JP6423603B2 - 絶縁フィルム、および半導体装置 - Google Patents
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Description
〔1〕(A)ノボラック型エポキシ樹脂、(B)ブタジエンアクリロニトリル共重合体、(C)アラルキルフェノール樹脂、(D)硬化触媒、および(E)熱伝導率が20W/m・K以上の絶縁フィラーを含み、
(B)成分が、(A)〜(C)成分の合計100質量部に対して、10〜20質量部であり、かつ(E)成分が、絶縁フィルム100体積%に対して、60〜85体積%であることを特徴とする、絶縁フィルム。
〔2〕(D)成分が、イミダゾール系硬化触媒である、上記〔1〕記載の絶縁フィルム。
〔3〕(E)成分が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、および窒化ホウ素からなる群より選択される少なくとも1種である、上記〔1〕または〔2〕記載の絶縁フィルム。
〔4〕(E)成分が、平均粒径が0.1〜0.8μmの絶縁フィラー(E1)と、平均粒径が2〜6μmの絶縁フィラー(E2)と、平均粒径が7〜30μmの絶縁フィラー(E3)とを含む、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の絶縁フィルム。
〔5〕(E3)成分の平均粒径が、15〜30μmである、上記〔4〕記載の絶縁フィルム。
〔6〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の絶縁フィルムの硬化物を含む、半導体装置。
本発明の絶縁フィルムは、(A)ノボラック型エポキシ樹脂、(B)ブタジエンアクリロニトリル共重合体、(C)アラルキルフェノール樹脂、(D)硬化触媒、および(E)熱伝導率が20W/m・K以上の絶縁フィラーを含み、
(B)成分が、(A)〜(C)成分の合計100質量部に対して、10〜20質量部であり、かつ(E)成分が、絶縁フィルム100体積%に対して、60〜85体積%であることを特徴とする。
絶縁フィルムを形成するための絶縁フィルム用組成物(以下、組成物ともいう)は、上述の(A)〜(E)成分を含む。なお、絶縁フィルム用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、シランカップリング剤、粘着性付与剤、消泡剤、流動調整剤、成膜補助剤、分散剤等の添加剤や、有機溶剤を含むことができる。
本発明の半導体装置は、上述の絶縁フィルムの硬化体を含む。耐熱性、熱伝導性に優れた絶縁フィルムの硬化体により、高信頼性の半導体装置を提供することができる。半導体装置としては、モジュールや電子部品などの発熱体と、基板などの受熱体とを、絶縁フィルムの硬化物で接着したものや、発熱体からの熱を受熱した基板の熱と、この基板から更に受熱する放熱板などとを絶縁フィルムの硬化物で接着したものが、挙げられる。
まず、(A)成分、(B)成分、(C)成分を、MEKで、それぞれNV(不揮発分、すなわち(A)〜(C)成分)=30質量%となるように溶解希釈した。次に、(A)〜(C)成分及び(D)成分、添加剤、(E)成分の順に、各原材料の所定量を容器に計り取り、自転・公転式の攪拌機(マゼルスター)で5分間攪拌混合し、その後、プラネタリーミキサーを使用して分散を行い、MEKで、粘度を1000〜5000mPa.sにして、絶縁フィルム用組成物を調整した。
1.熱伝導率の測定
得られた絶縁フィルム用組成物を、離型剤を施した50μm厚のPETフィルム上に、乾燥後の膜厚が200〜500μmになるように掻き取り塗布した。図1に、掻き取り塗布の方法を説明するための模式図を示す。まず、離型剤付きPETフィルム上に、適切な厚さとなるように、2列にスペーサーを重ねた後、粘着テープで貼付する(図1(A))。離型剤付きPETフィルム上に、絶縁フィルム用組成物を適量注ぐ(図1(B))。スライドグラスをスペーサー上に置き、絶縁フィルム用組成物を掻き取って塗布する(図1(C)〜(E))。次に、塗布した絶縁フィルム用組成物を、十分乾燥した後、得られた絶縁フィルムを、PETフィルムからはがし、真空プレス機を用いて、200℃×60分、0.1MPaの条件で硬化させた。硬化させた絶縁フィルムを、10×10mmに裁断し、熱伝導率測定用試験片を作製した。作製した熱伝導率測定用試験片の熱伝導率を、NETSCH社製熱伝導率計(型番:LFF447Nanoflash)で測定した。表1と表2に、熱伝導率の測定結果を示す。
得られた絶縁フィルム用組成物を、離型剤を施した50μm厚のPETフィルム上に、20cmの幅で、乾燥後の膜厚が50〜100μmになるように、塗布機を用いて塗布した。塗布した絶縁フィルム用組成物を、80℃で20分間乾燥し、絶縁フィルムを得た。得られた絶縁フィルムを、50mmφ、40cm幅のリールに巻き取り、目視でフィルム性を評価した。十分な柔軟性があるため、割れが生じない場合を「○」、割れが生じた場合を「×」とした。表1と表2に、フィルム性の結果を示す。
3.はんだ耐熱性
得られた絶縁フィルム用組成物を、離型剤を施した50μm厚のPETフィルム上に、20cmの幅で、乾燥後の膜厚が50〜100μmになるように、塗布機を用いて塗布した。塗布した絶縁フィルム用組成物を、80℃で20分間乾燥し、PETフィルム付き絶縁フィルムを得た。得られたPETフィルム付き絶縁フィルムからPETフィルムをはがし、2枚の50mm×100mm×30μmの銅箔ではさみ、真空プレス機を用いて、200℃×60分、0.1MPaの条件で硬化させた。硬化させたサンプルを、30×30mmに切り出し、290℃のはんだ浴中に2分間浸漬し、目視で評価した。ここで、はんだ浴のはんだには、日本スペリア性鉛フリーはんだ(品名:SN96Cl(010)、錫:銀:銅:フラックス=91.7:4:1.3:3(質量%)を用いた。硬化させたサンプルに剥離やふくれがない場合を「○」、硬化させたサンプルに剥離および/または膨れがある場合を「×」とした。表1と表2に、はんだ耐熱性の結果を示す。
Claims (5)
- (A)ノボラック型エポキシ樹脂、(B)ブタジエンアクリロニトリル共重合体、(C)アラルキルフェノール樹脂、(D)硬化触媒、および(E)酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、および窒化ホウ素からなる群より選択される少なくとも1種である熱伝導率が20W/m・K以上の絶縁フィラーを含み、
(B)成分が、(A)〜(C)成分の合計100質量部に対して、10〜20質量部であり、(C)成分のフェノール当量が、(A)成分のエポキシ当量の1.2〜1.4倍であり、かつ(E)成分が、絶縁フィルム100体積%に対して、60〜85体積%であることを特徴とする、絶縁フィルム。 - (D)成分が、イミダゾール系硬化触媒である、請求項1記載の絶縁フィルム。
- (E)成分が、平均粒径が0.1〜0.8μmの絶縁フィラー(E1)と、平均粒径が2〜6μmの絶縁フィラー(E2)と、平均粒径が7〜30μmの絶縁フィラー(E3)とを含む、請求項1または2記載の絶縁フィルム。
- (E3)成分の平均粒径が、15〜30μmである、請求項3記載の絶縁フィルム。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の絶縁フィルムの硬化物を含む、半導体装置。
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