KR20190053058A - Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same - Google Patents

Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190053058A
KR20190053058A KR1020170149039A KR20170149039A KR20190053058A KR 20190053058 A KR20190053058 A KR 20190053058A KR 1020170149039 A KR1020170149039 A KR 1020170149039A KR 20170149039 A KR20170149039 A KR 20170149039A KR 20190053058 A KR20190053058 A KR 20190053058A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy resin
weight
resin composition
semiconductor device
aramid
Prior art date
Application number
KR1020170149039A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102112866B1 (en
Inventor
정경학
김소윤
나우철
이동환
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020170149039A priority Critical patent/KR102112866B1/en
Publication of KR20190053058A publication Critical patent/KR20190053058A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102112866B1 publication Critical patent/KR102112866B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • H01L23/295Organic, e.g. plastic containing a filler
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/004Additives being defined by their length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/016Additives defined by their aspect ratio

Landscapes

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

Abstract

An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor device of the present invention is a composition comprising an epoxy resin, a curing agent, and a filler, wherein the filler contains a meta-aramid having an aspect ratio of 10 to 200, and the meta-aramid is contained in the composition in an amount of 0.01 to 1 wt%.

Description

반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자{COMPOSITION FOR ENCAPSULATING SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE ENCAPSULATED BY USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices and a semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition.

본 발명은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device and a semiconductor device sealed by using the same.

반도체 소자를 수분이나 기계적 충격 등의 외부 환경으로부터 보호하기 위한 목적으로 에폭시 수지 조성물로 반도체 소자를 밀봉하는 방법이 상업적으로 행하여지고 있다. 최근에 작고 얇은 디지털 기기들이 보편화되면서, 반도체 소자의 집적도는 나날이 향상되어, 칩의 고적층화, 고밀도화가 이루어지고 있다. A method for sealing a semiconductor element with an epoxy resin composition is commercially performed for the purpose of protecting the semiconductor element from external environmental factors such as moisture and mechanical impact. Recently, as small and thin digital devices become common, the degree of integration of semiconductor devices is improved day by day, and the chip is being stratified and densified.

소형화, 경량화, 고성능화 추세에 따라 반도체 칩이 얇아지고, 고집적화 및/또는 표면 실장화가 증가함에 따라 종래의 에폭시 수지 조성물들로는 해결할 수 없는 문제점이 발생하고 있다.As semiconductor chips become thinner, higher integration and / or surface mounting increases with the trend of miniaturization, weight reduction, and high performance, there is a problem that can not be solved by conventional epoxy resin compositions.

특히, 반도체 소자가 박형화되고 고온에서 방치됨에 따라 휨 현상이 개선되고, 우수한 신뢰성을 갖는 반도체 소자가 요구된다. 휨 현상 발생을 방지하기 위한 기존의 방법들은 흡습 현상이 발생하거나, 고온에서 분해되는 현상으로 인해 신뢰성이 충분하지 못하였다. Particularly, there is a demand for a semiconductor device having a warping phenomenon and excellent reliability as a semiconductor device is made thin and left at a high temperature. Conventional methods for preventing the warping phenomenon are not reliable due to the occurrence of hygroscopic phenomenon or decomposition at high temperature.

따라서, 열팽창 계수를 개선하여 휨 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 흡습 현상을 최소화하여 신뢰성도 우수한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물이 필요하다.Accordingly, there is a need for an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device that not only can prevent a warping phenomenon by improving the thermal expansion coefficient, but also minimizes the hygroscopic phenomenon and thus has high reliability.

본 발명의 목적은 열팽창 계수가 높고, 흡습 현상을 최소화할 수 있는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for sealing a semiconductor element which has a high thermal expansion coefficient and can minimize a hygroscopic phenomenon and a semiconductor element sealed by using the composition.

본 발명의 다른 목적은 휨 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 신뢰성도 개선된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자를 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device with improved reliability as well as preventing a warping phenomenon and a semiconductor element sealed using the epoxy resin composition.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

본 발명의 하나의 관점은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device.

일 구체예에서, 상기 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제, 및 충전제를 포함하는 조성물이고, 상기 충전제는 종횡비가 10 내지 200인 메타 아라미드를 포함하고, 상기 메타 아라미드는 상기 조성물에 0.01 내지 1 중량%로 포함된다.In one embodiment, the epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices is a composition comprising an epoxy resin, a curing agent, and a filler, wherein the filler comprises a meta-aramid having an aspect ratio of 10 to 200, wherein the meta- To 1% by weight.

상기 메타 아라미드는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있고, n은 평균값이 100 내지 1,000일 수 있다.The meta-aramid may include a repeating unit represented by the following formula (1), and n may have an average value of 100 to 1,000.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 메타 아라미드는 중량평균분자량이 50,000 내지 200,000일 수 있다.The meta-aramid may have a weight average molecular weight of 50,000 to 200,000.

상기 메타 아라미드는 평균 직경이 0.1㎛ 내지 5㎛이고, 평균 길이가 50㎛ 내지 150㎛일 수 있다.The meta-aramid may have an average diameter of 0.1 탆 to 5 탆 and an average length of 50 탆 to 150 탆.

상기 에폭시 수지 조성물은, 상기 에폭시 수지 0.5중량% 내지 20중량%, 상기 경화제 0.1중량% 내지 13중량%, 및 상기 충전제 70중량% 내지 98중량%를 포함할 수 있다.The epoxy resin composition may include 0.5 to 20% by weight of the epoxy resin, 0.1 to 13% by weight of the curing agent, and 70 to 98% by weight of the filler.

상기 에폭시 수지 조성물은 경화 촉진제, 커플링제, 이형제 및 착색제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The epoxy resin composition may further include at least one of a curing accelerator, a coupling agent, a release agent, and a colorant.

본 발명의 다른 관점은 반도체 소자에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a semiconductor device.

일 구체예에서, 상기 반도체 소자는 상기 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 밀봉된 것일 수 있다.In one embodiment, the semiconductor element may be sealed using the epoxy resin composition for sealing the semiconductor element.

본 발명은 열팽창 계수가 높고, 흡습 현상을 최소화할 수 있으며, 휨 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 신뢰성도 개선된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자를 제공하는 효과를 갖는다.The present invention provides an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device, which has a high thermal expansion coefficient, can minimize a moisture absorption phenomenon, can prevent a warp phenomenon, and has improved reliability, and an effect of providing a sealed semiconductor element using the epoxy resin composition. .

이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more 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.

또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.Also, in interpreting the constituent elements, even if there is no separate description, it is interpreted as including the error range.

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'.

본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제, 및 충전제를 포함하는 조성물이고, 상기 충전제는 종횡비가 10 내지 200인 메타 아라미드를 포함하고, 상기 메타 아라미드는 상기 조성물에 0.01 내지 1 중량%로 포함된다.The epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices according to one embodiment of the present invention is a composition comprising an epoxy resin, a curing agent, and a filler, wherein the filler comprises a meta-aramid having an aspect ratio of 10 to 200, By weight to 0.01% by weight to 1% by weight.

이하, 본 발명의 에폭시 수지 조성물의 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component of the epoxy resin composition of the present invention will be described in detail.

에폭시 수지Epoxy resin

반도체 소자 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 에폭시 수지라면 특별히 제한되지 않는다. 구체예에서 에폭시 수지는 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 에폭시 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. 보다 구체적으로는, 상기 에폭시 수지는 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.And is not particularly limited as long as it is an epoxy resin generally used for sealing semiconductor devices. In an embodiment, the epoxy resin may be an epoxy compound containing two or more epoxy groups in the molecule. Examples of the epoxy resin include an epoxy resin obtained by epoxidizing a condensate of phenol or alkyl phenol and hydroxybenzaldehyde, a phenol novolak type epoxy resin, a cresol novolak type epoxy resin, a multifunctional epoxy resin, a 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. . More specifically, the epoxy resin may be a phenol aralkyl type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin or a mixture thereof.

상기 페놀아랄킬형 에폭시 수지는, 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시되는 바이페닐(biphenyl) 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 에폭시 수지일 수 있다. The phenol aralkyl type epoxy resin may be, for example, a phenol aralkyl type epoxy resin having a novolak structure including a biphenyl derivative represented by the following formula (2).

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2에서, b의 평균값은 1 내지 7이다.In Formula 2, the average value of b is 1 to 7.

상기 바이페닐형 에폭시 수지는, 예를 들면, 하기 화학식 3으로 표시되는 바이페닐형 에폭시 수지일 수 있다.The biphenyl type epoxy resin may be, for example, a biphenyl type epoxy resin represented by the following formula (3).

[화학식 3](3)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 3에서, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14 및 R15는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 알킬기이며, c의 평균값은 0 내지 7이다.In formula (3), R 8 , 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.

구체예에서, 상기 에폭시 수지는 바이페닐형 에폭시 수지 및 페놀아랄킬형 에폭시 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체예에서, 상기 에폭시 수지는 바이페닐형 에폭시 수지 및 페놀아랄킬형 에폭시 수지를 0.5:1 내지 2:1의 중량비로 포함할 수 있다. 이 경우 메타 아라미드와 함께 사용되어 반도체 소자의 신뢰성을 개선시킬 수 있다.In an embodiment, the epoxy resin may include at least one of a biphenyl type epoxy resin and a phenol aralkyl type epoxy resin. In an embodiment, the epoxy resin may include a biphenyl type epoxy resin and a phenol aralkyl type epoxy resin in a weight ratio of 0.5: 1 to 2: 1. In this case, it can be used together with the meta-aramid to improve the reliability of the semiconductor device.

상기 에폭시 수지는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.5 내지 20 중량%, 구체적으로 3 내지 15 중량%, 더욱 구체적으로 3 내지 12 중량%일 수 있다.The epoxy resin may be used in an amount of 0.5 to 20% by weight, specifically 3 to 15% by weight, more preferably 3 to 12% by weight, based on the epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices.

경화제Hardener

상기 경화제로는 반도체 소자 밀봉용으로 일반적으로 사용되는 경화제들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 2개 이상의 반응기를 가진 경화제가 사용될 수 있다.As the curing agent, curing agents generally used for sealing semiconductor devices may be used without limitation, for example, a curing agent having two or more reactors may be used.

구체적으로는, 상기 경화제로는, 페놀아랄킬형 페놀 수지, 페놀노볼락형 페놀 수지, 자일록(xylok)형 페놀 수지, 크레졸 노볼락형 페놀 수지, 나프톨형 페놀 수지, 테르펜형 페놀 수지, 다관능형 페놀 수지, 디시클로펜타디엔계 페놀 수지, 비스페놀 A와 레졸로부터 합성된 노볼락형 페놀 수지, 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. Specific examples of the curing agent include phenol aralkyl type phenol resin, phenol novolak type phenol resin, xylok type phenol resin, cresol novolak type phenol resin, naphthol type phenol resin, terpene type phenol resin, Phenolic resin, dicyclopentadiene-based phenol resin, novolak-type phenol resin synthesized from bisphenol A and resole, polyhydric phenol compound including tris (hydroxyphenyl) methane, dihydroxybiphenyl, maleic anhydride and phthalic anhydride, , Aromatic amines such as methanophenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone, but are not limited thereto.

예를 들어, 상기 경화제는 자일록형 페놀 수지 및 페놀아랄킬형 페놀 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. For example, the curing agent may include at least one of a xylyl type phenol resin and a phenol aralkyl type phenol resin.

상기 페놀아랄킬형 페놀 수지는 예를 들면, 하기 화학식 4로 표시되는 분자 중에 바이페닐 유도체를 포함하는 노볼락 구조의 페놀아랄킬형 페놀 수지일 수 있다. The phenol aralkyl type phenol resin may be, for example, a phenol aralkyl type phenol resin having a novolak structure including a biphenyl derivative in a molecule represented by the following general formula (4).

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

(상기 화학식 4에서, e의 평균값은 1 내지 7이다).(In the formula (4), the average value of e is 1 to 7).

상기 화학식 4로 표시되는 페놀아랄킬형 페놀 수지는 에폭시 수지와 반응하여 탄소층(char)을 형성하여 주변의 열 및 산소의 전달을 차단함으로써 난연성을 달성하게 된다.The phenol aralkyl type phenol resin represented by the above formula (4) reacts with an epoxy resin to form a carbon layer (char) to block the transfer of heat and oxygen to the surrounding, thereby achieving flame retardancy.

또한, 상기 자일록형 페놀 수지는, 예를 들면, 하기 화학식 5로 표시되는 자일록(xylok)형 페놀 수지일 수 있다.The xylo-type phenol resin may be, for example, a xylok-type phenol resin represented by the following general formula (5).

[화학식 5]  [Chemical Formula 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

(상기 화학식 5에서, f의 평균값은 0 내지 7이다)(In Formula 5, the average value of f is 0 to 7)

상기 화학식 5로 표시되는 자일록형 페놀 수지는 수지 조성물의 유동성 및 신뢰성을 개선시킬 수 있다.The xylock type phenol resin represented by the above formula (5) can improve the fluidity and reliability of the resin composition.

구체예에서, 상기 경화제는 페놀아랄킬형 페놀 수지 및 자일록형 페놀 수지를 0.5:1 내지 2:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 중량비 범위에서, 메타아라미드를 함께 적용하는 경우 열팽창 계수를 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.In an embodiment, the curing agent may be a mixture of a phenol aralkyl type phenol resin and a xylock type phenol resin in a weight ratio of 0.5: 1 to 2: 1. In the above weight ratio range, when the meta-aramid is applied together, the thermal expansion coefficient can be further increased.

이들 경화제는 단독 혹은 병용하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 경화제에 에폭시 수지, 경화 촉진제, 이형제, 커플링제, 및 응력 완화제 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. Further, it can be used as an additional compound prepared by subjecting the above curing agent to a linear reaction such as an epoxy resin, a curing accelerator, a releasing agent, a coupling agent, a stress relieving agent and the like and a melt master batch.

상기 경화제는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 13 중량%, 구체적으로 0.1 내지 10 중량%, 더욱 구체적으로 0.1 내지 8 중량% 의 함량으로 포함될 수 있다. The curing agent may be contained in an amount of 0.1 to 13% by weight, specifically 0.1 to 10% by weight, more specifically 0.1 to 8% by weight in the epoxy resin composition for sealing a semiconductor device.

상기 에폭시 수지와 경화제와의 배합비는 패키지에서의 기계적 성질 및 내습 신뢰성의 요구에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 경화제에 대한 에폭시 수지의 화학 당량비가 0.95 내지 3 정도일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 2 정도, 더욱 구체적으로 1 내지 1.75 정도일 수 있다. 에폭시 수지와 경화제의 배합비가 상기의 범위를 만족할 경우, 에폭시 수지 조성물 경화 후에 우수한 강도를 구현할 수 있다.The mixing ratio of the epoxy resin and the curing agent can be adjusted in accordance with the requirements of mechanical properties and moisture resistance reliability in the package. For example, the chemical equivalent ratio of the epoxy resin to the curing agent may be about 0.95 to about 3, specifically about 1 to about 2, more specifically about 1 to about 1.75. When the compounding ratio of the epoxy resin and the curing agent is in the above range, excellent strength can be realized after curing the epoxy resin composition.

충전제Filler

충전제는 에폭시 수지 조성물의 기계적 물성을 향상시키고, 저응력화를 달성하기 위한 것이다.The filler is intended to improve the mechanical properties of the epoxy resin composition and achieve low stress.

본 발명은 충전제로 종횡비가 10 내지 200인 메타 아라미드를 포함한다. 종횡비가 10 내지 200인 메타 아라미드를 포함하는 에폭시 수지 조성물은 경화 후 열팽창 계수가 높고, 흡습 현상이 최소화될 수 있다. 이로써, 반도체 소자의 휨 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 신뢰성도 우수한 장점이 있다. 여기서 종횡비는 메타 아라미드의 직경에 대한 길이의 비를 의미한다.The present invention includes a meta-aramid having an aspect ratio of 10 to 200 as a filler. An epoxy resin composition comprising a meta-aramid having an aspect ratio of 10 to 200 has a high thermal expansion coefficient after curing and can minimize the hygroscopic phenomenon. Thereby, there is an advantage that not only the warping phenomenon of the semiconductor element can be prevented, but also the reliability is excellent. Where the aspect ratio means the ratio of the length to the diameter of the meta-aramid.

상기 메타 아라미드의 종횡비가 10 미만인 경우에는 fiber 네트워크 형성율이 낮아지는 문제가 있거나, 스트레스를 해소하는 효과가 충분하지 못하고, 종횡비가 200을 초과하는 경우에는 유동을 저하시키는 단점이 있다. 또한, 파라 아라미드는 본 발명의 메타 아라미드에 비해 내열성이 낮아 고온에서 분해되거나, 고온 신뢰성 개선의 효과가 떨어지는 문제가 있다.When the aspect ratio of the meta-aramid is less than 10, there is a problem that the fiber network formation rate is lowered or the effect of relieving stress is insufficient, and when the aspect ratio exceeds 200, the flow is lowered. In addition, the para-aramid has a lower heat resistance than the meta-aramid of the present invention, and thus has a problem of decomposition at high temperatures or inferiority of high-temperature reliability improvement.

상기 메타 아라미드는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있고, n의 평균값은 100 내지 1,000, 구체적으로 200 내지 850일 수 있다. 상기 범위에서, 메타 아라미드는 에폭시 수지 조성물 내에 균일하게 분산될 수 있다.The meta-aramid may have a repeating unit represented by the following formula (1), and the average value of n may be 100 to 1,000, specifically 200 to 850. Within this range, the meta-aramid can be uniformly dispersed in the epoxy resin composition.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 메타 아라미드는 중량평균분자량이 50,000 내지 200,000일 수 있다. 상기 범위에서, 메타 아라미드는 에폭시 수지 조성물 내에 다른 성분과의 상용성이 우수하다.The meta-aramid may have a weight average molecular weight of 50,000 to 200,000. Within this range, the meta-aramid is excellent in compatibility with other components in the epoxy resin composition.

상기 메타 아라미드는 평균 직경이 0.1㎛ 내지 5㎛이고, 평균 길이가 50㎛ 내지 150㎛일 수 있다. 상기 직경 및 길이 범위에서, 열팽창 계수 개선 및 흡습 현상 방지의 효과가 있다.The meta-aramid may have an average diameter of 0.1 탆 to 5 탆 and an average length of 50 탆 to 150 탆. There is an effect of improving the thermal expansion coefficient and preventing the hygroscopic phenomenon in the diameter and length range.

상기 메타 아라미드는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 중 0.01 내지 1 중량%, 구체적으로 0.1 내지 1 중량%로 포함된다. 상기 에폭시 수지 조성물이 메타 아라미드를 1 중량% 초과로 포함하는 경우, 에폭시 수지 조성물의 유동 물성이 저하되는 단점이 있다.The meta-aramid is contained in an amount of 0.01 to 1% by weight, specifically 0.1 to 1% by weight in the epoxy resin composition for sealing a semiconductor device. When the epoxy resin composition contains more than 1% by weight of meta-aramid, the flow property of the epoxy resin composition is deteriorated.

또한, 충전제로, 반도체 밀봉재에 사용되는 일반적인 충전제들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 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.Also, as fillers, they may include common fillers used in semiconductor encapsulants. Examples of the filler include fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, have. These may be used alone or in combination.

상기 충전제로는 저응력화를 위해서 선팽창계수가 낮은 용융실리카를 사용할 수 있다. 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 구상 용융실리카를 50 중량% 내지 99 중량%, 평균입경 0.001 내지 1㎛의 구상 용융실리카를 1 중량% 내지 50 중량%를 포함한 용융실리카 혼합물을 전체 충전제에 대하여 40 중량% 내지 99.9 중량%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 카본이 실리카 표면에 이물질로서 포함되는 경우가 있으므로 극성 이물질의 혼입이 적은 물질을 선택하는 것도 중요하다.As the filler, fused silica having a low linear expansion coefficient may be 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 spherical fused silica having an average particle diameter of 5 to 30 탆 is contained in an amount of 50 to 99% by weight, the spherical fused silica having an average particle diameter of 0.001 to 1 탆 is contained in an amount of 1 to 50% To 40% by weight to 99.9% 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. Since the spherical fused silica may contain conductive carbon as a foreign substance on the surface of the silica, it is also important to select a substance having a small amount of polar foreign substances.

충전제의 사용량은 성형성, 저응력성, 및 고온강도 등의 요구 물성에 따라 다르다. 구체예에서는 충전제는 에폭시 수지 조성물 중 70 중량% 내지 98 중량%, 구체적으로 70 중량% 내지 93 중량%, 더욱 구체적으로 70 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 유동성, 및 신뢰성을 확보하는 효과가 있을 수 있다.The amount of the filler to be used varies depending on required properties such as moldability, low stress and high temperature strength. In embodiments, the filler may be included in the epoxy resin composition in an amount of 70 wt% to 98 wt%, specifically 70 wt% to 93 wt%, more specifically 70 wt% to 90 wt%. Within this range, there can be obtained an effect of ensuring the fluidity and reliability of the composition.

구체예에서, 상기 에폭시 수지 조성물은, 상기 에폭시 수지 0.5 중량% 내지 20 중량%, 상기 경화제 0.1 중량% 내지 13 중량%, 및 상기 충전제 70 중량% 내지 98 중량%를 포함할 수 있다.In an embodiment, the epoxy resin composition may include 0.5 to 20% by weight of the epoxy resin, 0.1 to 13% by weight of the curing agent, and 70 to 98% by weight of the filler.

한편, 상기 성분들 이외에 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 경화 촉진제, 커플링제, 이형제 및 착색제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.In addition to the above components, the epoxy resin composition according to the present invention may further include at least one of a curing accelerator, a coupling agent, a release agent, and a colorant.

경화 촉진제Hardening accelerator

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 중량% 내지 2 중량% 정도일 수 있으며, 구체적으로 0.02 중량% 내지 1.5 중량% 정도, 더욱 구체적으로 0.05 중량% 내지 1 중량% 정도일 수 있다. 상기의 범위에서 에폭시 수지 조성물의 경화를 촉진하고 또한, 경화도도 좋은 장점이 있다.In the present invention, the amount of the curing accelerator to be used may be about 0.01 to about 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.

커플링제Coupling agent

상기 커플링제는 에폭시 수지와 충전제 사이에서 반응하여 계면 강도를 향상시키기 위한 것으로, 예를 들면, 실란 커플링제일 수 있다. 상기 실란 커플링제는 에폭시 수지와 충전제 사이에서 반응하여, 에폭시 수지와 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 is for improving the interface strength by reacting between the epoxy resin and the filler, and may be, for example, a silane coupling agent. The silane coupling agent is not particularly limited as long as it reacts between the epoxy resin and the filler to improve the interface strength between the epoxy resin and the 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 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 5 중량% 정도, 구체적으로 0.05 중량% 내지 3 중량% 정도, 더욱 구체적으로 0.1 중량% 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 wt% to 5 wt%, specifically about 0.05 wt% to 3 wt%, and more specifically about 0.1 wt% to 2 wt%, based on the total weight of the epoxy resin composition. The strength of the epoxy resin composition cured product is improved in the above range.

이형제Release agent

상기 이형제로는 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 천연 지방산 및 천연 지방산 금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. As the release agent, at least one selected from the group consisting of paraffin wax, ester wax, higher fatty acid, higher fatty acid metal salt, natural fatty acid and natural fatty acid metal salt can be used.

상기 이형제는 에폭시 수지 조성물 중 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.The releasing agent may be contained in an amount of 0.1 to 1% by weight in the epoxy resin composition.

착색제coloring agent

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 카본블랙, 티탄블랙, 블랙 염료(Nubian black), 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 include one or more of carbon black, titanium black, Nubian black, titanium nitride, dicopper hydroxide phosphate, iron oxide, mica.

상기 착색제는 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대해 0.01중량% 내지 5 중량% 정도, 구체적으로 0.05중량% 내지 3 중량% 정도, 더욱 구체적으로 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, specifically about 0.05% by weight to 3% by weight, and more specifically about 0.1% by weight to 2% by weight based on the total weight of the epoxy resin composition.

이외에도, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 변성 실리콘 오일, 실리콘 파우더, 및 실리콘 레진 등의 응력 완화제; Tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane 등의 산화방지제 등을 필요에 따라 추가로 함유할 수 있다.In addition, the epoxy resin composition of the present invention may contain a stress-relieving agent such as a modified silicone oil, a silicone powder, and a silicone resin to the extent that the object of the present invention is not impaired; And an antioxidant such as tetrakis [methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane.

상기 에폭시 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 epoxy resin composition is prepared by uniformly mixing the above components uniformly at a predetermined mixing ratio using a Hensel mixer or Lodige mixer and then kneading the mixture in a roll mill or a kneader, , Followed by cooling and pulverization to obtain a final powder product.

본 발명의 에폭시 수지 조성물은 반도체 소자에 유용하게 적용될 수 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), 압축 성형 등의 방법으로도 성형이 가능하다. The epoxy resin composition of the present invention can be usefully applied to semiconductor devices. As a method of sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition obtained in the present invention, a low pressure transfer molding method can be generally used. However, molding can also be performed by injection molding, casting, compression molding or the like.

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.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

실시예Example

하기 실시예에서 사용된 각 성분들의 사양은 하기와 같다.The specifications of each component used in the following examples are as follows.

(A) 에폭시 수지(A) an epoxy resin

(a1) 바이페닐형 에폭시 수지: Japan Epoxy Resin에서 제조된 YX-4000H 제품(에폭시 당량 196)을 사용하였다.(a1) Biphenyl type epoxy resin: YX-4000H product (epoxy equivalent 196) manufactured by Japan Epoxy Resin was used.

(a2) 페놀아랄킬형 에폭시 수지: Nippon Kayaku에서 제조된 NC-3000 제품(에폭시 당량 270)을 사용하였다.(a2) phenol aralkyl type epoxy resin: NC-3000 product (epoxy equivalent weight 270) manufactured by Nippon Kayaku was used.

(B) 경화제(B) Curing agent

(b1) 페놀아랄킬형 페놀 수지: Meiwa에서 제조된 MEH-7851-SS 제품(수산기 당량 203)을 사용하였다.(b1) Phenol aralkyl type phenol resin: MEH-7851-SS product (hydroxyl equivalent 203) prepared in Meiwa was used.

(b2) 자일록형 페놀 수지: 코오롱에서 제조된 KPH-F3065 제품(수산기 당량 203)을 사용하였다.(b2) Xylock type phenol resin: KPH-F3065 manufactured by Kolon (hydroxyl equivalent 203) was used.

(C) 충전제(C) filler

(c1) 메타 아라미드: 도레이케미칼社에서 제조된 ARAWIN 제품(평균 직경 2㎛, 평균 길이 120㎛, 종횡비 60, 중량평균분자량 80,000)을 사용하였다.(c1) Meta-aramid: An ARAWIN product (average diameter 2 m, average length 120 m, aspect ratio 60, weight average molecular weight 80,000) manufactured by Toray Chemical Co., Ltd. was used.

(c2) Momnetive社의 siloxane particles tospearl 2000b 평균직경 7㎛ 구상 파우더(c2) siloxane particles tospearl 2000b of Momnetive Co., Ltd. spherical powder having an average diameter of 7 mu m

(c3) 평균입경 18㎛의 구상 용융실리카와 평균입경 0.5㎛의 구상 용융실리카의 9:1(중량비) 혼합물(c3) 9: 1 (by weight) mixture of spherical fused silica having an average particle diameter of 18 탆 and spherical fused silica having an average particle diameter of 0.5 탆

(D) 경화촉진제: 시코쿠 케미칼에서 제조된 2-페닐-4-메틸 이미다졸(2P4MHZ)을 사용하였다.(D) Curing accelerator: 2-phenyl-4-methylimidazole (2P4MHZ) manufactured by Shikoku Chemicals was used.

(E) 커플링제: CHISSO에서 제조된 에폭시 실란(A-187) 을 사용하였다.(E) Coupling agent: Epoxysilane (A-187) manufactured by CHISSO was used.

(F) 착색제 (F) Colorant

(f1) 카본블랙: Mitsubishi Chemical에서 제조된 MA-600B 제품을 사용하였다.(f1) Carbon black: MA-600B manufactured by Mitsubishi Chemical was used.

(f2) 블랙 염료: Orient Chemical에서 제조된 Nubian Black TH-807 제품(pH 7.0)을 사용하였다.(f2) Black dye: Nubian Black TH-807 manufactured by Orient Chemical (pH 7.0) was used.

(G) 이형제: 카르나우바 왁스를 사용하였다.(G) Release agent: Carnauba wax was used.

실시예Example 1 내지 4 및  1 to 4 and 비교예Comparative Example 1 내지 2 1 to 2

상기 각 성분들을 하기 표 1의 조성에 따라 각 성분들을 평량한 후 헨셀 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하여 분말 상태의 1차 조성물을 제조하였다. 이후 연속 니이더를 이용하여 120 ℃에서 30분간 용융 혼련 후, 10~15 ℃로 냉각하고 분쇄하여 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.Each of the above components was weighed according to the composition shown in the following Table 1, and then uniformly mixed using a Henschel mixer to prepare a powdery primary composition. Thereafter, the mixture was melt kneaded at 120 DEG C for 30 minutes using a continuous kneader, cooled to 10 to 15 DEG C and pulverized to prepare an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices.

(단위:
중량%)
(unit:
weight%)
실시예Example 비교예Comparative Example
1One 22 33 44 1One 22 (A)(A) (a1)(a1) 1.791.79 1.791.79 1.791.79 1.791.79 1.791.79 1.791.79 (a2)(a2) 1.801.80 1.801.80 1.801.80 1.801.80 1.801.80 1.801.80 (B)(B) (b1)(b1) 0.970.97 0.970.97 0.970.97 0.970.97 0.970.97 0.970.97 (b2)(b2) 0.970.97 0.970.97 0.970.97 0.970.97 0.970.97 0.970.97 (C)(C) (c1)(c1) 0.010.01 0.10.1 0.50.5 1One -- -- (c2)(c2) -- -- -- -- -- 0.50.5 (c3)(c3) 92.9992.99 92.992.9 92.592.5 92.092.0 93.093.0 92.592.5 (D)(D) 0.070.07 0.070.07 0.070.07 0.070.07 0.070.07 0.070.07 (E)(E) 0.400.40 0.400.40 0.400.40 0.400.40 0.400.40 0.400.40 (F)(F) (f1)(f1) 0.200.20 0.200.20 0.200.20 0.200.20 0.200.20 0.200.20 (f2)(f2) 0.100.10 0.100.10 0.100.10 0.100.10 0.100.10 0.100.10 (G)(G) 0.700.70 0.700.70 0.700.70 0.700.70 0.700.70 0.700.70 합계Sum 100100 100100 100100 100100 100100 100100

상기 제조된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 대하여 하기의 방법으로 물성 평가를 하여 하기 표 2에 나타내었다.The epoxy resin composition for sealing semiconductor devices prepared above was evaluated for physical properties by the following methods, and the results are shown in Table 2 below.

물성 평가방법Property evaluation method

(1) 스파이럴 플로우(inch): 저압 트랜스퍼 성형기를 사용하여, EMMI-1-66에 준한 스파이럴 플로우 측정용 금형에 금형 온도 175℃, 70kgf/cm2, 주입 압력 9MPa, 및 경화 시간 90초의 조건으로 에폭시 수지 조성물을 주입하고, 유동 길이를 측정하였다. 측정값이 높을수록 유동성이 우수한 것이다.(1) Spiral flow (inch): A mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66 was molded using a low pressure transfer molding machine under the conditions of a mold temperature of 175 캜, 70 kgf / cm 2 , an injection pressure of 9 MPa and a curing time of 90 seconds The epoxy resin composition was injected and the flow length was measured. The higher the measured value, the better the fluidity.

(2) 열팽창계수 (α1, ㎛/m·℃): ASTM D696에 따라 평가하였다.(2) Coefficient of thermal expansion (? 1, 占 퐉 / m 占 폚): Evaluated according to ASTM D696.

(3) 흡습률(wt%): ASTM D792에 따라 표준시편을 만든 후 175℃에서 4 시간 동안 오븐(Oven, JEIO TECH社 제조)에서 후경화시킨 시편으로 PCT (Pressure Cooker Tester)를 이용하여 121 ℃, 2기압, 100% RH에서 24시간 방치한 후, 25 ℃에서 흡습 전후의 흡습량을 통하여 흡습률을 측정하였다. (3) Moisture absorptivity (wt%): A standard specimen was prepared in accordance with ASTM D792 and then post-cured in an oven (Oven, JEIO TECH) at 175 ° C for 4 hours using PCT (Pressure Cooker Tester) Humidity, 100% RH for 24 hours, and the moisture absorption rate was measured at 25 deg. C through the moisture absorption amount before and after moisture absorption.

(4) 신뢰성: PCB에 더미 칩을 에폭시 수지 조성물로 175℃에서 성형하여 시편을 얻었다. 얻은 시편을 175℃에서 4시간 동안 후경화(PMC: post molding cure)시켰다. 이후, PCT(Pressure cooker test) 조건인 121℃, 100 RH%, 2atm에서 6시간 방치한 후에 하기 개별 조건에 따라 IR reflow를 진행하였다. 총 5가지 조건별로 IR reflow 과정까지 완료된 시편을 초음파 분석 SAT(Scanning Acoustic Tomography) 설비를 활용하여 박리 여부를 이미지로 확인하였다. 박리 발생 최저 온도(각 조건별 IR reflow Max 온도)로 신뢰도를 평가하였다.(4) Reliability: A dummy chip was molded in an epoxy resin composition at 175 ° C on a PCB to obtain a specimen. The obtained specimens were post-cured (PMC) at 175 ° C for 4 hours. Thereafter, IR reflow was carried out according to the following individual conditions after standing for 6 hours at 121 ° C, 100% RH and 2 atm under PCT (pressure cooker test) conditions. After the IR reflow process was completed for all five conditions, the specimens were examined for image peeling using an ultrasonic analysis SAT (Scanning Acoustic Tomography) facility. The reliability was evaluated by the lowest temperature at which peeling occurred (IR reflow Max temperature for each condition).

조건 0 : 270 ~ 275℃ , Max 270℃Condition 0: 270 to 275 ° C, Max 270 ° C 조건 1 : 275 ~ 280℃ , Max 275℃Condition 1: 275 to 280 ° C, Max 275 ° C 조건 2 : 280 ~ 285℃ , Max 278℃Condition 2: 280 to 285 DEG C, Max 278 DEG C 조건 3 : 285 ~ 290℃ , Max 293℃Condition 3: 285 to 290 ° C, Max 293 ° C 조건 4 : 290 ~ 295℃ , Max 298℃Condition 4: 290 to 295 DEG C, Max 298 DEG C

실시예Example 비교예Comparative Example 1One 22 33 44 1One 22 스파이럴 플로우(inch)Spiral flow (inch) 4545 4444 4141 3636 4545 4040 열팽창계수
(α1, ㎛/m·℃)
Coefficient of thermal expansion
(? 1, 占 퐉 / m 占 폚)
1313 1414 1616 1717 1212 1414
흡습률(wt%)Moisture absorption rate (wt%) 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.450.45 신뢰성responsibility 278℃278 ° C 278℃278 ° C 298℃298 ° C 293℃293 ° C 270℃270 ℃ 275℃275 ° C

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 특정 종횡비를 갖는 메타 아라미드를 포함하는 실시예는 열팽창계수가 높고, 흡습률이 낮으며, 휨 현상을 방지하고 신뢰성이 높은 것을 알 수 있다. 반면에 본 발명의 메타 아라미드를 포함하지 않는 비교예 1은 열팽창계수 및 신뢰도가 낮고, 메타 아라미드 대신 실리콘 소재의 유기필러를 적용한 비교예 2는 흡습률이 높고 신뢰성이 낮은 문제가 있다. As shown in Table 3, it can be seen that the embodiment including the meta-aramid having a specific aspect ratio of the present invention has a high thermal expansion coefficient, low moisture absorption rate, prevents warping, and high reliability. On the other hand, Comparative Example 1, which does not include the meta-aramid of the present invention, has a low coefficient of thermal expansion and reliability, and Comparative Example 2 in which an organic filler of silicone material is used instead of meta-aramid has a high hygroscopicity and low reliability.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

Claims (6)

에폭시 수지, 경화제, 및 충전제를 포함하는 조성물이고,
상기 충전제는 종횡비가 10 내지 200인 메타 아라미드를 포함하고,
상기 메타 아라미드는 상기 조성물에 0.01 내지 1 중량%로 포함되는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
An epoxy resin, a curing agent, and a filler,
Wherein the filler comprises a meta-aramid having an aspect ratio of 10 to 200,
Wherein the meta-aramid is contained in the composition in an amount of 0.01 to 1% by weight.
제1항에 있어서, 상기 메타 아라미드는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하고, n의 평균값은 100 내지 1,000인 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00007
.
The epoxy resin composition for sealing a semiconductor device according to claim 1, wherein the meta-aramid comprises a repeating unit represented by the following formula (1) and an average value of n is 100 to 1,000:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00007
.
제1항에 있어서,
상기 메타 아라미드는 평균 직경이 0.1㎛ 내지 5㎛이고, 평균 길이가 50㎛ 내지 150㎛인 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the meta-aramid has an average diameter of 0.1 to 5 占 퐉 and an average length of 50 to 150 占 퐉.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지 조성물은,
상기 에폭시 수지 0.5중량% 내지 20중량%,
상기 경화제 0.1중량% 내지 13중량%, 및
상기 충전제 70중량% 내지 98중량%를 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
The epoxy resin composition according to claim 1,
0.5 to 20% by weight of the epoxy resin,
0.1% to 13% by weight of the curing agent, and
And 70% by weight to 98% by weight of the filler.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지 조성물은 경화 촉진제, 커플링제, 이형제 및 착색제 중 하나 이상을 더 포함하는 것인 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.
The epoxy resin composition for sealing a semiconductor device according to claim 1, wherein the epoxy resin composition further comprises at least one of a curing accelerator, a coupling agent, a releasing agent and a colorant.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 밀봉된 반도체 소자.

A semiconductor device encapsulated with an epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices according to any one of claims 1 to 5.

KR1020170149039A 2017-11-09 2017-11-09 Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same KR102112866B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170149039A KR102112866B1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170149039A KR102112866B1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190053058A true KR20190053058A (en) 2019-05-17
KR102112866B1 KR102112866B1 (en) 2020-05-19

Family

ID=66678098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170149039A KR102112866B1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102112866B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011226034A (en) * 2010-04-22 2011-11-10 Teijin Techno Products Ltd Meta-type wholly aromatic polyamide short fiber
KR20150008108A (en) * 2012-04-16 2015-01-21 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 Epoxy resin composition and cured product

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011226034A (en) * 2010-04-22 2011-11-10 Teijin Techno Products Ltd Meta-type wholly aromatic polyamide short fiber
KR20150008108A (en) * 2012-04-16 2015-01-21 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 Epoxy resin composition and cured product

Also Published As

Publication number Publication date
KR102112866B1 (en) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101362887B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR101955754B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR102146996B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR20200013385A (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR101908179B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR102665491B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR100882533B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device using the same
KR102137549B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR102146995B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR101266535B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device using the same
KR101469265B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device, and semiconductor apparatus using the same
KR102112866B1 (en) Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR101758448B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR20190081995A (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR101669338B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR102146994B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR101234846B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device using the same
KR102137553B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR101871574B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semicomductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR101922288B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semicomductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR101861914B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated using the same
KR101669341B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR101748024B1 (en) Composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device encapsulated by using the same
KR101202042B1 (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device using the same
KR20180078838A (en) Epoxy resin composition for encapsulating semicomductor device and semiconductor device encapsulated using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant