KR19980019140A - 에폭시수지 조성물 및 이것으로 캡슐화된 반도체장치(epoxy resin composition and semiconductor device encapsulated therewith) - Google Patents

에폭시수지 조성물 및 이것으로 캡슐화된 반도체장치(epoxy resin composition and semiconductor device encapsulated therewith) Download PDF

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기타오카 다카시
미츠비시 덴키 가부시키가이샤
기나가와 지히로
신에츠 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

에폭시수지, 경화제 및 80-90wt%의 입상 무기질 충전제로 이루어지는 에폭시수지 조성물에 있어서, 입경이 3㎛미만인 미립자가 무기질 충전제의 10-40wt%를 차지하고, 무기질 충전제의 비표면적이 질소흡착 BET법에 의해 측정될 때 2.5㎡/g미만이다. 무기질 충전제는 25℃에서의 점도가 가드너-홀트법에 의해 측정될 때 30-45포이즈인 비스페놀 F형 액체 에폭시수지와 75wt%의 무기질 충전제의 배합물을 E형 점도계에 의해 25℃에서의 점도에 대해 측정할 때 전단속도 0.6s-1에서의 점도가 50,000포이즈 미만이고, 전단속도 10s-1에서의 점도에 대한 전단속도 0.6s-1에서의 점도비가 2.5/1미만이다. 본 에폭시수지 조성물은 다이 패드 및 와이어 변형없이 반도체 장치상에 성형하기에 충분한 저용융점도를 가진다.

Description

에폭시수지 조성물 및 이것으로 캡슐화된 반도체장치
본 발명은 박형 멀티핀 반도체 장치상에 손상을 입히지 않고 성형하기에 충분한 저용융점도를 가지는 에폭시수지 조성물 및 이 조성물의 경화물로 캡슐화된 반도체 장치에 관한 것이다.
현대식 박형 패키지용의 캡슐화제로서 기능하는 에폭시수지 조성물에 대해 충전상의 개선과 낮은 흡수율간의 절충안을 찾기 위해 취해지고 있는 현재의 접근법은 평균입경이 1㎛미만, 바람직하게는 0.5㎛미만인 미크론 이하의 충전제를 큰 비율로 배합하는 것이다. 이러한 미크론 이하의 충전제는 종래의 충전제 보다 비표면적이 극히 더 크므로 충전제와 수지간의 계면습윤화가 현저히 악화된다. 그 결과 조성물은 극히 높은 점도를 가져 성형하기 어렵게 된다.
또 다른 최근의 접근법은 리플로 솔더링 저항을 개선하기 위해 충전제의 부하를 증가시켜 흡수율을 감소시키는 것이다. 특히 부하가 85중량% 보다 많을 경우 종래에 사용된 구상충전제는 저전단영역내 부하 수지의 점도가 매우 높게 되기 때문에 다이패드 변형 및 와이어 변형과 심지어 라인 고장까지도 야기할 수 있다.
본 발명의 목적은 다이패드 변형 및 와이어 변형과 같은 손상을 입히지 않고 반도체 장치를 캡슐화할 수 있게 하는 용융점도가 낮고 성형하기 용이한 에폭시수지 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 이 에폭시수지 조성물로 캡슐화된 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 큰 비율로 에폭시수지 조성물에 부하될 수 있는 무기질 충전제에 관해 조사하였다. 종래 방법으로 제조된 종래기술의 무기질 충전제는 미세영역의 입경 및 비표면적에 대해서는 제어되지 않는다. 이러한 종래의 무기질 충전제를 다량 부하할 때 얻어지는 수지 조성물은 저전단영역에서 점도가 급속히 상승하여 와이어 변형을 야기한다. 이 문제는 현재 심각한 것으로 간주되고 있다. 이 문제를 극복하고 고부하의 무기질 충전제를 가진 수지 조성물에 저점도를 부여하기 위해 본 발명자들은 무기질 충전제의 입경분포, 비표면적 및 형상을 연구하였다. 종래의 무기질 충전제에 관한 종래기술의 제안에서 성형특성은 무기질 충전제의 입경분포, 비표면적 및 형상에 의해 지배되고 있다. 본 발명자들도 이 원리에 의 존하고 있다. 그러나 선행기술에서 충전제의 여러가지 특성과 성형성의 관계는 완전히 이해되지 않고 있다. 단순히 무기질 충전제의 입경분포, 비표면적 및 형상만을 제어하는 것은 현대식 박형 멀티핀 대형 패키지에서 상기 문제가 발생하는 것을 방지하는 데 성공적이지 못하다.
본 발명자들은 일정한 입경 및 비표면적을 각각 가지는 충전제를 수지와 배합하여 수지배합물을 생성하고 상이한 전단속도에서 각 배합물의 점도를 측정하고 상이한 전단속도에서 점도비를 계산함으로써 상이한 전단속도에서 적당한 점도비를 부여하는 충전제를 선택할 때, 그 충전제가 부하된 수지 조성물은 용이하게 성형됨을 발견하였다.
보다 상세하게는 본 발명자들은 입경이 3㎛미만인 미립자가 전 무기질 충전제의 10 내지 40중량%를 차지하고, 전 무기질 충전제의 비표면적이 질소흡착 BET법에 의해 측정될 때 2.5㎡/g미만이고, 단, 가드너-홀트법에 의해 측정될 때 25℃에서의 점도가 30 내지 45포이즈인 비스페놀 F형 액체 에폭시수지와 75중량%의 무기질 충전제의 배합물을 E형 점도계에 의해 25℃에서의 점도에 대해 측정하면 전단속도 0.6s-1에서의 점도가 50,000포이즈 미만이고, 전단속도 10s-1에서의 점도에 대한 전단속도 0.6s-1에서의 점도비가 2.5/1미만인 무기질 충전제가 조성물의 80내지 90중량%의 양으로 배합될 때 이 조성물은 무기질 충전제의 고부하에도 불구하고 용융점도가 낮고 성형하기 용이함을 발견하였다. 그래서 박형 멀티핀 반도체 장치가 와이어 변형과 같은 불편 없이 이것으로 캡슐화될 수 있다.
본 발명에 따르면 에폭시수지, 경화제 및 무기질 충전제를 필수성분으로서 포함하는 에폭시수지 조성물에 있어서 상기 무기질 충전제가 조성물의 80 내지 90중량%의 양으로 배합되는 에폭시수지 조성물 및 이 에폭시수지 조성물의 경화물로 캡슐화된 반도체 장치가 제공된다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명의 에폭시수지 조성물은 에폭시수지, 경화제 및 무기질 충전제를 필수성분으로서 함유한다.
여기서 사용되는 에폭시수지는 분자내에 적어도 2개의 에폭시기를 가지는 종래의 잘 알려진 에폭시수지, 예를들면 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸 노볼락형 에폭시수지, 나프탈렌형 에폭시수지, 비페닐형 에폭시수지, 페놀아랄킬형 에폭시수지 및 시클로펜타디엔형 에폭시수지중에서 선택될 수 있다. 이들 에폭시수지중 바람직한 것은 나프탈렌형 에폭시수지, 비페닐형 에폭시수지 및 다음 구조식중의 어느 하나로 표시되는 액정구조를 가지는 에폭시수지이다.
상기식에서 E는이고, R은 수소 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸 및 tert-부틸과 같은 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 0 내지 5의 정수이다.
이들 에폭시수지는 바람직하게는 20시간 동안 120℃에서 50중량%의 에폭시수지 농도로 측정될 때 전 염소농도가 1,500ppm미만, 보다 바람직하게는 1,000ppm미만이고, 물추출성 염소함량이 5ppm미만이어야 한다. 전 염소함량이 1,500ppm 보다 많고 및/또는 물추출성 염소함량이 5ppm보다 많으면 그러한 에폭시수지로 캡슐화된 반도체 장치는 습도에 대한 신뢰성이 적게 된다.
경화제는 에폭시수지용 경화제로서 사용되는 종래의 잘 알려진 화합물, 예를들면 페놀화합물, 아민화합물 및 산 무수물화합물중에서 선택될 수 있다. 특히 분자내에 적어도 2개의 페놀성 히드록실기를 가지는 페놀수지가 유용하다. 페놀수지의 예는 페놀 노볼락수지, 크레졸 노볼락수지, 페놀 아랄킬수지, 나프탈렌형 페놀수지, 시클로펜타디엔형 페놀 수지, 및 다음 구조의 페놀성 히드록실기 함유 페놀 수지이다.
상기 식에서 R은 수소, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸 및 tert-부틸과 같은 탄소원자수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 0 내지 5의 정수이다. 에폭시수지와 같이 페놀수지는 120℃에서 추출될 때 바람직하게는 염소 및 나트륨이온 함량이 10ppm미만, 특히 5ppm미만이어야 한다.
경화제는 에폭시수지를 경화시키기에 충분한 양으로 사용된다. 페놀수지가 경화제로서 사용되는 경우 에폭시수지 및 페놀수지는 에폭시기 1몰당 0.5 내지 1.6몰, 특히 0.6 내지 1.4몰의 페놀성 히드록실기가 이용가능하도록 혼합되는 것이 바람직하다. 에폭시기 1몰당 페놀성 히드록실기가 0.5몰 미만이라는 것은 히드록실기가 부족하여 에폭시기의 단일중합 비율이 크게 되고 유리전이온도가 낮게 됨을 의미한다. 에폭시기 1몰당 페놀성 히드록실기가 1.6몰 보다 많다는 것은 페놀성 히드록실기의 비율이 높아서 낮은 반응도, 낮은 가교밀도 및 불충분한 강도를 초래함을 의미한다.
본 발명의 에폭시수지 조성물에는 경화촉진제가 배합될 수 있다. 경화촉진제는 인 화합물, 이미다졸 유도체 및 시클로아미딘 유도체 중에서 선택될 수 있다. 경화촉진제의 양은 바람직하게는 에폭시수지와 페놀수지의 합계 100중량부당 0.01 내지 10중량부이다.
본 발명에 사용되는 무기질 충전제는 다음 조건을 만족시켜야 한다. (1) 입경이 3㎛미만인 미립자가 전 무기질 충전제의 10 내지 40중량%를 차지한다. (2) 전 무기질 충전제의 비표면적이 질소흡착 BET법에 의해 측정될 때 2.5㎡/g미만이다. (3) 25℃에서의 점도가 가드너-홀트법에 의해 측정될 때 30 내지 40포이즈인 비스페놀 F형 액체 에폭시수지와 75중량%의 무기질 충전제의 배합물을 E형 점도계에 의해 25℃에서 점도에 대해 측정할 때 전단속도 0.6s-1에서의 점도가 50,000포이즈 미만이고, 전단속도 10s-1에서의 점도에 대한 전단속도 0.6s-1에서의 점도비가 2.5/1미만이다.
보다 상세하게는 여기서 사용되는 무기질 충전제는 입경이 3㎛미만인 미립자 분획이 전 무기질 충전제의 10 내지 40중량%를 차지하는 입경분포, 바람직하게는 입경이 0.05 내지 0.3㎛인 가장 미세한 입자 분획이 전 무기질 충전제의 1 내지 10중량%를 차지하고, 입경이 0.4 내지 0.7㎛인 보다 미세한 입자 분획이 5 내지 20중량%를 차지하고, 입경이 0.8 내지 3㎛인 미세한 입자 분획이 5 내지 20중량%를 차지하는 입경분포를 가진다. 3㎛미만의 미립자 분획이 10중량% 미만이면 충전제에 의한 조성물의 밀접하고 친밀한 충전을 기대할 수 없고 조성물의 용융점도가 충분히 낮지 않다. 3㎛미만의 미립자 분획이 40중량%를 초과하면(이것은 보다 미세한 입자의 비율이 높음을 의미한다), 수지와 충전제간의 계면습윤화가 불충분하게 되어 조성물의 용융점도가 증가된다. 바람직하게는 크기가 3㎛미만인 미립자 분획은 전 무기질 충전제의 10 내지 30중량%를 차지한다.
전체로서 무기질 충전제는 바람직하게는 평균입경이 4 내지 30㎛이어야 한다. 충전제의 평균입경이 4㎛미만이면 그것이 부하된 수지 조성물이 너무 점성이게 되어 충전제의 고부하를 방지한다. 충전제의 평균입경이 30㎛보다 크면 그것이 부하된 수지 조성물이 게이트 봉쇄를 야기할 것이다. 바람직하게는 무기질 충전제는 최대 입경이 100㎛미만, 보다 바람직하게는 74㎛미만인 입경분포를 가진다.
입경이 0.7㎛미만인 충전제 입자의 분획은 충전제의 밀접한 충전을 증가시키고 수지 조성물에 요변성을 부여하여 그것의 점도를 감소시키고 수지 조성물의 유동을 제어하는데 중요한 역할을 한다는 것에 주의한다. 바람직한 충전제는 입경이 0.05 내지 0.3㎛인 미립상 충전제이다. 이 유형의 충전제는 바람직하게는 형상이 구상이며 비표면적이 10 내지 50㎡/g이다. 보다 바람직한 충전제는 비표면적이 15 내지 40㎡/g이다.
종래 기술에서는 에어로질로 대표되는 100 내지 300㎡/g의 극히 큰 비표면적을 가지는 건조 또는 습 초미세 실리카가 요변성을 부여하는데 종종 사용된다. 이 유형의 충전제는 비표면적이 크기 때문에 소량으로 첨가될 때에도 유동이 크게 변한다. 이 유형의 충전제 사용은 조심스러운 제어를 요한다.
평균 입경 및 입경분포는 레이저 회절입경분포계, 예를들면 CILAS ALCATEL(프랑스)제 Granulometer 920에 의한 측정치(예컨대 중량평균치)임에 주의한다.
본 발명에 따르면 전체로서 무기질 충전제의 비표면적은 질소흡착 BET법에 의해 측정될 때 2.5㎡/g미만, 바람직하게는 1 내지 2㎡/g이다. 충전제의 비표면적이 2.5㎡/g을 초과하면 이것으로 충전된 수지 조성물이 더욱 요변성이 되어 성형하기 어렵게 된다.
본 발명에 따르면 무기질 충전제는 25℃(±0.05℃)에서의 점도가 가드너 홀트법에 의해 측정될 때 30 내지 45포이즈인 비스페놀 F형 액체 에폭시수지와 75중량%의 무기질 충전제의 배합물을 E형 점도계에 의해 25℃(±0.05℃)에서의 점도에 대해 측정할 때 전단속도 0.6s-1에서의 점도 V1이 50,000포이즈 미만이고, 전단속도 10s-1에서의 점도 V2에 대한 전단속도 0.6s-1에서의 점도 V1의 비가 2.5/1미만, 즉 V1/V2≤2.5인 조건을 만족시킨다. 즉 V1/V22.5이면 캐비티내에서 유동하는 수지의 점도가 매우 높게 되어 와이어 변형 및 다이 패드 이동을 야기한다. 저전단 영역내 수지점도의 이러한 급상승은 0.5 내지 2.5, 특히 0.8 내지 2.2의 점도비 V1/V2를 제공하는 충전제를 사용함으로써 효과적으로 방지될 수 있다. 전단속도 0.6s-1에서의 점도 V1은 50,000 포이즈 미만, 특히 5,000 내지 30,000 포이즈이다. V1이 50,000포이즈를 초과하면 이것이 부하된 에폭시수지 조성물이 너무 점성이어서 성형할 수 없게 된다.
에폭시수지에 상기에서 정의한 무기질 충전제를 배합하면 175℃에서 용융점도가 200 포이즈 미만이고 성형하기 용이한 에폭시수지 조성물이 형성된다.
무기질 충전제의 비표면적은 고전단속도에서의 점도에 대한 저전단속도에서의 점도비에 큰 영향을 미친다는 것에 주의한다. 본 발명자들은 비표면적이 2.5㎡/g미만이면 점도비 V1/V2가 2.5/1미만일 수 있음을 발견하였다. 이 비표면적 한계를 넘으면 수지와 충전제간의 계면습윤화가 불충분하게 되고 점도가 극히 높게 되고 점도비 V1/V2가 2.5를 초과한다. 점도비 V1/V2는 또한 입경이 0.7㎛미만, 특히 0.05 내지 0.3㎛인 미세한 충전제 분획의 영향을 받는다. 이 범위의 입상 충전제 분획은 진동의 결과로서 응집하는 경향이 있으며 부차적 응집이 일어나면 그것의 영향이 더 두드러지게 된다. 부차적 응집을 방지하고 충전제 입자를 그 계면에서 수지로 충분히 습윤화하기 위해서는 충전제를 수지와 사전혼합하는 것이 바람직하다.
여기서 사용되는 충전제로는 볼 밀로 분쇄하여 얻어지는 용융 실리카, 플레임 용융으로 얻어지는 구상 실리카, 졸-겔법으로 얻어지는 구상 실리카, 결정성 실리카, 알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소, 마그네시아 및 규산마그네슘을 들 수 있다. 반도체 소자가 상당한 열을 방출하는 경우에는 알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄 및 질화규소와 같은 열전도성이 높고 팽창계수가 낮은 충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 용융 실리카와 배합될 수도 있다. 무기질 충전제의 형상은 중요하지 않다. 편상, 수지상 및 구상의 충전제가 단독으로 또는 2가지 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 구상 입자가 점도 저하 및 고부하에 가장 바람직하다. 바람직하게는 충전제는 사용에 앞서 실란커플링제 및 티탄커플링제로 표면처리된다.
배합되는 무기질 충전제의 양은 전조성물의 약 80 내지 90중량%이다. 달리 말하면, 에폭시수지와 경화제의 합계 100중량부당 약 400 내지 1,000중량부의 무기질 충전제가 배합된다. 이 범위밖에서는 보다 적은 양의 무기질 충전제를 가지는 에폭시 수지 조성물이 비교적 높은 팽창계수 및 높은 흡수율을 가져 리플로 솔더링시 고온에서 패키지가 균열할 위험이 남을 것이다. 더 많은 양의 무기질 충전제를 가지는 에폭시수지 조성물은 너무 점성이어서 성형할 수 없게 될 것이다.
더욱이 실리콘 고무 및 겔과 같은 종래의 잘 알려진 분말, 실리콘변성 에폭시수지, 실리콘변성 페놀수지 및 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체와 같은 열가소성수지가 응력감소제로서 에폭시수지 조성물에 배합될 수 있다.
또한 에폭시 또는 페놀성 히드록실기를 가지는 종래의 잘 알려진 희석제도 점도를 감소시키기 위해 첨가될 수 있다. 희석제의 예로는 n-부틸글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, 스티렌옥사이드, tert-부틸페닐글리시딜에테르, 디시클로펜타디엔디에폭시드, 페놀, 크레졸 및 tert-부틸페놀을 들 수 있다.
더욱이 실란 커플링제, 티탄 커플링제 및 알루미늄 커플링제, 카본블랙과 같은 안료 및 습윤성 조절제, 및 비이온성 계면활성제, 플루오르화 계면활성제 및 실리콘액과 같은 발포방지제가 원한다면 첨가된다.
제조공정에 대해 말하면, 액체에폭시수지 조성물은 시나가와(Shinagawa)혼합기와 같은 교반혼합기로 상기 성분들을 충분히 혼련하여 제조될 수 있다. 혼련온도는 바람직하게는 20 내지 50℃이다. 분말상 에폭시수지 조성물은 고속혼합기로 상기 성분들을 균일하게 혼합하고, 그 혼합물을 쌍롤 밀 또는 연속혼련기로 충분히 혼련하여 제조될 수 있다. 혼련온도는 바람직하게는 50 내지 110℃이다. 혼련 후 조성물은 얇게 시트화, 냉각 및 분쇄된다.
본 발명의 수지 조성물은 범용 성형재료, 특히 반도체 캡슐화 재료로서 사용된다. 여기서 사용되는 성형법으로는 트랜스퍼성형, 압착성형 및 사출성형을 들 수 있다. 150 내지 185℃의 성형온도가 바람직하다.
여러가지 반도체 장치를 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물로 캡슐화할 수 있다. 특히 독립된 장치, IC, 및 LSI 및 초 LSI와 같은 고집적 장치를 유리하게 캡슐화할 수 있다.
용융점도가 낮고 성형하기 용이하여 다이패드 변형 및 와이어 변형을 일으키지 않고 반도체 장치를 캡슐화하는데 유효한 특유한 무기질 충전제가 부하된 에폭시수지 조성물이 기재되었다. 따라서 부하된 에폭시수지 조성물로 캡슐화된 반도체 장치는 여전히 신뢰성이 높다.
[실시예]
이하에 본 발명의 실시예를 한정의 수단이 아니라 예시의 수단으로 제공한다. 모든 부는 중량부이다.
[실시예 1-3 및 비교예 1-5]
표 1에 나타낸 실리카 충전제 A 내지 H 각각을 0.5중량%의 γ-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(신에츠 가가쿠 고교 가부시키가이샤제 KBM403)으로 표면처리하고 여러가지 특성에 대해 시험하였다.
[입경분포 및 평균입경]
입경분포를 레이저 회절/산란 입경 분포분석기로 측정하였다.
[비표면적]
충전제를 비표면적 테스터(BET법, 질소흡착)로 비표면적에 대해 측정하였다.
[점도비 및 0.6s-1에서의 점도]
에폭시수지 Epikote 807(에폭시 당량이 168이고 25℃에서의 점도가 38포이즈인 비스페놀 F형 에폭시수지, 셸 가가쿠 가부시키가이샤 제) 1그램과 실리카 3그램을 칭량하여 유리접시상에서 충분히 혼합함으로써 배합물을 제조하였다. 로터 콘 R-U(도키 산교 가부시키가이샤)가 장착된 E형 점도계를 사용하여 배합물을 25℃±0.05℃에서 전단속도 0.6s-1및 10s-1에서의 점도에 대해 측정하였다. 전단속도 10s-1에서의 점도 V2에 대한 전단속도 0.6s-1에서의 점도 V1의 비 V1/V2를 계산하였다.
[표 1]
사용한 실리카 A B C D E F G H
48㎛(wt%) 79.6 78.9 79.3 80.9 79.5 78.9 81.5 96.2
3㎛(wt%) 32.0 30.9 26.8 30.5 18.0 17.3 8.5 45.2
0.8-3㎛(wt%) 16.8 16.8 12.5 15.8 10.9 8.0 3.6 23.5
0.4-0.7㎛(wt%) 7.3 10.3 10.3 6.9 6.8 5.7 3.9 13
0.05-0.3㎛(wt%) 6.3 1.8 2.0 5.8 0.8 1.3 0.5 6.5
평균입경(㎛) 22.9 22.0 21.6 21.8 24.0 24.8 26.7 3.8
비표면적(㎡/g) 1.8 1.2 1.3 1.7 1.4 1.1 1.0 3.2
점도비 0.92 2.09 1.77 3.79 2.61 3.34 4.5 6.5
0.6s-1에서의 점도(포이즈) 11000 24500 19500 78000 54000 72500 88000 135000
표 2에 나타낸 양으로 실리카 충전제를 배합한 다음 혼련하여 에폭시수지 조성물을 제조하였다. 이 수지 조성물을 여러가지 특성에 대해 시험하였다.
[선회류(spiral flow)]
선회류를 온도 175℃ 및 압력 70kg/㎠에서 에폭시수지 조성물을 트랜스퍼 성형하여 측정하였다.
[겔 타임]
에폭시수지 조성물을 겔화될 때까지 175℃에서 핫 플레이트상에서 가열하였다.
[내부 및 외부 공극]
에폭시수지 조성물을 온도 175℃ 및 압력 70kgf/㎠에서 콰드 플랫 패키지(QFP, 5개의 시료)에 걸쳐 트랜스퍼 성형하였다. 초음파 흠 검출기를 사용하여 내부공극수를 세었다. 외부공극수는 육안으로 세었다. 공극수는 5개의 시료내 또는 시료상에 있는 공극의 합계이다.
[와이어 변형]
에폭시수지 조성물을 온도 175℃ 및 압력 70kgf/㎠에서 접속된 3mm길이의 금와이어로 QFP에 걸쳐 트랜스퍼 성형하였다. 패키지를 소프트 X선분석기로 관찰하여 금와이어가 변형되었는지의 여부를 조사하였다.
[다이패드 변형]
에폭시수지 조성물을 온도 175℃ 및 압력 70kgf/㎠에서 QFP에 걸쳐 트랜스퍼 성형하였다. 패키지를 절단하여 다이패드가 변형되었는지의 여부를 조사하였다.
그 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
조성(pbw) E1 E2 E3 CE1 CE2 CE3 CE4 CE5
실리카 유형 A B C D E F G H
양 760 760 760 760 760 760 760 760
YX4000HK*1 12 12 12 12 12 12 12 12
NC7000*2 70 70 70 70 70 70 70 70
실리콘변성수지 27 27 27 27 27 27 27 27
TD2093*3 67 67 67 67 67 67 67 67
삼산화안티몬 15 15 15 15 15 15 15 15
BREN-S*4 18 18 18 18 18 18 18 18
카르나우바왁스 12 12 12 12 12 12 12 12
트리페닐포스핀 13 13 13 13 13 13 13 13
선회류(cm) 91 102 105 88 101 95 85 65
겔타임(초) 24 24 24 24 24 24 24 23
내부공극(개수) 0 0 0 7 9 6 8 12
외부공극(개수) 0 0 0 2 1 3 2 4
와이어변형 없음 없음 없음 8 5.6 7.5 7 절단됨
다이패드변형 없음 없음 없음 변형됨 변형됨 변형됨 변형됨 변형됨
*1 비페닐형 에폭시수지(유키 셸 가부시키가이샤)*2 나프탈렌형 에폭시수지(니혼 가야쿠 가부시키가이샤)*3 페놀노볼락수지(다이니혼 잉크 가가쿠 고교 가부시키가이샤)*4 브롬화 노볼락 에폭시수지(니혼 가야쿠 가부시키가이샤)
[실시예 4-5 및 비교예 6]
에폭시수지 조성물을 표 3에 나타낸 조성에 따른 것 외에는 실시예 1에서와 같이 제조하고, 실시예 1에서와 같이 시험하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
조성(pbw) E4 E5 CE6
실리카 유형 A A A
양 800 400 880
YX4000HK 42.9 42.9 42.9
마일렉스 3L*5 46.8 46.8 46.8
삼산화안티몬 6 6 6
BREN-S 4.2 4.2 4.2
카르나우바 왁스 2.6 1.6 2.6
트리페닐포스핀 1.3 1.3 1.3
선회류(cm) 110 175 68
겔타임(초) 24 26 22
용융점도(포이즈) 143 49 285
내부공구(개수) 0 0 13
외부공구(개수) 0 0 5
다이패드변형 없음 없음 변형됨
와이어변형 없음 없음 9.5
*5 페놀아랄킬수지(미츠이 도아츠가가쿠 가부시키가이샤)
몇가지 바람직한 실시예가 기재되었으나 상기 기술에 비추어 여기에 많은 수정 및 변경이 행해질 수도 있다. 따라서 첨부된 특허 청구범위의 범주내에서 본 발명이 구체적으로 기재된 것과 다른 식으로 실시될 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 에폭시수지 조성물은 용융점도가 낮고 성형하기 용이하기 때문에, 다이패드 변형 및 와이어 변형을 일으키지 않고 반도체 장치를 캡슐화하는 것이 가능하며, 따라서 캡슐화된 반도체 장치의 신뢰성이 높게 된다.

Claims (2)

  1. 에폭시수지, 경화제 및 무기질 충전제를 필수성분으로서 함유하는 에폭시수시 조성물에 있어서, 무기질 충전제가, 입경이 3㎛ 미만인 미립자가 전 무기질 충전제의 10 내지 40중량%를 차지하고, 전 무기질 충전제의 비표면적이 질소흡착 BET법에 의해 측정될 때 2.2㎡/g미만이고, 25℃에서의 점도가 가드너-홀트법에 의해 측정될 때 30 내지 45포이즈인 비스페놀 F형 액체 에폭시수지와 75중량%의 무기질 충전제의 배합물을 E형 점도계에 의해 25℃에서의 점도에 대해 측정할 때 전단속도 0.6s-1에서의 점도가 50,000포이즈 미만이고, 전단속도 10s-1에서의 점도에 대한 전단속도 0.6s-1에서의 점도비가 2.5/1 미만인 것을 만족시키고, 무기질 충전제가 조성물의 80 내지 90중량%의 양으로 배합되는 것을 특징으로 하는 에폭시수지 조성물.
  2. 제 1 항에 기재된 에폭시수지 조성물의 경화물로 캡슐화된 반도체장치.
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