WO2017138268A1 - 半導体封止用硬化性樹脂組成物、その硬化物、及び半導体装置 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Definitions
- the present invention relates to a curable resin composition for semiconductor encapsulation (particularly a curable resin composition for powder molding), a cured product thereof, and a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with the cured product.
- the semiconductor is provided with a resin (encapsulant) that covers the semiconductor element in order to protect the semiconductor element from light, heat, moisture, dust, physical impact, and the like.
- a semiconductor sealing material is required to have heat resistance, moisture resistance, and the like.
- the semiconductor sealing material is a curable resin composition containing an epoxy resin composition and silica, and is formed so as to seal the semiconductor by transfer molding using a material containing about 60 to 70% by weight of silica.
- transfer molding a method of sealing a semiconductor by compression molding using a composition containing an epoxy resin is also known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
- the curable resin composition containing the above epoxy resin composition and silica is formed by transfer molding using a material containing about 60 to 70% by weight of silica, the obtained sealing material is warped. There was a problem that was likely to occur. Moreover, the sealing material formed by compression molding (powder molding) using the materials described in Patent Documents 1 and 2 was also likely to warp. For this reason, the present condition is that a material which does not easily warp when a sealing material is formed is required.
- the objective of this invention is providing the curable resin composition for semiconductor sealing which can form the hardened
- Another object of the present invention is to provide a cured product with reduced warpage.
- another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a sealing material with reduced warpage.
- the present invention includes an inorganic filler (A) and a curable resin film (B) formed so as to cover the surface of the inorganic filler (A).
- a functional resin composition is provided.
- the content of the inorganic filler (A) is preferably 75 to 99% by weight based on the total weight of the semiconductor sealing resin composition.
- the curable resin film (B) preferably contains an epoxy compound (a) and a curing agent (b) or a curing catalyst (d).
- the epoxy compound (a) has the following formula (I) [In Formula (1), R ⁇ 1 > is the same or different and shows a hydrogen atom or an alkyl group. ] It is preferable that the compound represented by these is included.
- the inorganic filler (A) preferably contains at least one selected from the group consisting of silica, alumina, and aluminum nitride.
- the semiconductor sealing curable resin composition is preferably a powder molding resin composition.
- this invention provides the hardened
- the present invention also provides a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with a cured product of the above-described curable resin composition for semiconductor sealing.
- a curable resin for semiconductor encapsulation comprising an inorganic filler (A) and a curable resin film (B) formed so as to cover the surface of the inorganic filler (A).
- the content of the inorganic filler (A) is 75 to 99% by weight (preferably 80 to 98.5% by weight, more preferably 85 to 98%) based on the total weight of the resin composition for semiconductor encapsulation.
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation according to [1], wherein [3]
- the thickness of the curable resin film (B) is 0.005 to 0.5 ⁇ m (preferably 0.01 to 0.3 ⁇ m, more preferably 0.01 to 0.2 ⁇ m).
- the epoxy compound (a) includes an aromatic epoxy compound (preferably an aromatic glycidyl ether type epoxy compound, more preferably one or more selected from the group consisting of a bisphenol A type epoxy compound and a novolac type epoxy resin).
- the epoxy compound (a) is represented by the following formula (1)
- R is the same or different and shows the group represented by the following formula (1a) or the group represented by the following formula (1b). However, at least one of R is a group (glycidyl group) represented by the formula (1a).
- X is the same or different and represents a single bond or a linking group.
- m represents an integer of 0 or more.
- a compound represented by the following formula (2) [In Formula (2), n shows an integer greater than or equal to 2.
- the compound represented by the formula (1) is contained, and the equivalent of the epoxy group of the compound represented by the formula (1) is 50 to 20000 (preferably 100 to 1000, more preferably 150 to 500).
- the compound represented by the formula (2) is contained, and the equivalent of the epoxy group of the compound represented by the formula (2) is 50 to 1000 (preferably 100 to 500).
- the epoxy compound (a) is represented by the following formula (I) [In Formula (1), R ⁇ 1 > is the same or different and shows a hydrogen atom or an alkyl group. ]
- the content of the epoxy compound (a) in the curable resin composition is 0.5 to 10% by weight (preferably 1 to 8% by weight, based on the total weight of the curable resin composition).
- the content of the epoxy compound (a) in the curable resin film (B) is 10 to 95% by weight (preferably 30 to 90% by weight, based on 100% by weight of the curable resin film (B).
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [4] to [12], which contains a curing agent (b), and the curing agent (b) is solid at 25 ° C. .
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [4] to [13], which contains a curing agent (b), and the curing agent (b) includes a phenol-based curing agent.
- the phenolic curing agent is included at a ratio of 0.5 to 1.5 equivalents per 1 equivalent of epoxy groups in all the epoxy group-containing compounds contained in the curable resin composition.
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation as described.
- the content of the curing agent (b) is 1 to 50% by weight (preferably 5 to 45% by weight, more preferably 10 to 40% by weight) based on the total weight of the curable resin film (B).
- the content of the curing agent (b) is 10 to 200 parts by weight (preferably 20 to 100 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the total amount of the epoxy group-containing compounds contained in the curable resin composition.
- the content of the curing accelerator (c) is 0.0001 to 5% by weight (preferably 0.001 to 3% by weight) based on the total weight of the curable resin film (B). 18].
- the content of the curing accelerator (c) is 0.05 to 5 parts by weight (preferably 0.1% with respect to 100 parts by weight of the total amount of compounds having an epoxy group contained in the curable resin composition).
- the content of the curing catalyst (d) is 0.0001 to 5% by weight (preferably 0.001 to 1% by weight) based on the total weight of the curable resin film (B).
- the content of the curing catalyst (d) is 0.0001 to 15 parts by weight (preferably 0.01 to 12 parts per 100 parts by weight of the total amount of the cationic polymerizable compounds contained in the curable resin composition).
- the content of the curable resin film (B) is 1 to 25% by weight (preferably 1.5 to 20% by weight, more preferably 2 to 15%) based on the total weight of the curable resin composition.
- a black pigment is contained as a colorant, and the content of the black pigment is 0.01 to 5% by weight (preferably 0.05 to 1% by weight) based on the total weight of the curable resin composition.
- the content of the release agent is 0.5 to 12 parts by weight (preferably 1 to 10 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the total amount of compounds having an epoxy group contained in the curable resin composition.
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation according to [31] The curable resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [30], which is solid at 25 ° C.
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [31] which is a resin composition for powder molding.
- the inorganic filler (A) can be obtained by curing the curable resin film (B) in the presence of the curable resin film (B). This is presumably due to the fact that the tight adhesion of the cured product (sealing material) becomes low and the linear expansion coefficient of the cured product (sealing material) becomes low, but it is possible to form a cured product that is less likely to warp when formed by powder molding.
- the productivity is excellent and the cost can be reduced.
- the curable resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention (sometimes simply referred to as “the curable resin composition of the present invention”) includes an inorganic filler (A) and the surface of the inorganic filler (A). It is the curable resin composition which contains the curable resin film (B) formed so that it may cover as an essential component.
- the curable resin composition of the present invention may contain other components as necessary in addition to the essential components.
- the curable resin composition of the present invention is one that initiates or accelerates the curing reaction by heating as the curing agent (b) or the curing catalyst (d) (for example, an acid anhydride curing agent or thermal cation polymerization initiation described later).
- thermosetting resin composition When an agent or the like is used, it can be used as a thermosetting resin composition.
- a curing agent (b) or a curing catalyst (d) that initiates or accelerates the curing reaction by light irradiation for example, a photocationic polymerization initiator described later
- a photocurable resin composition can be used as
- inorganic filler (A) As the inorganic filler (A), known or conventional inorganic fillers can be used, and are not particularly limited. For example, silica, alumina (aluminum oxide), zircon, calcium silicate, calcium phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate , Silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, aluminum hydroxide, iron oxide, zinc oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, fosterite, steatite, spinel, clay, kaolin, Examples thereof include powders such as dolomite, hydroxyapatite, nepheline sinite, cristobalite, wollastonite, diatomaceous earth, and talc, or molded articles thereof (for example, spherical beads).
- Examples of the inorganic filler (A) include those obtained by subjecting the above-described inorganic filler to a known or conventional surface treatment. Among them, as the inorganic filler (A), silica, alumina, and aluminum nitride are preferable from the viewpoint that the linear expansion coefficient of the cured product (sealing material) becomes low and warpage of the sealing material is less likely to occur. More preferred is silica (silica filler).
- the silica is not particularly limited, and for example, known or commonly used silica such as fused silica, crystalline silica, high-purity synthetic silica or the like can be used.
- Silica has been subjected to a known or conventional surface treatment [for example, surface treatment with a surface treatment agent such as a metal oxide, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an organic acid, a polyol, or silicone]. Can also be used.
- the shape of silica is not particularly limited, and examples thereof include powder, spherical shape, crushed shape, fibrous shape, needle shape, scale shape, and the like. Among these, spherical silica is preferable from the viewpoint of dispersibility, and spherical silica (for example, spherical silica having an aspect ratio of 1.2 or less) is particularly preferable.
- the central particle diameter of silica is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably 0.1 to 30 ⁇ m from the viewpoint of improving the strength and crack resistance of the cured product.
- the said center particle size means the particle size (median diameter) in the integrated value 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction / scattering method.
- the inorganic filler (A) can be used alone or in combination of two or more.
- the inorganic filler (A) can be produced by a known or conventional production method.
- trade names “FB-910”, “FB-940”, “FB-950” above, Denka ( Product name “MSR-2212”, “MSR-25” (above, manufactured by Tatsumori Co., Ltd.), product name “HS-105”, “HS-106”, “HS-107” (above) (Commercially available from Micron Corporation).
- the content (blending amount) of the inorganic filler (A) in the curable resin composition of the present invention is not particularly limited, but is 75 with respect to the total weight (100% by weight) of the curable resin composition of the present invention.
- the amount is preferably -99% by weight, more preferably 80-98.5% by weight, still more preferably 85-98% by weight.
- the content of each component (for example, inorganic filler (A), curable resin film (B), etc.) contained in the curable resin composition of the present invention is 100 weights in total. % Or less so that it can be appropriately selected from the range described.
- the curable resin film (B) is formed so as to cover the surface of the inorganic filler (A). Since the inorganic filler (A) is covered with the curable resin film (B), the adhesion between the inorganic fillers (A) becomes strong after curing, and the linear expansion coefficient of the cured product (sealing material) is increased. It becomes low and there exists a tendency for the curvature of this sealing material to become difficult to produce.
- the thickness of the curable resin film (B) is not particularly limited, but is preferably 0.005 to 0.5 ⁇ m, more preferably 0.01 to 0.3 ⁇ m, and still more preferably 0.01 to 0.2 ⁇ m.
- the distance between the inorganic fillers (A) becomes more appropriate, the linear expansion coefficient of the cured product (sealing material) becomes lower, and warping of the sealing material occurs more. There is a tendency to become difficult.
- the curable resin film (B) is a curable composition (curable resin composition) containing a resin or a component that forms a resin by curing as an essential component.
- the curable resin film (B) can be used as a thermosetting composition that can be cured by heating and converted into a cured product.
- the curable resin composition of the present invention is cured.
- the curable resin film (B) contains a curable compound.
- the curable compound is not particularly limited, and a known or commonly used curable compound can be used.
- the curable resin composition of the present invention has a configuration in which the surface of the inorganic filler (A) is covered with the curable resin film (B), and thus a cured product obtained by curing the curable resin composition.
- the type of curable compound is not particularly limited.
- an epoxy compound (a) is particularly preferable.
- the epoxy compound (a) is a compound having one or more epoxy groups (oxiranyl groups) in the molecule.
- the epoxy compound (a) is preferably a compound having two or more epoxy groups in the molecule (preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4).
- an aliphatic epoxy compound (alicyclic epoxy resin); an aliphatic epoxy compound such as an aliphatic polyglycidyl ether ( Aliphatic epoxy resins); aromatic epoxy compounds such as bisphenol A type epoxy compounds (aromatic epoxy resins); heterocyclic epoxy compounds (heterocyclic epoxy resins), siloxane derivatives having one or more epoxy groups in the molecule, etc. Is mentioned.
- an aromatic epoxy compound is preferable from a viewpoint of reducing the curvature of hardened
- the aromatic epoxy compound is a compound having one or more aromatic rings (aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring) and one or more epoxy groups in the molecule.
- aromatic epoxy compound a compound in which a glycidoxy group is bonded to one or more carbon atoms constituting an aromatic ring having carbon atoms (particularly, an aromatic hydrocarbon ring) (aromatic glycidyl ether epoxy compound) is preferable. .
- aromatic glycidyl ether epoxy compound examples include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, biphenol type epoxy compounds, novolac type epoxy resins (for example, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolak type epoxy resins, bisphenols).
- novolac type epoxy resin of A A cresol novolac type epoxy resin of A
- naphthalene type epoxy compound epoxy compound obtained from trisphenolmethane, and the like.
- bisphenol A type epoxy compounds compounds having a bisphenol A skeleton and one or more epoxy groups
- novolak type epoxy resins are preferable.
- the aromatic glycidyl ether-based epoxy compound may have a substituent on the atoms constituting the aromatic ring.
- substituents include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, and 2-ethylhexyl.
- Alkyl groups (particularly linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms); methylcarbonyl group (acetyl group), ethylcarbonyl group, n-propylcarbonyl group, isopropylcarbonyl group, n-butyl
- a linear or branched alkyl-carbonyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a carbonyl group, isobutylcarbonyl group, s-butylcarbonyl group, t-butylcarbonyl group; halogen atom such as chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.
- the aromatic glycidyl ether-based epoxy compound can be produced by a known or conventional method and is not particularly limited.
- the aromatic glycidyl ether-based epoxy compound can be obtained by glycidyl etherification of an aromatic compound having a hydroxy group such as bisphenol, biphenol, or a phenol resin.
- the said aromatic glycidyl ether type epoxy compound can also use a commercial item.
- aromatic glycidyl ether-based epoxy compound a compound represented by the following formula (1) and a compound containing a structural unit represented by the following formula (2) are preferable.
- R is the same or different, and represents a group represented by the following formula (1a) or a group represented by the following formula (1b). However, at least one R in the formula (1) is a group (glycidyl group) represented by the formula (1a).
- X is the same or different and represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms).
- the linking group include a divalent hydrocarbon group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide group, and a group in which a plurality of these are linked.
- Examples of the divalent hydrocarbon group include a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the like.
- Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group.
- divalent alicyclic hydrocarbon group examples include 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, cyclopentylidene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclopentylene group, And cycloalkylene groups (including cycloalkylidene groups) such as cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group, and cyclohexylidene group.
- the linking group in X is particularly preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, A methylmethylene group and a dimethylmethylene group are preferred.
- X is particularly preferably a single bond, a methylmethylene group, or a dimethylmethylene group.
- the benzene ring in formula (1) and formula (1b) may have a substituent.
- the substituent on the benzene ring include the above-described substituents.
- the bonding position of the substituent on the benzene ring is not particularly limited, it is usually the 2nd and 6th carbon atoms when the position of the carbon atom of the benzene ring that is bonded to the oxygen atom is the 1st position.
- bonding position of each substituent may be the same and may differ.
- the compound represented by the formula (1) has a plurality of substituents, the plurality of substituents may be the same or different.
- the “plural substituents” include the substituent in the formula (1b).
- m represents an integer of 0 or more.
- Examples of the compound represented by the formula (1) include a biphenol type epoxy compound, a bisphenol A type epoxy compound, and a bisphenol F type epoxy compound.
- the equivalent of the epoxy group (epoxy equivalent) of the compound represented by the formula (1) is not particularly limited, but is preferably 50 to 20000, more preferably 100 to 1000, and still more preferably 150 to 500.
- the epoxy equivalent is 50 or more, the cured product tends not to be brittle.
- the epoxy equivalent is 20000 or less, the mechanical strength of the cured product tends to be improved.
- the epoxy equivalent is measured according to JIS K7236: 2001.
- the standard polystyrene equivalent weight average molecular weight of the compound represented by the formula (1) is not particularly limited, but is preferably 250 to 40000, more preferably 380 to 10000, and further preferably 300 to 1000.
- the weight average molecular weight is 250 or more, the mechanical strength, heat resistance, and light resistance of the cured product tend to be further improved.
- the weight average molecular weight is 40000 or less, the viscosity does not become too high and the fluidity during molding tends to be maintained low.
- the weight average molecular weight is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.
- n represents an integer of 2 or more.
- the compound having the structural unit represented by the formula (2) is a structural unit other than the structural unit represented by the formula (2) (for example, a structural unit in which the glycidoxy group in the formula (2) is substituted with a hydroxy group). You may have.
- Examples of the compound represented by the formula (2) include compounds in which at least a part of the hydroxy group in the phenol resin is substituted with a glycidoxy group.
- the phenol resin may be a novolak type or a resol type, but a novolak type is preferred.
- the benzene ring in formula (2) may have a substituent.
- substituent on the benzene ring include the above-described substituents.
- the bonding position of the substituent on the benzene ring is not particularly limited. When the compound represented by Formula (2) has a plurality of substituents, the bonding positions of the substituents may be the same or different. Moreover, when the compound represented by Formula (2) has two or more substituents, the plurality of substituents may be the same or different.
- Examples of the compound having the structural unit represented by the formula (2) include phenol novolac type epoxy resins and cresol novolac type epoxy resins.
- the equivalent of the epoxy group (epoxy equivalent) of the compound represented by the formula (2) is not particularly limited, but is preferably 50 to 1000, and more preferably 100 to 500.
- the epoxy equivalent is 50 or more, the cured product tends not to be brittle.
- the epoxy equivalent is 1000 or less, the mechanical strength of the cured product tends to be improved.
- the epoxy equivalent is measured according to JIS K7236: 2001.
- the aromatic glycidyl ether-based epoxy compound is not particularly limited, but preferably includes at least a compound represented by the following formula (I).
- R 1 is the same or different and represents a hydrogen atom or a substituent.
- substituents include the above-described substituents.
- an alkyl group is preferable, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, still more preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably Is a methyl group.
- the epoxy compound (a) can be used singly or in combination of two or more.
- the aromatic glycidyl ether epoxy compounds are, for example, trade names “YX4000”, “YX4000H”, “YL6121H” (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), trade names “YD series”, “YDPN / YDCN series”.
- Commercially available products such as Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. and trade name “SR-T Series” (Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.) can also be used.
- the epoxy compound (a) preferably exhibits a liquid state at normal temperature (25 ° C.) from the viewpoint of workability during preparation and casting. Moreover, even if it is the epoxy compound (a) which is solid at normal temperature (25 degreeC), as long as it shows liquid state after mix
- the content (blending amount) of the epoxy compound (a) in the curable resin composition of the present invention is not particularly limited, but is 0. 0% relative to the total weight (100% by weight) of the curable resin composition of the present invention. It is preferably 5 to 10% by weight, more preferably 1 to 8% by weight, still more preferably 2 to 6% by weight.
- the organic component in the compound (the curable resin composition of the present invention) becomes a sufficient amount, so that powder molding becomes easy. There is a tendency that chipping of the package is less likely to occur.
- the content of the epoxy compound (a) is 10% by weight or less, the content of the curable component in the curable resin composition of the present invention can be reduced, and a cured product (sealing)
- the linear expansion coefficient of the material is reduced, and the occurrence of defects such as warpage of the cured product tends to be further suppressed.
- the content (blending amount) of the epoxy compound (a) in the curable resin film (B) is not particularly limited, but is preferably 10 to 95% by weight with respect to 100% by weight of the curable resin film (B). It is preferably 30 to 90% by weight, more preferably 40 to 80% by weight. By setting the content of the epoxy compound (a) to 10% by weight or more, the strength and crack resistance of the cured product (sealing material) tend to be improved.
- the content of the epoxy compound (a) is set to 95% by weight or less, the content of the curable component in the curable resin composition of the present invention can be reduced, and a cured product (sealing)
- the linear expansion coefficient of the material is reduced, and the occurrence of defects such as warpage of the cured product tends to be further suppressed.
- each component for example, an epoxy compound (a), a hardening
- the amount can be appropriately selected from the range described so that the total amount is 100% by weight or less.
- the ratio of the aromatic epoxy compound to the total amount (100% by weight) of the epoxy compound contained in the curable resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50% by weight or more (eg, 50 to 100% by weight), More preferably, it is 60 weight% or more, More preferably, it is 80 weight% or more, Most preferably, it is 90 weight% or more.
- 50% by weight or more it is possible to further reduce the warpage of the cured product (sealing material).
- the curable resin film (B) may further contain, for example, a curing agent (b) and a curing accelerator (c) in addition to the essential components described above.
- the curable resin film (B) may further contain, for example, a curing catalyst (d) in addition to the above-described essential components.
- the curing agent (b) in the curable resin film (B) reacts with a compound having an epoxy group, such as the epoxy compound (a), to thereby produce the curable resin composition of the present invention (in particular, the curable resin film (B). )) Is a compound having a function of curing.
- a compound having an epoxy group such as the epoxy compound (a)
- the curing agent (b) known or conventional curing agents for epoxy resins can be used, and are not particularly limited.
- acid anhydrides for example, acid anhydride curing agents
- amines amine curing Agents
- polyamide resins for example, imidazoles (imidazole-based curing agents), polymercaptans (polymercaptan-based curing agents), phenols (phenol-based curing agents), polycarboxylic acids, dicyandiamides, organic acid hydrazides and the like.
- curable resin composition of this invention it is preferable to use a solid thing at 25 degreeC as a hardening
- acid anhydrides as the curing agent (b)
- known or conventional acid anhydride-based curing agents can be used, and are not particularly limited.
- methyltetrahydrophthalic anhydride (4 -Methyltetrahydrophthalic anhydride, 3-methyltetrahydrophthalic anhydride, etc.
- methylhexahydrophthalic anhydride such as 4-methylhexahydrophthalic anhydride, 3-methylhexahydrophthalic anhydride
- dodecenyl succinic anhydride methyl Endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylcyclohexene dicarboxylic anhydride, pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, anhydr
- saturated monocyclic hydrocarbon dicarboxylic acid anhydrides (including those in which a substituent such as an alkyl group is bonded to the ring) are preferable from the viewpoint of heat resistance and transparency of the cured product.
- amines (amine-based curing agent) as the curing agent (b), a known or conventional amine-based curing agent can be used, and is not particularly limited.
- ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine Aliphatic polyamines such as dipropylenediamine, diethylaminopropylamine, polypropylenetriamine; mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, diaminodicyclohexylmethane, bis (aminomethyl) cyclohexane, N-amino Cycloaliphatic polyamines such as ethylpiperazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -3,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane; m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, Len-2
- phenols phenolic curing agent
- known or conventional phenolic curing agents can be used, and are not particularly limited.
- novolac type phenol resins novolac type cresol resins
- paraxylylene-modified phenols examples thereof include aralkyl resins such as resins, paraxylylene / metaxylylene-modified phenol resins, terpene-modified phenol resins, dicyclopentadiene-modified phenol resins, and triphenol propane.
- polyamide resin as the curing agent (b) examples include a polyamide resin having one or both of a primary amino group and a secondary amino group in the molecule.
- imidazole as the curing agent (b), a known or commonly used imidazole curing agent can be used, and is not particularly limited.
- polymercaptans examples include liquid polymercaptan and polysulfide resin.
- polycarboxylic acids examples include adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, carboxy group-containing polyester, and the like.
- phenols phenolic curing agents
- curing agent (b) can also be used individually by 1 type in a curable resin film (B), and can also be used in combination of 2 or more type.
- the curing agent can be produced by a known or conventional method.
- trade names “Licacid MH-700”, “Licacid MH-700F”, “Licacid MH-700G”, “Licacid TH”, “Licacid CI” "HH", “Licacid HNA-100” (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.); trade name “HN-5500” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.); trade names "H-TMAn-S”, “H -TMAn "(manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.); trade name” YH1120 “(manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation); trade names” Tamanor PA “,” Tamanor 531 “,” Tamanor 758 “,” Tamanor 759 “ , “Tamanol 7705" (above, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.) can also be used.
- the content (blending amount) of the curing agent (b) is not particularly limited, but the total weight (100 weight) of the curable resin film (B). %) Is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 5 to 45% by weight, and still more preferably 10 to 40% by weight.
- the content of the curing agent (b) is 50% by weight or less, warpage is suppressed, and a cured product having high strength and high elasticity tends to be obtained.
- the content (blending amount) of the curing agent (b) in the curable resin film (B) is not particularly limited, but the curability of the present invention.
- the amount is preferably 10 to 200 parts by weight, more preferably 20 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy group-containing compounds contained in the resin composition. More specifically, when phenols are used as the curing agent (b), 0.5 to 1. per epoxy group equivalent in all compounds having an epoxy group contained in the curable resin composition of the present invention. It is preferable to use it at a ratio of 5 equivalents.
- the curing agent (b) By setting the content of the curing agent (b) to 10 parts by weight or more, the curing becomes more sufficient and the toughness of the cured product tends to be improved. On the other hand, by setting the content of the curing agent (b) to 200 parts by weight or less, warpage is suppressed, and a cured product having high strength and high elasticity tends to be obtained.
- the curing accelerator (c) in the curable resin film (B) is a compound having a function of accelerating the reaction rate when the compound having an epoxy group reacts with the curing agent (b).
- the curing accelerator (c) known or conventional curing accelerators can be used.
- 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 DBU or a salt thereof (for example, phenol Salt, octylate, p-toluenesulfonate, formate, tetraphenylborate, etc.); 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN) or a salt thereof (eg, phenol salt, Octylate, p-toluenesulfonate, formate, tetraphenylborate, etc.); benzyldimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, N, N-dimethylcyclohexylamine, etc.
- DBU 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7
- DBN 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5
- DBN 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5
- imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole and 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole
- Ether phosphines such as triphenyl phosphine
- phosphonium compounds such as tetraphenylphosphonium tetra (p- tolyl) borate
- organometallic salts such as zinc octylate and tin octylate
- metal chelate and the like.
- the curing accelerator (c) can be used singly or in combination of two or more.
- the curing accelerator (c) can also be produced by a known or conventional method.
- the trade names “U-CAT SA 506”, “U-CAT SA 102”, “U-CAT 5003”, “U-CAT 18X”, “12XD” developed product) (San Apro Co., Ltd.); trade names “TPP-K”, “TPP-MK” (Hokuko Chemical Co., Ltd.); Commercial products such as the name “PX-4ET” (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) can also be used.
- the content (blending amount) of the curing accelerator (c) in the curable resin film (B) is not particularly limited, but is curable resin.
- the content is preferably 0.0001 to 5% by weight, more preferably 0.001 to 3% by weight, based on the total weight (100% by weight) of the film (B).
- the content of the curing accelerator (c) is 0.0001% by weight or more, the curing reaction tends to proceed more efficiently.
- the content of the curing accelerator (c) is 5% by weight or less, the storability of the curable resin composition is further improved, the generation of stress is suppressed, and the curing is excellent in strength and crack resistance. There is a tendency to obtain easily.
- the content (blending amount) of the curing accelerator (c) in the curable resin film (B) is not particularly limited,
- the amount of the epoxy group-containing compound contained in the curable resin composition is preferably 0.05 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 3 parts by weight, still more preferably 0.2 to 3 parts by weight, particularly preferably 0.25 to 2.5 parts by weight.
- the content of the curing accelerator (c) is 5 parts by weight or less, the storability of the curable resin composition is further improved, the generation of stress is suppressed, and the curing is excellent in strength and crack resistance. There is a tendency to obtain easily.
- the curing catalyst (d) in the curable resin film (B) cures the curable resin composition by initiating and / or accelerating the curing reaction (polymerization reaction) of the cationic polymerizable compound such as the epoxy compound (a).
- a compound having a function of The curing catalyst (d) is not particularly limited.
- a cationic polymerization initiator photo cationic polymerization initiator, thermal cationic polymerization
- a cationic polymerization initiator that initiates polymerization by generating cationic species by performing light irradiation, heat treatment, or the like. Initiators, etc.
- Lewis acid / amine complexes Bronsted acid salts, imidazoles and the like.
- Examples of the photocationic polymerization initiator as the curing catalyst (d) include hexafluoroantimonate salts, pentafluorohydroxyantimonate salts, hexafluorophosphate salts, hexafluoroarsenate salts, and more specifically.
- triarylsulfonium hexafluorophosphate eg, p-phenylthiophenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate
- sulfonium salts such as triarylsulfonium hexafluoroantimonate (particularly, triarylsulfonium salts)
- diaryl iodonium hexafluorophosphate Diaryl iodonium hexafluoroantimonate, bis (dodecylphenyl) iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, iodine Iodonium salts such as nium [4- (4-methylphenyl-2-methylpropyl) phenyl] hexafluorophosphate; phosphonium salts such as tetrafluorophosphonium hexafluorophosphate; pyridinium salts such as N-he
- cationic photopolymerization initiator examples include, for example, trade names “UVACURE 1590” (manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd.); trade names “CD-1010”, “CD-1011”, “CD-1012” (above, the United States).
- Commercial products such as Sartomer); trade name “Irgacure 264” (manufactured by BASF); trade name “CIT-1682” (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) can be preferably used.
- thermal cationic polymerization initiator examples include aryldiazonium salts, aryliodonium salts, arylsulfonium salts, allene-ion complexes, etc., and trade names “PP-33”, “CP-66”.
- thermal cationic polymerization initiator a compound of a chelate compound of a metal such as aluminum or titanium and acetoacetic acid or diketone and a silanol such as triphenylsilanol, or a metal such as aluminum or titanium and acetoacetic acid or diketone
- a compound of a chelate compound with a phenol and a phenol such as bisphenol S.
- a known or commonly used Lewis acid / amine complex-based curing catalyst can be used, and is not particularly limited.
- a known or commonly used Lewis acid / amine complex-based curing catalyst can be used, and is not particularly limited.
- Bronsted acid salt as the curing catalyst (d), known or commonly used Bronsted acid salts can be used, and are not particularly limited.
- aliphatic sulfonium salts, aromatic sulfonium salts, iodonium salts, phosphonium Examples include salts.
- imidazole as the curing catalyst (d), known or commonly used imidazoles can be used, and are not particularly limited.
- the curing catalyst (d) can be used singly or in combination of two or more.
- a commercial item can also be used as a curing catalyst (d).
- the content (blending amount) of the curing catalyst (d) in the curable resin film (B) is not particularly limited. It is preferably 0.0001 to 5% by weight, more preferably 0.001 to 1% by weight, based on the total weight (100% by weight) of B). By using the curing catalyst (d) within the above range, a cured product having excellent heat resistance and crack resistance can be obtained.
- the content (blending amount) of the curing catalyst (d) in the curable resin film (B) is not particularly limited, but the curability of the present invention.
- the amount is preferably 0.0001 to 15 parts by weight, more preferably 0.01 to 12 parts by weight, still more preferably 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the cationically polymerizable compounds contained in the resin composition. Particularly preferred is 0.05 to 8 parts by weight.
- the content of the curable resin film (B) is not particularly limited, but is preferably 1 to 25% by weight relative to the total weight (100% by weight) of the curable resin composition of the present invention, more preferably 1. 5 to 20% by weight, more preferably 2 to 15% by weight.
- the curability of the curable resin composition of the present invention is improved, and the linear expansion coefficient of the cured product (sealing material) becomes lower.
- the sealing material tends to be less likely to warp.
- the thickness of the curable resin film (B) tends to be appropriate, and the distance between the inorganic fillers (A) becomes more appropriate.
- content of the component which has curability in the curable resin composition of this invention can be decreased, the linear expansion coefficient of hardened
- the weight (content) of the curable resin film (B) is the same as the weight (content) excluding the solvent of the composition forming the curable resin film (B), and the curable resin film (B).
- the weight of the component added to the curable resin composition of the present invention separately from the composition for forming is not included.
- the curable resin composition of the present invention may contain various additives within a range that does not impair the effects of the present invention.
- a compound having a hydroxy group such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, or glycerin
- the reaction can be allowed to proceed slowly.
- silicone and fluorine antifoaming agents, leveling agents, and silane coupling agents such as ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, as long as the effects of the present invention are not impaired.
- the said additive may be contained in curable resin film (B), and may be contained in curable resin composition of this invention other than curable resin film (B). That is, the additive may be contained in the composition for forming the curable resin film (B), or the curable resin composition of the present invention separately from the composition for forming the curable resin film (B). It may be added to the product. Content of the said additive is not specifically limited, It can select suitably in the range which does not impair the effect of this invention.
- the curable resin composition of the present invention contains a release agent
- continuous molding by a molding method using a mold such as powder molding becomes easy, and a cured product (sealing material) is manufactured with high productivity.
- the release agent known or commonly used release agents can be used, and are not particularly limited.
- fluorine release agents fluorine atom-containing compounds; such as fluorine oil and polytetrafluoroethylene
- Silicone release agents silicone compounds; for example, silicone oil, silicone wax, silicone resin, polyorganosiloxane having a polyoxyalkylene unit
- wax release agents wax release agents
- plant waxes such as carnauba wax
- Animal waxes such as wool wax, paraffins such as paraffin wax, polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, etc.
- higher fatty acids or salts thereof for example, metal salts
- higher fatty acid esters higher fatty acid amides, mineral oils, etc.
- one type of release agent can be used alone, or two or more types can be used in combination.
- a mold release agent can also be manufactured by a well-known thru
- the content (blending amount) of the release agent in the curable resin composition of the present invention is not particularly limited, but the curable resin composition of the present invention.
- the amount is preferably 0.5 to 12 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the compound having an epoxy group contained in the product.
- the curable resin composition of the present invention is a resin composition for semiconductor encapsulation.
- the curable resin composition of this invention contains black pigments, such as carbon black, as a coloring agent or a pigment.
- the content (blending amount) of the black pigment in the curable resin composition of the present invention is not particularly limited, but the curable resin composition of the present invention The amount is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight, based on the total weight (100% by weight).
- the curable resin composition of the present invention is preferably solid at room temperature (for example, 25 ° C.).
- the curable resin composition of the present invention is particularly suitable for powder molding, and can be preferably used as a curable resin composition for powder molding.
- the curable resin composition of the present invention is less likely to warp after curing.
- the curable resin composition of the present invention may be any of a resin composition for transfer molding, a resin composition for compression molding, and a resin composition for powder molding (resin composition for compression molding).
- the curable resin composition of the present invention is particularly preferably a resin composition for powder molding because warpage is not particularly likely to occur in a cured product formed by powder molding.
- thermosetting resin when using a thermosetting resin, it is necessary to hold the thermosetting resin in the mold until the curing is completed in the molding by transfer molding or compression molding. For this reason, in order to improve the molding cycle, it is necessary to increase the curing rate of the thermosetting resin. On the other hand, if the curing rate is increased, the storage stability of the thermosetting resin is lowered. There was a limit to improvement. On the other hand, since the curable resin composition of the present invention is particularly suitable for powder molding, when the curable resin composition of the present invention is a curable resin composition for powder molding, the cured product is reduced. Can be manufactured at low cost and high production efficiency.
- the cured product can be taken out from the mold immediately after molding, so that the molding cycle can be significantly shortened compared to transfer molding.
- a curing process such as heating or light irradiation at the time of powder molding
- the cured product can be taken out from the mold immediately after molding, so that the molding cycle can be significantly shortened compared to transfer molding.
- the curable resin composition of the present invention is subjected to powder molding, unlike the case of transfer molding, it is not necessary to flow the resin composition, and the content of the relatively inexpensive inorganic filler is greatly increased.
- the tableting process can be omitted, a cured product can be produced at a lower cost than transfer molding.
- the curable resin composition of the present invention is not particularly limited, but a curable resin film is formed by applying a composition (curable resin composition) that forms the curable resin film (B) to the inorganic filler (A).
- (B) can be prepared by obtaining the inorganic filler (A) formed on the surface and further adding an additive or the like as necessary.
- composition which forms curable resin film (B) is not specifically limited, it prepares by stirring and mixing each said component contained in curable resin film (B) in the state heated as needed. can do.
- the composition for forming the curable resin film (B) can be used as a one-component composition in which each component is mixed in advance, for example, stored separately. It can also be used as a multi-liquid (for example, two-liquid) composition in which two or more components are mixed at a predetermined ratio before use.
- the stirring / mixing method is not particularly limited, and for example, known or conventional stirring / mixing means such as various mixers such as a dissolver and a homogenizer, a kneader, a roll, a bead mill, a self-revolving stirrer and the like can be used. Further, after stirring and mixing, defoaming may be performed under vacuum.
- known or conventional stirring / mixing means such as various mixers such as a dissolver and a homogenizer, a kneader, a roll, a bead mill, a self-revolving stirrer and the like can be used. Further, after stirring and mixing, defoaming may be performed under vacuum.
- composition for forming the curable resin film (B) is performed, for example, by adding the inorganic filler (A) to a high-speed stirring apparatus such as a spray dryer apparatus or a Henschel mixer and stirring the curable resin film (B).
- a high-speed stirring apparatus such as a spray dryer apparatus or a Henschel mixer
- an organic component such as an epoxy resin (a), a curing agent (b), or a curing catalyst (d), or a solution obtained by dissolving the organic component in a solvent, if necessary
- an organic component such as an epoxy resin (a), a curing agent (b), or a curing catalyst (d), or a solution obtained by dissolving the organic component in a solvent, if necessary
- the curable resin composition of the present invention is a B-stage cured product obtained by heating and reacting a part of the epoxy compound (a) and the curing agent (b) in the curable resin composition. May be a curable resin composition (a curable resin composition in a B-stage state).
- the curable resin composition of the present invention is a resin composition for sealing a semiconductor element in a semiconductor device, that is, a semiconductor sealing resin composition (semiconductor element sealing agent in a semiconductor device).
- a semiconductor sealing resin composition semiconductor element sealing agent in a semiconductor device.
- a cured product (sometimes referred to as “cured product of the present invention”) is obtained.
- the curable resin composition of the present invention is formed into a desired shape (for example, a semiconductor by powder molding). After forming into a device package shape), it is removed from the mold and cured by heating or light irradiation using a heating device (such as an oven) or a light irradiation device. There is no need, and the molded product can be taken out from the mold immediately after molding, and the production efficiency is high and the cost is low.
- the heating temperature (curing temperature) at the time of curing is not particularly limited, but is preferably 100 to 200 ° C, more preferably 150 to 190 ° C. Moreover, the conditions of light irradiation at the time of hardening are not specifically limited, It can set suitably.
- the semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with a cured product of the curable resin composition (resin composition for semiconductor encapsulation) of the present invention.
- the curable resin composition of the present invention prepared by the above-described method is injected into a predetermined molding die (powder molding die or the like) provided with the semiconductor element and pressed. Then, it can be carried out by heat curing under predetermined conditions. Thereby, the semiconductor device with which the semiconductor element was sealed with the hardened
- the curing temperature and the curing time can be appropriately set within the same range as when the cured product is prepared.
- the unit of the compounding quantity of each component of the curable resin composition in Table 1 is parts by weight. Further, “-” in Table 1 means that the component was not blended.
- Example 1 Preparation of curable resin composition
- aromatic glycidyl ether type epoxy compounds (trade name “YX4000H”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), aromatic glycidyl ether type epoxy compounds (trade name “YDCN-700-7”), Shinichi (Made by Sumikin Chemical Co., Ltd.), aromatic glycidyl ether epoxy compound (trade name “SR-BSP”, Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.), curing agent (trade name “Tamanor 758”, Arakawa Chemical Industries) Product), triphenylphosphine, carnauba wax, and silane coupling agent (trade name “Z-6040”, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) were dissolved in 300 parts by weight of toluene.
- thermosetting resin composition was prepared by drying the solvent with an active gas (hot air). In this example, nitrogen was used as the inert gas.
- a cured product was obtained by subjecting the powdery curable resin composition prepared above to powder molding. Specifically, the powdery curable resin composition prepared above is put into a mold processed into a molded shape, and this is pressurized with a press machine at 175 ° C. for 120 seconds, and has a diameter of 6 inches and a thickness of 0. A resin molded body having a molded product shape of 5 mm was obtained. The obtained resin molded body was put in an oven as it was and heated at 175 ° C. for 5 hours to obtain a cured product.
- Examples 2 and 3 A powdery curable resin composition (thermosetting resin composition) and a cured product thereof were prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the curable resin composition was changed as shown in Table 1. did.
- Comparative Example 1 [Preparation of curable resin composition] An epoxy compound, a curing agent, a curing accelerator, a mold release agent, a silane coupling agent, silica, antimony trioxide, and carbon black were blended with a supermixer in the formulation shown in Table 1 (unit: part by weight). Next, the mixture was melt-kneaded with a kneader and pulverized after cooling to prepare a powdery curable resin composition (thermosetting resin composition).
- a cured product was obtained by subjecting to powder molding in the same manner as in Example 1 except that the powdery curable resin composition prepared above was used.
- Tamanol 758 Trade name “Tamanol 758” (phenolic curing agent), manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. (curing accelerator) Triphenylphosphine: Johoku Chemical Industry Co., Ltd. (release agent) Carnauba wax: Toa Kasei Co., Ltd. (silane coupling agent) Z-6040: Trade name “Z-6040”, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
- FB-940 trade name “FB-940” (silica), manufactured by Denka Corporation
- HS-106 trade name “HS-106” (silica)
- Micron AZ10-75 trade name “AZ10-75” ( Alumina), manufactured by Micron (flame retardant)
- Antimony trioxide manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.
- colorant Carbon black: Tokai Carbon Co., Ltd.
- the curable resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is a resin composition for encapsulating a semiconductor element in a semiconductor device, that is, a resin composition for encapsulating a semiconductor (semiconductor element encapsulant in a semiconductor device). is there.
- a semiconductor sealing resin composition By using the curable resin composition of the present invention as a semiconductor sealing resin composition, a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with a cured product with reduced warpage can be obtained.
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Abstract
反りが発生しにくい硬化物を形成できる半導体封止用硬化性樹脂組成物を提供する。 無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを含むことを特徴とする半導体封止用硬化性樹脂組成物。無機充填剤(A)の含有量は、前記半導体封止用樹脂組成物の総重量に対して75~99重量%であることが好ましい。前記硬化性樹脂皮膜(B)は、エポキシ化合物(a)と、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)と、を含有することが好ましい。
Description
本発明は、半導体封止用硬化性樹脂組成物(特に、粉体成形用硬化性樹脂組成物)及びその硬化物、並びに該硬化物により半導体素子が封止された半導体装置に関する。本願は、2016年2月12日に、日本に出願した特願2016-024901号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体には、半導体素子を光、熱、湿気、ほこり、物理的衝撃等から保護するために、半導体素子を被覆する樹脂(封止材)が設けられている。半導体の封止材には、耐熱性、耐湿性等が求められる。
半導体の封止材は、エポキシ樹脂組成物とシリカとを含む硬化性樹脂組成物であってシリカを60~70重量%程度含む材料を用い、トランスファー成形により半導体を封止するように形成されていることが多い。また、上記トランスファー成形以外に、エポキシ樹脂を含む組成物を用いて圧縮成形により半導体を封止する方法も知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、上記のエポキシ樹脂組成物とシリカとを含む硬化性樹脂組成物であってシリカを60~70重量%程度含む材料を用いてトランスファー成形により形成した場合、得られた封止材には反りが発生しやすいという問題があった。また、上記特許文献1及び2に記載の材料を用いて圧縮成形(粉体成形)により形成された封止材も、反りが発生しやすかった。このため、封止材を形成した際に反りが発生しにくい材料が求められているのが現状である。
従って、本発明の目的は、反りが発生しにくい硬化物を形成できる半導体封止用硬化性樹脂組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、反りが低減された硬化物を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、反りが低減された封止材を有する半導体装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、反りが低減された硬化物を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、反りが低減された封止材を有する半導体装置を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、表面を硬化性樹脂組成物の皮膜で覆われた無機充填剤を含む組成物が、反りが発生しにくい硬化物を形成できることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを含むことを特徴とする半導体封止用硬化性樹脂組成物を提供する。
無機充填剤(A)の含有量は、前記半導体封止用樹脂組成物の総重量に対して75~99重量%であることが好ましい。
前記硬化性樹脂皮膜(B)は、エポキシ化合物(a)と、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)と、を含有することが好ましい。
無機充填剤(A)は、シリカ、アルミナ、及び窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
前記半導体封止用硬化性樹脂組成物は、粉体成形用樹脂組成物であることが好ましい。
また、本発明は、前記の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物を提供する。
また、本発明は、前記の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置を提供する。
すなわち、本発明は、以下に関する。
[1]無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを含むことを特徴とする、半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[2]無機充填剤(A)の含有量が、前記半導体封止用樹脂組成物の総重量に対して75~99重量%(好ましくは80~98.5重量%、より好ましくは85~98重量%)である、[1]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[3]硬化性樹脂皮膜(B)の厚みが0.005~0.5μm(好ましくは0.01~0.3μm、より好ましくは0.01~0.2μm)である、[1]又は[2]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[4]硬化性樹脂皮膜(B)が、エポキシ化合物(a)と、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)と、を含有する、請求項[1]~[3]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[5]エポキシ化合物(a)が、芳香族エポキシ化合物(好ましくは芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物、より好ましくビスフェノールA型エポキシ化合物及びノボラック型エポキシ樹脂からなる群より選択される1以上)を含む、[4]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[6]エポキシ化合物(a)が、下記式(1)
[式(1)中、Rは、同一又は異なって、下記式(1a)で表される基又は下記式(1b)で表される基を示す。但し、Rの少なくとも1つは、式(1a)で表される基(グリシジル基)である。
Xは、同一又は異なって、単結合又は連結基を示す。mは、0以上の整数を示す。]
で表される化合物及び下記式(2)
[式(2)中、nは、2以上の整数を示す。]
で表される構造単位を含む化合物からなる群より選択される1以上の化合物を含む、[4]又は[5]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[7]前記式(1)で表される化合物を含有し、前記式(1)で表される化合物のエポキシ基の当量が、50~20000(好ましくは100~1000、より好ましくは150~500)である、[6]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[8]前記式(2)で表される化合物を含有し、前記式(2)で表される化合物のエポキシ基の当量が、50~1000(好ましくは100~500)である、[6]又は[7]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[9]エポキシ化合物(a)が、下記式(I)
[式(1)中、R1は、同一又は異なって、水素原子又はアルキル基を示す。]
で表される化合物を含む、[4]~[8]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[10]エポキシ化合物(a)が、25℃で液状を呈する、[4]~[9]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[11]前記硬化性樹脂組成物におけるエポキシ化合物(a)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物の総重量に対して、0.5~10重量%(好ましくは1~8重量%、より好ましくは2~6重量%)である、[4]~[10]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[12]硬化性樹脂皮膜(B)におけるエポキシ化合物(a)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)100重量%に対して、10~95重量%(好ましくは30~90重量%、より好ましくは40~80重量%)である、[4]~[11]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[13]硬化剤(b)を含有し、硬化剤(b)が25℃で固体状である、[4]~[12]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[14]硬化剤(b)を含有し、硬化剤(b)がフェノール系硬化剤を含む、[4]~[13]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[15]前記硬化性樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ基を有する化合物におけるエポキシ基1当量あたり、0.5~1.5当量となる割合で前記フェノール系硬化剤を含む、[14]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[16]硬化剤(b)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量に対して、1~50重量%(好ましくは5~45重量%、より好ましくは10~40重量%)である、[4]~[15]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[17]硬化剤(b)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、10~200重量部(好ましくは20~100重量部)である、[4]~[16]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[18]硬化樹脂皮膜(B)が硬化剤(b)及び硬化促進剤(c)を含有する、[4]~[17]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[19]硬化促進剤(c)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量に対して、0.0001~5重量%(好ましくは0.001~3重量%)である、[18]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[20]硬化促進剤(c)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.05~5重量部(好ましくは0.1~3重量部、より好ましくは0.2~3重量部、さらに好ましくは0.25~2.5重量部)である、[18]又は[19]の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[21]硬化触媒(d)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量に対して、0.0001~5重量%(好ましくは0.001~1重量%)である、[4]~[20]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[22]硬化触媒(d)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるカチオン重合性化合物の全量100重量部に対して、0.0001~15重量部(好ましくは0.01~12重量部、より好ましくは0.05~10重量部、さらに好ましくは0.05~8重量部)である、[4]~[21]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[23]無機充填剤(A)が、シリカ、アルミナ、及び窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有する、[1]~[22]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[24]無機充填剤(A)がシリカである、[1]~[23]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[25]前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ化合物の全量に対する芳香族エポキシ化合物の割合が、50重量%以上(好ましくは60重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上)である、[1]~[24]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[26]硬化性樹脂皮膜(B)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物の総重量に対して、1~25重量%(好ましくは1.5~20重量%、より好ましくは2~15重量%)である、[1]~[25]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[27]着色剤を含有する、[1]~[26]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[28]着色剤として黒色顔料を含有し、黒色顔料の含有量が、前記硬化性樹脂組成物の総重量に対して、0.01~5重量%(好ましくは0.05~1重量%)である、[1]~[27]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[29]離型剤を含有する、[1]~[28]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[30]離型剤の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.5~12重量部(好ましくは1~10重量部)である、[29]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[31]25℃で固体である、[1]~[30]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[32]粉体成形用樹脂組成物である、[1]~[31]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[33][1]~[32]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物。
[34][33]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置。
[1]無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを含むことを特徴とする、半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[2]無機充填剤(A)の含有量が、前記半導体封止用樹脂組成物の総重量に対して75~99重量%(好ましくは80~98.5重量%、より好ましくは85~98重量%)である、[1]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[3]硬化性樹脂皮膜(B)の厚みが0.005~0.5μm(好ましくは0.01~0.3μm、より好ましくは0.01~0.2μm)である、[1]又は[2]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[4]硬化性樹脂皮膜(B)が、エポキシ化合物(a)と、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)と、を含有する、請求項[1]~[3]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[5]エポキシ化合物(a)が、芳香族エポキシ化合物(好ましくは芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物、より好ましくビスフェノールA型エポキシ化合物及びノボラック型エポキシ樹脂からなる群より選択される1以上)を含む、[4]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[6]エポキシ化合物(a)が、下記式(1)
で表される化合物及び下記式(2)
で表される構造単位を含む化合物からなる群より選択される1以上の化合物を含む、[4]又は[5]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[7]前記式(1)で表される化合物を含有し、前記式(1)で表される化合物のエポキシ基の当量が、50~20000(好ましくは100~1000、より好ましくは150~500)である、[6]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[8]前記式(2)で表される化合物を含有し、前記式(2)で表される化合物のエポキシ基の当量が、50~1000(好ましくは100~500)である、[6]又は[7]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[9]エポキシ化合物(a)が、下記式(I)
で表される化合物を含む、[4]~[8]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[10]エポキシ化合物(a)が、25℃で液状を呈する、[4]~[9]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[11]前記硬化性樹脂組成物におけるエポキシ化合物(a)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物の総重量に対して、0.5~10重量%(好ましくは1~8重量%、より好ましくは2~6重量%)である、[4]~[10]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[12]硬化性樹脂皮膜(B)におけるエポキシ化合物(a)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)100重量%に対して、10~95重量%(好ましくは30~90重量%、より好ましくは40~80重量%)である、[4]~[11]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[13]硬化剤(b)を含有し、硬化剤(b)が25℃で固体状である、[4]~[12]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[14]硬化剤(b)を含有し、硬化剤(b)がフェノール系硬化剤を含む、[4]~[13]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[15]前記硬化性樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ基を有する化合物におけるエポキシ基1当量あたり、0.5~1.5当量となる割合で前記フェノール系硬化剤を含む、[14]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[16]硬化剤(b)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量に対して、1~50重量%(好ましくは5~45重量%、より好ましくは10~40重量%)である、[4]~[15]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[17]硬化剤(b)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、10~200重量部(好ましくは20~100重量部)である、[4]~[16]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[18]硬化樹脂皮膜(B)が硬化剤(b)及び硬化促進剤(c)を含有する、[4]~[17]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[19]硬化促進剤(c)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量に対して、0.0001~5重量%(好ましくは0.001~3重量%)である、[18]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[20]硬化促進剤(c)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.05~5重量部(好ましくは0.1~3重量部、より好ましくは0.2~3重量部、さらに好ましくは0.25~2.5重量部)である、[18]又は[19]の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[21]硬化触媒(d)の含有量が、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量に対して、0.0001~5重量%(好ましくは0.001~1重量%)である、[4]~[20]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[22]硬化触媒(d)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるカチオン重合性化合物の全量100重量部に対して、0.0001~15重量部(好ましくは0.01~12重量部、より好ましくは0.05~10重量部、さらに好ましくは0.05~8重量部)である、[4]~[21]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[23]無機充填剤(A)が、シリカ、アルミナ、及び窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有する、[1]~[22]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[24]無機充填剤(A)がシリカである、[1]~[23]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[25]前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ化合物の全量に対する芳香族エポキシ化合物の割合が、50重量%以上(好ましくは60重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上)である、[1]~[24]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[26]硬化性樹脂皮膜(B)の含有量が、前記硬化性樹脂組成物の総重量に対して、1~25重量%(好ましくは1.5~20重量%、より好ましくは2~15重量%)である、[1]~[25]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[27]着色剤を含有する、[1]~[26]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[28]着色剤として黒色顔料を含有し、黒色顔料の含有量が、前記硬化性樹脂組成物の総重量に対して、0.01~5重量%(好ましくは0.05~1重量%)である、[1]~[27]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[29]離型剤を含有する、[1]~[28]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[30]離型剤の含有量が、前記硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.5~12重量部(好ましくは1~10重量部)である、[29]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[31]25℃で固体である、[1]~[30]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[32]粉体成形用樹脂組成物である、[1]~[31]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
[33][1]~[32]のいずれか1つに記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物。
[34][33]に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置。
本発明の半導体封止用硬化性樹脂組成物は上記構成を有するため、硬化性樹脂皮膜(B)の存在により、該硬化性樹脂皮膜(B)を硬化させることによって無機充填剤(A)同士の密着が強固となり、硬化物(封止材)の線膨張係数が低くなることによるものと推測されるが、粉体成形により形成した際に反りが発生しにくい硬化物を形成できる。
また、本発明の半導体封止用硬化性樹脂組成物を用いて、粉体成形によって封止材を形成して半導体素子を封止する場合、生産性に優れ、低コストとすることができる。
<半導体封止用硬化性樹脂組成物>
本発明の半導体封止用硬化性樹脂組成物(単に「本発明の硬化性樹脂組成物」と称する場合がある)は、無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを必須成分として含む硬化性樹脂組成物である。本発明の硬化性樹脂組成物は、上記必須成分以外にも、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。なお、本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)として加熱により硬化反応を開始乃至促進させるもの(例えば、後述の酸無水物系硬化剤や熱カチオン重合開始剤等)を用いた場合には、熱硬化性樹脂組成物として使用することができる。一方、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)として光照射により硬化反応を開始乃至促進させるもの(例えば、後述の光カチオン重合開始剤等)を用いた場合には、光硬化性樹脂組成物として使用することができる。
本発明の半導体封止用硬化性樹脂組成物(単に「本発明の硬化性樹脂組成物」と称する場合がある)は、無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを必須成分として含む硬化性樹脂組成物である。本発明の硬化性樹脂組成物は、上記必須成分以外にも、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。なお、本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)として加熱により硬化反応を開始乃至促進させるもの(例えば、後述の酸無水物系硬化剤や熱カチオン重合開始剤等)を用いた場合には、熱硬化性樹脂組成物として使用することができる。一方、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)として光照射により硬化反応を開始乃至促進させるもの(例えば、後述の光カチオン重合開始剤等)を用いた場合には、光硬化性樹脂組成物として使用することができる。
[無機充填剤(A)]
無機充填剤(A)としては、公知乃至慣用の無機充填剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ(酸化アルミニウム)、ジルコン、珪酸カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、フォステライト、ステアタイト、スピネル、クレー、カオリン、ドロマイト、ヒドロキシアパタイト、ネフェリンサイナイト、クリストバライト、ウォラストナイト、珪藻土、タルク等の粉体、又はこれらの成型体(例えば、球形化したビーズ等)等が挙げられる。また、無機充填剤(A)としては、上述の無機充填剤に公知乃至慣用の表面処理が施されたもの等も挙げられる。中でも、無機充填剤(A)としては、硬化物(封止材)の線膨張係数が低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる観点から、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウムが好ましく、より好ましくはシリカ(シリカフィラー)である。
無機充填剤(A)としては、公知乃至慣用の無機充填剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ(酸化アルミニウム)、ジルコン、珪酸カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、フォステライト、ステアタイト、スピネル、クレー、カオリン、ドロマイト、ヒドロキシアパタイト、ネフェリンサイナイト、クリストバライト、ウォラストナイト、珪藻土、タルク等の粉体、又はこれらの成型体(例えば、球形化したビーズ等)等が挙げられる。また、無機充填剤(A)としては、上述の無機充填剤に公知乃至慣用の表面処理が施されたもの等も挙げられる。中でも、無機充填剤(A)としては、硬化物(封止材)の線膨張係数が低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる観点から、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウムが好ましく、より好ましくはシリカ(シリカフィラー)である。
シリカとしては、特に限定されず、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、高純度合成シリカ等の公知乃至慣用のシリカを使用できる。なお、シリカとしては、公知乃至慣用の表面処理[例えば、金属酸化物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、有機酸、ポリオール、シリコーン等の表面処理剤による表面処理等]が施されたものを使用することもできる。
シリカの形状は、特に限定されないが、例えば、粉体、球状、破砕状、繊維状、針状、鱗片状等が挙げられる。中でも、分散性の観点で、球状のシリカが好ましく、特に真球状のシリカ(例えば、アスペクト比が1.2以下の球状のシリカ)が好ましい。
シリカの中心粒径は、特に限定されないが、硬化物の強度、耐クラック性向上の観点で、0.1~50μmが好ましく、より好ましくは0.1~30μmである。なお、上記中心粒径は、レーザー回折・散乱法で測定した粒度分布における積算値50%での粒径(メディアン径)を意味する。
なお、本発明の硬化性樹脂組成物において無機充填剤(A)は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、無機充填剤(A)は、公知乃至慣用の製造方法により製造することもできるし、例えば、商品名「FB-910」、「FB-940」、「FB-950」(以上、デンカ(株)製)、商品名「MSR-2212」、「MSR-25」(以上、(株)龍森製)、商品名「HS-105」、「HS-106」、「HS-107」(以上、マイクロン社製)等の市販品を使用することもできる。
本発明の硬化性樹脂組成物における無機充填剤(A)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物の総重量(100重量%)に対して、75~99重量%が好ましく、より好ましくは80~98.5重量%、さらに好ましくは85~98重量%である。無機充填剤(A)の含有量を75重量%以上とすることにより、本発明の硬化性樹脂組成物中の硬化性を有する成分の含有量を少なくすることができ、硬化物(封止材)の線膨張係数がより低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる傾向がある。また、成形(特に、粉体成形)時の未充填等の問題が抑制される傾向がある。一方、無機充填剤(A)の含有量を99重量%以下とすることにより、硬化後は無機充填剤(A)同士の密着がより強固となり、硬化物(封止材)の線膨張係数がより低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる傾向がある。また、無機充填剤(A)の脱落や成形時にパッケージの欠けが発生しにくくなる傾向がある。
なお、本明細書において、本発明の硬化性樹脂組成物に含まれる各成分(例えば、無機充填剤(A)、硬化性樹脂皮膜(B)等)の含有量は、それぞれ、合計が100重量%以下となるように、記載の範囲内から適宜選択することができる。
[硬化性樹脂皮膜(B)]
硬化性樹脂皮膜(B)は、無機充填剤(A)の表面を覆うように形成されている。無機充填剤(A)が硬化性樹脂皮膜(B)で覆われていることにより、硬化後は無機充填剤(A)同士の密着が強固となり、硬化物(封止材)の線膨張係数が低くなって、該封止材の反りが生じにくくなる傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)は、無機充填剤(A)の表面を覆うように形成されている。無機充填剤(A)が硬化性樹脂皮膜(B)で覆われていることにより、硬化後は無機充填剤(A)同士の密着が強固となり、硬化物(封止材)の線膨張係数が低くなって、該封止材の反りが生じにくくなる傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)の厚みは、特に限定されないが、0.005~0.5μmが好ましく、より好ましくは0.01~0.3μm、さらに好ましくは0.01~0.2μmである。上記厚みが上記範囲内であると、無機充填剤(A)同士の距離がより適切となり、硬化物(封止材)の線膨張係数がより低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)は、樹脂又は硬化により樹脂を形成する成分を必須成分として含有する硬化性の組成物(硬化性樹脂組成物)である。例えば、硬化性樹脂皮膜(B)は、加熱により硬化させて硬化物へと転化可能な熱硬化性組成物として使用できる。硬化性樹脂皮膜(B)が硬化することにより、本発明の硬化性樹脂組成物は硬化する。
硬化性樹脂皮膜(B)は、硬化性の化合物を含む。上記硬化性の化合物としては、特に限定されず、公知乃至慣用の硬化性を有する化合物が使用できる。本発明の硬化性樹脂組成物は、無機充填剤(A)の表面が硬化性樹脂皮膜(B)により覆われた構成を有することにより、該硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物の反りを発生しにくくすることができ、硬化性の化合物の種類は特に限定されない。上記硬化性の化合物としては、中でも、エポキシ化合物(a)が好ましい。
(エポキシ化合物(a))
エポキシ化合物(a)は、分子内にエポキシ基(オキシラニル基)を1つ以上有する化合物である。中でも、エポキシ化合物(a)としては、分子内にエポキシ基を2つ以上(好ましくは2~6つ、より好ましくは2~4つ)有する化合物が好ましい。
エポキシ化合物(a)は、分子内にエポキシ基(オキシラニル基)を1つ以上有する化合物である。中でも、エポキシ化合物(a)としては、分子内にエポキシ基を2つ以上(好ましくは2~6つ、より好ましくは2~4つ)有する化合物が好ましい。
エポキシ化合物(a)としては、公知乃至慣用のエポキシ化合物を使用でき、特に限定されないが、例えば、脂環式エポキシ化合物(脂環式エポキシ樹脂);脂肪族ポリグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物(脂肪族エポキシ樹脂);ビスフェノールA型エポキシ化合物等の芳香族エポキシ化合物(芳香族エポキシ樹脂);複素環式エポキシ化合物(複素環式エポキシ樹脂)、分子内にエポキシ基を1個以上有するシロキサン誘導体等が挙げられる。中でも、硬化物(封止材)の反りをより低減させる観点で、芳香族エポキシ化合物が好ましい。
上記芳香族エポキシ化合物は、分子内に1個以上の芳香環(芳香族炭化水素環又は芳香族複素環)と1個以上のエポキシ基とを有する化合物である。芳香族エポキシ化合物としては、中でも、炭素原子を有する芳香環(特に、芳香族炭化水素環)を構成する1以上の炭素原子にグリシドキシ基が結合した化合物(芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物)が好ましい。
上記芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等)、ナフタレン型エポキシ化合物、トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物等が挙げられる。中でも、ビスフェノールA型エポキシ化合物(ビスフェノールA骨格と1個以上のエポキシ基とを有する化合物)、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
上記芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物は、芳香環を構成する原子上に置換基を有していてもよい。上記置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基等のアルキル基(特に、炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基);メチルカルボニル基(アセチル基)、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基、イソプロピルカルボニル基、n-ブチルカルボニル基、イソブチルカルボニル基、s-ブチルカルボニル基、t-ブチルカルボニル基等の炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖状のアルキル-カルボニル基;塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;ヒドロキシ基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブチルオキシ基等のアルコキシ基(好ましくはC1-6アルコキシ基、より好ましくはC1-4アルコキシ基);アリルオキシ基等のアルケニルオキシ基(好ましくはC2-6アルケニルオキシ基、より好ましくはC2-4アルケニルオキシ基);アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基等のアシルオキシ基(好ましくはC1-12アシルオキシ基);メルカプト基;メチルチオ基、エチルチオ基等のアルキルチオ基(好ましくはC1-6アルキルチオ基、より好ましくはC1-4アルキルチオ基);アリルチオ基等のアルケニルチオ基(好ましくはC2-6アルケニルチオ基、より好ましくはC2-4アルケニルチオ基);カルボキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基(好ましくはC1-6アルコキシ-カルボニル基);アミノ基;メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のモノ又はジアルキルアミノ基(好ましくはモノ又はジ-C1-6アルキルアミノ基);アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基等のアシルアミノ基(好ましくはC1-11アシルアミノ基);エチルオキセタニルオキシ基等のオキセタニル基含有基;アセチル基、プロピオニル基等のアシル基;オキソ基;これらの2以上が必要に応じてC1-6アルキレン基を介して結合した基等が挙げられる。
上記芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物は、公知乃至慣用の方法により製造でき、特に限定されないが、例えば、ビスフェノール、ビフェノール、フェノール樹脂等のヒドロキシ基を有する芳香族化合物をグリシジルエーテル化することによって得られる。また、上記芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物は、市販品を使用することもできる。
式(1)中、Xは、同一又は異なって、単結合又は連結基(1以上の原子を有する二価の基)を示す。上記連結基としては、例えば、二価の炭化水素基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド基、これらが複数個連結した基等が挙げられる。
上記二価の炭化水素基としては、炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、二価の脂環式炭化水素基等が挙げられる。炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等が挙げられる。上記二価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2-シクロペンチレン基、1,3-シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)等が挙げられる。
上記Xにおける連結基としては、特に、炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素数が1~5の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、さらに好ましくはメチルメチレン基、ジメチルメチレン基である。
上記Xとしては、中でも、単結合、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基が特に好ましい。
式(1)及び式(1b)中のベンゼン環は置換基を有していてもよい。上記ベンゼン環上の置換基としては、上述の置換基が挙げられる。上記ベンゼン環上の置換基の結合位置は特に限定されないが、通常、酸素原子と結合するベンゼン環の炭素原子の位置を1位とした場合、2位及び6位の炭素原子である。また、式(1)で表される化合物が複数の置換基を有する場合、それぞれの置換基の結合位置は同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、式(1)で表される化合物が複数の置換基を有する場合、複数の置換基は同一であってもよいし、異なっていてもよい。なお、式(1)で表される化合物がRとして式(1b)で表される基を含む場合、上記「複数の置換基」には、式(1b)中の置換基も含まれる。
式(1)中、mは、0以上の整数を示す。
式(1)で表される化合物としては、ビフェノール型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物等が挙げられる。
式(1)で表される化合物のエポキシ基の当量(エポキシ当量)は、特に限定されないが、50~20000が好ましく、より好ましくは100~1000、さらに好ましくは150~500である。エポキシ当量が50以上であると、硬化物が脆くなりにくい傾向がある。一方、エポキシ当量が20000以下であると、硬化物の機械強度が向上する傾向がある。なお、エポキシ当量は、JIS K7236:2001に準じて測定される。
式(1)で表される化合物の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、特に限定されないが、250~40000が好ましく、より好ましくは380~10000、さらに好ましくは300~1000である。重量平均分子量が250以上であると、硬化物の機械強度や耐熱性、耐光性がより向上する傾向がある。一方、重量平均分子量が40000以下であると、粘度が高くなり過ぎず成形時の流動性を低く維持しやすい傾向がある。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定される。
式(2)中、nは、2以上の整数を示す。式(2)で表される構造単位を有する化合物は、式(2)で表される構造単位以外の構造単位(例えば、式(2)中のグリシドキシ基をヒドロキシ基に置換した構造単位)を有していてもよい。式(2)で表される化合物としては、フェノール樹脂中の少なくとも一部のヒドロキシ基をグリシドキシ基に置換した化合物が挙げられる。当該フェノール樹脂は、ノボラック型であってもよいしレゾール型であってもよいが、ノボラック型が好ましい。
式(2)中のベンゼン環は置換基を有していてもよい。上記ベンゼン環上の置換基としては、上述の置換基が挙げられる。上記ベンゼン環上の置換基の結合位置は特に限定されない。式(2)で表される化合物が複数の置換基を有する場合、それぞれの置換基の結合位置は同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、式(2)で表される化合物が2以上の置換基を有する場合、複数の置換基は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(2)で表される構造単位を有する化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
式(2)で表される化合物のエポキシ基の当量(エポキシ当量)は、特に限定されないが、50~1000が好ましく、より好ましくは100~500である。エポキシ当量が50以上であると、硬化物が脆くなりにくい傾向がある。一方、エポキシ当量が1000以下であると、硬化物の機械強度が向上する傾向がある。なお、エポキシ当量は、JIS K7236:2001に準じて測定される。
式(I)中、R1は、同一又は異なって、水素原子又は置換基を示す。置換基としては、上述の置換基が挙げられる。上記置換基としては、中でも、アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基、さらに好ましくは炭素数1~4の直鎖状のアルキル基、特に好ましくはメチル基である。
本発明の硬化性樹脂組成物においてエポキシ化合物(a)は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物は、例えば、商品名「YX4000」、「YX4000H」、「YL6121H」(以上、三菱化学(株)製)、商品名「YDシリーズ」、「YDPN/YDCNシリーズ」(以上、新日鐵住金化学(株)製)、商品名「SR-Tシリーズ」(阪本薬品工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
エポキシ化合物(a)は、調合時、及び注型時などの作業性の点から、常温(25℃)で液状を呈するものが好ましい。また、常温(25℃)で固体であるエポキシ化合物(a)であっても、配合した後に液状を呈するものであれば、含有していてもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物におけるエポキシ化合物(a)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物の総重量(100重量%)に対して、0.5~10重量%が好ましく、より好ましくは1~8重量%、さらに好ましくは2~6重量%である。エポキシ化合物(a)の含有量を0.5重量%以上とすることにより、配合物(本発明の硬化性樹脂組成物)中の有機成分が十分な量となるため粉体成形しやすくなったり、パッケージの欠けがより生じにくくなる傾向がある。一方、エポキシ化合物(a)の含有量を10重量%以下とすることにより、本発明の硬化性樹脂組成物中の硬化性を有する成分の含有量を少なくすることができ、硬化物(封止材)の線膨張係数が低減され、硬化物の反り等の不具合の発生がより抑制される傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)におけるエポキシ化合物(a)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、硬化性樹脂皮膜(B)100重量%に対して、10~95重量%が好ましく、より好ましくは30~90重量%、さらに好ましくは40~80重量%である。エポキシ化合物(a)の含有量を10重量%以上とすることにより、硬化物(封止材)の強度、耐クラック性が向上する傾向がある。一方、エポキシ化合物(a)の含有量を95重量%以下とすることにより、本発明の硬化性樹脂組成物中の硬化性を有する成分の含有量を少なくすることができ、硬化物(封止材)の線膨張係数が低減され、硬化物の反り等の不具合の発生がより抑制される傾向がある。
なお、本明細書において、硬化性樹脂皮膜(B)に含まれる各成分(例えば、エポキシ化合物(a)、硬化剤(b)、硬化促進剤(c)、硬化触媒(d)等)の含有量は、それぞれ、合計が100重量%以下となるように、記載の範囲内から適宜選択することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ化合物の全量(100重量%)に対する芳香族エポキシ化合物の割合は、特に限定されないが、50重量%以上(例えば、50~100重量%)が好ましく、より好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記割合を50重量%以上とすることにより、硬化物(封止材)の反りをより低減させることができる。また、硬化物(封止材)の耐熱性が向上する傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)は、上述の必須成分の他にも、例えば、さらに硬化剤(b)及び硬化促進剤(c)を含んでいてもよい。また、硬化性樹脂皮膜(B)は、上述の必須成分の他にも、例えば、さらに硬化触媒(d)を含んでいてもよい。
(硬化剤(b))
硬化性樹脂皮膜(B)における硬化剤(b)は、エポキシ化合物(a)等のエポキシ基を有する化合物と反応することにより、本発明の硬化性樹脂組成物(特に、硬化性樹脂皮膜(B))を硬化させる働きを有する化合物である。硬化剤(b)としては、公知乃至慣用のエポキシ樹脂用硬化剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、酸無水物類(酸無水物系硬化剤)、アミン類(アミン系硬化剤)、ポリアミド樹脂、イミダゾール類(イミダゾール系硬化剤)、ポリメルカプタン類(ポリメルカプタン系硬化剤)、フェノール類(フェノール系硬化剤)、ポリカルボン酸類、ジシアンジアミド類、有機酸ヒドラジド等が挙げられる。なお、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形用硬化性樹脂組成物として用いる場合には、硬化剤(b)として25℃で固体状のものを用いることが好ましい。
硬化性樹脂皮膜(B)における硬化剤(b)は、エポキシ化合物(a)等のエポキシ基を有する化合物と反応することにより、本発明の硬化性樹脂組成物(特に、硬化性樹脂皮膜(B))を硬化させる働きを有する化合物である。硬化剤(b)としては、公知乃至慣用のエポキシ樹脂用硬化剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、酸無水物類(酸無水物系硬化剤)、アミン類(アミン系硬化剤)、ポリアミド樹脂、イミダゾール類(イミダゾール系硬化剤)、ポリメルカプタン類(ポリメルカプタン系硬化剤)、フェノール類(フェノール系硬化剤)、ポリカルボン酸類、ジシアンジアミド類、有機酸ヒドラジド等が挙げられる。なお、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形用硬化性樹脂組成物として用いる場合には、硬化剤(b)として25℃で固体状のものを用いることが好ましい。
硬化剤(b)としての酸無水物類(酸無水物系硬化剤)としては、公知乃至慣用の酸無水物系硬化剤を使用でき、特に限定されないが、例えば、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(4-メチルテトラヒドロ無水フタル酸、3-メチルテトラヒドロ無水フタル酸等)、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、3-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等)、ドデセニル無水コハク酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、水素化メチルナジック酸無水物、4-(4-メチル-3-ペンテニル)テトラヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水アジピン酸、無水セバシン酸、無水ドデカン二酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、ビニルエーテル-無水マレイン酸共重合体、アルキルスチレン-無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、硬化物の耐熱性、透明性の観点で、飽和単環炭化水素ジカルボン酸の無水物(環にアルキル基等の置換基が結合したものも含む)が好ましい。
硬化剤(b)としてのアミン類(アミン系硬化剤)としては、公知乃至慣用のアミン系硬化剤を使用でき、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ポリプロピレントリアミン等の脂肪族ポリアミン;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4-アミノ-3-メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、N-アミノエチルピペラジン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-3,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等の脂環式ポリアミン;m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、トリレン-2,4-ジアミン、トリレン-2,6-ジアミン、メシチレン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトリレン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトリレン-2,6-ジアミン等の単核ポリアミン、ビフェニレンジアミン、4,4-ジアミノジフェニルメタン、2,5-ナフチレンジアミン、2,6-ナフチレンジアミン等の芳香族ポリアミン等が挙げられる。
硬化剤(b)としてのフェノール類(フェノール系硬化剤)としては、公知乃至慣用のフェノール系硬化剤を使用でき、特に限定されないが、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、ノボラック型クレゾール樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、パラキシリレン・メタキシリレン変性フェノール樹脂等のアラルキル樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、トリフェノールプロパン等が挙げられる。
硬化剤(b)としてのポリアミド樹脂としては、例えば、分子内に第1級アミノ基及び第2級アミノ基のいずれか一方又は両方を有するポリアミド樹脂等が挙げられる。
硬化剤(b)としてのイミダゾール類(イミダゾール系硬化剤)としては、公知乃至慣用のイミダゾール系硬化剤を使用でき、特に限定されないが、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2-メチルイミダゾリウムイソシアヌレート、2-フェニルイミダゾリウムイソシアヌレート、2,4-ジアミノ-6-[2-メチルイミダゾリル-(1)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2-エチル-4-メチルイミダゾリル-(1)]-エチル-s-トリアジン等が挙げられる。
硬化剤(b)としてのポリメルカプタン類(ポリメルカプタン系硬化剤)としては、例えば、液状のポリメルカプタン、ポリスルフィド樹脂等が挙げられる。
硬化剤(b)としてのポリカルボン酸類としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、トリメリット酸、カルボキシ基含有ポリエステル等が挙げられる。
中でも、硬化剤(b)としては、硬化物の反りがより発生しにくくなる観点で、フェノール類(フェノール系硬化剤)が好ましい。なお、硬化性樹脂皮膜(B)において硬化剤(b)は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。なお、硬化剤は公知乃至慣用の方法により製造することもできるし、例えば、商品名「リカシッドMH-700」、「リカシッドMH-700F」、「リカシッドMH-700G」、「リカシッドTH」、「リカシッドHH」、「リカシッドHNA-100」(以上、新日本理化(株)製);商品名「HN-5500」(日立化成工業(株)製);商品名「H-TMAn-S」、「H-TMAn」(以上、三菱ガス化学(株)製);商品名「YH1120」(三菱化学(株)製);商品名「タマノルPA」、「タマノル531」、「タマノル758」、「タマノル759」、「タマノル7705」(以上、荒川化学工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
硬化性樹脂皮膜(B)が硬化剤(b)を含有する場合、硬化剤(b)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量(100重量%)に対して、1~50重量%が好ましく、より好ましくは5~45重量%、さらに好ましくは10~40重量%である。硬化剤(b)の含有量を1重量%以上とすることにより、硬化がより十分となり、硬化物の強靱性が向上する傾向がある。一方、硬化剤(b)の含有量を50重量%以下とすることにより、反りが抑制され、高強度、高弾性な硬化物が得られやすい傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)が硬化剤(b)を含有する場合、硬化性樹脂皮膜(B)における硬化剤(b)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、10~200重量部が好ましく、より好ましくは20~100重量部である。より具体的には、硬化剤(b)としてフェノール類を使用する場合、本発明の硬化性樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ基を有する化合物におけるエポキシ基1当量当たり、0.5~1.5当量となる割合で使用することが好ましい。硬化剤(b)の含有量を10重量部以上とすることにより、硬化がより十分となり、硬化物の強靱性が向上する傾向がある。一方、硬化剤(b)の含有量を200重量部以下とすることにより、反りが抑制され、高強度、高弾性な硬化物が得られやすい傾向がある。
(硬化促進剤(c))
硬化性樹脂皮膜(B)における硬化促進剤(c)は、エポキシ基を有する化合物が硬化剤(b)と反応する際に、その反応速度を促進する機能を有する化合物である。硬化促進剤(c)としては、公知乃至慣用の硬化促進剤を使用することができ、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)又はその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩等);1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)又はその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩等);ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン等の第3級アミン;2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール;リン酸エステル、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p-トリル)ボレート等のホスホニウム化合物;オクチル酸亜鉛やオクチル酸スズ等の有機金属塩;金属キレート等が挙げられる。
硬化性樹脂皮膜(B)における硬化促進剤(c)は、エポキシ基を有する化合物が硬化剤(b)と反応する際に、その反応速度を促進する機能を有する化合物である。硬化促進剤(c)としては、公知乃至慣用の硬化促進剤を使用することができ、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)又はその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩等);1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)又はその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩等);ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン等の第3級アミン;2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール;リン酸エステル、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p-トリル)ボレート等のホスホニウム化合物;オクチル酸亜鉛やオクチル酸スズ等の有機金属塩;金属キレート等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物において硬化促進剤(c)は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、硬化促進剤(c)は、公知乃至慣用の方法により製造することもできるし、例えば、商品名「U-CAT SA 506」、「U-CAT SA 102」、「U-CAT 5003」、「U-CAT 18X」、「12XD」(開発品)(以上、サンアプロ(株)製);商品名「TPP-K」、「TPP-MK」(以上、北興化学工業(株)製);商品名「PX-4ET」(日本化学工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
硬化性樹脂皮膜(B)が硬化促進剤(c)を含有する場合、硬化性樹脂皮膜(B)における硬化促進剤(c)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量(100重量%)に対して、0.0001~5重量%が好ましく、より好ましくは0.001~3重量%である。硬化促進剤(c)の含有量を0.0001重量%以上とすることにより、より効率的に硬化反応を進行させることができる傾向がある。一方、硬化促進剤(c)の含有量を5重量%以下とすることにより、硬化性樹脂組成物の保存性がより向上したり、応力発生が抑制され、強度、耐クラック性に優れた硬化物が得られやすい傾向がある。
硬化性樹脂皮膜(B)が硬化促進剤(c)を含有する場合、硬化性樹脂皮膜(B)における硬化促進剤(c)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.05~5重量部が好ましく、より好ましくは0.1~3重量部、さらに好ましくは0.2~3重量部、特に好ましくは0.25~2.5重量部である。硬化促進剤(c)の含有量を0.05重量部以上とすることにより、より効率的に硬化反応を進行させることができる傾向がある。一方、硬化促進剤(c)の含有量を5重量部以下とすることにより、硬化性樹脂組成物の保存性がより向上したり、応力発生が抑制され、強度、耐クラック性に優れた硬化物が得られやすい傾向がある。
(硬化触媒(d))
硬化性樹脂皮膜(B)における硬化触媒(d)は、エポキシ化合物(a)等のカチオン重合性化合物の硬化反応(重合反応)を開始及び/又は促進させることにより、硬化性樹脂組成物を硬化させる働きを有する化合物である。硬化触媒(d)としては、特に限定されないが、例えば、光照射や加熱処理等を施すことによりカチオン種を発生して、重合を開始させるカチオン重合開始剤(光カチオン重合開始剤、熱カチオン重合開始剤等)や、ルイス酸・アミン錯体、ブレンステッド酸塩類、イミダゾール類等が挙げられる。
硬化性樹脂皮膜(B)における硬化触媒(d)は、エポキシ化合物(a)等のカチオン重合性化合物の硬化反応(重合反応)を開始及び/又は促進させることにより、硬化性樹脂組成物を硬化させる働きを有する化合物である。硬化触媒(d)としては、特に限定されないが、例えば、光照射や加熱処理等を施すことによりカチオン種を発生して、重合を開始させるカチオン重合開始剤(光カチオン重合開始剤、熱カチオン重合開始剤等)や、ルイス酸・アミン錯体、ブレンステッド酸塩類、イミダゾール類等が挙げられる。
硬化触媒(d)としての光カチオン重合開始剤としては、例えば、ヘキサフルオロアンチモネート塩、ペンタフルオロヒドロキシアンチモネート塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアルセネート塩等が挙げられ、より具体的には、例えば、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート(例えば、p-フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等)、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等のスルホニウム塩(特に、トリアリールスルホニウム塩);ジアリールヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジアリールヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヨードニウム[4-(4-メチルフェニル-2-メチルプロピル)フェニル]ヘキサフルオロホスフェート等のヨードニウム塩;テトラフルオロホスホニウムヘキサフルオロホスフェート等のホスホニウム塩;N-ヘキシルピリジニウムテトラフルオロボレート等のピリジニウム塩等が挙げられる。また、光カチオン重合開始剤としては、例えば、商品名「UVACURE1590」(ダイセル・サイテック(株)製);商品名「CD-1010」、「CD-1011」、「CD-1012」(以上、米国サートマー製);商品名「イルガキュア264」(BASF社製);商品名「CIT-1682」(日本曹達(株)製)等の市販品を好ましく使用することもできる。
硬化触媒(d)としての熱カチオン重合開始剤としては、例えば、アリールジアゾニウム塩、アリールヨードニウム塩、アリールスルホニウム塩、アレン-イオン錯体等が挙げられ、商品名「PP-33」、「CP-66」、「CP-77」(以上(株)ADEKA製);商品名「FC-509」(スリーエム製);商品名「UVE1014」(G.E.製);商品名「サンエイドSI-60L」、「サンエイドSI-80L」、「サンエイドSI-100L」、「サンエイドSI-110L」、「サンエイドSI-150L」(以上、三新化学工業(株)製);商品名「CG-24-61」(BASF社製)等の市販品を好ましく使用することができる。さらに、熱カチオン重合開始剤としては、アルミニウムやチタン等の金属とアセト酢酸若しくはジケトン類とのキレート化合物とトリフェニルシラノール等のシラノールとの化合物、又は、アルミニウムやチタン等の金属とアセト酢酸若しくはジケトン類とのキレート化合物とビスフェノールS等のフェノール類との化合物等も挙げられる。
硬化触媒(d)としてのルイス酸・アミン錯体としては、公知乃至慣用のルイス酸・アミン錯体系硬化触媒を使用することができ、特に限定されないが、例えば、BF3・n-ヘキシルアミン、BF3・モノエチルアミン、BF3・ベンジルアミン、BF3・ジエチルアミン、BF3・ピペリジン、BF3・トリエチルアミン、BF3・アニリン、BF4・n-ヘキシルアミン、BF4・モノエチルアミン、BF4・ベンジルアミン、BF4・ジエチルアミン、BF4・ピペリジン、BF4・トリエチルアミン、BF4・アニリン、PF5・エチルアミン、PF5・イソプロピルアミン、PF5・ブチルアミン、PF5・ラウリルアミン、PF5・ベンジルアミン、AsF5・ラウリルアミン等が挙げられる。
硬化触媒(d)としてのブレンステッド酸塩類としては、公知乃至慣用のブレンステッド酸塩類を使用することができ、特に限定されないが、例えば、脂肪族スルホニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩等が挙げられる。
硬化触媒(d)としてのイミダゾール類としては、公知乃至慣用のイミダゾール類を使用することができ、特に限定されないが、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2-メチルイミダゾリウムイソシアヌレート、2-フェニルイミダゾリウムイソシアヌレート、2,4-ジアミノ-6-[2-メチルイミダゾリル-(1)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2-エチル-4-メチルイミダゾリル-(1)]-エチル-s-トリアジン等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物において硬化触媒(d)は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。なお、上述のように、硬化触媒(d)としては市販品を使用することもできる。
硬化性樹脂皮膜(B)が硬化触媒(d)を含有する場合、硬化性樹脂皮膜(B)における硬化触媒(d)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、硬化性樹脂皮膜(B)の総重量(100重量%)に対して、0.0001~5重量%が好ましく、より好ましくは0.001~1重量%である。硬化触媒(d)を上記範囲内で使用することにより、耐熱性、耐クラック性に優れた硬化物を得ることができる。
硬化性樹脂皮膜(B)が硬化触媒(d)を含有する場合、硬化性樹脂皮膜(B)における硬化触媒(d)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物に含まれるカチオン重合性化合物の全量100重量部に対して、0.0001~15重量部が好ましく、より好ましくは0.01~12重量部、さらに好ましくは0.05~10重量部、特に好ましくは0.05~8重量部である。硬化触媒(d)を上記範囲内で使用することにより、耐熱性、耐クラック性に優れた硬化物を得ることができる。
硬化性樹脂皮膜(B)の含有量は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物の総重量(100重量%)に対して、1~25重量%が好ましく、より好ましくは1.5~20重量%、さらに好ましくは2~15重量%である。硬化性樹脂皮膜(B)の含有量を1重量%以上とすることにより、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化性が向上し、硬化物(封止材)の線膨張係数がより低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる傾向がある。一方、硬化性樹脂皮膜(B)の含有量を20重量%以下とすることにより、硬化性樹脂皮膜(B)の厚みが適度となりやすく、無機充填剤(A)同士の距離がより適切となり、また、本発明の硬化性樹脂組成物中の硬化性を有する成分の含有量を少なくすることができ、硬化物(封止材)の線膨張係数がより低くなって、該封止材の反りがより生じにくくなる傾向がある。なお、硬化性樹脂皮膜(B)の重量(含有量)は、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物の溶剤を除く重量(含有量)と同じであり、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物とは別に本発明の硬化性樹脂組成物に添加した成分の重量は含まれないものとする。
[添加剤]
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲内で各種添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のヒドロキシ基を有する化合物を含有させると、反応を緩やかに進行させることができる。その他にも、本発明の効果を損なわない範囲内で、シリコーン系やフッ素系消泡剤、レベリング剤、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランや3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、顔料、離型剤、中心粒径が1~1000nmのナノ粒子フィラー等の慣用の添加剤を使用することができる。なお、上記添加剤は、硬化性樹脂皮膜(B)に含まれていてもよいし、硬化性樹脂皮膜(B)以外の本発明の硬化性樹脂組成物中に含まれていてもよい。即ち、上記添加剤は、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物に含まれていてもよいし、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物とは別に本発明の硬化性樹脂組成物に添加してもよい。上記添加剤の含有量は特に限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜選択することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲内で各種添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のヒドロキシ基を有する化合物を含有させると、反応を緩やかに進行させることができる。その他にも、本発明の効果を損なわない範囲内で、シリコーン系やフッ素系消泡剤、レベリング剤、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランや3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、顔料、離型剤、中心粒径が1~1000nmのナノ粒子フィラー等の慣用の添加剤を使用することができる。なお、上記添加剤は、硬化性樹脂皮膜(B)に含まれていてもよいし、硬化性樹脂皮膜(B)以外の本発明の硬化性樹脂組成物中に含まれていてもよい。即ち、上記添加剤は、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物に含まれていてもよいし、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物とは別に本発明の硬化性樹脂組成物に添加してもよい。上記添加剤の含有量は特に限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜選択することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物が離型剤を含む場合、粉体成形等の金型を使用した成形法による連続成形が容易となり、高い生産性で硬化物(封止材)を製造することが可能となる。離型剤としては、公知乃至慣用の離型剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、フッ素系離型剤(フッ素原子含有化合物;例えば、フッ素オイル、ポリテトラフルオロエチレン等)、シリコーン系離型剤(シリコーン化合物;例えば、シリコーンオイル、シリコーンワックス、シリコーン樹脂、ポリオキシアルキレン単位を有するポリオルガノシロキサン等)、ワックス系離型剤(ワックス類;例えば、カルナウバワックス等の植物ロウ、羊毛ワックス等の動物ロウ、パラフィンワックス等のパラフィン類、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス等)、高級脂肪酸又はその塩(例えば、金属塩等)、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、鉱油等が挙げられる。
なお、本発明の硬化性樹脂組成物において離型剤は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、離型剤は、公知乃至慣用の方法によって製造することもできるし、市販品を使用することもできる。
本発明の硬化性樹脂組成物が離型剤を含有する場合、本発明の硬化性樹脂組成物における離型剤の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.5~12重量部が好ましく、より好ましくは1~10重量部である。離型剤の含有量を0.5重量部以上とすることにより、硬化物の離型性がより向上し、粉体成形等の金型を使用した成形法による連続成形がより容易となり、より高い生産性で硬化物(封止材)を製造することが可能となる。一方、離型剤の含有量を12重量部以下とすることにより、半導体素子搭載用基板における硬化物のリードフレームあるいは半導体素子に対する良好な密着性を確保できる傾向がある。
本発明の硬化性樹脂組成物は半導体封止用の樹脂組成物である。このため、本発明の硬化性樹脂組成物は、着色剤や顔料として、カーボンブラック等の黒色顔料を含むことが好ましい。本発明の硬化性樹脂組成物が黒色顔料を含有する場合、本発明の硬化性樹脂組成物における黒色顔料の含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明の硬化性樹脂組成物の総重量(100重量%)に対して、0.01~5重量%が好ましく、より好ましくは0.05~1重量%である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、室温(例えば、25℃)で固体であることが好ましい。この場合、本発明の硬化性樹脂組成物は粉体成形に特に適しており、粉体成形用硬化性樹脂組成物として好ましく使用することができる。
上述のように、本発明の硬化性樹脂組成物は硬化後に反りが発生しにくい。本発明の硬化性樹脂組成物は、トランスファー成形用樹脂組成物、コンプレッション成形用樹脂組成物、粉体成形用樹脂組成物(圧縮成形用樹脂組成物)のいずれであってもよい。中でも、本発明の硬化性樹脂組成物は、粉体成形によって形成された硬化物において特に反りが発生しにくいため、粉体成形用樹脂組成物であることが特に好ましい。
また、熱硬化性樹脂を使用する場合、トランスファー成形やコンプレッション成形等による成形においては、硬化が完了するまで熱硬化性樹脂を金型内に保持する必要がある。このため、成形サイクルを向上させるためには熱硬化性樹脂の硬化速度を高める必要があるが、一方で、硬化速度を高くすると熱硬化性樹脂の保存性が低下するため、従来は成形サイクルの向上には限界があった。これに対し、本発明の硬化性樹脂組成物は、粉体成形に特に適しているため、本発明の硬化性樹脂組成物が粉体成形用硬化性樹脂組成物である場合、硬化物を低コスト(安価に)かつ高生産効率で製造できる。より詳しくは、粉体成形時には加熱や光照射といった硬化処理を施す必要がなく、硬化物を成形後すぐ金型から取り出せるため、トランスファー成形に比べて成形サイクルを大幅に短くすることができる。また、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形に付す場合には、トランスファー成形の場合と異なり、樹脂組成物を流動させる必要がなく、比較的安価な無機充填剤の含有量を大幅に高めることができ、さらに、打錠工程を省けることから、トランスファー成形に比べて安価に硬化物を製造することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、特に限定されないが、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物(硬化性樹脂組成物)を無機充填剤(A)に塗布して、硬化性樹脂皮膜(B)が表面に形成された無機充填剤(A)を得、さらに必要に応じて添加剤等を添加することにより調製することができる。なお、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物の塗布は、無機充填剤(A)と添加剤等の混合物に対して行ってもよい。
硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物は、特に限定されないが、硬化性樹脂皮膜(B)に含まれる上記の各成分を、必要に応じて加熱した状態で撹拌・混合することにより調製することができる。なお、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物は、各成分があらかじめ混合されたものをそのまま使用する1液系の組成物として使用することもできるし、例えば、別々に保管しておいた2以上の成分を使用前に所定の割合で混合して使用する多液系(例えば、2液系)の組成物として使用することもできる。上記撹拌・混合の方法は、特に限定されず、例えば、ディゾルバー、ホモジナイザー等の各種ミキサー、ニーダー、ロール、ビーズミル、自公転式撹拌装置等の公知乃至慣用の撹拌・混合手段を使用できる。また、撹拌・混合後、真空下にて脱泡してもよい。
硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物の塗布は、例えば、スプレードライヤー装置やヘンシェルミキサー等の高速攪拌装置に無機充填剤(A)を入れて攪拌しながら、硬化性樹脂皮膜(B)を形成する組成物(例えば、エポキシ樹脂(a)、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)等の有機成分、又は該有機成分を必要に応じて溶媒に溶解させたもの等)を噴霧することにより行うことができる。
なお、本発明の硬化性樹脂組成物は、加熱して該硬化性樹脂組成物におけるエポキシ化合物(a)及び硬化剤(b)の一部を反応させることによって得られる、Bステージ化させた硬化性樹脂組成物(Bステージ状態の硬化性樹脂組成物)であってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、半導体装置における半導体素子を封止するための樹脂組成物、即ち、半導体封止用樹脂組成物(半導体装置における半導体素子の封止剤)である。本発明の硬化性樹脂組成物を半導体封止用樹脂組成物として用いることにより、反りが低減された硬化物により半導体素子が封止された半導体装置が得られる。
<硬化物>
本発明の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)が得られる。特に、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形法に付して硬化物を製造する場合には、例えば、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形により所望の形状(例えば、半導体装置のパッケージ形状)に成形した後、金型から取り出し、これを加熱装置(オーブン等)や光照射装置を用いた加熱や光照射によって硬化させる方法をとるため、形状成形時には加熱や光照射の必要がなく、成形後すぐに成形物を金型から取り出すことができ、生産効率が高く、コストが低い。硬化の際の加熱温度(硬化温度)は、特に限定されないが、100~200℃が好ましく、より好ましくは150~190℃である。また、硬化の際の光照射の条件は、特に限定されず、適宜設定可能である。
本発明の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)が得られる。特に、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形法に付して硬化物を製造する場合には、例えば、本発明の硬化性樹脂組成物を粉体成形により所望の形状(例えば、半導体装置のパッケージ形状)に成形した後、金型から取り出し、これを加熱装置(オーブン等)や光照射装置を用いた加熱や光照射によって硬化させる方法をとるため、形状成形時には加熱や光照射の必要がなく、成形後すぐに成形物を金型から取り出すことができ、生産効率が高く、コストが低い。硬化の際の加熱温度(硬化温度)は、特に限定されないが、100~200℃が好ましく、より好ましくは150~190℃である。また、硬化の際の光照射の条件は、特に限定されず、適宜設定可能である。
<半導体装置>
本発明の半導体装置は、本発明の硬化性樹脂組成物(半導体封止用樹脂組成物)の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置である。半導体素子の封止は、例えば、上述の方法で調製した本発明の硬化性樹脂組成物を半導体素子が設けられた所定の成形型(粉体成形用金型等)内に注入し、加圧した後、所定の条件で加熱硬化して行うことができる。これにより、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置が得られる。硬化温度と硬化時間は、硬化物の調製時と同様の範囲で適宜設定することができる。
本発明の半導体装置は、本発明の硬化性樹脂組成物(半導体封止用樹脂組成物)の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置である。半導体素子の封止は、例えば、上述の方法で調製した本発明の硬化性樹脂組成物を半導体素子が設けられた所定の成形型(粉体成形用金型等)内に注入し、加圧した後、所定の条件で加熱硬化して行うことができる。これにより、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置が得られる。硬化温度と硬化時間は、硬化物の調製時と同様の範囲で適宜設定することができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、表1における硬化性樹脂組成物の各成分の配合量の単位は、重量部である。また、表1における「-」は、当該成分の配合を行わなかったことを意味する。
実施例1
[硬化性樹脂組成物の調製]
不活性ガスを注入したスプレードライヤー装置にシリカ(商品名「FB-940」、デンカ(株)製)1200重量部、カーボンブラック3重量部、及び三酸化アンチモン28重量部を入れ、気流で攪拌飛散させた。別途、表1に示す割合で芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(商品名「YX4000H」、三菱化学(株)製)、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(商品名「YDCN-700-7」、新日鐵住金化学(株)製)、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(商品名「SR-BSP」、阪本薬品工業(株)製)、硬化剤(商品名「タマノル758」、荒川化学工業(株)製)、トリフェニルホスフィン、カルナウバワックス、及びシランカップリング剤(商品名「Z-6040」、東レ・ダウコーニング(株)製)を、トルエン300重量部に溶解させた。このようにして得た溶液(トルエン溶液)を、高速攪拌しているシリカ、カーボンブラック、及び三酸化アンチモンに対して、不活性ガスで置換したまま噴霧し、同時に40~80℃に加熱した不活性ガス(熱風)で溶剤を乾燥することによって、粉体状の硬化性樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を調製した。なお、この例において不活性ガスとしては、窒素を使用した。
[硬化性樹脂組成物の調製]
不活性ガスを注入したスプレードライヤー装置にシリカ(商品名「FB-940」、デンカ(株)製)1200重量部、カーボンブラック3重量部、及び三酸化アンチモン28重量部を入れ、気流で攪拌飛散させた。別途、表1に示す割合で芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(商品名「YX4000H」、三菱化学(株)製)、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(商品名「YDCN-700-7」、新日鐵住金化学(株)製)、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(商品名「SR-BSP」、阪本薬品工業(株)製)、硬化剤(商品名「タマノル758」、荒川化学工業(株)製)、トリフェニルホスフィン、カルナウバワックス、及びシランカップリング剤(商品名「Z-6040」、東レ・ダウコーニング(株)製)を、トルエン300重量部に溶解させた。このようにして得た溶液(トルエン溶液)を、高速攪拌しているシリカ、カーボンブラック、及び三酸化アンチモンに対して、不活性ガスで置換したまま噴霧し、同時に40~80℃に加熱した不活性ガス(熱風)で溶剤を乾燥することによって、粉体状の硬化性樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を調製した。なお、この例において不活性ガスとしては、窒素を使用した。
[硬化物の製造]
上記で調製した粉体状の硬化性樹脂組成物を粉体成形に付すことによって、硬化物を得た。具体的には、成形物形状に加工された金型に上記で調製した粉体状の硬化性樹脂組成物を入れ、これを175℃のプレス機で120秒間加圧し、直径6インチ、厚み0.5mmの成形物形状の樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体をこのままオーブンに入れ、175℃で5時間加熱し、硬化物を得た。
上記で調製した粉体状の硬化性樹脂組成物を粉体成形に付すことによって、硬化物を得た。具体的には、成形物形状に加工された金型に上記で調製した粉体状の硬化性樹脂組成物を入れ、これを175℃のプレス機で120秒間加圧し、直径6インチ、厚み0.5mmの成形物形状の樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体をこのままオーブンに入れ、175℃で5時間加熱し、硬化物を得た。
実施例2及び3
硬化性樹脂組成物の組成を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、粉体状の硬化性樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)及びその硬化物を調製した。
硬化性樹脂組成物の組成を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、粉体状の硬化性樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)及びその硬化物を調製した。
比較例1
[硬化性樹脂組成物の調製]
表1に示す配合処方(単位:重量部)でエポキシ化合物、硬化剤、硬化促進剤、離型剤、シランカップリング剤、シリカ、三酸化アンチモン、及びカーボンブラックを、スーパーミキサーでブレンドし、その次にニーダーで溶融混練し、冷却後に粉砕して粉体状の硬化性樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を調製した。
[硬化性樹脂組成物の調製]
表1に示す配合処方(単位:重量部)でエポキシ化合物、硬化剤、硬化促進剤、離型剤、シランカップリング剤、シリカ、三酸化アンチモン、及びカーボンブラックを、スーパーミキサーでブレンドし、その次にニーダーで溶融混練し、冷却後に粉砕して粉体状の硬化性樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を調製した。
[硬化物の製造]
上記で調製した粉体状の硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、粉体成形に付すことによって、硬化物を得た。
上記で調製した粉体状の硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、粉体成形に付すことによって、硬化物を得た。
<評価>
実施例及び比較例で得られた硬化物について、下記の評価を実施した。
実施例及び比較例で得られた硬化物について、下記の評価を実施した。
[反り]
実施例及び比較例で得られた硬化物の反りを以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
○(良好):反りが確認出来ない
×(不良):反りが確認できる
実施例及び比較例で得られた硬化物の反りを以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
○(良好):反りが確認出来ない
×(不良):反りが確認できる
なお、表1に示す成分について、以下に説明する。
(エポキシ化合物)
YX4000H:商品名「YX4000H」(式(I)で表される化合物、エポキシ当量187~197)、三菱化学(株)製
YDCN-700-7:商品名「YDCN-700-7」(o-クレゾールノボラックをグリシジルエーテル化したもの、エポキシ当量197~207)、新日鐵住金化学(株)製
SR-BSP:商品名「SR-BSP」(臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、阪本薬品工業(株)製
(硬化剤)
タマノル758:商品名「タマノル758」(フェノール系硬化剤)、荒川化学工業(株)製
(硬化促進剤)
トリフェニルホスフィン:城北化学工業(株)製
(離型剤)
カルナウバワックス:東亜化成(株)製
(シランカップリング剤)
Z-6040:商品名「Z-6040」、東レ・ダウコーニング(株)製
(無機充填剤)
FB-940:商品名「FB-940」(シリカ)、デンカ(株)製
HS-106:商品名「HS-106」(シリカ)、マイクロン社製
AZ10-75:商品名「AZ10-75」(アルミナ)、マイクロン社製
(難燃剤)
三酸化アンチモン:日本精鉱(株)製
(着色剤)
カーボンブラック:東海カーボン(株)製
(エポキシ化合物)
YX4000H:商品名「YX4000H」(式(I)で表される化合物、エポキシ当量187~197)、三菱化学(株)製
YDCN-700-7:商品名「YDCN-700-7」(o-クレゾールノボラックをグリシジルエーテル化したもの、エポキシ当量197~207)、新日鐵住金化学(株)製
SR-BSP:商品名「SR-BSP」(臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、阪本薬品工業(株)製
(硬化剤)
タマノル758:商品名「タマノル758」(フェノール系硬化剤)、荒川化学工業(株)製
(硬化促進剤)
トリフェニルホスフィン:城北化学工業(株)製
(離型剤)
カルナウバワックス:東亜化成(株)製
(シランカップリング剤)
Z-6040:商品名「Z-6040」、東レ・ダウコーニング(株)製
(無機充填剤)
FB-940:商品名「FB-940」(シリカ)、デンカ(株)製
HS-106:商品名「HS-106」(シリカ)、マイクロン社製
AZ10-75:商品名「AZ10-75」(アルミナ)、マイクロン社製
(難燃剤)
三酸化アンチモン:日本精鉱(株)製
(着色剤)
カーボンブラック:東海カーボン(株)製
本発明の半導体封止用硬化性樹脂組成物は、半導体装置における半導体素子を封止するための樹脂組成物、即ち、半導体封止用樹脂組成物(半導体装置における半導体素子の封止剤)である。本発明の硬化性樹脂組成物を半導体封止用樹脂組成物として用いることにより、反りが低減された硬化物により半導体素子が封止された半導体装置が得られる。
Claims (8)
- 無機充填剤(A)と、前記無機充填剤(A)の表面を覆うように形成された硬化性樹脂皮膜(B)とを含むことを特徴とする半導体封止用硬化性樹脂組成物。
- 無機充填剤(A)の含有量が、前記半導体封止用樹脂組成物の総重量に対して75~99重量%である、請求項1に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂皮膜(B)が、エポキシ化合物(a)と、硬化剤(b)又は硬化触媒(d)と、を含有する請求項1又は2に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
- 無機充填剤(A)が、シリカ、アルミナ、及び窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含む請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
- 粉体成形用樹脂組成物である請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物。
- 請求項7に記載の半導体封止用硬化性樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止された半導体装置。
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