KR20170093701A

KR20170093701A - 경화성 조성물, 경화성 조성물의 제조 방법 및 반도체 장치

Info

Publication number: KR20170093701A
Application number: KR1020167034716A
Authority: KR
Inventors: 다까시 니시무라; 시게루 나까무라; 히로시 마에나까; 다꾸지 아오야마; 유우스께 고바야시
Original assignee: 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-08-16
Also published as: CN106661192B; JP2017075324A; JP6093880B2; JPWO2016088832A1; WO2016088832A1; TW201627394A; TWI682958B; CN106661192A

Abstract

도포성이 우수하고, 방열성, 유연성 및 내습성이 우수한 경화물을 얻을 수 있는 경화성 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 경화성 조성물은, 가요성 에폭시 화합물과, 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, 경화제와, 구상 알루미나와, 분산제를 포함하고, 상기 분산제의 아민가가 5KOHmg/g 이상이고, 또한 상기 분산제의 산가가 5KOHmg/g 이상이다.

Description

경화성 조성물, 경화성 조성물의 제조 방법 및 반도체 장치{CURABLE COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING CURABLE COMPOSITION, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 적합하게 사용되는 경화성 조성물 및 경화성 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 경화성 조성물을 사용한 반도체 장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 고성능화가 진행되고 있다. 이에 수반하여 반도체 장치로부터 발해지는 열을 방산시킬 필요가 높아지고 있다. 또한, 반도체 장치에서는, 반도체 소자의 전극은, 예를 들어 전극을 표면에 갖는 다른 접속 대상 부재에 있어서의 전극과 전기적으로 접속되어 있다.

반도체 장치에서는, 예를 들어 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재 사이에 에폭시 수지 조성물을 배치한 후, 해당 에폭시 수지 조성물을 경화시킴으로써, 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재가 접착 및 고정되어 있다. 또한, 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재 사이에 배치되는 상기 에폭시 수지 조성물의 경화물은, 반도체 소자의 표면을 보호하기 위한 재료와는 상이하다.

또한, 반도체 장치에서는, 반도체 소자를 밀봉하기 위해서, 에폭시 수지 조성물이 사용되는 경우가 있다.

상기와 같은 에폭시 수지 조성물이, 예를 들어 하기 특허문헌 1 내지 4에 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에는, 에폭시 수지와, 페놀계 경화제와, 트리스(2,6-디메톡시페닐)포스핀 또는 트리스(2,4,6-트리메톡시페닐)포스핀인 경화 촉진제와, 알루미나를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 1의 실시예에서는, 분체인 에폭시 수지 조성물이 기재되어 있다. 상기 에폭시 수지 조성물의 용도에 관해서, 특허문헌 1에서는, IC, LSI, 트랜지스터, 사이리스터, 다이오드 등의 반도체 장치의 밀봉용, 프린트 회로판의 제조 등에 적절하게 사용되는 것이 기재되어 있다.

하기 특허문헌 2에는, 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 경화 촉진제와, 무기 충전제를 포함하는 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 2의 실시예에서는, 분체인 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 기재되어 있다. 상기 에폭시 수지 조성물의 용도에 관해서, 특허문헌 2에서는, 일반 성형 재료로서 사용할 수도 있지만, 반도체 장치의 밀봉재에 사용되고, 특히 박형, 다핀, 롱 와이어, 좁은 패드 피치, 또는 유기 기판 혹은 유기 필름 등의 실장 기판 상에 반도체 칩이 배치된, 반도체 장치의 밀봉재에 적합하게 사용되는 것이 기재되어 있다.

하기 특허문헌 3에는, 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지와, 경화제와, 무기질 충전제를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 3의 실시예에서는, 고체인 에폭시 수지 조성물(용융 점도가 75℃ 이상)이 기재되어 있다. 상기 에폭시 수지 조성물의 용도에 관해서, 특허문헌 3에는, 일반 성형 재료로서 사용할 수도 있지만, 반도체 장치, 예를 들어 TQFP, TSOP, QFP 등의 다핀 박형 패키지, 특히 매트릭스 프레임을 사용한 반도체 장치의 밀봉재로서 적합하게 사용되는 것이 기재되어 있다.

하기 특허문헌 4에는, 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 고열 전도성 충전제와, 무기질 충전제를 포함하는 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 4의 실시예에서는, 분체인 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 기재되어 있다. 상기 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물의 용도에 관해서, 특허문헌 4에서는, 반도체 소자 등의 전자 부품의 밀봉 재료로서 사용되는 것이 기재되어 있다.

또한, 하기 특허문헌 5에는, 비스페놀 A형 에폭시 수지와, 골격 내에 가요성을 갖는 에폭시 수지를 포함하는 제1 제와, 산 무수물 화합물과 경화 촉진제를 포함하는 제2 제를 갖는 2액 타입의 에폭시 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 5에서는, 2액 타입의 에폭시 수지 조성물의 용도에 관해서는, 케이스 내 충전재로서 유용한 것이 기재되어 있다.

일본특허공개 평5-86169호 공보 일본특허공개 제2007-217469호 공보 일본특허공개 평10-176100호 공보 일본특허공개 제2005-200533호 공보 일본특허공개 제2014-40538호 공보

특허문헌 1 내지 4에서는, 구체적으로는, 분체 또는 고체인 에폭시 수지 조성물이 개시되어 있다. 이러한 분체 또는 고체인 에폭시 수지 조성물은 도포성이 낮아, 소정의 영역에 고정밀도로 배치하는 것이 곤란하다.

또한, 종래의 에폭시 수지 조성물의 경화물에서는, 방열성이 낮은 경우가 있다. 또한, 종래의 에폭시 수지 조성물의 경화물에서는, 유연성이 낮은 경우가 있다. 경화물의 유연성이 낮으면, 예를 들어 반도체 소자의 변형 응력 등에 의해, 경화물의 박리가 발생하는 경우가 있다.

또한, 특허문헌 1 내지 4에서는, 에폭시 수지 조성물의 구체적인 용도로서, 주로 밀봉 용도가 기재되어 있다. 특허문헌 5에서는, 에폭시 수지 조성물의 구체적인 용도로서, 주로 케이스 내 충전재 용도가 기재되어 있다. 한편, 반도체 장치에 있어서는, 반도체 소자를 밀봉하지 않아도, 반도체 소자를 충분히 보호하는 것이 바람직하다. 또한, 특허문헌 1 내지 5에 기재된 에폭시 수지 조성물은, 일반적으로, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 해당 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용되고 있지 않다.

또한, 근년, 장치의 얇기나 의장성의 관점에서 IC 드라이버를 감소시킬 것이 요구되고 있다. IC 드라이버를 적게 하면, 반도체 소자에 가해지는 부담이 증대하고, 또한 상당한 열을 띠기 쉬워진다. 종래의 경화물에서는, 방열성이 낮기 때문에, 방열성이 높은 경화물이 요구되고 있다. 또한, 종래의 경화물에서는, 변형 응력에 의해 박리가 발생하기 쉽다. 또한, 신뢰성이 높은 반도체 소자를 얻기 위해서, 경화물의 내습성이 높은 쪽이 바람직하다.

본 발명은 반도체 장치에 있어서, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 해당 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 적합하게 사용되는 경화성 조성물 및 경화성 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은, 도포성이 우수하고, 방열성, 유연성 및 내습성이 우수한 경화물을 얻을 수 있는 경화성 조성물 및 경화성 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 상기 경화성 조성물을 사용한 반도체 장치를 제공하는 것도 목적으로 한다.

본 발명의 넓은 국면에서는, 가요성 에폭시 화합물과, 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, 경화제와, 구상 알루미나와, 분산제를 포함하고, 상기 분산제의 아민가가 5KOHmg/g 이상이고, 또한 상기 분산제의 산가가 5KOHmg/g 이상인, 경화성 조성물이 제공된다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 분산제의 아민가가 40KOHmg/g 이상, 95KOHmg/g 이하이고, 또한 상기 분산제의 산가가 45KOHmg/g 이상, 95KOHmg/g 이하이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 분산제의 아민가와 상기 분산제의 산가의 차의 절댓값이 10 이하이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화성 조성물은 용제를 포함하지 않거나, 또는 용제를 0.5중량% 미만으로 포함한다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 구상 알루미나의 함유량이 바람직하게는 60부피% 이상, 보다 바람직하게는 70부피% 이상이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 구상 알루미나가, 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상, 10㎛ 미만인 구상 알루미나와, 평균 입자 직경이 10㎛ 이상, 80㎛ 이하인 구상 알루미나를 포함한다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화제가 알릴페놀 노볼락 화합물이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 가요성 에폭시 화합물 100중량부에 대하여, 상기 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물의 함유량이 10중량부 이상, 100 중량부 이하이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화성 조성물은, 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 실란 커플링제, 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 티타네이트 커플링제, 또는 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 알루미네이트 커플링제를 포함한다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화제가, 23℃에서 액상인 경화제이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화성 조성물은 경화 촉진제를 포함한다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재 사이에 배치되어, 상기 반도체 소자와 상기 다른 접속 대상 부재를 박리하지 않도록 접착 및 고정하는 경화물을 형성하는 것과는 다르다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 어느 특정한 국면에서는, 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료이다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 상술한 경화성 조성물의 제조 방법이며, 상기 가요성 에폭시 화합물과, 상기 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, 상기 경화제와, 상기 구상 알루미나와, 상기 분산제를 혼합하여, 경화성 조성물을 얻는 혼합 공정을 구비하는, 경화성 조성물의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 넓은 국면에 따르면, 반도체 소자와, 상기 반도체 소자의 제1 표면 상에 배치된 경화물을 구비하고, 상기 경화물이, 상술한 경화성 조성물의 경화물인, 반도체 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 반도체 장치의 어느 특정한 국면에서는, 상기 반도체 소자가, 상기 제1 표면측과는 반대인 제2 표면측에 제1 전극을 갖고, 상기 반도체 소자의 제1 전극이, 제2 전극을 표면에 갖는 접속 대상 부재에 있어서의 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되어 있다.

본 발명에 따른 경화성 조성물은, 가요성 에폭시 화합물과, 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, 경화제와, 구상 알루미나와, 분산제를 포함하고, 상기 분산제의 아민가가 5KOHmg/g 이상이고, 또한 상기 분산제의 산가가 5KOHmg/g 이상이므로, 도포성이 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 경화성 조성물의 경화물의 방열성, 유연성 및 내습성이 우수하다. 따라서, 본 발명에 따른 경화성 조성물을, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에서 경화시킨 경우에는, 상기 반도체 소자를 양호하게 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 사용한 반도체 장치를 나타내는 부분 절결 정면 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 사용한 반도체 장치를 나타내는 부분 절결 정면 단면도이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 경화성 조성물은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 적합하게 사용된다. 본 발명에 따른 경화성 조성물은, 바람직하게는 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용된다. 본 발명에 따른 경화성 조성물은, (A) 가요성 에폭시 화합물과, (B) 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, (C) 경화제와, (E) 구상 알루미나와, (F) 분산제를 포함한다.

본 발명에 따른 경화성 조성물의 제조 방법은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 적합하게 사용되는 경화성 조성물의 제조 방법이다. 본 발명에 따른 경화성 조성물의 제조 방법은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 적합하게 사용되는 경화성 조성물의 제조 방법이다. 본 발명에 따른 경화성 조성물의 제조 방법은, (A) 가요성 에폭시 화합물과, (B) 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, (C) 경화제와, (E) 구상 알루미나와, (F) 분산제를 혼합하여, 경화성 조성물을 얻는 혼합 공정을 구비한다. 또한, 이 혼합 시에, (A), (B), (C), (E), (F) 성분(필요에 따라 (D) 경화 촉진제)은 한번에 혼합해도 되고, 일부 성분을 혼합한 후에 전부를 혼합해도 된다. 또한, 이 혼합 시에, (A), (B), (C), (E), (F)성분(필요에 따라 (D) 경화 촉진제) 중 일부 성분을 혼합하지 않고, 해당 일부 성분이 혼합된 혼합물을 입수하여, 해당 혼합물을 사용해도 된다. 상기 혼합 공정은 (A), (B), (C), (E), (F) 성분(필요에 따라 (D) 경화 촉진제)이 모두 혼합된 경화성 조성물을 얻는 공정이다.

본 발명에 따른 경화성 조성물 및 본 발명에 따른 경화성 조성물의 제조 방법에서는, (F) 분산제의 아민가는 5KOHmg/g 이상이고, 또한 (F) 분산제의 산가는 5KOHmg/g 이상이다.

상기 경화성 조성물은, 반도체 소자의 표면 상에 도포 가능하도록, 23℃에서 액상인 것이 바람직하고, 23℃에서 고체가 아닌 것이 바람직하다. 또한, 액상에는, 점조(粘稠)한 페이스트도 포함된다.

본 발명에 따른 경화성 조성물 및 본 발명에 따른 경화성 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 경화성 조성물은 상술한 구성을 구비하고 있으므로, 도포성이 우수하고, 도포 시의 의도치 않은 유동을 억제할 수 있다. 상기 경화성 조성물은 반도체 소자의 표면 상에 양호하게 도포할 수 있다. 예를 들어, 반도체 소자의 방열성을 높이고자 하는 부위의 표면 상에 선택적으로, 고정밀도로, 상기 경화성 조성물을 도포할 수 있고, 상기 경화성 조성물의 경화물을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 상술한 구성을 구비하고 있으므로, 경화물의 방열성이 우수하다. 이로 인해, 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 배치함으로써, 반도체 소자의 표면으로부터 경화물을 경유하여, 열을 충분히 방산시킬 수 있다. 이로 인해, 반도체 장치의 열 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 경화성 조성물의 경화물은 유연성도 우수하다. 이로 인해, 반도체 소자의 변형 응력 등에 의해, 반도체 소자의 손상이 발생하기 어렵게 되고, 또한 반도체 소자의 표면으로부터 경화물을 박리하기 어렵게 할 수 있다.

또한, 신뢰성이 높은 반도체 소자를 얻기 위해서, 경화물의 내습성이 높은 쪽이 바람직하다. 본 발명에 따른 경화성 조성물에서는, 상술한 구성을 구비하고 있으므로, 경화물의 내습성도 높일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 경화성 조성물을, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에서 경화시킴으로써, 상기 반도체 소자를 양호하게 보호할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 경화성 조성물을, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포하고, 경화시킴으로써, 상기 반도체 소자를 양호하게 보호할 수 있다.

또한, 상기 경화성 조성물의 경화물은 내열성도 우수해서, 크랙이 발생하기 어렵다. 또한, 상기 경화성 조성물의 경화물은 치수 안정성도 우수하다.

또한, 본 발명에서는, 특정한 (F) 분산제를 사용하고 있기 때문에, 분산 상태가 양호해져서, 경화성 조성물의 도포성이 양호해진다. 본 발명에서는, 특정한 (F) 분산제를 사용하고 있기 때문에, 용제를 사용하지 않아도 되고(용제의 함유량 0중량%(미함유)), 용제를 사용하는 경우에도, 양호한 분산 상태를 얻기 위해서 용제의 함유량을 적게 할 수 있다. 예를 들어, 용제의 함유량이 0.5중량% 미만이어도, 양호한 분산 상태가 얻어진다. 또한, 용제의 함유량이 적으면, 경화성 조성물의 토출 시 및 경화물에 있어서의 보이드의 발생이 억제된다.

또한, 경화성 조성물의 반도체 소자의 표면에 대한 습윤성을 높이고, 경화물의 유연성 및 접착력을 한층 더 높이고, 또한 경화물의 내습성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 경화성 조성물은 (G) 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다.

경화를 양호하게 진행시켜서, 방열성, 유연성 및 내습성이 한층 더 우수한 경화물을 얻는 관점에서는, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 (D) 경화 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 상기 경화성 조성물에 사용할 수 있는 각 성분의 상세를 설명한다.

((A) 가요성 에폭시 화합물)

(A) 가요성 에폭시 화합물을 사용함으로써, 경화물의 유연성 및 접착력을 높일 수 있다. (A) 가요성 에폭시 화합물은 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

(A) 가요성 에폭시 화합물에 있어서의 가요성의 지표로서, 화학양론량의 디에틸렌트리아민(「DETA」)으로 경화되었을 때, 듀로미터-쇼어(Shore) D의 측정이 30 이하인 에폭시 수지라고 정의된다.

(A) 가요성 에폭시 화합물은, 예를 들어 분자 내에 가요성 부분을 갖는 에폭시 화합물이다. (A) 가요성 에폭시 화합물로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리부타디엔디글리시딜에테르, 술피드 변성 에폭시 수지, 폴리알킬렌옥사이드 변성 비스페놀 A형 에폭시 수지, 지방족 변성 에폭시 수지, ε-카프로락톤 변성 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 아민 변성 에폭시 수지 및 다이머산 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 경화물의 유연성 및 접착력을 효과적으로 높이는 관점에서는, (A) 가요성 에폭시 화합물은 에폭시기를 2개 이상 갖는 것이 바람직하다. 경화물의 유연성 및 접착력을 한층 더 높이는 관점에서는, 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르가 바람직하다.

경화물의 유연성 및 접착력을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르는, 알킬렌글리콜기가 9 이상 반복된 구조 단위를 갖는 것이 바람직하다. 알킬렌기의 반복수의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 알킬렌기의 반복수는 30 이하여도 된다. 상기 알킬렌기의 탄소수는 바람직하게는 2 이상, 바람직하게는 5 이하이다.

상기 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르로서는, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르 및 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.

상기 경화성 조성물 100중량% 중, (A) 가요성 에폭시 화합물의 함유량은 바람직하게는 3중량% 이상, 보다 바람직하게는 5중량% 이상, 바람직하게는 10중량% 이하, 보다 바람직하게는 8중량% 이하이다. (A) 가요성 에폭시 화합물의 함유량이 상기 하한 이상이면 경화물의 유연성 및 접착력이 한층 더 높아진다. (A) 가요성 에폭시 화합물의 함유량이 상기 상한 이하이면 경화성 조성물의 도포성이 한층 더 높아진다.

((B) 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물)

(B) 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물은 가요성을 갖지 않는다. (A) 가요성 에폭시 화합물과 함께 (B) 에폭시 화합물을 사용함으로써, 경화성 조성물의 경화물의 내습성이 높아지고, 보호 필름에 대한 부착성을 저하시킬 수 있다. (B) 에폭시 화합물은 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

(B) 에폭시 화합물로서는, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물, 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 에폭시 화합물, 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 화합물, 아다만탄 골격을 갖는 에폭시 화합물, 플루오렌 골격을 갖는 에폭시 화합물, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 화합물, 바이(글리시딜옥시페닐)메탄 골격을 갖는 에폭시 화합물, 크산텐 골격을 갖는 에폭시 화합물, 안트라센 골격을 갖는 에폭시 화합물 및 피렌 골격을 갖는 에폭시 화합물 등을 들 수 있다. 이들의 수소 첨가물 또는 변성물을 사용해도 된다. (B) 에폭시 화합물은 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르가 아닌 것이 바람직하다.

본 발명의 효과가 한층 더 우수한 점에서, (B) 에폭시 화합물은, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물(비스페놀형 에폭시 화합물)인 것이 바람직하다.

상기 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 비스페놀 A형, 비스페놀 F형 또는 비스페놀 S형의 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 단량체 등을 들 수 있다.

상기 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 디시클로펜타디엔디옥사이드 및 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 페놀 노볼락 에폭시 단량체 등을 들 수 있다.

상기 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 1-글리시딜나프탈렌, 2-글리시딜나프탈렌, 1,2-디글리시딜나프탈렌, 1,5-디글리시딜나프탈렌, 1,6-디글리시딜나프탈렌, 1,7-디글리시딜나프탈렌, 2,7-디글리시딜나프탈렌, 트리글리시딜나프탈렌 및 1,2,5,6-테트라글리시딜나프탈렌 등을 들 수 있다.

상기 아다만탄 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 1,3-비스(4-글리시딜옥시페닐)아다만탄 및 2,2-비스(4-글리시딜옥시페닐)아다만탄 등을 들 수 있다.

상기 플루오렌 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 9,9-비스(4-글리시딜옥시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3-클로로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3-브로모페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3-플루오로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3-메톡시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3,5-디클로로페닐)플루오렌 및 9,9-비스(4-글리시딜옥시-3,5-디브로모페닐)플루오렌 등을 들 수 있다.

상기 비페닐 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 4,4'-디글리시딜비페닐 및 4,4'-디글리시딜-3,3',5,5'-테트라메틸비페닐 등을 들 수 있다.

상기 바이(글리시딜옥시페닐)메탄 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 1,1'-바이(2,7-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,8'-바이(2,7-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,1'-바이(3,7-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,8'-바이(3,7-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,1'-바이(3,5-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,8'-바이(3,5-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,2'-바이(2,7-글리시딜옥시나프틸)메탄, 1,2'-바이(3,7-글리시딜옥시나프틸)메탄 및 1,2'-바이(3,5-글리시딜옥시나프틸)메탄 등을 들 수 있다.

상기 크산텐 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 1,3,4,5,6,8-헥사메틸-2,7-비스-옥시라닐메톡시-9-페닐-9H-크산텐 등을 들 수 있다.

상기 경화성 조성물 100중량% 중, (A) 가요성 에폭시 화합물과 (B) 에폭시 화합물의 합계의 함유량은 바람직하게는 5중량% 이상, 보다 바람직하게는 8중량% 이상, 바람직하게는 15중량% 이하, 보다 바람직하게는 12중량% 이하이다. (A) 가요성 에폭시 화합물과 (B) 에폭시 화합물의 합계의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 경화성 조성물의 도포성, 경화물의 유연성, 내습성, 경화물의 반도체 소자에 대한 접착성이 한층 더 양호해져, 보호 필름에 대한 부착을 한층 더 억제할 수 있다.

(A) 가요성 에폭시 화합물 100중량부에 대하여, (B) 에폭시 화합물의 함유량은 바람직하게는 10중량부 이상, 보다 바람직하게는 20중량부 이상, 바람직하게는 100 중량부 이하, 보다 바람직하게는 90 중량부 이하이다. (B) 에폭시 화합물의 함유량이 상기 하한 이상이면 경화성 조성물의 도포성이 한층 더 높아지고, 경화물의 반도체 소자에 대한 접착성이 한층 더 높아진다. (B) 에폭시 화합물의 함유량이 상기 상한 이하이면, 경화물의 유연성이 한층 더 높아진다.

(경화제)

경화성 조성물의 도포성을 한층 더 높이는 관점에서는, (C) 경화제는 23℃에서 액상인 것이 바람직하다. 또한, 23℃에서 액상인 경화제의 사용에 의해, 경화성 조성물의 반도체 소자의 표면에 대한 습윤성이 높아진다. 단, 본 발명에서는, (C) 경화제는 23℃에서 액상이 아니어도 된다. (C) 경화제는 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

(C) 경화제로서는, 아민 화합물(아민 경화제), 이미다졸 화합물(이미다졸 경화제), 페놀 화합물(페놀 경화제) 및 산 무수물(산 무수물 경화제) 등을 들 수 있다. 단, 이들 경화제를 사용하는 경우에, 23℃에서 액상인 경화제가 선택된다. (C) 경화제는 이미다졸 화합물이 아니어도 된다.

경화물의 내열성을 한층 더 높이는 관점에서는, (C) 경화제는 페놀 화합물인 것이 바람직하다.

경화성 조성물의 도포성을 한층 더 높이고, 경화물의 내열성을 한층 더 높이는 관점에서는, (C) 경화제는 알릴기를 갖는 것이 바람직하고, 상기 페놀 화합물이 알릴기를 갖는 것이 바람직하다.

상기 페놀 화합물로서는, 페놀 노볼락, o-크레졸 노볼락, p-크레졸 노볼락, t-부틸페놀 노볼락, 디시클로펜타디엔크레졸, 폴리파라비닐페놀, 비스페놀 A형 노볼락, 크실릴렌 변성 노볼락, 데칼린 변성 노볼락, 폴리(디-o-히드록시페닐)메탄, 폴리(디-m-히드록시페닐)메탄 및 폴리(디-p-히드록시페닐)메탄 등을 들 수 있다.

(A) 가요성 에폭시 화합물과 (B) 에폭시 화합물의 합계 100중량부에 대하여, (C) 경화제의 함유량은, 바람직하게는 10중량부 이상, 보다 바람직하게는 20중량부 이상, 더욱 바람직하게는 30중량부 이상, 바람직하게는 100 중량부 이하, 보다 바람직하게는 90 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 80 중량부 이하이다. (C) 경화제의 함유량이 상기 하한 이상이면 경화성 조성물을 양호하게 경화시킬 수 있다. (C) 경화제의 함유량이 상기 상한 이하이면, 경화물 내에 있어서의 경화에 기여하지 않았던 (C) 경화제의 잔존량이 적어진다.

((D) 경화 촉진제)

(D) 경화 촉진제의 사용에 의해, 경화 속도를 빠르게 하여, 경화성 조성물을 효율적으로 경화시킬 수 있다. (D) 경화 촉진제는 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

(D) 경화 촉진제로서는, 이미다졸 화합물, 인 화합물, 아민 화합물 및 유기 금속 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 효과가 한층 더 우수한 점에서, 아민 화합물이 바람직하다.

상기 이미다졸 화합물로서는, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-메틸이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸 및 2-페닐-4-메틸-5-디히드록시메틸이미다졸 등을 들 수 있다. 또한, 공지의 이미다졸계 잠재성 경화제를 사용할 수 있다. 구체예로서는, PN23, PN40, PN-H(상품명, 모두 아지노모또 파인테크노사 제조)를 들 수 있다. 또한, 마이크로 캡슐화 이미다졸이라고도 불리는, 아민 화합물의 에폭시 어덕트의 수산기에 부가 반응시킨 경화 촉진제를 들 수 있고, 예를 들어 노바큐어 HX-3088, 노바큐어 HX-3941, HX-3742, HX-3722(상품명, 모두 아사히 가세이 이매터리얼즈사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 포섭 이미다졸을 사용할 수도 있다. 구체예로서는, TIC-188(상품명, 닛폰 소다사 제조)을 들 수 있다.

상기 인 화합물로서는, 트리페닐포스핀 등을 들 수 있다.

상기 아민 화합물로서는, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 디에틸아민, 트리에틸아민, 디에틸렌테트라민, 트리에틸렌테트라민, 4,4-디메틸아미노피리딘 및 디아자비시클로운데센의 옥틸산염 등을 들 수 있다.

상기 유기 금속 화합물로서는, 나프텐산아연, 나프텐산코발트, 옥틸산주석, 옥틸산코발트, 비스아세틸아세토나토코발트(II) 및 트리스아세틸아세토나토코발트(III) 등을 들 수 있다.

(A) 가요성 에폭시 화합물과 (B) 에폭시 화합물의 합계 100중량부에 대하여, (D) 경화 촉진제의 함유량은, 바람직하게는 0.1중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.5중량부 이상, 바람직하게는 10중량부 이하, 보다 바람직하게는 8중량부 이하이다. (D) 경화 촉진제의 함유량이 상기 하한 이상이면, 경화성 조성물을 양호하게 경화시킬 수 있다. (D) 경화 촉진제의 함유량이 상기 상한 이하이면, 경화물 내에 있어서의 경화에 기여하지 않았던 (D) 경화 촉진제의 잔존량이 적어진다.

((E) 구상 알루미나)

(E) 구상 알루미나를 사용함으로써, 경화성 조성물의 도포성을 높게 유지하면서, 또한 경화물의 유연성을 높게 유지하면서, 경화물의 방열성을 높일 수 있다. (E) 구상 알루미나는 특별히 한정되지 않는다. (E) 구상 알루미나로서, 1종만 사용되어도 되고, 예를 들어 평균 입자 직경이 다른 2종 이상이 병용되어도 된다.

(E) 구상 알루미나는 구상이다. 구상이란, 애스펙트비(긴 직경/짧은 직경)가 1 이상, 1.3 이하인 것을 의미한다.

(E) 구상 알루미나의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 150㎛ 이하이다. (E) 구상 알루미나의 평균 입자 직경이 상기 하한 이상이면, (E) 구상 알루미나를 고밀도로 용이하게 충전할 수 있다. (E) 구상 알루미나의 평균 입자 직경이 상기 상한 이하이면, 경화성 조성물의 도포성이 한층 더 높아진다.

상기 혼합 공정에 있어서, 경화성 조성물의 도포성 및 경화물의 방열성을 효과적으로 높이는 관점에서는, (E) 구상 알루미나로서, (E1) 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상, 10㎛ 미만인 구상 알루미나와, (E2) 평균 입자 직경이 10㎛ 이상, 80㎛ 이하인 구상 알루미나를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은, (E1) 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상, 10㎛ 미만인 구상 알루미나와, (E2) 평균 입자 직경이 10㎛ 이상, 80㎛ 이하인 구상 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 「평균 입자 직경」이란, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정한 부피 평균에서의 입도 분포 측정 결과로부터 구해지는 평균 입자 직경이다.

상기 경화성 조성물 100부피% 중, (E) 구상 알루미나의 함유량은 바람직하게는 55부피% 이상, 보다 바람직하게는 60부피% 이상, 더욱 바람직하게는 70부피% 이상, 바람직하게는 80부피% 이하이다. (E) 구상 알루미나의 함유량이 상기 하한 이상이면 경화물의 방열성이 한층 더 높아진다. (E) 구상 알루미나의 함유량이 상기 상한 이하이면, 경화성 조성물의 도포성이 한층 더 높아진다.

(E1) 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상, 10㎛ 미만인 구상 알루미나 100 부피부에 대하여, (E2) 평균 입자 직경이 10㎛ 이상, 80㎛ 이하인 구상 알루미나와의 함유량은, 바람직하게는 40부피부 이상, 보다 바람직하게는 50부피부 이상, 바람직하게는 70부피부 이하, 보다 바람직하게는 60부피부 이하이다.

((F) 분산제)

(F) 분산제의 아민가는 5KOHmg/g 이상이고, 또한 (F) 분산제의 산가는 5KOHmg/g 이상이다. 이러한 특정한 분산제를 사용함으로써, 본 발명의 효과가 발휘된다. (F) 분산제는 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다. 또한, 상기 분산제의 아민가는 JIS K7237에 준거해서 측정할 수 있고, 상기 분산제의 산가는 JIS K0070에 준거해서 측정할 수 있다.

경화성 조성물의 도포성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는 (F) 분산제의 아민가는 바람직하게는 20KOHmg/g 이상, 보다 바람직하게는 40KOHmg/g 이상, 바람직하게는 110KOHmg/g 이하, 보다 바람직하게는 95KOHmg/g 이하이다.

경화성 조성물의 도포성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는, (F) 분산제의 산가는 바람직하게는 20KOHmg/g 이상, 보다 바람직하게는 45KOHmg/g 이상, 바람직하게는 110KOHmg/g 이하, 보다 바람직하게는 95KOHmg/g 이하이다.

경화성 조성물의 도포성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는, (F) 분산제의 아민가와 (F) 분산제의 산가의 차의 절댓값은, 바람직하게는 10KOHmg/g 이하, 보다 바람직하게는 7KOHmg/g 이하이다. (F) 분산제의 아민가와 (F) 분산제의 산가의 차의 절댓값은 0KOHmg/g(아민가와 산가가 동일함)이어도 된다.

(F) 분산제의 구체예로서는, 폴리카르복실산염, 알킬암모늄염, 알킬올암모늄염, 인산에스테르염, 아크릴계 블록 공중합물 및 중합체염 등을 들 수 있다. 본 발명의 효과가 한층 더 우수한 점에서, (F) 분산제는 폴리카르복실산염, 알킬올암모늄염, 또는 인산에스테르염인 것이 바람직하다.

상기 경화성 조성물 100중량% 중, (F) 분산제의 함유량은 바람직하게는 0.05중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량% 이상, 바람직하게는 2중량% 이하, 보다 바람직하게는 1중량% 이하이다. (F) 분산제의 함유량이 상기 하한 이상이면, (E) 구상 알루미나의 분산성이 한층 더 높아진다. (F) 분산제의 함유량이 상기 상한 이하이면, 경화성 조성물의 도포성이 한층 더 높아진다.

((G) 커플링제)

상기 경화성 조성물은 (G) 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다. (G) 커플링제의 사용에 의해, 경화성 조성물의 경화물의 내습성 및 접착력이 한층 더 높아진다. (G) 커플링제는 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

상기 경화성 조성물 100중량% 중, (G) 커플링제의 함유량은 바람직하게는 0.1중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.3중량% 이상, 바람직하게는 2중량% 이하, 보다 바람직하게는 1중량% 이하이다. (G) 커플링제의 함유량이 상기 하한 이상이면 경화성 조성물의 경화물의 내습성이 한층 더 높아진다.

상기 (G) 커플링제는, 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 실란 커플링제, 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 티타네이트 커플링제, 또는 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 알루미네이트 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다. 이들의 바람직한 실란 커플링제를 사용하는 경우에, 이들 실란 커플링제는 1종만 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.

100℃에 있어서의 중량 감소가 10중량% 이하이면, 경화 중에 (G) 커플링제의 휘발이 억제되어, 보이드의 발생량을 억제할 수 있기 때문에, 반도체 소자에 대한 습윤성이 한층 더 높아지고, 경화물의 방열성이 한층 더 높아진다. 또한, 점착성도 양호하게 할 수 있다.

또한, 100℃에 있어서의 중량 감소는 적외 수분계(케츠토 가가꾸 겐큐쇼사 제조 「FD-720」)를 사용하여, 50℃/분의 승온 속도로 100℃까지 승온하고, 10분 후의 중량 감소를 측정함으로써 구할 수 있다.

(다른 성분)

상기 경화성 조성물은 용제를 포함하지 않거나, 또는 용제를 포함하는 경우에는 용제의 함유량은 적은 쪽이 바람직하다.

상기 용제로서는, 물 및 유기 용제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 잔류물의 제거성을 한층 더 높이는 관점에서는, 유기 용제가 바람직하다. 상기 유기 용제로서는, 에탄올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 부틸카르비톨, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 글리콜에테르류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 락트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 탄산프로필렌 등의 에스테르류, 옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소류, 및 석유 에테르, 나프타 등의 석유계 용제 등을 들 수 있다.

상기 경화성 조성물이 상기 용제를 포함하는 경우에는, 상기 경화성 조성물 100중량% 중, 상기 용제의 함유량은 바람직하게는 0.5중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.3중량% 미만이다.

상기 경화성 조성물은, 필요에 따라, 카르나우바 왁스 등의 천연 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등의 합성 왁스, 스테아르산이나 스테아르산아연 등의 고급 지방산 및 그의 금속염류 혹은 파라핀 등의 이형제; 카본 블랙, 벵갈라 등의 착색제; 브롬화 에폭시 수지, 삼산화안티몬, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 붕산아연, 몰리브덴산아연, 포스파젠 등의 난연제; 산화비스무트 수화물 등의 무기 이온 교환체; 실리콘 오일, 실리콘 고무 등의 저 응력화 성분; 산화 방지제; 음이온 교환체, 양이온 교환체, 양쪽성 이온 교환체 등의 이온 트랩제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있어도 된다.

상기 경화성 조성물은, 필요에 따라 열전도율이 10W/m·K 이상이고, 또한 구상인 충전제를 포함하고 있어도 되고, 예를 들어 구상 합성 마그네사이트, 구상 결정성 실리카, 구상 질화붕소, 구상 질화알루미늄, 구상 질화규소, 구상 탄화규소, 구상 산화아연 또는 구상 산화마그네슘 등을 포함하고 있어도 된다.

(경화성 조성물의 기타 상세 및 반도체 장치)

상기 경화성 조성물은, 바람직하게는 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용된다. 상기 경화성 조성물은, 바람직하게는 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료인 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자의 표면을 피복하는 피복 재료인 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자의 측면 상에 도포되지 않는 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은, 상기 반도체 소자를 밀봉하기 위한 재료와는 다른 것이 바람직하고, 상기 반도체 소자를 밀봉하기 위한 밀봉제가 아닌 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은 언더필재가 아닌 것이 바람직하다. 상기 반도체 소자가, 제2 표면측에 제1 전극을 갖고, 상기 경화성 조성물은, 상기 반도체 소자의 상기 제2 표면측과는 반대인 제1 표면 상에 도포되어 사용되는 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은, 반도체 장치에 있어서, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 적합하게 사용된다. 상기 경화성 조성물은, 반도체 장치에 있어서, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료인 것이 바람직하다. 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 적합하게 사용되고, 또한 상기 경화물의 상기 반도체 소자측과는 반대인 표면 상에 보호 필름을 배치하여, 반도체 장치를 얻기 위해서 적합하게 사용된다. 상기 경화성 조성물은, 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재와의 사이에 배치되어, 상기 반도체 소자와 상기 다른 접속 대상 부재를 박리하지 않도록 접착 및 고정하는 경화물을 형성하는 것과는 다른 것이 바람직하다.

상기 경화성 조성물을 도포하는 방법으로서는, 디스펜서에 의한 도포 방법, 스크린 인쇄에 의한 도포 방법 및 잉크젯 장치에 의한 도포 방법 등을 들 수 있다. 상기 경화성 조성물은 디스펜서, 스크린 인쇄, 진공 스크린 인쇄 또는 잉크젯 장치에 의한 도포 방법에 의해 도포되어 사용되는 것이 바람직하다. 도포가 용이하고, 또한 경화물 중에 보이드를 한층 더 발생하기 어렵게 하는 관점에서는, 상기 경화성 조성물은 디스펜서에 의해 도포되어 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반도체 장치는 반도체 소자와, 상기 반도체 소자의 제1 표면 상에 배치된 경화물을 구비한다. 본 발명에 따른 반도체 장치에서는, 상기 경화물이 상술한 경화성 조성물의 경화물이며, 상기 경화성 조성물을 경화시킴으로써 형성되어 있다.

상기 경화성 조성물은, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하고, 또한 상기 경화물의 상기 반도체 소자측과는 반대인 표면 상에 보호 필름을 배치하여, 반도체 장치를 얻기 위해서 사용되거나, 또는 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하고, 또한 상기 경화물의 상기 반도체 소자측과는 반대인 표면이 노출되어 있는 반도체 장치를 얻기 위해서 사용되는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 사용한 반도체 장치를 나타내는 부분 절결 정면 단면도이다.

도 1에 도시하는 반도체 장치(1)는 반도체 소자(2)와, 반도체 소자(2)의 제1 표면(2a) 상에 배치된 경화물(3)을 구비한다. 경화물(3)은 상술한 경화성 조성물을 경화시킴으로써 형성되어 있다. 경화물(3)은 반도체 소자(2)의 제1 표면(2a) 상의 일부 영역에 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상술한 경화성 조성물은 반도체 소자 보호용 재료로서 사용되고 있다.

반도체 소자(2)는 제1 표면(2a) 측과는 반대인 제2 표면(2b)측에, 제1 전극(2A)을 갖는다. 반도체 장치(1)는 접속 대상 부재(4)를 더 구비한다. 접속 대상 부재(4)는 표면(4a)에 제2 전극(4A)을 갖는다. 반도체 소자(2)와 접속 대상 부재(4)는, 다른 경화물(5)(접속부)을 통해서 접착 및 고정되어 있다. 반도체 소자(2)의 제1 전극(2A)과, 접속 대상 부재(4)의 제2 전극(4A)이 대향하고 있고, 도전성 입자(6)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(2A)과 제2 전극(4A)이 접촉함으로써, 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 경화물(3)은 반도체 소자(2)의 제1 전극(2A)이 배치되어 있는 측과 반대측인 제1 표면(2a) 상에 배치되어 있다.

경화물(3)의 반도체 소자(2)측과는 반대인 표면 상에, 보호 필름(7)이 배치되어 있다. 그에 의해, 경화물(3)에 의해 방열성 및 반도체 소자의 보호성을 높일뿐만 아니라, 보호 필름(7)에 의해서도, 반도체 소자의 보호성을 한층 더 높일 수 있다. 경화물(3)은 상술한 조성을 갖고 얻어지고 있기 때문에, 경화물(3)의 보호 필름(7)에 대한 부착을 억제할 수 있다.

상기 접속 대상 부재로서는, 유리 기판, 유리 에폭시 기판, 플렉시블 프린트 기판 및 폴리이미드 기판 등을 들 수 있다.

반도체 소자의 표면 상에 있어서, 경화성 조성물의 경화물의 두께는, 바람직하게는 400㎛ 이상, 보다 바람직하게는 500㎛ 이상, 바람직하게는 2000㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1900㎛ 이하이다. 경화성 조성물의 경화물의 두께는 반도체 소자의 두께보다 얇아도 된다.

도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 사용한 반도체 장치를 나타내는 부분 절결 정면 단면도이다.

도 2에 도시하는 반도체 장치(1X)는 반도체 소자(2)와, 반도체 소자(2)의 제1 표면(2a) 상에 배치된 경화물(3X)을 구비한다. 경화물(3X)은 상술한 경화성 조성물을 경화시킴으로써 형성되어 있다. 경화물(3X)은 반도체 소자(2)의 제1 표면(2a) 상의 전체의 영역에 배치되어 있다. 경화물(3X)의 반도체 소자(2)측과는 반대인 표면 상에, 보호 필름은 배치되어 있지 않다. 경화물(3X)의 반도체 소자(2)측과는 반대인 표면은 노출되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상술한 경화성 조성물은 반도체 소자 보호용 재료로서 사용되고 있다.

상기 반도체 장치에서는, 상기 경화물의 상기 반도체 소자측과는 반대인 표면 상에, 보호 필름이 배치되어 있거나, 또는 상기 경화물의 상기 반도체 소자측과는 반대인 표면이 노출되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 도 1, 2에 도시하는 구조는, 반도체 장치의 일례에 지나지 않으며, 경화성 조성물의 경화물의 배치 구조 등은 적절히 변형될 수 있다.

반도체 보호용 재료의 경화물의 열전도율은 특별히 한정되지 않지만, 2.3W/m·K 이상인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 명백하게 한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

이하의 재료를 사용했다.

(A) 가요성 에폭시 화합물

EX-821(n(알킬렌글리콜기의 수)=4)(나가세 켐텍스사 제조, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 에폭시 당량: 185)

EX-830(n=9)(나가세 켐텍스사 제조, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 에폭시 당량: 268)

EX-931(n=11)(나가세 켐텍스사 제조, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 에폭시 당량: 471)

EX-861(n=22)(나가세 켐텍스사 제조, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 에폭시 당량: 551)

(B) 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물

jER828(미쯔비시 가가꾸사 제조, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 에폭시 당량: 188)

jER834(미쯔비시 가가꾸사 제조, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 연화점: 30℃, 에폭시 당량: 255)

(C) 경화제

후지큐어 7000(후지 가세이사 제조, 23℃에서 액상, 아민 화합물)

리카시드 MH-700(신닛폰 리까사 제조, 23℃에서 액상, 산 무수물)

MEH-8005(메이와 가세이사 제조, 23℃에서 액상, 알릴페놀 노볼락 화합물)

(D) 경화 촉진제

SA-102(산-아프로사 제조, DBU 옥틸산염)

HX-3742(아사히 가세이 이매터리얼즈사 제조, 마이크로 캡슐 이미다졸)

(E) 구상 알루미나

AO-802(애드마텍스사 제조, 평균 입자 직경 0.7㎛)

CB-P05(쇼와 덴코사 제조, 평균 입자 직경 5㎛)

CB-P15(쇼와 덴코사 제조, 평균 입자 직경 15㎛)

CB-P40(쇼와 덴코사 제조, 평균 입자 직경 40㎛)

CB-A70(쇼와 덴코사 제조, 평균 입자 직경 70㎛)

(E') 파쇄 알루미나

AL-13-H(쇼와 덴코사 제조, 평균 입자 직경 60㎛)

AL-42KT(쇼와 덴코사 제조, 평균 입자 직경 4.6㎛)

(F) 분산제

ANTI-TERRA-U 100(BYK사 제조, 산가 50KOHmg/g, 아민가 35KOHmg/g)

BYK-9076(BYK사 제조, 산가 38KOHmg/g, 아민가 44KOHmg/g)

DISPERBYK-180(BYK사 제조, 산가 94KOHmg/g, 아민가 94KOHmg/g)

DISPERBYK-142(BYK사 제조, 산가 46KOHmg/g, 아민가 43KOHmg/g)

ANTI-TERRA-204(BYK사 제조, 산가 41KOHmg/g, 아민가 37KOHmg/g)

DISPERBYK-145(BYK사 제조, 산가 76KOHmg/g, 아민가 71KOHmg/g)

(F') 그 밖의 분산제

DISPERBYK-102(BYK사 제조, 산가 101KOHmg/g)

DISPERBYK-109(BYK사 제조, 아민가 140KOHmg/g)

(G) 커플링제

KBM-403(신에쓰 가가꾸 고교사 제조, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 100℃에 있어서의 중량 감소: 10중량%를 초과한다)

A-LINK599(momentive사 제조, 3-옥타노일티오-1-프로필트리에톡시실란, 100℃에 있어서의 중량 감소: 10중량% 이하)

TOG(IPA 커트)(닛폰 소다사 제조, 티타늄-i-프로폭시옥틸렌글리콜레이트, 100℃에 있어서의 중량 감소: 10중량% 이하)

AL-M(아지노모또 파인테크노사 제조, 아세트알콕시알루미늄디이소프로필레이트, 100℃에 있어서의 중량 감소: 10중량% 이하)

(기타 성분)

쿄와드 500PL(쿄와 가가꾸사 제조, 이온 트랩제)

(용제)

MFDG(닛폰 뉴카자이사 제조, 비점 187℃)

DBDG(닛폰 뉴카자이사 제조, 비점 254℃)

(실시예 1)

EX-821(n=4)을 5.5중량부, jER828을 2.5중량부, 후지큐어 7000을 2중량부, SA-102를 0.5중량부, ANTI-TERRA-U 100을 0.5중량부, CB-P05를 35중량부, CB-A70을 35중량부, 쿄와드 500PL을 0.1중량부 혼합하고, 탈포를 행하여, 반도체 소자 보호용 재료(경화성 조성물)를 얻었다.

(실시예 2 내지 27 및 비교예 1 내지 7)

배합 성분의 종류 및 배합량(단위는 중량부)을 하기 표 1 내지 4에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자 보호용 재료(경화성 조성물)를 얻었다.

(평가)

(1) 25℃에 있어서의 점도의 측정

B형 점도계(도끼 산교사 제조 「TVB-10형」)를 사용하여, 반도체 소자 보호용 재료의 25℃에 있어서의 10rpm에서의 점도(㎩·s)를 측정했다. 점도를 하기 기준으로 판정했다.

[점도의 판정 기준]

○: 60㎩·s 이상, 125㎩·s 미만

△: 125㎩·s 이상, 150㎩·s 미만

×: 150㎩·s 이상, 또는 측정 불가능

(2) 열전도율

얻어진 반도체 소자 보호용 재료를 150℃에서 2시간 가열하고, 경화시켜서, 100㎜×100㎜×두께 50㎛의 경화물을 얻었다. 이 경화물을 평가 샘플로 했다.

얻어진 평가 샘플의 열전도율을, 교토 덴시 고교사 제조 열전도율계 「신속 열전도율계 QTM-500」을 사용하여 측정했다. 열전도율을 하기 기준으로 판정했다.

[열전도율의 판정 기준]

○: 열전도율이 3.0W/m·K 이상

△: 열전도율이 2.3W/m·K 이상, 3.0W/m·K 미만

×: 열전도율이 2.3W/m·K 미만

(3) 도포성

얻어진 반도체 소자 보호용 재료를 디스펜서 장치(무사시 엔지니어링사 제조 「SHOTMASTER-300」)로부터, 폴리이미드 필름에 직경 5㎜, 높이 2㎜가 되도록 직접 토출한 후, 반도체 소자 보호용 재료를 150℃에서 2시간 가열해서 경화시켰다. 경화 후의 반도체 소자 보호용 재료의 형상으로부터 도포성을 하기 기준으로 판정했다.

[도포성의 판정 기준]

○○: 직경 5.45㎜ 이상, 또한 높이 1.75㎜ 미만(유동성 있음)

○: 직경 5.3㎜를 초과하고, 5.45㎜ 미만, 또한 높이 1.75㎜를 초과하고, 1.8㎜ 미만(유동성 있음)

△: 직경 5.15㎜를 초과하고, 5.3㎜ 미만, 또한 높이 1.8㎜를 초과하고, 1.9㎜ 미만(유동성 조금 있음)

△△: 직경 5㎜를 초과하고, 5.15㎜ 미만, 또한 높이 1.9㎜를 초과하고, 2㎜ 미만(유동성 조금 있음)

×: 직경 5㎜, 또한 높이 2㎜인 상태 그대로(유동성 없음), 또는 도포 불가능

(4) 내습성

얻어진 평가 샘플을 사용해서, 또한 DSM-8104(히오끼덴끼사 제조, 디지털 초 절연/미소 전류계), 평판 시료용 전극: SME-8310(히오끼덴끼사 제조)을 사용하여, 부피 저항률을 측정했다.

이어서, 프레셔 쿠커 시험을 고도 가속 수명 시험 장치 EHS-211(에스펙사 제조)로 행하였다. 121℃, 습도 100%RH 및 2atm의 조건에서 24시간 방치하고, 다음에 23℃ 및 습도 50%RH의 환경에서 24시간 방치한 후, 부피 저항률을 측정했다. 프레셔 쿠커 시험 전후의 부피 저항률의 저하율을 계산하여, 내습성을 하기 기준으로 판정했다.

[내습성의 판정 기준]

○: 시험 전후의 부피 저항률의 저하율이 10% 이하

△: 시험 전후의 부피 저항률의 저하율이 10%를 초과하고, 20% 이하

×: 시험 전후의 부피 저항률의 저하율이 20%를 초과한다

(5) 보이드의 발생량

얻어진 반도체 소자 보호용 재료 100g을 디스펜서 장치(무사시 엔지니어링사 제조 「SHOTMASTER-300」)로부터, 폴리이미드 필름에 토출했다. 반도체 소자 보호용 재료 100g의 토출 중에 보이드의 발생의 유무를 확인했다. 보이드의 발생량을 하기 기준으로 판정했다. 또한, 반도체 소자 보호용 재료를 150℃에서 2시간 가열해서 경화시킨 바, 토출 중에 발생한 보이드는 경화물 중에 잔존해 있었다. 또한, 보이드가 발생하는 경우에, 보이드가 있는 부분에 있어서, 경화물의 방열성이 낮아지는 경향이 있는 것을 확인했다. 또한, 보이드가 있는 부분 근방은, 의도치 않은 박리의 기점이 된다.

[보이드의 발생량의 판정 기준]

○: 보이드가 발생하지 않는다

△: 보이드가 1 내지 2개 발생

×: 보이드가 3개 이상 발생

(6) 접착력 (다이 전단 강도)

폴리이미드 기판 상에, 접착 면적이 3㎜×3㎜가 되도록 반도체 소자 보호용 재료를 도포하고, 한변이 1.5㎜인 사각형의 Si칩을 실어, 테스트 샘플을 얻었다.

얻어진 테스트 샘플을 150℃에서 2시간 가열하여, 반도체 소자 보호용 재료를 경화시켰다. 이어서, 다이 전단 테스터(아크테크사 제조 「DAGE 4000」)를 사용하여, 300㎛/초의 속도로, 25℃에서의 다이 전단 강도를 평가했다.

[접착력의 판정 기준]

○: 다이 전단 강도가 10N 이상

△: 다이 전단 강도가 5N 이상, 10N 미만

×: 다이 전단 강도가 5N 미만

(7) 점착성(보호 필름의 부착성)

얻어진 평가 샘플을 23℃ 및 습도 50%RH의 분위기 하에서 24시간 방치했다. 24시간 방치 후 즉시, 평가 샘플의 표면 점착성(태크성)을 평가하기 위해서, 점착 테스터TA-500(UBM사 제조)를 사용하여, 응력을 측정했다.

[점착성의 판정 기준]

○: 응력이 50gf/㎠ 미만

△: 응력이 50gf/㎠ 이상, 100gf/㎠ 미만

×: 응력이 100gf/㎠ 이상

(8) 필름 휨(유연성)

얻어진 반도체 소자 보호용 재료를 디스펜서 장치(무사시 엔지니어링사 제조 「SHOTMASTER-300」)로부터, 폴리이미드 필름에 세로 20㎜, 가로 100㎜, 높이 10㎜가 되도록 직접 토출한 후, 반도체 소자 보호용 재료를 150℃에서 2시간 가열해서 경화시켰다. 경화 후에 폴리이미드 필름의 휨을 육안으로 확인하고, 필름 휨을 하기 기준으로 판정했다.

[필름 휨의 판정 기준]

○: 폴리이미드 필름의 휨 없음

×: 폴리이미드 필름의 휨 발생

(9) 내열성

얻어진 평가 샘플을 사용해서, 또한 DSM-8104(히오끼덴끼사 제조, 디지털 초절연/미소 전류계), 평판 시료용 전극: SME-8310(히오끼덴끼사 제조)을 사용하여, 부피 저항률을 측정했다.

이어서, 평가 샘플을 180℃에서 100시간 방치하고, 다음에 23℃ 및 습도 50%RH의 환경에서 24시간 방치한 후, 부피 저항률을 측정했다. 내열 시험 전후의 부피 저항률의 저하율을 계산하여, 내열성을 하기 기준으로 판정했다.

[내열성의 판정 기준]

○: 시험 전후의 부피 저항률의 저하율이 10% 이하

×: 시험 전후의 부피 저항률의 저하율이 20%를 초과한다

조성 및 결과를 하기 표 1 내지 4에 나타낸다.

1, 1X : 반도체 장치
2 : 반도체 소자
2a : 제1 표면
2b : 제2 표면
2A : 제1 전극
3, 3X : 경화물
4 : 접속 대상 부재
4a : 표면
4A : 제2 전극
5 : 다른 경화물
6 : 도전성 입자
7 : 보호 필름

Claims

가요성 에폭시 화합물과, 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, 경화제와, 구상 알루미나와, 분산제를 포함하고,
상기 분산제의 아민가가 5KOHmg/g 이상이고, 또한 상기 분산제의 산가가 5KOHmg/g 이상인, 경화성 조성물.
제1항에 있어서, 상기 분산제의 아민가가 40KOHmg/g 이상, 95KOHmg/g 이하이고, 또한 상기 분산제의 산가가 45KOHmg/g 이상, 95KOHmg/g 이하인, 경화성 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분산제의 아민가와 상기 분산제의 산가의 차의 절댓값이 10 이하인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용제를 포함하지 않거나, 또는 용제를 0.5중량% 미만으로 포함하는, 경화성 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구상 알루미나의 함유량이 60부피% 이상인, 경화성 조성물.
제5항에 있어서, 상기 구상 알루미나의 함유량이 70부피% 이상인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구상 알루미나가, 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상, 10㎛ 미만인 구상 알루미나와, 평균 입자 직경이 10㎛ 이상, 80㎛ 이하인 구상 알루미나를 포함하는, 경화성 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화제가 알릴페놀 노볼락 화합물인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 에폭시 화합물 100중량부에 대하여, 상기 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물의 함유량이 10중량부 이상, 100 중량부 이하인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 실란 커플링제, 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 티타네이트 커플링제, 또는 100℃에서의 중량 감소가 10중량% 이하인 알루미네이트 커플링제를 포함하는, 경화성 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화제가, 23℃에서 액상인 경화제인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 경화 촉진제를 포함하는, 경화성 조성물.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재 사이에 배치되어, 상기 반도체 소자와 상기 다른 접속 대상 부재를 박리하지 않도록 접착 및 고정하는 경화물을 형성하는 것과는 다른, 경화성 조성물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 경화물을 형성하기 위해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자를 보호하기 위해서, 상기 반도체 소자의 표면 상에 도포해서 사용되는 반도체 소자 보호용 재료이고,
경화 촉진제를 포함하고,
상기 경화제가, 23℃에서 액상인 경화제인, 경화성 조성물.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 소자와 다른 접속 대상 부재 사이에 배치되어, 상기 반도체 소자와 상기 다른 접속 대상 부재를 박리하지 않도록 접착 및 고정하는 경화물을 형성하는 것과는 다른, 경화성 조성물.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 경화성 조성물의 제조 방법이며,
상기 가요성 에폭시 화합물과, 상기 가요성 에폭시 화합물과는 다른 에폭시 화합물과, 상기 경화제와, 상기 구상 알루미나와, 상기 분산제를 혼합하여, 경화성 조성물을 얻는 혼합 공정을 구비하는, 경화성 조성물의 제조 방법.
반도체 소자와, 상기 반도체 소자의 제1 표면 상에 배치된 경화물을 구비하고,
상기 경화물이, 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 경화성 조성물의 경화물인, 반도체 장치.
제19항에 있어서, 상기 반도체 소자가, 상기 제1 표면측과는 반대측인 제2 표면측에 제1 전극을 갖고, 상기 반도체 소자의 제1 전극이, 제2 전극을 표면에 갖는 접속 대상 부재에 있어서의 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되어 있는, 반도체 장치.