KR100287491B1 - 반도체 밀봉용 수지 타블렛 - Google Patents

반도체 밀봉용 수지 타블렛 Download PDF

Info

Publication number
KR100287491B1
KR100287491B1 KR1019940004978A KR19940004978A KR100287491B1 KR 100287491 B1 KR100287491 B1 KR 100287491B1 KR 1019940004978 A KR1019940004978 A KR 1019940004978A KR 19940004978 A KR19940004978 A KR 19940004978A KR 100287491 B1 KR100287491 B1 KR 100287491B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tablet
resin
less
mold
content
Prior art date
Application number
KR1019940004978A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950025964A (ko
Inventor
다루노도모히로
도요다요시오
오노히로후미
기무라쇼이찌
아사오히로유끼
가나이신이찌
Original Assignee
히데끼 야마모또
니또 덴꼬 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히데끼 야마모또, 니또 덴꼬 코포레이션 filed Critical 히데끼 야마모또
Publication of KR950025964A publication Critical patent/KR950025964A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100287491B1 publication Critical patent/KR100287491B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00Making preforms
    • B29B11/06Making preforms by moulding the material
    • B29B11/12Compression moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/022Melting the material to be shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/462Injection of preformed charges of material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/8305Miscellaneous [e.g., treated surfaces, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

냉각에 의해 용융된 열경화성 수지 합성물을 응고시킴으로써 형성된 반도체 밀봉용 수지 타블렛내의 휘발성 물질의 내용물은 0.05 중량% 이하이고, 타블렛내의 겔화된 입자의 내용물은 60 메쉬에서 남은 입자가 0 이고, 100 메쉬에서 남은 입자는 10ppm 이하이다.

Description

반도체 밀봉용 수지 타블렛
제1도는 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛(tablet)의 제조방법에 사용되는 제조장치의 예를 도시하는 경사도.
제2(a)도는 제1도에 도시된 장치의 교반기(stirrer)의 단면도.
제2(b)도는 제2(a)도의 선(A-A)을 따라 절단한 단면도.
제2(c)도는 교반기의 다른 예를 도시한 단면도.
제3도는 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛 제조방법에 사용되는 수지 합성물의 제조안(preparation scheme)을 개략적으로 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛 제조방법에 사용되는 제조장치의 다른 예를 도시한 경사도.
제5도는 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛의 압축률(compressibility)의 산출상태를 보여주는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 혼합 압출기
2 : 수지 공급 통로 부재 또는 수지 공급 파이프
5 : 상부 플런저 6 : 하부 플런저
7 : 타블렛 8 : 냉각 자켓
11 : 실린더 22 : 교반기
100 : 가스제거 출구
[발명의 분야]
본 발명은 반도체 칩(semiconduotor chip)을 밀봉하기 위한 수지 타블렛(resin tablet)에 관한 것이다.
[발명의 배경]
수지 합성물을 사용하여 반도체 칩을 밀봉하기 위한 수지 밀봉(패키지) 방법으로는 일반적으로 트랜스퍼 성형법(transfer molding method)이 사용된다. 트랜스퍼 성형법에 있어서, 반도체 칩은 트랜스퍼 성형기의 몰드 캐비티(mold cavity)에 위치되고, 열경화성 수지 합성물을 포함하는 타블렛은 트랜스퍼 성형기의 챔버에 위치되고, 상기 타블렛은 가열에 의해 가소화됨과 동시에 플런저(plunger)에 의해 압축되고, 가소화된 수지는 스풀(spool), 런너(runner), 게이트(gate) 등을 거쳐 몰드 캐비티내로 도입되어 성형 및 세팅이 완성된다. 더나아가, 다중 플런저 시스템이라 불리우며 트랜스퍼 성형법의 카테고리에 속하는 소형 타블렛으로 반도체 칩을 밀봉하는 방법이 최근에 제안되어 있다.
지금까지, 타블렛으로써, 냉간 압축 성형법(즉, 원료(raw material)가 열간압연기나 고온 압출기에 의해 가소화되어 혼합되고, 냉각후 혼합된 재료가 그라인더(grinder)에 의해 분말화되고, 소정양의 분말이 몰드로 공급되어 몰드내의 분말이 실온에서, 상하부 플런저에 의해 압축 성형되어 타블렛으로 되는 방법)에 의해 제조된 것이 사용되어 왔다.
그러나, 상술된 방법으로 제조된 타블렛이 많은 보이드(void)를 함유하고 높은 습기률(수분 흡수 영역이 큰 보이드로 인해 커짐)을 포함하기 때문에, 반도체 칩이 타블렛으로 밀봉될때 트랜스퍼 성형 온도(150℃ 내지 180℃)에서 증발된 습기와 보이드내의 공기가 불충분하게 가스제거됨으로써, 보이드가 밀봉 수지내에 형성되기 쉽고 반도체 장치의 자체 강도를 약화시켜, 장치의 신뢰성을 떨어뜨리고 반도체 장치의 생산률을 저하시켜 제품의 질을 떨어뜨리는 결과가 초래된다.
본 발명자는 1992년 11월 18일자 미국 특허출원 제07/978,439호(1992년 10월 1일자 WO 92/16969에 대응)에 기술된 바와 같이, 수지 공급 통로 부재가 혼합 압출기의 스크류 포함 실린더의 전방 단부에 연결되고 실린더의 경제화와 혼합된 혼합 용융 수지가 수지공급 통로 부재를 통해 압출 압력에 의해 타블렛 성형 몰드로 주입되어 가압하에서 성형되는, 타블렛 제조방법[이후, 이 방법은 ";가소화 가압법(plasticization pressuring method)";이라 칭함]을 이미 제한하였다.
타블렛내의 보이드 제거 및 타블렛내의 습기함유량을 감소시키는 것이 반도체 칩을 타블렛으로 밀봉할때 형성된 보이드를 제고하는데 효율적이라는 것은 공지된 사실이다.
상술된 가소화 가압법에 의해 얻어진 수지 타블렛에서, 타블렛의 압축률[타블렛내의 보이드가 0으로 감소될때 타블렛의 비중(참비중; ture specific gravity)에 대한 타블렛의 외관비중(apparent specific gravity)이 적어도 98%로 증가될 수 있고 다시말해서, 상기 가소화 가압법에 의해 타블렛내의 보이드가 거의 0으로 감소되고 타블렛의 습기 함유량이 0.02 중량% 이하로 감소될 수 있으므로, 상술된 반도체 칩의 밀봉시에 형성된 보이드의 양은 종래 타블렛을 사용하는 경우와 비교하여 감소될 수 있다.
최근의 고집적 반도체 장치에서, 각 반도체 칩은 값이 비싸므로, 타블렛내의 보이드 감소에 의한 산출량 및 신뢰성의 향상된 개량이 요구되어 왔다.
그러나, 본 발명자의 경험에 비추어 볼때, 가소화 가압법에 의해 얻어진 타블렛을 사용하는 밀봉된 성형품의 보이드의 감소에는 한계가 있다. 실제로, QFP-80 핀(pin)이 각각 휘발성 물질로서 물의 함유량 예를 들면 0.02%의 습기 함유량, 98%의 압축률, 13mm의 외경 및 20mm의 높이를 가진 타블렛을 사용하여, 각각 2개씩 총 32개의 캐비티와 결합된 16세트 챔버의 트랜스퍼 성형기에 의해 밀봉될때, 하나의 캐비티당 보이드(0.1mm 이상의 직경)의 수(평균치)가 3개에 도달된다.
그래서, 그 이유를 연구한 결과 본 발명자는, 타블렛을 구성하는 수지합성물의 원료에 남아있는 물과는 다른 저분자량의 유기화합물(예를들면, 케톤계, 알콜계 및 방향족 탄화수소계 화합물)을 포함하는 소량의 휘발성 성분과 원료의 작용에 의해 형성된 저분자량의 유기 화합물을 포함하는 소량의 휘발성 성분이 타블렛의 제조에 있어서 서로 타블렛내에 한정되고 이들 성분이 반도체 칩을 밀봉하는 경우 트랜스퍼 성형 온도에서 증발됨으로써 보이드가 형성된다는 사실을 알게 되었다.
본 발명자의 경험에 의하면, 상술된 ";원료의 상호작용";은 경화 가속제 및 경화제의 반응에 의한 방향족 탄화수소의 형성 충전물의 반응 및 충전물용 표면 처리제에 의한 저 알콜의 형성등을 의미한다.
더 나아가, 상술된 가소화 가압법에 있어서, 수지 공급 통로 부재는 압출기의 실린더의 전방 단부에 설치되고, 수지 공급 통로 부재의 출구가 타블렛 성형 몰드의 수지 주입구와 일치될때, 몰드로의 수지의 주입이 행해진다. 따라서, 다음 수지의 주입때까지 수지 공급 통로 부재의 수지의 스트림은 자발적으로 정지하게 됨으로서 수지 공급 통로 부재의 수지의 유동은 단속적으로 이루어진다. 그래서, 수지의 스트림이 정지되면, 용융 수지 화합물(경화제와 혼합됨)의 겔화(gelation)는 겔 상태의 입자의 성장을 가속하도록 가속되고, 겔 상태의 입자가 상술된 트랜스퍼 성형에서 게이트의 두께보다 크게 되면 게이트가 막히게 된다.
[발명의 개요]
따라서, 본 발명의 목적은 상술된 가소가압법에 의해 제조된 타블렛의 겔 입자의 형성을 억제하고 게이트의 막힘없이 트랜스퍼 성형법에 의해 반도체 칩을 부드럽게 밀봉하고, 보이드의 형성없이 트랜스퍼 성형에 의해 양질의 반도체 칩을 밀봉할 수 있는 반도체 밀봉 수지 타블렛을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 반도체 밀봉 수지 타블렛은 냉각에 의해 용융 열경화 수지 합성물을 응고시킴으로써 형성되며, 여기에서 휘발성 물질의 함유량은 0.05 중량% 이하이고, 타블렛의 겔 입자의 함유량은 60 메쉬를 통과한 것이 없고 100 메쉬를 통과한 것이 10ppm 이하이다.
또한, 본 발명에서 ";휘발성 물질";이나 ";휘발성 성분";은 저분자량 유기 화합물과 함께 물을 함유하는 것을 의미한다. 부가로, 휘발성 물질의 저 분자량 유기 화합물을 포함하는 휘발성 물질의 함유량은 양호하게는 0.03 중량% 이하이다.
[발명의 상세한 설명]
지금부터, 본 발명에 대해 보다 상세히 후술한다.
일반적으로, 본 발명에 사용된 열경화성 수지 합성물은 주성분으로서 에폭시 수지같은 열 경화성 수지를 포함하고, 적어도 경화제, 경화 가속제, 충전물 및 실란 결합제(sliane coupling agent) 같은 표면처리제(surface treating agent)를 함유한다.
본 발명의 휘발성 물질의 내용물을 결정하기 위해, 건조 아세톤의 5ml 에서의 수지 타블렛의 5g 을 탈수하고 표면에 떠오르는 액체를 가스 크로마토그래피에 의해 측정하는 방법이 사용될 수 있다.
본 발명에서, 휘발성 물질은 저분자량의 유기 화합물(유기용매)과 물이다. 휘발성 물질의 물의 함유량은 양호하게는 0.02 중량% 이하이고, 휘발성 물질의 저 분자량의 유기 화합물의 함유량은 양호하게는 0.03 중량% 이하이다.
본 발명의 수지 타블렛의 겔 입자의 함유량은 후술되는 방법에 의해 측정될 수 있다.
100g 의 수지 타블렛은 교반하면서 300ml 의 아세톤에 용해되며, 용액은 60 메쉬와 100 메쉬의 2 단계 스크린에 의해 여과되고, 60 메쉬(60 메쉬의 스크린상에 남은)의 겔 상태의 입자(아세톤 불용성 물질)의 량과 입자(아세톤 불용성 물질)의 량을 측정한다(2 단계 스크린은 예를들어 ASTM E-58T 일 수 있다). 무기 충전물(inorganic filler)은 이들 아세톤 불용성 물질내에 종종 포함되기 때문에, 수집한 겔 상태의 입자는 400℃ 의 도가니내에서 2 시간 가열되어 유기 성분(즉, 순 겔상태의 입자 내용물)을 연소하고, 무기 충전물의 량이 측정되고 겔 상태의 입자의 내용물은 아래 공식에 의해 얻어진다.
겔 상태의 입자 내용물(X) = (아세톤 불용성물질) - (무기 충전물의 량)
겔 상태의 입자 내용물(ppm) = [겔 상태의 입자 내용물 (X)g/100g] ×106
본 발명의 수지 타블렛에 있어서, 휘발성 물질의 내용물과 겔 상태의 내용물은 상술한 바와같이 특정되어지며, 또한 압축률의 분포의 편차는 ±1% 보다 적으며, 압축률은 최소한 98% 이며, 금속 불순물의 내용물은 50ppm 이하, 양호하게는 20ppm 이하, 더욱 양호하게는 10ppm 보다 적으며, 쇼어 경도(23℃ 에서 측정)는 최소한 65 이다.
압축률은(C)은 아래 방정식에서부터 얻을 수 있다.
C = [ (W/ρ)/V ] × 100%
여기서 ρg(㎤)는 경화 수지 타블렛의 비중이며, V(㎤)는 수지 타블렛의 체적이며, W(g)은 수지 타블렛의 중량이다. 이 경우의 경화 수지 타블렛은 200kg/㎠ 의 압력하에서 트랜스퍼 성형기에 의해 수지 타블렛을 완전히 경화(예컨대, 175℃ 에서 10 분 동안) 함으로써 얻을 수 있다.
수지 타블렛이 원주 형태일때 압축률의 분포의 편차(Ri)는 다음과 같이 얻어진다.
원주형 타블렛이 제5도에 도시한 바와 같이 길이 방향으로 a1, a2, a3및 a4로 갈라지고(갈라진 수는 대개 4개), 각 갈라진 타블렛 조각의 압축률(Ci)은 상술한 방법으로 얻어지며, 압축률(Ci)의 평균 값(Co)이 얻어지고, 편차(Ri)는 아래 방정식에 의해 계산된다.
Ri = (Ci-Co) / Co×100%
타블렛이 원주형이 아닌 다른 형태일때, 타블렛은 동등한 체적을 가지는 4개 부분으로 각각 갈라지고, 그런 연후에 Ci 와 Co는 상술한 방법으로 얻어질 수 있다.
금속 불순물은 실제로 금속이고 금속 산화물등과 같은 금속화합물은 ";금속 불순물";내에 포함되지 않는다. 금속 불순물은 자기분석기[예컨대, 다쯔모리 고교 가부시끼 가이샤(Tatsumori Kogyo K.K)에서 제조되는 상표명 TMA-01]에 의해 측정된다.
타블렛에 부착된 미세분말의 량은 미세분말을 2 내지 5kg/㎠ 의 공기압의 공기총(air gun)에 의해 타블렛의 표면상에서 분산시키므로써 측정될 수 있다.
본 발명의 수지 타블렛의 형태와 크기는 타블렛이 원주형상일때 외부직경(D)이 20mm 또는 그 이하, 길이(L) 대 외부직경(D)의 비(L/D)가 1 또는 2 이상이고(대개 10 이하), 또는 외부직경(D)이 최소한 20mm 이고 길이(L) 대 외부직경(D)의 비(L/D)가 대개 1 또는 그 이하(대개 0.2 이상)인 것이 바람직하다.
수지 타블렛의 쇼어 경도는 쇼어 D 경도 테스터(23℃ 측정 온도에서)에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에 사용된 열가소성 수지 합성물은 일반적으로 주성분으로써 열가소성 수지, 경화제, 경화가속제, 충전물, 표면처리제(충전물과 열가소성 수지 사이의 결합 강도를 증가시키기 위해 충전물의 표면을 처리하는 시약)를 포함하지만, 본 발명의 열가소성 수지 합성물은 추가로 필요하다면 몰드 해제 시약, 안료, 화염 지연제, 화염 지연보조제 등과 같은 다른 첨가물을 포함할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 합성물내의 성분을 구성하는 비율은 예를들어 주성분인 열가소성 수지의 100 중량비(parts by weight), 화염 지연 보조제의 10 내지 30 중량비, 경화제의 40 내지 80 중량비, 필터의 200 내지 1,900 중량비, 화염지연제의 10 내지 20 중량비, 몰드 해제시약의 1 내지 3 중량비, 안료의 1 내지 3 중량비, 경화가속제의 1 내지 3 중량비, 표면 처리제의 1 내지 3 중량비이다.
사용될 수 있는 주성분인 열가소성 수지의 예는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지 등이다. 이들중 에폭시 수지가 특히 양호하다.
주성분으로써의 열가소성 수지가 에폭시 수지, 특히 노보락(novolac) 형태의 에폭시 수지이면, 크레졸 노보락, 페놀 노보락 등과 같은 노볼락 형태의 수지는 경화제로써 적합하게 사용되고, 트리페닐포스핀, DBU [1-8-디아자바이사이클로-(5,4,0)-언데센-7], 이미다졸계 화합물등이 경화 촉진제로 적합하게 사용된다. 경화제와 경화가속제의 반응에 의해 생성된 휘발성 성분으로는 벤젠 등이 있다. 또한, 실리카 분말은 충전물로 적합하게 사용되고, β-(3,4-에폭시사이크로헥실) 에틸트리메토옥시실란,-글리시드옥시프로필트림에톡시실란, N-β-(아미노에틸)--아미노프로피메틸디메틸디에톡시실란 등은 충전물용 표면처리제로 적합하게 사용된다. 충전물과 표면 경화제의 반응에 의해 생성된 휘발성 물질은 메탄올 등이다.
본 발명의 수지 타블렛을 제조하는데, 이 수지 타블렛을 제조하기 위한 수지 합성물의 성분을 이루는 에폭시 수지, 경화제, 경화 가속제, 충전물, 표면 처리제 등 또는 이들의 혼합물은 감소된 압력하에서 미리 가열(예, 약 150℃ 에서 약 30분 동안)되므로써, 이들 성분내에 함유되어 있는 것과 이 성분의 반응에 의해 생성된 휘발성 성분은 제거된다.
본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛은 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛을 제조하기 위한 열가소성 수지 합성물의 성분을 이루고 있는 원료의 상호 반응에 의해 형성된 최소한의 휘발성 성분을 미리 제거하고 적합하게는 동시에 원료내에 함유된 휘발성 성분을 제거한후, 열가소성 수지를 얻기 위해 다른 성분과 상기의 처리된 성분을 화합하고, 스크류를 가진 실린더의 전방 단부를 교반기를 가진 수지 공급 통로 부재에 연결시키는 혼합 압출기내에서 합성물을 혼합하여 용융하고, 혼합하여 용융된 수지를 교반기를 가진 수지 공급 통로를 통해 교반기로 수지 합성물을 타블렛 성형 몰드내로 주입하고, 압출 압력으로 수지 합성물을 가압합으로써 얻어질 수 있다.
일반적으로, 경화제와 경화 가속제가 혼합되고, 형성된 휘발성 성분이 제거되고, 여기에 충전물과 표면 처리제가 혼합되고, 여기에 형성된 휘발성 성분이 제거되고, 그리고나서 이렇게 만들어진 혼합물은 열가소성 수지 합성물을 얻기 위해 다른 성분과 화합된다. 수지 합성물은 혼합 압출기내에서 혼합하여 용융되며, 여기서 스크류를 가진 실린더의 전방 단부는 교반기를 가진 수지 공급 통로 부재에 연결되고, 수지 합성물은 혼합 용융된 수지 공급 통로부재를 통해 수지 합성물을 교반하면서 타블렛 성형 몰드내에 주입되어, 압출 압력하에서 성형된다.
본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛의 제조방법의 예를 아래에 설명한다.
제 1 도는 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛의 제조에 사용되는 혼합 압출기와 타블렛 성형 몰드를 도시하고 있다.
제 1 도에서, 혼합 압출기(1)는 스크류가 내장된 실린더(11)를 가지며, 실린더(11)의 내측 압력을 감소하기 위해 실린더에 대한 가스제거 출구(100)를 형성하는 것이 바람직하다. 몰드 홀더(3)는 트랙 레일(9)을 따라 왕복운동하며, 냉각 자켓(8)을 구비하고 있다. 몰드 홀더(3)에 의해 유지된 타블렛 성형 몰드(4)는 상부 플런저(5)와 하부 플런저(6)에 의해 폐쇄될 수 있다. 수지 공급 통로 부재(2)는 혼합 압출기(1)의 실린더(11)의 전방 단부에 연결되고, 이안에 교반기를 포함하고, 수지 공급 통로 부재(2)의 수지 주입 출구(21)의 표면은 타블렛 성형 몰드(4)의 상부 표면과 접촉하여 미끄럼 가능하다. 도면부호 10 은 타블렛 운반 수단을 나타낸다.
상술한 교반기를 가진 수지 공급 통로 부재(2)와 마찬가지로, 실린더(11)의 전방 단부에 구비되고 제2(a)도와 제2(b)도 [즉, 제2(a)도의 A-A 선을 따라 취한 단면도]에 도시한 바와같이 실린더(11)내의 스크류(12)의 전방 단부에 고정된 교반기(22)를 가지는 수지 공급 부재인 파이프(2)가 사용될 수 있다. 또한, 수지 공급 파이프(2)의 내벽과 교반기(22) 사이의 틈은 일반적으로 1mm 이하이고 적합하게는 0.5mm±0.1mm 이다.
이중 스크류 혼합 압출기(twin-screw kneading extruder, 1)가 사용되면, 혼합 압출기(1)는 실린더(11)의 전방 단부에서 수지 공급 파이프(2)를 구비하며, 그래서 상기 수지 공급 파이프(2)가 제2(c)도에 도시한 바와 같이 스크류중 하나의 스크류(121)와 동일선상에 놓이고 스크류(121)의 전방 단부에 고정된 교반기(22)를 가지고 있다.
제1도에 도시된 바와 같은 장치를 사용하는 에폭시 수지 합성물을 포함한 본 발명의 반도체 수지 타블렛 제조방법을 이하에 설명한다.
제3도에 도시한 바와 같은 장치를 사용하는 본 발명의 수지 타블렛을 제조하기 위해서, 충전물과 표면 처리제는 헨스켈(Henschel) 혼합기(M')로 미리 혼합되고, 이 혼합물은 충전물 및 표면 처리제의 반응에 의해 형성된 휘발성 물질(저분자량의 유기 화합물 등.)을 미래 제거하도록 가열 건조기(heat-dryer; H)에 의해 가열(예컨대 120℃ 에서 3 시간)함으로써 건조된다. 이와는 별개로, 경화제와 경화 가속제는 휘발성 물질(저분자량 유기 화합물 등등)을 미리 제거하도록 진공 혼합 건조로(vaccum mixing kiln)에 의해 가열 조건(예컨대 150℃ 에서 30분 동안)하에서 혼합된다. 휘발성 성분이 제거된 상기 두가지 혼합물은 에폭시 수지 합성물을 제조하도록 에폭시 수지, 몰드 해제 시약, 안료, 화염 지연제, 화염 지연 보조제(flame retardant assistant)등과 같은 다른 필요한 성분과 함께 헨스켈 혼합기(M)에 의해 일정하게 혼합(건조 혼합물; dry blend)된다.
에폭시 수지 합성물은 제1도에 도시한 혼합 압출기(1)로 공급되며, 혼합 압출기(1)의 호퍼내에 공급된 에폭시 수지 합성물은 혼합 압출기(1)에서 스크류의 회전에 의해 혼합 압출기(1)의 가열 실린더(11)의 내부로 보내져서 통상 약 60℃ 내지 150℃ 의 온도로 가열하여 용융 혼합되며, 발생된 가스는 실린더의 내측에서 가스 제거 출구(100)를 통해 빠져나간다. 용융된 수지 합성물은 스크류의 압출력에 의해 수지 공급 통로 부재(2)를 통해 타블렛 성형 몰드(4)에 충전된다. 이 경우에 하부 플런저(6)에 로드 셀등과 같은 압력 감지기를 구비함으로서, 용융 수지의 주입 압력이 감지되고, 용융 수지의 충전이 완료되었을 때 수지 충전 완료를 알리는 신호가 발생한다.
수지의 충전 완료 신호를 받았을때, 몰드 홀더(3)는 트랙 레일(9)을 따라 이동되며, 타블렛 성형 몰드(4)가 수지 공급 통로 부재(2)의 주입 출구(21) 위치에 도달했을 때 몰드 홀더(3)는 정지한다. 따라서, 이동한 타블렛 성형 몰드에 충전된 수지는 약 50 내지 300kg/㎠ 의 압력에서 상 하부 플런저(5,6)에 의해 압축되는 동안 성형된다. 이 경우에 5℃ 내지 50℃ 의 온도로 조절한 냉각수는 몰드 홀더(3)의 냉각 자켓(8)을 통해 순환된다.
냉각된 수지(실내온도에서부터 60℃ 까지)는 하부 플런저(6)에 의해 밀어올려지고, 수지 성형체, 즉 밀어 올려진 타블렛(7)은 타블렛 사출 수단(10)에 의해 사출된다.
다른 타블렛 성형 몰드내에 용융 수지를 충진하는 것이 완료되었을 때, 몰드 홀더가 이동되어, 상술한 절차를 반복한다.
상기 절차에서, 좌측(또는 우측)의 타블렛 성형 몰드에 수지를 충전하는 것이 완료될때 그리고 우측(또는 좌측)의 타블렛 성형 몰드내에 수지를 충전하는 것이 개시될 때까지, 수지 합성물의 주입은 수지 공급 통로 부재(2)의 주입 출구(21)와 몰드 홀더(3)가 미끄럼 이동 접촉함으로서 자연적으로 정지(통상 1 초보다 짧은) 하지만, 스크류가 회전하고 교반기가 회전을 계속하기 때문에 수지 공급 통로 부재(2)에서 수지 합성물이 잘 교반되고 유동체화될 수 있는데, 이에 의해 겔 상태의 입자의 형성이 방지되며 60 메쉬를 통과하지 못한 입자 크기를 가진 겔 상태의 입자는 없다.
상술한 제조 시스템에서, 성형 몰드내로 공급하는 수지 합성물의 온도는 약 80 내지 120℃ 이며, 성형 몰드의 온도는 실온에서 50℃ 이다. 통상적으로, 냉각수(통상은 온수)는 표면으로부터 내부까지 몰드내에 성형된 수지 타블렛을 냉각하도록 몰드를 통해 순환되며, 그에 따라 냉각된 수지 타블렛에서 트랜스퍼 성형시에 겔 상태까지 걸리는 시간은 표면과 내부 사이에 약간의 차이가 있다. 몰드로부터 나온 타블렛의 표면 온도는 50℃ 이하이다.
타블렛의 제조시에 압력은 50kg/㎠ 내지 300kg/㎠ 이며, 양호하게는 80kg/㎠ 내지 120kg/㎠ 이다.
제4도는 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛의 제조를 위해 사용된 혼합 압출기 및 타블렛 성형 몰드의 다른 실시예를 도시한 것이다.
제4도에서, 혼합 압출기(1)는 압출기의 실린더의 전방 단부에 결합된 교반기 함유 수지 공급 통로 부재(2)를 가지며 제1도에 도시한 혼합 압출기와 구조가 동일하다. 이 경우에, 압출기의 실린더에 가스제거 출구(100)를 형성하는 것이 양호하다. 턴 테이블(3)은 이 테이블에 배치된 다수의 타블렛 성형 몰드(4)를 가지며, 이 몰드(4)는 일정한 간격으로 동일 원주상에 위치된다. 각 타블렛 성형 몰드(4)는 상부 플런저(5) 및 하부 플런저(6)를 포함하며, 냉각 자켓(8)은 각 성형 몰드(4) 둘레에 형성되어 있다. 제조된 각 수지 타블렛을 분배하기 위한 스크레퍼(10)는 턴 테이블의 상부 표면상에 구비된다.
제4도에 도시한 장치를 이용한 본 발명의 에폭시 수지 합성물을 포함한 반도체 밀봉 수지 타블렛을 제조하기 위해서, 일반적으로 경화제 및 경화 가속제를 미리 혼합하고 형성된 휘발성 성분을 제거한 다음에 충전물과 표면 처리제를 미리 혼합하고 그리고 에폭시 수지 합성물을 제조하도록 상술한 바와 같은 방법으로 다른 필요 성분과 혼합물을 혼합하고, 에폭시 수지 합성물을 혼합 압출기(1)에 공급하고 가스제거 출구(100)로 실린더내의 가스를 배출하는 동안 혼합 압출기(1)내에서 혼합되며, 수지 공급 통로 부재(2)에서 교반기로 수지 합성물을 교반하는 동안에 용융된 수지 합성물(온도가 80℃ 내지 120℃ 인)을 혼합 압출기(1)의 스크류 압출력에 의해 수지 공급 통로 부재(2)를 통해 하나의 타블렛 성형 몰드(4; 40℃ 로 유지)내로 공급한다. 용융된 수지 합성물을 타블렛 성형 몰드내에 완전히 충전하였을때 화살표로 도시한 방향으로 턴 테이블(3)을 회전시키도록 제1도에 도시한 장치를 사용한 상술한 경우에서와 같이 로드 셀과 같은 압력 감지기에 의해 수지의 완전 충전 신호가 발생되며, 다음 타블렛 성형 몰드(4)가 수지 공급 통로 부재(2)의 주입 출구(21)에 도달했을 때 턴 테이블(3)은 정지하고 용융 수지 합성물을 타블렛 성형 몰드(4)내로 공급하는 것이 시작된다.
또한, 수지가 턴테이블(3)의 회전에 의해 미끄럼 이동함으로서 절단될 때, 수지는 역압(압출 압력)에 의해 압축되는 동안에 미끄럼 이동됨으로서 절단되며, 이에 의해 타블렛의 중량 정확도가 더욱 개선된다.
한편, 수지 공급 통로 부재(2)의 주입 출구(21)로부터 용융 수지 합성물로 타블렛 성형 몰드(4)를 완전히 충전한 후에, 상부 플런저는 타블렛 성형 몰드(4)내로 도입되고, 상부 플런저(5) 및 하부 플런저(6)는 턴테이블(3)로 함께 이동되며, 타블렛 성형 몰드(4)내의 수지 합성물은 냉각 [턴테이블(3)의 냉각 자켓(8)을 통해 5℃ 내지 50℃ 의 온도로 조절한 냉각수를 순환시킴] 동안에 50 내지 300kg/㎠ 의 압력으로 상부 플런저(5) 및 하부 플런저(6)에 의해 압축되며, 몰드에서 냉각에 의해 응고된 반도체 밀봉 수지 타블렛은 하부 플런저가 올려짐으로서 몰드로부터 스크레퍼(10) 앞에서 해체되며, 타블렛은 스크레퍼(10)의 작동에 의해 턴테이블로부터 이동된다.
상술한 바와 같이 한쌍의 상부 플런저 및 하부 플런저의 수는 복수이며, 상술과 같이 각 상부 및 하부 플런저를 용융된 수지 합성물로 충전한 각 타블렛 성형 몰드(4)로 작동하는 턴테이블 시스템에 의해, 반도체 밀봉 수지 타블렛이 연속 제조된다.
수지 타블렛의 제조 속도를 증가시키기 위해서, 제1도 또는 제4도에 도시한 장치를 이용하는 경우에는, 몰드 홀더 또는 턴테이블의 이동 속도를 증가시키거나 턴테이블(3)상에 위치된 타블렛 성형 몰드(4)의 수를 늘리는 동시에 타블렛 공급 몰드(4)내로 공급되는 수지 합성물의 공급 속도를 증가시키는 것이 효율적이다.
본 발명의 수지 타블렛은 트랜스퍼 성형에 의해 반도체 칩을 밀봉하는 경우에 사용한다. 즉, 반도체 칩을 트랜스퍼 성형기의 몰드 캐비티내에 위치시키고, 본 발명의 수지 타블렛은 트랜스퍼 성형기의 챔버내에 위치되며, 타블렛은 가열에 의해 가소화되고 플런저에 의해 압축되며, 가소화 수지는 스풀, 런너, 게이트 등을 통해 몰드 캐비티내로 도입되고, 밀봉된 반도체 장치를 제조하도록 수지의 성형 및 경화가 수행된다. 이 경우, 고주파수 도입 가열에 의해 타블렛을 미리 가열한 후에, 타블렛은 트랜스퍼 성형기의 챔버내에 위치될 수 있다. 더우기 상술한 밀봉된 반도체 장치는 5 내지 10 시간 동안 165℃ 내지 185℃ 의 온도에서 경화된다.
열경화성 수지 화합물을 가진 수지 타블렛이 주성분으로서 열경화성 수지를 경화제, 경화 가속제, 충전물 및 표면 처리제와 화합함으로써 제조되는 경우, 저분자량의 유기 합성물을 갖는 휘발성 성분은 원료가 서로 반응함으로써, 예를들면 충진물과 표면 처리제의 반응 및 경화제와 경화 가속제의 반응에 의하여 형성되며, 상기 휘발성 성분은 수지 밀봉제품내에 보이드를 형성하는 주요원인이 된다. 그러나, 본 발명의 수지 타블렛에서, 휘발성 성분의 내용물은 0.05 중량%(물을 포함) 이하로 제한되므로, 트랜스퍼 성형 온도에서 증발되는 내용물은 작은 양으로 감소될 수 있다.
또한, 타블렛의 압축률이 적어도 98% 이상이므로, 수반된 공기량은 작은양으로 감소될 수 있고, 특히 타블렛의 길이방향에서 압축률의 편차가 ±1% 이하로 되기 때문에 작은양의 공기가 균일하게 분산되므로 수반된 공기량이 거의 0 으로 감소될 수 있다.
따라서, 반도체 칩의 밀봉 단계에서의 보이드의 형성이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛에서, 겔 상태 입자의 내용물은 60 메쉬에서 모두 통과하고, 100 메쉬에서는 10ppm 이하의 것이 남게 되기 때문에, 게이트가 얕게 될지라도 게이트의 응고가 방지될 수 있고, 트랜스퍼 성형이 부드럽게 실행될 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 타블렛에서, 금속성 불순물의 내용물을 50ppm 아래로 감소시킴으로써, 고주파 유도 가열 장치의 스파크 발생은 수지 타블렛의 고주파 유도 가열에서 방지될 수 있고, 또한 수지 타블렛의 압축률이 98% 이상이므로, 전체 타블렛의 유전체 상수가 안정화되고, 수지 타블렛의 고주파 유도 가열로 발생되는 열량이 균일하게 되므로, 트랜스퍼 성형이 안정된다.
본 발명의 수지 타블렛에 대한 250 메쉬보다 더 미세한 미세 분말의 부착량을 0.002 중량% 보다 작게 감소시킴으로써, 타블렛은 반도체 밀봉 공장에서 잘 손질될 수 있다.
타블렛의 쇼어 경도를 적어도 65 이상으로 증가시킴으로써, 이송시 타블렛의 손실은 확실히 방지될 수 있다.
본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛의 제조 방법에 있어서, 원료를 서로 가열 혼합하여 형성된 휘발성 성분(예를들면, 경화제와 경화 가속제의 접촉 단계와 충전물과 표면 처리제의 접촉 단계에서 형성된 휘발성 성분)을 미리 제거한 후에, 전체 수지 합성물을 혼합 단계로 제공함으로써 휘발성 물질의 내용물이 상술한 바와 같이 크게 감소될 수 있다.
본 발명의 반도체 밀봉 수지 타블렛의 제조 방법에 있어서, 수지 공급 통로 부재의 출구가 타블렛 성형 몰드의 수지 합성물용 주입구와 일치될때, 수지 합성물은 몰드내로 공급되고 수지의 공급은 다음 수지 합성물이 제공될때까지 자연적으로 정지되며, 수지 합성물의 공급 정지시에 수지 공급 통로 부재내의 수지 합성물이 양호하게 교반되기 때문에, 수지 합성물의 겔화 진행은 양호하게 제한될 수 있으며, 겔화된 입자의 형성이 양호하게 제한된다.
본 발명의 수지 타블렛 제조 방법에 있어서, 수지 합성물이 연화 단계에서 타블렛 성형 몰드내로 주입되어 가압되기 때문에, 수지 합성물은 그 내부에서 균일하게 가압될 수 있고, 가압력은 비교적 저하될 수 있다. 또한, 몰드내의 수지 합성물이 몰드를 냉각하는 동안에 가압되고 몰드의 내면과 성형중의 수지 합성물 사이의 표면 압력의 작용에도 불구하고, 몰드의 내면과 수지 합성물 사이의 접착력은 냉각에 의하여 감소되며, 냉각에 의하여 큰 팽창 계수를 가진 수지의 수축은 냉각에 의한 몰드의 수축보다 크게 되고, 성형된 타블렛은 비교적 낮은 해제력에 의하여 몰드 밖으로 부드럽게 나올 수 있다.
상기 제조 단계에서 연마 단계는 종래의 냉간 압축 성형법과 다르게 필요하지 않으며, 금속 분말의 형성이 양호하게 방지될 수 있고, 금속 불순물의 내용물은 50ppm 아래로 쉽게 감소될 수 있다.
본 발명의 수지 타블렛의 제조 방법에 있어서, 성형된 타블렛을 몰드로부터 해제하기 위한 테이퍼의 형성은 거의 불필요하게 될 수 있고(1/200 이하), 그 결과, 트랜스퍼 성형기의 챔버는 고정밀도로 설계될 수 있으므로, 성형된 타블렛과 포트의 내면사이의 간극은 크게 감소될 수 있고, 이러한 점에서, 타블렛내의 보이드는 효과적으로 제거될 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 타블렛의 제조 방법에서, 몰드내의 타블렛의 냉각이 외면으로부터 내부로 진행되기 때문에, 타블렛의 내부는 조금 짧은 겔화 시간의 성질을 부여하기 위하여 더 긴 시간동안 고온에 노출된다. 한편, 본 발명의 수지 타블렛을 사용하는 반도체 칩의 이송 몰드 성형에서, 타블렛의 외부는 중앙부보다 빨리 유동화되고, 외부는 캐비티내에서 보다 빨리 흐르며, 중앙부는 캐비티내에 지연되는 경향이 있다. 따라서, 타블렛의 중앙부의 겔화 시간이 보다 짧게 되면, 이송 몰드 성형후의 컬(cull)부의 반응은 양호하게 진행하는데, 이는 소위 ";컬 잔여부(cull remaining)";의 성형시에 불편함을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 다음의 실시예와 비교를 참고로 보다 상세히 설명되지면, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 모든 중량비, 퍼센트 및 비율등은 특히 특정되지 않는한 중량으로 표시한다.
[실시예]
사용된 수지 합성물의 화합물은 다음과 같다.,
중량비
크레졸 노보락형 에폭시 수지(에폭시 등가물 195) 100
크레졸 노보락(하이드록시 그룹 등가물 107) (경화제) 80
트리페닐포스핀(경화 가속제) 2
용융된 실리카 분말(충진물) 500
-글리시드옥시프로필트리메톡시실란(표면 처리제) 2
브롬화 에폭시 수지(에폭시 등가물 275)(화염지연제) 10
카르나보 왁스(이형제) 2
카본 블랙(안료) 2
제1도에 도시된 제조장치를 사용하였다. 상기 장치에서 교반기의 구성은 제2(a)도에 도시된 교반기의 구성이고, 타블렛 성형 몰드의 크기는 내경이 13mm 이고, 높이가 20mm 이다.
상술한 화합물에서, 충전제와 표면처리제는 30분동안 헨스켈 혼합기로 혼합되고, 화합물의 반응에 의해 형성된 휘발성 화합물(메타놀 등)은 2시간동안 150℃ 에서 열처리로 제거된다. 이와는 별개로, 경화제와 경화 가속제는 진공의 혼합로에 배치되고, 화합물의 반응에 의해 형성된 휘발성 화합물 [방향성 탄화수소(벤젠 등) 등)은 30 분동안 150℃ 와 500torr 의 조건하에서 미리 제거된다.
표면처리제가 첨가된 충전제와, 경화제와 경화 가속제의 반응 생성물은 에폭시 수지 합성물을 얻기 위하여 30 분 동안 헨스켈 혼합기에 의하여 다른 화합물(에폭시 수지 등)과 혼합되고, 혼합된 에폭시 수지 합성물은 50mm 의 실린더 내경과, 시간당 10kg 의 배출양(평균)을 가진 혼합 성형기 [제1도의 성형기(1)]에 공급된다. 혼합 온도는 약 110℃ 이다. 타블렛 성형 몰드내의 성형 압력은 100kg/㎠ 이고, 몰드 홀더의 냉각 자켓을 순환시키는 냉각수 온도는 20℃ 이다. 또한, 혼합 성형기의 가스 제거 출구(100)로부터의 진공처리는 적용되지 않는다.
얻어진 수지 타블렛은 직격이 14mm 이고, 높이가 17mm 인 원주 형태이다.
타블렛내에 있는 휘발성 물질의 내용물을 가스 크로마토그래피에 의하여 측정하면, 내용물은 0.04% 이고 화합물은 다음과 같이 즉, 물의 양은 0.02% 이고, 메탄올의 양은 0.01% 이고, 벤젠의 내용물은 0.01% 이다.
또한, 타블렛의 휘발성 물질의 내용물은 상술한 바와같이 가스 크로마토그래피에 의하여 측정되는데, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
캡을 가진 스크류 파이프내에 5g 의 타블렛을 위치시키고, 5ml 의 탈수 아세톤(dehydrated acetone)을 부가한 후, 그 혼합물을 실온에서 1 시간동안 흔들어 섞었다. 아세톤 불용성 물질을 원심분리(1,000 r.p.m., 10분)하고, 2㎕(마이크로 주사기로 측정)의 상청액(supernatant liquid)을 가스 크로마토그래프[요꼬가와휴렛-패커드(주)가 제조한 상표명 HP 5890A]의 주입구에 주입했다.
[분석 조건]
컬럼 : Tenax GC(길이 1m, 내경 2.0mm, 충전물 입자크기 80 내지 100 메쉬)
컬럼 온도 : 50 내지 270℃(분당 10°씩 상승)
컬럼 헤드 압력 : 80 Kpa
담체 가스 : 헬륨
담체 가스 유량 : 30ml/분
주입 온도 : 250℃
탐지기 온도 : 250℃
분석 조건에 의해 얻어진 챠트 범위에서 휘발성 물질의 내용물을 계산했다.
또한, 타블렛의 압축률은 최소한 98% 였으며, 타블렛의 길이방향 압축률의 분포 편차를 측정했을때(타블렛의 스플릿 번호는 4) 편차는 ±1% 이하였다.
또한, 타블렛내의 60 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 0 이었으며, 100 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 2ppm 이하였다. 금속 불순물의 내용물은 10ppm 미만이었고, 250 메쉬 이하의 입도를 갖는 부착된 미립자의 양은 0.02% 미만이었다. 또한, 쇼어 경도(23℃ 에서 측정)는 70 이었다.
이렇게 제조된 타블렛을 이용하여, 80 개의 핀을 가지며 치수가 14mm×20mm×2.7mm 인 반도체 칩을 트랜스퍼 성형 장치(각 2 개씩 총 18 개의 캐비티와 결합된 16 세트의 참버)로 밀봉했으며, 그 밀봉된 성형체를 소프트 X 레이로 투시 관찰했을때, 하나의 캐비티당 평균 보이드수(보이드 치수는 직경이 최소한 0.1mm)은 단지 0.1 이었다.
[실시예 2]
사용된 수지 조성물의 성분은 다음과 같다.
중량비
크레졸 노보락형 에폭시 수지(에폭시 등가물 195) 100
페놀 노보락(하이드록시 그룹 등가물 107)(경화제) 55
트리페닐포스핀(경화 가속제) 3
실리카 분말(충전물) 652
-글리시드옥시프로필트리메톡시실란(표면 처리제) 1
브롬화 에폭시 수지(에폭시 등가물 275)(화염지연제) 12
카르나보 왁스(이형제) 5
카본 블랙(안료) 0.5
전술된 성분에 있어서, 경화제 및 경화 가속제, 충전물 및 표면 처리제는 실시예 1 에서와 같은 방법으로 조제했으며, 이들 혼합물은 다른 성분과 혼합하여 수지 조성물을 얻었다. 수지 조성물을 이용하여, 타블렛(직경 14mm, 높이 17mm 의 컬럼 형상)을 제4도에 도시된 제조 장치[장치내의 교반기 또한 제2(a)도 및 제2(b)도에 도시된 구조를 가짐.]로 가스제거 출구(100)로부터 배출하면서 성형했다.
이렇게 얻어진 타블렛내의 휘발성 물질의 내용물을 실시예 1 에서와 같은 방법으로 측정했을때, 그 내용물은 0.03% 였고, 각각의 휘발성 물질의 내용물은 다음과 같았다.
수분 내용물이 0.01%, 메탄올 내용물이 0.01%, 그리고 벤젠 내용물이 0.01% 였다.
타블렛의 압축률은 최소한 98% 였으며, 타블렛(스플릿 번호 4)의 길이방향에서의 압축률의 분포 편차를 측정했을때 그 편차는 ±1% 이하였다.
타블렛내의 60 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 0 이었고, 100 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 2ppm 이하였다. 타블렛내의 금속 불순물 내용물은 10ppm 미만이였으며, 타블렛에 부착된 미세 분말의 양은 0.02% 미만이었다. 타블렛의 쇼어 경도(23℃ 에서 측정)는 70 이었다.
이렇게 제조된 타블렛을 실시예 1 에서와 같은 방법으로 트랜스퍼 성형하고, 전술된 바와 같은 방식으로 캐비티당 평균 보이드수(0.1mm 이하의 보이드 크기)를 측정했을 때, 평균 보이드수는 단지 0.07 이었다.
[비교예 1]
실시예 1 에서와 같은 절차를, 모든 물질이 헨스켈 혼합기에서 동시에 30분간 건조 혼합됐다는 점을 제외하고는, 수지 합성물의 성분, 혼합 압출기, 타블렛 성형 몰드, 수지 합성물의 주입량, 혼합 온도, 성형 압력 및 순환 냉각수의 온도 등의 조건을 실시예 1 과 동일 조건하에서 수행했다.
하나의 캐비티당 평균 보이드 수(보이드의 직경이 적어도 0.1mm)는 8 정도로 컸다. 또한, 60 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물이 200ppm 도달했으며, 트랜스퍼 성형중에 게이트의 막힘 현상이 발생했다.
[비교예 2]
교반기(22)를 갖는 혼합 압출기를 이용했다는 점을 제외하고는 비교예 1 과 같은 절차를 수행했다.
60 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 0 까지 감소될 수 있지만, 평균 보이드수(보이드 직경이 최소한 0.1mm)는 8 로서 컸다.
[비교예 3]
교반기(22)가 없는 혼합 압출기를 사용했다는 점을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 절차로 실행했다. 즉, 수지 합성물의 성분, 경화제와 경화 가속제의 혼합물과 다른 성분과 조제한 후의 충전물과 표면 처리제의 혼합물의 혼합, 혼합 압출기, 타블렛 성형 몰드, 수지 합성물의 주입량, 혼합 온도, 성형 압력, 순환 냉각수의 온도 등의 다른 조건들은 실시예 1 과 동일하다.
캐비티당 평균 보이드 수(보이드 직경이 최소한 0.1mm)는 0.1 이었지만, 60 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 200ppm 에 도달했으며, 트랜스퍼 성형중에 게이트의 막힘 현상이 발생했다.
본 발명의 수지 타블렛에 있어서, 휘발성 물질의 내용물이 0.05 중량% 이하이고, 타블렛에 함유된 60 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 0 이고, 100 메쉬에서 남은 겔화된 입자의 내용물은 10ppm 이하이기 때문에, 트랜스퍼 성형에 의한 반도체 칩의 밀봉은 그 수지 타블렛을 사용하여, 매우 얕은 게이트의 경우에서도 조차 게이트의 막힘 현상을 수반하지 않고 원활하게 수행될 수 있다. 또한, 반도체 칩을 내장한 경화된 수지는 실질적으로 보이드가 없다.
본 발명을 특정 실시예를 참고로 상세히 설명했으나, 본 기술분야의 기술자들에게는 본 발명의 기술적 사상이나 범위에서 벗어남이 없이 여러가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점은 명백하다.
[발명의 효과]
따라서, 이러한 구성을 가짐으로써, 본 발명에 의하면, 가소가압법에 의해 제조된 타블렛의 겔 입자의 형성을 억제하고 게이트의 막힘없이 트랜스퍼 성형법에 의해 반도체 칩을 부드럽게 밀봉하고, 보이드의 형성없이 트랜스퍼 성형에 의해 양질의 반도체를 밀봉할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 냉각에 의해 용해된 열경화성 수지 합성물(molten thermosetting resin composition)을 응고시킴으로써 형성되는 반도체 밀봉용 수지 타블렛(resin tablet)에 있어서,
    타블렛내의 휘발성 물질(volatile matters)의 내용물이 0.05 중량% 이하이며, 타블렛내의 겔화된 입자의 내용물은 60 메쉬에서 남은 입자가 0 이고 100 메쉬에서 남은 입자는 10ppm 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휘발성 물질은 0.03 중량% 이하의 저분자량 유기 성분(organic low molecular weight compounds)을 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
  3. 제1항에 있어서,
    압축률의 분포 편차 [보이드가 0으로 감소되는 타블렛의 비중(참 비중)에 대한 타블렛의 외관 비중의 비]가 ±1% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타블렛은 98% 이상의 압축률을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타블렛은 50ppm 미만의 금속 불순물의 내용물을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타블렛은 최소한 65 의 쇼어 경도(23℃ 에서 측정)를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 타블렛은 중심 부분의 겔화 시간이 그 중앙 부분 이외의 부분의 겔화 시간보다 더 짧은 겔화 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 수지 타블렛.
KR1019940004978A 1994-02-23 1994-03-14 반도체 밀봉용 수지 타블렛 KR100287491B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5130794A JP3037552B2 (ja) 1994-02-23 1994-02-23 半導体封止用樹脂タブレット及び半導体封止装置とその製造方法
JP94-051307 1994-02-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950025964A KR950025964A (ko) 1995-09-18
KR100287491B1 true KR100287491B1 (ko) 2001-04-16

Family

ID=12883270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019940004978A KR100287491B1 (ko) 1994-02-23 1994-03-14 반도체 밀봉용 수지 타블렛

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5698152A (ko)
EP (1) EP0669649B1 (ko)
JP (1) JP3037552B2 (ko)
KR (1) KR100287491B1 (ko)
CN (1) CN1089490C (ko)
DE (1) DE69428676T2 (ko)
SG (1) SG47837A1 (ko)
TW (1) TW259798B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017217638A1 (ko) * 2016-06-17 2017-12-21 삼성에스디아이 주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 소자

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6001672A (en) 1997-02-25 1999-12-14 Micron Technology, Inc. Method for transfer molding encapsulation of a semiconductor die with attached heat sink
US5925384A (en) * 1997-04-25 1999-07-20 Micron Technology, Inc. Manual pellet loader for Boschman automolds
JP4295869B2 (ja) * 1999-09-14 2009-07-15 日東電工株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製法
US20030141609A1 (en) * 2000-01-13 2003-07-31 Jia Yim Sook Method for momentarily heating the surface of a mold and system thereof
TW517263B (en) 2000-03-29 2003-01-11 Nitto Denko Corp Semiconductor device and process for producing the same, and tablet comprising epoxy resin composition
US7220615B2 (en) 2001-06-11 2007-05-22 Micron Technology, Inc. Alternative method used to package multimedia card by transfer molding
JP2005533563A (ja) * 2002-07-19 2005-11-10 エスエムアイ インコーポレイテッド ミニチュア・タブレットを製造する方法と装置
US20040023025A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-05 Christophe Magnin Water redispersible adhesives and binders and tablets thereof
JP4569296B2 (ja) * 2004-12-28 2010-10-27 住友ベークライト株式会社 半導体封止用樹脂タブレットの製造方法および樹脂成形体の製造方法
US7536233B1 (en) * 2006-01-30 2009-05-19 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for adjusting processing speeds based on work-in-process levels
JP5086945B2 (ja) * 2008-09-05 2012-11-28 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
TWI416674B (zh) * 2008-11-05 2013-11-21 Advanced Semiconductor Eng 封膠模具與封膠方法
JP5586313B2 (ja) * 2010-04-23 2014-09-10 京セラケミカル株式会社 接着剤層の形成方法、及び接着剤組成物
JP6092651B2 (ja) * 2013-02-19 2017-03-08 株式会社日中製作所 カーテンランナーのユニットベース及び先導カーテンランナー
JP2015000490A (ja) * 2013-06-13 2015-01-05 株式会社カネカ 生産性を向上させる半導体パッケージの製造方法
US10344160B1 (en) * 2015-08-10 2019-07-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Super-hydrophobic epoxy resin compositions

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293519A (en) * 1978-03-27 1981-10-06 Motorola Inc. Method for potting and encapsulating electronic circuits
JPS597008A (ja) * 1982-07-03 1984-01-14 Toshiba Corp 高密度タブレツトおよびそれを使用した半導体樹脂封止方法
MY109641A (en) * 1991-03-20 1997-03-31 Nitto Denko Corp Resin tablet for semiconductor sealing,process for producing the same, and process for producing semiconductor devices using the same
JP2592753B2 (ja) * 1992-09-18 1997-03-19 日東電工株式会社 半導体封止用樹脂タブレット

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017217638A1 (ko) * 2016-06-17 2017-12-21 삼성에스디아이 주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 소자
US10793711B2 (en) 2016-06-17 2020-10-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Epoxy resin composition for sealing semiconductor device, and semiconductor device sealed using same

Also Published As

Publication number Publication date
CN1107612A (zh) 1995-08-30
EP0669649B1 (en) 2001-10-17
CN1089490C (zh) 2002-08-21
KR950025964A (ko) 1995-09-18
TW259798B (ko) 1995-10-11
US5698152A (en) 1997-12-16
DE69428676T2 (de) 2002-05-08
EP0669649A1 (en) 1995-08-30
JP3037552B2 (ja) 2000-04-24
JPH07232323A (ja) 1995-09-05
SG47837A1 (en) 1998-04-17
DE69428676D1 (de) 2001-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100287491B1 (ko) 반도체 밀봉용 수지 타블렛
CN1066672C (zh) 用于制造包封半导体的预型件的改进方法
KR0135628B1 (ko) 반도체 봉지용 수지 태블릿과 그 제조방법
JP2592753B2 (ja) 半導体封止用樹脂タブレット
JP2968934B2 (ja) 半導体封止用樹脂タブレットの製造方法
JP3846825B2 (ja) 顆粒状半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法
AU2003212250B8 (en) Method for producing and treating epoxide resin moulding materials
JP2878649B2 (ja) 半導体封止用樹脂タブレット及びその製造方法と半導体封止方法
JP7465703B2 (ja) 光半導体封止用樹脂成形物およびその製造方法
JPH05305640A (ja) 複合樹脂の混練射出成形方法およびその装置
JPH1034647A (ja) 成形用樹脂顆粒体およびその製法
JP7434025B2 (ja) 光半導体封止用樹脂成形物およびその製造方法
TWI293314B (en) Method for producing a semiconductor-molding tablet, a semiconductor-molding tablet obtained thereby and a semiconductor device using the same
CN112592460A (zh) 光半导体密封用树脂成型物及其制造方法
JP3132404B2 (ja) 粒状半導体封止材料の製造方法
JP3573565B2 (ja) エポキシ樹脂組成物タブレット
JP3140868B2 (ja) レゾール型フェノール樹脂成形材料
JPH10180839A (ja) 押出ダイ及びそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法
JPH09290420A (ja) エポキシ樹脂組成物タブレット及びその製造方法
DD142683A1 (de) Verfahren zur automatisierten herstellung von formkoerpern aus duroplast-giessharzmassen
JPH01118407A (ja) 電子部品封止用樹脂タブレットの製造法
JPS60140831A (ja) 電子部品の樹脂封止方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090123

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee