KR101266542B1 - 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자를 밀봉하는데 사용하는 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지; 하기 화학식 2로 표시되는 경화제; 및 무기 충전제를 포함한다. 이와 같은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 반도체 소자 패키지의 휨특성 및 무연 땜납 공정에서 요구되는 내땜납성을 향상시킬 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
반도체, 소자, 에폭시 수지, 휨, 땜납(Solder)
Description
본 발명은 반도체 소자의 단면을 밀봉할 때 사용하는 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 고집적화 경향에 따라, 반도체 소자 크기의 대형화, 셀 면적의 소형화 및 배선의 다층화가 급속히 진전되고 있으며, 반도체 소자를 외부환경으로부터 보호하는 패키지(Package) 방법 또한 고밀도 실장(즉, 표면 실장)으로 소형화 및 박형화가 가속화되고 있다. 또한, 반도체 소자를 밀봉하는데 있어서 환경관련 규제가 엄격해짐에 따라 후공정인 땜납(Solder) 공정에서 납(Pb)의 사용이 금지되고 있는 바, 무연 땜납(Pb-free Solder) 공정에 대한 연구도 활발하게 이루어지고 있다.
현재, 납(Pb)을 대신하여 사용하는 무연 땜납 재료로는 주석(Sn), 비스무스(Bi), 은(Ag) 등이 있는데, 이러한 재료를 사용할 경우에는 땜납 공정의 온도가 기존보다 20℃정도 높아져야 한다. 여기서, 반도체 소자는 외부환경으로부터 보호 되기 위해 주로 에폭시 수지 조성물을 사용하여 밀봉되는데, 이와 같이 에폭시 수지 조성물로 밀봉된 반도체 소자를 상기한 무연 땜납 공정에 투입할 경우 반도체 소자의 불량 발생율이 높아져 에폭시 수지 조성물에 의한 내땜납성의 향상이 요구되고 있다. 즉, 흡수율(吸水率)이 높은 에폭시 수지 조성물로 밀봉된 반도체 소자를 무연 땜납 공정에 투입할 경우, 땜납 공정의 온도 상승으로 인해 반도체 소자에 존재하는 수분이 폭발함(수증기화)에 따라 응력이 발생하여 반도체 소자에 크랙이 발생하거나 반도체 소자와 에폭시 수지 조성물 간에 박리가 일어나는 등 신뢰성이 있는 반도체 소자를 수득하기가 어렵기 때문에 에폭시 수지 조성물에 의한 내땜납성 향상이 요구되는 것이다.
한편, 반도체 소자의 고집적화에 따른 다핀화에 의해 DIP, SOP, QFP 등의 양면 밀봉형 반도체 소자 패키지와 함께 QFN, BGA 등의 단면 밀봉형 반도체 소자 패키지가 주류를 이루고 있다. 이때, 단면 밀봉형 반도체 소자 패키지는 기판의 한쪽 면만을 에폭시 수지 조성물로 밀봉한다는 점에서 패키지의 휨이 커다란 문제가 되고 있다. 즉, 기판의 한쪽 면만을 에폭시 수지 조성물로 밀봉함에 따라 패키지가 비대칭을 이루어 휘어지게 되는데, 이렇게 패키지가 휘어질 경우 반도체 소자에 응력이 가해지거나 반도체 소자와 기판과의 단자 접합이 불완전해져 패키지의 전기적인 연결이 불량해지는 문제점이 발생하게 되는 것이다. 또한, 선팽창계수의 차이에 의해 에폭시 수지 조성물, 기판(substrate) 및 반도체 소자간의 수축율이 달라지게 되는데, 이러한 수축율 차이 또한 패키지 휨의 원인이 되어 상기와 같은 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 패키지의 휨 문제를 해결하기 위해 트리페놀메탄형 에폭시 수지와 트리페놀메탄형 페놀 수지를 이용하여 유리전이온도를 높이고 선팽창계수를 작게 하는 기술(일본공개특허공보 특개평11－147940)이 제안된 바 있다. 그런데, 제안된 기술은 패키지의 휨 문제는 해결할 수 있으나 에폭시 수지 조성물의 흡수율(吸水率)이 매우 높아 내땜납성이 떨어지기 때문에 반도체 소자에 크랙이 발생하거나 반도체 소자와 에폭시 수지 조성물 간의 박리가 일어나는 등의 문제점은 여전히 남아 있었다.
또한, 제안된 기술 이외에 무기 충전제의 사용량을 높임으로써 선팽창계수를 저하시켜 패키지의 휨 문제를 개선할 수 있으나 에폭시 수지 조성물의 유동성이 저하되어 성형시(반도체 소자의 밀봉작업) 와이어 스윕(wire sweep)이나 미충전이 발생할 우려가 있기 때문에 무기 충전제의 사용량을 조절하는 방법도 패키지의 휨 문제를 해결하는 것에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 반도체 소자 패키지의 휨특성 및 무연 땜납 공정에서 요구되는 내땜납성이 우수하고, 경화반응 또한 뛰어난 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 소자 패키지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지; 하기 화학식 2로 표시되는 경화제; 및 무기 충전제를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
(상기 식에서, n 및 m은 각각 0 또는 1이다.)
[화학식 2]
(상기 식에서, k는 1 내지 7이다.)
이때, 상기 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 헨셀 믹서 또는 슈퍼 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융 혼련하고 냉각 및 분쇄과정을 거쳐 제조될 수 있다.
한편, 본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 저압 트랜스퍼 성형법, 압축 성형법, 인젝션 성형법 또는 캐스팅 성형법을 이용하여 밀봉한 반도체 소자 패키지를 제공한다.
이때, 상기 반도체 소자 패키지는 단면 밀봉형인 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 유리전이온도가 높아 선팽창계수가 낮기 때문에 저수출율을 얻을 수 있어 반도체 소자 패키지의 휨특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 소수성인 나프탈렌 골격을 가지는 에폭시 수지를 사용함에 따라 흡수율이 최소화되어 무연 땜납 공정에서 요구되는 내땜납성을 향상시킬 수 있다. 또, 경화반응이 우수해 반도체 소자 성형시(밀봉시) 뛰어난 성형성을 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물(이하, ‘에폭시 수지 조성물’이라 함)은 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지, 하기 화학식 2로 표시되는 경화제 및 무기 충전제를 포함한다.
[화학식 1]
(상기 식에서, n 및 m은 각각 0 또는 1이다.)
[화학식 2]
(상기 식에서, k는 1 내지 7이다.)
<화학식 1로 표시되는 에폭시 수지>
상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지는 나프탈렌 골격으로 이루어져 높은 유리전이온도(Tg)를 나타낸다. 일반적으로 단단하고(rigid) 대칭성이 뛰어난 골격을 지닌 에폭시 수지는 높은 유리전이온도를 나타내는데, 본 발명의 상기 화학식1로 표시되는 에폭시 수지는 나프탈렌 골격부분이 단단한 결합을 이루고 있고 분자 전체의 대칭성도 뛰어나기 때문에 높은 유리전이온도를 나타내게 된다.
여기서, 에폭시 수지는 유리전이온도가 높을수록 낮은 선팽창계 수(coefficient of linear expansion)를 나타내며, 선팽창계수가 낮음에 따라 저수축율을 얻을 수 있는데, 본 발명의 에폭시 수지는 높은 유리전이온도를 나타냄에 따라 저수축율을 얻을 수 있어 반도체 소자 패키지의 휨특성을 개선할 수 있다.
즉, 반도체 소자 패키지가 휘는 원인 중 하나는 반도체 부재(예를 들어, 기판 또는 칩 등)와 밀봉되는 에폭시 수지의 수축율 차이에 의한 것으로, 이러한 수축율 차이는 에폭시 수지에 비해 반도체 부재의 수축율이 낮기 때문에 나타나게 된다. 그런데, 본 발명의 에폭시 수지는 상기와 같은 이유로 저수축율을 얻을 수 있기 때문에 반도체 부재와의 수축율 밸런스를 맞출 수 있게 되어 반도체 소자 패키지의 휨특성을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 화학식 1의 에폭시 수지 구조에서 나프탈렌은 소수성이기 때문에 에폭시 수지의 흡수율(吸水率)을 낮추어 에폭시 수지에 함유되는 수분의 양을 최소화시킴에 따라 무연 땜납 공정에서 요구되는 내땜납성 또한 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 화학식 1의 에폭시 수지는 n=1이고 m=1일 때 가교밀도가 높아져 저수축율 및 휨특성이 가장 우수하게 나타나지만 점도가 높아짐에 따라 유동특성이 저하될 수 있으므로, n=0이고 m=1(또는 n=1이고 m=0)인 에폭시 수지와 n=0이고 m=0인 에폭시 수지를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지 이외에 다른 에폭시 수지를 병용할 수도 있다. 이때, 병용할 수 있는 에폭시 수지는 특별히 한정되지 않으나, 한 분자 중에 두개 이상의 에폭시기를 포함하는 에폭시 수지가 바람직하며, 구체적인 예로는 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 비페닐아랄킬형 에폭시 수지, 크레졸 노 볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지 이외에 다른 에폭시 수지를 병용할 경우 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지는 에폭시 수지 전제 중량 100을 기준으로 40~100중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지가 40중량부 미만으로 포함되면 원하는 수축율을 얻기 어렵고 휨특성이 저하될 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 에폭시 수지(상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지 단독 또는 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지와 상기 다른 에폭시 수지를 병용한 에폭시 수지)는 에폭시 수지 조성물 전체 중량 100을 기준으로 3~14중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 에폭시 수지가 3중량부 미만으로 함유되면 유동성이 저하되어 성형시 와이어 스윕(wire sweep) 등의 문제가 발생할 수 있고 14중량부를 초과하면 수축율 및 흡수율이 과도하게 커져 휨특성 및 패키지의 신뢰성이 저하되기 때문이다.
<화학식 2로 표시되는 경화제>
상기 화학식 2로 표시되는 경화제는 페놀 노볼락 골격으로 이루어진다. 일반적으로 경화제는 그 종류 및 투입량에 따라 경화반응 이후 생성되는 경화물의 물성에 영향을 준다. 여기서, 페놀 노볼락 골격으로 이루어진 본 발명의 경화제는 그 가교점 간격이 짧기 때문에 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지와 반응할 경우 가교밀도가 높아져 그 결과물인 경화물의 유리전이온도를 높이게 된다. 이와 같이 상기 화학식 2로 표시되는 경화제를 사용함에 따라 경화물의 유리전이온도가 높아지면 선팽창계수가 낮아짐에 따라 저수축율을 얻을 수 있어 결과적으로 상기에서 언급한 바와 같이 반도체 소자 패키지의 휨을 억제할 수 있다.
한편, 에폭시 수지는 부적절한 경화속도 및 경화거동을 갖을 경우 반도체 소자를 성형하는 과정에서 표면 보이드, 내부 보이드, 게이트 보이드, 스티킹(sticking) 등의 성형불량이 발생할 수 있다. 이와 같이 성형이 불량해지면 신뢰성 있는 반도체 소자를 수득하기가 어려워진다. 또한, 경화반응이 잘 일어나지 않아 경화시간이 길어지면 작업성이 저하되고 그에 따라 생산효율 또한 떨어지게 된다. 그런데, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지에 상기 화학식 2의 경화제를 사용할 경우 경화반응이 우수해져 적절한 경화속도 및 경화거동을 나타내기 때문에 반도체 소자 성형시 성형성이 우수하고, 작업성 및 생산효율 또한 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 화학식 2로 표시되는 경화제 이외에 다른 경화제를 병용할 수도 있다. 이때, 병용할 수 있는 경화제는 특별히 한정되지 않으나 한 분자 중에 두개 이상의 페놀기를 포함하는 경화제가 바람직하며, 구체적인 예로는 페놀 아랄킬형 페놀 수지, 비페닐아랄킬형 페놀 수지, 크레졸 노볼락형 페놀 수지, 자일록형 페놀 수지, 디시크로펜타디엔형 페놀 수지, 나프탈렌형 페놀 수지, 트리페놀 메탄형 페놀 수지 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 화학식 2로 표시되는 경화제 이외에 다른 경화제를 병용할 경우 화학식 2로 표시되는 경화제는 경화제 전체 중량 100을 기준으로 40~100중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 2로 표시되는 경화제가 40중량부 미만으로 포함되면 경화시간이 길어져 성형성 및 작업성이 떨어지기 때문이다.
또한, 본 발명의 경화제(상기 화학식 2로 표시되는 경화제 단독 또는 상기 화학식 2로 표시되는 경화제와 상기 다른 경화제를 병용한 경화제)는 에폭시 수지 조성물 전체 중량 100을 기준으로 2~12중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 경화제가 2중량부 미만으로 함유되면 경화시간이 길어져 성형성 및 작업성이 떨어지며 12중량부를 초과하면 수축율이 과도하게 커져 휨특성이 저하되고 경화반응이 너무 빠르게 일어나 작업성 또한 떨어지기 때문이다.
<무기 충전제>
무기 충전제는 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지의 흡수율 및 수축율을 향상시키기 위해 포함된다. 이러한 무기 충전제로 사용할 수 있는 것은 용융 실리카, 결정성 실리카, 알루미나, 질화규소, 질화알루미늄 등을 들 수 있으며, 비용 및 기계적 특성 강화 측면에서 볼 때 용융 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 용융 실리카를 사용할 경우 그 형상 및 입경은 특별히 제한되지 않으나 평균입경은 0.1~35㎛인 것을 사용하는 것이 좋다.
이와 같은 무기 충전제는 부족하게 포함되면 에폭시 수지의 수축율 및 흡수율을 높여 휨특성 및 패키지의 신뢰성을 저하시키고, 과도하게 포함되면 에폭시 수 지의 유동성을 저하시켜 성형시 와이어 스윕(wire sweep 등) 등의 문제가 발생할 수 있으므로 에폭시 수지 조성물 전체 중량 100을 기준으로 80~92중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
<기타 첨가제>
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 경화촉진제를 더 포함할 수 있다. 경화촉진제는 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지와 상기 화학식 2로 표시되는 경화제의 경화 반응을 촉진시켜 에폭시 수지 조성물의 성형성 및 작업성을 향상시킨다. 이러한 경화촉진제는 특별히 한정되지 않으나, 구체적인 예로 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류; 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류; 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류; 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염; 및 이들을 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 경화촉진제는 부족하게 사용하면 미경화 불량이 발생하고 생산효율이 저하될 수 있으며, 과도하게 사용하면 에폭시 수지 조성물의 경화속도가 너무 빨라져 작업성 및 성형성이 떨어질 수 있기 때문에 에폭시 수지 조성물 전체 중량 100을 기준으로 0.1~1중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
이외에도 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 필요에 따라 천연왁스, 합성왁스, 고급지방산, 고급지방산 금속염, 에스테르계 등의 이형제; 카본블랙, 유기염 료, 무기염료 등의 착색제; 에폭시 실란, 아미노 실란, 머캅토 실란, 알콕시 실란 등의 커플링제; 실리콘 고무, 실리콘 오일, 실리콘 레진 등의 저응력제; 포스파젠; 붕산아연; 수산화알루미늄; 및 수산화마그네슘 등을 더 포함시켜 사용할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 에폭시 수지 조성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 일반적으로 각각의 원료를 헨셀 믹서나 슈퍼 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후 롤밀이나 니이더로 용융 혼련하고 냉각 및 분쇄과정을 거쳐 최종 분말 형태로 제조할 수 있다. 이때, 용융 혼련은 70~120℃에서 3~15분간 실시하는 것이 바람직하다. 용융 혼련 온도가 너무 높거나 그 시간이 너무 길면 경화반응이 진행되어 에폭시 수지 조성물의 유동성이 저하될 수 있으며, 반대로 용융 혼련 온도가 너무 낮거나 그 시간이 너무 짧으면 에폭시 수지 조성물 내 원료의 분산성이 떨어져 경화반응이 저하되거나 보이드가 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 본 발명은 상기에서 설명한 에폭시 수지 조성물로 밀봉된 반도체 소자 패키지를 제공할 수 있다. 이때, 밀봉되는 반도체 소자 패키지는 단면형(예를 들어, QFN, BGA 등)인 것이 바람직하다. 또한, 반도체 소자를 밀봉하는 방법은 저압 트랜스퍼 성형법이 가장 일반적으로 사용되는 방법이나, 압축(compression) 성형법, 인젝션(Injection) 성형법이나 캐스팅(Casting) 성형법 등을 사용할 수도 있다.
여기서, 밀봉하는 과정은 특별히 한정되지 않으나 성형기(성형법에 따라 선 택)를 이용하여 제조된 에폭시 수지 조성물로 반도체 소자를 밀봉성형(경화)시키고, 성형이 완료된 반도체 소자 패지키를 후경화시켜 제조할 수 있다. 이때, 밀봉성형시키는 온도 및 시간은 160~190℃에서 50~120초로, 후경화시키는 온도 및 시간은 160~190℃에서 2~8시간으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세히 설명하나, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1~3 및 비교예 1~3] 에폭시 수지 조성물 제조
하기 표 1의 조성에 따라 각 성분들을 평량한 후 헨셀 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하여 분말 상태의 1차 조성물을 제조하였다. 이후 연속 니이더를 이용하여 100℃에서 7분간 용융혼련한 뒤 냉각 및 분쇄하여 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
[표 1]
| 구성성분(단위 : 중량%) | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 에폭시 수지 | 화학식 1의 에폭시 수지1) | 7.50 | 3.71 | 6.94 | 6.19 | ||
| 바이페닐형 에폭시 수지2) | 3.71 | 6.02 | |||||
| 트리페놀메탄형 에폭시 수지3) | 7.03 | ||||||
| 경화제 | 화학식 2의 경화제4) | 3.72 | 3.80 | 2.14 | 4.19 | ||
| 자일록형 페놀수지5) | 2.14 | 5.03 | 5.20 | ||||
| 경화 촉진제 | 트리페닐포스핀6) | 0.12 | |||||
| 무기 충전제 | 실리카 | 88.00 | |||||
| 커플링제 | 에폭시실란7) | 0.20 | |||||
| 착색제 | 카본블랙8) | 0.26 | |||||
| 왁스 | 카르나우바왁스9) | 0.20 | |||||
| (주) 1) HP-4770, DIC 2) YX-4000H, Japan Epoxy Resins 3) EPPN-501H, Nippon kayaku 4) H-1, Meiwa kasei 5) MEH-7800SS, Meiwa Plastic Industries 6) TPP, HOKKO CHEMICAL INDUSTRY 7) KBM-403, Shin-Etsu Chemical 8) MA600, Mitsubishi Chemical 9) Powderd Carnauba Wax No.1, S.KATO&CO. |
|||||||
[실험예 1] 물성평가
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~3의 에폭시 수지 조성물 및 상기 에폭시 수지 조성물을 MPS(Multi Plunger System) 성형기를 이용하여 성형 및 후경화시켜 제조된 반도체 소자 패키지를 이용하여 하기 방법으로 각종 물성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
1. 스파이럴 플로우(Spiral Flow): EMMI 규격을 기준으로 금형을 제작하여 성형온도 175℃, 성형압력 70Kgf/㎠에서 유동 길이를 평가하였다.
2. 경화도(Hot Hardness): MPS(Multi Plunger System) 성형기를 이용하여 400FBGA를 175℃에서 60초간 성형시킨 후 금형이 열린 10초 후에 Cull부분의 경화도를 Shore D 경도계로 측정하였다.
3. 유리전이온도(Tg): TMA(Thermomechanical Analyser)로 평가하였다.
4. 고온굴곡탄성율: ASTM D-790에 준하여 표준시편(125×12.6×6.4mm)을 만든 후 175℃에서 4시간 경화시킨 이후에 UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 260℃에서 측정하였다.
5. 휨특성: MPS(Multi Plunger System) 성형기를 이용하여 175℃에서 60초간 성형시킨 후, 175℃에서 4시간 동안 후경화시켜, PCB 0.27T, 패키지 두께 0.6T 구조의 400FBGA(18×18mm)형 반도체 소자 패키지를 제작하고 비접촉식 레이저 측정기로 측정하였다.
6. 흡습률: 121℃, 100RH(2기압)의 항온 항습기에서 24시간 흡습시킨 후 상온으로 식을 때까지 기다려 질량을 잰 후 측정한 질량값을 이용하여 흡습률을 계산하였다.
7. 내땜납성: 휨특성에 사용한 400FBGA를 125℃에서 24시간 건조시켜 85℃ 상대습도 60%의 조건에서 168시간 흡습 처리한 후 260℃에서 10초간 리플로우 처리를 3회 실시했다. 처리한 패키지를 비파괴검사인 SAT(Scanning Acoustic Tomograph)로 박리 및 크랙을 관찰하고 불량 패키지의 개수를 조사했다.
[표 2]
| 평가항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 스파이럴 플로우(inch) | 52 | 59 | 55 | 39 | 57 | 70 |
| 경화도 | 85 | 81 | 82 | 88 | 74 | 61 |
| Tg(℃) | 167 | 150 | 154 | 186 | 132 | 114 |
| 고온굴곡탄성율(kgf/㎟ at 260℃) | 89 | 75 | 82 | 149 | 69 | 48 |
| 휨특성(㎛) | 11 | 25 | 48 | 12 | 126 | 452 |
| 흡습률(%) | 0.21 | 0.24 | 0.20 | 0.29 | 0.19 | 0.22 |
| 내땜납성 불량개수 (16개의 패키지를 기준으로 함) |
0 | 0 | 0 | 13 | 0 | 0 |
상기 표 2를 살펴보면, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지와 화학 식 2로 표시되는 경화제를 모두 사용한 실시예 1~3은 비교예들보다 휨특성, 경화도 및 내땜납성이 우수함을 알 수 있었다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지에 화학식 2로 표시되는 경화제를 사용한 실시예 3은 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지만을 사용한 비교예 2보다 우수한 휨특성을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 점은 본 발명의 화학식 2로 표시되는 경화제가 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지와 결합됨에 따라 유리전이온도가 높아져 저수축율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지를 사용하지 않은 비교예1은 유리전이온도가 높아 휨특성 및 양호하지만 흡습률이 높아 내땜납성이 매우 떨어지는 것을 알 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술되는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
Claims (9)
- 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지;하기 화학식 2로 표시되는 경화제; 및무기 충전제를 포함하는 에폭시 수지 조성물이고,상기 에폭시 수지 조성물 전체 중량 100을 기준으로, 상기 에폭시 수지 3~14 중량부; 상기 경화제 2~12 중량부; 및 상기 무기 충전제 80~92 중량부를 포함하고,상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지는 에폭시 수지 전체 중량 100을 기준으로 40~100중량부로 포함되며,상기 화학식 2로 표시되는 경화제는 경화제 전체 중량 100을 기준으로 40~100중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물:[화학식 1]
(상기 식에서, n 및 m은 각각 0 또는 1이다.)[화학식 2]
(상기 식에서, k는 1 내지 7이다.) - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,경화 촉진제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제1항 또는 제5항에 있어서,상기 에폭시 수지 조성물은 헨셀 믹서 또는 슈퍼 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융 혼련하고 냉각 및 분쇄과정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제1항 또는 제5항의 에폭시 수지 조성물로 밀봉된 반도체 소자 패키지.
- 제7항에 있어서,상기 반도체 소자 패키지는 저압 트랜스퍼 성형법, 압축 성형법, 인젝션 성형법 또는 캐스팅 성형법을 이용하여 밀봉된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 패키지.
- 제7항에 있어서,상기 반도체 소자 패키지는 단면 밀봉형인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 패키지.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020090076151A KR101266542B1 (ko) | 2009-08-18 | 2009-08-18 | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패키지 |
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-
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