TW202328380A - 糊狀樹脂組成物、高導熱性材料及半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的糊狀樹脂組成物含有含銀粒子A、溶劑B及熱固性樹脂C,藉由以下方法測量之含銀粒子A的漢森溶解度參數(Hansen solubility parameter)a與溶劑B的漢森溶解度參數b之差為4.3以上且9.8以下。
[方法]
在10ml容量的玻璃容器中,相對於0.2g的含銀粒子A,加入選自下述評價用溶劑中之任一種溶劑2mL,用旋渦混合器攪拌5秒後,藉由目視以下述4個階段評價其分散性。向電腦軟體HSPiP(版本5.2.02)的Sphere程式中輸入評價用溶劑及對該溶劑的分散性的評價結果,算出漢森溶解度參數。
(評價用溶劑)
水、甲醇、甲苯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、甲基乙基酮、1-丁醇、環己醇、異丙醇
(評價)
0:不分散。
1:在少於10分鐘時完成沉降。
2:當經過10分鐘以上且少於1小時時完成沉降。
3:當經過1小時以上且12小時以下時完成沉降。
Description
本發明係有關一種糊狀樹脂組成物、高導熱性材料及半導體裝置。
已知一種為了提高半導體裝置的散熱性而使用含有金屬粒子的熱固性樹脂組成物來製造半導體裝置之技術。藉由使熱固性樹脂組成物含有具有比樹脂大的導熱率之金屬粒子,能夠提高該硬化物的導熱性。
作為適用於半導體裝置的具體例,如以下專利文獻1及2,已知一種使用含有金屬粒子之熱固型樹脂組成物將半導體元件與基板(支持構件)接著/接合之技術。
在專利文獻1中揭示了含有規定結構的(甲基)丙烯酸酯化合物、自由基起始劑、銀微粒子、銀粉及溶劑之半導體接著用熱固型樹脂組成物、以及用該組成物接合了半導體元件與基材之半導體裝置。在該文獻中記載了能夠提高對於安裝後的溫度循環的連接可靠性(0011段)。
在專利文獻2中揭示了含有醯亞胺丙烯酸酯化合物、自由基起始劑、填料及液狀橡膠成分之樹脂糊組成物、以及用該組成物接合了半導體元件與基材之半導體裝置。在該文獻中記載了藉由使樹脂糊組成物低應力化,能夠抑制晶片裂紋或晶片翹曲的產生(0003段)。
在專利文獻3中揭示了含有滿足規定物性值之銀粒子、溶劑及添加劑之銀糊組成物、具有經由該組成物接著有半導體元件與半導體元件裝載用支持構件之結構之半導體裝置。在該文獻中記載了使用二丙二醇甲醚乙酸酯、異莰基環己醇作為溶劑之例子。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-74132號公報
[專利文獻2]日本特開2000-239616號公報
[專利文獻3]日本特開2014-225350號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,用專利文獻1~3中記載之樹脂組成物接合半導體元件與基材之半導體裝置在導電性方面具有改善的空間。
[解決課題之技術手段]
本發明人等發現,若藉由規定方法測量之含銀粒子的漢森溶解度參數與某種溶劑的漢森溶解度參數之差在特定範圍內,則糊狀樹脂組成物中的該含銀粒子的分散與凝聚的平衡優異,由該糊狀樹脂組成物得到之材料的導電性優異,從而完成了本發明。
亦即,本發明能夠如下所示。
依據本發明,提供一種糊狀樹脂組成物,其含有:
含銀粒子A、溶劑B及熱固性樹脂C,
藉由以下方法測量之含銀粒子A的漢森溶解度參數(Hansen solubility parameter)a與溶劑B的漢森溶解度參數b之差為4.3以上且9.8以下。
[方法]
在10ml容量的玻璃容器中,相對於0.2g的含銀粒子A,加入選自下述評價用溶劑中之任一種溶劑2mL,用旋渦混合器攪拌5秒後,藉由目視以下述4個階段評價其分散性。向電腦軟體HSPiP(版本5.2.02)的Sphere程式中輸入評價用溶劑及對該溶劑的分散性的評價結果,算出漢森溶解度參數。
(評價用溶劑)
水、甲醇、甲苯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、甲基乙基酮、1-丁醇、環己醇、異丙醇
(評價)
0:不分散。
1:在少於10分鐘時完成沉降。
2:當經過10分鐘以上且少於1小時時完成沉降。
3:當經過1小時以上且12小時以下時完成沉降。
依據本發明,提供一種高導熱性材料,其為將前述糊狀樹脂組成物燒結而得。
依據本發明,提供一種半導體裝置,其具備:
基材;及
半導體元件,其經由接著層裝載於前述基材上,
前述接著層為將前述糊狀樹脂組成物燒結而成。
依據本發明,提供一種糊狀樹脂組成物之製造方法,其包括:
藉由前述方法測量含銀粒子A的漢森溶解度參數a和溶劑的漢森溶解度參數b之步驟;
選擇漢森溶解度參數b相對於漢森溶解度參數a之差為4.3以上且9.8以下之溶劑B之步驟;及
將含銀粒子A、所選擇之溶劑B及熱固性樹脂C進行混合之步驟。
依據本發明,提供一種糊狀樹脂組成物之製造方法,其包括:
藉由前述方法測量含銀粒子A的漢森溶解度參數a,並且測量溶劑的漢森溶解度參數b之步驟;
選擇漢森溶解度參數b相對於漢森溶解度參數a之差為4.3以上且9.8以下之溶劑B之步驟;
將含銀粒子A、所選擇之溶劑B及熱固性樹脂C進行混合之步驟。
[發明之效果]
依據本發明,能夠提供一種可得到導電性得到改善之材料之糊狀樹脂組成物。
以下,使用圖式,對本發明的實施形態進行說明。另外,在所有圖式中,對相同的構成要素標註相同的符號,並適當地省略說明。又,例如,只要沒有特別說明,「1~10」表示「1以上」至「10以下」。
本說明書中的表述「(甲基)丙烯酸」表示包含丙烯酸和甲基丙烯酸這兩者之概念。關於「(甲基)丙烯酸酯」等類似的表述亦相同。
<糊狀樹脂組成物>
本實施形態的糊狀樹脂組成物含有含銀粒子A、溶劑B及熱固性樹脂C,藉由以下方法測量之含銀粒子A的漢森溶解度參數(HSP)a與溶劑B的漢森溶解度參數(HSP)b之差為4.3以上且9.8以下。
[方法]
在10ml容量的玻璃容器中,相對於0.2g的含銀粒子A,加入選自下述評價用溶劑中之任一種溶劑2mL,用旋渦混合器攪拌5秒後,藉由目視以下述4個階段評價其分散性。向電腦軟體HSPiP(版本5.2.02)的Sphere程式中輸入全部評價用溶劑及對該溶劑的分散性的評價結果,算出漢森溶解度參數。
(評價用溶劑)
水、甲醇、甲苯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、甲基乙基酮、1-丁醇、環己醇、異丙醇
(評價)
0:不分散。
1:在少於10分鐘時完成沉降。
2:當經過10分鐘以上且少於1小時時完成沉降。
3:當經過1小時以上且12小時以下時完成沉降。
另外,藉由目視「完成沉降」係指,在32W螢光燈的正下方觀察包含分散有含銀粒子A之評價用溶劑之玻璃容器,成為無法藉由目視確認分散在評價用溶劑中之含銀粒子A之狀態。
如此,藉由參數a與參數b之差在規定值範圍內,糊狀樹脂組成物內的含銀粒子A的分散與凝聚的平衡被最佳化,含銀粒子A彼此的接觸率提高,因此認為能夠提供在燒結後形成網路,導熱性及導電性得到改善之材料。
從本發明的效果的觀點而言,含銀粒子A的漢森溶解度參數a與溶劑B的漢森溶解度參數b之差能夠設為:較佳為4.5以上且9.7以下,更佳為5.0以上且9.5以下,進一步較佳為5.0以上且9.0以下,特佳為5.5以上且9.0以下。
含銀粒子A的漢森溶解度參數a的分散項(δD)為15.0MPa
1/2以上且17.0MPa
1/2以下,較佳為15.5MPa
1/2以上且16.5MPa
1/2以下,分極項(δP)為7.0MPa
1/2以上且10.0MPa
1/2以下,較佳為7.5MPa
1/2以上且9.5MPa
1/2以下,氫鍵項(δH)為8.0MPa
1/2以上且11.0MPa
1/2以下,較佳為8.5MPa
1/2以上且10.5MPa
1/2以下。
溶劑B的漢森溶解度參數b的分散項(δD)為14.0MPa
1/2以上且25.0MPa
1/2以下,較佳為16.0MPa
1/2以上且19.5MPa
1/2以下,分極項(δP)為5.0MPa
1/2以上且19.0MPa
1/2以下,較佳為5.0MPa
1/2以上且16.0MPa
1/2以下,氫鍵項(δH)為4.0MPa
1/2以上且15.5MPa
1/2以下,較佳為4.0MPa
1/2以上且8.0MPa
1/2以下。
若在上述範圍內,則與含銀粒子A的親和性適度,進而對熱固性樹脂C的溶解性亦優異。
漢森溶解度參數(HSP)為表示某種物質在其他某種物質中溶解多少這樣的溶解性之指標。HSP用三維向量表示溶解性。該三維向量代表性地能夠由分散項(δD)、分極項(δP)、氫鍵項(δH)來表示。並且,能夠判斷向量相似之物質之間的溶解性高。能夠用漢森溶解度參數的距離(由下述式表示之ΔHSP)判斷向量的類似度。
在下述式中,使用分散項(δD1)、分極項(δP1)、氫鍵項(δH1)表示物質1的漢森溶解度參數,使用分散項(δD2)、分極項(δP2)、氫鍵項(δH2)表示物質2的漢森溶解度參數。判斷為ΔHSP越小,兩種物質的相溶性優異。
在本實施形態中,著眼於依據相對於不溶性含銀粒子A的評價用溶劑的分散性評價算出之漢森溶解度參數與溶劑B的漢森溶解度參數的關係而完成。亦即,發現若該等漢森溶解度參數之差(ΔHSP)在規定範圍內,則糊狀樹脂組成物中的含銀粒子A的分散與凝聚的平衡被最佳化,含銀粒子A彼此的接觸率提高,因此在燒結後形成網路,導電性得到改善,從而完成了本發明。
能夠使用稱為HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)之電腦軟體算出漢森溶解度參數(HSP值)。在本實施形態中,使用版本5.2.02的Sphere程式作為電腦軟體HSPiP。
在此,漢森(Hansen)和阿伯特(Abbott)開發之電腦軟體HSPiP中包含計算HSP距離之功能和記載有溶劑或非溶劑的漢森參數之資料庫。溶劑B的漢森溶解度參數(HSP)b能夠從資料庫,或藉由向電腦軟體HSPiP的DIY(Do It Yourself)程式中以SMILE標記法輸入分子結構來得到推定值。
[含銀粒子A]
含銀粒子A能夠藉由適當的熱處理而發生燒結(sintering),形成粒子連結結構(燒結結構)。
尤其,藉由在糊狀樹脂組成物中含有含銀粒子(尤其,藉由含有粒徑相對小且比表面積相對大的銀粒子),即使在相對低溫(180℃左右)中進行熱處理亦容易形成燒結結構。較佳之粒徑留待後述。
含銀粒子A的形狀沒有特別限定。較佳之形狀為球狀,但是亦可以為非球狀的形狀,例如橢圓體狀、扁平狀、板狀、片(flake)狀、針狀、鱗片狀、凝聚狀及多面體形狀等。含銀粒子A能夠包含至少一種該等形狀的含銀粒子。
在本實施形態中,包含選自球狀、鱗片狀、凝聚狀及多面體形狀的含銀粒子中之兩種以上為較佳,包含球狀的含銀粒子a1和選自鱗片狀、凝聚狀及多面體形狀中之一種以上的含銀粒子a2為更佳。藉此,由於含銀粒子彼此的接觸率進一步提高,因此在該糊狀樹脂組成物燒結後容易形成網路,導熱性及導電性進一步提高。
藉由含銀粒子A含有含銀粒子a2,能夠抑制由糊狀樹脂組成物得到之成形物的樹脂裂紋,或抑制線膨脹係數。
在本實施形態中,含銀粒子A由一種或兩種以上的含銀粒子形成,糊狀樹脂組成物中含有之全部含銀粒子的漢森溶解度參數a與溶劑B的漢森溶解度參數b之差包含在規定範圍內。
另外,在本實施形態中,「球狀」並不限於完美的真球,還包括表面上帶有些許凹凸之形狀等。
含銀粒子A的表面亦可以被羧酸、碳數4~30的飽和脂肪酸、或一價的碳數4~30的不飽和脂肪酸、長鏈烷基腈等進行處理。
含銀粒子A可以為(i)實質上僅由銀形成之粒子,亦可以為(ii)由銀和除了銀以外的成分形成之粒子。又,作為含金屬之粒子,亦可以併用(i)及(ii)。
在本實施形態中,特佳為含銀粒子A含有樹脂粒子的表面被銀塗覆之銀塗層樹脂粒子。藉此,能夠製備得到導熱性更優異且儲存彈性模數更優異的硬化物之糊狀樹脂組成物。
銀塗層樹脂粒子的表面為銀,且其內部為樹脂,因此認為導熱性良好,且與僅由銀形成之粒子相比柔軟。因此,認為藉由使用銀塗層樹脂粒子,容易將導熱率或儲存彈性模數設計為適當的值。
通常,為了提高導熱性,可考慮增加含銀粒子的量。然而,通常,由於金屬「堅硬」,因此若含銀粒子的量過多,則燒結後的彈性模數有時會變得過大。藉由含銀粒子的一部分或全部為銀塗層樹脂粒子,能夠容易設計能夠得到具有所期望的導熱率或儲存彈性模數之硬化物之糊狀樹脂組成物。
在銀塗層樹脂粒子中,銀層只要覆蓋樹脂粒子的表面的至少一部分區域即可。當然,銀亦可以覆蓋樹脂粒子的整個表面。
具體而言,在銀塗層樹脂粒子中,銀層覆蓋樹脂粒子的表面的50%以上為較佳,更佳為75%以上,進一步較佳為90%以上。在銀塗層樹脂粒子中,銀層實質上覆蓋樹脂粒子的整個表面為特佳。
作為另一觀點,當用某一剖面切斷銀塗層樹脂粒子時,在該剖面的周圍皆可確認銀層為較佳。
作為又一觀點,銀塗層樹脂粒子中的樹脂/銀的質量比率例如為90/10~10/90,較佳為80/20~20/80,更佳為70/30~30/70。
作為銀塗層樹脂粒子中的「樹脂」,例如可舉出聚矽氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、酚樹脂、聚苯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚四氟乙烯樹脂等。當然,亦可以為除此之外的樹脂。又,樹脂可以僅為一種,亦可以併用兩種以上的樹脂。
從彈性特性和耐熱性的觀點而言,樹脂為聚矽氧樹脂或(甲基)丙烯酸樹脂為較佳。
聚矽氧樹脂可以為由有機聚矽氧烷構成之粒子,該有機聚矽氧烷藉由使甲基氯矽烷、三甲基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷等有機氯矽烷聚合而得。又,亦可以為以將有機聚矽氧烷進一步三維交聯而成之結構為基本骨架之聚矽氧樹脂。
(甲基)丙烯酸樹脂可以為使含有(甲基)丙烯酸酯作為主成分(50重量%以上,較佳為70重量%以上,更佳為90重量%以上)之單體聚合而得之樹脂。作為(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出選自由(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-丙酯、(甲基)丙烯酸氯-2-羥乙酯、單(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯及(甲基)丙烯酸異莰酯組成之群中之至少一種化合物。又,丙烯酸系樹脂的單體成分可以含有少量的其他單體。作為該等其他單體成分,例如可舉出苯乙烯系單體。關於銀塗層(甲基)丙烯酸樹脂,亦可以參閱日本特開2017-126463號公報的記載等。
可以在聚矽氧樹脂或(甲基)丙烯酸樹脂中導入各種官能基。可導入之官能基沒有特別限定。例如可舉出環氧基、胺基、甲氧基、苯基、羧基、羥基、烷基、乙烯基、巰基等。
銀塗層樹脂粒子中的樹脂粒子的部分可以含有各種添加成分,例如低應力改質劑等。作為低應力改質劑,可舉出丁二烯苯乙烯橡膠、丁二烯丙烯腈橡膠、聚胺酯(polyurethane)橡膠、聚異戊二烯橡膠、丙烯酸橡膠、氟橡膠、液態有機聚矽氧烷、液態聚丁二烯等液態合成橡膠等。尤其,在樹脂粒子的部分含有聚矽氧樹脂之情況下,藉由含有低應力改質劑,能夠使銀塗層樹脂粒子的彈性特性成為較佳者。
銀塗層樹脂粒子中的樹脂粒子的部分的形狀沒有特別限定。
較佳為球狀和除了球狀以外的異形形狀,例如扁平狀、板狀、針狀等的組合為較佳。
銀塗層樹脂粒子的比重沒有特別限定,下限例如為2以上,較佳為2.5以上,更佳為3以上。又,比重的上限例如為10以下,較佳為9以下,更佳為8以下。從銀塗層樹脂粒子本身的分散性、或併用銀塗層樹脂粒子及除此之外的含銀粒子時的均勻性等方面考慮,比重適當為較佳。
在使用銀塗層樹脂粒子之情況下,含銀粒子A整體中的銀塗層樹脂粒子的比例較佳為1~50質量%,更佳為3~45質量%,進一步較佳為5~40質量%。藉由適當地調整該比例,能夠在抑制熱循環所致之接著力降低的同時,進一步提高散熱性。
順帶一提,在含銀粒子A整體中的銀塗層樹脂粒子的比例不是100質量%之情況下,除了銀塗層樹脂粒子以外的含銀粒子例如為實質上僅由銀形成之粒子。
含銀粒子A的中值粒徑D
50例如為0.001~1000μm,較佳為0.01~100μm,更佳為0.1~20μm。藉由將D
50設為適當的值,容易保持導熱性、燒結性、對熱循環之耐性等的平衡。又,藉由將D
50設為適當的值,有時亦可提高塗佈/接著的作業性。
含銀粒子的粒度分布(橫軸:粒徑、縱軸:頻率)可以為單峰性,亦可以為多峰性。
實質上僅由銀形成之粒子的中值粒徑D
50例如為0.8μm以上,較佳為1.0μm以上,更佳為1.2μm以上。藉此,能夠進一步提高導熱性。
又,實質上僅由銀形成之粒子的中值粒徑D
50例如為7.0μm以下,較佳為5.0μm以下,更佳為4.0μm以下。藉此,能夠進一步提高易燒結性和燒結的均勻性等。
含銀粒子A的中值粒徑D
50例如為0.5μm以上,較佳為1.5μm以上,更佳為2.0μm以上。藉此,容易將儲存彈性模數E’設為適當的值。
又,含銀粒子A的中值粒徑D
50例如為20μm以下,較佳為15μm以下,更佳為10μm以下。藉此,容易充分提高導熱性。
含銀粒子A的中值粒徑D
50例如能夠藉由使用Sysmex Corporation製造的流動式粒子像分析裝置FPIA(註冊商標)-3000進行粒子影像測量來求出。更具體而言,能夠藉由使用該裝置以濕式測量體積基準的中值粒徑來確定含銀粒子A的粒徑。
糊狀樹脂組成物整體中的含銀粒子A的比例為例如1~98質量%,較佳為30~95質量%,更佳為50~90質量%。藉由將含金屬粒子的比例設為1質量%以上,容易提高導熱性。藉由將含銀粒子A的比例設為98質量%以下,能夠提高塗佈/接著的作業性。
含銀粒子A中實質上僅由銀形成之粒子例如能夠從DOWA HIGHTECH CO.,LTD.、Fukuda Metal Foil & Powder Co.,Ltd.等獲取。又,銀塗層樹脂粒子例如能夠從Mitsubishi Materials Corporation、Sekisui Chemical Co.,Ltd.、Sanno Co.,Ltd.等獲取。
[溶劑B]
關於溶劑B,只要溶劑B的漢森溶解度參數b與含銀粒子A的漢森溶解度參數a之差在規定範圍內,則能夠沒有特別限定地使用。溶劑B在常溫(25℃)為液體的化合物,能夠含有單官能單體。
溶劑B可以為一種溶劑,能夠混合兩種以上來調整漢森溶解度參數。
在溶劑B由一種溶劑構成之情況下,在與含銀粒子A的關係中,只要漢森溶解度參數a與漢森溶解度參數b之差在規定範圍內,則能夠使用,例如可舉出三丙二醇單正丁醚、二甲基亞碸、苯甲酸芐酯、二丙酮醇、三乙二醇二甲醚、γ-丁內酯、異莰基環己醇、松油醇(terpineol)或二乙二醇等。
其中,三丙二醇單正丁醚、二甲基亞碸、苯甲酸芐酯、γ-丁內酯、異莰基環己醇或松油醇為較佳。
在溶劑B由兩種以上的溶劑構成之情況下,能夠藉由混合選自三丙二醇單正丁醚、碳酸丙烯酯、二丙酮醇、三乙二醇二甲醚、二甲基亞碸、苯甲酸芐酯、乙二醇、二乙二醇、γ-丁內酯、卡必醇、正十二烷、異莰基環己醇、松油醇、丙二醇苯基醚、乙二醇單-2-乙基己基醚、N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、δ-戊內酯(δ- valerolactone)、丁基卡必醇、苯氧基丙醇、二乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單正丁醚乙酸酯、二甲基異山梨醇(dimethyl isosorbide)、異佛酮、丁基二甘醇乙酸酯(butyldiglycol acetate)、己二醇(hexylene glycol)、苯甲酸丁酯、2-苯氧乙醇、苯甲醇、二氫左旋葡萄糖酮(dihydrolevoglucosenone)、二丙二醇及己內酯中之兩種以上的溶劑,調整漢森溶解度參數來使用。
溶劑B的沸點為220℃以上且350℃以下,較佳為240℃以上且320℃以下,進一步較佳為250℃以上且300℃以下。在混合兩種以上的溶劑來使用之情況下為混合溶劑的沸點。
藉由溶劑B的沸點在該範圍內,能夠抑制在將糊狀樹脂組成物燒結而得到之材料中產生空隙。
從本發明的效果的觀點而言,糊狀樹脂組成物整體中的溶劑B的比例為例如1~20質量%,較佳為1.5~15質量%,更佳為2~10質量%。
[熱固性樹脂C]
本實施形態的糊狀樹脂組成物還能夠含有熱固性樹脂C。
熱固性樹脂C通常含有藉由使自由基等活性化學物種作用而聚合/交聯之基團和/或與後述的硬化劑D反應之化學結構。熱固性樹脂C例如包含環氧基、氧雜環丁烷基、包含乙烯性碳-碳雙鍵之基團、羥基、異氰酸酯基、順丁烯二醯亞胺結構等中的一種或兩種以上。
作為熱固性樹脂C,可較佳地舉出環氧樹脂。
環氧樹脂可以為在一個分子中僅具備一個環氧基之化合物,亦可以為在一個分子中具備兩個以上的環氧基之化合物。
作為環氧樹脂,例如可舉出:聯苯基型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、二苯乙烯型環氧樹脂、對苯二酚型環氧樹脂等2官能性或結晶性環氧樹脂;甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂;含伸苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、含聯伸苯基(biphenylene)骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、含伸苯基骨架之萘酚芳烷基型環氧樹脂等苯酚芳烷基型環氧樹脂;三酚甲烷型環氧樹脂及烷基改質三酚甲烷型環氧樹脂等3官能型環氧樹脂;二環戊二烯改質苯酚型環氧樹脂、萜烯改質苯酚型環氧樹脂等改質苯酚型環氧樹脂;含三𠯤核之環氧樹脂等含雜環之環氧樹脂等。
又,作為含環氧基之化合物,亦能夠包含4-三級丁基苯基環氧丙基醚、間甲苯酚基環氧丙基醚、對甲苯酚基環氧丙基醚、苯基環氧丙基醚、甲苯酚基環氧丙基醚等含單官能環氧基之化合物。
本實施形態的糊狀樹脂組成物可以僅含有一種熱固性成分,亦可以含有兩種以上的熱固性成分。
在本實施形態中,併用熱固性樹脂C與含(甲基)丙烯醯基之化合物亦為較佳。併用該等時的比率(質量比)沒有特別限定,例如熱固性樹脂C/含(甲基)丙烯醯基之化合物=95/5~50/50,較佳為熱固性樹脂C/含(甲基)丙烯醯基之化合物=90/10~60/40。
作為含(甲基)丙烯酸基之化合物,可舉出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇#200二(甲基)丙烯酸酯(n:4)、聚乙二醇#400二(甲基)丙烯酸酯(n:9)、聚乙二醇#600二(甲基)丙烯酸酯(n:14)、聚乙二醇#1000二(甲基)丙烯酸酯(n:23)等。
作為熱固性樹脂C,環氧樹脂為較佳。作為環氧樹脂,可較佳地舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等。
本實施形態的糊狀樹脂組成物中的熱固性樹脂C的量在非揮發性成分整體中,例如為3~20質量%,較佳為5~15質量%。
[硬化劑D]
本實施形態的糊狀樹脂組成物還能夠含有硬化劑D。
作為硬化劑D,可舉出具有與熱固性樹脂C反應之反應性基者。硬化劑D例如含有與熱固性樹脂C中含有之環氧基、順丁烯二醯亞胺基、羥基等官能基反應之反應性基。
硬化劑D較佳為含有酚系硬化劑。酚系硬化劑在熱固性成分含有環氧基時為特佳。
酚系硬化劑可以為低分子化合物,亦可以為高分子化合物(亦即,酚樹脂)。
作為低分子化合物之酚系硬化劑,例如可舉出:雙酚A、雙酚F(二羥基二苯甲烷)等雙酚化合物(具有雙酚F骨架之酚樹脂);4,4’-雙酚等具有聯伸苯基骨架之化合物等。
作為酚樹脂,具體而言,可舉出:酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚酚醛清漆樹脂、苯酚-聯苯酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂;聚乙烯苯酚;三苯甲烷型酚樹脂等多官能型酚樹脂;萜烯改質酚樹脂、二環戊二烯改質酚樹脂等改質酚樹脂;具有伸苯基骨架和/或聯伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸苯基和/或聯伸苯基骨架之萘酚芳烷基樹脂等苯酚芳烷基型酚樹脂等。
在使用硬化劑D之情況下,可以僅使用一種,亦可以併用兩種以上。
在本實施形態的糊狀樹脂組成物含有硬化劑D之情況下,當將熱固性樹脂C的量設為100質量份時,其量例如為30~300質量份,較佳為50~200質量份。
(硬化促進劑)
本實施形態的糊狀樹脂組成物還能夠含有硬化促進劑。
典型地,硬化促進劑促進熱固性樹脂C與硬化劑D的反應。
作為硬化促進劑,具體而言,可舉出:有機膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜鹼(phosphobetaine)化合物、膦化合物和醌化合物的加成物、鏻化合物和矽烷化合物的加成物等含磷原子之化合物;二氰二胺、1,8-二吖雙環[5.4.0]十一烯-7(1,8-diazabicyclo[5.4.0]-undecene-7)、苄基二甲胺等脒、三級胺;上述脒或上述三級胺的四級銨鹽、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑等咪唑化合物等含氮原子之化合物等。
在使用硬化促進劑之情況下,可以僅使用一種,亦可以併用兩種以上。
在本實施形態的糊狀樹脂組成物含有硬化促進劑之情況下,當將熱固性樹脂C的量設為100質量份時,其量例如為0.1~10質量份,較佳為0.5~5質量份。
(矽烷偶合劑)
本實施形態的糊狀樹脂組成物還能夠含有矽烷偶合劑。藉此,能夠實現接著力的進一步提高。
作為矽烷偶合劑,可舉出公知的矽烷偶合劑,具體而言,可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等乙烯基矽烷;
2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基(glycidyloxy)丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基(glycidoxy)丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧矽烷;
對苯乙烯基三甲氧基矽烷等苯乙烯基矽烷;
3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等甲基丙烯醯基矽烷;
甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽基)丙酯、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等丙烯酸矽烷;
N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷;
三聚異氰酸基矽烷;
烷基矽烷;
3-脲基丙基三烷氧基矽烷等脲基矽烷;
3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基矽烷;
3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷等異氰酸基矽烷等。
在使用矽烷偶合劑之情況下,可以僅使用一種,亦可以併用兩種以上。
在本實施形態的糊狀樹脂組成物含有矽烷偶合劑之情況下,當將熱固性成分的量(含(甲基)丙烯酸基之化合物(A)及熱固性樹脂C的合計量)設為100質量份時,其量例如為0.1~10質量份,較佳為0.5~5質量份。
(塑化劑)
本實施形態的糊狀樹脂組成物能夠含有塑化劑。藉由塑化劑,容易將儲存彈性模數設計得較小。並且,容易進一步抑制熱循環所致之接著力降低。
作為塑化劑,具體而言,可舉出聚酯化合物、聚矽氧油、聚矽氧橡膠等聚矽氧化合物、聚丁二烯順丁烯二酸酐加成物等聚丁二烯化合物、丙烯腈丁二烯共聚化合物等。
在使用塑化劑之情況下,可以僅使用一種,亦可以併用兩種以上。
在本實施形態的糊狀樹脂組成物含有塑化劑之情況下,當將熱固性成分的量(含(甲基)丙烯酸基之化合物(A)及熱固性樹脂C的合計量)設為100質量份時,其量例如為5~50質量份,較佳為10~30質量份。
(自由基起始劑)
本實施形態的糊狀樹脂組成物能夠含有自由基起始劑。
藉由自由基起始劑,例如有時能夠抑制硬化不充分,或能夠在相對低溫(例如180℃)時充分進行硬化反應,或能夠進一步提高接著力。
作為自由基起始劑,可舉出過氧化物、偶氮化合物等。
作為過氧化物,例如可舉出二醯基過氧化物、二烷基過氧化物、過氧化縮酮等有機過氧化物,更具體而言,可舉出甲基乙基酮過氧化物、環己酮過氧化物等酮過氧化物;1,1-二(三級丁基過氧化)環己烷、2,2-二(4,4-二(三級丁基過氧化)環己基)丙烷等過氧化縮酮;
對薄荷烷氫過氧化物、二異丙基苯氫過氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氫過氧化物、異丙苯氫過氧化物、三級丁基氫過氧化物等氫過氧化物;
二(2-三級丁基過氧異丙基)苯、二異苯丙基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己烷、三級丁基異丙基苯基過氧化物、二-三級己基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己炔-3、二-三級丁基過氧化物等二烷基過氧化物;
二苯甲醯基過氧化物、二(4-甲基苯甲醯基)過氧化物等二醯基過氧化物;
二正丙基過氧二碳酸酯、二異丙基過氧二碳酸酯等過氧二碳酸酯;
2,5-二甲基-2,5-二(苯甲醯基過氧)己烷、三級己基過氧苯甲酸酯、三級丁基過氧苯甲酸酯、三級丁基過氧2-乙基己酸酯等過氧酯等。
作為偶氮化合物,可舉出2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-環丙基丙腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等。
在使用自由基起始劑之情況下,可以僅使用一種,亦可以併用兩種以上。
在本實施形態的糊狀樹脂組成物含有自由基起始劑之情況下,當將熱固性成分的量設為100質量份時,其量例如為0.1~10質量份,較佳為0.5~5質量份。
(組成物的性狀)
本實施形態的糊狀樹脂組成物較佳為在20℃時為糊狀。亦即,本實施形態的糊狀樹脂組成物可以在20℃時如漿糊般塗佈於基板等為較佳。藉此,能夠將本實施形態的糊狀樹脂組成物較佳地用作半導體元件的接著劑等。
當然,依據所適用之製程等,本實施形態的糊狀樹脂組成物亦可以為相對低黏度的清漆狀等。
<糊狀樹脂組成物之製造方法>
本實施形態的糊狀樹脂組成物之製造方法包括:
藉由前述方法測量含銀粒子A的漢森溶解度參數a,並且測量溶劑的漢森溶解度參數b之步驟;
選擇漢森溶解度參數b相對於漢森溶解度參數a之差為4.3以上且9.8以下之溶劑B之步驟;及
藉由以往公知的方法混合含銀粒子A、所選擇之溶劑B、熱固性樹脂C、依據需要的硬化劑D或上述其他成分之步驟。
<高導熱性材料>
能夠藉由燒結本實施形態的糊狀樹脂組成物來得到高導熱性材料。
藉由改變高導熱性材料的形狀,能夠適用於在汽車、電機領域中需要散熱性之各種零件。
<半導體裝置>
能夠適用本實施形態的糊狀樹脂組成物來製造半導體裝置。例如,藉由將本實施形態的糊狀樹脂組成物用作基材和半導體元件的「接著劑」,能夠製造半導體裝置。
換言之,本實施形態的半導體裝置例如具備:基材;及半導體元件,其經由藉由熱處理將上述糊狀樹脂組成物燒結而得之接著層裝載於基材上。
本實施形態的半導體裝置中,接著層的密接性等亦不易因熱循環而降低。亦即,本實施形態的半導體裝置的可靠性高。
作為半導體元件,可舉出IC、LSI、電力用半導體元件(功率半導體)、其他各種元件。
作為基板,可舉出各種半導體晶圓、引線框、BGA基板、安裝基板、散熱器(heat spreader)、散熱片(heat sink)等。
以下,參閱圖式對半導體裝置的一例進行說明。
圖1係表示半導體裝置的一例之剖面圖。
半導體裝置100具備:基材30;及半導體元件20,其經由作為糊狀樹脂組成物的熱處理體之接著層10(晶片黏著材)裝載於基材30上。
半導體元件20與基材30例如經由接合線(bonding wire)40等電連接。又,半導體元件20例如由密封樹脂50密封。
接著層10的厚度為5μm以上為較佳,10μm以上為更佳,20μm以上為進一步較佳。藉此,能夠提高糊狀樹脂組成物的應力吸收能力,提高耐熱循環性。
接著層10的厚度例如為100μm以下,較佳為50μm以下。
圖1中,基材30例如為引線框。此時,半導體元件20經由接著層10裝載於晶片墊(die pad)32或基材30上。又,半導體元件20例如經由接合線40與外引線34(基材30)電連接。作為引線框之基材30例如由42合金、Cu框架等構成。
基材30可以為有機基板或陶瓷基板。作為有機基板,例如可舉出由環氧樹脂、氰酸酯樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂等構成者。
基材30的表面例如可以覆膜有銀、金等金屬。藉此,提高接著層10與基材30的接著性。
圖2係表示與圖1不同的半導體裝置100的一例之剖面圖。
在圖2的半導體裝置100中,基材30例如為中介層(interposer)。作為中介層之基材30中與裝載有半導體元件20之一面相反的一側的面形成例如複數個焊球52。此時,半導體裝置100經由焊球52與其他配線基板連接。
對半導體裝置之製造方法的一例進行說明。
首先,將糊狀樹脂組成物塗佈於基材30上,接著,在其上配置半導體元件20。亦即,依序積層基材30、糊狀樹脂組成物、半導體元件20。
塗佈糊狀樹脂組成物之方法沒有特別限定。具體而言,可舉出滴塗法(dispensing)、印刷法、噴墨法等。
接著,使糊狀樹脂組成物熱硬化。熱硬化藉由前硬化及後硬化來進行為較佳。藉由熱硬化,使糊狀樹脂組成物成為熱處理體(硬化物)。藉由熱硬化(熱處理),使糊狀樹脂組成物中的含金屬粒子凝聚,在接著層10中形成複數個含金屬粒子彼此的界面消失之結構。藉此,經由接著層10,將基材30與半導體元件20接著。接著,使用接合線40,將半導體元件20與基材30電連接。接著,用密封樹脂50密封半導體元件20。如此,能夠製造半導體裝置。
以上,對本發明的實施形態進行了敘述,但是該等僅為本發明的示例,能夠採用上述以外的各種構成。又,本發明並不限定於上述實施形態,可實現本發明的目的之範圍內的變形、改良等皆包括在本發明中。
[實施例]
基於實施例及比較例對本發明的實施態樣進行詳細說明。本發明並不限定於實施例。
<溶劑相對於含銀粒子的ΔHSP>
使用下述含銀粒子及下述溶劑,將溶劑相對於含銀粒子的ΔHSP調整為5個階段。
(含銀粒子)
・銀填料1:Fukuda Metal Foil & Powder Co.,Ltd.製造,HKD-12,中值粒徑D
50:20.2μm,D
90:39.6μm,縱橫比15.5,鱗片狀
・銀填料2:DOWA Electronics Materials Co.,Ltd.製造,AG-DSB-114,球狀、D
50:0.7μm
(溶劑)
・溶劑1:三丙二醇單正丁醚(BFTG,NIPPON NYUKAZAI CO., LTD.製造,沸點274℃)
・溶劑2:碳酸丙烯酯(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造,沸點242℃)
・溶劑3:二甲基亞碸(DMSO,Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造,沸點189℃)
・溶劑4:苯甲酸芐酯(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造,沸點324℃)
・溶劑5:二丙酮醇(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造,沸點168℃)
・溶劑6:三乙二醇二甲醚(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造,沸點216℃)
首先,藉由以下方法測量了含銀粒子(銀填料1、銀填料2)的漢森溶解度參數a。
[方法]
在10ml容量的玻璃容器中,相對於含銀粒子0.2g,加入選自下述評價用溶劑中之任一種溶劑2mL,用旋渦混合器攪拌5秒後,藉由目視以下述4個階段評價分散性。向電腦軟體HSPiP(版本5.2.02)的Sphere程式中輸入全部評價用溶劑及對該溶劑的分散性的評價結果,算出漢森溶解度參數。
(評價用溶劑)
水、甲醇、甲苯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、甲基乙基酮、1-丁醇、環己醇、異丙醇
(評價)
0:不分散。
1:在少於10分鐘時完成沉降。
2:當經過10分鐘以上且少於1小時時完成沉降。
3:當經過1小時以上且12小時以下時完成沉降。
測量的結果,銀填料1(HKD-12,鱗片狀)的漢森溶解度參數的分散項(δD)為15.9MPa
1/2,分極項(δP)為8.9MPa
1/2,氫鍵項(δH)為9.1MPa
1/2。
銀填料2(AG-DSB-114,球狀)的漢森溶解度參數的分散項(δD)為15.7MPa
1/2,分極項(δP)為8.1MPa
1/2,氫鍵項(δH)為10.1MPa
1/2。
藉由向電腦軟體HSPiP的資料庫、或電腦軟體HSPiP的DIY程式中輸入分子結構來得到溶劑的漢森溶解度參數。又,關於混合溶劑,使用下述式計算溶解度參數。
在下述式中,使用a表示溶劑1的體積比,使用分散項(δD1)、分極項(δP1)、氫鍵項(δH1)表示漢森溶解度參數,使用b表示溶劑2的體積比,使用分散項(δD2)、分極項(δP2)、氫鍵項(δH2)表示漢森溶解度參數。
以下示出如表1中記載那樣改變溶劑的混合比率而測量之參考例1~9的溶劑(溶劑1~6、或溶劑1與溶劑2的混合溶劑)的漢森溶解度參數b。
・參考例1:分散項(δD)為16.1MPa
1/2,分極項(δP)為5.2MPa
1/2,氫鍵項(δH)為7.4MPa
1/2・參考例2:分散項(δD)為17.9MPa
1/2,分極項(δP)為11.1MPa
1/2,氫鍵項(δH)為5.9MPa
1/2・參考例3:分散項(δD)為18.6MPa
1/2,分極項(δP)為13.5MPa
1/2,氫鍵項(δH)為5.26MPa
1/2・參考例4:分散項(δD)為19.3MPa
1/2,分極項(δP)為15.8MPa
1/2,氫鍵項(δH)為4.7MPa
1/2・參考例5:分散項(δD)為20.0MPa
1/2,分極項(δP)為18.0MPa
1/2,氫鍵項(δH)為4.1MPa
1/2・參考例6:分散項(δD)為18.4MPa
1/2,分極項(δP)為16.4MPa
1/2,氫鍵項(δH)為10.2MPa
1/2・參考例7:分散項(δD)為20.0MPa
1/2,分極項(δP)為5.1MPa
1/2,氫鍵項(δH)為5.2MPa
1/2・參考例8:分散項(δD)為15.8MPa
1/2,分極項(δP)為8.2MPa
1/2,氫鍵項(δH)為10.8MPa
1/2・參考例9:分散項(δD)為16.1MPa
1/2,分極項(δP)為5.8MPa
1/2,氫鍵項(δH)為6.8MPa
1/2
表1中示出參考例1~9的溶劑的漢森溶解度參數b相對於含銀粒子(銀填料1、2)的漢森溶解度參數a之差。
[表1]
參考例1 | 參考例2 | 參考例3 | 參考例4 | 參考例5 | 參考例6 | 參考例7 | 參考例8 | 參考例9 | |
溶劑1(g) | 4.4 | 2.1 | 1.3 | 0.6 | - | - | - | - | - |
溶劑2(g) | - | 2.3 | 3.1 | 3.8 | 4.4 | - | - | - | - |
溶劑3(g) | - | - | - | - | - | 4.4 | - | - | - |
溶劑4(g) | - | - | - | - | - | - | 4.4 | - | - |
溶劑5(g) | - | - | - | - | - | - | - | 4.4 | - |
溶劑6(g) | - | - | - | - | - | - | - | - | 4.4 |
相對於銀填料1的ΔHSP | 4.1 | 5.6 | 8.1 | 10.7 | 13.2 | 9.1 | 9.9 | 1.9 | 3.9 |
相對於銀填料2的ΔHSP | 4.0 | 6.9 | 9.4 | 12.0 | 14.5 | 10.0 | 10.4 | 0.8 | 4.1 |
<糊狀樹脂組成物的製備>
[實施例1~2,比較例1~7]
首先,依據表2所示之摻合量,混合各原料成分,得到清漆。
接著,依據表2所示之摻合量來摻合所得到之清漆、前述表1中記載之混合比率的溶劑及含銀粒子,在常溫用三輥磨機進行了混練。藉此,製作了糊狀樹脂組成物。另外,含銀粒子及溶劑使用了前述物質。
以下,示出表2的原料成分的資訊。
(熱固性成分)
•環氧樹脂1:雙酚F型環氧樹脂(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造,RE-303S)
•丙烯酸單體1:乙二醇二甲基丙烯酸酯(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.製造,LIGHT ESTER EG)
(硬化劑)
•硬化劑1:具有雙酚F骨架之酚樹脂(在室溫25℃時為固態,DIC Corporation製造,DIC-BPF)
(硬化促進劑)
•自由基聚合起始劑:二異丙苯基過氧化物(Kayaku Akzo Corporation製造,Perkadox BC)
•咪唑系觸媒:2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇(Shikoku Chemicals Corporation.製造,2PHZ-PW)
<電阻率的測量>
將得到之糊狀樹脂組成物塗佈於玻璃板上,在氮氣環境下,花費60分鐘從30℃升溫至200℃,接著以200℃進行了120分鐘熱處理。藉此,得到厚度0.05mm的糊狀樹脂組成物的熱處理體。使用基於毫歐表(milliohmmeter)(HIOKI E.E. CORPORATION製造)之直流四電極法、電極間隔為40mm的電極,對熱處理體表面的電阻值進行了測量。
[表2]
比較例1 | 實施例1 | 實施例2 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | |||
清漆 | 熱固性成分 | 環氧樹脂1 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 |
丙烯酸單體1 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | ||
硬化劑 | 硬化劑1 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | |
硬化促進劑 | 自由基聚合起始劑 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | 3.50 | |
咪唑硬化劑1 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | ||
糊狀 樹脂組成物 | 清漆 | 清漆 | 10.60 | 10.60 | 10.60 | 10.60 | 10.60 | 10.60 | 10.60 | 10.60 | 10.60 |
含銀粒子 | 銀填料1 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | 45.0 | |
銀填料2 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | 40.0 | ||
溶劑 | 溶劑1 | 4.4 | 2.1 | 1.3 | 0.6 | - | - | - | - | - | |
溶劑2 | - | 2.3 | 3.1 | 3.8 | 4.4 | - | - | - | - | ||
溶劑3 | - | - | - | - | - | 4.4 | - | - | - | ||
溶劑4 | - | - | - | - | - | - | 4.4 | - | - | ||
溶劑5 | - | - | - | - | - | - | - | 4.4 | - | ||
溶劑6 | - | - | - | - | - | - | - | - | 4.4 | ||
FC | wt% | 85.00 | 85.00 | 85.00 | 85.00 | 85.00 | 85.00 | 85.00 | 85.00 | 85.00 | |
漢森溶解度參數之差 | 相對於銀填料1的ΔHSP | 4.1 | 5.6 | 8.1 | 10.7 | 13.2 | 9.1 | 9.9 | 1.9 | 3.9 | |
相對於銀填料2的ΔHSP | 4.0 | 6.9 | 9.4 | 12.0 | 14.5 | 10.0 | 10.4 | 0.8 | 4.1 | ||
電阻率(毫歐表) | Ohm-cm | 9.4E-06 | 8.8E-06 | 8.5E-06 | 9.9E-06 | 1.2E-05 | 9.6E-06 | 1.0E-05 | 9.6E-06 | 9.3E-06 |
由表2的結果可知,藉由糊狀樹脂組成物中含有之含銀粒子的漢森溶解度參數a與溶劑的漢森溶解度參數b之差為4.3以上且9.8以下,能夠得到導電性優異的材料。
100:半導體裝置
10:接著層
20:半導體元件
30:基材
32:晶片墊
34:外引線
40:接合線
50:密封樹脂
52:焊球
[圖1]係示意性地表示半導體裝置的一例之剖面圖。
[圖2]係示意性地表示半導體裝置的一例之剖面圖。
10:接著層
20:半導體元件
32(30):晶片墊(基材)
34(30):外引線(基材)
40:接合線
50:密封樹脂
100:半導體裝置
Claims (15)
- 一種糊狀樹脂組成物,其含有: 含銀粒子A; 溶劑B;及 熱固性樹脂C, 藉由以下方法測量之含銀粒子A的漢森溶解度參數(Hansen solubility parameter)a與溶劑B的漢森溶解度參數b之差為4.3以上且9.8以下, [方法] 在10ml容量的玻璃容器中,相對於0.2g的含銀粒子A,加入選自下述評價用溶劑中之任一種溶劑2mL,用旋渦混合器攪拌5秒後,藉由目視以下述4個階段評價分散性,向電腦軟體HSPiP(版本5.2.02)的Sphere程式中輸入全部評價用溶劑及對該溶劑的分散性的評價結果,算出漢森溶解度參數, (評價用溶劑) 水、甲醇、甲苯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、甲基乙基酮、1-丁醇、環己醇、異丙醇 (評價) 0:不分散, 1:在少於10分鐘時完成沉降, 2:當經過10分鐘以上且少於1小時時完成沉降, 3:當經過1小時以上且12小時以下時完成沉降。
- 如請求項1之糊狀樹脂組成物,其中, 含銀粒子A含有選自球狀、鱗片狀、凝聚狀及多面體形狀的含銀粒子中之兩種以上。
- 如請求項1之糊狀樹脂組成物,其中, 溶劑B由一種或兩種以上的溶劑構成。
- 如請求項1之糊狀樹脂組成物,其中, 溶劑B由選自三丙二醇單正丁醚、碳酸丙烯酯、二丙酮醇、三乙二醇二甲醚、二甲基亞碸、苯甲酸芐酯、乙二醇、二乙二醇、γ-丁內酯、卡必醇、正十二烷、異莰基環己醇、松油醇(terpineol)、丙二醇苯基醚、乙二醇單-2-乙基己基醚、N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、δ-戊內酯(δ-valerolactone)、丁基卡必醇、苯氧基丙醇、二乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單正丁醚乙酸酯、二甲基異山梨醇(dimethyl isosorbide)、異佛酮、丁基二甘醇乙酸酯(butyldiglycol acetate)、己二醇(hexylene glycol)、苯甲酸丁酯、2-苯氧乙醇、苯甲醇、二氫左旋葡萄糖酮(dihydrolevoglucosenone)、二丙二醇及己內酯中之兩種以上的溶劑構成。
- 如請求項1之糊狀樹脂組成物,其中, 溶劑B的沸點為220℃以上且350℃以下。
- 如請求項1之糊狀樹脂組成物,其中, 熱固性樹脂C包含環氧樹脂。
- 如請求項1之糊狀樹脂組成物,其還含有硬化劑D。
- 一種高導熱性材料,其為將請求項1至7中任一項之糊狀樹脂組成物燒結而得。
- 一種半導體裝置,其具備: 基材;及 半導體元件,其經由接著層裝載於前述基材上, 前述接著層為將請求項1至7中任一項之糊狀樹脂組成物燒結而成。
- 一種糊狀樹脂組成物之製造方法,其包括: 藉由以下方法測量含銀粒子A的漢森溶解度參數a,並且測量溶劑的漢森溶解度參數b之步驟; 選擇漢森溶解度參數b相對於漢森溶解度參數a之差為4.3以上且9.8以下之溶劑B之步驟;及 將含銀粒子A、所選擇之溶劑B及熱固性樹脂C進行混合之步驟, [方法] 在10ml容量的玻璃容器中,相對於0.2g的含銀粒子A,加入選自下述評價用溶劑中之任一種溶劑2mL,用旋渦混合器攪拌5秒後,藉由目視以下述4個階段評價分散性,向電腦軟體HSPiP(版本5.2.02)的Sphere程式中輸入全部評價用溶劑及對該溶劑的分散性的評價結果,算出漢森溶解度參數, (評價用溶劑) 水、甲醇、甲苯、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、甲基乙基酮、1-丁醇、環己醇、異丙醇 (評價) 0:不分散, 1:在少於10分鐘時完成沉降, 2:當經過10分鐘以上且少於1小時時完成沉降, 3:當經過1小時以上且12小時以下時完成沉降。
- 如請求項10之糊狀樹脂組成物之製造方法,其中, 溶劑B由一種或兩種以上的溶劑構成。
- 如請求項10之糊狀樹脂組成物之製造方法,其中, 溶劑B由選自三丙二醇單正丁醚、碳酸丙烯酯、二丙酮醇、三乙二醇二甲醚、二甲基亞碸、苯甲酸芐酯、乙二醇、二乙二醇、γ-丁內酯、卡必醇、正十二烷、異莰基環己醇、松油醇、丙二醇苯基醚、乙二醇單-2-乙基己基醚、N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、δ-戊內酯、丁基卡必醇、苯氧基丙醇、二乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單正丁醚乙酸酯、二甲基異山梨醇、異佛酮、丁基二甘醇乙酸酯、己二醇、苯甲酸丁酯、2-苯氧乙醇、苯甲醇、二氫左旋葡萄糖酮、二丙二醇及己內酯中之兩種以上的溶劑構成。
- 如請求項10之糊狀樹脂組成物之製造方法,其中, 溶劑B的沸點為220℃以上且350℃以下。
- 如請求項10之糊狀樹脂組成物之製造方法,其中, 熱固性樹脂C包含環氧樹脂。
- 如請求項10至14中任一項之糊狀樹脂組成物之製造方法,其中, 在前述混合步驟中,還包括混合硬化劑D之步驟。
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TW111101281A TW202328380A (zh) | 2022-01-12 | 2022-01-12 | 糊狀樹脂組成物、高導熱性材料及半導體裝置 |
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