JP2022172745A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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直行 串原
Naoyuki Kushihara
和昌 隅田
Kazumasa Sumida
雅浩 金田
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Abstract

To provide a semiconductor device whose warpage is small and which has excellent reliability.SOLUTION: A method for manufacturing a semiconductor device comprises sealing the top of a substrate having two or more semiconductor elements mounted thereon by molding a thermosetting resin composition. The thermosetting resin composition contains a cyanate ester compound having two or more cyanato groups in one molecule, a curing agent, and an inorganic filler. A molding temperature during the sealing by molding is equal to or lower than the glass transition temperature of a cured product of the thermosetting resin composition. The molding temperature during the sealing by molding is 140°C or higher. A molding method is either transfer molding or compression molding.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

近年、スマートフォン、タブレット等の携帯情報通信端末は、大容量の情報を高速で処理できるように、薄型で小型、多機能かつ高速処理可能な半導体装置を搭載している。このような半導体装置は、TSV(through silicon via(スルー・シリコン・ビア))技術を用いて半導体素子を多層接続し、8インチないし12インチのシリコンインターポーザーにフリップチップ接続した後、多層接続された半導体素子が複数個搭載されたインターポーザーごとに熱硬化樹脂で封止し、半導体素子上の不要な硬化樹脂を研磨し、個片化して製造される(特許文献1)。 2. Description of the Related Art In recent years, mobile information communication terminals such as smartphones and tablets are equipped with semiconductor devices that are thin, small, multifunctional, and capable of high-speed processing so that large amounts of information can be processed at high speed. In such a semiconductor device, semiconductor elements are connected in multiple layers using TSV (through silicon via) technology, flip-chip connected to an 8-inch to 12-inch silicon interposer, and then connected in multiple layers. Each interposer on which a plurality of semiconductor elements are mounted is sealed with a thermosetting resin, unnecessary cured resin on the semiconductor elements is polished, and individualized (Patent Document 1).

半導体装置製造において、現状でも、小径ウエハ等の基板であれば大きな問題もなく、成形封止できる。しかし、8インチ以上、近年では20インチウエハや、20インチを超えるパネルの成形では、シリコンインターポーザーを熱硬化樹脂で全面封止した場合、シリコンウエハと熱硬化性樹脂の熱膨張係数の違いからシリコンウエハに大きな反りが発生し、その後の研磨工程や個片化工程に適用することができないため、反りの防止が大きな技術課題となっている。 In the manufacture of semiconductor devices, even under the present circumstances, a substrate such as a small-diameter wafer can be molded and sealed without any major problems. However, in the molding of 8-inch or more, and in recent years, 20-inch wafers or panels exceeding 20 inches, if the silicon interposer is entirely sealed with thermosetting resin, the difference in thermal expansion coefficient between the silicon wafer and thermosetting resin A large warp occurs in the silicon wafer, and since it cannot be applied to the subsequent polishing process and singulation process, prevention of warpage is a major technical issue.

このような問題を解決するために、従来、エポキシ樹脂と、酸無水物やフェノール樹脂などの硬化剤とを用いた組成物に、フィラーを85質量%以上充填し、応力緩和のためにゴムや熱可塑性樹脂を配合した封止材や、低弾性樹脂材料が使用されてきた(特許文献2、3)。このような組成物では、3Dパッケージングの工程による熱履歴から、ウエハの反りが発生し、この反りにより、半導体素子が損傷したり、ウエハ自体が割れたりしてしまう問題が生じている。一方、従来のシリコーン化合物に代表される低弾性樹脂材料では樹脂がやわらかいため、研磨の際に樹脂つまりが発生したり、信頼性試験において樹脂クラックが生じたりする問題があった。 In order to solve such problems, conventionally, a composition using an epoxy resin and a curing agent such as an acid anhydride or phenolic resin is filled with 85% by mass or more of a filler, and rubber or rubber is used for stress relaxation. A sealing material containing a thermoplastic resin and a low-elasticity resin material have been used (Patent Documents 2 and 3). With such a composition, warpage of the wafer occurs due to the thermal history of the 3D packaging process, and the warpage causes damage to the semiconductor elements or cracking of the wafer itself. On the other hand, conventional low-elasticity resin materials, typified by silicone compounds, are soft and have problems such as resin clogging during polishing and resin cracks during reliability tests.

特開2014-229771号公報JP 2014-229771 A 特開2012-209453号公報JP 2012-209453 A 特開2016-148054号公報JP 2016-148054 A

本発明は、半導体装置の反りが小さく、信頼性に優れた半導体装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device that is less warped.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、成形封止時の成形温度を熱硬化性樹脂組成物のガラス転移温度以下とすることで上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors found that the above objects can be achieved by setting the molding temperature at the time of molding sealing to the glass transition temperature of the thermosetting resin composition or less. completed the invention.

即ち、本発明は、下記の半導体装置の製造方法を提供するものである。 That is, the present invention provides the following method for manufacturing a semiconductor device.

[1]
半導体素子を2個以上搭載した基板上を熱硬化性樹脂組成物で成形封止する半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、1分子中に2個以上のシアナト基を有するシアネートエステル化合物;硬化剤、及び無機充填材を含むものであり、成形封止時の成形温度が前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下であり、成形封止する際の成形温度が140℃以上であり、かつ成形方法がトランスファー成形又はコンプレッション成形のいずれかであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

[2]
前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物の、ガラス転移温度以下の温度範囲における平均熱膨張係数が、同じ温度範囲における前記基板の平均熱膨張係数の-20%以上+10%以下である[1]に記載の半導体装置の製造方法。

[3]
前記熱硬化性樹脂組成物の175℃における溶融粘度が0.1~100Pa・sである[1]または[2]に記載の半導体装置の製造方法。

[4]
前記熱硬化性樹脂組成物のゲル化時間が175℃で10秒~180秒である[1]~[3]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[5]
前記熱硬化性樹脂組成物の未硬化時の形状が、タブレット状、顆粒状、もしくはシート状である[1]~[4]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[6]
前記熱硬化性樹脂組成物が厚さ0.1mm~10mmのシート状である[1]~[5]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[7]
シアネートエステル化合物が下記式(1)

Figure 2022172745000001
(式中、R1及びR2は水素原子または炭素数1~4のアルキル基を示し、R3は単結合又は下記式
Figure 2022172745000002
で表される2価の基のいずれかを示す。R4は水素原子またはメチルであり、n=0~10の整数である。)
で示されるシアネートエステル化合物である[1]~[6]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[8]
硬化剤がアミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、及び水物系硬化剤から選ばれる1種以上である[1]~[7]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[9]
無機充填材の含有率が、前記樹脂組成物全体の70~95質量%である[1]~[8]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[10]
さらに硬化促進剤を含む[1]~[9]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。

[11]
前記基板が、シリコンウエハ、セラミック基板、及び基板のいずれかである[1]~[10]のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
[1]
A method for manufacturing a semiconductor device in which a substrate on which two or more semiconductor elements are mounted is molded and sealed with a thermosetting resin composition,
The thermosetting resin composition contains a cyanate ester compound having two or more cyanato groups in one molecule; a curing agent, and an inorganic filler, and the molding temperature at the time of molding sealing is the thermosetting A semiconductor device having a glass transition temperature of a cured product of a resin composition or lower, a molding temperature of 140° C. or higher during molding and sealing, and a molding method of either transfer molding or compression molding. manufacturing method.

[2]
The average thermal expansion coefficient of the cured product of the thermosetting resin composition in the temperature range below the glass transition temperature is −20% or more and +10% or less of the average thermal expansion coefficient of the substrate in the same temperature range [1] A method of manufacturing the semiconductor device according to 1.

[3]
The method for manufacturing a semiconductor device according to [1] or [2], wherein the thermosetting resin composition has a melt viscosity of 0.1 to 100 Pa·s at 175°C.

[4]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [3], wherein the thermosetting resin composition has a gelling time of 10 seconds to 180 seconds at 175°C.

[5]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [4], wherein the uncured shape of the thermosetting resin composition is tablet-like, granular, or sheet-like.

[6]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [5], wherein the thermosetting resin composition is in the form of a sheet with a thickness of 0.1 mm to 10 mm.

[7]
The cyanate ester compound has the following formula (1)
Figure 2022172745000001
(wherein R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 represents a single bond or
Figure 2022172745000002
Any one of the divalent groups represented by R 4 is a hydrogen atom or methyl and n is an integer of 0-10. )
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [6], which is a cyanate ester compound represented by

[8]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [7], wherein the curing agent is one or more selected from amine-based curing agents, phenol-based curing agents, and water-based curing agents.

[9]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [8], wherein the content of the inorganic filler is 70 to 95 mass % of the entire resin composition.

[10]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [9], further comprising a curing accelerator.

[11]
The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [10], wherein the substrate is any one of a silicon wafer, a ceramic substrate, and a substrate.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、基板の種類によらず、熱硬化性樹脂組成物で成形封止した際の反りが非常に小さく、信頼性に優れる半導体装置を得ることができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor device with very little warpage when molded and sealed with a thermosetting resin composition, regardless of the type of substrate.

半導体装置の製造方法を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing method of a semiconductor device. ガラス転移温度の決定方法を示した図である。It is the figure which showed the determination method of glass transition temperature.

以下、本発明の半導体装置の製造方法について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these.

[半導体装置]
本発明の製造方法で製造される半導体装置の一例を図1に示す。この半導体装置は、2個以上の半導体素子31を搭載した基板3を熱硬化性樹脂組成物1で封止したものである(図1(A)及び(B)参照)。なお、この半導体装置は、ダイシングして、個片化することもできる(図1(C)及び(D)参照)。
本明細書において、半導体素子を搭載した基板3とは、基板32としてシリコンウエハ等の各種ウエハ、セラミック基板、有機基板、ガラス基板、金属基板、プラスチック基板等を用いたものや、半導体素子を搭載し配列等した半導体素子アレイを含むものである。また、上記半導体素子を形成したウエハも半導体素子を搭載した基板の一種とみなすものとする。
[Semiconductor device]
An example of a semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention is shown in FIG. This semiconductor device is obtained by sealing a substrate 3 on which two or more semiconductor elements 31 are mounted with a thermosetting resin composition 1 (see FIGS. 1A and 1B). This semiconductor device can also be separated into individual pieces by dicing (see FIGS. 1(C) and 1(D)).
In this specification, the substrate 3 on which a semiconductor element is mounted means a substrate 32 using various wafers such as a silicon wafer, a ceramic substrate, an organic substrate, a glass substrate, a metal substrate, a plastic substrate, or the like, or a substrate on which a semiconductor element is mounted. It includes an array of semiconductor devices arranged in a row or the like. A wafer on which the semiconductor elements are formed is also regarded as a type of substrate on which the semiconductor elements are mounted.

本発明の製造方法で製造される半導体装置は半導体素子を2個以上、好ましくは10~1,000個搭載した基板の半導体素子搭載面、または半導体素子を2個以上、好ましくは50~700個形成したウエハの半導体素子形成面を、成形温度以上のガラス転移温度を有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物で成形封止した半導体装置である。上記半導体素子の配列方法は特に制限はなく、半導体素子の大きさや必要な個数、生産性などに応じて適宜決定すればよい。半導体素子を搭載した基板としては、例えば図1(A)中の2個以上の半導体素子31を接着剤(図示しない)で無機、金属あるいは有機の基板32上に搭載した基板(半導体素子搭載基板3)が挙げられる。 The semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention has two or more semiconductor elements, preferably 10 to 1,000 semiconductor element mounting surfaces of a substrate, or two or more semiconductor elements, preferably 50 to 700 semiconductor elements. It is a semiconductor device in which the semiconductor element formation surface of the formed wafer is molded and sealed with a cured product of a thermosetting resin composition having a glass transition temperature equal to or higher than the molding temperature. The method of arranging the semiconductor elements is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the size of the semiconductor elements, the required number, productivity, and the like. As a substrate on which semiconductor elements are mounted, for example, a substrate (semiconductor element mounting substrate) in which two or more semiconductor elements 31 in FIG. 3).

[半導体装置の製造方法]
本発明の製造方法で製造される半導体装置は半導体素子31を2個以上搭載した基板3を、下記に詳述する熱硬化性樹脂組成物1で成形封止することにより実施できる(図1(A)及び(B)参照)。その際、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下に成形封止時の成形温度を設定する。
[Method for manufacturing a semiconductor device]
A semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention can be implemented by molding and sealing a substrate 3 on which two or more semiconductor elements 31 are mounted with a thermosetting resin composition 1 described in detail below (FIG. 1 ( A) and (B)). At that time, the molding temperature at the time of molding and sealing is set to the glass transition temperature of the cured product of the thermosetting resin composition or less.

本発明において、ガラス転移温度(Tg)はTMA法により求めた値を指す。TMA法の測定としては、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得た硬化物を、5×5×15mmの試験片にそれぞれを加工した後、それらの試験片を熱膨張計TMA8140C(株式会社リガク社製)にセットする。そして、昇温プログラムを昇温速度5℃/分に設定し、19.6mNの一定荷重が加わるように設定した後、25℃から300℃までの間で試験片の寸法変化を測定する。この寸法変化と温度との関係をグラフにプロットする(グラフの一例を図2に示す)。このようにして得られた寸法変化と温度とのグラフから、下記に説明するガラス転移温度の決定方法により、ガラス転移温度を求めることができる。 In the present invention, the glass transition temperature (Tg) refers to the value determined by the TMA method. As a measurement by the TMA method, the cured product obtained by curing the thermosetting resin composition was processed into test pieces of 5 × 5 × 15 mm, and then the test pieces were measured with a thermal dilatometer TMA8140C (manufactured by Rigaku). Then, the heating program is set to a heating rate of 5°C/min and a constant load of 19.6 mN is applied, and then the dimensional change of the test piece is measured between 25°C and 300°C. The relationship between this dimensional change and temperature is plotted on a graph (an example of the graph is shown in FIG. 2). From the graph of dimensional change and temperature obtained in this manner, the glass transition temperature can be determined by the method for determining the glass transition temperature described below.

図2に示すように、変曲点の温度以下で寸法変化-温度曲線の接線が得られる任意の温度2点をT1及びT2とし、変曲点の温度以上で同様の接線が得られる任意の温度2点をT1’及びT2’とする。T1及びT2における寸法変化をそれぞれD1及びD2として、点(T1、D1)と点(T2、D2)とを結ぶ直線と、T1’及びT2’における寸法変化をそれぞれD1’及びD2’として、点(T1’、D1’)と点(T2’、D2’)とを結ぶ直線との交点をガラス転移温度(Tg)とする。 As shown in FIG. 2, two arbitrary temperature points at which the tangent line of the dimensional change-temperature curve can be obtained below the temperature of the inflection point are T1 and T2, and any arbitrary temperature at which the same tangent line can be obtained above the temperature of the inflection point. The two temperature points are T1' and T2'. Dimensional changes at T1 and T2 are D1 and D2, respectively, a straight line connecting points (T1, D1) and points (T2, D2), and dimensional changes at T1′ and T2′ are D1′ and D2′, respectively. A glass transition temperature (Tg) is defined as an intersection of a straight line connecting points (T1′, D1′) and points (T2′, D2′).

本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物の一般的な成形方法としては、トランスファー成形法やコンプレッション成形法が挙げられる。トランスファー成形法では、トランスファー成形機を用い、成形圧力5~20N/mm2、成形温度140~250℃で成形時間30~500秒、好ましくは成形温度175~225℃で成形時間30~180秒で行う。また、コンプレッション成形法では、コンプレッション成形機を用い、成形温度は140~250℃で成形時間30~600秒、好ましくは成形温度175~225℃で成形時間120~300秒で行う。更に、いずれの成形法においても、後硬化を好ましくは150~225℃、より好ましくは160~200℃で0.5~20時間行ってもよい。 General molding methods for the thermosetting resin composition used in the present invention include transfer molding and compression molding. In the transfer molding method, a transfer molding machine is used at a molding pressure of 5 to 20 N/mm 2 , a molding temperature of 140 to 250° C. and a molding time of 30 to 500 seconds, preferably a molding temperature of 175 to 225° C. and a molding time of 30 to 180 seconds. conduct. In the compression molding method, a compression molding machine is used at a molding temperature of 140 to 250° C. for a molding time of 30 to 600 seconds, preferably at a molding temperature of 175 to 225° C. for a molding time of 120 to 300 seconds. Further, in either molding method, post-curing may be carried out at preferably 150-225° C., more preferably 160-200° C., for 0.5-20 hours.

本明細書において、平均熱膨張係数は、上記ガラス転移温度測定と同じ条件で熱硬化性樹脂組成物の硬化物の熱機械分析を行い、40℃から80℃までの温度範囲の測定結果から算出した線膨張係数の平均値である。
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の40℃~80℃での平均熱膨張係数が、半導体素子を2個以上配列した基板の40℃~80℃の平均熱膨張係数に対して、-20%~+10%以下であることが好ましく、-15%~+8%以下であることがより好ましい。平均熱膨張係数が、上記範囲内であると、半導体素子や絶縁基板との熱膨張係数の差が小さくなり、封止後のウエハの反りの発生を抑えることが可能となる。
In this specification, the average thermal expansion coefficient is calculated from the results of thermomechanical analysis of the cured product of the thermosetting resin composition under the same conditions as the glass transition temperature measurement, and the temperature range from 40 ° C. to 80 ° C. It is the average value of the coefficient of linear expansion.
The average thermal expansion coefficient at 40°C to 80°C of the cured product of the thermosetting resin composition is -20% relative to the average thermal expansion coefficient at 40°C to 80°C of the substrate on which two or more semiconductor elements are arranged. It is preferably from -10% to +10%, more preferably from -15% to +8% or less. When the average coefficient of thermal expansion is within the above range, the difference in coefficient of thermal expansion between the semiconductor element and the insulating substrate becomes small, and it becomes possible to suppress the warpage of the wafer after sealing.

本明細書において、熱硬化性樹脂組成物の175℃における粘度とは、JIS K 7244-10:2005記載のレオメーターを用いて測定した値を指す。レオメーターとしては、例えば、HR-2(TA Instruments社製)が用いられる。
熱硬化性樹脂組成物の175℃における溶融粘度としては、0.1Pa・s~100Pa・sが好ましく、0.5Pa・s~70Pa・sがより好ましく、1Pa・s~50Pa・sが特に好ましい。
As used herein, the viscosity of the thermosetting resin composition at 175° C. refers to a value measured using a rheometer according to JIS K 7244-10:2005. As the rheometer, for example, HR-2 (manufactured by TA Instruments) is used.
The melt viscosity of the thermosetting resin composition at 175° C. is preferably 0.1 Pa·s to 100 Pa·s, more preferably 0.5 Pa·s to 70 Pa·s, and particularly preferably 1 Pa·s to 50 Pa·s. .

熱硬化性樹脂組成物の175℃におけるゲル化時間は、5秒~240秒であることが好ましく、5秒~120秒であることがより好ましい。20秒以上であれば、充填性が悪くならず、内部ボイドや表面ボイドが発生するおそれがない。 The gelling time of the thermosetting resin composition at 175° C. is preferably 5 to 240 seconds, more preferably 5 to 120 seconds. If it is 20 seconds or longer, the filling property does not deteriorate, and there is no fear of generating internal voids or surface voids.

[熱硬化性樹脂組成物]
本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物は、成形封止時に、熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が成形温度以上となる樹脂組成物である。該熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度は、成形温度に対して、+5~+120℃であることが好ましく、+10~+100℃であることがより好ましく、+15~+80℃であることが更に好ましい。ガラス転移温度が上記範囲にあることで、成形封止後の硬化物と基材との反りを小さくすることができる。
[Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition used in the present invention is a resin composition in which the glass transition temperature of the cured product of the thermosetting resin composition is higher than the molding temperature when molded and sealed. The glass transition temperature of the cured product of the thermosetting resin composition is preferably +5 to +120°C, more preferably +10 to +100°C, and +15 to +80°C relative to the molding temperature. is more preferred. When the glass transition temperature is within the above range, warpage between the cured product and the substrate after molding and sealing can be reduced.

熱硬化性樹脂組成物に使用する熱硬化性樹脂は、一般的に公知のものを使用することができ、例えば、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、シアネートエステル化合物等が挙げられる。これらの樹脂は1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As the thermosetting resin used in the thermosetting resin composition, generally known ones can be used, and examples thereof include epoxy resins, maleimide resins, cyanate ester compounds, and the like. These resins can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

エポキシ樹脂
エポキシ樹脂の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用することができる。エポキシ樹脂としては、例えば、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリスフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ブタジエン変性エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物並びにこれらにリン化合物を導入したリン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
Epoxy resin The type of epoxy resin is not particularly limited, and generally known ones can be used. Examples of epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, and bisphenol F novolak type epoxy resin. , stilbene type epoxy resin, triazine skeleton-containing epoxy resin, fluorene skeleton-containing epoxy resin, trisphenolalkane type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, xylylene type epoxy resin, biphenylaralkyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type Epoxy resins, alicyclic epoxy resins, silicone-modified epoxy resins, butadiene-modified epoxy resins, diglycidyl ether compounds of polyfunctional phenols and polycyclic aromatics such as anthracene, and phosphorus-containing epoxy resins obtained by introducing phosphorus compounds into these, etc. is mentioned. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、前記エポキシ樹脂を硬化させる目的で、硬化剤を使用してもよい。硬化剤の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用できる。エポキシ樹脂の硬化剤としては、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びチオール系硬化剤等が挙げられる。成形性及び耐熱性の観点から、硬化剤として、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤が好ましい。 A curing agent may also be used for the purpose of curing the epoxy resin. The type of curing agent is not particularly limited, and generally known ones can be used. Curing agents for epoxy resins include amine-based curing agents, phenol-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, and thiol-based curing agents. From the viewpoint of moldability and heat resistance, the curing agent is preferably an amine curing agent, a phenolic curing agent, or an acid anhydride curing agent.

アミン系硬化剤としては、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノフェニルメタン等の芳香族ジアミノジフェニルメタン化合物、2,4-ジアミノトルエン、1,4-ジアミノベンゼン、1,3-ジアミノベンゼン等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Amine curing agents include 3,3′-diethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3′, aromatic diaminodiphenylmethane compounds such as 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminophenylmethane; 2,4-diaminotoluene, 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene; It can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

硬化剤としてアミン系硬化剤を用いる場合、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対する硬化剤中に含まれる活性水素のモル比は、0.5~1.5が好ましく、0.8~1.2がより好ましい。該モル比が0.5より小さい場合は、未反応のエポキシ樹脂が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、該モル比が1.5を超えると硬化物の吸湿量が大きくなるおそれがある。 When an amine-based curing agent is used as the curing agent, the molar ratio of active hydrogen contained in the curing agent to 1 mol of epoxy groups contained in the epoxy resin is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.8 to 1. .2 is more preferred. If the molar ratio is less than 0.5, unreacted epoxy resin may remain, resulting in lower glass transition temperature or lower adhesion. On the other hand, if the molar ratio exceeds 1.5, the moisture absorption of the cured product may increase.

フェノール硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂;ナフタレン環含有フェノール樹脂;アラルキル型フェノール樹脂;トリスフェノールメタン型フェノール樹脂;ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂;ビフェニル型フェノール樹脂;脂環式フェノール樹脂;複素環型フェノール樹脂;ナフタレン環含有フェノール樹脂;レゾルシノール型フェノール樹脂;アリル基含有フェノール樹脂;ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of phenol curing agents include phenol novolac resin; naphthalene ring-containing phenol resin; aralkyl-type phenol resin; trisphenolmethane-type phenol resin; biphenyl skeleton-containing aralkyl-type phenol resin; cyclic phenol resin; naphthalene ring-containing phenol resin; resorcinol-type phenol resin; allyl group-containing phenol resin; More than one species can be used in combination.

硬化剤としてフェノール樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対する硬化剤中に含まれるフェノール性水酸基のモル比は、0.5~1.5が好ましく、0.8~1.2がより好ましい。該モル比が0.5より小さい場合は、未反応のエポキシ樹脂が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、該モル比が1.5を超えると硬化物の吸湿量が大きくなるおそれがある。 When a phenolic resin is used as the curing agent, the molar ratio of phenolic hydroxyl groups contained in the curing agent to 1 mol of epoxy groups contained in the epoxy resin is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.5. 2 is more preferred. If the molar ratio is less than 0.5, unreacted epoxy resin may remain, resulting in lower glass transition temperature or lower adhesion. On the other hand, if the molar ratio exceeds 1.5, the moisture absorption of the cured product may increase.

酸無水物系硬化剤としては、例えば、3,4-ジメチル-6-(2-メチル-1-プロペニル)-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、1-イソプロピル-4-メチル-ビシクロ[2.2.2]オクト-5-エン-2、3-ジカルボン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ピロメリット酸二無水物、マレイン化アロオシメン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラビスベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、(3、4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4―ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of acid anhydride curing agents include 3,4-dimethyl-6-(2-methyl-1-propenyl)-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, 1-isopropyl-4-methyl- Bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhimic anhydride, pyromellitic acid Dianhydride, maleated alloocimene, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-biphenyltetrabisbenzophenonetetracarboxylic dianhydride, (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride , bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. It can be used in combination.

硬化剤として酸無水物系硬化剤を用いる場合、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対する硬化剤中に含まれる酸無水物のモル比は、0.5~1.5が好ましく、0.8~1.2がより好ましい。該モル比が0.5より小さい場合は、未反応のエポキシ樹脂が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、該モル比が1.5を超えると硬化物の吸湿量が大きくなるおそれがある。 When an acid anhydride curing agent is used as the curing agent, the molar ratio of acid anhydride contained in the curing agent to 1 mol of epoxy groups contained in the epoxy resin is preferably 0.5 to 1.5, and 0.5 to 1.5. 8 to 1.2 are more preferred. If the molar ratio is less than 0.5, unreacted epoxy resin may remain, resulting in lower glass transition temperature or lower adhesion. On the other hand, if the molar ratio exceeds 1.5, the moisture absorption of the cured product may increase.

マレイミド樹脂
マレイミド樹脂は、1分子中に1個以上のマレイミド基を有するものであれば、特に限定されず、一般的に公知のものを使用することができる。マレイミド樹脂としては、例えば、4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド、フェニルメタンマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、3,3-ジメチル-5,5-ジエチル-4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、4,4-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ノボラック型マレイミド化合物、ビフェニルアラルキル型マレイミド、ダイマー酸ジアミン型マレイミド、上記マレイミド樹脂のプレポリマー、もしくはマレイミド樹脂とアミン化合物のプレポリマー等が挙げられる。これらのマレイミド化合物は1種又は2種以上を併用して用いることができる。このなかでも、ノボラック型マレイミド化合物、及びビフェニルアラルキル型ビスマレイミド化合物が好ましい。このようなマレイミド化合物を用いることにより、耐熱性がより向上する傾向にある。
Maleimide Resin The maleimide resin is not particularly limited as long as it has one or more maleimide groups in one molecule, and generally known ones can be used. Examples of maleimide resins include 4,4-diphenylmethanebismaleimide, phenylmethanemaleimide, m-phenylenebismaleimide, 2,2-bis(4-(4-maleimidophenoxy)-phenyl)propane, 3,3-dimethyl- 5,5-diethyl-4,4-diphenylmethanebismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylenebismaleimide, 1,6-bismaleimide-(2,2,4-trimethyl)hexane, 4,4-diphenyletherbismaleimide Maleimide, 4,4-diphenylsulfonebismaleimide, 1,3-bis(3-maleimidophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-maleimidophenoxy)benzene, novolac-type maleimide compound, biphenylaralkyl-type maleimide, diamine dimer acid type maleimide, a prepolymer of the maleimide resin, or a prepolymer of a maleimide resin and an amine compound. These maleimide compounds can be used singly or in combination of two or more. Among these, novolac-type maleimide compounds and biphenylaralkyl-type bismaleimide compounds are preferred. The use of such a maleimide compound tends to further improve the heat resistance.

また、前記マレイミド樹脂を硬化させる目的で、硬化剤を使用してもよい。硬化剤の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用できる。マレイミド樹脂の硬化剤としては、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、チオール系硬化剤及びラジカル重合開始剤等が挙げられる。成形性及び耐熱性の観点から、硬化剤として、フェノール系硬化剤、ラジカル重合開始剤が好ましい。 A curing agent may also be used for the purpose of curing the maleimide resin. The type of curing agent is not particularly limited, and generally known ones can be used. Curing agents for maleimide resins include amine-based curing agents, phenol-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, thiol-based curing agents, radical polymerization initiators, and the like. From the viewpoint of moldability and heat resistance, the curing agent is preferably a phenol-based curing agent or a radical polymerization initiator.

フェノール硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂;ナフタレン環含有フェノール樹脂;アラルキル型フェノール樹脂;トリスフェノールアルカン型フェノール樹脂;ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂;ビフェニル型フェノール樹脂;脂環式フェノール樹脂;複素環型フェノール樹脂;ナフタレン環含有フェノール樹脂;レゾルシノール型フェノール樹脂;アリル基含有フェノール樹脂;ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。またフェノール硬化剤の骨格中にアリル基又はプロペニル基を1つ以上有するものが好ましい。 Examples of phenol curing agents include phenol novolac resins; naphthalene ring-containing phenol resins; aralkyl-type phenol resins; trisphenolalkane-type phenol resins; biphenyl skeleton-containing aralkyl-type phenol resins; cyclic phenol resin; naphthalene ring-containing phenol resin; resorcinol-type phenol resin; allyl group-containing phenol resin; More than one species can be used in combination. Moreover, it is preferable to have one or more allyl groups or propenyl groups in the skeleton of the phenol curing agent.

硬化剤としてフェノール硬化剤を用いる場合、マレイミド樹脂中に含まれるマレイミド基1モルに対する硬化剤中に含まれる水酸基のモル比は、0.5~1.5が好ましく、0.8~1.2がより好ましい。該モル比が0.5より小さい場合は、得られる硬化物が脆くなるおそれがある。一方、該モル比が1.5を超えると硬化物のガラス転移温度が低下するおそれがある。 When a phenolic curing agent is used as the curing agent, the molar ratio of hydroxyl groups contained in the curing agent to 1 mol of maleimide groups contained in the maleimide resin is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.2. is more preferred. If the molar ratio is less than 0.5, the resulting cured product may become brittle. On the other hand, if the molar ratio exceeds 1.5, the glass transition temperature of the cured product may decrease.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、t-ヘキシルハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、t-ブチルクミルパーオキサイド及びジ-t-ブチルパーオキサイド等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、マレイミド樹脂100質量部に対して、0.2質量部~10質量部であることが好ましく、0.5質量部~5質量部であることがより好ましい。
Examples of radical polymerization initiators include dicumyl peroxide, t-hexyl hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexane, α,α'-bis(t- butylperoxy) diisopropylbenzene, t-butylcumyl peroxide, di-t-butylperoxide and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.2 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the maleimide resin.

シアネートエステル化合物
シアネートエステル化合物としては、1分子中に2個以上のシアナト基を有するものであれば、特に限定されず、一般的に公知のものを使用することができる。シアネートエステル化合物としては例えば、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)エタン、ビス(3-メチル-4-シアナトフェニル)メタン、ビス(3-エチル-4-シアナトフェニル)メタン、ビス(3,5-ジメチル-4-シアナトフェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、ジアリルビスフェノールA型シアネートエステル、ジアリルビスフェノールF型シアネートエステルなどのビスフェノール型シアネートエステル;2,2’-ジシアナトビフェニル、4,4’-ジシアナトビフェニル、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジシアナトビフェニルなどのビフェニル型シアネートエステル;1,3-ジシアナトベンゼン、1,4-ジシアナトベンゼン、2-tert-ブチル-1,4-ジシアナトベンゼン、2,4-ジメチル-1,3-ジシアナトベンゼン、2,5-ジ-tert-ブチル-1,4-ジシアナトベンゼン、テトラメチル-1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシアナトベンゼンなどのシアナトベンゼン;1,3-ジシアナトナフタレン、1,4-ジシアナトナフタレン、1,5-ジシアナトナフタレン、1,6-ジシアナトナフタレン、1,8-ジシアナトナフタレン、2,6-ジシアナトナフタレン、2,7-ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレンなどのシアナトナフタレン;ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ジフェニルシアネート、ビス(4-シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルホンが挙げられる。これらのなかでも、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)エタン、ジアリルビスフェノールA型シアネートエステル、ジアリルビスフェノールF型シアネートエステルが好ましく、1,1-ビス(4-シアナトフェニル)エタン、ジアリルビスフェノールF型シアネートエステルがより好ましい。これらのシアネートエステル化合物は1種で又は2種以上を併用して用いることができる。
Cyanate ester compound The cyanate ester compound is not particularly limited as long as it has two or more cyanato groups in one molecule, and generally known compounds can be used. Examples of cyanate ester compounds include 1,1-bis(4-cyanatophenyl)ethane, bis(3-methyl-4-cyanatophenyl)methane, bis(3-ethyl-4-cyanatophenyl)methane, bis (3,5-dimethyl-4-cyanatophenyl)methane, 2,2-bis(4-cyanatophenyl)propane, 2,2-bis(4-cyanatophenyl)-1,1,1,3, Bisphenol-type cyanate esters such as 3,3-hexafluoropropane, diallylbisphenol A-type cyanate ester, diallylbisphenol F-type cyanate ester; 2,2'-dicyanatobiphenyl, 4,4'-dicyanatobiphenyl, 3,3' ,5,5′-tetramethyl-4,4′-dicyanatobiphenyl and other biphenyl-type cyanate esters; 1,3-dicyanatobenzene, 1,4-dicyanatobenzene, 2-tert-butyl-1,4- Dicyanatobenzene, 2,4-dimethyl-1,3-dicyanatobenzene, 2,5-di-tert-butyl-1,4-dicyanatobenzene, tetramethyl-1,4-dicyanatobenzene, 1,3 ,5-tricyanatobenzene; 1,3-dicyanatonaphthalene, 1,4-dicyanatonaphthalene, 1,5-dicyanatonaphthalene, 1,6-dicyanatonaphthalene, 1,8-dicyanato cyanatonaphthalene such as naphthalene, 2,6-dicyanatonaphthalene, 2,7-dicyanatonaphthalene, 1,3,6-tricyanatonaphthalene; bis(4-cyanatophenyl) ether, 4,4′-(1 ,3-phenylenediisopropylidene)diphenylcyanate, bis(4-cyanatophenyl)thioether, bis(4-cyanatophenyl)sulfone. Among these, 1,1-bis(4-cyanatophenyl)ethane, diallylbisphenol A-type cyanate ester and diallylbisphenol F-type cyanate ester are preferable, and 1,1-bis(4-cyanatophenyl)ethane and diallyl Bisphenol F-type cyanate ester is more preferred. These cyanate ester compounds can be used singly or in combination of two or more.

また、シアネートエステル化合物としては、下記一般式(1)で表される化合物から1種以上選択されるシアネートエステル化合物であってもかまわない。

Figure 2022172745000003
一般式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~4のアルキル基である。一般式(1)中、R1及びR2としては、水素原子、メチル基、エチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。R3は単結合又は下記の各式で表される基から選択されるいずれか1つの2価の基である。nは0~10の整数であり、好ましくはnは0~5、より好ましくはnは1~4である。
Figure 2022172745000004
上記式中R4は水素原子またはメチルである。
Moreover, as the cyanate ester compound, one or more cyanate ester compounds selected from compounds represented by the following general formula (1) may be used.
Figure 2022172745000003
In general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. In general formula (1), R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group. R 3 is a single bond or any one divalent group selected from groups represented by the following formulas. n is an integer of 0-10, preferably n is 0-5, more preferably n is 1-4.
Figure 2022172745000004
In the above formula, R4 is a hydrogen atom or methyl.

上記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、BisE型シアネートエステル化合物、ノボラック型シアネートエステル化合物等が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include BisE type cyanate ester compounds, novolac type cyanate ester compounds, and the like.

また、前記シアネートエステル化合物を硬化させる目的で、硬化剤を使用してもよい。硬化剤の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用できる。シアネートエステル化合物の硬化剤としては、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びチオール系硬化剤等が挙げられる。成形性及び耐熱性の観点から、硬化剤として、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤が好ましい。 A curing agent may also be used for the purpose of curing the cyanate ester compound. The type of curing agent is not particularly limited, and generally known ones can be used. Curing agents for cyanate ester compounds include amine-based curing agents, phenol-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, and thiol-based curing agents. From the viewpoint of moldability and heat resistance, the curing agent is preferably an amine curing agent, a phenolic curing agent, or an acid anhydride curing agent.

アミン系硬化剤としては、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノフェニルメタン等の芳香族ジアミノジフェニルメタン化合物、2,4-ジアミノトルエン、1,4-ジアミノベンゼン、1,3-ジアミノベンゼン等が挙がられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Amine curing agents include 3,3′-diethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3′, aromatic diaminodiphenylmethane compounds such as 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminophenylmethane; 2,4-diaminotoluene, 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene; It can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

硬化剤としてアミン系硬化剤を用いる場合、アミン系硬化剤の使用量は、シアネートエステル化合物100質量部に対し、アミン系硬化剤が0.2~30質量部が好ましく、0.5~20質量部がより好ましく、1.0~10質量部がさらに好ましい。アミン系硬化剤の使用量が0.2質量部より少ない場合は未反応のシアネートエステル化合物が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、アミン系硬化剤の使用量が30質量部を超えると硬化物の吸湿量が大きくなるおそれがある。 When an amine-based curing agent is used as the curing agent, the amount of the amine-based curing agent used is preferably 0.2 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the cyanate ester compound. parts is more preferred, and 1.0 to 10 parts by mass is even more preferred. If the amount of the amine-based curing agent used is less than 0.2 parts by mass, unreacted cyanate ester compounds may remain, resulting in a decrease in glass transition temperature or a decrease in adhesion. On the other hand, if the amount of the amine-based curing agent used exceeds 30 parts by mass, the moisture absorption of the cured product may increase.

フェノール硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂;ナフタレン環含有フェノール樹脂;アラルキル型フェノール樹脂;トリスフェノールメタン型フェノール樹脂;ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂;ビフェニル型フェノール樹脂;脂環式フェノール樹脂;複素環型フェノール樹脂;ナフタレン環含有フェノール樹脂;レゾルシノール型フェノール樹脂;アリル基含有フェノール樹脂;ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of phenol curing agents include phenol novolac resin; naphthalene ring-containing phenol resin; aralkyl-type phenol resin; trisphenolmethane-type phenol resin; biphenyl skeleton-containing aralkyl-type phenol resin; cyclic phenol resin; naphthalene ring-containing phenol resin; resorcinol-type phenol resin; allyl group-containing phenol resin; More than one species can be used in combination.

硬化剤としてフェノール硬化剤を用いる場合、フェノール硬化剤の使用量は、シアネートエステル化合物100質量部に対し、フェノール硬化剤が0.2~30質量部が好ましく、0.5~20質量部がより好ましく、1.0~10質量部がさらに好ましい。フェノール硬化剤の使用量が0.2質量部より少ない場合は未反応のシアネートエステル化合物が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、フェノール硬化剤の使用量が30質量部を超えると保存安定性が悪く、硬化物のガラス転移温度が低下するおそれがある。 When using a phenol curing agent as a curing agent, the amount of the phenol curing agent used is preferably 0.2 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the cyanate ester compound. Preferably, 1.0 to 10 parts by mass is more preferable. If the amount of the phenol curing agent used is less than 0.2 parts by mass, unreacted cyanate ester compounds may remain, resulting in a decrease in glass transition temperature or a decrease in adhesion. On the other hand, if the amount of the phenol curing agent used exceeds 30 parts by mass, the storage stability may be poor and the glass transition temperature of the cured product may be lowered.

酸無水物系硬化剤としては、例えば、3,4-ジメチル-6-(2-メチル-1-プロペニル)-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、1-イソプロピル-4-メチル-ビシクロ[2.2.2]オクト-5-エン-2、3-ジカルボン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ピロメリット酸二無水物、マレイン化アロオシメン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラビスベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、(3、4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4―ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of acid anhydride curing agents include 3,4-dimethyl-6-(2-methyl-1-propenyl)-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, 1-isopropyl-4-methyl- Bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhimic anhydride, pyromellitic acid Dianhydride, maleated alloocimene, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-biphenyltetrabisbenzophenonetetracarboxylic dianhydride, (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride , bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. It can be used in combination.

硬化剤として酸無水物系硬化剤を用いる場合、酸無水物系硬化剤の使用量は、シアネートエステル化合物100質量部に対し、酸無水物系硬化剤が0.2~30質量部が好ましく、0.5~20質量部がより好ましく、1.0~10質量部がさらに好ましい。酸無水物系硬化剤の使用量が0.2質量部より少ない場合は未反応のシアネートエステル化合物が残存し、ガラス転移温度が低下、又は密着性が低下するおそれがある。一方、酸無水物系硬化剤の使用量が30質量部を超えると保存安定性が悪く、硬化物のガラス転移温度が低下するおそれがある。 When an acid anhydride-based curing agent is used as the curing agent, the amount of the acid anhydride-based curing agent used is preferably 0.2 to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the cyanate ester compound. 0.5 to 20 parts by mass is more preferable, and 1.0 to 10 parts by mass is even more preferable. If the amount of the acid anhydride-based curing agent used is less than 0.2 parts by mass, unreacted cyanate ester compounds may remain, resulting in a decrease in glass transition temperature or a decrease in adhesion. On the other hand, if the amount of the acid anhydride-based curing agent used exceeds 30 parts by mass, the storage stability may be poor and the glass transition temperature of the cured product may be lowered.

封止材としての成形性や信頼性などの観点から、熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、及びシアネートエステル化合物から選ばれる熱硬化性樹脂を含むことが好ましく、更に好ましくはシアネートエステル化合物を含むことである。特には、シアネートエステル化合物を硬化剤と併用することが好ましい。なお、これらの熱硬化性樹脂は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。 From the viewpoint of moldability and reliability as a sealing material, the thermosetting resin composition preferably contains a thermosetting resin selected from epoxy resins, maleimide resins, and cyanate ester compounds, more preferably cyanate. containing an ester compound. In particular, it is preferable to use a cyanate ester compound together with a curing agent. In addition, these thermosetting resins may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be used together.

熱硬化性樹脂組成物には、無機充填材を配合してもよい。無機充填材は熱硬化性樹脂組成物の線膨張係数を低下させる目的で使用する。無機充填材の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用できる。無機充填材として、例えば、球状シリカ、溶融シリカ及び結晶性シリカ等のシリカ類;窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド等の無機窒化物類;アルミナ、ガラス繊維及びガラス粒子等が挙げられるが、得られる硬化物の補強効果に優れている、得られる硬化物の反りを抑えられるなどの観点から、シリカ類であることが好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 An inorganic filler may be added to the thermosetting resin composition. The inorganic filler is used for the purpose of lowering the coefficient of linear expansion of the thermosetting resin composition. The type of inorganic filler is not particularly limited, and generally known ones can be used. Examples of inorganic fillers include silicas such as spherical silica, fused silica and crystalline silica; inorganic nitrides such as silicon nitride, aluminum nitride and boron nitride; alumina, glass fibers and glass particles; Silicas are preferable from the viewpoints of excellent reinforcement effect of the obtained cured product and suppression of warpage of the obtained cured product. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記無機充填材の平均粒径及び形状は特に限定されないが、平均粒径は0.1~40μmが好ましく、より好ましくは0.5~40μmである。なお、本明細書において平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50(またはメジアン径)として求めた値である。 The average particle size and shape of the inorganic filler are not particularly limited, but the average particle size is preferably 0.1 to 40 μm, more preferably 0.5 to 40 μm. In this specification, the average particle size is a value obtained as a mass average value D 50 (or median diameter) in particle size distribution measurement by a laser beam diffraction method.

また、本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物の高流動化の観点から、上記無機充填材として複数の粒径範囲の無機充填材を併用してもよく、このような場合、0.1~3μmの微細領域、3~7μmの中粒径領域、及び10~40μmの粗領域の球状シリカを併用することが好ましく、無機充填材を併用する場合、無機充填材の平均粒径が0.5~40μmの範囲にあることがより好ましい。さらなる高流動化のためには、平均粒径がさらに大きい球状シリカを用いることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of high fluidity of the thermosetting resin composition used in the present invention, an inorganic filler having a plurality of particle size ranges may be used in combination as the inorganic filler. It is preferable to use spherical silica having a fine region of 3 μm, a medium particle size region of 3 to 7 μm, and a coarse region of 10 to 40 μm. It is more preferably in the range of ~40 μm. In order to further increase the fluidity, it is preferable to use spherical silica having a larger average particle size.

熱硬化性樹脂組成物における無機充填材の配合量は、熱硬化性樹脂100質量部、又は硬化剤を配合する場合は熱硬化性樹脂との合計100質量部に対して、300~1,900質量部であることが好ましく、400~1,800質量部であることがより好ましく、500~1,600質量部であることが特に好ましい。
また、無機充填材の含有率が、熱硬化性樹脂組成物全体の70~95質量%であることが好ましく、80~94.5質量%であることがより好ましく、85~94質量%であることが更に好ましい。
The amount of the inorganic filler in the thermosetting resin composition is 100 parts by mass of the thermosetting resin, or 300 to 1,900 parts by mass with respect to the total 100 parts by mass of the thermosetting resin when a curing agent is added. It is preferably 400 to 1,800 parts by mass, particularly preferably 500 to 1,600 parts by mass.
Further, the content of the inorganic filler is preferably 70 to 95% by mass of the total thermosetting resin composition, more preferably 80 to 94.5% by mass, and 85 to 94% by mass. is more preferred.

また、熱硬化性樹脂やその硬化剤と無機充填材との密着性を高める目的や、無機充填材と基板との接着性を高くしたりするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤を熱硬化性樹脂組成物に配合してもよいし、予めカップリング剤で処理した無機充填材を熱硬化性樹脂組成物に配合してもよい。無機充填材をカップリング剤で表面処理方法については特に制限されるものではなく、常法に従って行えばよい。 In addition, for the purpose of improving the adhesion between thermosetting resins and their curing agents and inorganic fillers, and for improving the adhesion between inorganic fillers and substrates, silane coupling agents, titanate coupling agents, etc. A coupling agent may be added to the thermosetting resin composition, or an inorganic filler previously treated with a coupling agent may be added to the thermosetting resin composition. The surface treatment method of the inorganic filler with a coupling agent is not particularly limited and may be carried out according to a conventional method.

カップリング剤としては、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ官能性アルコキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ官能性アルコキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性アルコキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、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等のアミン官能性アルコキシシランなどが挙げられる。 Coupling agents include, for example, epoxy-functional alkoxysilanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane. , N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, amino-functional alkoxysilanes, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc. Mercapto-functional alkoxysilanes such as methoxysilane, amine-functional alkoxysilanes such as γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.

熱硬化性樹脂組成物におけるカップリング剤の配合量は、熱硬化性樹脂100質量部、又は硬化剤を配合する場合は熱硬化性樹脂との合計100質量部に対して、0.1~25質量部であることが好ましく、特に0.5~20質量部とすることが好ましい。0.1質量部以上であれば、基材への接着効果が十分に得られ、また25質量部以下であれば、粘度が極端に低下して、ボイドの原因になるおそれがない。 The amount of the coupling agent in the thermosetting resin composition is 0.1 to 25 parts with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin, or the total 100 parts by mass of the thermosetting resin when a curing agent is added. It is preferably 0.5 to 20 parts by mass. When the amount is 0.1 parts by mass or more, a sufficient adhesive effect to the substrate can be obtained, and when the amount is 25 parts by mass or less, the viscosity is extremely lowered and there is no possibility of causing voids.

また、上記熱硬化性樹脂組成物は硬化促進剤を含有してもよい。硬化促進剤の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用できる。この硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p-メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどのリン系化合物;トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α-メチルベンジルジメチルアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7などの第3級アミン化合物;2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物;過酸化物、尿素化合物、サリチル酸等を使用することができる。 Moreover, the thermosetting resin composition may contain a curing accelerator. The type of curing accelerator is not particularly limited, and generally known ones can be used. Examples of the curing accelerator include phosphorus such as triphenylphosphine, tributylphosphine, tri(p-methylphenyl)phosphine, tri(nonylphenyl)phosphine, triphenylphosphine/triphenylborane, tetraphenylphosphine/tetraphenylborate, and the like. tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7; 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2 - imidazole compounds such as phenyl-4-methylimidazole; peroxides, urea compounds, salicylic acid and the like can be used.

熱硬化性樹脂組成物における硬化促進剤の配合量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、0.2質量部~10質量部であることが好ましく、0.5質量部~5質量部であることがより好ましい。 The amount of the curing accelerator in the thermosetting resin composition is preferably 0.2 parts by mass to 10 parts by mass, and 0.5 parts by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. is more preferable.

上記熱硬化性樹脂組成物は、難燃性を高めるために難燃剤を配合することができる。 The thermosetting resin composition can be blended with a flame retardant in order to enhance flame retardancy.

難燃剤の種類は、特に制限されず、一般的に公知のものを使用することができる。難燃剤としては、例えば、ホスファゼン化合物、シリコーン化合物(シリコーンゴムパウダー等)、モリブデン酸亜鉛担持タルク、モリブデン酸亜鉛担持酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化モリブデン、三酸化アンチモンなどが挙げられ、これらの難燃剤は1種単独で又は2種以上を併用して用いてもよい。熱硬化性樹脂組成物における難燃剤の配合量は熱硬化性樹脂組成物100質量部に対して2~100質量部であることが好ましく、より好ましくは3~50質量部である。 The type of flame retardant is not particularly limited, and generally known ones can be used. Examples of flame retardants include phosphazene compounds, silicone compounds (such as silicone rubber powder), zinc molybdate-supported talc, zinc molybdate-supported zinc oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, molybdenum oxide, and antimony trioxide. These flame retardants may be used singly or in combination of two or more. The amount of the flame retardant compounded in the thermosetting resin composition is preferably 2 to 100 parts by mass, more preferably 3 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermosetting resin composition.

上記熱硬化性樹脂組成物は、イオン不純物による信頼性の低下を防ぐためにイオントラップ材を配合することができる。 The thermosetting resin composition may contain an ion trap material to prevent deterioration of reliability due to ion impurities.

イオントラップ材の種類は、特に制限されず、一般的に公知のものを使用することができる。イオントラップ材としては、例えば、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス化合物、希土類酸化物等が使用できる。これらを1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱硬化性樹脂組成物におけるイオントラップ材の配合量は熱硬化性樹脂100質量部に対して0.5~25質量部であることが好ましく、より好ましくは1.5~15質量部である。 The type of ion trap material is not particularly limited, and generally known materials can be used. As the ion trap material, for example, hydrotalcites, bismuth hydroxide compounds, rare earth oxides and the like can be used. These may be used singly or in combination of two or more. The content of the ion trap material in the thermosetting resin composition is preferably 0.5 to 25 parts by mass, more preferably 1.5 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermosetting resin.

上記熱硬化性樹脂組成物は、離型剤を配合してもよい。離型剤の種類は特に制限されず、一般的に公知のものを使用することができる。離型剤は、成形時の離型性を高めるために配合するものである。離型剤としては、カルナバワックス、ライスワックスをはじめとする天然ワックス;酸ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステルをはじめとする合成ワックスがあるが、離型性の観点からカルナバワックスが好ましい。 The thermosetting resin composition may contain a release agent. The type of release agent is not particularly limited, and generally known agents can be used. The mold release agent is added to improve mold releasability during molding. Examples of release agents include natural waxes such as carnauba wax and rice wax; and synthetic waxes such as acid waxes, polyethylene waxes and fatty acid esters. Carnauba wax is preferred from the viewpoint of releasability.

熱硬化性樹脂組成物における離型剤の配合量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、0.05~15質量部であることが好ましく、0.1~10質量部がより好ましい。配合量が0.05質量部以上であれば、十分な離型性が得られなかったり、製造時の溶融混練時に過負荷が生じてしまったりするおそれがなく、15質量部以下であれば、沁み出し不良や接着性不良等が起こるおそれがない。 The content of the release agent in the thermosetting resin composition is preferably 0.05 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the thermosetting resin. If the blending amount is 0.05 parts by mass or more, there is no possibility that sufficient releasability will be obtained, or overload will occur during melt-kneading during production. There is no risk of poor seepage, poor adhesion, or the like.

熱硬化性樹脂組成物は、着色剤を配合してもよい。着色剤としては、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、ベンガラ等の公知の着色剤を挙げることができる。熱硬化性樹脂組成物にシアネートエステル化合物を含む場合には、分散性の観点からカーボンブラックが好ましい。 The thermosetting resin composition may contain a coloring agent. Examples of the coloring agent include known coloring agents such as carbon black, organic dyes, organic pigments, titanium oxide and red iron oxide. When the thermosetting resin composition contains a cyanate ester compound, carbon black is preferable from the viewpoint of dispersibility.

熱硬化性樹脂組成物における着色剤の配合量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、0.01質量部~10質量部であることが好ましく、0.1質量部~5質量部であることがより好ましい。 The amount of the colorant compounded in the thermosetting resin composition is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. It is more preferable to have

熱硬化性樹脂組成物の形状はどのような形状でもよく、粉末状、顆粒状、シート状、ペレット状のいずれであってもよい。シート状、ペレット状の形状であれば、熱硬化性樹脂が溶融する際にボイドが発生しにくくなる。また、シート状やペレット状であれば加熱溶融時に熱硬化性樹脂に均一に熱が伝わりやすくなるため、減圧の工程の際に泡抜け性が良く、表面や内部にボイドが残りにくくなる。 The shape of the thermosetting resin composition may be any shape, and may be powder, granule, sheet or pellet. If the shape is sheet-like or pellet-like, voids are less likely to occur when the thermosetting resin is melted. In addition, if it is in the form of a sheet or a pellet, heat is easily conducted uniformly to the thermosetting resin during heating and melting.

[熱硬化性樹脂組成物の製造方法]
本発明で用いる熱硬化性樹脂組成物の製造方法としては、従来公知の方法を適宜用いることができる。製造方法としては、例えば、プラネタリーミキサー、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等が挙げられる。得られた熱硬化性樹脂組成物が固体の場合、粉砕することにより粉末状にしてもよく、粉末にしてから打錠することでタブレット状若しくは顆粒状にしてもよく、又はプレス装置やTダイを用いてシート状にしてもよい。成形時のボイド低減の観点からペレット状またはシート状が好ましい。
[Method for producing thermosetting resin composition]
As a method for producing the thermosetting resin composition used in the present invention, conventionally known methods can be appropriately used. Examples of manufacturing methods include planetary mixers, hot rolls, kneaders, extruders, and the like. When the obtained thermosetting resin composition is solid, it may be pulverized into powder, or may be powdered and then tableted into tablets or granules. may be used to form a sheet. Pellets or sheets are preferable from the viewpoint of reducing voids during molding.

このようにして得られる熱硬化性樹脂組成物は、シート状であれば、厚さが0.1~10mmであることが好ましく、0.2~5mmであることがより好ましい。また、ペレット状であれば、直径は10~100mmであることが好ましく、20~80mmであることがより好ましく、長さは0.5~50mmであることが好ましく、1~40mmであることがより好ましい。 The thermosetting resin composition thus obtained preferably has a thickness of 0.1 to 10 mm, more preferably 0.2 to 5 mm, if it is in the form of a sheet. In the case of pellets, the diameter is preferably 10 to 100 mm, more preferably 20 to 80 mm, and the length is preferably 0.5 to 50 mm, preferably 1 to 40 mm. more preferred.

以下実施例及び比較例をあげて、本発明をより具体的に説明する。本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will now be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The invention is not limited to the following examples.

実施例1~18および比較例1~6
[熱硬化性樹脂組成物の製造]
表1に記載の配合量(質量部)にて混合して、熱硬化性樹脂組成物1~10を得た。各成分の詳細は下記のとおりである。
Examples 1-18 and Comparative Examples 1-6
[Production of thermosetting resin composition]
Thermosetting resin compositions 1 to 10 were obtained by mixing at the blending amounts (parts by mass) shown in Table 1. Details of each component are as follows.

シアネートエステル化合物
シアネートエステル化合物1:BisE型シアネートエステル化合物(下記式(2)LECY:ロンザジャパン)

Figure 2022172745000005

シアネートエステル化合物2:ノボラック型シアネートエステル化合物(下記式(3)PT-30:ロンザジャパン)
Figure 2022172745000006
Cyanate ester compound Cyanate ester compound 1: BisE type cyanate ester compound (following formula (2) LECY: Lonza Japan)
Figure 2022172745000005

Cyanate ester compound 2: novolak-type cyanate ester compound (the following formula (3) PT-30: Lonza Japan)
Figure 2022172745000006

エポキシ樹脂
エポキシ樹脂1:トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂(EPPN-501H:日本化薬社製)
エポキシ樹脂2:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(N-655-EXP-S:DIC社製)
Epoxy resin Epoxy resin 1: Trisphenolmethane type epoxy resin (EPPN-501H: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin 2: cresol novolac type epoxy resin (N-655-EXP-S: manufactured by DIC Corporation)

硬化剤
硬化剤1:トリスフェノールメタン型フェノール樹脂(MEH-7500:明和化成社製)
硬化剤2:フェノールノボラック樹脂(TD-2131:DIC社製)
Curing agent Curing agent 1: Trisphenolmethane type phenolic resin (MEH-7500: manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
Curing agent 2: phenol novolac resin (TD-2131: manufactured by DIC)

硬化促進剤
硬化促進剤1:イミダゾール化合物(2PHZ-PW:四国化成社製)
硬化促進剤2:リン系化合物(TPP:北興化学社製)
Curing accelerator Curing accelerator 1: imidazole compound (2PHZ-PW: manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.)
Curing accelerator 2: Phosphorus compound (TPP: manufactured by Hokko Chemical Co., Ltd.)

カップリング剤
γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM403:信越化学工業社製)
難燃剤
ゴム粒子:シリコーンゴムパウダー(KMP-600:信越化学工業社製)
無機充填材
溶融シリカ:平均粒径14μmの溶融球状シリカ(龍森社製)
着色剤
カーボンブラック(三菱ケミカル社製)
Coupling agent γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM403: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Flame retardant rubber particles: silicone rubber powder (KMP-600: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Inorganic filler Fused silica: Fused spherical silica with an average particle size of 14 μm (manufactured by Tatsumori Co., Ltd.)
Colorant Carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)

Figure 2022172745000007
Figure 2022172745000007

ガラス転移温度の決定
熱硬化性樹脂組成物を実施例および比較例に記載の条件にて成形して得た硬化物を、5×5×15mmの試験片にそれぞれを加工した後、それらの試験片を熱膨張計TMA8140C(株式会社リガク社製)にセットした。そして、昇温プログラムを昇温速度5℃/分に設定し、19.6mNの一定荷重が加わるように設定した後、25℃から300℃までの間で試験片の寸法変化を測定した。この寸法変化と温度との関係をグラフにプロットした(グラフの一例を図2に示す)。このようにして得られた寸法変化と温度とのグラフから、下記に説明するガラス転移温度の決定方法により、実施例及び比較例におけるガラス転移温度を求めた。
図2に示すように、変曲点の温度以下で寸法変化-温度曲線の接線が得られる任意の温度2点をT1及びT2とし、変曲点の温度以上で同様の接線が得られる任意の温度2点をT1’及びT2’とした。T1及びT2における寸法変化をそれぞれD1及びD2として、点(T1、D1)と点(T2、D2)とを結ぶ直線と、T1’及びT2’における寸法変化をそれぞれD1’及びD2’として、点(T1’、D1’)と点(T2’、D2’)とを結ぶ直線との交点をガラス転移温度(Tg)とした。
Determination of glass transition temperature The cured product obtained by molding the thermosetting resin composition under the conditions described in Examples and Comparative Examples was processed into a test piece of 5 × 5 × 15 mm, and then subjected to the test. The piece was set in a thermal dilatometer TMA8140C (manufactured by Rigaku Corporation). The heating program was set to a heating rate of 5°C/min and a constant load of 19.6 mN was applied. The relationship between this dimensional change and temperature was plotted on a graph (an example of the graph is shown in FIG. 2). From the thus obtained graph of dimensional change and temperature, the glass transition temperature in Examples and Comparative Examples was determined by the method for determining the glass transition temperature described below.
As shown in FIG. 2, two arbitrary temperature points at which the tangent line of the dimensional change-temperature curve can be obtained below the temperature of the inflection point are T1 and T2, and any arbitrary temperature at which the same tangent line can be obtained above the temperature of the inflection point. The two temperature points were T1' and T2'. Dimensional changes at T1 and T2 are D1 and D2, respectively, a straight line connecting points (T1, D1) and points (T2, D2), and dimensional changes at T1′ and T2′ are D1′ and D2′, respectively. The intersection of a straight line connecting (T1', D1') and the point (T2', D2') was taken as the glass transition temperature (Tg).

平均熱膨張係数(CTE1)の決定
上記ガラス転移温度測定と同じ条件で熱硬化性樹脂組成物の硬化物の熱機械分析を行い、40℃から80℃までの温度範囲の測定結果から、平均熱膨張係数(線膨張係数の平均値)を算出し、熱硬化性樹脂組成物のCTE1とした。
同様に、半導体素子搭載基板の平均熱膨張係数を算出し、半導体素子搭載基板のCTE1とした。
Determination of average thermal expansion coefficient (CTE1) Thermomechanical analysis of the cured product of the thermosetting resin composition was performed under the same conditions as the above glass transition temperature measurement, and from the measurement results in the temperature range from 40 ° C to 80 ° C, the average heat An expansion coefficient (an average value of linear expansion coefficients) was calculated and defined as CTE1 of the thermosetting resin composition.
Similarly, the average coefficient of thermal expansion of the semiconductor element mounting board was calculated and set as CTE1 of the semiconductor element mounting board.

半導体素子搭載基板の平均熱膨張係数と、熱硬化性樹脂の平均熱膨張係数との比較
上記方法で決定した半導体素子搭載基板の平均熱膨張係数と熱硬化性樹脂との平均熱膨張係数とから下記式より、熱硬化性樹脂の平均熱膨張係数と、半導体素子搭載基板の平均熱膨張係数との差異を算出し、表2に記載した。

Figure 2022172745000008
Comparison between the average thermal expansion coefficient of the semiconductor device mounting substrate and the average thermal expansion coefficient of the thermosetting resin From the average thermal expansion coefficient of the semiconductor device mounting substrate and the average thermal expansion coefficient of the thermosetting resin The difference between the average thermal expansion coefficient of the thermosetting resin and the average thermal expansion coefficient of the semiconductor element mounting board was calculated from the following formula and shown in Table 2.
Figure 2022172745000008

粘度の測定
表1に記載の配合量(質量部)で調製した熱硬化性樹脂組成物の粘度を175℃に設定したレオメーター(プレート直径25mm、測定周波数1Hz)で測定し、測定値を表2に記載した。
Measurement of Viscosity The viscosity of the thermosetting resin composition prepared with the compounding amount (parts by mass) shown in Table 1 was measured with a rheometer (plate diameter 25 mm, measurement frequency 1 Hz) set at 175 ° C., and the measured values are shown. 2.

ゲル化時間の測定
表1に記載の配合量(質量部)で調製した熱硬化性樹脂組成物のゲル化時間を、175℃に設定した熱板の上で測定し、測定値を表2に記載した。
Measurement of gelation time The gelation time of the thermosetting resin composition prepared with the blending amount (parts by mass) shown in Table 1 was measured on a hot plate set at 175 ° C., and the measured values are shown in Table 2. Described.

半導体素子搭載基板の製造
20mm角200μm厚の半導体素子の四隅に市販の接着剤を塗布し、表2に記載の直径300mm、775μm厚の、ダミーバンプが形成された各種基板上に120個貼りつけ、半導体素子搭載基板を製造した。ダミーバンプ径は30μm、バンプピッチは60μmであり、素子と基板との間には30μmの隙間が形成された。
Manufacture of semiconductor element mounting substrate A commercially available adhesive is applied to the four corners of a 20 mm square 200 μm thick semiconductor element, and 120 pieces are pasted on various substrates with a diameter of 300 mm and a thickness of 775 μm shown in Table 2, on which dummy bumps are formed. A semiconductor device mounting substrate was manufactured. The dummy bump diameter was 30 μm, the bump pitch was 60 μm, and a gap of 30 μm was formed between the element and the substrate.

半導体装置の製造
上記で作製した半導体素子搭載基板を、表1に記載の熱硬化性樹脂組成物で、コンプレッション成形装置(アピックヤマダ社製)を用いて封止した。成形温度および成形時間は表2に記載の条件で行った。封止後、180℃で1時間硬化して半導体装置を製造した。
Manufacture of Semiconductor Device The semiconductor element mounting substrate prepared above was sealed with the thermosetting resin composition shown in Table 1 using a compression molding machine (manufactured by Apic Yamada Co., Ltd.). Molding temperature and molding time were carried out under the conditions shown in Table 2. After sealing, it was cured at 180° C. for 1 hour to manufacture a semiconductor device.

反り量
製造した半導体装置を、熱硬化性樹脂の面が上面側になるようにレーザー三次元測定機に配置し、各半導体装置の対角線方向に高さの変位を測定し、測定最大値と測定最小値との差を反り量とした。反りの向きが下側となった場合は正、上側となった場合は負の値を用いて示した。
Amount of warpage Place the manufactured semiconductor device on a laser three-dimensional measuring machine so that the thermosetting resin surface faces upward, measure the height displacement in the diagonal direction of each semiconductor device, and measure the maximum value and the measurement. The difference from the minimum value was taken as the amount of warpage. A positive value is used when the direction of warp is downward, and a negative value is used when the direction of warp is upward.

外観
製造した半導体装置において、フローマークとピンホールが両方とも生じなかったものを○、表面にピンホールまたはフローマークのいずれかが生じたものを△、フローマークとピンホールが両方とも生じたものを×として表2に記載した。
Appearance In the manufactured semiconductor device, ○ indicates that neither flow marks nor pinholes occurred, △ indicates that either pinholes or flow marks occurred on the surface, and those that both flow marks and pinholes occurred was described in Table 2 as x.

温度サイクル試験(TCT)
製造した半導体装置を、ダイシング装置を用いて、22mm×22mmのサイズとなるように個片化した基板を、ESPEC社製小型冷熱衝撃装置TSE-11を使用し、-55℃/15分と+125℃/15分を1サイクルとして温度サイクル試験を行った。まず、0サイクルで超音波探傷装置(ソニックス社製 QUANTUM350)にて75MHzのプローブを用いて、半導体素子内部の剥離状態を無破壊で確認した。次に、1,000サイクル後に同様の検査を行った。
半導体素子の面積に対して剥離面積の合計がおよそ5%未満の場合は微小剥離として「剥離なし」、5%以上の剥離面積がある場合は「剥離あり」として評価し、剥離があったものの個数を数えた。結果を表2に示す。
Temperature cycle test (TCT)
The manufactured semiconductor device was singulated using a dicing machine to have a size of 22 mm × 22 mm. A temperature cycle test was conducted with one cycle of °C/15 minutes. First, at cycle 0, an ultrasonic flaw detector (QUANTUM 350 manufactured by Sonics) was used to non-destructively confirm the delamination state inside the semiconductor element using a 75 MHz probe. Next, a similar inspection was performed after 1,000 cycles.
If the total peeled area is less than about 5% of the area of the semiconductor element, it is evaluated as "no peeling" as micro peeling, and if the peeled area is 5% or more, it is evaluated as "with peeling". counted the number. Table 2 shows the results.

Figure 2022172745000009
Figure 2022172745000009

1.熱硬化性樹脂組成物
3.半導体素子搭載基板
31.半導体素子
32.基板
1. Thermosetting resin composition3. Semiconductor device mounting board 31 . semiconductor device 32 . substrate

Claims (11)

半導体素子を2個以上搭載した基板上を熱硬化性樹脂組成物で成形封止する半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、1分子中に2個以上のシアナト基を有するシアネートエステル化合物;硬化剤、及び無機充填材を含むものであり、成形封止時の成形温度が前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以下であり、成形封止する際の成形温度が140℃以上であり、かつ成形方法がトランスファー成形又はコンプレッション成形のいずれかであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device in which a substrate on which two or more semiconductor elements are mounted is molded and sealed with a thermosetting resin composition,
The thermosetting resin composition contains a cyanate ester compound having two or more cyanato groups in one molecule; a curing agent, and an inorganic filler, and the molding temperature at the time of molding sealing is the thermosetting A semiconductor device having a glass transition temperature of a cured product of a resin composition or lower, a molding temperature of 140° C. or higher during molding and sealing, and a molding method of either transfer molding or compression molding. manufacturing method.
前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物の、ガラス転移温度以下の温度範囲における平均熱膨張係数が、同じ温度範囲における前記基板の平均熱膨張係数の-20%以上+10%以下である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The average thermal expansion coefficient of the cured product of the thermosetting resin composition in a temperature range below the glass transition temperature is -20% or more and +10% or less of the average thermal expansion coefficient of the substrate in the same temperature range. A method of manufacturing the semiconductor device according to 1. 前記熱硬化性樹脂組成物の175℃における溶融粘度が0.1~100Pa・sである請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the thermosetting resin composition has a melt viscosity at 175° C. of 0.1 to 100 Pa·s. 前記熱硬化性樹脂組成物のゲル化時間が175℃で10秒~180秒である請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the thermosetting resin composition has a gelling time of 10 to 180 seconds at 175.degree. 前記熱硬化性樹脂組成物の未硬化時の形状が、タブレット状、顆粒状、もしくはシート状である請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the uncured shape of the thermosetting resin composition is tablet-like, granular-like, or sheet-like. 前記熱硬化性樹脂組成物が厚さ0.1mm~10mmのシート状である請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the thermosetting resin composition is in the form of a sheet with a thickness of 0.1 mm to 10 mm. シアネートエステル化合物が下記式(1)
Figure 2022172745000010
(式中、R1及びR2は水素原子または炭素数1~4のアルキル基を示し、R3は単結合又は下記式
Figure 2022172745000011
で表される2価の基のいずれかを示す。R4は水素原子またはメチルであり、n=0~10の整数である。)
で示されるシアネートエステル化合物である請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The cyanate ester compound has the following formula (1)
Figure 2022172745000010
(wherein R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 represents a single bond or
Figure 2022172745000011
Any one of the divalent groups represented by R 4 is a hydrogen atom or methyl and n is an integer of 0-10. )
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the cyanate ester compound represented by
硬化剤がアミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、及び水物系硬化剤から選ばれる1種以上である請求項1~7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the curing agent is one or more selected from amine curing agents, phenol curing agents, and aqueous curing agents. 無機充填材の含有率が、前記樹脂組成物全体の70~95質量%である請求項1~8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the content of the inorganic filler is 70 to 95 mass % of the entire resin composition. さらに硬化促進剤を含む請求項1~9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a curing accelerator. 前記基板が、シリコンウエハ、セラミック基板、及び基板のいずれかである請求項1~10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate is one of a silicon wafer, a ceramic substrate, and a substrate.
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