KR100364237B1 - 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제, 무기충전제, 착색제 및 첨가제로 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 에폭시 수지로 하기 화학식 1 또는 2로 나타낼 수 있는 에폭시 수지를 5 내지 25중량% 사용하고, 상기 무기충전제로 실리카를 사용하되 실리카의 일부를 수산화알루미늄 1 내지 10중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 메탄기를 갖지않는 에폭시 수지를 사용하고 할로겐화합물이 포함된 난연제를 사용하지 않음로써 공해방지 효과 및 난연제를 사용하지 않고도 우수한 난연효과를 발현할 수 있는 잇점을 갖는다.
화학식 1
Figure kpo00000
화학식 2
Figure kpo00001
여기서, n은 1 내지 3의 정수이다.

Description

반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메탄기를 갖지 않는 구조의 에폭시 수지를 사용하고 무기충전제로 실리카를 사용하되 실리카의 일부분을 수산화알루미늄으로 대체하여 난연제를 전혀 사용하지 않고도 난연성을 확보할 수 있는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지조성물에 관한 것이다.
최근 반도체 산업의 호황으로 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물의 수요가 급격하게 증가하게 되고 더불어 에폭시 수지 조성물에 의한 환경문제가 심각하게 대두되고 있다.
특히, 전자파 방지를 위한 특수 플라스틱 및 도료가 상품화되고 세계 각국에서 전자파 규제가 심화됨과 아울러 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 사용되고 있는 각종 유기, 무기 난연제의 사용도 규제하자는 분위가 조성되고 있어 난연제 사용을 감소시키면서도 난연성을 발현할 수 있는 방법들이 제안되고 있다.
일본국 특개평 5-25365 및 평 7-82343호 등에서 브롬화에폭시 수지 함량을 감소하고 삼산화안티몬을 사산화안티몬으로 변경하여 신뢰성을 향상시키는 방법을제안하고 있으나 여전히 할로겐류 화합물과 유해한 것으로 인정되는 산화안티몬을 사용함으로써 환경문제가 제기되고 있고, 요구하는 만큼의 난연성을 얻기에는 부족하였다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난연제의 함량을 감소시키거나 전혀 사용하지 않고도 난연성을 확보할 수 있는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제, 무기충전제, 착색제 및 첨가제로 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 에폭시 수지로서 하기 화학식 1 또는 2로 나타낼 수 있는 에폭시 수지를 5 내지 25중량% 사용하고, 상기 무기충전제로 실리카를 사용하되 실리카의 일부를 수산화알루미늄 1 내지 10중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
여기서, n은 1 내지 3의 정수이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 사용되고 있는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물의 구성성분을 살펴보면, 에폭시 수지 5 내지 25중량%, 경화제 3 내지 15중량%, 무기충전제 60 내지 90중량%, 난연제 1 내지 3중량%, 첨가제 1 내지 5중량%등으로 구성된다.
이때 사용되는 에폭시 수지로는 하기 화학식 3으로 나타낼 수 있는 고순도의 올소크레졸노볼락형 에폭시나, 비스페놀A형 에폭시등이 있으며, 경화제로는 고순도의 노볼락형 페놀수지, 산무수물 등을 사용하고, 무기충전제로는 고순도의 천연실리카, 합성실리카, 알루미나 등을 사용하며, 난연제는 브롬으로 치환된 에폭시수지, 무기난연제로는 삼산화안티몬계(Sb2O3)또는 사산화안티몬계(Sb2O4) 등을 사용한다.
Figure kpo00004
여기서, n은 1 내지 3의 정수이다.
또한, 첨가제로는 이형제, 착색제,결합제, 개질제등이 사용되며 반도체 소자 밀봉용에 적합하도록 고순도의 원료가 사용되고 있다. 그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 난연제의 성분으로는 할로겐류화합물(브롬계 에폭시수지)이나, 산화안티몬계 등의 유해한 성분이 사용되고 있다.
이에 비하여 본 발명은 상기와 같은 일반적인 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물에 있어서, 에폭시수지로서 본 발명에 특징적으로 사용되는 상술한 화학식 1또는 2와 같이 구조중에 메탄기를 갖지 않는 에폭시수지를 5 내지 25중량% 사용함으로써 종래에 발생하는 공해문제를 해결할 수 있게된다.
또한, 본 발명에서 무기충전제로는 실리카를 60 내지 90중량% 사용하되 실리카중의 일부를 수산화알루미늄 1 내지 10중량%로 사용함으로써 활로겐화합물과 같은 유해성분을 사용하지 않고도 난연성을 발현할 수 있게된다.
본 발명의 에폭시수지 조성물은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는한 일반적으로 첨가되는 이형제, 착색제, 결합제, 개질제, 경화촉진제 등을 첨가하는 것도 가능하다.
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 액상 에폭시 수지 조성물은 상기와 같은 종래의 에폭시 수지 조성물에서 본 발명에서 특징적으로 첨가되는 에폭시 수지와 수산화알루미늄을 믹싱한 후 니딩(Kneading), 냉각, 크러쉬(Crush)공정 및 블랜딩 공정을 거치는 일반적인 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 하나, 본 발명이 하 기 실시예에 의하여 제한 되는 것은 아니다.
실시예 1
에폭시수지 조성물중 에폭시 수지를 화학식 1과 같은 수지를 사용하고, 조성비율을 표 1과 같이 평량하여 분쇄혼합기를 사용하여 미분쇄상태로 만든다음, 용융 혼합기(Kneader)를 이용하여 100 내지 130℃에서 용융 혼합하여 상온으로 냉각시킨 후 분말상태로 분쇄하여 에폭시 조성물을 제조한다.
상기와 같이 제조된 에폭시 수지 조성물을 이용하여 가열이송성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=120sec)에서 가로 5인치, 세로1/2인치, 두께1/8인치 크기로 시험시편을 제작한 다음 175℃의 오븐에서 6시간 후경화시킨후 UL94-VO기준으로 합격여부를 판정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 2
에폭시수지 조성물중 에폭시 수지를 화학식 2와 같은 수지(n=2)를 사용하고, 조성비율을 표 1과 같이 평량하여 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.
실시예 3
에폭시수지 조성물중 에폭시 수지를 화학식 1과 같은 수지를 사용하고, 무기충전제인 실리카중 수산화알루미늄 10중량% 조성비율로 대체하여 표 1과 같이 평량한 후 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.
실시예 4
에폭시수지 조성물중 에폭시 수지를 화학식 2와 같은 수지를 사용하고, 무기충전제인 실리카중 수산화알루미늄 10중량% 조성비율로 대체하여 표 1과 같이 평량하여 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.
비교예 1
에폭시수지 조성물중 에폭시 수지를 화학식 3과 같은 수지(n=3)를 사용하고, 조성비율을 표 1과 같이 평량하여 실시예 1과 같은 방법으로 실시하였다.
조성비 실시예 비교예
1 2 3 4 1
화학식1 중량% 10 - 10 - -
화학식2 중량% - 10 - 10 -
화학식3 중량% - - - - 10
브롬에폭시 중량% 1 1 0 0 1
페놀수지 중량% 6 6 6 6 6
실리카 중량% 80 80 70 70 80
수산화알루미늄 중량% - - 10 10 -
첨가제 중량% 1 1 1 1 1
경화촉진제 중량% 2 2 2 2 2
난연성시험결과(UL94-VO)
판정 - 合 合 合 合 不
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 에폭시 수지 조성물을 반도체 소자 밀봉용으로 적용하는 경우에는 종래에 문제화되던 공해문제를 방지하고, 유해한 난연제를 사용하지 않고도 우수한 난연성을 발현하게 된다.

Claims (2)

  1. 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제, 무기충전제, 착색제 및 첨가제로 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 에폭시수지는 하기 화학식 1 또는 2로 나타낼 수 있는 에폭시 수지를 5 내지 25중량% 사용하고, 상기 무기충전제로 실리카를 사용하되 실리카의 일부를 수산화알루미늄 1 내지 10중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
    화학식 1
    Figure kpo00005
    화학식 2
    Figure kpo00006
    여기서, n은 1 내지 3의 정수이다.
  2. 상기 화학식 1또는 2로 나타낼 수 있는 에폭시 수지 5 내지 25중량%,
    브롬에폭시 1 내지 2중량%,
    경화제 3 내지 5중량%,
    실리카 50 내지 80중량%,
    수산화알루미늄 1 내지 10중량%,
    첨가제 1 내지 5중량%
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
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