KR20170109479A - Semiconductor package and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 박막을 형성하지 않고 전자파 차폐 성능을 구현할 수 있는 리드 프레임용 반도체 패키지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor package for a lead frame that can realize electromagnetic wave shielding performance without forming a metal thin film and a method of manufacturing the semiconductor package.
IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale Integration) 등과 같은 반도체 소자를 수분 등의 외부 환경으로부터 보호하기 위해, 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 소자를 밀봉하는 기술이 널리 사용되고 있다. 또한, 반도체 소자로부터 방사되는 전자파로 인해 반도체 소자 상호 간에 오동작이 발생하는 것을 방지하기 위해, 반도체 에폭시 수지 조성물로 반도체 소자를 밀봉한 후에, 밀봉층 상부에 동박, 알루미늄박 등과 같은 금속 소재를 이용하여 금속 박막을 형성하는 기술이 사용되고 있다. In order to protect a semiconductor device such as an IC (Integrated Circuit) and an LSI (Large Scale Integration) from an external environment such as moisture, a technique of sealing a semiconductor device using an epoxy resin composition is widely used. In addition, in order to prevent a malfunction between the semiconductor elements due to the electromagnetic wave radiated from the semiconductor element, after the semiconductor element is sealed with the semiconductor epoxy resin composition, a metal material such as copper foil or aluminum foil is used on the sealing layer A technique of forming a metal thin film is used.
그러나, 상기와 같은 금속 박막은 긁힘 등에 취약하며, 전자파 차폐 후 열 방출이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같은 방법으로 형성된 반도체 패키지는 유기물로 이루어진 에폭시 수지와 무기물로 이루어진 금속 박막 간에 이종 접합이 이루어지기 때문에, 계면 접착력이 충분하지 않아 계면 박리가 발생하기 쉽고, 특히 고온 및/또는 고습 환경 하에서는 계면 박리가 심화된다는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같이 밀봉층 상부에 금속 박막을 형성할 경우, 밀봉층과 금속 박막의 열팽창계수 차이 등에 의해 반도체 패키지가 휘어지는 휨(warpage)의 문제도 발생한다.However, such a metal thin film is vulnerable to scratches, and has a problem in that heat dissipation after electromagnetic shielding is not easy. In addition, since the semiconductor package formed by the above-described method has heterogeneous bonding between an epoxy resin made of an organic material and a metal thin film made of an inorganic material, the interfacial adhesive force is not sufficient and interface separation easily occurs. Particularly in a high temperature and / There is a problem that interface delamination is intensified. In addition, when the metal thin film is formed on the sealing layer as described above, warpage of the semiconductor package due to a difference in thermal expansion coefficient between the sealing layer and the metal thin film also occurs.
따라서, 계면 접착력, 휨 특성 및 전자파 차폐 성능이 뛰어난 반도체 패키지의 개발이 요구되고 있다.Therefore, development of a semiconductor package having excellent interfacial adhesion, bending property and electromagnetic wave shielding performance is required.
관련 선행기술이 한국등록특허 제150583호에 개시되어 있다.Related prior art is disclosed in Korean Patent No. 150583.
본 발명의 목적은 전자파 차폐 성능, 계면 접착력 및 휨 특성이 우수한 반도체 패키지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a semiconductor package excellent in electromagnetic wave shielding performance, interfacial adhesive force and bending property.
본 발명의 다른 목적은 방열 특성이 우수하여 별도의 열 방출 부재가 요구되지 않는 반도체 패키지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor package which is excellent in heat dissipation characteristics and does not require a separate heat radiating member.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 반도체 패키지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing such a semiconductor package.
일 측면에서, 본 발명은 리드 프레임 기판; 상기 리드 프레임 기판 상에 탑재되는 적어도 하나 이상의 반도체 칩; 상기 반도체 칩을 밀봉하는 제1밀봉층; 및 상기 제1밀봉층 상부에 형성되며, 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물에 의해 형성되는 제2밀봉층을 포함하는 반도체 패키지를 제공한다. In one aspect, the present invention provides a lead frame substrate comprising: a lead frame substrate; At least one semiconductor chip mounted on the lead frame substrate; A first sealing layer sealing the semiconductor chip; And a second sealing layer formed on the first sealing layer and formed of an epoxy resin composition containing an electromagnetic wave shielding material.
이때, 상기 전자파 차폐 물질은 금속, 탄소 블랙, 탄소 나노튜브, 탄소 나노와이어, 탄소 나노로드, 탄소 코팅된 금속 및 페라이트 중 적어도 1종을 포함한다. At this time, the electromagnetic shielding material includes at least one of metal, carbon black, carbon nanotube, carbon nanowire, carbon nanorod, carbon coated metal, and ferrite.
한편, 상기 제1밀봉층은 제1에폭시 수지, 제1경화제 및 무기 충전제를 포함하는 제1에폭시 수지 조성물에 의해 형성되며, 상기 제2밀봉층은 제2에폭시 수지, 제2경화제 및 전자파 차폐 물질을 포함하는 제2에폭시 수지 조성물에 의해 형성된다. Meanwhile, the first sealing layer may be formed of a first epoxy resin composition comprising a first epoxy resin, a first curing agent, and an inorganic filler, and the second sealing layer may be formed of a second epoxy resin, a second curing agent, And the second epoxy resin composition.
상기 전자파 차폐 물질은 제2에폭시 수지 조성물 중 1 내지 60중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2에폭시 수지 조성물은 실리카를 더 포함할 수 있다. The electromagnetic wave shielding material is preferably contained in an amount of 1 to 60% by weight of the second epoxy resin composition. The second epoxy resin composition may further comprise silica.
한편, 상기 제2밀봉층은 상기 제1밀봉층의 상면 및 측면을 감싸는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. The second sealing layer may be formed to surround the upper surface and the side surface of the first sealing layer.
상기와 같은 본 발명의 반도체 패키지는 30MHz ~ 1.5CGHz 에서의 전자파 차폐율이 20dB 이상이며, JESD22-B112 규격에 따라 -30˚ 및 +260˚ 각도에서 측정한 warpage 값이 100 이하이다.The semiconductor package of the present invention as described above has an electromagnetic shielding rate of 20 dB or more at 30 MHz to 1.5 CGHz and a warpage value measured at -30 ° and + 260 ° according to the JESD22-B112 standard is 100 or less.
다른 측면에서, 본 발명은, 반도체 칩이 탑재된 리드 프레임 기판을 준비하는 단계; 상기 반도체 칩이 탑재된 리드 프레임 기판 상에 제1밀봉층을 형성하는 단계; 상기 리드 프레임 기판의 일부가 노출되도록 제1밀봉층을 선택적으로 제거하는 단계; 및 상기 제1밀봉층 상부에 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물을 이용하여 제2밀봉층을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 패키지의 제조 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a lead frame substrate on which a semiconductor chip is mounted; Forming a first sealing layer on a lead frame substrate on which the semiconductor chip is mounted; Selectively removing the first sealing layer to expose a portion of the lead frame substrate; And forming a second sealing layer using an epoxy resin composition containing an electromagnetic wave shielding material on the first sealing layer.
이때, 상기 제1밀봉층을 선택적으로 제거하는 단계는, 레이저 드릴링 또는 화학적 식각 방법에 의해 수행될 수 있다. At this time, the step of selectively removing the first sealing layer may be performed by laser drilling or a chemical etching method.
한편, 본 발명의 반도체 패키지 제조방법은, 상기 제2밀봉층 형성 단계 이후에 상기 반도체 패키지를 절단하여 개별 반도체 패키지 소자를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing a semiconductor package of the present invention may further include cutting the semiconductor package after the forming of the second sealing layer to form an individual semiconductor package element.
본 발명에 따른 반도체 패키지는, 제2밀봉층에 전자파 차폐 물질을 포함하여 금속 박막 없이도 우수한 전자파 차폐 성능을 구현할 수 있다.The semiconductor package according to the present invention may include an electromagnetic wave shielding material in the second sealing layer to realize excellent electromagnetic wave shielding performance without using a metal thin film.
또한, 본 발명에 따른 반도체 패키지는 제1밀봉층과 제2밀봉층은 모두 에폭시 수지 조성물로 형성되어 있어 계면 접착력 및 휨 특성(warpage)이 우수하다. Also, in the semiconductor package according to the present invention, both the first sealing layer and the second sealing layer are formed of an epoxy resin composition, and thus have excellent interfacial adhesion and warpage.
또한, 본 발명의 반도체 패키지는, 제2밀봉층에 포함되는 전자파 차폐 물질에 의해 열의 복사 방출이 용이하게 이루어지기 때문에, 히트 슬러그(heat slug)와 같은 별도의 방열 수단을 구비하지 않아도 된다. 이에 따라 반도체 패키지의 두께를 보다 박형으로 형성할 수 있다.In addition, since the semiconductor package of the present invention easily radiates and radiates heat by the electromagnetic wave shielding material included in the second sealing layer, it is not necessary to provide a separate heat dissipating means such as a heat slug. Accordingly, the thickness of the semiconductor package can be made thinner.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a semiconductor package according to the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing a semiconductor package according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the following drawings are provided only to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following drawings. Also, the shapes, sizes, ratios, angles, numbers and the like disclosed in the drawings are exemplary and the present invention is not limited thereto. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured by the present invention.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.In the case where the word 'includes', 'having', 'done', etc. are used in this specification, other parts can be added unless '~ only' is used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description.
~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.If the positional relationship between two parts is explained by 'on', 'on top', 'under', 'next to', etc., 'right' or 'direct' One or more other portions may be located.
'상부', '상면', '하부', '하면' 등과 같은 위치 관계는 도면을 기준으로 기재된 것일 뿐, 절대적인 위치 관계를 나타내는 것은 아니다. 즉, 관찰하는 위치에 따라, '상부'와 '하부' 또는 '상면'과 '하면'의 위치가 서로 변경될 수 있다. The positional relationships such as "upper", "upper", "lower", "lower" and the like are described based on the drawings, but do not represent an absolute positional relationship. That is, the positions of 'upper' and 'lower' or 'upper surface' and 'lower surface' may be changed according to the position to be observed.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 「X 내지 Y」는 「X 이상 Y 이하」를 의미한다. In the present specification, " X to Y " representing the range means " X or more and Y or less ".
<반도체 패키지><Semiconductor Package>
도 1에는 본 발명에 따른 반도체 패키지의 일 구현예가 개시되어 있다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 반도체 패키지에 대해 설명한다. 1 shows an embodiment of a semiconductor package according to the present invention. Hereinafter, the semiconductor package of the present invention will be described with reference to FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 패키지는 리드 프레임 기판(100), 반도체 칩(200), 제1밀봉층(300) 및 제2밀봉층(400)을 포함한다.1, the semiconductor package of the present invention includes a
리드 프레임 기판Lead frame substrate
상기 리드 프레임 기판(100)은 반도체 칩(200)을 지지하고, 반도체 칩(200)에 전기 신호를 부여하기 위한 것으로, 니켈, 철, 구리, 니켈 합금, 철 합금, 동 합금 등과 같은 금속 재질로 이루어지는 기판이다. The
상기 리드 프레임 기판(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(200)을 탑재하기 위한 반도체 칩 탑재부(110)와 반도체 칩(200)의 전극부와 전기적으로 연결된 접속 단자부(120)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 반도체 칩 탑재부(110) 및 접속 단자부(120)는 금속 기판을 에칭 또는 천공하는 방법으로 형성될 수 있다. 1, the
상기 리드 프레임 기판(100)으로는, 당해 기술 분야에 알려진 다양한 구조 및 재질의 리드 프레임 기판이 제한 없이 사용될 수 있으며, 그 구조나 재질이 특별히 한정되지 않는다. As the
반도체 칩Semiconductor chip
상기 리드 프레임 기판(100) 상에는 반도체 칩(200)이 탑재된다. 이때, 상기 반도체 칩의 실장 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 알려진 반도체 칩 실장 기술이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체 칩은 와이어 본딩(wire bonding) 또는 플립 칩(flip chip) 등의 방법으로 리드 프레임 기판에 실장될 수 있다. The
와이어 본딩 방식은 반도체 칩의 전극부와 회로 기판을 금속 와이어로 접속시키는 방법이다. 도 1에는 와이어 본딩(wire bonding) 방식으로 실장된 반도체 칩(200)이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 칩(200)은 다이 본딩 필름(150) 등과 같은 접속 부재를 매개로 리드 프레임 기판(100)의 반도체 칩 탑재부(110) 상에 고정될 수 있으며, 금속 와이어(170)를 통해 리드 프레임 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. The wire bonding method is a method of connecting an electrode portion of a semiconductor chip and a circuit board with a metal wire. 1 shows a
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 반도체 칩(200)은 플립 칩 방식을 통해 리드 프레임 기판 상에 탑재될 수도 있다. 플립 칩 방식은 반도체 칩의 아랫면에 범프(bump)를 형성하고, 상기 범프를 이용하여 반도체 칩을 회로 기판에 융착시키는 방식으로, 금속 와이어와 같은 추가 연결 구조를 필요로 하지 않기 때문에, 반도체 패키지의 소형화 및 경량화에 유리하고, 전극 간의 거리를 줄일 수 있어 고집적화가 가능하다는 장점이 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the
제1밀봉층The first sealing layer
상기 제1밀봉층(300)은 반도체 칩(200)을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 것으로, 상기 반도체 칩(200)의 상부에 형성된다. 상기 제1밀봉층은 반도체 칩(200)의 상면 및 측면을 감싸는 형태로 형성되면 되고, 그 형상이나 형성 면적이 특별히 한정되는 것은 아니다. The
예를 들면, 상기 제1밀봉층(300)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 수직 단면 형상이 사다리꼴이 되도록 형성될 수도 있거나, 또는 사각형이 되도록 형성될 수도 있다. 이때, 상기 수직 단면은 반도체 패키지를 회로 기판의 면 방향에 수직한 방향으로 절단하였을 때의 단면을 의미한다.For example, the
한편, 상기 제1밀봉층(300)은 당해 기술 분야에 잘 알려진 반도체 소자 밀봉재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1밀봉층(300)은 제1에폭시 수지, 제1경화제 및 무기 충전제를 포함하는 제1에폭시 수지 조성물에 의해 형성될 수 있다. 이하, 제1에폭시 수지 조성물의 각 성분들에 대해서 구체적으로 설명한다.Meanwhile, the
제1에폭시The first epoxy 수지 Suzy
상기 제1에폭시 수지는 일반적으로 사용되는 에폭시 수지라면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 이와 같은 제1에폭시 수지로는 페놀 또는 알킬 페놀류와 히드록시벤즈알데히드와의 축합물을 에폭시화함으로써 얻어지는 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 다관능형 에폭시 수지, 나프톨노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀Ａ/비스페놀F/비스페놀AD의 글리시딜에테르, 비스히드록시비페닐계 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지 등을 들 수 있다.The first epoxy resin is not particularly limited as long as it is a commonly used epoxy resin. Specifically, an epoxy compound containing two or more epoxy groups in a molecule can be used. Examples of the first epoxy resin include epoxy resins obtained by epoxidation of condensates of phenol or alkyl phenols with hydroxybenzaldehyde, phenol novolak type epoxy resins, cresol novolak type epoxy resins, multifunctional epoxy resins, naphthol novolak Novolak type epoxy resins such as bisphenol A / bisphenol F / bisphenol AD, glycidyl ether of bisphenol A / bisphenol F / bisphenol AD, bishydroxybiphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, etc. .
예를 들어, 제1에폭시 수지는 다관능형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지 및 바이페닐형 에폭시 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 다관능형 에폭시 수지로는 하기 화학식 1로 표시되는 다관능형 에폭시 수지를 사용할 수 있고, 상기 페놀아랄킬형 에폭시 수지로는 하기 화학식 2로 표시되는 바이페닐(biphenyl) 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 상기 바이페닐형 에폭시 수지로는 하기 화학식 3로 표시되는 바이페닐형 에폭시 수지를 사용할 수 있다.For example, the first epoxy resin may include at least one of a multifunctional epoxy resin, a phenol aralkyl type epoxy resin, and a biphenyl type epoxy resin. The multifunctional epoxy resin may be a multifunctional epoxy resin represented by the following formula (1), and the phenol aralkyl type epoxy resin may include a novolak-type phenol having a biphenyl derivative represented by the following formula An aralkyl type epoxy resin may be used, and as the biphenyl type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin represented by the following formula 3 may be used.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
(상기 [화학식 1]에서 R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-6의 알킬기이고, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기이고, a는 O 내지 6의 정수이다.)(Wherein R 1, R 2, R 3, R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a C 1-6 alkyl group, R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, It is an integer of 6.
구체적으로, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기 또는 헥실기이며, R6 및 R7은 수소일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, each of R 1, R 2, R 3, R 4 and R 5 is independently hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a n-butyl group, an isobutyl group, , R6 and R7 may be hydrogen, but are not necessarily limited thereto.
구체적으로 상기 다관능형 에폭시 수지 조성물은 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 트리페놀프로판형 에폭시 수지 등과 같은 트리페놀알칸형 에폭시 수지일 수 있다.Specifically, the multifunctional epoxy resin composition may be a triphenolalkane type epoxy resin such as triphenolmethane type epoxy resin, triphenolpropane type epoxy resin and the like.
[화학식 2](2)
(상기 [화학식 2]에서, b의 평균치는 1 내지 7이다.)(In the above formula 2, the average value of b is 1 to 7.)
[화학식 3](3)
(상기 [화학식 3]에서, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14 및 R15는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 알킬기이며, c의 평균값은 0 내지 7이다.)R 9, R 10, R 11, R 12, R 13, R 14 and R 15 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the average value of c is 0 to 7.)
상기 [화학식 1]의 다관능형 에폭시 수지는 패키지의 변형을 작게 할 수 있고, 속경화성, 잠재성 및 보존성이 우수할 뿐만 아니라, 경화물 강도 및 접착성도 우수한 장점이 있다.The multifunctional epoxy resin of the above formula (1) is capable of reducing the deformation of the package, has excellent fast curability, latent property and storage stability, and is also excellent in cured product strength and adhesiveness.
상기 [화학식 2]의 페놀아랄킬형 에폭시 수지는 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. 상기 [화학식 3]의 바이페닐형 에폭시 수지는 수지 조성물의 유동성 및 신뢰성 강화 측면에서 바람직하다.The phenol aralkyl type epoxy resin of the above formula (2) forms a structure having a biphenyl at the center based on the phenol skeleton and is excellent in hygroscopicity, toughness, oxidation resistance and crack resistance, and has a low cross- It is advantageous to obtain a certain level of flame retardancy by itself while forming a carbon layer (char). The biphenyl-type epoxy resin represented by the above formula (3) is preferable in terms of enhancing the fluidity and reliability of the resin composition.
이들 에폭시 수지는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 에폭시 수지에 경화제, 경화 촉진제, 이형제, 커플링제, 및 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트 마스터배치(melt master batch)와 같은 선반응을 시켜 만든 부가 화합물 형태로 사용할 수도 있다. 한편, 내습 신뢰성 향상을 위해 상기 제1에폭시 수지는 에폭시 수지 중에 함유된 염소 이온(chloride ion), 나트륨 이온(sodium ion), 및 그 밖의 이온성 불순물이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다.These epoxy resins may be used alone or in combination, and may be added to an epoxy resin by addition reaction with other components such as a curing agent, a curing accelerator, a releasing agent, a coupling agent, and a stress relaxation agent and a melamine master batch It can also be used as a form. On the other hand, it is preferable to use the first epoxy resin having low chloride ion, sodium ion, and other ionic impurities contained in the epoxy resin in order to improve humidity resistance.
구체적으로는, 상기 제1에폭시 수지는 [화학식 2]로 표시되는 페놀아랄킬형 에폭시 수지와 [화학식 3]으로 표시되는 바이페닐형 에폭시 수지를 0.2 : 1 내지 5 : 1 정도, 구체적으로 0.4 : 1 내지 3 : 1 정도, 더욱 구체적으로 0.5 : 1 내지 3 : 1정도의 중량 비율로 포함할 수 있다. 페놀아랄킬형 에폭시 수지와 바이페닐형 에폭시 수지의 배합비가 상기 범위를 만족시킬 경우, 에폭시 수지 조성물의 흡습성과 내산화성이 우수하고, 또한 내크랙성과 유동성이 균형을 이룰 수 있다.Specifically, the first epoxy resin preferably contains a phenol aralkyl type epoxy resin represented by the following formula (2) and a biphenyl type epoxy resin represented by the following formula (3) in an amount of about 0.2: 1 to 5: 1, To about 3: 1, more specifically from about 0.5: 1 to about 3: 1. When the blending ratio of the phenol aralkyl type epoxy resin and the biphenyl type epoxy resin is in the above range, the epoxy resin composition is excellent in hygroscopicity and oxidation resistance, and crack resistance and fluidity can be balanced.
상기 제1에폭시 수지는 제1에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 15 중량% 정도, 구체적으로는 0.1 내지 10 중량% 정도, 더욱 구체적으로 5 내지 10 중량% 정도의 함량으로 포함될 수 있다. 에폭시 수지의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 경화 후 에폭시 수지 조성물의 접착력 및 강도를 보다 우수하게 구현할 수 있다.The first epoxy resin may be contained in the first epoxy resin composition in an amount of about 0.1 to 15% by weight, specifically about 0.1 to 10% by weight, more specifically about 5 to 10% by weight. When the content of the epoxy resin satisfies the above range, the adhesive strength and strength of the epoxy resin composition after curing can be more excellent.
제1경화제The first curing agent
상기 제1경화제로는, 반도체 소자 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 경화제들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 2개 이상의 반응기를 가진 경화제가 사용될 수 있다.As the first curing agent, curing agents generally used for sealing semiconductor devices may be used without limitation, and preferably, a curing agent having two or more reactors may be used.
구체적으로는, 상기 제1경화제로는, 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 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Specifically, examples of the first curing agent include phenol aralkyl type phenol resin, phenol novolac type phenol resin, xylok type phenol resin, cresol novolak type phenol resin, naphthol type phenol resin, terpene type phenol resin, Polyhydric phenol resin, dicyclopentadiene phenol resin, novolak phenol resin synthesized from bisphenol A and resole, polyhydric phenol compound including tris (hydroxyphenyl) methane, dihydroxybiphenyl, maleic anhydride and anhydride Acid anhydrides including phthalic acid, aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone, but are not limited thereto.
예를 들어, 상기 제1경화제는 페놀노볼락형 페놀수지, 자일록형 페놀수지, 페놀아랄킬형 페놀수지 및 다관능형 페놀수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 페놀노볼락형 페놀수지는, 예를 들면, 하기 [화학식 4]로 표시되는 페놀노볼락형 패놀수지일 수 있으며, 상기 페놀아랄킬형 페놀수지는 예를 들면, 하기 [화학식 5]로 표시되는 분자 중에 바이페닐 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 페놀수지일 수 있다. 또한, 상기 자일록형 페놀수지는, 예를 들면, 하기 [화학식 6]으로 표시되는 자일록(xylok)형 페놀수지일 수 있으며, 상기 다관능형 페놀수지는, 예를 들면, 하기 [화학식 7]로 표시되는 반복 단위를 포함하는 다관능형 페놀수지일 수 있다.For example, the first curing agent may include at least one of a phenol novolak type phenol resin, a xylyl type phenol resin, a phenol aralkyl type phenol resin and a multifunctional phenol resin. The phenol novolak type phenol resin may be, for example, a phenol novolak type phenol resin represented by the following formula (4), and the phenol aralkyl type phenol resin may be, for example, Phenolic aralkyl type phenol resin having a novolac structure containing a biphenyl derivative in the molecule. The xylo-type phenol resin may be, for example, a xylok-type phenol resin represented by the following formula (6), and the multifunctional phenol resin may be, for example, And may be a multifunctional phenol resin including a repeating unit to be displayed.
[화학식 4][Chemical Formula 4]
(상기 [화학식 4]에서 d는 1 내지 7이다.)(In the formula 4, d is 1 to 7.)
[화학식 5][Chemical Formula 5]
(상기 [화학식 5]에서, e의 평균치는 1 내지 7이다.)(In the formula 5, the average value of e is 1 to 7.)
[화학식 6] [Chemical Formula 6]
(상기 [화학식 6]에서, f의 평균치는 0 내지 7이다.)(In the above formula 6, the average value of f is 0 to 7.)
[화학식 7] (7)
(상기 [화학식 7]에서 g의 평균치는 1 내지 7이다.)(The average value of g in the above formula (7) is 1 to 7.)
상기 화학식 4로 표시되는 페놀노볼락형 페놀수지는 가교점 간격이 짧아, 에폭시 수지와 반응할 경우 가교밀도가 높아져 그 경화물의 유리전이온도를 높일 수 있고, 이에 따라 경화물 선팽창계수를 낮추어 반도체 소자 패키지의 휨을 억제할 수 있다. 상기 화학식 5로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀수지는 에폭시 수지와 반응하여 탄소층(char)을 형성하여 주변의 열 및 산소의 전달을 차단함으로써 난연성을 달성하게 된다. 상기 화학식 6으로 표시되는 자일록형 페놀수지는 수지 조성물의 유동성 및 신뢰성 강화 측면에서 바람직하다. 상기 화학식 7로 표시되는 반복단위를 포함하는 다관능형 페놀수지는 에폭시 수지 조성물의 고온 휨 특성 강화 측면에서 바람직하다.The phenol novolak type phenol resin represented by Chemical Formula 4 has a short cross-linking point interval, and when it reacts with epoxy resin, the cross-linking density becomes high to increase the glass transition temperature of the cured product, The warping of the package can be suppressed. The phenol aralkyl type phenol resin represented by the above formula (5) reacts with an epoxy resin to form a carbon layer (char) to block the transfer of heat and oxygen to the periphery, thereby achieving flame retardancy. The xylyl type phenol resin represented by the above formula (6) is preferable in terms of enhancing the fluidity and reliability of the resin composition. The multifunctional phenol resin containing the repeating unit represented by the above formula (7) is preferred from the viewpoint of reinforcing the high temperature bending property of the epoxy resin composition.
이들 경화제는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있으며, 경화제에 에폭시 수지, 경화 촉진제, 이형제, 커플링제, 및 응력완화제 등의 기타 성분과 멜트 마스터 배치와 같은 선반응을 시켜 만든 부가 화합물로도 사용할 수 있다.These curing agents may be used alone or in combination, and they may also be used as an additive compound prepared by subjecting a curing agent to a linear reaction such as an epoxy resin, a curing accelerator, a releasing agent, a coupling agent, and a stress relieving agent and a melt master batch.
상기 제1경화제는 제1에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 13 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 8 중량%으로 포함될 수 있다. 제1경화제의 함량이 상기의 범위를 만족할 경우, 제1에폭시 수지 조성물의 경화도 및 경화물의 강도가 우수하다.The first curing agent may be contained in the first epoxy resin composition in an amount of 0.1 to 13% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 8% by weight. When the content of the first curing agent is in the above range, the curing degree of the first epoxy resin composition and the strength of the cured product are excellent.
상기 제1에폭시 수지와 제1경화제와의 배합비는 패키지에서의 기계적 성질 및 내습 신뢰성의 요구에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1경화제에 대한 제1에폭시 수지의 화학 당량비가 0.95 내지 3정도일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 2 정도, 더욱 구체적으로 1 내지 1.75 정도일 수 있다. 제1에폭시 수지와 제1경화제의 배합비가 상기의 범위를 만족할 경우, 에폭시 수지 조성물 경화 후에 우수한 강도를 구현할 수 있다.The compounding ratio of the first epoxy resin and the first curing agent may be adjusted according to the requirements of mechanical properties and moisture resistance reliability in the package. For example, the chemical equivalent ratio of the first epoxy resin to the first curing agent may be from about 0.95 to about 3, specifically from about 1 to about 2, and more specifically from about 1 to about 1.75. When the blending ratio of the first epoxy resin and the first curing agent is in the above range, excellent strength can be realized after curing the epoxy resin composition.
무기 충전제Inorganic filler
상기 무기 충전제는 반도체 밀봉재에 사용되는 일반적인 무기 충전제들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 무기 충전제로는 용융실리카, 결정성실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마그네시아, 클레이(clay), 탈크(talc), 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. The inorganic filler may be any inorganic filler commonly used in semiconductor encapsulants, and is not particularly limited. Examples of the inorganic filler include fused silica, crystalline silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, glass fiber and the like . These may be used alone or in combination.
바람직하게는 저응력화를 위해서 선팽창계수가 낮은 용융실리카를 사용한다. 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 내지 30㎛의 구상용융실리카를 50 내지 99중량%, 평균입경 0.001 내지 1㎛의 구상 용융실리카를 1내지 50중량%를 포함한 용융실리카 혼합물을 전체 충전제에 대하여 40 내지 100중량%가 되도록 포함하는 것이 좋다. 또한, 용도에 맞춰 그 최대 입경을 45㎛, 55㎛, 및 75㎛ 중 어느 하나로 조정해서 사용할 수가 있다. 상기 구상 용융실리카에는 도전성의 탄소이 실리카 표면에 이물질로서 포함되는 경우가 있으나 극성 이물질의 혼입이 적은 물질을 선택하는 것도 중요하다.Preferably, fused silica having a low linear expansion coefficient is used for low stress. The fused silica refers to amorphous silica having a true specific gravity of 2.3 or less and includes amorphous silica obtained by melting crystalline silica or synthesized from various raw materials. Although the shape and the particle diameter of the fused silica are not particularly limited, the fused silica containing 50 to 99% by weight of spherical fused silica having an average particle diameter of 5 to 30 탆 and the spherical fused silica having an average particle diameter of 0.001 to 1 탆 in an amount of 1 to 50% It is preferable that the mixture is contained in an amount of 40 to 100% by weight based on the total filler. Further, the maximum particle diameter can be adjusted to any one of 45 탆, 55 탆 and 75 탆 according to the application. In the spherical fused silica, conductive carbon may be contained as a foreign substance on the surface of silica, but it is also important to select a substance having a low polarity foreign substance.
무기 충전제의 사용량은 성형성, 저응력성, 및 고온강도 등의 요구 물성에 따라 다르다. 구체예에서는 상기 무기 충전제는 제1에폭시 수지 조성물 중 70 내지 95중량%, 예를 들면 80중량% 내지 90중량% 또는 83중량% 내지 97중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 제1에폭시 수지 조성물의 난연성, 유동성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.The amount of the inorganic filler to be used varies depending on required properties such as moldability, low stress, and high temperature strength. In an embodiment, the inorganic filler may be included in the first epoxy resin composition in an amount of 70 to 95% by weight, such as 80 to 90% by weight or 83 to 97% by weight. Within the above range, flame retardancy, fluidity and reliability of the first epoxy resin composition can be secured.
기타 성분Other ingredients
상기 제1에폭시 수지 조성물은, 상기한 성분들 이외에, 필요에 따라, 경화촉진제, 커플링제 및 착색제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The first epoxy resin composition may further include at least one of a curing accelerator, a coupling agent and a colorant, if necessary, in addition to the above components.
경화 촉진제는 에폭시 수지와 경화제의 반응을 촉진하는 물질이다. 상기 경화 촉진제로는, 예를 들면, 3급 아민, 유기금속화합물, 유기인화합물, 이미다졸, 및 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. The curing accelerator is a substance that promotes the reaction between the epoxy resin and the curing agent. As the curing accelerator, for example, a tertiary amine, an organometallic compound, an organic phosphorus compound, an imidazole, and a boron compound can be used. Tertiary amines include benzyldimethylamine, triethanolamine, triethylenediamine, diethylaminoethanol, tri (dimethylaminomethyl) phenol, 2-2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris ) Phenol and tri-2-ethylhexyl acid salt.
상기 유기 금속화합물의 구체적인 예로는, 크로뮴아세틸아세토네이트, 징크아세틸아세토네이트, 니켈아세틸아세토네이트 등이 있다. 유기인화합물에는 트리스-4-메톡시포스핀, 테트라부틸포스포늄브로마이드, 테트라페닐포스포늄브로마이드, 페닐포스핀, 디페닐포스핀, 트리페닐포스핀, 트리페닐포스핀트리페닐보란, 트리페닐포스핀-1,4-벤조퀴논 부가물 등이 있다. 이미다졸류에는 2-페닐-4메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-아미노이미다졸, 2-메틸-1-비닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 붕소화합물의 구체적인 예로는, 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 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the organometallic compound include chromium acetylacetonate, zinc acetylacetonate, nickel acetylacetonate, and the like. Organic phosphorus compounds include tris-4-methoxyphosphine, tetrabutylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, phenylphosphine, diphenylphosphine, triphenylphosphine, triphenylphosphine triphenylborane, triphenylphosphine Pin-1,4-benzoquinone adducts and the like. Imidazoles include, but are not limited to, 2-phenyl-4 methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-aminoimidazole, -Methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, and the like, but the present invention is not limited thereto. Specific examples of the boron compound include tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine tetraphenylborate, tetraphenylboron salt, trifluoroborane-n-hexylamine, trifluoroborane monoethylamine, tetrafluoro Triethylamine, tetrafluoroborane amine, and the like. In addition, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene: DBN), 1,8-diazabicyclo [5.4. Diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene: DBU) and phenol novolac resin salt. However, the present invention is not limited thereto.
보다 구체적으로는, 상기 경화 촉진제로 유기인화합물, 붕소화합물, 아민계, 또는 이미다졸계 경화 촉진제를 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 경화 촉진제는 에폭시 수지 또는 경화제와 선반응하여 만든 부가물을 사용하는 것도 가능하다.More specifically, organic phosphorus compounds, boron compounds, amine-based or imidazole-based curing accelerators may be used alone or in combination as the curing accelerator. As the curing accelerator, it is also possible to use an adduct made by reacting with an epoxy resin or a curing agent.
본 발명에서 경화 촉진제의 사용량은 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 2 중량% 정도일 수 있으며, 구체적으로 0.02 내지 1.5 중량% 정도, 더욱 구체적으로 0.05 내지 1 중량% 정도일 수 있다. 상기의 범위에서 에폭시 수지 조성물의 경화를 촉진하고 또한, 경화도도 좋은 장점이 있다.The amount of the curing accelerator to be used in the present invention may be about 0.01 to 2% by weight based on the total weight of the epoxy resin composition, specifically about 0.02 to 1.5% by weight, more specifically about 0.05 to 1% by weight. In the above range, the curing of the epoxy resin composition is promoted and the curing degree is also good.
상기 커플링제는 실란 커플링제일 수 있다. 상기 실란 커플링제는 에폭시 수지와 무기 충전제 사이에서 반응하여, 에폭시 수지와 무기 충전제의 계면 강도를 향상시키는 것이면 되고, 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 상기 실란 커플링제의 구체적인 예로는 에폭시실란, 아미노실란, 우레이도실란, 머캅토실란 등을 들 수 있다. 상기 커플링제는 단독으로 사용할 수 있으며 병용해서 사용할 수도 있다.The coupling agent may be a silane coupling agent. The silane coupling agent is not particularly limited as long as it reacts between the epoxy resin and the inorganic filler to improve the interface strength between the epoxy resin and the inorganic filler. Specific examples of the silane coupling agent include epoxy silane, aminosilane, ureido silane, mercaptosilane, and the like. The coupling agent may be used alone or in combination.
상기 커플링제는 제1에폭시 수지 조성물 총 중량에 대해 0.01 내지 5 중량% 정도, 바람직하게는 0.05 내지 3 중량% 정도, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 정도의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 에폭시 수지 조성물 경화물의 강도가 향상된다.The coupling agent may be contained in an amount of about 0.01 to 5% by weight, preferably about 0.05 to 3% by weight, more preferably about 0.1 to 2% by weight based on the total weight of the first epoxy resin composition. The strength of the epoxy resin composition cured product is improved in the above range.
상기 착색제는 반도체 소자 밀봉재의 레이저 마킹을 위한 것으로, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 착색제들이 사용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 착색제는 카본 블랙, 티탄블랙, 티탄 질화물, 인산수산화구리(dicopper hydroxide phosphate), 철산화물, 운모 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The coloring agent is for laser marking of a semiconductor element sealing material, and colorants well-known in the art can be used and are not particularly limited. For example, the colorant may comprise at least one of carbon black, titanium black, titanium nitride, dicopper hydroxide phosphate, iron oxide, mica.
상기 착색제는 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대해 0.01중량% 내지 5 중량% 정도, 바람직하게는 0.05중량% 내지 3 중량% 정도, 더욱 바람직하게는 0.1중량% 내지 2 중량% 정도의 함량으로 포함될 수 있다. The colorant may be contained in an amount of about 0.01% by weight to 5% by weight, preferably about 0.05% by weight to 3% by weight, and more preferably about 0.1% by weight to 2% by weight based on the total weight of the epoxy resin composition.
이외에도, 상기 제1에폭시 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 고급 지방산; 고급 지방산 금속염; 및 에스테르계 왁스, 카르나우바 왁스 등의 이형제; 변성 실리콘 오일, 실리콘 파우더, 및 실리콘 레진 등의 응력완화제; Tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane 등의 산화방지제; 등을 필요에 따라 추가로 함유할 수 있다.In addition, the first epoxy resin composition may contain a higher fatty acid as long as the object of the present invention is not impaired; Higher fatty acid metal salts; And releasing agents such as ester wax and carnauba wax; Stress relaxants such as denatured silicone oil, silicone powder, and silicone resin; Antioxidants such as Tetrakis [methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane; And the like may be further contained as needed.
한편, 상기 제1에폭시 수지 조성물은 상기와 같은 성분들을 헨셀 믹서(Hensel mixer)나 뢰디게 믹서(Lodige mixer)를 이용하여 소정의 배합비로 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀(roll-mill)이나 니이더(kneader)로 용융 혼련한 후, 냉각, 분쇄 과정을 거쳐 최종 분말 제품을 얻는 방법으로 제조될 수 있다.The first epoxy resin composition may be prepared by uniformly mixing the above components uniformly at a predetermined mixing ratio using a Hensel mixer or a Lodige mixer, Kneaded in a kneader, and then cooled and pulverized to obtain a final powder product.
제2밀봉층The second sealing layer
본 발명의 반도체 패키지는 상기 제1밀봉층(300) 상부에 형성되는 제2밀봉층(400)을 포함한다. 상기 제2밀봉층은 반도체 패키지에 전자차폐 성능을 부여하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1밀봉층의 상면과 측면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 제2밀봉층이 제1밀봉층의 상면과 측면을 감싸는 형태로 형성될 경우, 반도체 칩들 간의 간섭 방지 효과가 보다 더 우수하다. The semiconductor package of the present invention includes a
한편, 상기 제2밀봉층(400)은 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물에 의해 형성된다. 구체적으로는, 제2에폭시 수지, 제2경화제 및 전자파 차폐 물질을 포함하는 제2에폭시 수지 조성물에 의해 형성된다.Meanwhile, the
이때, 상기 전자파 차폐 물질은 금속, 탄소 블랙, 탄소 나노튜브, 탄소 나노와이어, 탄소 나노로드, 탄소 코팅된 금속 및 페라이트 중 적어도 1종을 포함한다. 상기 금속은, 예를 들면, 니켈, 철, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 알루미늄, 구리, 인듐, 이리듐, 은, 마그네슘 및 이들의 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 탄소 나노튜브, 탄소 나노 와이어, 탄소 나노로드 등은 금속으로 코팅된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 전자파 차폐 물질은 니켈을 포함하는 퍼말로이(permalloy) 또는 탄소나노튜브일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, the electromagnetic shielding material includes at least one of metal, carbon black, carbon nanotube, carbon nanowire, carbon nanorod, carbon coated metal, and ferrite. The metal may include one or more of, for example, nickel, iron, chromium, molybdenum, titanium, aluminum, copper, indium, iridium, silver, magnesium and alloys thereof. The carbon nanotubes, carbon nanowires, and carbon nanorods may be coated with a metal. Preferably, the electromagnetic wave shielding material may be permalloy or carbon nanotube including nickel, but is not limited thereto.
상기 전자파 차폐 물질은 제2에폭시 수지 조성물 중에 1 내지 60중량%, 바람직하게는 1 내지 50중량%, 더 바람직하게는 1 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 전자파 차폐 물질의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 전자파 차폐 성능 및 방열 특성이 모두 우수하게 나타난다.The electromagnetic shielding material may be contained in the second epoxy resin composition in an amount of 1 to 60% by weight, preferably 1 to 50% by weight, more preferably 1 to 40% by weight. When the content of the electromagnetic wave shielding material satisfies the above range, both the electromagnetic wave shielding performance and the heat dissipation characteristics are excellent.
한편, 상기 제2에폭시 수지로는 반도체 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 에폭시 수지가 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 상기 제1에폭시 수지에서 언급된 에폭시 수지들이 모두 사용될 수 있다. 상기 제1에폭시 수지와 제2에폭시 수지는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2에폭시 수지는 제2에폭시 수지 조성물 중 1 내지 20중량%, 바람직하게는 3 내지 15중량%, 더 바람직하게는 5 내지 10중량%로 포함될 수 있다.On the other hand, as the second epoxy resin, an epoxy resin generally used for semiconductor sealing can be used without limitation. Specifically, all of the epoxy resins referred to in the first epoxy resin may be used. The first epoxy resin and the second epoxy resin may be the same or different from each other. The second epoxy resin may be contained in the second epoxy resin composition in an amount of 1 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight.
한편, 상기 제2경화제로는, 반도체 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 경화제들이 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 상기 제2경화제에서 언급된 경화제들이 모두 사용될 수 있다. 상기 제1경화제 및 제2경화제는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2경화제는 제2에폭시 수지 조성물 중, 0.5 내지 10중량%, 바람직하게는 1 내지 8중량%, 더 바람직하게는 3 내지 6중량%로 포함될 수 있다.As the second curing agent, curing agents generally used for semiconductor encapsulation can be used without limitation. Specifically, all of the curing agents mentioned in the second curing agent may be used. The first curing agent and the second curing agent may be the same or different from each other. The second curing agent may be contained in the second epoxy resin composition in an amount of 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 8% by weight, more preferably 3 to 6% by weight.
또한, 상기 제2에폭시 수지 조성물은 상기 성분들 이외에 무기 충전제를 더 포함할 수 있다. 상기 무기 충전제로는 상기 제1에폭시 수지 조성물에서 언급한 무기 충전제들이 제한 없이 사용될 수 있다. 이 중에서도 실리카가 특히 바람직하다. 상기 무기 충전제는 제2에폭시 수지 조성물 중 30 내지 95중량%, 바람직하게는 40 내지 93중량%, 더 바람직하게는 45 내지 90중량%로 포함될 수 있다.In addition, the second epoxy resin composition may further include an inorganic filler in addition to the above components. As the inorganic filler, the inorganic fillers mentioned in the first epoxy resin composition may be used without limitation. Of these, silica is particularly preferable. The inorganic filler may be contained in the second epoxy resin composition in an amount of 30 to 95% by weight, preferably 40 to 93% by weight, more preferably 45 to 90% by weight.
또한, 상기 제2에폭시 수지 조성물은, 필요에 따라, 상기 제1에폭시 수지 조성물에서 언급되었던 기타 성분들, 즉, 경화촉진제, 커플링제, 착색제, 응력 완화제, 산화 방지제 등을 더 포함할 수 있다. 각 성분들의 구체예 및 함량 등은 제1에폭시 수지 조성물에서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다. The second epoxy resin composition may further contain other components mentioned in the first epoxy resin composition, if necessary, such as a curing accelerator, a coupling agent, a colorant, a stress relieving agent, an antioxidant, and the like. Specific examples and content of each component are the same as those described in the first epoxy resin composition, and a detailed description thereof will be omitted.
한편, 도 1에는 반도체 패키지 내에 하나의 반도체 칩이 실장된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 반도체 패키지는, 단일 리드 프레임 기판 상에 2 이상의 반도체 칩들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 단일 리드 프레임 기판에 실장되는 반도체 칩들은 동종의 반도체 칩일 수 있고, 실장 형태 및/또는 기능이 상이한 이종의 반도체 칩일 수도 있다. 1, one semiconductor chip is mounted in the semiconductor package, but the present invention is not limited thereto. The semiconductor package of the present invention may include two or more semiconductor chips on a single lead frame substrate. In this case, the semiconductor chips mounted on the single lead frame substrate may be the same kind of semiconductor chip, or may be different kinds of semiconductor chips having different mounting types and / or functions.
상기와 같은 본 발명의 반도체 패키지는, 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물을 이용하여 제2밀봉층을 형성함으로써, 금속 박막 없이도 우수한 전자파 차폐 성능을 구현할 수 있다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 반도체 패키지는 30MHz ~ 1.5CGHz 에서의 전자파 차폐율이 20dB 이상, 구체적으로는 40dB 이상, 더 구체적으로는 40dB 내지 100dB 정도이다.In the semiconductor package of the present invention as described above, the second sealing layer is formed using the epoxy resin composition containing the electromagnetic wave shielding material, so that excellent electromagnetic wave shielding performance can be achieved without using the metal thin film. Specifically, the semiconductor package according to the present invention has an electromagnetic wave shielding rate of 20 dB or more, specifically, 40 dB or more, more specifically, 40 to 100 dB at 30 MHz to 1.5 CGHz.
또한, 제1밀봉층과 제2밀봉층이 모두 수지 조성물로 형성되기 때문에 계면 접착력 및 휨 특성이 우수하다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 패키지는 JESD22-B112 규격에 따라 -30˚ 및 +260˚ 각도에서 측정한 warpage 값이 100이하, 바람직하게는 90 이하이다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 반도체 패키지는 JESD22-B112 규격에 따라 -30˚에서 측정한 warpage 값이 100이하, 바람직하게는 90 이하, 더 바람직하게는 80 이하일 수 있으며, +260˚ 각도에서 측정한 warpage 값이 100이하, 바람직하게는 90 이하일 수 있다.Further, since both the first sealing layer and the second sealing layer are formed of the resin composition, the interfacial adhesion force and the bending property are excellent. Specifically, the semiconductor package of the present invention has a warpage value of 100 or less, preferably 90 or less, measured at angles of -30 and +260 according to the JESD22-B112 standard. More specifically, the semiconductor package of the present invention may have a warpage value measured at -30 deg. According to JESD22-B112 standard of not more than 100, preferably not more than 90, more preferably not more than 80, A warpage value may be 100 or less, preferably 90 or less.
또한, 제2밀봉층에 포함되는 전자파 차폐 물질에 의해 열의 복사 방출이 용이하게 이루어지기 때문에, 히트 슬러그(heat slug)와 같은 별도의 방열 수단을 구비하지 않아도 무방하며, 이에 따라, 반도체 패키지의 두께를 보다 박형으로 형성할 수 있다.Since the radiation shielding material included in the second sealing layer facilitates radiating and radiating heat, it is not necessary to provide a separate heat dissipating means such as a heat slug, so that the thickness of the semiconductor package Can be made thinner.
<반도체 패키지 제조 방법><Semiconductor Package Manufacturing Method>
다음으로, 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법을 설명한다. 도 2에는 본 발명의 반도체 패키지 제조 방법의 일 구현예가 도시되어 있다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 반도체 패키지 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.Next, a method of manufacturing a semiconductor package according to the present invention will be described. FIG. 2 shows an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor package of the present invention. Hereinafter, the semiconductor package manufacturing method of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
본 발명에 따른 반도체 패키지 제조방법은, 반도체 칩이 탑재된 리드 프레임 기판을 준비하는 단계(A), 상기 반도체 칩이 탑재된 리드 프레임 기판 상에 제1밀봉층을 형성하는 단계(B); 상기 리드 프레임 기판의 일부가 노출되도록 제1밀봉층을 선택적으로 제거하는 단계(C); 및 상기 제1밀봉층 상부에 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물을 이용하여 제2밀봉층을 형성하는 단계(D)를 포함한다.A method for manufacturing a semiconductor package according to the present invention includes the steps of: (A) preparing a lead frame substrate on which a semiconductor chip is mounted; (B) forming a first sealing layer on a lead frame substrate on which the semiconductor chip is mounted; (C) selectively removing the first sealing layer so that a part of the lead frame substrate is exposed; And (D) forming a second sealing layer using an epoxy resin composition containing an electromagnetic wave shielding material on the first sealing layer.
먼저, 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(200)이 탑재된 리드 프레임 기판(100)을 준비한다. 이때, 상기 반도체 칩(200)이 탑재된 리드 프레임 기판(100)은 당해 기술 분야에 알려져 있는 반도체 칩 실장 방법을 이용하여 마련될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. First, as shown in Fig. 2 (A), a
다음으로, 도 2(B)에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(200)이 탑재된 리드 프레임 기판(100) 상에 제1밀봉층(300)을 형성한다. 이때, 상기 제1밀봉층은 당해 기술 분야에 알려져 있는 일반적인 반도체 소자 밀봉재 및 반도체 소자 밀봉 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 제1밀봉층(300)은 상기한 제1에폭시 수지, 제1경화제 및 무기 충전제를 포함하는 제1에폭시 수지 조성물을 저압 트랜스퍼 성형법, 인젝션 성형법, 캐스팅 등의 방법으로 성형함으로써 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 2B, the
다음으로, 도 2(C)에 도시된 바와 같이, 상기 제1밀봉층(300)을 선택적으로 제거한다. 이때, 상기 제거는 리드 프레임 기판(100)의 접속 단자부(120)의 일부가 노출되도록 수행된다. 상기 제1밀봉층(300)의 선택적 제거는 예를 들면, 레이저 드릴링이나 강산 또는 강염기 등의 화학 약품을 이용한 화학적 식각 방법 등으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 공정의 간편성을 고려할 때, 레이저 드릴링법이 특히 바람직하다. Next, as shown in Fig. 2 (C), the
한편, 도 2(C)에 도시된 바와 같이, 상기 제1밀봉층(300) 제거 시에 리드 프레임 기판의 일부를 함께 식각하여 제거할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1밀봉층(300)만을 제거할 수도 있다. 2 (C), a portion of the lead frame substrate may be etched and removed at the time of removing the
상기와 같은 방법을 통해 제1밀봉층이 선택적으로 제거되면, 도 2(D)에 도시된 바와 같이, 상기 제1밀봉층(300) 상부에 제2밀봉층(400)을 형성한다. 이때, 상기 제2밀봉층(400)은 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물로 형성된다. 구체적으로는, 상기 제2밀봉층은 상기한 제2에폭시 수지, 제2경화제 및 전자파 차폐 물질을 포함하는 제2에폭시 수지 조성물로 형성될 수 있다. 한편, 상기 제2밀봉층은, 당해 기술 분야에 잘 알려진 반도체 소자 밀봉 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들면, 저압 트랜스퍼 성형법, 인젝션 성형법, 캐스팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. When the first sealing layer is selectively removed through the above-described method, a
한편, 도 2(E)에 도시된 바와 같이, 상기 제2밀봉층 형성 단계 이후에, 필요에 따라, 도 5(E)에 도시된 바와 같이, 반도체 패키지를 절단하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 상기 절단 단계는, 개별 반도체 패키지를 형성하기 위한 것으로, 상기한 제1밀봉층(300)의 선택적 제거 단계에서 제1밀봉층(300)이 제거된 영역을 따라 절단이 수행될 수 있다. On the other hand, as shown in Fig. 2 (E), after the step of forming the second sealing layer, if necessary, a step of cutting the semiconductor package as shown in Fig. 5 (E) have. The cutting step is for forming an individual semiconductor package, and cutting can be performed along the area where the
상기 반도체 패키지의 절단 단계는 당해 기술 분야에 일반적으로 알려져 있는 방법을 통해 수행될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. The step of cutting the semiconductor package may be performed by a method generally known in the art, and is not particularly limited.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더 자세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples.
실시예 및 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.Specific specifications of the components used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(A) 에폭시 수지(A) an epoxy resin
(a1) 페놀아랄킬형 에폭시 수지인 NC-3000(일본화약)을 사용하였다.(a1) phenol aralkyl type epoxy resin NC-3000 (Japanese explosive) was used.
(a2) 바이페닐형 에폭시 수지인 YX-4000(제팬에폭시레진)을 사용하였다.(a2) biphenyl type epoxy resin, YX-4000 (Japan Epoxy Resin) was used.
(B) 경화제(B) Curing agent
(b1) 자일록형 페놀 수지인 KPH-F3065(Kolon유화)를 사용하였다.(b1) KPH-F3065 (Kolon emulsion), a xylock type phenol resin, was used.
(b2) 페놀아랄킬형 페놀 수지인 MEH-7851(메이와)를 사용하였다.(b2) phenol aralkyl type phenol resin MEH-7851 (Meiwa) was used.
(C)경화 촉진제(C) Curing accelerator
(c1) TPP-k(트리페닐포스핀, Hokko Chemical)를 사용하였다.(c1) TPP-k (triphenylphosphine, Hokko Chemical) was used.
(c2) 1,4-벤조퀴논(Aldrich)을 사용하였다.(c2) 1,4-benzoquinone (Aldrich) was used.
(D) 무기 충전제 : 평균입경 20㎛의 구상 용융실리카와 평균입경 0.5㎛의 구상 용융실리카의 9:1(중량비) 혼합물을 사용하였다.(D) Inorganic filler: A 9: 1 (weight ratio) mixture of spherical fused silica having an average particle diameter of 20 μm and spherical fused silica having an average particle diameter of 0.5 μm was used.
(E) 전자 차폐 물질(E) Electromagnetic shielding material
(e1) 니켈 80중량%, 철 14중량%, 몰리브덴 5중량%, 마그네슘 0.5중량%, 실리콘 0.5중량%가 혼합된 퍼말로이(permalloy) 합금을 사용하였다. (e1) A permalloy alloy containing 80% by weight of nickel, 14% by weight of iron, 5% by weight of molybdenum, 0.5% by weight of magnesium and 0.5% by weight of silicon was used.
(e2) 니켈 50중량%, 철 44중량%, 몰리브덴 5중량%, 마그네슘 0.5중량%, 실리콘 0.5중량%가 혼합된 퍼말로이(permalloy) 합금을 사용하였다. (e2) A permalloy alloy containing 50% by weight of nickel, 44% by weight of iron, 5% by weight of molybdenum, 0.5% by weight of magnesium and 0.5% by weight of silicon was used.
(e3) 니켈 코팅된 탄소나노튜브(Bioneer社)를 사용하였다.(e3) Nickel-coated carbon nanotubes (Bioneer) were used.
(e4) 철 산화물이 코팅된 탄소나노튜브(Bioneer社)를 사용하였다.(e4) Carbon nanotubes coated with iron oxide (Bioneer) were used.
(e5) 다중벽 탄소 나노튜브(multi well nanotube)인 Ctube-199(CNT社)을 사용하였다. (e5) Ctube-199 (CNT), a multi-well carbon nanotube, was used.
(F) 커플링제(F) Coupling agent
(f1) 머캅토프로필트리메톡시 실란 커플링제인 KBM-803(신에츠)을 사용하였다. (f1) a mercaptopropyltrimethoxysilane coupling agent KBM-803 (Shin-Etsu) was used.
(f2) 메틸트리메톡시 실란 커플링제인 SZ-6070(다우-코닝)을 사용하였다.(f2) SZ-6070 (Dow Corning), a methyltrimethoxysilane coupling agent, was used.
(f3) N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시 실란 커플링제인 KBM-573(신에츠)을 사용하였다. (f3) N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane coupling agent KBM-573 (Shin-Etsu) was used.
(G) 착색제: 탄소 블랙인 MA-600B(미츠비시 화학)를 사용하였다. (G) Colorant: Carbon black MA-600B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used.
제조예Manufacturing example - 에폭시 수지 조성물 - Epoxy resin composition
상기 각 성분들을 하기 [표 1]의 조성(단위: 중량부)에 따라 평량한 후 헨셀 믹서(KSM-22, KEUM SUNG MACHINERY CO.LTD)를 이용하여 상온에서 30분간 균일하게 혼합하였다. 그런 다음, 연속 니이더(kneader)를 이용하여 최대 온도 110℃에서 30분간 용융 혼련한 후, 10~15℃로 냉각 및 분쇄하여 에폭시 수지 조성물 I~VII을 제조하였다. Each of the above components was weighed according to the composition (unit: parts by weight) shown in the following Table 1 and uniformly mixed at room temperature for 30 minutes using a Henschel mixer (KSM-22, KEUM SUNG MACHINERY CO. Then, the mixture was melted and kneaded at a maximum temperature of 110 DEG C for 30 minutes using a continuous kneader, and then cooled and pulverized at 10 to 15 DEG C to prepare epoxy resin compositions I to VII.
실시예Example 1 ~ 5 1-5
반도체 칩이 실장된 회로 기판 상에 에폭시 수지 조성물 I 또는 II를 175℃, 110sec 조건으로 트랜스퍼 성형하여 제1밀봉층을 형성하였다. 그런 다음, 레이저 드릴링(레이저 비아 홀 드릴러, SPD2000U, 韓)이오테크닉스)을 통해 제1밀봉층의 일부를 제거하고, 제1밀봉층 상에 상기 제조예에 의해 제조된 에폭시 수지 조성물 III, IV, V, VI 또는 VII을 175℃, 110sec 조건으로 트랜스퍼 성형하여 제2밀봉층을 형성하여 반도체 패키지를 제조하였다. 각 실시예에서 제1밀봉층 및 제2밀봉층을 형성하기 위해 사용된 에폭시 수지 조성물은 하기 [표 2]에 기재된 바와 같다.The epoxy resin composition I or II was transfer-molded on the circuit board on which the semiconductor chip was mounted at 175 DEG C for 110 seconds to form the first sealing layer. Then, a part of the first sealing layer was removed by laser drilling (Laser via hole driller, SPD2000U, Korea) IO TECHNICS), and the epoxy resin compositions III, IV, V, VI or VII was subjected to transfer molding at 175 DEG C for 110 seconds to form a second sealing layer, thereby manufacturing a semiconductor package. The epoxy resin compositions used for forming the first sealing layer and the second sealing layer in each of the examples are as shown in Table 2 below.
비교예Comparative Example 1~3 1-3
반도체 칩이 실장된 회로 기판 상에 상기 제조예에 의해 제조된 에폭시 수지 조성물 I을 175℃, 110sec 조건으로 트랜스퍼 성형하여 밀봉층을 형성하였다. 그런 다음, 스퍼터링을 통해 상기 밀봉층 상에 금속 박막을 형성하여 반도체 패키지를 제조하였다. 이때, 각 비교예의 금속 박막의 재질 및 두께는 하기 [표 2]에 기재된 바와 같다. The epoxy resin composition I produced by the above production example was transfer-molded on a circuit board on which a semiconductor chip was mounted at 175 DEG C for 110 seconds to form a sealing layer. Then, a metal thin film was formed on the sealing layer through sputtering to manufacture a semiconductor package. At this time, the material and the thickness of the metal thin film of each comparative example are as shown in Table 2 below.
물성 측정 방법How to measure property
상기 실시예 1 ~5 및 비교예 1 ~ 4에 의해 제조된 반도체 패키지의 전자파 차폐율, 접착력, 신뢰성 및 Warpage을 하기와 같은 방법으로 측정하였다. 측정 결과는 하기 [표 3]에 나타내었다.The electromagnetic wave shielding ratio, adhesive strength, reliability and warpage of the semiconductor packages fabricated according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were measured by the following methods. The measurement results are shown in Table 3 below.
(1) 전자파 차폐율(dB): ASTM D4935-10 규격에 따라 30MHz~1.5 GHz에서의 전자파 차폐율을 측정하였다. 측정 시 환경 조건은 온도 23~25℃, 상대습도 57~59%, 대기압 99.7~101.7kPa이였으며, Network Analyzer(E5071B, Agilant), Far field testfixture(B-01-N, W.E. Measurement) 및 Attenuator(272-4210-50, Rohde&Schwarz)를 이용하여 측정한 후 비교하였다.(1) Electromagnetic Shielding Ratio (dB): The electromagnetic shielding ratio at 30 MHz to 1.5 GHz was measured according to ASTM D4935-10. The ambient conditions were 23 ~ 25 ℃, 57 ~ 59% relative humidity and 99.7 ~ 101.7kPa atmospheric pressure. The network analyzer (E5071B, Agilant), Far field testfixture (B-01-N, WE Measurement) and attenuator 272-4210-50, Rohde & Schwarz) and compared.
(2) 접착력: 300×300×0.2(mm) 규격의 니켈-팔라듐을 프리플레이팅한 금속 시험편을 준비하였다. (2) Adhesive force: A metal test piece pre-plated with nickel-palladium of 300 x 300 x 0.2 (mm) was prepared.
상기 금속 시험편 상에 실시예 1~5에서 제1밀봉층 및 제2밀봉층을 형성하는데 사용된 에폭시 수지 조성물을 금형 온도 175℃, 이송압력 1000psi, 이송속도 0.8㎝/sec, 경화시간 120sec의 조건으로 순서대로 2번 성형하여 제1밀봉층 및 제2밀봉층을 형성하여 접착력 시험 시편을 제작하였다. 이때, 상기 제1밀봉층과 제2밀봉층을 합한 전체 밀봉층은 윗면의 지름 3mm, 아랫면의 지름 5mm, 높이 5mm인 원추 형상으로 성형되었으며, 각각의 금속 시험편 상에 3개의 밀봉층이 형성되도록 제작하였다.The epoxy resin composition used for forming the first sealing layer and the second sealing layer in Examples 1 to 5 on the metal test piece was pressed under conditions of a mold temperature of 175 캜, a conveying pressure of 1000 psi, a conveyance speed of 0.8 cm / sec, and a curing time of 120 sec To form a first sealing layer and a second sealing layer to prepare an adhesive force test specimen. At this time, the entire sealing layer including the first sealing layer and the second sealing layer was formed into a conical shape having a diameter of 3 mm on the upper surface, a diameter of 5 mm on the lower surface, and a height of 5 mm, so that three sealing layers were formed on the respective metal test pieces Respectively.
또한, 상기 금속 시험편 상에 에폭시 수지 조성물 I을 금형 온도 175℃, 이송압력 1000psi, 이송속도 0.8㎝/sec, 경화시간 120sec의 조건으로 성형하여 밀봉층을 형성하였다. 이때, 상기 밀봉층은 윗면의 지름 3mm, 아랫면의 지름 5mm, 높이 5mm인 원추 형상으로 성형되었으며, 각각의 금속 시험편 상에 3개의 밀봉층이 형성되도록 제작하였다. 그런 다음, 상기 밀봉층의 상부에 비교예 1 ~ 3에서 사용된 금속 박막을 비교에 1 ~ 3과 동일한 두께로 형성하여 접착력 시험 시편을 제작하였다.The epoxy resin composition I was molded on the metal test piece under conditions of a mold temperature of 175 캜, a conveying pressure of 1000 psi, a conveying speed of 0.8 cm / sec, and a curing time of 120 sec to form a sealing layer. At this time, the sealing layer was formed into a conical shape having a diameter of 3 mm on the upper surface, a diameter of 5 mm on the lower surface, and a height of 5 mm, and three sealing layers were formed on each of the metal test pieces. Then, on the upper side of the sealing layer, the metal thin films used in Comparative Examples 1 to 3 were formed to have the same thicknesses as 1 to 3 in the comparative example, thereby preparing adhesive strength test specimens.
상기와 같이 제작된 접착력 시험 시편을 170~180℃의 Convection oven에 넣어 4시간 동안 후경화시키고, 85℃, 상대습도 65% 조건 하에서 120시간 동안 방치시킨 후, 260℃에서 30초 동안 IR-Reflow를 1회 통과시킨 것을 3회 반복하는 프리컨디션 조건 하에서의 접착력을 측정하였다. 접착력 측정은 동일 구성으로 이루어진 시편 10개를 측정하여 최소, 최대값을 제외한 평균값으로 표시하였다. 측정 설비로는 Dage-4000 (美)Nordson 사)를 이용하였다. The adhesive force test specimen thus prepared was placed in a convection oven at 170 to 180 ° C and post-cured for 4 hours. The specimen was allowed to stand at 85 ° C and 65% relative humidity for 120 hours, and then subjected to IR-Reflow Was repeated three times to measure the adhesive force under the condition of free condition. The adhesive strength was measured with 10 specimens of the same composition, and the average values except the minimum and maximum values were measured. Dage-4000 (Nordson) was used as the measurement equipment.
(3) 신뢰성(%): 실시예 및 비교예에 의해 제조된 반도체 패키지를 130℃, 상대습도 85%인 환경에 168시간 동안 노출시켰다. 그런 다음, 상기 반도체 패키지들을 260℃에서 30초 동안 IR-Reflow를 1회 통과시킨 것을 3회 반복한 다음, 비파괴 검사기인 C-SAM(Scanning Acoustical Microscopy)와 광학 현미경을 통해 관찰하여, 패키지 200개 중 박리(Delamination) 발생된 패키지의 개수를 기록하고, 이 중 박리가 발생된 비율을 나타낸 것이다. (3) Reliability (%): The semiconductor packages manufactured by the examples and the comparative examples were exposed to an environment at 130 캜 and 85% relative humidity for 168 hours. Then, the semiconductor packages were repeatedly subjected to IR-Reflow once for 30 seconds at 260 ° C, and then observed through Scanning Acoustical Microscopy (C-SAM) Delamination The number of packages generated is recorded, and the ratio of the delamination occurred.
(4) Warpage(㎛): Shadow moire(AKRO MATRIX, IPO사)를 이용하여 JESD22-B112 규격에 따라 측정하였다. 시험에 사용된 반도체 패키지의 크기는 18×14mm 였으며, 반도체 칩의 크기는 13×11mm, 두께는 150㎛였다. 이때, 상기 반도체 칩의 두께는 실시예에서 2개의 밀봉층을 포함하는 두께이고, 비교예에서는 밀봉층과 금속 박막을 포함하는 두께이다.(4) Warpage (㎛): Measured according to JESD22-B112 standard using Shadow moire (AKRO MATRIX, IPO). The size of the semiconductor package used in the test was 18 × 14 mm, the size of the semiconductor chip was 13 × 11 mm, and the thickness was 150 μm. At this time, the thickness of the semiconductor chip is the thickness including two sealing layers in the embodiment, and the thickness including the sealing layer and the metal thin film in the comparative example.
(dB)Electromagnetic wave shielding rate
(dB)
(kgf, @30℃)Adhesion
(kgf, @ 30 C)
(%)responsibility
(%)
상기 [표 3]을 통해, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 5는 전자파 차폐율, 접착력, 신뢰성 및 Warpage가 모두 우수한데 반해, 금속 박막이 형성된 비교예 1 ~ 3의 경우 전자파 차폐율, 접착력, 신뢰성 및 Warpage이 모두 떨어짐을 알 수 있다.In Examples 1 to 5 according to the present invention, the electromagnetic wave shielding ratio, adhesive strength, reliability and warpage were all excellent, whereas in Comparative Examples 1 to 3 in which the metal thin film was formed, Reliability and warpage are both falling.
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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are in all respects illustrative and not restrictive.
100 : 리드 프레임 기판
200 : 반도체 칩
300 : 제1밀봉층
400 : 제2밀봉층100: Lead frame substrate
200: semiconductor chip
300: first sealing layer
400: second sealing layer
Claims (13)
상기 리드 프레임 기판 상에 탑재되는 적어도 하나 이상의 반도체 칩;
상기 반도체 칩을 밀봉하는 제1밀봉층; 및
상기 제1밀봉층 상부에 형성되며, 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물에 의해 형성되는 제2밀봉층을 포함하는 반도체 패키지.A lead frame substrate;
At least one semiconductor chip mounted on the lead frame substrate;
A first sealing layer sealing the semiconductor chip; And
And a second sealing layer formed on the first sealing layer and formed by an epoxy resin composition containing an electromagnetic wave shielding material.
상기 전자파 차폐 물질은 금속, 탄소 블랙, 탄소 나노튜브, 탄소 나노와이어, 탄소 나노로드, 탄소 코팅된 금속 및 페라이트 중 적어도 1종을 포함하는 것인 반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the electromagnetic wave shielding material comprises at least one of metal, carbon black, carbon nanotube, carbon nanowire, carbon nanorod, carbon coated metal, and ferrite.
상기 제1밀봉층은 제1에폭시 수지, 제1경화제 및 무기 충전제를 포함하는 제1에폭시 수지 조성물에 의해 형성되는 반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the first sealing layer is formed by a first epoxy resin composition comprising a first epoxy resin, a first curing agent, and an inorganic filler.
상기 제2밀봉층은 제2에폭시 수지, 제2경화제 및 전자파 차폐 물질을 포함하는 제2에폭시 수지 조성물에 의해 형성되는 반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the second sealing layer is formed by a second epoxy resin composition comprising a second epoxy resin, a second curing agent, and an electromagnetic wave shielding material.
상기 전자파 차폐 물질은 제2에폭시 수지 조성물 중 1 내지 60중량%로 포함되는 반도체 패키지.5. The method of claim 4,
Wherein the electromagnetic shielding material is contained in an amount of 1 to 60 wt% of the second epoxy resin composition.
상기 제2에폭시 수지 조성물은 실리카를 더 포함하는 것인 반도체 패키지.5. The method of claim 4,
Wherein the second epoxy resin composition further comprises silica.
상기 제2밀봉층은 상기 제1밀봉층의 상면 및 측면을 감싸는 형태로 형성되는 반도체 패키지.The method according to claim 1,
And the second sealing layer is formed to surround the upper surface and the side surface of the first sealing layer.
상기 반도체 패키지는 30MHz ~ 1.5CGHz 에서의 전자파 차폐율이 20dB 이상인 반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor package has an electromagnetic wave shielding rate of 20 dB or more at 30 MHz to 1.5 CGHz.
상기 반도체 패키지는 JESD22-B112 규격에 따라 -30˚ 및 +260˚ 각도에서 측정한 warpage 값이 100 이하인 반도체 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor package has a warpage value measured at angles of -30 DEG and + 260 DEG in accordance with JESD22-B112 standard of 100 or less.
상기 반도체 칩이 탑재된 리드 프레임 기판 상에 제1밀봉층을 형성하는 단계
상기 리드 프레임 기판의 일부가 노출되도록 제1밀봉층을 선택적으로 제거하는 단계; 및
상기 제1밀봉층 상부에 전자파 차폐 물질을 포함하는 에폭시 수지 조성물을 이용하여 제2밀봉층을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 패키지의 제조 방법.Preparing a lead frame substrate on which a semiconductor chip is mounted;
Forming a first sealing layer on the lead frame substrate on which the semiconductor chip is mounted
Selectively removing the first sealing layer to expose a portion of the lead frame substrate; And
And forming a second sealing layer using an epoxy resin composition containing an electromagnetic wave shielding material on the first sealing layer.
상기 전자파 차폐 물질은 금속, 탄소 블랙, 탄소 나노튜브, 탄소 나노와이어, 탄소 나노로드, 탄소 코팅된 금속 및 페라이트 중 적어도 1종을 포함하는 것인 반도체 패키지의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the electromagnetic wave shielding material comprises at least one of metal, carbon black, carbon nanotube, carbon nanowire, carbon nanorod, carbon coated metal, and ferrite.
상기 제1밀봉층을 선택적으로 제거하는 단계는, 레이저 드릴링 또는 화학적 식각 방법에 의해 수행되는 것인 반도체 패키지의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of selectively removing the first sealing layer is performed by a laser drilling or a chemical etching method.
상기 반도체 패키지를 절단하여 개별 반도체 패키지 소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 패키지의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising cutting the semiconductor package to form discrete semiconductor package elements.
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