KR100492491B1 - Composite film and lead frame adhering this film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 칩과 리드프레임을 접착시키는 LOC, COL 등의 반도체 패키지 혹은 방열판이 부착된 복합 리드프레임 등의 반도체 패키지에 사용되는 내열성의 복합필름 및 상기 복합필름이 접착된 리드프레임에 관한 것으로서, 특히 펀칭시 버어와 이물이 발생되지 않도록 하여 높은 신뢰성을 지닌 복합필름부착 리드프레임을 제공하는 것을 그 목적으로 한 것이다.The present invention relates to a heat-resistant composite film used in a semiconductor package such as a LOC, COL, etc. for bonding a semiconductor chip and a lead frame, or a semiconductor package such as a composite lead frame with a heat sink, and a lead frame to which the composite film is bonded. In particular, it is an object of the present invention to provide a lead frame with a composite film having high reliability by preventing burrs and foreign matter from being punched.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 내열성의 기재필름에 접착제가 적층된 구조로 된 복합필름에 있어서, 복합필름과 기재필름의 탄성계수비와 복합필름의 기재필름과 접착제 사이의 계면 밀착력이 하기 식(1), (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 복합필름 및 상기 복합필름이 부착된 리드프레임을 개시한다.The present invention, in order to achieve the above object, in a composite film having a structure in which an adhesive is laminated on a heat resistant base film, the elastic modulus ratio of the composite film and the base film and the interfacial adhesion between the base film and the adhesive of the composite film A composite film characterized by satisfying the following formulas (1) and (2) and a lead frame to which the composite film is attached are disclosed.
(1) R = E/EB, 0.5 ≤R<1.0(1) R = E / E B , 0.5 ≦ R <1.0
(2) FAD ≥150/R + 300(2) F AD ≥150 / R + 300
Description
본 발명은 반도체 칩과 리드프레임을 접착시키는 LOC(Lead on Chip), COL(Chip on Lead) 등의 반도체 패키지 혹은 방열판이 부착된 복합 리드프레임 등의 반도체 패키지에 사용되는 복합필름 및 상기 복합필름이 부착된 리드프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a composite film and a composite film used in a semiconductor package such as a lead on chip (LOC) and a chip on lead (COL) for bonding a semiconductor chip and a lead frame or a composite lead frame with a heat sink. To an attached leadframe.
LOC(Lead on Chip), COL(Chip on Lead) 등의 반도체 패키지 또는 방열판이 부착된 복합 리드프레임 등의 반도체 패키지에서 리드프레임과 반도체 칩을 접착하기 위하여 기재필름에 접착제가 적층된 구조로 된 복합필름이 사용된다Composite with adhesive laminated on base film to bond leadframe and semiconductor chip in semiconductor package such as lead on chip (LOC), chip on lead (COL) or composite leadframe with heat sink Film is used
일반적으로 복합필름은 리드프레임의 요구되는 부위에 펀칭하여 부착되게 되는데, 상온에서 펀칭시 복합필름에 높은 법선응력(normal stress)및 전단응력(shear stress)이 신장 및 압축 형태로 발생하여 복합필름에서 가루 및 실형태의 이물이 발생하게 된다. 이러한 이물 및 버어(burr)는 필름이 부착된 리드프레임의 수율 및 생산성을 낮추는 원인이 된다. 또한 복합필름에서 발생한 버어 및 이물은 반도체 패키지 칩의 신뢰성에도 치명적인 영향을 주게된다.In general, the composite film is attached to the required portion of the lead frame by punching. When punching at room temperature, the composite film has high normal stress and shear stress in the form of elongation and compression in the composite film. The foreign matter in the form of powder and yarn is generated. Such foreign matters and burrs are a cause of lowering the yield and productivity of the lead frame to which the film is attached. In addition, burrs and foreign substances generated in the composite film have a fatal effect on the reliability of the semiconductor package chip.
이를 개선하기 위하여 USP 5,593,774호와 USP 5,998,020호에서는 복합필름의 기재필름으로 특정범위의 연부단열저항(egdg tearing resistance)을 지닌 필름을 사용함에 의해 복합필름에서 발생하는 버어와 이물을 최소화 하는 방안을 제시하였다.In order to improve this, USP 5,593,774 and USP 5,998,020 propose a method of minimizing burrs and foreign substances generated in a composite film by using a film having a certain range of edge tearing resistance as a base film of the composite film. It was.
그러나, 실제적으로 복합필름을 리드프레임상에서 펀칭시 발생되는 버어와 이물은 기재필름은 물론 접착제에서도 많이 발생되기 때문에, 상기 선행특허들에서 제시된 바와 같이 단순히 기재필름의 연부단열저항을 한정하는 방법은 그다지 실용적이지 못한 문제점을 지닌다.However, since the burrs and foreign substances generated when the composite film is punched on the lead frame are generated in the adhesive film as well as the base film, there is not a method of simply limiting the edge insulation resistance of the base film as set forth in the above patents. It is not practical.
본 발명의 목적은 복합필름의 펀칭시 이물 및 버어를 발생시키지 않음에 의해 반도체 패키지 제조시 수율 및 생산성이 높은 반도체 패키지용 복합필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 복합 필름을 펀칭하여 리드프레임의 요구 부위에 부착시킨 높은 신뢰성을 지닌 복합필름부착 리드프레임을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a composite film for a semiconductor package with high yield and productivity when manufacturing a semiconductor package by not generating foreign substances and burrs during punching of the composite film. Still another object of the present invention is to provide a lead film with a composite film having high reliability, which is attached to a required portion of the lead frame by punching the composite film according to the present invention.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 방법으로 복합필름과 기재필름의 탄성계수와 기재필름과 접착제 사이의 계면밀착력이 후술하는 특정관계식을 만족시키는 복합필름 및 상기 복합필름이 부착된 리드프레임을 제시한다. 이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다.The present invention provides a composite film and a lead frame to which the composite film is attached to satisfy the specific relationship that the elastic modulus of the composite film and the base film and the interfacial adhesion between the base film and the adhesive are described below. present. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 복합필름의 펀칭시 이물 및 버어의 발생관계를 연구한 결과 복합필름의 기재필름과 접착제층 사이의 계면에 작용하는 집중 응력(탄성계수×변형율)이 복합필름의 구성물에 상이한 변형을 발생시키고, 이로 말미암아 계면박리가 발생함을 확인하였다. 통상 복합재료의 경우 응력이 가해질 경우 이종 재료의 계면에 응력이 집중하는 것으로 알려져 있다. 즉, 복합필름의 기재필름과 접착제의 밀착성이 약한 경우, 펀칭시 받는 집중 응력이 복합필름의 계면에 집중하고 이 응력집중으로 말미암아 펀칭 절단면에 계면박리가 발생하게된다. 계면밀착력이 증가함에 따라 계면박리현상이 버어 및 이물발생 현상으로 전이하게 된다. 또한 계면밀착력이 어느 수준에 도달하면 버어와 이물이 현저히 감소하게 되며, 복합필름의 기재필름과 접착제의 계면밀착성이 동일한 경우 기재필름과 복합필름의 탄성계수가 유사할수록 계면박리과 버어 및 이물 발생 정도가 감소하게 되며, 이러한 원인은 집중 응력을 받을 때 각각 기재필름과 복합필름 사이의 탄성계수의 차이가 클수록 기재필름과 복합필름의 변형율이 다르기 때문이다. 즉 탄성계수의 차이가 커서 변형율의 차이가 클수록 계면박리가 용이하게 발생한다. 물론 펀칭시 집중응력을 감소하기 위하여 펀칭기(punching tool)의 클리어런스(clearance)를 최적으로 조절하는 등 여러 가지 기구적인 방법이 시도될 수 있으나, 본 발명자들은 복합필름의 버어 및 이물은 복합필름의 기재필름과 접착제층의 계면밀착성 및 탄성계수와 밀접한 관계에 있음을 발견하고 발명을 완성하였다.The present inventors have studied the relationship between the occurrence of foreign matter and burrs during punching of the composite film. As a result, the concentrated stress (elastic coefficient x strain) acting on the interface between the base film and the adhesive layer of the composite film causes different deformations in the composition of the composite film. This confirmed that interfacial peeling occurred. In general, composite materials are known to concentrate stress at the interface of dissimilar materials when stress is applied. That is, when the adhesion between the base film and the adhesive of the composite film is weak, the concentrated stress received during punching is concentrated on the interface of the composite film, and this stress concentration causes the interfacial peeling on the punched cut surface. As the interfacial adhesion increases, the interfacial peeling phenomenon is transferred to burrs and foreign bodies. In addition, when the interfacial adhesion reaches a certain level, burrs and foreign matters are remarkably reduced.In the case where the interfacial adhesion properties of the base film and the adhesive of the composite film are the same, the similarity of the elastic modulus of the base film and the composite film is, The reason for this is that the greater the difference in the elastic modulus between the base film and the composite film when the stress is concentrated, the different the strain of the base film and the composite film. In other words, the greater the difference in elastic modulus, the greater the difference in strain rate, and the easier the interface peeling occurs. Of course, in order to reduce the concentrated stress during punching, various mechanical methods such as optimally adjusting the clearance of the punching tool may be attempted. However, the inventors of the present invention suggest that burrs and foreign materials of the composite film are described in the composite film. The invention was found to be closely related to the interfacial adhesion between the film and the adhesive layer and the elastic modulus.
본 발명은 구체적으로 기재필름에 접착제가 적층된 구조로 이루어진 복합필름에 있어서, 상기 복합필름과 기재필름의 탄성계수가 각각 E, EB 이고 복합필름의 기재필름과 접착제의 계면밀착력이 FAD인 경우에 상기 탄성계수와 계면밀착력이 하기식 (1), (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 복합 필름 및 상기 복합 필름이 부착된 리드프레임에 관한 것이다.Specifically, in the composite film having a structure in which an adhesive is laminated on a base film, the modulus of elasticity of the composite film and the base film is E, E B and the interfacial adhesion between the base film and the adhesive of the composite film is F AD . When the elastic modulus and interfacial adhesion in the case satisfy the following formula (1), (2) relates to a composite film and a lead frame with the composite film.
(1) R = E / EB, 0.5≤R<1.0(1) R = E / E B , 0.5≤R <1.0
(2) FAD ≥ 150 / R + 300(2) F AD ≥ 150 / R + 300
상기식 (1), (2)에서 E(GPa)는 복합필름의 탄성계수이고, EB(GPa)는 기재필름의 탄성계수로서, 탄성계수의 단위 GPa는 109N/m2을 나타내며, FAD(gf/10mm)는 복합필름의 기재필름과 접착제의 계면밀착력을 나타낸다.In Equation (1), (2), E (GPa) is the elastic modulus of the composite film, E B (GPa) is the elastic modulus of the base film, the unit GPa of the elastic modulus is 10 9 N / m 2 , F AD (gf / 10 mm) represents the interfacial adhesion between the base film of the composite film and the adhesive.
본 발명에서 복합필름은 기재필름 양면에 접착제를 도포한후 건조공정을 거쳐 제조된다. 기재필름의 표면에 접착제를 코팅하고 건조한 후에 이면에 접착제를 코팅하고 건조하는 방법이 있고, 양면에 동시에 혹은 순차적으로 접착제를 코팅한 후에 건조하는 방법이 있으며, 또한 양면에 상이한 접착제를 적용할 수도 있다. In the present invention, the composite film is manufactured through a drying process after applying the adhesive on both sides of the base film. There is a method of coating and drying the adhesive on the surface of the base film and then drying and coating the adhesive on the back side, there is a method of coating the adhesive on both sides simultaneously or sequentially and then drying, and also different adhesives may be applied to both sides. .
본 발명에서 사용되는 기재필름으로는 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리설폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아크릴레이트 및 폴리이서설폰으로 이루어진 군에서 선택된 단독 혹은 이들을 혼합하여 제조된 내열성 엔지니어링 플라스틱 필름들이 적합하며, 바람직한 두께는 10∼150㎛ 정도이며, 더욱 바람직한 두께는 20∼100㎛의 범위이다. The base film used in the present invention is a heat-resistant engineering plastic prepared by mixing one or a combination of polyimide, polyamide, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyacrylate, and polyisulfone Films are suitable, with a preferred thickness being on the order of 10-150 μm, more preferably in the range of 20-100 μm.
본 발명의 복합필름은 반도체 패키지 제조시 300℃ 이상의 고온 공정에 사용되므로 기재필름은 유리전이 온도가 높고, 열팽창 계수가 낮은 것이 요구되며, 특히 유리전이온도는 250℃ 보다 높고, 열팽창계수(ASTM D-691-91)는 30ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다. Since the composite film of the present invention is used in a high temperature process of 300 ° C. or higher during the manufacture of a semiconductor package, the base film is required to have a high glass transition temperature and a low thermal expansion coefficient, in particular, a glass transition temperature higher than 250 ° C., and a thermal expansion coefficient (ASTM D). -691-91) is preferably 30 ppm / 占 폚 or less.
기재필름과 접착제 사이의 높은 접착력을 달성하기 위해서는 여러가지 방법을 사용할수 있다. 그 중에서 표면처리방법에는 알카리 처리, 실란 커플링 처리등의 화학적 처리와 샌드 블래스팅(Sand Blasting), 플라즈마(Plasma), 코로나(Corona) 처리등의 물리적 처리 방법이 있으며, 또한 사용되는 접착제와 기재필름에 따라서 표면 처리를 조합하여 복합적으로 적용하는 것이 가능하다. 이 중에서 플라즈마 처리방법과 샌드 블래스팅 방법이 접착력 향상 측면에서 가장 효과적인 방법이다. Various methods can be used to achieve high adhesion between the base film and the adhesive. Among them, surface treatment methods include chemical treatments such as alkali treatment, silane coupling treatment, and physical treatment methods such as sand blasting, plasma, corona treatment, and the like. Depending on the film, it is possible to apply a combination of surface treatments in combination. Among them, the plasma treatment method and the sand blasting method are the most effective methods in terms of improving adhesion.
한편, 기재필름을 제조시 기재필름의 표이면에 유리전이온도가 150∼300℃인 표이면층을 각각 0.1∼5㎛두께로 공압출하여 제조되는 공압출 기재필름을 사용하는 방법도 기재필름과 접착제의 접착력을 높일 수 있는 방법이다. 이때 표이면 층의 유리전이온도는 기재필름의 유리전이온도보다 적어도 30℃ 낮게 설계하는 것이 바람직하고 공압출 두께는 얇을 수록 바람직하다. 마지막으로 기재필름과 접착제 사이에 프라이머(Primer) 코팅을 하여 기재필름과 접착제 사이의 접착력을 향상시키는 방법도 있다. 유리전이온도가 200℃이하인 프라이머(Primer)를 1㎛이하, 더 바람직하게는 0.2㎛이하로 기재필름 양면에 미리 코팅한 후에 접착제를 코팅하는 방법이 있다. 이때의 프라이머는 접착제보다 유리전이온도가 낮아야 하는데 50℃ 이하인 것이 바람직하다. 이외에도 접착제를 코팅후 건조온도를 조절하거나 혹은 용매의 적절한 선정과 배합으로도 밀착력을 향상시킬수 있다.On the other hand, a method of using a coextruded base film prepared by co-extrusion of a back surface layer having a glass transition temperature of 150 to 300 ° C. with a thickness of 0.1 to 5 μm on the back surface of the base film when the base film is prepared, It is a method to increase the adhesive strength of the adhesive. In this case, the glass transition temperature of the layer is preferably at least 30 ° C lower than the glass transition temperature of the base film, and the thinner the coextrusion thickness, the better. Finally, there is also a method of improving the adhesion between the base film and the adhesive by applying a primer (Primer) coating between the base film and the adhesive. A primer having a glass transition temperature of 200 ° C. or less may be coated with an adhesive after preliminary coating on both sides of the base film to 1 μm or less, more preferably 0.2 μm or less. The primer at this time should have a lower glass transition temperature than the adhesive, but preferably 50 ° C. or less. In addition, the adhesion can be improved by adjusting the drying temperature after coating the adhesive or by selecting and blending the solvent appropriately.
본 발명에 사용되는 접착제는 내열성의 열가소성 수지를 주성분으로하고 유리전이 온도는 135℃에서 250℃사이인 것이 적합하며, 상기 열가소성 수지로는 중량 평균 분자량이 15,000이상이고 100,000이하인 폴리이미드계나 폴리아마이드계 접착제가 적합하다. 여기서 폴리이미드는 단지 일반적인 폴리이미드뿐만 아니라 폴리아마이드이미드, 폴리에스터이미드, 폴리이서이미드와 같은 이미드 본드를 갖고 있는 수지도 포함한다. The adhesive used in the present invention is a heat-resistant thermoplastic resin as a main component and the glass transition temperature is suitable between 135 ℃ to 250 ℃, the thermoplastic resin having a weight average molecular weight of 15,000 or more, polyimide-based or polyamide-based less than 100,000 Adhesive is suitable. The polyimide here includes not only general polyimide but also resins having imide bonds such as polyamideimide, polyesterimide, polyimideim.
내열 접착제의 유리전이온도가 135℃보다 낮은 경우에는 와이어 접착 공정중에 내부 리드가 움직이는 등의 문제가 발생하며 유리전이온도가 250℃보다 큰 경우에는 리드 또는 칩의 고온 접착 공정중의 접착온도가 너무 높아지고, 접착시간이 너무 길어지는 등의 문제가 발생한다. 한편 접착제가 열가소성인 경우, 접착제의 중량평균 분자량이 15,000미만인 경우에는 펀칭시 접착제가 펀칭기를 심각하게 오염시키는 단점이 있으며, 분자량이 100,000을 초과하는 경우에는 코팅시 점도가 상승하는 등의 문제가 발생된다.If the glass transition temperature of the heat-resistant adhesive is lower than 135 ° C, problems such as the internal lead move during the wire bonding process occur. If the glass transition temperature is higher than 250 ° C, the adhesion temperature during the high temperature bonding process of the lead or chip is too high. It becomes high and the problem of adhesion time becoming too long arises. On the other hand, when the adhesive is thermoplastic, when the weight average molecular weight of the adhesive is less than 15,000, the adhesive seriously contaminates the punching machine during punching, and when the molecular weight exceeds 100,000, problems such as an increase in viscosity during coating occur. do.
본 발명의 접착제는 유기, 무기 입자를 첨가하여 탄성계수를 조절할수 있는데 특히 무기입자와 내열성 접착제와의 결합력을 향상시키기 위하여 커플링제를 첨가할수 있다. 커플링(Coupling)제로는 비닐트리메톡시실란(vinyltrimetoxysilane), 비닐트리에톡시실란(vinyltrietoxysilane), 감마-메타아크릴옥시 프로필트리메톡시 실란(γ-methacryloxy-propyltrimethoxysilane)등 실란 커플링제와 타이타나이트(titanate), 알루니늄 킬레이트(aluminum chelate) 지르코늄알루미네이트(zircoaluminate)등이 사용될 수 있다. 접착제 용액은 주성분이 열가소성 수지인 접착제를 유기용매에 용해하여 제조한다. 또한 접착제 용액은 코팅 공정 후, 열처리 등에 의해 내열성 접착제로 변화되는 내열성 접착제의 전구체 구조가 될수도 있다. 예를 들면 폴리이미드의 전구체인 폴리아마이드산은 열처리에 의해 폴리이미드로 전환된다. 한편, 코팅성을 양호하게 하기 위하여 계면활성제를 소량 투입하면 코팅 면상을 양호하게 제조할 수 있을 뿐만아니라 기재필름과의 젖음성(Wetting property)을 향상시켜 기재필름과 접착제 사이의 밀착력을 향상시킬수 있다.The adhesive of the present invention may adjust the modulus of elasticity by adding organic and inorganic particles, and in particular, a coupling agent may be added to improve the bonding strength between the inorganic particles and the heat resistant adhesive. Coupling agents include silane coupling agents such as vinyltrimethoxyoxy, vinyltriethoxysilane, gamma-methacryloxy-propyltrimethoxysilane, and titanite. (titanate), aluminum chelate (zircoaluminate) and the like can be used. The adhesive solution is prepared by dissolving an adhesive whose main component is a thermoplastic resin in an organic solvent. In addition, the adhesive solution may be a precursor structure of the heat resistant adhesive that is changed into a heat resistant adhesive by a heat treatment or the like after the coating process. For example, polyamide acid, a precursor of polyimide, is converted to polyimide by heat treatment. On the other hand, if a small amount of the surfactant is added in order to improve the coating property can not only produce a good coating surface, but also improve the wettability (Wetting property) with the base film to improve the adhesion between the base film and the adhesive.
기재필름에 접착제 용액을 코팅할 때에는 콤마(Comma) 형태, 리버스(Reverse) 형태, 다이(Die) 형태의 코터(Coater)가 사용될 수 있다. 이 중에서 다이형태의 코터가 외부 이물 및 버블(Bubble) 발생 억제등의 측면에서 가장 선호된다. 코팅후 폴리이미드 접착용액을 건조하는 건조부의 형태는 필름의 한면 또는 양면을 코팅함에 있어서 일반적으로 필름을 롤에 싣고 필름을 이동하는 롤이송(Roll Carrier) 형태가 사용된다. 또한 양면에 코팅을 할 경우에는, 필름이 롤등에 접촉되지 않고 이송되는 플로팅 이송(Floating Carrier) 형태가 사용된다. 코팅 공정에서 표면과 이면에 동시 혹은 순차적으로 양면에 접착제를 코팅하고 건조하는 방법이 생산성 및 공정성의 측면에서 유리한 방법이지만, 플로팅 방법을 사용해야 하므로 초기 건조시 건조온도 및 풍량을 면밀히 검토하여 최적화하여야 한다. When the adhesive solution is coated on the base film, a comma, reverse, or die coater may be used. Among these, the die-shaped coater is most preferred in terms of suppressing foreign particles and bubble generation. In the form of a drying unit for drying the polyimide adhesive solution after coating, a roll carrier form in which a film is placed on a roll and the film is moved is generally used to coat one or both sides of the film. In addition, in the case of coating on both sides, a floating carrier form in which the film is conveyed without contacting a roll or the like is used. In the coating process, the method of coating and drying the adhesive on both sides of the surface and the back side simultaneously or sequentially is an advantageous method in terms of productivity and processability.However, since the floating method must be used, the drying temperature and air volume during the initial drying should be carefully examined and optimized. .
접착제 용액을 기재필름에 코팅한 후에 접착제 용액의 용제를 제거하기 위해서 50∼250℃사이에서 3∼20분의 시간동안 서서히 건조시켜야 한다. 만일 급속히 가열할 경우 접착제 층에 발생한 기포로 인하여 리드프레임과 접착시 접착불량이 발생하여 반도체의 신뢰성이 악화된다. 따라서 기재필름에 도포된 접착제의 용매중 90%가 건조되기 까지 건조온도를 최대한 서서히 승온시켜 기포가 없은 안정한 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다. After the adhesive solution is coated on the base film, the adhesive solution should be slowly dried for a period of 3 to 20 minutes between 50 to 250 ° C. in order to remove the solvent. If heated rapidly, bubbles generated in the adhesive layer may cause poor adhesion during adhesion with the lead frame, thereby deteriorating the reliability of the semiconductor. Therefore, it is preferable to form a stable coating layer free of bubbles by raising the drying temperature as slowly as possible until 90% of the solvent of the adhesive applied to the base film is dried.
기재필름에 형성된 접착층의 두께는 한쪽 층의 두께가 5∼50㎛범위가 바람직한데, 접착제의 두께가 5㎛미만인 경우 리드프레임과의 접착시 접착력이 낮은 리드가 발생하는 경우가 있다.The thickness of the adhesive layer formed on the base film is preferably in the range of 5 to 50㎛ thickness of one layer, if the thickness of the adhesive is less than 5㎛ may lead to a low adhesion when bonding with the lead frame.
본 발명의 리드프레임은 본발명에서 개발된 복합 필름을 펀칭하여 리드프레임에 부착시킨 복합 필름과 리드프레임으로 구성된다. 리드프레임은 어떤 형태의 구조로도 구성될수 있으며, 전형적인 형태는 내부 리드 부분이 칩에 부착되고, 외부 리드 부분은 외부 회로에 연결되고, 복합 필름은 미리 정해진 위치에 부착된 형태이다. 복합 필름이 부착된 리드프레임은 복합 필름을 리드프레임에 접착시킴으로서 제조되며, 이와 같이 본 발명에 따른 복합필름이 부착된 리드프레임을 이용하여 제조된 반도체 패키지는 우수한 신뢰성을 갖는다.The lead frame of the present invention consists of a composite film and lead frame attached to the lead frame by punching the composite film developed in the present invention. The leadframe may be of any type of construction, with typical shapes in which an inner lead portion is attached to a chip, an outer lead portion is connected to an external circuit, and a composite film is attached to a predetermined position. The lead frame to which the composite film is attached is manufactured by bonding the composite film to the lead frame. Thus, the semiconductor package manufactured using the lead frame to which the composite film is attached according to the present invention has excellent reliability.
예를들면, 복합 필름의 한쪽 접착층을 리드프레임에 부착시키는 공정을 효율적으로 하기위해 리드프레임 스트립에 펀칭기로 연속적으로 0.5내지 70MPa의 압력과 0.2내지 3초 정도의 시간 조건으로 미리 정해진 리드 프레임 위치에 복합 필름을 부착시킨다. 또한 칩의 형태, 리드프레임에 부착되는 칩의 위치, 리드프레임의 형태 등에 따라서 펀칭으로 절단되는 복합 필름의 형태는 다양하다. 복합필름 펀칭시 리드프레임은 200내지 500℃정도로 가열된다. For example, to facilitate the process of attaching one adhesive layer of the composite film to the leadframe, a punching machine is applied to the leadframe strip continuously at a predetermined lead frame position at a pressure of 0.5 to 70 MPa and a time of 0.2 to 3 seconds. The composite film is attached. In addition, according to the shape of the chip, the position of the chip attached to the lead frame, the shape of the lead frame, etc., the shape of the composite film cut by punching is various. When punching the composite film, the lead frame is heated to about 200 to 500 ° C.
이와 같이 펀청시 발생하는 버어와 이물을 와이어 본딩 공정에 문제를 야기시키는데, 본 발명에 따른 관계식을 만족시키는 탄성계수 및 계면밀착력을 지닌 복합필름, 기재필름 및 접착제를 사용하는 경우 상기와 같은 버어와 이물의 발생을 억제시킬수 있는 것을 실험적으로 확인하였다.As such, the burrs and foreign matters generated during punching cause problems in the wire bonding process. When using the composite film, the base film, and the adhesive having elastic modulus and interfacial adhesion to satisfy the relation according to the present invention, such burrs and It was confirmed experimentally that the generation of foreign bodies can be suppressed.
이하에서 실시예 및 비교실시예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 하기 실시예 및 비교실시예에 언급된 특성치 중에서 유리전이온도는 JIS K 7121 평가법에 의해 측정된 값이며, 탄성계수는 ASTM D 882에 의해 상온(25℃)에서 측정된 값이며, 계면밀착력은 180℃박리(PEEL)실험(측정온도: 25℃, 박리속도: 50mm/min)에 의해 측정된 값이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto. And, among the characteristic values mentioned in the following Examples and Comparative Examples, the glass transition temperature is a value measured by JIS K 7121 evaluation method, the elastic modulus is a value measured at room temperature (25 ℃) by ASTM D 882, the interfacial adhesion Is the value measured by 180 degreeC peeling (PEEL) experiment (measurement temperature: 25 degreeC, peeling rate: 50mm / min).
[실시예 1]Example 1
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 12ppm/℃, 연부테어링 저항값이 77kgf/20mm인 75㎛의 폴리이미드 필름에 플라즈마 처리를 한후 유리전이온도가 205℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 50,000, Mw/Mn=2.1)를 15.0㎛ 두께로 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 105.0㎛이고, 기재필름 대비 복합필름의 탄성계수의 비율이 0.80이고, 계면밀착력이 620gf/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 380℃로 가열된 니켈 알로이 42 리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 10MPa압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되지 않았다. A polyimide adhesive having a glass transition temperature of 205 ° C. after plasma treatment of a 75 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or higher, a thermal expansion coefficient of 12 ppm / ° C., and a soft tear resistance of 77 kgf / 20 mm. The average molecular weight of 50,000, Mw / Mn = 2.1) is applied to both sides with a thickness of 15.0㎛, dried to a total thickness of 105.0㎛, the ratio of the elastic modulus of the composite film to the base film is 0.80, the interfacial adhesion is 620gf / 10mm Composite film was prepared. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 380 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed no burrs and foreign objects.
[비교실시예 1] Comparative Example 1
유리전이온도가 300℃ 이상이고 열팽창계수가 12ppm/℃, 연부테어링 저항값이 77kgf/20mm인 75㎛의 폴리이미드 필름을 플라즈마 처리를 하지 않고 실시예 1과 동일한 방법으로 복합필름을 제조하여 기재필름 대비 복합필름의 탄성계수의 비율이 0.80 이고 복합필름의 계면밀착력이 420gf/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 상기 실시예1과 같은 방법으로 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되었다. A composite film was prepared in the same manner as in Example 1 without performing plasma treatment on a 75 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or higher, a thermal expansion coefficient of 12 ppm / ° C., and a soft edge resistance of 77 kgf / 20 mm. A composite film was prepared in which the ratio of the elastic modulus of the composite film to the film was 0.80 and the interfacial adhesion of the composite film was 420 gf / 10 mm. In the same manner as in Example 1, the composite film was prepared with a lead frame to which the composite film was attached. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed burrs and foreign objects.
[실시예 2]Example 2
유리전이온도가 300℃ 이상, 열팽창계수가 12 ppm/℃, 연부테어링 저항값이 44kgf/20mm인 50㎛의 폴리이미드 필름을 코로나를 처리한 직후 유리전이온도가 157℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 50,000, Mw/Mn=2.1)를 15.0㎛ 두께로 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 80㎛이고 복합필름의 탄성계수 비가 0.75이고 복합필름의 계면 밀착력이 535gf/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 380℃로 가열된 니켈 알로이 42리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 아래에 있는 리드프레임의 리드와 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물을 발견할수가 없었다. Polyimide adhesive having a glass transition temperature of 157 ° C immediately after corona treatment of a 50 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or more, a thermal expansion coefficient of 12 ppm / ° C., and a soft tear resistance value of 44 kgf / 20 mm. A weight average molecular weight of 50,000, Mw / Mn = 2.1) was applied on both sides with a thickness of 15.0 μm and dried to obtain a composite film having a total thickness of 80 μm, an elastic modulus ratio of 0.75, and an interfacial adhesion of the composite film of 535 gf / 10 mm. Prepared. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 380 ° C., and the composite film was punched with a punching machine, and then pressed with a lead of the lead frame below at a pressure of 10 MPa for 0.6 seconds to prepare a lead frame having a composite film. . Observation of the edge of the punched composite film under a microscope showed no burrs and foreign objects.
[비교실시예 2]Comparative Example 2
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 12ppm/℃, 연부테어링 저항값이 47kgf/20mm인 50㎛의 폴리이미드 필름에 유리전이온도가 205℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 50,000, Mw/Mn=2.1)를 15.0㎛ 두께로 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 80㎛이고 탄성계수비가 0.77이고 계면밀착력이 450gf/10mm인 복합 필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 380℃로 가열된 니켈 알로이 42리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 10MPa압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되었다.A polyimide adhesive having a glass transition temperature of 205 ° C. on a 50 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or higher, a thermal expansion coefficient of 12 ppm / ° C., and a soft tear resistance of 47 kgf / 20 mm (weight average molecular weight of 50,000 , Mw / Mn = 2.1) was applied on both sides with a thickness of 15.0 μm and dried to prepare a composite film having a total thickness of 80 μm, an elastic modulus ratio of 0.77, and an interface adhesion of 450 gf / 10 mm. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 380 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed burrs and foreign objects.
[실시예 3]Example 3
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 10 ppm/℃ 이하, 연부테어링 저항값이 40kgf/20mm인 50㎛의 폴리이미드 필름에 유리전이온도가 155℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 35,000, Mw/Mn=2.1)를 25.0㎛ 두께로 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 100 ㎛이고 탄성계수비가 0.57이고 계면밀착력이 610gf/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 320℃로 가열된 니켈 알로이 42 리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되지 않았다. A polyimide adhesive having a glass transition temperature of 155 ° C. on a 50 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or more, a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less and a soft tear resistance of 40 kgf / 20 mm (weight average molecular weight This 35,000, Mw / Mn = 2.1) was applied to both sides with a thickness of 25.0㎛ and dried to prepare a composite film having a total thickness of 100㎛, an elastic modulus ratio of 0.57 and an interfacial adhesion of 610gf / 10mm. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 320 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed no burrs and foreign objects.
[비교실시예 3]Comparative Example 3
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 10 ppm/℃ 이하, 연부테어링 저항값이 55kgf/20mm인 50㎛의 폴리이미드 필름에 유리전이온도가 155℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 35,000, Mw/Mn=2.1)를 25.0㎛ 두께로 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 100㎛이고 탄성계수비가 0.45이고 계면밀착력이 650gf/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 400℃로 가열된 니켈 알로이 42 리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한 후 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되지 않았다. A polyimide adhesive having a glass transition temperature of 155 ° C. on a 50 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or higher, a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or lower, and a soft tear resistance of 55 kgf / 20 mm (weight average molecular weight This 35,000, Mw / Mn = 2.1) was applied to both sides with a thickness of 25.0㎛ and dried to prepare a composite film having a total thickness of 100㎛, elastic modulus ratio 0.45 and interfacial adhesion of 650gf / 10mm. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 400 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed no burrs and foreign objects.
[비교실시예 4]Comparative Example 4
유리전이온도가 300℃이상이고, 열팽창계수가 10 ppm/℃ 이하, 연부테어링 저항값이 40kgf/20mm인 50㎛의 폴리이미드 필름에 유리전이온도가 155℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 50,000, Mw/Mn=2.1)를 25.0㎛ 두께로 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 100㎛이고 탄성계수비가 0.57이고 계면밀착력이 510gf/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 320℃로 가열된 니켈 알로이 42 리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한 후 아래에 있는 리드프레임의 리드와 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되었다..A polyimide adhesive having a glass transition temperature of 155 ° C. on a 50 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or more, a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less and a soft tear resistance of 40 kgf / 20 mm (weight average molecular weight This 50,000, Mw / Mn = 2.1) was applied to both sides with a thickness of 25.0㎛ and dried to prepare a composite film having a total thickness of 100㎛, an elastic modulus ratio of 0.57 and an interfacial adhesion of 510gf / 10mm. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 320 ° C., and the composite film was punched with a punching machine, and then pressed with a lead of the lead frame below at a pressure of 10 MPa for 0.6 seconds to prepare a lead film having a composite film. . Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed burrs and foreign objects.
[실시예 4]Example 4
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 10 ppm/℃이하, 연부테어링 저항값이 15kgf/20mm인 25㎛의 폴리이미드 필름의 양면에 유리전이온도가 155℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 35,000, Mw/Mn=2.5)를 15.0㎛씩 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 55.0㎛이고 탄성계수비가 0.55이고 계면밀착력이 625g/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 300℃로 가열된 니켈 알로이 42 리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되지 않았다.Polyimide adhesive having a glass transition temperature of 155 ° C on both sides of a 25 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or more, a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less and a soft tear resistance of 15 kgf / 20 mm. An average molecular weight of 35,000, Mw / Mn = 2.5) was applied to both sides by 15.0㎛ and dried to prepare a composite film having a total thickness of 55.0㎛, an elastic modulus ratio of 0.55 and an interfacial adhesion of 625g / 10mm. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 300 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed no burrs and foreign objects.
[비교실시예 5]Comparative Example 5
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 10 ppm/℃이하, 연부테어링 저항값이 27kgf/20mm인 25㎛의 폴리이미드 필름에 유리전이온도가 155℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 35,000, Mw/Mn=2.5)를 15.0㎛ 씩 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 55.0㎛이고 탄성계수비가 0.52이고 계면밀착력이 500g/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 380℃로 가열된 니켈 알로이 42리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발생되었다.A polyimide adhesive having a glass transition temperature of 155 ° C. on a 25 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or more, a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less, and a soft tear resistance of 27 kgf / 20 mm (weight average molecular weight This 35,000, Mw / Mn = 2.5) was applied to both sides by 15.0㎛ and dried to prepare a composite film having a total thickness of 55.0㎛, an elastic modulus ratio of 0.52 and an interfacial adhesion of 500g / 10mm. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 380 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edges of the punched composite film under a microscope resulted in burrs and foreign objects.
[실시예 5]Example 5
유리전이온도가 300℃ 이상이고, 열팽창계수가 10ppm/℃이하, 연부테어링 저항값이 27kgf/20mm인 25㎛의 폴리이미드 필름의 양면에 유리전이온도가 125℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 35,000, Mw/Mn=2.5)를 양면에 0.1㎛씩 코팅한후, 유리전이온도가 155℃인 폴리이미드계 접착제(중량평균분자량이 35,000, Mw/Mn=2.5)를 15.0㎛ 씩 양면에 도포하고 건조하여 총 두께가 55.2 ㎛이고 탄성계수비가 0.52이고 계면밀착력이 700g/10mm인 복합필름을 제조하였다. 상기 복합필름을 300℃로 가열된 니켈 알로이 42리드프레임위에 두고 펀칭기로 복합필름을 펀칭한후 10MPa 압력으로 0.6초간 압착하여, 복합필름이 부착된 리드프레임을 제조하였다. 펀칭된 복합필름의 가장자리면을 현미경으로 관찰한 결과 버어와 이물이 발견되지 않았다.Polyimide adhesive having a glass transition temperature of 125 ° C on both sides of a 25 μm polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or more, a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less and a soft tear resistance of 27 kgf / 20 mm (weight average Molecular weight of 35,000, Mw / Mn = 2.5) was coated on each side by 0.1㎛, and polyimide adhesive (weight average molecular weight 35,000, Mw / Mn = 2.5) with glass transition temperature of 155 ℃ was applied on both sides by 15.0㎛. After coating and drying, a composite film having a total thickness of 55.2 μm, an elastic modulus ratio of 0.52, and an interface adhesion of 700 g / 10 mm was prepared. The composite film was placed on a nickel alloy 42 lead frame heated to 300 ° C., and the composite film was punched with a punching machine and pressed for 10 seconds at a pressure of 10 MPa to prepare a lead frame having a composite film. Observation of the edge of the punched composite film under a microscope revealed no burrs and foreign objects.
상기 실시예 및 비교예들의 특성을 하기 표 1에 나타내었다.The properties of the Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
상기 실시예 및 비교실시예에서도 확인되듯이 본 발명을 만족하는 복합필름은 리드프레임상에서 펀칭시 버어나 이물이 발생되지 않고 또한 계면박리가 일어나기 않으며, 따라서 높은 신뢰성을 지닌 복합필름 부착 리드프레임을 제공할 수 있는 유용성을 지닌다.As can be seen from the above examples and comparative examples, the composite film satisfying the present invention does not generate burrs or foreign matters when punching on the lead frame and does not cause interfacial peeling, thus providing a lead frame with a composite film having high reliability. It has the usefulness to do it.
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