JP2022509089A - 電子部品のパッケージング用ポリアミック酸組成物およびこれを利用して電子部品をパッケージングする方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年11月19日付け韓国特許出願第10-2018-0142507号および2019年05月28日付け韓国特許出願第10-2019-0062810号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
本発明は、電子部品のパッケージング用ポリアミック酸組成物およびこれを利用して電子部品をパッケージングする方法に関する。
本発明は、一実施例において、
ジアンヒドリド系単量体およびジアミン系単量体が重合して製造されたポリアミック酸を含み、
前記ジアンヒドリド系単量体は、ベンゾフェノン構造を有するジアンヒドリド主成分を60モル%以上含み、且つ、
ベンゾフェノン構造を有するジアンヒドリドの含量が100モル%未満の場合、
1つのベンゼン環を有するジアンヒドリド副成分をさらに含むポリアミック酸組成物を提供する。
無機系電子部品上に前記ポリアミック酸組成物を塗布する段階と、
塗布されたポリアミック酸組成物を20℃~400℃で熱処理する段階と、を含み、
前記ポリアミック酸組成物は、熱処理過程を通じてポリアミック酸のアミック酸基が閉環、脱水されてポリイミドを生成し、
熱処理が完了すると、ポリイミド樹脂が無機系電子部品上で硬化して接着されるパッケージング方法を提供する。
本発明は、一実施例において、
ジアンヒドリド系単量体およびジアミン系単量体が重合して製造されたポリアミック酸を含み、
前記ジアンヒドリド系単量体は、ベンゾフェノン構造を有するジアンヒドリド主成分を60モル%以上含み、且つ、
ベンゾフェノン構造を有するジアンヒドリドの含量が100モル%未満の場合、1つのベンゼン環を有するジアンヒドリド副成分をさらに含むポリアミック酸組成物を提供する。
(1)ジアミン系単量体全量を有機溶媒中に入れて、その後、ジアンヒドリド系単量体をジアミン単量体と実質的に等モルになるように添加して重合する方法;
(2)ジアンヒドリド系単量体全量を有機溶媒中に入れ、その後、ジアミン系単量体をジアンヒドリド系単量体と実質的に等モルになるように添加して重合する方法;
(3)ジアミン系単量体のうち一部の成分を有機溶媒中に入れた後、反応成分に対してジアンヒドリド系単量体のうち一部の成分を約95モル%~105モル%の割合で混合した後、残りのジアミン系単量体成分を添加し、これに連続して残りのジアンヒドリド系単量体成分を添加して、ジアミン系単量体およびジアンヒドリド系単量体が実質的に等モルになるようにして重合する方法;
(4)ジアンヒドリド系単量体を有機溶媒中に入れた後、反応成分に対してジアミン化合物のうち一部の成分を95モル%~105モルの割合で混合した後、他のジアンヒドリド系単量体成分を添加し、連続して残りのジアミン系単量体成分を添加して、ジアミン系単量体およびジアンヒドリド系単量体が実質的に等モルになるようにして重合する方法;および
(5)有機溶媒中で一部のジアミン系単量体成分と一部のジアンヒドリド系単量体成分をいずれか1つが過量になるように反応させて、第1重合物を形成し、また、他の有機溶媒中で一部のジアミン系単量体成分と一部のジアンヒドリド系単量体成分をいずれか1つが過量になるように反応させて第2重合物を形成した後、第1、第2重合物を混合し、重合を完結する方法であり、この際、第1重合物を形成するとき、ジアミン系単量体成分が過剰の場合、第2重合物ではジアンヒドリド系単量体成分を過量とし、第1重合物においてジアンヒドリド系単量体成分が過剰の場合、第2重合物ではジアミン系単量体成分を過量として、第1、第2重合物を混合して、これらの反応に使用される全体ジアミン系単量体成分とジアンヒドリド系単量体成分が実質的に等モルになるようにして重合する方法。
また、本発明は、一実施例において、上述したポリアミック酸組成物を利用して無機系電子部品、例えばシリコーンウェハーをパッケージングする方法を提供する。
無機系電子部品上に本発明によるポリアミック酸組成物を塗布する段階と、
塗布されたポリアミック酸組成物を20℃~400℃で熱処理する段階と、を含み、
前記ポリアミック酸組成物は、熱処理過程を通じてポリアミック酸のアミック酸基が閉環、脱水されてポリイミドを生成し、
熱処理が完了すると、ポリイミド樹脂が無機系電子部品上で硬化して接着される構成を有する。
N-メチルピロリドン(NMP)で満たされた40℃の反応器にジアンヒドリド主成分と、ジアンヒドリド副成分と、ジアミン主成分と、ジアミン副成分を下記表1に示したモル比で添加し、約30分間撹拌してポリアミック酸を重合した。これにイソキノリンをアミック酸基1モルに対して0.05~0.1モルを投入した後、80℃で約2時間の間熟成工程を進めてポリアミック酸組成物を製造した。この際、ポリアミック酸組成物の粘度は、表1に示した。
N-メチルピロリドン(NMP)で満たされた40℃の反応器にジアンヒドリド主成分と、ジアンヒドリド副成分と、ジアミン主成分と、ジアミン副成分を下記表2に示したモル比で添加し、約30分間撹拌してポリアミック酸を重合した。これにイソキノリンをアミック酸基1モルに対して0.05~0.1モルを投入した後、80℃で約2時間の間熟成工程を進めてポリアミック酸組成物を製造した。この際、ポリアミック酸組成物の粘度は、表2に示した。
本発明によるポリアミック酸組成物を利用して製造されるポリイミド薄膜の物性を評価するために、実施例1~3と比較例1~5で製造された各ポリアミック酸組成物をステンレス支持体の表面に塗布し、350℃で熱処理して、ポリアミック酸組成物が硬化したポリイミド薄膜(平均厚さ:12~13μm)を形成した。その後、形成されたポリイミド薄膜をステンレス支持体の表面から剥離してポリイミド薄膜を得た。
TA社熱機械分析装置(Thermomechanical Analyzer)Q400モデルを使用し、ポリイミドフィルムを幅2mm、長さ10mmに切った後、窒素雰囲気下で0.05Nの張力を加えながら、10℃/minの速度で常温から500℃まで昇温後、さらに10℃/minの速度で冷却しつつ、100℃から350℃区間の傾きを測定した。100℃から350℃まで昇温区間でCTEを測定した。
また、動的機械分析装置(Dynamic mechanical analyzer,DMA)を利用して前記ポリイミド薄膜の損失弾性率と貯蔵弾性率を測定し、測定された結果からタンジェントθを算出して、ガラス転移温度を導き出した。
KS 6518によって引張強度を測定した。
ASTM D1708によってポリイミド薄膜を万能試験機に固定させ、1.3mm/minの速度で延伸して薄膜の伸び率を測定した。
本発明によるポリアミック酸組成物を利用して製造されるポリイミド薄膜の接着・脱着性能を評価するために、実施例1~6、比較例1~5で製造された各ポリアミック酸組成物をシリコーン系ウェハー上に塗布し、350℃で熱処理して、ポリアミック酸組成物が硬化したポリイミド薄膜(平均厚さ:12~13μm)を形成した。
ASTM D3359のB.クロス-カットテープ法によってポリイミド樹脂の表面に幅25mmの透明減圧テープを接着し、各ラインの間隔が2mmになるように横6ライン*縦6ラインをカッティングした。その後、透明減圧テープを180°で引っ張って除去し、ポリイミド薄膜の脱着有無を肉眼で確認した。この際、ポリイミド薄膜が脱着された程度は、次の基準によって等級化された:
5B:ポリイミド薄膜の全体面積に対して脱着された面積が0%、
4B:ポリイミド薄膜の全体面積に対して脱着された面積が5%未満、
3B:ポリイミド薄膜の全体面積に対して脱着された面積が5%以上15%未満、
2B:ポリイミド薄膜の全体面積に対して脱着された面積が15%以上35%未満、
1B:ポリイミド薄膜の全体面積に対して脱着された面積が35%以上65%未満、
0B:ポリイミド薄膜の全体面積に対して脱着された面積が65%以上。
ポリイミド薄膜が形成されたシリコーン系ウェハーを横1cm*縦1cmにカットし、ウェハーの表面に形成されたポリイミド薄膜の重量を測定した。その後、前記ポリイミド薄膜に75Watt、150mTのO2プラズマで1分間処理してポリイミド薄膜を除去し、O2プラズマ処理後に有機残留物の重量を測定して、有機残留物の濃度を算出した。
Claims (18)
- ジアンヒドリド系単量体およびジアミン系単量体が重合して製造されたポリアミック酸を含み、前記ジアンヒドリド系単量体は、ベンゾフェノン構造を有するジアンヒドリド主成分を60モル%以上含み、
下記テスト方法(a)により生成される有機残留物の濃度が1,000ppm以下であるポリアミック酸組成物:
テスト方法(a)は、
横1cm*縦1cmのシリコーン系ウェハー上にポリアミック酸組成物を塗布し、熱処理して、厚さ10μm~15μmのポリイミド薄膜を形成し、形成されたポリイミド薄膜を75Watt、150mTのO2プラズマで1分間処理した後、シリコーン系ウェハー上に存在するポリイミド薄膜に由来する有機残留物の濃度を測定する。 - ベンゾフェノン構造を有するジアンヒドリドの含量が100モル%未満の場合、1つのベンゼン環を有するジアンヒドリド副成分をさらに含む、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
- ジアンヒドリド系単量体は、ジアンヒドリド主成分を100モル%の含量で含む、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
- ジアンヒドリド系単量体は、
ジアンヒドリド主成分60モル%以上100モル%未満と、
ジアンヒドリド副成分0モル%超過40モル%以下と、を含む、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。 - ジアンヒドリド主成分は、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボキシリックジアンヒドリド(BTDA)である、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
- ジアンヒドリド副成分は、ピロメリチックジアンヒドリド(PMDA)である、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
- ジアミン系単量体は、1つのベンゼン環を有するジアミン成分を全体モル数に対して50モル%超過で含む、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
- 1つのベンゼン環を有するジアミン成分は、1,4-ジアミノベンゼン(PPD)、1,3-ジアミノベンゼン(MPD)、2,4-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエンおよび3,5-ジアミノ安息香酸から選ばれる1種以上である、請求項7に記載のポリアミック酸組成物。
- 1つのベンゼン環を有するジアミン成分は、1,4-ジアミノベンゼン(PPD)である、請求項7に記載のポリアミック酸組成物。
- ポリアミック酸組成物は、アセティックアンヒドリド(AA)、プロピオン酸アンヒドリド、乳酸アンヒドリド、キノリン、イソキノリン、β-ピコリン(BP)およびピリジンから選ばれる少なくとも1種を含む添加剤をさらに含む、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
- 添加剤は、ポリアミック酸のうちアミック酸基1モルに対して0.01モル~10モルで含まれる、請求項10に記載のポリアミック酸組成物。
- ポリアミック酸の粘度は、23℃で2,000cP~5,000cPであるポリアミック酸組成物。
- 前記ポリアミック酸組成物から製造されるポリイミド樹脂は、
熱膨張係数が9ppm/℃以下であり、
ガラス転移温度が420℃以上であり、
ASTM D3359による接着力の測定時に無機基板から脱着されたポリイミドの面積がポリイミド全体の16%未満である、請求項1に記載のポリアミック酸組成物。 - ポリイミド樹脂は、引張強度が300MPa以上であり、伸び率が9%以上である、請求項13に記載のポリアミック酸組成物。
- 無機系電子部品上に請求項1に記載のポリアミック酸組成物を塗布する段階と、
塗布されたポリアミック酸組成物を20℃~400℃で熱処理する段階と、を含み、
前記ポリアミック酸組成物は、熱処理過程を通じてポリアミック酸のアミック酸基が閉環、脱水されてポリイミドを生成し、
熱処理が完了すると、ポリイミド樹脂が無機系電子部品上で硬化して接着されるパッケージング方法。 - 熱処理する段階は、
20℃~200℃で熱処理する第1熱処理段階と、
200℃~400℃で熱処理する第2熱処理段階と、を含む、請求項15に記載のパッケージング方法。 - 第2熱処理段階が完了して形成されたポリイミド樹脂を常温に冷却させる段階をさらに含む、請求項16に記載のパッケージング方法。
- ポリイミド樹脂を常温に冷却させる段階後に、
ポリイミド樹脂をO2プラズマで処理して、無機系電子部品からポリイミド樹脂を除去する段階をさらに含む、請求項17に記載のパッケージング方法。
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