KR20000068403A

KR20000068403A - 반도체밀봉용 에폭시수지조성물 및 반도체장치

Info

Publication number: KR20000068403A
Application number: KR1019997001735A
Authority: KR
Inventors: 마에다마사카쓰; 이와사키신이치
Original assignee: 엔다 나오토; 스미토모 베이클라이트 가부시키가이샤
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-11-25
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: CN1099441C; WO1999001507A1; EP0926196B1; EP0926196A1; US6190787B1; DE69803267D1; DE69803267T2; EP0926196A4; CN1236378A; KR100307197B1

Abstract

할로겐화합물 및 안티몬화합물을 함유하는 일없이, 뛰어난 난연성을 가지고, 고온 보관수명과 내습신뢰성에 뛰어난 반도체 밀봉용에폭시수지조성물 및 반도체장치를 제공한다.

(A)에폭시수지, (B)페놀수지경화제, (C)경화촉진제, (D)무기충전재 및 (E)몰리브덴산아연을 필수성분으로 하는 것을 특징을 하는 반도체밀봉용 에폭시수지조성물 및 상기 수지조성물을 사용해서 밀봉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치.

Description

반도체밀봉용 에폭시수지조성물 및 반도체장치{EPOXY RESIN COMPOSITIONS FOR ENCAPSULATING SEMICONDUCTORS, AND SEMICONDUCTOR DEVICES}

종래부터, 다이오드, 트랜지스터, 집적회로 등의 전자부품은, 주로 에폭시수지조성물에 의해 밀봉되어 있다. 이들 에폭시수지조성물 속에는, 난연성을 부여하기 위하여, 할로겐계난연제 및 안티몬화합물이 배합되어 있고, 고온에 있어서 할로겐가스 혹은 할로겐화 안티몬가스의 발생에 의한 난연화를 도모하고 있다.

그러나, 이와 같은 방법에 의해서는, 전자부품이 고온에 바래이고 있는 동안에도, 할로겐가스 혹은 할로겐화안티몬가스가 발생하고, 알루미늄배선의 부식이나, 칩의 알루미패드와 금선(金線)의 결합부의 절단등의 불량을 초래하여, 큰 문제로 되어 있다. 또, 환경 및 위생면에서도 할로겐계 난연제나 안티몬화합물을 사용하지 않는 난연성에 뛰어난 에폭시수지조성물의 개발이 요구되어 있다.

이와 같은 문제점에 대해서, 에폭시수지와 페놀수지경화제를 조합한 수지 조성물의 유리전이온도가 사용환경보다 높은 것등을 사용해서, 고온보관중의 할로겐가스나 할로겐화 안티몬가스의 확산을 저감시켜서 고온보관수명을 개선하는 방법, 이온포착제를 첨가해서, 고온보관중에 발생하는 할로겐가스나 할로겐화 안티몬가스를 포착하는 방법, 또 이들 2종을 조합한 방법 등이 사용되고 있다.

또, 최근, 전자부품이 회로기판의 표면에 실장되거나, 소형화 박형화가 발달하고, 회로기판에의 실장시에 내땜납성향상의 요구가 심해지고 있고, 내땜납크랙성과 고온보관수명의 양쪽을 만족시키는 에폭시수지조성물이 요망되고 있다. 그러나, 할로겐화합물 또는 할로겐화합물과 안티몬화합물을 병용한 난연제를 배합한 내땜납크랙성에 뛰어난 에폭시수지조성물이라도, 유리전이온도가 낮으면, 이온포착제를 첨가해도 고온보관수명이 불충분하게 되고, 한편, 유리전이온도가 높은 에폭시수지조성물로는, 내땜납크랙성이 불충분하다. 그 때문에, 유리전이온도가 낮더라도, 고온보관수명에 뛰어난 에폭시수지조성물을 제공하기 까지는 도달되고 있지 않다.

또, 할로겐계난연제나 안티몬화합물이외에, 여러가지의 난연제가 검토되고 있다. 예를 들면, 수산화알루미늄나 수산화마그네슘등의 금속의 수산화물이나, 붕소계화합물 등이 검토되어 있으나, 이들은 다량으로 배합하지 않으면 난연성의 효과가 나타나지 않고, 또한 불순물이 많고 내습신뢰성이 문제가 있으므로 실용화되고 있지 않다. 적(赤)인계의 난연제는 소량의 첨가에 의해 효과가 있고, 에폭시수지조성물의 난연화에 유용하나, 적인은 미소량의 수분과 반응하여, 포스핀이나 부식성의 인산을 발생하기 때문에, 내습신뢰성에 문제가 있다. 이 때문에, 난연성 및 내습신뢰성이 양립하고, 할로겐계난연제 및 안티몬화합물을 사용하지 않는 에폭시수지조성물이 요망되고 있다.

본 발명은, 할로겐화합물 및 안티몬화합물을 함유하는 일없이, 뛰어난 난연성을 가지고, 고온보관수명과 내습신뢰성에 뛰어난 반도체밀봉용 에폭시수지조성물 및 반도체장치를 제공하는 것을 목적으로 해서 이루어진 것이다.

[발명의 개시]

본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하도록 예의 연구를 거듭한 결과, 몰리브덴산아연을 사용함으로써, 난연성을 저하시키는 일없이, 에폭시수지조성물의 고온하에서의 장기 신뢰성을 현저하게 향상시킬 수 있는 것을 발견하고, 이 지견에 의거해서 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은,

(1) (A)에폭시수지, (B) 페놀수지경화제, (C)경화촉진제, (D)무기충전재 및 (E)몰리브덴산아연을 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체밀봉용에폭시수지조성물.

(2) 몰리브덴산아연이, 무기계물질을 피복해서 이루어지는 제 (1)항기재의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물.

(3) 무기계물질이, 용융구(球)형상실리카인제(2)항 기재의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물

(4) 에폭시수지가 식[1], 식[2] 또는 식[3]에 의해 표시되는 결정성에폭시수지인 제 (1)항, 제 (2)항 또는 제 (3)항 기재의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물.

(단, 식중, R은 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1∼12의 알킬기이고, 복수의 R은 서로 동일해도 상이해도 된다.).

(5) 제 (1)항, 제 (2)항, 제 (3)항 또는 제 (4)항 기재의 반도체밀봉용에폭시수지조성물이, 또 식[4], 식[5] 또는 식[6]에 의해 표시되는 이온포착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 밀봉용에폭시수지조성물.

BiO_a(OH)_b(NO₃)_c… [4]

(단, 식중, a=0.9∼1.1이고, b=0.6∼0.8이고, C=0∼0.4이다.)

BiO_d(OH)_e(NO₃),(HSiO₃)_g… [5]

(단, 식중, d=0.9∼1.1이고, e=0.6∼0.8이고, f+g=0.2∼0.4이다.)

Mg_hAl_j(OH)_2h+3j-2k(CO₃)_k·mH₂O … [6]

(단, 식중, 0＜j/h≤1이고, 0≤k/j＜1.5이고, m은 정(正)수이다.),

(6) 제 (1)항, 제 (2)항, 제 (3)항, 제 4항 또는 제 (5)항 기재의 반도체밀봉용에폭시수지조성물을 사용해서 밀봉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치를 제공하는 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물은, (A)에폭시수지, (B)페놀수지경화제, (C)경화촉진제, (D)무기충전재 및 (E)몰리브덴산아연을 필수성분으로 한다.

본 발명조성물에 사용하는 (A)에폭시수지에 특히 제한은 없고, 1부자속에 에폭시기를 2개이상 가진 모노머, 오리고머, 폴리머 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 에폭시수지로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형에폭시수지, 함취소에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형에폭시수지, 비페닐형에폭시수지, 히드록퀴논형에폭시수지, 스틸벤형에폭시수지, 페놀노보락형 에폭시수지, 크레졸노보락형 에폭시수지, 트리페놀메탄형에폭시수지, 알킬변성트리페놀메탄형 에폭시수지, 트리아진핵함유 에폭시수지, 디시크로펜타디엔변성페놀형 에폭시수지, 고리형상지방족에폭시수지, 글리시딜에스테르계에폭시수지, 글리시딜아민계에폭시수지, 복소고리식(複素環式)에폭시수지등을 들 수 있다.

이들 에폭시수지는, 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 혹은, 2종이상을 조합해서 사용할 수도 있다.

이들 중에서, 결정성에폭시수지인 식[1], 식[2] 및 식[3]에 의해 표시되는 비페닐형에폭시수지, 히드록퀴논형 에폭시수지 및 스틸벤형 에폭시수지를 특히 썩알맞게 사용할 수 있다.

단, 식중 R는 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1∼12의 알킬기이고, 복수의 R은 서로 동일해도 달라도 된다. 식[1], 식[2] 및 식[3]에 의해 표시되는 결정성에폭시수지는, 저감도이고 실리카 등의 무기충전재를 다량으로 배합할 수 있으므로, 이것을 사용한 수지조성물은 내땜납크랙성에 뛰어나있다. 한편, 경화물의 유리전이온도가 낮아지기 때문에 고온보관수명에는 어려운 점이 있으나, 본 발명에서 사용하는 몰리브덴산아연과 조합시킴으로써, 고온보관수명을 향상시킬 수 있고, 내땜납크랙성과 고온보관수명을 양립할 수 있다.

본 발명조성물에 사용하는 (B)페놀수지경화제에 특히 제한은 없고, (1)분자속에 페놀성수산기를 2개이상 가진 모노머, 오리고머, 폴리머등을 사용할 수 있다. 이와 같은 페놀수지경화제로서는, 예를 들면, 페놀노보락수지, 크레졸노보락수지, 디시클로펜타디엔 변성페놀수지, 크실리렌변성페놀수지, 테르펜변성페놀수지, 트리페놀메탄형 노보락수지 등을 들 수 있다. 이들의 페놀수지경화제는, 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 혹은 2종이상을 조합해서 사용할 수도 있다. 이들 중에서, 페놀노보락수지, 디시클로펜타디엔 변성페놀수지, 크실리렌변성페놀수지 및 테르펜변성페놀수지를 특히 썩 알맞게 사용할 수 있다. 페놀수지경화제는, 수지조성물중의 에폭시수지의 에톡시기수와, 페놀수지경화제의 페놀성수산기수의 비가 0.8∼1.3이 되도록 배합하는 것이 바람직하다.

본 발명 조성물에 사용하는 (C)경화촉진제에 특히 제한은 없고, 예를 들면, 아민계경화촉진제, 폴리아미노아미드계 경화촉진제, 산무수물계 경화촉진제, 염기성활성수소화합물, 인계경화촉진제, 이미다졸류 등을 들 수 있다. 이들 경화촉진제는, 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 혹은 2종이상을 조합해서 사용할 수도 있다. 이들 경화촉진제 중에서, 1.8-디아자비시클로[5.4.0]운데센-7, 트리페닐포스핀 및 2-메틸이미다졸을 특히 썩알맞게 사용할 수 있다.

본 발명 조성물에 사용하는 (D)무기충전재에 특히 제한은 없고, 예를 들면, 용융실리카분말, 결정실리카분말, 알루미나, 질화규소 등을 들 수 있다. 이들 무기충전재는 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 혹은, 2종이상을 조합해서 사용할 수 도 있다. 무기충전재의 배합량에 특히 제한은 없으나, 성형성과 내땜납크랙성의 밸런스를 고려하면, 전체 에폭시수지조성물 속에 60∼95중량% 함유시키는 것이 바람직하다. 무기충전재의 함유량이 전체 에폭시수지조성물 중 60중량%미만이면, 흡수율상승에 따른 내땜납크랙성의 저하를 발생할 염려가 있다. 무기충전재의 함유량이 전체에폭시수지조성물중 95중량%를 초과하면, 와이어스위프 및 패드시프트 등의 성형시에 문제가 발생할 염려가 있다.

본 발명의 반도체밀봉용에폭시수지조성물은, (E)몰리브덴산아연을 함유한다. 본 발명 조성물에 있어서, 몰리브덴산아연은 난연제로서 작용하고, 몰리브덴산아연을 배합한 수지조성물에 의해 밀봉된 반도체장치이 난연성의 유지와, 고온하에 있어서의 장기신뢰성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 몰리브덴산아연은, 종래, 염화비닐수지의 발연(煙)억제제, 난연제로서 유효하다는 것이 알려져 있으나, 반도체용 밀봉재료에 대해서는 적용되고 있지 않았다. 몰리브덴산아연의 난연기구는, 몰리브덴산아연이, 경화한 수지성분의 탄화를 촉진하는 것이 알려져 있으므로 해서, 연소시에 탄화를 촉진시킴으로써, 공기중의 산소와의 차단이 일어나고, 연소가 정지되고 난연화가 달성된다고 생각된다.

본 발명조성물에 있어서, 몰리브덴산아연은, 단독으로 사용할 수도 있으나, 몰리브덴산아연이 무기계무질을 피복한 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 몰리브덴산아연은 흡습하는 경향이 있고, 몰리브덴산아연의 배합량이 많아지면 반도체장치의 흡습율이 높아지고, 내땜납크랙성과 내습신뢰성이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, 천이금속, 용융구상 실리카, 용융파쇄실리카, 알루미나 클레이, 활석, 산화아연, 탄산칼슘, 질화알루미늄, 질화규소, 규산알루미늄, 규산 마그네슘 등의 무기계물질을 코어재로서 몰리브덴산아연에 의해 피복해서 사용하는 것이 바람직하다. 무기계물질을 몰리브덴산아연에 의해 피복함으로써, 난연제로서 표면의 몰리브덴산아연만이 작용하고, 몰리브덴산아연의 배합량의 증가에 의한 흡습율의 상승을 억제할 수 있다.

몰리브덴산아연에 의해 피복하는 무기계 물질로서는, 실리카를 썩알맞게 사용할 수 있다. 실리카는 불순물이 적고, 몰리브덴산아연에 의한 피복이 불충분해도 실리카에 기인하는 내습신뢰성의 저하가 발생할 염려가 없다. 사용하는 실리카에 특히 제한은 없고, 결정질실리카, 비정질실리카의 어느 것이나 사용할 수 있으나, 용융구상 실리카를 특히 썩알맞게 사용할 수 있다. 용융구상실리카를 코어재로 하는 몰리브덴산아연은, 용융구상실리카자체가 유동성에 뛰어나 있기 때문에, 이것을 첨가해도 수지조성물의 유동성, 경화물의 기계적 강도 등의 제특성을 손상하는 일이 없다.

본 발명조성물에 있어서, 몰리브덴산아연의 피복량은, 용융구상 실리카와 몰리브덴산아연의 합계량의 5∼40중량%인 것이 바람직하다. 또, 용융구상실리카를 몰리브덴산아연에 의해 피복한 입자의 평균입자직경은 0.5∼50㎛인 것이 바람직하고, 최대입자직경은 100㎛이하인 것이 바람직하다. 전체에폭시수지조성물속의 몰리브덴산아연의 함유량은, 0.05∼20중량%인 것이 바람직하고, 0.5∼10중량%인 것이 보다 바람직하다. 몰리브덴산아연의 함유량이 0.05중량%미만이면, 충분한 난연성을 얻을 수 없는 염려가 있다. 몰리브덴산아연의 함유량이 20%중량%를 초과하면, 에폭시수지조성물속의 이온성불순물이 증가하고, 프레셔쿠커테스트 등에 있어서의 내습신뢰성이 저하할 염려가 있다.

용융구상 실리카를 몰리브덴산아연에 의해 피복하는 방법에 특히 제한은 없고, 예를 들면, 하기의 방법에 의해 몰리브덴산아연에 의해 피복된 용융구상실리카를 얻을 수 있다. 즉, 산화몰리브덴과 용융구상실리카를 물에 혼합해서 슬러리를 조제해서 70℃에 가열하고, 이 슬러리에 산화아연의 슬러리를 서서히 첨가하여 혼합하여, 약 1시간 교반한다. 여과에 의해 고형물을 분리하고, 110℃에서 수분을 제거한 후, 분쇄한다. 이어서, 550℃에서 8시간 소성함으로써 몰리브덴산아연에 의해 피복된 용융구상 실리카를 얻을 수 있다. 몰리브덴산아연에 의해 피복된 무기계물질에는 시판품도 있고, 예를 들면, Sherwin williams등으로 부터 입수 할 수도 있다.

본 발명의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물에는, 이온포착제를 배합할 수 있다. 배합하는 이온포착제에 특히 제한은 없으나, 식[4], 식[5] 및 식[6]에 의해 표시되는 화합물을 특히 썩알맞게 사용할 수 있다.

BiO_a(OH)_b(NO₃)_c… [4]

BiO_d(OH)_e(NO₃),(HSiO₃)_g… [5]

Mg_hAl_j(OH)_2h+3j-2k(CO₃)_k·mH₂O … [6]

단, 식[4]에 있어서, a=0.9∼1.1이며, b=0.6∼0.8이며, c=0∼0.4이다. 식[5]에 있어서, d=0.9∼1.1이며, e=0.6∼0.8이고, f+g=0.2∼0.4이다. 또, 식[6]에 있어서, 0＜j/h≤1이며, 0≤k/j＜1.5이고, m은 정수이다.

본 발명 조성물에 이온포착제를 배합함으로써, 할로겐아니온, 유기산아니온 등을 포착해서, 수지성분 등에 함유되는 이온성 불순물을 감소시킬 수 있다. 이들 이온성불순물은, 알루미늄의 배선이나 패드를 부식하나, 이온포착제를 배합함으로써, 이온성 불순물을 포착하고, 알루미늄 등의 부식을 방지할 수 있다. 이온 포착제는, 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 혹은 2종이상을 조합해서 사용할 수도 있다. 이온 포착제의 함유량은, 전체에폭시수지조성물 중 0.1∼5중량%인 것이 바람직하다. 이온포착제의 함유량이 전체에포시수지조성물 중 0.1중량%미만이면, 이온성불순물이 포착이 불충분하고, 프레셔쿠커테스트등의 환경시험에 있어서의 내습신뢰성이 부족할 염려가 있다. 이온포착제의 함유량이 전체에폭시수지조성물 중 5중랭%를 초래하면, 에폭시수지조성물의 난연성이 저하할 염려가 있다.

본 발명의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물은, 필요에 따라서, 그밖에 첨가제를 배합할 수 있다. 그밖의 첨가제로서는, 예를 들면, 실란결합제, 카본블랙, 아이언레드(iron red)등의 착색제, 천연 왁스, 합성왁스 등의 이형제(離型劑), 실리코운오일, 고무 등의 저응력 첨가제 등을 들 수 있다.

본 발명 조성물의 제조방법에 특히 제한은 없고, 예를 들면, (A)에폭시수지, (B)페놀수지경화제, (C)경화촉제진제, (D)무기충전재, (E)몰리브덴산아연, (F)이온폭착제, 그밖의 첨가제 등을, 믹서 등을 사용해서 충분히 균일하게 혼합한 후, 또 열롤, 니더(kneader)등을 사용해서 용융혼련(混練)하고, 냉각후 분쇄할 수 있다. 본 발명의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물은 전기부품, 전자부품인 트랜지스터, 집적회로 등의 피복, 절연, 밀봉 등에, 트랜스퍼몰드, 컴프레션몰드, 인젝숀몰드 등의 성형방향에 의해 경화성형하여, 적용할 수 있다.

본 발명은, 반도체밀봉용 에폭시수지조성물 및 반도체장치에 관한 것이다. 또 상세하게는 본 발명은, 할로겐계난연제, 안티몬계 난연제를 함유하지 않고, 고온보관수명, 난연성, 내습신뢰성에 뛰어난 반도체밀봉용 에폭시수지조성물 및 이것을 사용한 반도체장치에 관한 것이다.

이하에, 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.

또한, 실시예 및 비교예에서 사용한 에폭시수지, 페놀수지경화제, 이온포촉제의 약호 및 구조를, 이하에 종합해서 표시한다.

(1) 비페닐형에폭시수지

유화셀에폭시(주)제, YX 4000K, 융점 105℃, 에폭시당량 185g/eq.

(2) 에폭시수지 1

식[7]에 의해 표시되는 에폭시수지

(3) 에폭시수지 2

식[8]에 의해 표시되는 에폭시수지

(4) 오르토크레졸노보락형 에폭시수지

에폭시당량 200g/eq.

(5) 에폭시수지 3

식 [9]에 의해 표시되는 구조를 주성분으로 하는 에폭시수지, 에폭시당량 190g/eq.

(6) 에폭시수지 4

식[10]에 의해 표시되는 구조를 주성분으로 하는 수지 60중량%와, 식[11]에 의해 표시되는 구조를 주성분으로 하는 수지 40중량%와의 혼합물, 에폭시당량 210g/eq.

(7）에폭시수지 5

식[12]에 의해 표시되는 에폭시수지, 에폭시당량 260g/eq.

(8) 에폭시수지 6

식[13]에 의해 표시되는 에폭시수지, 에폭시당량 274g/eq.

(9) 페놀노보락수지

연화점 95℃, 수산기 당량 104g/eq.

(10) 페놀수지 1

식[14]에 의해 표시되는 페놀수지, 수산기당량 175g/eq.

(11) 이온포착제 1

BiO(OH)_0.7(NO₃)_f(HSiO₃)_g(f+g=0.3)

(12) 이온포착제 2

하이드로탈사이즈계 화합물 닛뽕[쿄와카가쿠코교(주)제, DHT-4H].

또한, 실시예 및 비교예에 있어서, 평가는 아래의 방법에 의해 행했다.

(1) 유리전이온도

저압트랜스퍼성형기를 사용해서, 175℃, 70㎏/㎠, 120초의 조건으로 유리전이온도 측정용 샘플을 성형했다. 그후, 175℃에서 8시간 포스트큐어를 행했다. 샘플의 치수는, 15mm×6mm×3mm로 하였다. 측정은 열기계분석장치를 사용해서, 시험편의 온도상승에 따라 열팽창을 측정하고, 유리전이온도를 구했다.

(2) 난연성

저압트랜스퍼성형기를 사용해서, 175℃, 70㎏/㎠, 120초의 조건으로, 치수127mm×12.7mm×1.6mm의 시험편을 성형하고, 23℃, 상대습도 50%로 48시간 처리한 후, UL94수직법에 준해서, 난연성의 평가를 행했다.

(3) 고온보곤수명

저압트랜스퍼성형기를 사용해서, 175℃, 70㎏/㎠, 120초의 조건으로, 3.0mm×3.2mm의 테스트용 칩소자를 16pDIP에 밀봉했다. 그후, 175℃에서 8시간 포스트큐어를 행했다. 이 테스트용 반도체장치를, 185℃의 대기분위기중에 보관하고, 일정시간마다 상온에서 전기저항치를 측정했다. 테스트용 반도체장치의 총수는 10개로 하고, 전기저항치가 초기치의 2배로 된 것을 불량으로 간주하고, 불량개수가 총수의 절반을 초과한 시간을, 불량발생시간으로 하였다.

(4) 내땜납클랙성

저압트랜스퍼성형기를 사용해서, 175℃, 70㎏/㎠, 120초의 조건으로, 0.9mm×0.9mm의 테스트용 칩소자를 80PQFP에 밀봉했다. 그후, 175℃에서 8시간 포스트큐어를 행했다. 85℃, 습도 85%에서 처리하고, IR리플로우 240℃에서 표면클랙관찰을 행했다.

(5) 내습신뢰성

저압트랜스퍼 성형기를 사용해서, 175℃, 70㎏/㎠, 120초의 조건으로, 3.0mm×3.5mm의 테스트용 칩소자를 16PDIP에 밀봉하고, 프레셔쿠커테스트(125℃, 상대습도 100%)를 행하고, 회로의 오픈불량을 측정하고, 오픈불량발생시간을 내습신뢰성으로 하였다.

실시예 1

비페닐형 에폭시수지닛폰[유화셸에폭시(주)제, Y×4000k, 융점 105℃, 에폭시당량 185g/eq] 23.2중량부

몰리브덴산아연 1.0중량부

(3Mgo·4SiO₂를 몰리브덴산아연으로 피복한 것으로서, 피복한 몰리브덴산아연의 량을 배합량으로해서 표시한다.)

페놀노보락수지[연화점 95℃, 수산기당량 104g/eq]13.0중량부

1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데센-7(이하, DBU라고 약한다.)0.8중량부

용융구상실리카분말(평균입자직경 15㎛)696중량부

카본블랙2.4중량부

카르나우바왁스2.4중량부

를 상온에서 슈퍼믹서를 사용해서 혼합하고, 70∼100℃에서 롤혼련하고, 냉각후 분쇄해서 수지조성물을 얻었다. 얻어진 수지조성물을 타블릿화하여, 평가했다.

유리전이온도는 138℃이였다. 난연성은 UL규격 V-O상당이였다. 고온보관수명은, 1,200시간이었다. 내땜납클랙성시험에 있어서, 6개의 샘플모두에 대해서, 표면클랙은 인정되지 않았다.

실시예 2∼7 및 비교예 1∼2

제 1표에 표시한 배합에 따라서, 실시예 1과 마찬가지로해서 수지조성물을 조제하여, 평가하였다. 또한, 실시예 4에 있어서는, 에폭시수지로서 식[7]에 의해 표시되는 히드록키논형 에폭시수지를 사용했다. 실시예 5에 있어서는, 에폭시수지로서 식[8]에 의해 표시되는 스틸벤형에폭시수지를 사용했다.

평가결과를, 제 1표에 표시한다.

제 1표에서 보는 바와 같이, 실시예 1∼7 및 비교예 1∼2의 에폭시수지조성물은 모두 UL규격 V-O상당의 난연성을 가지나, 3MgO·4SiO₂를 몰리브덴산아연으로 피복한 난연제를 배합한 실시예 1∼7의 에폭시수지조성물이 모두 1,000시간이상의 고온보관수명을 표시하는데 대해서, 3산화안티몬과 취소화 비스페놀 A에폭시수지를 병용해서 난영제로한 비교예 1∼2의 에폭시수지조성물의 고온보관수명은 300∼400시간으로 짧다.

실시예 8

오르토크레졸노보락형 에폭시수지[에폭시당량 200g/eq]105중량부

페놀노보락수지[수산기당량 104g/eq]55중량부

1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데센-7(이하, DBU라고 약한다.)3중량부

용융구상실리칸(평균입자직경 22㎛)380중량부

용융파쇄실리카(평균입자직경 15㎛)300중량부

평균입자직경 27㎛, 비교면적 4.0㎡/g의 용융구상실리카 7중량부당, 몰리브덴산아연 3중량부에 의해 피복한 것(이하, 난연제 A라고 한다. 난연제 A의 평균입자직경 30㎛, 최대입자직경 74㎛.)150중량부

카본블랙2중량부

카르나우바왁스5중량부

를 상온에서 슈퍼믹서를 사용해서 혼합하고, 70∼100℃에서 롤혼련하고, 냉각 후 분쇄해서 수지조성물을 얻었다.

얻어진 수지조성물의 난연성은, UL규격 V-O상당이였다. 내습신뢰성은, 500시간이였다.

실시예 9∼16 및 비교예 3∼7

제 2표 및 제 3표에 표시한 배합에 따라서, 실시예 8과 마찬가지로해서 수지조성물을 조제하여, 평가했다. 결과를 제 2표 및 제 3표에 표시한다.

또한, 비교예 7에서는, 평균입자직경 27㎛, 비(比)표면적 4.0㎡/g의 용융구상 실리카를 사용했다.

제 2표에서 보는 바와 같이, 평균입자직경 27㎛, 비표면적 4.0㎡/g의 용융구상 실리카 7중량부당, 몰리브덴산아연 3중량부에 의해 피복한 난연제 A를 배합한 실시예 8∼16의 에폭시수지조성물은, 안티몬화합물도 취소화합물도 함유하지 않는데도 불구하고, 3산화안티몬과 취소한 비스페놀 A형에폭시수지를 배합한 비교예 5의 에폭시수지조성물과 동일한 난연성 UL규격 V-O상당, 내습신뢰성 500시간이라는 뛰어난 성능을 표시한다. 이에 대해서, 몰리브덴산아연을 첨가하고 있지 않은 비교예 3, 4, 6 및 7의 에폭시수지조성물은, 어느 것이나 난연성 UL규격 V-O상당을 충족하기에는 이르지 않고 있다.

본 발명의 에폭시수지조성물을 사용해서 반도체소자를 밀봉함으로써, 난연성, 고온보관수명, 내땜납클랙성, 내습신뢰성에 뛰어난 반도체장치를 얻을 수 있다.

Claims

(A)에폭시수지, (B)페놀수지경화제, (C)경화촉진제, (D)무기충전재 및 (E)몰리브덴산아연을 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체밀봉용 에폭시수지조성물.
제 1항에 있어서, 몰리브덴산아연이, 무기계물질을 피복해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체밀봉용에폭시수지조성물.
제 2항에 있어서,

무기계물질이, 용융구(球)형상실리카인 것을 특징으로 하는 반도체밀봉용에폭시수지조성물.
제 1, 2 또는 3항에 있어서, 에폭시수지가 식[1], 식[2] 또는 식 [3]에 의해 표시되는 결정성에폭시수지인 것을 특징으로 하는 반도체밀봉용에폭시수지조성물.

(단, 식중, R은 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1∼12의 알킬기이고, 복수의 R은 서로 동일해도 상이해도 된다)
청구범위 제 1, 2, 3항 또는 제 4항기재의 반도체밀봉용에폭시수지조성물이, 또 식[4], 식 [5] 또는 식[6]에서 표시되는 이온포착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체밀봉용 에폭시수지조성물.

BiO_a(OH)_b(NO₃)_c… [4]

(단, 식중, a=0.9∼1.1이고, b=0.6∼0.8이고, C=0∼0.4이다.)

BiO_d(OH)_e(NO₃),(HSiO₃)_g… [5]

(단, 식중, d=0.9∼1.1이고, e=0.6∼0.8이고, f+g=0.2∼0.4이다.)

Mg_hAl_j(OH)_2h+3j-2k(CO₃)_k·mH₂O … [6]

(단, 식중, 0＜j/h≤1이고, 0≤k/j＜1.5이고, m은 정(正)수이다.)
청구범위 제 1, 2, 3, 4항 또는 제 5항 기재의 반도체밀봉용 에폭시수지조성물을 사용해서 밀봉하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치.