KR100679491B1

KR100679491B1 - 반도체소자 봉지용 친환경 에폭시수지 조성물

Info

Publication number: KR100679491B1
Application number: KR1020050009816A
Authority: KR
Inventors: 서범수; 황장원; 윤효창; 진일교
Original assignee: 주식회사 케이씨씨
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2007-02-06
Also published as: KR20060088991A

Abstract

본 발명은 에폭시 수지, 페놀계 경화제, 무기충진제, 전처리된 무기계 난연제 및 기타 첨가제를 포함하는 반도체소자 봉지용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 바, 금속 수산화물을 전처리하여 입자표면에 수산기가 제거된 무기계 난연제를 사용함으로써 종래의 유해한 할로겐화물과 안티몬계 난연제 등을 사용하지 않고도 난연성이 좋으면서 성형작업성을 개선시킬 수 있는 환경친화적인 반도체소자 봉지용 에폭시수지 조성물을 제공한다.

에폭시 수지, 무기 난연제, 페놀계 경화제, 고순도 실리카, 경화촉진제

Description

반도체소자 봉지용 친환경 에폭시수지 조성물{Epoxy resin composition for sealing semiconductor}

도 1은 수산화 마그네슘의 등온열감량 곡선이고,

도 2는 수산화 마그네슘을 등온 열처리하여 친환경 난연제로 제조하는 과정을 도식화한 것이며,

도 3은 부착력 측정 시편의 개략도이고,

도 4는 이형력 측정 몰드의 치수를 도식화한 것이다.

본 발명은 반도체소자 봉지용 에폭시수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 반도체 디바이스의 제조 공정 중 칩을 보호하기 위해 이송 성형방식으로 패키지를 봉지하는 에폭시 수지조성물의 제반 기계적, 전기적 요구 특성을 유지하면서 무기 난연제의 사용으로 환경에 유해한 종래의 할로겐화물과 안티몬을 사용하지 않고도 우수한 난연효과를 갖는 동시에 무기 난연제의 전처리를 통해 우수 한 성형작업성을 가지는 환경친화적 반도체소자 봉지용 에폭시 수지조성물에 관한 것이다.

열경화성 수지에 있어서 중요한 특성 중의 하나가 난연성이며, 특히 반도체 칩 봉지용 에폭시 수지조성물의 경우 UL-94 규격의 V-0인증이 필수적이다.

종래에는 이런 난연특성을 갖기 위해 반도체 칩 봉지용 에폭시 수지조성물에 브롬화 에폭시 수지와 같은 할로겐화 수지 및 산화 안티몬이 사용되었다. 할로겐화 수지의 경우 높은 난연효과를 나타내지만, 연소시 할로겐화 수소와 같은 유독물질을 방출하게 되고, 다이옥신의 발생 등 지구 환경에 좋지 않은 영향을 끼친다. 특히 최근 환경 유해물질 사용의 규제 움직임이 전세계적으로 활발해지고 있으며, 반도체 재료 분야에서도 이에 대한 요구가 점차 강력해지고 있다.

이에 종래 환경에 유해한 난연제를 대체할 원료의 개발이 요구되고 있으며, 새로운 난연제로 적린, 유기인 화합물, 금속 수산화물 등 여러 가지 대안이 제시되었다. 하지만 적린이나 유기인 화합물 사용시 반도체 봉지용 에폭시 수지조성물에 필요한 신뢰성의 저하를 수반하며, 금속 수산화물의 경우 연속 작업시 금형이형 불량 및 이로 인한 외관 오염 등 수지조성물에 비해 열세한 결과를 얻게 되었다.

따라서 무기 난연제인 금속 수산화물을 사용하고도 종래의 반도체 봉지용 수지조성물의 요구물성 특히, 연속 작업성을 만족하는 기술의 개발이 강력하게 요구되었다.

이에 본 발명자들은 종래 문제점을 해결하기 위해 연구검토하던 중, 금속 수산화물을 전처리하여 금속 수산화물 표면의 수산기를 선택적으로 제거함으로써 난연성과 함께 우수한 성형 작업성을 확보할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 무기난연제로 표면에 수산기가 선택적으로 제거된 금속 수산화물을 사용함으로써 종래의 유해한 할로겐화물과 안티몬계 난연제 등을 사용하지 않고 난연성이 좋으면서 성형작업성을 개선시킬 수 있는 반도체소자 봉지용 에폭시수지 조성물을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환경친화형 반도체 봉지용 에폭시수지 조성물은, 에폭시 수지, 경화제, 충진제, 무기 난연제 및 첨가제를 포함하는 것으로서, 이때 무기 난연제는 하기 화학식 1로 표시되는 금속수산화물을 전처리하여 그 표면을 금속옥사이드화 함으로써, 금속 옥사이드와 금속 수산화물의 비가 5:95~50:50중량비인 것을 0.5 내지 10중량% 되도록 포함하는 것임을 특징으로 한다.

화학식 1

M1 _x M2 _y (OH) _z

상기 식에서, M1, M2는 주기율표상의 IIA족, IIIA, IVA족, 및 IB ~ VIIIB족에서 선택되는 임의의 원소이며, x, y는 0 또는 1 ~ 10사이의 정수에서 선택된 값이나 동시에 0일 수는 없고 z는 1 ~ 10사이의 정수이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체봉지용 에폭시수지 조성물은, 에폭시 수지, 경화제 및 충진제를 함유한다.

본 발명에서 사용할 수 있는 에폭시 수지는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지, 지환형 에폭시 수지, 선형 지방족 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 및 복소환계 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 에폭시 수지로서, 1분자 중에 에폭시기를 2개 이상 함유하는 에폭시 수지가 바람직하다. 이때 에폭시 수지 배합량은 전체 에폭시 수지 조성물 중 2∼20중량%인 바, 에폭시 수지의 함량이 전체 수지 조성물 중 2중량% 미만이면 접착성 및 전기절연성과 같은 에폭시수지 고유의 물성이 저하되고, 20중량%를 초과하면 흡습량이 증가하여 반도체의 신뢰성이 불량해 진다.

경화제는 페놀계 경화제가 바람직한데, 페놀계 경화제는 구체적으로 페놀 노볼락수지, 크레졸 노볼락수지, 페놀 알킬수지, 비스페놀 A 로부터 합성된 각종 노볼락수지 및 디히드로 바이페닐로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 다가 페놀 화합물로서, 분자구조 내에 상기 에폭시 수지 성분과 반응하고 경화시키는 페놀성 수산기를 2개 이상 함유하는 것이다.

산 무수물기나 아미노기를 갖는 화합물도 에폭시 수지의 경화제로 혼용하여 사용될 수 있으나 반도체 봉지형 경화제로서는 내습성, 내열성, 보존성 등의 물성 이 우수한 페놀계 경화제를 혼용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 에폭시 수지 조성물 중 상기 경화제의 배합량은 2∼20중량%이다. 경화제의 배합량이 전체 에폭시 수지 조성물 중 2중량% 미만이면 경화성에 문제가 있을 수 있고, 20중량% 초과면 흡습량 증가로 인한 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.

또한 상기 에폭시 수지와 경화제의 배합비는 내습성, 내열성, 부착성 및 기계적 물성을 감안할 때 에폭시 수지 대 경화제의 화학 당량비가 0.6∼1.3, 특히 0.8∼1.2의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 충진제는 실리카, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드 또는 보론 나이트라이드 등을 사용할 수 있으며 각상 및 구상의 형태를 갖는 것을 일정비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 충진제의 함량은 전체 에폭시 수지 조성물 중에서 70∼95중량%인 것이 바람직하다. 충진제의 함량이 전체 에폭시 수지 조성물 중 70중량% 미만인 경우 흡습량 증가로 신뢰성에 문제가 발생할 수 있고, 95중량% 초과인 경우 점도 증가로 인하여 성형성에 문제가 발생할 수 있다.

한편, 무기 난연제는 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.5 ~ 10중량%로 사용한다. 무기 난연제가 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.5중량% 미만이면 난연성에 문제가 발생할 수 있고, 10중량% 초과면 강도 저하로 인하여 신뢰성에 문제가 발생한다.

본 발명에서 무기 난연제로 사용된 것은 상기 화학식 1로 표시되는 금속 수산화물을 전처리하여 그 표면을 금속 옥사이드와한 것으로서, 상기 화학식 1로 표 시되는 금속 수산화물은 임의의 온도에서 탈수 반응을 통해 금속 옥사이드로 전환되며 탈수가 일어나는 온도는 금속의 종류에 따라 각각 다르다.[예를 들어, 수산화 마그네슘 : 290℃, 수산화 알루미늄 : 200℃ ]. 도 1에 친환경 무기 난연제의 대표격인 수산화 마그네슘의 등온열감량측정 [Isothermal Thermogravimetry Analysis] 결과를 나타내었다. 수산화 마그네슘은 300℃의 등온에 방치 시 약 14시간 후 탈수 반응이 완료되어 31%의 물이 제거되고 69%의 마그네슘 옥사이드를 남긴다. 따라서 300℃의 등온에 방치 시 무게 감소가 3.1% 발생하는 시점인 약 1시간 후에 급격히 냉각하여 탈수 반응을 중단시키면 90%의 수산화 마그네슘에 10%의 마그네슘 옥사이드인 화합물을 만들 수 있다.

이렇게 만들어진 수산화 마그네슘과 마그네슘 옥사이드의 화합물은, 각각의 입자가 독립적으로 존재하는 혼합물, 즉 수산화 마그네슘과 마그네슘 옥사이드의 9:1 혼합물과는 근본적으로 다른 물리적 특성을 보인다. 특히 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물에 친환경 난연제로 적용 시 기존의 수산화 마그네슘에 버금가는 난연성을 보이면서 수산화 마그네슘의 가장 큰 단점인 금형이형불량 및 외관오염을 획기적으로 개선됨이 확인되었다. 반면에 수산화 마그네슘과 마그네슘 옥사이드의 9:1 혼합물을 난연제로 적용 시 기존의 수산화 마그네슘의 적용 시 발견되는 단점이 그대로 재현되었다.

다시말해, 수산화 마그네슘을 전처리하여 그 표면을 금속 옥사이드화한 친환경 난연제[Mg(OH)₂/MgO = 9/1]는 수산화 마그네슘과 유사한 난연성을 발휘하는 바, 이는 친환경 난연제[Mg(OH)₂/MgO = 9/1]의 90%가 수산화 마그네슘이기 때문이며, 금형이형불량 및 외관 오염이 획기적으로 개선되었다는 것은 입자 표면의 수산기가 제거되었다는 것을 의미한다. 전처리, 즉 고온 열처리 공정을 통해 입자 표면의 수산화 마그네슘이 물과 마그네슘 옥사이드로 전환되며, 이 반응은 외부의 열과 직접 접촉하는 입자 표면으로부터 입자 내부로 진전되므로 수산화 마그네슘의 고온 열처리 공정을 통해 얻어진 표면의 수산기가 제거된 친화경 난연제는 도 2에 나타낸 바와 같은 구조를 갖게 된다.

본 발명에서는 금속 수산화물로써 수산화 마그네슘을 사용하여, 이를 전처리하여 그 표면이 산화마그네슘으로 된 무기 난연제를 예로 들었으나, 무기 난연제가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

본 발명에서 사용할 수 있는 화학식 1로 표시되는 금속 수산화물은 예를 들면 주기율표 IIA족인 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨의 수산화물, 주기율표 IIIB족인 보론, 알루미늄, 갈륨의 수산화물, 주기율표 IB ~ VIIIB족인 전위금속 수산화물 중 단독 또는 둘 이상의 금속 수산화물을 모두 포함한다.

이같은 금속 수산화물을 전처리하여 그 표면이 금속 옥사이드화된 친환경 난연제를 제조하는 방법은, 금속 수산화물을 열처리하여 그 표면에 금속옥사이드화가 진행된 시점에서 급속 냉각하여 반응을 종료하면 된다. 이와 같이 제조된 친환경 난연제에서 금속 옥사이드와 금속 수산화물의 비는 5:95~50:50중량비, 바람직하게는 10:90~30:70중량비이다. 여기에서 금속 수산화물 표면에 옥사이드화된 금속 옥 사이드의 함량이 전체 무기 난연제 중 5중량% 미만인 경우 몰드와의 이형성이 불량해지는 문제가 발생하며, 50중량% 초과인 경우는 난연효과가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

또한 본 발명에서 실시한 금속수산화물의 열처리는 질소 분위기하의 200~500℃ 오븐에서 0.1 ~ 3시간 이상 진행하며, 더욱 바람직하게는 250 ~ 400℃에서 0.5 ~ 2시간 진행하는 것이 좋다.

본 발명의 에폭시 수지 조성물은 상기와 같은 조성에 더하여, 에폭시 수지와 페놀계 경화제의 경화 반응을 촉진하기 위해 경화촉매를 포함할 수 있는데, 이때 경화촉매는 경화반응을 촉진시킬 수 있는 것이면 한정되지 않는 바, 예를 들어 2-메틸이미다졸, 2-에틸4메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸 화합물, 트리에틸아민, 벤질디메틸아민, 2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비시클로(5,4,0) 운덱-7-엔 등의 삼급 아민 화합물 및 트리페닐포스핀, 트리부틸포스핀, 트리(p-메틸페닐)포스핀 등의 유기 포스핀 화합물을 사용할 수 있으며, 그 배합량은 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.1∼10중량%의 범위가 바람직하다. 상기 경화촉매를 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.1중량% 미만으로 사용할 경우 경화성에 문제가 발생할 수 있고, 10중량% 초과하게 적용할 경우, 신뢰성에 문제가 발생 할 수 있다.

그밖에도 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있는데, 일예로 수지계와 무기물 충진제간의 결합력을 부여해 주는 실란계 커플링제, 카본블랙, 산화철 등의 착색제, 하이드로탈사이트계의 이온 포착제, 장쇄지 방산, 장쇄지방산의 금속염, 파라핀 왁스, 카누바 왁스 등의 이형제 및 변성 실리콘 수지, 변성 폴리 부타디엔 등의 저응력화제 중에서 선택된 1종 이상을 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.1 ~ 10중량%로 첨가할 수 있다.

이와같은 조성을 갖는 에폭시 수지 조성물의 제조 방법으로는 용융 혼련법이 바람직하며, 예를 들어 반바리 믹서, 니더, 롤, 단축 또는 이축의 압출기 및 코니더 등의 공지된 혼련방법을 사용하여 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 조성물을 적용할 수 있는 반도체 장치란 트랜지스터, 다이오드, 저항, 콘덴서 등을 반도체 칩위나 기판위에 집적하고 배선하여 만들어지는 전자회로(집적회로)를 의미한다.

하기 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 실시예 중의 각 원료의 양은 특별히 언급되지 않는 한 중량%를 나타낸다.

제조예 1: 무기난연제의 전처리

수산화 마그네슘(평균입경=3㎛, 순도 99%)을 300℃ 오븐에 방치하고 질소 분위기하에서 1시간 가열한 후 수분이 제거된 데시케이터에서 자연 냉각시켰다.

등온 열감량평가[Isothermal Thermal Gravimetry Analysis]에 의한 무게 감량은 3.5%로 약 11중량%의 마그네슘 옥사이드에 89중량%의 수산화 마그네슘인 친환경 무기 난연제 화합물[ Ma(OH)₂/MgO = 89/11중량비]을 제조하였다.

제조예 2: 무기난연제의 전처리

수산화 마그네슘(평균입경=3㎛, 순도 99%)을 330℃ 오븐에 방치하고 질소 분위기하에서 1시간 가열한 후 수분이 제거된 데시케이터에서 자연 냉각시켰다.

등온 열감량평가[Isothermal Thermal Gravimetry Analysis]에 의한 무게 감량은 5.5%로 약 15중량%의 마그네슘 옥사이드에 85중량%의 수산화 마그네슘인 친환경 무기 난연제 화합물[Ma(OH)₂/MgO = 85/15중량비]을 제조하였다.

실시예 1~4 및 비교예 1~3: 에폭시 수지 조성물 제조

하기 표 1에 따라 원료를 계량하여 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 3에서 사용된 전처리된 수산화 마그네슘은 상기 제조예 1로부터 얻어진 것이며, 실시예 4에서 사용된 전처리된 수산화 마그네슘은 상기 제조예 2로부터 얻어진 것이다.

에폭시 수지 조성물을 제조한 다음 연속 작업성 및 난연성을 UL-94 규격 V-0에 따라 비교하였다. 연속작업성의 평가는 자동금형에서 연속 몰딩작업 24시간 수행후 반도체 패키지 표면의 외관 오염여부를 비교 평가하는 방법으로 수행하였다.

그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

표 1 기재에 있어서, 단위는 중량%이다.

(표 1)

(표 2)

구분	항목		단위	조건	실시예				비교예
구분	항목		단위	조건	1	2	3	4	1	2	3
기본 물성	Spiral Flow		cm	175℃× 90sec	115	88	75	118	100	95	55
	Gelation time		sec	175℃× 90sec	31	31	25	30	30	30	24
	Bleed Flash	0.5 mil	mm	175℃× 90sec	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
		1 mil	mm	175℃× 90sec	0.8	1.0	0.8	1.0	0.7	0.5	1.0
		2 mil	mm	175℃× 90sec	2.0	2.0	2.0	2.0	1.5	1.5	1.5
응용 물성	연소 시간		sec	UL94V	45	33	35	48	40	43	31
	부착력		MPa	Cu plate	5.9	6.1	6.0	5.8	7.1	6.8	7.5
	잔류이형력		Kgf	10회차 값	11	14	13	13	112	85	100
	몰드 오염		-	육안	1	2	2	1	4	3	4
Line 평가	청소 주기		Hrs		12	12	12	12	8	8	8
Line 평가	성형 불량율		Ppm		3	4	5	2	17	22	51

각 물성별 측정 방법은 다음과 같다.

< 유동성(spiral flow) 측정 >

EMMI-I-66 규격의 spiral flow 몰드를 이용하여 가열이송성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=90초)로 측정한다.

< Bleed/Flush 측정 >

Bleed/Flush 측정 몰드를 이용하여 가열 이송 성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=90초)에서 몰딩하여 각각 0.5,1,2mil에서 bleed/flush 를 확인한다.

< 젤화 시간(Gelation Time) 측정 >

입자 크기가 3mm이하 정도의 분말가루를 175℃의 hot plate위에 스페츌라를 이용하여 1~3g의 시료를 놓은 즉시 초시계를 작동시키고, 표면에 얇게 피막을 만든다. 황동제 핀으로 피막을 그어 시료가 경화되면서 부서지기 시작하는 점을 종결점으로 하여 초시계를 신속히 멈추고 그때의 시간을 측정한다.

< 연소 시간 (Flamming Time) 측정 >

가열 이송 성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=90초)에서 125mm X 13mm X 1mm의 시편을 성형하고 175℃ X 6시간 후경화시킴으로써 시편을 준비한다. 메탄가스 버너의 불꽃 높이를 20mm로 조정하고 난연 시편의 하단이 불꽃의 정중앙에 위치되도록 수직으로 세운다. 10초 동안 연소시킨 다음 버너를 제거한 뒤 불꽃이 남아 있는 시간(t1)을 측정하고 불꽃이 꺼진 뒤 즉시 10초 동안 연소시킨 다음 버너를 제거하여 불꽃이 남아 있는 시간(t2)을 측정한다. 각 샘플당 시편 5개를 연속적으로 평가하여 얻어진 t1 및 t2의 합을 연소 시간(Flamming Time)이라고 정의하며 연소시간이 50초 미만일 때 UL94V0에 해당한다고 판단한다.

< 부착력(Adhesion Strength) 측정 >

가열 이송 성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=90초)에서 도 3과 같이 시편을 성형하고 175℃ 에서 6시간 후경화시킴으로써 시편을 준비한다. UTM을 이용하여 180ㅀ Pull-Out방식으로 최대 힘을 측정한다

< 잔류이형력 (Residual Releasing Force) 측정 >

가열 이송 성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=90초)에서 도 4과 같이 이형성 측정 Mold를 이용하여 성형한 뒤 중간 Mold(Middle Mold)를 꺼내어 뒤집은 뒤 UTM을 이용하여 일정한 속도로 시편을 밀면서 시편이 제거될 때의 최대힘을 이형력으로 정의하며, 잔류 이형력은 연속으로 성형 및 이형성 평가를 진행하여 10회 차의 이형력으로서 정의한다.

< 몰드 오염(Mold Contamination) 측정 >

가열 이송 성형기(압력=70kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=70초)에서 100Shots 연속 작업 후 Mold 표면 상태를 육안 관찰하여 Mold오염 정도를 다음과 같이 평가한다; 1: 오염이 되지 않은 상태, 2: 국부적인 Mold 오염, 3: 50% 정도의 Mold 오염, 4: 90%이상 오염

실시예에서는 바이페닐 에폭시 수지와 노볼락형 에폭시수지에 경화제로 노볼락형과 자이록형의 페놀수지를 사용하고 충진재 함량 70∼95중량% 범위에서 전처리한 무기난연제를 0.5 ~ 10중량%로 사용하였을 시 에폭시 수지조성물의 난연성 및 연속작업성을 확인하였다.

비교예에서는 반도체 봉지용 에폭시 수지조성물을 구성하는 대표적인 수지조합에서 기존의 전처리과정을 거치지 않은 무기난연제인 금속 수산화물를 사용하였을 경우의 난연성 및 연속작업성을 비교하였다.

표 2의 결과에 따르면, 본발명의 전처리를 통한 무기 난연제와 종래의 전처리 과정을 거치지 않은 난연제를 사용하였을 때 공히 V-0의 난연성을 갖지만, 무기 난연제를 전처리하지 않은 경우 만족할만한 연속작업성을 갖지 못하였다.

상기 표 2의 결과로부터, 무기난연제를 전처리하여 사용할 경우 환경에 유해한 할로겐화물이나 안티몬계 난연제를 첨가하지 않고서도 충진재 함량 70∼95% 사 이에서 에폭시 수지인 바이페닐형과 노볼락형 및 페놀수지인 노볼락형과 자일록형에서 우수한 난연성 및 연속작업성을 갖는 에폭시 수지 조성물을 이루는 것이 확인되었다.

상기 실시예 및 비교예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서와 같이 금속 수산화물을 전처리하여 표면을 금속 옥사이드화한 것을 무기계 난연제로서 사용한 경우 기존 무기계 난연제 사용시 제기되었던 연속작업성 문제를 해결하면서도 환경에 유해한 기존의 할로겐화 수지류나 산화 안티몬계 난연제를 사용하지 않고도 우수한 난연효과를 가져 친환경적인 반도체소자 봉지용 에폭시 수지를 제공할 수 있다.

Claims

에폭시 수지, 경화제, 충진제, 무기 난연제 및 첨가제를 포함하는 반도체 소자 봉지용 에폭시 수지 조성물에 있어서,

무기 난연제로 하기 화학식 1로 표시되는 금속수산화물을 전처리하여 그 표면을 금속옥사이드화 함으로써, 금속 옥사이드와 금속 수산화물의 중량비가 5 : 95 ~ 50 : 50 인 것을 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.5 내지 10중량% 되도록 포함하는 것임을 특징으로 하는 반도체소자 봉지용 친환경 에폭시수지 조성물.

화학식 1

M1 _x M2 _y (OH) _z

상기 식에서, M1, M2는 주기율표상의 IIA족, IIIA, IVA족, 및 IB ~ VIIIB족에서 선택되는 임의의 원소이며, x, y는 0 또는 1 ~ 10사이의 정수에서 선택된 값이나 동시에 0일 수는 없고 z는 1 ~ 10사이의 정수이다.
에폭시 수지, 경화제, 충진제, 난연제 및 첨가제를 포함하는 반도체 소자 봉지용 에폭시 수지 조성물에 있어서,

에폭시 수지 2∼20중량%; 페놀계 경화제 2∼20중량%; 충진제 70∼95중량%; 및 무기 난연제로 하기 화학식 1로 표시되는 금속수산화물을 전처리하여, 그 표면을 금속옥사이드화 함으로써, 금속 옥사이드와 금속 수산화물의 중량비가 5 :95 ~ 50 : 50 인 것을 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.5 내지 10중량%로 포함하는 것임을 특징으로 하는 반도체소자 봉지용 친환경 에폭시수지 조성물.

화학식 1

M1 _x M2 _y (OH) _z

상기 식에서, M1, M2는 주기율표상의 IIA족, IIIA, IVA족, 및 IB ~ VIIIB족에서 선택되는 임의의 원소이며, x, y는 0 또는 1 ~ 10사이의 정수에서 선택된 값이나 동시에 0일 수는 없고 Z는 1 ~ 10사이의 정수이다.
제 1 항 또는 2항에 있어서, 무기 난연제는 금속 수산화물을 200~500℃ 오븐에서 0.1~3시간 동안 전처리하여 그 표면을 금속 옥사이드화한 것임을 특징으로 하는 반도체소자 봉지용 친환경 에폭시수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 화학식 1로 표시되는 금속 수산화물은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 보론, 알루미늄 및 갈륨 중에서 선택된 금속의 수산화물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체소자 봉지용 친환경 에 폭시수지 조성물.