JP2017125149A - 封止用樹脂組成物および電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
熱硬化性樹脂と、
分子中にカルボジイミド基を有し、かつイソシアネート基を有しないカルボジイミド化合物のモノマーと、を含む、封止用樹脂組成物が提供される。
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(A)を有している。
当該熱硬化性樹脂(A)は、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、およびマレイミド樹脂からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。これらの中でも、硬化性、保存性、耐熱性、耐湿性、および耐薬品性を向上させる観点から、エポキシ樹脂を含むことがとくに好ましい。
本実施形態の封止用樹脂組成物は、たとえば硬化剤(B)を含むことができる。封止用樹脂組成物に含まれる硬化剤(B)としては、たとえば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、および縮合型の硬化剤の3タイプに大別することができる。
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、たとえば硬化促進剤(C)を含むことができる。硬化促進剤(C)は、熱硬化性樹脂樹脂(A)(たとえばエポキシ樹脂)と、硬化剤(B)(たとえばフェノール樹脂系硬化剤)と、の架橋反応を促進させるものであればよい。
上記アルキル基としては、特に限定されないが、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、n−ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、n−オクチル基等が用いられる。
本実施形態において、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などの炭素環式芳香族基、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基などの複素環式芳香族基を表す。また、アリール基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン原子、硫黄原子、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数6〜20の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、などが挙げられる。本実施形態において、置換基は互いに連結して環を形成してもよい。
本実施形態の封止用樹脂組成物は、充填材(D)を含むことができる。充填材(D)は、たとえば、溶融破砕シリカ及び溶融球状シリカ等の溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化珪素、および窒化アルミからなる群から選択される一種類または二種類以上の無機充填材を含むことができる。この中でも、好ましくは、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ等のシリカであり、より好ましくは溶融球状シリカを使用することができる。
本実施形態の封止用樹脂組成物には、必要に応じて、たとえば、カップリング剤、離型剤、難燃剤、イオン捕捉剤、着色剤、低応力剤および酸化防止剤等の各種添加剤のうち一種または二種以上を適宜配合することができる。
上記難燃剤は、たとえば水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼンから選択される1種類または2種類以上を含むことができる。着色剤は、たとえばカーボンブラックを含むことができる。
上記イオン捕捉剤は、ハイドロタルサイト類またはマグネシウム、アルミニウム、ビスマス、チタン、ジルコニウムから選ばれる元素の含水酸化物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
上記着色剤は、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタンから選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
上記低応力剤は、ポリブタジエン化合物、アクリロニトリルブタジエン共重合化合物、シリコーンオイル、シリコーンゴム等のシリコーン化合物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
一般的に硬化促進剤としてイミダゾールを使用した場合、塩素が増加することが知られている。詳細なメカニズムは定かでないが、本実施形態のカルボジイミド化合物は、例えばイミダゾールと異なる反応機構を有しているために、エポキシ樹脂内の結合性塩素が脱離しないものと考えられる。
本実施形態に係る電子部品100は、電子素子10または金属部材、を封止する封止樹脂20を備えている。封止樹脂20は、本実施形態に係る封止用樹脂組成物の硬化物により構成されている。また、電子素子10および金属部材としては、たとえば上記において例示したものを用いることができる。
また、電子部品100は、金属部材と、金属部材を封止する封止樹脂20と、を備えていてもよい。このような電子部品100としては、たとえば金属配線を封止用樹脂組成物により封止して形成される樹脂基板が挙げられる。
以上から、本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、一般的な電子装置に限らず、上記半導体パッケージに用いられる半導体封止用樹脂組成物、上記車載用電子制御ユニット(ECU)に用いられるECU封止用樹脂組成物、または上記樹脂基盤に用いられる樹脂基板用封止樹脂組成物に適用可能である。
電子部品100の製造方法は、上述の封止用樹脂組成物を用いて電子素子10または金属部材を封止成形する工程を備えている。これにより、電子素子10または金属部材を封止して得られる成形体において反りが発生することを抑制することができる。
以下、図2に示す電子部品100の製造方法の一例について詳述する。
本実施形態においては、たとえばこのようにして電子部品100が形成される。
各実施例について、次のように封止用樹脂組成物を調製した。まず、表1に示す配合に従い、熱硬化性樹脂(A)、硬化剤(B)、カルボジイミド化合物、硬化促進剤(C)、シランカップリング剤、離型剤、および着色剤を、ミキサーを用いて混合して混合物を得た。次いで、上記混合物に対し、表1に示す配合に従い充填材(D)を添加した後、ミキサーを用いて混合した。次いで、得られた混合物を、70〜100℃でロール混練した。次いで、混練後の混合物を冷却し、粉砕して、粉粒状の封止用樹脂組成物を得た。
熱硬化性樹脂1:ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂(NC−3000、日本化薬(株)製)
熱硬化性樹脂2:ビフェニル型エポキシ樹脂(YX−4000H、三菱化学(株)製)
硬化剤1:ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂(MEH−7851SS、明和化成(株)製)
硬化剤2:フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂を(XLC−3L、三井化学(株)製、)
トリフェニルホスフィン(PP360、ケイ・アイ化成(株)製)
無機充填材1:球状溶融シリカ(電気化学工業(株)製、FB−950FC、平均粒径D50:24μm)
無機充填材2:球状溶融シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R、平均粒径D50:0.5μm)
なお、上記の充填材の平均粒径(D50)は、レーザー回折式粒度分布測定装置(島津製作所社製、SALD−7000)を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定し、そのメディアン径(D50)を平均粒径とした。
着色剤:カーボンブラック(三菱化学(株)製、MA600)
各実施例および比較例について、得られた封止用樹脂組成物に対しスパイラルフロー測定を行った。スパイラルフロー測定は、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−15」)を用いて、EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長を測定することにより行った。結果を表1に示す。
各実施例および比較例について、得られた封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)、線膨張係数(CTE1、CTE2)を、以下のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−15」)を用いて金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒で封止用樹脂組成物を注入成形し、10mm×4mm×4mmの試験片を得た。次いで、得られた試験片を175℃、4時間で後硬化した後、熱機械分析装置(セイコー電子工業(株)製、TMA100)を用いて、測定温度範囲0℃〜320℃、昇温速度5℃/分の条件下で測定を行った。この測定結果から、ガラス転移温度(Tg)、ガラス転移温度以下における線膨張係数(CTE1)、ガラス転移温度超過における線膨張係数(CTE2)を算出した。結果を表1に示す。
各実施例および比較例について、得られた封止用樹脂組成物の成形収縮率を測定した。測定は、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−15」)を用いて金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で作製した試験片に対して、JIS K 6911に準じて行った。結果を表1に示す。
12 電極
20 封止樹脂
30、32 絶縁層
40 ビア
42 配線
44 半田ボール
50 キャリア
52 マウントフィルム
100 電子部品
200 成形体
Claims (11)
- 熱硬化性樹脂と、
分子中にカルボジイミド基を有し、かつイソシアネート基を有しないカルボジイミド化合物のモノマーと、を含む、封止用樹脂組成物。 - 請求項2に記載の封止用樹脂組成物であって、
前記一般式(I)中のR1及びR2は、それぞれ置換又は無置換のシクロアルキル基、または置換又は無置換の芳香族基を含む環状構造を有している、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
前記カルボジイミド化合物のモノマーが、ジシクロヘキシルカルボジイミド、エチルシクロヘキシルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジエチルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミドからなる群から選択される一種または二種以上である、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
前記カルボジイミド化合物のモノマーの含有量が、前記封止用樹脂組成物の全体に対して0.1質量%以上2.0質量%以下である、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
当該封止用樹脂組成物を175℃、120秒で成形した際の成形収縮率が0.13%未満である、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
当該封止樹脂組成物の硬化物のハロゲンイオンの含有量が20ppm以下である、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
当該封止用樹脂組成物の175℃におけるゲルタイムが、10秒以上、50秒以下である、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物であって、
当該封止用樹脂組成物のスパイラルフローの流動長が、90cm以上である、封止用樹脂組成物。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物を備える、電子装置。
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