(57)【要約】【課題】  信頼性の高い中空パッケージを作製可能な中空封止シート及び中空パッケージの製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明は、電子部品を中空封止するための中空封止シートであって、樹脂を含み、４０℃以上１００℃以下において中空部への樹脂進入性が制御されている。幅２０μｍのスリットを有する成形金型に前記樹脂を充填し、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０℃で１０分間前記樹脂を加圧した際の前記スリットへの樹脂進入量が３ｍｍ以下であることが好ましい。【選択図】  図２Ｂ
2014225635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を中空封止するための中空封止シートであって、
樹脂を含み、
４０℃以上１００℃以下において中空部への樹脂進入性が制御された中空封止シート。
【請求項２】
幅２０μｍのスリットを有する成形金型に前記樹脂を充填し、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０℃で１０分間前記樹脂を加圧した際の前記スリットへの樹脂進入量が３ｍｍ以下である請求項１に記載の中空封止シート。
【請求項３】
幅１μｍ以上１００μｍ以下のスリットに対する樹脂進入量をスリット幅に対してプロットした際に、該プロットに極小値が存在する請求項２に記載の中空封止シート。
【請求項４】
前記極小値が２ｍｍ以下である請求項３に記載の中空封止シート。
【請求項５】
一又は複数の電子部品を覆うように請求項１〜４のいずれか１項に記載の中空封止シートを該電子部品上に中空部を維持しながら積層する積層工程、及び
前記中空封止シートを硬化させて封止体を形成する封止体形成工程
を含む中空パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空封止シート及び中空パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体等の電子部品のパッケージの作製には、代表的に、基板や仮止め材等に固定された１又は複数の電子部品を封止樹脂にて封止し、必要に応じて封止物を電子部品単位のパッケージとなるようにダイシングするという手順が採用されている。このような封止樹脂としてハンドリング性が良好なシート状の封止樹脂が用いられている。また、中空封止シートの性能向上のために充填剤の配合量を増加させる手法として、封止用シートに混練により充填剤を配合する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体パッケージと並んで、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルタや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、加速度センサ等のＭＥＭＳと称される微小電子部品の開発が進められている。これらの電子部品は、それぞれ一般的に表面弾性波の伝播や光学系の維持、可動部材の可動性等を確保するための中空構造を有する。封止の際には、可動部材の作動信頼性や素子の接続信頼性を確保するよう中空構造を維持しつつ封止する必要がある。封止シートには、このような中空構造を有する中空パッケージへの需要への対応が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、信頼性の高い中空パッケージを作製可能な中空封止シート及び中空パッケージの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、電子部品を中空封止するための中空封止シートであって、
樹脂を含み、
４０℃以上１００℃以下において中空部への樹脂進入性が制御されている。
【０００８】
当該中空封止シートでは、４０℃以上１００℃以下において中空部への樹脂の進入性が制御されているので、中空封止の際に中空部への樹脂進入が抑制され、信頼性の高い中空パッケージを作製することができる。
【０００９】
当該中空封止シートでは、幅２０μｍのスリットを有する成形金型に前記樹脂を充填し、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０℃で１０分間前記樹脂を加圧した際の前記スリットへの樹脂進入量が３ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、所定のスリットへの加熱加圧下での樹脂進入性が抑制されるので、より高い信頼性を有する中空パッケージを作製することができる。なお、樹脂進入量の測定は実施例の記載による。
【００１０】
当該中空封止シートでは、幅１μｍ以上１００μｍ以下のスリットに対する樹脂進入量をスリット幅に対してプロットした際に、該プロットに極小値が存在することが好ましい。このような極小値が存在することについてのメカニズムは定かではないが、以下のように推定される。例えば中空封止シートが、無機充填剤やエラストマー粒子等のダイラタンシー付与性の微小粒子を含むと、スリット周辺領域においてダイラタンシー様作用が働き、樹脂のスリットへの進入が抑制される。スリット幅が微小粒子の粒径より充分に大きい場合には、ダイラタンシー様作用は弱く、樹脂が微小粒子とともにスリットに容易に進入して、樹脂進入量が大きくなる。スリット幅が小さくなるにつれて、ダイラタンシー様作用は強くなり、樹脂進入量も小さくなり、ある点で樹脂進入量が極小値をとることになる。そして、スリット幅がある一定の値以下となると、今度は微小粒子のスリットへの進入が規制され、樹脂成分のみがスリットに進入するようになる。樹脂のみの場合ではダイラタンシー様作用は弱くなるので、樹脂進入量は大きくなる。中空封止シートに負荷される力が一定である場合、スリット幅が小さいほど樹脂はスリットへと押し出されることになり、その結果、樹脂進入量がより大きくなる。このようにしてスリット幅に対する樹脂進入量のプロットに極小値が存在することとなると考えられる。また、当該現象を利用することにより、中空部のギャップ間隔に対するダイラタンシー様作用を最大化させるように中空封止シートの組成配合を設計することができ、より効率良く中空部への樹脂進入を規制して高信頼性の中空パッケージを作製することができる。
【００１１】
当該封止シートにおいて、前記極小値が２ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、樹脂進入性をより高度に抑制することができ、中空パッケージの信頼性をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明には、一又は複数の電子部品を覆うように当該中空封止シートを該電子部品上に中空部を維持しながら積層する積層工程、及び
前記中空封止シートを硬化させて封止体を形成する封止体形成工程
を含む中空パッケージの製造方法である。
【００１３】
本発明の製造方法では、中空部への樹脂進入性が制御された当該中空封止シートを用いているので、中空部を良好に確保しつつ、全体として高信頼性の中空パッケージを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る中空封止シートを模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施例における中空封止シートの切断面のＳＥＭ観察像である。
【図４Ａ】成形金型のスリットへの樹脂進入量を測定するための成形金型の模式断面図である。
【図４Ｂ】成形金型の下金型の平面図である。
【図４Ｃ】成形金型のスリットへの樹脂進入量を測定するための測定手順を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１実施形態》
［中空封止シート］
本実施形態に係る中空封止シートについて図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る中空封止シートを模式的に示す断面図である。中空封止シート１１は、代表的に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の支持体１１ａ上に積層された状態で提供される。なお、支持体１１ａには中空封止シート１１の剥離を容易に行うために離型処理が施されていてもよい。
【００１６】
中空封止シート１１は、４０℃以上１００℃以下において中空部１４（図２Ａ参照）への樹脂進入性が制御されている。従って、中空封止シート１１を用いて得られる中空パッケージ１８（図２Ｃ参照）では、中空部１４を確保することができ、電子部品の作動信頼性及び接続信頼性を高いレベルで得ることができる。
【００１７】
幅２０μｍのスリットを有する成形金型に中空封シート１１を形成する樹脂を充填し、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２、温度１５０℃で１０分間前記樹脂を加圧した際の前記スリットへの樹脂進入量が３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下がより好ましい。加熱加圧下での樹脂進入性を上記範囲とすることで、より高い信頼性を有する中空パッケージを作製することができる。
【００１８】
中空封止シート１１では、幅１μｍ以上１００μｍ以下のスリットに対する樹脂進入量をスリット幅に対してプロットした際に、該プロットに極小値が存在することが好ましい。これにより、中空部への樹脂進入量を最小化するための中空封止シートの組成設計が可能となり、より信頼性の高い中空パッケージを製造することができる。
【００１９】
当該封止シートにおいて、前記極小値が２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。これにより、樹脂進入性をより高度に抑制することができ、中空パッケージの信頼性をさらに向上させることができる。
【００２０】
中空封止シートを１５０℃で１時間熱硬化した後の２０℃における線膨張率が、１５ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ／Ｋ以下であることがより好ましい。これにより、中空パッケージにおける反りを良好に抑制することができる。線膨張率の測定方法は、以下のとおりである。幅４．９ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの硬化前の中空封止シートを１５０℃で１時間硬化させる。硬化後の樹脂シートをＴＭＡ８３１０（リガク社製）にセットし、引張荷重４．９ｍＮ、昇温速度１０℃／ｍｉｎで線膨張率を測定する。
【００２１】
中空封止シートを形成する樹脂組成物は、上述のような特性を好適に付与することができ、半導体チップ等の電子部品の樹脂封止に利用可能なものである限り特に限定されない。中でも、中空部付近での樹脂流動を規制し得る規制材料を含むことが好ましい。このような規制材料としては、エラストマーや高粘度エポキシ樹脂、高粘度フェノール樹脂等の高粘度物質や、無機充填剤等のダイラタンシー付与性の微小粒子を好適に用いることができる。
【００２２】
高粘度物質の粘度としては、樹脂流動の規制の度合いや作業性等を考慮して適宜設定すればよいが、８０℃において２０００Ｐａ・ｓ以上３００００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、５０００Ｐａ・ｓ以上２５０００以下がより好ましい。なお、粘度は、ＴＡインスツルメント社製粘弾性測定装置ＡＲＥＳを用いて、パラレルプレート法により測定することができる。より詳細には、ギャップ１００μｍ、回転プレート直径２０ｍｍ、回転速度１０ｓ−１の条件にて、５０℃から２００℃の範囲で粘度を測定し、その際に得られる８０℃での粘度を読み取ることで得られる。
【００２３】
具体的な成分として以下のＡ成分からＥ成分を含有するエポキシ樹脂組成物が好ましいものとして挙げられる。
Ａ成分：エポキシ樹脂
Ｂ成分：フェノール樹脂
Ｃ成分：エラストマー
Ｄ成分：無機充填剤
Ｅ成分：硬化促進剤
【００２４】
（Ａ成分）
熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂（Ａ成分）としては、特に限定されるものではない。例えば、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等の各種のエポキシ樹脂を用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。
【００２５】
エポキシ樹脂の硬化後の靭性及びエポキシ樹脂の反応性を確保する観点からは、エポキシ当量１５０〜２５０、軟化点もしくは融点が５０〜１３０℃の常温で固形のものが好ましく、中でも、信頼性の観点から、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【００２６】
また、低応力性の観点から、アセタール基やポリオキシアルキレン基等の柔軟性骨格を有する変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましく、アセタール基を有する変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、液体状で取り扱いが良好であることから、特に好適に用いることができる。
【００２７】
エポキシ樹脂の重量平均分子量を大きくすると粘度も高くなり、エポキシ樹脂自体が上記規制材料として作用することができる。重量平均分子量としては上記規制材料として作用し得る程度であれば特に限定されないが、１５０以上が好ましく、３００以上がより好ましい。
【００２８】
エポキシ樹脂（Ａ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して１〜１０重量％の範囲に設定することが好ましい。
【００２９】
（Ｂ成分）
フェノール樹脂（Ｂ成分）は、熱硬化性樹脂として用いることができるとともに、エポキシ樹脂（Ａ成分）との間で硬化反応を生起するものであれば特に限定されるものではない。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、レゾール樹脂、等が用いられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００３０】
フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂（Ａ成分）との反応性の観点から、水酸基当量が７０〜２５０、軟化点が５０〜１１０℃のものを用いることが好ましく、中でも硬化反応性が高いという観点から、フェノールノボラック樹脂を好適に用いることができる。また、信頼性の観点から、フェノールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂のような低吸湿性のものも好適に用いることができる。
【００３１】
エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）の配合割合は、硬化反応性という観点から、エポキシ樹脂（Ａ成分）中のエポキシ基１当量に対して、フェノール樹脂（Ｂ成分）中の水酸基の合計が０．７〜１．５当量となるように配合することが好ましく、より好ましくは０．９〜１．２当量である。
【００３２】
フェノール樹脂の重量平均分子量を大きくすると粘度も高くなり、フェノール樹脂自体が上記規制材料として作用することができる。重量平均分子量としては上記規制材料として作用し得る程度であれば特に限定されないが、１５０以上が好ましく、３００以上がより好ましい。
【００３３】
なお、本明細書において、重量平均分子量の測定方法は以下の方法で測定することができる。試料をＴＨＦに０．１ｗｔ％で溶解させて、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いてポリスチレン換算により重量平均分子量を測定する。詳しい測定条件は以下の通りである。
＜重量平均分子量の測定条件＞
ＧＰＣ装置：東ソー製、ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ
カラム：東ソー製、（ＧＭＨＨＲ−Ｈ）＋（ＧＭＨＨＲ−Ｈ）＋（Ｇ２０００ＨＨＲ）
流量：０．８ｍＬ／ｍｉｎ
濃度：０．１ｗｔ％
注入量：１００μＬ
カラム温度：４０℃
溶離液：ＴＨＦ
【００３４】
（Ｃ成分）
エポキシ樹脂（Ａ成分）及びフェノール樹脂（Ｂ成分）とともに用いられるエラストマー（Ｃ成分）としては、例えば、各種アクリル系共重合体やゴム成分等を用いることができる。エポキシ樹脂（Ａ成分）への分散性や、得られる中空封止シートの耐熱性、可撓性、強度を向上させることができるという観点から、ゴム成分を含むことが好ましい。このようなゴム成分としては、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、アクリル系ゴム、シリコーン系ゴムからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併せて用いてもよい。高粘度物質であるエラストマーを含むことで、中空部への樹脂進入を好適に規制することができる。
【００３５】
中空封止シート１１では、エラストマーのドメインが分散しており、ドメインの最大径が２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、エラストマーが中空部付近での樹脂の流動を規制する作用（ダイラタンシー様作用）を有する微小粒子として機能し、中空分への樹脂進入をより効率良く抑制することができる。エラストマーは局所的には集合又は凝集していてもよいが、ダイラタンシー様作用の観点から、全体的に一様に分散していることが好ましい。ドメインの最大径の上限は２０μｍ以下であれば特に限定されないものの、１５μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。また、ドメインの最大径の下限は、微細化の物理的な限界と可撓性付与の観点から、０．１μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上がより好ましい。
【００３６】
エラストマー（Ｃ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の１．０〜３．５重量％であることが好ましく、１．５〜３重量％であることがより好ましい。エラストマー（Ｃ成分）の含有量が１．０重量％未満では、中空封止シート１１の柔軟性及び可撓性を得るのが困難となり、さらには中空封止シートの反りを抑えた樹脂封止も困難となる。逆に上記含有量が３．５重量％を超えると、中空封止シート１１の溶融粘度が高くなって電子部品の埋まり込み性が低下するとともに、中空封止シート１１の硬化体の強度及び耐熱性が低下する傾向がみられる。
【００３７】
また、エラストマー（Ｃ成分）のエポキシ樹脂（Ａ成分）に対する重量比率（Ｃ成分の重量／Ａ成分の重量）は、０．５〜１．５の範囲に設定することが好ましい。上記重量比率が０．５未満の場合は、中空封止シート１１の流動性をコントロールすることが困難となる一方、１．５を超えると中空封止シート１１の電子部品への接着性が劣る傾向がみられるためである。
【００３８】
６０℃における上記エラストマーの引張弾性率Ｅｅの上記熱硬化性樹脂の引張弾性率Ｅｔに対する比Ｅｅ／Ｅｔが５×１０−５以上１×１０−２以下であることが好ましく、１×１０−４以上５×１０−３以下であることが好ましい。これにより、中空封止シートの製造過程における混練時に、混練部材及び熱硬化性樹脂からの剪断応力がエラストマーに有効に作用し、エラストマーの微小化を促進させることができる。なお、上記引張弾性率Ｅｅ及びＥｔの測定方法は、以下の手順で行うことができる。エラストマー及び熱硬化性樹脂の各シートを厚さ２００μｍ、長さ４００ｍｍ、幅１０ｍｍの短冊状にカッターナイフで切り出して測定サンプルとする。この測定サンプルを固体粘弾性測定装置（ＲＳＡＩＩＩ、レオメトリックサイエンティフィック社製）を用いて、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件下で、−５０〜３００℃での引張弾性率、及び損失弾性率を測定する。この測定の際の６０℃における引張弾性率の値を読み取り、目的の引張弾性率Ｅｅ及びＥｔを得る。
【００３９】
（Ｄ成分）
無機質充填剤（Ｄ成分）は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種充填剤を用いることができ、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ（溶融シリカや結晶性シリカ等）、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素の粉末が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。無機充填剤を含むことにより、中空封止シートに中空部付近におけるダイラタンシー様作用をより効率良く付与することができる。
【００４０】
中でも、エポキシ樹脂組成物の硬化体の熱線膨張係数が低減することにより内部応力を低減し、その結果、電子部品の封止後の中空封止シート１１の反りを抑制できるという点から、シリカ粉末を用いることが好ましく、シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることがより好ましい。溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。中でも、平均粒径が５４μｍ以下の範囲のものを用いることが好ましく、０．１〜３０μｍの範囲のものを用いることがより好ましく、０．５〜２０μｍの範囲のものを用いることが特に好ましい。
【００４１】
なお、平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
【００４２】
無機質充填剤（Ｄ成分）の含有量は、好ましくはエポキシ樹脂組成物全体の７０〜９０体積％（シリカ粒子の場合、比重２．２ｇ／ｃｍ３であるので、８１〜９４重量％）であり、より好ましくは７４〜８５体積％（シリカ粒子の場合、８４〜９１重量％）であり、さらに好ましくは７６〜８３体積％（シリカ粒子の場合、８５〜９０重量％）である。無機質充填剤（Ｄ成分）の含有量が７０体積％未満では、エポキシ樹脂組成物の硬化体の線膨張係数が大きくなるために、中空封止シート１１の反りが大きくなる傾向がみられる。一方、上記含有量が９０体積％を超えると、中空封止シート１１の柔軟性や流動性が悪くなるために、電子部品との接着性が低下する傾向がみられる。
【００４３】
（Ｅ成分）
硬化促進剤（Ｅ成分）は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の硬化を進行させるものであれば特に限定されるものではないが、硬化性と保存性の観点から、トリフェニルホスフィンやテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等の有機リン系化合物や、イミダゾール系化合物が好適に用いられる。これら硬化促進剤は、単独で用いても良いし、他の硬化促進剤と併用しても構わない。
【００４４】
硬化促進剤（Ｅ成分）の含有量は、エポキシ樹脂（Ａ成分）及びフェノール樹脂（Ｂ成分）の合計１００重量部に対して０．１〜５重量部であることが好ましい。
【００４５】
（その他の成分）
また、エポキシ樹脂組成物には、Ａ成分からＥ成分に加えて、難燃剤成分を加えてもよい。難燃剤組成分としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化鉄、水酸化カルシウム、水酸化スズ、複合化金属水酸化物等の各種金属水酸化物を用いることができる。
【００４６】
金属水酸化物の平均粒径としては、エポキシ樹脂組成物を加熱した際に適当な流動性を確保するという観点から、平均粒径が１〜１０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは２〜５μｍである。金属水酸化物の平均粒径が１μｍ未満では、エポキシ樹脂組成物中に均一に分散させることが困難となるとともに、エポキシ樹脂組成物の加熱時における流動性が十分に得られない傾向がある。また、平均粒径が１０μｍを超えると、金属水酸化物（Ｅ成分）の添加量あたりの表面積が小さくなるため、難燃効果が低下する傾向がみられる。
【００４７】
また、難燃剤成分としては上記金属水酸化物のほか、ホスファゼン化合物を用いることができる。ホスファゼン化合物としては、例えばＳＰＲ−１００、ＳＡ−１００、ＳＰ−１００（以上、大塚化学株式会社）、ＦＰ−１００、ＦＰ−１１０（以上、株式会社伏見製薬所）等が市販品として入手可能である。
【００４８】
少量でも難燃効果を発揮するという観点から、式（１）又は式（２）で表されるホスファゼン化合物が好ましく、これらホスファンゼン化合物に含まれるリン元素の含有率は、１２重量％以上であることが好ましい。
【化１】
2014225635.tif 000003
（式（１）中、ｎは３〜２５の整数であり、Ｒ１及びＲ２は同一又は異なって、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、水酸基及びアリル基からなる群より選択される官能基を有する１価の有機基である。）
【化２】
2014225635.tif 000004
（式（２）中、ｎ及びｍは、それぞれ独立して３〜２５の整数である。Ｒ３及びＲ５は同一又は異なって、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、水酸基及びアリル基からなる群より選択される官能基を有する１価の有機基である。Ｒ４は、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、水酸基及びアリル基からなる群より選択される官能基を有する２価の有機基である。）
【００４９】
また、安定性及びボイドの生成抑制という観点から、式（３）で表される環状ホスファゼンオリゴマーを用いることが好ましい。
【化３】
2014225635.tif 000005
（式（３）中、ｎは３〜２５の整数であり、Ｒ６及びＲ７は同一又は異なって、水素、水酸基、アルキル基、アルコキシ基又はグリシジル基である。）
【００５０】
上記式（３）で表される環状ホスファゼンオリゴマーは、例えばＦＰ−１００、ＦＰ−１１０（以上、株式会社伏見製薬所）等が市販品として入手可能である。
【００５１】
ホスファゼン化合物の含有量は、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂（Ａ成分）、フェノール樹脂（Ｂ成分）、エラストマー（Ｄ成分）、硬化促進剤（Ｅ成分）及びホスファゼン化合物（その他の成分）を含む有機成分全体の１０〜３０重量％であることが好ましい。すなわち、ホスファゼン化合物の含有量が、有機成分全体の１０重量％未満では、中空封止シート１１の難燃性が低下するとともに、被着体（例えば、電子部品を搭載した基板等）に対する凹凸追従性が低下し、ボイドが発生する傾向がみられる。上記含有量が有機成分全体の３０重量％を超えると、中空封止シート１１の表面にタックが生じやすくなり、被着体に対する位置合わせをしにくくなる等作業性が低下する傾向がみられる。
【００５２】
また、上記金属水酸化物及びホスファゼン化合物を併用し、シート封止に必要な可撓性を確保しつつ、難燃性に優れた中空封止シート１１を得ることもできる。両者を併用することにより、金属水酸化物のみを用いた場合の十分な難燃性と、ホスファゼン化合物のみを用いた場合は、十分な可撓性を得ることができる。
【００５３】
上記難燃剤のうち、樹脂封止の成型時における中空封止シートの変形性、電子部品や被着体の凹凸への追従性、電子部品や被着体への密着性の点から有機系難燃剤を用いるのが望ましく、特にホスファゼン系難燃剤が好適に用いられる。
【００５４】
なお、エポキシ樹脂組成物は、上記の各成分以外に必要に応じて、カーボンブラックをはじめとする顔料等、他の添加剤を適宜配合することができる。
【００５５】
（中空封止シートの作製方法）
中空封止シートの作製方法を以下に説明する。本実施形態の中空封止シートの製造方法は、エラストマーを含む混練物を調製する混練工程、及び前記混練物をシート状に成形して中空封止シートを得る成形工程を含む。
【００５６】
（混練工程）
まず、上述の各成分を混合することによりエポキシ樹脂組成物を調製する。混合方法は、各成分が均一に分散混合される方法であれば特に限定するものではない。その後、エラストマーを含む各配合成分を直接ニーダー等で混練することにより混練物を調製する。この際、中空封止シートのエラストマーがドメイン状に分散し、該ドメインの最大径が２０μｍ以下となるように混練することが好ましい。
【００５７】
具体的には、上記Ａ〜Ｅ成分及び必要に応じて他の添加剤の各成分をミキサーなど公知の方法を用いて混合し、その後、溶融混練することにより混練物を調製する。溶融混練する方法としては、特に限定されないが、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機などの公知の混練機により、溶融混練する方法などが挙げられる。このようなニーダーとしては、例えば、軸方向の一部においてスクリュー羽のスクリュー軸からの突出量が他の部分のスクリュー羽のスクリュー軸からの突出量よりも小さい部分を有する混練用スクリュー、又は軸方向の一部においてスクリュー羽がない混練用スクリューを備えたニーダーを好適に用いることができる。スクリュー羽の突出量が小さい部分又はスクリュー羽がない部分では低せん断力かつ低攪拌となり、これにより混練物の圧縮率が高まって噛みこんだエアを排除可能となり、得られる混練物における気孔の発生を抑制することができる。
【００５８】
混練条件としては、温度が、上記した各成分の軟化点以上であれば特に制限されず、例えば３０〜１５０℃、エポキン樹脂の熱硬化性を考慮すると、好ましくは４０〜１４０℃、さらに好ましくは６０〜１２０℃であり、時間が、例えば１〜３０分間、好ましくは５〜１５分間である。これによって、混練物を調製することができる。
【００５９】
混練にニーダーを用いる場合、混練回転数ｒ（ｒｐｍ）の混練処理量ｔ（ｋｇ／ｈｒ）に対する比ｒ／ｔが６０以上であることが好ましく、７０以上がより好ましい。該比ｒ／ｔが６０以上であると、エラストマーを含む混練原料に充分な剪断応力が加わり、エラストマーの微小化を効率良く促進させることができる。上記混練回転数ｒ（ｒｐｍ）としては、２００〜１０００ｒｐｍが好ましく、混練処理量ｔ（ｋｇ／ｈｒ）としては、３〜２０ｋｇ／ｈｒが好ましい。
【００６０】
（成形工程）
得られる混練物をシート状に押出成形により成形することにより、中空封止シート１１を得ることができる。具体的には、溶融混練後の混練物を冷却することなく高温状態のままで、押出成形することで、中空封止シート１１を形成することができる。このような押出方法としては、特に制限されず、Ｔダイ押出法、ロール圧延法、ロール混練法、共押出法、カレンダー成形法などが挙げられる。押出温度としては、上記した各成分の軟化点以上であれば、特に制限されないが、エポキシ樹脂の熱硬化性および成形性を考慮すると、例えば４０〜１５０℃、好ましくは、５０〜１４０℃、さらに好ましくは７０〜１２０℃である。以上により、中空封止シート１１を形成することができる。
【００６１】
中空封止シート１１の厚さは特に限定されないが、１００〜２０００μｍであることが好ましい。上記範囲内であると、良好に電子部品を封止することができる。また、樹脂シートを薄型にすることで、発熱量を低減でき、硬化収縮が起こりにくくなる。この結果、パッケージ反り量を低減でき、より信頼性の高い中空パッケージが得られる。
【００６２】
このようにして得られた中空封止シートは、必要により所望の厚みとなるように積層して使用してもよい。すなわち、中空封止シートは、単層構造にて使用してもよいし、２層以上の多層構造に積層してなる積層体として使用してもよい。
【００６３】
［中空パッケージの製造方法］
次に、上記中空封止シートを用いる本実施形態に係る中空パッケージの製造方法について図２Ａ〜２Ｃを参照しつつ説明する。図２Ａ〜２Ｃはそれぞれ、本発明の一実施形態に係る中空パッケージの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。本実施形態では、基板上に搭載された電子部品を中空封止シートにより中空封止して中空パッケージを作製する。なお、本実施形態では、電子部品としてＳＡＷフィルタを用い、被着体としてプリント配線基板を用いているが、これら以外の要素を用いてもよい。例えば、電子部品としてコンデンサやセンサデバイス、発光素子、振動素子等の可動部を有し中空部を要する素子、被着体としてリードフレーム、テープキャリア等を用いることができる。いずれの要素を用いても、電子部品の樹脂封止による高度な保護を達成することができる。
【００６４】
（ＳＡＷチップ搭載基板準備工程）
ＳＡＷチップ搭載基板準備工程では、複数のＳＡＷチップ１３が搭載されたプリント配線基板１２を準備する（図２Ａ参照）。ＳＡＷチップ１３は、所定の櫛形電極が形成された圧電結晶を公知の方法でダイシングして個片化することにより形成することができる。ＳＡＷチップ１３のプリント配線基板１２への搭載には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。ＳＡＷチップ１３とプリント配線基板１２とはバンプ等の突起電極１３ａを介して電気的に接続されている。また、ＳＡＷチップ１３とプリント配線基板１２との間は、ＳＡＷチップ表面での表面弾性波の伝播を阻害しないように中空部１４を維持するようになっている。ＳＡＷチップ１３とプリント配線基板１２との間の距離は各要素の仕様によって決定され、一般的には１５〜５０μｍ程度である。
【００６５】
（封止工程）
封止工程では、ＳＡＷチップ１３を覆うようにプリント配線基板１２へ中空封止シート１１を積層し、ＳＡＷチップ１３を上記中空封止シートで樹脂封止する（図２Ｂ参照）。この中空封止シート１１は、ＳＡＷチップ１３及びそれに付随する要素を外部環境から保護するための封止樹脂として機能する。
【００６６】
本実施形態では、上記中空封止シート１１を採用することにより、ＳＡＷチップ１３の被覆にプリント配線基板１２上に貼り付けるだけでＳＡＷチップ１３を埋め込むことができ、中空パッケージの生産効率を向上させることができる。この場合、熱プレスやラミネータなど公知の方法により中空封止シート１１をプリント配線基板１２上に積層することができる。熱プレス条件としては、温度が、例えば、４０〜１００℃、好ましくは、５０〜９０℃であり、圧力が、例えば、０．１〜１０ＭＰａ、好ましくは、０．５〜８ＭＰａであり、時間が、例えば、０．３〜１０分間、好ましくは、０．５〜５分間である。また、中空封止シート１１のＳＡＷチップ１３及びプリント配線基板１２への密着性および追従性の向上を考慮すると、好ましくは、減圧条件下（例えば０．１〜５ｋＰａ）において、プレスすることが好ましい。
【００６７】
中空封止シート１１ではエラストマーの微小ドメインが分散しているので、中空部１４への樹脂成分の進入が抑制されており、ＳＡＷチップ１３の作動信頼性や接続信頼性を向上させることができる。
【００６８】
（封止体形成工程）
封止体形成工程では、上記中空封止シートを熱硬化処理して封止体１５を形成する（図２Ｂ参照）。中空封止シートの熱硬化処理の条件は、加熱温度として好ましくは１００℃から２００℃、より好ましくは１２０℃から１８０℃、加熱時間として好ましくは１０分から１８０分、より好ましくは３０分から１２０分の間、必要に応じて加圧しても良い。加圧の際は、好ましくは０．１ＭＰａから１０ＭＰａ、より好ましくは０．５ＭＰａから５ＭＰａを採用することができる。
【００６９】
（ダイシング工程）
続いて、中空封止シート１１、プリント配線基板１２、及びＳＡＷチップ１３などの要素からなる封止体１５のダイシングを行ってもよい（図２Ｃ参照）。これにより、ＳＡＷチップ１３単位での中空パッケージ１８を得ることができる。ダイシングは、通常、従来公知のダイシングシートにより上記封止体１５を固定した上で行う。
【００７０】
（基板実装工程）
必要に応じて、上記で得られた中空パッケージ１８に対して再配線及びバンプを形成し、これを別途の基板（図示せず）に実装する基板実装工程を行うことができる。中空パッケージ１８の基板への実装には、フリップチップボンダーやダイボンダーなどの公知の装置を用いることができる。
【００７１】
《第２実施形態》
第１実施形態では、各配合成分をニーダー等で混練して混練物を調製し、この混練物を押出成形してシート状に形成している。これに対し、本実施形態では、各成分を有機溶剤等に溶解又は分散したワニスを塗工してシート状に形成する。塗工法では、エラストマーを溶剤等に溶解又は分散させた状態でシート成膜が可能であるので、エラストマーのドメインサイズを微小化することができる。
【００７２】
ワニスを用いる具体的な作製手順としては、上記Ａ〜Ｅ成分及び必要に応じて他の添加剤を常法に準じて適宜混合し、有機溶剤に均一に溶解あるいは分散させ、ワニスを調製する。ついで、上記ワニスをポリエステル等の支持体上に塗布し乾燥させることにより中空封止シート１１を得ることができる。そして必要により、中空封止シートの表面を保護するためにポリエステルフィルム等の剥離シートを貼り合わせてもよい。剥離シートは封止時に剥離する。
【００７３】
上記有機溶剤としては、特に限定されるものではなく従来公知の各種有機溶剤、例えばメチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジエチルケトン、トルエン、酢酸エチル等を用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併せて用いてもよい。また通常、ワニスの固形分濃度が３０〜９５重量％の範囲となるように有機溶剤を用いることが好ましい。
【００７４】
有機溶剤乾燥後のシートの厚みは、特に制限されるものではないが、厚みの均一性と残存溶剤量の観点から、通常、５〜１００μｍに設定することが好ましく、より好ましくは２０〜７０μｍである。
【実施例】
【００７５】
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、部とあるのは、重量部を意味する。
【００７６】
［実施例１］
（中空封止シートの作製）
以下の成分をミキサーにてブレンドし、２軸混練機により、混練回転数を３００ｒｐｍ、混練処理量を５ｋｇ／ｈｒとし、１１０℃で１０分間溶融混練し、続いてＴダイから押出しすることにより、厚さ２００μｍの中空封止シートを作製した。
【００７７】
エポキシ樹脂：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（新日鐵化学（株）製、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ（エポキン当量２００ｇ／ｅｑ．軟化点８０℃））                  ３．４部
フェノール樹脂：ビフェニルアラルキル骨格を有するフェノール樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ−７８５１−ＳＳ（水酸基当量２０３ｇ／ｅｑ．、軟化点６７℃））  ３．６部
エラストマー：（三菱レーヨン社製、メタブレンＣ−１３２Ｅ）          ２．３部
無機充填剤：球状溶融シリカ（電気化学工業社製、ＦＢ−９４５４ＦＣ）８７．９部
シランカップリング剤：エポキシ基含有シランカップリング剤（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−８０３）                                                      ０．５部
カーボンブラック（三菱化学（株）製、ＭＡ６００）                    ０．１部
難燃剤：（（株）伏見製薬所製、ＦＰ−１００）                        １．８部
硬化促進剤：イミダゾール系触媒（四国化成工業社製、２ＰＨＺ−ＰＷ）  ０．４部
【００７８】
［実施例２］
混練処理量を３．５ｋｇ／ｈｒとしたこと以外は、実施例１と同様に中空封止シートを作製した。
【００７９】
［実施例３］
混練回転数を５００ｒｐｍとしたこと以外は、実施例１と同様に中空封止シートを作製した。
【００８０】
［実施例４］
混練回転数を１０００ｒｐｍとしたこと以外は、実施例１と同様に中空封止シートを作製した。
【００８１】
［実施例５］
実施例１と同じ成分を同じ配合量にてメチルエチルケトンとトルエンとの１：１混合溶剤に溶解ないし分散し、固形分４０重量％のワニスを作製した。
【００８２】
離型処理を施したＰＥＴフィルム上に、溶剤乾燥後の塗膜の厚さが５０μｍになるようにワニスを塗工し、次いで乾燥条件を１２０℃、３分として塗膜を乾燥させて、厚さ５０μｍの樹脂シートを得た。得られた樹脂シートを、ラミネータを用いて厚み２００μｍになるまで積層し、厚さ２００μｍの中空封止シートを作製した。
【００８３】
［比較例１］
混練回転数を１００ｒｐｍとしたこと以外は、実施例１と同様に中空封止シートを作製した。
【００８４】
［比較例２］
混練回転数を５０ｒｐｍとしたこと以外は、実施例１と同様に中空封止シートを作製した。
【００８５】
（中空封止シートの可撓性の評価）
実施例及び比較例の封止用シートを、幅６０ｍｍ×長さ６０ｍｍに切り出し、中空封止シートの両端部（平面視で対向する辺）を把持し、ゆっくりと９０°折り曲げて、可撓性を下記の基準により評価した。結果を表１に示す。
○：９０°折り曲げても割れなかった。
△：９０°折り曲げるとヒビが入った。
×：９０°折り曲げると割れた。
【００８６】
（エラストマーのドメインの観察）
作製した中空封止シートを１５０℃で１時間熱硬化して室温まで徐冷した後、得られた硬化物をカッターにて切断した。切断面をビューラー製自動研磨装置にて研磨し、研磨後の切断面をＳＥＭ（２０００倍）により観察した。図３に、実施例１の中空封止シートの切断面のＳＥＭ観察像を示す。ＳＥＭ観察像において黒色で示される領域がエラストマーのドメインである。次いで、この黒色で示されるエラストマーのドメインをランダムに５０点選び、それらの最大径を測定して平均値をとることでドメインの最大径とした。他の実施例２〜５及び比較例１〜２についても同様にＳＥＭ観察及び最大径の測定を行った。最大径測定の結果を表１に示す。
【００８７】
（スリット付き成形金型での樹脂進入量の測定）
図４Ａから図４Ｃに示すスリット付き成形金型を用い、スリットへの樹脂進入量を測定した。図４Ａに示すように、成形金型１００は、円盤の外周部分に立ち上がり部分を有する断面コの字状の下金型１１０と、円盤状の上金型１２０とからなり、下金型１１０と上金型１２０との間にスリットＳ、及び樹脂２００を受け入れる空洞部が設けられている。上金型１２０の中心には測定サンプルである樹脂２００の投入口Ｏが設けられている。図４Ｂに示すように、平面視での下金型１１０の立ち上がり部分の上面には、上面から所定深さで切り込まれた溝１１１が複数設けられている。各溝１１１の切込み深さは、上金型１２０と組み合わせた際に所定のスリットＳの幅が得られるような値となっている。
【００８８】
実際の樹脂進入量の測定手順としては、図４Ｃに示すように、成形金型１００に投入口Ｏから樹脂２００を金型内に投入した後、投入口Ｏに加圧用のロッド１３０を差し込み、成形金型１００全体を加熱しながらロッド１３０で加圧した際に、樹脂２００がスリットＳ内にどの程度進入したかという基準で評価するという手順を採用した。このときのスリットＳの内周端部から樹脂２００の最大到達点までの距離Ｌを樹脂進入量として測定した。測定条件を以下に示すとともに、結果を表１に示す。
【００８９】
＜測定条件＞
加熱温度：１５０℃
圧力：１０ｋｇ／ｃｍ２
加圧時間：１０分間
スリット幅：１μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、５０μｍ
【００９０】
（パッケージ中空部への樹脂進入性の評価）
アルミニウム櫛形電極が形成された以下の仕様のＳＡＷチップを下記ボンディング条件にてガラス基板に実装したＳＡＷチップ実装基板を作製した。
【００９１】
＜ＳＡＷチップ＞
チップサイズ：１．４×１．１ｍｍ□（厚さ１５０μｍ）
バンプ材質：Ａｕ  高さ３０μｍ
バンプ数：６バンプ
チップ数：１００個（１０個×１０個）
【００９２】
＜ボンディング条件＞
装置：パナソニック電工（株）製
ボンディング条件：２００℃、３Ｎ、１ｓｅｃ（超音波出力２Ｗ）
【００９３】
得られたＳＡＷチップ実装基板上に、以下に示す加熱加圧条件下、各中空封止シートを真空プレスにより貼付けた。
【００９４】
＜貼り付け条件＞
温度：６０℃
加圧力：４ＭＰａ
真空度：１．６ｋＰａ
プレス時間：１分
【００９５】
大気圧に開放した後、熱風乾燥機中、１５０℃、１時間の条件で中空封止シートを熱硬化させ、封止体を得た。ガラス基板側から電子顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、商品名「デジタルマイクロスコープ」、２００倍）により、ＳＡＷチップとガラス基板との間の中空部への樹脂の進入量を測定した。樹脂進入量は、中空封止シートによる封止前にガラス基板側から電子顕微鏡でＳＡＷチップの端部の位置を確認及び記憶しておき、封止後に再度ガラス基板側から電子顕微鏡で観察し、封止前後での観察像を比較して、封止前に確認しておいたＳＡＷチップの端部から中空部へ進入した樹脂の最大到達距離を測定し、これを樹脂進入量とした。樹脂進入量が２０μｍ以下であった場合を「○」、２０μｍを超えていた場合を「×」として評価した。結果を表１に示す。
【表１】
2014225635.tif 000006
【００９６】
表１から分かるように、実施例１〜５の中空封止シートは可撓性が良好であった。一方、比較例１〜２ではヒビが生じ可撓性が劣っていた。また、実施例１〜５では、比較例１〜２と比較して金型のスリットへの樹脂進入量が抑制されていた。さらに、実施例１〜５のＳＡＷチップパッケージでは、中空封止シートの樹脂成分の中空部への進入が抑制されており、高品質の中空パッケージを作製可能であることが分かる。比較例１〜２では中空部への樹脂進入量がいずれも２０μｍを超えていた。
【符号の説明】
【００９７】
１１    中空封止シート
１１ａ  支持体
１３    ＳＡＷチップ
１４    中空部
１５    封止体
１８    中空パッケージ
１００  成形金型
１１０  下金型
１１１  溝
１２０  上金型
１３０  ロッド
２００  樹脂
Ｌ  樹脂進入量
Ｏ  投入口
Ｓ  スリット
【図１】
2014225635.tif 000007
【図２Ａ】
2014225635.tif 000008
【図２Ｂ】
2014225635.tif 000009
【図２Ｃ】
2014225635.tif 000010
【図４Ａ】
2014225635.tif 000011
【図４Ｂ】
2014225635.tif 000012
【図４Ｃ】
2014225635.tif 000013
【図３】
2014225635.tif 000014