导热性硅氧烷组合物及其固化物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及具有能够追随于翅曲大的IC封装的粘接力且即使在高溫下放置也不 会丧失其柔软度的导热性硅氧烷组合物及其固化物。
【背景技术】
[0002] 当今，汽车业界、车辆电子学业界等各种领域中的电子装配化正在发展，开始不分 领域地导入半导体装置。现在成为主流的半导体装置的结构由IC封装和用于逸散IC封装 表面的热的放热体构成。并且，通过向IC封装（发热体）与放热体之间流入导热性硅氧烷 组合物并使其加热固化，从而在填埋IC封装表面、放热体表面存在的微凹凸的同时，将发 热体与放热体进行连接（专利文献1)。导热性硅氧烷组合物会柔软地固化，因此在难W对 IC封装造成应力的基础上，还具有难W产生抽空（pumpingout)现象的特征，是非常有用 的。
[0003] 近年来，半导体装置的发热量逐渐上升，现有的导热性硅氧烷组合物存在导热率 不足的问题。为了应对该问题，专利文献2中记载了含有高沸点溶剂而实现高导热率的导 热性硅氧烷组合物。另外，专利文献3中记载了为了制成具有高导热率且具有柔软度的固 化物而向导热性硅氧烷组合物中添加硅油的方法。
[0004] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利第3580366号 专利文献2 :日本专利第4656340号 专利文献3 :日本专利第5182515号。
【发明内容】
[000引发明要解决的课题 另外，W汽车电子行业为中屯、，逐渐重视导热性硅氧烷组合物的高可靠性、高耐热性。 例如，装载有IC封装的基板的翅曲变大时，有时导热性硅氧烷组合物的固化物与放热体的 界面、或者导热性硅氧烷组合物的固化物与IC封装的界面产生剥离。上述专利文献所述的 导热性硅氧烷组合物的固化物均不具有粘接性，因此存在如下问题：即使密合于基板也无 法粘接，固化物在基板翅曲变大时无法追随。
[0006] 本发明人等为了解决上述问题而尝试着向组合物中添加粘接助剂。但是，将添加 有粘接助剂的导热性硅氧烷组合物置于高溫时，导热性硅氧烷组合物的柔软度丧失，其结 果，产生对IC封装造成应力、出现最严重故障运一问题。
[0007] 因而，本发明人等为了不发生剥离而向组合物中添加了粘接助剂等，但无法解决 上述问题。因此，期望开发出赋予如下固化物的导热性硅氧烷组合物，所述固化物即使在高 溫下放置也能够维持初始的柔软度，且即使基板的翅曲变大也不会从其与基板的界面剥离 而能够追随。
[0008] 本发明鉴于上述情况，其目的在于，提供赋予即使在高溫下放置也不对IC封装造 成应力的固化物的导热性硅氧烷组合物。
[0009] 用于解决问题的手段 本发明人等认为：若将液态的导热性硅氧烷油脂组合物流入至发热体与放热体之间并 使其固化，则所得固化物具有粘接性，因此即使基板大幅翅曲也能够追随于其，且即使在高 溫下放置也不会丧失初始的柔软性，因此不会对IC封装造成应力。本发明人等为了实现上 述目的而重复进行了深入研究，结果发现：通过向导热性硅氧烷组合物中添加具有下述式 (3)所示结构的有机氨聚硅氧烷，则可赋予即使在高溫下放置也能够粘接于基板而不会丧 失初始的柔软性、能够维持可靠性的固化物，从而完成了本发明。
[0010] 目P，本发明提供如下的硅氧烷组合物、W及具备将该组合物固化而得到的固化物 的半导体装置，所述硅氧烷组合物为在25°c下具有10~1，000化'S的粘度的硅氧烷组合物， 其含有： (A) 1分子中具有至少2个链締基且在25°C下具有10~100,OOOmm2A的运动粘度的有 机聚硅氧烷 100质量份； 度）下述通式（1)所示的有机氨聚硅氧烷，
[化1]
(式（1)中，n、m是满足10《n+m《100且0.Ol《n/(n+m)《0. 3的正整数，Ri彼此 独立地为碳原子数1~6的烷基）； (C)下述通式（2)所示的有机氨聚硅氧烷，
[化2]
(式似中，P是处于5~1000的范围的正整数，R2彼此独立地为碳原子数1~6的烷基）； 值）下述通式（3)所示的有机氨聚硅氧烷，
[化3]
(式（3)中，k为2~10的正整数。R彼此独立地为氨原子或R4,但R所示基团之中的两 个是氨原子。前述R4是借助碳原子或者借助碳原子和氧原子而键合于娃原子且具有选自 环氧基、丙締酷基、甲基丙締酷基、酸基和=烷氧基甲娃烷基中的基团的基团。R3彼此独立 地为碳原子数1~6的烷基）； 巧）导热性填充材料 400~3,OOO质量份； (巧销族金属系催化剂催化剂量；W及 (G)反应控制剂 0.Ol~1质量份， 上述度）成分、（C)成分和值）成分的配合量为如下量：
[源自做成分、似成分和做成分的Si-H基的总个数]/[源自（A)成分的链締基 的个数]是处于0. 6~1. 5的范围的值，
[源自似成分和做成分的Si-H基的总个数]/ [源自做成分的Si-H基的个数] 是处于1~10的范围的值，且
[源自似成分的Si-H基的个数]/[源自做成分的Si-H基的个数]是处于1~10的 范围的值。
[0011] 发明的效果 与现有的导热性硅氧烷组合物相比，本发明的导热性硅氧烷组合物相对于基板具有更 良好的粘接性，因此即使对于翅曲大的IC封装而言，也能够使固化物不从基板发生剥离而 追随于翅曲，且即使在高溫下保存也能够维持柔软性。因此能够提供可靠性高的半导体装 置。
[0012] W下，更详细地说明本发明。
[001引 (A)有化聚巧氣院 (A)成分是1分子中具有至少2个键合于娃原子的链締基的有机聚硅氧烷。该有机聚 硅氧烷在25°C下具有10~100, 000mm7s的运动粘度、优选具有100~50,OOOmmVs的运动粘 度。运动粘度低于上述下限值时，组合物的保存稳定性变差。另外，运动粘度大于上述上限 值时，所得组合物的延展性变差，故不优选。本发明中的该有机聚硅氧烷只要在1分子中具 有至少2个键合于娃原子的链締基、且具有上述粘度即可，可W使用公知的有机聚硅氧烷。 该有机聚硅氧烷可W是直链状也可W是分枝状，另外，也可W是具有不同粘度的2种W上 的混合物。本发明中，有机聚硅氧烷的运动粘度是利用奥氏粘度计测定的25°C下的值。
[0014] 链締基的碳原子数为2~10、优选为2~8即可，可列举出例如乙締基、締丙基、1-下 締基和1-己締基等。其中，从合成容易度、成本方面出发，优选为乙締基。链締基可W存在 于有机聚硅氧烷的分子链末端、分子链中间中的任一处，从柔软性的方面出发，优选仅存在 于两末端。
[0015] 链締基之外的可键合于娃原子的有机基团为碳原子数1~20、优选1~10的一价控 基即可。作为该一价控基，还列举出例如甲基、乙基、丙基、下基、己基、十二烷基等烷基；苯 基等芳基；2-苯基乙基、2-苯基丙基等芳烷基；运些控基中的一部分或全部氨原子被氯、 氣、漠等面原子取代而成的氣甲基、漠乙基、氯甲基、3, 3, 3-=氣丙基等面素取代一价控基。 其中，从合成容易度、成本方面出发，优选90%W上为甲基。特别优选是两末端被二甲基乙 締基甲娃烷基封端的二甲基聚硅氧烷。
[001引 化)有化氨聚巧氣院 度）成分是下述通式（1)所示的有机氨聚硅氧烷。
[0017][化 4]
式（I)中，n和m是满足10《n+m《100、优选满足20《n+m《80且n/(n+m)达到 0. 01~0. 3的范围的值、优选达到0. 05~0. 2的范围的值的正整数。n/(n+m)的值小于上述下 限值时，无法通过交联而将组合物制成网状。另外，n/(n+m)的值大于上述上限值时，初期 固化后的未反应Si-H基的残留量变多、剩余的交联反应因水分等而经时推进、固化物的柔 软性丧失，故不优选。
[001引上述式（1)中，Ri彼此独立地为碳原子数1~6的烷基，可列举出例如甲基、乙基、丙 基、下基和己基等。其中，从合成容易度、成本方面出发，优选90%W上为甲基。
[0019] 作为上述式（1)所示的有机氨聚硅氧烷，可列举出例如下述的化合物。
[0020] [化 5]
[化6] (C)有化氨聚巧氣院
(C)成分是下述通式（2)所示的有机氨聚硅氧烷。
[002。[化 7]
上述式（2)中，P为5~1000的正整数、优选为10~100的正整数。P值小于上述下限值 时，该有机氨聚硅氧烷容易成为挥发成分，因此不优选用于电子部件。另外，P值大于上述 上限值时，该有机氨聚硅氧烷的粘度变高、难W处理，故不优选。
[002引上述式似中，