KR20090068952A - 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 지방산함유 멜라민시아누레이트를 사용함으로써 난연성, 성형성 및 신뢰도가 우수한 반도체 소자를 제공한다.
반도체 소자, 난연제, 지방산함유 멜라민시아누레이트, 난연성, 성형성, 신뢰도
Description
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지의 난연 특성, 성형성 및 신뢰도가 우수한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 장치에 관한 것이다.
보통 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 있어서 모든 반도체 업체에서는 UL-94 V-0의 난연 등급을 요구하고 있다. 이러한 난연 등급을 확보하기 위하여 기존에는 할로겐화 에폭시수지를 주 난연제로 하여 보조 난연제로서 삼산화 안티몬을 혼용 사용하여 난연성을 확보하였다. 그러나 삼산화 안티몬의 경우 발암성 물질로서 인체에 매우 유해하며 또한 할로겐계 난연제를 사용한 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물의 경우 소각 시나 화재 발생 시 다이옥신(dioxin)이나 다이퓨란(difuran) 등의 유독성 발암 물질이 발생되는 것으로 알려져 있고 이와 더불어 연소 시 발생하는 HBr 및 HCl 등의 가스로 인해 오존층이 파괴되는 등 환경에 치 명적인 영향을 주게 된다. 이에 대한 대책으로서 포스파젠(phosphazene)이나 인산 에스테르와 같은 인계 난연제 등이 검토되고 있으나, 인계 난연제의 경우 수분과 결합하여 생성되는 인산 및 폴리인산이 반도체의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제가 있었다. 또한, 금속 산화물이나 수산화물은 난연 효과가 좋지 못하여 많은 양을 사용하게 됨으로써 반도체 패키징 시의 유동성 및 성형성 확보에 어려움이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 할로겐계 난연제를 사용하지 않으면서도 우수한 난연 특성을 나타내며, 패키징 시의 성형성 및 패키징 후 반도체 패키지의 신뢰도가 우수한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 지방산함유 멜라민시아누레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 제공된다.
상기 지방산은 탄소수 12 ~ 24인 포화 지방산인 것을 특징으로 한다.
상기 지방산은 스테아린산과 팔미트산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 그 추출수의 전기전도도가 50μS/cm 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 난연제로 보레이트계 화합물, 마그네슘계 화합물, 알루미나계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 상기 지방산함유 멜라민시아누레이트와 병용하는 것을 특징으로 한다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트가 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시수지가 크레졸노볼락형 에폭시수지 또는 하기 화학식 1로 표시되는 페놀아랄킬형 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
상기 경화제가 페놀노볼락형 페놀수지 또는 하기 화학식 2로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
또한, 본 발명은 상기 에폭시 수지 조성물을 헨셀 믹서 또는 뢰디게 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 얻은 최종 분말 제품으로 밀봉한 반도체 소자를 제공한다.
상기 최종 분말 제품을 저압 트랜스퍼 성형법, 인젝션 성형법 또는 캐스팅 성형법으로 밀봉한 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 소자가 동계 리드프레임, 철계 리드프레임, 동계 또는 철계 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 프리플레이팅된 리드프레임, 및 유기계 라미네이트 프레임 중에서 선택되는 리드프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 난연 특성이 우수하고, 성형성 및 신뢰도가 우수한 반도체 소자를 제작하는 데에 유용하다.
본 발명은 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 지방산함유 멜라민시아누레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공한다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 열적, 화학적으로 매우 안정한 구조이며 고온의 열이 가해질 경우, 질소 가스가 발생하여 분해된 수지의 라디칼을 안정화시킬 뿐만 아니라, 분해될 때의 흡열 반응에 의하여 난연 효과를 나타내게 된다. 또한 연소 시 분해된 연소물이 안정적인 탄소층(Char)을 형성하기 때문에 우수한 난연 효과가 나타나게 되는 것이다. 상기 복합적인 난연 메카니즘으로 인하여 적은 함량을 사용하면서도 난연성이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 제조 시 투입된 지방산이 화합물 내 이온의 용출을 막고, 칩 및 리드프레임과의 접착력을 향상시켜 반도체 패키지의 신뢰도 특성을 향상시킬 수 있다. 더불어 적은 함량을 사용함으로써 수지 조성물의 유동성 및 패키지 성형성 측면에서도 바람직하다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트 제조 시에 투입되는 지방산은 임의의 포화 지방산일 수 있으나, 탄소수 12 ~ 24인 포화 지방산인 것이 더 바람직하고, 스테아린산 또는 팔미트산인 것이 가장 바람직하다.
상기 지방산은 상기 지방산함유 멜라민시아누레이트 추출수의 전기전도도가 50μS/cm 이하가 되도록 투입하는 것이 바람직한데, 이는 상기 지방산이 상기 멜라민시아누레이트 내의 이온 용출을 막도록 표면에 잘 처리되도록 하기 위함이다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 징크보레이트, 칼슘보레이트 등의 보레이트계 화합물, 수산화마그네슘, 산화마그네슘 등의 마그네슘계 화합물, 수산화알루미나, 산화알루미나 등의 알루미나계 화합물 난연제와 병용하여 사용할 수 있다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 난연성 향상 효과, 패키징 시 수지 조성물의 유동성 및 패키지 성형성 측면에서, 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용되는 것이 바람직하고, 0.2 ~ 7 중량%로 사용되는 것이 보다 바람직하며, 0.5 ~ 5 중량%로 사용되는 것이 가장 바람직하다.
상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 에폭시 수지 조성물 제조 시에 단독으로 투입하여 사용할 수 있으며, 균일한 분산을 위해 에폭시 수지 조성물 제조 전 에 멜트마스터배치(Melt Master Batch; MMB)와 같은 방법을 통하여 에폭시수지 또는 경화제의 용융물에 미리 녹여 분산한 후 조성물에 투입하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 에폭시수지로는 반도체 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 에폭시수지라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 화합물인 것이 바람직하다. 이와 같은 에폭시수지로는 페놀 또는 알킬 페놀류와 히드록시벤즈알데히드와의 축합물을 에폭시화함으로써 얻어지는 에폭시수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸노볼락형 에폭시수지, 다관능형 에폭시수지, 나프톨노볼락형 에폭시수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 노볼락형 에폭시수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 글리시딜에테르, 비스히드록시비페닐계 에폭시수지, 디시클로펜타디엔계 에폭시수지 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 에폭시수지로서 크레졸노볼락형 에폭시수지 또는 하기 화학식 1로 표시되는, 분자 중에 바이페닐(biphenyl) 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 에폭시수지를 들 수 있다. 이들 에폭시수지는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 에폭시수지에 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트마스터배치(melt master batch)와 같은 선반응을 시켜 만든 부가 화합물도 사용할 수 있다. 또한 내습 신뢰성 향상을 위해 이러한 에폭시수지 중에 함유된 염소 이온(Ion), 나트륨 이온(nitrum Ion), 및 그 밖의 이온성 불순물이 낮은 것을 사용한 것이 바람직하다. 사용량은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 2 ~ 15 중량%가 바람직하며, 3 ~ 12 중량%가 보다 바람직하다.
[화학식 1]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
크레졸노볼락형 에폭시수지는 패키지 성형성 및 패키징 후의 경화도 확보 측면에서 특히 바람직하며, 상기 화학식 1의 페놀아랄킬형 에폭시수지는 페놀 골격을 바탕으로 하면서 중간에 바이페닐을 가지고 있는 구조를 형성하여 흡습성, 인성, 내산화성, 및 내크랙성이 우수하며, 가교 밀도가 낮아서 고온에서 연소 시 탄소층(char)을 형성하면서 그 자체로도 어느 정도 수준의 난연성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 경화제는 반도체 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 것으로 2개 이상의 반응기를 가진 것이라면 특별히 한정되지 않으며 구체적으로는 페놀아랄킬형 페놀수지, 페놀노볼락형 페놀수지, 자일록형 페놀수지, 크레졸노볼락형 페놀수지, 나프톨형 페놀수지, 테르펜형 페놀수지, 다관능형 페놀수지, 디시클로펜타디엔계 페놀수지, 비스페놀 A와 레졸로부터 합성된 노볼락형 페놀수지, 트리스(하이드록 시페닐)메탄, 디하이드록시바이페닐을 포함하는 다가 페놀 화합물, 무수 말레인산 및 무수 프탈산을 포함하는 산무수물, 메타페닐렌디아민, 디아미노이페닐메탄, 디아미노이페닐설폰 등의 방향족 아민 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 경화제로는 페놀노볼락형 페놀수지 또는 하기 화학식 2로 표시되는, 분자 중에 바이페닐 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 페놀수지를 들 수 있다. 이들 경화제는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 경화제에 에폭시수지, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트마스터배치(melt master batch)와 같은 선반응을 시켜 만든 부가 화합물로도 사용할 수 있다. 사용량은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.5 ~ 12 중량%가 바람직하며, 1 ~ 8 중량%가 보다 바람직하다. 상기 에폭시수지와 경화제와의 배합비는 패키지에서의 기계적 성질 및 내습 신뢰성의 요구에 따라 경화제에 대한 에폭시수지의 화학 당량비가 0.5 ~ 2인 것이 바람직하며, 0.8 ~ 1.6 범위에서 사용하는 것이 보다 바람직하다.
[화학식 2]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
페놀노볼락형 페놀수지는 패키지 성형성 및 패키징 후의 경화도 확보 측면에 서 특히 바람직하며, 상기 화학식 2의 페놀아랄킬형 페놀수지는 탄소층(char)을 형성하여 주변의 열 및 산소의 전달을 차단함으로써 난연성을 달성하게 되므로 바람직하다.
본 발명에 사용되는 경화촉진제는 에폭시수지와 경화제의 반응을 촉진하는 물질이다. 예를 들면, 제 3급아민, 유기금속화합물, 유기인화합물, 이미다졸, 붕소화합물 등이 사용 가능하다. 제 3급 아민에는 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디에틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀, 2-2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디아미노메틸)페놀과 트리-2-에틸헥실 에시드의 염 등이 있다. 유기 금속화합물에는 크로뮴아세틸아세토네이트, 징크아세틸아세토네이트, 니켈아세틸아세토네이트 등이 있다. 유기인화합물에는 트리스-4-메톡시포스핀, 테트라부틸포스포늄브로마이드, 부틸트리페닐포스포늄브로마이드, 페닐포스핀, 디페닐포스핀, 트리페닐포스핀, 트리페닐포스핀트리페닐보란, 트리페닐포스핀-1,4-벤조퀴논 부가물 등이 있다. 이미다졸류에는 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-아미노이미다졸, 2메틸-1-비닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸 등이 있다. 붕소화합물에는 테트라페닐포스포늄-테트라페닐보레이트, 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. 특히 바람직한 경화촉진제로는 유기인화합물, 또는 아민계, 또는 이미다졸계 경화촉진제를 단독 혹은 혼합하여 사용하는 것을 들 수 있다. 상기 경화촉진제는 에폭시수지 또는 경화제와 선반응하여 만든 부가물을 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에서 사용되는 경화촉진제의 배합량은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.001 ~ 1.5 중량%가 바람직하며, 0.01 ~ 1 중량%가 보다 바람직하다.
본 발명에 사용되는 무기 충전제는 에폭시 수지 조성물의 기계적 물성의 향상과 저 응력화를 위하여 사용되는 물질이다. 일반적으로 사용되는 예로서는 용융실리카, 결정성 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이, 탈크, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유 등을 들 수 있다. 저응력화를 위해서는 선평창계수가 낮은 용융실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 용융실리카는 진비중이 2.3 이하인 비결정성 실리카를 의미하는 것으로 결정성 실리카를 용융하여 만들거나 다양한 원료로부터 합성한 비결정성 실리카도 포함된다. 용융실리카의 형상 및 입경은 특별히 한정되지는 않지만, 평균 입경 5 ~ 30㎛의 구상용융실리카를 50 ~ 99 중량%, 평균입경 0.001 ~ 1㎛의 구상용융실리카를 1 ~ 50 중량%를 포함한 용융실리카 혼합물을 전체 충전제에 대하여 40 ~ 100 중량%가 되도록 포함하는 것이 좋다. 또한, 용도에 맞춰 그 최대 입경을 45um, 55um 및 75um 중 어느 하나로 조정해서 사용할 수가 있다. 용융 구상 실리카에는 도전성의 카본이 실리카 표면에 이물로서 포함되는 경우가 있으나 극력 이물의 혼입이 적 은 물질을 선택하는 것도 중요하다. 본 발명에서 무기 충전제의 비율은 성형성, 저응력성, 고온강도 등의 요구 물성에 따라 다르지만, 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 70 ~ 95 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 75 ~ 85 중량% 비율로 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 에스테르계 왁스 등의 이형제, 카본블랙, 유기염료, 무기염료 등의 착색제, 에폭시실란, 아미노실란, 머캡토실란, 알킬실란, 알콕시실란 등의 커플링제 및 변성 실리콘 오일, 실리콘 파우더, 실리콘 레진 등의 응력완화제 등을 필요에 따라 함유할 수 있다. 이때, 변성 실리콘 오일로는 내열성이 우수한 실리콘 중합체가 좋으며, 에폭시 관능기를 갖는 실리콘 오일, 아민 관능기를 갖는 실리콘 오일 및 카르복시 관능기를 갖는 실리콘 오일 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.01 내지 2 중량%로 사용할 수 있다.
이상과 같은 원재료를 이용하여 에폭시 수지 조성물을 제조하는 일반적인 방법으로는 소정의 배합량을 헨셀 믹서나 뢰디게 믹서를 이용하여 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀이나 니이더로 용융 혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 최종 분말 제품을 얻는 방법이 사용되고 있다. 본 발명에서 얻어진 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반도체 소자를 밀봉하는 방법으로써는 저압 트랜스퍼 성형법이 가장 일반적으로 사용되는 방법이나, 인젝션(Injection) 성형법이나 캐스팅(Casting) 등의 방법으로도 성형이 가능하다. 상기 방법에 의해 동계 리드프레임 또는 철계 리드프레임 또는 상기 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 프리플레이팅된 리드프레임, 또는 유기계 라미네이트 프레임의 반도체 소자를 제조할 수 있다.
다음에 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하나, 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 또는 2, 비교예 1 또는 2]
다음 표 1의 조성에 따라 헨셀 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후, 연속 니이더를 이용하여 100 ~ 120℃ 범위에서 용융 혼련 후 냉각, 분쇄하여 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 각종 물성은 다음의 방법에 의해 평가하였다. 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
(유동성/스파이럴플로우): EMMI-1-66에 준하여 평가용 금형을 사용하여 175℃, 70Kgf/cm2에서 트랜스퍼 몰딩 프레스를 이용하여 유동길이를 측정하였다. 측정값이 높을수록 유동성이 우수한 것이다.
(유리전이온도(Tg)): TMA(Thermomechanical Analyzer)로 평가하였다.
(굴곡강도 및 굴곡탄성율): ASTM D-790에 준하여 표준시편(125×12.6× 6.4mm)을 만든 후 175℃에서 6시간 경화시킨 이후에 UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 상온에서 측정하였다.
(부착력): 측정하고자 하는 구리 금속 소자를 부착 측정용 금형에 맞는 규격으로 준비하였다. 이렇게 준비된 금속 시험편에 표 1의 에폭시 수지 조성물을 금형온도 170 ~ 180℃, 이송압력 1000psi, 이송속도 0.5 ~ 1cm/sec, 경화시간 120초의 조건으로 성형하여 경화 시편을 얻은 후, 시편을 170 ~ 180℃의 오븐에 넣어 6시간 동안 후경화(PMC; post mold cure)시킨 직후의 부착력을 측정하였다. 이때 금속 시편에 닿는 에폭시 수지 조성물의 면적은 40±1mm2이며 부착력 측정은 각 측정 공정 당 12개의 시편에 대하여 UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 측정한 후 평균값을 계산하였다.
(난연성): UL 94 V-0 규격에 준하여 1/8인치 두께를 기준으로 평가하였다.
(성형성): 표 1의 에폭시 수지 조성물로 MPS(Multi Plunger System) 성형기를 이용하여 175℃에서 80초간 트랜스퍼 몰딩으로 성형시켜 44-SOP(Small Out-line Package) (12.6mm×28.5mm×2.8mm) 패키지를 제작하였다. 175℃에서 6시간 동안 후경화(PMC; post mold cure)시킨 이후 상온으로 냉각하였다. 이후, 육안으로 패키지 표면에 관찰되는 보이드(void)의 개수를 측정하였다.
(신뢰성): 상기 성형성 평가를 마친 44-SOP 패키지를 125℃에서 24시간 건조시킨 후, 5 사이클(1 사이클은 패키지를 -65℃에서 10분, 25℃에서 5분, 150℃에서 10분씩 방치하는 것을 의미함)의 열충격 시험을 수행하였다. 이후, 상기 패키 지를 PCT(Pressure Cooker Test) 설비 내에서 121℃, 100% 상대습도 조건 하에서 96시간 동안 방치한 후, 전기특성 평가를 진행한 후 불량 패키지에 대하여 Decap하여 칩 부식 여부를 관찰하였다.
| 구성 성분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 에폭시 | 크레졸노볼락형 에폭시수지주1) | 10.8 | 11.1 | 10.9 | 8.2 | 9.3 | 10.8 | 8.8 | 10.8 |
| 페놀아랄킬형 에폭시수지주2) | - | - | - | 2.1 | - | - | 2.2 | ||
| 경화제 | 페놀아랄킬형 페놀수지주3) | - | - | - | - | 1.0 | - | - | |
| 폐놀노볼락형 페놀수지주4) | 6.2 | 6.4 | 6.3 | 5.7 | 5.0 | 6.2 | 6.0 | 6.2 | |
| 난연제 | 지방산함유 멜라민시아누레이트주5) | 3 | 2 | 2 | 1 | 1.7 | - | - | |
| 멜라민시아누레이트주6) | - | - | - | - | - | - | - | 3 | |
| 징크보레이트 | - | 0.5 | - | - | - | - | |||
| 수산화마그네슘 | - | - | 0.8 | - | - | 3 | - | ||
| 경화촉진제주7) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |
| 실리카주8) | 79 | 79 | 79 | 82 | 82 | 79 | 82 | 79 | |
| γ-글리시톡시 프로필 트리메톡시 실란주9) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| 카본블랙 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |
| 카르나바왁스 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
(단위: 중량%)
(주)
1) EOCN-1020-55, Nippon Kayaku
2) NC-3000, Nippon kayaku
3) MEH-7851S, Meiwa kasei
4) HF-1, Meiwa kasei
5) MC-130, 유니버샬컴텍
6) Melaflam, nantong unichina technology
7) TPP, Hokko chemical
8) 평균입경 18㎛의 구상 용융실리카와 평균입경 0.5㎛의 구상 용융실리카의 9:1 혼합물
9) KBM-403, Shin Etsu silicon
| 구분 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | |
| 스파이어널 플로우(inch) | 38 | 42 | 35 | 45 | 37 | 27 | 49 | 31 | |
| 유리전이온도(℃) | 175 | 176 | 176 | 158 | 165 | 172 | 155 | 175 | |
| 굴곡강도(Kgf/mm2) | 16.5 | 16.5 | 16.7 | 15.8 | 16.0 | 16.5 | 15.4 | 16.6 | |
| 굴곡탄성율(Kgf/mm2) | 1620 | 1675 | 1680 | 1760 | 1800 | 1702 | 1770 | 1650 | |
| 부착력((Kgf/mm2) | 75 | 76 | 72 | 69 | 72 | 35 | 48 | 68 | |
| 난연성 UL 94 | V-O | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 | 완전 연소 | V-O | |
| 성형성 | 보이드 발생 개수 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 62 | 0 | 10 |
| 총 시험한 반도체 소자 수 | 10,000 | 10,000 | 10,000 | 10,000 | 10,000 | 10,000 | 10,000 | 10,000 | |
| PCT 신뢰도 | 부식 발생 개수 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 9 | 0 | 77 |
| 총 시험한 반도체 소자 수 | 77 | 77 | 77 | 77 | 77 | 77 | 77 | 77 | |
상기 결과로부터 본 발명에 의한 에폭시 수지 조성물은 할로겐계 난연제를 사용하지 않으면서도 우수한 난연 특성을 나타내며, 패키징 시의 성형성 및 패키징 후 반도체 패키지의 신뢰도가 우수한 반도체 소자를 제작할 수 있음을 확인하였다.
Claims (11)
- 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 지방산함유 멜라민시아누레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 지방산은 탄소수 12 ~ 24인 포화 지방산인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 지방산은 스테아린산과 팔미트산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 지방산함유 멜라민시아누레이트는 그 추출수의 전기전도도가 50μS/cm 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 난연제로 보레이트계 화합물, 마그네슘계 화합물, 알루미나계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 상기 지방산함유 멜라민시아누레이트와 병용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 지방산함유 멜라민시아누레이트가 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지가 크레졸노볼락형 에폭시수지 또는 하기 화학식 1로 표시되는 페놀아랄킬형 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.[화학식 1]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.) - 제 1항에 있어서, 상기 경화제가 페놀노볼락형 페놀수지 또는 하기 화학식 2로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.[화학식 2]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.) - 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항 기재의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 헨셀 믹서 또는 뢰디게 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 얻은 최종 분말 제품으로 밀봉한 반도체 소자.
- 제 9항에 있어서, 상기 최종 분말 제품을 저압 트랜스퍼 성형법, 인젝션 성 형법 또는 캐스팅 성형법으로 밀봉한 반도체 소자.
- 제 10항에 있어서, 상기 반도체 소자가 동계 리드프레임, 철계 리드프레임, 동계 또는 철계 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 프리플레이팅된 리드프레임, 및 유기계 라미네이트 프레임 중에서 선택되는 리드프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070136766A KR20090068952A (ko) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090068952A true KR20090068952A (ko) | 2009-06-29 |
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ID=40996274
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017206631A (ja) * | 2016-05-19 | 2017-11-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 封止用樹脂組成物、その硬化物、及び半導体装置 |
| CN116515255A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-08-01 | 昆山兴凯半导体材料有限公司 | 一种对塑封基板具有高密着力的环氧塑封料 |
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- 2007-12-24 KR KR1020070136766A patent/KR20090068952A/ko not_active Application Discontinuation
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| A201 | Request for examination | ||
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