TWI791075B - 密封組成物及半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

密封組成物含有環氧樹脂、硬化劑、以及包含莫氏硬度為8以上的無機材料的粒子及莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的無機填充材。

Description

密封組成物及半導體裝置
本發明是有關於一種密封組成物及半導體裝置。
近年來，伴隨半導體封裝體的小型化及高積體化，擔心半導體封裝體內部的發熱。存在因發熱而產生具有半導體封裝體的電氣零件或電子零件的性能下降之虞。因此對半導體封裝體中所使用的構件要求高導熱性。例如，要求對半導體封裝體的密封材進行高導熱化。
作為對密封材進行高導熱化的方法之一，可列舉使用二氧化矽及作為高導熱性填料的氧化鋁作為密封材中所含的無機填充材的方法(例如，參照專利文獻1)。
另外，於藉由密封材對半導體封裝體進行密封的情況下，有時密封後的翹曲成為問題。該問題於大型且成為總括密封的壓縮模塑成形(compressive molding)的情況下容易變得顯著。除此之外，於密封後的半導體封裝體受到各種熱歷程時，有時半導體封裝體的翹曲行為亦發生變化。其結果，存在其他步驟中的半導體封裝體的操作變困難之虞。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4188634號公報
於專利文獻1中記載的方法中，由於將與氧化鋁相比而導熱率低的二氧化矽用作無機填充材的一部分，故存在無法獲得充分的導熱性的情況。
另外，由於二氧化矽及氧化鋁均為硬質的填料，故硬化物的彈性係數容易上昇。藉由硬化物的彈性係數上昇，存在於密封後的半導體封裝體中產生其他步驟中的操作變困難般的翹曲的情況。
本發明的一形態是鑒於所述先前的情況而成者，其目的在於提供一種具有高導熱性且抑制翹曲產生的密封組成物及使用其的半導體裝置。
用以達成所述課題的具體的手段如以下般。
<1>一種密封組成物，其含有環氧樹脂、硬化劑、以及包含莫氏硬度為8以上的無機材料的粒子及莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的無機填充材。
<2>如<1>所述的密封組成物，其中所述莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的平均圓形度為0.6以上。
<3>如<1>或<2>所述的密封組成物，其中於所述無機 填充材中所佔的所述莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的比例未滿30質量%。
<4>如<1>至<3>中任一項所述的密封組成物，其中所述無機填充材的含有率為88體積%以下。
<5>一種半導體裝置，其包含半導體元件、以及將所述半導體元件密封而成的如<1>至<4>中任一項所述的密封組成物的硬化物。
根據本發明的一形態，可提供一種具有高導熱性且抑制翹曲產生的密封組成物及使用其的半導體裝置。
以下，對用以實施本發明的密封組成物及半導體裝置的形態進行詳細說明。然而，本發明並不限定於以下的實施形態。於以下的實施形態中，其構成要素(亦包括要素步驟等)除特別明示的情況以外，並非必需。關於數值及其範圍亦同樣，並不限制本發明。
於本揭示中，使用「~」所表示的數值範圍中包含「~」的前後所記載的數值分別作為最小值及最大值。
於本揭示中階段性記載的數值範圍中，一個數值範圍所記載的上限值或下限值亦可置換為其他階段性記載的數值範圍的上限 值或下限值。另外，於本揭示中所記載的數值範圍中，該數值範圍的上限值或下限值亦可置換為實施例中所示的值。
於本揭示中，亦可包含多種與各成分相符的物質。於在組成物中存在多種與各成分相符的物質的情況下，只要無特別說明，則各成分的含有率或含量是指組成物中所存在的該多種物質的合計含有率或含量。
於本揭示中，亦可包含多種與各成分相符的粒子。於在組成物中存在多種與各成分相符的粒子的情況下，只要無特別說明，則各成分的粒徑是指關於組成物中所存在的該多種粒子的混合物的值。
<密封組成物>
本揭示的密封組成物含有環氧樹脂、硬化劑、以及包含莫氏硬度為8以上的無機材料(以下，有時稱為「硬質材料」)的粒子(以下，有時稱為「硬質粒子」)及莫氏硬度為5以下的無機材料(以下，有時稱為「軟質材料」)的粒子(以下，有時稱為「軟質粒子」)的無機填充材。
本揭示的密封組成物具有高導熱性，可抑制翹曲的產生。其原因雖不明確，但如以下般推測。
於密封組成物中含有硬質粒子及軟質粒子作為無機填充材。於密封組成物的硬化物中，在硬質粒子彼此相接的情況下，因該粒子為硬質，故硬質粒子彼此的接觸成為粒子表面的點接觸。另一方面，於密封組成物的硬化物中，在硬質粒子與軟質粒子接觸 的情況下，與硬質粒子接觸的軟質粒子於與硬質粒子接觸的部位發生變形，硬質粒子與軟質粒子容易成為面接觸。與粒子彼此為點接觸的狀態的情況相比，粒子彼此為面接觸的狀態時於無機填充材間所形成的導熱路徑容易擴展。因此，推測含有硬質粒子及軟質粒子作為無機填充材的本揭示的密封組成物具有高導熱性。
另外，與僅含有硬質粒子作為無機填充材的情況相比，於同時包含硬質粒子與軟質粒子作為無機填充材的本揭示的密封組成物中，硬化物的彈性係數會降低。因此，推測於硬化物內產生的應變容易得到緩和，可抑制翹曲的產生。
以下，對構成密封組成物的各成分進行說明。本揭示的密封組成物含有環氧樹脂、硬化劑、以及無機填充材，視需要亦可含有其他成分。
-環氧樹脂-
密封組成物含有環氧樹脂。環氧樹脂的種類並無特別限定，可使用公知的環氧樹脂。
具體而言，例如可列舉：將使選自由酚化合物(例如，苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚、兒茶酚、雙酚A及雙酚F)及萘酚化合物(例如，α-萘酚、β-萘酚及二羥基萘)所組成的群組中的至少一種、與醛化合物(例如，甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛及水楊醛)於酸性觸媒下縮合或共縮合而獲得的酚醛清漆樹脂環氧化而得者(例如，苯酚酚醛清漆型環氧樹脂及鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)；選自由雙酚(例如，雙酚A、雙酚AD、雙酚F及雙酚S) 及聯苯酚(例如，經烷基取代或未經取代的聯苯酚)所組成的群組中的至少一種二縮水甘油醚；苯酚．芳烷基樹脂的環氧化物；酚化合物與選自由二環戊二烯及萜烯化合物所組成的群組中的至少一種的加成物或聚合加成物的環氧化物；藉由多元酸(例如，鄰苯二甲酸及二聚物酸)與表氯醇的反應而獲得的縮水甘油酯型環氧樹脂；藉由多胺(例如，二胺基二苯基甲烷及異三聚氰酸)與表氯醇的反應而獲得的縮水甘油胺型環氧樹脂；利用過氧酸(例如，過乙酸)對烯烴鍵進行氧化而獲得的線狀脂肪族環氧樹脂；以及脂環族環氧樹脂。環氧樹脂可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
就防止積體電路(Integrated Circuit，IC)等的元件上的鋁配線或銅配線的腐蝕的觀點而言，環氧樹脂的純度較佳為高，水解性氯量較佳為少。就提高密封組成物的耐濕性的觀點而言，水解性氯量較佳為以質量基準計為500ppm以下。
此處，水解性氯量是將試樣的環氧樹脂1g溶解於二噁烷30mL中，添加1N-KOH甲醇溶液5mL並回流30分鐘後，利用電位差滴定而求出的值。
於密封組成物中所佔的環氧樹脂的含有率較佳為1.5質量%~20質量%，更佳為2.0質量%~15質量%，進而佳為3.0質量%~10質量%。
於除無機填充材外的密封組成物中所佔的環氧樹脂的含有率較佳為30質量%~65質量%，更佳為35質量%~60質量%，進而 佳為40質量%~55質量%。
-硬化劑-
密封組成物含有硬化劑。硬化劑的種類並無特別限定，可使用公知的硬化劑。
具體而言，例如可列舉：使選自由酚化合物(例如，苯酚、甲酚、間苯二酚、兒茶酚、雙酚A及雙酚F)以及萘酚化合物(例如，α-萘酚、β-萘酚及二羥基萘)所組成的群組中的至少一種、與醛化合物(例如，甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛及水楊醛)於酸性觸媒下縮合或共縮合而獲得的酚醛清漆樹脂；苯酚．芳烷基樹脂；聯苯．芳烷基樹脂；三苯基甲烷型酚樹脂；以及萘酚．芳烷基樹脂。硬化劑可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
較佳為以相對於環氧樹脂的環氧基1當量，硬化劑的官能基(例如，於酚醛清漆樹脂的情況下為酚性羥基)的當量成為0.5當量~1.5當量的方式調配硬化劑，特佳為以成為0.7當量~1.2當量的方式調配硬化劑。
-無機填充材-
密封組成物含有包含莫氏硬度為8以上的無機材料的粒子及莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的無機填充材。藉由密封組成物包含無機填充材，存在密封組成物的吸濕性降低，硬化狀態下的強度提高的傾向。
就吸濕性、線膨脹係數的降低、強度提高及焊料耐熱性的觀點而言，相對於密封組成物整體，無機填充材的含有率較佳 為60體積%以上，更佳為65體積%以上，進而佳為70體積%以上。無機填充材的含有率較佳為88體積%以下，更佳為85體積%以下。
作為硬質材料，可列舉：氧化鋁(莫氏硬度：9)、氮化鋁、碳化矽、金剛石等。於該些中，就導熱性、流動性及可靠性的觀點而言，較佳為氧化鋁。硬質材料的莫氏硬度為8以上，較佳為9以上。硬質材料的莫氏硬度亦可為10以下。
作為硬質粒子的平均粒徑，較佳為0.1μm~80μm，更佳為0.3μm~50μm，進而佳為1μm~40μm。
無機填充材的平均粒徑可藉由以下的方法來測定。
向溶媒(純水)中於0.01質量%~0.05質量%的範圍內添加作為測定對象的無機填充材，利用110W的超音波清洗機振動1分鐘~5分鐘，從而將無機填充材分散。將分散液的約10mL左右注入至量測單元(measuring cell)中並於25℃下進行測定。測定裝置是使用雷射繞射/散射式粒徑分佈測定裝置(例如，堀場製作所股份有限公司，LA920(商品名))來測定體積基準的粒度分佈。平均粒徑是於體積基準的粒度分佈中作為自小徑側的累積成為50%時的粒徑(D50%)來求出。
於無機填充材中所佔的硬質粒子的比例較佳為50質量%以上，更佳為60質量%以上，進而佳為70質量%以上。於無機填充材中所佔的硬質粒子的比例亦可為95質量%以下。
硬質粒子的平均圓形度較佳為0.80以上，更佳為0.85以上， 進而佳為0.90以上。
所謂無機填充材的圓形度，是根據具有與無機填充材的投影面積相同的面積的圓的直徑即圓相當直徑算出的作為圓的周圍長除以根據無機填充材的投影圖像所測定的周圍長(輪廓線的長度)而得的數值，利用下述式來求出。再者，圓形度於正圓中成為1.00。
圓形度=(相當於圓的周圍長)/(粒子剖面圖像的周圍長)
具體而言，平均圓形度是利用掃描式電子顯微鏡觀察放大為倍率1000倍的圖像，任意地選擇10個無機填充材，利用所述方法測定各個無機填充材的圓形度，並作為其算術平均值而算出的值。再者，圓形度、相當於圓的周圍長及粒子的投影圖像的周圍長可藉由市售的圖像解析軟體而求出。
作為軟質材料，可列舉：水鋁石(Boehmite)(莫氏硬度：3.5~4)、白雲石、雲母、六方晶氮化硼等。於該些中，就流動性的觀點而言，較佳為水鋁石及白雲石。
軟質材料的莫氏硬度為5以下，較佳為4以下。軟質材料的莫氏硬度亦可為2以上。
作為軟質粒子的平均粒徑，較佳為0.1μm~20μm，更佳為0.3μm~10μm，進而佳為0.5μm~5μm。
於無機填充材中所佔的軟質粒子的比例較佳為未滿30 質量%，更佳為20質量%以下，進而佳為10質量%以下。於無機填充材中所佔的軟質粒子的比例亦可為5質量%以上。
軟質粒子的平均圓形度較佳為0.6以上，更佳為0.7以上，進而佳為0.8以上。
無機填充材亦可包含除硬質粒子及軟質粒子以外的、莫氏硬度超過5且未滿8的其他無機材料的粒子。作為其他無機材料，可列舉：二氧化矽(莫氏硬度：7)、氧化鎂、氧化鋅等。
於無機填充材中所佔的其他無機材料的粒子的比例可為10質量%以下，亦可為1質量%以下。
(硬化促進劑)
密封組成物亦可進而含有硬化促進劑。硬化促進劑的種類並無特別限制，可使用公知的硬化促進劑。
具體而言，可列舉：1,8-二氮雜-雙環[5.4.0]十一烯-7、1,5-二氮雜-雙環[4.3.0]壬烯、5,6-二丁基胺基-1,8-二氮雜-雙環[5.4.0]十一烯-7等環脒化合物；對環脒化合物加成馬來酸酐、1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌、苯基-1,4-苯醌等醌化合物、重氮苯基甲烷、酚樹脂等具有π鍵的化合物而成的具有分子內極化的化合物；苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇、三(二甲基胺基甲基)苯酚等三級胺化合物、三級胺化合物的衍生物；2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等咪唑化合物、咪唑化合物的衍生物；三丁基膦、甲基二苯基膦、三苯基膦、三 (4-甲基苯基)膦、二苯基膦、苯基膦等有機膦化合物；對有機膦化合物加成馬來酸酐、所述醌化合物、重氮苯基甲烷、酚樹脂等具有π鍵的化合物而成的具有分子內極化的磷化合物；四苯基鏻四苯基硼酸鹽、三苯基膦四苯基硼酸鹽、2-乙基-4-甲基咪唑四苯基硼酸鹽、N-甲基嗎啉四苯基硼酸鹽等四苯基硼鹽、四苯基硼鹽的衍生物；三苯基鏻-三苯基硼烷、N-甲基嗎啉四苯基鏻-四苯基硼酸鹽等膦化合物與四苯基硼鹽的加成物等。硬化促進劑可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
相對於環氧樹脂與硬化劑的合計量，硬化促進劑的含有率較佳為0.1質量%~8質量%。
(離子捕捉劑)
密封組成物亦可進而含有離子捕捉劑。
本揭示中可使用的離子捕捉劑只要為於用於半導體裝置的製造用途中的密封材中一般所使用的離子捕捉劑，則並無特別限制，可列舉水滑石等。作為離子捕捉劑，例如可使用下述通式(II-1)或下述通式(II-2)所表示的化合物。
Mg1-aAla(OH)2(CO3)a/2．uH2O (II-1)
(通式(II-1)中，a為0<a≦0.5，u為正數)
BiOb(OH)c(NO3)d (II-2)
(通式(II-2)中，b為0.9≦b≦1.1，c為0.6≦c≦0.8，d為0.2≦d≦0.4)
離子捕捉劑可作為市售品而獲取。作為通式(II-1)所表示的化合物，例如可作為市售品而獲取「DHT-4A」(協和化學工業股份有限公司，商品名)。另外，作為通式(II-2)所表示的化合物，例如可作為市售品而獲取「IXE500」(東亞合成股份有限公司，商品名)。
另外，作為所述以外的離子捕捉劑，可列舉選自鎂、鋁、鈦、鋯、銻等中的元素的含水氧化物等。
離子捕捉劑可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
於密封組成物含有離子捕捉劑的情況下，就實現充分的耐濕可靠性的觀點而言，相對於密封組成物中的環氧樹脂100質量份，離子捕捉劑的含量較佳為1質量份以上。就充分發揮其他成分的效果的觀點而言，相對於密封組成物中的環氧樹脂100質量份，離子捕捉劑的含量較佳為15質量份以下。
另外，離子捕捉劑的平均粒徑較佳為0.1μm~3.0μm，最大粒徑較佳為10μm以下。離子捕捉劑的平均粒徑可與無機填充材的情況同樣地進行測定。
(偶合劑)
密封組成物亦可進而含有偶合劑。偶合劑的種類並無特別限制，可使用公知的偶合劑。作為偶合劑，例如可列舉矽烷偶合劑及鈦偶合劑。偶合劑可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
作為矽烷偶合劑，例如可列舉：乙烯基三氯矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-[雙(β-羥基乙基)]胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-(β-胺基乙基)胺基丙基二甲氧基甲基矽烷、N-(三甲氧基矽烷基丙基)乙二胺、N-(二甲氧基甲基矽烷基異丙基)乙二胺、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、六甲基二矽烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基矽烷(N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)、乙烯基三甲氧基矽烷及γ-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷。
作為鈦偶合劑，例如可列舉：鈦酸異丙基三異硬脂醯酯、鈦酸異丙基三(二辛基焦磷酸酯)酯、鈦酸異丙基三(N-胺基乙基-胺基乙基)酯、鈦酸四辛基雙(二-十三烷基亞磷酸酯)酯、鈦酸四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)雙(二-十三烷基亞磷酸酯)酯、鈦酸雙(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯、鈦酸雙(二辛基焦磷酸酯)伸乙酯、鈦酸異丙基三辛醯酯、鈦酸異丙基二甲基丙烯醯基異硬脂醯酯、鈦酸異丙基三-十二烷基苯磺醯酯、鈦酸異丙基異硬脂醯基二丙烯醯酯、鈦酸異丙基三(二辛基磷酸酯)酯、鈦酸異丙基三枯基苯酯及鈦酸四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)酯。
於密封組成物含有偶合劑的情況下，相對於密封組成物 的整體，偶合劑的含有率較佳為3質量%以下，就發揮其效果的觀點而言，較佳為0.1質量%以上。
(脫模劑)
密封組成物亦可進而含有脫模劑。脫模劑的種類並無特別限制，可使用公知的脫模劑。具體而言，例如可列舉：高級脂肪酸、高級脂肪酸酯、棕櫚蠟及聚乙烯系蠟。脫模劑可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
於密封組成物含有脫模劑的情況下，相對於環氧樹脂與硬化劑的合計量，脫模劑的含有率較佳為10質量%以下，就發揮其效果的觀點而言，較佳為0.5質量%以上。
(著色劑及改質劑)
密封組成物亦可含有著色劑(例如，碳黑)。另外，密封組成物亦可含有改質劑(例如，矽酮及矽酮橡膠)。著色劑及改質劑可分別單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
於使用碳黑等導電性粒子作為著色劑的情況下，導電性粒子較佳為粒徑10μm以上的粒子的含有率為1質量%以下。
於密封組成物含有導電性粒子的情況下，相對於環氧樹脂與硬化劑的合計量，導電性粒子的含有率較佳為3質量%以下。
<密封組成物的製作方法>
密封組成物的製作方法並無特別限制，可藉由公知的方法進行。例如，可藉由利用混合機等將規定調配量的原材料的混合物充分混合後，利用熱輥、擠出機等加以混煉，並經過冷卻、粉碎 等處理而製作。密封組成物的狀態並無特別限制，亦可為粉末狀、固體狀、液體狀等。
<半導體裝置>
本揭示的半導體裝置包含半導體元件、以及將所述半導體元件密封而成的本揭示的密封組成物的硬化物。
使用密封組成物而密封半導體元件的方法並無特別限定，可應用公知的方法。例如，一般為轉移模塑法，但亦可使用壓縮模塑法、噴射成形法等。
本揭示的半導體裝置作為IC、大規模積體電路(Large-Scale Integration，LSI)等而較佳。
[實施例]
以下，對本發明的實施例進行說明，但本發明並不限定於此。另外，只要無特別說明，則表中的數值是指「質量份」。
(實施例1~實施例2及比較例1~比較例2)
將表1所示的調配的材料預混合(乾式摻合)後，利用雙軸輥(輥表面溫度：約80℃)混煉約15分鐘，進行冷卻粉碎而製造粉末狀的密封組成物。
Figure 107145940-A0305-02-0016-2
Figure 107145940-A0305-02-0017-3
表1中的材料的詳情分別如以下般。
(環氧樹脂)
E1：聯苯型環氧樹脂，環氧當量：192g/eq
E2：雙酚型環氧樹脂，環氧當量：192g/eq
(硬化劑)
H1：多官能酚樹脂，羥基當量為104g/eq的三苯基甲烷型酚樹脂
(硬化促進劑)
磷系硬化促進劑(有機磷化合物)
(偶合劑)
苯胺基矽烷(N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)
(脫模劑)
棕櫚蠟
(應力緩和劑)
矽酮樹脂
(著色劑)
碳：碳黑
(無機填充材)
．硬質粒子
HF1：氧化鋁填料(平均粒徑：10μm)
HF2：氧化鋁填料(平均粒徑：0.7μm)
．軟質粒子
SF1：水鋁石(平均粒徑：1.7μm，平均圓形度：0.95)
．二氧化矽(平均粒徑：1.4μm)
<導熱率的評價>
使用所述獲得的密封組成物，利用壓縮成形機，於模具溫度175℃~180℃、成形壓力7MPa、硬化時間150秒的條件下密封半導體元件，並製作導熱率評價用試驗片。繼而，藉由氙閃光(Xe-flash)法測定試驗片的導熱率。將導熱率為4.0W/(m．K)以上設為A，將未滿4.0W/(m．K)設為B。
<翹曲的評價>
密封組成物的翹曲的評價是藉由下述來進行。具體而言，使用所述獲得的密封組成物，於模具溫度180℃、成形壓力7MPa、硬化時間300秒鐘的條件下進行轉移成形，從而獲得40mm×40mm的封裝體。對於該封裝體，使用雷射位移計測定室溫(25℃)下的翹曲量及於250℃下加熱30分鐘後於高溫(250℃)下的翹曲量。另外，將室溫(25℃)下的翹曲量及高溫加熱後的翹曲量均為400μm以下設為A，將至少一者超過400μm的情況設為B。
Figure 107145940-A0305-02-0018-4
Figure 107145940-A0305-02-0019-5
如表2的結果所示，藉由含有硬質粒子及軟質粒子作為無機填充材而可提高導熱率。推斷其原因在於：於硬質粒子與軟質粒子接觸的情況下，與硬質粒子接觸的軟質粒子於與硬質粒子接觸的部位發生變形，硬質粒子與軟質粒子形成面接觸。進而可降低高彈性的氧化鋁的填充材比率，因此推測硬化物的彈性係數降低而於硬化物內產生的應變得到緩和，可抑制翹曲的產生。
2017年12月22日申請的日本專利申請案2017-246587號的揭示的整體藉由參照而併入本說明書中。
關於本說明書中所記載的所有文獻、專利申請案、及技術規格，與具體且各個地記載有藉由參照而併入各個文獻、專利申請案、及技術規格的情況同等程度地，藉由參照而併入至本說明書中。

Claims (4)

  1. 一種密封組成物，其含有環氧樹脂、硬化劑、以及無機填充材，所述無機填充材包含莫氏硬度為8以上的無機材料的粒子及莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子，其中於所述無機填充材中所佔的所述莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的比例未滿30質量%，所述莫氏硬度為5以下的無機材料包含水鋁石及白雲石的至少一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的密封組成物，其中所述莫氏硬度為5以下的無機材料的粒子的平均圓形度為0.6以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的密封組成物，其中所述無機填充材的含有率為88體積%以下。
  4. 一種半導體裝置，其包含半導體元件、以及將所述半導體元件密封而成的如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的密封組成物的硬化物。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201348311A (zh) * 2012-03-30 2013-12-01 Mitsubishi Gas Chemical Co 樹脂組成物、預浸體及疊層板
TW201607979A (zh) * 2014-06-12 2016-03-01 Nitto Denko Corp 密封用樹脂片材

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03273039A (ja) * 1990-03-20 1991-12-04 Toyo Ink Mfg Co Ltd 高熱伝導性封止材料
JP2918328B2 (ja) * 1990-11-26 1999-07-12 株式会社デンソー 樹脂の選定方法及びこの選定方法により選定された樹脂を有する樹脂封止型半導体装置
JP4188634B2 (ja) 2001-07-30 2008-11-26 スミトモ ベークライト シンガポール プライベート リミテッド エポキシ樹脂組成物
WO2011065372A1 (ja) * 2009-11-25 2011-06-03 パナソニック電工株式会社 積層板、その用途及びその製造方法
JP5598190B2 (ja) * 2010-09-09 2014-10-01 住友ベークライト株式会社 回路基板用熱硬化性樹脂組成物
JP2013122003A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Sato Research Co Ltd 熱伝導フィラー及びその製造方法
DE112012005505T5 (de) * 2011-12-27 2015-06-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wärmeleitfähige Harz-Zusammensetzung
JP2014129485A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Hitachi Chemical Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP6414799B2 (ja) * 2013-01-15 2018-10-31 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、金属箔張積層板及びプリント配線板
JPWO2014208694A1 (ja) * 2013-06-27 2017-02-23 日立化成株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、樹脂シート硬化物、樹脂シート構造体、樹脂シート構造体硬化物、樹脂シート構造体硬化物の製造方法、半導体装置、及びｌｅｄ装置
JP2016079304A (ja) * 2014-10-17 2016-05-16 日立化成株式会社 樹脂シート、樹脂シート硬化物、樹脂シート積層体、樹脂シート積層体硬化物及びその製造方法、半導体装置並びにｌｅｄ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201348311A (zh) * 2012-03-30 2013-12-01 Mitsubishi Gas Chemical Co 樹脂組成物、預浸體及疊層板
TW201607979A (zh) * 2014-06-12 2016-03-01 Nitto Denko Corp 密封用樹脂片材

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