KR19980042952A - Resin composition and semiconductor device using same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수지 조성물 및 이를 사용한 반도체 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a resin composition and a semiconductor device using the same,
상기 수지 조성물은 (a)에폭시 화합물, (b)곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지를 포함하는 경화제와 (c)무기 충전제로 구성되는 것을 특징으로 한다.The said resin composition is comprised from the hardening | curing agent containing the (a) epoxy compound, (b) polysiloxane resin which has a phenolic hydroxyl group in a side chain, and (c) an inorganic filler. It is characterized by the above-mentioned.
Description
본 발명은 성형가능성 및 내열성이 뛰어나고, 반도체 장치의 봉입에 사용하는 것이 적당한 수지 조성물과 상기 수지 조성물로 밀봉된 수지-봉입형 반도체 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a resin composition which is excellent in moldability and heat resistance and which is suitable for use in encapsulation of a semiconductor device, and a resin-encapsulated semiconductor device sealed with the resin composition.
현재는 반도체 소자의 집적을 증가시키는 경향이 있으며, 상기 소자의 다양한 기능단위의 축소화 및 특히 소자의 확대가 빠르게 진보되고 있다. 상기 반도체 소자를 수지 조성물로 밀봉하기위해서, 주성분으로 열가소성 에폭시 수지 및 경화제로 페놀 수지로 구성되는 에폭시 수지 조성물이 널리 사용되고 있다.At present, there is a tendency to increase the integration of semiconductor devices, and the reduction of various functional units of the devices and in particular the expansion of devices are rapidly progressing. In order to seal the said semiconductor element with a resin composition, the epoxy resin composition comprised from a thermoplastic epoxy resin as a main component and a phenol resin as a hardening | curing agent is used widely.
예를 들면 소위 ASIC(Application Specific IC)의 게이트 어레이 또는 표준 셀형 LSI로 대표되는 표면 장착형 팩키지가 밀봉수지로 상기의 에폭시 수지 조성물을 사용하여 제조되고 있다. 기판에 상기의 반도체 장치를 장착하는 방법에 있어서, 증기상 환류, 적외선 환류 및 땜납 디핑(solder dipping)과 같은 다양한 방법이 사용되고 있다. 상기 장착방법에서, 상기 팩키지는 대개 215 내지 260℃의 고온에 노출하여, 팩키지로 침투된 물의 흔적을 급속히 증발시켜서, 밀봉 수지내 크랙의 발생을 일으킨다.For example, a surface mount package typified by a so-called ASIC (Application Specific IC) gate array or a standard cell LSI has been produced using the above epoxy resin composition as a sealing resin. In the method of mounting the above semiconductor device on a substrate, various methods such as vapor phase reflux, infrared reflux, and solder dipping have been used. In the mounting method, the package is usually exposed to a high temperature of 215 to 260 ° C. to rapidly evaporate traces of water penetrated into the package, causing cracks in the sealing resin.
상기 크랙이 밀봉 수지의 외부 표면으로 확장될때, 수지-봉입형 반도체 장치의 방습도는 중대한 문제를 일으키며 손상될 것이다. 더우기, 크랙이 밀봉 수지에 발생되었을 때, 상기 수지가 팩키지의 변형을 일으켜서, 기판상에 팩키지를 장착하는 것이 어렵다.When the crack extends to the outer surface of the encapsulating resin, the moisture resistance of the resin-encapsulated semiconductor device causes serious problems and will be damaged. Moreover, when cracks are generated in the sealing resin, the resin causes deformation of the package, making it difficult to mount the package on the substrate.
더우기, 상기 팩키지가 기판상에 설치되었을 때, 크랙을 포함하는 다양한 문제가 수지로 밀봉된 반도체 소자안에서 일어난다. 예를들면 알루미늄으로 형성된 금속성 중간 와이어층에 대해 표면안정화 필름으로 사용되는 PSG(포스포실리케이트 글래스) 또는 SiN(질화규소)가 분해되거나, 또는 금 결합 와이어의 깨짐이 일어난다.Moreover, when the package is installed on a substrate, various problems including cracks occur in the semiconductor element sealed with resin. For example, PSG (phosphosilicate glass) or SiN (silicon nitride) used as a surface stabilization film for the metallic intermediate wire layer formed of aluminum is decomposed or cracking of the gold bond wire occurs.
상기의 문제를 해결하기위해, 특히 대형의 수지-봉입형 반도체 장치의 제조에 하기에 기술된 것과 같은 다양한 요구가 있으며, 상기의 요구는 주로 밀봉 수지에 관한 것이다.In order to solve the above problem, there are various demands as described below, particularly in the manufacture of large-scale resin-encapsulated semiconductor devices, which are mainly related to sealing resins.
(1) 내부 장치가 밀봉 수지에 의해 받는 응력은 최소화되고, 밀봉수지와 반도체 소자상에 형성된 PSG 필름, SiN 필름 또는 폴리이미드 필름과 같은 필름 또는 리드 프레임 사이의 부착력이 향상되어야 한다.(1) The stress that the internal device receives by the sealing resin is minimized, and the adhesion between the sealing resin and a film or a lead frame such as a PSG film, SiN film or polyimide film formed on the semiconductor element should be improved.
(2) 상기 밀봉 수지는 팩키지의 장착온도를 견디기위하여 고온 강도 또는 습기 흡수하에서 고온강도와 같은 내열성이 뛰어나야 한다. 동시에, 밀봉 수지의 흡습성이 가능한 낮아야 한다.(2) The sealing resin must be excellent in heat resistance such as high temperature strength under high temperature strength or moisture absorption to withstand the mounting temperature of the package. At the same time, the hygroscopicity of the sealing resin should be as low as possible.
한편, 노트북형 퍼스널 컴퓨터 및 휴대폰의 대중화에 의한 반도체 칩의 장착면적을 최소화하기위해서, 기판상에 나칩(bare chip)을 직접 부착할 수 있는 플립 칩(flip chip)의 장착이 널리 사용되고 있다. 상기 플립 칩의 장착을 실시하기위하여, 낮은 흡습성 및 뛰어난 부착성과 같이 신뢰성이 우수한 액체 밀봉 수지의 사용이 요구되고 있다.On the other hand, in order to minimize the mounting area of the semiconductor chip due to the popularization of notebook personal computers and mobile phones, the mounting of flip chip that can directly attach a bare chip on the substrate is widely used. In order to mount the flip chip, it is required to use a liquid sealing resin having excellent reliability such as low hygroscopicity and excellent adhesion.
상기 요구에 의해, 내부 장치가 밀봉 수지에 의해서 받는 응력을 최소화하고, 밀봉 수지와 리드 프레임 사이의 부착력을 향상시키면서 실리콘 오일을 함유하는 수지 조성물을 사용하는 방법이 발전되고 있다. 그러나 실리콘 오일의 첨가는 상기 실리콘이 상기 성형 제품의 표면으로 스며나와서, 제품의 외형이 떨어지거나 금속 몰드를 더럽히는 문제를 발생시킨다.With the above requirements, a method of using a resin composition containing silicone oil has been developed while minimizing the stress that the internal device receives from the sealing resin and improving the adhesion between the sealing resin and the lead frame. However, the addition of silicone oils causes the silicone to seep into the surface of the molded article, causing the appearance of the article to degrade or contaminate the metal mold.
대개 종래의 에폭시 수지 조성물은 경화제로 아민 화합물 또는 산 무수물을 함유한다. 그러나 상기 경화제를 포함하는 수지 조성물은 흡습성이 높아서, 신뢰할 수 있는 방습성을 갖는 밀봉 수지를 수득하기는 어렵다.Usually, conventional epoxy resin compositions contain amine compounds or acid anhydrides as hardeners. However, the resin composition containing the said hardening | curing agent has high hygroscopicity, and it is difficult to obtain the sealing resin which has reliable moisture-proof property.
상기에서 설명된 것과 같이, 밀봉수지로 사용될 때 요구되는 모든 종류의 특징을 제공할 뿐만아니라 낮은 물 흡수를 나타내고, 금속 몰드의 오염을 피할 수 있는 수지 조성물이 최근까지는 아직 사용되지 않았다.As described above, resin compositions that not only provide all kinds of features required when used as sealing resins but also exhibit low water absorption and avoid contamination of metal molds have not yet been used.
본 발명의 목적은 성형 가능성 및 내열성이 우수하고, 동시에 물의 흡수가 낮아서 반도체 장치를 봉입할 수 있는 수지 조성물을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a resin composition which is excellent in moldability and heat resistance, and at the same time has low water absorption, so that a semiconductor device can be enclosed.
본 발명의 다른 목적은 내열성 및 열충격저항이 우수하고, 동시에 방습도가 높은 수지-봉입형 반도체 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a resin-sealed semiconductor device which is excellent in heat resistance and thermal shock resistance and at the same time high in moisture resistance.
도 1은 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치의 한 예를 보여주는 단면도;1 is a cross-sectional view showing an example of a resin-enclosed semiconductor device of the present invention;
도 2는 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치의 다른 예를 보여주는 단면도; 및2 is a cross-sectional view showing another example of the resin-enclosed semiconductor device of the present invention; And
도 3은 도 2에 개시된 수지-봉입형 반도체 장치의 제조단계의 한 예를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an example of a manufacturing step of the resin-enclosed semiconductor device disclosed in FIG. 2.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1: 반도체 소자 2, 21: 기판1: semiconductor device 2, 21: substrate
3: 결합패드 4: 리드 프레임3: mating pad 4: lead frame
5: 결합 와이어 6,22: 수지층5: bonding wire 6,22: resin layer
10,20: 반도체 장치 23: 범프10,20: semiconductor device 23: bump
24: 반도체 칩 25: 수지 조성물24: semiconductor chip 25: resin composition
본 발명에 따르면 상기 수지 조성물은 (a)에폭시 화합물; (b)곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지를 함유하는 경화제; 및 (c)무기 충전제로 구성된다.According to the present invention, the resin composition comprises: (a) an epoxy compound; (b) a curing agent containing a polysiloxane resin having a phenolic hydroxyl group in the side chain; And (c) an inorganic filler.
또한 본 발명에 따르면, 상기 수지 조성물은 (a)에폭시 화합물; (b)하기 화학식 1의 PS1에 따른 반복단위 및/또는 하기 화학식 2의 PS2에 따른 반복반위를 갖는 폴리실록산 수지를 포함하는 경화제; 및 (c)무기 충전제로 구성된다.In addition, according to the present invention, the resin composition is (a) an epoxy compound; (b) a curing agent comprising a polysiloxane resin having a repeating unit according to PS1 of Formula 1 and / or PS2 of Formula 2 below; And (c) an inorganic filler.
(화학식 1에서 R1은 알킬기, 비닐기, 알릴기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 아릴기 및 치환된 또는 비치환된 실록시기로 구성된 그룹에서 선택되고; R2내지 R6는 같거나 또는 다를 수 있고, R2내지 R6중 적어도 하나는 히드록실기일 때, 수소원자, 할로겐원자, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 알콕시기, 알릴옥시기, 알릴기 및 치환된 또는 비치환된 아릴기로 구성된 그룹에서 개별적으로 선택된다)(R 1 in the formula (I) is an alkyl group, a vinyl group, an allyl group, is selected from the consisting of a substituted or unsubstituted aryl group and a substituted or unsubstituted siloxy group having from 1 to 10 carbon atoms; R 2 to R 6 may be the same or different, and when at least one of R 2 to R 6 is a hydroxyl group, a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a carboxyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxy group, allyl Individually selected from the group consisting of oxy groups, allyl groups and substituted or unsubstituted aryl groups)
(화학식 2에서 R7은 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 알킬기, 6 내지 14개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 아릴기 및 치환된 또는 비치환된 실록시기로 구성되는 그룹에서 선택되고; R8내지 R12는 같거나 또는 다를 수 있고, R8내지 R12중 적어도 하나는 페놀성 히드록실기 또는 페놀성 히드록실기를 갖는 그룹일 때, 수소원자, 할로겐원자, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 알콕시기, 아실옥시기, 알릴옥시기, 알릴기, 6 내지 14개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 아릴기, 아미드기 및 이미드기로 구성된 그룹에서 선택된다)R 7 in Formula 2 is a group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted siloxy group. R 8 to R 12 may be the same or different, and when at least one of R 8 to R 12 is a group having a phenolic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group, a hydrogen atom, a halogen atom, a substitution Or unsubstituted alkyl, carboxyl, alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl, alkoxy, acyloxy, allyloxy, allyl, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 14 carbon atoms, amide groups and imides Is selected from a group consisting of
본 발명에 따르면, 또한 기판, 상기 기판의 표면에 장착된 반도체 소자와 상기 반도체 소자를 밀봉하기위한 수지층으로 구성된 수지-봉입형 반도체 장치를 제공하는 것으로서, 상기 수지층은 상기 수지 조성물 중 하나의 경화된 물질을 형성한다.According to the present invention, there is also provided a resin-enclosed semiconductor device comprising a substrate, a semiconductor element mounted on a surface of the substrate, and a resin layer for sealing the semiconductor element, wherein the resin layer is formed of one of the resin compositions. To form a cured material.
본 발명의 부가적인 목적 및 잇점은 하기에 상세히 기술될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 잇점은 하기에 첨부된 청구범위에 지적된 조합 및 유용성에 의해 얻어질 수 있다.Additional objects and advantages of the invention will be described in detail below, and can be seen by the examples of the invention. The objects and advantages of the invention can be obtained by the combination and the utility indicated in the appended claims below.
명세서의 일부를 구성하고 있는 하기의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하며, 상기에 기술된 일반적 설명과 하기에 기술된 바람직한 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기위해 제공된다.The following drawings, which form part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention, and the general description set forth above and the preferred embodiments set forth below are provided to illustrate the principles of the invention.
본 발명은 하기의 바람직한 실시예를 참고로 또한 상세하게 설명될 것이다.The invention will also be described in detail with reference to the following preferred examples.
본 발명의 수지 조성물내 에폭시 화합물로 구성된 (a)성분에 대해서, 에폭시 화합물의 종류로는 그의 분자 둘 이상의 에폭시기가 있는 한 사용될 수 있다. 상기 화합물의 예로는 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르, 비페닐에테르의 디글리시딜 에테르 및 그의 유도체, 비페닐의 디글리시딜 에테르 및 그의 유도체, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 히드록시벤즈알데히드와 페놀 또는 알킬페놀의 축합물의 에폭시화반응으로부터 유도된 에폭시 수지, 에폭시화 트리스(히드록시페닐)알칸, 에폭시화 테트라(히드록시페닐)알칸, 2,2′,4,4′-테트라히드록시벤조페논의 테트라글리시딜 에테르, N,N-글리시딜아미노-4-글리시독시벤젠, 1,3,5-트리글리시독시벤젠, 2,2′,4,4′-테트라글리시독시 비페닐, 4,4′-비스(2,3-에폭시프로폭시)-3,3′,5,5′-테트라메틸 비페닐, N,N,N′,N′-테트라글리시딜아미노디페닐 메탄 및 그의 축합물, 지환족 에폭시 수지와 할로겐화 에폭시 수지가 있다.As for the component (a) composed of the epoxy compound in the resin composition of the present invention, the epoxy compound may be used as long as there are two or more epoxy groups in its molecule. Examples of such compounds include diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of bisphenol F, diglycidyl ether and its derivatives of biphenyl ether, diglycidyl ether and its derivatives of biphenyl, phenol no Epoxy resin derived from epoxidation of condensation of phenol type novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, naphthol novolak epoxy resin, bisphenol A novolak epoxy resin, hydroxybenzaldehyde and phenol or alkylphenol, epoxidized tris Hydroxyphenyl) alkanes, epoxidized tetra (hydroxyphenyl) alkanes, tetraglycidyl ethers of 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenones, N, N-glycidylamino-4-glycids Doxybenzene, 1,3,5-triglycidoxybenzene, 2,2 ', 4,4'- tetraglycidoxy biphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ′, 5,5′-tetramethyl biphenyl, N, N, N ′, N′-tetraglycidylaminodipe Methane and has its condensate, a cycloaliphatic epoxy resin and halogenated epoxy resin.
상기 에폭시 화합물은 본 발명의 수지 조성물내 경화제로 사용된 (b)성분에 의존하여 적당히 선택될 수 있다. 또한 본 발명의 수지 조성물내 경화제로 구성된 (b)성분 및 에폭시 수지의 전체량은 성형제품의 열팽창계수 및 용융 점도를 조절함에 의해 측정될 수 있다. 예를들면 상기 수지 조성물은 반도체 소자를 봉입하기위해 사용될 때, 에폭시 수지 및 경화제의 전체량은 수지 화합물을 기본으로 5중량부 내지 50중량부의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.The epoxy compound may be appropriately selected depending on the component (b) used as the curing agent in the resin composition of the present invention. In addition, the total amount of the component (b) and the epoxy resin composed of the curing agent in the resin composition of the present invention can be measured by adjusting the thermal expansion coefficient and the melt viscosity of the molded article. For example, when the resin composition is used to enclose a semiconductor element, the total amount of the epoxy resin and the curing agent is preferably limited to the range of 5 parts by weight to 50 parts by weight based on the resin compound.
본 발명의 수지 조성물내 (b)성분은 상기의 에폭시 조성물로 구성된 (a)성분을 경화하기위한 경화제이고, 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지를 포함한다. 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 상기 폴리실록산 수지에 대해서, 하기 화학식 1의 PS1에 따른 반복단위 또는 하기 화학식 2의 PS2에 따른 반복반위를 갖는 폴리실록산 수지를 사용하는 것이 바람직하다.The (b) component in the resin composition of this invention is a hardening | curing agent for hardening | curing (a) component comprised from said epoxy composition, and contains the polysiloxane resin which has a phenolic hydroxyl group in a side chain. For the polysiloxane resin having a phenolic hydroxyl group in the side chain, it is preferable to use a polysiloxane resin having a repeating unit according to PS1 of Formula 1 or PS2 of Formula 2 below.
(화학식 1)(Formula 1)
(화학식 1에서 R1은 알킬기, 비닐기, 알릴기, 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 아릴기 및 치환된 또는 비치환된 실록시기로 구성된 그룹에서 선택되고; R2내지 R6는 같거나 또는 다를 수 있고, R2내지 R6중 적어도 하나는 히드록실기일 때, 수소원자, 할로겐원자, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 알콕시기, 알릴옥시기, 알릴기 및 치환된 또는 비치환된 아릴기로 구성된 그룹에서 개별적으로 선택된다)(R 1 in the formula (I) is an alkyl group, a vinyl group, an allyl group, is selected from the consisting of a substituted or unsubstituted aryl group and a substituted or unsubstituted siloxy group having from 1 to 10 carbon atoms; R 2 to R 6 may be the same or different, and when at least one of R 2 to R 6 is a hydroxyl group, a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a carboxyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxy group, allyl Individually selected from the group consisting of oxy groups, allyl groups and substituted or unsubstituted aryl groups)
(화학식 2)(Formula 2)
(화학식 2에서 R7은 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 알킬기, 6 내지 14개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 아릴기 및 치환된 또는 비치환된 실록시기로 구성되는 그룹에서 선택되고; R8내지 R12는 같거나 또는 다를 수 있고, R8내지 R12중 적어도 하나는 페놀성 히드록실기 또는 페놀성 히드록실기를 갖는 그룹일 때, 수소원자, 할로겐원자, 치환된 또는 비치환된 알킬기, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 알콕시기, 아실옥시기, 알릴옥시기, 알릴기, 6 내지 14개의 탄소원자를 갖는 치환된 또는 비치환된 아릴기, 아미드기 및 이미드기로 구성된 그룹에서 개별적으로 선택된다)R 7 in Formula 2 is a group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted siloxy group. R 8 to R 12 may be the same or different, and when at least one of R 8 to R 12 is a group having a phenolic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group, a hydrogen atom, a halogen atom, a substitution Or unsubstituted alkyl, carboxyl, alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl, alkoxy, acyloxy, allyloxy, allyl, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 14 carbon atoms, amide groups and imides Individually selected from a group of groups)
상기 화학식 1의 PS1내 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-옥틸, n-노닐과 n-데카닐기를 포함한다. 상기 화학식 1의 PS1내 치환된 또는 비치환된 아릴기의 예로는 페닐, o-히드록시페닐, p-히드록시페닐, o-메틸페닐, p-메틸페닐, β-나프틸과 p-클로로페닐을 포함한다.Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in PS 1 of Formula 1 include methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n -Octyl, n-nonyl and n-decanyl groups. Examples of the substituted or unsubstituted aryl group in PS1 of Chemical Formula 1 include phenyl, o-hydroxyphenyl, p-hydroxyphenyl, o-methylphenyl, p-methylphenyl, β-naphthyl and p-chlorophenyl do.
한편, 상기 화학식 2의 PS2내 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기에 대해서, 상기에 언급된 것과 같은 종류가 사용된다. 치환된 아릴기에 대해서 상기의 예 뿐만아니라 o-메톡시페닐, p-메톡시페놀 및 9-안트라닐기가 사용될 수 있다. 상기 화학식 2의 PS2내 R8또는 R9는 폐쇄고리를 형성하기위해 R10, R11및 R12중 하나와 연결될 수 있다.On the other hand, for the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in PS2 of Formula 2, the same kind as mentioned above is used. As for the substituted aryl groups as well as the above examples, o-methoxyphenyl, p-methoxyphenol and 9-anthranyl groups can be used. R 8 or R 9 in PS 2 of Formula 2 may be connected to one of R 10 , R 11 and R 12 to form a closed ring.
상기 화학식 1의 PS1내 R1과 상기 화학식 2의 PS2내 R7이 치환된 또는 비치환된 실록시기에 의해 구성될 때, 상기 그룹은 반복단위 옆의 치환된 또는 비치환된 실록시기에 연결될 수 있고, 하기의 (-Si-O-Si-) 결합을 통하여, 2차원 또는 3차원구조를 형성한다. 더우기, 실록시기로 구성된 R1및 R7은 반복단위 옆의 실록시기이외에 다른 분자의 치환된 또는 비치환된 실록시기에 연결되고, 상기와 같이 2차원 또는 3차원 구조를 형성한다.When the above formula (1) of PS1 in R 1 in the general formula 2 of the PS2 within R 7 is configured by a, or an unsubstituted substituted siloxy group, the group can be coupled to a substituted or unsubstituted siloxy group next to the repeating unit And a two-dimensional or three-dimensional structure is formed through the following (-Si-O-Si-) bond. Furthermore, R 1 and R 7 composed of siloxy groups are linked to substituted or unsubstituted siloxy groups of other molecules besides the siloxy group next to the repeating unit and form a two-dimensional or three-dimensional structure as described above.
상기의 화학식 1의 PS1 및/또는 상기의 화학식 2의 PS2에 따른 반복단위에 대해서, 하기의 화학물 1 내지 화학물 34는 반복단위의 예이다.For the repeating units according to PS1 of Formula 1 and / or PS2 of Formula 2, Chemical Formulas 1 to 34 below are examples of the repeating units.
상기 화학식 1의 PS1에 따른 반복단위를 갖는 화합물은 하기에 기술되는 방법으로 제조될 수 있다. 특히, 트리클로로페닐실란은 1:2의 몰비로 에탄올과 혼합하고, 상기 생성 혼합물을 반응시켜서, 디에톡시페닐실란을 수득한다. 한편 히드록시클로로벤젠이 트리메틸클로로실란과 반응하여 트리메틸실릴옥시클로로벤젠을 수득한다. 생성된 트리메틸실릴옥시클로로벤젠이 금속성 나트륨 존재하에서 디메톡시페닐실란과 반응하여 가수분해를 통해 축합된 트리메틸실릴옥시페닐디에톡시페닐실란을 수득한다.Compounds having a repeating unit according to PS1 of Chemical Formula 1 may be prepared by the method described below. In particular, trichlorophenylsilane is mixed with ethanol in a molar ratio of 1: 2 and the resulting mixture is reacted to give diethoxyphenylsilane. Hydroxychlorobenzene on the other hand is reacted with trimethylchlorosilane to give trimethylsilyloxychlorobenzene. The resulting trimethylsilyloxychlorobenzene is reacted with dimethoxyphenylsilane in the presence of metallic sodium to give condensed trimethylsilyloxyphenyldiethoxyphenylsilane through hydrolysis.
한편, 상기 화학식 2의 PS2에 따른 반복단위를 갖는 조성물은 일본 특허 공개공보 H/62-229136에 개시된 방법으로 제조될 수 있다. 특히, 상기 방법은 백금 촉매를 사용하여 페놀이 트리메틸실릴 또는 알킬에테르가 모노-치환된 디클로로실란 또는 모노-치환된 디에톡시실란으로 보호함에 의해 형성된 불포화 결합을 갖는 조성물을 반응시키고, 가수분해를 통해 생성된 반응 생성물을 축합반응시키는 단계로 구성된다.On the other hand, the composition having a repeating unit according to PS2 of the formula (2) can be prepared by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. H / 62-229136. In particular, the process uses a platinum catalyst to react a composition having an unsaturated bond formed by protecting the phenol with trimethylsilyl or alkylether mono-substituted dichlorosilane or mono-substituted diethoxysilane, and through hydrolysis Condensation reaction of the resulting reaction product.
상기 화학식 2의 PS2에 따른 반복단위를 갖는 화합물 뿐만아니라 상기 화학식 1의 PS1에 따른 반복단위를 갖는 화합물의 용융 점도 및 녹는점은 디메틸디클로로실란, 메틸페닐디클로로실란 및 디페닐디클로로실란과 같은 디클로로실란이 페놀을 갖는 디클로로실란과 혼합하여 그의 히드록시기가 보호되고, 상기 생성된 혼합물이 가수분해를 통해 축합되는 방법에 의해서 상기를 공중합체로 제조함에 의해 조절될 수 있다.Melt viscosity and melting point of the compound having a repeating unit according to PS2 of Formula 2 as well as the compound having a repeating unit according to PS1 of Formula 1 are dichlorosilane such as dimethyldichlorosilane, methylphenyldichlorosilane and diphenyldichlorosilane. The hydroxy group is protected by mixing with dichlorosilane with phenol, and the resulting mixture can be controlled by preparing the copolymer by the method in which the resulting mixture is condensed through hydrolysis.
예를 들면, 페닐메틸디클로로실란과 디페닐디클로로실란과 같은 페닐기를 갖는 디클로로실란을 보호된 페놀성 히드록실기를 갖는 디클로로실란과 공중합화함에 의해서 높은 유리전이점을 갖는 폴리실록산 수지를 수득할 수 있다. 또한 페닐기 또는 나프틸기를 상기 화학식 1의 R1또는 상기 화학식 2의 R7으로 첨가함에 의해 높은 유리전이점을 갖는 폴리실록산 수지를 수득할 수 있다.For example, a polysiloxane resin having a high glass transition point can be obtained by copolymerizing dichlorosilane having a phenyl group such as phenylmethyldichlorosilane and diphenyldichlorosilane with dichlorosilane having a protected phenolic hydroxyl group. . In addition, a polysiloxane resin having a high glass transition point may be obtained by adding a phenyl group or a naphthyl group to R 1 of Formula 1 or R 7 of Formula 2.
한편, 상기 화학식 1의 PS1에 따른 반복단위 및/또는 상기 화학식 2의 PS2에 따른 반복단위를 디메틸실록산으로 공중합화하여 낮은 용융점도를 갖는 폴리실록산 수지를 얻을 수 있다. 또한 메틸기 또는 에틸기를 상기 화학식 1의 R1또는 상기 화학식 2의 R7으로 첨가함에 의해 낮은 용융점도를 갖는 폴리실록산 수지를 수득할 수 있다. 대개 수득된 폴리실록산은 분자량이 비교적 작기때문에 디메틸실록산으로 공중화를 실시하지 않고, 낮은 용융점도를 갖는 폴리실록산 수지를 얻을 수 있다.Meanwhile, a polysiloxane resin having a low melt viscosity may be obtained by copolymerizing a repeating unit according to PS1 of Formula 1 and / or a repeating unit according to PS2 of Formula 2 with dimethylsiloxane. In addition, a polysiloxane resin having a low melt viscosity may be obtained by adding a methyl group or an ethyl group to R 1 of Formula 1 or R 7 of Formula 2. Usually, the obtained polysiloxane has a relatively small molecular weight, so that a polysiloxane resin having a low melt viscosity can be obtained without emulsifying with dimethylsiloxane.
본 발명에 사용된 폴리실록산 수지의 녹는점 및 용융점도는 수득된 수지 조성물 및 수지 조성물의 성형방법에 의존하여 적당히 측정될 수 있다. 예를 들면 의도된 수지 조성물이 액체이면, 폴리실록산 수지의 용융점도가 성형온도에서 측정될 때 약 0.01 내지 10Pa·S가 바람직하다. 한편 의도된 수지 조성물이 고체이면, 폴리실록산 수지의 용융점도가 성형온도에서 측정될 때 약 5 내지 500Pa·S인 것이 바람직하다.Melting point and melt viscosity of the polysiloxane resin used for this invention can be suitably measured depending on the obtained resin composition and the shaping | molding method of the resin composition. For example, if the intended resin composition is a liquid, about 0.01 to 10 Pa · S is preferred when the melt viscosity of the polysiloxane resin is measured at the molding temperature. On the other hand, if the intended resin composition is a solid, the melt viscosity of the polysiloxane resin is preferably about 5 to 500 Pa · S when measured at the molding temperature.
상기 폴리실록산 수지의 분자량은 300 내지 50,000이 바람직하고, 500 내지 30,000이 더 바람직하다. 상기의 분자량이 300이하이면, 폴리실록산 수지의 내열성 및 열충격저항이 떨어진다. 한편, 상기의 분자량이 50,000을 초과하면, 폴리실록산 수지의 성형가능성이 떨어진다.300-50,000 are preferable and, as for the molecular weight of the said polysiloxane resin, 500-30,000 are more preferable. When the molecular weight is 300 or less, the heat resistance and thermal shock resistance of the polysiloxane resin are inferior. On the other hand, when said molecular weight exceeds 50,000, the moldability of polysiloxane resin will fall.
또한 본 발명에 따르면 에폭시 화합물에 대한 경화제로 알려져 있는 화합물을 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 뿐만아니라 (b)성분으로 혼합하는 것이 가능하다. 상기 화합물의 예로는 아민, 산무수물 및 페놀을 포함한다.According to the present invention, it is also possible to mix a compound known as a curing agent for an epoxy compound, as well as the polysiloxane having a phenolic hydroxyl group in the side chain, as well as the component (b). Examples of such compounds include amines, acid anhydrides and phenols.
상기 아민의 특정 예로는 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸아미노 프로필아민, N-아미노에틸 피페라진, 벤질 디메틸아민, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 메타페닐렌 디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐 설폰, 폴리아미드 수지(아민가: 200 내지 350), 디시안디아미드, 보론 트리플루오라이드, 모노에틸아민, 메탄 디아민, 크실렌 디아민, 비스아미노프로필 테트라옥사스피로운데칸 부가물 및 에틸메틸이미다졸이 있다. 상기 산 무수물의 특정 예로는 프탈산 무수물, 말레산 무수물, 도데실 숙신산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 메틸 헥사히드로프탈산 무수물, 메틸 테트라히드로프탈산 무수물, 메틸 나드산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 벤조페논 테트라카르복실산 무수물, 디클로로 숙신산 무수물 및 클로렌드산 무수물이 있다.Specific examples of the amine include diethylene triamine, triethylene tetraamine, diethylamino propylamine, N-aminoethyl piperazine, benzyl dimethylamine, tris (dimethylaminomethyl) phenol, metaphenylene diamine, diaminodiphenyl Methane, diaminodiphenyl sulfone, polyamide resin (amine number: 200 to 350), dicyandiamide, boron trifluoride, monoethylamine, methane diamine, xylene diamine, bisaminopropyl tetraoxaspirodedecane adduct and ethyl Methylimidazole. Specific examples of the acid anhydride include phthalic anhydride, maleic anhydride, dodecyl succinic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyl hexahydrophthalic anhydride, methyl tetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, pyromellitic anhydride , Benzophenone tetracarboxylic anhydride, dichloro succinic anhydride and chloric anhydride.
상기 페놀의 특정 예로는 노볼락 페놀 수지를 포함한다. 이경우에, 노볼락형 페놀 수지의 종류로는 한개의 분자내 둘 이상의 페놀성 히드록실기를 포함하는 한 사용될 수 있다. 예를 들면 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, t-부틸페놀 노볼락 수지, 노닐페놀 노볼락 수지, 페놀 아랄킬 수지 및 디시클로펜타디엔페놀 노볼락 수지가 사용될 수 있다. 상기 페놀 수지중에 페놀 노볼락 수지는 그의 기계적 세기 및 성형가능성때문에 바람직하다.Specific examples of such phenols include novolac phenol resins. In this case, the kind of novolak-type phenol resin can be used as long as it contains two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. For example, phenol novolak resins, cresol novolak resins, t-butylphenol novolak resins, nonylphenol novolak resins, phenol aralkyl resins and dicyclopentadienephenol novolak resins can be used. Among these phenolic resins, phenol novolak resins are preferred because of their mechanical strength and moldability.
페놀 노볼락 수지의 특정 예는 쇼놀(Shounol) BRG-555(Showa High Polymer Co., Ltd. 연화점: 68℃, 125℃에서 용융점도: 2.4Pa·S), 쇼놀 BRG-556(Showa High Polymer Co., Ltd. 연화점: 80℃, 150℃에서 용융점도: 1.8Pa·S), 쇼놀 BRG-558(Showa High Polymer Co., Ltd. 연화점: 97℃, 150℃에서 용융점도: 6.2Pa·S), 바캄(Barcam) TD-2131(Dainippon Ink Chemicals Inc. 연화점: 80℃, 150℃에서 용융점도: 30Pa·S), 바캄 TD-2093(Dainippon Ink Chemicals Inc. 연화점: 100℃, 150℃에서 용융점도: 30Pa·S)이 있다. 또한 SH-140A(Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.), SH-150A(Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.) 및 XPSF-4488(Gunei Chemical Industry Co., Ltd.)와 같은 알릴기를 갖는 페놀 수지를 사용할 수 있다.Specific examples of phenol novolak resins include Shoolol BRG-555 (Showa High Polymer Co., Ltd. softening point: 68 ° C, 125 ° C melt viscosity: 2.4 Pa.S), Shool BRG-556 (Showa High Polymer Co.) Softening point: 1.8 Pa.S) at 80 ° C and 150 ° C Melon viscosity: 1.8 Pa.S), Shool BRG-558 (Softening point at Showa High Polymer Co., Ltd .: 97 Pa, 150 ° C: 6.2 Pa.S) , Barcam TD-2131 (Dainippon Ink Chemicals Inc. softening point: 80 Pa, 150 ℃ melt viscosity: 30 Pa.S), Bacam TD-2093 (Dainippon Ink Chemicals Inc. softening point: 100 ℃, 150 ℃ melt viscosity : 30 Pa · S). It is also possible to use phenolic resins having allyl groups such as SH-140A (Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.), SH-150A (Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.) and XPSF-4488 (Gunei Chemical Industry Co., Ltd.). have.
경화제이고, 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지로 구성된 (b)성분과 선택적으로 에폭시 수지에 대해 경화제로 공지된 상기 화합물의 혼합비는 하기의 조건에서 측정된다. 즉, (a)성분과 (b)성분을 구성하는 총 에폭시기 수지는 전체 수지 조성물에 대해 5 내지 90중량%이고, 동시에 (a)성분의 에폭시기(EP)와 (b)성분내 페놀성 히드록시기(phOH)사이의 비율(EP/phOH)은 1/1.2 내지 1/0.2이다.The mixing ratio of component (b) consisting of a polysiloxane resin which is a curing agent and has a phenolic hydroxyl group in the side chain and optionally the compound known as a curing agent for an epoxy resin is measured under the following conditions. That is, the total epoxy group resin constituting the component (a) and the component (b) is 5 to 90% by weight based on the total resin composition, and at the same time the epoxy group (EP) of the component (a) and the phenolic hydroxyl group in the component (b) ( The ratio between phOH) (EP / phOH) is 1 / 1.2 to 1 / 0.2.
(a)성분과 (b)성분의 전체량이 5중량%미만이면, 수지 조성물의 유동도는 저하되어 성형의 경우에 베드의 탈구 또는 결합 와이어의 이동을 일으킨다. 한편, 상기 전체량이 90중량%이상 초과하면, 경화된 생성물의 열팽창계수가 높아져서, 충분한 내열성이 얻어지지 않는다. 더우기, (a)성분의 에폭시기와 (b)성분내 페놀성 히드록실기 사이의 비율이 상기의 범위를 벗어나면, 경화된 생성물의 내열성이 저하될 수 있고, 또는 수지 조성물의 경화율이 너무 떨어져서, 수지 조성물을 성형하기가 어렵다.When the total amount of the component (a) and the component (b) is less than 5% by weight, the flow rate of the resin composition is lowered, causing dislocation of the bed or movement of the bonding wire in the case of molding. On the other hand, when the total amount exceeds 90% by weight or more, the coefficient of thermal expansion of the cured product is high, and sufficient heat resistance is not obtained. Furthermore, when the ratio between the epoxy group of component (a) and the phenolic hydroxyl group in component (b) is outside the above range, the heat resistance of the cured product may be lowered, or the curing rate of the resin composition may be too low. It is difficult to shape the resin composition.
더우기, (b)성분을 구성하는 경화제의 혼합비가 상기의 조건에서 (a)성분의 100중량부당 5 내지 100중량부로 한정되는 것이 바람직하다. (b)성분의 혼합비가 5중량부 이하이면, 충분한 내열성을 얻기가 어렵거나, 수지 조성물의 용융점도가 너무 높아져서, 수지 조성물의 성형가능성이 떨어진다. 한편, (b)성분의 혼합비가 100중량부를 초과하면, 경화된 물질의 물의 흡수가 너무 높아져서, 성형된 제품의 신뢰성이 떨어진다.Moreover, it is preferable that the mixing ratio of the hardening agent which comprises (b) component is limited to 5-100 weight part per 100 weight part of (a) component under said conditions. When the mixing ratio of the component (b) is 5 parts by weight or less, it is difficult to obtain sufficient heat resistance or the melt viscosity of the resin composition becomes too high, resulting in poor moldability of the resin composition. On the other hand, when the mixing ratio of (b) component exceeds 100 weight part, the water absorption of hardened | cured material becomes too high and the reliability of a molded product will fall.
본 발명에 따른 수지 조성물의 무기 충전제로 구성된 (c)성분에 대해서, 석영유리, 결정 실리카, 융합 실리카, 지르콘, 알루미나, 규산칼슘, 황산 바륨, 마그네사이트, 클레이, 카올린, 탈크, 마이카, 유리섬유, 세라믹 섬유, 규산탄소, 규산질소, 질화알루미늄, 티타늄 화이트, 탄산칼슘 및 석고가 사용될 수 있다. 낮은 습기 흡수 및 낮은 용융점도를 나타내는 수지 조성물을 수득하기위해서는 그 중 무기 충전제로 석영유리, 결정 실리카 및 융합 실리카가 더 바람직하다. 결정 실리카 및 융합 실리카에 대해서, 분쇄상 실리카 및 구형 실리카와 같은 두가지의 형태가 있으면, 그와 적절하게 혼합하여 사용될 수 있다.(C) Component composed of the inorganic filler of the resin composition according to the present invention, quartz glass, crystalline silica, fused silica, zircon, alumina, calcium silicate, barium sulfate, magnesite, clay, kaolin, talc, mica, glass fiber, Ceramic fibers, carbon silicate, nitrogen silicate, aluminum nitride, titanium white, calcium carbonate and gypsum can be used. Quartz glass, crystalline silica and fused silica are more preferred as inorganic fillers to obtain a resin composition exhibiting low moisture absorption and low melt viscosity. For crystalline silica and fused silica, two forms such as pulverized silica and spherical silica can be used by appropriately mixing them.
무기 충전제의 혼합비는 전체 수지 조성물에 대해 10 내지 95 중량%가 바람직하고, 특히 40 내지 90 중량%가 더 바람직하다. 상기의 혼합비가 10중량% 이하이면, 경화된 물질의 열팽창계수가 너무 커져서 충분한 열충격저항이 얻어질 수 없다. 한편, 상기 함량이 95중량%를 초과하면, 수지 조성물의 유동성이 너무 저하되어, 결합 와이어의 이동 또는 성형단계에서 베드의 변좌가 일어나는 원인이 된다.The mixing ratio of the inorganic filler is preferably 10 to 95% by weight, more preferably 40 to 90% by weight based on the total resin composition. If the above mixing ratio is 10% by weight or less, the thermal expansion coefficient of the cured material is too large to obtain sufficient thermal shock resistance. On the other hand, when the content exceeds 95% by weight, the fluidity of the resin composition is too low, causing the bed toilet seat occurs in the movement of the bonding wire or forming step.
본 발명의 수지 조성물이 IC 또는 LSI가 기판에 직접 장착되어 있는 플립 칩을 밀봉하기위해 사용된다면, 기판과 반도체 소자사이의 공간이 수지 조성물로 쉽게 채워질 수 있어 바람직하다. 그러므로 무기 충전제를 구성하는 (c)성분의 평균 입자직경 뿐만아니라 최대 입자직경은 예정된 범위로 한정되는 것이 바람직하다. 예를 들면 무기 충전제의 최대 입자직경은 50㎛이하가 바람직하고, 30㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 반도체와 기판사이의 공간의 높이가 대개 50㎛ 내지 150㎛사이이기때문에, 50㎛이상의 최대 입자직경을 갖는 무기 충전제를 함유하는 수지 조성물은 그 사이로 주입될 수 없어 수지 조성물이 비균일하게 채워서 불완전한 절연체를 만들 수 있고, 몇가지 환경하에서 팩키지 크랙을 일으킨다. 한편, 무기 충전제의 평균 입자직경은 0.5㎛ 내지 50㎛의 범위가 바람직하다. 무기 충전제의 평균 입자직경이 0.5㎛이하이면, 수지 조성물의 점도가 크게 증가하여, 수지 조성물을 채우는 속도가 감소하고, 작업효율성이 떨어진다. 한편, 무기 충전제의 평균 입자직경이 50㎛를 초과하면, 수지 조성물을 반도체와 기판사이의 공간으로 충전성질이 떨어진다.If the resin composition of the present invention is used to seal a flip chip in which an IC or LSI is mounted directly on a substrate, the space between the substrate and the semiconductor element can be easily filled with the resin composition, which is preferable. Therefore, it is preferable that the maximum particle diameter as well as the average particle diameter of (c) component which comprises an inorganic filler are limited to a predetermined range. For example, 50 micrometers or less are preferable and, as for the largest particle diameter of an inorganic filler, 30 micrometers or less are more preferable. Since the height of the space between the semiconductor and the substrate is usually between 50 μm and 150 μm, a resin composition containing an inorganic filler having a maximum particle diameter of 50 μm or more cannot be injected therebetween so that the resin composition is filled non-uniformly and thus incomplete insulators. Create a package crack, and cause package cracking under some circumstances. On the other hand, the average particle diameter of the inorganic filler is preferably in the range of 0.5 µm to 50 µm. When the average particle diameter of an inorganic filler is 0.5 micrometer or less, the viscosity of a resin composition will increase greatly, the speed | rate which fills a resin composition will decrease, and work efficiency will fall. On the other hand, when the average particle diameter of an inorganic filler exceeds 50 micrometers, filling property will fall to the space between a semiconductor and a board | substrate.
본 발명의 수지 조성물은 에폭시 화합물로 구성된 (a)성분과 경화제로 구성된 (b)성분사이의 경화반응을 촉진하기위하여 경화촉매를 포함할 수 있다. 예를 들면 기본 화합물, 유기 포스핀 화합물, 이미다졸 화합물 또는 그의 유도체, DBU(1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7) 또는 DBU의 염이 사용될 수 있다.The resin composition of the present invention may include a curing catalyst to promote a curing reaction between the component (a) composed of an epoxy compound and the component (b) composed of a curing agent. For example, base compounds, organic phosphine compounds, imidazole compounds or derivatives thereof, DBU (1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7) or salts of DBU can be used.
기본 화합물의 예로는 벤질 디메틸아민, α-메틸벤질디메틸아민, 디메틸아미노메틸 페놀, 트리스-디메틸아미노메틸 페놀과 착화합물 및 그의 염과 같은 3차 아민을 포함한다.Examples of basic compounds include tertiary amines such as benzyl dimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, dimethylaminomethyl phenol, tris-dimethylaminomethyl phenol complexes and salts thereof.
유기 포스핀의 예로는 트리메틸 포스핀, 트리에틸 포스핀, 트리부틸 포스핀, 트리페닐 포스핀, 트리(p-메틸페닐)포스핀, 트리(노닐페닐)포스핀, 메틸디페닐 포스핀, 디부틸페닐 포스핀, 트리시클로헥실 포스핀, 1,2-비스(디페닐포스핀)에탄 및 비스(디페닐포스핀)메탄이 있다.Examples of organic phosphines include trimethyl phosphine, triethyl phosphine, tributyl phosphine, triphenyl phosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, methyldiphenyl phosphine, dibutyl Phenyl phosphine, tricyclohexyl phosphine, 1,2-bis (diphenylphosphine) ethane and bis (diphenylphosphine) methane.
이미다졸 화합물의 예로는 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2,4-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4메틸이미다졸과 2-헵타데실이미다졸이 있다.Examples of imidazole compounds include imidazole, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4methyl. Midazole and 2-heptadecylimidazole.
DBU의 페놀염의 예로는 SA-853(sanapro)를 포함한다.Examples of phenol salts of DBU include SA-853 (sanapro).
또한 경화촉매로 노바큐어(Novacure) HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3741, HX-3742 및 HX-3088(Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) 또는 MY-25(Ajinomoto Co.)와 같은 퍼텐셜 촉매를 사용하는 것이 가능하다.As a curing catalyst, Novacure HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3741, HX-3742 and HX-3088 (Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) or MY-25 (Ajinomoto Co. It is possible to use a potential catalyst such as).
본 발명에 따른 수지 조성물내 상기 경화 촉매의 혼합비는 에폭시 화합물로 구성된 (a)성분과 경화제로 구성된 (b)성분의 전체량 100중량부당 0.1 내지 10중량부 사이가 바람직하다. 상기 경화제의 함량이 0.1중량부 이하이면, 수지 조성물의 경화가 불충분하게 일어나므로, 생성된 경화 생성물인 봉입형 수지-성형 생성물에서 내열성등이 떨어진다. 한편 상기 경화 촉매의 함량이 10중량부를 초과하면, 생성된 경화 생성물의 내열성, 방습성 및 전기적 특성이 떨어진다. 상기 경화촉매의 바람직한 혼합비율은 (a)성분과 (b)성분의 전체량 100중량부당 0.5 내지 5중량부이다.The mixing ratio of the curing catalyst in the resin composition according to the present invention is preferably between 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the component (a) composed of the epoxy compound and the component (b) composed of the curing agent. When the content of the curing agent is 0.1 parts by weight or less, the curing of the resin composition occurs insufficiently, so that the heat resistance and the like fall in the encapsulated resin-molded product which is the resulting cured product. On the other hand, when the content of the curing catalyst exceeds 10 parts by weight, the heat resistance, moisture resistance and electrical properties of the resulting cured product is inferior. A preferred mixing ratio of the curing catalyst is 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the component (a) and the component (b).
본 발명에 따른 수지 조성물은 기판에 경화킨 후 수지 조성물의 부착력을 향상시키기위해 부착-촉진제를 포함한다. 상기 부착-촉진제의 예로는 아미노 수지, 폴리우레탄 수지와 불포화 폴리에스테르와 같은 열경화성 수지; 이소시아네이트 화합물; 고무; 실란 화합물 및 금속성 킬레이트 화합물이 있다.The resin composition according to the present invention includes an adhesion-promoting agent to improve adhesion of the resin composition after curing and curing the substrate. Examples of the adhesion-promoting agent include thermosetting resins such as amino resins, polyurethane resins and unsaturated polyesters; Isocyanate compounds; Rubber; Silane compounds and metallic chelate compounds.
상기 화합물 중에, 금속성 킬레이트 화합물은 반도체 소자에 부착력 뿐만아니라 경화된 수지의 물 저항성을 향상시키는 효과가 있다. 금속성 킬레이트 화합물의 예로는 Zr 킬레이트, Ti 킬레이트 및 Al 킬레이트가 있다.Among the above compounds, the metallic chelate compound has an effect of improving adhesion to semiconductor elements as well as water resistance of the cured resin. Examples of metallic chelate compounds include Zr chelates, Ti chelates and Al chelates.
Zr 킬레이트의 특정 예로는 테트라키스아세틸아세토나토 지르코늄, 모노부톡시트리스아세틸아세토나토 지르코늄, 디부톡시비스아세틸아세토나토 지르코늄, 트리부톡시아세틸아세토나토 지르코늄, 테트라키스에틸아세틸아세테이트 지르코늄, 부톡시트리스에틸아세틸아세테이트 지르코늄, 트리부톡시모노에틸아세틸아세테이트 지르코늄, 테트라키스에틸 락테이트 지르코늄, 디부톡시비스에틸 락테이트 지르코늄, 비스아세틸아세토나토 비스에틸아세틸아세토나토 지르코늄, 모노아세틸아세토나토 트리스에틸아세틸아세토나토 지르코늄, 모노아세틸아세토나토 비스에틸아세틸아세토나토 지르코늄 및 비스아세틸아세토나토비스에틸 락토나토 지르코늄이 있다. Ti 킬레이트와 Al 킬레이트에 대해서, β-디케톤, 히드록시카르복실산, 케토에스테르, 케토알콜 및 글리콜과 같은 리간드를 갖는 화합물이 사용된다.Specific examples of Zr chelate include tetrakisacetylacetonato zirconium, monobutoxytrisacetylacetonato zirconium, dibutoxybisacetylacetonato zirconium, tributoxyacetylacetonato zirconium, tetrakisethylacetylacetate zirconium, butoxytrisethylacetyl Acetate zirconium, tributoxy monoethyl acetylacetate zirconium, tetrakisethyl lactate zirconium, dibutoxybisethyl lactate zirconium, bisacetylacetonato bisethylacetylacetonato zirconium, monoacetylacetonato trisethylacetylacetonato zirconium, mono Acetylacetonato bisethylacetylacetonato zirconium and bisacetylacetonatobisethyl lactonato zirconium. For Ti chelates and Al chelates, compounds having ligands such as β-diketones, hydroxycarboxylic acids, ketoesters, ketoalcohols and glycols are used.
본 발명의 수지 조성물내 부착-촉진제로 열경화성 수지 또는 고무가 사용될때, 열경화성 수지 또는 고무의 혼합비는 수지 조성물을 기본으로 하여 0.2 내지 20중량%가 바람직하다. 상기 혼합비율이 0.2중량%이하이면, 부착-촉진제의 충분한 효과가얻어질 수 없다. 한편, 상기 혼합비율이 20중량%를 초과하면, 경화된 물질의 물의 흡수가 너무 커지거나 성형 생성물의 내열성이 떨어진다. 금속성 킬레이트가 본 발명의 수지 조성물내 부착-촉진제로 사용될 때, 금속성 킬에이트의 혼합비율은 수지 조성물을 기본으로 0.01 내지 5중량%가 바람직하다. 상기 혼합비율이 0.01중량% 미만이면, 금속성 킬레이트의 충분한 효과가 얻어지지 않는다. 한편 상기 혼합비율이 5중량%를 초과하면, 반도체 소자의 중간 와이어가 이온성 불순물에 의해 부식되거나 수지 조성물이 수지-봉입형 반도체 장치에 사용될때 성형 생성물의 전기적 절연성이 떨어진다.When a thermosetting resin or rubber is used as the adhesion-promoting agent in the resin composition of the present invention, the mixing ratio of the thermosetting resin or rubber is preferably 0.2 to 20% by weight based on the resin composition. If the mixing ratio is 0.2% by weight or less, a sufficient effect of the adhesion-promoting agent cannot be obtained. On the other hand, when the mixing ratio exceeds 20% by weight, the absorption of water of the cured material becomes too large or the heat resistance of the molded product is inferior. When the metallic chelate is used as the adhesion-promoting agent in the resin composition of the present invention, the mixing ratio of the metallic chelate is preferably 0.01 to 5% by weight based on the resin composition. If the said mixing ratio is less than 0.01 weight%, sufficient effect of a metallic chelate will not be acquired. On the other hand, when the mixing ratio exceeds 5% by weight, the electrical insulation of the molded product is inferior when the intermediate wire of the semiconductor element is corroded by ionic impurities or when the resin composition is used in the resin-encapsulated semiconductor device.
또한 안티모니 트리옥시드, 인화합물 및 할로겐-함유 화합물과 같은 방염제; 천연왁스, 합성왁스, 선형 지방산 또는 그의 금속염, 산 아미드, 에스테르 및 파라핀과 같은 이형제; 카본 블랙 및 티타늄 디옥시드와 같은 안료; 및 실란 결합제와 같은 표면 처리제와 같은 다른 첨가물이 본 발명의 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 더우기, 실리콘 고무, 실리콘 오일, 다양한 종류의 플라스틱 분말, 엔지니어링 플라스틱 분말, ABS 수지분말 및 MBS 수지분말과 같은 응력-경감제가 본 발명의 수지 조성물에 첨가될 수 있다.Also flame retardants such as antimony trioxide, phosphorus compounds and halogen-containing compounds; Release agents such as natural waxes, synthetic waxes, linear fatty acids or metal salts thereof, acid amides, esters and paraffins; Pigments such as carbon black and titanium dioxide; And other additives such as surface treating agents such as silane binders may be added to the resin composition of the present invention. Moreover, stress-reducing agents such as silicone rubber, silicone oil, various kinds of plastic powder, engineering plastic powder, ABS resin powder and MBS resin powder can be added to the resin composition of the present invention.
에폭시 수지로 구성된 (a)성분 및 폴리실록산 수지로 구성된 (b)성분이 본 발명의 수지 조성물내 알칼리 금속 이온 또는 할로겐 이온과 같은 불순물로 오염될 수 있는 가능성이 크다. 또한 반응하지 않은 알킬 할라이드, 아릴 할라이드 또는 클로로실란이 수지 조성물내 남거나 또는 할라이드 화합물이 부반응에서 생성될 수 있다. 상기 불순물을 포함하는 수지 조성물이 반도체 소자의 밀봉에 사용될 때, 알루미늄 와이어의 부식 또는 방습성의 저하에 의해 중간 와이어가 절단될 수 있다. 그러므로, 상기 수지 조성물에서 불순물의 제거가 강하게 요구된다.There is a high possibility that the component (a) composed of an epoxy resin and component (b) composed of a polysiloxane resin may be contaminated with impurities such as alkali metal ions or halogen ions in the resin composition of the present invention. Also unreacted alkyl halides, aryl halides or chlorosilanes may remain in the resin composition or halide compounds may be produced in side reactions. When the resin composition containing the above impurity is used for sealing the semiconductor element, the intermediate wire may be cut by corrosion or deterioration of moisture resistance of the aluminum wire. Therefore, the removal of impurities from the resin composition is strongly required.
상기 불순물을 포함하는 수지 조성물이 N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸아세토아미드, 테트라히드로퓨란(THF), 아세톤 또는 에탄올과 같은 수용성 극성 용매내에 용해시켜서, 수지 용액을 형성하고, 다량의 물 또는 옥살산과 같은 묽은 유기산 수용액에 침지시키며, 생성된 침전된 폴리머가 여과를 통해 수집되는 과정을 통해 상기 불순물이 쉽게 제거될 수 있다. 또한 상기 불순물을 포함하는 수지 조성물을 디에틸 에테르, 에틸 아세테이트 또는 염소-기본 유기용매와 같이 물과 혼합될 수 없는 유기 용매내에 용해시키고, 물 또는 묽은 유기산 수용액을 수지용액에 첨가되고, 생성된 혼합 용액이 진탕후 방치하여, 혼합용액을 유기용매상 및 수용액상으로 분리시키고, 유기용매상을 수집하여, 상기 불순물을 제거하는 과정에 의해 상기 불순물이 제거될 수 있다.The resin composition containing the impurity is dissolved in a water-soluble polar solvent such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetoamide, tetrahydrofuran (THF), acetone or ethanol to form a resin solution, The impurities can be easily removed by immersing in an aqueous solution of dilute organic acid such as water or oxalic acid, and the resulting precipitated polymer is collected by filtration. In addition, the resin composition containing the impurity is dissolved in an organic solvent which cannot be mixed with water such as diethyl ether, ethyl acetate or chlorine-based organic solvent, and water or dilute organic acid aqueous solution is added to the resin solution, and the resulting mixture is mixed. After the solution is shaken and left, the mixed solution may be separated into an organic solvent phase and an aqueous solution phase, an organic solvent phase may be collected, and the impurities may be removed by a process of removing the impurities.
알카리 금속 또는 할로겐 불순물의 농도가 예정된 허용가능한 농도로 감소될 때까지 상기의 과정이 반복될 수 있다. 즉, 합성된 수지내 불순물로 함유된 알카리 금속의 농도가 바람직하게 50ppm 이하로 한정되고, 특히 20ppm 이하가 바람직하며, 5ppm이하가 특히 바람직하다. 한편, 수지내 불순물로 함유된 할로겐 화합물의 농도가 500ppm이하가 바람직하고, 특히 300ppm이하가 바람직하며, 100ppm이 특히 바람직하다.The above process can be repeated until the concentration of alkali metal or halogen impurities is reduced to a predetermined acceptable concentration. That is, the concentration of the alkali metal contained as impurities in the synthesized resin is preferably limited to 50 ppm or less, particularly preferably 20 ppm or less, particularly preferably 5 ppm or less. On the other hand, the concentration of the halogen compound contained as impurities in the resin is preferably 500 ppm or less, particularly preferably 300 ppm or less, and particularly preferably 100 ppm.
LC 또는 LSI가 기판에 직접 장착된다면, 상기 밀봉형 물질은 액체가 요구된다. 본 발명에 따른 낮은 녹는점을 갖는 (a)성분을 낮은 녹는점을 갖는 (b)성분과 결합시킴에 의해 높은 신뢰도를 갖는 액체 수지 조성물을 수득하는 것이 가능하다. 예를들면 실내온도에서 액체 또는 오일같은 (a)성분과 실내온도에서 액체 또는 오일같은 (b)성분이 결합될 때, 액체 수지 조성물이 얻어질 수 있다. 상기 액체 수지 조성물이 액체 밀봉형 물질로 사용된다면, 수지 조성물의 점도는 100℃의 온도에서 5Pa·S이하가 바람직하다. 상기 수지 조성물의 점도가 5Pa·S를 초과하면, 수지 조성물을 기판과 반도체 소자사이의 공간에 채우는 것이 어렵고, 수지 조성물을 채우는데 장시간이 걸린다. 더우기, 수지 조성물의 점도가 5Pa·S를 초과하면, 채워지지 않은 부분이 수지-봉입형 반도체 장치에서 형성될 수 있고, 상기 장치의 불완전한 절연성이 나타날 뿐만아니라 기판에서 반도체 소자가 쉽게 분리될 수 있다. 그러므로, 실내온도에서 수지 조성물의 바람직한 점도는 20Pa·S 이하가 바람직하고, 특히 10Pa·S이하가 바람직하다. 비록 수지 조성물의 점도가 하한에 대해 한정될지라도, 수지 조성물의 점도가 너무 낮아지면, 경화된 생성물상에서 버어(burr)가 발생하기때문에 100℃의 온도에서 수지 조성물의 점도가 1mPa·S 이상이다.If an LC or LSI is mounted directly to the substrate, the sealed material requires liquid. It is possible to obtain a liquid resin composition having high reliability by combining the component (a) having a low melting point with the component (b) having a low melting point according to the present invention. For example, when the (a) component such as liquid or oil at room temperature and the (b) component such as liquid or oil at room temperature are combined, a liquid resin composition can be obtained. If the liquid resin composition is used as a liquid sealing material, the viscosity of the resin composition is preferably 5 Pa · S or less at a temperature of 100 ° C. When the viscosity of the said resin composition exceeds 5 Pa * S, it is difficult to fill a space between a board | substrate and a semiconductor element, and it takes a long time to fill a resin composition. Moreover, when the viscosity of the resin composition exceeds 5 Pa.S, an unfilled portion can be formed in the resin-encapsulated semiconductor device, and the semiconductor device can be easily separated from the substrate as well as the incomplete insulation of the device is exhibited. . Therefore, 20 Pa.S or less is preferable and, as for the preferable viscosity of a resin composition at room temperature, 10 Pa.S or less is especially preferable. Although the viscosity of the resin composition is limited to the lower limit, when the viscosity of the resin composition becomes too low, the viscosity of the resin composition is 1 mPa · S or more at a temperature of 100 ° C. because burrs occur on the cured product.
본 발명의 수지 조성물의 점도를 소망하는대로 조절하기위하여 유기용매 또는 반응성 희석제가 사용될 수 있다. 상기의 경우에서 사용될 수 있는 유기용매의 비제한적인 예로는 시클로헥산온, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸 케톤과 같은 케톤형 용매; 메틸셀로솔베, 에틸셀로솔베, 메틸셀로솔베 아세테이트 및 에틸셀로솔베 아세테이트와 같은 셀로솔베형 용매; 및 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소아밀 아세테이트 및 에틸 락테이트와 같은 에스테르형 용매가 있다. 상기 용매는 단일 또는 둘 이상의 종류를 혼합하여 사용될 수 있다.An organic solvent or reactive diluent may be used to adjust the viscosity of the resin composition of the present invention as desired. Non-limiting examples of organic solvents that can be used in the above cases include ketone type solvents such as cyclohexanone, acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; And ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate and ethyl lactate. The solvent may be used singly or in mixture of two or more kinds.
반응성 희석제에 대해서, 에폭시 모노머 또는 가교성 불포화 탄소-탄소 결합을 갖는 저분자 화합물이 사용될 수 있다. 에폭시 모노머의 특정 예로는 글리시돌, 1,2,7,8-디에폭시 옥탄, 1,4-부탄디올 글리시딜 에테르, 시클로헥산 옥시드, 2,3-에폭시노르보넨, 4-비닐시클로헥산온 모노옥시드, 리모넨 옥시드, 시클로도데칸 옥시드, 4-비닐시클로헥산 디옥시드, 1,2,5,6-디에폭시시클로옥탄, 시클로옥탄 옥시드, 피넨 옥시드, 1,2-에폭시-5,9-시클로도데카디엔, 1,2-에폭시에틸벤젠, 스틸벤 옥시드, 글리시딜페닐 에테르, p-tert-부틸페닐글리시딜 에테르, 2,3-에폭시프로필-p-메톡시페닐 에테르 및 o-비페닐글리시딜 에테르가 있다.For reactive diluents, low molecular weight compounds having epoxy monomers or crosslinkable unsaturated carbon-carbon bonds can be used. Specific examples of epoxy monomers include glycidol, 1,2,7,8-diepoxy octane, 1,4-butanediol glycidyl ether, cyclohexane oxide, 2,3-epoxynorbornene, 4-vinylcyclohexane On monooxide, limonene oxide, cyclododecane oxide, 4-vinylcyclohexane dioxide, 1,2,5,6-diepoxycyclooctane, cyclooctane oxide, pinene oxide, 1,2-epoxy -5,9-cyclododecadiene, 1,2-epoxyethylbenzene, stilbene oxide, glycidylphenyl ether, p-tert-butylphenylglycidyl ether, 2,3-epoxypropyl-p-meth Oxyphenyl ether and o-biphenylglycidyl ether.
가교성 불포화 탄소-탄소 결합을 갖는 저분자 화합물의 특정 예로는 디에틸렌 글리콜 디알릴 에테르, N,N′-메틸렌비스아크릴 아미드, 디알릴 클로렌데이트, 디알릴 헥사히드로프탈레이트, 트리알릴 트리멜리테이트, 4-알릴-2,6-디-tert-부틸페놀, 디알릴이소프탈레이트, 디알릴프탈레이트, 디비닐벤젠, 스티렌, 알릴벤젠, 디비닐설폰, 알릴벤젠 카르복실레이트, 4-비닐페닐, 트리알릴-1,3,5-벤젠 트리카르복실레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 테트라히드로퍼퓨릴 아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 노닐페녹시에틸 아크릴레이트, 테트라히드로퍼퓨릴옥시에틸 아크릴레이트, 테트라히드로퍼퓨릴옥시헥사놀라이드 아크릴레이트, 1,3-디옥산 알콜의 ε-카프롤락톤 부가물 아크릴레이트, 1,3-디옥소란 아크릴레이트, 헥산디올 아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 히드록시피발릭 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트 디아크릴레이트, 히드록시피발릭 네오펜틸글리콜 ε-카프롤락톤 부가물 디아크릴레이트, 2(2-히드록시-1,1-디메틸에틸)-5-히드록시메틸-5-에틸-1,3-디옥산 디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메틸올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로피오닉 디펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 프로피오닉 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 프로피오닉 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 ε-카프롤락톤 부가물이 있다.Specific examples of low molecular weight compounds having a crosslinkable unsaturated carbon-carbon bond include diethylene glycol diallyl ether, N, N'-methylenebisacryl amide, diallyl chlordate, diallyl hexahydrophthalate, triallyl trimellitate, 4-allyl-2,6-di-tert-butylphenol, diallyl isophthalate, diallyl phthalate, divinylbenzene, styrene, allylbenzene, divinylsulfone, allylbenzene carboxylate, 4-vinylphenyl, triallyl -1,3,5-benzene tricarboxylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, phenoxyethyl acrylate, nonyl Phenoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryloxyethyl acrylate, tetrahydroperfuryloxyhexanolide acrylate, ε-caprolactone adduct acrylate of 1,3-dioxane alcohol, 1,3 Dioxolane acrylate, hexanediol acrylate, neopentylglycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hydroxypivalic neopentyl glycol diacrylate, Neopentylglycol adipate diacrylate, hydroxypivalic neopentylglycol ε-caprolactone adduct diacrylate, 2 (2-hydroxy-1,1-dimethylethyl) -5-hydroxymethyl-5- Ethyl-1,3-dioxane diacrylate, tricyclodecanedimethylol diacrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, propionic dipentaerythritol tri Acrylate, propionic dipentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, propionic dipentaerythritol penta Additional methacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate ε- caprolactone, water.
가교성 불포화 탄소-탄소 결합을 갖는 상기 화합물이 반응성 희석제로 사용될 수 있다면, 퍼옥시드 또는 아조 화합물이 경화 촉매로 사용될 수 있다.If the compound having a crosslinkable unsaturated carbon-carbon bond can be used as a reactive diluent, a peroxide or azo compound can be used as a curing catalyst.
퍼옥시드의 예로는 디알릴 퍼옥시드, 퍼옥시드 에스테르, 디아실 퍼옥시드, 히드로퍼옥시드, 케톤 퍼옥시드 및 퍼옥시케탈이 있다. 상기의 특정 예로는 벤조일 퍼옥시드, 파라클로로벤조일 퍼옥시드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥시드, 카프릴일 퍼옥시드, 라우로일 퍼옥시드, 아세틸 퍼옥시드, 메틸에틸케톤 퍼옥시드, 시클로헥산온 퍼옥시드, 비스(1-히드록시시클로헥실 퍼옥시드), 히드록시헵틸 퍼옥시드, t-부틸히드로퍼옥시드, p-멘탄히드로퍼옥시드, 쿠멘히드로퍼옥시드, 2,5-디메틸헥실-2,5-디히드로퍼옥시드, 디-t-부틸 퍼옥시드, 디쿠밀 퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸에틸옥시)헥산, 2,5-디메틸헥실-2,5-디(퍼옥시벤조에이트), t-부틸퍼벤조에이트, t-부틸퍼아세테이트, t-부틸퍼옥토에이트, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트 및 디-t-부틸퍼프탈레이트가 있다.Examples of peroxides are diallyl peroxide, peroxide ester, diacyl peroxide, hydroperoxide, ketone peroxide and peroxyketal. Specific examples of the above include benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, caprylyl peroxide, lauroyl peroxide, acetyl peroxide, methylethylketone peroxide, cyclohexanone peroxane Seed, bis (1-hydroxycyclohexyl peroxide), hydroxyheptyl peroxide, t-butylhydroperoxide, p-mentanehydroperoxide, cumenehydroperoxide, 2,5-dimethylhexyl-2,5- Dihydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylethyloxy) hexane, 2,5-dimethylhexyl-2,5-di (Peroxybenzoate), t-butylperbenzoate, t-butylperacetate, t-butylperoctoate, t-butylperoxyisobutylate and di-t-butylperphthalate.
아조 화합물에 대해서, 아조비스이소부틸로니트릴, 2,2′-아조비스프로판, m,m′-아족소스티렌 또는 히드라존이 사용될 수 있다.For azo compounds, azobisisobutylonitrile, 2,2'-azobispropane, m, m'-azoisostyrene or hydrazone can be used.
본 발명의 수지 조성물은 하기와 같이 제조될 수 있다. 즉, 전체 성분을 헨셀(Henschel) 혼합기를 사용하여 철저히 내부혼합하고, 핫 롤(hot roll) 또는 이중축 압축기를 사용하여 용융-혼합 처리를 실시하고, 생성된 용융물을 실내온도로 냉각하여, 해머 밀(hammer mill)을 사용하여 분쇄한다. 사용된 수지 조성물이 액체이면, 상기 분쇄 처리를 생략할 수 있다.The resin composition of the present invention can be prepared as follows. That is, the whole components are thoroughly mixed internally using a Henschel mixer, melt-mixed using a hot roll or dual-axis compressor, the resulting melt is cooled to room temperature, and the hammer Grind using a mill mill. If the resin composition used is a liquid, the grinding treatment can be omitted.
반도체 소자를 본 발명의 수지 조성물로 밀봉하는 방법에 있어서, 대개 사용되는 저압의 전사성형(transfer molding)이 사용될 수 있다. 그러나 밀봉방법은 상기 전사성형에 한정되는 것은 아니며, 압축성형, 사출성형, 주조성형 또는 포팅(potting)과 같은 다른 밀봉방법이 반도체 소자를 밀봉하는데 사용될 수 있다. 상기에 사용된 “밀봉(또는 봉입)”이라는 용어는 상기 수지층이 반도체 소자와 기판사이에 끼워지는 한면 밀봉을 포함하는 것이다. 밀봉후 열경화는 150℃ 이상의 온도에서 실시되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 수지 조성물의 경화물질로 밀봉된 반도체 소자의 종류 및 크기에 있어서는 제한되지 않는다.In the method of sealing a semiconductor element with the resin composition of the present invention, a low pressure transfer molding usually used can be used. However, the sealing method is not limited to the above transfer molding, and other sealing methods such as compression molding, injection molding, casting molding or potting may be used to seal the semiconductor device. The term "sealing" (or encapsulation) as used above includes the one-side sealing in which the resin layer is sandwiched between the semiconductor element and the substrate. Thermal sealing after sealing is preferably carried out at a temperature of 150 ℃ or more. The type and size of the semiconductor element sealed with the cured material of the resin composition according to the present invention is not limited.
본 발명에 따른 수지 조성물은 반도체 소자의 밀봉에 사용될 뿐만아니라, 훌륭한 내열성을 갖는 성형된 생성물을 제조하는데에도 사용될 수 있다.The resin composition according to the present invention can be used not only for sealing semiconductor elements but also for producing molded products having excellent heat resistance.
본 발명자는 에폭시 화합물에 대한 경화제로 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지를 사용하여, 밀봉에 적합하고, 종래의 모든 문제를 극복할 수 있는 수지 조성물을 수득하여, 본 발명을 이룰 수 있다는 것을 알았다. 즉, 본 발명에 있어서 에폭시 수지와 그의 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지를 포함하는 경화제로 구성된 수지 조성물은 경화된 생성물의 물의 흡수를 증가시키지 않고 경화된 생성물에 가해질 수 있는 응력을 경감시킬 수 있다. 그러므로, 수지-봉입형 반도체 장치가 본 발명에 따른 수지 조성물을 사용하여 제조된다면, 장치의 방습도가 저하되지 않는다. 또한 본 발명에 따라 얻어진 수지-봉입형 반도체 장치는 부착성 및 열충격저항이 뛰어나다. 또한 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산 수지의 분자량과 구조를 적당히 선택하여 수지 조성물의 용융온도 및 점도를 적당히 조절함에 의해 고체 폴리실록산 뿐만아니라 소망의 액체 폴리실록산이 얻어질 수 있다. 이와 같이, 신뢰성이 뛰어나고, 플립 칩, CSP(칩 사이즈 팩키지) 또는 BGA(볼 그리드 어레이)의 제조와 같이 표면-장착용으로 적당한 액체 수지 조성물을 얻는 것이 가능하다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventor uses the polysiloxane resin which has a phenolic hydroxyl group in a side chain as a hardening | curing agent with respect to an epoxy compound, and obtains the resin composition suitable for sealing, and can overcome all the conventional problems, and can achieve this invention. I knew that. That is, in the present invention, the resin composition composed of a curing agent comprising an epoxy resin and a polysiloxane resin having a phenolic hydroxyl group in the side chain thereof reduces the stress that can be applied to the cured product without increasing the water absorption of the cured product. You can. Therefore, if the resin-sealed semiconductor device is manufactured using the resin composition according to the present invention, the moisture resistance of the device is not lowered. In addition, the resin-encapsulated semiconductor device obtained in accordance with the present invention is excellent in adhesion and thermal shock resistance. In addition, the desired liquid polysiloxane as well as the solid polysiloxane can be obtained by appropriately selecting the molecular weight and structure of the polysiloxane resin having a phenolic hydroxyl group in the side chain to appropriately adjust the melting temperature and viscosity of the resin composition. Thus, it is possible to obtain a liquid resin composition which is excellent in reliability and suitable for surface-mounting, such as in the manufacture of flip chips, CSP (chip size package) or BGA (ball grid array).
또한 폴리실록산 수지내 페놀은 본 발명의 수지 조성물에 따른 에폭시 화합물과 반응하기때문에 실리콘 오일이 수지 조성물에 첨가되는 경우에 금속 몰드의 표면으로 실리콘 오일이 스며나와서 얼룩지는 것을 막을 수 있다. 그러므로 반도체 소자를 밀봉하는데 적당한 훌륭한 성질을 갖는 수지 조성물을 제공하는 것이 본 발명에 있어서 가능하다.In addition, since the phenol in the polysiloxane resin reacts with the epoxy compound according to the resin composition of the present invention, when the silicone oil is added to the resin composition, it can prevent the silicone oil from seeping and staining the surface of the metal mold. Therefore, it is possible in the present invention to provide a resin composition having excellent properties suitable for sealing a semiconductor element.
본 발명은 하기의 실시예를 참고로 또한 설명될 것이다.The invention will also be described with reference to the following examples.
수지 조성물이 하기와 같이 제조된다.The resin composition is prepared as follows.
먼저, 무기 충전제가 헨셀 혼합기내 표면처리제로 처리된다. 그리고 에폭시 화합물, 폴리실록산 수지, 경화촉매 및 경화제가 하기 표 1의 기재된 배합비에 따라 함께 혼합된다. 그리고, 상기 혼합물은 열적으로 융합하고, 이를 균질하게 혼합시켜서, 냉각시키고, 분쇄한다. 그리고, 상기 전체 성분이 모두 혼합되고, 60 내지 160°로 가열하여 핫 롤을 사용하여 혼련하며, 생성된 혼련 물질을 냉각하고, 실시예 1 내지 실시예 3과 비교 실시예 1에 표시된 다양한 종류의 수지 조성물을 얻기위해 분쇄한다.First, the inorganic filler is treated with the surface treatment agent in the Henschel mixer. And an epoxy compound, a polysiloxane resin, a curing catalyst, and a hardening | curing agent are mixed together according to the compounding ratio of Table 1 below. The mixture is then thermally fused and mixed homogeneously, cooled and comminuted. And, all the above components are mixed, heated to 60 to 160 ° to knead using a hot roll, to cool the resulting kneaded material, and various kinds of shown in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 It is ground to obtain a resin composition.
상기 표 1에 개시된 상기 에폭시 화합물 A1 내지 A3으로 구성된 (a)성분은 하기의 화합물을 나타낸다.The component (a) composed of the epoxy compounds A1 to A3 disclosed in Table 1 above represents the following compounds.
A1: o-크레졸 노볼락 에폭시 수지(에폭시가: 197)A1: o-cresol novolac epoxy resin (epoxy value: 197)
A2: 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시가: 190)A2: Bisphenol A epoxy resin (epoxy number: 190)
A3: 비페닐형 에폭시 수지(에폭시가: 191)A3: biphenyl type epoxy resin (epoxy number: 191)
경화제로 구성된 (b)성분으로 각각 첨가되는 폴리실록산 수지 B1, B2 및 B3는 상기의 화합물 (1), (9) 및 (18)에 따른 반복단위를 갖는 수지를 나타낸다. 각 폴리실록산 수지의 중량 평균분자량, 연화점 및 페놀가는 하기 표 2에 요약하였다.The polysiloxane resins B1, B2 and B3 added to the component (b) composed of a curing agent each represent a resin having a repeating unit according to the above compounds (1), (9) and (18). The weight average molecular weight, softening point and phenol value of each polysiloxane resin are summarized in Table 2 below.
폴리실록산 수지가 아닌 경화제 D1은 하기의 화합물을 나타낸다.Curing agent D1 other than the polysiloxane resin represents the following compound.
D1: 페놀 노볼락 수지(페놀가: 104)D1: phenol novolak resin (phenol number: 104)
사용된 다른 성분은 하기와 같다.Other components used are as follows.
반응성 희석제: 1,2-에폭시-3-페녹시프로판Reactive Diluent: 1,2-Epoxy-3-phenoxypropane
경화 촉매: 트리페닐 포스핀Curing Catalyst: Triphenyl Phosphine
이형제: 카르나우바 왁스Release Agent: Carnauba Wax
안료: 카본 블랙Pigment: Carbon Black
방염제: 안티모니 트리옥시드Flame Retardant: Antimony Trioxide
무기 충전제: Cl 융합된 실리카 분말(구형; 평균입자직경: 20㎛; 최대입자직경: 75㎛)Inorganic filler: Cl fused silica powder (spherical; average particle diameter: 20 mu m; maximum particle diameter: 75 mu m)
표면처리제: γ-글리시독시프로필트리메톡시 실란(A-187, Nippon Unicar Co., Ltd.)Surface treatment agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxy silane (A-187, Nippon Unicar Co., Ltd.)
또한 (a)성분, (b)성분, (c)성분 및 다른 예정된 성분으로 사용된 하기의 화합물이 첨가되고, 생성된 혼합물은 실시예 4, 5 및 6과 비교 실시예 2 및 3과 샘플의 수지 조성물을 제조하기위해 하기에 설명된 방법으로 처리된다.In addition, the following compounds used as components (a), (b), (c) and other predetermined components are added, and the resulting mixture is prepared from Examples 4, 5 and 6 and Comparative Examples 2 and 3 and It is processed by the method described below to prepare a resin composition.
(a)성분:(a) Component:
A4: 비스페놀 F형 에폭시 수지(에폭시가: 170)A4: bisphenol F-type epoxy resin (epoxy number: 170)
A5: (3′,4′-에폭시시클로헥실메틸)-3,4-에폭시디시클로헥산 카르복실레이트(에폭시가: 126)A5: (3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl) -3,4-epoxydicyclohexane carboxylate (epoxy value: 126)
(b)성분:(b) Ingredients:
B4: 상기 화합물 (27)에 따른 반복단위를 갖는 실록산 및 디메틸 실록산의 공중합체(공중합화 비율=1:5);B4: copolymer of siloxane and dimethyl siloxane having repeating units according to compound (27) (copolymerization ratio = 1: 5);
중량 평균 분자량: 800Weight average molecular weight: 800
B5: 상기 화합물 (11)에 따른 반복단위를 갖는 실록산 및 디메틸 실록산의 공중합체(공중합화 비율=1:8);B5: copolymers of siloxane and dimethyl siloxane having repeating units according to compound (11) (copolymerization ratio = 1: 8);
중량 평균 분자량: 1,200Weight average molecular weight: 1,200
B6: 상기 화합물 (27)에 따른 반복단위를 갖는 실록산 및 디메틸 실록산의 공중합체(공중합화 비율=1:2);B6: copolymers of siloxane and dimethyl siloxane having repeating units according to compound (27) (copolymerization ratio = 1: 2);
중량 평균 분자량: 550Weight average molecular weight: 550
상기 성분 B4, B5 및 B6는 실내온도에서 액체이다.The components B4, B5 and B6 are liquid at room temperature.
다른 경화제:Other curing agents:
D2: 메틸헥사히드로프탈산 무수물D2: Methylhexahydrophthalic anhydride
D3: 3,3′-디알릴-4,4′-디히드록시 디페닐 메탄D3: 3,3'-diallyl-4,4'-dihydroxy diphenyl methane
(c)성분:(c) Ingredients:
C2: 실리카(평균입자직경=2.7㎛; 최대입자직경=30㎛)C2: silica (average particle diameter = 2.7 mu m; maximum particle diameter = 30 mu m)
C3: 실리카(평균입자직경=5.1㎛; 최대입자직경=30㎛)C3: silica (average particle diameter = 5.1 mu m; maximum particle diameter = 30 mu m)
C4: 실리카(평균입자직경=4.1㎛; 최대입자직경=30㎛)C4: silica (average particle diameter = 4.1 mu m; maximum particle diameter = 30 mu m)
C5: 실리카(평균입자직경=52㎛; 최대입자직경=100㎛)C5: silica (average particle diameter = 52 mu m; maximum particle diameter = 100 mu m)
경화 촉매: 노바큐어 HX3088(Asahi Chemical Industry Co., Ltd.)Curing catalyst: Novacure HX3088 from Asahi Chemical Industry Co., Ltd.
반응성 희석제: 페닐글리시딜 에테르Reactive Diluent: Phenylglycidyl Ether
안료: 카본 블랙Pigment: Carbon Black
염료: 검정염료Dye: Black Dye
(실시예 4)(Example 4)
(a)성분: A4 20.4중량부(a) Component: A4 20.4 parts
(b)성분: B4 10.7중량부(b) Component: B4 10.7 parts by weight
다른 경화제: D2 16.0중량부Other Curing Agents: D2 16.0 parts by weight
(c)성분: C2 50.0중량부(c) Component: C2 50.0 parts by weight
경화 촉매: 2.5중량부Curing catalyst: 2.5 parts by weight
안료: 0.4중량부Pigment: 0.4 part by weight
먼저, (a)성분, (b)성분, (c)성분과 안료를 함께 혼합하고, 회전형 혼련기(Shinky Co., Ltd.; HX201)에 의해 혼련하여 혼합물을 얻는다. 그리고, 경화 촉매가 혼합물에 첨가되고, 생성된 혼합물이 상기의 혼련기를 이용하여 다시 혼련하여 수지 조성물을 얻는다. 이와같이 얻어진 수지 조성물은 실내온도에서 액체이고, 수지 조성물의 점도는 실내온도에서 3Pa·S이고, 100℃의 온도에서 0.2Pa·S이다.First, (a) component, (b) component, (c) component, and a pigment are mixed together and knead | mixed by the rotary kneader (Shinky Co., Ltd .; HX201), and a mixture is obtained. Then, a curing catalyst is added to the mixture, and the resulting mixture is kneaded again using the above kneader to obtain a resin composition. The resin composition thus obtained is a liquid at room temperature, the viscosity of the resin composition is 3 Pa · S at room temperature, and 0.2 Pa · S at a temperature of 100 ° C.
(실시예 5)(Example 5)
(a)성분: A4 21.8중량부(a) Component: A4 21.8 parts by weight
(b)성분: B5 10.8중량부(b) Component: B5 10.8 parts by weight
다른 경화제: D3 14.5중량부Other Curing Agents: D3 14.5 parts by weight
(c)성분: C2 50.0중량부(c) Component: C2 50.0 parts by weight
경화 촉매: 2.5중량부Curing catalyst: 2.5 parts by weight
염료: 0.4중량부Dye: 0.4 parts by weight
먼저, (a)성분, (b)성분, (c)성분과 염료를 함께 혼합하고, 3롤 밀(three-roll mill)에 의해 혼련하여 혼합물을 얻는다. 그리고, 경화 촉매가 혼합물에 첨가되고, 생성된 혼합물이 상기의 밀을 이용하여 다시 혼련하여 수지 조성물을 얻는다. 이와같이 얻어진 수지 조성물은 실내온도에서 액체이고, 수지 조성물의 점도는 실내온도에서 7Pa·S이고, 100℃의 온도에서 0.8Pa·S이다.First, (a) component, (b) component, (c) component, and dye are mixed together and knead | mixed by the three-roll mill to obtain a mixture. Then, a curing catalyst is added to the mixture, and the resulting mixture is kneaded again using the above mill to obtain a resin composition. The resin composition thus obtained is a liquid at room temperature, the viscosity of the resin composition is 7 Pa · S at room temperature, and 0.8 Pa · S at a temperature of 100 ° C.
(실시예 6)(Example 6)
(a)성분: A5 14.6중량부(a) Component: A5 14.6 parts by weight
(b)성분: B6 8.6중량부(b) Component: B6 8.6 parts by weight
다른 경화제: D3 12.2중량부Other Curing Agents: D3 12.2 parts by weight
(c)성분: C4 60.0중량부(c) Component: C4 60.0 parts by weight
반응성 희석제 4.0중량부4.0 parts by weight of reactive diluent
경화 촉매: 0.2중량부Curing catalyst: 0.2 part by weight
염료: 0.4중량부Dye: 0.4 parts by weight
먼저, (a)성분, (b)성분, (c)성분, 반응성 희석제와 염료를 함께 혼합하고, 3롤 밀에 의해 혼련하여 혼합물을 얻는다. 그리고, 경화 촉매가 혼합물에 첨가되고, 생성된 혼합물이 상기의 밀을 이용하여 다시 혼련하여 수지 조성물을 얻는다. 이와같이 얻어진 수지 조성물은 실내온도에서 액체이고, 수지 조성물의 점도는 실내온도에서 6Pa·S이고, 100℃의 온도에서 0.6Pa·S이다.First, (a) component, (b) component, (c) component, a reactive diluent, and dye are mixed together and knead | mixed by a 3-roll mill and a mixture is obtained. Then, a curing catalyst is added to the mixture, and the resulting mixture is kneaded again using the above mill to obtain a resin composition. The resin composition thus obtained is a liquid at room temperature, the viscosity of the resin composition is 6 Pa · S at room temperature, and 0.6 Pa · S at a temperature of 100 ° C.
(비교 실시예 2)(Comparative Example 2)
(a)성분: A4 40.8중량부(a) Component: A4 40.8 parts by weight
(b)성분: B4 21.4중량부(b) Component: B4 21.4 parts
다른 경화제: D2 32.0중량부Other Curing Agents: D2 32.0 parts by weight
(c)성분: 0.0중량부(c) Component: 0.0 parts by weight
경화 촉매: 5.0중량부Curing catalyst: 5.0 parts by weight
안료: 0.8중량부Pigment: 0.8 parts by weight
먼저, (a)성분, (b)성분과 안료를 함께 혼합하고, 회전형 혼련기(Shinky Co., Ltd.; HX201)에 의해 혼련하여 혼합물을 얻는다. 그리고, 경화 촉매가 혼합물에 첨가되고, 생성된 혼합물이 상기의 혼련기를 이용하여 다시 혼련하여 수지 조성물을 얻는다. 이와같이 얻어진 수지 조성물은 실내온도에서 액체이고, 수지 조성물의 점도는 실내온도에서 0.3Pa·S이고, 100℃의 온도에서 0.01Pa·S이다.First, (a) component, (b) component, and a pigment are mixed together and knead | mixed with a rotary kneader (Shinky Co., Ltd .; HX201), and a mixture is obtained. Then, a curing catalyst is added to the mixture, and the resulting mixture is kneaded again using the above kneader to obtain a resin composition. The resin composition thus obtained is a liquid at room temperature, the viscosity of the resin composition is 0.3 Pa · S at room temperature, and 0.01 Pa · S at a temperature of 100 ° C.
(비교 실시예 3)(Comparative Example 3)
(a)성분: A4 26.5중량부(a) Component: A4 26.5 parts by weight
(b)성분: 0.0중량부(b) Component: 0.0 parts by weight
다른 경화제: D3 20.6중량부Other Curing Agents: D3 20.6 parts by weight
(c)성분: C3 50.0중량부(c) Component: C3 50.0 parts by weight
경화 촉매: 2.5중량부Curing catalyst: 2.5 parts by weight
염료: 0.4중량부Dye: 0.4 parts by weight
먼저, (a)성분, 경화제, (c)성분과 염료를 함께 혼합하고, 3롤 밀에 의해 혼련하여 혼합물을 얻는다. 그리고, 경화 촉매가 혼합물에 첨가되고, 생성된 혼합물이 상기의 밀을 이용하여 다시 혼련하여 수지 조성물을 얻는다. 이와같이 얻어진 수지 조성물은 실내온도에서 액체이고, 수지 조성물의 점도는 실내온도에서 36Pa·S이고, 100℃의 온도에서 4.4Pa·S이다.First, (a) component, a hardening | curing agent, (c) component, and dye are mixed together, it knead | mixes by a 3-roll mill and a mixture is obtained. Then, a curing catalyst is added to the mixture, and the resulting mixture is kneaded again using the above mill to obtain a resin composition. The resin composition thus obtained is a liquid at room temperature, the viscosity of the resin composition is 36 Pa · S at room temperature, and 4.4 Pa · S at a temperature of 100 ° C.
(샘플)(Sample)
(a)성분: A4 20.4중량부(a) Component: A4 20.4 parts
(b)성분: B4 10.7중량부(b) Component: B4 10.7 parts by weight
다른 경화제: D3 16.0중량부Other Curing Agents: D3 16.0 parts by weight
(c)성분: C5 50.0중량부(c) Component: C5 50.0 parts by weight
경화 촉매: 2.5중량부Curing catalyst: 2.5 parts by weight
안료: 0.4중량부Pigment: 0.4 part by weight
먼저, (a)성분, (b)성분, (c)성분과 안료를 함께 혼합하고, 회전형 혼련기(Shinky Co., Ltd.; HX201)에 의해 혼련하여 혼합물을 얻는다. 그리고, 경화 촉매가 혼합물에 첨가되고, 생성된 혼합물이 상기의 혼련장치를 이용하여 다시 혼련하여 수지 조성물을 얻는다. 이와같이 얻어진 수지 조성물은 실내온도에서 액체이고, 수지 조성물의 점도는 실내온도에서 2.6Pa·S이고, 100℃의 온도에서 0.1Pa·S이다.First, (a) component, (b) component, (c) component, and a pigment are mixed together and knead | mixed by the rotary kneader (Shinky Co., Ltd .; HX201), and a mixture is obtained. Then, a curing catalyst is added to the mixture, and the resulting mixture is kneaded again using the above kneading apparatus to obtain a resin composition. The resin composition thus obtained is a liquid at room temperature, the viscosity of the resin composition is 2.6 Pa · S at room temperature, and 0.1 Pa · S at a temperature of 100 ° C.
이와 같이 수득된 수지 조성물의 특징은 하기와 같이 평가되었다. 먼저, 하기의 평가시험이 실시예 1 내지 3과 비교실시예 1의 수지 조성물에서 실시되었다.The characteristics of the resin composition thus obtained were evaluated as follows. First, the following evaluation tests were carried out in the resin compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
(1) 각 수지 조성물의 시험편(8mm×8mm×4mm)가 175℃의 조건에서 3분동안 전사성형에 의해 제조되고, 생성된 성형조각이 220℃에서 4시간동안 후경화된다. 요곡 모듈, 요곡강도, 열팽창계수, 유리전이점과 물의 흡수가 각 시험편에서 측정된다. 또한 각 수지 조성물은 프레임 물질상에서 성형되어(42합금) 시험편을 제조하고, 당기는 방향에서 부착강도가 각 시험편상에서 측정된다. 상기 시험에서 얻어진 결과는 하기 표 3에 기술하였다.(1) A test piece (8 mm x 8 mm x 4 mm) of each resin composition was prepared by transfer molding for 3 minutes under the conditions of 175 占 폚, and the resulting shaping pieces were post-cured at 220 占 폚 for 4 hours. Flexural module, flexural strength, coefficient of thermal expansion, glass transition point and water absorption are measured on each specimen. In addition, each resin composition was molded on the frame material (42 alloys) to prepare a test piece, and the adhesion strength was measured on each test piece in the pulling direction. The results obtained in this test are described in Table 3 below.
(2) 상기 수지 조성물의 방습성을 조사하기위하여, 하기의 PCT 시험이 실시된다. 즉, 각 수지 조성물이 TQFP 팩키지에 따라 밀봉된 시험장치(8mm×8mm)를 제조하기위해 사용된다. 그리고, 상기 시험장치는 220℃에서 4시간 이상 후경화를 실시하여 수지-봉입형 반도체 장치를 제조한다. 각 수지-봉입형 반도체 장치가 상대습도 85% 및 온도 85℃에서 72시간동안 방치되고, 흡습처리를 실시한다. 그리고, 수지-성형된 반도체 장치가 1분동안 125℃로 가열된 플루오로카본 증기대기에 노출시켜서 상기 단계에서 팩키지내 크랙이 발생하는 비율을 조사한다. 또한 상기 수지-봉입형 반도체 장치는 예정된 시간동안 127℃로 가열된 포화 물 증기내 방치하여, 결함비율을 조사하여(누출에 의한 결함 및 개시에 의한 결함), 방습성을 평가한다.(2) In order to investigate the moisture proof property of the said resin composition, the following PCT test is implemented. That is, each resin composition is used to manufacture a sealed test apparatus (8 mm x 8 mm) according to the TQFP package. Then, the test apparatus is subjected to post-curing at 220 ℃ for 4 hours or more to manufacture a resin-encapsulated semiconductor device. Each resin-encapsulated semiconductor device was left at a relative humidity of 85% and a temperature of 85 ° C. for 72 hours and subjected to a moisture absorption treatment. The resin-molded semiconductor device is then exposed to a fluorocarbon vapor atmosphere heated to 125 ° C. for 1 minute to investigate the rate of cracking in the package at this stage. In addition, the resin-encapsulated semiconductor device is left in saturated water vapor heated at 127 ° C. for a predetermined time, and the defect ratio is examined (defects due to leakage and defects due to initiation) to evaluate moisture resistance.
(3) 상기 수지 조성물의 열충격저항을 조사하기위하여, 하기의 TCT 시험이 실시된다. 즉, 각 수지 조성물은 열충격저항에 대하여 TQFP 팩키지에 따라 밀봉된 대형의 시험장치(8mm×8mm)의 제조에 사용될 수 있다. 그리고, 상기 시험장치가 220℃의 온도에서 4시간동안 후경화시키고, 수지-봉입형 반도체 장치를 제조한다. 각 수지-봉입형 반도체 장치가 열충격 주기를 실시하고, 그의 1주기는 -65℃/실내온도/150℃로 구성된다. 상기 주기는 50 내지 400번 반복하여 상기 장치의 실행 특성을 검색함에 의해 결함비율을 측정한다.(3) In order to investigate the thermal shock resistance of the said resin composition, the following TCT test is implemented. That is, each resin composition can be used for the manufacture of a large test apparatus (8 mm x 8 mm) sealed according to the TQFP package for thermal shock resistance. Then, the test apparatus is post-cured at a temperature of 220 ° C. for 4 hours to manufacture a resin-encapsulated semiconductor device. Each resin-sealed semiconductor device performs a thermal shock cycle, and one cycle consists of -65 deg. C / room temperature / 150 deg. The cycle is repeated 50 to 400 times to determine the defect rate by searching the performance characteristics of the device.
상기 PCT 및 TCT 시험의 결과는 하기의 표 4에 요약하였다.The results of the PCT and TCT tests are summarized in Table 4 below.
상기 표 3에서 알 수 있는 것과 같이, 본 발명(실시예 1 내지 3)에 따른 수지 조성물의 시험편은 비교실시예 1의 것과 비교하여 뛰어난 부착강도 및 요곡강도를 나타낸다. 특히 부착강도는 폴리실록산 수지를 함유하는 경화제를 첨가함에 의해 향상되었음을 알 수 있다.As can be seen in Table 3, the test piece of the resin composition according to the present invention (Examples 1 to 3) shows excellent adhesion strength and flexural strength compared to that of Comparative Example 1. In particular, it can be seen that the adhesion strength was improved by adding a curing agent containing a polysiloxane resin.
표 4에서 알 수 있는 것과 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 수지-봉입형 반도체 장치에서 수지-성형된 반도체 장치를 500시간동안 고온 및 고습도 조건에 방치하더라도 결함이 발견되지 않았으며, 이는 본 발명에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 뛰어난 방습성을 나타내는 것이다. 반면에, 곁사슬에 페놀성 히드록실기를 갖는 폴리실록산을 함유하지 않는 수지 조성물을 사용하여 반도체 장치를 밀봉하는 비교실시예 1에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 경우에 시험 300시간후에 몇개의 장치에서 결함이 발견되었으며, 상기 장치들의 ¼은 시험 500시간후에 결함이 발견되었다.As can be seen from Table 4, in the resin-encapsulated semiconductor device according to Examples 1 to 3 of the present invention, no defects were found even when the resin-molded semiconductor device was left under high temperature and high humidity conditions for 500 hours. This shows the excellent moisture-proof property of the resin-sealed semiconductor device according to the present invention. On the other hand, in the case of the resin-encapsulated semiconductor device according to Comparative Example 1 in which a resin composition containing no polysiloxane having phenolic hydroxyl groups in the side chain was sealed, in several devices after 300 hours of testing A defect was found, one quarter of the devices were found after 500 hours of testing.
상기 표 4에서 기술된 TCT 시험의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 수지-봉입형 반도체 장치가 400번 반복된 열 충격 주기를 실시할때 조차도 본 발명의 실시예에 따른 수지-성형된 반도체 장치에서 특정 결함이 발견되지 않았다. 반면에 비교 실시예 1에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 경우에, 충격의 200주기후에 몇개의 장치에서 결함이 발견되었으며, 충격의 400주기후에 상기 장치들의 ¼이 결함을 나타내었다. 상기의 설명과 같이 본 발명에 따른 수지 조성물의 경화된 생성물은 기계적 강도를 포함한 모든 측면에서 훌륭한 결과를 나타내며, 이는 본 발명에 따른 수지 조성물로 밀봉된 수지-봉입형 반도체 장치가 높은 방습성 및 열충격저항을 나타내는 것을 알 수 있다.As can be seen from the results of the TCT test described in Table 4 above, even in a resin-molded semiconductor device according to an embodiment of the present invention, even when the resin-encapsulated semiconductor device undergoes 400 repeated thermal shock cycles, No specific defects were found. On the other hand, in the case of the resin-encapsulated semiconductor device according to Comparative Example 1, defects were found in several devices after 200 cycles of impact, and one quarter of the devices showed defects after 400 cycles of impact. As described above, the cured product of the resin composition according to the present invention shows excellent results in all respects including mechanical strength, which indicates that the resin-encapsulated semiconductor device sealed with the resin composition according to the present invention has high moisture resistance and thermal shock resistance. It can be seen that represents.
그러므로, 폴리실록산의 누출에 의한 얼룩이 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 수지 조성물의 성형후 금속 몰드의 내부에 묻지 않는다.Therefore, staining due to leakage of polysiloxane does not adhere to the inside of the metal mold after molding of the resin composition according to Examples 1 to 3.
비교실시예 2 및 3과 샘플 뿐만아니라 실시예 4, 5 및 6에서 얻어진 액체 수지 조성물은 4mm의 두께를 갖는 시트로 각각 성형되고, 5시간동안 180℃의 온도에서 가열에 의해 경화하여, 시험편(4mm×10mm×100mm)을 얻는다. 그리고, 상기 시험편의 요곡모듈과 요곡강도가 측정된다. 동시에, 상기 시험편의 열팽창계수, 유리전이점 및 물의 흡수가 상기 경화된 시험편을 적당한 길이로 절단한 후에 측정된다. 또한 각 수지 조성물은 BT 수지로 형성된 기판상에 피복되고, 실리콘 웨이퍼(3mm×3mm)가 기판상에 놓인다. 상기의 방식으로 피복된 수지 조성물이 1시간동안 150℃로 가열되어 수지 조성물을 경화하고, 시험편을 제조한다. 그리고, 압축방향에서 부착강도가 각 시험편에서 측정된다. 상기 시험편에 의해 얻어진 결과를 하기의 표 5에 나타내었다.The liquid resin compositions obtained in Examples 4, 5, and 6 as well as Comparative Examples 2 and 3 and the samples were each molded into sheets having a thickness of 4 mm, and cured by heating at a temperature of 180 ° C. for 5 hours. 4 mm x 10 mm x 100 mm). Then, the yaw module and the yaw strength of the test piece are measured. At the same time, the coefficient of thermal expansion, glass transition point and water absorption of the test piece are measured after cutting the cured test piece to a suitable length. In addition, each resin composition is coated on a substrate formed of a BT resin, and a silicon wafer (3 mm x 3 mm) is placed on the substrate. The resin composition coated in the above manner is heated to 150 ° C. for 1 hour to cure the resin composition and prepare a test piece. Then, the adhesion strength in the compression direction is measured for each test piece. The results obtained by the test piece are shown in Table 5 below.
수지-봉입형 반도체 장치가 비교실시예 2 및 3과 샘플 뿐만아니라 실시예 4, 5 및 6에서 얻어진 수지 조성물을 사용하여 하기와 같이 제조될 수 있다. 먼저 소울더 범프(bump)가 LSI 플립 칩의 패드부분에 형성된다(10mm×10mm; 범프의 높이: 50㎛). 그리고 생성된 칩이 회로판에 장착되고, 열압축 결합에 의해 고정된다. 한편, 비교실시예 2 및 3과 샘플 뿐만아니라 실시예 4, 5 및 6에서 얻어진 수지 조성물을 각각 주입기에 채우고, 60℃로 가열된 열판상에서 가열시킨 칩의 한면에 주입한다. 이와 같이 주입된 수지 조성물이 모세관현상에 의해 칩과 기판사이의 공간으로 주입된다. 실시예 4 내지 6과 비교실시예 2에 따른 수지 조성물의 경우에, 수지 조성물을 5분내에 채우고, 비교실시예 3과 샘플에 따른 수지 조성물의 경우에 채우는데 12분이 소요되며, 충전을 실시하는데 30분이 걸린다. 수지 조성물의 충전을 마친 후에 1시간동안 150℃ 온도의 오븐에서 가열하여 수지 조성물을 경화하고, 플립 칩 반도체 장치를 얻는다.A resin-encapsulated semiconductor device can be produced as follows using the resin compositions obtained in Examples 4, 5 and 6 as well as Comparative Examples 2 and 3 and samples. First, a soul bump is formed in the pad portion of the LSI flip chip (10 mm x 10 mm; bump height: 50 mu m). The resulting chip is mounted on a circuit board and fixed by thermal compression coupling. On the other hand, the resin compositions obtained in Examples 4, 5 and 6 as well as Comparative Examples 2 and 3 and the samples were filled in an injector, respectively, and injected into one side of the chip heated on a hot plate heated to 60 ° C. The resin composition thus injected is injected into the space between the chip and the substrate by capillary action. In the case of the resin composition according to Examples 4 to 6 and Comparative Example 2, the resin composition was filled in 5 minutes, and in the case of the resin composition according to Comparative Example 3 and the sample, it took 12 minutes to fill, It takes 30 minutes. After filling the resin composition, the resin composition is cured by heating in an oven at 150 ° C. for 1 hour to obtain a flip chip semiconductor device.
그리고 이와같이 얻어진 플립 칩 반도체 장치가 실시예 1 내지 3의 경우와 같은 방법으로 실시되는 PCT와 TCT 시험에 의해 평가된다. 얻어진 결과는 하기의 표 6에서 요약하였다.And the flip chip semiconductor device thus obtained is evaluated by PCT and TCT tests conducted in the same manner as in the case of Examples 1-3. The results obtained are summarized in Table 6 below.
상기 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수지 조성물(실시예 4, 5 및 6)의 시험편은 비교실시예의 것과 비교하여 훌륭한 요곡강도 및 부착강도를 나타낸다. 충전제의 정량이 같은 실시예 5의 수지 조성물과 비교실시예 3의 수지 조성물사이의 요곡모듈의 비교로부터, 실시예 5의 시험편내에서 응력이 많이 감소된다면 (b)성분으로 폴리실록산을 포함하는 실시예 5의 수지 조성물은 비교실시예 3의 것과 비교하여 낮은 요곡모듈을 나타낸다.As can be seen in Table 5, the test piece of the resin composition (Examples 4, 5 and 6) according to the present invention shows excellent bending strength and adhesion strength compared to that of the comparative example. If the quantification of the filler is from the comparison of the curvature module between the resin composition of Example 5 and the resin composition of Comparative Example 3, if the stress in the test piece of Example 5 is greatly reduced, the example containing polysiloxane as component (b) The resin composition of 5 shows a low curvature module compared with that of Comparative Example 3.
상기 표 6에 나타낸 결과에서 알 수 있는 것과 같이 수지-성형된 반도체 장치가 500시간동안 고온 및 고습도 조건하에서 있더라도 본 발명의 실시예 4 및 5에 따른 수지-봉입형 반도체 장치에서 결함이 발견되지 않으므로 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치는 뛰어난 방습성을 갖는다. 반면에 무기 충전제를 포함하지 않는 수지 조성물을 사용하여 반도체 장치를 밀봉하는 비교실시예 2에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 경우에, 시험 300시간후에 모든 장치에서 결함이 발견되었다. 큰 입자직경의 무기 충전제를 포함하는 수지 조성물을 사용하는 샘플의 경우에는 상기 수지 조성물이 그 사이로 충분히 주입될 수 없어, 수지 조성물의 경화직후에 모든 장치에서 결함이 발견되었다.As can be seen from the results shown in Table 6, even if the resin-molded semiconductor device is under high temperature and high humidity conditions for 500 hours, defects are not found in the resin-encapsulated semiconductor device according to Examples 4 and 5 of the present invention. The resin-sealed semiconductor device of the present invention has excellent moisture resistance. On the other hand, in the case of the resin-encapsulated semiconductor device according to Comparative Example 2 in which the semiconductor device was sealed using a resin composition containing no inorganic filler, defects were found in all the devices after 300 hours of testing. In the case of a sample using a resin composition containing an inorganic filler having a large particle diameter, the resin composition could not be sufficiently injected therebetween, and defects were found in all devices immediately after curing of the resin composition.
상기 표 6의 TCT 시험의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 충격의 400주기후 본 발명의 실시예에 따른 수지-성형된 반도체 장치에서 결함이 발견되지 않아 뛰어난 열충격저항을 나타내는 것을 알았다. 반면에, 무기 충전제를 함유하지 않는 비교실시예 2에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 경우에, 충격의 50주기후에 몇개의 장치에서 결함이 발견되었고, 폴리실록산으로 구성된 (b)성분을 포함하지 않은 비교 실시예 3에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 경우에, 충격 200주기후에 몇개의 장치에서 결합이 발견되었다. 또한, 큰 입자직경의 무기 충전제가 첨가된 샘플에 따른 수지-봉입형 반도체 장치의 경우에, 수지 조성물의 경화직후 모든 장치에서 기능이 악화됨을 발견할 수 있다.As can be seen from the results of the TCT test of Table 6, it was found that no defects were found in the resin-molded semiconductor device according to the embodiment of the present invention after 400 cycles of impact, thereby exhibiting excellent thermal shock resistance. On the other hand, in the case of the resin-encapsulated semiconductor device according to Comparative Example 2 containing no inorganic filler, defects were found in several devices after 50 cycles of impact, and did not include component (b) composed of polysiloxane. In the case of the resin-encapsulated semiconductor device according to Comparative Example 3, a bond was found in several devices after 200 cycles of impact. In addition, in the case of the resin-encapsulated semiconductor device according to the sample to which the inorganic filler of large particle size is added, it can be found that the function deteriorates in all the devices immediately after curing of the resin composition.
상기에 언급된 것과 같이, 사용된 성분의 혼합비 및 종류를 적절히 선택함에 의해 본 발명에 있어서 액체 수지 조성물이 가능하다. 액체 수지 조성물이 사용될때, 충전 시간이 짧아지고, 동시에, 상기에 설명한 것과 같은 뛰어난 방습성 및 열충격 저항을 갖는 플립 칩형 반도체 장치가 얻어진다. 또한 포팅 수지 또는 접착제로 본 발명의 액체 수지 조성물을 사용할 수 있다.As mentioned above, the liquid resin composition is possible in the present invention by appropriately selecting the mixing ratio and type of the components used. When the liquid resin composition is used, the filling time is shortened, and at the same time, a flip chip type semiconductor device having excellent moisture resistance and thermal shock resistance as described above is obtained. It is also possible to use the liquid resin composition of the present invention as a potting resin or an adhesive.
도 1은 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치의 한 예를 나타내는 단면도이다. 도 1에 따르면, 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치(10)에서, 반도체 소자(1)가 기판(2)에 장착되고, 반도체 소자(1)의 표면에 형성된 결합 패드(3)가 결합 와이어(5)를 통해 리드 프레이(4)과 전기적으로 연결된다. 상기 구조는 본 발명의 수지 조성물의 경화된 물질로 구성되는 수지층(6)에 전체적으로 밀봉된다.1 is a cross-sectional view showing an example of a resin-enclosed semiconductor device of the present invention. According to Fig. 1, in the resin-encapsulated semiconductor device 10 of the present invention, a semiconductor element 1 is mounted on a substrate 2, and a bonding pad 3 formed on the surface of the semiconductor element 1 is a bonding wire. It is electrically connected to the lead play 4 via (5). The structure is entirely sealed in the resin layer 6 composed of the cured material of the resin composition of the present invention.
상기의 방법으로 제조된 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치(10)는 상기에 언급된 것과 같이 내열성, 열충격저항 및 방습성이 뛰어나고, 동시에 특정 성분이 표면밖으로 누출되는 문제가 생기지 않아 외형이 손상되지 않는다.The resin-encapsulated semiconductor device 10 of the present invention manufactured by the above method is excellent in heat resistance, thermal shock resistance and moisture resistance as mentioned above, and at the same time does not cause a problem that a specific component leaks out of the surface, and thus the appearance is not damaged. Do not.
도 2는 본 발명의 수지-봉입형 반도체 장치의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 도 2에서 보여진 반도체 장치의 경우에, 반도체 칩(24)이 기판(21)의 표면에 범프(23)을 통해 페이스-다운형(face-down style)으로 장착된다. 본 발명에 따른 수지 조성물의 경화된 물질로 구성된 수지층(22)이 기판(21)과 반도체 칩(24) 사이의 공간에 끼워진다.2 is a cross-sectional view showing another example of the resin-sealed semiconductor device of the present invention. In the case of the semiconductor device shown in FIG. 2, the semiconductor chip 24 is mounted on the surface of the substrate 21 in a face-down style via bumps 23. The resin layer 22 composed of the cured material of the resin composition according to the present invention is sandwiched in the space between the substrate 21 and the semiconductor chip 24.
도 2에 나타난 플립 칩형 반도체 장치가 모세관 현상을 이용하거나 압력을 가하여 기판과 반도체 칩사이에 형성된 공간으로 수지 조성물을 주입함에 의해 제조될 수 있다. 상기 제조방법의 한 예는 도 3에 도식적으로 나타내었다. 기판(21)과 반도체 칩(24) 사이의 간격이 50 내지 150㎛보다 작기때문에, 상기에 채워진 수지 조성물(25)은 낮은 점도를 요구한다. 본 발명의 수지 조성물이 액체인 경우에, 상기 수지 조성물은 도 3에 나타낸 것과 같이 기판(21)과 반도체 칩(24)사이의 공간으로 쉽게 투입될 수 있어, 본 발명의 수지 조성물은 플립 칩형 반도체 장치의 제조에 사용하는 것이 특히 적당하다.The flip chip type semiconductor device shown in FIG. 2 can be manufactured by injecting a resin composition into a space formed between a substrate and a semiconductor chip by using a capillary phenomenon or by applying pressure. One example of the manufacturing method is shown schematically in FIG. 3. Since the gap between the substrate 21 and the semiconductor chip 24 is smaller than 50 to 150 mu m, the resin composition 25 filled above requires low viscosity. When the resin composition of the present invention is a liquid, the resin composition can be easily introduced into the space between the substrate 21 and the semiconductor chip 24 as shown in Fig. 3, so that the resin composition of the present invention is a flip chip type semiconductor. It is particularly suitable for use in the manufacture of the device.
상기에 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면 흡습성이 낮고, 성형가능성과 내열성이 뛰어난 수지 조성물을 제공하는 것이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 수지 조성물의 경화된 물질로 반도체 소자를 밀봉하는데 사용할 수 있으며, 내열성, 열충격저항 및 내습성이 뛰어난 수지-봉입형 반도체 장치를 제공할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 산업적 관점에서 매우 유용하다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a resin composition having low hygroscopicity and excellent moldability and heat resistance. In addition, it can be used to seal the semiconductor element with the cured material of the resin composition according to the present invention, it is possible to provide a resin-encapsulated semiconductor device excellent in heat resistance, thermal shock resistance and moisture resistance. Therefore, the present invention is very useful from an industrial point of view.
부가적인 잇점 및 변형이 당분야의 기술을 가진 자에 의해 쉽게 나타날 수 있다. 그러므로, 넓은 측면에서 본 발명은 상세한 설명 및 대표적인 실시형태로 한정되지 않는다. 따라서, 하기에 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 일반적인 발명적 개념의 범위 또는 정신을 벗어나지 않고 다양한 변형이 만들어 질 수 있다.Additional advantages and modifications may be readily apparent to those skilled in the art. Therefore, in its broader aspects the invention is not limited to the description and representative embodiments. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the claims appended hereto.
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