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WO2019225760A1 - 防湿材料、積層体及び回路基板の製造方法 - Google Patents

防湿材料、積層体及び回路基板の製造方法 Download PDF

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WO2019225760A1
WO2019225760A1 PCT/JP2019/020774 JP2019020774W WO2019225760A1 WO 2019225760 A1 WO2019225760 A1 WO 2019225760A1 JP 2019020774 W JP2019020774 W JP 2019020774W WO 2019225760 A1 WO2019225760 A1 WO 2019225760A1
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WO
WIPO (PCT)
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moisture
proof material
circuit board
proof
resin
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PCT/JP2019/020774
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English (en)
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Inventor
雅記 竹内
愛莉 山田
恭久 石田
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings

Definitions

  • the present invention relates to a moisture-proof material, a laminate, and a method for manufacturing a circuit board.
  • Electronic equipment includes a circuit board on which an element such as a semiconductor chip is mounted on a support member such as a wiring board.
  • a demand for improvement in moisture-proof performance has increased with changes in usage methods and usage environments of electronic devices. Therefore, it has been attempted to perform a moisture-proof treatment on the circuit board.
  • One embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a novel moisture-proof material that replaces a liquid moisture-proof material, and a laminate and a circuit board manufacturing method using the moisture-proof material.
  • ⁇ 3> The moisture-proof material according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the content of the resin in the moisture-proof material is 50% by mass or more.
  • ⁇ 4> The moisture-proof material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the resin includes a resin containing a maleimide group.
  • ⁇ 5> The moisture-proof material according to ⁇ 4>, wherein the content of the resin containing the maleimide group in the resin is 10% by mass or more.
  • ⁇ 6> The moisture-proof material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the moisture-proof material has a moisture permeability of 50 g / m 2 / day or less at 40 ° C. and 90% RH.
  • ⁇ 7> The moisture-proof material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the moisture-proof material has a property of being cured by irradiation with active rays.
  • ⁇ 8> The moisture-proof material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, which is in the form of a tape.
  • a laminate comprising a base material and a moisture-proof layer made of the moisture-proof material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>.
  • the circuit board having a support member and an element disposed on the support member, on the surface on which the element is disposed, according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>
  • a method for manufacturing a circuit board comprising: a step of disposing a moisture-proof material; and a step of heating the moisture-proof material disposed on the surface.
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
  • the content of each component in the composition is the total of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition.
  • the particle size of each component in the composition is a mixture of the plurality of types of particles present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of types of particles corresponding to each component in the composition.
  • the term “layer” refers to a case where the layer is formed only in a part of the region in addition to the case where the layer is formed over the entire region. included.
  • the moisture-proof material of the present disclosure has a tack property at 25 ° C. of 0.5 kN / cm 2 or more and a viscosity of 100 Pa ⁇ s or less at least in part at 60 ° C. to 150 ° C. Say).
  • the moisture-proof material of the present disclosure is a novel moisture-proof material that replaces a liquid moisture-proof material.
  • a circuit board having excellent moisture-proof performance can be manufactured.
  • the moisture-proof material contains a specific resin having a viscosity of 100 Pa ⁇ s or less at least at 60 ° C. to 150 ° C.
  • the moisture-proof material is softened by heating and easily enters the surface irregularities of the circuit board. The adhesiveness tends to be improved.
  • the moisture-proof material includes a specific resin having a tackiness at 25 ° C.
  • the moisture-proof material has excellent adhesion when the moisture-proof material is disposed on the surface of the circuit board. Therefore, the adhesion between the surface of the circuit board and the moisture-proof material tends to be suitably secured at room temperature.
  • the moisture-proof material of the present disclosure may be a composition or a molded body.
  • the shape of the moisture-proof material of the present disclosure is not particularly limited, and may be a sheet shape, a film shape, a tape shape, or the like.
  • resin does not scatter in the part which does not need sealing on a circuit board, and a moisture-proof material can be arrange
  • the moisture-proof material is in the form of a tape, there is a concern that the width of the moisture-proof material is relatively small and the adhesion between the surface of the circuit board and the moisture-proof material cannot be secured.
  • the tackiness of a specific resin at 25 ° C. is 0.5 kN / cm 2 or more. Therefore, even if the moisture-proof material is in a tape shape, the surface of the circuit board and the moisture-proof material at room temperature It tends to be able to suitably secure the close contact with the substrate, and the positional deviation of the moisture-proof material arranged on the surface of the circuit board can also be suppressed.
  • the tape-shaped moisture-proof material can be produced, for example, by cutting a sheet-shaped or film-shaped moisture-proof material.
  • the thickness of the moisture-proof material is not particularly limited and can be selected according to the shape of the irregularities on the surface of the circuit board.
  • the thickness of the moisture-proof material (if the thickness is not constant) may be, for example, 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, or 100 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the width of the moisture-proof material (the maximum value of the thickness when the width is not constant) is not particularly limited as long as it is a value smaller than the length of the moisture-proof material. It may be 3 cm, 1 mm to 2 cm, or 3 mm to 1 cm.
  • the moisture-proof material preferably has a viscosity (hereinafter also referred to as a viscosity during heating) of at least part of 60 ° C. to 150 ° C. of 100 Pa ⁇ s or less, more preferably 50 Pa ⁇ s or less, and 20 Pa ⁇ s. More preferably, it is as follows.
  • a viscosity hereinafter also referred to as a viscosity during heating
  • the viscosity of the moisture-proof material is 100 Pa ⁇ s or less, the moisture-proof material is softened by heating and easily enters the irregularities on the surface of the circuit board, and the adhesion tends to be further improved.
  • the temperature at which the viscosity during heating of the moisture-proof material is measured may be the temperature at which the moisture-proof material placed on the circuit board is heated during the manufacture of the circuit board.
  • the viscosity at 120 ° C. is preferably 100 Pa ⁇ s or less, more preferably 50 Pa ⁇ s or less, and further preferably 20 Pa ⁇ s or less.
  • the lower limit of the viscosity of the moisture-proof material is not particularly limited.
  • the temperature is not liquefied by heating during the production of the circuit board.
  • the viscosity is preferably 1 Pa ⁇ s or more in the entire range of 60 ° C. to 150 ° C. In a certain embodiment, it is preferable that the viscosity in 120 degreeC is 1 Pa.s or more.
  • the viscosity of the moisture-proof material means the viscosity before being used for manufacturing a circuit board or the like, or when the curing process is performed during the manufacturing, and specifically measured by a rheometer. Value.
  • the moisture-proof material is preferably low elastic.
  • the elastic modulus at 25 ° C. is preferably 500 MPa or less, more preferably 300 MPa or less, and further preferably 100 MPa or less.
  • the elastic modulus at 25 ° C. is 500 MPa or less, a decrease in adhesion due to a difference in coefficient of thermal expansion between the moisture-proof material and the circuit board is suppressed, and good moisture-proof performance tends to be maintained.
  • the elastic modulus of the moisture-proof material means an elastic modulus in a state corresponding to a state after manufacture of a circuit board or the like (a cured state when performing a curing process), specifically, dynamic viscoelasticity measurement. It is a value measured by the method (DMA).
  • the moisture-proof material preferably has low moisture permeability.
  • the moisture permeability at 40 ° C. and 90% RH (relative humidity) is preferably 100 g / m 2 / day or less, more preferably 50 g / m 2 / day or less, and 20 g / m 2 / day or less. More preferably.
  • the moisture permeability of the moisture-proof material means the moisture permeability in a state corresponding to a state after manufacture of a circuit board or the like (in the case of performing a curing process, a cured state). The value to be measured.
  • the moisture-proof material has a property of being cured by actinic ray irradiation.
  • the actinic radiation include ultraviolet rays (UV).
  • UV ultraviolet rays
  • the moisture-proof material may further have a property of being cured by heating.
  • the moisture-proof material may be provided with a base material or may not be provided with a base material.
  • a laminate in which a moisture-proof layer made of a moisture-proof material is formed on a substrate such as polyethylene terephthalate (PET) is prepared, the surface of the laminate on the moisture-proof material side is attached to a circuit board, and then the substrate is removed.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the moisture-proof material may be provided with a cover film together with the base material.
  • a laminate comprising a base material such as polyethylene terephthalate (PET) and a cover film on both sides of a moisture-proof layer made of a moisture-proof material is prepared, and after removing the cover film of the laminate, the side opposite to the base material of the laminate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the moisture-proof material may be disposed on the circuit board by pasting this surface on the circuit board and then removing the base material.
  • the specific resin contained in the moisture-proof material may be one type or two or more types.
  • the moisture-proof material may further contain components such as a polymerization initiator (dicumyl peroxide, etc.), a solvent (toluene, etc.).
  • Specific resin in moisture material is in the 0.5 kN / cm 2 or more tackiness at 25 ° C., from the viewpoint of adhesiveness and handleability, is 0.5kN / cm 2 ⁇ 5.0kN / cm 2 It is preferable.
  • the tackiness of the moisture-proof material means the tackiness before being used for manufacturing a circuit board or the like, or when the curing process is performed during the manufacturing, specifically, the probe tack test. It is a value measured by the method.
  • the specific resin in the moisture-proof material has a viscosity of 100 Pa ⁇ s or less, preferably 50 Pa ⁇ s or less, preferably 20 Pa ⁇ s or less, at least at a part (preferably 120 ° C.) of 60 ° C. to 150 ° C. More preferably.
  • the specific resin in the moisture-proof material preferably has a viscosity of 1 Pa ⁇ s or more in at least a part (preferably 120 ° C.) of 60 ° C. to 150 ° C.
  • the content of the specific resin in the moisture-proof material is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more with respect to the total amount of solids from the viewpoint of adhesion. More preferably.
  • the moisture-proof material may contain components other than a specific resin, a resin other than the specific resin, a polymerization initiator such as a thermal polymerization initiator, a photopolymerization initiator, a solvent, an inorganic filler, a tackifier, and a leveling agent. Etc. may be included.
  • the inorganic filler include silica, alumina, talc, clay, mica, boron nitride, and aluminum nitride.
  • the specific resin preferably contains a resin containing a maleimide group from the viewpoint of low dielectric properties, low hygroscopicity, and low elasticity.
  • the resin containing a maleimide group include a resin (bismaleimide resin) represented by the following formula (1).
  • each R is independently a divalent hydrocarbon group, and n is an integer of 1 to 10.
  • Each A is independently a divalent linking group.
  • R in the formula (1) is preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group represented by R may contain a cyclic structure or a branch.
  • the number of carbon atoms of R in the formula (1) is preferably 20 to 60 and more preferably 30 to 50.
  • a hydrocarbon chain between an adjacent maleimide group and A (or A and A) (when the hydrocarbon chain contains a cyclic structure or a branch, the adjacent maleimide group and A (or A And the number of carbon atoms connecting A) is preferably 10-30, more preferably 15-25.
  • the carbon number of the hydrocarbon chain in the following formula (2) is 18.
  • a in the formula (1) is not particularly limited as long as R that is a hydrocarbon group can be bonded.
  • Specific examples include a linking group containing a functional group such as an imide group, an amide group, or a urethane group.
  • A may contain an aromatic ring.
  • A may be a linking group represented by the following structure.
  • resin represented by the formula (1) examples include a resin represented by the following formula (2).
  • n is an integer of 1 to 10.
  • the resin represented by the formula (1) or the formula (2) has a property that the degree of viscosity decrease due to heating is large, UV curable, low hygroscopicity, and low elasticity. Therefore, it is suitable as a moisture-proof material.
  • the content of the resin containing a maleimide group in the specific resin is preferably 10% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more from the viewpoint of low dielectric properties, low hygroscopicity, and low elasticity.
  • the content is more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more. 100 mass% may be sufficient as the content rate of resin containing the maleimide group in specific resin, and 90 mass% or less may be sufficient as it.
  • the content of the resin containing the maleimide group in the moisture-proof material is 10 with respect to the total amount of solids from the viewpoint of low dielectric property, low moisture absorption, and low elasticity. It is preferably at least mass%, more preferably at least 30 mass%, even more preferably at least 50 mass%, particularly preferably at least 70 mass%. 99.5 mass% or less may be sufficient as the content rate of resin containing the maleimide group in a moisture-proof material, and 90 mass% or less may be sufficient as it.
  • the moisture-proof material may contain a resin other than a resin containing a maleimide group (hereinafter also referred to as other resin).
  • resins are not particularly limited, and examples thereof include acrylic resins, epoxy resins, and urethane resins.
  • the content of the other resin in the moisture-proof material is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, based on the total amount of the solid content, More preferably, it is 10 mass% or less.
  • the moisture-proof material may contain a curing agent as necessary.
  • curing agent is not restrict
  • the method for producing the moisture-proof material is not particularly limited.
  • a layer of a mixture of raw materials (resin, polymerization initiator, solvent, etc.) of a moisture-proof material can be formed on a substrate such as PET by a known method, and can be produced by performing a drying treatment as necessary. .
  • the laminate of the present disclosure includes a base material and a moisture-proof layer made of the moisture-proof material of the present disclosure described above.
  • the material of the substrate is not particularly limited, and polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene terephthalate, polyamides such as polycarbonate and nylon, polyimide, polyacetate, polystyrene, polypropylene, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene), vinyl chloride, etc. Is mentioned.
  • the laminate may be provided with a cover film on the surface of the moisture-proof layer opposite to the substrate.
  • the material of the cover film is the same as that of the base material.
  • the moisture-proof material according to the present disclosure is disposed on a surface of the circuit board having the support member and the element disposed on the support member on the side where the element is disposed. And a step of heating the moisture-proof material disposed on the surface.
  • the moisture-proof treatment of the circuit board is performed by disposing a solid moisture-proof material instead of the liquid resin composition. For this reason, even if the unevenness
  • the shape of the moisture-proof material disposed on the surface of the circuit board on which the elements are disposed includes a sheet shape, a film shape, a tape shape, and the like.
  • the moisture-proof material may be in direct contact with the circuit board or may be provided with another member between the circuit board, but is preferably in direct contact with the circuit board in terms of moisture-proof performance, production efficiency, and the like. .
  • the area of the circuit board where the moisture-proof material is arranged may be the entire surface of the circuit board or a part thereof, the entire surface of the element on the circuit board or a part thereof, and the entire surface of the terminal. May be.
  • the method of disposing the moisture-proof material on the surface of the circuit board on which the elements are disposed is not particularly limited, and can be performed by a general method. It is preferable that the moisture-proof material is disposed at least in a region where the elements of the circuit board are disposed or a region where the terminals are disposed, and may be further disposed in other regions. You may perform a vacuum lamination process, a press process, etc. as needed.
  • the moisture-proof material disposed on the surface of the circuit board on which the elements are disposed is heated to soften (decrease the viscosity). Thereby, a circuit board and the moisture proof material arrange
  • the temperature at which the moisture-proof material is heated is not particularly limited and can be selected according to the type of moisture-proof material. For example, it may be performed within a range of 60 ° C to 150 ° C. You may perform a vacuum lamination process, a press process, etc. as needed.
  • the manufacturing method of the present disclosure may further include a step of curing a moisture-proof material disposed on the circuit board (curing step).
  • a method for curing the moisture-proof material is not particularly limited, and examples thereof include a treatment by irradiation with active rays such as ultraviolet rays. From the viewpoint of production efficiency, treatment by irradiation with active rays such as ultraviolet rays is preferable.
  • the actinic radiation irradiation conditions are not particularly limited, and can be selected according to the type of moisture-proof material. For example, irradiation with active rays may be performed with an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 to 4000 mJ / cm 2 .
  • the manufacturing method of the present disclosure may further include steps other than the steps described above. For example, after performing a curing process by active ray irradiation, a curing process by heating may be performed to further increase the degree of curing.
  • the element constituting the circuit board manufactured by the manufacturing method of the present disclosure is not particularly limited. Specific examples include active elements such as semiconductor chips, transistors, diodes, light emitting diodes, and thyristors, and passive elements such as capacitors, resistors, resistor arrays, coils, switches, and connectors.
  • the support member constituting the circuit board manufactured by the manufacturing method of the present disclosure is not particularly limited. Specifically, re-wiring used in lead frames, wired tape carriers, rigid wiring boards, flexible wiring boards, wired glass substrates, wired silicon wafers, and wafer level CSP (Wafer Level Chip Size Package) Layer and the like.
  • the circuit board manufactured by the manufacturing method of the present disclosure can be used for various electronic devices. Since the circuit board manufactured by the above method is excellent in moisture resistance, it can be particularly suitably used for electronic devices such as smartphones, smart watches, portable computers, and electric vehicles that require moisture resistance.
  • Example 1 A bismaleimide resin represented by the above formula (2) (56 parts by mass), dicumyl peroxide (1 part by mass), and toluene (43 parts by mass) were mixed to obtain a mixture. The obtained mixture was applied on a PET substrate to produce a laminate in which a layer of moisture-proof material was formed on the PET substrate. Next, the produced laminate was cut to produce a tape-like laminate having a thickness of 100 ⁇ m (excluding the PET base material) and a width of 7 mm.
  • the moisture-proof material was cured by irradiating ultraviolet rays (2000 mJ / cm 2 ) from the PET substrate side, and then the PET substrate was removed.
  • Example 2 Bismaleimide resin represented by the above formula (2) (56 parts by mass), 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone (1 part by mass), And toluene (43 parts by mass) were mixed to obtain a mixture.
  • the obtained mixture was applied on a PET substrate to produce a laminate in which a layer of moisture-proof material was formed on the PET substrate.
  • the produced laminate was cut to produce a tape-like laminate having a thickness of 100 ⁇ m (excluding the PET base material) and a width of 7 mm.
  • the physical properties were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the viscosity at 120 ° C.
  • the moisture permeability at 16 ° C. and 90% RH was 16 g / m 2 / day, and the elastic modulus at 25 ° C. was 150 MPa.
  • Example 3 Bismaleimide resin represented by the above formula (2) (34 parts by mass), epoxy resin (trade name: jer-815) (21 parts by mass), 2-ethyl-4-methylimidazole (1 part by mass) And toluene (43 parts by mass) were mixed to obtain a mixture.
  • the obtained mixture was applied on a PET substrate to produce a laminate in which a layer of moisture-proof material was formed on the PET substrate.
  • the produced laminate was cut to produce a tape-like laminate having a thickness of 100 ⁇ m (excluding the PET base material) and a width of 7 mm.
  • the physical properties were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the viscosity at 120 ° C.
  • Example 4 Bismaleimide resin represented by the above formula (2) (30 parts by mass), epoxy resin (trade name: jer-815) (26 parts by mass), 2-ethyl-4-methylimidazole (1 part by mass) And toluene (43 parts by mass) were mixed to obtain a mixture.
  • the obtained mixture was applied on a PET substrate to produce a laminate in which a layer of moisture-proof material was formed on the PET substrate.
  • the produced laminate was cut to produce a tape-like laminate having a thickness of 100 ⁇ m (excluding the PET base material) and a width of 7 mm.
  • the physical properties were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the viscosity at 120 ° C.
  • the moisture permeability at 65 ° C. and 90% RH was 65 g / m 2 / day, and the elastic modulus at 25 ° C. was 400 MPa.

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Abstract

25℃でのタック性が0.5kN/cm2以上であり、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である樹脂を含む防湿材料。

Description

防湿材料、積層体及び回路基板の製造方法
 本発明は、防湿材料、積層体及び回路基板の製造方法に関する。
 電子機器類は、半導体チップ等の素子を配線基板等の支持部材に搭載した回路基板を備えている。近年、電子機器類の使用方法、使用環境等の変化に伴って防湿性能の向上に対する要求が高まっている。そこで、回路基板に対して防湿処理を施すことが試みられている。
 回路基板は支持部材上に搭載された素子による凹凸を表面に有することから、回路基板の防湿処理方法としては、液状の防湿材料を塗布して皮膜を形成する方法が検討されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
特開2007-154004号公報 特開2011-89061号公報
 液状の防湿材料を用いて防湿処理を施す方法では、回路基板上の素子が高密度化して防湿処理される面の凹凸が微細化すると、表面張力の作用によって素子間の空隙に防湿材料が入り込みにくくなり、充分な防湿性能が得られないおそれがある。さらに、液状の防湿材料を用いた場合、回路基板上の封止不要な部分にも樹脂が飛散してしまうおそれがあり、ディスペンス工程はタクトタイムが長いという問題がある。
 本発明の一態様は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液状の防湿材料に代わる新規な防湿材料、並びにこの防湿材料を用いた積層体及び回路基板の製造方法を提供することを課題とする。
 前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 25℃でのタック性(粘着力)が0.5kN/cm以上であり、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である樹脂を含む防湿材料。
<2> 前記防湿材料は、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である、<1>に記載の防湿材料。
<3> 前記防湿材料中の前記樹脂の含有率は、50質量%以上である、<1>又は<2>に記載の防湿材料。
<4> 前記樹脂は、マレイミド基を含有する樹脂を含む、<1>~<3>のいずれか1つに記載の防湿材料。
<5> 前記樹脂中の前記マレイミド基を含有する樹脂の含有率は、10質量%以上である、<4>に記載の防湿材料。
<6> 前記防湿材料は、40℃、90%RHにおける透湿度が50g/m/day以下である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の防湿材料。
<7> 前記防湿材料は、活性線照射により硬化する性質を有する、<1>~<6>のいずれか1つに記載の防湿材料。
<8> テープ状である<1>~<7>のいずれか1つに記載の防湿材料。
<9> 基材と、<1>~<8>のいずれか1つに記載の防湿材料からなる防湿層と、を備える積層体。
<10> 支持部材と、前記支持部材の上に配置される素子と、を有する回路基板の前記素子が配置された側の面に、<1>~<8>のいずれか1つに記載の防湿材料を配置する工程と、前記面に配置された前記防湿材料を加熱する工程と、を備える、回路基板の製造方法。
<11> 前記回路基板上に配置された前記防湿材料を硬化させる工程をさらに備える、<10>に記載の回路基板の製造方法。
 本発明の一態様によれば、液状の防湿材料に代わる新規な防湿材料、並びにこの防湿材料を用いた積層体及び回路基板の製造方法を提供することができる。
 以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
 本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
 本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本開示において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
 本開示において組成物中の各成分の粒径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
 本開示において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
<防湿材料>
 本開示の防湿材料は、25℃でのタック性が0.5kN/cm以上であり、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である樹脂(以下、特定の樹脂ともいう)を含む。
 本開示の防湿材料は、液状の防湿材料に代わる新規な防湿材料であり、例えば、回路基板の防湿処理に用いることで、防湿性能に優れる回路基板を製造することができる。さらに、防湿材料が60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である特定の樹脂を含むことにより、防湿材料が加温により軟化して回路基板の表面の凹凸に入り込み易くなり、密着性が向上する傾向にある。さらに、防湿材料が25℃でのタック性が0.5kN/cm以上である特定の樹脂を含むことにより、回路基板の表面に防湿材料を配置した際に防湿材料が優れた密着性を有しており、常温にて回路基板の表面と防湿材料との密着を好適に確保できる傾向にある。
 本開示の防湿材料としては、組成物であってもよく、成形体であってもよい。成形体である場合、本開示の防湿材料の形状は特に限定されず、シート状、フィルム状、テープ状等であってもよい。これにより、回路基板上の封止不要な部分に樹脂が飛散してしまうことがなく、回路基板の必要な部分に防湿材料を配置することができる。防湿材料がテープ状である場合、防湿材料の幅が比較的小さく回路基板の表面と防湿材料との密着を確保できないことも懸念される。一方、本開示の防湿材料では特定の樹脂の25℃でのタック性が0.5kN/cm以上であるため、防湿材料がテープ状であっても、常温にて回路基板の表面と防湿材料との密着を好適に確保できる傾向にあり、回路基板の表面上に配置した防湿材料の位置ズレも抑制できる傾向にある。テープ状の防湿材料は、例えば、シート状又はフィルム状の防湿材料を切断することにより作製できる。
 防湿材料の厚さは特に制限されず、回路基板表面の凹凸の形状等に応じて選択できる。防湿材料の厚さ(厚さが一定でない場合は厚さの最大値)は、例えば、1μm~1000μmであってもよく、50μm~500μmであってもよく、100μm~300μmであってもよい。
 防湿材料がテープ状である場合、防湿材料の幅(幅が一定でない場合は厚さの最大値)は、防湿材料の長さよりも小さい値であれば特に限定されず、例えば、0.5mm~3cmであってもよく、1mm~2cmであってもよく、3mm~1cmであってもよい。
 防湿材料は、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度(以下、加温時粘度ともいう)が100Pa・s以下であることが好ましく、50Pa・s以下であることがより好ましく、20Pa・s以下であることがさらに好ましい。防湿材料の加温時粘度が100Pa・s以下であると、防湿材料が加温により軟化して回路基板の表面の凹凸に入り込み易くなり、密着性がより向上する傾向にある。
 防湿材料の加温時粘度が測定される温度は、回路基板の製造の際に回路基板上に配置された防湿材料を加温するときの温度であってもよい。ある実施態様では、120℃における粘度が100Pa・s以下であることが好ましく、50Pa・s以下であることがより好ましく、20Pa・s以下であることがさらに好ましい。
 防湿材料の粘度の下限値は、特に制限されない。例えば、回路基板の製造の際の加温によって液状化しない程度であることが好ましい。例えば、60℃~150℃の全範囲において粘度が1Pa・s以上であることが好ましい。ある実施態様では、120℃における粘度が1Pa・s以上であることが好ましい。
 本開示において防湿材料の粘度は、回路基板の製造等に使用する前、又は、製造中に硬化処理を行う場合は硬化処理を行う前における粘度を意味し、具体的にはレオメータにより測定される値である。
 防湿材料は、低弾性であることが好ましい。例えば、25℃での弾性率が500MPa以下であることが好ましく、300MPa以下であることがより好ましく、100MPa以下であることがさらに好ましい。25℃での弾性率が500MPa以下であると、防湿材料と回路基板等の熱膨張率の差などに起因する密着性の低下が抑制され、良好な防湿性能が維持される傾向にある。
 本開示において防湿材料の弾性率は、回路基板等の製造後の状態に相当する状態(硬化処理を行う場合は、硬化した状態)における弾性率を意味し、具体的には動的粘弾性測定法(DMA)により測定される値である。
 充分な防湿性能を得る観点からは、防湿材料は低透湿であることが好ましい。例えば、40℃、90%RH(相対湿度)における透湿度が100g/m/day以下であることが好ましく、50g/m/day以下であることがより好ましく、20g/m/day以下であることがさらに好ましい。
 本開示において防湿材料の透湿度は、回路基板等の製造後の状態に相当する状態(硬化処理を行う場合は、硬化した状態)における透湿度を意味し、具体的には感湿センサー法により測定される値である。
 防湿材料は、活性線照射により硬化する性質を有していることが好ましい。活性線としては、紫外線(UV)が挙げられる。防湿材料は、加熱により硬化する性質をさらに有していてもよい。
 防湿材料は、基材を備えていても、基材を備えていなくてもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の基材上に防湿材料からなる防湿層が形成された積層体を用意し、積層体の防湿材料側の面を回路基板に貼り付け、その後基材を除去することで、回路基板上に防湿材料を配置してもよい。
 防湿材料は、基材とともにカバーフィルムを備えていてもよい。例えば、防湿材料からなる防湿層の両面にポリエチレンテレフタレート(PET)等の基材及びカバーフィルムを備える積層体を用意し、積層体のカバーフィルムを除去した後で積層体の基材とは反対側の面を回路基板に貼り付け、その後基材を除去することで、回路基板上に防湿材料を配置してもよい。
 防湿材料に含まれる特定の樹脂は1種でも2種以上であってもよい。また、防湿材料は、重合開始剤(ジクミルパーオキサイド等)、溶剤(トルエン等)などの成分をさらに含んでもよい。
 防湿材料中の特定の樹脂は、25℃でのタック性が0.5kN/cm以上であり、密着性及び取り扱い性の観点から、0.5kN/cm~5.0kN/cmであることが好ましい。
 本開示において防湿材料のタック性は、回路基板の製造等に使用する前、又は、製造中に硬化処理を行う場合は硬化処理を行う前におけるタック性を意味し、具体的にはプローブタック試験法により測定される値である。
 防湿材料中の特定の樹脂は、60℃~150℃の少なくとも一部(好ましくは、120℃)における粘度が100Pa・s以下であり、50Pa・s以下であることが好ましく、20Pa・s以下であることがより好ましい。防湿材料中の特定の樹脂は、60℃~150℃の少なくとも一部(好ましくは、120℃)における粘度が1Pa・s以上であることが好ましい。
 防湿材料中の特定の樹脂の含有率は、密着性の観点から、固形分の全量に対して50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
 防湿材料は、特定の樹脂以外の成分を含んでいてもよく、特定の樹脂以外の樹脂、熱重合開始剤、光重合開始剤等の重合開始剤、溶剤、無機フィラー、粘着付与剤、レベリング剤などを含んでいてもよい。無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、タルク、クレー、マイカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
 特定の樹脂は、低誘電性、低吸湿性及び低弾性の観点から、マレイミド基を含有する樹脂を含むことが好ましい。マレイミド基を含有する樹脂としては、下記式(1)で表される樹脂(ビスマレイミド樹脂)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)において、Rはそれぞれ独立に2価の炭化水素基であり、nは1~10の整数である。Aはそれぞれ独立に2価の連結基である。
 式(1)におけるRは、2価の脂肪族炭化水素基であることが好ましい。Rで表される2価の脂肪族炭化水素基は、環状構造又は分岐を含んでいてもよい。
 式(1)におけるRの炭素数は、それぞれ独立に20~60であることが好ましく、30~50であることがより好ましい。
 式(1)におけるRのうち、隣接するマレイミド基とA(又はAとA)の間の炭化水素鎖(炭化水素鎖が環状構造又は分岐を含む場合は、隣接するマレイミド基とA(又はAとA)を連結する炭素原子数が最小となるときの値)の炭素数は、10~30であることが好ましく、15~25であることがより好ましい。例えば、下記式(2)における当該炭化水素鎖の炭素数は、18である。
 式(1)におけるAは、炭化水素基であるRを結合できるものであれば特に制限されない。具体的には、イミド基、アミド基、ウレタン基等の官能基を含む連結基が挙げられる。また、Aには芳香環を含んでもよい。ある実施態様では、Aは下記構造で表される連結基であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(1)で表される樹脂として具体的には、下記式(2)で表される樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(2)において、nは1~10の整数である。
 式(1)又は式(2)で表される樹脂は、加温による粘度低下の度合いが大きく、UV硬化性を有し、低吸湿性であり、かつ低弾性であるという性質を備えているため、防湿材料として好適である。
 特定の樹脂中のマレイミド基を含有する樹脂の含有率は、低誘電性、低吸湿性及び低弾性の観点から、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、70質量%以上であることが特に好ましい。特定の樹脂中のマレイミド基を含有する樹脂の含有率は、100質量%であってもよく、90質量%以下であってもよい。
 防湿材料がマレイミド基を含有する樹脂を含む場合、防湿材料中のマレイミド基を含有する樹脂の含有率は、低誘電性、低吸湿性及び低弾性の観点から、固形分の全量に対して10質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、70質量%以上であることが特に好ましい。防湿材料中のマレイミド基を含有する樹脂の含有率は、99.5質量%以下であってもよく、90質量%以下であってもよい。
 防湿材料は、マレイミド基を含有する樹脂以外の樹脂(以下、その他の樹脂ともいう)を含んでいてもよい。その他の樹脂としては、特に限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
 防湿材料がその他の樹脂を含む場合、防湿材料中のその他の樹脂の含有率は、固形分の全量に対して50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
 防湿材料がその他の樹脂としてエポキシ樹脂を含む場合、防湿材料は必要に応じて硬化剤を含んでもよい。硬化剤の種類は特に制限されず、フェノール硬化剤、アミン硬化剤、酸無水物硬化剤等が挙げられる。
 防湿材料を作製する方法は、特に制限されない。例えば、PET等の基材上に防湿材料の原料(樹脂、重合開始剤、溶剤等)の混合物の層を公知の方法で形成し、必要に応じて乾燥処理等を行って作製することができる。
<積層体>
 本開示の積層体は、基材と、前述の本開示の防湿材料からなる防湿層と、を備える。基材の材質としては、特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ナイロン等のポリアミド、ポリイミド、ポリアセテート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)、塩化ビニルなどが挙げられる。
 積層体は、防湿層における基材とは反対の面側にカバーフィルムを備えていてもよい。カバーフィルムの材質としては、基材の材質と同様である。
<回路基板の製造方法>
 本開示の回路基板の製造方法は、支持部材と、前記支持部材の上に配置される素子と、を有する回路基板の前記素子が配置された側の面に、本開示の防湿材料を配置する工程と、前記面に配置された前記防湿材料を加熱する工程と、を備える。
(防湿材料を配置する工程)
 本開示の方法では、液状の樹脂組成物の代わりに固体状の防湿材料を配置して回路基板の防湿処理を行う。このため、防湿処理される面の凹凸が微細であっても防湿性能に優れる回路基板を製造することができる。
 回路基板の素子が配置された側の面に配置される防湿材料の形状は、シート状、フィルム状、テープ状等が挙げられる。
 防湿材料は、回路基板と直接接していても、回路基板との間に別の部材を介していてもよいが、防湿性能、生産効率等の観点からは回路基板と直接接していることが好ましい。
 回路基板の防湿材料を配置する領域は、回路基板の全面であっても一部であってもよく、回路基板における素子の全面であっても一部であってもよく、端子の全面であってもよい。
 回路基板の素子が配置された側の面に防湿材料を配置する方法は特に制限されず、一般的な手法で行うことができる。防湿材料は、少なくとも回路基板の素子が配置された領域又は端子が配置された領域に配置されることが好ましく、それ以外の領域にさらに配置されていてもよい。必要に応じて真空ラミネート処理、プレス処理等を行ってもよい。
(防湿材料を加熱する工程)
 回路基板の素子が配置された側の面に配置された防湿材料を加熱することにより軟化(粘度が低下)する。これにより、回路基板と、回路基板上に配置された防湿材料とを密着させることができる。防湿材料を加熱する温度は、特に制限されず、防湿材料の種類等に応じて選択できる。例えば、60℃~150℃の範囲内で行ってもよい。必要に応じて真空ラミネート処理、プレス処理等を行ってもよい。
 本開示の製造方法は回路基板上に配置された防湿材料を硬化させる工程(硬化工程)をさらに備えてもよい。防湿材料を硬化させる方法は、特に制限されず、紫外線等の活性線照射による処理等が挙げられる。生産効率の観点からは紫外線等の活性線照射による処理が好ましい。活性線照射の条件は特に制限されず、防湿材料の種類等に応じて選択できる。例えば、照射量を1000mJ/cm~4000mJ/cmとして活性線の照射を行ってもよい。
 本開示の製造方法は、上述した工程以外の工程をさらに備えていてもよい。例えば、活性線照射による硬化処理を行った後に、硬化度をさらに高めるために加熱による硬化処理を行ってもよい。
 本開示の製造方法により製造される回路基板を構成する素子は、特に限定されない。具体的には、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、抵抗アレイ、コイル、スイッチ、コネクタ等の受動素子などが挙げられる。
 本開示の製造方法により製造される回路基板を構成する支持部材は、特に限定されない。具体的には、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、リジッド配線板、フレキシブル配線板、配線済みのガラス基板、配線済みのシリコンウエハ、ウエハーレベルCSP(Wafer Level Chip Size Package)で採用される再配線層等が挙げられる。
 本開示の製造方法により製造される回路基板は、種々の電子機器類に使用できる。上記方法により製造される回路基板は防湿性に優れていることから、スマートフォン、スマートウォッチ、携帯用コンピュータ、電気自動車等の防湿性が要求される電子機器類に特に好適に使用できる。
 以下、実施例により本開示をさらに具体的に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(1)上記式(2)で表されるビスマレイミド樹脂(56質量部)、ジクミルパーオキサイド(1質量部)、及びトルエン(43質量部)を混合して混合物を得た。得られた混合物をPET基材上に塗布し、PET基材上に防湿材料の層が形成された積層体を作製した。次いで、作製した積層体を切断し、厚さ100μm(PET基材を除く)、幅7mmのテープ状の積層体を作製した。
(2)支持部材に素子を搭載して作製した回路基板上の端子に、テープ状の積層体の防湿材料側の面を貼り付けた。次いで、真空ラミネート処理により、回路基板と防湿材料とを密着させた。真空ラミネート処理は、120℃、120秒(真空)、30秒(加圧)の条件にて実施した。
(3)真空ラミネート処理後、PET基材側から紫外線を照射(2000mJ/cm)して防湿材料を硬化させ、次いでPET基材を除去した。
(4)PET基材の除去後、防湿材料の硬化度をさらに高めるために200℃~220℃で1時間の熱処理を行って、回路基板を作製した。
(5)作製した回路基板上の防湿部材が配置された領域の断面を電子顕微鏡で観察したところ、回路基板の表面と防湿材料の硬化物とが充分に密着している様子が確認できた。
(6)作製した防湿材料の加温時粘度をレオメータにより測定したところ、120℃における粘度が3.0Pa・sであり、作製した防湿材料のタック性をプローブタック法により測定したところ、25℃におけるタック性が0.8kN/cmであった。また、上記と同じ条件で硬化処理を行った防湿材料の透湿度を感湿センサー法により測定したところ、40℃、90%RHにおける透湿度が15g/m/dayであった。同様に、上記と同じ条件で硬化処理を行った防湿材料の25℃での弾性率をDMAにより測定したところ、150MPaであった。
(実施例2)
(1)上記式(2)で表されるビスマレイミド樹脂(56質量部)、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン(1質量部)、及びトルエン(43質量部)を混合して混合物を得た。得られた混合物をPET基材上に塗布し、PET基材上に防湿材料の層が形成された積層体を作製した。次いで、作製した積層体を切断し、厚さ100μm(PET基材を除く)、幅7mmのテープ状の積層体を作製した。
(2)得られた積層体を用いて、実施例1と同様に各物性を測定したところ、120℃における粘度が5.0Pa・sであり、25℃におけるタック性は0.7kN/cm、40℃、90%RHにおける透湿度が16g/m/day、25℃での弾性率が150MPaであった。
(実施例3)
(1)上記式(2)で表されるビスマレイミド樹脂(34質量部)、エポキシ樹脂(商品名:jer-815)(21質量部)、2-エチル-4-メチルイミダゾール(1質量部)及びトルエン(43質量部)を混合して混合物を得た。得られた混合物をPET基材上に塗布し、PET基材上に防湿材料の層が形成された積層体を作製した。次いで、作製した積層体を切断し、厚さ100μm(PET基材を除く)、幅7mmのテープ状の積層体を作製した。
(2)得られた積層体を用いて、実施例1と同様に各物性を測定したところ、120℃における粘度が50Pa・sであり、25℃におけるタック性は0.8kN/cm、40℃、90%RHにおける透湿度が45g/m/day、25℃での弾性率が300MPaであった。
(実施例4)
(1)上記式(2)で表されるビスマレイミド樹脂(30質量部)、エポキシ樹脂(商品名:jer-815)(26質量部)、2-エチル-4-メチルイミダゾール(1質量部)及びトルエン(43質量部)を混合して混合物を得た。得られた混合物をPET基材上に塗布し、PET基材上に防湿材料の層が形成された積層体を作製した。次いで、作製した積層体を切断し、厚さ100μm(PET基材を除く)、幅7mmのテープ状の積層体を作製した。
(2)得られた積層体を用いて、実施例1と同様に各物性を測定したところ、120℃における粘度が90Pa・sであり、25℃におけるタック性は1.5kN/cm、40℃、90%RHにおける透湿度が65g/m/day、25℃での弾性率が400MPaであった。
 2018年5月25日に出願されたPCT/JP2018/020123の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (11)

  1.  25℃でのタック性(粘着力)が0.5kN/cm以上であり、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である樹脂を含む防湿材料。
  2.  前記防湿材料は、60℃~150℃の少なくとも一部における粘度が100Pa・s以下である、請求項1に記載の防湿材料。
  3.  前記防湿材料中の前記樹脂の含有率は、50質量%以上である、請求項1又は請求項2に記載の防湿材料。
  4.  前記樹脂は、マレイミド基を含有する樹脂を含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の防湿材料。
  5.  前記樹脂中の前記マレイミド基を含有する樹脂の含有率は、10質量%以上である、請求項4に記載の防湿材料。
  6.  前記防湿材料は、40℃、90%RHにおける透湿度が50g/m/day以下である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の防湿材料。
  7.  前記防湿材料は、活性線照射により硬化する性質を有する、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の防湿材料。
  8.  テープ状である請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の防湿材料。
  9.  基材と、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の防湿材料からなる防湿層と、を備える積層体。
  10.  支持部材と、前記支持部材の上に配置される素子と、を有する回路基板の前記素子が配置された側の面に、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の防湿材料を配置する工程と、
     前記面に配置された前記防湿材料を加熱する工程と、
    を備える、回路基板の製造方法。
  11.  前記回路基板上に配置された前記防湿材料を硬化させる工程をさらに備える、請求項10に記載の回路基板の製造方法。
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