KR910002426B1 - Polyimide resin compositions for ancapsulating semiconductor elements - Google Patents

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Abstract

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Description

반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물Polyimide Resin Composition for Semiconductor Device Sealing

본 발명은 반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물로서, 더 구체적으로는 유동성, 성형성 및 내열응력성, 내습성이 우수한 반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polyimide resin composition for semiconductor element sealing, and more particularly, to a polyimide resin composition for semiconductor element sealing excellent in fluidity, moldability and thermal stress resistance and moisture resistance.

수지 밀봉 반도체를 제조하기 위한 일반적인 방법으로는 반도체 소자를 직접반도체 밀봉용 수지로 밀봉시키는 방법이 사용되어 왔으며, 사용된 소재로는 에폭시계, 실리콘계, 페놀계, 프탈레이트계등의 열경화성 수지를 들 수 있다.As a general method for manufacturing a resin encapsulated semiconductor, a method of sealing a semiconductor element with a resin for direct semiconductor encapsulation has been used. The materials used include thermosetting resins such as epoxy, silicon, phenol, and phthalate compounds. have.

반도체 소자의 밀봉용 재료로는 내열성, 내습성, 기계적 강도가 좋아야 하며, 금형을 마모시키지 않는 적당한 경도를 나타내고 냉각사이클 시험시 내부 밀봉용과의 열팽창 계수의 차이가 적어야 하며, 반도체 소자의 발열을 방지하기 위하여 양호한 열전도도를 갖는 것이 바람직하다.The sealing material for semiconductor devices should have good heat resistance, moisture resistance and mechanical strength, and should have a moderate hardness that does not wear molds, and a small difference in thermal expansion coefficient from that for internal sealing during cooling cycle tests, and prevents heat generation of semiconductor devices. In order to do so, it is preferable to have good thermal conductivity.

종래의 수지는 일반적인 물성은 만족시키나 밀봉용 수지와 내부 밀봉물간의 열팽창율의 차에 의해 열응력 왜곡현상이 현저하게 발생되며, 수지자체의 내열성에 한계를 가지고 있다는 문제점이 있다.The conventional resin satisfies general physical properties, but the thermal stress distortion phenomenon is remarkably generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the sealing resin and the inner sealing material, there is a problem in that the heat resistance of the resin itself has a limit.

또한, 최근에는 반도체 소자들이 고집적화함에 따라 소자의 각종 기능 단위가 세밀화 되었고 소자 펠릿(Pellet)자체의 대형화가 급속하게 이루어지고 있으며, 이에 따라 종래의 밀봉용 수지로서는 만족스러운 결과를 얻을 수 없게 되었다. 예컨대, 반도체 소자 밀봉용 수지로서 이용되고 있는 페놀노블락 에폭시수지로 경화시킨 에폭시수지 조성물은 내흡수성이나, 고온에서의 전기 특성 및 성형성등이 우수하여 몰드용 수지의 주류를 이루어 왔으므로 이런 계통의 수지조성물을 이용하여 미세한 표면구조를 갖는 대형의 소자 펠릿을 밀봉시키게 되면 내부 밀봉물과 밀봉용 수지와의 열팽창율의 차에 의하여 발생되는 열응력 왜곡현상 때문에 소자펠릿 표면에 있는 알루미늄(Al)패턴을 보호하기 위한 피복제인 인규산유리(PSG)막이나, 질화규소(Sin)막 또는 소자펠릿이 벌어지는 현상이 발생하고 결속 와이어가 단선되거나 밀봉된 후의 수지성형품이갈라지는 현상이 발생하게 된다. 특히, 냉열사이클 시험을 실시하는 경우에는 이러한 현상이 더욱 빈번하게 발생하게 되며, 이렇게 펠릿이 벌어지면 소자 특성이 좋지 않게 되고 보호막이 벌어지게 되므로 알루미늄 패턴이 부식하게 된다.In recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, various functional units of the devices have been miniaturized, and device pellets themselves have been rapidly enlarged. Thus, satisfactory results cannot be obtained with conventional sealing resins. For example, the epoxy resin composition cured with a phenol noble epoxy resin used as a semiconductor element sealing resin has been excellent in water absorption, electrical properties and moldability at high temperatures, and thus has been the mainstream of mold resins. When sealing a large element pellet having a fine surface structure using a resin composition, the aluminum (Al) pattern on the surface of the element pellet is caused by thermal stress distortion caused by the difference in thermal expansion coefficient between the inner seal and the sealing resin. Phosphoric acid glass (PSG) film, a silicon nitride (Sin) film, or element pellets, which is a coating material for protecting the film, may occur, and a resin molded product may be separated after the binding wire is disconnected or sealed. In particular, when the cold cycle test is performed, this phenomenon occurs more frequently, and when the pellets are opened, the device characteristics are not good and the protective film is opened, so that the aluminum pattern is corroded.

이러한 이유때문에 밀봉수지의 내부 밀봉물에 대한 응력을 작게하고 밀봉수지와 소자의 PSG막이나 SiN막 유리막등과의 밀착성을 높게 해야할 필요성이 있으며, 더우기 경화물에 관해서는 소자표면에 형성되어있는 알루미늄 패턴이 부식하는 것을 최대한 방지하기 위해서 염소와 같은 할로겐 화합물의 농도를 낮게 하고 흡습시나 고온시의 전기절연 성능을 높은 수준으로 유지시켜야할 필요가 있게 되었다.For this reason, it is necessary to reduce the stress on the sealing material of the sealing resin and to increase the adhesion between the sealing resin and the PSG film or the SiN film glass film of the device. Furthermore, the hardened material is the aluminum pattern formed on the surface of the device. In order to prevent the corrosion as much as possible, it is necessary to lower the concentration of halogen compounds such as chlorine and to maintain the high level of electrical insulation at the time of hygroscopic or high temperature.

한편, 상기와 같이 밀봉물에 대한 응력을 작게 하기 위해서는 탄성율과 팽창율이 낮은 수지를 합성시키는것이 좋으며, 내열충격성이나 결속 와이어의 단선등을 방지하기 위해서는 유리전이점이 일정온도 이상이 되도록함이 필요하다. 종래의 밀봉수지의 주류를 이룬 에폭시수지의 경우, 저탄성을 갖도록 하기 위해 가소성부여제를 첨가하면 저탄성화의 효력은 얻을 수 있으나 기계적 성질이나 유리전이온도의 급격한 저하로 내결속 와이어 오픈성이 저하되었으며, 저팽창화를 위하여 무기충전재를 중량시키면 열팽창계수는 작아지지만 탄성율이 증가하고 점도가 높아지기 때문에 성형성이 나빠지는 단점이 있었다.On the other hand, in order to reduce the stress on the seal as described above, it is preferable to synthesize a resin having a low elastic modulus and an expansion coefficient, and to prevent the thermal shock resistance or the breaking of the binding wire, it is necessary to make the glass transition point above a certain temperature. . In the case of the epoxy resin which is the mainstream of the conventional sealing resin, the addition of a plasticizing agent in order to have a low elasticity can obtain the effect of low elasticity, but the binding wire open resistance is deteriorated due to the rapid decrease in mechanical properties or glass transition temperature. When the inorganic filler is weighed for low expansion, the coefficient of thermal expansion decreases, but the moldability deteriorates due to the increase in the elastic modulus and the viscosity.

이와 같이 종래의 소재로서는 높은 유리전이온도에서 탄성율과 열팽창율이 낮은 밀봉용 수지는 얻을 수가 없었다.As described above, as a conventional material, a sealing resin having a low elastic modulus and a low thermal expansion coefficient at a high glass transition temperature could not be obtained.

이에 본 발명자들은 전술한 반도체 밀봉용 수지의 요구특성을 만족시키며, 경화물이 높은 유리전이온도를 유지하는 동시에 내열응력성이 우수하고, 에폭시 수지보다 우수한 내습성 및 내열충격성을 가지는 반도체소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물을 제조하기 위해 신규물질인 변성비스말레이미드 수지에 실리카 분말과 실리콘 오일을 부가하여 사용한 결과, 상기의 단점이 일소에 제거될 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors satisfy the requirements of the above-mentioned semiconductor sealing resin, and the cured product maintains a high glass transition temperature and has excellent thermal stress resistance, and has excellent moisture resistance and thermal shock resistance than epoxy resins for sealing semiconductor devices. As a result of adding silica powder and silicone oil to the modified bismaleimide resin, which is a novel material for preparing a polyimide resin composition, it has been found that the above disadvantages can be eliminated at once, thereby completing the present invention.

즉, 본 발명은 1) 분자량 600-1600, 연화점 40-110℃인, 비스말레이미드에 방향족 1차 디아민과 방향족2차 디아민이 부가된 변성비스말레이미드 수지 20-50중량부, 2)실리카 분말 50-80중량부, 3) 실리콘 오일 0.8-25중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 조성물이다.That is, the present invention 1) 20-50 parts by weight of modified bismaleimide resin in which aromatic primary diamine and aromatic secondary diamine are added to bismaleimide having a molecular weight of 600-1600 and a softening point of 40-110 ° C., and 2) silica powder. 50-80 parts by weight, 3) a composition comprising a silicone oil 0.8-25 parts by weight.

본 발명에 사용된 1) 성분의 변성비스말레이미드 수지는 본 발명에서만 사용하는 성분으로 비스말레이미드와 방향족 1차 디아민(Aromatic primary diamine) 및 방향족 2차 디아민(Aromatic secondary diamine)의 마이클 부가반응(Michael addition reaction)에 의해서 얻어지는 수지로서 분자량은 600-1600이며, 연화점은40-110℃로서 바람직하기로는 분자량은 800-1000이며, 연화점은50-70℃이다.The modified bismaleimide resin of component 1) used in the present invention is a component used only in the present invention, and Michael addition reaction of bismaleimide with aromatic primary diamine and aromatic secondary diamine ( The resin obtained by Michael addition reaction) has a molecular weight of 600-1600, a softening point of 40-110 占 폚, preferably a molecular weight of 800-1000, and a softening point of 50-70 占 폚.

이의 사용량은 전조성물에 대해 20 내지 50중량부 조성시키는 것이 바람직하다.Its amount is preferably 20 to 50 parts by weight with respect to the precursor composition.

연화점이 40℃이하일 경우는 성형시 프레쉬의 발생이 현저하게 많아지며, 110℃이상일 경우는 유동성의 저하로 밀봉작업에 어려움이 생긴다.If the softening point is 40 ℃ or less, the generation of fresh during the molding is significantly increased, if the temperature is 110 ℃ or more it is difficult to seal due to the deterioration of fluidity.

본 발명의 조성물중 l) 성분인 변성비스말레이미드 수지의 합성에 사용되는 비스말레이미드는 하기 일반식(I)로 표시되는 물질이다.Bismaleimide used for the synthesis | combination of the modified bismaleimide resin which is l) component in the composition of this invention is a substance represented with the following general formula (I).

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기식에서, Ar은 방향족기이다.Wherein Ar is an aromatic group.

상기 일반식(I)의 화합물로는 예컨대, N,N'-1,3-페닐렌 비스말레이미드, N,N'-4,4'-디페닐메탄 비스말레이미드, N,N'-4,4'-디페닐에테르 비스말레이미드, N,N'-4,4'-디페닐설폰 비스말레이미드, N,N'-3,4-디페닐설폰 비스말레이미드, N,N'-4,4'-디시클로헥실 메탄 비스말레이미드, N,N'-4,4'-디메틸렌 시클로 헥산 비스말레이미드, N,N'-4,4'-디페닐 시클로 헥산 비스말레이미드, N,N'-1,3-자일리덴 비스말레이이드, 2,4-비스말레이미드톨루엔, 2,6-비스말레이미드 톨루엔등을 들 수 있다.Examples of the compound of the general formula (I) include N, N'-1,3-phenylene bismaleimide, N, N'-4,4'-diphenylmethane bismaleimide, N, N'-4 , 4'-diphenylether bismaleimide, N, N'-4,4'-diphenylsulfone bismaleimide, N, N'-3,4-diphenylsulfone bismaleimide, N, N'-4 , 4'-dicyclohexyl methane bismaleimide, N, N'-4,4'-dimethylene cyclohexane bismaleimide, N, N'-4,4'-diphenyl cyclohexane bismaleimide, N, N'-1, 3- xylide bismaleide, 2, 4-bismaleimide toluene, 2, 6-bis maleimide toluene, etc. are mentioned.

또한, 본 발명의 변성비스말레이미드 합성에 사용된 방향족 2차 디아민은 하기 일반식(II)로 표시되는 물질이다.In addition, the aromatic secondary diamine used for the synthesis | combination of modified bismaleimide of this invention is a substance represented with the following general formula (II).

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기식에서, Ar'는 방향족기이며 R은 지방족기이다. 일반식(II)의 화합물으로서는 예컨대, N, N'-디메틸-4,4'-디아미노 디페닐메탄, N,N'-메틸에틸-4,4'-디아미노 디페닐메탄, N,N'-디에틸-4,4'-디아미노 디페닐메탄, N,N'-디메틸-4,4'-디아미노 디페닐설폰, N,N'-디페닐-4,4'-디아미노 디페닐에테르, N -(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-파라페닐렌디아민, N-이소프로필 -N'-페닐-파라페닐렌디아민, N,N'-디페닐-파라페닐렌디아민, N,N'-디메틸-2,4-디아이노 톨루엔, N,N'-디메틸-2,6-디아미노톨루엔, N,N'-디사이클로헥실-4,4'-디아미노 디페닐메탄등을 들 수 있다.Wherein Ar 'is an aromatic group and R is an aliphatic group. Examples of the compound of formula (II) include N, N'-dimethyl-4,4'-diamino diphenylmethane, N, N'-methylethyl-4,4'-diamino diphenylmethane, N, N '-Diethyl-4,4'-diamino diphenylmethane, N, N'-dimethyl-4,4'-diamino diphenylsulfone, N, N'-diphenyl-4,4'-diamino di Phenylether, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-paraphenylenediamine, N-isopropyl-N'-phenyl-paraphenylenediamine, N, N'-diphenyl-paraphenylene Diamine, N, N'-dimethyl-2,4-diazino toluene, N, N'-dimethyl-2,6-diaminotoluene, N, N'-dicyclohexyl-4,4'-diamino diphenyl Methane etc. are mentioned.

방향족 1차 디아민은 메틸렌 디아닐린을 사용한다.Aromatic primary diamines use methylene dianiline.

변성비스말레이미드의 합성에서 비스말레이미드와 디아민의 몰비는 1.2 : 1-4.0 : 1로 사용되며, 바람직하게는 2 : 1-3 : 1이다. 또한, 사용된 방향족 디아민중 1차 디아민과 2차 디아민의 몰비는 9 : 1-1 : 9가 적당하며, 바람직하게는 4 : 1-1 : 4가 좋다. 방향족 1차 디아민과 2차 디아민의 비가 9 : 1이상이 되면 유동성이 나빠져 성형시 어려움이 있으며, 1 : 9이하로 낮아지게 되면 성형성과 내흡수성이 좋은 반면 기계적 강도가 떨어지는 단점이 있다. 상기의 변성비스말레이미드 수지는 종래의 에폭시수지와 비스말레이미드 수지에 비해 내습성이 우수하며 실리카 분말과의 젖음성(Wet ability)이 좋은 것이 장점이다.In the synthesis of the modified bismaleimide, the molar ratio of bismaleimide and diamine is used at 1.2: 1 -4.0: 1, preferably 2: 1: 1: 1. In addition, the molar ratio of primary diamine and secondary diamine in the aromatic diamines used is preferably 9: 1-1: 9, preferably 4: 1-1: 4. When the ratio of the aromatic primary diamine and secondary diamine is greater than 9: 1, the fluidity is poor, and molding is difficult. If the ratio is less than 1: 9, the moldability and water absorption resistance are good, but mechanical strength is inferior. The modified bismaleimide resin is superior in moisture resistance to conventional epoxy resins and bismaleimide resins and has a good wet ability with silica powder.

한편, 본 발명에서 사용된 2) 성분의 실리카 분말은 중간입경이 5-30μm인 용융실리카 및 결정성 실리카로서, 전 조성물에 대해 50 내지 80중량부가 사용된다. 50중량부 이하 사용시는 열팽창율이 커져서 밀봉장치인 경우 내열성 및 내크랙(Crack)성, 내습성등의 물성이 저하되며 80중량부 이상 사용시는 유동성이 저하되어 반도체 소자와 리드를 연결하는 본딩 와이어가 절단되거나 심할때는 밀봉이 불가능하여진다.On the other hand, the silica powder of component 2) used in the present invention is a fused silica and crystalline silica having a median particle size of 5-30 μm, 50 to 80 parts by weight of the total composition is used. When using 50 parts by weight or less, the coefficient of thermal expansion increases, and in case of a sealing device, physical properties such as heat resistance, crack resistance, and moisture resistance decrease. When is cut or severe, sealing becomes impossible.

또한, 본 발명에서 사용된 3) 성분의 실리콘 오일은(Si-O)의 단위구조가 반복된 구조로 형성되어 있으면서 상온에서 액상의 화합물로 된 것이면 좋은바, 예를 들면 디메틸실리콘 오일이나, 메틸페닐 실리콘 오일등을 들 수 있으며, 이들 실리콘 오일의 특성을 다소 변화시킨 것이어도 좋다.Further, the silicone oil of component 3) used in the present invention may be a liquid compound at room temperature while the unit structure of (Si-O) is formed in a repeated structure, for example, dimethyl silicone oil or methylphenyl. Silicone oil etc. are mentioned, The characteristics of these silicone oils may be changed somewhat.

즉, 폴리디오르가노 실록산 오일이나, 플루오로 실리콘 오일, 실리콘 폴리에테르 공중합 오일, 알킬 변성실리콘 오일, 지방산 변성 실리콘 오일, 아미노 변성 실리콘 오일 및 에폭시 변성 실리콘 오일등도 사용할수 있다.That is, polydiorgano siloxane oil, fluoro silicone oil, silicone polyether copolymer oil, alkyl modified silicone oil, fatty acid modified silicone oil, amino modified silicone oil, epoxy modified silicone oil, etc. can also be used.

본 발명에 따르면 실리콘 오일중에서 25℃에서 점도가 500-1,000,000CPS인 것이 좋으며, 특히 아민관능기를 가진 아미노 변성실리콘 오일이 내열 충격성면에서 가장 우수하다. 상기 실리콘 오일 3)의 배합비율은 일반적으로 0.8-25중량부가 사용되며, 바람직하기로는 1.3-5.0중량부인 것이다. 만일 배합비율이 0.8중량부 미만일 경우에는 내습성이나 내열응력성, 내열충격성등의 개량효과가 충분하지 못하며, 이와 반대로 25중량부 이상일 경우에는 가공성형이 저하된다.According to the present invention, it is preferable that the viscosity is 500-1,000,000 CPS at 25 ° C. in the silicone oil, and in particular, amino-modified silicone oil having an amine function has the best thermal shock resistance. The blending ratio of the silicone oil 3) is generally 0.8-25 parts by weight, preferably 1.3-5.0 parts by weight. If the blending ratio is less than 0.8 parts by weight, the improvement effect of moisture resistance, thermal stress resistance, thermal shock resistance, etc. is not sufficient, on the contrary, when 25 parts by weight or more, the processing molding is lowered.

본 발명의 반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물은 상기 기술한 1), 2), 3) 성분을 필수성분으로 하며, 또한 성형시의 경화속도를 촉진하는 목적으로 디큐밀 퍼옥사이드, 디-tert-부틸퍼옥사이드, α,α'-비스(tert-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 4,4'-디-tert-부틸퍼옥시-n-부틸발레레이드, 1,1'-디-tert-부틸 퍼옥시-3, 3, 5-트리메틸 시클로헥산등의 퍼옥사이드계와 아미다졸, 2-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-에틸 이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸등의 이미다졸계 및 트리페닐포스핀, 트리부틸포스핀, 디메틸포스핀등의 유기 포스핀계, 트리에틸아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, N-아미노-에틸 피페라진, 메닥실렌디아민등의 아민계 화합물을 단독 또는 2종이상 병행하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면 이와같은 경화촉진제의 배합비율은 일반적으로 전조성물에 대해 0.1 내지 5중량부가 바람직하고, 0.3-2중량부인 경우가 가장 바람직하다. 만일 배합비율이 0.1중량부 미만일 경우에는 경화속도가 늦어지며, 5중량부 이상일 경우에는 내습성이 나빠질 수 있다.The polyimide resin composition for sealing a semiconductor device of the present invention contains the above-mentioned 1), 2) and 3) components as essential components and dicumyl peroxide and di-tert- for the purpose of promoting the curing rate during molding. Butyl peroxide, α, α'-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene, 4,4'-di-tert-butylperoxy-n-butylvaleride, 1,1'-di-tert-butyl Peroxides such as peroxy-3, 3, 5-trimethyl cyclohexane, amidazole, 2-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl imidazole, Imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole and organic phosphine such as triphenylphosphine, tributylphosphine, dimethylphosphine, triethylamine, diethylene triamine, triethylene tetraamine, N Amine compounds such as amino-ethyl piperazine and mexylenediamine may be used alone or in combination of two or more thereof. According to the present invention, the blending ratio of such a curing accelerator is generally preferably 0.1 to 5 parts by weight, and most preferably 0.3 to 2 parts by weight based on the precursor. If the blending ratio is less than 0.1 parts by weight, the curing rate is slow, and when more than 5 parts by weight, moisture resistance may deteriorate.

또한, 본 발명의 조성물에는 천연왁스, 고급지방산 및 그의 금속염류 혹은 파라핀등의 이형제, 에폭시실란, 비닐실란, 아이노실란, 보란(Borane)계 화합물, 알콕시 티타레이트계 화합물, 알루미늄 킬레이트계 화합물등의 커플링제, 카본블랙과 같은 착색제등을 10중량부 이하로 배합하여 사용함이 바람직하다.In the composition of the present invention, release agents such as natural waxes, higher fatty acids and metal salts or paraffins thereof, epoxysilanes, vinylsilanes, inosilanes, borane compounds, alkoxy titarate compounds, aluminum chelate compounds, and the like. It is preferable to mix | blend and use a coupling agent, coloring agents, such as carbon black, in 10 weight part or less.

한편, 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물의 제조방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the manufacturing method of the polyimide resin composition for semiconductor element sealing of this invention is demonstrated in detail as follows.

본 발명의 조성물은 상술한 각 조성물을 작게 분쇄하여 헨셀 믹서기와 같은 혼합기를 사용하여 균일하게 혼합시키고 가열로울러, 가열니이더, 가열압출기등으로 용융 혼련시켜서 B-스테이지(Stage)화한 수지를 다시 냉각한 후, 잘게 분쇄시키고 특수 혼합기로 혼합하거나, 또는 이들의 각 방법을 적절하게 조합하여서 제조할 수 있다.In the composition of the present invention, each of the above-mentioned compositions is pulverized and mixed uniformly using a mixer such as a Henschel mixer, and melted and kneaded with a heating roller, a heating kneader, a heat extruder, etc. to cool the B-staged resin again. Afterwards, it can be finely pulverized and mixed with a special mixer, or prepared by combining each of these methods as appropriate.

본 발명의 폴리이미드 수지조성물을 이용하여 각종 반도체를 트랜스퍼 몰딩 성형법으로 수지 밀봉할 경우 종래의 내열성, 열전도성, 기계적 강도등의 일반적 특성을 만족하며 탁월한 내열응력성, 내습성 및 최적의 유동성을 얻을 수 있다.When sealing various semiconductors by the transfer molding molding method using the polyimide resin composition of the present invention, it satisfies general characteristics such as heat resistance, thermal conductivity, and mechanical strength, and obtains excellent thermal stress resistance, moisture resistance, and optimum fluidity. Can be.

이하, 본 발명을 제조예, 실시예 및 비교예를 들어 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 제조예, 실시예 및 비교예 중에서 부는 모두 중량부를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Preparation Examples, Examples and Comparative Examples. In the production examples, examples and comparative examples, all parts represent parts by weight.

[제조예 1][Production Example 1]

교반기와 온도계가 부착된 3구 플라스크에 11.3g의 N,N'-디메틸-4,4'-디아미노 디페닐메탄(0.05몰)과 9.9g의 메틸렌 디아닐린(0.05몰) 및 89.5g의 N.N'-4,4'-디페닐메탄 비스말레이미드(0.25몰)을 가한다. 이어서 130℃를 유지하며 교반기로 계속 교반하면서 약 30분간 반응시켜 맑은 용액이 된것을 확인한 후 알루미늄 접시에 붓고 상온으로 냉각시킨 다음에 막자사발에서 분쇄하여 황갈색의 광택있는 분말을 얻는다. 이하 이 분말을 변성비스말레이미드 수지 A라 칭한다.11.3 g of N, N'-dimethyl-4,4'-diamino diphenylmethane (0.05 mol), 9.9 g of methylene dianiline (0.05 mol) and 89.5 g of N in a three-necked flask with stirrer and thermometer .N'-4,4'-diphenylmethane bismaleimide (0.25 mole) is added. Subsequently, the mixture was kept at 130 ° C. and continuously stirred with a stirrer to confirm that the solution became a clear solution. It was poured into an aluminum dish, cooled to room temperature, and then pulverized in a mortar to obtain a yellowish brown glossy powder. Hereinafter, this powder is called modified bismaleimide resin A.

상기의 수지분말을 열분석기와 GPC를 이용하여 연화점과 분자량을 측정하고, 그 결과를 표1에 나타냈다.The softening point and molecular weight of the resin powder were measured using a thermal analyzer and GPC, and the results are shown in Table 1.

[제조예 2][Production Example 2]

N,N'-디메틸-4,4'-디아미노 디페닐메탄 5.65g(0.025몰)과 메틸렌 디아닐린 14.85g(0.075몰)을 사용한것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 수행하여 항갈색의 분말을 얻고, 이 분말을 이하 변성 비스말레이미드 수지 B라 칭하며, 제조예 1과 동일하게 시험하여 그 결과를 표2에 나타냈다.The same procedure as in Preparation Example 1 was repeated except that 5.65 g (0.025 mol) of N, N'-dimethyl-4,4'-diamino diphenylmethane and 14.85 g (0.075 mol) of methylene dianiline were used. Powder was obtained and this powder is called modified bismaleimide resin B below, and it tested similarly to manufacture example 1, and the result is shown in Table 2.

[제조예 3 ]Production Example 3

N,N'-디메틸-4,4'-디아미노 디페닐 메탄 16.95g(0.075몰)과 메틸렌 디아닐린 4.95g(0.025몰)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 수행하여 황갈색의 분말을 얻고, 이 분말을 이하 변성비스말레이미드 수지 C라 칭하며, 제조예 1과 동일하게 시험하여 그 결과를 표2에 나타냈다.Tan-brown powder was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 16.95 g (0.075 mol) of N, N'-dimethyl-4,4'-diamino diphenyl methane and 4.95 g (0.025 mol) of methylene dianiline were used. This powder was referred to as modified bismaleimide resin C below, and was tested in the same manner as in Production Example 1, and the results are shown in Table 2.

[제조예 4][Production Example 4]

1차 아민인 메틸렌디아닐린 19.8g(0.1몰)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 수행하여 황갈색의 분말을 얻고, 이 분말을 이하 변성비스말레이미드 수지 D라 칭하며, 제조예 1과 동일하게 시험하여 그 결과를 표1에 나타냈다.Except for using 19.8 g (0.1 mol) of methylenedianiline as the primary amine, the same procedure as in Preparation Example 1 was carried out to obtain a yellowish-brown powder, hereinafter referred to as modified bismaleimide resin D, The same test was performed and the results are shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[실시예 1]Example 1

변성비스말레이미드 수지 A 95부, 무기충전재로서 용융실리카 233.3부, 아미노 변성디메틸 실리콘 오일(25℃에서 점도 10,000CPS) 5부, 경화촉진제로서 디큐밀 퍼옥사이드 1부와 이미다졸 0.5부, 실리카 분말의 표면처리를 위한 아미노실란계 커플링제 2부, 이형제로서 카누바왁스 1.5부, 착색제로서 카본블랙 0.5부를 혼합기에서 균일하게 배합하고, 80-110℃에서 2개의 축이 달린 로울러로 혼련시킨 다음 냉각 분쇄하고, 타정(Tableting)하여, 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지 조성물을 제조한다.95 parts of modified bismaleimide resin A, 233.3 parts of melted silica as an inorganic filler, 5 parts of amino-modified dimethyl silicone oil (viscosity 10,000 CPS at 25 ° C), 1 part of dicumyl peroxide and 0.5 parts of imidazole as a curing accelerator, and silica powder 2 parts of an aminosilane-based coupling agent for surface treatment of 1, 1.5 parts of canuba wax as a release agent, and 0.5 parts of carbon black as a colorant were uniformly blended in a mixer, kneaded with two shafted rollers at 80-110 ° C., and then cooled. It grind | pulverizes and tablets, and manufactures the polyimide resin composition for semiconductor element sealing of this invention.

상기와 같이 얻어진 조성물의 스파이랄 후로 특성을 측정하고, 저압 트랜스퍼 성형기를 이용하여 물성평가용 시편을 제작하고 200℃에서 8시간 후경화시킨 후 물성을 측정하여 그 특성을 표2에 나타내었다.The characteristics of the composition obtained as described above were measured after the spiral, and a specimen for evaluation of physical properties was prepared using a low pressure transfer molding machine, and after curing for 8 hours at 200 ° C., the physical properties were measured and the properties thereof are shown in Table 2.

스파이랄 후로의 측정방법은 공지의 측정방법으로 스파이랄 금형을 이용하여 EMMI-1-66(Epoxy Molding Material Institute : ASTM D-790에 준해 측정된 값이며, 열팽창계수와 유리전이온도는 TMA(Thermomechanical Analysis) 법을 사용하여 측정하였다.Spiral after measurement method is a known measurement method using a spiral mold measured in accordance with EMMI-1-66 (Epoxy Molding Material Institute: ASTM D-790), the coefficient of thermal expansion and glass transition temperature TMA (Thermomechanical) Analysis) was used.

[실시예 2]Example 2

실시예 1에 있어서, 아미노변성디메틸 실리콘 오일 5부 대신에 에폭시변성디메틸 실리콘 오일 5부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 본 발명의 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 평가시험을 하여 그 결과를 표 2에 나타냈다.In Example 1, the composition of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 parts of epoxy-modified dimethyl silicone oil was used instead of 5 parts of the amino-modified dimethyl silicone oil, and the evaluation test was carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

[실시예 3]Example 3

실시예 1에 있어서, 변성비스말레이미드 수지 A 95부 대신에 변성비스말레이미드 수지 B 95부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 본 발명의 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 평가시험을 하고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.In Example 1, the composition of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1 except that 95 parts of the modified bismaleimide resin B was used instead of 95 parts of the modified bismaleimide resin A, and evaluated in the same manner as in Example 1. The test was conducted and the results are shown in Table 2.

[실시예 4]Example 4

실시예 1에 있어서, 변성비스말레이미드 수지 A 95부 대신에 변성비스말레이미드 수지 C 95부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 본 발명의 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 평가시험을 하고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.In Example 1, the composition of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1 except that 95 parts of the modified bismaleimide resin C were used instead of 95 parts of the modified bismaleimide resin A, and evaluated in the same manner as in Example 1. The test was conducted and the results are shown in Table 2.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1에서 변성비스말레이미드 수지 A 95부 대신에 변성비스말레이미드 수지 D 95부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교용 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 평가시험을 하고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.A comparative composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 95 parts of the modified bismaleimide resin D were used instead of 95 parts of the modified bismaleimide resin A in Example 1, and an evaluation test was carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

[비교예 2]Comparative Example 2

실시예 1에서 변성비스말레이미드 수지 A 95부와 아미노 변성디메틸 실리콘 오일 5부 대신에 변성비스말레이미드 수지 D 100부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교용 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 평가시험을 하고, 그 결과를 표2에 나타내었다.A comparative composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 95 parts of the modified bismaleimide resin A and 100 parts of the modified bismaleimide resin D were used instead of 5 parts of the amino modified dimethyl silicone oil in Example 1. The evaluation test was carried out in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00004
Figure kpo00004

Claims (6)

분자량 600-1600, 연화점 40-110℃인 비스말레이미드에 방향족 1차 디아민 및 방향족 2차 디아민이 부가된 변성비스말레이미드 수지 20-50중량부, 실리카 분말 50-80중량부, 실리콘 오일 0.8-25중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 폴리이미드 수지조성물.20-50 parts by weight of modified bismaleimide resin having an aromatic primary diamine and an aromatic secondary diamine added to bismaleimide having a molecular weight of 600-1600 and a softening point of 40-110 ° C., 50-80 parts by weight of silica powder, and silicone oil 0.8- A polyimide resin composition for semiconductor element sealing, comprising 25 parts by weight. 제1항에 있어서, 변성비스말레이미드 수지는 변성비스말레이미드에 방향족 1차 디아민 빛 방향족 2차 디아민을 1.2 : 1-4.0 : 1의 몰비로 마이클 부가반응시킨 것이 특징인 조성물.The composition of claim 1, wherein the modified bismaleimide resin is Michael addition reaction of the modified bismaleimide with an aromatic primary diamine light aromatic secondary diamine in a molar ratio of 1.2: 1 to 4.0: 1. 제1항에 있어서, 변성비스말레이미드 수지에 부가된 방향족 디아민은 방향족 1차 디아민과 방향족 2차 디아민의 몰비가 9 : 1-1 : 9인 것이 특징인 조성물.The composition according to claim 1, wherein the aromatic diamine added to the modified bismaleimide resin has a molar ratio of aromatic primary diamine and aromatic secondary diamine of 9: 1-1: 1. 제1항에 있어서, 실리카분말은 중간입경이 5-30μm인 용융실리카, 결정성 실리카인 것이 특징인 조성물.The composition of claim 1, wherein the silica powder is fused silica having a median particle size of 5-30 µm and crystalline silica. 제1항에 있어서, 실리콘 오일은 아민 관능기나 에폭시 관능기를 가진 것임이 특징인 조성물.The composition of claim 1 wherein the silicone oil has an amine functional group or an epoxy functional group. 제1항에 있어서, 실리콘 오일은 25℃에서 점도가 500-1,000,000CPS인 것이 특징인 조성물.The composition of claim 1 wherein the silicone oil has a viscosity of 500-1,000,000 CPS at 25 ° C.
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