JP7577949B2 - Paste-like resin composition, highly thermally conductive material, and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、ペースト状樹脂組成物、高熱伝導性材料、および半導体装置に関する。 The present invention relates to a paste-like resin composition, a highly thermally conductive material, and a semiconductor device.
半導体装置の放熱性を高めることを意図して、金属粒子を含む熱硬化性樹脂組成物を用いて半導体装置を製造する技術が知られている。樹脂よりも大きな熱伝導率を有する金属粒子を熱硬化性樹脂組成物に含めることで、その硬化物の熱伝導性を大きくすることができる。 A technique is known for manufacturing semiconductor devices using a thermosetting resin composition containing metal particles, with the intention of increasing the heat dissipation of the semiconductor device. By including metal particles, which have a higher thermal conductivity than the resin, in the thermosetting resin composition, the thermal conductivity of the cured product can be increased.
半導体装置への適用の具体例として、以下の特許文献1および2のように、金属粒子を含む熱硬化型の樹脂組成物を用いて、半導体素子と基板(支持部材)とを接着/接合する技術が知られている。 Specific examples of applications to semiconductor devices include a technique for bonding/joining a semiconductor element to a substrate (support member) using a thermosetting resin composition containing metal particles, as described in the following Patent Documents 1 and 2.
特許文献1には、所定の構造の(メタ)アクリル酸エステル化合物、ラジカル開始剤、銀微粒子、銀粉および溶剤を含む半導体接着用熱硬化型樹脂組成物、当該組成物で半導体素子と基材とが接合された半導体装置が開示されている。当該文献には、実装後の温度サイクルに対する接続信頼性を向上させることができると記載されている(0011段落)。 Patent Document 1 discloses a thermosetting resin composition for semiconductor bonding that contains a (meth)acrylic acid ester compound of a specific structure, a radical initiator, silver fine particles, silver powder, and a solvent, and a semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded with the composition. The document also discloses that the connection reliability against temperature cycles after mounting can be improved (paragraph 0011).
特許文献2には、イミドアクリレート化合物、ラジカル開始剤、フィラー、および液状ゴム成分を含む樹脂ペースト組成物、当該組成物で半導体素子と基材とが接合された半導体装置が開示されている。当該文献には、樹脂ペースト組成物を低応力化することによりチップクラックやチップ反りの発生を抑制することができると記載されている(0003段落)。 Patent Document 2 discloses a resin paste composition containing an imide acrylate compound, a radical initiator, a filler, and a liquid rubber component, and a semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded with the composition. The document also discloses that the occurrence of chip cracks and chip warpage can be suppressed by reducing the stress of the resin paste composition (paragraph 0003).
特許文献3には、所定の物性値を満たす銀粒子、溶剤及び添加剤からなる銀ペースト組成物、当該組成物を介して、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材が接着された構造を有する半導体装置が開示されている。当該文献には、溶剤として、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、イソボニルシクロヘキサノールを用いた例が記載されている。 Patent Document 3 discloses a silver paste composition consisting of silver particles, a solvent, and additives that satisfy predetermined physical properties, and a semiconductor device having a structure in which a semiconductor element and a support member for mounting the semiconductor element are bonded via the composition. The document describes an example in which dipropylene glycol methyl ether acetate and isobornylcyclohexanol are used as solvents.
しかしながら、特許文献1~3に記載の樹脂組成物で、半導体素子と基材とが接合された半導体装置は、電気伝導性に改善の余地があった。 However, the electrical conductivity of semiconductor devices in which a semiconductor element and a substrate are bonded using the resin compositions described in Patent Documents 1 to 3 leaves room for improvement.
本発明者らは、所定の方法で測定された銀含有粒子のハンセン溶解度パラメータと、ある溶剤のハンセン溶解度パラメータとの差が特定の範囲にあれば、ペースト状樹脂組成物における当該銀含有粒子の分散と凝集のバランスに優れ、当該ペースト状樹脂組成物から得られる材料が電気伝導性に優れることを見出し、本発明を完成させた。 The inventors have discovered that if the difference between the Hansen solubility parameter of silver-containing particles measured by a specified method and the Hansen solubility parameter of a certain solvent is within a specific range, the silver-containing particles have an excellent balance between dispersion and aggregation in the paste-like resin composition, and the material obtained from the paste-like resin composition has excellent electrical conductivity, thus completing the present invention.
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
本発明によれば、
銀含有粒子Aと、溶剤Bと、熱硬化性樹脂Cと、を含み、
以下の方法で測定された銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaと、溶剤Bのハンセン溶解度パラメータbとの差が4.3以上9.8以下である、ペースト状樹脂組成物が提供される。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子A 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。
That is, the present invention can be shown as follows.
According to the present invention,
The present invention comprises silver-containing particles A, a solvent B, and a thermosetting resin C,
There is provided a paste-like resin composition, in which the difference between the Hansen solubility parameter a of silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter b of solvent B, measured by the following method, is 4.3 or more and 9.8 or less.
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles A in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: The evaluation solvent and the evaluation results of the dispersibility in that solvent are input into the Sphere program of computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
本発明によれば、
前記ペースト状樹脂組成物を焼結して得られる高熱伝導性材料が提供される。
According to the present invention,
A highly thermally conductive material is provided by sintering the paste-like resin composition.
本発明によれば、
基材と、
前記基材上に接着層を介して搭載された半導体素子と、を備え、
前記接着層は、前記ペースト状樹脂組成物を焼結してなる、半導体装置が提供される。
According to the present invention,
A substrate;
A semiconductor element mounted on the base material via an adhesive layer,
The adhesive layer is formed by sintering the paste-like resin composition, thereby providing a semiconductor device.
本発明によれば、
前記の方法で測定された銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaと、溶剤のハンセン溶解度パラメータを測定する工程と、
ハンセン溶解度パラメータaに対する、ハンセン溶解度パラメータの差が4.3以上9.8以下となる溶剤Bを選択する工程と、
銀含有粒子Aと、選択された溶剤Bと、熱硬化性樹脂Cと、を混合する工程と、
を含む、ペースト状樹脂組成物の製造方法が提供される。
According to the present invention,
measuring the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter of the solvent measured by the above method;
A step of selecting a solvent B having a difference in Hansen solubility parameter from the Hansen solubility parameter a of 4.3 to 9.8;
mixing silver-containing particles A, a selected solvent B, and a thermosetting resin C;
The present invention provides a method for producing a paste-like resin composition, comprising the steps of:
本発明によれば、
前記の方法で測定された金属粒子のハンセン溶解度パラメータと、溶剤のハンセン溶解度パラメータを測定する工程と、
前記金属粒子の前記ハンセン溶解度パラメータと、前記溶剤の前記ハンセン溶解度パラメータの差が4.3以上9.8以下となるように前記金属粒子および/または前記溶剤を選択する工程と、
選択された前記金属粒子と、選択された前記溶剤と、熱硬化性樹脂と、を混合する工程と、
を含む、樹脂組成物の製造方法が提供される。
According to the present invention,
Measuring the Hansen solubility parameter of the metal particles and the Hansen solubility parameter of the solvent measured by the above method;
Selecting the metal particles and/or the solvent such that the difference between the Hansen solubility parameter of the metal particles and the Hansen solubility parameter of the solvent is 4.3 or more and 9.8 or less;
mixing the selected metal particles, the selected solvent, and a thermosetting resin;
A method for producing a resin composition is provided, comprising:
本発明によれば、電気伝導性が改善された材料が得られるペースト状樹脂組成物を提供することができる。 The present invention provides a paste-like resin composition that can produce a material with improved electrical conductivity.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、「~」は特に断りがなければ「以上」から「以下」を表す。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In all drawings, similar components are given similar reference symbols and descriptions will be omitted where appropriate. In addition, "~" indicates "above" to "below" unless otherwise specified.
<ペースト状樹脂組成物>
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、銀含有粒子Aと、溶剤Bと、熱硬化性樹脂Cと、
を含み、以下の方法で測定された銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータ(HSP)aと、溶剤Bのハンセン溶解度パラメータ(HSP)bとの差が4.3以上9.8以下である。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子A 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに全ての評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。
<Paste-like resin composition>
The paste-like resin composition of the present embodiment comprises silver-containing particles A, a solvent B, a thermosetting resin C, and
The difference between the Hansen solubility parameter (HSP) a of the silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter (HSP) b of the solvent B, as measured by the following method, is 4.3 or more and 9.8 or less.
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles A in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: All evaluation solvents and the evaluation results of dispersibility for each solvent are input into the Sphere program of computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
なお、目視にて「沈降が完了する」とは、銀含有粒子Aが分散している評価用溶剤を含むガラス容器を32W蛍光灯の直下で観察し、評価用溶剤中に分散している銀含有粒子Aを目視で確認できない状態になったことを意味する。 Note that "sedimentation is completed" by visual inspection means that when a glass container containing the evaluation solvent in which silver-containing particles A are dispersed is observed directly under a 32 W fluorescent lamp, the silver-containing particles A dispersed in the evaluation solvent can no longer be visually confirmed.
このように、パラメータaとパラメータbとの差が所定値範囲であることにより、ペースト状樹脂組成物内における銀含有粒子Aの分散と凝集のバランスが最適化され、銀含有粒子A同士の接触率が向上することから、焼結後においてネットワークが形成され熱伝導性および電気伝導性が改善された材料を提供することができると考えられる。 In this way, by having the difference between parameters a and b within a specified range, the balance between dispersion and aggregation of the silver-containing particles A in the paste-like resin composition is optimized, and the contact rate between the silver-containing particles A is improved, so that it is believed that a network is formed after sintering, making it possible to provide a material with improved thermal conductivity and electrical conductivity.
本発明の効果の観点から、銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaと、溶剤Bのハンセン溶解度パラメータbとの差は、好ましくは5.0以上9.0以下、さらに好ましくは5.5以上9.0以下とすることができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the difference between the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter b of the solvent B can be preferably 5.0 or more and 9.0 or less, and more preferably 5.5 or more and 9.0 or less.
銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaの分散項(δD)は15.0MPa1/2以上17.0MPa1/2以下、好ましくは15.5MPa1/2以上16.5MPa1/2以下、
分極項(δP)は7.0MPa1/2以上10.0MPa1/2以下、好ましくは7.5MPa1/2以上9.5MPa1/2以下、
水素結合項(δH)は8.0MPa1/2以上11.0MPa1/2以下、好ましくは8.5MPa1/2以上10.5MPa1/2以下である。
The dispersion term (δD) of the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A is 15.0 MPa 1/2 or more and 17.0 MPa 1/2 or less, preferably 15.5 MPa 1/2 or more and 16.5 MPa 1/2 or less;
The polarization term (δP) is 7.0 MPa 1/2 or more and 10.0 MPa 1/2 or less, preferably 7.5 MPa 1/2 or more and 9.5 MPa 1/2 or less,
The hydrogen bond parameter (δH) is 8.0 MPa 1/2 or more and 11.0 MPa 1/2 or less, and preferably 8.5 MPa 1/2 or more and 10.5 MPa 1/2 or less.
溶剤Bのハンセン溶解度パラメータbの分散項(δD)は14.0MPa1/2以上25.0MPa1/2以下、好ましくは16.0MPa1/2以上19.5MPa1/2以下、
分極項(δP)は5.0MPa1/2以上19.0MPa1/2以下、好ましくは5.0MPa1/2以上16.0MPa1/2以下、
水素結合項(δH)は4.0MPa1/2以上15.5MPa1/2以下、好ましくは4.0MPa1/2以上8.0MPa1/2以下である。
上記範囲にあると、銀含有粒子Aとのなじみが適度であり、さらに熱硬化性樹脂Cに対する溶解性にも優れる。
The dispersion term (δD) of the Hansen solubility parameter b of the solvent B is 14.0 MPa 1/2 or more and 25.0 MPa 1/2 or less, preferably 16.0 MPa 1/2 or more and 19.5 MPa 1/2 or less;
The polarization term (δP) is 5.0 MPa 1/2 or more and 19.0 MPa 1/2 or less, preferably 5.0 MPa 1/2 or more and 16.0 MPa 1/2 or less,
The hydrogen bond parameter (δH) is 4.0 MPa 1/2 or more and 15.5 MPa 1/2 or less, and preferably 4.0 MPa 1/2 or more and 8.0 MPa 1/2 or less.
When the content is within the above range, compatibility with the silver-containing particles A is appropriate, and furthermore, the solubility in the thermosetting resin C is excellent.
ハンセンの溶解度パラメータ(HSP)は、ある物質が他のある物質にどのくらい溶けるのかという溶解性を表す指標である。HSPは、溶解性を3次元のベクトルで表す。この3次元ベクトルは、代表的には、分散項(δD)、分極項(δP)、水素結合項(δH)で表すことができる。そしてベクトルが似ている物質同士は、溶解性が高いと判断できる。ベクトルの類似度をハンセン溶解度パラメータの距離(下記式で表されるΔHSP)で判断することが可能である。
下記式において、物質1のハンセンの溶解度パラメータを分散項(δD1)、分極項(δP1)、水素結合項(δH1)を用いて表し、物質2のハンセンの溶解度パラメータを分散項(δD2)、分極項(δP2)、水素結合項(δH2)を用いて表す。ΔHSPが小さいほど、2つの物質は相溶性に優れると判断される。
Hansen solubility parameter (HSP) is an index that indicates the solubility of a substance, i.e., how much a substance dissolves in another substance. HSP expresses solubility as a three-dimensional vector. This three-dimensional vector can be typically expressed by a dispersion term (δD), a polarization term (δP), and a hydrogen bond term (δH). Substances with similar vectors can be judged to have high solubility. The similarity of vectors can be judged by the distance of the Hansen solubility parameter (ΔHSP, expressed by the following formula).
In the following formula, the Hansen solubility parameter of substance 1 is expressed using the dispersion term (δD1), the polarization term (δP1), and the hydrogen bond term (δH1), and the Hansen solubility parameter of substance 2 is expressed using the dispersion term (δD2), the polarization term (δP2), and the hydrogen bond term (δH2). The smaller the ΔHSP, the more compatible the two substances are.
本実施形態においては、不溶性の銀含有粒子Aの評価用溶剤に対する分散性評価から算出されたハンセン溶解度パラメータと、溶剤Bのハンセン溶解度パラメータとの関係に着目して完成されたものである。すなわち、これらのハンセン溶解度パラメータの差(ΔHSP)が所定の範囲にあれば、ペースト状樹脂組成物中の銀含有粒子Aの分散と凝集のバランスが最適化され、銀含有粒子A同士の接触率が向上することから、焼結後においてネットワークが形成され電気伝導性が改善されることを見出し完成されたものである。 This embodiment was completed by focusing on the relationship between the Hansen solubility parameter calculated from the dispersibility evaluation of insoluble silver-containing particles A in the evaluation solvent and the Hansen solubility parameter of solvent B. In other words, it was discovered that if the difference between these Hansen solubility parameters (ΔHSP) is within a predetermined range, the balance between the dispersion and aggregation of silver-containing particles A in the paste-like resin composition is optimized, and the contact rate between the silver-containing particles A is improved, so that a network is formed after sintering and electrical conductivity is improved.
ハンセン溶解度パラメータ(HSP値)は、HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)というコンピュータソフトウェアを用いて算出することができる。本実施形態においては、コンピュータソフトウェアHSPiPとして、バージョン5.2.02のSphereプログラムを用いる。
ここで、ハンセンとアボットが開発したコンピュータソフトウェアHSPiPには、HSP距離を計算する機能と溶剤もしくは非溶剤のハンセンパラメーターを記載したデータベースが含まれている。溶剤Bのハンセン溶解度パラメータ(HSP)bは、データベースから、またはコンピュータソフトウェアHSPiPのDIY(Do It Yourself)プログラムに分子構造をSMILE記法で入力することで推定値を得ることができる。
The Hansen Solubility Parameter (HSP value) can be calculated using computer software called HSPiP (Hansen Solubility Parameters in Practice). In this embodiment, the Sphere program version 5.2.02 is used as the computer software HSPiP.
Here, the computer software HSPiP developed by Hansen and Abbott includes a function for calculating HSP distances and a database that lists the Hansen parameters of solvents or non-solvents. The Hansen solubility parameter (HSP) b of solvent B can be estimated from the database or by inputting the molecular structure in SMILE notation into the DIY (Do It Yourself) program of the computer software HSPiP.
[銀含有粒子A]
銀含有粒子Aは、適切な熱処理によってシンタリング(焼結)を起こし、粒子連結構造(シンタリング構造)を形成することができる。
[Silver-containing particles A]
The silver-containing particles A can be sintered by an appropriate heat treatment to form a particle-connected structure (sintered structure).
特に、ペースト状樹脂組成物中に銀含有粒子が含まれること、特に、粒径が比較的小さくて比表面積が比較的大きい銀粒子が含まれることで、比較的低温(180℃程度)での熱処理でもシンタリング構造が形成されやすい。好ましい粒径については後述する。 In particular, when the paste-like resin composition contains silver-containing particles, particularly silver particles with a relatively small particle size and a relatively large specific surface area, a sintered structure is easily formed even when heat-treated at a relatively low temperature (about 180°C). The preferred particle size will be described later.
銀含有粒子Aの形状は特に限定されない。好ましい形状は球状であるが、球状ではない形状、例えば楕円体状、扁平状、板状、フレーク状、針状、鱗片状、凝集状、および多面体形状などでもよい。銀含有粒子Aは、これらの形状の銀含有粒子を少なくとも1種含むことができる。
本実施形態においては、球状、鱗片状、凝集状、および多面体形状の銀含有粒子から選択される2種以上を含むことが好ましく、球状の銀含有粒子a1と、鱗片状、凝集状、および多面体形状から選択される1種以上の銀含有粒子a2とを含むことがより好ましい。これにより、銀含有粒子同士の接触率がさらに向上することから、当該ペースト状樹脂組成物の焼結後においてネットワークが容易に形成され熱伝導性および電気伝導性がさらに向上する。
銀含有粒子Aが銀含有粒子a2を含むことにより、ペースト状樹脂組成物から得られる成形物の樹脂クラックを抑制したり、線膨張係数を抑制することができる。
The shape of the silver-containing particles A is not particularly limited. A preferred shape is spherical, but non-spherical shapes such as ellipsoidal, flat, plate-like, flake-like, needle-like, scale-like, aggregated, and polyhedral shapes are also acceptable. The silver-containing particles A may contain at least one type of silver-containing particles having these shapes.
In this embodiment, it is preferable to include two or more types selected from spherical, scaly, aggregated, and polyhedral silver-containing particles, and it is more preferable to include spherical silver-containing particles a1 and one or more types of silver-containing particles a2 selected from scaly, aggregated, and polyhedral shapes. This further improves the contact rate between the silver-containing particles, and therefore a network is easily formed after sintering of the paste-like resin composition, thereby further improving the thermal conductivity and electrical conductivity.
When the silver-containing particles A contain the silver-containing particles a2, resin cracks in a molded product obtained from the paste resin composition can be suppressed, and the linear expansion coefficient can be suppressed.
なお、本実施形態において、「球状」とは、完全な真球に限られず、表面に若干の凹凸がある形状等も包含する。
銀含有粒子Aは、その表面がカルボン酸、炭素数4~30の飽和脂肪酸、または一価の炭素数4~30の不飽和脂肪酸、長鎖アルキルニトリル等処理されていてもよい。
In this embodiment, the term "spherical" is not limited to a perfect sphere, but also includes shapes with slight irregularities on the surface.
The silver-containing particles A may have their surfaces treated with a carboxylic acid, a saturated fatty acid having 4 to 30 carbon atoms, a monovalent unsaturated fatty acid having 4 to 30 carbon atoms, a long-chain alkylnitrile, or the like.
銀含有粒子Aは、(i)実質的に銀のみからなる粒子であってもよいし、(ii)銀と銀以外の成分からなる粒子であってもよい。また、金属含有粒子として(i)および(ii)が併用されてもよい。 The silver-containing particles A may be (i) particles consisting essentially of silver, or (ii) particles consisting of silver and components other than silver. In addition, (i) and (ii) may be used in combination as metal-containing particles.
本実施形態において、特に好ましくは、銀含有粒子Aは、樹脂粒子の表面が銀でコートされた銀コート樹脂粒子を含む。これにより、熱伝導性により優れるとともに貯蔵弾性率により優れた硬化物が得られるペースト状樹脂組成物を調製することができる。 In this embodiment, it is particularly preferable that the silver-containing particles A include silver-coated resin particles in which the surfaces of resin particles are coated with silver. This makes it possible to prepare a paste-like resin composition that provides a cured product with superior thermal conductivity and storage modulus.
銀コート樹脂粒子は、表面が銀であり、かつ、内部が樹脂であるため、熱伝導性が良く、かつ、銀のみからなる粒子と比較してやわらかい、と考えられる。このため、銀コート樹脂粒子を用いることで、熱伝導率や貯蔵弾性率を適切な値に設計しやすいと考えられる。 Because silver-coated resin particles have a silver surface and a resin interior, they are thought to have good thermal conductivity and are softer than particles made only of silver. For this reason, it is thought that the use of silver-coated resin particles makes it easier to design the thermal conductivity and storage modulus to appropriate values.
通常、熱伝導性を大きくするためには、銀含有粒子の量を増やすことが考えられる。しかし、通常、金属は「硬い」ため、銀含有粒子の量が多すぎると、シンタリング後の弾性率が大きくなりすぎてしまう場合がある。銀含有粒子の一部または全部が銀コート樹脂粒子であることで、所望の熱伝導率や貯蔵弾性率を有する硬化物を得ることができるペースト状樹脂組成物を容易に設計することができる。 Normally, increasing the amount of silver-containing particles would be considered to increase thermal conductivity. However, metals are usually "hard," so if the amount of silver-containing particles is too high, the elastic modulus after sintering may become too large. By using silver-coated resin particles in part or in whole, it is possible to easily design a paste-like resin composition that can give a cured product with the desired thermal conductivity and storage elastic modulus.
銀コート樹脂粒子においては、樹脂粒子の表面の少なくとも一部の領域を銀層が覆っていればよい。もちろん、樹脂粒子の表面の全面を銀が覆っていてもよい。 In silver-coated resin particles, it is sufficient that at least a portion of the surface of the resin particle is covered with a silver layer. Of course, the entire surface of the resin particle may be covered with silver.
具体的には、銀コート樹脂粒子において、銀層は、樹脂粒子の表面の好ましくは50%以上、より好ましく75%以上、さらに好ましくは90%以上を覆っている。特に好ましくは、銀コート樹脂粒子において、銀層は、樹脂粒子の表面の実質的に全てを覆っている。
別観点として、銀コート樹脂粒子をある断面で切断したときには、その断面の周囲全部に銀層が確認されることが好ましい。
Specifically, in the silver-coated resin particles, the silver layer covers preferably 50% or more, more preferably 75% or more, and even more preferably 90% or more of the surface of the resin particle, and particularly preferably, in the silver-coated resin particles, the silver layer covers substantially the entire surface of the resin particle.
From another viewpoint, it is preferable that when a silver-coated resin particle is cut at a cross section, a silver layer is observed all around the periphery of the cross section.
さらに別観点として、銀コート樹脂粒子中の、樹脂/銀の質量比率は、例えば90/10~10/90、好ましくは80/20~20/80、より好ましくは70/30~30/70である。 From another perspective, the mass ratio of resin to silver in the silver-coated resin particles is, for example, 90/10 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 70/30 to 30/70.
銀コート樹脂粒子における「樹脂」としては、例えば、シリコーン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などを挙げることができる。もちろん、これら以外の樹脂であってもよい。また、樹脂は1種のみであってもよいし、2種以上の樹脂が併用されてもよい。
弾性特性や耐熱性の観点から、樹脂は、シリコーン樹脂または(メタ)アクリル樹脂が好ましい。
Examples of the "resin" in the silver-coated resin particles include silicone resin, (meth)acrylic resin, phenol resin, polystyrene resin, melamine resin, polyamide resin, polytetrafluoroethylene resin, etc. Of course, other resins may also be used. In addition, only one type of resin may be used, or two or more types of resins may be used in combination.
From the viewpoint of elasticity and heat resistance, the resin is preferably a silicone resin or a (meth)acrylic resin.
シリコーン樹脂は、メチルクロロシラン、トリメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のオルガノクロロシランを重合させることにより得られるオルガノポリシロキサンにより構成される粒子でもよい。また、オルガノポリシロキサンをさらに三次元架橋した構造を基本骨格としたシリコーン樹脂でもよい。 The silicone resin may be particles composed of organopolysiloxane obtained by polymerizing organochlorosilane such as methylchlorosilane, trimethyltrichlorosilane, or dimethyldichlorosilane. It may also be a silicone resin whose basic structure is a structure in which organopolysiloxane is further crosslinked in three dimensions.
(メタ)アクリル樹脂は、主成分(50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上)として(メタ)アクリル酸エステルを含むモノマーを重合させて得られた樹脂であることができる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-プロピル(メタ)アクリレート、クロロ-2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートおよびイソボロノル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を挙げることができる。また、アクリル系樹脂のモノマー成分には、少量の他のモノマーが含まれていてもよい。そのような他のモノマー成分としては、例えば、スチレン系モノマーが挙げられる。銀コート(メタ)アクリル樹脂については、特開2017-126463号公報の記載なども参照されたい。 The (meth)acrylic resin can be a resin obtained by polymerizing a monomer containing a (meth)acrylic acid ester as the main component (50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more). Examples of the (meth)acrylic acid ester include at least one compound selected from the group consisting of methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-propyl (meth)acrylate, chloro-2-hydroxyethyl (meth)acrylate, diethylene glycol mono(meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, and isobornyl (meth)acrylate. The monomer components of the acrylic resin may contain small amounts of other monomers. Examples of such other monomer components include styrene-based monomers. For information on silver-coated (meth)acrylic resins, see, for example, JP 2017-126463 A.
シリコーン樹脂や(メタ)アクリル樹脂中に各種官能基を導入してもよい。導入できる官能基は特に限定されない。例えば、エポキシ基、アミノ基、メトキシ基、フェニル基、カルボキシル基、水酸基、アルキル基、ビニル基、メルカプト基等が挙げられる。 Various functional groups may be introduced into the silicone resin or (meth)acrylic resin. There are no particular limitations on the functional groups that can be introduced. Examples include epoxy groups, amino groups, methoxy groups, phenyl groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, alkyl groups, vinyl groups, and mercapto groups.
銀コート樹脂粒子における樹脂粒子の部分は、各種の添加成分、例えば低応力改質剤などを含んでもよい。低応力改質剤としては、ブタジエンスチレンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、ポリウレタンゴム、ポリイソプレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、液状オルガノポリシロキサン、液状ポリブタジエン等の液状合成ゴム等が挙げられる。特に、樹脂粒子の部分がシリコーン樹脂を含む場合、低応力改質剤を含むことで、銀コート樹脂粒子の弾性特性を好ましいものとすることができる。 The resin particle portion of the silver-coated resin particles may contain various additive components, such as low-stress modifiers. Examples of low-stress modifiers include liquid synthetic rubbers such as butadiene styrene rubber, butadiene acrylonitrile rubber, polyurethane rubber, polyisoprene rubber, acrylic rubber, fluororubber, liquid organopolysiloxane, and liquid polybutadiene. In particular, when the resin particle portion contains silicone resin, the elastic properties of the silver-coated resin particles can be made favorable by including a low-stress modifier.
銀コート樹脂粒子における樹脂粒子の部分の形状は、特に限定されない。好ましくは、球状と、球状以外の異形状、例えば扁平状、板状、針状などとの組み合わせが好ましい。 The shape of the resin particle portion of the silver-coated resin particles is not particularly limited. Preferably, the shape is a combination of a sphere and an irregular shape other than a sphere, such as a flat, plate-like, or needle-like shape.
銀コート樹脂粒子の比重は特に限定されないが、下限は、例えば2以上、好ましくは2.5以上、より好ましくは3以上である。また、比重の上限は、例えば10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下である。比重が適切であることは、銀コート樹脂粒子そのものの分散性や、銀コート樹脂粒子とそれ以外の銀含有粒子を併用したときの均一性などの点で好ましい。 The specific gravity of the silver-coated resin particles is not particularly limited, but the lower limit is, for example, 2 or more, preferably 2.5 or more, and more preferably 3 or more. The upper limit of the specific gravity is, for example, 10 or less, preferably 9 or less, and more preferably 8 or less. An appropriate specific gravity is preferable in terms of the dispersibility of the silver-coated resin particles themselves and the uniformity when the silver-coated resin particles are used in combination with other silver-containing particles.
銀コート樹脂粒子を用いる場合、銀含有粒子A全体中の銀コート樹脂粒子の割合は、好ましくは1~50質量%、より好ましくは3~45質量%、さらに好ましくは5~40質量%である。この割合を適切に調整することで、ヒートサイクルによる接着力の低下を抑えつつ、放熱性を一層高めることができる。 When silver-coated resin particles are used, the proportion of silver-coated resin particles in the entire silver-containing particles A is preferably 1 to 50 mass%, more preferably 3 to 45 mass%, and even more preferably 5 to 40 mass%. By appropriately adjusting this proportion, it is possible to further improve heat dissipation while suppressing the decrease in adhesive strength due to heat cycles.
ちなみに、銀含有粒子A全体中の銀コート樹脂粒子の割合が100質量%ではない場合、銀コート樹脂粒子以外の銀含有粒子は、例えば、実質的に銀のみからなる粒子である。 Incidentally, when the proportion of silver-coated resin particles in the entire silver-containing particles A is not 100% by mass, the silver-containing particles other than the silver-coated resin particles are, for example, particles that are substantially composed of only silver.
銀含有粒子Aのメジアン径D50は、例えば0.001~1000μm、好ましくは0.01~100μm、より好ましくは0.1~20μmである。D50を適切な値とすることで、熱伝導性、焼結性、ヒートサイクルに対する耐性などのバランスを取りやすい。また、D50を適切な値とすることで、塗布/接着の作業性の向上などを図れることもある。
銀含有粒子の粒度分布(横軸:粒子径、縦軸:頻度)は、単峰性であっても多峰性であってもよい。
The median diameter D50 of the silver-containing particles A is, for example, 0.001 to 1000 μm, preferably 0.01 to 100 μm, and more preferably 0.1 to 20 μm. By setting D50 to an appropriate value, it is easy to balance thermal conductivity, sinterability, resistance to heat cycles, and the like. In addition, by setting D50 to an appropriate value, it may be possible to improve workability in coating/adhesion, etc.
The particle size distribution of the silver-containing particles (abscissa: particle diameter, ordinate: frequency) may be unimodal or multimodal.
実質的に銀のみからなる粒子のメジアン径D50は、例えば0.8μm以上、好ましくは1.0μm以上、より好ましくは1.2μm以上である。これにより、熱伝導性をより高めることができる。 The median diameter D50 of the particles consisting essentially of silver is, for example, 0.8 μm or more, preferably 1.0 μm or more, and more preferably 1.2 μm or more. This can further increase the thermal conductivity.
また、実質的に銀のみからなる粒子のメジアン径D50は、例えば7.0μm以下、好ましくは5.0μm以下、より好ましくは4.0μm以下である。これにより、シンタリングのしやすさの一層の向上、シンタリングの均一性の向上などを図ることができる。 The median diameter D50 of the particles consisting essentially of silver is, for example, 7.0 μm or less, preferably 5.0 μm or less, and more preferably 4.0 μm or less, which can further improve the ease of sintering and the uniformity of sintering.
銀含有粒子Aのメジアン径D50は、例えば0.5μm以上、好ましくは1.5μm以上、より好ましくは2.0μm以上である。これにより、貯蔵弾性率E'を適切な値にしやすい。 The median diameter D50 of the silver-containing particles A is, for example, 0.5 μm or more, preferably 1.5 μm or more, and more preferably 2.0 μm or more, which makes it easy to adjust the storage modulus E′ to an appropriate value.
また、銀含有粒子Aのメジアン径D50は、例えば20μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。これにより、熱伝導性を十分大きくしやすい。 The median diameter D50 of the silver-containing particles A is, for example, 20 μm or less, preferably 15 μm or less, and more preferably 10 μm or less. This makes it easier to achieve sufficiently high thermal conductivity.
銀含有粒子Aのメジアン径D50は、例えば、シスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置FPIA(登録商標)-3000を用い、粒子画像計測を行うことで求めることができる。より具体的には、この装置を用い、湿式で体積基準のメジアン径を計測することで、銀含有粒子Aの粒子径を決定することができる。 The median diameter D50 of the silver-containing particles A can be determined by particle image measurement using, for example, a flow particle image analyzer FPIA (registered trademark)-3000 manufactured by Sysmex Corp. More specifically, the particle diameter of the silver-containing particles A can be determined by measuring the volume-based median diameter in a wet manner using this device.
ペースト状樹脂組成物全体中の銀含有粒子Aの割合は、例えば1~98質量%、好ましくは30~95質量%、より好ましくは50~90質量%である。金属含有粒子の割合を1質量%以上とすることで、熱伝導性を高めやすい。銀含有粒子Aの割合を98質量%以下とすることで、塗布/接着の作業性を向上させることができる。 The proportion of silver-containing particles A in the entire paste-like resin composition is, for example, 1 to 98% by mass, preferably 30 to 95% by mass, and more preferably 50 to 90% by mass. By making the proportion of metal-containing particles 1% by mass or more, it is easy to increase thermal conductivity. By making the proportion of silver-containing particles A 98% by mass or less, it is possible to improve the workability of application/adhesion.
銀含有粒子Aのうち、実質的に銀のみからなる粒子は、例えば、DOWAハイテック社、福田金属箔粉工業社などより入手することができる。また、銀コート樹脂粒子は、例えば、三菱マテリアル社、積水化学工業社、株式会社山王などより入手することができる。 Among the silver-containing particles A, particles consisting essentially of silver alone can be obtained, for example, from Dowa Hightec Co., Ltd. and Fukuda Metal Foil and Powder Co., Ltd. In addition, silver-coated resin particles can be obtained, for example, from Mitsubishi Materials Corporation, Sekisui Chemical Co., Ltd., Sanno Co., Ltd., etc.
[溶剤B]
溶剤Bは、溶剤Bのハンセン溶解度パラメータbと銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaとの差が所定の範囲にあれば、特に限定されず用いることができる。溶剤Bは、常温(25℃)で液体の化合物であって、単官能モノマーを含むことができる。
溶剤Bは、1種の溶剤であってもよく、2種以上混合してハンセン溶解度パラメータを調整することができる。
[Solvent B]
Solvent B may be used without any particular limitation as long as the difference between the Hansen solubility parameter b of solvent B and the Hansen solubility parameter a of silver-containing particles A is within a predetermined range. Solvent B is a compound that is liquid at room temperature (25° C.) and may contain a monofunctional monomer.
Solvent B may be one type of solvent, or two or more types may be mixed to adjust the Hansen solubility parameter.
溶剤Bが1種の溶剤からなる場合は、銀含有粒子Aとの関係において、ハンセン溶解度パラメータaとハンセン溶解度パラメータbの差が所定の範囲に入れば使用することができ、例えばトリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、γ-ブチロラクトン、イソボニルシクロヘキサノール、ターピネオール、イソボニルシクロヘキサノール、またはジエチレングリコール等を挙げることができる。
中でも、トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、γ-ブチロラクトン、イソボニルシクロヘキサノール、またはターピネオールが好ましい。
When solvent B consists of one kind of solvent, it can be used as long as the difference between the Hansen solubility parameter a and the Hansen solubility parameter b in relation to the silver-containing particles A falls within a predetermined range. Examples of such solvents include tripropylene glycol mono-n-butyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, diacetone alcohol, triethylene glycol dimethyl ether, γ-butyrolactone, isobornylcyclohexanol, terpineol, isobornylcyclohexanol, and diethylene glycol.
Among these, tripropylene glycol mono-n-butyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, γ-butyrolactone, isobornylcyclohexanol, or terpineol is preferred.
溶剤Bが2種以上の溶剤からなる場合は、トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、炭酸プロピレン、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、γ-ブチロラクトン、カルビトール、n-ドデカン、イソボニルシクロヘキサノール、ターピネオール、プロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、δ-バレロラクン、ブチルカルビトール、フェノキシプロパノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、ジメチルイソソルビド、イソホロン、ブチルジグリコールアセテート、ヘキシレングリコール、安息香酸ブチル、2-フェノキシエタノール、ベンジルアルコール、ジヒドロレボグルコセノン、ジプロピレングリコール、およびカプロラクトンから選択される2種以上の溶剤を混合し、ハンセン溶解度パラメータを調整して用いることができる。 When solvent B is composed of two or more solvents, two or more solvents selected from tripropylene glycol mono-n-butyl ether, propylene carbonate, diacetone alcohol, triethylene glycol dimethyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, ethylene glycol, diethylene glycol, γ-butyrolactone, carbitol, n-dodecane, isobornylcyclohexanol, terpineol, propylene glycol phenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, δ-valerolactone, butyl carbitol, phenoxypropanol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, dimethyl isosorbide, isophorone, butyl diglycol acetate, hexylene glycol, butyl benzoate, 2-phenoxyethanol, benzyl alcohol, dihydrolevoglucosenone, dipropylene glycol, and caprolactone can be mixed and used by adjusting the Hansen solubility parameter.
溶剤Bの沸点は、220℃以上350℃以下、好ましくは240℃以上320℃以下、さらに好ましくは250℃以上300℃以下である。2種以上の溶剤を混合して用いる場合は混合溶剤の沸点である。
溶剤Bの沸点が当該範囲であることにより、ペースト状樹脂組成物を焼結して得られる材料においてボイドの発生を抑制することができる。
The boiling point of solvent B is 220° C. or higher and 350° C. or lower, preferably 240° C. or higher and 320° C. or lower, and more preferably 250° C. or higher and 300° C. or lower. When two or more solvents are used in combination, the boiling point is the boiling point of the mixed solvent.
When the boiling point of the solvent B is within the above range, the generation of voids in the material obtained by sintering the paste-like resin composition can be suppressed.
ペースト状樹脂組成物全体中の溶剤Bの割合は、本発明の効果の観点から、例えば1~20質量%、好ましくは1.5~15質量%、より好ましくは2~10質量%である。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the proportion of solvent B in the entire paste-like resin composition is, for example, 1 to 20 mass %, preferably 1.5 to 15 mass %, and more preferably 2 to 10 mass %.
[熱硬化性樹脂C]
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、さらに熱硬化性樹脂Cを含むことができる。
[Thermosetting resin C]
The paste-like resin composition of the present embodiment may further contain a thermosetting resin C.
熱硬化性樹脂Cは、通常、ラジカルなどの活性化学種が作用することで重合/架橋する基、および/または、後述の硬化剤Dと反応する化学構造を含む。熱硬化性樹脂Cは、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、エチレン性炭素-炭素二重結合を含む基、ヒドロキシ基、イソシアネート基、マレイミド構造などのうち1または2以上を含む。
熱硬化性樹脂Cとしては、好ましくは、エポキシ樹脂を挙げることができる。
エポキシ樹脂は、一分子中にエポキシ基を1つのみ備える化合物であってもよいし、一分子中にエポキシ基を2つ以上備える化合物であってもよい。
The thermosetting resin C usually contains a group that polymerizes/crosslinks when acted upon by an active chemical species such as a radical, and/or a chemical structure that reacts with a curing agent D described below. The thermosetting resin C contains, for example, one or more of an epoxy group, an oxetanyl group, a group containing an ethylenic carbon-carbon double bond, a hydroxy group, an isocyanate group, a maleimide structure, and the like.
As the thermosetting resin C, preferably, an epoxy resin can be used.
The epoxy resin may be a compound having only one epoxy group in one molecule, or may be a compound having two or more epoxy groups in one molecule.
エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の2官能性または結晶性エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびアルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の3官能型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂;トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられる。 Epoxy resins include, for example, bifunctional or crystalline epoxy resins such as biphenyl type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, and hydroquinone type epoxy resins; novolac type epoxy resins such as cresol novolac type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, and naphthol novolac type epoxy resins; phenol aralkyl type epoxy resins such as phenylene skeleton-containing phenol aralkyl type epoxy resins, biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl type epoxy resins, and phenylene skeleton-containing naphthol aralkyl type epoxy resins; trifunctional type epoxy resins such as triphenol methane type epoxy resins and alkyl-modified triphenol methane type epoxy resins; modified phenol type epoxy resins such as dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resins and terpene-modified phenol type epoxy resins; heterocyclic ring-containing epoxy resins such as triazine nucleus-containing epoxy resins, etc.
また、エポキシ基含有化合物として、4-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル、m,p-クレジルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル等の、単官能のエポキシ基含有化合物を含むこともできる。
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、熱硬化性成分を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
Furthermore, the epoxy group-containing compound may also include monofunctional epoxy group-containing compounds such as 4-tert-butylphenyl glycidyl ether, m,p-cresyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and cresyl glycidyl ether.
The paste-like resin composition of the present embodiment may contain only one type of thermosetting component, or may contain two or more types of thermosetting components.
本実施形態においては、熱硬化性樹脂Cと(メタ)アクリロイル基含有化合物とが併用されることも好ましい。これらを併用する場合の比率(質量比)は特に限定されないが、例えば熱硬化性樹脂C/(メタ)アクリロイル基含有化合物=95/5~50/50、好ましくは熱硬化性樹脂C/((メタ)アクリロイル基含有化合物=90/10~60/40である。 In this embodiment, it is also preferable to use a combination of thermosetting resin C and a (meth)acryloyl group-containing compound. When these are used in combination, the ratio (mass ratio) is not particularly limited, but for example, thermosetting resin C/(meth)acryloyl group-containing compound=95/5 to 50/50, preferably thermosetting resin C/((meth)acryloyl group-containing compound=90/10 to 60/40.
(メタ)アクリル基含有化合物としては、ジエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール♯200ジ(メタ)アクリレート(n:4)、ポリエチレングリコール♯400ジ(メタ)アクリレート(n:9)、ポリエチレングリコール♯600ジ(メタ)アクリレート(n:14)、ポリエチレングリコール♯1000ジ(メタ)アクリレート(n:23)等を挙げることができる。 Examples of (meth)acrylic group-containing compounds include diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol #200 di(meth)acrylate (n:4), polyethylene glycol #400 di(meth)acrylate (n:9), polyethylene glycol #600 di(meth)acrylate (n:14), polyethylene glycol #1000 di(meth)acrylate (n:23), etc.
熱硬化性樹脂Cとしてはエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が好ましく挙げられる。
本実施形態のペースト状樹脂組成物中の、熱硬化性樹脂Cの量は、不揮発成分全体中、例えば3~20質量%、好ましくは5~15質量%である。
An epoxy resin is preferable as the thermosetting resin C. Preferred examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin.
The amount of the thermosetting resin C in the paste-like resin composition of this embodiment is, for example, 3 to 20 mass %, preferably 5 to 15 mass %, of the total non-volatile components.
[硬化剤D]
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、さらに硬化剤Dを含むことができる。
[Curing agent D]
The paste-like resin composition of the present embodiment may further contain a curing agent D.
硬化剤Dとしては、熱硬化性樹脂Cと反応する反応性基を有するものを挙げることができる。硬化剤Dは、例えば、熱硬化性樹脂C中に含まれるエポキシ基、マレイミド基、ヒドロキシ基などの官能基と反応する反応性基を含む。 The curing agent D may be one having a reactive group that reacts with the thermosetting resin C. The curing agent D may include, for example, a reactive group that reacts with a functional group, such as an epoxy group, a maleimide group, or a hydroxyl group, contained in the thermosetting resin C.
硬化剤Dは、好ましくは、フェノール系硬化剤および/またはイミダゾール系硬化剤を含む。これら硬化剤は、特に、熱硬化性成分がエポキシ基を含む場合に好ましい。
フェノール系硬化剤は、低分子化合物あってもよいし、高分子化合物(すなわちフェノール樹脂)であってもよい。
The hardener D preferably comprises a phenolic hardener and/or an imidazole hardener, which are particularly preferred when the thermosetting component comprises epoxy groups.
The phenolic curing agent may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound (i.e., a phenolic resin).
低分子化合物であるフェノール系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF(ジヒドロキシジフェニルメタン)等のビスフェノール化合物(ビスフェノールF骨格を有するフェノール樹脂);4,4'-ビフェノールなどのビフェニレン骨格を有する化合物などが挙げられる。 Examples of phenol-based hardeners, which are low molecular weight compounds, include bisphenol compounds (phenolic resins having a bisphenol F skeleton) such as bisphenol A and bisphenol F (dihydroxydiphenylmethane); compounds having a biphenylene skeleton such as 4,4'-biphenol; etc.
フェノール樹脂として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、フェノール-ビフェニルノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;ポリビニルフェノール;トリフェニルメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル型フェノール樹脂などを挙げることができる。
硬化剤Dを用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the phenol resin include novolac-type phenol resins such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, bisphenol novolac resin, and phenol-biphenyl novolac resin; polyvinylphenol; multifunctional phenol resins such as triphenylmethane-type phenol resin; modified phenol resins such as terpene-modified phenol resin and dicyclopentadiene-modified phenol resin; and phenol aralkyl-type phenol resins such as phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton and naphthol aralkyl resins having a phenylene and/or biphenylene skeleton.
When the curing agent D is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
本実施形態のペースト状樹脂組成物が硬化剤Dを含む場合、その量は、熱硬化性樹脂Cの量を100質量部としたとき、例えば30~300質量部、好ましくは50~200質量部である。 When the paste-like resin composition of this embodiment contains the curing agent D, the amount of the curing agent D is, for example, 30 to 300 parts by mass, preferably 50 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermosetting resin C.
(硬化促進剤)
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、さらに硬化促進剤を含むことができる。
硬化促進剤は、典型的には熱硬化性樹脂Cと硬化剤Dとの反応を促進させるものである。
(Cure Accelerator)
The paste-like resin composition of the present embodiment may further contain a curing accelerator.
The curing accelerator typically accelerates the reaction between the thermosetting resin C and the curing agent D.
硬化促進剤として具体的には、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;ジシアンジアミド、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、ベンジルジメチルアミン等のアミジンや3級アミン;上記アミジンまたは上記3級アミンの4級アンモニウム塩等の窒素原子含有化合物などが挙げられる。
硬化促進剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the curing accelerator include phosphorus atom-containing compounds such as organic phosphines, tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, and adducts of phosphonium compounds and silane compounds; amidines and tertiary amines such as dicyandiamide, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7, and benzyldimethylamine; and nitrogen atom-containing compounds such as quaternary ammonium salts of the above amidines or the above tertiary amines.
When a curing accelerator is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
本実施形態のペースト状樹脂組成物が硬化促進剤を含む場合、その量は、熱硬化性樹脂Cの量を100質量部としたとき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~5質量部である。 When the paste-like resin composition of this embodiment contains a curing accelerator, the amount of the curing accelerator is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermosetting resin C.
(シランカップリング剤)
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、さらにシランカップリング剤を含むことができる。これにより、接着力の一層の向上を図ることができる。
(Silane coupling agent)
The paste-like resin composition of the present embodiment may further contain a silane coupling agent, which can further improve the adhesive strength.
シランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を挙げることができ、具体的には、ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニルシラン;
2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン;
p-スチリルトリメトキシシランなどのスチリルシラン;
3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリルシラン;
メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン;
N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン;
イソシアヌレートシラン;
アルキルシラン;
3-ウレイドプロピルトリアルコキシシランなどのウレイドシラン;
3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン;
3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシランなどを挙げることができる。
シランカップリング剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the silane coupling agent include known silane coupling agents, specifically, vinyl silanes such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane;
Epoxy silanes such as 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane;
Styrylsilanes such as p-styryltrimethoxysilane;
Methacrylsilanes such as 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane;
Acrylsilanes such as 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate and 3-acryloxypropyltrimethoxysilane;
Aminosilanes such as N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane;
Isocyanurate silane;
Alkylsilane;
Ureidosilanes such as 3-ureidopropyltrialkoxysilane;
Mercaptosilanes such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane;
Examples include isocyanate silanes such as 3-isocyanate propyl triethoxy silane.
When a silane coupling agent is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
本実施形態のペースト状樹脂組成物がシランカップリング剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量((メタ)アクリル基含有化合物(A)および熱硬化性樹脂Cの合計量)を100質量部としたとき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~5質量部である。 When the paste-like resin composition of this embodiment contains a silane coupling agent, the amount of the silane coupling agent is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass, when the amount of the thermosetting component (the total amount of the (meth)acrylic group-containing compound (A) and the thermosetting resin C) is taken as 100 parts by mass.
(可塑剤)
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、可塑剤を含むことができる。可塑剤により、貯蔵弾性率を小さめに設計しやすい。そして、ヒートサイクルによる接着力の低下を一層抑えやすくなる。
(Plasticizer)
The paste-like resin composition of the present embodiment may contain a plasticizer. The use of a plasticizer makes it easier to design the storage modulus to be smaller. In addition, it becomes easier to prevent the adhesive strength from decreasing due to heat cycles.
可塑剤として具体的には、ポリエステル化合物、シリコーンオイル、シリコーンゴム等のシリコーン化合物、ポリブタジエン無水マレイン酸付加体などのポリブタジエン化合物、アクリロニトリルブタジエン共重合化合物などを挙げることができる。
可塑剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the plasticizer include polyester compounds, silicone compounds such as silicone oil and silicone rubber, polybutadiene compounds such as polybutadiene maleic anhydride adducts, and acrylonitrile butadiene copolymer compounds.
When a plasticizer is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
本実施形態のペースト状樹脂組成物が可塑剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量((メタ)アクリル基含有化合物(A)および熱硬化性樹脂Cの合計量)を100質量部としたとき、例えば5~50質量部、好ましくは10~30質量部である。 When the paste-like resin composition of this embodiment contains a plasticizer, the amount of the plasticizer is, for example, 5 to 50 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass, when the amount of the thermosetting component (the total amount of the (meth)acrylic group-containing compound (A) and the thermosetting resin C) is taken as 100 parts by mass.
(ラジカル開始剤)
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、ラジカル開始剤を含むことができる。
ラジカル開始剤により、例えば、硬化が不十分となることを抑えることができたり、比較的低温(例えば180℃)での硬化反応を十分に進行させることができたり、接着力を一層向上させることができたりする場合がある。
ラジカル開始剤としては、過酸化物、アゾ化合物などを挙げることができる。
(Radical initiator)
The paste-like resin composition of the present embodiment may contain a radical initiator.
The use of a radical initiator can, for example, prevent insufficient curing, allow the curing reaction to proceed sufficiently at a relatively low temperature (e.g., 180° C.), and further improve adhesive strength.
The radical initiator may include peroxides, azo compounds, and the like.
過酸化物としては、例えば、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタールなどの有機過酸化物を挙げることができ、より具体的には、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール;
p-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド;
ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-へキシルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド;
ジベンゾイルパーオキサイド、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;
ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート;
2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-へキシルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノネート等のパーオキシエステルなどを挙げることができる。
Examples of the peroxide include organic peroxides such as diacyl peroxides, dialkyl peroxides, and peroxyketals. More specifically, examples of the peroxides include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; peroxyketals such as 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane and 2,2-di(4,4-di(t-butylperoxy)cyclohexyl)propane;
Hydroperoxides such as p-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and t-butyl hydroperoxide;
Dialkyl peroxides such as di(2-t-butylperoxyisopropyl)benzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3, and di-t-butyl peroxide;
Diacyl peroxides such as dibenzoyl peroxide and di(4-methylbenzoyl) peroxide;
Peroxydicarbonates such as di-n-propyl peroxydicarbonate and diisopropyl peroxydicarbonate;
Examples of the peroxyester include 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxybenzoate, and t-butylperoxy 2-ethylhexanoate.
アゾ化合物としては、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)などを挙げることができる。
ラジカル開始剤を用いる場合、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the azo compound include 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2-cyclopropylpropionitrile), and 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile).
When a radical initiator is used, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
本実施形態のペースト状樹脂組成物がラジカル開始剤を含む場合、その量は、熱硬化性成分の量を100質量部としたとき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~5質量部である。 When the paste-like resin composition of this embodiment contains a radical initiator, the amount of the radical initiator is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermosetting component.
(組成物の性状)
本実施形態のペースト状樹脂組成物は、好ましくは、20℃でペースト状である。すなわち、本実施形態のペースト状樹脂組成物は、好ましくは、20℃で、糊のようにして基板等に塗布することができる。このことにより、本実施形態のペースト状樹脂組成物を、半導体素子の接着剤などとして好ましく用いることができる。
もちろん、適用されるプロセスなどによっては、本実施形態のペースト状樹脂組成物は、比較的低粘度のワニス状などであってもよい。
(Properties of the composition)
The paste-like resin composition of the present embodiment is preferably in a paste form at 20° C. That is, the paste-like resin composition of the present embodiment can be applied to a substrate or the like, preferably at 20° C. This allows the paste-like resin composition of the present embodiment to be preferably used as an adhesive for semiconductor elements, or the like.
Of course, depending on the process to be applied, the paste-like resin composition of the present embodiment may be in the form of a varnish having a relatively low viscosity.
<ペースト状樹脂組成物の製造方法>
本実施形態のペースト状樹脂組成物の製造方法は、
前述の方法で銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaを測定するとともに、溶剤のハンセン溶解度パラメータbを測定する工程と、
ハンセン溶解度パラメータaに対する、ハンセン溶解度パラメータbの差が4.3以上9.8以下となる溶剤Bを選択する工程と、
銀含有粒子Aと、選択された溶剤Bと、熱硬化性樹脂Cと、必要に応じてその他の成分とを、従来公知の方法で混合する工程と、を含む。
<Method of producing paste-like resin composition>
The method for producing a paste-like resin composition of the present embodiment includes the steps of:
measuring the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter b of the solvent by the above-mentioned method;
A step of selecting a solvent B such that the difference between the Hansen solubility parameter b and the Hansen solubility parameter a is 4.3 or more and 9.8 or less;
The method includes a step of mixing silver-containing particles A, a selected solvent B, a thermosetting resin C, and, if necessary, other components, by a conventionally known method.
<高熱伝導性材料>
本実施形態のペースト状樹脂組成物を焼結することにより高熱伝導性材料を得ることができる。
高熱伝導性材料の形状を変えることにより、自動車、電機分野において熱放散性を必要とする様々な部品に適用することができる。
<Highly thermal conductive materials>
A highly thermally conductive material can be obtained by sintering the paste-like resin composition of this embodiment.
By changing the shape of the highly thermally conductive material, it can be applied to a variety of parts that require heat dissipation in the automotive and electrical fields.
<半導体装置>
本実施形態のペースト状樹脂組成物を用いて、半導体装置を製造することができる。例えば、本実施形態のペースト状樹脂組成物を、基材と半導体素子との「接着剤」として用いることで、半導体装置を製造することができる。
<Semiconductor Device>
A semiconductor device can be manufactured using the paste resin composition of the present embodiment. For example, a semiconductor device can be manufactured by using the paste resin composition of the present embodiment as an "adhesive" between a substrate and a semiconductor element.
換言すると、本実施形態の半導体装置は、例えば、基材と、上述のペースト状樹脂組成物を熱処理により焼結して得られる接着層を介して基材上に搭載された半導体素子と、を備える。
本実施形態の半導体装置は、ヒートサイクルによっても接着層の密着性などが低下しにくい。つまり、本実施形態の半導体装置の信頼性は高い。
半導体素子としては、IC、LSI、電力用半導体素子(パワー半導体)、その他各種の素子を挙げることができる。
基板としては、各種半導体ウエハ、リードフレーム、BGA基板、実装基板、ヒートスプレッダー、ヒートシンクなどを挙げることができる。
In other words, the semiconductor device of this embodiment includes, for example, a substrate and a semiconductor element mounted on the substrate via an adhesive layer obtained by sintering the above-mentioned paste-like resin composition through a heat treatment.
In the semiconductor device of this embodiment, the adhesiveness of the adhesive layer is not easily deteriorated even by heat cycles, which means that the reliability of the semiconductor device of this embodiment is high.
Examples of semiconductor elements include ICs, LSIs, power semiconductor elements (power semiconductors), and various other elements.
Examples of the substrate include various semiconductor wafers, lead frames, BGA substrates, mounting substrates, heat spreaders, heat sinks, and the like.
以下、図面を参照して、半導体装置の一例を説明する。
図1は、半導体装置の一例を示す断面図である。
半導体装置100は、基材30と、ペースト状樹脂組成物の熱処理体である接着層10(ダイアタッチ材)を介して基材30上に搭載された半導体素子20と、を備える。
An example of a semiconductor device will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device.
The
半導体素子20と基材30は、例えばボンディングワイヤ40等を介して電気的に接続される。また、半導体素子20は、例えば封止樹脂50により封止される。
The
接着層10の厚さは、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましい。これにより、ペースト状樹脂組成物の応力吸収能が向上し、耐ヒートサイクル性を向上できる。
接着層10の厚さは、例えば100μm以下、好ましくは50μm以下である。
The thickness of the
The thickness of the
図1において、基材30は、例えば、リードフレームである。この場合、半導体素子20は、ダイパッド32または基材30上に接着層10を介して搭載されることとなる。また、半導体素子20は、例えば、ボンディングワイヤ40を介してアウターリード34(基材30)へ電気的に接続される。リードフレームである基材30は、例えば、42アロイ、Cuフレーム等により構成される。
In FIG. 1, the
基材30は、有機基板やセラミック基板であってもよい。有機基板としては、例えばエポキシ樹脂、シアネート樹脂、マレイミド樹脂等によって構成されたものを挙げることができる。
基材30の表面は、例えば、銀、金などの金属により被膜されていてもよい。これにより、接着層10と基材30との接着性が向上する。
The
The surface of the
図2は、図1とは別の半導体装置100の一例を示す断面図である。
図2の半導体装置100において、基材30は、例えばインターポーザである。インターポーザである基材30のうち、半導体素子20が搭載される一面と反対側の面には、例えば複数の半田ボール52が形成される。この場合、半導体装置100は、半田ボール52を介して他の配線基板へ接続されることとなる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a
2, the
半導体装置の製造方法の一例について説明する。
まず、基材30の上に、ペースト状樹脂組成物を塗工し、次いで、その上に半導体素子20を配置する。すなわち、基材30、ペースト状樹脂組成物、半導体素子20がこの順で積層される。
ペースト状樹脂組成物を塗工する方法は特に限定されない。具体的には、ディスペンシング、印刷法、インクジェット法などを挙げることができる。
An example of a method for manufacturing a semiconductor device will be described.
First, the paste-like resin composition is applied onto the
The method for applying the paste-like resin composition is not particularly limited, and specific examples thereof include dispensing, printing, and ink-jet methods.
次いで、ペースト状樹脂組成物を熱硬化させる。熱硬化は、好ましくは前硬化及び後硬化により行われる。熱硬化により、ペースト状樹脂組成物を熱処理体(硬化物)とする。熱硬化(熱処理)により、ペースト状樹脂組成物中の金属含有粒子が凝集し、複数の金属含有粒子同士の界面が消失した構造が接着層10中に形成される。これにより、接着層10を介して、基材30と、半導体素子20とが接着される。次いで、半導体素子20と基材30を、ボンディングワイヤ40を用いて電気的に接続する。次いで、半導体素子20を封止樹脂50により封止する。このようにして半導体装置を製造することができる。
The paste-like resin composition is then thermally cured. The thermal curing is preferably performed by pre-curing and post-curing. The paste-like resin composition is made into a heat-treated body (cured product) by thermal curing. The metal-containing particles in the paste-like resin composition are aggregated by thermal curing (heat treatment), and a structure in which the interfaces between multiple metal-containing particles disappear is formed in the
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 The above describes the embodiments of the present invention, but these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and improvements that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。本発明は実施例に限定されるものではない。 The embodiments of the present invention will be described in detail based on examples and comparative examples. The present invention is not limited to the examples.
<銀含有粒子に対する溶剤のΔHSP>
下記銀含有粒子および下記溶剤を用い、銀含有粒子に対する溶剤のΔHSPが5段階となるように調整した。
(銀含有粒子)
・銀フィラー1:福田金属箔粉工業社製、HKD-12、メジアン径D50:7.6μm、鱗片状
・銀フィラー2:DOWAエレクトロニクス社製、AG-DSB-114、球状、D50:0.7μm
(溶剤)
・溶剤1:トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル(BFTG、日本乳化剤社製、沸点274℃)
・溶剤2:炭酸プロピレン(東京化成工業社製、沸点242℃)
・溶剤3:ジメチルスルホキシド(DMSO、東京化成工業社製、沸点189℃)
・溶剤4:安息香酸ベンジル(東京化成工業社製、沸点324℃)
・溶剤5:ジアセトンアルコール(東京化成工業社製、沸点168℃)
・溶剤6:トリエチレングリコールジメチルエーテル(東京化成工業社製、沸点216℃)
<ΔHSP of solvent for silver-containing particles>
The following silver-containing particles and solvents were used, and the ΔHSP of the solvent relative to the silver-containing particles was adjusted to five levels.
(Silver-containing particles)
Silver filler 1: Fukuda Metal Foil and Powder Co., Ltd., HKD-12, median diameter D 50 : 7.6 μm , flake-like Silver filler 2: Dowa Electronics Co., Ltd., AG-DSB-114, spherical, D 50 : 0.7 μm
(solvent)
Solvent 1: Tripropylene glycol mono-n-butyl ether (BFTG, Nippon Nyukazai Co., Ltd., boiling point 274°C)
Solvent 2: Propylene carbonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 242°C)
Solvent 3: Dimethyl sulfoxide (DMSO, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 189°C)
Solvent 4: Benzyl benzoate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 324° C.)
Solvent 5: Diacetone alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 168° C.)
Solvent 6: Triethylene glycol dimethyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 216° C.)
まず、以下の方法で銀含有粒子(銀フィラー1、銀フィラー2)のハンセン溶解度パラメータaを測定した。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに全ての評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。
First, the Hansen solubility parameters a of the silver-containing particles (silver filler 1, silver filler 2) were measured by the following method.
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: All evaluation solvents and the evaluation results of dispersibility for each solvent are input into the Sphere program of the computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
測定の結果、銀フィラー1(HKD-12、鱗片状)のハンセン溶解度パラメータの分散項(δD)は15.9MPa1/2、分極項(δP)は8.9MPa1/2、水素結合項(δH)は9.1MPa1/2であった。
銀フィラー2(AG-DSB-114、球状)のハンセン溶解度パラメータの分散項(δD)は15.7MPa1/2、分極項(δP)は8.1MPa1/2、水素結合項(δH)は10.1MPa1/2であった。
As a result of the measurement, the dispersion term (δD) of the Hansen solubility parameters of silver filler 1 (HKD-12, scaly) was 15.9 MPa 1/2 , the polarization term (δP) was 8.9 MPa 1/2 , and the hydrogen bond term (δH) was 9.1 MPa 1/2 .
The dispersion term (δD) of the Hansen solubility parameters of silver filler 2 (AG-DSB-114, spherical) was 15.7 MPa 1/2 , the polarization term (δP) was 8.1 MPa 1/2 , and the hydrogen bond term (δH) was 10.1 MPa 1/2 .
溶剤のハンセン溶解度パラメータはコンピュータソフトウェアHSPiPのデータベース、またはコンピュータソフトウェアHSPiPのDIYプログラムに分子構造を入力することで得た。また、混合溶剤に関しては、下記式を用いて溶解度パラメータを計算した。
下記式において、溶剤1の体積比をa、ハンセンの溶解度パラメータを分散項(δD1)、分極項(δP1)、水素結合項(δH1)を用いて表し、溶剤2の体積比をb、ハンセンの溶解度パラメータを分散項(δD2)、分極項(δP2)、水素結合項(δH2)を用いて表す。
The Hansen solubility parameters of the solvents were obtained from the database of the computer software HSPiP or by inputting the molecular structure into the DIY program of the computer software HSPiP. For the mixed solvents, the solubility parameters were calculated using the following formula:
In the following formula, the volume ratio of solvent 1 is represented by a, the Hansen solubility parameters are represented by the dispersion term (δD1), polarization term (δP1), and hydrogen bond term (δH1), the volume ratio of solvent 2 is represented by b, and the Hansen solubility parameters are represented by the dispersion term (δD2), polarization term (δP2), and hydrogen bond term (δH2).
表1に記載のように溶剤の混合比率を変えて測定された、参考例1~9の溶剤(溶剤1~6、または溶剤1と溶剤2の混合溶剤)のハンセン溶解度パラメータbを以下に示す。
・参考例1:分散項(δD)は16.1MPa1/2、分極項(δP)は5.2MPa1/2、水素結合項(δH)は7.4MPa1/2
・参考例2:分散項(δD)は17.9MPa1/2、分極項(δP)は11.1MPa1/2、水素結合項(δH)は5.9MPa1/2
・参考例3:分散項(δD)は18.6MPa1/2、分極項(δP)は13.5MPa1/2、水素結合項(δH)は5.26MPa1/2
・参考例4:分散項(δD)は19.3MPa1/2、分極項(δP)は15.8MPa1/2、水素結合項(δH)は4.7MPa1/2
・参考例5:分散項(δD)は20.0MPa1/2、分極項(δP)は18.0MPa1/2、水素結合項(δH)は4.1MPa1/2
・参考例6:分散項(δD)は18.4MPa1/2、分極項(δP)は16.4MPa1/2、水素結合項(δH)は10.2MPa1/2
・参考例7:分散項(δD)は20.0MPa1/2、分極項(δP)は5.1MPa1/2、水素結合項(δH)は5.2MPa1/2
・参考例8:分散項(δD)は15.8MPa1/2、分極項(δP)は8.2MPa1/2、水素結合項(δH)は10.8MPa1/2
・参考例9:分散項(δD)は16.1MPa1/2、分極項(δP)は5.8MPa1/2、水素結合項(δH)は6.8MPa1/2
The Hansen solubility parameters b of the solvents of Reference Examples 1 to 9 (solvents 1 to 6, or mixed solvents of solvent 1 and solvent 2) measured by changing the mixing ratio of the solvents as shown in Table 1 are shown below.
Reference Example 1: Dispersion term (δD) is 16.1 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 5.2 MPa 1/2 , hydrogen bond term (δH) is 7.4 MPa 1/2
Reference Example 2: Dispersion term (δD) is 17.9 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 11.1 MPa 1/2 , hydrogen bond term (δH) is 5.9 MPa 1/2
Reference Example 3: Dispersion term (δD) is 18.6 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 13.5 MPa 1/2 , hydrogen bond term (δH) is 5.26 MPa 1/2
Reference Example 4: Dispersion term (δD) is 19.3 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 15.8 MPa 1/2 , hydrogen bond term (δH) is 4.7 MPa 1/2
Reference Example 5: Dispersion term (δD) is 20.0 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 18.0 MPa 1/2 , and hydrogen bond term (δH) is 4.1 MPa 1/2
Reference Example 6: Dispersion term (δD) is 18.4 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 16.4 MPa 1/2 , hydrogen bond term (δH) is 10.2 MPa 1/2
Reference Example 7: Dispersion term (δD) is 20.0 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 5.1 MPa 1/2 , and hydrogen bond term (δH) is 5.2 MPa 1/2
Reference Example 8: Dispersion term (δD) is 15.8 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 8.2 MPa 1/2 , and hydrogen bond term (δH) is 10.8 MPa 1/2
Reference Example 9: Dispersion term (δD) is 16.1 MPa 1/2 , polarization term (δP) is 5.8 MPa 1/2 , and hydrogen bond term (δH) is 6.8 MPa 1/2
銀含有粒子のハンセン溶解度パラメータaに対する、参考例1~9の溶剤のハンセン溶解度パラメータbの差を表1に示す。 The difference between the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles and the Hansen solubility parameter b of the solvents in Reference Examples 1 to 9 is shown in Table 1.
<ペースト状樹脂組成物の調製>
[実施例1~2、比較例1~7]
まず、表2に示される配合量に従って、各原料成分を混合し、ワニスを得た。
次に、得られたワニス、前記表1に記載の混合比率の溶剤、および銀含有粒子を、表2に示す配合量に従って配合し、常温で、3本ロールミルで混練した。これにより、ペースト状樹脂組成物を作製した。なお、銀含有粒子および溶剤は前記のものを用いた。
<Preparation of Paste-like Resin Composition>
[Examples 1 to 2, Comparative Examples 1 to 7]
First, the raw material components were mixed in the amounts shown in Table 2 to obtain a varnish.
Next, the obtained varnish, the solvent having the mixing ratio shown in Table 1, and the silver-containing particles were mixed according to the mixing amounts shown in Table 2, and kneaded at room temperature with a three-roll mill. In this way, a paste-like resin composition was prepared. The silver-containing particles and the solvent used were the same as those described above.
以下、表2の原料成分の情報を示す。
(熱硬化性成分)
・エポキシ樹脂1:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(日本化薬社製、RE-303S)
・アクリルモノマー1:エチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステルEG)
The information on the raw material components in Table 2 is shown below.
(Thermosetting component)
Epoxy resin 1: Bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., RE-303S)
Acrylic monomer 1: Ethylene glycol dimethacrylate (Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Light Ester EG)
(硬化剤)
・硬化剤1:ビスフェノールF骨格を有するフェノール樹脂(室温25℃で固体、DIC社製、DIC-BPF)
(Hardening agent)
Hardener 1: Phenol resin having a bisphenol F skeleton (solid at room temperature of 25°C, manufactured by DIC Corporation, DIC-BPF)
(硬化促進剤)
・ラジカル重合開始剤:ジクミルパーオキサイド(化薬アクゾ社製、パーカドックスBC)
・イミダゾール系触媒:2-フェニル-1H-イミダゾール-4,5-ジメタノール(四国化成工業社製、2PHZ-PW)
(Cure Accelerator)
Radical polymerization initiator: dicumyl peroxide (Perkadox BC, manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.)
Imidazole catalyst: 2-phenyl-1H-imidazole-4,5-dimethanol (manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., 2PHZ-PW)
<電気抵抗率の測定>
得られたペースト状樹脂組成物をガラス板上に塗布し、窒素雰囲気下で、30℃から200℃まで60分間かけて昇温し、続けて200℃で120分間熱処理した。これにより、厚さ0.05mmのペースト状樹脂組成物の熱処理体を得た。ミリオームメータ(HIOKI社製)による直流四電極法、電極間隔が40mmの電極を用い、熱処理体表面の抵抗値を測定した。
<Measurement of Electrical Resistivity>
The obtained paste-like resin composition was applied onto a glass plate, and the temperature was raised from 30° C. to 200° C. over 60 minutes in a nitrogen atmosphere, followed by heat treatment at 200° C. for 120 minutes. This resulted in a heat-treated paste-like resin composition having a thickness of 0.05 mm. The resistance value of the surface of the heat-treated product was measured using a direct current four-electrode method with a milliohmmeter (manufactured by HIOKI Corporation) with electrodes spaced 40 mm apart.
表2の結果から、銀含有粒子のハンセン溶解度パラメータaと、溶剤のハンセン溶解度パラメータbとの差が4.3以上9.8以下であることにより、電気伝導性に優れた材料を得ることができることが明らかとなった。 The results in Table 2 reveal that a material with excellent electrical conductivity can be obtained by having the difference between the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles and the Hansen solubility parameter b of the solvent be 4.3 or more and 9.8 or less.
100 半導体装置
10 接着層
20 半導体素子
30 基材
32 ダイパッド
34 アウターリード
40 ボンディングワイヤ
50 封止樹脂
52 半田ボール
Claims (13)
溶剤Bと、
熱硬化性樹脂Cと、
を含み、
前記銀含有粒子Aは、銀粒子および銀コート樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記溶剤Bは、トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、γ-ブチロラクトン、イソボニルシクロヘキサノール、ターピネオール、イソボニルシクロヘキサノール、およびジエチレングリコールからなる群から選択される1種の溶剤からなり、
以下の方法で測定された前記銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaと、前記溶剤Bのハンセン溶解度パラメータbとの差が4.3MPa 1/2 以上9.8MPa 1/2 以下である、ペースト状樹脂組成物。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子A 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに全ての評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。 Silver-containing particles A;
Solvent B;
A thermosetting resin C;
Including,
the silver-containing particles A are at least one type selected from the group consisting of silver particles and silver-coated resin particles,
The solvent B is one solvent selected from the group consisting of tripropylene glycol mono-n-butyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, diacetone alcohol, triethylene glycol dimethyl ether, γ-butyrolactone, isobornylcyclohexanol, terpineol, isobornylcyclohexanol, and diethylene glycol;
A paste-like resin composition, wherein a difference between a Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and a Hansen solubility parameter b of the solvent B, as measured by the following method, is 4.3 MPa 1/2 or more and 9.8 MPa 1/2 or less.
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles A in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: All evaluation solvents and the evaluation results of dispersibility for each solvent are input into the Sphere program of computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
溶剤Bと、
熱硬化性樹脂Cと、
を含み、
前記銀含有粒子Aは、銀粒子および銀コート樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記溶剤Bは、トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、炭酸プロピレン、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、γ-ブチロラクトン、カルビトール、n-ドデカン、イソボニルシクロヘキサノール、ターピネオール、プロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、δ-バレロラクン、ブチルカルビトール、フェノキシプロパノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、ジメチルイソソルビド、イソホロン、ヘキシレングリコール、安息香酸ブチル、2-フェノキシエタノール、ベンジルアルコール、ジヒドロレボグルコセノン、ジプロピレングリコール、およびカプロラクトンからなる群から選択される2種以上の溶剤からなり、
以下の方法で測定された前記銀含有粒子Aのハンセン溶解度パラメータaと、前記溶剤Bのハンセン溶解度パラメータbとの差が4.3MPa 1/2 以上9.8MPa 1/2 以下である、ペースト状樹脂組成物。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子A 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに全ての評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。 Silver-containing particles A;
Solvent B;
A thermosetting resin C;
Including,
the silver-containing particles A are at least one type selected from the group consisting of silver particles and silver-coated resin particles,
The solvent B is composed of two or more solvents selected from the group consisting of tripropylene glycol mono-n-butyl ether, propylene carbonate, diacetone alcohol, triethylene glycol dimethyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, ethylene glycol, diethylene glycol, γ-butyrolactone, carbitol, n-dodecane, isobornylcyclohexanol, terpineol, propylene glycol phenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, δ-valerolactone, butyl carbitol, phenoxypropanol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, dimethyl isosorbide, isophorone, hexylene glycol, butyl benzoate, 2-phenoxyethanol, benzyl alcohol, dihydrolevoglucosenone, dipropylene glycol, and caprolactone;
A paste-like resin composition, wherein a difference between a Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and a Hansen solubility parameter b of the solvent B, as measured by the following method, is 4.3 MPa 1/2 or more and 9.8 MPa 1/2 or less.
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles A in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: All evaluation solvents and the evaluation results of dispersibility for each solvent are input into the Sphere program of computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
前記基材上に接着層を介して搭載された半導体素子と、を備え、
前記接着層は、請求項1~6のいずれかに記載のペースト状樹脂組成物を焼結してなる、半導体装置。 A substrate;
A semiconductor element mounted on the base material via an adhesive layer,
The adhesive layer is formed by sintering the paste-like resin composition according to any one of claims 1 to 6. A semiconductor device.
ハンセン溶解度パラメータaに対する、ハンセン溶解度パラメータbの差が4.3MPa 1/2 以上9.8MPa 1/2 以下となる溶剤Bを選択する工程と、
前記銀含有粒子Aと、選択された前記溶剤Bと、熱硬化性樹脂Cと、を混合する工程と、
を含み、
前記銀含有粒子Aは、銀粒子および銀コート樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記溶剤Bは、トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、γ-ブチロラクトン、イソボニルシクロヘキサノール、ターピネオール、イソボニルシクロヘキサノール、およびジエチレングリコールからなる群から選択される1種の溶剤からなる、ペースト状樹脂組成物の製造方法。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子A 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに全ての評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。 measuring the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter b of the solvent by the following method;
Selecting a solvent B having a difference in Hansen solubility parameter b relative to the Hansen solubility parameter a of 4.3 MPa 1/2 or more and 9.8 MPa 1/2 or less;
mixing the silver-containing particles A, the selected solvent B, and a thermosetting resin C;
Including ,
the silver-containing particles A are at least one type selected from the group consisting of silver particles and silver-coated resin particles,
The solvent B is one solvent selected from the group consisting of tripropylene glycol mono-n-butyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, diacetone alcohol, triethylene glycol dimethyl ether, γ-butyrolactone, isobornylcyclohexanol, terpineol, isobornylcyclohexanol, and diethylene glycol.
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles A in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: All evaluation solvents and the evaluation results of dispersibility for each solvent are input into the Sphere program of computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
ハンセン溶解度パラメータaに対する、ハンセン溶解度パラメータbの差が4.3MPa 1/2 以上9.8MPa 1/2 以下となる溶剤Bを選択する工程と、
前記銀含有粒子Aと、選択された前記溶剤Bと、熱硬化性樹脂Cと、を混合する工程と、
を含み、
前記銀含有粒子Aは、銀粒子および銀コート樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記溶剤Bは、トリプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、炭酸プロピレン、ジアセトンアルコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジメチルスルホキシド、安息香酸ベンジル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、γ-ブチロラクトン、カルビトール、n-ドデカン、イソボニルシクロヘキサノール、ターピネオール、プロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、δ-バレロラクン、ブチルカルビトール、フェノキシプロパノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、ジメチルイソソルビド、イソホロン、ヘキシレングリコール、安息香酸ブチル、2-フェノキシエタノール、ベンジルアルコール、ジヒドロレボグルコセノン、ジプロピレングリコール、およびカプロラクトンからなる群から選択される2種以上の溶剤からなる、ペースト状樹脂組成物の製造方法。
[方法]
10ml容のガラス容器に、銀含有粒子A 0.2gに対して、下記評価用溶剤から選択される何れかの溶剤2mLを加え、ボルッテクスミキサーで5秒攪拌した後の分散性を目視にて下記4段階で評価する。コンピュータソフトウェアHSPiP(バージョン5.2.02)のSphereプログラムに全ての評価用溶剤および当該溶剤に対する分散性の評価結果を入力し、ハンセン溶解度パラメータを算出する。
(評価用溶剤)
水、メタノール、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、アセトニトリル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、1-ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール
(評価)
0:分散しない。
1:10分未満で沈降が完了する。
2:10分以上、1時間未満経過すると沈降が完了する。
3:1時間以上、12時間以下経過すると沈降が完了する。 measuring the Hansen solubility parameter a of the silver-containing particles A and the Hansen solubility parameter b of the solvent by the following method;
Selecting a solvent B having a difference in Hansen solubility parameter b relative to the Hansen solubility parameter a of 4.3 MPa 1/2 or more and 9.8 MPa 1/2 or less;
mixing the silver-containing particles A, the selected solvent B, and a thermosetting resin C;
Including ,
the silver-containing particles A are at least one type selected from the group consisting of silver particles and silver-coated resin particles,
The solvent B is tripropylene glycol mono-n-butyl ether, propylene carbonate, diacetone alcohol, triethylene glycol dimethyl ether, dimethyl sulfoxide, benzyl benzoate, ethylene glycol, diethylene glycol, γ-butyrolactone, carbitol, n-dodecane, isobornylcyclohexanol, terpineol, propylene glycol phenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, δ-valerolactone, butyl carbitol, phenoxypropanol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, dimethyl isosorbide, isophorone, hexylene glycol, butyl benzoate, 2-phenoxyethanol, benzyl alcohol, dihydrolevoglucosenone, dipropylene glycol, and caprolactone. A method for producing a paste-like resin composition comprising two or more solvents selected from the group consisting of caprolactone .
[method]
2 mL of any solvent selected from the evaluation solvents listed below is added to 0.2 g of silver-containing particles A in a 10 mL glass container, and the mixture is stirred for 5 seconds with a vortex mixer, after which the dispersibility is visually evaluated according to the following four-point scale: All evaluation solvents and the evaluation results of dispersibility for each solvent are input into the Sphere program of computer software HSPiP (version 5.2.02), and the Hansen solubility parameter is calculated.
(Solvent for evaluation)
Water, methanol, toluene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, 1-butanol, cyclohexanol, isopropyl alcohol (Evaluation)
0: Does not disperse.
1: Settling is complete in less than 10 minutes.
2: Settling is complete after 10 minutes or more but less than 1 hour.
3: Settling is complete after 1 hour or more and 12 hours or less.
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