KR102392225B1 - 수지 조성물, 수지 시트, 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

수지 조성물은, 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러와, 트리아진 화합물을 함유하고, 상기 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타낸다. 일반식 (1) 중, R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고, R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이며, X 는, 알킬기, 페닐기, 하이드록실기, 알콕시기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것을 함유하고 있는 기이다.

Description

수지 조성물, 수지 시트, 및 반도체 장치
본 발명은, 수지 조성물, 수지 시트, 및 반도체 장치에 관한 것이다.
종래, 접착제층에 수지 조성물을 사용하는 접착 시트가 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 지지체와, 그 지지체 상에 형성된 수지 조성물층과, 그 수지 조성물층을 보호하는 폴리프로필렌 필름 등의 보호 필름이 이 순서로 적층된 접착 필름이 개시되어 있다. 특허문헌 1 에 기재된 수지 조성물은, 다관능 에폭시 수지, 경화제, 페녹시 수지, 및 무기 충전재를 함유한다.
일본 특허공보 제5195454호
접착제층에 사용하는 수지 조성물에는, 흡수율을 저감시킬 것, 그리고 접착 강도를 향상시킬 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 흡수율을 저감시키고, 그리고 접착 강도를 향상시킬 수 있는 수지 조성물, 및 수지 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 당해 수지 시트를 사용하여 봉지된 반도체 소자를 갖는 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물은, 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러와, 트리아진 화합물을 함유하고, 상기 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112019020729026-pct00001
(상기 일반식 (1) 중,
R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이며,
X 는, 알킬기, 페닐기, 하이드록실기, 알콕시기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것을 함유하고 있는 기이다)
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, R1 및 R2 는, 수소 원자이고, X 는, 알콕시실릴기를 함유하고 있는 기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, R1 및 R2 는, 알킬기이고, X 는, 하이드록실기를 함유하고 있는 기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112019020729026-pct00002
(상기 일반식 (2) 중,
R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R3 은, 알킬기, 하이드록실기, 알콕시기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 기이고,
n 은, 1 이상 3 이하의 정수이고,
복수의 R3 은, 서로 동일하거나, 또는 상이하고,
L1 은, 알킬렌기, 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기이다)
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure 112019020729026-pct00003
(상기 일반식 (3) 중,
R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R3 은, 하이드록실기, 또는 알콕시실릴기이며,
L2 는, 탄소수 1 ∼ 8 의 유기 사슬이다)
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, R1 및 R2 는, 수소 원자이고, R3 은, 알콕시실릴기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, R1 및 R2 는, 알킬기이고, R3 은, 하이드록실기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 수지 조성물의 전체량 기준으로 상기 트리아진 화합물이 0.1 질량％ 이상 15 질량％ 이하 함유되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 열경화성 성분은, 에폭시 수지 및 경화제를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지는, 페녹시 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 필러는, 실리카 필러인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물은, 파워 반도체 소자에 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 반도체 장치는, 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트로 봉지된 반도체 소자를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 흡수율을 저감시키고, 그리고 접착 강도를 향상시킬 수 있는 수지 조성물, 및 수지 시트를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 당해 수지 시트를 사용하여 봉지된 반도체 소자를 갖는 반도체 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 적층체의 단면 개략도이다.
[수지 조성물]
본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러와, 트리아진 화합물을 함유한다.
(트리아진 화합물)
트리아진 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타낸다.
[화학식 4]
Figure 112019020729026-pct00004
(상기 일반식 (1) 중,
R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이며,
X 는, 알킬기, 페닐기, 하이드록실기, 알콕시기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 것을 함유하고 있는 기이다)
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 에 있어서의 알킬기는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, 프로필기, 및 부틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 기인 것이 바람직하고, 메틸기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서의 X 로 나타내는 기는, 추가로 각종의 관능기를 가지고 있어도 된다. X 가 갖는 관능기는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기, 에테르 결합을 갖는 기, 알데히드기, 및 카르복실기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 관능기인 것이 바람직하다. X 가 사슬형의 연결기를 함유하고 있는 경우, 당해 연결기의 주사슬 및 분기사슬의 적어도 어느 것에, 당해 관능기가 함유되어 있는 것이 바람직하다. X 에 있어서의 사슬형의 연결기는, 알킬렌기, 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기인 것이 바람직하다. X 로 나타내는 기는, 복수의 관능기를 가지고 있어도 되고, 복수의 관능기는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
또, X 로 나타내는 기의 말단에는, 하이드록실기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기가 결합되어 있는 것이 바람직하고, 하이드록실기, 메톡시실릴기, 및 트리메톡시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기가 결합되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 수소 원자이고, X 는, 알콕시실릴기를 함유하고 있는 기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 알킬기이고, X 는, 하이드록실기를 함유하고 있는 기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 5]
Figure 112019020729026-pct00005
(상기 일반식 (2) 중,
R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R3 은, 알킬기, 하이드록실기, 알콕시기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 기이고,
n 은, 1 이상 3 이하의 정수이고,
복수의 R3 은, 서로 동일하거나, 또는 상이하고,
L1 은, 알킬렌기, 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기이다)
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R1 및 R2 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R1 및 R2 에 있어서의 알킬기는, 각각, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 알킬기와 동일한 의미이다.
L1 로서의 알킬렌기는, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬렌기인 것이 바람직하고, L1 로서의 아릴렌기는, 페닐렌기인 것이 바람직하다.
L1 은, 추가로 각종의 관능기를 가지고 있어도 된다. L1 이 갖는 관능기는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기, 하이드록실기, 알콕시기, 알콕시실릴기, 에테르 결합을 갖는 기, 알데히드기, 및 카르복실기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기인 것이 바람직하다. L1 이 이와 같은 관능기를 갖는 경우, 당해 관능기는, L1 의 주사슬 및 분기사슬의 적어도 어느 것에 함유되어 있는 것이 바람직하다. L1 은, 복수의 관능기를 가지고 있어도 되고, 복수의 관능기는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R3 은, 다른 화합물과 반응 가능한 관능기를 갖는 기이거나, 또는 다른 화합물과 반응 가능한 관능기 자체인 것이 바람직하고, 그 관능기는, 특별히 한정되지 않는다. R3 이 갖는 관능기로는, 하이드록실기, 알콕시기, 및 알콕시실릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1 종의 기인 것이 바람직하다. 알콕시실릴기로는, 예를 들어, 메톡시실릴기, 또는 트리메톡시실릴기인 것이 바람직하다. 하이드록실기를 갖는 기로는, 제 1 알코올, 또는 제 2 알코올을 갖는 관능기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 6]
Figure 112019020729026-pct00006
(상기 일반식 (3) 중,
R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
R3 은, 하이드록실기, 또는 알콕시실릴기이며,
L2 는, 탄소수 1 ∼ 8 의 유기 사슬이다)
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R1 및 R2 는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R1 및 R2 에 있어서의 알킬기는, 각각, 상기 일반식 (1) 에 있어서의 알킬기와 동일한 의미이다.
L2 의 유기 사슬은, 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬렌기 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기인 것이 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 6 의 알킬렌기 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기인 것이 보다 바람직하다. L2 로서의 아릴렌기는, 페닐렌기인 것이 바람직하다.
L2 는, 추가로 각종의 관능기를 가지고 있어도 된다. L2 가 갖는 관능기는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기, 하이드록실기, 알콕시기, 알콕시실릴기, 에테르 결합을 갖는 기, 알데히드기, 및 카르복실기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기인 것이 바람직하다. L2 가 이와 같은 관능기를 갖는 경우, 당해 관능기는, L2 의 주사슬 및 분기사슬의 적어도 어느 것에 함유되어 있는 것이 바람직하다. L2 는, 복수의 관능기를 가지고 있어도 되고, 복수의 관능기는, 서로 동일하거나, 또는 상이하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R3 은, 다른 화합물과 반응 가능한 관능기를 갖는 기이거나, 또는 다른 화합물과 반응 가능한 관능기 자체인 것이 바람직하고, 그 관능기는, 특별히 한정되지 않는다. R3 의 말단이 갖는 관능기로는, 트리메톡시실릴기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서, R1 및 R2 가 수소 원자인 경우 (이 경우의 화합물을, 트리아진 화합물의 제 1 양태로 칭하는 경우가 있다), L2 의 유기 사슬은, 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 6 의 알킬렌기인 것이 보다 바람직하다. 트리아진 화합물의 제 1 양태에 있어서, L2 는, 추가로 각종의 관능기를 가지고 있어도 되고, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기, 하이드록실기, 알콕시기, 알콕시실릴기, 에테르 결합을 갖는 기, 알데히드기, 및 카르복실기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 가지고 있는 것이 바람직하다. 또한, 트리아진 화합물의 제 1 양태에 있어서, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R3 은, 다른 화합물과 반응 가능한 관능기를 갖는 것이 바람직하고, 그 관능기는, 특별히 한정되지 않는다. 트리아진 화합물의 제 1 양태에 있어서, R3 의 말단이 갖는 관능기로는, 트리메톡시실릴기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (3) 에 있어서, R1 및 R2 가 알킬기인 경우 (이 경우의 화합물을, 트리아진 화합물의 제 2 양태로 칭하는 경우가 있다), R1 에 있어서의 알킬기는, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, 프로필기, 및 부틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 기인 것이 바람직하고, 특히 메틸기인 것이 보다 바람직하다. 트리아진 화합물의 제 2 양태에 있어서, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 L2 는, 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬렌기 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기인 것이 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 6 의 알킬렌기 및 아릴렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 함유하는 사슬형의 연결기인 것이 보다 바람직하다. 트리아진 화합물의 제 2 양태에 있어서, L2 는, 추가로 각종의 관능기를 가지고 있어도 되고, L2 가 갖는 관능기는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기, 하이드록실기, 알콕시기, 알콕시실릴기, 에테르 결합을 갖는 기, 알데히드기, 및 카르복실기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기인 것이 바람직하다. L2 가 이와 같은 관능기를 갖는 경우, 당해 관능기는, L2 의 주사슬 및 분기사슬의 적어도 어느 것에 함유되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 트리아진 화합물의 제 2 양태에 있어서, 상기 일반식 (3) 에 있어서의 R3 은, 다른 화합물과 반응 가능한 관능기를 갖는 것이 바람직하고, 그 관능기는, 특별히 한정되지 않는다. 트리아진 화합물의 제 2 양태에 있어서, R3 의 말단이 갖는 관능기로는, 하이드록실기인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 서술한 트리아진 화합물의 제 1 양태 및 제 2 양태는, 본 실시형태에 있어서의 트리아진 화합물의 예에 지나지 않고, 본 발명은, 이와 같은 양태의 트리아진 화합물을 사용하는 수지 조성물에 한정되지 않는다.
트리아진 화합물의 분자량은, 150 이상 450 이하인 것이 바람직하다.
트리아진 화합물의 분자량은, 150 이상 300 이하인 것도 바람직하다.
트리아진 화합물의 분자량은, 300 이상 450 이하인 것도 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 트리아진 화합물은, 에폭시기를 갖지 않는다.
수지 조성물 중의 트리아진 화합물의 함유량은, 흡수율의 저감, 그리고 접착력의 향상이라는 관점에서, 수지 조성물의 전체량 기준으로 0.1 질량％ 이상 15 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
수지 조성물 중의 트리아진 화합물의 함유량은, 수지 조성물의 전체량 기준으로 0.4 질량％ 이상 12 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 1.4 질량％ 이상 10 질량％ 이하 함유인 것이 보다 더 바람직하다.
(열경화성 성분)
열경화성 성분은, 가열을 받으면 삼차원 망상화되어, 피착체를 강고하게 접착하는 성질을 갖는다. 본 실시형태에 있어서의 열경화성 성분으로는, 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 여러 가지 열경화성 성분을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 열경화성 성분은, 열경화성 수지와 경화제를 함유한다.
열경화성 수지로는, 예를 들어, 에폭시, 페놀, 레조르시놀, 우레아, 멜라민, 푸란, 불포화 폴리에스테르, 및 실리콘 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 수지인 것이 바람직하고, 에폭시 수지인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 열경화성 성분은, 에폭시 수지 및 경화제를 함유하는 것이 바람직하다.
에폭시 수지로는, 종래 공지된 여러 가지의 에폭시 수지가 사용된다.
열경화 후의 적당한 접착성의 관점에서, 중량 평균 분자량 300 이상 2000 정도 이하의 에폭시 수지가 바람직하고, 중량 평균 분자량 300 이상 500 이하의 에폭시 수지가 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량 330 이상 400 이하인 상태 액상의 에폭시 수지와, 중량 평균 분자량 400 이상 2000 이하 (바람직하게는 500 이상 1500 이하) 인 상태 고체의 에폭시 수지를 블렌드한 에폭시 수지가 더욱 바람직하다. 본 명세서에 있어서의 중량 평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피 (Gel Permeation Chromatography ; GPC) 법에 의해 측정되는 표준 폴리스티렌 환산치이다.
본 실시형태에 있어서 바람직하게 사용되는 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 통상적으로, 50 ∼ 5000 g/eq 이다.
본 실시형태에 있어서의 에폭시 수지로는, 구체적으로는, 예를 들어, 페놀류 (예를 들어, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 레조르시놀, 페닐노볼락, 및 크레졸노볼락 등) 의 글리시딜에테르, 알코올류 (예를 들어, 부탄디올, 폴리에틸렌글리콜, 및 폴리프로필렌글리콜 등) 의 글리시딜에테르, 카르복실산 (예를 들어, 프탈산, 이소프탈산, 테트라하이드로프탈산 등) 의 글리시딜에테르, 글리시딜형 혹은 알킬글리시딜형의 에폭시 수지 (예를 들어, 아닐린이소시아누레이트 등의 질소 원자에 결합된 활성 수소를, 글리시딜기로 치환한 에폭시 수지 등), 그리고 이른바 지환형 에폭시드 등을 들 수 있다.
지환형 에폭시드로는, 분자 내의 탄소-탄소 이중 결합을 예를 들어 산화함으로써, 에폭시가 도입된 수지를 들 수 있고, 구체적으로는, 예를 들어, 비닐시클로헥산디에폭시드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-디시클로헥산카르복실레이트, 및 2-(3,4-에폭시)시클로헥실-5,5-스피로(3,4-에폭시)시클로헥산-m-디옥산 등을 들 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서의 에폭시 수지로서, 비페닐형 에폭시 수지, 및 나프탈렌형 에폭시 수지를 들 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서의 에폭시 수지로는, 분자 내에 디시클로펜타디엔 골격과, 반응성의 에폭시기를 갖는 디시클로펜타디엔 골격 함유 에폭시 수지를 사용해도 된다.
이들 에폭시 수지는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태에 있어서의 에폭시 수지의 일 양태로는, 비스페놀 A 의 글리시딜에테르 (비스페놀 A 형 에폭시 수지), 비페닐형 에폭시 수지, 및 나프탈렌형 에폭시 수지를 조합하여 사용하는 양태를 들 수 있다.
열경화성 수지가 에폭시 수지인 경우, 경화제는, 에폭시 수지를 경화하는 기능을 갖는 경화제이면 특별히 한정되지 않는다. 에폭시 수지용의 경화제로는, 예를 들어, 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 디시안디아미드계 경화제, 및 산무수물계 경화제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 경화제를 들 수 있다. 또, 에폭시 수지용의 경화제로는, 예를 들어, 열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제인 것이 바람직하다. 열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제란, 실온에서는 에폭시 수지와 반응하지 않고, 어느 온도 이상의 가열에 의해 활성화되어, 에폭시 수지와 반응하는 타입의 경화제이다.
경화제는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제의 활성화 방법으로는, 이하의 방법 (a) ∼ (d) 를 들 수 있다.
(a) 「가열에 의한 화학 반응으로 활성종 (아니온, 카티온) 을 생성하는 방법」
(b) 「고온에서 에폭시 수지와 상용, 및 용해되어, 경화 반응을 개시하는 방법」(이 방법의 경우, 실온 부근에서는, 열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제는, 에폭시 수지 중에 안정적으로 분산되어 있다)
(c) 「몰레큘러 시브 봉입 타입으로 한 경화제를 고온에서 용출하여 경화 반응을 개시하는 방법」
(d) 「마이크로 캡슐에 의한 방법」
이들 열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기의 열 활성형 잠재성 에폭시 수지 경화제 중에서도, 디시안디아미드, 이미다졸 화합물, 혹은 이것들의 혼합물이 보다 바람직하다.
상기와 같은 경화제는, 바람직하게는 에폭시 수지 100 질량부에 대해, 통상적으로, 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 비율로 사용되고, 보다 바람직하게는 0.5 질량부 이상 15 질량부 이하의 비율로 사용되고, 더욱 바람직하게는 1 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 사용된다.
수지 조성물은, 열경화성 성분을, 수지 조성물의 전체량 기준으로, 1 질량％ 이상 30 질량％ 이하 함유되어 있는 것이 바람직하고, 2 질량％ 이상 20 질량％ 이하 함유하고 있는 것이 보다 바람직하다.
(열가소성 수지)
열가소성 수지는, 특별히 한정되지 않는다. 열가소성 수지는, 예를 들어, 페녹시 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 및 우레탄 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 수지인 것이 바람직하고, 페녹시 수지인 것이 보다 바람직하다. 열가소성 수지는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
열가소성 수지의 중량 평균 분자량은, 8000 이상 150000 이하인 것이 바람직하고, 10000 이상 100000 이하인 것이 보다 바람직하고, 20000 이상 80000 이하인 것이 더욱 바람직하다.
페녹시 수지로는, 비스페놀 A 골격, 비스페놀 F 골격, 비페닐 골격, 및 나프탈렌 골격으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 골격을 갖는 페녹시 수지인 것이 바람직하고, 비스페놀 A 골격 및 비스페놀 F 골격을 갖는 페녹시 수지인 것이 보다 바람직하다.
수지 조성물 중의 열가소성 수지의 함유량은, 수지 조성물의 전체량 기준으로, 1 질량％ 이상 30 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 2 질량％ 이상 20 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
(필러)
필러는, 무기 필러인 것이 바람직하다. 무기 필러의 재질로는, 실리카, 알루미나, 탤크, 탄산칼슘, 티탄화이트, 벵갈라, 탄화규소, 및 질화붕소 등을 들 수 있다. 무기 필러의 형상으로는, 분말상, 구상, 입상, 판상, 침상, 및 섬유상을 들 수 있다. 그 외, 무기 필러로는, 유리 섬유 등도 들 수 있다.
이들 필러 중에서도, 실리카 필러인 것이 바람직하다.
필러는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
수지 조성물 중의 필러의 함유량은, 수지 조성물의 전체량 기준으로, 5 질량％ 이상 75 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 10 질량％ 이상 70 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 일례로는, 열경화성 성분, 열가소성 수지, 필러, 및 트리아진 화합물만을 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 다른 일례로는, 하기와 같이, 열경화성 성분, 열가소성 수지, 필러, 트리아진 화합물, 및 그 밖의 성분을 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
(그 밖의 성분)
본 실시형태에 있어서, 수지 조성물은, 추가로 그 밖의 성분을 함유하고 있어도 된다.
그 밖의 성분으로는, 예를 들어, 커플링제 등을 들 수 있다.
커플링제는, 전술한 열가소성 수지, 또는 열경화성 성분이 갖는 관능기와 반응하는 기를 갖는 것이 바람직하고, 열경화성 성분이 갖는 관능기와 반응하는 기를 갖는 것이 보다 바람직하다.
커플링제는 경화 반응시에, 커플링제 중의 유기 관능기가 열경화성 성분 (바람직하게는 에폭시 수지) 과 반응하는 것으로 생각되고, 경화물의 내열성을 해치지 않고, 접착성, 및 밀착성을 향상시킬 수 있고, 나아가 내수성 (내습 열성) 도 향상된다.
커플링제로는, 그 범용성, 및 코스트 메리트 등으로부터 실란계 (실란 커플링제) 가 바람직하다. 또, 상기와 같은 커플링제는, 상기 열경화성 성분 100 질량부에 대해, 통상적으로, 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 비율로 배합되고, 바람직하게는 0.3 질량부 이상 15 질량부 이하의 비율로 배합되고, 보다 바람직하게는 0.5 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 배합된다.
수지 조성물은, 경화 전의 초기 접착성, 및 응집성을 조절하기 위해서, 추가로 가교제 (예를 들어, 유기 다가 이소시아네이트 화합물, 및 유기 다가 이민 화합물 등) 를 함유하고 있어도 된다.
상기 유기 다가 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들어, 방향족 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족 다가 이소시아네이트 화합물, 지환족 다가 이소시아네이트 화합물, 및 이들 다가 이소시아네이트 화합물의 3 량체, 그리고 이들 다가 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물을 반응시켜 얻어지는 말단 이소시아네이트우레탄 프레폴리머 등을 들 수 있다. 유기 다가 이소시아네이트 화합물의 더욱 구체적인 예로는, 예를 들어, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 1,3-자일릴렌디이소시아네이트, 1,4-자일렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트, 3-메틸디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-2,4'-디이소시아네이트, 및 리신이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이민 화합물의 구체예로는, 예를 들어, N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복시아미드), 트리메틸올프로판-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 테트라메틸올메탄-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 및 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복시아미드)트리에틸렌멜라민 등을 들 수 있다. 상기와 같은 가교제는, 전술한 열가소성 수지 100 질량부에 대해, 통상적으로, 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하의 비율로 배합되고, 바람직하게는 0.2 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 배합된다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 다른 일례로는, 상기 제 1 양태 또는 상기 제 2 양태에 관련된 트리아진 화합물과, 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러를 함유하고, 열경화성 성분으로서, 에폭시 수지 및 경화제를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 다른 일례로는, 상기 제 1 양태 또는 상기 제 2 양태에 관련된 트리아진 화합물과, 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러를 함유하고, 열가소성 수지로서, 페녹시 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 다른 일례로는, 상기 제 1 양태 또는 상기 제 2 양태에 관련된 트리아진 화합물과, 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러를 함유하고, 열경화성 성분으로서, 에폭시 수지 및 경화제를 함유하고, 열가소성 수지로서, 페녹시 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, 파워 반도체 소자에 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, 질화규소 및 질화갈륨의 적어도 어느 것을 사용한 파워 반도체 소자에 사용되는 것이 보다 바람직하다.
[수지 시트]
본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물을 함유한다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물을 시트화하는 것에 의해, 본 실시형태에 관련된 수지 시트를 얻을 수 있다. 수지 조성물을 시트화하는 방법은, 종래 공지된 수지 조성물을 시트화하는 방법을 채용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 장척상의 시트여도 되고, 롤상으로 권취된 상태에서 제공되어도 된다. 롤상으로 권취된 본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 롤로부터 조출되어 원하는 사이즈로 절단하거나 하여 사용할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 수지 시트의 두께는, 예를 들어, 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 당해 두께는, 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 400 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 나아가서는 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
[적층체]
도 1 에는, 본 실시형태에 관련된 적층체 (1) 의 단면 개략도가 나타나 있다.
본 실시형태의 적층체 (1) 는, 제 1 박리재 (2) 와, 제 2 박리재 (4) 와, 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 사이에 형성된 수지 시트 (3) 를 갖는다. 수지 시트 (3) 는, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물을 함유한다.
제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 는, 박리성을 갖고, 제 1 박리재 (2) 의 수지 시트 (3) 에 대한 박리력과 제 2 박리재 (4) 의 수지 시트 (3) 에 대한 박리력에 차가 있는 것이 바람직하다. 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 는, 예를 들어, 박리재 자체에 박리성이 있는 부재의 외에, 박리 처리가 실시된 부재, 또는 박리제층이 적층된 부재 등이어도 된다. 제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 에 박리 처리가 실시되어 있지 않은 경우, 제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 의 재질로는, 구체적으로는, 예를 들어, 올레핀계 수지, 및 불소 수지 등을 들 수 있다.
제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 는, 박리 기재와, 박리 기재의 위에 박리제가 도포되어 형성된 박리제층을 구비하는 박리재로 할 수 있다. 박리 기재와 박리제층을 구비하는 박리재로 함으로써, 취급이 용이해진다. 또, 제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 는, 박리 기재의 편면에만 박리제층을 구비하고 있어도 되고, 박리 기재의 양면에 박리제층을 구비하고 있어도 된다.
박리 기재로는, 예를 들어, 종이 기재, 이 종이 기재에 폴리에틸렌 등의 열가소성 수지를 라미네이트한 라미네이트지, 및 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 종이 기재로는, 예를 들어, 글라신지, 코트지, 및 캐스트코트지 등을 들 수 있다. 플라스틱 필름으로는, 예를 들어, 폴리에스테르 필름 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등), 그리고 폴리올레핀 필름 (예를 들어, 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 등) 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 폴리에스테르 필름이 바람직하다.
박리제로는, 예를 들어, 실리콘 수지로 구성된 실리콘계 박리제 ; 폴리비닐카바메이트, 및 알킬우레아 유도체 등의 장사슬 알킬기를 함유하는 화합물로 구성된 장사슬 알킬기 함유 화합물계 박리제 ; 알키드 수지 (예를 들어, 부전화성 알키드 수지, 및 전화성 알키드 수지 등) 로 구성된 알키드 수지계 박리제 ; 올레핀 수지 (예를 들어, 폴리에틸렌 (예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 등), 이소택틱 구조, 또는 신디오택틱 구조를 갖는 프로필렌 단독 중합체, 및 프로필렌-α-올레핀 공중합체 등의 결정성 폴리프로필렌 수지 등) 로 구성된 올레핀 수지계 박리제 ; 천연 고무, 및 합성 고무 (예를 들어, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 고무, 및 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 등) 등의 고무로 구성된 고무계 박리제 ; 그리고 (메트)아크릴산에스테르계 공중합체 등의 아크릴 수지로 구성된 아크릴 수지계 박리제 등의 각종 박리제를 들 수 있고, 이것들을 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이것들 중에서도, 실리콘계 박리제 또는 알키드 수지계 박리제가 바람직하다. 또, 제 1 박리재 및 제 2 박리재에서 상이한 박리제를 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 통상적으로, 1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하이고, 3 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
박리제층의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 박리제를 함유하는 용액을 도포하여 박리제층을 형성하는 경우, 박리제층의 두께는, 0.01 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.03 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
적층체 (1) 의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 적층체 (1) 는, 다음과 같은 공정을 거쳐 제조된다. 먼저, 제 1 박리재 (2) 의 위에, 수지 조성물을 도포하여, 도막을 형성한다. 다음으로, 이 도막을 건조시켜, 수지 시트 (3) 를 형성한다. 다음으로, 수지 시트 (3) 와, 제 2 박리재 (4) 를 상온에서 첩합 (貼合) 함으로써, 적층체 (1) 가 얻어진다.
[반도체 장치]
본 실시형태에 관련된 반도체 장치는, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 또는 수지 시트로 봉지된 반도체 소자를 갖는다.
본 실시형태의 수지 시트를 사용한 반도체 소자의 봉지는, 예를 들어 다음과 같이 하여 실시할 수 있다. 반도체 소자를 덮도록 수지 시트를 재치 (載置) 하고, 진공 라미네이트법에 의해 압착함으로써, 반도체 소자를 봉지한다.
본 실시형태의 적층체 (1) 를 사용하는 경우에는, 적층체 (1) 의 일방의 박리재를 박리한 후, 반도체 소자를 덮도록 수지 시트를 재치한다. 그 후, 타방의 박리재를 박리한다. 그 후, 진공 라미네이트법에 의해 압착함으로써, 반도체 소자를 봉지한다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 및 수지 시트에 의하면, 흡수율을 저감시키고, 그리고 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 및 수지 시트를 사용함으로써, 흡수율이 낮은 봉지 수지층에 의해 반도체 소자를 봉지할 수 있고, 반도체 소자와 봉지 수지층의 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 및 수지 시트는, 파워 반도체 소자, 특히 질화규소 및 질화갈륨의 적어도 어느 것을 사용한 파워 반도체 소자에 바람직하게 사용할 수 있다.
[실시형태의 변형]
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형이나 개량 등은, 본 발명에 포함된다.
상기 실시형태에서는, 제 1 박리재 (2) 와, 제 2 박리재 (4) 와, 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 사이에 형성된 수지 시트 (3) 를 갖는 적층체 (1) 에 대해 설명했지만, 그 밖의 실시형태로서, 수지 시트의 일방의 면에만 박리재를 갖는 적층체여도 된다.
상기 실시형태에서는 반도체 봉지 용도에 대해 설명했지만, 본 발명의 수지 조성물, 및 수지 시트는, 그 밖에도, 회로 기판용 절연 재료 (예를 들어, 경질 프린트 배선판 재료, 플렉시블 배선 기판용 재료, 및 빌드업 기판용 층간 절연 재료 등), 빌드업용 접착 필름, 그리고 접착제 등으로서 사용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.
·수지 조성물의 조제
수지 조성물의 조제에 사용한 재료는 이하와 같다.
(열가소성 수지)
페녹시 수지 : 비스페놀 A/비스페놀 F 골격 혼합 타입 (중량 평균 분자량 = 60000 ∼ 70000)
(열경화성 성분)
·에폭시 수지
액상 비스페놀 A 형 에폭시 수지 (에폭시 당량 : 189 g/eq)
비페닐형 에폭시 수지 (에폭시 당량 : 272 g/eq, 연화점 : 52 ℃)
나프탈렌형 에폭시 수지 (에폭시 당량 : 165 g/eq, 연화점 : 92 ℃)
·경화제
비페닐형 페놀 수지 (관능기 당량 : 218 g/eq, 연화점 : 82 ℃)
2-에틸-4-메틸이미다졸
(필러)
·실리카 필러 : 주식회사 아드마텍스 제조 SC-2050MA (평균 입경 : 0.5 ㎛)
(트리아진 화합물)
하이드록실기 함유 트리아진 화합물 : 시코쿠 화성 주식회사 제조 VD-4 (융점 : 97 ℃, 5 ％ 중량 감소 온도 : 243 ℃)
트리메톡시실릴기 함유 트리아진 화합물 : 시코쿠 화성 주식회사 제조 VD-5 (융점 171 ℃, 5 ％ 중량 감소 온도 : 229 ℃)
표 1 에 나타내는 배합 비율로 실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에 관련된 수지 조성물을 조제하였다.
Figure 112019020729026-pct00007
·수지 조성물의 경화 조건
조제한 수지 조성물을 100 ℃ 에서 30 분간 가열하고, 다시 180 ℃ 에서 30 분간 가열하여, 수지 경화물을 얻었다.
[박리 강도]
주식회사 시마즈 제작소 제조의 인장 시험기 (장치명 : 오토 그래프 AG-IS) 를 사용하여, 하기 조건에서 측정하였다.
박리 강도의 측정에 사용한 샘플은, 먼저 실리콘 칩 (12 ㎜ × 12 ㎜) 의 표면에 수지 조성물을 첩부하고, 수지 조성물에 동박 (JIS H3100 C1100P, 0.15 ㎜ × 10 ㎜ × 50 ㎜) 을 첩합하고, 상기 서술한 경화 조건에서 수지 조성물을 경화시켜, 제조하였다.
샘플 구성 : 동박/수지 경화물/실리콘 칩
박리 속도 : 50 ㎜/분
박리 각도 : 90 도
온도 : 23 ℃
습도 : 50 ％RH
[흡수율]
초기 (시험 전) 의 수지 경화물의 중량을 a 로 하고, JEDEC Lv.1 (85 ℃, 85 ％RH, 168 시간) 의 시험 후의 수지 경화물의 중량을 b 로 하여, 하기 계산식으로 흡수율 (단위 : ％) 을 산출하였다.
흡수율 = {(b - a)/a} × 100
표 1 에 박리 강도, 및 흡수율의 평가 결과를 나타낸다.
실시예 1 ∼ 6 에 관련된 수지 조성물은, 비교예 1 에 관련된 수지 조성물에 비해, 흡수율을 저감시킬 수 있고, 또한 박리 강도를 향상시킬 수 있었다.
1 : 적층체
2 : 제 1 박리재
3 : 수지 시트
4 : 제 2 박리재

Claims (14)

  1. 열경화성 성분과, 열가소성 수지와, 필러와, 트리아진 화합물을 함유하고,
    상기 트리아진 화합물은, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
    Figure 112021117078887-pct00013

    (상기 일반식 (3) 중,
    R1 은, 수소 원자, 또는 알킬기이고,
    R2 는, 수소 원자, 또는 알킬기이며,
    R3 은, 하이드록실기 또는 알콕시실릴기이고,
    L2 는, 탄소수 1 ∼ 8 의 유기 사슬이다)
  2. 제 1 항에 있어서,
    R1 및 R2 는, 수소 원자이고,
    R3 은, 알콕시실릴기인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    R1 및 R2 는, 알킬기이고,
    R3 은, 하이드록실기인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 전체량 기준으로 상기 트리아진 화합물이 0.1 질량％ 이상 15 질량％ 이하 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열경화성 성분은, 에폭시 수지 및 경화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는, 페녹시 수지인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필러는, 실리카 필러인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    파워 반도체 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 시트.
  10. 제 9 항에 기재된 수지 시트로 봉지된 반도체 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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