JP7228707B2 - 導熱層の製造方法、積層体の製造方法および半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
<1>
樹脂、フィラーおよび溶剤を含みかつ固形分濃度が90質量%未満である導熱層形成用組成物を用いて、熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上である導熱層を支持体上に製造する製造方法であって、
導熱層形成用組成物を支持体に向けて吐出する吐出工程、および、
支持体上の位置ごとに、導熱層形成用組成物が吐出されてから導熱層形成用組成物中の固形分濃度が支持体上で90質量%に至るまでの第1の溶剤減量時間が10秒以上となるように、導熱層形成用組成物中の溶剤を減量する溶剤減量工程を含む、導熱層の製造方法。
<2>
第1の溶剤減量時間が、120秒以下である、
<1>に記載の導熱層の製造方法。
<3>
上記溶剤減量工程において、導熱層形成用組成物中の固形分濃度が90質量%を超えた支持体上の位置に対し、雰囲気の減圧および支持体の加熱の少なくとも1種の溶剤減量処理を行う、
<1>または<2>に記載の導熱層の製造方法。
<4>
支持体上の位置ごとに、導熱層形成用組成物中の固形分濃度が支持体上で90質量%を超えてから溶剤減量処理が開始されるまでの時間が、60秒以下である、
<3>に記載の導熱層の製造方法。
<5>
支持体上の位置ごとに、導熱層形成用組成物中の固形分濃度が、支持体上で90質量%を超えてから、さらなる溶剤の減量により99質量%に至るまでの第2の溶剤減量時間が、60~300秒である、
<3>または<4>に記載の導熱層の製造方法。
<6>
樹脂、フィラーおよび溶剤を含む導熱層形成用組成物を用いて、熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上である導熱層を支持体上に製造する製造方法であって、
スピンコート法により導熱層形成用組成物を支持体上に適用する適用工程を含み、
上記適用工程において導熱層形成用組成物を支持体上に供給する際に、支持体の適用面における重心を中心とし、かつ、重心とこの重心から最も離れた適用面上の点とをそれぞれ末端とする線分の長さの10%の長さを半径とする円領域に、導熱層形成用組成物を供給する、導熱層の製造方法。
<7>
導熱層形成用組成物が上記円領域に供給される前に支持体を回転させる、
<6>に記載の導熱層の製造方法。
<8>
上記適用工程において、支持体の回転速度を変更する、
<6>または<7>に記載の導熱層の製造方法。
<9>
上記適用工程において、支持体の回転方向が時計回りである、
<6>~<8>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法。
<10>
上記適用工程において、支持体の回転終了時に、支持体の回転方向への角度位置を回転開始時と同じ角度位置に調整する、
<6>~<9>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法。
<11>
支持体上に供給する前の導熱層形成用組成物の固形分濃度が90質量%未満であり、
適用工程が、導熱層形成用組成物を支持体に向けて吐出する吐出工程を含み、
支持体上の位置ごとに、導熱層形成用組成物が吐出されてから導熱層形成用組成物中の固形分濃度が支持体上で90質量%に至るまでの第1の溶剤減量時間が10秒以上となるように、支持体を回転させる、
<6>~<10>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法。
<12>
フィラーの平均一次粒子径が10μm以下である、
<1>~<11>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法。
<13>
フィラーの含有量が、導熱層形成用組成物中の全固形分量に対し50~75体積%である、
<1>~<12>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法。
<14>
<1>~<13>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法により、支持体上に導熱層を製造することを含む、支持体および導熱層を含む積層体の製造方法。
<15>
<1>~<13>のいずれか1つに記載の導熱層の製造方法により、支持体上に導熱層を製造することを含む、支持体および導熱層を含む半導体デバイスの製造方法。
本明細書において、「常圧」とは101.325kPaである。
第1の態様における本発明の導熱層の製造方法は、樹脂、フィラーおよび溶剤を含みかつ固形分濃度が90質量%未満である導熱層形成用組成物を用いて、熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上である導熱層を支持体上に製造する製造方法である。そして、導熱層の製造方法は、導熱層形成用組成物を支持体に向けて吐出する吐出工程、および、支持体上の位置ごとに、導熱層形成用組成物が吐出されてから導熱層形成用組成物中の固形分濃度が支持体上で90質量%(以下、「第1閾値濃度」ともいう。)に至るまでの第1の溶剤減量時間が10秒以上となるように、導熱層形成用組成物中の溶剤を減量する溶剤減量工程を含む。
以下、本発明の導熱層の製造方法について詳細に説明する。本発明の導熱層の製造方法は、上記のとおり、熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上である導熱層を支持体上に製造する方法である。このような導熱層は、優れた熱伝導性および電気絶縁性を有するため、LSIデバイスなどの半導体デバイス用の放熱用樹脂絶縁層として好適に使用できる。導熱層は、例えば、少なくとも1種のフィラーと樹脂と溶剤とを含有する組成物を基材上に適用し、その膜を乾燥させたり硬化させたりすることにより形成できる。このとき、例えば図1に示すように、本発明の導熱層4は、基材1上に形成された樹脂膜2中にフィラー3が分散した構造を有する。導熱層4は、フィラー3を含有し、かつ、3.0×10-7m2s-1以上という熱拡散率を有することで、高い熱伝導性を発現する。そのため、導熱層4に伝わった熱エネルギーEは、特にフィラー3が存在する領域を伝達しながら、反対側から速やかに放出される。また、導熱層は、適用する半導体デバイスに応じて、パターン形状を有することもできる。
<<<吐出工程>>>
第1の態様における導熱層の製造方法において、吐出工程は、ノズル等の供給手段から導熱層形成用組成物を支持体上に向けて供給する工程である。導熱層形成用組成物の供給手段は、導熱層形成用組成物の支持体への適用方法に応じて適宜決められる。
第1の態様における導熱層の製造方法において、溶剤減量工程は、上記のとおり、支持体上の位置ごとに、第1の溶剤減量時間が10秒以上となるように、導熱層形成用組成物中の溶剤を減量する工程である。すなわち、溶剤減量工程は、供給前の固形分濃度が90質量%未満である導熱層形成用組成物の固形分濃度が支持体上で第1閾値濃度に至るまでの時間を制御する工程と言える。これにより、導熱層の熱伝導性および電気絶縁性が適切に発揮される。ここで、「減量」には、揮発等により溶剤のみを分離して減らすこと、および、導熱層形成用組成物の一部を取り除く等により、溶剤と他の成分とを一緒に減らすことの両方の意味が含まれる。また、第1の溶剤減量時間の開始時点は、上記のとおり、導熱層形成用組成物が吐出されたとき、すなわち、導熱層形成用組成物が外気に曝されたときである。
第2の態様の導熱層の製造方法において、支持体の適用面における重心は、適用面へ投影された支持体の重心を意味し、適用面を平面として扱った際の幾何学的な質量中心ともいえる。支持体の重心位置は、公知の方法で求めることができ、幾何学的な計算によって求めてもよく、支持体を裏面から支えることができる一点を探す方法で求めてもよい。そして、導熱層形成用組成物を適用する適用面における重心を中心とし、かつ、上記重心と上記重心から最も離れた適用面上の点とをそれぞれ末端とする線分の長さの10%の長さを半径とする円領域(円の内側領域も含む。)に、導熱層形成用組成物を供給する。これにより、導熱層の熱伝導性および電気絶縁性が適切に発揮される。なお、導熱層形成用組成物を供給したあと、組成物の一部が上記円領域の外側に流出してもよい。さらに、導熱層形成用組成物を供給する円領域は、適用面における重心を中心とする円領域のなかでも、上記線分の長さの8%の長さを半径とする円領域であることがより好ましく、上記線分の長さの5%の長さを半径とする円領域であることがさらに好ましい。
本発明の導熱層の製造方法の具体例1について、タイムチャートを示しながら説明する。図2は、支持体上の所定の位置における固形分濃度や溶剤減量処理の時間的関係を示すタイムチャートである。特に、本具体例では、スピンコート法により導熱層形成用組成物を支持体上に適用する場合の例である。なお、図中のタイムチャートの縮尺は、便宜上、適宜変更しており、実際の時間軸と必ずしも一致しない。図2中の符号の意味は下記のとおりである。
・実線A:導熱層形成用組成物の固形分濃度。
・濃度C1:第1閾値濃度(90質量%)
・濃度C2:第2閾値濃度(99質量%)
・段階ST1:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至るまでの段階(第1段階)。
・段階ST2:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至った後の段階(第2段階)。
・1点鎖線B:回転ステージの回転速度。
・時刻ta:回転ステージの回転開始時刻。
・時刻tb:回転ステージの回転終了時刻。
・ハッチング領域D:第2段階での溶剤減量処理(加熱)の実施期間。
・時刻td:第2段階での溶剤減量処理の開始時刻。
・時刻t1:導熱層形成用組成物のウェハへの吐出時刻。
・時刻t2:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至った時刻。
・時刻t3:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第2閾値濃度に至った時刻。
・期間T1:導熱層形成用組成物が時刻t=t1にて吐出されてから、導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t2にて第1閾値濃度(濃度C=C1)に至るまでの時間(第1の溶剤減量時間)。
・期間T2:導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t2にて第1閾値濃度(濃度C=C1)に至ってから、第2段階での溶剤減量処理が時刻t=tdにて開始されるまでの時間。
・期間T3:導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t2にて第1閾値濃度(濃度C=C1)に至ってから、導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t3にて第2閾値濃度(濃度C=C2)に至るまでの時間(第2の溶剤減量時間)。
本発明の導熱層の製造方法の具体例2について、タイムチャートを示しながら説明する。図4は、支持体上の所定の位置における固形分濃度や溶剤減量処理の時間的関係を示すタイムチャートである。特に、本具体例では、スプレーコート法により導熱層形成用組成物を支持体上に適用する場合の例である。なお、図4中の新たな符号の意味は下記のとおりである。また、図4中の符号のうち、図2中の符号と共通するものは、図2中の符号と同義である。
・ハッチング領域D1:溶剤減量処理(減圧)の実施期間。
・ハッチング領域D2:溶剤減量処理(加熱)の実施期間。
本発明の導熱層の製造方法の具体例4について、タイムチャートを示しながら説明する。図5は、支持体上の所定の位置における固形分濃度や溶剤減量処理の時間的関係を示すタイムチャートである。特に、本具体例では、スリットコート法により減圧雰囲気の中で導熱層形成用組成物を支持体上に適用し、さらに第2段階において追加の加熱処理を実施する場合の例である。なお、図5中の符号のうち、図2中の符号と共通するものは、図2中の符号の意味と同義であり、図4中の符号と共通するものは、図4中の符号の意味と同義である。
以下、導熱層形成用組成物の各成分について説明する。
本発明の組成物は、フィラーを含む。フィラーは、熱伝導性であることが好ましい。フィラーは電気絶縁性であっても、半導体や導電性であってもよい。電気絶縁性および導電性の程度は、設計や目的に応じて、適宜選択される。例えば、電気絶縁性フィラーの場合には、そのフィラーの体積抵抗率の下限は、1.0×1011Ω・cm以上であることが好ましく、3.0×1011Ω・cm以上であることがより好ましく、1.0×1012Ω・cm以上であることが特に好ましい。また、体積抵抗率の上限は、特に限定されないが、実用的には1.0×1018Ω・cmである。
また、少なくとも2つのピークの間について、粒度の小さいピークに対する粒度の大きいピークのピーク強度比は、0.2~5.0であることが好ましい。下限は、0.2以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましい。上限は、5.0以下であることが好ましく、3.0以下であることがより好ましい。
組成物の全固形分の体積に対するフィラーの含有量は、溶剤減量工程後の導熱層において、導熱層の体積に占めるフィラーの体積の割合として算出される。上記各体積の算出は、23℃の条件下で行われる。
本発明の導熱層の製造に使用される樹脂は、例えば、フィラー同士を結合させる用途で使用するバインダー、フィラーを組成物中で分散させる用途で使用する分散剤、絶縁層を形成する用途で使用する重合性化合物、および、重合性化合物の重合反応を促進させる用途で使用される重合促進剤などを含有してもよい。ただし、樹脂のこのような用途は一例であって、このような用途以外の目的で使用することもできる。樹脂は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、および、エポキシ樹脂のうち少なくとも1種を含むことが好ましい。以下、樹脂について詳細に説明する。
aは、各々独立に、1~5の整数を表す。なお、本明細書において、*(アスタリスク)は繰り返し単位間の連結部を表す。
R8およびR9は、それぞれ独立に、R1と同義の基である。
Lは、単結合、アルキレン基(炭素数1~6が好ましい)、アルケニレン基(炭素数2~6が好ましい)、アリーレン基(炭素数6~24が好ましい)、ヘテロアリーレン基(炭素数1~6が好ましい)、イミノ基(炭素数0~6が好ましい)、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、および、これらの組合せに係る連結基である。なかでも、単結合または-CR5R6-NR7-(イミノ基がXまたはYの方になる)であることが好ましい。
ここで、R5およびR6は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(炭素数1~6が好ましい)を表す。R7は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基である。
Laは、CR8CR9とN原子とともに環構造を形成する構造部位である。そして、Laは、CR8CR9の炭素原子と合わせて炭素数3~7の非芳香族複素環を形成する構造部位であることが好ましい。より好ましくは、Laは、CR8CR9の炭素原子およびN原子(窒素原子)を合わせて5~7員の非芳香族複素環を形成する構造部位である。さらに好ましくは、Laは、5員の非芳香族複素環を形成する構造部位であり、ピロリジンを形成する構造部位であることが特に好ましい。Laは、さらにアルキル基等の置換基を有していてもよい。
Xは、pKa14以下の官能基を有する基を表す。
Yは、原子数40~10,000のオリゴマー鎖またはポリマー鎖を表す。
Yaは、アニオン基を有する原子数40~10,000のオリゴマー鎖またはポリマー鎖を表す。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、重合性化合物を含有することが好ましい。重合性化合物としては、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物が好ましく、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物がより好ましい。また、重合性化合物は、エチレン性不飽和二重結合を6個以上有する化合物であるか、エチレン性不飽和二重結合を3~4個有する化合物であることが好ましく、エチレン性不飽和二重結合を3~4個有する化合物であることがさらに好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基は、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましい。また、重合性化合物は、ラジカル重合性化合物であることが好ましい。また、重合性化合物は、ヒドロキシメチル基およびアルコキシメチル基からなる群から選ばれる少なくとも1つを分子内に2個以上有する化合物を含有することが好ましい。アルコキシメチル基中のアルキル鎖の炭素数は、1~10であることが好ましく、1~5であることがより好ましく、1または2であることがさらに好ましい。つまり、アルコキシメチル基は、メトキシメチル基またはエトキシメチル基であることが好ましい。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、架橋剤を含有することが好ましい。好ましい架橋剤としては、ヒドロキシメチル化またはアルコキシメチル化系フェノール化合物、アルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物類およびアルコキシメチル化ウレア系化合物が挙げられ、その中でもヒドロキシメチル化またはアルコキシメチル化系フェノール化合物が、良好なパターン形状が得られることからより好ましい。特に好ましい架橋剤としては、分子内にベンゼン環を3~5個含み、さらにヒドロキシメチル基およびアルコキシメチル基からなる群から選ばれる少なくとも1種を2個以上有し、分子量が1200以下のフェノール誘導体や、少なくとも2個の遊離N-アルコキシメチル基を有するメラミン-ホルムアルデヒド誘導体やアルコキシメチルグリコールウリル誘導体が挙げられる。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視領域の光線、活性光線または放射線に対して感光性を有する化合物が好ましい。特に、光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤、または、活性光線もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物が好ましい。また、光重合開始剤は、約300nm~800nm(330nm~500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、光重合開始剤として、活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、単に「酸発生剤」ともいう。)を含有していてもよい。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、溶剤を含有することが好ましい。溶剤は、公知の溶剤を任意に使用できる。溶剤は有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、アルコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、スルホキシド類、アミド類などの化合物が挙げられる。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、密着剤を含有することができ、密着剤は、例えば、シランカップリング剤である。この態様によれば、ウェハ等の基材や金属配線等下地と膜との密着性を向上させることができる。本発明において、シランカップリング剤は、加水分解性基とそれ以外の官能基とを有するシラン化合物を意味する。また、加水分解性基とは、ケイ素原子に直結し、加水分解反応および/または縮合反応によってシロキサン結合を生じ得る置換基をいう。加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基などが挙げられ、アルコキシ基が好ましい。すなわち、シランカップリング剤は、アルコキシシリル基を有する化合物が好ましい。また、加水分解性基以外の官能基は、樹脂との間で相互作用するかもしくは結合を形成して親和性を示す基が好ましい。例えば、(メタ)アクリロイル基、フェニル基、メルカプト基、エポキシ基、オキセタニル基が挙げられ、(メタ)アクリロイル基およびエポキシ基が好ましい。即ち、シランカップリング剤は、アルコキシシリル基と、(メタ)アクリロイル基および/またはエポキシ基とを有する化合物が好ましく、アルコキシシリル基と、(メタ)アクリロイル基とを有する化合物がより好ましい。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、さらに共増感剤を含有することも好ましい。共増感剤は、光重合開始剤や増感剤の活性放射線に対する感度を一層向上させたり、酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制したりするなどの作用を有する。共増感剤について、例えば、特開2010-106268号公報の段落0254~0257(対応する米国特許出願公開第2011/0124824号明細書の<0277>~<0279>)の説明を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、組成物の製造中あるいは保存中において重合可能なエチレン性不飽和二重結合を有する化合物(例えば、重合性化合物など)の不要な重合を阻止するために、重合禁止剤を含有することが好ましい。
フェノール系水酸基含有化合物(好ましくは、ハイドロキノン、4-メトキシフェノール、ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、t-ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(BHT)、フェノール樹脂類、およびクレゾール樹脂類からなる群より選択される化合物);
N-オキシド化合物類(好ましくは、5,5-ジメチル-1-ピロリンN-オキシド、4-メチルモルホリンN-オキシド、ピリジンN-オキシド、4-ニトロピリジンN-オキシド、3-ヒドロキシピリジンN-オキシド、ピコリン酸N-オキシド、ニコチン酸N-オキシド、およびイソニコチン酸N-オキシドからなる群より選択される化合物);
ピペリジン1-オキシルフリーラジカル化合物類(好ましくは、ピペリジン1-オキシルフリーラジカル、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、4-オキソ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシルフリーラジカル、4-アセトアミド-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、4-マレイミド-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、および4-ホスホノオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカルからなる群より選択される化合物);
ピロリジン1-オキシルフリーラジカル化合物類(好ましくは、3-カルボキシプロキシルフリーラジカル(3-カルボキシ-2,2,5,5-テトラメチルピロリジン1-オキシルフリーラジカル));
N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン類(好ましくは、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン第一セリウム塩およびN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩からなる化合物群から選択される化合物);
ジアゾニウム化合物類(好ましくは、4-ジアゾフェニルジメチルアミンの硫酸水素塩、4-ジアゾジフェニルアミンのテトラフルオロホウ酸塩、および3-メトキシ-4-ジアゾジフェニルアミンのヘキサフルオロリン酸塩からなる群より選択される化合物);
カチオン染料類;
スルフィド基含有化合物類;
ニトロ基含有化合物類;
FeCl3、CuCl2などの遷移金属化合物類。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
本発明の導熱層の製造に使用される組成物は、紫外線吸収剤を含有してもよい。紫外線吸収剤は、共役ジエン系化合物が好ましく、下記式(I)で表される化合物がより好ましい。
本発明の組成物は、さらにマイグレーション抑制剤を含むことが好ましい。マイグレーション抑制剤を含むことにより、金属層(金属配線)由来の金属イオンが膜内へ移動することを効果的に抑制可能となる。
本発明の組成物は、硬化促進剤を含んでいてもよい。硬化促進剤は、熱硬化促進剤でも光硬化促進剤でもよい。組成物がポリイミド前駆体を含有する場合には、硬化促進剤は、熱硬化促進剤が好ましい。熱硬化促進剤は、加熱により塩基を発生するものであることが好ましい。このような熱硬化促進剤は、例えば、下記の化合物であることが好ましい。
さらに、組成物は、硬化皮膜の物性を改良するために、可塑剤および感脂化剤等の公知の添加剤を含有してもよい。可塑剤は、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等である。可塑剤の含有量は、重合性化合物と樹脂との合計質量に対し10質量%以下であることが好ましい。可塑剤の市販品としては、例えばO-180A(ADEKA製)を使用できる。
上述の組成物は、前述の成分を混合して調製できる。
本発明の積層体5は、図1に示すとおり、基材1と、この基材1上に形成された本発明の導熱層4或いは乾燥膜とを有する。この積層体は、導熱層に接する吸熱部をさらに有してもよい。吸熱部は、冷却モジュールであり、例えば、放熱フィン、ヒートパイプ、ペルチェモジュール、クーリングプレートなどである。
ニホンハンダ(株)製 商品名:ドーデント 型番 NH-070A(L)
スリーボンド(株)製 商品名:3300シリーズ 型番 380B 二液型エポキシ系導電接着剤
下記表1に示した配合比(質量部)となるように各材料を配合し、混合した。そして、この混合物に対して、循環型分散装置(ビーズミル)を用いて下記の条件で分散処理を実施し、分散液X-1からX-5を調製した。
分散処理の条件
・ビーズ材:ジルコニア
・ビーズ径:直径0.2mm
・ビーズ充填率:65体積%
・周速:6m/秒
・ポンプ供給量:10.8kg/時間
・冷却水:水道水
・ビーズミル環状通路内容積:0.15L
・分散処理する混合液量:0.65kg
・L-1:アルミナ(平均一次粒子径3μm、アスペクト比1)。住友化学社製、スミコランダムAA-3。
・L-2:アルミナ(平均一次粒子径0.7μm、アスペクト比1)。住友化学社製、スミコランダムAA-07。
・M-1:アルミナ(平均一次粒子径0.4μm、アスペクト比1)。住友化学社製、スミコランダムAA-04。
・M-2:アルミナ(平均一次粒子径0.3μm、アスペクト比1)。住友化学社製、スミコランダムAA-03F。
・N-1:下記構造の樹脂(Mw=13000)。各繰り返し単位に併記した数値は、各繰り返し単位の含有量(モル比)を表す。側鎖の繰り返し部位に併記される数値は、側鎖の繰り返し部位の繰り返し数を示す。
・N-2:下記構造の樹脂(Mw=13000)。各繰り返し単位に併記した数値は、各繰り返し単位の含有量(モル比)を表す。側鎖の繰り返し部位に併記される数値は、側鎖の繰り返し部位の繰り返し数を示す。
・U-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・U-2:シクロペンタノン
下記表2に示した配合比(質量部)となるように各材料を配合し、混合した。そして、孔径20~30μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製メンブレンフィルタ(ウインテック社製)を使用し、上記混合物を濾過することにより、導熱層形成用組成物Y-1からY-9を調整した。
・A-1:下記構造の樹脂(Mw=30000)。各繰り返し単位に併記した数値は、各繰り返し単位の含有量(モル比)を表す。
・A-2:ポリ(パラヒドロキシスチレン)(Mw=4000)。
・B-1:エポキシ樹脂。三菱ケミカル社製、jER1031S。
・B-2:エポキシ樹脂。三菱ケミカル社製、YX7700。
・B-3:下記構造の化合物。
・C-1:2-メチルナフト[2,1-b]フラン-1(2H)-オンO-トシルオキシム。
・C-2:N-シクロヘキシルカルバミン酸9-アントリルメチル。富士フイルム和光純薬社製、WPBG-041。
X-1からX-5はそれぞれ、上記で調製した分散液X-1からX-5である。
・H-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・H-2:シクロペンタノン
上記で調製した導熱層形成用組成物Y-1からY-9を用いて、スピンコート法、スプレーコート法またはスリットコート法により下記の手順で導熱層を作製した。
<<<実施例1>>>
基板(支持体)として直径の最大値が150mmで外縁に47.5mmの直線部を有するシリコンウェハを使用し、導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-1を使用した。以下、図2を参照しながら手順を説明する。なお、図2中の符号の意味は下記のとおりである。
・実線A:導熱層形成用組成物の固形分濃度。
・濃度C1:第1閾値濃度(90質量%)
・濃度C2:第2閾値濃度(99質量%)
・段階ST1:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至るまでの段階(第1段階)。
・段階ST2:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至った後の段階(第2段階)。
・1点鎖線B:回転ステージの回転速度。
・時刻ta:回転ステージの回転開始時刻。
・時刻tb:回転ステージの回転終了時刻。
・ハッチング領域D:第2段階での溶剤減量処理の実施期間。
・時刻td:第2段階での溶剤減量処理の開始時刻。
・時刻t1:導熱層形成用組成物のウェハへの吐出時刻。
・時刻t2:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至った時刻。
・時刻t3:導熱層形成用組成物の固形分濃度が第2閾値濃度に至った時刻。
・期間T1:導熱層形成用組成物が時刻t=t1にて吐出されてから、導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t2にて第1閾値濃度(濃度C=C1)に至るまでの時間(第1の溶剤減量時間)。
・期間T2:導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t2にて第1閾値濃度(濃度C=C1)に至ってから、第2段階での溶剤減量処理が時刻t=tdにて開始されるまでの時間。
・期間T3:導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t2にて第1閾値濃度(濃度C=C1)に至ってから、導熱層形成用組成物の固形分濃度が時刻t=t3にて第2閾値濃度(濃度C=C2)に至るまでの時間(第2の溶剤減量時間)。
基板として直径の最大値が150mmで外縁に47.5mmの直線部を有するシリコンウェハを使用し、導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-1を使用した。実施例1では、導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度に至った時刻に合わせて、回転ステージの回転を止めたが、実施例2では、固形分濃度が第1閾値濃度に至った後も回転を継続した点が特徴である。以下、図3を参照しながら手順を説明する。なお、図3中の符号は、図2中の符号と同義である。
実施例3において、導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った後、110秒間、回転を継続した点以外は、実施例2と同様に実施した。すなわち、実施例3においては、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った後、110秒間、回転を継続し、回転ステージの回転速度を1000rpmから減少させ始めたときから60秒後に(時刻t=td、T2=170秒)、回転ステージによる加熱処理(100℃)を開始した。第2の溶剤減量時間T3は90秒であった。
実施例4において、導熱層形成用組成物の固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った後、290秒間、回転を継続した点以外は、実施例2と同様に実施した。すなわち、実施例4においては、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った後、290秒間、回転を継続し、回転ステージの回転速度を1000rpmから減少させ始めたときから60秒後に(時刻t=td、T2=350秒)、回転ステージによる加熱処理(100℃)を開始した。第2の溶剤減量時間T3は60秒であった。
実施例5は、特に、第2段階での溶剤減量処理として減圧処理(100Pa)を採用した点で、実施例1と異なる。具体的には次のとおりである。
加熱処理(100℃)の開始時刻に関連して、T2を300秒にした点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
T3=300秒となるように第2段階での加熱温度を下げた点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。このとき、第1の溶剤減量時間T1は10秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
実施例8は、特に、回転ステージの回転速度を上昇させる途中に回転速度を600rpmで維持する工程を設けた点で、実施例1と異なる。具体的には次のとおりである。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-2を使用した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-3を使用し、かつ、最大回転速度を700rpmに変更した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ30秒および120秒であった。なお、回転速度を減少させるタイミングも、実施例1と同様に、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った時刻に合わせた。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-4を使用した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-5を使用した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-6を使用し、かつ、最大回転速度を700rpmに変更した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ30秒および120秒であった。なお、回転速度を減少させるタイミングも、実施例1と同様に、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った時刻に合わせた。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-7を使用した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-8を使用した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-9を使用し、かつ、最大回転速度を500rpmに変更した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ120秒および120秒であった。なお、回転速度を減少させるタイミングも、実施例1と同様に、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った時刻に合わせた。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータのノズルから導熱層形成用組成物を吐出させる際に、シリコンウェハの重心位置から5%外れた位置に向けて吐出した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータのノズルから導熱層形成用組成物を吐出させる際に、シリコンウェハの重心位置から10%外れた位置に向けて吐出した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
シリコンウェハを回転ステージに設置する際に、回転ステージの回転中心が、シリコンウェハの重心位置から水平方向に5%外れた位置にくるようにした点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
シリコンウェハを回転ステージに設置する際に、回転ステージの回転中心が、シリコンウェハの重心位置から水平方向に10%外れた位置にくるようにした点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。第1の溶剤減量時間T1および第2の溶剤減量時間T3はそれぞれ10秒および120秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータのノズルから導熱層形成用組成物を吐出させるタイミングを、回転ステージの回転開始前10秒時に設定した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。すなわち、実施例1の場合と同様に回転ステージ上に設置されたシリコンウェハの重心位置に向けて導熱層形成用組成物を吐出させて、導熱層形成用組成物をシリコンウェハ上に供給した。そして、導熱層形成用組成物を供給してから10秒後に、回転ステージの回転を開始し(時刻t=ta)、その回転速度を素早く300rpmに増加させた。さらに、回転速度が300rpmになってから5秒後に、回転ステージの回転速度を素早く1000rpmに増加させ、1000rpmの状態を維持した。このとき、第1の溶剤減量時間T1は20秒であった。その他の条件および手順は、実施例1の場合と同様である。なお、回転速度を減少させるタイミングも、実施例1と同様に、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った時刻に合わせた。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータの回転ステージの回転速度を常に900rpmで一定にした点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。すなわち、実施例1の場合と同様にシリコンウェハが設置された回転ステージの回転を開始し(時刻t=ta)、その回転速度を900rpmに設定した。そして、回転速度が900rpmである状態で、シリコンウェハの重心位置に向けて導熱層形成用組成物を吐出させて、導熱層形成用組成物をシリコンウェハ上に供給した。このとき、第1の溶剤減量時間T1は10秒であった。その他の条件および手順は、実施例1の場合と同様である。なお、回転速度を減少させるタイミングも、実施例1と同様に、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った時刻に合わせた。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータの回転ステージの回転方向を反時計回り(左回り)にした点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。このとき、第1の溶剤減量時間T1は10秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータの回転ステージの回転終了時における角度位置が回転開始時と異なる点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。このとき、第1の溶剤減量時間T1は10秒であった。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
スピンコータの回転ステージの回転速度を常に1000rpmで一定にし、かつ、スピンコータのノズルから導熱層形成用組成物を吐出させる際に、シリコンウェハの重心位置から水平方向に12%外れた位置に向けて吐出した点以外は、実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。すなわち、実施例1の場合と同様にシリコンウェハが設置された回転ステージの回転を開始し(時刻t=ta)、その回転速度を1000rpmに設定した。そして、回転速度が1000rpmである状態で、シリコンウェハの重心位置から水平方向に12%外れた位置に向けて導熱層形成用組成物を吐出させて、導熱層形成用組成物をシリコンウェハ上に供給した。このとき、第1の溶剤減量時間T1は9秒であった。その他の条件および手順は、実施例1の場合と同様である。なお、回転速度を減少させるタイミングも、実施例1と同様に、固形分濃度が第1閾値濃度(濃度C=C1)に至った時刻に合わせた。作製された導熱層の膜厚は5μmであった。
<<<実施例17>>>
基板として直径の最大値が150mmで外縁に47.5mmの直線部を有するシリコンウェハを使用し、導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-10を使用した。
基板として直径の最大値が150mmで外縁に47.5mmの直線部を有するシリコンウェハを使用し、導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-10を使用した。以下、図4を参照しながら手順を説明する。
<<<実施例19>>>
基板として直径の最大値が150mmで外縁に47.5mmの直線部を有するシリコンウェハを使用し、導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-10を使用した。本実施例のタイムチャートも概略的には実施例17と同様である。
基板として直径の最大値が150mmで外縁に47.5mmの直線部を有するシリコンウェハを使用し、導熱層形成用組成物として導熱層形成用組成物Y-10を使用した。以下、図5を参照しながら手順を説明する。なお、図5中の符号のうち、図2中の符号と共通するものは、図2中の符号の意味と同義であり、図3中の符号と共通するものは、図3中の符号の意味と同義である。
上記で形成した各導熱層を次の方法でパターニングした。まず、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を使用して、365nmの波長の光を250mJ/cm2にて、直径50μmと10μmの二つのホールパターンを有するマスクを介して照射し、上記導熱層に露光処理を実施した。その後、露光された導熱層が形成されているシリコンウェハをスピンシャワー現像機(DW-30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3質量%水溶液を用い、23℃で65秒間パドル現像を行い、各シリコンウェハ上に、2つのホールパターンが形成された導熱層を形成した。
上記で得た導熱層の特性評価として、熱伝導性、電気絶縁性、面状、スループット、パターン形成性、ダイシング、および耐熱試験後のダイシェア強度の各項目について、下記の方法で評価した。
熱伝導性は熱拡散率に基づいて評価した。熱拡散率は、周期加熱法(プラスチックの国際基準 ISO 22007-3準拠)に基づいて、熱拡散率測定装置FTC-RT(アドバンス理工製)で測定した。同じ厚さのシリコンウェハのリファレンスデータを取得して、その差分を算出することで測定した。熱拡散率は、ホールパターンを形成していない部分に装置を接触させて測定し、下記の4段階で評価した。
A:熱拡散率が1.0×10-6m2s-1以上である。
B:熱拡散率が5.0×10-7m2s-1以上1.0×10-6m2s-1未満である。
C:熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上5.0×10-7m2s-1未満である。
D:熱拡散率が3.0×10-7m2s-1未満である。
基板をシリコンウェハから、シリコンウェハ上に金をスパッタリングした基板に変更して、上記と同様にして、実施例1~29および比較例1に係る導熱層を形成した。電気絶縁性は、金電極上の導熱層体積抵抗率に基づいて評価した。体積抵抗率は、高抵抗用の抵抗率計として、ハイレスタ-UX MCP-HT800(JIS K6911に準拠)を使用して測定し、下記の4段階で評価した。
A:1.0×1012Ω・cm以上である。
B:1.0×1011Ω・cm以上1.0×1012Ω・cm未満である。
C:1.0×1010Ω・cm以上1.0×1011Ω・cm未満である。
D:1.0×1010Ω・cm未満である。
各実施例に係る乾燥後の導熱層に、紫外線フォトレジスト硬化装置(UMA-802-HC-552、ウシオ電機株式会社製)を用いて3000mJ/cm2の露光量にて紫外線を照射して硬化膜を形成した。次いで、中心を通るようにこの硬化膜を罫書き、接触式膜厚計(ブルカー社、Dektak XT)を用いて、膜厚の一番薄い部分(中心部)と一番厚い部分(周辺部)の膜厚を測定した。これらの測定値の差で面状を評価した。その差が小さいほど平坦性が高いといえる。
A:膜厚の差が0.1μm以下である。
B:膜厚の差が0.1μmより大きく0.25μm以下である。
C:膜厚の差が0.25μmより大きく0.5μm以下である。
D:膜厚の差が0.5μmより大きい。
支持体として「巴川製紙社製 熱伝導シートiCas KR」を円盤状にカットしたものを用い、後半の回転数(実施例1における1000rpm)を600rpmに変更した以外は実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。
導熱層形成用組成物としては、導熱層形成用組成物Y-1を使用した。
その後、実施例1と同様に、上記「<パターンの形成>」に記載の方法により導熱層のパターニング及び導熱層の硬化を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法により、熱伝導性、電気絶縁性及び面状について評価した。評価結果はそれぞれ、下記表の「熱伝導性」、「絶縁性」、「面状」の欄に記載した。
また、後述の方法により「熱抵抗評価」および「ダイシェア強度評価」を行い、評価結果は下記表の「熱抵抗」および「ダイシェア強度」の欄にそれぞれ記載した。
支持体として下記方法により得られた支持体Aを用い、後半の回転数(実施例1における1000rpm)を600rpmに変更した以外は実施例1と同様の手順により、導熱層を作製した。
導熱層形成用組成物としては、導熱層形成用組成物Y-1を使用した。
その後、実施例1と同様に、上記「<パターンの形成>」に記載の方法により導熱層のパターニング及び導熱層の硬化を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法により、熱伝導性、電気絶縁性及び面状について評価した。評価結果はそれぞれ、下記表の「熱伝導性」、「絶縁性」、「面状」の欄に記載した。
また、後述の方法により「熱抵抗評価」および「ダイシェア強度評価」を行い、評価結果は下記表の「熱抵抗」および「ダイシェア強度」の欄にそれぞれ記載した。
下記構造の化合物A-1とB-2を、当量(エポキシ化合物A-1のエポキシ基の数とフェノール化合物B-2の水酸基の数とが等しくなる量)で配合した混合物を調製した。
シクロペンタノンの添加量は組成物の固形分濃度が21.5質量%になる量とした。
トリフェニルホスフィンの添加量は、組成物中のトリフェニルホスフィンの含有量が、A-1の含有量に対して、1.7質量%となる量とした。
組成物中における上記混合物とトリフェニルホスフィンとの合計含有量は、組成物中における全固形分に対する合計含有量(質量%)が18.6質量%になる量とした。
組成物中における窒化ホウ素粒子の含有量は、組成物中における全固形分に対する合計含有量(体積%)が68.0体積%になる量(全固形分に対する合計含有量(質量%)が81.4質量%になる量)とした。
アプリケーターを用いて、離型処理したポリエステルフィルムの離型面上に、支持体形成用組成物を均一に塗布し、120℃で5分間放置して塗膜を得た。塗布量は、乾燥後の膜厚が290μmとなる量とした。
このようにして得られた塗膜付きフィルムの塗膜上に、更に、新たな上記ポリエステルフィルムを、離型面が対向するように張り合わせて、「ポリエステルフィルム-塗膜-ポリエステルフィルム」の構成を有する積層体を得た。
上記積層体にロールプレス処理をした。ロールプレス後の積層体を、空気下で熱プレス(熱板温度180℃、圧力20MPaで5分間処理した後、更に、常圧下で180℃90分間)で処理した。上記積層体の両面のポリエステルフィルムを剥がし、残った層を円盤状にカットすることによって支持体A(平均膜厚200μm)を得た。
各実施例と同様の方法により、それぞれ、アルミニウム製ウエハ上に導熱層(導熱層2)を形成した。
得られたアルミニウム製ウエハ上に形成された導熱層(導熱層2)に、各実施例において製造された導熱層(導熱層1)が形成された支持体の、導熱層とは接していない側の面を接触させた。
支持体上に形成した方の導熱層(導熱層1)の上面にヒーターおよび温度センサーを内蔵した3mm角のテストチップ(シーマ電子社製)を配置し、140℃、2分、接合時の圧力:0.5MPaの条件で、導熱層1を介してテストチップと支持体を、導熱層2を介して支持体とアルミニウム製ウエハを接合した。この接合は、チップボンダー(DB250、澁谷工業(株)製)を用いて行った。その後、175℃、2時間で加熱し、積層体を得た。
クーリングプレートを25℃に温度制御した状態で、ヒーターの出力が10Wになるように電源電圧、電流を調整し、チップ温度、周囲温度、消費電力を測定し、熱抵抗を算出した。評価基準は下記の通りとした。
A:熱抵抗が3.0K/W未満である。
B:熱抵抗が3.0K/W以上である。
熱抵抗測定を行なった後の積層体について、万能型ボンドテスター(DAGE4000 DAGE社製)を用いてダイシェアテストを行い、接着強度を測定した。評価基準は下記の通りとした。
A:接着強度が10MPa以上である。
B:接着強度が10MPa未満である。
表3~5に示すとおり、本発明の実施例1~28の導熱層の製造方法により、導熱層の熱伝導性および電気絶縁性が適切に発揮されることが分かった。
また、表6に示すとおり、実施例29~30の同熱層の製造方法により、導熱層の熱伝導性および電気絶縁性が適切に発揮されること、実施例29においてはダイシェア強度に優れること、実施例30においてはダイシェア強度及び熱抵抗に優れることが分かった。
2 樹脂膜
3 フィラー
4 導熱層
5 積層体
8 半導体モジュール
10 支持基板
11 リッド
12 第1の半導体チップ
13 第2の半導体チップ
15 冷却モジュール
20~23 接着層
25 中間層
32,33 LSIチップ
32a,33a 配線層
35a はんだバンプ
35b 樹脂絶縁層
35c 乾燥膜
36 はんだバンプ用のホール
E 熱エネルギー(放熱)
Claims (14)
- 樹脂、フィラーおよび溶剤を含みかつ固形分濃度が90質量%未満である導熱層形成用組成物を用いて、熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上である導熱層を支持体上に製造する製造方法であって、
前記導熱層形成用組成物を前記支持体に向けて吐出する吐出工程、および、
前記支持体上の位置ごとに、前記導熱層形成用組成物が吐出されてから前記導熱層形成用組成物中の固形分濃度が前記支持体上で90質量%に至るまでの第1の溶剤減量時間が10秒以上となるように、前記導熱層形成用組成物中の溶剤を減量する溶剤減量工程を含む、導熱層の製造方法。 - 前記第1の溶剤減量時間が、120秒以下である、
請求項1に記載の導熱層の製造方法。 - 前記溶剤減量工程において、前記導熱層形成用組成物中の固形分濃度が90質量%を超えた前記支持体上の位置に対し、雰囲気の減圧および前記支持体の加熱の少なくとも1種の溶剤減量処理を行う、
請求項1または2に記載の導熱層の製造方法。 - 前記支持体上の位置ごとに、前記導熱層形成用組成物中の固形分濃度が前記支持体上で90質量%を超えてから前記溶剤減量処理が開始されるまでの時間が、60秒以下である、
請求項3に記載の導熱層の製造方法。 - 前記支持体上の位置ごとに、前記導熱層形成用組成物中の固形分濃度が、前記支持体上で90質量%を超えてから、さらなる溶剤の減量により99質量%に至るまでの第2の溶剤減量時間が、60~300秒である、
請求項3または4に記載の導熱層の製造方法。 - 樹脂、フィラーおよび溶剤を含む導熱層形成用組成物を用いて、熱拡散率が3.0×10-7m2s-1以上である導熱層を支持体上に製造する製造方法であって、
スピンコート法により前記導熱層形成用組成物を前記支持体上に適用する適用工程を含み、
前記適用工程において前記導熱層形成用組成物を前記支持体上に供給する際に、前記支持体の適用面における重心を中心とし、かつ、前記重心と前記重心から最も離れた前記適用面上の点とをそれぞれ末端とする線分の長さの10%の長さを半径とする円領域に、前記導熱層形成用組成物を供給し、
前記支持体上に供給する前の前記導熱層形成用組成物の固形分濃度が90質量%未満であり、
前記適用工程が、前記導熱層形成用組成物を前記支持体に向けて吐出する吐出工程を含み、
前記支持体上の位置ごとに、前記導熱層形成用組成物が吐出されてから前記導熱層形成用組成物中の固形分濃度が前記支持体上で90質量%に至るまでの第1の溶剤減量時間が10秒以上となるように、前記支持体を回転させる、導熱層の製造方法。 - 前記導熱層形成用組成物が前記円領域に供給される前に前記支持体を回転させる、
請求項6に記載の導熱層の製造方法。 - 前記適用工程において、前記支持体の回転速度を変更する、
請求項6または7に記載の導熱層の製造方法。 - 前記適用工程において、前記支持体の回転方向が時計回りである、
請求項6~8のいずれか1項に記載の導熱層の製造方法。 - 前記適用工程において、前記支持体の回転終了時に、前記支持体の回転方向への角度位置を回転開始時と同じ角度位置に調整する、
請求項6~9のいずれか1項に記載の導熱層の製造方法。 - 前記フィラーの平均一次粒子径が10μm以下である、
請求項1~10のいずれか1項に記載の導熱層の製造方法。 - 前記フィラーの含有量が、前記導熱層形成用組成物中の全固形分量に対し50~75体積%である、
請求項1~11のいずれか1項に記載の導熱層の製造方法。 - 請求項1~12のいずれか1項に記載の導熱層の製造方法により、支持体上に前記導熱層を製造することを含む、前記支持体および前記導熱層を含む積層体の製造方法。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の導熱層の製造方法により、支持体上に前記導熱層を製造することを含む、前記支持体および前記導熱層を含む半導体デバイスの製造方法。
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