WO2021145415A1 - 樹脂シート - Google Patents

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resin sheet
maleimide
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康貴 渡邉
泰紀 柄澤
和恵 上村
康彦 垣内
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リンテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a resin sheet.
  • Patent Document 1 proposes to apply a resin sheet, which is a sheet-like molded product of an epoxy resin composition containing an alumina filler, to a power semiconductor device.
  • the resin composition described in Patent Document 1 cannot be said to have sufficient heat resistance. Further, it is also an issue to further improve the thermal conductivity and to firmly adhere the resin sheet to the adherend. On the other hand, if the resin sheet is thin, the device module can be miniaturized. Further, when heat is radiated from the power semiconductor element via the resin sheet, the heat resistance to the heat sink is reduced due to the thinness of the resin sheet, so that the heat radiating efficiency can be remarkably improved.
  • the heat-dissipating resin sheet is designed to have a certain thickness from the viewpoint of adhesiveness and the like, and no heat-dissipating resin sheet is very thin.
  • An object of the present invention is to provide a resin sheet capable of improving heat resistance, thermal conductivity, and adhesiveness after heat curing.
  • the resin sheet according to one aspect of the present invention is a resin sheet formed from a resin composition containing (A) a thermosetting component, wherein the (A) thermosetting component contains a maleimide resin.
  • the heat diffusivity of the resin sheet after thermosetting is 1.0 ⁇ 10-6 m 2 / s or more, and the thickness of the resin sheet is 5 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less.
  • the (A) thermosetting component contains (A1) the first maleimide resin, and the (A1) first maleimide resin is solid at a temperature of 25 ° C.
  • a maleimide resin having two or more maleimide groups in one molecule and connecting at least one pair of two maleimide groups is a maleimide resin having four or more methylene groups in the main chain. preferable.
  • the (A) thermosetting component further contains a compound having a (A4) triazine skeleton.
  • the compound having the (A4) triazine skeleton is preferably an imidazole compound having a triazine skeleton.
  • the (A) thermosetting component further contains (A5) an allyl resin.
  • the resin composition further contains (C) a thermally conductive filler.
  • the resin composition further contains (C1) boron nitride particles.
  • the resin composition further contains (C2) alumina particles.
  • the total content of the (C1) boron nitride particles and (C2) alumina particles is 78.5% by mass or more based on the total solid content of the resin composition. Is preferable.
  • the resin sheet according to one aspect of the present invention it is preferable that it is used for sealing a semiconductor element or for interposing it between the semiconductor element and another electronic component.
  • the resin sheet according to one aspect of the present invention it is preferably used for interposing between the heat sink and the electronic component.
  • the resin sheet according to one aspect of the present invention it is used for encapsulating a semiconductor element using a compound semiconductor or for interposing between a semiconductor element using the compound semiconductor and another electronic component. Is preferable.
  • the resin sheet is a coating film of the resin composition.
  • a resin sheet capable of improving heat resistance, thermal conductivity, and adhesiveness after heat curing, and a method for producing the same.
  • the resin composition according to this embodiment contains (A) a thermosetting component.
  • the (A) thermosetting component according to the present embodiment contains a maleimide resin. Further, the (A) thermosetting component according to the present embodiment preferably contains (A1) a first maleimide resin.
  • thermosetting component (A) (hereinafter, may be simply referred to as “component (A)”) has a property of forming a three-dimensional network when heated and firmly adhering an adherend.
  • component (A) preferably contains (A1) a first maleimide resin (hereinafter, may be simply referred to as “(A1) component”).
  • the maleimide resin in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a maleimide resin containing two or more maleimide groups in one molecule.
  • the resin composition according to the present embodiment contains a maleimide resin, the heat resistance of the resin sheet according to the present embodiment after thermosetting is improved.
  • Examples of the maleimide resin in the present embodiment include (A1) a first maleimide resin, (A2) a second maleimide resin, and (A3) a third maleimide resin.
  • the (A1) first maleimide resin in the present embodiment has two or more maleimide groups in one molecule, and has at least one pair of binding groups linking the two maleimide groups.
  • the bonding group linking the two maleimide groups preferably has 6 or more methylene groups in the main chain, and has 8 or more methylene groups in the main chain, from the viewpoint of flexibility of the cured product. Is more preferable, and it is particularly preferable to have 10 or more methylene groups in the main chain. Further, it is more preferable that these methylene groups are linked to form an alkylene group having 4 or more carbon atoms.
  • the bonding group connecting the two maleimide groups preferably has one or more side chains from the viewpoint of the flexibility of the cured product. Examples of this side chain include an alkyl group and an alkoxy group. Further, when there are two or more side chains, the side chains may be bonded to each other to form an alicyclic structure.
  • the (A1) first maleimide resin in the present embodiment needs to be solid at a temperature of 25 ° C. Since the first maleimide resin (A1) is solid at a temperature of 25 ° C., it is presumed that the component (A1) acts not only as a thermosetting component but also as a binder component. Since the component (A1) is easily softened, substituting the binder component with the component (A1) improves the ability of the resin sheet before curing to follow the unevenness of the surface of the adherend, thereby maintaining the adhesiveness. However, the amount of the heat conductive filler can be increased. Therefore, by using the component (A1), both the thermal conductivity and the adhesiveness of the resin sheet can be improved. In addition, the component (A1) has high compatibility when another maleimide resin is used.
  • the first maleimide resin (A1) in the present embodiment is preferably represented by the following general formula (A1) from the viewpoint of flexibility and heat resistance of the cured product.
  • n 11 is an integer of 0 or more, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, and more preferably an integer of 1 or more and 5 or less.
  • the average value of n 11 is preferably 0.5 or more and 5 or less, and more preferably 1 or more and 2 or less.
  • L 11 and L 12 are independently substituted or unsubstituted alkylene groups having 4 or more carbon atoms, and in this alkylene group, at least one -CH 2 -is -CH 2- O- or -O-. It may be replaced by CH 2-.
  • the carbon number of the alkylene group is preferably 6 or more, more preferably 8 or more, and particularly preferably 10 or more and 30 or less.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 14 carbon atoms. Further, these substituents may be bonded to each other to form an alicyclic structure or a heterocyclic structure.
  • X 11 each independently represent the number 4 or more substituted or unsubstituted alkylene group having a carbon (at least one -CH 2 - including those replaced by - is -CH 2 -O- or -O-CH 2 It is preferably a divalent group having a phthalimide group and a group having no.).
  • the phthalimide group also includes a group derived from phthalimide.
  • Specific examples of X 11 include a group represented by the following structural formula (A1-1).
  • maleimide resin represented by the general formula (A1) in the present embodiment include compounds represented by the following general formula (A1-1-1). This compound is solid at a temperature of 25 ° C.
  • n 11 is an integer of 1 or more and 5 or less.
  • Examples of the maleimide resin product represented by the general formula (A1-1-1) include "SLK-3000” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the content of the component (A1) in the maleimide resin is 10 based on the total solid content of the maleimide resin (that is, when the non-volatile content of the maleimide resin excluding the solvent is 100% by mass). It is preferably 17.5% by mass or more, more preferably 17.5% by mass or more, and particularly preferably 42.5% by mass or more.
  • the content of the component (A1) in the maleimide resin is preferably 100% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less, based on the total solid content of the maleimide resin. Is even more preferable.
  • the content of the component (A1) in the maleimide resin is based on the total amount of the solid content of the resin composition (that is, when the total amount of the non-volatile content of the resin composition excluding the solvent is 100% by mass). ), It is preferably 2.5% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, and further preferably 6% by mass or more.
  • the content of the component (A1) in the maleimide resin is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
  • thermosetting component contained in the resin composition in the present embodiment further (A2) from the viewpoint of increasing the storage elastic modulus E'at 250 ° C. of the cured product of the resin sheet.
  • a second maleimide resin having a chemical structure different from that of the (A1) first maleimide resin may be contained.
  • the (A2) second maleimide resin (hereinafter, may be simply referred to as “(A2) component”) in the present embodiment has a different chemical structure from the (A1) first maleimide resin, and has a different chemical structure.
  • the maleimide resin is not particularly limited as long as it contains two or more maleimide groups in one molecule.
  • the (A2) second maleimide resin has two or more maleimide groups in one molecule, and the bonding group linking any of the two maleimide groups also has four or more methylene groups in the main chain. It is a maleimide resin that does not.
  • the resin sheet contains the component (A2), the cohesiveness of the resin sheet after curing is improved. Therefore, it is possible to prevent a decrease in adhesiveness due to agglomeration failure of the resin sheet after curing.
  • the second maleimide resin (A2) in the present embodiment preferably contains, for example, a benzene ring, and more preferably contains a structure in which a maleimide group is linked to the benzene ring.
  • the maleimide compound preferably includes two or more structures in which a maleimide group is linked to a benzene ring.
  • the (A2) second maleimide resin in the present embodiment is a maleimide resin containing two or more maleimide groups and one or more biphenyl skeletons in one molecule (hereinafter, may be simply referred to as "biphenyl maleimide resin"). Is preferable.
  • the second maleimide resin (A2) in the present embodiment is preferably represented by the following general formula (1) from the viewpoint of heat resistance and adhesiveness.
  • k is an integer of 1 or more, and the average value of k is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, and 1 or more and 3 or less. It is more preferable to have.
  • m1 and m2 are independently integers of 1 or more and 2 or less, and more preferably 1. However, the total of m1 and m2 is 3 or less.
  • n1 and n2 are independently integers of 0 or more and 4 or less, preferably 0 or more and 2 or less, and more preferably 0.
  • R 1 and R 2 are independently alkyl groups having 1 or more and 6 or less carbon atoms, preferably alkyl groups having 1 or more and 3 or less carbon atoms, and more preferably methyl groups.
  • a plurality of R 1 may or different are identical to one another.
  • a plurality of R 2 is, or different are identical to one another.
  • maleimide resin represented by the general formula (1) in the present embodiment include compounds represented by the following general formula (2) or the following general formula (3).
  • k is the same as k in the general formula (1).
  • n1, n2, R 1 and R 2 are the same as n1, n2, R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • Examples of the maleimide resin product represented by the general formula (3) include "MIR-3000" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • the second maleimide resin (A2) in the present embodiment is preferably a maleimide resin containing two or more maleimide groups and two or more phenylene groups in one molecule. It is preferable to have a substituent on the phenylene group from the viewpoint of increasing the solubility in a solvent and improving the sheet formability. Examples of the substituent include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, an alkylene group and the like. Further, the second maleimide resin (A2) in the present embodiment is preferably a maleimide resin having an ether bond between the maleimide group and the phenylene group from the viewpoint of sheet formability.
  • the maleimide resin containing two or more maleimide groups and two or more phenylene groups in the one molecule is represented by, for example, the following general formula (4).
  • R 3 to R 6 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms
  • L 1 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms
  • L 2 and L 3 are independently alkylene groups having 1 or more and 2 or less carbon atoms or arylene groups having 6 or more and 10 or less carbon atoms
  • p and q are independently 0 or 1, respectively.
  • the total number of carbon atoms of those which are alkylene groups is 3 or less.
  • the maleimide resin represented by the general formula (4) in the present embodiment is specifically represented by, for example, the following general formula (5) or the following general formula (6).
  • L 1 is an alkylene group having 1 or more carbon atoms and 3 or less carbon atoms.
  • R 3 to R 6 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 or more and 6 or less carbon atoms.
  • thermosetting component contained in the resin composition in the present embodiment further (A3) the above (A3) from the viewpoint of facilitating the maintenance of the sheet strength of the resin sheet after thermosetting.
  • A1) It may contain a third maleimide resin having properties different from those of the first maleimide resin.
  • the (A3) third maleimide resin (hereinafter, may be simply referred to as “(A3) component”) in the present embodiment has the same chemical structure as the (A1) first maleimide resin, but has properties. Unlike, it is liquid at a temperature of 25 ° C.
  • the resin sheet contains the component (A3), flexibility can be imparted to the cured resin sheet, embrittlement is suppressed, and strength such as impact resistance is improved.
  • the (A3) third maleimide resin in the present embodiment has two or more maleimide groups in one molecule, and has four binding groups in the main chain that link at least one pair of two maleimide groups.
  • a spacer group-containing maleimide resin having one or more methylene groups, which is liquid at a temperature of 25 ° C. (A3) By using a spacer group-containing maleimide resin as the third maleimide resin, it becomes easy to maintain the sheet strength of the resin sheet after thermosetting.
  • the bonding group connecting the two maleimide groups preferably has 6 or more methylene groups in the main chain, and has 8 or more methylene groups in the main chain, from the viewpoint of the flexibility of the resin sheet.
  • the bonding group connecting the two maleimide groups preferably has one or more side chains from the viewpoint of the flexibility of the resin sheet. Examples of this side chain include an alkyl group and an alkoxy group. Further, when there are two or more side chains, the side chains may be bonded to each other to form an alicyclic structure or a heterocyclic structure.
  • the spacer group-containing maleimide resin in the present embodiment is preferably represented by the following general formula (7) from the viewpoint of the flexibility and heat resistance of the resin sheet.
  • n is an integer of 0 or more, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, and more preferably an integer of 1 or more and 5 or less.
  • the average value of n is preferably 0.5 or more and 5 or less, and more preferably 1 or more and 2 or less.
  • L 4 and L 5 are independently substituted or unsubstituted alkylene groups having 4 or more carbon atoms, and in this alkylene group, at least one -CH 2 -is -CH 2- O- or -O-. It may be replaced by CH 2-.
  • the carbon number of the alkylene group is preferably 6 or more, more preferably 8 or more, and particularly preferably 10 or more and 30 or less.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Further, these substituents may be bonded to each other to form an alicyclic structure.
  • X is independently, having 4 or more substituted or unsubstituted alkylene group having a carbon (at least one -CH 2 - including those replaced by - is -CH 2 -O- or -O-CH 2. ), And further preferably a divalent group having a phthalimide group.
  • the phthalimide group also includes a group derived from phthalimide. Specific examples of X include a group represented by the following structural formula (7-1) or the following general formula (7-2).
  • Y 1 and Y 2 are independently hydrogen, methyl group or ethyl group, and are preferably methyl groups.
  • the maleimide resin represented by the general formula (7) in the present embodiment is specifically represented by, for example, the following general formula (7-1-1) or the following general formula (7-2-1).
  • Compounds include.
  • n is an integer of 1 or more and 5 or less. The average value of n is 1 or more and 2 or less.
  • Examples of the maleimide resin product represented by the general formula (7-1-1) include Designer Moleculars Inc. Examples thereof include “BMI-1500” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and “SLK-1500” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Examples of the maleimide resin product represented by the general formula (7-2-1) include Designer Molecules Inc. Examples thereof include "BMI-1700" manufactured by the company.
  • the ratio of the content of the component (A2) to the component (A3) in the maleimide resin determines the cohesiveness and flexibility of the resin sheet after curing. From the viewpoint of compatibility, it is preferably 25:75 to 75:25, more preferably 30:70 to 70:30, and particularly preferably 40:60 to 60:40 on a mass basis.
  • the ratio of the contents of the component (A2) and the component (A3) in the maleimide resin is in such a range, the flexibility of the resin sheet according to the present embodiment can be further improved.
  • the content of the maleimide resin (the total of the components (A1) to (A3)) in the component (A) is based on the total solid content of the component (A) (that is, excluding the solvent (A)).
  • the amount of the non-volatile component of the component is 100% by mass
  • it is preferably 60% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more.
  • the content of the maleimide resin in the component (A) is preferably 97% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, and 92.5% by mass, based on the total solid content of the component (A). It is more preferably less than or equal to%.
  • the content of the maleimide resin in the component (A) is in such a range, the heat resistance of the resin sheet according to the present embodiment after curing can be further improved.
  • the resin composition according to the present embodiment preferably contains a compound having a (A4) triazine skeleton from the viewpoint of increasing the peel strength of the resin sheet after thermosetting.
  • the compound having a (A4) triazine skeleton in the present embodiment (hereinafter, may be simply referred to as “(A4) component”) is not particularly limited as long as it is a compound containing a triazine skeleton.
  • the component (A4) may be the following compound from the viewpoint of promoting the polymerization reaction of the maleimide resin, lowering the temperature at which the thermosetting reaction of the resin sheet proceeds, and achieving the peel strength after the thermosetting. preferable.
  • the component (A4) is preferably a compound having a basic group and a triazine skeleton, more preferably a compound having a nitrogen-containing heterocycle and having a triazine skeleton, and a triazine skeleton. It is more preferable that the imidazole compound has.
  • the imidazole compound having a triazine skeleton in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound containing a triazine skeleton and an imidazole group and promoting the polymerization reaction of the maleimide resin.
  • Examples of the imidazole compound having a triazine skeleton in the present embodiment include a compound represented by the following general formula (A4') (hereinafter, may be simply referred to as "(A4') component").
  • R 41 and R 42 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, a hydroxymethyl group, or a phenyl group, and have a hydrogen atom or 1 carbon atom. It is preferably an alkyl group of 10 or more, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 or more and 3 or less carbon atoms.
  • R 43 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a phenyl group, or an allyl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Is more preferable.
  • L 41 is an alkylene group having 1 or more and 5 or less carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 or more and 4 or less carbon atoms, and more preferably an ethylene group.
  • the (A4') component in the present embodiment examples include 2,4-diamino-6- [2- (2-methyl-1-imidazolyl) ethyl] -1,3,5-triazine, 2, 4-Diamino-6- [2- (2-ethyl-4-methyl-1-imidazolyl) ethyl] -1,3,5-triazine, and 2,4-diamino-6- [2- (2-undecyl-) 1-Imidazolyl) ethyl] -1,3,5-triazine and the like can be mentioned.
  • 2,4-diamino-6- [2- (2-methyl-1-imidazolyl) ethyl] -1,3,5-triazine 2,4-diamino-6- [2- (2-methyl-1-imidazolyl) ethyl] -1,3,5-triazine, from the viewpoint of the peel strength of the resin sheet and the reaction temperature.
  • 2,4-Diamino-6- [2- (2-ethyl-4-methyl-1-imidazolyl) ethyl] -1,3,5-triazine is preferred.
  • the content of the compound having a (A4) triazine skeleton in the resin composition is 100% by mass based on the total amount of the solid content of the resin composition (that is, the total amount of the non-volatile content of the resin composition excluding the solvent). It is preferable that it is 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more. Further, the upper limit of the content of the compound having the (A4) triazine skeleton is preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. (A4) When the content of the compound having a triazine skeleton is within the above range, the peel strength of the resin sheet can be further improved and the reaction temperature can be further lowered.
  • the compound having the (A4) triazine skeleton in the resin composition can be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting component contained in the resin composition in the present embodiment preferably further contains (A5) an allyl resin.
  • the (A5) allyl resin (hereinafter, may be simply referred to as “component (A5)”) is preferably liquid at room temperature. Since the thermosetting component (A) contains an allyl resin, it becomes easier to improve the peel strength of the resin sheet after curing while lowering the reaction temperature of the resin sheet according to the present embodiment. Further, by containing (A5) allyl resin, the complex viscosity ⁇ of the resin sheet is appropriately adjusted, and the fluidity of the resin sheet at the time of application to the adherend is ensured, and the heat resistance after the resin sheet is cured. Further improvement of sex is realized.
  • the mass ratio of the maleimide resin to the (A5) allyl resin (maleimide resin / (A5) component) is preferably 1.5 or more, and more preferably 3 or more.
  • the upper limit of the mass ratio (maleimide resin / (A5) component) may be, for example, 50 or less, preferably 25 or less, and more preferably 15 or less.
  • the mass ratio (maleimide resin / (A5) component) is in the above range, the heat resistance of the resin sheet can be improved. Further, when the mass ratio (maleimide resin / (A5) component) is in the above range, bleeding out of the allyl resin from the resin sheet is also suppressed.
  • the (A5) allyl resin in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a resin having an allyl group.
  • the (A5) allyl resin in the present embodiment is preferably an allyl resin containing two or more allyl groups in one molecule, for example.
  • the allyl resin in the present embodiment is more preferably represented by the following general formula (8), the following general formula (9), or the following general formula (10).
  • R 7 and R 8 are independently alkyl groups, preferably alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, and preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. More preferably, it is an alkyl group selected from the group consisting of a methyl group and an ethyl group.
  • n3 is 1 or more and 4 or less, preferably 1 or more and 3 or less, and more preferably 1 or more and 2 or less.
  • the ratio of the component having n3 of 1 is preferably 90 mol% or more.
  • the (A5) allyl resin in the present embodiment is specifically represented by, for example, diallyl bisphenol A (2,2-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) propane), which is represented by the general formula (9).
  • diallyl bisphenol A (2,2-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) propane
  • examples thereof include an allylphenol resin and an allylphenol resin represented by the general formula (10).
  • These allyl resins can be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting component of the present embodiment is a thermosetting resin other than the components (A1) to (A3), and a curing accelerator other than the component (A4'), as long as the object of the present invention is not impaired. And may contain a cured resin other than the component (A5).
  • thermosetting resin other than the components (A1) to (A3) may be any thermosetting resin having high heat resistance, and examples thereof include epoxy resin, benzoxazine resin, cyanate resin, and melamine resin. Be done. These thermosetting resins can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the curing accelerator other than the component (A4') include peroxides, phosphonium salts, benzopinacols and derivatives thereof, and imidazole compounds having no triazine skeleton (for example, 2-ethyl-4-methylimidazole, etc.). Can be mentioned. These curing accelerators can be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resin other than the components (A1) to (A3), a curing accelerator other than the component (A4), or a cured resin other than the component (A5) is used, the content thereof is the component (A).
  • the content thereof is the component (A).
  • the total amount of the solid content of that is, when the amount of the non-volatile content of the component (A) excluding the solvent is 100% by mass, it is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. preferable.
  • the content of the (A) thermosetting component in the resin composition is based on the total amount of the solid content of the resin composition (that is, the total amount of the non-volatile content of the resin composition excluding the solvent is 100% by mass). When), it is preferably 2% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the (A) thermosetting component is preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.
  • the content of the thermosetting component (A) in the resin composition is based on the total solid content of the resin composition (that is, the resin excluding the solvent).
  • the total amount of the non-volatile content of the composition is 100% by mass
  • it is preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and further preferably 7% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the thermosetting component (A) is preferably 27% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and further preferably 23% by mass or less.
  • the resin composition may contain (B) a binder component (hereinafter, may be simply referred to as “(B) component”) in addition to the component (A).
  • a binder component hereinafter, may be simply referred to as “(B) component”
  • the binder component may not be contained.
  • the (B) binder component of the present embodiment is a resin component other than the (A) component.
  • the binder component (B) is an oligomer or polymer containing repeating structures, and preferably has a functional group equivalent of 5000 or more.
  • the (B) binder component has a functional group as described above, even if the (B) binder component can be involved in the curing of the resin sheet by heat, in the present invention, the (B) binder component is (A) thermosetting. Distinguished from sex components.
  • the binder component can be widely selected regardless of whether it is an aliphatic compound or an aromatic compound.
  • the binder component (B) is preferably at least one resin selected from the group consisting of, for example, phenoxy resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyester resin, urethane resin, and polyamideimide resin, and is preferably from the viewpoint of heat resistance. Therefore, it is more preferable to use a phenoxy resin.
  • the polyester resin is preferably a totally aromatic polyester resin.
  • the binder component may be used alone or in combination of two or more.
  • the phenoxy resin includes a bisphenol A skeleton (hereinafter, bisphenol A may be referred to as "BisA”), a bisphenol F skeleton (hereinafter, bisphenol F may be referred to as "BisF”), a biphenyl skeleton, and a naphthalene skeleton.
  • BisA bisphenol A skeleton
  • BisF bisphenol F skeleton
  • a phenoxy resin having one or more skeletons selected from the above group is preferable, and a phenoxy resin having a bisphenol A skeleton and a bisphenol F skeleton is more preferable.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the binder component is preferably 100 or more and 1 million or less, and preferably 1000 or more and 800,000 or less, from the viewpoint of facilitating the adjustment of the complex viscosity of the resin sheet to a desired range. More preferably, it is more preferably 10,000 or more and 100,000 or less.
  • the weight average molecular weight in the present specification is a standard polystyrene-equivalent value measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.
  • the content of the (B) binder component in the resin composition is based on the total solid content of the resin composition (that is, the non-volatile content of the resin composition excluding the solvent).
  • the total amount of the above is 100% by mass
  • it is preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the binder component (B) is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.
  • the resin composition preferably contains (C) a thermally conductive filler (hereinafter, may be simply referred to as “component (C)”) in addition to the component (A).
  • component (C) can improve the thermal and / or mechanical properties of the resin sheet.
  • the thermally conductive filler (C) include boron nitride particles and alumina particles.
  • (C1) boron nitride particles hereinafter, may be simply referred to as “(C1) component”
  • (C2) alumina particles hereinafter, may be simply referred to as “(C2) component”
  • the heat conductive filler may be used alone or in combination of two or more. Further, the (C) thermally conductive filler may be surface-treated.
  • the average particle size of the thermally conductive filler is not particularly limited.
  • the average particle size of the boron nitride particles (C1) is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.2 ⁇ m or more, and further preferably 0.3 ⁇ m or more in terms of the value of d50.
  • the upper limit of the average particle size of the (C1) boron nitride particles is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, and even more preferably 15 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the (C2) alumina particles is preferably 3 ⁇ m or more, and more preferably 4 ⁇ m or more, as a value of d50.
  • the upper limit of the average particle size of the (C2) alumina particles is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 35 ⁇ m or less, and further preferably 20 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the (C) thermally conductive filler is a value measured by a dynamic light scattering method.
  • the total content of the (C1) boron nitride particles and (C2) alumina particles in the resin composition is based on the total amount of solids in the resin composition (that is, the total amount of non-volatile components of the resin composition excluding the solvent is 100% by mass. %), It is preferably 50% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, further preferably 78.5% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more. preferable.
  • the thermal diffusivity of the resin sheet can be improved.
  • the upper limit of the total content is preferably 90% by mass or less, more preferably 88% by mass or less, further preferably 86% by mass or less, and 85% by mass or less. Is particularly preferred.
  • the mass ratio of the (C1) boron nitride particles to the (C2) alumina particles in the resin composition is (C2) alumina particles.
  • the mass of (C1) boron nitride particles is 1, the mass of (C1) boron nitride particles is preferably 0.1 or more, and more preferably 0.2 or more.
  • the upper limit of the mass ratio of the (C1) boron nitride particles and the (C2) alumina particles in the resin composition is preferably 0.75 or less, and more preferably 0.6 or less.
  • the content of the (C) thermally conductive filler in the resin composition is based on the total amount of the solid content of the resin composition (that is, when the total amount of the non-volatile content of the resin composition excluding the solvent is 100% by mass). It is preferably 50% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, further preferably 78.5% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the (C) thermally conductive filler is preferably 90% by mass or less, more preferably 88% by mass or less, further preferably 86% by mass or less, and 85. It is particularly preferable that it is mass% or less.
  • the resin composition preferably further contains (D) a coupling agent in addition to the components (A) and (C).
  • the coupling agent preferably has a group that reacts with the functional group of the (A) thermosetting component described above, and more preferably has a group that reacts with the functional group of the (A) thermosetting component.
  • the (D) coupling agent a silane-based (silane coupling agent) is preferable from the viewpoint of obtaining the effects of the present invention.
  • the coupling agent may be used alone or in combination of two or more. Further, the blending amount of the coupling agent as described above is usually 0.1 part by mass or more and preferably 0.3 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the thermosetting component (A). ..
  • the upper limit of the content of the coupling agent is usually 7 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less.
  • Examples of the resin composition according to the present embodiment include a resin composition containing only (A) a thermosetting component, (C) a heat conductive filler, and (D) a coupling agent. Further, as another example of the resin composition according to the present embodiment, as described below, (A) a thermosetting component, (C) a heat conductive filler, (D) a coupling agent, and the above (A) component. , (C) component and a resin composition containing a component other than the (D) component.
  • the resin composition may further contain other components.
  • Other components include, for example, cross-linking agents, pigments, dyes, defoamers, leveling agents, UV absorbers, foaming agents, antioxidants, flame retardants, dispersants, anti-sedimentants, thickeners, ion trappers. And at least one component selected from the group consisting of fillers having no thermal conductivity (such as silica fillers).
  • the resin composition may further contain a cross-linking agent in order to adjust the initial adhesiveness before curing and the cohesiveness.
  • the cross-linking agent include an organic polyvalent isocyanate compound and an organic polyvalent imine compound.
  • the cross-linking agent may be used alone or in combination of two or more.
  • organic polyvalent isocyanate compound examples include aromatic polyvalent isocyanate compounds, aliphatic polyvalent isocyanate compounds, alicyclic polyvalent isocyanate compounds, trimerics of these polyvalent isocyanate compounds, and Examples thereof include a terminal isocyanate urethane prepolymer obtained by reacting these polyvalent isocyanate compounds with a polyol compound. More specific examples of the organic polyvalent isocyanate compound include, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, and 1,4-xylylene.
  • Isocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2,4'-diisocyanate, 3-methyldiphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4 '-Diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,4'-diisocyanate, lysocyanate and the like can be mentioned.
  • the organic multivalent isocyanate compound may be used alone or in combination of two or more.
  • organic polyvalent imine compound examples include, for example, N, N'-diphenylmethane-4,4'-bis (1-aziridinecarboxamide), trimethylolpropane-tri- ⁇ -aziridinyl propionate, and tetra. Examples thereof include methylolmethane-tri- ⁇ -aziridinyl propionate, and N, N'-toluene-2,4-bis (1-aziridinecarboxamide) triethylenemelamine.
  • the organic multivalent imine compound can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the above-mentioned cross-linking agent is usually 0.01 part by mass or more, preferably 0.1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned resin component.
  • the upper limit of the blending amount of the cross-linking agent is usually 12 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less.
  • the resin sheet according to the present embodiment is formed from the above-mentioned resin composition according to the present embodiment.
  • the present embodiment of the present embodiment from the viewpoint of sealing the semiconductor element and the ability to follow the unevenness of the adherend to be attached when the resin sheet is used for interposing between the semiconductor element and other electronic components. It is preferable that it comprises only the resin composition according to the above. That is, it is preferable that the resin sheet is not a composite material such as a combination of a resin composition and a fiber sheet, such as a prepreg.
  • the thickness of the resin sheet according to the present embodiment needs to be 5 ⁇ m or more, preferably 8 ⁇ m or more, more preferably 12 ⁇ m or more, further preferably 14 ⁇ m or more, and further preferably 15 ⁇ m or more. Is particularly preferable.
  • the upper limit of the thickness of the resin sheet needs to be 120 ⁇ m or less, preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 80 ⁇ m or less, further preferably 60 ⁇ m or less, and further preferably 50 ⁇ m or less. Is particularly preferable. If the thickness of the resin sheet is less than 5 ⁇ m, the adhesiveness to the adherend is lowered. According to this embodiment, it is easy to make the resin sheet thin, and in a resin sheet having a thickness of 120 ⁇ m or less, heat resistance, thermal conductivity, and adhesiveness after thermosetting can be improved.
  • the thermal diffusivity of the resin sheet according to the present embodiment after thermosetting needs to be 1.0 ⁇ 10-6 m 2 / s or more, and 1.1 ⁇ 10-6 m 2 / s or more. It is preferably 1.2 ⁇ 10 -6 m 2 / s or more, more preferably 1.3 ⁇ 10 -6 m 2 / s or more, and 1.35 ⁇ 10 -6. M 2 / s or more is even more preferable, and 1.5 ⁇ 10-6 m 2 / s or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the thermal diffusivity after thermosetting is preferably 1 ⁇ 10-5 m 2 / s or less, more preferably 8 ⁇ 10-6 m 2 / s or less, and 5 ⁇ 10 still more preferably -6 m 2 / s or less, 4 still more preferred ⁇ or less 10 -6 m 2 / s, particularly preferably not more than 3 ⁇ 10 -6 m 2 / s .
  • the thermal diffusivity of the resin sheet after thermosetting is a characteristic value obtained by the method described in Examples described later.
  • the peel strength of the resin sheet according to the present embodiment after thermosetting is preferably 1.0 N / 10 mm or more, more preferably 2.0 N / 10 mm or more, and 3.0 N / 10 mm or more. It is more preferable to have 4.0 N / 10 mm or more, and it is particularly preferable to have 4.0 N / 10 mm or more. Further, the upper limit of the peel strength after thermosetting is more preferably 50 N / 10 mm or less, and further preferably 40 N / 10 mm or less. When the peel strength of the resin sheet according to the present embodiment after thermosetting is 1.0 N / 10 mm or more, high adhesiveness to the adherend should be maintained when the resin sheet is used as a sealing material. Is possible.
  • the peel strength of the resin sheet according to the present embodiment after thermosetting is adjusted to the above range by, for example, adjusting the type of the component used in the resin composition (particularly, the type of the curing accelerator) and the blending amount. Can be done.
  • the peel strength of the resin sheet according to the present embodiment after thermosetting is subjected to a peeling test at a peeling angle of 90 degrees between the thermosetting resin sheet and the adherend by using the measurement method described later. I asked for it. Specifically, as described in the examples, a test piece was prepared and a peeling test was performed. In the resin sheet according to the present embodiment, since the resin composition is made into a sheet, the application to the adherend becomes easy, and the application to the case where the adherend has a large area becomes easy.
  • the resin composition is in the form of a sheet, it is formed in advance in a shape suitable for the shape after the sealing step, so that it can be supplied as a sealing material having a certain degree of uniformity just by applying it. Further, if the resin composition is in the form of a sheet, it is excellent in handleability.
  • the peel strength of the resin sheet according to the present embodiment after the thermal history test is preferably 0.5 N / 10 mm or more, more preferably 1.0 N / 10 mm or more, and 3.0 N / 10 mm or more. It is more preferable, and it is particularly preferable that it is 4.0 N / 10 mm or more.
  • the upper limit of the peel strength after the thermal history test is more preferably 50 N / 10 mm or less, and further preferably 40 N / 10 mm or less.
  • the thermal history test is, for example, a test in which the above-mentioned test piece is subjected to a thermal history at a temperature of 175 ° C. for 100 hours.
  • the method for forming the resin composition into a sheet can be a conventionally known method for forming a sheet, and is not particularly limited. From the viewpoint that a thin resin sheet can be easily obtained, the resin sheet is preferably a coating film of a resin composition.
  • the resin sheet which is the coating film of the resin composition can be obtained by a production method including a step of applying the resin composition.
  • the coating method is not particularly limited, and a known method can be used. Further, after application, it may be dried if necessary. The drying conditions are also not particularly limited as long as the resin composition does not cure.
  • the resin sheet according to the present embodiment may be in the form of a single leaf, or may be provided in a rolled state.
  • the resin sheet according to the present embodiment, which is wound into a roll can be used by being unwound from the roll and cut into a desired size.
  • the heating temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, further preferably 130 ° C. or higher, and 160 ° C. or higher. Is even more preferable.
  • the upper limit of the heating temperature is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, further preferably 230 ° C. or lower, and even more preferably 210 ° C. or lower.
  • the heating time is preferably 10 minutes or more, more preferably 20 minutes or more.
  • the upper limit of the heating time is preferably 10 hours or less, more preferably 7 hours or less.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the laminated body 1 according to the present embodiment.
  • the laminate 1 of the present embodiment has a first release material 2, a second release material 4, and a resin sheet 3 provided between the first release material 2 and the second release material 4.
  • the resin sheet 3 is a resin sheet according to the present embodiment.
  • the first release material 2 and the second release material 4 have a release property, and there is a difference between the release force of the first release material 2 against the resin sheet 3 and the release force of the second release material 4 against the resin sheet 3. Is preferable.
  • the materials of the first release material 2 and the second release material 4 are not particularly limited.
  • the ratio (P2 / P1) of the peeling force P2 of the second peeling material 4 to the peeling force P1 of the first peeling material 2 is preferably 0.02 ⁇ P2 / P1 ⁇ 1 or 1 ⁇ P2 / P1 ⁇ 50. ..
  • the first release material 2 and the second release material 4 may be, for example, a member having a release property in the release material itself, a member having been subjected to a release treatment, a member having a release agent layer laminated, or the like. good.
  • examples of the material of the first release material 2 and the second release material 4 include an olefin resin and a fluororesin. Be done.
  • the first release material 2 and the second release material 4 can be a release material including a release base material and a release agent layer formed by applying a release agent on the release base material. By using a release material having a release base material and a release agent layer, handling becomes easy. Further, the first release material 2 and the second release material 4 may have a release agent layer on only one side of the release base material, or may have a release agent layer on both sides of the release base material.
  • Examples of the peeling base material include a paper base material, a laminated paper obtained by laminating a thermoplastic resin such as polyethylene on the paper base material, a plastic film, and the like.
  • Examples of the paper base material include glassine paper, coated paper, cast coated paper and the like.
  • Examples of the plastic film include a polyester film (for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), a polyolefin film (for example, polypropylene, polyethylene, etc.) and the like. Of these, polyester film is preferable.
  • the release agent examples include a silicone-based release agent composed of a silicone resin; a long-chain alkyl group-containing compound-based release agent composed of a compound containing a long-chain alkyl group such as polyvinyl carbide and an alkylurea derivative; An alkyd resin-based release agent composed of a resin (for example, a non-convertible alkyd resin, a convertible alkyd resin, etc.); an olefin resin (for example, polyethylene (for example, high-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density)).
  • a silicone-based release agent composed of a silicone resin
  • a long-chain alkyl group-containing compound-based release agent composed of a compound containing a long-chain alkyl group such as polyvinyl carbide and an alkylurea derivative
  • An alkyd resin-based release agent composed of a resin (for example, a non-convertible alkyd resin, a convertible alkyd
  • Olefin resin-based release agent composed of polyethylene, etc.
  • rubber-based release agents composed of rubbers such as synthetic rubbers (eg, butadiene rubbers, isopene rubbers, styrene-butadiene rubbers, methyl methacrylate-butadiene rubbers, and acrylonitrile-butadiene rubbers); and (meth) acrylic acid esters.
  • Examples thereof include various release agents such as an acrylic resin-based release agent composed of an acrylic resin such as a system copolymer, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • alkyd resin-based release agents are preferable.
  • a phenoxy resin is used as the binder component (B) of the resin composition contained in the resin sheet 3
  • a general silicone-based release agent is used, the release material is unintentionally before the use of the resin sheet 3. It is preferable to use an alkyd resin-based release agent because there is a concern that it may be peeled off.
  • the thickness of the first release material 2 and the second release material 4 is not particularly limited. Usually, it is 1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and preferably 3 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the release agent layer is not particularly limited. When a solution containing a release agent is applied to form a release agent layer, the thickness of the release agent layer is preferably 0.01 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, and more preferably 0.03 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less.
  • the manufacturing method of the laminated body 1 is not particularly limited.
  • the laminated body 1 is manufactured through the following steps. First, the resin composition is applied onto the first release material 2 to form a coating film. Next, this coating film is dried to form the resin sheet 3. Next, the laminated body 1 is obtained by laminating the resin sheet 3 and the second release material 4 at room temperature or while heating. In this case, when the types of the release materials of the first release material 2 and the second release material 4 are the same, the ratio of the release force P2 of the second release material 4 to the release force P1 of the first release material 2 (P2).
  • P2 / P1 is likely to have P2 / P1 ⁇ 1, and even if the release materials of the first release material 2 and the second release material 4 are different, it is first to apply the resin composition. Due to the release material 2, the value of P2 / P1 tends to be small.
  • the resin sheet according to the present embodiment has a very thin thickness of 5 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less. Since the resin sheet is thin as described above, the device module can be miniaturized. Further, when heat from an electronic component having a very high temperature such as a power semiconductor element is dissipated through this resin sheet, the thermal resistance to the heat sink can be reduced because the resin sheet is thin. Therefore, the heat dissipation efficiency can be remarkably improved. Although the resin sheet according to the present embodiment is very thin, there is no problem such as adhesiveness. As described above, the resin sheet according to this embodiment can be suitably used for a power semiconductor device. In other words, in the semiconductor device according to the present embodiment, the semiconductor element is preferably a power semiconductor element.
  • Power semiconductor devices are also expected to operate at high temperatures of 200 ° C. or higher. Heat resistance is required for materials used in semiconductor devices having power semiconductor devices. Since the resin sheet according to the present embodiment has excellent heat resistance, it is suitably used for covering a power semiconductor element in a semiconductor device or for interposing it between a power semiconductor element and another component. .. Further, it is preferable that the resin sheet according to the present embodiment is collectively applied to a plurality of semiconductor elements. For example, if the resin composition is in the form of a sheet, a resin sheet is applied to a structure in which semiconductor elements are arranged in each gap of a frame provided with a plurality of gaps, and the frame and the semiconductor element are collectively combined. It can be used for sealing, so-called panel level packages.
  • the sealing of the semiconductor element may be a coating for protecting the back surface of the flip chip type element. While a general protective sheet blocks heat generated from an element and heat is trapped in the element, it is efficient to use the resin sheet according to the present embodiment as a back surface protective sheet for a flip-chip type element. The heat generated from the element can be dissipated. Further, since the resin sheet according to the present embodiment has excellent thermal conductivity after heat curing, heat generated from the power semiconductor element can be efficiently transferred to a heat sink or the like. That is, since the resin sheet according to the present embodiment has excellent heat resistance and thermal conductivity, it is possible to enclose a power semiconductor element that is expected to operate at a high temperature of 200 ° C. or higher, or to use the power semiconductor element and other electronic components. It can be used to intervene between the power semiconductor elements, and has an excellent ability to transfer heat generated from a power semiconductor element to a heat sink or the like.
  • the resin sheet according to the present embodiment can be suitably used for a semiconductor device using a compound semiconductor.
  • the semiconductor element is preferably a semiconductor element using a compound semiconductor. Since semiconductor devices using compound semiconductors have characteristics different from those of silicon semiconductor devices, they are preferably used in applications such as power semiconductor devices, high-power devices for base stations, sensors, detectors, and Schottky barrier diodes. In these applications, attention is also paid to the heat resistance of the semiconductor element using the compound semiconductor, and since the resin sheet of the present embodiment has excellent heat resistance, it is suitably used in combination with the semiconductor element using the compound semiconductor. Be done.
  • the resin sheet according to the present embodiment has excellent thermal conductivity after heat curing, heat generated from a semiconductor element using a compound semiconductor can be efficiently transferred to a heat sink or the like.
  • the resin sheet according to the present embodiment is preferably used for sealing a semiconductor element using a compound semiconductor.
  • the resin sheet according to the present embodiment is preferably used for interposing between a semiconductor element using a compound semiconductor and another electronic component. Examples of other electronic components include a printed wiring board, a lead frame, and the like. Since the upper limit of the operating temperature of the silicon semiconductor element is about 175 ° C., it is preferable to use a semiconductor element using a compound semiconductor capable of high temperature operation as the power semiconductor element.
  • the compound semiconductor examples include silicon carbide, gallium nitride, gallium nitride, gallium oxide, gallium arsenide and the like, and it is preferable that any one or more of silicon carbide, gallium nitride, gallium aluminum nitride and gallium oxide is used. Since the resin sheet according to the present embodiment has excellent heat resistance and thermal conductivity, a semiconductor element using a compound semiconductor that is expected to operate at a high temperature of 200 ° C. or higher can be sealed, or a semiconductor element using a compound semiconductor can be sealed. It can be used to intervene between the semiconductor device and other electronic components, and has an excellent ability to transfer heat generated from these semiconductor elements to a heat sink or the like.
  • the laminate having the first release material, the second release material, and the resin sheet provided between the first release material and the second release material has been described, but in addition, the resin sheet has been described. It may be a laminate having a release material on only one surface.
  • the resin sheet of the present invention also has other insulating materials for circuit boards (for example, hard printed wiring board materials, flexible wiring board materials, and materials. It can be used as an interlayer insulating material for a build-up substrate, etc.), an adhesive film for build-up, an adhesive, and the like.
  • First maleimide resin long-chain alkyl-type maleimide resin (solid at a temperature of 25 ° C., maleimide resin represented by the general formula (A1-1-1), "SLK-3000” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • -Second maleimide resin Maleimide resin having a biphenyl group (maleimide resin represented by the general formula (3), "MIR-3000” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
  • Third maleimide resin long-chain alkyl-type maleimide resin (liquid at a temperature of 25 ° C., maleimide resin represented by the general formula (7-1-1), "SLK-1500” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • -Allyl resin Diallyl bisphenol A ("DABPA” manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.)
  • -Epoxy resin-1 BisA type epoxy resin ("YL980" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • (Binder component) -Binder resin BisA type phenoxy resin ("YX7200" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • Alumina particles-1 (“CB-A20S” manufactured by Showa Denko KK, average particle size (d50): 20 ⁇ m)
  • -Alumina particles-2 ("CB-P05” manufactured by Showa Denko KK, average particle size (d50): 4 ⁇ m)
  • Boron Nitride Particle-1 ("UHP-2” manufactured by Showa Denko KK, average particle size (d50): 11 ⁇ m)
  • Boron Nitride Particles-2 (“UHP-S2" manufactured by Showa Denko KK, average particle size (d50): 0.7 ⁇ m)
  • the dried resin composition and the second release material (polyethylene terephthalate film provided with a release layer formed from a silicone-based release agent, thickness 38 ⁇ m) were laminated at room temperature, and the second release material was laminated.
  • a laminate was prepared in which a release material, a resin sheet made of a resin composition, and a second release material were laminated in this order.
  • the second release material and the first release material of the resin sheet in the laminated body were peeled before being attached to the Si wafer and the copper plate, respectively.
  • the resin sheet was cured under the thermosetting condition of 4 hours at a temperature of 200 ° C. to prepare a sample.
  • the copper foil was peeled off from the cured resin sheet under the conditions of a peeling speed of 50 mm / min and a peeling angle of 90 degrees using a tensile tester (“Autograph AG-IS” manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the peel strength (unit: N / 10 mm) between the copper foil and the cured resin sheet was measured. The measurement was performed in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 50%. The results obtained are shown in Table 1.
  • the resin sheets obtained in Examples 1 to 4 have a peel strength as compared with Comparative Examples 1 and 2 even though the thickness of the resin sheet is thin. Turned out to be high. Further, it was found that the resin sheets obtained in Examples 1 to 4 had a high thermal diffusivity after heat curing.

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Abstract

(A)熱硬化性成分を含有する樹脂組成物から形成される樹脂シートであって、前記(A)熱硬化性成分が、マレイミド樹脂を含有し、前記樹脂シートの熱硬化後の熱拡散率が、1.0×10-6/s以上であり、前記樹脂シートの厚さが5μm以上120μm以下である、樹脂シート。

Description

樹脂シート
 本発明は、樹脂シートに関する。
 パワー半導体に用いる樹脂シートに、アルミナ等の高熱伝導性の材料を配合することが検討されている。特許文献1には、アルミナフィラーを含有するエポキシ樹脂組成物のシート状成形体である樹脂シートを、パワー半導体装置に適用することが提案されている。
特開2017-160440号公報
 しかしながら、200℃以上の高温動作が想定されるパワー半導体素子に適用するにあたり、特許文献1に記載の樹脂組成物は、耐熱性が十分とはいえなかった。また、熱伝導性のさらなる向上と、樹脂シートを被着体に強固に接着させることも課題であった。一方で、樹脂シートが薄いとデバイスモジュールの小型化を達成できる。また、樹脂シートを介してパワー半導体素子からの熱を放熱する場合、樹脂シートが薄い分、ヒートシンクまでの熱抵抗が小さくなるため、放熱効率を格段に向上できる。しかしながら、放熱用の樹脂シートにおいては、接着性等の観点からある程度の厚さとなるように設計されており、放熱用の樹脂シートで非常に薄いものは、存在しなかった。
 本発明は、熱硬化後の耐熱性、熱伝導性、及び接着性を向上させることができる樹脂シートを提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る樹脂シートは、(A)熱硬化性成分を含有する樹脂組成物から形成される樹脂シートであって、前記(A)熱硬化性成分が、マレイミド樹脂を含有し、前記樹脂シートの熱硬化後の熱拡散率が1.0×10-6/s以上であり、前記樹脂シートの厚さが5μm以上120μm以下であることを特徴とする。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記(A)熱硬化性成分が、(A1)第1のマレイミド樹脂を含有し、前記(A1)第1のマレイミド樹脂が、温度25℃において固体であり、かつ、1分子中に2つ以上のマレイミド基を有し、少なくとも1対の2つのマレイミド基を連結する結合基が、主鎖に4つ以上のメチレン基を有するマレイミド樹脂であることが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記(A)熱硬化性成分が、さらに(A4)トリアジン骨格を有する化合物を含有することが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記(A4)トリアジン骨格を有する化合物が、トリアジン骨格を有するイミダゾール化合物であることが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記(A)熱硬化性成分が、さらに(A5)アリル樹脂を含有することが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記樹脂組成物が、さらに(C)熱伝導性フィラーを含有することが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記樹脂組成物が、さらに(C1)窒化ホウ素粒子を含有することが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記樹脂組成物が、さらに(C2)アルミナ粒子を含有することが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記(C1)窒化ホウ素粒子及び(C2)アルミナ粒子の含有量の合計は、樹脂組成物の固形分の全量基準で、78.5質量%以上であることが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、半導体素子を封止すること、或いは、前記半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いられることが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、ヒートシンクと電子部品との間に介在させることに用いられることが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、化合物半導体を用いた半導体素子を封止すること、或いは、前記化合物半導体を用いた半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いられることが好ましい。
 本発明の一態様に係る樹脂シートにおいて、前記樹脂シートが、前記樹脂組成物の塗膜であることが好ましい。
 本発明の一態様によれば、熱硬化後の耐熱性、熱伝導性、及び接着性を向上させることができる樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。
本実施形態に係る積層体の断面概略図である。
[樹脂組成物]
 まず、本実施形態に係る樹脂シートを形成するための樹脂組成物について説明する。
 本実施形態に係る樹脂組成物は、(A)熱硬化性成分を含有する。本実施形態に係る(A)熱硬化性成分は、マレイミド樹脂を含有する。また、本実施形態に係る(A)熱硬化性成分は、(A1)第1のマレイミド樹脂を含有することが好ましい。
((A)熱硬化性成分)
 (A)熱硬化性成分(以下、単に「(A)成分」と称する場合がある)は、加熱を受けると三次元網状化し、被着体を強固に接着する性質を有する。本実施形態における(A)熱硬化性成分は、前述のとおり、(A1)第1のマレイミド樹脂(以下、単に「(A1)成分」と称する場合がある)を含有することが好ましい。
・マレイミド樹脂
 本実施形態におけるマレイミド樹脂は、1分子中に2つ以上のマレイミド基を含むマレイミド樹脂であれば、特に限定されない。本実施形態に係る樹脂組成物がマレイミド樹脂を含有することで、本実施形態に係る樹脂シートの熱硬化後の耐熱性が向上する。
 本実施形態におけるマレイミド樹脂としては、(A1)第1のマレイミド樹脂、(A2)第2のマレイミド樹脂、及び(A3)第3のマレイミド樹脂等が挙げられる。
(A1)第1のマレイミド樹脂
 本実施形態における(A1)第1のマレイミド樹脂は、1分子中に2つ以上のマレイミド基を有し、少なくとも1対の2つのマレイミド基を連結する結合基が、主鎖に4つ以上のメチレン基を有するマレイミド樹脂である。
 ここで、2つのマレイミド基を連結する結合基は、硬化物の柔軟性の観点から、主鎖に6つ以上のメチレン基を有することが好ましく、主鎖に8つ以上のメチレン基を有することがより好ましく、主鎖に10以上のメチレン基を有することが特に好ましい。また、これらのメチレン基は、連結して、炭素数4以上のアルキレン基となっていることがより好ましい。このアルキレン基において、少なくとも1つの-CH-は、-CH-O-又は-O-CH-で置き換えられていてもよい。
 また、2つのマレイミド基を連結する結合基は、硬化物の柔軟性の観点から、1つ以上の側鎖を有することが好ましい。この側鎖としては、アルキル基及びアルコキシ基等が挙げられる。さらに、2つ以上の側鎖がある場合には、側鎖同士が結合して、脂環構造を形成していてもよい。
 また、本実施形態における(A1)第1のマレイミド樹脂は、温度25℃において固体であることが必要である。(A1)第1のマレイミド樹脂が、温度25℃において固体であることで、(A1)成分が熱硬化性成分としてだけでなく、バインダー成分としても働くようになると推察される。(A1)成分は軟化しやすいため、バインダー成分を(A1)成分で代替することで硬化前の樹脂シートの、被着体表面の凹凸への追従性が向上し、これにより、接着性を維持しつつ、熱伝導性フィラーの増量が可能となる。したがって、(A1)成分の使用により、樹脂シートの熱伝導性及び接着性をともに向上できる。また、(A1)成分は他のマレイミド樹脂を用いた場合の相溶性も高い。
 本実施形態における(A1)第1のマレイミド樹脂は、硬化物の柔軟性及び耐熱性の観点から、下記一般式(A1)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 前記一般式(A1)において、n11は、0以上の整数であり、1以上10以下の整数であることが好ましく、1以上5以下の整数であることがより好ましい。また、n11の平均値は、0.5以上5以下であることが好ましく、1以上2以下であることがより好ましい。
 L11及びL12は、それぞれ独立に、炭素数4以上の置換もしくは無置換のアルキレン基であり、このアルキレン基において、少なくとも1つの-CH-は、-CH-O-又は-O-CH-で置き換えられていてもよい。このアルキレン基の炭素数は、硬化物の柔軟性の観点から、6以上であることが好ましく、8以上であることがより好ましく、10以上30以下であることが特に好ましい。また、アルキレン基の水素が置換されている場合、置換基は、炭素数1以上14以下のアルキル基、又は炭素数1以上14以下のアルコキシ基である。さらに、これらの置換基同士は、結合して、脂環構造又は複素環構造を形成していてもよい。
 X11は、それぞれ独立に、炭素数4以上の置換もしくは無置換のアルキレン基(少なくとも1つの-CH-が-CH-O-又は-O-CH-で置き換えられているものを含む。)を有しない基であり、さらに、フタルイミド基を有する2価の基であることが好ましい。なお、フタルイミド基には、フタルイミドから誘導される基も含まれる。X11として、具体的には、例えば、下記構造式(A1-1)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 本実施形態における前記一般式(A1)で表されるマレイミド樹脂としては、具体的には、例えば、下記一般式(A1-1-1)で表される化合物が挙げられる。この化合物は、温度25℃において固体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 前記一般式(A1-1-1)において、n11は、1以上5以下の整数である。
 前記一般式(A1-1-1)で表されるマレイミド樹脂の製品としては、信越化学工業株式会社製の「SLK-3000」等が挙げられる。
 本実施形態において、マレイミド樹脂中の(A1)成分の含有量は、マレイミド樹脂の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除くマレイミド樹脂の不揮発分の量を100質量%としたとき)で、10質量%以上であることが好ましく、17.5質量%以上であることがより好ましく、42.5質量%以上であることが特に好ましい。マレイミド樹脂中の(A1)成分の含有量がこのような範囲にあることで、樹脂シート中における熱伝導性フィラー量の更なる増量が可能となる。マレイミド樹脂中の(A1)成分の含有量は、マレイミド樹脂の固形分の全量基準で、100質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることがさらに好ましい。
 また、同様の観点から、マレイミド樹脂中の(A1)成分の含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、2.5質量%以上であることが好ましく、4質量%以上であることがより好ましく、6質量%以上であることがさらに好ましい。マレイミド樹脂中の(A1)成分の含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準で、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましい。
(A2)第2のマレイミド樹脂
 本実施形態における樹脂組成物が含有する(A)熱硬化性成分は、樹脂シートの硬化物の250℃における貯蔵弾性率E’を上昇させる観点から、さらに(A2)前記(A1)第1のマレイミド樹脂とは化学構造が異なる第2のマレイミド樹脂を含有していてもよい。本実施形態における(A2)第2のマレイミド樹脂(以下、単に「(A2)成分」と称する場合がある)は、前記(A1)第1のマレイミド樹脂とは化学構造が異なるものであり、かつ1分子中に2つ以上のマレイミド基を含むマレイミド樹脂であれば、特に限定されない。すなわち、(A2)第2のマレイミド樹脂は、1分子中に2つ以上のマレイミド基を有し、いずれの2つのマレイミド基を連結する結合基も、主鎖に4つ以上のメチレン基を有しないマレイミド樹脂である。樹脂シートが(A2)成分を含有することで、樹脂シートの硬化後の凝集性が向上する。このため、硬化後の樹脂シートの凝集破壊に起因した接着性低下を防止することができる。
 本実施形態における(A2)第2のマレイミド樹脂は、耐熱性の観点から、例えば、ベンゼン環を含むことが好ましく、ベンゼン環にマレイミド基が連結した構造を含むことがより好ましい。また、マレイミド化合物は、ベンゼン環にマレイミド基が連結した構造体を2つ以上備えていることが好ましい。
 本実施形態における(A2)第2のマレイミド樹脂は、1分子中に2つ以上のマレイミド基及び1つ以上のビフェニル骨格を含むマレイミド樹脂(以下、単に「ビフェニルマレイミド樹脂」と称する場合がある)であることが好ましい。
 本実施形態における(A2)第2のマレイミド樹脂は、耐熱性及び接着性の観点から、下記一般式(1)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 前記一般式(1)において、kは、1以上の整数であり、kの平均値は、1以上10以下であることが好ましく、1以上5以下であることがより好ましく、1以上3以下であることがさらに好ましい。m1及びm2は、それぞれ独立に、1以上2以下の整数であり、1であることがより好ましい。ただし、m1及びm2の合計は、3以下である。n1及びn2は、それぞれ独立に、0以上4以下の整数であり、0以上2以下の整数であることが好ましく、0であることがより好ましい。R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基であり、炭素数1以上3以下のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。複数のRは、互いに同一であるか又は異なる。複数のRは、互いに同一であるか又は異なる。
 本実施形態における前記一般式(1)で表されるマレイミド樹脂としては、具体的には、例えば、下記一般式(2)又は下記一般式(3)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 前記一般式(2)及び(3)において、kは、前記一般式(1)のkと同様である。前記一般式(2)において、n1、n2、R及びRは、前記一般式(1)のn1、n2、R及びRと同様である。
 前記一般式(3)で表されるマレイミド樹脂の製品としては、日本化薬株式会社製の「MIR-3000」等が挙げられる。
 また、本実施形態における(A2)第2のマレイミド樹脂は、1分子中に2つ以上のマレイミド基及び2つ以上のフェニレン基を含むマレイミド樹脂であることも好ましい。溶剤への溶解性を高くし、シート形成性を向上させる観点から、フェニレン基上に置換基を有することが好ましい。置換基としては、例えば、メチル基、及びエチル基等のアルキル基、及びアルキレン基等が挙げられる。
 また、本実施形態における(A2)第2のマレイミド樹脂は、シート形成性の観点から、マレイミド基とフェニレン基との間にエーテル結合を有するマレイミド樹脂が好ましい。
 前記1分子中に2つ以上のマレイミド基及び2つ以上のフェニレン基を含むマレイミド樹脂は、例えば、下記一般式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 前記一般式(4)において、RからRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基であり、Lは、炭素数1以上3以下のアルキレン基であり、L及びLは、それぞれ独立に、炭素数1以上2以下のアルキレン基又は炭素数6以上10以下のアリーレン基であり、p及びqは、それぞれ独立に0又は1である。ただし、L、L及びLのうち、アルキレン基であるものの炭素数の合計は、3以下である。
 本実施形態における前記一般式(4)で表されるマレイミド樹脂は、具体的には、例えば、下記一般式(5)又は下記一般式(6)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 前記一般式(5)及び(6)において、Lは、炭素数1以上3以下のアルキレン基である。
 前記一般式(5)において、RからRは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基である。
(A3)第3のマレイミド樹脂
 本実施形態における樹脂組成物が含有する(A)熱硬化性成分は、樹脂シートの熱硬化後のシート強度を維持し易くする観点から、さらに(A3)前記(A1)第1のマレイミド樹脂とは性状が異なる第3のマレイミド樹脂を含有していてもよい。本実施形態における(A3)第3のマレイミド樹脂(以下、単に「(A3)成分」と称する場合がある)は、前記(A1)第1のマレイミド樹脂とは化学構造が共通するものの、性状が異なり、温度25℃において液状であるものである。樹脂シートが(A3)成分を含有することで、硬化後の樹脂シートに柔軟性を付与することができ、脆化が抑制され、耐衝撃性等の強度が向上する。
 すなわち、本実施形態における(A3)第3のマレイミド樹脂とは、1分子中に2つ以上のマレイミド基を有し、少なくとも1対の2つのマレイミド基を連結する結合基が、主鎖に4つ以上のメチレン基を有するスペーサー基含有マレイミド樹脂であって、温度25℃において液状であるものである。(A3)第3のマレイミド樹脂としてスペーサー基含有マレイミド樹脂を用いることで、樹脂シートの熱硬化後のシート強度を維持し易くなる。
 ここで、2つのマレイミド基を連結する結合基は、樹脂シートの柔軟性の観点から、主鎖に6つ以上のメチレン基を有することが好ましく、主鎖に8つ以上のメチレン基を有することがより好ましく、主鎖に10以上のメチレン基を有することが特に好ましい。また、これらのメチレン基は、連結して、炭素数4以上のアルキレン基となっていることがより好ましい。このアルキレン基において、少なくとも1つの-CH-は、-CH-O-又は-O-CH-で置き換えられていてもよい。
 また、2つのマレイミド基を連結する結合基は、樹脂シートの柔軟性の観点から、1つ以上の側鎖を有することが好ましい。この側鎖としては、アルキル基及びアルコキシ基等が挙げられる。さらに、2つ以上の側鎖がある場合には、側鎖同士が結合して、脂環構造又は複素環構造を形成していてもよい。
 本実施形態におけるスペーサー基含有マレイミド樹脂は、樹脂シートの柔軟性及び耐熱性の観点から、下記一般式(7)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 前記一般式(7)において、nは、0以上の整数であり、1以上10以下の整数であることが好ましく、1以上5以下の整数であることがより好ましい。また、nの平均値は、0.5以上5以下であることが好ましく、1以上2以下であることがより好ましい。
 L及びLは、それぞれ独立に、炭素数4以上の置換もしくは無置換のアルキレン基であり、このアルキレン基において、少なくとも1つの-CH-は、-CH-O-又は-O-CH-で置き換えられていてもよい。このアルキレン基の炭素数は、樹脂シートの柔軟性の観点から、6以上であることが好ましく、8以上であることがより好ましく、10以上30以下であることが特に好ましい。また、アルキレン基の水素が置換されている場合、置換基は、炭素数1以上10以下のアルキル基、又は炭素数1以上10以下のアルコキシ基である。さらに、これらの置換基同士は、結合して、脂環構造を形成していてもよい。
 Xは、それぞれ独立に、炭素数4以上の置換もしくは無置換のアルキレン基(少なくとも1つの-CH-が-CH-O-又は-O-CH-で置き換えられているものを含む。)を有しない基であり、さらに、フタルイミド基を有する2価の基であることが好ましい。なお、フタルイミド基には、フタルイミドから誘導される基も含まれる。Xとして、具体的には、例えば、下記構造式(7-1)又は下記一般式(7-2)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 前記一般式(7-2)において、Y及びYは、それぞれ独立に、水素、メチル基又はエチル基であり、メチル基であることが好ましい。
 本実施形態における前記一般式(7)で表されるマレイミド樹脂としては、具体的には、例えば、下記一般式(7-1-1)又は下記一般式(7-2-1)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 前記一般式(7-1-1)及び(7-2-1)において、nは、1以上5以下の整数である。また、nの平均値は、1以上2以下である。
 前記一般式(7-1-1)で表されるマレイミド樹脂の製品としては、Designer Molecules Inc.社製の「BMI-1500」、及び信越化学工業株式会社製の「SLK-1500」等が挙げられる。
 前記一般式(7-2-1)で表されるマレイミド樹脂の製品としては、Designer Molecules Inc.社製の「BMI-1700」等が挙げられる。
 本実施形態において(A2)成分及び(A3)成分を使用する場合、マレイミド樹脂中の(A2)成分と(A3)成分の含有量の比率は、硬化後の樹脂シートの凝集性と柔軟性を両立する観点から、質量基準で、25:75~75:25であることが好ましく、30:70~70:30であることがより好ましく、40:60~60:40であることが特に好ましい。マレイミド樹脂中の(A2)成分及び(A3)成分の含有量の比率がこのような範囲にあることで、本実施形態に係る樹脂シートの柔軟性をさらに向上させることができる。
 本実施形態において、(A)成分中のマレイミド樹脂((A1)成分~(A3)成分の合計)の含有量は、(A)成分の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く(A)成分の不揮発分の量を100質量%としたとき)で、60質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが特に好ましい。(A)成分中のマレイミド樹脂の含有量は、(A)成分の固形分の全量基準で、97質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、92.5質量%以下であることがさらに好ましい。(A)成分中のマレイミド樹脂の含有量がこのような範囲にあることで、本実施形態に係る樹脂シートの硬化後の耐熱性をさらに向上させることができる。
(A4)トリアジン骨格を有する化合物
 本実施形態に係る樹脂組成物は、樹脂シートの熱硬化後の剥離強度を上昇させる観点から、(A4)トリアジン骨格を有する化合物を含有することが好ましい。本実施形態における(A4)トリアジン骨格を有する化合物(以下、単に「(A4)成分」と称する場合がある)としては、トリアジン骨格を含有する化合物であれば、特に限定されない。(A4)成分は、マレイミド樹脂の重合反応を促進し、樹脂シートの熱硬化反応が進行する温度の低温化及び熱硬化後の剥離強度を両立する観点から、次のような化合物であることが好ましい。すなわち、(A4)成分は、塩基性基を有し、かつトリアジン骨格を有する化合物であることが好ましく、含窒素複素環を有し、かつトリアジン骨格を有する化合物であることがより好ましく、トリアジン骨格を有するイミダゾール化合物であることがさらに好ましい。
 本実施形態におけるトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物としては、トリアジン骨格及びイミダゾール基を含有し、マレイミド樹脂の重合反応を促進する化合物であれば、特に限定されない。
 本実施形態におけるトリアジン骨格を有するイミダゾール化合物としては、例えば、下記一般式(A4’)で表される化合物(以下、単に「(A4’)成分」と称する場合がある)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 前記一般式(A4’)において、R41及びR42は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、ヒドロキシメチル基、又はフェニル基であり、水素原子、又は炭素数1以上10以下のアルキル基であることが好ましく、水素原子、又は炭素数1以上3以下のアルキル基であることがより好ましい。R43は、水素原子、炭素数1以上20以下のアルキル基、フェニル基、又はアリル基であり、炭素数1以上10以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基であることがより好ましい。L41は、炭素数1以上5以下のアルキレン基であり、炭素数2以上4以下のアルキレン基であることが好ましく、エチレン基であることがより好ましい。
 本実施形態における(A4’)成分としては、具体的には、2,4-ジアミノ-6-[2-(2-メチル-1-イミダゾリル)エチル]-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2-(2-エチル-4-メチル-1-イミダゾリル)エチル]-1,3,5-トリアジン、及び2,4-ジアミノ-6-[2-(2-ウンデシル-1-イミダゾリル)エチル]-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。これらの化合物の中でも、樹脂シートの剥離強度及び反応温度の観点から、2,4-ジアミノ-6-[2-(2-メチル-1-イミダゾリル)エチル]-1,3,5-トリアジン、又は2,4-ジアミノ-6-[2-(2-エチル-4-メチル-1-イミダゾリル)エチル]-1,3,5-トリアジンが好ましい。
 本実施形態において、樹脂組成物中の(A4)トリアジン骨格を有する化合物の含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。また、(A4)トリアジン骨格を有する化合物の含有量の上限値は、3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。
 (A4)トリアジン骨格を有する化合物の含有量が上記範囲内であれば、樹脂シートの剥離強度をさらに向上できたり、反応温度をさらに低くできる。
 本実施形態において、樹脂組成物中の(A4)トリアジン骨格を有する化合物は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(A5)アリル樹脂
 本実施形態における樹脂組成物が含有する(A)熱硬化性成分は、さらに(A5)アリル樹脂を含有することが好ましい。(A5)アリル樹脂(以下、単に「(A5)成分」と称する場合がある)は、常温で液体であることが好ましい。(A)熱硬化性成分がアリル樹脂を含むことで、本実施形態に係る樹脂シートの反応温度を低下させつつ、樹脂シートの硬化後の剥離強度を向上させることがより容易となる。また、(A5)アリル樹脂を含有することで、樹脂シートの複素粘度ηを適宜に調整し、被着体への適用時の樹脂シートの流動性を確保しつつ、樹脂シートの硬化後の耐熱性のさらなる向上が実現される。
 本実施形態において、マレイミド樹脂の(A5)アリル樹脂に対する質量比(マレイミド樹脂/(A5)成分)が、1.5以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましい。また、質量比(マレイミド樹脂/(A5)成分)の上限値は、例えば50以下であればよく、25以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましい。
 質量比(マレイミド樹脂/(A5)成分)が上記範囲であれば、樹脂シートの耐熱性を向上させることができる。
 さらに、質量比(マレイミド樹脂/(A5)成分)が上記範囲であれば、樹脂シートからのアリル樹脂のブリードアウトも抑制される。
 本実施形態における(A5)アリル樹脂は、アリル基を有する樹脂であれば、特に限定されない。本実施形態における(A5)アリル樹脂は、例えば、1分子中に2つ以上のアリル基を含むアリル樹脂であることが好ましい。
 本実施形態におけるアリル樹脂は、下記一般式(8)、下記一般式(9)又は下記一般式(10)で表されることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 前記一般式(8)において、R及びRは、それぞれ独立に、アルキル基であり、炭素数1~10のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましく、メチル基及びエチル基からなる群から選択されるアルキル基であることがさらに好ましい。
 前記一般式(9)において、n3は、1以上4以下であり、1以上3以下であることが好ましく、1以上2以下であることがより好ましい。また、前記一般式(9)で表されるアリル樹脂中において、n3が1である成分の比率が、90mol%以上であることが好ましい。
 本実施形態における(A5)アリル樹脂としては、具体的には、例えば、ジアリルビスフェノールA(2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン)、前記一般式(9)で表されるアリルフェノール樹脂、及び前記一般式(10)で表されるアリルフェノール樹脂等が挙げられる。これらのアリル樹脂は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本実施形態の(A)熱硬化性成分は、本発明の目的を損なわない限りにおいて、(A1)成分~(A3)成分以外の熱硬化性樹脂、(A4’)成分以外の硬化促進剤、及び(A5)成分以外の硬化樹脂を含有していてもよい。
 (A1)成分~(A3)成分以外の熱硬化性樹脂としては、高耐熱性を有する熱硬化性樹脂であればよく、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、シアネート樹脂、及びメラミン樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 (A4’)成分以外の硬化促進剤としては、例えば、過酸化物、ホスホニウム塩、ベンゾピナコール及びその誘導体、並びにトリアジン骨格を有しないイミダゾール化合物(例えば、2-エチル-4-メチルイミダゾール等)等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 (A5)成分以外の硬化樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、及び(A5)成分以外のC=C二重結合を有する樹脂等の樹脂類、並びにアミン、酸無水物、及びホルムアルデヒド等が挙げられる。これらの硬化樹脂は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 (A1)成分~(A3)成分以外の熱硬化性樹脂、(A4)成分以外の硬化促進剤、又は(A5)成分以外の硬化樹脂を使用する場合、これらの含有量は、(A)成分の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く(A)成分の不揮発分の量を100質量%としたとき)で、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
 本実施形態において、樹脂組成物中の(A)熱硬化性成分の含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、2質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。また、(A)熱硬化性成分の含有量の上限値は、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
 (A)熱硬化性成分の含有量が上記範囲内であることで、樹脂シートのハンドリング性、シート形状維持性、及び樹脂シートの耐熱性が向上する。
 また、本実施形態に係る(A1)成分を使用する場合において、樹脂組成物中の(A)熱硬化性成分の含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、2質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、7質量%以上であることがさらに好ましい。また、(A)熱硬化性成分の含有量の上限値は、27質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、23質量%以下であることがさらに好ましい。
 (A)熱硬化性成分の含有量が上記範囲内であることで、樹脂シートのハンドリング性、シート形状維持性、及び樹脂シートの耐熱性が向上する。
((B)バインダー成分)
 本実施形態において、樹脂組成物は、(A)成分の他に、(B)バインダー成分(以下、単に「(B)成分」と称する場合がある)を含んでいてもよい。本実施形態の樹脂組成物が、さらに(B)バインダー成分を含むことにより、造膜性を付与し、樹脂組成物をシート状に成形しやすくできる。ただし、本実施形態の樹脂組成物において、バインダー成分としても働く(A1)成分を含有する場合には、バインダー成分を含有しなくてもよい。
 本実施形態の(B)バインダー成分は、(A)成分以外の樹脂成分である。(B)バインダー成分は、構造の繰り返しを含むオリゴマー又はポリマーであり、官能基当量が5000以上であることが好ましい。このように(B)バインダー成分が官能基を有する場合、(B)バインダー成分が熱により樹脂シートの硬化に関与し得るとしても、本発明においては、(B)バインダー成分は(A)熱硬化性成分とは区別される。
 (B)バインダー成分は、脂肪族化合物であるか、芳香族化合物であるかを問わず広く選定できる。(B)バインダー成分は、例えば、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される少なくともいずれかの樹脂であることが好ましく、耐熱性の観点からフェノキシ樹脂であることがより好ましい。なお、ポリエステル樹脂は、全芳香族ポリエステル樹脂であることが好ましい。(B)バインダー成分は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA骨格(以下、ビスフェノールAを「BisA」と称する場合がある)、ビスフェノールF骨格(以下、ビスフェノールFを「BisF」と称する場合がある)、ビフェニル骨格、及びナフタレン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂であることが好ましく、ビスフェノールA骨格及びビスフェノールF骨格を有するフェノキシ樹脂であることがより好ましい。
 (B)バインダー成分の重量平均分子量(Mw)は、樹脂シートの複素粘度を所望の範囲に調整し易くするという観点から、100以上100万以下であることが好ましく、1000以上80万以下であることがより好ましく、1万以上10万以下であることがさらに好ましい。本明細書における重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography;GPC)法により測定される標準ポリスチレン換算値である。
 本実施形態において(B)バインダー成分を使用する場合、樹脂組成物中の(B)バインダー成分の含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましい。また、(B)バインダー成分の含有量の上限値は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
 樹脂組成物中の(B)バインダー成分の含有量を上記範囲にすることで、硬化前の樹脂シートの複素粘度を所望の範囲に調整し易くなり、樹脂シートのハンドリング性、及びシート形成性が向上する。
((C)熱伝導性フィラー)
 本実施形態において、樹脂組成物は、(A)成分の他に、(C)熱伝導性フィラー(以下、単に「(C)成分」と称する場合がある)を含むことが好ましい。この(C)成分により、樹脂シートの熱的特性及び/又は機械的特性を向上させることができる。
 (C)熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素粒子、及びアルミナ粒子等が挙げられる。これらの中でも、(C1)窒化ホウ素粒子(以下、単に「(C1)成分」と称する場合がある)、及び(C2)アルミナ粒子(以下、単に「(C2)成分」と称する場合がある)が、樹脂シートの熱拡散率を向上させる観点から好ましい。
 (C)熱伝導性フィラーは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、(C)熱伝導性フィラーは、表面処理されていてもよい。
 (C)熱伝導性フィラーの平均粒径は、特に制限されない。(C1)窒化ホウ素粒子の平均粒径は、d50の値で0.1μm以上であることが好ましく、0.2μm以上であることがより好ましく、0.3μm以上であることがさらに好ましい。また、(C1)窒化ホウ素粒子の平均粒径の上限値は、30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、15μm以下であることがさらに好ましい。
 また、(C2)アルミナ粒子の平均粒径は、d50の値で、3μm以上であることが好ましく、4μm以上であることがより好ましい。また、(C2)アルミナ粒子の平均粒径の上限値は、50μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることがさらに好ましい。
 本明細書における、(C)熱伝導性フィラーの平均粒径は、動的光散乱法により測定した値とする。
 樹脂組成物中の(C1)窒化ホウ素粒子及び(C2)アルミナ粒子の含有量の合計は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、50質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、78.5質量%以上であることがさらに好ましく、80質量%以上であることが特に好ましい。樹脂組成物中の(C1)成分及び(C2)成分の含有量の合計を上記下限以上にすることで、樹脂シートの熱拡散率を向上させることができる。
 また、この含有量の合計の上限値は、90質量%以下であることが好ましく、88質量%以下であることがより好ましく、86質量%以下であることがさらに好ましく、85質量%以下であることが特に好ましい。樹脂組成物中の(C1)成分及び(C2)成分の含有量の合計を上記上限以下にすることで、樹脂シートの熱拡散率を向上させることができる。
 樹脂組成物が(C1)窒化ホウ素粒子及び(C2)アルミナ粒子の両方を含有する場合、樹脂組成物中の(C1)窒化ホウ素粒子と(C2)アルミナ粒子の質量比は、(C2)アルミナ粒子の質量を1とした場合、(C1)窒化ホウ素粒子の質量が0.1以上であることが好ましく、0.2以上であることがより好ましい。質量比を上記下限以上にすることで、樹脂シートの熱拡散率を向上させることができる。
 また、上記の樹脂組成物が(C1)窒化ホウ素粒子及び(C2)アルミナ粒子の両方を含有する場合、樹脂組成物中の(C1)窒化ホウ素粒子と(C2)アルミナ粒子の質量比の上限値は、0.75以下であることが好ましく、0.6以下であることがより好ましい。質量比を上記上限以下にすることで、樹脂シートの熱硬化後の剥離強度を上昇させることができる。
 樹脂組成物中の(C)熱伝導性フィラーの含有量は、樹脂組成物の固形分の全量基準(すなわち、溶媒を除く樹脂組成物の不揮発分の全量を100質量%としたとき)で、50質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、78.5質量%以上であることがさらに好ましく、80質量%以上であることが特に好ましい。樹脂組成物中の(C)熱伝導性フィラーの含有量を上記下限以上にすることで、樹脂シートの熱拡散率を向上させることができる。
 また、(C)熱伝導性フィラーの含有量の上限値は、90質量%以下であることが好ましく、88質量%以下であることがより好ましく、86質量%以下であることがさらに好ましく、85質量%以下であることが特に好ましい。樹脂組成物中の(C)熱伝導性フィラーの含有量を上記上限以下にすることで、樹脂シートの熱硬化後の剥離強度を上昇させることができる。
((D)カップリング剤)
 本実施形態において、樹脂組成物は、(A)成分及び(C)成分の他に、さらに(D)カップリング剤を含むことが好ましい。
 カップリング剤は、前述の(A)熱硬化性成分が有する官能基と反応する基を有することが好ましく、(A)熱硬化性成分が有する官能基と反応する基を有することがより好ましい。
 (D)カップリング剤を使用することで、樹脂シートの硬化物と被着体との間の剥離強度が向上する。
 (D)カップリング剤としては、本発明の効果を得る観点からシラン系(シランカップリング剤)が好ましい。(D)カップリング剤は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記のようなカップリング剤の配合量は、(A)熱硬化性成分100質量部に対して、通常、0.1質量部以上であり、0.3質量部以上であることが好ましい。カップリング剤の含有量の上限値は、通常、7質量部以下であり、5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましい。
 本実施形態に係る樹脂組成物の一例としては、(A)熱硬化性成分、(C)熱伝導性フィラー、及び(D)カップリング剤のみを含有する樹脂組成物が挙げられる。
 また、本実施形態に係る樹脂組成物の他の一例としては、下記の通り、(A)熱硬化性成分、(C)熱伝導性フィラー、(D)カップリング剤、及び前記(A)成分、(C)成分及び(D)成分以外の成分を含有する樹脂組成物が挙げられる。
(その他の成分)
 本実施形態において、樹脂組成物は、さらにその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、架橋剤、顔料、染料、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、分散剤、沈降防止剤、増粘剤、イオン捕捉剤及び熱伝導性を有さないフィラー(シリカフィラーなど)からなる群から選択される少なくともいずれかの成分が挙げられる。
 例えば、樹脂組成物は、硬化前の初期接着性、及び凝集性を調節するために、さらに架橋剤を含んでいてもよい。
 架橋剤としては、例えば、有機多価イソシアナート化合物、及び有機多価イミン化合物等が挙げられる。架橋剤は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 有機多価イソシアナート化合物としては、例えば、芳香族多価イソシアナート化合物、脂肪族多価イソシアナート化合物、脂環族多価イソシアナート化合物、及びこれらの多価イソシアナート化合物の三量体、並びにこれら多価イソシアナート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマー等が挙げられる。
 有機多価イソシアナート化合物のさらに具体的な例としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアナート、2,6-トリレンジイソシアナート、1,3-キシリレンジイソシアナート、1,4-キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアナート、ジフェニルメタン-2,4’-ジイソシアナート、3-メチルジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン-2,4’-ジイソシアナート、及びリジンイソシアナート等が挙げられる。有機多価イソシアナート化合物は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 有機多価イミン化合物の具体例としては、例えば、N,N’-ジフェニルメタン-4,4’-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオナート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオナート、及びN,N’-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)トリエチレンメラミン等が挙げられる。有機多価イミン化合物は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 上記のような架橋剤の配合量は、前述の樹脂成分100質量部に対して通常0.01質量部以上であり、0.1質量部以上であることが好ましい。また、架橋剤の配合量の上限値は、通常12質量部以下であり、10質量部以下であることが好ましい。
[樹脂シート]
 本実施形態に係る樹脂シートは、前述の本実施形態に係る樹脂組成物から形成される。
 樹脂シートは、半導体素子の封止や、半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いられる場合の、貼り付ける被着体の凹凸への追従性等の観点から、本実施形態に係る樹脂組成物のみからなることが好ましい。すなわち、樹脂シートは、例えばプリプレグのように、樹脂組成物と繊維シートを組み合わせたもの等のような複合材料ではないことが好ましい。
 本実施形態に係る樹脂シートの厚さは、5μm以上であることが必要であり、8μm以上であることが好ましく、12μm以上であることがより好ましく、14μm以上であることがさらに好ましく、15μm以上であることが特に好ましい。また、樹脂シートの厚さの上限値は、120μm以下であることが必要であり、100μm以下であることが好ましく、80μm以下であることがより好ましく、60μm以下であることがさらに好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。
 樹脂シートの厚さが5μm未満では、被着物に対する接着性が低下してしまう。本実施形態によれば、樹脂シートを薄くすることが容易であり、厚さが120μm以下の樹脂シートにおいて、熱硬化後の耐熱性、熱伝導性、及び接着性を向上できる。
 本実施形態に係る樹脂シートの熱硬化後の熱拡散率は、1.0×10-6/s以上であることが必要であり、1.1×10-6/s以上であることが好ましく、1.2×10-6/s以上であることがより好ましく、1.3×10-6/s以上であることがさらに好ましく、1.35×10-6/s以上ことがさらにより好ましく、1.5×10-6/s以上であることが特に好ましい。また、熱硬化後の熱拡散率の上限値は、1×10-5/s以下であることが好ましく、8×10-6/s以下であることがより好ましく、5×10-6/s以下であることがさらに好ましく、4×10-6/s以下であることがさらにより好ましく、3×10-6/s以下であることが特に好ましい。
 樹脂シートの熱硬化後の熱拡散率がこのような範囲にあることで、高い熱伝導性を有する硬化物を得ることができる。樹脂シートの熱硬化後の熱拡散率は、後述する実施例に記載の方法により得られる特性値である。
 また、本実施形態に係る樹脂シートの熱硬化後の剥離強度は、1.0N/10mm以上であることが好ましく、2.0N/10mm以上であることがより好ましく、3.0N/10mm以上であることがさらに好ましく、4.0N/10mm以上であることが特に好ましい。また、熱硬化後の剥離強度の上限値は、50N/10mm以下であることがより好ましく、40N/10mm以下であることがさらに好ましい。
 本実施形態に係る樹脂シートの熱硬化後の剥離強度が1.0N/10mm以上であれば、樹脂シートを封止材として用いた場合に、被着物に対して、高い接着性を維持することが可能である。
 本実施形態に係る樹脂シートの熱硬化後の剥離強度は、例えば、樹脂組成物に用いる成分の種類(特に、硬化促進剤の種類)及び配合量を調整することにより、上記範囲に調整することができる。
 なお、本実施形態に係る樹脂シートの熱硬化後の剥離強度は、後述の測定方法を用いて、熱硬化後の樹脂シートと被着物との間で、剥離角度90度の引き剥がし試験を行うことによって求めた。具体的には、実施例の記載のように、試験片を作成し、引き剥がし試験を行った。
 本実施形態に係る樹脂シートにおいて、樹脂組成物がシート化されていることにより、被着体への適用が簡便になり、特に被着体が大面積である場合の適用が簡便になる。
 樹脂組成物がシート状であれば、封止工程後の形状に対して適合した形状に予め形成されているので、適用するだけで、ある程度の均一性を保った封止材として供給できる。また、樹脂組成物がシート状であれば、取り扱い性に優れる。
 本実施形態に係る樹脂シートの熱履歴試験後の剥離強度は、0.5N/10mm以上であることが好ましく、1.0N/10mm以上であることがより好ましく、3.0N/10mm以上であることがさらに好ましく、4.0N/10mm以上であることが特に好ましい。また、熱履歴試験後の剥離強度の上限値は、50N/10mm以下であることがより好ましく、40N/10mm以下であることがさらに好ましい。
 なお、熱履歴試験としては、例えば、上記の試験片に対し、温度175℃にて100時間の条件で熱履歴を施す試験である。
 樹脂組成物をシート化する方法は、従来公知のシート化する方法を採用でき、特に限定されない。薄い樹脂シートが得られやすいという観点からは、樹脂シートは、樹脂組成物の塗膜であることが好ましい。樹脂組成物の塗膜である樹脂シートは、前記樹脂組成物を塗布する工程を含む製造方法により得ることができる。
 ここで、塗布方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。また、塗布後に、必要に応じて、乾燥してもよい。乾燥条件についても、前記樹脂組成物が硬化しない条件であれば、特に限定されない。
本実施形態に係る樹脂シートは、枚葉状であってもよく、ロール状に巻き取られた状態で提供されてもよい。ロール状に巻き取られた本実施形態に係る樹脂シートは、ロールから繰り出されて所望のサイズに切断する等して使用することができる。
(熱硬化条件)
 本実施形態に係る樹脂シートにおける熱硬化条件において、加熱温度は、50℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、130℃以上であることがよりさらに好ましく、160℃以上であることがよりさらに好ましい。また、加熱温度の上限値は、300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましく、230℃以下であることがよりさらに好ましく、210℃以下であることがよりさらに好ましい。
 本実施形態に係る樹脂シートにおける熱硬化条件において、加熱時間は、10分以上であることが好ましく、20分以上であることがより好ましい。また、加熱時間の上限値は、10時間以下であることが好ましく、7時間以下であることがより好ましい。
 樹脂シートにおける熱硬化条件が上記の範囲であることによって、低温及び短時間での樹脂シートの熱硬化を実現することができる。
[積層体]
 図1には、本実施形態に係る積層体1の断面概略図が示されている。
 本実施形態の積層体1は、第一剥離材2と、第二剥離材4と、第一剥離材2及び第二剥離材4の間に設けられた樹脂シート3とを有する。樹脂シート3は、本実施形態に係る樹脂シートである。
 第一剥離材2、及び第二剥離材4は、剥離性を有し、第一剥離材2の樹脂シート3に対する剥離力と第二剥離材4の樹脂シート3に対する剥離力とに差があることが好ましい。第一剥離材2及び第二剥離材4の材質は特に限定されない。第一剥離材2の剥離力P1に対する第二剥離材4の剥離力P2の比(P2/P1)は、0.02≦P2/P1<1又は1<P2/P1≦50であることが好ましい。
 第一剥離材2、及び第二剥離材4は、例えば、剥離材そのものに剥離性がある部材の他、剥離処理が施された部材、又は剥離剤層が積層された部材等であってもよい。第一剥離材2、及び第二剥離材4に剥離処理が施されていない場合、第一剥離材2、及び第二剥離材4の材質としては、例えば、オレフィン系樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
 第一剥離材2、及び第二剥離材4は、剥離基材と、剥離基材の上に剥離剤が塗布されて形成された剥離剤層とを備える剥離材とすることができる。剥離基材と剥離剤層とを備える剥離材とすることで、取り扱いが容易となる。また、第一剥離材2、及び第二剥離材4は、剥離基材の片面のみに剥離剤層を備えていてもよいし、剥離基材の両面に剥離剤層を備えていてもよい。
 剥離基材としては、例えば、紙基材、この紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙、及びプラスチックフィルム等が挙げられる。紙基材としては、例えば、グラシン紙、コート紙、及びキャストコート紙等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等)、並びにポリオレフィンフィルム(例えば、ポリプロピレン、及びポリエチレン等)等が挙げられる。これらのうちでも、ポリエステルフィルムが好ましい。
 剥離剤としては、例えば、シリコーン樹脂で構成されたシリコーン系剥離剤;ポリビニルカーバメート、及びアルキル尿素誘導体等の長鎖アルキル基を含有する化合物で構成された長鎖アルキル基含有化合物系剥離剤;アルキド樹脂(例えば、不転化性アルキド樹脂、及び転化性アルキド樹脂等)で構成されたアルキド樹脂系剥離剤;オレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン(例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及び直鎖状低密度ポリエチレン等)、アイソタクチック構造、又はシンジオタクチック構造を有するプロピレン単独重合体、及びプロピレン-α-オレフィン共重合体等の結晶性ポリプロピレン樹脂等)で構成されたオレフィン樹脂系剥離剤;天然ゴム、及び合成ゴム(例えば、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、メチルメタクリレート-ブタジエンゴム、及びアクリロニトリル-ブタジエンゴム等)等のゴムで構成されたゴム系剥離剤;並びに(メタ)アクリル酸エステル系共重合体等のアクリル樹脂で構成されたアクリル樹脂系剥離剤等の各種剥離剤が挙げられ、これらを1種単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらのうちでも、アルキド樹脂系剥離剤が好ましい。特に、樹脂シート3が含む樹脂組成物の(B)バインダー成分として、フェノキシ樹脂を用いた場合には、一般的なシリコーン系剥離剤を採用すると、剥離材が意図せず樹脂シート3の使用前に剥がれてしまう懸念があるため、アルキド樹脂系剥離剤を用いることが好ましい。
 第一剥離材2、及び第二剥離材4の厚さは、特に限定されない。通常、1μm以上500μm以下であり、3μm以上100μm以下であることが好ましい。
 剥離剤層の厚さは、特に限定されない。剥離剤を含む溶液を塗布して剥離剤層を形成する場合、剥離剤層の厚さは、0.01μm以上3μm以下であることが好ましく、0.03μm以上1μm以下であることがより好ましい。
 積層体1の製造方法は、特に限定されない。例えば、積層体1は、次のような工程を経て製造される。まず、第一剥離材2の上に、樹脂組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、この塗膜を乾燥させて、樹脂シート3を形成する。次に、樹脂シート3と、第二剥離材4とを常温、または加熱しながら積層することで、積層体1が得られる。なお、この場合、第一剥離材2と第二剥離材4の剥離材の種類が同じ場合には、第一剥離材2の剥離力P1に対する第二剥離材4の剥離力P2の比(P2/P1)は、P2/P1<1となる可能性が高く、第一剥離材2と第二剥離材4の剥離材が異種のものであっても、樹脂組成物を塗布するのが第一剥離材2であることにより、P2/P1の値が小さくなる傾向がある。
[本実施形態の効果]
 本実施形態に係る樹脂シート及び積層体によれば、耐熱性に優れる樹脂シートの、熱硬化後の熱伝導性をも向上させ、さらに、熱硬化後の接着性を向上させることができる。
 また、本実施形態に係る樹脂シートにおいては、厚さが5μm以上120μm以下と非常に薄い。このように樹脂シートが薄いので、デバイスモジュールの小型化を達成できる。また、パワー半導体素子等のように非常に高温となる電子部品からの熱を、この樹脂シートを介して放熱する場合、樹脂シートが薄い分、ヒートシンクまでの熱抵抗を小さくできる。そのため、放熱効率を格段に向上できる。なお、本実施形態に係る樹脂シートにおいては、厚さが非常に薄いにもかかわらず、接着性等の問題がない。
 上述のとおり、本実施形態に係る樹脂シートは、パワー半導体素子に好適に用いることができる。換言すれば、本実施形態に係る半導体装置において、半導体素子は、パワー半導体素子であることが好ましい。パワー半導体素子は、200℃以上の高温での動作も想定されている。パワー半導体素子を有する半導体装置に使用する材料には、耐熱性が要求される。本実施形態に係る樹脂シートは、耐熱性に優れるため、半導体装置においてパワー半導体素子を覆うこと、或いは、パワー半導体素子と他の部品との間に介在させることに用いられることに好適に用いられる。また、本実施形態に係る樹脂シートは、複数の半導体素子に一括して適用されることが好ましい。例えば、樹脂組成物がシート状であれば、複数の間隙が設けられたフレームの間隙ごとに半導体素子が配置された構造体に対して、樹脂シートを適用し、フレームと半導体素子を一括して封止する、いわゆるパネルレベルパッケージに使用することができる。
 また、半導体素子の封止は、フリップチップ型の素子の裏面を保護するための被覆であってもよい。一般的な保護シートでは素子から発生する熱を遮断し、素子に熱がこもってしまうのに対し、本実施形態に係る樹脂シートをフリップチップ型の素子の裏面保護シートとして用いることで、効率的に素子から発生した熱を放散させることができる。
 また、本実施形態に係る樹脂シートは、熱硬化後の熱伝導性に優れるため、パワー半導体素子から発生した熱をヒートシンク等に効率的に伝えることができる。すなわち、本実施形態に係る樹脂シートは、耐熱性及び熱伝導性に優れるため、200℃以上の高温動作が想定されるパワー半導体素子を封止すること、又はパワー半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いることができ、パワー半導体素子から発生した熱を、ヒートシンク等に伝える能力に優れる。
 上述のとおり、本実施形態に係る樹脂シートは、化合物半導体を用いた半導体素子に好適に用いることができる。換言すれば、本実施形態に係る半導体装置において、半導体素子は、化合物半導体を用いた半導体素子であることが好ましい。化合物半導体を用いた半導体素子は、シリコン半導体素子とは異なる特性を有するので、パワー半導体素子、基地局用高出力デバイス、センサー、ディテクター、及びショットキーバリアダイオード等の用途に好ましく用いられる。これらの用途では、化合物半導体を用いた半導体素子の耐熱性にも着目しており、本実施形態の樹脂シートは、耐熱性に優れるため、化合物半導体を用いた半導体素子と組み合わされて好適に用いられる。また、本実施形態に係る樹脂シートは、熱硬化後の熱伝導性に優れるため、化合物半導体を用いた半導体素子から発生した熱を、ヒートシンク等に効率的に伝えることができる。
 また、本実施形態に係る樹脂シートは、化合物半導体を用いた半導体素子を封止することに用いられることが好ましい。又は、本実施形態に係る樹脂シートは、化合物半導体を用いた半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いられることが好ましい。他の電子部品としては、例えば、プリント配線基板、及びリードフレーム等が挙げられる。
 シリコン半導体素子の動作温度の上限は175℃程度であるため、パワー半導体素子には高温動作が可能な化合物半導体を用いた半導体素子を用いることが好ましい。化合物半導体としては、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、酸化ガリウム、ガリウムヒ素等が挙げられ、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム及び酸化ガリウムのいずれか1種以上であることが好ましい。
 本実施形態に係る樹脂シートは、耐熱性及び熱伝導性に優れるため、200℃以上の高温動作が想定される化合物半導体を用いた半導体素子を封止すること、又は化合物半導体を用いた半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いることができ、これらの半導体素子から発生した熱を、ヒートシンク等に伝える能力に優れる。
[実施形態の変形]
 本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良等は、本発明に含まれる。
 前記実施形態では、第一剥離材と、第二剥離材と、第一剥離材及び第二剥離材の間に設けられた樹脂シートとを有する積層体について説明したが、その他にも、樹脂シートの一方の面のみに剥離材を有する積層体であってもよい。
 また、前記半導体装置の実施形態では半導体封止用途について説明したが、本発明の樹脂シートは、その他にも、回路基板用絶縁材料(例えば、硬質プリント配線板材料、フレキシブル配線基板用材料、及びビルドアップ基板用層間絶縁材料等)、ビルドアップ用接着フィルム、並びに接着剤等として用いることができる。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に何ら限定されない。
[実施例及び比較例]
[樹脂組成物の調製]
 表1に示す配合割合(質量%(固形分換算の割合))にて実施例1~4、及び比較例1~2に係る樹脂組成物を調製した。
 樹脂組成物の調製に用いた材料は以下のとおりである。
(熱硬化性成分)
・第1のマレイミド樹脂:長鎖アルキル型マレイミド樹脂(温度25℃において固体、前記一般式(A1-1-1)で表されるマレイミド樹脂、信越化学工業株式会社製「SLK-3000」)
・第2のマレイミド樹脂:ビフェニル基を有するマレイミド樹脂(前記一般式(3)で表されるマレイミド樹脂、日本化薬株式会社製「MIR-3000」)
・第3のマレイミド樹脂:長鎖アルキル型マレイミド樹脂(温度25℃において液状、前記一般式(7-1-1)で表されるマレイミド樹脂、信越化学工業株式会社製「SLK-1500」)
・アリル樹脂:ジアリルビスフェノールA(大和化成工業株式会社製「DABPA」)
・エポキシ樹脂-1:BisA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「YL980」)
・エポキシ樹脂-2:ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製「NC3000L」)
・エポキシ樹脂-3:ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「HP-4700」)
・フェノール樹脂:ビフェニル型フェノールノボラック樹脂(明和化成株式会社製「MEH-7851-H」)
・トリアジン骨格を有する化合物:2,4-ジアミノ-6-[2-(2-エチル-4-メチル-1-イミダゾリル)エチル]-1,3,5-トリアジン(四国化成工業株式会社製「2E4MZ-A」)
(バインダー成分)
・バインダー樹脂:BisA型フェノキシ樹脂(三菱化学株式会社製「YX7200」)
(カップリング剤)
・カップリング剤:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
(熱伝導性フィラー)
・アルミナ粒子-1:(昭和電工株式会社製「CB-A20S」、平均粒径(d50):20μm)
・アルミナ粒子-2:(昭和電工株式会社製「CB-P05」、平均粒径(d50):4μm)
・窒化ホウ素粒子-1:(昭和電工株式会社製「UHP-2」、平均粒径(d50):11μm)
・窒化ホウ素粒子-2:(昭和電工株式会社製「UHP-S2」、平均粒径(d50):0.7μm)
<熱硬化前の樹脂シートの評価>
[樹脂シートを含む積層体の作製]
 第一剥離材(アルキド樹脂系剥離剤から形成される剥離層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ38μm)上に、ナイフコーターにて樹脂ワニス(シクロヘキサノンに、樹脂組成物を溶解して調製した塗布用溶液、固形分濃度は、72質量%とした。)を塗布し、90℃で1分間及び115℃で1分間乾燥した。乾燥後の樹脂組成物の厚さは表1に示す通りであった。乾燥炉から出した直後に、乾燥後の樹脂組成物と、第二剥離材(シリコーン系剥離剤から形成される剥離層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ38μm)とを常温で積層し、第一剥離材、樹脂組成物からなる樹脂シート、及び第二剥離材がこの順で積層された積層体を作製した。
<熱硬化後の樹脂シートの評価>
[樹脂シートを含む積層体の作製]
 上記の熱硬化前の樹脂組成物の評価と同様に積層体を得た。
[樹脂シートの熱硬化後における熱拡散率の測定]
 樹脂シートを厚さ200μmとなるように貼り合わせ、温度200℃にて4時間の熱硬化条件で硬化を行って試料とした。なお、積層体の第一剥離材及び第二剥離材は、貼り合わせの過程で適宜除去した。この試料について、熱拡散率測定装置(株式会社アイフェイズ製「ai-Phase Mobile 1」)を用いて温度波法により、熱拡散率を測定した。
 得られた結果を表1に示す。
[剥離強度の測定]
 銅板(JIS―C1220P仕様、厚さ400μm)に、得られた積層体における樹脂シートの一方の面を、ラミネート温度130℃にて減圧圧着することで貼り合わせ(ラミネート装置:ニッコー・マテリアルズ株式会社製「V-130」;条件:到達圧力100Pa、加圧力0.3MPa、時間30秒間)、次いで、樹脂シートの他方の面に、銅箔(大きさ50mm×10mm、厚さ150μm、JIS H 3100仕様)を、上記と同じ条件で減圧圧着することで貼り合せた。なお、積層体における樹脂シートの第二剥離材及び第一剥離材は、それぞれSiウェハ及び銅板に貼り付ける前に剥離した。その後、温度200℃にて4時間の熱硬化条件で樹脂シートを硬化させて、試料とした。この試料について、引っ張り試験機(株式会社島津製作所製「オートグラフAG-IS」)を用いて、剥離速度50mm/分、剥離角度90度の条件で銅箔を硬化後の樹脂シートから引き剥がし、銅箔と硬化後の樹脂シートとの剥離強度(単位:N/10mm)を測定した。測定は、25℃、相対湿度50%の環境下で行った。得られた結果を表1に示す。
 また、上記の試料に対し、温度175℃にて100時間の条件で熱履歴試験を施した。そして、熱履歴試験後の試料について、上記と同様の方法で、銅箔と熱履歴試験後の樹脂シートとの剥離強度(単位:N/10mm)を測定した。得られた結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 表1に示す結果からも明らかな通り、実施例1~4で得られた樹脂シートによれば、樹脂シートの厚さが薄いにも拘わらず、比較例1及び2と比較して、剥離強度が高いことが分かった。また、実施例1~4で得られた樹脂シートは、熱硬化後の熱拡散率が高いことが分かった。
 1…積層体、2…第一剥離材、3…樹脂シート、4…第二剥離材。

Claims (13)

  1.  (A)熱硬化性成分を含有する樹脂組成物から形成される樹脂シートであって、
     前記(A)熱硬化性成分が、マレイミド樹脂を含有し、
     前記樹脂シートの熱硬化後の熱拡散率が1.0×10-6/s以上であり、
     前記樹脂シートの厚さが5μm以上120μm以下である、
     樹脂シート。
  2.  請求項1に記載の樹脂シートにおいて、
     前記(A)熱硬化性成分が、(A1)第1のマレイミド樹脂を含有し、
     前記(A1)第1のマレイミド樹脂が、温度25℃において固体であり、かつ、1分子中に2つ以上のマレイミド基を有し、少なくとも1対の2つのマレイミド基を連結する結合基が、主鎖に4つ以上のメチレン基を有するマレイミド樹脂である、
     樹脂シート。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の樹脂シートにおいて、
     前記(A)熱硬化性成分が、さらに(A4)トリアジン骨格を有する化合物を含有する、
     樹脂シート。
  4.  請求項3に記載の樹脂シートにおいて、
     前記(A4)トリアジン骨格を有する化合物が、トリアジン骨格を有するイミダゾール化合物である、
     樹脂シート。
  5.  請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
     前記(A)熱硬化性成分が、さらに(A5)アリル樹脂を含有する、
     樹脂シート。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
     前記樹脂組成物が、さらに(C)熱伝導性フィラーを含有する、
     樹脂シート。
  7.  請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
     前記樹脂組成物が、さらに(C1)窒化ホウ素粒子を含有する、
     樹脂シート。
  8.  請求項7に記載の樹脂シートにおいて、
     前記樹脂組成物が、さらに(C2)アルミナ粒子を含有する、
     樹脂シート。
  9.  請求項8の樹脂シートにおいて、
     前記(C1)窒化ホウ素粒子及び(C2)アルミナ粒子の含有量の合計は、樹脂組成物の固形分の全量基準で、78.5質量%以上である、
     樹脂シート。
  10.  請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
     半導体素子を封止すること、或いは、前記半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いられる、
     樹脂シート。
  11.  請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
     ヒートシンクと電子部品との間に介在させることに用いられる、
     樹脂シート。
  12.  請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の樹脂シートにおいて、
     化合物半導体を用いた半導体素子を封止すること、或いは、前記化合物半導体を用いた半導体素子と他の電子部品との間に介在させることに用いられる、
     樹脂シート。
  13.  請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の樹脂シートであって、
     前記樹脂シートが、前記樹脂組成物の塗膜である、
     樹脂シート。
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