JP2011530618A - 低温硬化組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド含有化合物および金属/カルボキシレート錯体およびペルオキシドを含む熱硬化性樹脂組成物に関し、それは、比較的短い時間、低い温度で、例えば30から90分間に渡って、約100℃未満、例えば55−70℃で硬化可能である。本発明は、さらに、そのような組成物を製造する方法、そのような組成物を基体表面に塗布する方法、およびマイクロエレクトロニック回路を接続するためにそれらを使って製造されたパッケージおよび組立品を提供する。

Description

(発明の分野)
本発明は、マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド含有化合物および金属/カルボキシレート錯体およびペルオキシドを含む熱硬化性樹脂組成物に関し、それは、低い温度、例えば、約100℃未満、例えば、55−70℃の範囲で、比較的短時間、例えば、約30から90分間に渡って硬化する。
(関連技術の簡単な説明)
熱硬化性樹脂は、通常、完全に架橋された3次元ネットワークを形成することによって達成されうる極めて優れた性能特性により、接着剤配合物において使用される。これらの特性としては、凝集結合強度(cohesive bond strength)、耐熱および耐酸化的損傷、ならびに低い吸湿性が挙げられる。その結果、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、およびシアネートエステル樹脂のような通常の熱硬化性樹脂は、構造用接着剤(例えば、建築および航空宇宙用途)からマイクロエレクトロニクス(例えば、ダイ取付けおよびアンダーフィル用途)の範囲に及ぶ広い用途で採用されてきた。
ビスマレイミドは、熱硬化性樹脂の領域で卓越した位置を占める。ビスマレイミドは、成形体および接着剤接合、耐熱性複合材料、ならびに高温コーティングの製造のために使用されてきた。最近、ヘンケル社は、半導体チップを回路基板に取付けるために、部分的にある種のビスマレイミドをベースにした多くの製品を商品化し、それらは、マイクロエレクトロニクス産業内から好意的な反応を得た。これらの製品は、米国特許第5,789,757号(Husson)、同6,034,194号(Dershem)、同6,034,195号(Dershem)、同6,187,886号(Husson)の1つ以上の公報で取り上げられている。
米国特許第5,298,562号は、シス−1,4−ポリブタジエンエラストマーを硬化するためのマグネシウムメタクリレートの使用を公表しており、「マグネシウムメタクリレートで加硫処理されたポリブタジエンの弾性特性および構造」(Elastic Properties and Structures of Polybutadiene Vulcanized with Magnesium Methacrylate)[J.Appl.Polym.Sci.,16,505−518(1972)]に記載されている。また、562特許は、A.A.Dontsovの「不均一加硫の一般的規則性」(General Regularities of Heterogeneous Vulcanization)[Rubbercon’77,International Rubber Conference,2,26−1から26−12(1977)]が、ジクミルペルオキシドのようなフリーラジカル開始剤と共に、メタクリル酸、マレイン酸またはβフェニルアクリル酸のマグネシウム、ナトリウム、亜鉛またはカドミウム塩で硬化されたスチレン−ブタジエンゴムまたはエチレン−プロピレンゴムの加硫可能な組成物について記載していることも報告している。
さらに、562特許は、それ自体、架橋剤としてカルシウムアクリレートおよびメタクリレートの使用を説明し、1つの目的として、良好な耐化学性および耐熱性を有する改善されたフリーラジカル硬化性組成物の提供を詳しく説明している。この目的は、カルシウムジ(メタ)アクリレート架橋剤で架橋されたハロゲン化ポリエチレンポリマーを含む組成物によって達成され、異なった架橋協力剤を使用する他の先行技術組成物に比べて、引張り強度および耐スコーチ性が改善されることが公表されている。また、562特許は、フリーラジカル硬化性の、カルシウムジ(メタ)アクリレートで架橋されたハロゲン化ポリエチレンコポリマーの製造のための新規で改善された方法にも言及している。
そして、米国特許第5,776,294号公報は、極性表面に関して改善された接着剤特性を有する硬化エラストマー組成物を与えるために、架橋協力剤としてある種のα、β−エチレン系不飽和カルボン酸の金属塩、具体的には、アクリルおよびメタクリル酸の金属塩の使用を記載している。公表されている接着剤特性としては、冷延スチール、ステンレススチール、真鍮、亜鉛、アルミニウム、およびナイロン繊維への引張り剪断接着力が挙げられる。それらアクリルおよびメタクリル酸の金属塩に対する金属成分の例は、亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、コバルト、銅、アルミニウムおよび鉄であるとして公表されている。また、米国特許第6,194,504号公報を参照されたし。この公報は、エラストマーにおける改善された分散性を有し、微粒子型のMAn塩を含む組成物の権利を主張しており、この塩でMは、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、鉄、ジルコニウム、アルミニウム、バリウムおよびビスマスであり;Aは、アクリレートまたはメタクリレートであり;およびnは1−4であり;ここで前記塩は、ポリブタジエン、ヒドロキシ末端ポリブタジエン、ポリブタジエンジメタクリレート、エチレン−ブチレンジアクリレート、天然ゴム、ポリブテン、およびEPDMから選択されるポリマーでカプセル化され;および前記ポリマーは、前記塩、前記ポリマーおよび有機溶媒のポリマー溶液を乾燥して前記塩をカプセル化する。
最新の技術が存在するにもかかわらず、マイクロエレクトロニクスパッケージ化および組立用途のために、ビスマレイミド組成物に関して低い温度での硬化プロファイルを提供できれば望ましいと考えられる。なぜなら、少なくとも部分的には、半導体ダイ、その上に埋め込まれた回路、半導体ダイが取り付けられる基体、およびそれらの間にワイヤー結合または半田ボールのいずれかの方法によって形成された電気的な相互接続の機密性という理由からである。
今日まで、そのような組成物のタイプが公表または観察されたとは考えられない。
本発明は、硬化性組成物を志向しており、それは、
a.
Figure 2011530618
をそれぞれ含むマレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド含有化合物を含む硬化性成分、ここで、
m=1−15であり、
p=0−15であり、
各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、
Jは、有機または有機シロキサン基、およびそれらの組合せを含む一価または多価部分構造を含み;および
b.金属/カルボキシレート錯体およびペルオキシドの組合せを含む硬化性成分
を含む。
また、本発明は、(1)本発明の組成物を製造する方法、(2)半導体チップのような1つの基体を他の基体、例えば、他の半導体チップ、担体基体または回路基板に接着剤で取り付ける方法、(3)本発明の組成物の硬化反応生成物、および(4)製造品、特に、他の半導体チップ、担体基体または回路基板に取り付けられる半導体チップ、および他の半導体チップ、担体基体または回路基板と電気的な相互接続にある半導体チップを提供し、ここで、取り付けは少なくとも部分的に本発明の組成物によって行なわれる。
(発明の詳細な説明)
上記のように、本発明は、硬化性組成物を志向しており、それは、
a.
Figure 2011530618
をそれぞれ含む、マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド含有化合物を含む硬化性成分、ここで、
m=1−15であり、
p=0−15であり、
各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、
Jは、有機または有機シロキサン基、およびそれらの2つ以上の組合せを含む1価または多価部分構造を含み、および
b.金属/カルボキシレート錯体およびペルオキシドの組合せを含む硬化性成分
を含む。
マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド含有化合物の付属基「J」は、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、ヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、ポリシロキサン、ポリシロキサン−ポリウレタンブロックコポリマー、およびそれらの組合せから選択される1価または多価基と見なされてよく、任意に、共有結合、−O−、−S−、−NR−、−O−C(O)−、−O−C(O)−O−、−O−C(O)−NR−、−NR−C(O)−、−NR−C(O)−O−、−NR−C(O)−NR−、−S−C(O)−、−S−C(O)−O−、−S−C(O)−NR−、−S(O)−、−S(O)−、−O−S(O)−、−O−S(O)−O−、−O−S(O)−NR−、−O−S(O)−、−O−S(O)−O−、−O−S(O)−NR−、−O−NR−C(O)−、−O−NR−C(O)−O−、−O−NR−C(O)−NR−、−NR−O−C(O)−、−NR−O−C(O)−O−、−NR−O−C(O)−NR−、−O−NR−C(S)−、−O−NR−C(S)−O−、−O−NR−C(S)−NR−、−NR−O−C(S)−、−NR−O−C(S)−O−、−NR−O−C(S)−NR−、−O−C(S)−、−O−C(S)−O−、−O−C(S)−NR−、−NR−C(S)−、−NR−C(S)−O−、−NR−C(S)−NR−、−S−S(O)−、−S−S(O)−O−、−S−S(O)−NR−、−NR−O−S(O)−、−NR−O−S(O)−O−、−NR−O−S(O)−NR−、−NR−O−S(O)−、−NR−O−S(O)−O−、−NR−O−S(O)−NR−、−O−NR−S(O)−、−O−NR−S(O)−O−、−O−NR−S(O)−NR−、−O−NR−S(O)−O−、−O−NR−S(O)−NR−、−O−NR−S(O)−、−O−P(O)R−、−S−P(O)R−、−NR−P(O)R−から選択される1つ以上の連結基を含有し、ここで、各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキル、およびそれらのいずれか2種以上の組合せである。
上記の1価基または多価基の1つ以上が、マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド基の付属基「J」を形成するために上記の連結基の1つ以上を含む場合、当業者には容易に認められるように、広範囲の様々な連結基、例えば、オキシアルキル、チオアルキル、アミノアルキル、カルボキシアルキル、オキシアルケニル、チオアルケニル、アミノアルケニル、カルボキシアルケニル、オキシアルキニル、チオアルキニル、アミノアルキニル、カルボキシアルキニル、オキシシクロアルキル、チオシクロアルキル、アミノシクロアルキル、カルボキシシクロアルキル、シクロアルケニル、チオシクロアルケニル、アミノシクロアルケニル、カルボキシシクロアルケニル、複素環、オキシ複素環、チオ複素環、アミノ複素環、カルボキシ複素環、オキシアリール、チオアリール、アミノアリール、カルボキシアリール、ヘテロアリール、オキシヘテロアリール、チオヘテロアリール、アミノヘテロアリール、カルボキシヘテロアリール、オキシアルキルアリール、チオアルキルアリール、アミノアルキルアリール、カルボキシアルキルアリール、オキシアリールアルキル、チオアリールアルキル、アミノアリールアルキル、カルボキシアリールアルキル、オキシアリールアルケニル、チオアリールアルケニル、アミノアリールアルケニル、カルボキシアリールアルケニル、オキシアルケニルアリール、チオアルケニルアリール、アミノアルケニルアリール、カルボキシアルケニルアリール、オキシアリールアルキニル、チオアリールアルキニル、アミノアリールアルキニル、カルボキシアリールアルキニル、オキシアルキニルアリール、チオアルキニルアリール、アミノアルキニルアリールまたはカルボキシアルキニルアリール、オキシアルキレン、チオアルキレン、アミノアルキレン、カルボキシアルキレン、オキシアルケニレン、チオアルケニレン、アミノアルケニレン、カルボキシアルケニレン、オキシアルキニレン、チオアルキニレン、アミノアルキニレン、カルボキシアルキニレン、オキシシクロアルキレン、チオシクロアルキレン、アミノシクロアルキレン、カルボキシシクロアルキレン、オキシシクロアルケニレン、チオシクロアルケニレン、アミノシクロアルケニレン、カルボキシシクロアルケニレン、オキシアリーレン、チオアリーレン、アミノアリーレン、カルボキシアリーレン、オキシアルキルアリーレン、チオアルキルアリーレン、アミノアルキルアリーレン、カルボキシアルキルアリーレン、オキシアリールアルキレン、チオアリールアルキレン、アミノアリールアルキレン、カルボキシアリールアルキレン、オキシアリールアルケニレン、チオアリールアルケニレン、アミノアリールアルケニレン、カルボキシアリールアルケニレン、オキシアルケニルアリーレン、チオアルケニルアリーレン、アミノアルケニルアリーレン、カルボキシアルケニルアリーレン、オキシアリールアルキニレン、チオアリールアルキニレン、アミノアリールアルキニレン、カルボキシアリールアルキニレン、オキシアルキニルアリーレン、チオアルキニルアリーレン、アミノアルキニルアリーレン、カルボキシアルキニルアリーレン、ヘテロアリーレン、オキシヘテロアリーレン、チオヘテロアリーレン、アミノヘテロアリーレン、カルボキシヘテロアリーレン、ヘテロ原子含有ジ−または多価環状部分構造、オキシヘテロ原子含有ジ−または多価環状部分構造、チオヘテロ原子含有ジ−または多価環状部分構造、アミノヘテロ原子含有ジ−または多価環状部分構造、カルボキシヘテロ原子含有ジ−または多価環状部分構造、ジスルフィド、スルホンアミドなどが製造されうる。
他の実施形態では、本発明の実施における使用が意図されたマレイミド、ナジイミド、およびイタコンイミドは、構造I、II、またはIIIを有し、ここで、m=1−6であり、p=0−6であり、Jは、以下の(a)〜(i)から選択される。
(a)任意に、前記アルキル鎖上に置換基としてまたは前記アルキル鎖の主鎖の一部として、任意に置換されたアリール部分構造を含有し、およびここで、前記アルキル鎖は、約20個までの炭素原子を有する、飽和直鎖アルキルまたは分岐鎖アルキル;
(b)構造:−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−、−(C(R−C(R)−C(O)O−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−O(O)C−(C(R−、または(C(R−C(R)−O(O)C−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−C(O)O−(C(R
(但し、各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
各Rは、独立して、水素、低級アルキルまたはアリールであり、
d=1−10であり、
e=1−10であり、および
f=1−50である。)
を有するシロキサン;
(c)構造:[(CR−O−]−(CR
(但し、各Rは、独立して、水素、低級アルキルまたは置換アルキルであり、
r=1−10であり、
s=1−10であり、および
fは上で定義されたとおりである。)
を有するポリアルキレンオキシド;
(d)構造:
Figure 2011530618
(但し、各Arは、3から10個までの範囲の炭素原子を有する1置換、2置換または3置換芳香族またはヘテロ芳香族環であり、および
Zは、
(i)飽和直鎖アルキレンまたは分岐鎖アルキレンであって、任意に、前記アルキレン鎖上の置換基としてまたは前記アルキレン鎖の主鎖の一部として飽和環状部分構造を含み、または
(ii)構造:−[(CR−O−]−(CR−を有するポリアルキレンオキシドであって、ここで、
各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、
rおよびsは各々上で定義されたとおりであり、
qは1から50までの範囲に入る。)
を有する芳香族基;
(e)構造:
Figure 2011530618
(但し、
各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、
tは2から10までの範囲に入り、
uは2から10までの範囲に入り、および
Arは上で定義されたとおりである。)
を有するジ−またはトリ−置換芳香族部分;
(f)構造:
Figure 2011530618
Figure 2011530618
(但し、
各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、
t=2−10であり、
k=1、2、または3であり、
g=1から50までであり、
各Arは上で定義されたとおりであり、
Eは、−O−または−NR−であり、ここで
は水素または低級アルキルであり、および
Wは、
(i)直鎖または分岐鎖アルキル、アルキレン、オキシアルキレン、アルケニル、アルケニレン、オキシアルケニレン、エステル、またはポリエステル、
(ii)構造:−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−、−(C(R−C(R)−C(O)O−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−O(O)C−(C(R−、または−(C(R−C(R)−O(O)C−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−C(O)O−(C(R−を有するシロキサンであって、ここで、
各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
各Rは、独立して、水素、低級アルキルまたはアリールであり、
d=1−10であり、
e=1−10であり、および
f=1−50であり;または
(iii)構造:−[(CR−O−]−(CR−を有するポリアルキレンオキシドであって、ここで、
各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
r=1−10であり、
s=1−10であり、および
fは上で定義されたとおりであり、
前記ポリアルキレンオキシドは、任意に、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、ニトリル、シクロアルキルまたはシクロアルケニルから選択される置換基を含有する。)
を有する芳香族基;
(g)構造:R−U−C(O)−NR−R−NR−C(O)−(O−R−O−C(O)−NR−R−NR−C(O))−U−R
(但し、
各Rは、独立して、水素または低級アルキルであり、
各Rは、独立して、1から18個の炭素原子を有するアルキル、アリール、またはアリールアルキル基であり、
各Rは鎖中に約100個までの原子を有するアルキルまたはアルキルオキシ鎖であり、任意に、Arで置換されており、
Uは、−O−、−S−、−N(R)−、または−P(L)1,2−であり、ここで、
Rは上で定義されたとおりであり、
各Lは、独立して、=O、=S、−ORまたは−Rであり、および
v=0−50である。)
を有するウレタン基;
(h)多環式アルケニル;または
(i)それらの組合せ、
から選択される。
本発明の特に好ましい態様では、マレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミド化合物のそれぞれのマレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミド官能基は1価基のJに結合し、またはマレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミド化合物のマレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミド官能基は多価基のJによって分離され、前記1価基または前記多価基の各々は、前記マレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミド化合物を液体にするのに充分な長さおよび分岐を有する。
それらのより特定の態様では、Jは、マレイミド、イタコンイミドまたはナジイミド化合物を液体にするために充分な長さおよび分岐を有する分岐鎖アルキル、アルキレンまたはアルキレンオキシド種を含み、各Rは、独立して、水素またはメチルから選択され、mは1、2、または3である。
Figure 2011530618
Figure 2011530618
を有するマレイミドが挙げられる。
式Iで表される追加のマレイミド含有化合物としては、ステアリルマレイミド、オレイルマレイミド、ベヘニルマレイミド、1,20−ビスマレイミド−10,11−ジオクチルエイコサンなど、さらにはそれらの組合せが挙げられる。
式Iによって包含される特に望ましいマレイミド化合物としては、無水マレイン酸と2量体アミドとの反応によって製造されたビスマレイミドが挙げられる。そのような2量体アミドから製造されうる例示的なビスマレイミドは、1,20−ビスマレイミド−10,11−ジオクチルエイコサンであり、それは、ダイマー酸を製造するために採用されたエン反応で製造された異性体種との混合物として存在する可能性がある。本発明の実施で使用することが意図された他のビスマレイミドとしては、アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン[例えば、Huls America(Piscataway、NJ)によって販売されている「PS510」]、ポリオキシプロピレンアミン[例えば、Texaco Chemical Company(Houston、TX)によって販売されている「D230」、「D400」、「D2000」および「T403」]、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート(例えば、Air Products(Allentown、PA)によって商標名「VERSALINK」、例えば、「VERSALINK」P−650で販売されているそのような製品の群]などから製造されたビスマレイミドが挙げられる。式Iで表される好ましいマレイミド樹脂としては、ステアリルマレイミド、オレイルマレイミド、ベヘニルマレイミド、1,20−ビスマレイミド−10,11−ジオクチルエイコサンなど、さらにはそれらの任意の2種以上の混合物が挙げられる。
ビスマレイミドは、当業者に周知である技術を使って製造されうるが、ここではそれ自体は繰り返さない。
金属/カルボキシレート錯体は、IVA族、IVB族、VIII族、およびランタノイド系元素金属から選択される金属を含む。例えば、金属/カルボキシレート錯体としては、コバルト、ジルコニウム、鉛、セリウム、および鉄のカルボキシレート塩が挙げられる。そのような塩の説明に役立つ例としては、コバルトベンゾエート、コバルトオクトエート、ジルコニウムオクトエート、セリウムオクトエート、鉄オクトエート、コバルトオレエート、コバルトデカノエート、コバルトホルメート、コバルトアセテート、コバルトサリシレート、コバルトステアレート、鉛ステアレート、ニッケルオクトエートおよびコバルト(II)2−エチルヘキサノエートが挙げられる。
金属/カルボキシレート錯体は、硬化性成分の100部を基準にして、0.01から50部%、例えば、0.05から20部%、望ましくは0.1から10部%の範囲内の量で存在しなければならない。
ペルオキシドは、例えば、約100℃未満のような低い分解温度を有する、酸素−酸素の単結合を含むラジカル開始剤である。ペルオキシドの例としては、ペルオキシジカルボネート、例えば、ジ−(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカルボネートおよび芳香族ペルオキシネオデカノエートが挙げられる。
ペルオキシドは、硬化性成分の100部を基準にして、0.05から20部%、例えば、5から10部%、望ましくは8から10部%の範囲内の量で存在しなければならない。
本組成物は、約30から90分間に渡って、100℃未満、例えば、55−70℃の温度条件下で硬化されてよい。本発明の組成物が使用される半導体パッケージの導電率は、これらの条件下で測定されてよい。
マレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミドに加えて、追加の共反応性モノマーまたは樹脂が含まれてよく、例えば、エポキシ、エピスルフィド、オキセタン、(メタ)アクリレート、フマレート、マレエート、ビニルエーテル、ビニルエステル、スチレンおよびその誘導体、ポリ(アルケニレン)、アリルアミド、ノルボルネニル、チオレン、アクリロニトリルおよびそれらの組合せを挙げることができる。
(メタ)アクリレートは、多くの異なった化合物から選ばれてよい。本明細書で用いる場合、用語(メタ)アクリルおよび(メタ)アクリレートは、モノマーおよびモノマー含有成分に関して同意語として使用される。用語(メタ)アクリルおよび(メタ)アクリレートは、アクリル、メタクリル、アクリレートおよびメタクリレートを含む。
(メタ)アクリレート成分は、
(1) 式:
Figure 2011530618
で表されるモノマーであって、ここで、
Gは、水素、ハロゲン、または1から4個の炭素原子を有するアルキルであり、ここで、
は、1から16個の炭素原子を有し、かつアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルカリール、アラルキル、またはアリール基であり、任意に、シラン、シリコン、酸素、ハロゲン、カルボニル、ヒドロキシル、エステル、カルボン酸、尿素、ウレタン、カルバメート、アミン、アミド、硫黄、スルホネート、またはスルホンで置換されているか、または割り込まれており;
(2)式:
Figure 2011530618
で表されるウレタンアクリレートまたはウレイドアクリレートであって、ここで、
Gは、水素、ハロゲン、または1から4個の炭素原子を有するアルキルであり、ここで
は、2価の脂肪族、脂環式、芳香族、または芳香脂肪族基を示し、それらの1個の炭素原子または複数個の炭素原子を介して結合されており(−O−原子および−X−原子または基で示される)、
Xは、−O−、−NH−、または−N(アルキル)−であり、ここで、
アルキル基は、1から8個の炭素原子を有し、
zは2から6であり、およびここで
は、z価の脂環式、芳香族、または芳香脂肪族基であり、それらの1個の炭素原子または複数個の炭素原子を介して前記1つ以上のNH基に結合されており;
(3)ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−Aジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−Fジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−Sジ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフランジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、またはそれらの組合せから選択されるジ−またはトリ−(メタ)アクリレートから選択される1種以上のものを含んでいてよい。
適した重合可能な(メタ)アクリレートモノマーとしては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジ−ペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノール−A−エトキシレートジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレートトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシレートトリ(メタ)アクリレート、およびビスフェノール−A−ジエポキシドジメタクリレートが挙げられる。
追加の(メタ)アクリレートモノマーとしては、テトラヒドロフラン(メタ)アクリレートおよびジ(メタ)アクリレート、シトロネリル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、およびそれらの組合せが挙げられる。
当然ながら、(メタ)アクリレート化シリコーンも使用されてよいが、ただし、硬化される場合に(メタ)アクリレートの影響を最小限にするために、そのシリコーン骨格が大きくないという条件がある。
本発明で使用するのに適した他のアクリレートとしては、米国特許第6,211,320号公報(Dershem)に開示され、権利を主張された低粘度アクリレートが挙げられ、この開示は、参照して本明細書に明示的に組みこまれる。
フマレートとしては、下記の一般構造:
Figure 2011530618
を含むものが挙げられ、マレエートとしては、下記の一般構造:
Figure 2011530618
を含むものが挙げられ、ここで、フマレートおよびマレエートの各々に対するRは、上で定義されたRと同様のものから選択されてよい。
ビニルエーテルおよびビニルエステルとしては、下記の一般構造:
Figure 2011530618
を含むものが挙げられ、ここで、
qは1、2または3であり、ここで
各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、
各Qは、独立して、−O−、−O−C(O)−、−C(O)−または−C(O)−O−から選択され、および
Yは、上記の構造、I、IIおよびIIIに関するJと定義される。
上の一般構造に包含されるビニルエーテルまたはビニルエステルの例としては、ステアリルビニルエーテル、ベヘニルビニルエーテル、エイコシルビニルエーテル、イソエイコシルビニルエーテル、イソテトラコシルビニルエーテル、ポリ(テトラヒドロフラン)ジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、トリス−2,4,6−(1−ビニルオキシブタン−4−オキシ−1,3,5−トリアジン、ビス−1,3−(1−ビニルオキシブタン−4−)オキシカルボニル−ベンゼン[あるいは、ビス(4−ビニルオキシブチル)イソフタレートと呼ばれ、商標名VECTOMER 4010でHoneywell Corporation(Morristown、NJ)から入手可能である]、低級ビニルエーテルと高分子量ジアルコールとの間のトランスビニル化によって製造されたジビニルエーテルが挙げられる。
特に望ましいジビニル樹脂としては、ステアリルビニルエーテル、ベヘニルビニルエーテル、エイコシルビニルエーテル、イソエイコシルビニルエーテル、ポリ(テトラヒドロフラン)ジビニルエーテル、低級ビニルエーテルと高分子量ジアルコールとの間のトランスビニル化によって製造されたジビニルエーテルが挙げられる。
スチレンおよびその誘導体としては、下記の一般構造:
Figure 2011530618
を含むものが挙げられ、ここで、nは1−6であり、上で定義されたJに結合される。
アリルアミドとして様々な化合物が選択されてよく、例えば、マレイミド、イタコンイミドおよび/またはナジイミドに関して上で説明された基準を満たすものである。
例えば、もっと具体的な表現では、下記の構造:
Figure 2011530618
に対応するものであり、ここで、
R’は、水素、Cから約C18アルキルまたはオキシアルキル、アリル、アリール、または置換アリールであり、
mは1−6であり、および
Xは、Jに対して上で定義されたとおりである。
ノルボルネニル成分としては、下記の一般構造:
Figure 2011530618
を含むものが挙げられ、ここで、mは1−6であり、上で定義されたJに結合される。
チオレン成分としては、下記の一般構造:
Figure 2011530618
を含むものが挙げられ、ここで、mは1−6であり、上で定義されたJに結合される。
また、本組成物は、フィラー、例えば、伝導性フィラー、非伝導性フィラー、またはそれらを共に含んでいてよい。伝導性の場合、フィラーは電気的および/または熱的に伝導性であってよい。
伝導性フィラーとしては、例えば、銀、ニッケル、金、コバルト、銅、アルミニウム、グラファイト、銀被覆グラファイト、ニッケル被覆グラファイト、そのような金属の合金など、さらにはそれらの混合物が挙げられる。粉末およびフレークの形態のフィラーはいずれも、本発明の組成物において使用されてよい。フレークは、約2ミクロン未満の厚さ、約20から約25ミクロンの平面寸法を有するのが好ましい。通常使用されるフレークは、約0.15から5.0m/gの表面積および約0.4から約5.5g/ccまでのタップ密度を有する必要がある。通常使用される粉末は、約0.5から15ミクロンの直径を有する必要がある。
熱伝導性を与えるためによく使用される他の伝導性フィラーとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、シリコンカーバイド、ダイヤモンド、グラファイト、ベリリウムオキシド、マグネシア、シリカ、アルミナなどが挙げられる。好ましくは、これらのフィラーの粒径は、約5から約30ミクロンまでの範囲、例えば、約20ミクロンであってよい。
伝導性フィラーは、典型的には、全組成物の約1重量%から約95重量%までの範囲、例えば、約50重量%から約85重量%までの範囲、望ましくは約70重量%から約80重量%までの範囲で含まれる。
本発明の組成物は、さらに、他の添加物、例えば、消泡剤、レベリング剤、染料、および顔料を含んでいてよい。
本発明の組成物は、選択された基体、例えば、ウエハーまたはダイ上に、従来の塗布方法、例えば、ステンシル印刷、スクリーン印刷またはスプレーコーティングによって塗布されうる。
本発明のさらなる態様では、接着剤で基体にデバイスを取り付けるための方法が提供され、この方法は、基体とデバイスの間に配置された充分な量の本発明の組成物を、本発明の組成物を硬化するのに適した条件に置くことを含む。本発明の実施において使用することが意図されたデバイスとしては、任意の表面実装部品、例えば、半導体ダイ、抵抗器、コンデンサなどが挙げられる。
本発明の方法の実施に使用することが意図されたデバイスは、半導体ダイが好ましい。使用することが意図された基体としては、金属基体(例えば、リードフレーム)、有機基体(例えば、ラミネート、ボール・グリッド・アレイ、およびポリアミドフィルム)などが挙げられる。
下記の表1に説明するように、認められた構成成分を有する硬化性組成物を、それぞれグラム量で約10から15分、室温で一緒に混合した。
Figure 2011530618
試料番号1−3は、本発明の範囲内にあるが、一方、試料番号4および5については、比較する目的で提示する。
各々の試料の一定量を基体上に置き、次いでシリコンダイを試料上に置き、組立物を160℃の温度で、30分間、硬化した。
試料の電気伝導性については、各試料をスライド・ガラス上に塗布し、約60℃の温度の試料を、90分間硬化することによって評価した。硬化した時点で、その厚さを決定するために硬化試料を測定し、次いで硬化試料をオーム計に取り付け、オームでのその抵抗を測定して記録する。次いで、各硬化試料の体積抵抗率を計算した。低い体積抵抗率は大きな電気伝導性を指示し、すなわち、これは望ましい。
約60℃の温度で、90分間に渡って硬化された各試料の体積抵抗率(オーム−cm)を下の表2に示す。この試験では、低い値は優れた電気伝導性を表す。
Figure 2011530618

Claims (19)

  1. a.
    Figure 2011530618
    をそれぞれ含む、マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド化合物の1種以上であって、式中、
    m=1−15であり、
    p=0−15であり、
    各Rは、独立して、水素または低級アルキルから選択され、および
    Jは有機または有機シロキサン基、およびそれらの2種以上の組合せを含む一価または多価部分構造を含み;ならびに
    b.金属/カルボキシレート錯体およびペルオキシドの組合せを含む硬化性成分、を含む硬化性組成物。
  2. 前記金属/カルボキシレート錯体が、IVA族、IVB族、VIII族、およびランタノイド系元素金属からなる群より選択される金属を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記金属/カルボキシレート錯体が、コバルトベンゾエート、コバルトオクトエート、ジルコニウムオクトエート、セリウムオクトエート、鉄オクトエート、コバルトオレエート、コバルトデカノエート、コバルトホルメート、コバルトアセテート、コバルトサリシレート、コバルトステアレート、鉛ステアレート、およびニッケルオクトエートからなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記ペルオキシドが、100℃未満の低い分解温度を有し、酸素−酸素の単結合を含有するラジカル開始剤である、請求項1に記載の組成物。
  5. 約30から90分間に渡って、55−70℃の温度条件下で硬化性である、請求項1に記載の組成物。
  6. さらに、フィラーを含む、請求項1に記載の組成物。
  7. 前記フィラーが、電気伝導性である、請求項1に記載の組成物。
  8. 前記フィラーが、熱伝導性である、請求項1に記載の組成物。
  9. 前記金属/カルボキシレート錯体が、コバルト、ジルコニウム、鉛、セリウム、および鉄からなる群より選択される金属のカルボキシレート塩である、請求項1に記載の組成物。
  10. 前記金属/カルボキシレート錯体が、0.05から20部%の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
  11. 前記ペルオキシドが、ペルオキシジカルボネートおよび芳香族ペルオキシネオデカノエートからなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
  12. 前記ペルオキシドが、0.05から20部%の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
  13. 前記マレイミド含有化合物、前記ナジイミド含有化合物、および前記イタコンイミド含有化合物が、1価基に結合したマレイミド官能基、イタコンイミド官能基またはナジイミド官能基をそれぞれ含み、または多価基によって分離されたマレイミド官能基、イタコンイミド官能基またはナジイミド官能基をそれぞれ含み、前記1価基または前記多価基の各々は、前記マレイミド含有化合物、前記イタコンイミド含有化合物または前記ナジイミド含有化合物をそれぞれ液体にするのに充分な長さおよび分岐を有する、請求項1に記載の組成物。
  14. 前記マレイミド含有化合物、前記ナジイミド含有化合物、および前記イタコンイミド含有化合物のJが、以下の(a)〜(i)からなる群より選択されるものである、請求項1に記載の組成物。
    (a)任意に、前記アルキル鎖上に置換基として、または前記アルキル鎖の主鎖の一部として任意に置換されたアリール部分構造を含有し、およびここで、前記アルキル鎖は、約20個までの炭素原子を有する、飽和直鎖アルキルまたは分岐鎖アルキル;
    (b)構造:−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−、−(C(R−C(R)−C(O)O−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−O(O)C−(C(R−、または−(C(R−C(R)−O(O)C−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−C(O)O−(C(R
    (但し、各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    各Rは、独立して、水素、低級アルキルまたはアリールであり、
    d=1−10であり、
    e=1−10であり、および
    f=1−50である。)
    を有するシロキサン;
    (c)構造:[(CR−O−]−(CR
    (但し、各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    r=1−10であり、
    s=1−10であり、および
    fは上で定義されたとおりである。)
    を有するポリアルキレンオキシド;
    (d)構造:
    Figure 2011530618
    (但し、各Arは、3から10個までの範囲の炭素原子を有する1置換、2置換または3置換芳香族またはヘテロ芳香族環であり、および
    Zは、
    (i)飽和直鎖アルキレンまたは分岐鎖アルキレンであって、任意に、前記アルキレン鎖上の置換基としてまたは前記アルキレン鎖の主鎖の一部として飽和環状部分構造を含み、または
    (ii)構造:−[(CR−O−]−(CR−を有するポリアルキレンオキシドであって、構造中、
    各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    rおよびsは各々上で定義されたものと同じであり、および
    qは1から50までの範囲に入る。)
    を有する芳香族基;
    (e)構造:
    Figure 2011530618
    (但し、各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    tは2から10までの範囲に入り、
    uは2から10までの範囲に入り、および
    Arは上で定義されたものと同じである。)
    を有するジ−またはトリ−置換芳香族部分;
    (f)構造:
    Figure 2011530618
    (但し、
    各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    t=2−10であり、
    k=1、2、または3であり、
    g=1から50までであり、
    各Arは上で定義されたとおりであり、
    Eは、−O−または−NR−であり、ここで
    は水素または低級アルキルであり、および
    Wは、
    (i)直鎖または分岐鎖アルキル、アルキレン、オキシアルキレン、アルケニル、アルケニレン、オキシアルケニレン、エステル、またはポリエステル、
    (ii)構造:−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−、−(C(R−C(R)−C(O)O−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−O(O)C−(C(R−、または−(C(R−C(R)−O(O)C−(C(R−[Si(R−O]−Si(R−(C(R−C(O)O−(C(R−を有するシロキサンであって、構造中、
    各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    各Rは、独立して、水素、低級アルキルまたはアリールであり、
    d=1−10であり、
    e=1−10であり、および
    f=1−50であり;または
    (iii)構造:−[(CR−O−]−(CR−を有するポリアルキレンオキシドであって、構造中、
    各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
    r=1−10であり、
    s=1−10であり、および
    fは上で定義されたとおりであり、
    前記ポリアルキレンオキシドは、任意に、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、ニトリル、シクロアルキルまたはシクロアルケニルから選択される置換基を含有する。)
    を有する芳香族基;
    (g)構造:R−U−C(O)−NR−R−NR−C(O)−(O−R−O−C(O)−NR−R−NR−C(O))−U−R−(但し、構造中、
    各Rは、独立して、水素または低級アルキルであり、
    各Rは、独立して、1から18個の炭素原子を有するアルキル、アリール、またはアリールアルキル基であり、
    各Rは鎖中に約100個までの原子を有するアルキルまたはアルキルオキシ鎖であり、任意に、Arで置換されており、
    Uは、−O−、−S−、−N(R)−、または−P(L)1,2−であり、ここで、
    Rは上で定義されたとおりであり、
    各Lは、独立して、=O、=S、−ORまたは−Rであり、および
    v=0−50である。)
    を有するウレタン基;
    (h)多環式アルケニル;および
    (i)それらの組合せ。
  15. 前記式中、
    m=1−6であり、
    p=0であり、
    各Rが、独立して、水素または低級アルキルから選択され、および
    Jが、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、ヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、ポリシロキサン、ポリシロキサン−ポリウレタンブロックコポリマー、およびそれらの2種以上の組合せからなる群より選択される1価または多価基であり、任意に、共有結合、−O−、−S−、−NR−、−O−C(O)−、−O−C(O)−O−、−O−C(O)−NR−、−NR−C(O)−、−NR−C(O)−O−、−NR−C(O)−NR−、−S−C(O)−、−S−C(O)−O−、−S−C(O)−NR−、−S(O)−、−S(O)−、−O−S(O)−、−O−S(O)−O−、−O−S(O)−NR−、−O−S(O)−、−O−S(O)−O−、−O−S(O)−NR−、−O−NR−C(O)−、−O−NR−C(O)−O−、−O−NR−C(O)−NR−、−NR−O−C(O)−、−NR−O−C(O)−O−、−NR−O−C(O)−NR−、−O−NR−C(S)−、−O−NR−C(S)−O−、−O−NR−C(S)−NR−、−NR−O−C(S)−、−NR−O−C(S)−O−、−NR−O−C(S)−NR−、−O−C(S)−、−O−C(S)−O−、−O−C(S)−NR−、−NR−C(S)−、−NR−C(S)−O−、−NR−C(S)−NR−、−S−S(O)−、−S−S(O)−O−、−S−S(O)−NR−、−NR−O−S(O)−、−NR−O−S(O)−O−、−NR−O−S(O)−NR−、−NR−O−S(O)−、−NR−O−S(O)−O−、−NR−O−S(O)−NR−、−O−NR−S(O)−、−O−NR−S(O)−O−、−O−NR−S(O)−NR−、−O−NR−S(O)−O−、−O−NR−S(O)−NR−、−O−NR−S(O)−、−O−P(O)R−、−S−P(O)R−、−NR−P(O)R−から選択される1種以上の連結基を含有し、ここで、各Rは、独立して、水素、アルキルまたは置換アルキル、およびそれらのいずれか2種以上の組合せである、請求項14に記載の組成物。
  16. 前記マレイミド含有化合物、前記ナジイミド含有化合物、および前記イタコンイミド含有化合物が、1価基に結合したマレイミド官能基、ナジイミド官能基またはイタコンイミド官能基をそれぞれ含み、または多価基によって分離されたマレイミド官能基、ナジイミド官能基またはイタコンイミド官能基をそれぞれ含み、前記1価基または前記多価基の各々は、前記マレイミド含有化合物、前記ナジイミド含有化合物または前記イタコンイミド含有化合物をそれぞれ液体にするのに充分な長さおよび分岐を有する、請求項1に記載の組成物。
  17. 接着剤で回路基板にチップダイを取り付けるための方法であって、
    (a)請求項1に記載の組成物を前記チップダイに塗布するステップ、
    (b)組立品を形成するために前記チップダイを前記回路基板と接合するステップであって、ここで、前記チップダイおよび前記回路基板は、ステップ(a)で塗布された前記組成物によって分離されており、および
    (c)ステップ(b)で形成された前記組立品を、前記組成物を硬化するのに適した条件に置くステップ、を含む方法。
  18. 担体基体に取り付けられた、および担体基体との電気的相互接続で取り付けられた半導体チップを含む製造品であって、前記半導体チップは第1の表面および第2の表面を有し、前記担体基体との電気的な接合を提供するために前記第1の表面がその上に事前に決定されたパターンで配置された電気接点を有し、および前記第2の表面がその表面層または一部分上に配置された請求項1に記載の硬化された組成物を有し、それによって、前記半導体チップと前記担体基体との間の接合を提供する、製造品。
  19. 請求項1に記載の前記組成物の反応生成物。
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