KR101373572B1 - Polyphenol type epoxy molding compound of ic packaging - Google Patents

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KR101373572B1 KR1020130068057A KR20130068057A KR101373572B1 KR 101373572 B1 KR101373572 B1 KR 101373572B1 KR 1020130068057 A KR1020130068057 A KR 1020130068057A KR 20130068057 A KR20130068057 A KR 20130068057A KR 101373572 B1 KR101373572 B1 KR 101373572B1
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김영철
유민재
이경은
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Abstract

The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device has a wide selection range for main materials and a hardener, and a wide content range of a filler for reducing manufacturing costs and enabling various applications. More specifically, the epoxy resin composition has excellent continuous moldability (productivity), and has far superior self-backing and flame retardant properties compared to any known materials without using inorganic flame retardants including a halogen based organic flame retardant and antimony trioxide which are harmful to environment. The self-backing and flame retardant epoxy resin composition of the present invention is capable of remarkably improving environmental safety when the composition is burnt or discharged, and improving reliability and moldability by having high charging capacity due to having high heat conductivity, heat resistance, and low melting point.

Description

반도체 밀봉용 폴리페놀형 에폭시 수지 조성물 {Polyphenol type Epoxy Molding Compound of IC packaging}Polyphenol-type epoxy resin composition for semiconductor encapsulation {Polyphenol type Epoxy Molding Compound of IC packaging}

본 발명은 아조메틴형 에폭시수지에, 특정 이종 골격구조의 방향족류 및/또는 다방향족류의 경화제를 혼합하고 가교화함으로써 우수한 내열성과 열전도성을 나타내고, 또한 무기물 충전제를 하이브리드화 시킴으로서, 낮은 함유량에서 우수한 자기소화 난연성이 달성되고, 높은 함유량에서 우수한 연속 성형성과 매우 우수한 자기소화 난연성을 가지는 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 그 경화물에 관한 것이다.The present invention exhibits excellent heat resistance and thermal conductivity by mixing and crosslinking an azomethine type epoxy resin with an aromatic and / or polyaromatic curing agent of a particular heterostructure, and hybridizing an inorganic filler, thereby providing a low content. The present invention relates to a semiconductor device having an excellent self-extinguishing flame retardancy and having excellent continuous moldability and very good self-extinguishing flame retardance at a high content, and an epoxy resin composition for electric and electronic sealing, and a cured product thereof.

일반적으로 전기적, 열적 및 역학적 성질, 그리고 접착성 등의 특성이 우수한 에폭시 수지는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공함에 있어서 전기 저항에 의한 화재 우려 때문에 화재 시 불에 타지 않는 난연 특성이 필요하며, 대부분의 반도체 제조업체에서는 UL 94 V-0의 난연 규격을 만족하는 수지 조성물을 요구하고 있다.In general, epoxy resins having excellent electrical, thermal and mechanical properties, and adhesive properties require flame retardant properties that do not burn in the event of a fire due to a fear of fire due to electrical resistance in providing an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices. Most semiconductor manufacturers require resin compositions that meet the flame retardancy standard of UL 94 V-0.

이러한 자소 난연성을 확보하기 위해 종래에는 주로 할로겐계의 에폭시 수지와 삼산화안티몬을 사용하여 자소 난연성을 확보하고 있었으나, 인체에 유독할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서 규제 대상이며, 할로겐 부산물에 의해 반도체 칩과 와이어 및 리드 프레임의 부식을 발생시키는 주요 원인으로 작용하는 문제가 있었다. 따라서 이를 대체할 수 있는 난연제로서 인산에스테르와 같은 유기 인계 난연제가 대두되었지만, 수분에 의해 생성되는 인산 및 폴리인산이 반도체의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제가 발생하고 있고, 무기 함수화 난연제의 경우 흡수율 증가 및 성형성 저하 등의 문제점을 가지고 있다. In order to secure such flame retardancy, conventionally, halogen-free epoxy resin and antimony trioxide have been used to secure flame retardancy. However, it is not only toxic to human body but also regulated in environmental aspects. And a problem that acts as a main cause of corrosion of the lead frame. Therefore, organic phosphorus-based flame retardants such as phosphate esters have emerged as alternative flame retardants. However, phosphoric acid and polyphosphoric acid produced by water have a problem of deteriorating the reliability of semiconductors. Problems such as deterioration of the sex.

최근의 각종 첨단 재료에 있어서 자소 난연성과 고내열화, 고내습화로 대표되는 성능 향상이 요구되고 있다. 이러한 요구에 맞는 전자 부품 밀봉 재료로서는 예를 들면, 레졸 수지 중의 페놀성 수산기를 메톡시화하고 얻은 메톡시화 레졸 수지를 산 촉매 하에서 노볼락 수지화해서 얻어지는 메톡시기 함유 페놀 수지가 있으며, 이를 에폭시 수지용 경화제로 사용함으로써 유동성을 개선함과 동시에 경화물에 대한 가요성(flexibility)을 부여하여 내습성과 내충격성을 개선한 기술이 알려져 있지만(일본공개공보 제2004-010700호) 경화성이 현저히 저하된다는 단점과 자소 난연성을 극복하고 있지는 못하다. 또한 최근 IC회로의 고집적화에 수반하여 실장 밀도를 올리기 위해 멀티칩 패키지에 대한 요구는 보다 소형 및 박형으로 요구되고 있으며, 종래의 에폭시 수지로는 그 요구 성능에 대응이 어려워지고 있어서, 연화점이나 용융점도가 더 낮고, 내습성, 내충격성 등 기계적 특성을 구비하고 있으며 내열성, 내습성 등의 물리적 성질을 만족하는 에폭시 화합물의 구조가 더욱 연구되고 있다. In recent years, various advanced materials are required to improve performance, which is represented by fire retardancy, high heat resistance, and high moisture resistance. As an electronic component sealing material which meets these requirements, the methoxy group containing phenol resin obtained by novolak-resining the methoxylated resol resin obtained by methoxylating the phenolic hydroxyl group in a resol resin under an acid catalyst, for example, is used for epoxy resins. The use of a curing agent improves fluidity and at the same time gives flexibility to the cured product to improve moisture resistance and impact resistance (JP-A-2004-010700). It is not overcoming elemental flame retardancy. In addition, in order to increase the mounting density with high integration of IC circuits, demands for multichip packages are required to be smaller and thinner, and it is difficult to cope with the required performance with conventional epoxy resins, and thus softening point and melt viscosity are required. The lower, the mechanical properties such as moisture resistance and impact resistance, and the structure of the epoxy compound that satisfies the physical properties, such as heat resistance, moisture resistance, has been further studied.

에폭시 수지 경화물의 가교구조에 질소 원자를 함유한 아조메틴기를 갖는 에폭시 수지는 높은 내열성(융점 194℃ 이상)과 열전도의 특성(일본공개공보 제2010-163540)을 개선한 기술이 알려져 있지만 경화제와의 혼합물의 융점이 너무 높아 가공 및 성형성을 크게 저해하는 문제점이 있어서 응용하기 곤란하다.Epoxy resins having an azomethine group containing a nitrogen atom in the crosslinked structure of a cured epoxy resin have known techniques for improving high heat resistance (melting point of 194 ° C or higher) and heat conduction properties (Japanese Patent Publication No. 2010-163540), but with a curing agent The melting point of the mixture is so high that there is a problem that greatly inhibits workability and formability, it is difficult to apply.

따라서 최근 반도체 소자 및 전기, 전자 부품들의 고성능화에 따라서 박형 및 소형화되어 종래기술에 의한 조성물로 제조된 자소 난연성 수지 조성물 보다 열전도성, 가공 및 성형성이 우수하고 낮은 충전제 함유량에서도 자소 난연성을 갖는 고정밀 절연 소재가 필요하게 되었다.Therefore, according to the high performance of semiconductor devices and electrical and electronic components, high-temperature insulation, processing and formability are superior to those of the conventional flame retardant resin composition prepared by the composition according to the prior art, and have high flame-retardance even with low filler content. Material was necessary.

일본공개공보 제2004-010700호 (2004년 01월 15일)Japanese Laid-Open Publication No. 2004-010700 (January 15, 2004) 일본공개공보 제2010-163540호 (2010년 07월 29일)Japanese Laid-Open Publication No. 2010-163540 (July 29, 2010)

따라서 본 발명은 융점이 250℃이상의 아조메틴(-CH=N-)기 에폭시 수지와 혼합되어도 충분한 유동성을 가지며, 융점이 110 내지 120℃정도의 낮은 수치를 가지는 에폭시 경화 조성물을 제공하는 것이다Accordingly, the present invention is to provide an epoxy curing composition having a sufficient fluidity even if the melting point is mixed with an azomethine (-CH = N-) group epoxy resin of 250 ℃ or more, the melting point has a low value of about 110 to 120 ℃.

또한 본 발명은 상기의 융점이 낮은 에폭시경화물을 제공함과 더불어 우수한 내열성 및 열전도성을 가지는 새로운 에폭시 조성물을 제공하는 것이다. In addition, the present invention is to provide a new epoxy composition having excellent heat resistance and thermal conductivity while providing an epoxy cured low melting point.

또한 본 발명은 융점이 250℃이상의 아조메틴(-CH=N-)기 에폭시 수지와 저온(110℃ 이하)에서 연화가 가능한 방향족 사이드 체인을 가지거나 및/또는 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지를 경화제로 블랜드화 하여 우수한 가공 및 성형성을 발현시키고, 탄성율이 제어된 가교구조를 형성시킴으로서 착화 시 인체나 환경 및 반도체 소자 및 전기, 전자 부품에 유해한 할로겐계 유기 난연제와 삼산화 안티몬계 무기 난연제를 배합 않고도 극히 우수한 자기소화 난연성 경화물을 형성하는 에폭시 조성물을 제공하는 것이다In addition, the present invention is a polyaromatic selected from azomethine (-CH = N-) group epoxy resin having a melting point of more than 250 ℃ and an aromatic side chain capable of softening at low temperature (110 ℃ or less) and / or biphenyl derivatives By blending polyphenol resin with hardener, it shows excellent processing and moldability, and forms a cross-linked structure with controlled elastic modulus. Halogenated organic flame retardant and antimony trioxide, which are harmful to human body, environment, semiconductor device, electric and electronic parts when complexed. It is to provide an epoxy composition which forms an extremely excellent self-extinguishing flame retardant without blending an inorganic flame retardant.

또한 본 발명은 가공성과 성형성이 우수하며, 충전제가 55%의 함량부터 93%의 높은 함량까지 사용하는 경우에도 충분한 난연성과 내열성을 제공하는 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 에폭시 수지 조성물과 그의 경화물을 제공한다.In addition, the present invention is excellent in processability and formability, even when the filler is used in the content of 55% to 93% high content of the semiconductor device and the epoxy resin composition for electrical and electronic sealing and its diameter that provides sufficient flame resistance and heat resistance Deliver the cargo.

본 발명은 1) 에폭시 수지와 2) 경화제 3) 무기충전제, 및 4) 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 1)의 에폭시 수지는 아조메틴기가 도입된 하기 화학식 1의 에폭시 수지 및/또는 화학식 2의 다방향족류의 폴리페놀계 에폭시수지에서 선택되는 하나 이상의 에폭시 수지와 하기 화학식 3의 다방향족류의 폴리페놀계 수지 및 무기충전제를 포함하는 우수한 난연성과 내열성 및 저온 가공성을 가지는 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy resin composition comprising 1) an epoxy resin, 2) a curing agent, 3) an inorganic filler, and 4) a curing accelerator, wherein the epoxy resin of 1) is an epoxy resin of formula 1 having an azomethine group introduced therein, and / Or an epoxy resin having excellent flame retardancy, heat resistance and low temperature processability, comprising at least one epoxy resin selected from polyphenolic epoxy resins of the polyaromatic compounds of Formula 2, polyphenolic resins and inorganic fillers of the polyaromatics of Formula 3 below: It relates to a composition.

구체적으로 본 발명은 1) 에폭시 수지와 2) 경화제 3) 무기충전제, 및 4) 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 1)의 에폭시 수지와 2)의 경화제는 전체 조성물에 대하여 7 내지 45중량%이고, 무기충진제가 전체조성물에 대하여 55 내지 93 중량%를 가지는 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to an epoxy resin composition comprising 1) an epoxy resin, 2) a curing agent, 3) an inorganic filler, and 4) a curing accelerator, wherein the epoxy resin of 1) and the curing agent of 2) are 7 to 7 based on the total composition. It is 45 weight%, and an inorganic filler relates to the epoxy resin composition which has 55 to 93 weight% with respect to the whole composition.

상기 에폭시 수지 조성물은 반도체 밀봉용 등의 전자소자의 봉지제로 사용될 수 있다.The epoxy resin composition may be used as an encapsulant for electronic devices such as semiconductor encapsulation.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013052761234-pat00001
Figure 112013052761234-pat00001

상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-C10의 알킬 또는 C6-C20의 방향족 치환기이고, a는 0 내지 10의 정수이다. In Formula 1, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, C 1 -C 10 alkyl or C 6 -C 20 aromatic substituents, and a is an integer of 0 to 10.

[화학식 2](2)

Figure 112013052761234-pat00002
Figure 112013052761234-pat00002

상기 화학식 2에서, R5, R10 및 R15는 독립적으로 수소 또는 C1-C10의 알킬기이고, R6내지 R9와 R11 내지 R14는 독립적으로 수소, C1-C10 알킬, 하이드록시기, 또는 C6-C20의 방향족 치환기이며, b 및 e는 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, c 및 d는 독립적으로 0 내지 10의 정수이다.In Formula 2, R 5 , R 10 and R 15 are independently hydrogen or an alkyl group of C1-C10, R 6 to R 9 and R 11 to R 14 are independently hydrogen, C1-C10 alkyl, a hydroxy group, Or C6-C20 aromatic substituents, b and e are independently integers from 0 to 5, and c and d are independently integers from 0 to 10.

[화학식 3](3)

Figure 112013052761234-pat00003
Figure 112013052761234-pat00003

상기 화학식 2에서, R5, R10 및 R15는 독립적으로 수소 또는 C1-C10의 알킬기이고, R6 내지 R9와 R11 내지 R14는 독립적으로 수소, C1-C10 알킬, 하이드록시기, 또는 C6-C20의 방향족 치환기이며, b 및 e는 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, c 및 d는 독립적으로 0 내지 10의 정수이다.In Formula 2, R 5 , R 10 and R 15 are independently hydrogen or an alkyl group of C1-C10, R 6 To R 9 and R 11 to R 14 are independently hydrogen, C1-C10 alkyl, hydroxy group, or C6-C20 aromatic substituent, b and e are independently an integer of 0 to 5, c and d are independent To an integer of 0 to 10.

본 발명에서 화학식 1 및 화학식 2의 에폭시 수지가 혼합되는 경우, 내열성과 난연성을 그대로 유지하면서, 저온 가공성이 우수한 조성물을 얻을 수 있어서 특히 좋다. 이 경우 화학식 1 및 화학식 2는 특별히 조성비에서 차이가 없지만, 좋게는 화학식 1 100중량부에 대하여 화학식 2가 1 내지 70중량부, 더욱 좋게는 1 내지 50중량부인 것이 본 발명의 목적에 더욱 좋다.In the present invention, when the epoxy resins of the formulas (1) and (2) are mixed, the composition having excellent low temperature processability can be obtained while maintaining the heat resistance and flame retardance as it is. In this case, the formula (1) and formula (2) is not particularly different in composition ratio, but preferably 1 to 70 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the formula (1) is more preferable for the purpose of the present invention.

본 발명에 따른 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 주제 및 경화제의 선택 범위가 넓고 충전제의 함량 범위도 넓어, 저비용화와 다양한 응용이 가능하다. 특히 그로 인한 연속 성형성(생산성)이 우수하고, 환경에 유해한 물질로 알려진 할로겐계 유기 난연제 및 삼산화안티몬 등과 같은 무기 난연제를 사용하지 않고서도 자소 난연성이 지금까지 알려져 있는 어떤 소재보다도 월등히 우수하다는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따른 자소 난연성 에폭시 수지 조성물은 연소 또는 폐기 시에 환경 안전을 대폭으로 향상시킬 수 있고 특히 높은 열전도성, 내열성, 저융점화로 인한 고충전성은 신뢰성 및 성형성 개선에 효과를 가질 수 있다.The epoxy resin composition for sealing a semiconductor device according to the present invention has a wide selection range of a main agent and a curing agent and a wide content range of a filler, thereby reducing cost and various applications. In particular, it has excellent continuous formability (productivity), and has the effect that the flame retardancy is far superior to that of any known material without using inorganic flame retardants such as halogen-based organic flame retardants and antimony trioxide, which are known to be harmful to the environment. have. In addition, the flame retardant epoxy resin composition according to the present invention can greatly improve the environmental safety at the time of combustion or disposal, and in particular, high chargeability due to high thermal conductivity, heat resistance, and low melting point can have an effect on improving reliability and formability. .

도 1은 본 발명의 LOI 100 이상, UL 94 V-0(t1+t2 ≤ 25)을 얻은 실시예 7((a), (c))과 LOI 100 이상, UL 94 V-0(t1+t2 ≤ 30)을 얻은 실시예 3((b), (d))의 자기소화 난연성 에폭시 수지 경화물의 시험편이다.Figure 1 shows Example 7 ((a), (c)) and LOI 100 or more, UL 94 V-0 (t) of which the LOI 100 of the present invention is obtained, UL 94 V-0 (t 1 + t 2 ≤ 25). It is a test piece of the self-extinguishing flame-retardant epoxy resin hardened | cured material of Example 3 ((b), (d)) which obtained 1 + t <2> ( 30).

본 발명은 1) 에폭시 수지와 2) 경화제 3) 무기충전제 및 4) 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 1)의 에폭시 수지는 아조메틴기가 도입된 하기 화학식 1의 에폭시 수지 및/또는 화학식 2의 다방향족류의 폴리페놀계 에폭시수지에서 선택되는 하나 이상의 에폭시 수지와 하기 화학식 3의 다방향족류의 폴리페놀계 수지 및 무기충전제를 포함하는 우수한 난연성과 내열성 및 저온 가공성을 가지는 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy resin composition comprising 1) an epoxy resin, 2) a curing agent, 3) an inorganic filler, and 4) a curing accelerator, wherein the epoxy resin of 1) is an epoxy resin of Formula 1 having an azomethine group introduced and / or Epoxy resin composition having excellent flame retardancy, heat resistance and low temperature processability, comprising at least one epoxy resin selected from polyphenolic epoxy resins of the polyaromatics of formula (2), polyphenolic resins of the polyaromatics of the formula (3) and inorganic fillers It is about.

구체적으로 본 발명은 1) 에폭시 수지와 2) 경화제 3) 무기충전제, 및 4) 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 1)의 에폭시 수지와 2)의 경화제는 전체 조성물에 대하여 7 내지 45중량%이고, 무기충진제가 전체조성물에 대하여 55 내지 93 중량%를 가지는 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to an epoxy resin composition comprising 1) an epoxy resin, 2) a curing agent, 3) an inorganic filler, and 4) a curing accelerator, wherein the epoxy resin of 1) and the curing agent of 2) are 7 to 7 based on the total composition. It is 45 weight%, and an inorganic filler relates to the epoxy resin composition which has 55 to 93 weight% with respect to the whole composition.

상기 에폭시 수지 조성물은 반도체 밀봉용 등의 전자소자의 봉지제로 사용될 수 있다.The epoxy resin composition may be used as an encapsulant for electronic devices such as semiconductor encapsulation.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013052761234-pat00004
Figure 112013052761234-pat00004

상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-C10의 알킬 또는 C6-C20의 방향족 치환기이고, a는 0 내지 10의 정수이다. In Formula 1, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, C 1 -C 10 alkyl or C 6 -C 20 aromatic substituents, and a is an integer of 0 to 10.

[화학식 2](2)

Figure 112013052761234-pat00005
Figure 112013052761234-pat00005

상기 화학식 2에서, R5, R10 및 R15는 독립적으로 수소 또는 C1-C10의 알킬기이고, R6 내지 R9와 R11 내지 R14는 독립적으로 수소, C1-C10 알킬, 하이드록시기, 또는 C6-C20의 방향족 치환기이며, b 및 e는 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, c 및 d는 독립적으로 0 내지 10의 정수이다.In Formula 2, R 5 , R 10 and R 15 are independently hydrogen or an alkyl group of C1-C10, R 6 to R 9 and R 11 to R 14 are independently hydrogen, C1-C10 alkyl, a hydroxy group, Or C6-C20 aromatic substituents, b and e are independently integers from 0 to 5, and c and d are independently integers from 0 to 10.

[화학식 3](3)

Figure 112013052761234-pat00006
Figure 112013052761234-pat00006

상기 화학식 2에서, R5, R10 및 R15는 독립적으로 수소 또는 C1-C10의 알킬기이고, R6 내지 R9와 R11 내지 R14는 독립적으로 수소, C1-C10 알킬, 하이드록시기, 또는 C6-C20의 방향족 치환기이며, b 및 e는 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, c 및 d는 독립적으로 0 내지 10의 정수이다.In Formula 2, R 5 , R 10 and R 15 are independently hydrogen or an alkyl group of C1-C10, R 6 to R 9 and R 11 to R 14 are independently hydrogen, C1-C10 alkyl, a hydroxy group, Or C6-C20 aromatic substituents, b and e are independently integers from 0 to 5, and c and d are independently integers from 0 to 10.

상기 발명에서 화학식 1 및 화학식 2의 에폭시 수지가 혼합되는 경우, 내열성과 난연성을 그대로 유지하면서, 저온 가공성이 우수한 조성물을 얻을 수 있어서 특히 좋다. 이 경우 화학식 1 및 화학식 2는 특별히 조성비에서 차이가 없지만, 좋게는 화학식 1 100중량부에 대하여 화학식 2가 1 내지 70중량부, 더욱 좋게는 1 내지 50중량부의 것이 본 발명의 목적에 더욱 좋다.When the epoxy resins of the formulas (1) and (2) are mixed in the present invention, the composition having excellent low-temperature processability can be obtained while maintaining the heat resistance and flame retardancy as it is. In this case, Formula 1 and Formula 2 are not particularly different in composition ratio, but preferably 1 to 70 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight of Formula 2 with respect to 100 parts by weight of Formula 1 is more preferable for the purpose of the present invention.

상기 본 발명에서 상기 화학식 2로 표시되는 다방향족류의 폴리페놀 에폭시수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 방향족 사이드 체인을 가지거나 및/또는 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지를 그리시딜에테르화하여 얻을 수 있다.The polyphenol epoxy resin of the polyaromatics represented by the formula (2) in the present invention has an aromatic side chain represented by the following formula (3) and / or polyphenol resin of the polyaromatics selected from biphenyl derivatives glycidyl ether Can be obtained by

본 발명의 상기 화학식 1 및/또는 화학식 2로 표시되는 에폭시수지와 상기 화학식 3으로 표시되는 경화제로 이루어지는 가교구조는 놀랍게도 착화 시에 화기로 인한 에폭시수지의 분해가스가 수지를 발포시켜 열확산이 방지되는 단열층을 형성하고, 이를 보호하고 화기를 차단해주는 탄화층을 형성시키는 것으로 연소 현상의 필수요소 중 열에너지와 산소를 차단시켜 자기소화에 의한 난연화를 이룬다. The crosslinked structure consisting of the epoxy resin represented by Formula 1 and / or Formula 2 of the present invention and the curing agent represented by Formula 3 surprisingly prevents the decomposition gas of the epoxy resin due to fire foaming the resin upon complexing to prevent thermal diffusion. It forms a heat insulation layer, protects it, and forms a carbonization layer that blocks fire, and blocks flame energy and oxygen among the essential elements of the combustion phenomenon to achieve flame retardancy by self-extinguishing.

특히 본 발명에서는 경화제로서 화학식 3의 경화제를 사용함으로써, 원인은 명확하지 않지만, 경화제 내에 방향족 기를 늘려 수지 구조 자체가 연소되지 않도록 하여 단열층과 탄화층 형성을 통한 자소 난연성 확보 측면 이외에도, 신뢰성과 연속 성형성을 동시에 만족하기 위하여 유동특성 저하 방지 및 과도한 탄성율 상승을 억제하는 매우 우수한 효과를 달성할 수 있었다. In particular, in the present invention, by using the curing agent of the formula (3) as a curing agent, although the cause is not clear, in addition to the aspect of securing the flame retardancy through the formation of a heat insulating layer and a carbonized layer by increasing the aromatic group in the curing agent to prevent the resin structure itself from burning, reliability and continuous molding In order to satisfy the properties at the same time, it was possible to achieve a very good effect of preventing the drop in flow characteristics and suppressing excessive increase in elastic modulus.

그 결과 주제와 경화제의 골격구조가 동일한 다방향족 구조로 이루어진 에폭시 수지 경화물 보다도 난연성이 더 우수하며, 특히 충전제의 첨가 함량이 넓은 범위에서도 난연성을 확보할 수 있다. 특히 본 발명의 화학식 1의 아조메틴결합을 가지는 에폭시와 이와 동일한 아조메티딘을 함유하는 고융점의 경화제와 결합하는 경우에는 융점이 너무 높고 유동성이 저하되어, 얇은 봉지제로 하는 경우에는 거의 사용할 수 없는 단점이 있지만, 본 발명의 경화제는 조성물의 융점을 획기적으로 낮추어 가공성을 증가시켜 고충전 및 매우 얇은 두께의 봉지분야에도 적용할 수 있는 장점이 있었다.As a result, flame retardancy is better than that of the cured epoxy resin having a multi-aromatic structure having the same skeleton as that of the main agent and the curing agent, and in particular, flame retardancy can be ensured even in a wide range of filler content. In particular, when combined with the epoxy having the azomethine bond of the present invention and a high melting point curing agent containing the same azomethidine, the melting point is too high and the fluidity is lowered, so that it can hardly be used when the thin encapsulant is used. Although there are disadvantages, the curing agent of the present invention significantly lowers the melting point of the composition to increase the processability, there was an advantage that can be applied to the field of high filling and sealing of very thin thickness.

본 발명의 조성물은 이와 같이 아조메티딘 결합으로 연결된 강직하고 긴 공액 이중 결합의 배향성이 상당히 높은 안정한 구조의 에폭시를 사용함에도 불구하고 융점이 낮고, 그 경화물은 강인성이 우수함과 동시에 높은 열전도성을 나타낸다. 또 화학식 2 및 화학식 3과 같이 화학식 1과는 비동일 골격구조이면서 측쇄를 갖는 구조의 도입으로 가교점 간 거리와 폭이 커져 그로 인한 자유부피가 커져 가열 착화 시 수지의 탄성율이 낮아지므로 발포층이 효과적으로 형성될 수 있으며 지방족 기 대비 분자 진동이 억제되어 수지 열분해 및 가연 가스 발생이 저감된다.  The composition of the present invention has a low melting point in spite of using an epoxy having a stable structure having a very high orientation of rigid and long conjugated double bonds connected by azomethine bonds, and the cured product has excellent toughness and high thermal conductivity. Indicates. In addition, the introduction of a structure having a side chain and a non-identical skeletal structure such as Formula 2 and Formula 3 increases the distance and width between the crosslinking points, thereby increasing the free volume, thereby lowering the elastic modulus of the resin during heat ignition. It can be effectively formed and the molecular vibration compared to the aliphatic group is suppressed to reduce the resin pyrolysis and the generation of flammable gas.

또한 리플로우 온도에서 저탄성으로 인한 응력 완화 및 소수성 구조로 인한 저흡습성 특성을 기대할 수 있다. 본 발명에 의하면 화학식 1의 강직하고 긴 분자쇄의 존재와 수소결합이 가능한 아조메틴기의 존재 및 화학식 2 및 화학식 3 의 측쇄방향족기를 가지는 방향족 사이드 체인을 가지거나 및/또는 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지나 그의 에폭시 수지를 도입함으로써, 충전제의 함량이 넓은 범위에서도 자소 난연성이 매우 우수한 것을 특징으로 한다.In addition, it can be expected that the stress relief due to low elasticity at the reflow temperature and the low hygroscopic property due to the hydrophobic structure. According to the present invention is selected from the presence of a rigid and long molecular chain of formula (1) and the presence of an azomethine group capable of hydrogen bonding and an aromatic side chain having a side chain aromatic group of formula (2) and (3) and / or a biphenyl derivative By introducing an aromatic polyphenol resin or an epoxy resin thereof, the flame retardancy is very excellent even in a wide range of filler content.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 1) 에폭시 수지, 2) 경화제, 3) 무기충전제 및 4) 경화촉진제를 필수 성분으로 포함하며, 상기 에폭시 수지 및 경화제의 총 사용량은 제한되지 않지만 좋게는 전체 함량의 7 내지 45 중량% 이며, 무기충전제를 55 내지 93 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다. The present invention includes 1) an epoxy resin, 2) a curing agent, 3) an inorganic filler, and 4) a curing accelerator as essential components, and the total amount of the epoxy resin and the curing agent is not limited, but preferably 7 to 45% by weight of the total content. The present invention provides a semiconductor device and an epoxy resin composition for electrical and electronic sealing, comprising 55 to 93% by weight of an inorganic filler.

각 구성 성분들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
Each component is described in detail as follows.

에폭시 수지Epoxy resin

본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 1) 에폭시 수지는 상기 화학식 1 또는 화학식 1과 화학식 2의 혼합에폭시 수지이며, 각각을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명은 또한 화학식 1의 에폭시 수지를 주제로 사용하는 것이 좋으며, 혼합하는 경우 화학식 1의 것을 주제로 사용하는 것이 좋다. In the composition according to the present invention, 1) the epoxy resin is a mixed epoxy resin of the formula (1) or formula (1) and formula (2), each can be used alone or in combination. The present invention also preferably uses the epoxy resin of the formula (1) as the subject, and when mixed, it is preferable to use the subject of the formula (1).

상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지는 분자량에 따라서 에폭시 당량 및 용융점이 다른 여러 종류의 에폭시 수지가 있으며, 제한하지 않지만 바람직하게는 에폭시 당량이 150 내지 300이며, 용융점이 100℃ 내지 150℃인 것을 사용하는 것이 좋다.Epoxy resin represented by the formula (1) has a number of epoxy resins having different epoxy equivalent and melting point according to the molecular weight, although not limited, preferably epoxy equivalent of 150 to 300, using a melting point of 100 ℃ to 150 ℃ Good to do.

또한 본 발명은 본 발명의 난연성 특성을 만족하는 범위 내에서 에폭시 당량 및 연화점이 다른 여러 종류의 에폭시 수지가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 연화점이 60℃ 내지 90℃인 것을 사용하는 것이 좋다. 이러한 에폭시 수지를 사용하는 경우, 최적의 성형/가공성 및 자소 난연성을 갖는 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지와 병용 될 수 있는 타의 에폭시 수지로서는 화학식 2 의 에폭시 수지 이외에 O-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 이외에 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 플루오렌 비스페놀, 페놀 디씨클로펜타디엔, 바이페닐 등의 고형 또는 액상 에폭시 수지를 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것이 아니다. 이것들은 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 이용해도 좋다.
In addition, the present invention may be used a variety of epoxy resins having different epoxy equivalents and softening points within the range satisfying the flame retardant properties of the present invention, it is preferable to use a softening point of 60 ℃ to 90 ℃. In the case of using such an epoxy resin, it is possible to provide a semiconductor device having an optimum moldability / processability and self-flame retardancy, and an epoxy resin composition for electric and electronic sealing. Other epoxy resins that may be used in combination with the epoxy resin represented by Formula 1 include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, and phenol dicyclopentadiene in addition to the O-cresol novolac type epoxy resin in addition to the epoxy resin of Formula 2 Although solid or liquid epoxy resins, such as a biphenyl, are mentioned, It is not limited to these. These may be used independently and may use 2 or more types.

본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지는 고 함량으로 수지 혼합물에 사용될 수 있으며 조성물의 용융 점도를 낮추어 또는 용해되어 무기충전제를 고 함량으로 포함할 수 있다. 즉 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지는 전체 에폭시 수지 혼합물 중에 5 내지 100 중량%를 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 25 내지 100 중량%를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 총 에폭시 수지 혼합물에 대하여 50 내지 100 중량%로 사용하는 것이 좋다. 50 중량% 이상으로 사용하는 경우, 자소 난연성이 더욱 증대된다는 장점이 있다.
Epoxy resin represented by the formula (1) of the present invention can be used in the resin mixture in a high content and lower or melt the melt viscosity of the composition may contain a high content of the inorganic filler. That is, the epoxy resin represented by Chemical Formula 1 may use 5 to 100% by weight in the total epoxy resin mixture. More preferably, 25 to 100% by weight may be used, and most preferably, 50 to 100% by weight based on the total epoxy resin mixture. When used in more than 50% by weight, there is an advantage that the flame retardancy is further increased.

다음 본 발명의 화학식 2의 방향족 사이드 치환체를 가지는 다방향족류 에폭시 수지에 대하여 설명한다. 본 발명의 상기 화학식 2의 다방향족에폭시 수지는 화학식 1의 구조의 에폭시 수지와 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 발명에서 화학식 1 및 화학식 2의 에폭시 수지가 혼합되는 경우, 내열성과 난연성을 그대로 유지하면서, 저온 가공성이 우수한 조성물을 얻을 수 있어서 특히 좋다. 이 경우 화학식 1 및 화학식 2는 특별히 조성비에서 차이가 없지만, 좋게는 화학식 1 100중량부에 대하여 화학식 2가 1 내지 70중량부, 더욱 좋게는 1 내지 50중량부의 것이 본 발명의 목적에 더욱 좋다. 또한 상기 화학식 2의 에폭시 조성물이나 화학식 1의 조성물은 본 발명의 난연성 특성을 만족하는 범위 내에서 에폭시 당량 및 연화점이 다른 여러 종류의 에폭시 수지가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 연화점이 60℃ 내지 90℃인 것을 사용하는 것이 좋다. 이러한 에폭시 수지를 사용하는 경우, 최적의 성형/가공성 및 자소 난연성을 갖는 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 수지와 병용 될 수 있는 타의 에폭시 수지로서는 화학식 1의 에폭시 수지 이외에 O-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 이외에 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 플루오렌 비스페놀, 페놀 디씨클로펜타디엔, 바이페닐 등의 고형 또는 액상 에폭시 수지를 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것이 아니다. 이것들은 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 이용해도 좋다.
Next, a polyaromatic epoxy resin having an aromatic side substituent of the general formula (2) of the present invention will be described. The polyaromatic epoxy resin of the formula (2) of the present invention may be used in combination with the epoxy resin of the structure of formula (1). When the epoxy resins of the formulas (1) and (2) are mixed in the present invention, the composition having excellent low-temperature processability can be obtained while maintaining the heat resistance and flame retardancy as it is. In this case, Formula 1 and Formula 2 are not particularly different in composition ratio, but preferably 1 to 70 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight of Formula 2 with respect to 100 parts by weight of Formula 1 is more preferable for the purpose of the present invention. In addition, the epoxy composition of Formula 2 or the composition of Formula 1 may be used a variety of epoxy resins having different epoxy equivalents and softening points within a range satisfying the flame retardant properties of the present invention, preferably a softening point of 60 ℃ to 90 ℃ It is good to use that. In the case of using such an epoxy resin, it is possible to provide a semiconductor device having an optimum moldability / processability and self-flame retardancy, and an epoxy resin composition for electric and electronic sealing. As another epoxy resin that can be used in combination with the epoxy resin represented by the above formula (2), in addition to the epoxy resin of the formula (1), in addition to the O-cresol novolac-type epoxy resin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, phenol dicyclopentadiene Although solid or liquid epoxy resins, such as a biphenyl, are mentioned, It is not limited to these. These may be used independently and may use 2 or more types.

상기 화학식 2의 에폭시수지나 화학식 1과 2의 혼합에폭시 수지로 표시되는 에폭시 수지는 전체 에폭시 수지 혼합물 중에 5 내지 100 중량%를 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 25 내지 100 중량%를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 총 에폭시 수지 혼합물에 대하여 50 내지 100 중량%로 사용하는 것이 좋다. 50 중량% 이상으로 사용하는 경우, 자소 난연성이 더욱 증대된다는 장점이 있다.
The epoxy resin represented by the epoxy resin of the formula (2) or the mixed epoxy resin of the formula (1) and (2) may be used 5 to 100% by weight in the total epoxy resin mixture. More preferably, 25 to 100% by weight may be used, and most preferably, 50 to 100% by weight based on the total epoxy resin mixture. When used in more than 50% by weight, there is an advantage that the flame retardancy is further increased.

경화제Hardener

본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 경화제는 화학식 3으로 표시되는 방향족 사이드 체인을 가지거나 및/또는 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지를 단독 또는 이들의 혼합물로 사용하거나, 여기에 통상의 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 일반 경화제, 가령 노볼락형 페놀 수지 및 기타 경화제를 혼합한 경화제 혼합물을 사용할 수 있다. In the composition according to the present invention, the curing agent has an aromatic side chain represented by the formula (3) and / or a polyaromatic resin of polyaromatics selected from biphenyl derivatives alone or in a mixture thereof, or The hardening | curing agent mixture which mixed the semiconductor element of and the general hardening | curing agent for electrical and electronic sealing, such as novolak-type phenol resin and other hardening | curing agents, can be used.

상기 화학식 3으로 표시되는 경화제는 분자량에 따라서 수산기 당량 및 용융점이 다른 여러 종류의 경화제가 있으며, 바람직하게는 수산기 당량이 150 내지 300이며, 연화점이 60℃ 내지 120℃인 것을 사용하는 것이 좋다.The curing agent represented by the above formula (3) has various kinds of curing agents having different hydroxyl groups and melting points depending on the molecular weight, preferably the hydroxyl group equivalent is 150 to 300, it is preferable to use a softening point of 60 ℃ to 120 ℃.

또한 혼합사용을 위한 통상의 반도체 소자 밀봉용 경화제는 수산기 당량 및 연화점이 다른 여러 종류의 경화제가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 연화점이 70℃ 내지 100℃인 것을, 전기, 전자용 경화제는 상온에서 액체상 또는 고체상인 것을 사용하는 것이 좋다. 이러한 경화제를 사용하는 경우, 최적의 성형성 및 자소 난연성을 갖는 반도체 소자 및 전기, 전자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.In addition, a conventional semiconductor device sealing hardener for mixed use may be used in various kinds of curing agent having a different hydroxyl group equivalent and softening point, preferably the softening point is 70 ℃ to 100 ℃, the electrical and electronic curing agent in the liquid phase at room temperature Or it is good to use what is solid form. When using such a hardening | curing agent, the semiconductor element and the epoxy resin composition for electrical and electronic sealing which have optimal moldability and flame retardancy can be provided.

본 발명의 상기 화학식 3으로 표시되는 경화제는 고함량으로 수지 혼합물에 사용될 수 있다. 즉 상기 화학식 3으로 표시되는 방향족 사이드 체인을 가지거나 및/또는 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지는 전체 경화제 혼함물 중에 5 내지 100 중량%를 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 25 내지 100중량%를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 총 에폭시 수지 혼합물에 대하여 50 내지 100중량%로 사용하는 것이 좋다. 50중량% 이상으로 사용하는 경우, 자소 난연성이 더욱 증대된다는 장점이 있다. The curing agent represented by Formula 3 of the present invention may be used in the resin mixture in a high content. That is, the polyphenol resin of the polyaromatics having an aromatic side chain represented by Formula 3 and / or selected from a biphenyl derivative may be used in an amount of 5 to 100% by weight in the total curing agent mixture. More preferably, 25 to 100% by weight may be used, and most preferably, 50 to 100% by weight based on the total epoxy resin mixture. When used in more than 50% by weight, there is an advantage that the flame retardancy is further increased.

본 발명에서 경화제의 사용량은 제한이 없지만 에폭시 수지 1당량에 대하여 0.5 내지 2당량, 더욱 좋게는 0.8 내지 1.5당량의 비로 사용하는 것이 좋다.Although the amount of the curing agent used in the present invention is not limited, it is preferable to use 0.5 to 2 equivalents, more preferably 0.8 to 1.5 equivalents, based on 1 equivalent of the epoxy resin.

상기 경화제를 상기 범위 미만으로 사용하는 경우 가공성 및 성형성에 문제점이 있으며, 초과하여 사용하는 경우 기본 특성 및 자소 난연성이 떨어지는 문제가 있다. 상기 화학식 3으로 표시되는 방향족 사이드 체인을 가지거나 및/또는 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지와 병용 될 수 있는 타입의 경화제로서 노볼락형 페놀 수지 이외에 비스페놀(bisphenol) A, 비스페놀(bisphenol) F, 비스페놀(bisphenol) S, 플루오렌 비스페놀(fluorene bisphenol), 페놀 노볼락, 비스페놀 A 노볼락, o-크레졸 노볼락, m-크레졸 노볼락, p-크레졸 노볼락, 크실레놀 노볼락, 폴리-p-하이드록시스티렌, 레조시놀, 케이트콜, t-부틸케이트콜, t-부틸하이드로키논, 플루오르글리시놀, 파이로갈롤, t-부틸파이로갈롤, 알릴파이로갈롤, 폴리알릴파이로갈롤, 1,2,4-벤젠트리올, 2,3,4-트리하이드록시벤조페논, 1,2-디하이드록시나프탈렌, 1,3-디하이드록시나프탈렌, 1,4-디하이드록시나프탈렌, 1,5-디하이드록시나프탈렌, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 1,7-디하이드록시나프탈렌, 1,8-디하이드록시나프탈렌, 2,3-디하이드록시나프탈렌, 2,4-디하이드록시나프탈렌, 2,5-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 2,7-디하이드록시나프탈렌, 2,8-디하이드록시나프탈렌, 그리고 상기 디하이드록시나프탈렌의 알릴화된 혹은 폴리알릴화된 화합물, 알릴화 비스페놀 A, 알릴화 비스페놀 F, 알릴화 페놀 노볼락, 알릴화 파이로갈롤, 페놀 파라자일렌 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것이 아니다. 이것들은 단독으로 병용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
If the curing agent is used in less than the above range, there is a problem in workability and moldability, and when used in excess, there is a problem inferior in basic properties and flame retardancy. Bisphenol (A) and bisphenol (A) in addition to the novolak-type phenol resin as a curing agent of the type having an aromatic side chain represented by the general formula (3) and / or polyaromatic resin selected from biphenyl derivatives bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, phenol novolac, bisphenol A novolac, o-cresol novolac, m-cresol novolac, p-cresol novolac, xylenol novolac , Poly-p-hydroxystyrene, resorcinol, catechol, t-butylcatechol, t-butylhydrokinone, fluoroglycinol, pyrogallol, t-butylpyrogallol, allyl pyrogallol, poly Allylpyrogallol, 1,2,4-benzenetriol, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-di Hydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1 , 7-dihydroxynaphthalene, 1,8-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,4-dihydroxynaphthalene, 2,5-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydro Loxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 2,8-dihydroxynaphthalene, and allylated or polyallylated compounds of said dihydroxynaphthalene, allylated bisphenol A, allylated bisphenol F, allylated Although phenol novolak, allylated pyrogallol, phenol paraxylene, etc. are mentioned, It is not limited to these. These may be used independently and may use 2 or more types together.

경화촉진제Hardening accelerator

본 발명에 따른 조성물에 있어서, 경화촉진제를 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 트리페닐포스핀과 파라벤조페논의 배위화합물, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류 또는 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염 등을 사용할 수 있으며, 이 중 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 사용량은 제한하지 않지만 좋게는 전체 에폭시 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부, 좋게는 0.05 내지 1중량부가 바람직하다.
In the composition according to the present invention, it is more preferable to add a curing accelerator. For example, tertiary amines such as benzyldimethylamine, triethanolamine, triethylenediamine, dimethylaminoethanol, tri (dimethylaminomethyl) phenol, and imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole. , Organic phosphines such as triphenylphosphine, triphenylphosphine and parabenzophenone coordination compounds, diphenylphosphine, phenylphosphine or tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine tetraphenylborate, etc. Phenyl boron salt etc. can be used, One or two or more of these can be used together. Although the usage-amount is not restrict | limited, Preferably it is 0.01-5 weight part with respect to 100 weight part of whole epoxy resin compositions, Preferably it is 0.05-1 weight part.

무기충전제Inorganic filler

본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 3)무기충전제는 결정실리카, 용융실리카, 탄화규소, 질화규소, 알루미나, 이산화티타늄, 지르콘, 규산칼슘, 탄산칼슘, 질화붕소, 산화지르코늄, 활석 등의 분말 또는 이것들을 구형화한 비드 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니다. 이것들은 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 이용해도 좋다. 이들을 제한 없이 사용할 수 있으나 바람직하게는 평균입자경이 0.1 내지 35 ㎛인 것을 사용하는 것이 좋고, 예를 들어 구형, 각형, 용융형 등을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 평균 입자경이 10 내지 20 ㎛인 용융실리카 구형 분말을 사용하는 것이 좋다. 상기 무기충전제는 제한되지 않지만, 좋게는 전체 에폭시 수지 조성물에서 55 내지 97중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 55 내지 93 중량%를 사용하는 것이 좋다. 상기 무기충전제가 55 중량% 미만의 양으로 적용되는 경우, 충분한 자소 난연성을 얻을 수 없고 열팽창계수가 높아지는 문제점이 있을 수 있고, 93중량%를 초과하는 경우, 유동 특성의 저하로 인해 성형성이 나빠지게 되는 문제가 있다.
In the composition according to the present invention, 3) the inorganic filler is a powder such as crystalline silica, fused silica, silicon carbide, silicon nitride, alumina, titanium dioxide, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, boron nitride, zirconium oxide, talc or the like Although beads which spheroidized, etc. are mentioned, It is not limited to these. These may be used independently and may use 2 or more types. Although these may be used without limitation, it is preferable to use those having an average particle diameter of 0.1 to 35 μm, for example, a spherical shape, a square shape, a melting type, and the like may be used, and more preferably, the average particle size is 10 to 20 μm. It is preferable to use fused silica spherical powder. The inorganic filler is not limited, but preferably 55 to 97% by weight in the total epoxy resin composition, more preferably 55 to 93% by weight. When the inorganic filler is applied in an amount of less than 55% by weight, there may be a problem that the sufficient self-flame retardancy is not obtained and the coefficient of thermal expansion is high, and when the inorganic filler exceeds 93% by weight, moldability may be reduced due to deterioration of the flow characteristics. There is a problem of falling out.

기타 첨가제Other additives

본 발명의 조성물에는 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 필요에 따라 각종 열경화성 수지, 안료, 염료, 형광물질, 분산제, 안정제, 자외선 흡수제, 정전기 방지제, 산화방지제, 열안정제, 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 에스테르계 왁스 및 천연왁스 등의 이형제, 에폭시실란, 아미노실란 또는 알킬실란 등의 커플링제를 필요에 따라 첨가하여 사용할 수 있다.
Various thermosetting resins, pigments, dyes, fluorescent substances, dispersants, stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antioxidants, heat stabilizers, higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, as necessary, within the composition of the present invention without departing from the object of the present invention. And release agents such as ester waxes and natural waxes, and coupling agents such as epoxysilanes, aminosilanes or alkylsilanes can be added and used as necessary.

본 발명의 에폭시 수지 조성물은 상기와 같은 각 성분을 균일하게 혼합하는 것으로써 얻을 수 있다. 에폭시 수지 조성물을 제조하는 종래의 일반적인 방법으로는 소정의 배합량을 핸드믹서, 헨셀믹서 또는 V-벤더를 이용하여 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀(Roll Mill)에서 95℃ 내지 105℃에서 3 내지 4분간 용융혼련하거나 또는 니이더로 95℃ 내지 105℃에서 3 내지 4분 동안 용융혼련하며, 25℃ 에서 2시간 이상 냉각한 후 크러셔로 분쇄하는 과정을 거쳐 최종 분말 제품을 얻는 방법을 사용할 수 있다.
The epoxy resin composition of this invention can be obtained by mixing each above component uniformly. In the conventional general method for preparing the epoxy resin composition, a predetermined amount is uniformly sufficiently mixed using a hand mixer, Henschel mixer or V-bender, and then 3 to 4 at 95 ° C to 105 ° C in a roll mill. Melt kneading for a minute or melt kneading for 3 to 4 minutes at 95 ℃ to 105 ℃ with a kneader, cooled at 25 ℃ for 2 hours or more, and then crushed with a crusher can be used to obtain a final powder product.

본 발명에서는 얻어진 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반도체 소자를 밀봉하는 방법으로써는 저압 트랜스퍼 성형법을 이용하여 C stage(경화전환율 85 내지 95 %를 유지하기 위해 170 내지 180 ℃에서 2분 내지 5분 정도 유지)를 만드는 것이 일반적이나, 인젝션(Injection)성형법 또는 캐스팅(Casting) 등의 방법으로도 성형이 가능하다.
In the present invention, as a method of sealing a semiconductor device using the obtained epoxy resin composition, using a low pressure transfer molding method, C stage (maintaining about 2 to 5 minutes at 170 to 180 ° C. to maintain a curing conversion ratio of 85 to 95%). It is common to make a mold, but it is also possible to mold by injection molding or casting.

본 발명의 에폭시 수지 조성물의 경화물은 전기, 전자제품의 밀봉제로 사용되는 각종 용도에 사용될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 콘텐서, 트랜지스터, 다이오드, 발광 다이오드, IC, LSI 류의 transfer molding, QFP, BGA, CSP 등의 IC Package 등을 들 수 있다.
The hardened | cured material of the epoxy resin composition of this invention can be used for various uses used as a sealing agent of electrical and electronic products. Specific examples include IC packages such as capacitors, transistors, diodes, light emitting diodes, ICs, LSI-type transfer molding, QFP, BGA, and CSP.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하나, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.

하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.
The physical properties of the specimens prepared through the following examples and comparative examples were measured as follows.

(에폭시 당량)(Epoxy equivalent)

KS M 3828(에폭시 수지의 에폭시 당량 시험방법)으로 측정하였으며, 단위는 g/eq이다.It was measured by KS M 3828 (Test method of epoxy equivalent of epoxy resin), and the unit is g / eq.

(연화점(SP))(Softening point)

KS M 3823(에폭시 수지의 연화점 시험 방법)에 준해 가공된 링 4곳에 시료를 채우고 그 위에 3/8″강구를 올려놓고 간접 가열하여 시료가 연화할 때 강구가 떨어지는 온도를 평가하였다.Samples were filled in four processed rings according to KS M 3823 (method of softening point test of epoxy resin), 3/8 "steel balls were placed on them, and indirectly heated to evaluate the temperature at which steel balls fell when the samples softened.

(용융점(MP))(Melting point (MP))

DSC(differential scanning calorimetry)법에 의해 10℃/min의 승온 속도로 평가하였다.It evaluated by the temperature scanning rate of 10 degree-C / min by DSC (differential scanning calorimetry).

(난연성)(Flame retardant)

UL 94 V-0 규격에 의하여 1/16″두께를 기준으로 평가하였다.The thickness was evaluated based on the thickness of 1/16 ″ according to the UL 94 V-0 standard.

(산소지수)Oxygen Index

KS M ISO 4589-2(플라스틱-산소지수에 의한 연소거동의 측정-제2부 : 상온시험법)에 의거하여 한계 산소 지수(limiting oxygen index, LOI)를 측정하였다.The limiting oxygen index (LOI) was measured according to KS M ISO 4589-2 (Plastic-Measurement of Combustion Behavior by Oxygen Index-Part 2: Room Temperature Test Method).

(연소성)(combustibility)

수지 성분의 경화물을 계측하여 넣은 내열성 용기를, 일정 유량의 활성가스(20 vol% O2 + 80 vol% N2) 분위기의 관형로 내에 세팅하고, 75℃에서 750℃ 까지 1℃/min로 가열하여 열분해 시킨 후, 900±10℃의 연소기에서 완전 연소시킨다. O2 분석기에 의해 소모된 산소의 양을 측정하여 열발생율(heat release rate, HRR, W/g)을 측정하고, 아래 식 1에 의해 열발생용량(heat release capacity, HRC, J/g/K)을 측정하였다.The heat-resistant container in which the cured product of the resin component was measured is set in a tubular furnace of an active gas (20 vol% O 2 + 80 vol% N 2 ) atmosphere having a constant flow rate, and is set at 1 ° C / min from 75 ° C to 750 ° C. After pyrolysis by heating, complete combustion in a combustor at 900 ± 10 ℃. The heat release rate (HRR, W / g) is measured by measuring the amount of oxygen consumed by the O 2 analyzer, and the heat release capacity (HRC, J / g / K) is expressed by Equation 1 below. ) Was measured.

[식 1][Formula 1]

HRC = HRR/heating rateHRC = HRR / heating rate

(내열성)(Heat resistance)

경화물을 일부 분쇄하여 얻은 분체를 사용하여 질소 분위기 하에서 10℃/min의 승온온도로 상온에서 900℃까지 TGA(thermogravimetry analysis)를 측정하여, 5 중량% 감소되었을 때의 온도(Td)를 측정하였다.Using a powder obtained by pulverizing the cured product, TGA (thermogravimetry analysis) was measured from 900 ° C to 900 ° C at an elevated temperature of 10 ° C / min in a nitrogen atmosphere, and the temperature (Td) at 5% by weight reduction was measured. .

(열확산율)(Thermal diffusion rate)

KS L 1604(파인세라믹스 ― 단일체 세라믹스의 레이저 플래시법에 의한 열확산율, 비열 용량, 열 전도율 시험방법)에 의거하여 평가하였으며, 단위는 ㎟/sec이다.The evaluation was performed according to KS L 1604 (Fine Ceramics-Test method of thermal diffusivity, specific heat capacity, and thermal conductivity by laser flash method of single ceramics), and the unit is mm 2 / sec.

(유리전이온도(Tg))(Glass transition temperature (Tg))

DSC(thermo scanning colorimeter)로 평가하였다.It was evaluated by DSC (thermo scanning colorimeter).

(유동성(SF))(Liquidity (SF))

EMMI(emission microscopy) 규격 기준 금형을 이용하여 성형온도(175℃), 성형압력(1000 PSI, 70±2 kgf/㎠)에서 유동길이(spiral flow)를 측정하였다.
Spiral flow was measured at molding temperature (175 ° C.) and molding pressure (1000 PSI, 70 ± 2 kgf / cm 2) using an emission microscopy (EMMI) standard mold.

(실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 5)(Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5)

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 각 성분들을 계량한 뒤, 핸드 믹싱하여 균일하게 혼합한 후 오일 가열 용융 혼합 방식의 투롤밀(Two Roll Mill)을 사용하여 평균온도 92℃에서 4분간(B-stage 상태) 용융 및 혼련하여 시트 상태를 얻었다. 시트 상태의 성형시료를 냉각한 후 크러셔를 이용하여 분쇄하였고, 4 ㎜ 채에 통과한 분체 시료로 시험편을 제조하였다. 난연 시험편(125 × 25 × 12.6 ㎜)은 트랜스퍼몰딩 머신을 이용하여 175 ℃에서 120 초간 성형하여 얻은 후 드라잉 오븐에서 온도 175 ℃, 5시간 동안 후경화를 실시하였다. 본 발명에 의한 에폭시 수지 조성물의 물성 및 자소 난연성, 내열성 시험결과를 하기 표 1 내지 표 4에 나타내었다.As shown in Table 1 below, each component was weighed, mixed by hand, and uniformly mixed, followed by 4 minutes at an average temperature of 92 ° C. using a two roll mill of an oil heating melt mixing method (B-stage state). ) Melted and kneaded to obtain a sheet state. After cooling the molded sample in a sheet state, it was pulverized using a crusher, and a test piece was prepared from a powder sample that passed about 4 mm. The flame-retardant test piece (125 x 25 x 12.6 mm) was obtained by molding at 175 ° C for 120 seconds using a transfer molding machine, and then post-cured in a drying oven at a temperature of 175 ° C for 5 hours. The physical properties, the flame retardancy, and the heat resistance test results of the epoxy resin composition according to the present invention are shown in Tables 1 to 4 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112013052761234-pat00007
Figure 112013052761234-pat00007

[표 2][Table 2]

Figure 112013052761234-pat00008
Figure 112013052761234-pat00008

*1 : KR 1260346의 실시예 1로 시편 제조방법이 유리섬유 에폭시 복합체 시험방법이지만 비교예로 사용하였다.* 1: Example 1 of KR 1260346, the method for preparing a specimen is a glass fiber epoxy composite test method, but was used as a comparative example.

* 에폭시 수지 1 : 화학식 1로 표시된 아조메틴 에폭시 수지 (신아T&C) * Epoxy Resin 1: Azomethine epoxy resin represented by Chemical Formula 1 (Shin-A T & C)

에폭시 수지 2 : 화학식 2로 표시된 측쇄 주쇄 바이페닐 페놀 에폭시 수지 (국도화학)Epoxy Resin 2: Side Chain Main Chain Biphenyl Phenolic Epoxy Resin Represented by Chemical Formula 2 (Kukdo Chemical)

에폭시 수지 3 : 바이페닐 페놀 에폭시 수지 (일본화약, NC-3000)Epoxy Resin 3: Biphenyl Phenolic Epoxy Resin (Japanese Gunpowder, NC-3000)

에폭시 수지 4 : o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 (국도화학)Epoxy Resin 4: o-cresol novolac type epoxy resin (Kukdo Chemical)

폴리페놀수지 1 : 바이페닐 페놀 수지 (메이와, MEH-7851)Polyphenol Resin 1: Biphenyl Phenolic Resin (Meiwa, MEH-7851)

폴리페놀수지 2 : 화학식 3로 표시된 측쇄 페닐 주쇄 바이페닐 페놀 수지 (강남화성)Polyphenol resin 2: side chain phenyl backbone biphenyl phenol resin represented by the formula (3) (Gangnam Province)

폴리페놀수지 3 : 노볼락 페놀 수지 (메이와, HF-1M)Polyphenol Resin 3: Novolac Phenolic Resin (Meiwa, HF-1M)

폴리페놀수지 4 : 화학식 3로 표시된 측쇄 주쇄 바이페닐 페놀 수지 (강남화성)Polyphenol resin 4: side chain backbone biphenyl phenol resin represented by the formula (3) (Gangnam Province)

폴리페놀수지 5 : KR 1260346의 실시예 1의 경화제 4,4‘-(methylideneamino)diphenolPolyphenol Resin 5: Curing Agent 4,4 ′-(methylideneamino) diphenol of Example 1 of KR 1260346

무기 충전제 : 실리카 (한국반도체소재 FS-0081, SS-0182R)Inorganic filler: Silica (Korea Semiconductor Material FS-0081, SS-0182R)

커 플 링 제 : 에폭시계 실란(신에쯔 KBM-403)Coupling Agent: Epoxy Silane (Shin-Etsu KBM-403)

왁 스 : 카르나우바 Natural wax + 합성 Modified PE wax (1:1 중량비)Wax: Carnauba Natural wax + Synthetic Modified PE wax (1: 1 weight ratio)

[표 3][Table 3]

Figure 112013052761234-pat00009
Figure 112013052761234-pat00009

[표 4][Table 4]

Figure 112013052761234-pat00010
Figure 112013052761234-pat00010

*1 : HRC는 주제와 경화제로 이루어진 경화물을 측정* 1: HRC measures the cured product consisting of the main material and the hardener

실시예에서 나타내는 바와 같이 본 발명의 에폭시 수지 경화물은 화학식 1 및/또는 화학식 2와 방향족 사이드 체인을 가지거나, 바이페닐 유도체에서 선택된 다방향족류의 폴리페놀수지를 경화제로 사용함으로써, 적정한 가교 구조와 탄성율을 가지게 되어 가열 착화 시에 발포층과 탄화층이 효과적으로 형성되어 높은 자소 난연성을 나타내고 있으며, 특히 O2 만 존재하는 경우에서도 연소되지 않을 뿐 아니라, 전 수지 함량 중 범용수지를 50% 이상 혼합 사용하거나, 무기충전제를 60% 이하로 낮추어 사용 시에도 V0의 자소 난연성을 나타내고 있는 매우 우수한 특성을 나타내고 있다.As shown in the examples, the cured epoxy resin of the present invention has an appropriate crosslinked structure by using a polyaromatic resin of polyaromatics selected from biphenyl derivatives or having an aromatic side chain with the general formula (1) and / or general formula (2). It has high elastic modulus and foaming layer and carbonization layer is formed effectively during heat ignition, so it shows high self-retardant flame retardancy. Especially, it does not burn even when only O 2 is present. When used, or when the inorganic filler is lowered to 60% or less, it exhibits very excellent characteristics showing the voluntary flame retardancy of V0.

또한, 유동성에 있어서, 본 명세서의 화학구조식 1과 화학구조식 1과 유사한 백본을 가지는 경화제를 사용한 비교예 1(KR 1260346)에 비하여 비교 가능한 성형성에서도 매우 우수한 성능을 보여주고 있다.In addition, in fluidity, compared to Comparative Example 1 (KR 1260346) using a curing agent having a backbone similar to the chemical formula 1 and the chemical formula 1 of the present specification also shows a very excellent performance in comparable formability.

Claims (5)

하기 화학식 1 및 화학식 2에서 선택되는 하나 이상의 에폭시수지와 하기 화학식 3의 ?향족 사이드 체인과 바이페닐계 기능기를 가지는 다방향족류의 폴리페놀수지계 경화제, 무기충진제 및 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물;
[화학식 1]
Figure 112014010171504-pat00011

(상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-C10의 알킬 또는 C6-C20의 방향족 치환기이고, a는 0 내지 10의 정수이다.)

[화학식 2]
Figure 112014010171504-pat00012

(상기 화학식 2에서, R5, R10 및 R15는 독립적으로 수소 또는 C1-C10의 알킬기이고, R6 내지 R9와 R11 내지 R14는 독립적으로 수소, C1-C10 알킬, 하이드록시기, 또는 C6-C20의 방향족 치환기이며, b 및 e는 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, c 및 d는 독립적으로 0 내지 10의 정수이다.)

[화학식 3]
Figure 112014010171504-pat00013

(상기 화학식 3에서, R5, R10 및 R15는 독립적으로 수소 또는 C1-C10 알킬기이고, R6 내지 R9와 R11 내지 R14는 독립적으로 수소, C1-C10 알킬, 하이드록시기, 또는 C6-C20 방향족 치환기이며, b는 1 내지 5의 정수이며, e는 0 내지 5의 정수이고, c 및 d는 독립적으로 1 내지 10의 정수이다.)
An epoxy resin composition comprising at least one epoxy resin selected from Chemical Formulas 1 and 2, a polyaromatic polyphenol resin-based curing agent, an inorganic filler, and a curing accelerator having a? Aromatic side chain of Formula 3 and a biphenyl-based functional group;
[Chemical Formula 1]
Figure 112014010171504-pat00011

(In Formula 1, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, alkyl of C1-C10 or aromatic substituent of C6-C20, a is an integer of 0 to 10.)

(2)
Figure 112014010171504-pat00012

(In Formula 2, R 5 , R 10 and R 15 are independently hydrogen or an alkyl group of C1-C10, R 6 to R 9 and R 11 to R 14 are independently hydrogen, C1-C10 alkyl, hydroxy group Or C6-C20 aromatic substituents, b and e are independently integers from 0 to 5, and c and d are independently integers from 0 to 10.)

(3)
Figure 112014010171504-pat00013

(In Formula 3, R 5 , R 10 and R 15 are independently hydrogen or a C1-C10 alkyl group, R 6 to R 9 and R 11 to R 14 are independently hydrogen, C1-C10 alkyl, a hydroxy group, Or a C6-C20 aromatic substituent, b is an integer from 1 to 5, e is an integer from 0 to 5, and c and d are independently an integer from 1 to 10.)
제 1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지 100중량부에 대하여 상기 화학식 2의 에폭시수지 1 내지 70 중량부를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
The method of claim 1,
The epoxy resin is an epoxy resin composition comprising 1 to 70 parts by weight of the epoxy resin of the formula (2) based on 100 parts by weight of the epoxy resin represented by the formula (1).
제 1항에 있어서,
상기 무기충진제는 에폭시수지 전체 조성물에 대하여 55 내지 93중량% 포함하는 에폭시 수지 조성물.
The method of claim 1,
The inorganic filler is an epoxy resin composition containing 55 to 93% by weight relative to the total composition of the epoxy resin.
제 1항에 있어서,
상기 경화촉진제는 이미다졸류, 3급 아민류, 유기 포스핀류 및 테트라페닐보론염에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상을 병용 함유하는 에폭시 수지 조성물.
The method of claim 1,
The said curing accelerator is an epoxy resin composition containing any one or two or more selected from imidazoles, tertiary amines, organic phosphines, and tetraphenyl boron salts in combination.
제 1 항 내지 제 4 항 중 선택된 어느 한 항의 에폭시 수지 조성물을 이용하여 밀봉함으로써 제조되는 전기, 전자 부품.Electrical and electronic components produced by sealing using the epoxy resin composition of any one of claims 1 to 4.
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