热固性树脂组合物及其成形体制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种热固性树脂组合物，其适合用于半导体装置的封装材料，特别是即使在功率器件的用途中，也不会产生弯曲和裂纹，且具有高可靠性热固性。为解决该课题，本发明专利技术提供一种包含热固性树脂和固化催化剂的热固性树脂组合物；该热固性树脂组合物的固化物在25℃下的储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，且70～210℃的平均线膨胀率为100ppm/K以下。

Thermosetting resin composition and molded body thereof

The present invention provides a thermosetting resin composition suitable for encapsulating materials of semiconductor devices, especially even in the use of power devices, can not generate bending and crack, and has a high reliability thermosetting. To solve this problem, the present invention provides a thermosetting resin composition comprises a thermosetting resin and a curing catalyst; curing the thermosetting resin composition at 25 DEG C of the storage modulus is above 1 * 106Pa, 1 * 1010Pa, and the average of 70 to 210 DEG C, the expansion rate is below 100ppm/K.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热固性树脂组合物，更详细地，本专利技术涉及包含热固性树脂和固化催化剂且固化物具有特定储能模量和平均线膨胀率的热固性树脂组合物、固化该树脂组合物而形成的成形体、使用该树脂组合物并进行封装而形成的功率器件(powerdevices)。
技术介绍
对于半导体装置的封装材料，要求能抑制由其固化时的收缩和使用时的发热而产生的弯曲和裂纹。特别是，在功率器件用途中，由于尺寸大，半导体中特别易于产生弯曲和裂纹。作为半导体装置用的封装材料，人们提出了环氧固化系和硅酮凝胶系等各种封装材料(例如，参照专利文献1～3)。然而，一般的环氧固化系封装材料的线膨胀率非常低而弹性高，因此，由于固化和使用中的温度变化，封装材料中的内应力变大。特别是，作为数cm以上大小的装置的封装材料使用时，无法充分抑制弯曲和裂纹。另一方面，对于硅酮凝胶系封装材料，能通过将弹性模量设计成非常低的值来抑制内应力，但无法获得机械可靠性，用途受限。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-256644号公报专利文献2：日本专利特开2012-251116号公报专利文献3：日本专利特开2012-209453号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术鉴于上述现有技术状况而完成，其主要目的在于提供一种热固性树脂组合物，其适合用于半导体装置的封装材料，特别是即使在功率器件的用途中，也不会产生弯曲和裂纹，且具有高可靠性。解决问题的手段为解决上述问题，本专利技术人经各种研究，其结果发现，通过将热固性树脂组合物固化时的储能模量和平均线膨胀率控制在一定范围，能获得固化时不易产生裂纹的树脂组合物。此外，构想出通过将该树脂组合物用作封装材料，通常即使是用于尺寸较大的功率器件时，也能获得高可靠性。基于这些发现，从而完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的要点如以下的[1]～[14]所述。[1]一种树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物是包含热固性树脂和固化催化剂的热固性树脂组合物；该热固性树脂组合物的固化物在25℃下的储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，且70～210℃的平均线膨胀率为100ppm/K以下。[2]如上述[1]的树脂组合物，其特征在于，该热固性树脂组合物的固化物的-40℃下的储能模量(E1)与175℃下的储能模量(E3)的比值(E1/E3)为12.5以下。[3]如上述[1]或[2]的树脂组合物，其中，热固性树脂包含环氧树脂。[4]如上述[3]的树脂组合物，其中，环氧树脂为环氧硅酮树脂。[5]如上述[3]或[4]的树脂组合物，其中，环氧树脂中的环氧基包含脂环式环氧基。[6]如上述[1]～[5]中任一项的树脂组合物，其中，所述树脂组合物包含硅酮油。[7]如上述[1]～[6]中任一项的树脂组合物，其中，所述树脂组合物包含无机填料。[8]如上述[7]的树脂组合物，其中，无机填料的比例为60重量％以上。[9]如上述[7]或[8]的树脂组合物，其中，无机填料的线膨胀率为20ppm/K以下。[10]如上述[7]～[9]中任一项的树脂组合物，其中，无机填料为球状填料。[11]如上述[7]～[10]中任一项的树脂组合物，其中，无机填料为二氧化硅。[12]如上述[1]～[11]中任一项的树脂组合物，其中，所述树脂组合物包含酸酐。[13]一种成形体，其特征在于，所述成形体是通过固化上述[1]～[12]中任一项的树脂组合物而形成的。[14]一种半导体装置，其特征在于，所述装置是使用上述[1]～[12]中任一项的树脂组合物进行封装而形成的。专利技术效果根据本专利技术，通过在维持较低的封装材料的线膨胀率的同时，使储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，能抑制由固化时和使用中的温度变化所产生的内应力，并在功率器件等大尺寸半导体装置中也不会产生裂纹。另外，同时也能达到机械可靠性。具体实施方式以下，对本专利技术进行更详细地说明。另外，本专利技术并不局限于以下说明的实施方式，可在本专利技术要点的范围内进行各种变化。1.热固性树脂组合物本专利技术的树脂组合物具有以下特征：所述组合物是包含热固性树脂和固化催化剂的热固性树脂组合物(以下，也可简称为“树脂组合物”)；该树脂组合物的固化物的25℃下储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，且70～210℃的平均线膨胀率为100ppm/K以下。该树脂组合物中，只要固化物的储能模量和平均线膨胀率满足上述值的话，则可根据需要，进一步含有热固性树脂和固化催化剂以外的成分，例如，有机环氧化合物、反应性或非反应性硅酮油、无机填料、酸酐、环氧树脂固化剂等。1.1固化物的物性如上所述，本专利技术中必须的要件是树脂组合物的固化物的25℃下储能模量和70～210℃的线膨胀率控制在规定的范围内。另外，储能模量和线膨胀率的测定方法会在【实施例】这部分进行说明。此外，树脂组合物的固化(交联)方法等如后所述。1.1.1储能模量本专利技术中，储能模量是指针对储藏于内部的应力的保持的指标，其是通过在频率1Hz下测定固体粘弹性而得的值。树脂组合物的固化物的25℃下储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，但其下限优选为2.5×106Pa以上，更优选5.0×106Pa以上，进一步优选7.5×106Pa以上，更进一步优选1.0×107Pa以上，特别优选2.5×107Pa以上，最优选5.0×107Pa以上；另外，上限优选为7.5×109Pa以下，更优选5.0×109Pa以下，进一步优选3.0×109Pa以下，特别优选2.0×109Pa以下。如此，本专利技术的树脂组合物能形成储能模量被抑制得较低的固化物。储能模量的值过大、过小时，均具有易于产生固化时裂纹的趋势。储能模量超过上限时，由固化时和使用中的温度变化产生的内部应力变大，特别是在数cm以上见方的装置中，易于产生裂纹。另外，储能模量小于下限时，其脆性成为裂纹产生的原因，再加上机械可靠性差，因此，用途受限。另外，树脂组合物的固化物的-40℃下的储能模量(E1)与175℃下的储能模量(E3)的比值(E1/E3)优选为12.5以下，更优选10.0以下，特别优选7.5以下，最有效5.0以下。若是这种树脂组合物，即使对于由屋外使用时或使用中的发热等引起的温度变化，也难以产生裂纹，能提供机械可靠性优良的固化物。作为调整储能模量的方法，除了选择后述的热固性树脂和固化剂等各成分以外，例如，可使用以下的方法：(a)在环氧树脂主链中导入可使其表现出柔软性的分子骨架的方法；(b)添加增塑剂或反应性稀释剂的方法；(c)添加作为改性剂的弹性体或热塑性树脂的方法等。作为(a)在环氧树脂主链中导入使其表现出柔软性的分子骨架的方法，可举出使用带有聚氧化烯、聚酯和聚氨酯等骨架的环氧树脂。作为这种环氧树脂，可使用市售的带有柔软性的环氧树脂。具体来说，例如，可举出jER871(三菱化学公司制)、jER872(三菱化学公司制)、YX7105(三菱化学公司制)、YL7175-1000(三菱化学公司制)、YL7410(三菱化学公司制)、聚氨酯改性环氧树脂、CTBN改性BPA型环氧树脂、EO改性BPA型环氧树脂、EPICLONEXA-4816(DIC公司制)、EPICLONEXA-4850(DIC公司制)、EPICLONT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物是包含热固性树脂和固化催化剂的热固性树脂组合物；该热固性树脂组合物的固化物在25℃下的储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，且70～210℃的平均线膨胀率为100ppm/K以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.24 JP 2014-151118;2014.12.19 JP 2014-257891.一种树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物是包含热固性树脂和固化催化剂的热固性树脂组合物；该热固性树脂组合物的固化物在25℃下的储能模量为1.0×106Pa以上、1.0×1010Pa以下，且70～210℃的平均线膨胀率为100ppm/K以下。2.如权利要求1记载的树脂组合物，其特征在于，该热固性树脂组合物的固化物的-40℃下的储能模量E1与175℃下的储能模量E3的比值E1/E3为12.5以下。3.如权利要求1或2记载的树脂组合物，其中，热固性树脂包含环氧树脂。4.如权利要求3记载的树脂组合物，其中，环氧树脂为环氧硅酮树脂。5.如权利要求3或4记载的树脂组合物，其中，环氧树脂中...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤真纪，田中俊行，木村章则，陶氏凤金，五十岛健史，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP