KR20100058028A - 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 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 트리페닐포스핀옥사이드(triphenylphosphine oxide)와 하이드로탈사이트(hydrotalcite)를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 연소 시 인체 및 환경에 유해한 부산물을 발생시키는 할로겐계, 삼산화 안티몬 등의 난연제를 사용하지 않고서도 우수한 난연성을 달성할 수 있으며 성형성 및 신뢰성도 우수한 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
트리페닐포스핀옥사이드, 난연성, 성형성, 신뢰성
Description
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 할로겐계, 삼산화 안티몬 등의 난연제를 사용하지 않으면서도 우수한 난연성을 나타내는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지를 제조함에 있어서 난연성이 필요하며 대부분의 반도체 업체에서 UL-94 V-0를 난연성으로 요구하고 있다. 이러한 난연성을 확보하기 위해 난연제를 사용하여 반도체 밀봉용 에폭시 수지를 제조하고 있으며 주로 브롬이나 염소계의 할로겐계 난연제와 이것과 함께 사용되어 난연 상승 효과를 나타내는 삼산화안티몬 등을 난연 보조제로 많이 사용하고 있다. 이러한 할로겐계 난연제를 사용하여 난연성을 확보한 반도체 밀봉용 에폭시 수지의 경우 소각 시나 화재 시 다이옥신(dioxin)이나 다이퓨란(difuran) 등의 유독성 발암물질이 발생되는 것으로 알려져 있다. 또한, 할로겐계 난연제의 경우 연소 시 발생하는 가스로 인해 인체에 유독하며 반도체 칩(chip), 와이어(wire), 또는 리드 프레임(lead frame)의 부식(corrosion)을 발생시키는 주요한 원인으로 작용하는 점 등의 문제점이 있었다. 이에 대한 대책으로서 포스파젠(phosphazene)이나 인산에스테르와 같은 인계 난연제 및 질소 함유 수지와 같은 신규 난연제가 검토되고 있으나 질소 함유 수지의 경우 난연성이 부족하고 인계 난연제의 경우 수분과 결합하여 생성되는 인산 및 폴리 인산이 반도체 장기 신뢰성 시험 시 패드나 칩 부분에 부식을 일으킴으로서 신뢰성에 문제를 발생시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연소 시 인체 및 환경에 유해한 부산물을 발생시키는 할로겐계, 삼산화 안티몬 등의 난연제를 사용하지 않고서도 우수한 난연성을 달성할 수 있으며 성형성 및 신뢰성도 우수한 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공하고자 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 하기 화학식 1로 표시되는 트리페닐포스핀옥사이드(triphenylphosphine oxide)와 하기 화학식 2로 표시되는 하이드로탈사이트(hydrotalcite)를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 제공된다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 트리페닐포스핀옥사이드 및 하이드로탈사이트는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 각각 0.1 ~ 5 중량%로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시수지로 하기 화학식 3으로 표시되는 페놀아랄킬형 에폭시수지 또는 하기 화학식 4로 표시되는 다관능형 에폭시수지를 사용하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4의 에폭시수지가 전체 에폭시수지에 대하여 30 ~ 100 중량%로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 경화제로 하기 화학식 5로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 사용하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 5]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
상기 화학식 5의 페놀아랄킬형 페놀수지가 전체 경화제에 대하여 30 ~ 100 중량%로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 에폭시 수지 조성물을 헨셀 믹서 또는 뢰디게 믹서 또는 슈퍼 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융 혼련한 후, 냉각, 분쇄 과정을 거쳐 얻은 최종 분말 제품으로 밀봉한 반도체 소자를 제공한다.
상기 최종 분말 제품을 저압 트랜스퍼 성형법 또는 인젝션 성형법 또는 캐스 팅 성형법으로 밀봉한 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 소자가 동계 리드프레임, 철계 리드프레임, 동계 또는 철계 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 사전 도금된 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 하기 화학식 1로 표시되는 트리페닐포스핀옥사이드와 하기 화학식 2로 표시되는 하이드로탈사이트를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1의 트리페닐포스핀옥사이드는 초기 열분해 온도가 270℃이고 내열성, 전기특성, 및 내습성이 우수하며 분해된 연소물이 안정적인 탄소층(Char)을 형성하여 기존 할로겐계 난연제보다 뛰어난 난연 효과를 나타낸다.
상기 화학식 2의 하이드로탈사이트는 열안정성, 내식성, 및 저장안정성이 우수하며 180℃에서 탈수반응이 일어나 고온에서 연소 시 흡열 반응이 발생함에 따라 난연 효과를 나타낸다.
상기 화학식 1의 트리페닐포스핀옥사이드와 상기 화학식 2의 하이드로탈사이트는 함께 사용했을 경우 두 물질의 상승 작용을 통하여 반도체 소자의 난연성 향상에 탁월한 효과를 나타나게 된다.
상기 트리페닐포스핀옥사이드 및 하이드로탈사이트는 수지 조성물의 유동성, 반도체 소자의 난연성, 성형성, 및 신뢰성 측면에서, 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 각각 0.1 ~ 5 중량%로 사용하는 것이 바람직하고, 0.2 ~ 4 중량%로 사용하는 것이 보다 바람직하며, 0.3 ~ 3 중량%로 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 트리페닐포스핀옥사이드 및 하이드로탈사이트는 에폭시 수지 조성물 제조 시에 단독으로 투입하여 사용할 수 있으며, 균일한 분산을 위해 에폭시 수지 조성물 제조 전에 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, 페놀아랄킬형 에폭시수지, 바이페닐(biphenyl)형 에폭시수지, 다관능형 에폭시수지, 나프톨노볼락형 에폭시수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 노볼락형 에폭시수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 글리시딜에테르, 비스히드록시비페닐계 에폭시수지, 디시클로펜 타디엔계 에폭시수지, 나프탈렌계 에폭시수지 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 에폭시수지로서 하기 화학식 3으로 표시되는, 분자 중에 바이페닐 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 에폭시수지 또는 하기 화학식 4로 표시되는 다관능형 에폭시수지를 들 수 있다. 이들 에폭시수지는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 에폭시수지에 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트마스터배치와 같은 선 반응을 시켜 만든 부가 화합물도 사용할 수 있다. 또한 내습 신뢰성 향상을 위해 이러한 에폭시수지 중에 함유된 염소 이온, 나트륨 이온, 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 3]
[화학식 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4의 에폭시수지는 접착성, 반응성이 우수할 뿐만 아니라 수지의 가교밀도가 낮아서 고온에서 연소 시 탄소층(char)을 형성하여 자기소화성을 가지므로 그 자체로도 어느 정도 수준의 난연성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 상기 화학식 3 및 화학식 4의 에폭시수지는 전체 에폭시수지에 대하여 30 ~ 100 중량%로 사용되는 것이 바람직하다.
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, 나프탈렌계 페놀수지, 비스페놀 A와 레졸로부터 합성된 노볼락형 페놀수지, 트리스(하이드록시페닐)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 하기 화학식 5로 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 멜트마스터배치와 같은 선 반응을 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 에폭 시수지와 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 5]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
상기 화학식 5의 페놀아랄킬형 페놀수지는 고온에서 연소 시 탄소층을 형성하여 주변의 열 및 산소의 전달을 차단함으로써 난연성을 달성하게 되므로 바람직하다. 상기 페놀아랄킬형 페놀수지는 전체 경화제에 대하여 30 ~ 100 중량%로 사용되는 것이 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, 2-메틸-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 선 반응하여 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 용융 실리카, 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 45㎛, 55㎛, 및 75㎛ 등으로 조정해서 사용할 수가 있다. 용융 구상 실리카에는 도전성의 카본이 실리카 표면에 이물로서 포함되는 경우가 있으나 극력 이물의 혼입이 적은 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, 82 ~ 92 중량% 비율로 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 천연 지방산, 파라핀계 왁스, 에틸렌계 왁스, 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 함유 할 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. 또한, 붕산아연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 유, 무기 난연제를 필요에 따라 추가로 함유할 수 있다.
이상과 같은 원재료를 이용하여 에폭시 수지 조성물을 제조하는 일반적인 방법으로는 소정의 배합량을 헨셀 믹서, 또는 뢰디게 믹서, 또는 슈퍼 믹서를 이용하여 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융 혼련한 후, 냉각, 분쇄 과정을 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) 성형법 등의 방법으로도 성형이 가능하다. 상기 방법에 의해 동계 리드프레임 또는 철계 리드프레임 또는 상기 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 사전 도금된 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, 비교예 1 내지 4]
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 유동 길이를 측정하였다. 측정값이 높을수록 유동성이 우수한 것이다.
(유리전이온도(Tg)): TMA(Thermomechanical Analyzer)로 평가하였다.
(굴곡강도 및 굴곡탄성율): ASTM D-790에 준하여 표준시편(125×12.6×6.4 mm)을 만든 후 175℃에서 6시간 경화시킨 이후에 UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 35℃에서 측정하였다.
(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 256-MQFP(Medium Quad Flat Package) (28mm×28mm×3.4mm) 패키지를 제작하였다.
175℃에서 6시간 동안 후경화(PMC; post mold cure)시킨 이후 상온으로 냉각하였다. 이후, 육안으로 패키지 표면에 관찰되는 보이드(void)의 개수를 측정하였 다.
(신뢰성): 상기 성형성 평가 이후의 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, 패키지를 85℃, 85% 상대습도 조건 하에서 168시간 동안 방치한 후 260℃에서 30초 동안 IR 리플로우를 1회 통과시키는 것을 3회 반복하는 프리컨디션 조건 이후에 비파괴 검사기인 C-SAM(Scanning Acoustical Microscopy)을 이용하여 에폭시 수지 조성물과 리드프레임 간의 크랙 발생 유무를 평가하였다.
이후, TC(Temperature Cycle) 시험기에서 1000 사이클(1 사이클은 패키지를 -65℃에서 10분, 25℃에서 5분, 150℃에서 10분씩 방치하는 것을 의미함)의 열충격 시험을 수행하였고, 역시 C-SAM을 이용하여 에폭시 수지 조성물과 리드프레임 간의 크랙 발생 유무를 평가하였다.
프리컨디션 조건 이후와 TC 평가 두 단계에서 크랙이 하나라도 발생한 반도체 소자 수를 측정하여 결과를 표 2에 나타내었다.
| 구성성분 | 실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 에폭시수지 | 페놀아랄킬형 에폭시수지주1) | 3.88 | 3.75 | - | - | - |
| 다관능형 에폭시수지주2) | 3.88 | - | 4.75 | - | - | |
| 크레졸노볼락형 에폭시수지주3) | - | - | 3 | 4.45 | 3.3 | |
| 바이페닐형 에폭시수지주4) | - | 4 | - | 3.3 | 4.45 | |
| 경화제 | 페놀아랄킬형 페놀수지주5) | 3.23 | 3.23 | 1.23 | 5.23 | - |
| 자일록형 페놀수지주6) | - | 2 | 4 | - | 5.23 | |
| 난연제 | 트리페닐포스핀옥사이드주7) | 1.5 | 0.5 | - | - | - |
| 하이드로탈사이트주8) | 0.5 | - | 2.5 | - | - | |
| 브롬화에폭시수지주9) | - | - | - | 0.3 | 0.74 | |
| 삼산화안티몬(Sb2O3) | - | - | - | 0.74 | 0.3 | |
| 경화촉진제 | 트리페닐포스핀계주10) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 무기충전제 | 실리카주11) | 85.83 | 85.34 | 85.34 | 84.8 | 84.8 |
| 응력완화제 | 변성실리콘오일주12) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 커플링제 | γ-글리시톡시프로필 트리메톡시실란주13) |
0.42 | 0.42 | 0.42 | 0.42 | 0.42 |
| 착색제 | 카본블랙 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 왁스 | 카르나우바왁스 | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 0.26 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
(단위: 중량%)
(주)
1) 화학식 3
2) 화학식 4
3) EOCN-1020-55, Nippon Kayaku
4) YX-4000, Japan Epoxy Resin
5) MEH-7851, Meiwa kasei
6) MEH-7800, Meiwa kasei
7) 화학식 1
8) 화학식 2
9) YDB-400, 국도화학
10) TPP, Hokko chemical
11) 평균입경 18㎛의 구상 용융실리카와 평균입경 0.5㎛의 구상 용융실리카의 9:1 혼합물
12) SF-8421EG, Dow corning Toray
13) KBM-403, Shin Etsu silicon
| 평가 항목 | 실시예 1 |
비교예 1 |
비교예 2 |
비교예 3 |
비교예 4 |
|
| 스파이럴 플로우(inch) | 47 | 46 | 46 | 43 | 42 | |
| Tg(℃) | 129 | 130 | 133 | 129 | 120 | |
| 굴곡강도(kgf/nm2 at 25℃) | 13 | 12 | 13 | 12 | 12 | |
| 굴곡탄성율(kgf/nm2 at 25℃) | 1,880 | 1,852 | 1,900 | 1,870 | 1,890 | |
| 난연성 | UL 94 | V-0 | V-1 | V-1 | V-0 | V-0 |
| 성형성 | 보이드의 개수 | 0 | 2 | 0 | 3 | 7 |
| 총시험한 반도체 소자 수 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | |
| 신뢰성 | 크랙 발생한 반도체 소자 수 | 0 | 0 | 3 | 12 | 5 |
| 총시험한 반도체 소자 수 | 192 | 192 | 192 | 192 | 192 | |
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 (9)
- 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제 및 난연제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 난연제로 하기 화학식 1로 표시되는 트리페닐포스핀옥사이드와 하기 화학식 2로 표시되는 하이드로탈사이트를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.[화학식 1]
[화학식 2]
- 제 1항에 있어서, 상기 트리페닐포스핀옥사이드 및 하이드로탈사이트는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 각각 0.1 ~ 5 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시수지로 하기 화학식 3으로 표시되는 페놀아랄킬형 에폭시수지 또는 하기 화학식 4로 표시되는 다관능형 에폭시수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.[화학식 3]
[화학식 4]
- 제 3항에 있어서, 상기 화학식 3 및 화학식 4의 에폭시수지가 전체 에폭시수지에 대하여 30 ~ 100 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 경화제로 하기 화학식 5로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.[화학식 5]
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.) - 제 5항에 있어서, 상기 화학식 5의 페놀아랄킬형 페놀수지가 전체 경화제에 대하여 30 ~ 100 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항 기재의 에폭시 수지 조성물을 헨셀 믹서 또는 뢰디게 믹서 또는 슈퍼 믹서를 이용하여 혼합한 뒤, 롤밀 또는 니이더로 용융 혼련한 후, 냉각, 분쇄 과정을 거쳐 얻은 최종 분말 제품으로 밀봉한 반도체 소자.
- 제 7항에 있어서, 상기 최종 분말 제품을 저압 트랜스퍼 성형법 또는 인젝션 성형법 또는 캐스팅 성형법으로 밀봉한 반도체 소자.
- 제 8항에 있어서, 상기 반도체 소자가 동계 리드프레임, 철계 리드프레임, 동계 또는 철계 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 사전 도금된 리드프레임, 및 유기계 라미네이트 프레임 중에서 선택되는 리드프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
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