KR102442254B1 - 반도체 장치 및 이미지 센서 모듈 - Google Patents

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Abstract

경화 후의 내습 시험에서의 접착 강도의 저하가 억제되는 접착제의 경화물로, 피착재가 접착되는 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스 및 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료에 의해 형성되는 적어도 2개의 피착재(20)와 (70), (70)과 (60), (70)과 (50)이 (A) 열경화성 수지, (B) 특정의 티올 화합물 및 (C) 잠재성 경화제를 포함하는 접착제의 경화물(10)로 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치이다.

Description

반도체 장치 및 이미지 센서 모듈
본 발명은 반도체 장치 및 이미지 센서 모듈에 관한 것이다. 특히, 특정의 피접착재가 특정의 접착제에 의해 접착되는 반도체 장치 및 이미지 센서 모듈에 관한 것이다.
근래의 이미지 센서 모듈의 부재는 유리나 금속, 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer, 이하, LCP라고 한다) 등의 다양한 재질로 구성되어 있다. 이와 같이, 이들 다양한 재질로 형성되는 부재를 피착재로서 피착재의 재질에 의존하지 않고, 접착 강도의 내습 신뢰성이 높은 접착제가 요구되고 있다. 여기서, 에폭시 수지-티올 경화제계 수지 조성물은 근래 요구가 높은, 저온 속경화성을 달성하는데 있어서 유효하다는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 등). 그러나, 종래의 티올계 경화제(예를 들면, SC 유기 화학 제조 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)(상품명: PEMP), SC 유기 화학 제조 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트)(상품명: TMMP), 쇼와 전공 제조 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토부티레이트)(상품명: 카렌즈MT PE1) 등)는 경화 후의 수지 조성물이 내습성이 떨어진다는 문제가 있었다. 종래의 티올계 경화제는 모두 골격에 에스테르 구조를 포함하기 때문이라고 생각된다.
일본 특허 제3367531호 공보
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 경화 후의 내습 시험에서의 접착 강도의 저하가 억제되는 접착제의 경화물로, 피착재가 접착되는 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 예의 검토하여, 이미지 센서 모듈 등의 반도체 장치의 부재로서 사용 빈도가 높은 재료에 의해 형성되는 적어도 2개의 피착재를, (A) 에폭시 수지, (B) 특정의 티올 화합물 및 (C) 잠재성 경화제로 이루어지는 접착제의 경화물로 접착함으로써, 내습 시험에서의 접착 강도가 억제된 반도체 장치를 얻을 수 있었다.
본 발명은 이하의 구성을 가짐으로써, 상기 문제를 해결한 반도체 장치 및 이미지 센서 모듈에 관한 것이다.
[1] 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스 및 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료에 의해 형성되는 적어도 2개의 피착재가,
(A) 열경화성 수지,
(B) 화학식(1):
[식 1]
Figure 112017086107082-pct00001
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 페닐기이고, n는 0∼10의 정수이다)로 나타내는 티올 화합물, 및
(C) 잠재성 경화제를 포함하는 접착제의 경화물로 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
[2] (A) 성분이 에폭시 수지 및 아크릴 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 상기 [1]에 기재된 반도체 장치.
[3] 엔지니어링 플라스틱이 슈퍼 엔지니어링 플라스틱인 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 반도체 장치.
[4] 엔지니어링 플라스틱이 액정 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드 및 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
[5] 세라믹스가 촬상 소자를 갖는 상기 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
[6] 엔지니어링 플라스틱이 광학 부품을 갖는 상기 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
[7] 엔지니어링 플라스틱이 전자 부품을 갖는 상기 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
[8] 상기 [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 반도체 장치를 사용하는 이미지 센서 모듈.
본 발명 [1]에 의하면, 경화 후의 접착제의 내습 시험에서의 접착 강도의 저하가 억제된 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제공할 수 있다.
본 발명 [7]에 의하면, 경화 후의 접착제의 내습 시험에서의 접착 강도의 저하가 억제된 신뢰성이 높은 이미지 센서 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 이미지 센서 모듈의 단면도의 일 예이다.
본 발명의 반도체 장치는 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스 및 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료에 의해 형성되는 적어도 2개의 피착재가,
(A) 열경화성 수지,
(B) 화학식(1):
[식 2]
Figure 112017086107082-pct00002
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 페닐기이고, n는 0∼10의 정수이다)로 나타내는 티올 화합물, 및
(C) 잠재성 경화제를 포함하는 접착제의 경화물로 접착되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리키고, 전자 부품, 반도체 회로, 이들을 장착한 모듈, 전자 기기 등을 포함하는 것이다.
피착재는 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스 및 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료에 의해 형성된다. 여기서, 엔지니어링 플라스틱(이하, 엔플라라고 한다)이란, 100℃의 환경에 100시간 노출되어도, 49MPa 이상의 인장 강도와 2.5GPa 이상의 휨 탄성률을 갖는 것을 말한다. 엔플라로는, 열가소성인 것도 열경화성인 것도 사용할 수 있다. 열가소성의 엔플라로는, 폴리아세탈, 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 글라스파이버(GF) 강화 폴리에틸렌테레프탈레이트, 초고분자량 폴리에틸렌, 신디오택틱폴리스티렌을 들 수 있고, 열경화성의 엔플라로는, 에폭시, 글라스에폭시(FR-4), 페놀, 실리콘 등을 들 수 있다.
또한, 엔플라는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이면 바람직하다. 여기서, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱(이하, 슈퍼 엔플라라고 한다)이란, 150℃의 환경에 100시간 노출되어도, 49MPa 이상의 인장 강도와 2.5GPa 이상의 휨 탄성률을 갖는 것을 말한다. 슈퍼 엔플라로는, 비결정 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드, 불소 수지, LCP를 들 수 있다.
엔플라는 LCP, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA) 및 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이면, 내열성, 치수 안정성, 전기 절연성의 관점에서 바람직하다.
세라믹스로는, 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 질화붕소(BN), 질화규소(SiN), 유리 등을 들 수 있고, 열전도율, 열팽창 계수, 화학적 내구성의 관점에서, 알루미나, 질화규소가 바람직하다.
금속으로는, 스테인리스강, 티탄 및 그 합금, 니켈 및 그 합금, 구리 및 그 합금, 주석 및 그 합금, 알루미늄 및 그 합금, 땜납 등을 들 수 있고, 내산화 등의 화학적인 안정성의 관점에서, 스테인리스강, 니켈 및 그 합금이 바람직하다.
여기서, 세라믹스는 촬상 소자를 가지면, 이미지 센서 모듈의 기판으로서 사용하는 경우에 바람직하다. 또한, 엔지니어링 플라스틱은 광학 부품을 가지면, 이미지 센서 모듈의 VCM(Voice Coil Motor)으로서 사용하는 경우에 바람직하다.
본 발명의 반도체 장치에 따른 접착제는 이미지 센서 모듈에 대한 사용에 매우 적합하다. 도 1에 이미지 센서 모듈의 단면도의 일 예를 나타낸다. 도 1에 나타내는 이미지 센서 모듈(1)에서는 빛은 상부에서 하부로 향하여 조사되고, 광학 렌즈(40)로부터 광학 필터(적외선(IR) 필터)(50)를 통과하고, 기판(20) 상의 이미지 센서(30)에 도달하고, 이미지 센서(30)에서 전기 신호로 변환된다. 여기서, 광학 렌즈(40)는 렌즈 배럴(60)로 고정되고, VCM(Voice Coil Motor)(70)에 고정된 렌즈 배럴(60)은 VCM(70)에 의해 상하로 이동하고, 이미지 센서(30)에 대한 초점 조절을 행한다. 본 발명의 반도체 장치에 사용되는 접착제는 기판(20)-VCM(70)간, VCM(70)-렌즈 배럴(60)간, VCM(70)-광학 필터(50)간의 모든 접착에 사용할 수 있다. 기판(20)에 사용되는 재료로는, 폴리이미드 등의 엔플라; 알루미나 등의 세라믹스를 들 수 있고, 렌즈 배럴(60)에 사용되는 재료로는, LCP 등의 엔플라를 들 수 있고, VCM(70)에 사용되는 재료로는, LCP 등의 엔플라를 들 수 있다. 본 발명의 반도체 장치(1)에 사용되는 접착제는 특히, 내습 시험 후의 접착 강도가 우수하고, 이들 각 재료의 접착에 적합하다. 종래의 티올계 경화제를 사용하는 접착제는 내습 시험 후의 접착 강도의 저하가 현저하고, 장시간의 내습 시험 후에는 접착제가 열화되는 문제가 있었다.
접착제는 (A) 열경화성 수지,
(B) 화학식(1):
[식 3]
Figure 112017086107082-pct00003
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 페닐기이고, n는 0∼10의 정수이다)로 나타내는 티올 화합물, 및
(C) 잠재성 경화제를 포함한다.
(A) 성분인 열경화성 수지로는, 에폭시 수지 및 아크릴 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이면 바람직하다. (A) 성분으로는 에폭시 수지를 포함하면, 피착체에 대한 접착력을 확보할 수 있기 때문에, 특히 바람직하다. 에폭시 수지로는, 액상 비스페놀 A형 에폭시 수지, 액상 비스페놀 F형 에폭시 수지, 액상 나프탈렌형 에폭시 수지, 액상 수첨 비스페놀형 에폭시 수지, 액상 지환식 에폭시 수지, 액상 알코올에테르형 에폭시 수지, 액상 환상 지방족형 에폭시 수지, 액상 플루오렌형 에폭시 수지, 액상 실록산계 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 액상 비스페놀 A형 에폭시 수지, 액상 비스페놀 F형 에폭시 수지, 액상 실록산계 에폭시 수지, 아미노페놀형 에폭시 수지가 경화성, 내열성, 접착성, 내구성의 관점에서 바람직하다. 또한, 에폭시 당량은 점도 조정의 관점에서, 80∼250g/eq가 바람직하다. 시판품으로는, 신닛테츠 화학 제조 비스페놀 A형 에폭시 수지(품명: YDF8170), 신닛테츠 화학 제조 비스페놀 F형 에폭시 수지(품명: YDF870GS), DIC 제조 나프탈렌형 에폭시 수지(품명: HP4032D), 신에츠 화학 제조 실록산계 에폭시 수지(품명: TSL9906), 미츠비시 화학 제조 아미노페놀형 에폭시 수지(그레이드: JER630, JER630LSD) 등을 들 수 있다. (A) 성분은 단독이어도 되며, 2종 이상을 병용해도 된다.
(A) 성분인 아크릴 수지는 경화 후의 수지 조성물에 투명성이나 적당한 경도를 부여할 수 있다. 이 (A) 성분은 아크릴산에스테르 모노머 및/또는 메타크릴산에스테르 모노머, 혹은 이들의 올리고머이다. 본 발명에 사용 가능한 아크릴산에스테르 모노머 및/또는 메타크릴산에스테르 모노머, 혹은 이들의 올리고머로는, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트의 디아크릴레이트 및/또는 디메타크릴레이트; 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트 및/또는 트리메타크릴레이트; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및/또는 트리메타크릴레이트, 혹은 그 올리고머; 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 및/또는 트리메타크릴레이트, 혹은 그 올리고머; 디펜타에리스리톨의 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트; 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트; 카프로락톤 변성 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트; 카프로락톤 변성 트리스(메타크릴옥시에틸)이소시아누레이트; 알킬 변성 디펜타에리스리톨의 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨의 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리메타크릴레이트 등을 들 수 있다. (A) 성분의 시판품으로는 다이셀·올넥스 주식회사 제조 폴리에스테르아크릴레이트(품명: EBECRYL810) 동아 합성 주식회사 제조 폴리에스테르아크릴레이트(품명: M7100)를 들 수 있다. (A) 성분은 단독이어도 되며, 2종 이상을 병용해도 된다.
(B) 성분은 화학식(1):
[식 4]
Figure 112017086107082-pct00004
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 페닐기이고, n는 0∼10의 정수이다)로 나타내는 티올 화합물이고, 화학식(2) 또는 화학식(3):
[식 5]
Figure 112017086107082-pct00005
[식 6]
Figure 112017086107082-pct00006
로 나타내고, 질소 함유 복소 고리 화합물 중 4개의 각 질소 원자에 관능기인 (-CH2-CH2-SH) 또는 (-CH2-CH2-CH2-SH)이 결합한 다관능의 질소 함유 복소 고리 화합물을 들 수 있다. 여기서, 상술한 종래의 티올계 경화제(예를 들면, SC 유기 화학 제조 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)(상품명: PEMP), SC 유기 화학 제조 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트)(상품명: TMMP), 쇼와 전공 제조 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토부티레이트)(상품명: 카렌즈MT PE1) 등)는 모두 에스테르 결합을 포함하고, 이 에스테르 결합이 가수분해되기 쉽기 때문에, 내습성이 떨어지는 것으로 생각된다. 이에 대해, (B) 성분은 에스테르 결합을 함유하고 있지 않기 때문에, 내습성 시험 후의 강도 저하가 억제된다. (B) 성분의 시판품으로는 시코쿠 화성 공업 제조 티올글리콜우릴 유도체를 들 수 있다. (B) 성분은 단독이어도 되며, 2종을 병용해도 된다.
(C) 성분의 잠재성 경화제란, 실온에서는 불활성 상태로, 가열함으로써 활성화하여, 경화 촉진제로서 기능하는 화합물이고, 예를 들면 상온에서 고체인 이미다졸 화합물; 아민 화합물과 에폭시 화합물의 반응 생성물(아민-에폭시 어덕트계) 등의 고체 분산형 아민 어덕트계 잠재성 경화 촉진제; 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물 또는 요소 화합물의 반응 생성물(요소형 어덕트계) 등을 들 수 있다. (C) 성분은 (B) 성분과 조합하여, 접착제를 저온 경화시킬 수 있다.
상온에서 고체인 이미다졸 화합물로는, 예를 들면 2-헵타데실이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-벤질-5-히드록시메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-(2-메틸이미다졸릴-(1))-에틸-S-트리아진, 2,4-디아미노-6-(2'-메틸이미다졸릴-(1)')-에틸-S-트리아진·이소시아눌산 부가물, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸-트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸-트리멜리테이트, N-(2-메틸이미다졸릴-1-에틸)-요소, N,N'-(2-메틸이미다졸릴-(1)-에틸)-아디보일디아미드 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
고체 분산형 아민 어덕트계 잠재성 경화 촉진제(아민-에폭시 어덕트계)의 제조 원료의 하나로서 사용되는 에폭시 화합물로는, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 카테콜, 레조르시놀 등의 다가 페놀 또는 글리세롤이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 다가 알코올과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리글리시딜에테르; p-히드록시벤조산, β-히드록시나프토산과 같은 히드록시카르복실산과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르에스테르; 프탈산, 테레프탈산과 같은 폴리카르복실산과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리글리시딜에스테르; 4,4'-디아미노디페닐메탄이나 m-아미노페놀 등과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜아민 화합물; 추가로, 에폭시화 페놀노볼락 수지, 에폭시화 크레졸노볼락 수지, 에폭시화 폴리올레핀 등의 다관능성 에폭시 화합물이나 부틸글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, 글리시딜메타크릴레이트 등의 단관능성 에폭시 화합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
고체 분산형 아민 어덕트계 잠재성 경화 촉진제의 또 다른 하나의 제조 원료로서 사용되는 아민 화합물은 에폭시기와 부가 반응할 수 있는 활성 수소를 분자 내에 1개 이상 갖고, 또한 1급 아미노기, 2급 아미노기 및 3급 아미노기 중에서 선택된 관능기를 적어도 분자 내에 1개 이상 갖는 것이면 된다. 이러한 아민 화합물의 예를 이하에 나타내지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, n-프로필아민, 2-히드록시에틸아미노프로필아민, 시클로헥실아민, 4,4'-디아미노-디시클로헥실메탄과 같은 지방족 아민류; 4,4'-디아미노디페닐메탄, 2-메틸아닐린 등의 방향족 아민 화합물; 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸린, 2,4-디메틸이미다졸린, 피페리딘, 피페라진 등의 질소 원자가 함유된 복소 고리 화합물; 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이 중에서 특히 분자 내에 3급 아미노기를 갖는 화합물은 우수한 경화 촉진능을 갖는 잠재성 경화 촉진제를 부여하는 원료이며, 그러한 화합물의 예로는, 예를 들면 디메틸아미노프로필아민, 디에틸아미노프로필아민, 디-n-프로필아미노프로필아민, 디부틸아미노프로필아민, 디메틸아미노에틸아민, 디에틸아미노에틸아민, N-메틸피페라진 등의 아민 화합물이나, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸 화합물과 같은 분자 내에 3급 아미노기를 갖는 1급 혹은 2급 아민류; 2-디메틸아미노에탄올, 1-메틸-2-디메틸아미노에탄올, 1-페녹시메틸-2-디메틸아미노에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 1-부톡시메틸-2-디메틸아미노에탄올, 1-(2-히드록시-3-페녹시프로필)-2-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-페녹시프로필)-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-부톡시프로필)-2-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-부톡시프로필)-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-페녹시프로필)-2-페닐이미다졸린, 1-(2-히드록시-3-부톡시프로필)-2-메틸이미다졸린, 2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, N-β-히드록시에틸모르폴린, 2-디메틸아미노에탄티올, 2-메르캅토피리딘, 2-벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조티아졸, 4-메르캅토피리딘, N,N-디메틸아미노벤조산, N,N-디메틸글리신, 니코틴산, 이소니코틴산, 피콜린산, N,N-디메틸글리신히드라지드, N,N-디메틸프로피온산히드라지드, 니코틴산히드라지드, 이소니코틴산히드라지드 등과 같은 분자 내에 3급 아미노기를 갖는 알코올류, 페놀류, 티올류, 카르복실산류 및 히드라지드류 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
고체 분산형 아민 어덕트계 잠재성 경화 촉진제에 추가로, 또 다른 하나의 제조 원료로서 사용되는 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들면 n-부틸이소시아네이트, 이소프로필이소시아네이트, 페닐이소시아네이트, 벤질이소시아네이트 등의 단관능 이소시아네이트 화합물; 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루일렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 파라페닐렌디이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트리이소시아네이트, 비시클로헵탄트리이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트 화합물; 또한, 이들 다관능 이소시아네이트 화합물과 활성 수소 화합물의 반응에 의해 얻어지는 말단 이소시아네이트기 함유 화합물 등도 사용할 수 있다. 이러한 말단 이소시아네이트기 함유 화합물의 예로는, 톨루일렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 반응에 의해 얻어지는 말단 이소시아네이트기를 갖는 부가 화합물, 톨루일렌디이소시아네이트와 펜타에리스리톨의 반응에 의해 얻어지는 말단 이소시아네이트기를 갖는 부가 화합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 요소 화합물로는, 예를 들면 요소, 티오요소 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용할 수 있는 고체 분산형 잠재성 경화 촉진제는, 예를 들면, 상기의 (a) 아민 화합물과 에폭시 화합물의 2성분, (b) 이 2성분과 활성 수소 화합물의 3성분, 또는 (c) 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물 및/또는 요소 화합물의 2성분 혹은 3성분의 조합으로, 각 성분을 취하여 혼합하고, 실온부터 200℃의 온도에 있어서 반응시킨 후, 냉각 고화하고 나서 분쇄하거나, 혹은 메틸에틸케톤, 디옥산, 테트라히드로푸란 등의 용매 중에서 반응시켜, 탈용매 후, 고형분을 분쇄함으로써 용이하게 제작할 수 있다.
상기의 고체 분산형 잠재성 경화 촉진제의 시판품의 대표적인 예로는, 아민-에폭시 어덕트계(아민 어덕트계)로는, 「아미큐어 PN-23」(아지노모토 파인테크노(주) 상품명), 「아미큐어 PN-40」(아지노모토 파인테크노(주) 상품명), 「아미큐어 PN-50」(아지노모토 파인테크노(주) 상품명), 「하드너 X-3661S」(에이·씨·알(주) 상품명), 「하드너 X-3670S」(에이·씨·알(주) 상품명), 「노바큐어 HX-3742」(아사히카세이 이머티리얼즈(주) 상품명), 「노바큐어 HX-3721」(아사히카세이 이머티리얼즈(주) 상품명), 「노바큐어 HXA-3922HP」(아사히카세이 이머티리얼즈(주) 상품명), 「FXR1121」(T＆K TOKA 제조 상품명) 등을 들 수 있고, 또한, 요소형 어덕트계로는, 「후지큐어 FXE-1000」(T＆K TOKA 제조 상품명), 「후지큐어 FXR-1030」(T＆K TOKA 제조 상품명) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. (C) 성분은 단독이어도 되며, 2종 이상을 병용해도 된다.
(A) 성분은 접착제 100질량부에 대해 10∼90질량부이면, 접착제의 점도의 관점에서 바람직하다.
(B) 성분의 티올 당량은 (A) 성분의 에폭시 1당량에 대해, 0.5∼2.5당량이면 바람직하다. (B) 성분의 티올 당량은 (B) 성분의 분자량을 1분자 중의 티올기의 수로 나눈 수가 된다. (B) 성분의 티올 당량과 (A) 성분의 에폭시 당량을 상술한 범위 내로 함으로써, 경화 후의 접착제의 경도 부족 및 인성 부족을 방지하는 것이 가능해진다.
수지 조성물은 [(B) 성분의 티올 당량]／[(A) 성분의 아크릴 당량]이 0.5∼2.0이면 바람직하다. (B) 성분의 티올 당량은 (B) 성분의 분자량(화학식(1): 382.6, 화학식(2): 438.7)을 1분자 중의 티올기의 수(4)로 나눈 수(화학식(1): 95.7, 화학식(2): 109.7)가 된다. 아크릴 수지의 당량은 아크릴 수지의 분자량을 1분자 중의 아크릴기(혹은 메타크릴기)의 수로 나눈 수와 같다. 따라서, [(B) 성분의 티올 당량]／[(A) 성분의 아크릴 당량]이 0.5∼2.0이란, [(화학식(1)의 95.7 또는 화학식(2)의 109.7)/(A) 성분의 아크릴 당량]이 0.5∼2.0이며, (A) 성분의 아크릴 당량은 188∼250이다. [(B) 성분의 티올 당량]／[(A) 성분의 아크릴 당량]을 0.5∼2.0의 범위로 함으로써, 아크릴과 티올이 일정량 이상 반응하여 확실한 경화물이 되기 때문에, 높은 접착 강도를 발현하는 것이 가능해진다.
(C) 성분은 접착제 100질량부에 대해 0.1∼40질량부이면, 수지 조성물의 경화 속도, 포트 라이프의 관점에서 바람직하다.
접착제에는 (D) 광 라디칼 발생제를 추가로 첨가하면, 자외선(UV) 경화성을 부여시킬 수 있어 바람직하다. (D) 성분의 시판품으로는, BASF사 제조 광 라디칼 발생제(품명: IRGACURE TPO)를 들 수 있다.
접착제에는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, 추가로 필요에 따라 실리카 필러 등의 필러, 안정화제, 카본 블랙, 티탄 블랙, 실란 커플링제, 이온 트랩핑제, 레벨링제, 산화 방지제, 소포제, 요변제, 그 밖의 첨가제 등을 배합시킬 수 있다. 또한, 접착제에 점도 조정제, 난연제 또는 용제 등을 배합시켜도 된다.
접착제는 예를 들면, (A) 성분∼(C) 성분 및 그 밖의 첨가제 등을 동시에 또는 별도로, 필요에 따라 가열 처리를 추가하면서, 교반, 용융, 혼합, 분산시킴으로써 얻을 수 있다. 이들 혼합, 교반, 분산 등의 장치로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 교반, 가열 장치를 구비한 라이카이기, 헨셀 믹서, 3본 롤밀, 볼밀, 플래니터리 믹서, 비즈밀 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 장치를 적절히 조합하여 사용해도 된다.
이와 같이 하여 얻어진 접착제는 열경화성이다. 접착제의 열경화는 이미지 센서 모듈에 사용하는 경우에는, 60∼90℃에서 30∼120분이 바람직하다. 또한, 종래의 티올계 이외의 경화제를 사용하는 접착제의 경우의 열경화는 100∼120℃에서 60∼120분이었다. 추가로, 종래의 티올계 접착제의 경우는, 저온 경화시켜 얻어지는 경화물은 온도: 85℃, 상대 습도: 85％의 조건하에서, 100시간 이내에 접착제 강도가 시험 전의 300N/Chip에서 1/3 정도인 100N/Chip으로 저하된다. 그러나, 화학식(1)에서 나타내는 (B) 성분을 사용한 경우는, 온도: 85℃, 상대 습도: 85％의 조건하에서, 100시간 후에 시험 전의 300N/Chip에서 250N/Chip을 유지하고, 종래의 티올계 접착제와 비교하여 저하되는 비율이 낮다. 이미지 센서 모듈에 내장되는 렌즈는 내열성이 우수하지 않기 때문에, 본 발명의 반도체 장치에 사용되는 접착제는 렌즈의 열화를 억제할 수 있어 매우 유용하다.
실시예
이하, 본 발명에 대해 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하의 실시예에 있어서, 부, ％는 별다른 언급이 없는 한, 질량부, 질량％를 나타낸다.
표 1, 2에 나타내는 배합으로 원료를 혼합한 후, 실온에서 3본 롤밀을 사용하여 분산하고, 접착제A, 접착제B, 접착제C, 접착제D, 접착제E를 제작하였다.
〈접착 강도〉
표 3∼12에 나타내는 조합으로, 선택된 재료로 이루어지는 기판(하단의 피착재) 위에 공판을 사용하여, 직경 2㎜로 접착제A 또는 접착제B를 인쇄하고(n=10), 그 위에 가로세로 1×2㎜, 두께 0.5㎜의 선택된 재료로 이루어지는 피착재(상단의 피착재)를 적재하였다. 이어서, 80℃에서 60분 유지함으로써, 열경화시켜 시험편을 얻었다.
여기서, 표 3∼7에 기재되어 있는 엔플라는 LCP이고, 세라믹스는 알루미나이고, 금속은 스테인리스강이다. 또한, 표 8∼12에 기재되어 있는 PE는 범용 플라스틱인 폴리에틸렌이고, PP는 범용 플라스틱인 폴리프로필렌이다. 제작한 시험편을 아이코 엔지니어링사 제조 MODEL-1605HTP형 강도 시험기로 측면에서 찌르고, 한쪽의 피착재가 박리되었을 때의 수치로부터 전단 강도를 산출하였다. 전단 강도가 50N/chip 이상인 때를 「○」, 전단 강도가 50N/chip 미만인 때를 「×」라고 하였다. 표 3∼12의 접착 강도 란에 측정 결과를 나타낸다. 이어서, 내습 시험을 행하였다. 접착 강도와 동일하게 제작한 시험편을 온도: 85℃, 습도: 85％로 500시간 유지한 후, 상기와 동일하게 하여, 전단 강도를 산출하고, 「○」, 「×」 평가를 행하였다. 표 3∼12의 내습 강도 란에 결과를 나타낸다.
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Figure 112017086107082-pct00017
Figure 112017086107082-pct00018
표 3∼12에서 알 수 있는 바와 같이, (A)∼(C) 성분을 포함하는 접착제A를 사용한 실시예 1∼321 모두 접착 강도가 높고, 내습 강도도 높았다. 이에 대해, (B) 성분 대신에 펜타에리스리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)를 사용한 접착제B를 사용한 비교예 1∼6, 15∼21과, 접착제E를 사용한 비교예 7∼12, 26∼32는 내습 강도가 낮았다. 접착제B, 접착제E를 사용하여, 피착재에 PE, PP를 사용한 비교예 20, 21, 31, 32는 접착 강도, 내습 강도 모두 낮았다. 또한, 접착제A, 접착제C, 접착제D를 사용해도, 피착재에 PE, PP를 사용한 비교예 13, 14, 22∼25는 접착 강도가 낮고, 내습 강도도 낮았다.
본 발명은 경화 후의 내습 시험에서의 접착 강도의 저하가 억제되는 접착제의 경화물로, 피착재가 접착되는 반도체이며, 고신뢰성이다.
1 이미지 센서 모듈
10 접착제의 경화물
20 기판
30 이미지 센서
40 광학 렌즈
50 광학 필터
60 렌즈 배럴
70 VCM(Voice Coil Motor)

Claims (8)

  1. 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스 및 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료에 의해 형성되는 적어도 2개의 피착재가,
    (A) 열경화성 수지,
    (B) 화학식(1):
    [식 1]
    Figure 112022050234866-pct00019

    (식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1∼10의 알킬기 또는 페닐기이고, n는 0∼10의 정수이다)로 나타내는 티올 화합물, 및
    (C) 잠재성 경화제를 포함하는 접착제의 경화물로 접착되어 있고,
    상기 피착재가 이미지 센서 모듈의 부재인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (A) 성분이 에폭시 수지 및 아크릴 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    엔지니어링 플라스틱이 슈퍼 엔지니어링 플라스틱인 반도체 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    엔지니어링 플라스틱이 액정 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드 및 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 반도체 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    세라믹스가 촬상 소자를 갖는 반도체 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    엔지니어링 플라스틱이 광학 부품을 갖는 반도체 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    엔지니어링 플라스틱이 전자 부품을 갖는 반도체 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 반도체 장치를 사용하는 이미지 센서 모듈.
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