TW201527389A - 樹脂漿液組成物及半導體裝置 - Google Patents

樹脂漿液組成物及半導體裝置 Download PDF

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Abstract

本發明為一種樹脂漿液組成物,其含有:(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G);其中,銀粉(F),包含由十八酸包覆且振實密度為4.0g/cm3以下之銀粉(F-1);銀粉(F)的含量為42質量%以下,且銀粉(F-1)的含量為11質量%以上;鋁粉(G)的含量/銀粉(F)的含量之值為質量比0.3~2.3。根據本發明,可提供一種廉價的樹脂漿液組成物、及使用該樹脂漿液組成物之半導體裝置,該樹脂漿液組成物適合用於半導體晶片等導體元件與引線框架等支撐構件之黏著,且能夠減少稀有價值高而昂貴的材料亦即銀的使用量,並且電傳導性、熱傳導性及黏著性優異。

Description

樹脂漿液組成物及半導體裝置
本發明有關一種樹脂漿液組成物及半導體裝置,該樹脂漿液組成物適合於半導體元件的晶粒結著,該半導體裝置是使用該樹脂漿液將半導體元件接合於支撐構件而成。
作為半導體裝置所使用之晶粒結著(die bonding)材料,已知金-矽共晶、焊料及樹脂漿液組成物等。其中,從操作性及成本方面而言,廣泛使用樹脂漿液組成物。
一般,是使用晶粒結著材料將半導體元件黏著於引線框架(lead frame)等支撐構件,藉此製造半導體裝置。晶粒結著材料一方面被要求較高的黏著強度,另一方面,為了減少黏著有半導體裝置之支撐構件發生翹曲,亦被要求吸收應力之性能,該應力是由元件的熱膨脹係數與支撐構件的熱膨脹係數之差所產生。作為具有較高的黏著強度和吸收上述應力之性能之樹脂漿液,已提案一種環氧樹脂與丙烯酸系樹脂之混合樹脂系的樹脂漿液組成物(例如參照專利文獻1)。
伴隨半導體元件的高積體化及微細化,而對半導體元件要求電傳導性及熱傳導性等特性的高可靠性。因此,除了黏著強度之外,亦對晶粒結著材料所使用之樹脂漿液組成物要求電傳導性及熱傳導性等特性的高可靠性。為了對樹脂 漿液組成物賦予此種性能,而在樹脂漿液組成物中添加導電性填料。作為使用於樹脂漿液組成物之導電性填料,可考慮使用例如金粉、銀粉、銅粉等金屬粉,現在主要是使用銀粉。銀粉並不像金粉那麼稀少,亦不像銅粉這樣容易氧化而保存穩定性差,進而具有優異之操作性及機械特性,且作為樹脂漿液組成物的導電性填料而被要求之各種特性亦優異。
但是,即便不像金粉那麼稀少,銀粉仍為貴金屬,是稀少且昂貴的材料。因此,作為樹脂漿液組成物所使用之導電性填料,正在開發一種填料,其是將銀粉、和較容易取得且廉價的其他導電性填料合併使用而成。
容易取得且廉價,進而從穩定性、導電性的觀點,正在研究一種鋁粉,來作為與銀粉一起使用之其他導電性填料(例如參照專利文獻2及專利文獻3)。但是,專利文獻2所述之含金屬之漿液,其鋁金屬粉末與銀等金屬粉末之體積比為5:95~40:60,不能稱得上是已充分減少銀等金屬粉末的使用量。又,專利文獻3所述之樹脂漿液組成物中,鋁粉及銀粉之質量比為2/8~8/2。但是,極端地減少導電性填料中的銀粉比例時,會有下述情形:相較於以往的含有銀粉之樹脂漿液組成物,體積電阻及黏度等特性較差。如此一來,以經減少導電性填料中的銀粉比例之樹脂漿液組成物,則無法獲得一種樹脂漿液組成物,其具有與以往含有較多銀粉之樹脂漿液組成物相同或以上之特性。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1:日本特開2002-179769號公報
專利文獻2:日本特開2005-197118號公報
專利文獻3:國際公開第2012/124527號手冊
本發明之目的在於提供一種樹脂漿液組成物、及使用該樹脂漿液組成物之半導體裝置,該樹脂漿液組成物適合使用於半導體元件與支撐構件之黏著,銀的使用量較少,且電傳導性、熱傳導性及黏著性優異。
本發明人為了解決上述問題反覆專心研究,結果發現,可藉由以下發明解決上述問題。亦即,本發明提供以下之樹脂漿液組成物、及使用該樹脂漿液組成物之半導體裝置。
[1]一種樹脂漿液組成物,其含有:(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G);其中,銀粉(F),包含由十八酸包覆且振實密度(tap density)為4.0g/cm3以下之銀粉(F-1);相對於成分(A)~(G)的合計質量,銀粉(F)的含量為42質量%以下,且銀粉(F-1)的含量為10質量%以上;鋁粉(G)的含量/銀粉(F)的含量之比值,以質量比計,為0.3~2.3。
[2]如上述[1]所述之樹脂漿液組成物,其中,銀粉(F)為 平均粒徑1~15μm之片狀。
[3]如上述[1]所述之樹脂漿液組成物,其中,銀粉(F-1)為平均粒徑1~15μm之片狀。
[4]如上述[1]~[3]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,鋁粉(G)為平均粒徑1~6μm之粒狀。
[5]如上述[1]~[4]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,(甲基)丙烯酸系化合物(A)為(甲基)丙烯酸酯化合物。
[6]如上述[1]~[5]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,黏結劑樹脂(B)為環氧樹脂。
[7]如上述[1]~[6]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,胺化合物(C)為選自多胺化合物及咪唑化合物的至少1種。
[8]如上述[1]~[7]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,可撓化劑(E)為橡膠系化合物。
[9]如上述[1]~[8]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,進而包含耦合劑(H)。
[10]如上述[1]~[9]中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,進而包含:選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)及分散劑(L)所構成之群組的至少1種。
[11]一種半導體裝置,其具備半導體元件及支撐構件,且該半導體裝置是藉由如上述[1]~[10]中任一項所述之樹脂漿液組成物的硬化物,來將半導體元件與支撐構件接合。
[12]如上述[11]所述之半導體裝置,其中,半導體元件與支撐構件的至少一部分是藉由密封劑所密封。
根據本發明,可提供一種樹脂漿料組成物、及使用該樹脂漿料組成物之半導體裝置,該樹脂漿料組成物適合使用於半導體元件與支撐構件之黏著,銀的使用量較少,且電傳導性、熱傳導性及黏著性優異。
1‧‧‧載玻片
1a‧‧‧露出部
2‧‧‧紙膠帶
3‧‧‧樹脂漿液組成物
4‧‧‧硬化物
第1圖(a)~(e)為說明體積電阻係數的測定方法之平面圖。
本發明的樹脂漿料組成物含有:(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G)。以下,詳細說明本發明的樹脂漿料組成物。
[(甲基)丙烯酸系化合物(A)]
本發明所使用之(甲基)丙烯酸系化合物(A),只要是具有(甲基)丙烯醯基之化合物,並無特別限制。(甲基)丙烯酸系化合物(A)較佳是能夠藉由與特定銀粉(F)及鋁粉(G)組合使用而獲得樹脂漿液組成物,該樹脂漿液組成物之電傳導性、黏著性及熱傳導性優異且可適合使用作為晶粒結著用。又,(甲基)丙烯酸系化合物(A)較佳是可抑制樹脂與銀粉及鋁粉等填料之分離。從此種觀點而言,較佳的(甲基)丙烯酸系化合物(A),是具有1個以上(甲基)丙烯醯氧基之(甲基)丙烯酸酯化合物。較佳的(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如,以下述通式(I)~(X)所表示之化合物等。此等化合物可單獨使用1種,亦可將2種以上合併使用。
(通式(I)中,R1表示氫或甲基;R2表示碳數1~100之2價脂肪族或具有環狀結構之烴基,較佳是碳數1~36之2價脂肪族或具有環狀結構之烴基)。
(通式(II)中,R1及R2分別與上述R1及R2相同)。
(通式(III)中,R1與上述R1相同,R3表示氫、甲基或苯氧甲基,R4表示氫、碳數1~6之烷基、苯基或苄醯基,n表示1~50之整數)。
(通式(IV)中,R1與上述R1相同,R5表示苯基、氰基、 -Si(OR6)3(R6表示碳數1~6之烷基)或以下述式所表示之1價基,m表示0、1、2或3之數)。
(此處,R7、R8及R9分別獨立地表示氫或碳數1~6之烷基,R10表示氫、碳數1~6之烷基或苯基)。
(通式(V)中,R1及R2分別與上述R1及R2相同)。
(通式(VI)中,R1、R3及n分別與上述R1、R3及n相同;然而,R3為氫或甲基時,n則不為1)。
(通式(VII)中,R1與上述R1相同,R11及R12分別獨立地表示氫或甲基)。
(通式(VIII)中,R1、R11及R12分別與上述R1、R11及R12相同,R13及R14分別獨立地表示氫或甲基,p及q分別獨立地表示1~20之整數)。
(通式(IX)中,R1表示上述R1,R15、R16、R17及R18分別獨立地表示氫或甲基,x表示1~20之整數)。
(通式(X)中,R1表示上述R1;r、s、t及u分別獨立地表 示重複數的平均數且為0以上之數;r+t為0.1以上,較佳是0.3~5;s+u為1以上,較佳是1~100)。
以通式(I)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸異十八烷酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、及(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸酯、(甲基)丙烯酸2-(三環)[5.2.1.02,6]癸-3-烯-8-基氧乙酯、(甲基)丙烯酸2-(三環)[5.2.1.02,6]癸-3-烯-9-基氧乙酯等。上述(甲基)丙烯酸酯化合物之中,更佳的(甲基)丙烯酸酯化合物是丙烯酸乙酯。
以通式(II)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、及二聚醇單(甲基)丙烯酸酯等。
以通式(III)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:二乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基) 丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-苄醯基氧乙酯、及(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯等。上述(甲基)丙烯酸酯化合物之中,更佳的(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸2-苯氧基乙酯。
以通式(IV)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙酯、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸四氫哌喃酯、(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙胺基乙酯、(甲基)丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基哌啶酯、(甲基)丙烯酸2,2,6,6-四甲基哌啶酯、磷酸(甲基)丙烯醯氧乙酯、磷酸(甲基)丙烯醯氧乙基苯酯、鄰苯二甲酸單(2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯)、琥珀酸單(2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯)、(甲基)丙烯酸雙環戊烯氧乙酯、及(甲基)丙烯酸雙環戊酯、及(甲基)丙烯酸雙環戊烯酯等。上述(甲基)丙烯酸酯化合物之中,更佳的(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸雙環戊烯氧乙酯。
以通式(V)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二聚醇二(甲基)丙烯酸酯、及二羥甲基三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯等。上述(甲基)丙烯酸酯化合物之中,更佳的(甲基)丙烯酸酯是新戊二醇二丙烯酸酯。
以通式(VI)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、及聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等。上述(甲基)丙烯酸酯化合物之中,更佳的(甲基)丙烯酸酯是聚乙二醇二丙烯酸酯。
以通式(VII)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:使雙酚A、雙酚F或雙酚AD 1莫耳,與(甲基)丙烯酸環氧丙酯2莫耳進行反應而成之二(甲基)丙烯酸酯等。
以通式(VIII)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:雙酚A、雙酚F或雙酚AD的聚環氧乙烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯化合物等。上述雙酚A,可列舉例如:乙氧基化雙酚A、氫化雙酚A及鹵化雙酚A等。
以通式(IX)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如:雙((甲基)丙烯醯氧基丙基)聚二甲基矽氧烷、及雙((甲基)丙烯醯氧基丙基)甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物等。
以通式(X)所表示之(甲基)丙烯酸酯化合物,例如有:使加成有馬來酸酐之聚丁二烯與(甲基)丙烯酸2-羥乙酯進行反應而獲得之反應物及其氫化物等,例如有:MM-1000-80、MAC-1000-80(皆為商品名稱,JX日礦日石能源股份有限公司製造)等。
作為本發明所使用之(甲基)丙烯酸系化合物(A),可單獨使用上述化合物,亦可將複數種上述化合物組合使用,上述化合物較佳是上述(甲基)丙烯酸酯化合物。
相對於(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G)的合計質量(以下,有時稱為成分(A)~(G)的合計質量),樹脂漿液組成物中的(甲基)丙烯酸系化合物(A)的含量,較佳是18~24質量%,更佳是19~23質量%。若(甲基)丙烯酸系化合物(A)的含量為18質量%以上,顯示較高的黏著強度;若為24質量%以下,在硬化中不會產生孔洞(void)而維持較高的黏著強度。
[黏結劑樹脂(B)]
本發明所使用之黏結劑樹脂(B),可列舉例如:環氧樹脂、矽氧樹脂、胺酯(urethane)樹脂、及丙烯酸系樹脂等。此等樹脂之中,從與上述(甲基)丙烯酸系化合物(A)組合時黏著性優異,且可抑制樹脂與填料之分離等觀點而言,較佳的黏結劑樹脂(B)是環氧樹脂。
較佳的環氧樹脂是:在1分子中具有2個以上環氧基之環氧樹脂。此種環氧樹脂,可列舉例如:雙酚A型環氧樹脂(例如,AER-X8501(商品名稱,旭化成股份有限公司製造)、R-301(商品名稱,三菱化學股份有限公司製造)、YL-980(商品名稱,三菱化學股份有限公司製造))、雙酚F型環氧樹脂(例如,YDF-170(商品名稱,東都化成股份有限公司製造))、雙酚AD型環氧樹脂(例如,R-1710(商品名稱,三井化學股份有限公司製造))、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂(例如,N-730S(商品名稱,DIC股份有限公司製造)、Quatrex-2010(商品名稱,陶氏化學公司製造))、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(例 如,N-665-EXP(商品名稱,DIC股份有限公司製造)、YDCN-702S(商品名稱,東都化成股份有限公司製造)、EOCN-100(商品名稱,日本化藥股份有限公司製造))、多官能環氧樹脂(例如,EPPN-501(商品名稱,日本化藥股份有限公司製造)、TACTIX-742(商品名稱,陶氏化學公司製造)、VG-3010(商品名稱,三井化學股份有限公司製造)、1032S(商品名稱,三菱化學股份有限公司製造))、具有萘骨架之環氧樹脂(例如,HP-4032(商品名稱,DIC股份有限公司製造))、脂環式環氧樹脂(例如,CEL-3000(商品名稱,大賽璐股份有限公司製造))、環氧化聚丁二烯(例如,PB-3600(商品名稱,大賽璐股份有限公司製造)、E-1000-6.5(商品名稱,JX日礦日石能源股份有限公司製造))、胺型環氧樹脂(例如,ELM-100(商品名稱,住友化學股份有限公司製造)、YH-434L(商品名稱,東都化成股份有限公司))、間苯二酚型環氧樹脂(例如,DENACOL EX-201(商品名稱,Nagase ChemteX股份有限公司製造))、新戊二醇型環氧樹脂(例如,DENACOL EX-211(商品名稱,Nagase ChemteX股份有限公司製造))、己二醇型環氧樹脂(例如,DENACOL EX-212(商品名稱,Nagase ChemteX股份有限公司製造))、乙二醇/丙二醇型環氧樹脂(例如,DENACOL EX-810、811、850、851、821、830、832、841、861(商品名稱,Nagase ChemteX股份有限公司製造))、以下述通式(XI)所表示之環氧樹脂(例如,E-XL-24、E-XL-3L(商品名稱,三井化學股份有限公司製造))等。
(通式(XI)中,v表示0~5之整數)。
此等環氧樹脂之中,更佳的環氧樹脂是雙酚F型環氧樹脂、環氧化聚丁二烯、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、及甲酚酚醛清漆型環氧樹脂。若使用此等樹脂作為黏結劑(B),可獲得一種樹脂漿液組成物,其電傳導性、黏著性及熱傳導性更加優異,且塗佈操作性及機械特性亦更加優異,且可更加適合使用作為晶粒結著用。又,此等環氧樹脂可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
本發明所使用之黏結劑樹脂(B),尤其是環氧樹脂,其數目平均分子量較佳是160~3000。數目平均分子量,是藉由凝膠滲透層析法,利用標準聚苯乙烯的校正曲線所測定(以下,稱為GPC法)之值。若黏結劑樹脂(B)的數目平均分子量為160以上,樹脂漿液組成物會具有優異之黏著性;若為3000以下,樹脂漿液組成物的黏度不會上升過度,而能夠獲得良好之操作性。
作為黏結劑樹脂(B)使用之環氧樹脂的環氧當量,較佳是80~1000,更佳是100~500。若環氧樹脂的環氧當量為80以上,樹脂漿液組成物會具有優異之黏著性。若環氧樹脂的環氧當量為1000以下,可抑制下述情形:在樹脂漿液組成物硬化時有未反應硬化物殘留。可藉此抑制硬化後熱歷程所產生之樹脂漿液組成物的硬化物的釋氣(outgassing)發生。
相對於成分(A)~(G)的合計質量,樹脂漿液組成物中的黏結劑樹脂(B)的含量,較佳是0.1~2.0質量%,更佳是0.5~1.5質量%。若黏結劑樹脂(B)的含量為0.1質量%以上,樹脂漿液組成物具有優異之黏著性;若為2.0質量%以下,樹脂漿液組成物的黏度不會上升過度,而能夠獲得良好之操作性。
作為黏結劑樹脂(B)使用之環氧樹脂,可包含在1分子中具有1個環氧基之化合物亦即單官能環氧化合物(反應性稀釋劑)。此種單官能環氧化合物,可列舉例如:苯基環氧丙醚(例如,PGE(商品名稱,日本化藥股份有限公司製造))、烷基酚單環氧丙醚(例如,PP-101(商品名稱,東都化成股份有限公司製造)、ED-509(商品名稱,ADEKA Corporation製造)、YED-122(商品名稱,三菱化學股份有限公司製造))、脂肪族單環氧丙醚(例如,ED-502(商品名稱,ADEKA Corporation製造))、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(例如,KBM-403(商品名稱,信越化學工業股份有限公司製造))、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、1-(3-環氧丙氧基丙基)-1,1,3,3,3-五甲基二矽氧烷(例如,TSL-8350、TSL-8355、TSL-9905(皆為商品名稱,日本邁圖高新材料公司製造))等。
單官能環氧化合物是在不阻礙本發明的樹脂漿液組成物的特性之範圍內使用。單官能環氧化合物的含量,相對於黏結劑樹脂(B)的質量,較佳是10質量%以下,更佳是1~5質量%。若黏結劑樹脂(B)中的單官能環氧化合物的含量為10質量%以下,樹脂漿液組成物的黏度不會上升過度,而能 夠獲得良好之操作性。
[胺化合物(C)]
本發明所使用之胺化合物(C),是作為黏結劑樹脂(B)的硬化劑而發揮作用,尤其在黏結劑樹脂(B)為環氧樹脂時,是作為環氧樹脂的硬化劑而發揮作用。較佳的胺化合物(C),可列舉:雙氰胺(dicyandiamide)及以下述通式(XII)所表示之二元酸二醯肼(例如,ADH、PDH、SDH(皆為商品名稱,Japan Finechem Inc.製造))、由環氧樹脂與胺化合物之反應物所構成之微膠囊型硬化劑(例如,NOVACURE(商品名稱,旭化成股份有限公司製造));以及,二胺基二苯基甲烷、間苯二胺、間苯二甲胺(m-xylene diamine)、二胺基二苯碸、尿素、尿素衍生物及三聚氰胺等多胺化合物等。
(通式(XII)中,R19表示:間伸苯基、對伸苯基等2價芳香族基;碳數2~12之直鏈或支鏈之伸烷基)。
又,其他較佳的胺化合物(C),可列舉:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、及2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑等咪唑化合物。
以上胺化合物(C)可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
相對於成分(A)~(G)的合計質量,胺化合物(C)的調配量較佳是0.05~0.5質量%,更佳是0.1~0.5質量%。若胺 化合物(C)的調配量為0.05質量%以上,會使樹脂漿液組成物的硬化性良好;若為0.5質量%以下,會使樹脂組成物的穩定性良好。
[聚合起始劑(D)]
聚合起始劑(D)是為了促進本發明的樹脂漿液組成物硬化而使用。聚合起始劑(D)較佳是自由基聚合起始劑。從抑制樹脂漿液組成物硬化時的孔洞產生的觀點而言,自由基聚合起始劑較佳是過氧化物系自由基聚合起始劑。又,從樹脂漿液組成物的硬化性及黏度穩定性方面而言,較佳的自由基聚合起始劑,是在急速加熱試驗的分解溫度為70~170℃者。
作為聚合起始劑(D)使用之較佳的過氧化物系自由基聚合起始劑,可列舉例如:過氧2-乙基己酸1,1,3,3-四甲酯、1,1-雙(三級丁基過氧)環己烷、1,1-雙(三級丁基過氧)環十二烷、過氧間苯二甲酸二三級丁酯、過氧苄酸三級丁酯、過氧化二枯烯(dicumyl peroxide)、三級丁基過氧化枯烯、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己炔、及氫過氧化枯烯等。
相對於成分(A)~(G)的合計質量,聚合起始劑(D)的調配量較佳是0.1~5質量%,更佳是0.6~3質量%。若聚合起始劑(D)的調配量為0.1質量%以上,樹脂漿液組成物的硬化性不會下降;若聚合起始劑(D)的調配量為5質量%以下,揮發成分不會變多,而在硬化物中較難產生被稱為孔洞之空隙。
[可撓化劑(E)]
可撓化劑(E)是為了對本發明的樹脂漿液組成物賦予可撓性(flexibility)而使用。較佳的可撓化劑(E),可列舉例如:橡膠系化合物及熱塑性樹脂等。
作為可撓化劑(E)使用之較佳的橡膠系化合物,較佳是具有丁二烯骨架之丁二烯系橡膠。較佳的丁二烯系橡膠,可列舉例如:環氧化聚丁二烯橡膠、馬來酸化聚丁二烯、丙烯腈丁二烯橡膠、羧基末端丙烯腈丁二烯橡膠、胺基末端丙烯腈丁二烯橡膠、乙烯基末端丙烯腈丁二烯橡膠、及苯乙烯丁二烯橡膠等液態橡膠等。
作為可撓化劑(E)使用之橡膠系化合物,其數目平均分子量較佳是500~10000,更佳是1000~5000。若橡膠系化合物的數目平均分子量為500以上,可對本發明的樹脂漿液組成物賦予良好之可撓性;若橡膠系化合物的數目平均分子量為10000以下,樹脂漿液組成物的黏度不會上升,而能夠獲得樹脂漿液組成物的良好操作性。數目平均分子量,是以蒸氣壓滲透法測定之值、或藉由GPC法測定之值。
相對於成分(A)~(G)的合計質量,可撓化劑(E)的調配量較佳是1~10質量%,更佳是6~10質量%。若可撓化劑(E)的調配量為1質量%以上,可減少本發明的樹脂漿液組成物的硬化物發生翹曲;若可撓化劑(E)的調配量為10質量%以下,樹脂漿液組成物的黏度不會增加,而能夠獲得樹脂漿液組成物的良好操作性。
[銀粉(F)]
銀粉(F)是用以對本發明樹脂漿液組成物賦予電傳導性及 熱傳導性。銀粉(F)的平均粒徑較佳是1~15μm,更佳是2~8μm,進而更佳是3~6μm。若銀粉(F)的平均粒徑為1~15μm,樹脂漿液組成物中的銀粉較難沉澱,而能夠抑制下述情形:在對樹脂漿液組成物進行分配(dispense)時針頭中發生阻塞。再者,銀粉(F)的平均粒徑,可藉由利用雷射繞射法之粒度分佈測定裝置(例如,Microtrac X100,日機裝股份有限公司製造)以中位直徑的形式求得。中位直徑是表示個數基準的粒度分布中累積率成為50%時之粒徑(D50)之值。
銀粉(F)較佳是具有粒狀、片狀、球狀、針狀及不規則狀等形狀,更佳是具有片狀之形狀。若銀粉(F)具有片狀之形狀,可使各個銀粉彼此較容易發生接觸,而更加提高樹脂漿液的電傳導性及熱傳導性。又,藉由與後述鋁粉(G)組合使用,可獲得電傳導性、黏著性、保存穩定性、塗佈操作性及機械特性更優異之樹脂漿液組成物。
銀粉(F)較佳是經以十八酸包覆。藉由以十八酸將銀粉(F)包覆,可使樹脂漿液組成物的黏度長時間穩定。又,進而可抑制樹脂漿液組成物中的樹脂與填料之分離。
相對於成分(A)~(G)的合計質量,銀粉(F)的含量為42質量%以下,較佳是3~40質量%,更佳是10~40質量%。若銀粉(F)的含量為40質量%以下,可獲得一種廉價的樹脂漿液組成物,其電傳導性、熱傳導性及黏著性優異,此外,塗佈操作性、機械特性亦優異。
銀粉(F)的BET比表面積較佳是0.5~2.1m2/g。此處,銀粉(F)的BET比表面積是藉由BET法(氮氣吸附單點法) 測定之值。若銀粉(F)的BET比表面積為0.5~2.1m2/g,樹脂漿液組成物的黏度不會上升過度,而可獲得具有優異電傳導性之樹脂漿液組成物的硬化物。
銀粉(F)包含振實密度為4.0g/cm3以下之銀粉(F-1)。此處,銀粉的振實密度是依據JIS Z 2512,藉由振實密度測定器進行測定而得之值。具體而言,是使用漏斗使100g銀粉平靜地落下至100ml量筒中。測定經下述方式壓縮之銀粉的容積:將該量筒置於振實密度測定器(藏持科學器械製作所股份有限公司製造,型號:KRS-406)上,並以20mm之落下距離及60次/分鐘之速度落下600次。並且,將銀粉的質量除以壓縮後之銀粉的容積,計算出之值為振實密度。銀粉(F-1)的振實密度更佳是1.0~4.0g/cm3
再者,在銀粉的振實密度由於測定值的變異而具有一定範圍之情形,該範圍包含4.0g/cm3之值時、或該範圍包含於4.0g/cm3以下的範圍時,該銀粉的振實密度則設為4.0g/cm3以下。又,在銀粉的振實密度由於測定值的偏差而具有一定範圍時之情形,該範圍包含4.0g/cm3之值且包含1.0g/cm3之值時、或該範圍包含於1.0~4.0g/cm3的範圍時,該銀粉的振實密度則設為1.0~4.0g/cm3
銀粉(F-1)的平均粒徑較佳是1~15μm,更佳是2~8μm,進而更佳是3~6μm。若銀粉(F-1)的平均粒徑為1~15μm,樹脂漿液組成物中的銀粉較難沉澱,而能夠抑制下述情形:在對樹脂漿液組成物進行分配時針頭中發生阻塞。再者,銀粉(F-1)的平均粒徑,可藉由利用雷射繞射法之粒度分 佈測定裝置(例如,Microtrac X100)以中位直徑的形式求得。中位直徑是表示個數基準的粒度分布中累積率成為50%時之粒徑(D50)之值。
銀粉(F-1)較佳是具有粒狀、片狀、球狀、針狀及不規則狀等形狀,更佳是具有片狀之形狀。若銀粉(F-1)具有片狀之形狀,可使各個銀粉彼此較容易發生接觸,而更加提高樹脂漿液的電傳導性及熱傳導性。又,藉由與後述鋁粉(G)組合使用,可獲得電傳導性、黏著性、保存穩定性、塗佈操作性及機械特性更優異之樹脂漿液組成物。
銀粉(F-1)係經以十八酸包覆。藉由以十八酸將銀粉(F-1)包覆,可使樹脂漿液組成物的黏度長時間穩定。又,進而可抑制樹脂漿液組成物中的樹脂與填料之分離。
銀粉(F)可進而包含振實密度大於4.0g/cm3之銀粉(F-2)。銀粉(F-2)的振實密度較佳是大於4.0g/cm3且6.0g/cm3以下。
相對於(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G)的合計質量,銀粉(F-1)的含量為10質量%以上,較佳是10~40質量%。若銀粉(F-1)的含量為10質量%以上,可獲得優異之電傳導性,並且可以少量的銀粉使樹脂漿液組成物的黏度上升,而可獲得良好之塗佈操作性。
[鋁粉(G)]
鋁粉(G)對本發明的樹脂漿液組成物賦予優異之電傳導性、熱傳導性、黏著性及黏度穩定性。藉此,即使減少銀粉(F) 的含量,仍可提高樹脂漿液組成物的電傳導性及熱傳導性。並且,藉由含有鋁粉(G),可減少銀粉(F)的含量,因此可使本發明的樹脂漿液組成物較廉價。
鋁粉(G)較佳是具有1~6μm之平均粒徑,更佳是具有2~5μm之平均粒徑,進而更佳是具有2~4μm之平均粒徑。若鋁粉(G)的平均粒徑為1~6μm,可抑制樹脂漿液組成物的濕潤擴散性下降,因此,在使用樹脂漿液組成物將半導體元件構裝於支撐構件上時,可抑制半導體元件傾斜。再者,鋁粉(G)的平均粒徑可藉由利用雷射繞射法之粒度分佈測定裝置(例如,Microtrac X100)以中位直徑的形式求得。再者,中位直徑是表示個數基準的粒度分布中累積率成為50%時之粒徑(D50)之值。
鋁粉(G)的視密度(apparent density)較佳是0.40~1.20g/cm3,更佳是0.55~1.00g/cm3
鋁粉(G)較佳是具有粒狀、片狀、球狀、針狀及不規則狀等形狀,更佳是具有粒狀之形狀。
鋁粉(G)的含量/銀粉(F)的含量之值為質量比0.3~2.3,更佳是1.0~2.0。若鋁粉(G)的含量/銀粉(F)的含量之值為0.3~2.3,可更加提高樹脂漿液組成物的操作性、電傳導性及黏著性。
[耦合劑(H)]
本發明的樹脂漿液組成物可進而包含耦合劑(H)。藉此,更加提升樹脂漿液組成物對於支撐構件之黏著性。本發明所使用之耦合劑(H)並無特別限制,較佳的耦合劑(H),可列舉例 如:矽烷耦合劑、鈦酸酯系耦合劑、鋁系耦合劑、鋯酸酯耦合劑及鋯鋁酸酯(zircoaluminate)系耦合劑等。
矽烷耦合劑,可列舉例如:甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基-參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、甲基三(甲基丙烯醯氧基乙氧基)矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-脲基丙基三甲氧基矽烷、γ-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-(4,5-二氫咪唑基)丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二異丙氧基矽烷、甲基三環氧丙氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三乙氧基矽烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、三甲基矽烷基異氰酸酯、二甲基矽烷基異氰酸酯、苯基矽烷基三異氰酸酯、四異氰酸基矽烷、甲基矽烷基三異氰酸酯、乙烯基矽烷基三異氰酸酯、及乙氧基矽烷三異氰酸酯等。上述矽烷耦合劑之中,更佳的矽烷耦合劑是γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
鈦酸酯系耦合劑,可列舉例如:異丙基三異十八醯基鈦酸酯、異丙基三(十二烷基)苯磺醯基鈦酸酯、異丙基參(二辛基焦磷醯基)鈦酸酯(isopropyl tris(dioctyl pyrophosphate)titanate)、四異丙基雙(二辛基亞磷醯基)鈦酸酯、四辛基雙(二(十三烷基)亞磷醯基)鈦酸酯、四(2,2-二烯丙基氧甲基-1-丁基)雙(二-十三烷基)亞磷醯基鈦酸酯、雙(二辛基焦磷醯基)氧乙酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷醯基)伸乙基鈦酸酯、異丙基三辛醯基鈦酸酯、異丙基二甲基丙烯醯基異十八醯基鈦酸酯、異丙基(二辛基磷醯基)鈦酸酯、異丙基三枯烯基苯基鈦酸酯、異丙基三(N-胺乙基-胺乙基)鈦酸酯、二枯烯基苯基氧乙酸酯鈦酸酯、及二異十八醯基伸乙基鈦酸酯等。上述鈦酸酯系耦合劑之中,更佳的鈦酸酯系耦合劑是異丙基三異十八醯基鈦酸酯、異丙基三(十二烷基)苯磺醯基鈦酸酯、異丙基三辛醯基鈦酸酯、異丙基三枯烯基苯基鈦酸酯、及異丙基三(N-胺乙基-胺乙基)鈦酸酯等異丙基三鈦酸酯。
鋁系耦合劑,例如是乙醯烷氧基二異丙酸鋁(acetoalkoxy aluminum diisopropionate)。
鋯酸酯系耦合劑,可列舉例如:四丙基鋯酸酯、四丁基鋯酸酯、四(三乙醇胺)鋯酸酯、四異丙基鋯酸酯、乙醯丙酮鋯、乙醯丙酮鋯丁酸酯、及十八酸鋯丁酸酯等。
鋯鋁酸酯系耦合劑,可列舉例如:單烷氧基鋯鋁酸酯、三烷氧基鋯鋁酸酯、及四烷氧基鋯鋁酸酯等。
上述矽烷耦合劑之中,γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷及γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷,已例示作為環 氧樹脂可含有之單官能環氧化合物(反應性稀釋劑)。此等化合物同時具有矽烷耦合劑的性能及反應性稀釋劑的性能。
相對於(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G)合計100質量份,耦合劑(H)的調配量較佳是0.5~6.0質量份,更佳是1.0~5.0質量份。若耦合劑(H)的調配量為0.5質量份以上,會更加提升樹脂漿液組成物的黏著強度;若為6.0質量份以下,樹脂漿液組成物的揮發成分不會變多,而在硬化物中較難產生被稱為孔洞之空隙。
[油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)、分散劑(L)]
本發明的樹脂漿液組成物可進而包含:選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)、分散劑(L)所構成之群組的至少1種。藉由添加選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)、分散劑(L)所構成之群組的至少1種,可抑制下述現象(樹脂溢出(bleedout)):漿液組成物中僅樹脂成分分離而滲出至基板表面上。選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)、分散劑(L)所構成之群組的至少1種會吸附於填料表面,而使其對於樹脂容易濕潤。藉由填料的分散受到改善,樹脂分離受到抑制,可減少樹脂的滲出亦即樹脂溢出。相對於(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G)合計100質量份,選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)、分散劑(L)所構成之群組的至少1種的調配量,較佳是0.3~1.0質量份,更佳是0.5~1.0質量份。若選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)、分散劑(L)所構成 之群組的至少1種的調配量為0.3質量份以上,可減少本發明的樹脂漿液組成物的樹脂溢出;若油酸的調配量為1.0質量份以下,樹脂漿液組成物的黏度不會過低,而可獲得樹脂漿液組成物的良好之操作性。
[其他成分]
本發明的樹脂漿液組成物,可進而視需要而將下述各種添加劑單獨或將數種類組合來適當添加:氧化鈣及氧化鎂等吸濕劑;氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑及高級脂肪酸等濕潤劑(wetting agent);矽油等消泡劑;以及,無機離子交換體等離子捕集劑等。
又,本發明的樹脂漿液組成物可進而包含:銀粉(F)及鋁粉(G)以外之導電性粒子。作為此種導電性粒子,較佳是平均粒徑為小於10μm之導電性粒子。又,導電性粒子,可列舉:金粉、銅粉、鎳粉、鐵粉及不鏽鋼粉等。
[樹脂漿液組成物]
例如可如以下方式進行,來製造本發明的樹脂漿液組成物。準備構成本發明的樹脂漿液組成物之上述成分、及依所希望而添加之各種添加劑,將此等一併或分次投入攪拌機、混合式混合機(hybrid mixer)、擂潰機(mincing machine)、三輥滾軋機、行星式攪拌機(planetary mixer)等可分散、攪拌及揉合之裝置中,視需要而進行加熱,並進行混合、溶解、解粒、揉合及/或分散,而製作均勻之漿狀組成物。此組成物為本發明的樹脂漿液組成物。
所得之樹脂漿液組成物中,已減少稀有且昂貴的材 料亦即銀的使用量。儘管如此,樹脂漿液組成物的電傳導性、熱傳導性及黏著性仍優異。又,樹脂漿液組成物中的樹脂及填料的分離已受到抑制,即使將樹脂漿液組成物長期保存,樹脂及填料亦很少分離。本發明的樹脂漿液組成物,例如是作為半導體元件黏著用的樹脂漿液組成物使用。更具體而言,本發明的樹脂漿液組成物,適合使用於半導體晶片等導體元件與引線框架等支撐構件之黏著。
[半導體裝置]
本發明的半導體裝置具備半導體元件及支撐構件,且該半導體裝置是藉由本發明的樹脂漿液組成物的硬化物,將半導體元件與支撐構件接合。本發明的半導體裝置中,較佳是半導體元件與支撐構件的至少一部分係藉由密封劑所密封。
支撐構件,可列舉例如:銅引線框架等引線框架;玻璃環氧基板(由玻璃纖維強化環氧樹脂所構成之基板)及BT基板(使用由氰酸酯單體及其低聚物和雙馬來醯亞胺所構成之BT樹脂之基板)等有機基板等。
本發明的半導體裝置中,半導體元件與支撐構件是藉由本發明的樹脂漿液組成物的硬化物來接合。為了使半導體元件黏著於引線框架等支撐構件,例如,是藉由下述方式進行:藉由分配法將樹脂漿液組成物塗佈於支撐構件上後,將半導體元件壓合,之後使用烘箱及加熱組(heating block)等加熱裝置進行加熱硬化。繼而,實施打線接合步驟等,來獲得本發明的半導體裝置。之後,進而,可藉由一般方法,將半導體元件與支撐構件的至少一部分以密封劑密封。
樹脂漿液組成物的加熱硬化條件,在低溫進行長時間硬化時與在高溫進行快速硬化時不同。例如,在高溫進行快速硬化時,一般,樹脂漿液組成物的加熱硬化條件較佳是150~220℃,更佳是180~200℃的加熱條件;以及,較佳是30秒~2小時,更佳是10分鐘~2小時,進而更佳是1小時~1小時30分鐘的加熱時間。
[實施例]
以下,藉由實施例更詳細說明本發明,但是本發明不受此等實施例任何限定。
(評估方法)
依以下評估方法評估實施例及比較例的樹脂漿液組成物。
(1)黏度的測定、黏度穩定性的測定及塗佈操作性的評估:
a)黏度的測定
使用EHD型迴轉黏度計(東京計器股份有限公司製造,3° cone),測定各實施例及比較例的樹脂漿液組成物在25℃時0.5rpm 3分鐘後之黏度(Pa‧s)。
b)黏度穩定性的測定
將各實施例及比較例的樹脂漿液組成物以23℃保管7天後,使用EHD型迴轉黏度計(東京計器股份有限公司製造,3° cone)測定在25℃時0.5rpm的3分鐘後之黏度(Pa‧s)。
c)塗佈操作性的評估
在以分配器(武藏高科技股份有限公司(Musashi engineering Inc.)製造)進行連續打點(4225點)時,以目視確認打點與打點之間的情形,並依以下基準評估。
A:4225點之中,未有發生拉絲者
B:4225點之中,發生拉絲者為1~2112點
C:4225點之中,發生拉絲者為2113~4225點
(2)剪切黏著強度的測定
將各實施例及比較例的樹脂漿液組成物,於鍍鎳/金之銅框架、環鍍銀之銅引線框架及點鍍銀之銅引線框架上塗佈約0.5mg,並將2mm×2mm之矽晶片(厚度約0.4mm)壓合在此之上,進而在烘箱以30分鐘升溫至180℃為止,並以180℃加熱1小時,來使樹脂漿液組成物硬化。將此使用自動黏著力試驗裝置(BT4000,Dage公司製造),測定保持260℃/20秒時之剪切黏著強度(MPa)。再者,針對各實施例及比較例,對10個試驗片進行剪切黏著強度的測定,並將其平均值作為各實施例及比較例的剪切黏著強度(MPa)。
(3)體積電阻係數的測定
依第1圖所示之順序,測定樹脂漿液組成物的硬化物的體積電阻係數。第1圖是說明體積電阻係數的測定方法之平面圖。將3張紙膠帶2(日東電工CS系統股份有限公司製造,No.7210F,尺寸寬=18mm,厚度=0.1mm)相互間隔放置,且平行地貼在載玻片1(東京硝子器機股份有限公司製造,尺寸=76×26mm,厚度=0.9~1.2mm)(第1圖(a))的表面上,藉此,在此等3張紙膠帶2彼此之間,形成2條載玻片1表面的露出部1a(寬2mm)。將樹脂漿液組成物3置於此等露出部1a上 (第1圖(c)),並以其他載玻片等使其平坦地延伸(第1圖(d))。繼而,將紙膠帶2剝離,並在烘箱以200℃加熱1小時,使樹脂漿液組成部硬化,藉此,獲得2條線狀的硬化物4,該等硬化物4在載玻片1的表面上相互平行(第1圖(e))。使用數位多功能電表(TR6846,愛德萬測試公司(Advantest Corporation)製造),在溫度23℃時,測定此等硬化物4的體積電阻係數(Ω‧cm)。
(4)熱傳導率的測定
以與上述(3)相同方式進行所得之硬化物的比熱、比重、及熱擴散率,依下述條件測定。熱傳導率是以比熱×比重×熱擴散率來求得。
a)比熱的測定
比熱測定裝置:使用示差掃描熱卡計(珀金埃爾默公司(PerkinElmer,Inc.)製造之DSC),以溫度25℃之條件測定比熱。
b)比重的測定
比重測定裝置:使用密度計(Alfa Mirage Co.,Ltd.製造之密度計)在室溫(阿基米德法)測定比重。
c)熱擴散率的測定
熱擴散率:使用氙氣閃光分析儀(LFA447,NETZSCH公司製造),以溫度25℃之條件測定熱擴散率。
(5)翹曲的測定
將各實施例及比較例的樹脂漿液組成物,於環鍍銀之銅引線框架上塗佈約0.5mg,並將5mm×5mm之矽晶片(厚度約 0.4mm)壓合在此之上,進而在烘箱以30分鐘升溫至180℃為止,並以180℃加熱1小時,來使樹脂漿液組成物硬化。將此使用非接觸式膜厚計(KS-1100,Keyence Corporation製造),以掃描距離6.5mm測定晶片表面的翹曲。再者,針對各實施例及比較例,對10個試驗片進行翹曲的測定,並將其平均值作為各實施例及比較例的翹曲值。
(6)樹脂溢出的測定
將各實施例及比較例的樹脂漿液組成物,於點鍍銀之銅引線框架上塗佈約0.5mg,在室溫保管10分鐘後,以目視確認有無樹脂溢出。
又,依以下評估方法評估各實施例及比較例的樹脂漿液組成物所使用之銀粉。
(7)振實密度的測定
銀粉的振實密度是依據JIS Z 2512(2006年制定),藉由振實密度測定器進行測定而得之值。具體而言,是秤量銀粉100g,並以漏斗使其平靜地落下至100ml量筒中。測定經下述方式壓縮之銀粉的容積:將量筒置於振實密度測定器上,並以20mm之落下距離及60次/分鐘之速度落下600次。並且,將試樣的量除以壓縮後之銀粉的容積,來計算出振實密度。
(8)平均粒徑的測定
以微量刮勺將銀粉取至1~2杯燒杯中,並加入異丙醇約60ml,以超音波均質機(日本精機製作所股份有限公司製造,型號:US-150)分散1分鐘。將此利用雷射繞射式粒度分析計 (Microtrac X100),以測定時間30秒連續測定2次,並將50%累積粒徑的平均值作為平均粒徑。
(實施例1~14及比較例1~5的樹脂漿液組成物的製作)
以表1~表3所示之調配比例,將各材料混合,使用行星式攪拌機(PRIMIX Corporation製造,型號:T.K.HIVIS MIX 2P-06)揉合後,在666.61Pa(5托(Torr))以下進行脫泡處理10分鐘,來獲得樹脂漿液組成物。將所得之樹脂漿液組成物的特性(黏度及黏度穩定性、塗佈操作性、剪切黏著強度、體積電阻係數等),以上述所示之方法進行查驗。其結果如表1~表3所示。
[表1]
[表2]
[表3]
表1~表3中的簡稱如下所述。
(1)(A)(甲基)丙烯酸系化合物((甲基)丙烯酸酯化合物)
SR-349(乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯的產品名稱,莎德瑪公司(Sartomer Company,Inc.)製造)
FA-512AS(丙烯酸雙環戊烯基氧乙酯的產品名稱,日立化成股份有限公司製造)
FA-512M(甲基丙烯酸雙環戊烯基氧乙酯的產品名稱,日立化成股份有限公司製造)
FA-513AS(丙烯酸雙環戊酯的產品名稱,日立化成股份有限公司製造)
FA-513M(甲基丙烯酸雙環戊酯的產品名稱,日立化成股份有限公司製造)
(2)(B)黏結劑樹脂
N-665-EXP(DIC股份有限公司製造之甲酚酚醛清漆型環氧樹脂的產品名稱,環氧當量:198~208)
(3)(C)胺化合物
Dicy(雙氰胺,三菱化學股份有限公司製造)
(4)(D)聚合起始劑
Trigonox 22-70E(1,1-雙(三級丁基過氧)環己烷,化藥阿克蘇股份有限公司(KAYAKU AKZO CO.,LTD.)製造,10小時半衰期溫度:91℃)
(5)(E)可撓化劑
EPOLEAD PB-4700(環氧化聚丁二烯的商品名稱,大賽璐股份有限公司製造,環氧當量:152.4~177.8,數目平均分子量=3500)
(6)(F)銀粉
TC-20E-L(德力本店股份有限公司製造,形狀:片狀,平均粒徑:3.5~5.5μm,振實密度:3.0~4.0g/cm3,比表面積:1.4~2.1m2/g,表面包覆材料:十八酸)
TCG-11N(德力本店股份有限公司製造,形狀:片狀,平均粒徑:4.5~6.5μm,振實密度:3.9~4.5g/cm3,比表面積:0.9~1.2m2/g,表面包覆材料:十八酸)
TCG-1(德力本店股份有限公司製造,形狀:片狀,平均粒徑:4.0~5.0μm,振實密度:2.7~3.3g/cm3,表面包覆材料:十八酸)
TC-204B(德力本店股份有限公司製造,形狀:片狀,平均粒徑:2.0~4.0μm,振實密度:2.0~3.0g/cm3,表面包覆材料:十八酸)
TC-505CS(德力本店股份有限公司製造,形狀:片狀,平均粒徑:1.0~3.0μm,振實密度:5.0~6.0g/cm3,表面包覆材料:十八酸)
TC-106(德力本店股份有限公司製造,形狀:片狀,平均粒徑:6.0~8.0μm,振實密度:1.6~2.2g/cm3,比表面積:0.8~2.4m2/g,表面包覆材料:油酸)
(7)(G)鋁粉
12-0086(東洋鋁股份有限公司製造之鋁粉的產品名稱,形狀:粒狀,平均粒徑:3.5~4.2μm)
(8)(H)耦合劑
KBM-403(γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷,信越化學工業股份有限公司製造)
(9)(I)油酸
油酸(和光純藥工業股份有限公司製造)
(10)(J)十八酸
粉末十八酸300(新日本理化股份有限公司製造)
(11)(K)十二酸
十二酸(和光純藥工業股份有限公司製造)
(12)(L)分散劑
ETHREEM AD-374M(聚烷二醇衍生物)(日油股份有限公司製造)
如表1及表2所示,已確認本發明的樹脂漿液組成物,其黏度穩定性良好,且黏著強度、電傳導性、熱傳導性優異。由此可確認,根據本發明的樹脂漿液組成物,能夠在大量使用稀有價值較高之銀之情形下,獲得黏度穩定性、黏著強度及體積電阻係數等特性良好之樹脂漿液組成物。又,本發明的樹脂漿液組成物,藉由含有分散劑或脂肪酸,可抑制樹脂溢出。
[產業上之可利用性]
根據本發明,可獲得一種廉價的樹脂漿液組成物、及使用該樹脂漿液組成物之半導體裝置,該樹脂漿液組成物適合使用於半導體晶片等導體元件與引線框架等支撐構件之黏著,且能夠減少稀有價值高而昂貴的材料亦即銀的使用量,並且電傳導性、熱傳導性及黏著性優異,且可抑制樹脂與填料之分離。

Claims (12)

  1. 一種樹脂漿液組成物,其含有:(甲基)丙烯酸系化合物(A)、黏結劑樹脂(B)、胺化合物(C)、聚合起始劑(D)、可撓化劑(E)、銀粉(F)及鋁粉(G);其中,前述銀粉(F)包含由十八酸包覆且振實密度為4.0g/cm3以下之銀粉(F-1);相對於前述成分(A)~(G)的合計質量,前述銀粉(F)的含量為42質量%以下,且前述銀粉(F-1)的含量為10質量%以上;前述鋁粉(G)的含量/前述銀粉(F)的含量之比值,以質量比計,為0.3~2.3。
  2. 如請求項1所述之樹脂漿液組成物,其中,前述銀粉(F)為平均粒徑1~15μm之片狀。
  3. 如請求項1所述之樹脂漿液組成物,其中,前述銀粉(F-1)為平均粒徑1~15μm之片狀。
  4. 如請求項1~3中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,前述鋁粉(G)為平均粒徑1~6μm之粒狀。
  5. 如請求項1~4中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,前述(甲基)丙烯酸系化合物(A)為(甲基)丙烯酸酯化合物。
  6. 如請求項1~5中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,前述黏結劑樹脂(B)為環氧樹脂。
  7. 如請求項1~6中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,前述胺化合物(C)為選自多胺化合物及咪唑化合物的至少1種。
  8. 如請求項1~7中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,前述可撓化劑(E)為橡膠系化合物。
  9. 如請求項1~8中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,進而包含耦合劑(H)。
  10. 如請求項1~9中任一項所述之樹脂漿液組成物,其中,進而包含:選自由油酸(I)、十八酸(J)、十二酸(K)及分散劑(L)所構成之群組的至少1種。
  11. 一種半導體裝置,其具備半導體元件及支撐構件,且該半導體裝置是藉由如請求項1~10中任一項所述之樹脂漿液組成物的硬化物,來將前述半導體元件與前述支撐構件接合。
  12. 如請求項11所述之半導體裝置,其中,前述半導體元件與前述支撐構件的至少一部分是藉由密封劑所密封。
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