JP2021091793A - エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021091793A JP2021091793A JP2019223241A JP2019223241A JP2021091793A JP 2021091793 A JP2021091793 A JP 2021091793A JP 2019223241 A JP2019223241 A JP 2019223241A JP 2019223241 A JP2019223241 A JP 2019223241A JP 2021091793 A JP2021091793 A JP 2021091793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- molded product
- composition according
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 0 CCC(CC)(c1ccc(C(c(cc2)ccc2OCC2OC2)(NC)NC)cc1)O*Oc1ccc(C(c(cc2)ccc2OCC2OC2)(NC)NC)cc1 Chemical compound CCC(CC)(c1ccc(C(c(cc2)ccc2OCC2OC2)(NC)NC)cc1)O*Oc1ccc(C(c(cc2)ccc2OCC2OC2)(NC)NC)cc1 0.000 description 2
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
- C08G59/24—Di-epoxy compounds carbocyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
- C08G59/30—Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/62—Alcohols or phenols
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
Abstract
【課題】柔軟性を長期に亘って有し得る成形物を得ることができるエポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。第1エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む。第2エポキシ樹脂が、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率が420%以上である。−55℃と125℃との間で昇降温を100回繰り返す温度サイクル試験後の前記成形物の収縮率が25%以下である。【選択図】なし
Description
本開示は、一般にエポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板に関し、より詳細には2種のエポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板に関する。
特許文献1は、低光沢熱硬化性エポキシ樹脂組成物を開示している。この低光沢熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、1分子中に2個以上のエポキシ基を含むエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤と、無機充填材と、25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子と、を含んでいる。
また特許文献2は、封止用エポキシ樹脂無機複合シートを開示している。この封止用エポキシ樹脂無機複合シートは、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を必須の成分とするエポキシ樹脂組成物を、キャリア材の表面に塗布し、加熱乾燥させて半硬化状態に形成させたものである。
近年、電子デバイス及び情報技術の発展により、身の回りの情報機器は、小型軽量化が急速に進んでいる。例えば、計時機能以外の機能を持つ腕時計などが出現している。このように身につけられる情報機器は、ウェアラブル機器と呼ばれている。
ウェアラブル機器に要求される特性として、柔軟性が挙げられる。さらに柔軟性を長期にわたって維持し得る信頼性も要求される。
上述の特許文献1の低光沢熱硬化性エポキシ樹脂組成物、及び特許文献2の封止用エポキシ樹脂無機複合シートでは、柔軟性の点で、ウェアラブル機器への適用は難しい。
本開示の目的は、柔軟性を長期にわたって有し得る成形物を得ることができるエポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板を提供することにある。
本開示の一態様に係るエポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。前記第1エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む。前記第2エポキシ樹脂が、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含む。前記エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率が420%以上である。−55℃と125℃との間で昇降温を100回繰り返す温度サイクル試験後の前記成形物の収縮率が25%以下である。
本開示の一態様に係るエポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。前記第1エポキシ樹脂が、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含む。前記第2エポキシ樹脂が、下記式(2)で表されるエポキシ樹脂を含む。
本開示の一態様に係る樹脂封止基板は、基板と、前記基板上に搭載された電子部品と、前記電子部品を封止する封止樹脂層と、を備える。前記封止樹脂層が、前記エポキシ樹脂組成物の成形物である。
本開示によれば、柔軟性を長期にわたって有し得る成形物を得ることができる。
(1)概要
本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。第1エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む。第2エポキシ樹脂は、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含む。
本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。第1エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む。第2エポキシ樹脂は、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含む。
本発明者らは、エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率が420%以上であることと、成形物の長期的な柔軟性の維持との間に関連があることを見出した。すなわち、成形物の破断伸び率が420%以上であれば、成形物の柔軟性が長期にわたって得られやすくなる。
さらに本発明者らは、エポキシ樹脂組成物の成形物の温度サイクル試験後の収縮率が25%以下であることと、成形物の長期的な柔軟性の維持との間にも関連があることを見出した。すなわち、成形物の温度サイクル試験後の収縮率が25%以下であれば、成形物の柔軟性が長期にわたって更に得られやすくなる。なお、上記の温度サイクル試験は、−55℃と125℃との間で昇降温を100回繰り返す試験である。
本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物によれば、柔軟性を長期にわたって有し得る成形物を得ることができる。
(2)詳細
(2.1)エポキシ樹脂組成物
本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、硬化剤及び/又は無機充填材を更に含有する。エポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を更に含有してもよい。好ましくは、エポキシ樹脂組成物は常温で液状である。
(2.1)エポキシ樹脂組成物
本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、硬化剤及び/又は無機充填材を更に含有する。エポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を更に含有してもよい。好ましくは、エポキシ樹脂組成物は常温で液状である。
<第1エポキシ樹脂及び第2エポキシ樹脂>
第1エポキシ樹脂及び第2エポキシ樹脂は、プレポリマー(低重合体又はオリゴマーともいう)である。
第1エポキシ樹脂及び第2エポキシ樹脂は、プレポリマー(低重合体又はオリゴマーともいう)である。
第1エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む。ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、ビスフェノールA骨格を有するエポキシ樹脂である。ビスフェノールA骨格は、剛直な骨格である。第1エポキシ樹脂がビスフェノールA型エポキシ樹脂を含むことにより、成形物の信頼性を高めることができる。すなわち、長期にわたって成形物の物性(例えば柔軟性)の変化を小さくすることができる。
好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、ビスフェノールA骨格と、脂肪族骨格と、を有する。脂肪族骨格は、柔軟な骨格である。より好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、ビスフェノールA骨格と、脂肪族骨格と、が交互に連結された構造を有する。ビスフェノールA骨格と、脂肪族骨格と、の間にエーテル結合(−O−)が介在してもよい。ビスフェノールA骨格と脂肪族骨格とが交互に連結されていることにより、成形物の信頼性を更に高めることができる。
好ましくは、第1エポキシ樹脂は、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含む。これにより、成形物の信頼性を更に高めることができる。
式(1)中のR1は、脂肪族骨格である。脂肪族骨格は、長鎖炭化水素鎖、及びポリエーテル鎖を含む。特に脂肪族骨格は、長鎖炭化水素鎖であることが好ましい。
式(1)中の繰り返し単位は、主鎖を構成し得る。エポキシ樹脂組成物の成形時における流動性の観点から、n(繰り返し単位数)は、20以下である。
2価の有機基は、例えば、メチレン直鎖である。メチレン直鎖は、2個以上のメチレン基が直列に結合している構造である。メチレン直鎖の少なくとも一部の水素原子は、炭素数1以上20以下のアルキル基などの置換基で置換されていてもよい。
式(1)で表されるエポキシ樹脂は、分子中にエポキシ基を少なくとも2個含む化合物である。エポキシ基は、主鎖の両端に1個ずつ結合している。
一方、第2エポキシ樹脂は、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含む。これにより、成形物の柔軟性を高めることができる。第2エポキシ樹脂によって付与された柔軟性は、第1エポキシ樹脂によって長期的に維持され得る。好ましくは、第2エポキシ樹脂は、下記式(2)で表されるエポキシ樹脂を含む。これにより、成形物の柔軟性を更に高めることができる。
式(2)中のR2は、炭素数2以上の2価の有機基であり、主鎖を構成し得る。エポキシ樹脂組成物の成形時における流動性の観点から、R2の炭素数は、好ましくは100以下、より好ましくは50以下である。R2の炭素数が1であると、成形物が伸縮性能を発揮しないおそれがある。
2価の有機基は、例えば、メチレン直鎖である。メチレン直鎖は、2個以上のメチレン基が直列に結合している構造である。メチレン直鎖の少なくとも一部の水素原子は、炭素数1以上20以下のアルキル基などの置換基で置換されていてもよい。主鎖がベンゼン環を含んでいてもよい。成形物の柔軟性及び伸縮性の観点から、R2は長いほど好ましい。
式(2)で表されるエポキシ樹脂は、分子中にエポキシ基を2個含む化合物である。エポキシ基は、主鎖の両端に1個ずつ結合している。好ましくは、R2は、エポキシ基を含まない。このように、R2の部分にエポキシ基が存在しないことで、主鎖の両端以外の部分で架橋しないようにすることができ、成形物の柔軟性及び伸縮性が損なわれることを抑制することができる。
好ましくは、R2は、シロキサン結合を含まない。このことで、樹脂封止基板1(図2参照)において、エポキシ樹脂組成物の成形物である封止樹脂層4と、基板2及び電子部品3との間の密着性の低下を抑制することができる。
上記式(2)で表されるエポキシ樹脂の含有量は、第1エポキシ樹脂及び第2エポキシ樹脂の全質量に対して、好ましくは15質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。これにより、成形物の柔軟性を更に高めることができる。第1エポキシ樹脂及び第2エポキシ樹脂の全質量に対して、上記式(2)で表されるエポキシ樹脂の含有量の上限値は、特に限定されないが、例えば80質量%である。
エポキシ樹脂組成物は、第1エポキシ樹脂及び第2エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂(以下「その他のエポキシ樹脂」という場合がある)を含んでもよい。その他のエポキシ樹脂の具体例として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA/D型エポキシ樹脂、及びビフェニル型エポキシ樹脂が挙げられる。
<硬化剤>
硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、及び酸無水物類が挙げられる。好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、フェノール系硬化剤を含む。フェノール系硬化剤は、他の硬化剤に比べて、硬化性が良好であり、成形物に吸湿リフロー耐性も付与し得る。これにより、成形物の耐熱性及び強度を高めることができる。
硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、及び酸無水物類が挙げられる。好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、フェノール系硬化剤を含む。フェノール系硬化剤は、他の硬化剤に比べて、硬化性が良好であり、成形物に吸湿リフロー耐性も付与し得る。これにより、成形物の耐熱性及び強度を高めることができる。
好ましくは、フェノール系硬化剤は、下記式(3)で表されるフェノール樹脂を含む。これにより、成形物の耐熱性及び強度を高めることができる。式(3)中のR3は、炭素数1以上、好ましくは1以上100以下、より好ましくは1以上50以下の2価の有機基であり、主鎖を構成し得る。2価の有機基は、例えば、メチレン直鎖である。メチレン直鎖の少なくとも一部の水素原子は、アルキル基などの置換基で置換されていてもよい。主鎖がベンゼン環を含んでいてもよい。成形物の柔軟性及び伸縮性の観点から、R3は長いほど好ましい。
式(3)で表されるフェノール樹脂は、分子中に、2個以上のフェノール性水酸基を含み、好ましくは1個以上、より好ましくは2個以上のアリル基を含む化合物である。フェノール性水酸基は、主鎖の両端にそれぞれ少なくとも1個ずつ結合している。2個以上のアリル基を含む場合には、主鎖の両端にそれぞれ少なくとも1個ずつのアリル基が結合していることが好ましい。このように、主鎖の両端に結合しているアリル基が、成形物の柔軟性及び伸縮性の向上に関与し得ると推定される。
好ましくは、式(3)で表されるフェノール樹脂は、シロキサン結合を含まない。このことで、樹脂封止基板1(図2参照)において、エポキシ樹脂組成物の成形物である封止樹脂層4と、基板2及び電子部品3との間の密着性の低下を抑制することができる。
好ましくは、R3は、エポキシ基を含まない。このように、R3の部分にエポキシ基が存在しないことで、主鎖の両端以外の部分で架橋しないようにすることができ、成形物の柔軟性及び伸縮性が損なわれることを抑制することができる。
エポキシ樹脂に対する硬化剤の化学量論上の当量比(硬化剤/エポキシ樹脂)は、0.5以上2.0以下の範囲内であることが好ましい。
<無機充填材>
好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、無機充填材を更に含有する。このことで、耐湿性を成形物に付与することができる。つまり、成形物を吸湿しにくくすることができる。耐湿性は、水蒸気透過度などで評価可能である。無機充填材の具体例として、溶融シリカ、結晶性シリカ及びアルミナが挙げられる。エポキシ樹脂組成物の成形時の流動性の観点から、溶融シリカが好ましい。
好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、無機充填材を更に含有する。このことで、耐湿性を成形物に付与することができる。つまり、成形物を吸湿しにくくすることができる。耐湿性は、水蒸気透過度などで評価可能である。無機充填材の具体例として、溶融シリカ、結晶性シリカ及びアルミナが挙げられる。エポキシ樹脂組成物の成形時の流動性の観点から、溶融シリカが好ましい。
エポキシ樹脂組成物が無機充填材を更に含有する場合、無機充填材の含有量は、エポキシ樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。無機充填材の含有量が30質量%以下であることで、成形物の柔軟性及び伸縮性を維持しながら、成形物の耐湿性を向上させることができる。さらに無機充填材の含有量が30質量%以下であれば、エポキシ樹脂組成物の粘度の上昇が抑えられ、流動性を保持することができるので、エポキシ樹脂組成物を狭い隙間にも容易に充填することができる。すなわち、エポキシ樹脂組成物を、基板2と電子部品3との間の隙間を充填する封止樹脂層4を形成するためのアンダーフィル材として使用可能である(図2参照)。無機充填材の含有量の下限値は特に限定されないが、例えば1質量%である。
<硬化促進剤>
エポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を更に含有してもよい。硬化促進剤の具体例として、2−エチル−4−メチルイミダゾール、含窒素化合物及びリン化合物が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を更に含有してもよい。硬化促進剤の具体例として、2−エチル−4−メチルイミダゾール、含窒素化合物及びリン化合物が挙げられる。
<調製>
エポキシ樹脂組成物は、上述のエポキシ樹脂及び硬化剤を適宜の混合装置で混合し、必要に応じてこの混合物に上述の無機充填材及び硬化促進剤を添加して混合することによって調製することができる。
エポキシ樹脂組成物は、上述のエポキシ樹脂及び硬化剤を適宜の混合装置で混合し、必要に応じてこの混合物に上述の無機充填材及び硬化促進剤を添加して混合することによって調製することができる。
<特性>
エポキシ樹脂組成物の粘度は、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは20Pa・s以下である。このことで、エポキシ樹脂組成物の流動性が向上し、エポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として好適に用いることができる。エポキシ樹脂組成物を、基板2と電子部品3との間の隙間に充填して封止樹脂層4を形成する際、この封止樹脂層4中にボイドが発生することを抑制することができる。なお、粘度は、室温(25℃)での粘度を意味する。
エポキシ樹脂組成物の粘度は、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは20Pa・s以下である。このことで、エポキシ樹脂組成物の流動性が向上し、エポキシ樹脂組成物をアンダーフィル材として好適に用いることができる。エポキシ樹脂組成物を、基板2と電子部品3との間の隙間に充填して封止樹脂層4を形成する際、この封止樹脂層4中にボイドが発生することを抑制することができる。なお、粘度は、室温(25℃)での粘度を意味する。
エポキシ樹脂組成物の成形物は、エポキシ樹脂組成物を加熱して硬化反応させることによって得られる。このようにして得られた成形物は、柔軟性に優れている。すなわち、成形物は、容易に折り曲げることができ、折り曲げても割れにくい。さらに成形物は、伸縮性に優れている。すなわち、成形物は、容易に伸び縮みすることができ、伸ばしたり縮めたりしても元に戻りやすい。このように、本実施形態に係るエポキシ樹脂組成物によれば、柔軟性及び伸縮性に優れた成形物を得ることができる。
エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率(特に初期の成形物の破断伸び率)は、好ましくは420%以上。破断伸び率が420%以上であることで、例えば封止樹脂層4として成形物が、柔軟性及び伸縮性を有する基板2と一体化されている場合には、この基板2の特性を損ないにくくなる。すなわち、基板2と一緒に封止樹脂4も折り曲げたり、伸ばしたり縮めたりすることができる。
初期の成形物の破断伸び率とは、常温以外の雰囲気(例えば高温及び低温の雰囲気)に一度も晒されていない成形物の破断伸び率を意味する。高温は、例えば125℃以上を意味する。低温は、例えば−55℃以下を意味する。初期の成形物の破断伸び率とは、換言すれば、後述の温度サイクル試験及び高温放置試験を行っていない成形物の破断伸び率を意味する。
ここで、上記の破断伸び率は、引張試験を行うことにより得られる。引張試験では、エポキシ樹脂組成物で試験片を作製し、この試験片に平行な2本の標線をつけ、これらの標線に垂直な方向に、破断するまで引っ張る。そして、標線間距離の増加量を、初めの標線間距離(例えば25mm)で除した値を、破断伸び率とする。標線間距離の増加量は、破断後の標線間距離と初めの標線間距離との差である。破断後の標線間距離は、破断した試験片を突き合わせて測定される。なお、エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率(特に初期の破断伸び率)の上限値は、特に限定されないが、例えば550%である。
エポキシ樹脂組成物の成形物の温度サイクル試験後の収縮率は25%以下、好ましくは19%以下、より好ましくは16%以下である。温度サイクル試験後の収縮率の下限値は、特に限定されないが、例えば0%である。
ここで、温度サイクル試験(TCT:Temperature Cycling test)は、加速試験の1種であり、成形物に対して、−55℃(5分)と125℃(5分)との間で昇降温を100回繰り返す試験である。初期及び温度サイクル試験後の成形物の破断伸び率を求め、下記数式(1)により、温度サイクル試験後の成形物の収縮率を算出することができる。
成形物は、温度サイクル試験後において、初期に比べて収縮する傾向にある。温度サイクル試験後の成形物の収縮率が25%以下であることで、成形物は、柔軟性を長期にわたって有しやすくなる。
本発明者らは、エポキシ樹脂組成物の成形物の高温放置試験後の収縮率が60%以下であることと、成形物の長期的な柔軟性の維持との間にも関連があることを見出した。すなわち、成形物の高温放置試験後の収縮率が60%以下であれば、成形物の柔軟性が長期にわたって更に得られやすくなる。より詳細には、エポキシ樹脂組成物の成形物の高温放置試験後の収縮率は、好ましくは60%以下、より好ましくは50%以下、さらに好ましくは45%以下である。
ここで、高温放置試験(HTST:High Temperature Storage test)は、加速試験の1種であり、成形物を125℃の雰囲気下に168時間放置する試験である。初期及び高温放置試験後の成形物の破断伸び率を求め、下記数式(2)により、高温放置試験後の成形物の収縮率を算出することができる。
成形物は、高温放置試験後において、初期に比べて収縮する傾向にある。収縮の程度は、温度サイクル試験後よりも、高温放置試験後の方が大きい。高温放置試験後の成形物の収縮率が60%以下であることで、成形物は、柔軟性を長期にわたって更に有しやすくなる。
好ましくは、エポキシ樹脂組成物は、基板2に搭載された電子部品3の封止用に用いられる。つまり、エポキシ樹脂組成物を液状封止材として用いることが好ましい。比較的安価な設備で液状封止材による樹脂封止を行うことができ、実装形態の多様化への対応が容易であり、少量多品種生産に向いている。
(2.2)樹脂封止基板
図1に本実施形態に係る樹脂封止基板1を示す。樹脂封止基板1は、フィルム状又はシート状である。樹脂封止基板1は、基板2と、電子部品3と、封止樹脂層4と、を備える。
図1に本実施形態に係る樹脂封止基板1を示す。樹脂封止基板1は、フィルム状又はシート状である。樹脂封止基板1は、基板2と、電子部品3と、封止樹脂層4と、を備える。
基板2は、電気的絶縁性を有する。基板2の厚さ、平面視の形状、大きさ及び材質は特に限定されない。基板2の表面には、導体配線20が形成されている。導体配線20は、例えば、導電性ペーストなどで形成されている。
好ましくは、基板2は、ストレッチャブル樹脂フィルム21である。ストレッチャブル樹脂フィルム21は、柔軟性、伸縮性、及び信頼性を有するフィルムである。例えば、ストレッチャブル樹脂フィルム21の引張り伸びは2.5倍以上である。基板2がストレッチャブル樹脂フィルム21であることで、成形物の伸縮性という真価を十分に発揮させることができる。なお、もちろん基板2は、柔軟性及び伸縮性を有しないものでもよい。
電子部品3は、基板2上に搭載されている。電子部品3の数は特に限定されない。電子部品3には、能動部品(半導体素子など)及び受動部品(チップ抵抗、チップコンデンサ及びチップインダクタなど)が含まれる。さらに電子部品3には、半導体素子等が搭載されたパッケージも含まれる。基板2と電子部品3とは接触していてもよいが、図2に示すようにバンプ31を介して離れていてもよい。バンプ31は、基板2の導体配線20と電子部品3とを電気的に接続している。
封止樹脂層4は、エポキシ樹脂組成物の成形物である。封止樹脂層4は、電子部品3を封止している。より詳細には、封止樹脂層4は、電子部品3を全体的又は部分的に封止している。ここで、電子部品3を全体的に封止するとは、例えば、図2に示すように、電子部品3の全体が封止樹脂層4内に埋もれるように封止することをいう。一方、電子部品3を部分的に封止するとは、例えば、基板2の導体配線20と電子部品3とを電気的に接続している部分(バンプ31など)の周辺のみを封止して、その他の部分を封止しないことをいう。このように電子部品3を全体的又は部分的に封止することで、封止樹脂層4で封止された部分(電子部品3の全体又は一部)は、外部環境から保護される。好ましくは、封止樹脂層4は、導体配線20も封止している。このようにして導体配線20も、外部環境から保護され、断線が抑制される。封止樹脂層4の厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm以上10000μm(1cm)以下の範囲内である。
樹脂封止基板1は、次のようにして製造することができる。まず基板2の表面に導電性ペーストなどで導体配線20を形成する。次にこの基板2に、はんだ付けなどの適宜の実装方法により電子部品3を搭載する。これにより基板2の導体配線20と電子部品3とがバンプ31などを介して電気的に接続される(図2参照)。次に電子部品3及び導体配線20を被覆するようにエポキシ樹脂組成物を塗布する。このとき基板2と電子部品3との間の隙間にボイドを残すことなく、エポキシ樹脂組成物を充填することができる。その後、エポキシ樹脂組成物を加熱して硬化反応させることによって封止樹脂層4を形成する。このようにして図1に示すような樹脂封止基板1を製造することができる。
このようにして得られた樹脂封止基板1は、柔軟性に優れている。すなわち、樹脂封止基板1は、容易に折り曲げることができ、折り曲げても割れにくい。
さらに樹脂封止基板1は、伸縮性に優れている。すなわち、樹脂封止基板1は、容易に伸び縮みすることができ、伸ばしたり縮めたりしても元に戻りやすい。
このように、本実施形態に係る樹脂封止基板1は、柔軟性及び伸縮性に優れている。すなわち、特に基板2がストレッチャブル樹脂フィルム21である場合には、電子部品3を保護し、かつ導体配線20の断線などを抑制しつつ、樹脂封止基板1全体を自由に折り曲げたり伸縮させたりすることができる。そのため、様々な自由曲面上に樹脂封止基板1を追従させて設置することができる。
本実施形態に係る樹脂封止基板1は、特にウェアラブル機器に必要とされる高信頼性を有する。すなわち、樹脂封止基板1を備えるウェアラブル機器は、柔軟性を長期にわたって維持し得る。したがって、上記のウェアラブル機器を人が装着して長期間使用する場合、装着感、及び肌が感じる質感などの変化を極小にすることができる。つまり、使用開始直後の装着感等と、長期間使用した後の装着感等とは、ほぼ同様である。なお、ウェアラブル機器の分野以外にも、センサ、ディスプレイ及びロボットなど幅広い分野において樹脂封止基板1を利用することが可能である。
(3)態様
上記実施形態から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
上記実施形態から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
第1の態様は、エポキシ樹脂組成物であって、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。前記第1エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む。前記第2エポキシ樹脂が、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含む。前記エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率が420%以上である。−55℃と125℃との間で昇降温を100回繰り返す温度サイクル試験後の前記成形物の収縮率が25%以下である。
この態様によれば、柔軟性を長期にわたって有し得る成形物を得ることができる。
第2の態様は、第1の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第2の態様では、125℃の雰囲気下に168時間放置する高温放置試験後の前記成形物の収縮率が60%以下である。
この態様によれば、信頼性を更に高めることができる。
第3の態様は、第1又は第2の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第3の態様では、前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂が、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含む。
この態様によれば、信頼性を更に高めることができる。
第4の態様は、第1〜第3の態様のいずれか一つに基づくエポキシ樹脂組成物である。第4の態様では、前記エーテル結合を有するエポキシ樹脂が、下記式(2)で表されるエポキシ樹脂を含む。
この態様によれば、柔軟性を更に高めることができる。
第5の態様は、第4の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第5の態様では、上記式(2)で表されるエポキシ樹脂の含有量が、前記第1エポキシ樹脂及び前記第2エポキシ樹脂の全質量に対して15質量%以上である。
この態様によれば、柔軟性を更に高めることができる。
第6の態様は、第1〜第5の態様のいずれか一つに基づくエポキシ樹脂組成物である。第6の態様では、フェノール系硬化剤を更に含有する。
この態様によれば、成形物の耐熱性及び強度を高めることができる。
第7の態様は、第6の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第7の態様では、前記フェノール系硬化剤が、下記式(3)で表されるフェノール樹脂を含む。
この態様によれば、成形物の耐熱性及び強度を更に高めることができる。
第8の態様は、第1〜第7の態様のいずれか一つに基づくエポキシ樹脂組成物である。第8の態様では、無機充填材を更に含有する。
この態様によれば、耐湿性を成形物に付与することができる。
第9の態様は、第8の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第9の態様では、前記無機充填材の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物の全質量に対して30質量%以下である。
この態様によれば、成形物の柔軟性を維持しながら、成形物の耐湿性を向上させることができる。
第10の態様は、エポキシ樹脂組成物であって、第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有する。前記第1エポキシ樹脂が、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含む。前記第2エポキシ樹脂が、下記式(2)で表されるエポキシ樹脂を含む。
この態様によれば、柔軟性を長期にわたって有し得る成形物を得ることができる。
第11の態様は、第10の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第11の態様では、上記式(2)で表されるエポキシ樹脂の含有量が、前記第1エポキシ樹脂及び前記第2エポキシ樹脂の全質量に対して15質量%以上である。
この態様によれば、柔軟性を更に高めることができる。
第12の態様は、第10又は第11の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第12の態様では、フェノール系硬化剤を更に含有する。
この態様によれば、成形物の耐熱性及び強度を高めることができる。
第13の態様は、第12の態様に基づくエポキシ樹脂組成物である。第13の態様では、前記フェノール系硬化剤が、下記式(3)で表されるフェノール樹脂を含む。
この態様によれば、成形物の耐熱性及び強度を更に高めることができる。
第14の態様は、第1〜第13の態様のいずれか一つに基づくエポキシ樹脂組成物である。第14の態様では、基板に搭載された電子部品(3)の封止用に用いられる。
この態様によれば、比較的安価な設備で液状封止材による樹脂封止を行うことができ、実装形態の多様化への対応が容易であり、少量多品種生産に向いている。
第15の態様は、樹脂封止基板(1)であって、基板(2)と、前記基板(2)上に搭載された電子部品(3)と、前記電子部品(3)を封止する封止樹脂層(4)と、を備える。前記封止樹脂層(4)が、第1〜第14の態様のいずれか一つに基づくエポキシ樹脂組成物の成形物である。
この態様によれば、特に基板(2)がストレッチャブル樹脂フィルム(21)である場合には、電子部品(3)を保護し、かつ導体配線(20)の断線などを抑制しつつ、樹脂封止基板(1)全体を自由に折り曲げたり伸縮させたりすることができる。
以下、本開示を実施例によって具体的に説明するが、本開示は実施例に限定されない。
[エポキシ樹脂組成物]
表1に示す配合組成(質量%)で各成分を配合し、プラネタリーミキサーで混合し、さらに3本ロールで分散することによって、液状のエポキシ樹脂組成物を調製した。なお、各成分の詳細は、以下のとおりである。
表1に示す配合組成(質量%)で各成分を配合し、プラネタリーミキサーで混合し、さらに3本ロールで分散することによって、液状のエポキシ樹脂組成物を調製した。なお、各成分の詳細は、以下のとおりである。
(第1エポキシ樹脂)
・DIC株式会社製「EXA−4816」、エポキシ当量403g/eq、式(1)で表されるエポキシ樹脂
(第2エポキシ樹脂)
・三菱ケミカル株式会社製「YX7400」、エポキシ当量440g/eq、式(2)で表されるエポキシ樹脂
(硬化剤)
・明和化成株式会社製「MEH−8000H」、水酸基当量139〜143g/eq、式(3)で表されるフェノール樹脂
(無機充填材)
・デンカ株式会社製「FB−5SDC」、溶融シリカ、球状、平均粒子径4.1μm
(硬化促進剤)
・四国化成工業株式会社製「2E4MZ」、2−エチル−4−メチルイミダゾール。
・DIC株式会社製「EXA−4816」、エポキシ当量403g/eq、式(1)で表されるエポキシ樹脂
(第2エポキシ樹脂)
・三菱ケミカル株式会社製「YX7400」、エポキシ当量440g/eq、式(2)で表されるエポキシ樹脂
(硬化剤)
・明和化成株式会社製「MEH−8000H」、水酸基当量139〜143g/eq、式(3)で表されるフェノール樹脂
(無機充填材)
・デンカ株式会社製「FB−5SDC」、溶融シリカ、球状、平均粒子径4.1μm
(硬化促進剤)
・四国化成工業株式会社製「2E4MZ」、2−エチル−4−メチルイミダゾール。
[評価試験]
各エポキシ樹脂組成物について、以下の評価試験を行った。各評価試験の結果を表1に示す。
各エポキシ樹脂組成物について、以下の評価試験を行った。各評価試験の結果を表1に示す。
(破断伸び率)
エポキシ樹脂組成物でダンベル状の試験片(厚さ50μm、6号形、平行部幅4mm、平行部長さ25mm)を作製した。次に、ISO 3384に準拠した引張試験機(株式会社島津製作社製「オートグラフAGS−X」)を用いて、上記の試験片について、引張速度25mm/minで引張試験を行い、初期、温度サイクル試験後、及び高温放置試験後の破断伸び率を求めた。
エポキシ樹脂組成物でダンベル状の試験片(厚さ50μm、6号形、平行部幅4mm、平行部長さ25mm)を作製した。次に、ISO 3384に準拠した引張試験機(株式会社島津製作社製「オートグラフAGS−X」)を用いて、上記の試験片について、引張速度25mm/minで引張試験を行い、初期、温度サイクル試験後、及び高温放置試験後の破断伸び率を求めた。
温度サイクル試験としては、初期の試験片に対して、−55℃(5分)と125℃(5分)との間で昇降温を100回繰り返す試験を行った。
高温放置試験としては、初期の試験片を125℃の雰囲気下に168時間放置する試験を行った。
(収縮率)
上述の数式(1)により、温度サイクル試験後の収縮率を算出した。
上述の数式(1)により、温度サイクル試験後の収縮率を算出した。
上述の数式(2)により、高温放置試験後の収縮率を算出した。
(柔軟性)
エポキシ樹脂組成物で矩形状の試験片(厚さ50μm×3cm×1cm)を作製した。これを初期の試験片とした。初期の試験片に対して、上記の温度サイクル試験を行って、温度サイクル試験後の試験片を用意した。さらに初期の試験片に対して、上記の高温放置試験を行って、高温放置試験後の試験片を用意した。初期、温度サイクル試験後、及び高温放置試験後の3種の試験片について、手を使って、折り曲げやすさ、及び伸びやすさを調べた。評価基準は、以下のとおりである。なお、A及びBは、柔軟性を長期にわたって有し得る評価である。
エポキシ樹脂組成物で矩形状の試験片(厚さ50μm×3cm×1cm)を作製した。これを初期の試験片とした。初期の試験片に対して、上記の温度サイクル試験を行って、温度サイクル試験後の試験片を用意した。さらに初期の試験片に対して、上記の高温放置試験を行って、高温放置試験後の試験片を用意した。初期、温度サイクル試験後、及び高温放置試験後の3種の試験片について、手を使って、折り曲げやすさ、及び伸びやすさを調べた。評価基準は、以下のとおりである。なお、A及びBは、柔軟性を長期にわたって有し得る評価である。
A:3種の試験片は全て折り曲げやすく伸びやすい
B:2種の試験片は折り曲げやすく伸びやすい
C:1種の試験片のみは折り曲げやすく伸びやすい
D:折り曲げやすく伸びやすい試験片は無かった。
B:2種の試験片は折り曲げやすく伸びやすい
C:1種の試験片のみは折り曲げやすく伸びやすい
D:折り曲げやすく伸びやすい試験片は無かった。
1 樹脂封止基板
2 基板
3 電子部品
4 封止樹脂層
2 基板
3 電子部品
4 封止樹脂層
Claims (15)
- 第1エポキシ樹脂と、第2エポキシ樹脂と、を含有するエポキシ樹脂組成物であって、
前記第1エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含み、
前記第2エポキシ樹脂が、エーテル結合を有するエポキシ樹脂を含み、
前記エポキシ樹脂組成物の成形物の破断伸び率が420%以上であり、
−55℃と125℃との間で昇降温を100回繰り返す温度サイクル試験後の前記成形物の収縮率が25%以下である、
エポキシ樹脂組成物。 - 125℃の雰囲気下に168時間放置する高温放置試験後の前記成形物の収縮率が60%以下である、
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 上記式(2)で表されるエポキシ樹脂の含有量が、前記第1エポキシ樹脂及び前記第2エポキシ樹脂の全質量に対して15質量%以上である、
請求項4に記載のエポキシ樹脂組成物。 - フェノール系硬化剤を更に含有する、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 無機充填材を更に含有する、
請求項1〜7のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 前記無機充填材の含有量が、前記エポキシ樹脂組成物の全質量に対して30質量%以下である、
請求項8に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 上記式(2)で表されるエポキシ樹脂の含有量が、前記第1エポキシ樹脂及び前記第2エポキシ樹脂の全質量に対して15質量%以上である、
請求項10に記載のエポキシ樹脂組成物。 - フェノール系硬化剤を更に含有する、
請求項10又は11に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 基板に搭載された電子部品の封止用に用いられる、
請求項1〜13のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 基板と、前記基板上に搭載された電子部品と、前記電子部品を封止する封止樹脂層と、を備え、
前記封止樹脂層が、請求項1〜14のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の成形物である、
樹脂封止基板。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019223241A JP2021091793A (ja) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 |
PCT/JP2020/041764 WO2021117399A1 (ja) | 2019-12-10 | 2020-11-09 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019223241A JP2021091793A (ja) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021091793A true JP2021091793A (ja) | 2021-06-17 |
Family
ID=76312977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019223241A Pending JP2021091793A (ja) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021091793A (ja) |
WO (1) | WO2021117399A1 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5217119B2 (ja) * | 2005-06-15 | 2013-06-19 | 日立化成株式会社 | 封止用液状エポキシ樹脂組成物、電子部品装置及びウエハーレベルチップサイズパッケージ |
JP5316282B2 (ja) * | 2009-07-22 | 2013-10-16 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
CN102417805A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-04-18 | 长沙蓝星化工新材料有限公司 | 一种室温固化环氧树脂柔性密封胶及其制备方法 |
JP2013254922A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 金属ベース回路基板 |
CN104693150A (zh) * | 2015-02-17 | 2015-06-10 | 南通职业大学 | 一种柔韧性环氧树脂及其制备方法 |
JP6690356B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2020-04-28 | 味の素株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物 |
-
2019
- 2019-12-10 JP JP2019223241A patent/JP2021091793A/ja active Pending
-
2020
- 2020-11-09 WO PCT/JP2020/041764 patent/WO2021117399A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021117399A1 (ja) | 2021-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101904509B1 (ko) | 반도체 밀봉용 액상 에폭시 수지 조성물 및 수지 밀봉 반도체 장치 | |
JP4892164B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP6789495B2 (ja) | アンダーフィル用樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 | |
KR102262042B1 (ko) | 반도체 밀봉용 기재 부착 밀봉재, 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
JP6356581B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP6233441B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
WO2021117399A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 | |
JP5593259B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物 | |
JP2009057575A (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP2015054951A (ja) | エポキシ樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 | |
JP7270201B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止基板 | |
JPH1167982A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP5723557B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
JPH0841168A (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JPH0211654A (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 | |
JP5708666B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JPH06216280A (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 | |
JP2016040393A (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP3608930B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2015180760A (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP2015110803A (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JPH01171253A (ja) | 半導体装置 | |
JP5929977B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
Rabilloud | Adhesives for electronics | |
JPH1192631A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |