JP2020164655A - 電子部品用樹脂組成物および電子部品用樹脂シート。 - Google Patents

電子部品用樹脂組成物および電子部品用樹脂シート。 Download PDF

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Abstract

【課題】マイクロカプセル型硬化剤を用いずにエポキシ樹脂の反応性の向上と室温での保存安定性を両立させた電子部品用樹脂組成物およびこれを用いた電子部品用樹脂シートを提供する。【解決手段】(a)アクリル系共重合体、(b)エポキシ樹脂、(c)無機充填材、(d)硬化剤および(e)硬化促進剤を含有する電子部品用樹脂シートであって、該電子部品用樹脂シート中の(a)アクリル系共重合体の含有率が50質量%以上であり、かつ(e)硬化促進剤がトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物であることを特徴とする電子部品用樹脂組成物。【選択図】図1

Description

本発明は、電子部品用樹脂組成物およびこれを用いた電子部品用樹脂シートに関する。
近年、電子部品の基板の貼り合せや放熱板の貼り合せ、回路基板の貼り合せ用途にてシート状接着剤が多く用いられている。シート状接着剤は液状接着剤に比較して特殊な塗工機器を用意しなくても、ラミネーターやプレス機などの汎用機器で加工することが可能であるため生産性に優れている。また、シート状接着剤であれば、貼り合せ前に打ち抜き加工などの形状加工が可能である点から使用用途が広く様々な電子部品への適用が期待できる材料である。また、シート状接着剤は凹凸のあるような基材でも厚みを均一に覆うように加工することができるため、液状接着剤よりも使用用途を広げることができる。
図1は凹凸を追従する用途でシート状接着剤が用いられる電子部品の例である。図1に示すような電子部品の場合、基板1上に素子2が配置され、半田ボール4などで基板1と電気的に接続される。基板1には、半田ボール4と接続できるよう金属でコーティングした接続部5、6とそれらをつなげるために開けられ内部をメッキ加工等で金属で覆われたスルーホール7が形成されていることが一般的である。これら素子と素子接続部を覆うようにシート状接着剤3が配置されることで、素子全体が接着剤シートで保護される。
シート状の接着剤は、一般的にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含有し、被着体へ貼り合せた後に加熱、もしくは加熱加圧を負荷して、熱硬化性樹脂を硬化させる。この際、電子部品用樹脂シートの膜弾性の向上、被着体への貼りつきが生じて、被着体と接着シートとの接着力が向上する。接着工程の短縮化のために、熱硬化性樹脂の硬化時間は短い方が生産タクトの面で望ましい。硬化時間を短くするためにはエポキシ樹脂などの樹脂とその硬化剤との反応性を上げるのが最も一般的であるが、このような処置を行うと室温での反応性も向上するため、接着剤としてのポットライフを維持することが困難になる。一般的な液状接着剤では、エポキシ樹脂等と硬化剤を2つに分け、使用する直前に混合する2液化によって速硬化性とポットライフを維持する手法がとられている(特許文献1)。
しかし、シート状接着剤はその製品形状から、2液化や2層化にすることが難しい。このため、これまで速硬化性とポットライフ性を両立させるために硬化剤をウレタン樹脂などでできたマイクロカプセルに閉じ込めて低温での反応性を抑制しつつ、加熱、加圧等のエネルギーを加えた際にマイクロカプセルを破壊することで硬化樹脂とエポキシ樹脂を接触させて反応させるという手法がとられてきた。しかし、マイクロカプセル型硬化剤は非常に高価であること、またマイクロカプセルの被覆層を破壊できる加熱、加圧条件にしなければ反応が進まず速硬化性が低くなりやすいという課題があった(特許文献2)。
また、反応性の高く速硬化性を発現しやすい多官能のエポキシ樹脂を用いるという手法も一般的に用いられている(特許文献3)。しかし、多官能のエポキシ樹脂はその反応性を細かに制御することが難しく、速硬化性とポットライフを両立させることが難しいという課題があった。
特開平5−105862号公報 特開平5−255654号公報 特開2007−284670号公報
そこで、本発明の目的は、マイクロカプセル型硬化剤を用いずにエポキシ樹脂の反応性の向上と室温での保存安定性を両立させた電子部品用樹脂シートを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成からなる。
(1)(a)アクリル系共重合体、(b)エポキシ樹脂、(c)無機充填材、(d)硬化剤および(e)硬化促進剤を含有する電子部品用樹脂組成物であって、該電子部品用樹脂組成物中の(a)アクリル系共重合体の含有率が50質量%以上であり、(b)エポキシ樹脂が2官能のエポキシ樹脂を少なくとも含み、かつ(e)硬化促進剤がトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物であることを特徴とする電子部品用樹脂組成物。
(2)電子部品用樹脂組成物の上記(d)硬化剤が、ノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする(1)に記載の電子部品用樹脂組成物。
(3)電子部品用樹脂組成物の上記(c)無機充填剤の含有率が、5〜25質量%であることを特徴とする(1)〜(2)に記載の電子部品用樹脂組成物。
(4)電子部品用樹脂組成物中の上記(c)無機充填剤の比表面積が、5m/g以上、25m/g以下であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の電子部品樹脂組成物。
(5)(e)硬化促進剤が(b)エポキシ樹脂100質量部に対して0.01〜0.1質量部であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物。
(6)電子部品用樹脂組成物を200℃、5分加熱後の引張破断伸度が100%以上であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物。
(7)硬化前の前記電子部品用樹脂組成物の破断強度S1と、200℃、5分加熱後の電子部品用樹脂組成物の破断強度S2の比(S2/S1)が1.5以上であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物。
(8)フィルムの少なくとも片側の面に(1)〜(7)のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物が積層されてなる電子部品用樹脂シート。
(9)(8)記載の電子部品用樹脂シートを用いて、基板上に搭載された複数個の電子部品を封止してなる電子部品装置集合体。
(10)(9)記載の電子部品装置集合体をダイシングして得られる電子部品装置。
本発明の電子部品用樹脂組成物は、マイクロカプセル型硬化剤を用いずにエポキシ樹脂の反応性の向上と室温での保存安定性を両立させ、高接着力性を長く維持できる電子部品用樹脂シートを提供するものである。
本発明の電子部品用樹脂組成物を用いて基板上に搭載された電子部品を封止した電子部品装置である。
本発明の電子部品用樹脂組成物は、(a)アクリル系共重合体、(b)エポキシ樹脂、(c)無機充填材、(d)硬化剤および(e)硬化促進剤を含有する電子部品用樹脂組成物であって、該電子部品用樹脂組成物中の(a)アクリル系共重合体の含有率が50質量%以上であり、(b)エポキシ樹脂が2官能のエポキシ樹脂を少なくとも含み、かつ(e)硬化促進剤がトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物であることを特徴とする電子部品用樹脂組成物である。
本発明における(a)アクリル系共重合体は、樹脂シートの可撓性付与、熱応力の緩和、低吸水性による絶縁性の向上等の機能を有する。(a)アクリル系共重合体中のアクリロニトリル以外の構成単位の種類については特に限定されない。アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチルのようなアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。またアクリル酸シクロヘキシルのようなアクリル酸の脂環属アルコールとのエステル等が挙げられる。
また、上記アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル以外の構成単位が含まれていてもよい。例えば、酢酸ビニル、スチレン、メチルスチレン、クロルスチレン、ビニリデンクロライド、エチルα―アセトキシアクリレート等が挙げられる。
さらに、上記(a)アクリル系共重合体はエポキシ基、水酸基、アミノ基、ヒドロキシアルキル基、ビニル基、シラノール基およびイソシアネート基から選ばれた少なくとも1種の官能基を有することが好ましい。これにより、後述の(b)エポキシ樹脂との結合が強固になり、電子機器の信頼性が向上する。特にエポキシ基はエポキシ樹脂との相溶性の観点からより好ましい。
さらに、上記(a)アクリル系共重合体は重量平均分子量(Mw)が30万〜30万であることが好ましく、15〜150万であることがさらに好ましい。重量平均分子量をこの範囲にすることで、樹脂組成物の可撓性が向上し、被着体の凹凸への追従性や接着力が向上する。
本発明における(a)アクリル系共重合体の含有率は電子部品用樹脂シート全体に対し50質量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは55質量%以上である。(a)アクリル系共重合体の含有率を50質量%以上にすることで硬化前の電子部品用樹脂シートの可撓性が向上し凹凸のある基板への追従性を高めることができるため、様々な加工に適用することができる。また、硬化後の電子部品用樹脂シートの可撓性も向上できるため、電子部品の貼り合せ用途に適用した際に、温度変化による接着剤自体へのクラックが入りにくく、基材からの剥離を抑制することができる。(a)アクリル系共重合体の含有量を55質量%以上にすることで、被着体に大きな凹凸があった場合でもその形状に追従することができるため、接着力や絶縁性、耐クラック性が向上する。
本発明における(b)エポキシ樹脂は1分子中に2個のエポキシ基を有するものが好ましい。1分子中に2個のエポキシ基を有することで、分子間の架橋構造が促進され樹脂組成物の硬化後弾性率や破断応力、接着力が向上する。また、熱硬化反応を制御しやすく、室温での保存安定性と加熱時硬化反応を両立しやすい。1分子中のエポキシ基が1個の(b)エポキシ樹脂のみを使用する場合は熱硬化反応が起きた場合に分子間の架橋構造が形成されず、熱硬化反応後の接着剤の弾性が向上せずクラックの原因となる。また、弾性が向上しないことから接着力が向上せず、被着体からの剥がれが発生しやすい。1分子中のエポキシ基が3個以上の(b)エポキシ樹脂のみを使用する場合は加熱時の熱硬化反応が起こりやすいが、その制御が難しく、室温での保存安定性と両立させることが難しい。
本発明で好ましく用いられる(b)エポキシ樹脂の具体例としては、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂の中で、本発明において好ましく用いられるものは、含有塩素量が少なく、低軟化点であり柔軟性のある2官能成分の多いエポキシ樹脂である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、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂である。もちろんこれらエポキシ樹脂を混合して用いてもよい。
本発明において、1分子中に2個のエポキシ基を持つ(b)エポキシ樹脂の他に、硬化前の粘度を調整したり、熱硬化後の架橋密度を調整したりするために1分子中に1個、または3個以上のエポキシ樹脂を適宜添加することに何ら制限はない。
本発明における(c)無機充填材としては、溶融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、窒化珪素、酸化チタンなどが挙げられるが、その低透湿性から溶融シリカが好ましく用いられる。ここでいう溶融シリカとは、真比重が2.3以下の非晶性シリカを意味する。この溶融シリカの製造方法においては必ずしも溶融状態を経る必要はなく、任意の製造方法を用いることができ、たとえば結晶性シリカを溶融する方法および各種原料から合成する方法などで製造することができる。本発明に用いる溶融シリカの粒径は、接着剤厚みや搭載される部品間距離に影響を与えるサイズのものでなければ特に限定されないが、通常、その平均粒径が1μm以下のものが用いられる。なお、ここでいう平均粒径、最大粒径は堀場LA500レーザー回折式粒度分布計で測定したものをいう。また、粒子の純度は99%を超え、好ましくは99.8%を超え、さらに好ましくは99.9%を超えることが好ましい。特に、不純物イオンのNaイオンは0.1ppm以下、Clイオンは0.2ppm以下であることが好ましい。
また、本発明において(c)無機充填剤の含有率は電子部品用樹脂シート100質量%に対して5〜25質量%含まれていることが好ましい。無機充填剤を5質量%以上にすることで膜弾性を適切に向上させ、高接着力を発揮することができる。また、無機充填剤を25質量%以下にすることで、硬化後の電子部品用樹脂シートの伸び性を損なうことがない。
また、本発明において(c)無機充填剤の比表面積は5m/g以上、25m/g以下が望ましい。(c)無機充填剤の比表面積を5m/g以上にすることで、電子部品用樹脂シートに適度の硬さを付与することができ、被着体への貼り合せ時のはみ出し量や電子部品用樹脂シート表面のタック力の制御などが容易になるだけでなく、取扱い性も向上する。また、熱硬化後の電子部品用樹脂シートの弾性も向上するため、耐クラック性、耐薬剤性、接着力が向上する。また、(c)無機充填剤の比表面積を25m/g以下にすることにより、樹脂材料の過剰な吸着を抑制し、電子部品用樹脂シートの伸び性を損なうことがなく、電子部品用樹脂シートの被着体への凹凸追従性を向上させることができる。また、伸び性を損なわないことで被着体からの剥離も抑制することができる。
本発明の(d)硬化剤は、エポキシ樹脂と反応するものであれば特に限定されるものではなく、これらの具体例としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAやレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、無水マレイン酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミンが挙げられる。これら硬化剤の中で、好ましく用いられるものは、耐熱性、耐湿性の点から、ノボラック型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA、ジアミノジフェニルスルホンであり、エポキシ樹脂との反応性や硬化促進剤などとの反応性を考慮して、特にノボラック型フェノール樹脂がさらに好ましく用いられる。また、ノボラック型フェノール樹脂はエポキシ樹脂との相溶性が高いため、熱硬化反応が効率的に起こり、熱硬化反応後の電子部品用樹脂シートの弾性やガラス転移点が向上しやすいため、好ましい。
本発明の(d)硬化剤の添加量としては、(b)エポキシ樹脂100重量部に対して1〜20重量部が好ましい。硬化剤をこの範囲で混合することで、反応性を高めつつ室温での反応を抑制した電子部品用樹脂シートを得られる。
本発明の(e)硬化促進剤は、イミダゾール化合物であることが好ましく、特にトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物が好ましく用いられる。トリアジン骨格を有するイミダゾールはエポキシ樹脂との相溶性が低いため、室温でのエポキシ樹脂との反応性を抑制することができ、加熱・加圧時のみエポキシ樹脂との反応性を促進させることができる。また、トリアジン骨格を有するイミダゾールを硬化促進剤として用いることで、エポキシ樹脂の架橋反応が網目状に広がり、硬化後の電子部品用樹脂シートの弾性率を向上させ、接着力を効果的に向上させることができる。具体例としては、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジンのイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。(b)エポキシ樹脂や(d)硬化剤との室温保管性や加熱時反応性を考慮すると、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジンなどのイミダゾールが特に好ましく用いられる。
また本発明の(e)硬化促進剤は、(b)エポキシ樹脂100質量部に対して0.01〜0.1質量部含有することが好ましい。硬化促進剤をこの範囲添加することで、エポキシ樹脂の反応を効果的に向上させることができるだけでなく、室温保管性を維持することができる。(e)硬化促進剤を(b)エポキシ樹脂100質量部に対して0.01質量部以上にすることで加熱を加えた際に効果的に硬化反応が促進され接着力が向上する。また、硬化促進剤の含有量を0.1質量部以下にすることにより、硬化後の電子部品用樹脂シートの膜伸び性を損なうことがなく、高接着でかつ凹凸追従加工が可能な電子部品用樹脂シートを提供することができる。
本発明の電子部品用樹脂シートは200℃、5分加熱後の引張破断伸度が100%以上であることが好ましく、さらに好ましくは150%以上である。引張破断伸度が100%以上であることにより、電子部品実装により形成された凹凸形状でも破れ等なく、かつ接着剤層の厚みを均一にして被覆することができる。また、基材との90°接着力測定においても接着剤自体が伸びることにより界面剥離しにくく、接着強度が向上しやすい。さらに電子部品用樹脂シートの引張破断伸度が100%以上となることで、異なる素材の被着体同士を貼り合せた際に、素材同士の線膨張係数が異なる場合に発生する反りを、電子部品用樹脂シート自体が伸びることで緩和し、接着体の反りを抑制することができる。
硬化前の電子部品用樹脂シートの破断強度S1と200℃5分加熱後の破断強度S2の比(S2/S1)が1.5以上であることが好ましく、さらに好ましくは1.8以上である。
S2/S1が1.5以上になることで被着体表面と電子部品用樹脂シートの貼り合せ部分が強固に密着し、接着力を効果的に向上させることができる。また、短時間の加熱工程のみで接着剤としての機能を付与することができ、加工タクトを短縮することができる。
本発明の電子部品用接着シートは、その片面、もしくは両面に保護フィルムを有していてもよい。本発明で言う保護フィルムとは、電子部品用樹脂シートの表面を保護し、また電子部品用樹脂シートから剥離できれば特に限定されないが、例えばシリコーン、フッ素化合物、アルキド化合物などをコーティングしたポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムなどが挙げられる。保護フィルムの厚みは特に限定されないが、10〜100μmが一般的である
次に、本発明の電子部品用樹脂組成物の製造方法の例について説明する。
本発明の電子部品用樹脂組成物の製造方法としては溶融混練、例えばバンバリーミキサー、ニーダーロール、単軸もしくは二軸の押し出し機およびコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練した後にシート状に成型する方法や、原材料を有機溶剤、例えば、トルエン、キシレン、クロルベンゼンなどの芳香族系、メチルエチルケトン、メチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Nメチルピロリドンなどの非プロトン系極性溶剤単独あるいは混合物に溶解・分散した後に、基材層、例えばシリコーン、フッ素、アルキド化合物などを処理したポリエステルフィルムに、塗布し乾燥することによって作製することができる。特に溶剤に溶解・分散させてから基材層に塗布し乾燥させる方法はより薄い膜を形成することができることから好ましい。
本発明の電子部品用樹脂組成物を用いた電子部品用樹脂シートの使用方法は特に限定されるものではないが、基材と基材の間に配置し加熱硬化して使用することができる。また、特に、基板上に実装された複数の電子部品を覆うように上述の電子部品用樹脂シートを配置し加熱成形して、前記複数の電子部品および前記基板の表面に圧着させ硬化させて電子部品装置集合体を作製することができる。
上記のような、基板上に実装された複数の電子部品により形成された凹凸に本発明の電子部品用樹脂シートを追従させるには、低硬度のゴム材料を用いて上述の電子部品用樹脂シートに圧力を加えて前記複数の電子部品および前記基板の表面に密着させることが好ましい。
低硬度のゴム材料は公知のものが使用できるが、加工温度での加工をする際の耐熱性の点からシリコーンゴムが好ましく、凹凸追従性の点からアスカー硬度50未満のものが好ましい。このとき、ゴム材料に付着した異物が電子部品用樹脂シートに転写することを防止するため、離型性が高く、かつ電子部品実装により形成された凹凸に追従するフィルム材料をゴム材料と電子部品用樹脂シートの間に介することが好ましい。離型製が高く、電子部品実装により形成された凹凸に追従するフィルム材料の一例として、スミライトCELシリーズ(住友ベークライト株式会社製)、オピュランシリーズ(三井化学東セロ株式会社製)などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
加工の際に圧力を加える方式は特に限定されないが、内部に気泡が残留しないよう、公知の真空ラミネータを使用することが好ましい。真空ラミネータの一例として株式会社名機製作所製真空加圧ラミネータMVLPなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。加工圧力は電子部品用樹脂シートが電子部品実装により形成された凹凸に追従できる範囲であれば特に限定されるものではないが、電子部品にかかる圧力を低くすることがより好ましい。
本発明の電子部品用樹脂シートは、上述の通りフリップチップ実装された半導体素子を基板上に複数有する電子部材に好ましく用いることができ、さらには上記電子部品用樹脂シートを密着、硬化した後の電子部品の前記基板と前記半導体素子との間に空間が存在するような電子部品装置集合体の製造に好ましく用いることができる。
前記電子部品装置集合体はダイシングにより個片化し、電子部品装置としてもちいることができる。
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、各実施例において略号で示した原料の詳細を以下に示す。
<アクリル系共重合体1>
混合機及び冷却器を備えた反応器に窒素雰囲気下にて、アクリロニトリル(和光純薬社製、特級)106g(2.00モル)、ブチルアクリレート(和光純薬社製、特級)231g(1.80モル)、グリシジルメタクリレート(和光純薬社製、特級)28g(0.20モル)、溶媒としてメチルエチルケトン(和光純薬社製、一級)を2900g入れ、大気圧(1013hPa)下、85℃に加熱し、さらに連鎖移動剤として2―エチルヘキシルメルカプトアセテート(和光純薬社製)を0.001g、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(和光純薬社製、V−60)を0.002g加えし、重量平均分子量が70万となるまで重合した。重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法(装置:東ソー社製GELPERMEATION CHROMATOGRAPH、カラム:東ソー社製TSK−GEL GMHXL7.8×300mm)により測定し、ポリスチレン換算で算出した。
これにより、モル比がアクリロニトリル:ブチルアクリレート:グリシジルメタクリレート=50:45:5(重量平均分子量70万)のアクリル系共重合体1を得た。
<アクリル系共重合体2>
混合機及び冷却器を備えた反応器に窒素雰囲気下にて、エチルアクリレート(和光純薬社製、特級)200g(2.00モル)、ブチルアクリレート(和光純薬社製、特級)118g(0.920モル)、グリシジルメタクリレート(和光純薬社製、特級)22g(0.155モル)、溶媒としてメチルエチルケトン(和光純薬社製、一級)を3000g入れ、大気圧(1013hPa)下、85℃に加熱し、さらに連鎖移動剤として2―エチルヘキシルメルカプトアセテート(和光純薬社製)を0.001g、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(和光純薬社製、V−60)を0.001g加え、重量平均分子量が120万となるまで重合した。重量平均分子量の測定方法は上記アクリル系共重合体1と同様の方法で行った。
<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(“EPICLON”1050、エポキシ当量:450−500、DIC株式会社、常温で固形、軟化点:64−74、1分子中のエポキシ基:2個)
エポキシ樹脂2:アルキルモノグリシジルエーテル(“YED”188、エポキシ当量:180〜196、三菱化学株式会社製、1分子中のエポキシ基:1個)
エポキシ樹脂3:トリスエポキシ樹脂(VG3101L、エポキシ当量:210、三井化学株式会社製、1分子中のエポキシ基:3個)。
<無機充填剤>
無機充填剤1:球状シリカ(SO−E1、平均粒径0.25μm(株)アドマテックス製、比表面積10〜20m/g)
無機充填剤2:球状シリカ(QSG−80、平均粒径0.8μm、信越シリコーン株式会社製、比表面積40m/g)。
無機充填剤3:球状シリカ(SFP−30M、平均粒径0.6μm、デンカ(株)製、比表面積6.2m/g)。
<硬化剤1>
ノボラック型フェノール樹脂(H−1、明和化成株式会社製)
<硬化剤2>
レゾール型フェノール樹脂(PS−2655,群栄化学工業株式会社製)
<硬化剤3>
4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(“セイカキュア”S、アミン当量62、株式会社セイカ製)
<硬化促進剤1>
2,4−ジアミノ−6−[2‘−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチルーs−トリアジン(C11Z−A、四国化成工業株式会社製)
<硬化促進剤2>
2,4−ジアミノ−6−[2‘−メチルイミダゾリル―(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物(2MAOK−PW、四国化成工業株式会社製)
<硬化促進剤3>
2−ウンデシルイミダゾール(C11Z、四国化成工業株式会社製)。
<破断伸度測定>
各実施例および比較例で作製した厚さ12μmのポリプロピレンフィルム(東レ株式会社製トレファン)、本発明の接着シートおよびシリコーン離型剤付き厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック株式会社製PET38X)がこの順に積層された積層体から、ポリプロピレンフィルムおよびポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離して接着シートのみのフィルムとし、これをチャック間サンプル長40mm、幅5mmの条件で引張試験器(UCT100型、(株)オリエンテック製)にて50mm/分の速度、25℃で引張り試験を行ない、破断に至るまでの応力ひずみ曲線を記録し、破断伸度を求めた。
また、室温で1週間放置した後の破断伸度測定を実施し、電子部品用樹脂シートのポットライフを評価した。
<破断強度測定>
各実施例および比較例で作製した厚さ12μmのポリプロピレンフィルム(東レ株式会社製トレファン)、本発明の接着シートおよびシリコーン離型剤付き厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック株式会社製PET38X)がこの順に積層された積層体から、ポリプロピレンフィルムおよびポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離して接着シートのみのフィルムとし、これをチャック間サンプル長40mm、幅5mmの条件で引張試験器(UCT100型、(株)オリエンテック製)にて50mm/分の速度、25℃で引張り試験を行ない、破断に至るまでの応力ひずみ曲線を記録し、破断強度S1を求めた。また、200℃5分の加熱処理を実施したサンプルについても同様に試験を実施し、加熱後の破断強度S2を求めた。
<被覆性評価>
複数の電子部品が実装された基板の表面を電子部品被覆用熱硬化性接着剤組成物で被覆する際の被覆性につき、以下の手順で評価した。
複数の電子部品が実装された基板として、アルミナ基板上に幅0.9mm×長さ1.1mm×高さ0.5mmの評価用Siチップを高さ0.06mmの半田バンプを介してフリップチップ実装した基板を用いた。Siチップは10cm×10cmのアルミナ基板上の中心部分に5行×5列実装され、実装されたSiチップの間隔につき1.0mm、0.5mm、0.3mm、0.2mmの4種を準備した。
アスカー硬度20のシリコーンゴム上に上記の複数の電子部品が実装された基板をSiチップが上になる様に置き、更にその上に離型フィルムを剥離した電子部品用樹脂シートを置き、更に耐熱性離型フィルム“オピュラン”(三井化学東セロ(株)製)CR1031(厚み150μm)を置き、更にアスカー硬度20の厚さ2.5mmのシリコーンゴムを置き、これを真空引き時間30秒、温度100℃、真空加圧0.5MPaの条件で株式会社名機製作所製MVLPを用いて真空ラミネートを実施した。
接着剤による被覆後の外観につき電子部品用樹脂シートがアルミナ基板上にSiチップ実装により形成された凹凸に追従しているかを顕微鏡観察により判定した。電子部品用樹脂シートが破れず、かつ凹部まで十分に追従しているものを◎と判定し、電子部品用樹脂シートが破れているものや、凹部まで十分に追従していない箇所が2カ所以上のものは×と判定し、電子部品用樹脂シートが破れてはおらず、かつ、凹部まで十分に追従していない箇所が1カ所のみのものは○とした。
上記試験を室温で一週間放置したサンプルでも同様に行い、ポットライフ性を確認した。
<剥離強度測定>
厚み30μmの接着剤層を、厚さ0.5mmの純銅板表面に130℃、0.5MPaの条件で積層した。この接着剤付きの純銅板に、ポリイミドフィルム(宇部興産(株)製、”ユーピレックス”75S)を130℃、0.5MPaの条件で、接着剤層側に貼り合わせた。作成したサンプルを200℃、5分、0.3MPaで加熱加圧キュア処理を行った。得られたサンプルのポリイミドフィルムと接着剤層を幅5mmになるようにカッターで切断し、90°方向に50mm/minの速度で接着剤層とポリイミドフィルム界面、あるいは接着剤層と純銅板界面で剥離し、そのときにかかった力を剥離強度とした。加工性やハンドリング性、モールド性、および半導体装置の信頼性の観点より、硬化状態での接着力は6N/cm以上であることが望ましい。剥離強度の測定はTOYOBALDWIN社製TENSILON/UTM−4−100で行った。
実施例1
表1に示した組成になるようにエラストマー、エポキシ樹脂、無機充填剤、硬化促進剤、硬化剤を混合した。続いて固形分濃度が25質量%になるようにメチルエチルケトンを加えて、30℃で5時間撹拌し、樹脂組成物用の塗料を作製した。なお、表中の各成分の数値は質量部を表す。
この樹脂組成物溶液をバーコータで、シリコーン離型剤付き厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック株式会社製PET38C)に乾燥後の厚みが30μmになるように塗布し、110℃で5分間乾燥し、厚さ12μmのポリプロピレンフィルム(東レ株式会社製トレファン)を貼り合わせて、シリコーン離型剤付き厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック株式会社製PET38)、電子部品用接着シートおよび厚さ12μmのポリプロピレンフィルム(東レ株式会社製トレファン)がこの順に積層された電子部品用樹脂シートを作製し、評価した。
実施例2〜8、比較例1〜3
各組成の種類、配合量を表1に記載のとおり変更した以外は実施例1と同様にして、シリコーン離型剤付き厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック株式会社製PET38C)、電子部品用樹脂シートおよび厚さ12μmのポリプロピレンフィルム(東レ株式会社製トレファン)がこの順に積層された積層体(電子部品用樹脂シート厚み30μm)を作製し、評価した。
Figure 2020164655
1: 基板
2:素子
3:シート状接着剤
4:半田ボール
5、6:接続部
7:スルーホール

Claims (10)

  1. (a)アクリル系共重合体、(b)エポキシ樹脂、(c)無機充填材、(d)硬化剤および(e)硬化促進剤を含有する電子部品用樹脂組成物であって、該電子部品用樹脂組成物中の(a)アクリル系共重合体の含有率が50質量%以上であり、(b)エポキシ樹脂が2官能のエポキシ樹脂を少なくとも含み、かつ(e)硬化促進剤がトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物であることを特徴とする電子部品用樹脂組成物。
  2. 電子部品用樹脂組成物の前記(d)硬化剤が、ノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の電子部品用樹脂組成物。
  3. 電子部品用樹脂組成物の前記(c)無機充填剤の含有率が、5〜25質量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品用樹脂組成物。
  4. 電子部品用樹脂組成物中の前記(c)無機充填剤の比表面積が、5m/g以上、25m/g以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子部品樹脂組成物。
  5. (e)硬化促進剤が(b)エポキシ樹脂100質量部に対して0.01〜0.1質量部であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物。
  6. 電子部品用樹脂組成物を200℃、5分加熱後の引張破断伸度が100%以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物。
  7. 硬化前の前記電子部品用樹脂組成物の破断強度S1と、200℃、5分加熱後の電子部品用樹脂組成物の破断強度S2の比(S2/S1)が1.5以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物。
  8. フィルムの少なくとも片側の面に請求項1〜7のいずれかに記載の電子部品用樹脂組成物が積層されてなる電子部品用樹脂シート。
  9. 請求項8記載の電子部品用樹脂シートを用いて、基板上に搭載された複数個の電子部品を封止してなる電子部品装置集合体。
  10. 請求項9記載の電子部品装置集合体をダイシングして得られる電子部品装置。
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