JP7351297B2 - 半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物、半導体封止材料、及び半導体装置 - Google Patents
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Description
さらに、コンピュータ、情報通信機器等は、近年ますます高性能化及び高機能化し、大量のデータを高速で処理するため、扱う信号が高周波数化する傾向にある。特に、携帯電話及び衛星放送には、例えばGHz帯の高周波数領域の電波が使用されている。
<1>2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物と2以上のアミノ基を有する化合物とを少なくとも共重合してなるポリイミド化合物と、半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物全体に対する含有率が60体積%~95体積%である無機充填材と、硬化開始剤と、を含み、180℃で1時間加熱したときの質量減少率が5質量%以下である半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
<2>前記ポリイミド化合物の重量平均分子量は、800~1500である<1>に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
<3>前記無機充填材は、シリカである<1>又は<2>に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
<4>ディスクフロー長が60mm以上である<1>~<3>のいずれか1つに記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
<5><1>~<4>のいずれか1つに記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる半導体封止材料。
<6>半導体素子と、前記半導体素子を封止する、<1>~<4>のいずれか1つに記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物の硬化物と、を備える半導体装置。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)は、2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物と2以上のアミノ基を有する化合物とを少なくとも共重合してなるポリイミド化合物と、樹脂組成物全体に対する含有率が60体積%~95体積%である無機充填材と、硬化開始剤と、を含み、180℃で1時間加熱したときの質量減少率(以下、単に「質量減少率」ともいう)が5質量%以下である。
上記樹脂組成物は、上記構成であることにより、誘電正接の低い半導体封止材料が得られる。
具体的には、例えば、樹脂組成物をアルミ製のカップに1.0g~1.1g量り取り、180℃の温度に設定した乾燥機内に1時間放置した後の計測量と、加熱前の計測量とに基づき、次式により算出する。
式:質量減少率(%)={(加熱前の計測量-放置した後の計測量)/加熱前の計測量}×100
樹脂組成物における質量減少率が5質量%以下であることにより、樹脂組成物を硬化させて封止材料とする過程におけるボイドの発生が抑制される。前記ボイド抑制の観点から、樹脂組成物における質量減少率は、3質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。
以下、樹脂組成物の各成分について説明するが、本開示の樹脂組成物はこれらに限定されるものではない。
ポリイミド化合物は、2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物(以下「ポリマレイミド化合物」ともいう)と2以上のアミノ基を有する化合物(以下「ポリアミノ化合物」ともいう)とを少なくとも共重合してなるものである。つまり、ポリイミド化合物は、ポリマレイミド化合物とポリアミノ化合物とを含有する組成物を重合させた重合体である。ポリマレイミド化合物とポリアミノ化合物とを含有する組成物を「モノマー組成物」と称する場合がある。
以下、モノマー組成物に含有される各成分について説明する。
ポリマレイミド化合物は、2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物であれば限定されず、2つのN-置換マレイミド基を有する化合物であってもよく、3以上のN-置換マレイミド基を有する化合物であってもよい。入手容易性の観点から、ポリマレイミド化合物は、2つのN-置換マレイミド基を有する化合物であることが好ましい。
2種類以上のポリマレイミド化合物を併用する形態としては、例えば、脂肪族ポリマレイミド化合物と芳香族ポリマレイミド化合物とを併用する形態が挙げられる。
脂肪族ポリマレイミド化合物は、芳香環を有さないポリマレイミド化合物であり、その中でも、アルキレン基を有するポリマレイミド化合物が好ましく、炭素数3以上12以下のアルキレン基を有するポリマレイミド化合物がより好ましく、炭素数3以上12以下の分岐状アルキレン基を有するポリマレイミド化合物がさらに好ましい。
芳香族ポリマレイミド化合物は、芳香環を有するポリマレイミド化合物であり、その中でも、フェニレン基を有するポリマレイミド化合物が好ましく、2以上のフェニレン基を有するポリマレイミド化合物がより好ましく、3以上のフェニレン基を有するポリマレイミド化合物がさらに好ましい。
ポリマレイミド化合物として脂肪族ポリマレイミド化合物と芳香族ポリマレイミド化合物とを併用する場合、ポリマレイミド化合物全体のN-置換マレイミド基数に対する脂肪族ポリマレイミド化合物のN-置換マレイミド基数の割合は、例えば10%~50%が挙げられ、20%~40%が好ましい。
ポリアミノ化合物は、2以上のアミノ基を有する化合物であれば限定されず、2つのアミノ基を有する化合物であってもよく、3以上のアミノ基を有する化合物であってもよい。入手容易性の観点から、ポリアミノ化合物は、2つのアミノ基を有する化合物であることが好ましい。
これらのポリアミン化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
--2以上のエチレン性不飽和二重結合を含む基を有する化合物--
モノマー組成物は、ポリマレイミド化合物及びポリアミノ化合物のほかに、他の成分として、2以上のエチレン性不飽和二重結合を含む基を有する化合物(以下「エチレン性化合物」ともいう)を含有してもよい。モノマー組成物にエチレン性化合物を含有させることで、ポリイミド化合物の重合度等を調整しやすくなる。
エチレン性不飽和二重結合を含む基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基が挙げられる。エチレン性化合物は、エチレン性不飽和二重結合を含む基を、1分子中に1種のみ有してもよく、2種以上有してもよい。
エチレン性化合物は、エチレン性不飽和二重結合を含む基のほかに、さらに他の基を有してもよい。他の基としては、例えば、アミノ基、エーテル基、スルフィド基等が挙げられる。
エチレン性化合物の具体例としては、例えば、ジアリルアミン、ジアリルエーテル、ジアリルスフィド、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
モノマー組成物がエチレン性化合物を含有する場合、モノマー組成物中におけるポリマレイミド化合物のN-置換マレイミド基数(Ta1)に対する、モノマー組成物中におけるエチレン性化合物のエチレン性不飽和二重結合数(Ta3)の当量比(Ta3/Ta1)としては、例えば、0.05~0.2の範囲が挙げられる。
モノマー組成物は、他の成分として溶媒を含有してもよい。溶媒としては、例えば有機溶媒が挙げられる。また、有機溶媒は特に限定されず、具体的には、メタノール、エタノール、ブタノール、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、ブトキシエチルアセテート、酢酸エチル等のエステル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等の含窒素類などが挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。これら有機溶媒は、溶解性の観点から、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドが好ましい。
モノマー組成物は、他の成分として、ポリマレイミド化合物とポリアミノ化合物との反応を促進させる反応触媒を含有してもよい。
反応触媒としては、特に制限されるものではなく、例えば、p-トルエンスルホン酸等の酸性触媒、トリエチルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等のアミン類、メチルイミダゾール、フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等のリン系触媒などが挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。また、ポリマレイミド化合物及びポリアミノ化合物の合計量100質量部に対する反応触媒の含有量は特に限定されず、例えば、0.01質量部~5.0質量部の範囲が挙げられる。
モノマー組成物中におけるポリマレイミド化合物とポリアミノ化合物との当量比、すなわち、モノマー組成物中におけるポリアミノ化合物のアミノ基数(Ta2)に対する、モノマー組成物中におけるポリマレイミド化合物のN-置換マレイミド基数(Ta1)の当量比(Ta1/Ta2)を、1.0~10.0の範囲とすることが好ましく、2.0~10.0の範囲で配合することがより好ましい。当量比が上記範囲内となるようにポリマレイミド化合物とポリアミノ化合物とを配合することにより、高周波特性、耐熱性、難燃性、及びガラス転移温度がより良好な樹脂組成物が得られる。
モノマー組成物の重合方法は、例えば、モノマー組成物を合成釜に仕込み、モノマー組成物中のポリマレイミド化合物とポリアミノ化合物とをマイケル付加反応させることによりポリイミド化合物が得られる。
上記重合の条件は特に限定されるものではなく、例えば、反応温度50℃~160℃、反応時間1時間~10時間の範囲で行うことが反応速度等の作業性及びゲル化抑制等の観点から好ましい。また、重合の過程で、溶媒の追加又はモノマー組成物の濃縮により、モノマー組成物の固形分濃度及び溶液粘度を調整してもよい。
なお、ポリイミド化合物の製造後に、目的に合わせて溶媒の一部又は全部を除去して濃縮してもよく、溶媒を追加して希釈してもよい。追加で使用される溶媒としては、モノマー組成物に含まれる溶媒として例示した有機溶媒が適用できる。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。またこれらの中でも、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドが溶解性の観点から好ましい。
ポリイミド化合物の重量平均分子量は、下記実施例に記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、求めることができる。
構造単位(a1)としては、例えば、下記一般式(1-1)で表される構造単位、下記一般式(1-2)で表される構造単位が挙げられ、構造単位(a2)としては、例えば、下記一般式(2-1)で表される構造単位、下記一般式(2-2)で表される構造単位が挙げられる。
また、一般式(1-2)及び(2-2)中、*は結合部を示す。
なお残基とは、重合前の化合物(すなわち、ポリマレイミド化合物又はポリアミノ化合物)から結合に供された官能基を除いた部分をいう。
無機充填材は、一般に封止用成形材料に用いられるものであってもよく、特に限定されるものではない。無機充填材として、具体的には、シリカ(例えば、球状シリカ、結晶シリカ)、ガラス、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレー、マイカ等の無機物質の粉未、これらの無機物質を球形化したビーズなどが挙げられる。難燃効果を有する無機充填剤を用いてもよい。難燃効果のある無機充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムと亜鉛の複合水酸化物等の複合金属水酸化物、硼酸亜鉛などが挙げられる。中でも、線膨張係数の低減の観点からはシリカが好ましく、その中でも球状シリカがより好ましい。また、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましい。これらの無機充填剤は1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記体積平均粒子径は、乾式の粒度分布測定装置により測定してもよく、水又は有機溶媒中に無機充填材を分散したスラリーを用いて湿式の粒度分布測定装置により測定してもよい。
硬化開始剤としては、熱により遊離ラジカルを発生させるラジカル重合開始剤等が挙げられ、具体的には、無機過酸化物、有機過酸化物、アゾ化合物等が挙げられる。
無機過酸化物としては、過硫酸カリウム(ペルオキソ硫酸二カリウム)、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
有機過酸化物としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール、p-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、α、α’-ジ(t-ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-へキシルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-へキシルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノネート等のパーオキシエステルなどが挙げられる。
アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサノン-1-カルボニトリル、アゾジベンゾイル等が挙げられる。
樹脂組成物は、必要に応じてさらに硬化促進剤を含んでもよい。
硬化促進剤は特に限定されず、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ(4,3,0)-ノネン、5、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン-7、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン類及びこれらの誘導体、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-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等のイミダゾール類及びこれらの誘導体(例えば、イミダゾール-イソシアネート付加物)、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類及びこれらのホスフィン類に無水マレイン酸、ベンゾキノン、ジアゾフェニルメタン等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有するリン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、2-エチル-4-メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンとベンゾキノンの付加物、トリパラトリルホスフィンとベンゾキノンの付加物、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン-7,2-フェニル-4-メチル-イミダゾール、トリフェニルホスホニウム-トリフェニルボランなどが挙げられる。硬化促進剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
樹脂組成物は、上述の成分に加えて、以下に例示するカップリング剤、イオン交換体、離型剤、応力緩和剤、難燃剤、着色剤等の各種添加剤を更に含有してもよい。なお、樹脂組成物は、以下に例示する添加剤以外にも、必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を含有してもよい。
樹脂組成物は、樹脂成分と無機充填材との接着性を高めるために、必要に応じてカップリング剤を含有してもよい。カップリング剤としては、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、酸無水物等の各種シラン系化合物;チタン系化合物;アルミニウムキレート化合物;アルミニウム/ジルコニウム系化合物;などの公知のカップリング剤が挙げられる。
樹脂組成物は、必要に応じてイオン交換体を含有してもよい。特に、樹脂組成物は、封止される素子を備える半導体装置の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から、イオン交換体を含有することが好ましい。イオン交換体としては特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。具体的には、ハイドロタルサイト化合物、並びにマグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、及びビスマスからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素の含水酸化物等が挙げられる。これらのイオン交換体は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、下記一般式(A)で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
Mg1-XAlX(OH)2(CO3)X/2・mH2O …… (A)
(0<X≦0.5、mは正の数)
樹脂組成物は、成形時における金型との良好な離型性を得る観点から、離型剤を含有してもよい。離型剤としては特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。具体的には、カルナバワックス、モンタン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、酸化ポリエチレン、非酸化ポリエチレン等のポリオレフィン系ワックスなどが挙げられる。これらの離型剤は1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、カルナバワックスが好ましい。ポリオレフィン系ワックスとしては、市販品ではヘキスト社製のH4、PE、PEDシリーズ等の数平均分子量が500~10000程度の低分子量ポリエチレンなどが挙げられる。数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
樹脂組成物は、必要に応じて、シリコーンオイル、シリコーンゴム粒子等の応力緩和剤を含有してもよい。応力緩和剤を含有させることによって、パッケージの反り変形量及びパッケージクラックを低減させることが可能である。使用可能な応力緩和剤としては、当該技術分野で一般に用いられる公知の可とう剤(応力緩和剤)を適宜選択して使用することができる。
樹脂組成物は、難燃性を付与するために、必要に応じて難燃剤を含有してもよい。難燃剤の種類は特に制限されない。具体的に、難燃剤としては、ハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子、又はリン原子を含む公知の有機化合物又は無機化合物、金属水酸化物、アセナフチレン等が挙げられる。難燃剤は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
難燃剤の含有率は、難燃効果が達成されれば特に制限はない。樹脂組成物が難燃剤を含有する場合、難燃剤の含有率は、ポリイミド化合物に対して、1質量%~30質量%が好ましく、2質量%~15質量%がより好ましい。
樹脂組成物は、カーボンブラック、有機染料、有機着色剤、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤を含有してもよい。着色剤の含有量は目的等に応じて適宜選択できる。
樹脂組成物は、その他、必要に応じて、本開示による効果を低下させない範囲において種々の添加剤を含有してもよい。
樹脂組成物の調製方法は特に制限されず、各種成分を充分に分散混合できるのであれば、いかなる手法を用いてもよい。一般的な手法としては、成分をミキサー等によって充分混合した後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し、冷却し、粉砕する方法を挙げることができる。より具体的には、例えば、上述した成分を充分に撹拌して混合し、予め70℃~140℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー等で混練し、冷却し、粉砕することで得ることができる。樹脂組成物は、パッケージの成形条件に合うような寸法及び質量でタブレット化すると取り扱いが容易である。
EMMI-1-66法に準じて測定される樹脂組成物のスパイラルフロー長は、樹脂組成物の流動性の観点から、100cm以上であることが好ましく、110cm以上であることがより好ましい。
なお、上記スパイラルフロー長は、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、樹脂組成物をトランスファ成形機により、金型温度180℃、成形圧力22.5MPa、硬化時間300秒間の条件で成形して求めた流動距離をいう。
なお、上記ディスクフロー長は、200mm(W)×200mm(D)×25mm(H)の上型と200mm(W)×200mm(D)×15mm(H)の下型とを有する円板フロー測定用平板金型を用いて測定した値である。具体的には、樹脂組成物5gを180℃に加熱した下型の中心部にのせ、5秒後に180℃に加熱した上型を閉じて、荷重78N、硬化時間90秒の条件で圧縮成形し、ノギスで成形品の長径(mm)及び短径(mm)を測定し、それらの値から求めた平均値(mm)をディスクフロー長とする。
本開示の樹脂組成物の硬化物は、誘電正接が低いため、半導体装置の素子の封止に好適に用いられる。
本開示の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を封止する本開示の樹脂組成物の硬化物と、を備える。必要に応じてその他の構成要素を含んでもよい。特に、本開示の樹脂組成物の硬化物は、誘電正接が低いため、高周波数領域(例えば、1GHz~10GHz)の信号を扱う半導体装置を用いた機器(例えば、コンピュータ、情報通信機器等)に好適に使用することができる。
本開示の樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止する方法としては、例えば、コンプレッション法、低圧トランスファ成形法、インジェクション成形法、圧縮成形法が挙げられる。
ポリイミド化合物の原料として、以下のものを用意した。
・ポリマレイミド化合物1:1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン(大和化成工業株式会社製、商品名:BMI-TMH)
・ポリマレイミド化合物2:2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(ケイ・アイ化成株式会社製、商品名:BMI-80)
・ポリアミノ化合物1:4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン(三井化学ファイン株式会社製、商品名:ビスアニリンM)
・エチレン性化合物1:ジアリルアミン(東京化成株式会社製)
得られたポリイミド化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンを用いた検量線から換算した。検量線は、標準ポリスチレン:TSKstandard POLYSTYRENE(Type:A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10、F-20、F-40)[東ソー株式会社製]を用いて3次式で近似した。GPCの条件は、以下に示す。
<装置>
・ポンプ:L-6200型(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)
・検出器:L-3300型RI(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)
・カラムオーブン:L-655A-52(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)
<カラム>
・ガードカラム:TSK Guardcolumn HHR-L(東ソー製株式会社製)
・カラム:TSK gel-G4000HHR+gel-G2000HHR(東ソー製株式会社製)
・カラムサイズ:6.0×40mm(ガードカラム)、7.8×300mm(カラム)
<測定条件>
・溶離液:テトラヒドロフラン
・試料濃度:30mg/5mL
・注入量:20μL
・流量:1.00mL/分
・測定温度:40℃
無機充填材、硬化開始剤、及び硬化促進剤として以下のものを用意した。
・無機充填材1:平均粒子径4.5μm、比表面積3.2m2/g、粒子径が20μm以下である粒子の割合が全体の100質量%であるシリカ(球状シリカ)
・硬化開始剤1:α、α’-ジ(t-ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン(日油株式会社製、商品名:パーブチルP)
・硬化促進剤1:イソシアネートマスクイミダゾール(第一工業製薬株式会社製、商品名:G8009L)
・エポキシ樹脂1:ビフェニレンアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名:NC-3000)
・エポキシ樹脂2:ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、商品名:YX-4000)
・硬化剤1:ビフェニレンアラルキル型フェノール樹脂(エアウォータ株式会社製、商品名:HE-200C-10)
・硬化剤2:ノボラック型フェノール樹脂(日立化成株式会社製、商品名:HP-850N)
・硬化促進剤2:トリフェニルホスフィン(富士フイルム和光純薬株式会社製)
なお、実施例1で得られた樹脂組成物の質量減少率を前述の方法で算出した結果0.1%未満であった。
樹脂組成物全体に対する無機充填材の含有率を併せて表1に示す。
誘電正接の測定に用いた樹脂板は、以下の手順により作製した。
前記手法でロール混練して得られた樹脂組成物(すなわち、実施例及び比較例の樹脂組成物)を粉砕した。それらを型の中にいれ、プレス機に投入した。プレス機の熱板温度175℃に保持し、減圧しながら圧力7MPaで30分間プレスした。その後、型から樹脂組成物の硬化物を取り出し、それを誘電正接測定用の樹脂板とした。
上記のようにして作製された樹脂板を、幅2mm、長さ70mmの試験片に切り出し、ネットワークアナライザー(アジレント・テクノロジー株式会社製、商品名:E8364B)と1GHz対応空洞共振器と10GHz対応空洞共振器(株式会社関東電子応用開発製)とを用いて、誘電正接を測定した。測定温度は25℃とした。測定結果を表2に示す。誘電正接が低いほど、誘電特性に優れることを示す。
EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、実施例及び比較例の樹脂組成物をトランスファ成形機により、金型温度180℃、成形圧力22.5MPa、硬化時間300秒間の条件で成形して流動距離(cm)を測定し、スパイラルフロー長とした。結果を表2に示す。
スパイラルフロー長が120cm以上の良好なものを「A」、100cm以上120cm未満のものを「B」、100cm未満の不良のものを「C」とした。
200mm(W)×200mm(D)×25mm(H)の上型と200mm(W)×200mm(D)×15mm(H)の下型とを有する円板フロー測定用平板金型を用いて測定する。具体的には、得られた実施例及び比較例の樹脂組成物5gを、180℃に加熱した下型の中心部にのせ、5秒後に180℃に加熱した上型を閉じて、荷重78N、硬化時間90秒の条件で圧縮成形し、ノギスで成形品の長径(mm)及び短径(mm)を測定し、それらの値から求めた平均値(mm)をディスクフロー長とした。結果を表2に示す。
ディスクフロー長が60mm以上の良好なものを「A」、40mm以上60mm未満のものを「B」、40mm未満の不良のものを「C」とした。
前記手法のロール混練後に得られた樹脂組成物(すなわち、実施例及び比較例の樹脂組成物)がシート状になり、取扱い時にシートの状態を保持できるかどうかを目視、および触感で評価した。結果を表2に示す。
樹脂組成物がシート状になり、取扱い性も良好なものを「A」とし、シート状にならない又はシート状として取扱いのできない等の不良のものは「B」とした。
前記手法のロール混練後に得られた樹脂組成物(すなわち、実施例及び比較例の樹脂組成物)のシートを室温(すなわち、25℃)になるまで静置し、金づちでたたいてシートが割れるかどうかを評価した。結果を表2に示す。
シートが割れて良好なものを「A」とし、割れず不良のものを「B」とした。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に取り込まれる。
Claims (10)
- 2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物と2以上のアミノ基を有する化合物と2以上のエチレン性不飽和二重結合を含む基を有する化合物とを少なくとも共重合してなるポリイミド化合物と、
半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物全体に対する含有率が60体積%~95体積%である無機充填材と、
前記ポリイミド化合物100質量部に対する含有量が0.1質量部~8.0質量部である硬化開始剤と、
を含み、
180℃で1時間加熱したときの質量減少率が5質量%以下である半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。 - さらに硬化促進剤を含む請求項1に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化開始剤は、無機過酸化物、有機過酸化物、及びアゾ化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1又は請求項2に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- 前記2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物は、2種類以上の化合物を含む請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- 前記2以上のN-置換マレイミド基を有する化合物は、脂肪族ポリマレイミド化合物と芳香族ポリマレイミド化合物とを含む請求項4に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリイミド化合物の重量平均分子量は、800~1500である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- 前記無機充填材は、シリカである請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- ディスクフロー長が60mm以上である請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる半導体封止材料。
- 半導体素子と、
前記半導体素子を封止する、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の半導体封止材料用熱硬化性樹脂組成物の硬化物と、
を備える半導体装置。
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