CN116694083A - 固化性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供能够得到导热系数高、弹性模量低的固化物的固化性组合物等。本发明的解决手段是一种固化性组合物,其是含有(A)导热性填料、(B)倍半硅氧烷化合物、和(C)液态多硫醇化合物的固化性组合物,其中,在(B)成分不包含具有环氧基的含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,固化性组合物进一步含有(D)环氧树脂;在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,固化性组合物含有(D)环氧树脂、或不含(D)环氧树脂。
Description
技术领域
本发明涉及固化性组合物。进一步地,涉及使用了固化性组合物的、含有固化性组合物的片材、电路基板、半导体芯片封装和电子构件。
背景技术
近年来,存在电子仪器的小型化和高功能化发展、印刷布线板中的半导体元件的安装密度变高的倾向。需要在满足安装的半导体元件的高功能化的同时、也使半导体元件产生的热有效地散热的技术。
例如,在专利文献1中,公开了通过将绝缘层用于电路基板而使其散热,所述绝缘层是使包含树脂和满足规定要件的氧化铝的树脂组合物固化而成的绝缘层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-77123号公报。
发明内容
发明要解决的技术问题
对于绝缘层,除了要求导热系数(热导率)高,而且从耐冲击性的观点来看,还要求弹性模量低。然而,对于导热系数高且弹性模量低的绝缘层而言,在现有技术中未必能够实现充分满足的绝缘层。
本发明是鉴于上述情况而作出的发明,其提供能够得到导热系数高、弹性模量低的固化物的固化性组合物;使用了该固化性组合物的、含有固化性组合物的片材、电路基板、半导体芯片封装、和电子构件。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现本发明的课题,本发明人等进行了努力研究,结果发现通过含有(A)导热性填料、(B)倍半硅氧烷化合物、和(C)液态多硫醇等,可以得到导热系数高、弹性模量低的固化物,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下的内容;
[1]一种固化性组合物,其是含有(A)导热性填料、(B)倍半硅氧烷化合物、和(C)液态多硫醇化合物的固化性组合物,其中,在(B)成分不包含具有环氧基的含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,固化性组合物进一步含有(D)环氧树脂,在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,固化性组合物含有(D)环氧树脂、或不含(D)环氧树脂;
[2]根据[1]所述的固化性组合物,其中,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为20质量%以上且80质量%以下;
[3]根据[1]或[2]所述的固化性组合物,其中,在固化性组合物包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分、且进一步含有(D)环氧树脂的情况下,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为5质量%以上且65质量%以下;
[4]根据[1]或[2]所述的固化性组合物,其中,在固化性组合物包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分、且不含(D)环氧树脂的情况下,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为10质量%以上且65质量%以下;
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的固化性组合物,其中,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为5质量%以上且30质量%以下;
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的固化性组合物,其中,(C)成分在1分子中包含2个以上的硫醇基;
[7]一种含有固化性组合物的片材,其具有:
支承体、和
设置于该支承体上的包含[1]~[6]中任一项所述的固化性组合物的固化性组合物层;
[8]一种电路基板,其包含利用[1]~[6]中任一项所述的固化性组合物的固化物形成的绝缘层;
[9]一种半导体芯片封装,其包含[1]~[6]中任一项所述的固化性组合物的固化物;
[10]一种电子构件,其具有:
电子部件、
设置于该电子部件上的[1]~[6]中任一项所述的固化性组合物的固化物、和
安装于该固化物上的散热构件。
发明的效果
根据本发明,可以提供能够得到导热系数高、弹性模量低的固化物的固化性组合物;使用了该固化性组合物的、含有固化性组合物的片材、电路基板、半导体芯片封装、和电子构件。
具体实施方式
以下,按照其优选的实施方式详细地说明本发明。但是,本发明不限定于下述实施方式和例示物,可在不超出本发明的权利要求书和其均等范围的范围内任意地进行变更来实施。应予说明,在本发明中,固化性组合物中的各成分的含量,除非另有说明,是将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时的值,不挥发成分是指除树脂组合物中的溶剂以外的全部不挥发成分。
[固化性组合物]
固化性组合物含有(A)导热性填料、(B)倍半硅氧烷化合物、和(C)液态多硫醇化合物,在(B)成分不包含具有环氧基的含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,进一步含有(D)环氧树脂,在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,含有(D)环氧树脂或不含(D)环氧树脂。固化性组合物通过含有这些成分,可以提高其固化物的导热系数,同时可以降低弹性模量。
固化性组合物除了包含(A)成分~(D)成分以外,根据需要也可以进而包含(E)固化促进剂、和(F)任意的添加剂。以下,对于固化性组合物中包含的各成分,进行详细说明。
<(A)导热性填料>
固化性组合物含有(A)导热性填料作为(A)成分。通过在固化性组合物中含有(A)成分,能够得到导热系数高的固化物(绝缘层)。
从得到导热系数高的固化物的观点来看,(A)导热性填料的导热系数较好是20W/m·K以上,更好是30W/m·K以上,进一步较好是50W/m·K以上、100W/m·K以上。上限没有特别限定,可设为1000W/m·K以下等。
关于(A)成分的材料,如果导热系数在上述范围内,则没有特别限定。(A)成分的材料可举出例如碳化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铝(alumina)等。(A)成分可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。另外,也可以将2种以上的相同材料组合使用。其中,从得到导热系数高的固化物的观点来看,(A)成分较好是包含选自碳化硅、氮化硼、氮化铝、和氧化铝中的1种以上,更好是包含碳化硅。
从得到导热系数优异的绝缘层的观点和提高填充性的观点来看,(A)成分的平均粒径较好是50μm以下,更好是45μm以下,进一步较好是40μm以下,较好是1μm以上,更好是5μm以上,进一步较好是10μm以上、20μm以上、或30μm以上。
(A)成分的平均粒径可通过基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射-散射法进行测定。具体来说,可通过激光衍射散射式粒度分布测定装置,以体积基准制成导热性填料的粒度分布,将其中值粒径作为平均粒径来进行测定。作为测定样品,可优选使用通过超声波使(A)成分分散于水中而得的样品。作为激光衍射散射式粒度分布测定装置,可使用株式会社堀场制作所制“LA-500”、株式会社岛津制作所制“SALD2200”等。
从得到导热系数优异的固化物的观点来看,(A)成分的比表面积较好是0.01m2/g以上,更好是0.025m2/g以上,进一步较好是0.05m2/g以上。上限较好是30m2/g以下,更好是25m2/g以下,进一步较好是20m2/g以下。(A)成分的比表面积可以利用氮BET法进行测定。具体而言,可以使用自动比表面积测定装置进行测定,作为自动比表面积测定装置,可以使用Mountech公司制“Macsorb HM-1210”等。
(A)成分可使用市售品。作为市售品,可举出例如MOMENTIVE公司制的“PT-110A”、“PT-120”、“PT-350”、“PTX-25”、“PTX-60”、MARUWA公司制的“ANF-S-30”、“ANF-S-50”、“ANF-A-01-F”、“ANF-A-05-F”、DENKA公司制的“DAW―05”、“DAW―20”等。
从提高耐湿性和分散性的观点来看,(A)成分也可以用氨基硅烷系偶联剂、环氧硅烷系偶联剂、巯基硅烷系偶联剂、硅烷系偶联剂、烷氧基硅烷化合物、有机硅氮烷化合物、钛酸酯系偶联剂等的1种以上的表面处理剂进行处理。作为表面处理剂的市售品,可举出例如信越化学工业公司制“KBM403”(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM803”(3-巯基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBE903”(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM573”(N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM5783”(N-苯基-3-氨基辛基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“SZ-31”(六甲基二硅氮烷)、信越化学工业公司制“KBM103”(苯基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM-4803”(长链环氧基型硅烷偶联剂)等。
利用表面处理剂进行的表面处理的程度从(A)成分的分散性提高的观点来看,相对于(A)成分100质量份,较好是用0.2质量份~5质量份的表面处理剂进行表面处理,较好是用0.2质量份~3质量份进行表面处理,较好是用0.3质量份~2质量份进行表面处理。
利用表面处理剂进行的表面处理的程度可通过(A)成分的每单位表面积的碳量进行评价。从提高(A)成分的分散性的观点来看,(A)成分的每单位表面积的碳量较好是0.02mg/m2以上,更好是0.1mg/m2以上,进一步更好是0.2mg/m2以上。另一方面,从抑制熔体粘度的上升的观点来看,较好是1mg/m2以下,更好是0.8mg/m2以下,进一步更好是0.5mg/m2以下。
(A)成分的每单位表面积的碳量可在利用溶剂(例如甲基乙基酮(MEK))对表面处理后的(A)成分进行洗涤处理后进行测定。具体而言,可将作为溶剂的足量的MEK添加至用表面处理剂进行了表面处理的(A)成分中,于25℃进行5分钟超声波洗涤。将上清液除去,使固体成分干燥,然后使用碳分析仪,测定(A)成分的每单位表面积的碳量。作为碳分析仪,可使用株式会社堀场制作所制“EMIA-320V”等。
从得到导热系数优异的固化物的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量较好是20质量%以上,更好是30质量%以上,进一步较好是40质量%以上。上限较好是80质量%以下,更好是65质量%以下,进一步较好是50质量%以下。(A)成分的含量处于上述的范围时,可以有效地使导热系数和弹性模量良好。另外,通常在(A)成分的含量为前述上限值以下的情况下,可以降低固化性组合物的粘度,因此可以使操作性和粘接性良好。
<(B)倍半硅氧烷化合物>
固化性组合物含有(B)倍半硅氧烷化合物作为(B)成分。通过使(B)成分与后述的(C)成分组合包含在固化性组合物中,从而可得到在导热系数优异的同时、弹性模量低的固化物。一般而言,若声子(phonon)的散射被抑制,则存在固化物的导热系数变高的倾向。通过含有(B)成分,固化性组合物的固化物的导热系数变得优异的理由尚不确定,但推测是(B)成分具有的骨架抑制声子的散射的缘故。(B)成分可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
(B)成分可以使用具有倍半硅氧烷结构的化合物。倍半硅氧烷结构表示1个硅原子结合3个氧原子、且氧原子与2个硅原子结合的结构,用下述结构式(B-1)表示:
[化学式1]
(RSiO3/2)n (B-1)
式中,R分别独立地表示烷基、羟基、缩水甘油基、环氧基、硫醇基、烷氧基、或(甲基)丙烯酰基,n表示4~20的整数。
在(B)成分所包含的倍半硅氧烷结构中,具有至少1个R表示缩水甘油基或环氧基的结构时,(B)成分为具有环氧基的含环氧基的倍半硅氧烷化合物。
在(B)成分所包含的倍半硅氧烷结构中,全部R分别独立地表示烃基、羟基、硫醇基、烷氧基、或(甲基)丙烯酰基时,(B)成分为不具有环氧基的倍半硅氧烷化合物。(甲基)丙烯酰基包括甲基丙烯酰基、丙烯酰基和它们的组合。
在本发明的固化性组合物包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分的情况下,含有后述的(D)环氧树脂。
在本发明的固化性组合物不包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分的情况下,可以含有后述的(D)环氧树脂,也可以不含,但从显著得到本发明的效果的观点来看,较好是含有(D)环氧树脂。
R表示的烷基可以是直链状、支链状、或环状。作为烷基,较好是碳原子数1~6的烷基,更好是碳原子数为1~3的烷基,进一步较好是甲基或乙基。
作为R表示的烷氧基,较好是碳原子数1~6的烷氧基,更好是碳原子数为1~3的烷氧基,进一步较好是甲氧基或乙氧基。
其中,作为R,较好是能够与(C)成分反应的官能团,更好是选自羟基、缩水甘油基、环氧基、和硫醇基,进一步较好是选自缩水甘油基、环氧基、和硫醇基,特别好是环氧基和硫醇基中的任一种。
n表示4~20的整数,较好是表示6~12的整数。
(B)成分除了包含倍半硅氧烷结构以外、而且也可以包含下述式(B-2)所示的结构。(B)成分包含式(B-2)所示的结构的情况下,较好是在(B)成分末端的一部分具有式(B-2)所示的结构:
[化学式2]
式中,R1与式(B-1)中的R相同。*表示与倍半硅氧烷结构的连接键。
作为倍半硅氧烷结构,可举出无规结构、具有梯形(ladder)骨架的梯形结构、和笼型结构。作为(B)成分,较好是具有选自无规结构、梯形结构、和笼型结构中的1种以上,更好是具有无规结构和笼型结构中的任一者,进一步较好是具有无规结构。
无规结构是指在倍半硅氧烷结构的排列中没有规则性、且不完全的结构,作为代表性的无规结构,可举出下述式(B-3)所示的结构。作为代表性的梯形结构,可举出下述式(B-4)所示的结构。笼型结构有完全缩合笼型结构和不完全缩合笼型结构这两种。完全缩合笼型结构是指下述这样的结构,即,包含多个由倍半硅氧烷结构构成的环状结构,通过所述多个环状结构而形成闭合的空间或可在反应后形成闭合的空间。不完全缩合笼型结构是指完全缩合笼型结构的至少1处没有闭合的结构。作为代表性的完全缩合笼型结构,可举出下述式(B-5)所示的具有8个硅原子的T8结构、下述式(B-6)所示的具有10个硅原子的T10结构、和下述式(B-7)所示的具有12个硅原子的T12结构等。作为代表性的不完全缩合笼型结构,可举出下述式(B-8)所示的结构。式中,R2与式(B-1)中的R含义相同,*表示与倍半硅氧烷结构的连接键;
[化学式3]
(B)成分具有无规结构、梯形结构和笼型结构中的哪一种的鉴定可以根据公知的方法进行测定。作为具体的鉴定方法,例如可以按照日本特开2022-3126号公报中记载的方法进行测定。
(B)成分可以利用公知的方法合成。另外,(B)成分可使用市售品。作为(B)成分的市售品,可举出例如荒川化学工业公司制的“SQ-502-8”、“SQ-107”、东亚合成公司制“AC-SQ-TA-100”、“AC-SQ-SI20”等。
作为(B)成分的官能团当量,较好是170g/eq.以上,更好是180g/eq.以上,进一步较好是190g/eq.以上,较好是300g/eq.以下,更好是290g/eq.以下,进一步较好是280g/eq.以下。关于官能团当量,除非另有说明,表示包含1当量的官能团的树脂的质量。
在为不含环氧基的倍半硅氧烷化合物、且该化合物具有硫醇基的情况下,作为(B)成分的硫醇基当量,较好是170g/eq.以上,更好是180g/eq.以上,进一步较好是190g/eq.以上,较好是220g/eq.以下,更好是210g/eq.以下,进一步较好是200g/eq.以下。“硫醇基当量”是指包含1当量的硫醇基的树脂的质量,可以利用公知的方法、例如使用淀粉作为指示剂的碘溶液滴定法进行测定。
含环氧基的倍半硅氧烷化合物的环氧当量较好是250g/eq.以上,更好是260g/eq.以上,进一步较好是270g/eq.以上,较好是300g/eq.以下,更好是290g/eq.以下,进一步较好是280g/eq.以下。环氧当量可以根据JIS K7236进行测定,其是包含1当量的环氧基的树脂的质量。
(B)成分的重均分子量较好是100~50000,更好是500~10000,进一步较好是1000~10000。此处,(B)成分的重均分子量是利用凝胶渗透色谱(GPC)法测定的经聚苯乙烯换算的重均分子量。
作为(B)成分的含量,从显著得到本发明的效果的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是5质量%以上,更好是15质量%以上,进一步较好是25质量%以上,较好是65质量%以下,更好是55质量%以下,进一步较好是45质量%以下。
在(B)成分不包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,作为(B)成分的含量,从显著得到本发明的效果的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是5质量%以上,更好是15质量%以上,进一步较好是25质量%以上,较好是65质量%以下,更好是55质量%以下,进一步较好是45质量%以下。
在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物、且固化性组合物含有后述的(D)成分的情况下,作为含环氧基的倍半硅氧烷化合物的含量,从显著得到本发明的效果的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是5质量%以上,更好是15质量%以上,进一步较好是25质量%以上,较好是65质量%以下,更好是55质量%以下,进一步较好是45质量%以下。
在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物、且固化性组合物不含后述的(D)成分的情况下,作为含环氧基的倍半硅氧烷化合物的含量,从显著得到本发明的效果的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是10质量%以上,更好是20质量%以上,进一步较好是30质量%以上,较好是65质量%以下,更好是55质量%以下,进一步较好是45质量%以下。
<(C)液态多硫醇化合物>
固化性组合物含有(C)液态多硫醇化合物作为(C)成分。该(C)液态多硫醇化合物不包含属于上述(B)成分的物质。通过将(C)成分与(B)成分组合包含在固化性组合物中,固化性组合物的固化物的导热系数的提高和低弹性模量化成为可能。(C)成分可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。在本发明中,液态是指在室温(20℃)和大气压(0.1MPa)下具有流动性。较好的是,使用E型粘度计、在大气压下、25℃、锥形转子转速(コーン回転数)2.0rpm的条件下测得的粘度为200000mPa·s以下。作为E型粘度计,可举出例如E型粘度计:RE-85U(锥形转子:3°×R14)(东机产业公司制)。
作为(C)成分,可以使用具有与(B)成分的官能团或(D)成分的环氧基反应而使固化性组合物固化的功能、且在温度20℃下为液态的多硫醇化合物。对于(C)成分而言,从显著得到本发明的效果的观点来看,1分子中的硫醇基的数量较好是2以上(2官能以上),更好是3以上(3官能以上),较好是6以下(6官能以下),更好是5以下(5官能以下)。
作为这种液态多硫醇化合物,可举出例如三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(简称:TMTP)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(简称:PEMP)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)(简称:DPMP)、三[(3-巯基丙酰氧基)-乙基]-异氰脲酸酯(简称:TEMPIC)、三(3-巯基丙基)异氰脲酸酯(简称:TMPIC)、巯基乙酸辛酯(简称:OTG)、乙二醇双巯基乙酸酯(简称:EGTG)、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯(简称:TMTG)、季戊四醇四巯基乙酸酯(简称:PETG)、3-巯基丙酸(简称:3-MPA)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)(简称:TPMB)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)(简称:TEMB)、1,3,4,6-四(2-巯基乙基)甘脲、4,4'-异亚丙基双[(3-巯基丙氧基)苯]等。
这些化合物可以利用公知的方法合成,例如,三(3-巯基丙基)异氰脲酸酯(简称:TMPIC)、4,4'-异亚丙基双[(3-巯基丙氧基)苯]例如可以利用日本特开2012-153794号公报、国际公开第2001/00698号中记载的方法来合成。
(C)成分可使用市售品。作为市售品,可举出例如“PEMP”(SC有机化学公司制)、“OTG”、“EGTG”、“TMTG”、“PETG”、“3-MPA”、“TMTP”、“PETP”(淀化学公司制)、“TEMP”、“PEMP”、“TEMPIC”、“DPMP”(堺化学工业公司制)、“PE-1”(季戊四醇四(3-巯基丁酸酯))、“BD-1”(1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷)、“NR-1”(1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮)、“TPMB”、“TEMB”(昭和电工公司制)、“TS-G”(巯基乙基二醇)(四国化成工业公司制)等。
多硫醇化合物的硫醇基当量较好是50~500g/eq.,更好是75~300g/eq.,进一步较好是100~200g/eq.。“硫醇基当量”是指包含1克当量的硫醇基的树脂的克数(g/eq.),可以利用公知的方法、例如使用淀粉作为指示剂的碘溶液滴定法进行测定。
(B)成分与(C)成分的量比以[(B)成分的官能团的总数]:[(C)成分的硫醇基的总数]的比率计,较好是1:0.1~1:5的范围,更好是1:0.5~1:2,进一步较好是1:0.5~1:1。此处,(B)的官能团是指用上述式(B-1)中的R表示的、羟基、缩水甘油基、环氧基、和硫醇基中的任一种,根据(B)成分的种类而有所不同。另外,(B)成分的官能团的总数是指对于全部的(B)成分将各(B)成分的固体成分质量除以官能团当量而得的值进行总计所得的值,(C)成分的硫醇基的总数是指对于全部的(C)成分将各(C)成分的固体成分质量除以硫醇基当量而得的值进行总计所得的值。通过使(B)成分与(C)成分的量比在所述范围内,可更显著地提高本发明的效果。
固化性组合物含有后述的(D)环氧树脂的情况下,(D)环氧树脂与(C)成分的量比以[环氧树脂的环氧基的总数]:[(C)成分的硫醇基的总数]的比率计,较好是1:0.1~1:3的范围,更好是1:0.5~1:2,进一步较好是1:0.5~1:1。另外,环氧树脂的环氧基的总数是指对于全部的环氧树脂将各(D)环氧树脂的固体成分质量除以环氧当量而得的值进行总计所得的值,(C)成分的硫醇基的总数是指对于全部的(C)成分将各(C)成分的固体成分质量除以硫醇基当量而得的值进行总计所得的值。通过使(D)环氧树脂与(C)成分的量比在所述范围内,固化性组合物的固化物的耐热性更为提高。
从提高固化性组合物的固化物的导热性的同时、降低弹性模量的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量较好是5质量%以上,更好是10质量%以上,进一步较好是15质量%以上,较好是30质量%以下,更好是28质量%以下,进一步较好是25质量%以下。
将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,将(B)成分的含量(质量%)设为B1、并将(C)成分的含量(质量%)设为C1时,从显著得到本发明的效果的观点来看,B1/C1较好是0.1以上,更好是0.8以上,进一步较好是1以上,较好是5以下,更好是3以下,进一步较好是2以下。
<(D)环氧树脂>
在固化性组合物不包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分的情况下,固化性组合物含有(D)环氧树脂作为(D)成分。在固化性组合物包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分的情况下,可以与上述(A)~(C)成分组合而作为任意成分进一步含有(D)环氧树脂,也可以不含(D)环氧树脂。该(D)环氧树脂不包括属于上述(A)~(C)成分的物质。通过在固化性组合物中含有(D)成分,能够提高绝缘可靠性。在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,也可以不含(D)环氧树脂,但从显著得到本发明的效果的观点来看,较好是含有(D)环氧树脂。
作为(D)成分,可举出例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆(naphtholnovolac)型环氧树脂、苯酚酚醛清漆(phenol novolac)型环氧树脂、叔丁基邻苯二酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、甲酚酚醛清漆(cresol novolac)型环氧树脂、联苯型环氧树脂、线性脂肪族环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、脂环族环氧树脂、杂环式环氧树脂、含螺环的环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、亚萘基醚(naphthylene ether)型环氧树脂和三羟甲基型环氧树脂等。(D)环氧树脂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
(D)成分较好是包含在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂。从显著获得本发明所期望的效果的观点来看,相对于环氧树脂的不挥发成分100质量%,在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂的比例较好是50质量%以上、更好是60质量%以上、特别好是70质量%以上。
(D)成分分类为在温度20℃下呈液态的环氧树脂(以下称为“液态环氧树脂”)和在温度20℃下呈固态的环氧树脂(以下称为“固态环氧树脂”)。在固化性组合物中,作为(D)环氧树脂,可以仅包含液态环氧树脂,也可以仅包含固态环氧树脂,或者也可以组合包含液态环氧树脂和固态环氧树脂,从显著得到本发明的效果的观点来看,较好是仅包含液态环氧树脂。
作为液态环氧树脂,较好是1分子中具有2个以上环氧基的液态环氧树脂。
作为液态环氧树脂,较好是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、萘型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、具有酯骨架的脂环族环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂和具有丁二烯结构的环氧树脂,更好是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂。
作为液态环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型环氧树脂);三菱化学公司制的“828US”、“jER828EL”、“825”、“EPIKOTE828EL”(双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER807”、“1750”(双酚F型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER152”(苯酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“630”、“630LSD”(缩水甘油胺型环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的混合品);Nagase ChemteX公司制的“EX-721”(缩水甘油酯型环氧树脂);大赛璐公司制的“Celloxide 2021P”(具有酯骨架的脂环族环氧树脂);大赛璐公司制的“PB-3600”(具有丁二烯结构的环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ZX1658”、“ZX1658GS”(液态1,4-缩水甘油基环己烷型环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为固态环氧树脂,较好是1分子中具有3个以上环氧基的固态环氧树脂,更好是1分子中具有3个以上环氧基的芳族系的固态环氧树脂。
作为固态环氧树脂,较好是联二甲酚(bixylenol)型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘型四官能环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂。
作为固态环氧树脂的具体例,可举出DIC公司制的“HP4032H”(萘型环氧树脂)、“HP-4700”、“HP-4710”(萘型四官能环氧树脂)、“N-690”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂)、“N-695”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂)、“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”(双环戊二烯型环氧树脂)、“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000”、“HP6000L”(亚萘基醚型环氧树脂);日本化药公司制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂)、“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂)、“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3100”(联苯型环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ESN475V”(萘型环氧树脂)、“ESN485”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000H”、“YL6121”(联苯型环氧树脂)、“YX4000HK”(联二甲酚型环氧树脂)、“YX8800”(蒽型环氧树脂)、“157S70”(酚醛清漆型环氧树脂);大阪燃气化学公司制的“PG-100”、“CG-500”;三菱化学公司制的“YX7760”(双酚AF型环氧树脂)、“YL7800”(芴型环氧树脂)、“jER1010”(固态双酚A型环氧树脂)、“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可组合使用2种以上。
作为环氧树脂,组合使用固态环氧树脂和液态环氧树脂时,它们的质量比(固态环氧树脂:液态环氧树脂)较好是1:0.01~1:50,更好是1:0.05~1:20,特别好是1:0.1~1:10。通过将液态环氧树脂与固态环氧树脂的量比设为所述范围,可得到:1)在以树脂片材的形态使用的情况下带来合适的粘接性、2)在以树脂片材的形态使用的情况下得到充分的挠性,处理性提高、以及3)能够得到具有充分的断裂强度的固化物等的效果。
环氧树脂的环氧当量较好是50g/eq.~5000g/eq.,更好是50g/eq.~3000g/eq.,进一步较好是80g/eq.~2000g/eq.,进一步更好是110g/eq.~1000g/eq.。通过成为该范围,可以带来交联密度充分的固化性组合物的固化物。环氧当量是包含1当量的环氧基的环氧树脂的质量。该环氧当量可以根据JIS K7236进行测定。
从显著得到本发明所期望的效果的观点来看,环氧树脂的重均分子量(Mw)较好是100~5000,更好是250~3000,进一步较好是400~1500。环氧树脂的重均分子量为利用凝胶渗透色谱(GPC)法测定的经聚苯乙烯换算的重均分子量。
对于(D)环氧树脂的含量而言,从得到显示良好的机械强度、绝缘可靠性的固化物的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是1质量%以上,更好是3质量%以上,进一步较好是5质量%以上。从显著得到本发明所期望的效果的观点来看,环氧树脂的含量的上限较好是25质量%以下,更好是20质量%以下,进一步较好是15质量%以下。
在(B)成分不包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,作为(D)环氧树脂的含量,从显著得到本发明的效果的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是1质量%以上,更好是3质量%以上,进一步较好是5质量%以上,较好是25质量%以下,更好是20质量%以下,进一步较好是15质量%以下。
在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物、且固化性组合物含有(D)环氧树脂的情况下,作为(D)环氧树脂的含量,从显著得到本发明的效果的观点来看,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,较好是1质量%以上,更好是3质量%以上,进一步较好是5质量%以上,较好是25质量%以下,更好是20质量%以下,进一步较好是15质量%以下。
在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物、以及含有(D)成分的情况下,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时的(B)成分的含量设为B2、(D)成分的含量设为D1时,从显著得到本发明的效果的观点来看,B2/D1较好是1以上,更好是1.5以上,进一步较好是2以上,较好是5以下,更好是4以下,进一步较好是3以下。
在(B)成分不包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物、含有(D)成分的情况下,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时的(B)成分的含量设为B3、(D)成分的含量设为D1时,从显著得到本发明的效果的观点来看,B3/D1较好是1以上,更好是1.5以上,进一步较好是2以上,较好是5以下,更好是4以下,进一步较好是3以下。
<(E)固化促进剂>
在固化性组合物中,也可以与上述(A)~(D)成分组合而进一步包含(E)固化促进剂作为任意成分。在作为该(E)成分的(E)固化促进剂中,不包含属于上述(A)~(D)成分的物质。(E)固化促进剂具有作为促进(B)倍半硅氧烷化合物和(D)环氧树脂的固化的固化催化剂的功能。
作为这种(E)固化促进剂,可举出例如磷系固化促进剂、脲系固化促进剂、胍系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、金属系固化促进剂、胺系固化促进剂等。(E)固化促进剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为磷系固化促进剂,可举出例如:四丁基鏻溴化物、四丁基鏻氯化物、四丁基鏻乙酸盐、四丁基鏻癸酸盐、四丁基鏻月桂酸盐、双(四丁基鏻)均苯四酸盐、四丁基鏻氢六氢化邻苯二甲酸盐、四丁基鏻2,6-双[(2-羟基-5-甲基苯基)甲基]-4-甲基苯酚盐、二叔丁基二甲基鏻四苯基硼酸盐等的脂肪族鏻盐;甲基三苯基鏻溴化物、乙基三苯基鏻溴化物、丙基三苯基鏻溴化物、丁基三苯基鏻溴化物、苄基三苯基鏻氯化物、四苯基鏻溴化物、对甲苯基三苯基鏻四对甲苯基硼酸盐、四苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻四对甲苯基硼酸盐、三苯基乙基鏻四苯基硼酸盐、三(3-甲基苯基)乙基鏻四苯基硼酸盐、三(2-甲氧基苯基)乙基鏻四苯基硼酸盐、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸盐、四苯基鏻硫氰酸盐、丁基三苯基鏻硫氰酸盐等的芳族鏻盐;三苯基膦-三苯基硼烷等的芳族膦-硼烷复合物;三苯基膦-对苯醌加成反应物等的芳族膦-醌加成反应物;三丁基膦、三叔丁基膦、三辛基膦、二叔丁基(2-丁烯基)膦、二叔丁基(3-甲基-2-丁烯基)膦、三环己基膦等的脂肪族膦;二丁基苯基膦、二叔丁基苯基膦、甲基二苯基膦、乙基二苯基膦、丁基二苯基膦、二苯基环己基膦、三苯基膦、三邻甲苯基膦、三间甲苯基膦、三对甲苯基膦、三(4-乙基苯基)膦、三(4-丙基苯基)膦、三(4-异丙基苯基)膦、三(4-丁基苯基)膦、三(4-叔丁基苯基)膦、三(2,4-二甲基苯基)膦、三(2,5-二甲基苯基)膦、三(2,6-二甲基苯基)膦、三(3,5-二甲基苯基)膦、三(2,4,6-三甲基苯基)膦、三(2,6-二甲基-4-乙氧基苯基)膦、三(2-甲氧基苯基)膦、三(4-甲氧基苯基)膦、三(4-乙氧基苯基)膦、三(4-叔丁氧基苯基)膦、二苯基-2-吡啶基膦、1,2-双(二苯基膦)乙烷、1,3-双(二苯基膦)丙烷、1,4-双(二苯基膦)丁烷、1,2-双(二苯基膦)乙炔、2,2'-双(二苯基膦)二苯基醚等的芳族膦等。
作为脲系固化促进剂,可举出例如:1,1-二甲基脲;1,1,3-三甲基脲、3-乙基-1,1-二甲基脲、3-环己基-1,1-二甲基脲、3-环辛基-1,1-二甲基脲等的脂肪族二甲基脲;3-苯基-1,1-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3-氯-4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(2-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-异丙基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-甲氧基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-硝基苯基)-1,1-二甲基脲、3-[4-(4-甲氧基苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲、3-[4-(4-氯苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲、3-[3-(三氟甲基)苯基]-1,1-二甲基脲、N,N-(1,4-亚苯基)双(N',N'-二甲基脲)、N,N-(4-甲基-1,3-亚苯基)双(N',N'-二甲基脲)〔甲苯双二甲基脲〕等的芳族二甲基脲等。
作为胍系固化促进剂,可举出例如:双氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-环己基胍、1-苯基胍、1-(邻甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基双胍、1-乙基双胍、1-正丁基双胍、1-正十八烷基双胍、1,1-二甲基双胍、1,1-二乙基双胍、1-环己基双胍、1-烯丙基双胍、1-苯基双胍、1-(邻甲苯基)双胍等。
作为咪唑系固化促进剂,可举出例如:2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、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-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、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、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物及咪唑化合物与环氧树脂的加合物。作为咪唑系固化促进剂的市售品,可举出例如四国化成工业公司制的“1B2PZ”、“2E4MZ”、“2MZA-PW”、“2MZ-OK”、“2MA-OK”、“2MA-OK-PW”、“2PHZ”、“2PHZ-PW”、“Cl1Z”、“Cl1Z-CN”、“Cl1Z-CNS”、“C11Z-A”;三菱化学公司制的“P200-H50”等。
作为金属系固化促进剂,可举出例如钴、铜、锌、铁、镍、锰、锡等金属的有机金属络合物或有机金属盐。作为有机金属络合物的具体例子,可举出:乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等有机钴络合物、乙酰丙酮铜(II)等有机铜络合物、乙酰丙酮锌(II)等有机锌络合物、乙酰丙酮铁(III)等有机铁络合物、乙酰丙酮镍(II)等有机镍络合物、乙酰丙酮锰(II)等有机锰络合物等。作为有机金属盐,可举出例如辛酸锌、辛酸锡、环烷酸锌、环烷酸钴、硬脂酸锡、硬脂酸锌等。
作为胺系固化促进剂,可举出例如三乙胺、三丁胺等三烷基胺、4-二甲基氨基吡啶、苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯等。作为胺系固化促进剂,可使用市售品,可举出例如味之素精细化学(Ajinomoto Fine-Techno)公司制的“MY-25”等。
将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(E)固化促进剂的含量较好是0.1质量%以上,更好是0.3质量%以上,进一步较好是0.5质量%以上,较好是5质量%以下,更好是3质量%以下,进一步较好是1质量%以下。
<(F)任意的添加剂>
在固化性组合物中,也可以与上述(A)~(D)成分组合而进一步包含(F)任意的添加剂作为任意的不挥发成分。作为(F)任意的添加剂,可举出例如:保存稳定剂;固化剂;热塑性树脂;聚合引发剂;有机铜化合物、有机锌化合物、有机钴化合物等的有机金属化合物;酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑等的着色剂;对苯二酚、邻苯二酚、连苯三酚、吩噻嗪等的阻聚剂;有机硅系均化剂、丙烯酸聚合物系均化剂等的均化剂;Benton、蒙脱石等增稠剂;有机硅系消泡剂、丙烯酸系消泡剂、氟系消泡剂、乙烯基树脂系消泡剂等的消泡剂;苯并三唑系紫外线吸收剂等的紫外线吸收剂;脲硅烷等的粘接性提高剂;三唑系密合性赋予剂、四唑系密合性赋予剂、三嗪系密合性赋予剂等的密合性赋予剂;受阻酚系抗氧化剂等的抗氧化剂;茋衍生物等的荧光增白剂;氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等的表面活性剂;磷系阻燃剂(例如磷酸酯化合物、磷腈化合物、次膦酸化合物、红磷)、氮系阻燃剂(例如硫酸三聚氰胺)、卤素系阻燃剂、无机系阻燃剂(例如三氧化锑)等的阻燃剂;磷酸酯系分散剂、聚氧化烯系分散剂、炔系分散剂、有机硅系分散剂、阴离子性分散剂、阳离子性分散剂等的分散剂;硼酸酯系稳定剂、钛酸酯系稳定剂、铝酸酯系稳定剂、锆酸酯系稳定剂、异氰酸酯系稳定剂、羧酸系稳定剂、羧酸酐系稳定剂等的稳定剂;叔胺类等的光聚合引发助剂;吡唑啉类、蒽类、香豆素类、氧杂蒽酮类、硫杂蒽酮类等的光敏剂。(F)任意的添加剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
在固化性组合物中,作为挥发性成分,也可以进一步含有任意的溶剂。作为溶剂,可举出例如有机溶剂。另外,溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
作为溶剂,可举出例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯等酯系溶剂;四氢吡喃、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二乙醚、二异丙醚、二丁醚、二苯醚等醚系溶剂;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等醇系溶剂;乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇乙基醚乙酸酯(ethyl diglycol acetate)、γ-丁内酯、甲氧基丙酸甲酯等醚酯系溶剂;乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯等酯醇系溶剂;2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚(丁基卡必醇)等醚醇系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺系溶剂;二甲基亚砜等的亚砜系溶剂;乙腈、丙腈等的腈系溶剂;己烷、环戊烷、环己烷、甲基环己烷等脂肪族烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等芳烃系溶剂等。
溶剂的量相对于固化性组合物中的不挥发成分100质量%,较好是3质量%以下,更好是1质量%以下,进一步较好是0.5质量%以下,进一步较好是0.1质量%以下,进一步较好是0.01质量%以下,特别好是不包含(0质量%)。另外,固化性组合物在溶剂的量这样少的情况下,可以为糊状。糊状的固化性组合物的25℃时的粘度较好是处于20Pa·s~1000Pa·s的范围内。
固化性组合物的制备方法没有特别限定,例如可以通过在任意的制备容器中将配合成分以任意的顺序加入和/或同时加入一部分或全部并进行混合而制造。另外,在加入各成分并混合的过程中,可以适当设定温度,也可以暂时或始终进行加热和/或冷却。另外,在加入各成分并混合的过程中,也可以进行搅拌或振荡。另外,在加入并混合时,或者在其后,也可以例如使用混合机等的搅拌装置或振荡装置将固化性组合物进行搅拌或振荡,使其均匀地分散。另外,也可在搅拌或振荡的同时在真空下等的低压条件下进行脱泡。混合温度例如可以是10~40℃。混合时的搅拌速度例如可以是100~10000rpm。混合时间例如可以是10秒至10分钟。
<固化性组合物的物性、用途>
使固化性组合物在120℃热固化90分钟而得的固化物显示优异的导热系数。即带来导热系数高的绝缘层。作为导热系数,较好是1.4W/m·K以上,更好是1.41W/m·K以上,进一步较好是1.42W/m·K以上。导热系数的上限没有特别限定,可以设为10W/m·K以下等。导热系数的评价可以根据后述的实施例中记载的方法进行测定。
使固化性组合物在120℃热固化90分钟而得的固化物显示低的弹性模量。即带来显示低弹性模量的绝缘层。该固化物的弹性模量较好是小于4000MPa,更好是3500MPa以下,进一步较好是1000MPa以下、600MPa以下、500MPa以下、150MPa以下。下限没有特别限定,可设为0.1MPa以上等。弹性模量的评价可以根据后述的实施例中记载的方法进行测定。该固化物由于显示低的弹性模量,从而能够得到耐冲击性优异的固化物。
本发明的固化性组合物可以带来导热系数高和弹性模量低的绝缘层。因此,本发明的固化性组合物可以优选作为用于将散热片和电子部件粘接的固化性组合物(散热片的粘接用固化性组合物)、用于形成半导体芯片封装的绝缘层的固化性组合物(半导体芯片封装的绝缘层用固化性组合物)、用于形成电路基板(包含印刷布线板)的绝缘层的固化性组合物(电路基板的绝缘层用固化性组合物)而使用,可以进一步优选作为用于形成在其上通过镀覆形成导体层的层间绝缘层的固化性组合物(通过镀覆形成导体层的电路基板的层间绝缘层用固化性组合物)而使用。另外,也可以优选作为用于密封半导体芯片的固化性组合物(半导体芯片密封用固化性组合物)、用于在半导体芯片形成布线的固化性组合物(半导体芯片布线形成用固化性组合物)而使用。
[含有固化性组合物的片材]
本发明的含有固化性组合物的片材包含支承体、和设置于该支承体上的由本发明的固化性组合物形成的固化性组合物层。
从薄型化的观点来看,固化性组合物层的厚度较好是200μm以下,更好是150μm以下,进一步较好是100μm以下。固化性组合物层的厚度的下限没有特别限定,通常可设为1μm以上、5μm以上、10μm以上等。
作为支承体,可举出例如由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,较好是由塑料材料形成的膜、金属箔。
使用由塑料材料形成的膜作为支承体的情况下,作为塑料材料,可举出例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PEN”)等聚酯、聚碳酸酯(以下有时简称为“PC”)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类聚合物、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,较好是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,特别好是廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
使用金属箔作为支承体的情况下,作为金属箔,可举出例如铜箔、铝箔等,较好是铜箔。作为铜箔,可以使用由铜的单金属构成的箔,也可以使用由铜与其它金属(例如锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金构成的箔。
可以对支承体的与固化性组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理、防静电处理。
另外,作为支承体,可使用在与固化性组合物层接合的面上具有脱模层的带有脱模层的支承体。作为用于带有脱模层的支承体的脱模层的脱模剂,可举出例如选自醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、和有机硅树脂中的1种以上的脱模剂。带有脱模层的支承体可使用市售品,可举出例如作为具有以醇酸树脂系脱模剂为主要成分的脱模层的PET膜的琳得科公司制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”、东丽公司制的“Lumirror T60”、帝人公司制的“Purex”、UNITIKA公司制的“Unipeel”等。
作为支承体的厚度,没有特别限制,较好是5μm~75μm的范围,更好是10μm~60μm的范围。需要说明的是,在使用带有脱模层的支承体的情况下,较好是带有脱模层的支承体整体的厚度为上述范围。
一个实施方式中,根据需要,含有固化性组合物的片材可以进一步包含其他层。作为所述其他层,可举出例如被设置在固化性组合物层的不与支承体接合的面(即,与支承体相反一侧的面)上的按照支承体选用的保护膜等。保护膜的厚度没有特别限制,例如为1μm~40μm。通过层叠保护膜,能抑制灰尘等附着于固化性组合物层的表面或在固化性组合物层的表面上产生损伤。
含有固化性组合物的片材例如可通过以下方式制造:制备在有机溶剂中溶解固化性组合物而成的含有固化性组合物的清漆,使用口模式涂布机等将该含有固化性组合物的清漆涂布于支承体上,进而使其干燥,从而形成固化性组合物层。
作为有机溶剂,与可在固化性组合物中包含的溶剂相同,是如上述那样的溶剂。
干燥可利用加热、吹热风等公知的方法实施。干燥条件没有特别限制,以固化性组合物层中的有机溶剂的含量成为10质量%以下、较好是5质量%以下的方式进行干燥。虽然随着含有固化性组合物的清漆中的有机溶剂的沸点而不同,但例如使用包含30质量%~60质量%的有机溶剂的含有固化性组合物的清漆时,可通过于50℃~150℃进行3分钟~10分钟干燥,从而形成固化性组合物层。
含有固化性组合物的片材可以卷绕成卷状而进行保存。含有固化性组合物的片材具有保护膜时,可通过将保护膜剥离来使用。
[电路基板]
本发明的电路基板包含由本发明的固化性组合物的固化物形成的绝缘层。本发明的电路基板的制造方法包含:
(1)准备带有布线层的基材的工序,所述带有布线层的基材具备基材、和设置于该基材的至少一面的布线层,
(2)以使布线层埋入的方式在带有布线层的基材上形成固化性组合物层、并使其热固化而形成绝缘层的工序,
(3)将布线层进行层间连接的工序;
另外,电路基板的制造方法也可以包含(4)除去基材的工序。
工序(3)只要能够将布线层进行层间连接,就没有特别限定,较好是“在绝缘层上形成通孔,形成布线层的工序”和“对绝缘层进行研磨或磨削,使布线层露出的工序”中的至少任一种工序。
<工序(1)>
工序(1)是准备带有布线层的基材的工序,所述带有布线层的基材具有基材、和设置于该基材的至少一面的布线层。通常、带有布线层的基材在基材的两面分别具有作为基材的一部分的第一金属层、第二金属层,在第二金属层的与基材侧的面相反一侧的面上具有布线层。详细而言,在基材上层叠干膜(感光性抗蚀膜),使用光掩模(photomask)以规定的条件进行曝光、显影而形成图案干膜。将显影后的图案干膜作为镀覆掩模并通过电解镀覆法形成布线层后,将图案干膜剥离。
作为基材,可举出例如玻璃环氧基板、金属基板(不锈钢、冷轧钢板(SPCC)等)、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固型聚苯醚基板等基板,也可在基板表面形成铜箔等的金属层。另外,也可以在表面形成可剥离的第一金属层和第二金属层(例如三井金属矿业公司制的带载体铜箔的极薄铜箔,商品名“Micro Thin”)等的金属层。
作为干膜,只要是由光致抗蚀剂组合物形成的感光性的干膜,就没有特别限定,例如可使用酚醛清漆树脂、丙烯酸系树脂等的干膜。干膜可使用市售品。
基材与干膜的层叠可通过真空层压法实施。在真空层压法中,加热压接温度较好是60℃~160℃、更好是80℃~140℃的范围,加热压接压力较好是0.098MPa~1.77MPa、更好是0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压接时间较好是20秒~400秒、更好是30秒~300秒的范围。层叠较好是在压力13hPa以下的减压条件下实施。
在基材上层叠干膜后,为了对于干膜形成所期望的图案,使用光掩模在规定的条件下进行曝光、显影。
布线层的线宽(电路宽度)/线距(电路间的宽度)比没有特别限制,较好是20/20μm以下(即间距(pitch)为40μm以下),更好是10/10μm以下,进一步较好是5/5μm以下,更进一步较好是1/1μm以下,特别好是0.5/0.5μm以上。间距在布线层的整体范围内不需要相同。布线层的最小间距可以为40μm以下、36μm以下、或30μm以下。
形成干膜的图案后,形成布线层,将干膜剥离。此处,布线层的形成可以使用形成有所期望的图案的干膜作为镀覆掩模、通过镀覆法来实施。
布线层中使用的导体材料没有特别限定。在优选的实施方式中,布线层包含选自由金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡和铟组成的组中的1种以上的金属。布线层可以为单金属层,也可以为合金层,作为合金层,可举出例如由选自上述的组中的2种以上的金属的合金(例如,镍-铬合金、铜-镍合金和铜-钛合金)形成的层。其中,从布线层形成的通用性、成本、图案化的容易性等的观点来看,较好是铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍-铬合金、铜-镍合金、铜-钛合金的合金层,更好是铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍-铬合金的合金层,进一步好是铜的单金属层。
布线层的厚度取决于所期望的布线板的设计,较好是3μm~35μm,更好是5μm~30μm,进一步较好是10μm~20μm、或15μm~20μm。在工序(3)中,采用将绝缘层进行研磨或磨削、使布线层露出而将布线层进行层间连接的工序的情况下,较好是进行层间连接的布线、与未连接的布线的厚度是不同的。布线层的厚度可以通过重复前述的图案形成来调节。在各布线层中,最厚的布线层(导电性柱)的厚度取决于所期望的布线板的设计,但较好是2μm以上且100μm以下。另外,进行层间连接的布线也可以形成为凸型。
形成布线层后,将干膜剥离。干膜的剥离例如可以使用氢氧化钠溶液等的碱性的剥离液来实施。根据需要,也可以通过蚀刻等将不需要的布线图案除去,形成所期望的布线图案。对于形成的布线层的间距,如前所述。
<工序(2)>
工序(2)是以使布线层埋入的方式在带有布线层的基材上形成固化性组合物层、并使其热固化而形成绝缘层的工序。详细而言,在由前述工序(1)得到的带有布线层的基材的布线层上,接合含有固化性组合物的片材的固化性组合物层,使固化性组合物层热固化而形成绝缘层。另外,工序(2)也可以在带有布线层的基材上涂布固化性组合物、使固化性组合物热固化而形成绝缘层。
作为固化性组合物层的形成方法的一个实施方式,以固化性组合物层与带有布线层的基材接合的方式在带有布线层的基材上层叠含有固化性组合物的片材。在一个实施方式中,带有布线层的基材与含有固化性组合物的片材的层叠例如可以通过从支承体侧将含有固化性组合物的片材加热压接于带有布线层的基材来进行。作为将含有固化性组合物的片材加热压接于带有布线层的基材的构件(以下也称为“加热压接构件”),可举出例如经加热的金属板(SUS端板等)或金属辊(SUS辊)等。应予说明,较好的是,并非直接将加热压接构件向含有固化性组合物的片材压制,而是为了使含有固化性组合物的片材充分追随带有布线层的基材的表面凹凸,隔着耐热橡胶等弹性材料进行压制。
带有布线层的基材与含有固化性组合物的片材的层叠可通过真空层压法实施。在真空层压法中,加热压接温度较好是60℃~160℃,更好是80℃~140℃的范围,加热压接压力较好是0.098MPa~1.77MPa,更好是0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压接时间较好是10秒~400秒,更好是20秒~300秒的范围。另外,层叠较好是在压力26.7hPa以下的减压条件下实施。
层叠可通过市售的真空层压机进行。作为市售的真空层压机,可举出例如株式会社名机制作所制的真空加压式层压机、Nikko-Materials公司制的真空敷料器(vacuumapplicator)、间歇式真空加压层压机等。
层叠后,也可以通过在常压下(大气压下)、例如从支承体侧将加热压接构件进行压制,而进行已层叠的含有固化性组合物的片材的平滑化处理。可将平滑化处理的压制条件设定为与上述层叠的加热压接条件同样的条件。平滑化处理可利用市售的层压机进行。应予说明,层叠和平滑化处理可使用上述的市售的真空层压机连续地进行。
作为固化性组合物层的形成方法的其他实施方式,在带有布线层的基材上涂布固化性组合物。作为涂布方法,例如可以通过用注射器注入固化性组合物、按压固化性组合物而形成均匀厚度的固化性组合物层来进行。
以使布线层埋入的方式在带有布线层的基材上形成固化性组合物层后,使固化性组合物层热固化而形成绝缘层。固化性组合物层的热固化条件根据固化性组合物的种类等而有所不同,但例如固化温度可设为120℃~240℃的范围,固化时间可设为5分钟~120分钟的范围。也可以在使固化性组合物层热固化之前,将固化性组合物层在比固化温度低的温度下进行预加热。
在将固化性组合物层热固化而形成绝缘层后,也可以对绝缘层表面进行研磨。研磨方法没有特别限定,只要利用公知的方法进行研磨即可,例如可以使用平面磨床对绝缘层表面进行研磨。
<工序(3)>
工序(3)是将布线层进行层间连接的工序。详细而言,是在绝缘层上形成通孔、形成导体层而将布线层进行层间连接的工序。或者是将绝缘层进行研磨或磨削、使布线层露出而将布线层进行层间连接的工序。
采用在绝缘层上形成通孔、形成导体层而将布线层进行层间连接的工序的情况下,通孔的形成没有特别限定,可举出例如激光照射、蚀刻、机械钻孔等,较好是通过激光照射进行。该激光照射可使用采用了二氧化碳激光、YAG激光、准分子激光等作为光源的任意合适的激光加工机来进行。
激光照射的条件没有特别限定,激光照射可以通过根据与所选择的手段相应的常规方法的任意合适的工序来实施。
通孔的形状、即在延伸方向观察时的开口的轮廓的形状没有特别限定,一般可设为圆形(大致圆形)。
在通孔形成后,也可以进行通孔内的沾污除去工序、即所谓的除沾污工序。通过镀覆工序进行后述的导体层形成的情况下,也可以对通孔进行例如湿式的除沾污处理,在通过溅射工序进行导体层的形成的情况下,也可以进行例如等离子体处理工序等的干式除沾污工序。另外,除沾污工序也可以兼作为粗糙化处理工序。
在形成导体层前,也可以对通孔和绝缘层进行粗糙化处理。粗糙化处理可以采用通常进行的公知的步骤、条件。作为干式的粗糙化处理的例子,可举出等离子体处理等,作为湿式的粗糙化处理的例子,可举出依次进行利用了溶胀液的溶胀处理、利用了氧化剂的粗糙化处理和利用了中和液的中和处理的方法。
作为粗糙化处理后的绝缘层表面的表面粗糙度(Ra),较好是350nm以上,更好是400nm以上,进一步较好是450nm以上。上限较好是700nm以下,更好是650nm以下,进一步较好是600nm以下。表面粗糙度(Ra)例如可以使用非接触型表面粗糙度计来测定。
在形成通孔后,形成导体层。构成导体层的导体材料没有特别限定,导体层可以利用镀覆、溅射、蒸镀等现有公知的任意合适的方法来形成,较好是通过镀覆形成。优选的一个实施方式例如可以利用半加成法、全加成法等现有公知的技术,在绝缘层的表面进行镀覆,形成具有所期望的布线图案的导体层。导体层可以为单层结构,也可以为由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层层叠两层以上而成的多层结构。
详细而言,在绝缘层的表面通过无电解镀覆形成镀覆籽晶层。接下来,在形成的镀覆籽晶层上,对应于所期望的布线图案,形成使镀覆籽晶层的一部分露出的掩模图案。在露出的镀覆籽晶层上,利用电解镀覆形成电解镀覆层。此时,也可以在形成电解镀覆层的同时,利用电解镀覆埋入通孔,形成填孔(Filled Via)。形成电解镀覆层后,除去掩模图案。然后,利用蚀刻等将不需要的镀覆籽晶层除去,可形成具有所期望的布线图案的导体层。应予说明,在形成导体层时,在掩模图案的形成中使用的干膜与上述干膜相同。
导体层不仅包含线状的布线,也可以包含例如可搭载外部端子的电极极板(electrode pad)(焊盘)等。另外,导体层也可以仅由电极极板构成。
另外,导体层也可以通过在形成镀覆籽晶层后,不使用掩模图案而形成电解镀覆层和填孔,然后进行基于蚀刻的图案化来形成。
采用将绝缘层研磨或磨削、使布线层露出而将布线层进行层间连接的工序的情况下,作为绝缘层的研磨方法或磨削方法,只要能够使布线层露出、研磨或磨削面为水平即可,没有特别限定,可以应用现有公知的研磨方法或磨削方法,可举出例如利用了化学机械研磨装置的化学机械研磨方法、磨光等的机械研磨方法、利用了磨石旋转的平面磨削方法等。与在绝缘层形成通孔、形成导体层而将布线层进行层间连接的工序同样,也可以进行沾污除去工序、进行粗糙化处理的工序,也可以形成导体层。另外,不需要使全部布线层露出,可以使布线层的一部分露出。
<工序(4)>
工序(4)是除去基材、形成本发明的电路基板的工序。基材的除去方法没有特别限定。优选的一个实施方式是在第一金属层和第二金属层的界面从电路基板剥离基材,将第二金属层例如用氯化铜水溶液等进行蚀刻除去。根据需要,也可以在将导体层用保护膜保护的状态下将基材剥离。
[半导体芯片封装]
本发明的半导体芯片封装包含本发明的固化性组合物的固化物。
在一个实施方式中,本发明的半导体芯片封装是在上述电路基板上搭载有半导体芯片的半导体芯片封装。可以通过在上述电路基板上接合半导体芯片来制造半导体芯片封装。
只要半导体芯片的端子电极与电路基板的电路布线进行导体连接,接合条件就没有特别限定,可使用在半导体芯片的倒装芯片安装中使用的公知的条件。另外,也可以在半导体芯片与电路基板间经由绝缘性的粘接剂进行接合。
优选的一个实施方式是将半导体芯片压接于电路基板。作为压接条件,例如可设为压接温度为120℃~240℃的范围(较好是130℃~200℃的范围,更好是140℃~180℃的范围)、压接时间为1秒~60秒的范围(较好是5秒~30秒)。
另外,其他优选的一个实施方式是将半导体芯片在电路基板上进行回流焊而接合。作为回流焊条件,例如可设为120℃~300℃的范围。
将半导体芯片与电路基板接合后,例如也可以通过将半导体芯片用模塑底部填充材料进行填充,而得到半导体芯片封装。用模塑底部填充材料进行填充的方法可以利用公知的方法来实施。模塑底部填充材料也可以使用固化性组合物。
在其他的一个实施方式(以下也称为“第二实施方式)中,本发明的半导体芯片封装例如可以使用本发明的固化性组合物、通过包含下述(A)至(F)的工序的方法来制造。为了形成工序(C)的密封层或者工序(E)的再布线形成层,只要使用本发明的固化性组合物即可。以下,示出使用固化性组合物来形成密封层或再布线形成层的一个例子,但形成半导体芯片封装的密封层或再布线形成层的技术是公知的,本领域技术人员可以使用本发明的固化性组合物、根据公知的技术来制造半导体芯片封装;
(A)在基材上层叠临时固定膜的工序,
(B)将半导体芯片临时固定在临时固定膜上的工序,
(C)在半导体芯片上形成密封层的工序,
(D)将基材和临时固定膜从半导体芯片剥离的工序,
(E)在半导体芯片的剥离了基材和临时固定膜的面上,形成作为绝缘层的再布线形成层的工序,和
(F)在再布线形成层上,形成作为导体层的再布线层的工序。
<工序(A)>
用于基材的材料没有特别限定。作为基材,可举出:硅晶片;玻璃晶片;玻璃基板;铜、钛、不锈钢、冷轧钢板(SPCC)等金属基板;使环氧树脂等渗透至玻璃纤维中并进行热固化处理而得到的基板(例如FR-4基板);由双马来酰亚胺三嗪树脂(BT树脂)形成的基板等。
对于临时固定膜而言,只要能够在工序(D)中从半导体芯片剥离、同时能够将半导体芯片临时固定,材料就没有特别限定。临时固定膜可以使用市售品。作为市售品,可举出日东电工公司制的REVALPHA等。
<工序(B)>
将半导体芯片以其电极极板面与临时固定膜接合的方式临时固定在临时固定膜上。半导体芯片的临时固定可使用倒装焊接器(flip chip bonder)、芯片焊接器(diebonder)等公知的装置进行。半导体芯片的配置的布局(layout)和配置数可根据临时固定膜的形状、大小、目标半导体芯片封装的生产数等而适当设定,例如,可将半导体芯片排列成多行且多列的矩阵状来进行临时固定。
<工序(C)>
在半导体芯片上涂布本发明的固化性组合物,使其固化(例如热固化)而形成密封层。或者,也可以将本发明的固化性组合物以上述的含有固化性组合物的片材的形态层叠于半导体芯片上并使其固化(例如热固化),形成密封层。
应予说明,以含有固化性组合物的片材的形态使用时,半导体芯片与含有固化性组合物的片材的层叠可以通过根据需要除去含有固化性组合物的片材的保护膜后、从支承体侧将含有固化性组合物的片材加热压接于半导体芯片来进行。半导体芯片与含有固化性组合物的片材的层叠也可以利用真空层压法实施,其层叠条件与电路基板的制造方法的工序(2)中的层叠条件相同。
层叠后,使固化性组合物热固化而形成密封层。热固化的条件与电路基板的制造方法的工序(2)中的热固化的条件相同。
含有固化性组合物的片材的支承体可以在将含有固化性组合物的片材层叠于半导体芯片上并热固化之后剥离,也可以在将含有固化性组合物的片材层叠于半导体芯片上之前剥离支承体。
涂布本发明的固化性组合物而形成密封层的情况下,作为其涂布条件,与形成本发明的含有固化性组合物的片材中的固化性组合物层时的涂布条件相同。
<工序(D)>
将基材和临时固定膜剥离的方法可以根据临时固定膜的材质等而适当改变,可举出例如:加热临时固定膜而使其发泡(或膨胀)来进行剥离的方法;和从基材侧照射紫外线、使临时固定膜的粘附力降低而进行剥离的方法等。
在加热临时固定膜而使其发泡(或膨胀)来进行剥离的方法中,加热条件通常是在100~250℃加热1~90秒或5~15分钟。另外,在从基材侧照射紫外线、使临时固定膜的粘附力降低而进行剥离的方法中,紫外线的照射量通常为10mJ/cm2~1000mJ/cm2。
<工序(E)>
形成再布线形成层(绝缘层)的材料只要在再布线形成层(绝缘层)形成时具有绝缘性,就没有特别限定,从制造半导体芯片封装的容易性的观点来看,较好是感光性树脂、热固性树脂。也可以使用本发明的固化性组合物来形成再布线形成层。
形成再布线形成层后,为了将半导体芯片与后述的导体层进行层间连接,也可以在再布线形成层形成通孔。通孔根据再布线形成层的材料,可利用公知的方法形成。
<工序(F)>
在再布线形成层上形成的导体层的材料没有特别限定。在优选的实施方式中,导体层与在电路基板的布线层中使用的导体材料相同。导体材料如上述所示。
导体层可以是单层结构,也可以是两层以上的由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层层叠而成的多层结构。导体层为多层结构时,与绝缘层相接的层较好是铬、锌或钛的单金属层、或镍-铬合金的合金层。
导体层的厚度取决于所期望的半导体芯片封装的设计,一般是1μm~35μm,较好是1μm~20μm。
在一个实施方式中,导体层可通过镀覆形成。例如,可利用半加成法、全加成法等现有公知的技术,在再布线形成层的表面进行镀覆,形成具有所期望的布线图案的导体层,从制造的简便性的观点来看,较好是利用半加成法形成。以下,示出利用半加成法形成导体层的例子。
首先,利用无电解镀覆在再布线形成层的表面上形成镀覆籽晶层。接下来,在形成的镀覆籽晶层上,对应于所期望的布线图案,形成使镀覆籽晶层的一部分露出的掩模图案。在露出的镀覆籽晶层上,利用电解镀覆形成金属层,然后将掩模图案除去。然后,利用蚀刻等将不需要的镀覆籽晶层除去,可形成具有所期望的布线图案的导体层(再布线层)。
应予说明,也可以重复进行工序(E)和工序(F),将导体层(再布线层)和再布线形成层(绝缘层)交替堆积(堆叠)。
在制造半导体芯片封装时,也可以进一步实施(G)在导体层(再布线层)上形成阻焊层的工序、(H)形成凸块的工序、(I)将多个半导体芯片封装切割成一个一个的半导体芯片封装而进行单片化的工序。这些工序可根据用于半导体芯片封装的制造中的本领域技术人员公知的各种方法来实施。
上述的第二实施方式是利用最初设置半导体芯片、在其电极极板面形成再布线层的工法(工作方法)、即芯片1st(Chip-1st)工法来进行制造的情况的一个例子。本发明的半导体芯片封装除了利用所述芯片1st工法,也可以利用下述的工法来进行制造,所述工法是最初设置再布线层、在该再布线层上以其电极极板面可与再布线层电连接这样的状态设置半导体芯片并进行密封的工法、即再布线层1st(RDL-1st)工法。
通过使用本发明的固化性组合物来形成密封层、再布线形成层等,从而本发明的半导体芯片封装为扇入(Fan-In)型封装或扇出(Fan-Out)型封装。对于本发明的固化性组合物而言,不论是扇出型面板级封装(FOPLP)、还是扇出型晶圆级封装(FOWLP)(不作区分),都可以应用。
[半导体装置]
作为安装本发明的半导体芯片封装而成的半导体装置,可举出供于电气制品(例如电脑、便携电话、智能手机、平板设备、可穿戴式设备、数码相机、相机模块、医疗设备和电视机等)和交通工具(例如摩托车、汽车、电车、船舶和航空器等)等的各种半导体装置。
[电子构件]
本发明的电子构件具有电子部件、设置于该电子部件上的本发明的固化性组合物的固化物、和安装于该固化物上的散热构件。固化性组合物的固化物由于导热系数高、弹性模量低,例如通过以使固化性组合物的固化物与电子部件粘接的方式设置在电子部件上、在该固化物上安装散热构件,从而电子部件向散热构件的散热效率变高。固化物的形成方法可以利用与前述的工序(2)同样的方法来进行。本发明的电子构件也可以具有多个散热构件。该情况下,电子构件较好是具有电子部件、设置于该电子部件上的本发明的固化性组合物的第一固化物、安装于该第一固化物上的第一散热构件、设置于该散热构件上的本发明的固化性组合物的第二固化物、和安装于该第二固化物上的第二散热构件的形式。第一固化物与第二固化物可以是相同的成分,也可以是不同的成分。另外,第一散热构件与第二散热构件可以是相同的散热构件,也可以是不同的散热构件。
作为散热构件,可举出例如散热器、散热片等。另外,作为电子部件,可举出例如半导体芯片封装、功率半导体、LED-PKG等。作为电子构件,可举出例如电路基板、半导体芯片封装、半导体装置等。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。应予说明,在以下的记载中,只要没有另行明示,表示量的“份”和“%”分别是指“质量份”和“质量%”。
[固化性组合物的制备]
以下述表中所示的配合组成将各成分混合,制备实施例1~7和比较例1~3涉及的固化性组合物。具体而言,在专用的塑料容器中,称取下述表中所示的量(质量份)。然后,使用自传/公转真空搅拌机“あわとり錬太郎”(THINKY公司制;ARE-310),在室温下以2000rpm进行充分混合,进而进行1分钟的脱泡,由此得到固化性组合物。应予说明,在表中,各成分的配合量是指质量份。
[表1]
(表1)
数值全部经不挥发成分换算
表中的简写等如以下所示:
(A)成分
·PT-110A:MOMENTIVE公司制、氮化硼填料(平均粒径33μm)
(B)成分
·SQ-502—8:荒川化学工业公司制、含环氧基的倍半硅氧烷化合物(含有异丙醇16.5%、甲苯3.5%)、环氧当量约276g/eq.
·SQ-107:荒川化学工业公司制、含有硫醇基的倍半硅氧烷化合物(含有乙二醇二甲基醚24.4%、甲苯4%)、硫醇基当量约206g/eq.
(C)成分
·TMTP:淀化学公司制、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、硫醇基当量140g/eq.
·PEMP:SC有机化学公司制、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、硫醇基当量122g/eq.
·PE—1:昭和电工公司制、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、硫醇基当量135g/eq.
(D)成分
·ZX1059:日本制铁公司制、双酚型环氧树脂(双酚A型与双酚F型的1∶1混合品)、环氧当量约165g/eq.
(E)成分
·1B2PZ:四国化成工业公司制、1-苄基-2-苯基咪唑
(F)成分
·HN-2200(酸酐系固化剂):昭和电工材料公司制、3或4-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、分子量166、酸酐基当量179g/eq.。
[导热系数的测定、评价]
将各固化性组合物装入规定容器中,在热循环烘箱中于120℃热固化90分钟,制作厚度10mm×直径φ36mm的圆筒状固化物。将所得的圆筒状固化物在测定温度25℃、40%RH的恒温环境下,使用京都电子工业公司制“TPS-2500”,利用瞬态平面热源法(Hot-diskMethod)测定导热系数。另外,测得的导热系数按照以下的基准进行评价:
〇:导热系数为1.40W/mK以上
×:导热系数小于1.40W/mK。
[弹性模量的测定、评价]
使用棒涂机在脱模PET膜(NS-80A:东丽公司制)上涂布各固化性组合物,在120℃使其进行90分钟的加热固化,得到固化物。将所得的厚度为100μm的固化物用哑铃(商品名“SUPER DUMBBELL CUTTER(哑铃裁切刀)(型式:SDMK-5889-01)”、Dumbbell公司制)进行冲切,制作拉伸强度测定用试片。从试片剥离PET膜。在温度25℃、湿度60%、拉伸速度50mm/分钟的条件下,使用Tensilon万能试验机(ORIENTEC公司制、RTM-500)进行拉伸试验。另外,测得的弹性模量按照以下的基准进行评价:
〇:弹性模量小于4000MPa
×:弹性模量为4000MPa以上。
[表2]
(表2)
Claims (10)
1.一种固化性组合物,其是含有(A)导热性填料、(B)倍半硅氧烷化合物、和(C)液态多硫醇化合物的固化性组合物,其中,
在(B)成分不包含具有环氧基的含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,固化性组合物进一步含有(D)环氧树脂,
在(B)成分包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物的情况下,固化性组合物含有(D)环氧树脂、或不含(D)环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为20质量%以上且80质量%以下。
3.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,在固化性组合物包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分、且进一步含有(D)环氧树脂的情况下,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为5质量%以上且65质量%以下。
4.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,在固化性组合物包含含环氧基的倍半硅氧烷化合物作为(B)成分、且不含(D)环氧树脂的情况下,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为10质量%以上且65质量%以下。
5.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,将固化性组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为5质量%以上且30质量%以下。
6.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,(C)成分在1分子中包含2个以上的硫醇基。
7.一种含有固化性组合物的片材,其具有:
支承体、和
设置于该支承体上的包含权利要求1~6中任一项所述的固化性组合物的固化性组合物层。
8.一种电路基板,其包含利用权利要求1~6中任一项所述的固化性组合物的固化物形成的绝缘层。
9.一种半导体芯片封装,其包含权利要求1~6中任一项所述的固化性组合物的固化物。
10.一种电子构件,其具有:
电子部件、
设置于该电子部件上的权利要求1~6中任一项所述的固化性组合物的固化物、和安装于该固化物上的散热构件。
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