KR100536092B1 - 반도체 봉지용 실리콘 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 봉지용 실리콘 수지 조성물에 대한 것으로, 보다 상세하게는 양말단 비닐 디메틸실록산수지, Q구조 수지, 하이드로실록산 경화제, 백금계촉매와 구상 실리카충진재를 사용하고 실란과 티타네이트를 접착력 증진제로 사용함으로서 향상된 접착성을 가진 반도체 봉지용 실리콘 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

반도체 봉지용 실리콘 수지 조성물 {Silicon Resin Composition for Packaging Semiconductor Device}
본 발명은 반도체 봉지용 실리콘 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양말단 비닐 디메틸실록산수지, Q구조 수지, 하이드로실록산 경화제, 백금계촉매와 구상 실리카충진재를 사용하고 실란과 티타네이트를 접착력 증진제로 사용함으로서 향상된 접착성을 가진 반도체 봉지용 실리콘 수지 조성물에 대한 것이다.
실리콘수지에 의해 봉지되는 반도체 패키지(package)의 종류가 전체 패키지 중 차지하는 비중은 매우 낮은 것으로 알려져 있다. 반도체 소자의 봉지용 소재가 중요한 문제로 대두되었던 초기에는 실리콘수지의 장점인 열, 수분, 용제에 대한 안정성이나 또한 경화 후 성상의 유연성 등에 의하여 실리콘 수지가 주목을 받았으나 에폭시 몰딩 컴파운드의 발달로 인하여 상기의 용도로는 그다지 많이 쓰이지 않는 재료가 되어 버렸다. 위 현상에 대해 가장 중요한 문제 중 한가지를 들자면 부가경화형 실리콘 수지조성물의 경우 에폭시 수지조성물에 비해 현저히 낮은 접착강도를 보인다는 점이다. 축합경화형 실리콘 조성물이 부가경화형보다는 향상된 접착력을 보일 수는 있겠으나 일반적으로 축합반응의 경우 부가 생성물이 휘발하면서 보이드를 생성하고 이에 의한 신뢰성불량의 소지가 있으므로 반도체용 봉지재로는 부가경화형이 적합하다. 위에 기술된 바와 같이 열세인 접착력을 가지는 실리콘수지 조성물이 반도체용 봉지재로 쓰이는 경우는 그리 많지는 않으나 고신뢰성이 요구되고 특히 저온에서의 열안정성이 요구되는 팩키지의 경우에는 저온에서의 응력을 낮춘 에폭시 조성물 또는 실리콘 조성물을 사용한다. 그 중 한 예는 테세라사 설계에 의한 메모리용 팩키지인 마이크로 BGA를 들 수 있다. 이러한 예와 같이 반도체소자를 봉지하기 위한 재료로서 부가경화형 실리콘 수지조성물에 대한 많은 연구가 있었으며(일본공개특허 제2000-63630, 176695, 265067, 297125호, 제1999-181289호, 제1998-60282호, 미국특허 제6,124,407, 6,001,943, 6,001,918호 등) 기본적으로 실리콘수지 고유 특성상 에폭시수지 등에 비해 열세인 접착성을 첨가제 등에 의해 증진시켜 주는 것이 중요한 개발 포인트 중의 하나가 되었다.
부가경화형 실리콘 수지조성물의 조성을 보면 일반적으로 비닐 반응기를 가지는 폴리디메틸실록산 수지와 하이드로실릴기를 가지는 폴리하이드로메틸실록산이 수지와 경화제로서 가장 널리 사용되며 여기에 클로로플라티닉산이나 백금 착체가 하이드로실레이션 경화 반응의 촉매로 존재한다. 이 촉매의 특성 때문에 조성물에 접착력증진제로 첨가할 수 있는 첨가제 종류의 범위가 대폭 제한을 받게 되는데, 그 이유는 일반적으로 기재 등에 대해 가장 우수한 접착력을 주는 것으로 알려지는 아미노기 또는 머캅토 관능기에 위치하는 질소나 황 등의 전자공여(electron donating) 효과가 큰 원자에 의해 백금촉매의 활성이 죽게 되어 경화반응이 전혀 일어나지 않는 결과를 초래하기 때문이다. 위와 같은 결과로부터 아미노기나 머캅토기 등을 포함시키지 않으면서 부가경화형 실리콘 수지 조성물에 양호한 접착성을 주기 위한 많은 연구가 있었다. 그 중 대표적 예를 들어 보자면 말레이미드기를 가지는 트리아실실란 (미국특허 제4,460,739호), 비닐트리알콕시실란 (미국특허 제4,245,079호), 알콕시실록산 (미국특허 제3,772,066호), 하이드록시비닐폴리실록산 (미국특허 제4,087,585호), 비스트리알콕시실릴알칸 (미국특허 제4,737,562호), 알킬실리케이트와 티탄화합물 (일본특허 제1998-330628호), 알콕시하이드로알킬실록산 (일본특허 제2000-336271호), 메타크릴옥시알킬폴리실록산과 사이클로실록산 (일본특허 제1999-335564호) 등을 사용하여 실리콘 수지 조성물의 접착력을 향상시킨 결과가 알려져 있다.
상기와 같은 종래 접착력 향상 연구의 목적은 소자와 기재간의 긴밀한 접착을 유지하여 열이나 수분등에 대해 안정된 접속상태를 가짐으로서 상기와 같은 실리콘 수지 조성물로 봉지된 팩키지에 대해 보다 향상된 신뢰성을 제공하기 위함에 있다.
실리콘 수지조성물을 사용하여 반도체소자를 봉지하는 실용의 예는 위에 언급된 바와 같이 테세라형의 마이크로 BGA가 있으며 이 팩키지에서 실리콘 수지조성물이 접촉하는 부분은 센터 패드(center pad)와 에지 패드(edge pad)형에 따라 차이는 있지만 크게 칩의 측면, 칩과 빔 리드(beam lead)의 연결부위, 빔 리드, 그리고 폴리이미드 기판 등이 있으며 특히 에지에 도포되는 실리콘 수지조성물의 경우에 가장 우선적으로 접착력을 고려해야 하는 부위로서 칩의 측면과 폴리이미드를 들 수 있다. 칩 측면은 코팅이 되지 않은 실리콘 금속 표면(bare silicon metal surface)이며 마이크로BGA의 폴리이미드 기재는 켑톤(Kapton)계로 알려져 있다.
위와 같이 명시된 접착성열세의 단점을 해결하기 위해서는 수지 자체에 접착성을 제공하는 유기관능기가 결합된 수지를 사용하는 수지 구조 변경이나 또한 접착성을 요하는 부위에 프라이머를 사용하는 방법이 있으나 첫번째 방법은 원료 특성상 합성이 용이하지 않고 또한 원료가의 상승 문제를 안고 있으며 두번째 방법 역시 봉지공정시 엑스트라 공정이 발생하는 경우로서 바람직하지 못한 방법으로 볼수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리디메틸실록산수지를 주 레진으로 사용하고 접착력을 향상시키기 위해서 비닐, 에폭시, 메타크릴옥시 등의 유기관능기와 알콕시기를 가지는 실란을 티타네이트 킬레이트 또는 티타네이트 커플링제와 혼합한 접착증진제를 사용함으로서 우수한 접착력과 함께 소자 및 기재간 안정적인 접속상태를 유지하여 이로 봉지된 반도체 팩키지의 향상된 신뢰성을 제공할 수 있는 부가경화형 실리콘 수지 조성물을 제공함을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 (1) 하기 화학식 1로 표시되는 폴리디알킬실록산 수지 20∼50 중량%
[화학식 1]
(상기 식에서 R은 메틸기 또는 에틸기이다)
(2) 하기 화학식 2로 표시되는 다비닐 실록산 수지 5∼30 중량%,
[화학식 2]
(3) 하기 화학식 3a 내지 3b로 표시되는 물질로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질로 이루어지는 경화제 0.1∼20중량%,
[화학식 3a]
(상기 식에서 R은 메틸기, 에틸기 혹은 프로필기이다.)
[화학식 3b]
(상기 식에서 R은 메틸기, 에틸기 혹은 프로필기이다.)
[화학식 3c]
(4) 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 경화반응 억제제 0.1∼10중량%,
[화학식 4]
[화학식 5]
(5) 하기 화학식 6으로 표시되는 촉매 5∼100 ppm,
[화학식 6]
(6) 합성 구상 실리카 40∼60중량%, 및
(7) 하기 화학식 7로 표시되는 트리알콕시 실란과 하기 화학식 8a 내지 8c로 표시되는 물질로 이루어진 군에서 선택된 티타네이트 화합물을 중량비 3:1 내지 2:1의 범위로 혼합하여 이루어진 접착증진제 0.1∼10중량%
[화학식 7]
(상기 식에서 R은 메틸기 혹은 에틸기이고, X는 비닐기, 알릴기(allyl group), 글리시딜옥시기 혹은 메타크릴옥시기이다.)
[화학식 8a]
(상기 식에서 R은 에틸기, 이소프로필기, 프로필기 또는 부틸기이다.)
[화학식 8b]
(상기 식에서 R1은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 부틸기이고, R2는 아세틸아세토네이트, 에틸 아세토네이트 또는 락틱에시드 암모늄염이다.)
[화학식 8c]
(상기 식에서 R1은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 부틸기이고, R2는 디옥틸파이로포스페이트이다.)
를 포함하는 반도체 봉지용 실리콘 수지조성물에 대한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 있어서 베이스 폴리머로 사용된 실리콘 수지는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 폴리디알킬실록산수지이다.
(상기 식에서 R은 메틸기 또는 에틸기이다.)
상기 수지는 양말단에 비닐 관능기를 가지며 디알킬구조로서는 메틸이나 에틸, 프로필 각 단독이거나 혼합이 가능하고 바람직하게는 메틸기를 주로 사용한다. 상기 실록산 수지는 비닐 당량이 10,000∼200,000g/mol, 바람직하게는
10,000∼50,000g/mol 범위이며, 점도가 100∼100,000cps, 바람직하게는
1,000∼50,000cps인 것을 사용한다. 점도 조절을 위해 저분자량과 고분자량의 실록산 수지를 두 종이상 혼합 사용할 수 있다.
전체 조성물 중 상기 실록산 수지의 함량은 20∼50 중량% 범위이다. 사용량이 50중량%를 초과하는 상대적으로 충진재량이 적어짐에 따라 열팽창계수가 증가하는 문제점이 발생하고, 반대로 20중량%에 못미치는 경우 상대적으로 충진재량이 과도하게 많아짐에 따라 유동성이 불량한 문제점이 있다.
본 발명의 조성물에는 가교도를 조절하기 위해 하기 화학식 2로 표시되는 다비닐 실록산 수지가 포함된다.
가교도 조절은 신뢰성이나 기계적물성에 중요한 항목으로 가교도를 높임으로서 기계적 강도가 증대되고 특히 가교도의 증가가 알킬실록산의 결정화를 억제하여 저온에서의 탄성률을 감소시켜 주므로 상기와 같은 다량의 비닐기를 함유하는 실록산 수지의 혼합량이 중요하다. 상기 화학식 2로 표시되는 Q 구조 실록산의 경우 직쇄상이 아닌 3차원 방사구조를 가지며, 고상의 성상이므로, 상기 화학식 1의 폴리디알킬실록산에 블렌딩하여 사용한다. 상기 다비닐 실록산 수지로는 비닐함량은 0.1∼5 mmole이고 점도는 1,000∼50,000cps인 것을 사용한다.
전체 조성물 중 상기 다비닐 실록산 수지의 함량은 5∼30 중량%이다. 사용량이 5 중량% 미만일 경우 기계적물성이 현저히 저하되는 것이 관찰되었고, 30 중량부를 초과하는 경우 화학식 1의 폴리디메틸실록산 수지에 대한 Q구조 수지의 용해도가 감소하게 되어 유동특성 등에 저하가 일어날 수 있음이 관찰되었다.
본 발명의 조성물에서 경화제로는 하기 화학식 3a 내지 3c로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질을 혼합하여 사용한다.
(상기 식에서 R은 메틸기, 에틸기 혹은 프로필기이다.)
(상기 식에서 R은 메틸기, 에틸기 혹은 프로필기이다.)
바람직하게는 상기 화학식 3a의 알킬하이드로실록산-디알킬실록산 공중합체가 가장 많이 사용되며, 이때 R은 메틸기이거나 에틸기 혹은 프로필기일 수 있고 혼합일 수도 있으나 바람직하게는 메틸기가 주로 사용된다. 상기 경화제는 알킬하이드로실록산의 상대적 함량이 0.5∼50 몰%, 바람직하게는 5∼20 몰%이고, 점도가 10∼20,000 cps, 바람직하기는 10∼1,000 cps인 것을 사용한다. 이때 점도 조절을 위해 저점도와 고점도의 수지를 혼합하여 사용할 수 있다.
전체 조성물 중 상기 경화제 함량은 앞서 명시한 베이스 폴리머와 가교도 조절 레진의 비닐기 함량 1 mole 대비 0.5∼5 mole, 바람직하게는 1~3 mole의 범위가 되는 0.1∼20중량%이다. 이 범위를 벗어나는 경우 가교도가 지나치게 작거나 또한 기계적 물성이 저하되는 등의 문제점이 있다.
본 발명에서 조성물의 경화반응은 백금족 촉매에 의한 하이드로실레이션 반응이며, 이 반응은 실온에서도 신속한 경화반응이 가능하여 별도의 억제제가 없을시 작업성에 심각한 문제발생의 소지가 있으므로, 충분한 작업시간을 고려하기 위한 포트 라이프(pot life)의 증가가 필요하다. 이러한 목적으로 하이드로실레이션 반응에 대한 반응 억제제가 첨가되는데, 본원발명에서는 하기 화학식 4로 표시되는 디비닐테트라메틸디실록산 또는 하기 화학식 5로 표시되는 3-부틴-1-올을 사용한다.
전체 조성물 중 상기 반응억제제의 함량은 0.1~10 중량%이며, 바람직하게는 5 중량부 미만으로 사용한다.
본 발명의 조성물에서 경화반응용 촉매로는 하기 화학식 6으로 표시되는 백금 착체를 사용한다.
본 발명에서는 상온에서의 안정성을 고려하여 디비닐테트라메틸디실록산과의 착체를 사용한다. 이러한 백금족 촉매의 사용량은 전체 조성물 중 5~100 ppm이며, 바람직하게는 50 ppm 미만으로 사용한다.
본 발명의 조성물에서는 조성물의 강도를 높이고 열팽창계수를 감소시키기 위한 목적으로 합성 구상 실리카를 충진재로 사용한다.
봉지하고자 하는 팩키지의 간극크기나 원하고자 하는 점도특성에 대해서 실리카의 입경, 입도분포, 비표면적 등이 미치는 영향이 크므로 그 특성에 맞는 실리카 충진재 조합의 선정이 필요하며, 본 발명에서는 최대입경이 20 마이크론이고, 평균입경이 5 마이크론 이상인 실리카와 평균입경이 1 마이크론 이하인 실리카를 혼합 사용하였다. 이때 5 마이크론 이상 실리카와 1 마이크론 이하 실리카의 혼합 중량비는 50:50∼90:10, 바람직하게는 70:30∼90:10 이다. 위와 같이 크기가 상이한 구상실리카를 혼합 사용한 이유는 충진효율을 증대시킴으로서 양호한 유동 특성을 얻을 수 있기 때문이며 이러한 결과로서 작업성 향상을 기대할 수 있기 때문이다.
또한 고신뢰성이 요구되는 팩키지에 사용될 경우 수지 조성물 중 실리카가 차지하는 상대적분율이 크므로 실리카 자체의 순도가 중요하다. 그렇기 때문에 제법상 불순물의 함량이 가장 적은 합성 실리카를 사용하며, 본 발명에는 Na와 Cl이온의 함량이 1ppm 미만이고, 특히 γ-ray를 발생시킬 수 있는 U이나 Th 함량이 1 ppb 이하인 실리카를 사용한다. 그러나 이러한 조건을 만족시키는 경우 합성 실리카 이외에 용융 또는 결정성 실리카를 사용하는 것도 가능하다.
전체 조성물 중 실리카의 함량은 40∼60 중량%이다. 본 발명에서의 조성물은 적정량의 무기충진재를 사용하여 낮은 열팽창계수를 가지고, 실리콘 수지 고유특성에 의한 우수한 내후성과 내습성을 가지며, 또한 낮은 유리전이온도에 의한 저탄성을 가지므로 다른 조성의 일반적인 반도체 봉지용 수지, 예를 들어 에폭시 수지조성물 등에 비해 신뢰성이 우수한 반도체 봉지용 재료를 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물에는 조성물의 접착성을 향상할 목적으로 하기 화학식 7로 표시되는 트리알콕시실란 및 하기 화학식 8a 내지 8c로 표시되는 물질로 이루어진 군에서 선택되는 티타네이트 화합물을 적정비율로 혼합하여 접착증진제로 사용한다.
(상기 식에서 R은 메틸기 혹은 에틸기이고, X는 비닐기, 알릴기(allyl group), 글리시딜옥시기 혹은 메타크릴옥시기이다.)
(상기 식에서 R은 에틸기, 이소프로필기, 프로필기 또는 부틸기이다.)
(상기 식에서 R1은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 부틸기이고, R2는 아세틸아세토네이트, 에틸 아세토네이트 또는 락틱에시드 암모늄염이다.)
(상기 식에서 R1은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 부틸기이고, R2는 디옥틸파이로포스페이트이다.)
상기 화학식 8b의 티타네이트 킬레이트 화합물의 대표적인 예로는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 들 수 있으며, 상기 화학식 8c의 파이로포스페이트 티타네이트 화합물의 대표적인 예로는 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
본원 발명에서는 접착성을 향상할 목적으로 비닐기, 에폭시기나 메타크릴기를 가지면서 동시에 알콕시기를 함유하는 실란을 첨가제로 사용하였다. 상기 실란은 단독으로 사용할 수도 있으나 두 종 이상을 혼합으로 사용하는 것이 더 바람직하다. 특히 경화반응에 참여하는 비닐이나 알릴기(allyl group)를 가지는 비닐 또는 알릴 트리알콕시 실란이 없을 경우에는 바람직한 접착력을 가지는 조성물을 얻을 수 없었으므로 비닐 트리알콕시실란 또는 알릴 트리알콕시 실란을 필수적으로 포함하는 것이 바람직하다.
한편 상기 트리알콕시실란에 상기 화학식 8a의 테트라알킬 티타네이트, 상기 화학식 8b의 티타네이트 킬레이트, 상기 화학식 8c의 파이로포스페이트 티타네이트 등을 혼합하여 사용하였을 때 더 바람직한 접착력 평가 결과를 얻을 수 있다. 상기 알콕시 실란의 사용없이 티타네이트 화합물 만의 사용으로는 바람직한 접착성을 구할 수 없으며, 두 종 이상의 실란 화합물과 티타네이트의 혼합 사용으로서 가장 양호한 접착력을 이끌어 낼 수 있다. 특히 이들 실란 화합물과 티타네이트의 혼합 사용시 접착력이 증가된 부분으로는 칩 측면의 실리콘 메탈에 대한 접착력에 대한 간이평가인 인열시험(tearing test)결과 실란 화합물 단독 사용시에 비하여 월등한 접착성을 보였으며 또한 폴리이미드에 대한 접착력도 실란 화합물 단독 사용시보다 최고 150%까지 증가하는 결과를 볼 수 있다.
상기의 실란 화합물과 티타네이트 첨가제는 실리콘 수지조성물 제조시 동시에 첨가되는 것이 아니고 미리 혼합된 상태의 접착증진제로서 사용되며, 이때 실란 화합물과 티타네이트 화합물의 중량비는 3:1∼2:1의 범위이다. 이 범위를 벗어나는 경우 접착강도가 감소하는 문제점이 있다.
전체 조성물 중 상기 접착증진제의 사용량은 0.1∼10 중량%, 바람직하게는 0.1∼5 중량%이다. 이러한 사용량은 여타 특성이나 경화속도 등을 저해하지 않는 범위이다.
본 발명의 조성물에는 상기에서 언급된 성분 이외에도 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 카본블랙이나 유·무기염료 등의 착색제, 난연제, 열전도성 충진재 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 액상 실리콘 수지 조성물은 상기 성분들을 동시에 또는 원료별로 순차적으로 필요에 따라 냉각처리를 하면서 교반, 혼합, 분산시킴으로써 제조할 수 있으나, 통상적으로 열에 의한 경화반응이 우려되므로 촉매는 동시에 교반하지는 않는다. 이들 혼합물의 혼합, 교반, 분산 등의 장치는 특별히 한정되지 않지만, 교반, 가열, 냉각, 진공장치를 구비한 혼합분쇄기, 3롤밀, 볼밀, 유성형 혼합기 등을 사용할 수 있으며, 또한 이들 장치를 적절하게 조합하여 사용할 수도 있다.
상기와 같이 제조된 실리콘 수지 조성물은 25℃에서 점도가 8,000∼15,000 cps이므로, 우수한 유동특성을 가짐으로서 토출공정에서 충진성 등이 양호하여 작업성이 좋고 다량의 무기충진재함량으로 인하여 낮은 열팽창계수를 가지며 기재에 대한 접착력이 양호하여 향상된 신뢰성을 가진다.
본 발명의 실리콘 수지 조성물은 성형공정후 125∼175℃ 에서 0.5∼2시간 동안 오븐에서 경화시킨다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.
실시예
표 1에 나타난 조성비로 디비닐폴리디메틸실록산, 비닐Q수지 및 하이드로메틸실록산 경화제를 유성형혼합기에 투입하여 혼합하고, 평균입경 5micron과 1micron의 구상실리카를 위의 혼합물과 카본블랙을 넣고 3롤밀로 혼합한 다음, 이를 실란, 다른 첨가제 및 백금촉매와 함께 유성형 혼합기에 투입한 후 교반함으로서 실시예 1∼4 및 비교예 1∼4의 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 물성평가용 시편을 제조하였다. 표 1의 랩 쉐어(lap shear) 접착성 평가용 시편의 경우에는 길이 5cm, 폭 1cm의 폴리이미드 필름 두장의 양 끝을 가로×세로 1cm×1cm의 면적으로 상기 실시예 및 비교예의 조성물로 붙이고 150℃에서 1시간 경화시킴으로서 제조하였으며, 인열 시험(tearing test)용 시편은 길이 5cm, 폭 3cm의 폴리이미드 필름위에 상기 실리콘 수지조성물 3g을 도포한 후 12mm×12mm×0.3mm의 칩을 올려놓고 150℃에서 1시간 경화시킴으로서 얻었다.
1) 분자량 50,000 g/mol, 25℃ 점도 10,000 cps, 비닐 함량 0.05 mmole/g
2) 25℃ 점도 1,000 cps, 비닐 함량 0.25 mmole/g
3) 25℃ 점도 30 cps, 하이드로메틸실록산 15 mole%
4) 아세틸 아세토네이트 티타네이트 킬레이트
5) 이소프로필 트리(디옥틸 파이로포스페이토) 티타네이트
[물성평가방법]
(1) 점도
Cone & Plate 형 Brookfield 점도계를 사용하여 25℃ 에서 측정
(2) 토출성
DISPENSER를 사용하여 NEEDLE SIZE 23G, 토출압 50ps에서 토출하였을 때 끊어짐 없이 일정량 토출 여부 확인
(3) 열팽창계수
TMA(Thermomechanical Analyser)로 평가 (승온속도 10℃/min)
(4) 접착력 (lap shear)
LAP SHEAR TEST: UTM을 사용하여 가로×세로 1cm×1cm로 접착된 폴리이미드 필름의 접착력확인
(5) 접착력 (after PCT)
상기 (4)와 동일한 시편을 PCT(Pressure Cooker Tester, 121℃, 2기압, 168시간)후 (4)와 같은 방법으로 측정
(6) 접착성 간이 TEST (tearing test)
폴리이미드 필름위에 측정하고자 하는 실리콘 수지 조성물을 도포한 후 칩을 올려놓고 150℃, 1시간 경화후 칩측면과 수지조성물 계면의 인열 테스트, 칩 측면에 수지조성물의 잔해가 붙은채로 찢어지는 것이 접착이 양호한 상태.
표 1에서 볼 수 있듯이 경화반응에 직접 참여하는 비닐 또는 알릴기를 가지는 실란 화합물이 사용되지 않은 경우에는 접착력이 현저히 감소하는 것을 볼 수 있었고 실란 화합물간, 또는 티타네이트 간 이종 이상 혼합에 따른 접착력 감소는 보이지 않았다. 또한 고온, 고습조건을 거친 이후의 접착력 측정결과가 표 1에서 볼 수 있듯이 큰 차이를 보이지 않는 것을 볼때 고온, 고습 조건후에도 위의 실시예의 조성물들이 우수한 접착력을 유지하는 것을 알 수 있었다.
본원 발명의 조성물에 의해 안정된 작업성과 우수한 접착성이 확보되며, 고온,고습 조건하에서도 이러한 접착력을 유지함으로서 보다 향상된 신뢰도를 기대할 수 있게 되어, 특히 고신뢰성을 요구하는 CSP나 BGA 등의 반도체 팩키징기술과 관련하여 칩과 기판 간의 간극을 봉지하거나 칩 주변에 도포하는 등의 반도체 봉지 재료로 사용가능하다.

Claims (4)

  1. (1) 하기 화학식 1로 표시되는 폴리디알킬실록산 수지 20∼50 중량%,
    [화학식 1]
    (상기 식에서 R은 메틸기 또는 에틸기이다.)
    (2) 하기 화학식 2로 표시되는 다비닐 실록산 수지 5∼30 중량%,
    [화학식 2]
    (3) 하기 화학식 3a 내지 3b로 표시되는 물질로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질로 이루어지는 경화제 0.1∼20중량%,
    [화학식 3a]
    (상기 식에서 R은 메틸기, 에틸기 혹은 프로필기이다.)
    [화학식 3b]
    (상기 식에서 R은 메틸기, 에틸기 혹은 프로필기이다.)
    [화학식 3c]
    (4) 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 경화반응 억제제 0.1∼10중량%,
    [화학식 4]
    [화학식 5]
    (5) 하기 화학식 6으로 표시되는 촉매 5∼100 ppm,
    [화학식 6]
    (6) 합성 구상 실리카 40∼60중량%,
    (7) 하기 화학식 7로 표시되는 트리알콕시 실란과 하기 화학식 8a 내지 8c로 표시되는 물질로 이루어진 군에서 선택된 티타네이트 화합물을 중량비 3:1 내지 2:1의 범위로 혼합하여 이루어진 접착증진제 0.1∼10중량%,
    [화학식 7]
    (상기 식에서 R은 메틸기 혹은 에틸기이고, X는 비닐기, 알릴기(allyl group), 글리시딜옥시기 혹은 메타크릴옥시기이다.)
    [화학식 8a]
    (상기 식에서 R은 에틸기, 이소프로필기, 프로필기 또는 부틸기이다.)
    [화학식 8b]
    (상기 식에서 R1은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 부틸기이고, R2는 아세틸아세토네이트, 에틸 아세토네이트 또는 락틱에시드 암모늄염이다.)
    [화학식 8c]
    (상기 식에서 R1은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기 또는 부틸기이고, R2는 디옥틸파이로포스페이트이다.)
    를 포함하는 반도체 봉지용 실리콘 수지조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접착 증진제 속에 비닐 트리알콕시 실란 또는 알릴 트리알콕시 실란이 필수적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 실리콘 수지조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (1) 폴리디알킬실록산 수지의 비닐 당량이 10,000∼200,000g/mol이고, 점도가 100∼100,000cps이고,
    상기 (2) 다비닐 실록산 수지의 비닐함량이 0.1∼5mmole이며, 점도가 1,000∼50,000cps이고,
    상기 (3) 경화제의 점도가 10∼20,000 cps이며, 그 함량이 폴리디알킬 실록산 수지 및 다비닐 실록산 수지의 비닐기 1몰 대비 0.1∼5몰인 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 실리콘 수지조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (6) 구상 실리카가 최대입경이 20 마이크론이고, 평균입경이 5 마이크론 이상인 실리카와 평균입경이 1 마이크론 이하인 실리카를 중량비 50:50∼90:10으로 혼합한 것임을 특징으로 하는 반도체 봉지용 실리콘 수지조성물.
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