WO2019139354A1 - 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 몰딩 필름 및 반도체 패키지 - Google Patents

반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 몰딩 필름 및 반도체 패키지 Download PDF

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WO2019139354A1
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epoxy resin
formula
molding
semiconductor
epoxy
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정민수
경유진
최병주
정우재
이광주
조은별
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주식회사 엘지화학
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates 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
    • C08G59/14Polycondensates modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
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    • C08K3/34Silicon-containing compounds
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    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • HELECTRICITY
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor molding, a molding film and a semiconductor package using the same, and more particularly has excellent heat resistance and mechanical properties, low thermal expansion coefficient, showing improved bending characteristics, epoxy for semiconductor molding with improved visibility
  • the present invention relates to a molding film and a semiconductor package using the resin composition and the epoxy resin composition for semiconductor molding.
  • the manufacturing process of the semiconductor chip includes a process of forming a fine pattern on the wafer and a process of polishing and packaging the wafer to meet the specifications of the final device.
  • the above-described packaging process includes a wafer inspection process for inspecting a defect of a semiconductor chip; A dicing step of cutting the wafer into separate chips; A die bonding process of attaching the separated chip to a circuit film (ci rcui t f i lm) or a mounting plate of a lead frame; A wire bonding process of connecting the chip pad provided on the semiconductor chip and the circuit pattern of the circuit film or the lead frame with electrical connection means such as wire; A molding process of wrapping the outside with an encapsulant to protect the internal circuit and other components of the semiconductor chip; A trimming step of cutting the dam bar connecting the lead and the lead; A bending process of bending the leads into a desired shape; And a finished product inspection process for inspecting defects of the finished package.
  • epoxy resins which are economical in cost and easy to mold, are used.
  • semiconductor packages have also been manufactured to be small, light, and thin. Accordingly, in the manufacturing process of the thin semiconductor package compared to the conventional semiconductor packaging process, there is a problem in that the package is warped due to the heat and hardened porridge of the epoxy resin composition in the molding process.
  • the present invention is to provide an epoxy 20 resin composition for semiconductor molding, which has excellent heat resistance and mechanical properties and exhibits improved bending characteristics with low thermal expansion coefficient.
  • the present invention is to provide a molding film obtained by using the epoxy resin composition for semiconductor molding.
  • the present invention also provides a semiconductor package comprising a semiconductor sealed with the molding film.
  • an epoxy resin including an epoxy polymer represented by the following general formula (1) and an epoxy compound represented by the following general formula (2); And 50 weight% or more and 90 weight% or less of an inorganic filler is provided,
  • the epoxy resin composition for semiconductor moldings is provided.
  • the seedling is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, II is an integer of 1 to 30, is a cycloalkane of 3 to 10 carbon atoms, is a direct bond or 1 to C 10 alkylene group,
  • 0 2 to 3 ⁇ 4 each independently represent a cycloalkaine having 3 to 10 carbon atoms bonded to an epoxy group, and is a direct bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • a polymer comprising a repeating unit represented by the following formula (4) and a repeating unit represented by the following formula (3); And 50 wt% or more and 90 wt% or less of an inorganic filler dispersed in the polymer.
  • 0 4 to each independently represent a cycloalkane having 3 to 10 carbon atoms, and each independently represent a direct bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Epoxy resin for semiconductor molding according to a specific embodiment of the invention
  • the composition, the molding film and the semiconductor package using the same will be described in more detail.
  • a part "includes" a certain component this means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.
  • a weight average molecular weight means the weight average molecular weight of polystyrene conversion measured by the GPC method.
  • a commonly known analysis device and a differential refractive detector Refract ive Index
  • Detectors and analytical columns such as detectors can be used, and temperature conditions, solvents and f low rates that are commonly applied can be applied.
  • Specific examples of the measurement conditions using a Water Labor PL-GPC220 instrument using a Polymer Laborator ies PLgel MIX-B 300mm length column, the evaluation temperature is 160 ° C, solvent 1,2,4-trichlorobenzene
  • the flow rate is lmL / min, the sample is prepared at a concentration of lOmg / lOmL, and then supplied in an amount of 200 uL.
  • the value of Mw can be obtained by using a calibration curve formed using polystyrene standards. .
  • f or ⁇ means a bond connected to another substituent, and a direct bond means a case where there is no separate atom in the portion represented by L.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to an exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1_ethyl-butyl, pentyl, n -Pentyl, 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to one embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms.
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 60 carbon atoms, and may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 30 carbon atoms. According to an exemplary embodiment, the aryl group has 6 to 2 ⁇ carbon atoms.
  • the aryl group may be, for example, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • the polycyclic aryl group may be naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • cycloalkane ( 0% 10311 to 16) is a cyclic hydrocarbon, It has a molecular formula, carbon number II may be 3 to 20, or 3 to 10, or 4 to 8, or 5 to 6, specific examples include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclonucleic acid, cycloheptane, cyclooxane, etc. This can be
  • the alkylten group is a divalent functional group derived from alkanes ( 13 ⁇ 411 ⁇ 2) , for example, a linear, branched or ring type, methylene group, 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • Ethylene group propyl tene group, isobutyltene group, -butyltene group,!; -Butyltene group, pentylene group, nucleene group and the like.
  • adjacent means a substituent substituted on an atom directly connected to an atom to which the substituent is substituted, a substituent positioned closest to the substituent, or another substituent substituted on the atom to which the substituent is substituted.
  • two substituents substituted at the ortho ( 0 ⁇ 1 10) position in the benzene ring and two substituents substituted at the same carbon in the aliphatic ring may be interpreted as ⁇ adjacent '' groups.
  • an epoxy resin comprising an epoxy polymer represented by Chemical Formula 1 and an epoxy compound represented by Chemical Formula 2; And 50% by weight or more and 90% by weight or less of an inorganic filler, an epoxy resin composition for semiconductor molding can be provided.
  • the inventors have found a limitation in reducing visibility in an existing epoxy resin composition for semiconductor molding containing an excess of inorganic filler together with an epoxy resin, and to improve this, the epoxy polymer represented by the formula (1) and the following formula (2)
  • a method of introducing a new epoxy resin containing the epoxy compound represented was developed.
  • the transparency is increased and the visibility is excellent.
  • the experimental results confirmed that the mechanical properties, heat resistance, and warpage characteristics of the inorganic fillers can be simultaneously improved.
  • the epoxy resin is mixed with the epoxy polymer of formula (1) having excellent heat resistance and modulus, and the epoxy compound of formula (2) which is advantageous in order to contain a high content of inorganic fillers in a liquid state at room temperature, inorganic fillers by the liquid epoxy compound
  • the solubility it is possible to suppress the decrease of visibility as the inorganic filler is eluted to the surface of the epoxy resin, and the heat-resistance, mechanical properties, and warpage characteristics are remarkably improved through the polymerized epoxy structure.
  • the epoxy resin does not include unsaturated aliphatic functional groups, and contains cyclic aliphatic functional groups, and may have a refractive index very similar to that of the silica filler itself used as an inorganic filler. High transmittance can be achieved uniformly.
  • the molding process of the semiconductor chip is carried out using an epoxy resin composition containing a high content of an inorganic filler together with the epoxy resin, the bending characteristics of the semiconductor chip and the circuit board are minimized in the semiconductor package where the molding is completed.
  • the durability of the semiconductor package may be improved, and heat resistance and mechanical properties of the external molding film of the semiconductor package may be improved, thereby improving performance as a protective film of the semiconductor package.
  • the visibility of the inorganic filler can be improved to improve the visibility, the defects of the semiconductor chip and the circuit board inside the semiconductor package can be easily recognized, and the target color can be clearly realized by combining pigments or dyes.
  • the epoxy resin is a binder resin, which is a thermosetting resin that can be thermally cured through an epoxy curing agent or the like which is further applied to the epoxy resin composition.
  • yo is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, II is an integer of 1 to 30, is a cycloalkane of 3 to 10 carbon atoms, is a direct bond or 1 to C It is an alkylene group of 10.
  • the epoxy polymer represented by Chemical Formula 1 is a structure in which an epoxy functional group is bonded to a cycloalkane having 3 to 10 carbon atoms represented by, and due to chemical structural features that do not include any intramolecular double bonds, high weatherability and transparency You can have
  • the epoxy polymer represented by Formula 1 is a general 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • Unsaturated aliphatic functional groups are not included, and cyclic aliphatic functional groups are contained so that the epoxy resin synthesized therefrom may have a refractive index very similar to that of the silica filler itself used as the inorganic filler, and thus uniformly in the molding film. High transmittance can be achieved.
  • bisphenol-based epoxy polymers which are epoxy polymers used in conventional molding films, exhibit relatively low weatherability and transparency as they include intramolecular double bonds.
  • the epoxy polymer represented by the formula (1) has a low viscosity characteristic is very advantageous for the addition of excess filler, and as the synthesis of the polymer proceeds to the oxidation reaction of the double bond of cycloalkyne, general bisphenol-based epoxy polymer synthesis process Compared to this, ionic impurities (eg, chloride ions) in the final synthesized epoxy polymer may be significantly reduced.
  • ionic impurities eg, chloride ions
  • 0 2 to 3 ⁇ 4 each independently represent a cycloalkane having 3 to 10 carbon atoms bonded to an epoxy group, and is a direct bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the cycloalkane of 3 to 10 carbon atoms to which the epoxy group is bonded may be bonded to the epoxy group through two adjacent carbon atoms of the ciloalkane of 3 to 10 carbon atoms.
  • urine is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, II is an integer of 1 to 20, is a cyclonucleic acid having 6 carbon atoms, may be a direct bond.
  • Formula 1 may be represented by the following Formula 1-1.
  • 0 2 to 3 ⁇ 4 each independently represent a cyclohexanoic acid having 6 carbon atoms bonded to an epoxy group, and is an alkylten group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methylten group having 1 carbon atom).
  • Epoxy compound represented by the formula (2) does not contain a general unsaturated aliphatic functional group, contains a cyclic aliphatic functional group, the epoxy resin synthesized therefrom has a refractive index of a level very similar to the refractive index of the silica filler itself used as an inorganic filler It can have a high transmittance uniformly in the molding film.
  • Chemical Formula 2 may be represented by the following Chemical Formula 2-1.
  • Chemical Formula 2-1 the content of the above includes all the above-mentioned contents in Chemical Formula 2.
  • the epoxy polymer represented by Formula 1 has a weight average molecular weight ⁇ ! 3: 1 0 ⁇ can be not more than a 100 per 5000 / no more than 1 for 0 (measured by).
  • ⁇ ! 3 1 0 ⁇ can be not more than a 100 per 5000 / no more than 1 for 0 (measured by).
  • the epoxy compound represented by Formula 2 is a room temperature (20 To
  • reaction product to be produced may contain a high content of inorganic filler.
  • the epoxy polymer represented by the formula (1) 50 parts by weight or more, 90 parts by weight or less, or 60 parts by weight or more, 85 parts by weight or less, 65 parts by weight or more by weight of the epoxy compound represented by the formula (2) It may contain less than a portion.
  • the epoxy compound represented by the formula (2) is excessively reduced, the epoxy resin to be prepared may not contain an inorganic filler in a high content, which may deteriorate mechanical properties or warpage characteristics of the molding film. 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the epoxy resin may be included in more than 5% by weight 40% by weight, or 5% by weight to 30% by weight, or 5% by weight to 25% by weight based on the total weight of the epoxy resin composition.
  • the epoxy resin composition for semiconductor molding may include an inorganic filler of 50 wt% or more and 90 wt% or less, or 60 wt% or more and 80 wt% or less, or 70 wt% or more and 90 wt% or less based on the total weight of the composition. have.
  • the inorganic filler may contain 200 parts by weight or more and 1000 parts by weight or less, or 220 parts by weight or more and 700 parts by weight or less, or 230 parts by weight or more and 620 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the epoxy resin.
  • the inorganic filler is added in such a high amount, the thermal expansion coefficient of the molding film obtained from the epoxy resin composition for semiconductor molding is lowered, and the difference in thermal expansion coefficient with the semiconductor chip is reduced, thereby reducing the degree of warpage of the finally manufactured semiconductor package. And the mechanical properties of the molding film can be improved.
  • the inorganic filler may be added to improve the handleability, heat resistance and thermal conductivity of the composition, and to adjust the melt viscosity, for example, silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum hydroxide, calcium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum oxide, talc or nitriding.
  • a mixture of aluminum or more than one type may be used, but is not limited thereto .
  • silica may be used as the inorganic filler.
  • the silica may be a silica having an average particle diameter of 100 _ or less, or 10 _ or less, 0.1 _ or more and 100 m or less, or 0.1 um or more and 10 _ or less.
  • the average particle diameter of the silica can be obtained by checking the particle diameter of the entire silica, and the particle size of the silica can be confirmed in the cross section of the molding film described later. In addition, the average particle diameter of the silica is also confirmed through the particle size of the entire silica used in the manufacture of the molding film or the average particle diameter thereof. It is possible.
  • the silica is loo m or less, or 10 m or less, or o. i m or more ⁇ m or less, or o. It may be a group of individual particles having an average particle diameter of at least im and less than 10 m, the individual particles included in this group on average less than 100 IM, or less than 10 IM, or more than 0.1 rn 100 [M Or o. It may have a particle diameter of i m or more and 10 m or less. More specifically, 95%, or 99% of the individual particulates included in the group is 100 m or less, or 10 m or less, or o. i um or more and loo m or less, or o. i m or more, io, may have a particle size of less than.
  • the epoxy resin composition includes the above-described epoxy resin and an inorganic filler , and examples of the method of preparing the epoxy resin composition are not particularly limited, and a method of mixing the epoxy resin and the inorganic filler using various methods, for example, a mixer, may be used. Can be.
  • the epoxy resin composition may further include a thermosetting catalyst, an epoxy curing agent, a leveling agent, a dispersing agent or a solvent as necessary.
  • thermosetting catalyst plays a role of promoting curing of the epoxy resin which is the thermosetting binder during thermosetting.
  • thermosetting catalyst which can be added is not limited so much, For example, imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl- 4-methylimidazole, 2-phenylimidazole , 4-phenylimidazole,
  • Imidazole compounds such as 1_cyanoethyl-2-phenylimidazole and 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-4methylimidazole; Dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4-
  • 2MZ-A, 2MZ-0K, 2PHZ, 2P4BHZ, 2P4MHZ all are brand names of an imidazole compound
  • Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. U-CAT3503N and UCAT3502T by San Apro Corporation (Both of dimethylamine 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • thermosetting catalysts that can be used are not limited to the examples described above, but are known as thermosetting catalysts of epoxy resins or oxetane compounds, or compounds known as thermosetting catalysts that promote the reaction of epoxy and / or oxetanyl groups with carboxyl groups. Can be used without
  • thermosetting catalyst may be used in an appropriate amount in consideration of the degree of curing of the epoxy resin, for example, the epoxy resin composition is 0.1 wt% or more and 20 wt% or less, or 0.1 wt% or more and 10 wt% or less. It may include.
  • an amine compound, an acid anhydride compound, an amide compound, a phenol compound or the like can be used as an amine compound.
  • diamino diphenylmethane, diethylene triamine, triethylene triamine, diamino diphenyl sulfone, isophorone diamine, etc. can be used.
  • the acid anhydride compounds include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic acid, nuxahydrophthalic anhydride, and methyl nucleohydrophthalic anhydride.
  • dicyandiamide polyamide resin synthesized from a dimer of linolenic acid and ethylenediamine
  • a phenol type compound Polyhydric phenols, such as bisphenol bisphenol, bisphenol fluorene bisphenol, and terpene diphenol; Phenol resins obtained by condensation such as phenols, aldehydes, ketones or dienes; Modified products of phenols and / or phenol resins; Halogenated phenols such as tetrabromobisphenol brominated phenol resin; Other imidazoles, ur 3-amine complexes, guanidine derivatives and the like can be used.
  • the epoxy curing agent in consideration of the mechanical properties of the molding film to be manufactured 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the epoxy resin composition may include 0.01 wt% or more and 10 wt% or less, or 0.1 wt% or more and 5 wt% or less of the epoxy curing agent.
  • the solvent may be used for the purpose of dissolving the epoxy resin composition and imparting an appropriate level of viscosity to apply the composition.
  • Specific examples of the solvent include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclonucleanone; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and tetramethylbenzene; Ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether Dipropylene glycol diethyl ether, glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether (cellosolve); Ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate,
  • Acetate esters such as dipropylene glycol monomethyl ether acetate; Alcohols such as ethanol, propanol, ethylene glycol, propylene glycol and carbitol; Aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; Petroleum solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha and solvent naphtha; Amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide). These solvents may be used alone or as a mixture of two species.
  • the solvent may be used in an appropriate amount in consideration of the dispersibility, solubility or viscosity of the epoxy resin composition, for example, the epoxy resin composition is 0.1 wt% or more and 50 wt% or less, or 1 wt% or more 30 It may comprise up to weight percent.
  • the content of the solvent is too small may increase the viscosity of the epoxy resin composition to reduce the coating property, when the content of the solvent is too high may not dry well may increase the stickiness of the formed film. 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • a polymer comprising a repeating unit represented by the formula (3) and the repeating unit represented by the formula (4); And 50 wt% or more and 90 wt% or less of an inorganic filler dispersed in the polymer.
  • the molding 5 film may be provided.
  • the content of the inorganic filler included in the molding film of the another embodiment includes all of the above-described content in the epoxy resin composition for semiconductor molding of the embodiment.
  • the polymer may include all 10 repeating units represented by Formula 3 and Formula 4, and may include a cured product of the epoxy resin of the above embodiment. Accordingly, the physical properties realized from each of the two repeating units can be uniformly implemented throughout the film.
  • 0 4 to 3 ⁇ 4 are each independently 3 to 10 cycloalkane of 3 to 10 carbon atoms, or each independently a direct bond or of 1 to 10 carbon atoms Alkylene group.
  • the repeating unit represented by Formula 3 included in the polymer does not include an unsaturated aliphatic functional group, and contains a cyclic aliphatic functional group, and the epoxy polymer including the same has a refractive index of about 20 with the silica filler itself used as an inorganic filler. It can have a similar level of refractive index, so that a uniformly high transmittance can be realized in the molding film.
  • 1 3 is a direct bond, and is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methylene group having 25 1 carbon atoms).
  • the repeating unit represented by Chemical Formula 3 may be more specifically, a repeating unit represented by the following Chemical Formula 3-1.
  • the contents of 1 3 to 4 may include the above-described contents of Chemical Formula 3.
  • the repeating unit represented by Chemical Formula 3 included in the polymer included in the molding film may be obtained by an epoxy crosslinking reaction of the epoxy polymer represented by Chemical Formula 1 of the above-described embodiment, and in the repeating unit represented by Chemical Formula 3 Through the formed crosslinked structure, heat resistance and mechanical properties may be improved.
  • the knee is a direct bond or an alkylene group of 1 to 10 carbon atoms.
  • the repeating unit represented by the formula (4) contained in the polymer 0 6 to 3 ⁇ 4 are each independently a cyclohexanoic acid having 6 carbon atoms, and an alkylten group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methylten group having 1 carbon atom). )to be.
  • the repeating unit represented by Formula 4 included in the polymer does not include an unsaturated aliphatic functional group, and contains a cyclic aliphatic functional group, and the epoxy polymer including the same is very similar to the refractive index of the silica filler itself used as an inorganic filler. It can have a level of refractive index, so that a high transmittance can be realized uniformly in the molding film.
  • the repeating unit represented by Chemical Formula 4 included in the polymer may be a repeating unit represented by Chemical Formula 4-1. 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • Chemical Formula 4-1 the content of may be the same as described above in Chemical Formula 4.
  • the repeating unit represented by Chemical Formula 4 included in the polymer included in the molding film may be obtained by an epoxy crosslinking reaction between the epoxy polymer represented by Chemical Formula 1 and the epoxy compound represented by Chemical Formula 2 of the above-described embodiment. Through the crosslinked structure formed from the repeating unit represented by Formula 4, the solubility of the inorganic filler in a high content may be increased, thereby improving visibility.
  • the polymer included in the molding film may further include a repeating unit represented by the following formula (5).
  • repeating unit represented by the formula (5) contained in the molding film is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (for example, 1 carbon atoms) Methylene group).
  • the repeating unit represented by Chemical Formula 5 may be more specifically, a repeating unit represented by Chemical Formula 5-1.
  • Chemical Formula 5-1 the content of 1 6 may include the details described above in Chemical Formula 5.
  • the polymer included in the molding film may further include a repeating unit represented by Formula 5 together with the repeating unit represented by Formulas 3 and 4 above. 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the repeating unit represented by Formula 4 may be crosslinked through the repeating unit represented by Formula 5.
  • at least two repeating units represented by Formula 4 may be crosslinked with each repeating unit represented by Formula 5.
  • the polymer may have superior heat resistance and mechanical properties, and a low thermal expansion coefficient may provide improved bending characteristics.
  • the structure in which the repeating unit represented by the formula (4) is crosslinked through the repeating unit represented by the formula (5) may be represented by the following formula (6).
  • Chemical Formula 6 It is a cycloalkane of 10, and each independently is a direct bond or a C1-C10 alkylene group.
  • the information about Ce to 0 10, 1 to 5 to 16 may include all of the above-described contents of Chemical Formulas 3 to 5. More specifically, the repeating unit represented by Chemical Formula 6 may be represented by the following Chemical Formula 6-1.
  • Chemical Formula 6-1 the contents related to may include all the above-mentioned contents in Chemical Formulas 3 to 5.
  • the polymer may include a reaction product between the epoxy polymer represented by Formula 1 and the epoxy compound represented by Formula 2 of the embodiment.
  • the molding film of the other embodiment refers to a fully cured film obtained through the application, drying, and curing process of the epoxy resin composition for semiconductor molding of the embodiment, wherein the polymer included in the molding film is an epoxy resin composition for semiconductor molding. It may include a reaction product obtained through the epoxy crosslinking reaction of the epoxy polymer and the epoxy compound contained in.
  • a conventional method and apparatus known to be used to apply the resin composition may be used, for example, a comma coater, blade coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll coater, Gray bar coater, spray coater, etc. can be used.
  • the drying temperature is 50 More than 130 X: less than, or 70 X: more than 100 It may be: Examples of the curing conditions are not particularly limited, for example, 140 More than 200 It can be heat-cured for 0.5 hours or more and 2 hours or less in the following oven.
  • the molding film may include an inorganic filler of 50 wt% or more and 90 wt% or less, or 60 wt% or more and 80 wt% or less, or 70 wt% or more and 90 wt% or less based on the total weight of the molding film.
  • the transmittance (measured at 550 ⁇ ) of the molding film may be 60% or more and 90% or less, or 70% or more and 85% or less.
  • the molding film has a high transmittance in the above-described range, it is excellent in transparency, and when applied to a semiconductor package, visibility may be improved.
  • the modulus (measured at 25 X :) of the molding film may be 10.0 GPa or more and 20.0 GPa or less, or 15.0 GPa or more and 20.0 GPa or less.
  • the molding film may improve durability of the semiconductor package based on high mechanical properties when applied to the semiconductor package.
  • the average value of the coefficient of thermal expansion (03 ⁇ 4) measured in the temperature range from 0 V to 50 for the molded film is 1.00 More than 25.00 It may be: The molding 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the film has a low coefficient of thermal expansion in the above-described range, when applied to the semiconductor package, the difference in thermal expansion coefficient with the semiconductor substrate is reduced, thereby reducing the bending characteristics of the semiconductor package to improve durability.
  • the molding film and the thickness are not particularly limited, for example, the molding film can be freely adjusted within a range of 0.01 ⁇ to 1000_.
  • the thickness of the molding film increases or decreases by a specific value, the physical properties measured in the molding film may also change by a certain value.
  • the thickness used for measuring the physical properties of the molding film may be 95 111 or more and 105 or less, or 98 m or more and 102 or less.
  • the molding film is a cyclic aliphatic epoxy resin matrix; And an inorganic filler dispersed in the cyclic aliphatic epoxy resin, wherein an absolute value of the difference between the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler is 0.1 or less, or 0.01 or more and 0.1 or less, or 0.05 or more and 0.1 Or less than or equal to 0.06 and less than or equal to 0.08. Accordingly, the molding film has a refractive index similar to that of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix in the final cured state and the refractive index of the inorganic filler, thereby achieving high transmittance due to excellent optical performance.
  • the absolute value of the difference between the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler is the value of the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler.
  • the transmittance (measured at 550 11111 ) can be from 60% to 90%, or from 70% to 85%.
  • the molding film has a high transmittance in the above-described range, the molding film is excellent in transparency, and when applied to a semiconductor package, visibility may be improved.
  • the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler have significantly different values, so that the transmittance (550 TM As the transparency decreases to less than 60%, the visibility may be poor when applied to a semiconductor package.
  • the absolute value of the difference between the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler is similar to 0.1 or less, the binder cyclic aliphatic epoxy resin containing no unsaturated aliphatic This is because the optical performance can be better than that of the general epoxy resin.
  • the molding film is easy to match the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix and the refractive index of the silica filler itself used as the inorganic filler to a similar level, thereby achieving a uniformly high transmittance in the molding film.
  • the refractive index of the cyclic aliphatic epoxy resin matrix is 1.6 or less, or 1.4 or more and 1.6 or less, or 1.5 or more and 1.6 aha, or 1.5 or more and 1.55 or less, or 1.51 or more and 1.53 or less.
  • the refractive index of the said inorganic filler is 1.5 or less, or 1.3 or more and 1.5 or less, or 1.4 or more and 1.5 or less, or 1.42 or more and 1.48 or less, or 1.44 or more and 1.46 or less.
  • the content of the inorganic filler included in the molding film includes all of the above-mentioned contents in the epoxy resin composition for semiconductor molding of the embodiment. ,
  • the cyclic aliphatic epoxy resin matrix may include a cyclic aliphatic epoxy resin containing a cyclic aliphatic functional group in a molecular structure or a cured product of the cyclic aliphatic epoxy resin, and the details of the cyclic aliphatic epoxy resin are described above. The descriptions of the polymers contained in one molding film can all be applied equally.
  • the cyclic aliphatic epoxy resin matrix may be formed by photocuring or thermosetting the epoxy resin composition for semiconductor molding of the above-described embodiment, for example, by light irradiation. 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the cyclic aliphatic epoxy resin contained in the cyclic aliphatic epoxy resin matrix does not contain unsaturated aliphatic functional groups, and thus may have a refractive index very similar to that of the silica filler itself used as an inorganic filler. High transmittance can be achieved uniformly in the molding film.
  • the cyclic aliphatic epoxy resin matrix may include a cyclic aliphatic epoxy resin or a cured product thereof including a repeating unit represented by Formula 3 and a repeating unit represented by Formula 4.
  • the cyclic aliphatic epoxy resin may further include a repeating unit represented by Chemical Formula 5.
  • the cyclic aliphatic epoxy resin may include a repeating unit represented by Formula 6, in which a repeating unit represented by Formula 4 is crosslinked by a repeating unit represented by Formula 5 above.
  • the content of Chemical Formula 3, Chemical Formula 4, Chemical Formula 5, Chemical Formula 6 includes all of the contents described above in the polymer contained in the molding film.
  • the cyclic aliphatic epoxy resin matrix may include a cyclic aliphatic epoxy resin or a cured product thereof comprising a reaction product between the epoxy polymer represented by Formula 1 and the epoxy compound represented by Formula 2.
  • Details of each of the epoxy polymer represented by Formula 1 and the epoxy compound represented by Formula 2 include all of the details described above in the above embodiment.
  • the molding film is 50% by weight, based on the total weight of the molding film 90 wt% or less, or 60 wt% or more and 80 wt% or less, or 70 wt% or more and 90 wt% or less of the inorganic filler.
  • a semiconductor package including a semiconductor sealed with the molding film of the other embodiment may be provided.
  • the molding film of another embodiment may be used for sealing the semiconductor, and the semiconductor may include a circuit board and a semiconductor chip.
  • the circuit board may include a printed circuit board (PCB), a semiconductor package substrate, or a flexible semiconductor package (FPCB) substrate.
  • the molding film of the other embodiment may be stacked on the semiconductor package substrate to seal the semiconductor chip or the circuit board mounted on the circuit board.
  • the semiconductor package may implement high reliability by preventing the circuit board or the semiconductor chip from being exposed to the outside by a molding film.
  • an epoxy resin composition for semiconductor molding having improved heat resistance and improved whip characteristics due to low thermal expansion coefficient and improved visibility, and a molding film and a semiconductor package using the epoxy resin composition for semiconductor molding can be provided. have.
  • Solid polymer represented by the following formula (A) weight average molecular weight: 1874 g / mol
  • a liquid compound represented by the following formula (B) [(3 ', 4b epoxycyclonucleic acid) methyl 3,4-epoxycyclonucleocarboxyl Late (Dai cel, 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • Solid polymer represented by the above formula and liquid compound represented by the above formula [3 ', 4'-epoxycyclonucleic acid) methyl 3,4-epoxycyclonuclear carboxylate ( ⁇ , 0 6 11 0 x1 (1 6 off! 3 )] was manufactured in the same manner as in Production Example 1, except that the weight ratio of 6: 4 was changed.
  • Bisphenol type epoxy resin (Toto Mars Co., Ltd., "Photo bit -8170 to” no., Epoxy equivalent 160) 31 parts by weight of (3 ', 4'_ epoxy cycloalkyl nucleic acid), methyl 3,4-epoxy-bicyclo haeksil carboxylate ⁇ 6 11 0 ⁇ (1 6 2021?) 78.6 parts by weight was mixed to prepare an epoxy resin.
  • thermosetting catalyst 25 wt% of the epoxy resin obtained in Preparation Example 1, 60 wt% of filler silica (average particle diameter 5,), and 2-phenylimidazole were used as the thermosetting catalyst. 2019/139354 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/000353
  • the semiconductor package substrate on which the semiconductor chip is mounted is placed in a molding apparatus including a mold having a predetermined shape, the epoxy resin composition for semiconductor molding obtained above is supplied to the mold, and heat cured at 175 ° (for 1 hour) to obtain a thickness.
  • a semiconductor package including 100 molding films was prepared.
  • the semiconductor package substrate on which the semiconductor chip is mounted has a thickness of 0.1 1 TM and a copper foil thickness of 12_.
  • the chemical copper-clad laminate 1-1'-50 show was cut into substrates 50 by 11 and 5 by 5, and semiconductor chips were mounted on the surface.
  • the molding film contained repeating unit structures of Formulas 0 and I).
  • An epoxy resin composition for molding a semiconductor, a molding film, and a semiconductor package were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the epoxy resin obtained in Preparation Example 2 was used as the binder resin.
  • An epoxy resin composition for molding a semiconductor, a molding film, and a semiconductor package were manufactured in the same manner as in Example 3, except that the epoxy resin obtained in Preparation Example 2 was used as the binder resin.
  • An epoxy resin composition for molding a semiconductor, a molding film, and a semiconductor package were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the epoxy resin obtained in Comparative Preparation Example 1 was used as the binder resin.
  • An epoxy resin composition for molding a semiconductor, a molding film, and a semiconductor package were manufactured in the same manner as in Example 3, except that the epoxy resin obtained in Comparative Preparation Example 1 was used as the binder resin.
  • Thickness 100 obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 After cutting the molding film into a width of 5.3 ⁇ length 17.2 17.9_ to prepare a specimen, Measure the modulus using a temperature of 10 ° C / min from -20 ° C to 300 ° C under Frequency lhz, Ampl i tude 5 [M, Instantaneous Force Force 0.1N using DMA Q800. Modulus values at 25 ° C.) are listed in Table 1 below.
  • the transmittance was measured on the basis of 550 nm using a UV-3600 plus device of SHIMADZU. .
  • Example 1 to 4 the molded film having a thickness of 100, obtained in Comparative Examples 1 and 2, cut to 4.8 mm and 16 mm in length to prepare a specimen, using TA's Q400EM, under the measurement Static Force 0.1N conditions, from -20 ° C to 300 ° C and measuring the coefficient of thermal expansion (CTE) to the elevated temperature conditions of 5 ° C / minute, from 0 ° C
  • CTE coefficient of thermal expansion
  • the refractive index was immediately adjusted using a pr i sm coupler manufactured by Sai ron Technology, respectively. It is shown in Table 2 below.
  • the measurement results of Experimental Example 5 are shown in Table 2 below.
  • the molding films of Examples 1 to 4 obtained from a composition containing at least 60 wt.% And 80 wt.% Of silica filler together with the epoxy resin synthesized in Preparation Example 1 or Preparation Example 2, 550 TM In the high transmittance of 72.55% to 83.23% can be seen that the transparency is greatly improved.
  • the molding films of Comparative Examples 1 to 2 obtained from a composition containing 60% by weight to 80% by weight of silica filler together with the epoxy resin synthesized in Comparative Preparation Example 1 were carried out at 49.13% to 59.113 ⁇ 4> at 550 TM. Compared with the example, the transmittance is significantly lower, and the transparency is poor.
  • the molding films of Examples 1 to 4 show significantly improved properties in the transparency of the molding films of Comparative Examples 1 to 2, and have excellent thermal properties and low thermal expansion due to excellent mechanical properties due to higher modulus than the comparative examples. It was found to have excellent bending characteristics according to the coefficients.
  • the molding films of Examples 3 to 4 obtained from a composition containing 80 wt% of silica filler together with the epoxy resin synthesized in Preparation Example 1 or Preparation Example 2 were significantly higher than 17.0.
  • the molding films of Examples 1 to 4 the absolute value of the difference between the refractive index of the epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler is small as 0.06 to 0.08, almost the same as the epoxy resin matrix and inorganic filler It can be seen that it has a level of refractive index.
  • the absolute value of the difference between the refractive index of the epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler is significantly increased to 0.17, so that the refractive index of the epoxy resin matrix and the inorganic filler are different from each other. Can be confirmed.
  • the molding films of Examples 1 to 4 may achieve high transmittance uniformly in the molding film by adjusting the refractive index of the epoxy resin matrix and the refractive index of the inorganic filler to a similar level.

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Abstract

본 발명은 우수한 내열성 및 기계적 물성을 가지며, 열팽창 계수가 낮아 향상된 휨 특성을 나타내면서, 시인성이 향상된 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물 및 이러한 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물을 이용한 몰딩 필름 및 반도체 패키지에 관한 것이다.

Description

【발명의 명칭】
반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물 , 이를 이용한몰딩필름및 반도체 패키지
【기술분야】
관련출원 (들)과의 상호인용
본출원은 2018년 1월 11일자한국특허 출원 제 10-2018-0004041호 및 2019년 1월 7알자 한국 특허 출원 제 10-2019-0001976호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은본명세서의 일부로서 포함된다.
본발명은반도체몰딩용에폭시 수지 조성물, 이를이용한몰딩필름 및 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 내열성 및 기계적 물성을 가지며, 열팽창 계수가 낮아 향상된 휨 특성을 나타내면서, 시인성이 향상된 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물 및 이러한 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물을 이용한 몰딩 필름 및 반도체 패키지에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는기술】
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징 (packaging)하는공정을포함한다.
상술한 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름 (ci rcui t f i lm) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부회로와그외의 부품을보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는트림 공정; 리드를원하는형태로구부리는포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을검사하는완성품검사공정 등을포함한다.
특히, 몰딩공정은 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품이 외부로 노출되어 습기, 충격, 열 등으로 인해 성능이 급격히 저하되는 것을 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
방지하기 위해 필수적이다. 일반적으로몰딩공정에서 사용되는봉지재로는 가격이 경제적이며 성형이 용이한에폭시 수지를이용하고 있다.
그러나, 최근 전자기기가 갈수록 소형화, 경량화, 고기능화 되는 추세에 따라, 반도체 패키지 또한작고가벼우며 얇게 제조되고 있다. 이에 5 따라, 기존의 반도체 패키징 공정에 비해 박형의 반도체 패키지 제조공정에서는 몰딩공정에서 에폭시 수지 조성물의 열수죽, 경화수죽 등으로인해 패키지가휘어지는문제가발생하고있다.
이를 해결하기 위해, 몰딩공정에서 사용되는 에폭시 수지에 다량의 무기 필러를 첨가하여 에폭시 수지 조성물의 열팽창계수와 반도체 칩 간의 10 열팽창계수간의 차이를좁혀 휨 특성을개선하려는시도가있었다.
그러나, 이처럼 과량의 무기 필러를 첨가함에 따라, 최종 제조된 반도체 패키지에서 별도의 안료나 염료를 첨가하지 않았음에도 시인성이 감소하는한계가있었다.
이에, 열팽창 계수가 낮아 향상된 휨 특성을 나타내면서, 시인성이 15 향상된반도체몰딩용에폭시 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다 .
【발명의 내용】
【해결하고자하는과제】
본 발명은 우수한 내열성 및 기계적 물성을 가지며, 열팽창 계수가 낮아향상된 휨 특성을나타내면서, 시인성이 향상된 반도체 몰딩용에폭시 20 수지 조성물을제공하기 위한것이다.
또한, 본발명은상기 반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물을이용하여 얻어지는몰딩 필름을제공하기 위한것이다.
또한, 본 발명은 상기 몰딩 필름으로 밀봉된 반도체를 포함하는, 반도체 패키지를제공하기 위한것이다.
25 【과제의 해결수단】
본 명세서에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 하기 화학식 2로표시되는에폭시 화합물을포함한에폭시 수지; 및 무기 필러 50 중량% 이상 90 중량% 이하를 포함하는, 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물이 제공된다.
30 [화학식 1] 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000004_0001
상기 화학식 1에서, 묘은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기이고, II은 1 내지 30의 정수이고, 는 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며,
[화학식 2]
Figure imgf000004_0002
상기 화학식 2에서, 02내지 ¾는각각독립적으로 에폭시기가결합된 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.
본명세서에서는또한, 하기 화학식 3으로표시되는반복단위 및 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함한 고분자; 및 상기 고분자에 분산된 50 중량% 이상 90 중량% 이하의 무기 필러;를 포함하는 몰딩 필름이 제공된다.
[화학식 3]
2019/139354 1»(:1/10公019/000353
Figure imgf000005_0001
상기 화학식 3 내지 4에서, 04 내지 는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 내지 는 각각독립적으로 직접결합또는 탄소수 1내지 10의 알킬렌기이다.
본 명세서에서는 또한, 상기 다른 구현예의 몰딩 필름으로 밀봉된 반도체를포함하는, 반도체 패키지가제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 몰딩필름 및 반도체 패키지에 대하여 보다 상세하게 설명하기로한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함” 한다고할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라다른구성 요소를더 포함할수 있는것을의미한다.
본 명세서에서, 중량 평균 분자량은 GPC 법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 의미한다. 상기 GPC 법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기 (Refract ive Index
Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는온도조건, 용매, f low rate를적용할수있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예를들면, Polymer Laborator ies PLgel MIX-B 300mm길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용하여, 평가 온도는 160 °C이며, 1,2, 4 -트리클로로벤젠을용매로서 사용하였으며 유속은 lmL/min의 속도로, 샘플은 lOmg/lOmL 의 농도로 조제한 다음, 200 u L 의 양으로 공급하며, 폴리스티렌표준을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw의 값을구할 수 있다. 폴리스티렌 표준품의 분자량은 2,000 / 10,000 / 30,000 / 70,000 / 200,000 / 700,000 / 2,000,000 / 4,000,000 / 10,000,000 의 9 종을 사용하였다. 본 명세서에서, f, 또는 一 는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미하고, 직접결합은 L로 표시되는 부분에 별도의 원자가존재하지 않은 경우를의미한다.
본 명세서에 있어서 , 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 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, 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
이소펜틸, 네오펜틸, 라!:-펜틸, 핵실, 11-핵실, 1 -메틸펜틸, 2 -메틸펜틸, 4 -메틸- 2 -펜틸, 3, 3 -디메틸부틸, 2 -에틸부틸, 헵틸, II -헵틸, 1 -메틸핵실, 시클로펜틸메틸, 시클로핵틸메틸, 옥틸, 11-옥틸, 라卜옥틸, 1 -메틸헵틸, 2 -에틸핵실, 2 -프로필펜틸, 11-노닐, 2,2 -디메틸헵틸, 1 -에틸-프로필, 1, 1- 디메틸-프로필, 이소핵실, 2 -메틸펜틸, 4 -메틸핵실, 5 -메틸핵실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸 , 시클로펜틸, 3 -메틸시클로펜틸, 2, 3 - 디메틸시클로펜틸, 시클로핵실, 3 -메틸시클로핵실, 4 -메틸시클로핵실 , 2,3 - 디메틸시클로핵실, 3,4, 5 -트리메틸시클로핵실 , 4아6 _부틸시클로핵실, 시클로헵틸, 시클로옥틸등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6내지 2◦이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수있으나, 이에 한정되는것은아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알케인 (0% 1031116)은 고리형 탄화수소로서,
Figure imgf000007_0001
분자식을 가지며, 탄소수 II은 3 내지 20, 또는 3 내지 10, 또는 4 내지 8, 또는 5 내지 6일 수 있고, 구체적인 예로는 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로핵산, 시클로헵탄, 시클로옥산등이 될수있다.
본 명세서에 있어서, 알킬텐기는 알케인 ( 1¾1½)으로부터 유래한 2가의 작용기로, 예를들어, 직쇄형 , 분지형 또는고리형으로서 , 메틸렌기, 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
에틸렌기, 프로필텐기, 이소부틸텐기, -부틸텐기, !;-부틸텐기, 펜틸렌기, 핵실렌기 등이 될수있다.
본 명세서에 있어서, "인접한” 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토 (0^110)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는서로’’인접한" 기로해석될수있다. 1. 반도체몰딩용에폭시 수지 조성물
발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로표시되는에폭시 중합체 및 하기 화학식 2로표시되는에폭시 화합물을포함한에폭시 수지; 및 무기 필러 50중량%이상 90중량%이하를포함하는, 반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물이 제공될수 있다.
본 발명자들은, 에폭시 수지와 함께 과량의 무기 필러를 함유하는 기존의 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물에서 시인성이 감소하는 한계를 발견하고, 이를 개선하기 위해, 화학식 1로표시되는에폭시 중합체 및 하기 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물을 포함한 새로운 에폭시 수지를 도입하는방안을개발하였다. 이처럼, 화학식 1 및 화학식 2로표시되는특정 구조를 함유한새로운 에폭시 수지와 함께 50중량% 이상 90중량% 이하의 무기 필러를 포함한 조성물로부터 얻어지는 몰딩 필름의 경우, 투명도가 증가하여 우수한 시인성을 가지면서도, 과량의 무기필러 첨가에 의한 기계적 물성, 내열성, 휨 특성 향상 효과를 동시에 구현할 수 있음을 실험을통하여 확인하고발명을완성하였다.
상기 에폭시 수지는 내열 특성과 모듈러스가 우수한 화학식 1의 에폭시 중합체, 그리고 상온에서 액상으로 존재하여 고함량의 무기 필러를 함유하기에 유리한 화학식 2의 에폭시 화합물을 혼합하여, 액상의 에폭시 화합물에 의한 무기필러 용해성 향상을 통해 무기필러가 에폭시 수지 표면으로 용출되면서 시인성이 감소하는 현상을 억제할 수 있으면서, 중합된 에폭시 구조를 통해 내열특성, 기계적 물성, 및 휨 특성이 현저히 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
개선될 수 있으며, 서로 다른 2종의 물질이 고르게 분포되어 전체적으로 균일한물성을나타낼수있다.
상기 에폭시 수지는 일반적인 에폭시 수지와 달리 불포화 지방족 작용기가 포함되지 않고, 고리형 지방족 작용기를 함유하여, 무기필러로 사용된 실리카필러 자체의 굴절율과매우유사한수준의 굴절율을가질 수 있어, 몰딩 필름내에서 균일하게 높은투과율을구현할수 있다.
특히, 상기 에폭시 수지와함께 고함량의 무기 필러를함유한에폭시 수지 조성물을 이용하여, 반도체 칩의 몰딩 공정을 진행할 경우, 몰딩이 완료된 반도체 패키지 내부에서 반도체 칩과 회로기판의 휨 특성이 최소화되어 박형의 반도체 패키지의 내구성이 향상될 수 있고, 반도체 패키지의 외부 몰딩필름의 내열특성 및 기계적 물성이 향상되어 반도체 패키지의 보호 필름으로서의 성능이 향상될 수 있다. 또한, 무기 필러의 용해성을 높여 시인성을 개선할 수 있기 때문에, 반도체 패키지 내부의 반도체 칩과 회로 기판의 결함을 용이하게 파악할 수 있고, 안료나 염료 등을배합하여 목표하는컬러를명확히 구현할수 있다.
이하에서는 본 발명 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물의 각 구성요소별로세부적인내용을설명하기로한다.
(1)에폭시 수지
상기 에폭시 수지는바인더 수지로서, 에폭시 수지 조성물에 추가로 적용되는에폭시 경화제등을통하여 열경화될수 있는열경화성 수지이다. 상기 화학식 1에서, 요은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기이고, II은 1 내지 30의 정수이고, 는 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.
특히 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체는, 으로 표시되는 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인에 에폭시 작용기가 결합된 구조로서, 분자내 이중결합이 전혀 포함되지 않는 화학 구조적 특징으로 인해, 높은 내후성 및투명성을가질수있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체는 일반적인 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
불포화지방족작용기가포함되지 않고, 고리형 지방족작용기를 함유하여 , 이로부터 합성되는 에폭시수지가 무기필러로 사용된 실리카 필러 자체의 굴절율과 매우 유사한 수준의 굴절율을 가질 수 있어, 몰딩 필름 내에서 균일하게 높은투과율을구현할수 있다.
반면, 종래 몰딩필름에 사용되어온 에폭시 중합체인 비스페놀계 에폭시 중합체는, 분자내 이중결합이 포함됨에 따라 상대적으로 낮은 내후성 및투명성을나타낸다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체는 낮은 점도특성을 가져 과량의 필러 첨가에 매우 유리하며, 중합체의 합성이 시클로알킨의 2중결합의 산화반응으로 진행됨에 따라, 일반적인 비스페놀계 에폭시 중합체 합성과정에 비해 최종 합성된 에폭시 중합체 내 이온성 불순물(예를 들어, 염화이온)이 현저히 감소하는효과를가질수 있다.
한편, 상기 화학식 2에서, 02 내지 ¾는 각각 독립적으로 에폭시기가 결합된 탄소수 3내지 10의 시클로알케인이고, 는직접결합또는탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.
상기 화학식 2에서, 에폭시기가 결합된 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인은, 탄소수 3 내지 10의 시를로알케인의 인접한 2개의 탄소원자를통해 에폭시기가결합할수있다.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서, 요은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기이고, II은 1 내지 20의 정수이고, 는탄소수 6의 시클로핵산이고, 는직접결합일수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1는하기 화학식 1-1로표시될수있다.
[화학식 1-1]
Figure imgf000010_0001
상기 화학식 1-1에서, 요, 에 관한 내용은 상기 화학식 1에서 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
상술한내용을모두포함한다.
또한, 상기 화학식 2에서, 바람직하게는, 02 내지 ¾는 각각 독립적으로 에폭시기가 결합된 탄소수 6의 시클로핵산이고, 는 탄소수 1 내지 5의 알킬텐기(예를들어, 탄소수 1의 메틸텐기)이다.
상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물은 일반적인 불포화 지방족 작용기가 포함되지 않고, 고리형 지방족 작용기를 함유하여, 이로부터 합성되는 에폭시수지가 무기필러로 사용된 실리카 필러 자체의 굴절율과 매우 유사한 수준의 굴절율을 가질 수 있어, 몰딩 필름 내에서 균일하게 높은투과율을구현할수있다.
구체적으로, 상기 화학식 2는하기 화학식 2-1로표시될수있다.
[화학식 2-1]
Figure imgf000011_0001
상기 화학식 2-1에서, 에 관한 내용은 상기 화학식 2에서 상술한 내용을모두포함한다.
상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체는 중량평균 분자량犯!3(:에 의해 측정)가 100용/미01 이상 5000당加01 이하일 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체에 의해, 제조되는 반응 생성물인 에폭시 수지의 투명성, 내열성 및 모듈러스가향상될수 있고, 낮은 점도를통해 고함량의 무기 필러의 분산성을높일수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물은 상온(20
Figure imgf000011_0002
내지
30 °0에서 액상으로 존재할 수 있어, 제조되는 반응 생성물인 에폭시 수지가고함량의 무기 필러를함유할수 있다.
한편, 상기 화학식 1로표시되는에폭시 중합체 100중량부에 대하여 , 상기 화학식 2로표시되는에폭시 화합물을 50중량부 이상 90중량부 이하, 또는 60 중량부 이상 85 중량부 이하, 65 중량부 이상 85 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물이 지나치게 감소할 경우, 제조되는 에폭시 수지가 무기 필러를 고함량으로 중분히 함유할 수 없어 몰딩필름의 기계적 물성이나 휨특성이 나빠질 수 있고, 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물이 지나치게 증가할 경우, 최종 몰딩 필름의 내열성 및 기계적 물성이 감소할우려가있다.
한편, 상기 에폭시 수지는 상기 에폭시 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 5중량%이상 40중량%이하, 또는 5중량%이상 30중량%이하, 또는 5중량%이상 25중량%이하로포함될수 있다.
(2)무기 필러
상기 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물은 전체 조성물 중량을 기준으로, 50 중량% 이상 90 중량% 이하, 또는 60 중량% 이상 80 중량% 이하, 또는 70 중량% 이상 90 중량% 이하의 무기 필러를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 무기필러를 200 중량부 이상 1000 중량부 이하, 또는 220 중량부 이상 700 중량부 이하, 또는 230 중량부 이상 620 중량부 이하로 함유할 수 있다. 이처럼 상기 무기 필러를 고함량으로 첨가함에 따라, 상기 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물로부터 얻어지는 몰딩필름의 열팽창계수가 낮아지면서, 반도체 칩과의 열팽창계수 차이가 감소하여 최종 제조되는 반도체 패키지의 휨 정도가감소할수있고, 몰딩필름의 기계적물성이 향상될수있다.
상기 무기 필러는 조성물의 취급성, 내열성 및 열전도의 개선, 그리고용융점도조정 등을위해 추가될수 있고, 그 예로는이산화규소, 이산화 티탄, 수산화 알루미늄, 탄산 칼슘, 수산화 마그네슘, 산화 알루미늄, 활석 또는질화 알루미늄의 일종또는 이종 이상의 혼합을들수 있으나, 이에 제한되는것은아니다.
다만, 바람직하게는 무기 필러로 실리카를 사용할 수 있다. 특히, 상기 실리카로는 100 _ 이하, 또는 10 _이하, 또는 0. 1 _이상 100 m 이하, 또는 0.1 um이상 10 _이하의 평균입경을갖는실리카를사용할수 있다.
상기 실리카의 평균 입경은 상기 전체 실리카의 입경을 확인하여 구할수 있으며, 상기 실리카의 입경은후술하는몰딩 필름의 단면 등에서 확인 가능하다. 또한 상기 실리카의 평균 입경은 몰딩 필름의 제조시에 사용되는 전체 실리카의 입경이나 이들의 평균 입경을 통하여도 확인 가능하다.
상기 실리카는 loo m이하, 또는 10 m이하, 또는 o . i m이상■ m 이하, 또는 o . i m 이상 10 m 이하의 평균 입경을 갖는 개별 입자의 군 (group)일 수 있으며, 이러한 군 (group)에 포함되는 개별 미립자는 평균적으로 100 IM이하, 또는 10 IM이하, 또는 0.1 rn이상 100 [M이하, 또는 o . i m 이상 10 m 이하의 입경을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 군 (group)에 포함되는 개별 미립자의 95%, 또는 99%가 100 m 이하, 또는 10 m이하, 또는 o . i um이상 loo m 이하, 또는 o . i m이상 io, 이하의 입경을가질수 있다.
(3)에폭시 수지조성물
상기 에폭시 수지 조성물은 상술한 에폭시 수지와 무기 필러를 포함하며, 이를 제조하는 방법의 예는 크게 한정되지 않고, 에폭시 수지와 무기 필러를 다양한 방법, 예를들어 믹서 등을 이용하여 혼합하는 방법을 사용할수 있다.
또한상기 에폭시 수지 조성물은 필요에 따라, 열경화촉매, 에폭시 경화제 , 레벨링제, 분산제또는용매를더 포함할수 있다 .
또한, 상기 열경화촉매는열경화시 , 상기 열경화성 바인더인 에폭시 수지의 경화를 촉진시키는 역할을 한다. 첨가 가능한 열경화 촉매가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 이미다졸, 2 -메틸이미다졸, 2 - 에킬이미다졸, 2 -에틸- 4 -메틸이미다졸, 2 -페닐이미다졸 , 4 -페닐이미다졸,
1_시아노에틸- 2 -페닐이미다졸, 1-(2 -시아노에틸)- 2 -에틸- 4-4메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물; 디시안디아미드, 벤질디메틸아민, 4 -
(디메틸아미노)- N,N-디메틸벤질아민, 4 -메톡시- N,N-디메틸벤질아민, 4- 메틸- N,N-디메틸벤질아민 등의 아민 화합물, 아디프산 디히드라지드, 세박산 디히드라지드 등의 히드라진 화합물; 트리페닐포스핀 등의 화합물 등을들수있다.
또한, 시판되고 있는 것으로서는, 예를 들만 시코쿠 가세이 고교사 제조의 2MZ-A, 2MZ-0K, 2PHZ, 2P4BHZ, 2P4MHZ (모두 이미다졸계 화합물의 상품명), 산아프로사 제조의 U-CAT3503N, UCAT3502T (모두 디메틸아민의 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
블록이소시아네이트 화합물의 상품명), I)別, 예 1] 사^사02, 11-
◦사^⑷ 모두이환식 아미딘화합물및 그의 염)등을들수있다.
다만. 사용가능한열경화촉매가상술한예에 한정되는것은아니고, 에폭시 수지나 옥세탄 화합물의 열경화 촉매, 또는 에폭시기 및/또는 옥세타닐기와 카르복실기의 반응을 촉진하는 열경화 촉매로 알려진 화합물은별다른제한없이사용할수 있다.
또한, 구아나민, 아세토구아나민, 벤조구아나민, 멜라민, 2,4- 디아미노- 6 -메타크릴로일옥시에틸- 트리아진 , 2 -비닐- 4, 6 -디아미노- 트리아진, 2 -비닐- 4, 6 -디아미노- 트리아진 이소시아누르산 부가물, 2,4- 디아미노- 6 -메타크릴로일옥시에틸- 트리아진 이소시아누르산 부가물 등의 트리아진유도체를이용할수도 있다.
상기 열경화 촉매는 에폭시 수지의 경화 정도를 고려하여 적절한 양으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 에폭시 수지 조성물은 상기 열경화 촉매 0.1 중량% 이상 20중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이상 10중량% 이하를포함할수 있다.
상기 에폭시 경화제로는 아민계 화합물, 산무수물계 화합물, 아미드계 화합물, 페놀계 화합물 등을사용할수 있다. 아민계 화합물로는 디아미노디페닐메탄, 디에틸렌트리아민 , 트리에틸렌트트라아민, 디아미노디페닐술폰, 이소포론디아민 등을 사용할 수 있다. 산무수물계 화합물로는 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수말레인산, 테트라히드로 무수 프탈산 , 메틸테트라히드로무수프탈산, 무수 메틸나딕산, 핵사히드로무수프탈산, 메틸핵사히드로무수프탈산 등을 사용할수 있다. 아미드계 화합물로는디시안디아미드, 리놀렌산의 2량체와 에틸렌디아민으로부터 합성되는 폴리아미드 수지 등을 사용할 수 있다. 페놀계 화합물로는비스페놀 비스페놀 , 비스페놀 플루오렌비스페놀, 테르펜디페놀등의 다가페놀류; 페놀류와알데히드류, 케톤류또는디엔류 등의 축합에 의해 수득되는페놀수지; 페놀류및/또는페놀수지의 변성물; 테트라브로모비스페놀 브롬화 페놀 수지 등의 할로겐화 페놀류; 기타 이미다졸류, 요 3 -아민착체, 구아니딘유도체등을사용할수 있다.
상기 에폭시 경화제는제조되는몰딩 필름의 기계적 물성을고려하여 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
적절한 양으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 에폭시 수지 조성물은 상기 에폭시 경화제 0.01중량% 이상 10중량% 이하, 또는 0.1중량% 이상 5중량%이하를포함할수 있다.
상기 용매는상기 에폭시 수지 조성물을 용해시키고, 또한조성물을 도포하기에 적절한정도의 점도를부여하는목적으로사용될 수 있다. 상기 용매의 구체적인 예로는, 메틸에틸케톤, 시클로핵사논등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 , 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, :리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류(셀로솔브); 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트,
에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 ,
디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트,
디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 아세트산에스테르류; 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 카르비톨등의 알코올류; 옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소; 석유에테르, 석유나프타, 수소 첨가 석유나프타, 용매나프타 등의 석유계 용제 ; 디메틸아세트아미드 , 디메틸프름아미드 ) 등의 아미드류 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로또는 2종어상의 혼합물로서 사용할수있다.
상기 용매는 상기 에폭시 수지 조성물의 분산성, 용해도 또는 점도 등을 고려하여 적절한 양으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 에폭시 수지 조성물은상기 용매 0.1중량%이상 50중량%이하, 또는 1중량%이상 30중량% 이하를 포함할 수 있다. 상기 용매의 함량이 지나치게 적은 경우에는 에폭시 수지 조성물의 점도를 높여 코팅성을 떨어뜨릴 수 잇고, 용매의 함량이 지나치게 높을경우에는건조가잘되지 않아형성된 필름의 끈적임이 증가할수있다. 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
2.반도체 몰딩용몰딩필름
발명의 다른구현예에 따르면, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함한고분자; 및 상기 고분자에 분산된 50 중량% 이상 90 중량% 이하의 무기 필러;를 포함하는, 몰딩 5 필름이 제공될수있다.
상기 다른 구현예의 몰딩 필름에 포함된 무기 필러에 대한 내용은, 상기 일 구현예의 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물에서 상술한 내용을 모두포함한다.
상기 고분자는상기 화학식 3및 화학식 4로표시되는반복단위를모두 10 포함할 수 있으며, 상기 일 구현예의 에폭시 수지의 경화물을 포함할 수 있다. 이에 따라 2개의 반복단위 각각으로부터 구현되는 물성을 필름 전체에서 균일하게구현할수 있다.
구체적으로, 상기 고분자에 포함된 화학식 3으로 표시되는 반복단위에서, 04 내지 ¾는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 10의 1 5 시클로알케인이고, 내지 는 각각 독립적으로 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.
이처럼, 상기 고분자에 포함된 화학식 3으로 표시되는 반복단위가 불포화지방족작용기를포함하지 않고, 고리형 지방족 작용기를 함유하여, 이를 포함하는 에폭시 고분자는 무기필러로 사용된 실리카 필러 자체의 20 굴절율과 매우 유사한 수준의 굴절율을 가질 수 있어, 몰딩 필름 내에서 균일하게 높은투과율을구현할수 있다.
바람직하게는 상기 고분자에 포함된 화학식 3으로 표시되는
Figure imgf000016_0001
13은 직접결합이고, 는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기(예를 들어, 탄소수 25 1의 메틸렌기)이다.
상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위는 보다 구체적으로 하기 화학식 3-1로표시되는반복단위일수있다.
[화학식 3-1] 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000017_0001
상기 화학식 3-1에서, 13 내지 느4에 대한 내용은 상기 화학식 3에서 상술한내용을그대로포함할수 있다.
상기 몰딩필름에 포함된 고분자에 포함된 화학식 3으로 표시되는 반복단위는, 상술한 일 구현예의 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체의 에폭시 가교반응으로 얻어질 수 있으며, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위에서 형성된 가교구조를통해 내열성 및 기계적 물성이 향상될수 있다.
한편, 상기 고분자에 포함된 화학식 4로 표시되는 반복단위에서, 06 내지 는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 니은 직접결합또는탄소수 1내지 10의 알킬렌기이다.
바람직하게는 상기 고분자에 포함된 화학식 4로 표시되는 반복단위에서, 06 내지 ¾는 각각 독립적으로 탄소수 6의 시클로핵산이고, 은탄소수 1내지 5의 알킬텐기(예를들어, 탄소수 1의 메틸텐기)이다. 이처럼, 상기 고분자에 포함된 화학식 4로 표시되는 반복단위가 불포화지방족작용기를포함하지 않고, 고리형 지방족작용기를 함유하여, 이를 포함하는 에폭시 고분자는 무기필러로 사용된 실리카 필러 자체의 굴절율과 매우 유사한 수준의 굴절율을 가질 수 있어, 몰딩 필름 내에서 균일하게높은투과율을구현할수 있다.
상기 고분자에 포함된 화학식 4로 표시되는 반복단위는 보다 구체적으로하기 화학식 4-1로표시되는반복단위일수 있다. 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
[화학식 4-1]
Figure imgf000018_0001
상기 화학식 4-1에서, 에 대한 내용은 상기 화학식 4에서 상술한 내용을그대로포함할수있다.
상기 몰딩필름에 포함된 고분자에 포함된 화학식 4로 표시되는 반복단위는, 상술한 일 구현예의 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체와 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물 간의 에폭시 가교반응으로 얻어질 수 있으며, 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위에서 형성된 가교 구조를 통해 고함량의 무기 필러에 대한용해성이 높아져 시인성이 향상될수있다. 한편, 상기 몰딩필름에 포함된 고분자는 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위를더 포함할수있다.
[화학식 5] 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000019_0001
상기 화학식 5에서, 09 내지 (:10는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 느6는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.
바람직하게는 상기 몰딩 필름에 포함된 화학식 5로 표시되는 반복단위에서, 。9 내지 (:10는 각각 독립적으로 탄소수 6의 시클로핵산이고, 는탄소수 1내지 5의 알킬렌기(예를들어, 탄소수 1의 메틸렌기)이다. 상기 화학식 5로표시되는반복단위는보다구체적으로하기 화학식 5- 1로표시되는반복단위일수있다.
[화학식 5-1]
Figure imgf000019_0002
상기 화학식 5-1에서, 16에 대한 내용은 상기 화학식 5에서 상술한 내용을그대로포함할수있다.
상기 몰딩필름에 포함된 고분자가 상기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 반복단위와 함께 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 더 포함할 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
경우, 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 매개로 화학식 4로 표시되는 반복단위가 가교될 수 있다. 구체적으로 적어도 2개의 화학식 4로 표시되는 반복단위가상기 화학식 5로표시되는반복단위를매개로가교될수 있다. 이처럼, 내부에 존재하는 반복단위간 가교결합이 형성됨에 따라, 상기 고분자는보다우수한내열성, 기계적 물성을가질 수 았으며, 열팽창 계수가낮아향상된휨 특성을구현할수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 매개로 화학식 4로 표시되는 반복단위가 가교된 구조는 하기 화학식 6으로 표시될 수있다.
[화학식 6]
Figure imgf000020_0001
2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
10의 시클로알케인이고, 내지 는 각각 독립적으로 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다. 상기 Ce 내지 010 , 15 내지 16에 관한 내용은상기 화학식 3내지 화학식 5에서 상술한내용을모두포함할수 있다. 보다 구체적으로, 상기 화학식 6으로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 6-1로표시될수있다.
[화학식 6-1]
Figure imgf000021_0001
상기 화학식 6-1에서, 내지 에 관한 내용은 상기 화학식 3 내지 화학식 5에서 상술한내용을모두포함할수 있다.
한편, 상기 고분자는 상기 일 구현예의 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 화학식 2로표시되는에폭시 화합물간의 반응 생성물을포함할수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 화학식 2로 표시되는 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
에폭시 화합물각각에 대한내용은상기 일 구현예에서 상술한내용을모두 포함한다.
즉, 상기 다른 구현예의 몰딩 필름은 상기 일 구현예의 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물의 도포, 건조, 및 경화공정을 통해 얻어지는 완전 경화 필름을 의미하며, 몰딩 필름에 포함된 고분자는 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물에 포함된 에폭시 중합체와 에폭시 화합물의 에폭시 가교반응을통해 얻어지는반응생성물을포함할수 있다.
상기 도포 단계에서는 수지 조성물을 도포하는 데 사용될 수 있는 것으로알려진통상적인 방법 및 장치를사용할수 있으며, 예를들어 콤마 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼롤코터, 그라이바코터, 분무코터 등을사용할수있다.
상기 건조온도는 50
Figure imgf000022_0002
이상 130 X: 이하, 또는 70 X: 이상 100
Figure imgf000022_0001
이하일 수 있다. 상기 경화조건의 예가크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 140
Figure imgf000022_0003
이상 200
Figure imgf000022_0004
이하의 오븐에서 0.5 시간 이상 2 시간 이하로 가열경화시킬수있다.
상기 몰딩 필름은 상기 몰딩 필름 전체 중량을 기준으로, 50 중량% 이상 90 중량% 이하, 또는 60 중량% 이상 80 중량% 이하, 또는 70 중량% 이상 90중량%이하의 무기 필러를포함할수 있다.
한편, 상기 몰딩 필름의 투과율(550·에서 측정)이 60% 이상 90% 이하, 또는 70%이상 85%이하일 수 있다. 상기 몰딩 필름은상술한범위의 높은 투과율을 가짐에 따라, 투명성이 우수하여, 반도체 패키지에 적용시 시인성이 향상될수 있다.
또한, 상기 몰딩 필름의 모듈러스(25 X:에서 측정)가 10.0 GPa이상 20.0 GPa 이하, 또는 15.0 GPa 이상 20.0 GPa 이하일 수 있다. 상기 몰딩 필름은 상술한 범위의 높은 모듈러스를 가짐에 따라, 반도체 패키지에 적용시 높은 기계적 물성을 바탕으로 반도체 패키지에 대한 내구성을 향상시킬수 있다.
한편, 상기 몰딩 필름에 대해 0 V 에서부터 50 까지의 온도범위에서 측정된 열팽창계수(0¾)의 평균값이 1.00
Figure imgf000022_0005
이상 25.00
Figure imgf000022_0006
이하일 수 있다. 상기 몰딩 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
필름은 상술한 범위의 낮은 열팽창계수를 가짐에 따라, 반도체 패키지에 적용시 반도체 기판과의 열팽창계수 차이가 감소하여, 반도체 패키지의 휨 특성을줄여 내구성을향상시킬수 있다.
상기 몰딩 필름와두께가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 0.01 ^ 이상 1000 _ 이하의 범위내에서 자유롭게 조절 가능하다. 상기 몰딩 필름의 두께가 특정 수치만큼 증가하거나 감소하는 경우 몰딩 필름에서 측정되는 물성 또한 일정 수치만큼 변화할수 있다. 본 발명에서 몰딩 필름의 물성 측정에 사용된 두께의 예를 들면, 95 111 이상 105 이하, 또는 98 m이상 102 이하일수 있다.
한편, 상기 몰딩필름은 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스; 및 상기 고리형 지방족 에폭시 수지에 분산된 무기 필러;를 포함하고, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이하, 또는 0.01 이상 0.1 이하, 또는 0.05 이상 0.1 이하, 또는 0.06 이상 0.08 이하일 수 있다. 이에 따라, 상기 몰딩필름은 최종 경화물 상태에서 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율아 유사한 값을 가짐에 따라, 광학적 성능이 우수하여 높은투과율구현이 가능하다.
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이란, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과무기필러의 굴절율중에서 큰 값에서 , 상기 고리형 지방족에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율 중에서 작은 값을 뺀 차이값을의미한다.
구체적으로, 상기 몰딩 필름에서 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이하를 만족할 경우, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율이 유사한 값을 가짐에 따라, 투과율(55011111에서 측정)이 60%이상 90%이하, 또는 70% 이상 85%이하일 수 있다. 상기 몰딩 필름은 상술한 범위의 높은 투과율을 가짐에 따라, 투명성이 우수하여, 반도체 패키지에 적용시 시인성이 향상될수 있다.
반면, 상기 몰딩 필름에서 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
매트릭스의 굴절율과무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1을초과하여 지나치게 증가할 경우, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율이 현저히 상이한 값을 가짐에 따라, 투과율(550™에서 측정)이 60%미만으로 감소하여 투명성이 감소함에 따라, 반도체 패키지에 적용시 시인성이 불량한문제가발생할수 있다.
특히, 상기 몰딩필름에서 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1이하로 유사한 값을 가지는 것은, 바인더 수지로 불포화 지방족이 포함되지 않은 상기 고리형 지방족 에폭시 수지를 사용하여 일반적인 에폭시 수지 보다 우수한 광학 성능을구현할수있기 때문이다.
따라서, 상기 몰딩필름은 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과무기필러로사용된실리카필러 자체의 굴절율을유사한수준으로 맞추기에 용이하며, 이를 통해 몰딩 필름 내에서 균일하게 높은 투과율을 구현할수있다.
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율은 1.6 이하, 또는 1.4 이상 1.6 이하, 또는 1.5 이상 1.6 아하, 또는 1.5 이상 1.55 이하, 또는 1.51 이상 1.53 이하이다. 또한, 상기 무기 필러의 굴절율은 1.5이하, 또는 1.3 이상 1.5 이하, 또는 1.4 이상 1.5 이하, 또는 1.42 이상 1.48이하, 또는 1.44이상 1.46이하이다.
상기 몰딩 필름에 포함된 무기 필러에 대한 내용은, 상기 일 구현예의 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물에서 상술한 내용을 모두 포함한다. ,
상기 고리형 지방족 에폭시 수자 매트릭스는, 분자구조내 고리형 지방족 작용기가 함유된 고리형 지방족 에폭시 수지 또는 상기 고리형 지방족 에폭시 수지의 경화물을 포함하며, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지에 대한 내용은, 상술한 몰딩 필름에 함유된 고분자에 대한 설명이 모두동일하게 적용될수있다.
또한, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스는 상술한 일 구현예의 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물을, 예를 들어 와 같은 광 조사에 의한광경화또는열경화시켜 형성할수 있다. 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스에 함유된 상기 고리형 지방족 에폭시 수지는 일반적인 에폭시 수지와 달리 불포화 지방족 작용기가 포함되지 않아 무기필러로 사용된 실리카 필러 자체의 굴절율과 매우 유사한 수준의 굴절율을 가질 수 있어, 몰딩 필름 내에서 균일하게 높은투과율을구현할수있다.
따라서, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스는 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함한 고리형 지방족 에폭시 수지 또는 이의 경화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지는 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 더 포함할 수 있다 . 또한, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지는 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 매개로 화학식 4로 표시되는 반복단위가 가교된 구조인 상기 화학식 6으로 표시되는 반복단위를 포함할 수있다.
상기 화학식 3, 화학식 4, 화학식 5, 화학식 6에 대한내용은, 상기 몰딩 필름에 함유된고분자에서 상술한내용을모두포함한다.
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스; 및 상기 고리형 지방족 에폭시 수지에 분산된 무기 필러;를 포함하고, 상기 고리형 지방족 에폭시 - 수지 매트릭스의 굴절율과무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1이하인 몰딩 필름의 제법, 투과율, 모듈러스, 열팽창계수, 두께에 대한 내용 또한 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함한 고분자; 및 상기 고분자에 분산된 50 중량% 이상 90 중량% 이하의 무기 필러;를 포함하는 몰딩 필름에서 상술한 내용과 동일하다.
한편, 상기 고리형 지방족에폭시 수지 매트릭스는상기 일 구현예의 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물간의 반응 생성물을 포함하는 고리형 지방족 에폭시 수지 또는 이의 경화물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 화학식 2로표시되는에폭시 화합물각각에 대한내용은상기 일 구현예에서 상술한내용을모두포함한다.
상기 몰딩 필름은 상기 몰딩 필름 전체 중량을 기준으로, 50 중량% 이상 90 중량% 이하, 또는 60 중량% 이상 80 중량% 이하, 또는 70 중량% 이상 90중량%이하의 무기 필러를포함할수 있다.
3. 반도체 패키지
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 다른 구현예의 몰딩 필름으로밀봉된반도체를포함하는반도체 패키지가제공될수 있다.
즉, 상기 다른구현예의 몰딩 필름은반도체를밀봉하기 위한용도로 사용할수 있으며 , 상기 반도체는회로기판및 반도체 칩을포함할수 있다. 상기 회로기판은 인쇄회로기판 (PCB : Pr inted Ci rcui t Board) , 반도체 패키지 기판또는플렉시블반도체 패키지 (FPCB) 기판등을들수있다.
보다 구체적으로, 상기 다른 구현예의 몰딩 필름은 반도체 패키지 기판상에 적층되어, 회로기판상에 실장된 반도체 칩 또는 회로기판을 밀봉시킬 수 있다. 이를 통해 상기 반도체 패키지는 몰딩 필름에 의해 회로기판이나 반도체 칩이 외부에 노출되는 것을 방지하여 높은 신뢰성을 구현할수 있다.
【발명의 효과】
본 발명에 따르면, 우수한내열성 및 기계적 물성을가지며, 열팽창 계수가낮아향상된 휩 특성을나타내면서, 시인성이 향상된 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물 및 이러한반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물을 이용한 몰딩 필름및 반도체 패키지가제공될수 있다.
【발명을실시하기 위한구체적인내용】
이하, 발명의 구체적인 실시예를통해, 발명의 작용 및 효과를보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가정해지는것은아니다.
[제조예및비교제조예] 에폭시 수지의 제조
[제조예 1]
하기 화학식 A로 표시되는 고상의 중합체 (중량평균 분자량 : 1874 g/mol )와 하기 화학식 B로 표시되는 액상의 화합물[(3',4ᄂ 에폭시사이클로핵산)메틸 3, 4 -에폭시사이클로핵실카르복실레이트 (Dai cel사, 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
6110 (比 202113)]을 5:4의 충량비율로혼합하여 에폭시 수지를 제조하였다.
[화학식시
Figure imgf000027_0001
[제조예到
상기 화학식요로표시되는 고상의 중합체와상기 화학식 8로 표시되는 액상의 화합물[(3’,4’-에폭시사이클로핵산)메틸 3,4 - 에폭시사이클로핵실카르복실레이트(加 이사, 06110x1(16 끄!3)]의 중량비율을 6:4로 변경한것을 제외하고는상기 제조예 1과동일한방법으로 에폭시 수지를제조하였다. [비교제조예 1]
비스페놀 형 에폭시 수지(토토 화성 주식회사제, 품번 「에포토트 -8170」 , 에폭시 당량 160) 31 중량부와 (3’,4’_ 에폭시사이클로핵산)메틸 3 ,4 -에폭시사이클로핵실카르복실레이트如크比 사, ◦6110^(16 2021?) 78.6중량부를혼합하여 에폭시 수지를제조하였다.
[실시예 및비교예]
[실시예 1]
(1)반도체몰딩용에폭시 수지 조성물의 제조
바인더 수지로 상기 제조예 1에서 얻어진 에폭시 수지를 25중량%, 필러로실리카(평균입경 5,) 60중량%, 열경화촉매로서 2 -페닐이미다졸을 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
2중량%, 레벨링제 3중량%, 용제로서 볘를 10중량%를 사용하여 각 성분을 배합하고 교반한 후 3롤밀 장비로 분산시켜 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물을제조하였다.
(2)몰딩 필름 /반도체 패키지의 제조
반도체 칩이 실장된 반도체 패키지 기판을 일정한 형상을 갖는 금형을 포함한 몰딩 장치에 넣고, 상기에서 얻어진 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물을 상기 금형으로 공급하여, 175 °(:에서 1 시간 동안 가열 경화시킴으로써, 두께 100 의 몰딩필름을 포함하는 반도체 패키지를 제조하였다.
한편, 상기 반도체 칩이 실장된 반도체 패키지 기판은두께가 0.11™, 동박 두께가 12_인
Figure imgf000028_0001
화학의 동박적층판 1 -1'-50 쇼를 가로 5011 , 세로 5에의 기판으로잘라, 반도체 칩을표면에 실장시킨것을사용하였다.
또한, 상기 몰딩 필름 내에는 하기 화학식 0 및 화학식 I)의 반복단위 구조가포함되었다.
[화학식이
Figure imgf000028_0002
[화학식!)] 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000029_0001
[실시예 2]
바인더 수지로상기 제조예 2에서 얻어진 에폭시 수지를사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 몰딩 필름및 반도체 패키지를제조하였다.
[실시예 3]
바인더 수지로 상기 제조예 1에서 얻어진 에폭시 수지를 13중량%, 필러로실리카(평균입경 5 m) 8◦중량%, 열경화촉매로서 2 -페닐이미다졸을 1중량%, 레벨링제 1중량%, 용제로서 5중량%를 사용하여 각 성분을 배합하고 교반한 후 3롤밀 장비로 분산시켜 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물을제조하고, 상기 실시예 1과동일한방법으로 반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물, 몰딩 필름및 반도체 패키지를제조하였다.
[실시예 4]
바인더 수지로상기 제조예 2에서 얻어진 에폭시 수지를사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 몰딩 필름및 반도체 패키지를제조하였다.
[비교예 1]
바인더 수지로 상기 비교제조예 1에서 얻어진 에폭시 수지를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 몰딩 필름및 반도체 패키지를제조하였다.
[비교예 2]
바인더 수지로 상기 비교제조예 1에서 얻어진 에폭시 수지를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 몰딩 필름및 반도체 패키지를제조하였다.
[시험예]
1. 내열신뢰성 평가
실시예 1내지 4, 비교예 1내지 2에서 얻어진 반도체 패키지 시편을
146 °C , 100RH%의 Pressure Cooker Test Chamber 안에서 14시간 동안 방치한 후 꺼내어 표면의 물기를 제거하였다. 이것을 288 °C의 납조 위에 f i lm이 있는 면이 위로 가게 띄웠다. 테스트 시편이 외관적으로 필름의 박리나변형이 있는지 검사하여, 내열신뢰성을평가하였다.
0K : 288, solder f loat ing에서 안터짐
NG : 288, solder f loat ing에서 터집
2. 모듈러스평가
실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 2에서 얻어진 두께 100
Figure imgf000030_0001
몰딩 필름을 가로 5.3·, 세로 17.2 17.9_로 잘라 시편을 제조한 후, 요사의 DMA인 Q800을 이용해 Frequency lhz , Ampl i tude 5 [M , 즉정 Stat i c Force 0. 1N 조건에서, -20°C에서부터 300°C까지 10°C /분의 승온조건으로 모듈러스를 측정하고, 상온 (25 °C )에서의 모듈러스 값을 하기 표 1에 기재하였다.
3.투명성 평가
실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 2에서 얻어진 두께 100 의 몰딩 필름을 가로 3cm, 세로 3cm로 잘라시편을 제조한후, SHIMADZU社 의 UV- 3600 plus장비를이용하여 550nm기준으로투과율을측정하였다.
4. 휨 특성 평가
실시예 1내지 4, 비교예 1 내지 2에서 얻어진 두께 100,의 몰딩 필름을가로 4.8mm, 세로 16mm로 잘라시편을 제조한후, TA사의 Q400EM을 이용하여, 측정 Stat i c Force 0.1N 조건에서, -20 °C에서부터 300°C까지 5°C/분의 승온조건으로 열팽창계수 (CTE)를 측정하고, 0 °C 에서부터
50 °C까지의 온도범위에서 측정된 열팽창계수 (CTE)의 평균값을 계산하여 하기 표 1에 기재하였다. 상기 실험예 1내지 4의 측정 결과를하기 표 1에 나타내었다.
5. 굴절율평가
실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 2에서 얻어진 두께 100 의 몰딩 필름의 매트릭스인 에폭시 수지와 이에 분산된 필러에 대하여, Sai ron Technology 사의 pr i sm coupler를 이용하여 굴절율을 각각 즉정하고, 그 결과를하기 표 2에 나타내었다. 상기 실험예 5의 측정 결과를하기 표 2에 나타내었다.
【표 1]
실험예 1~4의 측정 결과
BO 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000032_0004
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 제조예 1 또는 제조예 2에서 합성된 에폭시 수지와 함께 60중량 ¾ 이상 80중량% 이하의 실리카 필러를 포함한 조성물로부터 얻어진 실시예 1 내지 4의 몰딩 필름은, 550™에서 72.55% 내지 83.23%의 높은투과율을나타내 투명성이 크게 향상된 것을확인할수 있다.
반면, 비교제조예 1에서 합성된 에폭시 수지와 함께 60중량% 이상 80중량% 이하의 실리카 필러를 포함한 조성물로부터 얻어진 비교예 1 내지 2의 몰딩 필름은, 550™에서 49.13% 내지 59.11¾>로 실시예에 비해 현저히 낮은투과율을나타내투명성에 있어 불량한것을확인할수 있다.
이처럼, 상기 실시예 1내지 4의 몰딩필름은투명성에 있어 비교예 1 내지 2의 몰딩필름보다 현저히 향상된 특성을 보이면서도, 비교예에 비해 동등 수준이상의 높은 모듈러스에 따른 우수한 기계적 물성과 함께, 낮은 열팽창계수에 따른우수한휨 특성을갖는것으로확인되었다.
특히, 제조예 1 또는 제조예 2에서 합성된 에폭시 수지와 함께 80중량%의 실리카 필러를 포함한 조성물로부터 얻어진 실시예 3 내지 4의 몰딩 필름은 비교예에 비해 현저히 높은 17.0
Figure imgf000032_0002
내지 18.5
Figure imgf000032_0001
모듈러스를 가지면서도, 비교예에 비해 현저히 낮은 4.62
Figure imgf000032_0003
5.68 열팽창계수 (□¾)를 나타내어, 실리카 필러의 함량을 높임에 따른 효과개선을확인할수있었다.
【표 2]
실험예 5의 측정 결과 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000033_0001
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 몰딩 필름은, 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.06 내지 0.08으로 작아, 상기 에폭시 수지 매트릭스와무기필러가거의 동일한수준의 굴절율을가짐을확인할수있다.
반면, 비교예 1 내지 2의 몰딩 필름은, 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.17로실시예에 비해 크게 증가하여, 상기 에폭시 수지 매트릭스와 무기필러의 굴절율이 서로 상이함을확인할수있다.
이처럼 , 상기 실시예 1내지 4의 몰딩필름은에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율을 유사한 수준으로 맞추어 몰딩 필름 내에서 균일하게높은투과율을구현할수있다.

Claims

2019/139354 1»(:1^1{2019/000353 【청구범위】 【청구항 1】 하기 화학식 1로표시되는에폭시 중합체 및 하기 화학식 2로표시되는 에폭시 화합물을포함한에폭시 수지 ; 및 무기 필러 50중량%이상 90중량%이하를포함하는, 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure imgf000034_0001
상기 화학식 1에서, 요은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기이고, 은 1 내지 30의 정수이고, 는 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며,
[화학식 2]
Figure imgf000034_0002
상기 화학식 2에서, 02 내지 ¾는 각각 독립적으로 에폭시기가 결합된 탄소수 3내지 10의 시클로알케인이고, 는직접결합또는탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.
【청구항 2]
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1내지 2에서, 01내지 는각각독립적으로탄소수 6의 시클로핵산인, 반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물. 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1 내지 2에서, 은 직접결합이고, 는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기인, 반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물.
【청구항 4]
제 1항에 있어서,
상기 에폭시 중합체 100 중량부에 대하여, 에폭시 화합물을 50 중량부 이상 90 중량부 이하를 포함하는, 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물.
【청구항 5]
제 1항에 있어서,
상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여 , 무기필러를 200중량부 이상 1000중량부이하로함유하는, 반도체 몰딩용에폭시 수지 조성물.
【청구항 6】
제 1항에 있어서,
상기 무기필러는 실리카를 포함하는, 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물 .
【청구항 7]
제 6항에 있어서,
상기 실리카는 100 m 이하의 평균입경을 갖는, 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물.
【청구항 8]
제 1항에 있어서,
상기 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물은, 열경화 촉매, 에폭시 경화제, 레벨링제, 분산제 또는용매를더 포함하는 , 반도체 몰딩용에폭시 2019/139354 1»(:1/10公019/000353
수지 조성물 .
【청구항 91
하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함한 고분자; 및 상기 고분자에 분산된 50 중량% 이상 90 중량%이하의 무기 필러;를포함하는, 몰딩 필름:
[화학식 3]
Figure imgf000036_0001
[화학식 4]
2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000037_0001
상기 화학식 3 내지 4에서, 04 내지 는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 10의 시클로알케인이고, 13 내지 는 각각 독립적으로 직접결합 또는 탄소수 1내지 10의 알킬렌기이다.
【청구항 10】
제 9항에 있어서,
상기 고분자는 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 더 포함하는, 몰딩 필름:
[화학식 5]
Figure imgf000037_0002
2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000038_0001
10의 시클로알케인이고, 는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬텐기이다.
5
【청구항 11】
제 10항에 있어서,
상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 매개로 화학식 4로 표시되는 반복단위가가교되는, 몰딩 필름.
10
【청구항 12】
제 11항에 있어서,
상기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 매개로 화학식 4로 표시되는 반복단위가가교된구조는하기 화학식 6으로표시되는, 몰딩 필름:
[화학식 6]
2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
Figure imgf000039_0001
10의 시클로알케인이고, 내지 눠 각각 독립적으로 직접결합 또는 탄소수 1내지 10의 알킬렌기이다.
【청구항 13】
제 9항에 있어서,
상기 고분자는 제 1항의 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 화학식 2로표시되는 에폭시 화합물간의 반응 생성물을포함하는, 몰딩 필름.
【청구항 14】
제 9항에 있어서, 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
상기 몰딩 필름의 투과율(550™에서 측정)이 60% 이상 90% 이하인, 몰딩 필름.
【청구항 15】
고리형 지방족에폭시 수지 매트릭스; 및 상기 고리형 지방족에폭시 수지에 분산된 무기 필러;를 포함하고, 상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스의 굴절율과 무기필러의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이하인, 몰딩 필름.
【청구항 16】
제 15항에 있어서,
상기 몰딩 필름의 투과율(5501™에서 측정) 이 60%이상 90%이하인, 몰딩 필름.
【청구항 17】
제 15항에 있어서,
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스는 제 9항의 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 제 9항의 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 고리형 지방족에폭시 수지 또는이의 경화물을포함하는, 몰딩 필름.
【청구항 18】
제 15항에 있어서,
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스는 제 1항의 화학식 1로 표시되는 에폭시 중합체 및 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물간의 반응 생성물을 포함하는 고리형 지방족 에폭시 수지 또는 이의 경화물을 포함하는, 몰딩 필름.
【청구항 19】
제 15항에 있어서,
상기 고리형 지방족 에폭시 수지 매트릭스에 분산된 무기 필러의 2019/139354 1»(:1^1{2019/000353
함량은 몰딩 필름 전체 중량을 기준으로 50 중량% 이상 90 중량% 이하인, 몰딩 필름.
【청구항 20】
5 제 9항또는제 15항중 어느 한항의 몰딩 필름으로 밀봉된 반도체를 포함하는, 반도체 패키지.
PCT/KR2019/000353 2018-01-11 2019-01-09 반도체 몰딩용 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 몰딩 필름 및 반도체 패키지 WO2019139354A1 (ko)

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