KR100797614B1 - 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 - Google Patents
반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100797614B1 KR100797614B1 KR1020060139232A KR20060139232A KR100797614B1 KR 100797614 B1 KR100797614 B1 KR 100797614B1 KR 1020060139232 A KR1020060139232 A KR 1020060139232A KR 20060139232 A KR20060139232 A KR 20060139232A KR 100797614 B1 KR100797614 B1 KR 100797614B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- semiconductor device
- group
- curing accelerator
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 70
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 20
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 5
- 125000001731 2-cyanoethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])([H])C#N 0.000 claims abstract description 4
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical class C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical class C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- 239000004842 bisphenol F epoxy resin Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 6
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 229940106691 bisphenol a Drugs 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- KMOUUZVZFBCRAM-OLQVQODUSA-N (3as,7ar)-3a,4,7,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C=CC[C@@H]2C(=O)OC(=O)[C@@H]21 KMOUUZVZFBCRAM-OLQVQODUSA-N 0.000 description 1
- VXHYVVAUHMGCEX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyphenoxy)phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1OC1=CC=CC=C1O VXHYVVAUHMGCEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
- C08G59/4223—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof aromatic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/44—Amides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 경화촉진제가 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하여 양호한 간극 충전성을 가지며, 우수한 경화성을 나타냄과 동시에 상온에서의 저장 안정성이 우수한 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
반도체, 언더필, 액상, 에폭시, 경화촉진제, 충전성, 경화성, 저장 안정성
Description
본 발명은 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양호한 간극 충전성을 가지며, 우수한 경화성을 나타냄과 동시에 상온에서의 저장 안정성이 우수한 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
근래에 들어 전자 제품 특히 휴대용 단말기 등의 경박단소화에 따라 반도체의 실장방법도 보다 얇고 작게 패키징할 수 있는 표면실장형이 주류가 되고 있다. 그 중에서 반도체 소자의 크기를 소형화하기 위해 칩 자체의 크기를 줄여 패키징하는 CSP(chip scale package)와 BGA(ball grid array) 방식이 가장 널리 사용되고 있다. 상기 패키지의 경우 솔더 범프나 볼에 의해 기재 상의 회로와 연결되는데, 이러한 패키지를 열 충격 시험을 위하여 히트 사이클(heat cycle)에 넣을 경우 회로기판과 솔더 범프간 연결 상태 등에서 신뢰성 불량의 여지가 있다. 이는 회로기판과 솔더의 상이한 열팽창계수가 열적 스트레스를 유발하기 때문이다. 이를 방 지하기 위한 수단으로 반도체소자를 회로기판에 장착한 후에 소자와 기판 사이의 공간을 수지로 충전하여 상기 명시된 열에 의한 직접적 스트레스 전달을 완화시켜 신뢰성을 증대하는 방법이 사용된다. 이러한 방법은 소자의 밑으로 수지가 충전해 들어감으로 인해 언더필 방식으로 분류되기도 한다.
특히 칩 온 필름형 플립칩 패키지는 패키지의 소형 경박화가 용이하고 기재의 유연성이 우수하여 휴대용 단말기 등에서 그 수요가 증가되고 있는 실정이며, 이때 밀봉 재료로는 작업성이 우수한 액상 에폭시 수지 조성물을 사용하고 있다. 그러나 이전에는 필름을 기재로 사용하는 소형화 패키징 방식으로 칩 온 필름 방식에 우선하여 테이프 캐리어 패키지(TCP) 방식이 많이 사용되었다. 이렇게 TCP 방식에서 칩 온 필름 방식으로 전환함에 따라 경박단소화 외에 미세 피치(fine pitch)에 의한 칩 패드 피치(chip pad pitch)가 감소됨으로써 비용 감소 효과를 얻을 수 있었다. 상기 TCP 패키지 방식의 경우 액상 에폭시 수지 조성물로서 액상 에폭시수지에 페놀계 경화제와 경화촉진제, 신뢰성 향상을 위한 실리카 등의 무기충전제, 그리고 점도 조절을 위한 용제 등이 사용되었으며 패키지 구조상 휘발에 의한 용제의 제거가 용이하였다. 그러나, 칩 온 필름 방식의 언더필 경우에는 칩과 기재 사이에 수지가 존재하여 용제를 사용할 경우 휘발 중에 보이드를 형성할 가능성이 크다. 이에 따라 칩 온 필름 방식의 언더필의 경우에는 저점도이면서 용제의 사용을 배제한 액상 수지 조성물의 사용이 필요하다.
에폭시수지와 산무수물을 사용하는 액상 봉지재를 이용한 칩 표면 및 리드를 봉지하는 포팅 공정에서 언더필이 칩과 필름의 틈으로 침투하는데 걸리는 시간은 언더필의 침투성(유동 특성)에 좌우되며, 이러한 침투성이 제품의 생산성을 결정 짓는다. 통상의 언더필용 액상 에폭시 조성물은 점도가 높아 생산성 향상의 제한 요소로 작용해 왔다. 또한 액상 에폭시 조성물의 겔(gel)화 시간 및 경화 시간도 제품의 생산성 및 신뢰성에 직접적인 영향을 미친다. 겔화 시간이 길면 제품의 생산성이 저하되며, 또한 에폭시 수지 조성물이 충분히 겔화 되기 전, 이를 오븐으로 이동시키면, 이동 장치인 롤러의 표면에 겔화되지 않은 언더필 조성물이 묻게 되어 제품의 품질 및 신뢰성을 저하시킨다. 상기의 문제점을 해결하기 위하여 겔화 시간 및 경화 시간 단축을 위한 경화촉진제가 사용되고 있지만, 경화촉진제의 사용량이 증가하면 에폭시 수지 조성물의 상온 저장 안정성이 급격히 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 양호한 간극 충전성을 가지며, 우수한 경화성을 나타냄과 동시에 상온에서의 저장 안정성이 우수한 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명은 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시수지, 상기 에폭시수지와 반응하여 경화물을 만드는 경화제, 상기 에폭시수지와 상기 경화제의 반응을 촉진시키는 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 경화촉진제가 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물을 제공한다.
상기 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제가 에폭시수지 또는 경화제에 사전에 분산된 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시수지가 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 A형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 F형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 AD형 에폭시수지로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제의 코팅되기 전의 경화촉진제가 하기 화학식 1로 표시되는 이미다졸계 촉매인 것을 특징으로 한다.
(상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐 기, 시아노에틸기, 벤질기 또는 수산기이다.)
상기 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제가 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1 ~ 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시수지가 하기 화학식 2로 표시되는 비스페놀계 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(상기 식에서 R은 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 6의 알킬기이다.)
상기 경화제가 하기 화학식 3으로 표시되는 테트라하이드로프탈산 무수물계 경화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(상기 식에서 R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기 혹은 알케닐기이다.)
상기 액상 에폭시 수지 조성물의 점도가 25℃에서 500cps 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 액상 에폭시 수지 조성물을 교반, 가열장치를 구비한 혼합분쇄기, 3축 롤밀, 볼밀, 진공유발기, 유성형 혼합기를 사용하여 혼합, 분쇄하여 얻은 제품으로 디스펜싱 공정을 통하여 패키지한 반도체 소자를 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 경화촉진제가 표면이 열가소성 수지로 코팅된 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 경화촉진제는 상기 에폭시수지와 상기 경화제의 반응을 촉진시킬 수 있는 것으로 본 발명에서는 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화 촉진제를 사용한다. 상기 코팅된 경화촉진제는 경화촉진제의 표면을 열가소성 수지로 코팅한 것으로 상온에서는 활성을 띠지 않고, 고온에서 활성을 띠는 잠재성을 나타내게 한다. 즉, 경화촉진제의 표면을 열가소성 수지로 코팅하여 일정한 온도 이하에서는 경화촉진제가 에폭시 수지 조성물 내에서 활성화되지 않으므로 조성물의 점도 증가를 낮추어 전체 수지 조성물의 상온에서의 저장 안정성이 향상되게 된다. 또한, 일정한 온도 이상에서 열가소성 수지가 연화한 이후에는 경화촉진제의 활성이 활발히 일어나 고온에서의 경화 속도를 촉진할 수 있다. 상기와 같은 잠재성 효과는 표면에 열가소성 수지를 코팅한 후 캡슐화하는 것에 의하여 달성될 수도 있으나, 캡슐화하지 않고 단지 표면에 열가소성 수지를 코팅하는 것만으로도 가능하다. 또한, 상기 코팅된 경화촉진제는 에폭시수지 또는 경화제에 사전에 분산된 형태로 사용하는 것이 분산성 확보 측면에서 바람직하며, 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 A형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 F형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 AD형 에폭시수지 등의 에폭시 수지에 사전에 분산된 형태로 사용하는 것이 더 바람직하다.
상기 코팅되기 전의 경화촉진제는 상기 에폭시수지와 상기 경화제의 반응을 촉진시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 하기 화학식 1로 표시되는 이미다졸계 촉매를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 여러 다양한 경화촉진제를 같은 양으로 사용할 경우에는 각 경화촉진제가 지닌 활성 정도에 따라 겔화 시간에 있어 차이가 발생하지만, 이는 사용량의 증감을 통하여 조절할 수 있으므로 경화촉진제의 종류에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 1]
(상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐기, 시아노에틸기, 벤질기 또는 수산기이다.)
상기 열가소성 수지로 코팅된 경화촉진제의 입경은 10㎛ 이하로 조절하는 것이 바람직하며, 5㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 경화촉진제의 입경은 가장 큰 알갱이의 입경 이하로 한정되는 것이 통상적이므로 입경의 상한값과 별도로 하한값을 한정할 필요는 없다. 만일 상기 코팅된 경화촉진제의 입경이 10㎛를 초과하면 전체 에폭시 수지 조성물의 유동 특성이 나빠지는 단점이 있다.
상기 열가소성 수지로 코팅된 경화촉진제는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1 ~ 20 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 5 ~ 15 중량%로 사용하는 것이 더 바람직하다. 만일, 20 중량%를 초과하여 사용하는 경우에는 불필요한 경화촉진제의 과잉 사용으로 경화물에서의 원하는 물성을 얻기 어려울 수 있으며, 0.1 중량% 미만으로 사용하는 경우에는 경화 속도가 느려져서 생산성이 감소하며, 미경 화로 인하여 원하는 물성을 얻을 수 없는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 에폭시수지는 반도체 소자 언더필용으로 일반적으로 사용되는 에폭시수지라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 화합물인 것이 바람직하다. 상기 에폭시수지로는 저점도 액상 에폭시수지를 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 하기 화학식 2로 표시되는 비스페놀계 에폭시수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
[화학식 2]
(상기 식에서 R은 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 6의 알킬기이다.)
상기 비스페놀계 에폭시수지는 저점도 액상 에폭시수지로서, 에폭시 수지 조성물이 우수한 유동성을 통하여 양호한 간극 충전성을 나타내도록 하는 작용을 한다. 상기 비스페놀계 에폭시수지로는 에폭시 당량이 150 ~ 220이고, 점도는 300 ~ 5,000cps인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 상기 화학식 2의 R이 수소 또는 메틸기인 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형 에폭시수지가 바람직하며, 수소화 비스페놀 A형 에폭시수지, 수소 화 비스페놀 F형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 AD형 에폭시수지도 사용할 수 있다. 상기 물질들은 단독 혹은 2 이상의 혼합물로도 사용할 수 있으며, 유동성과 점도 조절의 관점에서 상기 비스페놀 A형 에폭시수지와 상기 비스페놀 F형 에폭시수지를 적절히 혼합하여 사용하는 것이 가장 바람직하다.
또한 본 발명의 에폭시수지에는 필요에 따라 물성 향상을 목적으로 나프탈렌계, 페놀노볼락계, 사이클로 알리파틱계, 아민계 다관능성 에폭시수지 등의 다른 액상 에폭시수지가 사용될 수 있다. 그러나 나프탈렌계 에폭시수지나 페놀노볼락계 에폭시수지 등을 사용할 경우에는 점도가 많이 증가할 수 있으므로 본 발명의 목적에 맞도록 적절한 점도를 유지하는 범위 내에서 다른 에폭시수지와 혼합하여 사용하여야 한다. 또한 본 발명의 에폭시수지에는 필요에 따라 조성물의 점도를 낮추기 위한 목적으로 1 ~ 3개의 에폭시 반응기를 가지는 반응성 희석제가 혼합될 수도 있다. 그러나 반응성 희석제의 함량이 높아질수록 경화 속도가 낮아지므로, 본 발명의 목적에 맞는 범위에서 적당량을 사용하여야 한다.
본 발명의 전체 에폭시수지는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 20 ∼ 60 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 30 ~ 50 중량%로 사용하는 것이 더 바람직하다. 만일 60 중량%를 초과하여 사용하는 경우에는 반응속도가 느려져 공정시간이 길어지는 문제점이 있을 수 있고, 20 중량% 미만으로 사용되는 경우 본 발명에서 요구하는 물성을 얻을 수 없는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 경화제는 상기 에폭시수지와 반응하여 경화물을 만들 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 하기 화학식 3으로 표시되는 테트라하이드로프탈산 무수물계 경화제를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 테트라하이드로프탈산 무수물계 경화제는 수산기(OH) 당량이 210∼250이며, 고순도의 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
(상기 식에서 R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기 혹은 알케닐기이다.)
본 발명의 경화제는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 30 ∼ 70 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 40 ~ 60 중량%로 사용하는 것이 더 바람직하다. 70 중량%를 초과하여 사용하는 경우에는 경화물 내에 미경화 잔류물이 형성되어 패키지의 신뢰성이 저하될 수 있고, 30 중량% 미만으로 사용할 경우에는 경화속도가 느려지는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서는 상기 성분들 이외에도 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 필요에 따라 기포의 제거를 용이하게 하기 위한 소포제, 제품 외관 등을 위한 카본블랙 등의 착색제, 기계적 물성 및 접착력을 증가시키기 위한 글리시독시프로필 트리메톡시 실란이나 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란 등의 실란 커플링제, 침투성 개선을 위한 표면장력 조절제, 요변성과 성형성을 개선하기 위한 퓸드(fumed) 실리카 등의 기타 첨가제가 추가로 사용될 수 있다.
본 발명의 액상 에폭시 수지 조성물의 점도는 25℃에서 500cps 이하, 바람직하게는 200 ~ 400cps의 범위인 것이 좋으며, 더 바람직하게는 200 ∼ 300cps인 것이 좋다. 언더필 공정 시 패키지와 회로 기판간의 간극 크기에 따라 다를 수 있으나, 수지 조성물의 점도가 500cps를 초과하는 경우에는 간극 충전 시간이 너무 길고 디스펜싱 공정에서의 작업성 또한 불량할 우려가 있다.
본 발명의 액상 에폭시 수지 조성물은, 예를 들면 에폭시수지, 경화제, 및 경화촉진제를 동시에 또는 원료별로 순차적으로 투입하고 필요에 따라 가열처리를 하면서 교반, 혼합, 분산시킴으로써 제조할 수 있다. 이들 혼합물의 혼합, 교반, 분산 등의 장치는 특별히 한정되지 않지만, 교반, 가열장치를 구비한 혼합분쇄기, 3축 롤밀, 볼밀, 진공유발기, 유성형 혼합기 등을 사용할 수 있으며, 또한 이들 장치를 적절하게 조합하여 사용할 수도 있다.
성형 공정은 통상의 디스펜싱 공정을 사용할 수 있으며, 경화 시에는 130℃에서 1시간 이상 오븐에서 경화하는 것이 바람직하다. 경우에 따라 경화촉진제의 조절을 통하여 경화 온도를 변화시킬 수 있으며, 경화 시간을 단축할 수도 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1, 비교예 1 내지 3]
하기 표 1에 나타난 배합비대로 원료를 배합한 후, 세라믹 재질의 교반기와 3-롤밀을 이용하여 교반 및 분산, 혼합하여 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. VOID와 접착력의 경우 칩 온 필름(COF) 기재에 언더필한 후 130℃에서 한 시간 경화시킴으로서 시편을 제조하여 테스트하였다. 하기와 같은 방법으로 점도, 상온안정성, 겔화 시간, 유동속도, 보이드 등의 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[물성평가방법]
1) 점도, 상온안정성
수지 조성물 제조 직후의 점도를 Cone & Plate 형 Brookfield 점도계를 사용하여 25℃에서 측정하였다. 상온안정성은 제조 이후 3일간 시간 경과에 따른 점도 증가율(%)로 나타내었다.
2) 겔화 시간
Gel timer 위에 레진을 놓고 130℃에서 경화되기까지의 시간을 측정하였다.
3) 유동속도
30㎛ 간격의 유리판 사이에 수지 조성물을 디스펜싱하여 충전되는 속도를 측정하였다. 결과는 pass/fail로 나타내었다.
4) 보이드(void)
COF(chip on film) 패키지에 레진을 디스펜싱하여 충전하였다. 130℃에서 60분 경화시킨 패키지를 현미경을 사용하여 패키지 내부의 VOID를 관찰하였다. 결과는 pass/fail로 나타내었다.
(중량%)
삭제
주 1) EXA-835LV, DIC
2) B-570, DIC
3) 2E4MZ-CN, 국도화학
4) 2P4MHZ(SHIKOKU)이 비스페놀 A형 에폭시수지와 비스페놀 F형 에폭시에분산된 형태의 잠재성 경화촉진제.
5), 6) 2P4MHZ(SHIKOKU)이 열가소성 수지로 코팅된 후, 비스페놀 A형 에폭시수지와 비스페놀 F형 에폭시수지에 분산된 형태의 잠재성 경화촉진제. (이 중 에폭시수지의 비율은 67%)
표 1의 물성 및 평가 결과에서 볼 수 있듯이 잠재성 경화촉진제를 사용할 경우(실시예 및 비교예 2 및 3), 기존의 비잠재성 경화촉진제를 사용할 때(비교예 1)에 비하여 경화 속도는 향상시키면서 상온안정성을 양호하게 하는 효과를 나타내었다. 또한 열가소성 수지로 코팅된 경화촉진제를 사용하였으나 경화촉진제의 입도가 크면 유동속도가 느려지는 것을 확인할 수 있었다(비교예 2). 그리고 코팅되지 않은 잠재성 경화촉진제를 사용했을 때에는 비잠재성 경화촉진제를 사용한 비교예 1의 경우보다 상온안정성과 유동성은 좋으나 패키지 내 보이드 문제가 발생하였다(비교예 3).
본 발명에 따른 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물은 유동성이 우수하여 양호한 간극 충전성을 가지며, 빠른 경화속도에 의해 공정성이 우수하므로 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다. 또한 본 발명의 조성물은 저점도이면서도 상온 저장 안정성이 우수하다.
Claims (9)
- 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시수지, 상기 에폭시수지와 반응하여 경화물을 만드는 경화제, 상기 에폭시수지와 상기 경화제의 반응을 촉진시키는 경화촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 경화촉진제가 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제가 에폭시수지 또는 경화제에 사전에 분산된 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.
- 제 2항에 있어서, 상기 에폭시수지가 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 A형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 F형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 AD형 에폭시수지로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제의 코팅되기 전의 경화촉진제가 하기 화학식 1로 표시되는 이미다졸계 촉매인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.[화학식 1]
(상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐기, 시아노에틸기, 벤질기 또는 수산기이다.) - 제 1항에 있어서, 상기 표면이 열가소성 수지로 코팅된, 입경 10㎛ 이하인 경화촉진제가 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1 ~ 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지가 하기 화학식 2로 표시되는 비스페놀계 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.[화학식 2]
(상기 식에서 R은 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 6의 알킬기이다.) - 제 1항에 있어서, 상기 경화제가 하기 화학식 3으로 표시되는 테트라하이드로프탈산 무수물계 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.[화학식 3]
(상기 식에서 R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼4의 알킬기 혹은 알케닐기이다.) - 제 1항에 있어서, 상기 액상 에폭시 수지 조성물의 점도가 25℃에서 500cps 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항 기재의 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물을 교반, 가열장치를 구비한 혼합분쇄기, 3축 롤밀, 볼밀, 진공유발기, 유성형 혼합기를 사용하여 혼합, 분쇄하여 얻은 제품으로 디스펜싱 공정을 통하여 패키지한 반도체 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060139232A KR100797614B1 (ko) | 2006-12-31 | 2006-12-31 | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060139232A KR100797614B1 (ko) | 2006-12-31 | 2006-12-31 | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100797614B1 true KR100797614B1 (ko) | 2008-01-23 |
Family
ID=39219127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060139232A KR100797614B1 (ko) | 2006-12-31 | 2006-12-31 | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100797614B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101117757B1 (ko) | 2009-02-26 | 2012-03-15 | 도레이첨단소재 주식회사 | 비유동성 언더필용 수지조성물 및 이를 이용한 비유동성 언더필 필름 |
| WO2024055946A1 (zh) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | 华为技术有限公司 | 树脂组合物及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040061568A (ko) * | 2002-12-31 | 2004-07-07 | 제일모직주식회사 | 반도체 언더필용 에폭시 수지 조성물 |
| KR20060077959A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 언더필용 에폭시 수지 조성물 |
-
2006
- 2006-12-31 KR KR1020060139232A patent/KR100797614B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040061568A (ko) * | 2002-12-31 | 2004-07-07 | 제일모직주식회사 | 반도체 언더필용 에폭시 수지 조성물 |
| KR20060077959A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 언더필용 에폭시 수지 조성물 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101117757B1 (ko) | 2009-02-26 | 2012-03-15 | 도레이첨단소재 주식회사 | 비유동성 언더필용 수지조성물 및 이를 이용한 비유동성 언더필 필름 |
| WO2024055946A1 (zh) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | 华为技术有限公司 | 树脂组合物及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5265430B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、及び半導体装置 | |
| JP7167912B2 (ja) | 液状封止樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 | |
| KR100797614B1 (ko) | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 | |
| JP5593259B2 (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物 | |
| KR100540914B1 (ko) | 반도체 언더필용 에폭시 수지 조성물 | |
| KR100673767B1 (ko) | 반도체 소자 언더필용 에폭시 수지 조성물 | |
| KR101234848B1 (ko) | 반도체 소자 밀봉용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| KR100655056B1 (ko) | 반도체 소자 밀봉용 액상 에폭시 수지 조성물 | |
| KR100740894B1 (ko) | 고신뢰성 반도체 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 패키지 | |
| KR100797941B1 (ko) | 재작업이 가능한 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| JP2012056979A (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
| JP2013136702A (ja) | 液状封止材 | |
| KR100990807B1 (ko) | 반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체소자 | |
| KR101293784B1 (ko) | 반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| KR101234847B1 (ko) | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| KR100479860B1 (ko) | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 | |
| JP2006028250A (ja) | 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| KR100823073B1 (ko) | 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 반도체 소자 | |
| KR100671137B1 (ko) | 재작업이 가능한 반도체 소자 언더필용 액상 에폭시 수지조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| JP7513074B2 (ja) | 封止用樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 | |
| KR100671136B1 (ko) | 재작업이 가능한 고신뢰성 반도체 소자 언더필용 액상에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| KR100740895B1 (ko) | 재작업이 가능한 고신뢰성 반도체 사이드필용 액상 에폭시수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| KR101279967B1 (ko) | 반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
| JP7509192B2 (ja) | 封止用樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法 | |
| KR100655052B1 (ko) | 반도체 언더필용 액상 에폭시 수지 조성물 |
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: 20130103 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131217 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141223 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151218 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161223 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171219 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181220 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200103 Year of fee payment: 13 |