결정성 실리카/질화 알루미늄 혼합충진에 따른 EMC의 물성 연구

The study on the properties of binary mixture(crystalline silica/AIN) filled EMC(Epoxy Molding Compounds)

실리카는 에폭시를 기지재로 하는 전자봉지재의 충진제로써 널리 사용되고 있는 재료이나 이의 낮은 방열성으로 인해 고방열성을 요구하는 부분에는 적용이 어렵다. 충진제 입자들의 지름비를 조합함으로써 최대충진 밀도를 높혀 고충진을 가능하게 하며 유동성도 향상된다는 점을 고려하여 높은 유동성을 가진 결정성 실리카(crystalline silica)를 큰 입자로 하고, 높은 열전도도와 낮은 열팽창계수를 가지지만 상대적으로 고각인 AlN을 작은 입자로 선정하여 혼합충진에 따른 EMC의 물성을 평가하였다. 실리카/AlN의 혼합비에 따른 EMC의 물성측정 결과, AlN의 투입분율을 0.3으로 하였을 때가 AlN의 투입에 따른 물성향상 효과가 가장 뛰어남을 확인 할 수 있었다. 따라서 AlN을 결정성 실리카와 최대 충진밀도에서 혼합하여 EMC에 적용할 경우에, 유동성의 저하없이 AlN의 소량투입만으로 뚜렷한 물성향상 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

Silica is the most popular materials as a filler of EMC for microelectronic packaging. However, because of its low thermal conductivity, the use of silica is restricted to parts requiring high thermal dissipation. The superior fluidity of EMC can be achieved with a combination of filler size distribution. In this study, physical properties of EMC filled with the crystalline silica(13$\mu\textrm{m}$) which have high fluidity and low cost and the AlN(2 $\mu\textrm{m}$) which have high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion were evaluated by changing the AlN/silica ratios. As a result of the evaluation of physical properties of EMC, the optimum mixing ratio of AlN/crystalline silica was 0.3/0.7. In this condition, binary mixture(AlN/crystalline silica) filled EMC showed superior properties, i.e., in the thermal conductivity, CTE, dielectric constant, flexural strength, and thermal shock resistance without reduction of fluidity.