KR20230156149A - 봉지용 수지 조성물 및 이것을 이용한 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 봉지용 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제 및 무기 충전재를 포함하고, 에폭시 수지가, 분자 내에 2 이상 6 이하의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 포함하며, 경화제가, 분자 내에 2 이상의 활성 수소를 갖는 화합물을 포함하고, 경화제의 활성 수소 당량에 대한 에폭시 수지의 에폭시 당량의 비인 당량비가, 1.4 이상 2.0 이하인, 봉지용 수지 조성물.
Description
본 발명은, 봉지용 수지 조성물 및 이를 이용한 전자 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예를 들면, 반도체와 같은 전자 부품을 봉지하기 위한 수지 조성물, 및 이와 같은 수지 조성물로 봉지된 전자 부품을 구비하는 장치에 관한 것이다.
최근, 전기 에너지의 유효 활용 등의 관점에서, SiC(탄화 규소)나 GaN(질화 갈륨)을 이용한 소자가 탑재된 SiC/GaN 파워 반도체 장치가 주목되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이와 같은 소자는, 종래의 Si를 이용한 소자에 비하여, 그 전력 손실을 대폭 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 높은 전압이나 대전류, 200℃ 이상과 같은 고온하에서도 동작하는 것이 가능하기 때문에, 종래의 Si 파워 반도체 장치에서는 적용이 어려웠던 용도로의 전개가 기대되고 있다.
이와 같이, SiC/GaN을 이용한 소자(반도체 소자)로 대표되는, 가혹한 상황하에서 동작 가능한 소자는, 이들 소자를 보호하기 위하여 반도체 장치에 마련되는 반도체 봉지재에 대해서도 종래 이상의 내열성이 요구되고 있다.
여기에서, 종래의 Si 파워 반도체 장치에서는, 반도체 봉지재로서, 접착성, 전기적 안정성 등의 관점에서, 에폭시계의 수지 조성물의 경화물을 주재료로 하여 포함하는 봉지재가 이용되고 있다.
이와 같은 수지 조성물의 경화물의 내열성을 나타내는 지표로서, 일반적으로는, 유리 전이 온도(Tg)가 이용되고 있다. 이것은 Tg 이상의 온도 영역에서는, 봉지용의 수지 조성물(경화물)이 고무상이 되고, 이것에 기인하여 그 강도나 접착 강도가 저하되는 것에 의한다. 그 때문에, Tg를 높이기 위한 방법으로서, 수지 조성물 중에 포함되는 에폭시 수지의 에폭시기 당량, 또는, 경화제(페놀 수지 경화제)의 수산기 당량을 낮춤으로써 가교 밀도를 높이거나, 그들 관능기(에폭시기 및 수산기) 사이를 연결하는 구조를 강직한 구조로 하는 등의 수법이 취해진다.
한편, 본 발명자들이 상기와 같은 고Tg의 에폭시 수지를 이용한 수지 조성물의 검토를 행한 결과, HAST 시험(High Accelerated Stress Test)의 결과에 있어서 개선의 여지가 있는 것이 명확해졌다.
따라서, 수지 조성물의 내열성의 향상을 도모하기 위해서는, 에폭시 수지와 경화제로 형성되는 수지 골격과 관능기 밀도를 최적의 조건에서 설계하고, 높은 Tg를 가짐과 함께, 밀착성 및 고온 신뢰성이 우수하도록 설계된 수지 조성물의 실현이 요망되고 있다.
본 발명은, 이와 같은 배경을 감안하여, 높은 유리 전이 온도를 가지면서도 밀착성 및 고온 신뢰성이 우수한 반도체 봉지재를 형성할 수 있는 수지 조성물을 제공하는 것이다. 또, 본 발명은, 이와 같은 수지 조성물로 전자 부품을 봉지함으로써 얻어지는 전자 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 검토의 결과, 이하에 제공되는 발명을 완성시켜, 상기 과제를 해결했다.
본 발명에 의하면,
에폭시 수지, 경화제 및 무기 충전재를 포함하고,
상기 에폭시 수지가, 분자 내에 2 이상 6 이하의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 포함하며,
상기 경화제가, 분자 내에 2 이상의 활성 수소를 갖는 화합물을 포함하고,
상기 경화제의 활성 수소 당량에 대한 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량의 비인 당량비가, 1.4 이상 2.0 이하인, 봉지용 수지 조성물이 제공된다.
또, 본 발명에 의하면,
상기 봉지용 수지 조성물로 봉지된 전자 부품을 구비하는, 전자 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 고Tg와 밀착성 및 고온 신뢰성의 밸런스가 우수한 봉지용 수지 조성물 및 전자 장치가 제공된다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 실시형태에 근거하여 상세하게 설명한다.
<수지 조성물>
먼저, 본 실시형태의 수지 조성물에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 수지 조성물은, 에폭시 수지, 경화제 및 무기 충전재를 포함하고, 상기 에폭시 수지가, 분자 내에 2 이상 6 이하의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 포함하며, 상기 경화제가, 분자 내에 2 이상의 활성 수소를 갖는 화합물을 포함하고, 상기 경화제의 활성 수소 당량에 대한 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량의 비인 당량비의 하한값이, 바람직하게는 1.4 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5 이상이고, 더 바람직하게는 1.6 이상이다. 또, 상기 당량비의 상한값은, 바람직하게는 2.0 이하이고, 보다 바람직하게는 1.85 이하이며, 더 바람직하게는 1.75 이하이다.
상기 에폭시 수지의 에폭시기의 양을 상기 범위 내로 함으로써, 에폭시 수지와 경화제의 가교 밀도가 향상되어 적합한 것이 된다. 이로써, 수지 조성물 중에 포함되는 유리(遊離) 이온의 이동 및 반응을 저해하고, 수지의 열화를 방지하는 효과가 있다.
그 외에도, 상기 에폭시 수지의 에폭시기의 양을 상기 범위 내로 함으로써, 미반응의 경화제의 잔존량을 감소시키고, 미반응의 경화제의 분극에 의한 영향을 저하시킬 수 있다.
또, 상기 경화제의 활성 수소의 양을 상기 범위 내로 함으로써, 에폭시 수지와 경화제의 가교 밀도가 향상되어 적합한 것이 된다. 이로써, 수지 조성물 중에 포함되는 유리 이온의 이동 및 반응을 저해하고, 수지의 열화를 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 당량비를 상기 하한값 이상으로 함으로써, 미반응의 경화제의 잔존량을 감소시키고, 미반응의 경화제의 분극에 의한 영향을 저하시킬 수 있는 것 외에, 에폭시 수지와 경화제의 가교 밀도가 향상되어 적합한 것이 된다. 이로써, 수지 조성물 중에 포함되는 유리 이온의 이동 및 반응을 저해하고, 수지의 열화를 방지하며, 수지 조성물의 고온 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. 또, 상기 당량비를 상기 상한값 이하로 함으로써, 수지 조성물의 유동성을 보다 적합하게 하고, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 상기 수지 조성물 및 리드 프레임 혹은 기판과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량은, JIS K7236에 따라 측정할 수 있고, 1당량의 에폭시기를 포함하는 수지의 질량이다. 또, 본 실시형태에 있어서 복수 종의 에폭시 수지를 혼합하여 사용하는 경우, 에폭시 당량으로서는 복수 종의 에폭시 수지를 혼합한 후의 당량수로 한다.
상기 활성 수소 당량이란, 에폭시기와 반응성의 활성 수소를 갖는 관능기(이하, 활성 수소기라고 한다. 가수분해 등에 의하여 활성 수소를 발생시키는 잠재성 활성 수소를 갖는 관능기나, 동등한 경화 작용을 나타내는 관능기를 포함한다.)의 개수이다.
활성 수소기로서는, 구체적으로는 산 무수물기나 카복실기나 아미노기나 페놀성 수산기 등을 들 수 있다. 또한, 활성 수소기에 관하여, 카복실기(-COOH)나 페놀성 수산기(-OH)는 1몰로, 아미노기(-NH2)는 2몰로 계산된다. 또, 활성 수소기가 명확하지 않은 경우는, 측정에 의하여 활성 수소 당량을 구할 수 있다. 예를 들면, 페닐글리시딜에터 등의 에폭시 당량이 이미 알려진 모노에폭시 수지와 활성 수소 당량이 미지(未知)인 경화제를 반응시켜, 소비한 모노에폭시 수지의 양을 측정함으로써, 사용한 경화제의 활성 수소 당량을 구할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서 복수 종의 경화제를 혼합하여 사용하는 경우, 활성 수소 당량으로서는 복수 종의 경화제를 혼합한 후의 당량수로 한다.
이하, 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 설명한다.
(에폭시 수지)
본 실시형태에 있어서는, 에폭시 수지로서, 하기 일반식 (1)로 나타나는 모노머를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, m, n은 나프탈렌환 상의 에폭시기의 개수를 나타내며, 각각 독립적으로 1~3의 정수를 나타내고 있다.
또한, 일반식 (1)의 모노머로서는, 이하 중 어느 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 이용할 수 있는 에폭시 수지로서는, 상기 일반식 (1)에 나타내는 것에 더하여, 일반적으로 봉지용의 에폭시 수지 조성물에 사용되는 공지의 에폭시 수지를 들 수 있다. 공지의 에폭시 수지로서는, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 오쏘크레졸노볼락형 에폭시 수지를 비롯한 페놀, 크레졸, 자일레놀, 레조신, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 페놀류 및/또는 α-나프톨, β-나프톨, 다이하이드록시나프탈렌 등의 나프톨류와 폼알데하이드, 아세토알데하이드, 프로피온알데하이드, 벤즈알데하이드, 살리실알데하이드 등의 알데하이드기를 갖는 화합물을 산성 촉매하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 노볼락 수지를 에폭시화한 것; 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 비스페놀 A/D 등의 다이글리시딜에터; 알킬 치환 또는 비치환의 바이페놀의 다이글리시딜에터인 바이페닐형 에폭시 수지; 페놀류와 다이메톡시파라자일렌 또는 비스(메톡시메틸)바이페닐로부터 합성되는 페놀아랄킬형 수지나 바이페닐렌 골격 페놀아랄킬형 수지, 나프톨아랄킬형 수지 등 아랄킬형 수지의 에폭시화물; 스틸벤형 에폭시 수지; 하이드로퀴논형 에폭시 수지; 프탈산, 다이머산 등의 다염기산과 에피클로로하이드린의 반응에 의하여 얻어지는 글리시딜에스터형 에폭시 수지; 다이아미노다이페닐메테인, 아이소사이아누르산 등의 폴리아민과 에피클로로하이드린의 반응에 의하여 얻어지는 글리시딜아민형 에폭시 수지; 다이사이클로펜타다이엔과 페놀류의 공축합 수지의 에폭시화물인 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지; 트라이페놀메테인형 에폭시 수지, 트라이메틸올프로페인형 에폭시 수지; 터펜 변성 에폭시 수지; 올레핀 결합을 과아세트산 등의 과산으로 산화하여 얻어지는 선상 지방족 에폭시 수지; 지환족 에폭시 수지; 및 이들 에폭시 수지를 실리콘, 아크릴로나이트릴, 뷰타다이엔, 아이소프렌계 고무, 폴리아마이드계 수지 등에 의하여 변성한 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 일반식 (1)로 나타나는 모노머를 포함하는 에폭시 수지를 단독으로 이용해도 되고, 상기 일반식 (1)로 나타나는 모노머 이외의 상기 공지의 에폭시 수지를 단독으로 이용해도 되며, 상기 공지의 에폭시 수지로부터 선택되는 1종 및 2종 이상의 에폭시 수지와 상기 일반식 (1)로 나타나는 모노머를 포함하는 에폭시 수지를 혼합하여 이용해도 된다. 그중에서도, 상기 에폭시 수지가, 상기 일반식 (1)로 나타나는 모노머를 포함하는 에폭시 수지와 상기 모노머와는 상이한 1종류 또는 2종류 이상의 에폭시 수지의 혼합물인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 봉지용 수지 조성물 중의 전체 에폭시 수지의 함유량은, 성형 시에 있어서, 우수한 유동성을 실현하고, 충전성이나 밀착성의 향상을 도모하는 관점에서, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 바람직하게는 5질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 6질량% 이상, 더 바람직하게는 7질량% 이상이다.
또, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 얻어지는 반도체 장치에 대하여, 고온 신뢰성이나 내리플로성을 향상시키는 관점에서, 봉지용 수지 조성물 중의 전체 에폭시 수지의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 바람직하게는 15질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 14질량% 이하, 더 바람직하게는 13질량% 이하이다.
본 실시형태에 있어서, 수지 조성물은, 고온 신뢰성의 관점에서, 이온성 불순물인 Na 이온이나 Cl 이온, S 이온을 최대한 포함하지 않는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 봉지용 수지 조성물 중의 전체 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 성형 시에 있어서, 우수한 유동성을 실현하고, 충전성이나 밀착성의 향상을 도모하는 관점에서, 바람직하게는 100g/eq 이상이고, 보다 바람직하게는 120g/eq 이상이며, 더 바람직하게는 150g/eq 이상이다.
또, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 얻어지는 반도체 장치에 대하여, 고온 신뢰성이나 내리플로성을 향상시키는 관점에서, 봉지용 수지 조성물 중의 전체 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 500g/eq 이하이고, 보다 바람직하게는 480g/eq 이하이며, 더 바람직하게는 450g/eq 이하이다.
(경화제)
본 실시형태에 이용할 수 있는 경화제로서는, 일반적으로 봉지용의 에폭시 수지 조성물에 사용되는 공지의 경화제를 들 수 있다. 공지된 경화제로서 구체적으로는, 페놀계 경화제, 아민계 경화제(아미노기를 갖는 경화제) 등을 들 수 있다.
페놀계 경화제로서는, 예를 들면 페놀, 크레졸, 레조신, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 페닐페놀, 아미노페놀 등의 페놀류 및/또는 α-나프톨, β-나프톨, 다이하이드록시나프탈렌 등의 나프톨류와 폼알데하이드, 벤즈알데하이드, 살리실알데하이드 등의 알데하이드기를 갖는 화합물을 산성 촉매하에서 축합 또는 공축합시켜 얻어지는 노볼락형 페놀 수지, 트라이페닐메테인형 페놀 수지나 바이페닐렌 골격 함유 다관능 페놀 수지 등의 다관능 페놀 수지, 페놀류 및/또는 나프톨류와 다이메톡시파라자일릴렌 또는 비스(메톡시메틸)바이페닐로부터 합성되는 바이페닐렌 골격 함유 다관능 페놀 수지 등의 페놀아랄킬형 페놀 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 페놀 수지, 터펜 변성 페놀 수지를 들 수 있다.
아민계 경화제로서는, 에틸렌다이아민, 트라이메틸렌다이아민, 테트라메틸렌다이아민, 헥사메틸렌다이아민 등의 탄소수 2~20의 직쇄 지방족 다이아민, 메타페닐렌다이아민, 파라페닐렌다이아민, 파라자일렌다이아민, 4,4'-다이아미노다이페닐메테인, 4,4'-다이아미노다이페닐프로페인, 4,4'-다이아미노다이페닐에터, 4,4'-다이아미노다이페닐설폰, 4,4'-다이아미노다이사이클로헥세인, 비스(4-아미노페닐)페닐메테인, 1,5-다이아미노나프탈렌, 메타자일렌다이아민, 1,1-비스(4-아미노페닐)사이클로헥세인, 다이사이아노다이아마이드 등을 들 수 있다.
그 외의 경화제로서는, 폴리파라옥시스타이렌 등의 폴리옥시스타이렌; 헥사하이드로 무수 프탈산(HHPA), 메틸테트라하이드로 무수 프탈산(MTHPA) 등의 지환족 산무수물, 무수 트라이멜리트산(TMA), 무수 파이로멜리트산(PMDA), 벤조페논테트라카복실산(BTDA) 등의 방향족 산무수물 등을 포함하는 산무수물 등; 폴리설파이드, 싸이오에스터, 싸이오에터 등의 폴리머캅탄 화합물; 아이소사이아네이트프리폴리머, 블록화 아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트 화합물; 카복실산 함유 폴리에스터 수지 등의 유기산류 등을 들 수 있다.
이 중에서도 반도체 봉지용 수지 조성물에 이용하는 경화제로서는, 밀착성 및 고온 신뢰성의 관점에서, 다관능형 페놀 수지, 페놀아랄킬형 페놀 수지 중 1종 또는 2종을 포함하는 것이 바람직하고, 트라이페닐메테인형 페놀 수지 또는 바이페닐렌 골격 함유 다관능 페놀 수지를 포함하는 것이 더 바람직하다.
이들은 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
본 실시형태에 있어서, 봉지용 수지 조성물 중의 경화제의 함유량은, 성형 시에 있어서, 우수한 유동성을 실현하고, 충전성이나 밀착성의 향상을 도모하는 관점에서, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 바람직하게는 1질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 2질량% 이상, 더 바람직하게는 3질량% 이상이다.
또, 봉지용 수지 조성물을 이용하여 얻어지는 반도체 장치에 대하여, 고온 신뢰성이나 내리플로성을 향상시키는 관점에서, 봉지용 수지 조성물 중의 경화제의 함유량은, 봉지용 수지 조성물 전체에 대하여 바람직하게는 25질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 15질량% 이하, 더 바람직하게는 10질량% 이하이다.
(무기 충전재)
무기 충전재는, 수지 조성물의 경화에 따른 흡습량의 증가나, 강도의 저하를 저감시키는 기능을 갖는 것이며, 당해 분야에서 일반적으로 이용되는 무기 충전재를 사용할 수 있다.
무기 충전재로는, 예를 들면, 용융 실리카, 구상 실리카, 결정 실리카, 알루미나, 질화 규소 및 질화 알루미늄 등을 들 수 있으며, 이들 무기 충전재는, 단독이어도 되고 혼합하여 사용해도 된다.
무기 충전재의 평균 입경 D50은, 예를 들면 0.01μm 이상, 150μm 이하로 할 수 있다.
수지 조성물 중에 있어서의 무기 충전재의 양의 하한값은, 수지 조성물의 전체 질량에 대하여, 바람직하게는 60질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 70질량% 이상이며, 더 바람직하게는 80질량% 이상이다. 하한값이 상기 범위 내이면, 얻어지는 수지 조성물의 경화에 따른 흡습량의 증가나, 강도의 저하를, 보다 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 따라서 경화물의 내땜납 크랙성을 더 개선할 수 있다.
또, 수지 조성물 중의 무기 충전재의 양의 상한값은, 수지 조성물의 전체 질량에 대하여, 바람직하게는 93질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 91질량% 이하이며, 더 바람직하게는 90 질량% 이하이다. 상한값이 상기 범위 내이면, 얻어지는 수지 조성물은 양호한 유동성을 가짐과 함께, 양호한 성형성을 구비한다.
또한, 후술하는, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 등의 금속 수산화물이나, 붕산 아연, 몰리브데넘산 아연, 삼산화 안티모니 등의 무기계 난연제를 이용하는 경우에는, 이들 무기계 난연제와 상기 무기 충전재의 합계량을 상기 범위 내로 하는 것이 바람직하다.
(그 외의 성분)
본 발명의 수지 조성물은, 경화제, 에폭시 수지 및 무기 충전재에 더하여, 이하에 나타내는 성분을 포함할 수 있다.
(경화 촉진제)
경화 촉진제는, 에폭시 수지의 에폭시기와 경화제의 반응기의 반응을 촉진하는 기능을 갖는 것이며, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 경화 촉진제가 이용된다.
경화 촉진제의 구체예로서는, 유기 포스핀, 테트라 치환 포스포늄 화합물, 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물, 포스포늄 화합물과 실레인 화합물의 부가물 등의 인 원자 함유 화합물; 1,8-다이아자바이사이클로(5.4.0)운데센-7, 벤질다이메틸아민, 2-메틸이미다졸 등이 예시되는 아미딘이나 3급 아민, 나아가서는 상기 아미딘, 아민의 4급염 등의 질소 원자 함유 화합물을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중, 경화성의 관점에서는 인 원자 함유 화합물이 바람직하고, 또 내땜납성과 유동성의 관점에서는, 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물이 특히 바람직하며, 연속 성형에 있어서의 금형의 오염이 경도인 점에서는, 테트라 치환 포스포늄 화합물, 포스포늄 화합물과 실레인 화합물의 부가물 등의 인 원자 함유 화합물이 특히 바람직하다.
수지 조성물로 이용할 수 있는 유기 포스핀으로서는, 예를 들면 에틸포스핀, 페닐포스핀 등의 제1 포스핀; 다이메틸포스핀, 다이페닐포스핀 등의 제2 포스핀; 트라이메틸포스핀, 트라이에틸포스핀, 트라이뷰틸포스핀, 트라이페닐포스핀 등의 제3 포스핀; 및 이들의 유도체를 들 수 있다.
(커플링제)
커플링제는, 수지 조성물 중에 무기 충전재가 포함되는 경우에, 에폭시 수지와 무기 충전재의 밀착성을 향상시키는 기능을 갖는 것이며, 예를 들면, 실레인 커플링제 등이 이용된다.
실레인 커플링제로서는, 각종의 것을 이용할 수 있지만, 아미노실레인을 이용하는 것이 바람직하다. 이로써, 수지 조성물의 유동성 및 내땜납성을 향상시킬 수 있다.
아미노실레인으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, γ-아미노프로필트라이에톡시실레인, γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-페닐γ-아미노프로필트라이에톡시실레인, N-페닐γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트라이에톡시실레인, N-6-(아미노헥실)3-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-(3-(트라이메톡시실릴프로필)-1,3-벤젠다이메탄아민 등을 들 수 있다.
실레인 커플링제 등의 커플링제의 배합 비율의 하한값으로서는, 전체 수지 조성물 중 0.01질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상, 특히 바람직하게는 0.1질량% 이상이다. 실레인 커플링제 등의 커플링제의 배합 비율의 하한값이 상기 범위 내이면, 에폭시 수지와 무기 충전재의 계면 강도가 저하되지 않고, 전자 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다. 또, 실레인 커플링제 등의 커플링제의 배합 비율의 상한값으로서는, 전체 수지 조성물 중 1질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8질량% 이하, 특히 바람직하게는 0.6질량% 이하이다. 실레인 커플링제 등의 커플링제의 배합 비율의 상한값이 상기 범위 내이면, 에폭시 수지와 무기 충전재의 계면 강도가 저하되지 않고, 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다. 또, 실레인 커플링제 등의 커플링제의 배합 비율이 상기 범위 내이면, 수지 조성물의 경화물의 흡수성이 증대되지 않고, 전자 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다.
(무기 난연제)
무기 난연제는, 수지 조성물의 난연성을 향상시키는 기능을 갖는 것이며, 일반적으로 사용되는 무기 난연제가 이용된다.
구체적으로는, 연소 시에 탈수, 흡열함으로써 연소 반응을 저해하는 금속 수산화물이나, 연소 시간을 단축할 수 있는 복합 금속 수산화물이 바람직하게 이용된다.
금속 수산화물로서는, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 수산화 바륨, 수산화 지르코니아를 들 수 있다.
복합 금속 수산화물로서는, 2종 이상의 금속 원소를 포함하는 하이드로탈사이트 화합물로서, 적어도 하나의 금속 원소가 마그네슘이고, 또한, 그 외의 금속 원소가 칼슘, 알루미늄, 주석, 타이타늄, 철, 코발트, 니켈, 구리, 또는 아연으로부터 선택되는 금속 원소이면 되며, 그와 같은 복합 금속 수산화물로서는, 수산화 마그네슘·아연 고용체가 시판품으로 입수가 용이하다.
그중에서도, 밀착성과 고온 신뢰성의 밸런스의 관점에서는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘·아연 고용체가 바람직하다.
무기 난연제는, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상 이용해도 된다. 또, 밀착성에 대한 영향을 저감시키는 목적으로부터, 실레인 커플링제 등의 규소 화합물이나 왁스 등의 지방족계 화합물 등으로 표면 처리를 행하여 이용해도 된다.
또한, 본 발명에서는 상기 무기 난연제를 사용하는 것은 상관없지만, 바람직하게는 무기 난연제를 125℃에서 20시간 건조 처리하고, 데시케이터 내에서 냉각 후의 중량을 초기 중량으로 하여, 200℃의 고온조에 상기 무기 난연제를 투입하며, 1000시간 가열 처리, 데시케이터 내에서 냉각 후의 중량을 처리 후 중량으로 한 경우의 초기 중량에 대한 처리 후의 중량 감소율이 0.1중량% 이상인 난연제를 사용하지 않는 것이 바람직하고, 나아가서는 무기 난연제를 사용하지 않으며, 난연성을 갖는 레진만으로 수지 조성물을 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 수지 조성물에 있어서, 에폭시 수지가 분자 내에 2 이상 6 이하인 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 포함하고, 경화제가 분자 내에 2 이상의 활성 수소를 갖는 화합물을 포함하며, 상기 경화제의 활성 수소 당량에 대한 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량의 비인 당량비가 1.4 이상 2.0 이하인 점에서 높은 난연성을 갖고, 난연제로서의 기능도 갖고 있다. 그 때문에, 200℃ 이상의 고온하에서 물을 방출하고, 그 결과, 경화물의 중량 감소율의 증가를 초래할 가능성이 있는 금속 수산화물계 난연제의 배합을 생략했다고 해도, 난연제를 첨가한 경우와 동일한 특성을 수지 조성물에 부여할 수 있다.
또, 상술한 그 외의 성분 이외에, 카본 블랙, 벵갈라, 산화 타이타늄 등의 착색제; 이온 포착제; 카나우바 왁스 등의 천연 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등의 합성 왁스, 스테아르산이나 스테아르산 아연 등의 고급 지방산 및 그 금속염류 혹은 파라핀 등의 이형제; 실리콘 오일, 실리콘 고무 등의 저응력 첨가제를 적절히 배합해도 된다.
본 발명의 수지 조성물은, 상기의 경화제 및 에폭시 수지, 및 필요에 따라 상기의 그 밖의 성분을, 당해 분야에서 통상 이용되는 방법에 의하여 혼합함으로써 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 열기계 분석(TMA)에 있어서, 승온 속도: 5℃/min, 측정 모드: 압축의 조건하에서 측정되는, 상기 봉지용 수지 조성물의 유리 전이 온도(Tg)의 하한값은, 바람직하게는 190℃이고, 보다 바람직하게는 200℃이며, 더 바람직하게는 210℃이다. 이때, 측정 개시 온도로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 25℃이다.
Tg가 상기 하한값 이상임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 이용하여 전자 부품을 봉지한 경우, 리플로 처리와 같은 고온 처리 시에 있어서의 수지 조성물의 경화물의 강도나, 수지 조성물과 리드 프레임 혹은 기판의 접착 강도의 저하를 방지할 수 있고, 고온 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 봉지용 수지 조성물의 유리 전이 온도(Tg)의 상한값은, 바람직하게는 330℃이고, 보다 바람직하게는 290℃이며, 더 바람직하게는 250℃이다. Tg가 상기 상한값 이하임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 수지 조성물의 경화물의 탄성률이 과도하게 높아지지 않고, 봉지 시의 응력 완화에 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 수지 조성물의 JIS K 7209에 근거하여 측정된 흡수율의 하한값은, 바람직하게는 0%이고, 보다 바람직하게는 0.1%이며, 더 바람직하게는 0.28%이다.
흡수율이 상기 하한값 이상임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 상기 수지 조성물 및 리드 프레임 혹은 기판과의 밀착성이 우수하다.
또, 상기 흡수율의 상한값은, 바람직하게는 0.6%이고, 보다 바람직하게는 0.4%이며, 더 바람직하게는 0.32%이다.
흡수율이 상기 상한값 이하임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 고온 신뢰성이 우수하고, 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 수지 조성물을 175℃에서 120초간 열처리한 후, 200℃에서 4시간 처리하여 얻어지는 경화물을, 동적 점탄성 측정기를 이용하여 측정했을 때의 300℃에 있어서의 저장 탄성률 E'300과 350℃에 있어서의 저장 탄성률 E'350의 비 E'300/E'350의 하한값은 바람직하게는 1.4이고, 보다 바람직하게는 1.45이며, 더 바람직하게는 1.5이다. 비 E'300/E'350이 상기 하한값 이상임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 상기 수지 조성물 및 리드 프레임 혹은 기판과의 밀착성이 우수하다.
또 상기 E'300/E'350의 상한값은, 바람직하게는 2.0이고, 보다 바람직하게는 1.95이며, 더 바람직하게는 1.9이다. 비 E'300/E'350이 상기 상한값 이하임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 고온 신뢰성이 우수하고, 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 수지 조성물을 175℃에서 120초간 열처리한 후, 200℃에서 4시간 처리하여 얻어지는 경화물을, 동적 점탄성 측정기를 이용하여 측정했을 때의 350℃에 있어서의 저장 탄성률 E'350과 400℃에 있어서의 저장 탄성률 E'400의 비 E'350/E'400의 하한값은, 바람직하게는 1.4이고, 보다 바람직하게는 1.5이며, 더 바람직하게는 1.6이다. 비 E'350/E'400이 상기 하한값 이상임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 상기 수지 조성물 및 리드 프레임 혹은 기판과의 밀착성이 우수하다.
또 상기 E'350/E'400의 상한값은, 바람직하게는 2.0이고, 보다 바람직하게는 1.9이며, 더 바람직하게는 1.8이다. 비 E'350/E'400이 상기 상한값 이하임으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 고온 신뢰성이 우수하고, 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 세로축이 동적 점탄성 측정기를 이용하여 승온 속도: 5℃/분, 주파수: 10Hz, 측정 모드: 압축의 조건에서 측정한 tanδ, 가로축이 온도(℃)인 그래프에 있어서, tanδ의 값이 감소로부터 상승으로 변하는 변곡점을, 바람직하게는 유리 전이 온도 이상, 보다 바람직하게는 310℃ 이상, 더 바람직하게는 320℃ 이상에서 갖는다. 상기의 특징을 가짐으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 상기 수지 조성물 및 리드 프레임 혹은 기판과의 밀착성이 우수하다.
또, 상기 변곡점을 바람직하게는 400℃ 이하, 보다 바람직하게는 390℃ 이하, 더 바람직하게는 380℃ 이하에서 갖는다. 상기의 특징을 가짐으로써, 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 전자 부품의 봉지에 이용한 경우에 있어서, 고온 신뢰성이 우수하고, 장치에 있어서의 양호한 내땜납 크랙성을 얻을 수 있다.
이와 같은 형태를 취하는 이유는 확실하지 않지만, 본 실시형태에서는 경화제의 활성 수소 당량에 대한 에폭시 수지의 에폭시 당량의 비인 당량비가 종래보다 높고, 에폭시 리치의 형태이기 때문에, 종래의 수지 조성물이면 고무상 탄성 영역인 온도 영역에 있어서도 고무상 탄성체가 되지 않고, tanδ가 상승한다고 생각된다.
다음으로, 봉지용 수지 조성물의 형상에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 봉지용 수지 조성물의 형상은, 봉지용 수지 조성물의 성형 방법 등에 따라 선택할 수 있고, 예를 들면 태블릿상, 분말상, 과립상 등의 입자상; 시트상을 들 수 있다.
또, 봉지용 수지 조성물의 제조 방법에 대해서는, 예를 들면, 상술한 각 성분을, 공지의 수단으로 혼합하고, 롤, 니더 또는 압출기 등의 혼련기로 더 용융 혼련하여, 냉각한 후에 분쇄하는 방법에 의하여 얻을 수 있다. 또, 분쇄 후, 성형하여 입자상 또는 시트상의 봉지용 수지 조성물을 얻어도 된다. 예를 들면, 태블릿상으로 타정(打錠) 성형하여 입자상의 봉지용 수지 조성물을 얻어도 된다. 또, 예를 들면 진공 압출기에 의하여 시트상의 봉지용 수지 조성물을 얻어도 된다. 또 얻어진 봉지용 수지 조성물에 대하여, 적절히 분산도나 유동성 등을 조정해도 된다.
본 실시형태에 있어서 얻어지는 봉지용 수지 조성물은, 높은 유리 전이 온도를 갖기 때문에, 금속 부재와의 밀착성이 우수한 것이다. 더 구체적으로는, 본 실시형태에 의하면, 봉지재와, Ag, Ni, Cu 또는 이들 1 이상을 포함하는 합금에 의하여 구성된 부재의 밀착성을 향상시키는 것도 가능해진다.
또, 본 실시형태에 있어서 얻어지는 봉지용 수지 조성물을 이용함으로써, 고온 신뢰성이 우수한 반도체 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기의 봉지용 수지 조성물에 의하여 전자 부품을 봉지하여, 전자 장치로 할 수 있다. 또한, 전자 장치로서는 공지의 전자 장치 중 어느 것에도 적용할 수 있지만, 예를 들면 반도체 칩을 봉지한 반도체 패키지에 이용하는 것이 바람직하다. 또, 반도체 칩의 바람직한 양태로서는, 탄화 규소(SiC) 및 질화 갈륨(GaN)을 이용한 반도체 칩을 들 수 있다.
본 실시형태에서는, 본 발명의 전자 장치는 각종 공지의 형태의 반도체 패키지에 적용할 수 있으며, 예를 들면, 듀얼·인라인·패키지(DIP), 플라스틱·리드 포함 칩·캐리어(PLCC), 쿼드·플랫·패키지(QFP), 로·프로파일·쿼드·플랫·패키지(LQFP), 스몰·아웃라인·패키지(SOP), 스몰·아웃라인·J 리드·패키지(SOJ), 박형 스몰·아웃라인·패키지(TSOP), 박형 쿼드·플랫·패키지(TQFP), 테이프·캐리어·패키지(TCP), 볼·그리드·어레이(BGA), 칩·사이즈·패키지(CSP), 매트릭스·어레이·패키지·볼·그리드·어레이(MAPBGA), 칩·스택드·칩·사이즈·패키지 등의 메모리나 로직계 소자에 적용되는 패키지뿐만 아니라, 파워 트랜지스터 등의 파워계 소자를 탑재하는 TO-220 등의 패키지에도 바람직하게 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 수지 조성물 및 전자 장치에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 이들에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 발명의 수지 조성물에는, 동일한 기능을 발휘할 수 있는, 임의의 성분이 첨가되어 있어도 된다.
또, 본 발명의 전자 장치의 각부(各部)의 구성은, 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 것과 치환할 수 있거나, 혹은, 임의의 구성의 것을 부가할 수도 있다.
실시예
<실시예, 비교예>
(봉지용 수지 조성물의 조제)
각 실시예 및 각 비교예의 각각에 대하여, 이하와 같이 봉지용 수지 조성물을 조제했다.
먼저, 표 1에 나타내는 각 성분을 믹서에 의하여 혼합했다. 이어서, 얻어진 혼합물을, 롤 혼련한 후, 냉각, 분쇄하여 분립체인 봉지용 수지 조성물을 얻었다.
표 1 중의 각 성분의 상세는 이하와 같다. 또, 표 1 중에 나타내는 각 성분의 배합 비율은, 수지 조성물 전체에 대한 배합 비율(질량%)을 나타내고 있다.
(원료)
(무기 충전재)
무기 충전재 1: 용융 실리카(FB-560, 덴카사제, 평균 입경: 30μm)
무기 충전재 2: 용융 실리카(FB-105, 덴카사제, 평균 입경: 10μm)
(착색제)
착색제 1: 카본 블랙(카본 #5, 미쓰비시 케미컬사제)
(실레인 커플링제)
실레인 커플링제 1: 페닐아미노프로필트라이메톡시실레인(CF-4083, 도레이·다우코닝사제)
(에폭시 수지)
에폭시 수지 1: 다관능 에폭시 수지(YL6677, 미쓰비시 케미컬사제, 에폭시 당량: 163g/eq)
에폭시 수지 2: 다관능 에폭시 수지(HP-4700-RC, DIC사제, 에폭시 당량: 156g/eq, 일반식 (1)(m=n=2)로 나타나는 모노머를 포함하는 에폭시 수지)
(경화제)
경화제 1: 트라이페닐메테인형 페놀 수지(HE910-20, 에어·워터사제, 활성 수소 당량: 101)
경화제 2: 이하 식 (2)로 나타내는 바이페닐렌 골격 함유 다관능 페놀 수지(활성 수소 당량: 135)
식 (2) 중, 2개의 Y는, 각각 서로 독립적으로, 하기 식 (2-1) 또는 하기 식 (2-2)로 나타나는 하이드록시페닐기를 나타내고, X는, 하기 식 (2-3) 또는 하기 식 (2-4)로 나타나는 하이드록시페닐렌기를 나타낸다. 또, n은 0 이상 10 이하의 정수를 나타낸다.
상기 경화제 2는, 이하의 방법으로 합성했다.
세퍼러블 플라스크에 교반 장치, 온도계, 환류 냉각기, 질소 도입구를 장착하고, 1,3-다이하이드록시벤젠(도쿄 가세이 고교사제, "레조시놀", 융점 111℃, 분자량 110, 순도 99.4%) 291질량부, 페놀(간토 가가쿠사제 특급 시약, "페놀", 융점 41℃, 분자량 94, 순도 99.3%) 235질량부, 미리 입상으로 분쇄한 4,4'-비스클로로메틸바이페닐(와코 준야쿠 고교사제, "4,4'-비스클로로메틸바이페닐", 융점 126℃, 순도 95%, 분자량 251) 125질량부를, 세퍼러블 플라스크에 칭량하고, 질소 치환하면서 가열하여, 페놀의 용융의 개시에 맞추어 교반을 개시했다.
그 후, 계 내 온도를 110~130℃의 범위로 유지하면서 3시간 반응시킨 후, 가열하고, 140~160℃의 범위로 유지하면서 3시간 반응시켰다.
또한, 상기의 반응에 의하여 계 내에 발생한 염산 가스는, 질소 기류에 의하여 계 외로 배출했다.
반응 종료 후, 150℃, 2mmHg의 감압 조건에서 미반응 성분을 증류 제거했다. 이어서, 톨루엔 400질량부를 첨가하여, 균일 용해시킨 후, 분액 깔때기로 옮겨, 증류수 150질량부를 더하여 진탕한 후에, 수층(水層)을 기각하는 조작(수세)을 세정수가 중성이 될 때까지 반복하여 행한 후, 유층(油層)을 125℃ 감압 처리함으로써 톨루엔, 잔류 미반응 성분 등의 휘발 성분을 증류 제거하여, 상기 식 (2)로 나타나는 경화제 2(중합체)를 얻었다.
또한, 이 경화제 2에 있어서의 수산기 당량은 135였다.
(경화 촉진제)
경화 촉진제 1: 4-하이드록시-2-(트라이페닐포스포늄)페놀레이트
(이형제)
이형제 1: 카나우바 왁스(TOWAX-132, 도아 고세이사제)
(이온 포착제)
이온 포착제 1: 이온 포착제(DHT-4H, 교와 가가쿠 고교사제)
(저응력제)
저응력제 1: 실리콘 오일(FZ-3730, 도레이·다우코닝사제)
(물성 평가)
각 예에서 얻어진 수지 조성물의 각 물성을, 이하의 방법으로 평가했다.
(스파이럴 플로(SF)·젤 타임)
저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키 주식회사제, "KTS-15")를 이용하여, ANSI/ASTM D 3123-72에 준한 스파이럴 플로 측정용 금형에, 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 보압 시간 120초의 조건에서, 각 실시예 및 각 비교예의 수지 조성물을 주입하고, 유동 길이를 측정하여, 이것을 스파이럴 플로로 했다. 또, 주입 개시로부터 수지 조성물이 경화되어 유동하지 않게 될 때까지의 시간을 측정하여, 젤 타임으로 했다.
또한, 스파이럴 플로는, 유동성의 파라미터이며, 수치가 큰 쪽이, 유동성이 양호하다.
(유리 전이 온도(Tg), TMA)
각 실시예 및 각 비교예의 수지 조성물의 유리 전이 온도는, JIS K 6911에 준하여 측정했다. 즉, 각 실시예 및 각 비교예의 수지 조성물에 대하여, 트랜스퍼 성형기를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 90초로, 80mm×10mm×4mm의 시험편을 성형하고, 175℃ 2시간으로 후경화하며, 열기계 분석 장치(세이코 인스트루먼트사제, TMA/SS6000)를 이용하여, 5℃/분의 승온 속도로 얻어진 시험편의 열팽창률을 측정했다. 이어서, 얻어진 측정 결과에 근거하여, 열팽창율의 변곡점으로부터 경화물의 유리 전이 온도(Tg)를 산출했다.
(저장 탄성률, tanδ, DMA)
각 실시예 및 각 비교예의 수지 조성물의 저장 탄성률 E'는, 이하의 방법으로 측정했다. 즉, 각 실시예 및 각 비교예의 수지 조성물에 대하여, 트랜스퍼 성형기를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 경화 시간 120초로, 80mm×10mm×4mm의 시험편을 성형하고, 200℃ 4시간으로 후경화하며, 동적 점탄성 측정기(에이 앤드 디사제, "DDV-25GP")를 이용하여 저장 탄성률 및 tanδ를 측정했다(승온 속도: 5℃/분, 주파수: 10Hz, 하중: 800g).
각 실시예에 있어서는, 세로축에 측정한 tanδ, 가로축에 온도(℃)를 취한 그래프에 있어서, tanδ의 값이 감소로부터 상승으로 변하는 변곡점을 유리 전이 온도 이상 400℃ 이하에서 갖고 있었다. 한편, 각 비교예에 있어서는 상기 변곡점을 갖고 있지 않았다.
(굽힘 탄성률, 굽힘 강도)
저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키 주식회사제, KTS-30)를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8MPa, 경화 시간 120초의 조건에서, 수지 조성물을 주입 성형하고, 길이 80mm, 폭 10mm, 두께 4mm의 성형물을 얻었다. 얻어진 성형물을, 후경화로서 200℃에서 4시간 가열 처리한 것을 시험편으로 하고, 굽힘 탄성률 및 굽힘 강도를 JIS K 6911에 준하여 25℃ 및 260℃의 분위기 온도하에서 측정했다.
(흡수율)
저압 트랜스퍼 성형기(고타키 세이키 주식회사제, KTS-30)를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 7.4MPa, 경화 시간 120초의 조건에서, 수지 조성물을 주입 성형하여 직경 50mm, 두께 3mm의 시험편을 제작하고, 200℃에서 4시간 후 경화했다. 그 후, 얻어진 시험편을 자비(煮沸) 환경하에서 24시간 가습 처리하고, 가습 처리 전후의 중량 변화를 측정하여 흡수율을 구했다.
(평가)
각 예에서 얻어진 수지 조성물을 이용하여 이하의 방법으로 평가용 시료를 제작하고, 얻어진 시료의 신뢰성을 이하의 방법으로 평가했다.
(고온 신뢰성: HAST 시험)
각 예에서 얻어진 봉지용 수지 조성물에 대하여, 저압 트랜스퍼 성형기(어픽 야마다사제 "MSL-06M")를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 10MPa, 경화 시간 180초에서 16pSOP(Cu 와이어)를 성형하고, 200℃에서 4시간 경화시킴으로써 테스트용의 반도체 장치를 제작했다. 봉지한 테스트용 반도체 장치를, 온도: 130℃, 습도: 85% RH, 전압: 20V의 환경하에 정치하고, 40h마다 240h까지 저항값을 측정했다. 저항값이 초깃값의 1.2배 이상을 불합격으로 하고, 200h 이상 합격한 경우를 ○, 200h보다 전에 불합격이 된 경우를 ×로 했다.
[표 1]
실시예에서는 높은 유리 전이 온도(Tg)를 갖고, 또한 HAST 시험에 있어서 양호한 결과를 나타내고 있으며, 밀착성 및 고온 신뢰성이 우수한 봉지용 수지 조성물의 제공이 가능했다.
이 출원은, 2021년 3월 31일에 출원된 일본 출원 특원 2021-060421호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 여기에 원용한다.
Claims (11)
- 에폭시 수지, 경화제 및 무기 충전재를 포함하고,
상기 에폭시 수지가, 분자 내에 2 이상 6 이하의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 포함하며,
상기 경화제가, 분자 내에 2 이상의 활성 수소를 갖는 화합물을 포함하고,
상기 경화제의 활성 수소 당량에 대한 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량의 비인 당량비가, 1.4 이상 2.0 이하인, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 에폭시 수지는, 하기 일반식 (1)로 나타나는 모노머를 포함하는, 봉지용 수지 조성물.
(상기 일반식 (1)에 있어서, m, n은 나프탈렌환 상의 에폭시기의 개수를 나타내고, 각각 독립적으로 1~3의 정수를 나타낸다.) - 청구항 2에 있어서,
상기 에폭시 수지가, 상기 일반식 (1)로 나타나는 모노머를 포함하는 에폭시 수지와 상기 모노머와는 상이한 1종류 또는 2종류 이상의 에폭시 수지의 혼합물인, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화제가, 다관능형 페놀 수지, 페놀아랄킬형 페놀 수지 중 1종 또는 2종을 포함하는, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화제가, 트라이페닐메테인형 페놀 수지 또는 바이페닐렌 골격 함유 다관능 페놀 수지를 포함하는, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
열기계 분석(TMA)에 있어서, 승온 속도: 5℃/min의 조건하에서 측정되는 당해 봉지용 수지 조성물의 유리 전이 온도가 190℃ 이상 330℃ 이하인, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
JIS K 7209에 근거하여 측정된 흡수율이 0.6% 이하인, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
당해 봉지용 수지 조성물을 175℃에서 120초간 열처리한 후, 200℃에서 4시간 처리하여 얻어지는 경화물의, 동적 점탄성 측정기를 이용하여 측정한 300℃에 있어서의 저장 탄성률 E'300과 350℃에 있어서의 저장 탄성률 E'350의 비 E'300/E'350이 1.4 이상 2.0 이하인, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
당해 봉지용 수지 조성물을 175℃에서 120초간 열처리한 후, 200℃에서 4시간 처리하여 얻어지는 경화물의, 동적 점탄성 측정기를 이용하여 측정한 350℃에 있어서의 저장 탄성률 E'350과 400℃에 있어서의 저장 탄성률 E'400의 비 E'350/E'400이 1.4 이상 2.0 이하인, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
세로축이 동적 점탄성 측정기를 이용하여 승온 속도: 5℃/분, 주파수: 10Hz, 측정 모드: 압축 조건에서 측정한 tanδ, 가로축이 온도(℃)인 그래프에 있어서, tanδ의 값이 감소로부터 상승으로 변하는 변곡점을 유리 전이 온도 이상 400℃ 이하의 온도 영역에서 갖는, 봉지용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 봉지용 수지 조성물로 봉지된 전자 부품을 구비하는, 전자 장치.
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