KR102076888B1

KR102076888B1 - 수지 조성물, 접착 필름, 및 반도체 장치

Info

Publication number: KR102076888B1
Application number: KR1020167029585A
Authority: KR
Inventors: 히로시 타카스기; 츠요시 쿠로카와; 준 토시마; 잇세이 아오키; 신 테라키
Original assignee: 나믹스 코포레이션
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2020-02-12
Also published as: TW201546222A; JP2015193687A; CN106103530A; KR20160140776A; CN106103530B; WO2015152134A1; TWI694126B

Abstract

열전도성, 접착성, 필름 성형성에 우수한 수지 조성물, 특히, 경화 후에 열전도성에 우수한 수지 조성물을 제공하는 것이다.
(A) 아미노페놀형 에폭시 수지, (B) 페녹시 수지 및 열가소성 일래스토머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종, 및 (C) 고열전도성 무기 필러를 포함하고, (A)성분 1질량부에 대해, (B)성분이 0.5∼5질량부인 것을 특징으로 하는, 수지 조성물이다. (B)성분의 유리 전이 온도가, 50℃ 미만이면, 바람직하다.

Description

수지 조성물, 접착 필름, 및 반도체 장치{RESIN COMPOSITION, ADHESIVE FILM, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은, 수지 조성물, 접착 필름, 및 반도체 장치에 관한 것으로, 특히, 방열성(放熱性)에 우수하고, 신뢰성이 높은 반도체 장치를 형성 가능한 수지 조성물, 및 접착 필름, 및 이 수지 조성물, 접착 필름에 의해 제조된 반도체 장치에 관한 것이다.

근래, 모듈이나 전자 부품의 고기능화, 고밀도화에 수반하여, 모듈이나 전자 부품 등의 발열체로부터 발생하는 열량이 커져 오고 있다. 이들 발열체로부터의 열은, 기판 등에 전하여져서, 방열되고 있다. 이 열전도를 효율적으로 행하기 위해, 발열체와 기판과의 사이의 접착제에는, 고열전도율의 것이 사용되고 있다. 또한, 핸들링의 쉬움 때문에, 접착제 대신에 고열전도의 접착 필름이 사용되고 있다.

여기서, 접착 필름의 열전도가 양호하지 않으면, 모듈이나 전자 부품을 조립한 반도체 장치에 열이 축적되어, 반도체 장치의 고장을 유발하여 버린다는 문제가 있다. 따라서 고열전도율의 필름의 개발이, 각 회사에서 진행되고 있다.

상술한 접착 필름에는, 열전도성뿐만 아니라, 절연성, 내열성 및 접속 신뢰성(접착 강도)이 요구된다. 열전도성에 관해서는, 접착 필름 중에, 고열전도성의 필러를 대량으로 사용하면 향상시킬 수 있지만, 필러 충전량의 증가에 수반하여, 접착 필름 중의 수지 성분량이 상대적으로 감소하기 때문에, 소망하는 접착 강도를 얻는 것이 곤란해진다는 문제가 있다. 또한, 이 필러 충전량의 증가에 수반하는 접착 강도 저하의 문제는, 고열전도의 접착 필름으로 한하지 않고, 예를 들면, 저열팽창률화의 관점에서 조성물에 필러를 충전할 때에도 생기는 것이다.

고열전도성을 지향하는 에폭시 수지로서, 필름 성형·도포 등의 프로세스에 적용하는데 충분한 제막성(製膜性), 신장성을 가지며. 열전도성, 내열성, 가요성(可撓性) 등의 여러 물성에도 우수한 에폭시 수지로서 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지(특허 문헌 1), 메소겐기를 도입하고 있음에도 불구하고, 제조가 용이하고, 유기 용제에의 용해성에 우수하고, 강인성, 열전도율성에 우수한 경화물을 주는 에폭시 수지(특허 문헌 2)가 개시되어 있다.

일본 특개2012-107215호 공보 일본 특개2010-001427호 공보

그러나, 상술한 에폭시 수지의 열전도율 이상의 열전도율을 갖는 에폭시 수지가, 요구되고 있다. 본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 본 발명의 목적은, 열전도성, 접착성, 필름 성형성에 우수한 수지 조성물, 특히, 경화 후에 열전도성에 우수한 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은, 이하의 구성을 가짐에 의해 상기 문제를 해결한 수지 조성물, 접착 필름, 반도체 장치에 관한 것이다.

[1] (A) 아미노페놀형 에폭시 수지, (B) 페녹시 수지 및 열가소성 일래스토머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종, 및 (C) 고열전도성 무기 필러를 포함하고, (A)성분 1질량부에 대해, (B)성분이 0.5∼5질량부인 것을 특징으로 하는, 수지 조성물.

[2] (A)성분이, 하기 화학식(1)로 표시되는, 상기 [1]에 기재된 수지 조성물.

삭제

[3] (B)성분의 유리 전이 온도가, 50℃ 미만인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 수지 조성물.

[4] (C)성분이, MgO, Al₂O₃, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO, 및 SiC로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 상기 [1]∼[3]의 어느 하나에 기재된 수지 조성물.

[5] 상기 [1]∼[4]의 어느 하나에 기재된 수지 조성물로 형성되는, 접착 필름.

[6] 상기 [5]에 기재된 접착 필름의 경화체(硬化體)를 사용한, 반도체 장치.

본 발명 [1]에 의하면, 열전도성, 접착성, 필름 성형성에 우수한 수지 조성물, 특히, 경화 후에 열전도성에 우수한 수지 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명 [5]에 의하면, 열전도성, 접착성에 우수하고, 특히, 경화 후에 열전도성에 우수한 접착 필름을 제공할 수 있다. 본 발명 [6]에 의하면, 열전도성, 접착성, 열전도성에 우수한 접착 필름의 경화체에 의해, 고신뢰성의 반도체 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 스크레이프 도포의 방법을 설명하기 위한 모식도.

본 발명의 수지 조성물은, (A) 아미노페놀형 에폭시 수지, (B) 페녹시 수지 및 열가소성 일래스토머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종, 및 (C) 고열전도성 무기 필러를 포함하고, (A)성분 1질량부에 대해, (B)성분이 0.5∼5질량부인 것을 특징으로 한다. 여기서, (C) 고열전도성 무기 필러란, 5W/m·K 이상의 무기 필러를 말한다.

(A)성분은, 경화 후의 수지 조성물에, 고열전도율성을 부여한다.

본 발명에서의 (A)성분인 아미노페놀형 에폭시 수지란, 각종의 아미노페놀류를 공지의 방법으로 에폭시화한 것이다. 아미노페놀류의 예로서는, 2-아미노페놀, 3-아미노페놀, 4-아미노페놀, 2-아미노-m-크레졸, 2-아미노-p-크레졸, 3-아미노-o-크레졸, 4-아미노-m-크레졸, 6-아미노-m-크레졸 등의 아미노페놀, 아미노크레졸류 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니다.

(A)성분은, 하기 화학식(1) :

삭제

로 표시되는, 아미노페놀형 에폭시 수지가, 경화 후의 수지 조성물을 고열전도성으로 하기 때문에, 바람직하다. (A)성분의 시판품으로서는, 미츠비시화학제 아미노페놀형 에폭시 수지(품명 : 630)를 들 수 있다. (A)성분은, 단독으로도 2종 이상을 병용하여도 좋다.

(B)성분은, 수지 조성물에 필름 성형성을 부여한다. (B)성분인 페녹시 수지는, 특히 한정되는 것이 아니고, 비스페놀A 골격, 비스페놀F 골격, 비스페놀S 골격, 비스페놀아세토페논 골격, 노볼락 골격, 비페닐 골격, 플루오렌 골격, 디시클로펜타디엔 골격, 노르보르넨 골격, 나프탈렌 골격, 안트라센 골격, 아다만탄 골격, 테르펜 골격, 트리메틸시클로헥산 골격에서 선택되는 1종 이상의 골격을 갖는 것을, 들 수 있다. (B)성분인 페녹시 수지의 시판품으로서는, 미츠비시화학제 가요성 페녹시 수지(품명 : YL7178, 유리 전이 온도 : 15℃)를 들 수 있다.

(B)성분인 열가소성 일래스토머로서는, 우레탄 고무, 아크릴 고무, 실리콘 고무, 비닐알킬에테르 고무, 폴리비닐알코올 고무, 폴리비닐피롤리돈 고무, 폴리아크릴아미드 고무, 셀룰로스 고무, 천연 고무, 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 스티렌·부타디엔 고무(SBR), 아크릴로니트릴·부타디엔 고무(NBR), 스티렌·에틸렌·부타디엔·스티렌 고무, 스티렌·이소프렌·스티렌 고무, 스티렌·이소부틸렌 고무, 이소프렌 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 부틸 고무, (메타)아크릴산알킬에스테르를 포함하는 모노머의 중합에 의해 얻어지는 합성 아크릴 고무, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체(SBS), 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 폴리부타디엔(PB), 스티렌-(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-스티렌 블록 공중합체(SEEPS), 에틸렌-불포화 카르본산 공중합체(예를 들면, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 등), 에틸렌-불포화 카르본산에스테르 공중합체(예를 들면, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸메타크릴레이트 공중합체 등), 및 이들의 무수카르본산 변성물(예를 들면 무수말레산 변성물)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. (B)성분인 열가소성 일래스토머의 시판품으로서는, 나가세켐텍스제 아크릴산에스테르 공중합체(품명 : SG790, 유리 전이 온도 : -32℃)를 들 수 있다. (B)성분은, 단독으로도 2종 이상을 병용하여도 좋다.

또한, (B)성분은, 수지 조성물의 필름 성형성, 경화 후의 수지 조성물에 적당한 유연성을 주기 위해, 유리 전이 온도(Tg)가 50℃ 미만이면 바람직하다. 또한, 수지 조성물의 필름 성형성, 접착성의 관점에서, (B)성분은, 유리 전이 온도(Tg)가 50℃ 미만의 페녹시 수지인 것이, 보다 바람직하다.

(C)성분으로서는, 열전도율이, 5W/m·K 이상이라면, 절연성을 유지하는 관점에서, 일반적인 무기 필러를 사용할 수 있다. (C)성분은, 열전도율, 절연성 및 열팽창 계수의 점에서, MgO, Al₂O₃, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO, 및 SiC로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 무기 필러라면, 바람직하다. 또한, ZnO 및 SiC에는, 필요에 응하여 절연 처리를 하여도 좋다. 각 재료의 열전도율 측정 결과의 한 예로서는 (단위는, W/m·K), MgO는 37, Al₂O₃은 30, AlN은 200, BN은 30, 다이아몬드는 2000, ZnO는 54, SiC는 90이다. (C)성분의 시판품으로서는, 사카이화학공업제 산화마그네슘 분말(품명 : SMO-5, SMO-1, SMO-02, SMO-2), 쇼와전공제 알루미나(Al₂O₃) 분말(품명 : CBA09S), 뎅키카가쿠공업제 알루미나(Al₂O₃) 분말(품명 : DAW-03, ASFP-20)을 들 수 있다.

(C)성분의 평균 입경(입상(粒狀)이 아닌 경우는, 그 평균 최대경(徑))은, 특히 한정되지 않지만, 0.05∼50㎛인 것이, 수지 조성물 중에 (C)성분을 균일하게 분산시키는데 바람직하다. 0.05㎛ 미만이면, 수지 조성물의 점도가 상승하고, 성형성이 악화할 우려가 있다. 50㎛ 초과면, 수지 조성물 중에 (C)성분을 균일하게 분산시키는 것이 곤란해질 우려가 있다. 여기서, (C)성분의 평균 입경은, 동적 광산란식 나노트랙 입자 분석계에 의해 측정한다. (C)성분은, 단독으로도 2종 이상을 병용하여도 좋다.

(A)성분은, 수지 조성물(용제를 제외한다) : 100질량부에 대해, 1.5∼15질량부라면 바람직하고, 2∼10질량부면, 보다 바람직하다.

(B)성분은, 수지 조성물의 필름 성형성, 경화 후의 수지 조성물의 열전도율, 내열성의 관점에서, (A)성분 1질량부에 대해, 0.5∼5질량부이다. (B)성분이, (A)성분 1질량부에 대해, 0.5질량부 미만에서는, 수지 조성물을 필름 성형할 수 없게 되어 버리고, 5질량부를 초과하면, 경화 후의 수지 조성물의 열전도율이 낮아져 버린다. 또한, (A)와 (B)의 합계는, 수지 조성물의 필름 성형성, 접착성, 경화 후의 수지 조성물의 열전도율의 관점에서 수지 조성물(용제를 제외한다) : 100질량부에 대해, 4∼20질량부라면 바람직하다.

(C)성분은, 수지 조성물의 접착성, 경화 후의 수지 조성물의 절연성, 및 열팽창 계수의 관점에서, 수지 조성물(용제를 제외한다) : 100질량부에 대해, 40∼95질량부라면 바람직하다. (C)성분이, 95질량부를 초과하면, 수지 조성물의 접착력이 저하되기 쉽다. 한편, (C)성분이, 40질량부 미만이면, 고열전도성 무기 필러의 열전도율이 높아도, 경화 후의 수지 조성물의 열전도가 불충분할 우려가 있다.

수지 조성물은, 또한, (D) 경화물을 포함하면 바람직하다. (D)성분으로서는, 페놀계 경화제, 산무수물계 경화제, 아민계 경화제, 이미다졸계 경화제, 카르본산 디히드라지드 경화제 등을 들 수 있고, 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 산무수물계 경화제 및 이미다졸계 경화제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이면 바람직하다. 또한, 수지 조성물의 접착성의 관점에서, 페놀계 경화제가 보다 바람직하고, 또한, 수지 조성물의 유동성, 접착성의 관점에서, 산무수물계 경화제가 보다 바람직하다. 수지 조성물의 보존 안정성의 관점에서는, 이미다졸계 경화제가 보다 바람직하다.

페놀계 경화제로서는, 페놀노볼락, 크레졸노볼락 등을 들 수 있고, 페놀노볼락이 바람직하다. 또한, 페놀계 경화제는, 산무수물계 경화제, 아민계 경화제, 이미다졸계 경화제 등의 다른 경화제보다, 경화 속도가 느리기 때문에, 다른 경화제를 사용하여, 수지 조성물의 경화 속도가 너무 빨라지는 경우에는, 페놀계 경화제를 병용하여, 수지 조성물의 경화 속도를 지연하는 목적으로 사용할 수 있다.

산무수물로서는, 테트라히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물, 수소화메틸나딕산무수물, 트리알킬테트라히드로무수프탈산, 메틸시클로헥센테트라카르본산2무수물, 무수프탈산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르본산2무수물, 에틸렌글리콜비스안히드로트리멜리트, 글리세린비스(안히드로트리멜리트)모노아세테이트, 도데세닐무수호박산, 지방족2염기산폴리무수물, 클로렌드산무수물, 메틸부테닐테트라히드로프탈산무수물, 알킬화테트라히드로프탈산무수물, 메틸하이믹산무수물, 알케닐기로 치환된 호박산무수물, 글루탈산무수물 등을 들 수 있고, 메틸부테닐테트라히드로프탈산무수물이 바람직하다.

아민계 경화제로서는, 쇄상 지방족 아민, 환상 지방족 아민, 지방방향족 아민, 방향족 아민 등을 들 수 있고, 방향족 아민이 바람직하다. 카르본산디히드라지드 경화제로서는, 아디핀산디히드라지드, 이소프탈산디히드라지드, 세바친산디히드라지드, 도데칸산디히드라지드 등을 들 수 있고, 아디핀산디히드라지드가 바람직하다.

이미다졸계 경화제로서는, 마이크로캡슐화된 이미다졸 화합물 경화제, 아민어덕트형 경화제가, 수지 조성물의 보존 안정성의 관점에서 바람직하고, 액상 비스페놀A형 등의 액상 에폭시 수지 중에 분산된, 마이크로캡슐화 이미다졸 화합물 경화제가, 수지 조성물의 작업성, 경화 속도, 보존 안정성의 점에서 보다 바람직하다. 이미다졸 경화제로서는, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페 이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]에틸-s-트리아진, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸 등을 들 수 있고, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1)]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진 등이, 수지 조성물의 경화 속도, 작업성, 내습성의 관점에서 바람직하다.

(D)성분의 시판품으로서는, 메이와화성제 페놀 경화제(품명 : MEH8000, MEH8005), 미츠비시화학제 산무수물(그레이드 : YH306, YH307), 히타치화성공업 제 3 or 4-메틸-헥사히드로무수프탈산(품명 : HN-5500), 니혼화약제 아민 경화제(품명 : 카야하도A-A), 니혼파인케무제 아디핀산디히드라지드(품명 : ADH), 아사히가세이이마테리알즈제 마이크로캡슐화 이미다졸 화합물 경화제(품명 : HX3722, HX3742, HX3932HP, HX3941HP), 아지노모토파인테크노제 아민 어덕트형 경화제(품명 : PN-40J), 시코쿠화성공업제 2-에틸-4-메틸이미다졸(품명 : 2E4MZ) 등을 들 수 있지만, (B)성분은, 이들 품명으로 한정되는 것이 아니다. (D)성분은, 단독으로도 2종 이상을 병용하여도 좋다.

(D)성분은, 수지 조성물의 보존 안정성, 경화성의 관점에서, 수지 조성물(용제를 제외한다) : 100질량부에 대해, 0.1∼5질량부라면 바람직하다.

또한, 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 커플링제, 점착성 부여제, 소포제, 유동 조정제, 성막 보조제, 분산제 등의 첨가제나, 유기 용제를 포함할 수 있다.

유기 용제로서는, 방향족계 용제, 예를 들면 톨루엔, 크실렌 등, 케톤계 용제, 예를 들면 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 들 수 있다. 유기 용제는, 단독으로도, 2종 이상을 조합시켜서 사용하여도 좋다. 또한, 유기 용제의 사용량은, 특히 한정되지 않지만, 고형분이 20∼50 질량%가 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 수지 조성물의 작업성의 점에서, 수지 조성물은, 200∼3000mPa·s의 점도의 범위인 것이 바람직하다. 점도는, E형 점도계를 이용하여, 회전수 10rpm, 25℃로 측정한 값으로 한다.

[접착 필름]

상술한 수지 조성물은, 접착 필름의 형성에, 적합하다. (A)∼(C)성분 등을 포함하는 원료를, 유기 용제에 용해 또는 분산 등 시킴에 의해, 수지 조성물을 얻을 수 있다. 이들의 원료의 용해 또는 분산 등의 장치로서는, 특히 한정되는 것이 아니지만, 교반, 가열 장치를 구비한 뇌궤기, 3본(本)롤밀, 볼밀, 플라네터리 믹서, 비즈밀 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 장치를 적절히 조합시켜서 사용하여도 좋다.

접착 필름은, 상술한 수지 조성물을, 소망하는 지지체에 도포한 후, 건조함에 의해 얻어진다. 지지체는, 특히 한정되지 않고, 구리, 알루미늄 등의 금속박, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 유기 필름 등을 들 수 있다. 지지체는 실리콘계 화합물 등으로 이형(離型) 처리되어 있어도 좋다.

수지 조성물을 지지체에 도포하는 방법은, 특히 한정되지 않지만, 박막화·막두께 제어의 점에서는 마이크로그라비어법, 슬롯 다이법, 독터 블레이드법이 바람직하다. 슬롯 다이법에 의해, 열경화 후의 두께가 10∼300㎛가 된 접착 필름을 얻을 수 있다.

건조 조건은, 수지 조성물에 사용되는 유기 용제의 종류나 양, 도포의 두께 등에 응하여, 적절히, 설정할 수 있고, 예를 들면, 50∼120℃로, 1∼30분 정도로 할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 접착 필름은, 양호한 보존 안정성을 갖는다. 또한, 접착 필름은, 소망하는 타이밍에서, 지지체로부터 박리할 수 있다.

접착 필름은, 예를 들면, 130∼200℃로, 30∼180분간, 열경화시켜서, 피접착물을 접착할 수 있다. 발열체인 피접착물과, 수열체인 피접착물을 접착하는 경우, 경화한 접착 필름은, 발열체인 피접착물로부터의 열을 수열체인 피접착물측에 도피시켜, 수열체인 피접착물측으로 방열시키는 열전달의 역할을 다한다. 또한, 경화한 접착 필름은, 발열체인 피접착물과 수열체인 피접착물과의 사이의 열팽창률의 차에 기인한 응력을 완화하는 역할을 다한다.

접착 필름의 두께는, 바람직하게는 10㎛ 이상 300㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 10㎛ 미만으로는 소망하는 절연성을 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 300㎛를 초과하면, 발열한 피접착물의 방열을 충분히 할 수 없게 될 우려가 있다. 접착 필름의 두께가 얇아짐에 따라, 발열체인 피접착물과 수열체인 피접착물과의 거리가 짧아지기 때문에, 효율적인 열전도의 관점에서, 접착 필름의 두께는 얇은 쪽이 바람직하다.

또한, 경화한 접착 필름은, 열전도율이 2W/m·K 이상이면 보다 바람직하다. 또한, 경화한 접착 필름의 열전도율이 2W/m·K 미만인 경우에는, 발열체로부터의 수열기에의 열전달이 불충분하게 될 우려가 있다. 경화한 접착 필름의 체적 저항률과 열전도율은, (C)성분의 종류와 함유량에 의해, 제어할 수 있다.

경화한 접착 필름의 필 강도는, 5N/㎝를 초과하는 것이 바람직하다. 경화한 접착 필름의 필 강도가, 5N/㎝를 초과하면, 접착 필름의 경화체를 사용한, 반도체 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

경화한 접착 필름은, 체적 저항률이 1×10¹⁰Ω·㎝ 이상이면, 바람직하다. 경화한 접착 필름의 체적 저항률이 1×10¹⁰Ω·㎝ 미만인 경우에는, 반도체 장치에 요구되는 절연성을 만족할 수 없을 우려가 있다.

[반도체 장치]

본 발명의 반도체 장치는, 상술한 접착 필름의 경화체를 사용한다. 열전도성, 접착 강도에 우수한 접착 필름의 경화체에 의해, 고신뢰성의 반도체 장치를 제공할 수 있다. 반도체 장치로서는, 모듈이나 전자 부품 등의 발열체와, 기판 등의 수열체를, 접착 필름의 경화물로 접착한 것이나, 발열체로부터의 열을 수열한 기판의 열과, 이 기판으로부터 다시 수열하는 방열판 등을 접착 필름의 경화물로 접착한 것을, 들 수 있다.

실시례

본 발명에 관해, 실시례에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하의 실시례에서, 부(部), %는 단서가 없는 한, 질량부, 질량%를 나타낸다.

[실시례 1∼12, 비교례 1∼4]

표 1과 표 2에 도시하는 배합에서, (A)성분, (B)성분, 적량의 톨루엔을 계량 배합한 후, 그들을 80℃로 가온(加溫)된 반응솥(反應釜)에 투입하고, 회전수 150rpm로 회전시키면서, 상압(常壓) 혼합을 3시간 행하여, 클리어를 제작하였다. 제작한 클리어에, (C)성분, (D)성분, 기타의 성분을 가하고, 플라네터리 믹서에 의해 분산하여, 접착 필름용 수지 조성물을 제작하였다.

[평가 방법]

1. 열전도율의 측정

얻어진 접착 필름용 수지 조성물을, 이형제를 시행한 50㎛두께의 PET 필름상에, 건조 후의 막두께가 200∼400㎛가 되도록 스크레이프 도포하였다. 도 1에, 스크레이프 도포의 방법을 설명하기 위한 모식도를 도시한다. 먼저, 이형제 부착 PET 필름상에, 적절한 두께가 되도록, 2열로 스페이서를 겹친 후, 점착 테이프로 부착한다(도 1(A)). 이형제 부착 PET 필름상에, 접착 필름용 조성물을 적량 쏟는다(도 1(B)). 슬라이드 글래스를 스페이서 위에 놓고, 접착 필름용 조성물을 스크레이프 도포한다(도 1(C)∼(E)). 다음에, 도포한 접착 필름용 조성물을, 충분히 건조한 후, 얻어진 접착 필름을, 진공 프레스기를 이용하여, 180℃×60분, 0.1㎫의 조건으로 경화시켰다. 경화시킨 접착 필름을, 10×10㎜로 재단하여, 열전도율 측정용 시험편을 제작하였다. 제작한 열전도율 측정용 시험편의 열전도율을, NETZSCH사제 열전도율계(Xe 플래시 애널라이저, 형번 : LFA447Nanoflash)로 측정하였다. 표 1과 표 2에, 열전도율의 측정 결과를 표시한다.

2. 필 강도의 측정

편면(片面)을 조화(粗化)한 구리박을 준비하였다. 열전도율의 평가시와 마찬가지로 하여 얻어진 접착 필름의 양면에, 조화면을 내측으로 하여 동박을 맞붙였다. 진공 프레스기를 이용하여, 180℃×60분, 0.1㎫의 조건으로 열압착하고, 경화시켰다. 이 경화체를 10㎜폭으로 커트하여, 필 강도 측정용 시료를 제작하였다. 작성한 필 강도 측정용 시료를, 시마즈제작소사제 오토 그래프(형번 : ASG-J-5kNJ)로 벗겨, 필 강도를 측정하였다. 측정 결과에 관해, 각 N=5의 평균치를 계산하였다. 표 1과 표 2에, 필 강도의 결과를 표시한다.

3. 필름 성형성

얻어진 접착 필름용 조성물을, 이형제를 시행한 50㎛두께의 PET 필름상에, 폭이 20㎝이고, 건조 후의 막두께가 30∼200㎛가 되도록, 도포기를 이용하여 도포하였다. 도포한 접착 필름용 조성물을, 80℃로 20분간 건조하였다. 이 필름을, 50㎜φ, 40㎝ 폭의 릴에 권취하고, 필름 성형성을 평가하였다. 절곡하여도 갈라지지 않는 경우를 「5」, 절곡하면 일부가 갈라져 버리는 경우를 「4」, 절곡하면 갈라져 버리는 경우를 「3」, 필름이 되지만 갈라지기 쉬운 경우를 「2」, 필름이 되지 않고 사용할 수 없는 경우를 「1」로 하였다. 표 1과 표 2에, 필름 성형성의 결과를 표시한다.

[표 1]

[표 2]

표 1, 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시례 1∼12의 전부에서, 열전도율, 필 강도, 필름 성형성의 모든 결과가 양호하였다. 이에 대해, 아미노페놀형 에폭시 수지 대신에 나프탈렌형 에폭시 수지를 사용한 비교례 1은, 열전도율이 낮았다. 아미노페놀형 에폭시 수지 대신에 나프탈렌형 다관능 에폭시 수지를 사용한 비교례2도, 열전도율이 낮았다. 아미노페놀형 에폭시 수지 대신에 비스페놀A형 에폭시 수지를 사용한 비교례 3도, 열전도율이 낮았다. (B)성분이 (A)성분에 대해 너무 적는 비교례 4는, 접착 필름용 조성물을 필름에 성형할 수가 없어서, 열전도율, 필 강도를 측정할 수가 없었다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 수지 조성물은, 열전도성, 접착성, 필름 성형성에 우수하고, 특히, 경화 후에 열전도성에 우수한 수지 조성물을 제공할 수 있다.

Claims

(A) 아미노페놀형 에폭시 수지, (B) 유리 전이 온도가 50℃ 미만인 페녹시 수지, 및 (C) 열전도율이 5W/m·K 이상인 고열전도성 무기 필러를 포함하고, (A)성분 1질량부에 대해 (B)성분이 0.6∼5질량부이고, 수지 조성물(용제를 제외한다) 100질량부에 대해 (C)성분이 40∼95질량부인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항에 있어서,
(A)성분이, 하기 화학식(1)로 표시되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
(C)성분이, MgO, Al₂O₃, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO, 및 SiC로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항 또는 제2항에 기재된 수지 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 접착 필름.
제5항에 기재된 접착 필름의 경화체를 사용한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.