JP7024660B2 - 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、下記の熱硬化性樹脂組成物、該組成物の硬化物及び該硬化物で封止された半導体装置を提供するものである。
下記成分(A)、(B)及び(C)を含む熱硬化性樹脂組成物。
(A)1分子中に少なくとも1個の環状イミド基と少なくとも1個のシロキサン結合を有するオルガノポリシロキサン
(B)無機充填材
(C)ラジカル重合開始剤
(A)成分が、下記(A-1)及び(A-2)から選ばれる少なくとも1種である<1>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
(A-1)下記平均組成式(1)で示される環状イミド基を有するオルガノポリシロキサン
(A-2)下記平均組成式(1’)で示される環状イミド基を有するオルガノポリシロキサン
前記(A)成分の一般式(4)において、Aが下記構造のいずれかで表されることを特徴とする<2>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
(なお、上記構造式中の置換基が結合していない結合手は、前記式(4)において環状イミド構造を形成するカルボニル炭素と結合するものである)
前記(A-1)成分の式(1)におけるR1及び(A-2)成分の式(1’)におけるR11の少なくとも1個が下記式(3’)で表されるマレイミド構造を有する有機基であることを特徴とする<2>又は<3>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<1>から<4>のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
本発明で用いられる(A)成分は環状イミド基を有するオルガノポリシロキサンであり、1分子中に少なくとも1個の環状イミド基、及び少なくとも1個のシロキサン結合(Si-O結合)を有するオルガノポリシロキサンである。
前記(A)成分は、下記(A-1)及び(A-2)から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
一般式(4)中、Aは芳香族環又は脂肪族環を含む4価の有機基を示す。Zは独立して炭素数1~10のヘテロ基を介在してもよい非置換もしくは置換の2価の炭化水素基である。
本発明の組成物中、(A)成分は、8~60質量%含有することが好ましく、10~55質量%含有することがより好ましく、12~50質量%含有することがさらに好ましい。
(B)成分の無機充填材は、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物の強度を高めるために配合される。(B)成分の無機充填材としては、通常エポキシ樹脂組成物やシリコーン樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。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、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、ガラス繊維及びガラス粒子等が挙げられる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物には(C)成分としてラジカル重合開始剤を添加する。該ラジカル重合開始剤は(A)成分の環状イミド基の反応性を高めるためのものであり、その種類に関しては特に限定されない。
本発明の熱硬化性樹脂組成物には、離型剤を配合することができる。(D)成分の離型剤は、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、一般的な熱硬化性エポキシ樹脂組成物に使用するものであれば制限はない。離型剤としては天然ワックス(例えば、カルナバワックス、ライスワックス等)及び合成ワックス(例えば、酸ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル等)があるが、硬化物の離型性の観点からカルナバワックスが好ましい。
なお、本明細書中において、熱硬化性樹脂成分とは、(A)成分のことを指し、任意成分として(D)成分が添加された場合は、該(D)成分も熱硬化性樹脂成分として扱うこととする。
本発明の熱硬化性樹脂組成物には、熱硬化性樹脂成分と(B)成分である無機充填材との結合強度を強くしたり、該樹脂成分と金属リードフレームや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等のカップリング剤を配合することができる。
また、無機充填材を予めカップリング剤で処理してもよいし、熱硬化性樹脂成分と無機充填材とを混練する際に、カップリング剤を添加して表面処理しながら組成物を製造してもよい。
(E)成分の含有量は、熱硬化性樹脂成分の総和に対して、0.1~8.0質量%とすることが好ましく、特に0.5~6.0質量%とすることが好ましい。該含有量が0.1質量%未満であると、基材への接着効果が十分でなく、また8.0質量%を超えると、粘度が極端に低下して、ボイドの原因となるおそれがある。
本発明の半導体用熱硬化性樹脂組成物には、必須成分である(A)~(C)成分以外に更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。その他添加剤としては、難燃剤、オルガノポリシロキサン、シリコーンオイル、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、光安定剤、顔料、染料等を配合してもよいし、電気特性を改善するためにイオントラップ剤等を配合してもよい。さらには誘電特性を改善するためにフッ素コートフィラーをはじめとした含フッ素材料等を配合してもよい。
(A-1)下記式で示されるマレイミド基を有するオルガノポリシロキサン-1
(A-2)下記式で示されるマレイミド基を有するオルガノポリシロキサン-2
<(A-3)それ以外のマレイミド化合物>
(A-3-1)下記式で示されるマレイミド化合物(BMI-3000:Designer Molecules Inc.製)
(A-3-2)4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド(BMI-1000:大和化成(株)製)
(B-1)溶融球状シリカ(RS-8225H/53C、(株)龍森製、平均粒径12μm)
(C-1)ジクミルパーオキサイド(パークミルD、日油(株)製)
(D-1)カルナバワックス(TOWAX-131:東亜化成(株)製)
(E-1)3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-403:信越化学工業(株)製)
表1に示す配合(質量部)で、各成分を溶融混合し、冷却、粉砕して熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。これらの組成物につき、以下の諸特性を測定した。その結果を表1に示す。
JIS K 6911:2006規格に準じた金型を使用して、成形温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間180秒の条件で上記樹脂組成物の硬化物を作製し、該硬化物を200℃で1時間ポストキュアーした。
ポストキュアー後の硬化物から作製した試験片について、JIS K 6911:2006規格に準じて260℃にて、曲げ弾性率を測定した。
成形温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間180秒の条件で厚さ3mm、直径50mmの円板を成形し、該硬化物を200℃で1時間ポストキュアーした。その硬化物を用いて121℃、2.1気圧の飽和水蒸気下で24時間処理した前後の重量増加率から吸水率を算出した。その後、吸水した硬化物を120℃で24時間熱処理した。ポストキュアー直後の重量と吸水、さらに熱処理した後の重量から残存吸水率を算出した。
成形温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間180秒の条件で厚さ3mm、直径50mmの円板を成形し、該硬化物を200℃で1時間ポストキュアーした。その硬化物を用いて250℃で48時間熱処理をし、その前後の重量減少率を算出した。
成形温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間180秒の条件でQFP(Quard Flat Package)(14mm×20mm×1.4mm、6キャビティー)を成形し、該サンプルを200℃で1時間ポストキュアーした。その後、リード部で切り離して6個のサンプルを得た。各サンプルを125℃で2時間乾燥した後、85℃/85%RHの条件で48時間吸水させた。その後、IRリフロー炉(最高温度260℃、炉内通過時間10秒)に3回通したサンプルについて、超音波探傷装置を用いてパッケージの剥離の発生状況を観察し、剥離があったものをカウントした。
Claims (2)
- (A)1分子中に少なくとも1個の環状イミド基と少なくとも1個のシロキサン結合を有するオルガノポリシロキサン、
(B)無機充填材及び
(C)ラジカル重合開始剤
を含む熱硬化性樹脂組成物であって、
(A)成分が、下記(A-1)及び(A-2)から選ばれる少なくとも1種である熱硬化性樹脂組成物であって、
(A-1)下記平均組成式(1)で示される環状イミド基を有するオルガノポリシロキサン
(A-2)下記平均組成式(1’)で示される環状イミド基を有するオルガノポリシロキサン(上記(A-1)成分を除く)
かつ、
上記(A-1)成分の式(1)におけるR 1 及び(A-2)成分の式(1’)におけるR 11 の少なくとも1個が下記式(3’)で表されるマレイミド構造を有する有機基である熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
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