JP2008528769A - 成形用組成物並びに成形法及び成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】充填材を多量に含んでも流動性の高い封止組成物の提供。
【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)有効量の硬化触媒であって(B1)ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、(B2)第2の潜在性カチオン硬化触媒すなわち(B2a)ジアリールヨードニウムカチオンと、(B2b)過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオン、及び(B3)ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒、及び(C)硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材を含む、半導体デバイスの封止に有用な硬化方法。
本発明の組成物中硬化触媒によって、より多くの充填材が使用でき、これによって硬化組成物の湿気の吸収と熱膨張を減少させる。
【選択図】図1
【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)有効量の硬化触媒であって(B1)ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、(B2)第2の潜在性カチオン硬化触媒すなわち(B2a)ジアリールヨードニウムカチオンと、(B2b)過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオン、及び(B3)ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒、及び(C)硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材を含む、半導体デバイスの封止に有用な硬化方法。
本発明の組成物中硬化触媒によって、より多くの充填材が使用でき、これによって硬化組成物の湿気の吸収と熱膨張を減少させる。
【選択図】図1
Description
半導体電子デバイスは典型的にはトランスファー成形法によりプラスチック内に封止される。封止はデバイスを環境的及び機械的ダメージから守り、デバイスを電気的に絶縁する。封止材料組成には多くの技術的特徴が求められる。配線が結合したデバイスの封止には封止材料が低粘度で注入され、次いで迅速に硬化し、即座に離脱することが必要である。半導体デバイスへのダメージを防ぐために封止材は硬化時に過度に縮んではならない。封止デバイスは、次いで回路カード上への半田組み立てという試練に耐えなくてはならない。封止材は回路が発熱し機能停止する事態が起きても自消性でなければならない。また封止材は銅の配線材料と強固に接着しなければならない。
現状のエポキシ系封止組成物においては、湿気の吸収と硬化組成物の熱膨張を低減するために、可能な限り多くの無機充填材を用いるのが好適である。しかし、充填材量が多いと流動性が低下して封止に不便になり、そのため成形の充填が不十分で欠陥の発生が増加することになると言える。そのため、充填材を多量に含んでも流動性の高い封止組成物が必要である。
欧州特許第0492959号明細書
特開1997−202850公報
特開1997−202851公報
特開1998−265553公報
特開2003−313290公報
特開2003−313291公報
特開2004−115619公報
特許第3525745号公報
特許第3570146号公報
特許第3570148号公報
特開2004−256717号公報
特開2004−307554号公報
特開2004−315725号公報
特開2004−331958号公報
特開2005−023201号公報
国際公開第2004/104097号パンフレット
James V. Crivello、「The Synthesis and Cationic Polymerization of Novel Epoxide Monomers」、 Polymer Engineering and Science 1992年、 第32巻、 第20号、 第1462−1465頁
Standard Test Method for Spiral Flow of Low−Pressure Thermosetting Molding Compounds、 3頁、ASTM Designation D 3123−98 (再承認 2004年)
SEMI G66−96 Test Method for the Measurement of Water Absorption Characteristics for Semiconductor Plastic Molding Compounds、 3頁、 1996年
上記及び他の課題を、次の硬化性組成物によって解決する。この硬化性組成物は、エポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒と、ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及びラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒、及び硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材を含む。
他の実施形態は、硬化組成物、硬化性組成物の製造方法、半導体デバイスの封止方法、及び封止半導体デバイスを包含し、詳細を以下に記載する。
一実施形態は硬化性組成物であって、この硬化性組成物はエポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒と、ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒と、ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒と、硬化性組成物の全重量を基準にして約70から95重量%の無機充填材と、を含む。
広範に調査したところ、本発明者らはこれらの硬化性組成物が現状のエポキシ系封止組成物と比較して、いかなる無機充填材含有量が与えられても優れたスパイラルフローを示すことを見出した。これは充填材含有量を増加しても同等の成形性が得られると同時に、一定量の充填材含有量においてより良い成形性を得られることを示している。充填材含有量を増加できるということは、湿気吸収や硬化組成物の熱膨張を減少できるということでもある。
硬化性組成物はエポキシ樹脂を含む。
好適なエポキシ樹脂の様態としては、例えば、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、多官能性エポキシ樹脂、ナフタレンエポキシ樹脂、ジビニルベンゼンジオキシド、2−グリジジルフェニルグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン系エポキシ樹脂など、及びこれらの組合せが挙げられる。
一実施形態では、固体エポキシ樹脂、すなわち、約25℃〜約150℃の軟化温度を有するエポキシ樹脂を含んでなるエポキシ樹脂を用いる。軟化点はASTM E28−99(2004)に準拠して決定する。25℃以下の融点をもつエポキシ樹脂も使用可能ではあるが、硬化性組成物全体としての好適な破砕性を妨げないよう、十分に少量にしなければならない。
一実施形態では、エポキシ樹脂はモノマーエポキシ樹脂(例えば、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジグルシジルオキシビフェニル、油化シェルエポキシ(株)RSS1407LC相当品)、オリゴマーエポキシ樹脂(例えばエポキシ化クレゾールノボラック樹脂、又は日本化薬NC3000のような多芳香族樹脂)を含む。モノマーエポキシ樹脂は代表的な固体結晶であり、オリゴマーエポキシ樹脂は代表的なガラスである。一実施形態では、エポキシ樹脂はビフェニルエポキシ樹脂及びエポキシ化オルトクレゾールノボラック樹脂を含む。
組成物中のエポキシ樹脂量は組成物の特定の用途及び他の組成物の種類と量によって多様であるが、典型的には組成物の全重量を基準にして約4〜約30重量%であろう。この範囲内では、エポキシ量は約6重量%以上、又は約8重量%以上であってもよい。同様にこの範囲内では、エポキシ量は約20重量%以下、又は約15重量%以下であってもよい。
硬化性組成物は第1の潜在性カチオン硬化触媒、第2の潜在性カチオン硬化触媒及び硬化助触媒を含む硬化触媒を含む。第1の潜在性カチオン硬化触媒はヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む。一実施形態では、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩は[(R3)(R4)I]+の構造を有するジアリールヨードニウムカチオンを含む。式中、R3及びR4は各々独立にC1−C20アルキル、C1−C20アルコキシ、ニトロ及びクロロから選択される1〜4個の一価基で適宜置換されたC6−C14ヒドロカルビルである。本明細書で用いる場合、「ヒドロカルビル」という用語は、単独又は接頭語、接尾語又は他の語の一部として用い、炭素及び水素のみを含有する残基をいう。残基は脂肪族又は芳香族、直鎖、環式、二環式、枝分れ、飽和又は不飽和でもよい。同様に、芳香族、直鎖、環式、二環式、枝分れ、飽和及び不飽和の炭化水素の組合せも包含し得る。しかしヒドロカルビル残基は、置換残基内の炭素及び水素の上又は上方にヘテロ原子を含んでいてもよい。このようにヘテロ原子を含むと特に記した場合には、ヒドロカルビル又はヒドロカルビレン残基はカルボニル基、アミノ基、水酸基又は同様のものを含むか、又はヒドロカルビル残基の骨格中にヘテロ原子を含んでいてもよい。
一実施形態では、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩は次の構造を有するジアリールヨードニウムカチオンを含む。
一実施形態では、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩はヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムを含む。
硬化触媒は第2の潜在的硬化触媒を含んでなり、第2の潜在的硬化触媒はジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、イミドジスルフリルフルオリドアニオン(−N(SO2F)2)、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン(−C(SO2CF3)3)、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン(−CH(SO2CF3)2)、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン(−N(SO2CF3)2)及びこれらの組合せから選択されるアニオンを含む。
好適な非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネートとしては、例えば、メタンスルホネート、ブタンスルホネート、オクタンスルホネートなどのアルキルスルホネート、トリフルオロメチルスルホネート(トリフレート)、及びノナフルオロブタンスルホネート(ノナフレート)、ペルフルオロクタンスルホネート、9,10−ジメトキシアントラセン−2−スルホネート、カンファースルホネート、7,7−ジメチル−2−オキソビシクロ[2.2.1]ヘプタン−1−メタンスルホネートなどのペルフルオロアルキルスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、4−メチルベンゼンスルホネートなどのアリールスルホネートが挙げられる。
好適な(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエートとしては、例えば、トリフルオロアセテート、ノナフルオロペンタノエートなど及びこれらの組合せが挙げられる。好適な非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレートとしては、例えば、テトラフェニルボレート、テトラキス[2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、テトラキス(3,5−ジクロロ−2,4,6−トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのテトラアリールボレート、トリス(3−フルオロフェニル)ヘキサボレート、ブチルトリフェニルボレートなどのアルキルアリールボレート、及びこれらの組合せが挙げられる。
一実施形態では、第2の潜在性カチオン硬化触媒のジアリールヨードニウムカチオンは、[(R3)(R4)I]+の構造を有するジアリールヨードニウムカチオンを含む。式中、R3及びR4は各々独立にC1−C20アルキル、C1−C20アルコキシ、ニトロ、及びクロロから選択される1〜4個の一価基で適宜置換されたC6−C14ヒドロカルビルである。
一実施形態では、第2の潜在性カチオン硬化触媒のジアリールヨードニウムカチオンは次の構造式を有するジアリールヨードニウムカチオンを含む。
一実施形態では、ジアリールヨードニウムカチオンは4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオンを含む。一実施形態では、対アニオンは、トリフルオロメチルスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、及びヘキサフルオロホスフェートから選択されるものである。
硬化触媒はラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸銅(II)塩、芳香族カルボン酸銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)など、及びこれらの組合せから選択される助触媒を含む。一実施形態では、硬化助触媒はベンゾピナコールを含む。
一実施形態では、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩はヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム塩を含んでなり、第2の潜在性カチオン硬化触媒は4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、トリフルオロメチルスルホネート、ペルフルオロブタンスルホネート、ペルフルオロオクタンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、4−メチルベンゼンスルホネート、テトラフルオロボレート、テトラフェニルボレート、テトラキス[2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、テトラキス(3,5−ジクロロ−2,4,6−トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリス(3−フルオロフェニル)ヘキシルボレート、ブチルトリフェニルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネートなどから選択される対アニオンを含む。
一実施形態では、第1の潜在性カチオン硬化触媒はヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム塩を含んでなり、第2の潜在性カチオン硬化触媒は4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオン及びトリフルオロメチルスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、及びヘキサフルオロホスフェートから選択されるアニオンを含んでなり、硬化助触媒はベンゾピナコールを含む。
一実施形態では、第1の潜在性カチオン硬化触媒及び第2の潜在性カチオン硬化触媒はともに、Palazottoらの米国特許第6777460号に記載の硬化触媒混合物とは対照的に光化学活性であり、米国特許は光化学活性の塩及び光化学活性でない塩を含む。
硬化触媒の成分は硬化触媒の全体がエポキシ樹脂の硬化に有効となる量にする。個々の硬化触媒の成分量は組成物の成分の種類と量に依存して変化しうるが、一般には下記の量である。
第1の潜在的硬化触媒は一般にエポキシ樹脂100重量部当たり約0.2〜約5重量部で存在する。この範囲内では、第1の潜在的硬化触媒量は、約0.3重量部以上又は約0.7重量部以上であってもよい。同様にこの範囲内において、第1の潜在的硬化触媒量は約3%部以下又は約2重量部以下であってもよい。
第2の潜在的硬化触媒は一般にエポキシ樹脂100重量部当たり約0.1〜約3重量部で存在する。この範囲内において、第2の潜在的硬化触媒量は0.2重量部以上又は0.4重量%以上であってもよい。同様にこの範囲内において、第2の潜在的硬化触媒量は約3重量部以下又は約1重量部以下であってもよい。
硬化助触媒は一般にエポキシ樹脂100重量部当たり約0.2〜約5重量部で存在する。
この範囲内において、硬化助触媒量は0.3重量部以下又は0.7重量部以下であってもよい。同様にこの範囲内において、硬化助触媒量は約3重量部以下又は約2重量部以下であってもよい。
この範囲内において、硬化助触媒量は0.3重量部以下又は0.7重量部以下であってもよい。同様にこの範囲内において、硬化助触媒量は約3重量部以下又は約2重量部以下であってもよい。
硬化性組成物は、硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜約95重量%の無機充填材を含む。一実施形態では、無機充填材は金属酸化物、金属窒化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、及びこれらの組合せから選択する。一実施形態では、無機充填材はアルミナ、シリカ(溶融シリカ及び結晶シリカを含む)、窒化ホウ素(球状窒化ホウ素を含む)、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、ケイ酸マグネシウム及びこれらの組合せであってもよい。一実施形態では、無機充填材は溶融シリカを含む。一実施形態では、無機充填材は無機充填材の全重量を基準にして、平均粒径1〜約30μmの第1の溶融シリカ約75〜約98重量%と平均粒径約0.03〜1μm未満の第2の溶融シリカ約2〜約25重量%を含む。
組成物は適宜ポリ(アリーレンエーテル)樹脂をさらに含んでもよい。一実施形態では、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂は次の構造の繰返し単位を複数含む。
一実施形態では、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂は次の構造を有する。
一実施形態では、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂はカルボン酸、グリシジルエーテル、及び無水物から選択される1以上の末端官能基を含む。末端カルボン酸基で置換したポリ(アリーレンエーテル)樹脂及びその製造法は例えば、Petersらの欧州特許第261574 B1号に記載されている。グリシジルエーテル官能化ポリ(アリーレンエーテル)樹脂及びその製造法は例えば、Amagaiらの米国特許第6794481号、及びIshiiらの第6835785号、及びTokiwaの米国公開第2004/0265595A1号明細に記載されている。無水物官能化ポリ(アリーレンエーテル)樹脂及びその製造法は例えば、Petersらの欧州特許第261574B1号、及びOhnoらの米国公開第2004/0258852号明細に記載されている。
一実施形態では、ポリ(アリーレンエーテル)は、クロロホルム中25℃で測定して、約0.03〜約1.0dl/gの固有粘度を有する。一実施形態では、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂が、クロロホルム中25℃で測定して、約0.03〜約0.15dl/g固有粘度を有する。
一実施形態では、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂は平均100μm以上の球径を有する粒子を5重量%以下含む。ポリ(アリーレンエーテル)樹脂はかかる粒子を2重量%以下又は1重量%以下含んでもよい。ポリ(アリーレンエーテル)は80μm以上の、又は60μm以上の粒子を排除してもよい。かかるポリ(アリーレンエーテル)を直接に、又は粉砕及びサイズ分離を経て製造する方法は当業者に公知である。例えば、粒径を制限したポリ(アリーレンエーテル)樹脂は、例えばPeemansらの米国特許第6787633B2号に記載されたように、沈殿条件を制御することで直接に製造してもよい。別の例としては、粒径を制限したポリ(アリーレンエーテル)樹脂は粒径100μm以上の粒子を5重量%以上有するポリ(アリーレンエーテル)と混合し、例えば粉砕することによって粒子サイズを減らし、粒径限界に達したポリ(アリーレンエーテル)樹脂を例えば樹脂を170メッシュ(開口88μm)のふるいによって分離することで製造してもよい。
ポリ(アリーレンエーテル)樹脂は、用いるときには、エポキシ樹脂100重量部当たり約2〜約50の重量部の量で用いてもよい。この範囲内では、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂量は5重量部以上又は少なくとも10重量部以上であってもよい。同様に、この範囲内では、ポリ(アリーレンエーテル)量は約40重量部以下又は約30部以下であってもよい。
硬化性組成物は封止後の硬化中に半導体デバイス表面にかかる応力を減らすために、適宜低応力添加剤をさらに含んでもよい。好適な低応力添加剤としては、例えば、ポリブタジエン、水添ポリブタジエン、ポリイソプレン、水添ポリイソプレン、ブタジエン−スチレン共重合体、水添ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、水添ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリジメチルシロキサン、ポリ(ジメチルシロキサン−コ−ジフェニルシロキサン)、及びこれらの組合せが挙げられ、低応力添加剤は水酸基、カルボン酸、無水物及びグリシジルから選択される1以上の官能基を含む。好適な低応力添加剤としては、例えば、ヒドロキシ末端ポリブタジエン、カルボキシ末端ポリブタジエン、無水マレイン酸官能化(「マレイン化」)ポリブタジエン、エポキシ末端ポリブタジエン、ヒドロキシ末端水添ポリブタジエン、カルボキシ末端水添ポリブタジエン、無水マレイン酸官能化ポリブタジエン、エポキシ末端水添ポリブタジエン、ヒドロキシ末端スチレン−ブタジエン共重合体(ランダム、ブロック及びグラフト共重合体を含む)、カルボキシ末端スチレン−ブタジエン共重合体(ランダム、ブロック及びグラフト共重合体を含む)、無水マレイン酸官能化スチレン−ブタジエン共重合体(ランダム、ブロック及びグラフト共重合体を含む)、エポキシ末端スチレン−ブタジエン共重合体(ランダム、ブロック及びグラフト共重合体を含む)、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、水添ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ヒドロキシ末端(すなわちシラノール末端)ポリジメチルシロキサン、ヒドロカルビルオキシ末端(すなわちカルビノール末端)ポリジメチルシロキサン、カルボキシ末端ポリジメチルシロキサン、無水物末端ポリジメチルシロキサン、エポキシ末端ポリジメチルシロキサン、ヒドロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン−コ−ジフェニルシロキサン)、カルボキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン−コ−ジフェニルシロキサン)、無水物末端ポリ(ジメチルシロキサン−コ−ジフェニルシロキサン)、エポキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン−コ−ジフェニルシロキサン)など、及びこれらの組合せが挙げられる。これらのゴム状改質剤及びそれらの製造法は当業者に公知であり、多くは購入できる。ゴム状改質剤の適量は他の要因の中でもエポキシ樹脂量及び充填材含有量に依存するが、一般にエポキシ樹脂100重量部当たり約1〜約30重量部である。ゴム状改質剤は、分散微粒子又は反応液の形態であってもよい。
請求項1記載の硬化性組成物は、ラジカルを生成する芳香族組成物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒をさらに含む。
硬化性組成物は適宜、有効量の硬化助触媒をさらに含んでもよい。好適な硬化助触媒としては、例えば、ラジカル生成芳香族化合物(例えばベンゾピナコール)、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩(例えば銅(II)ステアリン酸塩)、芳香族カルボン酸の銅(II)塩(例えばナフタレン酸銅(II)及びサリチル酸銅(II))、アセチルアセトナト銅(II)、過酸化化合物(例えばt−ブチル過安息香酸塩、2,5−ビス−t−ブチル過酸化−2,5−ジメチル−3−ヘキシン、及び、例えばYeager他の米国特許第6627704号に記載のある他のペルオキシ化合物)など、及びこれらの組合せが挙げられる。一実施形態では、硬化助触媒がベンゾピナコールを含む。他の実施形態では、硬化助触媒がアセチルアセトナト銅(II)を含む。硬化助触媒の好適な量は、他の要因の中でも硬化助触媒の種類、種類とエポキシ樹脂量、及び種類と硬化触媒量に依存するが、一般にエポキシ樹脂重量100重量部当たり約0.01〜約20重量部である。硬化性組成物は適宜、当分野で公知の1以上の添加剤をさらに含んでもよい。かかる添加剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、無水物硬化剤、シランカップリング試薬、難燃剤、離型剤、着色剤(色素及び染料を含む)、熱安定剤、接着促進剤及びこれらの組合せが挙げられる。当業者は好適な添加剤及び量を選択できる。フェノール系硬化剤及び/又は無水物硬化剤が存在する場合、それらは第1の硬化メカニズムが硬化触媒によって誘導されたエポキシ単独重合となるような量を用いる。
一実施形態では、組成物は耐衝撃性ポリスチレンなどのポリスチレン重合体を実質的に含まない。かかるポリスチレン重合体は、例えばCloughらの米国特許第6518362号を参照することによって明確になるだろう。
一実施形態では、硬化性組成物はビフェニルエポキシ樹脂及びエポキシ化オルトクレゾールノボラック樹脂、ヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムを含む第1の潜在的触媒、4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオン及びトリフルオロメチルスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、及びヘキサフルオロホスフェートから選択されるアニオン、及び、ベンゾピナコールを含む硬化助触媒を含んでなる有効量の下記の硬化触媒、及びシリカ充填材の全重量を基準にして約70〜95重量%のシリカ充填材を含んでなり、該シリカ充填材は平均粒径1〜約30μmの第1の溶融シリカ約75〜約98重量%と、平均粒径約0.03〜1μm未満の第2の溶融シリカ約2〜約25重量%を含む。
この実施形態では、組成物は適宜、エポキシ樹脂100重量部当たり約2〜約50重量部のポリ(アリーレンエーテル)樹脂をさらに含んでもよい。
本発明の組成物が多種の成分を含むものと定義する場合、各成分は化学的に別個であって、特にこの場合、単一の化学的組成物が1以上の成分を指す場合があることを理解されたい。
本発明は、本明細書で記載する硬化性組成物を硬化して得られる硬化組成物を包含する。すなわち、一実施形態は硬化性組成物の反応生成物を含んでなる硬化組成物である。硬化性組成物はエポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及びラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒と、硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材とを含む。
本発明は、硬化性組成物の製造方法を包含する。すなわち、一実施形態は、エポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及びラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒とを含む有効量の硬化触媒と、硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材とをブレンドして均質ブレンドを生成することを含んでなる硬化性組成物の製造方法である。
別の硬化性組成物の製造方法はエポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、下記を含む第2の潜在性カチオン硬化触媒ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオン、及びラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒と、硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材とをドライブレンドして第1のブレンドの形成し、第1のブレンドを約90℃〜約115℃の温度で溶融混合して第2のブレンドを生成し、第2のブレンドを冷却し、冷却した第2のブレンドを粉砕して硬化性組成物を生成することを含む。
本発明は、硬化性組成物を用いて半導体デバイスを封止する方法を包含する。すなわち、一実施形態は半導体デバイスの封止法である。この方法は、エポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及びラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒と、硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材とを含む硬化性組成物で半導体デバイスを封止し、硬化性組成物を硬化させることを含む。組成物の硬化は適宜、後硬化工程(例えば、約150℃〜約190℃、0.5〜8時間、対流オーブン中)を含んでよい。
半導体デバイスの封止の好適な方法は当分野で公知であって、例えば、Wallesの米国特許第5064882号、Rubinsztajnらの第6632892号、Gorczcaの第6800373号、Yeagerらの6878783号、Galloらの米国公開第2004/0166241 A1号明細書、Ikezawaらの国際公開公報第03/072628 A1号に記載されている。
本発明は、硬化性組成物を用いて製造された封止半導体デバイスをさらに包含する。すなわち、一実施形態は封止半導体デバイスである。この封止半導体デバイスは、半導体デバイス及び半導体デバイスを封止する硬化組成物を含んでなり、硬化組成物はエポキシ樹脂と、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及びラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒を含む有効量の硬化触媒と、硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材とを含む硬化性組成物を硬化する際に得られた反応生成物を含む。
図1は封止半導体デバイス10の横断面図である。半導体デバイス20は接着層40を介して銅リード線30に付着させる。半導体デバイス10は金線50及び接地結合60を介して電気的に銅リード線30に接続する。硬化した成形用組成物70は半導体デバイス20、接着層40のすべての露出した端面、金線50、接地結合60、及び一群の銅リード線30を封止し、半導体デバイス20下方で銅リード線30の表面に対応するパッド80を露出させている。
本明細書で開示するすべての範囲は両端を含み、これら両端は互いに組合せることができる。
以下の非限定の実施例によって本発明をさらに説明する。
実験方法の一般的記載
まず原料をヘンシェルミキサー内でミキシングし、次に後部を60℃に、前部を90℃に設定した二軸押出機を通過させることによって化合物を製造した。冷却固化させた後、レッチミルを用いて材料を粉末化した。
まず原料をヘンシェルミキサー内でミキシングし、次に後部を60℃に、前部を90℃に設定した二軸押出機を通過させることによって化合物を製造した。冷却固化させた後、レッチミルを用いて材料を粉末化した。
スパイラルフローの長さは、ASTMに規定された標準スパイラルフロー金型を用いてASTM規格D3123−98(SEMI G11−88同など)に準拠して決定した。成形用組成物20gを器具の螺旋キャビティに投入し、組成物が硬化及び圧力押下によってフローが停止するまでの移動距離を測定した。射出速度及び射出圧力はそれぞれ5.84cm/s(2.3インチ/s)及び6.9MPaであり、すべての組成物で一定に保った。
曲げ強さ、熱機械分析及び吸湿度測定用の試験片は、下記のようなトランスファー成形法で製造した。15トン樹脂トランスファープレス(Fujiwa製)を用いた。4キャビティ付き「アイゾッド」試験片金型を用いて、仕込量35gのEMCを圧力6.9MPa、ラム速度0.254mm/s(0.1インチ/s)でトランスファー成形した。金型を175℃に維持し、2分間の硬化サイクルを用いた。試験片を強制対流オーブン内、175℃で6時間かけて後硬化を行った。
熱機械分析(TMA)を用いて、成形EMCの熱膨張係数(CTE)の値とガラス転移温度(Tg)を決定した。TMAはPerkin Elmer TMA−7で実施した。各次元の寸法が3mm以上のトランスファー成形試験片を用いた。試料温度はまず25℃から250℃に5℃/minで昇温してから、0℃に5℃/minで冷却した。分析に用いた第2の加熱では0℃から250℃まで5℃/minで昇温した。0.05Nの初期垂直プローブ力を用いた。ガラス転移温度Tgは、50℃及び190℃における寸法−温度曲線の2接線の交点から求めた。測定は100mL/minの窒素雰囲気下で行った。
吸湿度は、6.35cm×1.25cm×0.3cm(2.5インチ×0.5インチ×1/8インチ、標準「アイゾッド」寸法)の試料の沸騰水中24時間後の重量増加を測定することで決定した。曲げ強さは、6.35cm×1.25cm×0.3cm(2.5インチ×0.5インチ×1/8インチの試料を用い、ASTM D790の3点曲げ破断テストに準拠して決定した。
例1〜4
表1に記載の組成物を上述のように混合した。例1〜3は比較例である。表1の成分はすべて重量%で表示してある。例4は本発明の実施例である。「デンカSFPシリカ」は電気化学工業(株)から市販のメジアン粒径0.7μm及び表面積6.2m2/gの溶融シリカである。「油化RSS1407LCエポキシ」(油化シェルエポキシ(株)から購入)は3,3’,5,5’―テトラメチル―4,4’―ジグリシジルオキシビフェニルである。「住友ECN―195XL―25」(住友化学工業(株)から購入)はエポキシ化オルトクレゾールノボラック樹脂である。「OPPI」はGE Advanced Materials Silicones社からUV9392cとして入手可能なヘキサフルオロアンチモン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム塩である。「OPPI O3SC4F9」はノナフルオロ―n―ブタンスルホン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムである。以下のように製造した。50gのトルエンスルホン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム(GE Silicones製)を、室温下、2時間の250mlのアセトンの30gのノナフルオロ―n―ブタンスルホン酸カリウムで撹拌した。次に、混合物を、溶液から沈殿したトルエンスルホン酸カリウムを濾過して除去した。アセトンの2/3を真空下で除去した後、溶液を1000mlの脱イオン水に注入した。これによって、オレンジ色の固体として沈殿生成物を生じた。50℃の真空オーブンで一晩乾燥した後、57.8gの生成物(収率95%)を得た。さらに精製し、40mlのトルエンを加えた160mlのヘキサンで再結晶した結果、97―98℃の融点を有する白色固体を得た。微粒状カルナウバワックスとしてはMichelman社からMICHEM(登録商標)ワックス411を購入した。カーボンブラック色素としてはCabot社からBLACK PEARLS(登録商標)120を購入した。
表1に記載の組成物を上述のように混合した。例1〜3は比較例である。表1の成分はすべて重量%で表示してある。例4は本発明の実施例である。「デンカSFPシリカ」は電気化学工業(株)から市販のメジアン粒径0.7μm及び表面積6.2m2/gの溶融シリカである。「油化RSS1407LCエポキシ」(油化シェルエポキシ(株)から購入)は3,3’,5,5’―テトラメチル―4,4’―ジグリシジルオキシビフェニルである。「住友ECN―195XL―25」(住友化学工業(株)から購入)はエポキシ化オルトクレゾールノボラック樹脂である。「OPPI」はGE Advanced Materials Silicones社からUV9392cとして入手可能なヘキサフルオロアンチモン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム塩である。「OPPI O3SC4F9」はノナフルオロ―n―ブタンスルホン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムである。以下のように製造した。50gのトルエンスルホン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム(GE Silicones製)を、室温下、2時間の250mlのアセトンの30gのノナフルオロ―n―ブタンスルホン酸カリウムで撹拌した。次に、混合物を、溶液から沈殿したトルエンスルホン酸カリウムを濾過して除去した。アセトンの2/3を真空下で除去した後、溶液を1000mlの脱イオン水に注入した。これによって、オレンジ色の固体として沈殿生成物を生じた。50℃の真空オーブンで一晩乾燥した後、57.8gの生成物(収率95%)を得た。さらに精製し、40mlのトルエンを加えた160mlのヘキサンで再結晶した結果、97―98℃の融点を有する白色固体を得た。微粒状カルナウバワックスとしてはMichelman社からMICHEM(登録商標)ワックス411を購入した。カーボンブラック色素としてはCabot社からBLACK PEARLS(登録商標)120を購入した。
ヘキサフルオロアンチモン酸4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウム塩(「OPPI SbF6」)を含み、4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムトリフレート(OPPI CF3SO3)又は4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート(「OPPI PF6)のいずれかを含む成形用組成物を上記のように製造して試験した。4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムトリフレート及び4―オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートのサンプル品はHampford Research社から購入した。
引用した特許、特許出願及び他の文献のすべての内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。
「ひとつの」「1つの」「その」及び本発明を記載する文脈中の類似の指示語(特に以下の請求項の文脈において)は、本明細書中に指示があるか又は文脈によって明らかに否定しない限り、単数と複数の両方を包含するものと解釈されるべきである。さらに、「第1」「第2」などの用語はいかなる順序、量又は重要性をも意味するものでなく、むしろ要素と要素を区別するために用いることにさらに注意されたい。
Claims (39)
- 硬化性組成物であって、
エポキシ樹脂、
ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、
ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換C1−C12ヒドロカルビルスルホネート、C2−C12ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラC1−12ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフェニルメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフェニルメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフェニルメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及び
ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜約95重量%の無機充填材
を含んでなる硬化性組成物。 - 前記エポキシ樹脂が約25℃〜約150℃の軟化点を有するエポキシ樹脂を含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記エポキシ樹脂が、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノール−Aエポキシ樹脂、ビスフェノール−Fエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、多官能性エポキシ樹脂、ナフタレンエポキシ樹脂、ジビニルベンゼンジオキシド、2−グリシジルフェニルグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン系エポキシ樹脂、多芳香族樹脂型エポキシ樹脂及びこれらの組合せから選択される、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記エポキシ樹脂がモノマーエポキシ樹脂及びオリゴマーエポキシ樹脂を含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記エポキシ樹脂がビフェニルエポキシ樹脂及びエポキシ化オルトクレゾールノボラック樹脂を含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩が次式の構造のジアリールヨードニウムカチオンを含む、請求項1の硬化性組成物。
[(R3)(R4)I]+
式中、R3及びR4は各々独立にC6−C14ヒドロカルビルであって、適宜C1−C20アルキル、C1−C20アルコキシ、ニトロ及びクロロから選択される1〜4個の一価基で置換されていてもよい。 - 前記ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩がヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムを含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 第2の潜在性カチオン硬化触媒のジアリールヨードニウムカチオンが次の構造のジアリールヨードニウムカチオンを含む、請求項1記載の硬化性組成物。
[(R3)(R4)I]+
式中、R3及びR4は各々独立にC6−C14ヒドロカルビルであって、適宜C1−C20アルキル、C1−C20アルコキシ、ニトロ及びクロロから選択される1〜4の一価基で置換されていてもよい。 - 第2の潜在的カチオン硬化触媒のジアリールヨードニウムカチオンが4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオンを含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記アニオンX−がトリフルオロメチルスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート及びヘキサフルオロホスフェートから選択される、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩がヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムを含んでおり、第2の潜在性カチオン硬化触媒が4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、トリフルオロメチルスルホネート、ペルフルオロブタンスルホネート、ペルフルオロオクタンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、4−メチルベンゼンスルホネート、テトラフルオロボレート、テトラフェニルボレート、テトラキス[2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、テトラキス(3,5−ジクロロ−2,4,6−トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリス(3−フルオロフェニル)ヘキシルボレート、ブチルトリフェニルボレート、ヘキサフルオロホスフェート及びヘキサフルオロアルセネートから選択されるアニオンX−を含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記硬化助触媒がベンゾピナコールを含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 第1の潜在性カチオン硬化触媒がヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムを含んでおり、第2の潜在的硬化触媒が4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオンと、トリフルオロメチルスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート及びヘキサフルオロホスホブタンから選択されるアニオンを含んでおり、前記硬化性助触媒がベンゾピナコールを含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 第1の潜在性カチオン硬化触媒及び第2の潜在性カチオン硬化触媒が光化学活性である、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記エポキシ樹脂の100重量部を基準にして約0.2〜5重量部の第1の潜在性カチオン硬化触媒、約0.1〜3重量部の第2の潜在性カチオン硬化触媒及び約0.2〜5重量部の硬化助触媒を含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記無機充填材が金属酸化物、金属窒化物、金属炭酸塩、金属水酸化物及びこれらの組合せから選択される、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記無機充填材がアルミナ、シリカ(溶融シリカ及び結晶シリカを含む)、窒化ホウ素(球状窒化ホウ素を含む)、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、ケイ酸マグネシウム及びこれらの組合せから選択される、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記無機充填材が溶融シリカを含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記無機充填材が、無機充填材の全重量を基準にして、平均粒径1〜約30μmの第1の溶融シリカ約75〜約98重量%と平均粒径約0.03〜1μm未満の第2の溶融シリカ約2〜約25重量%、請求項1記載の硬化性組成物。
- ポリ(アリーレンエーテル)樹脂をさらに含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)樹脂が次の構造の繰返し単位を複数含む、請求項20記載の硬化性組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)樹脂が次の構造を含む、請求項20記載の硬化性組成物
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)樹脂がカルボン酸、グリシジルエーテル及び無水物から選択される1以上の末端官能基を含む、請求項20記載の硬化性組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)が25℃のクロロホルム中で測定して約0.03〜約1.0dl/gの固有粘度を有する、請求項20記載の硬化性組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)樹脂が25℃のクロロホルム中で測定して約0.03〜約0.15dl/gの固有粘度を有する、請求項20記載の硬化性組成物。
- 前記ポリ(アリーレンエーテル)樹脂が100μm超の粒子を5重量%未満しか含まない、請求項20記載の硬化性組成物。
- ポリブタジエン、水添ポリブタジエン、ポリイソプレン、水添ポリイソプレン、ブタジエン−スチレン共重合体、水添ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、水添ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリジメチルシロキサン、ポリ(ジメチルシロキサン−コ−ジフェニルシロキサン)及びこれらの組合せから選択される低応力添加剤をさらに含んでいて、前記低応力添加剤が水酸基、ヒドロカルボキシオキシ、ビニルエーテル、カルボン酸、無水物及びグリシジルから選択される1以上の官能基を含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される有効量の硬化助触媒をさらに含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- フェノール系硬化剤、無水物硬化剤、シランカップリング試薬、難燃剤、離型剤、着色剤、熱安定剤、接着促進剤及びこれらの組合せから選択される添加剤をさらに含む、請求項1記載の硬化性組成物。
- 組成物が実質的にポリスチレンポリマーを含有しない、請求項1記載の硬化性組成物。
- 硬化性組成物であって、
ビフェニルエポキシ樹脂及びエポキシ化オルトクレゾールノボラック樹脂を含むエポキシ樹脂、
ヘキサフルオロアンチモン酸4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムを含む第1の潜在的硬化触媒、
4−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムカチオンと、トリフルオロメチルスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート及びヘキサフルオロホスフェートから選択されるアニオンとを含む第2の潜在的硬化触媒、及び
ベンゾピナコールを含む硬化助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
全シリカ充填材の重量を基準にして約70〜約95重量%のシリカ充填材であって、平均粒径1〜約30μmの第1の溶融シリカ約75〜約98重量%と平均粒径約0.03〜1μm未満の第2の溶融シリカ約2〜約25重量%とを含むシリカ充填材
を含んでなる硬化性組成物。 - エポキシ樹脂100重量部当たり約2〜50重量部のポリ(アリーレンエーテル)樹脂をさらに含む、請求項30記載の硬化性組成物。
- 硬化性組成物であって、
エポキシ樹脂、
ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、
ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及び
ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜約95重量%の無機充填材
を含む硬化性組成物の反応生成物を含んでなる硬化組成物。 - 硬化性組成物の製造方法であって、
エポキシ樹脂、
ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、
ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及び
ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材
をブレンドして均質ブレンドを形成することを含んでなる方法。 - 硬化性組成物の製造方法であって、
エポキシ樹脂、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、
ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及び
ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材
をドライブレンドして均質ブレンドを形成し、
第1のブレンドを約90〜約115℃の温度で溶融混合して第2のブレンドを形成し、
第2のブレンドを冷却し、
冷却した第2のブレンドを粉砕して硬化性組成物を生成する
ことを含んでなる方法。 - 半導体デバイスの封止方法であって、
エポキシ樹脂、
ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、
ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及び
ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材
を含む硬化性組成物で半導体デバイスを封止し、硬化性組成物を硬化することを含んでなる方法。 - 半導体デバイスと該半導体デバイスを封止する硬化組成物とを含んでなる封止半導体デバイスであって、硬化組成物が、
エポキシ樹脂、
ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩を含む第1の潜在性カチオン硬化触媒、
ジアリールヨードニウムカチオンと、過塩素酸、イミドジスルフリルフルオリドアニオン、非置換換及び置換(C1−C12)−ヒドロカルビルスルホネート、(C2−C12)−ペルフルオロアルカノエート、テトラフルオロボレート、非置換換及び置換テトラ−(C1−C12)−ヒドロカルビルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メチルアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルフリル)イミドアニオン及びこれらの組合せから選択されるアニオンとを含む第2の潜在性カチオン硬化触媒、及び
ラジカル生成芳香族化合物、ペルオキシ化合物、脂肪族カルボン酸の銅(II)塩、芳香族カルボン酸の銅(II)塩、アセチルアセトナト銅(II)及びこれらの組合せから選択される硬化助触媒
を含む有効量の硬化触媒、並びに
硬化性組成物の全重量を基準にして約70〜95重量%の無機充填材
を含む硬化性組成物を硬化して得られる生成物を含む、封止半導体デバイス。
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