KR20190138774A - 봉지용 필름 및 봉지 구조체, 및 이들의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 열경화성 수지와, 무기 충전재를 함유하는 봉지용 필름의 제조 방법으로서, 열경화성 수지로서 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지와, 상기 무기 충전재를 함유하는 수지 조성물을 준비하는 공정과, 수지 조성물을 필름형으로 성형하는 공정을 포함하는, 봉지용 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 봉지용 필름 및 봉지 구조체, 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
전자 기기의 경박 단소화에 수반하여, 전자 부품 장치(반도체 장치 등)의 소형화 및 박형화(薄型化)가 진행되고 있다. 반도체 소자(실리콘 칩 등의 반도체 칩)와 대략 같은 크기의 반도체 장치를 사용하는 형태, 또는, 반도체 장치 위에 반도체 장치를 탑재하는 실장 형태(패키지·온·패키지)가 활발히 행해지고 있고, 향후, 전자 부품 장치의 소형화 및 박형화가 한층 더 진행될 것으로 예상된다.
반도체 소자의 미세화가 진전되고, 단자수가 증가해 오면, 반도체 소자 상에 모든 외부 접속 단자(외부 접속용 단자)를 설치하는 것이 어려워진다. 예를 들면, 무리하게 외부 접속 단자를 설치한 경우, 단자간의 피치가 좁아지고 또한 단자 높이가 낮아져, 반도체 장치를 실장한 후의 접속 신뢰성의 확보가 어려워진다. 그래서, 전자 부품 장치의 소형화 및 박형화를 실현하기 위해, 새로운 실장 방식이 많이 제안되고 있다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼를 개편화(個片化)하여 제작된 반도체 소자를, 적절한 간격을 가지도록 재배치한 후, 고형 또는 액상의 수지(봉지용 수지)를 사용하여 반도체 소자를 봉지하고, 반도체 소자의 외측에 있어서 반도체 소자를 봉지하는 봉지 부분 상에 외부 접속 단자를 설치할 수 있는 실장 방법, 및 이것을 사용하여 제작되는 반도체 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1∼특허문헌 3 참조).
상기 실장 방법에서는, 전자 부품을 봉지하여 제작한 봉지 구조체(봉지 성형물)에 대하여, 외부 접속 단자를 배치하기 위한 배선, 및 외부 접속 단자를 형성하는 공정이 실시된다. 또한, 상기 실장 방법에서는, 복수의 전자 부품(반도체 소자 등)을 봉지하여 얻어지는 봉지 구조체를 다이싱하여 복수의 전자 부품 장치(반도체 장치 등)를 얻는 경우가 있다. 이 경우, 재배치되는 전자 부품이 많을수록, 한 번의 공정으로 제작 가능한 전자 부품 장치가 증가하게 된다. 이에, 봉지 구조체를 크게 하는 검토가 행해지고 있다. 현 상황은, 예를 들면 배선 형성에 반도체 제조 장치를 사용하기 위해, 봉지 구조체는 웨이퍼 형상으로 성형되어 있고(팬 아웃형 웨이퍼 레벨 패키지), 웨이퍼 형상의 대경화(大徑化)가 진행되는 경향이 있다. 또한, 보다 대형화가 가능하고 또한 반도체 제조 장치보다도 저렴한 프린트 배선판 제조 장치 등의 사용이 가능하도록, 봉지 구조체의 패널화도 검토되고 있다(팬 아웃형 패널 레벨 패키지).
그런데, 봉지용 수지를 사용하여 피봉지체(被封止體)를 봉지하는 경우, 피봉지체와 피봉지체를 봉지하는 봉지부(봉지용 수지의 경화물)의 열팽창율이 상이한 것에 기초하여, 휘어짐이 문제로 되는 경우가 있다. 특히, 팬 아웃형 웨이퍼 레벨 패키지 및 팬 아웃형 패널 레벨 패키지와 같은 패키지 기판을 가지고 있지 않은 박형의 반도체 장치에서는 휘어짐이 발생하기 쉽다.
이에, 본 발명은, 봉지 구조체의 휨을 저감할 수 있는 봉지용 필름 및 그의 제조 방법, 및 상기 봉지용 필름을 사용한 봉지 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 열경화성 수지와, 무기 충전재를 함유하는 봉지용 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 열경화성 수지로서 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지와, 무기 충전재를 함유하는 수지 조성물을 준비하는 공정과, 수지 조성물을 필름형으로 성형하는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 봉지 구조체의 휨을 저감할 수 있는 봉지용 필름을 얻을 수 있다.
수지 조성물의 경화 후의 유리 전이 온도는 80∼180℃이면 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 봉지용 필름을 얻을 수 있다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지를 포함해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 봉지용 필름을 얻을 수 있다. 또한, 이 방법에 의하면, 경화 후에 충분한 Tg를 가지고, 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 봉지용 필름을 얻기 쉽다.
수지 조성물은, 열경화성 수지로서, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지를 더 함유해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 봉지용 필름을 얻을 수 있다. 또한, 이 방법에 의하면, 경화 후에 충분한 Tg를 가지고, 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 봉지용 필름을 얻기 쉽다.
수지 조성물은, 열경화성 수지로서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 수지를 더 함유해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 봉지용 필름을 얻을 수 있다. 또한, 이 방법에 의하면, 경화 후에 충분한 Tg를 가지고, 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 봉지용 필름을 얻기 쉽다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는 에폭시 수지를 포함해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 봉지용 필름을 얻을 수 있다. 또한, 이 방법에 의하면, 경화 후에 충분한 Tg를 가지고, 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 봉지용 필름을 얻기 쉽다.
봉지용 필름의 막 두께는 20∼250㎛이면 된다. 이 경우, 도공 시에 있어서의 면내의 두께의 불균일성이 억제되기 쉽고, 또한, 도공 시에 깊이 방향으로 일정한 건조성을 얻기 쉽다.
본 발명의 일 측면은, 열경화성 수지와, 무기 충전재를 함유하고, 열경화성 수지는 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지를 포함하는, 봉지용 필름에 관한 것이다. 이 봉지용 필름에 의하면, 봉지 구조체의 휨을 저감할 수 있다.
봉지용 필름의 경화 후의 유리 전이 온도는 80∼180℃이면 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지를 포함해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있고, 또한 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지를 더 포함해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있고, 또한 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 수지를 더 포함해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있고, 또한 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는 에폭시 수지를 포함해도 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있고, 또한 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
봉지용 필름의 막 두께는 20∼250㎛이면 된다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있고, 또한 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면은, 피봉지체와, 상기 피봉지체를 봉지하는 상기 봉지용 필름의 경화물을 포함하는 봉지 구조체에 관한 것이다. 이 봉지 구조체에서는, 휘어짐이 저감되고 있다.
본 발명의 일 측면은, 상기 방법에 의해 얻어지는 봉지용 필름 또는 상기 봉지용 필름을 사용하여, 피봉지체를 봉지하는 공정을 포함하는, 봉지 구조체의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법에 의하면, 휘어짐이 저감된 봉지 구조체를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 봉지 구조체의 휨을 저감할 수 있는 봉지용 필름 및 그의 제조 방법, 및 상기 봉지용 필름을 사용한 봉지 구조체를 제공할 수 있다.
[도 1] 실시형태의 봉지용 필름을 포함하는 지지체가 부착된 봉지용 필름을 나타내는 모식 단면도이다.
[도 2] 봉지 구조체의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
[도 3] 봉지 구조체의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
[도 2] 봉지 구조체의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
[도 3] 봉지 구조체의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
본 명세서 중에 있어서, 「∼」을 이용하여 나타내어진 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소값 및 최대값으로서 포함하는 범위를 나타낸다. 본 명세서 중에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 어떤 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 다른 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값으로 바꿔 놓아도 된다. 본 명세서 중에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 그 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타나 있는 값으로 바꿔 놓아도 된다. 「A 또는 B」란, A 및 B 중 어느 한쪽을 포함하고 있으면 되고, 양쪽 모두 포함해도 된다. 본 명세서 중에 예시하는 재료는 특별히 단서가 붙지 않는 한, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 본 명세서 중에 있어서, 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 단서가 붙지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 상기 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
이하, 본 발명의 호적한 실시형태에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 봉지용 필름은, 열경화성 성분 및 무기 충전재를 함유하는 필름형의 수지 조성물이다. 열경화성 성분으로서는, 열경화성 수지, 경화제, 경화 촉진제 등을 들 수 있다. 열경화성 성분은 경화제 및/또는 경화 촉진제를 포함하지 않고, 열경화성 수지를 포함해도 된다.
(열경화성 수지)
열경화성 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 반응성 관능기를 가지고 있다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 반응성 관능기와 다른 반응성 관능기가 열에 의해 반응함으로써 3차 가교 구조가 형성되고, 봉지용 필름이 경화된다. 반응성 관능기와 반응하는 다른 반응성 관능기는, 열경화성 수지가 가지는 반응성 관능기이면 되고, 경화제가 가지는 반응성 관능기여도 된다.
열경화성 수지는 25℃에서 액상인 열경화성 수지, 및 25℃에서 액상이 아닌 열경화성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는, 필름 표면의 깨짐 및 금의 발생을 억제하기 쉬운 관점에서, 25℃에서 액상의 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 「25℃에서 액상」이란, E형 점도계로 측정한 25℃에서의 점도가 400Pa·s 이하인 것을 가리킨다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지 A를 포함한다. 본 명세서 중, 「반응성 관능기 당량」란, 열경화성 수지가 가지는 반응성 관능기 1mol당 열경화성 수지의 질량(g/mol)을 의미한다. 반응성 관능기 당량은, 예를 들면 반응성 관능기가 에폭시기인 경우에는, 열경화성 수지를 클로로포름에 용해시킨 후, 얻어진 용액에, 아세트산 및 브롬화테트라에틸암모늄아세트산 용액을 첨가하고, 과염소산아세트산 표준액에 의해 전위차 적정(適定)하고, 모든 에폭시기가 반응한 종점을 검출함으로써 측정된다. 또한, 반응성 관능기 당량이 수산기인 경우에는, 열경화성 수지에 아세틸화 시약을 더하여, 글리세린욕 중에서 가열하고, 방랭한 후, 지시약으로서 페놀프탈레인 용액을 더하여, 수산화칼륨에탄올 용액으로 적정함으로써 측정된다.
본 실시형태의 봉지용 필름에 의하면, 수지 A를 포함하는 것에 의해, 피봉지체를 봉지하여 얻어지는 봉지 구조체의 휨을 저감할 수 있다. 본 발명자들의 지견에 의하면, 에폭시 수지 및/또는 페놀 수지를 포함하는 종래의 봉지용 수지(예를 들면, 봉지용 수지로 이루어지는 봉지용 필름)에서는, 봉지 구조체의 휨이 발생하기 쉬운 것에 대하여, 본 실시형태에서는, 봉지용 필름이 에폭시 수지 및/또는 페놀 수지를 포함하는 경우라도, 봉지 구조체의 휨을 저감할 수 있다. 이와 같은 효과가 얻어지는 원인은 명확하지는 않지만, 봉지용 필름이 수지 A를 포함하는 것에 의해, 경화 시의 가교점이 줄어들고, 경화 후의 가교 밀도가 작아지기 때문이라고 본 발명자들은 추측하고 있다.
수지 A로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 페놀 수지, 페녹시 수지, 시아네이트 수지, 열경화성 폴리이미드, 멜라민 수지, 요소 수지, 불포화 폴리에스테르, 알키드 수지, 폴리우레탄 등을 들 수 있다. 수지 A로서는, 우수한 열전도율을 가지는 경화물을 얻기 쉬운 관점 및 본 발명의 효과가 현저해지는 관점에서, 에폭시 수지 또는 페놀 수지가 바람직하다. 수지 A가 에폭시 수지인 경우, 반응성 관능기는 에폭시기다. 수지 A가 페놀 수지인 경우, 반응성 관능기는 수산기(페놀성 수산기)다.
수지 A는, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 280g/mol 이상인 수지를 포함하고 있어도 되고, 반응성 관능기 당량이 300g/mol 이상인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 330g/mol 이상인 수지를 포함해도 된다. 수지 A는, 경화 후의 Tg가 충분해지고, 봉지 구조체의 신뢰성(열 신뢰성)을 향상시킬 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 500g/mol 이하인 수지를 포함하고 있어도 되고, 반응성 관능기 당량이 450g/mol 이하인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 410g/mol 이하인 수지를 포함해도 된다. 이들의 관점에서, 수지 A는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 크고 500g/mol 이하인 수지를 포함하고 있어도 되고, 반응성 관능기 당량이 280∼450g/mol인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지를 포함해도 되고, 반응성 관능기 당량이 330∼410g/mol인 수지를 포함해도 된다.
수지 A의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상, 10 질량% 이상, 12 질량% 이상 또는 15 질량% 이상이면 되고, 또한, 90 질량% 이하, 85 질량% 이하, 70 질량% 이하 또는 30 질량% 이하여도 된다. 전술한 상한값 및 하한값은 임의로 조합할 수 있다. 따라서, 수지 A의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면 10∼90 질량%이면 되고, 12∼85 질량%여도 되며, 15∼75 질량%여도 되고, 5∼30 질량%여도 되며, 10∼30 질량%여도 되고, 15∼30 질량%여도 된다. 그리고, 이하와 동일한 기재에 있어서도, 개별로 기재한 상한값 및 하한값은 임의로 조합 가능하다.
특히, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 수지 A 중 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 10∼90 질량%이면 되고, 12∼85 질량%여도 되고, 15∼75 질량%여도 된다.
본 실시형태에서는, 서로 상이한 반응성 관능기 당량을 가지는 복수의 열경화성 수지를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 양립할 수 있다. 또한, 이 경우, 무기 충전재를 많게 한 경우[예를 들면, 무기 충전재의 양을 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여 70 질량% 이상으로 한 경우]이어도, 경화 후의 크랙 및 깨짐을 저감할 수 있다. 이들의 효과가 얻어지는 원인은 명확하지는 않지만, 수지 A에 유래하는 가교 구조가 내크랙성을 향상시키기 때문이라고 본 발명자들은 추측하고 있다.
열경화성 수지는, 수지 A의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 수지 B를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있다. 이 원인은 명확하지는 않지만, 경화에 의해, 가교가 조밀한 부분과 가교가 성긴 부분을 가지는 가교 구조가 형성되므로, 경화 시에는 응력의 발생을 억제하면서, 경화 후에는 충분한 Tg를 확보할 수 있기 때문이라고 본 발명자들은 추측하고 있다. 수지 B는, 반응성 관능기 당량이 상이한 복수의 수지를 포함하고 있어도 된다.
열경화성 수지가 반응성 관능기 당량이 상이한 복수의 수지 A를 포함하는 경우, 수지 B는, 적어도 하나의 수지 A의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 수지이면 된다.
수지 B가 가지는 반응성 관능기는, 수지 A가 가지는 반응성 관능기와 동일하면 되고, 상이해도 된다. 수지 B가 가지는 반응성 관능기는, 수지 A가 가지는 반응성 관능기와 열에 의해 반응하는 관능기이면 된다. 예를 들면, 수지 A가 에폭시 수지인 경우, 수지 B는 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 카르본산 수지 등이면 된다. 또한, 예를 들면 수지 A가 페놀 수지인 경우, 수지 B는 에폭시 수지 등이면 된다.
수지 B의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상, 15 질량% 이상 또는 25 질량% 이상이면 되고, 또한, 60 질량% 이하, 50 질량% 이하 또는 40 질량% 이하이면 된다. 따라서, 수지 B의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면, 5∼60 질량%이면 되고, 15∼50 질량%여도 되며, 25∼40 질량%여도 된다.
또한, 열경화성 수지는, 수지 A와, 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 수지 C를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있다. 이 원인은 명확하지는 않지만, 경화에 의해, 가교가 조밀한 부분과 가교가 성긴 부분을 가지는 가교 구조가 형성되므로, 경화 시에는 응력의 발생을 억제하면서, 경화 후에는 충분한 Tg를 확보할 수 있기 때문이라고 본 발명자들은 추측하고 있다.
수지 C는, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 80g/mol 이상인 수지를 포함하고 있으면 되고, 반응성 관능기 당량이 90g/mol 이상인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 100g/mol 이상인 수지를 포함해도 되고, 반응성 관능기 당량이 130g/mol 이상인 수지를 포함해도 된다. 수지 C는, 경화 후의 Tg가 충분해지고, 봉지 구조체의 신뢰성(열 신뢰성)을 향상시킬 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 210g/mol 이하인 수지를 포함해도 되고, 반응성 관능기 당량이 205g/mol 이하인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 160g/mol 이하인 수지를 포함해도 된다. 이들의 관점에서, 수지 C는, 반응성 관능기 당량이 80∼250g/mol인 수지를 포함하고 있으면 되고, 반응성 관능기 당량이 90∼210g/mol인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 100∼205g/mol인 수지를 포함해도 되고, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 100∼160g/mol인 수지를 포함해도 되고, 반응성 관능기 당량이 130∼210g/mol인 수지를 포함해도 되며, 반응성 관능기 당량이 130∼160g/mol인 수지를 포함해도 된다.
수지 C는, 반응성 관능기 당량이 상이한 복수의 수지를 포함하고 있어도 된다. 예를 들면 수지 C로서, 반응성 관능기 당량이 100∼160g/mol인 수지와, 반응성 관능기 당량이 160∼250g/mol인 수지를 조합하여 사용해도 된다.
수지 C가 가지는 반응성 관능기는, 수지 A가 가지는 반응성 관능기와 동일해도 되고, 상이해도 된다. 예를 들면, 수지 C가 가지는 반응성 관능기는, 수지 A가 가지는 반응성 관능기와 열에 의해 반응하는 관능기이면 된다.
수지 C의 반응성 관능기 당량은, 수지 A의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배이면 된다. 수지 A와 수지 C의 바람직한 조합은, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지와, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지의 조합이고, 보다 바람직한 조합은, 반응성 관능기 당량이 330∼410g/mol인 수지와, 반응성 관능기 당량이 130∼210g/mol인 수지의 조합이다.
수지 C의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상, 15 질량% 이상, 25 질량% 이상, 35 질량% 이상 또는 45 질량% 이상이면 되고, 85 질량% 이하, 75 질량% 이하, 65 질량% 이하, 60 질량% 이하, 50 질량% 이하 또는 40 질량% 이하이면 된다. 따라서, 수지 C의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면, 25∼85 질량%이면 되고, 35∼75 질량%여도 되며, 45∼65 질량%여도 되고, 5∼60 질량%여도 되며, 15∼50 질량%여도 되고, 25∼40 질량%여도 된다. 특히, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 더 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 수지 C 중 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 25∼85 질량%이면 되고, 35∼75 질량%여도 되며, 45∼65 질량%여도 된다.
이어서, 수지 A가 에폭시 수지를 포함하는 제1 실시형태, 및 수지 A가 페놀 수지를 포함하는 제2 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
[제1 실시형태]
제1 실시형태의 봉지용 필름은, 수지 A가 에폭시 수지를 포함한다. 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 가지고, 또한 에폭시기 당량이 250g/mol보다 큰 수지이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AP형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 비스페놀 B형 에폭시 수지, 비스페놀 BP형 에폭시 수지, 비스페놀 C형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 G형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지(헥산디올비스페놀 S 디글리시딜에테르 등), 비스페놀 P형 에폭시 수지, 비스페놀 PH형 에폭시 수지, 비스페놀 TMC형 에폭시 수지, 비스페놀 Z형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지(오르토크레졸노볼락형 에폭시 수지 등), 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비크실레놀형 에폭시 수지(비크실레놀디글리시딜에테르 등), 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지(수첨 비스페놀 A 글리시딜에테르 등), 이들 수지의 이염기산 변성 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 양립할 수 있는 관점에서는, 비스페놀 A 골격을 가지는 에폭시 수지가 바람직하다. 에폭시 수지는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
필름 표면의 깨짐 및 금의 발생을 억제하기 쉬운 관점에서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지로서, 25℃에서 액상의 에폭시 수지(액상 에폭시 수지)를 사용해도 된다. 액상 에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형의 글리시딜에테르, 비스페놀 AD형의 글리시딜에테르, 비스페놀 S형의 글리시딜에테르, 비스페놀 F형의 글리시딜에테르, 수첨 비스페놀 A형의 글리시딜에테르, 에틸렌옥사이드 부가체 비스페놀 A형의 글리시딜에테르, 프로필렌옥사이드 부가체 비스페놀 A형의 글리시딜에테르, 나프탈렌 수지의 글리시딜에테르, 3관능형 또는 4관능형의 글리시딜아민 등을 들 수 있다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 관점에서, 280g/mol 이상인 것이 바람직하고, 300g/mol 이상인 것이 보다 바람직하고, 330g/mol 이상인 것이 더욱 바람직하다. 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 반응성 관능기 당량은, 경화 후의 Tg가 충분해지고, 봉지 구조체의 신뢰성(열 신뢰성)을 향상시킬 수 있는 관점에서, 500g/mol 이하가 바람직하고, 450g/mol 이하가 보다 바람직하고, 410g/mol 이하가 더욱 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 반응성 관능기 당량은, 250g/mol보다 크고 500g/mol 이하인 것이 바람직하고, 280∼450g/mol인 것이 보다 바람직하고, 300∼410g/mol인 것이 더욱 바람직하고, 330∼410g/mol인 것이 특히 바람직하다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 시판되고 있는 에폭시 수지로서는, DIC 가부시키가이샤 제조의 「EXA4816」, 「EXA4850-1000」, 「EXA4850-150」 등을 들 수 있다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상, 10 질량% 이상 또는 15 질량% 이상이면 되고, 90 질량% 이하, 85 질량% 이하 또는 75 질량% 이하이면 된다. 따라서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면, 5∼90 질량%이면 되고, 10∼85 질량%여도 되며, 15∼75 질량%여도 된다. 특히, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 에폭시 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5∼90 질량%이면 되고, 10∼85 질량%여도 되며, 15∼75 질량%여도 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 액상 에폭시 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상, 10 질량% 이상 또는 15 질량% 이상이면 되고, 90 질량% 이하, 85 질량% 이하 또는 75 질량% 이하이면 된다. 따라서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 액상 에폭시 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면, 5∼90 질량%이면 되고, 10∼85 질량%여도 되며, 15∼75 질량%여도 된다. 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 액상 에폭시 수지의 함유량이 상기 하한값 이상이면, 필름 표면의 깨짐 및 금의 발생을 억제하기 쉽다. 또한, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 액상 에폭시 수지의 함유량이 상기 상한값 이하이면, 필름의 택성이 과잉으로 높아지는 것 및 에지 퓨전(edge fusion)을 억제하기 쉽다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 에폭시 수지를 포함해도 된다. 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AP형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 비스페놀 B형 에폭시 수지, 비스페놀 BP형 에폭시 수지, 비스페놀 C형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 G형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지(헥산디올 비스페놀 S 디글리시딜에테르 등), 비스페놀 P형 에폭시 수지, 비스페놀 PH형 에폭시 수지, 비스페놀 TMC비스페놀형 에폭시 수지, 비스페놀 Z형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지(오르토크레졸노볼락형 에폭시 수지 등), 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비크실레놀형 에폭시 수지(비크실레놀디글리시딜에테르 등), 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지(수첨 비스페놀 A 글리시딜에테르 등), 이들 수지의 이염기산 변성 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 에폭시 수지는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
봉지용 필름에 포함되는 모든 에폭시 수지의 함유량은, 우수한 유동성을 얻기 쉬운 관점에서, 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여, 1 질량% 이상이면 되고, 3 질량% 이상이어도 되며, 4 질량% 이상이어도 되고, 4 질량% 이상이어도 되고, 5 질량% 이상이어도 되며, 10 질량% 이상이어도 되고, 15 질량% 이상이어도 된다. 봉지용 필름에 포함되는 모든 에폭시 수지의 함유량은, 필름 표면의 깨짐 및 금의 발생을 억제하기 쉬운 관점에서, 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여, 30 질량% 이하이면 되고, 25 질량% 이하여도 되며, 20 질량% 이하여도 된다. 따라서, 봉지용 필름에 포함되는 모든 에폭시 수지의 함유량은, 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여, 예를 들면, 1∼30 질량%이면 된다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지와 열에 의해 반응하는 관능기를 가지는 수지를 더 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 열경화성 수지는 페놀 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 페놀 수지로서는, 1분자 중에 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 수지이면, 특별히 제한없이 공지의 페놀 수지를 사용할 수 있다.
페놀 수지로서는, 예를 들면 페놀류 및/또는 나프톨류와 알데히드류를 산성 촉매 하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 수지, 비페닐 골격형 페놀 수지, 파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 메타크실릴렌·파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 멜라민 변성 페놀 수지, 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 다환 방향환 변성 페놀 수지, 크실릴렌 변성 나프톨 수지 등을 들 수 있다. 페놀류로서는 페놀, 치환기 함유 페놀, 크레졸, 크실레놀, 레조르시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등을 들 수 있다. 나프톨류로서는 α-나프톨, β-나프톨, 디히드록시나프탈렌 등을 들 수 있다. 알데히드류로서는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등을 들 수 있다.
페놀 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배이면 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 페놀 수지의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 15 질량% 이상, 20 질량% 이상 또는 25 질량% 이상이면 되고, 또한, 95 질량% 이하, 90 질량% 이하 또는 85 질량% 이하이면 된다. 따라서, 상기 페놀 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면, 15∼95 질량%이면 되고, 20∼90 질량%이어도 되며, 25∼85 질량%이면 된다.
페놀 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 250g/mol 이하이면 된다. 페놀 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 관점에서, 210g/mol 이하이면 되고, 205g/mol 이하여도 되며, 160g/mol 이하여도 된다. 페놀 수지의 반응성 관능기 당량은, 경화 후의 Tg가 충분해지고, 봉지 구조체의 신뢰성(열 신뢰성)을 향상시킬 수 있는 관점에서, 80g/mol 이상이면 되고, 90g/mol 이상이어도 되며, 100g/mol 이상이어도 된다. 따라서, 페놀 수지의 반응성 관능기 당량은, 예를 들면 80∼250g/mol이면 되고, 90∼210g/mol이어도 되며, 100∼210g/mol이어도 되고, 100∼205g/mol이어도 되며, 100∼160g/mol이어도 되고, 130∼210g/mol이어도 되며, 130∼160g/mol이어도 된다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 상이한 복수의 페놀 수지를 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 100∼160g/mol인 페놀 수지와, 반응성 관능기 당량이 160∼250g/mol인 페놀 수지를 포함해도 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 페놀 수지로서는, 예를 들면 하기 식(1)로 표시되는 구조단위를 가지는 페놀 수지를 들 수 있다.
[식(1) 중, R1은 탄소수 2∼25의 탄화수소기를 나타내고, 식(1)로 표시되는 구조단위가 복수인 경우, 복수의 R1은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, R1의 위치는, -OH에 대하여 오르토위, 메타위 또는 파라위 중 어느 것이어도 되고, 결합손(-* 및 -CH2-*)의 위치는, -OH에 대하여 오르토위, 메타위 또는 파라위 중 어느 것이어도 됨]
R1로 표시되는 탄화수소기는, 직쇄형 또는 분지형(分枝形) 중 어느 것이어도 된다. 또한, 탄화수소기는 포화 또는 불포화 중 어느 것이어도 된다. 탄화수소기가 불포화 탄화수소기인 경우, 불포화 탄화수소기는 2 이상의 불포화 결합을 가지고 있어도 된다. 탄화수소기의 탄소수는 4∼22이면 되고, 8∼20이어도 되며, 10∼18이어도 된다.
상기 식(1)로 표시되는 구조단위를 가지는 페놀 수지는, 상기 식(1)로 표시되는 구조단위만으로 이루어져 있어도 되고, 상기 식(1)로 표시되는 구조단위 이외의 다른 구조단위를 더 가지고 있어도 된다. 상기 페놀 수지는, 예를 들면 상기 식(1)로 표시되는 구조단위와, 다른 구조단위와의 랜덤 공중합체이면 되고, 상기 식(1)로 표시되는 구조단위를 포함하는 블록과, 다른 구조단위를 포함하는 블록을 포함하는 랜덤 공중합이어도 된다.
다른 구조 단위로서는, 하기 식(2)로 표시되는 구조단위를 들 수 있다.
[식(2) 중, R2는 수소 원자 또는 페닐기를 나타내고, 식(2)로 표시되는 구조단위가 복수인 경우, 복수의 R2는 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, R2의 위치는, -OH에 대하여 오르토위, 메타위 또는 파라위 중 어느 것이어도 되고, 결합손(-* 및 -CH2-*)의 위치는, -OH에 대하여 오르토위, 메타위 또는 파라위 중 어느 것이어도 됨]
상기 페놀 수지에 있어서의 상기 식(1)로 표시되는 구조단위의 함유량은, 이 페놀 수지를 구성하는 구조단위의 전량을 기준으로 하여, 20∼100 몰%이면 되고, 30∼90 몰%여도 되며, 40∼80 몰%여도 된다.
상기 페놀 수지에 있어서의 상기 식(2)로 표시되는 구조단위의 함유량은, 이 페놀 수지를 구성하는 구조단위의 전량을 기준으로 하여, 0 몰% 초과 80 몰% 이하이면 되고, 10∼70 몰%여도 되며, 20∼60 몰%여도 된다.
상기 식(1)로 표시되는 구조단위를 가지는 페놀 수지는, 예를 들면, 하기 식(3)으로 표시되는 치환기 함유 페놀과, 포름알데히드와, 경우에 따라 하기 식(4)로 표시되는 치환기 함유 페놀을 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 그리고, 하기 식(3)에 있어서의 R1의 예는, 상기 식(1)에 있어서의 R1의 예와 동일하고, 하기 식(4)에 있어서의 R2의 예는, 상기 식(2)에 있어서의 R2의 예와 동일하다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 페놀 수지의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 15 질량% 이상, 20 질량% 이상 또는 25 질량%이면 되고, 95 질량% 이하, 90 질량% 이하 또는 85 질량% 이하이면 된다. 따라서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 페놀 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 예를 들면, 15∼95 질량%이면 되고, 20∼90 질량%이면 되며, 25∼85 질량%이면 된다. 특히, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 더 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 페놀 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 15∼95 질량%이면 되고, 20∼90 질량%여도 되며, 25∼85 질량%여도 된다.
봉지용 필름에 포함되는 모든 페놀 수지의 함유량은, 에폭시 수지의 함유량 및 에폭시 수지의 에폭시기 당량을 감안하여 적절히 설정해도 된다. 미반응의 에폭시 수지 및/또는 미반응의 페놀 수지가 잔존하기 어렵고, 원하는 경화물 특성을 얻기 쉬운 관점에서, 봉지용 필름 중의 페놀성 수산기의 몰수 M1에 대한 에폭시기의 몰수 M2의 비(M2/M1)는 0.7 이상, 0.8 이상 또는 0.9 이상이면 되고, 또한, 2.0 이하, 1.8 이하 또는 1.7 이하이면 된다. 따라서, 봉지용 필름 중의 페놀성 수산기의 몰수 M1에 대한 에폭시기의 몰수 M2의 비(M2/M1)는, 예를 들면 0.7∼2.0이면 되고, 0.8∼1.8이어도 되며, 0.9∼1.7이어도 된다.
[제2 실시형태]
제2 실시형태의 봉지용 필름은 수지 A가 페놀 수지를 포함한다. 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 페놀 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지고, 또한 페놀성 수산기 당량이 250g/mol보다 큰 수지이면, 특별히 제한없이 공지의 페놀 수지를 사용할 수 있다.
페놀 수지로서는, 예를 들면 페놀류 및/또는 나프톨류와 알데히드류를 산성 촉매 하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 수지, 비페닐골격형 페놀 수지, 파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 메타크실릴렌·파라크실릴렌 변성 페놀 수지, 멜라민 변성 페놀 수지, 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 다환 방향환 변성 페놀 수지, 크실릴렌 변성 나프톨 수지 등을 들 수 있다. 페놀 수지는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 페놀 수지의 반응성 관능기 당량은, 가교점을 적게 할 수 있고, 휘어짐을 저감할 수 있는 관점에서, 250g/mol보다 크고 500g/mol 이하여도 되고, 280∼450g/mol이어도 되며, 300∼410g/mol이어도 되고, 330∼410g/mol이어도 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 페놀 수지의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5∼85 질량%이면 되고, 10∼80 질량%여도 되며, 15∼75 질량%여도 된다. 특히, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 페놀 수지의 함유량은, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 5∼85 질량%이면 되고, 10∼80 질량%여도 되며, 15∼75 질량%여도 된다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 페놀 수지를 포함해도 된다.
봉지용 필름에 포함되는 모든 페놀 수지의 함유량은, 우수한 유동성을 얻기 쉬운 관점 및 필름 표면의 깨짐 및 금의 발생을 억제하기 쉬운 관점에서, 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여, 15∼95 질량%이면 되고, 20∼90 질량%여도 되고, 25∼85 질량%여도 된다.
열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 페놀 수지와 열에 의해 반응하는 관능기를 가지는 수지를 더 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지로서는, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 수지이면, 특별히 제한없이 공지의 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
에폭시 수지로서는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 에폭시 수지 및 반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 에폭시 수지로서 전술한 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
에폭시 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 페놀 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배이면 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 페놀 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 에폭시 수지의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 15∼95 질량%이면 되고, 20∼90 질량%여도 되며, 25∼85 질량%여도 된다.
에폭시 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 250g/mol 이하이면 된다. 에폭시 수지의 반응성 관능기 당량은, 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 관점에서, 80∼250g/mol이면 되고, 90∼210g/mol이어도 되며, 100∼205g/mol이어도 되고, 100∼160g/mol이어도 된다.
반응성 관능기 당량이 250g/mol 이하인 에폭시 수지의 함유량은, 봉지 구조체의 휨의 저감과 봉지 구조체의 신뢰성의 향상을 보다 높은 수준으로 양립할 수 있는 관점에서, 열경화성 수지의 총 질량을 기준으로 하여, 15∼95 질량%이면 되고, 20∼90 질량%여도 되며, 25∼85 질량%여도 된다.
봉지용 필름에 포함되는 모든 에폭시 수지의 함유량은, 페놀 수지의 함유량 및 페놀 수지의 페놀성 수산기 당량을 감안하여 적절히 설정해도 된다. 봉지용 필름 중의 페놀성 수산기의 몰수 M1에 대한 에폭시기의 몰수 M2의 비의 범위는 제1 실시형태에서 예시한 범위와 동일하면 된다.
(경화제)
본 실시형태의 봉지용 필름은, 열경화성 성분으로서 경화제(열경화성 수지에 해당하는 성분은 제외함)를 함유해도 된다. 경화제로서는 특별히 한정되지 않지만, 페놀계 경화제, 산무수물계 경화제, 활성 에스테르계 경화제, 시아네이트에스테르계 경화제 등을 들 수 있다. 열경화성 수지가 에폭시 수지를 포함하는 경우, 경화제로서는, 에폭시기와 반응하는 관능기를 1분자 중에 2개 이상 가지는 화합물이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 또한, 열경화성 수지가 페놀 수지를 포함하는 경우, 경화제로서는, 페놀성 수산기와 반응하는 관능기를 1분자 중에 2개 이상 가지는 화합물이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 경화제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 열경화성 수지가, 상이한 반응성 관능기를 가지는 복수의 수지를 포함하는 경우, 반응성 관능기의 종류에 따라서 복수 종류의 경화제를 병용해도 된다.
경화제의 함유량은, 열경화성 수지의 경화성이 우수한 관점에서, 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여, 1∼20 질량%이면 되고, 2∼15 질량%여도 되며, 3∼10 질량%여도 된다.
(경화 촉진제)
본 실시형태의 봉지용 필름은, 열경화성 성분으로서 경화 촉진제를 함유해도 된다. 경화 촉진제로서는 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 아민계의 경화 촉진제 및 인계의 경화 촉진제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 경화 촉진제로서는, 특히, 우수한 열전도율을 가지는 경화물을 얻기 쉬운 관점, 유도체가 풍부한 관점, 및 원하는 활성 온도를 얻기 쉬운 관점에서, 아민계의 경화 촉진제가 바람직하고, 이미다졸 화합물, 지방족 아민 및 지환족 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, 이미다졸 화합물이 더욱 바람직하다. 이미다졸 화합물로서는 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 등을 들 수 있다. 경화 촉진제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 경화 촉진제의 시판품으로서는, 시코쿠 가세이 고교 가부시키가이샤 제조의 「2P4MZ」 및 「1B2MZ」등을 들 수 있다.
경화 촉진제의 함유량은, 열경화성 수지의 합계량을 기준으로 하여, 다음의 범위가 바람직하다. 경화 촉진제의 함유량은, 충분한 경화 촉진 효과를 얻기 쉬운 관점에서, 0.01 질량% 이상이 바람직하고, 0.1 질량% 이상이 보다 바람직하고, 0.3 질량% 이상이 더욱 바람직하다. 경화 촉진제의 함유량은, 봉지용 필름을 제조할 때의 공정[예를 들면, 도공(塗工) 및 건조] 중, 또는, 봉지용 필름의 보관 중에 경화가 진행되기 어렵고, 봉지용 필름의 깨짐, 및 용융 점도의 상승에 수반하는 성형 불량을 방지하기 쉬운 관점에서, 5 질량% 이하가 바람직하고, 3 질량% 이하가 보다 바람직하며, 1.5 질량% 이하가 더욱 바람직하다. 이들의 관점에서, 경화 촉진제의 함유량은, 0.01∼5 질량%가 바람직하고, 0.1∼3 질량%가 보다 바람직하며, 0.3∼1.5 질량%가 더욱 바람직하다.
(무기 충전재)
무기 충전재로서는, 종래 공지의 무기 충전재를 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 무기 충전재의 구성 재료로서는, 실리카류(무정형 실리카, 결정성 실리카, 용융 실리카, 구형 실리카, 합성 실리카, 중공 실리카 등), 황산바륨, 티탄산바륨, 탈크, 클레이, 운모 분말, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 산화알루미늄(알루미나), 수산화알루미늄, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 질화규소, 질화알루미늄, 붕산알루미늄, 질화붕소, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산칼슘, 티탄산마그네슘, 티탄산비스무트, 산화티탄, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘 등을 들 수 있다. 표면 개질(예를 들면, 실란 화합물에 의한 표면 처리) 등에 의해, 수지 조성물 중에서의 분산성의 향상 효과, 및 바니쉬 중에서의 침강 억제 효과를 얻기 쉬운 관점, 및 비교적 작은 열팽창율을 가지기 때문에 원하는 경화막 특성을 얻기 쉬운 관점에서는, 실리카류를 포함하는 무기 충전재가 바람직하다. 높은 열전도성이 얻어지는 관점에서는, 산화알루미늄을 포함하는 무기 충전재가 바람직하다. 무기 충전재는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
무기 충전재는 표면 개질되어 있어도 된다. 표면 개질의 방법은 특별히 한정되지 않는다. 처리가 간편하고, 관능기의 종류가 풍부하며, 원하는 특성을 부여하기 쉬운 관점에서, 실란 커플링제를 사용한 표면 개질이 바람직하다.
실란 커플링제로서는 알킬실란, 알콕시실란, 비닐실란, 에폭시실란, 아미노실란, 아크릴실란, 메타크릴실란, 메르캅토실란, 술피드실란, 이소시아네이트실란, 설퍼실란, 스티릴실란, 알킬클로로실란 등을 들 수 있다.
실란 커플링제의 구체예로서는 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리페녹시실란, 에틸트리메톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 디이소부틸디메톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-도데실메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 트리페닐실라놀, 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, n-옥틸디메틸클로로실란, 테트라에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)디술피드, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)테트라술피드, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 알릴트리메톡시실란, 디알릴디메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노실란(페닐아미노실란 등) 등을 들 수 있다. 실란 커플링제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
무기 충전재의 평균 입자 직경은, 무기 충전재의 응집을 억제하기 쉽고, 무기 충전재의 분산이 용이한 관점에서, 0.01㎛ 이상이 바람직하고, 0.1㎛ 이상이 보다 바람직하며, 0.3㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 0.5㎛ 이상이 특히 바람직하다. 무기 충전재의 평균 입자 직경은, 바니쉬 중에서 무기 충전재가 침강하는 것이 억제되기 쉽고, 균질한 봉지용 필름을 제작하기 용이한 관점에서, 25㎛ 이하가 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하고, 5㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 이들의 관점에서, 무기 충전재의 평균 입자 직경은 0.01∼25㎛가 바람직하고, 0.01∼10㎛가 보다 바람직하며, 0.1∼10㎛가 더욱 바람직하고, 0.3∼5㎛가 특히 바람직하며, 0.5∼5㎛가 지극히 바람직하다. 무기 충전재의 평균 입자 직경은 10∼18㎛여도 된다.
수지 조성물의 유동성이 우수한 관점에서, 서로 상이한 평균 입자 직경을 가지는 복수의 무기 충전재를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 무기 충전재의 조합 중에서도, 가장 큰 평균 입자 직경을 가지는 무기 충전재의 평균 입자 직경이 15∼25㎛인 조합이 바람직하다. 평균 입자 직경이 15∼25㎛인 무기 충전재와, 평균 입자 직경이 0.5∼2.5㎛인 무기 충전재와, 평균 입자 직경이 0.1∼1.0㎛인 무기 충전재를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
「평균 입자 직경」이란, 입자의 전체 부피를 100%로 하여 입자 직경에 의한 누적 도수 분포 곡선을 구했을 때, 부피 50%에 상당하는 점의 입자 직경이며, 레이저 회절 산란법을 이용한 입도 분포 측정 장치 등으로 측정할 수 있다. 조합한 각 무기 충전재의 평균 입자 직경은, 혼합 시의 각 무기 충전재의 평균 입자 직경으로부터 확인할 수 있고, 또한 입도 분포를 측정함으로써 확인할 수 있다.
무기 충전재의 시판품으로서는, 덴카 가부시키가이샤 제조의 「DAW20」, 가부시키가이샤 애드마테크스 제조의 상품명 「SC550O-SXE」 및 「SC2050-KC」 등을 들 수 있다.
무기 충전재의 함유량은, 열전도율을 향상시키는 관점, 및 피봉지체와의 열팽창율의 차에 의해 봉지 구조체(예를 들면, 반도체 장치 등의 전자 부품 장치)의 휨이 커지는 것이 억제되기 쉬운 관점에서, 봉지용 필름의 총 질량을 기준으로 하여 70 질량% 이상이면 되고, 75 질량% 이상이어도 되며, 80 질량% 이상이어도 되고, 84 질량% 이상이어도 된다. 무기 충전재의 함유량은, 봉지용 필름의 제작 시의 건조 공정에 있어서 봉지용 필름이 깨져 버리는 것이 억제되기 쉬운 관점, 및 봉지용 필름의 용융 점도의 상승에 의해 유동성이 저하되는 것이 억제되고, 피봉지체(전자 부품 등)를 충분히 봉지하기 쉬운 관점에서, 봉지용 필름의 총 질량을 기준으로 하여, 93 질량% 이하이면 되고, 91 질량% 이하여도 되며, 88 질량% 이하여도 된다. 이들의 관점에서, 무기 충전재의 함유량은, 봉지용 필름의 총 질량(용제의 질량을 제외함)을 기준으로 하여, 70∼93 질량%이면 되고, 75∼91 질량%여도 되며, 80∼88 질량%여도 된다. 그리고, 상기 함유량은, 표면 처리제의 양을 제외한 무기 충전재의 함유량이다.
(엘라스토머)
본 실시형태의 봉지용 필름은, 필요에 따라, 엘라스토머(가요제)를 함유해도 된다. 엘라스토머는, 분산성 및 용해성이 우수한 관점에서, 폴리부타디엔 입자, 스티렌부타디엔 입자, 아크릴계 엘라스토머, 실리콘 파우더, 실리콘 오일 및 실리콘 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다. 엘라스토머는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
엘라스토머가 입자형인 경우, 엘라스토머의 평균 입자 직경에 특별히 제한은 없다. eWLB(Embedded Wafer-Level Ball Grid Array) 용도에서는, 반도체 소자간을 매입(埋入)할 필요가 있으므로, 봉지용 필름을 eWLB 용도로 사용하는 경우에는, 엘라스토머의 평균 입자 직경은 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 엘라스토머의 평균 입자 직경은, 엘라스토머의 분산성이 우수한 관점에서, 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
엘라스토머의 시판품으로서는, 나가세 켐텍스 가부시키가이샤 제조의 아크릴계 엘라스토머인 「SG-280 EK23」, 「SG-70L」, 「WS-023 EK30」 등을 들 수 있다. 또한, 시판되고 있는 엘라스토머 성분 중에는, 엘라스토머 단체(單體)가 아니고, 미리 액상 수지(예를 들면, 액상 에폭시 수지) 중에 분산되어 있는 것도 있지만, 문제없이 사용할 수 있다. 이와 같은 시판품으로서는, 가부시키가이샤 가네카 제조의 「MX-136」 및 「MX-965」 등을 들 수 있다.
엘라스토머의 함유량은 필름에 유연성을 부여하고, 깨짐을 개선하는 관점에서, 첨가량에 특별히 제한은 없고, 열경화성 성분과 엘라스토머의 합계량을 기준으로 하여, 1 질량% 이상이면 되고, 5 질량% 이상이어도 되며, 10 질량% 이상이어도 된다. 엘라스토머의 함유량은, 매입 등에 필요한 유동성을 확보하는 관점에서, 열경화성 성분과 엘라스토머의 합계량을 기준으로 하여, 30 질량% 이하이면 되고, 25 질량% 이하여도 되며, 20 질량% 이하여도 된다. 이상의 내용으로부터, 엘라스토머의 함유량은, 열경화성 성분과 엘라스토머의 합계량을 기준으로 하여, 1∼30 질량%이면 되고, 5∼25 질량%여도 되며, 10∼20 질량% 이하여도 된다.
(기타의 성분)
본 실시형태의 봉지용 필름은 다른 첨가제를 더 함유할 수 있다. 이와 같은 첨가제의 구체예로서는, 안료, 염료, 이형제(離型劑), 산화 방지제, 표면 장력 조정제 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태의 봉지용 필름은, 용제(예를 들면, 봉지용 필름의 제조에 사용한 용제)를 함유해도 된다. 용제로서는 종래 공지의 유기 용제이면 된다. 유기 용제로서는, 무기 충전재 이외의 성분을 용해할 수 있는 용제이면 되고, 지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 테르펜류, 할로겐류, 에스테르류, 케톤류, 알코올류, 알데히드류 등을 들 수 있다. 용제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
용제로서는, 환경 부하가 작은 관점 및 열경화성 성분을 용해하기 쉬운 관점에서, 에스테르류, 케톤류 및 알코올류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이면 된다. 그 중에서도, 용제가 케톤류인 경우, 열경화성 성분을 특별히 용해하기 쉽다. 용제로서는, 실온(25℃)에서의 휘발이 적고, 건조 시에 제거하기 쉬운 관점에서, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이면 된다.
봉지용 필름에 포함되는 용제(유기 용제 등)의 함유량은, 봉지용 필름의 총 질량을 기준으로 하여, 하기의 범위인 것이 바람직하다. 용제의 함유량은, 봉지용 필름이 무르게 되어 봉지용 필름의 깨짐 등의 문제점이 생기는 것, 및 최저 용융 점도가 높아져, 매입성이 저하되는 것을 억제하기 쉬운 관점에서, 0.2 질량% 이상이면 되고, 0.3 질량% 이상이어도 되며, 0.5 질량% 이상이어도 되고, 0.6 질량% 이상이어도 되며, 0.7 질량% 이상이어도 된다. 용제의 함유량은, 봉지용 필름의 점착성이 지나치게 강해져 취급성이 저하되는 문제점, 및 봉지용 필름의 열경화 시의 용제(유기 용제 등)의 휘발에 수반하는 발포 등의 문제점을 억제하기 쉬운 관점에서, 1.5 질량% 이하이면 되고, 1 질량% 이하여도 된다. 이들의 관점에서, 용제의 함유량은 0.2∼1.5 질량%이면 되고, 0.3∼1 질량%여도 되며, 0.5∼1 질량%여도 되고, 0.6∼1 질량%여도 되며, 0.7∼1 질량%여도 된다.
본 실시형태의 봉지용 필름은, 예를 들면 반도체 디바이스의 봉지, 프린트 배선판에 배치된 전자 부품의 매입 등에 사용할 수 있다. 특히, 본 실시형태의 봉지용 필름은, 팬 아웃형 웨이퍼 레벨 패키지 및 팬 아웃형 패널 레벨 패키지와 같은 패키지 기판을 가지고 있지 않은 박형의 반도체 장치 봉지에 바람직하게 사용할 수 있다.
봉지용 필름의 두께(막 두께)는, 도공 시에 있어의 면내의 두께의 불균일이 억제되기 쉬운 관점 및 봉지 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 관점에서, 20㎛ 이상이면 되고, 30㎛ 이상이어도 되며, 50㎛ 이상이어도 되고, 100㎛ 이상이어도 된다. 봉지용 필름의 두께는, 도공 시에 깊이 방향으로 일정한 건조성을 얻기 쉬운 관점 및 봉지 구조체의 휨을 보다 저감할 수 있는 관점에서, 250㎛ 이하이면 되고, 200㎛ 이하여도 되며, 150㎛ 이하여도 된다. 이들의 관점에서, 봉지용 필름의 두께는 20∼250㎛이면 되고, 30∼250㎛여도 되며, 50∼200㎛여도 되고, 100∼150㎛여도 된다. 또한, 봉지용 필름을 복수 개 적층하여, 두께 250㎛를 초과하는 봉지용 필름을 제조할 수도 있다.
봉지용 필름의 경화 후의 유리 전이 온도는, 얻어지는 봉지 구조체의 신뢰성(열 신뢰성)이 우수한 관점에서, 80℃ 이상이면 되고, 100℃ 이상이어도 된다. 봉지용 필름의 경화 후의 유리 전이 온도는, 얻어지는 봉지 구조체의 신뢰성(열 신뢰성)이 우수한 관점에서, 180℃ 이하여도 되고, 165℃ 이하여도 되며, 150℃ 이하여도 된다. 이들의 관점에서, 봉지용 필름의 경화 후의 유리 전이 온도는, 80∼180℃이면 되고, 80∼165℃여도 되며, 80∼150℃여도 되고, 100∼150℃여도 된다. 봉지용 필름의 유리 전이 온도는, 열경화성 성분의 종류 및 함유량, 엘라스토머 성분의 종류 및 함유량 등에 의해 조정할 수 있다. 유리 전이 온도는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 실시형태의 봉지용 필름은, 예를 들면 지지체에 부착된 봉지용 필름으로서 사용할 수도 있다. 도 1에 나타내는 지지체에 부착된 봉지용 필름(10)은, 지지체(1)와, 지지체(1) 상에 설치된 봉지용 필름(2)을 포함한다.
지지체(1)로서는 고분자 필름, 금속박 등을 사용할 수 있다. 고분자 필름으로서는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름; 폴리염화비닐 필름 등의 비닐 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르 필름; 폴리카보네이트 필름; 아세틸셀룰로오스 필름; 테트라플루오로에틸렌 필름 등을 들 수 있다. 금속박으로서는 동박, 알루미늄박 등을 들 수 있다.
지지체(1)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 작업성 및 건조성이 우수한 관점에서, 2∼200㎛이면 된다. 지지체(1)의 두께가 2㎛ 이상인 경우, 도공 시에 지지체가 끊어지는 문제점, 바니쉬의 무게에 의해 지지체가 휘는 문제점 등을 억제하기 쉽다. 지지체(1)의 두께가 200㎛ 이하인 경우, 건조 공정에 있어서, 도공면 및 이면의 양면으로부터 열풍이 분사되는 경우에, 바니쉬 중의 용제 건조가 방해되는 문제점을 억제하기 쉽다.
본 실시형태에서는, 지지체(1)를 사용하지 않아도 된다. 또한, 봉지용 필름(2)의 지지체(1)와는 반대측에, 봉지용 필름의 보호를 목적으로 한 보호층을 배치해도 된다. 봉지용 필름(2) 상에 보호층을 형성함으로써, 취급성이 향상되고, 권취한 경우에, 지지체의 이면에 봉지용 필름이 달라붙는다는 문제점을 회피할 수 있다.
보호층으로서는 고분자 필름, 금속박 등을 사용할 수 있다. 고분자 필름으로서는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름; 폴리염화비닐 필름 등의 비닐 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르필름; 폴리카보네이트 필름; 아세틸셀룰로오스 필름; 테트라플루오로에틸렌 필름 등을 예시할 수 있다. 금속박으로서는 동박, 알루미늄박 등을 예시할 수 있다.
그런데, 전자 부품의 봉지에는, 고형 또는 액상의 수지 봉지재를 금형으로 성형하는 몰드 성형이 사용되는 경우가 있다. 예를 들면, 펠릿형의 수지 봉지재를 용융시키고, 금형 내에 수지를 유입함으로써 봉지하는 트랜스퍼 몰드 성형이 사용되는 경우가 있다. 그러나, 트랜스퍼 몰드 성형에서는, 용융시킨 수지를 유입하여 성형하므로, 대면적을 봉지하고자 하는 경우, 미충전부가 발생할 가능성이 있다. 이에, 최근, 미리 금형 또는 피봉지체에 수지 봉지재를 공급하고 나서 성형을 행하는 컴프레션 몰드 성형이 사용되기 시작하고 있다. 컴프레션 몰드 성형에서는, 수지 봉지재를 금형 또는 피봉지체에 직접 공급하므로, 대면적의 봉지에서도 미충전부가 발생하기 어려운 이점이 있다.
컴프레션 몰드 성형에서는 트랜스퍼 몰드 성형과 마찬가지로, 고형 또는 액상의 수지 봉지재가 사용된다. 그러나, 피봉지체가 대형화된 경우, 액상의 수지 봉지재로는, 액체 흐름 등이 발생하여 피봉지체 상으로의 균일 공급이 곤란하게 되는 경우가 있다. 또한, 수지를 피봉지체 상에 균일하게 공급할 필요가 있으므로, 고형의 수지 봉지재로서는, 종래의 펠릿형의 수지가 아니라, 과립 또는 분체의 수지 봉지재가 사용되는 경우가 있다. 그러나, 과립 또는 분체의 수지 봉지재로는, 수지 봉지재를 금형 또는 피봉지체 상에 균일하게 공급하는 것은 어렵고, 또한, 과립 또는 분체이므로, 수지 봉지재가 발진원(發塵原)으로 되어, 장치 또는 클린 룸의 오염이 우려된다.
또한, 몰드 성형에서는 수지를 금형 내에서 성형하므로, 봉지 구조체를 대형화하기 위해서는 금형의 대형화가 필수로 된다. 그러나, 금형의 대형화에는, 높은 금형 정밀도가 요구되는 것으로부터 기술면에서의 난이도가 상승하고, 또한 금형의 제조 비용이 대폭으로 증가한다.
이에 대하여, 상기 봉지용 필름에 의하면, 수지의 피봉지체 상으로의 균일 공급 및 발진의 저감이 가능하다. 또한, 몰드 성형뿐만 아니라, 금형(고압력용 금형 등)을 필요로 하지 않는 성형 방법(라미네이트, 프레스 등)에 의한 봉지가 가능한 매입 능력을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 봉지용 필름은, 전자 부품을 봉지하기 위해 바람직하게 사용된다. 특히, 팬 아웃형 웨이퍼 레벨 패키지 및 팬 아웃형 패널 레벨 패키지와 같은 패키지 기판을 갖지 않는 박형의 반도체 장치에 있어서의 전자 부품의 봉지용으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
<봉지용 필름의 제조 방법>
본 실시형태의 봉지용 필름(2)은, 열경화성 수지로서 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지와, 무기 충전재를 함유하는 수지 조성물을 준비하는 공정(준비 공정)과, 상기 수지 조성물을 필름형으로 성형하는 공정(성형 공정)을 포함한다.
준비 공정에서는, 본 실시형태의 봉지용 필름(2)의 구성 성분(열경화성 수지, 경화제, 경화 촉진제, 무기 충전재, 용제 등)을 혼합함으로써 바니쉬(바니쉬상 수지 조성물)를 제작한다. 혼합 방법은 특별히 한정되지 않고, 밀, 믹서, 교반 날개를 사용할 수 있다. 용제(유기 용제 등)는, 봉지용 필름(2)의 재료인 수지 조성물의 구성 성분을 용해 및 분산시켜 바니쉬를 조제하기 위해, 또는, 바니쉬를 조제하는 것을 보조하기 위해 사용할 수 있다. 도공 후의 건조 공정에서 용제의 대부분을 제거할 수 있다.
성형 공정에서는, 예를 들면 상기 바니쉬를 지지체(1)(필름형의 지지체 등)에 도포한 후, 열풍 분사 등에 의해 가열 건조한다. 이에 의해, 바니쉬를 필름형으로 성형하고, 봉지용 필름(2)을 포함하는, 지지체가 부착된 봉지용 필름(10)을 얻을 수 있다. 도포(코팅) 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 콤마 코터, 바 코터, 키스 코터, 롤 코터, 그라비아 코터, 다이 코터 등의 도공 장치를 사용할 수 있다.
<봉지 구조체>
본 실시형태의 봉지 구조체는, 피봉지체와, 상기 피봉지체를 봉지하는 본 실시형태의 봉지용 필름의 경화물(봉지부)을 포함한다. 봉지 구조체로서는, 전자 부품 장치 등을 들 수 있다. 전자 부품 장치는 피봉지체로서 전자 부품을 포함한다. 전자 부품으로서는, 반도체 소자; 반도체 웨이퍼; 집적 회로; 반도체 디바이스; SAW 필터 등의 필터; 센서 등의 수동 부품 등을 들 수 있다. 반도체 웨이퍼를 개편화하는 것에 의해 얻어지는 반도체 소자를 사용해도 된다. 전자 부품 장치는, 전자 부품으로서 반도체 소자 또는 반도체 웨이퍼를 포함하는 반도체 장치; 프린트 배선판 등이어도 된다. 본 실시형태의 봉지 구조체는 복수의 피봉지체를 포함하고 있어도 된다. 복수의 피봉지체는 서로 동일한 종류여도 되고, 서로 다른 종류여도 된다.
다음에, 본 실시형태의 봉지용 필름을 사용한 봉지 구조체의 제조 방법에 대하여 설명한다. 여기서는, 피봉지체인 전자 부품이 반도체 소자인 경우에 대하여 설명한다. 도 2는, 봉지 구조체의 제조 방법의 일 실시형태로서, 전자 부품 장치인 반도체 장치의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다. 본 실시형태의 제조 방법은, 피봉지체(피매입 대상)인 복수의 반도체 소자(20)를, 가(假)고정재(40)를 가지는 기판(30) 상에 나란히 배치하는 공정[도 2의 (a)]과, 지지체(1)와, 지지체(1) 상에 설치된 봉지용 필름(2)을 포함하는 지지체에 부착된 봉지용 필름(10)을 반도체 소자(20)에 대향시킨 후, 반도체 소자(20)에 봉지용 필름(2)을 가열 하에서 압압(라미네이트)함으로써, 봉지용 필름(2)에 반도체 소자(20)를 매입하는 공정[도 2의 (b)]과, 반도체 소자(20)가 매입된 봉지용 필름(2)을 경화시켜 경화물(2a)을 얻는 공정[도 2의 (c)]을 포함한다. 본 실시형태에 있어서는, 라미네이트법에 의해 반도체 소자(20)를 봉지용 필름(2)에 의해 봉지한 후, 봉지용 필름(2)을 열경화함으로써, 경화물(2a)에 매입된 반도체 소자(20)를 포함하는 봉지 구조체(전자 부품 장치)를 얻고 있지만, 봉지 구조체를 컴프레션 몰드에 의해 얻어도 된다.
라미네이트에 사용하는 라미네이터로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 롤식, 벌룬식 등의 라미네이터를 들 수 있다. 라미네이터는 매입성이 우수한 관점에서, 진공 가압이 가능한 벌룬식이어도 된다.
라미네이트는 통상 지지체의 연화점 이하에서 행한다. 라미네이트 온도(봉지 온도)는, 봉지용 필름의 최저 용융 점도 부근인 것이 바람직하다. 라미네이트 시의 압력은, 매입할 피봉지체(예를 들면, 반도체 소자 등의 전자 부품)의 사이즈, 밀집도 등에 의해 상이하다. 라미네이트 시의 압력은, 예를 들면 0.2∼1.5MPa의 범위여도 되고, 0.3∼1.0MPa의 범위여도 된다. 라미네이트 시간은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 20∼600초여도 되고, 30∼300초여도 되며, 40∼120초여도 된다.
봉지용 필름의 경화는, 예를 들면 대기 하 또는 불활성 가스 하에서 행할 수 있다. 경화 온도(가열 온도)는 특별히 한정되지 않고, 80∼280℃여도 되고, 100∼240℃여도 되며, 120∼200℃여도 된다. 경화 온도가 80℃ 이상이면, 봉지용 필름의 경화가 충분히 진행되고, 문제점의 발생을 억제할 수 있다. 경화 온도가 280℃ 이하인 경우에는, 다른 재료로의 열해(熱害)의 발생을 억제할 수 있는 경향이 있다. 경화 시간(가열 시간)은 특별히 한정되지 않고, 30∼600분이어도 되고, 45∼300분이어도 되며, 60∼240분이어도 된다. 경화 시간이 이들의 범위인 경우, 봉지용 필름의 경화가 충분히 진행되어, 보다 양호한 생산 효율가 얻어진다. 또한, 경화 조건은 복수의 조건을 조합해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 이하의 절연층 형성, 배선 패턴 형성, 볼 마운트, 및 다이싱의 각 공정을 경과하여, 봉지 구조체인 반도체 장치를 얻어도 된다.
먼저, 기판(30)으로부터 박리한 봉지 성형물(100)의 반도체 소자(20)가 노출되는 측에, 절연층(50)을 설치한다[도 3의 (a) 및 도 3의 (b)]. 다음에, 절연층(50)에 대하여 배선 패턴 형성을 행한 후, 볼 마운트를 행하고, 절연층(52), 배선(54), 볼(56)을 형성한다.
다음에, 다이싱 커터(60)에 의해, 봉지 성형물을 개편화하여, 반도체 장치(200)를 얻는다.
이상, 본 발명의 호적한 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 반드시 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경을 행해도 된다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서는 이하의 재료를 사용하였다.
(열경화성 수지)
A1: 유연성 골격 함유 비스페놀 A형 에폭시 수지(DIC 가부시키가이샤 제조, 상품명 「EXA4816」, 에폭시기 당량: 403g/eq, 25℃에서 액상을 나타내는 에폭시 수지)
A2: 유연성 골격 함유 비스페놀 A형 에폭시 수지(DIC 가부시키가이샤 제조, 상품명 「EXA4850-1000」, 에폭시기 당량: 350g/eq, 25℃에서 액상을 나타내는 에폭시 수지)
A3: 오르토크레졸노볼락형 에폭시 수지(DIC 가부시키가이샤 제조, 상품명 「N500P-1」, 에폭시기 당량: 201g/eq, 25℃에서 액상을 나타내지 않는 에폭시 수지)
B1: 탄화수소기 함유 페놀 수지(페놀성 수산기 당량: 140g/eq)
B2: 나프탈렌 골격 함유 노볼락형 페놀 수지(신닛테츠 스미킨 가가쿠 가부시키가이샤 제조, 상품명 「SN475N」, 페놀성 수산기 당량: 205g/eq)
B3: 나프탈렌 골격 함유 노볼락형 페놀 수지(신닛테츠 스미킨 가가쿠 가부시키가이샤 제조, 상품명 「SN395」, 페놀성 수산기 당량: 110g/eq)
(경화 촉진제)
C1: 이미다졸(시코쿠 가세이 고교 가부시키가이샤 제조, 상품명 「2P4MZ」)
(엘라스토머)
D1: 아크릴산에스테르 폴리머(나가세 켐텍스 가부시키가이샤 제조, 상품명 「SG-280 EK23」, 분자량 90만)
(무기 충전재)
E1: 실리카(가부시키가이샤 애드마테크스 제조, 상품명 「SX-E2」, 페닐아미노실란 처리, 평균 입경: 5.8㎛)
그리고, B1(탄화수소기 함유 페놀 수지)은, 하기 식(5)로 표시되는 구조단위 40 몰%와, 하기 식(6)으로 표시되는 구조단위 60 몰%로 이루어지는 수지이다.
본 실시예에서는, 일본공개특허 제2015-89949호에 기재된 방법에 의해 B1을 를 조제하였다. 구체적으로는, 먼저, 카르다놀과, 메탄올과, 50% 포름알데히드 수용액을 혼합하여, 혼합액을 얻었다. 이어서, 얻어진 혼합액에 30% 수산화나트륨 수용액을 적하하여 반응시킨 후, 얻어진 반응액에 35% 염산을 첨가하여 수산화나트륨을 중화하였다. 이어서, 반응액에 페놀을 첨가한 후, 옥살산을 더 첨가하였다. 이어서, 반응액의 수세를 행한 후, 과잉의 페놀을 증류 제거하였다. 이에 의해 B1을 얻었다.
<봉지용 필름(필름형 에폭시 수지 조성물)의 제작>
(실시예 1)
0.5L의 폴리에틸렌 용기에 MEK를 100g 넣고, A1을 18.8g, A3을 56.3g, B1을 45.7g, D1을 12.1g, E1을 866.7g 넣고, 교반 날개로 교반하여, 무기 충전재 E1을 분산시켰다. 그 후, 경화제 C1을 0.4g 더하여, 30분 더 교반하였다. 얻어진 혼합액을 나일론제 #150메쉬(개구 106㎛)로 여과하고, 여과액을 채취하였다. 이에 의해, 바니쉬상 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 이 바니쉬상 에폭시 수지 조성물을, 도공기를 사용하여 PET 필름 상에, 이하의 조건으로 도포하였다. 이에 의해, 두께 210㎛의 봉지용 필름을 지지체(PET 필름) 상에 제작하였다.
·도포 헤드 방식: 콤마
·도포 및 건조 속도: 0.5m/분
·건조 조건(온도/화로 길이): 80℃/1.5m, 100℃/1.5m
·필름형의 지지체: 두께 38㎛의 PET 필름
봉지용 필름에 있어서의 지지체와는 반대측에 보호층(두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을 배치함으로써 봉지용 필름의 표면을 보호하였다. 그리고, 하기의 각 평가에 있어서는, 지지체 및 보호층을 박리한 후에 평가를 행하였다. 이하의 실시예 및 비교예에 대해서도 동일하다.
(실시예 2∼실시예 4 및 비교예 1∼비교예 2)
사용한 재료(A1, A3, B1, C1, D1, 및 E1)의 종류 및 배합량을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2∼실시예 4 및 비교예 1의 바니쉬상 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 이어서, 실시예 1의 바니쉬상 에폭시 수지를 대신하여, 실시예 2∼실시예 4 및 비교예 1의 바니쉬상 에폭시 수지 조성물을 각각 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2∼실시예 4 및 비교예 1의 봉지용 필름(두께 210㎛)을 얻었다. 그리고, 표 1 중의 각 재료의 배합량은, 봉지용 필름의 전체 질량을 기준으로 한 배합량(질량%)이다.
<평가>
이하의 방법으로, 봉지 구조체의 휨 및 깨짐, 및 봉지용 필름의 경화 후의 탄성률 및 유리 전이 온도를 평가하였다. 그리고, 봉지용 필름의 경화 후의 탄성률 및 유리 전이 온도의 평가에서는, 실시예 및 비교예의 바니쉬상 에폭시 수지 조성물을 사용하여 이하의 조건으로 제작한 두께 110㎛의 봉지용 필름을 사용하였다.
·도포 헤드 방식: 콤마
·도포 및 건조 속도: 1m/분
·건조 조건(온도/화로 길이): 80℃/1.5m, 100℃/1.5m
·필름형의 지지체: 두께 38㎛의 PET 필름
(1) 봉지 구조체의 휨
이하의 조건으로, 두께 210㎛의 봉지용 필름을 두께 800㎛의 실리콘 웨이퍼(12인치 사이즈)에 라미네이트하고, 미경화의 봉지 구조체(에폭시 수지 봉지체)를 얻었다.
·라미네이터 장치: 메이키 세이사쿠쇼 제조의 진공 가압 라미네이터 MVLP-500
·라미네이트 온도: 90℃
·라미네이트 압력: 0.5MPa
·진공빼기 시간: 30초
·라미네이트 시간: 40초
얻어진 미경화의 봉지 구조체를 이하의 조건으로 경화하고, 봉지 구조체(에폭시 수지 경화체)를 얻었다.
·오븐: 에스펙 가부시키가이샤 제조의 SAFETY OVEN SPH-201
·오븐 온도: 140℃
·시간: 120분
얻어진 봉지 구조체의 휨량을 이하의 장치를 사용하여 측정하였다.
·휨 측정 스테이지 장치명: 콤스사 제조의 CP-500
·휨 측정 레이저광 장치명: 키엔스사 제조의 LK-030
깨짐성의 지표로서, 이하의 평가 기준에 기초하여 경화 후의 휨으로 평가하였다.
A: 휨량≤2.0㎜
B: 휨량>2.0㎜
(2) 봉지용 필름의 경화 후의 탄성률 및 유리 전이 온도 Tg
이하의 조건으로, 실시예 및 비교예의 봉지용 필름을 동박에 라미네이트하고, 동박이 부착된 봉지용 필름을 얻었다.
·라미네이터 장치: 메이키 세이사쿠쇼 제조의 진공 가압 라미네이터 MVLP-500
·라미네이트 온도: 110℃
·라미네이트 압력: 0.5MPa
·진공빼기 시간: 30초
·라미네이트 시간: 40초
동박이 부착된 봉지용 필름을 SUS판에 붙이고, 이하의 조건으로 봉지용 필름을 경화시켜, 동박이 부착된 봉지용 필름의 경화물(동박이 부착된 에폭시 수지 경화체)을 얻었다.
·오븐: 에스펙 가부시키가이샤 제조의 SAFETY OVEN SPH-201
·오븐 온도: 140℃
·시간: 120분
동박이 부착된 봉지용 필름의 경화물로부터 동박을 박리한 후, 봉지용 필름의 경화물을, 4㎜×30㎜로 절단하여 시험편을 제작하였다. 이하의 조건으로, 제작한 시험편의 탄성률 및 유리 전이 온도를 측정하였다.
·측정 장치: DVE(가부시키가이샤 레올로지 제조의 DVE-V4)
·측정 온도: 25∼300℃
·승온 속도: 5℃/min
탄성률이 높은 경우, 봉지 구조체에 휨 및 깨짐이 발생하기 쉬워지므로, 이하의 판단 기준에 따라서 탄성률을 평가하였다.
A: 탄성률(30℃)≤25GPa
B: 탄성률(30℃)>25GPa
유리 전이 온도 Tg가 낮은 경우, 봉지 구조체의 열 신뢰성이 악화되므로, 이하의 판단 기준에 따라서 유리 전이 온도를 평가하였다.
A: 유리 전이 온도(℃)≥100
B: 유리 전이 온도(℃)<100
<평가 결과>
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
1 : 지지체
2 : 봉지용 필름
2a : 경화물(봉지부)
10 : 지지체에 부착된 봉지용 필름
20 : 반도체 소자(피봉지체)
30 : 기판
40 : 가고정재
50 : 절연층
52 : 절연층
54 : 배선
56 : 볼
60 : 다이싱 커터
100 : 봉지 성형물(봉지 구조체)
200 : 반도체 장치(봉지 구조체)
2 : 봉지용 필름
2a : 경화물(봉지부)
10 : 지지체에 부착된 봉지용 필름
20 : 반도체 소자(피봉지체)
30 : 기판
40 : 가고정재
50 : 절연층
52 : 절연층
54 : 배선
56 : 볼
60 : 다이싱 커터
100 : 봉지 성형물(봉지 구조체)
200 : 반도체 장치(봉지 구조체)
Claims (16)
- 열경화성 수지와, 무기 충전재를 함유하는 봉지용 필름의 제조 방법으로서,
상기 열경화성 수지로서 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지와, 상기 무기 충전재를 함유하는 수지 조성물을 준비하는 공정; 및
상기 수지 조성물을 필름형으로 성형하는 공정
을 포함하는, 봉지용 필름의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 수지 조성물은, 경화 후의 유리 전이 온도가 80∼180℃인, 봉지용 필름의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지를 포함하는, 봉지용 필름의 제조 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 조성물은, 상기 열경화성 수지로서, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지를 더 함유하는, 봉지용 필름의 제조 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 조성물은, 상기 열경화성 수지로서, 상기 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 수지를 더 함유하는, 봉지용 필름의 제조 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는 에폭시 수지를 포함하는, 봉지용 필름의 제조 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉지용 필름의 막 두께는 20∼250㎛인, 봉지용 필름의 제조 방법. - 열경화성 수지와, 무기 충전재를 함유하고,
상기 열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지를 포함하는,
봉지용 필름. - 제8항에 있어서,
경화 후의 유리 전이 온도는 80∼180℃인, 봉지용 필름. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는, 반응성 관능기 당량이 300∼410g/mol인 수지를 포함하는, 봉지용 필름. - 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열경화성 수지는, 반응성 관능기 당량이 100∼210g/mol인 수지를 더 포함하는, 봉지용 필름. - 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열경화성 수지는, 상기 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지의 반응성 관능기 당량에 대하여 1/2.9∼1/2배의 반응성 관능기 당량을 가지는 수지를 더 포함하는, 봉지용 필름. - 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응성 관능기 당량이 250g/mol보다 큰 수지는 에폭시 수지를 포함하는, 봉지용 필름. - 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
막 두께가 20∼250㎛인, 봉지용 필름. - 피봉지체(被封止體)와, 상기 피봉지체를 봉지하는 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 필름의 경화물을 포함하는 봉지 구조체.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어지는 봉지용 필름, 또는, 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 필름을 사용하여, 피봉지체를 봉지하는 공정을 포함하는, 봉지 구조체의 제조 방법.
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2018
- 2018-04-27 CN CN201880027799.XA patent/CN110582528A/zh active Pending
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- 2018-04-27 TW TW107114483A patent/TWI746841B/zh active
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| WO2018199309A1 (ja) | 2018-11-01 |
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