JP2022027775A - Thermally conductive composition and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermally conductive composition which is small in peeling due to heat cycles when, for example, being applied to bond a semiconductor element and a substrate.
SOLUTION: A thermally conductive composition includes metal-containing particles and a thermosetting component that includes at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers, and monomers, the metal-containing particles being sintered by heat treatment to form a particle-connected structure. A cured film, which is obtained by heating the thermally conductive composition from 30°C to 180°C at a constant rate over 60 minutes and then heating for two hours at 180°C, has a thermal conductivity λ in the thickness direction at 25°C of 25 W/m K or higher. A cured film, which is obtained by heating the thermally conductive composition from 30°C to 180°C at a constant rate over 60 minutes and then heating for two hours at 180°C, has a storage modulus E' of 10,000 MPa or less, the storage modulus being obtained by viscoelasticity measurement at 25°C, in a tension mode, and at a frequency of 1 Hz.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱伝導性組成物および半導体装置に関する。より具体的には、熱伝導性組成物と、その熱伝導性組成物を熱処理して得られる部材を含む半導体装置に関する。 The present invention relates to thermally conductive compositions and semiconductor devices. More specifically, the present invention relates to a semiconductor device including a thermally conductive composition and a member obtained by heat-treating the thermally conductive composition.

半導体装置の放熱性を高めることを意図して、金属粒子を含む熱硬化性樹脂組成物を用いて半導体装置を製造する技術が知られている。樹脂よりも大きな熱伝導率を有する金属粒子を熱硬化性樹脂組成物に含めることで、その硬化物の熱伝導性を大きくすることができる。
半導体装置への適用の具体的事例として、以下の特許文献1および2のように、金属粒子を含む熱硬化型の樹脂組成物を用いて、半導体素子と基板(支持部材)とを接着/接合する技術が知られている。
A technique for manufacturing a semiconductor device using a thermosetting resin composition containing metal particles is known with the intention of enhancing the heat dissipation of the semiconductor device. By including metal particles having a higher thermal conductivity than the resin in the heat-curable resin composition, the heat conductivity of the cured product can be increased.
As a specific example of application to a semiconductor device, as in Patent Documents 1 and 2 below, a semiconductor element and a substrate (support member) are bonded / bonded using a thermosetting resin composition containing metal particles. The technology to do is known.

特許文献1には、(メタ)アクリル酸エステル化合物、ラジカル開始剤、銀微粒子、銀粉および溶剤を含む半導体接着用熱硬化型樹脂組成物が記載されている(請求項1等)。この文献には、200℃に加熱することで、半導体素子と金属基板との接合が実現できるとの記載もある(段落0001、0007等)。 Patent Document 1 describes a thermosetting resin composition for semiconductor adhesion, which comprises a (meth) acrylic acid ester compound, a radical initiator, silver fine particles, silver powder and a solvent (claim 1 and the like). There is also a description in this document that the bonding between the semiconductor element and the metal substrate can be realized by heating to 200 ° C. (paragraphs 0001, 0007, etc.).

特許文献2には、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、希釈剤、銀粉を含む樹脂ペースト組成物が記載されている(表1等)。樹脂ペースト組成物を150℃で硬化し、エポキシ樹脂等の硬化物によって、半導体素子と支持部材とを接着できるとの記載がある(段落0038等)。 Patent Document 2 describes a resin paste composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, a diluent, and silver powder (Table 1 and the like). There is a description that the resin paste composition is cured at 150 ° C., and the semiconductor element and the support member can be adhered to each other by a cured product such as an epoxy resin (paragraph 0038, etc.).

特開2014-74132号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-74132 特開2000-239616号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-239616

金属粒子を含む熱硬化型の樹脂組成物は、熱硬化時の金属粒子の挙動により、いくつかの種類に分類することができる。例えば、熱処理によりシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する「シンタリングタイプ」の樹脂組成物や、シンタリングを起こさないタイプのもの等がある。 Thermosetting resin compositions containing metal particles can be classified into several types according to the behavior of the metal particles during heat curing. For example, there are "sintering type" resin compositions that cause sintering by heat treatment to form a particle connection structure, and types that do not cause sintering.

本発明者らの知見として、従来のシンタリングタイプの樹脂組成物で半導体素子と基板とを接着した場合、ヒートサイクル(加熱-冷却の繰り返し)によって剥離が生じる場合があった。 According to the findings of the present inventors, when a semiconductor element and a substrate are bonded to each other with a conventional sintering type resin composition, peeling may occur due to a heat cycle (repeated heating-cooling).

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的の1つは、例えば半導体素子と基板との接着に適用された際に、ヒートサイクルによる剥離が小さい熱伝導性組成物を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances. One of the objects of the present invention is to provide a heat conductive composition having small peeling due to a heat cycle when applied to adhesion between a semiconductor device and a substrate, for example.

本発明者らは、鋭意検討の結果、以下に提供される発明を完成させ、上記課題を解決した。 As a result of diligent studies, the present inventors have completed the inventions provided below and solved the above problems.

本発明によれば、
金属含有粒子と、ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む熱硬化性成分と、を含み、熱処理により前記金属含有粒子がシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する熱伝導性組成物であって、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λは25W/m・K以上であり、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜を、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'は10000MPa以下である、熱伝導性組成物
が提供される。
According to the present invention
Thermal conduction containing metal-containing particles and a thermosetting component containing at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers, wherein the metal-containing particles undergo synterling to form a particle-connected structure by heat treatment. It is a sex composition
The heat conductive composition is heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and then heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film that conducts heat in the thickness direction at 25 ° C. The rate λ is 25 W / m · K or more,
The heat conductive composition was heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and subsequently heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film obtained by heating at 25 ° C., a tensile mode, and a frequency of 1 Hz. Provided is a thermally conductive composition having a storage elastic modulus E'determined by measuring viscoelasticity of 10,000 MPa or less.

また、本発明によれば、
基材と、
上記熱伝導性組成物を熱処理して得られる接着層を介して前記基材上に搭載された半導体素子と、
を備える、半導体装置
が提供される。
Further, according to the present invention,
With the base material
A semiconductor device mounted on the substrate via an adhesive layer obtained by heat-treating the thermally conductive composition,
A semiconductor device is provided.

本発明によれば、例えば半導体素子と基板との接着に適用された際に、ヒートサイクルによる剥離が少ない熱伝導性組成物が提供される。 According to the present invention, there is provided a thermally conductive composition that is less likely to be peeled off due to a heat cycle when applied to adhesion between a semiconductor device and a substrate, for example.

半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the semiconductor device schematically. 半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the semiconductor device schematically.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
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。
煩雑さを避けるため、(i)同一図面内に同一の構成要素が複数ある場合には、その1つのみに符号を付し、全てには符号を付さない場合や、(ii)特に図2以降において、図1と同様の構成要素に改めては符号を付さない場合がある。
すべての図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応しない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all drawings, similar components are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
In order to avoid complication, (i) when there are a plurality of the same components in the same drawing, only one of them is coded and all of them are not coded, or (ii) especially the figure. In the second and subsequent stages, the same components as in FIG. 1 may not be designated again.
All drawings are for illustration purposes only. The shape and dimensional ratio of each member in the drawing do not necessarily correspond to the actual article.

本明細書中、数値範囲の説明における「a~b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。例えば、「1~5質量%」とは「1質量%以上5質量%以下」を意味する。 In the present specification, the notation "a to b" in the description of the numerical range means a or more and b or less unless otherwise specified. For example, "1 to 5% by mass" means "1% by mass or more and 5% by mass or less".

本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリル(-CO―CH=CH)とメタクリル(-CO―C(CH)=CH)の両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。
In the notation of a group (atomic group) in the present specification, the notation that does not indicate whether it is substituted or unsubstituted includes both those having no substituent and those having a substituent. For example, the "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
The notation "(meth) acrylic" herein represents a concept that includes both acrylic (-CO-CH = CH 2 ) and methacrylic (-CO-C (CH 3 ) = CH 2 ). The same applies to similar notations such as "(meth) acrylate".

<熱伝導性組成物>
本実施形態の熱伝導性組成物は、金属含有粒子と、ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む熱硬化性成分と、を含み、熱処理により金属含有粒子がシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する熱伝導性組成物である。
本実施形態の熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λは25W/m・K以上である。
本実施形態の熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜を、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'は10000MPa以下である。
<Thermal conductive composition>
The thermally conductive composition of the present embodiment contains metal-containing particles and a thermosetting component containing at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers, and the metal-containing particles are sintered by heat treatment. It is a thermally conductive composition that is raised to form a particle-connected structure.
The heat conductive composition of the present embodiment is heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and subsequently heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film in the thickness direction at 25 ° C. The thermal conductivity λ of is 25 W / m · K or more.
The heat conductive composition of the present embodiment was heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and then heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film obtained by heating at 25 ° C. in a viscoelastic mode. The storage elastic modulus E'obtained by measuring the viscoelasticity at a frequency of 1 Hz is 10,000 MPa or less.

以下、「ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む熱硬化性成分」を、単に「熱硬化性成分」とも記載する。
また、上記の加熱条件で熱硬化させて得られる硬化膜を、「特定硬化膜」と記載することがある。
Hereinafter, the "thermosetting component containing at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers" is also simply referred to as "thermosetting component".
Further, the cured film obtained by thermosetting under the above heating conditions may be referred to as "specific cured film".

本発明者らは、シンタリングタイプの熱伝導性組成物を接着に適用した際に、ヒートサイクル(加熱-冷却の繰り返し)によって剥離が生じる原因を検討した。 The present inventors investigated the cause of peeling due to a heat cycle (repeated heating-cooling) when a sintered type thermally conductive composition was applied to adhesion.

本発明者らは、剥離の原因は、(1)組成物を硬化させる/組成物中の金属粒子をシンタリングさせる際の加熱温度が高すぎるために、冷却後の硬化物に、熱収縮による応力が発生することや、(2)ヒートサイクルによる膨張-収縮によっても応力が発生すること、等にあると考察した。 The present inventors have found that the causes of peeling are (1) the heating temperature at which the composition is cured / the metal particles in the composition are sintered is too high, so that the cured product after cooling is thermally shrunk. It was considered that stress was generated, and (2) stress was also generated by expansion / contraction due to the heat cycle.

本発明者らは、上記(1)の観点から、ある程度低温での加熱でも硬化する(金属含有粒子がシンタリングする場合にはシンタリングして熱伝導パスが形成される)組成物を設計すればよいと考えた。組成物の硬化/金属含有粒子のシンタリングに必要な温度が低ければ、硬化/シンタリング後の冷却による熱収縮の程度を小さくすることができ、そして熱収縮により発生する応力を低減できる(ひいては接着力の低下が抑えられる)と考えられたためである。
また、上記(2)の観点から、硬化物の「弾性率」が比較的小さくなるように(硬化物がある程度「柔らかく」なるように)組成物を設計すれば、硬化物がヒートサイクルによる応力を吸収して、接着力の低下が抑えられるのではないかと考えた。
From the viewpoint of (1) above, the present inventors should design a composition that cures even when heated at a low temperature to some extent (when metal-containing particles are sintered, they are sintered to form a heat conduction path). I thought it was good. If the temperature required for curing / sintering of the metal-containing particles of the composition is low, the degree of heat shrinkage due to cooling after curing / sintering can be reduced, and the stress generated by the heat shrinkage can be reduced (and thus the stress generated by the heat shrinkage). This is because it was thought that the decrease in adhesive strength could be suppressed).
Further, from the viewpoint of (2) above, if the composition is designed so that the "elastic modulus" of the cured product is relatively small (so that the cured product becomes "soft" to some extent), the cured product is stressed by the heat cycle. I thought that the decrease in adhesive strength could be suppressed by absorbing the above.

そこで、熱伝導性組成物の設計のための指標の1つとして、本発明者らは、熱伝導性組成物を「180℃」で加熱(加熱条件の詳細は上記のとおり)して得られる硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λを設定した。そして、λが十分に大きい熱伝導性組成物を設計すれば、接着力の低下が抑えられるのではないかと考えた(λは、金属含有粒子のシンタリングの程度と相関するから、λが大きいことは、おおよそ「低温(180℃)でシンタリングしやすい」ことに対応する)。 Therefore, as one of the indexes for the design of the heat conductive composition, the present inventors can obtain the heat conductive composition by heating it at "180 ° C" (details of the heating conditions are as described above). The thermal conductivity λ of the cured film in the thickness direction at 25 ° C. was set. Then, I thought that if a thermally conductive composition having a sufficiently large λ was designed, the decrease in the adhesive force could be suppressed (λ is large because it correlates with the degree of sintering of the metal-containing particles). That roughly corresponds to "easy to sinter at low temperature (180 ° C)").

また、熱伝導性組成物の設計のための別の指標として、本発明者らは、熱伝導性組成物を180℃で加熱(加熱条件の詳細は上記のとおり)して得られる硬化膜を、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'を設定した。そして、E'が適度に小さい熱伝導性組成物を設計すれば、接着力の低下が抑えられるのではないかと考えた(硬化物がある程度「柔らかい」ならば、硬化物がヒートサイクルによる応力を吸収しやすくなると思われたため)。 Further, as another index for the design of the heat conductive composition, the present inventors heat the heat conductive composition at 180 ° C. (details of the heating conditions are as described above) to obtain a cured film. , 25 ° C., tensile mode, frequency 1 Hz, and the storage elastic modulus E'obtained by measuring viscoelasticity was set. Then, I thought that if a heat conductive composition with an appropriately small E'was designed, the decrease in adhesive strength could be suppressed (if the cured product is "soft" to some extent, the cured product exerts stress due to the heat cycle. Because it seemed to be easier to absorb).

本発明者らは、これら2つの指標に基づき熱伝導性組成物を設計した。そして、λが25W/m・K以上であり、かつ、E'が10000MPa以下である熱伝導性組成物を新たに設計することで、ヒートサイクルによる接着力の低下を小さくすることができた。 The present inventors designed a thermally conductive composition based on these two indexes. By newly designing a thermally conductive composition having λ of 25 W / m · K or more and E'of 10,000 MPa or less, it was possible to reduce the decrease in adhesive force due to the heat cycle.

本実施形態では、素材の種類や量、組成物の調製方法などを適切に選択することにより、λが25W/m・K以上であり、かつ、E'が10000MPa以下である熱伝導性組成物を得ることができる。例えば、金属含有粒子の一部または全部として、後述する金属コート樹脂粒子を用いることで、λおよびE'が適切な値である熱伝導性組成物を得ることができる。使用可能な素材や調製方法などについては以下でより具体的に説明していく。 In the present embodiment, a thermally conductive composition having a λ of 25 W / m · K or more and an E'of 10,000 MPa or less by appropriately selecting the type and amount of the material, the method for preparing the composition, and the like. Can be obtained. For example, by using the metal-coated resin particles described later as a part or all of the metal-containing particles, a thermally conductive composition in which λ and E'are appropriate values can be obtained. The materials that can be used and the preparation method will be explained more specifically below.

念のため補足しておくと、上記記載内容により本発明は限定的に解釈されない。 As a reminder, the present invention is not limitedly construed by the above description.

本実施形態の熱伝導性組成物の含有成分、物性、性状などについて以下詳述する。 The components, physical properties, properties and the like contained in the heat conductive composition of the present embodiment will be described in detail below.

(金属含有粒子)
本実施形態の熱伝導性組成物は、金属含有粒子を含む。
金属含有粒子は、典型的には、適切な熱処理によってシンタリング(焼結)を起こし、粒子連結構造(シンタリング構造)を形成することができる。
(Metal-containing particles)
The thermally conductive composition of the present embodiment contains metal-containing particles.
The metal-containing particles can typically undergo sintering (sintering) by appropriate heat treatment to form a particle-connected structure (sintering structure).

金属含有粒子における「金属」は、任意の金属であることができる。良好な熱伝導性、シンタリングのしやすさ、半導体装置への適用性などの観点から、好ましい金属は、例えば、金、銀、銅、ニッケル、スズからなる群から選択される少なくともいずれかである。より好ましい金属は、銀、金および銅からなる群から選択される少なくともいずれかである。
金属含有粒子は、金属を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい(つまり、金属含有粒子は、合金含有粒子であってもよい)。また、金属含有粒子のコア部分と表層部分は異種の金属で構成されていてもよい。
特に、熱伝導性組成物中に銀含有粒子が含まれること、特に、粒径が比較的小さくて比表面積が比較的大きい銀粒子が含まれることで、比較的低温(180℃程度)での熱処理でもシンタリング構造が形成されやすい。好ましい粒径については後述する。
The "metal" in the metal-containing particles can be any metal. From the viewpoint of good thermal conductivity, ease of syntering, applicability to semiconductor devices, etc., the preferred metal is, for example, at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel and tin. be. A more preferred metal is at least one selected from the group consisting of silver, gold and copper.
The metal-containing particles may contain only one type of metal or may contain two or more types of metal (that is, the metal-containing particles may be alloy-containing particles). Further, the core portion and the surface layer portion of the metal-containing particles may be composed of different kinds of metals.
In particular, the inclusion of silver-containing particles in the thermally conductive composition, in particular, the inclusion of silver particles having a relatively small particle size and a relatively large specific surface area, at a relatively low temperature (about 180 ° C.). A sintered structure is likely to be formed even by heat treatment. The preferred particle size will be described later.

金属含有粒子の形状は特に限定されない。好ましい形状は球状であるが、球状ではない形状、例えば楕円体状、扁平状、板状、フレーク状、針状などでもよい。
(「球状」とは、完全な真球に限られず、表面に若干の凹凸がある形状等も包含する。本明細書において以下同様。)
The shape of the metal-containing particles is not particularly limited. The preferred shape is spherical, but non-spherical shapes such as ellipsoidal, flat, plate, flake, needle and the like may be used.
(The term "spherical" is not limited to a perfect sphere, but also includes a shape having some irregularities on the surface, etc. The same shall apply hereinafter in the present specification.)

金属含有粒子は、(i)実質的に金属のみからなる粒子であってもよいし、(ii)金属と金属以外の成分からなる粒子であってもよい。また、金属含有粒子として(i)および(ii)が併用されてもよい。 The metal-containing particles may be (i) particles substantially composed of only metal, or (ii) particles composed of metal and non-metal components. Further, (i) and (ii) may be used in combination as the metal-containing particles.

本実施形態において、特に好ましくは、金属含有粒子は、樹脂粒子の表面が金属でコートされた金属コート樹脂粒子を含む。これにより、λが25W/m・K以上であり、かつ、E'が10000MPa以下である熱伝導性組成物を調製しやすい。
金属コート樹脂粒子は、表面が金属であり、かつ、内部が樹脂であるため、熱伝導性が良く、かつ、(金属のみからなる粒子に比べれば)やわらかい、と考えられる。このため、金属コート樹脂粒子を用いることで、λやE'を適切な値に設計しやすいと考えられる。
通常、λを大きくするためには、金属含有粒子の量を増やすことが考えられる。しかし、通常、金属は「硬い」ため、金属含有粒子の量が多すぎると、シンタリング後の弾性率が大きくなりすぎてしまう場合がある。金属含有粒子の一部または全部が金属コート樹脂粒子であることで、λが25W/m・K以上であり、かつ、E'が10000MPa以下である熱伝導性組成物を設計しやすい。
In the present embodiment, the metal-containing particles particularly preferably include metal-coated resin particles whose surface is coated with metal. This makes it easy to prepare a thermally conductive composition having λ of 25 W / m · K or more and E'of 10,000 MPa or less.
Since the metal-coated resin particles have a metal surface and a resin inside, they are considered to have good thermal conductivity and are soft (compared to particles made of only metal). Therefore, it is considered easy to design λ and E'to appropriate values by using the metal-coated resin particles.
Usually, in order to increase λ, it is conceivable to increase the amount of metal-containing particles. However, since metals are usually "hard", if the amount of metal-containing particles is too large, the elastic modulus after sintering may become too large. Since some or all of the metal-containing particles are metal-coated resin particles, it is easy to design a thermally conductive composition having a λ of 25 W / m · K or more and an E'of 10,000 MPa or less.

金属コート樹脂粒子においては、樹脂粒子の表面の少なくとも一部の領域を金属層が覆っていればよい。もちろん、樹脂粒子の表面の全面を金属が覆っていてもよい。
具体的には、金属コート樹脂粒子において、金属層は、樹脂粒子の表面の好ましくは50%以上、より好ましく75%以上、さらに好ましくは90%以上を覆っている。特に好ましくは、金属コート樹脂粒子において、金属層は、樹脂粒子の表面の実質的に全てを覆っている。
別観点として、金属コート樹脂粒子をある断面で切断したときには、その断面の周囲全部に金属層が確認されることが好ましい。
さらに別観点として、金属コート樹脂粒子中の、樹脂/金属の質量比率は、例えば90/10~10/90、好ましくは80/20~20/80、より好ましくは70/30~30/70である。
In the metal-coated resin particles, a metal layer may cover at least a part of the surface of the resin particles. Of course, the entire surface of the resin particles may be covered with metal.
Specifically, in the metal-coated resin particles, the metal layer covers preferably 50% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 90% or more of the surface of the resin particles. Particularly preferably, in the metal-coated resin particles, the metal layer covers substantially the entire surface of the resin particles.
As another viewpoint, when the metal-coated resin particles are cut in a certain cross section, it is preferable that a metal layer is confirmed all around the cross section.
As another viewpoint, the mass ratio of resin / metal in the metal-coated resin particles is, for example, 90/10 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 70/30 to 30/70. be.

金属コート樹脂粒子における「金属」は、前述のとおりである。特に、銀が好ましい。
金属コート樹脂粒子における「樹脂」としては、例えば、シリコーン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などを挙げることができる。もちろん、これら以外の樹脂であってもよい。また、樹脂は1種のみであってもよいし、2種以上の樹脂が併用されてもよい。
弾性特性や耐熱性の観点から、樹脂は、シリコーン樹脂または(メタ)アクリル樹脂が好ましい。
The "metal" in the metal-coated resin particles is as described above. In particular, silver is preferred.
Examples of the "resin" in the metal-coated resin particles include silicone resin, (meth) acrylic resin, phenol resin, polystyrene resin, melamine resin, polyamide resin, polytetrafluoroethylene resin and the like. Of course, resins other than these may be used. Further, only one kind of resin may be used, or two or more kinds of resins may be used in combination.
From the viewpoint of elastic properties and heat resistance, the resin is preferably a silicone resin or a (meth) acrylic resin.

シリコーン樹脂は、メチルクロロシラン、トリメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のオルガノクロロシランを重合させることにより得られるオルガノポリシロキサンにより構成される粒子でもよい。また、オルガノポリシロキサンをさらに三次元架橋した構造を基本骨格としたシリコーン樹脂でもよい。
(メタ)アクリル樹脂は、主成分(50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上)として(メタ)アクリル酸エステルを含むモノマーを重合させて得られた樹脂であることができる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-プロピル(メタ)アクリレート、クロロ-2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートおよびイソボロノル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を挙げることができる。また、アクリル系樹脂のモノマー成分には、少量の他のモノマーが含まれていてもよい。そのような他のモノマー成分としては、例えば、スチレン系モノマーが挙げられる。金属コート(メタ)アクリル樹脂については、特開2017-126463号公報の記載なども参照されたい。
シリコーン樹脂や(メタ)アクリル樹脂中に各種官能基を導入してもよい。導入できる官能基は特に限定されない。例えば、エポキシ基、アミノ基、メトキシ基、フェニル基、カルボキシル基、水酸基、アルキル基、ビニル基、メルカプト基等が挙げられる。
The silicone resin may be particles composed of organopolysiloxane obtained by polymerizing organochlorosilane such as methylchlorosilane, trimethyltrichlorosilane, and dimethyldichlorosilane. Further, a silicone resin having a structure in which organopolysiloxane is further three-dimensionally crosslinked may be used as a basic skeleton.
The (meth) acrylic resin is a resin obtained by polymerizing a monomer containing a (meth) acrylic acid ester as a main component (50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more). be able to. Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate. , Stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-propyl (meth) acrylate, chloro-2-hydroxyethyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate, At least one compound selected from the group consisting of methoxyethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate and isoboronor (meth) acrylate can be mentioned. can. Further, the monomer component of the acrylic resin may contain a small amount of other monomers. Examples of such other monomer components include styrene-based monomers. For the metal-coated (meth) acrylic resin, refer to the description in JP-A-2017-126463.
Various functional groups may be introduced into the silicone resin or the (meth) acrylic resin. The functional groups that can be introduced are not particularly limited. For example, an epoxy group, an amino group, a methoxy group, a phenyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an alkyl group, a vinyl group, a mercapto group and the like can be mentioned.

金属コート樹脂粒子における樹脂粒子の部分は、各種の添加成分、例えば低応力改質剤などを含んでもよい。低応力改質剤としては、ブタジエンスチレンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、ポリウレタンゴム、ポリイソプレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、液状オルガノポリシロキサン、液状ポリブタジエン等の液状合成ゴム等が挙げられる。特に、樹脂粒子の部分がシリコーン樹脂を含む場合、低応力改質剤を含むことで、金属コート樹脂粒子の弾性特性を好ましいものとすることができる。 The portion of the resin particles in the metal-coated resin particles may contain various additive components such as a low stress modifier. Examples of the low stress modifier include butadiene styrene rubber, butadiene acrylonitrile rubber, polyurethane rubber, polyisoprene rubber, acrylic rubber, fluororubber, liquid organopolysiloxane, liquid synthetic rubber such as liquid polybutadiene, and the like. In particular, when the portion of the resin particles contains a silicone resin, the elastic properties of the metal-coated resin particles can be made preferable by containing a low stress modifier.

金属コート樹脂粒子における樹脂粒子の部分の形状は、特に限定されない。好ましい形状は球状であるが、球状以外の異形状、例えば扁平状、板状、針状などでもよい。金属コート樹脂粒子の形状を球状に形成する場合は、使用する樹脂粒子の形状も球状であることが好ましい。 The shape of the portion of the resin particles in the metal-coated resin particles is not particularly limited. The preferred shape is spherical, but irregular shapes other than spherical, such as flat, plate-shaped, and needle-shaped, may be used. When the shape of the metal-coated resin particles is formed into a spherical shape, it is preferable that the shape of the resin particles used is also spherical.

金属コート樹脂粒子の比重は特に限定されないが、下限は、例えば2以上、好ましくは2.5以上、より好ましくは3以上である。また、比重の上限は、例えば10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下である。比重が適切であることは、金属コート樹脂粒子そのものの分散性や、金属コート樹脂粒子とそれ以外の金属含有粒子を併用したときの均一性などの点で好ましい。 The specific gravity of the metal-coated resin particles is not particularly limited, but the lower limit is, for example, 2 or more, preferably 2.5 or more, and more preferably 3 or more. The upper limit of the specific gravity is, for example, 10 or less, preferably 9 or less, and more preferably 8 or less. Appropriate specific gravity is preferable in terms of dispersibility of the metal-coated resin particles themselves and uniformity when the metal-coated resin particles and other metal-containing particles are used in combination.

金属コート樹脂粒子を用いる場合、金属含有粒子全体中の金属コート樹脂粒子の割合は、好ましくは1~50質量%、より好ましくは3~45質量%、さらに好ましくは5~40質量%である。この割合を適切に調整することで、ヒートサイクルによる接着力の低下を抑えつつ、放熱性を一層高めることができる。
ちなみに、金属含有粒子全体中の金属コート樹脂粒子の割合が100質量%ではない場合、金属コート樹脂粒子以外の金属含有粒子は、例えば、実質的に金属のみからなる粒子である。
When the metal-coated resin particles are used, the proportion of the metal-coated resin particles in the entire metal-containing particles is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 45% by mass, and further preferably 5 to 40% by mass. By appropriately adjusting this ratio, it is possible to further improve the heat dissipation while suppressing the decrease in the adhesive force due to the heat cycle.
Incidentally, when the ratio of the metal-coated resin particles in the entire metal-containing particles is not 100% by mass, the metal-containing particles other than the metal-coated resin particles are, for example, particles substantially composed of only metal.

金属含有粒子(複数種の金属含有粒子が併用される場合は全体として)のメジアン径D50は、例えば0.001~1000μm、好ましくは0.01~100μm、より好ましくは0.1~20μmである。D50を適切な値とすることで、熱伝導性、焼結性、ヒートサイクルに対する耐性などのバランスを取りやすい。また、D50を適切な値とすることで、塗布/接着の作業性の向上などを図れることもある。
金属含有粒子の粒度分布(横軸:粒子径、縦軸:頻度)は、単峰性であっても多峰性であってもよい。
The median diameter D50 of the metal-containing particles (as a whole when a plurality of metal-containing particles are used in combination) is, for example, 0.001 to 1000 μm, preferably 0.01 to 100 μm, and more preferably 0.1 to 20 μm. be. By setting D 50 to an appropriate value, it is easy to balance thermal conductivity, sinterability, heat cycle resistance, and the like. Further, by setting D 50 to an appropriate value, it may be possible to improve the workability of coating / bonding.
The particle size distribution of the metal-containing particles (horizontal axis: particle diameter, vertical axis: frequency) may be monomodal or multimodal.

実質的に金属のみからなる粒子のメジアン径D50は、例えば0.8μm以上、好ましくは1.0μm以上、より好ましくは1.2μm以上である。これにより、熱伝導性をより高めることができる。
また、実質的に金属のみからなる粒子のメジアン径D50は、例えば7.0μm以下、好ましくは5.0μm以下、より好ましくは4.0μm以下である。これにより、シンタリングのしやすさの一層の向上、シンタリングの均一性の向上などを図ることができる。
The median diameter D 50 of the particles substantially composed of only metal is, for example, 0.8 μm or more, preferably 1.0 μm or more, and more preferably 1.2 μm or more. Thereby, the thermal conductivity can be further enhanced.
Further, the median diameter D 50 of the particles substantially composed of only metal is, for example, 7.0 μm or less, preferably 5.0 μm or less, and more preferably 4.0 μm or less. As a result, it is possible to further improve the ease of sintering and improve the uniformity of sintering.

金属コート樹脂粒子のメジアン径D50は、例えば0.5μm以上、好ましくは1.5μm以上、より好ましくは2.0μm以上である。これにより、貯蔵弾性率E'を適切な値にしやすい。
また、金属コート樹脂粒子のメジアン径D50は、例えば20μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。これにより、熱伝導性を十分大きくしやすい。
The median diameter D 50 of the metal-coated resin particles is, for example, 0.5 μm or more, preferably 1.5 μm or more, and more preferably 2.0 μm or more. This makes it easy to set the storage elastic modulus E'to an appropriate value.
The median diameter D 50 of the metal-coated resin particles is, for example, 20 μm or less, preferably 15 μm or less, and more preferably 10 μm or less. This makes it easy to sufficiently increase the thermal conductivity.

金属含有粒子のメジアン径D50は、例えば、シスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置FPIA(登録商標)-3000を用い、粒子画像計測を行うことで求めることができる。より具体的には、この装置を用い、湿式で体積基準のメジアン径を計測することで、金属粒子の粒子径を決定することができる。 The median diameter D 50 of the metal-containing particles can be determined, for example, by performing particle image measurement using a flow-type particle image analyzer FPIA (registered trademark) -3000 manufactured by Sysmex Corporation. More specifically, the particle diameter of the metal particles can be determined by measuring the volume-based median diameter in a wet manner using this device.

熱伝導性組成物全体中の金属含有粒子(複数種の金属含有粒子を用いる場合は、それらの合計)の割合は、例えば1~98質量%、好ましくは30~95質量%、より好ましくは50~90質量%である。金属含有粒子の割合を1質量%以上とすることで、熱伝導性を高めやすい。金属含有粒子の割合を98質量%以下とすることで、塗布/接着の作業性を向上させることができる。 The proportion of metal-containing particles (in the case of using a plurality of types of metal-containing particles, the total thereof) in the entire heat conductive composition is, for example, 1 to 98% by mass, preferably 30 to 95% by mass, and more preferably 50. It is ~ 90% by mass. By setting the ratio of the metal-containing particles to 1% by mass or more, it is easy to increase the thermal conductivity. By setting the ratio of the metal-containing particles to 98% by mass or less, the workability of coating / bonding can be improved.

金属含有粒子のうち、実質的に金属のみからなる粒子は、例えば、DOWAハイテック社、福田金属箔粉工業社などより入手することができる。また、金属コート樹脂粒子は、例えば、三菱マテリアル社、積水化学工業社、株式会社山王などより入手することができる。 Among the metal-containing particles, particles substantially composed of only metal can be obtained from, for example, DOWA Hightech Co., Ltd., Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd., and the like. Further, the metal-coated resin particles can be obtained from, for example, Mitsubishi Materials Corporation, Sekisui Chemical Co., Ltd., Sanno Co., Ltd., and the like.

(熱硬化性成分)
本実施形態の熱伝導性組成物は、ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかの熱硬化性成分を含む。
熱硬化性成分は、通常、ラジカルなどの活性化学種が作用することで重合/架橋する基、および/または、後述の硬化剤と反応する化学構造を含む。熱硬化性成分は、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、エチレン性炭素-炭素二重結合を含む基、ヒドロキシ基、イソシアネート基、マレイミド構造などのうち1または2以上を含む。
(Thermosetting component)
The thermally conductive composition of the present embodiment contains at least one thermosetting component selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers.
The thermosetting component usually contains a group that polymerizes / crosslinks by the action of an active chemical species such as a radical, and / or a chemical structure that reacts with a curing agent described later. The thermosetting component includes, for example, one or more of an epoxy group, an oxetanyl group, a group containing an ethylenic carbon-carbon double bond, a hydroxy group, an isocyanate group, a maleimide structure, and the like.

熱硬化性成分は、好ましくは、エポキシ基含有化合物および(メタ)アクリロイル基含有化合物からなる群より選ばれる少なくともいずれか含む。 The thermosetting component preferably contains at least one selected from the group consisting of an epoxy group-containing compound and a (meth) acryloyl group-containing compound.

エポキシ基含有化合物は、一分子中にエポキシ基を1つのみ備える化合物であってもよいし、一分子中にエポキシ基を2つ以上備える化合物であってもよい。 The epoxy group-containing compound may be a compound having only one epoxy group in one molecule, or may be a compound having two or more epoxy groups in one molecule.

エポキシ基含有化合物として具体的には、公知のエポキシ樹脂を挙げることができる。
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、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の2官能性または結晶性エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフト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;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびアルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の3官能型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂;トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
Specific examples of the epoxy group-containing compound include known epoxy resins.
Examples of the epoxy resin include bifunctional or crystalline epoxy resins such as biphenyl type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilben type epoxy resin, and hydroquinone type epoxy resin; cresol novolac type epoxy resin, Novolak type epoxy resin such as phenol novolac type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin; phenol aralkyl type epoxy resin containing phenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resin containing biphenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resin such as naphthol aralkyl type epoxy resin containing phenylene skeleton Resin: Trifunctional epoxy resin such as triphenol methane type epoxy resin and alkyl modified triphenol methane type epoxy resin; Modified phenol type epoxy resin such as dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resin and terpene modified phenol type epoxy resin; Triazine nucleus Examples thereof include a heterocycle-containing epoxy resin such as a contained epoxy resin.

また、エポキシ基含有化合物としては、4-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル、m,p-クレジルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル等の、単官能のエポキシ基含有化合物を挙げることもできる。 In addition, examples of the epoxy group-containing compound include monofunctional epoxy group-containing compounds such as 4-tert-butylphenylglycidyl ether, m, p-cresyl glycidyl ether, phenylglycidyl ether, and cresyl glycidyl ether. ..

(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、一分子中に(メタ)アクリル基を1つのみ備える単官能(メタ)アクリルモノマーや、一分子中に(メタ)アクリル基を2つ以上備える多官能(メタ)アクリルモノマーなどを挙げることができる。
多官能(メタ)アクリルモノマーは、典型的には一分子中に(メタ)アクリル基を2~6つ備え、好ましくは一分子中に(メタ)アクリル基を2~4つ備える。
Examples of the (meth) acryloyl group-containing compound include a monofunctional (meth) acrylic monomer having only one (meth) acrylic group in one molecule and a polyfunctional (meth) acrylic monomer having two or more (meth) acrylic groups in one molecule. Meta) Acryloyl monomer and the like can be mentioned.
The polyfunctional (meth) acrylic monomer typically comprises 2 to 6 (meth) acrylic groups in one molecule, preferably 2 to 4 (meth) acrylic groups in one molecule.

単官能(メタ)アクリルモノマーとして具体的には、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-トリデシル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングルコール(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキシド変性(メタ)アクリレート、フェニルフェノールエチレンオキシド変性(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート四級化物、グリシジル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、2-(メタ)アクロイロキシエチルアシッドホスフェートなどを挙げることができる。 Specific examples of the monofunctional (meth) acrylic monomer include 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and tert-butyl (meth) acrylate. Isoamyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate , Ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, butoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, 2-ethylhexyldiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate , Cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenol ethylene oxide-modified (meth) acrylate , Phenylphenol ethylene oxide modified (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate quaternized product, glycidyl (meth) acrylate, neopentyl Glycol (meth) acrylic acid benzoic acid ester, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (Meta) acryloyloxyethyl phthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate, 2- (meth) acro Examples thereof include iroxyethyl acid phosphate.

多官能(メタ)アクリルモノマーとして具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アタクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ヘキサン-1,6-ジオールビス(2-メチル(メタ)アクリレート)、4,4'-イソプロピリデンジフェノールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ビス((メタ)アクリロイルオキシ)-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサン、1,4-ビス((メタ)アクリロイルオキシ)ブタン、1,6-ビス((メタ)アクリロイルオキシ)ヘキサン、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、N,N'-ジ(メタ)アクリロイルエチレンジアミン、N,N'-(1,2-ジヒドロキシエチレン)ビス(メタ)アクリルアミド、又は1,4-ビス((メタ)アクリロイル)ピペラジンなどが挙げられる。 Specific examples of the polyfunctional (meth) acrylic monomer include ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropanetri (meth) acryloyl, propoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, and hexane-1,6-diol bis (2-). Methyl (meth) acrylate), 4,4'-isopropyridene diphenol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-bis ((meth) acryloyloxy) -2,2 , 3,3,4,4,5,5-octafluorohexane, 1,4-bis ((meth) acryloyloxy) butane, 1,6-bis ((meth) acryloyloxy) hexane, triethylene glycol di ( Meta) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, N, N'-di (meth) acryloylethylenediamine, N, N'-(1,2-dihydroxyethylene) bis (meth) ) Acrylate, 1,4-bis ((meth) acryloyl) piperazine and the like.

また、(メタ)アクリルモノマーの一種として、(メタ)アクリルアミドモノマーを挙げることもできる。具体的には、(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N'-メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリンなどを挙げることができる。 Further, as a kind of (meth) acrylic monomer, (meth) acrylamide monomer can also be mentioned. Specifically, (meth) acrylamide, diethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl ( Meta) acrylamide, N, N'-methylenebis (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholin And so on.

(メタ)アクリルモノマーとしては、単官能(メタ)アクリルモノマーまたは多官能(メタ)アクリルモノマーを単独で用いてもよいし、単官能(メタ)アクリルモノマー及び多官能(メタ)アクリルモノマーを併用してもよい。好ましくは、(メタ)アクリルモノマーとしては、多官能アクリルモノマーが単独で用いられる。
(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、共栄社化学株式会社から販売されている「ライトエステル」シリーズを用いることができる。
As the (meth) acrylic monomer, a monofunctional (meth) acrylic monomer or a polyfunctional (meth) acrylic monomer may be used alone, or a monofunctional (meth) acrylic monomer and a polyfunctional (meth) acrylic monomer may be used in combination. You may. Preferably, as the (meth) acrylic monomer, a polyfunctional acrylic monomer is used alone.
As the (meth) acrylic monomer, for example, the "light ester" series sold by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. can be used.

本実施形態の熱伝導性組成物は、熱硬化性成分を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
本実施形態においては、熱硬化性成分として、エポキシ樹脂と(メタ)アクリロイル基含有化合物が併用されることが好ましい。エポキシ樹脂と(メタ)アクリロイル基含有化合物とを併用する場合の比率(質量比)は特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂/(メタ)アクリロイル基含有化合物=95/5~50/50、好ましくはエポキシ樹脂/(メタ)アクリロイル基含有化合物=90/10~60/40である。
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain only one thermosetting component, or may contain two or more thermosetting components.
In the present embodiment, it is preferable that an epoxy resin and a (meth) acryloyl group-containing compound are used in combination as a thermosetting component. The ratio (mass ratio) when the epoxy resin and the (meth) acryloyl group-containing compound are used in combination is not particularly limited, but for example, epoxy resin / (meth) acryloyl group-containing compound = 95/5 to 50/50, preferably epoxy. Resin / (meth) acryloyl group-containing compound = 90/10 to 60/40.

特に、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が好ましく挙げられる。また、(メタ)アクリロイル基含有化合物としては、多官能(メタ)アクリルモノマーが好ましく、2官能(メタ)アクリルモノマーがより好ましい。 In particular, as the epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and the like are preferably mentioned. Further, as the (meth) acryloyl group-containing compound, a polyfunctional (meth) acrylic monomer is preferable, and a bifunctional (meth) acrylic monomer is more preferable.

本実施形態の熱伝導性組成物中の、熱硬化性成分の量は、不揮発成分全体中、例えば5~25質量%、好ましくは10~20質量%である。 The amount of the thermosetting component in the heat conductive composition of the present embodiment is, for example, 5 to 25% by mass, preferably 10 to 20% by mass, based on the total amount of the non-volatile component.

(硬化剤)
本実施形態の熱伝導性組成物は、硬化剤を含んでもよい。
硬化剤としては、熱硬化性成分と反応する反応性基を有するものを挙げることができる。
硬化剤は、例えば、熱硬化性成分中に含まれるエポキシ基、マレイミド基、ヒドロキシ基などの官能基と反応する反応性基を含む。
(Hardener)
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain a curing agent.
Examples of the curing agent include those having a reactive group that reacts with a thermosetting component.
The curing agent contains, for example, a reactive group that reacts with a functional group such as an epoxy group, a maleimide group, or a hydroxy group contained in a thermosetting component.

硬化剤は、好ましくは、フェノール系硬化剤および/またはイミダゾール系硬化剤を含む。これら硬化剤は、特に、熱硬化性成分がエポキシ基を含む場合に好ましい。 The curing agent preferably contains a phenolic curing agent and / or an imidazole-based curing agent. These curing agents are particularly preferable when the thermosetting component contains an epoxy group.

フェノール系硬化剤は、低分子化合物あってもよいし、高分子化合物(すなわちフェノール樹脂)であってもよい。 The phenolic curing agent may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound (that is, a phenol resin).

低分子化合物であるフェノール系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF(ジヒドロキシジフェニルメタン)等のビスフェノール化合物(ビスフェノールF骨格を有するフェノール樹脂);4,4'-ビフェノールなどのビフェニレン骨格を有する化合物などが挙げられる。 Examples of the phenolic curing agent which is a low molecular weight compound include bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F (dihydroxydiphenylmethane) (phenol resins having a bisphenol F skeleton); compounds having a biphenylene skeleton such as 4,4'-biphenol. And so on.

フェノール樹脂として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、フェノール-ビフェニルノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;ポリビニルフェノール;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;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル型フェノール樹脂などを挙げることができる。 Specifically, as the phenol resin, a novolak type phenol resin such as a phenol novolac resin, a cresol novolak resin, a bisphenol novolak resin, a phenol-biphenylnovolak resin; a polyvinylphenol; a polyfunctional phenol resin such as a triphenylmethane type phenol resin; a terpene. Modified phenol resins such as modified phenol resins and dicyclopentadiene modified phenol resins; phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton, phenol aralkyl-type phenol resins such as naphthol aralkyl resins having phenylene and / or biphenylene skeletons, and the like. be able to.

硬化剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の熱伝導性組成物が硬化剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量を100質量部としたとき、例えば5~50質量部、好ましくは10~30質量部である。
When a curing agent is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
When the heat conductive composition of the present embodiment contains a curing agent, the amount thereof is, for example, 5 to 50 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass, when the amount of the thermosetting component is 100 parts by mass. ..

(硬化促進剤)
本実施形態の熱伝導性組成物は、硬化促進剤を含んでもよい。
硬化促進剤は、典型的には、熱硬化性成分と硬化剤との反応を促進させるものである。
(Curing accelerator)
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain a curing accelerator.
The curing accelerator typically accelerates the reaction between the thermosetting component and the curing agent.

硬化促進剤として具体的には、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、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;ジシアンジアミド、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、ベンジルジメチルアミン等のアミジンや3級アミン;上記アミジンまたは上記3級アミンの4級アンモニウム塩等の窒素原子含有化合物などが挙げられる。 Specifically, as the curing accelerator, phosphorus atom-containing compounds such as organic phosphine, tetra-substituted phosphonium compound, phosphobetaine compound, adduct of phosphine compound and quinone compound, adduct of phosphonium compound and silane compound; dicyandiamide, 1 , 8-diazabicyclo [5.4.0] Undecene-7, amidines and tertiary amines such as benzyldimethylamine; nitrogen atom-containing compounds such as the amidine or the quaternary ammonium salt of the tertiary amines.

硬化促進剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の熱伝導性組成物が硬化促進剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量を100質量部としたとき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~5質量部である。
When a curing accelerator is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
When the heat conductive composition of the present embodiment contains a curing accelerator, the amount thereof is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 100 parts by mass when the amount of the thermosetting component is 100 parts by mass. 5 parts by mass.

(シランカップリング剤)
本実施形態の熱伝導性組成物は、シランカップリング剤を含んでもよい。これにより、接着力の一層の向上を図りうる。
(Silane coupling agent)
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain a silane coupling agent. As a result, the adhesive strength can be further improved.

シランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を挙げることができる。具体的には以下を挙げることができる。
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニルシラン;
2-(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、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン;
p-スチリルトリメトキシシランなどのスチリルシラン;
3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリルシラン;
メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン;
N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、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、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン;
イソシアヌレートシラン;
アルキルシラン;
3-ウレイドプロピルトリアルコキシシランなどのウレイドシラン;
3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン;
3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシランなど。
Examples of the silane coupling agent include known silane coupling agents. Specifically, the following can be mentioned.
Vinylsilanes such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane;
2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl Epoxysilanes such as methyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane;
Styrylsilanes such as p-styryltrimethoxysilane;
Methylsilanes such as 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane;
Acrylic silanes such as 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane;
N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, Aminosilanes such as 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane;
Isocyanurate silane;
Alkylsilane;
Ureidosilanes such as 3-ureidopropyltrialkoxysilanes;
Mercaptosilanes such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane;
3-Isocyanate Silane such as propyltriethoxysilane.

シランカップリング剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の熱伝導性組成物がシランカップリング剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量を100質量部としたとき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~5質量部である。
When a silane coupling agent is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
When the heat conductive composition of the present embodiment contains a silane coupling agent, the amount thereof is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 when the amount of the heat-curable component is 100 parts by mass. ~ 5 parts by mass.

(可塑剤)
本実施形態の熱伝導性組成物は、可塑剤を含んでもよい。これにより、E'を小さめに設計しやすい。そして、ヒートサイクルによる接着力の低下を一層抑えやすくなる。
(Plasticizer)
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain a plasticizer. This makes it easy to design E'smaller. Then, it becomes easier to suppress the decrease in the adhesive force due to the heat cycle.

可塑剤として具体的には、ポリエステル化合物、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、ポリブタジエン無水マレイン酸付加体などの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などを挙げることができる。 Specific examples of the plasticizer include a polyester compound, a silicone oil, a silicone compound such as silicone rubber, a polybutadiene compound such as a polybutadiene maleic anhydride adduct, and an acrylonitrile butadiene copolymer compound.

可塑剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の熱伝導性組成物が可塑剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量を100質量部としたとき、例えば5~50質量部、好ましくは10~30質量部である。
When a plasticizer is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
When the heat conductive composition of the present embodiment contains a plasticizer, the amount thereof is, for example, 5 to 50 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass, when the amount of the thermosetting component is 100 parts by mass. ..

(ラジカル開始剤)
本実施形態の熱伝導性組成物は、ラジカル開始剤を含んでもよい。これにより、例えば、硬化が不十分となることを抑えることができたり、比較的低温(例えば180℃)での硬化反応を十分に進行させることができたり、接着力を一層向上させることができたりする場合がある。
(Radical initiator)
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain a radical initiator. As a result, for example, it is possible to suppress insufficient curing, sufficiently proceed with the curing reaction at a relatively low temperature (for example, 180 ° C.), and further improve the adhesive strength. It may happen.

ラジカル開始剤としては、過酸化物、アゾ化合物などを挙げることができる。 Examples of the radical initiator include peroxides and azo compounds.

過酸化物としては、例えば、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタールなどの有機過酸化物を挙げることができる。より具体的には、以下を挙げることができる。
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール;
p-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド;
ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-へキシルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド;
ジベンゾイルパーオキサイド、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;
ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート;
2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-へキシルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノネート等のパーオキシエステルなど。
Examples of the peroxide include organic peroxides such as diacyl peroxide, dialkyl peroxide, and peroxyketal. More specifically, the following can be mentioned.
Ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; 1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-di (4,4-di (t-butylperoxy) cyclohexyl) propane and the like. Peroxyketal;
Hydroperoxides such as p-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylhydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butylhydroperoxide;
To di (2-t-butylperoxyisopropyl) benzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t- Dialkyl peroxides such as xyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexin-3, di-t-butyl peroxide;
Diacyl peroxides such as dibenzoyl peroxide and di (4-methylbenzoyl) peroxide;
Peroxydicarbonates such as di-n-propylperoxydicarbonate and diisopropylperoxydicarbonate;
Peroxyesters such as 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxy2-ethylhexanonate, etc. ..

アゾ化合物としては、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)などを挙げることができる。 Examples of the azo compound include 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), and 2,2'-azobis (2,). 4-Dimethylvaleronitrile) and the like can be mentioned.

ラジカル開始剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の熱伝導性組成物がラジカル開始剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量を100質量部としたとき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~5質量部である。
When a radical initiator is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
When the thermally conductive composition of the present embodiment contains a radical initiator, the amount thereof is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass when the amount of the thermosetting component is 100 parts by mass. 5 parts by mass.

(溶剤)
本実施形態の熱伝導性組成物は、溶剤を含んでもよい。これにより、例えば、熱伝導性組成物の流動性の調整、基材上に接着層を形成する際の作業性の向上などを図ることができる。
(solvent)
The thermally conductive composition of the present embodiment may contain a solvent. Thereby, for example, it is possible to adjust the fluidity of the heat conductive composition, improve the workability when forming the adhesive layer on the substrate, and the like.

溶剤は、典型的には有機溶剤である。有機溶剤として具体的には以下を例示することができる。 The solvent is typically an organic solvent. Specific examples of the organic solvent include the following.

メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、メチルメトキシブタノール、α-ターピネオール、β-ターピネオール、へキシレングリコール、ベンジルアルコール、2-フェニルエチルアルコール、イゾパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチルプロピレントリグリコール、グリセリン等のアルコール類; Methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, methylmethoxybutanol, α-terpineol, β-terpineol, hexylene glycol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, isopalmityl alcohol, isostearyl alcohol, lauryl alcohol , Ethylene glycol, propylene glycol, butylpropylene triglycol, glycerin and other alcohols;

アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール(4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン)、2-オクタノン、イソホロン(3、5、5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン)、ジイソブチルケトン(2、6-ジメチル-4-ヘプタノン)等のケトン類; Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol (4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone), 2-octanone, isophorone (3,5,5-trimethyl-2-cyclohexene-1-one), Ketones such as diisobutyl ketone (2,6-dimethyl-4-heptanone);

酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、アセトキシエタン、酪酸メチル、ヘキサン酸メチル、オクタン酸メチル、デカン酸メチル、メチルセロソルブアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1,2-ジアセトキシエタン、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリペンチル等のエステル類; Ethyl acetate, butyl acetate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, acetoxyethane, methyl butyrate, methyl hexanoate, methyl octanate, methyl decanoate, methyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 1,2- Esters such as diacetoxyethane, tributyl phosphate, tricresyl phosphate, tripentyl phosphate, etc.;

テトラヒドロフラン、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エトキシエチルエーテル、1,2-ビス(2-ジエトキシ)エタン、1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン等のエーテル類; Tetrahydrofuran, dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethoxyethyl ether, 1,2-bis (2-diethoxy) ethane, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ) Ethers such as ethane;

酢酸2-(2ブトキシエトキシ)エタン等のエステルエーテル類;
2-(2-メトキシエトキシ)エタノール等のエーテルアルコール類;
トルエン、キシレン、n-パラフィン、イソパラフィン、ドデシルベンゼン、テレピン油、ケロシン、軽油等の炭化水素類;
アセトニトリルもしくはプロピオニトリル等のニトリル類;
アセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド類;
低分子量の揮発性シリコンオイル、揮発性有機変成シリコンオイル等のシリコンオイル類など。
Ester ethers such as 2- (2 butoxyethoxy) ethane acetate;
Ether alcohols such as 2- (2-methoxyethoxy) ethanol;
Hydrocarbons such as toluene, xylene, n-paraffin, isoparaffin, dodecylbenzene, turpentine oil, kerosene, and light oil;
Nitriles such as acetonitrile or propionitrile;
Amides such as acetamide, N, N-dimethylformamide;
Silicone oils such as low molecular weight volatile silicone oils and volatile organic modified silicone oils.

溶剤を用いる場合、1種のみの溶剤を用いてもよいし、2種以上の溶剤を併用してもよい。
溶剤を用いる場合、その量は特に限定されない。所望の流動性などに基づき使用量は適宜調整すればよい。一例として、溶剤は、熱伝導性組成物の不揮発成分濃度が50~90質量%となる量で使用される。
When a solvent is used, only one kind of solvent may be used, or two or more kinds of solvents may be used in combination.
When a solvent is used, the amount thereof is not particularly limited. The amount used may be appropriately adjusted based on the desired fluidity and the like. As an example, the solvent is used in an amount such that the concentration of the non-volatile component of the thermally conductive composition is 50 to 90% by mass.

(組成物の性状)
本実施形態の熱伝導性組成物は、好ましくは、20℃でペースト状である。すなわち、本実施形態の熱伝導性組成物は、好ましくは、20℃で、糊のようにして基板等に塗布することができる。このことにより、本実施形態の熱伝導性組成物を、半導体素子の接着剤などとして好ましく用いることができる。
もちろん、適用されるプロセスなどによっては、本実施形態の熱伝導性組成物は、比較的低粘度のワニス状などであってもよい。
(Characteristics of composition)
The thermally conductive composition of the present embodiment is preferably in the form of a paste at 20 ° C. That is, the thermally conductive composition of the present embodiment can be preferably applied to a substrate or the like at 20 ° C. like glue. As a result, the thermally conductive composition of the present embodiment can be preferably used as an adhesive for semiconductor devices and the like.
Of course, depending on the process to be applied and the like, the thermally conductive composition of the present embodiment may be in the form of a varnish having a relatively low viscosity.

(λについての補足)
上述のように、特定硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λは25W/m・K以上である。λは、好ましくは30W/m・K以上、より好ましくは50W/m・K以上である。λの値が大きいことそれ自体、放熱性が良好であることを意味する。すなわち、λの値が大きいことは、本実施形態の熱伝導性組成物を半導体装置に好ましく適用可能であることをする。
現実的な設計の観点から、λは、例えば200W/m・K以下、好ましくは150W/m・K以下である。
(Supplementary information about λ)
As described above, the thermal conductivity λ of the specified cured film in the thickness direction at 25 ° C. is 25 W / m · K or more. λ is preferably 30 W / m · K or more, more preferably 50 W / m · K or more. A large value of λ itself means that the heat dissipation is good. That is, a large value of λ means that the thermally conductive composition of the present embodiment is preferably applicable to a semiconductor device.
From a realistic design point of view, λ is, for example, 200 W / m · K or less, preferably 150 W / m · K or less.

(E'についての補足)
上述のように、特定硬化膜の、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'は10000MPa以下である。E'は、好ましくは8000MPa以下、より好ましくは6000MPa以下である。E'の値が適度に小さいことで、ヒートサイクルによる応力を一層吸収しやすくなる。
一方、E'は、好ましくは500MPa以上、より好ましくは1000MPa以上である。E'の値が適度に大きいことで、硬化物の機械的強度が高められる。つまり、物理的な衝撃等による破損が抑えられる。
(Supplement about E')
As described above, the storage elastic modulus E'obtained by measuring the viscoelasticity of the specific cured film at 25 ° C., a tensile mode, and a frequency of 1 Hz is 10000 MPa or less. E'is preferably 8000 MPa or less, more preferably 6000 MPa or less. When the value of E'is moderately small, it becomes easier to absorb the stress due to the heat cycle.
On the other hand, E'is preferably 500 MPa or more, more preferably 1000 MPa or more. When the value of E'is moderately large, the mechanical strength of the cured product is enhanced. That is, damage due to physical impact or the like is suppressed.

<半導体装置>
上述の熱伝導性組成物を用いて、半導体装置を製造することができる。例えば、上述の熱伝導性組成物を、基材と半導体素子との「接着剤」として用いることで、半導体装置を製造することができる。
換言すると、本実施形態の半導体装置は、例えば、基材と、上述の熱伝導性組成物を熱処理して得られる接着層を介して基材上に搭載された半導体素子と、を備える。
本実施形態の半導体装置は、ヒートサイクルによっても接着層の密着性などが低下しにくい。つまり、本実施形態の半導体装置の信頼性は高い。
<Semiconductor device>
A semiconductor device can be manufactured using the above-mentioned thermally conductive composition. For example, a semiconductor device can be manufactured by using the above-mentioned heat conductive composition as an "adhesive" between a base material and a semiconductor element.
In other words, the semiconductor device of the present embodiment includes, for example, a base material and a semiconductor element mounted on the base material via an adhesive layer obtained by heat-treating the above-mentioned heat conductive composition.
In the semiconductor device of the present embodiment, the adhesiveness of the adhesive layer is unlikely to decrease even with a heat cycle. That is, the reliability of the semiconductor device of this embodiment is high.

半導体素子としては、IC、LSI、電力用半導体素子(パワー半導体)、その他各種の素子を挙げることができる。
基板としては、各種半導体ウエハ、リードフレーム、BGA基板、実装基板、ヒートスプレッダー、ヒートシンクなどを挙げることができる。
Examples of the semiconductor element include ICs, LSIs, power semiconductor elements (power semiconductors), and various other elements.
Examples of the substrate include various semiconductor wafers, lead frames, BGA substrates, mounting substrates, heat spreaders, heat sinks, and the like.

以下、図面を参照して、半導体装置の一例を説明する。
図1は、半導体装置の一例を示す断面図である。
半導体装置100は、基材30と、熱伝導性組成物の熱処理体である接着層10(ダイアタッチ材)を介して基材30上に搭載された半導体素子20と、を備える。
半導体素子20と基材30は、例えばボンディングワイヤ40等を介して電気的に接続される。また、半導体素子20は、例えば封止樹脂50により封止される。
Hereinafter, an example of a semiconductor device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device.
The semiconductor device 100 includes a base material 30 and a semiconductor element 20 mounted on the base material 30 via an adhesive layer 10 (diatack material) which is a heat-treated body of a heat-conducting composition.
The semiconductor element 20 and the base material 30 are electrically connected via, for example, a bonding wire 40 or the like. Further, the semiconductor element 20 is sealed with, for example, a sealing resin 50.

接着層10の厚さは、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましい。これにより、熱伝導性組成物の応力吸収能が向上し、耐ヒートサイクル性を向上できる。
接着層10の厚さは、例えば100μm以下、好ましくは50μm以下である。
The thickness of the adhesive layer 10 is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, still more preferably 20 μm or more. As a result, the stress absorption capacity of the heat conductive composition can be improved, and the heat cycle resistance can be improved.
The thickness of the adhesive layer 10 is, for example, 100 μm or less, preferably 50 μm or less.

図1において、基材30は、例えば、リードフレームである。この場合、半導体素子20は、ダイパッド32または基材30上に接着層10を介して搭載されることとなる。また、半導体素子20は、例えば、ボンディングワイヤ40を介してアウターリード34(基材30)へ電気的に接続される。リードフレームである基材30は、例えば、42アロイ、Cuフレーム等により構成される。 In FIG. 1, the base material 30 is, for example, a lead frame. In this case, the semiconductor element 20 is mounted on the die pad 32 or the base material 30 via the adhesive layer 10. Further, the semiconductor element 20 is electrically connected to the outer lead 34 (base material 30) via, for example, a bonding wire 40. The base material 30 which is a lead frame is composed of, for example, a 42 alloy, a Cu frame, or the like.

基材30は、有機基板やセラミック基板であってもよい。有機基板としては、例えばエポキシ樹脂、シアネート樹脂、マレイミド樹脂等によって構成されたものを挙げることができる。
基材30の表面は、例えば、銀、金などの金属により被膜されていてもよい。これにより、接着層10と基材30との接着性が向上する。
The base material 30 may be an organic substrate or a ceramic substrate. Examples of the organic substrate include those made of an epoxy resin, a cyanate resin, a maleimide resin, or the like.
The surface of the base material 30 may be coated with a metal such as silver or gold. This improves the adhesiveness between the adhesive layer 10 and the base material 30.

図2は、図1とは別の半導体装置100の一例を示す断面図である。
図2の半導体装置100において、基材30は、例えばインターポーザである。インターポーザである基材30のうち、半導体素子20が搭載される一面と反対側の面には、例えば複数の半田ボール52が形成される。この場合、半導体装置100は、半田ボール52を介して他の配線基板へ接続されることとなる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device 100 different from that of FIG.
In the semiconductor device 100 of FIG. 2, the base material 30 is, for example, an interposer. Of the base material 30 that is an interposer, for example, a plurality of solder balls 52 are formed on the surface opposite to one surface on which the semiconductor element 20 is mounted. In this case, the semiconductor device 100 is connected to another wiring board via the solder balls 52.

半導体装置の製造方法の一例について説明する。
まず、基材30の上に、熱伝導性組成物を塗工し、次いで、その上に半導体素子20を配置する。すなわち、基材30、熱伝導性組成物、半導体素子20がこの順で積層される。
熱伝導性組成物を塗工する方法は特に限定されない。具体的には、ディスペンシング、印刷法、インクジェット法などを挙げることができる。
次いで、熱伝導性組成物を熱硬化させる。熱硬化は、好ましくは前硬化及び後硬化により行われる。熱硬化により、熱伝導性組成物を熱処理体(硬化物)とする。熱硬化(熱処理)により、熱伝導性組成物中の金属含有粒子が凝集し、複数の金属含有粒子同士の界面が消失した構造が接着層10中に形成される。これにより、接着層10を介して、基材30と、半導体素子20とが接着される。次いで、半導体素子20と基材30を、ボンディングワイヤ40を用いて電気的に接続する。次いで、半導体素子20を封止樹脂50により封止する。このようにして半導体装置を製造することができる。
An example of a method for manufacturing a semiconductor device will be described.
First, the heat conductive composition is applied onto the base material 30, and then the semiconductor element 20 is arranged on the heat conductive composition. That is, the base material 30, the heat conductive composition, and the semiconductor element 20 are laminated in this order.
The method of applying the thermally conductive composition is not particularly limited. Specific examples thereof include a dispensing method, a printing method, and an inkjet method.
The thermally conductive composition is then thermoset. The thermosetting is preferably performed by pre-curing and post-curing. By thermosetting, the thermally conductive composition becomes a heat-treated body (cured product). By thermal curing (heat treatment), the metal-containing particles in the thermally conductive composition are aggregated, and a structure in which the interface between the plurality of metal-containing particles disappears is formed in the adhesive layer 10. As a result, the base material 30 and the semiconductor element 20 are adhered to each other via the adhesive layer 10. Next, the semiconductor element 20 and the base material 30 are electrically connected using the bonding wire 40. Next, the semiconductor element 20 is sealed with the sealing resin 50. In this way, the semiconductor device can be manufactured.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like to the extent that the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.

本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。本発明は実施例に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the examples.

<熱伝導性組成物の調製>
まず、後掲の表1に示される配合量に従って、各原料成分を混合し、ワニスを得た。
次に、得られたワニス、溶剤および金属含有粒子(金属コート樹脂粒子を含む)を、後掲の表1に示す配合量に従って配合し、常温で、3本ロールミルで混練した。これにより、ペースト状の熱伝導性組成物を作製した。
<Preparation of thermally conductive composition>
First, each raw material component was mixed according to the blending amount shown in Table 1 below to obtain a varnish.
Next, the obtained varnish, solvent and metal-containing particles (including metal-coated resin particles) were blended according to the blending amounts shown in Table 1 below, and kneaded at room temperature with a three-roll mill. As a result, a paste-like heat conductive composition was prepared.

以下、表1の原料成分の情報を示す。 The information on the raw material components in Table 1 is shown below.

(熱硬化性成分)
・エポキシ樹脂1:ビスフェノールF型液状エポキシ樹脂(日本化薬社製、RE-303S)
・アクリルモノマー1:(メタ)アクリルモノマー(エチレングリコールジメタクリレート、共栄化学社製、ライトエステルEG)
・アクリルモノマー2:(メタ)アクリルモノマー(フェノキシエチルメタクリレート、共栄化学社製、ライトエステルPO)
・アクリルモノマー3:(メタ)アクリルモノマー(1,4-シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、三菱ケミカル社製、CHDMMA)
(Thermosetting component)
Epoxy resin 1: Bisphenol F type liquid epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., RE-303S)
-Acrylic monomer 1: (meth) acrylic monomer (ethylene glycol dimethacrylate, manufactured by Kyoei Kagaku Co., Ltd., light ester EG)
-Acrylic monomer 2: (meth) acrylic monomer (phenoxyethyl methacrylate, manufactured by Kyoei Kagaku Co., Ltd., light ester PO)
Acrylic monomer 3: (meth) acrylic monomer (1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, CHDMMA)

(硬化剤)
・硬化剤1:ビスフェノールF骨格を有するフェノール樹脂(室温25℃で固体、DIC社製、DIC-BPF)
(Hardener)
-Curing agent 1: Phenol resin having a bisphenol F skeleton (solid at room temperature 25 ° C, manufactured by DIC, DIC-BPF)

(アクリル粒子)
・アクリル粒子1:イソブチル=メタクリラート・メチル=メタクリラート重合物(積水化成品社製、IBM-2、粒径0.1~0.8mm)
(Acrylic particles)
-Acrylic particles 1: Isobutyl = methacrylate-methyl = methacrylate polymer (manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., IBM-2, particle size 0.1-0.8 mm)

(可塑剤)
・可塑剤1:アリル樹脂(関東化学社製、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ビス(2-プロペニル)とプロパン-1,2-ジオールとの重合体、以下の化学構造のポリエステル化合物、Rはメチル基)
(Plasticizer)
-Plasticizer 1: Allyl resin (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., polymer of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid bis (2-propenyl) and propane-1,2-diol, polyester compound with the following chemical structure, R is methyl Base)

Figure 2022027775000002
Figure 2022027775000002

(シランカップリング剤)
・シランカップリング剤1:メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル(信越化学工業社製、KBM-503P)
・シランカップリング剤2:3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM-403E)
(Silane coupling agent)
-Silane coupling agent 1: 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-503P)
-Silane coupling agent 2: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403E)

(硬化促進剤)
・イミダゾール硬化剤1:2-フェニル-1H-イミダゾール-4,5-ジメタノール(四国化成工業社製、2PHZ-PW)
(Curing accelerator)
-Imidazole curing agent 1: 2-phenyl-1H-imidazole-4,5-dimethanol (manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, 2PHZ-PW)

(重合開始剤)
・ラジカル重合開始剤1:ジクミルパーオキサイド(化薬アクゾ社製、パーカドックスBC)
(Polymer initiator)
-Radical polymerization initiator 1: Dicumyl peroxide (manufactured by Kayaku Akzo, Percadox BC)

(溶剤)
・溶剤1:ブチルプロピレントリグリコール(BFTG)
(solvent)
-Solvent 1: Butyl propylene triglycol (BFTG)

(金属含有粒子)
・銀粒子1:銀粉(DOWAハイテック社製、AG-DSB-114、球状、D50:1μm)
・銀粒子2:銀粉(福田金属箔粉工業社製、HKD-16、フレーク状、D50:2μm)
・銀コート樹脂粒子1:銀メッキシリコーン樹脂粒子(三菱マテリアル社製、耐熱・表面処理10μm品、球形状、D50:10μm、比重:2.3、銀の重量比率50wt%、樹脂の重量比率50wt%)
・銀コート樹脂粒子2:銀メッキアクリル樹脂粒子(株式会社山王製、SANSILVER-8D、球形状、D50:8μm、単分散粒子、比重:2.4、銀の重量比率50wt%、樹脂の重量比率50wt%)
(Metal-containing particles)
-Silver particles 1: Silver powder (manufactured by DOWA Hightech, AG-DSB-114, spherical, D50 : 1 μm)
-Silver particles 2: Silver powder (manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd., HKD-16, flake-shaped, D 50 : 2 μm)
-Silver-coated resin particles 1: Silver-plated silicone resin particles (manufactured by Mitsubishi Materials, heat-resistant / surface-treated 10 μm product, spherical shape, D 50 : 10 μm, specific gravity: 2.3, silver weight ratio 50 wt%, resin weight ratio 50wt%)
-Silver-coated resin particles 2: Silver-plated acrylic resin particles (manufactured by Sanno Co., Ltd., SANSILVER-8D, spherical shape, D 50 : 8 μm, monodisperse particles, specific gravity: 2.4, silver weight ratio 50 wt%, resin weight Ratio 50 wt%)

<25℃での厚み方向の熱伝導率λの測定>
得られた熱伝導性組成物を、テフロン板上に塗布し、30℃から180℃まで60分間かけて昇温し、続けて180℃で120分間熱処理した。これにより、厚さ1mmの、熱伝導性組成物の熱処理体を得た(「テフロン」は、フッ素樹脂に関する登録商標である)。
次いで、レーザーフラッシュ法により、熱処理体の厚み方向の熱拡散係数αを測定した。測定温度は25℃とした。
また、示差走査熱量(Differential scanning calorimetry:DSC)測定により、比熱Cpを測定した。
さらに、JIS K 6911に準拠して、密度ρを測定した。
これらの値を用いて、以下の式に基づいて、熱伝導率λを算出した。
熱伝導率λ[W/(m・K)]=α[m/sec]×Cp[J/kg・K]×ρ[g/cm
<Measurement of thermal conductivity λ in the thickness direction at 25 ° C>
The obtained thermally conductive composition was applied onto a Teflon plate, heated from 30 ° C. to 180 ° C. over 60 minutes, and then heat-treated at 180 ° C. for 120 minutes. As a result, a heat-treated body of a thermally conductive composition having a thickness of 1 mm was obtained (“Teflon” is a registered trademark of fluororesin).
Next, the thermal diffusivity α in the thickness direction of the heat-treated body was measured by a laser flash method. The measurement temperature was 25 ° C.
In addition, the specific heat Cp was measured by differential scanning calorimetry (DSC) measurement.
Furthermore, the density ρ was measured according to JIS K 6911.
Using these values, the thermal conductivity λ was calculated based on the following equation.
Thermal conductivity λ [W / (m · K)] = α [m 2 / sec] × Cp [J / kg · K] × ρ [g / cm 3 ]

<25℃での貯蔵弾性率E'の測定>
得られた熱伝導性組成物を、テフロン板上に塗布し、30℃から180℃まで60分間かけて昇温し、続けて180℃で120分間熱処理した。これにより、厚さ0.3mmの、熱伝導性組成物の熱処理体を得た
得られた熱処理体をテフロン板から剥がして、測定装置(日立ハイテクサイエンス社製、DMS6100)にセットし、引張モード、周波数1Hzでの動的粘弾性測定(DMA)を行った。これにより、25℃における貯蔵弾性率E'(MPa)を測定した。
<Measurement of storage elastic modulus E'at 25 ° C>
The obtained thermally conductive composition was applied onto a Teflon plate, heated from 30 ° C. to 180 ° C. over 60 minutes, and then heat-treated at 180 ° C. for 120 minutes. As a result, a heat-treated body having a heat-conducting composition having a thickness of 0.3 mm was obtained. The obtained heat-treated body was peeled off from the Teflon plate and set in a measuring device (DMS6100 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.) in a tensile mode. , Dynamic mechanical analysis (DMA) was performed at a frequency of 1 Hz. Thereby, the storage elastic modulus E'(MPa) at 25 ° C. was measured.

<シンタリングの確認>
上記のλやE'の測定に用いられた熱処理体(硬化膜)を、自動研磨機で研磨し、その研磨面をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察した。
観察の結果、実施例1~3の組成物を用いて作製された熱処理体の全てにおいて、加熱により金属含有粒子がシンタリングし、金属含有粒子の連結構造が形成されていることを確認した。特に、金属含有粒子の連結構造中では、実質的に金属のみからなる粒子と、金属コート樹脂粒子の表面の金属とが、シンタリングして連結構造を形成していた。
<Confirmation of sintering>
The heat-treated body (cured film) used for the above-mentioned measurement of λ and E'was polished with an automatic polishing machine, and the polished surface was observed with an SEM (scanning electron microscope).
As a result of observation, it was confirmed that in all the heat-treated bodies prepared by using the compositions of Examples 1 to 3, the metal-containing particles were sintered by heating and a connected structure of the metal-containing particles was formed. In particular, in the linked structure of the metal-containing particles, the particles substantially composed of only metal and the metal on the surface of the metal-coated resin particles are sintered to form a linked structure.

<ヒートサイクル試験/剥離有無の評価>
熱伝導性組成物を表面銀メッキの基板上に塗布して塗膜を形成し、その塗膜の上に3.5×3.5mmのシリコンチップ(比較例2のみ表面銀メッキ、それ以外はメッキなし)を載せた。比較例2において表面銀メッキのシリコンチップを用いた理由は、メッキなしの場合、シリコンチップが基板に全く接合しなかったためである。
その後、30℃から180℃まで60分間かけて昇温し、続けて180℃で120分間熱処理した。以上により熱伝導性組成物を硬化させ、また、シリコンチップを基板に接合した。
接合後のシリコンチップ・基板を、封止材EME-G700ML-C(住友ベークライト製)で封止した。これを温度サイクル試験用のサンプルとした。
<Heat cycle test / evaluation of peeling>
A heat conductive composition is applied on a surface silver-plated substrate to form a coating film, and a 3.5 × 3.5 mm silicon chip (only Comparative Example 2 is surface silver-plated, and the others are otherwise). No plating) was placed. The reason why the surface silver-plated silicon chip was used in Comparative Example 2 is that the silicon chip did not bond to the substrate at all in the case of no plating.
Then, the temperature was raised from 30 ° C. to 180 ° C. over 60 minutes, and then heat treatment was performed at 180 ° C. for 120 minutes. As described above, the heat conductive composition was cured, and the silicon chip was bonded to the substrate.
The bonded silicon chip / substrate was sealed with the sealing material EME-G700ML-C (manufactured by Sumitomo Bakelite). This was used as a sample for the temperature cycle test.

サンプルを、85℃/60%RHの高温高湿槽に入れて、168時間処理し、その後、260℃のリフロー処理にかけた。
リフロー処理後のサンプルを、温度サイクル試験機TSA-72ES(エスペック製)に投入し、(i)150℃/10分、(ii)25℃/10分、(iii)-65℃/10分、(iv)25℃/10分を1サイクルとして、2000サイクル処理を行った。
その後、SAT(超音波探傷)により剥離の有無を確認した。剥離がないものを○(良好)、剥離があるものを×(不良)と評価した。
The sample was placed in a high temperature and high humidity bath at 85 ° C./60% RH, treated for 168 hours, and then subjected to a reflow treatment at 260 ° C.
The sample after the reflow treatment was put into a temperature cycle tester TSA-72ES (manufactured by Espec), and (i) 150 ° C./10 minutes, (ii) 25 ° C./10 minutes, (iii) -65 ° C./10 minutes, (Iv) 2000 cycles were performed with 25 ° C./10 minutes as one cycle.
After that, the presence or absence of peeling was confirmed by SAT (ultrasonic flaw detection). Those without peeling were evaluated as ◯ (good), and those with peeling were evaluated as × (poor).

熱伝導性組成物の組成、熱伝導率λ、貯蔵弾性率E'およびヒートサイクル試験の結果をまとめて表1に示す。表1において、各成分の量の単位は質量部である。 Table 1 summarizes the composition of the thermally conductive composition, the thermal conductivity λ, the storage elastic modulus E', and the results of the heat cycle test. In Table 1, the unit of the amount of each component is a mass part.

Figure 2022027775000003
Figure 2022027775000003

表1に示される通り、実施例1~3の熱伝導性組成物(λが25W/m・K以上であり、かつ、E'が10000MPa以下である)を用いたヒートサイクル試験において、剥離は発生しなかった。
一方、比較例1および2の熱伝導性阻止物(E'が10000MPa超である)を用いたヒートサイクル試験においては、剥離が発生した。
As shown in Table 1, in the heat cycle test using the thermally conductive compositions of Examples 1 to 3 (λ is 25 W / m · K or more and E'is 10,000 MPa or less), peeling is performed. It did not occur.
On the other hand, in the heat cycle test using the heat conductive inhibitor (E'is more than 10,000 MPa) of Comparative Examples 1 and 2, peeling occurred.

この出願は、2019年9月5日に出願された日本出願特願2019-161766号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority on the basis of Japanese Application Japanese Patent Application No. 2019-161766 filed on September 5, 2019, and incorporates all of its disclosures herein.

100 半導体装置
10 接着層
20 半導体素子
30 基材
32 ダイパッド
34 アウターリード
40 ボンディングワイヤ
50 封止樹脂
52 半田ボール
100 Semiconductor device 10 Adhesive layer 20 Semiconductor element 30 Base material 32 Die pad 34 Outer lead 40 Bonding wire 50 Encapsulating resin 52 Solder ball

本発明によれば、
金属含有粒子と、ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む熱硬化性成分と、を含み、熱処理により前記金属含有粒子がシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する熱伝導性組成物であって、
前記金属含有粒子は、樹脂粒子の表面が、銀、銅、ニッケルおよびスズからなる群から選択される少なくともいずれかの金属でコートされた金属コート樹脂粒子を含み、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λは25W/m・K以上であり、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜を、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'は10000MPa以下である、熱伝導性組成物
が提供される。
According to the present invention
Thermal conduction containing metal-containing particles and a thermosetting component containing at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers, wherein the metal-containing particles undergo synterling to form a particle-connected structure by heat treatment. It is a sex composition
The metal-containing particles include metal-coated resin particles whose surface is coated with at least one metal selected from the group consisting of silver, copper, nickel and tin.
The heat conductive composition is heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and then heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film that conducts heat in the thickness direction at 25 ° C. The rate λ is 25 W / m · K or more,
The heat conductive composition was heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and subsequently heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film obtained by heating at 25 ° C., a tensile mode, and a frequency of 1 Hz. Provided is a thermally conductive composition having a storage elastic modulus E'determined by measuring viscoelasticity of 10,000 MPa or less.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上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。
以下、参考形態の例を付記する。
1.
金属含有粒子と、ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む熱硬化性成分と、を含み、熱処理により前記金属含有粒子がシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する熱伝導性組成物であって、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λは25W/m・K以上であり、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜を、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'は10000MPa以下である、熱伝導性組成物。
2.
1.に記載の熱伝導性組成物であって、
前記金属含有粒子は、銀、金および銅からなる群から選択される少なくともいずれかを含む粒子を含む、熱伝導性組成物。
3.
1.または2.に記載の熱伝導性組成物であって、
前記金属含有粒子は、樹脂粒子の表面が金属でコートされた金属コート樹脂粒子を含む、熱伝導性組成物。
4.
1.~3.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
前記熱硬化性成分は、エポキシ基含有化合物および(メタ)アクリロイル基含有化合物からなる群より選ばれる少なくともいずれか含む、熱伝導性組成物。
5.
1.~4.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
さらに硬化剤を含む、熱伝導性組成物。
6.
5.に記載の熱伝導性組成物であって、
前記硬化剤は、フェノール系硬化剤および/またはイミダゾール系硬化剤を含む、熱伝導性組成物。
7.
1.~6.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
さらにシランカップリング剤を含む、熱伝導性組成物。
8.
1.~7.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
さらに可塑剤を含む、熱伝導性組成物。
9.
1.~8.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
さらにラジカル開始剤を含む、熱伝導性組成物。
10.
1.~9.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
さらに溶剤を含む、熱伝導性組成物。
11.
1.~10.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物であって、
25℃でペースト状である、熱伝導性組成物。
12.
基材と、
1.~11.のいずれか1つに記載の熱伝導性組成物を熱処理して得られる接着層を介して前記基材上に搭載された半導体素子と、
を備える、半導体装置。
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like to the extent that the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
Hereinafter, an example of the reference form will be added.
1. 1.
Thermal conduction containing metal-containing particles and a thermosetting component containing at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers, wherein the metal-containing particles undergo synterling to form a particle-connected structure by heat treatment. It is a sex composition
The heat conductive composition is heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and then heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film that conducts heat in the thickness direction at 25 ° C. The rate λ is 25 W / m · K or more,
The heat conductive composition was heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and subsequently heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film obtained by heating at 25 ° C., a tensile mode, and a frequency of 1 Hz. A thermally conductive composition having a storage elastic modulus E'determined by measuring viscoelasticity of 10,000 MPa or less.
2. 2.
1. 1. The thermally conductive composition according to the above.
The metal-containing particles are thermally conductive compositions containing particles containing at least one selected from the group consisting of silver, gold and copper.
3. 3.
1. 1. Or 2. The thermally conductive composition according to the above.
The metal-containing particles are a thermally conductive composition containing metal-coated resin particles whose surface is coated with metal.
4.
1. 1. ~ 3. The thermally conductive composition according to any one of the above.
The thermosetting component comprises at least one selected from the group consisting of an epoxy group-containing compound and a (meth) acryloyl group-containing compound.
5.
1. 1. ~ 4. The thermally conductive composition according to any one of the above.
A thermally conductive composition further comprising a curing agent.
6.
5. The thermally conductive composition according to the above.
The curing agent is a thermally conductive composition containing a phenol-based curing agent and / or an imidazole-based curing agent.
7.
1. 1. ~ 6. The thermally conductive composition according to any one of the above.
A thermally conductive composition further comprising a silane coupling agent.
8.
1. 1. ~ 7. The thermally conductive composition according to any one of the above.
A thermally conductive composition further comprising a plasticizer.
9.
1. 1. ~ 8. The thermally conductive composition according to any one of the above.
A thermally conductive composition further comprising a radical initiator.
10.
1. 1. ~ 9. The thermally conductive composition according to any one of the above.
A thermally conductive composition further comprising a solvent.
11.
1. 1. ~ 10. The thermally conductive composition according to any one of the above.
A thermally conductive composition that is in the form of a paste at 25 ° C.
12.
With the base material
1. 1. ~ 11. A semiconductor device mounted on the substrate via an adhesive layer obtained by heat-treating the thermally conductive composition according to any one of the above.
A semiconductor device.

Claims (12)

金属含有粒子と、ポリマー、オリゴマーおよびモノマーからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む熱硬化性成分と、を含み、熱処理により前記金属含有粒子がシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する熱伝導性組成物であって、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜の、25℃での厚み方向の熱伝導率λは25W/m・K以上であり、
当該熱伝導性組成物を、30℃から180℃まで60分間かけて一定速度で昇温し、続けて180℃で2時間加熱して得られる硬化膜を、25℃、引張モード、周波数1Hzで粘弾性測定することで求められる貯蔵弾性率E'は10000MPa以下である、熱伝導性組成物。
Thermal conduction containing metal-containing particles and a thermosetting component containing at least one selected from the group consisting of polymers, oligomers and monomers, wherein the metal-containing particles undergo syntaration by heat treatment to form a particle-connected structure. It is a sex composition
The heat conductive composition is heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and then heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film that conducts heat in the thickness direction at 25 ° C. The rate λ is 25 W / m · K or more,
The heat conductive composition was heated at a constant rate from 30 ° C. to 180 ° C. for 60 minutes, and subsequently heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured film obtained by heating at 25 ° C., a tensile mode, and a frequency of 1 Hz. A thermally conductive composition having a storage elastic modulus E'determined by measuring viscoelasticity of 10,000 MPa or less.
請求項1に記載の熱伝導性組成物であって、
前記金属含有粒子は、銀、金および銅からなる群から選択される少なくともいずれかを含む粒子を含む、熱伝導性組成物。
The heat conductive composition according to claim 1.
The metal-containing particles are thermally conductive compositions containing particles containing at least one selected from the group consisting of silver, gold and copper.
請求項1または2に記載の熱伝導性組成物であって、
前記金属含有粒子は、樹脂粒子の表面が金属でコートされた金属コート樹脂粒子を含む、熱伝導性組成物。
The heat conductive composition according to claim 1 or 2.
The metal-containing particles are a thermally conductive composition containing metal-coated resin particles whose surfaces are coated with metal.
請求項1~3のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
前記熱硬化性成分は、エポキシ基含有化合物および(メタ)アクリロイル基含有化合物からなる群より選ばれる少なくともいずれか含む、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 3.
The thermosetting component comprises at least one selected from the group consisting of an epoxy group-containing compound and a (meth) acryloyl group-containing compound.
請求項1~4のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
さらに硬化剤を含む、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 4.
A thermally conductive composition further comprising a curing agent.
請求項5に記載の熱伝導性組成物であって、
前記硬化剤は、フェノール系硬化剤および/またはイミダゾール系硬化剤を含む、熱伝導性組成物。
The heat conductive composition according to claim 5.
The curing agent is a thermally conductive composition containing a phenol-based curing agent and / or an imidazole-based curing agent.
請求項1~6のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
さらにシランカップリング剤を含む、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 6.
A thermally conductive composition further comprising a silane coupling agent.
請求項1~7のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
さらに可塑剤を含む、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 7.
A thermally conductive composition further comprising a plasticizer.
請求項1~8のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
さらにラジカル開始剤を含む、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 8.
A thermally conductive composition further comprising a radical initiator.
請求項1~9のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
さらに溶剤を含む、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 9.
A thermally conductive composition further comprising a solvent.
請求項1~10のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物であって、
25℃でペースト状である、熱伝導性組成物。
The thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 10.
A thermally conductive composition that is in the form of a paste at 25 ° C.
基材と、
請求項1~11のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物を熱処理して得られる接着層を介して前記基材上に搭載された半導体素子と、
を備える、半導体装置。
With the base material
A semiconductor device mounted on the substrate via an adhesive layer obtained by heat-treating the thermally conductive composition according to any one of claims 1 to 11.
A semiconductor device.
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