JP2018053241A - 静電容量型センサ封止用樹脂組成物および静電容量型センサ - Google Patents

静電容量型センサ封止用樹脂組成物および静電容量型センサ Download PDF

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Abstract

【課題】静電容量型センサ封止用樹脂組成物を用いて絶縁膜を作製し、該絶縁膜に表面塗装膜を形成した際に、経時による該表面塗装膜の発色性の低下を抑制できる静電容量型センサ封止用樹脂組成物、及び、静電容量型センサを提供する。【解決手段】本発明の静電容量型センサ封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、充填剤と、を含み、当該樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される硬化物の明度Lの値が25以上であり、下記条件1により得られる当該樹脂組成物からなる第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される第1試験片の色度bの値をb0とし、下記条件2により得られる当該樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される第2試験片の色度bの値をb1としたとき、b1−b0の式で算出されるΔbの値が、0以上30以下である。(条件1:当該樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理して得られる硬化物を第1試験片とする。)(条件2:当該樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、4時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を第2試験片とする。)【選択図】なし

Description

本発明は、静電容量型センサ封止用樹脂組成物および静電容量型センサに関する。
静電容量型センサについては、様々な技術が検討されている。例えば、特許文献1では、静電容量方式によって指紋情報を検出する半導体指紋センサについて検討されている。
特許文献1には、シリコン等の基板上に、層間膜を介して、複数の電極がアレイ状に配置され、その上面を絶縁膜(封止膜)でオーバーコートした指紋読み取りセンサが記載されている。
特開2004−234245号公報
近年の静電容量型センサにおいては、絶縁膜(封止膜)上に表面塗装を施す場合がある。このような場合、絶縁膜(封止膜)の色が透けることを防ぎ、表面塗装膜の発色性を良好なものとする観点から、淡色の絶縁膜(封止膜)を形成することが望ましいとされている。ただし、上述した淡色の絶縁膜(封止膜)を形成するためには、カーボンブラックなどの着色剤が配合されていない樹脂組成物を用いて絶縁膜(封止膜)を形成する必要がある。しかし、本発明者は、淡色の絶縁膜(封止膜)を形成した場合、かかる淡色の絶縁膜(封止膜)を備えた静電容量型センサの使用時に、該絶縁膜(封止膜)の色合いが徐々に変化するといった不都合が生じる可能性があることを見出した。また、本発明者は、上述した不都合が生じた際には、絶縁膜(封止膜)に対して塗装した表面塗装膜についても、その発色性が徐々に低下するという不都合が生じることも合わせて見出した。
そこで、本発明は、静電容量型センサ封止用樹脂組成物を用いて絶縁膜を作製し、該絶縁膜に表面塗装膜を形成した際に、経時による該表面塗装膜の発色性の低下を抑制できる静電容量型センサ封止用樹脂組成物、及び、静電容量型センサを提供するものである。
本発明によれば、静電容量型センサにおける封止膜を形成するために用いられる、静電容量型センサ封止用樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
充填剤と、
を含み、
当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記硬化物の明度Lの値が25以上であり、
下記条件1により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第1試験片の色度bの値をb0とし、
下記条件2により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第2試験片の色度bの値をb1としたとき、
b1−b0の式で算出されるΔbの値が、0以上30以下である、静電容量型センサ封止用樹脂組成物が提供される。
(条件1:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理して得られる硬化物を前記第1試験片とする。)
(条件2:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、4時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を前記第2試験片とする。)
また、本発明によれば、基板と、
前記基板上に設けられた検出電極と、
前記検出電極を封止し、かつ、上記静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物により構成された封止膜と、
を備える静電容量型センサが提供される。
本発明によれば、静電容量型センサ封止用樹脂組成物を用いて絶縁膜を作製し、該絶縁膜に表面塗装膜を形成した際に、経時による該表面塗装膜の発色性の低下を抑制できる静電容量型センサ封止用樹脂組成物、及び、静電容量型センサを提供することができる。
本実施形態に係る静電容量型センサを模式的に示す断面図である。
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
<静電容量型センサ封止用樹脂組成物>
本実施形態に係る静電容量型センサ封止用樹脂組成物(以下、本樹脂組成物ともいう。)は、静電容量型センサにおける封止膜を形成するために用いられるものである。そして、本樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、充填剤と、を含んでおり、本樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される硬化物の明度Lの値が25以上となる。さらに、本樹脂組成物は、下記条件1により得られる該樹脂組成物からなる第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第1試験片の色度bの値をb0とし、下記条件2により得られる該樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第2試験片の色度bの値をb1としたとき、b1−b0の式で算出されるΔbの値が、0以上30以下となることを特徴としている。こうすることで、本樹脂組成物を用いて淡色の絶縁膜(封止膜)を形成した場合においても、かかる絶縁膜(封止膜)について、色調の変化が生じることを経時的に抑制することが可能となる。
(条件1:本樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理して得られる硬化物を上記第1試験片とする。)
(条件2:本樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、4時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を上記第2試験片とする。)
ここで、本樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される硬化物の明度Lの値は、25以上であるが、好ましくは、25以上72以下であり、より好ましくは、30以上60以下である。つまり、本樹脂組成物の硬化物の色は、いわゆる白色または灰色であることが好ましく、いわゆる灰色であるとさらに好ましい。こうすることで、近年の静電容量型センサに要求されている淡色の絶縁膜(封止膜)を歩留りよく作製することが可能となる。
また、本実施形態において、上述したΔbの値は、0以上30以下であるが、絶縁膜(封止膜)について色調の変化が生じることを長期間効果的に抑制する観点から、好ましくは、1以上28以下であり、より好ましくは、2以上25以下であり、さらに好ましくは、2以上15以下である。
本実施形態において、上記Δbの値は、該樹脂組成物に含まれる各成分の種類や含有量、本樹脂組成物の粒度分布等をそれぞれ適切に調整することにより制御することが可能である。本実施形態においては、例えば、酸化による変色が起きにくいフェノール樹脂硬化剤の使用、着色剤を配合する場合にはその配合量と、エポキシ樹脂、硬化剤および充填剤の配合量とのバランスの制御等といった工夫を施すことにより、上記Δbの値を制御することができる。
また、本実施形態においては、上記条件1により得られる第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される第1試験片の明度Lの値をL0とし、上記条件2により得られる本樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される第2試験片の明度Lの値をL1としたとき、L1−L0の式で算出されるΔLaの値が、−3.5以上5以下となることが好ましく、−3.3以上4以下となるとより好ましく、−3.2以上2以下となるとさらに好ましい。こうすることで、熱履歴で色目の変化が起きにくいという観点において、優れた静電容量型センサを実現することができる。
本実施形態において、上記ΔLaの値は、該樹脂組成物に含まれる各成分の種類や含有量、本樹脂組成物の粒度分布等をそれぞれ適切に調整することにより制御することが可能である。本実施形態においては、例えば、酸化による変色が起きにくいフェノール樹脂硬化剤の使用、着色剤を配合する場合にはその配合量と、エポキシ樹脂、硬化剤および充填剤の配合量とのバランスの制御等といった工夫を施すことにより、上記ΔLaの値を制御することができる。
また、本実施形態においては、下記条件3により得られる本樹脂組成物からなる第3試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される第3試験片の明度Lの値をL2としたとき、該L2の値と、上記条件2により得られる本樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される第2試験片の明度Lの値L1とから、L2−L1の式で算出されるΔLbの値が、−6以上0以下となることが好ましく、−5.5以上0以下となるとより好ましく、−1.5以上−0.5以下となるとさらに好ましい。こうすることで、熱履歴で色目の変化が起きにくいという観点において、優れた静電容量型センサを実現することができる。
(条件3:本樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、8時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を上記第3試験片とする。)
本実施形態において、上記ΔLbの値は、該樹脂組成物に含まれる各成分の種類や含有量、本樹脂組成物の粒度分布等をそれぞれ適切に調整することにより制御することが可能である。本実施形態においては、例えば、酸化による変色が起きにくいフェノール樹脂硬化剤の使用、着色剤を配合する場合にはその配合量と、エポキシ樹脂、硬化剤および充填剤の配合量とのバランスの制御等といった工夫を施すことにより、上記ΔLbの値を制御することができる。
以下、本樹脂組成物について詳細に説明する。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂としては、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。
本実施形態において、エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;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、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(ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂)等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
これらのうち、耐湿信頼性と成形性のバランスを向上させる観点からは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂、およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂のうちの少なくとも一つを含むことがより好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂およびビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂のうちの少なくとも一方を含むことが特に好ましい。
エポキシ樹脂としては、下記式(1)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂、下記式(2)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂、および、下記式(3)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上を含むことが好ましく、下記式(1)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂、または、下記式(2)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
Figure 2018053241
(式(1)中、Arはフェニレン基またはナフチレン基を表し、Arがナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基はα位、β位のいずれに結合していてもよい。Arはフェニレン基、ビフェニレン基またはナフチレン基のうちのいずれか1つの基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1〜10の炭化水素基を表す。gは0〜5の整数であり、hは0〜8の整数である。nは重合度を表し、その平均値は1〜3である。)
Figure 2018053241
(式(2)中、複数存在するRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である。)
Figure 2018053241
(式(3)中、複数存在するRおよびRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である。)
本樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂の含有量は、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、2.0質量%以上であることが好ましく、3.0質量%以上であることがより好ましく、4.0質量%以上であることが更に好ましく、6.2質量%以上であることが一層好ましい。従来の静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物について、経時によって色合いが変化する理由の一つとして、硬化剤の備える反応性基が、経時によって変化することが原因と考えられる。一例として、硬化剤の備えるフェノール性水酸基が、経時によってキノンに変化することで、従来の静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物は色合いが変化する。エポキシ樹脂の含有量が上記数値範囲以上であることにより、硬化剤が備えるエポキシ樹脂との反応性基を適切に消費できる。これにより、経時によって、本樹脂組成物の発色性が変化することを抑制できる。
一方で、本樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂の含有量は、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記上限値以下とすることにより、本樹脂組成物の硬化物を封止膜として用いる静電容量型センサについて、耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。
(充填剤)
本実施形態に係る充填剤は、比誘電率(1MHz)が5以上であるものならば特に限定されないが、例えば、得られる本樹脂組成物の硬化物の比誘電率を特に向上できる観点から、シリカ、アルミナ、酸化チタンおよびチタン酸バリウムから選択される一種または二種以上を用いることが好ましく、樹脂の酸化劣化を抑制する観点から、シリカ、アルミナおよびチタン酸バリウムから選択される一種または二種以上を用いることがさらに好ましい。
また、本実施形態においては、絶縁膜(封止膜)の経時的な色調の変化を抑制しつつ、静電容量型センサの感度を良好な状態に保持する観点から、平均粒径(D50)が異なる2種以上の充填剤を併用することが好ましい。
本樹脂組成物中における充填剤の含有量は、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが特に好ましい。充填剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、本樹脂組成物の誘電特性をより一層向上させ、静電容量型センサの感度をより一層向上させることができる。
一方で、本樹脂組成物中における充填剤の含有量は、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、90質量%以下であることが好ましく、89質量%以下であることがより好ましい。充填剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、本樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上させることが可能となる。
充填剤の平均粒径D50は、0.2μm以上8μm以下であり、1μm以上5μm以下であることが好ましい。平均粒径D50を上記下限値以上とすることにより、本樹脂組成物の流動性を良好なものとし、成形性をより効果的に向上させることが可能となる。また、平均粒径D50を上記上限値以下とすることにより、ゲート詰まり等が生じることを確実に抑制できる。
なお、平均粒径D50は、市販のレーザー式粒度分布計(例えば、(株)島津製作所製、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D50とすることができる。
(硬化剤)
本樹脂組成物は、例えば、硬化剤を含むことができる。硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数2〜20の直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジシクロヘキサン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、ジシアノジアミド等のアミン類;アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;トリスフェノールメタン型フェノール樹脂(トリフェニルメタン型フェノール樹脂)等の多官能型フェノール樹脂;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂(ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂)等のフェノールアラルキル樹脂;ナフタレン骨格やアントラセン骨格のような縮合多環構造を有するナフトールアラルキル型フェノール樹脂等のフェノール樹脂;ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)等の脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)等の芳香族酸無水物等を含む酸無水物等;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテル等のポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネート等のイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂等の有機酸類が挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化剤としては、上記具体例のうち、例えば、フェノール樹脂を用いるのが好ましい。また、フェノール樹脂としては、上記具体例のうち、例えば、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、及び、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂からなる群より選択される1種以上を用いるのが好ましい。これにより、硬化剤の酸化によって、発色性の構造が形成されるのを抑制できる。したがって、本実施形態樹脂組成物の硬化物の経時による色合いの変化が生じることを抑制できる。
本樹脂組成物中における硬化剤の含有量の上限値は、例えば、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、5.8質量%以下であることが一層好ましい。これにより、未反応の硬化剤の絶対量を低減できる。したがって、本樹脂組成物の硬化物中に含まれる未反応の硬化剤が変色を引き起こすことを抑制できる。
また、本樹脂組成物中における硬化剤の含有量の下限値は、例えば、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、0.5質量%以上とすることが好ましく、1.5質量%以上とすることがより好ましく、2.0質量%以上とすることが更に好ましい。これにより、本樹脂組成物を適切に硬化することができる。
(カップリング剤)
本樹脂組成物は、例えば、カップリング剤を含むことができる。カップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を用いることができる。
これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−[ビス(β−ヒドロキシエチル)]アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン)、γ−(β−アミノエチル)アミノプロピルジメトキシメチルシラン、N−(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、N−(ジメトキシメチルシリルイソプロピル)エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミンの加水分解物等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本樹脂組成物中におけるカップリング剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、0.01質量%以上3質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上2質量%以下であることが特に好ましい。カップリング剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、本樹脂組成物中における充填剤の分散性を良好なものとすることができる。また、カップリング剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、本樹脂組成物の流動性を良好なものとし、成形性の向上を図ることができる。
(その他の成分)
本樹脂組成物は、上記成分の他に、例えば、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、もしくはホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物、または1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、イミダゾール等のアミジン系化合物、ベンジルジメチルアミン等の3級アミンや上記化合物の4級オニウム塩であるアミジニウム塩、もしくはアンモニウム塩等に代表される窒素原子含有化合物等の硬化促進剤;カーボンブラック等の着色剤;天然ワックス、ステアリルアルコール変性オレフィン/マレイン酸共重合体等の合成ワックス、高級脂肪酸もしくはその金属塩類、パラフィン、酸化ポリエチレン等の離型剤;ポリブタジエン化合物、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等のアクリロニトリル−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低応力剤;ハイドロタルサイト等のイオン捕捉剤;水酸化アルミニウム等の難燃剤;酸化防止剤等の各種添加剤を含むことができる。
なお、テトラフェニルホスホニウム/ビスフェノールS塩やテトラフェニルホスホニウム/2,3−ジヒドロキシナフタレン塩についても、上述した硬化促進剤として本樹脂組成物中に含有させることができる。
本樹脂組成物が上述した着色剤を含む場合、その含有量は、本樹脂組成物を用いて作製した絶縁膜(封止膜)の経時的な色調の変化を効果的に抑制する観点から、たとえば、本樹脂組成物全体(全固形分量)を100質量%としたとき、0.15質量%以下としてもよいし、0.1質量%以下としてもよいし、0.05質量%以下としてもよい。
また、本樹脂組成物が上述した着色剤を含む場合、着色剤の含有量は、例えば、0.01質量%以上としてもよい。
本樹脂組成物の硬化物の1MHzにおける比誘電率(ε)は、例えば、4以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、6.5以上であることが更に好ましく、7.0以上であることが一層好ましい。比誘電率(ε)が上記下限値以上であることにより、本樹脂組成物の誘電特性をより一層向上できる。これにより、本樹脂組成物を静電容量型センサに用いた場合、静電容量型センサの感度をより一層向上させることができる。
本樹脂組成物の硬化物は、例えば、圧縮成形機を用いて、金型温度175℃、成形圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で、上記樹脂組成物を圧縮成形することにより得られる。この硬化物は、例えば、直径50mm、厚さ3mmである。
硬化物の比誘電率(ε)は、例えば、YOKOGAWA−HEWLETT PACKARD社製Q−METER 4342Aにより測定できる。
比誘電率(ε)の上限は特に限定されないが、例えば、300以下である。
また、本樹脂組成物の硬化物の1MHzにおける誘電正接(tanδ)は、好ましくは0.005以上であり、より好ましくは0.006以上であり、さらに好ましくは0.007以上である。
誘電正接(tanδ)が上記下限値以上であることにより、本樹脂組成物の誘電特性をより一層向上させ、静電容量型センサの感度をより一層向上させることができる。
本樹脂組成物の硬化物は、例えば、圧縮成形機を用いて、金型温度175℃、成形圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で、本樹脂組成物を圧縮成形することにより得られる。この硬化物は、例えば、直径50mm、厚さ3mmである。
硬化物の誘電正接(tanδ)は、例えば、YOKOGAWA−HEWLETT PACKARD社製Q−METER 4342Aにより測定できる。
誘電正接(tanδ)の上限は特に限定されないが、例えば、0.07以下である。
上記比誘電率(εr)および上記誘電正接(tanδ)は、本樹脂組成物を構成する各成分の種類や配合割合を適切に調節することにより制御することが可能である。本実施形態においては、特に充填剤の種類や含有量を適切に選択することが、上記比誘電率(εr)および上記誘電正接(tanδ)を制御するための因子として挙げられる。例えば、誘電率が大きい無機充填剤を多く使用するほど、本樹脂組成物の硬化物の上記比誘電率(εr)および上記誘電正接(tanδ)を向上させることができる。
本樹脂組成物は、スパイラルフロー測定により測定される流動長が、例えば、30cm以上200cm以下であることが好ましい。これにより、本樹脂組成物の成形性の向上を図ることができる。本樹脂組成物のスパイラルフロー測定は、例えば、トランスファー成形機を用いて、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9.8MPa、注入時間15秒、硬化時間120〜180秒の条件で本樹脂組成物を注入し、流動長を測定することにより行われる。
本樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が、100℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましく、140℃以上であることが特に好ましい。これにより、静電容量型センサの耐熱性をより効果的に向上させることができる。一方で、上記ガラス転移温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、250℃以下とすることができる。
本樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下における線膨張係数(CTE1)が、3ppm/℃以上であることが好ましく、6ppm/℃以上であることがより好ましい。また、ガラス転移温度以下における線膨張係数(CTE1)は、例えば、50ppm/℃以下であることが好ましく、30ppm/℃以下であることがより好ましい。CTE1をこのように制御することによって、基板(例えば、シリコンチップ)と封止膜の線膨張係数の差に起因した静電容量型センサの反りをより確実に抑制することができる。
本樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度超過における線膨張係数(CTE2)が、10ppm/℃以上であることが好ましい。また、ガラス転移温度超過における線膨張係数(CTE2)は、例えば、100ppm/℃以下であることが好ましい。CTE2をこのように制御することによって、特に高温環境下において、基板(例えば、シリコンチップ)と封止膜の線膨張係数の差に起因した静電容量型センサの反りをより確実に抑制することができる。
本樹脂組成物の硬化物の上記ガラス転移温度、および上記線膨張係数(CTE1、CTE2)は、例えば、次のように測定することができる。
本樹脂組成物の硬化物は、例えば、圧縮成形機を用いて、金型温度175℃、成形圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で、本樹脂組成物を圧縮成形することにより得られる。この硬化物は、例えば、長さ10mm、幅4mm、厚さ4mmである。
次いで、得られた硬化物を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う。この測定結果から、ガラス転移温度、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)を算出する。
本樹脂組成物の硬化物の260℃における曲げ弾性率が400MPa以上であることが好ましい。また、260℃における曲げ弾性率は、例えば、1500MPa以下であることが好ましい。
260℃における曲げ弾性率をこのように制御することによって、特に硬化工程後から室温へ冷却されるまでの間における封止膜の変形を抑制することができ、その後の静電容量型センサの反りをより確実に抑制することができる。
また、260℃における曲げ弾性率を上記上限値以下とすることにより、外部からの応力や、熱応力を効果的に緩和して、耐半田性等を向上させて、静電容量型センサの信頼性向上を図ることができる。
本樹脂組成物の硬化物の260℃における曲げ弾性率は、例えば、次のように測定することができる。
本樹脂組成物の硬化物は、例えば、圧縮成形機を用いて、金型温度175℃、成形圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で、本樹脂組成物を圧縮成形することにより得られる。この硬化物は、例えば、長さ80mm、幅10mm、厚さ4mmである。
次いで、得られた硬化物を175℃、4時間で後硬化した後、硬化体の260℃における曲げ弾性率をJIS K 6911に準じて測定する。
本樹脂組成物の硬化物に係る上記線膨張係数(CTE1)および上記線膨張係数(CTE2)は、該樹脂組成物に含まれる各成分の種類や含有量、本樹脂組成物の粒度分布等をそれぞれ適切に調整することにより制御することが可能である。本実施形態においては、例えば、充填剤の含有量を増やす、使用する樹脂成分の架橋密度を向上させる等の工夫を施すことにより、本樹脂組成物の硬化物に係る上記線膨張係数(CTE1)および上記線膨張係数(CTE2)の値を制御することができる。
また、本樹脂組成物の硬化物に係る260℃における曲げ弾性率は、本樹脂組成物を構成する各成分の種類や配合割合を適切に調節することにより制御することが可能である。本実施形態においては、例えば、充填剤の含有量を増やす等の工夫を施すことにより、本樹脂組成物の硬化物に係る上記260℃における曲げ弾性率の値を制御することができる。
<静電容量型センサ封止用樹脂組成物の製造方法>
以下、本樹脂組成物の製造方法について説明する。
本樹脂組成物は、上記成分を混合混練した後、粉砕、造粒、押出切断および篩分等の各種の手法を単独または組み合わせることにより、顆粒とすることができる。顆粒を得る方法としては、例えば、各原料成分をミキサーで予備混合し、これをロール、ニーダーまたは押出機等の混練機により加熱混練した後、複数の小孔を有する円筒状外周部と円盤状の底面から構成される回転子の内側に溶融混練された樹脂組成物を供給し、その樹脂組成物を、回転子を回転させて得られる遠心力によって小孔を通過させて得る方法(遠心製粉法);上記と同様に混練した後、冷却、粉砕工程を経て粉砕物としたものを、篩を用いて粗粒と微紛の除去を行って得る方法(粉砕篩分法);各原料成分をミキサーで予備混合した後、スクリュー先端部に小径を複数配置したダイを設置した押出機を用いて、加熱混練を行うとともに、ダイに配置された小孔からストランド状に押し出されてくる溶融樹脂をダイ面に略平行に摺動回転するカッターで切断して得る方法(以下、「ホットカット法」とも言う。)等が挙げられる。いずれの方法においても、混練条件、遠心条件、篩分条件および切断条件等を選択することにより、所望の粒度分布を有する顆粒状の静電容量型センサ封止用樹脂組成物を得ることができる。
<静電容量型センサ>
以下、本実施形態に係る静電容量型センサ100の構成について詳細に説明する。
本実施形態に係る静電容量型センサ100は、例えば、指との静電容量を感知する静電容量方式によって、指紋情報を読み取る指紋センサである。ここで、指紋センサは、当該指紋センサに載せられた指の凹凸を読み取る。例えば、静電容量型センサ100には、指紋の凹凸よりも細かい検出電極103が設けられている。そして、指紋の凹凸と検出電極103との間に蓄積される静電容量により指紋の凹凸を表した2次元画像を作成する。例えば、指紋の凸部と凹部では検出される静電容量が異なるため、この静電容量の差から指紋の凹凸を表した2次元画像を作成できる。この2次元画像により指紋情報を読み取ることができる。
図1は、本実施形態に係る静電容量型センサ100を模式的に示す断面図である。
本実施形態に係る静電容量型センサ100は、基板101と、基板101上に設けられた検出電極103と、検出電極103を封止する封止膜105と、上記封止膜105の表面上に形成された表面塗装膜109とを備えている。
本実施形態によれば、検出電極103を封止する封止膜105は、本樹脂組成物の硬化物により構成される。このような硬化物は誘電特性に優れている。このため、静電容量型センサ100の感度を向上させることができる。ここで、本実施形態において、誘電特性に優れるとは、例えば、比誘電率および誘電正接が高く、静電容量が大きいことを意味する。
静電容量型センサ100の感度を向上させるために、基板101(例えば、シリコンチップ)上の封止膜105の厚みDは、例えば、100μm以下、より好ましくは75μm以下、さらに好ましくは50μm以下、特に好ましくは30μm以下である。
本樹脂組成物によれば、封止膜105の厚みDが上記上限値以下の場合においても、静電容量型センサ封止用樹脂組成物の充填不良等の不具合を低減させることができる。その結果、本樹脂組成物によれば、封止膜105の厚みDが薄く、より一層感度に優れた静電容量型センサを歩留りよく製造することができる。
基板101は、例えば、チップ状のシリコン基板である。検出電極103は、例えば、Al膜により形成され、基板101上に層間膜107を介して一次元または二次元アレイ状に配置されている。層間膜107は、例えば、SiO2等により形成される。
検出電極103の上面は封止膜105により被覆されている。検出電極103は、例えば、ワイヤボンディングが施されている。
本実施形態に係る静電容量型センサ100は公知の情報に基づいて製造することができる。例えば、次のように製造される。
まず、基板101上に層間膜107を設けた後、層間膜107上に検出電極103を形成する。次いで、検出電極103を、本樹脂組成物により封止成形する。成形法としては、例えば、圧縮成形法が挙げられる。次いで、本樹脂組成物を熱硬化させ、封止膜105を形成する。これにより、本実施形態に係る静電容量型センサ100が得られることとなる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、参考形態の例を付与する。
1. 静電容量型センサにおける封止膜を形成するために用いられる、静電容量型センサ封止用樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
充填剤と、
を含み、
当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記硬化物の明度Lの値が25以上であり、
下記条件1により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第1試験片の色度bの値をb0とし、
下記条件2により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第2試験片の色度bの値をb1としたとき、
b1−b0の式で算出されるΔbの値が、0以上30以下である、静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
(条件1:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理して得られる硬化物を前記第1試験片とする。)
(条件2:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、4時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を前記第2試験片とする。)
2. 前記条件1により得られる前記第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第1試験片の明度Lの値をL0とし、
前記条件2により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第2試験片の明度Lの値をL1としたとき、
L1−L0の式で算出されるΔLaの値が−3.5以上5以下である、1.に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
3. 下記条件3により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第3試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第3試験片の明度Lの値をL2としたとき、
L2−L1の式で算出されるΔLbの値が、−6以上0以下である、1.または2.に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
(条件3:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、8時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を前記第3試験片とする。)
4. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記硬化物の明度Lの値が、25以上72以下である、1.乃至3.のいずれか一つに記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
5. 前記充填剤が、シリカ、アルミナ、酸化チタンおよびチタン酸バリウムから選択される一種または二種以上を含む、1.乃至4.のいずれか一つに記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
6. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物全体に対する前記充填剤の含有量が、50質量%以上90質量%以下である、1.乃至5.のいずれか一つに記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
7. 前記静電容量型センサが静電容量型指紋センサである、1.乃至6.のいずれか一つに記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
8. 基板と、
前記基板上に設けられた検出電極と、
前記検出電極を封止し、かつ、1.乃至7.のいずれか一つに記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物により構成された封止膜と、
を備える静電容量型センサ。
以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
(静電容量型センサ封止用樹脂組成物の作製)
まず、表1に従い配合された各原材料を、2軸型混練押出機を用いて110℃、7分の条件で混練した。次いで、得られた混練物を、脱気、冷却を行った後に粉砕機で粉砕し、顆粒を得た。実施例1〜4および比較例1においては、これにより得られた顆粒をさらに篩分することにより、顆粒状の樹脂組成物を得た。表1中における各成分の詳細は下記のとおりである。また、表1中の単位は、質量%である。
各実施例及び各比較例で用いた原料成分を下記に示した。
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:上記式(2)で表される構造単位を含むビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学社製、YX4000K)
・エポキシ樹脂2:上記式(1)で表される構造単位含み、Arがフェニレン基、Arがビフェニレン基であるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC3000L)
(硬化剤)
・硬化剤1:ホルムアルデヒドで変性したトリフェニルメタン型フェノール樹脂(エア・ウォーター社製、HE910−20)
・硬化剤2:ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(日本化薬社製、GPH−65)
・硬化剤3:ナフトールアラルキル型フェノール樹脂(東都化成社製、SN−485)
(硬化促進剤)
・硬化促進剤1:テトラフェニルホスホニウム/ビスフェノールS塩
・硬化促進剤2:テトラフェニルホスホニウム/2,3−ジヒドロキシナフタレン塩
(充填剤)
・充填剤1:球状アルミナ(新日鉄マテリアルズ社製、AX3−10R、比重4、平均粒径D50:3μm)
・充填剤2:球状アルミナ(新日鉄マテリアルズ社製、AX3−15R、比重4、平均粒径D50:3.9μm)
・充填剤3:溶融球状シリカ(アドマテックス社製、SC220G−SQ、平均粒径D50:0.5μm)
(その他の成分)
・カップリング剤:フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製、CF4083)
・離型剤:ステアリルアルコール変性オレフィン/マレイン酸共重合体(エア・ウォーター社製、ハーフエステル)
・着色剤:カーボンブラック(東海カーボン社製、ERS−2001)
・イオン捕捉剤:ハイドロタルサイト(東亞合成社製、IXE−700F)
・低応力剤:アクリロニトリル−ブタジエンゴム(PTIジャパン社製、CTBN1008SP)
得られた樹脂組成物を用いて以下の評価及び測定を実施した。なお、実施例1,2および比較例1の樹脂組成物の硬化物は、硬化させた直後の段階において、一般に白色と称される色相を有したものであった。実施例3および4の樹脂組成物の硬化物は、硬化させた直後の段階において、一般に灰色と称される色相を有したものであった。
・硬化物の明度L、色度aおよび色度b:まず、得られた樹脂組成物の硬化物からなる試験片を作製した。具体的には、得られた各樹脂組成物について、それぞれ、175℃、3分間の条件で熱処理して得られる硬化物(下記表中においては、「熱処理時間:0時間」と示す。)、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、2時間で熱処理することにより得られる硬化物(下記表中においては、「熱処理時間:2時間」と示す。)、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、4時間で熱処理することにより得られる硬化物(下記表中においては、「熱処理時間:4時間」と示す。)、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、6時間で熱処理することにより得られる硬化物(下記表中においては、「熱処理時間:6時間」と示す。)、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、8時間で熱処理することにより得られる硬化物(下記表中においては、「熱処理時間:8時間」と示す。)を作製した。
次に、コニカミノルタ センシング社製のColor Reader CR−13を用いて、得られた樹脂組成物の硬化物からなる各試験片に関する明度L、色度aおよび色度bの値を測定した。なお、測定条件は、測定モード:反射、測定回数:n=3回に設定した。
なお、色度aの値が大きくなるほど、硬化物の色は赤くなる。また、色度bの値が大きくなるほど、硬化物の色は黄色くなる。また、明度Lの値が大きいほど硬化物は黒くなる。評価の結果、比較例1の樹脂組成物の硬化物は、実施例の硬化物と比べて、赤黒い色をしていることが確認された。
・静電容量型指紋センサに備わる表面塗装膜の発色性:得られた樹脂組成物を用いて図1に示す静電容量型指紋センサを作製した。次いで、得られた静電容量型指紋センサに備わる封止膜105の表面を、白色の塗料を用いて塗装した。このようにして得られた静電容量型指紋センサについて、その表面塗装膜109の発色性を、目視で観察した。次いで、静電容量型指紋センサを熱処理することで、経時による発色性の変化を加速的に発現させ、発色性を目視で評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎:熱処理前に封止膜105の色が透けることなく、熱処理を加えても発色性はほとんど低下せず、実用上問題ないレベルの発色性を有した表面塗装膜であることが確認された。
○:熱処理前に封止膜105の色が透けることなく、熱処理を加えるごとに発色性が徐々に低下したものの、実用上問題ないレベルの発色性を有した表面塗装膜であることが確認された。
×:熱処理前には封止膜105の色は透けていなかったが、熱処理を加えるごとに発色性が低下し、実用上問題があるレベルの発色性を示す表面塗装膜であることが確認された。
Figure 2018053241
上記表1に示す通り、実施例1〜4の樹脂組成物を用いて作製した封止膜105を備える静電容量型指紋センサにおいて、封止膜105の表面に、白色の塗料を用いて表面塗装膜109を形成した場合でも、封止膜105が、表面塗装膜109を介して色が透けることがない良好な発色性を示すことが確認された。
100 静電容量型センサ
101 基板
103 検出電極
105 封止膜
107 層間膜
109 表面塗装膜

Claims (16)

  1. 静電容量型センサにおける封止膜を形成するために用いられる、静電容量型センサ封止用樹脂組成物であって、
    エポキシ樹脂と、
    硬化剤と、
    充填剤と、
    を含み、
    当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記硬化物の明度Lの値が25以上であり、
    下記条件1により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第1試験片の色度bの値をb0とし、
    下記条件2により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第2試験片の色度bの値をb1としたとき、
    b1−b0の式で算出されるΔbの値が、0以上30以下である、静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
    (条件1:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理して得られる硬化物を前記第1試験片とする。)
    (条件2:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、4時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を前記第2試験片とする。)
  2. 前記条件1により得られる前記第1試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第1試験片の明度Lの値をL0とし、
    前記条件2により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第2試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第2試験片の明度Lの値をL1としたとき、
    L1−L0の式で算出されるΔLaの値が−3.5以上5以下である、請求項1に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  3. 下記条件3により得られる当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物からなる第3試験片について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記第3試験片の明度Lの値をL2としたとき、
    L2−L1の式で算出されるΔLbの値が、−6以上0以下である、請求項1または2に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
    (条件3:当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を、175℃、3分間の条件で熱処理した後、175℃、8時間の条件で熱処理することにより得られる硬化物を前記第3試験片とする。)
  4. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物について、分光測色計を用いてハンターLab表色系より算出される前記硬化物の明度Lの値が、25以上72以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  5. 前記エポキシ樹脂は、下記式(1)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂、下記式(2)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂、および、下記式(3)で表される構造単位を含むエポキシ樹脂からなる群から選択される1種以上を含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
    Figure 2018053241
    (式(1)中、Arはフェニレン基またはナフチレン基を表し、Arがナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基はα位、β位のいずれに結合していてもよい。Arはフェニレン基、ビフェニレン基またはナフチレン基のうちのいずれか1つの基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1〜10の炭化水素基を表す。gは0〜5の整数であり、hは0〜8の整数である。nは重合度を表し、その平均値は1〜3である。)
    Figure 2018053241
    (式(2)中、複数存在するRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である。)
    Figure 2018053241
    (式(3)中、複数存在するRおよびRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である。)
  6. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂の含有量は、当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を100質量%としたとき、2.0質量%以上30質量%以下である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  7. 前記硬化剤は、フェノール樹脂である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  8. 前記フェノール樹脂は、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、及び、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂からなる群より選択される1種以上である、請求項7に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  9. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物中の前記硬化剤の含有量は、当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物を100質量%としたとき、0.5質量%以上20質量%以下である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  10. 前記充填剤が、シリカ、アルミナ、酸化チタンおよびチタン酸バリウムから選択される一種または二種以上を含む、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  11. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物全体に対する前記充填剤の含有量が、50質量%以上90質量%以下である、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  12. 前記充填剤の平均粒径D50は、0.2μm以上8μm以下である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  13. 当該静電容量型センサ封止用樹脂組成物は、着色剤を更に含む、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  14. 前記着色剤の含有量は、静電容量型センサ封止用樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、0.01質量%以上0.15質量%以下である、請求項13に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  15. 前記静電容量型センサが静電容量型指紋センサである、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物。
  16. 基板と、
    前記基板上に設けられた検出電極と、
    前記検出電極を封止し、かつ、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の静電容量型センサ封止用樹脂組成物の硬化物により構成された封止膜と、
    を備える静電容量型センサ。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015146816A1 (ja) * 2014-03-25 2015-10-01 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物および静電容量型指紋センサー
JP2017024925A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 デンカ株式会社 チタン酸バリウム粉末及びその製造方法、用途
US20170121520A1 (en) * 2014-08-29 2017-05-04 Tecore Synchem Inc. Dielectric composite material for fingerprint sensor induction layer and preparation method thereof
WO2017171038A1 (ja) * 2016-04-01 2017-10-05 デンカ株式会社 チタン酸バリウム質粉末及びその製造方法、用途
WO2017217235A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 デンカ株式会社 高純度チタン酸バリウム系粉末及びその製造方法、並びに樹脂組成物及び指紋センサ
JP2018044079A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 京セラ株式会社 半導体封止用樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004234245A (ja) 2003-01-29 2004-08-19 Sony Corp 指紋照合装置
US20040265596A1 (en) * 2003-04-28 2004-12-30 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device
WO2010041651A1 (ja) * 2008-10-10 2010-04-15 住友ベークライト株式会社 半導体装置
JP6531383B2 (ja) * 2014-12-16 2019-06-19 住友ベークライト株式会社 封止用樹脂組成物、半導体装置、および構造体

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015146816A1 (ja) * 2014-03-25 2015-10-01 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物および静電容量型指紋センサー
US20170121520A1 (en) * 2014-08-29 2017-05-04 Tecore Synchem Inc. Dielectric composite material for fingerprint sensor induction layer and preparation method thereof
JP2017528530A (ja) * 2014-08-29 2017-09-28 天津徳高化成新材料股▲ふん▼有限公司Tecore Synchem Inc 指紋センサ検知層用の誘電体複合材料及び製造方法
JP2017024925A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 デンカ株式会社 チタン酸バリウム粉末及びその製造方法、用途
WO2017171038A1 (ja) * 2016-04-01 2017-10-05 デンカ株式会社 チタン酸バリウム質粉末及びその製造方法、用途
WO2017217235A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 デンカ株式会社 高純度チタン酸バリウム系粉末及びその製造方法、並びに樹脂組成物及び指紋センサ
JP2018044079A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 京セラ株式会社 半導体封止用樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置

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