JP2013087191A - ポリマーナノコンポジット樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱硬化性樹脂3と、硬化剤4と、シルセスキオキサン誘導体2により表面改質処理された無機ナノフィラー1とを含んでなるポリマーナノコンポジット樹脂組成物、かかる組成物を硬化してなるポリマーナノコンポジット樹脂硬化物、かかる組成物の製造方法、かかる組成物により封止してなる半導体モジュール、ならびに半導体モジュールの製造方法を提供する。
【選択図】図1
Description
nRSiO3/2 ・・・(化1)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体により表面改質処理された無機ナノフィラーとを含んでなる。
nRSiO3/2 ・・・(化2)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体により表面改質処理された無機ナノフィラーを、熱硬化性樹脂に所定の配合割合で混合する第1の混合ステップと、前記無機ナノフィラーと、前記熱硬化性樹脂との混合物に、硬化剤を所定の配合割合で混合する第2の混合ステップとを含む。
nRSiO3/2 ・・・(化3)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体とを溶液中で分散させ、反応させるステップと、反応後の無機ナノフィラーを乾燥させるステップとにより調製されることが好ましい。
nRSiO3/2 ・・・(化4)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体により表面改質処理された無機ナノフィラーとを含んでなる。
RSiO3/2 ・・・(化5)
(式中、Rは有機官能基である。)
であるポリシロキサンの総称である。本明細書において、シルセスキオキサン誘導体とは、上記式で示されるT単位の繰り返し構造を有する化合物:
nRSiO3/2 ・・・(化6)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
をいうものとする。上記式中、nは4〜12の範囲であることが好ましい。
無機ナノフィラーとして溶融シリカ(SiO2)の粒子径12nmのものを準備した(日本アエロジル社製 AEROSIL200)。これに表面改質処理剤にて表面改質処理を行った。表面改質処理剤には、有機官能基にアミノ基を有するシルセスキオキサン誘導体を用いた。表面改質処理剤は無機ナノフィラー100重量部に対し1重量部とした。表面改質処理剤による処理は、スラリー法で実施した。テトラヒドロフラン溶液に分散したシルセスキオキサン誘導体に無機ナノフィラーを加え、約30分攪拌し、濾過を行い、余分な溶液を取り除いたのち、トレーに広げて、150℃にて約90分乾燥させた。その後、微粒化装置ナノマイザーを用いて、無機ナノフィラーを平均粒径として12nmにまで粉砕した。
表面改質処理剤として、従来のシランカップリング剤である反応性官能基部にアミン、加水分解性基にメトキシ基をもつシラン化合物(東レ・ダウコーニング社製、Z−6011)を用いたこと以外は上記実施例と同様にして、比較例1のポリマーナノコンポジット樹脂硬化物を得た。
無機ナノフィラーに表面改質処理を行わなかったこと以外は上記実施例と同様にして、比較例2のポリマーナノコンポジット樹脂硬化物を得た。
実施例と比較例1、2のポリマーナノコンポジット樹脂硬化物について、吸湿性試験、密着性試験およびガラス転移温度の測定を行った。吸湿性試験は、半導体における高温高湿試験として一般的なプレッシャークッカーテスト(PCT)を行った。試験は、プレッシャークッカー槽(TPC−412M、ESPEC(株)製)を用い、温度130℃、湿度85%RH、さらし時間100Hr、中間取出し時間25Hr/50Hrの条件で行った。密着性試験は、一般的なクロスカット法(JIS K 5600−5−6)により行った。石英ガラス上に表面改質処理剤を塗布し、その塗膜に1mm角の格子パターン(100マス)をカッターで切り込んだ後、セロハンテープを貼って引き剥がした。剥離後の塗膜の剥離個数をカウントした。ガラス転移温度の測定は、示差走査熱量計(DSC6200 SII製)を用い、25〜270℃の範囲で10℃/minの昇温速度、N2ガス 35ml/min下で測定を行った。表1に結果を示す。
2 シルセスキオキサン誘導体
3 エポキシ樹脂
4 硬化剤
Claims (11)
- 熱硬化性樹脂と、
硬化剤と、
下記式:
nRSiO3/2 ・・・(化1)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体により表面改質処理された無機ナノフィラーと、
を含んでなるポリマーナノコンポジット樹脂組成物。 - Rが、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、フェノール基、イソシアネート基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基を含む、請求項1に記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物。
- 前記シルセスキオキサン誘導体の構造が、ランダム構造、ラダー構造、カゴ構造からなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項1又は2に記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物。
- 前記無機ナノフィラーが、結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、チタニア、窒化アルミ、窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項1〜3のいずれかに記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物。
- 半導体封止材として用いられる、請求項1〜5のいずれかに記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の組成物を硬化させてなる、ポリマーナノコンポジット樹脂硬化物。
- 下記式:
nRSiO3/2 ・・・(化2)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体により表面改質処理された無機ナノフィラーを、熱硬化性樹脂に所定の配合割合で混合する第1の混合ステップと、
前記無機ナノフィラーと、前記熱硬化性樹脂との混合物に、硬化剤を所定の配合割合で混合する第2の混合ステップと
を含む、ポリマーナノコンポジット樹脂組成物の製造方法。 - 前記表面改質処理された無機ナノフィラーが、無機ナノフィラーと、下記式:
nRSiO3/2 ・・・(化3)
(式中、Rは有機官能基であり、nは2以上の整数である。)
で示されるシルセスキオキサン誘導体とを溶液中で分散させ、反応させるステップと、
反応後の無機ナノフィラーを乾燥させるステップと
により調製される、請求項8に記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物の製造方法。 - 金属ブロックと、前記金属ブロックの一方面に形成された絶縁層と、前記金属ブロックの他方面に実装された回路素子とを含んでなる半導体素子組立体を、請求項1〜6のいずれかに記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物により封止してなる半導体モジュール。
- 金属ブロックの一方面に絶縁層を形成する絶縁層形成ステップと、
前記金属ブロックの他方面に回路素子を実装する素子実装ステップと、
前記回路素子を実装してなる半導体素子組立体を、請求項1〜6のいずれかに記載のポリマーナノコンポジット樹脂組成物により封止する樹脂封止ステップと
を含む半導体モジュールの製造方法。
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