KR20110078440A - 무용제 타입 표면 처리제, 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자, 이러한 무기 입자를 포함하는　반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치 - Google Patents

무용제 타입 표면 처리제, 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자, 이러한 무기 입자를 포함하는　반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히드록시 작용화된 카르복실산 에스테르 화합물을 포함하는 무용제 타입(non-solvent type) 표면 처리제, 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자, 이러한 무기 입자를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이러한 조성물을 이용하여 반도체 소자가 밀봉 처리된 반도체 장치에 관한 것으로, 상기 무용제 타입의 표면 처리제는 무기 입자의 효과적인 분산, 환경오염방지, 흐름성 개선 등의 이점을 가지고 있으며 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 얇은 두께에 대한 충진성이 우수하여, 반도체 소자 밀봉시 수지 조성물이 수백 마이크론 이하의 얇은 두께로 경화되더라도 우수한 성형 특성을 나타내며 내 크랙성(crack-resistant property)을 포함한 신뢰성에 있어 향상된　반도체 장치를 제공할 수 있다.
무용제 타입 표면 처리제, 에폭시 수지, 무기 입자, 반도체 소자, 밀봉, 성형특성

Description

무용제 타입 표면 처리제, 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자, 이러한 무기 입자를 포함하는　반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치{NON-SOLVENT TYPE SURFACE TREATMENT AGENT, INORGANIC PARTICLES SURFACE-TREATED WITH THE AGENT, EPOXY RESIN COMPOSITION FOR ENCAPSULATING SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDDING THE PARTICLES AND SEMICONDUCTOR APPARATUS USING THE COMPOSITION}
본 발명은 무용제 타입(non-solvent type) 표면 처리제, 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자, 이러한 무기 입자를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용하여 반도체 소자가 밀봉 처리된 반도체 장치에 관한 것이다.
최근 모바일향 제품이 급격하게 증가하면서, 여기에 사용되는 패키지가 다기능화, 고성능화, 박형화되고 있다. 다기능화를 위해서는 칩을 여러 층으로 적층하는 멀티칩 패키지 형태가 주목을 받고 있고, 고성능화, 박형화를 위해서는 플립칩 패키지 형태가 신규로 개발되거나 생산량이 증가되고 있다.
그러나, 적층된 칩 또는 패키지 두께가 박형화되면서 수지 조성물이　차지하 는 부분의 두께가 수백 마이크론 이하로　얇아지는데, 이로 인해 패키지 밀봉 시 기공(voids)이 생기거나 불완전 성형이 일어나는 등의 성형 불량이 빈번히 발생하고 있다.
또한 최근 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라, 반도체 패키지의 실장 과정에서 납을 제거한 용접 방법이 적용되고 있는데, 반도체 패키지 분야에서 사용 가능한 대부분의 용접은 종래의 납을 포함하는 용접에 비하여 융점이 높기 때문에 리플로우(Reflow) 온도가 매우 높아진다. 이로 인하여 패키지의 신뢰도가 저하되는 문제가 발생하며 이를 방지할 수 있는 내　리플로우성(reflow-resistant property)의 향상이 요구된다.
이에, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 무용제 타입의 히드록시 작용화된 카르복실산 에스테르 화합물로 코팅 처리된 무기 입자가 분산성이 개선되는 것을 확인하고, 이러한 무용제 타입의 화합물을 에폭시 수지, 경화제, 및 경화 촉진제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 소정 입도 분포의 무기 입자와 함께 추가로 포함시킨 결과, 상기 조성물이 성형특성, 내 리플로우성 및 내 크랙성이 우수한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 무기 입자의 분산성을 개선시키기 위한 무용제 타입 표면 처리제 및 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 소자 밀봉시 수백 마이크론 이하의 얇은 두께로 경화되더라도 성형성이 우수하여 내 리플로우성 및 내 크랙성을 포함한 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 반도체 소자를 밀봉처리함으로써 신뢰성이 개선된 반도체 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 하기 화학식 1로 표현된 화합물을 포함하는 무용제 타입의 표면 처리제 및 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자를 제공한다:
R1COOR2
상기 식에서,
R1은 히드록시기로 치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 히드록시기로 치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹이고;
R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹이다.
상기 다른 목적에 따라, 본 발명은 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 및 무기 충전제를 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제는 평균 1차 입경이 1.0 내지 15.0 ㎛이고 최대 1차 입경이 35 내지 55 ㎛ 범위인 무기 입자로서 상술한 표면 처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이러한 조성물을 이용하여 반도체 소자를 밀봉 처리한 반도체 장치를 제공한다.
본 발명의 무용제 타입의 표면 처리제는 무기 입자의 효과적인 분산, 환경오염방지, 흐름성 개선 등의 이점을 가지고 있으며 이러한 표면 처리제로 표면 처리된 무기 입자를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 얇은 두께에 대한 충진성이 우수하여, 반도체 소자 밀봉시 수지 조성물이 수백 마이크론 이하의 얇은 두께로 경화되더라도 우수한 성형 특성을 나타내며 내 크랙성을 포함한 신뢰성에 있어 향상된　반도체 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 무용제 타입의(non-solvent type) 표면 처리제는 하기 화학식 1로 표현된 화합물을 포함한다:
<화학식 1>
R1COOR2
상기 식에서,
R1은 히드록시기로 치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 히드록시기로 치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹이고;
R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹이다.
상기 표면 처리제는 무용제 타입이라 유기용매의 사용으로 인한 환경오염문 제 등이 없고, 말단 히드록시기와 카르복실기를 가지고 있어 무기 입자의 표면상에 잘 부착되어 표면 장력을 감소시켜 입자간 응집을 줄여줌으로써 무기 입자의 분산성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이에 본 발명은 또한 상기 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자를 제공한다. 무기 입자로는 용융 실리카, 결정성 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이, 탈크, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명자들은 특정 입도 분포의 무기 입자를 상술한 표면 처리제와 함께 에폭시 수지 조성물에 무기 충전제로서 포함시킨 결과, 무기 입자의 분산성이 개선되고 반도체 소자 밀봉시 수지 조성물이 수백 마이크론 이하의 얇은 두께로 경화되더라도 우수한 성형 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
이에, 본 발명은 또한 에폭시수지, 경화제, 경화촉진제, 및 무기 충전제를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 있어서, 무기 충전제가 평균 1차 입경이 1.0 내지 15.0 ㎛이고，최대 1차 입경이 35 내지 55 ㎛ 범위인 무기 입자로서 상술한 표면 처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물을 제공한다.
에폭시수지로는 반도체 소자 밀봉용으로　일반적으로 사용되는 에폭시수지라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 화합물인 것이 바람직하다. 이와 같은 에폭시수지로는 다방향족 에폭시수지, 페놀아랄킬형 에폭시수지, 페놀 또는 알킬 페놀류와 히드록시벤즈알데히드와의 축합 물을 에폭시화함으로써 얻어지는 에폭시수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸노볼락형 에폭시수지, 다관능형 에폭시수지, 나프톨노볼락형 에폭시수지, 바이페닐형 에폭시수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 노볼락형 에폭시수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 글리시딜에테르, 비스히드록시비페닐계 에폭시수지, 디시클로펜타디엔계 에폭시수지　등을 들 수 있다. 이들 에폭시수지 역시 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 이들 에폭시수지는 경화제, 경화촉진제, 반응 조절제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트마스터배치(melt master batch)와 같은 선반응을 시켜 만든　부가 화합물로도 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.
에폭시수지는 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대하여 2　~ 15 중량%일 수 있으며,　3　~　12　중량%가 바람직하다.　
상기　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 선팽창계수가 낮은 용융실리카(fused silica)를 사용하는 것이 바람직하다.　 상기　용융실리카는 진비중이 2.3　이하인 비결정성 실리카를 의미하는 것으로 결정성 실리카를 용융하여 만들거나 다양한 원료로부터 합성한 비결정성 실리카도 포함된다.
상기　무기 충전제는 소자 신뢰도와 수지 조성물의 유동 특성의 조화를 위해 에폭시수지 조성물 총 중량에 대해서　75 ~　95　중량%일 수 있으며, 바람직하게는 75 ~ 86 중량%일 수 있다.　
상기 무기 충전제는，박형 패키지에서의 얇은 두께에 대한 성형 특성을 확보하기 위해 평균 1차 입경이 1.0 내지 15.0 ㎛이고，최대 1차 입경이 35 내지 55 ㎛ 범위, 바람직하게는 35 ㎛인 무기 입자를　포함한다.
상기 무기 입자는 입경이 3 ㎛　이하인 입자들의 누적중량이 14.6　내지 22.6　%이며, 10 ㎛　이하인 입자들의 누적중량이 40.8　내지 60.8%인 무기 입자를 사용하는 것이 수지 조성물의 유동성 측면에서 바람직하다. 이와 같은 누적중량비는 분포가 알려지고 최대 입경이 조절된 원료입자를 혼합하여 달성할 수 있다. 상기 무기 입자는 박형 패키지에서의 성형성을 더욱 개선하기 위해 평균 2차 입경에 대한 평균 1차 입경의 비가 0.85 이상, 바람직하게는 0.90 이상일 수 있다.
상기 무기 충전제에 포함되는 표면 처리제는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하며, 무용제 타입이라 유기용매의 사용으로 인한 환경오염문제 등이 없고, 말단 히드록시기와 카르복실기를 가지고 있어 무기 입자의 표면상에 잘 부착되어 표면 장력을 감소시켜 입자간 응집을 줄여줌으로써 무기 입자의 분산성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 표면 처리제는 무기 충전제 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 0.6 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 0.5 중량부로 사용될 수 있다. 상기 범위로 표면 처리제를 사용할 경우 무기 입자와의 부착력을 적절히 유지하면서 분산 특성을 충분히 발휘할 수 있다.
상기 무기 입자 및 표면 처리제는 각각 별도로 부가되거나 무기 입자를 표면 처리제로 미리 표면처리한 후 부가될 수도 있다.
본 발명에서 사용된 무기 충전제는 에폭시실란, 아미노실란, 알킬실란, 머캅토실란, 알콕시실란 등의 커플링제로 표면을 처리한 후 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용된 경화제는 반도체 소자 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(하이드록시페닐)메탄, 디히드록시바이페닐을 포함하는　다가 페놀 화합물, 무수 말레인산　및　무수　프탈산을 포함하는　산무수물,　메타페닐렌디아민, 디아미노이페닐메탄, 디아미노이페닐설폰　등의 방향족 아민　등을 들　수 있다.
이들 경화제는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 경화제에 에폭시 수지, 경화 촉진제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트마스터배치(melt master batch)와 같은 선반응을 시켜 만든　부가 화합물로도 사용할 수 있다.　사용량은 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대하여 2.0 내지 7.0 중량%일 수 있으며, 4.3 내지 6.1 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 경화촉진제는 에폭시수지와 경화제의 반응을 촉진하는 물질이다. 예를 들면,　제3급아민, 유기금속화합물, 유기인화합물, 이미다졸, 붕소화합물 등이 사용 가능하다. 제3급 아민에는 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트 리에틸렌디아민, 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, 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 사용량은 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대하여　0.001　~　1.5　중량%일 수 있으며, 0.01 ~　1　중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은　본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 에서 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. 예를 들어, 변성 실리콘 오일로는 내열성이 우수한 실리콘 중합체가 좋으며, 에폭시기를 갖는 실리콘 오일, 아민기를 갖는 실리콘 오일 및 카르복시기를 갖는 실리콘 오일 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 전체 에폭시　수지 조성물에 대하여　0.01　내지 2 중량%로　사용할 수 있다.　 또한, 포스파젠, 붕산아연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 유/무기 난연제를 필요에 따라 함유할 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 용융혼련한 후, 냉각, 분쇄과정을 거쳐 최종 분말 제품을 얻는 방법이 사용될 수 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 에폭시 수지 조성물을, 동(copper)계 리드프레임,　철(iron)계 리드프레임,　상기 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 선도금(preplating)후 은(Ag) 및 금(Au) 중 하나 이상으로 도금된 리드프레임, 또는　유기계 라미네이트 리드프레임 등과 부착시켜 반도체 소자를 밀봉한 반도체 장치를 제조할 수 있 다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자를 밀봉처리한 반도체 장치의 개략적인 단면을 도 1에 나타내고 있다. 　도 1을 참조하면, 다이본딩재 경화물(6)을 매개로 다이패드(die pad)(2)상에 반도체 소자(1)가 고정되어 있다. 반도체 소자(1)의 전극패드와 리드프레임(4) 사이는 금속 배선(3)에 의해 접속되어 있다. 　반도체 소자(1)는 본 발명의 에폭시 수지 조성물을 경화하여 얻어진 경화물(5)에 의해서 밀봉된다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하겠으나, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 의해 제약되는 것은 아니다.
　
< 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1, 2>
하기 표 1의 조성에 따라 헨셀 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후,　2축　니이더(Twin screw kneader)를 이용하여 100　~　120℃ 범위에서 3분간　용융 혼련 후 냉각, 분쇄하여 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
성분(중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
에폭시 수지 주1) 7.07 8.17 9.26 9.26 8.17
경화성 페놀수지 주2 5.76 6.65 7.54 7.54 6.65
무기 충전제 용융 실리카 입자 평균1차입경 10㎛, 최대1차입경 35 ㎛ 86 84 82 - 84
평균1차입경 10㎛, 최대1차입경 75 ㎛ - - - 82 -
D1/D2 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90
표면 처리제 주3) 0.30 0.30 0.30 0.30 -
트리페닐포스핀 주4) 0.07 0.08 0.09 0.09 0.08
커플링제 주5) 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
카본블랙 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
카르나우바 왁스 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
합계 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
㈜
1) NC-3000, Nippon kayaku
2) MEH-7851S, Meiwa kasei
3) BYK -108, BYK USA
4) TPP, Hokko Chemical
5) γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, ShiEtsu.
< 시험예 >
각종 물성은 다음의 방법에 의해 평가하였다.
<유동성/ 스파이럴 플로우 >
저압 트랜스퍼 몰딩 프레스를 사용하여, EMMI-1-66에 준한 스파이럴 플로우 측정용 금형에, 금형온도 175℃, 주입압력 70 kgf/㎠, 경화시간 200초의 조건으로 에폭시 수지 조성물을 주입하고, 유동길이(단위: inch)를 측정하였다. 　측정값이 높을수록 유동성이 우수한 것이다.
<유리전이온도( Tg )>
표준시편(6.4×6.4×6.4 mm)을 만든 후 175℃에서　2시간 동안 경화시킨　시편으로 TMA(thermomechanical analyzer)를 이용하여 물성변곡점을 측정하였다
< 굴곡강도 　및 굴곡탄성율 >
ASTM D-790에 준하여 표준시편(125×12.6×6.4 mm)을 만든 후 175℃에서　2시간 동안 경화시킨　시편으로 UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 35℃에서 측정하였다.
<난연성>
UL 94 V-O 규격에 준하여 표준시편(125×12.6×3.2 mm)을 만든 후 175℃에서　2시간 동안 경화시킨　시편으로 난연성을 평가하였다
<성형성>
표 1의 에폭시 수지 조성물로 MPS(Multi Plunger System) 성형기를 이용하여 175℃에서 200초간 트랜스퍼 몰딩으로 성형시켜 수지 충진 두께별 FBGA 패키지를 제작하였다. 175℃에서 4시간 동안 후경화시킨 이후 상온으로 냉각하였다. 이후, 육안 및 비파괴 검사장비(C-SAM)을 이용하여 패키지에 관찰되는 보이드(void) 개수를 측정하였다.
< 내크랙성 >
상기 성형특성 평가를 마친 FBGA 패키지를 125℃에서 24시간 동안 건조시킨 후, 5사이클(1 사이클은 패키지를 -65℃에서 10분, 25℃에서 5분, 150℃에서 10분씩 방치하는 것을 의미함)의 열충격 시험을 수행하였다.
이후, 패키지를 60℃, 60% 상대습도 조건 하에서 120시간 동안　방치한　후 260℃에서 30초 동안 IR 리플로우(reflow)를 1회 통과시키는 것을 2회 반복하는 프리컨디션 조건 이후에　패키지 크랙 발생 유무를 육안으로 평가하였다.
상기 평가 결과를 하기 표 2에 요약하였다.
평가항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
스파이럴 플로우 (inch) 51 60 75 110 52
Tg (℃) 120 123 125 128 127
굴곡강도 (kgf/㎟) 15 14 13 13 15
굴곡탄성율 (kgf/㎟) 2140 2050 1940 1970 2090
난연성 (UL 94) V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
성형성 보이드(void) 발생수 0 0 0 67 35
시험한 반도체 소자 총 개수 480 480 480 480 480
신뢰성 크랙 발생수 0 0 0 0 0
시험한 반도체 소자 총 개수 360 360 360 360 360
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 얇은 두께에 대한 성형성, 신뢰성 향상에 탁월한 효과가 있는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자를 밀봉처리한 반도체 장치의 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1: 반도체 소자　　　　　　　　　　　　　　　　　4: 리드프레임
5: 반도체 소자 밀봉용 경화물

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표현된 화합물을 포함하는 무용제 타입의(non-solvent type) 표면 처리제:
    <화학식 1>
    R1COOR2
    상기 식에서,
    R1은 히드록시기로 치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 히드록시기로 치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹이고;
    R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹이다.
  2. 제 1 항에 따른 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무기 입자는 용융 실리카, 결정성 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이, 탈크, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 및 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 무기 입자.
  4. 에폭시 수지; 경화제; 경화 촉진제; 및 무기 충전제를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제는 평균 1차 입경이 1.0 내지 15.0 ㎛이고 최대 1차 입경이 35 내지 55 ㎛ 범위인 무기 입자로서 제 1 항에 따른 표면 처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무기 입자는 용융 실리카, 결정성 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이, 탈크, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 및 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 표면 처리제는 무기 충전제 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 0.6 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 무기 입자는 입경이 3 ㎛　이하인 입자들의 누적중량이 14.6　내지 22.6　%이고, 10 ㎛　이하인 입자들의 누적중량이 40.8　내지 60.8　%인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 무기 입자는 평균 2차 입경에 대한 평균 1차 입경의 비가 0.85 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 　　　　　　제 4 항　내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자를 밀봉처리한 반도체 장치.
  10. 　　　　　　제 9　항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 리드프레임을 구비하고 있고 상기 에폭시 수지 조성물은 경화 후 상기 리드프레임에 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 　　　　　　제 10　항에 있어서,
    상기 리드프레임은 동계 리드프레임,　철계 리드프레임,　동계 또는 철계 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 선도금(preplating)후 은(Ag) 및 금(Au) 중 하나 이상으로 도금된 리드프레임, 또는　유기계 라미네이트 리드프레임인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
KR1020090135254A 2009-12-31 2009-12-31 무용제 타입 표면 처리제, 이러한 표면 처리제로 표면처리된 무기 입자, 이러한 무기 입자를 포함하는　반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치 KR20110078440A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105385110A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 科化新材料泰州有限公司 环保型环氧树脂组合物及其制备方法
KR20190096678A (ko) * 2018-02-09 2019-08-20 주식회사 케이씨씨 무용제형 도료 조성물

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