KR102398722B1 - 수지 조성물, 수지 시트, 적층체, 및 반도체 소자 - Google Patents

수지 조성물, 수지 시트, 적층체, 및 반도체 소자 Download PDF

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Abstract

수지 조성물은, (A) 열가소성 성분과, (B) 열경화성 성분과, (C) 무기 필러를 함유하고, 당해 수지 조성물의 경화물의 5 ％ 중량 감소 온도 (Td5) 가 440 ℃ 이상이다.

Description

수지 조성물, 수지 시트, 적층체, 및 반도체 소자
본 발명은, 수지 조성물, 수지 시트, 적층체, 및 반도체 소자에 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
최근, 접착 시트는, 파워 반도체 소자의 제조 등에도 응용되고 있다. 파워 반도체 소자의 제작 등에 사용되는 수지 조성물에는, 내열성과 접착성이 요구된다.
본 발명은, 종래보다 높은 내열성과 높은 접착성을 양립한 수지 조성물, 수지 시트, 및 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 당해 수지 조성물 또는 당해 수지 시트를 사용한 반도체 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물은, (A) 열가소성 성분과, (B) 열경화성 성분과, (C) 무기 필러를 함유하고, 당해 수지 조성물의 경화물의 5 ％ 중량 감소 온도가 440 ℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 (B) 열경화성 성분은, 비스말레이미드 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 (B) 열경화성 성분은, 추가로 알릴 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물에 있어서, 상기 (A) 열가소성 성분이, 페녹시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물은, 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 조성물인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물은, 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 조성물이고, 상기 반도체 소자가 파워 반도체 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물은, 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 조성물이고, 상기 반도체 소자가, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물로 이루어지고, 상기 수지 조성물에 있어서, 상기 (B) 열경화성 성분이, 비스말레이미드 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물로 이루어지고, 상기 수지 조성물에 있어서, 상기 (B) 열경화성 성분이, 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트에 있어서, 상기 (A) 열가소성 성분이, 페녹시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 시트인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 시트이고, 상기 반도체 소자가 파워 반도체 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 시트이고, 상기 반도체 소자가, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 적층체는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트와, 박리재를 갖고, 상기 박리재는, 알키드 수지계 박리제로 형성되는 박리제층을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 적층체는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 적층체인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 적층체는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 적층체이고, 상기 반도체 소자가 파워 반도체 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 적층체는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 적층체이고, 상기 반도체 소자가, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 관련된 반도체 소자는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물을 사용한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 반도체 소자는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트를 사용한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 반도체 소자는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 조성물, 그리고 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 반도체 소자는, 전술한 본 발명의 일 양태에 관련된 수지 시트, 그리고 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래보다 높은 내열성과 높은 접착성을 양립한 수지 조성물, 수지 시트, 및 적층체를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 당해 수지 조성물 또는 당해 수지 시트를 사용한 반도체 소자를 제공할 수 있다.
도 1 은 일 실시형태에 관련된 적층체의 단면 개략도이다.
[수지 조성물]
본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, (A) 열가소성 성분과, (B) 열경화성 성분과, (C) 실리카 필러를 함유한다.
((A) 열가소성 성분)
(A) 열가소성 성분 (이하, 간단히 「(A) 성분」이라고 칭하는 경우가 있다) 은, 특별히 한정되지 않는다.
본 실시형태의 (A) 열가소성 성분은, 열가소성 수지를 포함한다.
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. 페녹시 수지는, 알칼리에 대한 내성이 우수하고, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물을 반도체 소자의 실장 공정에 사용하는 경우에 있어서, 그 공정이 알칼리제에 의한 처리를 수반하는 경우에도, 수지 조성물이 용해되지 않고, 형상이 유지되기 쉽다. 열가소성 수지는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
페녹시 수지로는, 비스페놀 A 골격 (이하, 비스페놀 A 를 「BisA」라고 칭하는 경우가 있다), 비스페놀 F 골격 (이하, 비스페놀 F 를 「BisF」라고 칭하는 경우가 있다), 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.
열가소성 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 100 이상 100 만 이하인 것이 바람직하고, 1000 이상 80 만 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 만 이상 10 만 이하인 것이 특히 바람직하다. 본 명세서에 있어서의 중량 평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피 (Gel Permeation Chromatography ; GPC) 법에 의해 측정되는 표준 폴리스티렌 환산값이다.
본 실시형태에 있어서, 수지 조성물 중의 (A) 열가소성 성분의 함유량은, 수지 조성물의 고형분의 전체량 기준 (즉, 용매를 제외한 전체 고형분을 100 질량％ 로 했을 때) 으로, 0.1 질량％ 이상 50 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이상 40 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
((B) 열경화성 성분)
(B) 열경화성 성분 (이하, 간단히 「(B) 성분」이라고 칭하는 경우가 있다) 은, 가열을 받으면 3 차원 망상화 (網狀化) 되고, 피착체를 강고히 접착하는 성질을 갖는다. 본 실시형태에 있어서의 열경화성 성분으로는, 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 다양한 열경화성 성분을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 (B) 열경화성 성분은, 열경화성 수지와, 경화제를 함유한다.
열경화성 수지로는, 고내열성을 갖는 열경화성 수지이면 되고, 예를 들어, 비스말레이미드 수지, 벤조옥사진 수지, 시아네이트 수지, 및 멜라민 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
경화제로는, 예를 들어, 페놀 수지, 및 C = C 이중 결합을 갖는 수지 등의 수지류, 그리고 아민, 산 무수물, 및 포름알데히드 등을 들 수 있다. C = C 이중 결합을 갖는 수지로는, 알릴 수지 등을 들 수 있다. 경화제는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
열경화성 수지와 경화제의 조합으로는, 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지, 벤조옥사진 수지 및 페놀 수지, 시아네이트 수지 및 페놀 수지, 시아네이트 수지 및 아민, 시아네이트 수지 및 산 무수물, 그리고 멜라민 수지 및 포름알데히드 등의 조합을 들 수 있다. 고내열성을 갖는 관점에서, 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지의 조합이 바람직하다.
(B) 열경화성 성분은, 내열성의 관점에서, 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
비스말레이미드 수지 및 알릴 수지로는, 종래 공지된 여러 가지의 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지가 사용된다.
본 실시형태에 있어서의 비스말레이미드 수지는, 용제에 대한 용해성의 관점에서, 치환기를 갖는 비스말레이미드 수지가 바람직하다. 치환기로는, 알킬기 등을 들 수 있다. 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기인 것이 바람직하고, 메틸기, 및 에틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 비스말레이미드 수지는, 1 분자 중에 2 개 이상의 말레이미드기 및 2 개 이상의 페닐렌기를 포함하는 말레이미드 수지인 것도 바람직하다. 용제에 대한 용해성을 높게 하고, 시트 형성성을 향상시키는 관점에서, 페닐렌기 상에 치환기를 갖는 것이 바람직하다. 치환기로는, 예를 들어, 메틸기, 및 에틸기 등의 알킬기, 및 알킬렌기 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 말레이미드 수지로는, 말레이미드기와 페닐렌기가, 직접 결합한 말레이미드 수지를 들 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서의 말레이미드 수지로는, 시트 형성성의 관점에서, 말레이미드기와 페닐렌기 사이에 에테르 결합을 갖는 말레이미드 수지도 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 비스말레이미드 수지는, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112019097643968-pct00001
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이고, L1 은, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬렌기이고, L2 및 L3 은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬렌기 또는 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴렌기이고, m 및 n 은, 각각 독립적으로 0 또는 1 이다.
본 실시형태에 있어서의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 말레이미드 수지는, 구체적으로는, 예를 들어, 하기 일반식 (1A) 또는 하기 일반식 (1B) 로 나타낸다.
[화학식 2]
Figure 112019097643968-pct00002
[화학식 3]
Figure 112019097643968-pct00003
상기 일반식 (1A) 및 (1B) 에 있어서, L1 은, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬렌기이다.
상기 일반식 (1A) 에 있어서, R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기이다.
R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 2 의 알킬기인 것이 바람직하다.
R1 과 R2 는, 서로 상이한 알킬기인 것이 바람직하다.
R3 과 R4 는, 서로 상이한 알킬기인 것이 바람직하다.
R1 과 R2 는, 서로 상이한 알킬기이고, 또한 R3 과 R4 는, 서로 상이한 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 비스말레이미드 수지로는, 구체적으로는, 예를 들어, 내열성이 높은 경화물을 얻는 관점에서, 4,4'-디페닐메탄디말레이미드, 비스(3-에틸-5-메틸-4-말레이미드페닐)메탄, N,N'-1,3-페닐렌디말레이미드, 4-메틸-1,3-페닐렌비스말레이미드, 폴리페닐메탄말레이미드, 또는 2,2-비스[4-(4-말레이미드페녹시)페닐]프로판이 바람직하고, 용제에 대한 용해성의 관점에서는, 비스(3-에틸-5-메틸-4-말레이미드페닐)메탄이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 벤조옥사진 수지로는, 예를 들어, 분자 내에 벤조옥사진 고리를 갖는 화합물 (이하 「벤조옥사진 화합물」이라고도 표기한다.) 및 그 개환 중합체에서 선택되는 적어도 어느 벤조옥사진 수지 등을 들 수 있다. 반응성과 가교 밀도의 관점에서, 벤조옥사진 화합물은, 1 분자 내에 2 개 이상의 벤조옥사진 고리를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 벤조옥사진 수지로는, 비스페놀 A 형 벤조옥사진 화합물, 비스페놀 F 형 벤조옥사진 화합물, 티오디페놀형 벤조옥사진 화합물, 페놀프탈레인형 벤조옥사진 화합물, 또는 디시클로펜타디엔형 벤조옥사진 화합물이 바람직하다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 시아네이트 수지로는, 예를 들어, 1 분자 중에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 시아네이트 수지로서 구체적으로는, 노볼락형 시아네이트 수지, 비스페놀 A 형 시아네이트 수지, 비스페놀 E 형 시아네이트 수지, 테트라메틸비스페놀 F 형 시아네이트 수지 등의 비스페놀형 시아네이트 수지, 및 이들이 일부 트리아진화한 프레폴리머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 멜라민 수지로는, 구체적으로는, 예를 들어, 모노메톡시메틸화 멜라민 수지, 디메톡시메틸화 멜라민 수지, 트리메톡시메틸화 멜라민 수지, 테트라메톡시메틸화 멜라민 수지, 펜타메톡시메틸화 멜라민 수지, 헥사메톡시메틸화 멜라민 수지, 부틸화 멜라민 수지, 모노메틸올멜라민 수지, 디메틸올멜라민 수지, 트리메틸올멜라민 수지, 테트라메틸올멜라민 수지, 펜타메틸올멜라민 수지, 헥사메틸올멜라민 수지, 및 이미노기 함유 메톡시메틸화 멜라민 수지 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 알릴 수지는, 알릴기를 갖는 수지이면, 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에 있어서의 알릴 수지는, 1 분자 중에 2 개 이상의 알릴기를 포함하는 알릴 수지인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 알릴 수지는, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 4]
Figure 112019097643968-pct00004
상기 일반식 (2) 에 있어서, R5 및 R6 은, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기인 것이 보다 바람직하고, 메틸기 및 에틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 알킬기인 것이 더욱 바람직하다.
알릴 수지로는, 구체적으로는, 예를 들어, 디알릴비스페놀 A 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 내열성을 보다 향상시키는 관점에서, (B) 열경화성 성분은, 비스(3-에틸-5-메틸-4-말레이미드페닐)메탄 및 디알릴비스페놀 A 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 페놀 수지로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 페놀 수지를 사용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서의 페놀 수지로는, 1 분자 중에 2 개 이상의 페놀성 수산기를 갖는 모노머, 올리고머, 및 폴리머 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들어, 페놀 수지로서, 노볼락형 페놀 수지, 크레졸노볼락형 페놀 수지, 나프톨노볼락형 페놀 수지, 페놀아르알킬형 에폭시 수지, 페놀벤질알데히드형 에폭시 수지, 비페닐형 페놀 수지, 비스페놀 A 형 페놀 수지, 비스페놀 F 형 페놀 수지, 및 디시클로펜타디엔형 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 아민으로는, 예를 들어, 에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 이소포론디아민, 4,4'-디시클로헥실메탄디아민, 및 1,4-시클로헥산디아민 등의 디아민류 ; 디에틸렌트리아민, 디프로필렌트리아민, 및 트리에틸렌테트라민 등의 폴리아민류 ; 하이드라진, N,N'-디메틸하이드라진, 및 1,6-헥사메틸렌비스하이드라진 등의 하이드라진류 ; 그리고 숙신산디하이드라지드, 아디프산디하이드라지드, 글루타르산디하이드라지드, 세바크산디하이드라지드, 및 이소프탈산디하이드라지드 등의 디하이드라지드류 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 산 무수물로는, 예를 들어, 말레산 무수물, 숙신산 무수물, 알케닐숙신산 무수물, 프탈산 무수물, 시클로펜탄-1,2-디카르복실산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 1,2,3,6-테트라하이드로프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라하이드로프탈산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 4-메틸헥사하이드로프탈산 무수물, 4-페닐에티닐프탈산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 시클로헥산-1,2,4-트리카르복실산-1,2-무수물, 나딕산 무수물, 메틸나딕산 무수물, 비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디카르복실산 무수물, 메틸비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디카르복실산 무수물, 메틸-3,6-엔도메틸렌-1,2,3,6-테트라하이드로프탈산 무수물, 2,3-나프탈렌디카르복실산 무수물, 1,8-나프탈렌디카르복실산 무수물, 2,3-안트라센디카르복실산 무수물, 스티렌-말레산 무수물의 공중합물, 올레핀-말레산 무수물의 공중합물, 메틸비닐에테르-말레산 무수물의 공중합물 등을 들 수 있다. 산 2 무수물로는, 예를 들어, 에틸렌테트라카르복실산 2 무수물, 피로멜리트산 무수물, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2 무수물, 1,2,3,4-펜탄테트라카르복실산 2 무수물, 4,4'-옥시디프탈산 무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 2 무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 2 무수물, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르복실산 2 무수물, 에틸렌글리콜비스트리멜리테이트 2 무수물, 글리세린비스트리멜리테이트 2 무수물 모노아세테이트, p-페닐렌비스(트리멜리테이트 무수물), 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸릴)-3-메틸-3-시클로헥센-1,2-카르복실산 2 무수물, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸릴)-3-시클로헥센-1,2-카르복실산 2 무수물, 비시클로[2,2,2]옥토-7-엔-2,3,5,6-테트라카르복실산 무수물, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 2 무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복실산 2 무수물, 및 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 2 무수물 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 포름알데히드로는, 포름알데히드의 축합체를 사용해도 되고, 포름알데히드의 수용액을 사용해도 된다. 포름알데히드의 축합체로는, 트리옥산, 및 파라포름알데히드 등을 들 수 있다. 포름알데히드의 수용액으로는, 포르말린 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 수지 조성물 중의 (B) 열경화성 성분의 함유량은, 수지 조성물의 고형분의 전체량 기준 (즉, 용매를 제외한 전체 고형분을 100 질량％ 로 했을 때) 으로, 2 질량％ 이상 75 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 5 질량％ 이상 70 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, (B) 열경화성 성분이 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지를 포함하는 경우, 수지 조성물 중의 비스말레이미드 수지의 함유량은, 수지 조성물의 고형분의 전체량 기준 (즉, 용매를 제외한 전체 고형분을 100 질량％ 로 했을 때) 으로, 2 질량％ 이상 75 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 5 질량％ 이상 70 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 비스말레이미드 수지의 함유량이 상기 범위 내이면, 수지 조성물의 내열성이 향상되고, 용제에 대한 용해성도 양호해진다.
또, 경화제로서의 알릴 수지는, 바람직하게는 비스말레이미드 수지 100 질량부에 대해, 통상, 10 질량부 이상 200 질량부 이하의 비율로 사용되고, 20 질량부 이상 150 질량부 이하의 비율로 사용되는 것이 바람직하다. 알릴 수지의 비율이 상기 범위 내이면, 전단 강도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서, (B) 열경화성 성분은, 경화 촉진제를 함유하고 있어도 된다.
경화 촉진제로는, 예를 들어, 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이미다졸 화합물로는, 예를 들어, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
수지 조성물 중의 경화 촉진제의 함유량은, 수지 조성물의 고형분의 전체량 기준 (즉, 용매를 제외한 전체 고형분을 100 질량％ 로 했을 때) 으로, 0.005 질량％ 이상 12 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, (B) 열경화성 성분은, 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지를 포함하고, 에폭시 수지를 포함하지 않는 것도 바람직하다.
((C) 무기 필러)
(C) 무기 필러 (이하, 간단히 「(C) 성분」이라고 칭하는 경우가 있다) 는, 수지 조성물에 내열성을 부여한다.
(C) 무기 필러로는, 실리카 필러, 알루미나 필러, 및 질화붕소 필러 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 실리카 필러가 바람직하다.
실리카 필러로는, 예를 들어, 용융 실리카, 및 구상 (球狀) 실리카 등을 들 수 있다.
(C) 무기 필러는, 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(C) 무기 필러는, 표면 처리되어 있어도 된다.
(C) 무기 필러의 평균 입경은, 특별히 제한되지 않는다. (C) 무기 필러의 평균 입경은, 일반적인 입도 분포계로부터 구한 값으로 0.1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서의, (C) 무기 필러의 평균 입경은, 입도 분포 측정 장치 (닛키소 주식회사 제조, 제품명 「나노트랙 Wave-UT151」) 를 사용하여, 동적 광산란법에 의해 측정한 값으로 한다.
수지 조성물 중의 (C) 무기 필러의 함유량은, 수지 조성물의 고형분의 전체량 기준 (즉, 용매를 제외한 전체 고형분을 100 질량％ 로 했을 때) 으로, 10 질량％ 이상 90 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 20 질량％ 이상 80 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. (C) 무기 필러의 함유량이 상기 범위 내이면, 수지 조성물의 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 일례로는, (A) 열가소성 성분, (B) 열경화성 성분, 및 (C) 무기 필러만을 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물의 다른 일례로는, 하기와 같이, (A) 열가소성 성분, (B) 열경화성 성분, (C) 무기 필러, 및 상기 (A) ∼ (C) 성분 이외의 성분을 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
((D) 커플링제)
본 실시형태에 있어서, 수지 조성물은, (A) ∼ (C) 성분 이외에, 추가로 (D) 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다.
커플링제는, 전술한 (A) 열가소성 성분이 갖는 관능기, 또는 (B) 열경화성 성분이 갖는 관능기와 반응하는 기를 갖는 것이 바람직하고, (B) 열경화성 성분이 갖는 관능기와 반응하는 기를 갖는 것이 보다 바람직하다.
수지 조성물의 경화 반응시에, (D) 커플링제 중의 유기 관능기가, (B) 열경화성 성분 (바람직하게는 말레이미드 수지) 과 반응한다고 생각된다. (D) 커플링제를 사용함으로써, 경화물의 내열성을 저해하지 않고, 접착성 및 밀착성을 향상시킬 수 있고, 또한 내수성 (내습열성) 도 향상된다.
(D) 커플링제로는, 그 범용성 및 비용 장점 등으로부터 실란계 (실란 커플링제) 가 바람직하다.
또, 상기와 같은 (D) 커플링제는, (B) 열경화성 성분 100 질량부에 대하여, 통상 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.
(그 밖의 성분)
본 실시형태에 있어서, 수지 조성물은, 추가로 그 밖의 성분을 포함하고 있어도 된다. 그 밖의 성분으로는, 예를 들어, 가교제, 안료, 염료, 소포제, 레벨링제, 자외선 흡수제, 발포제, 산화 방지제, 난연제, 및 이온 포착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 성분을 들 수 있다.
예를 들어, 수지 조성물은, 경화 전의 초기 접착성, 및 응집성을 조절하기 위해, 추가로 가교제를 포함하고 있어도 된다.
가교제로는, 예를 들어, 유기 다가 이소시아네이트 화합물, 및 유기 다가 이민 화합물 등을 들 수 있다.
유기 다가 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들어, 방향족 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족 다가 이소시아네이트 화합물, 지환족 다가 이소시아네이트 화합물, 및 이들의 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.
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 (A) 성분에 있어서의 열가소성 수지 100 질량부에 대하여 통상 0.01 질량부 이상 12 질량부 이하의 비율로 배합되고, 바람직하게는 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 배합된다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, 경화물의 5 ％ 중량 감소 온도가 440 ℃ 이상인 것이 필요하다. 경화물의 5 ％ 중량 감소 온도는, 측정 시료를 승온하면서 중량 감소를 측정하고, 중량 감소가 5 중량％ 에 도달했을 때의 온도이다. 이하, 「Td5」라고 칭하는 경우가 있다.
Td5 는, 445 ℃ 이상인 것이 바람직하다.
Td5 가 440 ℃ 이상이면, 수지 조성물의 내열성이 향상된다.
또한, 본 명세서에 있어서의 Td5 는, 시차열·열중량 동시 측정 장치 (주식회사 시마즈 제작소 제조. 장치명 : DTG-60) 를 사용하여, 스캔 스피드 10 ℃/분, 온도 범위 50 ℃ ∼ 600 ℃ 에서 측정한 값이다.
[수지 시트]
본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물로 이루어진다. 따라서, 본 실시형태에 관련된 수지 시트의 Td5 도 또한, 440 ℃ 이상이다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물을 시트화함으로써, 본 실시형태에 관련된 수지 시트를 얻을 수 있다. 수지 조성물이 시트상임으로써, 피착체에 대한 적용이 간편해지고, 특히 피착체가 대면적인 경우의 적용이 간편해진다.
수지 조성물이 시트상이면, 봉지 공정 후의 형상에 대하여, 어느 정도 적합한 형상으로 미리 형성되어 있으므로, 적용하는 것만으로 어느 정도의 균일성을 유지한 봉지재로서 공급할 수 있다. 또, 수지 조성물이 시트상이면, 유동성이 없기 때문에 취급성이 우수하다.
수지 조성물을 시트화하는 방법은, 종래 공지된 시트화하는 방법을 채용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 띠 형상의 시트여도 되고, 롤상으로 감긴 상태로 제공되어도 된다. 롤상으로 감긴 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 바람직하고, 나아가서는 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 복수의 반도체 소자에 일괄적으로 적용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수지 조성물이 시트상이면, 복수의 간극이 형성된 프레임의 간극마다 반도체 소자가 배치된 구조체에 대하여, 수지 시트를 적용하고, 프레임과 반도체 소자를 일괄적으로 봉지하는, 이른바 패널 레벨 패키지에 사용할 수 있다.
[적층체]
본 실시형태에 관련된 수지 시트는, 적층체의 형태로서 이용할 수도 있다. 적층체의 일례로서, 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 조성물로 이루어진다.
제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 는, 박리성을 갖는다. 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 제 1 박리재 (2) 의 수지 시트 (3) 에 대한 박리력 P1 과 제 2 박리재 (4) 의 수지 시트 (3) 에 대한 박리력 P2 에 차이가 있는 것이 바람직하다. 제 1 박리재 (2) 의 박리력 P1 에 대한 제 2 박리재 (4) 의 박리력 P2 의 비 (P2/P1) 는, 0.02 ≤ P2/P1 ＜ 1 또는 1 ＜ P2/P1 ≤ 50 인 것이 바람직하다.
제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 는, 예를 들어, 박리재 그 자체에 박리성이 있는 부재 이외에, 박리 처리가 실시된 부재, 또는 박리제층이 적층된 부재 등이어도 된다. 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 의 재질로는, 구체적으로는, 예를 들어, 올레핀계 수지, 불소 수지, 에스테르계 수지, 및 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 등을 들 수 있다. 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, 예를 들어, 올레핀계 수지, 및 불소 수지 등을 들 수 있다.
제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 는, 박리 기재와, 박리 기재 상에 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, 그라신지, 코트지, 및 캐스트 코트지 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. 이들 플라스틱 필름 중에서도, 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
박리제로는, 예를 들어, 실리콘 수지로 구성된 실리콘계 박리제 ; 폴리비닐카르바메이트, 및 알킬우레아 유도체 등의 장사슬 알킬기를 함유하는 화합물로 구성된 장사슬 알킬기 함유 화합물계 박리제 ; 알키드 수지 (예를 들어, 불전화성 (不轉化性) 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, 이들을 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 제 1 박리재 (2) 의 박리력 P1 에 대한 제 2 박리재 (4) 의 박리력 P2 의 비 (P2/P1) 를 상기 서술한 범위로 조정하는 관점에서는, 제 1 박리재 (2) 에 사용되는 박리제의 구성과, 제 2 박리재 (4) 에 사용되는 박리제의 구성이 상이한 것이 바람직하다. 이 경우, 예를 들어, 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 에 있어서, 동일한 실리콘계 박리제를 사용하면서, 제 1 박리재 (2) 의 박리제와 제 2 박리재 (4) 의 박리제에서 서로 상이한 조성으로 하거나, 제 1 박리재 (2) 의 박리제층과 제 2 박리재 (4) 의 박리제층에서 서로 상이한 두께로 하거나 해도 된다. 또, 예를 들어, 제 1 박리재 (2) 의 박리제와 제 2 박리재 (4) 의 박리제에서 서로 상이한 종류의 박리제를 사용해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 제 1 박리재 (2) 의 박리제로서 알키드 수지계 박리제를 사용하고, 제 2 박리재 (4) 의 박리제로서 실리콘계 박리제를 사용하는 경우를 들 수 있다. 또, 상기 서술한 수지 조성물이, (A) 열가소성 성분으로서 페녹시 수지를 함유하는 경우에는, 박리 필름이 벗겨지기 쉬워지는 경향이 있고, 제 1 박리재 (2), 및 제 2 박리재 (4) 의 어느 일방은, 비실리콘계 박리제로 형성된 박리제층을 갖는 것이 바람직하고, 제 1 박리재 (2) 가 비실리콘계 박리제로 형성된 박리제층을 갖는 것이 바람직하다. 비실리콘계 박리제로는, 상기 예시한 박리제 중, 실리콘계 박리제를 제외한 박리제로 이루어지는 군에서 선택된다. 이들 중에서도, 비실리콘계 박리제로는, 알키드 수지계 박리제를 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 제 1 박리재 (2) 및 제 2 박리재 (4) 의 두께는, 통상 1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하이고, 3 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
박리제층의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 박리제를 포함하는 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) 상에, 수지 조성물을 도포하고, 도막을 형성한다. 다음으로, 이 도막을 건조시키고, 수지 시트 (3) 를 형성한다. 다음으로, 수지 시트 (3) 와, 제 2 박리재 (4) 를 상온에서 첩합 (貼合) 함으로써, 적층체 (1) 가 얻어진다.
본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 수지 시트 또는 적층체는, 반도체 소자의 실장에 사용되는 것이 바람직하다. 반도체 소자의 실장에는, 반도체 소자를 봉지하는 것, 반도체 소자와 다른 전자 부품 사이에 개재시키는 것, 그리고 반도체 소자용의 회로를 형성하는 것 중, 적어도 어느 것이 포함된다.
반도체 소자는, 파워 반도체인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 수지 시트 또는 적층체는, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자를 봉지하는 것, 또는 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자와 다른 전자 부품 사이에 개재시키는 것에 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 관련된 수지 조성물은, 탄화규소 및 질화갈륨의 적어도 어느 것을 사용한 파워 반도체 소자에 사용되는 것이 보다 바람직하다.
다른 전자 부품으로는, 예를 들어, 프린트 배선 기판, 및 리드 프레임 등을 들 수 있다.
[반도체 장치]
본 실시형태에 관련된 반도체 장치는, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 또는 수지 시트가 반도체 소자의 실장에 사용된다.
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 실시형태의 수지 조성물 또는 수지 시트를 사용한 반도체 소자와 그 밖의 전자 부품의 접합은, 예를 들어, 다음과 같이 하여 실시할 수 있다. 그 밖의 전자 부품 상에, 수지 시트를 재치하고, 또한 수지 시트 상에 반도체 소자를 재치하고, 그 후, 수지 시트와 반도체 소자를 임시 압착하고, 수지 시트를 가열하여 경화시킨다. 이와 같이 하여, 수지 조성물을 반도체 소자와 그 밖의 전자 부품 사이에 개재시키고, 반도체 소자와 그 밖의 전자 부품을 접합한다.
본 실시형태의 수지 조성물 또는 수지 시트를 사용한 반도체 소자용의 회로의 형성으로는, 빌드업법에 의한 회로의 형성을 들 수 있다. 회로는, 기판에 형성되어도 되고, 반도체 소자에 직접 형성되어도 된다.
[실시형태의 효과]
본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 및 수지 시트에 의하면, 내열성과 접착성을 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 및 수지 시트를 사용함으로써, 종래보다 내열성이 높고, 접착성도 높은 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, 반도체 소자의 실장에 바람직하게 사용할 수 있고, 파워 반도체 소자의 실장에 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 수지 조성물, 및 수지 시트는, 탄화규소 및 질화갈륨의 적어도 어느 것을 사용한 반도체 소자의 실장에 바람직하게 사용할 수 있다. 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자는, 실리콘 반도체와는 상이한 특성을 가지므로, 파워 반도체, 기지국용 고출력 디바이스, 센서, 디텍터, 및 쇼트키 배리어 다이오드 등의 용도에 바람직하게 사용된다. 이들 용도에서는, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자의 내열성에도 주목하고 있고, 본 실시형태의 수지 조성물, 및 수지 시트는, 내열성이 우수하므로, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자와 조합되어 바람직하게 사용된다.
[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 박리재와, 제 2 박리재와, 제 1 박리재 및 제 2 박리재 사이에 형성된 수지 시트를 갖는 적층체에 대해 설명했지만, 그 밖의 실시 형태로서, 수지 시트의 일방의 면에만 박리재를 갖는 적층체여도 된다.
또, 상기 반도체 장치의 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 성분)
·바인더 수지 : BisA/BisF 혼합형 페녹시 수지 (신닛테츠 주금 화학 주식회사 제조 「ZX-1356-2」, 중량 평균 분자량 65,000)
(열경화성 성분)
·BMI 수지 : 비스(3-에틸-5-메틸-4-말레이미드페닐)메탄
·알릴 수지 : 디알릴비스페놀 A
·에폭시 수지 : 비페닐형 에폭시 수지 (닛폰 화약 주식회사 제조 「NC3000H」)
·페놀 수지 : 비페닐형 페놀노볼락 수지 (메이와 화성 주식회사 제조 「MEH-7851-H」)
·경화 촉진제 : 2-에틸-4-메틸이미다졸
(필러)
·실리카 필러 : 용융 실리카 (에폭시실란 수식, 평균 입경 0.5 ㎛, 최대 입경 2.0 ㎛)
(기타 첨가제)
·커플링제 : 3-글리시독시프로필트리에톡시실란
표 1 에 나타내는 배합 비율 (질량％ (고형분 환산의 비율)) 로 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 에 관련된 수지 조성물을 조제하였다.
·수지 조성물의 경화 조건
조제한 수지 조성물을 200 ℃ 에서 4 시간 가열하여, 수지 경화물을 얻었다.
[수지 시트의 제작]
제 1 박리재 (알키드 수지계 박리제로 형성된 박리층을 형성한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 두께 38 ㎛) 상에, 건조 후의 수지 조성물의 두께가 20 ㎛ 가 되도록, 다이 코터로 수지 바니시 (메틸에틸케톤에, 수지 조성물을 고형분 농도 40 질량％ 로 용해하여 조제한 도포용 용액) 를 도포하고, 100 ℃ 에서 2 분간 건조시켰다. 건조로에서 꺼낸 직후에, 건조 후의 수지 조성물과, 제 2 박리재 (실리콘계 박리제로 형성된 박리층을 형성한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 두께 38 ㎛) 를 상온에서 첩합하여, 제 1 박리재, 수지 조성물로 이루어지는 수지층 (수지 시트), 및 제 2 박리재가 이 순서로 적층된 적층체를 제작하였다.
[Td5]
주식회사 시마즈 제작소 제조의 시차열·열중량 동시 측정 장치 (장치명 : DTG-60) 를 사용하여, 하기 조건에서 수지 경화물의 Td5 를 측정하였다.
·스캔 스피드 : 10 ℃/분.
·온도 범위 : 50 ∼ 600 ℃
[접착 강도 평가]
미리 개편화 (個片化) 된 Si 미러 웨이퍼 (5 ㎜ × 5 ㎜, 두께 350 ㎛) 의 연마면 (＃2000 연마) 에, 수지 시트의 일방의 면을, 라미네이트 온도 60 ℃ 에서 첩합하고, 추가로 수지 시트의 타방의 면을 구리판 (5 ㎜ × 350 ㎛, JIS H 3100 사양) 에 압착하였다. 압착 조건은 250 gf/100 ℃/3 sec 로 하였다. 또한, 수지 시트에 적층되어 있던 제 1 박리재 및 제 2 박리재는, 각각 Si 미러 웨이퍼 및 구리판에 첩부하기 전에 박리하였다. 그 후 (수지 시트에 Si 미러 웨이퍼 및 구리판을 첩부한 후), 상기 서술한 열경화 조건 (200 ℃, 4 시간) 에서 수지 조성물을 경화시키고, 전단 강도 측정 장치 (노드슨·어드밴스트·테크놀로지 주식회사 제조, 장치명 : 본드 테스터 Dage4000) 를 사용하여 전단 강도를 측정함으로써, 접착 강도를 평가하였다. 전단 강도의 단위는, N/5 ㎜□ 로 하였다.
또한, 하기의 2 조건으로 평가를 실시하였다.
조건 1 : 습열 없음
·측정 온도 : 250 ℃
조건 2 : 습열 있음
·측정 온도 : 250 ℃
·습열 조건 : JEDEC Lv1 (85 ℃/85 ％RH/168 hr)
표 1 에 Td5, 및 전단 강도의 측정 결과를 나타낸다.
Figure 112019097643968-pct00005
실시예 1 ∼ 4 에 관련된 수지 조성물은, 비교예 1 에 관련된 수지 조성물에 비해, Td5 및 전단 강도를 모두 향상시킬 수 있고, 실시예 1 ∼ 4 에 관련된 수지 조성물의 내열성 및 접착성이, 비교예 1 에 관련된 수지 조성물에 비해 높은 것을 확인할 수 있었다.
1 : 적층체,
2 : 제 1 박리재,
3 : 수지 시트,
4 : 제 2 박리재.

Claims (22)

  1. 반도체 소자의 실장에 사용되는 수지 조성물로서,
    상기 수지 조성물의 고형분 전체량을 기준으로,
    0.1 질량％ 이상 40 질량％ 이하의 (A) 열가소성 성분과,
    5 질량％ 이상 75 질량％ 이하의 (B) 열경화성 성분과,
    20 질량％ 이상 90 질량％ 이하의 (C) 무기 필러를 함유하고,
    상기 (B) 열경화성 성분은, 비스말레이미드 수지 및 알릴 수지를 포함하고,
    당해 수지 조성물의 경화물의 5 ％ 중량 감소 온도가 440 ℃ 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 열가소성 성분이, 페녹시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 파워 반도체 소자인 것을 특징으로 하는, 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 소자가, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자인 것을 특징으로 하는, 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 기재된 수지 조성물로 이루어지고,
    반도체 소자의 실장에 사용되는 것을 특징으로 하는 수지 시트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (A) 열가소성 성분이, 페녹시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수지 시트.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 파워 반도체 소자인 것을 특징으로 하는, 수지 시트.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 반도체 소자가, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자인 것을 특징으로 하는, 수지 시트.
  9. 제 5 항에 기재된 수지 시트와, 박리재를 갖고,
    상기 박리재는, 알키드 수지계 박리제로 형성되는 박리제층을 갖고,
    반도체 소자의 실장에 사용되는 것을 특징으로 하는 적층체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 파워 반도체 소자인 것을 특징으로 하는, 적층체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 소자가, 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 반도체 소자인 것을 특징으로 하는, 적층체.
  12. 제 1 항에 기재된 수지 조성물을 사용한 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  13. 제 5 항에 기재된 수지 시트를 사용한 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  14. 제 1 항에 기재된 수지 조성물, 그리고 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  15. 제 5 항에 기재된 수지 시트, 그리고 탄화규소 및 질화갈륨의 어느 1 종 이상을 사용한 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
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