KR950009152B1 - 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치 - Google Patents

에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR950009152B1
KR950009152B1 KR1019910001178A KR910001178A KR950009152B1 KR 950009152 B1 KR950009152 B1 KR 950009152B1 KR 1019910001178 A KR1019910001178 A KR 1019910001178A KR 910001178 A KR910001178 A KR 910001178A KR 950009152 B1 KR950009152 B1 KR 950009152B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
epoxy resin
resin composition
general formula
integer
Prior art date
Application number
KR1019910001178A
Other languages
English (en)
Other versions
KR910014459A (ko
Inventor
도시오 시오바라
가즈또시 도미요시
Original Assignee
신에쓰 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤
카나가와 치히로
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 신에쓰 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤, 카나가와 치히로 filed Critical 신에쓰 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤
Publication of KR910014459A publication Critical patent/KR910014459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR950009152B1 publication Critical patent/KR950009152B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293—Organic, e.g. plastic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/04—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof
    • C08G59/06—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols
    • C08G59/08—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols from phenol-aldehyde condensates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/3218—Carbocyclic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/62—Alcohols or phenols
    • C08G59/621—Phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C08L63/04—Epoxynovolacs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/40—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

내용 없음.

Description

에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
제1도는 흡습 납땜 후의 내크랙성(II) 시험에서 사용한 SO 패키지에 크랙이 생긴 상태를 도시한 단면도.
제2도는 접착성 시험에서 사용한 패키지를 도시한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘칩 2 : 프레임
3 : 봉지 수지 4 : 크랙
5 : 프레임 6 : 봉지 수지
본 발명은, 유동성이 좋고, 저응력으로 팽창 계수가 작으며, 저흡습율로 높은 유리 전이 온도를 갖고, 내습성 등에 우수한 경화물을 제공하는 에폭시 수지 조성물 및 이 에폭시 수지 조성물의 경화물로 봉지(封止)된 반도체 장치에 관한 것이다.
경화성 에폭시 수지, 경화제 및 여기에 각종 첨가제를 배합한 에폭시 수지 조성물은, 일반적으로 다른 열경화성 수지에 비해서 성형성, 접착성, 전기 특성, 기계적 특성, 내습성 등이 우수하기 때문에, 에폭시 수지 조성물로 반도체 장치를 봉지하는 일이 많이 행해지고 있다.
그렇지만, 최근의 반도체 장치 분야에 있어서는, 패키지 크기의 소형화, 박형화가 진척되는 한편, 반도체 소자는 대형화가 진척되어 있고, 이와 같은 반도체 장치를 종래의 에폭시 수지 조성물로 봉지하면, 반도체 소자와 에폭시 수지 조성물과의 열에 의한 치수 변화의 차이에 의해, 반도체 소자가 받는 응력이 커진다는 문제가 있고, 또, 흡습 후의 납땜 처리를 거치는 공정에 있어서, 패키지에 크랙이 생긴다는 문제도 발생할 수 있다.
위와 같은 문제에 대해서, 본 출원인은 먼저 경화성 에폭시 수지에 오르가노폴리실록산을 배합한 에폭시수지 조성물(일본국 특허 공개(소)제56-129, 246호 공보), 방향족 중합체와 오르가노폴리실록산으로 이루어지는 블록 공중합체를 첨가한 에폭시 수지 조성물(일본국 특허 공개(소)제58-21,417호 공보), 또는 트리페놀알칸형 에폭시 수지 또는 그 중합체를 주성분으로 하는 에폭시 수지, 노볼락형 페놀 수지 또는 트리페놀알칸형 페놀 수지 및 오르가노폴리실록산을 배합한 수지 봉지형 반도체 장치(일본국 특허 공개(소)제63-226,951호 공보)를 완성하고, 저응력화된 에폭시 수지 조성물을 제안하여 그 해결을 도모해 왔다.
그렇지만 전술한 저응력화 에폭시 수지 조성물에 있어서도, 최근 점점 고도화된 반도체 장치의 봉지에 대한 요구에 완전히 만족시키는 일은 어렵다.
즉, 현재에 있어서는 또한 반도체 봉지 수지의 저응력화가 요구되고 있음과 동시에, 성형시의 유동성이 좋고, 더구나 굴곡 강도나 굴곡 탄성율 등의 기계적 강도, 높은 유리 전이 온도, 내습성 등의 제반 특성이 우수한 경화물을 제공하는 반도체 봉지용 수지 조성물의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은 상기 사정에 비추어 된 것으로, 유동성이 양호하고, 더구나 저응력으로 팽창 계수가 작으며, 저흡습율로 높은 유리 전이 온도를 갖고, 양호한 내습성, 기계적 강도를 갖는 경화물을 제공하는 에폭시 수지 조성물 및 이 에폭시 수지 조성물의 경화물로 봉지된 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, (A) 하기 (1)식으로 표시되는 나프탈렌 고리를 갖는 에폭시 수지, (B) 치환 또는 비치환 노볼락형 페놀 수지 및(또는) 하기 (2)식으로 표시되는 트리페놀알칸형 수지를 주성분으로 하는 경화제, 및 (C) 무기질 충전제를 조합해서 배합한 경우, 더욱 바람직하기로는 상기 (A)-(C) 성분에 첨가해서, (D) 하기 (3)식으로 표시되는 유기 중합체와 하기 (4)식으로 표시되는 오르가노폴리실록산과의 부가 반응에 의해 얻어지는 블럭 공중합체를 배합한 경우, 얻어지는 에폭시 수지 조성물은, 유동성이 양호하고, 더구나 저응력으로 팽창 계수가 작고, 흡수율이 현저히 적으며, 높은 유리 전이 온도를 갖고, 양호한 내습성, 기계적 강도, 접착성을 갖는 경화물을 제공하고, 이로 인해 이 에폭시 수지 조성물은 DIP형, 플랫팩(flat pack)형, PLCC형, SO형 등의 어느 형의 반도체 장치 봉지에도 유효하게 사용할 수 있고, 이 종류의 반도체 장치 봉지용으로서 매우 우수한 특성을 갖고 있음을 알아내어, 본 발명을 완성함에 이르렀다.
즉, 본 발명은 (A) 하기 일반식(1)
Figure kpo00001
(식 중, R1은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1-10의 알킬기이고, OG는 -O-CH2-
Figure kpo00002
이며, m은 0-2의 정수이고, n은 1 또는 2이며, l은 0-3의 정수임)로 표시되는 에폭시 수지.
(B) 치환 또는 비치환된 노볼락형 페놀 수지 및(또는) 하기 일반식(2)
Figure kpo00003
(식 중, R1및 m은 상기와 동일한 의미를 나타냄)로 표시되는 트리페놀알칸형 수지를 주성분으로 하는 경화제, 및 (C) 무기질 충전체를 함유하여 이루어짐을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 이 에폭시 수지에 (D) 하기 일반식(3)
Figure kpo00004
(식 중, A는 -OH기, -OG기, 및 알케닐기를 함유하는 탄소 원자수 1-10의 유기 기에서 선택되는 동일하거나 또는 상이한 종류의 기이고, R1, -OG, m, n 및 l은 상기와 동일한 의미를 나타냄)으로 표시되는 유기 중합체와 하기 일반식(4)
Figure kpo00005
(식 중, R2는 수소 원자 또는 -(-CH2-)P-NH2(p는 0-5의 정수)이고, R3은 1가 유기 기이며, a 및 b는 0.001≤a≤1, 1≤b＜3, 1.001≤a+b≤3을 만족시키는 정수임)로 표시되는 오르가노폴리실록산과의 부가 반응에 의해 얻어지는 블록 공중합체를 배합한 에폭시 수지 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 2종류의 에폭시 수지 조성물 중 어느 것의 경화물로 봉지한 반도체 장치를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명에 관해 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 관계되는 에폭시 수지 조성물은, 전술한 바와 같이, (A) 에폭시 수지, (B) 경화제, (C) 무기질 충전제를 배합해서 이루어진 것이다.
여기에서, (A) 성분의 에폭시 수지는, 하기 일반식(A)
Figure kpo00006
로 표시되는 것으로, 나프탈렌 고리를 갖고 있기 때문에, 유리 전이 온도가 높고, 흡수량이 적으며, 더욱 우수한 강인성을 갖는 것이다.
상기 (1)식 중 R1은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1-10의 알킬기이고, G는 -O-CH2-
Figure kpo00007
이며, m은 0-2의 정수이고, n은 1 또는 2이며, l은 0-3의 정수이다.
또한, R1의 탄소 원자수 1-10의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 알릴기, t-부틸기, 옥틸기등을 들 수 있다.
이러한 일반식(1)로 표시되는 에폭시 수지의 구체예로서는 다음의 화합물을 들 수 있다.
Figure kpo00008
상기 에폭시 수지는 그 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.
또, 상기 에폭시 수지에는 노볼락형 에폭시 수지나 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 이들에 염소나 브롬원자 등의 할로겐 원자를 도입한 치환 에폭시 수지 또한, 스티렌옥사이드, 시클로헥센옥사이드 페닐글리시딜에테르의 모노에폭시 화합물등을 병용해도 상관 없다.
상기 식(1)로 표시되는 에폭시 수지의 합성은, 예를 들면 페놀성 수산기를 갖는 나프탈렌 고리 함유 중합체와 에피클로로히드린과의 반응 등에 의해 행할 수 있다.
(B) 성분의 (A) 성분의 에폭시 수지의 경화제로서 사용되는 것으로 치환 또는 비치환 노볼락형 페놀 수지 및(또는) 트리페놀알칸형 수지를 주성분으로 한다.
여기에서, 치환 또는 비치환 노볼락형 페놀 수지로서 구체적으로는 하기 화합물이 예시된다.
Figure kpo00009
(식 중, p는 2-15의 정수를 나타내고, 또, q 및 r은 q+r=2-15로 되는 것과 같은 정수임)
한편, 트리페놀알칸형 수지는 하기 일반식(2)
Figure kpo00010
(식 중, R1및 m은 상기와 동일한 의미를 나타냄)로 표시되는 것이고, 구체적으로 하기 화합물이 예시된다.
Figure kpo00011
Figure kpo00012
이 (B) 성분은 상기 치환 또는 비치환 노볼락형 페놀 수지 및 식(2)로 표시되는 트리페놀알칸형 수지에서 선택되는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 (A) 성분의 에폭시 수지 경화제의 주성분으로 하는 것이지만, 이 경우 필요에 따라 이들 노볼락형 페놀 수지, 트리페놀알칸형 수지 이외의 경화제, 예를 들면 디아미노디페닐메탄, 다아미노디페닐술폰, 메타페닐렌디아민 등으로 대표되는 아민계 경화제, 무수프탈산, 무수피로멜리트산, 무수벤조페논테트라카르본산 등의 산 무수물계 경화제 등을 배합할 수도 있다.
(C) 성분의 무기질 충전제로서는, 결정성 또는 비결정성의 석영 분말을 대표적으로 들 수 있고, 그밖에 알루미나, BN, 질화규소, 질화알루미늄 등도 사용할 수 있다. 또한, 석영 분말의 형상은, 구상, 파쇄상의 어느 것이나 사용해도 좋지만, 반도체 소자에 부여하는 국소 응력을 방지하기 위해 75㎛이상의 조립자를 석영 분말 전체의 0.3중량% 이하로 한 것이 바람직하다. 또, 조성물의 유동성을 향상시키기 위해, 평균 입경 0.4-2㎛의 구상 실리카를 전체 석영 분말 100중량부 중 5-20중량부 사용하는 것이 바람직하다. 이들 석영 분말은 그 사용에 있어서 실란 커플링제로 표면 처리를 행하는 것도 유효하다. 이 (C) 성분의 배합량은, (A) 성분과 (B) 성분의 합계량 100 중량부에 대해서 350-700 중량부, 특히 400-650 중량부의 범위가 바람직하다. 이 범위보다 사용량이 너무 많으면, 분산이 곤란하게 될 뿐만 아니라, 가공성, 저응력, 내크랙성의 물성에 있어서 불리해지고, 한편 사용량이 너무 적으면 팽창 계수가 커지는 경우가 생긴다.
또한, 본 발명의 에폭시 수지 조성물에는, (D) 성분으로서 하기 식(3)으로 표시되는 유기 중합체와 하기 식 (4)로 표시되는 오르가노폴리실록산과의 부가 반응에 의해 얻어지는 블록 공중합체를 배합하는 것이 바람직하고, 이로 인해 본 발명의 에폭시 수지 조성물의 내크랙성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
(D) 성분의 블록 공중합체를 구성하는 유기 중합체는 하기 일반식(3)으로 표시되는 것이다.
Figure kpo00013
여기에서, 식 중 A는 -OH기, -OG기, 및 알케닐기를 함유하는 탄소 원자수 1-10의 유기 기에서 선택되는 동일하거나 또는 상이한 종류의 기이고, R1, -OG, m, n 및 l은 상기와 동일한 의미를 나타낸다.
또한, 알케닐기를 함유하는 탄소 원자수 1-10의 유기 기로서는, 비닐기, 알릴기 또는 이들 기를 함유하는
Figure kpo00014
OCH2CH=CH2등이 열거되나, 오르가노하이드로젠폴리실록산의 ≡SiH기와 부가 반응이 가능한 것이면 어느 것이라도 좋다.
이 식(3)으로 표시되는 유기 중합체로서 구체적으로는 다음 화합물을 예시할 수 있다.
Figure kpo00015
한편, 오르가노폴리실록산으로서는 하기 일반식(4)
Figure kpo00016
로 표시되는 것을 사용한다.
여기에서, 식 중 R2는 수소 원자 또는 -(CH2-)p-NH2(p는 0-5의 정수)이고, R3은 1가 유기 기이며, a,b는 0.001≤a≤1, 1≤b＜3, 1.001≤a+b≤3을 만족시키는 정수이고, 1분자 중에 적어도 1개의 ≡SiH기 또는 ≡Si(CH2)pNH2기를 갖는다. 또한, R3의 1가 유기 기로서는, 수산기 또는 탄소 원자수 1-10의 것이 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 비닐기, 페닐기, 벤질기 등의 1가 탄화수소기, 클로로프로필기, 클로로메틸기, 글리시딜프로필기 등의 치환 1가 탄화수소기, 및 메톡시기, 에톡시기 등의 알콕시기, 또한 이소프로페닐옥시기, 이소부테닐옥시기 등의 알케닐옥시기에서 선택되는 동일하거나 또는 상이한 종류의 기를 들 수 있다.
이 경우, (4)식의 오르가노폴리실록산에 있어서, R2가 수소원자인 ≡SiH기를 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산으로서는, 특히 양 말단 하이드로젠메틸폴리실록산, 양 말단 하이드로젠메틸·(2-트리메톡시실릴에틸)폴리실록산이 매우 바람직하게 사용되고, 구체적으로는 하기와 같은 화합물이 열거된다.
Figure kpo00017
또한, (4)식의 오르가노폴리실록산에 있어서, R2가 -(CH2-)p-NH2기인 ≡Si-(-CH2-)p-NH2기를 갖는 오르가노폴리실록산으로서는, 구체적으로 하기와 같은 화합물이 열거된다.
Figure kpo00018
이 (D) 성분의 블럭 공중합체는, 상기 알케닐기를 갖는 유리 중합체와 ≡SiH기를 갖는 오르가노폴리실록산과의 부가 반응, 또는 에폭시기를 갖는 유기 중합체와 -(-CH2-)p-NH2기를 갖는 오르가노폴리실록산과의 부가 반응에 의해 얻을 수 있다.
이들 부가 반응은 종래 공지의 방법을 채용하여 행할 수 있다. 예를 들면 알케닐기와 ≡SiH기와의 부가 반응인 경우, 벤젠, 톨루엔, 메틸이소부틸케톤과 같은 불활성 용매 중에서 종래 공지의 부가 촉매, 예를 들면 염화백금산과 같은 백금계 촉매의 존재하에 60-120℃로 가열해서 반응시킴으로써 행할 수 있다. 이 경우, 부가 반응에 있어서는, 알케닐기/≡SiH기의 몰비를 1 이상, 바람직하기로는 1.5-10으로 하는 것이 적합하다.
또, 에폭시기와 -(-CH2-)p-NH2기와의 반응은, 예를 들면 무용제(無溶劑) 중에서 또는 톨루엔, 메틸이소부틸케톤과 같은 불활성 용매 중에서 60-170℃로 가열하여 행할 수 있다.
이 (D) 성분의 블럭 공중합체의 배합량은, 그 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 (A) 성분과 (B) 성분과의 합계량 100 중량부당 2-50 중량부 범위로 하는 것이 바람직하다. 블럭 공중합체의 사용량이 2 중량부 보다 적은 경우에는 내크랙성 향상 효과가 충분히 달성되지 않는 경우가 있고, 또 50 중량부를 초과하는 경우에는, 기계적인 강도가 저하하는 경우가 있다.
또한, 상기 (A) 성분, (B) 성분 및 (D) 블럭 공중합체에 함유되는 에폭시기의 양(a몰)과 페놀성 수산기의 양(b몰)의 비는 a/b=0.5-1.5에 있는 것이 바람직하고, a/b가 상기 범위 밖에 있으면, 경화성, 저응력성 등의 물성에 있어서 불리하게 되는 경우가 있다.
본 발명의 에폭시 수지 조성물에는 경화 촉매를 배합할 수 있다. 이 경화 촉매로서는 이미다졸 화합물, 삼급 아민 화합물, 인계 화합물 등이 예시되나, 내습성, 접착성을 향상시키기 위해, 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데센-7과 트리페닐포시핀을 중량비로 0 : 1-1 : 1, 바람직하기로는 0.01 : 1-0.5 : 1 범위로 사용하는 병용 촉매로 하는 것이 바람직하다. 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데센-7의 비율이 상기 범위보다 높아지면 유리 전이 온도가 낮아지는 경우가 있다. 상기 병용 촉매의 첨가량은 특히 한정되지 않으나, (A) 성분과 (B) 성분의 합계량 100 중량부에 대하여 0.2-2 중량부, 특히 0.4-1.2 중량부로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물에는, 또한 필요에 의해 각종 첨가제를 첨가할 수 있다.
예를 들면 반응성 또는 비반응성의 열가소성 엘라스토머, 실리콘겔, 실리콘고무, 실리콘오일 등의 저응력화제, 왁스류, 스테아르산 등의 지방산 및 그 금속염 등의 이형제, 카본블랙 등의 안료, 난연화제, 표면 처리제(γ-글리시독시프로필메톡시실란 등), 에폭시실란, 비닐실란, 붕소 화합물, 알킬티타네트 등의 커플링제, 노화방지제, 그밖의 첨가제의 1종 또는 2종 이상을 배합할 수 있다.
본 발명의 에폭시 수지 조성물은, 그 제조에 있어서 전술한 성분의 소정량을 균일하게 교반, 혼합하고, 미리 70-95℃로 가열하고 있는 훈련기, 로울, 사출기 등에 의해 혼련하고, 냉각하고, 분쇄하는 것 등의 방법으로 얻을 수 있다. 여기에서, 성분의 배합 순서에 특히 제한은 없다.
이렇게 얻어지는 본 발명의 조성물은 DIP형, 플랫팩형, PLCC형, SO형 등의 반도체 장치의 봉지용에 유효하게 사용할 수 있고, 이 경우, 성형은, 종래부터 채용되고 있는 성형법, 예를 들면 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 주형법 등을 채용해서 행할 수 있다. 또한 에폭시 수지 조성물의 성형 온도는 150-180℃, 포스트큐어는 150-180℃로 2-16시간 행하는 것이 바람직하다.
이상 설명했듯이, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은, 전술한 성분의 조합으로 된 것으로써, 유동성이 양호하고, 더구나 저응력으로 선팽창 계수가 작으며, 저흡습율로 높은 유리 전이 온도를 갖고, 양호한 내습성, 기계적 강도를 갖는 경화물을 얻을 수 있는 것이며, 그 때문에 본 발명의 에폭시 수지 조성물의 경화물로 봉지된 반도체 장치는 신뢰성이 우수한 것이다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하의 예에 있어서 부는 모두 중량부이다.
[실시예 1-8, 비교예 1-4]
표 1에 표시하는 성분을 2중 로울로 균일하게 용융 혼합하고, 냉각, 분쇄해서 에폭시 수지 조성물을 얻었다.
이들 조성물에 관해서, 다음 (가)-(자)의 제반 시험을 행하였다. 결과를 표1에 병기한다.
(가) 스파이럴플로우값
EMMI 규격에 준한 금형을 사용하여, 180℃, 70㎏/㎠의 조건에서 측정하였다.
(나) 기계적 강도(굴곡 강도 및 굴곡 탄성율)
JIS-K6911에 준해서 180℃ 70㎏/㎠, 성형 시간 2분의 조건에서 10×4×100㎜의 항절봉을 성형하고, 180℃에서 4시간 포스트큐어한 것에 관해서 측정하였다.
(다) 팽창 계수, 유리 전이 온도
4㎜ø×15㎜의 시험편을 사용해서 딜러트미터에 의해 매분 5℃의 속도로 승온했을 때의 값을 측정했다.
(라) 내크랙성
9.0×4.5×0.5㎜ 크기의 실리콘칩을 14PIN-IC 프레임(42 합금)에 접착하고, 여기에 에폭시 수지 조성물을 성형 조건 180℃×2분에서 성형하고, 180℃에서 4시간 포스트큐어한 다음, -196℃×1분 내지 260℃×30초의 열 사이클을 반복해서 가하고, 300 사이클 후의 수지 크랙 발생율을 측정하였다(측정수=50).
(마) 흡습 납땜 후의 내크랙성(I)
8.0×10.0×0.5㎜ 크기의 실리콘칩을 10×14×2.3㎜ 크기의 플랫 패키지에 접착하고, 여기에 에폭시수지 조성물을 성형 조건 180℃×2분에서 성형한 후, 180℃에서 4시간 포스트큐어하였다.
이를 85℃/85% RH 분위기 중에 72시간 방치한 다음, 온도 240℃의 납땜욕에 침지하여, 패키지 크랙이 발생하기까지의 시간(초)을 측정했다.
(바)흡습 납땜 후의 내크랙성(II)
2×4×4.0㎜ 크기의 실리콘칩을 4×12×1.8㎜의 SO 패키지에 접착하고, 여기에 에폭시 수지 조성물을 성형 조건 175℃×2분에서 성형하고, 180℃에서 4시간 포스트큐어하였다.
이를 85℃/85% RH 분위기 중에 72시간 방치한 다음, 온도 260℃의 납땜욕에 침지하였다. 다음으로, 이 패키지를 해체하여, 내부 크랙의 발생 유무를 광학 현미경으로 관찰하였다.
내부 크랙이 발생한 상태를 제1도에 표시한다. 또한, 도면 중 1은 실리콘칩, 2는 프레임, 3은 봉지 수지, 4는 크랙이다.
(사) 접착성
제2도에 표시하는 페키지를 성형 조건 175℃×2분에서 성형하고, 180℃에서 4시간 포스트큐어한 다음, 프레임(재질 : 42 합금, 두께 : 0.25㎜)의 인발력을 측정하였다.
또한, 제2도에 있어서, 5는 프레임, 6은 봉지 수지이다. 또, 치수는 단위는 ㎜이다.
(아) 내습성
9.0×4.5×0.5㎜ 크기의 실리콘칩을 20PIN의 PLCC 프레임에 접착하고, 여기에 에폭시 수지 조성물을 성형 조건 180℃×2분에서 성형한 후, 180℃에서 4시간 포스트큐어하였다.
이를 130℃/85% RH 분위기 중에 방치하고, 20V의 바이어스를 인가(印加)하여 100시간 후의 알루미늄(Al) 부식에 의한 불량율을 측정하였다.
(자) 흡수율
180℃, 70㎏/㎠, 성형 시간 2분의 조건에서 50ø×2㎜의 원판을 성형하고, 180℃에서 4시간 프스트큐어한 것을 121℃/100% PCT 중에 24시간 방치하여, 흡수율을 측정하였다.
[표 1]
Figure kpo00019
에폭시 수지
Figure kpo00020
경화제
Figure kpo00021
블럭 공중합체
Figure kpo00022
(식 중의 숫자는 평균치를 표시함)와의 부가 반응물(오르가노폴리실록산 분량 34 중량%, 에폭시 당량 310)
Figure kpo00023
(에폭시 당량 410, 오르가노폴리실록산 분량 34 중량%)
Figure kpo00024
Figure kpo00025
(식 중의 숫자는 평균치를 표시함)와의 부가 반응물(에폭시 당량 260, 오르가노폴리실록산 분량 16중량%)
경화촉매
(1) 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데센-7과 페놀노볼락 수지(TD 2131 다이닛뽕 잉키샤 제품)를 20/80중량비의 비율로 130℃×30분 가열 용융 혼합한 다음, 50㎛ 이하로 미분쇄(微粉碎)한 것.
석영 분말
(I) 비표면적 1.4㎡/g, 평균 입경 15㎛의 용융 구상 실리카(75㎛ 이상의 조립자 0.1% 이하)
석영 분말
(II) 비표면적 2.5㎡/g, 평균 입경 10㎛의 용융 파쇄 실리카(75㎛ 이상의 조립자 0.1% 이하)
석영 분말
(II) 비표면적 2.5㎡/g, 평균 입경 10㎛의 용융 파쇄 실리카(75㎛ 이상의 조립자 0.1%)
석영 분말
(III) 비표면적 10㎡/g, 평균 입경 10㎛의 용융 구상 실리카
석영 분말
(IV) 비표면적 1.0㎡/g, 평균 입경 30㎛의 구상 실리카(75㎛ 이상의 조립자 0.1%)와 비표면적 3.2㎡/g 평균 입경 8㎛의 파쇄 실리카(75㎛ 이상의 조립자 0.1%)와, 상기 석영 분말(III)을 70 : 20 : 10 중량부 비율로 혼합한 것을 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 0.60중량%로 표면 처리한 용융 실리카.
표 1의 결과에서, 본 발명에 관계되는 조성물은 유동성이 좋고, 유리 전이 온도(Tg)가 높고, 흡습 납땜후의 내크랙성(I 및 II)이 우수하고, 접착력이 강하고, 흡수율이 적은 경화불을 제공하는 것으로 인정된다.

Claims (3)

  1. (A) 하기 일반식(1)
    Figure kpo00026
    (식 중, R1은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1-10의 알킬기이고, OG는 -O-CH2-
    Figure kpo00027
    이며, m은 0-2의 정수이고, n은 1 또는 2이며, l은 0-3의 정수임)로 표시되는 에폭시 수지, (B) 치환 또는 비치환 노볼락형 페놀 수지 및(또는) 하기 일반식(2)
    Figure kpo00028
    (식 중, R1및 m은 상기와 동일한 의미를 나타냄)로 표시되는 트리페놀알칸형 수지를 주성분으로 하는 경화제, 및 (C) 무기질 충전제를 함유해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (D) 하기 일반식(3)
    Figure kpo00029
    (식 중, A는 -OH기, -OG기, 및 알케닐기를 함유하는 탄소 원자수 1-10의 유기 기에서 선택되는 동일하거나 또는 상이한 종류의 기이고, R2, -OG, m, n 및 l은 상기와 동일한 의미를 나타냄)로 표시되는 유기 중합체와 하기 일반식(4)
    Figure kpo00030
    (식 중, R2는 수소 원자 또는 -(CH2-)p-NH2(p는 0-5의 정수)이고, R3은 1가 유기 기이며, a 및 b는 0.001≤a≤1, 1≤b＜3, 0.001≤a+b≤3을 만족시키는 양수임)로 표시되는 오르가노폴리실록산과 부가 반응에 의해 얻어지는 블럭 공중합체를 배합한 에폭시 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항의 에폭시 수지 조성물의 경화물로 봉지한 반도체 장치.
KR1019910001178A 1990-01-25 1991-01-24 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치 KR950009152B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-15,596 1990-01-25
JP1559690 1990-01-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR910014459A KR910014459A (ko) 1991-08-31
KR950009152B1 true KR950009152B1 (ko) 1995-08-16

Family

ID=11893100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019910001178A KR950009152B1 (ko) 1990-01-25 1991-01-24 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5190995A (ko)
EP (1) EP0439171B1 (ko)
KR (1) KR950009152B1 (ko)
DE (1) DE69115058T2 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2780559B2 (ja) * 1991-01-25 1998-07-30 信越化学工業株式会社 アリル基又はプロペニル基を持つナフタレン誘導体
JPH04300914A (ja) * 1991-03-29 1992-10-23 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JPH04300915A (ja) * 1991-03-29 1992-10-23 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2526747B2 (ja) * 1991-05-21 1996-08-21 信越化学工業株式会社 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2669247B2 (ja) * 1992-02-13 1997-10-27 信越化学工業株式会社 熱硬化性樹脂組成物
US5908881A (en) * 1996-11-29 1999-06-01 Sumitomo Bakelite Company Limited Heat-conductive paste
JPH10245473A (ja) * 1997-03-03 1998-09-14 Yuka Shell Epoxy Kk エポキシ樹脂組成物
DE19804595A1 (de) * 1998-02-05 1999-08-12 Siemens Ag Thermisch härtbare Ein-Komponenten-Underfill-Masse
KR100562454B1 (ko) * 1998-07-21 2006-03-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
US6784024B2 (en) * 2000-01-18 2004-08-31 Micron Technology, Inc. Die attach curing method for semiconductor device
AU2003234394A1 (en) 2002-05-23 2003-12-12 3M Innovative Properties Company Nanoparticle filled underfill
US7943706B2 (en) * 2005-03-24 2011-05-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Semiconductor encapsulating epoxy resin composition and semiconductor device
PL2029656T5 (pl) * 2006-06-16 2014-08-29 Huntsman Adv Mat Switzerland Układ powłoki
TWI492339B (zh) * 2009-06-01 2015-07-11 Shinetsu Chemical Co A dam material composition for a bottom layer filler material for a multilayer semiconductor device, and a manufacturing method of a multilayer semiconductor device using the dam material composition

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3290269A (en) * 1963-04-01 1966-12-06 Koppers Co Inc Naphthyldimethylene spaced phenyl glycidyl ethers
US4418383A (en) * 1980-06-30 1983-11-29 International Business Machines Corporation Data flow component for processor and microprocessor systems
US4376147A (en) * 1981-08-31 1983-03-08 Clopay Corporation Plastic film having a matte finish
JPS59230017A (ja) * 1983-05-25 1984-12-24 Agency Of Ind Science & Technol 新規ポリグリシジルエ−テル及びその製法
JPS60260611A (ja) * 1984-06-08 1985-12-23 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 高分子量クレゾ−ルノボラツク樹脂の製造方法
JPS61141724A (ja) * 1984-12-12 1986-06-28 Agency Of Ind Science & Technol ポリグリシジルエ−テル組成物
US4720515A (en) * 1985-05-17 1988-01-19 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor
US4902732A (en) * 1985-09-30 1990-02-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy resin-based curable compositions
EP0218228B1 (en) * 1985-10-07 1993-09-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy resin composition
JPS63226951A (ja) * 1987-03-16 1988-09-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 樹脂封止型半導体装置
US4908424A (en) * 1987-10-09 1990-03-13 Shell Oil Company Bis-anthrols and bis-naphthols and diglycidyl ethers thereof
MY104894A (en) * 1988-12-08 1994-06-30 Sumitomo Bakelite Co Epoxy resin composition for semiconductor sealing.
JPH0617440B2 (ja) * 1989-05-30 1994-03-09 新日鐵化学株式会社 新規エポキシ樹脂及びその製造法
JPH0390075A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nippon Steel Chem Co Ltd エポキシ樹脂及びその中間体並びにその製造法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0439171A2 (en) 1991-07-31
DE69115058T2 (de) 1996-08-08
US5190995A (en) 1993-03-02
DE69115058D1 (de) 1996-01-18
KR910014459A (ko) 1991-08-31
EP0439171B1 (en) 1995-12-06
EP0439171A3 (en) 1992-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920009738B1 (ko) 에폭시 수지 조성물
EP0218228B1 (en) Epoxy resin composition
KR950009152B1 (ko) 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
US4701482A (en) Epoxy resin composition for encapsulation of semiconductor devices
KR101226358B1 (ko) 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
CN113621332B (zh) 芯片封装用模封胶及封装结构
JPS62212417A (ja) エポキシ樹脂組成物
EP0488374B1 (en) Epoxy resin compositions and cured products thereof
KR930004249B1 (ko) 수지 봉지형 반도체장치
JPH0450925B2 (ko)
JP2576701B2 (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JPH06256364A (ja) 有機ケイ素化合物、その製法及びそれを含有する樹脂組成物
JP4618407B2 (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP3479818B2 (ja) エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JPH02166116A (ja) 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料
JP2987180B2 (ja) 硬化性エポキシ樹脂組成物
JP3602619B2 (ja) 新規な変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JP2785553B2 (ja) タブ型半導体装置用封止材及びタブ型半導体装置
KR101191537B1 (ko) 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
JPS63238123A (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH07102148A (ja) 半導体封止用樹脂組成物
JP2987179B2 (ja) 硬化性エポキシ樹脂組成物
JP2888887B2 (ja) 硬化性エポキシ樹脂組成物
JPH082941B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH03197526A (ja) 樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090807

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee