TWI765071B - 散熱性黏晶膜及切晶-黏晶膜 - Google Patents

散熱性黏晶膜及切晶-黏晶膜 Download PDF

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Abstract

本發明是有關於一種散熱性黏晶膜,其導熱率為2 W/(m.K)以上,且所述散熱性黏晶膜含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,並且切晶步驟中的刀片的磨耗量為50 μm/m以下;或者是有關於一種散熱性黏晶膜,其含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,且導熱性填料的含量為20質量%~85質量%。

Description

散熱性黏晶膜及切晶-黏晶膜
本發明是有關於一種散熱性黏晶膜及切晶-黏晶膜。
形成有電路圖案的半導體晶圓視需要而藉由背面研磨來調整厚度後,切割為晶片狀的半導體元件(切晶步驟)。繼而,利用接著劑將半導體元件固著於引線框架等被黏附體上(黏晶步驟)後,移至黏合步驟。例如,提出了如下方法:於載置有半導體元件的切晶墊及引線部的下部,經由接著劑而配置金屬基座,從而提高半導體裝置用封裝體的散熱效果(例如,參照專利文獻1)。另一方面,作為具有導熱性或散熱性的接著膜例如已知有含有高導熱粒子的接著膜或含有導熱性填料的散熱性黏晶膜(例如,參照專利文獻2及專利文獻3)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平5-198701號公報 [專利文獻2]日本專利特開2009-235402號公報 [專利文獻3]日本專利特開2014-68020號公報
[發明所欲解決之課題] 本發明的目的在於提供一種可高效率地製造半導體元件的散熱性黏晶膜及包括其的切晶-黏晶膜。
[解決課題之手段] 本發明是有關於一種散熱性黏晶膜,其導熱率為2 W/(m×K)以上,且所述散熱性黏晶膜含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,並且切晶步驟中的刀片的磨耗量為50 μm/m以下。
另外,本發明是有關於一種散熱性黏晶膜,其含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,且導熱性填料的含量為20質量%~85質量%。
所述散熱性黏晶膜可含有選自由氧化鋁填料、氮化硼填料、氮化鋁填料及氧化鎂填料所組成的群組中的至少兩種作為導熱性填料。
所述氧化鋁填料可含有純度為99.0質量%以上的氧化鋁填料。
所述氮化硼填料可含有氮的純度為95.0質量%以上的六方晶氮化硼填料。
所述氮化鋁填料的密度可為3 g/cm3 ~4 g/cm3
所述氧化鎂填料可含有純度為95.0質量%以上的氧化鎂填料。
所述散熱性黏晶膜可進而含有丙烯酸樹脂及苯氧基樹脂的任一高分子量成分、環氧樹脂及硬化劑。
於所述散熱性黏晶膜中,相對於所述高分子量成分、環氧樹脂、硬化劑及導熱性填料的合計量100質量份,導熱性填料的合計質量可為20質量份以上。
所述散熱性黏晶膜中,作為導熱性填料,可含有氧化鋁填料與氮化硼填料,亦可含有氮化硼填料與氮化鋁填料,亦可含有氮化硼填料與氧化鎂填料。
另外,本發明是有關於一種切晶-黏晶膜,其包括切晶膜及積層於該切晶膜上的黏晶膜,並且黏晶膜為所述散熱性黏晶膜。
[發明的效果] 根據本發明,可提供一種可高效率地製造半導體元件的散熱性黏晶膜及包括其的切晶-黏晶膜。
以下,視情況參照圖式對本發明的實施形態進行詳細說明。其中,本發明並不限定於以下的實施形態。於本說明書中,所謂「(甲基)丙烯酸酯」是指「丙烯酸酯」或與其對應的「甲基丙烯酸酯」。
[散熱性黏晶膜] 一實施形態的散熱性黏晶膜的導熱率為2 W/(m×K)以上,且所述散熱性黏晶膜含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,並且切晶步驟中的刀片的磨耗量為50 μm/m以下。根據此種散熱性黏晶膜,可高效率地製造半導體元件。
於本說明書中,所謂切晶步驟中的刀片的磨耗量是指依據以下的順序而算出者。於室溫下將散熱性黏晶膜層壓於切晶膠帶(基材厚度為80 μm,糊厚度為10 μm)而一體化後,使用層壓機(帝國貼紮系統(TEIKOKU TAPING SYSTEM)股份有限公司製造,STM-1200FH(商品名)),於70℃下將散熱性黏晶膜側的面層壓於厚度為50 μm的8吋晶圓上。其後,使用切割機(迪士高(DISCO)股份有限公司製造,DFD6361(商品名))來實施刀片切晶。刀片切晶的條件設為:使用刀片ZH05-SD4000-N1-70 BB(南陽股份有限公司,(商品名));晶圓厚為50 μm;晶片尺寸為3 mm×3 mm;轉速為50000 rpm;切晶膠帶切痕為10 μm;剪切速度為30 mm/sec;剪切長度為203 mm;剪切間隙起始為3 mm、結束為3 mm。繼而,依據下述式,並根據切晶前的刀片的半徑r1(μm)、切晶後的刀片的半徑r2(μm)及切晶距離L1(m)來算出刀片的磨耗量(μm/m)。 刀片的磨耗量(μm/m)=(r1(μm)-r2(μm))/L1(m)
另一實施形態的散熱性黏晶膜例如可為如下者:含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,並且導熱性填料的含量為20質量%~85質量%。根據此種散熱性黏晶膜,可高效率地製造半導體元件。此種散熱性黏晶膜的熱硬化後的導熱性及切晶步驟步驟中的刀片磨耗性亦優異。
本實施形態的散熱性黏晶膜於其製造中未必需要對使用清漆而形成的一次膜施加厚度方向上的壓力的步驟。另外,本實施形態的散熱性黏晶膜的接著性亦優異,並且即便於所製造的半導體元件反覆發熱的情況下,亦存在容易減低由金屬基座、半導體元件、切晶墊等的熱膨脹係數的差所引起的金屬基座的剝離及龜裂的產生。
本實施形態的散熱性黏晶膜例如亦可進而含有後述的高分子量成分、環氧樹脂及硬化劑。以下,對各成分進行說明。此外,以下,亦將「高分子量成分」稱為「a成分」、將「環氧樹脂」稱為「b成分」、將「硬化劑」稱為「c成分」、將「導熱性填料」稱為「d成分」。
(a成分:高分子量成分) 本實施形態的散熱性黏晶膜可含有a成分。作為a成分例如可列舉:具有熱塑性的樹脂及至少於未硬化狀態下具有熱塑性且於加熱後形成交聯結構的樹脂。
就容易獲得膜形成性、耐熱性、接著性的觀點而言,a成分例如可為苯氧基樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳二醯亞胺、氰酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯、聚乙烯、聚醚碸、聚醚醯亞胺、聚乙烯縮醛或胺基甲酸酯樹脂。該些高分子量成分例如亦可為共聚物。a成分可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
就膜形成性及耐熱性優異的觀點而言,作為a成分較佳為苯氧基樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、丙烯酸樹脂、氰酸酯樹脂或聚碳二醯亞胺;就容易調整分子量及特性的觀點而言,作為a成分較佳為苯氧基樹脂。就該些觀點而言,a成分可為丙烯酸樹脂及苯氧基樹脂的任一者。
(丙烯酸樹脂) 於a成分含有丙烯酸樹脂的情況下,該丙烯酸樹脂較佳為具有反應性基(官能基)且重量平均分子量為100000以上。丙烯酸樹脂可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
於本說明書中,重量平均分子量是利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)且使用標準聚苯乙烯的標準曲線而得的聚苯乙烯換算值。
丙烯酸樹脂的具體例包含丙烯酸共聚物。該丙烯酸共聚物例如可列舉丙烯酸橡膠。丙烯酸橡膠例如可列舉:選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的至少一種與丙烯腈的共聚物。
反應性基例如可列舉:羧酸基、胺基、羥基及環氧基。
就容易減低清漆狀態下的凝膠化的觀點以及難以產生B階段狀態下的硬化度的上升及由硬化度的上升所引起的接著力的降低的觀點而言,所述反應性基例如可為環氧基。
於反應性基為環氧基的情況下,關於發揮如上所述的效果的原因,本發明者們推測如下。於反應性基例如為羧基的情況下,認為容易進行交聯反應,有時產生清漆狀態下的凝膠化及B階段狀態下的硬化度的上升。另一方面,於反應性基為環氧基的情況下,認為難以產生交聯反應,從而難以產生清漆狀態下的凝膠化及B階段狀態下的硬化度的上升。
具有反應性基的丙烯酸樹脂例如可藉由如下方式來製造:於獲得丙烯酸樹脂的聚合反應中,以反應性基殘存的方式將具有所述反應性基的丙烯酸單體(具有反應基的(甲基)丙烯酸酯等)進行聚合,或者對所合成的丙烯酸樹脂導入反應性基。
作為具有環氧基的丙烯酸樹脂例如可列舉:包含(甲基)丙烯酸縮水甘油酯作為單體單元的丙烯酸樹脂。該情況下,就容易提高接著性的觀點而言,以丙烯酸樹脂的總質量為基準,作為單體單元的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的含量例如可為0.5質量%以上,亦可為2質量%以上。另外,就容易減低凝膠化的觀點而言,以丙烯酸樹脂的總質量為基準,作為單體單元的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的含量例如可為6質量%以下。就該些觀點而言,以丙烯酸樹脂的總質量為基準,作為單體單元的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的含量可為0.5質量%~6質量%,亦可為2質量%~6質量%。
於包含(甲基)丙烯酸縮水甘油酯作為單體單元的丙烯酸樹脂中,(甲基)丙烯酸縮水甘油酯以外的單體單元例如可列舉:具有碳數1~8的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯等(甲基)丙烯酸縮水甘油酯以外的(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯及丙烯腈。作為具有碳數1~8的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯例如可列舉:(甲基)丙烯酸乙酯及(甲基)丙烯酸丁酯。
於丙烯酸樹脂為丙烯酸共聚物的情況下,各單體的共聚合比率可考慮共聚物的玻璃轉移溫度(以下,視情況而稱為「Tg」)來進行調整。
對丙烯酸樹脂的聚合方法並無特別限制,例如可列舉珠狀聚合(pearl polymerization)及溶液聚合。
作為a成分的丙烯酸樹脂的Tg例如可為-50℃以上且50℃以下,亦可為-10℃以上且50℃以下。若Tg為-50℃以上,則具有B階段狀態下的接著劑層或接著膜的黏性容易變小且操作性優異的傾向。
所述丙烯酸樹脂亦可具有環狀結構。具有環狀結構的丙烯酸樹脂例如可列舉:具有苯乙烯或(甲基)丙烯酸苄酯作為單體單元的丙烯酸樹脂。於丙烯酸樹脂具有環狀結構的情況下,認為:以丙烯酸樹脂的總質量MTOT為基準的、環狀結構中的碳原子的合計質量Mcr(Mcr/MTOT)越高越佳。
設為片狀及膜狀時,就難以降低強度及可撓性、且難以增大黏性的觀點而言,所述丙烯酸樹脂的重量平均分子量例如可為200000以上,亦可為300000以上,亦可為400000以上。就流動性大且容易提高配線的電路填充性的觀點而言,所述丙烯酸樹脂的重量平均分子量例如可為3000000以下,亦可為2000000以下。就該些觀點而言,所述丙烯酸樹脂的重量平均分子量例如可為200000~3000000,亦可為300000~3000000,亦可為400000~2000000。
就容易獲得高的接著性及耐熱性的觀點而言,作為a成分的丙烯酸樹脂例如可為丙烯酸共聚物,所述丙烯酸共聚物包含0.5質量%~6質量%的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯作為單體單元,Tg為-50℃以上且50℃以下(較佳為-10℃以上且50℃以下),並且重量平均分子量為100000以上。作為此種丙烯酸樹脂例如可列舉:HTR-860P-3及HTR-860P-30B(長瀨化成(Nagase ChemteX)股份有限公司製造,商品名)。
(苯氧基樹脂) 於a成分含有苯氧基樹脂的情況下,該苯氧基樹脂的重量平均分子量較佳為20000以上,更佳為30000以上,進而更佳為50000以上。苯氧基樹脂可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
作為市售的苯氧基樹脂例如可列舉:YP-50、YP-55、YP-70、YPB-40PXM40、YPS-007A30、FX-280S、FX-281S、FX-293及ZX-1356-2(以上,新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名);以及1256、4250、4256、4275、YX7180、YX6954、YX8100、YX7200、YL7178、YL7290、YL7600、YL7734、YL7827及YL7864(以上,日本環氧樹脂(Epoxy Resin Japan)股份有限公司製造,商品名)。
所述苯氧基樹脂的Tg較佳為小於85℃。作為Tg小於85℃的苯氧基樹脂例如可列舉:YP-50、YP-55、YP-70及ZX-1356-2(以上,新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名);以及4250、4256、7275、YX7180及YL7178(以上,日本環氧樹脂(Epoxy Resin Japan)股份有限公司製造,商品名)。
[b成分:環氧樹脂] b成分例如為硬化而呈現出接著作用者。就耐熱性的觀點而言,b成分較佳為具有兩個以上的官能基的環氧樹脂(二官能基以上的環氧樹脂)。
就耐熱性的觀點而言,b成分的重量平均分子量例如可為小於5000,亦可為小於3000,亦可為小於2000。
作為b成分例如可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等二官能環氧樹脂;苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂;多官能環氧樹脂;胺型環氧樹脂;含雜環的環氧樹脂;及脂環式環氧樹脂。作為b成分亦可使用所述以外的通常已知的環氧樹脂。
作為市售的雙酚A型環氧樹脂例如可列舉:埃皮考特(Epikote)807、埃皮考特(Epikote)815、埃皮考特(Epikote)825、埃皮考特(Epikote)827、埃皮考特(Epikote)828、埃皮考特(Epikote)834、埃皮考特(Epikote)1001、埃皮考特(Epikote)1002、埃皮考特(Epikote)1003、埃皮考特(Epikote)1055、埃皮考特(Epikote)1004、埃皮考特(Epikote)1004AF、埃皮考特(Epikote)1007、埃皮考特(Epikote)1009、埃皮考特(Epikote)1003F及埃皮考特(Epikote)1004F(以上,三菱化學股份有限公司製造,商品名);DER-330、DER-301、DER-361、DER-661、DER-662、DER-663U、DER-664、DER-664U、DER-667、DER-642U、DER-672U、DER-673MF、DER-668及DER-669(以上,陶氏化學(Dow Chemical)公司製造,商品名);以及YD8125(新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名)。
作為市售的雙酚F型環氧樹脂例如可列舉:YDF-2004及YDF-8170C(新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名)。
作為市售的苯酚酚醛清漆型環氧樹脂例如可列舉:埃皮考特(Epikote)152及埃皮考特(Epikote)154(以上,三菱化學股份有限公司製造,商品名);EPPN-201(日本化藥股份有限公司製造,商品名);以及DEN-438(陶氏化學(Dow Chemical)公司製造,商品名)。
作為市售的甲酚酚醛清漆型環氧樹脂例如可列舉:埃皮考特(Epikote)180S65(三菱化學股份有限公司製造,商品名);愛牢達(Araldite)ECN1273、愛牢達(Araldite)ECN1280及愛牢達(Araldite)ECN1299(以上,汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造,商品名);YDCN-700-10、YDCN-701、YDCN-702、YDCN-703及YDCN-704(以上,新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名);EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1020、EOCN-1025及EOCN-1027(以上,日本化藥股份有限公司製造,商品名);以及ESCN-195X、ESCN-200L及ESCN-220(以上,住友化學股份有限公司製造,商品名)。
作為市售的多官能環氧樹脂例如可列舉:艾坡(Epon)1031S、埃皮考特(Epikote)1032H60及埃皮考特(Epikote)157S70(以上,三菱化學股份有限公司製造,商品名);愛牢達(Araldite)0163(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造,商品名);丹納考爾(Denacol)EX-611、丹納考爾(Denacol)EX-614、丹納考爾(Denacol)EX-614B、丹納考爾(Denacol)EX-622、丹納考爾(Denacol)EX-512、丹納考爾(Denacol)EX-521、丹納考爾(Denacol)EX-421、丹納考爾(Denacol)EX-411及丹納考爾(Denacol)EX-321(以上,長瀨化成(Nagase ChemteX)股份有限公司製造,商品名);以及EPPN501H及EPPN502H(以上,日本化藥股份有限公司製造,商品名)。
作為市售的胺型環氧樹脂例如可列舉:埃皮考特(Epikote)604(三菱化學股份有限公司製造,商品名);YH-434(新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名);TETRAD-X及TETRAD-C(以上,三菱瓦斯化學股份有限公司製造,商品名);以及ELM-120(住友化學股份有限公司製造,商品名)。
作為市售的含雜環的環氧樹脂例如可列舉:愛牢達(Araldite)PT810(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造,商品名)。
作為市售的脂環式環氧樹脂例如可列舉:ERL4234、ERL4299、ERL4221及ERL4206(以上,UCC公司製造,商品名)。
b成分可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
就容易提高熱硬化後的接著性、耐熱性、耐吸濕性的觀點而言,b成分可含有二官能環氧樹脂與三官能以上的環氧樹脂。於b成分含有二官能環氧樹脂與三官能以上的環氧樹脂的情況下,以二官能環氧樹脂與三官能以上的環氧樹脂的合計質量為基準,二官能環氧樹脂的含量例如可為3質量%~40質量%,亦可為3質量%~30質量%,亦可為3質量%~20質量%。
[c成分:硬化劑] c成分若為可使b成分硬化者,則可無特別限定地使用。作為c成分例如可列舉:多官能酚化合物、胺化合物、酸酐、有機磷化合物及該些的鹵化物、聚醯胺、聚硫醚以及三氟化硼。
作為多官能酚化合物例如可列舉:單環二官能酚化合物及多環二官能酚化合物。作為單環二官能酚例如可列舉:對苯二酚、間苯二酚(resorcinol)及鄰苯二酚、以及該些的烷基取代體。
作為多環二官能酚化合物例如可列舉:雙酚A、雙酚F、雙酚S、萘二醇及聯苯酚、以及該些的烷基取代體。另外,多官能酚化合物例如可為選自由所述單環二官能酚化合物及所述多環二官能酚化合物所組成的群組中的至少一種酚化合物與醛化合物的縮聚物。該縮聚物例如為酚樹脂。作為該酚樹脂例如可列舉:苯酚酚醛清漆樹脂、可溶酚醛(resole)樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂及甲酚酚醛清漆樹脂。
作為所述酚樹脂(酚樹脂硬化劑)的市售品例如可列舉:菲諾萊特(Phenolite)LF2882、菲諾萊特(Phenolite)LF2822、菲諾萊特(Phenolite)TD-2090、菲諾萊特(Phenolite)TD-2149、菲諾萊特(Phenolite)VH4150及菲諾萊特(Phenolite)VH4170(以上,迪愛生(DIC)股份有限公司製造,商品名)。
就接著性、耐熱性的觀點而言,所述酚樹脂的羥基當量例如可為250 g/eq以上,亦可為200 g/eq以上,亦可為150 g/eq以上。另外,就提高吸濕時的耐電解腐蝕性的觀點而言,作為c成分的酚樹脂較佳為酚醛清漆型或可溶酚醛型的樹脂。
就提高耐濕性的觀點而言,所述酚樹脂較佳為於85℃、85%RH的恆溫恆濕槽中放置48小時後的吸水率為2質量%以下者。另外,作為c成分的酚樹脂較佳為利用熱重量分析儀(Thermogravimetric Analyzer,TGA)所測定的350℃下的加熱重量減少率(升溫速度:5℃/min,環境:氮)小於5重量%者。若使用此種酚樹脂作為硬化劑,則於加熱加工時等抑制揮發成分,藉此耐熱性、耐濕性等各特性的可靠性提高,另外,認為可減少由加熱加工等作業時的揮發成分所引起的機器的污染。
所述酚樹脂的具體例包含下述式(I)所表示的化合物。
[化1]
Figure 02_image001
式(I)中,R1 表示氫原子、碳數1~10的直鏈烷基、碳數3~10的分支烷基、環狀烷基、芳烷基、烯基、羥基、芳基或鹵素原子,n表示1~3的整數,m表示0~50的整數。式(I)中,存在多個的R1 及n可分別相同,亦可不同。
式(I)所表示的化合物例如可列舉:米萊斯(Milex)XLC-系列及米萊斯(Milex)XL系列(以上,三井化學股份有限公司製造,商品名)。
式(I)所表示的化合物例如可使酚化合物與伸二甲苯基化合物,於無觸媒或酸觸媒(酸性觸媒)的存在下進行反應而獲得。此外,伸二甲苯基化合物可藉由該反應而形成二價連結基。
作為式(I)所表示的化合物的製造中所使用的酚化合物例如可列舉:苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、鄰乙基苯酚、對乙基苯酚、鄰正丙基苯酚、間正丙基苯酚、對正丙基苯酚、鄰異丙基苯酚、間異丙基苯酚、對異丙基苯酚、鄰正丁基苯酚、間正丁基苯酚、對正丁基苯酚、鄰異丁基苯酚、間異丁基苯酚、對異丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、2,4-二甲酚、2,6-二甲酚、3,5-二甲酚、2,4,6-三甲基苯酚、間苯二酚(resorcin)、鄰苯二酚、對苯二酚、4-甲氧基苯酚、鄰苯基苯酚、間苯基苯酚、對苯基苯酚、對環己基苯酚、鄰烯丙基苯酚、對烯丙基苯酚、鄰苄基苯酚、對苄基苯酚、鄰氯苯酚、對氯苯酚、鄰溴苯酚、對溴苯酚、鄰碘苯酚、對碘苯酚、鄰氟苯酚、間氟苯酚及對氟苯酚。所述酚化合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
就接著性、耐熱性、耐濕性的觀點而言,式(I)所表示的化合物的製造中所使用的酚化合物較佳為苯酚、鄰甲酚、間甲酚或對甲酚。
作為式(I)所表示的化合物的製造中所使用的伸二甲苯基化合物例如可列舉:伸二甲苯基二鹵化物及伸二甲苯基二甘醇、以及該些的衍生物。
所述伸二甲苯基化合物的具體例包含:α,α'-二氯-對二甲苯、α,α'-二氯-間二甲苯、α,α'-二氯-鄰二甲苯、α,α'-二溴-對二甲苯、α,α'-二溴-間二甲苯、α,α'-二溴-鄰二甲苯、α,α'-二碘-對二甲苯、α,α'-二碘-間二甲苯、α,α'-二碘-鄰二甲苯、α,α'-二羥基-對二甲苯、α,α'-二羥基-間二甲苯、α,α'-二羥基-鄰二甲苯、α,α'-二甲氧基-對二甲苯、α,α'-二甲氧基-間二甲苯、α,α'-二甲氧基-鄰二甲苯、α,α'-二乙氧基-對二甲苯、α,α'-二乙氧基-間二甲苯、α,α'-二乙氧基-鄰二甲苯、α,α'-二-正丙氧基-對二甲苯、α,α'-二-正丙氧基-間二甲苯、α,α'-二-正丙氧基-鄰二甲苯、α,α'-二-異丙氧基-對二甲苯、α,α'-二異丙氧基-間二甲苯、α,α'-二異丙氧基-鄰二甲苯、α,α'-二-正丁氧基-對二甲苯、α,α'-二-正丁氧基-間二甲苯、α,α'-二-正丁氧基-鄰二甲苯、α,α'-二異丁氧基-對二甲苯、α,α'-二異丁氧基-間二甲苯、α,α'-二異丁氧基-鄰二甲苯、α,α'-二-第三丁氧基-對二甲苯、α,α'-二-第三丁氧基-間二甲苯及α,α'-二-第三丁氧基-鄰二甲苯。所述伸二甲苯基化合物可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
就可製造接著性、耐熱性、耐濕性良好的酚樹脂的觀點而言,所述伸二甲苯基化合物較佳為α,α'-二氯-對二甲苯、α,α'-二氯-間二甲苯、α,α'-二氯-鄰二甲苯、α,α'-二羥基-對二甲苯、α,α'-二羥基-間二甲苯、α,α'-二羥基-鄰二甲苯、α,α'-二甲氧基-對二甲苯、α,α'-二甲氧基-間二甲苯或α,α'-二甲氧基-鄰二甲苯。
所述酸觸媒例如可列舉:鹽酸、硫酸、磷酸、多磷酸等礦酸類;二甲基硫酸、二乙基硫酸、對甲苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸等有機羧酸類;三氟甲磺酸等超強酸類;烷烴磺酸型離子交換樹脂等強酸性離子交換樹脂;全氟烷烴磺酸型離子交換樹脂等超強酸性離子交換樹脂(例如,納菲(Nafion,杜邦(Dupont)公司製造,商品名));天然及合成沸石化合物;及活性白土(例如,酸性白土)。
所述反應進行至例如於50℃~250℃下,實質上作為原料的伸二甲苯基化合物消失,且反應組成成為固定為止。
反應時間可根據原料及反應溫度來適當調整。反應時間亦可藉由例如GPC(凝膠滲透層析法)等,一邊追蹤反應組成一邊決定。反應時間例如可為1小時~15小時左右。
若於酸觸媒的存在下進行所述反應,則通常生成水或醇。
另一方面,例如於使用如α,α'-二氯-對二甲苯之類的鹵代二甲苯衍生物作為伸二甲苯基化合物的情況下,由於一邊產生鹵化氫氣體一邊於無觸媒下進行反應,因此未必需要酸觸媒。
酚化合物與伸二甲苯基化合物的反應莫耳比通常設為酚化合物過剩的條件。該情況下,未反應酚化合物於反應後回收。式(I)所表示的化合物的重量平均分子量通常是由酚化合物與伸二甲苯基化合物的反應莫耳比來決定。存在酚化合物越過剩,式(I)所表示的化合物的重量平均分子量越降低的傾向。
所述酚樹脂例如可為具有烯丙基苯酚骨架者。具有烯丙基苯酚骨架的酚樹脂例如可藉由如下方法來獲得:製造未經烯丙基化的酚樹脂,使其與烯丙基鹵化物進行反應,經過烯丙基醚,藉由克來森重排(Claisen rearrangement)進行烯丙基化。
作為c成分的所述胺化合物例如可列舉:脂肪族或芳香族的一級胺、二級胺、三級胺、四級銨鹽;脂肪族環狀胺化合物;胍化合物;及脲衍生物。
所述胺化合物的具體例包含:N,N-苄基二甲基胺、2-(二甲基胺基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲基胺基甲基)苯酚、四甲基胍、三乙醇胺、N,N'-二甲基哌嗪、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環[4.4.0]-5-壬烯、六亞甲基四胺、吡啶、甲基吡啶、哌啶、吡咯啶、二甲基環己基胺、二甲基己基胺、環己基胺、二異丁基胺、二-正丁基胺、二苯基胺、N-甲基苯胺、三-正丙基胺、三-正辛基胺、三-正丁基胺、三苯基胺、四甲基氯化銨、四甲基溴化銨、四甲基碘化銨、三伸乙基四胺、二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯基醚、二氰二胺、甲苯基雙胍、胍脲及二甲基脲。所述胺化合物例如亦可為己二酸二醯肼等二醯肼化合物;胍胺酸;三聚氰胺酸;環氧化合物與二烷基胺化合物的加成化合物;胺與硫脲的加成化合物;及胺與異氰酸酯的加成化合物。就減低室溫下的活性的觀點而言,該些胺化合物例如可具有加成型的結構。
作為c成分的所述酸酐例如可列舉:鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐及二苯甲酮四羧酸二酐。
作為c成分的所述有機磷化合物若為具有有機基的磷化合物,則並無特別限定。所述有機磷化合物例如可列舉:六甲基磷酸三醯胺、磷酸三(二氯丙基)酯、磷酸三(氯丙基)酯、亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、苯基膦酸、三苯基膦、三-正丁基膦及二苯基膦。
c成分可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
[d成分:導熱性填料] d成分例如為可對散熱性黏晶膜賦予導熱性者。於本實施形態中,散熱性黏晶膜含有莫氏硬度不同的兩種以上的d成分。認為:使用莫氏硬度不同的兩種以上的d成分,藉此刀片難以磨耗。d成分例如可自後述的d成分中適當選擇兩種以上。
作為構成d成分的材料例如可列舉:氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳化矽、金剛石、碳酸鎂、硼酸鋁及銻氧化物以及該些的組合。構成d成分的材料亦可為具有電絕緣性者。氮化硼例如可列舉:六方晶氮化硼及立方晶氮化硼。硼酸鋁亦可為硼酸鋁晶鬚。
就容易調整熔融黏度的觀點及容易賦予觸變性的觀點而言,構成d成分的材料可為氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鎂、氧化鈣或氧化鎂。就容易提高耐濕性的觀點而言,構成d成分的材料可為氫氧化鋁或銻氧化物。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就進一步提高熱硬化後的導熱性的觀點及進一步減低切晶步驟中的刀片的磨耗的觀點而言,較佳為含有選自由氧化鋁填料、氮化硼填料、氮化鋁填料及氧化鎂填料所組成的群組中的至少兩種作為d成分。
就進一步提高熱硬化後的導熱性的觀點及進一步減低切晶步驟中的刀片的磨耗的觀點而言,所述氧化鋁填料較佳為含有純度為99.0質量%以上的氧化鋁填料。所述氧化鋁填料亦可為包含純度為99.0質量%以上的氧化鋁填料的態樣。作為純度為99.0質量%以上的氧化鋁填料例如可列舉:斯密科藍登(Sumicorundum)AA-3(住友化學股份有限公司製造,商品名)及氧化鋁珠CB-P05(昭和電工股份有限公司製造,商品名)。所述氧化鋁填料更佳為含有純度為99.0質量%以上的α-氧化鋁填料。所述氧化鋁填料的純度例如可為100質量%以下。
就進一步提高熱硬化後的導熱性的觀點及進一步減低切晶步驟中的刀片的磨耗的觀點而言,所述氮化硼填料較佳為含有氮的純度為95.0質量%以上的六方晶氮化硼填料。作為此種六方晶氮化硼填料例如可列舉:HP-P1及HP-4W(水島合金鐵股份有限公司製造,商品名)以及少碧恩(SHOBN)UHP-S1(昭和電工股份有限公司製造,商品名)。此處,氮的純度是以氮飽和的六方晶氮化硼中的氮的質量為基準而算出。於所述六方晶氮化硼中,氮的純度例如可為100質量%以下。
所述氮化鋁填料的密度例如較佳為3 g/cm3 ~4 g/cm3 。作為此種氮化鋁填料例如可列舉:夏帕魯(Shapal)H級及夏帕魯(Shapal)E級(富山股份有限公司製造,商品名)以及ALN020BF(巴工業股份有限公司製造,商品名)。
所述氧化鎂填料較佳為含有純度為95.0質量%以上的氧化鎂填料。此種氧化鎂填料例如可列舉RF-10C(宇部材料(Materials)股份有限公司製造,商品名)。所述氧化鎂的純度例如可為100質量%以下。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,作為d成分,可含有所述氧化鋁填料與所述氮化硼填料,亦可含有所述氮化硼填料與所述氮化鋁填料,亦可含有所述氮化硼填料與所述氧化鎂填料。
就進一步提高接著強度、層壓性及可靠性的觀點而言,d成分的混合物的平均粒徑(d50 )較佳為散熱性黏晶膜的厚度的1/2以下,更佳為1/3以下,進而更佳為1/4以下。d成分的混合物的平均粒徑(d50 )例如可為散熱性黏晶膜的厚度的1/1000以上。
就進一步提高接著強度、層壓性及可靠性的觀點而言,d成分的混合物的平均粒徑(d90 )較佳為散熱性黏晶膜的厚度的1/2以下,更佳為1/3以下,進而更佳為1/4以下。d成分的混合物的平均粒徑(d90 )例如可為散熱性黏晶膜的厚度的1/1000以上。
此外,於本說明書中,平均粒徑為(d50 )是指粒度分佈的累計值相當於50%的粒徑,平均粒徑為(d90 )是指粒度分佈的累計值相當於90%的粒徑。
就進一步提高散熱性黏晶膜的導熱性的觀點而言,d成分的導熱率例如可為10 W/(m×K)以上,亦可為15 W/(m×K)以上,亦可為17 W/(m×K)以上。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就容易進一步抑制切晶步驟中的刀片的磨耗的觀點而言,較佳為d成分中的至少一種的莫氏硬度為10以下,更佳為9以下,進而更佳為8以下。
於d成分中的至少一種的莫氏硬度為10以下的情況下,就容易進一步抑制切晶步驟中的刀片的磨耗的觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,莫氏硬度為10以下的d成分的含量例如可為10質量%以上,亦可為15質量%,亦可為20質量%以上。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就進一步提高熱硬化後的導熱性的觀點及進一步減低切晶步驟中的刀片的磨耗的觀點而言,較佳為含有至少一種莫氏硬度為1~3的導熱性填料與至少一種莫氏硬度為4~9的導熱性填料作為d成分。該情況下,相對於莫氏硬度為4~9的導熱性填料的總質量100質量份,莫氏硬度為1~3的導熱性填料的含量例如可為5質量份以上,亦可為10質量份以上,亦可為30質量份以上。相對於莫氏硬度為4~9的導熱性填料的總質量100質量份,莫氏硬度為1~3的導熱性填料的含量例如可為300質量份以下,亦可為250質量份以下,亦可為200質量份以下。相對於莫氏硬度為4~9的導熱性填料的總質量100質量份,莫氏硬度為1~3的導熱性填料的含量例如可為5質量份~300質量份,亦可為10質量份~250質量份,亦可為30質量份~200質量份。
對d成分的形狀並無特別限制,例如可為球狀,亦可為多面體。此外,於本說明書中,所謂多面體是指具有多個平面作為表面的構成部分的立體。存在多個的平面可分別經由曲面而交換。多面體例如可具有4個~100個平面作為表面的構成部分。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就容易減低彈性係數的觀點及於成形時容易賦予流動性的觀點而言,相對於a成分、b成分、c成分及d成分的合計量100質量份,a成分的含量例如可為3質量份以上。就即便於貼附負重少的情況下,亦難以降低流動性的觀點及電路填充性優異的觀點而言,相對於a成分、b成分、c成分及d成分的合計100質量份,a成分的含量例如可為40質量份以下,亦可為30質量份以下,亦可為20質量份以下。就該些觀點而言,相對於a成分、b成分、c成分及d成分的合計100質量份,a成分的含量可為3質量份~40質量份,亦可為3質量份~30質量份,亦可為3質量份~20質量份。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,相對於a成分、b成分、c成分及d成分的合計量100質量份,b成分的含量例如可為3質量份~55質量份,亦可為5質量份~45質量份,亦可為10質量份~35質量份。
只要可進行b成分的硬化反應,則本實施形態的散熱性黏晶膜中的c成分的含量並無特別限制,以b成分中的環氧基1當量為基準,可與環氧基進行反應的c成分中的活性基(羥基、胺基、酸酐基、含有磷原子的基等)例如可為0.01當量~5.0當量的範圍,亦可為0.8當量~1.2當量的範圍。
例如於c成分為酚樹脂的情況下,就提高形成散熱性黏晶膜時的硬化性的觀點而言,本實施形態的散熱性黏晶膜中的c成分的含量以b成分的環氧當量與酚樹脂的羥基當量的當量比(環氧當量/羥基當量)計,例如可為0.70/0.30~0.30/0.70,亦可為0.65/0.35~0.35/0.65,亦可為0.60/0.30~0.30/0.60,亦可為0.55/0.45~0.45/0.55。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就進一步提高熱硬化後的導熱性的觀點而言,相對於a成分、b成分、c成分及d成分的合計量100質量份,d成分的合計質量例如可為20質量份以上,亦可為22質量份以上,亦可為25質量份以上。就表面粗糙度、接著性、層壓性等膜特性的觀點而言,相對於a成分、b成分、c成分及d成分的合計量100質量份,d成分的合計質量例如可為85質量份以下,亦可為75質量份以下,亦可為70質量份以下。
本實施形態的散熱性黏晶膜較佳為含有丙烯酸樹脂及苯氧基樹脂的任一高分子量成分、環氧樹脂及硬化劑。
[其他成分] 本實施形態的散熱性黏晶膜亦可包含所述以外的成分。作為此種成分例如可列舉:硬化促進劑、d成分以外的填料、偶合劑及離子捕捉劑。
(硬化促進劑) 作為硬化促進劑並無特別限制,例如可列舉咪唑化合物。咪唑化合物例如可列舉:咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、4,5-二苯基咪唑、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2-十一烷基咪唑啉、2-十七烷基咪唑啉、2-異丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑啉、2-苯基-4-甲基咪唑啉、苯并咪唑、1-氰基乙基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑及1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯。所述硬化促進劑可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。作為所述咪唑化合物的市售品例如可列舉:2E4MZ、2PZ-CN及2PZ-CNS(均為四國化成工業(股)製造,商品名)。
另外,就延長膜的使用期的觀點而言,硬化促進劑可為具有潛在性的硬化促進劑。作為此種硬化促進劑例如可列舉:環氧化合物與咪唑化合物的加成化合物。就減低室溫下的活性的觀點而言,硬化促進劑可為具有加成型的結構者。
就保存穩定性優異的觀點及容易充分確保適用期的觀點而言,以b成分及c成分的總質量為基準,硬化促進劑的調配量例如可為5.0質量%以下,亦可為3.0質量%以下。就熱硬化後的接著性、耐熱性、耐濕性的觀點而言,以b成分及c成分的總質量為基準,硬化促進劑的調配量例如可為0.02質量%以上,亦可為0.03質量%以上。就該些觀點而言,以b成分及c成分的總質量為基準,硬化促進劑的調配量例如可為0質量%~5.0質量%,亦可為0.02質量%~3.0質量%,亦可為0.03質量%~3.0質量%。
(d成分以外的填料) 出於膜的操作性的提高、熔融黏度的調整、觸變性的賦予、耐濕性的提高等目的,本實施形態的散熱性黏晶膜可包含所述d成分以外的各種填料。d成分以外的填料可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
作為構成d成分以外的填料的材料例如可列舉:碳酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣及二氧化矽。所述二氧化矽例如可列舉:結晶性二氧化矽及非晶性二氧化矽。
就容易調整熔融黏度的觀點及容易賦予觸變性的觀點而言,構成d成分以外的填料的材料可為碳酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、結晶性二氧化矽或非晶性二氧化矽。就容易提高耐濕性的觀點而言,構成d成分以外的填料的材料可為二氧化矽。
於本實施形態的散熱性黏晶膜含有d成分以外的填料的情況下,相對於d成分的總質量100質量份,d成分以外的填料的含量例如可為50質量份以下,亦可為20質量份以下,亦可為10質量份以下。
(偶合劑) 例如,就提高異種材料間的界面結合的觀點而言,本實施形態的散熱性黏晶膜可包含各種偶合劑。作為該偶合劑例如可列舉:矽烷系偶合劑、鈦系偶合劑、鋁系偶合劑。
作為矽烷系偶合劑並無特別限制,例如可列舉:乙烯基三氯矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、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、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-脲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(2-甲氧基-乙氧基-乙氧基)矽烷、N-甲基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、三胺基丙基-三甲氧基矽烷、3-(4,5-二氫)咪唑-1-基-丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基-三甲氧基矽烷、3-巰基丙基-甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基-甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基-二甲氧基矽烷、3-氰基丙基-三乙氧基矽烷、六甲基二矽氮烷、N,O-雙(三甲基矽烷基)乙醯胺、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三氯矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、戊基三氯矽烷、辛基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲基三(甲基丙烯醯氧基乙氧基)矽烷、甲基三(縮水甘油基氧基)矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]氯化銨、γ-氯丙基甲基二氯矽烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基矽烷、三甲基矽烷基異氰酸酯、二甲基矽烷基異氰酸酯、甲基矽烷基三異氰酸酯、乙烯基矽烷基三異氰酸酯、苯基矽烷基三異氰酸酯、四異氰酸酯矽烷及乙氧基矽烷異氰酸酯。該些可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
作為鈦系偶合劑並無特別限制,例如可列舉:異丙基三辛醯基鈦酸酯、異丙基二甲基丙烯醯基異硬脂醯基鈦酸酯、異丙基三-十二烷基苯磺醯基鈦酸酯、異丙基異硬脂醯基二丙烯基鈦酸酯、異丙基三(二辛基磷酸酯基)鈦酸酯、異丙基三枯基苯基鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酯基)鈦酸酯、異丙基三(正胺基乙基)鈦酸酯、四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯基)鈦酸酯、四辛基雙(二-十三烷基亞磷酸酯基)鈦酸酯、四(2,2-二烯丙基氧基甲基-1-丁基)雙(二-十三烷基)亞磷酸酯鈦酸酯、二枯基苯基氧基乙酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯基)氧基乙酸酯鈦酸酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸四正丁酯、鈦酸丁酯二聚物、鈦酸四(2-乙基己基)酯、乙醯基丙酮酸鈦、聚乙醯基丙酮酸鈦、伸辛基乙醇酸鈦、乳酸鈦銨鹽、乳酸鈦、乳酸鈦乙酯、三乙醇胺鈦、聚硬脂酸羥基鈦、正鈦酸四甲酯、正鈦酸四乙酯、正鈦酸四丙酯、正鈦酸四異丁酯、鈦酸硬脂基酯、鈦酸甲苯酯單體、鈦酸甲苯酯聚合物、二異丙氧基-雙(2,4-戊二酸)鈦(IV)、二異丙基-雙-三乙醇胺基鈦酸酯、辛二醇鈦酸酯、四-正丁氧基鈦聚合物、三-正丁氧基鈦單硬脂酸酯聚合物及三-正丁氧基鈦單硬脂酸酯。該些可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
作為鋁系偶合劑並無特別限制,例如可列舉:乙醯乙酸乙酯二異丙醇鋁、三(乙醯乙酸乙酯)鋁、乙醯乙酸烷基酯二異丙醇鋁、單乙醯基乙酸酯雙(乙醯乙酸乙基)鋁、三(乙醯基丙酮酸)鋁、單異丙氧基單油氧基乙基乙醯乙酸鋁、二-正丁氧化鋁-單-乙醯乙酸乙酯、二-異-丙氧化鋁-單-乙醯乙酸乙酯等鋁螯合物化合物;及異丙醇鋁、單-第二丁氧基二異丙醇鋁、第二丁醇鋁、乙醇鋁等醇鋁。該些可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
就於Si晶圓上接著時的接著性等觀點而言,所述偶合劑較佳為矽烷系偶合劑。
於本實施形態的散熱性黏晶膜含有偶合劑的情況下,就其效果以及耐熱性及成本的觀點而言,相對於a成分、b成分及c成分的合計質量100質量份,偶合劑的含量例如可為10質量份以下,可為0.1質量份~5質量份,亦可為0.2質量份~3質量份。
(離子捕捉劑) 例如,就吸附離子性雜質、提高吸濕時的絕緣可靠性的觀點而言,本實施形態的散熱性黏晶膜可包含離子捕捉劑。作為該離子捕捉劑例如可列舉:用於防止銅進行離子化而溶出的銅毒抑制劑(copper inhibitor)。作為該銅毒抑制劑例如可列舉:三嗪硫醇化合物、雙酚系還原劑及無機離子吸附劑。
作為以三嗪硫醇化合物作為成分的銅毒抑制劑的市售品例如可列舉:茲奈特(Zisnet)DB(三協化成股份有限公司製造,商品名)。
作為雙酚系還原劑例如可列舉:2,2'-亞甲基-雙-(4-甲基-6-第三-丁基苯酚)及4,4'-硫代-雙-(3-甲基-6-第三-丁基苯酚)。市售的雙酚系還原劑例如可列舉:約什諾克斯(Yoshinox)BB(吉富製藥股份有限公司製造,商品名)。
作為無機離子吸附劑例如可列舉:鋯系化合物、銻鉍系化合物及鎂鋁系化合物等。作為市售的無機離子吸附劑例如可列舉:IXE(東亞合成股份有限公司製造,商品名)。
就由添加所帶來的效果以及耐熱性及成本的觀點而言,相對於散熱性黏晶膜的形成中所使用的樹脂組成物(例如,後述的清漆)的總量100質量份,離子捕捉劑的含量例如可為1質量份~10質量份。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就容易減低彈性係數的觀點及於成形時容易賦予流動性的觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,a成分的含量例如可為3質量份以上。就即便於貼附負重少的情況下,亦難以降低流動性的觀點及電路填充性優異的觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,a成分的含量例如可為40質量份以下,亦可為30質量份以下,亦可為20質量份以下。就該些觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,a成分的含量可為3質量份~40質量份,亦可為3質量份~30質量份,亦可為3質量份~20質量份。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,b成分的含量例如可為3質量%以上,亦可為5質量%以上,亦可為10質量%以上。以散熱性黏晶膜的總質量為基準,b成分的含量例如可為55質量%以下,亦可為45質量%以下,亦可為35質量%以下。以散熱性黏晶膜的總質量為基準,b成分的含量例如可為3質量%~55質量%,亦可為5質量%~45質量%,亦可為10質量%~35質量%。
於本實施形態的散熱性黏晶膜中,就進一步提高熱硬化後的導熱性的觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,d成分的含量較佳為20質量%以上,更佳為25質量%以上,進而更佳為30質量%以上。就表面粗糙度、接著性、層壓性等膜特性的觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,d成分的含量較佳為85質量%以下,更佳為75質量%以下,進而更佳為70質量%以下。就該些觀點而言,以散熱性黏晶膜的總質量為基準,d成分的含量較佳為20質量%~85質量%,更佳為25質量%~75質量%,進而更佳為30質量%~85質量%。
對散熱性黏晶膜的厚度並無特別限制。就提高應力緩和效果及埋入性的觀點而言,散熱性黏晶膜的厚度例如可為5 μm以上,亦可為8 μm以上。就減低成本的觀點而言,散熱性黏晶膜的厚度例如可為50 μm以下,亦可為40 μm以下。就該些觀點而言,散熱性黏晶膜的厚度例如可為5 μm~50 μm,亦可為5 μm~40 μm,亦可為8 μm~40 μm。
[散熱性黏晶膜的製造方法] 本實施形態的散熱性黏晶膜例如可藉由如下方式來形成:將使所述a成分、b成分、c成分、d成分等混合於溶劑中而製備的清漆(散熱性黏晶膜形成用樹脂組成物)塗佈於基材膜(例如,載體膜)上,自所塗佈的清漆中去除溶劑。
對製備清漆時所使用的溶劑並無特別限制。此種溶劑例如可列舉:甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮、2-乙氧基乙醇、甲苯、丁基溶纖劑、甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、甲基吡咯啶酮及環己酮。其中,就提高塗膜性的觀點而言,所述溶劑較佳為甲基乙基酮、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、甲基吡咯啶酮、環己酮等高沸點溶劑。該些溶劑可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
清漆中的溶劑的含量並無特別限制,就減低對於清漆的乾燥而言所必需的熱量、成本方面優異的觀點而言,以清漆的總質量為基準,清漆中的不揮發成分的含量例如可為40質量%以上,亦可為50質量%以上。就不會過度提高清漆的黏度、容易減少由其引起的塗膜的缺陷的觀點而言,以清漆的總質量為基準,清漆中的不揮發成分的含量例如可為90質量%以下,亦可為80質量%以下。就該些觀點而言,以清漆的總質量為基準,清漆中的不揮發成分的含量例如較佳為40質量%~90質量%,更佳為50質量%~80質量%。
各成分的混合例如可藉由擂潰機、三輥機、珠磨機或該些的組合來進行。另外,例如亦可藉由將填料成分與低分子量物預先混合後,調配高分子量物,從而縮短混合所需要的時間。另外,清漆較佳為於塗佈於基材膜上之前,藉由真空除氣而去除氣泡。
繼而,藉由將所製備的清漆塗佈於基材膜上,例如藉由加熱而去除溶劑,可於基材膜上形成散熱性黏晶膜。
所述加熱的條件若為可在不使散熱性黏晶膜完全硬化的情況下去除溶劑的條件,則並無特別限制,例如可根據散熱性黏晶膜的成分及清漆中的溶劑的種類來適當調整。一般的加熱條件例如為80℃~140℃、5分鐘~60分鐘的條件。
散熱性黏晶膜亦可為藉由加熱而硬化至B階段的程度為止者。以散熱性黏晶膜的總質量為基準,散熱性黏晶膜中所殘存的溶劑較佳為3質量%以下,更佳為1.5質量%以下。
所述基材膜例如可列舉:聚四氟乙烯膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜、聚醯亞胺膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚醚碸膜、聚醚醯胺膜、聚醚醯胺醯亞胺膜、聚醯胺膜、聚醯胺醯亞胺膜等塑膠膜。
對於所述基材膜,視需要可實施底漆塗佈、紫外線(ultraviolet,UV)處理、電暈放電處理、研磨處理、蝕刻處理、脫模處理等表面處理。
作為所述聚醯亞胺膜的市售品例如可列舉:卡普頓(Kapton)(東麗杜邦(Toray Dupont)股份有限公司製造,商品名)及艾皮卡爾(Apical)(鐘化(Kaneka)股份有限公司製造,商品名)。
作為所述聚對苯二甲酸乙二酯膜的市售品例如可列舉:露米勒(Lumirror)(東麗杜邦(Toray Dupont)股份有限公司製造,商品名)及普雷克斯(Purex)(帝人股份有限公司製造,商品名)。
[切晶-黏晶膜] 本實施形態的散熱性黏晶膜例如可應用於切晶-黏晶膜。以下,對切晶-黏晶膜的一實施形態進行說明。
圖1是示意性地表示本實施形態的切晶-黏晶膜的剖面圖。圖1所示的切晶-黏晶膜1包括切晶膜10及積層於切晶膜10上的黏晶膜20。對切晶膜10並無特別限制,例如可考慮到用途等,基於本領域技術人員的知識來適當決定。作為切晶膜10例如可列舉:聚四氟乙烯膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜、聚醯亞胺膜等塑膠膜。對於切晶膜10,視需要可實施底漆塗佈、UV處理、電暈放電處理、研磨處理、蝕刻處理等表面處理。切晶膜10較佳為具有黏著性者。作為具有黏著性的切晶膜例如可列舉:對所述塑膠膜賦予黏著性而成者及於所述塑膠膜的單面設置有黏著劑層者。所述黏著劑層例如由包含液狀成分及高分子量成分且具有適度的黏接強度的樹脂組成物(黏著劑層形成用樹脂組成物)形成。包括黏著劑層的切晶膠帶例如可藉由如下方式來製造:將黏著劑層形成用樹脂組成物塗佈於所述塑膠膜上並加以乾燥,或者使黏著劑層形成用樹脂組成物於聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)膜等基材膜上進行塗佈及乾燥而形成黏著劑層,將該黏著劑層貼合於所述塑膠膜上。黏接強度例如可藉由調整液狀成分的比率、高分子量成分的Tg而設定為所需的值。黏晶膜20為所述本實施形態的散熱性黏晶膜。於圖1中,切晶膜10及黏晶膜20直接接觸,但切晶膜10及黏晶膜20亦可經由黏著層等其他層來積層。
對本實施形態的切晶-黏晶膜的製造方法並無特別限制,可基於本領域技術人員的知識來適當決定。本實施形態的切晶-黏晶膜例如可藉由如下方式來製造:於所述散熱性黏晶膜的製造方法中,替代基材膜而使用切晶膜。另外,本實施形態的切晶-黏晶膜例如亦可藉由如下方式來製造:分別準備本實施形態的散熱性黏晶膜與切晶膜,將該些積層而一體化。 [實施例]
以下,列舉實施例,對本發明進一步進行具體說明。其中,本發明並不限定於該些實施例。
(實施例1~實施例7、比較例1及參考例) [清漆(散熱性黏晶膜形成用樹脂組成物)的製備] 準備以下材料作為a成分、b成分、c成分、d成分、d成分以外的填料、偶合劑、硬化促進劑及溶劑。
(a成分) ·含環氧基的丙烯酸橡膠:HTR-860P-3CSP(長瀨化成(Nagase ChemteX)股份有限公司製造,商品名,重量平均分子量為800000,Tg為12℃) ·含環氧基的丙烯酸橡膠:HTR-860P-30B(長瀨化成(Nagase ChemteX)股份有限公司製造,商品名,重量平均分子量為300000,Tg為12℃) ·雙酚A/F共聚合型苯氧基樹脂:ZX-1356-2(新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名,重量平均分子量為63200,Tg為71℃) (b成分) ·甲酚酚醛清漆型環氧樹脂:YDCN-700-10(新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名,環氧當量:195~215) ·雙酚F型環氧樹脂:YDF-8170C(新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名,環氧當量:156) (c成分) ·酚樹脂:XLC-LL(三井化學股份有限公司製造,商品名) (d成分) ·多面體α-氧化鋁填料:斯密科藍登(Sumicorundum)AA-3(住友化學股份有限公司製造,商品名,純度為Al2 O3 ≧99.90%,平均粒徑為2.7 μm~3.6 μm,莫氏硬度為9) ·球狀α-氧化鋁填料:氧化鋁珠CB-P05(昭和電工股份有限公司製造,商品名,純度為Al2 O3 99.89%,平均粒徑為4 μm,莫氏硬度為9) ·氮化硼填料:HP-P1(水島合金鐵股份有限公司製造,商品名,平均粒徑為1 μm~3 μm,莫氏硬度為2) ·氮化硼填料:UHP-S1:少碧恩(SHOBN)UHP-S1(昭和電工股份有限公司製造,商品名,平均粒徑為0.5 μm,莫氏硬度為2) ·氮化鋁填料:夏帕魯(Shapal)H級(富山股份有限公司製造,商品名,平均粒徑為1 μm,莫氏硬度為8) ·氧化鎂填料:RF-10C(宇部材料(Materials)股份有限公司製造,商品名,平均粒徑為10 μm,莫氏硬度為4)
(d成分以外的填料) ·二氧化矽填料:SC1030(阿德瑪科技(Admatechs)股份有限公司製造,商品名,平均粒徑為0.5 μm) ·疏水性二氧化矽填料:R972(日本艾羅西爾(Aerosil)股份有限公司製造,商品名,平均粒徑為60 nm) (硬化促進劑) ·固唑(Curezol)2PZ-CN(四國化成工業股份有限公司製造,商品名) (偶合劑) ·矽烷偶合劑:A-189(UNC股份有限公司製造,商品名,γ-巰基丙基三甲氧基矽烷) ·矽烷偶合劑:A-1160(UNC股份有限公司製造,商品名,γ-脲基丙基三乙氧基矽烷) (溶劑) ·環己酮
以表1及表2中所示的量調配所準備的各成分來製備各實施例、比較例及參考例的清漆。表1及表2中,a成分、b成分、c成分、d成分、d成分以外的填料、偶合劑及硬化促進劑的數值表示質量份。
[表1]
Figure 107124715-A0304-0001
[表2]
Figure 107124715-A0304-0002
[散熱性黏晶膜的製作] 準備經脫模處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜(帝人膜溶解(Teijin film solution)股份有限公司製造,A31,厚度為38 μm)作為基材膜。將所製備的清漆塗佈於所述聚對苯二甲酸乙二酯膜的脫模處理面上,並於90℃下加熱乾燥10分鐘、於120℃下加熱乾燥30分鐘,從而製作帶有基材膜的散熱性黏晶膜。所獲得的散熱性黏晶膜的膜厚為30 μm。
[散熱性黏晶膜的評價] 針對所獲得的散熱性黏晶膜,依據下述順序來評價導熱率、切晶步驟中的刀片的磨耗量、表面粗糙度(Ra)、接著力及層壓性。將評價結果示於表3及表4中。
(導熱率) 將自基材膜剝離的散熱性黏晶膜貼合多片,從而製作100 μm以上且小於600 μm的厚度的積層膜。使所獲得的積層膜於110℃下硬化1小時、於170℃下硬化3小時而獲得硬化膜(硬化物)。將所獲得的硬化膜切斷為10 mm見方,並將其作為測定用樣品。
藉由以下方法而對測定用樣品的熱擴散率α(mm2 /s)、比熱Cp(J/(g·℃)及比重(g/cm3 )進行測定。 ·熱擴散率α(mm2 /s):對接著膜的厚度方向,使用雷射閃光法(耐馳(NETZSCH)製造,LFA467HyperFlash(商品名))來測定25℃下的熱擴散率α。 ·比熱Cp(J/(g·℃)):使用示差掃描熱析(Differential Scanning Calorimeter,DSC)法(珀金埃爾默(Perkin Elmer)製造,DSC8500(商品名)),以升溫速度為10℃/min、溫度為20℃~60℃的條件進行測定,藉此測定25℃下的比熱Cp。 ·比重(g/cm3 ):使用電子比重計SD-200L(米拉格(Mirage)製造,商品名)來測定比重。
將所獲得的熱擴散率α、比熱Cp及比重導入下述式中,從而算出導熱率(W/(m·K))。 導熱率(W/(m·K))=熱擴散率α(mm2 /s)×比熱Cp(J/(g·℃))×比重(g/cm3
(切晶步驟中的刀片的磨耗量) 於室溫下將散熱性黏晶膜層壓於切晶膠帶(基材厚度為80 μm,糊厚度為10 μm)而一體化後,使用層壓機(帝國貼紮系統(TEIKOKU TAPING SYSTEM)股份有限公司製造,STM-1200FH(商品名)),於70℃下將散熱性黏晶膜側的面層壓於厚度為50 μm的8吋晶圓上。其後,使用切割機(迪士高(DISCO)股份有限公司製造,DFD6361(商品名))來實施刀片切晶。刀片切晶的條件設為:使用刀片ZH05-SD4000-N1-70 BB(南陽股份有限公司,(商品名));晶圓厚為50 μm;晶片尺寸為3 mm×3 mm;轉速為50000 rpm;切晶膠帶切痕為10 μm;剪切速度為30 mm/sec;剪切長度為203 mm;剪切間隙起始為3 mm、結束為3 mm。根據切晶前後的刀片的狀態來算出切晶步驟中的刀片的磨耗量。具體而言,刀片的磨耗量(μm/m)是依據下述式,並根據切晶前的刀片的半徑r1(μm)、切晶後的刀片的半徑r2(μm)及切晶距離L1(m)來算出。 刀片的磨耗量(μm/m)=(r1(μm)-r2(μm))/L1(m)
(表面粗糙度(Ra)) 使用熱輥層壓機(80℃、0.3 m/min、0.3 MPa),將自基材膜上剝離的散熱性黏晶膜貼合於厚度為300 μm的矽晶圓上後,於110℃下硬化1小時,於170℃下硬化3小時而獲得試樣。使用微細形狀測定機Surf corder ET200(小阪研究所股份有限公司製造,商品名),算出所獲得的試樣的2.5 mm的範圍內的算術平均粗糙度(Ra)。
(接著力) 使用熱輥層壓機(80℃、0.3 m/min、0.3 MPa),將基材膜上的散熱性黏晶膜貼合於半導體晶片(5 mm見方)上。以120℃、250 g,將半導體晶片上的散熱性黏晶膜於42合金的基板上壓接5秒而接著後,於110℃下硬化1小時,於170℃下硬化3小時,從而獲得試樣。使用萬能黏結強度試驗機(bond tester)(達格(Dage)公司製造,4000系列,商品名)來測定所獲得的試樣的吸濕試驗前後的剪切強度。吸濕試驗的條件設為85℃/85%RH、48小時。
將剪切強度≧2.0 MPa的情況設為「良好」,將剪切強度<2.0 MPa的情況設為「不良」來評價接著力。
(層壓性) 將基材膜與散熱性黏晶膜的積層體切斷為10 mm的寬度。利用熱輥層壓機(80℃、0.3 m/min、0.3 MPa),將積層體中的散熱性黏晶膜面貼合於厚度為300 μm的矽晶圓上。然後,對於所貼合的散熱性黏晶膜,使用小型桌上試驗機EZ-S(島津製作所股份有限公司製造),於25℃的環境中測定當以90°的角度且以50 mm/min的拉伸速度來剝離時的90°剝離強度。將90°剝離強度為20 N/m以上的情況設為「良好」,將90°剝離強度小於20 N/m的情況設為「不良」,來評價層壓性。
[表3]
Figure 107124715-A0304-0003
[表4]
Figure 107124715-A0304-0004
根據表3的結果可知:實施例1~實施例7的散熱性黏晶膜的熱硬化後的導熱率為≧2 W/(m×K)、熱硬化後的導熱性優異、磨耗量為≦50 μm/m且刀片時的磨耗抑制優異。另外,可知:實施例1~實施例7的散熱性黏晶膜的接著性(接著力)及層壓性亦優異且表面粗糙度亦小。即,根據實施例1~實施例7的散熱性黏晶膜,由於散熱性優異並且容易抑制刀片的磨耗,因此認為可高效率地製造半導體元件。
1‧‧‧切晶-黏晶膜10‧‧‧切晶膜20‧‧‧黏晶膜
圖1是示意性地表示本發明的一實施形態的切晶-黏晶膜的剖面圖。
1‧‧‧切晶-黏晶膜
10‧‧‧切晶膜
20‧‧‧黏晶膜

Claims (13)

  1. 一種散熱性黏晶膜,其導熱率為2W/(m.K)以上,且所述散熱性黏晶膜含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,並且切晶步驟中的刀片的磨耗量為50μm/m以下,作為所述導熱性填料含有至少一種莫氏硬度為1~3的導熱性填料與至少一種莫氏硬度為4~9的導熱性填料。
  2. 一種散熱性黏晶膜,其含有莫氏硬度不同的兩種以上的導熱性填料,且所述導熱性填料的含量為20質量%~85質量%,作為所述導熱性填料含有至少一種莫氏硬度為1~3的導熱性填料與至少一種莫氏硬度為4~9的導熱性填料,所述散熱性黏晶膜的厚度為5μm~50μm。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的散熱性黏晶膜,其含有選自由氧化鋁填料、氮化硼填料、氮化鋁填料及氧化鎂填料所組成的群組中的至少兩種作為所述導熱性填料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的散熱性黏晶膜,其中所述氧化鋁填料含有純度為99.0質量%以上的氧化鋁填料。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的散熱性黏晶膜,其中所述氮化硼填料含有氮的純度為95.0質量%以上的六方晶氮化硼填料。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的散熱性黏晶膜,其中所述氮化鋁填料的密度為3g/cm3~4g/cm3
  7. 如申請專利範圍第3項所述的散熱性黏晶膜,其中所述 氧化鎂填料含有純度為95.0質量%以上的氧化鎂填料。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的散熱性黏晶膜,其進而含有丙烯酸樹脂及苯氧基樹脂的任一高分子量成分、環氧樹脂及硬化劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的散熱性黏晶膜,其中相對於所述高分子量成分、所述環氧樹脂、所述硬化劑及所述導熱性填料的合計量100質量份,所述導熱性填料的合計質量為20質量份以上。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的散熱性黏晶膜,其含有氧化鋁填料與氮化硼填料作為所述導熱性填料。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的散熱性黏晶膜,其含有氮化硼填料與氮化鋁填料作為所述導熱性填料。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的散熱性黏晶膜,其含有氮化硼填料與氧化鎂填料作為所述導熱性填料。
  13. 一種切晶-黏晶膜,其包括切晶膜及積層於所述切晶膜上的黏晶膜,並且所述黏晶膜為如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的散熱性黏晶膜。
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