CN105027278A - 装置、粘合剂用组合物、粘合片 - Google Patents

装置、粘合剂用组合物、粘合片 Download PDF

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Abstract

装置(1)具备对元件(11)进行支撑的支撑基材(12)、其上设置该支撑基材(12)的散热部件(13)、以及在散热部件(13)和支撑基材(12)之间配置的粘合层(14)。粘合层(14)的玻璃化转变温度为-30℃以下。

Description

装置、粘合剂用组合物、粘合片
技术领域
本发明涉及装置、粘合剂用组合物、粘合片。
背景技术
以往，已知将半导体元件搭载于引线框等支撑体并将支撑体与散热部件介由粘合层粘合的半导体装置。
例如，专利文献1公开了将半导体元件搭载于引线框等支撑体并将支撑体与被连接于散热器的传热金属层用绝缘树脂粘合层粘合的半导体装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-216619号公报
发明内容
专利文献1中，支撑半导体元件的支撑体的线性膨胀系数与传热金属层的线性膨胀系数之间的差有时大幅不同。此时，由于因环境温度变化而引起支撑体的膨胀收缩率和传热金属层的膨胀收缩率变得不同，因此，会担心绝缘树脂粘合层从支撑体或传热金属层剥离。绝缘树脂粘合层从支撑体或传热金属层剥离时，难以使半导体元件的热量传热至传热金属层，半导体装置的耐久性会降低。
根据本发明，提供一种装置，其具备：
对元件进行支撑的支撑基材，
散热部件，在所述散热部件上设置该支撑基材，以及
在上述散热部件和上述支撑基材之间配置的粘合层；
上述粘合层的玻璃化转变温度为-30℃以下。
根据本发明，由于粘合层的玻璃化转变温度为-30℃以下，因此在宽的温度区域，粘合层为橡胶状态。因此，即使因环境温度的变化而使散热部件的膨胀收缩率和支撑基材的膨胀收缩率产生差别，也能够利用粘合层来缓和该差别。由此，能够制成耐久性高的装置。
此外，根据本发明，还能够提供粘合剂用组合物和粘合片。
即，根据本发明，还提供一种粘合剂用组合物，其将对元件进行支撑的支撑基材和散热部件进行粘合，
上述粘合剂用组合物的150℃固化1小时后的Tg为-30℃以下。
进而，根据本发明，还提供将这样的粘合用组合物成型为片状的粘合片。
根据本发明，提供了耐久性高的装置、被用于耐久性高的装置的粘合材料用组合物和粘合片。
附图说明
通过下述优选实施方式及以下附图，会更清楚上述目的、以及其它目的、特征和优点。
图1是本发明的一个实施方式涉及的装置的截面图。
图2是本发明的变型例涉及的装置的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明，全部附图中，对同样的构成要素标记相同符号，为了避免重复，适当省略其详细说明。
参照图1，对本实施方式进行说明。
首先，对本实施方式的装置1的概要进行说明。
装置1具备：
对元件11进行支撑的支撑基材12，
其上设置该支撑基材12的散热部件13，
在散热部件13和支撑基材12之间配置的粘合层14；
粘合层14的玻璃化转变温度为-30℃以下。
接下来，对装置1进行详细说明。
本实施方式中，装置1是半导体装置，例如，是半导体功率模块。
元件11是半导体元件，例如，是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等半导体元件。
元件11与支撑基材12介由焊锡15接合。
支撑基材12是搭载元件11的基材。本实施方式中，支撑基材12具有引线框121、绝缘片122和热传导层123。
引线框121具有芯片焊盘(die pad)部121A、与该芯片焊盘部121A连接的内引线(图示略)和与内引线连接的外引线。引线框121利用芯片焊盘部121A支撑元件11。芯片焊盘部121A介由焊锡15与元件11进行电连接。引线框121可以是导电性的部件，例如，是Cu等金属制的。
绝缘片122是用于将热传导层123从引线框121进行绝缘的部件。绝缘片122由树脂材料构成。
例如，绝缘片122含有作为树脂成分的具有酯键的树脂、以及热传导性的填充剂。
作为具有酯键的树脂，可举出以丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯中的任意一种或两种作为主要原料成分的聚(甲基)丙烯酸酯系高分子化合物(所谓的丙烯酸橡胶)。
此外，作为热传导性的填充剂，可以使用氮化硼、氧化铝等。
热传导性填充剂的含量相对于绝缘片122整体，为50～60体积％，树脂成分优选为40～50体积％。
本实施方式中，绝缘片122，与引线框121的芯片焊盘部相比，平面形状变大，沿着元件11、支撑基材12、粘合层14、散热部件13的层叠方向平视装置1时，从芯片焊盘部121A的外周缘露出。
热传导层123配置在粘合层14和绝缘片122之间，与粘合层14直接接触。
该热传导层123将来自元件11的热量传递至散热部件13。热传导层123，例如，是Cu等金属制的。热传导层123是板状的部件，与绝缘片122成为几乎相同的大小。
粘合层14是用于将支撑基材12粘合于散热部件13的层。该粘合层14的厚度，例如，是10～100μm。通过将粘合层14的厚度设置为100μm以下，能够容易将来自元件11的热量转移至散热部件13。
在此，对粘合层14的组成进行说明。
粘合层14是使含有热固化性树脂(A)、固化剂(B)和无机填充材料(C)的粘合材料用组合物热固化而得到的层。即，粘合层14为含有热固化的固化树脂的C阶段状。
作为热固化性树脂(A)，优选使用环氧树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂中的任意1种以上。其中，优选使用环氧树脂。
作为环氧树脂，可举出具有芳香族环结构或脂环结构(脂环式的碳环结构)的环氧树脂，可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚M型环氧树脂、双酚P型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂等双酚型环氧树脂，苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲阶酚醛清漆型环氧树脂、四酚基乙烷型酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂，联苯型环氧树脂，具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂等芳基亚烷基型环氧树脂，萘型环氧树脂等环氧树脂等。可以单独使用这些树脂中的1种，也可以合用2种以上。
此外，作为环氧树脂，为了将粘合层14的玻璃化转变温度设置为-30℃以下，优选使用不具有芳香环结构的脂肪族环氧树脂。此外，从将粘合层14的储能弹性模量设置为后述的特定范围的观点出发，优选具有2个以上缩水甘油基的2官能以上的脂肪族环氧树脂。
此外，作为上述脂肪族环氧树脂，优选常温下为液态。具体地，脂肪族环氧树脂优选在25℃时为10～30Pa·s。
作为这样的脂肪族环氧树脂，优选为化学式(1)～(10)所示的树脂，优选含有至少任意1种以上。
[化合物1]
(式(1)中、l、m、n、p、q、r为0以上的整数，但是，排除l、m、n均为0的情况，排除p、q、r均为0的情况。其中，优选l＝1～5、m＝5～20、n＝0～8、p＝0～8、q＝3～12、r＝0～4。)
[化合物2]
[化合物3]
[化合物4]
[化合物5]
[化合物6]
[化合物7]
[化合物8]
[化合物9]
(式(9)中，l、m、n为0以上的整数，但是，排除l、m、n均为0的情况。其中，优选l＝1～12、m＝8～30、n＝0～10。))
[化合物10]
(式(10)中，n为1以上的整数，其中，优选为2～15。)
作为不饱和聚酯，例如，可举出乙二醇、二丙二醇、1，3-丁二醇、氢化双酚A、新戊二醇、异戊二醇、1,6-己二醇等任意1种以上的多元醇与马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等任意1种以上的不饱和二元酸反应，进而与苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、乙烯基甲苯、丙烯酸酯等任意1种以上的乙烯基单体共聚而形成的聚酯。
丙烯酸树脂是在分子内具有(甲基)丙烯酰基的化合物，是通过(甲基)丙烯酰基反应而形成三维网眼结构并固化的树脂。分子内必须具有1个以上的(甲基)丙烯酰基，但优选含有2个以上。
作为丙烯酸树脂，没有特别限制，可举出以具有碳原子数为30以下、尤其是碳原子数为4～18的直链或支链的烷基的丙烯酸或者甲基丙烯酸的酯中的1种或者2种以上作为成分的聚合物等。作为上述烷基，例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或者十二烷基等。此外，作为形成上述聚合物的其它单体，没有特别限制，例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、羧乙基丙烯酸酯、羧戊基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、或者(4-羟基甲基环己基)-甲基丙烯酸酯等各种含有羟基的单体。
热固化性树脂(A)优选为构成粘合层14的树脂组合物的20质量％～50质量％，其中优选为30质量％～45质量％。
热固化性树脂(A)中含有的上述脂肪族环氧树脂(例如，选自化学式(1)～(10)中的1种以上的环氧树脂的总计)，优选为热固化性树脂(A)整体的50质量％～80质量％。其中，优选为75质量％以下。
作为固化剂(B)(固化催化剂)，例如可举出环烷酸锌、环烷酸钴、辛酸锡、辛酸钴、双乙酰丙酮钴(II)、三乙酰丙酮钴(III)等有机金属盐，三乙胺、三丁胺、二氮杂环[2，2，2]辛烷等叔胺类，2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基咪唑、2-苯基-4，5-二羟基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类，三苯基膦、三对甲苯基膦、四苯基·四苯基硼酸酯、三苯基膦·三苯基硼烷、1,2-双-(二苯基膦基)乙烷等有机磷化合物，苯酚、双酚A、壬基苯酚等苯酚化合物、乙酸、苯甲酸、水杨酸、对甲苯磺酸等有机酸等，或者其混合物。作为固化催化剂，可以还包括这些固化催化剂的衍生物在内而单独使用1种，也可以还包括这些固化催化剂的衍生物在内而合用2种以上。
其中，优选使用在25℃时为液态的固化催化剂。具体地，优选使用在25℃时为液态的咪唑类，例如可举出2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基ー2-乙基-4-甲基咪唑。
通过使用这样的液态固化催化剂，并且使用前述的液态脂肪族环氧树脂，能够得到不含有溶剂的液态的粘合材料用组合物。而且，由不含有溶剂的液态的粘合剂用组合物形成粘合层14时，能够抑制因挥发而导致在粘合层14产生空隙的情况。粘合层14中形成空隙时，会阻碍向散热部件13的热传导，但是通过抑制粘合层14的空隙的产生，能够可靠地将热由粘合层14传递至散热部件13。
固化催化剂的含量没有特别限制，优选为构成粘合层14的组合物整体的0.05质量％～5质量％，特别优选为0.2质量％～2质量％。
作为无机填充材料(C)，例如可举出滑石、煅烧粘土、未煅烧粘土、云母、玻璃等硅酸盐，氧化钛、氧化铝、二氧化硅、熔融二氧化硅、勃姆石、氧化镁等氧化物，碳酸钙、碳酸镁、水滑石等碳酸盐，氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙等氢氧化物，硫酸钡、硫酸钙、亚硫酸钙等硫酸盐或亚硫酸盐，硼酸锌、偏硼酸钡、硼酸铝、硼酸钙、硼酸钠等硼酸盐，氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化碳等氮化物，钛酸锶、钛酸钡等钛酸盐等。可以单独使用这些填充材料中的1种，也可以合用2种以上。
其中，为了提高粘合层14的热传导性，优选含有热传导性填充剂。作为热传导性填充剂，可以使用氧化铝、氮化硼、勃姆石、氮化铝、氧化镁中的任意1种以上。
其中，作为热传导填充剂，优选含有氧化铝和氮化硼。
而且，作为氧化铝，优选使用平均粒径为18μm以上的大粒径氧化铝。氧化铝的平均粒径的上限值，例如，为50μm。
另一方面，作为氮化硼，优选使用氮化硼的粒子的凝聚体，优选使用平均粒径为1～10μm的凝聚体。其中，优选使用平均粒径为7μm以下，特别是5μm以下的氮化硼的凝聚体。
仅使用上述的大粒径氧化铝，要达到期望的热传导率时，氧化铝的莫氏硬度高，因此粘合层14的弹性模量变高，难以设置为后述的期望的范围的弹性模量。
与此相对，通过将上述的大粒径氧化铝和与氧化铝相比莫氏硬度低的氮化硼的凝聚体合用，能够降低粘合层14的弹性模量。
此外，仅使用上述的氮化硼的凝聚体，要达到期望的热传导率时，粘合剂用组合物的粘度变高，可用性变差。
与此相对，通过将上述的大粒径氧化铝和氮化硼的凝聚体合用，能够降低粘合剂用组合物的粘度。
此外，通过使用上述的氮化硼的凝聚体，能够使粘合层14的厚度方向、面内方向的热传导率均匀。
其中，平均粒径可以按照以下方式实施并测量。
使用激光衍射式粒度分布测定装置SALD-7000，通过1分钟超声处理使无机填充材料(C)分散在水中，进行粒径的测定。而且，将d50值作为平均粒径。
使用大粒径氧化铝和氮化硼的凝聚体时，大粒径氧化铝/氮化硼的凝聚体所示的质量比优选设置为1.5～3。
此外，无机填充材料(C)的含量，优选为构成粘合层14的组合物整体的40质量％～70质量％，特别优选为50质量％～65质量％。
而且，优选无机填充材料(C)由大粒径氧化铝和氮化硼的凝聚体形成(不含有除大粒径氧化铝和氮化硼的凝聚体以外的其它成分)。
应予说明，粘合层14优选不含有有机硅树脂。由此，能够防止硅氧烷气体的产生。
接下来，对粘合层14的物性进行说明。
粘合层14的玻璃化转变温度为-30℃以下。其中，粘合层14的玻璃化转变温度优选为-35℃以下，进一步优选为-40℃以下。粘合层14的玻璃化转变温度的下限值没有特别限制，例如为-60℃。
粘合层14的玻璃化转变温度可以按照JIS K 7121而按照以下方式测量。
使用PerkinElmer公司制的温度调制差示扫描热量仪PYRISDiamond DSC，在阶跃温度2℃、升温速度5℃/分钟、温度保持时间1分钟、氮气环境(20ml/分钟)的条件下进行测定。而且，将X轴设为温度并将Y轴设为比热容量的微分比热容量曲线的玻璃化转变温度前的稳定的位置处的切线与玻璃化转变温度后的稳定的位置处的切线的交点作为玻璃化转变温度。
因此，由于粘合层14的玻璃化转变温度为-30℃以下，因此在宽的温度区域，粘合层14变为橡胶状态。因此，即便是因环境温度的变化而引起散热部件13的膨胀收缩率与支撑基材12(尤其是热传导层123)的膨胀收缩率之间产生差别，也能利用粘合层14缓和该差别。由此，能够制成耐久性高的装置1。
此外，粘合层14的25℃的弹性模量(储能弹性模量)E'优选为400MPa以下。
其中，储能弹性模量E'优选为300MPa以下，其中优选为200MPa以下。
因此，通过降低粘合层14的储能弹性模量，即便是在散热部件13与支撑基材12之间产生膨胀收缩差，粘合层14变形，也能够缓和由散热部件13与支撑基材12的膨胀收缩差引起产生的应力。由此，能够制成耐久性高的装置。
此外，从确保粘合层14的强度的观点出发，储能弹性模量E'优选为5MPa以上，其中，优选为10MPa以上。
应予说明，上述储能弹性模量是用动态粘弹性测定装置测定的。
储能弹性模量E'是对粘合层14施加拉伸负荷，以频率1Hz、升温速度5～10℃/分钟在-50℃～300℃测定时的25℃的储能弹性模量的值。
此外，粘合层14具有高的热传导性。具体地，优选粘合层14的厚度方向(装置1的各部件的层叠方向)的热传导率C1为3W/m·K以上，优选粘合层14的面内方向的热传导率C2为4W/m·K以上，其中，进一步优选为5W/m·K以上。此外，优选为|C1-C2|≤2。应予说明，|C1-C2|的下限值没有特别限制，例如，为0。
通过这样，粘合层14的面内方向、厚度方向的热传导率均变高，并且能够减小粘合层14的面内方向的热传导率与厚度方向的热传导率的差。由此，来自元件11的热量能够扩散至粘合层14整体，能够介由该粘合层14而容易地传递至散热部件13。
其中，粘合层14的厚度方向的热传导率C1优选为5W/m·K以上。粘合层14的厚度方向的热传导率C1的上限值没有特别限制，例如，为60W/m·K。
进而，粘合层14的面内方向的热传导率C2优选为7W/m·K以上。此外，粘合层14的面内方向的热传导率C2的上限值没有特别限制，例如，为60W/m·K。
接下来，对散热部件13进行说明。
散热部件13例如是Al等金属制的散热器。
以上所述的装置1可以按照以下方式实施并制造。
首先，准备散热部件13。
然后，在散热部件13上设置粘合层14。此时，可以将成为粘合层14的液态粘合剂用组合物涂布于散热部件13，此外，可以预先将粘合剂用组合物成型为片状，将该片贴合于散热部件13。
粘合剂用树脂组合物未固化(A阶段)，150℃固化1小时后的玻璃化转变温度(Tg)为-30℃以下。
此外，粘合剂用组合物的在150℃固化1小时后的25℃时的储能弹性模量E'优选为400MPa以下。粘合剂用组合物的储能弹性模量、Tg的优选范围与粘合层14相同。
该粘合剂用组合物为液态。而且，该粘合剂用组合物不含有溶剂，利用E型粘度计测定的25℃时的粘度优选为5Pa·s～70Pa·s，其中优选为60Pa·s以下。
通过将利用E型粘度计测定的25℃时的粘度设置为70Pa·s以下，粘合剂用组合物变得容易涂布。此外，通过使粘合剂用组合物不含有溶剂，能够防止粘合层14中溶剂挥发，产生气泡，热传导性降低。
粘度可以按照以下方式测量。
使用E型粘度计，在测定温度25℃、锥角度3度、转数5.0rpm下测定粘度。
此外，粘合剂用组合物的触变比(利用E型粘度计的1rpm时的粘度相对于转数5rpm时的粘度的比值)优选为1.1～3.0。通过设置为1.1以上，具有防止填充剂沉淀的效果，通过设置为3.0以下，具有改善操作性的效果。
此外，由粘合剂用组合物形成的片的在150℃固化1小时后的Tg优选为-30℃以下，在150℃固化1小时后的25℃时的储能弹性模量E'优选为400MPa以下。片的储能弹性模量Tg的优选范围与粘合层14相同。
该片由于是成为粘合层14的片，所以优选在150℃固化1小时后的片的厚度方向的热传导率C1为3W/m·K以上，片的面内方向的热传导率C2为4W/m·K以上，|C1-C2|≤2。C1、C2的优选范围与粘合层14相同。应予说明，固化前的片是半固化(B阶段状态)的。
然后，在片或粘合剂用组合物上设置热传导层123，然后，将片或粘合剂用组合物在150℃固化1小时。由此，形成粘合层14。粘合层14成为完全固化的状态。
接下来，在热传导层123上，配置绝缘片122、引线框121。然后。将引线框121的芯片焊盘部和元件11介由焊锡15进行接合。然后，利用密封材料16将元件11密封。
应予说明，本发明不受前述实施方式的限制，能够实现本发明的目的的范围内的变型、改良等均包含于本发明。
例如，上述实施方式中，支撑基材12具备引线框121、绝缘片122和热传导层123，但并不局限于此。例如，如图2所示，作为支撑基材22，可以使用陶瓷基板。此时，粘合层14将陶瓷基板和散热部件13粘合。
此外，将元件11设为半导体元件，但并不局限于此，只要是产生热量的元件即可，也可以设为发光元件等光学元件。
实施例
接下来，对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3、平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45、平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，利用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。将该粘合剂用组合物以干燥后的膜厚成为100μm的方式涂布在35μm厚的电解粗化铜箔GTSMP(Furukawa Circuit Foil制商品名)的磨砂面上，在80℃干燥10分钟，得到B阶段的粘合片。然后，将带有上述粘合片的铜箔和35μm厚的电解粗化铜箔GTSMP(Furukawa Circuit Foil制商品名)在150℃以2MPa按压粘合60分钟，制备层叠体。测定该层叠体的特性，将结果示于表1。
应予说明，表1中示出的特性的测定方法如下所述。后述的实施例、比较例中也是相同的。
1.粘合剂用组合物的特性
(1)粘度
使用E型粘度计，以测定温度25℃、锥角3度、转数5.0rpm测定粘度。
(2)触变
使用E型粘度计，以测定温度25℃、锥角3度、转数5.0rpm测定粘度。
此外，使用E型粘度计，以测定温度25℃、锥角3度、转数1.0rpm测定粘度。而且，将利用E型粘度计的相对于转数5rpm时的粘度A的1rpm时的粘度B的比值(A/B)作为触变的值。
2.固化物特性
(1)Tg(玻璃化转变温度)
基于JIS K 7121，按照以下方式测定。
从在150℃以2MPa按压粘合60分钟制造的层叠体，将电解粗化铜箔GTSMP剥离，得到粘合层。然后，使用PerkinElmer制的温度调制示差扫描热量仪PYRIS Diamond DSC，在阶跃温度2℃、升温速度5℃/分钟、温度保持时间1分钟、氮气环境(20ml/分钟)的条件下进行测定。将以X轴为温度、Y轴为比热容量的微分比热容量曲线的玻璃化转变温度前的稳定的位置处的切线与玻璃化转变温度后的稳定的位置处的切线的交点作为玻璃化转变温度。
(2)储能弹性模量(E')
从在150℃以2MPa按压粘合60分钟制造的层叠体，将电解粗化铜箔GTSMP剥离，得到粘合层。然而，切削粘合层，得到8×20mm的试验片。使用动态粘弹性测定装置，设置为拉伸模式、频率1Hz、升温速度5℃/分钟，在-50℃～300℃的温度范围进行测定。然后，得到25℃的储能弹性模量。
(3)热传导率
从在150℃以2MPa按压粘合60分钟制造的层叠体，将电解粗化铜箔GTSMP剥离，得到粘合层(厚度100μm)。然后，测量粘合层的厚度方向和面内方向的热传导率。具体地，由利用激光闪光法(半衰期法)测定的热扩散系数(α)、利用DSC法测定的比热(Cp)，按照JIS-K-6911测定的密度(ρ)使用下式算出热传导率。热传导率的单位为W/m·K。
热传导率[W/m·K]＝α[mm2/s]×Cp[J/g·K]×ρ[g/cm3]
(实施例2)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)24g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)10g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例3)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)18g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)16g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例4)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)22g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)43g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例5)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)20g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)45g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例6)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)17g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)48g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例7)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)27g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)17g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)37g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例8)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(昭和电工公司制UHP-S1，平均粒径7μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例9)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(住友化学公司制AA-18，平均粒径18μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例10)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1-苄基-2-苯基咪唑(四国化成公司制1B2PZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例11)
1,6-己二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-212、由式(2)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例12)
将新戊二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-211，如式(6)所示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例13)
将1，4-丁二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-214、由式(3)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(实施例14)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)21g、聚丁二烯改性环氧树脂(Nagase ChemteX公司制R-45EPT，由式(9)表示)13g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(比较例1)
将聚丁二烯改性环氧树脂(DAICEL化学公司制PB-3600，由式(1)表示)13g、双酚A型环氧树脂(新日铁化学公司制YD-128)21g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(比较例2)
将双酚A型环氧树脂(新日铁化学公司制YDF-128)34g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(比较例3)
将双酚F型环氧树脂(新日铁化学公司制YDF-170)34g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(比较例4)
将二乙二醇二缩水甘油醚(Nagase ChemteX公司制EX-851，由式(7)表示)34g、1,2-二甲基咪唑(四国化成公司制1,2-DMZ)1g、氮化硼(电气化学工业公司制SP-3，平均粒径4μm)18g、氧化铝(电气化学工业公司制DAM-45，平均粒径45μm)47g添加至250ml一次性杯子，搅拌1小时后，接下来，使用小型搅拌脱泡装置去泡，用练太郎MX-201(株式会社Thinky制商品名)搅拌·混炼5分钟，得到粘合剂用组合物。此后的工序与实施例1相同。
(评价)
使用由实施例1～14、比较例1～4得到的粘合剂用树脂组合物，制造图1所示的半导体装置。但是，不设置密封材料。
在铝制的散热部件13上涂布粘合剂用树脂组合物，设置粘合层。然后，在粘合剂用组合物上设置Cu制的热传导层123，然后，将粘合剂用组合物在150℃固化1小时。进一步在热传导层123上配置绝缘片122、Cu制的引线框121。作为绝缘片122，使用古河电工公司制的F-COTM片HF。然后，将引线框121的芯片焊盘部和元件11介由焊锡15(材料Sn-3.0Ag-0.5Cu)进行接合。
按照以上方式实施，对于各实施例、各比较例，准备10个半导体装置，实施热循环试验。热循环试验是将-40℃7分钟～+175℃7分钟作为1个循环而进行3000次的。观察热循环试验后的粘合层与散热部件13或热传导层123的剥离，将剥离的粘合层进行计数。
结果在表1示出。
实施例1～14中，没有发生粘合层的剥离。因此，能够可靠地使半导体元件的热量传导至散热部件，成为耐久性高的装置。
与此相对，比较例1～4中，发生粘合层的剥离。因此，难以使半导体元件的热量传导至散热部件。由此，认为对半导体元件的性能产生影响。
[表1]
本申请主张以2013年3月7日提出申请的日本申请特愿2013-045500号为基础的优先权，将其公开全部内容援引入本申请说明书。

Claims (12)

1.一种装置，具备：
对元件进行支撑的支撑基材，
散热部件，在所述散热部件上设置所述支撑基材，以及
在所述散热部件和所述支撑基材之间配置的粘合层；
所述粘合层的玻璃化转变温度为-30℃以下。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述粘合层含有固化的固化树脂。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述粘合层不含有有机硅树脂。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的装置，其中，所述粘合层在25℃时的储能弹性模量E'为400MPa以下。
5.根据权利要求1～4中任1项所述的装置，其中，所述粘合层含有树脂成分和热传导性填充剂，
作为所述热传导性填充剂，含有氧化铝和凝聚体，
所述氧化铝的平均粒径为18μm以上，
所述凝聚体是氮化硼粒子的凝聚体，平均粒径为7μm以下。
6.根据权利要求1～5中任1项所述的装置，其中，所述粘合层含有固化树脂和热传导性填充剂，
所述固化树脂含有环氧树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂中的任1种以上。
7.根据权利要求1～6中任1项所述的装置，其中，所述粘合层的厚度为100μm以下。
8.一种粘合剂用组合物，将对元件进行支撑的支撑基材和散热部件粘合，所述粘合剂用组合物的150℃固化1小时后的玻璃化转变温度为-30℃以下。
9.根据权利要求8所述的粘合剂用组合物，其中，所述粘合剂用组合物热固化而将所述支撑基材和所述散热部件进行粘合，
所述粘合剂用组合物含有热固化性树脂，
所述粘合剂用组合物不含有有机硅树脂。
10.根据权利要求8或9所述的粘合剂用组合物，其中，150℃固化1小时后的25℃时的储能弹性模量E'为400MPa以下。
11.根据权利要求8～10中任1项所述的粘合剂用组合物，其中，该粘合剂用组合物不含有溶剂，
使用E型粘度计测定的25℃时的粘度为70Pa·s以下。
12.一种粘合片，将权利要求8～11中任1项所述的粘合剂用组合物成型为片状，
所述粘合片含有树脂成分和热传导性填充剂，
150℃固化1小时后，
片的厚度方向的热传导率C1为3W/m·K以上，
片的面内方向的热传导率C2为4W/m·K以上，
︱C1－C2︱≤2Wm·K。
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