KR20100013195A - Adhesive composition for attaching semiconductor chip and semiconductor device using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An adhesive composition for attaching semiconductor chips is provided to ensure excellent workability and reliability and to be used for attaching semiconductor chips required for high reliability. CONSTITUTION: An adhesive composition for attaching semiconductor chips comprises epoxy resin, hardener, curing accelerator and inorganic filler. The inorganic filler comprises silicon powder in the amount of 30-70 weight% based on the whole adhesive composition. The average particle size of silicon powder is 0.1~20 micron. The epoxy resin is a bisphenol-based epoxy resin represented by chemical formula 1. In chemical formula 1, R is independently hydrogen or C1-6 alkyl group.

Description

반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자{Adhesive composition for attaching semiconductor chip and semiconductor device using the same}Adhesive composition for attaching a semiconductor chip and a semiconductor device using the same {Adhesive composition for attaching semiconductor chip and semiconductor device using the same}

본 발명은 반도체 칩 부착용 접착제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 칩을 캐리어 기질에 부착하거나, 칩과 칩을 부착하기 위하여 사용되는 칩 부착용 접착제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an adhesive composition for semiconductor chip attachment, and more particularly to an adhesive composition for chip attachment used for attaching a semiconductor chip to a carrier substrate or for attaching the chip and the chip.

실리콘 다이 또는 칩과 같은 반도체 장치를 납 프레임 또는 인쇄 회로 기판에 결합하거나, 칩 적층형 패키지와 같이 실리콘 칩과 칩을 쌓아서 제조되는 패키지의 경우 칩 과 칩을 결합하기 위하여 사용되어지는 열경화성 수지로서 열전도성 또는 절연성 접착제 조성물이 사용되고 있다. 이러한 접착제 조성물은 반도체 패키징 공정에서 와이어 본딩, 반도체 밀봉재 성형 등의 공정에서 칩의 이탈 및 변형, 파괴 등을 방지하며, 제조된 반도체 패키지의 신뢰도를 높이기 위하여 사용된다. 기존에는 반도체 패키지의 신뢰성을 향상시키기 위하여 실리카를 사용하려는 시도 가 있었으나, 이 경우 조성물의 탄성률 향상 등의 문제로 만족할 만한 반도체 패키지 신뢰도를 얻기 어려웠으며, 작업성 또한 만족스럽지 못하였다.  A thermally conductive resin used to bond a semiconductor device, such as a silicon die or chip, to a lead frame or a printed circuit board, or a chip manufactured by stacking silicon chips and chips, such as a chip stacked package, for bonding chips and chips. Or insulating adhesive compositions are used. Such an adhesive composition is used to prevent chip detachment, deformation, breakage, etc. in a process such as wire bonding or molding a semiconductor encapsulant in a semiconductor packaging process, and is used to increase reliability of a manufactured semiconductor package. In the past, attempts were made to use silica to improve the reliability of semiconductor packages, but in this case, it was difficult to obtain satisfactory semiconductor package reliability due to problems such as improved elastic modulus of the composition, and workability was also not satisfactory.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업성 및 반도체 패키지의 신뢰성이 우수한 반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide an adhesive chip composition for semiconductor chip attachment excellent in workability and reliability of a semiconductor package and a semiconductor device using the same.

그러므로, 본 발명에 의하면 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제 및 무기 충전제를 포함하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제로 실리콘 파우더를 전체 접착제 조성물에 대하여 30 내지 70 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자가 제공된다.Therefore, according to the present invention, in the adhesive composition for semiconductor chip attachment comprising an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, the inorganic filler is characterized by using silicon powder at 30 to 70% by weight based on the total adhesive composition. Provided are an adhesive composition for attaching a semiconductor chip and a semiconductor device using the same.

 

상기 실리콘 파우더의 평균 입자 크기가 0.1 ∼ 20㎛인 것을 특징으로 한다.An average particle size of the silicon powder is characterized in that 0.1 ~ 20㎛.

 

상기 에폭시수지로 하기 화학식 1로 표시되는 비스페놀계 에폭시수지를 사용하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by using a bisphenol-based epoxy resin represented by the formula (1) as the epoxy resin.

 

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008055191463-PAT00001
Figure 112008055191463-PAT00001

(상기 식에서 R은 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 6의 알킬기이다.)(In the above formula, each R is independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

 

상기 에폭시수지를 전체 접착제 조성물에 대하여 10 ∼ 60 중량%로 사용하는 것을 특징으로 한다.The epoxy resin is characterized by using from 10 to 60% by weight relative to the total adhesive composition.

 

상기 경화제로 하기 화학식 2로 표시되는 알킬화 페놀노볼락 수지를 사용하는 것을 특징으로 한다.An alkylated phenol novolak resin represented by the following Chemical Formula 2 is used as the curing agent.

 

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112008055191463-PAT00002
Figure 112008055191463-PAT00002

(상기 식에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 12의 알킬기 또는 아릴기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.)(Wherein R 1 'to R 5 are each independently hydrogen or an alkyl group of 1 to 12 carbon atoms or an aryl group, and n is an integer of 0 to 3).

 

상기 경화제를 전체 접착제 조성물에 대하여 5 ∼ 50 중량%로 사용하는 것을 특징으로 한다.The curing agent is used in an amount of 5 to 50 wt% based on the total adhesive composition.

 

상기 경화촉진제로 하기 화학식 3으로 표시되는 이미다졸계 촉매를 사용하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by using an imidazole catalyst represented by the following formula (3) as the curing accelerator.

 

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112008055191463-PAT00003
Figure 112008055191463-PAT00003

(상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 메틸기, 에틸기, 페닐기, 시아노에틸기, 벤질기 또는 수산기이다.)(Wherein R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a cyanoethyl group, a benzyl group, or a hydroxyl group.)

 

상기 경화촉진제를 전체 접착제 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the curing accelerator is used at 0.1% to 10% by weight based on the total adhesive composition.

 

또한, 본 발명에서는 상기 반도체 칩 부착용 접착제 조성물을 교반, 가열장치를 구비한 혼합분쇄기, 3축 롤밀, 볼밀, 진공유발기, 유성형 혼합기를 사용하여 혼합, 분쇄하여 얻은 제품으로 디스펜싱 공정을 통하여 패키지한 반도체 소자를 제공한다.In addition, in the present invention, the product is obtained by mixing and pulverizing the adhesive composition for attaching the semiconductor chip using a mixing grinder, a three-axis roll mill, a ball mill, a vacuum induction machine, a planetary mixer with a heating device, and a package through a dispensing process. One semiconductor device is provided.

본 발명의 반도체 칩 부착용 접착제 조성물은 양호한 작업성과 우수한 신뢰성을 나타내므로, 고 신뢰성을 요구하는 반도체 칩 부착용으로 유용하게 사용될 수 있다.Since the adhesive chip composition for attaching a semiconductor chip of the present invention exhibits good workability and excellent reliability, it can be usefully used for attaching a semiconductor chip requiring high reliability.

본 발명은 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제 및 무기 충전제를 포함하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제로 실리콘 파우더를 전체 접착제 조성물에 대하여 30 내지 70 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공한다.The present invention provides a semiconductor chip attachment adhesive composition comprising an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, wherein the inorganic filler uses a silicon powder at 30 to 70 wt% based on the total adhesive composition. An adhesive composition for attachment and a semiconductor device using the same are provided.

 

본 발명에서는 상기 실리콘 파우더를 전체 접착제 조성물에 대하여 30 내지 70 중량%로 사용하여야 한다. 이는 충분한 강도 및 낮은 열팽창계수, 낮은 흡습 및 경화 수축율을 확보함과 동시에, 유동 특성 및 간극 충전성을 확보하기 위함이다.In the present invention, the silicone powder should be used at 30 to 70% by weight based on the total adhesive composition. This is to ensure sufficient strength and low coefficient of thermal expansion, low moisture absorption and cure shrinkage, and at the same time to ensure flow characteristics and gap filling properties.

 

상기 실리콘 파우더는 구상 형태의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 평균 입자 크기는 0.1 ∼ 20㎛인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 15㎛인 것이 더 바람직하며, 1 ∼ 10㎛인 것이 가장 바람직하다. 상기 평균 입자 크기는 상기 접착제 조성물을 적용하고자 하는 간극의 크기 및 실리콘 충전제의 함량에 따라 조절할 수 있다. 또한, 상기 실리콘 파우더의 최대 입경은 50㎛ 이하인 것이 간극 충전성 측면에서 바 람직하다.It is preferable to use the spherical form of the said silicon powder, It is preferable that average particle size is 0.1-20 micrometers, It is more preferable that it is 0.5 micrometer-15 micrometers, It is most preferable that it is 1 micrometer-10 micrometers. The average particle size may be adjusted depending on the size of the gap to be applied to the adhesive composition and the content of the silicone filler. In addition, the maximum particle size of the silicon powder is preferably 50㎛ or less in terms of gap filling properties.

 

본 발명의 에폭시수지는 반도체 칩 부착용으로 일반적으로 사용되는 에폭시수지라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 화합물인 것이 바람직하다. 상기 에폭시수지로는 저점도 액상 에폭시수지를 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 하기 화학식 1로 표시되는 비스페놀계 에폭시수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다. The epoxy resin of the present invention is not particularly limited as long as it is an epoxy resin generally used for attaching a semiconductor chip, and is preferably an epoxy compound containing two or more epoxy groups in a molecule. As the epoxy resin, it is preferable to use a low viscosity liquid epoxy resin, and most preferably, a bisphenol epoxy resin represented by the following Formula (1).

 

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008055191463-PAT00004
Figure 112008055191463-PAT00004

(상기 식에서 R은 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 6의 알킬기이다.)(In the above formula, each R is independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

 

상기 비스페놀계 에폭시수지는 저점도 액상 에폭시수지로서, 에폭시 수지 조성물이 우수한 유동성을 통하여 양호한 간극 충전성을 나타내도록 하는 작용을 한다. 상기 비스페놀계 에폭시수지로는 에폭시 당량이 150 ~ 220이고, 점도는 300 ~ 5,000cps인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 상기 화학식 1의 R이 수소 또는 메틸기인 비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형 에폭시수지가 바람직하며, 수소화 비스페놀 A형 에폭시수지, 수소화 비 스페놀 F형 에폭시수지, 수소화 비스페놀 AD형 에폭시수지도 사용할 수 있다. 상기 물질들은 유동성과 점도 조절의 관점에서 2종 이상의 혼합물로도 사용할 수 있다.The bisphenol-based epoxy resin is a low viscosity liquid epoxy resin, and the epoxy resin composition functions to exhibit good gap filling properties through excellent fluidity. As the bisphenol-based epoxy resin, it is preferable to use an epoxy equivalent of 150 kPa to 220 kPa and a viscosity of 300 kPa to 5,000 kcps. Specifically, a bisphenol K-type epoxy resin in which R in Formula 1 is hydrogen or a methyl group is used. Preferred epoxy resins and bisphenol-AD epoxy resins include hydrogenated bisphenol-A epoxy resins, hydrogenated bisphenol-F epoxy resins and hydrogenated bisphenol-AD epoxy resins. The materials may also be used in two or more kinds of mixtures in view of fluidity and viscosity control.

 

본 발명의 에폭시수지에는 필요에 따라 물성 향상을 목적으로 나프탈렌계, 페놀노볼락계, 사이클로 알리파틱계, 아민계 다관능성 에폭시수지 등의 다른 액상 에폭시수지가 사용될 수 있다. 그러나 나프탈렌계 에폭시수지나 페놀노볼락계 에폭시수지 등을 사용할 경우에는 점도가 많이 증가할 수 있으므로 본 발명의 목적에 맞도록 적절한 점도를 유지하는 범위 내에서 다른 에폭시수지와 혼합하여 사용하여야 한다. As the epoxy resin of the present invention, other liquid epoxy resins such as naphthalene-based, phenol novolac-based, cyclo aliphatic-based, and amine-based polyfunctional epoxy resins may be used for the purpose of improving physical properties. However, when naphthalene-based epoxy resins or phenol novolac-based epoxy resins are used, the viscosity may increase a lot so that they must be used in combination with other epoxy resins within the range of maintaining proper viscosity to meet the purpose of the present invention.

 

또한, 본 발명의 에폭시수지에는 필요에 따라 조성물의 점도를 낮추기 위한 목적으로 1 ~ 3개의 에폭시 반응기를 가지는 반응성 희석제가 혼합될 수도 있다. 그러나 반응성 희석제의 함량이 높아질수록 경화 속도가 낮아지므로, 본 발명의 목적에 맞는 범위에서 적당량을 사용하여야 한다.In addition, a reactive diluent having 1 to 3 epoxy reactors may be mixed with the epoxy resin of the present invention for the purpose of lowering the viscosity of the composition, if necessary. However, the higher the content of the reactive diluent, the lower the curing rate, so an appropriate amount should be used within the range suitable for the purpose of the present invention.

 

본 발명의 전체 에폭시수지는 전체 접착제 조성물에 대하여 10 ∼ 60 중량%로 사용하는 것이 바람직하고, 15 ~ 55 중량%로 사용하는 것이 더 바람직하며, 20 ~ 50 중량%로 사용하는 것이 가장 바람직하다. It is preferable to use all the epoxy resins of this invention at 10-60 weight% with respect to the whole adhesive composition, It is more preferable to use at 15-55 weight%, It is most preferable to use at 20-50 weight%.

 

본 발명의 경화제는 상기 에폭시수지와 반응하여 경화물을 만들 수 있는 것 이면 특별히 제한되지 않으나, 하기 화학식 2로 표시되는 알킬화 페놀노볼락 수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 알킬화 페놀노볼락 수지는 수산기(OH) 당량이 120 ∼ 150인 고순도의 제품을 사용하는 것이 바람직하다. The curing agent of the present invention is not particularly limited as long as it can react with the epoxy resin to form a cured product, but it is most preferable to use an alkylated phenol novolak resin represented by the following formula (2). It is preferable that the said alkylated phenol novolak resin uses a high purity product whose hydroxyl group (OH) 'equivalent is 120 to -150.

 

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112008055191463-PAT00005
Figure 112008055191463-PAT00005

(상기 식에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 12의 알킬기 또는 아릴기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.)(Wherein R 1 'to R 5 are each independently hydrogen or an alkyl group of 1 to 12 carbon atoms or an aryl group, and n is an integer of 0 to 3).

 

전체 접착제 조성물의 점도 및 경화물의 유리전이온도, 기계적 물성, 열 특성 등의 조정을 위하여 n값 및 R1 내지 R5의 치환기를 조절한 여러 다양한 물질을 사용할 수 있으며, 이미드 변성 등에 의해 유리전이온도 특성을 변화시킨 물질 또한 사용할 수 있다.In order to adjust the viscosity of the entire adhesive composition and the glass transition temperature, mechanical properties, and thermal properties of the cured product, various materials in which n and R 1 to R 5 substituents are controlled can be used. You can also use a substance that has changed its content.

 

본 발명의 전체 경화제는 전체 접착제 조성물에 대하여 5 ∼ 50 중량%로 사용하는 것이 바람직하고, 7 ~ 40 중량%로 사용하는 것이 더 바람직하며, 10 ~ 30 중량%로 사용하는 것이 가장 바람직하다.It is preferable to use the total hardening | curing agent of this invention at # 5-50 weight% with respect to the whole adhesive composition, It is more preferable to use at 7-40 weight%, It is most preferable to use at 10-30 weight%.

 

본 발명의 경화촉진제는 상기 에폭시수지와 상기 경화제의 반응을 촉진시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 하기 화학식 3으로 표시되는 이미다졸계 촉매를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한 필요에 따라 열가소성 수지로 캡슐화되어 상온 안정성을 증가시킨 경화촉진제 또는 경화제로 개질된 경화촉진제를 사용할 수도 있다. 여러 다양한 경화촉진제를 같은 양으로 사용할 경우에는 각 경화촉진제가 지닌 활성 정도에 따라 겔화 시간에 있어 차이가 발생하지만, 이는 사용량의 증감을 통하여 조절할 수 있으므로 경화촉진제의 종류에 한정되는 것은 아니다. The curing accelerator of the present invention is not particularly limited as long as it can promote the reaction between the epoxy resin and the curing agent, but it is most preferable to use an imidazole catalyst represented by the following formula (3). In addition, a curing accelerator modified with a curing accelerator or a curing agent which is encapsulated with a thermoplastic resin to increase room temperature stability may be used if necessary. In the case of using various curing accelerators in the same amount, the difference in gelation time occurs depending on the activity of each curing accelerator, but this is not limited to the type of curing accelerator because it can be controlled by increasing or decreasing the use amount.

 

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112008055191463-PAT00006
Figure 112008055191463-PAT00006

(상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 메틸기, 에틸기, 페닐기, 시아노에틸기, 벤질기 또는 수산기이다.)(Wherein R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a cyanoethyl group, a benzyl group, or a hydroxyl group.)

 

상기 전체 경화촉진제는 전체 접착제 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용하는 것이 바람직하고, 0.2 ~ 5 중량%로 사용하는 것이 더 바람직하며, 0.5 ~ 3 중량%로 사용하는 것이 가장 바람직하다.The total curing accelerator is preferably used in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.2 to 5% by weight, and most preferably 0.5 to 3% by weight based on the total adhesive composition.

 

본 발명에서는 상기 성분들 이외에도 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 필요에 따라 기포의 제거를 용이하게 하기 위한 소포제, 제품 외관 등을 위한 카본블랙 등의 착색제, 기계적 물성 및 접착력을 증가시키기 위한 글리시독시프로필 트리메톡시 실란이나 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란 등의 실란 커플링제, 침투성 개선을 위한 표면장력 조절제, 요변성과 성형성을 개선하기 위한 퓸드(fumed) 실리카 등의 요변성 조절제 등이 추가로 사용될 수 있다.In the present invention, in addition to the above-mentioned "components", antifoaming agents for facilitating the removal of bubbles as necessary within the range that does not impair the object of the present invention, colorants such as carbon black for product appearance, etc. Silane coupling agents such as cydoxypropyl trimethoxy silane or 2- (3,4 epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, surface tension modifier for improving permeability, fumed for improving thixotropy and formability Thixotropy modifiers, such as silica, may further be used.

 

본 발명의 접착제 조성물은, 예를 들면 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 및 첨가제를 동시에 또는 원료별로 순차적으로 투입하고 필요에 따라 가열처리를 하면서 교반, 혼합, 분산시킴으로써 제조할 수 있다. 이들 혼합물의 혼합, 교반, 분산 등의 장치는 특별히 한정되지 않지만, 교반, 가열장치를 구비한 혼합분쇄기, 3축 롤밀, 볼밀, 진공유발기, 유성형 혼합기 등을 사용할 수 있으며, 또한 이들 장치를 적절하게 조합하여 사용할 수도 있다.The adhesive agent composition of the present invention can be produced by, for example, adding an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and an additive simultaneously or sequentially for each raw material, and stirring, mixing, and dispersing while heating as necessary. The apparatus for mixing, stirring, and dispersing these mixtures is not particularly limited, but a mixer, a three-axis roll mill, a ball mill, a vacuum induction machine, a planetary mixer, and the like, which are equipped with a stirring and heating device, may be used. It can also be used in combination.

 

성형 공정은 통상의 디스펜싱 공정을 사용할 수 있으며, 경화 시에는 175℃에서 15분 이상 오븐에서 경화하는 것이 바람직하다. 경우에 따라 경화촉진제의 조절을 통하여 경화 온도를 변화시킬 수 있으며, 경화 시간을 단축할 수도 있다.The shaping | molding process can use a conventional dispensing process, and when hardening, it is preferable to harden | cure in an oven for 15 minutes or more at 175 degreeC. In some cases, it is possible to change the curing temperature by controlling the curing accelerator and to shorten the curing time.

 

이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are for the purpose of explanation and are not intended to limit the present invention.

 

[실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4][Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 4]

하기 표 1에 나타난 배합비대로 원료를 배합한 후, 세라믹 재질의 교반기와 쓰리 롤밀을 이용하여 교반 및 분산, 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다. 제조된 접착제 조성물을 사용하여 테프론 금형에서 175℃에서 30분 경화시킴으로써 W×T×L이 4mm×10mm×80mm인 시편을 제조하여 하기와 같은 방법으로 유리전이온도, 열팽창계수, 굴곡강도 등의 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 작업성, 성형성의 경우 접착제 조성물을 인쇄회로 기판에 * 형태로 도포한 후 W×L이 10mm×10mm인 칩을 0.2gf로 눌러 인쇄회로 기판에 부착한 후 175℃에서 30분간 경화시킴으로서 시편을 제조하여 테스트하였고, 신뢰성의 경우 상기 인쇄회로 기판에 부착된 칩을 반도체용 밀봉제로 봉지한 후 테스트를 진행하였다.After blending the raw materials according to the mixing ratio shown in Table 1, using a ceramic stirrer and three roll mill, stirring, dispersion, and mixing to prepare an adhesive composition. By using the prepared adhesive composition in the Teflon mold for 30 minutes at 175 ℃ 을 to prepare a specimen of W × T × L 4mm × 10mm × 80mm and the physical properties such as glass transition temperature, thermal expansion coefficient, flexural strength Was measured and the results are shown in Table 1. In the case of workability and moldability, the specimen was prepared by applying the adhesive composition to the printed circuit board in the form of * and pressing the chip with W × L of 10mm × 10mm with 0.2gf to attach it to the printed circuit board and curing it at 175 ℃ for 30 minutes. In the case of reliability, the chip attached to the printed circuit board was sealed with a semiconductor sealing agent and then tested.

 

[물성평가방법][Property evaluation method]

1) 점도, 요변 지수1) viscosity, thixotropic index

Cone & Plate형 Brookfield 점도계를 사용하여 25℃에서 측정하였다.It measured at 25 degreeC using the Cone & Plate type Brookfield viscometer.

 

2) 유리전이온도2) Glass transition temperature

DMTA(Dynamic Mechanical Thermal Analyser)로 승온 속도 5℃/min, 1Hz 조건에서 평가하였다.It was evaluated under the conditions of temperature increase rate of 5 ° C./min and 1 Hz by dynamic mechanical thermal analyzer (DMTA).

 

3) 열팽창계수3) coefficient of thermal expansion

TMA(Thermomechanical Analyser)로 승온속도 10℃/min 조건에서 평가하였다.TMA (Thermomechanical Analyser) was evaluated at a temperature rising rate of 10 ℃ / min condition.

 

4) 굴곡강도, 굴곡 탄성률4) Flexural strength, flexural modulus

UTM(Universal Test Machine)을 이용하여 ASTM D190에 의거하여 평가하였다.Evaluation was performed according to ASTM D190 using a universal test machine (UTM).

 

5) 토출성5) Dischargeability

DISPENSER를 사용하여 NEEDLE SIZE 22G, 토출압 50KPa에서 토출하였을 때 끊어짐 없이 일정량으로 토출되는지의 여부로 확인하였다. When dispensing at NEEDLE SIZE 22G and discharge pressure 50KPa by using DISPENSER, it was checked whether or not it was discharged in a certain amount without disconnection.

 

6) 간극 충전성, 수지 번짐6) Gap filling, resin bleeding

접착제 조성물을 인쇄회로 기판에 * 형태로 도포한 후 W×L이 10mm×10mm인 칩을 0.2gf로 눌러 인쇄회로 기판에 부착한 후 175℃에서 30분간 경화시켜 제조된 시편에 대하여 C-SAM(C-Scanning Acoustic Microscope)을 활용하여 칩 내부의 간극 충전성을 확인하였고, 사진 촬영을 통해 경화 전후의 수지 번짐을 관찰하였다.After applying the adhesive composition to the printed circuit board in the form of *, the chip having a W × L of 10 mm × 10 mm was pressed on the printed circuit board by pressing gf0.2gf and then cured at 175 ° C. for 30 minutes. C-Scanning Acoustic® Microscope) was used to confirm the filling of the gap inside the chip. The resin bleeding was observed before and after curing through the photographing.

 

7) 프리콘 시험(Precon Test)7) Precon Test

JEDEC, JESD22-A113 시험 방법으로 Level 3 조건에서 평가한 후 C-SAM을 활용하여 박리발생 여부를 확인하였다.JEDEC, JESD22-A113 test method was used to evaluate at Level 3 condition, and then C-SAM was used to check for delamination.

 

8) 열충격 시험(Temperature Cycle Test)8) Temperature Cycle Test

JEDEC, JESD22-A104 시험 조건 C(-65℃/+150℃)로 평가한 후 C-SAM을 활용하여 박리발생 여부를 확인하였다.After JEDEC and JESD22-A104 test conditions C (-65 ℃ / +150 ℃) was evaluated by using the C-SAM it was confirmed whether the peeling occurred.

Figure 112008055191463-PAT00007
Figure 112008055191463-PAT00007

(조성물 성분: 중량 %) (Component Composition: Weight%)

(주)(week)

  1) YDF-8170, Tohto kasei  1) YDF-8170, Tohto kasei

  2) YED-216D, Japan Epoxy Resin2) YED-216D, Japan Epoxy Resin

  3) MEH-8000H, Meiwa kasei3) MEH-8000H, Meiwa kasei

  4) 2P4MHZ, Shikoku4) 2P4MHZ, Shikoku

  5) Tospearl 2000B, GE Toshiba Silicone (평균입경 6㎛, 구상 실리콘 파우더)5) Tospearl 2000B, GE Toshiba Silicone (average particle size 6㎛, spherical silicone powder)

  6) 구상 용융실리카 (평균입경 5㎛)6) Spherical molten silica 평균 (average particle size 5㎛)

  7) 퓸드 실리카 (평균입경 50 nm 이하) 7) Fumed silica (average particle size 50 nm or less)

 

상기 표 1의 평가 결과로부터 본 발명의 조성물은 실리콘 파우더를 포함하지 않거나 과량 포함한 조성물에 비하여 작업성 및 신뢰성이 매우 우수함을 확인할 수 있다.From the evaluation results of Table 1, the composition of the present invention can be confirmed that the workability and reliability is very excellent compared to the composition containing no or excessive silicon powder.

Claims (9)

에폭시수지, 경화제, 경화촉진제 및 무기 충전제를 포함하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제로 실리콘 파우더를 전체 접착제 조성물에 대하여 30 내지 70 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.Adhesive composition for semiconductor chip attachment comprising an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, wherein the inorganic filler uses silicone powder at 30 to 70% by weight based on the total adhesive composition. .   제 1항에 있어서, 상기 실리콘 파우더의 평균 입자 크기가 0.1 ∼ 20㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to claim 1, wherein the average particle size of the silicon powder is 0.1 to 20 mu m.   제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지로 하기 화학식 1로 표시되는 비스페놀계 에폭시수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to claim 1, wherein a bisphenol-based epoxy resin represented by Formula 1 is used as the epoxy resin.   [화학식 1][Formula 1]
Figure 112008055191463-PAT00008
Figure 112008055191463-PAT00008
(상기 식에서 R은 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 6의 Wherein R is independently hydrogen or C 1-6 알킬기이다.)Alkyl group.)  
제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지를 전체 접착제 조성물에 대하여 10 ∼ 60 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for semiconductor chip attachment according to claim 1, wherein the epoxy resin is used in an amount of 10 to 60 wt% based on the total adhesive composition.   제 1항에 있어서, 상기 경화제로 하기 화학식 2로 표시되는 알킬화 페놀노볼락 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to claim 1, wherein an alkylated phenol novolak resin represented by the following formula (2) is used as the curing agent.   [화학식 2][Formula 2]
Figure 112008055191463-PAT00009
Figure 112008055191463-PAT00009
(상기 식에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 혹은 탄소 수 1 내지 12의 (Wherein R1 'to R5 are each independently hydrogen or carbon number of 1 to 12 알킬기 또는 아릴기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.)Alkyl group or an aryl group, and n is an integer of 0 to 3).  
제 1항에 있어서, 상기 경화제를 전체 접착제 조성물에 대하여 5 ∼ 50 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to claim 1, wherein the curing agent is used in an amount of 5 to 50% by weight based on the total adhesive composition.   제 1항에 있어서, 상기 경화촉진제로 하기 화학식 3으로 표시되는 이미다졸계 촉매를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to claim 1, wherein an imidazole catalyst represented by the following Chemical Formula 3 is used as the curing accelerator.   [화학식 3][Formula 3]
Figure 112008055191463-PAT00010
Figure 112008055191463-PAT00010
(상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 메틸기, 에틸기, Wherein R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, 페닐기, 시아노에틸기, 벤질기 또는 수산기이다.)Phenyl group, cyanoethyl group, benzyl group or hydroxyl group.)  
제 1항에 있어서, 상기 경화촉진제를 전체 접착제 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 부착용 접착제 조성물.The adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to claim 1, wherein the curing accelerator is used at 0.1 to 10 wt% based on the total adhesive composition.   제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항 기재의 반도체 칩 부착용 접착제 조성물을 교반, 가열장치를 구비한 혼합분쇄기, 3축 롤밀, 볼밀, 진공유발기, 유성형 혼합기를 사용하여 혼합, 분쇄하여 얻은 제품으로 디스펜싱 공정을 통하여 패키지한 반도체 소자.A product obtained by mixing and pulverizing the adhesive composition for attaching a semiconductor chip according to any one of claims 1 to 8, using a mixer, a three-axis roll mill, a ball mill, a vacuum induction machine, a planetary mixer, with a stirring and heating device. A semiconductor device packaged through a dispensing process.
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