KR0169828B1 - 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료 및 그것을 이용한 봉입 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 에폭시 수지, 페놀 수지 및, 고체 실리콘 핵 및 유기 중합체 외피로 구성되는 핵-외피 구조를 갖는 분말 가요제를 포함하는 에폭시 수지 성형 재료는 예를 들어, 열충격 저항 및 리플로 납땜 저항에 있어서 뛰어난, 신뢰도 높은 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료이며, 예를 들어, 성형푸므이 외양 및 표지 특성에 있어서 문제가 되는 저하현상이 없다. 또한 본 발명은 이 성형 재료로 봉입한 반도체를 제공한다.

Description

[발명의 명칭]
전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료 및 그것을 이용한 봉입반도체장치
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
[발명의 분야]
발명은 열충격 저항, 리플로 납땜(reflow soldering) 저항 및 성형성(moldability)이 우수한, 전자 부품 봉입(sealing)용 에폭시 수지 성형 재료 및, 그 에폭시 수지 성형 재료로 봉입한 반도체 장치, 특히 표면 장착(surface mounting)용 플라스틱-패키지화 LSI에 관한 것이다.
[관련 기술]
에폭시 수지 성형 재료는, 트랜지스터, IC 등과 같은 전자 부품을 봉입하는데 널리 대량으로 사용되어 왔다. 그 까닭은 에폭시 수지가 전기특성, 열저항, 기계적 강도 및 삽입물(inserts)에 대한 접착성을 포함하는 다양한 특성들에 있어서 매우 적합하기 때문이다. 특히, o-크레졸 노볼락 에폭시 수지와 페놀 노볼락 경화제의 조합은 특히 이러한 특성에서 적합하여, IC-봉입용 성형 재료의 주된 기초 수지로서 사용되고 있다.
그러나, 최근에 전자 부품들의 패키지, 대표적으로 IC 패키지의 축소화(downsizing) 및 세선화(thinning)는 냉각과 가열의 순환공정에서 패키지의 균열(cracking)을 일으키며, 따라서 열충격 저항 면에서 더 개선을 필요로 하고 있다.
에폭시 수지 성형재료의 열충격 저항을 개선하는 통상의 방법은
(1) 에폭시 수지 성형 재료에 액체 실리콘을 분산시키는 것;
(2) 에폭시 수지 또는 경화제를 미리 실록산(siloxane) 화합물로써 변성(modification) 시키고 있는, 일본특허공개 제 1-272620호에 개시된 방법;및
(3) 에폭시 수지를 실리콘 중합체 분말로 변성시키고 있는, 일본특허공개 제 61-185527호, 62-93962호, 62-147749호 및 5-175369호에 개시된 방법이 있다.
방법 (1)은 리플로 납땜시 균열 저항성 및 표지(marking) 특성을 저하시키고 또한 액체 실리콘의 스며나옴(bleeding)으로 성형품의 외양을 나쁘게 한다. 방법 (2)는 유리 전이 온도(glass transition temperature)를 저하시키는 경향이 있어서, 패키지의 열저항을 나쁘게 한다. 방법 (3)의 방법들, 소위 실리콘 중합체 분말을 이용한 변성법은 모두 에폭시 수지 조성물의 탄성률을 저하시키고 IC 소자와 에폭시 수지 성형 재료 사이 경계면에 발생하는 응력(stress)을 감소시킨다.
그러나, 일본특허공개 제 61-185527호 및 5-175369호에 개시된, 고체 실리콘을 분산시키는 방법들은 파괴점(breaking point)의 저하 및 그렇게 얻은 에폭시 수지 성형 재료의 파괴부위(break)에서 연신율(elongation) 저하의 단점을 갖는다.
그러한 단점은 실리콘 입자와 에폭시 수지와의 친화성 부족에서 기인하는 것으로 보인다.
일본특허공개 제 62-93962호 및 62-147749호에 개시된 바대로, 에폭시 수지와 혼화성(混和性)이 있는 수지로 실리콘 입자의 표면을 피복하면 친화성을 개선시키고, 강도(strength)와 연신율의 감소를 어느 정도 막는다.
그러나, 이 방법으로 생산한 입자들의 핵(core)은 액체 실리콘이거나 액체 실리콘을 포함하며, 이 액체 실리콘 때문에 여러가지 문제가 일어난다.
그러한 액체 성분에 의해 일어나는 구체적인 문제들로는 패키지화 IC 표면의 표지 특성의 저하 및, IC를 장착하기 위하여 임시적으로 접착제로 고정시킨 배선판(wiring board)으로부터 IC의 이탈(debonding) 및 떨어져나감(falling)이 있다.
[발명의 요약]
본 발명의 목적은, 반도체 소자에 응력을 적게 주고, 높은 열충격 저항을 가지며, 성형품의 표면에 문제를 일으키지 않는, 전자 부품을 봉입하는 매우 신뢰도 높은 에폭시 수지 성형 재료를 제공하는 것이다.
특히, 표면 장착용 IC의 신뢰도를 위하여, 리플로 납땜 조간 아래서 균열 저항의 개선은 중요한 문제점이다.
본 발명은,
(A) 분자당 적어도 두개의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지,
(B) 분자당 적어도 두개의 페놀 하이드록시기를 갖는 화합물 및
(C) (1) 고체 실리콘 핵과 유기 중합체 외피(shell)를 갖고
(2) 그 고체 실리콘은 [RR'SiO2/2] 단위(이때, R은 6이하의 탄소원자로 된 알킬기, 아릴기 또는 말단 탄소-탄소 이중결합을 갖는 작용기이고, R'는 6이하의 탄소원자로 된 알킬기 또는 아릴기이다.)로 구성되는, 분말고 구성되는 것을 특징으로 하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료를 제공하며, 또한 그 성형 재료로써 봉입된 반도체 장치를 제공한다.
[본 발명의 바람직한 실시양태들]
본 발명에서 사용되는 성분 (A)인, 분자당 적어도 두 개의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지는 통상의 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료들에서 선택된 어느 것이나 될 수 있으며, 그 예로는, 페놀 노불락 에폭시 수지 또는 o-크레졸 노불락 에폭시 수지와 같은 페놀류 화합물과 알데하이드류 화합물로부터 제조된 노불락 수지의 에폭시화 산물(product), 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 또는 알킬-치환 비페놀의 디글라이시딜 에테르와 같은 디글라이시딜 에테르류 화합물, 디아미노디페닐메탄 또는 이소사이아누르산과 같은 폴리아민류 화합물과 에피클로로하이드린과의 반응산물인 글라이시딜아민 에폭시 수지 및, 과초산과 같은 과산(peracid)류 화합물과 올레핀 결합(bond) 화합물의 산화 산물인 선형 지방족 에폭시 수지 및 지방족고리 에폭시 수지를 포함한다.
이들 에폭시 수지 가운데서 리플로 납땜 저항이 특히 뛰어난 것은, 사용 에폭시 수지 총중량의 적어도 60%의 비페닐 뼈대(skeleton)를 갖는 치환 또는 비치환 에폭시 수지들이다.
60중량%보다 적은 양에서 그 에폭시 수지는 낮은 흡습성과 높은 접착성의 뛰어난 특징을 보여주지 못하며, 목적하는 리플로 납땜 저항의 개선에 있어서 충분한 효과를 내지 못할 것이다.
위와 같은 에폭시 수지의 예는 4,4'-비스하이드록시 비페닐 또는 4,4'-비스하이드록시-3,3,5,5'-테트라메틸비페닐과 에피클로로하이드린의 에폭시화 산물을 포함한다.
이들 에폭시 수지 (A)는 여하한 수의 조합으로 사용할 수 있으나, 순도와 관련하여, 특히, 가수분해성 염소의 함량은, IC와 같은 칩(chip)에서 알루미늄 회로 패터(patters)의 부식에 나쁜 영향을 미치기 때문에 낮은 것이 좋으며, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료에 높은 내습성을 부여하기 위해서는 500ppm 이하가 바람직하다.
여기에서, 가수분해성 염소 함량은 시료 에폭시 수지 1g을 디옥산 30ml에 녹이고, 거기에 1N-KOH 메탄올 용액 5ml를 가하고, 30분동안 환류하고 전압적정법(potentiometric titration)으로 측정을 하여 얻는다.
본 발명에 사용되는 성분 (B), 소위 분자당 적어도 두개의 페놀 하이드록시기를 갖는 화합물의 몇몇 예는 페놀, 크레졸, 자일레놀, 레조르시놀, 카테콜, 비스페놀 A 또는 비스페놀 F와 같은 페놀류 화합물, 또는 α-나프톨, β-나프톨 또는 디하이드록시 나프탈렌과 같은 나프톨류 화합물과 산 촉매 존재하 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 벤즈알데하이드 또는 살리실알데하이드와 같은 알데하이드류 화합물의 축합 또는 공축합(co-condensation)에 의해 제조된 수지, 폴리파라비닐 페놀 수지, 페놀과 디메톡시파라자일렌으로부터 합성된 자일렌기를 갖는 페놀-아랄킬 수지, 및 그 구조에 적어도 하나의 지방족고리 뼈대를 갖는 페놀류 화합물을 포함하며, 이들은 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 이들 에폭시 수지 (A) 및 적어도 하나의 페놀 하이드록시기를 갖는 화합물 (B) 가운데서, 그 수지와 적어도 하나의 나프탈렌 고리 또는 포화 지방족 고리를 갖는 화합물이 리플로 납땜 저항에 있어서 뛰어나다.
그 몇 예는 하이드록시나프탈렌과 알데하이드로부터 합성된 노볼락 수지, 및 그러한 노볼락 수지의 에폭시화에 의해 얻은 수지이다.
적어도 하나의 포화 지방족 고리를 갖는 화합물의 예로는 산 촉매의 존재하 디사이클로펜타디엔에 대한 페놀 화합물의 부가반응에 의해 합성된 수지, 및 그러한 수지의 에폭시화에 의해 얻은 수지를 들 수 있다.
이들 수지 또는 화합물은 (A) 및 (B)의 총중량 기준으로, 나프탈렌 고리 및 포화 지방족 고리의 총중량이 20중량% 이상, 바람직하게는 20-70중량%가 되도록 가하는 것이 바람직하다.
20중량%보다 적은 양에서는, 나프탈렌 고리 및 포화 지방족 고리는 흡습성을 감소시키는 소수성 특성을 충분히 나타내지 못하여, 리플로 균열 저항이 효과적으로 개선되지 못한다.
위에서 기술한 비페닐 뼈대 에폭시 수지와의 조합으로 사용할 때, 이 에폭시 수지 또는 그러한 구조를 갖는 페놀 화합불은 뛰어난 리플로 균열 저항을 더욱 효과적으로 나타낸다.
에폭시 수지 (A)에 대한 페놀 화합물 (B)의 당량비[(B)의 하이드록시기의 수/(A)의 에폭시기의 수]는 특별히 제한되지 않으며, 미반응 물질을 감소시키는 목적에서 0.7 - 1.3이 바람직한 범위이다.
본 발명에서 사용되는 분말 (C)의 실리콘 입자는 상온에서 고체이고 유기 중합체의 외피로 싸여진다.
그 핵을 구성하는 실리콘 중합체는 주로 [RR'SiO2/2] 단위를 갖는 디오르가노실록산(diorganosiloxane)으로부터의 중합 산물이며, 바람직하게는 교차결합체(crosslinker)로서 3-작용기(trifunctional) 실록산 단위([RSiO3/2]) 또는 4-작용기 실록산 단위([SiO4/2])를 포함한다.
이 성분의 함량이 증가할수록, 핵을 구성하는 실리콘 중합체의 경도(handness) 및 탄성률(elastic modulus)이 증가되어 목적하는 전자부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료의 탄성률 및 응력 특성을 효과적으로 감소시킬 수 없다.
3-작용기 및 4-작용기 실록산 성분의 총함량은 발마직하게 0.5 - 20 mol%이고, 3-작용기 실록산 성분의 함량은 바람직하게 2 - 10 mol%이다.
3-작용기 또는 4-작용기 실록산 성분의 함량이 감소할수록 그에 따라 생성된 중합체의 탄성률이 감소하는 반면, 낮은 교차결합 밀도때문에 미반응 실록산의 양이 증가한다.
그 결과, 미반응 실록산의 이동(migration)으로 인하여 성형된 성분들의 표지 특성이 감소한다.
그러므로, 3-작용기 및 4-작용기 실록산 성분의 총함량은 바람직하게는 적어도 0.5 mol%, 더 바람직하게는 적어도 2 mol%이다.
핵의 경도는 반도체 칩에 거의 응력을 주지 않고, 높은 열충격 저항을 가지며 성형품의 표면에 문제를 일으키지 않는 높은 신뢰도의 에폭시 수지 성형 재료를 제조하는 데 있어서 중요한 요소이다.
본 발명에 따라, 이 경도는 3-작용기 및 4-작용기 성분의 양을 수정함으로써 최적의 값으로 조절될 수 있다.
핵 (C)에 포함된 성분들인, 단위, [RSiO3/2] 및 [RR'SiO2/2]에 있어서는, R'는 바람직하게 메틸 또는 에틸기와 같은 6 이하의 탄소원자로 된 알킬기 또는, 페틸기와 간은 아릴기이며(R'는 일종 또는 2종 또는 그 이상의 종류일 수 있다.), 메틸기가 탄성률의 감소 및 비용의 절감 측면에서 바람직하다.
R의 바람직한 예들은 위에서 기술한 R'의 바람직한 예에서와 동일한 알킬기 및 아릴기이며(R은 일종 또는 이종 또는 그 이상의 종류일 수 있으며, R은 R'와 같거나 다를 수 있다.), R은 적어도 부분적으로 말단 탄소-탄소 이중결합을 갖는 작용기를 갖는 것이 바람직하다.
그 까닭은, 핵의 중합후 비닐 중합에 의해 유기 중합체의 외피가 형성될 때, 핵에 있는 탄소-탄소 이중결합이 외피를 구성하는 유기 중합체에 융합하여(grafted) 핵/외피 경계면이 공유결합에 의해 강하게 결합될(linked) 수 있기 때문이다.
그러한 탄소-탄소 이중결합을 갖는 실록산 단위의 함량은 핵을 구성하는 실리콘 중합체의 총단위를 기준으로 1 - 10 mol%가 바람직하다.
탄소-탄소 이중결합이 1 mol% 이하이면 효과적인 융합을 하지 못하고, 10 mol% 이상이면 열저항 및 탄성과 같은, 핵의 특성을 나쁘게 하는 경향이 있다.
탄소-탄소 이중결합을 갖는 그러한 작용기의 예로는 비닐기, 알릴기, 메타크릴기, 메타크릴옥시기 또는 이들 기를 말단 작용기로 갖는 알킬기를 들 수 있다.
분말 (C)의 실리콘 입자의 표면을 싸는 유기 중합체 외피는 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료의 기질(matrix) 수지를 구성하는 에폭시 수지 및 경화제와 혼화성이 있는(compatible) 것이 바람직하다.
그러한 수지의 예로는 폴리비닐부티랄, 폴리 비닐아세테이트, 폴리스티렌, 아크릴 중합체 또는 아크릴 공중합체(copolymer)와 같은 비닐 중합에 의해 합성된 화합물을 포함하며 특히 바람직한 것은 아크릴 중합체 또는 아크릴 공중합체이다.
아크릴 중합체의 예로는 아크릴산, 그 에스테르, 메타크릴산, 그 에스테르, 아크릴 아미드 또는 아크릴로니트릴의 중합 산물, 및 그것들과 스티렌과 같은 다른 단량체와의 통상의 공중합체를 포함한다.
인성(toughness) 및 가수분해 저항을 개선하는 측면에서 아크릴 중합체는 폴리메타크릴 에스테르인 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 그것의 공중합체가 싼 가격과 높은 반응성때문에 더욱 바람직하다.
분말 (C)의 실리콘 입자의 표면을 싸는 외피가 우수한 열저항성을 요구하는 경우에는, 외피를 구성하는 바람직한 유기 중합체는 방향족 고리를 갖는 비닐에스테르 수지이다.
유기 중합체 외피의 양은 실리콘 입자를 균일하게 싸는데 충분한 최소량이 바람직하며, 실리콘:유기 중합체의 중량비는 1:1 - 5:1이 바람직하다.
실리콘 분말 (C)는 예를 들어, 실리콘을 유화 중합법에 의해 핵으로 합성하고, 그 다음 아크릴 단량체 및 개시체(initiator)를 가하여 외피를 형성하는 2차 중합을 수행하여 제조한다.
그러한 경우, 적어도 하나의 이중결합을 갖는 실록산 화합물의 적당량을 1차 중합에서 사용된 실록산 단량체 또는 올리고머(oligomer)에 가함으로써, 형성된 아크릴 중합체는 그 이중결합에 융합되어(grafted) 핵과 외피 사이에 강한 결합을 갖게 하며, 그러한 제조방법으로 얻은 실리콘 분말은 성형되는 성분들의 강도를 증가시킨다.
성분 (C)의 실리콘 입자의 크기는 그 조성물이 균일하게 조절될 수 있도록 더 작은 것이 바람직하며, 일차(primary) 입자의 평균 크기는 바람직하게는 0.05 - 1.0 μ, 더욱 바람직하게는 0.05 - 0.5 μ의 범위이다.
여기서, 일차 입자 크기라는 용어는 응결되지(coagulated) 않은 입자의 직경을 의미한다.
이 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료는 에폭시 수지와 페놀 하이드록시기를 갖는 화합물의 경화를 촉진하는 촉진제를 포함할 수 있다.
이 경화 촉진제의 몇가지 예로는 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)운데켄-7, 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노에탄올 또는 트리스(디메틸아미노메틸)페놀과 같은 삼차아민류 화합물, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸 또는 2-헵타데실이미다졸과 같은 이미다졸류 화합물, 트리부틸포스핀, 메틸디페닐포스핀, 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀 또는 페닐포스핀과 같은 오르가노포스핀류 화합물, 및 테트라페닐포스포니움-테트라페닐보레이트와 또는 N-메틸몰폴린-테트라페닐보레이트와 같은 테트라페닐보레이트류 화합물을 포함한다.
본 발명의 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료는 또한 융합(fused) 실리카, 크리스탈 실리카, 알루미나, 지르콘, 칼슘 실리케이트, 칼슘 카르보네이트, 실리콘 카르바이드(carbide), 보론 니트라이드, 베릴리아(beryllia) 또는 지르코니아의 분말, 그것들로부터 제조한 구형 구슬(bead), 포타슘 타이타네이트, 실리콘 카르바이드, 실리콘 니트라이드 또는 알루미나의 단일 크리스탈 섬유(fiber), 또는 유리 섬유와 같은 하나 또는 그 이상의 무기 충전재(filler)를 포함할 수 있다.
그러한 무기 충전재의 함량은, 흡습성과 선형 팽창 계수를 감소시키고 강도를 증가시키기 위해서는, 성형 재료의 중량 기준으로, 바람직하게 70중량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 70 - 95중량%이다.
이들 무기 충전재들 가운데, 융합 실리카가 선형 팽창 계수를 감소시키는 데 바람직하며, 알루미나는 열 전도도를 증가시키는 데 바람직하며, 충전재의 모양은 성형하는 동안의 유동성(flowability) 및 성형틀(molding die)의 내구성(wear)를 증진시키기 위하여 구형이 바람직하다.
본 발명의 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료는 더 나아가, 고급 지방산, 고급 지방산의 금속염, 에스테르 왁스 또는 폴리에틸렌 왁스와 같은 방출제(release agent), 카본 블랙과 같은 착색제(coloring agent) 및 에폭시실란, 아미노실란, 알킬실란, 비닐실란, 오르가노타이타네이트 또는 알루미늄 알코올레이트와 같은 결합제(coupling agent)를 포함할 수 있다.
본 발명의 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료는 더 나아가, 예를 들어, 브롬화 비스페놀 A 또는 그것의 에폭시화 산물과 같은 할로겐화 화합물, 안티모니 트리옥사이드, 아티모니 펜타옥사이드 또는 알루미늄 하이드록사이드와 같은 방염제(flame retardant)를 포함할 수 있다.
본 성형 재료는 일반적으로 위에서 기술한 물질들의 공식량(formulated amount)을 함유하는 혼합물을 예를 들어, 혼합기를 사용하여 충분히 혼합하고, 뒤이어 열 롤(hot roll) 또는 압출기(extruder)를 사용하여 반죽하고, 냉각하고 갈아서(grinding) 제조한다.
본 발명의 성형 재료를 사용하여 전자 부품을 봉입하는 가장 일반적인 방법은 저압 이송 성형(transfer molding)이며, 사출 성형, 압축성형(compression molding) 또는 주조(casting)를 이용할 수도 있다.
본 발명의 성형 재료는 1000회 순환(cycle)에서 성형품이 전혀 손상을 입지 않는 수준의 열충격 저항(시험방법:표 6)을 가지며, 48시간 동안 성형품(총 성형품 기준)의 절반 이하가 손상을 입는, 바람직하게는 48시간 동안 성형품이 전혀 손상을 입지 않는, 더욱 바람직하게는 72시간 동안 전혀 손상을 입지 않는 수준의 납땜 저항(시험방법:표 6)을 가지며, 28 dyne/cm 또는 그 이상의 임계 표면장력(시험방법:표 6)을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 기술하지만 이 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
[실시예 1 - 12 및 비교예 1 -5]
실시예 1 - 6에서, 에폭시 당량 220 및 연화점 67℃를 갖는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 에폭시 당략 375, 연화점 80℃ 및 브로마인 함량 48중략%를 갖는 브롬화 비스페놀 A 에폭시 수지, 하이드록시 당량 106 및 연화점 83℃를 갖는 페놀 노볼락 수지, 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)운데켄-7, 카르바우나 왁스, 안티모니 트리옥사이드, 카본 블랙, 결합제로서 γ-글라이시독시프로필트리메톡시실란, 융합 실리카 분말, 및 각각 표 2에 나타낸 중량비로서 고체 실리콘 핵 및 유기 중합체 외피로 구성된 핵-외피 구조를 갖는 분말 #1 - #6(표 1)을 혼합하고, 그 다음 반죽(kneading) 온도 80 - 90℃, 반죽 시간 10분으로 하여 각 혼합물을 롤-반죽 하여 성형 재료를 제조하였다.
비교예 1에서는, 실시예 2에서와 동일한 방식으로 하되, 분말 #2 대신에 분말 #7(분말 #2의 실리콘 핵으로만 구성된 것)을 가하여 성형 재료를 제조하였다.
비교예 2에서는, 실시예 2에서와 동일한 방식으로 하되, 분말 #2 대신에, 교차결합체(crosslinker)를 포함하지 않는 액체 실리콘 핵 및 분말 #2의 것과 같은 PMMA 외피로 된 핵-외피 구조를 갖는 분말 #8을 사용하여 성형 재료를 제조하였다.
비교예 3에서는, 실시예 1 - 6에서와 같은 방식으로 같은 혼합 조성으로 하되 액체 실리콘을 가요제(flexibilizer)로서 가하여 성형 재료를 제조하였다.
비교예 4에서는, 분말을 가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1 -6에서와 동일 방식 및 동일 혼합 조성으로 하여 성형 재료를 제조하였다.
실시예 7 - 12에서는, 실시예 2에서와 동일 방식으로 실시예 2에서 사용된 분말 #2를 사용하되, 실시예 2에서 사용된 o-크레졸 노볼락 에폭시 수지 및 페놀 노볼락 수지 대신에 다음 구조식 (1) - (5)로 나타내지는 경화제 및 에폭시 수지를 사용하여 성형 재료를 제조하였다(표 3).
비교예 5에서는, 실시예 12에서와 동일 방식 및 동일 혼합 조성으로 하되 가요제로서 액체 실리콘을 가하여 성형 재료를 제조하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 성형 재료의 특성을 표 4 및 표 5에 나타내었고, 그 특성들을 평가하는 구체적인 방법을 표 6에 나타냈다.
그 결과는, 실시예 1 - 12에서 제조된 모든 성형 재료가 열충격 저항, 내습성, 성형품의 외양 및 표지 특성에 있어서 탁월하다는 것을 보여준다.
또한 비교예 2에서 보여주는 바와 같이, 핵-외피 구조의 실리콘 분말을 가요제로서 사용함으로써 우수한 열충격 저항성 및 우수한 내습성을 얻을 수 있다.
그러나, 액체 실리콘을 핵 물질로 사용한 비교예 2에 있어서는, 미반응 실리콘이 경화된 성형 재료의 표면에 스며나와(bleed) 임계 표면 장력을 저하시키기 때문에 표지 특성이 가요제에 의해 부정적인 영향을 받는다.
더 나아가, PMMA 외피를 갖지 않는 분말을 가요제로서 사용하고 있는 비교예 1에서는, 열충격 저항뿐만 아니라 표지 특성도 저하되었다.
액체 실리콘이 단독으로 사용된 비교예 3에서는 열충격 저항은 우수하였으나, 리플로 납땜 저항과 표지 특성이 저하되었다.
더욱이, 실시예 7 - 12에서 보여주는 바와 같이, 우수한 리플로 납땜 저항을 갖는 기질 수지와 함께 본 발명의 핵-외피 구조의 실리콘 분말을 사용함으로써, 표면 장착용 LSI의 플라스틱 패키지의 요구 특성들인, 리플로 납땜 저항, 열충격 저항, 내습성 및 표지 특성을 포함하는 다양한 특성에 있어서 탁월한 성형 재료를 얻었다.
액체 실리콘을 가요제로서 사용한 것을 제외하고는 실시예 12에서와 동일 방식 및 동일 혼합 조성으로 성형 재료를 제조한 비교예 5에서는, 리플로 납땜 저항 및 표지 특성 두가지 모두 저하되었다.
IC 또는 LSI와 같은 전자 부품을 봉입하는 데 사용되었을 때, 본 발명에 따른 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료는 열충격 저항, 리플로 납땜 저항 및 내습성에 있어서 탁월한 신뢰도 높은 제품을 제공하며 비혼화성(incompatible) 가요제가 일으키기 쉬운, 성형품의 외양의 변형(deterioration) 또는 표지 특성의 저하와 같은 문제가 없으며, 그러므로, 산업분야에서 매우 유용하다.

Claims (26)

  1. (A) 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지,
    (B) 분자당 두 개 이상의 페놀 하이드록시기를 갖는 화합물, 및
    (C) (1) 고체 실리콘 핵 및 유기 중합체 외피로 구성되는 구조를 가지는 분말로서, 이때,
    (2) 상기 고체 실리콘은 [RR'SiO2/2] 단위(이때, R은 6 이하의 탄소원자로 된 알킬기, 아릴기 또는 말단 탄소-탄소 이중결합을 갖는 작용기이고, R'는 6 이하의 탄소원자로 된 알킬기 또는 아릴기이다.) 80 - 99.5 mol%, 및 [RSiO3/2] 단위와 [SiO4/2] 단위의 일종 이상을 0.5 - 20 mol% 포함하는 분말로 구성되는 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  2. 제 1항에 있어서, 고체 실리콘이 고체 실리콘 단위들의 총량에 대하여 탄소-탄소 이중결합을 갖는 실록산 단위를 1 - 10 mol% 함유하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  3. 제 1항에 있어서, 성분 (C)의 유기 중합체가 비닐 중합에 의해 합성되는 화합물인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  4. 제 2항에 있어서, 성분 (C)의 유기 중합체가 비닐 중합에 의해 합성되는 화합물인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  5. 제 3항에 있어서, 비닐 중합에 의해 합성되는 화합물이 아크릴 수지 또는 아크릴 공중합체 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  6. 제 4항에 있어서, 비닐 중합에 의해 합성되는 화합물이 아크릴 수지 또는 아크릴 공중합체 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  7. 제 3항에 있어서, 비닐 중합에 의해 합성되는 화합물이 방향족 고리를 갖는 비닐 에스테르 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  8. 제 4항에 있어서, 비닐 중합에 의해 합성되는 화합물이 방향족 고리를 갖는 비닐 에스테르 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  9. 제 1항에 있어서, 에폭시 수지 (A)의 60중량% 이상이 치환 또는 비치환 비페놀로부터 유도된 에폭시 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  10. 제 2항에 있어서, 에폭시 수지 (A)의 60중량% 이상이 치환 또는 비치환 비페놀로부터 유도된 에폭시 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  11. 제 4항에 있어서, 에폭시 수지 (A)의 60중량% 이상이 치환 또는 비치환 비페놀로부터 유도된 에폭시 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  12. 제 6항에 있어서, 에폭시 수지 (A)의 60중량% 이상이 치환 또는 비치환 비페놀로부터 유도된 에폭시 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  13. 제 8항에 있어서, 에폭시 수지 (A)의 60중량% 이상이 치환 또는 비치환 비페놀로부터 유도된 에폭시 수지인, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  14. 제 1항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 나프탈렌 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  15. 제 2항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 나프탈렌 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  16. 제 4항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 나프탈렌 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  17. 제 9항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 나프탈렌 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  18. 제 10항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 나프탈렌 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  19. 제 11항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 나프탈렌 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  20. 제 1항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 포화 지방족 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  21. 제 2항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 포화 지방족 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  22. 제 4항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 포화 지방족 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  23. 제 9항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 포화 지방족 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  24. 제 10항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 포화 지방족 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  25. 제 11항에 있어서, 에폭시 수지 (A) 및 화합물 (B)의 일종 이상이 포화 지방족 고리를 갖는 화합물을 포함하는, 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료.
  26. 제 1항에서 청구되는 바의 전자 부품 봉입용 에폭시 수지 성형 재료로 봉입한 반도체 소자를 포함하는 반도체 장치.
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