KR101831573B1 - 봉지용 수지 조성물, 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법, 및 차재용 전자 제어 유닛 - Google Patents

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Abstract

봉지용 수지 조성물은, 배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 탑재된 복수의 전자 부품과, 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지 수지를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛의 상기 봉지 수지를 형성하기 위하여 이용되는 봉지용 수지 조성물로서, 열경화성 수지와, 이미다졸류를 포함하고, 라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이 15초 이상 100초 이하이며, 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.5N·m 이하이다.

Description

봉지용 수지 조성물, 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법, 및 차재용 전자 제어 유닛{RESIN COMPOSITION FOR ENCAPSULATING, MANUFACTURING METHOD OF ON-VEHICLE ELECTRONIC CONTROL UNIT, AND ON-VEHICLE ELECTRONIC CONTROL UNIT}
본 발명은, 봉지(封止)용 수지 조성물, 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법, 및 차재용 전자 제어 유닛에 관한 것이다.
최근, 차재용 전자 제어 유닛으로서, 전자 부품 등을 탑재한 기판을 봉지 수지에 의하여 봉지한 것이 검토되고 있다. 이와 같은 기술로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것을 들 수 있다.
특허문헌 1은, 스루홀이 마련된 배선 기판과, 배선 기판에 실장된 전자 부품과, 배선 기판이 탑재된 금속 베이스와, 금속 베이스에 장착되어 배선 기판과 외부를 전기적으로 접속하는 커넥터를 구비하고, 배선 기판의 전면(前面)과 금속 베이스의 일부가 열경화성 수지에 의하여 일체적으로 봉지 성형된 수지 봉지형 전자 제어 장치에 관한 기술이다.
일본 공개특허공보 2009-147014호
차재용 전자 제어 유닛에 대해서는, 상술한 바와 같이, 전자 부품 등이 탑재된 배선 기판을 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지함으로써 제조하는 것이 검토되고 있다. 그러나, 전자 부품을 봉지할 때에 웰드 보이드 등의 미충전 개소가 발생하는 것이 우려되고 있으며, 이것을 억제하는 것이 요구되고 있었다. 또, 배선 기판에 대한 봉지 수지의 밀착성을 향상시키는 것도 중요해진다. 지금까지는, 충전성과, 배선 기판에 대한 밀착성의 균형이 우수한 봉지용 수지 조성물을 실현하는 것은 어려웠다.
본 발명에 의하면,
배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 탑재된 복수의 전자 부품과, 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지 수지를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛의 상기 봉지 수지를 형성하기 위하여 이용되는 봉지용 수지 조성물로서,
열경화성 수지와,
이미다졸류
를 포함하고,
라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이 15초 이상 100초 이하이며, 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.5N·m 이하인 봉지용 수지 조성물이 제공된다.
또, 본 발명에 의하면,
배선 기판의 적어도 일면 상에 복수의 전자 부품을 탑재하는 공정과,
상기 복수의 전자 부품을, 상술한 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지 성형하는 공정
을 포함하는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법이 제공된다.
또, 본 발명에 의하면,
배선 기판과,
상기 배선 기판의 적어도 일면에 탑재된 복수의 전자 부품과,
상술한 봉지용 수지 조성물을 경화함으로써 형성되고, 또한 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지 수지
를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛이 제공된다.
본 발명에 의하면, 차재용 전자 제어 유닛을 구성하는 봉지 수지를 형성하기 위하여 이용되는 봉지용 수지 조성물에 대하여, 충전성과, 배선 기판에 대한 밀착성의 균형을 향상시키는 것이 가능해진다.
상술한 목적, 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 설명하는 적합한 실시형태, 및 그에 부수되는 이하의 도면에 의하여 더 분명해진다.
도 1은 실시형태에 관한 차재용 전자 제어 유닛의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 라보 플라스토밀을 이용한 측정에 의하여 얻어지는 토크값과 측정 시간의 관계를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
이하, 실시형태에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 차재용 전자 제어 유닛(10)의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은, 배선 기판(12)과, 배선 기판(12) 상에 탑재된 복수의 전자 부품(16)과, 전자 부품(16)을 봉지하는 봉지 수지(14)를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛(10)의 봉지 수지(14)를 형성하기 위하여 이용되는 것이다.
봉지용 수지 조성물은, 열경화성 수지와, 이미다졸류를 포함한다. 또, 봉지용 수지 조성물은, 라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이 15초 이상 100초 이하이며, 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.5N·m 이하이다.
상술한 바와 같이, 차재용 전자 제어 유닛은, 예를 들면 봉지용 수지 조성물을 이용하여 전자 부품을 봉지 성형함으로써 형성된다. 그러나, 봉지용 수지 조성물을 성형하는 공정에 있어서는, 장소에 따른 유동 특성의 차이에 기인하여 발생하는 웰드 보이드 등과 같은 미충전 개소가 발생할 우려가 있었다. 특히, 차재용 전자 제어 유닛과 같이, 복수의 전자 부품을 탑재하는 대면적의 배선 기판을 이용하는 경우에는, 이와 같은 미충전 개소의 발생이 더 현저해지는 것이 우려되고 있다. 이로 인하여, 봉지용 수지 조성물의 충전성을 향상시키는 것이 요구되고 있었다. 한편, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 형성되는 봉지 수지와, 배선 기판의 밀착성을 향상시키는 것도 중요하다. 이것은, 배선 기판의 최상층에 마련되는 솔더 레지스트 등의 절연층과, 봉지 수지의 밀착성이 낮은 것에 기인한 박리의 발생을 억제하기 위함이다. 특히 솔더 레지스트에는, 실리콘 화합물 등의 봉지 수지와의 밀착성을 저해할 수 있는 성분이 포함되는 경우가 있어, 보다 추가적인 밀착성의 향상이 요구되고 있었다. 그러나, 지금까지의 기술로서는, 충전성과, 배선 기판에 대한 밀착성의 균형이 우수한 봉지용 수지 조성물을 실현하는 것은 어려웠다.
예의 검토한 결과, 본 발명자는, 열경화성 수지와 이미다졸류를 포함시키면서, 라보 플라스토밀을 이용하여 특정의 조건하에서 측정되는 토크 변화의 거동을 제어함으로써, 충전성과, 배선 기판에 대한 밀착성의 균형을 향상시키는 것이 가능한 봉지용 수지 조성물이 얻어지는 것을 새롭게 발견했다. 토크 변화의 거동이란, 최저 토크값, 및 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이다. 본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은, 이와 같은 발견에 근거하여 실현된 것이다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 차재용 전자 제어 유닛을 구성하는 봉지 수지를 형성하기 위하여 이용되는 봉지용 수지 조성물에 대하여, 충전성과, 배선 기판에 대한 밀착성의 균형을 향상시키는 것이 가능해진다.
이하, 본 실시형태에 관한 차재용 전자 제어 유닛, 봉지용 수지 조성물, 및 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 차재용 전자 제어 유닛(10)에 대하여 설명한다.
차재용 전자 제어 유닛(10)은, 엔진이나 각종 차재 기기 등을 제어하기 위하여 이용된다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 차재용 전자 제어 유닛(10)은, 예를 들면 배선 기판(12)과, 배선 기판(12)의 적어도 일면에 탑재된 복수의 전자 부품(16)과, 전자 부품(16)을 봉지하는 봉지 수지(14)를 구비하고 있다. 배선 기판(12)은, 적어도 한 변에 있어서, 외부와 접속하기 위한 접속 단자(18)를 갖고 있다. 본 실시형태의 일례에 관한 차재용 전자 제어 유닛(10)은, 접속 단자(18)와 맞은편 커넥터를 끼워 맞추는 것에 의하여, 접속 단자(18)를 통하여 상기 맞은편 커넥터에 전기적으로 접속되게 된다.
배선 기판(12)은, 예를 들면 일면 및 당해 일면과는 반대인 타면 중의 한쪽 또는 양쪽 모두에 회로 배선이 마련된 배선 기판이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 배선 기판(12)은, 예를 들면 평판상(平板狀)의 형상을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 폴리이미드 등의 유기 재료에 의하여 형성된 유기 기판을 배선 기판(12)으로서 채용할 수 있다. 배선 기판(12)은, 예를 들면 배선 기판(12)을 관통하여 일면과 타면을 접속하는 스루홀(120)을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 배선 기판(12) 중의 일면에 마련된 배선과, 타면에 마련된 배선이 스루홀(120) 내에 마련된 도체 패턴을 통하여 전기적으로 접속된다.
배선 기판(12)은, 예를 들면 전자 부품(16)을 탑재하는 일면에 있어서 솔더 레지스트층을 갖고 있다. 상기 솔더 레지스트층은, 반도체 장치의 분야에 있어서 통상 사용되는 솔더 레지스트 형성용 수지 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 배선 기판(12)의 일면 및 타면에 솔더 레지스트층을 마련할 수 있다.
배선 기판(12)의 일면에, 또는 일면 및 타면 양쪽 모두에 마련된 상기 솔더 레지스트층은, 예를 들면 실리콘 화합물을 포함하는 수지 조성물에 의하여 형성된다. 이로써, 표면 평활성이 우수한 솔더 레지스트층을 실현할 수 있다.
차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조에 있어서, 실리콘 화합물 등을 포함하는 솔더 레지스트층이 최상층에 형성된 배선 기판에 대한 봉지 수지의 밀착성을 향상시키는 것은 어려워지는 경우가 있다. 본 실시형태에 있어서는, 열경화성 수지와 이미다졸류를 포함시키면서, 라보 플라스토밀을 이용하여 특정의 조건하에서 측정되는 토크 변화의 거동이 제어된 봉지용 수지 조성물을 이용한다. 이로 인하여, 상술한 바와 같이, 실리콘 화합물 등을 포함하는 솔더 레지스트층이 배선 기판(12)의 최상층에 마련된 경우에 있어서도, 봉지용 수지 조성물의 충전성과, 봉지 수지(14)의 배선 기판(12)에 대한 밀착성의 균형을 향상시키는 것이 가능해진다.
복수의 전자 부품(16)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 배선 기판(12)의 일면과 타면의 각각에 탑재된다. 한편, 전자 부품(16)은, 배선 기판(12)의 일면에만 마련되고, 배선 기판(12)의 타면에는 마련되어 있지 않아도 된다. 전자 부품(16)으로서는, 차재용 전자 제어 유닛에 탑재될 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 마이크로 컴퓨터를 들 수 있다.
봉지 수지(14)는, 전자 부품(16)을 봉지하도록 봉지용 수지 조성물을 성형하고, 경화함으로써 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 봉지 수지(14)는, 예를 들면 전자 부품(16)과 함께 배선 기판(12)을 봉지하도록 형성된다. 도 1에 나타내는 예에서는, 배선 기판(12)의 일면 및 타면, 또한 배선 기판(12)에 탑재된 전자 부품(16)을 봉지하도록 봉지 수지(14)가 마련되어 있다. 또, 봉지 수지(14)는, 예를 들면 배선 기판(12)의 일부 또는 전부를 봉지하도록 형성된다. 도 1에 있어서는, 접속 단자(18)가 노출되도록, 배선 기판(12) 중의 접속 단자(18)를 봉지하지 않고 다른 부분 전체를 봉지하도록 봉지 수지(14)가 마련되는 경우가 예시되어 있다.
본 실시형태에 관한 차재용 전자 제어 유닛(10)에 있어서, 배선 기판(12)은, 예를 들면 금속 베이스 상에 탑재되어 있어도 된다. 금속 베이스는, 예를 들면 전자 부품(16)으로부터 발생하는 열을 방열하기 위한 히트 싱크로서 기능할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 금속 베이스와, 금속 베이스 상에 탑재된 배선 기판(12)을 봉지용 수지 조성물에 의하여 일체적으로 봉지 성형함으로써 차재용 전자 제어 유닛(10)을 형성할 수 있다. 금속 베이스를 구성하는 금속재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 철, 구리, 및 알루미늄과, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 합금 등을 포함할 수 있다. 또한, 차재용 전자 제어 유닛(10)은, 금속 베이스를 갖고 있지 않아도 된다.
다음으로, 봉지용 수지 조성물에 대하여 설명한다.
봉지용 수지 조성물은, 175℃에서, 4시간 가열하여 얻어지는 경화물의 유리 전이 온도 Tg가 130℃ 이상인 것이 바람직하고, 140℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 150℃ 이상인 것이 더 바람직하다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 충전성과, 배선 기판(12)에 대한 봉지 수지(14)의 밀착성의 균형의 보다 추가적인 향상에 기여할 수 있다. 또, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 내온도(耐溫度) 사이클성을 향상시킬 수도 있다. 본 실시형태에 있어서는, 상기 유리 전이 온도 Tg가 153℃ 이상인 것이, 충전성이나 밀착성, 내온도 사이클성의 균형을 향상시키는 관점에서, 특히 바람직하다.
봉지용 수지 조성물은, 175℃에서, 4시간 가열하여 얻어지는 경화물의 유리 전이 온도 Tg의 상한이 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 300℃ 이하, 바람직하게는 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 200℃ 이하이다.
본 실시형태에 있어서, 유리 전이 온도 Tg는, 예를 들면 저압 트랜스퍼 성형기를 이용하여 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초로 봉지용 수지 조성물을 주입 성형하여 얻은 시험편을 175℃에서, 4시간 후경화한 후, 당해 시험편에 대하여 열기계 분석 장치를 이용하여 측정 온도 범위 0℃~320℃, 승온 속도 5℃/분의 조건하에서 측정을 행하여 얻은 측정 결과로부터 산출할 수 있다. 저압 트랜스퍼 성형기로서는, 예를 들면 KTS-15(고타키 세이키(주)제)를 이용할 수 있다. 또, 열기계 분석 장치로서는, 예를 들면 TMA100(세이코 덴시 고교(주)제)이나 TMA7100((주)히타치 하이테크 사이언스제)을 이용할 수 있다.
도 2는, 라보 플라스토밀을 이용한 측정에 의하여 얻어지는 토크값과 측정 시간의 관계를 모식적으로 나타내는 그래프이다. 본 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 라보 플라스토밀 측정의 측정 개시점을 P1로 하고, 토크값이 최저값(최저 토크값)이 되는 점을 P3으로 하며, P1부터 P3에 이르는 동안에 있어서 토크값이 최저 토크값의 2배가 되는 점을 P2로 하고, P3을 지난 후에 토크값이 최저 토크값의 2배가 되는 점을 P4로 하며, P3을 지난 후에 토크값이 3N·m가 되는 점을 P5로 하고, P3을 지난 후에 토크값이 6N·m가 되는 점을 P6으로 한다. 또, 라보 플라스토밀 측정의 측정 개시점은, 라보 플라스토밀에 재료를 투입하고, 급격하게 토크가 상승한 후, 토크가 하강하기 시작하는 점이다.
봉지용 수지 조성물은, 라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이 15초 이상 100초 이하이다. 도 2에 나타내는 그래프에 있어서는, P2부터 P4까지의 시간이, T1에 해당하게 된다. 이로써, 상술한 바와 같이, 봉지용 수지 조성물의 충전성과, 배선 기판(12)에 대한 봉지 수지(14)의 밀착성의 균형의 향상에 기여할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 시간 T1이 20초 이상 90초 이하인 것이, 봉지용 수지 조성물의 충전성을 향상시키는 관점에서 보다 바람직하다.
또, 봉지용 수지 조성물은, 라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때의 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.5N·m 이하이다. 도 2에 나타내는 그래프에 있어서는, P3에 있어서의 토크값이 최저 토크값에 해당하게 된다. 이로써, 상술한 바와 같이, 봉지용 수지 조성물의 충전성과, 배선 기판(12)에 대한 봉지 수지(14)의 밀착성의 균형의 향상에 기여할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 충전성이나 밀착성의 균형을 보다 효과적으로 향상시키는 관점에서, 상기 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.0N·m 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.6N·m 이상 2.0N·m 이하인 것이 더 바람직하며, 0.6N·m 이상 1.2N·m 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.
본 실시형태에 있어서는, 봉지용 수지 조성물의 상기 시간 T1, 및 상기 최저 토크값을 동시에 제어함으로써 봉지용 수지 조성물의 충전성과, 배선 기판(12)에 대한 봉지 수지(14)의 밀착성의 균형을 향상시키는 것이 가능해진다. 이 이유는 분명하지 않지만, 성형을 위한 충분한 유동성을 얻으면서, 장소에 따른 유동성의 차가 발생하지 않도록 봉지용 수지 조성물의 유동 특성을 제어할 수 있음으로써 웰드 보이드 등의 미충전 개소의 발생을 억제할 수 있는 것, 봉지 수지(14)를 형성할 때의 온도 변화에 의한 밀착성의 저하를 억제할 수 있는 것에 의한 것이라고 추정되고 있다.
봉지용 수지 조성물은, 예를 들면 라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 측정 개시부터 최저 토크값에 도달할 때까지의 시간 T2가 5초 이상 40초 이하이다. 도 2에 나타내는 그래프에 있어서는, P1부터 P3까지의 시간이, T2에 해당하게 된다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 충전성을 보다 효과적으로 향상시키는 것이 가능해진다. 본 실시형태에 있어서는, 시간 T2가 10초 이상 35초 이하인 것이, 충전성을 향상시키는 관점에서 보다 바람직하다.
또, 봉지용 수지 조성물은, 예를 들면 라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 최저 토크값을 지난 후에 토크값이 3N·m가 되는 점부터, 토크값이 6N·m가 되는 점까지의 시간 T3이 2초 이상 20초 이하이다. 도 2에 나타내는 그래프에 있어서는, P5부터 P6까지의 시간이, T3에 해당하게 된다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 충전성이나, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조 효율을 더 향상시킬 수 있다. 특히, 성형 시에 있어서의 내부 응력을 완화하여 충전성을 더 향상시키는 관점에서는, 시간 T3이 3초 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 제조 효율을 더 향상시키는 관점에서는, 시간 T3이 10초 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 봉지용 수지 조성물의 조제 방법을 제어하는 것, 및 봉지용 수지 조성물을 구성하는 성분의 종류나 배합 비율을 각각 적절히 선택하는 것 등에 의하여, 봉지용 수지 조성물의 유리 전이 온도 Tg, 시간 T1, 시간 T2, 시간 T3, 및 최저 토크값을 모두 원하는 범위 내로 할 수 있다. 봉지용 수지 조성물의 조제 방법으로서는, 예를 들면 각 성분을 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 회전 볼밀에 의하여 일정한 조건하에 의하여 미분쇄(微粉碎)하는 것이 중요하다고, 본 발명자에 의하여 추정되고 있다. 예를 들면 장치 용적에 대한 볼의 체적 충전율, 및 재료 공급량(kg/hr) 등의 조건을 조정하여, 회전 볼밀에 의한 미분쇄를 행하는 것이, 봉지용 수지 조성물의 유리 전이 온도 Tg, 시간 T1, 시간 T2, 시간 T3, 및 최저 토크값에 영향을 주는 것이라고 생각되고 있다. 또, 회전 볼밀에 의한 미분쇄 후에 있어서의 용융 혼련 공정의 조건을 제어하는 것이나, 각 성분의 혼합부터 용융 혼련까지의 프로세스를 연속적으로 행하는 것 등도 봉지용 수지 조성물의 특성에 영향을 줄 수 있는 것이라고 생각된다. 또한, 봉지용 수지 조성물의 조제 방법은, 상기의 것에 한정되는 것은 아니다.
본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 봉지용 수지 조성물의 JIS K 6911에 준하여 측정되는 성형 수축률을 0.4% 이하로 할 수 있다. 이로써, 봉지 수지(14)의 전자 부품(16)에 대한 밀착성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 봉지용 수지 조성물의 상기 성형 수축률은, 0.3% 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 봉지용 수지 조성물의 상기 성형 수축률의 하한값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 0%로 할 수 있지만, 이형성을 향상시키는 관점에서는 0.1%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 성형 수축률의 측정은, 예를 들면 저압 트랜스퍼 성형기를 이용하여 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 제작한 시험편에 대하여, JIS K 6911에 준하여 행할 수 있다. 또, 저압 트랜스퍼 성형기로서는, 예를 들면 KTS-15(고타키 세이키(주)제)를 이용할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 봉지용 수지 조성물의 젤 타임을 10초 이상 60초 이하로 할 수 있다. 이로써, 봉지용 수지 조성물의 충전성과 성형성의 균형을 향상시킬 수 있다. 봉지용 수지 조성물의 젤 타임은, 15초 이상 50초 이하인 것이 보다 바람직하고, 18초 이상 45초 이하인 것이 특히 바람직하다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 스파이럴 플로에 의하여 측정되는 봉지용 수지 조성물의 유동 길이를, 40cm 이상 150cm 이하로 할 수 있다. 이로써, 기판을 관통하는 스루홀 등의 협로(狹路)에 대한 충전성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 봉지용 수지 조성물의 스파이럴 플로 유동 길이는, 45cm 이상 125cm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 스파이럴 플로 측정은, 예를 들면 저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키(주)제 "KTS-15")를 이용하여, EMMI-1-66에 준한 스파이럴 플로 측정용의 금형에 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 봉지용 수지 조성물을 주입하고, 유동 길이를 측정함으로써 행할 수 있다.
봉지용 수지 조성물의 상기 성형 수축률, 상기 젤 타임, 및 상기 스파이럴 플로 유동 길이는, 예를 들면 봉지용 수지 조성물의 조제 방법을 제어하는 것, 및 봉지용 수지 조성물을 구성하는 성분의 종류나 배합 비율을 각각 적절히 선택하는 것 등에 의하여, 각각 원하는 범위 내로 하는 것이 가능하다.
본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은, 상술한 바와 같이, 열경화성 수지와 이미다졸류를 포함한다. 이로써, 봉지용 수지 조성물에 대하여, 충전성과, 배선 기판에 대한 밀착성의 균형을 향상시킬 수 있다. 특히, 이미다졸류를 포함함으로써, 배선 기판(12)에 대한 밀착성이나, 내온도 사이클성의 균형을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이로 인하여, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 신뢰성 향상에 기여하는 것이 가능해진다.
이하, 봉지용 수지 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
((A) 열경화성 수지)
열경화성 수지 (A)는, 예를 들면 에폭시 수지, 페놀 수지, 옥세탄 수지, (메트)아크릴레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 및 말레이미드 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함한다. 이들 중에서도, 경화성, 보존성, 내열성, 내습성, 및 내약품성을 향상시키는 관점에서, 에폭시 수지를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
열경화성 수지 (A)에 포함되는 에폭시 수지로서는, 1분자 내에 에폭시기를 2개 이상 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 이용할 수 있으며, 그 분자량이나 분자 구조는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에 있어서, 에폭시 수지는, 예를 들면 비페닐형 에폭시 수지; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 테트라메틸비스페놀 F형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 스틸벤형 에폭시 수지; 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지; 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지 등으로 예시되는 트리스페놀형 에폭시 수지 등의 다관능 에폭시 수지; 페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬형 에폭시 수지, 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 비페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬형 에폭시 수지 등의 페놀아랄킬형 에폭시 수지; 디하이드록시나프탈렌형 에폭시 수지, 디하이드록시나프탈렌의 2량체를 글리시딜에테르화하여 얻어지는 에폭시 수지 등의 나프톨형 에폭시 수지; 트리글리시딜이소시아누레이트, 모노알릴디글리시딜이소시아누레이트 등의 트리아진 핵 함유 에폭시 수지; 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등의 유교(有橋) 환상 탄화 수소 화합물 변성 페놀형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함한다. 이들 중, 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 및 페놀아랄킬형 에폭시 수지로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이, 밀착성이나, 충전성, 내열성, 내습성 등의 제특성의 균형을 향상시키는 관점에서 보다 바람직하다.
봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 열경화성 수지 (A)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 2중량% 이상인 것이 바람직하고, 3중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 4중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 열경화성 수지 (A)의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 성형 시에 있어서의 유동성을 향상시킬 수 있다. 이로 인하여, 충전성이나 성형 안정성의 향상을 도모할 수 있다. 한편, 봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 열경화성 수지 (A)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 50중량% 이하인 것이 바람직하고, 30중량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 15중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 열경화성 수지 (A)의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 차재용 전자 제어 유닛(10)에 대하여, 내습 신뢰성이나 내(耐)리플로성을 향상시킬 수 있다.
((B) 경화제)
봉지용 수지 조성물은, 예를 들면 경화제 (B)를 포함할 수 있다. 봉지용 수지 조성물에 포함되는 경화제 (B)로서는, 예를 들면 중부가(重附加)형의 경화제, 촉매형의 경화제, 및 축합형의 경화제의 3타입으로 크게 나눌 수 있다.
경화제 (B)로서 이용되는 중부가형의 경화제는, 예를 들면 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라민(TETA), 메타자일렌디아민(MXDA) 등의 지방족 폴리아민, 디아미노디페닐메탄(DDM), m-페닐렌디아민(MPDA), 디아미노디페닐설폰(DDS) 등의 방향족 폴리아민 외, 디시안디아미드(DICY), 유기산 디히드라지드 등을 포함하는 폴리아민 화합물; 헥사히드로 무수 프탈산(HHPA), 메틸테트라히드로 무수 프탈산(MTHPA) 등의 지환족 산무수물, 무수 트리멜리트산(TMA), 무수 피로멜리트산(PMDA), 벤조페논테트라카복실산(BTDA) 등의 방향족 산무수물 등을 포함하는 산무수물; 노볼락형 페놀 수지, 폴리비닐페놀, 아랄킬형 페놀 수지 등의 페놀 수지계 경화제; 폴리설파이드, 티오에스테르, 티오에테르 등의 폴리머캅탄 화합물; 이소시아네이트 프리폴리머, 블록화 이소시아네이트 등의 이소시아네이트 화합물; 카복실산 함유 폴리에스테르 수지 등의 유기산류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함한다.
경화제 (B)로서 이용되는 촉매형의 경화제는, 예를 들면 벤질디메틸아민(BDMA), 2,4,6-트리스디메틸아미노메틸페놀(DMP-30) 등의 3급 아민 화합물; BF3 착체 등의 루이스산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함한다.
경화제 (B)로서 이용되는 축합형의 경화제는, 예를 들면 레졸형 페놀 수지; 메틸올기 함유 요소 수지 등의 요소 수지; 메틸올기 함유 멜라민 수지 등의 멜라민 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함한다.
이들 중에서도, 내연성, 내습성, 전기 특성, 경화성, 및 보존 안정성 등에 대한 균형을 향상시키는 관점에서, 페놀 수지계 경화제를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 페놀 수지계 경화제로서는, 1분자 내에 페놀성 수산기를 2개 이상 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 이용할 수 있으며, 그 분자량, 분자 구조는 특별히 한정되지 않는다. 경화제 (B)로서 이용되는 페놀 수지계 경화제는, 예를 들면 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 노볼락 등의 노볼락형 페놀 수지; 폴리비닐페놀; 트리페놀메탄형 페놀 수지 등의 다관능형 페놀 수지; 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지 등의 변성 페놀 수지; 페닐렌 골격 및/또는 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지, 페닐렌 및/또는 비페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬 수지 등의 페놀아랄킬형 페놀 수지; 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 비스페놀 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함한다. 이들 중에서도, 봉지용 수지 조성물의 경화성을 향상시키는 관점에서는, 노볼락형 페놀 수지, 및 페놀아랄킬형 페놀 수지 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 경화제 (B)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 1중량% 이상인 것이 바람직하고, 2중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 3중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 경화제 (B)의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 성형 시에 있어서, 우수한 유동성을 실현하고, 충전성이나 성형성의 향상을 도모할 수 있다. 한편, 봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 경화제 (B)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 40중량% 이하인 것이 바람직하고, 25중량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 10중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 경화제 (B)의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 내습 신뢰성이나 내리플로성을 향상시킬 수 있다.
((C) 경화 촉매)
봉지용 수지 조성물은, 경화 촉매 (C)를 포함하고 있다. 경화 촉매 (C)로서는, 열경화성 수지 (A)(예를 들면, 에폭시 수지의 에폭시기)와, 경화제 (B)(예를 들면, 페놀 수지계 경화제의 페놀성 수산기)의 가교 반응을 촉진시키는 것을 이용할 수 있다.
본 실시형태에 관한 봉지용 수지 조성물은, 경화 촉매 (C)로서 이미다졸류를 포함하고 있다. 이미다졸류는, 예를 들면 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 2-페닐-4,5-디하이드록시디메틸이미다졸, 및 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸일(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4-메틸이미다졸일(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일(1')]-에틸-s-트리아진의 이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸의 이소시아누르산 부가물, 2-메틸이미다졸의 이소시아누르산 부가물로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 경화 촉매 (C)가, 이미다졸류로서 2-메틸이미다졸 및 2-페닐이미다졸 중의 한쪽 또는 양쪽 모두를 포함하는 경우를 바람직한 양태의 일례로서 채용할 수 있다.
이미다졸류의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 0.01중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.03중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.05중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 이미다졸류의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 봉지 수지(14)의 배선 기판(12)에 대한 밀착성이나, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 내온도 사이클성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또, 봉지 성형 시에 있어서의 경화성을 향상시키는 것도 가능하다. 한편, 이미다졸류의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 2.0중량% 이하인 것이 바람직하고, 1.0중량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.5중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 이미다졸류의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 봉지 성형 시에 있어서의 유동성을 향상시켜, 충전성의 향상에 기여할 수 있다.
경화 촉매 (C)는, 이미다졸류 외에, 예를 들면 유기 포스핀, 테트라 치환 포스포늄 화합물, 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물, 포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물 등의 인 원자 함유 화합물; 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데센 등의 이미다졸류 이외의 아민계 경화 촉진제로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 포함할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 경화 촉매 (C)가 이미다졸류와 인 원자 함유 화합물을 모두 포함하는 경우를 바람직한 양태의 일례로서 채용할 수 있다.
봉지용 수지 조성물에서 이용할 수 있는 유기 포스핀으로서는, 예를 들면 에틸포스핀, 페닐포스핀 등의 제1 포스핀; 디메틸포스핀, 디페닐포스핀 등의 제2 포스핀; 트리메틸포스핀, 트리에틸포스핀, 트리부틸포스핀, 트리페닐포스핀 등의 제3 포스핀을 들 수 있다.
봉지용 수지 조성물에서 이용할 수 있는 테트라 치환 포스포늄 화합물로서는, 예를 들면 하기 일반식 (4)로 나타내는 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112017067488498-pct00001
(상기 일반식 (4)에 있어서, P는 인 원자를 나타낸다. R4, R5, R6 및 R7은 방향족기 또는 알킬기를 나타낸다. A는 하이드록실기, 카복실기, 티올기로부터 선택되는 관능기 중 어느 하나를 방향환에 적어도 하나 갖는 방향족 유기산의 음이온을 나타낸다. AH는 하이드록실기, 카복실기, 티올기로부터 선택되는 관능기 중 어느 하나를 방향환에 적어도 하나 갖는 방향족 유기산을 나타낸다. x, y는 1~3의 수, z는 0~3의 수이며, 또한 x=y이다.)
일반식 (4)로 나타내는 화합물은, 예를 들면 이하와 같이 하여 얻어지지만 이에 한정되는 것은 아니다. 먼저, 테트라 치환 포스포늄할라이드와 방향족 유기산과 염기를 유기 용제에 섞어 균일하게 혼합하고, 그 용액계 내에 방향족 유기산 음이온을 발생시킨다. 이어서 물을 첨가하면, 일반식 (4)로 나타내는 화합물을 침전시킬 수 있다. 일반식 (4)로 나타내는 화합물에 있어서, 인 원자에 결합하는 R4, R5, R6 및 R7이 페닐기이고, 또한 AH는 하이드록실기를 방향환에 갖는 화합물, 즉 페놀류이며, 또한 A는 그 페놀류의 음이온인 것이 바람직하다. 상기 페놀류로서는, 페놀, 크레졸, 레조신, 카테콜 등의 단환식 페놀류, 나프톨, 디하이드록시나프탈렌, 안트라퀴놀 등의 축합 다환식 페놀류, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등의 비스페놀류, 페닐페놀, 비페놀 등의 다환식 페놀류 등이 예시된다.
봉지용 수지 조성물에서 이용할 수 있는 포스포베타인 화합물로서는, 예를 들면, 하기 일반식 (5)로 나타내는 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112017067488498-pct00002
(상기 일반식 (5)에 있어서, R8은 탄소수 1~3의 알킬기, R9는 하이드록실기를 나타낸다. f는 0~5의 수이며, g는 0~3의 수이다.)
일반식 (5)로 나타내는 화합물은, 예를 들면 이하와 같이 하여 얻어진다. 먼저, 제3 포스핀인 트리 방향족 치환 포스핀과 디아조늄염을 접촉시켜, 트리 방향족 치환 포스핀과 디아조늄염이 갖는 디아조늄기를 치환시키는 공정을 거쳐 얻어진다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
봉지용 수지 조성물에서 이용할 수 있는 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물로서는, 예를 들면, 하기 일반식 (6)으로 나타내는 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112017067488498-pct00003
(상기 일반식 (6)에 있어서, P는 인 원자를 나타낸다. R10, R11 및 R12는 탄소수 1~12의 알킬기 또는 탄소수 6~12의 아릴기를 나타내며, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. R13, R14 및 R15는 수소 원자 또는 탄소수 1~12의 탄화 수소기를 나타내며, 서로 동일해도 되고 상이해도 되고, R14와 R15가 결합하여 환상 구조로 되어 있어도 된다.)
포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물에 이용하는 포스핀 화합물로서는, 예를 들면 트리페닐포스핀, 트리스(알킬페닐)포스핀, 트리스(알콕시페닐)포스핀, 트리나프틸포스핀, 트리스(벤질)포스핀 등의 방향환에 무치환 또는 알킬기, 알콕실기 등의 치환기가 존재하는 것이 바람직하고, 알킬기, 알콕실기 등의 치환기로서는 1~6의 탄소수를 갖는 것을 들 수 있다. 입수 용이성의 관점에서는 트리페닐포스핀이 바람직하다.
또, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물에 이용하는 퀴논 화합물로서는, 벤조퀴논, 안트라퀴논류를 들 수 있으며, 그 중에서도 p-벤조퀴논이 보존 안정성의 점에서 바람직하다.
포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물의 제조 방법으로서는, 유기 제3 포스핀과 벤조퀴논류 양쪽 모두가 용해될 수 있는 용매 중에서 접촉, 혼합시킴으로써 부가물을 얻을 수 있다. 용매로서는 아세톤이나 메틸에틸케톤 등의 케톤류로 부가물에 대한 용해성이 낮은 것이 좋다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
일반식 (6)으로 나타내는 화합물에 있어서, 인 원자에 결합하는 R10, R11 및 R12가 페닐기이며, 또한 R13, R14 및 R15가 수소 원자인 화합물, 즉 1,4-벤조퀴논과 트리페닐포스핀을 부가시킨 화합물이 봉지용 수지 조성물의 경화물의 열시(熱時) 탄성률을 저하시키는 점에서 바람직하다.
봉지용 수지 조성물에서 이용할 수 있는 포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물로서는, 예를 들면 하기 일반식 (7)로 나타내는 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112017067488498-pct00004
(상기 일반식 (7)에 있어서, P는 인 원자를 나타내고, Si는 규소 원자를 나타낸다. R16, R17, R18 및 R19는, 각각, 방향환 또는 복소환을 갖는 유기기, 혹은 지방족기를 나타내며, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 식 중 R20은, 기 Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이다. 식 중 R21은, 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이다. Y2 및 Y3은, 프로톤 공여성기가 프로톤을 방출하여 이루어지는 기를 나타내며, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하는 것이다. Y4 및 Y5는 프로톤 공여성기가 프로톤을 방출하여 이루어지는 기를 나타내며, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하는 것이다. R20, 및 R21은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, Y2, Y3, Y4 및 Y5는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. Z1은 방향환 또는 복소환을 갖는 유기기, 혹은 지방족기이다.)
일반식 (7)에 있어서, R16, R17, R18 및 R19로서는, 예를 들면, 페닐기, 메틸페닐기, 메톡시페닐기, 하이드록시페닐기, 나프틸기, 하이드록시나프틸기, 벤질기, 메틸기, 에틸기, n-부틸기, n-옥틸기 및 시클로헥실기 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도, 페닐기, 메틸페닐기, 메톡시페닐기, 하이드록시페닐기, 하이드록시나프틸기 등의 알킬기, 알콕시기, 수산기 등의 치환기를 갖는 방향족기 혹은 무치환의 방향족기가 보다 바람직하다.
또, 일반식 (7)에 있어서, R20은, Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이다. 마찬가지로, R21은, 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이다. Y2 및 Y3은 프로톤 공여성기가 프로톤을 방출하여 이루어지는 기이며, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하는 것이다. 마찬가지로 Y4 및 Y5는 프로톤 공여성기가 프로톤을 방출하여 이루어지는 기이며, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하는 것이다. 기 R20 및 R21은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 기 Y2, Y3, Y4, 및 Y5는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 이와 같은 일반식 (7) 중의 -Y2-R20-Y3-, 및 -Y4-R21-Y5-로 나타내는 기는, 프로톤 공여체가, 프로톤을 2개 방출하여 이루어지는 기로 구성되는 것이며, 프로톤 공여체로서는, 분자 내에 카복실기, 또는 수산기를 적어도 2개 갖는 유기산이 바람직하고, 나아가서는 방향환을 구성하는 인접하는 탄소에 카복실기 또는 수산기를 적어도 2개 갖는 방향족 화합물이 바람직하며, 방향환을 구성하는 인접하는 탄소에 수산기를 적어도 2개 갖는 방향족 화합물이 보다 바람직하고, 예를 들면, 카테콜, 피로갈롤, 1,2-디하이드록시나프탈렌, 2,3-디하이드록시나프탈렌, 2,2'-비페놀, 1,1'-비-2-나프톨, 살리실산, 1-하이드록시-2-나프토산, 3-하이드록시-2-나프토산, 클로라닐산, 타닌산, 2-하이드록시벤질알코올, 1,2-시클로헥산디올, 1,2-프로판디올 및 글리세린 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도, 카테콜, 1,2-디하이드록시나프탈렌, 2,3-디하이드록시나프탈렌이 보다 바람직하다.
또, 일반식 (7) 중의 Z1은, 방향환 또는 복소환을 갖는 유기기 또는 지방족기를 나타내며, 이들의 구체적인 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기 및 옥틸기 등의 지방족 탄화 수소기나, 페닐기, 벤질기, 나프틸기 및 비페닐기 등의 방향족 탄화 수소기, 글리시딜옥시프로필기, 머캅토프로필기, 아미노프로필기 등의 글리시딜옥시기, 머캅토기, 아미노기를 갖는 알킬기 및 비닐기 등의 반응성 치환기 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도, 메틸기, 에틸기, 페닐기, 나프틸기 및 비페닐기가 열안정성의 면에서, 보다 바람직하다.
포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물의 제조 방법으로서는, 메탄올을 넣은 플라스크에, 페닐트리메톡시실란 등의 실란 화합물, 2,3-디하이드록시나프탈렌 등의 프로톤 공여체를 첨가하여 용해시키고, 다음으로 실온 교반하에서 나트륨메톡사이드-메탄올 용액을 적하한다. 또한 거기에 미리 준비한 테트라페닐포스포늄 브로마이드 등의 테트라 치환 포스포늄할라이드를 메탄올에 용해시킨 용액을 실온 교반하에서 적하하면 결정이 석출된다. 석출한 결정을 여과, 수세, 진공 건조하면, 포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물이 얻어진다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
경화 촉매 (C)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 0.05중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.08중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.10중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 경화 촉매 (C)의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 봉지 성형 시에 있어서의 경화성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 한편, 경화 촉매 (C)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 2.0중량% 이하인 것이 바람직하고, 1.0중량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.5중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 경화 촉매 (C)의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 봉지 성형 시에 있어서의 유동성을 향상시켜, 충전성의 향상에 기여할 수 있다.
((D) 무기 충전제)
봉지용 수지 조성물은, 예를 들면 무기 충전제 (D)를 포함할 수 있다. 무기 충전제 (D)는, 예를 들면 용융 실리카, 결정 실리카 등의 실리카, 알루미나, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 질화 규소, 및 질화 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다. 이들 중에서도, 범용성이 우수한 관점에서, 실리카를 포함하는 것이 보다 바람직하고, 용융 실리카를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 또, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 형성되는 봉지 수지의 난연성을 향상시키는 관점에서는, 수산화 알루미늄을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 실리카와 수산화 알루미늄을 모두 포함하는 경우를, 바람직한 양태의 일례로서 들 수 있다.
무기 충전제 (D)는, 예를 들면 파쇄 실리카를 포함할 수 있다. 이로써, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조 비용을 저감하는 것이 가능해진다. 무기 충전제 (D)가 파쇄 실리카를 포함하는 경우, 파쇄 실리카의 함유량은, 예를 들면 무기 충전제 (D) 전체에 대하여 10중량% 이상 100중량% 이하로 할 수 있으며, 15중량% 이상 95중량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 무기 충전제 (D)는, 봉지용 수지 조성물의 유동성을 향상시켜, 성형 안정성이나 충전성의 향상에 기여하는 관점에서, 구상(球狀) 실리카를 포함할 수 있다. 무기 충전제 (D)가 구상 실리카를 포함하는 경우, 구상 실리카의 함유량은, 예를 들면 무기 충전제 (D) 전체에 대하여 10중량% 이상 100중량% 이하로 할 수 있으며, 15중량% 이상 95중량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 무기 충전제 (D)로서 구상 실리카와 파쇄 실리카를 모두 포함하는 경우를, 바람직한 양태의 일례로서 들 수 있다.
무기 충전제 (D)가 실리카를 포함하는 경우, 무기 충전제 (D)는, 예를 들면 평균 입경 D50이 3μm 이상 50μm 이하인 실리카를 포함하는 것이 바람직하고, 평균 입경 D50이 10μm 이상 30μm 이하인 실리카를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이로써, 충전성이나, 밀착성, 내습성, 내열성 등의 균형을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 실리카의 평균 입경 D50은, 예를 들면 시판 중인 레이저식 입도 분포계(예를 들면, (주)시마즈 세이사쿠쇼제, 샐드(SALD)-7000 등)를 이용하여 측정할 수 있다.
봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 무기 충전제 (D)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 60중량% 이상인 것이 바람직하고, 70중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전제 (D)의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 저흡습성 및 저열팽창성을 향상시켜, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 내습 신뢰성이나 내리플로성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 한편, 봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 무기 충전제 (D)의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 90중량% 이하인 것이 바람직하고, 85중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전제 (D)의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 봉지용 수지 조성물의 성형 시에 있어서의 유동성이나 충전성을 보다 효과적으로 향상시키는 것이 가능해진다.
((E) 실란 커플링제)
봉지용 수지 조성물은, 예를 들면 실란 커플링제 (E)를 포함할 수 있다. 이로써, 무기 충전제 (D)의 분산성을 향상시켜, 내습 신뢰성이나 내리플로성의 향상에 기여할 수 있다. 또, 봉지 수지(14)의 배선 기판(12)에 대한 밀착성을 향상시키는 것도 가능해진다. 실란 커플링제 (E)는, 예를 들면 에폭시실란, 머캅토실란, 아미노실란, 알킬실란, 우레이도실란, 비닐실란, 및 메타크릴실란으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
이들을 예시하면, 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아닐리노프로필트리메톡시실란, γ-아닐리노프로필메틸디메톡시실란, γ-[비스(β-하이드록시에틸)]아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-(β-아미노에틸)아미노프로필디메톡시메틸실란, N-(트리메톡시실릴프로필)에틸렌디아민, N-(디메톡시메틸실릴이소프로필)에틸렌디아민, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, N-β-(N-비닐벤질아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, 헥사메틸디실란, 비닐트리메톡시실란, γ-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민의 가수분해물 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 실란 커플링제 (E)의 함유량은, 예를 들면 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 0.05중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.1중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.15중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 실란 커플링제 (E)의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 무기 충전제 (D)의 분산성을 보다 양호한 것으로 할 수 있다. 이로 인하여, 내습 신뢰성이나 내리플로성 등을 보다 효과적으로 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 봉지용 수지 조성물 중에 있어서의 실란 커플링제 (E)의 함유량은, 예를 들면 2중량% 이하인 것이 바람직하고, 1중량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.5중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 실란 커플링제 (E)의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 봉지용 수지 조성물의 유동성을 양호한 것으로 하고, 성형성의 향상을 도모할 수 있다.
((F) 기타 성분)
봉지용 수지 조성물에는, 필요에 따라, 예를 들면 실란 커플링제 이외의 커플링제, 이형성 부여제, 착색제, 이온 포착제, 오일, 저응력제, 난연제 및 산화 방지제 등의 각종 첨가제 중 1종 이상을 적절히 배합할 수 있다. 커플링제는, 예를 들면 티타늄계 화합물, 알루미늄 킬레이트류, 알루미늄/지르코늄계 화합물 등의 공지의 커플링제를 포함할 수 있다. 이형성 부여제는, 예를 들면 카나우바 왁스 등의 천연 왁스, 몬탄산 에스테르 왁스나 산화 폴리에틸렌 왁스 등의 합성 왁스, 스테아르산 아연 등의 고급 지방산 및 그 금속염류, 또한 파라핀으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다. 착색제는, 예를 들면 카본 블랙 및 흑색 산화 티타늄 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 이온 포착제는, 예를 들면 히드로탈사이트를 포함할 수 있다. 오일은, 예를 들면 실리콘 오일을 포함할 수 있다. 저응력제는, 예를 들면 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 난연제는, 예를 들면 수산화 마그네슘, 붕산 아연, 몰리브덴산 아연, 및 포스파젠으로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다. 산화 방지제는, 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제 및 티오에테르계 산화 방지제로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 관한 차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조 방법은, 예를 들면 이하와 같이 행해진다. 먼저, 배선 기판(12)의 적어도 일면 상에 복수의 전자 부품(16)을 탑재한다. 이어서, 복수의 전자 부품(16)을, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지 성형한다. 봉지용 수지 조성물로서는, 상기에 예시한 것을 이용할 수 있다.
이하, 차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 배선 기판(12)의 적어도 일면 상에 복수의 전자 부품(16)을 탑재한다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 복수의 전자 부품(16)을, 배선 기판(12)의 일면과, 당해 일면과는 반대인 타면의 각각에 탑재할 수 있다. 이로써, 도 1에 나타내는 바와 같은, 배선 기판(12)의 양면에 전자 부품(16)이 탑재된 차재용 전자 제어 유닛(10)을 형성하는 것이 가능해진다. 한편, 배선 기판(12)의 일면에만 전자 부품(16)을 탑재하고, 타면에는 전자 부품(16)이 탑재되지 않아도 된다. 또한, 배선 기판(12) 및 전자 부품(16)으로서는, 상기에 예시한 것을 적용할 수 있다.
다음으로, 복수의 전자 부품(16)을, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지 성형한다. 이로써, 전자 부품(16)을 봉지하는 봉지 수지(14)가 형성되게 된다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면 전자 부품(16)과 함께 배선 기판(12)을 봉지하도록 봉지용 수지 조성물의 성형이 행해진다. 도 1에 예시되는 차재용 전자 제어 유닛(10)은, 예를 들면 배선 기판(12)의 일면 및 타면, 또한 배선 기판(12)에 탑재된 전자 부품(16)을 봉지용 수지 조성물에 의하여 봉지 성형함으로써 얻을 수 있다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 복수의 전자 부품(16)과 함께 배선 기판(12)의 일부 또는 전부가 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지된다. 도 1에 예시되는 차재용 전자 제어 유닛(10)은, 예를 들면 접속 단자(18)가 노출되도록, 배선 기판(12) 중의 접속 단자(18)를 봉지하지 않고 다른 부분 전체를 봉지하도록 봉지용 수지 조성물의 성형을 행함으로써 얻어진다.
본 실시형태에 관한 차재용 전자 제어 유닛(10)의 제조 방법은, 예를 들면 이와 같이 하여 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
실시예
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
(봉지용 수지 조성물)
실시예 1~7 및 비교예 1 및 3의 각각에 대하여, 이하와 같이 봉지용 수지 조성물을 조제했다. 먼저, 표 1에 나타내는 배합에 따라, 각 성분을, 실온 상태로 설정한 헨셀 믹서(용량 200리터, 회전수 900rpm)로 20분간 예비 혼합했다. 이어서, 얻어진 혼합물을, 연속식 회전 볼밀(닛폰 코크스 고교(주)제 다이나믹밀 MYD25, 스크루 회전수 500rpm, 알루미나제 볼 직경 10mm, 장치 용적에 대한 볼의 체적 충전율 50%)을 이용하여, 재료 공급량 200kg/hr로 재료 온도를 30℃ 이하로 유지하면서 미분쇄했다. 이어서, 미분쇄된 혼합물을, 단축(單軸) 압출 혼련기(스쿠루 직경 D=46mm, 압출기 길이=500mm, 용융 혼련부 길이=7D, 스크루 회전수 200rpm, 토출량 30kg/hr)를 이용하여 용융 혼련했다. 이어서, 혼련 후의 혼합물을 냉각하고, 분쇄하여 봉지용 수지 조성물을 얻었다. 또한, 헨셀 믹서에 의한 예비 혼합부터, 봉지용 수지 조성물을 얻을 때까지의 각 공정은, 연속적으로 행했다.
비교예 2에 있어서는, 다음과 같이 봉지용 수지 조성물을 조제했다. 먼저, 표 1에 나타내는 배합에 따라, 각 성분을, 실온 상태로 설정한 헨셀 믹서(용량 200리터, 회전수 900rpm)로 20분간 예비 혼합했다. 이어서, 얻어진 혼합물을, 단축 압출 혼련기(스쿠루 직경 D=46mm, 압출기 길이=500mm, 용융 혼련부 길이=7D, 스크루 회전수 200rpm, 토출량 30kg/hr)를 이용하여 용융 혼련했다. 이어서, 혼련 후의 혼합물을 냉각하고, 분쇄하여 봉지용 수지 조성물을 얻었다. 또한, 표 1 중에 있어서의 각 성분의 상세는 하기와 같다. 또, 표 1 중의 단위는, 중량%이다.
(A) 열경화성 수지
열경화성 수지 1: 오쏘크레졸 노볼락형 에폭시 수지(에피클론(EPICLON) N-660, 디아이씨(DIC)(주)제)
열경화성 수지 2: 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬형 에폭시 수지(NC-3000, 닛폰 가야쿠(주)제)
열경화성 수지 3: 비페닐형 에폭시 수지(YX-4000H, 미쓰비시 가가쿠(주)제)
(B) 경화제
경화제 1: 노볼락형 페놀 수지(PR-HF-3, 스미토모 베이클라이트(주)제)
경화제 2: 페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지(XL-225-3L, 미쓰이 가가쿠(주)제)
경화제 3: 비페닐렌 골격을 갖는 아랄킬형 페놀 수지(MEH-7851SS, 메이와 가세이(주)제)
(C) 경화 촉매
경화 촉매 1: 2-메틸이미다졸(2MZ-H, 시코쿠 가세이(주)제)
경화 촉매 2: 트리페닐포스핀(PP360, 케이·아이 가세이(주)제)
경화 촉매 3: 2-페닐이미다졸(2PZ-PW, 시코쿠 가세이(주)제, 미분말)
(D) 무기 충전제
무기 충전제 1: 구상 실리카(FB-950, 덴키 가가쿠 고교(주)제, 평균 입경 D50=24μm)
무기 충전제 2: 파쇄 실리카(RD-8, (주)다쓰모리제, 평균 입경 D50=15μm)
무기 충전제 3: 수산화 알루미늄
(E) 실란 커플링제
γ-아미노프로필트리에톡시실란(KBE-903, 신에쓰 가가쿠 고교(주)제)
(F) 기타 성분
오일: 실리콘 오일(FZ-3730, 도레이·다우코닝(주)제)
저응력제: 실리콘 고무(CF2152, 도레이·다우코닝(주)제)
이형성 부여제: 몬탄산 에스테르 왁스(리콜루브(licolub) WE-4, 클라리언트 재팬(주)제)
착색제: 카본 블랙(#5, 미쓰비시 가가쿠(주)제)
(시간 T1, T2, T3의 측정)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 얻어진 봉지용 수지 조성물에 대하여 시간 T1, T2, T3, 및 최저 토크값의 측정을 다음과 같이 행했다. 먼저, 라보 플라스토밀 시험기((주)도요 세이키 세이사쿠쇼제, 4C150)를 이용하여, 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 봉지용 수지 조성물의 용융 토크를 경시적으로 측정했다. 이어서, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1과, 측정 개시부터 최저 토크값에 도달할 때까지의 시간 T2와, 최저 토크값을 지난 후에 토크값이 3N·m가 되는 점부터 토크값이 6N·m가 되는 점까지의 시간 T3을 측정 결과에 근거하여 산출했다. 측정 개시점은, 라보 플라스토밀 시험기에 재료를 투입하고, 급격하게 토크가 상승한 후, 토크가 하강하기 시작하는 점으로 했다. 또, 측정 결과부터, 최저 토크값을 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서의 시간 T1, T2, 및 T3의 단위는 초이며, 최저 토크값의 단위는 N·m이다.
(성형 수축률)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 얻어진 봉지용 수지 조성물의 성형 수축률을 측정했다. 측정은, 저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키(주)제 "KTS-15")를 이용하여 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 제작한 시험편에 대하여, JIS K 6911에 준하여 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서의 단위는 %이다.
(스파이럴 플로)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 얻어진 봉지용 수지 조성물에 대하여 스파이럴 플로 측정을 행했다. 스파이럴 플로 측정은, 저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키(주)제 "KTS-15")를 이용하여, EMMI-1-66에 준한 스파이럴 플로 측정용의 금형에 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 봉지용 수지 조성물을 주입하고, 유동 길이를 측정함으로써 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서의 단위는 cm이다.
(젤 타임)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 얻어진 봉지용 수지 조성물의 젤 타임을 측정했다. 젤 타임의 측정은, 175℃로 가열한 열판 상에서 봉지용 수지 조성물을 용융한 후, 주걱으로 반죽하면서 경화할 때까지의 시간(젤 타임)을 측정함으로써 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서의 단위는 초이다.
(유리 전이 온도)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 얻어진 봉지용 수지 조성물의 경화물의 유리 전이 온도(Tg)를 이하와 같이 측정했다. 먼저, 저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키(주)제 "KTS-15")를 이용하여 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초로 봉지용 수지 조성물을 주입 성형하여, 10mm×4mm×4mm의 시험편을 얻었다. 이어서, 얻어진 시험편을 175℃에서, 4시간 후경화한 후, 열기계 분석 장치(세이코 덴시 고교(주)제, TMA100)를 이용하여, 측정 온도 범위 0℃~320℃, 승온 속도 5℃/분의 조건하에서 측정을 행했다. 그리고, 이 측정 결과로부터, 유리 전이 온도(Tg)를 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서의 단위는 ℃이다.
(밀착성 평가)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 기판에 대한 봉지 수지의 밀착성을 이하와 같이 평가했다. 먼저, 유리 에폭시 구리 피복 적층판(파나소닉(주)제, R-1705, 기판 두께 1.6mm)에 솔더 레지스트((주)다무라 세이사쿠쇼제, DSR-2200S66-11)를 인쇄, 경화하여 얻은 기판(세로 100mm, 폭 80mm)을, 상기에서 얻어진 봉지용 수지 조성물을 이용하여 도와(TOWA)(주)제 YPS-120 톤(ton) 매뉴얼 프레스에 의하여 금형 온도 175℃, 주입 시간 20초, 주입 압력 8.4MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 봉지 성형하여, 성형물을 얻었다. 성형물의 봉지 수지부는 세로 90mm, 폭 90mm, 두께 13mm이며, 기판의 세로 85mm까지가 봉지 수지 중에 봉입되고, 한 변으로부터 기판의 세로 15mm가 노출되어 있었다. 또, 기판 상면측의 수지 두께는 3.4mm이며, 기판 하면측의 수지 두께는 8mm였다. 이어서, 성형물을 금형으로부터 취출한 직후에 1L의 25℃의 물 속에 20분간 침지시켜 냉각했다. 이어서, 냉각한 성형물을 (주)히타치 파워 솔루션즈제 파인(Fine) SAT로 초음파 탐상하여, 기판과 봉지 수지의 박리의 유무를 확인했다. 여기에서는, 박리가 있으면 ×, 박리가 없으면 ○로 하여, 밀착성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(충전성 평가)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 상기 밀착성 평가에 있어서 초음파 탐상을 행한 성형체의 외관을 육안으로 관찰하여, 웰드에 의한 미충전의 유무를 확인했다. 그리고, 미충전 부분이 있으면 ×, 미충전 부분이 없으면 ○로 하여, 충전성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(충전성 평가(대))
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 상기 충전성 평가보다 큰 성형체에서의 충전성 평가를 이하와 같이 행했다. 먼저, 유리 에폭시 구리 피복 적층판(파나소닉(주)제, R-1705, 기판 두께 1.6mm)에 솔더 레지스트((주)다무라 세이사쿠쇼제, DSR-2200S66-11)를 인쇄, 경화하여 얻은 기판(세로 130mm, 폭 80mm)을, 상기에서 얻어진 봉지용 수지 조성물을 이용하여 도와(주)제 YPS-120 톤 매뉴얼 프레스에 의하여 금형 온도 175℃, 주입 시간 20초, 주입 압력 8.4MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 봉지 성형하여, 성형물을 얻었다. 성형물의 봉지 수지부는 세로 120mm, 폭 90mm, 두께 9.6mm이며, 기판의 세로 115mm까지가 봉지 수지 중에 봉입되고, 한 변으로부터 기판의 세로 15mm가 노출되어 있었다. 또, 기판 상면측·하면측의 수지 두께는 모두 4mm였다. 얻어진 성형체의 외관을 육안으로 관찰하여, 웰드에 의한 미충전의 유무를 확인했다. 그리고, 미충전 부분이 1mm 이상이면 ×, 미충전 부분이 1mm 미만이면 ○, 미충전 부분이 없으면 ◎로 하여, 충전성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(온도 사이클 시험)
각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 상기 밀착성 평가에 있어서 초음파 탐상을 행한 성형체를, 온도 사이클 시험(-40℃ 30분, 125℃ 30분, 1사이클 1시간)에 1000사이클 투입한 후, (주)히타치 파워 솔루션즈제 파인 SAT로 재차 초음파 탐상했다. 그리고, 새로운 박리의 발생, 또는 박리의 진전의 유무를 확인했다. 여기에서는, 새로운 박리의 발생 또는 박리의 진전이 있으면 ×, 새로운 박리의 발생 및 박리의 진전이 없으면 ○로 하여, 온도 사이클 시험에 의한 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112017067488498-pct00005
이 출원은, 2015년 3월 5일에 출원된 일본 특허출원 2015-043851호를 기초로 하는 우선권을 주장하며, 그 개시의 전부를 여기에 원용한다.
본 발명은 이하의 양태도 취할 수 있다.
(1)
배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 탑재된 복수의 전자 부품과, 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지 수지를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛의 상기 봉지 수지를 형성하기 위하여 이용되는 봉지용 수지 조성물로서,
열경화성 수지와,
이미다졸류
를 포함하고,
175℃에서, 4시간 가열하여 얻어지는 경화물의 유리 전이 온도가 150℃ 이상 이며,
라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이 15초 이상 100초 이하이고, 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.5N·m 이하인 봉지용 수지 조성물.
(2)
상기 (1)에 기재된 봉지용 수지 조성물에 있어서,
JIS K 6911에 준하여 측정되는 성형 수축률이, 0.4% 이하인 봉지용 수지 조성물.
(3)
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 봉지용 수지 조성물에 있어서,
라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 측정 개시부터 최저 토크값에 도달할 때까지의 시간 T2가 5초 이상 40초 이하인, 봉지용 수지 조성물.
(4)
상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 봉지용 수지 조성물에 있어서,
무기 충전제를 더 포함하는 봉지용 수지 조성물.
(5)
상기 (4)에 기재된 봉지용 수지 조성물에 있어서,
상기 무기 충전제는, 구상 실리카 및 파쇄 실리카를 포함하는 봉지용 수지 조성물.
(6)
상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 봉지용 수지 조성물에 있어서,
라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 최저 토크값을 지난 후에 토크값이 3N·m가 되는 점부터, 토크값이 6N·m가 되는 점까지의 시간 T3이 2초 이상 20초 이하인, 봉지용 수지 조성물.
(7)
배선 기판의 적어도 일면 상에 복수의 전자 부품을 탑재하는 공정과,
상기 복수의 전자 부품을, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지 성형하는 공정
을 포함하는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
(8)
상기 (7)에 기재된 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법에 있어서,
상기 배선 기판은, 상기 일면에 있어서, 실리콘 화합물을 포함하는 수지 조성물에 의하여 형성된 솔더 레지스트층을 갖는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
(9)
상기 (7) 또는 (8)에 기재된 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법에 있어서,
상기 복수의 전자 부품을 탑재하는 상기 공정에 있어서, 상기 복수의 전자 부품은, 상기 배선 기판의 상기 일면과, 상기 일면과는 반대인 타면의 각각에 탑재되는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
(10)
상기 (7) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법에 있어서,
상기 복수의 전자 부품을 봉지 성형하는 상기 공정에 있어서, 상기 복수의 전자 부품과 함께 상기 배선 기판의 일부 또는 전부가 상기 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지되는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
(11)
배선 기판과,
상기 배선 기판의 적어도 일면에 탑재된 복수의 전자 부품과,
상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 봉지용 수지 조성물을 경화함으로써 형성되고, 또한 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지 수지
를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛.
(12)
상기 (11)에 기재된 차재용 전자 제어 유닛에 있어서,
상기 배선 기판은, 상기 일면에 있어서, 실리콘 화합물을 포함하는 수지 조성물에 의하여 형성된 솔더 레지스트층을 갖는 차재용 전자 제어 유닛.
(13)
상기 (11) 또는 (12)에 기재된 차재용 전자 제어 유닛에 있어서,
상기 복수의 전자 부품은, 상기 배선 기판의 상기 일면과, 상기 일면과는 반대인 타면의 각각에 탑재되어 있는 차재용 전자 제어 유닛.

Claims (14)

  1. 배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 탑재된 복수의 전자 부품과, 상기 전자 부품을 봉지(封止)하는 봉지 수지를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛의 상기 봉지 수지를 형성하기 위하여 이용되는 봉지용 수지 조성물로서,
    열경화성 수지와,
    이미다졸류
    를 포함하고,
    라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 토크값이 최저 토크값의 2배 이하인 시간 T1이 15초 이상 100초 이하이며, 최저 토크값이 0.5N·m 이상 2.5N·m 이하인 봉지용 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 봉지용 수지 조성물을 175℃에서, 4시간 가열하여 얻어지는 경화물의 유리 전이 온도가 130℃ 이상인 봉지용 수지 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    JIS K 6911에 준하여 측정되는 성형 수축률이, 0.4% 이하인 봉지용 수지 조성물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 측정 개시부터 최저 토크값에 도달할 때까지의 시간 T2가 5초 이상 40초 이하인, 봉지용 수지 조성물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    무기 충전제를 더 포함하는 봉지용 수지 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 무기 충전제는, 구상 실리카 및 파쇄 실리카를 포함하는 봉지용 수지 조성물.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    라보 플라스토밀을 이용하여 회전수 30rpm, 측정 온도 175℃의 조건으로 토크값을 경시적으로 측정했을 때에, 최저 토크값을 지난 후에 토크값이 3N·m가 되는 점부터, 토크값이 6N·m가 되는 점까지의 시간 T3이 2초 이상 20초 이하인, 봉지용 수지 조성물.
  8. 배선 기판의 적어도 일면 상에 복수의 전자 부품을 탑재하는 공정과,
    상기 복수의 전자 부품을, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지 성형하는 공정
    을 포함하는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배선 기판은, 상기 일면에 있어서, 실리콘 화합물을 포함하는 수지 조성물에 의하여 형성된 솔더 레지스트층을 갖는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 전자 부품을 탑재하는 상기 공정에 있어서, 상기 복수의 전자 부품은, 상기 배선 기판의 상기 일면과, 상기 일면과는 반대인 타면의 각각에 탑재되는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 전자 부품을 봉지 성형하는 상기 공정에 있어서, 상기 복수의 전자 부품과 함께 상기 배선 기판의 일부 또는 전부가 상기 봉지용 수지 조성물을 이용하여 봉지되는 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법.
  12. 배선 기판과,
    상기 배선 기판의 적어도 일면에 탑재된 복수의 전자 부품과,
    청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 봉지용 수지 조성물을 경화함으로써 형성되고, 또한 상기 전자 부품을 봉지하는 봉지 수지
    를 구비하는 차재용 전자 제어 유닛.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 배선 기판은, 상기 일면에 있어서, 실리콘 화합물을 포함하는 수지 조성물에 의하여 형성된 솔더 레지스트층을 갖는 차재용 전자 제어 유닛.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 복수의 전자 부품은, 상기 배선 기판의 상기 일면과, 상기 일면과는 반대인 타면의 각각에 탑재되어 있는 차재용 전자 제어 유닛.
KR1020177019625A 2015-03-05 2016-01-20 봉지용 수지 조성물, 차재용 전자 제어 유닛의 제조 방법, 및 차재용 전자 제어 유닛 KR101831573B1 (ko)

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