CN101321799B - 电子零件用液状树脂组合物及电子零件装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子零件用液状树脂组合物,它是用于电子零件的密封的电子零件用液状树脂组合物,其中含有液状环氧树脂、含液状芳香族胺的固化剂、无机填充剂,还可含有固化促进剂、硅氧烷聚合物粒子、非离子性表面活性剂中的至少一种。藉此提供一种于狭小缝隙(gap)中的流动性良好、不会产生气泡、粘着性及低应力性方面优良、以及优异的圆角成形性(filet formability)的电子零件用液状树脂组合物,以及藉由此组合物所密封的可靠性(耐湿性、耐热冲击性)高的电子零件装置。
Description
技术领域
本发明涉及特别适用于要求严格可靠性的电子零件装置密封用的电子零件用液状树脂组合物,以及具有被该组合物密封的元件的电子零件装置。
背景技术
过去以来,在晶体管、IC等电子零件装置的元件密封的领域上,就生产性、成本等方面而言,以树脂密封为主流,其中环氧树脂组合物广为应用。此理由是因环氧树脂于操作性、成形性、电特性、耐湿性、耐热性、机械特性、与嵌入物(insert)的粘着性等诸多特性之间达到平衡。COB(芯片直焊基板chip on board)、COG(芯片直焊玻璃chip on glass)、TCP(卷带式密封tape carrier package)等安装有裸芯片的半导体装置中,电子零件用液状树脂组合物广泛用作密封材。另外,使半导体元件直接通过突起(bump)连接于以陶瓷、玻璃/环氧树脂、玻璃/亚胺树脂(imide resin)或聚酰亚胺薄膜等为基板的电路基板上而成的半导体装置(倒装片flipchip)中,使用电子零件用液状树脂组合物作为填充突起连接的半导体元件与电路基板的间隙(gap)的底部填充(under-fill)材料。该电子零件用液状树脂组合物在保护电子零件免于受温湿度、机械性等的外力影响上,扮演着相当重要的角色。
此外,为了提供一种兼具耐湿粘着力、低应力性优越的密封用环氧树脂组合物,以及具有被其密封的元件的高可靠性(耐湿性、耐热冲击性)电子零件装置,已揭露有由含有(A)液状环氧树脂、(B)含液状芳香族胺的固化剂、(C)橡胶粒子、(D)无机填充剂而成的密封用环氧树脂组合物,以 及具有被该密封用环氧树脂组合物密封的元件的电子零件装置(例如参考日本特开2001-270976公报)。
发明内容
但半导体的进步极为显著,进行突起连接的倒装片中,随着突起数目的增加,会导致突起间距、突起高度的变小,结果促使狭隙化进一步发展。而伴随高集成化,晶片大小亦变大,对于底部填充材而言,要求于狭缝中具有大面积流动的特性。
另外,狭隙化的同时,突起数增加,突起间距因此也变得狭窄,底部填充材的流动路径亦变得复杂,容易造成气泡的发生。另外,当底部填充材填充于电路基板与半导体元件之间的间隙后,一定量渗出到半导体元件周边部位,形成边带圆角(fillet),边带圆角的形状若不均一,当温度循环时等,有时边带圆角中出现裂缝,有时与基板或半导体元件发生剥离。如此,产生气泡或形成不均一的边带圆角,都对倒装片半导体装置的可靠性有极大的影响。
更进一步,作为底部填充材的重要作用,虽可举出如将膨胀系数相异的半导体元件与电路基板之间所产生的应力分散,维持突起连接的可靠性,但由于半导体元件的大型化和狭隙化,过去的材料难以维持突起连接的可靠性。特别自环境保护的观点来看,有在突起中使用无铅焊料的倾向,但与过去的铅焊料相比,由于无铅焊料的机械特性变脆,因此突起连接的可靠性方面更为严峻。为了维持突起连接的可靠性,必须与半导体元件及电路基板维持良好的粘着性,且使两者之间产生的应力分散。此外,半导体元件与底部填充材的界面所产生的应力与半导体元件的故障相关。特别是伴随着半导体元件的高速化,对于于层间绝缘层中使用了黑钻石等低电介体的半导体元件而言,由于该绝缘层脆,因此底部填充材方面被要求大幅减低应力。
如上所述,若以底部填充材为例,则在半导体发展进步的同时,对电子零件用液状树脂组合物而言亦被要求解决许多的课题。本发明是鉴于此而完成的,其目的是提供一种于狭缝中具有良好的流动性,不产生气泡,与构成电子零件部位材料的粘着性、低应力性优越,圆角成形性(filetformability)优异的电子零件用液状树脂组合物,以及被其密封的高可靠性(耐湿性、耐热冲击性)的电子零件装置。
本发明人为解决上述的课题,反复进行认真地研究,结果发现将含液状芳香族胺的固化剂与固化促进剂或表面活性剂一并使用时,可达到耐湿粘着性等上述目的,而通过使用硅氧烷聚合物粒子作为低应力剂,可以出现具有可靠性高且低应力效果优良,实现了上述目的,于是完成了本发明。
本发明是有关于以下(1)~(17)。
(1).一种电子零件用液状树脂组合物,它是用于电子零件的密封的电子零件用液状树脂组合物,其中,含有(A)液状环氧树脂、(B)含液状芳香族胺的固化剂、(C)固化促进剂、(D)无机填充剂。
(2).根据上述(1)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,(C)成分的固化促进剂为咪唑衍生物。
(3).根据上述(1)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,(C)成分的固化促进剂为具有苯基及羟基作为取代基的咪唑衍生物。
(4).根据上述(2)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,咪唑衍生物为微胶囊化了的咪唑衍生物。
(5).根据上述(3)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,咪唑衍生物为微胶囊化了的咪唑衍生物。
(6).一种电子零件用液状树脂组合物,它是用于电子零件的密封的电子零件用液状树脂组合物,其中,含有(A)液状环氧树脂、(B)含液状芳香族胺的固化剂、(E)硅氧烷聚合物粒子、(D)无机填充剂。
(7).根据(6)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,(E)成分的硅 氧烷聚合物粒子的1次粒径为0.05μm以上10μm以下。
(8).一种电子零件用液状树脂组合物,它是用于电子零件的密封的电子零件用液状树脂组合物,其中,含有(A)液状环氧树脂、(B)含液状芳香族胺的固化剂、(F)非离子性表面活性剂、(D)无机填充剂。
(9).根据上述(8)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,(F)成分的非离子性表面活性剂为通过具有与环氧基反应的官能基、且重均分子量为500以上5000以下的有机硅氧烷与环氧树脂的反应而得的有机硅改性环氧树脂。
(10).根据上述(1)~(9)中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,用于在电路基板上通过突起直接连接有电子零件的电子零件装置。
(11).根据上述(10)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,突起为不含铅的金属。
(12).根据上述(10)或(11)所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,电子零件的长边长为5mm以上,且构成电子零件装置的电路基板与所述电子零件的突起连接面的距离为80μm以下。
(13).根据上述(10)~(12)中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物,其中,电子零件的长边长为5mm以上,且所述电子零件是具有介电常数为3.0以下的电介体层的半导体元件。
(14).一种电子零件装置,其中,具备被上述(1)~(13)中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物密封的电子零件。
(15).根据上述(14)所述的电子零件装置,其中,突起为不含铅的金属。
(16).根据上述(14)或(15)所述的电子零件装置,其中,电子零件的长边长为5mm以上,且构成电子零件装置的电路基板与所述电子零件的突起连接面的距离为80μm以下。
(17).根据上述(14)~(16)中任一项所述的电子零件装置,其中,电子零件的长边长为5mm以上,且所述电子零件是具有介电常数为3.0以 下的电介体层的半导体元件。
本发明的揭示与2005年12月8日申请的日本专利特愿2005-354719、日本专利特愿2005-354720以及日本专利特愿2005-354721中所记载的主题相关,这些的公开内容藉由引用而亦于此处援用。
具体实施方式
作为本发明所用的(A)成分的液状环氧树脂,只要是一分子中含有1个以上的环氧基且于常温时呈液状者,就无限制,可以使用于电子零件用液状树脂组合物中一般使用的液状环氧树脂。作为本发明中可使用的环氧树脂,可举出例如双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、氢化双酚A等缩水甘油醚型环氧树脂,以邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂为代表的由酚类与醛类的酚醛清漆树脂环氧化后的树脂,苯二甲酸、二聚酸等多元酸与环氧氯丙烷反应所得的缩水甘油酯型环氧树脂,p-氨基苯酚、二氨基二苯基甲烷、三聚异氰酸等的胺化合物与环氧氯丙烷反应所得的缩水甘油胺型环氧树脂,将烯烃键经过乙酸等过酸加以氧化所得的链状脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂等,它们可单独或以2种以上组合使用。其中,由流动性的观点来看,以液状双酚型环氧树脂为佳,而由耐热性、粘着性以及流动性的观点来看,则以液状缩水甘油胺型环氧树脂为佳。
上述的2种环氧树脂可单独使用任1种,亦可组合2种以上使用,为了发挥其性能,其配合量对于液状环氧树脂的总量以搭配20质量%以上为佳,30质量%以上更佳,再更好为50质量%以上。
此外,对于本发明的电子零件用液状树脂组合物而言,在达到本发明的效果的范围内,亦可与固形环氧树脂并用,由成形时的流动性的观点来看,并用的固形环氧树脂的配合量相对于环氧树脂的总量而言,以20质量%以下为佳。而且,这些环氧树脂的纯度,特别是水解性的氯元素量因与IC等元件上的铝电路的腐蚀相关,故以含量少者为佳,为获得耐湿性优异的电子零件用液状树脂组合物,则以500ppm以下者为佳。在 此,水解性的氯元素量是指,将1g试验样品的环氧树脂溶解于30ml的二噁烷中,添加5ml 1N-KOH甲醇溶液进行30分钟回流后,将经电位差滴定所求得的值作为尺度的量。
本发明中所使用的含液状芳香族胺的固化剂(B)若为常温下具有液状芳香环的胺,就无特别限制。该例示可举出二乙基甲苯二胺、1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、1,3,5-三乙基-2,6-二氨基苯、3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,5,3’,5’-四甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷等。该液状芳香族胺化合物,例如,作为市售品可得到jERCure-W、jER Cure-Z(Japan Epoxy Resin日本环氧树脂公司制商品名)、KAYA HARD A-A、KAYA HARD A-B、KAYA HARD A-S(日本化药公司制商品名)、TOHTO AMINE HM-205(东都化成公司制商品名)、ADEKAHARDENER EH-101(旭电化工业公司制商品名)、EPOMIC Q-640、EPOMIK Q-643(三井化学公司制商品名)、DETDA80(LONZA公司制商品名)等,它们可单独使用或组合2种类以上使用。
作为(B)固化剂中所含液状芳香族胺,就保存稳定性的观点来看,以3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷以及二乙基甲苯二胺为佳,固化剂优选以它们的任一种或它们的混合物为主成分。作为二乙基甲苯二胺,可举出3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺以及3,5-二乙基甲苯-2,6-二胺,可将它们以单独或以混合物使用,其中以3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺的含量为60质量%以上者为佳。
此外,本发明的电子零件用液状树脂组合物的(B)固化剂中,只要可达到本发明的效果的范围内,除了液状芳香族胺之外,亦可与酚性固化剂、酸酐等一般使用于电子零件用液状树脂组合物的固化剂并用。亦可与固形胺、咪唑化合物等固形固化剂并用。其中,由耐热性的观点来看,以固形胺为佳,由流动性的观点来看,则以烯丙基化酚醛清漆树脂为佳。
并用其他固化剂时,为了发挥含液状芳香族胺的固化剂(B)性能,其配合量相对于(B)固化剂总量优选为60质量%以上。含有(A)成分和固形 环氧树脂的环氧树脂与(B)固化剂总量的当量比虽无特别限制,但为了控制减少其各自的未反应部分,对于环氧树脂,以设定固化剂为0.7当量以上1.6当量以下的范围为佳,0.8当量以上1.4当量以下更佳,再更好为0.9当量以上1.2当量以下。
本发明所使用的(C)固化促进剂,只要为可促进(A)成分的含液状环氧树脂的环氧树脂与含液状芳香族胺的固化剂(B)的反应,就无特别的限制,可使用过去公开的固化促进剂。
这些可例示有1,8-二氮杂二环(5,4,0)十一碳烯-7、1,5-二氮杂二环(4,3,0)壬烯、5,6-二丁基氨基-1,8-二氮杂二环(5,4,0)十一碳烯-7等环咪化合物及它们的衍生物;三乙二胺、苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚等的叔胺化合物及他们的衍生物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-(2’-甲基咪唑基-(1’))-乙基-s-三嗪、2-十七烷基咪唑等咪唑化合物及它们的衍生物;三丁基膦等三烷基膦、二甲基苯基膦等二烷基芳基膦、甲基二苯基膦等烷基二芳基膦、三苯基膦、烷基取代的三苯基膦等有机膦类及它们的衍生物;以及这些化合物与马来酸酐、1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌、苯基-1,4-苯醌等醌化合物,重氮苯甲烷,酚树脂等拥有π键的化合物所成的具有分子极性的化合物及它们的衍生物;还可举出2-乙基-4-甲基咪唑四苯基硼酸盐、N-甲基吗啉四苯基硼酸盐等苯基硼盐等等,它们可单独使用1种亦可将2种以上组合使用。
此外,作为具有潜在性的固化促进剂,可使用常温固体的具有氨基的化合物,特别可举出以咪唑衍生物为核、被覆常温固体的环氧化合物的壳层所成的核-壳粒子,可以使用市售品的AMICURE(味的素公司制商品名)、使微胶囊化了的咪唑衍生物分散于双酚A型环氧树脂以及双酚F 型环氧树脂的NOVACURE(旭化成化学公司制商品名)等。
所谓具潜在性的固化促进剂是指,于某特定的温度等的条件下可表现固化促进功能的物质,例如一般的固化促进剂被微胶囊等保护,或成为与各种化合物加成的盐的结构。此情况下,当超过特定的温度时,固化促进剂将自微胶囊或加成物释放出来。
其中,从固化促进作用与可靠性的平衡的观点来看,以咪唑衍生物为佳。若以兼顾固化性与成形性的观点来看,则是2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-(2’-甲基咪唑基-(1’))-乙基-s-三嗪、2-十七烷基咪唑,以保存稳定性的观点来看,是以将微胶囊化了的咪唑衍生物分散于双酚A型环氧树脂以及双酚F型环氧树脂的、具有潜在性的上述NOVACURE(旭化成化学公司制商品名)较佳,而具有作为取代基的苯基以及羟基的咪唑衍生物的2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑更佳。
固化促进剂的配合量只要可达到固化促进效果的量,就无特别限制,对于含有(A)液状环氧树脂与固形环氧树脂的环氧树脂,以0.2质量%以上5质量%以下为佳,而0.5质量%以上3质量%以下更好。若不满0.2质量%则有低温下固化性差的倾向,若超过5质量%则有时因固化速度过快难以控制,或贮放时间、外壳寿命(shell life)等保存稳定性有较差的倾向。此外,当少于0.2质量%时,固化促进剂的添加效果无法充分发挥,结果在成形时无法抑制气泡产生的同时,相反也使降低效果不足。
另外,固化促进剂并非固化促进成分的单体,而是如同具有潜在性的固化促进剂一般,将含有固化促进成分与环氧化合物、环氧树脂成分的固化促进剂配合时,包括分散的环氧树脂等的所有成分被认为是固化促进剂,其对于其他环氧树脂的配合量,以0.1质量%以上40质量%以下为佳,以0.5质量%以上20质量%以下更好,而0.8质量%以上10质量%以下又更佳。当未达0.1质量%时,有低温下固化性差的倾向,若超过40质量%则因固化速度过快难以控制,或贮放时间、外壳寿命(shell life) 等保存稳定性有较差的倾向。
作为与上述(A)、(B)成分一同使用的(D)成分的无机填充剂,可举出例如熔融二氧化硅、结晶二氧化硅等二氧化硅,碳酸钙、粘土、氧化铝等氧化铝,氮化硅、碳化硅、氮化硼、硅酸钙、钛酸钾、氮化铝、氧化铍、氧化锆、锆石、镁橄榄石、滑石、尖晶石、模来石(mullite)、二氧化钛等的粉末,或将它们球状化所得的微粒、玻璃纤维等。
另外,作为具有阻燃效果的无机填充物,可举出有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌等。这些无机填充剂可单独使用或组合2种以上使用亦可。其中又以熔融二氧化硅为佳,以电子零件用液状树脂组合物对微小间隙的流动性·渗透性的观点来看,则以球状二氧化硅为更佳。
对于无机填充剂的平均粒径而言,特别是为球状二氧化硅时,以0.3μm以上10μm以下的范围为佳,平均粒径在0.5μm以上5μm以下的范围更佳。当平均粒径未达0.5μm时,对液状树脂有分散性不良的倾向,或者是因赋予电子零件用液状树脂组合物以触变性而有流动特性不良的倾向,而当平均粒径超过10μm时,容易发生填料沉淀,而电子零件用液状树脂组合物对微小间隙的渗透性·流动性降低,容易导致气泡·未填充。
无机填充剂的配合量,以设定在电子零件用液状树脂组合物总体的20质量%以上90质量%以下的范围为佳,更佳为25质量%以上80质量%以下,若为30质量%以上60质量%以下则又更佳。配合量未达20质量%时,会有使热膨胀系数降低效果变差的倾向,而若超过90质量%,则电子零件用液状树脂组合物的粘度上升,导致流动性·渗透性以及分散性降低。
本发明中(E)成分的硅氧烷聚合物粒子主要是使挠性提高而用。作为硅氧烷聚合物粒子无特别限制,但可举出以将直链状的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷等聚有机硅氧烷进行交联后的有机硅橡胶粒子、将这些有机硅橡胶粒子的表面用有机硅树脂进行被覆后的 粒子等。这些硅氧烷聚合物粒子的形状可以是无固定形状或是球形,但为了将与电子零件用液状树脂组合物的成形性相关的粘度抑制在低水平,以使用球形者为佳。这些硅氧烷聚合物粒子可由东丽道康宁硅氧烷制(股)、信越化学工业(股)等公司,得到市售品。
此外,作为(E)成分的硅氧烷聚合物粒子,可使用由固形硅氧烷聚合物的核(core)与丙烯酸树脂或丙烯酸树脂共聚物等有机聚合物的壳(shell)所成的核-壳聚合物粒子等。得到这些核-壳聚合物粒子的方法有先由乳液聚合合成核的硅氧烷聚合物,接着添加丙烯酸单体与聚合起始剂进行第2段的聚合来形成壳的方法等。此时,通过向第1段的聚合中所使用的硅氧烷单体或寡聚体成分中适当地混合具有双键的硅氧烷化合物,从而通过双键将丙烯酸树脂进行接枝化,核与壳的界面变强固,使用如此所得的硅氧烷聚合物粒子,可提高电子零件用液状树脂固化物的强度。
为使组合物均一变性,(E)成分的硅氧烷聚合物粒子的1次粒径以细小者为佳,其中1次粒径为0.05μm以上10μm以下的范围为佳,以0.1μm以上5μm以下的范围更佳。当1次粒径未达0.05μm时,则对环氧树脂组合物的分散性趋于不良,超过10μm时则有使低应力化的改善效果降低的倾向,或倾向于电子零件用液状树脂组合物对微小间隙的渗透性·流动性降低,从而易导致气泡、未填充的发生。此外,所谓1次粒径是指,将硅氧烷聚合物粒子以电子显微镜等直接观察所得的值。
(E)成分的硅氧烷聚合物粒子的配合量,以设定为除填充剂之外的电子零件用液状树脂组合物总体的1质量%以上30质量%以下的范围为佳,更佳为2质量%以上20质量%以下。硅氧烷聚合物粒子的配合量若未达1质量%时,则有低应力效果降低的倾向,而超过30质量%时,则使电子零件用液状树脂组合物的粘度上升,有成形性(流动特性)不良的倾向。
本发明的电子零件用液状树脂组合物中,由提升耐热冲击性、对半导体元件的应力减低等的观点来看,可搭配除了(E)成分的硅氧烷聚合物粒子以外的各种可挠剂。对于可挠剂无特别限制,但以橡胶粒子为佳, 若将该等予以例示,可举出有苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、腈-丁二烯橡胶(NBR)、丁二烯橡胶(BR)、聚氨酯橡胶(UR)、丙烯酸橡胶(AR)等的橡胶粒子。其中,由耐热性、耐湿性的观点来看,以由丙烯酸橡胶所成的橡胶粒子为佳,而更佳的为核-壳型丙烯酸系聚合物,即核壳型丙烯酸橡胶粒子。此外,橡胶粒子若由处理性或与树脂成分的分散性的观点来看,可以微细粉末状预先细散于环氧树脂或固化剂中后使用,例如可举出常温下为液状的橡胶改性环氧树脂。
本发明的电子零件用液状树脂组合物中,由成形时的气泡降低或对各种被覆体的润湿性提高的观点来看,可掺入各种表面活性剂。作为(F)非离子性表面活性剂无特别的限制,但可举出有例如聚氧乙烯烷基醚系、聚氧化烯烷基醚系、山梨醇酐脂肪酸酯系、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯系、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯系、甘油脂肪酸酯系、聚氧乙烯脂肪酸酯系、聚氧乙烯烷基胺系、烷基链烷醇酰胺系、聚醚改性硅氧烷系、芳烷基改性硅氧烷系、聚酯改性硅氧烷系、聚丙烯酸系等表面活性剂,可将这些单独使用或组合2种以上使用。其中,聚醚改性硅氧烷系表面活性剂与芳烷基改性硅氧烷系表面活性剂具有降低电子零件用液状树脂组合物的表面张力的效果。这些表面活性剂可从毕克化学日本公司(商品名BYK-307、BYK-333、BYK-377、BYK-323)、花王公司等获得市售品。亦可与非离子性以外的表面活性剂并用。
另外,作为(F)非离子性表面活性剂可添加有机硅改性环氧树脂。有机硅改性环氧树脂虽可由具有可与环氧基反应的官能基的有机硅氧烷与环氧树脂反应的反应物而得,但以常温下为液状者为佳。有机硅改性环氧树脂集中于液体的表面,可降低液体的表面张力。藉此,由于使润湿性提高、易于流动,因此具有对狭缝的渗透性提升或使卷入的气泡减少的效果。
在此,若例示具有可与环氧基反应的官能基的有机硅氧烷,可举出有使于1分子中具有1个以上的氨基、羧基、羟基、酚性羟基、巯基等 的二甲基硅氧烷、二苯基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷等。这些有机硅氧烷例如作为市售品可以得到BY16-799、BY16-871、BY16-004(东丽道康宁硅氧烷公司制商品名)或X-22-1821、KF-8010(信越化学工业公司制商品名)等。有机硅氧烷的分子结构可为直链状或支链状的任一种。有机硅改性环氧树脂是相对于100质量份的原料环氧树脂使具有可与环氧基反应的官能基的有机硅成分50~150质量份反应者为佳。
有机硅氧烷的重均分子量以500以上5000以下的范围为佳,而以100以上3000以下的范围更佳。此理由在于,当未达500时,与树脂系的互溶性会过于良好,而使得作为添加剂的效果无以发挥,而当超过5000时,则与树脂系的互溶性过差,而使有机硅改性环氧树脂于成形时发生分离·渗出,因而有碍于粘着性与外观。本发明中,重均分子量是依据凝胶渗透层析法(GPC)使用标准聚苯乙烯的标准曲线测定的。具体而言参考以下条件而得的结果,作为GPC使用泵(日立制造所制L-6200型)、柱(TSKgel-G5000HXL以及TSKgel-G2000HXL,均为东曹公司制商品名)、检测器(日立制造所制L-3300RI型),以四氢呋喃作为洗脱液,于温度30℃、流量1.0ml/min的条件下进行测定。
作为为得到有机硅改性环氧树脂的环氧树脂,只要相溶于电子零件用液状树脂组合物,就无特别限制,可使用一般用于电子零件用液状树脂组合物中的环氧树脂。例如可举出有通过双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、萘二醇、氢化双酚A等与环氧氯丙烷的反应所得的缩水甘油醚型环氧树脂;以邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂为代表的由酚类与醛类缩合或共缩合所得的酚醛清漆树脂被环氧化的酚醛清漆型环氧树脂;苯二甲酸、二聚酸等多元酸与环氧氯丙烷反应所得的缩水甘油酯型环氧树脂;二氨基二苯基甲烷、三聚异氰酸等聚胺与环氧氯丙烷反应所得的缩水甘油胺型环氧树脂;以过乙酸等过酸将烯烃键氧化所得的线状脂肪族环氧树脂,脂环族环氧树脂等。这些可单独或组合2种以上使用,其中以常温液状者为佳。特别优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂。
(F)表面活性剂的添加量,对于电子零件用液状树脂组合物总体而言,以0.01质量%以上1.5质量%以下为佳,更佳为0.05质量%以上1质量%以下。若少于0.01质量%时,无法得到充分的添加效果,而多于1.5质量%时,则将于固化时发生自固化物表面的渗出,而导致粘着力降低的倾向。
本发明的电子零件用液状树脂组合物中,可视需要使用以强固树脂与无机填充剂或者树脂与电子零件的构成部件的界面粘着为目的的偶联剂。这些偶联剂并无特别限制,可使用以往已知的,例如可举出,具有伯及/或仲及/或叔氨基的硅烷化合物、环氧硅烷、巯基硅烷、烷基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等各种硅烷系化合物,钛系化合物、铝螯和物类、铝/锆系化合物等。
这些例示可举出有,乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N,N-二甲基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N,N-二乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N,N-二丁基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-甲基)苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N-乙基)苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-(N,N-二甲基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N,N-二乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N,N-二丁基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N-甲基)苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N-乙基)苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(N,N-二甲基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N,N-二乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N,N-二丁基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N-甲基)苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(N-乙基)苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺、N-(二甲氧基甲基甲硅烷基异丙基)乙二胺、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等的硅烷系偶联剂;异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸)钛酸酯、异丙基三(N-氨基乙基-氨基乙基)钛酸酯、四辛基双(双十三烷基磷酸酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基-1-丁基)双(双十三烷基)亚磷酸钛酸酯、双(二辛基焦磷酸)氧基乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸)乙烯钛酸酯、异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基二甲基丙烯酰基异硬脂酰钛酸酯、异丙基三月桂基苯磺酰基钛酸酯、异丙基异硬脂酰基二丙烯基钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酯)钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸)钛酸酯等钛酸酯系偶联剂等,这些可单独使用1种或可2种类以上组合使用。
偶联剂的配合量对液状树脂组合物而言,以0.1~3.0质量%为佳,更佳为0.2~2.5质量%。未达0.1质量%时,基板与液状树脂组合物的固化物的密着性有降低的倾向,而超过3.0质量%时则有易发生气泡的倾向。
此外,本发明的电子零件用液状树脂组合物中,由提高IC等半导体元件的耐迁移性、耐湿性以及高温放置特性的观点来看,视需要可含有离子捕捉剂(ion-trapping agent)。离子捕捉剂并无特别限制,可使用以往公知的,特别是以下述组成式(I)所示的水滑石或(II)所示的铋的氢氧化物为佳。
Mg1-xAlx(OH)2(CO3)x/2·mH2O (I)
(式(I)中,0<X≤0.5;m为正数)
BiOx(OH)y(NO3)z (II)
(式(II)中,0.9≤x≤1.1;0.6≤y≤0.8;0.2≤z≤0.4)
作为这些离子捕捉剂的配合量,只要为可以捕捉卤素离子等阴离子的充分的量,就无特别限制,由耐迁移性的观点来看,相对于液状树脂组合物以0.1质量%以上3.0质量%以下为佳,而以0.3质量%以上1.5质量%以下更佳。离子捕捉剂的平均粒径以0.1μm以上3.0μm以下为佳,其最大粒径则以10μm以下为佳。另外,上述式(I)的化合物作为市售品可得到协和化学工业股份公司制商品名DHT-4A。此外,上述式(II)的化合物可可得到作为市售品的IXE500(东亚合成股份公司制商品名)。且,可视需要添加其他的阴离子交换体。例如可举出,选自镁、铝、钛、锆、锑等元素的氢氧化物等,这些可单独使用或组合2种以上使用。
本发明的电子零件用液状树脂组合物必要时可添加作为其他添加剂的染料、炭黑、氧化钛、铅丹等着色剂、阻燃剂、稀释剂、平坦剂、其他的可挠剂、消泡剂等。
作为阻燃剂可使用溴化环氧树脂或三氧化锑,但以使用非卤素、非锑的阻燃剂为佳。例如可举出有,红磷、酚树脂等的热固化性树脂等所被覆的红磷、磷酸酯、氧化三苯基膦等磷化合物、蜜胺、蜜胺衍生物、蜜胺改性酚树脂、具有三嗪环的化合物,氰尿酸衍生物、异氰脲酸衍生物等含氮化合物,环磷腈等含磷及氮的化合物,二环戊二烯铁等金属络合物、氧化锌、锡酸锌、硼酸锌、钼酸锌等的锌化合物,氧化铁、氧化钼等的金属氧化物,氢氧化铝、氢氧化镁等的金属氢氧化物,下述组成式(III)所示的复合金属氢氧化物等。
p(M1 aOb)·q(M2 cOd)·r(M3 cOd)·mH2O (III)
(组成式(III)中,M1、M2以及M3表示相异的金属元素、a、b、c、d、p、q以及m表示正数、r表示0或正数。)
上述组成式(III)中的M1、M2以及M3只要为相异的金属元素,就无特别限制,由阻燃性的观点而言,M1是为选自第3周期的金属元素,IIA族的碱土类金属元素,IVB族、IIB族、VIII族、IB族、IIIA族以及IVA族所属的金属元素;M2较佳选自IIIB~IIB族的过渡金属元素;M1较佳选自镁、钙、铝、锡、钛、铁、钴、镍、铜以及锌;M2选自铁、钴、镍、 铜以及锌。由流动性的观点而言,以M1为镁、M2为锌或镍、r=0者为佳。p、q以及r的摩尔比并无特别限制,当r=0时p/q优选为1/99~1/1。此外,金属元素的分类依据典型元素为A亚族、过渡元素为B亚族的长周期型的周期表为标准来进行。上述阻燃剂可单独使用1种或组合使用2种以上。
为了粘度调整,是可混合具有环氧基的反应性稀释剂作为稀释剂。具有环氧基的反应性稀释剂可举出例如,正丁基缩水甘油醚、雯萨提克酸(versatic acid)缩水甘油醚、氧化苯乙烯、乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、丁基苯基缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。这些可单独使用1种亦可2种以上组合使用。
本发明的电子零件用液状树脂组合物只要可将上述各种成分均一地分散混合可使用任何手法加以调制,一般手法是称取规定的配合量的成分,以研磨搅拌机、混炼机、星式搅拌机等进行混合、混炼后,必要时可进行脱泡制得。
使用本发明制得的电子零件用液状树脂组合物将元件密封所得的电子零件装置,例如如下所得的电子零件装置等,即在引线框、布线后的卷带、刚性及挠性布线板、玻璃、硅晶片等的支撑构件上载持半导体芯片、晶体管、二极管、闸流晶体管等主动元件,电容器、电阻、电阻阵列、线圈、开关等被动元件等元件,将必要部分以本发明的电子零件用液状树脂组合物密封而得的电子零件装置等。特别优选用于在布线基板上通过突起直接连接有电子零件的电子零件装置的密封。例如将半导体元件突起连接于刚性及挠性布线板及玻璃上所形成的布线的倒装片接合的半导体装置。具体例有倒装片BGA/LGA或COF等的半导体装置,特别是本发明制得的电子零件用液状树脂组合物适合作为可靠性优异的COF用的底部填充料。本发明的液状树脂组合物也可用于印刷电路板。
本发明的电子零件用液状树脂组合物特别适用于倒装片领域,可例举如连接电路基板与半导体元件的突起材质并非以往的含铅焊料、而使 用了Sn-Ag-Cu系等无铅焊料的倒装片半导体装置。相较于以往的铅焊料,对于以物理性质上较为脆弱的无铅焊料为突起连接的倒装片可维持良好的可靠性。
而且,对于半导体元件的大小以长边计为5mm以上的大型元件极为适用,对于构成电子零件的电路基板与半导体元件的突起连接面的距离为80μm以下的倒装片连接,亦可提供良好的流动性与填充性、且在耐湿性、耐热冲击性等的可靠性上也极优越的半导体装置。此外,近年来伴随着半导体元件的高速化,低介电常数的层间绝缘膜形成于半导体元件上,但这些的低介电绝缘体由于机械强度弱,易受外部的应力所破坏而发生故障。元件愈大此倾向愈显著,希望降低自底部填充材的应力,对于搭载了半导体元件大小以长边计为5mm以上、具有介电常数3.0以下的电介体层的半导体元件的倒装片半导体装置亦可提供优越的可靠性。
使用本发明的电子零件用液状树脂组合物来密封电子零件的方法可举出有点胶方式(dispense)、铸模方式、印刷方式等。
以下将通过实施例更加具体地说明本发明,本发明并不受限于这些的实施例。
实施例以及比较例中所实施的特性试验的试验方法是整理如下。另外,所使用的电子零件用液状树脂组合物的诸多特性以及含浸时间、气泡的观察、各种可靠性的评价以下述的方法以及条件进行。(8)~(13)的含浸时间、气泡的观察、芯片翘曲、可靠性的评价中所使用的半导体装置使用后述的2种类的倒装片BGA。
(非low-k法倒装片BGA)
各单元为:芯片大小20×20×0.55tmm(回路为铝的菊链连接、钝化:日立化成HD MicroSystems股份公司制聚酰亚胺膜商品名HD4000)、突 起:焊料球(Sn-Ag-Cu、Φ80μm、7,744pin)、突起间距:190μm、基板:FR-5(日立化成工业股份公司制防焊片商品名SR7000、60×60×0.8tmm)、芯片/基板间的间隙:50μm。
(Low-k法倒装片BGA)
各单元为,芯片大小20×20×0.55tmm(形成3层的介电常数2.7的电介体层、回路为铝的菊链连接、钝化:日立化成HD MicroSystems股份公司制聚亚胺膜商品名HD4000)、突起:焊料球(Sn-Ag-Cu、Φ80μm、7,744pin)、突起间距:190μm、基板:FR-5(日立化成工业股份公司制防焊片商品名SR7000、60×60×0.8tmm)、芯片/基板间的间隙:50μm。
半导体装置是以点胶方式将电子零件用液状树脂组合物对上述各BGA进行底部填充,实施例1~11以及比较例1~4以如表4、5所示的固化温度,实施2个小时固化加以制作。此外,各种试验片的固化条件亦以同样条件施行。实施例12~18以及比较例5~8以165℃实施2个小时的加热条件进行固化加以制作。试验片的固化条件设为150℃、3个小时。实施例19~31以及比较例9~14则以165℃实施2个小时的加热条件进行固化以制作。另外,各种试验片的固化条件亦为165℃、2个小时。
(1)粘度、触变指数
电子零件用液状树脂组合物于25℃时的粘度,以E型粘度计(圆锥角度3°、转数5rpm)进行测定。触变指数为转数2.5rpm时所测得的粘度与10rpm时所测得的粘度的比值。
(2)165℃的凝胶时间
使用凝胶化测试仪,将混合的电子零件用液状树脂组合物于165℃的热板上滴下适量后,测定其至凝胶化开始的时间。
(3)加热时重量的减少
使用热重量测定装置TGA-Q500(TA仪器公司制),将20mg的电子零件用液状树脂组合物以大气中、自室温至165℃止的升温速度为10℃/分 钟的条件进行加热,接着再于165℃维持2个小时后,测定其重量减少量(质量%)。
(4)Tg
使用热机械分析装置TMA4000SA(Mac Science公司制),在荷重15g、测定温度0℃~200℃、升温速度10℃/分钟的条件,对于规定条件下固化的试验片(3mm×3mm×20mm)进行测定。
(5)弹性模量
使用动态粘弹性测定装置DMA-Q800型(TA仪器公司制商品名),在间隔22mm、测定温度-60℃~300℃、升温速度5℃/分钟、周波数1Hz的条件下,测定经规定条件下固化的试验片(宽4mm长40mm厚1mm)的25℃的储藏弹性模量。
(6)表面张力
使用表面张力测定器DCAT11(英弘精机公司制),通过板法(19.9mm×10mm×0.2mm、白金-铱制Wilhelmy Plate)测定电子零件用液状树脂组合物的25℃时的表面张力。
(7)粘着力
·SR粘着力
制作于防焊片SR7000(日立化成工业股份公司制商品名)表面上成形有直径3mm×高3mm的电子零件用液状树脂组合物的试验片,使用粘着测试仪DS100型(DAGE制),以先端速率(head speed)50μm/sec、25℃的条件下施以剪断应力,测定试验片从防焊片剥离的强度。此测定是于试验片刚成形后即刻实施,且于130℃、85%RH的HAST(高度加速寿命测试、Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)条件下处理150个小时后进行。
·PI粘着力
制作于感光性聚亚胺HD4000(日立化成HD MicroSystems公司制商品名)表面上成形有直径3mm×高3mm的电子零件用液状树脂组合物的试 验片,使用粘着测试仪DS100型(DAGE制),以先端速率(headspeed)50μm/sec、25℃的条件下施以剪断应力,测定试验片自感光性聚酰亚胺剥离的强度。此测定是于试验片刚成形后即刻实施,且于130℃、85%RH的HAST条件下处理150个小时后进行。
(8)含浸时间
使半导体装置放置于加热到110℃的热板上,使用点胶器,将规定量的电子零件用液状树脂组合物滴于芯片的侧面(1边),测定树脂组合物渗透至对向侧面为止的时间。
(9)气泡观察
将电子零件用液状树脂组合物进行底部填充,以超音波探伤装置AT-5500(日立建机公司制)观察上述组合物固化后所制成的半导体装置的内部,考察气泡的有无。
(10)芯片翘曲
将电子零件用液状树脂组合物进行底部填充,固化后制成半导体装置,于室温下使用表面粗糙测定器SE-2300(小坂研究所公司制),测定该半导体装置的芯片对角线上的翘曲量(μm)。
(11)耐回流性
将电子零件用液状树脂组合物进行底部填充,使之固化后制成半导体装置,将该装置于120℃/12小时加热干燥之后,使其于85℃、60%RH下吸湿168个小时,使通过远红外线加热方式的回流炉(于150℃~180℃预热50秒、峰温度为260℃、250℃以上的加热时间为40秒)三次后,以超音波探伤装置观察内部,考察树脂固化物与芯片以及基板之间是否剥离、树脂固化物有无裂缝等,以不良密封数/好评密封数来评价。
(12)耐温度循环性
将电子零件用液状树脂组合物进行底部填充,使之固化后制成半导体装置,对该装置以-50℃~150℃、各30分钟的热循环进行1000循环处理,进行导通试验以考察铝线以及垫片的断线不良,以不良密封数/好评密封 数予以评价。
(13)耐湿可靠性
将电子零件用液状树脂组合物进行底部填充,使之固化后制成半导体装置,将该装置于130℃、85%RH的HAST条件下经150个小时处理后,通过导通试验确认铝线以及垫片有无断线,以不良密封数/好评密封数予以评价。
(实施例1~11、比较例1~4)
作为(A)液状环氧树脂,准备:使双酚F环氧化所得的环氧当量160的液状二环氧树脂(环氧树脂1、日本环氧树脂(Japan Epoxy Resin)股份公司制商品名jER806)、
使氨基苯酚环氧化所得的环氧当量95的3官能基液状环氧树脂(环氧树脂2、日本环氧树脂股份公司制商品名jER630)。
作为(B)固化剂,准备:活性氢当量45的二乙基甲苯二胺(液状胺1、日本环氧树脂股份公司制商品名jERCure W)、
活性氢当量63的二乙基-二氨基-二苯甲烷(液状胺2、日本化药股份公司制商品名KAYAHARD A-A):
为了比较准备:活性氢当量63的四甲基-二氨基-二苯甲烷(固型胺、日本化药股份公司制商品名KAYAHARDC-200S)、
酸酐当量168的液状酸酐(日立化成工业股份公司制商品名HN5500)。
作为(C)固化促进剂,准备:2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑(固化促进剂1)、
2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(固化促进剂2)、
2-苯基咪唑(固化促进剂3)、
使微胶囊化了的胺分散于双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的固化促进剂(旭化成化学股份公司制商品名NOVACURE HX-3921HP、固化促进剂的有效成分含量33质量%、固化促进剂4)。
可挠化剂中,作为(E)硅氧烷聚合物粒子,准备:二甲基型固型有机硅橡胶粒子的表面被环氧基修饰的平均粒径2μm的球状硅氧烷微粒(东丽道康宁硅氧烷股份公司制商品名Toray Fill E-601、硅氧烷聚合物1),核层为二甲基型固型由硅氧烷而壳层由丙烯树脂构成、核/壳质量比率2/1、平均粒径0.12μm的硅氧烷微粒(硅氧烷聚合物2);为了比较而准备:作为丁二烯烃·丙烯腈·甲基丙烯酸·二乙烯基苯的共聚物的、平均粒径为0.19μm的NBR粒子(JSR股份公司制商品名XER-91)。
作为(F)非离子性表面活性剂方面,准备:聚醚改性硅氧烷系表面活性剂(毕克化学制商品名BYK-377、表面活性剂1)、
芳烷基改性硅氧烷系表面活性剂(毕克化学制商品名BYK-323、表面活性剂2)、
使羟基当量750、重均分子量为1600的苯酚改性硅氧烷(东丽道康宁硅氧烷股份公司制商品名BY16-799)与双酚F型液状环氧树脂(日本环氧树脂股份公司制商品名jER806)以重量比为1/1予以加热混融所得的有机硅改性环氧树脂(表面活性剂3)、
使活性氢当量130、重均分子量470的苯酚改性硅氧烷(东丽道康宁硅氧烷股份公司制商品名BY16-871)与双酚F型液状环氧树脂(日本环氧树脂股份公司制商品名jER806)以重量比为1/1予以加热混融所得的有机硅改性环氧树脂(表面活性剂4)、
使羟基当量3500、重均分子量为8500的甲醇(carbinol)改性硅氧烷(东丽道康宁硅氧烷股份公司制商品名BY16-004)与双酚F型液状环氧树脂(日本环氧树脂股份公司制商品名jER806)以重量比为1/1予以加热混融所得的有机硅改性环氧树脂(表面活性剂5)、
聚氧乙烯烷基醚系表面活性剂(东邦化学工业股份公司制商品名PEGNOL L-4、表面活性剂6)。
作为硅烷偶联剂,准备γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(CHISSO股份公司制商品名SILA-ACE S510);
作为着色剂,准备炭黑(三菱化学股份公司制商品名MA-100);
作为离子捕捉剂,准备铋系离子捕捉剂(东亚合成股份公司制商品名IXE-500);
作为(D)无机填充剂,准备平均粒径1μm的球状熔融二氧化硅。
将这些分别以下述表1至表3所示的组合予以配合,于三轴搅拌滚筒以及真空粉碎机中混练分散之后,制作实施例1~11以及比较例1~4的电子零件用液状树脂组合物。此外,表1~3中的配合单位为质量份,又空白栏处表示没有配合。
[表1]
单位:质量份
[表2]
单位:质量份
[表3]
单位:质量份
各种评价结果表示于下述表4至表6。
[表4]
[表5]
[表6]
本发明中不含(C)成分的固化促进剂的比较例1及2中,因凝胶时间长、加热的重量减少量大,而导致气泡性不佳。此外,由固化时间2小时后的Tg变化而确定的固化温度高,因此密封下的芯片翘曲量变大,结果导致耐温度循环性显著不佳。另外,含有(C)成分的固化促进剂、固化剂为固型胺的比较例3,因高粘度之故使得含浸时间长而不适于生产,且因气泡发生而使耐湿可靠性以及耐热冲击性降低。另外,对于含有(C)成分、固化促进剂的固化剂不为液状芳香族胺而为液状酸酐的比较例4而言,虽成形性优异但耐湿粘着力低,因此其耐回流性、以及耐温度循环性、耐湿可靠性均明显不佳。相对于这些,实施例1~11的凝胶时间短、加热的重量减少量亦被控制在少量,因此成形时的气泡性优异、且由于固化温度可低设从而使芯片弯曲小,另外有助于HAST处理后的粘着性提升,因此耐回流性、耐温度循环性以及耐湿性等的各种可靠性方面表现优异。
(实施例12~18、比较例5~8)
分别以如表7、表8所示的组成同样地制作实施例12~18、比较例5~8的电子零件用液状树脂组合物。
[表7]
单位:质量份
[表8]
各种评价结果表示于下述表9、表10。
[表9]
[表10]
本发明中不含(E)成分的硅氧烷聚合物的比较例5中,其耐湿粘着力、耐湿可靠性以及耐热冲击性显著不佳。而配合有作为可挠剂的NBR粒子代替(E)成分的比较例6中,于耐湿粘着力以及耐热冲击性上虽可见其改善的效果,但仍不够充分。含有(E)成分的硅氧烷聚合物、固化剂为固型胺的比较例7因高粘度之故使得含浸时间长而不适于生产,且因气泡发生而使耐湿可靠性以及耐热冲击性降低。另外,含有(E)成分的硅氧烷聚合物、固化剂以液状酸酐代替液状芳香族胺的比较例8成形性优异而耐湿粘着差,因此其耐回流性以及耐湿可靠性均明显不佳。相对于这些,实施例12~18是为配合有液状芳香族胺以及(E)硅氧烷聚合物粒子的方案,这些因于成形时的含浸性优异、不会发生气泡、初期以及加湿时的粘着性方面亦优越,从而耐湿可靠性、耐热冲击性等可靠性亦可见其显著的改善效果。
(实施例19~31、比较例9~14)
分别以如表11~表13所示的组成同样地制作实施例19~31、比较例9~14的电子零件用液状树脂组合物。
[表11]
单位:质量份
[表12]
单位:质量份
[表13]
单位:质量份
各种评价的结果表示于表14至表16。
[表14]
[表15]
[表16]
本发明中不含(F)成分的表面活性剂的比较例9以及10中,表面张力大,而HAST处理后的粘着力、气泡、耐湿可靠性以及耐温度循环性明显不佳。此外,含(F)成分表面活性剂、固化剂为固型胺的比较例13以及不含(F)成分的表面活性剂、固化剂为固型胺的比较例11,因高粘度使得含浸时间长以致不适于生产,且因气泡发生而使耐湿可靠性以及耐热冲击性降低。另外,含(F)成分的表面活性剂、固化剂为液状酸酐的比较例14以及不含(F)成分的表面活性剂、固化剂为液状酸酐的比较例12成形性优异而耐湿粘着力低,因此其耐回流性、耐温度循环性、耐湿可靠性均明显不佳。相对于这些,实施例19~31的表面张力小,有助于提高成形时的气泡性、HAST处理后的粘着性,其耐回流性、耐温度循环性以及耐湿性的各种可靠性方面表现优异。
产业上利用的可能性
本发明的电子零件用液状树脂组合物通过表面张力的降低或凝胶时间缩短而抑制成形时气泡产生,同时亦可达成固化温度的低温化。而且,即使于吸湿后,其与各种基材的粘着力也高。另外含浸性等成形性与耐湿可靠性以及耐热冲击性等的可靠性方面均表现优异。若使用此电子零件用液状树脂组合物将电子零件密封,即使对于最先进的半导体元件,亦可获得芯片翘曲小、可靠性优越的电子零件装置,因此其工业性上的价值极大。
Claims (14)
1.一种电子零件用液状树脂组合物,它是用于电子零件的密封的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,含有(A)液状环氧树脂、(B)含液状芳香族胺的固化剂、(F)非离子性表面活性剂和(D)无机填充剂,
所述(F)非离子性表面活性剂为通过具有与环氧基反应的官能基、且重均分子量为500以上5000以下的有机硅氧烷与环氧树脂的反应而得的常温下为液状的有机硅改性环氧树脂,并且所述(F)非离子性表面活性剂的配合量相对于电子零件用液状树脂组合物总体为0.01质量%以上1.5质量%以下。
2.根据权利要求1所述的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,(F)非离子性表面活性剂为通过具有与环氧基反应的官能基的有机硅氧烷与常温下液状的环氧树脂反应而得的有机硅改性环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的电子零件用液体树脂组合物,其特征在于,(F)非离子性表面活性剂为通过具有与环氧基反应的官能基的有机硅氧烷与从双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂以及双酚AD型环氧树脂中选择的至少1种环氧树脂反应而得的有机硅改性环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的电子零件用液体树脂组合物,其特征在于,(F)非离子性表面活性剂的配合量相对于电子零件用液体树脂组合物的整体,为0.01质量%以上且1.0质量%以下。
5.根据权利要求1所述的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,还含有(E)硅氧烷聚合物粒子。
6.根据权利要求5所述的电子零件用液体树脂组合物,其特征在于,以电子显微镜直接观察(E)硅氧烷聚合物粒子而得的1次粒径为0.05μm以上10μm以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,用于在电路基板上通过突起直接连接有电子零件的电子零件装置。
8.根据权利要求7所述的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,突起为不含铅的金属。
9.根据权利要求7所述的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,电子零件的长边长为5mm以上,且构成电子零件装置的电路基板与所述电子零件的突起连接面的距离为80μm以下。
10.根据权利要求7所述的电子零件用液状树脂组合物,其特征在于,电子零件的长边长为5mm以上,且所述电子零件是具有介电常数为3.0以下的电介体层的半导体元件。
11.一种电子零件装置,其特征在于,具备被权利要求1~6中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物密封的电子零件。
12.具备被权利要求1~6中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物密封的电子零件的电子零件装置,其是在电路基板上通过突起直接连接有电子零件的电子零件装置,所述突起是不含铅的金属。
13.具备被权利要求1~6中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物密封的电子零件的电子零件装置,其特征在于,电子零件的长边长为5mm以上,且构成电子零件装置的电路基板与所述电子零件的突起连接面的距离为80μm以下。
14.具备被权利要求1~6中任一项所述的电子零件用液状树脂组合物密封的电子零件的电子零件装置,其特征在于,电子零件的长边长为5mm以上,且所述电子零件是具有介电常数为3.0以下的电介体层的半导体元件。
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