KR20210098591A - 반도체 패키지용 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 금속박 적층판, 다층인쇄회로기판 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 특정 작용기를 포함한 아민 화합물 및 페놀 수지를 경화제로 포함하는 반도체 패키지용 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 금속박 적층판, 다층인쇄회로기판 및 반도체 장치에 관한 것이다.

Description

반도체 패키지용 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 금속박 적층판, 다층인쇄회로기판 및 반도체 장치{RESIN COMPOSITION FOR SEMICONDUCTOR PACKAGE, PREPREG AND METAL CLAD LAMINATE, MULTILAYERED PRINTED CIRCUIT BOARD, AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 내크랙성 및 저장탄성률 등의 기계적 물성을 유지하면서, 디스미어 내성이 향상된 반도체 패키지용 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 금속박 적층판, 다층인쇄회로기판 및 반도체 장치에 관한 것이다.
종래의 인쇄회로기판에 사용되는 동박적층판(copper clad laminate)은 유리 섬유(Glass Fabric)의 기재를 상기 열경화성 수지의 바니시에 함침한 후 반경화시키면 프리프레그가 되고, 이를 다시 동박과 함께 가열 가압하여 제조한다. 이러한 금속박 적층판에 회로 패턴을 구성하고 이 위에 빌드업(build-up)을 하는 용도로 프리프레그가 다시 사용되게 된다.
프리프레그를 이용한 인쇄 회로기판 제조 공정에 있어, 전기적 신호를 위하여 CO2 레이저 등을 이용한 홀 형성 작업이 필수 적으로 수반된다. 이 때 홀 형성 작업시 고열에 의하여 수지들이 녹아 내려 내부층과 홀을 덮는 찌꺼기인 스미어가 발생하게 되는데, 스미어가 발생하는 경우 수분 흡습, 전기 접속의 불량 등의 문제가 발생한다. 이에, 스미어를 제거하기 위해서 바닥에 녹아 내린 수지를 강알칼리성 수용액 또는 플라즈마 등으로 처리하여 스미어(smear)를 제거하는 디스미어 공정이 추가적으로 실시된다.
종래 반도체 패키지용 수지 조성물의 경우, 디스미어 내성이 약해 홀의 사이즈가 커지거나 편심 불량이 발생하는 듯 인쇄회로기판의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 내크랙성 및 저장탄성률 등의 기계적 물성을 유지하면서, 우수한 디스미어 내성을 갖는 있는 반도체 패키지용 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 내크랙성 및 저장탄성률 등의 기계적 물성을 유지하면서, 디스미어 내성이 향상된 반도체 패키지용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 반도체 패키지용 수지 조성물을 이용한 프리프레그를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 프리프레그를 포함하는 금속박 적층판을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 금속박 적층판을 포함하는, 다층인쇄회로기판을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 다층인쇄회로기판을 포함하는 반도체 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 아민계 경화제 및 페놀계 경화제를 포함하는 경화제; 열경화성 수지; 열가소성 수지; 및 무기 충진제;를 포함하고, 하기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물이 제공된다.
[수학식1]
당량비 = 상기 아민계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량 / 상기 페놀계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량.
본 명세서에서는 또한, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물 및 섬유 기재를 포함하는, 프리프레그가 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 시트 형상을 갖는 상기의 프리프레그; 및 상기 프리프레그의 적어도 일면에 형성된 금속 박막;을 포함하는 금속박이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 상기 금속박 적층판을 포함하는, 다층인쇄회로기판 이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 상기 다층인쇄회로기판을 포함하는, 반도체 장치가 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 반도체 패키지용 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 금속박 적층판, 다층인쇄회로기판 및 반도체 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "치환"이라는 용어는 화합물 내의 수소 원자 대신 다른 작용기가 결합하는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정되지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 아미노기; 카르복시기; 술폰산기; 술폰아미드기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서,
Figure pat00001
, 또는
Figure pat00002
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 10인 것이 바람직하다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 상기 알킬기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로 알킬기는 상술한 알킬기에 할로겐기가 치환된 작용기를 의미하며, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다. 상기 할로알킬기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에서, 아릴기는 아렌(arene)으로부터 유래한 1가의 작용기로, 예를 들어, 단환식 또는 다환식일 수 있다. 구체적으로, 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 스틸베닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에서, 알킬렌기는, 알케인(alkane)으로부터 유래한 2가의 작용기로, 탄소수는 1 내지 20, 또는 1 내지 10, 또는 1 내지 5 이다. 예를 들어, 직쇄형, 분지형 또는 고리형으로서, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소부틸렌기, sec-부틸렌기, tert-부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기 등이 될 수 있다. 상기 알킬렌기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 각각 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서에서, 아릴렌기는, 아렌(arene)으로부터 유래한 2가의 작용기로, 단환식 또는 다환식일 수 있고, 탄소수는 6 내지 20, 또는 6 내지 10이다. 예를 들어, 페닐렌기, 바이페닐렌기, 터페닐렌기, 스틸베닐렌기, 나프틸레닐기 등이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴렌기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 각각 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서에서, 중량 평균 분자량은 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 의미한다. 상기 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기(Refractive Index Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는 온도 조건, 용매, flow rate를 적용할 수 있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예를 들면, Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용하여, 평가 온도는 40 ℃이며, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 테트라하이드로퓨란(THF)을 50wt%:50wt%의 중량비로 혼합하여 용매로서 사용하였으며 유속은 1mL/min의 속도로, 샘플은 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL 의 양으로 공급하며, 폴리스티렌 표준을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 의 값을 구할 수 있다. 폴리스티렌 표준품의 분자량은 1,000 / 5,000 / 10,000 / 30,000 / 100,000 의 5종을 사용하였다.
본 명세서에서, 직접결합 또는 단일결합은 해당 위치에 어떠한 원자 또는 원자단도 존재하지 않아, 결합선으로 연결되는 것을 의미한다. 구체적으로, 화학식 중 L1, L2로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않은 경우를 의미한다.
본 발명에 따른 반도체 패키지용 수지 조성물은, 특정 작용기를 포함한 아민 화합물 및 페놀 수지를 경화제로 포함하는 것을 주요 특징으로 한다.
본 발명에서는 특정 작용기를 포함한 아민 화합물 및 페놀 수지의 2종의 경화제를 포함하여, 내크랙성 및 저장탄성률 등의 기계적 물성을 유지하면서, 우수한 디스미어 내성이 구현됨을 실험을 통해 확인하고 발명을 완성하였다.
구체적으로, 특정 작용기를 포함한 아민 화합물 및 페놀 수지의 2종의 경화제가 경화제간 당량비가 특정 범위를 만족하여, 경화밀도가 향상되고 미반응 말단기가 최소화될 수 있고, 이에 따라 내크랙성 및 저장탄성률 등의 기계적 물성을 유지하면서, 우수한 디스미어 내성을 구현할 수 있음을 실험을 통해 확인하고 발명을 완성하였다.
1. 반도체 패키지용 수지 조성물
발명의 일 구현예에 따르면, 아민계 경화제 및 페놀계 경화제를 포함하는 경화제; 열경화성 수지; 열가소성 수지; 및 무기 충진제;를 포함하고, 하기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물이 제공될 수 있다.
[수학식1]
당량비 = 상기 아민계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량 / 상기 페놀계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량.
본 발명자들은 반도체 패키지용 수지 조성물에 관한 연구를 진행하여, 반도체 패키지용 수지 조성물이 경화제간 당량비가 3.0 이상 6.0 이하임에 따라 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 이후 경화 밀도가 높아져 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화물을 포함하는 수지층 내부로의 디스미어액 침투를 억제함으로써 디스미어 내성이 향상될 수 있다는 점을 실험을 통해서 확인하고 발명을 완성하였다.
상술한 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 이후 경화 밀도는 경화제 간의 당량비를 최적화로 조절함에 따라 구현가능한 것으로 보인다.
특히, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 열가소성 수지를 일정 함량 이상 함유함에 따라, 내크랙성이 일정 수준 이상 확보되는 등 우수한 기계적 물성을 나타내면서도, 수지의 흐름성이 향상되어 우수한 패턴 채움성을 가질 뿐 아니라, 상술한 디스미어 내성까지 추가로 향상되는 복합적인 효과를 동시에 구현할 수 있다.
또한, 특정 작용기가 도입된 아민 화합물을 사용함으로써, 열경화성 수지의 경화 반응 시 생기는 결합의 수를 조절함으로써 모듈러스를 낮출 수 있다. 이를 통해 내크랙성은 증가하게 되며 같은 인장력 또는 충격에 대해 보다 안정성을 가질 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물이 경화되는 경우, 아민계 경화제 및 페놀계 경화제를 포함하는 경화제, 열경화성 수지, 열가소성 수지간의 경화물과, 상기 경화물 사이에 분산된 및 무기 충진제를 포함할 수 있다.
즉, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물을 경화시킴에 따라, 상기 아민계 경화제 및 페놀계 경화제를 포함하는 경화제, 열경화성 수지, 열가소성 수지간의 경화물이 수지 매트릭스를 형성하고, 이러한 수지 매트릭스에 무기 충진제가 분산될 수 있다.
상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하, 3.0 이상 5.5 이하, 3.0 이상 5.4 이하 또는 3.04 이상 5.36 이하인 2 종 이상의 경화제를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 수학식1에서, 상기 아민계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량은, 상기 아민계 경화제의 총 중량(단위: g)을 상기 아민계 경화제의 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 의미하고, 상기 페놀계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량은, 상기 페놀계 경화제의 총 중량(단위: g)을 상기 페놀계 경화제의 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 의미할 수 있다.
발명의 일 구현예에서, 상기 아민계 경화제는, 술폰기; 카보닐기; 할로겐기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 및 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기가 1이상 치환된 아민 화합물을 포함할 수 있다.
즉, 상기 수학식 1에서 상기 아민계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량은, 아민 화합물에 함유된 총 활성수소 당량을 의미하여, 상기 아민 화합물의 총 중량(단위: g)을 상기 아민 화합물의 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 의미할 수 있다.
상기 아민 화합물이 2종 이상의 혼합물인 경우, 각각의 화합물 별로 중량(단위:g)을 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 구하고, 이를 합한 값으로 상기 수 아민 화합물에 함유된 총 활성수소 당량을 구할 수 있다.
상기 아민 화합물에 함유된 활성수소는, 아민 화합물에 존재하는 아미노기(-NH2)에 포함된 수소원자를 의미하며, 상기 활성수소가 에폭시 작용기와의 반응을 통해 경화구조를 형성할 수 있다.
또한, 발명의 일 구현예에서, 상기 페놀계 경화제는 페놀 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 페놀 수지는 페놀 노볼락 수지일 수 있다.
즉, 상기 수학식 1에서 상기 페놀계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량은, 경화제로 사용되는 페놀 수지에 함유된 총 활성수소 당량을 의미하여, 상기 페놀 수지의 총 중량(단위: g)을 상기 페놀 수지의 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 의미할 수 있다.
상기 반도체 패키지용 수지 조성물이 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하를 만족한다는 것은, 총 활성수소 당량이 상이한 2 종 이상의 경화제를 포함함을 의미한다. 따라서, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물에서 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 미만으로 감소하는 경우, 선형으로 연결되는 아민 경화제와의 반응 부족 및 분자량이 큰 페놀 경화제와 과다한 반응이 생길 수 있고, 흐름성 특성 부족으로 패턴 채움성 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물에서 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 6.0 초과로 증가하는 경우, 반응성이 떨어지는 3차 또는 4차 아민의 잔류량 증가로 인해 미반응기가 늘어날 수 있고, 이에 따라 디스미어 특성이 나빠지고 Tg가 특히 낮아질 수 있다.
추가적으로, 발명의 일 구현예에서 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 아민계 경화제 및 페놀계 경화제 이외의 추가적인 경화제를 더 포함할 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 아민계 경화제 및 페놀계 경화제와 상이한 제2의 아민 화합물, 산무수물계 수지, 비스말레이미드 수지, 시아네이트계 수지, 및 벤즈옥사진 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 경화제를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 아민계 경화제 100 중량부에 대하여 상기 페놀계 경화제를 55 중량부 이상 120 중량부 이하, 60 중량부 이상 120 중량부 이하, 55 중량부 이상 110 중량부 이하로 포함할 수 있다.
상기와 같이 반도체 패키지용 수지 조성물이 상기 아민계 경화제 100 중량부에 대하여 상기 페놀계 경화제를 55 중량부 이상 120 중량부 이하로 포함함에 따라, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물의 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하를 만족하여, 우수한 내크랙성 및 안정성을 반도체 패키지용 수지 조성물이 제공될 수 있다.
상기와 같이 반도체 패키지용 수지 조성물이 상기 아민계 경화제 100 중량부에 대하여 상기 페놀계 경화제가 120 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 내크랙성 및 안정성이 저하되는 기술적 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 하기 수학식2로 계산되는 당량비가 1.0 이상 1.5 이하, 1.1 이상 1.50 이하, 또는 1.14 이상 1.4 이하일 수 있다.
[수학식2]
당량비 = 상기 경화제에 함유된 총 활성수소 당량 / 상기 열경화성 수지에 함유된 총 경화성 작용기 당량.
보다 구체적으로, 상기 수학식 2에서, 상기 경화제에 함유된 총 활성수소 당량은, 상기 경화제의 총 중량(단위: g)을 상기 경화제의 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 의미한다.
상기 경화제가 2종 이상의 혼합물인 경우, 각각의 화합물 별로 중량(단위:g)을 활성수소 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 구하고, 이를 합한 값으로 상기 수학식2의 경화제에 함유된 총 활성수소 당량을 구할 수 있다.
상기 경화제에 함유된 활성수소는, 경화제에 존재하는 경화성 작용기, 예를 들면 -NH2에 포함된 수소원자를 의미하며, 상기 활성수소가 열경화성 수지에 함유된 경화성 작용기와의 반응을 통해 경화구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 수학식2에서, 상기 열경화성 수지에 함유된 총 경화성 작용기 당량은, 상기 열경화성 수지의 총 중량(단위: g)을 상기 열경화성 수지의 경화성 작용기 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 의미한다.
상기 열경화성 수지가 2종 이상의 혼합물인 경우, 각각의 열경화성 수지 별로 중량(단위:g)을 경화성 작용기 단위당량(g/eq)로 나눈 값을 구하고, 이를 합한 값으로 상기 수학식2의 열경화성 수지에 함유된 총 경화성 작용기 당량을 구할 수 있다.
상기 열경화성 수지에 함유된 경화성 작용기는, 상기 경화제의 활성수소와의 반응을 통해 경화구조를 형성하는 작용기를 의미할 수 있다.
즉, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물이 상기 수학식2로 계산되는 당량비가 1.0 이상 1.5 이하를 만족한다는 것은, 모든 열경화성 수지에 함유된 경화성 작용기가 경화반응을 일으킬 수 있을 정도로 충분한 수준의 경화제가 반도체 패키지용 수지 조성물에 함유되어 있음을 의미한다.
따라서, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물에서 상기 수학식2로 계산되는 당량비가 1.0 미만으로 감소하는 경우, 고함량으로 투입된 필러의 영향으로 열경화성 수지가 보다 충분한 수준까지 균일하게 경화되기 어려워, 최종 제조되는 제품의 신뢰성이 감소할 수 있고, 기계적 물성 또한 감소할 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물에서 상기 수학식2로 계산되는 당량비가 1.5 초과로 증가하는 경우, 경화제와 열경화성 수지간의 반응비율이 대등하지 못해 잔류하는 반응기가 존재하는 등, 경화 밀도가 충분히 높아지기 어려워 반도체 패키지용 수지 조성물의 유리 전이 온도가 낮아지며, 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화물 내부로의 디스미어액 침투를 억제함으로써 디스미어 내성이 감소할 우려가 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 아민계 경화제은, 술폰기; 카보닐기; 할로겐기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 및 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기가 1이상 치환된 아민 화합물을 포함할 수 있다.
상기 술폰기; 카보닐기; 할로겐기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 및 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기가 1이상 치환된 아민 화합물은 아민 경화제로 사용될 수 있고, 강력한 전자 끌개 작용기(Electron Withdrawing Group, EWG)를 포함하여 상대적으로 낮아진 반응성을 나타내어 수지의 경화 반응 시 생기는 결합의 수를 조절함으로써 모듈러스를 낮출 수 있다. 이를 통해 내크랙성은 증가하게 되며 같은 인장력 또는 충격에 대해 보다 안정성을 가질 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 아민 화합물은 술폰기; 카보닐기; 할로겐기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 및 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기가 1이상 치환되고, 2 내지 5개의 아민기를 포함하는 방향족 아민 화합물일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 아민 화합물은 하기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00003
상기 화학식1에서, A는 술폰기, 카보닐기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, X1 내지 X8는 각각 독립적으로 니트로기, 시아노기, 수소원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고, R1, R1', R2 및 R2'는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이며, n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 니트로기, 시아노기 및 할로겐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기로 치환될 수 있다.
[화학식2]
Figure pat00004
상기 화학식2에서, Y1 내지 Y8는 각각 독립적으로 니트로기, 시아노기, 수소원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고, R3, R3', R4 및 R4'는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이며, m은 1 내지 10의 정수이고, 상기 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 니트로기, 시아노기 및 할로겐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기로 치환될 수 있다.
[화학식3]
Figure pat00005
상기 화학식3에서, Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 니트로기, 시아노기, 수소원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이고, R5, R5', R6 및 R6'는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 또는 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기이며, 상기 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 니트로기, 시아노기 및 할로겐기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기로 치환될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식1은 하기 화학식1-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식1-1]
Figure pat00006
상기 화학식1-1에서, A, X1 내지 X8, R1, R1', R2 및 R2', n에 대한 내용은 상기 화학식1에서 상술한 내용을 포함한다.
상기 화학식1-1의 구체적인 예로는 4,4'-diaminodiphenyl sulfone(화학식1-1에서 A는 술폰기, X1 내지 X8, R1, R1', R2 및 R2'는 각각 독립적으로 수소원자이며, n은 1 이다.), bis(4-aminophenyl)methanone(화학식1-1에서 A는 카보닐기, X1, X2, R1, R1', R2 및 R2'는 각각 독립적으로 수소원자이며, n은 1 이다.), 4,4'-(perfluoropropane-2,2-diyl)dianiline(화학식1-1에서 A는 perfluoropropane-2,2-diyl, X1 내지 X8, R1, R1', R2 및 R2'는 각각 독립적으로 수소원자이며, n은 1 이다.), 4,4'-(2,2,2-trifluoroethane-1,1-diyl)dianiline (화학식1-1에서 A는 2,2,2-trifluoroethane-1,1-diyl, X1 내지 X8, R1, R1', R2 및 R2'는 각각 독립적으로 수소원자이며, n은 1 이다.) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 화학식2는 하기 화학식2-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식2-1]
Figure pat00007
상기 화학식2-1에서, Y1 내지 Y8, R3, R3', R4 및 R4', m에 대한 내용은 상기 화학식2에서 상술한 내용을 포함한다.
상기 화학식2-1의 구체적인 예로는 2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluorobiphenyl-4,4'-diamine (화학식2-1에서 Y1 내지 Y8은 할로겐으로 플루오르기, R3, R3', R4 및 R4'는 각각 독립적으로 수소원자이며, m은 1 이다.), 2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl-4,4'-diamine (Y2 및 Y7은 각각 트리플루오로메틸기이며, Y1, Y3, Y4, Y5, Y6, Y8은 수소원자, R3, R3', R4 및 R4'는 각각 독립적으로 수소원자이며, m은 1 이다.) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 화학식3는 하기 화학식3-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식3-1]
Figure pat00008
상기 화학식3-1에서, Z1 내지 Z4, R5, R5', R6 및 R6'에 대한 내용은 상기 화학식3에서 상술한 내용을 포함한다.
상기 화학식3-1의 구체적인 예로는 2,3,5,6-tetrafluorobenzene-1,4-diamine (화학식3-1에서 Z1 내지 Z4는 할로겐으로 플루오르기, R5, R5', R6 및 R6'는 각각 독립적으로 수소 원자이다.)등을 들 수 있다.
또한, 상기 경화제는 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물에 포함되는 경화제 총 중량에 대하여 상기 아민계 경화제를 40 중량% 이상 70 중량% 이하, 40 중량% 이상 65 중량% 이하, 45 중량% 이상 65 중량% 이하, 또는 45 중량% 이상 50 중량% 미만으로 포함할 수 있다.
상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물에 포함되는 경화제 총 중량에 대하여 상기 아민계 경화제를 40 중량% 이상 70 중량% 이하로 포함함에 따라, 강력한 전자 끌개 작용기(Electron Withdrawing Group, EWG)가 치환되어 낮아진 반응성을 나타내는 아민계 경화제를 적정 함량으로 포함하여, 우수한 내크랙성 및 안정성을 반도체 패키지용 수지 조성물이 제공될 수 있다.
상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 에폭시 수지로는 통상 반도체 패키지에 사용되는 것을 제한 없이 사용 할 수 있으며, 그 종류가 한정되지는 않으며, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라페닐 에탄 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 에폭시 수지, 및 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지와 나프탈렌계 에폭시 수지의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 에폭시 수지는 하기 화학식 5로 표시되는 비스페놀형 에폭시 수지, 하기 화학식 6로 표시되는 노볼락형 에폭시 수지, 하기 화학식 7로 표시되는 페닐 아랄킬계 에폭시 수지, 하기 화학식 8로 표시되는 테트라페닐에탄형 에폭시 수지, 하기 화학식 9과 10으로 표시되는 나프탈렌형 에폭시 수지, 하기 화학식 11로 표시되는 바이페닐형 에폭시 수지, 및 하기 화학식 12로 표시되는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00009
상기 화학식 5에서,
R은
Figure pat00010
또는
Figure pat00011
이고,
n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 5의 에폭시 수지는 R의 종류에 따라, 각각 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지, 또는 비스페놀 S형 에폭시 수지일 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00012
상기 화학식 6에서,
R은 H 또는 CH3이고,
n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 6의 노볼락형 에폭시 수지는 R의 종류에 따라, 각각 페놀 노볼락형 에폭시 수지 또는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지일 수 있다.
[화학식 7]
Figure pat00013
[화학식 8]
Figure pat00014
[화학식 9]
Figure pat00015
[화학식 10]
Figure pat00016
[화학식 11]
Figure pat00017
상기 화학식 11에서,
n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
[화학식 12]
Figure pat00018
상기 화학식 12에서, n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
상기 열경화성 수지는 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지 및 바이페닐계 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지 100 중량부 대비 상기 바이페닐계 에폭시 수지의 함량이 10 중량부 이상 30 중량부 이하, 15 중량부 이상 30 중량부 이하, 15 중량부 이상 25 중량부 이하로 로 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 바이페닐계 에폭시 수지는 상기 화학식 11로 표시되는 에폭시 수지일 수 있고, 상기 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지는 상기 화학식 12로 표시되는 에폭시 수지일 수 있다.
상기 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지의 구체적인 예로는, Nippon kayaku사 XD-1000-2L을 들 수 있고, 상기 바이페닐계 에폭시 수지의 구체적인 예로는, Nippon kayaku사 NC-3000H 을 들 수 있다.
한편, 상기 열경화성 수지는 비스말레이미드 수지, 시아네이트 에스터 수지 및 비스말레이미드-트리아진 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 비스말레이미드 수지는 통상 반도체 패키지에 사용되는 것을 제한 없이 사용 할 수 있으며, 그 종류가 한정되지는 않는다. 바람직한 일례를 들면, 상기 비스말레이미드 수지는 하기 화학식 13으로 표시되는 디페닐메탄형 비스말레이미드 수지, 하기 화학식 14로 표시되는 페닐렌형 비스말레이미드 수지, 하기 화학식 15로 표시되는 비스페놀 A형 디페닐 에테르 비스말레이미드 수지, 및 하기 화학식 16으로 표시되는 디페닐메탄형 비스말레이미드 및 페닐메탄형 말레이미드 수지의 올리고머로 구성된 비스말레이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
[화학식 13]
Figure pat00019
상기 화학식 13에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, H, CH3 또는 C2H5이다.
[화학식 14]
Figure pat00020
[화학식 15]
Figure pat00021
[화학식 16]
Figure pat00022
상기 화학식 16에서,
n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
또한, 상기 시아네이트계 수지의 구체적인 예로 시아네이트 에스터 수지를 들 수 있으며, 통상 반도체 패키지에 사용되는 것을 제한 없이 사용 할 수 있으며, 그 종류가 한정되지는 않는다.
바람직한 일례를 들면, 상기 시아네이트 에스터 수지는 하기 화학식 17로 표시되는 노볼락형 시아네이트 수지, 하기 화학식 18로 표시되는 디시클로펜타디엔형 시아네이트 수지, 하기 화학식 19로 표시되는 비스페놀형 시아네이트 수지 및 이들의 일부 트리아진화된 프리폴리머를 들 수 있고, 이들은 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
[화학식 17]
Figure pat00023
상기 화학식 17에서,
n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
[화학식 18]
Figure pat00024
상기 화학식 18에서,
n은 0 또는 1 내지 50의 정수이다.
[화학식 19]
Figure pat00025
상기 화학식 19에서,
R은
Figure pat00026
또는
Figure pat00027
이다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 19의 시아네이트 수지는 R의 종류에 따라, 각각 비스페놀 A형 시아네이트 수지, 비스페놀 E형 시아네이트 수지, 비스페놀 F형 시아네이트 수지, 또는 비스페놀 M형 시아네이트 수지일 수 있다.
그리고, 상기 비스말레이미드 수지로는 비스말레이미드-트리아진 수지 등을 들 수 있고, 상기 비스말레이미드-트리아진 수지는 통상 반도체 패키지에 사용되는 것을 제한 없이 사용 할 수 있으며, 그 종류가 한정되지는 않는다.
특히, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 경화제 100 중량부에 대하여 상기 열경화성 수지를 200 중량부 이상 250 중량부 이하로 포함하여, 높은 함량으로 투입된 필러에 의한 열경화성 수지의 물성 변화를 방지하고, 필러의 영향없이 열경화성 수지가 보다 충분한 수준으로 균일하게 경화 가능하도록 유도하여, 최종 제조되는 제품의 신뢰성이 향상될 수 있고, 인성(Toughness)와 같은 기계적 물성 또한 증가시킬 수 있다.
종래에는 상기 경화제 100 중량부에 대하여 상기 열경화성 수지 함량을 200 중량부 이하로 포함시키는 것과 같이, 경화제를 상대적으로 과량으로 첨가시 열경화성 수지의 과도한 경화로 인해 유동성 및 성형성이 감소하는 한계가 있었다. 그러나, 상술한 바와 같이 전자 끌개 작용기(Electron Withdrawing Group, EWG)를 포함하여 반응성이 감소한 특정 아민 경화제를 과량으로 첨가하더라도, 경화제의 반응성 감소로 인해, 열경화성 수지의 경화속도가 급격히 상승하는 것을 억제할 수 있어, 반도체 패키지용 수지 조성물의 장기간 보관시에도 높은 흐름성을 나타내어 우수한 유동성을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 경화제 100 중량부에 대하여 상기 열경화성 수지를 200 중량부 이상 250 중량부 이하, 또는 200 중량부 이상 240중량부 이하, 또는 210 중량부 이상 240중량부 이하일 수 있다. 상기 경화제 또는 열경화성 수지가 2종 이상의 혼합물인 경우, 경화제 혼합물 100 중량부에 대하여 열경화성 수지 혼합물 함량 또한 200 중량부 이상 250 중량부 이하, 또는 200 중량부 이상 240중량부 이하, 또는 210 중량부 이상 240중량부 이하일 수 있다.
상기 경화제 100 중량부에 대하여 상기 열경화성 수지를 250 중량부 초과로 지나치게 증가할 경우, 고함량으로 투입된 필러의 영향으로 열경화성 수지가 보다 충분한 수준까지 균일하게 경화되기 어려워, 최종 제조되는 제품의 신뢰성이 감소할 수 있고, 인성(Toughness)와 같은 기계적 물성 또한 감소될 수 있다.
반면, 상기 경화제 100 중량부에 대하여 상기 열경화성 수지를 200 중량부 미만으로 지나치게 감소할 경우, 경화제에 의해 경화를 형성하는 열경화성 수지 함량 감소로 인해 수지층의 경화 밀도가 충분히 높아지기 어려워 반도체 패키지용 수지 조성물의 유리 전이 온도가 낮아지며, 수지층 내부로의 디스미어액 침투를 억제함으로써 디스미어 내성이 감소할 우려가 있다.
한편, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지는 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 후, 인성(Toughness)을 증가시키는 효과가 있으며, 열팽창계수 및 탄성률을 낮게 하여 반도체 패키지의 휨(Warpage)를 완화시키는 역할을 할 수 있다. 상기 열가소성 수지의 구체적인 예로는 (메트)아크릴레이트계 고분자를 들 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 고분자의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 (메트)아크릴레이트계 단량체 유래의 반복단위와 (메트)아크릴로니트릴 유래의 반복 단위가 포함되는 아크릴산 에스테르 공중합체; 또는 부타디엔 유래의 반복 단위가 포함되는 아크릴산 에스테르 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 상기 (메트)아크릴레이트계 고분자는 부틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 단량체를 각각 1 내지 40중량%의 범위내(단량체 전체의 총 중량 대비)에서 사용하여 공중한 공중합체 일 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 고분자는 500000 g/mol 이상 1000000 g/mol 이하 의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 고분자의 중량평균분자량이 너무 작으면, 경화 후, 반도체 패키지용 수지 조성물의 인성(Toughnes)증가나 열팽창률 및 탄성률 감소에 효과가 감소하여 기술적으로 불리할 수 있다. 또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 고분자의 중량평균분자량이 너무 크면, 반도체 패키지용 수지 조성물를 포함하는 프리프레그의 유동성을 감소시킬 수 있다.
상기 열가소성 수지는 최종 제품의 용도 및 특성 등을 고려하여 사용되는 함량을 결정할 수 있으며, 예를 들어 상기 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 경화제 100중량부 대비 상기 열가소성 수지를 0.1 중량부 이상 40 중량부 이하로 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지의 바람직한 예로는 Negami chemical industrial Co.,LTD사 PARACRON KG-3015P 등을 들 수 있다.
또한, 상기 일 구현예의 반도체 패키지용 수지 조성물은 무기 충진제를 포함할 수 있다.
상기 무기 충진제는 통상 반도체 패키지에 사용되는 것을 제한 없이 사용 할 수 있으며, 구체적인 예로는 실리카, 알루미늄 트리하이드록사이드, 마그네슘 하이드록사이드, 몰리브데늄 옥사이드, 징크 몰리브데이트, 징크 보레이트, 징크 스타네이트, 알루미나, 클레이, 카올린, 탈크, 소성 카올린, 소성 탈크, 마이카, 유리 단섬유, 글라스 미세 파우더 및 중공 글라스를 들 수 있으며 이들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 경화제, 열경화성 수지, 및 열가소성 수지의 총합계 100 중량부에 대하여 상기 무기 충진제 함량이 100 중량부 이상 150 중량부 이하, 105 중량부 이상 150 중량부 이하, 105 중량부 이상 130 중량부 이하 일 수 있다.
상기 무기 충진제의 함량이 너무 작으면 열팽창계수가 증가하여 리플로우(reflow) 공정시 휨 현상이 심화되며, 인쇄회로기판의 강성이 감소하는 문제가 있다.
또한, 상기 표면 처리된 충진제를 사용시, 나노 입경의 작은 사이즈와 마이크로 입경의 큰 사이즈를 함께 사용하여 팩킹 밀도 (packing density)를 높여 충진률을 높일 수 있다.
상기 무기 충진제는 평균 입경이 상이한 2종 이상의 무기 충진제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 2종 이상의 무기 충진제 중 적어도 1종이 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛인 무기 충진제이고, 다른 1종이 평균 입경이 1 ㎚ 내지 90 ㎚인 무기 충진제일 수 있다.
상기 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛인 무기 충진제 100 중량부에 대하여 상기 평균 입경이 1 ㎚ 내지 90 ㎚인 무기 충진제 함량이 1 중량부 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 무기 충진제는 내습성, 분산성을 향상시키는 관점에서 실란 커플링제로 표면 처리된 실리카를 사용할 수 있다.
상기 무기 충진제를 표면 처리하는 방법은, 실란 커플링제를 표면 처리제로 이용하여 실리카 입자를 건식 또는 습식으로 처리하는 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 실리카 입자 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 1 중량부의 실란 커플링제를 사용하여 습식방법으로 실리카를 표면처리하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 실란 커플링제로는 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란과 같은 아미노실란 커플링제, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란과 같은 에폭시 실란커플링제, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란과 같은 비닐 실란커플링제, N-2-(N-비닐벤질아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드와 같은 양이온 실란커플링제 및 페닐 실란커플링제를 들 수 있으며, 실란 커플링제는 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 필요에 따라 적어도 두 개의 실란 커플링제를 조합하여 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 실란 화합물은 방향족 아미노 실란 또는 (메트)아크릴실란을 포함할 수 있으며, 상기 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛인 무기 충진제로는 방향족 아미노 실란이 처리된 실리카를 사용할 수 있고, 상기 평균 입경이 1 ㎚ 내지 90 ㎚인 무기 충진제로는 (메트)아크릴 실란이 처리된 실리카를 사용할 수 있다. 상기 방향족 아미노 실란이 처리된 실리카의 구체적인 예로는 SC2050MTO(Admantechs사)를 들 수 있고, 상기 (메트)아크릴실란이 처리된 실리카의 구체적인 예로는 AC4130Y (Nissan chemical사)를 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴은 아크릴 또는 메타크릴을 모두 포함하는 의미로 사용되었다.
또한 상기 반도체 패키지용 수지 조성물은, 반도체 패키지용 수지 조성물 고유의 특성을 손상시키지 않는 한, 기타 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 이들의 올리고머 및 엘라스토머와 같은 다양한 고분자 화합물, 기타 난연성 화합물 또는 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 이들은 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택되는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 첨가제로는 자외선흡수제, 산화방지제, 광중합개시제, 형광증백제, 광증감제, 안료, 염료, 증점제, 활제, 소포제, 분산제, 레벨링제, 광택제 등이 있고, 목적에 부합되도록 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
한편, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물의 유리전이온도 (Tg)는 190℃ 이상, 또는 190℃ 이상 250℃ 이하, 또는 190 ℃ 이상 220 ℃ 이하, 또는 190℃ 이상 210 ℃ 이하, 또는 190℃ 이상 200 ℃ 이하, 또는 195℃ 이상 200 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 바와 같이, 반도체 패키지용 수지 조성물이 190℃ 이상의 높은 유리 전이 온도를 가짐에 따라 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 밀도가 높아져 반도체 패키지용 수지 조성물 경화물 내부로의 디스미어액 침투를 억제함으로써 디스미어 내성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 이후 측정한 30℃ 에서의 저장 탄성율이 14.0 Gpa이상 16.0 Gpa이하, 15.0 Gpa이상 16.0 Gpa이하 또는 15.5 Gpa이상 16.0 Gpa이하 이고, 260℃ 에서의 저장 탄성율이 6.0 Gpa이상 8.0 Gpa이하, 7.0 Gpa이상 8.0 Gpa이하, 7.0 Gpa이상 7.5 Gpa이하일 일 수 있다.
또한, 상기 반도체 패키지용 수지 조성물은 10 ppm/℃ 이상, 또는 10 ppm/℃ 이상 30 ppm/℃이하, 10.5 ppm/℃ 이상 30 ppm/℃이하, 또는 10.9 ppm/℃ 이상 30 ppm/℃이하의 열팽창계수를 가질 수 있다.
2. 프리프레그
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 반도체 패키지용 열경화성 수지 조성물 및 섬유 기재를 포함하는, 프리프레그가 제공 될 수 있다.
상기 프리프레그는 상기 반도체 패키지용 열경화성 수지 조성물이 반경화 상태로 섬유 기재에 함침되어 있는 것을 의미한다.
상기 섬유 기재는 그 종류가 특별히 한정되지는 않으나, 유리 섬유 기재, 폴리아미드 수지 섬유, 방향족 폴리아미드 수지 섬유 등의 폴리아미드계 수지 섬유, 폴리에스테르 수지 섬유, 방향족 폴리에스테르 수지 섬유, 전 방향족 폴리에스테르 수지 섬유 등의 폴리에스테르계 수지 섬유, 폴리이미드 수지 섬유, 폴리벤족사졸 섬유, 불소 수지 섬유 등을 주성분으로 하는 직포 또는 부직포로 구성되는 합성 섬유 기재, 크래프트지, 코튼 린터지, 린터와 크래프트 펄프의 혼초지 등을 주성분으로 하는 종이 기재 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게 유리 섬유 기재를 사용한다. 상기 유리 섬유 기재는 프리프레그의 강도가 향상되고 흡수율을 내릴 수 있으며, 또 열팽창 계수를 작게 할 수 있다.
상기 유리 섬유 기재는 다양한 인쇄회로기판 물질용으로 사용되는 유리기재로부터 선택될 수 있다. 이들의 예로서는, E 글라스, D 글라스, S 글라스, T 글라스, NE 글라스 및 L 글라스, Q 글라스와 같은 유리 섬유를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라서 의도된 용도 또는 성능에 따라, 상기 유리기재 물질을 선택할 수 있다. 유리기재 형태는 전형적으로 직포, 부직포, 로빙(roving), 잘개 다진 스트랜드 매트(chopped strand mat) 또는 서페이싱 매트(surfacing mat)이다. 상기 유리기재 기재의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 약 0.01 내지 0.3mm 등을 사용할 수 있다. 상기 물질 중, 유리 섬유 물질이 강도 및 수분 흡수 특성 면에서 더욱 바람직하다.
또한 상기 프리프레그를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에 잘 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 프리프레그의 제조방법은 함침법, 각종 코터를 이용하는 코팅법, 스프레이 분사법 등을 이용할 수 있다.
상기 함침법의 경우 바니시를 제조한 후, 상기 섬유 기재를 바니시에 함침하는 방법으로 프리프레그를 제조할 수 있다.
즉, 상기 프리프레그의 제조 조건 등은 특별히 제한하는 것은 아니지만, 상기 반도체 패키지용 열경화성 수지 조성물에 용제를 첨가한 바니시 상태로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수지 바니시용 용제는 상기 수지 성분과 혼합 가능하고 양호한 용해성을 갖는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 이들의 구체적인 예로는, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸이소부틸 케톤 및 시클로헥사논과 같은 케톤, 벤젠, 톨루엔 및 자일렌과 같은 방향족 하이드로카본, 및 디메틸포름아미드 및 디메틸아세트아미드와 같은 아미드, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 같은 알리파틱 알코올 등이 있다.
또한, 상기 프리프레그로 제조시, 사용된 용제가 80 중량％ 이상 휘발하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제조 방법이나 건조 조건 등도 제한은 없고, 건조시의 온도는 약 80 ℃ 내지 200 ℃, 시간은 바니시의 겔화 시간과의 균형으로 특별히 제한은 없다. 또한, 바니시의 함침량은 바니시의 수지 고형분과 기재의 총량에 대하여 바니시의 수지 고형분이 약 30 내지 80 중량％가 되도록 하는 것이 바람직하다.
3. 금속박 적층판
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 시트 형상을 갖는 상기 일 구현예의 프리프레그; 및 상기 프리프레그의 적어도 일면에 형성된 금속 박막;을 포함하는 금속박 적층판이 제공될 수 있다. 상기 구현예의 프리프레그에 관한 내용은 상기 일 구현예에서 상술한 내용을 모두 포함한다.
상기 금속박 적층판은 1 이상, 또는 2 이상, 또는 2 이상 20 이하의 빌드업층이 적층된 형태를 이룰 수 있다. 상기 빌드업층 중 적어도 하나에는 상기 일 구현예의 프리프레그가 포함될 수 있다.
상기 금속 박막은 동박; 알루미늄박; 니켈, 니켈-인, 니켈-주석 합금, 니켈-철 합금, 납 또는 납-주석 합금을 중간층으로 하고, 이 양면에 서로 다른 두께의 구리층을 포함하는 3층 구조의 복합박; 또는 알루미늄과 동박을 복합한 2층 구조의 복합박을 포함한다.
바람직한 일예에 따르면, 상기 금속 박막은 동박이나 알루미늄박이 이용되고, 약 2 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있지만, 그 두께가 약 2 내지 35 ㎛인 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 금속 박막으로는 동박을 사용한다. 또한, 상기 금속박으로서 니켈, 니켈-인, 니켈-주석 합금, 니켈-철 합금, 납, 또는 납-주석 합금 등을 중간층으로 하고, 이의 양면에 0.5 내지 15 ㎛의 구리층과 10 내지 300 ㎛의 구리층을 설치한, 3층 구조의 복합박 또는 알루미늄과 동박을 복합한 2층 구조 복합박을 사용할 수도 있다.
상기 금속박 적층판은 빌드업층 형성을 위한 기재필름 또는 캐리어 필름을 더 포함할 수 있으며, 상기 기재필름 또는 캐리어 필름의 구체적인 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 고분자, 금속, 고무 등의 유기, 무기 소재가 다양하게 적용될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르 필름, 폴리이미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리스티렌 필름 등의 플라스틱 필름; 또는 금, 은, 동, 주석, 니켈 알루미늄, 타이타늄 등의 금속 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함한 합금을 포함한 금속층 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 일 구현예의 금속박 적층판은 하기 수학식3으로 계산되는 디스미어 에칭량이 0.003 g/50 cm2 이하, 또는 0.001 g/50 cm2 이상 0.003 g/50 cm2 이하, 또는 0.0015 g/50 cm2 이상 0.003 g/50 cm2 이하, 또는 0.0015 g/50 cm2 이상 0.0025 g/50 cm2 이하일 수 있다.
[수학식3]
디스미어 에칭량 = [금속박 적층판 시편(가로5cm * 세로5cm)의 디스미어 에칭 전 무게] - [금속박 적층판 시편(가로5cm * 세로5cm)의 디스미어 에칭 후 무게].
상기 디스미어 에칭은 스웰러, 에칭, 중화 순서로 진행되며, 사용되는 용액의 종류가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 스웰러 용액으로는 Atotech사의 Securiganth MV SWELLER, 에칭 용액으로는 Securiganth MV ETCH P, 중화 용액으로는 Securiganth MV Reduction Conditioner가 사용될 수 있다.
상기 금속박 적층판의 무게는 상온에서 정밀전자저울을 이용하여 측정할 수 있다. .
그러므로, 본 발명은 기존 단분자 계열로 이루어진 수지 코팅 동박에 비해 동일 두께에서 비교 시 내크랙성이 우수하여, 반도체 소자의 성능 향상에 기여할 수 있다.
상기 수지층의 두께가 특정 수치만큼 증가하거나 감소하는 경우 수지 코팅 금속 박막에서 측정되는 물성 또한 일정 수치만큼 변화할 수 있다.
3. 다층인쇄회로기판
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 다른 구현예의 금속박 적층판을 포함하는 다층인쇄회로기판이 제공될 수 있다. 상기 금속박 적층판에 관한 내용은 상기 일 구현예에서 상술한 내용을 모두 포함한다.
구체적으로, 상기 다층인쇄회로기판은 절연패턴 및 금속패턴을 포함한 복수의 빌드업층을 포함할 수 있다. 상기 빌드업층 각각에는 절연패턴 및 금속패턴이 포함될 수 있고, 서로 인접한 빌드업층에 포함된 금속패턴은 서로 접촉되어 전기적 신호를 전달할 수 있다.
상기 금속패턴은 상기 금속박 적층판에 포함된 금속층의 부분적인 에칭을 통해 얻어지는 금속 블록을 의미한다.
상기 절연패턴은 상기 금속박 적층판에 포함된 절연층의 부분적인 식각을 통해 얻어지는 고분자 수지 블록을 의미한다. 보다 구체적으로, 상기 절연층으로 상기 일 구현예의 수지 코팅 금속 박막을 사용할 수 있다.
상기 다층인쇄회로기판은 상기 금속박 적층판을 회로 가공하여 양면 또는 다층 인쇄회로기판을 제조할 수 있으며, 상기 회로 가공은 일반적인 양면 또는 다층 인쇄 회로 기판 제조 공정에서 행해지는 방법을 적용할 수 있다.
4. 반도체 장치
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 다른 구현예의 다층인쇄회로기판을 포함하는 반도체 장치를 제공한다. 상기 반도체 장치에 포함된 다층인쇄회로기판에 대한 내용은 상기 다른 구현예에서 상술한 내용을 모두 포함한다.
상기 다층인쇄회로기판은 공지의 방법에 의해 반도체 장치에 도입될 수 있고, 상기 다층인쇄회로기판이 초박형화 및 강한 내구성을 가지고 있으므로, 박형화 및 고집적화된 반도체 장치에도 적용이 가능하다.
본 발명에 따르면, 내크랙성 및 인장특성 등의 기계적 물성을 유지하면서, 디스미어 내성이 향상된 반도체 패키지용 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 금속박 적층판, 다층인쇄회로기판 및 반도체 장치가 제공될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 및 비교예: 반도체 패키지용 수지 조성물, 프리프레그 및 금속박 적층판>
(1) 반도체 패키지용 열경화성 수지 조성물의 제조
하기 표 1 및 표2의 조성에 따라, 각 성분을 메틸에틸케톤에 고형분 40%에 맞추어 투입하여 혼합한 후, 400 rpm 속도로 하루동안 상온 교반하여, 반도체 패키지용 수지 조성물을 제조하였다.
(2) 프리프레그 및 금속박 적층판의 제조
상기 제조된 반도체 패키지용 수지 조성물(수지 바니시)을 두께 13㎛의 유리 섬유(Nittobo사 제조, T-glass #1010)에 함침시킨 후, 170 ℃의 온도에서 2~5분간 열풍 건조하여 18㎛의 프리프레그를 제조하였다.
상기에서 제조된 프리프레그 2매를 적층한 후, 그 양면에 동박 (두께 12㎛, Mitsui사 제조)을 위치시켜 적층하고, 220 ℃ 및 35 kg/㎠의 조건으로 100분간 경화시켜 금속박 적층판을 제조하였다.
실시예의 반도체 패키지용 수지 조성물 조성 (단위: g)
구분 실시예1 실시예2
에폭시 수지 XD-1000 0 0
XD-1000-2L 52 52
NC-3000H 11 9
비스말레이미드수지 BMI-2300 0 0
아민 경화제 DDS 13 18
페놀 경화제 NTS-7065 14 11
아크릴 러버 KG-3015P 10 10
무기충진재 SC2050MTO 106 106
AC4130Y 24 24
당량비 1 3.04 5.36
당량비 2 1.09 1.38
비교예의 반도체 패키지용 수지 조성물 조성 (단위: g)
구분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
에폭시 수지 XD-1000 43.1 41 0 47.4 45.6 0
XD-1000-2L 0 0 0 0 0 0
NC-3000H 18.9 18 46.1 0 0 55
비스말레이미드수지 BMI-2300 3 3 4.3 0 0 3
아민 경화제 DDS 15 18 19.6 18.2 20.8 14
페놀 경화제 NTS-7065 0 0 0 9.4 8.5 18
아크릴 러버 KG-3015P 20 20 30 25 25 10
무기충진재 SC2050MTO 106 106 70 36 70 106
AC4130Y 24 24 0 24 0 24
당량비 1 - - - 6.34 8.01 2.55
당량비 2 1.03 1.29 1.97 1.81 2.09 1.65
* DDS: 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 활성수소 당량 62g/eq
* NTS-7065: 페놀 수지 (Nanokor사), 활성수소 당량 203g/eq
* XD-1000: 에폭시 수지(Nippon kayaku사), 에폭시 당량 253 g/eq
* XD-1000-2L: 에폭시 수지(Nippon kayaku사), 에폭시 당량 253 g/eq
* NC-3000H: 에폭시 수지(Nippon kayaku사), 에폭시 당량 290 g/eq
* BMI-2300: 비스말레이미드 수지(DAIWA KASEI사)
* 아크릴 러버: Mw 800,000, PARACRON KG-3015P(Negami chemical industrial Co.,LTD사)
* 당량비1: 하기 수학식1을 통해 계산됨
[수학식1]
당량비 (아민 경화제/페놀 경화제)　= (DDS 의 총 활성수소 당량) / (NTS-7065 의 총 활성수소 당량)
* 당량비2: 하기 수학식2 를 통해 계산됨
[수학식2]
당량비 (경화제/에폭시)　= (DDS 의 총 활성수소 당량+ NTS-7065 의 총 활성수소 당량) / {(XD-1000의 총 에폭시 당량+ XD-1000-2L의 총 에폭시 당량+ NC-3000H의 총 에폭시 당량)}
상기 수학식1 및 2에서, DDS의 총 활성수소 당량은 DDS의 총 중량(g)을 DDS의 활성수소 단위당량(62g/eq)으로 나눈 값이고,
NTS-7065 의 총 활성수소 당량은 NTS-7065 의 총 중량(g)을 NTS-7065 의 활성수소 단위당량(203g/eq)으로 나눈 값이고,
XD-1000의 총 에폭시 당량은 XD-1000의 총 중량(g)을 XD-1000의 에폭시 단위당량(253g/eq)으로 나눈 값이고,
XD-1000-2L의 총 에폭시 당량은 XD-1000-2L의 총 중량(g)을 XD-1000-2L의 에폭시 단위당량(253g/eq)으로 나눈 값이고,
NC-3000H의 총 에폭시 당량은 NC-3000H의 총 중량(g)을 NC-3000H의 에폭시 단위당량(290g/eq)으로 나눈 값이다.
<실험예>
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 반도체 패키지용 수지 조성물 및 금속박 적층판의 물성을 하기 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표3에 나타내었다.
1. 반도체 패키지용 수지 조성물
경화 후 반도체 패키지용 수지 조성물의 물성을 분석하기 위해, 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 금속박 적층판의 동박을 에칭하여 제거한 후, 다음과 같은 방법으로 반도체 패키지용 수지 조성물, 즉 수지층의 물성을 측정하였다.
(1) 저장탄성률(Storage Modulus)
MD방향으로 시험편을 제작하여, DMA(TA Instruments, Q800)를 이용하여 인장모드로 5℃/분의 승온조건으로 25℃부터 300℃까지 저장탄성률을 측정하면서, 30 ℃ 및 260 ℃ 에서의 측정값을 기록하였다.
(2) 유리전이온도(Tg)
MD방향으로 시험편을 제작하여, DMA(TA Instruments, Q800)를 이용하여 인장모드로 5℃/분의 승온조건으로 25℃부터 300℃까지 측정하여 tan delta의 피크 온도를 유리전이온도로 하였다.
(3) 열팽창계수 (CTE)
MD방향으로 시험편을 제작하여, TMA(TA Instruments, Q400)를 이용하여, 30 ℃에서 260 ℃까지, 승온 속도 10 ℃/min 조건으로 측정한 후, 50 ℃ 에서 150 ℃ 범위의 측정값을 열팽창계수로 기록하였다.
(4) 패턴 적층 테스트(성형성)
상기 실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 프리프레그를, 회로패턴(패턴높이 7um, 잔동률 60%)의 양면에 위치시키고, 그 위에 동박 (두께 12㎛, Mitsui사 제조)을 위치시켜, 220 ℃ 및 35 kg/㎠의 조건으로 140분간 프레스한 후, 양면의 동박을 에칭한 후, 동박 적층판의 단면을 관찰용 시편으로 제작하였다. 주사형 전사현미경을 통해 다음 기준 하에 보이드 유무를 조사하여 회로패턴채움성 (성형성)을 평가하였다.
○: Void 발생 없음
Ｘ: Void 발생
2. 금속박 적층판
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 금속박 적층판에 대하여, 다음과 같은 방법으로 금속박 적층판의 물성을 측정하였다.
(1) 디스미어 내성
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 금속박 적층판을 이용하여, 가로 5cm x 세로 5cm의 시편을 제조하고, 알칼리성 조건하에서 Atotech사의 스웰러(Securiganth MV SWELLER) 65 ℃ 에서 6분, 에칭(Securiganth MV ETCH P) 75 ℃ 에서 10분, 및 중화(Securiganth MV Reduction Conditioner) 30 ℃ 에서 5분 순서대로 처리한 뒤, 상온에서 정밀전자저울을 이용하여 무게를 측정하고, 하기 수학식3를 통해 디스미어 처리 전후 시편의 무게차이인 디스미어 에칭량(etch rate, 단위: g/50cm2)을 측정하였다.
[수학식3]
디스미어 에칭량(g/50cm2) = [금속박 적층판 시편(가로5cm * 세로5cm)의 디스미어 에칭 전 무게] - [금속박 적층판 시편(가로5cm * 세로5cm)의 디스미어 에칭 후 무게]
실시예 및 비교예의 실험예 결과
구분 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
디스미어 에칭량
(g/50cm2 ) 		0.0016 0.0023 0.0014 0.002 0.007 0.008 0.017 0.005
저장탄성률
(Gpa)		 30℃ 15.8 15.6 14.3 14.2 13.1 12.9 12.7 15.5
260℃ 7 7.1 6.5 3.8 6.4 6.1 6.2 6.9
유리전이온도(Tg)
(℃)		 195 200 220 220 212 205 200 180
열팽창계수 (CTE)(ppm/℃) 10.5 10.9 10.6 10.7 9.1 9.5 9.3 10.3
성형성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예에서 얻어진 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하임에 따라, 유리전이온도가 195 ℃ 이상 200 ℃ 이하로 향상되고, 0.0016 g/50cm2 이상 0.0023 g/50cm2 이하의 낮은 디스미어 에칭량을 나타내며, 30 ℃ 에서의 저장탄성률이 15.6 Gpa 내지 15.8 Gpa, 260 ℃ 에서의 저장탄성률이 7 Gpa 내지 7.1 Gpa 로 측정되어, 동등 수준의 유리전이온도 및 열 팽창계수를 나타내면서도 우수한 디스미어 내성 및 저장탄성률을 가짐을 확인하였다.
반면, 비교예에서 얻어진 반도체 패키지용 수지 조성물은 상기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 미만이거나 6.0 초과임에 따라, 0.0014 g/50cm2 이상 0.008 g/50cm2 이하로 실시예와 동등 또는 불량한 디스미어 에칭량을 나타내면서, 30 ℃ 에서의 저장탄성률이 15.5 Gpa 이하, 260 ℃ 에서의 저장탄성률이 6.9 Gpa 이하로 측정되어, 저장탄성률이 실시예보다 불량함을 확인하였다.

Claims (20)

  1. 아민계 경화제 및 페놀계 경화제를 포함하는 경화제;
    열경화성 수지;
    열가소성 수지; 및
    무기 충진제;를 포함하고,
    하기 수학식1로 계산되는 당량비가 3.0 이상 6.0 이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물:
    [수학식1]
    당량비 = 상기 아민계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량 / 상기 페놀계 경화제에 함유된 총 활성수소 당량.
  2. 제1항에 있어서,
    반도체 패키지용 수지 조성물은,
    상기 아민계 경화제 100 중량부에 대하여 상기 페놀계 경화제를 55 중량부 이상 120 중량부 이하로 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 경화제는,
    술폰기; 카보닐기; 할로겐기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기; 및 니트로기, 시아노기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기가 1이상 치환된 아민 화합물을 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 페놀계 경화제는,
    페놀 수지를 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    하기 수학식2로 계산되는 당량비가 1.0 이상 1.5 이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물:
    [수학식2]
    당량비 = 상기 경화제에 함유된 총 활성수소 당량 / 상기 열경화성 수지에 함유된 총 경화성 작용기 당량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 이후 측정한 30℃ 에서의 저장 탄성율이 14.0 Gpa이상 16.0 Gpa이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 패키지용 수지 조성물의 경화 이후 측정한 260℃ 에서의 저장 탄성율이 6.0 Gpa이상 8.0 Gpa이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 100중량부 대비 상기 열경화성 수지를 200 중량부 이상 250 중량부 이하로 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 100중량부 대비 상기 열가소성 수지를 0.1 중량부 이상 40 중량부 이하로 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는,
    상기 경화제 총 중량에 대하여 상기 아민계 경화제를 40 중량% 이상 70 중량% 이하로 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라페닐 에탄 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 에폭시 수지, 및 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지와 나프탈렌계 에폭시 수지의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 에폭시 수지를 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 디시클로펜타디엔계 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 상기 바이페닐계 에폭시 수지를 10 중량부 이상 30 중량부 이하로 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함하는, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 경화제, 열경화성 수지, 및 열가소성 수지의 총합계 100 중량부에 대하여 상기 무기 충진제 함량이 100 중량부 이상 150 중량부 이하인, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 무기 충진제는 평균 입경이 상이한 2종 이상의 무기 충진제를 포함하고,
    상기 2종 이상의 무기 충진제 중 적어도 1종이 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛인 무기 충진제이고, 다른 1종이 평균 입경이 1 ㎚ 내지 90 ㎚인 무기 충진제인, 반도체 패키지용 수지 조성물.
  16. 제1항의 반도체 패키지용 수지 조성물 및 섬유 기재를 포함하는, 프리프레그.
  17. 시트 형상을 갖는 제16항의 프리프레그; 및
    상기 프리프레그의 적어도 일면에 형성된 금속 박막;을 포함하는 금속박 적층판.
  18. 제17항에 있어서,
    하기 수학식3으로 계산되는 디스미어 에칭량이 0.003 g/50 cm2 이하인, 금속박 적층판:
    [수학식3]
    디스미어 에칭량 = [금속박 적층판 시편(가로5cm * 세로5cm)의 디스미어 에칭 전 무게] - [금속박 적층판 시편(가로5cm * 세로5cm)의 디스미어 에칭 후 무게].
  19. 제17항의 금속박 적층판을 포함하는, 다층인쇄회로기판.
  20. 제19항의 다층인쇄회로기판을 포함하는, 반도체 장치.
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