(57)【要約】  第１回路部材と、前記第１回路部材にバンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を準備する工程と、空間維持層を備えるシートを準備する工程と、前記空間維持層が前記第２回路部材に対向するように、前記シートを前記実装部材に配置する配置工程と、前記シートを前記第１回路部材に対して押圧するとともに、前記シートを加熱して、前記空間を維持しながら前記第２回路部材を封止し、前記シートを硬化させる封止工程と、を具備し、前記バンプが半田バンプであり、硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下である、実装構造体の製造方法。【選択図】図１
2019088128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路部材と、前記第１回路部材にバンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を準備する工程と、
空間維持層を備えるシートを準備する工程と、
前記空間維持層が前記第２回路部材に対向するように、前記シートを前記実装部材に配置する配置工程と、
前記シートを前記第１回路部材に対して押圧するとともに、前記シートを加熱して、前記空間を維持しながら前記第２回路部材を封止し、前記シートを硬化させる封止工程と、を具備し、
前記バンプが半田バンプであり、
硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下である、実装構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、
前記空間維持層の損失正接ｔａｎδ１tが１以下である、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項３】
前記シートがさらに応力緩和層を備え、
硬化後の前記応力緩和層の４０℃以上であってガラス転移温度以下の温度範囲における損失正接ｔａｎδ２が、０．０２以上である、請求項１または２に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、
前記応力緩和層の損失正接ｔａｎδ２tが０．３より大きく、かつ、貯蔵せん断弾性率が１×１０3Ｐａ以上である、請求項３に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第１回路部材がセラミック基板である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の製造方法により得られた実装構造体を、前記第２回路部材ごとにダイシングして個片化する工程を具備する、個片化実装構造体の製造方法。
【請求項７】
第１回路部材と、前記第１回路部材に半田バンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を封止するために用いられるシートであって、
空間維持層を備え、
硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下である、シート。
【請求項８】
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、
前記空間維持層の損失正接ｔａｎδ１tが１以下である、請求項７に記載のシート。
【請求項９】
さらに応力緩和層を備え、
前記空間維持層が、少なくとも一方の最外に配置されており、
硬化後の前記応力緩和層の４０℃以上であってガラス転移温度以下の温度範囲における損失正接ｔａｎδ２が、０．０２以上である、請求項７または８に記載のシート。
【請求項１０】
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、
前記応力緩和層の損失正接ｔａｎδ２tが０．３より大きく、かつ、貯蔵せん断弾性率が１×１０3Ｐａ以上である、請求項９に記載のシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に空間を備える実装構造体の製造方法であって、詳細には、シートを用いて封止された実装構造体の製造方法、および、これに用いられるシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板に搭載される電子部品（回路部材）は、回路基板との間に空間（内部空間）を必要とする場合がある。例えば、携帯電話などのノイズ除去に用いられるＳＡＷチップは、圧電基板（圧電体）上を伝搬する表面波を利用して所望の周波数をフィルタリングするため、圧電体上の電極と、ＳＡＷチップが搭載される回路基板との間に内部空間が必要である。内部空間は、例えば、ＳＡＷチップ等の回路部材を、バンプを介して回路基板に搭載することにより、回路部材の機能面を収容するように形成される。このような内部空間を必要とする回路部材の封止には、樹脂シートが用いられる場合がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６５３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実装構造体を製造する際、封止材（硬化した樹脂シート）は熱によって膨張し得る。すると、封止材に密着している回路部材は、封止材が膨張する方向に引っ張られる。一方、封止材が冷却されると、回路部材は、封止材が収縮する方向に引っ張られる。回路部材自身は変形し難いため、回路部材にかかる引張り応力は、内部空間に配置されているバンプに働き、バンプを回路基板から剥離させようとする。バンプが半田で形成されている場合、この応力によって、バンプが回路基板から剥離する場合がある。また、実装構造体の実使用時に、外部環境や自己発熱などによる温度変化に伴って、封止材の熱膨張および収縮が繰り返される場合がある。この場合も、半田バンプは、封止材が膨張および／または収縮する方向に繰り返し引っ張られるため、損傷を受け易い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記に鑑み、本発明の一局面は、第１回路部材と、前記第１回路部材にバンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を準備する工程と、空間維持層を備えるシートを準備する工程と、前記空間維持層が前記第２回路部材に対向するように、前記シートを前記実装部材に配置する配置工程と、前記シートを前記第１回路部材に対して押圧するとともに、前記シートを加熱して、前記空間を維持しながら前記第２回路部材を封止し、前記シートを硬化させる封止工程と、を具備し、前記バンプが半田バンプであり、硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下である、実装構造体の製造方法に関する。【０００６】
本発明の別の局面は、第１回路部材と、前記第１回路部材に半田バンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を封止するために用いられるシートであって、空間維持層を備え、硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下である、シートに関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１回路部材と第２回路部材とを具備し、第１回路部材と第２回路部材との間に空間を有する実装構造体において、第１回路部材とこれに搭載される第２回路部材との接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる実装構造体を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるシートを模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる製造方法を、実装部材あるいは実装構造体の断面により模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態に係る方法により製造される実装構造体の一例を、図１に示す。図１は、実装構造体１０を模式的に示す断面図である。
実装構造体１０は、第１回路部材１と、第１回路部材１に半田バンプ３を介して搭載される複数の第２回路部材２と、第２回路部材２を封止する封止材４と、を備える。第１回路部材１と第２回路部材２との間には、空間（内部空間Ｓ）が形成されている。封止材４は、シート４Ｐ（図２参照）の硬化物である。本発明は、このシート４Ｐを包含する。
【００１０】
［シート］
シート４Ｐは、内部空間Ｓを維持しながら、第２回路部材２を封止する部材である。シート４Ｐは、図２に示すように、少なくとも空間維持層４１Ｐを備える。図２は、シート４Ｐを模式的に示す断面図である。
【００１１】
（空間維持層）
空間維持層４１Ｐは、配置工程において第２回路部材２に対向するように配置され、第２回路部材２に密着するとともに、封止工程において内部空間Ｓを維持する層である。
【００１２】
硬化後の空間維持層（以下、硬化空間維持層４１）のガラス転移温度は、１２５℃より大きい。さらに、硬化空間維持層４１の１２５℃以下における線膨張係数は、２０ｐｐｍ／Ｋ以下である。
【００１３】
線膨張係数は、ＪＩＳ Ｋ ７１９７に準拠して、熱機械的分析装置により測定することができる。線膨張係数は、例えば、２ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍの試験片について、熱機械的分析装置（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製、ＴＭＡ７１００）を用いて、圧縮モード、昇温速度２．５℃／分、荷重４９ｍＮの条件で測定される。
【００１４】
実装構造体１０には、実使用を想定し、ヒートサイクル試験において−５５℃〜１２５℃等の広い温度範囲での耐久性が要求される場合がある。この場合にも、硬化空間維持層４１のガラス転移温度および線膨張係数が上記範囲を満たすことにより、硬化空間維持層４１の変形や膨張は抑制される。よって、硬化空間維持層４１により内部空間Ｓの膨張は抑制されて、内部空間Ｓの膨張に伴う半田バンプ３の第１回路部材１からの剥離が抑制される。
【００１５】
さらに、硬化空間維持層４１の１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下であるため、ヒートサイクル試験における硬化空間維持層４１の膨張は、半田バンプ３の膨張と同程度かそれより小さい。そのため、半田バンプ３の変形が抑制されて、半田バンプ３の損傷が抑制される。特に、−５５℃〜１２５℃において、硬化空間維持層４１の線膨張係数は２０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。上記硬化空間維持層４１の線膨張係数は、−５５℃〜１２５℃における平均の線膨張係数である。
【００１６】
また、内部空間に水分が存在する場合、熱によって水が水蒸気になって、内部空間が膨張する。内部空間の膨張にパンプが耐え切れなくなると、バンプにクラックが生じる（いわゆるポップコーン現象）。上記クラックは、特に半田バンプを用いる場合に生じ易い。しかし、本実施形態によれば、内部空間Ｓの膨張が抑制されるため、半田バンプ３の上記クラックの発生も抑制される。
【００１７】
第２回路部材２が封止されるときの温度ｔにおける空間維持層４１Ｐの損失正接ｔａｎδ１tは、１以下であることが好ましく、０．９以下であることがより好ましく、０．７以下であることが特に好ましい。損失正接ｔａｎδ１tの下限は特に限定されないが、例えば、０．１である。このような損失正接ｔａｎδ１tを有する空間維持層４１Ｐは、単独で、内部空間Ｓを維持しながら、第２回路部材２を封止することができる。よって、シート４Ｐが損失正接ｔａｎδtの大きい（粘性の高い）他の層を備えていても、内部空間Ｓは維持される。
【００１８】
第２回路部材２が封止されるときの温度ｔとは、内部空間Ｓが維持された状態で、第２回路部材２の表面がシート４Ｐによって覆われたときのシート４Ｐの温度である。シート４Ｐの温度は、封止工程におけるシート４Ｐに対する加熱手段の設定温度に代替できる。シート４Ｐの加熱手段がプレス機である場合、加熱手段の温度とは、プレス機の設定温度である。シート４Ｐの加熱手段が第１回路部材１を加熱する加熱機である場合、加熱手段の温度とは、第１回路部材１の加熱機の設定温度である。温度ｔは、シート４Ｐの材質等に応じて変更し得るが、例えば、室温＋１５℃（４０℃）から、２００℃までの間である。具体的には、温度ｔは、例えば５０〜１８０℃である。第２回路部材２が封止されるとき、シート４Ｐは未硬化状態であってもよいし、半硬化状態であってもよい。
【００１９】
損失正接ｔａｎδ１tは、温度ｔにおける空間維持層４１Ｐの貯蔵せん断弾性率Ｇ１’に対する損失せん断弾性率（Ｇ１”）の比：Ｇ１”／Ｇ１’である。貯蔵せん断弾性率Ｇ１’および損失せん断弾性率Ｇ１”は、例えば、貯蔵せん断弾性率Ｇ１’および損失せん断弾性率Ｇ１”は、直径８ｍｍ×１ｍｍの試験片について、粘弾性測定装置（例えば、ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＡＲＥＳ−ＬＳ２）を用いて、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／分の条件で測定される。後述する貯蔵せん断弾性率Ｇ２’および損失正接ｔａｎδ２も、同様にして求められる。粘弾性測定装置には、ＪＩＳ Ｋ ７２４４に準拠した装置を用いることができる。
【００２０】
温度ｔにおける貯蔵せん断弾性率Ｇ１’は、１．０×１０7Ｐａ以下であることが好ましく、１．０×１０6Ｐａ以下であることがより好ましい。貯蔵せん断弾性率Ｇ１’の下限は特に限定されないが、例えば、１．０×１０4Ｐａである。温度ｔにおける貯蔵せん断弾性率Ｇ１’がこの範囲であれば、空間維持層４１Ｐの封止工程における内部空間Ｓへの侵入が抑制されるとともに、第２回路部材２の表面および第２回路部材２同士の間の第１回路部材１の表面に密着できる程度に流動することが容易になる。
【００２１】
絶縁性の観点から、空間維持層４１Ｐの体積抵抗率は１×１０8Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１×１０10Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。
【００２２】
空間維持層４１Ｐの厚みＴ１は、特に限定されない。厚みＴ１は１２０μｍ以下であってもよく、１００μｍ以下であってもよく、８０μｍ以下であってよい。これにより、低背化が可能になる。一方、内部空間Ｓの膨張が抑制され易くなる点で、１μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましい。空間維持層４１Ｐの厚みＴ１は、空間維持層４１Ｐの主面間の距離である。主面間の距離は、任意の１０箇所における距離を平均化して求めることができる。
【００２３】
空間維持層４１Ｐは、例えば、熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物（以下、第１樹脂組成物と称す。）により構成される。
【００２４】
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでもエポキシ樹脂が好ましい。
【００２５】
封止前の熱硬化性樹脂は、未硬化状態でもよく、半硬化状態でもよい。半硬化状態とは、熱硬化性樹脂がモノマーおよび／またはオリゴマーを含む状態であり、熱硬化性樹脂の三次元架橋構造の発達が不十分な状態をいう。半硬化状態の熱硬化性樹脂は、室温（２５℃）では溶剤に溶解しないか、もしくは溶解しない成分を含むが、硬化は不完全な状態、いわゆるＢステージにある。
【００２６】
エポキシ樹脂は、特に限定されないが、例えば、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式脂肪族エポキシ樹脂、有機カルボン酸類のグリシジルエーテルなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。エポキシ樹脂は、プレポリマーであってもよく、ポリエーテル変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂のようなエポキシ樹脂と他のポリマーとの共重合体であってもよい。なかでも、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂および／またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。特に、耐熱性および耐水性に優れ、かつ安価である点で、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。
【００２７】
エポキシ樹脂は、樹脂組成物の粘度調節のために、エポキシ基を分子中に１つ有する１官能エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂全体に対して０．１〜３０質量％程度含むことができる。このような１官能エポキシ樹脂としては、フェニルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、エチルジエチレングリコールグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエングリシジルエーテル、２−ヒドロキシエチルグリシジルエーテルなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
樹脂組成物は、熱硬化性樹脂の硬化剤を含む。硬化剤は、特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤（フェノール樹脂等）、ジシアンジアミド系硬化剤（ジシアンジアミド等）、尿素系硬化剤、有機酸ヒドラジド系硬化剤、ポリアミン塩系硬化剤、アミンアダクト系硬化剤、酸無水物系硬化剤、イミダゾール系硬化剤などを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。硬化剤の種類は、熱硬化性樹脂に応じて適宜選択される。なかでも、硬化時の低アウトガス性、耐湿性、耐ヒートサイクル性などの点から、フェノール系硬化剤を用いることが好ましい。
【００２９】
硬化剤の量は、硬化剤の種類によって異なる。エポキシ樹脂を用いる場合、例えば、エポキシ基１当量あたり、硬化剤の官能基の当量数が０．００１〜２当量、さらには０．００５〜１．５当量となる量の硬化剤を用いることが好ましい。
【００３０】
なお、ジシアンジアミド系硬化剤、尿素系硬化剤、有機酸ヒドラジド系硬化剤、ポリアミン塩系硬化剤、アミンアダクト系硬化剤は、潜在性硬化剤である。潜在性硬化剤の活性温度は、６０℃以上、更には８０℃以上であるのが好ましい。また、活性温度は、２５０℃以下、更には１８０℃以下であるのが好ましい。これにより、活性温度以上で迅速に硬化する樹脂組成物を得ることができる。
【００３１】
樹脂組成物は、上記以外の第三成分を含んでもよい。第三成分としては、熱可塑性樹脂、無機充填剤、硬化促進剤、重合開始剤、イオンキャッチャー、難燃剤、顔料、シランカップリング剤、チキソ性付与剤などを挙げることができる。
【００３２】
熱可塑性樹脂は、シート化剤として配合され得る。樹脂組成物がシート化されることにより、封止工程における取り扱い性が向上するとともに、樹脂組成物のダレ等が抑制されて、内部空間Ｓが維持され易くなる。
【００３３】
熱可塑性樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリウレタン、ブロックイソシアネート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ブチラール樹脂、ポリアミド、塩化ビニル、セルロース、熱可塑性エポキシ樹脂、熱可塑性フェノール樹脂などが挙げられる。なかでも、シート化剤としての機能に優れる点で、アクリル樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂の量は、熱硬化性樹脂１００質量部あたり、５〜２００質量部が好ましく、１０〜１００質量部が特に好ましい。
【００３４】
樹脂組成物に添加する際の熱可塑性樹脂の形態は、特に限定されない。熱可塑性樹脂は、例えば、重量平均粒子径０．０１〜２００μｍ、好ましくは０．０１〜１００μｍの粒子であってもよい。上記粒子は、コアシェル構造を有していてもよい。この場合、コアは、例えば、ｎ−、ｉ−およびｔ−ブチル（メタ）アクリレートよりなる群から選択される少なくとも１つのモノマー由来のユニットを含む重合体であってもよいし、その他の（メタ）アクリレート由来のユニットを含む重合体であってもよい。シェル層は、例えば、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−、ｉ−またはｔ−ブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸等の単官能モノマーと１，６−ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能モノマーとの共重合体であってもよい。また、溶剤に分散あるいは溶解させた高純度熱可塑性樹脂を、樹脂組成物に添加してもよい。
【００３５】
樹脂組成物に含まれ得る無機充填剤としては、例えば、溶融シリカなどのシリカ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、窒化ホウ素（ＢＮ）などを挙げることができる。なかでも、安価である点で、溶融シリカが好ましい。無機充填剤の平均粒径は、例えば０．０１〜１００μｍである。無機充填剤の量は、熱硬化性樹脂１００質量部あたり、１〜５０００質量部が好ましく、１０〜３０００質量部がより好ましい。平均粒径は、体積粒度分布の累積体積５０％における粒径（Ｄ５０。以下同じ。）である。
【００３６】
硬化促進剤は、特に限定されないが、変性イミダゾール系硬化促進剤、変性脂肪族ポリアミン系促進剤、変性ポリアミン系促進剤などが挙げられる。硬化促進剤は、エポキシ樹脂などの樹脂との反応生成物（アダクト）として使用することが好ましい。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。硬化促進剤の活性温度は、保存安定性の点から、６０℃以上、更には８０℃以上が好ましい。また、活性温度は、２５０℃以下、更には１８０℃以下であるのが好ましい。ここで、活性温度とは、潜在性硬化剤および／または硬化促進剤の作用により、熱硬化性樹脂の硬化が急速に早められる温度である。
【００３７】
硬化促進剤の量は、硬化促進剤の種類によって異なる。通常、エポキシ樹脂１００質量部あたり、０．１〜２０質量部が好ましく、１〜１０質量部がより好ましい。なお、硬化促進剤をアダクトとして使用する場合、硬化促進剤の量は、硬化促進剤以外の成分（エポキシ樹脂など）を除いた硬化促進剤の正味の量を意味する。
【００３８】
重合開始剤は、光照射および／または加熱により、硬化性を発現する。重合開始剤としては、ラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤などを用いることができる。具体的には、ベンゾフェノン系化合物、ヒドロキシケトン系化合物、アゾ化合物、有機過酸化物、芳香族スルホニウム塩、脂肪族スルホニウム塩などのスルホニウム塩などを用いることができる。重合開始剤の量は、エポキシ樹脂１００質量部あたり、０．１〜２０質量部が好ましく、１〜１０質量部がより好ましい。
【００３９】
（応力緩和層）
シート４Ｐは、さらに、応力緩和層４２Ｐを備えることが好ましい。硬化された応力緩和層（以下、硬化応力緩和層４２と称す。）によって、製造工程等において実装構造体１０に加えられた応力（内部応力）が緩和されて、実装構造体１０の反り等が抑制される。特に、実装構造体１０は、硬化空間維持層４１を備える封止材４により封止されるため、反りが生じ易い。また、第１回路部材１がセラミックス基板を含む場合、反りを矯正することは困難である。よって、硬化応力緩和層４２を設けて、硬化空間維持層４１やセラミックス基板の内部応力を緩和させることが好ましい。
【００４０】
硬化応力緩和層４２の損失正接ｔａｎδ２は、ガラス転移温度以下の温度範囲において、４０℃以上で０．０２以上であることが好ましく、３５℃以上でも０．０２以上であることが好ましく、２５℃以上でも０．０２以上であることが好ましい。これにより、製造後に実装構造体が常温（２０〜３０℃）にまで冷却される際に上記応力が緩和されて、反りが解消され易くなる。硬化応力緩和層４２の損失正接ｔａｎδ２は、ガラス転移温度以下の温度範囲において、４０℃以上で０．０５以上であってよく、３５℃以上で０．０５以上であってよく、２５℃以上で０．０５以上であってよい。
【００４１】
硬化応力緩和層４２の４０℃以上であってガラス転移温度以下の温度範囲における損失正接ｔａｎδ２は、例えば、３以下であり、１．５以下であり、０．５以下である。
【００４２】
また、例えば、２５℃以上であってガラス転移温度以下の温度範囲において、硬化応力緩和層４２の損失正接ｔａｎδ２は、硬化空間維持層４１の損失正接ｔａｎδ１より大きくてもよい。
【００４３】
一方、硬化応力緩和層４２のガラス転移温度は、特に限定されない。なかでも、硬化応力緩和層４２のガラス転移温度は１２５℃以下であることが好ましい。この場合、１２５℃以下の温度での損失正接ｔａｎδ２が大きくなり易い。
【００４４】
応力緩和層４２Ｐの温度ｔにおける損失正接ｔａｎδ２tは、０．３よりも大きいことが好ましく、０．４よりも大きいことが好ましい。損失正接ｔａｎδ２tの上限は特に限定されないが、例えば、８である。また、応力緩和層４２Ｐの損失正接ｔａｎδ２tは、空間維持層４１Ｐの損失正接ｔａｎδ１tより大きくてもよい。
【００４５】
温度ｔにおける応力緩和層４２Ｐの貯蔵せん断弾性率Ｇ２’は、１×１０3Ｐａ以上であることが好ましく、１×１０4Ｐａ以上であることがより好ましい。これにより、第２回路部材２が封止された後、第１回路部材１や第２回路部材２、さらには硬化空間維持層４１に内在する応力（内部応力）が緩和され易くなる。貯蔵せん断弾性率Ｇ２’の上限は特に限定されないが、例えば、１×１０7Ｐａであり、好ましくは１×１０6Ｐａである。
【００４６】
応力緩和層４２Ｐは、熱硬化性樹脂および硬化剤を含む樹脂組成物（以下、第２樹脂組成物と称す。）により構成される。第２樹脂組成物の構成は、特に限定されないが、第１樹脂組成物と同様の構成であってもよい。なかでも、クリープ変形が大きくなる点で、ゴム成分などを含有するエポキシ樹脂（例えば、ゴム変性エポキシ樹脂）等を含むことが好ましい。
【００４７】
粘弾性（つまり、損失正接ｔａｎδ）は、例えば、空間維持層４１Ｐおよび／または応力緩和層４２Ｐの原料によって調整することができる。例えば、シート化剤である熱可塑性樹脂の量や種類を変更することにより、損失正接ｔａｎδを変化させることができる。なかでも、フェノキシ樹脂を用いると、容易に貯蔵せん断弾性率Ｇ２’を小さくして、ｔａｎδ２を大きくすることができる。第２樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の量は、熱硬化性樹脂１００質量部あたり、５〜２００質量部が好ましく、１０〜１００質量部がより好ましい。
【００４８】
応力緩和層４２Ｐの厚みＴ２は、応力緩和の観点から、１０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。この場合、実装構造体１０の封止面をフラットになり易く、実装構造体１０をダイシングし易くなる。一方、低背化の観点から、応力緩和層４２Ｐの厚みＴ２は１４００μｍ以下であることが好ましく、４２０μｍ以下であることがより好ましい。応力緩和層４２Ｐの体積抵抗率は特に限定されず、例えば、空間維持層４１Ｐと同程度であってもよいし、小さくてもよい。
【００４９】
シート４Ｐ全体の厚みＴは特に限定されないが、第２回路部材２の表面に密着させ易い点で、１１〜１５００μｍであることが好ましく、２０〜１０００μｍであることがより好ましく、２０〜５００μｍであることが特に好ましい。
【００５０】
シート４Ｐは、さらに他の第３の層を備えていてもよい。ただし、一方の最外に空間維持層４１Ｐを配置する。応力緩和層４２Ｐの配置は特に限定されないが、空間維持層４１Ｐに隣接して配置することが好ましい。つまり、第３の層を備える場合、応力緩和層４２Ｐは、内部に配置されることが好ましい。第３の層は単層であってもよいし、複数の層の積層体であってもよい。
【００５１】
［実装構造体の製造方法］
本実施形態にかかる製造方法を、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態にかかる製造方法を、実装部材あるいは実装構造体１０の断面により模式的に示す説明図である。
【００５２】
実装構造体１０は、第１回路部材１と、第１回路部材１に半田バンプ３を介して搭載される複数の第２回路部材２と、を備えるとともに、第１回路部材１と第２回路部材２との間に内部空間Ｓが形成された実装部材を準備する第１準備工程と、シート４Ｐを準備する第２準備工程と、シート４Ｐの空間維持層４１Ｐが第２回路部材２と対向するように、シート４Ｐを実装部材に配置する配置工程と、シート４Ｐを第１回路部材１に対して押圧するとともに、シート４Ｐを加熱して、内部空間Ｓを維持しながら、第２回路部材２を封止し、シート４Ｐを硬化させる封止工程と、を具備する方法により製造される。さらに、得られた実装構造体１０を、第２回路部材２ごとにダイシングする個片化工程を行ってもよい。
【００５３】
（第１準備工程）
第１回路部材１と、第１回路部材１に半田バンプ３を介して搭載される複数の第２回路部材２と、を備えるとともに、第１回路部材１と第２回路部材２との間に内部空間Ｓが形成された実装部材を準備する（図３（ａ））。
【００５４】
第１回路部材１は、例えば、半導体素子、半導体パッケージ、ガラス基板、樹脂基板、セラミック基板およびシリコン基板よりなる群から選択される少なくとも１種である。これら第１回路部材は、その表面に、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）やＡＣＰ（異方性導電ペースト）のような導電材料層を形成したものであってもよい。樹脂基板は、リジッド樹脂基板でもフレキシブル樹脂基板でもよく、例えば、エポキシ樹脂基板（例えば、ガラスエポキシ基板）、ビスマレイミドトリアジン基板、ポリイミド樹脂基板、フッ素樹脂基板などが挙げられる。第１回路部材１は、内部に半導体チップ等を備える部品内蔵基板であってもよい。
【００５５】
第２回路部材２は、第１回路部材１に半田バンプ３を介して搭載されている。これにより、第１回路部材１と第２回路部材２との間には内部空間Ｓが形成される。第２回路部材２は、この内部空間Ｓを維持した状態で封止（中空封止）されることを要する電子部品である。第２回路部材２としては、例えば、ＲＦＩＣ、ＳＡＷ、センサーチップ（加速度センサー等）、圧電振動子チップ、水晶振動子チップ、ＭＥＭＳデバイスなどが挙げられる。
【００５６】
すなわち、実装部材は、各種第１回路部材１上に第２回路部材２が搭載されたチップ・オン・ボード（ＣｏＢ）構造（チップ・オン・ウエハ(ＣｏＷ)、チップ・オン・フィルム（ＣｏＦ）、チップ・オン・グラス（ＣｏＧ）を含む）、チップ・オン・チップ（ＣｏＣ）構造、チップ・オン・パッケージ（ＣｏＰ）構造およびパッケージ・オン・パッケージ（ＰｏＰ）構造を有することができる。実装部材は、第２回路部材２が搭載された第１回路部材１に、さらに第１回路部材１および／または第２回路部材２を積層したような多層実装部材であってもよい。
【００５７】
半田バンプ３は導電性を有しており、第１回路部材１と第２回路部材２とは、半田バンプ３を介して電気的に接続されている。半田バンプ３の高さは特に限定されないが、例えば、１０〜１５０μｍであってよく、４０〜７０μｍであってよい。半田バンプ３の組成も特に限定されない。例えば、鉛を主成分として含む半田であってもよいし、主成分として錫を含む鉛フリーの半田であってもよい。半田バンプ３は、鉛、錫以外に、例えば、亜鉛、アンチモン、インジウム、銀、ビスマス、銅、アルミニウム等を含み得る。半田バンプ３の材料は、具体的には、鉛−錫、錫−銀−銅、錫−亜鉛−アルミニウム、錫−ビスマス−銀等の合金を挙げることができる。
【００５８】
（第２準備工程）
空間維持層４１Ｐと、必要に応じて応力緩和層４２Ｐとを備えるシート４Ｐを準備する（図３（ａ））。
シート４Ｐが複数の層を備える場合、その製造方法は特に限定されない。シート４Ｐは、各層を別途作成した後、積層する（ラミネート法）ことにより形成されてもよいし、各層の材料を順次、コーティングする（コーティング法）ことにより形成されてもよい。
【００５９】
ラミネート法において、各層は、例えば、上記樹脂組成物を含む溶剤ペーストあるいは無溶剤ペースト（以下、単にペーストと総称する。）をそれぞれ調製する工程と、上記ペーストから各層を形成する工程（形成工程）と、を含む方法により形成される。この方法により、空間維持層４１Ｐおよび応力緩和層４２Ｐをそれぞれ形成した後、この順に積層する。ペーストがプレゲル化剤を含む場合、形成工程の際にゲル化が行われる。ゲル化は、ペーストを薄膜化した後、薄膜を熱硬化性樹脂の硬化温度未満（例えば、７０〜１５０℃）で、１〜１０分間加熱することにより行われる。
【００６０】
一方、コーティング法では、上記方法により、例えば空間維持層４１Ｐを形成した後、この空間維持層４１Ｐの表面に、第２樹脂組成物を含むペーストをコーティングして応力緩和層４２Ｐを形成する。この場合も、形成工程の際にゲル化が行われ得る。ゲル化は、各ペーストからそれぞれの薄膜を形成した後、逐次実施されてもよく、薄膜の積層体を形成した後に実施されてもよい。
【００６１】
各層（薄膜）は、例えば、ダイ、ロールコーター、ドクターブレードなどにより形成される。この場合、ペーストの粘度を、１０〜１００００ｍＰａ・ｓとなるように調整することが好ましい。溶剤ペーストを用いた場合、その後、７０〜１５０℃、１〜１０分間乾燥して、溶剤を除去してもよい。上記ゲル化と溶剤の除去とは、同時に実施され得る。
【００６２】
（配置工程）
空間維持層４１Ｐが第２回路部材２に対向するように、シート４Ｐを実装部材に配置する（図３（ａ））。
このとき、複数の第２回路部材２を、一枚のシート４Ｐで覆ってもよい。これにより、シート４Ｐを一括して、複数の第２回路部材２の表面および第２回路部材２同士の間の第１回路部材１の表面に対向するように配置することができる。
【００６３】
（封止工程）
シート４Ｐを第１回路部材１に対して押圧するとともに（図３（ｂ））、シート４Ｐを加熱して硬化させる（図３（ｃ））。これにより、内部空間Ｓを維持しながら、第２回路部材２が封止される。
【００６４】
シート４Ｐの第１回路部材１に対する押圧は、例えば、シート４Ｐを、シート４Ｐに含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度未満で加熱しながら行われる(熱プレス)。これにより、シート４Ｐは、第２回路部材２の表面に密着するとともに、第２回路部材２同士の間の第１回路部材１の表面に達するまで伸展することが容易となり、第２回路部材２の封止の信頼性を高めることができる。熱プレスは、大気圧下で行ってもよいし、減圧雰囲気（例えば５０Ｐａ以上、５０，０００Ｐａ以下、好ましくは５０Ｐａ以上、３，０００Ｐａ以下）で行ってもよい。押圧時の加熱の条件は、特に限定されず、押圧方法や熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜設定すればよい。上記加熱は、例えば、４０〜２００℃（好ましくは５０〜１８０℃）で、１秒〜３００分間（好ましくは３秒〜３００分間）行われる。
【００６５】
シート４Ｐを上記硬化温度で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させると、封止材４が形成される。これにより、第２回路部材２が封止される。シート４Ｐの加熱（熱硬化性樹脂の硬化）の条件は、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜設定すればよい。熱硬化性樹脂の硬化は、例えば、５０〜２００℃（好ましくは１２０〜１８０℃）で、１秒〜３００分間（好ましくは６０分〜３００分間）行われる。
【００６６】
熱プレスと熱硬化性樹脂の硬化とは、別々に実施してもよく、同時に実施してもよい。例えば、減圧雰囲気下、シート４Ｐに含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度未満で熱プレスした後、減圧を解除して、大気圧下でさらに高温で加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させてもよい。あるいは、大気圧下で、シート４Ｐに含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度未満で熱プレスした後、さらに高温で加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させてもよい。また、減圧雰囲気下、硬化温度で熱プレスすることにより、減圧中に熱硬化性樹脂を硬化させてもよい。
【００６７】
（個片化工程）
得られた実装構造体１０を、第２回路部材２ごとにダイシングする個片化工程を行ってもよい（図３（ｄ））。これにより、チップレベルの実装構造体（実装チップ２０）が得られる。
【００６８】
［実施例］
次に、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。ただし、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。
【００６９】
［実施例１］
（１）樹脂組成物の調製
下記材料を用いて、表１に記載の組成を有する樹脂組成物Ａ〜Ｈを調製した。表中の組成を示す数値は質量部である。
【００７０】
＜熱硬化性樹脂＞
Ｅｐ：エポキシ樹脂（エポキシ当量１８３ｇ／ｅｑ）
【００７１】
＜硬化剤＞
Ｈｄ−Ａ：フェノールノボラック樹脂Ａ（水酸基当量１７３ｇ／ｅｑ）
Ｈｄ−Ｂ：フェノールノボラック樹脂Ｂ（エポキシ当量１０５ｇ／ｅｑ）
Ｈｄ−Ｃ：フェノールノボラック樹脂Ｃ（エポキシ当量１４３ｇ／ｅｑ）
【００７２】
＜熱可塑性樹脂＞
ＡｃＲ：アクリル樹脂
ＰｈＲ：フェノキシ樹脂
【００７３】
＜硬化促進剤＞
ＩＭＺ：イミダゾール
【００７４】
＜無機充填剤＞
ｓ−ＳｉＬ：溶融球状シリカ
【００７５】
【表１】
2019088128.tif 000003
【００７６】
［評価１］
＜貯蔵せん断弾性率とｔａｎδt＞
樹脂組成物Ａ〜ＨをそれぞれＰＥＴフィルムに塗工し、１００℃で５分間加熱して、厚み１ｍｍの未硬化のシートを作製した。得られた未硬化のシートから直径８ｍｍ×１ｍｍの試験片を作成し、ＪＩＳ Ｋ ７２４４に準拠して、第２回路部材２が封止されるときの温度ｔ（８０℃または１００℃）における貯蔵せん断弾性率Ｇ’および損失せん断弾性率Ｇ”を求め、温度ｔにおける損失正接ｔａｎδt（Ｇ”／Ｇ’）を求めた。なお、粘弾性測定装置には、ＡＲＥＳ−ＬＳ２（ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用い、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／分の条件で測定した。結果を表２に示す。
【００７７】
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）＞
樹脂組成物Ａ〜ＨをそれぞれＰＥＴフィルムに塗工し、１５０℃で１８０分間加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させて、厚み１ｍｍの硬化シートを得た。得られた硬化シートから直径８ｍｍ×１ｍｍの試験片を作成し、上記評価１と同様の条件で、−５５℃から１２５℃における貯蔵せん断弾性率Ｇ’および損失せん断弾性率Ｇ”を求め、損失正接ｔａｎδ（Ｇ”／Ｇ’）が最大値を示す温度をガラス転移温度として求めた。結果を表２に示す。
【００７８】
＜ｔａｎδ２＞
応力緩和層として用いた樹脂組成物の硬化シートについては、４０℃以上、かつＴｇ以下の温度範囲における損失正接ｔａｎδ２の最小値を求めた。結果を表２に示す。
【００７９】
＜線膨張係数＞
樹脂組成物Ａ〜Ｈを１５０℃で１８０分間加熱し、塊状の熱硬化性樹脂の硬化物を得た。塊状硬化物から２ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作成し、ＪＩＳ Ｋ ７１９７に準拠して、−５５℃から１２５℃における線膨張係数の平均値を求めた。熱機械的分析装置には、ＴＭＡ７１００（株式会社日立ハイテクサイエンス製）を用い、圧縮モード、昇温速度２．５℃／分、荷重４９ｍＮの条件で測定した。結果を表２に示す。
【００８０】
（２）シート４Ｐの作製
樹脂組成物Ａ〜Ｈを用いて、表２に記載の空間維持層（４１Ｐ）と応力緩和層（４２Ｐ）との組み合わせで、実施例に係るシート４Ｐ−Ｘ１、４Ｐ−Ｘ２、４Ｐ−Ｘ３および４Ｐ−Ｘ４と、比較例に係る４Ｐ−Ｒ１および４Ｐ−Ｒ２をそれぞれコーティング法により形成した。空間維持層（４１Ｐ）の厚みは１００μｍ、応力緩和層（４２Ｐ）の厚みは２００μｍとした。
【００８１】
【表２】
2019088128.tif 000004
【００８２】
（３）実装構造体の作製
ガラス基板（第１回路部材、５０ｍｍ角、厚み０．２ｍｍ）に同型のＳＡＷチップ（第２回路部材、１．１ｍｍ×１．１ｍｍ、高さ０．２ｍｍ）を、金バンプ（直径１００μｍ、高さ２０μｍ）を介して３個並べて搭載することにより実装部材を得た。ＳＡＷチップ間の離間距離は０．４ｍｍとした。
【００８３】
得られた実装部材をシート４Ｐで封止して実装構造体を得た。具体的には、空間維持層４１ＰがＳＡＷチップに対向するようにシート４Ｐを実装部材に配置した後、減圧雰囲気下（４００Ｐａ）で、シート４Ｐをガラス基板に対して押圧するとともにシート４Ｐを所定の封止温度（ｔ）で１分間加熱し、その後、１５０℃、約１０，０００Ｐａ（１ａｔｍ）で１８０分間加熱した。封止温度を表２に示す。
【００８４】
［評価２］
＜封止性＞
得られた実装構造体をガラス基板側からレーザー顕微鏡で観察し、以下の評価法に従って評価した。以下の表示を表２に示す。
全ＳＡＷチップとガラス基板との間に十分な内部空間が形成され、ＳＡＷチップ間には封止材が隙間なく充填されている：最良
全ＳＡＷチップとガラス基板との間に十分な内部空間が形成され、ＳＡＷチップ間には封止材が隙間なく充填されているが、一部の内部空間に比較的大きな樹脂侵入が確認できる：良
全ＳＡＷチップとガラス基板との間に十分な内部空間が形成され、ＳＡＷチップ間には封止材が隙間なく充填されているが、特異的に大きな樹脂侵入がある等、各内部空間の大きさ（中空部への樹脂侵入量）にバラツキが認められる：可
【００８５】
＜ヒートサイクル試験＞
実装構造体を−５５℃と＋１２５℃の環境に交互に１５分間ずつ放置するサイクルを２５０回繰り返すごとに、ガラス基板側から光学顕微鏡およびＳＡＴ（超音波映像装置）にて、不良（クラックおよび剥離）の有無を観察し、不良が発生するまでのサイクル数を求めた。以下の表示を表２に示す。
【００８６】
８００サイクルまで不良が確認されない：最良
８００サイクル未満〜５００サイクル以上で不良が発生：良
５００未満で不良が発生：不良
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の実装構造体の製造方法は、第１回路部材と第２回路部材との間の空間を維持し、かつ内部空間の膨張を抑制することのできるシートを用いるため、半田バンプを用いる実装構造体の製造方法として有用である。また、この方法に用いられる本発明に係るシートも、半田バンプを用いる様々な実装構造体の製造に適している。
【符号の説明】
【００８８】
１０：実装構造体
１：第１回路部材
２：第２回路部材
３：半田バンプ
４Ｐ：シート
４１Ｐ：空間維持層
４２Ｐ：応力緩和層
４：封止材（シートの硬化物）
４１：硬化空間維持層
４２：硬化応力緩和層
２０：実装チップ
【図１】
2019088128.tif 000005
【図２】
2019088128.tif 000006
【図３】
2019088128.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月9日(2020.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路部材と、前記第１回路部材にバンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を準備する工程と、
空間維持層を備えるシートを準備する工程と、
前記空間維持層が前記第２回路部材に対向するように、前記シートを前記実装部材に配置する配置工程と、
前記シートを前記第１回路部材に対して押圧するとともに、前記シートを加熱して、前記空間を維持しながら前記第２回路部材を封止し、前記シートを硬化させる封止工程と、を具備し、
前記バンプが半田バンプであり、
硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下であり、
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、前記空間維持層の損失正接ｔａｎδ１ｔが１以下である、実装構造体の製造方法。
【請求項２】
前記シートがさらに応力緩和層を備え、
硬化後の前記応力緩和層の４０℃以上であってガラス転移温度以下の温度範囲における損失正接ｔａｎδ２が、０．０２以上である、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、
前記応力緩和層の損失正接ｔａｎδ２ｔが０．３より大きく、かつ、貯蔵せん断弾性率が１×１０３Ｐａ以上である、請求項２に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第１回路部材がセラミック基板である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の製造方法により得られた実装構造体を、前記第２回路部材ごとにダイシングして個片化する工程を具備する、個片化実装構造体の製造方法。
【請求項６】
第１回路部材と、前記第１回路部材に半田バンプを介して搭載される複数の第２回路部材と、を備えるとともに、前記第１回路部材と前記第２回路部材との間に空間が形成された実装部材を封止するために用いられるシートであって、
空間維持層を備え、
硬化後の前記空間維持層のガラス転移温度が１２５℃より大きく、かつ、１２５℃以下における線膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下であり、
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、前記空間維持層の損失正接ｔａｎδ１ｔが１以下である、シート。
【請求項７】
さらに応力緩和層を備え、
前記空間維持層が、少なくとも一方の最外に配置されており、
硬化後の前記応力緩和層の４０℃以上であってガラス転移温度以下の温度範囲における損失正接ｔａｎδ２が、０．０２以上である、請求項６に記載のシート。
【請求項８】
前記第２回路部材が封止されるときの温度ｔにおいて、
前記応力緩和層の損失正接ｔａｎδ２ｔが０．３より大きく、かつ、貯蔵せん断弾性率が１×１０３Ｐａ以上である、請求項７に記載のシート。
【国際調査報告】
2019088128.tif 000008
2019088128.tif 000009
2019088128.tif 000010
2019088128.tif 000011