KR20050107416A - 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 브롬 함유 유기 화합물, 안티몬 화합물을 사용하지 않고, 유동성, 기판과의 밀착성, 난연성 및 납땜 균열 저항성이 뛰어난 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 비페닐 골격을 갖는 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 비페닐 골격을 갖는 페놀 아랄킬 수지, 경화 촉진제, 무기 충전재, 2차 아민을 갖는 특정의 실란 커플링제 및 메르캅토기를 갖는 특정의 실란 커플링제를 필수 성분으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물이 제공된다.

Description

에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치 {EPOXY RESIN COMPOSITION AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 이것을 이용한 반도체 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 반도체 소자의 봉지 방법으로서, 에폭시 수지 조성물의 전사 성형 (transfer mold)이 저비용, 대량 생산에 적합하여 채용된지 오래되었고, 신뢰성의 점에서도 에폭시 수지나 경화제인 페놀 수지의 개량에 의해 특성의 향상이 도모되어 왔다. 그러나, 근래의 전자 기기의 소형화, 경량화, 고성능화의 시장 동향에 있어서, 반도체의 고집적화도 매년 진전되고, 또한 반도체 장치의 표면 실장화가 촉진되는 가운데 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물에 대한 요구는 더욱더 어려워지고 있다. 이 때문에, 종래로부터의 에폭시 수지 조성물에서는 해결할 수 없는 문제점도 나오고 있다.
통상, 에폭시 수지 조성물 중에는 난연성을 부여하기 위해 브롬 함유 유기 화합물 및 3산화 안티몬, 4산화 안티몬 등의 안티몬 화합물이 배합되고 있지만, 환경·위생의 점으로부터 바람직하지 않다. 따라서, 브롬 함유 유기 화합물 및 안티몬 화합물을 사용하지 않고도 난연성이 뛰어난 에폭시 수지 조성물로서, 구조 중에 다수의 방향환을 갖는 수지를 사용하는 수법이 있다 (예를 들면, 일본 특개평 11-140277 호 공보 제 2~11 페이지 참조). 그러나, 다수의 방향환을 갖기 때문에 점도가 상승하여 버린다는 결점이 있었다.
또한, 반도체 장치를 프린트 회로 기판에 대한 실장시, 납을 함유하는 납땜 (주석-납 합금)이 사용되어 왔지만, 마찬가지로 환경·위생의 점으로부터 납을 함유하는 납땜 (주석-납 합금)을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 납을 함유하는 납땜 (주석-납 합금)의 융점은 183℃이고, 실장시의 납땜 처리의 온도는 220~240℃인 것에 대조적으로, 주석-은 합금으로 대표되는 납을 함유하지 않는 납땜으로는 융점이 높고, 납땜 처리시의 온도가 260℃ 정도가 된다. 그 때문에, 납땜 침지 혹은 납땜 리플로우 공정에서 반도체 장치에 걸리는 응력이 증대하여, 반도체 장치 내, 특히 반도체 소자, 리드 프레임, 이너 (inner) 리드 상의 금 도금이나 은 도금 등의 각종 도금된 각 접합 부분과 에폭시 수지 조성물의 경화물의 계면에서 박리가 생기거나 하여, 신뢰성이 현저하게 저하해 버린다.
납땜 처리에 의한 신뢰성 저하를 개선하기 위해, 에폭시 수지 조성물 중의 무기질 충전재의 충전량을 증가시킴으로써 저흡습화, 고강도화, 저열팽창화를 달성하여 납땜 균열 저항성을 향상시키고, 저융점 점도의 수지를 사용하여 성형시에 저점도로 고유동성을 유지시키는 수법이 있다 (예를 들면, 일본 특개소 64-65116 호 공보 제 2~7 페이지 참조). 이 수법을 이용함으로써 납땜 균열 저항성 (soldering crack resistance)이 상당히 개량되지만, 무기 충전재의 충전 비율의 증가와 함께 유동성이 희생되어 패키지 내에 공극이 생기기 쉬워지는 결점이 있었다. 따라서, 아미노실란 등의 각종 커플링제를 첨가하여 유동성과 납땜 균열 저항성의 양립을 도모하는 수법도 제안되고 있지만 (예를 들면, 일본 특개평 2-218735 호 공보 제 1~9 페이지 참조), 금 도금이나 은 도금 등 각종 도금된 각 접합 부분과 에폭시 수지 조성물의 경화물의 계면에서의 박리는 억제되지 않고, 충분히 양호한 납땜 균열 저항성을 갖춘 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물이 얻어지는 데에는 이르지 못했다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 유동성, 납땜 균열 저항성이 뛰어난 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 이것을 이용한 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은
[1] (A) 일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지, (B) 일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지, (C) 경화 촉진제, (D) 무기 충전재, (E) 일반식 (3) 으로 표시되는 실란 커플링제, 및 (F) 일반식 (4) 로 표시되는 실란 커플링제를 필수 성분으로 포함하는 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물:
(R1 및 R2 는 각각 수소 또는 탄소수 1~4 의 알킬기로, 서로 동일해도 상이해도 된다. a 는 0~3 의 정수, b 는 0~4 의 정수. n 은 평균치로, 1~5 의 정수),
(R1 및 R2 는 각각 수소 또는 탄소수 1~4 의 알킬기로, 서로 동일해도 상이해도 된다. a 는 0~3 의 정수, b 는 0~4 의 정수. n 은 평균치로, 1~5 의 정수),
(R1 은 탄소수 1~12 의 유기기, R2, R3, R4 는 탄소수 1~12 의 탄화수소기, n 은 1~3 의 정수)
(R5 는 탄소수 1~12 의 유기기, R6 및 R7 은 각각 탄소수 1~12 의 탄화수소기, n 은 1~3 의 정수), 및
[2] 제 [1] 에 기재된 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자를 봉지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치이다.
[발명의 실시 형태]
본 발명에 이용되는 일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지는 에폭시기 사이에 소수성이고 강직한 비페닐 골격을 가지고 있고, 이것을 이용한 에폭시 수지 조성물의 경화물은 흡습율이 낮고, 유리 전이온도 (이하, Tg 라고 한다)를 넘는 고온 영역에서의 탄성률이 낮으며, 반도체 소자, 유기 기판 및 금속 기판과의 밀착성이 뛰어나다. 또, 가교 밀도가 낮은데 비해 내열성이 높다는 특징을 가지고 있다.
일반식 (1) 중의 n 은 평균치로, 1~5 의 정수, 바람직하게는 1~3 이다. n 이 하한치보다 작으면 에폭시 수지 조성물의 경화성이 저하할 가능성이 있다. n 이 상한치보다 크면 점도가 높아져 에폭시 수지 조성물의 유동성이 저하할 가능성이 있다. 일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지는 1 종류를 단독으로 이용해도 2 종류 이상을 병용해도 된다.
일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지 중에서는 식 (5) 로 표시되는 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지의 본래 특성을 해치지 않는 범위에서 다른 에폭시 수지를 병용하여도 된다. 다른 에폭시 수지를 병용하는 경우, 분자 중에 일반적으로 에폭시기를 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머로서, 가능한 한 저점도의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 (페닐렌 골격을 갖는다), 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 트리아진 링 함유 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 이들은 1 종류를 단독으로 이용하거나 2 종류 이상을 병용해도 된다.
일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지의 사용량은 전체 에폭시 수지 중에 30 중량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 특히 50 중량% 이상이 바람직하다. 하한치보다 작으면 난연성이 불충분해질 가능성이 있다.
본 발명에서 이용되는 일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지는 페놀성 수산기 사이에 소수성이고 강직한 비페닐렌 골격을 갖고 있고, 이것을 이용한 에폭시 수지 조성물의 경화물은 흡습율이 낮고, Tg 를 넘은 고온 영역에서의 탄성률이 낮으며, 반도체 소자, 유기 기판 및 금속 기판과의 밀착성이 뛰어나다. 또, 가교 밀도가 낮은데 비해 내열성이 높다는 특징을 가지고 있다.
일반식 (2) 중의 n 은 평균치로, 1~5 의 정수, 바람직하게는 1~3 이다. n 이 하한치보다 작으면 에폭시 수지 조성물의 경화성이 저하할 가능성이 있다. n 이 상한치보다 크면 점도가 높아져 에폭시 수지 조성물의 유동성이 저하할 가능성이 있다. 일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지는 1 종류를 단독으로 이용하거나 2 종류 이상을 병용해도 된다.
일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지 중에서는 식 (6) 으로 표시되는 페놀 수지가 특히 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지의 특성을 해지지 않는 범위에서 다른 페놀 수지를 병용하여도 된다. 다른 에폭시 수지를 병용하는 경우는 일반적으로 분자 중에 페놀성 수산기를 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머로서, 가능한 한 저점도의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀 아랄킬형 수지 (페닐렌 골격을 갖는다), 나프톨 아랄킬 수지, 트리페놀메탄 수지, 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지 등을 들 수 있고, 이들은 1 종류를 단독으로 이용하거나 2 종류 이상을 병용해도 된다.
일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지의 사용량은 전체 페놀 수지 중에 30 중량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 특히 50 중량% 이상이 바람직하다. 하한치보다 작으면 난연성이 불충분해질 가능성이 있다.
전체 에폭시 수지의 에폭시기와 전체 페놀 수지의 페놀성 수산기의 당량비로는 바람직하게는 0.5~2 이고, 특히 0.7~1.5 가 보다 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면, 내습성, 경화성 등이 저하할 가능성이 있다.
본 발명에서 이용하는 무기 충전재의 종류에 관해서는 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, 용융 파쇄 실리카, 용융 구상 실리카, 결정 실리카, 2차 응집 실리카, 알루미나, 티탄 화이트, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 붕산 아연, 몰리브덴산 아연 등을 들 수 있고, 특히 용융 구상 실리카가 바람직하다. 용융 구상 실리카의 형상으로는 유동성 개선을 위해서 한정없이 완전한 구상이며, 또한 입도 분포가 넓은 것이 바람직하다.
무기 충전재 및 필요에 따라 첨가하는 금속 수산화물, 무기 이온 교환체 등을 포함한 전체 무기물의 함유량으로는 특별히 규정되지 않지만, 전체 에폭시 수지 조성물 중에 84 중량% 이상, 94 중량% 이하가 바람직하다. 상기 함유량이 하한치보다 작으면, 에폭시 수지 조성물의 경화물의 저흡습성이 얻어지지 않아 납땜 균열 저항성이 불충분해질 가능성이 있다. 또, 상한치보다 크면, 에폭시 수지 조성물의 유동성이 저하하여 성형시에 충전 불량 (short molding) 등이 생기거나 고점도화에 의해 반도체 장치 내의 금선 변형 등의 문제점이 생길 가능성이 있다.
본 발명은 브롬 함유 유기 화합물 및 안티몬 화합물을 사용하지 않고 에폭시 수지 조성물에 대해 난연성을 달성하는 것이다. 본 발명에서의 전체 에폭시 수지 조성물 중의 브롬 원자 및 안티몬 원자는 각각 0.05 중량% 이하로 되어 있다. 이것은 경제상의 이유로부터 원료나 에폭시 수지 조성물 제조 단계에서 혼입하는 미량의 성분 이외에는, 브롬 원자 및 안티몬 원자를 첨가하지 않는 것을 의미하고 있다.
본 발명에 이용하는 무기 충전재는 미리 충분히 혼합하여 두는 것이 바람직하다. 또, 필요에 따라 무기 충전재를 커플링제나 에폭시 수지 혹은 페놀 수지로 미리 피복 처리하여 이용해도 되고, 피복 처리의 방법으로는 용매를 이용하여 혼합한 후에 용매를 제거하는 방법이나, 직접 무기 충전재에 첨가하여 혼합기를 이용해 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에 이용되는 경화 촉진제로는 에폭시기와 페놀성 수산기의 반응을 촉진하는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7 등의 디아자비시클로알켄 및 그 유도체; 트리부틸아민, 벤질디메틸아민 등의 아민계 화합물; 2-메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물; 트리페닐포스핀, 메틸디페닐포스핀 등의 유기 포스핀류; 테트라페닐포스포늄·테트라페닐 보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라벤조산 보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라나프토산 보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라나프토일옥시 보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라나프틸옥시 보레이트 등의 테트라 치환 포스포늄·테트라 치환 보레이트 등을 들 수 있고, 이들은 1 종류를 단독으로 이용하거나 2 종류 이상을 병용해도 된다.
본 발명에서 일반식 (3) 으로 표시되는 실란 커플링제는 필수이다. 일반식 (3) 으로 표시되는 실란 커플링제는 1 종류를 단독으로 사용해도 2 종류 이상을 병용해도 된다. 또, 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.01~3 중량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05~1 중량% 이다. 하한치보다 작으면 충분한 유동성이 얻어지지 않을 가능성이 있고, 상한치보다 크면 경화성이 저하할 가능성이 있다.
본 발명에서 일반식 (4) 로 표시되는 실란 커플링제는 필수이다. 일반식 (4) 로 표시되는 실란 커플링제는 1 종류를 단독으로 사용해도 2 종류 이상을 병용해도 된다. 또, 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 전체 에폭시 수지 조성물 중 0.01~3 중량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05~1 중량% 이다. 하한치보다 작으면 충분한 밀착성이 얻어지지 않을 가능성이 있고, 상한치보다 크면 경화성이 저하할 가능성이 있다.
본 발명에서 일반식 (3) 으로 표시되는 실란 커플링제와 일반식 (4) 로 표시되는 실란 커플링제는 병용하는 것이 필수이며, 어느 쪽이라도 하나만 배합하면 유동성 및 납땜 균열 저항성이 충분하지 않다.
본 발명의 에폭시 수지 조성물은 필요에 따라 일반식 (3) 으로 표시되는 것 이외의 아미노실란, 일반식 (4) 로 표시되는 것 이외의 메르캅토실란, 에폭시실란, 알킬실란, 우레이도실란 및 비닐실란 등의 실란 커플링제나, 티타네이트 커플링제, 알루미늄 커플링제, 알루미늄/지르코늄 커플링제 등의 커플링제; 카본블랙 등의 착색제; 천연 왁스, 합성 왁스 등의 이형제; 및 고무 등의 저응력 첨가제를 적절히 배합해도 지장없다.
또, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 믹서 등을 이용해 원료를 충분히 균일하게 혼합한 후, 핫 롤 (hot roll) 또는 혼련기 (kneader) 등으로 더욱 융융 혼련하고 냉각 후 분쇄하여 얻을 수 있다.
본 발명의 에폭시 수지 조성물을 이용하여, 반도체 소자 등의 각종 전자 부품을 봉지하여 반도체 장치를 제조하려면, 전사 성형 (transfer mold), 압출 성형 (compression mold), 사출 성형 (injection mold) 등의 종래부터의 성형 방법으로 경화 성형하면 된다.
이하에 본 발명의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 배합 비율은 중량부로 한다.
또한, 실시예 및 비교예에서 이용한 커플링제 및 화합물에 관하여 이하에 나타낸다.
커플링제 1 : 식 (7) 로 표시되는 커플링제 (Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.제, KBM-573)
커플링제 2 : 식 (8) 로 표시되는 커플링제 (Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.제, X12-806)
커플링제 3 : 식 (9) 로 표시되는 커플링제 (Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.제, KBM-803)
커플링제 4 : 식 (10) 으로 표시되는 커플링제 (Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.제, KBM-403)
실시예 1
에폭시 수지 1 : 식 (5) 로 표시되는 에폭시 수지 (Nippon Kayaku Co.,Ltd.제, NC3000P, 연화점 58℃, 에폭시 당량 273, 이하 E-1 이라고 한다)
49 중량부
페놀 수지 1 : 식 (6) 으로 표시되는 페놀 수지 (Meiwa Kasei Co.,Ltd.제, MEH-7851SS, 연화점 107℃, 수산기 당량 204, 이하 H-1 이라고 한다)
42 중량부
1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센- 7 (이하, DBU 라고 한다) 5 중량부
용융 구상 실리카 (평균 입경 21㎛) 870 중량부
커플링제 1 3 중량부
커플링제 2 3 중량부
카본블랙 3 중량부
카르나우바 (carnauba) 왁스 5 중량부
를 믹서에서 혼합하고, 핫 롤을 이용하여 95℃에서 8 분간 혼련하고 냉각 후 분쇄하여 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 에폭시 수지 조성물을 이하의 방법으로 평가했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
평가 방법
스파이럴 플로우 (spiral flow) : EMMI-1-66 에 준한 스파이럴 플로우 측정용 금형을 이용하여 금형 온도 175℃, 압력 6.9 MPa, 경화 시간 120초로 측정했다. 단위는 ㎝.
밀착성 : 전사 성형기를 이용하여 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8 MPa, 경화 시간 120초의 조건으로 리드 프레임 상에 2㎜ × 2㎜ × 2㎜ 의 밀착 강도 시험편을 성형했다. 리드 프레임에는 구리 프레임에 은 도금한 것 (프레임 1)과 NiPd 합금 프레임에 금 도금한 것 (프레임 2)의 2 종류를 이용했다. 그 후, 자동 전단 강도 측정 장치 (DAGE Co.,Ltd.제, PC2400)을 이용하여 에폭시 수지 조성물의 경화물과 프레임의 전단 강도를 측정했다. 단위는 N/㎟.
납땜 균열 저항성 : 저압 전사 성형기를 이용하여 성형 온도 175℃, 압력 8.3 MPa, 경화 시간 120초로, 80 pQFP (NiPd 합금 프레임에 금 도금한 프레임, 칩 사이즈 6.0㎜ × 6.0㎜)을 성형해, 애프터 베이크 (after-bake)로서 175℃, 8시간 가열 처리한 후, 85℃, 상대습도 85% 로 120시간의 가습 처리를 실시한 후, 260℃의 IR 리플로우 처리를 했다. 패키지 내부의 박리와 크랙을 초음파 탐상기 (supersonic flaw detector)로 확인했다. 10개의 패키지 중의 불량 패키지 수를 나타낸다.
난연성 : 전사 성형기를 이용하여 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8 MPa, 경화 시간 120초로, 길이 127㎜, 폭 12.7㎜, 두께 1.6㎜ 의 성형품을 성형해, 포스트 베이크 (post-bake)로서 175℃에서 8시간 가열 처리한 후, 얻어진 성형품을 23℃, 상대습도 50% 의 환경하에서 48시간 가습 처리해, UL-94 에 준해 난연성 시험을 실시했다.
실시예 2~5, 비교예 1~5
표 1 의 배합에 따라, 실시예 1 과 동일한 방식으로 에폭시 수지 조성물을 얻고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 평가했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
실시예 1 이외에서 이용한 원료를 이하에 나타낸다.
에폭시 수지 2 : 식 (11) 을 주성분으로 하는 에폭시 수지 (Japan Epoxy Resin Co.,Ltd.제, YX-4000, 에폭시 당량 190 g/eq , 융점 105℃, 이하 E-2 이라고 한다)
페놀 수지 2 : 식 (12) 로 표시되는 페놀 수지 (Mitsui Chemical Co.,Ltd.제, XLC-LL, 수산기 당량 165 g/eq, 연화점 79℃, 이하 H-2 라고 한다)
실시예 1 과 비교예 1, 2 를 비교하면, 커플링제 1, 2 를 각각 단독으로 이용하는 것이 아니라 병용함으로써, 유동성, 밀착성 모두 커지고 있다. 그 효과는, 비교예 3 과 같이 커플링제 3, 4 를 병용했을 때에는 나타나지 않고, 또 비교예 4 와 같이 다른 수지를 사용했을 경우에도 나타나지 않는 본 발명 특유의 것이다.
본 발명에 따르면, 브롬 함유 유기 화합물, 안티몬 화합물을 사용하지 않고도 양호한 난연성이 얻어지고, 또한 양호한 유동성, 기판과의 양호한 밀착성을 갖는 에폭시 수지 조성물이 얻어지며, 이것을 이용한 반도체 장치는 납땜 균열 저항성이 뛰어나다.

Claims (2)

  1. (A) 일반식 (1) 로 표시되는 에폭시 수지, (B) 일반식 (2) 로 표시되는 페놀 수지, (C) 경화 촉진제, (D) 무기 충전재, (E) 일반식 (3) 으로 표시되는 실란 커플링제 및 (F) 일반식 (4) 로 표시되는 실란 커플링제를 필수 성분으로 포함하는 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물:
    (R1 및 R2 는 각각 수소 또는 탄소수 1~4 의 알킬기로, 서로 동일해도 상이해도 된다. a 는 0~3 의 정수, b 는 0~4 의 정수. n 은 평균치로, 1~5 의 정수),
    (R1 및 R2 는 각각 수소 또는 탄소수 1~4 의 알킬기로, 서로 동일해도 상이해도 된다. a 는 0~3 의 정수, b 는 0~4 의 정수. n 은 평균치로, 1~5 의 정수),
    (R1 은 탄소수 1~12 의 유기기, R2, R3 및 R4 는 각각 탄소수 1~12 의 탄화수소기, n 은 1~3 의 정수),
    (R5 는 탄소수 1~12 의 유기기, R6 및 R7 은 각각 탄소수 1~12 의 탄화수소기, n 은 1~3 의 정수).
  2. 제 1 항에 기재된 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자를 봉지하여 이루어지는 반도체 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100699191B1 (ko) * 2006-03-13 2007-03-23 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006206696A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2006328360A (ja) * 2005-04-28 2006-12-07 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP5062714B2 (ja) * 2006-01-19 2012-10-31 日本化薬株式会社 活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、及びその用途
JP4984722B2 (ja) * 2006-07-28 2012-07-25 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂成形材料及び半導体装置
KR100834351B1 (ko) * 2006-11-24 2008-06-02 제일모직주식회사 멀티칩 패키지 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를이용한 멀티칩 패키지
KR100798675B1 (ko) 2006-12-12 2008-01-28 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자
JP5473196B2 (ja) * 2007-05-16 2014-04-16 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性エポキシ樹脂組成物およびその硬化物
KR100934558B1 (ko) * 2007-10-08 2009-12-29 제일모직주식회사 실란커플링제와 선반응된 페놀형 경화수지를 포함하는반도체 조립용 접착 필름 조성물 및 이에 의한 접착 필름
KR101023241B1 (ko) * 2009-12-28 2011-03-21 제일모직주식회사 반도체용 접착제 조성물 및 이를 이용한 접착 필름
JP5423402B2 (ja) * 2010-01-06 2014-02-19 住友ベークライト株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
CN102372899A (zh) * 2010-08-11 2012-03-14 江苏中鹏新材料股份有限公司 一种阻燃绿色环氧模塑料
CN101962466B (zh) * 2010-09-25 2012-01-04 江苏中鹏新材料股份有限公司 半导体封装用本征阻燃环氧树脂组合物
CN101967266A (zh) * 2010-09-25 2011-02-09 江苏中鹏新材料股份有限公司 无卤阻燃环氧树脂组合物
JP2013108024A (ja) * 2011-11-24 2013-06-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
BR112014020987B1 (pt) * 2012-03-01 2021-05-04 Sumitomo Bakelite Co., Ltd composição de resina para fixação de rotor, rotor e veículo automotivo
JP2013234303A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Panasonic Corp 半導体封止用エポキシ樹脂組成物と半導体装置
JP5949674B2 (ja) 2013-06-12 2016-07-13 信越化学工業株式会社 新規有機ケイ素化合物、その製造方法及び密着向上剤
CN106592281B (zh) * 2016-12-15 2019-05-28 武汉纺织大学 一种改善涂料浸透效率的方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3192953B2 (ja) * 1995-12-27 2001-07-30 住友ベークライト株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料及びその製造方法
JP3267144B2 (ja) * 1996-03-22 2002-03-18 松下電工株式会社 封止材用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置
JPH11140277A (ja) * 1997-11-10 1999-05-25 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置
JPH11140166A (ja) * 1997-11-11 1999-05-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP3582576B2 (ja) * 1998-05-15 2004-10-27 信越化学工業株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2000281751A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2001040186A (ja) * 1999-08-03 2001-02-13 Nitto Denko Corp 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP2001207031A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Nitto Denko Corp 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置
JP2001213942A (ja) * 2000-02-03 2001-08-07 Nec Corp 難燃性のエポキシ樹脂組成物
JP2002012742A (ja) 2000-06-28 2002-01-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4568985B2 (ja) * 2000-10-31 2010-10-27 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2002179882A (ja) * 2000-12-07 2002-06-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2002220511A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Matsushita Electric Works Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4734731B2 (ja) * 2001-02-23 2011-07-27 パナソニック電工株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法
JP2002317102A (ja) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4849290B2 (ja) * 2001-06-26 2012-01-11 日立化成工業株式会社 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2003082068A (ja) * 2001-06-29 2003-03-19 Toray Ind Inc エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP5098125B2 (ja) * 2001-07-30 2012-12-12 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2003252961A (ja) * 2002-03-05 2003-09-10 Toray Ind Inc エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100699191B1 (ko) * 2006-03-13 2007-03-23 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자

Also Published As

Publication number Publication date
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KR100982123B1 (ko) 2010-09-14
JPWO2004074344A1 (ja) 2006-06-01

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