为无机填充材料的形态,可举出粉末、将粉末球形化而得到的珠、纤维等。
密封用树脂组合物中所含的无机填充材料的含有率没有特别限制。从流动性和强度的观点出发,优选为密封用树脂组合物整体的30体积%~90体积%,更优选为35体积%~80体积%,进一步优选为40体积%~70体积%。如果无机填充材料的含有率为密封用树脂组合物整体的30体积%以上,则存在固化物的热膨胀系数、热导率、弹性模量等特性进一步提高的趋势。如果无机填充材料的含有率为密封用树脂组合物整体的90体积%以下,则密封用树脂组合物的粘度的上升得到抑制,流动性进一步提高,有成形性变得更良好的趋势。
[各种添加剂]
密封用树脂组合物除了上述成分以外,还可以包含以下例示的偶联剂、离子交换体、脱模剂、阻燃剂、着色剂等各种添加剂。密封用树脂组合物除了以下例示的添加剂以外,还可以根据需要包含本技术领域中公知的各种添加剂。
(偶联剂)
密封用树脂组合物可以包含偶联剂。从提高树脂成分与无机填充材料的粘接性的观点出发,密封用树脂组合物优选包含偶联剂。作为偶联剂,可举出:环氧硅烷、巯基硅烷、氨基硅烷、烷基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷、二硅氮烷等硅烷系化合物、钛系化合物、铝螯合物化合物、铝/锆系化合物等公知的偶联剂。
在密封用树脂组合物包含偶联剂的情况下,偶联剂的量相对于无机填充材料100质量份优选为0.05质量份~5质量份,更优选为0.1质量份~2.5质量份。如果偶联剂的量相对于无机填充材料100质量份为0.05质量份以上,则有与框架的粘接性进一步提高的趋势。如果偶联剂的量相对于无机填充材料100质量份为5质量份以下,则有封装体的成形性进一步提高的趋势。
(离子交换体)
密封用树脂组合物可以包含离子交换体。从提高具备要密封的元件的电子部件装置的耐湿性和高温放置特性的观点出发,密封用树脂组合物优选包含离子交换体。离子交换体没有特别限制,可以使用以往公知的离子交换体。具体而言,可举出水滑石化合物、以及选自镁、铝、钛、锆和铋中的至少1种元素的含水氧化物等。离子交换体可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。其中,优选下述通式(a)所示的水滑石。
mg(1-x)alx(oh)2(co3)x/2·mh2o……(a)
(0<x≤0.5,m为正数)
在密封用树脂组合物包含离子交换体的情况下,其含量只要是对于捕捉卤素离子等离子而言充分的量,就没有特别限制。例如,相对于树脂成分100质量份(环氧树脂固化剂的合计量)优选为0.1质量份~30质量份,更优选为1质量份~10质量份。
(脱模剂)
从得到成形时与模具的良好脱模性的观点出发,密封用树脂组合物可以包含脱模剂。脱模剂没有特别限制,可以使用以往公知的脱模剂。具体而言,可举出巴西棕榈蜡、褐煤酸、硬脂酸等高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、褐煤酸酯等酯系蜡、氧化聚乙烯、非氧化聚乙烯等聚烯烃系蜡等。脱模剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
在密封用树脂组合物包含脱模剂的情况下,其量相对于树脂成分100质量份(环氧树脂和固化剂的合计量)优选为0.01质量份~10质量份,更优选为0.1质量份~5质量份。如果脱模剂的量相对于树脂成分100质量份为0.01质量份以上,则有充分得到脱模性的趋势。如果为10质量份以下,则有得到更良好的粘接性的趋势。
(阻燃剂)
密封用树脂组合物可以包含阻燃剂。阻燃剂没有特别限制,可以使用以往公知的阻燃剂。具体而言,可举出:包含卤素原子、锑原子、氮原子或磷原子的有机或无机的化合物、金属氢氧化物等。阻燃剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
在密封用树脂组合物包含阻燃剂的情况下,其量只要是对于得到所期望的阻燃效果而言充分的量,就没有特别限制。例如,相对于树脂成分100质量份(环氧树脂和固化剂的合计量)优选为1质量份~30质量份,更优选为2质量份~20质量份。
(着色剂)
密封用树脂组合物可以包含着色剂。作为着色剂,可举出炭黑、有机染料、有机颜料、氧化钛、铅丹、铁丹等公知的着色剂。着色剂的含量可以根据目的等适当选择。着色剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
(密封用树脂组合物的制备方法)
密封用树脂组合物的制备方法没有特别限制。作为通常的方法,可举出:将规定的配合量的成分利用混合机等充分混合后,利用研磨辊、挤出机等进行熔融混炼、冷却、粉碎的方法。更具体而言,例如可举出:将上述成分的规定量均匀地搅拌和混合,利用预先加热至70℃~140℃的捏合机、辊、挤出机等进行混炼、冷却、粉碎的方法。
密封用树脂组合物优选在常温常压下(例如25℃、大气压下)为固体。密封用树脂组合物为固体时的形状没有特别限制,可举出粉状、粒状、片状等。从处理性的观点出发,密封用树脂组合物为片状时的尺寸和质量优选为符合封装体的成形条件那样的尺寸和质量。
<电子部件装置>
作为本公开的一个实施方式的电子部件装置具备支撑构件、配置在上述支撑构件上的元件、以及填充上述元件周围的狭路的本公开的密封用树脂组合物的固化物。
作为本公开的一个实施方式的电子部件装置具有用本公开的密封用树脂组合物填充了的狭路。作为狭路,可举出支撑构件与元件之间的间隙、彼此相邻的元件与元件之间的间隙等。作为本公开的一个实施方式的电子部件装置,可以利用本公开的密封用树脂组合物密封狭路以外的一部分或整体。
作为电子部件装置,可举出:将在引线框、布线后的带载体、布线板、玻璃、硅晶片、有机基板等支撑构件上搭载元件(半导体芯片、晶体管、二极管、晶闸管等有源元件、电容器、电阻器、线圈等无源元件等)而得到的元件部用密封用树脂组合物密封而得到的装置。
更具体而言,可举出:dip(dualinlinepackage:双列直插封装)、plcc(plasticleadedchipcarrier:带引线的塑料芯片载体)、qfp(quadflatpackage:四方扁平封装)、sop(smalloutlinepackage:小外形封装)、soj(smalloutlinej-leadpackage:j型引脚小外形封装)、tsop(thinsmalloutlinepackage:薄型小尺寸封装)、tqfp(thinquadflatpackage:薄型四方扁平封装)等通常的树脂密封型ic,它们具有如下结构,即,在引线框上固定元件,将接合焊盘等元件的端子部与引线部通过引线键合、凸块等连接后,使用密封用树脂组合物通过传递成形等进行密封而成的结构;具有将通过凸块而与带载体连接的元件用密封用树脂组合物密封而成的结构的tcp(tapecarrierpackage:带载封装);cob(chiponboard:板上芯片封装)模块、混合ic、多芯片模块等,它们具有如下结构,即,将通过引线键合、倒装芯片接合、焊料等而与形成在支撑构件上的布线连接的元件用密封用树脂组合物进行密封而成的结构;bga(ballgridarray:球栅阵列封装)、csp(chipsizepackage:芯片尺寸封装)、mcp(multichippackage:多芯片封装),它们具有如下结构,即,在于背面形成有布线板连接用的端子的支撑构件的表面搭载元件,通过凸块或引线键合而将元件与形成于支撑构件上的布线连接后,用密封用树脂组合物对元件进行密封而成的结构;将多个元件密封在1个封装体内的sip(systeminapackage:系统级封装)等。
<电子部件装置的制造方法>
本公开的电子部件装置的制造方法包括:将元件配置在支撑构件上的工序、以及用本公开的密封用树脂组合物填充上述元件周围的狭路的工序。
实施上述各工序的方法没有特别限制,可以通过通常的方法进行。另外,电子部件装置的制造中使用的支撑构件和元件的种类没有特别限制,可以使用电子部件装置的制造中通常使用的支撑构件和元件。
用本公开的密封用树脂组合物填充元件周围的狭路的工序可以是:与填充元件周围的狭路同时期地将电子部件装置中的狭路以外的空间的一部分或电子部件装置整体密封的工序。
作为使用本公开的密封用树脂组合物填充元件周围的狭路的方法,可举出低压传递成形法、注射成形法、压缩成形法等。其中,低压传递成形法是常见的。
实施例
以下,通过实施例具体地说明上述实施方式,但上述实施方式的范围不限于这些实施例。
<密封用树脂组合物的制备>
将下述所示的成分以表1所示的配合比例混合,制备实施例和比较例的密封用树脂组合物。该密封用树脂组合物在常温常压下为固体。
·环氧树脂1:联苯芳烷基型环氧树脂,环氧当量274g/eq(日本化药株式会社,商品名“nc-3000”)
·环氧树脂2:三苯基甲烷型环氧树脂,环氧当量167g/eq(mitsubishichemical株式会社,商品名“1032h60”)
·环氧树脂3:联苯型环氧树脂,环氧当量192g/eq(mitsubishichemical株式会社,商品名“yx-4000”)
·活性酯化合物1:dic株式会社,商品名“exb-8”
·活性酯化合物2:dic株式会社,商品名“exb-9425”
·酚固化剂1:苯酚芳烷基树脂,羟基当量175g/eq(明和化成株式会社,商品名“meh7800ss”)
·固化促进剂1:三苯基膦/1,4-苯醌加成物
·固化促进剂2:咪唑化合物(四国化成工业株式会社,商品名“curezol2e4mz”)
·填充材料1:熔融二氧化硅(denka公司,商品名“fb-310mdc”)
·填充材料2:熔融二氧化硅(micron公司,商品名“st7010-2”)
·填充材料3:熔融二氧化硅(admatechs公司,商品名“so-25r”)
·填充材料4:熔融二氧化硅(denka公司,商品名“fb-9454fc”)
·填充材料5:熔融二氧化硅(micron公司,商品名“st7010-3”)
·偶联剂1:n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司,商品名“kbm-573”)
·偶联剂2:3-巯基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司,商品名“kbm-803”)
·脱模剂:褐煤酸酯蜡(clariantjapan株式会社,商品名“hw-e”)
·着色剂:炭黑(mitsubishichemical株式会社,商品名“ma600”)
<密封用树脂组合物的性能评价>
(无机填充材料的平均粒径和最大粒径)
在利用扫描型电子显微镜拍摄密封用树脂组合物的薄片试样而得到的图像中,测定随机选择的100个无机填充材料的长径(μm),对其进行算术平均,作为平均粒径。另外,将上述100个长径(μm)中的最大值作为最大粒径。
(螺旋流)
使用依据emmi-1-66的螺旋流测定用模具,将密封用树脂组合物在模具温度180℃、成形压力6.9mpa、固化时间90秒的条件下成形,求出流动距离(cm)。
(狭路填充性)
准备图1和图2所示的形态的测试用芯片。即,在基板1(纵50mm×横250mm×厚度0.2mm)上,隔着芯片贴装带6(宽度1.0mm,厚度40μm)配置3片切割硅晶片而成的芯片3(纵10mm×横10mm×厚度250μm),在200℃、10秒的条件下进行压接。
接下来,将密封用树脂组合物装入传递成形机中,在模具温度180℃、成形压力6.9mpa、固化时间150秒的条件下进行成形,在180℃下进行5小时后固化。成形的尺寸在基板1上设为纵50mm×横250mm×厚度0.5mm。
从与元件搭载面相反侧的面测量在芯片3与基板1之间目视确认到的1mm2以上的空隙的面积,求出合计面积。
(相对介电常数和介电损耗角正切)
将密封用树脂组合物装入真空手动压制机中,在模具温度175℃、成形压力6.9mpa、固化时间600秒的条件下进行成形,在180℃下进行6小时后固化,得到板状的固化物(纵12.5mm,横25mm,厚度0.2mm)。将该板状的固化物作为试验片,使用介电常数测定装置(agilenttechnologies公司,商品名“网络分析仪n5227a”),在温度25±3℃下测定约60ghz下的相对介电常数和介电损耗角正切。
(吸水率)
将刚制造后的上述板状的固化物投入到121℃/2.1气压的压力锅蒸煮试验装置中,在24小时后取出,求出相对于即将投入前的质量的增加率(%)。
[表1]
就本说明书中记载的全部文献、专利申请和技术标准而言,各个文献、专利申请及技术标准通过参照而引入的做法与具体且分别记载的情形为同等程度,并以该程度通过参照而引入本说明书中。
附图标记的说明
1:基板
3:芯片
6:芯片贴装带