KR20120078174A - 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 - Google Patents

반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20120078174A
KR20120078174A KR1020100140390A KR20100140390A KR20120078174A KR 20120078174 A KR20120078174 A KR 20120078174A KR 1020100140390 A KR1020100140390 A KR 1020100140390A KR 20100140390 A KR20100140390 A KR 20100140390A KR 20120078174 A KR20120078174 A KR 20120078174A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
semiconductor device
weight
sealing
Prior art date
Application number
KR1020100140390A
Other languages
English (en)
Inventor
김조균
이은정
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020100140390A priority Critical patent/KR20120078174A/ko
Publication of KR20120078174A publication Critical patent/KR20120078174A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시수지; 경화제; 경화 촉진제; 무기 충전제; 및 카본 블랙을 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제로 평균 입경이 1~10㎛이고，최대　입경이 35㎛ 이하인 구상 실리카를 포함하고, 상기 카본 블랙으로 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 에폭시 수지 조성물은 반도체 소자 신뢰성이 우수하고, 성형성이 우수하다.

Description

반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자{EPOXY RESIN COMPOSITION FOR ENCAPSULATING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 성형성 및 신뢰성이 우수한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 반도체 소자가 밀봉된 반도체 소자에 관한 것이다.
근래 폐기되는 최근 모바일향 제품이 급격하게 증가하면서, 여기에 사용되는 패키지가 다기능화, 고성능화, 박형화되고 있다. 다기능화를 위해 칩을 여러 개 적층하는 멀티칩 패키지 형태나, 고성능화, 박형화를 위해 플립칩 패키지 형태가 신규로 개발되거나 생산량이 증가하고 있다. 칩을 적층하거나 패키지 두께가 박형화되면서 수지 조성물이 차지하는 부분의 두께가 백여 미크론 이하로 얇아지는데, 이로 인해 패키지 밀봉 시 기공이 생기거나 불완전 성형이 일어나는 등의 성형 불량이 빈번히 발생하고 있다.
또한 최근 환경에 대한 관심이 높아짐으로써, 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. 그 때문에, 이들 표면 실장형 반도체 장치에 사용되는 에폭시 수지 조성물에 이용되고 있는 종래의 오르소크레졸 노볼락형 에폭시수지, 페놀 노볼락 수지계보다 저응력성, 저흡습성이 뛰어난 수지계가 사용되었다.
그러나 상기 수지계를 사용하면, 그 화학 구조로부터 에폭시 수지 조성물의 경화물 유리전이 온도가 종래의 수지계를 사용했을 경우보다 낮아지기 때문에, 다습 하에서는 에폭시 수지 조성물에 포함되는 Cl- 등의 이온성 불순물이 움직이기 쉬워져 반도체 회로의 부식이 진행될 수 있다. 이에 따라, 반도체 장치가 그 기능을 유지할 수 있는 내습 신뢰성에 난점이 있었다. 내습 신뢰성의 불량 원인이 되는 에폭시 수지 조성물에 포함되는 이온성 불순물을 포착하기 위해서, 이온 포착제를 사용하고 있으나, 어느 정도 내습 신뢰성의 향상은 되지만 반드시 충분한 것은 아니었다.
본 발명의 목적은 반도체 소자 제작 후, 신뢰성이 우수하고, 성형성이 좋은 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 얇은 두께에서도 성형성 및 신뢰성 향상이 탁월한 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 한 관점은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 에폭시수지; 경화제; 경화 촉진제; 무기 충전제; 및 카본 블랙을 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제로 평균 입경이 1~10㎛이고，최대　입경이 35㎛ 이하인 구상 실리카를 포함하고, 상기 카본 블랙으로 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙을 포함한다.
상기 구상 실리카는 전체 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 70 내지 95 중량%로 포함될 수 있다.
상기 카본 블랙은 전체 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.
상기 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시수지 2 내지 15 중량%, 경화제 0.5 내지 12 중량%, 무기 충전제 70 내지 95 중량% 및 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙 0.01 내지 1 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 조성물을 이용하여 반도체 소자를 밀봉한 반도체 소자에 관한 것이다.
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 반도체 소자 제작 후, 성형성 및 신뢰성 향상이 탁월한 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시수지; 경화제; 경화 촉진제; 무기 충전제 및 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙을 포함한다.
에폭시수지
본 발명의 에폭시수지로는 반도체 밀봉용으로　일반적으로 사용되는 에폭시수지라면 특별히 제한되지 않으며, 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 하기 화학식 1으로 표시되는 바이페닐(biphenyl)　유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 에폭시수지를 들 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
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 자체로 어느 정도 수준의 난연성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
이들 에폭시수지는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 에폭시수지에 경화제, 경화 촉진제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트 마스터배치(melt master batch)와 같은 선 반응을 시켜 만든　부가 화합물도 사용할 수 있다.　또한 내습 신뢰성 향상을 위해 에폭시수지 중에 함유된 염소 이온(ion), 나트륨 이온(sodium ion), 및 그 밖의 이온성 불순물이 낮은 것을 사용한 것이 바람직하다.
상기 에폭시수지는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 2 내지 15 중량%, 바람직하게는 2.5 내지 12 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 10 중량%일 수 있다.
경화제
본 발명의 경화제는 반도체 밀봉용으로　일반적으로 사용되는 것으로 2개 이상의 반응기를 가진 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
구체예로는 페놀아랄킬형 페놀수지,　페놀노볼락형 페놀수지, 자일록(xylok)형 페놀수지, 크레졸 노볼락형 페놀수지, 나프톨형 페놀수지, 테르펜형 페놀수지, 다관능형 페놀수지, 디시클로펜타디엔계 페놀수지, 비스페놀 A와 레졸로부터 합성된 노볼락형　페놀수지, 트리스(하이드록시페닐)메탄, 디하이드록시바이페닐을 포함하는 다가 페놀 화합물, 무수 말레인산　및　무수　프탈산을 포함하는　산무수물, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐설폰　등의 방향족 아민　등을 들　수 있다. 특히 바람직한　경화제로는　하기 화학식　2로　표시되는,　분자 중에 바이페닐　유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 페놀수지를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
상기 화학식 2의 페놀아랄킬형 페놀수지는 상기 페놀아랄킬형　에폭시수지와 반응하여 탄소층(char)을 형성하여 주변의 열 및 산소의 전달을 차단함으로써 난연성을 달성하게 된다.
상기 경화제는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 경화제에 에폭시수지, 경화 촉진제, 이형제, 커플링제, 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트 마스터배치(melt master batch)와 같은 선 반응을 시켜 만든　부가 화합물로도 사용할 수 있다.　
상기 경화제는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.5 내지 12 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 8 중량% 일 수 있다.
무기 충전제
상기 무기 충전제는 에폭시 수지 조성물의　기계적 물성의 향상과 저응력화를 위하여 사용되는 물질이다. 일반적으로 사용되는 예로는 용융 실리카, 결정성　실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이(clay), 탈크, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 저응력화를 위해서는 선평창계수가 낮은 용융 실리카를 사용한다. 상기 용융 실리카는 진비중이 2.3 이하인 비결정성 실리카를 의미하는 것으로 결정성 실리카를 용융하여 만들거나 다양한 원료로부터 합성한 비결정성 실리카도 포함된다.
바람직하게는 본 발명에 사용되는 무기 충전제는 평균 입경 1 ~ 10㎛이고，최대　입경 35㎛ 이하의 구상 실리카를 포함한다.
상기 평균 입경 1 ~ 10㎛이고，최대　입경 35㎛ 이하의 구상 실리카는 35㎛ 메쉬(Mesh)를 통과하여 35㎛를 초과하는 큰 입자는 제거한 35㎛ 커팅(cutting) 실리카를 의미한다.
상기와 같이 평균 입경이 1 ~ 10㎛이고 최대입경이 35㎛ 이하인 용융 구상 실리카를 사용함으로서, 박형 패키지에서의 얇은 두께에 대한 성형 특성을 확보할 수 있다.
구체예에서 상기 용융 실리카는 평균 입경이 1 ~ 10㎛이고, 입경이 3㎛ 이하인 것의 누적비가 28.5 내지 60.3 중량%이며, 10㎛ 이하인 것의 누적비가 80.1 내지 100.0 중량%인 것이 사용될 수 있다. 더불어, 박형 패키지에서의 성형 특성 확보 측면에서 상기 용융 실리카의 평균 구형화도는 0.85 이상, 바람직하게는 0.9 이상인 것이 좋다.
또한, 상기 무기 충전제는 전체 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 70 내지 95 중량%, 바람직하게는 75 내지 92 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 적용 시 성형성 및 신뢰도 특성이 우수한 장점이 있다.
상기 무기 충전제는 에폭시실란, 아미노실란, 알킬실란, 머캡토실란, 및 알콕시실란 등의 커플링제로 표면을 처리한 후 사용될 수 있다.
카본 블랙
상기 카본 블랙은 열수 추출액의 pH가 6~8인 것이 사용되어야 하며, 상기 pH 범위에서 우수한 성형성 및 내습 신뢰성을 얻을 수 있다.
상기 카본 블랙은 전체 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서 내습 신뢰성과 레이저 마킹성의 발란스를 얻을 수 있다.
상기 카본 블랙은 에폭시실란, 아미노실란, 알킬실란, 머캡토실란, 및 알콕시실란 등의 커플링제로 표면을 처리한 후 사용될 수 있다.
경화 촉진제
상기 경화 촉진제는 에폭시수지와 경화제의 반응을 촉진하는 물질이다. 예를 들면,　3급 아민, 유기금속화합물, 유기인화합물, 이미다졸, 붕소화합물 등이 사용 가능하다. 3급 아민에는 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디에틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀, 2-2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디아미노메틸)페놀과 트리-2-에틸헥실산염 등이 있다. 유기 금속화합물에는 크로뮴아세틸아세토네이트, 징크아세틸아세토네이트, 니켈아세틸아세토네이트　등이 있다. 유기인화합물에는 트리스-4-메톡시포스핀, 테트라부틸포스포늄브로마이드, 테트라페닐포스포늄브로마이드, 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　경화 촉진제로는 유기인화합물, 아민계 또는 이미다졸계 경화 촉진제를 단독 혹은 혼합하여 사용하는 것을 들 수 있다. 상기 경화 촉진제는 에폭시수지 또는 경화제와 선 반응하여 만든 부가물을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에서 경화 촉진제의 사용량은 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대하여　0.01 내지 2 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 0.02 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1 중량%이다.　
실란 커플링제
본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 커플링제를 더 포함할 수 있다. 상기 커플링제는 실란 커플링제일 수 있다. 사용될 수 있는 실란 커플링제는 에폭시수지와 무기 충전제 사이에서 반응하여, 에폭시수지와 무기 충전제의 계면 강도를 향상시키는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시실란, 아미노실란, 우레이도실란, 머캅토실란, 알킬실란, 알콕시실란 등일 수 있다. 상기 커플링제는 단독으로 사용할 수 있으며 병용해서 사용할 수도 있다.
상기 커플링제는 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대해 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%이다.
이외에도, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은　본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 에스테르계 왁스 등의 이형제; 유기염료, 무기염료 등의 착색제; 및 변성 실리콘 오일, 실리콘 파우더, 실리콘 레진 등의 응력완화제　등을　필요에 따라 추가로 함유할 수 있다. 상기 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, 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　믹서(Hensel mixer)나 뢰디게 믹서(Lodige mixer)를 이용하여 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀(roll-mill)이나 니이더(kneader)로 90~120℃에서 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 일반적으로 사용될 수 있다. 그러나, 인젝션(injection) 성형법이나 캐스팅(casting) 등의 방법으로도 성형이　가능하다. 상기 방법에 의해 에폭시 수지 조성물을 구리계 리드프레임(예: 은 도금된 구리 리드프레임),　니켈합금계 리드프레임, 상기 리드프레임에 니켈과 팔라듐을 포함하는 물질로 선 도금 후 은(Ag) 및 금(Au) 중 하나 이상으로 도금된 리드프레임 등과 부착시켜 반도체 소자를 밀봉한 반도체 소자를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:
(A) 에폭시수지: Nippon Kayaku에서 제조된 NC-3000 제품을 사용하였다.
(B) 경화제 : Meiwa kasei에서 제조된 MEH-7851S 제품을 사용하였다.
(C) 무기충전제:
(c1) 다쯔모리에서 제조된 CU-135V(평균 입경 1~10㎛，최대　입경 35㎛ 이하의 구상 실리카)를 사용하였다.
(c2) 다쯔모리에서 제조된 MSV-2212NH(최대　입경 35㎛ 이상의 구상 실리카)를 사용하였다.
(D) 카본 블랙
(d1) 미쯔비시화학에서 제조된 MA-600(열수 추출액의 pH가 7인 카본 블랙)을 사용하였다.
(d2) 미쯔비시화학에서 제조된 MA-100(열수 추출액의 pH 3.5인 카본 블랙)을 사용하였다.
(E) 경화 촉진제: Hokko에서 제조된 트리페닐포스핀을 사용하였다.
(F) 실란커플링제: γ-글리시톡시프로필트리메톡시실란 (KBM-403, Shin Etsu silicon)을 사용하였다.
실시예 1~3 및 비교예 1~3
하기 표 1의 조성에 따라 헨셀 믹서(KEUM SUNG MACHINERY CO.LTD(KSM-22)를 이용하여 균일하게 혼합한 후,　2축 니이더(Twin screw kneader)를 이용하여 100 ~ 120℃ 범위에서 용융 혼련 후 냉각, 분쇄하여 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
구성 성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
(A) 6.56 7.67 8.67 8.56 7.57 6.56
(B) 5.55 6.44 7.43 7.65 6.62 5.55
(C) (c1) 86 84 82 - - 86
(c2) - - - 82 84 -
평균 구형화도 0.92 0.91 0.91 0.80 0.83 0.92
(D) (d1) 0.30 0.30 0.30 - - -
(d2) - - - 0.30 0.30 0.30
(E) 0.07 0.08 0.09 0.09 0.08 0.07
(F) 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
카르나우바왁스 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
합 계 100 100 100 100 100 100
상기 제조된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 대하여 하기의 방법으로 물성 평가를 하였다.
< 스파이럴 플로우 >
저압 트랜스퍼 성형기를 사용하여, EMMI-1-66에 준한 스파이럴 플로우 측정용 금형에, 성형온도 175℃, 성형압력 70kgf/cm2에서 에폭시 수지 조성물을 주입하고, 유동장(流動長)(단위: inch)을 측정하였다. 측정값이 높을수록 유동성이 우수한 것이다.
<흡습율(%)>
얻어진 에폭시 수지 조성물을 저압 트랜스퍼 성형기로, 금형온도 175℃, 성형압력 1,000psi, 경화시간 120초로, 직경 50mm, 두께 3mm의 원반상 시험편을 성형했다. 후경화(postcure)로서 175℃에서 4시간 가열 처리했다. 시험편의 흡습 처리 전의 중량과, 85℃, 상대습도 60%의 환경 하에서 168시간 가습 처리한 후의 중량을 측정하여, 시험편의 흡습율을 백분율로 나타냈다.
<성형성>
표 1의 에폭시 수지 조성물로 MPS(Multi Plunger System) 성형기를 이용하여 175℃에서 200초간 트랜스퍼 몰딩으로 성형시켜 FBGA 패키지(14mm×18mm×1.6mm)를 각 조성별로 480개 제작하였다. 175℃에서 4시간 동안 후경화 시킨 이후 상온으로 냉각하였다. 이후, 육안 및 비파괴 검사장비(C-SAM)을 이용하여 패키지에 관찰되는 보이드(void) 개수를 측정하였다.
<내 리플로우성 평가>
상기 성형 특성 평가를 마친 FBGA 패키지를 후경화로서 175℃에서 4시간 가열 처리한 패키지 20개를 125℃에서 24시간 건조시킨 후, 5사이클(1 사이클은 패키지를 -65℃에서 10분, 25℃에서 5분, 150℃에서 10분씩 방치하는 것을 의미함)의 열충격 시험을 수행하였다. 이후, 패키지를 85℃, 60% 상대습도 조건 하에서 168시간 동안 방치한 후 260℃에서 30초 동안 IR 리플로우(reflow)를 1회 통과시키는 것을 3회 반복하는 프리컨디션 조건 이후에 패키지 크랙 발생 유무를 육안으로 평가하였다.
<내습 신뢰성>
상기 내 리플로우 평가를 마친 패키지를 PCT(121℃, 2atm) 시험을 실시하여 회로의 전기특성을 평가하였다. 20개의 패키지 중의 불량 개수를 나타내었다.
상기 평가 결과를 하기 표 2에 요약하였다.
평가 항목 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3
스파이럴 플로우(inch) 50 58 64 58 53 50
흡습율(%) 0.13 0.15 0.23 0.24 0.16 0.13
성
형
성		 보이드 발생 개수
(불량 수/총 수)		 0/480 0/480 0/480 75/480 67/480 0/480
내 리플로우성(불량수/총수) 0/20 0/20 0/20 0/20 0/20 0/20
내습 신뢰성(불량수/총수) 0/20 0/20 0/20 3/20 4/20 2/20
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 평균 입경이 1~10㎛이고，최대　입경이 35㎛ 이하인 구상 실리카 및 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙을 포함하는 본 발명에 따른 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 얇은 두께의 패키지에 대한 성형성, 신뢰성 향상에 탁월한 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (7)

  1. 에폭시수지; 경화제; 경화 촉진제; 무기 충전제; 및 카본 블랙을 포함하는 에폭시 수지 조성물에 있어서, 상기 무기 충전제로 평균 입경이 1~10㎛이고，최대　입경이 35㎛ 이하인 구상 실리카를 포함하고, 상기 카본 블랙으로 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평균 입경이 1~10㎛이고，최대　입경이 35㎛ 이하인 구상 실리카는 전체 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 70 내지 95 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 카본 블랙은 전체 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.01 내지 1 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에폭시수지는 하기 화학식 1으로 표시되는 페놀아랄킬형 에폭시수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    (상기 화학식 1에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)
  5. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 하기 화학식　4로　표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00004

    (상기 2 식에서, n의 평균치는 1 내지 7이다.)

  6. 제1항에 있어서, 상기 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시수지 2 내지 15 중량%, 경화제 0.5 내지 12 중량%, 무기 충전제 70 내지 95 중량% 및 열수 추출액의 pH가 6~8인 카본 블랙 0.01 내지 1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 밀봉된 반도체 소자.
KR1020100140390A 2010-12-31 2010-12-31 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 KR20120078174A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100140390A KR20120078174A (ko) 2010-12-31 2010-12-31 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100140390A KR20120078174A (ko) 2010-12-31 2010-12-31 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120078174A true KR20120078174A (ko) 2012-07-10

Family

ID=46711562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100140390A KR20120078174A (ko) 2010-12-31 2010-12-31 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120078174A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200058566A (ko) * 2017-10-16 2020-05-27 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 봉지용 수지 조성물 및 반도체 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200058566A (ko) * 2017-10-16 2020-05-27 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 봉지용 수지 조성물 및 반도체 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101362887B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자
KR101309820B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR100882533B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한 반도체 소자
KR20120078174A (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR101469265B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치
KR101437141B1 (ko) 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자
KR100896794B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR101266535B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR100882332B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR20100069106A (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR101758448B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자
KR102112866B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자
KR100882333B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한 반도체 소자
KR101234846B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR100953822B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한반도체 소자
KR20110078440A (ko) 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
KR20090068952A (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한 반도체 소자
KR100908925B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한 반도체 소자
KR100882336B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR101148140B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한 반도체 소자
KR100953823B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물　및 이를 이용한반도체 소자
KR101202042B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR101234843B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
KR101669341B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자
KR101234845B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application