KR920002152B1 - 반도체 밀봉용 에폭시 수지조성물 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

반도체 밀봉용 에폭시수지조성물

본 발명은 트랜지스터, 집접회로(IC), 고집적회로(LSI)등의 반도체 소자를 밀봉하기 위해 사용하는 반도체 밀봉용 에폭시수지조성물에 관한 것으로써, 더 상세하게는 이형성이 우수하면서도 금형의 오염을 일으키지 않는 수지 조성물을 제공하는데에 있다.

트랜지스터, 집접회로(IC), 고집적회로(LSI)등의 반도체 소자의 봉지는 그의 경제성 측면에서 에폭시수지에 의한 트랜스퍼 성형이 일반적이며, 노볼락형 에폭시수지와 경화제로서 노볼락형 페놀수지를 사용하는 경우가 내습성등의 특성이 우수하기 때문에 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 종래의 성형재료는 연속공정으로 성형을 할 경우에 금형의 오염을 야기시키며, 특히 높은 생산성을 갖도록 하기 위해 이형제의 배합량이 많은 성형재료일수록 더욱 심한 오염을 야기시킨다.

금형 오염이 발생할 경우 성형경화된 제품의 외관에 있어서는 불량이 발생하고, 상품가치가 떨어지며, 오염이 심할 경우에는 연속성형작업을 중지하고 금형의 소제가 필요하게 된다. 오염된 금형을 소제하는데 있어서는 많은 시간이 필요하게 되며, 실제로 연속작업 공정시간의 2할 정도에 가까운 시간이 소요된다.

한편, 이형제에 의한 금형의 오염을 줄이기 위해 조성물의 이형제의 배합량을 줄이게 되면 금형을 오염시키는 정도는 어느정도 줄일 수 있겠으나, 이형성이 나빠 성형 작업성이 떨어지며, 생산성의 저하를 가져오게 된다.

본 발명자는 상기의 문제점을 해결한 에폭시수지조성물을 얻기위해 예의 연구한 결과, 금형오염을 일으키지 않고 성형 작업성이 우수한 에폭시수지조성물을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 기존의 에폭시수지조성물에 있어서, 트리아진 골격에 아민기가 붙은 화합물을 특정량 배합하므로써 종래의 에폭시수지조성물의 반도체 소자 봉지재료로써 야기되는 금형의 오염문제점을 해결하고, 성형 작업성이 뛰어난 에폭시수지조성물을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은

1) 에폭시수지 10-30중량부

2) 경화제로서 노볼락형 수지 5-20중량부

3) 무기질 충전제 60-80중량부

4) 유기 포스핀 화합물 0.01-5중량부 및

5) 1개 이상의 아민기를 갖는 S-트리아진 화합물이 2, 4, 6-트리아미노 S-트리아진 4, 6-디아미노 S-트리아진, 6-아미노 S-트리아진으로서 0.01∼5중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 에폭시수지조성물.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 에폭시수지는 통상 알려진 것으로서, 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시수지, 페놀 노볼락형 에폭시수지, 크레졸 노볼락 에폭시수지, 글리시딘 에테르형 에폭시수지, 글리시딘 에스테르형 에폭시수지, 글리시딘 아민형 에폭시수지, 선상 지방족 에폭시수지, 지환식 에폭시수지, 할로겐화 에폭시수지로써 1분자중에 에폭시기를 2개 이상 갖고 있는 에폭시수지를 들 수 있다. 상기 에폭시수지를 1종 또는 2종 이상 혼합 사용할 수도 있다.

본 발명에서 특히 바람직한 에폭시수지는 에폭시당량 170-300의 노볼락형 에폭시수지로서, 예컨대, 페놀노볼락 에폭시수지, 크레졸노볼락 에폭시수지, 할로겐화 페놀노볼락 에폭시수지이다.

또한, 사용된 에폭시수지는 염소이온의 함유량이 10ppm이하, 가수분해성 염소함유량이 0.1중량부 이하가 바람직하다. 그 이유는 염소이온 함유량이 10ppm이상이거나, 가수분해성 염소 함유량이 0.1중량부 이상을 함유하게 되면, 밀봉한 반도체 소자내의 알루미늄 배선의 부식을 촉진하기 때문이다.

본 발명에 사용된 2)성분은 분자내에 수산기를 2개 이상 갖고 있는 페놀노볼락수지, 크레졸 노볼락수지등의 노볼락수지로서 1)성분의 에폭시수지의 에폭시 기수에 대해 경화제로서 2)성분의 페놀성수산기 수의 비를 0.5-1.5의 범위내에서 배합하는 것이 바람직하다.

그 이유는 상기 범위 밖에서는 반응이 충분히 진행되지 못해 내습성 저하등 경화물의 특성이 떨어지기 때문이다. 또한, 아민계 경화제나 산무수물계 경화제는 폿트 라이프(pot life)가 짧아 성형작업성에 문제가 있고, 경화물이 가수분해를 수반할 가능성이 높기 때문에 내습성 및 고온에서의 전기적 특성이 나빠져서 부적당하다.

본 발명에서 사용된 3)성분의 무기질 충전제로는 용융 실리카 분말, 결정성 실리카분말, 유리섬유, 타르크, 알루미나 분말, 규소산 칼슘분말, 탄산 칼슘분말, 황산바륨 분말, 마그네시아 분말과 구상 실리카등이 사용될 수 있으나, 그중에서도 용융 실리카 분말이나 결정성 실리카 분말 및 구상 실리카가 고밀도와 저선팽창계수 측면에서 가장 좋다. 충전제의 배합량은 에폭시수지, 경화제 및 무기질 충전제의 종류에 따라 달라지나 트랜스퍼 성형공정에 적용하기 위해서는 전 조성물에 대해 60-80중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

60중량부 이하를 사용할 경우에는 열팽창율이 커져서 반도체 밀봉장치인 경우 내열성 및 내크랙성, 내습성등의 물성이 저하되며, 80중량부 이상 사용시는 유동성이 저하되어 반도체소자와 리드 연결하는 본딩와이어가 절단되거나 심할때는 밀봉체의 밀봉이 불가능하게 된다.

본 발명에서 사용된 4)성분은 내습성 및 고온 전기특성이 우수한 유기포스핀 화합물을 경화 촉진제로서 사용할 수 있으며, 그 예로는 트리페닐 포스핀, 트리부틸 포스핀, 트리사이클로헥실 포스핀, 메틸 디페닐 포스핀 등의 3급 포스핀 화합물, 부틸페닐 포스핀, 디페닐 포스핀 등의 2급 포스핀 화합물과 페닐포스핀, 옥틸포스핀 등의 1급 포스핀 화합물이 사용될 수 있다. 그 중에서도 트리페닐 포스핀이 가장 바람직하며, 전 조성물에 대해 0.01-5중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용된 5)성분은 본 발명에서만 사용한 성분으로 1개 이상의 아민기를 함유한 S-트리아진 화합물로써 2, 4, 6-트리아미노 S-트리아진, 4, 6-디아미노 S-트리아진, 6-아미노 S-트리아진 등이 사용될 수 있으나, 특히 2, 4, 6-트리아미노 S-트리아진이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 5)성분은 순도가 99%이상인 것으로, 사용량은 전조성물 100에 대해 0.01-5중량부를 사용할 있으며, 바람직하게는 0.1-2중량부가 좋다. 한편, 이형제로써 왁스의 배합량은 본 발명에 있어서, 매우 중요한 의미를 갖는다. 즉, 종래의 성형재료에서는 이 형성을 향상시키기 위해 이형제로서 왁스를 사용하게 되는데, 전체조성물중 0.5-2중량부를 사용하므로서, 성형재료의 성형성을 좋게 할 수 있었으나, 많은 양의 왁스가 혼합되므로 인해 금형을 오염시키는 것이 문제시 되어왔다. 본 발명에 5)성분을 배합하므로서 일반적인 성형재료에 사용되는 이형제의 배합량을 대폭 줄일 수 있었다. 종래, 경험적으로 배합한 배합량보다 휠씬 작은 0.2중량부 이하를 배합하여 금형오염의 문제를 획기적으로 해결할 수 있었고, 성형작업성이 좋은 결과를 실험적으로 확인하여 본 발명을 하게 되었다. 본 발명의 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지조성물은 상기 기술한 1), 2), 3), 4), 5)성분을 필수성분으로 하며, 삼산화안티몬등의 무기난연 조제, 착색제, 이형제, 커플링제, 열화방지제 등과 같은 공지의 첨가제를 전조성물에 대해 10중량부 이하로 배합하여 사용하는 것이다.

본 발명의 에폭시수지 성형재료는 필요로 하는 각 성분을 롤 및 니더등의 혼합장치를 사용하여 균일하게 혼합하여서 얻어지며, 혼합순서등의 구체적인 조작방법에는 특별한 제한은 없다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다

[실시예 1-6]

에폭시 당량 220의 크레졸 노볼락 에폭시수지(에폭시수지 A), 에폭시당량 290의 브롬화 에폭시 노볼락수지(에폭시수지 B), 분자량 800의 페놀 노볼락수지, 트리페닐포스핀, 용융실리카 분말, 삼산화 안티몬, 카나우바 왁스, 카본블랙, 커플링제, 2, 4, 6-트리아미노 S-트리아진, 4, 6-아미노 S-트리아진, 6-아미노 S-트리아진 성분을 표 1에서와 같은 조성비(중량비)로 배합하여 충분히 혼합한후, 가열롤에서 혼련시켜 일정한 입도로 분쇄한다.

이 결과 얻어진 성형재료를 트랜스퍼 성형기를 사용 180℃, 70kg/cm², 95초의 조건하에서 16pin IC로 성형하였다. 또한, 이형작업성이나 금형에 오염을 발생시켜, 성형품의 발생되는 쇼트수를 표시하였다.

그리고, 45mm원판상의 캐비티를 갖는 핸드 몰드금형에 하드크롬 도금판을 끼워, 성형재료를 상기 조건에서 성형하고, 그 성형품과 하드크롬 도금판과 떨어지게 할 때의 이형력을 측정하고, 이형력이 일정하게 유지될 때 까지의 쇼트수를 측정하여 표 2에 나타내었다.

[비교예 1-4]

표 1에 나타낸 바와 같이 각 성분을 혼합한 후 실시예와 동일하게 시편을 만들어 사험한 결과를 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

표 2에서 알수 있듯이 본 발명에서 아민기를 갖는 트리아진 화합물을 배합할 경우에 금형에 오염을 발생시키는 쇼트수가 대폭 길어지고, 이형성이 양호하다는 것을 알 수 있다.

한편, 배합량의 범위를 이탈하여 배합한 경우와 배합하지 않는 경우의 비교예에서는 금형의 오염이 심하고, 이형성이 나쁘다는 것을 나타내 주고 있다.

이상에서 본 발명의 성형재료로 트랜스퍼 성형법으로 반도체 소자를 밀봉할 때, 이 형성이 양호하면서도 금형의 오염방지 효과를 탁월하게 우수하였다.

Claims (5)

1) 에폭시수지 10-30중량부, 2) 경화제로서 노볼락형수지5-20중량부, 3) 무기질 충전제 60-80중량부, 4) 유기 포스핀 화합물 0.01-5중량부 및, 5) 1개 이상의 아민기를 갖는 S-트리아진 화합물이 2, 4, 6 -트리아미노 S-트리아진 4, 6-디아미노 S-트리아진, 6-아미노 S-트리아진 중에서 선택된 화합물 0.01∼5중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용 에폭시수지조성물.

제1항에 있어서, 에폭시수지가 비스페놀 A형 에폭시수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸 노볼락 에폭시수지, 글리시딜 에테르형 에폭시수지, 글리시딜 에스테르 에폭시수지,글리시딜 아민형 에폭시수지, 선상 지방족 에폭시수지, 지환식 에폭시수지, 할로겐화 에폭시수지로부터 선택되고, 1분자중에 에폭시기를 2개 이상 포함하는 것이 특징인 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지조성물.

제1항에 있어서, 노볼락형수지가 분자내에 수산기를 2개 이상 갖고 있는 페놀 노볼락수지,크레졸 노볼락수지임이 특징인 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지조성물.

제1항에 있어서, 무기질 충전제가 용융실리카 분말, 결정성 실리카 분말, 유리섬유, 타르크, 알루미나 분말, 규소산 칼슘분말, 탄산칼슘 분말, 황산바륨 분말, 마그네시아 분말 및 구상 실리카로부터 선택된 1종 이상임이 특징인 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지조성물.

제1항에 있어서, 유기 포스핀화합물이 트리페닐포스핀, 트리부틸포스핀, 트리사이클로 헥실포스핀, 메틸 디페닐포스핀등의 3급 포스핀화합물, 부틸페닐포스핀, 디페닐포스핀과 같은 2급 포스핀화합물과 페닐포스핀, 옥틸포스핀과 같은 1급 포스핀 화합물로부터 선택된 1종 이상임이 특징인 반도체 소자 밀봉용 에폭시수지조성물.