KR102126847B1

KR102126847B1 - 에폭시 수지 조성물

Info

Publication number: KR102126847B1
Application number: KR1020180109174A
Authority: KR
Inventors: 탁상용; 김민규; 공병선
Original assignee: 주식회사 케이씨씨
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2038-09-12
Also published as: KR20200030380A

Abstract

본 발명은 우수한 방열성 및 분산성을 갖는 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 봉지된 반도체 소자에 관한 것이다.

Description

에폭시 수지 조성물{Epoxy resin composition}

본 발명은 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 봉지된 반도체 소자에 관한 것이다.

반도체 봉지재는 반도체 소자를 밀봉시켜 반도체 회로를 외부의 충격 및 오염물질로부터 보호하는 역할을 하는 재료로서, 반도체의 생산성 및 신뢰성에 중대한 영향을 미치는 바, 반도체 제조공정에 있어 큰 비중을 차지하고 있다.

최근 전자기기의 소형화 및 고기능화가 진행되는 중에 그 내부에 탑재되는 반도체 패키지에 있어서도 고기능화가 진행되고 있고, 반도체 패키지 내부의 반도체 소자의 처리 속도는 보다 고속화되고 있다. 그러나 처리 속도의 고속화에 따라 반도체 소자 표면에서의 발열 문제가 심화되고, 열의 효율적인 분산과 발산이 이루어지지 않을 경우 부품의 열화, 오작동, 제품수명이 단축하는 문제가 있다. 따라서, 최근 전자기기, 특히, 휴대용기기, LED, 자동차 등의 전력소자(power device)를 중심으로 고방열 소재에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다.

에폭시 수지는 접착성, 전기 절연성이 우수할 뿐만 아니라 기계적 물성 또한 뛰어나 회로 기판 재료 및 전자 부품용 봉지재로 활용되어 왔다. 그러나 에폭시 수지 자체의 열전도율은 약 0.2 내지 0.3 W/m·K에 불과하여 단독으로 소형화 및 고기능화 반도체 소자 봉지용으로 사용하기에는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 특정 종류의 에폭시 수지를 사용하거나 충진제를 혼합하여 고방열 특성을 가진 에폭시 수지 조성물을 제조하려는 시도가 지속적으로 이루어지고 있다. 일례로 일본공개특허 JP 2012-224758호는 하이드로퀴논형 에폭시 수지에 충진제를 혼합한 고방열 에폭시 수지 조성물을 개시하고 있다, 그러나, 고함량의 충진제를 포함하는 경우 에폭시 수지 조성물의 흐름성 및 분산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 우수한 방열성 및 분산성을 갖는 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 봉지된 반도체 소자를 제공한다.

본 발명은 에폭시 수지, 경화제, 충진제, 분산제 및 경화 촉진제를 포함하고, 상기 충진제는 구상 알루미나 총 중량을 기준으로 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 25 중량%, 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 40 중량%, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 20 중량%, 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나 30 내지 40 중량% 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나 4 내지 15 중량%를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 전술한 에폭시 수지 조성물을 이용하여 봉지된 반도체 소자를 제공한다.

본 발명의 에폭시 수지 조성물은 우수한 방열특성을 나타내는 동시에, 고함량의 충진제를 포함하더라도 높은 분산성을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

<에폭시 수지 조성물>

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제, 충진제, 분산제 및 경화 촉진제를 포함하고, 상기 충진제는 구상 알루미나 총 중량을 기준으로 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 25 중량%, 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 40 중량%, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 20 중량%, 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나 30 내지 40 중량% 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나 4 내지 15 중량%를 포함한다. 이하 본 발명의 에폭시 수지 조성물의 조성을 살펴보면 다음과 같다.

에폭시 수지

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지를 주 수지로서 포함한다. 본 발명의 상기 에폭시 수지는 열에 의해 경화제와 반응하여 경화되며, 경화 후 삼차원 망상 구조를 가짐으로써 피착제에 강하고 견고하게 접착하는 성질과 내열성을 부여한다.

상기 에폭시 수지로는 반도체 봉지재에 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 S 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 페놀 공축 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 크레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소 포름알데히드 수지 변형 페놀 수지형 에폭시 수지, 트리페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라페닐 에탄형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔 페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 다관능성 페놀 수지, 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 에폭시 수지는 에폭시 당량(EEW)이 150 내지 300 g/eq이고, 점도가 150℃에서 0.01 내지 0.5 poise이고, 연화점이 60 내지 180℃일 수 있다. 이러한 에폭시 수지는 상대적으로 낮은 점도 특성을 가지므로, 고함량의 충진제가 포함되더라도 흐름성을 확보할 수 있으며, 혼련이 용이하다.

상기 에폭시 수지의 점도 및 연화점이 상기 범위를 벗어나면 분산성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량이 150 g/eq 미만이면 과도하게 흐름성이 떨어질 수 있고, 300 g/eq를 초과하면 유리전이온도(Tg)가 떨어지고 열팽창계수가 증가할 수 있다.

상기 에폭시 수지는 에폭시 수지 조성물의 총량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 예를 들어 2 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 에폭시 수지의 함량이 1 중량% 미만이면 접착성, 전기절연성, 흐름성 및 성형성이 저하될 수 있으며, 함량이 10 중량%를 초과하면 흡습량 증가로 반도체의 신뢰성이 불량해지고, 충진제의 상대적 함량 감소로 방열특성이 저하될 수 있다.

경화제

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 상기 에폭시 수지와 반응하여 조성물의 경화를 진행시키는 역할을 한다.

상기 경화제로는 에폭시 수지와 경화 반응을 하는 당 분야에 공지된 통상적인 경화제를 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용 가능한 경화제의 비제한적인 예로는 페놀 노볼락형 수지, 크레졸 노볼락형 수지, 페놀 알킬 수지, 페놀 자일록형 수지, 비스페놀 A로부터 합성된 각종 노볼락형 수지 중 선택된 1종 이상을 들 수 있다. 일례로, 페놀 노볼락형 수지 및 페놀 자일록형 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 페놀 노볼락형 수지 및 페놀 자일록형 수지는 내습성, 내열성, 보존성 등의 물성이 우수하다는 장점이 있다.

상기 경화제는 점도가 150℃에서 0.5 내지 1.5 poise이고, 연화점이 60 내지 180℃이고, 히드록시기(OH) 당량이 90 내지 150 g/eq일 수 있다. 상기 경화제의 점도 및 연화점이 상기 범위를 벗어나면 분산성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 경화제의 히드록시기 당량이 90 g/eq 미만이면 과도하게 흐름성이 떨어질 수 있고, 150 g/eq을 초과하면 유리전이온도(Tg)가 떨어지고 열팽창계수가 증가할 수 있다.

상기 경화제는 에폭시 수지 조성물의 총량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 경화제의 함량이 1 중량% 미만이면 경화성 및 성형성에 문제가 생길 수 있으며, 10 중량%를 초과하면 흡습량 증가로 신뢰성이 저하되고, 상대적으로 강도가 낮아질 수 있다.

충진제

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 충진제를 포함한다. 상기 충진제는 봉지재의 방열성 및 강도를 향상시키고 흡습량을 낮추는 역할을 한다.

상기 충진제로는 예를 들어 실리카, 실리카 나이트라이드, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 보론 나이트라이드 등의 무기 충진제를 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 충진제로서 구상 알루미나를 포함할 수 있다. 일례로 평균 구형화도가 0.92 이상이고, 평균 입경이 10 내지 45 ㎛인 구상 알루미나를 사용할 수 있다.

상기 충진제는 구상 알루미나 총 중량을 기준으로 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 25 중량%, 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 40 중량%, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 20 중량%, 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나 30 내지 40 중량% 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나 4 내지 15 중량%를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 충진제는 구상 알루미나 총 중량을 기준으로 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나 20 내지 25 중량%, 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 20 중량%, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 15 중량%, 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나 35 내지 40 중량% 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나 10 내지 15 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 구상 알루미나가 전술한 평균 입경 분포를 갖는 경우 가공성을 충분히 가짐과 동시에 우수한 방열성을 확보할 수 있다.

상기 구상 알루미나의 최대 입경은 특별히 한정되지 않으나, 120 ㎛ 미만, 예를 들어 100 ㎛ 미만일 수 있다. 최대 입경이 120 ㎛ 이상인 경우 가공성이 충분하지 않고, 절연층의 표면 상태가 불량해질 수 있다.

상기 구상 알루미나의 입도분포 간 함량비(중량비)는 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나와 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나의 함량비(중량비)가 0.2 내지 1.5 : 1, 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나와 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나의 함량비(중량비)가 0.1 내지 0.5 : 1, 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나와 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나의 함량비(중량비)가 0.1 내지 1.5 : 1 중 하나 이상일 수 있다. 구상 알루미나의 입도분포 간 함량비(중량비)가 상기 범위를 벗어나는 경우 가공성이 충분하지 않고, 에폭시 수지 조성물의 방열성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 구상 알루미나의 비표면적은 1 내지 10 ㎡/g이고, 불순물 함량은 10 내지 20 ppm일 수 있다. 상기 구상 알루미나의 비표면적 및 불순물 함량이 상기 범위를 벗어나면 분산성 및 신뢰성이 저하될 수 있다.

상기 충진제는 에폭시 수지 조성물의 총량을 기준으로 80 내지 97 중량%, 예를 들어 90 내지 97 중량%로 포함될 수 있다. 상기 충진제의 함량이 80 중량% 미만인 경우, 흡습량 증가로 강도가 저하되고 밀착성이 떨어질 수 있으며, 충진제의 함량이 97 중량%를 초과하면 점도 증가 및 흐름성 저하로 가공성이 불량해질 수 있다.

분산제

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 분산제를 포함한다. 상기 분산제는 상기 에폭시 수지 조성물 내의 충진제 표면에 부착되어 입체장애를 일으킴으로써 응집을 막아 흐름성 및 분산성을 개선시키는 역할을 한다.

상기 분산제로 양이온성 고분자, 음이온성 고분자, 음이온성 올리고머 등을 사용할 수 있다.

상기 양이온성 고분자는 일례로 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자 및 알킬렌 옥사이드 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 알킬렌 옥사이드 공중합체는 예를 들어 에틸렌 옥사이드 공중합체 및 프로필렌 옥사이드 공중합체 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 알킬 암모늄염은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,

R₂ 내지 R₄는 동일 또는 상이하고, 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 아릴기, 알킬아릴기 또는 아릴알킬기임.

상기 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자는 히드록시기를 포함할 수도 있다.

상기 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자의 아민가는 약 30 내지 50 mg KOH/g, 산가는 약 20 내지 40 mg KOH/g일 수 있다. 상기 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자의 아민가와 산가가 상기 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 에폭시 수지 조성물의 방열성을 떨어뜨리지 않으면서 흐름성 및 분산성을 확보할 수 있다.

상기 음이온성 올리고머로는 일례로 올리고머 폴리에스터, 예를 들어 인산에스테르를 사용할 수 있다.

상기 분산제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 상업적으로 입수 가능한 DISPERBYK-140, DISPERBYK-180, DISPERBYK-181, DISPERBYK-187, BYK-151, BYK-9076, BYK-W968, BYK-W969, Hypermer KD2, Hypermer KD23, Hypermer KD4, Hypermer KD9 등을 사용할 수 있다.

상기 분산제는 에폭시 수지 조성물의 총량을 기준으로 약 0.01 내지 5 중량%, 예를 들어 약 0.1 내지 1 중량%로 사용될 수 있다. 분산제의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우 상기 에폭시 수지 조성물의 방열성이 저하될 수 있으며, 0.01 중량% 미만인 경우에는 흐름성 및 분산성이 저하될 수 있다.

경화 촉진제

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 경화 촉진제를 포함한다. 경화 촉진제는 경화반응 촉진과 더불어 고온 신뢰성 및 연속 작업성의 주기를 향상시키는 역할을 한다.

본 발명에서 사용되는 경화 촉진제는 상기 경화제의 경화 반응을 촉진하는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로 상기 경화 촉진제는 2-메틸이미다졸, 2-에틸4메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸 화합물; 트리에틸아민, 트리부틸아민, 벤질디메틸아민 등의 아민 화합물; 2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)운덱-7-엔 등의 삼급 아민 화합물; 및 페닐포스핀, 디페닐포스핀, 트리페닐포스핀, 트리부틸포스핀, 트리(p-메틸페닐)포스핀 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 경화 촉진제는 에폭시 수지 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 예를 들어 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 경화 촉진제의 함량이 0.01 중량% 미만이면 경화성이 저하될 수 있으며, 함량이 5 중량%를 초과하면 과경화로 인해 흐름성이 저하될 수 있다.

첨가제

본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 필요에 따라 전술한 성분들 이외에 당 분야에 알려진 통상적인 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 첨가제의 비제한적인 예를 들면 착색제, 소포제, 레벨링제, 표면조정제, 접착력 개선제, 난연제, 광 흡수제, 건조제, 흡습제 및 왁스 중 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

착색제로는 당 분야에 공지된 카본블랙, 벵갈라, 유기염료, 무기염료 등의 통상의 착색제를 단독 사용하거나 2종 이상 혼용할 수 있다. 왁스로는 파라핀 왁스, 천연 왁스, 합성 왁스 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 천연 왁스로는 카르나우바 왁스 등이 있고, 합성 왁스로는 폴리에틸렌 왁스 등이 있다.

상기 첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 에폭시 수지 조성물의 총량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%일 수 있다.

전술한 성분을 포함하는 본 발명의 에폭시 수지 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야의 일반적인 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 일례로, 반바리 믹서, 니더, 롤, 단축 또는 이축의 압출기, 코니더 등을 이용한 공지된 용융 혼련 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 전술한 성분들을 균일하게 섞은 후, 용융 혼합기(heat kneader)를 이용하여 100 내지 130℃의 온도에서 용융 혼합하고, 상온으로 냉각시켜 분말상태로 분쇄한 후 블렌딩하여 제조할 수 있다.

<반도체 소자>

본 발명은 상기한 바와 같은 에폭시 수지 조성물을 이용하여 봉지된 반도체 소자를 제공한다.

구체적으로, 본 발명의 조성물을 적용할 수 있는 반도체 장치란 트랜지스터, 다이오드, 저항, 콘덴서 등을 반도체 칩이나 기판 위에 집적하고 배선하여 만들어지는 전자회로(집적회로)를 의미한다.

본 발명의 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 장치를 봉지, 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 트랜스퍼 몰드, 컴프레션 몰드, 인젝션 몰드 등의 성형방법으로 반도체 소자를 봉지하여 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1-9 및 비교예 1-6]

하기 표 1 및 표 2에 기재된 조성에 따라 각 성분을 컨테이너 믹서를 이용하여 배합한 후, 용융 혼합, 냉각, 분쇄, 블렌딩 공정을 거쳐 일정크기로 타정하여 실시예 1-9 및 비교예 1-6의 에폭시 수지 조성물을 각각 제조하였다.

에폭시 수지: 4,4-Bis(2,3-epoxypropoxy)-3,3,5,5-tetramethyl(1,1-biphenyl) (YK-4000HK, MITSUBISHI CHEMICAL社, 에폭시 당량: 192 g/eq, 연화점: 109℃, 점도: 0.2 poise)

경화제: 페놀 노볼락 경화제 (KPE-F2000, KOLON社, OH 당량: 107 g/eq, 연화점: 66℃, 점도: 0.8 poise)

충진제 1: 구상 알루미나 (평균 입경 2 ㎛ 미만)

충진제 2: 구상 알루미나 (평균 입경 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만)

충진제 3: 구상 알루미나 (평균 입경 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만)

충진제 4: 구상 알루미나 (평균 입경 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만)

충진제 5: 구상 알루미나 (평균 입경 60 ㎛ 이상)

분산제: 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자 (BYK-9076, 아민가: 44 mg KOH/g, 산가: 38 mg KOH/g)

착색제: 카본 블랙 (MA-600, MITSUBISHI CHEMICAL社, 평균 입경: 18 nm, pH: 7.5)

왁스: 폴리에틸렌 왁스 (Wax E, Clariant社, Drop Point: 84℃, 산가: 2 내지 7 mg KOH/g)

경화 촉진제: 1,5-Diazabicyclo(4.3.0)non-5-ene (KPH-MN2001, KOLON社, 녹는점 240℃, 분자량: 152)

[실험예 - 물성 평가]

실시예 1-9 및 비교예 1-6에서 각각 제조된 에폭시 수지 조성물의 물성을 하기와 같이 측정하였으며, 이의 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.

스파이럴 플로우(spiral flow)

각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 에폭시 수지 조성물을 스파이럴 플로우 몰드를 이용하여 가열이송성형기(압력=70 kg/㎠, 온도=175℃, 경화시간=120초)에서 몰딩한 후 제조물의 흐름성을 측정하였다.

겔 타임(gelation time)

각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 에폭시 수지 조성물 소량을 겔 타이머에 넓고 고르게 펴, 제조물의 겔화 소요시간을 측정하였다.

유리전이온도(Tg)

TMA(Thermomechanical Analyser)로 평가하였다.

선팽창계수(α1, α2)

TMA(Thermomechanical Analyser)로 평가하였다. 선팽창계수 α1은 Tg 이하에서의 선팽창계수를, 선팽창계수 α2는 Tg 이상에서의 선팽창계수를 평가하였다.

열전도도(W/m·K)

LFA(Laser Flash Analysis)로 평가하였다.

상기 표 3 및 표 4의 결과로부터, 본 발명에 따른 조성의 충진제를 사용한 실시예 1-9의 에폭시 수지 조성물은 측정된 모든 물성에서 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 반면, 본 발명의 충진제의 조성(구상 알루미나의 입경 분포)을 벗어나는 충진제를 사용한 비교예 1-6의 에폭시 수지 조성물은 흐름성 및 열전도성 중 하나 이상의 물성이 열악하게 나타났다.

Claims

에폭시 수지, 경화제, 충진제, 분산제 및 경화 촉진제를 포함하고, 상기 충진제는 구상 알루미나 총 중량을 기준으로 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 25 중량%, 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 40 중량%, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 20 중량%, 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나 30 내지 40 중량% 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나 4 내지 15 중량%를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 충진제는 구상 알루미나 총 중량을 기준으로 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나 20 내지 25 중량%, 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 20 중량%, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나 10 내지 15 중량%, 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나 35 내지 40 중량% 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나 10 내지 15 중량%를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 구상 알루미나의 입도분포 간 함량비(중량비)는 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나와 평균 입경이 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 미만인 구상 알루미나의 함량비(중량비)가 0.2 내지 1.5 : 1, 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나와 평균 입경이 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만인 구상 알루미나의 함량비(중량비)가 0.1 내지 0.5 : 1, 및 평균 입경이 60 ㎛ 이상인 구상 알루미나와 평균 입경이 2 ㎛ 미만인 구상 알루미나의 함량비(중량비)가 0.1 내지 1.5 : 1 중 하나 이상인 에폭시 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 구상 알루미나의 비표면적은 1 내지 10 ㎡/g이고, 불순물 함량은 10 내지 20 ppm인 에폭시 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 에폭시 수지 1 내지 10 중량%, 경화제 1 내지 10 중량%, 충진제 80 내지 97 중량%, 분산제 0.01 내지 5 중량% 및 경화 촉진제 0.01 내지 5 중량%를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 분산제는 양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 음이온성 올리고머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 에폭시 수지 조성물.
제6항에 있어서, 상기 양이온성 고분자는 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자인 에폭시 수지 조성물.
제7항에 있어서, 상기 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자의 아민가는 30 내지 50mg KOH/g인 에폭시 수지 조성물.
제7항에 있어서, 상기 알킬 암모늄염 구조를 포함하는 고분자의 산가는 20 내지 40mg KOH/g인 에폭시 수지 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 에폭시 수지 조성물을 이용하여 봉지된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.