KR20210143812A - 열전도성 조성물 및 반도체 장치 - Google Patents

열전도성 조성물 및 반도체 장치 Download PDF

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KR20210143812A
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나오키 와타베
마코토 다카모토
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스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 열전도성 조성물은, 금속 입자와, 바인더 수지와, 모노머를 포함하고, 열처리에 의하여 금속 입자가 신터링을 일으켜 입자 연결 구조를 형성하는 것이며, 열전도율을 λ(W/mK)로 하고, 25℃의 저장 탄성률을 E(GPa)로 했을 때, λ 및 E가 0.35≤λ/(E2)를 충족시키는 것이다.

Description

열전도성 조성물 및 반도체 장치
본 발명은, 열전도성 조성물 및 반도체 장치에 관한 것이다.
지금까지, 열전도성 조성물에 있어서 다양한 개발이 이루어져 왔다. 이런 종류의 기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1, 2에 기재된 기술이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, (메트)아크릴산 에스터 화합물, 라디칼 개시제, 은 미립자, 은 분말 및 용제를 포함하는 반도체 접착용 열경화형 수지 조성물이 기재되어 있다(특허문헌 1의 청구항 1). 200℃로 가열한 은 미립자에 의하여, 반도체 소자와 금속 기판의 접합을 실현할 수 있다는 기재가 있다(단락 0001, 0007 등).
한편, 특허문헌 2에는, 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제, 희석제, 은 분말을 포함하는 수지 페이스트 조성물이 기재되어 있다(특허문헌 2의 표 1). 수지 페이스트 조성물을 150℃로 경화하고, 에폭시 수지 등의 경화물에 의하여, 반도체 소자와 지지 부재를 접착할 수 있다는 기재가 있다(단락 0038 등).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-74132호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2000-239616호
그러나, 본 발명자가 검토한 결과, 상기 특허문헌 1, 2에 기재된 조성물에 있어서, 서멀 사이클 특성 및 방열성의 점에서 개선의 여지가 있는 것이 판명되었다.
본 발명자는 더 검토한 결과, 열전도성 조성물을 반도체 소자와 지지 기재를 접착하기 위하여 이용한 경우, 열전도성 조성물의 열전도율과 저장 탄성률을 적절히 제어함으로써, 반도체 장치의 서멀 사이클 특성을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다.
그러나, 가열 처리한 은 입자의 접합에 의하여 반도체 소자와 지지 기재를 접착하는 타입(이하, 신터링 타입이라고 한다.)은, 열전도율을 높일 수 있지만, 반대로 저장 탄성률이 높아져 버려, 서멀 사이클 특성이 저하될 우려가 있다.
한편, 경화 처리한 에폭시 수지 등의 경화 성분에 의하여 반도체 소자와 지지 기재를 접착하는 타입(이하, 바인더 타입이라고 한다.)은, 저장 탄성률을 낮게 억제시키지만, 반대로 열전도율이 저하되어, 방열성이 저하될 우려가 있다.
즉, 지금까지의 신터링 타입이나 바인더 타입은, 고열전도율과 저저장 탄성률이 트레이드 오프의 관계를 나타내, 열전도율의 향상 및 저장 탄성률의 저감의 양립이 충분히 검토되지 않고 있었다.
이와 같은 지견(知見)에 근거하여 추가로 예의 연구한 결과, 신터링 타입과 바인더 타입을 병용함과 함께, 금속 입자를 적절히 선택함으로써, 열전도율이 향상되면서도, 저장 탄성률을 저감시킬 수 있는 것, 그리고, 열전도율을 λ(W/mK)로 하고, 저장 탄성률을 E(GPa)로 했을 때의, λ/(E2)를 지표로서 활용함으로써, 안정적으로 서멀 사이클 특성을 평가할 수 있는 것이 판명되었다.
검토를 추가로 진행한 결과, 이러한 지표인 λ/(E2)의 수치 범위를 적절히 선택하고, 이와 같은 열전도성 조성물을 반도체 소자와 지지 기재를 접착에 사용함으로써, 반도체 장치의 서멀 사이클 특성 및 방열성을 향상시킬 수 있는 것을 알아내, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명에 의하면,
금속 입자와,
바인더 수지와,
모노머를 포함하고,
열처리에 의하여 상기 금속 입자가 신터링을 일으켜 입자 연결 구조를 형성하는 열전도성 조성물로서,
당해 열전도성 조성물을 이용하여, 하기의 수순 A에 따라 측정되는 열전도율 λ(W/mK)와, 하기의 수순 B에 따라 측정되는 25℃의 저장 탄성률 E(GPa)가, 하기의 식 (I)을 충족시키는, 열전도성 조성물이 제공된다.
0.35≤λ/(E2)··식 (I)
(수순 A)
당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 두께 1mm의 열처리체를 얻는다. 얻어진 열처리체에 대하여, 레이저 플래시법을 이용하여, 25℃에 있어서의 열전도율 λ(W/mK)를 측정한다.
(수순 B)
당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여 열처리체를 얻는다. 얻어진 열처리체에 대하여, 주파수 1Hz에서의 동적 점탄성 측정(DMA)을 이용하여, 25℃에 있어서의 저장 탄성률 E(MPa)를 측정한다.
또 본 발명에 의하면,
기재와,
상기의 열전도성 조성물을 열처리하여 얻어지는 접착층을 통하여 상기 기재 상에 탑재된 반도체 소자를 구비하는, 반도체 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 서멀 사이클 특성 및 방열성이 우수한 열전도성 조성물, 및 그것을 이용한 반도체 장치가 제공된다.
상술한 목적, 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 설명하는 적합한 실시형태, 및 거기에 부수하는 이하의 도면에 의하여 더 명확해진다.
도 1은 본 실시형태에 관한 전자 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 실시형태에 관한 전자 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다. 또, 도면은 개략도이며, 실제의 치수 비율과는 일치하고 있지 않다.
본 실시형태의 열전도성 조성물의 개요를 설명한다.
본 실시형태의 열전도성 조성물은, 금속 입자와, 바인더 수지와, 모노머를 포함하고, 열처리에 의하여 금속 입자가 신터링을 일으켜 입자 연결 구조를 형성하는 것이다.
당해 열전도성 조성물에 있어서, 하기의 수순 A에 따라 측정되는 열전도율을 λ(W/mK)로 하고, 하기의 수순 B에 따라 측정되는 25℃의 저장 탄성률을 E(GPa)로 했을 때, λ 및 E가 하기의 식 (I)을 충족시키는 것이다.
0.35≤λ/(E2)··식 (I)
(수순 A)
당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 두께 1mm의 열처리체를 얻는다. 얻어진 열처리체에 대하여, 레이저 플래시법을 이용하여, 25℃에 있어서의 열전도율 λ(W/mK)를 측정한다.
(수순 B)
당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여 열처리체를 얻는다. 얻어진 열처리체에 대하여, 주파수 1Hz에서의 동적 점탄성 측정(DMA)을 이용하여, 25℃에 있어서의 저장 탄성률 E(MPa)를 측정한다.
본 발명자의 지견에 의하면, 상술한 신터링 타입과 바인더 타입을 병용함과 함께, 금속 입자를 적절히 선택함으로써, 열전도율이 향상되면서도, 저장 탄성률을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 상세한 메커니즘은 확실하지 않지만, 열전도성 조성물을 경화하여 이루어지는 접착층은, 금속 입자의 입자 연결 구조(신터링 구조)가 형성되어 있기 때문에, 바인더 타입보다 열전도율이 높고, 바인더 수지 등의 수지 성분이 잔존하고 있기 때문에, 신터링 타입보다 저장 탄성률이 낮아진다고 생각된다. 또한, 금속 입자로서, 수지 입자의 표면에 금속이 피복된 금속 코트 수지 입자를 이용함으로써, 금속 입자의 소결성의 저하를 억제하면서도, 저장 탄성률을 적절히 저감시킬 수 있다고 생각된다.
또한, 이 접착층은, 금속 입자의 접합이나 바인더 수지에 의하여, 반도체 소자와 지지 기재가 접착 가능하기 때문에, 양호한 밀착성을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명자의 지견에 의하면, 열전도율을 λ(W/mK)로 하고, 저장 탄성률을 E(GPa)로 했을 때의, λ/(E2)를 지표로서 활용함으로써, 안정적으로 서멀 사이클 특성을 평가할 수 있는 것이 판명되었다. 더 검토를 진행한 결과, 이러한 지표인 λ/(E2)를 하한값 이상으로 함으로써, 이와 같은 열전도성 조성물을 반도체 소자와 지지 기재를 접착에 사용함으로써, 반도체 장치의 서멀 사이클 특성을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다.
상기 λ/(E2)의 하한은, 0.35 이상, 바람직하게는 0.37 이상, 보다 바람직하게는 0.40 이상이다. 이로써, 서멀 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 λ/(E2)의 상한은, 예를 들면, 3.0 이하, 2.0 이하, 1.5 이하여도 된다.
또, 25℃, 두께 방향에 있어서의, 상기 열전도성 조성물의 열처리체의 열전도율의 하한은, 예를 들면, 10W/mK 이상, 바람직하게는 15W/mK 이상, 보다 바람직하게는 20W/mK 이상이다. 이로써, 상기 열전도성 조성물을 이용한 접착층의 고방열성을 실현할 수 있다. 한편, 상기 열전도성 조성물의 열처리체의 열전도율의 상한은, 예를 들면, 200W/mK 이하여도 되고, 150W/mK 이하여도 된다.
또, 저장 탄성률 E(GPa)의 상한은, 예를 들면, 15.0GPa 이하, 바람직하게는 8.5GPa 이하, 보다 바람직하게는 7.0GPa 이하이다. 이로써, 서멀 사이클 특성을 더 높이는 것이 가능하다. 상기 저장 탄성률 E(GPa)의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.1GPa 이상이어도 되고, 0.5GPa 이상이어도 된다.
또, 다음의 수순에 의하여 얻어진 열처리체 중의 수지 함유량이, 열처리체 100질량%에 대하여, 예를 들면, 10질량% 이상 30질량% 이하, 바람직하게는 12질량% 이상 29질량% 이하이다. 이와 같은 수치 범위로 함으로써, 저장 탄성률 및 열전도율의 밸런스를 도모할 수 있다.
(수순)
당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 열처리체를 얻는다.
수지 함유량은, 얻어진 열처리체의 중량을 측정하여, 그 중량으로부터 포함되는 은의 중량을 뺌으로써 산출할 수 있다.
수지 함유량의 대상이 되는 수지분에는, 바인더 수지 유래의 수지분, 금속 코트 수지 입자 유래의 수지분을 들 수 있고, 이들의 어느 일방 또는 양방이 포함되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는, 예를 들면 열전도성 조성물 중에 포함되는 각 성분의 종류나 배합량, 열전도성 조성물의 조제 방법 등을 적절히 선택함으로써, 상기 λ/(E2), λ 및 수지의 잔존량을 제어하는 것이 가능하다. 이들 중에서도, 예를 들면 신터링 타입의 조성계와 바인더 타입의 조성계를 병용하는 것, 금속 코트 수지 입자의 사용이나 그 입자경·함유량 등 금속 입자를 적절히 선택하는 것 등이, 상기 λ/(E2), λ 및 수지의 잔존량을 원하는 수치 범위로 하기 위한 요소로서 들 수 있다.
본 실시형태의 열전도성 조성물은, 다양한 용도에 이용할 수 있지만, 반도체 소자 등의 전자 부품의 방열성과 접착성이 요구되는 용도에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 열전도성 조성물은, 반도체 소자 등의 전자 부품과 리드 프레임 등의 금속 부재의 사이에 개재하여, 이들을 접착하기 위한 접착층을 형성하기 위하여 이용할 수 있다. 이러한 접착층은, 열전도성 조성물의 열처리체로 구성된다.
본 실시형태에 의하면, 상기 열전도성 조성물의 열처리체로 구성된 접착층을 이용함으로써, 반도체 장치에 있어서의 서멀 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. 또, 반도체 소자의 고방열성을 실현할 수 있다. 그 고방열성을 안정적으로 실현될 수 있다.
이하, 본 실시형태의 열전도성 조성물의 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 열전도성 조성물은, 상기 금속 입자와 함께, 바인더 수지 및 모노머를 포함하는 것이다.
상세한 메커니즘은 확실하지 않지만, 가열에 의하여, 모노머가 휘발하여 조성물의 체적이 수축되면, 금속 입자끼리가 가까워지는 방향으로 응력이 가해져, 금속 입자끼리의 계면이 소실되어, 금속 입자의 연결 구조가 형성된다고 생각된다. 그리고, 이와 같은 금속 입자의 신터링 시에, 바인더 수지, 혹은 바인더 수지와 경화제나 모노머 등과의 수지 경화물이, 연결 구조의 내부 또는 외주에 잔존한다고 생각된다. 또, 경화 반응에 의하여, 복수의 금속 입자가 응집하는 것 같은 힘이 발생하는 것도 생각된다.
상기 열전도성 조성물을 경화함으로써, 금속 입자의 입자 연결 구조와, 바인더 수지, 그 경화물, 금속 코트 수지 입자 중의 수지 입자 등으로 구성되는 수지 성분을 포함하는 접착층을 실현할 수 있다.
(금속 입자)
본 실시형태의 열전도성 조성물은, 금속 입자를 포함한다. 이 금속 입자는, 열처리에 의하여, 신터링을 일으켜, 입자 연결 구조(신터링 구조)를 형성할 수 있다.
상기 금속 입자는, 금속 코트 수지 입자, 금속으로 이루어지는 입자 등을 이용할 수 있다. 상기 금속 입자는, 금속 코트 수지 입자 및 금속으로 이루어지는 입자의 어느 일방을 포함할 수 있지만, 양자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 금속 코트 수지 입자를 이용함으로써, 금속 입자의 소결성의 저하를 억제하면서도, 저장 탄성률을 적절히 저감시키는 것이 가능하다. 상기 금속으로 이루어지는 입자를 이용함으로써, 금속 입자의 소결성을 향상시키면서도, 열전도율을 적절히 높이는 것이 가능하다.
상기 금속 코트 수지 입자는, 수지 입자와 수지 입자의 표면에 형성된 금속으로 구성된다. 즉, 상기 금속 코트 수지 입자는, 수지 입자의 표면을 금속층이 피복한 입자여도 된다.
본 명세서 중, 수지 입자의 표면을 금속층이 피복했다란, 수지 입자의 표면의 적어도 일부의 영역을 금속층이 덮고 있는 상태를 가리키며, 수지 입자의 표면의 전체면을 덮고 있는 양태에 한정되지 않고, 예를 들면, 금속층이, 표면을 부분적으로 덮고 있는 양태나 특정 단면에서 보았을 때의 표면 전체면을 덮고 있는 양태를 포함해도 된다.
이 중에서도, 열전도성의 관점에서, 금속층이, 특정 단면에서 보았을 때의 표면 전체면을 덮고 있는 것이 바람직하고, 입자의 표면 전체면을 덮고 있는 것이 더 바람직하다.
상기 금속 코트 수지 입자 중의 금속은, 예를 들면, 은, 금, 니켈, 주석으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 혹은 이들 금속을 주성분으로 하는 합금을 이용해도 된다. 이 중에서도, 신터링성이나 열전도성의 관점에서, 은을 이용할 수 있다.
상기 금속 코트 수지 입자 중의 수지 입자(코어 수지 입자)를 구성하는 수지 재료는, 예를 들면, 실리콘, 아크릴, 페놀, 폴리스타이렌, 멜라민, 폴리아마이드, 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 이들을 이용한 폴리머로 수지 입자를 구성할 수 있다. 폴리머는, 호모폴리머여도 되고, 이들을 주성분으로 하는 공중합체여도 된다.
탄성 특성이나 내열성의 관점에서, 상기 수지 입자는, 실리콘 수지 입자나 아크릴 수지 입자를 이용해도 된다.
상기 실리콘 수지 입자는, 메틸클로로실레인, 트라이메틸트라이클로로실레인, 다이메틸다이클로로실레인 등의 오가노클로로실레인을 중합시킴으로써 얻어지는 오가노폴리실록세인에 의하여 구성되는 입자여도 되고, 이 오가노폴리실록세인을 추가로 3차원 가교한 구조를 기본 골격으로 한 실리콘 수지 입자여도 된다.
또, 실리콘 수지 입자의 구조 중에 각종 관능기를 도입하는 것이 가능하고, 도입할 수 있는 관능기로서는 에폭시기, 아미노기, 메톡시기, 페닐기, 카복실기, 수산기, 알킬기, 바이닐기, 머캅토기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시형태에서는, 특성을 저해하지 않는 범위에서 다른 저응력 개질제를 이 실리콘 수지 입자에 첨가해도 상관없다. 병용할 수 있는 다른 저응력 개질제로서는, 뷰타다이엔스타이렌 고무, 뷰타다이엔아크릴로나이트릴 고무, 폴리유레테인 고무, 폴리아이소프렌 고무, 아크릴 고무, 불소 고무, 액상 오가노폴리실록세인, 액상 폴리뷰타다이엔 등의 액상 합성 고무 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 입자의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 구상이어도 되지만, 구상 이외의 이형상, 예를 들면 편평상, 판상, 바늘상이어도 된다. 금속 코트 수지 입자의 형상을 구상으로 형성하는 경우는, 사용하는 수지 입자의 형상도 구상인 것이 바람직하다. 또한, 구상이란, 상술과 같이, 완전한 진구에 한정되지 않고, 타원과 같은 구형에 가까운 형상이나, 표면에 약간의 요철이 있는 형상 등도 포함된다.
상기 금속 코트 수지 입자의 비중의 하한은, 예를 들면 2 이상이며, 2.5 이상인 것이 바람직하고, 3 이상인 것이 더 바람직하다. 이로써, 접착층으로서의 열전도성이나 도전성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 상기 금속 코트 수지 입자의 비중의 상한은, 예를 들면 10 이하이며, 9 이하인 것이 바람직하고, 8 이하인 것이 더 바람직하다. 이로써, 입자의 분산성을 향상시킬 수 있다. 상기 비중은, 금속 코트 수지 입자와 금속으로 이루어지는 입자를 포함하는 금속 입자의 비중이어도 된다.
상기 금속 코트 수지 입자는, 단분산계 입자여도 되고, 다분산계 입자여도 된다. 또, 상기 금속 코트 수지 입자는, 입자경 빈도 분포에 있어서, 1개의 피크를 가져도 되고, 2개 이상의 복수의 피크를 갖고 있어도 된다.
상기 금속으로 이루어지는 입자는, 1종 또는 2종 이상의 금속 재료로 이루어지는 입자이면 되고, 코어 부분과 표층 부분이, 동일 또는 이종의 금속 재료로 구성되어도 된다. 금속 재료는, 예를 들면, 은, 금, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 혹은 이들 금속을 주성분으로 하는 합금을 이용해도 된다. 이 중에서도, 신터링성이나 열전도성의 관점에서, 은을 이용할 수 있다.
상기 금속으로 이루어지는 입자의 형상은, 예를 들면, 구상이어도 되고, 플레이크상이어도 된다. 상기 금속으로 이루어지는 입자는, 구상 입자 및 플레이크상 입자의 어느 일방, 또는 양방을 포함할 수 있다.
상기 금속 입자의 하나의 양태는, 상기 금속 코트 수지 입자로서, 은 코트 실리콘 수지 입자, 및 금속으로 이루어지는 입자로서, 은 입자를 포함한다.
은 코트 실리콘 수지 입자 외에도, 탄성 특성의 관점에서, 은 코트 아크릴 수지 입자를 이용해도 된다. 은 입자 외에도, 예를 들면 신터링을 촉진하거나, 혹은 저비용화 등의 목적으로 금 입자나 구리 입자 등의, 은 이외의 금속 성분을 포함하는 입자를 병용하는 것이 가능하다.
상기 금속 코트 수지 입자의 평균 입자경 D50의 하한은, 예를 들면, 0.5μm 이상, 바람직하게는 1.5μm 이상, 보다 바람직하게는 2.0μm 이상이어도 된다. 이로써, 저장 탄성률을 저감시킬 수 있다. 한편, 상기 금속 코트 수지 입자의 평균 입자경 D50의 상한은, 예를 들면, 20μm 이하여도 되고, 15μm 이하여도 되며, 10μm 이하여도 된다. 이로써, 열전도성을 높일 수 있다. 상기 금속 코트 수지 입자의 평균 입자경 D50은, 은 코트 실리콘 수지 입자나 은 코트 아크릴 수지 입자의 평균 입자경 D50으로서 이용해도 된다.
상기 금속으로 이루어지는 입자의 평균 입자경 D50의 하한은, 예를 들면, 0.8μm 이상이며, 바람직하게는 1.0μm 이상이고, 보다 바람직하게는 1.2μm 이상이다. 이로써, 열전도성을 높일 수 있다. 한편, 상기 금속으로 이루어지는 입자의 평균 입자경 D50의 상한은, 예를 들면, 7.0μm 이하이며, 바람직하게는 5.0μm 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0μm 이하이다. 이로써, 금속 입자 간에 있어서의 소결성을 향상시킬 수 있다. 또, 신터링의 균일성의 향상을 도모할 수 있다. 상기 금속으로 이루어지는 입자의 평균 입자경 D50은, 은 입자의 평균 입자경 D50으로서 이용해도 된다.
또한, 금속 입자의 평균 입자경 D50은, 예를 들면, 시스멕스 주식회사제 플로식 입자상(像) 분석 장치 FPIA(등록 상표)-3000을 이용하여, 입자 화상 계측을 행함으로써 결정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 장치를 이용하여, 체적 기준의 메디안경을 계측함으로써, 금속 입자의 입자경을 결정할 수 있다.
상기 금속 코트 수지 입자의 함유량은, 금속 입자 전체(100질량%)에 대하여, 예를 들면, 1질량%~50질량%, 바람직하게는 3질량%~45질량%, 보다 바람직하게는 5질량%~40질량%이다. 상기 하한값 이상으로 함으로써, 저장 탄성률을 저감시킬 수 있다. 상기 상한값 이하로 함으로써, 열전도율을 향상시킬 수 있다.
상기 금속 입자의 함유량은, 열전도성 조성물 전체(100질량%)에 대하여, 1질량%~98질량%, 바람직하게는 30질량%~95질량%, 보다 바람직하게는 50질량%~90질량%이다. 상기 하한값 이상으로 함으로써, 열전도성을 높일 수 있다. 상기 상한값 이하로 함으로써, 도포성이나 페이스트 시의 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서 중, "~"는, 특별히 명시하지 않는 한, 상한값과 하한값을 포함하는 것을 나타낸다.
(바인더 수지)
상기 열전도성 조성물은, 바인더 수지를 포함한다.
상기 바인더 수지는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 및 알릴 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
상기 바인더 수지로서, 구체적으로는, 아크릴 올리고머, 아크릴 폴리머와 같은 아크릴 수지; 에폭시 올리고머, 에폭시 폴리머와 같은 에폭시 수지; 알릴 올리고머, 알릴 폴리머와 같은 알릴 수지 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
또한, 중량 평균 분자량이 1만 미만인 것을 올리고머, 중량 평균 분자량이 1만 이상인 것을 폴리머로 한다.
상기 에폭시 수지로서, 분자 내에 에폭시기를 2개 이상 갖는 에폭시 수지를 이용해도 된다. 이 에폭시 수지는, 25℃에서 액상이어도 된다. 이로써, 열전도성 조성물의 핸들링성을 향상시킬 수 있다. 또, 그 경화 수축을 적당하게 조정할 수 있다.
상기 에폭시 수지의 구체예는, 예를 들면, 트리스페놀메테인형 에폭시 수지; 수소 첨가 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지; 비스페놀-F-다이글리시딜에터 등의 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지; 오쏘크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
이 중에서도, 수소 첨가 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지 또는 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지를 이용해도 된다. 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지로서, 예를 들면, 비스페놀-F-다이글리시딜에터를 이용할 수 있다.
상기 아크릴 수지로서, 분자 내에 아크릴기를 2개 이상 갖는 아크릴 수지를 이용해도 된다. 이 아크릴 수지는, 25℃에서 액상이어도 된다.
상기 아크릴 수지로서 구체적으로는, 아크릴 모노머를 (공)중합한 것을 이용할 수 있다. 여기에서, (공)중합의 방법으로서는 한정되지 않고, 용액 중합 등, 일반적인 중합 개시제 및 연쇄 이동제를 이용하는 공지의 방법을 이용할 수 있다.
상기 알릴 수지로서, 1분자 내에 알릴기를 2개 이상 갖는 알릴 수지를 이용해도 된다. 이 알릴 수지는, 25℃에서 액상이어도 된다.
상기 알릴 수지로서, 구체적으로는, 다이카복실산과 알릴알코올과, 알릴기를 구비하는 화합물을 반응함으로써 얻어지는 알릴에스터 수지를 들 수 있다.
여기에서, 상기 다이카복실산으로서는, 구체적으로는, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피메린산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 말레산, 푸마르산, 프탈산, 테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로프탈산 등을 들 수 있다. 또, 상기 알릴기를 구비하는 화합물로서는, 구체적으로는, 알릴기를 구비하는 폴리에터, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리뷰타다이엔, 뷰타다이엔아크릴로나이트릴 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 바인더 수지의 함유량의 하한은, 열전도성 조성물 100질량부에 대하여, 예를 들면, 1질량부 이상, 바람직하게는 2질량부 이상, 보다 바람직하게는 3질량부 이상이다. 이로써, 피착체에 대하여 밀착성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 바인더 수지의 함유량의 상한은, 열전도성 조성물 100질량부에 대하여, 예를 들면, 15질량부 이하, 바람직하게는 12질량부 이하, 보다 바람직하게는 10질량부 이하이다. 이로써, 열전도성의 저하를 억제할 수 있다.
(모노머)
상기 열전도성 조성물은, 모노머를 포함한다.
상기 모노머는, 글라이콜 모노머, 아크릴 모노머, 에폭시 모노머 및 말레이미드 모노머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 또는 2 이상을 포함할 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
상기 모노머를 이용함으로써, 가열 처리했을 때의 상기 열전도성 조성물의 휘발 상태를 조정할 수 있다. 또, 바인더 수지나 경화제와의 조합을 적절히 선택함으로써, 상기 모노머와 이들을 경화 반응시켜, 경화 수축 상태를 조정해도 된다.
상기 글라이콜 모노머로서, 구체적으로는, 분자 중에 2개의 하이드록시기를 구비하고, 그 2개의 하이드록시기가, 각각 다른 탄소 원자와 결합한 2가 알코올; 그 2가 알코올이 2개 이상 알코올 축합한 화합물; 그 알코올 축합한 화합물의 하이드록실기 중의 수소 원자가, 탄소수 1 이상 30 이하의 유기기로 치환되어 알콕시기가 된 것 등을 들 수 있다.
상기 글라이콜 모노머로서는, 구체적으로는, 에틸렌글라이콜, 에틸렌글라이콜모노메틸에터, 에틸렌글라이콜모노에틸에터, 에틸렌글라이콜모노n-프로필에터, 에틸렌글라이콜모노아이소프로필에터, 에틸렌글라이콜모노n-뷰틸에터, 에틸렌글라이콜모노아이소뷰틸에터, 에틸렌글라이콜모노헥실에터, 에틸렌글라이콜모노2-에틸헥실에터, 에틸렌글라이콜모노알릴에터, 에틸렌글라이콜모노페닐에터, 에틸렌글라이콜모노벤질에터, 다이에틸렌글라이콜, 다이에틸렌글라이콜모노메틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노n-프로필에터, 다이에틸렌글라이콜모노아이소프로필에터, 다이에틸렌글라이콜모노n-뷰틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노아이소뷰틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노헥실에터, 다이에틸렌글라이콜모노2-에틸헥실에터, 다이에틸렌글라이콜모노벤질에터, 트라이에틸렌글라이콜, 트라이에틸렌글라이콜모노메틸에터, 트라이에틸렌글라이콜모노에틸에터, 트라이에틸렌글라이콜모노n-뷰틸에터, 테트라에틸렌글라이콜, 테트라에틸렌글라이콜모노메틸, 테트라에틸렌글라이콜모노에틸, 테트라에틸렌글라이콜모노n-뷰틸, 프로필렌글라이콜, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 프로필렌글라이콜모노에틸에터, 프로필렌글라이콜모노n-프로필에터, 프로필렌글라이콜모노아이소프로필에터, 프로필렌글라이콜모노n-뷰틸에터, 프로필렌글라이콜모노페닐에터, 다이프로필렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜모노메틸에터, 다이프로필렌글라이콜모노에틸에터, 다이프로필렌글라이콜모노n-프로필에터, 다이프로필렌글라이콜모노n-뷰틸에터, 트라이프로필렌글라이콜, 트라이프로필렌글라이콜모노메틸에터, 트라이프로필렌글라이콜모노에틸에터, 트라이프로필렌글라이콜모노n-뷰틸에터 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 이 중에서도, 휘발성의 관점에서, 트라이프로필렌글라이콜모노-n-뷰틸에터 또는 에틸렌글라이콜모노-n-뷰틸아세테이트를 이용할 수 있다.
상기 글라이콜 모노머의 비점의 하한으로서는, 예를 들면, 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 130℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 150℃ 이상인 것이 더 바람직하고, 170℃ 이상인 것이 한층 바람직하며, 190℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 글라이콜 모노머의 비점의 상한으로서는, 예를 들면, 400℃ 이하여도 되고, 350℃ 이하여도 된다.
또한, 글라이콜 모노머의 비점이란, 대기압하(101.3kPa)에 있어서의 비점을 나타낸다.
상기 아크릴 모노머로서, 분자 중에 (메트)아크릴기를 구비하는 모노머를 들 수 있다.
여기에서, (메트)아크릴기란, 아크릴기 및 메타아크릴기를 나타낸다.
상기 아크릴 모노머는, 분자 중에 (메트)아크릴기를 1개만 구비하는 단관능 아크릴 모노머여도 되고, 분자 중에 (메트)아크릴기를 2개 이상 구비하는 다관능 아크릴 모노머여도 된다.
상기 단관능 아크릴 모노머로서, 구체적으로는, 2-페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메트)아크릴레이트, tert-뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소아밀(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 아이소데실(메트)아크릴레이트, n-라우릴(메트)아크릴레이트, n-트라이데실(메트)아크릴레이트, n-스테아릴(메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴(메트)아크릴레이트, 에톡시다이에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 뷰톡시다이에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트라이에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실다이에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 메톡시다이프로필렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시다이에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글라이콜(메트)아크릴레이트, 노닐페놀에틸렌옥사이드 변성 (메트)아크릴레이트, 페닐페놀에틸렌옥사이드 변성 (메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 다이에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 4급화물, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜(메트)아크릴산 벤조산 에스터, 1,4-사이클로헥세인다이메탄올모노(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸석신산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸헥사하이드로프탈산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸-2-하이드록시에틸프탈산, 및 2-(메트)아크릴로일옥시에틸애시드 포스페이트 등을 들 수 있다.
다관능 아크릴 모노머로서는, 구체적으로는, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 프로폭시화 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 헥세인-1,6-다이올비스(2-메틸(메트)아크릴레이트), 4,4'-아이소프로필리덴다이페놀다이(메트)아크릴레이트, 1,3-뷰테인다이올다이(메트)아크릴레이트, 1,6-비스((메트)아크릴로일옥시)-2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로헥세인, 1,4-비스((메트)아크릴로일옥시)뷰테인, 1,6-비스((메트)아크릴로일옥시)헥세인, 트라이에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, N,N'-다이(메트)아크릴로일에틸렌다이아민, N,N'-(1,2-다이하이드록시에틸렌)비스(메트)아크릴아마이드, 또는 1,4-비스((메트)아크릴로일)피페라진 등을 들 수 있다.
아크릴 모노머로서는, 단관능 아크릴 모노머 또는 다관능 아크릴 모노머를 단독으로 이용해도 되고, 단관능 아크릴 모노머 및 다관능 아크릴 모노머를 병용해도 된다. 아크릴 모노머로서는, 예를 들면 다관능 아크릴 모노머를 단독으로 이용하는 것이 바람직하다.
상기 에폭시 모노머는, 분자 중에 에폭시기를 구비하는 모노머이다.
상기 에폭시 모노머는, 분자 중에 에폭시기를 1개만 구비하는 단관능 에폭시 모노머여도 되고, 분자 중에 에폭시기를 2개 이상 구비하는 다관능 에폭시 모노머여도 된다.
상기 단관능 에폭시 모노머로서는, 구체적으로는, 4-tert-뷰틸페닐글리시딜에터, m,p-크레실글리시딜에터, 페닐글리시딜에터, 크레실글리시딜에터 등을 들 수 있다.
상기 다관능 에폭시 모노머로서는, 구체적으로는, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 바이페놀 등의 비스페놀 화합물 또는 이들의 유도체; 수소 첨가 비스페놀 A, 수소 첨가 비스페놀 F, 수소 첨가 바이페놀, 사이클로헥세인다이올, 사이클로헥세인다이메탄올, 사이클로헥세인다이에탄올 등의 지환 구조를 갖는 다이올 또는 이들의 유도체; 뷰테인다이올, 헥세인다이올, 옥테인다이올, 노네인다이올, 데케인다이올 등의 지방족 다이올 또는 이들의 유도체 등을 에폭시화한 2관능의 것; 트라이하이드록시페닐메테인 골격, 아미노페놀 골격을 갖는 3관능의 것; 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀아랄킬 수지, 바이페닐아랄킬 수지, 나프톨아랄킬 수지 등을 에폭시화한 다관능의 것 등을 들 수 있다.
상기 말레이미드 모노머는, 분자 중에 말레이미드환을 구비하는 모노머이다.
상기 말레이미드 모노머는, 분자 중에, 말레이미드환을 1개만 구비하는 단관능 말레이미드 모노머여도 되고, 분자 중에 말레이미드환을 2개 이상 구비하는 다관능 말레이미드 모노머여도 된다.
상기 말레이미드 모노머로서, 구체적으로는, 폴리테트라메틸렌에터글라이콜-다이(2-말레이미드아세테이트) 등을 들 수 있다.
상기 모노머의 함유량의 하한은, 열전도성 조성물 100질량부에 대하여, 예를 들면, 0.5질량부 이상, 바람직하게는 1.0질량부 이상, 보다 바람직하게는 2.0질량부 이상이다. 한편, 상기 모노머의 함유량의 상한은, 열전도성 조성물 100질량부에 대하여, 예를 들면, 10질량부 이하, 바람직하게는 7질량부 이하, 보다 바람직하게는 5질량부 이하이다.
(경화제)
상기 열전도성 조성물은, 필요에 따라, 경화제를 포함해도 된다.
상기 경화제는, 모노머나 바인더 수지 중의 관능기와 반응하는 반응성기를 갖는다. 반응성기는, 예를 들면, 에폭시기, 말레이미드기, 하이드록실기 등의 관능기와 반응하는 것을 이용해도 된다.
구체적으로는, 모노머가 에폭시 모노머, 혹은/및 바인더 수지가 에폭시 수지를 포함하는 경우, 상기 경화제로서, 페놀 수지계 경화제 또는 이미다졸계 경화제를 이용해도 된다.
상기 페놀 수지계 경화제로서, 구체적으로는, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 노볼락 수지, 페놀-바이페닐 노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지; 폴리바이닐페놀; 트라이페닐메테인형 페놀 수지 등의 다관능형 페놀 수지; 터펜 변성 페놀 수지, 다이사이클로펜타다이엔 변성 페놀 수지 등의 변성 페놀 수지; 페닐렌 골격 및/또는 바이페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지, 페닐렌 및/또는 바이페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬 수지 등의 페놀아랄킬형 페놀 수지; 비스페놀 A, 비스페놀 F(다이하이드록시다이페닐메테인) 등의 비스페놀 화합물(비스페놀 F 골격을 갖는 페놀 수지); 4,4'-바이페놀 등의 바이페닐렌 골격을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
이 중에서도, 페놀아랄킬 수지를 이용해도 되고, 페놀아랄킬 수지로서, 페놀·파라자일릴렌다이메틸에터 중축합물을 이용해도 된다.
이미다졸계 경화제로서는, 구체적으로는, 2-페닐-1H-이미다졸-4,5-다이메탄올, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2,4-다이아미노-6-[2-메틸이미다졸일-(1)]-에틸-s-트라이아진, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2,4-다이아미노-6-[2-메틸이미다졸일-(1)]-에틸-s-트리아진아이소사이아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸아이소사이아누르산 부가물, 2-메틸이미다졸아이소사이아누르산 부가물, 1-사이아노에틸-2-페닐이미다졸륨트라이멜리테이트, 1-사이아노에틸-2-운데실이미다졸륨트라이멜리테이트 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
상기 경화제의 함유량은, 열전도성 조성물 중의 상기 바인더 수지 100질량부에 대하여, 예를 들면, 5질량부~50질량부여도 되고, 20질량부~40질량부여도 된다.
또, 상기 경화제의 함유량은, 열전도성 조성물 중의 에폭시 수지 100질량부, 또는 에폭시 수지 및 에폭시 모노머의 합계 100질량부에 대하여, 예를 들면, 1질량부~40질량부여도 되고, 10질량부~35질량부여도 된다.
(라디칼 중합 개시제)
상기 열전도성 조성물은, 라디칼 중합 개시제를 포함해도 된다.
상기 라디칼 중합 개시제로서, 아조 화합물, 과산화물 등을 이용할 수 있다.
상기 과산화물로서, 구체적으로는, 비스(1-페닐-1-메틸에틸)퍼옥사이드, 1,1-비스(1,1-다이메틸에틸퍼옥시)사이클로헥세인, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 사이클로헥세인퍼옥사이드, 아세틸아세톤퍼옥사이드, 1,1-다이(tert-헥실퍼옥시)사이클로헥세인, 1,1-다이(tert-뷰틸퍼옥시)-2-메틸사이클로헥세인, 1,1-다이(tert-뷰틸퍼옥시)사이클로헥세인, 2,2-다이(tert-뷰틸퍼옥시)뷰테인, n-뷰틸-4,4-다이(tert-뷰틸퍼옥시)발레레이트, 2,2-다이(4,4-다이(tert-뷰틸퍼옥시)사이클로헥세인)프로페인, p-메테인하이드로퍼옥사이드, 다이아이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸하이드로퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드, tert-뷰틸하이드로퍼옥사이드, 다이(2-tert-뷰틸퍼옥시아이소프로필)벤젠, 다이큐밀퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(tert-뷰틸퍼옥시)헥세인, tert-뷰틸큐밀퍼옥사이드, 다이-tert-뷰틸퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(tert-뷰틸퍼옥시)헥신, 다이아이소뷰틸퍼옥사이드, 다이(3,5,5-트라이메틸헥산오일)퍼옥사이드, 다이라우릴퍼옥사이드, 다이(3-메틸벤조일)퍼옥사이드, 벤조일(3-메틸벤조일)퍼옥사이드, 다이벤조일퍼옥사이드, 다이(4-메틸벤조일)퍼옥사이드, 다이n-프로필퍼옥시다이카보네이트, 다이아이소프로필퍼옥시다이카보네이트, 다이(2-에틸헥실)퍼옥시다이카보네이트, 다이sec-뷰틸퍼옥시다이카보네이트, 큐밀퍼옥시네오데카네이트, 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸퍼옥시네오데카네이트, tert-헥실네오데카네이트, tert-뷰틸퍼옥시네오헵타네이트, tert-헥실퍼옥시피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸퍼옥시-2-에틸헥사네이트, 2,5-다이메틸-2,5-다이(2-다이에틸헥산오일퍼옥시)헥세인, tert-뷰틸퍼옥시-2-에틸헥사네이트, tert-헥실퍼옥시아이소프로필모노카보네이트, tert-뷰틸퍼옥시말레산, tert-뷰틸퍼옥시-3,5,5-트라이메틸헥사네이트, tert-뷰틸퍼옥시아이소프로필모노카보네이트, tert-뷰틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트, tert-헥실퍼옥시벤조에이트, 2,5-다이메틸-2,5-다이(벤조일퍼옥시)헥세인, tert-뷰틸퍼옥시아세토네이트, tert-퍼옥시-3-메틸벤조에이트, tert-뷰틸퍼옥시벤조에이트, tert-뷰틸퍼옥시알릴모노카보네이트, 3,3',4,4'-테트라(tert-뷰틸퍼옥시카보닐)벤조페논 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
(경화 촉진제)
상기 열전도성 조성물은, 경화 촉진제를 포함해도 된다.
상기 경화 촉진제는, 바인더 수지 또는 모노머와, 경화제의 반응을 촉진시킬 수 있다.
상기 경화 촉진제로서는, 구체적으로는, 유기 포스핀, 테트라 치환 포스포늄 화합물, 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물, 포스포늄 화합물과 실레인 화합물의 부가물 등의 인 원자 함유 화합물; 다이사이안다이아마이드, 1,8-다이아자바이사이클로[5.4.0]운데센-7, 벤질다이메틸아민 등의 아미딘이나 3급 아민; 상기 아미딘 또는 상기 3급 아민의 4급 암모늄염 등의 질소 원자 함유 화합물 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
(실레인 커플링제)
상기 열전도성 조성물은, 실레인 커플링제를 포함해도 된다.
상기 실레인 커플링제는, 열전도성 조성물을 이용한 밀착층과 기재 혹은 반도체 소자의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
상기 실레인 커플링제로서, 구체적으로는, 바이닐트라이메톡시실레인, 바이닐트라이에톡시실레인 등의 바이닐실레인; 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 3-글리시딜옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이에톡시실레인 등의 에폭시실레인; p-스타이릴트라이메톡시실레인 등의 스타이릴실레인; 3-메타크릴옥시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실레인 등의 메타크릴실레인; 메타크릴산 3-(트라이메톡시실릴)프로필, 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실레인 등의 아크릴실레인; N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-트라이에톡시실릴-N-(1,3-다이메틸-뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-γ-아미노프로필트라이메톡시실레인 등의 아미노실레인; 아이소사이아누레이트실레인; 알킬실레인; 3-유레이도프로필트라이알콕시실레인 등의 유레이도실레인; 3-머캅토프로필메틸다이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인 등의 머캅토실레인; 3-아이소사이아네이트프로필트라이에톡시실레인 등의 아이소사이아네이트실레인 등을 이용할 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
(가소제)
상기 열전도성 조성물은, 가소제를 포함해도 된다. 가소제를 첨가함으로써, 저응력화를 실현할 수 있다.
상기 가소제로서, 구체적으로는, 실리콘 오일, 실리콘 고무 등의 실리콘 화합물; 폴리뷰타다이엔 무수 말레산 부가체 등의 폴리뷰타다이엔 화합물; 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 공중합 화합물 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
(그 외의 성분)
상기 열전도성 조성물은, 상술한 성분 이외에도, 필요에 따라, 그 외의 성분을 포함해도 된다. 그 외의 성분으로서, 예를 들면, 용제를 들 수 있다.
상기 용제로서 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 에틸알코올, 프로필알코올, 뷰틸알코올, 펜틸알코올, 헥실알코올, 헵틸알코올, 옥틸알코올, 노닐알코올, 데실알코올, 에틸렌글라이콜모노메틸에터, 에틸렌글라이콜모노에틸에터, 에틸렌글라이콜모노프로필에터, 에틸렌글라이콜모노뷰틸에터, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 프로필렌글라이콜모노에틸에터, 프로필렌글라이콜모노프로필에터, 프로필렌글라이콜모노뷰틸에터, 메틸메톡시뷰탄올, α-터피네올, β-터피네올, 헥실렌글라이콜, 벤질알코올, 2-페닐에틸알코올, 아이소팔미틸알코올, 아이소스테아릴알코올, 라우릴알코올, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 뷰틸프로필렌트라이글라이콜 혹은 글리세린 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 다이아세톤알코올(4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온), 2-옥탄온, 아이소포론(3,5,5-트라이메틸-2-사이클로헥센-1-온) 혹은 다이아이소뷰틸케톤(2,6-다이메틸-4-헵탄온) 등의 케톤류; 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 다이에틸프탈레이트, 다이뷰틸프탈레이트, 아세톡시에테인, 뷰티르산 메틸, 헥산산 메틸, 옥탄산 메틸, 데칸산 메틸, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글라이콜모노뷰틸에터아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 1,2-다이아세톡시에테인, 인산 트라이뷰틸, 인산 트라이크레실 혹은 인산 트라이펜틸 등의 에스터류; 테트라하이드로퓨란, 다이프로필에터, 에틸렌글라이콜다이메틸에터, 에틸렌글라이콜다이에틸에터, 에틸렌글라이콜다이뷰틸에터, 프로필렌글라이콜다이메틸에터, 에톡시에틸에터, 1,2-비스(2-다이에톡시)에테인 혹은 1,2-비스(2-메톡시에톡시)에테인 등의 에터류; 아세트산 2-(2-뷰톡시에톡시)에테인 등의 에스터에터류; 2-(2-메톡시에톡시)에탄올 등의 에터알코올류, 톨루엔, 자일렌, n-파라핀, 아이소파라핀, 도데실벤젠, 터펜타인유, 케로신 혹은 경유 등의 탄화 수소류; 아세토나이트릴 혹은 프로피오나이트릴 등의 나이트릴류; 아세트아마이드 혹은 N,N-다이메틸폼아마이드 등의 아마이드류; 저분자량의 휘발성 실리콘 오일, 또는 휘발성 유기 변성 실리콘 오일 등의 실리콘 오일류를 들 수 있다. 이들을 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
상기 용제를 이용함으로써, 상기 열전도성 조성물의 유동성을 제어할 수 있고, 예를 들면, 페이스트상의 상기 열전도성 조성물의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또, 가열 시의 수축으로 소결을 촉진할 수 있다. 용제 중에서도, 비교적 비점이 높은 용제를 이용하는 것, 바람직하게는 경화 온도보다 비점이 높은 용제를 이용함으로써, 열전도성 조성물을 열처리하여 얻어지는 접착층 중에 보이드가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 고비점 용제의 비점은, 예를 들면, 180℃~450℃여도 되고, 200℃~400℃여도 된다.
이하, 본 실시형태의 열전도성 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.
상기 열전도성 조성물의 제조 방법으로서, 상술한 원료 성분을 혼합하는 방법이 이용된다. 혼합은, 공지의 방법을 이용할 수 있지만, 예를 들면, 3롤, 믹서 등을 이용할 수 있다.
또한, 얻어진 혼합물에 대하여, 탈포를 더 행해도 된다. 탈포는, 예를 들면, 혼합물을 진공하에 정치(靜置)해도 된다.
(반도체 장치)
본 실시형태의 반도체 장치에 대하여 설명한다.
상기 반도체 장치는, 기재와, 상기의 열전도성 조성물을 열처리하여 얻어지는 접착층을 통하여 기재 상에 탑재된 반도체 소자를 구비하는 것이다. 방열성이나 밀착성이 우수한 접착층을 이용함으로써, 신뢰성이 우수한 반도체 장치를 실현할 수 있다.
또, 상기 접착층은, 다양한 피착체에 적용할 수 있다. 피착체로서는, 구체적으로는, IC, LSI 등의 반도체 소자; 리드 프레임, BGA 기판, 실장 기판, 반도체 웨이퍼 등의 기재; 히트 스프레더, 히트 싱크 등의 방열 부재 등을 들 수 있다.
이하에, 본 실시형태의 열전도성 조성물을 이용한 반도체 장치의 일례에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 반도체 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
본 실시형태에 관한 반도체 장치(100)는, 기재(30)와, 열전도성 조성물의 열처리체인 접착층(10)(다이어태치재)을 통하여 기재(30) 상에 탑재된 반도체 소자(20)를 구비한다.
반도체 소자(20)와 기재(30)는, 예를 들면 본딩 와이어(40) 등을 통하여 전기적으로 접속된다. 또, 반도체 소자(20)는, 예를 들면 봉지(封止) 수지(50)에 의하여 봉지된다.
상기 접착층(10)의 두께의 하한은, 예를 들면, 5μm 이상인 것이 바람직하고, 10μm 이상인 것이 보다 바람직하며, 20μm 이상인 것이 더 바람직하다. 이로써, 열전도성 조성물의 열처리체의 열용량을 향상시켜, 방열성을 향상시킬 수 있다.
또, 접착층(10)의 두께의 상한은, 예를 들면, 100μm 이하로 해도 되고, 50μm 이하로 해도 된다.
도 1에 있어서, 기재(30)는, 예를 들면, 리드 프레임이다. 이 경우, 반도체 소자(20)는, 다이 패드(32) 또는 기재(30) 상에 접착층(10)을 통하여 탑재되게 된다. 또, 반도체 소자(20)는, 예를 들면, 본딩 와이어(40)를 통하여 아우터 리드(34)(기재(30))에 전기적으로 접속된다. 리드 프레임인 기재(30)는, 예를 들면, 42 아로이, Cu 프레임에 의하여 구성된다.
기재(30)는, 유기 기판이나, 세라믹 기판이어도 된다. 유기 기판으로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 사이아네이트 수지, 말레이미드 수지 등에 의하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 기재(30)의 표면은, 예를 들면, 은, 금 등의 금속에 의하여 피막되어 있어도 된다. 이로써, 접착층(10)과, 기재(30)의 접착성을 향상시킬 수 있다.
도 2는, 도 1의 변형예이며, 본 실시형태에 관한 반도체 장치(100)의 일례를 나타내는 단면도이다.
본 변형예에 관한 반도체 장치(100)에 있어서, 기재(30)는, 예를 들면 인터포저이다. 인터포저인 기재(30) 중, 반도체 소자(20)가 탑재되는 일면과 반대 측의 타면에는, 예를 들면 복수의 땜납 볼(52)이 형성된다. 이 경우, 반도체 장치(100)는, 땜납 볼(52)을 통하여 다른 배선 기판에 접속되게 된다.
(반도체 장치의 제조 방법)
본 실시형태에 관한 반도체 장치의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.
먼저, 기재(30) 위에, 열전도성 조성물을 도공하고, 이어서, 그 위에 반도체 소자(20)를 배치한다. 즉, 기재(30), 열전도성 조성물, 반도체 소자(20)가 이 순서로 적층된다. 열전도성 조성물을 도공하는 방법으로서는 한정되지 않지만, 구체적으로는, 디스펜싱, 인쇄법, 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.
이어서, 열전도성 조성물을 전경화 및 후경화함으로써, 열전도성 조성물을 열처리체(경화물)로 한다. 전경화 및 후경화와 같은 열처리에 의하여, 열전도성 조성물 중의 은 입자가 응집되고, 복수의 은 입자끼리의 계면이 소실되어 이루어지는 열전도층이 접착층(10) 중에 형성된다. 이로써, 접착층(10)을 통하여, 기재(30)와 반도체 소자(20)가 접착된다. 이어서, 반도체 소자(20)와 기재(30)를, 본딩 와이어(40)를 이용하여 전기적으로 접속한다. 이어서, 반도체 소자(20)를 봉지 수지(50)에 의하여 봉지한다. 이로써 반도체 장치를 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 다양한 구성을 채용할 수 있다. 또, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함된다.
실시예
이하, 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예의 기재에 전혀 한정되는 것은 아니다.
<열전도성 조성물>
하기의 표 1에 나타내는 배합량에 따라, 각 원료 성분을 혼합하여, 바니스를 얻었다.
얻어진 바니스, 용제, 금속 입자를, 하기의 표 1에 나타내는 배합량에 따라 배합하고, 상온에서, 3롤밀로 혼련하여, 페이스트상의 열전도성 조성물을 제작했다.
이하, 표 1의 원료 성분의 정보를 나타낸다.
(바인더 수지)
·에폭시 수지 1: 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지(닛폰 가야쿠사제, RE-303S)
(경화제)
·경화제 1: 비스페놀 F 골격을 갖는 페놀 수지(실온 25℃에서 고체, DIC제, DIC-BPF)
(아크릴 입자)
·아크릴 입자 1: 메타크릴계 수지 입자(세키스이 가세이힌 고교사제, IBM-2)
(모노머)
·아크릴 모노머 1: 2-페녹시에틸메타크릴레이트(교에이샤 가가쿠사제, 라이트 에스터 PO)
·아크릴 모노머 2: 1,4-사이클로헥세인다이메탄올모노아크릴레이트(미쓰비시 케미컬사제, CHDMMA)
·아크릴 모노머 3: 에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트(교에이샤 가가쿠사제, 라이트 에스터 EG)
(가소제)
·가소제 1: 알릴 수지(간토 가가쿠사제, 1,2-사이클로헥세인다이카복실산 비스(2-프로펜일)과 프로페인-1,2-다이올의 중합체)
(실레인 커플링제)
·실레인 커플링제 1: 메타크릴산 3-(트라이메톡시실릴)프로필(신에쓰 가가쿠 고교사제, KBM-503P)
·실레인 커플링제 2: 3-글리시딜옥시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰 가가쿠 고교사제, KBM-403E)
(경화 촉진제)
·이미다졸 경화제 1: 2-페닐-1H-이미다졸-4,5-다이메탄올(시코쿠 가세이 고교사제, 2PHZ-PW)
(중합 개시제)
·라디칼 중합 개시제 1: 다이큐밀퍼옥사이드(가야쿠 아쿠조사제, 퍼카독스 BC)
(용제)
·용제 1: 뷰틸프로필렌트라이글라이콜(BFTG)
(금속 입자)
·은 입자 1: 은 분말(DOWA 하이테크사제, AG-DSB-114, 구상, D50: 1μm)
·은 입자 2: 은 분말(후쿠다 긴조쿠 하쿠훈 고교사제, HKD-16, 플레이크상, D50: 2μm)
·은 코트 수지 입자 1: 은 도금 실리콘 수지 입자(미쓰비시 머티리얼사제, 내열 2μm품, 구 형상, d50: 2μm, 비중: 4.3, 은의 중량 비율 80wt%, 수지의 중량 비율 20wt%)
·은 코트 수지 입자 2: 은 도금 실리콘 수지 입자(미쓰비시 머티리얼사제, 내열·표면 처리 2μm품, 구 형상, D50: 2μm, 비중: 4.3, 은의 중량 비율 80wt%, 수지의 중량 비율 20wt%)
·은 코트 수지 입자 3: 은 도금 실리콘 수지 입자(미쓰비시 머티리얼사제, 내열·표면 처리 4μm품, 구 형상, D50: 4μm, 비중: 3.8, 은의 중량 비율 75wt%, 수지의 중량 비율 25wt%)
·은 코트 수지 입자 4: 은 도금 실리콘 수지 입자(미쓰비시 머티리얼사제, 내열·표면 처리 10μm품, 구 형상, D50: 10μm, 비중: 2.3, 은의 중량 비율 50wt%, 수지의 중량 비율 50wt%)
·은 코트 수지 입자 5: 은 도금 아크릴 수지 입자(산노사제, SANSILVER-8D, 구 형상, D50: 8μm, 단분산 입자, 비중: 2.4, 은의 중량 비율 50wt%, 수지의 중량 비율 50wt%)
[표 1]
Figure pct00001
얻어진 열전도성 조성물을 이용하여, 하기의 물성을 측정하여, 평가 항목을 평가했다.
(열전도율)
얻어진 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 두께 1mm의 열처리체를 얻었다. 이어서, 레이저 플래시법을 이용하여, 열처리체의 두께 방향의 열확산 계수 α를 측정했다. 또한, 측정 온도는 25℃로 했다.
또한, 시차 주사 열량(Differential scanning calorimetry: DSC) 측정에 의하여 비열 Cp를 측정하고, 또, JIS-K-6911에 준거하여 밀도 ρ를 측정했다. 이들의 값을 이용하여, 이하의 식에 근거하여, 열전도율 λ를 산출했다.
평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 또한, 단위는 W/(m·K)이다.
열전도율 λ[W/(m·K)]=α[m2/sec]×Cp[J/kg·K]×ρ[g/cm3]
(저장 탄성률)
얻어진 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여 열처리체를 얻었다. 얻어진 열처리체에 대하여, 측정 장치(히타치 하이테크 사이언스사제, DMS6100)를 이용하여, 주파수 1Hz에서의 동적 점탄성 측정(DMA)으로, 25℃에 있어서의 저장 탄성률 E(MPa)를 측정했다.
(입자 연결 구조의 관찰)
구리 리드 프레임과, 실리콘 칩(길이 2mm×폭 2mm, 두께 0.35mm)을 준비했다. 이어서, 실리콘 칩에, 얻어진 열전도성 조성물을 도포 두께 25±10μm가 되도록 도포하고, 그 위에 구리 리드 프레임을 배치했다. 실리콘 칩, 열전도성 조성물, 구리 리드 프레임이 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체를 제작했다.
이어서, 얻어진 적층체를, 대기하에서, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리를 행하여, 적층체 중의 열전도성 조성물을 경화시켰다.
이어서, 주사형 전자 현미경(SEM)을 이용하여, 적층체 중의 열전도성 조성물의 열처리체의 단면을 관찰하여, 그 상태를 평가했다.
실시예 1~7 모두, 은 입자 연결 구조가 형성되어 있었던 것을 확인했다. 또, 단면 화상에 있어서, 은 입자 연결 구조에 대략 원형의 수지 입자가 복수 개 포함되어 있고, 그 수지 입자의 표면에 있어서의 금속층(은층)과 은 입자 연결 구조가 연결되어 있는 것도 확인되었다. 또한, 바인더 수지의 경화물은, 은 입자 연결 구조 내부에 있어서, 은 이외의 부분에 은을 덮도록 하여 존재하고 있는 것이 확인되었다.
(수지 함유량)
얻어진 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 열처리체를 얻었다. 얻어진 열처리체에 있어서, 바인더 수지 및 은 코트 수지 입자 유래의 수지분을, 이하와 같이 하여 측정했다. 열처리체 중에 있어서의 수지분의 함유량을, 수지 함유량(질량%)으로 했다.
수지 함유량은, 얻어진 열처리체의 중량을 측정하여, 그 중량으로부터 포함되는 은의 중량을 뺌으로써 산출했다.
(온도 사이클 시험)
얻어진 열전도성 조성물을 표면 은 도금의 기판 상에 도포하고, 위로부터 3.5×3.5mm의 실리콘 칩(비교예 1만 표면 은 도금, 그 이외는 도금 없음)을 올려, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여 경화·접합시켰다.
접합 후의 실리콘 칩·기판을 봉지재 EME-G700ML-C(스미토모 베이크라이트제)로 봉지하여, 샘플을 얻었다.
얻어진 샘플을, 85℃/60%RH의 고온 고습조(槽)에 넣어, 168시간 처리하고, 그 후 260℃의 리플로 처리를 가했다.
리플로 처리 후의 샘플을, 온도 사이클 시험기 TSA-72ES(에스펙제)에 투입하여, 150℃ 10분→25℃ 10분→-65℃ 10분→25℃ 10분을 1사이클로 하여 2000사이클 처리를 행했다.
그 후, SAT(초음파 탐상)에 의하여 박리의 유무를 확인했다.
표 1 중, 박리가 없는 것을 ○, 박리가 있는 것을 ×로 표기했다.
(비교예 2)
가소제(폴리뷰타다이엔 무수 말레산 부가체, 크레이 밸리(Cray Valley)사제, 리코본드(RICOBOND)1731) 2.43질량부, 아크릴 수지(아크릴산계 중합물, 도아 고세이사제, UG4035) 4.38질량부, 알릴 수지(1,2-사이클로헥세인다이카복실산 비스(2-프로펜일)과 프로페인-1,2-다이올의 중합체, 간토 가가쿠사제) 6.57질량부, 경화 촉진제(다이사이안다이아마이드 유도체, 아데카(ADEKA)사제, EH-3636AS) 0.05질량부, 아크릴 모노머(1.6헥세인다이올다이메타크릴레이트, 교에이샤 가가쿠사제, 라이트 에스터 1.6HX) 2.92질량부, 아크릴 모노머(2-페녹시에틸메타크릴레이트, 교에이샤 가가쿠사제, 라이트 에스터 PO) 8.03질량부, 커플링제(메타크릴산 3-(트라이메톡시실릴)프로필, 신에쓰 가가쿠 고교사제, KBM-503P) 0.12질량부, 커플링제(3-글리시딜옥시프로필트라이메톡시실레인, 신에쓰 가가쿠 고교사제, KBM-403E) 0.24질량부, 중합 개시제(1,1-비스(1,1-다이메틸에틸퍼옥시)사이클로헥세인, 니치유사제, 퍼헥사 C(S)) 0.24질량부를 혼합하여, 바니스를 얻었다.
얻어진 바니스에, 은 분말(DOWA 하이테크사제, AG-DSB-114, 구상, D50: 1μm) 75.00질량부를 배합하고, 상온에서, 3롤밀로 혼련하여, 페이스트상의 열전도성 조성물을 제작했다.
상술한 측정 방법으로 얻어진 열전도율(λ)이 1W/m·K, 25℃에 있어서의 저장 탄성률(E)이 3GPa였다. 산출된 λ/(E2)는, 0.11이었다.
실시예 1~7의 열전도성 조성물을 이용함으로써, 비교예 2와 비교하여, 반도체 패키지의 불량 발생률을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.
실시예 1~7의 열전도성 조성물은, 비교예 1과 비교하여 온도 사이클성이 우수한 것, 비교예 2와 비교하여 방열성이 우수한 것이 나타났다. 이와 같은 실시예의 열전도성 조성물을 이용함으로써, 안정적으로 높은 방열성을 발휘하여, 사용 시 내구성이 우수한 반도체 장치를 실현할 수 있다.
이 출원은, 2019년 3월 20일에 출원된 일본 특허출원 특원 2019-052707호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 원용한다.

Claims (17)

  1. 금속 입자와,
    바인더 수지와,
    모노머를 포함하고,
    열처리에 의하여 상기 금속 입자가 신터링을 일으켜 입자 연결 구조를 형성하는 열전도성 조성물로서,
    당해 열전도성 조성물을 이용하여, 하기의 수순 A에 따라 측정되는 열전도율 λ(W/mK)와, 하기의 수순 B에 따라 측정되는 25℃의 저장 탄성률 E(GPa)가, 하기의 식 (I)을 충족시키는, 열전도성 조성물.
    0.35≤λ/(E2)··식 (I)
    (수순 A)
    당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 두께 1mm의 열처리체를 얻는다. 얻어진 열처리체에 대하여, 레이저 플래시법을 이용하여, 25℃에 있어서의 열전도율 λ(W/mK)를 측정한다.
    (수순 B)
    당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여 열처리체를 얻는다. 얻어진 열처리체에 대하여, 주파수 1Hz에서의 동적 점탄성 측정(DMA)을 이용하여, 25℃에 있어서의 저장 탄성률 E(MPa)를 측정한다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    하기의 수순에 의하여 얻어진 열처리체 중의 수지 함유량이, 상기 열처리체 100질량%에 대하여, 10질량% 이상 30질량% 이하인, 열전도성 조성물.
    (수순)
    당해 열전도성 조성물을, 30℃부터 200℃까지 60분간에 걸쳐 승온하고, 이어서 200℃에서 120분간 열처리하여, 열처리체를 얻는다.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 금속 입자는, 은, 금, 및 구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 재료로 이루어지는 입자를 포함하는, 열전도성 조성물.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바인더 수지는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 및 알릴 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 열전도성 조성물.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    경화제를 포함하는, 열전도성 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 경화제는, 페놀 수지계 경화제 또는 이미다졸계 경화제를 포함하는, 열전도성 조성물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모노머는, 글라이콜 모노머, 아크릴 모노머, 에폭시 모노머, 및 말레이미드 모노머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 열전도성 조성물.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    라디칼 중합 개시제를 포함하는, 열전도성 조성물.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    실레인 커플링제를 포함하는, 열전도성 조성물.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    가소제를 포함하는, 열전도성 조성물.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 입자는, 금속 코트 수지 입자 및 금속으로 이루어지는 입자를 포함하는, 열전도성 조성물.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 금속 코트 수지 입자의 비중이, 2 이상 10 이하인, 열전도성 조성물.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 금속 코트 수지 입자의 평균 입자경 D50이, 0.5μm 이상 20μm 이하인, 열전도성 조성물.
  14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코트 수지 입자의 함유량은, 금속 입자 100질량% 중, 1질량% 이상 50질량% 이하인, 열전도성 조성물.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코트 수지 입자 중의 수지 입자를 구성하는 수지 재료가, 실리콘, 아크릴, 페놀, 폴리스타이렌, 멜라민, 폴리아마이드, 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하는, 열전도성 조성물.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    용제를 포함하는, 열전도성 조성물.
  17. 기재와,
    청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 열전도성 조성물을 열처리하여 얻어지는 접착층을 통하여 상기 기재 상에 탑재된 반도체 장치.
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