난연제 및 이를 포함하는 반도체 밀봉용 에폭시 수지조성물 document_id A220623015380

본 발명은 반도체 밀봉용 수지를 위한 난연제에 관한 것이며, 상세하게는 포스파젠 화합물을 다공성 입자에 담지시키고, 상기 입자를 소정의 열 분해성 수지층으로 피복하여 얻은 난연제 및 상기 난연제를 포함하는 반도체 밀봉용 수지 조성물에 관한 것이다. 다이오드, 트랜지스터, IC, LSI 및 초 LSI 등의 반도체 소자는 주로 에폭시 수지 조성물로 밀봉된다. 얻어진 반도체 장치는 가전 제품 및 컴퓨터 등, 생활 환경의 모든 곳에서 사용되기 때문에, 만에 하나의 화재에 대비하여 난연성이 요구된다. 난연성을 부여하기 위해, 일반적으로 할로겐화 에폭시 수지와 삼산화 안티몬을 배합한다. 이 할로겐화 에폭시 수지와 삼산화 안티몬의 조합은 기상에서 라디칼 트랩 및 공기 차단 효과가 크며, 그 결과 높은 난연 효과가 얻어진다. 그러나, 할로겐화 에폭시 수지는 연소시에 유독 가스를 발생시키는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 삼산화 안티몬에도 독성이 있기 때문에, 인체 및 환경에 대한 영향을 고려하면, 이들 난연제를 수지 조성물 중에 전혀 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 할로겐화 에폭시 수지는 고온하에서 발생되는 Br 라디칼이 반도체 장치의 Au선과 Al선의 결합부의 Au-Al 합금과 반응하여 Al-Br 화합물을 형성하기 때문에, 반도체 장치의 내열성이 떨어진다. 할로겐화 에폭시 수지 또는 삼산화 안티몬의 대체물로서, Al(OH)3 및 Mg(OH)2 등의 수산화물, 적린 및 인산에스테르 등의 인계 난연제 등이 검토되고 있다. 그러나, 이들 수산화물은 난연 효과가 낮기 때문에, 난연 조성으로 하기 위해서는 에폭시 수지 조성물 중에 수산화물을 다량으로 첨가해야만 하며, 그 결과 조성물의 점도가 상승되어, 성형시에 공극 및 와이어 흐름 등의 성형 불량이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 적린 및 인산에스테르 등의 인계 난연제는 반도체 장치가 고습도하에 놓이면 가수분해되어 인산이 생성되며, 이 인산이 알루미늄 배선을 부식시켜 신뢰성을 저하시키는 큰 문제점이 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 적린의 표면에 SiXOY 조성의 피복층으로 피복한 화합물을 난연제로서 사용한 에폭시 수지 조성물이 제안되었지만(일본 특허 제2843244호 공보), 상기한 내습 신뢰성은 실제로 개선되지 않았다. 인계 난연제로서, 환상 포스파젠 화합물을 사용한 에폭시 수지 조성물도 제안되었지만(일본 특허 공개 (평)10-259292호 공보), 상술한 바와 같이 인산 화합물이 발생되며, 고온에서 반도체 소자의 동작에 영향을 미치는 경우가 있다. 한편, 심(core) 물질과 막재 물질을 포함하는 캡슐형 난연제가 알려져 있다(일본 특허 공개 (평)11-255955호 공보). 상기 심 물질은 난연 작용을 가지며, 막재 물질은 30 ℃에서의 굽힘 탄성율이 2000 ㎏/㎟ 이하인 유기 재료, 예를 들면 에폭시 수지 또는 아크릴 수지이다. 심 물질은 금속 수산화물 및 붕산아연인데, 상술한 대로 이들의 난연 효과는 낮다. 또한, 상기 캡슐형 난연제는 메카노 퓨전법에 의해 제조되지만, 상기 방법을 적용할 수 있는 심 물질과 막재 물질의 조합은 한정된다.