KR100520793B1 - 수지봉지형 반도체장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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슈우지 에구치
야스히데 스가와라
토시아키 이시이
히로요시 고카쿠
아키라 나가이
료오 모테키
마사히코 오기노
타사노리 세가와
리에 핫토리
노부타케 쯔유노
다쿠미 우에노
아츠시 나카무라
아사오 니시무라
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가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

반도체소자를 수지조성물로 봉지한 반도체장치에 있어서, 상기 수지조성물이 브롬계 유기화합물, 인계유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염으로 만들어지는 에폭시 수지조성물이며, 얻어진 수지봉지형 반도체장치는 종래의 할로겐 및 안티몬화합물을 가진 수지조성물로 봉지한 반도체장치와 동등의 난연성을 나타냄과 동시에 붕소화합물에 의한 할로겐 또는 인 등의 이탈가스성분의 발생억제 또는 트랩효과에 의해 내습신뢰성 및 고온방지신뢰성이 각별이 향상한다. 또 수지조성물의 유동성, 경화성 및 경화물 물성은 종래의 반도체 재료와 거의 동등하기 때문에 성형에 있어서 문제가 없고, 게다가 온도사이클성, 내솔더리플로우성 등의 다른 각종 신뢰성에 있어서도 양호한 특성을 나타낼 수가 있다.

Description

수지봉지형 반도체장치 및 그 제조방법
본 발명은 브롬유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계유기화합물 중의 적어도 1종으로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하는 열경화성 수지 조성물로 봉지하므로써, 성형성을 저하시키지 않고 고온방치신뢰성 및 내습신뢰성을 대폭으로 개량한 수지봉지형 반도체장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
트랜지스터, IC, LSI등의 반도체 장치는 양산성의 면에서 플라스틱 패키지를 사용한 수지봉지가 주류로 되어 있다. 반도체 봉지재료로는 특히 에폭시수지와 페놀수지경화제를 배합한 조성물이 성형성, 흡습특성 및 접착성의 점에서 밸런스를 취할 수 있어 신뢰성이 우수하기 때문에 주로 사용되고 있다. 이 반도체 봉지재료에는 난연성을 부여하기 위하여 일반적으로 브롬화 에폭시수지 또는 브롬화 페놀수지등의 브롬화 유기화합물과 난연조제로서 안티몬화합물이 배합되어 있다.
봉지재료에 함유되는 브롬화 유기화합물과 안티몬 화합물은 종래부터 반도체장치의 각종 신뢰성에 악영향을 준다는 것이 알려져 있다. 반도체소자의 알루미늄배선 패드와 금와이어와의 접합부분은 고온하에서 브롬계 유기화합물중의 브롬의 이탈에 의하여 부식이 촉진되어 선이 끊어지게 되는 문제가 있다. 특히, 자동차의 엔진룸내나 고온분위기 하에서 사용하는 전기 기기내의 반도체장치에서는 이 문제가 현저하다. 또 이탈된 브롬은 염소만큼 현저하지는 않지만 반도체소자의 알루미늄 배선의 부식을 촉진시키기 때문에 반도체 장치의 내습신뢰성 저하의 원인도 된다. 이들 문제는 브롬계 유기화합물에만 기인하는 것은 아니고, 난연조제인 안티몬도 유발원인이다. 안티몬 화합물은 브롬화 안티몬 가스의 발생에 의해 브롬의 이탈을 촉진시키는 작용이 있기 때문이다. 이와 같은 이유에서 난연성과 각종 신뢰성을 동시에 만족할 수 있는 반도체 봉지재료가 강하게 요망되고 있다.
반도체 장치의 신뢰성을 향상시키는데는 지금가지 고온고습하에서의 브롬의 이탈을 극력 억제하는 방법, 이탈 브롬을 트랩(trap)하는 방법과 비할로겐계 난연화 방법의 채용이 제안되어 왔다.
고온고습하에서 브롬의 이탈을 억제하는 방법으로서는 열 안전성이 높은 브롬화 에폭시수지가 제안되어 있으며, 일본국 특개평 5-320319호에는 메타위치에 브롬이 배위한 브롬화 비스페놀 A형 에폭시수지를 가진 봉지재가 기재되어 있다. 또 특개평 4-48759호나 특개평 6-53789호에 기재되어 있는 것과 같은 무기 하이드로타르사이트계의 이온트랩제의 배합이 행하여 지고 있다. 비할로겐계 난연화 방법으로서는 특개평 7-157542호와 특개평 7-173372호에 기재되어 있는 적색 인계 난연제 단독이나 특개평 6-107914호에 기재되어 있는 붕소화합물 단독의 배합이 개시되어 있다. 또, 특개평 7-331033호와 특개평 8-151505호에는 페놀수지, 인 또는 적색 인, 질소, 붕소화합물, 금속수화물에서 선택된 비할로겐계 난연제를 2종이상 병용하는 것이 기재되어 있다.
상기 종래기술은 반도체장치의 신뢰성 향상에 대하여 약간의 효과는 있지만 여러 가지 점에서 아직 개량하여야 할 점이 있다. 열안전성이 높은 브롬화 에폭시수지는 수지 단독으로는 열분해 온도가 높게 되나, 봉지재료에 배합하면 특성이 다른 재료에도 영향받기 때문에 열분해온도의 향상을 거의 기대할 수 없다. 그 때문에 신뢰성향상의 효과가 거의 나타나지 않는다. 이온트랩제의 배합은 브롬 보족(補足) 능력에 있어 여러 가지 점에서 한계가 있다. 이온트랩제의 배합량을 많게 하는 것은 브롬 보족 효과를 증가시키기는 커녕, 반대로 저하시키는 결과가 된다. 또 봉지재료의 성형성의 저하나 흡습율의 대폭적인 증가의 원인이 된다. 비할로겐계 난연제에 의해 난연성 규격을 충족시키기 위하여는 이 난연제의 배합량을 종래의 브롬/안티몬계에 비하여 훨씬 많게 할 필요가 있다. 이것은 봉지재료의 성형성 및 접착성 저하와 흡습율 증가를 초래하여 반도체 장치의 신뢰성 향상에 대하여는 역효과가 된다. 또 상기의 2종이상의 비할로겐계 난연제의 병용계를 가진 수지조성물에 있어서도 비할로겐계 난연제의 배합량을 많게 하지 않으면 안되고, 반도체 장치용으로서 필요한 특성인 저열팽창성, 저흡습성 및 고접착성을 달성하는 것이 곤란하다. 그 때문에 현재로는 적층판이나 전기부품의 절연재료로 용도가 한정되어 있든지 혹은 적용수지가 실리콘수지로 한정되어 있다. 난연제로서 적색 인을 사용하는 경우는 그 배합량을 다른 난연제 보다 적게 할 수 있으나, 재료혼련시의 발화의 염려와 봉지재료의 흡습이 커진다. 그 때문에 적색 인외의 무기재료에 의한 피복등이 행하여지고 있으나, 이들 문제는 아직 완전히 개선되어 있지 않다.
이상의 이유에서 반도체 장치의 고온방지신뢰성과 내습신뢰성을 향상시키는 방법이 종래부터 개시되어 있으나 큰 효과를 얻지는 못하고 있다.
본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 성형성과 난연성을 종래대로 유지시키면서 고온방치특성 및 내습성등의 각종 신뢰성에서 우수한 특성을 가진 수지봉지형 반도체장치와 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 난연화제로서 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종으로 이루어지는 유기화합물과 붕소화합물을 사용하므로써 반도체장치의 각종 신뢰성을 대폭으로 향상시킬 수 있는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다.
본 발명은 유기화합물계 난연제 단독이 가지는 결점과 붕산금속염 단독이 가진 결점을 각각 서로 보충하기 위하여 이들을 병용하는 것이 특징이다. 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물, 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물 단독계는 난연성을 부여할 수 있지만, 고온고습하에서 알루미늄 배선이나 금와이어와 알루미늄 배선패드의 접합부분의 부식을 촉진시키는 이탈 저분자 성분, 예를들면, 브롬이나 인의 영향이 크게 된다. 붕소화합물 단독계에서는 난연성을 부여하기 위하여 배합량이 많게 되는 것을 피할 수 없으며, 봉지재료의 성형성과 흡습특성의 대폭적인 저하가 있다. 본 발명에서는 붕소화합물이 유독성이 적고 난연효과를 가질 뿐 아니라 봉지재의 열분해에 의한 저분자 성분의 이탈을 억제하는 새로운 특징을 가지는 것을 밝혀내었다. 그 때문에 붕소화합물은 난연제로서 뿐 아니라 봉지재의 열분해를 억제하는 역할도 할 수가 있다.
즉, 본 발명의 수지봉지형 반도체장치는 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종으로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지조성물에 의하여 반도체 소자를 봉지한 것이다. 또 상기 유기화합물은 열경화성 수지와 균일하게 상용(相溶)하며, 상기 붕산금속염은 열경화성 수지조성물에 입자로서 균일하게 분산되어 있다. 본 발명의 수지봉지형 반도체장치를 봉지하는 열경화성 수지조성물의 경화물은 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이 온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85% RH 조건에서 0.8wt％ 이하 및 난연성이 UL-94 규격인 V-O의 특성을 갖는다.
또, 본 발명은 상기 열경화성 수지조성물 중에서도 특성, 신뢰성 및 취급의 용이성 면에서 특히 에폭시 수지조성물이 적합하며, 적어도 (A) 에폭시 수지, (B) 페놀수지경화제, (C) 경화촉진제, (D) 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종으로 이루어지는 유기화합물, (E) 붕산금속염, (F) 무기충전제를 함유하는 에폭시 수지조성물이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 유기화합물계 난연화제로서는 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중에서 선택되는 것이며, 이들을 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수가 있다. 브롬계 유기화합물로서는 내열성과 안정성의 점에서 브롬화 비스페놀 A형 에폭시수지, 브롬화 노볼락 페놀형 에폭시 수지등의 브롬화 에폭시수지 및 브롬화 노볼락형 페놀수지 등의 페놀수지 경화제가 적합하다.
인계 유기화합물로서는 열안정성과 난연성의 점에서 하기(1)식의 구조 및 방향족환을 가지는 것이 적합하며,
Figure pat00001
트리페닐포스핀옥사이드, 인산에스테르, 인함유 에폭시수지, 페놀성수산기를 가진 인화합물, 포즈파젠 중의 적어도 1종류를 사용할 수가 있다.
질소계 유기화합물로서는 질소원자를 가진 헤테로환 또는 벤젠환등의 방향족환을 함유하는 화합물이 열안정성과 난연성의 효과를 크게 할 수 있으므로 바람직하며, 멜라민수지, 질소원자와 벤젠환을 함유하는 에폭시수지, 열경화성의 폴리이미드수지 등의 적어도 1종류를 사용할 수가 있다. 이중에서 열경화성의 폴리이미드수지는 내열성이 우수하기 때문에 에폭시수지조성물에 배합하면 내열성 부여성분으로서의 효과도 기대할 수 있다. 이들 난연제는 배합량을 극히 감소시킬 수 있도록 에폭시수지와 완전히 상용(相溶)하여, 분자수준에서 균일하게 배합할 수 있는 것이 특징이다. 본 발명에서는 브롬화 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중에서 브롬화에폭시수지와 브롬화페놀수지가 종래의 반도체용 봉지재료로서의 성형성과 신뢰성에서 사용실적이 있기 때문에 특히 적합하지만, 인계 유기화합물 또는 질소계 유기화합물에 있어서도 본 발명의 에폭시수지와 반응할 수 있는 관능기를 가진 인 또는 질소함유 에폭시수지나 멜라민을 사용함으로써, 성형시의 경화성과 열안정성의 점에서 우수하며 봉지재료로서의 특성을 충분히 만족할 수 있는 조성물을 얻을 수가 있다.
본 발명에서 사용하는 상기의 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물은 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량％, 보다 바람직하기는 0.4∼7중량％가 되도록 배합한다. 상기 유기화합물은 수지중에 균일하게 분산하므로써, 난연성을 부여하는 것이다. 또 수지조성물의 난연성은 수지중에 함유되는 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소의 함유량에 따라 정하여지기 때문에 이들 각 원소의 배합량을 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 규정하는 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기 유기화합물을 사용하는 경우, 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35% 미만에서는 난연성의 규격 UL- 94의 V-O를 달성할 수 없게 된다. 전체 수지조성물량에 대하여 10중량%를 넘으면 붕산금속염을 병용하여도 고온고습하에서의 저분자량 성분발생의 억제효과가 불충분하게 되어 특성의 향상이 곤란하게 된다. 이들은 모두 반도체장치의 신뢰성 저하의 원인이 된다.
본 발명에서 상기 유기화합물과 병용하는 붕산금속염은 180℃이상의 온도에서 결정수를 방출하든지, 열분해에 의하여 물을 방출하는 것이라면 되고, 예를들면 붕사 또는 붕산아연, 붕산알루미늄, 붕산마그네슘등의 붕산금속염을 들 수 있다.
이들 중에서는 결정수의 방출온도가 200℃이상이며, 또 저분자 가스의 보족능력이 있는 붕산아연이 특히 적합하다. 결정수의 방출온도가 200℃이상이면 봉지재료의 성형온도(160℃∼200℃)에서 보이드 발생의 염려가 없어지기 때문이다. 이들 붕산금속염은 단독으로 또는 결정수 방출온도가 다른 것을 2종이상 병용할 수도 있다. 붕소화합물의 입자경은 평균입경이 20㎛이하, 최대 입경이 100㎛이하가 바람직하며, 특히 평균입경이 10㎛이하, 최대입경이 50㎛이하가 적합하다. 여기서 평균입경이란 누적중량으로 50중량% 에서의 입경을 의미한다.
본 발명에서 사용하는 상기의 붕산금속염은 봉지재의 성형성, 신뢰성, 난연성등의 모든 특성의 밸런스를 고려하여 상기 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물 중에 함유되는 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량에 따라 그 배합량을 정할 수가 있다. 배합량으로서는 무기충전제를 함유하는 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%가 바람직하다. 붕산금속염의 배합량이 전체 수지조성물량에 대하여 1.5중량% 미만에서는 반도체 장치의 신뢰성 향상에 대하여 거의 효과가 없다. 또, 난연성 부여를 위하여 상기의 유기화합물의 배합량이 많이 필요하기 때문에 오히려 반도체장치의 신뢰성 저하를 초래한다. 한편, 상기 붕산금속염의 배합량이 전체 수지조성물량에 대하여 15중량%를 넘으면 봉지재료로서의 성형성의 저하와 접착력 저하 및 흡습율증가가 현저하게 되어 바람직하지 못하다. 본 발명의 붕산금속염은 난연효과와 열분해시의 저분자 성분 발생억제효과의 양자를 최대한으로 발휘시키기 위해 봉지용 에폭시수지조성물의 가열경화물 중에 다른 무기충전제와 같이 입자로서 균일하게 분산한다.
본 발명에서는 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하는 에폭시 수지조성물의 추출액 특성이 반도체장치의 내습성향상에 기여하고 있으며, 특히 알루미늄배선의 부식 및 공식(孔食)에 대하여 큰 억제효과를 갖는다. 상기 에폭시 수지조성물의 추출액 특성은 에폭시 수지조성물을 10배량의 순수로 희석하여, 120℃에서 40시간 방치한 후의 추출액의 전기전도도와 pH이다.
전기전도도는 에폭시 수지조성물의 순도를 나타내는 척도이며, 종래의 반도체 장치용 봉지재와 같이 상기의 추출조건에서 150㎲/cm 이하인 것이 필요하다. 본 발명에서는 추출액의 pH가 종래의 에폭시 수지조성물계 봉지재의 추출액 pH에 비하여 보다 중성쪽으로 되어 있으며, 5.0∼7.5의 범위에 있는 것이 특징이다. 이들의 pH영역이 알루미늄패드 및 배선의 부식, 공식에 대하여 종래보다도 큰 억제효과를 갖는다.
본 발명에서의 반도체장치용 에폭시수지 조성물에서는 성형성과 신뢰성의 점에서 (A) 에폭시수지, (B) 페놀수지경화제, (C) 경화촉진제, (D) 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물, (E) 붕산금속염 및 (F) 무기충전제는 필수이지만, 이외에 가요화제(可撓化劑), 커플링제, 이형제, 착색제등의 각종 첨가제로 구성된다.
본 발명에서 사용하는 에폭시수지로서는 반도체 봉지재료로 통상 사용되고 있는 에폭시수지, 예를들면 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸노볼락형 에폭시수지나 비스페놀A, 비스페놀F 및 비스페놀S형 에폭시수지등의 비스페놀형 에폭시수지, 페놀 또는 크레졸 베이스의 3관능 이상의 다관능에폭시수지, 비페닐골격, 나프탈렌골격 또는 디시클로펜타디엔골격을 가진 2관능 또는 3관능 이상의 에폭시수지등을 들 수 있으나, 이들 에폭시수지를 단독 또는 2종이상 병용하여 사용할 수가 있다.
페놀수지경화제에서도 반도체 봉지재료로 통상 사용되고 있는 수지경화제, 예를 들면 페놀노볼락수지, 크레졸노볼락수지, 페놀 또는 크레졸베이스의 3관능형 수지경화제, 페놀과 아랄킬에테르 중축합물에 의한 수지경화제, 나프탈렌골격 또는 디시클로펜타디엔골격을 가진 페놀수지경화제를 단독 또는 2종이상 병용하여 사용할 수가 있다.
경화촉진제로서는 트리페닐포스핀, 알킬기 또는 알콕시기 핵치환 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스핀테트라보레이트 등의 인함유 유기염기성화합물 또는 이들의 테트라치환붕소염, 트리에틸렌디아민, 벤질메틸아민 등의 3급아민, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)-운데센, 이미다졸등의 적어도 1종류를 들수 있다.
본 발명의 반도체 봉지용으로서 사용하는 수지조성물에서 페놀수지경화제의 배합은 에폭시수지에 대하여 0.5∼1.5 당량이 바람직하다. 경화제의 배합량이 에폭시수지에 대하여 0.5당량 미만이면 에폭시수지의 경화가 완전히 행하여지지 않기 때문에 경화물의 내열성, 내습성 및 전기특성이 뒤떨어지며, 1.5당량을 넘으면 반대로 수지경화후에도 경화제가 가진 수산기가 다량으로 남기 때문에 전기특성과 내습성이 저하한다.
본 발명에서 수지봉지형 반도체 장치용으로서 사용하는 수지조성물에는 무기충전제를 배합한다. 무기충전제는 경화물의 열팽창계수나 열전도율 등의 개량을 목적으로 첨가하는 것이다. 무기충전제로서는 여러 가지의 화합물을 들 수 있으나 전자부품에는 열화학적으로 인정한 충전제를 사용하는 것이 중요하며, 구체적으로는 용융실리카, 결정성실리카, 알루미나, 알루미늄나이트라이드 및 실리콘나이트라이드 중에서 선택되는 적어도 1종의 무기입자가 바람직하다. 이들 충전제의 평균입경은 1∼30㎛의 범위가 바람직하며, 평균입경이 1㎛미만에서는 수지조성물의 점도가 상승하여 유동성이 현저하게 저하하며, 30㎛를 넘으면 성형시에 수지성분과 충전제의 분리가 일어나기 쉽고 경화물이 불균일하게 되기 때문에 경화물 물성에 편차가 생긴다든지, 좁은 간격에서의 충전성이 나쁘게 된다. 무기충전제의 형상으로서는 구형(球形) 또는 각형이 있으나, 그들을 단독으로 또는 병용하여 사용할 수가 있다.
또 본 발명에서는 필요에 따라 수지조성물로서 경화물의 강인성화나 저탄성율화를 위한 가요화제를 사용할 수가 있다. 가요화제의 배합량은 전체 수지조성물에 대하여 2∼20중량%인 것이 바람직하다. 가요화제의 배합량이 2중량% 미만에서는 경화물의 강인성화나 저탄성율화에 대하여 거의 효과가 없고, 20중량%를 넘으면 수지조성물의 유동성이 극단적으로 나쁘게 된다든지 가요화제가 성형시에 수지조성물 표면에 떠오르므로써 성형금형의 오염이 현저하게 된다. 가요화제로서는 에폭시 수지조성물과 비상용(非相溶)의 것이 유리전이온도를 내리지 않고 경화물의 저탄성율화가 이루어지기 때문에, 부타디엔·아크릴로니트릴계 공중합체나 그들의 말단 또는 측쇄아미노기, 에폭시기, 카르복실기 변성 중합체나 아크릴로니트릴·부타디엔·스틸렌공중합체 등의 부타디엔계 가요화제나 말단 또는 측쇄아미노기, 수산기, 에폭시기, 카르복실기 변성실리콘계 가요화제등이 사용되나 내열성, 내습성 및 고순도의 점에서 실리콘계 가요화제가 특히 유용하다.
본 발명의 수지봉지형 반도체장치에 사용하는 수지조성물에는 필요에 따라 수지조성물과 충전제의 접착성을 높이기 위한 에폭시실란, 아미노실란등의 커플링제, 착색을 위한 염료나 안료, 경화물의 금형에서의 이형성을 개량하기 위한 이형제등의 각종 첨가제를 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 사용할 수가 있다.
이상과 같은 원재료를 사용하여 반도체 봉지재료를 제조하는 일반적인 방법으로서는 소정 배합량의 원재료 혼합물을 충분히 혼합한 후, 열롤이나 압출기 등에 의하여 혼련하고, 냉각, 분쇄함으로써 봉지재료를 얻을 수가 있다. 이와 같이 하여 얻은 봉지재료를 사용하여 반도체소자를 봉지하는 방법으로서는 저압트랜스퍼 성형법이 통상 사용되나, 경우에 따라서는 사출성형, 압축성형, 주형등의 방법에 의하여도 가능하다.
본 발명의 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염으로 이루어지는 에폭시 수지조성물로 봉지된 반도체장치는 난연성 및 온도 사이클성(-55℃⇔150℃, 1사이클 조건에서 1000 사이클이상), 내습성(65℃/95%RH에서 100시간 이상), 내솔더리플로우성(85℃/85%RH/48시간 이상 방치로 크랙없음), 고온방치(적어도 175℃, 2000시간 이상, 특히 200℃, 1000시간 이상에서 도통(導通) 불량 없음)등의 각종 신뢰성의 목표를 만족시키기 위해 수지경화물의 특성으로서 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt% 이상이고, 난연성이 UL-94 규격의 V-O 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 장치는 봉지재 중에 붕산금속염을 함유하기 때문에 특히 고온방치 특성이 우수하며, 공기중 200℃에서 1볼트의 저전압을 인하(印下)한 채로 1000시간 방치하였을 때 알루미늄패드/금와이어 접합부의 부식에 의하여 리드 또는 솔더볼 등의 외부단자의 전기적 도통을 취할 수 없게 되는 불량율이 0.1% 미만인 것을 특징으로 한다. 이 조건은 종래의 반도체 장치의 고온동작 보증온도인 150℃는 물론이고 자동차 용도로서도 대응할 수 있는 175℃의 보증이 가능하게 된다.
다음에 본 발명의 상기 유기화합물과 붕산금속염을 함유하는 에폭시 수지조성물에 의하여 봉지하여 얻어지는 각종의 수지봉지형 반도체장치의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 제1의 제조방법에 의한 공정은 제1도에 도시하는 것과 같이 (a) 반도체소자를 리드플레임의 다이패드상에 Ag가 함유된 에폭시접착제나 접착필름등의 유기접착제 또는 납/주석 땜납을 사용하여 가열경화 또는 용융시켜 반도체소자를 탑재하는 공정, (b) 금선와이어로 반도체소자나 이너리드를 접합하는 공정, (c) 금형에 삽입하여 상기 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕소화합물을 함유하는 에폭시 수지조성물을 사용하여 트랜스퍼 성형기에서 175℃, 90초간 가압성형에 의하여 몰드를 행하는 공정을 포함한다. 봉지후에는 175℃, 5시간 동안 경화를 행하여 디버링(deburring)공정, 외장공정을 거친후 리드플레임의 트리밍공정과 발포공정을 통과하여 수지봉지형 반도체장치를 얻는다.
본 발명의 제2의 제조방법에 의한 공정은 제2도에 나타내는 것과 같이, 리드 온 칩 방식의 수지봉지형 반도체 장치를 얻기 위한 것이다. (a) 유기필름접착제를 미리 붙인 리드플레임을 사용하여 반도체 소자와 가열용융, 경화하여 접착하는 공정, (b) 금선와이어로 반도체소자의 전극과 이너리드를 접합하는 공정, (c) 금형에 삽입하여 상기 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕소화합물을 함유하는 에폭시 수지조성물을 사용하여 트랜스퍼 성형기에서 175℃, 90초간 가압성형에 의하여 몰드를 행하는 공정을 포함한다. 봉지후의 반도체 장치는 제1도의 제조방법에서 설명한 것과 같은 공정을 거쳐 수지봉지형 반도체장치를 얻을 수가 있다.
본 발명의 제3의 제조방법에 의한 공정은 제3도에 도시하는 것과 같이, 볼그리드얼레이의 수지봉지형 반도체장치를 얻기 위한 것이다. (a) 단층 또는 다층 프린트 배선기판의 한쪽에 반도체소자의 탑재면을 형성하고, 그 뒤쪽에 솔더볼 그리드 얼레이 등의 외부단자용 실층면(實層面)을 형성하는 공정, (b) 회로패턴을 가진 수지기판의 상면에 반도체소자의 비능동면을 에폭시수지 접착제를 사용하여 접착하여 반도체소자를 탑재하는 공정, (c) 반도체소자의 능동면상의 전극을 수지기판의 배선패턴과 와이어본딩하여 전기적인 접속을 취하는 공정, (d) 상기 반도체소자를 상기 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물, 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕소화합물을 함유하는 에폭시 수지조성물을 사용하여 트랜스퍼 성형기에서 175℃, 90초간 가압성형에 의하여 기판상면의 몰드와 175℃, 5시간 동안 후경화를 행하는 공정, (e) 수지기판의 저면에 외부단자를 만드는 공정으로 이루어진다.
본 발명의 제4의 제조방법에 의한 공정은 제4도에 나타내는 것과 같이, 칩사이즈의 수지봉지형 반도체장치를 얻기 위한 것이다. (a) 폴리이미드 배선테이프의 상면에 반도체소자의 비능동면을 절연성의 저탄성접착제 또는 필름을 사용하여 접착하여 탑재하는 공정, (b) 반도체소자의 능동면상의 전극을 폴리이미드 배선테이프의 배선패턴과 와이어본딩하여 전기적인 접속을 취하는 공정, (c) 상기 반도체소자를 상기 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하는 에폭시 수지조성물을 사용하여 트랜스퍼 성형기에서 175℃, 90초간 가압성형에 의하여 폴리이미드 배선테이프 상면의 몰드와 175℃, 5시간 동안 후경화를 행하는 공정, (d) 폴리이미드 배선테이프의 저면에 솔더볼 등의 외부단자를 만드는 공정을 포함한다.
본 발명의 수지봉지형 반도체장치는 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 동시에 함유하는 봉지재로 반도체 소자를 봉지한 것으로, 봉지재의 성형성, 접착성, 흡습성등의 제특성을 저하하지 않고 난연성을 유지하며, 또한 신뢰성에 영향을 주는 저분자가스성분이나 이온성분의 발생의 감소 또는 보족이 가능하기 때문에 내습성 및 고온방지 특성등의 각종 신뢰성이 향상된다. 이것은 붕소화합물이 난연제로서 뿐만 아니라 저분자가스성분이나 이온성분의 발생감소제 또는 보족제로서 유효하게 작용하기 때문이다.
본 발명에 의한 에폭시 수지조성물로 봉지한 수지봉지형 반도체장치는 난연제로서 안티몬 화합물 대신에 붕산금속염을 함유하기 때문에, 화재시의 내발연성이 우수함과 동시에 독성가스 발생의 문제도 없고, 반도체 장치로서의 신뢰성 향상외에 취급성과 안전성에 있어서도 우수한 특징을 갖는다.
이하 본 발명에 대하여 실시예에 따라 구체적으로 설명한다.
실시예 1∼12, 비교예 1∼7
아래에 나타내는 에폭시수지, 페놀수지경화제, 유기화합물계 난연제, 붕산금속염, 실리콘가요화제, 및 무기충전제로서 평균입경 5㎛의 각형 또는 구형(球形)의 용융실리카와 평균입경 30㎛의 구형의 용융실리카의 30/70의 혼합품, 커플링제로서 에폭시실란, 이형제로서 몬탄산 에스테르왁스, 착색제로서 카본블랙을 사용하여, 표에 나타내는 배합비율로 성형재료를 제조하였다. 또 참고예 1에서는 난연제로서 브롬화 에폭시수지와 난연조제로서 삼산화안티몬을 사용하였다. 각 소재의 혼련에는 직경 20인치의 2축롤을 사용하여, 롤 표면온도 약 55∼90℃에서 약 10분간 혼련하였다.
에폭시수지
Figure pat00014
Figure pat00015
페놀수지경화제
Figure pat00016
유기화합물계난연제
Figure pat00017
실리콘가요화제
측쇄변성실리콘수지(분자량 73600, 에폭시당량 3900)
경화촉진제
DBU ; 1,8-비아자비시클로(5. 4. 0)-운데센
TPP ; 트리페닐포스핀
2MZ ; 2-메틸이미다졸
표중의 각종 특성은 이하에 의해 측정하였다.
1. 스파이럴플로우 : EMMI 규격에 준한 금형을 사용하여 180℃, 70kg/㎠의 조건에서 측정하였다.
2. 유리전이온도 및 선팽창게수 : 열기계측정장치(Thermo Mechanical Analyzer : TMA)를 사용하여 승온속도 2℃/분에서 측정하였다.
3. 흡습율 : 90mmφ, 2mmt의 원반을 성형하여 85℃/85%RH의 조건에서 포화흡습율을 중량변화로부터 구하였다.
4. 접착력 : 0.03mmt의 알루미늄박과 성형재료와의 박리강도를 인장속도 50mm/분에서 구하였다.
5. 난연성 : UL-94 규격에 따라 측정하였다.
6. 추출액의 pH : 경화후의 에폭시수지 조성물을 분쇄밀에 의하여 미세하게 분쇄하여 분쇄품을 10배량의 순수로 희석하여 120℃에서 40시간 방치한 후의 추출액을 pH미터를 사용하여 측정하였다.
7. 브롬, 인 및 질소의 수지중에서의 원소함유량 : 경화후의 예폭시 수지조성물을 유도결합프라즈마(ICP) 원자발광분석계 또는 1 원자흡광분석계를 사용하여 각원소의 함유량을 측정후, 붕산아연 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량으로 환산하여 구하였다. 붕산아연 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량은 에폭시 수지조성물을 공기중에서 700℃, 2시간으로 소성한 후, 소성잔사를 측정함으로써 가열휘발분으로부터 구하였다.
표 1과 표 2에서 명확한 바와 같이, 본 발명에서의 반도체장치용 수지조성물은 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 병용하므로써, 참고예 1의 브롬계 유기화합물 난연제와 삼산화안티몬을 병용한 계와 같이 난연성의 UL-94 규격의 V-O를 달성할 수가 있다. 또 성형성 및 경화물 물성에 있어서도 종래의 반도체장치용 수지조성물인 비교예 1의 경우와 동등하거나 그 이상이기 때문에 반도체장치용의 봉지재료로서 우수한 특성을 가진 것을 알 수 있다. 참고예 2에 나타내는 것과 같이 붕산금속염의 배합량이 전체 수지조성물에 대하여 1.5중량% 미만이 되면 상기의 난연성의 기준에 도달할 수가 없다. 또, 유기화합물계 난연제의 배합량이 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35중량% 미만에서도(참고예 5), 난연성의 규격인 V-O를 달성할 수가 없다. 한편 비교예 3과 4에 나타내는 것과 같이 붕산금속염의 배합량이 전체 수지조성물에 대하여 15중량%를 넘으면 난연성은 향상하지만 봉지재의 열시경도가 대폭으로 저하하여 성형성이 나쁘게 된다. 또 흡습율의 증대나 접착력의 저하가 현저하게 된다.
상기 재료를 사용하여 제1도에 도시하는 것과 같이 알루미늄의 지그재그 배선을 형성한 반도체소자(6×6mm)를 42얼로이계의 리드플레임에 탑제하고, 반도체소자 표면의 알루미늄 전극과 리드플레임간을 금선(30㎛경)으로 와이어본딩한 반도체장치(외형20×14mm, 두께 2mm)를 봉지하고, 175℃에서 5시간 경화하였다.
내온도사이클성의 신뢰성시험은 이 수지봉지형 반도체장치를 -55℃에서 10분, 150℃에서 10분간 방치하여, 이것을 1사이클로 하여 1000사이클에서 패키지가 크랙한 것을 크랙발생수로서 조사하였다. 내습신뢰성은 상기의 수지봉지형 반도체장치를 65℃/95%RH의 조건하에서 1000시간 방치후, 인가(印加)바이어스전압 20V에서 단선불량이 발생한 패키지의 수를 불량수로서 조사하였다. 내솔더리플로우성의 신뢰성시험은 상기의 수지봉지형 반도체 장치를 85℃, 85%RH의 조건하에서 48시간 방치후 240℃의 적외선 리플로우 중에서 10초간 가열하는 시험을 하여 패키지가 크랙한 것을 크랙발생수로서 조사하였다. 고온방치 신뢰성시험은 상기의 수지봉지형 반도체 장치를 200℃의 고온중에 1000시간 방치하여 금와이어와 알루미늄 배선의 접합부의 접속불량수를 인가바이어스전압 1V를 사용하여 전기적으로 오픈인지의 여부를 조사하였다. 이들의 결과를 정리하여 표 3과 표 4에 나타낸다. 표중의 분모는 시료수, 분자는 불량수이다.
표3과 표4에서 명확한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체장치는 우수한 신뢰성을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 수지조성물이 각종 신뢰성에 미치는 물성치 즉, 선팽창계수, 유리전이온도, 포화흡습율, 접착력 및 추출액의 pH가 원하는 값을 가지고 있기 때문이다. 특히 붕산금속염을 가진 수지조성물로 반도체소자를 봉지하는 본 발명의 반도체장치는 200℃/1V라고 하는 고온저인가전압에 있어서도 종래(비교예1)와 비교하여 각별히 우수한 신뢰성을 가지는 것을 알 수 있다. 또 비교예 3은 수지조성물의 경화성이 극단으로 나빴기 때문에 반도체장치의 성형이 불가능하였다. 또 비교예 6은 수지조성물중에 붕산 금속염을 함유하지만 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물중에 함유되는 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소 함유량이 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 10중량%를 넘고 있기 때문에 이탈브롬화합물에 의한 영향이 크고, 고온방치신뢰성의 저하가 나타난 다. 붕소 화합물로서 붕산을 사용한 경우도 반도체장치의 신뢰성향상에 대하여 거의 효과가 없는 것을 알 수 있다(비교예 7).
실시예 13
표 1에 도시하는 실시예 2의 수지 조성물을 사용하여 제2도에 도시하는 것과 같이 알루미늄의 지그재그 배선을 형성한 반도체소자(6×6mm)를 양면에 접착제를 칠한 폴리이미드필름을 붙인 42얼로이계의 리드플레임과 가열용융에 의해 접착시켜 반도체소자상에 리드플레임을 탑재한 후, 반도체소자 표면의 알루미늄전극과 리드플레임간을 금선(30㎛경)으로 와이어본딩한 반도체장치(외형 16×12mm, 두께 2.7mm)를 봉지하여 175℃에서 5시간 경화하였다. 이 수지봉지형 반도체장치의 내온도사이클성, 내습성, 내솔더리플로우성, 고온방치 신뢰성등의 각종 신뢰성 시험을 표 3과 같은 조건에서 행한 결과, 어느 것이나 패키지의 크랙이나 접속불량은 관측되지 않았고, 우수한 신뢰성을 가지는 것을 알았다.
본 발명에 의하여 얻어진 수지봉지형 반도체장치는 종래의 할로겐 및 안티몬 화합물을 가진 수지조성물로 봉지한 반도체장치와 같은 난연성을 가짐과 동시에 붕산금속염에 의한 할로겐 또는 인 등의 이탈가스성분의 발생억제 또는 트랩효과에 의해 내습신뢰성 및 고온방지신뢰성이 각별히 향상한다. 또 수지조성물의 유동성, 경화성 및 경화물 물성들이 종래의 반도체 재료와 거의 동등하기 때문에, 성형에 있어서 문제가 없고, 게다가 온도사이클성, 내솔더리플로우성 등의 다른 각종 신뢰성에 있어서도 양호한 특성을 나타낼 수가 있으며, 그 공업적 가치가 매우 크다.
각종 성형재료의 배합비율과 제물성을 나타내는 표 1
Figure pat00005
각종 성형재료의 배합비율과 제물성을 나타내는 표 2
Figure pat00006
신뢰성평가결과 1 : 표 3
Figure pat00007
신뢰성평가결과 2 : 표 4
Figure pat00008
제 1 도는 본 발명에 의한 수지봉지형(樹脂封止型) 반도체장치의 제조방법을 나타내는 단면도로서, 리드플레임의 디이패드상에 탑재한 반도체소자를 유기화합물계 난연제와 붕소화합물을 함유하는 수지조성물로 봉지하는 방법이다.
제 2 도는 본 발명에 의한 리드온 칩 방식의 수지봉지형 반도체장치의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
제 3 도는 본 발명에 의한 볼그리드 얼레이의 수지봉지형 반도체장치의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
제 4 도는 본 발명에 의한 칩사이즈의 수지봉지형 반도체장치의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1...반도체소자 2...다이패드
3...이너리드 4...접착제
5...금와이어 6...알루미늄전극
7...유기화합몰계 난연제와 붕소화합물을 갖는 봉지재(封止材)
8...필름접착제 9...프린트배선기판
10...솔더레지스터 11...솔더범프
12...폴리이미드배선테이프 13...구리패드

Claims (11)

  1. 반도체소자를 수지조성물로 봉지한 반도체장치에 있어서, 상기 수지조성물이 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%이고, 상기 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있으며, 안티몬화합물이 전체 수지조성물에 대하여 0.1중량% 미만의 범위에 있는 에폭시 수지조성물인 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지조성물은 10배량의 120℃의 열수로 40시간 가열추출한 후의 추출액의 pH가 5.0∼7.5의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  3. 제1항에 있어서, 공기중 200℃에서 1V의 전압을 인가한 채로 1000시간 방치하였을 때 리드 또는 솔더볼 등의 외부단자에서 전기적인 도통이 없어짐으로써 생기는 불량율이 0.1% 미만인 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에폭시수지조성물의 가열경화물의 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt% 이하이고, 난연성이 UL-94규격의 V-O의 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인계 유기화합물이 하기(1)식의 구조 및 방향족 환을 갖는 화합물이며,
    Figure pat00009
    상기 질소계 유기화합물이 방향족 환 또는 헤테로 환을 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  6. 반도체소자를 수지조성물로 봉지한 반도체장치에 있어서, 상기 수지조성물이 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.4∼7중량%이고, 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있는 에폭시 수지조성물인 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  7. 리드플레임의 다이패드상에 탑재된 반도체소자가 금와이어로 접합되며, 상기 반도체소자를 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%이고, 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있으며, 수지조성물의 가열경화물의 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt%이하이고, 난연성이 UL-94규격의 V-O의 특성을 가진 수지조성물로 일체몰드 수지성형에 의하여 봉지한 것을 특징으로 하는 수지봉지형 반도체장치.
  8. 반도체소자위에 유기필름 접착제 또는 무기 접합재를 사용하여 리드플레임을 탑재하고, 반도체소자상의 전극을 리드플레임과 금와이어로 접합한 후, 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%이고, 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있으며, 수지조성물의 가열경화물의 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt% 이하이고, 난연성이 UL-94 규격의 V-O의 특성을 가진 수지조성물로 일체몰드 수지성형에 의하여 봉지한 것을 특징으로 하는 리드온 칩 방식의 반도체장치
  9. 회로패턴을 가진 수지기판의 상면에 반도체소자를 실장함과 동시에 수지기판의 저면에 외부접속단자를 설치하여 이루어지는 반도체장치에 있어서, 상기 반도체소자를 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%이고, 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있으며, 수지조성물의 가열경화물의 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt% 이하이고, 난연성이 UL-94규격의 V-O의 특성을 가진 수지조성물로 일체몰드 수지성형에 의하여 봉지한 것을 특징으로 하는 볼그리드 얼레이 또는 필그리드 얼레이 수지봉지형 반도체장치.
  10. 회로패턴을 가진 배선 필름의 상면에 반도체소자를 실장함과 동시에 수지기판의 저면에 외부접속단자를 설치하여 이루어지는 반도체장치에 있어서, 상기 반도체소자를 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%이고, 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있으며, 수지조성물의 가열경화물의 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt% 이하이고, 난연성이 UL-94 규격의 V-O의 특성을 가진 수지조성물로 일체 몰드 수지성형에 의하여 봉지한 것을 특징으로 하는 볼그리드 얼레이 또는 칩사이즈 수지봉지형 반도체장치.
  11. 리드플레임, 회로패턴을 가진 수지기판, 또는 회로패턴을 가진 배선필름의 상면에 반도체소자를 탑재하여 반도체소자의 전극을 금와이어, TAB리드 또는 금속 펌프를 사용하여 상기 리드플레임, 수지기판의 배선패드 또는 배선필름의 패드에 접합한 후, 브롬계 유기화합물, 인계 유기화합물 및 질소계 유기화합물 중의 적어도 1종류로 이루어지는 유기화합물과 붕산금속염을 함유하며, 유기화합물의 브롬, 인 및 질소의 적어도 1종류의 원소함유량이 상기 붕산금속염 및 무기충전제를 제외한 전체 수지량에 대하여 0.35∼10중량%이고, 붕산금속염이 전체 수지조성물에 대하여 1.5∼15중량%의 범위에 있으며, 수지조성물의 가열경화물의 선팽창계수가 0.6∼2.5×10-5, 유리전이온도가 110℃이상, 포화흡습율이 85℃, 85%RH의 조건에서 0.8wt%이하이고, 난연성이 UL-94 규격의 V-O의 특성을 가진 에폭시 수지조성물로 일체몰드 수지 성형에 의하여 봉지하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
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