KR100526624B1 - 반도체 장치용 접착테이프 - Google Patents

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Abstract

절연성필름과, 상기 절연성필름의 적어도 한쪽면에 설치된 열경화성 접착제층을 갖는 반도체 장치용 접착테이프로서, 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와, 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율의 곱(積)이 0.25MPa/μm보다 크면, 뛰어난 와이어 본딩성을 얻을 수 있다. 또, 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와, 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율의 곱이 1MPa/μm보다 크면, 반도체 장치용 접착테이프는 더 양호한 와이어 본딩성을 나타낸다.

Description

반도체 장치용 접착테이프{Adhesive tape for semiconductor apparatus}
본 발명은 반도체 디바이스의 조립공정에 이용되며, 디바이스의 고밀도 실장에 적합한 TAB(Tape Automated Bonding)방식에 이용하는 TAB용 테이프와 BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Scale Package) 등의 인터포저에 최적인 TCP(Tape Carrier Package)용 테이프와, 리드 플레임 고정용 테이프와 리드 플리임과 필름 캐리어 테이프를 와이어 본딩에 의해 접속하는 방식 등에 이용하는 반도체 장치용 접착테이프에 관한 것으로, 특히 면실장형(面實裝型) 반도체 장치에 최적인 반도체 장치용 접착테이프에 관한 것이다.
최근, 소형이고 박형이며 경량의 실장밀도가 높은 반도체 장치에 대한 요구가 높아지고 있고, 전자부품의 중핵을 구성하고 있는 다수의 핀을 갖는 IC(반도체 집적회로)패키지는 종래의 주변 접속형에서 지역 접속형의 BGA, CSP라 불리는 고밀도 실장가능한 IC패키지로 바뀌고 있다.
BGA 및 CSP는, 패키지의 뒷면에 면격자형의 납땜볼을 외부접속단자로서 설치하고 있다. IC는 재배선 등을 위한 회로기판(이하, 재배선 기판이라 한다)에 실장되어 IC패키지(BGA, CSP)가 되고, 마더보드인 경질 프린트기판 등에 장착된다.
BGA는 재배선기판의 종류에 따라, 플라스틱 BGA(P-BGA), 테이프 BGA(T-BGA)로 크게 나눌 수 있다. T-BGA 중에는 종래의 TAB의 ILB(Inner Lead Bonding)를 이용한 방식에 의한 타입, 와이어 본딩방식에 의한 타입이 있으며, 후자는 특히 화인피치 BGA(FBGA) 혹은 테이프 CSP(T-CSP)라 불리고 있다.
종래, 상기 BGA에서 재배선기판으로서는 글래스에폭시기판 등의 경질기판이 주를 이루었지만, 최근에는 휴대전화 등의 보급과 함께 경량, 박형화에 대한 요구가 높아지고, 또한, 일반적으로 경질기판보다도 고밀도의 배선을 제작하기 쉬우므로, 테이프기판이 주류를 이루고 있으며, 이 테이프기판을 이용한 T-BGA(TCP 타입, 및 와이어 본딩방식에 의한 타입의 FBGA 혹은 T-CSP)가 많이 채용되고 있다. 특히, T-CSP는, 종래의 T-BGA의 팬 아웃 방식에서 팬 인 방식으로 함으로써, 소형화되고 실장면적의 협소화가 실현되어 금후 더욱 더 확대될 것으로 기대되고 있다.
상술한 바와 같은, 이들 TAB방식의 패키지(TCP), FBGA에 이용되고 있는 기판으로는, 폴리이미드필름에 접착제를 통해 금속박을 적층한 것이 사용되고 있다. 그리고, 여기에서 이용되는 접착제에는 가요성과 접착성이 요구되고 있다.
또, 와이어본딩 방식의 T-CSP에 관해서는, 본딩시에 테이프 기판상에 설치한 IC칩상의 알루미늄 전극부와, TAB 테이프 기판상의 전극배선부(패드부)를 금와이어 등으로 접속할 때에, 고온과 본딩 툴로부터의 압력이 가해지기 때문에, 접착제에는 고온에서의 경도가 요구되고 있다. 즉, 테이프기판이 양호한 와이어본딩성을 갖기 위해서는, 접착제에는 고온에서 어느 정도의 경도가 요구되고 있다.
또, 테이프기판은 패키지용 기판이므로, 일반적인 리플로우 등의 실장성이나 구리 마이그레이션 등의 절연성 신뢰성, 그 외의 신뢰성이 필요하다.
종래, 상기 접착제로서는, 열경화성 수지를 함유한 에폭시 수지/NBR(아크릴로니트릴브타디엔 공중합체)계 접착제(일본 특허공개 평6-181227호 공보(제2-5페이지))와 실리콘계 접착제가 사용되어 왔다. 그 중에서도 에폭시수지/NBR계의 접착제는 저코스트, 사용용이성 등 때문에 상기 기판에 한정되지 않고 범용적으로 사용되고 있다. 그러나, 에폭시수지/NBR계 접착제를 이용한 테이프기판은 와이어 본딩시에 NBR의 부드러움 때문에 패드부가 가라앉고, 와이어가 패드부에 부착되지 않는 등, 와이어 본딩성에 문제가 있었다. 또, 장시간의 온도변화나 고온고습도하에서 내리플로우성, 와이어 본딩성 및 절연성에 문제가 있었다. 이것은 NBR이 디엔화합물을 출발원료로 하고 있기 때문에, 장시간 고온에 노출되면 주쇄에 포함되는 이중결합이 산화에 의해 개열되어, 차츰 탄성을 잃어버려 응력완화효과가 없어져서, 납땜볼부에서의 접속신뢰성 등에 문제가 발생하기 때문이다. 또, 배선기판의 화인피치화가 진행되면, 고온고습하에서 NBR의 아크릴로니트릴기에 의한 구리이온의 유인 등 때문에 구리마이그레이션의 문제가 발생했다.
본 발명의 목적은 종래의 접착제가 갖고 있었던 문제점이 해결된, 즉, 와이어 본딩성이 뛰어난 반도체 장치용 접착테이프를 제공하는 것이다.
종래, 반도체 장치용 접착테이프의 와이어 본딩성은, 접착제의 저장탄성율에 의해서만 결정된다고 생각되었다. 접착제의 두께도 일반적인 두께가 규정되어 있지만, 이것은 와이어 본딩성을 고려한 설정은 아니었다.
본 발명자들의 예의검토결과, 저장탄성율이나 손실탄성율이 낮아도 접착제의 두께를 얇게 함으로써 반도체 장치용 접착 테이프의 와이어 본딩성이 향상되는 것을 알았다.
즉, 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프는, 절연성필름과 상기 절연성 필름의 적어도 한쪽면에 설치된 열경화성 접착제층을 갖는 반도체 장치용 접착테이프로서, 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율의 곱이 0.25MPa/μm보다 큰 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프에서는 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율의 곱이 1MPa/μm보다 큰 것이 바람직하다.
또, 상기 열경화성 접착제층은 폴리아미드수지를 함유하고, 상기 폴리아미드수지가 탄소수 36의 불포화지방산 이량체를 이용하여 얻은 것이 바람직하다.
또, 상기 탄소수 36의 불포화지방산 이량체는 리놀산을 이용하여 얻은 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
[반도체 장치용 접착테이프]
본 발명의 반도체 장치용 접착테이프는, 절연성 필름의 적어도 한쪽면에 열경화성 접착제층이 형성된 것으로, 열경화성 접착제층 두께(μm)의 역수와 경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율(MPa)의 합계(손실탄성율×1/두께)가 0.25MPa/μm 보다 큰 것이다.
[절연성필름]
본 발명의 절연성필름은 전기절연성을 갖는 필름이다. 절연성 필름으로는, 예를 들면 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르케톤 등의 필름을 사용할 수 있다. 그 중에서도 폴리이미드필름이 절연성과 내열성이 뛰어나므로 바람직하다. 폴리이미드필름은 시판되고 있으며, 토레이·듀퐁사의 상품명:카프톤, 우베흥산사의 상품명:유피렉스, 카네카화학공업사의 상품명:아피칼 등이 주로 사용된다.
절연성필름의 두께는 20μm~200μm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25μm~125μm이다. 절연성필름의 두께가 20μm미만인 경우 반도체 장치용 접착테이프의 경도부족에 의해 조작성이 나빠지고, 200μm보다 두꺼운 경우 소형의 반도체 장치를 얻기 어려워진다.
[열경화성 접착제층]
본 발명에서 열경화성 접착제층은 열에 의해 경화되는 성질을 갖는 접착제로 이루어지는 층이다.
그리고, 본 발명의 열경화성 접착제층은 그 두께(μm)의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율(MPa)과의 곱(손실탄성율×1/두께)이 0.25MPa/μm보다 큰 것을 특징으로 한다. 즉, 손실탄성율이 낮아도 접착제의 두께를 얇게함으로써, 와이어 본딩성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 와이어 본딩성은 접착제층의 손실탄성율과 접착제층 두께의 역수의 곱에 의해 결정된다. 더욱 바람직하게는 열경화성 접착제층 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율의 곱은 0.6MPa/μm 이상이다.
열경화성 접착제층의 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율의 곱이 0.25MPa/μm이하가 되면, 와이어 본딩공정시의 금와이어가 패드부에 부착되지 않거나, 또는 금와이어와 패드부가 충분히 접속되지 않기 때문에 와이어 본딩공정 후, 금와이어가 패드부로부터 벗겨지는 문제가 발생한다. 또한, 여기에서 말하는 열경화후란, 70℃정도의 저온으로부터 소정의 프로그램으로 온도를 가해 더욱 150~170℃에서 1~10시간정도 열처리된 것을 말한다. 이것을 실현하는 데에는 폴리아미드수지, 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지 등의 저분자량의 반응성 물질을 함유시키거나 페놀수지, 에폭시수지 등의 반응성 경화성물질을 함유시킴으로써 가능하다.
열경화성 접착제층의 두께는 회로용 동박의 요철면에의 접착제의 매립성이나 접착력을 고려하면 3 μm이상이 바람직하고, 그 때의 손실탄성율은 0.75MPa정도로 적당하다. 또, 열경화성 접착제층의 정적탄성율이 높은 경우에는, 접착제와 절연성필름의 열팽창이나 정적탄성율의 차이에 의해 컬 등의 현상이 발생하기 쉬운 것과, 패키지의 박막화를 고려하면, 열경화성 접착제층의 두께는 얇은 것이 바람직하다.
또, 열경화성 접착제층은 그 두께(μm)의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율(MPa)과의 곱(저장탄성율×1/두께)이 1MPa/μm 보다 큰 것이 바람직하다. 열경화성 접착제층의 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율의 곱이 1MPa/μm 이하가 되면 와이어 본딩공정시에 금와이어와 패드의 접속을 충분히 취하기 어렵다.
열경화성 접착제층 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율의 곱은 특히 3MPa/μm 보다 큰 것이 바람직하고, 10MPa/μm 보다 큰 것이 바람직하다. 이상을 달성하기 위해서는 폴리아미드수지와 페놀수지 등의 가교점간 분자량이 작은, 상온에서 탄성율이 높은 수지를 열경화성 접착제층에 함유시킴으로써 가능하다.
여기에서, 손실탄성율 및 저장탄성율은 DMA(Dynamic Mechanical Analyzer)에 의해 측정할 수 있다 손실탄성율 및 저장탄성율의 측정조건 등에 관해서는 실시예에서 설명한다.
[접착제층용 재료]
열경화성 접착제층에 이용되는 접착제층용 재료는 열에 의해 경화하는 성질을 갖는 접착제로, 이러한 재료로서는 폴리아미드수지 및 경화성수지를 함유하는 것을 들 수 있다.
[폴리아미드수지]
폴리아미드수지는 바람직하게는 탄소수 4 이상의 지방족 디아민과 불포화지방산 이량체의 축합에 의해 합성된 것이다. 이 경우의 탄소수 4이상의 지방족 디아민의 구체예로는 부틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 옥사메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소수 4~18의 지방족 디아민이 바람직하고, 탄소수 4~12의 지방족 디아민이 더욱 바람직하며, 탄소수 6~12의 지방족 디이민이 더더욱 바람직하다. 이렇게 종래의 에틸렌디아민보다 탄소수가 많은(긴 분자의) 지방족 디아민을 이용함으로써, 열경화성 접착제층은 고온시에도 높은 점도(점착성)를 나타내고, 또한 높은 접착력을 나타내므로 절연성필름과 양호한 밀착력을 얻을 수 있다. 또한, 폴리아미드수지를 포함하는 열경화성 접착제층은 습열시에도 뛰어난 높은 절연성을 얻을 수 있게 되고, 열수축성도 낮은 것이 된다.
불포화지방산 이량체로서는, 탄소수 35인 것이 가요성과 접속성, 저흡습성에 있어서 바람직하게 사용된다. 탄소수 36의 불포화지방산 이량체는 탄소수 18인 불포화지방산을 축합시키서 얻을 수 있다. 상기 탄소수 18의 불포화지방산으로서는 올레인산, 리놀산, 리놀렌산 등을 얻을 수 있다. 이 중에서도, 특히 리놀산이 상기 (손실탄성율×1/두께)를 0.25MPa/μm 보다 커지도록 조정하기 쉬우므로 바람직하고, 99.1~80질량%의 리놀산과, 0.1~20질량%의 올레인산 또는 리놀렌산으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 폴리아미드수지를 합성할 때, 탄소수 4이상의 지방졸 디아민과 불포화지방산 이량체 이외에 부성분으로 소량의 삼관능 이상의 산성분, 삼관능 이상의 아민성분을 이용하여 분지형태의 폴리아미드수지를 합성하는 것도 가능하다. 부성분인 삼관능 이상의 산성분(혹은 삼관능 이상의 아민성분)은 폴리아미드수지 중의 전체 산성분(혹은 전체 아민성분)의 20몰% 이내로 하는 것이 바람직하고, 10몰%이내가 더욱 바람직하다. 부성분이 20몰%를 넘으면, 경화후의 열경화성 접착제층의 가요성이 나빠진다.
폴리아미드수지의 질량평균 분자량은 용제에의 용해성 등에서 500~50000이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1000~20000이다. 질량평균 분자량은, 겔침투크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정된다. 또, 폴리아미드수지의 아민가는, 0.5~60이 바람직하고, 더욱 바람직하게는5~60이다. 아민가가 0.5미만인 경우는 전기절연성이 불량해지기 쉽고, 아민가가 60을 넘는 경우, 미반응인 아민기가 남아서 회로가 오염되기 쉬우므로, 본딩불량을 일으키는 등의 문제가 발생하기 쉽다. 또, 아민가가 다른 2종류의 폴리아미드수지를 이용하면, 경화한 열경화성 접착제층의 가요성을 용이하게 제어할 수 있으므로 바람직하다. 여기에서, 폴리아미드수지의 아민가는 폴리아민수지 1g을 톨루엔/n-부탄올혼합용액에 용해하고, 지시약으로 브롬크레졸그린의 0.1%메탄올용액을 이용하며, 적정액으로 0.1N 염산을 사용하여 이루어지고, 당량의 수산화칼륨의 mg으로 표시한다.
또, 폴리아미드수지의 아미드기 사이의 분자량(산과 디아민의 분자량을 합계하여 2로 나눈 것)은 250~400인 것이, 접착제의 상온에서의 응집력이 내려가서 평탄성이 확보되고, 그 결과 반도체용 접착테이프의 상온에서의 열경화성 접착제층에 의한 컬 없이 작업성을 향상시키기 때문에 바람직하다.
[경화성수지]
다음으로, 접착제층용 재료를 구성하는 경화성 수지에 관해 설명한다.
경화성 수지는 열경화성, 광경화성 등 경화성을 갖는 수지이면 사용가능하고, 그 중에서도 열경화성 수지, 특히 페놀수지, 에폭시수지, 이미드수지가 뛰어난 전기절연성 및 높은 내열성을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 페놀수지로는 알킬페놀수지, p-페닐페놀수지, 비스페놀A형 페놀수지 등의 노볼락페놀수지, 및 레졸페놀수지, 폴리페닐파라페놀수지 등을 들 수 있다. 특히, 레졸페놀수지는 높은 내열성을 얻을 수 있고, 후술하는 에폭시수지를 경화시키는 기능을 가지므로 바람직하다. 페놀수지는 열경화성 접착제층의 내열성을 얻기 위해 중요한 성분으로, 질량평균 분자량이 2000~50000, 바람직하게는 2000~15000, 더욱 바람직하게는 2000~8000인 것이 내열성을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 또, 페놀수지의 연화점은 151℃이상인 것이 내열성을 더욱 향상시키므로 바람직하다.
또, 에폭시수지로서는 에폭시기를 2개 이상 갖는 수지이면 사용가능하다. 구체적으로는 비스페놀A형, 비스페놀F형, 비스페놀S형 등의 비스페놀형 에폭시수지, 나프탈렌형 에폭시수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸 노볼락형 에폭시수지, 테트라글리시딜페놀알칸형 에폭시수지, 디글리시딜페놀프로판형 에폭시수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 트리히드록시페닐메탄형 에폭시수지 등의 이관능 또는 다관능 에폭시수지를 들 수 있고, 특히 내열성이 뛰어난 다관능 에폭시수지가 바람직하게 사용된다.
또, 이미드수지로서는 비스말레이미드계 수지 등이 바람직하게 사용된다.
또, 접착제층용 재료에는 상기 페놀수지, 에폭시수지, 이미드수지 이외의 경화성 수지성분을 병용하는 것도 가능하다. 또, 경화촉진제로 폴리아민, 산무수물, 이미다졸화합물을 함유해도 좋다. 또, 열경화성 접착제층에서는 폴리아미드수지의 함유량이 경화성수지를 포함한 수지성분 중에 20~80질량%인 것이 내열성과 내약품성에서 바람직하고, 30~70질량%이면 보다 바람직하다.
또, 열경화성 접착제층에는 폴리아미드수지와 경화성수지에 추가로 열가소성 수지를 포함시켜도 좋다. 열가소성 수지를 포함시킴으로써, 경화 후의 열경화성 접착제층에 가요성을 부여할 수 있다. 열가소성수지로서는 상기 폴리아미드수지의 조성과는 다른 폴리아미드수지(예를 들면, 탄소수 3이하인 지방족디아민을 축합성분으로 한 폴리아미드수지); 카르복실기 함유 아크릴로니트릴-부타디엔공중합체, 아민기 함유 아크릴로니트릴-부타디엔공중합체, 글리시딜기 함유 아크릴로니트릴-부타디엔공중합체 등의 아크릴로니트릴-부타디엔공중합체; 열가소성 폴리에스테르수지, 아크릴 고무, 스틸렌-부타디엔 공중합체 등을 들 수 있으며, 아미노기, 카르복실기, 수산기 등의 관능기를 가진 열가소성 수지이면 가요성의 제어가 더욱 용이해지므로 바람직하게 이용된다.
또, 열경화성 접착제층에는 평균 입경 1μm 이하의 충전제를 함유시켜도 좋다. 충전제로서는 실리카, 산화티탄, 알루미나, 질화규소, 탈크, 석영분, 산화마그네슘 등의 무기충전제, 폴리실록산수지, 폴리이미드수지, 페놀수지 등의 수지분말로 이루어지는 유기충전제중 어느 것이나 사용가능하고, 이들 절연성의 충전제가 바람직하게 사용된다. 충전제의 첨가량은 수지고형분 100질량부에 대해 30질량부까지의 범위에서 첨가할 수 있다.
[반도체 장치용 접착테이프의 제조]
본 발명의 반도체 장치용 접착테이프를 제작하는 데에는 상기한 접착제층용 재료를 유기용제로 용해, 혼합하여 액상의 수지조성물로 하고 상기 조성물을 도료로 하여 절연성 필름의 적어도 한쪽면에 도포, 적층, 건조하여 열경화성 접착제층을 형성한다. 열경화성 접착제층의 건조후 두께는 바람직하게는 3μm~150μm, 더욱 바람직하게는 8μm~20μm이다. 열경화성 접착제층은 건조하여 반경화상태로 해두는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 장치용 접착테이프의 제작시에는, 액상의 수지조성물을 절연성필름에 직접 도포가공해도 좋고, 박리성 필름 등의 임시 지지체에 도포가공하여 얻어진 접착시트를 절연성필름에 함께 붙여도 좋다.
액상의 수지조성물 조제에 바람직하게 이용되는 유기용제로는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 크실렌, 1,4-디옥산, 테트라히드로퓨란, 에탄올, 이소프로판올, 메틸셀로솔브 등을 들 수 있다. 이들 유기용제는 2종 이상을 병용하는 것도 가능하다.
또, 열경화성 접착제층의 표면에는 보호필름을 설치하는 것이 바람직하고, 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프의 사용시에는 이 보호필름을 벗겨서 사용한다. 보호필름으로는 폴리에틸렌텔레프탈레이트나 폴리올레핀 등의 필름을 사용할 수 있고, 실리콘 등으로 박리처리를 실시하여 박리성을 부여한 필름이 바람직하게 사용된다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.
[실시예 1]
박리처리를 실시한 두께 38μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트필름으로 이루어지는 보호필름의 한쪽면에 하기 조성의 접착제층 형성용 도료를 건조후의 두께가 12μm가 되도록 도포하고, 130℃에서 5분간 건조하여 접착필름을 제작했다.
이어서, 접착필름에 두께 75μm의 폴리이미드필름으로 이루어지는 절연성필름을 겹쳐서, 100℃, 1kg/cm2의 조건으로 가열압착하여 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다.
(접착제층 형성용 도료)
·90질량%의 리놀산 및 10질량%의 올레인산에서 얻어진 불포화지방산 이량체와 헥사메틸렌디아민을 축합성분으로 하는 폴리아미드수지(아민가 20, 질량평균 분자량 2800)을 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:64질량부
·나프탈렌형 에폭시수지(대일본 잉크화학공업사제, 상품명:에피클론HP7200)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:15질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM2400)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:6.5질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:ELS373Z)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:13질량부
·2-에틸-4-메틸이미다졸을 1질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:3질량부
[실시예 2]
접착제층 형성용 도료로서 하기 조성의 것을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 접착제층의 두께는 20μm이다.
(접착제층 형성용 도료)
·85질량%의 리놀산 및 15질량%의 올레인산에서 얻어진 불포화지방산 이량체와, 헥사메틸렌디아민을 축합성분으로 하는 폴리아미드수지(아민가50, 질량평균 분자량2300)를 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:47질량부
·80질량%의 리놀산 및 20질량%의 올레인산에서 얻어진 불포화지방산 이량체와, 헥사메틸렌디아민을 축합성분으로 하는 폴리아미드수지(아민가15, 질량평균 분자량8000)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:20질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM908A)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:33질량부
[실시예 3]
접착제층 형성용 도료로서 하기 조성의 것을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 접착제층의 두께는 12μm이다.
(접착제층 형성용 도료)
·80질량%의 리놀산 및 20질량%의 리놀렌산에서 얻어진 불포화지방산 이량체와, 헥사메틸렌디아민을 축합성분으로 하는 폴리아미드수지(아민가20, 질량평균 분자량2300)를 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:64질량부
·나프탈렌형 에폭시수지(대일본 잉크화학공업사제, 상품명:에피클론HP7200)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:15질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM2400)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:6.5질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:ELS373Z)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:13질량부
·2-에틸-4-메틸이미다졸을 1질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:3질량부
[실시예 4]
접착제층 형성용 도료로서 하기 조성의 것을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 접착제층의 두께는 8μm이다.
(접착제층 형성용 도료)
·폴리아미드수지(헨켈 재팬사제, 상품명:마크로멜트6238, 아민가 7, 질량평균 분자량8000)를 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:40질량부
·폴리이미드수지(질량평균 분자량40000)를 30질량% 혼합한 테트라하이드로퓨란용액:22질량부
·나프탈렌형 에폭시수지(대일본 잉크화학공업사제, 상품명:에피클론HP7200)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:20질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM2400)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:6.5 질량부
·2-에틸-4-메틸이미다졸을 1질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:5질량부
[실시예 5]
접착제층 형성용 도료로서 하기 조성의 것을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 접착제층의 두께는 3μm이다.
(접착제층 형성용 도료)
·폴리아미드수지(헨켈 재팬사제, 상품명:마크로멜트6900, 산가 2, 아민가 0.5, 질량평균 분자량55000)를 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:63질량부
·에폭시수지(유화쉘사제, 상품명:에피코트1001)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:20질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM2400)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:13질량부
·2-에틸-4-메틸이미다졸을 1질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:5질량부
[비교예 1]
접착제층 형성용 도료로서 하기 조성의 것을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교용의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 접착제층의 두께는 12μm이다.
(접착제층 형성용 도료)
·폴리아미드수지(아민가 7, 질량평균 분자량10000)를 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:40질량부
·폴리이미드수지(질량평균 분자량40000)를 30질량% 혼합한 테트라하이드로퓨란용액:22질량부
·나프탈렌형 에폭시수지(대일본 잉크화학공업사제, 상품명:에피클론HP7200)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:20질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM2400)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:6.5질량부
·2-에틸-4-메틸이미다졸을 1질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:5질량부
[비교예 2]
접착제층 형성용 도료로서 하기 조성인 것을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교용의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 접착제층의 두께는 12μm이다.
(접착제층 형성용 도료)
·폴리아미드수지(헨켈 재팬사제, 상품명:마크로멜트6900, 산가2, 아민가0.5, 질량평균 분자량55000)를 25질량% 혼합한 이소프로필알콜/톨루엔혼합용액:63질량부
·에폭시수지(유화쉘사제, 상품명:에피코트1001)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:20질량부
·노볼락페놀수지(쇼와 고분자사제, 상품명:CKM2400)를 50질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:13질량부
·2-에틸-4-메틸이미다졸을 1질량% 혼합한 메틸에틸케톤용액:5질량부
[비교예 3]
실시예 1과 동일하게 하여 비교용의 반도체 장치용 접착테이프를 제작했다. 또한, 접착제층의 두께는 100μm이다.
[열경화성 접착제층의 손실탄성율 및 저장탄성율]
실시예 1~5 및 비교예 1 ~ 3의 반도체 장치용 접착테이프의 보호필름을 박리한 후, 절연성 필름 및 열경화성 접착제층으로 이루어지는 적층체를 80℃로 가열하면서, 절연성필름에서 열경화성 접착제층을 박리했다. 다음으로, 열경화성 접착제층 단체를, 후술하는 시험체를 제작할 때에 열경화성 접착제층을 전해동박과 접착하여 가열시킨 조건에서 가열하여 경화시켰다. 열경화후의 열경화성 접착제층에 대해, 다음 DMA(Dynamic Mechanical Analyzer)를 이용하여 손실탄성율 및 저장탄성율을 측정하고, 그 200℃에서의 결과를 표 1 및 표 2에 도시했다. DMA로는 바이브론측정기(오리엔테크사제, RHEOVIBRON DDV-Ⅱ-EP)를 이용하고, 주파수 110Hz, 승온속도 3℃/min, 하중 5.0g에서 측정했다. 시료는 폭 0.5cm, 길이 3cm 및 두께는 도포한 접착제층의 두께이다.
[반도체 장치용 접착테이프의 평가]
(1) 시험체의 제작
실시예 1~5 및 비교예 1~3의 반도체 장치용 접착테이프의 보호필름을 박리하고, 열경화성 접착제층면에 약 18μm두께의 전해동박을 130℃, 1kg/cm2의 조건으로 붙여서 적층체로 했다. 그 후, 70℃에서 160℃까지 8시간 걸려서 등속승온시켜서 적층체를 가열하고, 170℃에서 6시간 더 가열하여 열경화성 접착제층을 경화시켰다. 이어서, 동박상에 포토레지스트막을 적층하고, 패턴노광, 에칭, 니켈도금, 금도금을 실시하고, 와이어 본딩용 본딩패드부를 형성했다. 이렇게 해서, 금도금의 두께가 0.5μm인 회로가 형성된 시험체를 얻었다.
(2) 특성의 평가
① 와이어 본딩성
실시예 1~5 및 비교예 1~3의 시험체에서의 다이패드부상에 IC칩을 설치한 후, IC칩상의 알루미늄 전극부와 테이프상의 본딩 패드부를 볼 본딩법으로 금와이어로 접속했다.
다음으로, 접속한 금속와이어를 와이어풀테스터로 당겨서 접합강도를 측정하고, 와이어풀강도로 와이어 본딩성을 평가하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타냈다. 또한, 실용상 지장이 없는 와이어 풀강도는 8gf정도이다. 와이어 본딩은 온도에 따라서 다르지만, 여기에서는 200℃, 주파수 60kHz에서 행했다.
손실탄성율(MPa) 접착제층 두께(μm) 손실탄성율×(1/접착제층 두께)(MPa/μm) 와이어풀강도(gf)
실시예 1 21 12 1.75 8.5
실시예 2 16 20 0.80 8.2
실시예 3 12 12 1.00 8.5
실시예 4 3 8 0.38 8.2
실시예 5 1 3 0.33 8.1
비교예 1 3 12 0.25 7.5
비교예 2 1 12 0.08 4.0
비교예 3 21 100 0.21 5.5
와이어풀강도는 거의 8 내지 9gf 사이에서 포화한다.
저장탄성율(MPa) 접착제층 두께(μm) 저장탄성율×(1/접착제층 두께)(MPa/μm) 와이어풀강도(gf)
실시예 1 90 12 7.5 8.5
실시예 2 45 20 2.25 8.2
실시예 3 40 12 3.3 8.5
실시예 4 10 8 1.25 8.2
실시예 5 3.6 3 1.2 8.1
비교예 1 10 12 0.83 7.5
비교예 2 3.6 12 0.3 4.0
비교예 3 90 100 0.9 5.5
와이어풀강도는 거의 8 내지 9gf 사이에서 포화한다.
표 1 및 표 2에서 알 수 있는 것과 같이, 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프에서는, 와이어풀강도가 8g이상으로 실용상 문제가 없는 레벨이다. 특히, 종래, 탄성율이 낮아서 와이어 본딩에 적합하지 않다고 생각되고 있던 접착제층에서도 그 접착제 두께를 얇게 함으로써, 와이어 본딩성은 확보되는 것을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프는 절연성필름의 적어도 한쪽면에 열경화성 접착제층이 형성된 반도체 장치용 접착테이프이고, 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와, 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율의 곱이 0.25MPa/μm 보다 큰 것이므로, 뛰어난 와이어 본딩성을 얻을 수 있다. 이러한 반도체 장치용 접착테이프를 BGA, CSP 등 고밀도화가 진행되는 반도체 패키지에 사용함으로써, 작업성이 뛰어나고, 또 와이어 접속의 신뢰성을 향상되고, 더욱 신뢰성이 높은 반도체 패키지를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 반도체 장치용 접착테이프에서는 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율의 곱이 1MPa/μm 보다 크면, 양호한 와이어 본딩성을 갖는다.

Claims (4)

  1. 절연성필름과, 상기 절연성필름의 적어도 한쪽면에 설치된 열경화성 접착제층을 갖고,
    상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와, 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 손실탄성율의 곱이 0.25MPa/μm 보다 큰 반도체 장치용 접착테이프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 접착제층 두께의 역수와 열경화후의 열경화성 접착제층의 200℃에서의 저장탄성율의 곱이 1MPa/μm 보다 큰 반도체 장치용 접착테이프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 접착제층이 폴리아미드수지를 함유하고,
    상기 폴리아미드수지가 탄소수 36의 불포화지방산 이량체를 이용하여 얻어지는 반도체 장치용 접착테이프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄소수 36의 불포화지방산 이량체가 리놀산을 이용하여 얻어지는 반도체 장치용 접착테이프.
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