KR101522436B1 - 반도체 봉지용 수지 조성물 및 이것을 이용한 반도체 장치 - Google Patents

반도체 봉지용 수지 조성물 및 이것을 이용한 반도체 장치 Download PDF

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Abstract

2개 이상의 글리시딜 에테르기를 포함하는 화합물(A)과 경화제를 포함하는 반도체 봉지용 수지 조성물로서, 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 이온 점도를 경시(經時)적으로 측정했을 때, 최저 이온 점도의 출현 시간이 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내이고, 상기 최저 이온 점도가 4.0 이상, 7.0 이하이며, 상기 이온 점도의 최대 슬로프의 출현 시간이 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내이고, 상기 최대 슬로프가 2.0 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 수지 조성물.

Description

반도체 봉지용 수지 조성물 및 이것을 이용한 반도체 장치{SEMICONDUCTOR-ENCAPSULATING RESIN COMPOSITION AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THEREOF}
본 발명은 반도체 봉지용 수지 조성물 및 이것을 이용한 반도체 장치에 관한 것이다.
근래의 전자기기 소형화, 경량화, 고성능화의 시장동향에 있어서, 반도체 소자(이하, 「소자」, 「칩」이라고도 함)의 고집적화가 해마다 진척되고, 또 반도체 장치(이하, 「패키지」라고도 함)의 표면 실장화가 촉진되고 있다. 이에 의해 반도체 봉지용 수지 조성물(이하, 「봉지재」 또는 「봉지 재료」라고도 함)에 대한 요구는 점점 까다로워지고 있다. 특히, 현재 일반적인 반도체 장치의 표면 실장 공정에 있어서, 흡습한 반도체 장치는 땜납 처리시에 고온에 노출되어 기화한 수증기의 폭발적 응력을 받는다. 이에 의해 반도체 장치에 크랙이 발생하거나, 혹은 반도체 소자나 리드 프레임과 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물의 계면에 박리가 발생하여, 얻어지는 반도체 장치의 전기적 신뢰성을 크게 손상시키는 경우가 있다. 따라서, 이와 같은 불량의 방지, 즉 반도체 봉지용 수지 조성물의 내(耐)땜납성의 향상이 큰 과제가 되고 있다. 또한, 납의 사용 철폐의 기운으로 인하여, 종래보다 융 점이 높은 무연 땜납의 사용 빈도가 높아지고 있다. 무연 땜납을 사용했을 경우 반도체 실장 온도를 종래에 비해 약 20℃ 높게 할 필요가 있다. 이와 같은 고온에서 반도체를 실장하면 실장 후의 반도체 장치의 신뢰성이 종래의 것에 비해 현저하게 저하된다. 또, 환경 문제로 인하여 Br 화합물이나 산화안티몬 등의 난연제를 사용하지 않고 봉지 수지에 내연성(耐燃性)을 부여하는 요구도 증가하고 있다.
내땜납성 및 내연성을 향상시키기 위해서는 높은 충전량의 무기 충전제를 포함하는 봉지 수지를 이용하는 것이 유효하다고 생각되고 있다. 무기 충전제에 의해 수지의 흡수성이 저하되어 내땜납성이 향상한다. 또, 무기 충전제를 다량으로 사용함으로써 수지 중의 타기 쉬운 수지분을 저감할 수 있어 내연성이 향상된다. 이와 같은 사정으로 인해 최근의 반도체 봉지용 수지 조성물은 성형시에 저점도로 고유동성을 가지도록 보다 저점도의 결정성 에폭시 수지를 포함하며, 보다 많은 무기 충전제를 포함하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조). 그러나 실장시 충분한 내땜납성 및 난연성을 양립시킬 수 있는 방법은 아직 발견되지 않았다.
따라서 본 출원인은 내땜납성, 내연성이 뛰어난 비페닐렌 골격 함유 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 비페닐렌 골격 함유 페놀아랄킬형 경화제를 이용한 에폭시 수지 조성물을 제안하고 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조). 이 에폭시 수지 조성물은 분자 골격에 방향족환을 많이 포함하기 때문에, 연소시 성형물 표층에 탄화층을 형성한다. 이에 의해 연소를 한층 더 억제하여 뛰어난 내연성을 나타낸다. 또, 방향족환을 함유함으로써 조성물의 소수성이 향상된다. 또, 방향족환에 의해 수지의 가교점 간 거리가 증대하기 때문에 고온하에서의 조성물의 탄성률이 저하하여 내땜 납성이 향상된다.
근래, 봉지 수지의 내땜납성, 내연성 향상이 한층 더 요망되고 있다. 그 대책으로는 무기 충전제의 배합량을 높이는 것을 생각할 수 있다.
또, 근래 반도체 장치의 I/O 수의 상승으로 인하여 실리콘 칩과 기판의 회로를 전기적 접합시키고 있는 본딩 와이어의 피치 사이가 좁아지는 경향에 있기 때문에 봉지 수지의 유동성이 요구된다. 그러나 봉지 수지에 이용되는 비페닐렌 골격 함유 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 비페닐렌 골격 함유 페놀아랄킬형 경화제는 용융 점도가 낮지 않고, 이 때문에 봉지 수지의 유동성은 저하된다. 따라서 수지의 분자량을 작게 함으로써 용융 점도를 내리는 방법이 자주 사용되지만, 그로 인하여 수지의 경화성이 손상될 가능성이 높다.
이상으로부터 유동성과 경화성을 손상시키지 않고 높은 내땜납성 및 내연성을 가지는 반도체 봉지용 수지가 요구된다.
특허문헌 1: 일본 특개 평7-130919호 공보
특허문헌 2: 일본 특개 평8-20673호 공보
특허문헌 3: 일본 특개 평11-140277호 공보
본 발명에 의하면, 2개 이상의 글리시딜 에테르기를 포함하는 화합물(A)과 경화제를 포함하는 반도체 봉지용 수지 조성물로서, 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 이온 점도를 경시(經時)적으로 측정했을 때, 최저 이온 점도의 출현 시간이 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내이고, 상기 최저 이온 점도가 4.0 이상, 7.0 이하이며, 상기 이온 점도의 최대 슬로프의 출현 시간이 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내이고, 상기 최대 슬로프가 2.0 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 수지 조성물이 제공된다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(A) 및 상기 경화제의 전체 탄소수에 대한, 상기 화합물(A) 및 상기 경화제에 있어서의 방향환을 구성하는 탄소수의 비율이 70% 이상, 95% 이하이고, 상기 조성물이 할로겐계 난연제도 중금속계 난연제도 포함하지 않으며, 상기 수지 조성물의 경화물의 UL-94 수직법에 따른 내연성이 V-0 규격에 적합하다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 경화제는 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물을 포함하며, 상기 화합물은 150℃에서, 0.10dPa·s 이상, 2.0dPa·s 이하의 ICI 점도, 및 50℃ 이상, 90℃ 이하의 연화점을 가진다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 경화제는 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물을 포함하며, 상기 화합물은 150℃에서, 0.10dPa·s 이상, 0.65dPa·s 이하의 ICI 점도, 및 50℃ 이상, 65℃ 이하의 연화점을 가진다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 경화제는, 식(1)로 표시되는 화합물(B)을 포함한다;
Figure 112009061403300-pct00001
식(1)에 있어서,
―Ar1―는 치환 또는 무치환의 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
X는 수소 원자, 또는 히드록실기를 가져도 되는 탄소수 1~20의 유기기이고,
―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 달라도 되며,
―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이고, 서로 동일해도 달라도 되며,
k는 0~7의 정수이고,
l은 0~8의 정수이며,
m 및 n의 평균값은 모두 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(B)의 ―Ar1―는 페닐렌기이고, ―Ar2―는 비페닐렌기이며, X는 수소 원자 또는 탄소수 6~20의 방향족 기이다.
또 본 발명에 의하면, 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함하는 화합물(A)과, 하기 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 수지 조성물이 제공된다.
Figure 112009061403300-pct00002
식(1)에 있어서,
―Ar1―는 치환 또는 무치환의 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
X는 수소 원자, 또는 히드록실기를 가져도 되는 탄소수 1~20의 유기기이고,
―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 달라도 되며,
―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이고, 서로 동일해도 달라도 되며,
k는 0~7의 정수이고,
l은 0~8의 정수이며,
m 및 n의 평균값은 모두 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(B)의 ―Ar1-는 페닐렌기이고, ―Ar2―는 비페닐렌기이며, X는 수소 원자 또는 탄소수 6~20의 방향족 기이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 식(1)에 있어서 m≠0, n≠0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적 비율은 5% 이상, 55% 이하이며, 또한 상기 식(1)에 있어서 m=0, n=0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적 비율은 0.1% 이상, 40% 이하이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(B)은 150℃에서, 0.10dPa·s 이상, 20dPa·s 이하의 ICI 점도, 및 50℃ 이상, 90℃ 이하의 연화점을 갖는다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 수지 조성물은 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 이온 점도를 경시적으로 측정했을 때, 최저 이온 점도의 출현 시간이 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내이며, 상기 최저 이온 점도가 4.0 이상, 7.0 이하이고, 상기 이온 점도의 최대 슬로프의 출현 시간이 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내이며, 상기 최대 슬로프가 2.0 이상 6.0 이하이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 수지 조성물은 할로겐계 난연제도 중금속계 난연제도 포함하지 않으며, 상기 수지 조성물의 경화물의 UL-94 수직법에 따른 내연성이 V-0 규격에 적합하다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 경화제는, 상기 화합물(B) 이외의 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물(C)을 추가로 포함하며, 상기 화합물(C)은 노볼락형 페놀 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지 및 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(A)은 비페놀의 에폭시화 수지, 비스페놀 F의 에폭시화 수지, 티오비스페놀의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 노볼락형 페놀 수지의 에폭시화 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지의 에폭시화 수지 및 디히드로안트라히드로퀴논의 글리시딜 에테르화 에폭시 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 수지 조성물은 경화촉진제(D)를 추가로 포함한다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 경화촉진제(D)는 하기 일반식(2)로 표시되는 화합물, 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물, 하기 일반식(4)로 표시되는 화합물 및 하기 일반식(5)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 하나이다:
Figure 112009061403300-pct00003
일반식(2)에 있어서,
P는 인 원자이고,
R3, R4, R5 및 R6은 각각 방향족 기 또는 알킬기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고,
A는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산의 음이온이며,
AH는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산이고,
a 및 b는 1~3의 정수이며, c는 0~3의 정수이고, a=b이다;
Figure 112009061403300-pct00004
일반식(3)에 있어서,
P는 인 원자이고,
X1은 탄소수 1~3의 알킬기이며,
Y1은 히드록실기이고,
d 및 e는 각각 0~3의 정수이다;
Figure 112009061403300-pct00005
일반식(4)에 있어서,
P는 인 원자이고,
R7, R8 및 R9는 각각 탄소수 1~12의 알킬기 또는 탄소수 6~12의 아릴기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고,
R10, R11 및 R12는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~12의 유기기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고, 또는 R10과 R11이 결합하여 환상 구조로 되어 있어도 된다;
Figure 112009061403300-pct00006
일반식(5)에 있어서,
A1은 질소 원자 또는 인 원자이고,
Si는 규소 원자이며,
R13, R14, R15 및 R16은 각각 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이고, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며,
X2는 기 Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이고,
X3은 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이며,
Y2 및 Y3은 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이고, 그것들은 서로 동일해도 달라도 되며, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하고,
Y4 및 Y5는 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이며, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하고,
X2 및 X3은 서로 동일해도 달라도 되며, Y2, Y3, Y4, 및 Y5는 서로 동일해도 달라도 되고,
Z1은 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 수지 조성물은 실란 커플링제(E)와, 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F)을 추가로 포함한다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(F)은 방향환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물이다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(F)은 나프탈렌환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물이다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(F)은 나프탈렌환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물이다.
더욱 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 화합물(F)은 상기 수지 조성물 전체의 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하의 양이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 실란 커플링제(E)는 상기 수지 조성물 전체의 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하의 양이다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 수지 조성물은 무기 충전제(G)를 상기 수지 조성물 전체의 80 중량% 이상, 92 중량% 이하의 양으로 추가로 포함한다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 수지 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자를 봉지함으로써 제조된 반도체 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 유동성이 뛰어남과 아울러, 높은 경화성을 가지는 반도체 봉지용 수지 조성물 및 그것을 이용한 반도체 장치가 제공된다.
발명을 실시하기 위한 바람직한 형태
본 발명은 2개 이상의 글리시딜 에테르기를 포함하는 화합물(A)과 경화제를 포함하는 반도체 봉지용 수지 조성물로서, 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 이온 점도를 경시적으로 측정했을 때, 최저 이온 점도의 출현 시간이 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내이고, 최저 이온 점도가 4.0 이상, 7.0 이하이며, 이온 점도의 최대 슬로프의 출현 시간이 측정 개시부터 10초 이상, 60초 이내이고, 최대 슬로프가 2.0 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 수지 조성물은 이러한 특징을 갖춤으로써 유동성이 뛰어나면서 높은 경화성을 갖는다.
이하, 각 성분에 대해 상세하게 설명한다.
종래 반도체 봉지용 수지 조성물의 점도 특성, 유동성을 평가하는 방법으로서, 스파이럴 플로우, 고화식 플로우, 브라벤더(Brabender), 라보 플라스토밀(Labo Plastomill) 등이 이용되어 왔다. 그러나 이것들은 모두 반도체 봉지용 수지 조성물 중의 충전제의 배합 비율에 크게 좌우되기 때문에, 주제(主劑), 경화제, 경화촉진제 등으로 이루어진 수지 조성물 자체의 점도 특성 및 유동성을 올바르게 평가하는 것은 곤란했었다. 또, 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화 거동을 평가하는 방법으로는, 종래 큐어래스토미터(Curelastometer) 등이 이용되어 왔다. 그러나 이것들은 반도체 봉지용 수지 조성물 중의 충전제의 배합 비율에 많이 좌우되기 때문에, 주제, 경화제, 경화촉진제 등으로 이루어진 수지 조성물 자체의 경화 거동을 올바르게 평가하는 것은 곤란하였다. 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 최저 이온 점도 및 그 미분값인 슬로프는 각각 반도체 봉지용 수지 조성물의 점도 특성 및 경화 거동을 나타내는 지표이다. 또, 이들 값은 수지 조성물의 유전 특성 변화에 기초하여 얻을 수 있기 때문에, 수지 조성물 자체의 점도 특성 및 경화 거동을 평가하는데 적합하다.
도 1은 본 발명에 관한 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 이온 점도 및 슬로프의 프로파일을 나타낸 도면이다. 수지 조성물 전체가 녹은 상태가 된 단계에서 그 이온 점도가 최저값이 되며, 그 후 경화의 진행에 수반하여 이온 점도는 상승해 나간다. 슬로프는 이온 점도의 미분값이며, 이것은 이온 점도의 상승 속도가 빨라짐에 따라 상승한다. 이온 점도의 상승 속도가 가장 빨라지는 포인트가 최대 슬로프값이다. 최저 이온 점도의 출현 시간은 수지의 용해 용이성을 나타내는 지표이며, 최저 이온 점도 값은 수지의 최저 점도를 나타내는 지표이다. 또, 최대 슬로프의 출현 시간은 수지 경화의 상승 타이밍을 나타내는 지표이며, 최대 슬로프의 값은 수지 경화의 상승 속도를 나타내는 지표이다.
본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물을, 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 측정했을 때의 최저 이온 점도는, 바람직하게는 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내에 나타나고, 또한 그 값이 4.0 이상, 7.0 이하이며, 보다 바람직하게는 측정 개시로부터 7초 이상, 30초 이내에 나타나며, 그리고 그 값이 4.5 이상, 6.4 이하이며, 더욱 바람직하게는 측정 개시로부터 9초 이상, 20초 이내에 나타나며, 또한 그 값이 5.0 이상, 6.3 이하이다. 최저 이온 점도의 출현 시간이 상기 하한값을 밑돌면 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에 에어 벤트(air vent)부 등에 수지 누출(resin bleed)이 발생할 우려가 있다. 최저 이온 점도의 출현 시간이 상기 상한값을 넘으면 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에서의 충전성이 악화될 우려가 있다. 또, 최저 이온 점도의 값이 상기 하한값을 밑돌면 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에 있어서 에어 벤트부 등에 수지 누출이 발생할 우려가 있고, 상기 상한값을 넘으면 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에 있어서 반도체 소자에 접속된 금선 와이어의 흐름성을 악화시킬 우려가 있다.
또, 본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 측정했을 때의 최대 슬로프는 바람직하게는 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내에 나타나고, 또한 그 값이 2.0 이상, 6.0 이하이며, 보다 바람직하게는 측정 개시로부터 15초 이상, 55초 이내에 나타나고, 그리고 그 값이 2.3 이상, 5.5 이하이며, 더욱 바람직하게는, 측정 개시로부터 20초 이상, 50초 이내에 나타나고, 또한 그 값이 2.5 이상, 5.0 이하이다. 최대 슬로프의 출현 시간이 상기 하한값을 밑돌면 경화가 지나치게 빠르기 때문에 점도 상승이 조기에 진행되고, 그로 인하여 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에 있어서 반도체 소자에 접속된 금선 와이어의 흐름성이 악화되는 경우가 있다. 최대 슬로프의 출현 시간이 상기 상한값을 넘으면 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에서의 경화성이 악화될 우려가 있다. 또, 최대 슬로프의 값이 상기 하한값을 밑돌면 경화성이 불충분해져서 반도체 장치의 연속 생산성이 저하될 우려가 있으며, 최대 슬로프의 값이 상기 상한값을 넘으면 점도 상승이 조기에 진행되고, 이로 인하여 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에 있어서 반도체 소자에 접속된 금선 와이어의 흐름성을 악화시킬 우려가 있다.
또한, 유전분석장치 본체로는 NETZSCH사제의 DEA231/1 cure analyzer를, 프레스로는 NETZSCH사제의 MP235 Mini-Press를 사용할 수 있다. 또, 측정 방법으로는 ASTM E2039에 준거하여 측정할 수 있다.
본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물이 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 측정했을 때의, 최저 이온 점도가 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내에 있고, 또한 그 값이 4.0 이상, 7.0 이하이며, 또한 최대 슬로프가 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내에 있고, 그리고 그 값이 2.0 이상, 6.0 이하인 것으로 하기 위해서는, 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함하는 화합물(A)과 경화제의 종류와 배합 비율을 조정하는 것으로 달성된다. 특히 경화제의 종류의 선택이 중요하다. 또한, 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시의 유동성이나 경화성에 영향을 줄 수 있는 경화촉진제(D), 실란 커플링제(E), 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F) 등을 적절히 선택하여 배합함으로써 이들 특성을 조정할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함한 화합물(A)로는 종래 사용되고 있는 1 분자 중에 2개 이상의 글리시딜 에테르기를 가지는 에폭시 수지를 들 수 있으나, 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 페놀, 크레졸, 1-나프톨, 2-나프톨, 디히드록시나프탈렌 등의 페놀류 또는 나프톨류와, 포름알데히드, 아세트알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드 화합물을 산촉매하에서 반응시켜 얻어지는 노볼락형 페놀 수지의 에폭시화 수지; 비스페놀 A, 비스페놀 F, 옥시디페놀, 티오비스페놀, 비페놀 등의 에폭시화 수지; 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지의 에폭시화 수지; 페닐렌 골격이나 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지; 페닐렌 골격이나 비페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지의 에폭시화 수지; 트리페놀메탄형 페놀 수지의 에폭시화 수지; 알킬 변성 트리페놀메탄형 페놀 수지의 에폭시화 수지; 트리아진핵 함유 에폭시 수지; 디히드로안트라히드로퀴논의 글리시딜에테르화 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 이용해도 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 이들 중에서도 비페놀의 에폭시화 수지, 비스페놀 F의 에폭시화 수지, 티오비스페놀의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 노볼락형 페놀 수지의 에폭시화 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지의 에폭시화 수지 또는 디히드로안트라퀴논의 글리시딜 에테르화 에폭시 수지가 바람직하다.
또한, 그 중에서도, 비페놀의 에폭시화 수지(비페닐형 에폭시 수지) 혹은 비스페놀 A의 에폭시화 수지(비스페놀 A형 에폭시 수지), 비스페놀 F의 에폭시화 수지(디페닐메탄형 에폭시 수지)를 이용하면 유전분석장치로 측정했을 때의 최저 이온 점도가 낮고, 유동성이 뛰어난 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지(페놀 아랄킬형 에폭시 수지), 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지(페놀 아랄킬형 에폭시 수지)를 이용하면, 내땜납성이 뛰어난 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 또, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 디히드로안트라히드로퀴논의 글리시딜에테르화 에폭시 수지를 이용하면, 저(低)휨성(low warping property)이 뛰어난 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다.
얻어지는 반도체 봉지용 수지 조성물의 내습 신뢰성을 고려하면, 이 에폭시 수지에 포함되는 이온성 불순물인 Na 이온이나 Cl 이온은 아주 적은 쪽이 바람직하다. 수지 조성물의 경화성의 점에서는, 이 에폭시 수지의 에폭시 당량은 100g/eq 이상, 500g/eq 이하가 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함하는 화합물(A)의 양의 하한값에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 전체 에폭시 수지의 중량에 대해 2 중량% 이상인 것이 바람직하고, 4 중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 배합량의 하한값이 상기 범위 내이면, 얻어지는 수지 조성물의 유동성의 저하 등을 일으킬 우려가 적다. 또, 화합물(A)의 배합량의 상한값에 대해서는 전체 에폭시 수지 중 12 중량% 이하인 것이 바람직하고, 10 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 배합량의 상한값이 상기 범위 내이면 내땜납성의 저하 등을 일으킬 우려가 적다.
본 발명에서 이용되는 경화제는 그 150℃에서의 ICI 점도가 0.10dPa·s 이상, 2.0dPa 이하이며, 연화점이 50℃ 이상, 90℃ 이하인 것이 바람직하다. ICI 점도가 상기 하한값을 밑돌면 반도체 봉지용 수지 조성물로 했을 때에 블로킹이 발생하기 쉬워지고, 상기 상한값을 넘으면 유동성에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 연화점이 상기 하한값을 밑돌면 수지의 보관시에 블로킹을 발생시키기 쉬워지고, 상기 상한값을 넘으면 유동성에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 또한, 본 발명에서 이용되는 경화제로는 150℃에서의 ICI 점도가 0.10dPa·s 이상, 0.65dPa·s 이하인 것을 이용하는 것이 보다 바람직하고, 0.20dPa·s 이상, 0.55dPa·s 이하인 것을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함하는 화합물(A)이나 경화촉진제(D) 등의 다른 성분이 동일하면, 경화제의 150℃에서의 ICI 점도가 낮을수록 얻어지는 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 최저 이온 점도를 낮게 할 수 있어 결과적으로 유동성이 뛰어난 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 또 본 발명에서 이용되는 경화제로는 연화점이 50℃ 이상, 65℃ 이하인 것을 이용하는 것이 보다 바람직하며, 52℃ 이상, 65℃ 이하인 것을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
이와 같은 경화제로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 하기 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)을 들 수 있다. 화합물(B)은 페놀 아랄킬 수지의 특징인 내땜납성, 내연성을 손상시키지 않고, 용융 점도의 저감에 따른 유동성의 향상과, 가교 밀도 상승에 따른 경화성의 향상을 도모할 수 있다. 하기 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)은 0H기가 결합한 ―Ar1―로 표시되는 페놀 골격 부분, 0H기가 결합한 ―Ar1―로 표시되는 페놀 골격과 치환기 X를 포함하는 메틸렌계 골격으로 이루어진 부분(m개의 반복 단위 1), ―Ar2―로 표시되는 방향족 골격과 메틸렌기로 이루어진 부분(n개의 반복 단위 2)으로 구성되는 화합물이다. 각각의 반복 단위는 교호이어도 되고, 랜덤이어도 된다. 또, 하기 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)은 반복 단위 1과 단위 2의 구성 비율이 다른 복수의 성분의 혼합물일 수 있다. 원료 성분의 공급 몰비를 바꾸는 것으로 m과 n의 비율을 조정할 수 있으며, 이에 의해 유동성과 경화성의 균형이 뛰어난 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 화합물(B)로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 하기 일반식(6)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112009061403300-pct00007
식(1)에 있어서,
―Ar1―는 치환 또는 무치환의 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
X는 수소 원자, 또는 히드록실기를 가져도 되는 탄소수 1~20의 유기기이고,
―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 달라도 되며,
―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이고, 서로 동일해도 달라도 되며,
k는 0~7의 정수이고,
l은 0~8의 정수이며,
m 및 n의 평균값은 모두 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
Figure 112009061403300-pct00008
일반식(6)에 있어서,
―Ar1―는 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
단 ―Ar1― 및 ―Ar2―가 모두 페닐렌기인 경우를 제외하고,
X는 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 유기기이며, 그 유기기는 히드록실기를 가지고 있어도 되고,
―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 되고,
―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 되고,
k는 0~7의 정수이며,
l은 0~8의 정수이고,
p, q의 평균값은 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
일반식(1)의 ―Ar1―은 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이며, ―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이다. ―Ar1―가 나프틸렌기인 경우, 이것을 이용한 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물의 선팽창 계수가 작아진다. ―Ar1―가 비페닐렌기인 경우, 이것을 이용한 반도체 봉지용 수지 조성물의 내연성이 양호해진다. ―Ar1―가 페닐렌기인 경우, 이것을 이용한 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에서의 용융 점도, 경화성이 양호해진다. 이들 중에서도 용융 점도, 경화성의 균형의 관점에서는 ―Ar1―는 페닐렌기인 것이 바람직하다. ―Ar2―가 나프틸렌기인 경우, 이것을 이용한 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물의 선팽창 계수가 작아진다. 또, ―Ar2―가 페닐렌기 또는 비페닐렌기인 경우, 이것을 이용한 반도체 봉지용 수지 조성물의 성형시에서의 용융 점도, 경화성, 및 이 수지 조성물의 경화물의 내땜납성, 내연성이 양호해진다. 이들 중에서도 용융 점도, 경화성, 내땜납성, 내연성의 균형의 관점에서, ―Ar2―는 페닐렌기 또는 비페닐렌기인 것이 바람직하다.
―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 된다. 보다 구체적으로는, R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등으로부터 선택되는 알킬기 혹은 페닐기; 메틸페닐기, 디메틸페닐기, 메틸에틸페닐기 등의 알킬기 도입 페닐기; 히드록시기 도입 페닐기; 알킬기 도입 혹은 비도입의 나프틸기; 알킬기 도입 혹은 비도입의 비페닐기; 알킬기 도입 혹은 비도입의 안트라세닐기 등으로부터 선택되는 방향족 골격기가 바람직하다. 그 중에서도 용융 점도, 경화성 등의 균형으로부터 치환기 R1이 페닐기 또는 알킬기 도입 페닐기이거나, 혹은 치환기 R1이 도입되지 않는 것이 보다 바람직하다.
―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 된다. 보다 구체적으로는, R2는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, tert-부틸기 등으로부터 선택되는 탄소수 1~4의 알킬기가 바람직하다. 그 중에서도 용융 점도, 경화성 등의 균형의 관점에서 치환기 R2가 메틸기이든가, 혹은 치환기 R2가 도입되지 않는 것이 보다 바람직하다.
일반식(1)의 ―Ar1―에 도입되는 치환기 R1의 개수인 k는 0~7의 정수이며, ―Ar2―에 도입되는 치환기 R2의 개수인 l은 0~8의 정수이다. 그 중에서도 용융 점도, 경화성 등의 균형의 관점에서 k, l 모두 0~3이 바람직하고, 0~1이 보다 바람직하다.
일반식(1)의 m 및 n은 0~10의 정수이며, 각각의 평균값은 모두 0을 초과하고 10 미만인 정수이다. 그 중에서도 용융 점도, 경화성의 균형으로부터 m 및 n은 0~8이 바람직하고, 0~5가 보다 바람직하다. 또, 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)에 있어서, m≠0, n≠0인 성분의 함유 비율 및 m=0, n=0인 성분의 함유 비율이 높아질수록 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 최저 이온 점도는 낮아지고, 최대 슬로프는 높아지는 경향으로 된다. 따라서, 이러한 함유 비율을 조정함으로써 반도체 봉지용 수지 조성물의 유동성과 경화성을 조정할 수 있다. 용융 점도, 경화성 등의 균형의 관점으로부터, 일반식(1)에 있어서 m≠0, n≠0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적 비율은 5% 이상, 55% 이하인 것이 바람직하고, 10% 이상, 40% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 화합물(B) 중에, 일반식(1)에 있어서 m=0, n=0인 성분이 포함되는 것으로 인하여, 얻어지는 조성물의 점도를 저감할 수 있다. 특히 용융 점도, 경화성 등의 균형의 관점에서, m=0, n=0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적 비율이 O.1% 이상, 40% 이하인 것이 바람직하고, 10% 이상, 30% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, GPC의 측정에 대해서는 예를 들어 측정 장치로서 Waters사제 W2695, 컬럼으로서 쇼와전공제 TSK-GEL를 이용할 수 있으며, 컬럼 온도 40℃, 이동상 THF, 유속 1.0㎖/min으로 함으로써 각 성분의 분리가 용이해진다.
일반식(1)로 표시되는 화합물(B)의 제조 방법으로는 특별히 제한은 없으며, 예를 들어 페놀, 크레졸, 1-나프톨, 2-나프톨, 페닐페놀, 비페놀 등의 페놀성 수산기 함유 방향족 화합물과 디메톡시파라크실릴렌, 디클로로파라크실릴렌, 비스(메톡시메틸)비페닐, 비스(클로로메틸)비페닐, 비스(메톡시메틸)나프탈렌 등의 2 관능성 알콕시알킬기 함유 방향족 화합물 또는 2 관능성 할로게노알킬기 함유 방향족 화합물과, 포름알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드 화합물을 산성 촉매하에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 또는, 이 화합물(B)은 페놀, 크레졸, 1-나프톨, 2-나프톨, 페닐페놀, 비페놀 등의 페놀성 수산기 함유 방향족 화합물과, 디메톡시파라크실릴렌, 디클로로파라크실릴렌, 비스(메톡시메틸메틸)비페닐, 비스(클로로메틸)비페닐, 비스(메톡시메틸)나프탈렌 등의 2 관능성 알콕시알킬기 함유 방향족 화합물 또는 2 관능성 할로게노알킬기 함유 방향족 화합물을 미리 산성 촉매하에서 반응시켜 반응 생성물을 얻은 후, 얻어진 반응 생성물과, 페놀, 크레졸, 1-나프톨, 2-나프톨, 페닐페놀, 비페놀 등의 페놀성 수산기 함유 방향족 화합물과, 포름알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드 화합물을 산성 촉매하에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)에 있어서, 반복 단위 1의 원료가 되는 알데히드 화합물의 공급 몰비를 증가시키고, 그만큼, 반복 단위 2의 원료가 되는 2 관능성 알콕시알킬기 함유 방향족 화합물 또는 2 관능성 할로게노알킬기 함유 방향족 화합물의 공급 몰비를 감소시킴으로써, 일반식(1)에 있어서 m≠0, n≠0인 성분의 함유 비율 및 m=0, n=0인 성분의 함유 비율을 높일 수 있다.
본 발명에서는 경화제로서 일반식(1)로 표시되는 화합물(B) 이외의 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물(C)을 병용할 수 있다. 사용할 수 있는 화합물(C)은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 페놀, 크레졸, 카테콜, 페닐페놀, 비페놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 페놀류, 또는 1-나프톨, 2-나프톨, 디히드록시나프탈렌 등의 나프톨류와, 포름알데히드, 벤즈알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드 화합물을 산성 촉매하에서 반응시켜 얻어지는 노볼락형 페놀 수지, 노볼락형 나프톨 수지, 혹은 트리페놀메탄형 페놀 수지; 페놀류, 또는 나프톨류와, 디메톡시파라크실릴렌, 디클로로파라크실릴렌, 비스(메톡시메틸)비페닐, 비스(클로로메틸)비페닐 등을 산성 촉매하에서 반응시켜 얻어지는 페닐렌 골격 및/또는 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지, 혹은 페닐렌 골격 및/또는 비페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지; 테르펜 변성 페놀 수지; 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지; 비스페놀 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중, 경화성의 점에서 수산기 당량은 90g/eq 이상, 300g/eq 이하의 수지가 바람직하다.
이들 중, 점도나 경화성의 관점에서는 노볼락형 페놀 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지가 바람직하고, 휨성의 관점에서는, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지가 바람직하며, 내땜납성의 관점에서는 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지, 또는 디시클로펜타디엔형 페놀 수지가 바람직하고, 내연성의 관점에서는 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지, 또는 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지가 바람직하다. 이것들은 1 종류를 단독으로 이용해도 2 종류 이상을 병용해도 된다.
화합물(B)의 배합량은 특별히 한정되지 않으나, 용융 점도, 경화성 등의 균형의 관점에서, 화합물(B)과 화합물(C)의 합계량에 대해 바람직하게는 25 중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상이다.
화합물(B)과 화합물(C)의 합계량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 이용되는 에폭시 수지의 합계량에 대해서 2 중량% 이상인 것이 바람직하고, 3 중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 배합량의 하한값이 상기 범위 내이면 유동성의 저하 등을 일으킬 우려가 적다. 또, 화합물(B)과 화합물(C)의 합계량의 상한값에 대해서는 전체 에폭시 수지에 대해 10 중량% 이하인 것이 바람직하고, 8 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 배합량의 상한값이 상기 범위 내이면 내땜납성의 저하 등을 일으킬 우려가 적다.
화합물(A)의 양과 화합물(B) 및 화합물(C)의 합계량과의 비율은, 화합물(A) 중의 글리시딜 에테르기 수(EP)와 화합물(B) 및 화합물(C) 중의 페놀성 수산기 수(0H)의 비(EP/0H)로 표시된다. EP/0H는 바람직하게는 0.6 이상, 1.5 이하이며, 보다 바람직하게는 0.8 이상, 1.3 이하이다. 당량비(EP/0H)가 상기 범위 내이면 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화성 저하가 생길 가능성이 작다. 또, 당량비(EP/0H)가 상기 범위 내이면 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물에 있어서, 유리 전이 온도의 저하나 내습 신뢰성의 저하가 일어날 가능성이 작다.
화합물(B)은 전체 탄소수에 대한 방향환을 구성하는 탄소수의 비율이 약90%로 높고, 이것을 이용함으로써 Br화 에폭시 수지 등으로 대표되는 할로겐계 난연제, 산화안티몬 등으로 대표되는 중금속계 난연제를 함유하지 않고, 본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물은 UL-94 수직법에 따른 내연성이 V-0 규격을 만족하는 것이 용이해진다. 여기서, 방향환을 구성하는 탄소란 치환기나 결합기를 포함하지 않는 순수(net)의 방향환 구성 탄소를 의미한다. 또한, 본 발명에서는 내연성의 향상을 목적으로 하여, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물, 붕산아연, 몰리브덴산아연, 포스파젠 등의 난연제 등의 첨가제를 적절히 배합해도 된다.
본 발명의 수지 조성물은 경화촉진제(D)를 추가로 포함할 수 있다. 경화촉진제(D)는 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함하는 화합물(A)의 글리시딜 에테르기와, 일반식(1)로 표시되는 화합물(B) 및 페놀성 수산기를 2개 이상 가지는 화합물(C)의 페놀성 수산기의 반응을 촉진하는 것이면 되고, 일반적인 반도체 봉지용 수지 조성물에 사용되고 있는 경화촉진제를 이용할 수 있다. 구체적인 예로는 유기 포스핀, 테트라 치환 포스포늄 화합물, 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물, 포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물 등의 인 원자 함유 화합물; 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7, 벤질디메틸아민, 2-메틸이미다졸 등의 질소 원자 함유 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 인 원자 함유 화합물이 바람직하며, 특히 반도체 봉지용 수지 조성물의 최저 이온 점도를 낮게 함으로써 유동성을 향상시킬 수 있는 것, 또한 경화 상승 속도를 고려하면 테트라 치환 포스포늄 화합물이 바람직하다. 또, 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물의 열시 저탄성률을 고려하면 포스포베타인 화합물, 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물이 바람직하며, 또 수지 조성물의 잠복적 경화성을 고려하면, 포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물이 바람직하다.
유기 포스핀으로는 예를 들어 에틸포스핀, 페닐포스핀 등의 제1 포스핀; 디메틸포스핀, 디페닐포스핀 등의 제2 포스핀; 트리메틸포스핀, 트리에틸포스핀, 트리부틸포스핀, 트리페닐포스핀 등의 제3 포스핀을 들 수 있다.
테트라 치환 포스포늄 화합물로는 하기 일반식(2)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112009061403300-pct00009
일반식(2)에 있어서,
P는 인 원자이고,
R3, R4, R5 및 R6은 각각 방향족 기, 또는 알킬기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고,
A는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 1개의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산의 음이온이며,
AH는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 1개의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산이고,
a 및 b는 1~3의 정수이며, c는 0~3의 정수이고, a=b이다.
일반식(2)로 표시되는 화합물은, 예를 들어 이하와 같이 하여 얻을 수 있으나 이것으로 한정되는 것은 아니다. 우선, 테트라 치환 포스포늄할라이드와 방향족 유기산과 염기를 유기용제에 섞어 균일하게 혼합하고, 그 용액계 내에 방향족 유기산 음이온을 발생시킨다. 뒤이어서 물을 첨가하면, 일반식(2)로 표시되는 화합물을 침전시킬 수 있다. 일반식(2)로 표시되는 화합물에 있어서, 인 원자에 결합하는 R3, R4, R5 및 R6이 페닐기이며, 또한 AH는 히드록실기가 방향환에 결합한 화합물, 즉 페놀류이며, 또한 A는 상기 페놀류의 음이온인 것이 바람직하다.
포스포베타인 화합물로는 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112009061403300-pct00010
일반식(3)에 있어서,
P는 인 원자이고,
X1은 탄소수 1~3의 알킬기이며,
Y1은 히드록실기이고,
d 및 e는 각각 0~3의 정수이다.
일반식(3)으로 표시되는 화합물은, 예를 들어 이하와 같이 하여 얻어진다. 우선 제3 포스핀인 트리 방향족 치환 포스핀과 디아조늄염을 접촉시키고, 트리 방향족 치환 포스핀에 디아조늄염이 가지는 디아조늄기를 도입함으로써 식(3)으로 표시되는 화합물을 얻을 수 있다. 그러나 이것으로 한정되는 것은 아니다.
포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물로는 하기 일반식(4)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112009061403300-pct00011
일반식(4)에 있어서,
P는 인 원자이고,
R7, R8 및 R9는 각각 탄소수 1~12의 알킬기 또는 탄소수 6~12의 아릴기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고,
R10, R11 및 R12는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~12의 유기기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고, 또는 R10과 R11이 결합하여 환상 구조로 되어 있어도 된다.
포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물에 이용하는 포스핀 화합물로는 트리페닐포스핀, 트리스(알킬페닐)포스핀, 트리스(알콕시페닐)포스핀, 트리나프틸포스핀 또는 트리스(벤질)포스핀 등의 비치환 방향족 함유 포스핀, 혹은 알킬기 또는 알콕시기로 치환된 방향족을 함유하는 포스핀을 들 수 있다. 알킬기 또는 알콕시기로는 1~6의 탄소수의 알킬기 또는 알콕시기를 들 수 있다. 입수가 용이한 관점에서 트리페닐 포스핀이 바람직하다.
또 포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물에 이용하는 퀴논 화합물로는 o-벤조퀴논, p-벤조퀴논, 안트라퀴논류를 들 수 있으며, 그 중에서도 p-벤조퀴논이 보존 안정성의 점에서 바람직하다.
포스핀 화합물과 퀴논 화합물의 부가물의 제조 방법으로는 유기 제3 포스핀과 벤조퀴논류 양자가 용해할 수 있는 용매 중에서 이것들을 접촉, 혼합시킴으로써 부가물을 얻는 방법을 들 수 있다. 용매로는 부가물에 대한 용해성이 낮으면 임의의 용매를 사용할 수 있다. 예를 들어, 아세톤이나 메틸에틸케톤 등의 케톤류를 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다.
일반식(4)로 표시되는 화합물은 인 원자에 결합하는 R7, R8 및 R9가 페닐기이며, 또한 R10, R11 및 R12가 수소 원자인 화합물, 즉 1,4-벤조퀴논과 트리페닐포스핀을 부가시킨 화합물이 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물 열시 탄성률을 저하시키기 때문에 바람직하다.
포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물로는 하기 일반식(5)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112009061403300-pct00012
일반식(5)에 있어서,
A1은 질소 원자 또는 인 원자이고,
Si는 규소 원자이며,
R13, R14, R15 및 R16은 각각 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이고, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며,
X2는 기 Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이고,
X3은 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이며,
Y2 및 Y3은 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이고, 그것들은 서로 동일해도 달라도 되며, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하고,
Y4 및 Y5는 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이며, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하고,
X2 및 X3은 서로 동일해도 달라도 되며, Y2, Y3, Y4, 및 Y5는 서로 동일해도 되고 달라도 되며,
Z1은 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이다.
일반식(5)에 있어서, R13, R14, R15 및 R16으로는 예를 들어 페닐기, 메틸페닐기, 메톡시페닐기, 히드록시페닐기, 나프틸기, 히드록시나프틸기, 벤질기, 메틸기, 에틸기, n-부틸기, n-옥틸기 및 시클로헥실기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 페닐기, 메틸페닐기, 메톡시페닐기, 히드록시페닐기, 히드록시나프틸기 등의 치환기를 가지는 방향족 기, 혹은 무치환의 방향족 기가 보다 바람직하다.
또, 일반식(5)에 있어서, X2는 Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이다. 마찬가지로 X3은 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이다. Y2 및 Y3은 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이며, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성한다. 마찬가지로, Y4 및 Y5는 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이며, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성한다. 기 X2 및 X3은 서로 동일해도 되고 달라도 되며, 기 Y2, Y3, Y4, 및 Y5는 서로 동일해도 되고 달라도 된다.
이와 같은 일반식(5) 중의 -Y2-X2-Y3-, 및 -Y4-X3-Y5-로 표시되는 기는 프로톤 공여체가 프로톤을 2개 방출하여 이루어진 기로 구성되는 것이다. 프로톤 공여체로는, 예를 들어 카테콜, 피로갈롤, 1,2-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌, 2,2'-비페놀, 1,1'-비-2-나프톨, 살리실산, 1-히드록시-2-나프토산, 3-히드록시-2-나프토산, 크로라닐산, 탄닌산, 2-히드록시벤질 알코올, 1,2-시클로헥산디올, 1,2-프로판디올 및 글리세린 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 카테콜, 1,2-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌이 보다 바람직하다.
일반식(5) 중의 Z1은 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 또는 지방족 기를 나타낸다. Z1의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기 및 옥틸기 등의 지방족 기; 페닐기, 벤질기, 나프틸기 및 비페닐기 등의 방향족 기; 글리시딜옥시프로필기, 메르캅토프로필기, 아미노프로필기 및 비닐기 등의 반응성 치환기를 가지는 유기기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 메틸기, 에틸기, 페닐기, 나프틸기 및 비페닐기가 열안정성의 면에서 보다 바람직하다.
포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물은 이하와 같이 하여 얻을 수 있다. 메탄올을 넣은 플라스크에, 페닐트리메톡시실란 등의 실란 화합물, 2,3-디히드록시나프탈렌 등의 프로톤 공여체를 첨가하여 녹이고, 뒤이어서 실온 교반하에서 나트륨메톡시드-메탄올 용액을 적하한다. 얻어진 반응물에, 사전에 준비한 테트라페닐포스포늄 브로마이드 등의 테트라 치환 포스포늄할라이드를 메탄올에 녹인 용액을 실온 교반하에서 적하하고, 결정을 석출시킨다. 석출한 결정을 여과하여, 수세하고, 진공 건조하면 포스포늄 화합물과 실란 화합물의 부가물을 얻을 수 있다. 그러나 이것으로 한정되는 것은 아니다.
사용되는 경화촉진제(D)의 양은 전체 반도체 봉지용 수지 조성물 중 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이하가 바람직하다. 경화촉진제(D)의 배합량의 하한값이 상기 범위 내이면 경화성의 저하를 일으킬 우려가 적다. 또, 경화촉진제(D)의 양의 상한값이 상기 범위 내이면 유동성의 저하를 일으킬 우려가 적다.
본 발명의 수지 조성물은 실란 커플링제(E)를 포함할 수 있다. 실란 커플링제(E)로는 에폭시실란, 아미노실란, 우레이도실란, 메르캅토실란 등을 들 수 있으나, 이것들로 한정되지 않는다. 에폭시 수지와 무기 충전제에 결합하여, 에폭시 수지와 무기 충전제의 계면 강도를 향상시키는 것이면, 임의의 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 또, 후술하는 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F)(이하, 「화합물(F)」라고도 칭함)을 이 실란 캅링제(E)와 병용함으로써, 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 최저 이온 점도가 저하하여, 유동성이 향상된다. 실란 커플링제(E)는 화합물(F)의 효과를 충분히 얻기 위해서도 유효하다. 에폭시실란으로는, 예를 들어 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 아미노실란으로는, 예를 들어 γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-6-(아미노헥실)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-3-(트리메톡시실릴프로필)-1,3-벤젠디메타난 등을 들 수 있다. 우레이도실란으로는, 예를 들어 γ-우레이도프로필트리에톡시실란, 헥사메틸디실라잔 등을 들 수 있다. 메르캅토실란으로는, 예를 들어 γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 실란 커플링제(E)는 1 종류를 단독으로 이용해도 되고 2 종류 이상을 병용해도 된다.
사용되는 실란 커플링제(E)의 배합량은 전체 반도체 봉지용 수지 조성물 중 바람직하게는 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.05 중량% 이상, 0.8 중량% 이하이며, 특히 바람직하게는 0.1 중량% 이상, 0.6 중량% 이하이다. 실란 커플링제(E)의 배합량의 하한값이 상기 범위 내이면 화합물(F)과의 상승 효과에 의해 저점도 및 고유동성을 가지는 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 또, 실란 커플링제(E)의 배합량의 하한값이 상기 범위 내이면 에폭시 수지와 무기 충전제의 계면 강도가 저하하는 것에 의한 반도체 장치에서의 내땜납성의 저하를 일으킬 우려가 적다. 또, 실란 커플링제(E)의 배합량의 상한값이 상기 범위 내이면 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물의 흡수성이 증대하는 것에 따른 내땜납성의 저하도 일으킬 우려가 적다.
본 발명의 수지 조성물은, 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F)을 포함할 수 있다. 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F)(이하, 「화합물(F)」라고도 칭함)을 이용함으로서, 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 최저 이온 점도를 저감할 수 있어 유동성을 향상시킬 수 있다. 화합물(F)로는 하기 일반식(7)로 표시되는 단환식 화합물, 또는 하기 일반식(8)로 표시되는 다환식 화합물 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 수산기 이외의 치환기를 가지고 있어도 된다.
Figure 112009061403300-pct00013
일반식(7)에 있어서,
R17 및 R21 중 어느 한쪽은 수산기이고, 한쪽이 수산기일 때 다른 한쪽은 수소 원자, 수산기 또는 수산기 이외의 치환기이며,
R18, R19, 및 R20은 각각 수소 원자, 수산기 또는 수산기 이외의 치환기이다.
Figure 112009061403300-pct00014
일반식(8)에 있어서,
R22 및 R28 중 어느 한쪽은 수산기이고, 한쪽이 수산기일 때 다른 한쪽은 수소 원자, 수산기 또는 수산기 이외의 치환기이며,
R23, R24, R25, R26 및 R27은 각각 수소 원자, 수산기 또는 수산기 이외의 치환기이다.
일반식(7)로 표시되는 단환식 화합물의 구체적인 예로는, 예를 들어 카테콜, 피로갈롤, 갈산, 갈산 에스테르 또는 이들의 유도체를 들 수 있다. 또, 일반식(8)로 표시되는 다환식 화합물의 구체적인 예로는, 예를 들어 1,2-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들 중, 유동성과 경화성을 제어하기 쉬운 점에서, 방향환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물이 바람직하다. 또, 혼련 공정에서의 휘발을 고려했을 경우, 모핵은 저휘발성이며 칭량 안정성이 높은 나프탈렌환인 화합물로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 화합물(F)을 구체적으로는, 예를 들어 1,2-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌 및 그 유도체 등의 나프탈렌환을 가지는 화합물로 할 수 있다. 이러한 화합물(F)은 1 종류를 단독으로 이용해도 2종 이상을 병용 해도 된다.
화합물(F)의 배합량은 전체 반도체 봉지용 수지 조성물 중, 바람직하게는 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.03 중량% 이상, 0.8 중량% 이하이며, 특히 바람직하게는 0.05 중량% 이상, 0.5 중량% 이하이다. 화합물(F)의 배합량의 하한값이 상기 범위 내이면 실란 커플링제(E)와의 상승 효과에 의해 저점도 및 고유동성을 가지는 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있다. 또, 화합물(F)의 배합량의 상한값이 상기 범위 내이면 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화성의 저하나 경화물 물성의 저하를 일으킬 우려가 적다.
본 발명의 수지 조성물은 무기 충전제(G)를 추가로 포함할 수 있다. 무기 충전제(G)로는 일반적으로 반도체 봉지용 수지 조성물에 이용되고 있는 무기 충전제를 사용할 수 있다. 이와 같은 무기 충전제로는, 예를 들어 용융 실리카, 구상 실리카, 결정 실리카, 알루미나, 질화규소, 질화알루미늄 등을 들 수 있다. 무기 충전제(G)의 입경은 금형에 대한 충전성을 고려하면, 0.01㎛ 이상, 150㎛ 이하인 것이 바람직하다.
무기 충전제(G)의 배합량은 바람직하게는 반도체 봉지용 수지 조성물 전체의 80 중량% 이상, 92 중량% 이하이고, 보다 바람직하게는 82 중량% 이상, 91 중량% 이하이며, 특히 바람직하게는 84 중량% 이상, 90 중량% 이하이다. 무기 충전제(G)의 함유량의 하한값이 상기 범위 내이면 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물의 흡수량이 증가하여 강도가 저하하는 것에 따른 내땜납성의 저하를 일으킬 우려가 적다. 또, 무기 충전제(G)의 함유량의 상한값이 상기 범위 내이면 유동성이 손상되는 것에 따른 성형면에서의 문제를 일으킬 우려가 적다.
본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물은 상기 (A)~(G) 성분에 더하여 필요에 따라서 카르나바 왁스 등의 천연 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등의 합성 왁스, 스테아린산이나 스테아린산아연 등의 고급 지방산 혹은 그 금속염, 또는 파라핀 등의 이형제; 카본 블랙, 벵갈라 등의 착색제; 실리콘 오일, 실리콘 고무 등의 저응력 첨가제; 산화비스무트 수화물 등의 무기 이온 교환체; 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물, 붕산아연, 몰리브덴산아연, 포스파젠 등의 난연제를 포함할 수 있다.
본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물은 상기 (A)~(G) 성분 및 그 외의 첨가제 등을, 예를 들어 믹서 등을 이용하여 상온에서 균일하게 혼합하고, 그 후 필요에 따라 가열 롤, 니더 또는 압출기 등의 혼련기를 이용하여 용융 혼련하고, 계속해서 냉각, 분쇄함으로써 얻을 수 있다. 이 수지 조성물의 분산도나 유동성 등은 필요에 따라 조정해도 된다.
본 발명의 반도체 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자를 봉지하여 반도체 장치를 제조하기 위해서는, 예를 들어 반도체 소자를 탑재한 리드 프레임 등을 금형 캐비티 내에 설치하고, 그 후 본 발명의 수지 조성물을 트랜스퍼 몰드, 컴프레션 몰드, 인젝션 몰드 등의 성형 방법으로 성형 경화하면 된다.
본 발명에서 봉지를 실시하는 반도체 소자로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 집적회로, 대규모 집적회로, 트랜지스터, 사이리스터, 다이오드, 고체 촬상 소자 등을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 장치의 형태로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 듀얼·인라인·패키지(DIP), 플라스틱·리드부착 칩·캐리어(PLCC), 쿼드·플랫·패키지(QFP), 스몰·아웃라인·패키지(S0P), 스몰·아웃라인-J리드·패키지(S0J), 박형 스몰·아웃라인·패키지(TS0P), 박형 쿼드·플랫·패키지(TQFP), 테이프·캐리어·패키지(TCP), 볼·그리드·어레이(BGA), 칩·사이즈·패키지(CSP) 등을 들 수 있다.
상기 트랜스퍼 몰드 등의 성형 방법으로 봉지된 반도체 장치는 그대로 혹은 120℃로부터 200℃ 정도의 온도에서, 10분에서부터 10시간 정도의 시간을 들여 완전 경화시킨 후, 전자기기 등에 탑재된다.
도 2는 본 발명에 관한 반도체 봉지용 수지 조성물을 이용한 반도체 장치의 일례에 대해서, 단면 구조를 나타낸 도면이다. 다이 패드(3) 상에, 다이 본드재 경화체(2)를 통하여 반도체 소자(1)가 고정되어 있다. 반도체 소자(1)의 전극 패드와 리드 프레임(5) 사이는 금선(4)에 의해 접속되고 있다. 반도체 소자(1)는 봉지용 수지 조성물의 경화체(6)에 의해 봉지되어 있다.
도 1은 본 발명에 관한 반도체 봉지용 수지 조성물을 유전분석장치로 측정했을 때의 이온 점도 및 슬로프의 프로파일을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 관한 반도체 봉지용 수지 조성물을 이용한 반도체 장치의 일례에 대해, 단면 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 실시예에서 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정받지 않는다. 배합량은 중량부로 한다.
본 발명에서 사용하는 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)의 합성법의 예로서, 화합물 B2 및 화합물 B6의 합성법을 이하에 나타내지만, 다른 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)도 이와 같이 해서 제조할 수 있다.
화합물 B2의 합성
교반기, 온도계, 냉각기를 갖춘 반응기에 페놀 940g(10 몰)과 비스(메톡시메틸)비페닐 581g(2.4몰)을 넣고, 디에틸황산 0.9g를 첨가한 후, 반응 온도를 175℃로 유지하면서 2시간 반응시켰다. 그 사이, 생성하는 메탄올을 증류제거하였다. 그 후, 옥살산을 0.9g 첨가하고, 뒤이어서 포름알데히드 30% 수용액을 60g(포름알데히드로서 0.6몰) 첨가하고, 추가로 1.5시간 가열 환류하였다. 반응 종료 후, 냉각하고 세정을 3회 실시하였다. 유층을 분리하고, 감압 증류에 의해 미반응의 페놀을 증류제거하여, 화합물 B2를 550g 얻었다. GPC 및 NMR에 의해 분석한 결과, 얻어진 화합물 B2는 일반식(1)에 있어서 ―Ar1―: 페닐렌기, ―Ar2―: 비페닐렌기, X: 수소 원자, k: 0, l: 0의 화합물이고, m≠0, n≠0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 10%이며, m=0, n=0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 4%인 화합물이었다. 또, 얻어진 B2의 수산기 당량은 190g/eq, 연화점은 62℃, 150℃에서의 ICI 점도는 0.5dPa·s였다.
화합물 B6의 합성
교반기, 온도계, 냉각기를 구비한 반응기에 p-페닐페놀 1700g(10 몰)과 파라크실릴렌글리콜디메틸에테르 398g(2.34 몰)을 넣고, 디에틸황산 1.7g를 첨가한 후, 반응 온도를 175℃로 유지하면서 2시간 반응시켰다. 그 사이, 생성되는 메탄올을 증류제거하였다. 그 후, 옥살산을 1.7g 첨가하고, 뒤이어서 포름알데히드 30% 수용액을 60g(포름알데히드로서 0.6몰) 첨가하며, 추가로 1.5시간 가열 환류하였다. 반응 종료 후, 냉각하여 세정을 3회 실시하였다. 유층을 분리하고, 감압 증류에 의해 미반응의 p-페닐페놀을 증류제거하여, 화합물 B6을 1000g 얻었다. GPC 및 NMR에 의해 분석한 결과, 얻어진 화합물 B6은 일반식(1)에 있어서 ―Ar1―: 페닐페닐렌기, ―Ar2―: 페닐렌기, X: 수소 원자, k: 0, l: 0의 화합물이며, m≠0, n≠0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 30%이고, m=0, n=0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 10%인 화합물이었다. 또, 얻어진 화합물 B6의 수산기 당량은 250g/eq, 연화점은 85℃, 150℃에서의 ICI 점도는 2.0dPa·s였다.
또, 실시예, 비교예에 이용한 일반식(1)로 표시되는 화합물(B) 및 페놀성 수산기를 2개 이상 가지는 화합물(C)의 골격, 조성, 수지 특성 등의 정보를 정리하여 표 1에 기록한다.
또, 하기 방법에 의해 평가한 화합물(B) 및 화합물(C)의 블로킹성에 대해서도 함께 표 1에 나타낸다.
ㆍ 화합물(B) 및 화합물(C)의 블로킹성: 구경 7.5㎝, 높이 8.0㎝의 폴리프로필렌제 컵에 과립상의 화합물(B) 및 화합물(C)을 100g 넣고, 25℃ 1시간 방치한다. 그 후에 화합물(B) 및 화합물(C)을 꺼내어, 원래의 과립상으로 돌아오면 ◎, 컵의 형상이 남지만 손으로 용이하게 풀리는 경우는 ○, 컵의 형상인채로 풀리지 않는 경우는 ×로 하였다.
Figure 112009061403300-pct00015
(실시예 1)
에폭시 수지 1: 비페닐렌 골격을 가지는 페놀아랄킬형 에폭시 수지(일본화약(주)제, NC-3000. 에폭시 당량 274, 연화점 58℃.) 7.57 중량부
화합물 B1 4.23 중량부
경화촉진제 1: 트리페닐포스핀 0.20 중량부
실란 커플링제 1: γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 0.30 중량부
2,3-디히드록시나프탈렌 0.20 중량부
용융 구상 실리카(평균 입경 30㎛) 87.00 중량부
카르나바 왁스 0.20 중량부
카본 블랙 0.30 중량부
상기의 성분을 믹서로 상온 혼합하여, 80℃ 이상, 100℃ 이하의 가열 롤로 용융 혼련하고, 냉각하며, 그 후 분쇄하여 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 에폭시 수지 조성물을 이용하여 이하의 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
ㆍ 스파이럴 플로우: 저압 트랜스퍼 성형기(코타키 정기 주식회사제, KTS-15)를 이용하여, EMMI-1-66에 준한 스파이럴 플로우 측정용 금형에, 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9MPa, 보압시간 120초의 조건에서 에폭시 수지 조성물을 주입하여 유동 길이를 측정하였다. 스파이럴 플로우는 유동성의 파라미터이며, 수치가 큰 쪽이 유동성이 양호하다. 단위는 ㎝.
ㆍ 최저 이온 점도: 유전분석장치 본체는 NETZSCH사제의 DEA231/1 cure analyzer, 프레스는 NETZSCH사제의 MP235 Mini-Press를 사용하였다.
최저 이온 점도의 측정 방법은 ASTM E2039에 준하며, 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz에서 분말상의 에폭시 수지 조성물 약 3g을 프레스 내의 전극부 상면에 도입하고, 프레스하여, 점도를 경시적으로 측정하였다. 그 때의 최저 이온 점도값을 나타내었다. 최저 이온 점도는 유동성에 관한 파라미터이며, 수치가 작은 쪽이 유동성이 양호해진다. 단위는 없음.
ㆍ 최대 슬로프: 유전분석장치 본체는 NETZSCH사제의 DEA231/1 cure analyzer, 프레스는 NETZSCH사제의 MP235 Mini-Press를 사용하였다.
측정 방법은 ASTM E2039에 준거하며, 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz에서 분말상의 에폭시 수지 조성물 약 3g을 프레스 내의 전극부 상면에 도입하고, 프레스하여 측정하였다. 그 때의 최대 슬로프값을 나타내었다. 최대 슬로프는 경화성에 관한 파라미터이며, 수치가 큰 쪽이 경화성이 양호해진다. 단위는 없음.
ㆍ 금선 흐름률: 저압 트랜스퍼 성형기를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 시간 10초, 경화 시간 90초, 주입 압력 9.8MPa의 조건으로 에폭시 수지 조성물을 주입하고, 실리콘 칩이 탑재된 리드 프레임 등을 봉지 성형하고, 바디 사이즈 28×28×3.2㎜의 208 핀 QFP(Cu 프레임에 10×10×0.35㎜의 Si 칩을 접착하여, 금선 와이어 본딩한 프레임. 평균 금선 길이는 4㎜)를 제작하였다. 얻어진 패키지를 연X선 투시장치(소프텍스 주식회사제 PR0-TEST 100)로 관찰하여, 금선의 흐름률을 (흐름량)/(금선 길이)의 비율로 나타내었다. 단위는 %.
ㆍ 내연성: 저압 트랜스퍼의 성형기(코타키 정기 주식회사제, KTS-30)를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8MPa, 주입 시간 15초, 경화 시간 120초의 조건으로 에폭시 수지 조성물을 주입 성형하고, 3.2㎜ 두께 및 1.6㎜ 두께의 내연시험편을 제작하였다. 제작한 시험편을 175℃, 8시간, 후경화한 후, UL94 수직법의 규격에 준하여 내연시험을 실시하고, 내연성을 판단하였다. 표에는 판정 후의 내연 랭크를 나타내었다.
ㆍ 내땜납성 1: 저압 트랜스퍼 성형기(다이이치 세이코 주식회사제, GP-ELF)를 이용하여, 금형 온도 180℃, 주입 압력 7.4MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 에폭시 수지 조성물을 주입하여 실리콘 칩이 탑재된 리드 프레임 등을 봉지 성형하고, 80pQFP(Cu제 리드 프레임, 패키지 사이즈는 14×20㎜×두께 2.00㎜, 실리콘 칩 사이즈는 7×7㎜×두께 0.35㎜, 칩과 회로 기판의 본딩 패드는 25㎛ 지름의 금선으로 본딩되어 있음)를 제작하였다. 포스트큐어로서 175℃에서 4시간 가열 처리한 패키지 6개를, 85℃, 상대습도 60%에서 168시간 가습 처리한 후, IR 리플로우 처리(260℃, JEDEC·Level 2조건에 따름)를 실시하였다. 처리 후의 패키지 내부의 박리 및 크랙의 유무를 초음파 탐상기(히타치 켄키 파인 테크제, mi-scope10)로 관찰하여 박리 또는 크랙 중 어느 하나라도 발생한 것을 불량으로 하였다. 불량 패키지의 개수가 n개일 때 n/6으로 표시하였다.
ㆍ 내땜납성 2: 저압 트랜스퍼 성형기(다이이치 세이코 주식회사제, GP-ELF)를 이용하여, 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.6MPa, 경화 시간 90초의 조건으로, 에폭시 수지 조성물을 주입하여 실리콘 칩이 탑재된 리드 프레임 등을 봉지 성형하고, 176pLQFP(Cu제 프레임, 패키지 사이즈는 24㎜×24㎜×두께 1.4㎜, 패드 사이즈: 9.5㎜×9.5㎜, 실리콘 칩 사이즈: 7㎜×7㎜×두께 0.35㎜, 칩과 회로 기판의 본딩 패드는 25㎛ 지름의 금선으로 본딩되어 있음)를 제작하였다. 175℃, 4시간, 후경화하고, 각 16개의 샘플을 85℃, 상대습도 85%에서 168시간 가습 처리한 후, IR 리플로우(260℃, JEDEC·Level 2 조건에 따름)를 실시하였다. 처리 후의 패키지 내부의 박리 및 크랙의 유무를 초음파상기(히타치 켄키 파인 테크제, mi-scope10)로 관찰하여, 박리 또는 크랙 중 어느 하나라도 발생한 것을 불량으로 하였다. 불량 패키지의 개수가 n개일 때, n/16으로 표시하였다.
(실시예 2~24, 비교예 1~3)
표 2, 표 3, 표 4의 배합에 따라, 실시예 1과 동일하게 하여 에폭시 수지 조성물을 제조하여, 실시예 1과 동일하게 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 2, 표 3, 표 4에 나타낸다.
실시예 1 이외에서 이용한 성분에 대해, 이하에 나타낸다.
에폭시 수지 2: 비페닐형 결정성 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진(주)제, YX4000K. 에폭시 당량 185, 융점 105℃.)
에폭시 수지 3: 디히드로안트라퀴논형 결정성 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진 주식회사제, YX8800. 에폭시 당량 181, 융점 109℃.)
에폭시 수지 4: 트리페놀메탄형 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진(주)제, E-1032H60. 에폭시 당량 171, 연화점 60℃.)
경화촉진제 2: 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7
경화촉진제 3: 하기 식(9)로 표시되는 경화촉진제
Figure 112009061403300-pct00016
경화촉진제 4: 하기 식(10)으로 표시되는 경화촉진제
Figure 112009061403300-pct00017
경화촉진제 5: 하기 식(11)로 표시되는 경화촉진제
Figure 112009061403300-pct00018
경화촉진제 6: 하기 식(12)로 표시되는 경화촉진제
Figure 112009061403300-pct00019
실란 커플링제 2: γ-메르캅토프로필트리메톡시실란
1,2-디히드록시나프탈렌
카테콜
피로갈롤
Figure 112009061403300-pct00020
Figure 112009061403300-pct00021
Figure 112009061403300-pct00022
실시예 1~24의 수지 조성물을 유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 측정했을 때의, 최저 이온 점도는 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내에 있고, 그리고 그 값이 4.0 이상, 7.0 이하이며, 또한 최대 슬로프가 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내에 있고, 또한 그 값이 2.0 이상, 6.0 이하이다. 이에 의해 조성물 모두 유동성(스파이럴 플로우, 최저 이온 점도)과 경화성(최대 슬로프)의 균형이 뛰어나 양호한 금선 흐름률을 가지고 있었다. 또, 실시예 1~24에서는 양호한 내연성과 내땜납성도 얻을 수 있었다.
본 발명에 따르면, 유동성이 뛰어나면서 경화성도 높다고 하는 상반된 특성의 양립을 실현하는 반도체 봉지용 수지 조성물을 얻을 수 있기 때문에 표면 실장형 반도체 장치용으로서 적합하다.

Claims (39)

  1. 2개 이상의 글리시딜 에테르기를 포함하는 화합물(A)과,
    경화제를 포함하는 반도체 봉지용 수지 조성물로서,
    유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 이온 점도를 경시적으로 측정했을 때, 최저 이온 점도의 출현 시간이 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내이고, 상기 최저 이온 점도가 4.0 이상, 7.0 이하이며, 상기 이온 점도의 최대 슬로프의 출현 시간이 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내이고, 상기 최대 슬로프가 2.0 이상 6.0 이하이며,
    상기 경화제가 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물을 포함하며, 상기 화합물이 150℃에서, 0.10dPa·s 이상, 2.0dPa·s 이하의 ICI 점도, 및 50℃ 이상, 90℃ 이하의 연화점을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화합물(A) 및 상기 경화제의 전체 탄소수에 대한, 상기 화합물(A) 및 상기 경화제에서의 방향환을 구성하는 탄소수의 비율이 70% 이상, 95% 이하이고,
    상기 수지 조성물이 할로겐계 난연제도 중금속계 난연제도 포함하지 않으며,
    상기 수지 조성물의 경화물의 UL-94 수직법에 의한 내연성이 V-0 규격에 적합한 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화제가 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물을 포함하며, 상기 화합물이 150℃에서, 0.10dPa·s 이상, 0.65dPa·s 이하의 ICI 점도, 및 50℃ 이상, 65℃ 이하의 연화점을 가지는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화제가 식(1)로 표시되는 화합물(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물:
    Figure 112009061403300-pct00023
    식(1)에 있어서,
    ―Ar1―는 치환 또는 무치환의 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
    ―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
    X는 수소 원자, 또는 히드록실기를 가져도 되는 탄소수 1~20의 유기기이고,
    ―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 달라도 되며,
    ―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이고, 서로 동일해도 달라도 되며,
    k는 0~7의 정수이고,
    l은 0~8의 정수이며,
    m 및 n의 평균값은 모두 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 화합물(B)의 ―Ar1―가 페닐렌기이고, ―Ar2―가 비페닐렌기이며, X가 수소 원자 또는 탄소수 6~20의 방향족 기인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 식(1)에 있어서 m≠0, n≠0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 5% 이상, 55% 이하이며, 또한 상기 식(1)에 있어서 m=0, n=0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 0.1% 이상, 40% 이하인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 경화제가 상기 화합물(B) 이외의 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물(C)을 추가로 포함하며,
    상기 화합물(C)이 노볼락형 페놀 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지 및 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화합물(A)이 비페놀의 에폭시화 수지, 비스페놀 F의 에폭시화 수지, 티오비스페놀의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 노볼락형 페놀 수지의 에폭시화 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지의 에폭시화 수지 및 디히드로안트라히드로퀴논의 글리시딜에테르화 에폭시 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    경화촉진제(D)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 경화촉진제(D)가 하기 일반식(2)로 표시되는 화합물, 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물, 하기 일반식(4)로 표시되는 화합물 및 하기 일반식(5)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수지 조성물:
    Figure 112014053772991-pct00024
    일반식(2)에 있어서,
    P는 인 원자이고,
    R3, R4, R5 및 R6은 각각 방향족 기, 또는 알킬기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며,
    A는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산의 음이온이고,
    AH는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산이며,
    a 및 b는 1~3의 정수이고, c는 0~3의 정수이며, a=b이다;
    Figure 112014053772991-pct00025
    일반식(3)에 있어서,
    P는 인 원자이고,
    X1은 탄소수 1~3의 알킬기이며,
    Y1은 히드록실기이고,
    d 및 e는 각각 0~3의 정수이다;
    Figure 112014053772991-pct00026
    일반식(4)에 있어서,
    P는 인 원자이고,
    R7, R8 및 R9는 각각 탄소수 1~12의 알킬기 또는 탄소수 6~12의 아릴기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며,
    R10, R11 및 R12는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~12의 유기기이고, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며, 또는 R10과 R11이 결합하여 환상 구조로 되어 있어도 된다;
    Figure 112014053772991-pct00027
    일반식(5)에 있어서,
    A1은 질소 원자 또는 인 원자이고,
    Si는 규소 원자이며,
    R13, R14, R15 및 R16은 각각 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고,
    X2는 기 Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이며,
    X3은 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이고,
    Y2 및 Y3은 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출해서 이루어진 기이며, 그것들은 서로 동일해도 달라도 되고, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하며,
    Y4 및 Y5는 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이고, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하며,
    X2 및 X3은 서로 동일해도 달라도 되며, Y2, Y3, Y4 및 Y5는 서로 동일해도 달라도 되고,
    Z1은 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이다.
  12. 청구항 1에 있어서,
    실란 커플링제(E)와, 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 화합물(F)이 방향환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 화합물(F)이 나프탈렌환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 화합물(F)이 나프탈렌환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 화합물(F)이 상기 수지 조성물 전체의 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하의 양인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 실란 커플링제(E)가 상기 수지 조성물 전체의 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하의 양인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서,
    무기 충전제(G)를 상기 수지 조성물 전체의 80 중량% 이상, 92 중량% 이하의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  19. 청구항 1에 기재된 수지 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자를 봉지함으로써 제조된 반도체 장치.
  20. 글리시딜 에테르기를 2개 이상 포함하는 화합물(A)과,
    하기 일반식(1)로 표시되는 화합물(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 수지 조성물:
    Figure 112009061403300-pct00028
    식(1)에 있어서,
    ―Ar1―는 치환 또는 무치환의 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
    ―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
    X는 수소 원자, 또는 히드록실기를 가져도 되는 탄소수 1~20의 유기기이고,
    ―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 달라도 되고,
    ―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이며, 서로 동일해도 달라도 되고,
    k는 0~7의 정수이며,
    l은 0~8의 정수이고,
    m 및 n의 평균값은 모두 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 화합물(B)의 ―Ar1―가 페닐렌기이고, ―Ar2―가 비페닐렌기이며, X가 수소 원자 또는 탄소수 6~20의 방향족 기인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 식(1)에 있어서 m≠0, n≠0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 5% 이상, 55% 이하이며, 또한 상기 식(1)에 있어서 m=0, n=0인 성분의 화합물(B) 전체에 대한 GPC 차트에서의 면적비율이 0.1% 이상, 40% 이하인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 화합물(B)이 150℃에서 0.10dPa·s 이상, 2.0dPa·s 이하의 ICI 점도, 및 50℃ 이상, 90℃ 이하의 연화점을 가지는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  24. 청구항 20에 있어서,
    유전분석장치로 측정 온도 175℃, 측정 주파수 100Hz의 조건에서 이온 점도를 경시적으로 측정했을 때, 최저 이온 점도의 출현 시간이 측정 개시로부터 5초 이상, 40초 이내이고, 상기 최저 이온 점도가 4.0 이상, 7.0 이하이며, 상기 이온 점도의 최대 슬로프의 출현 시간이 측정 개시로부터 10초 이상, 60초 이내이고, 상기 최대 슬로프가 2.0 이상 6.0 이하인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  25. 청구항 20에 있어서,
    할로겐계 난연제도 중금속계 난연제도 포함하지 않으며,
    상기 수지 조성물의 경화물의 UL-94 수직법에 의한 내연성이 V-0 규격에 적합한 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  26. 청구항 20에 있어서,
    상기 수지 조성물이 상기 화합물(B) 이외의 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물(C)을 추가로 포함하며,
    상기 화합물(C)이, 노볼락형 페놀 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지 및 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  27. 청구항 20에 있어서,
    상기 화합물(A)이 비페놀의 에폭시화 수지, 비스페놀 F의 에폭시화 수지, 티오비스페놀의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬 수지의 에폭시화 수지, 노볼락형 페놀 수지의 에폭시화 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지의 에폭시화 수지 및 디히드로안트라히드로퀴논의 글리시딜에테르화 에폭시 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  28. 청구항 20에 있어서,
    경화촉진제(D)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 경화촉진제(D)가 하기 일반식(2)로 표시되는 화합물, 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물, 하기 일반식(4)로 표시되는 화합물 및 하기 일반식(5)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수지 조성물:
    Figure 112009061403300-pct00029
    일반식(2)에 있어서,
    P는 인 원자이고,
    R3, R4, R5 및 R6은 각각 방향족 기 또는 알킬기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며,
    A는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산의 음이온이고,
    AH는 히드록실기, 카르복실기 및 티올기로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기가 방향환에 결합한 방향족 유기산이며,
    a 및 b는 1~3의 정수이고, c는 0~3의 정수이며, a=b이다;
    Figure 112009061403300-pct00030
    일반식(3)에 있어서,
    P는 인 원자이고,
    X1은 탄소수 1~3의 알킬기이며,
    Y1은 히드록실기이고,
    d 및 e는 각각 0~3의 정수이다;
    Figure 112009061403300-pct00031
    일반식(4)에 있어서,
    P는 인 원자이고,
    R7, R8 및 R9는 각각 탄소수 1~12의 알킬기 또는 탄소수 6~12의 아릴기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고,
    R10, R11 및 R12는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1~12의 유기기이며, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되고, 또는 R10과 R11이 결합하여 환상 구조로 되어 있어도 된다;
    Figure 112009061403300-pct00032
    일반식(5)에 있어서,
    A1은 질소 원자 또는 인 원자이고,
    Si는 규소 원자이며,
    R13, R14, R15 및 R16은 각각 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이고, 이것들은 서로 동일해도 달라도 되며,
    X2는 기 Y2 및 Y3과 결합하는 유기기이고,
    X3은 기 Y4 및 Y5와 결합하는 유기기이며,
    Y2 및 Y3은 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이고, 그것들은 서로 동일해도 달라도 되며, 동일 분자 내의 기 Y2 및 Y3이 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하고,
    Y4 및 Y5는 각각 프로톤 공여성 치환기가 프로톤을 방출하여 이루어진 기이 며, 동일 분자 내의 기 Y4 및 Y5가 규소 원자와 결합하여 킬레이트 구조를 형성하고,
    X2 및 X3은 서로 동일해도 달라도 되며, Y2, Y3, Y4 및 Y5는 서로 동일해도 달라도 되고,
    Z1은 방향환 또는 복소환을 가지는 유기기 혹은 지방족 기이다.
  30. 청구항 20에 있어서,
    실란 커플링제(E)와, 방향환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물(F)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 화합물(F)이 방향환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  32. 청구항 30에 있어서,
    상기 화합물(F)이 나프탈렌환을 구성하는 2개 이상의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  33. 청구항 30에 있어서,
    상기 화합물(F)이 나프탈렌환을 구성하는 2개의 인접하는 탄소 원자에 각각 수산기가 결합한 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  34. 청구항 30에 있어서,
    상기 화합물(F)이 상기 수지 조성물 전체의 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하의 양인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  35. 청구항 30에 있어서,
    상기 실란 커플링제(E)가 상기 수지 조성물 전체의 0.01 중량% 이상, 1 중량% 이하의 양인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  36. 청구항 20에 있어서,
    무기 충전제(G)를 상기 수지 조성물 전체의 80 중량% 이상, 92 중량% 이하의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  37. 청구항 20에 기재된 수지 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자를 봉지함으로써 제조된 반도체 장치.
  38. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화제가 식(6)으로 표시되는 화합물(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물:
    Figure 112014053772991-pct00035
    식(1)에 있어서,
    ―Ar1―는 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
    ―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
    단 ―Ar1― 및 ―Ar2―가 모두 페닐렌기인 경우를 제외하고,
    X는 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 유기기이며, 그 유기기는 히드록실기를 가지고 있어도 되고,
    ―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 되고,
    ―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 되고,
    k는 0~7의 정수이며,
    l은 0~8의 정수이고,
    p, q의 평균값은 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
  39. 청구항 20에 있어서,
    상기 화합물(B)가 하기 일반식(6)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 수지 조성물:
    Figure 112014053772991-pct00036
    식(1)에 있어서,
    ―Ar1―는 페닐렌기, 1-나프틸렌기, 2-나프틸렌기, 옥시비페닐렌기 및 비페닐렌기로부터 선택되는 기이고,
    ―Ar2―는 페닐렌기, 비페닐렌기 및 나프틸렌기로부터 선택되는 기이며,
    단 ―Ar1― 및 ―Ar2―가 모두 페닐렌기인 경우를 제외하고,
    X는 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 유기기이며, 그 유기기는 히드록실기를 가지고 있어도 되고,
    ―Ar1―에 도입되는 치환기 R1은 탄소수 1~20의 유기기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 되고,
    ―Ar2―에 도입되는 치환기 R2는 탄소수 1~4의 알킬기이며, 서로 동일해도 되고 달라도 되고,
    k는 0~7의 정수이며,
    l은 0~8의 정수이고,
    p, q의 평균값은 0을 초과하며 10 미만인 정수이다.
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