KR102187491B1 - 필름용 수지 조성물, 절연 필름 및 반도체 장치 - Google Patents

필름용 수지 조성물, 절연 필름 및 반도체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 절연성, 내열성에 우수하고, 또한 절연 필러를 충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 필름용 수지 조성물, 특히, 고열전도성의 필러를 고충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 필름용 수지 조성물을 제공하는 것이다. (A) 특정한 비닐기가 결합한 페닐기를 양 말단에 갖는 폴리에테르 화합물과, (B) 열가소성 일래스토머와, (C) 나프탈렌형 에폭시 수지와, (D) 경화제와, (E) 절연 필러를 포함하고 (A)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분의 합계 100질량부에 대해 (C)성분이 0.5∼30.0질량부인 것을 특징으로 하는 필름용 수지 조성물이다.

Description

필름용 수지 조성물, 절연 필름 및 반도체 장치{RESIN COMPOSITION FOR FILM, INSULATING FILM, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 필름용 수지 조성물, 이 필름용 수지 조성물에 의해 형성된 절연 필름 및 이 절연 필름의 경화물을 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.
근래, 모듈이나 전자 부품의 고기능화 고밀도화에 수반하여 모듈이나 전자 부품 등의 발열체로부터 발생하는 열량이 커져 오고 있다. 이들의 발열체로부터의 열은 기판 등에 전해져 방열 되고 있다. 이 열전도를 효율적으로 행하기 위해 발열체와 기판 사이의 접착제로는 고열전도율의 것이 사용되고 있다. 또한, 핸들링하기 좋기 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 접착 필름의 개발이 각 회사에서 진행되고 있다.
상술한 접착 필름에는 열전도성뿐만 아니라, 절연성, 내열성 및 접속 신뢰성(접착 강도)이 요구된다. 열전도성에 관해서는, 접착 필름에 고열전도성의 필러를 대량으로 함유시키면 향상시킬 수 있지만, 필러 충전량의 증가에 수반하여, 상대적으로 접착 필름 중의 수지 성분량이 감소하기 때문에, 접착 필름에 소망하는 접착 강도를 주는 것이 곤란해진다 라는 문제가 있다. 또한, 이 필러 충전량의 증가에 수반하는 접착 필름의 접착 강도 저하의 문제는, 고열전도의 접착 필름으로 한정하지 않고, 예를 들면, 저열팽창률 화의 관점에서 조성물에 필러를 충전할 때에도 생기는 것이다.
또한, 내열성에 대해서도, 종래의 필러가 들어간 접착 필름의 수지 주성분인 아크릴 수지나 에폭시 수지보다, 고내열성의 수지 성분의 사용이 요망되고 있다.
여기서, 필름 성형·도포 등의 프로세스에 적용하는데 충분한 제막성, 신장성을 가지며, 열전도성, 내열성, 가요성 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.
특허 문헌 1 : 일본 특개2012-107215호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개2010-001427호 공보
그러나, 상기한 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지(특허 문헌 1) 및 메소겐기를 도입한 에폭시 수지(특허 문헌 2)는 필러를 충전한 때에 모두 접착 강도가 충분하지 않다라는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 절연성, 내열성에 우수하고, 또한 필러를 충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 필름용 수지 조성물, 특히, 고열전도성의 필러를 고충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 필름용 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은, 이하의 구성을 가짐에 의해 상기 문제를 해결한 필름용 수지 조성물, 절연 필름 및 반도체 장치에 관한 것이다.
[1] (A) 적어도 이하의 일반식(1) :
[화학식 1]
Figure 112016040483134-pct00001
[화학식 2]
Figure 112016040483134-pct00002
(식 중,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7은 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 할로겐화알킬기 또는 페닐기이고,
-(O-X-0)-는 구조식(2)으로 표시되고, 여기서, R8, R9, R10, R14, R15은, 동일 또는 달라도 좋고, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고, R11, R12, R13은, 동일 또는 달라도 좋고 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고,
-(Y-0)-는 구조식(3)으로 표시되는 1종류의 구조, 또는 구조식(3)으로 표시되는 2종류 이상의 구조가 랜덤하게 배열한 것이고, 여기서, R16, R17은 동일 또는 달라도 좋고, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고, R18, R19은 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고,
Z는 탄소수 1 이상의 유기기이고, 경우에 따라 산소 원자, 질소 원자, 유황 원자, 할로겐 원자를 포함하는 것도 있고,
a, b는 적어도 어느 일방이 O이 아니고, O∼300의 정수를 나타내고,
c, d는 O 또는 1의 정수를 나타낸다)로 나타나는 비닐기가 결합한 페닐기를 양 말단에 갖는 폴리에테르 화합물과,
(B) 열가소성 일래스토머와,
(C) 나프탈렌형 에폭시 수지와,
(D) 경화제와,
(E) 절연 필러를 포함하고,
(A)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분의 합계 100질량부에 대해, (C)성분이 0.5∼30.0질량부인 것을 특징으로 하는 필름용 수지 조성물.
[2] (E)성분이, MgO, Al203, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO 및 SiC로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 상기 [1]에 기재된 필름용 수지 조성물.
[3] 경화 후의 필름용 수지 조성물의 체적저항률이, 1×1010Q·㎝ 이상인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 필름용 수지 조성물.
[4] (E)성분이, 필름용 수지 조성물 100질량부에 대해, 40∼95질량부인, 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 필름용 수지 조성물.
[5] 상기 [1]∼[4]의 어느 하나에 기재된 필름용 수지 조성물에 의해 형성되는 절연 필름.
[6] 상기 [5]에 기재된 절연 필름의 경화물을 포함하는 반도체 장치.
본 발명 [1]에 의하면, 절연성, 내열성에 우수한 (A)성분과, 접착성을 향상시키는 (C)성분을 사용함에 의해, 절연성, 내열성에 우수하고, 또한 (E) 절연 필러를 충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 필름용 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명 [5]에 의하면, 절연성, 내열성에 우수하고, 또한 (E) 절연 필러를 충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 절연 필름을 제공할 수 있다.
본 발명 [6]에 의하면, 절연성, 내열성에 우수하고, 또한(E) 절연 필러를 충전하여도 접착 강도를 유지할 수 있는 절연 필름의 경화물을 포함하는 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 장치의 한 예를 설명하기 위한 도면.
[필름용 수지 조성물]
본 발명의 필름용 수지 조성물은,
(A) 적어도 이하의 일반식(1) :
[화학식 3]
Figure 112016040483134-pct00003
[화학식 4]
Figure 112016040483134-pct00004
(식 중,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7은 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 할로겐화알킬기 또는 페닐기이고,
-(O-X-0)-는 구조식(2)으로 표시되고, 여기서, R8, R9, R10, R14, R15은, 동일 또는 달라도 좋고, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고, R11, R12, R13은, 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고,
-(Y-0)-는 구조식(3)으로 표시되는 1종류의 구조, 또는 구조식(3)으로 표시되는 2종류 이상의 구조가 랜덤하게 배열한 것이고, 여기서, R16, R17은 동일 또는 달라도 좋고, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고, R18, R19은 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고,
Z는 탄소수 1 이상의 유기기이고, 경우에 따라 산소 원자, 질소 원자, 유황 원자, 할로겐 원자를 포함하는 것도 있고,
a, b는 적어도 어느 일방이 O이 아니고, O∼300의 정수를 나타내고,
c, d는 O 또는 1의 정수를 나타낸다)로 나타나는 비닐기가 결합한 페닐기를 양 말단에 갖는 폴리에테르 화합물과,
(B) 열가소성 일래스토머와,
(C) 나프탈렌형 에폭시 수지와,
(D) 경화제와,
(E) 절연 필러를 포함하고,
(A)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분의 합계 100질량부에 대해, (C)성분이 0.5∼30.0질량부인 것을 특징으로 한다.
(A)성분은, 적어도 일반식(1)으로 표시되는 비닐기가 결합한 페닐기를 양 말단에 갖는 폴리에테르 화합물(이하, 변성 OPE라고 한다)이다. 본 발명에서는, 열경화성 수지로서 변성 OPE를 사용하고 있기 때문에, 에폭시를 주로 사용한 종래품과 비교하여 경화물의 Tg가 높고(216℃) 내열성이 우수하며 경화 후의 필름용 수지 조성물의 경시 변화가 생기기 어렵고, 반도체 장치의 장기 신뢰성을 유지할 수 있다. 또한, 수지 중의 친수기의 수가 적기 때문에 흡습성에 우수하다라는 특징이 있다. 이 때문에, 150℃ 근처의 온도가 걸리는 용도라도, 경화 후의 필름용 수지 조성물은 박리를 발생시키지 않고 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제공할 수 있다. 또한, 변성 OPE와 (B) 열가소성 일래스토머에 의한 효과에 의해, 경화 후의 필름용 수지 조성물이 외부로부터의 응력을 완화할 수 있는 적당한 유연성을 갖고 있기 때문에, 반도체 장치 내에 생기는 응력을 완화할 수 있다. 또한, 변성 OPE는, 절연성에 우수하고, 필름용 수지 조성물로 형성된 절연 필름의 두께를 얇게 하여도, 반도체 장치의 신뢰성을 유지할 수 있다. 이 변성 OPE는 일본 특개2004-59644호 공보에 기재된 바와 같다. 또한, Tg가 높은 에폭시 수지를 사용한 조성물은 필름형상으로 성형할 수가 없고, Tg가 낮은 에폭시 수지를 사용한 조성물은 필름형상으로 성형할 수 있지만, 얻어지는 필름의 Tg가 낮아지기 때문에, 필름의 내열성이 뒤떨어져 버린다. 그러나, 변성 OPE를 함유하는 필름용 수지 조성물은 접착 강도가 낮아지기 때문에, 본 발명은, 변성 OPE와 (C)성분인 나프탈렌형 에폭시 수지를 조합시킴에 의해, 필름용 수지 조성물의 접착 강도를 향상시키는 것이 가능하게 되었다.
일반식(1) 로 표시되는 변성 OPE의 -(O-X-0)- 에 관한 구조식(2)에서, R8, R9, R10, R14, R15은, 바람직하게는, 탄소수 3 이하의 알킬기이고, R11, R12, R13은, 바람직하게는, 수소 원자 또는 탄소수 3 이하의 알킬기이다. 구체적으로는 구조식(4)을 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112016040483134-pct00005
-(Y-0-)-에 관한 구조식(3)에서, R16, R17은, 바람직하게는, 탄소수 3 이하의 알킬기이고, R18, R19은, 바람직하게는, 수소 원자 또는 탄소수 3 이하의 알킬기이다. 구체적으로는 구조식(5) 또는 (6)를 들 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112016040483134-pct00006
Z는, 탄소수 3 이하의 알킬렌기를 들 수 있고, 구체적으로는 메틸렌기이다.
a, b는 적어도 어느 일방이 O이 아니고, O∼300의 정수를 나타내고, 바람직하게는 O∼30의 정수를 나타낸다.
수평균분자량 1000∼4500인 일반식(1)의 변성 OPE가 바람직하다. 보다 바람직한 수평균분자량은 1000∼3000이다. 수평균분자량은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피법(GPC)에 의해, 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 이용한 값으로 한다.
상기한 변성 OPE는 단독으로도, 2종 이상 조합시켜서 사용하여도 좋다.
(B)성분은, 필름 성형성을 위해 사용된다. 또한, (B)성분은 경화 후의 필름용 수지 조성물이 외부로부터의 응력을 완화할 수 있는 적당한 유연성을 갖고 있기 때문에, 반도체 장치 내에 생기는 응력을 완화할 수 있다. (B)성분으로서는 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)를 들 수 있다. (B)성분은 단독으로도 2종 이상을 병용하여도 좋다. 이들 중, 어느 것을 사용하는지는 접착 필름에 부여하는 특성에 응하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체는, 경화 후의 접착 필름에의 내열성 부여의 관점에서, 스티-(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-스티렌 블록 공중합체는, 접착 필름에의 접착 강도 부여의 관점에서 바람직하다. 이 때문에, (B)성분으로서는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체와 스티렌-(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-스티렌 블록 공중합체를 병용하는 것이 특히 바람직하다. (B)성분은 중량평균분자량은 30,000∼200,000인 것이 바람직하다. 중량평균분자량은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피법(GPC)에 의해, 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 이용한 값으로 한다.
(C)성분은, 필름용 수지 조성물의 접착 강도(필 강도)를 향상시키기 때문에, 필름용 수지 조성물중의 (E) 절연 필러의 충전량을 증가할 수 있다. (C)성분으로서의 나프탈렌형 에폭시 수지란, 1분자 내에 적어도 1개 이상의 나프탈렌환(環)을 포함한 골격을 갖는 에폭시 수지이고, 나프톨계, 나프탈렌디올계 등을 들 수 있다. 나프탈렌형 에폭시 수지로서는, 예를 들면,
1,3-디글리시딜에테르나프탈렌, 1,4-디글리시딜에테르나프탈렌, 1,5-디글리시딜에테르나프탈렌, 1,6-디글리시딜에테르나프탈렌, 2,6-디글리시딜에테르나프탈렌, 2,7-디글리시딜에테르나프탈렌,
1,3-디글리시딜에스테르나프탈렌, 1,4-디글리시딜에스테르나프탈렌, 1,5-디글리시딜에스테르나프탈렌, 1,6-디글리시딜에스테르나프탈렌, 2,6-디글리시딜에스테르나프탈렌, 2,7-디글리시딜에스테르나프탈렌,
1,3-테트라글리시딜아민나프탈렌, 1,4-테트라글리시딜아민나프탈렌, 1,5-테트라글리시딜아민나프탈렌, 1,6-테트라글리시딜아민나프탈렌, 1,8-테트라글리시딜아민나프탈렌, 2,6-테트라글리시딜아민나프탈렌, 2,7-테트라글리시딜아민나프탈렌 등의 나프탈렌형 에폭시 수지를 들 수 있다. (C)성분은 상기한 나프탈렌형 에폭시 수지를 포함하는 것이면 좋으며 1종 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 특히, 액상의 2관능 나프탈렌형 에폭시 수지가 저점도인 점에서 바람직하다. 나프탈렌형 에폭시 수지를 사용함으로써, 접착 강도(필 강도)가 향상하고, 필러의 충전량을 증가할 수 있다. 이 결과, 접착 필름의 고열전도화가 가능가게 된다. 또한, 나프탈렌형 에폭시 수지는 내열성에도 우수하고 이 점에서도 고열전도 용도에 알맞다.
(D)성분으로서는, 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 이미다졸계 경화제, 산무수물계 경화제 등을 들 수 있다. 특히, (D)성분이 이미다졸계 경화제라면 (C)성분에 대한 경화성 접착성의 관점에서 바람직하다.
(E)성분으로서는 절연성을 유지하는 관점에서 일반적인 무기 필러를 사용할 수 있다. (E)성분으로서는, 열전도율이, 5W/m·K 이상인 것이 바람직하다. 절연성 및 열팽창계수의 점에서, MgO, Al203, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO, SiC, SiO2로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 무기 필러라면 바람직하다. 열전도율, 절연성 및 열팽창계수의 점에서는, MgO, Al203, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO, 및 SiC로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 무기 필러라면, 바람직하다. 또한 ZnO 및 SiC에는, 필요에 응하여 절연 처리를 시행하여도 좋다. 각 재료의 열전도율 측정 결과의 한 예로서는 (단위는, W/m·K), MgO은 37, Al203은 30, AlN은 200, BN은 30, 다이아몬드는 2000, ZnO은 54, SiC는 90이다. 또한, SiO2의 열전도율 측정 결과의 한 예는 (단위는, W/m·K) 1.4이다.
(E)성분의 평균 입경(입상(粒狀)이 아닌 경우는, 그 평균 최대경)은, 특히 한정되지 않지만, 0.05∼50㎛인 것이, 필름용 수지 조성물 중에 (E)성분을 균일하게 분산시키는데 있어서는 바람직하다. 0.05㎛ 미만이면, 필름용 수지 조성물의 점도가 상승하여, 성형성이 악화할 우려가 있다. 50㎛ 초과면, 필름용 수지 조성물로부터 형성된` 절연 필름 중에 (E)성분을 균일하게 분산시키는 것이 곤란해질 우려가 있다. 여기서, (E)성분의 평균 입경은, 동적광산란식 나노트랙 입자분석계에 의해 측정한다 (E)성분은 단독으로도 2종 이상을 병용하여도 좋다.
(A)성분은 경화 후의 절연 필름의 열전도율 및 내열성의 관점에서, (A)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분의 합계(이하, 「(A)∼(D)성분의 합계」라고 한다) 100질량부에 대해, 10∼60질량부면 바람직하다.
(B)성분은 절연 필름의 성형성 및 경화 후의 절연 필름의 탄성률의 관점에서, (A)∼(D)성분의 합계 100질량부에 대해 10∼60질량부면 바람직하다.
(C)성분은 (A)∼(D)성분의 합계 100질량부에 대해, 0.5∼30질량부이고, 1.0∼15질량부면 바람직하다. (C)성분이 (A)∼(D)성분의 합계 100부에 대해 0.5질량부 미만에서는 밀착성의 효과를 얻을 수가 없고, 30질량부를 초과하면 필름 단체로의 내절성(절곡성)이 없어지고, 필름 성형을 할 수 없게 된다.
(D)성분은 종류에 따라 유효량이 다르다. (D)성분이 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 산무수물계 경화제인 경우, (D)성분은 (A)∼(D)성분의 합계 100질량부에 대해, 1∼10질량부면 바람직하다. (D)성분이 이미다졸계 경화제인 경우, (A)∼(D)성분의 합계 100질량부에 대해 0.1∼5질량부면 바람직하다.
(E)성분은 절연성, 접착성 및 열팽창계수의 관점에서, 필름용 수지 조성물 : 100질량부에 대해 40∼95질량부면 바람직하다. (E)성분이 95질량부를 초과하면 절연 필름의 접착력이 저하되기 쉽다. 한편, (E)성분이 40질량부 미만이면, 절연 필러의 열전도율이 높아도, 경화 후의 열전도가 불충분하게 될 우려가 있다.
또한, 필름용 수지 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 점착성 부여제, 소포제, 유동 조정제, 성막 보조제, 분산 조제 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∼50질량%가 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 작업성의 점에서, 필름용 수지 조성물은, 200∼3000mPa·s의 점도의 범위인 것이 바람직하다. 점도는, E형 점도계를 이용하여, 회전수 10rpm, 25℃로 측정한 값으로 한다.
필름용 수지 조성물은, (A)∼(E)성분 등을 포함하는 원료를 유기 용제에 용해 또는 분산 등 시킴에 의해 얻을 수 있다. 이들의 원료의 용해 또는 분산 등의 장치로서는 특히 한정되는 것이 아니지만, 교반, 가열 장치를 구비한 뢰궤기, 3본 롤 밀, 볼 밀, 플라네터리 믹서, 비즈 밀 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 장치를 적절히 조합시켜서 사용하여도 좋다.
[절연 필름]
본 발명의 절연 필름은, 상술한 필름용 수지 조성물에 의해 형성된다.
절연 필름은, 필름용 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 처리되어 있어도 좋다.
필름용 수지 조성물을 지지체에 도포하는 방법은, 특히 한정되지 않지만, 박막화·막두께 제어의 점에서는 마이크로그라비어법, 슬롯다이법, 독터블레이드법이 바람직하다. 슬롯다이법에 의해 열경화 후의 두께가 예를 들면, 10∼300㎛의 절연 필름을 얻을 수 있다.
건조 조건은, 필름용 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 절연 필름은, 양호한 보존 안정성을 갖는다. 또한, 절연 필름은 소망하는 타이밍에서 지지체로부터 박리할 수 있다.
절연 필름은, 예를 들면, 130∼220℃, 30∼180분간에서 열경화시킬 수 있다.
절연 필름의 두께는, 10㎛ 이상 300㎛ 이하면 바람직하고, 10㎛ 이상 100㎛ 이하면 보다 바람직하고, 10㎛ 이상 50㎛ 이하면 더욱 바람직하다. 10㎛ 미만에서는 소망하는 절연성을 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 300㎛를 초과하면, 반도체 장치의 방열성이 부족해질 우려가 있다.
경화 후의 절연 필름의 필 강도는 5N/㎝를 초과하는 것이 바람직하다.
경화 후의 절연 필름의 체적저항률, 즉, 경화 후의 필름용 수지 조성물의 체적저항률은, 1×1010Q·㎝ 이상이면 바람직하고, 체적저항률이 1×1012Q·㎝ 이상이 보다 바람직하고, 1×1013Q·㎝ 이상이면 더욱 바람직하다. 또한, 경화 후의 절연 필름의 열전도율, 즉, 경화 후의 필름용 수지 조성물의 열전도율은, 1.OW/m·K 이상이 보다 바람직하다. 경화 후의 절연 필름의 체적저항률이 1×1010Q·㎝ 미만인 경우에는, 반도체 장치에 요구되는 절연성을 만족할 수 없을 우려가 있다. 또한, 경화 후의 절연 필름의 열전도율이 1.OW/m·K 미만인 경우에는, 반도체 장치의 방열성이 부족해질 우려가 있다. 경화 후의 절연 필름의 체적저항률과 열전도율은, (E)성분의 종류와 함유량에 의해, 제어할 수 있다.
[반도체 장치]
본 발명의 반도체 장치는, 상술한 절연 필름의 경화물을 포함한다. 반도체 장치로서는, 모듈이나 전자 부품 등의 발열체와 기판을, 절연 필름의 경화물로 접착한 것이나, 기판과 방열판을 절연 필름의 경화물로 접착한 것을 들 수 있다. 도 1은 본 발명의 반도체 장치의 한 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시하는 반도체 장치(1)는 절연 필름(10)(도 1 (A))을 기판(20)과, 모듈이나 전자 부품 등의 발열체(30)로 끼워 넣고, 접착한 후, 절연 필름을 경화시켜서 절연 필름의 경화물(11)로 한 것 (도 1 (B))이다.
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∼6, 비교례 1∼3)
표 1에 표시하는 배합에서, (A)성분, (B)성분, (C)성분, 및 적량의 톨루엔을 계량 배합한 후, 그들을 80℃로 가온된 반응솟(反應釜)에 투입하고, 회전수 150rpm로 회전시키면서, 상압 혼합을 3시간 행하여 클리어를 제작하였다. 제작한 클리어에 (D)성분, (E)성분, 기타의 성분을 가하고 플라네터리 믹서에 의해 분산하여, 필름용 수지 조성물을 제작하였다. 이와 같이 하여 얻어진 필름용 수지 조성물을, 지지체인 이형 처리를 시행한 PET 필름의 편면에 도포하고, 100℃로 건조시킴에 의해, 지지체 부착의 절연 필름을 얻었다. 또한, 비교례 2는, 필름에 성형할 수가 없어서, 하기한 열전도율, 필 강도의 평가도 할 수가 없었다. 또한, 실시례 1∼6의 경화 후의 필름용 수지 조성물의 체적저항률은, 전부 1×1010Q·㎝ 이상이었다. 구체적으로는, 실시례 1은 1.5×1014Q·㎝, 실시례 2는 2.1×1014Q·㎝였다. 경화 후의 필름용 수지 조성물의 체적저항률은 프레스기로 열경화(200℃, 60min, 0.1MPa)시킨 후의 필름용 수지 조성물을 시험편으로 하고 동우아전파공업제 극초절연계(형번 : SM-8220)를 이용하여 시험편의 체적저항률을 측정하였다.
[표 1]
Figure 112016040483134-pct00007
[열전도율의 평가]
미경화의 절연 필름을 프레스기로 열경화시켰다(200℃, 60min, 0.1MPa). 경화시킨 절연 필름의 열전도율을, NETZSCH사제 열전도율계(Xe 플래시 애널라이저, 형번 : LFA447 Nanoflash)를 사용하여 측정했다.
[필 강도의 평가]
절연 필름의 양면에, 조화면(粗化面)을 내측으로 하여 동박을 맞붙이고, 프레스기로 열압착시켰다(200℃, 60min, 0.1MPa). 이 시험편을 1O㎜ 폭으로 컷트하고 오토그래프로 벗겨서 필 강도를 측정했다. 측정 결과에 관해 각 N=5의 평균치를 계산했다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시례 1∼7의 모두에서 절연성, 내열 성분에 우수한 (A)성분을 사용하고, 또한 (E)성분을 75질량부 이상 함유시켜서도, 필름 성형성이 양호하고 경화 후의 열전도율, 필 강도가 높았다, 이에 대해, 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, (C)성분이 너무 적는 비교례 1은 필 강도가 충분하지 않았다. 또한, (C)성분이 너무 많은 비교례 2는 필름 성형성이 나빴다. (C)성분 대신에 비페닐형 에폭시 수지를 사용한 비교례 3은 필 강도가 현저하게 낮았다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 필름용 수지 조성물은 필름 성형성이 양호하고, 경화 후에는 열전도율과 필 강도가 높고, 고신뢰성의 반도체 장치의 제조에 매우 유용하다.
1 : 반도체 장치
10 : 절연 필름
11 : 절연 필름의 경화물
20 : 기판
30 : 발열체

Claims (6)

  1. (A) 적어도 이하의 일반식(1) :
    [화학식 7]
    Figure 112020077079545-pct00008

    [화학식 8]
    Figure 112020077079545-pct00009

    (식 중,
    R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7은 동일 또는 달라도 좋고 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 할로겐화알킬기 또는 페닐기이고,
    -(O-X-0)-는 구조식(2)으로 표시되고, 여기서, R8, R9, R10, R14, R15은, 동일 또는 달라도 좋고, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고, R11, R12, R13은, 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고,
    -(Y-0)-는 구조식(3)으로 표시되는 1종류의 구조, 또는 구조식(3)으로 표시되는 2종류 이상의 구조가 랜덤하게 배열한 것이고, 여기서, R16, R17은 동일 또는 달라도 좋고, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고, R18, R19은 동일 또는 달라도 좋고, 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 6 이하의 알킬기 또는 페닐기이고,
    Z는 탄소수 1 이상의 유기기이고, 경우에 따라 산소 원자, 질소 원자, 유황 원자, 할로겐 원자를 포함하는 것도 있고,
    a, b는 적어도 어느 일방이 O이 아니고, O∼300의 정수를 나타내고,
    c, d는 O 또는 1의 정수를 도시하다)로 나타나는 비닐기가 결합한 페닐기를 양 말단에 갖는 폴리에테르 화합물과,
    (B) 열가소성 일래스토머와,
    (C) 나프탈렌형 에폭시 수지와,
    (D) 경화제와,
    (E) 절연 필러를 포함하고,
    (A)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분의 합계 100질량부에 대해, (A)성분이 10∼60 질량부, (B)성분이 10∼60 질량부, (C)성분이 0.5∼30.0질량부, 및 (D)성분이 0.1∼10 질량부이고, 또한 필름용 수지 조성물 100 질량부에 대해, (E)성분이 40∼95 질량부인 것을 특징으로 하는 필름용 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    (E)성분이 MgO, Al203, AlN, BN, 다이아몬드 필러, ZnO 및 SiC로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 필름용 수지 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    경화 후의 필름용 수지 조성물의 체적저항률이 1×1010Q·㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 필름용 수지 조성물.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 필름용 수지 조성물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절연 필름.
  5. 제 4항에 기재된 절연 필름의 경화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  6. 삭제
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