KR20000009057A - 마킹특성이 우수한 반도체 소자 봉지재용 에폭시수지 조성물 - Google Patents

마킹특성이 우수한 반도체 소자 봉지재용 에폭시수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제, 착색제 및 첨가제로 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 착색제로 산화티타늄계 안료 0.05 내지 5.0중량%를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 봉지재용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 산화티타늄계 안료를 착색제로 사용함으로써 마킹공정에 의한 문자선명도가 매우 우수하게 된다.

Description

마킹특성이 우수한 반도체 소자 봉지재용 에폭시수지 조성물
본 발명은 에폭시수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 착색제로서 산화티타늄계 안료를 사용함으로써 레이저 마킹후 문자의 선명도를 향상시킬 수 있는 반도체 소자 봉지재용 에폭시수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 조립공정은 몰드, 디프레쉬(deflash), 트리밍(trimming), 포옴(form) 등의 공정외에도 반도체 팩키지 표면에 상품명, 제품번호, 로고 또는 사용자의 요구에 따른 각종 문자 및 그림등을 표시하는 마킹공정을 거치게 되는데, 이와 같은 공정은 마킹방식에 따라 잉크 마킹(ink marking)과 레이저 마킹(laser marking)방식으로 나눌 수 있다. 반도체 생산성 및 품질향상을 위하여 종래에는 대부분 잉크마킹을 사용하였으나 최근에는 레이저 빔을 사용하는 레이저마킹공정으로 전환 생산하고 있다.
레이저 마킹은 종래 잉크 마킹과는 달리 표기후 문자가 지워지거나 반도체 팩키지 표면에서 떨어질 염려가 없으며, 표기후 경화과정을 거치지 않아도 되는 장점이 있는 반면에 반도체 패키지용 에폭시수지 조성물의 종류에 따라 레이저 마킹후 문자의 선명도 차이가 큰 단점이 있어 이에 대한 해결책이 요구되고 있는 실정이다.
레이저 마킹특성과 관련한 기술로 일본특개소 63-15446호에서는 착색실리카를 이용하여 레이저마킹 특성을 향상시키고자 하였고, 일본특개소 62-209814호 및 일본공개평 6-88011호에서는 착색제인 카본블랙의 함유량을 조절함으로써 레이저 마킹특성을 향상시키고자 하였으나 레이저 마킹 표기문자개선 효과 및 레이저 타입(CO2, Nd-Yag 레이저)에 따른 차이 등을 모두 만족시키기에는 부족하였다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 착색제로 산화티타늄계 안료를 사용함으로써 레이저 마킹후 문자의 선명도를 향상시킬 수 있는 반도체 소자 봉지재용 에폭시수지 조성물을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 충전제, 난연제, 착색제 및 첨가제로 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 착색제로 산화티타늄계 안료를 0.05 내지 5.0중량% 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 봉지재용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 에폭시 수지 조성물은 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 충전제, 난연제, 착색제 및 기타 첨가제로 구성되는 종래의 반도체 소자 봉지재용 에폭시수지 조성물의 구성을 사용할 수 있는바, 특별히 본 발명을 위하여 상기 성분들이 한정되는 것은 아니지만 각각의 성분에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 에폭시수지는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 것중에서 에폭시당량이 190 내지 200인 하기 화학식 1 및 2로 나타낼 수 있는 고순도의 올소크레졸노볼락형 에폭시수지나 바이페닐계 에폭시수지 사용될 수 있고, 그 사용량은 5 내지 20중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
R은 메틸기 또는 하이드록시기이고, G는 글리시딜기이다.
경화제로는 2개 이상의 수산기를 갖고 수산기 당량이 100 내지 200인 노볼락형 페놀수지, 자일록수지중에서 선택하여 사용한다. 에폭시와 경화제의 조성비는 수산기 당량에 대한 에폭시 당량비가 0.8 내지 1.2인 것이 바람직하며, 사용량은 전체 조성물에 대하여 4 내지 10중량% 범위내에서 사용될 수 있다.
경화촉진제는 에폭시수지와 경화제간의 경화반응을 촉진하기 위하여 사용되는 것으로 3급 아민류, 이미다졸류, 유기포스핀류, 테트라페닐보론염등이 있으며 이중 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 경화촉진제의 사용량은 0.1 내지 1.0중량%가 바람직한데, 이는 경화촉진제가 0.1중량% 미만인 경우에는 경화시간의 지연으로 인해 생산성이 저하되고, 1.0중량%를 초과하는 경우에는 성형성 불량의 문제를 야기하기 때문이다.
무기충전제로는 고순도의 천연실리카, 합성실리카, 알루미나 등을 70 내지 85중량% 범위내에서 사용하고 난연제로는 브롬으로 치환된 에폭시수지를 무기난연제로는 삼산화안티몬(Sb2O3) 또는 사산화안티몬(Sb2O4) 등을 사용한다.
개질제로는 에폭시관능기를 갖는 실리콘 오일, 아민관능기를 갖는 실리콘오일 및 카르복실기 관능기를 갖는 실리콘 오일과 같은 내열성이 우수한 실리콘 중합체중 1종 또는 2종 이상 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 착색제로는 종래 착색 실리카나 카본블랙 등을 사용하는 대신에 산화티타늄계 착색제를 사용함으로서 레이저 마킹특성을 향상시킬 수 있게된다. 산화티타늄계 착색제의 사용량은 0.05 내지 5.0중량%가 바람직한데, 이는 사용량이 0.05중량% 미만인 경우에는 요구하는 레이저 마킹특성을 달성할 수 없게 되고, 반면에 5.0중량%를 초과하더라도 선명도에 상승적인 효과가 발생하지 않으므로 본 발명의 범위내로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 상기와 같은 종래 에폭시 수지 조성물에 본 발명에서 특징적으로 사용되는 산화티타늄계 안료를 첨가하여 믹싱한 후 니딩, 냉각, 크러쉬공정 및 블랜딩 공정을 거치는 일반적인 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
반도체 소자를 밀봉하는 방법으로는 저압트랜스퍼 성형법이 가장 일반적으로 사용되기는 하나 인젝션성형법이나 캐스팅 등의 방법으로도 성형이 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 자세히 설명하고자 하나 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 1∼9, 비교예 1∼7
올소크레졸 노볼락계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시수지, 디사이클로펜타디엔계 에폭시수지중에서 선택된 1종의 에폭시 수지를 사용하고, 산화티타늄의 함량과 나머지 조성비율을 하기 표 1과 같이 평량하여 분쇄 혼합기를 사용하여 미분쇄상태로 만든다음, 용융 혼합기를 이용하여 100 내지 130℃에서 용융혼합하고 상온에서 냉각시킨 후 분말상태로 분쇄하여 에폭시 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물을 각 패키지별로 몰딩한 후 175℃에서 6시간동안 후경화하여 마킹성을 평가하고 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.
레이저 마킹성은 에폭시 수지 조성물로 반도체 패키지를 성형한 후 레이저 마킹 공정을 거친 성형품들의 외관을 육안에 의하여 관찰하였다.
에폭시 경화제 실리카 개질제 이형제 산화티타늄계안료 문자선명도
구형 각형 천연 합성
실시예1 OCN PN 100 0 ○ 50 50 1.0 ◎
비교예1 OCN PN 100 0 × 50 50 0.0 ×
비교예2 OCN PN 0 100 ○ 50 50 0.0 ×
실시예2 OCN PN 0 100 × 50 50 1.0 ◎
실시예3 Bi-ph Xylok 50 50 ○ 80 20 0.3 ○
실시예4 Bi-ph Xylok 50 50 ○ 20 80 2.0 ◎
실시예5 DCDP PN 50 50 ○ 80 20 2.0 ◎
실시예6 DCDP PN 50 50 ○ 20 80 0.3 ○
비교예3 Bi-ph Xylok 50 50 ○ 80 20 0.0 ×
비교예4 Bi-ph Xylok 50 50 ○ 20 80 0.0 ×
비교예5 DCDP PN 50 50 ○ 80 20 0.0 ×
비교예6 DCDP PN 50 50 ○ 20 80 0.0 ×
실시예7 Bi-ph Xylok 100 0 ○ 60 40 3.0 ◎
실시예8 Bi-ph Xylok 100 0 ○ 60 40 1.5 ◎
실시예9 Bi-ph Xylok 100 0 ○ 60 40 0.5 ◎
비교예7 Bi-ph Xylok 100 0 ○ 60 40 0.0 ×
OCN : 올소크레졸 노볼락 DCDP : 디사이클로펜타디엔
Bi-ph : 바이페닐 PN : 페놀노볼락
이상에서 살펴본 바와 같이 동일한 조성의 에폭시 수지라 하더라도 본 발명에 의한 산화티타늄계 안료를 착색제로 사용한 경우가 레이저 마킹시 문자선명도가 탁월하게 향상된다.

Claims (2)

  1. 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제, 착색제 및 첨가제로 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 착색제로 산화티타늄계 안료 0.05 내지 5.0중량%를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 봉지재용 에폭시 수지 조성물.
  2. 올소크레졸 노볼락 에폭시수지, 바이페닐계 에폭시수지
    또는 바이페닐계 에폭시 수지 5.0 내지 20.0중량%
    페놀노볼락수지 4.0 내지 10.0중량%
    경화촉진제 0.1 내지 1.0중량%
    실리카 표면처리제 0.1 내지 1.0중량%
    무기충전제 70 내지 85중량%
    개질제 5.0중량% 미만
    유기난연제 및 무기난연제 0.1 내지 3.0중량%
    산화티타늄계 안료 0.05 내지 5.0중량%
    이형제 0.1 내지 1.0중량%
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 봉지재용 에폭시 수지 조성물.
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