KR100798675B1 - 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 및 충전제를 포함하는 에폭시수지 조성물에 있어서 상온 보관 시에 에폭시수지의 반응을 억제할 수 있는 환상 붕산에스테르계 화합물을 반응 조절제로 사용한 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의해 보존안정성과 성형작업성이 우수한 열경화성 에폭시수지 조성물을 제공할 수 있다.
환상 붕산에스테르계 화합물, 보존안정성, 성형작업성
Description
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물에 관한 것이다. 에폭시수지는 내열성, 내습성, 전기특성, 접착성 등이 우수하여 도료, 접착제, 전기절연재료 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 반도체 등 전자회로부품을 성형하는 방법으로서 종래에는 금속, 세라믹 등을 이용한 허메틱 성형방식과 페놀수지, 실리콘수지, 에폭시수지 등과 같은 수지를 이용한 수지 성형방식이 있었다. 그 중 에폭시수지를 이용한 수지 성형방식이 경제성, 생산성, 물성의 관점에서 가장 좋은 것으로 알려져 왔다.
최근 전자기기의 소형화, 박형화, 경량화, 고성능화라는 시장동향에 따라 반도체의 고집적화는 매년 기하급수적으로 늘어나고 있다. 또한 반도체 기판에의 패키지 실장방식에 있어서도 고밀도화, 자동화가 급진전되면서 종래에 사용되었던 리드핀을 기판 구멍에 삽입하는 삽입 실장방식에서 기판 표면에 패키지를 바로 납땜하는 표면 실장방식으로 변경되고 있다. 이에 따라 패키지도 종래의 DIP(Dual In-line Package)에서 고밀도 실장 및 표면 실장에 적합한 박형의 FPP(Flat Plastic Package)로 바뀌고 있다. 미세 가공 기술의 진보에 따라 반도체의 집적도가 비약적으로 향상되면서 패키지 중에 반도체 칩이 차지하는 점유 면적이 증대되어 패키지도 대형화, 다핀화되고 있는 실정이다.
이에 따라 반도체패키지 봉지재로 사용되는 에폭시수지 조성물에 요구되는 성능도 점점 더 엄격해지고 있다. 에폭시수지 조성물을 사용하여 반도체 패키지를 성형하는데 있어 성형성이 증대되지 않으면 패키지의 미충진, 보이드 발생 등의 성형불량이 일어나 생산성의 감소를 유발하게 된다. 최근에 사용되는 반도체 성형 방식은 에폭시수지 성형물을 타블렛 상태로 만들어 저압 트랜스퍼 성형기를 이용하여 성형한다. 이때, 에폭시수지 조성물은 B-단계(B-Stage) 상태이므로 실온에서 수 일씩 방치하거나 저온에서의 저장기간이 오래되면 경화반응이 이루어져 성형성이 떨어지게 된다. 특히 반도체 성형 전에는 실온에서 에이징(aging)하는 것이 일반적이며, 이때 에폭시수지 조성물의 유동성이 떨어지게 되어 성형성이 약화되는 경우가 많다. 이 경우, 반도체 성형 과정에서 외관 불량(미충진, 보이드, 핀홀 등)과 내부 불량(금선(gold wire) 변형, 패드위치 변형 등)이 발생하여 내습 신뢰성 및 납땜 내열성 등의 반도체 패키지 신뢰성에 문제를 야기시킨다. 에이징을 하는 가장 큰 이유는 저온에서 저장하여 실온에서 바로 성형하는 경우 에폭시수지 조성물의 표면 열 이력과 내부 열 이력이 달라 성형 시에 많은 불량이 발생하기 때문이다.
이러한 이유로 반도체 밀봉용 수지 조성물의 보존안정성을 높여 성형특성을 개선하기 위하여 다양한 형태의 경화촉진제 개발이 이루어져 왔다.(일본특허공개 平 6-271653, 일본특허공개 平 6-322073, 일본특허공개 平 6-326220) 그러나, 여기에서도 생산 효율을 저하시키지 않고 성형성을 뚜렷하게 향상시키지는 못하였다. 특히 최근의 반도체에 대한 고밀도, 고내열, 고내습화의 요구에 따라 무기충전제의 고충전 기술이 요구됨에 따라 에폭시수지는 기존의 노볼락 형태에서 비스페놀 형태 또는 바이페닐 형태 등의 결정성 저점도 에폭시수지를 사용하며, 환경 친화성의 에폭시 수지 조성물의 제공을 위해서 자기 소화성 수지들을 사용하는 추세이다. 이러한 결정성 저점도 에폭시수지 및 자기 소화성 수지들은 노볼락형 에폭시수지 및 페놀수지에 비하여 반응성이 매우 떨어지기 때문에 경화촉진제의 양을 많이 사용하여야만 경화특성을 만족 시킬 수 있는데, 이럴 경우에는 B-단계 상태에서 에폭시수지 조성물의 보존안정성이 급격히 나빠지게 되어 유동성의 저하를 초래하게 되며, 결국 반도체 성형성 및 신뢰성의 저하가 나타나게 된다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 극복한, 경화성을 떨어뜨리지 않으면서도 보존안정성이 양호한 반도체 밀봉용 에폭시수지 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명자는 위와 같은 문제를 해결하기 위해서 상온에서 경화성을 떨어뜨려 보존안정성을 높이면서도 고온에서는 충분한 경화반응을 할 수 있는 새로운 반응 조절제를 적용하면 반응성이 우수하면서도 성형성, 경화특성 및 보존안정성이 양호한 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물을 제공할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
그러므로 본 발명에 의하면 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 충전제, 및 반응 조절제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 반응 조절제로 하기 화학식 1로 표시되는 환상 붕산에스테르계 화합물을 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.001 ~ 3 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 제공된다.
[화학식 1]
(상기 식에서 R1~R4는 수소원자 또는 탄소수 1~12개를 가진 지방족화합물 또는 지방족고리화합물 또는 방향족 화합물로서 전부 동일하거나 상이한 경우도 포함한다.)
[화학식 1]
(상기 식에서 R1~R4는 수소원자 또는 탄소수 1~12개를 가진 지방족화합물 또는 지방족고리화합물 또는 방향족 화합물로서 전부 동일하거나 상이한 경우도 포함한다.)
상기 환상 붕산에스테르계 화합물은 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.01~2.5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 환상 붕산에스테르계 화합물은 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.1~2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
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상기 에폭시수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 바이페닐형 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(상기 식에서 n의 평균치는 0 내지 7이다.)
상기 화학식 3의 에폭시수지는 전체 에폭시수지에 대하여 40~100 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 화학식 3의 에폭시수지를 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 중에서 선택된 1종 이상과 멜트마스터배치(melt master batch)를 시켜 만든 부가 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시수지는 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 2~15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 경화제는 하기 화학식 4로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(상기 식에서 n의 평균치는 1 내지 7이다.)
상기 화학식 4의 페놀수지는 전체 경화제에 대하여 20~100 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 경화제는 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.1~10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시수지에 대한 상기 경화제의 화학 당량비는 0.5~2인 것을 특징으로 한다.
상기 경화촉진제를 상기 에폭시수지 또는 상기 경화제와 선반응하여 만든 부가물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 경화촉진제는 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.001~2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 충전제는 평균 입경 5~30㎛의 구상 용융실리카를 50~99 중량%, 평균입경 0.001~1㎛의 구상용융 실리카를 1~50 중량%로 포함한 용융실리카 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 용융실리카 혼합물은 전체 충전제에 대하여 40~100 중량%가 되도록 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 충전제는 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 70~95 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 에폭시수지 조성물을 헨셀믹서 또는 뢰디게 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 얻은 최종 분말 제품으로 밀봉한 반도체 소자를 제공한다.
상기 최종 분말 제품을 저압 트랜스퍼 성형법, 인젝션(Injection) 성형법 또는 캐스팅(Casting) 성형법으로 밀봉한 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 소자는 동계 리드프레임, 철계 리드 프레임 또는 유기계 라미네이트 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물에 관한 것으로서 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 및 충전제를 포함한다.
본 발명은 에폭시수지 조성물의 경화 반응을 조절하는 물질인 반응 조절제로서 환상 붕산에스테르계 화합물을 사용한다. 이러한 반응 조절제를 사용하면 에폭시수지 조성물의 상온에서의 반응을 억제시켜 보존안정성을 향상시키며 고온에서는 반응을 크게 억제하지 않는 작용으로 인하여 반도체 패키지 성형 작업 시 양호한 성형성을 갖게 한다.
상기 반응 조절제는 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.001~3 중량%, 바람직하게는 0.01~2.5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1~2 중량%를 함유한다. 반응조절제의 함유량이 0.001 중량% 미만이면 상온에서의 경화반응 억제효과가 떨어져 보존안정성이 나빠지게 되며, 3 중량%를 초과하면 고온에서의 경화반응도 억제되어 성형 작업성이 나빠지게 된다.
상기 반응 조절제로는 하기 화학식 1로 표시되는 환상 붕산에스테르계 화합물을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
[화학식 1]
(상기 식에서 R1~R4는 수소원자 또는 탄소수 1~12개를 가진 지방족화합물 또는 지방족고리화합물 또는 방향족 화합물로서 전부 동일하거나 상이한 경우도 포함한다.)
본 발명에 사용된 에폭시수지는 구조 중에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 것이 바람직한데, 그 구체적인 예를 들면, 크레졸 노볼락형 에폭시수지, 페놀 노볼락형 에폭시수지, 바이페닐형 에폭시수지, 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 선형지방족 에폭시수지, 지환식 에폭시수지, 복소환식(複素環式) 에폭시수지, 스피로환을 포함하는 에폭시수지, 자일록형 에폭시수지 및 페놀아랄킬형 에폭시수지 등을 들 수 있으며, 이 중 두 가지 이상을 사용할 수 있다. 예 를 들어 하기 화학식 2로 표시되는 자일록형 에폭시수지와 하기 화학식 3으로 나타낼 수 있는 바이페닐형 에폭시수지를 사용할 수 있다.
(상기 식에서 n의 평균치는 1 내지 7이다.)
[화학식 3]
(상기 식에서 n의 평균치는 0 내지 7이다.)
특히 바람직한 에폭시수지로는 상기 화학식 3으로 표시되는 바이페닐형 에폭시수지를 전체 에폭시수지에 대하여 40~100 중량%로 사용하는 것이 좋다. 상기 에폭시수지는 단독 혹은 2종 이상을 혼합하여 충분한 성형성 및 접착성의 효과를 발휘시킬 수 있으며, 상기 에폭시수지에 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트마스터배치(melt master batch)와 같은 선반응을 시켜 만든 부가 화합물도 사용할 수 있다. 본 발명의 반도체 소 자 밀봉용 에폭시수지 조성물에서 에폭시수지의 배합량은 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 2~15 중량%가 바람직하며, 3~12 중량%가 보다 바람직하다.
본 발명에 사용되는 경화제는 상기 에폭시수지와 반응하여 경화물을 만들 수 있는 물질로서, 구체적인 예로는 페놀아랄킬형 페놀수지, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 A와 레졸로부터 합성된 노볼락형 수지, 트리스(하이드록시페닐)메탄, 디하이드록시바이페닐을 포함하는 다가 페놀 화합물, 무수 말레인산 및 무수프탈산을 포함하는 산무수물, 메타페닐렌디아민, 디아미노이페닐메탄, 디아미노이페닐설폰 등의 방향족 아민 등을 들 수 있다. 반도체 성형용으로는 내열성, 내습성 및 보존성 측면에서 페놀계 경화제가 많이 사용되고 있으며, 용도에 따라 2종류 이상의 경화제를 혼합하여 사용하는 것도 좋다.
특히 바람직한 페놀수지로는 하기 화학식 4로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 들 수 있으며, 상기 수지는 전체 경화제에 대하여 20~100 중량%가 되도록 함유하는 것이 좋다. 본 발명에서 사용되는 경화제의 배합량은 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.1~10 중량%가 바람직하며, 0.5~7 중량%가 보다 바람직하다.
[화학식 4]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
상기 에폭시수지와 경화제의 배합비는 패키지에서의 기계적 성질 및 내습 신뢰성의 요구에 따라 에폭시수지에 대한 경화제의 화학 당량비가 0.5~2인 것이 바람직하며, 0.8~1.6인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 사용되는 경화촉진제는 에폭시수지와 경화제의 반응을 촉진하는 물질이다. 예를 들면, 제 3급아민, 유기금속화합물, 유기인화합물, 이미다졸, 붕소화합물 등이 사용 가능하다. 제 3급 아민에는 벤질디메틸아민, 2-2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디아미노메틸)페놀과 트리-2-에틸헥실 에시드의 염 등이 있다. 유기 금속화합물에는 크로뮴아세틸아세토네이트, 징크아세틸아세토네이트, 니켈아세틸아세토네이트 등이 있다. 유기인화합물에는 트리스-4-메톡시포스핀, 테트라부틸포스포늄브로마이드, 부틸트리페닐포스포늄브로마이드, 트리페닐포스핀, 트리페닐포스핀트리페닐보란, 트리페닐포스핀-1,4-벤조퀴논 부가물 등이 있다. 이미다졸류에는 2-메틸이미다졸, 2-아미노이미다졸, 2메틸-1-비닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸 등이 있다. 붕소화합물에는 트리플루오로보란-n-헥실아민, 트리플루오로보란모노에틸아민, 테트라플루오로보란트리에틸아민, 테트라플루오로보란아민 등이 있다. 이외에도 1,,5-디아자바이시클로[4.3.0]논-5-엔(1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene: DBN), 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-엔(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene: DBU) 및 페놀노볼락 수지염 등을 사용할 수 있다. 특히 바람직한 경화촉진제로는 아민계 및 이미다졸계와 같은 염기성 경화촉진제를 단독 혹은 혼합하여 사용하는 것을 들 수 있다. 상기 경화촉진 제는 에폭시수지 또는 경화제와 선반응하여 만든 부가물을 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에서 사용되는 경화촉진제의 배합량은 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.001~2 중량%가 바람직하며, 0.01~1 중량%가 보다 바람직하다.
본 발명에 사용되는 충전제는 에폭시수지 조성물의 기계적 물성의 향상과 저 응력화를 위하여 사용되는 물질이다. 일반적으로 사용되는 예로서는 용융실리카, 결정성 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이, 탈크, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유 등을 들 수 있다. 저응력화를 위해서는 선평창계수가 낮은 용융실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 용융실리카는 진비중이 2.3 이하인 비결정성 실리카를 의미하는 것으로 결정성 실리카를 용융하여 만들거나 다양한 원료로부터 합성한 비결정성 실리카도 포함된다. 용융실리카의 형상 및 입경은 특별히 한정되지는 않지만, 평균 입경 5~30㎛의 구상용융실리카를 50~99 중량%, 평균입경 0.001~1㎛의 구상용융실리카를 1~50 중량%를 포함한 용융실리카 혼합물을 전체 충전제에 대하여 40~100 중량%가 되도록 포함하는 것이 좋다. 본 발명에서 충전제의 비율은 성형성, 저응력성, 고온강도 등의 요구 물성에 따라 다르지만, 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 70~95 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 80~95 중량% 비율로 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 에폭시수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 에스테르계 왁스 등의 이형제, 카본블랙, 유기염료, 무기염료 등의 착색제, 에폭시실란, 아미노실란, 머캡토실란, 알킬실란 등의 커플링제 및 변성 실리콘 오일, 실리콘 파우더, 실리콘 레진 등의 응력완화제 등 을 필요에 따라 함유할 수 있다. 이때, 변성 실리콘 오일로는 내열성이 우수한 실리콘 중합체가 좋으며, 에폭시 관능기를 갖는 실리콘 오일, 아민 관능기를 갖는 실리콘 오일 및 카르복실 관능기를 갖는 실리콘 오일 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.05 내지 2 중량%로 사용할 수 있다.
이상과 같은 원재료를 이용하여 에폭시 수지 조성물을 제조하는 일반적인 방법으로는 소정의 배합량을 헨셀믹서나 뢰디게 믹서를 이용하여 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀이나 니이더로 용융혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 최종 분말 제품을 얻는 방법이 사용되고 있다. 본 발명에서 얻어진 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반도체 소자를 밀봉하는 방법으로써는 저압 트랜스퍼 성형법이 가장 일반적으로 사용되는 방법이나, 인젝션(Injection) 성형법이나 캐스팅(Casting) 등의 방법으로도 성형이 가능하다. 상기 방법에 의해 동계 리드프레임, 철계 리드 프레임 또는 유기계 라미네이트 프레임의 반도체 소자를 제조할 수 있다.
다음에 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하나, 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 6]
다음 표 1의 조성에 따라 헨셀 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후, 연속 니더를 이용하여 100~120℃ 범위에서 용융 혼련 후 냉각, 분쇄하여 반도체 성형용 에폭시수지 조성물을 제조하였다. 각종 물성은 다음의 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
(유동성/스파이럴플로우) : EMMI-1-66에 준하여 평가용 금형을 사용하여 175℃에서 트랜스퍼 몰딩 프레스를 이용하여 측정하였다. 측정값이 높을수록 유동성이 우수한 것이다.
(열시경도) : 175℃ 스파이럴플로우 측정 시 컬(Cull) 표면을 쇼와(Shore) D형 경도계를 사용하여 100초, 50초 경화 조건에서 각각 측정하였다. 경도 값이 높을수록 경화성이 우수한 것이다.
(보존안정성) : 보존 전의 스파이럴플로우의 값을 기준으로 하여 25℃, 55% 상대습도 조건에서 96시간 보존한 후의 스파이럴플로우의 저하율을 측정하였다. 저하율이 작을수록 보존안정성이 우수한 것이다.
(성형작업성) : PBGA(plastic ball grid array) (Body Size: 35mm X 35mm), 0.6mil 금선을 사용한 패키지에 25℃, 55% 상대습도 조건에서 96시간 보존한 후 저압트랜스퍼 성형을 실시하여 금선 변형율을 평가하였다. 측정값이 낮을수록 성형작업성이 우수한 것이다.
[비교예 1 내지 3]
다음 표 1의 조성에 따라 상기 실시예와 동일한 방법으로 실시하고 특성을 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| 성분 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 |
| 에폭시수지1 | 5.14 | 5.19 | 5.14 | 4.94 | 4.69 | 4.44 | 5.44 | 5.39 | 2.92 |
| 경화제2 | 5.06 | 5.11 | 5.06 | 4.86 | 4.61 | 4.36 | 5.36 | 5.31 | 2.88 |
| TPP3 (경화촉진제) | 0.20 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 2MI4 (경화촉진제) | - | 0.10 | - | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | - | 0.1 |
| DBN5 (경화촉진제) | - | - | 0.20 | - | - | - | - | 0.2 | - |
| 환상 붕산에스테르계 화합물6 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | - | - | 5.00 |
| 충전제7 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 |
| Epoxy Silane | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| Carnauba Wax | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
| Carbon Black | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
1) 에폭시수지: 바이페닐형 에폭시수지(YX-4000H, JER, 에폭시 당량=190)
2) 경화제: 페놀아랄킬형 페놀수지(MEH-7851-SS, Meihwa Chem., 수산기 당량=200)
3) TPP: 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine)
4) 2MI: 2-메틸이미다졸(2-methyl imidazole)
5) DBN: 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene
6) 환상 붕산에스테르계 화합물: 2,2'-oxybis(5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinane)
7) 충전제: 평균입경 10㎛의 구상용융실리카와 평균입경 0.5㎛의 구상용융실리카의 9:1 혼합물
| 구분 | 스파이럴 플로우(inch) | 열시경도 | 보존안정성(저하율,%) | 성형작업성 (금선변형율,%) | |
| 100초 | 50초 | ||||
| 실시예 1 | 48 | 75 | 56 | 13.8 | 4.9 |
| 실시예 2 | 50 | 73 | 54 | 13.1 | 4.8 |
| 실시예 3 | 46 | 77 | 57 | 11.5 | 3.5 |
| 실시예 4 | 52 | 72 | 53 | 11.2 | 3.2 |
| 실시예 5 | 54 | 72 | 51 | 9.7 | 2.7 |
| 실시예 6 | 57 | 71 | 50 | 8.3 | 2.4 |
| 비교예 1 | 49 | 74 | 58 | 45.5 | 47.4 |
| 비교예 2 | 48 | 78 | 60 | 38.6 | 30.1 |
| 비교예 3 | 63 | 65 | 미경화 | 2.7 | 1.8 |
상기 표로부터 본 발명에 의한 에폭시수지 조성물은 비교예의 조성물과 비교할 때 동등한 유동성 및 경화성을 확보하면서 보존안전성 및 성형작업성 면에서 월등히 향상된 효과를 나타내었다. 그러나, 환상 붕산에스테르계 화합물을 5 중량%로 포함하는 경우에는 오히려 경화성이 퇴보되는 역효과가 나타났다(비교예 3).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 에폭시수지 조성물은 반응조절제로서 화학식 1로 표시되는 화합물을 기존의 경화촉진제 촉매 시스템에 부가하여 사용함으로써 에폭시수지 조성물의 유동성, 열시경도 및 보존안정성, 성형작업성이 매우 우수해짐을 알 수 있었다. 그러므로, 본 발명에 의한 반도체용 에폭시수지 조성물을 사용함으로써 반도체 소자 성형 시 우수한 성형성과 신뢰성 높은 반도체 소자를 제조할 수 있었다.
Claims (20)
- 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 충전제, 및 반응 조절제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 반응 조절제로 하기 화학식 1로 표시되는 환상 붕산에스테르계 화합물을 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.001 ~ 3 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.[화학식 1]
(상기 식에서 R1~R4는 수소원자 또는 탄소수 1~12개를 가진 지방족화합물 또는 지방족고리화합물 또는 방향족 화합물로서 전부 동일하거나 상이한 경우도 포함한다.) - 제 1항에 있어서, 상기 환상 붕산에스테르계 화합물이 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.01~2.5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 환상 붕산에스테르계 화합물이 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.1~2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지가 하기 화학식 3으로 표시되는 바이페닐형 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.[화학식 3]
(상기 식에서 n의 평균치는 0 내지 7이다.) - 제 5항에 있어서, 상기 화학식 3의 에폭시수지가 전체 에폭시수지에 대하여 40~100 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 5항에 있어서, 상기 화학식 3의 에폭시수지를 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제 및 응력완화제로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상과 멜트마스터배치(melt master batch)를 시켜 만든 부가 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지가 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 2~15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 경화제가 하기 화학식 4로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.[화학식 4]
(상기 식에서 n의 평균치는 1 내지 7이다.) - 제 9항에 있어서, 상기 화학식 4의 페놀수지가 전체 경화제에 대하여 20~100 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 경화제가 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.1~10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지에 대한 상기 경화제의 화학 당량비가 0.5~2인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 경화촉진제를 상기 에폭시수지 또는 상기 경화제와 선반응하여 만든 부가물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 경화촉진제가 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 0.001~2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 충전제가 평균 입경 5~30㎛의 구상 용융 실리카를 50~99 중량%, 평균입경 0.001~1㎛의 구상 용융 실리카를 1~50 중량%로 포함한 용융실리카 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 15항에 있어서, 상기 용융실리카 혼합물이 전체 충전제에 대하여 40~100 중량%가 되도록 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 충전제가 전체 에폭시수지 조성물에 대하여 70~95 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물.
- 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항 기재의 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물을 헨셀믹서 또는 뢰디게 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융 혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 얻은 최종 분말 제품으로 밀봉한 반도체 소자.
- 제 18항에 있어서, 상기 최종 분말 제품을 저압 트랜스퍼 성형법, 인젝션(Injection) 성형법 또는 캐스팅(Casting) 성형법으로 밀봉한 반도체 소자.
- 제 19항에 있어서, 상기 반도체 소자가 동계 리드프레임, 철계 리드 프레임 또는 유기계 라미네이트 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
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| KR1020060126046A KR100798675B1 (ko) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101585271B1 (ko) | 2009-06-04 | 2016-01-13 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3476994B2 (ja) | 1996-03-29 | 2003-12-10 | 四国化成工業株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
| WO2004074344A1 (ja) | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Sumitomo Bakelite Company Limited | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| WO2004081078A1 (ja) | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Sumitomo Bakelite Co. Ltd. | 半導体封止用樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置 |
| EP1731545A1 (en) | 2004-03-31 | 2006-12-13 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Hardener for epoxy resin and epoxy resin composition |
-
2006
- 2006-12-12 KR KR1020060126046A patent/KR100798675B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3476994B2 (ja) | 1996-03-29 | 2003-12-10 | 四国化成工業株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
| WO2004074344A1 (ja) | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Sumitomo Bakelite Company Limited | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| WO2004081078A1 (ja) | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Sumitomo Bakelite Co. Ltd. | 半導体封止用樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置 |
| EP1731545A1 (en) | 2004-03-31 | 2006-12-13 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Hardener for epoxy resin and epoxy resin composition |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101585271B1 (ko) | 2009-06-04 | 2016-01-13 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치 |
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