KR102623238B1 - Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same - Google Patents

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KR102623238B1 KR1020200116857A KR20200116857A KR102623238B1 KR 102623238 B1 KR102623238 B1 KR 102623238B1 KR 1020200116857 A KR1020200116857 A KR 1020200116857A KR 20200116857 A KR20200116857 A KR 20200116857A KR 102623238 B1 KR102623238 B1 KR 102623238B1
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Abstract

에폭시 수지, 경화제 및 무기 충진제를 포함하고, 상기 경화제는 화학식 2의 페놀성 경화제를 포함하는 것인, 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자가 제공된다.An epoxy resin composition for sealing a semiconductor device comprising an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler, wherein the curing agent includes a phenolic curing agent of Chemical Formula 2, and a semiconductor device sealed using the same are provided.

Description

반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자{EPOXY RESIN COMPOSITION FOR ENCAPSULATING SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE ENCAPSULATED USING THE SAME}Epoxy resin composition for sealing semiconductor devices and semiconductor devices sealed using the same {EPOXY RESIN COMPOSITION FOR ENCAPSULATING SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE ENCAPSULATED USING THE SAME}

본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices and a semiconductor device sealed using the same.

최근에 작고 얇은 디자인의 휴대용 디지털 기기들이 보편화되면서 내부에 실장되는 반도체 패키지의 단위 부피당 실장 효율을 높이기 위하여 반도체 패키지의 경박 단소(輕薄 短小)화가 진행되고 있다. 패키지의 경박 단소화에 따라 반도체 패키지를 구성하고 있는 반도체 칩, 리드 프레임 및 에폭시 수지 조성물 간의 열팽창계수 차이, 반도체 패키지를 밀봉하는 에폭시 수지 조성물의 열 수축 및 경화 수축으로 인해 반도체 패키지가 휘어지는 휨(warpage) 문제가 발생하고 있다. Recently, as portable digital devices with small and thin designs have become popular, semiconductor packages are being made thinner and smaller in order to increase the packaging efficiency per unit volume of the semiconductor package mounted inside. As the package becomes thinner and shorter, the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip, lead frame, and epoxy resin composition that makes up the semiconductor package, and the warpage of the semiconductor package due to heat shrinkage and curing shrinkage of the epoxy resin composition that seals the semiconductor package. ) A problem is occurring.

반도체 패키지의 휨 문제가 발생하는 경우 반도체 후공정에서 납땜 시의 납땜 불량 및 이에 따른 전기적 불량이 발생할 수 있기 때문에 휨 특성 조절이 최근 밀봉재 개발에 중요한 과제가 되고 있다. 특히 반도체 패키지의 경박 단소화로 인하여 반도체 패키지 내부에 밀봉재 비율이 점점 줄어드는 추세로 인해 반도체 패키지 전체의 휨을 조절하기 위해 높은 수축율의 밀봉재 개발이 필요하다. 하지만 높은 수축율 물성을 만족시키기 위해 밀봉재 내부의 무기 충진제의 함량을 낮추거나 당량이 큰 수지의 사용 비율을 높일 경우 난연 특성이 나오지 않거나 신뢰성 측면에서 문제가 발생될 수 있다.If a bending problem occurs in the semiconductor package, soldering defects and subsequent electrical defects may occur during soldering in the semiconductor post-process, so controlling the bending characteristics has recently become an important task in the development of sealing materials. In particular, due to the trend of decreasing the proportion of sealing materials inside semiconductor packages due to the thinning, thinning, and shortening of semiconductor packages, it is necessary to develop sealing materials with a high shrinkage rate to control the warpage of the entire semiconductor package. However, if the content of inorganic filler inside the sealant is lowered or the proportion of resin with a large equivalent weight is increased in order to satisfy high shrinkage properties, flame retardant properties may not be achieved or problems in reliability may occur.

본 발명의 목적은 경화수축율이 높고 열팽창계수(CTE)가 높은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices that has a high cure shrinkage rate and a high coefficient of thermal expansion (CTE).

본 발명의 다른 목적은 경박 단소화된 반도체 패키지의 휨을 낮추는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices that reduces warpage of light, thin, and shortened semiconductor packages.

본 발명의 또 다른 목적은 내크랙성, 신뢰성, 성형성이 현저하게 개선된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices with significantly improved crack resistance, reliability, and formability.

본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제 및 무기 충진제를 포함하고, 상기 경화제는 하기 화학식 2의 페놀성 경화제를 포함한다:The epoxy resin composition for sealing semiconductor devices of the present invention includes an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler, and the curing agent includes a phenolic curing agent of the following formula (2):

[화학식 2][Formula 2]

(상기 화학식 2에서, (In Formula 2 above,

X는 단일 결합 또는 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 1 내지 4의 알킬렌기이고,X is a single bond or a straight-chain or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms,

R1, R2는 각각 독립적으로 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 2 내지 12의 알킬기 또는 알릴기이고,R 1 and R 2 are each independently a straight-chain or branched alkyl group or allyl group having 2 to 12 carbon atoms,

R3, R4는 각각 독립적으로, 수소, 할로겐, 아미노기(-NH2), 시아노기(-CN), 수산기(-OH), 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 수 7 내지 20의 아릴알킬기이고,R 3 and R 4 are each independently hydrogen, halogen, amino group (-NH 2 ), cyano group (-CN), hydroxyl group (-OH), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted. A cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms,

a는 1 내지 4의 정수, c는 0 내지 3의 정수, a + c는 4a is an integer from 1 to 4, c is an integer from 0 to 3, a + c is 4

b는 1 내지 3의 정수, d는 0 내지 2의 정수, b + d는 3,b is an integer from 1 to 3, d is an integer from 0 to 2, b + d is 3,

n은 평균값이 0 내지 10).n has an average value of 0 to 10).

본 발명의 반도체 소자는 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 의해 밀봉된다.The semiconductor device of the present invention is sealed with the epoxy resin composition for sealing semiconductor devices of the present invention.

본 발명은 경화수축율이 높고 열팽창계수가 높은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하였다.The present invention provides an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices with a high cure shrinkage rate and a high thermal expansion coefficient.

본 발명은 경박 단소화된 반도체 패키지의 휨을 낮추는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하였다.The present invention provides an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices that reduces warpage of light, thin, and simplified semiconductor packages.

본 발명은 내크랙성, 신뢰성, 성형성이 현저하게 개선된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하였다.The present invention provides an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices with significantly improved crack resistance, reliability, and moldability.

본 명세서에서 수치 범위 기재 시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하를 의미한다.In this specification, when describing a numerical range, “X to Y” means more than X and less than or equal to Y.

본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 해당 작용기 중 하나 이상의 수소 원자가 수산기, 아미노기, 니트로기, 시아노기, 탄소 수 1 내지 탄소 수 20의 알킬기, 탄소 수 1 내지 탄소 수 20의 할로알킬기, 탄소 수 6 내지 탄소 수 30의 아릴기, 탄소 수 3 내지 탄소 수 30의 헤테로아릴기, 탄소 수 3 내지 탄소 수 10의 시클로알킬기, 탄소 수 3 내지 탄소 수 10의 헤테로시클로알킬기, 탄소 수 7 내지 탄소 수 30의 아릴알킬기 또는 탄소 수 1 내지 탄소 수 30의 헤테로알킬기로 치환된 것을 의미한다.In the present specification, "substituted" in "substituted or unsubstituted" means that one or more hydrogen atoms in the functional group are hydroxyl group, amino group, nitro group, cyano group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 1 to 20 carbon atoms. Haloalkyl group, aryl group with 6 to 30 carbon atoms, heteroaryl group with 3 to 30 carbon atoms, cycloalkyl group with 3 to 10 carbon atoms, heterocycloalkyl group with 3 to 10 carbon atoms, carbon It means substituted with an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms or a heteroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제 및 무기 충진제를 포함하고, 상기 경화제는 하기 화학식 2의 페놀성 경화제를 포함한다. 상기 조성물은 경화수축율이 높고 열팽창계수가 높아, 경박 단소화된 반도체 패키지의 휨을 낮추며, 내크랙성, 신뢰성, 성형성이 현저하게 개선되었다.The epoxy resin composition for sealing semiconductor devices of the present invention includes an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler, and the curing agent includes a phenolic curing agent of the following formula (2). The composition has a high curing shrinkage rate and a high thermal expansion coefficient, lowering the warpage of light, thin, and shortened semiconductor packages, and significantly improving crack resistance, reliability, and formability.

에폭시 수지epoxy resin

에폭시 수지는 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 것으로, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, tert-부틸 카테콜형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 선형 지방족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지, 스피로환 함유 에폭시 수지, 시클로헥산디메탄올형 에폭시 수지, 트리메틸올형 에폭시 수지, 할로겐화 에폭시 수지 등이 될 수 있다. 에폭시 수지는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. 예를 들면, 에폭시 수지는 페놀 아랄킬형 에폭시 수지일 수 있다.Epoxy resins have two or more epoxy groups in the molecule, and include biphenyl-type epoxy resin, bisphenol-A-type epoxy resin, bisphenol-F-type epoxy resin, phenol novolac-type epoxy resin, tert-butyl catechol-type epoxy resin, and naphthalene-type epoxy resin. , glycidylamine type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, spiro ring-containing epoxy resin, cyclohexanedimethanol type epoxy resin. , trimethylol-type epoxy resin, halogenated epoxy resin, etc. Epoxy resins may be included alone or in a mixture of two or more types. For example, the epoxy resin may be a phenol aralkyl type epoxy resin.

일 구체예에서, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지는 하기 화학식 1의 에폭시 수지를 포함할 수 있다:In one embodiment, the phenol aralkyl type epoxy resin may include an epoxy resin of the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

(상기 화학식 1에서, n의 평균값은 1 내지 7이다).(In Formula 1, the average value of n is 1 to 7).

페놀 아랄킬형 에폭시 수지는 조성물 중 전체 에폭시 수지에 대해 70 내지 100 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 경화성이 저하되지 않을 수 있다.The phenol aralkyl type epoxy resin may be included in an amount of 70 to 100% by weight based on the total epoxy resin in the composition. Within the above range, the curability of the composition may not deteriorate.

에폭시 수지는 에폭시 수지 조성물 중 고형분 기준으로 2 내지 17 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 경화성이 저하되지 않을 수 있다.The epoxy resin may be included in an amount of 2 to 17% by weight based on solid content in the epoxy resin composition. Within the above range, the curability of the composition may not deteriorate.

경화제hardener

경화제는 하기 화학식 2의 경화제를 포함한다. 화학식 2의 경화제는 페놀성 경화제로서, 조성물의 경화수축율, 열팽창계수를 높이고, 경박 단소화된 반도체 패키지의 휨을 낮추며, 내크랙성, 신뢰성, 성형성을 현저하게 개선할 수 있다:The curing agent includes a curing agent of the following formula (2). The curing agent of Formula 2 is a phenolic curing agent, which can increase the curing shrinkage rate and thermal expansion coefficient of the composition, reduce warpage of light, thin, and shortened semiconductor packages, and significantly improve crack resistance, reliability, and formability:

[화학식 2][Formula 2]

(상기 화학식 2에서,(In Formula 2 above,

X는 단일 결합 또는 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 1 내지 4의 알킬렌기이고,X is a single bond or a straight-chain or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms,

R1, R2는 각각 독립적으로 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 2 내지 12의 알킬기 또는 알릴기이고,R 1 and R 2 are each independently a straight-chain or branched alkyl group or allyl group having 2 to 12 carbon atoms,

R3, R4는 각각 독립적으로, 수소, 할로겐, 아미노기(-NH2), 시아노기(-CN), 수산기(-OH), 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 수 7 내지 20의 아릴알킬기이고,R 3 and R 4 are each independently hydrogen, halogen, amino group (-NH 2 ), cyano group (-CN), hydroxyl group (-OH), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted. A cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms,

a는 1 내지 4의 정수, c는 0 내지 3의 정수, a + c는 4a is an integer from 1 to 4, c is an integer from 0 to 3, a + c is 4

b는 1 내지 3의 정수, d는 0 내지 2의 정수, b + d는 3,b is an integer from 1 to 3, d is an integer from 0 to 2, b + d is 3,

n은 평균값이 0 내지 10).n has an average value of 0 to 10).

바람직하게는, X는 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 1 내지 4의 알킬렌기로서, 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기 또는 n-부틸렌기일 수 있다.Preferably,

바람직하게는 R1, R2는 각각 독립적으로 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 4 내지 10의 알킬기 또는 알릴기, 더 바람직하게는 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 6 내지 8의 알킬기 또는 알릴기일 수 있다.Preferably, R 1 and R 2 may each independently be a straight-chain or branched alkyl group or an allyl group having 4 to 10 carbon atoms, more preferably a straight-chain or branched alkyl group or an allyl group having 6 to 8 carbon atoms. there is.

바람직하게는 R3, R4는 각각 독립적으로 수소일 수 있다.Preferably, R 3 and R 4 may each independently be hydrogen.

바람직하게는 n은 평균값이 1 내지 4일 수 있다.Preferably, n may have an average value of 1 to 4.

일 구체예에서, 화학식 2의 경화제는 하기 화학식 3의 페놀성 경화제를 포함할 수 있다:In one embodiment, the curing agent of Formula 2 may include a phenolic curing agent of Formula 3:

[화학식 3][Formula 3]

(상기 화학식 3에서, R1, R2, R3, R4, X, n은 각각 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같고, c1은 3, d1은 2이다). 상기 화학식 3에서 R3은 동일하거나 다를 수 있다. 상기 화학식 3에서 R4는 동일하거나 다를 수 있다.(In Formula 3, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , X, and n are each as defined in Formula 2, c1 is 3, and d1 is 2). In Formula 3, R 3 may be the same or different. In Formula 3, R 4 may be the same or different.

화학식 2의 페놀성 경화제는 연화점이 50 내지 120℃가 될 수 있다. 상기 범위에서 적절한 수지 점도가 확보될 수 있으므로 유동성이 저하되지 않을 수 있다.The phenolic curing agent of Formula 2 may have a softening point of 50 to 120°C. Since appropriate resin viscosity can be secured within the above range, fluidity may not be deteriorated.

화학식 2의 페놀성 경화제에 포함되는 페놀성 수산기의 당량은 90 내지 300g/eq일 수 있다.The equivalent weight of the phenolic hydroxyl group included in the phenolic curing agent of Formula 2 may be 90 to 300 g/eq.

에폭시 수지 조성물 중 에폭시 수지와 화학식 2의 페놀성 경화제의 조성비는 에폭시 수지의 에폭시기 당량 : 화학식 2의 페놀성 경화제에 포함된 페놀성 수산기 당량의 비가 0.5 : 1 내지 2 : 1이 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 수지 조성물의 유동성이 확보될 수 있고, 경화 시간이 지연되지 않을 수 있다. 바람직하게는 상기 당량 비는 0.8 : 1 내지 1.6 : 1이 될 수 있다.The composition ratio of the epoxy resin and the phenolic curing agent of Formula 2 in the epoxy resin composition may be 0.5:1 to 2:1 in the ratio of the equivalent weight of the epoxy group in the epoxy resin to the equivalent weight of the phenolic hydroxyl group contained in the phenolic curing agent of Formula 2. Within the above range, the fluidity of the resin composition can be secured and the curing time may not be delayed. Preferably, the equivalent ratio may be 0.8:1 to 1.6:1.

화학식 2의 경화제는 에폭시 수지 조성물 중 1종 이상 포함될 수 있고, 에폭시 수지 조성물 중 고형분 기준으로 2 내지 12 중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 경화수축률과 열팽창계수를 높일 수 있고, 조성물의 경화성이 저하되지 않을 수 있으며, 미 반응된 에폭시기와 페놀성 수산기가 다량 발생하지 않아서 신뢰성이 좋을 수 있다.One or more types of curing agents of Formula 2 may be included in the epoxy resin composition, and may be included in an amount of 2 to 12% by weight, preferably 2 to 10% by weight, based on solid content in the epoxy resin composition. Within the above range, curing shrinkage and thermal expansion coefficient can be increased, curability of the composition may not deteriorate, and reliability can be good because large amounts of unreacted epoxy groups and phenolic hydroxyl groups are not generated.

화학식 2의 경화제는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다.The curing agent of Formula 2 can be prepared by conventional methods known to those skilled in the art.

화학식 2의 경화제는 조성물 중 전체 경화제에 대해 70 내지 100 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 경화성이 저하되지 않을 수 있다.The curing agent of Formula 2 may be included in an amount of 70 to 100% by weight based on the total curing agent in the composition. Within the above range, the curability of the composition may not deteriorate.

경화제는 화학식 2의 경화제 이외에 화학식 2와 다른 구조의 경화제를 더 포함할 수 있다. 편의상, 화학식 2의 경화제를 제1 경화제, 화학식 2와 다른 구조의 경화제를 제2 경화제라고 한다.In addition to the curing agent of Chemical Formula 2, the curing agent may further include a curing agent with a structure different from Chemical Formula 2. For convenience, the curing agent of Formula 2 is referred to as the first curing agent, and the curing agent having a structure different from that of Formula 2 is referred to as the second curing agent.

제2 경화제는 다관능형 페놀 수지, 페놀아랄킬형 페놀 수지, 페놀노볼락형 페놀 수지, 자일록형 페놀 수지, 크레졸 노볼락형 페놀 수지, 나프톨형 페놀 수지, 테르펜형 페놀 수지, 테르펜계 변성 페놀 수지, 다방향족 페놀 수지, 디시클로펜타디엔계 페놀 수지, 디시클로펜타디엔계 변성 페놀 수지, 비스페놀 A와 레졸로부터 합성된 노볼락형 페놀 수지; 트리스(하이드록시페닐)메탄, 디하이드록시바이페닐을 포함하는 다가 페놀 화합물; 무수 말레인산 및 무수 프탈산을 포함하는 산무수물; 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐설폰 등의 방향족 아민 등을 들 수 있다.The second curing agent is a multifunctional phenol resin, a phenol aralkyl type phenol resin, a phenol novolak type phenol resin, a xylok type phenol resin, a cresol novolak type phenol resin, a naphthol type phenol resin, a terpene type phenol resin, a terpene modified phenol resin, polyaromatic phenol resin, dicyclopentadiene-based phenol resin, dicyclopentadiene-based modified phenol resin, novolak-type phenol resin synthesized from bisphenol A and resol; polyhydric phenol compounds including tris(hydroxyphenyl)methane and dihydroxybiphenyl; acid anhydrides including maleic anhydride and phthalic anhydride; and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone.

경화제는 경화제 단독으로 조성물에 포함될 수도 있고, 에폭시 수지, 경화 촉매, 또는 기타 첨가제 등과 멜트 마스터 배치(melt master batch)와 같이 선 반응시켜 제조된 부가 화합물 형태로 제조될 수도 있다.The curing agent may be included in the composition as the curing agent alone, or may be manufactured in the form of an addition compound prepared by pre-reacting an epoxy resin, curing catalyst, or other additives, such as a melt master batch.

경화제는 에폭시 수지 조성물 중 고형분 기준으로 2 내지 12 중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 경화성이 저하되지 않을 수 있고, 미 반응된 에폭시기와 페놀성 수산기가 다량 발생하지 않아서 신뢰성이 좋을 수 있다.The curing agent may be included in an amount of 2 to 12% by weight, preferably 2 to 10% by weight, based on solid content in the epoxy resin composition. Within the above range, the curability of the composition may not deteriorate, and reliability may be good because large amounts of unreacted epoxy groups and phenolic hydroxyl groups are not generated.

무기 충진제inorganic filler

무기 충진제는 에폭시 수지 조성물의 기계적 물성의 향상과 저응력화를 높일 수 있다. 무기 충진제의 예로는 용융 실리카, 결정성 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이(clay), 탈크(talc), 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다. Inorganic fillers can improve the mechanical properties and reduce stress of the epoxy resin composition. Examples of inorganic fillers may include one or more of fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, and glass fiber. there is.

바람직하게는 무기 충진제는 저응력화를 위해서 선팽창계수가 낮은 용융 실리카를 포함할 수 있다. 용융 실리카는 진비중이 2.3 이하인 비결정성 실리카를 의미하는 것으로 결정성 실리카를 용융하여 만들거나 다양한 원료로부터 합성한 비결정성 실리카도 포함할 수 있다. 용융 실리카의 형상 및 입경은 특별히 한정되지는 않지만, 평균 입경 5 내지 30㎛의 구상 용융 실리카를 50 내지 99중량%, 평균 입경 0.001 내지 1㎛의 구상 용융 실리카를 1 내지 50중량%를 포함한 용융 실리카 혼합물을 전체 무기 충진제 중 40 내지 100중량%가 되도록 포함하는 것이 좋다. 또한, 용도에 맞춰 그 최대 입경을 45㎛, 55㎛, 및 75㎛ 중 어느 하나로 조정해서 사용할 수가 있다.Preferably, the inorganic filler may include fused silica with a low coefficient of linear expansion to reduce stress. Fused silica refers to amorphous silica with a true specific gravity of 2.3 or less, and may include amorphous silica made by melting crystalline silica or synthesized from various raw materials. The shape and particle size of the fused silica are not particularly limited, but may be fused silica containing 50 to 99% by weight of spherical fused silica with an average particle diameter of 5 to 30 ㎛ and 1 to 50% by weight of spherical fused silica with an average particle diameter of 0.001 to 1 ㎛. It is better to include the mixture in an amount of 40 to 100% by weight of the total inorganic filler. In addition, the maximum particle size can be adjusted to any of 45㎛, 55㎛, and 75㎛ according to the application.

무기 충진제의 사용량은 성형성, 저응력성, 및 고온 강도 등의 요구 물성에 따라 다르다. 구체예에서, 무기 충진제는 에폭시 수지 조성물 중 70 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 에폭시 수지 조성물의 난연성, 유동성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.The amount of inorganic filler used varies depending on required physical properties such as formability, low stress, and high temperature strength. In one embodiment, the inorganic filler may be included in 70 to 95% by weight of the epoxy resin composition. Within the above range, flame retardancy, fluidity, and reliability of the epoxy resin composition can be secured.

에폭시 수지 조성물은 경화 촉매를 더 포함할 수 있다.The epoxy resin composition may further include a curing catalyst.

경화 촉매curing catalyst

경화 촉매는 3급 아민 화합물, 유기금속 화합물, 유기인 화합물, 이미다졸계 화합물 또는 붕소 화합물 등이 될 수 있다. 3급 아민 화합물은 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디에틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀, 2-2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디아미노메틸)페놀과 트리-2-에틸헥실산염 등이 있다. 유기금속 화합물은 크로뮴아세틸아세토네이트, 징크아세틸아세토네이트, 니켈아세틸아세토네이트 등이 있다. 유기인 화합물은 트리스-4-메톡시포스핀, 트리페닐포스핀, 트리페닐포스핀트리페닐보란, 트리페닐포스핀-1,4-벤조퀴논 부가물 등이 될 수 있다. 이미다졸계 화합물은 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-아미노이미다졸, 2-메틸-1-비닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸 등이 있다. 붕소 화합물은 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트, 테트라페닐보론염, 트리플루오로보란-n-헥실아민, 트리플루오로보란모노에틸아민, 테트라플루오로보란트리에틸아민, 테트라플루오로보란아민 등이 있다. 이외에도 1,5-디아자바이시클로[4.3.0]논-5-엔(1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene: DBN), 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-엔(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene: DBU) 및 페놀노볼락 수지염 등을 사용할 수 있다.The curing catalyst may be a tertiary amine compound, an organometallic compound, an organophosphorus compound, an imidazole-based compound, or a boron compound. Tertiary amine compounds include benzyldimethylamine, triethanolamine, triethylenediamine, diethylaminoethanol, tri(dimethylaminomethyl)phenol, 2-2-(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-tris(diamino) These include methyl)phenol and tri-2-ethylhexyl acid salt. Organometallic compounds include chromium acetylacetonate, zinc acetylacetonate, and nickel acetylacetonate. The organophosphorus compound may be tris-4-methoxyphosphine, triphenylphosphine, triphenylphosphinetriphenylborane, triphenylphosphine-1,4-benzoquinone adduct, etc. Imidazole-based compounds include 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-aminoimidazole, 2 - methyl-1-vinylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 2-hepta. Decylimidazole, etc. Boron compounds include triphenylphosphine tetraphenylborate, tetraphenylboron salt, trifluoroboran-n-hexylamine, trifluoroboran monoethylamine, tetrafluoroboranetriethylamine, and tetrafluoroboranamine. . In addition, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene (1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene: DBN), 1,8-diazabicyclo[5.4. 0]undec-7-ene (1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene: DBU) and phenol novolak resin salt can be used.

경화 촉매는 에폭시 수지 또는 경화제와 선반응하여 만든 부가물을 사용하는 것도 가능하다. It is also possible to use an adduct made by pre-reacting an epoxy resin or a curing agent as a curing catalyst.

경화 촉매는 에폭시 수지 조성물 중 0.01 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 경화 반응 시간이 지연되지 않고, 조성물의 유동성이 확보될 수 있다.The curing catalyst may be included in an amount of 0.01 to 5% by weight in the epoxy resin composition. Within the above range, the curing reaction time is not delayed and the fluidity of the composition can be secured.

에폭시 수지 조성물은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 포함될 수 있는 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체예에서, 첨가제는 커플링제, 이형제, 착색제, 응력 완화제, 가교 증진제, 레벨링제, 난연제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The epoxy resin composition may further include common additives that can be included in epoxy resin compositions for sealing semiconductor devices. In embodiments, the additive may include one or more of a coupling agent, release agent, colorant, stress reliever, crosslinking enhancer, leveling agent, or flame retardant.

커플링제는 에폭시 수지와 무기 충진제 사이에서 반응하여 계면 강도를 향상시키기 위한 것으로, 예를 들면, 실란 커플링제일 수 있다. 상기 실란 커플링제의 구체적인 예로는 에폭시 실란, 아미노 실란, 우레이도 실란, 머캅토 실란, 및 알킬 실란 등을 들 수 있다. 상기 커플링제는 단독으로 사용할 수 있으며 병용해서 사용할 수도 있다. The coupling agent is used to improve the interfacial strength by reacting between the epoxy resin and the inorganic filler, and may be, for example, a silane coupling agent. Specific examples of the silane coupling agent include epoxy silane, amino silane, ureido silane, mercapto silane, and alkyl silane. The coupling agents can be used alone or in combination.

바람직하게는, 커플링제는 하기 화학식 4의 커플링제를 포함할 수 있다:Preferably, the coupling agent may include a coupling agent of the following formula (4):

[화학식 4][Formula 4]

(상기 화학식 4에서, (In Formula 4 above,

R5, R6, R8, R9는 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 1 내지 30의 1가 지방족 탄화수소기 또는 탄소 수 6 내지 30의 1가 방향족 탄화수소기,R 5 , R 6 , R 8 , and R 9 are each independently hydrogen, a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms,

R7은 각각 독립적으로 탄소 수 1 내지 20의 2가 탄화수소기,R 7 is each independently a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms,

e는 1 내지 3의 정수).e is an integer from 1 to 3).

화학식 4의 커플링제는 조성물의 유동성을 개선할 수 있다.The coupling agent of Formula 4 can improve the fluidity of the composition.

커플링제는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 3 중량%, 더 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 에폭시 수지 조성물 경화물의 강도가 향상될 수 있다.The coupling agent may be included in an amount of 0 to 5% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight, and more preferably 0.1 to 1% by weight in the epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices. Within the above range, the strength of the cured epoxy resin composition can be improved.

이형제는 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 천연 지방산 및 천연 지방산 금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이형제는 에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 1중량%로 포함될 수 있다.The mold release agent may be one or more selected from the group consisting of paraffin-based wax, ester-based wax, higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, natural fatty acids, and natural fatty acid metal salts. The mold release agent may be included in 0.1 to 1% by weight of the epoxy resin composition.

착색제는 카본 블랙을 사용할 수 있다. 착색제는 에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 1중량%로 포함될 수 있다.The colorant may be carbon black. The colorant may be included in 0.1 to 1% by weight of the epoxy resin composition.

응력 완화제는 변성 실리콘 오일, 실리콘 엘라스토머, 실리콘 파우더 및 실리콘 레진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 응력 완화제는 에폭시 수지 조성물 중 0 내지 2 중량%, 예를 들면 0 내지 1 중량%, 예를 들면 0.1 내지 1 중량%로 함유될 수도 있다.The stress reliever may be one or more selected from the group consisting of modified silicone oil, silicone elastomer, silicone powder, and silicone resin, but is not limited thereto. The stress reliever is present in an amount of 0 to 2% by weight, for example 0 to 1% by weight, for example 0.1 to 1% by weight of the epoxy resin composition. It may be contained.

난연제는 할로겐계 또는 비할로겐계의, 무기 또는 유기 난연제를 포함할 수 있다. 비할로겐계 무기 또는 유기 난연제는 삼산화안티몬, 포스파젠, 붕산아연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.Flame retardants may include halogen-based or non-halogen-based, inorganic or organic flame retardants. Non-halogen-based inorganic or organic flame retardants may include, but are not limited to, one or more of antimony trioxide, phosphazene, zinc borate, aluminum hydroxide, and magnesium hydroxide.

난연제는 에폭시 수지 조성물 중 0 내지 2 중량%, 예를 들면 0 내지 1.5 중량%, 예를 들면 0.1 내지 1.5 중량%로 함유될 수도 있다.The flame retardant is present in an amount of 0 to 2% by weight, for example 0 to 1.5% by weight, for example 0.1 to 1.5% by weight of the epoxy resin composition. It may be contained.

첨가제는 에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 5 중량%, 예를 들면 0.1 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.Additives may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight, for example, 0.1 to 3% by weight of the epoxy resin composition.

에폭시 수지 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 조성물에 포함되는 각 구성 성분을 헨셀 믹서나 뢰디게 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후, 롤 밀이나 니이더로 90℃ 내지 120℃에서 용융 혼련하고, 냉각 및 분쇄 과정을 거쳐 제조될 수 있다.The method of manufacturing the epoxy resin composition is not particularly limited, but each component included in the composition is uniformly mixed using a Henschel mixer or Rodige mixer, and then melt-kneaded at 90°C to 120°C using a roll mill or kneader. and can be manufactured through cooling and grinding processes.

본 발명의 반도체 소자는 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 사용해서 밀봉된다. 본 발명의 상기 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자 등을 밀봉하는 방법은 트랜스퍼 성형, 인젝션(injection) 성형, 캐스팅 성형, 압축 성형 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 한 구체예에서는 저압 트랜스퍼 성형 방법으로 밀봉될 수 있다. 다른 구체예에서는 압축 성형에 의해 밀봉될 수 있다. The semiconductor device of the present invention is sealed using the epoxy resin composition for sealing semiconductor devices of the present invention. The method of sealing a semiconductor device using the epoxy resin composition of the present invention may include transfer molding, injection molding, casting molding, compression molding, etc., but is not necessarily limited thereto. In one embodiment, it may be sealed using a low pressure transfer molding method. In other embodiments, sealing may be achieved by compression molding.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and should not be construed as limiting the present invention in any way.

하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.Specific specifications of the ingredients used in the following examples and comparative examples are as follows.

(A)에폭시 수지: NC-3000(페놀 아랄킬형 에폭시 수지, Nippon Kayaku社)(A) Epoxy resin: NC-3000 (phenol aralkyl type epoxy resin, (Nippon Kayaku)

(B)경화제: (B1) 내지 (B4)는 KAF-F series(Kolon industries社)(B) Curing agent: (B1) to (B4) are KAF-F series (Kolon industries)

(B1)화학식 3에서 X가 -CH2-, R1, R2가 각각 n-부틸기, R3, R4가 각각 수소인 경화제 ( B1 ) A curing agent in which in Formula 3 ,

(B2)화학식 3에서 X가 -CH2-, R1, R2가 각각 tert-부틸기, R3, R4가 각각 수소인 경화제( B2 ) A curing agent in Formula 3 wherein

(B3)화학식 3에서 X가 -CH2-, R1, R2가 각각 n-옥틸기, R3, R4가 각각 수소인 경화제 ( B3) A curing agent in which in Formula 3 ,

(B4)화학식 3에서 X가 -CH2-, R1, R2가 각각 알릴기, R3, R4가 각각 수소인 경화제 ( B4 ) A curing agent in which in Formula 3 ,

(b1)MEH-7500-S(다관능형 페놀 수지, Meiwa社)(b1)MEH-7500-S (multifunctional phenolic resin, Meiwa)

(b2)MEH-7800-S(자일록형 페놀 수지, Meiwa社)(b2)MEH-7800-S (Xyllock type phenolic resin, Meiwa company)

(b3)MEH-7851-S(페놀 아랄킬형 페놀 수지, Meiwa社)(b3)MEH-7851-S (phenol aralkyl type phenol resin, Meiwa company)

(b4)화학식 3에서 X가 -CH2-, R1, R2가 각각 메틸기, R3, R4가 각각 수소인 경화제 ( b4) A curing agent in which in Formula 3 ,

(b5)화학식 3에서 X가 -CH2-, R1, R2, R3, R4가 각각 수소인 경화제(b5) In Formula 3, a curing agent in which X is -CH 2 -, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each hydrogen

(C)무기 충진제: 평균 입경 18㎛의 구상 용융 실리카와 평균 입경 0.5㎛의 구상 용용 실리카의 9:1 중량비의 혼합물(C) Inorganic filler: a mixture of spherical fused silica with an average particle diameter of 18㎛ and spherical fused silica with an average particle diameter of 0.5㎛ at a weight ratio of 9:1.

(D)경화 촉매: 트리페닐 포스핀(Hokko社)(D) Curing catalyst: Triphenyl phosphine (Hokko)

(E)커플링제: KBM-573(Shinetsu社, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란)(E) Coupling agent: KBM-573 (Shinetsu, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane)

(F)난연제: 삼산화안티몬(Sigma Aldrich社)(F) Flame retardant: Antimony trioxide (Sigma Aldrich)

(G)착색제: 카본 블랙(MA-600, Matsusita Chemical社)(G) Colorant: Carbon black (MA-600, Matsusita Chemical)

(H)이형제: 카르나우바왁스(H) Mold release agent: carnauba wax

실시예 1 내지 실시예 4와 비교예 1 내지 비교예 5Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5

하기 표 1의 조성(단위: 중량부)에 따라 헨셀 믹서(KEUM SUNG MACHINERY CO.LTD, KSM-22)를 이용하여 25 내지 30℃에서 30분 동안 균일하게 혼합한 후, 연속 니이더(kneader)를 이용하여 90 내지 110℃에서 30분 동안 용융 혼련한 후, 10 내지 15℃로 냉각하고 분쇄하여 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 하기 표 1에서 "-"는 해당 성분이 포함되지 않음을 의미한다.After uniformly mixing for 30 minutes at 25 to 30°C using a Henschel mixer (KEUM SUNG MACHINERY CO.LTD, KSM-22) according to the composition (unit: parts by weight) in Table 1 below, continuous kneader After melt-kneading at 90 to 110°C for 30 minutes, the mixture was cooled to 10 to 15°C and pulverized to prepare an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices. In Table 1 below, “-” means that the corresponding ingredient is not included.

제조한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 대하여 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for the prepared epoxy resin composition for sealing semiconductor devices, and the results are shown in Table 1 below.

(1)유동성(단위: inch): 저압 트랜스퍼 성형기를 사용하여, EMMI-1-66에 준하여 유동성 측정용 금형에 성형 온도 175℃, 성형 압력 70kgf/cm2, 주입 압력 9MPa, 경화 시간 90초의 조건으로 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 주입하고, 유동 길이를 측정하였다. 유동 길이 수치가 높을수록 유동성이 우수함을 의미한다.(1) Fluidity (unit: inch): Using a low-pressure transfer molding machine, molding temperature 175℃, molding pressure 70kgf/cm 2 , injection pressure 9MPa, curing time 90 seconds in mold for fluidity measurement according to EMMI-1-66. An epoxy resin composition for sealing semiconductor devices was injected and the flow length was measured. A higher flow length value means better fluidity.

(2)경화 수축률(단위: %): 굴곡 강도 시편 제작용 ASTM 금형을 사용하여 175℃, 70kgf/cm2에서 트랜스퍼 몰딩 프레스(transfer molding press)를 이용하여 성형 시편(가로 x 세로 x 두께, 125mm Х 12.6mm Х 6.4mm)을 얻었다. 얻은 시편을 170 내지 180℃의 오븐에 넣어 4시간 동안 후경화(PMC: post molding cure)시킨 다음 냉각한 후 시편의 가로 길이를 캘리퍼스로 측정하였다. 경화 수축율은 하기 식 1로부터 계산하였다.(2) Curing shrinkage rate ( unit : %): Using an ASTM mold for producing flexural strength specimens, a molded specimen (width Х 12.6mm Х 6.4mm) was obtained. The obtained specimen was placed in an oven at 170 to 180°C to post-cure (PMC: post molding cure) for 4 hours, then cooled, and the horizontal length of the specimen was measured with a caliper. Cure shrinkage rate was calculated from Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

경화 수축율(%) = {|C - D|÷C} Х 100Curing shrinkage (%) = {|C - D|÷C} Х 100

(상기 식 1에서, C는 에폭시 수지 조성물을 175℃, 70kgf/cm2에서 트랜스퍼 몰딩 프레스하여 얻은 시편의 가로 길이,(In Equation 1 above, C is the horizontal length of the specimen obtained by transfer molding pressing the epoxy resin composition at 175°C and 70kgf/cm 2 ,

D는 상기 시편을 170 내지 180℃에서 4시간 동안 후경화한 다음 냉각한 후의 시편의 가로 길이).D is the horizontal length of the specimen after post-curing the specimen at 170 to 180°C for 4 hours and then cooling it).

(3)휨(warpage)(단위: ㎛): 프린트 배선 기판(기판 사이즈는 가로 x 세로, 240mm Х 77.5mm, 유닛 사이즈는 가로 Х 세로, 10mm Х 10mm) 위에, 다이(가로 x 세로 x 두께, 8mm Х 8mm Х 0.08mm)인 칩을 2단으로 실장하였다. 컴프레션 몰드 설비(PMC-1040, TOWA社)를 이용하여 몰드 설비에, 실시예, 비교예의 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 동일 함량으로 투입하고, 몰딩 두께 0.3mm를 가지는 조건으로 금형 온도 175℃, 경화 시간 100초, 성형 압력 10ton 조건으로 반도체 장치를 성형한 후, 175℃ 및 4시간의 PMC(post mold curing) 공정을 처리하였다. 이 중 유닛 10개를 임의로 선정하고 휨(warpage) 측정 장치(Akrometrix, AXP)를 사용해서 25℃에서 휨 값을 측정하였다. (3) Warpage (unit: ㎛): Die (width x height x thickness, The chips (8mm Х 8mm Х 0.08mm) were mounted in two stages. Using compression mold equipment (PMC-1040, TOWA) The same amount of epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of Examples and Comparative Examples was added to the mold equipment, and a semiconductor device was molded under the conditions of a molding thickness of 0.3 mm, a mold temperature of 175°C, a curing time of 100 seconds, and a molding pressure of 10 tons. Afterwards, it was subjected to a PMC (post mold curing) process at 175°C and 4 hours. Among these, 10 units were randomly selected and the warpage value was measured at 25°C using a warpage measurement device (Akrometrix, AXP).

(4)신뢰성: 실시예, 비교예의 수지 조성물을 사용하여 FBGA(Fine pitch Ball Grid Array) 반도체 패키지를 조립하고 175℃에서 4시간 동안 후경화시켰다. 그런 다음 125℃에서 24시간 동안 건조시킨 다음, 85℃ 및 85% 상대습도의 조건 하에서 168시간 동안 방치시킨 후, 260℃에서 30초 동안 IR 리플로우를 1회 통시키는 것을 3회 반복하는 프리컨디션 조건 이후에 비파괴 검사인 C-SAM(C-Scanning Acoustic Microscopy)을 이용하여 크랙 발생 유무를 평가하였다. 평가한 12개의 반도체 패키지에서 크랙이 전혀 발생하지 않은 경우 양호로 기재하고, 평가한 12개의 반도체 패키지에서 크랙이 하나라도 발생한 경우에 불량으로 기재하였다.(4) Reliability: A FBGA (Fine pitch Ball Grid Array) semiconductor package was assembled using the resin compositions of Examples and Comparative Examples and post-cured at 175°C for 4 hours. Then, it was dried at 125℃ for 24 hours, left for 168 hours under conditions of 85℃ and 85% relative humidity, and then subjected to IR reflow once at 260℃ for 30 seconds, repeating the preconditioning three times. After the conditions, the presence or absence of cracks was evaluated using C-SAM (C-Scanning Acoustic Microscopy), a non-destructive test. If no cracks occurred in the 12 evaluated semiconductor packages, it was recorded as good, and if any cracks occurred in the 12 evaluated semiconductor packages, it was recorded as bad.

(5)열팽창계수, α1 (단위: ppm): 실시예, 비교예의 수지 조성물에 대해 승온 속도 10℃/min로 TMA(Thermal Mechanical Analyser)를 사용하여 40℃~80℃ 구간의 열팽창 계수를 측정하였다.(5) Thermal expansion coefficient, α1 (unit: ppm): The thermal expansion coefficient of the resin compositions of Examples and Comparative Examples was measured in the range of 40°C to 80°C using TMA (Thermal Mechanical Analyser) at a temperature increase rate of 10°C/min. .

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 44 55 AA 8.318.31 8.298.29 8.188.18 8.318.31 9.719.71 8.348.34 7.837.83 8.388.38 8.318.31 BB B1B1 4.954.95 -- -- -- -- -- -- -- -- B2B2 -- 4.974.97 -- -- -- -- -- -- -- B3B3 -- -- 5.095.09 -- -- -- -- -- -- B4B4 -- -- -- 4.954.95 -- -- -- -- -- b1b1 -- -- -- -- 3.463.46 -- -- -- -- b2b2 -- -- -- -- -- 4.914.91 -- -- -- b3b3 -- -- -- -- -- -- 5.435.43 -- -- b4b4 -- -- -- -- -- -- -- 4.874.87 -- b5b5 -- -- -- -- -- -- -- -- 4.954.95 CC 8484 8484 8484 8484 8484 8484 8484 8484 8484 DD 0.520.52 0.520.52 0.510.51 0.520.52 0.610.61 0.530.53 0.520.52 0.530.53 0.520.52 EE 0.40.4 0.40.4 0.40.4 0.40.4 0.40.4 0.40.4 0.40.4 0.40.4 0.40.4 FF 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One GG 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 HH 0.320.32 0.320.32 0.320.32 0.320.32 0.320.32 0.320.32 0.320.32 0.320.32 0.320.32 유동성liquidity 8080 8181 7878 8686 7575 7777 7878 8282 7777 경화 수축률Curing shrinkage rate 0.470.47 0.480.48 0.510.51 0.520.52 0.30.3 0.320.32 0.370.37 0.450.45 0.330.33 warp 1515 1818 3030 3131 -20-20 -7-7 22 1010 -4-4 신뢰성reliability 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 불량error 불량error 불량error 열팽창계수thermal expansion coefficient 15.515.5 15.715.7 16.116.1 16.216.2 14.214.2 14.414.4 14.314.3 14.514.5 14.414.4

상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 경화수축률이 높아 경박 단소화된 반도체 패키지의 휨을 낮추고 내크랙성을 개선하였다. As shown in Table 1, the epoxy resin composition for sealing semiconductor devices of the present invention has a high curing shrinkage rate, thereby reducing warpage of light, thin, and shortened semiconductor packages and improving crack resistance.

반면에, 페놀성 경화제로 다관능형 페놀 수지, 자일록형 페놀 수지를 각각 사용한 비교예 1, 비교예 2는 휨 값이 음(-)의 값이라 공정성이 떨어져 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 페놀성 경화제로 페놀 아랄킬형 페놀 수지를 사용한 비교예 3, 화학식 2 이외의 페놀성 경화제를 사용한 비교예 4는 경화제 특성으로 발현되는 접착성 저하에 의해 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. 화학식 2 이외의 페놀성 경화제를 사용한 비교예 5는 휨 값이 음(-)의 값이라 공정성이 떨어져 생산성이 떨어지고 신뢰성도 낮아지는 문제점이 있었다.On the other hand, Comparative Examples 1 and 2, which used a multifunctional phenol resin and a xyllock-type phenol resin as phenolic curing agents, respectively, had a negative warpage value, which resulted in poor processability and low productivity. In addition, Comparative Example 3, which used a phenolic aralkyl-type phenol resin as the phenolic curing agent, and Comparative Example 4, which used a phenolic curing agent other than Formula 2, had a problem of poor reliability due to a decrease in adhesion caused by the properties of the curing agent. Comparative Example 5, which used a phenolic curing agent other than Formula 2, had a negative warpage value, which resulted in poor fairness, lower productivity, and lower reliability.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. Simple modifications or changes to the present invention can be easily implemented by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.

Claims (7)

에폭시 수지 2 내지 17중량%, 경화제 2 내지 12 중량%, 경화 촉매 0.01 내지 5중량%, 및 무기 충진제 70 내지 95중량%를 포함하고,
상기 경화제는 하기 화학식 3의 페놀성 경화제를 포함하는 것인, 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물:
[화학식 3]

(상기 화학식 3에서,
X는 단일 결합 또는 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 1 내지 4의 알킬렌기이고,
R1, R2는 각각 독립적으로 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 4 내지 10의 알킬기 또는 알릴기이고,
R3, R4는 각각 독립적으로, 수소, 할로겐, 아미노기(-NH2), 시아노기(-CN), 수산기(-OH), 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소 수 7 내지 20의 아릴알킬기이고,
c1은 3, d1은 2,
n은 평균값이 1 내지 4).
Contains 2 to 17% by weight of epoxy resin, 2 to 12% by weight of curing agent, 0.01 to 5% by weight of curing catalyst, and 70 to 95% by weight of inorganic filler,
An epoxy resin composition for sealing semiconductor devices, wherein the curing agent includes a phenolic curing agent of the following formula (3):
[Formula 3]

(In Formula 3 above,
X is a single bond or a straight-chain or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms,
R 1 and R 2 are each independently a straight-chain or branched alkyl group or allyl group having 4 to 10 carbon atoms,
R 3 and R 4 are each independently hydrogen, halogen, amino group (-NH 2 ), cyano group (-CN), hydroxyl group (-OH), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted. A cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms,
c1 is 3, d1 is 2,
n has an average value of 1 to 4).
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 화학식 3에서 X는 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소 수 1 내지 4의 알킬렌기인 것인, 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
The epoxy resin composition for sealing semiconductor devices according to claim 1, wherein in Formula 3, X is a straight-chain or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제3항의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 밀봉된 반도체 소자.A semiconductor device sealed using the epoxy resin composition for sealing semiconductor devices of claim 1 or 3.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001226465A (en) 1999-12-08 2001-08-21 Nec Corp Flame retardant epoxy resin composition
JP2020117734A (en) * 2018-03-27 2020-08-06 明和化成株式会社 Phenolic resin and producing method thereof, and epoxy resin composition and cured product thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101437141B1 (en) * 2010-12-31 2014-09-02 제일모직주식회사 Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor
KR20140083792A (en) * 2012-12-26 2014-07-04 제일모직주식회사 Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
EP3156845B1 (en) * 2014-06-13 2019-05-08 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Photosensitive resin composition, resist laminate, cured product of photosensitive resin composition, and cured product of resist laminate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001226465A (en) 1999-12-08 2001-08-21 Nec Corp Flame retardant epoxy resin composition
JP2020117734A (en) * 2018-03-27 2020-08-06 明和化成株式会社 Phenolic resin and producing method thereof, and epoxy resin composition and cured product thereof

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