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公開番号2025113980
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024233249
出願日2024-12-30
発明の名称半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて密封された半導体素子
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類C08G 59/20 20060101AFI20250728BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】熱伝導度が高く放熱効果が著しく改善され、且つ流動性が改善された半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物およびそれを使用して密封された半導体素子を提供する。
【解決手段】半導体素子密封用エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤および硬化触媒を含み、エポキシ樹脂は、下記化学式1のエポキシ樹脂を含む。半導体素子密封用エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂2重量%～17重量%、硬化剤0.5重量%～13重量%、無機充填剤50重量%～95重量%、硬化触媒0.01重量%～5重量%を含んでいてもよい。
[化学式1]
【化1】
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(化学式1に関する詳細な説明は、明細書に記載したとおりである。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤および硬化触媒を含み、前記エポキシ樹脂は、下記化学式１のエポキシ樹脂を含む、半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物。
［化学式１］
TIFF
2025113980000017.tif
35
170
（前記化学式１において、
Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
３
，Ｒ
４
，Ｒ
５
，Ｒ
６
，Ｒ
７
，Ｒ
８
，Ｒ
９
，Ｒ
１０
は、それぞれ独立して、水素、置換または非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１～２０のアルコキシ基、水酸基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換または非置換の炭素数１～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数１～２０のハロアルキル基、置換または非置換の炭素数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数３～１０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素数３～１０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換の炭素数７～３０のアリールアルキル基、置換または非置換の炭素数１～３０のヘテロアルキル基または下記化学式２であり、
［化学式２］
TIFF
2025113980000018.tif
22
170
（前記化学式２において、＊は元素の連結部位）
Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
３
，Ｒ
４
，Ｒ
５
の少なくともいずれか一つは前記化学式２であり、
Ｒ
６
，Ｒ
７
，Ｒ
８
，Ｒ
９
，Ｒ
１０
の少なくともいずれか一つは前記化学式２である。）
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記化学式１で、Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
３
，Ｒ
４
，Ｒ
５
のうち、Ｒ
３
は前記化学式２であり、Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
４
，Ｒ
５
は、それぞれ独立して、水素、或いは置換または非置換の炭素数１～２０のアルキル基、或いは置換または非置換の炭素数１～２０のアルコキシ基であり、Ｒ
６
，Ｒ
７
，Ｒ
８
，Ｒ
９
，Ｒ
１０
のうち、Ｒ
８
は前記化学式２であり、Ｒ
６
，Ｒ
７
，Ｒ
９
，Ｒ
１０
は、それぞれ独立して、水素、或いは置換または非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１～２０のアルコキシ基である、請求項１に記載の半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記化学式１のエポキシ樹脂は、下記化学式１－１，１－２，１－３，１－４，１－５の１種以上を含むものである、請求項１に記載の半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物。
［化学式１－１］
TIFF
2025113980000019.tif
23
170
［化学式１－２］
TIFF
2025113980000020.tif
33
170
［化学式１－３］
TIFF
2025113980000021.tif
33
170
［化学式１－４］
TIFF
2025113980000022.tif
33
170
［化学式１－５］
TIFF
2025113980000023.tif
35
170
【請求項４】
前記化学式１のエポキシ樹脂は、前記エポキシ樹脂組成物中に０．１重量％～１７重量％で含まれるものである、請求項１に記載の半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記無機充填剤は、アルミナを含むものである、請求項１に記載の半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
前記エポキシ樹脂２重量％～１７重量％、前記硬化剤０．５重量％～１３重量％、前記無機充填剤５０重量％～９５重量％、前記硬化触媒０．０１重量％～５重量％を含むものである、請求項１に記載の半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物を使用して密封された半導体素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて密封された半導体素子に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の集積度が向上している。積層化および高密度化半導体素子を小型および薄型のパッケージに密封した半導体装置では、半導体の作動時に発生する熱のためにパッケージの誤作動およびパッケージクラックの発生等の故障の発生頻度が非常に高くなる場合がある。
【０００３】
熱の放出に対する解決策として、密封用エポキシ樹脂成形時に金属材料等の放熱材料を使用して放熱板によって放熱させている。しかし、放熱板はＦＢＧＡ（ｆｉｎｅｐｉｔｃｈｂａｌｌｇｒｉｄａｒｒａｙ）、ＱＦＰ（ｑｕａｄｆｌａｔｐａｃｋａｇｅ）等の一部のパッケージでのみ使用が可能であり、組立て時に工程の追加による生産性の低下や放熱板の高コストによるコスト増加の問題がある。よって、高熱伝導度による高放熱性密封用エポキシ樹脂の成形材料の必要性が強く要望されている。一部の半導体パッケージでは、球状の酸化アルミニウム（アルミナ）を使用している。
【０００４】
アルミナは、約２５Ｗ／ｍ・Ｋ～３０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度を有する。しかし、密封用エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂は、熱伝導度が０．２Ｗ／ｍ・Ｋであって非常に低いため、組成物で形成された密封層の熱伝導度を６Ｗ／ｍ・Ｋ以上に向上させることには限界があった。また、熱伝導度が高い銅、アルミニウムまたは銀粒子は、絶縁性能が良くなく、絶縁性能が比較的良好な窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素充填剤は、充填剤の流動性が良くないため、充填率を高めることができなかった。近年、エポキシ樹脂の熱伝導度を高める事例が多いが、絶縁および熱硬化性圧縮樹脂密封型半導体材料の常用化は未だ達成していない状態である。
【０００５】
よって、従来のエポキシ樹脂よりも熱伝導度および流動性の高いエポキシ樹脂を適用することによって熱伝導度を高めて放熱効果を改善させることにより、熱による半導体パッケージの誤作動と不良の発生を抑制する半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物を開発する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱伝導度が高く放熱効果が著しく改善され、且つ流動性が改善された半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【０００７】
一実施形態によると、半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
半導体素子密封用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤および硬化触媒を含み、前記エポキシ樹脂は、下記化学式１のエポキシ樹脂を含む。
【０００９】
［化学式１］
TIFF
2025113980000001.tif
35
170
（化学式１において、
Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
３
，Ｒ
４
，Ｒ
５
，Ｒ
６
，Ｒ
７
，Ｒ
８
，Ｒ
９
，Ｒ
１０
は、それぞれ独立して、水素、置換または非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１～２０のアルコキシ基、水酸基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換または非置換の炭素数１～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数１～２０のハロアルキル基、置換または非置換の炭素数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数３～１０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素数３～１０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換の炭素数７～３０のアリールアルキル基、置換または非置換の炭素数１～３０のヘテロアルキル基または下記化学式２であり、
［化学式２］
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2025113980000002.tif
21
170
（前記化学式２において、＊は元素の連結部位）
Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
３
，Ｒ
４
，Ｒ
５
の少なくともいずれか一つは前記化学式２であり、
Ｒ
６
，Ｒ
７
，Ｒ
８
，Ｒ
９
，Ｒ
１０
の少なくともいずれか一つは前記化学式２である。）
【００１０】
一実施形態によると、半導体素子が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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