KR100642678B1 - 전자부품용 접착테이프 및 전자부품 - Google Patents

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타케시 하시모토
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가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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Abstract

리드핀에 점착되었을 때의 와이어 본딩성이 우수하여 제작된 반도체장치의 신뢰성을 높일 수 있는 전자부품용 접착테이프를 제공한다. 본 발명의 전자부품용 접착테이프는 열가소성 수지와 열경화성 수지 중 하나 또는 전부를 포함하는 접착체층과 폴리이미드를 함유하는 지지필름을 갖고, 상기 지지필름의 파괴치가 0.06mN 내지 0.40mN이다. 또한, 상기 전자부품용 접착테이프를 갖는 리드 핀을 제공한다.
전자부품용 접착테이프, 와이어 본딩, 지지필름, 접착체층

Description

전자부품용 접착테이프 및 전자부품{ADHESIVE TAPE FOR ELECTRONIC PART AND ELECTRONIC PART}
도1은 리드프레임의 일 예를 보여주는 상면도이다.
도2는 도1의 절단선 A-A’에 따라 취해진 단면도이다.
도3은 반도체장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도4 내지 도6은 반도체장치의 다른 예를 보여주는 단면도들이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1:반도체칩 2:프레임
3:리드핀 6:접착테이프
7:다이패드 8:전극
본 발명은 반도체장치를 구성하는 리드프레임의 주변부재 간, 예를 들면, 리드핀, 반도체칩 탑재용 기판, 방열판, 반도체칩 자체 등의 접착에 사용되는 전자부품용 접착테이프에 관한 것이며, 더 나아가, 그 접착테이프를 이용한 전자부품에 관한 것이다.
종래부터, QFP(Quad Flat Package), QFN(Quad Flat Non-lead)등 반도체장비 제조에 다수의 리드핀을 갖는 리드프레임이 사용되었기 때문에, 반도체장치의 고정밀화에 따라 리드프레임에 있어서도 리드핀의 협폭화, 핀 피치의 협소화가 진행되고 있었다.
이러한 배경에서 반도체장치 제조에 있어서의 리드핀의 굴곡에 의한 단락 등을 방지하고 제품의 수율을 향상시키기 위하여 리드프레임 다수의 리드핀을 고정하는 리드프레임 고정테이프(전자부품용 접착테이프)가 개발되고 있다. 이러한 기술은 일본특허공개 제2004-35688호의 "전자부품용 접착제 및 전자부품용 접착테이프"의 제목으로 개시되어 있다. 예를 들면, 도1에 나타낸 바와 같이, QFP나 QFN용의 리드프레임(10)에서는 IC 등의 반도체소자를 탑재하는 다이패드부(20)의 주위에, 방사형상으로 다수의 리드핀(30)이 배설된 구조를 갖고, 다수의 리드핀(30)을 연결하도록 테두리 형상의 리드프레임 고정테이프(40)을 점착하여 리드핀(30)을 고정하고 있다. 그리고 고정된 상태로 반도체 업체로 출하하여 리드프레임에 반도체소자를 탑재한 후, 수지봉지하여 반도체장치를 만든다.
그러나, 리드프레임에 있어서는 도2에 나타낸 바와 같이, 리드핀(30)들이 동일한 높이로 정렬되지 않다. 때문에, 종래의 리드프레임 고정용테이프(40)를 상기 리드핀(30)들에 점착한 경우에는 리드프레임 고정용테이프(40)가 리드핀(30)의 높이 차이에 추수하도록 굴곡한다. 즉, 리드핀에 리드프레임 고정용테이프를 점착한 후에도 리드핀의 높이는 차이난 그대로 였다. 이와 같이 다수의 리드핀의 높이가 다른 결과로, 반도체장치 제조에 있어서, 리드핀에 와이어를 연결할 때 와이어 본딩성이 떨어질 수가 있다. 또, 수지봉지할 때 리드핀 사이에 수지가 잘 흐르기 어렵고, 리드핀 사이에 공간(보이드)이 생기는 경우가 있다. 그리고 그 공간에 불순물이 침입하여 절연불량을 일으키기 때문에 제작된 반도체장치의 신뢰성이 떨어진다.
또, 리드프레임의 고정 이외의 용도에 전자부품용 접착테이프를 사용한 경우에도 동일한 이유로 반도체장치의 신뢰성을 저하시키는 경우가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로, 리드핀에 점착된 경우 와이어 본딩성이 우수하고 제작된 반도체장치의 신뢰성을 높일 수 있는 전자부품용 접착테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 더 나아가, 그 전자부품용 접착테이프를 구비하는 전자부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 전자부품용 접착테이프는 열가소성 수지와 열경화성 수지 중 하나 또는 전부를 포함하는 접착체층과 폴리이미드를 함유하는 지지필름을 갖고, 상기 지지필름의 파괴치가 0.06mN 내지 0.40mN이다.
또, 본 발명의 전자부품용 접착테이프에 있어서는 상기 지지필름의 두께가 10μm 내지 300μm인 것이 바람직하다.
삭제
상기 열가소성 수지가 스티렌계 블록공중합체인 것이 바람직하다. 또, 상기 열가소성 수지의 질량평균분자량이 2000 내지 1000000인 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지(a)와 열가소성 수지(b)의 질량비((a)/(b))가 0.3 내지 3.5 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 전자부품용 접착테이프에 있어서는 상기 접착체층이 다음의 성분(A) 내지 성분(C)를 함유하되, 상기 성분(A), 상기 성분(B) 및 상기 성분(C)의 질량비 ((A)+(C))/(B))는 0.2 내지 5이고, 상기 성분(A)의 말레이미드기 1몰 당량에 대한 성분 (C)에 있어서 디아민 화합물 또는 폴리실록산화합물의 아미노기는 0.01몰당량 내지 2몰당량인 것이 바람직하다.
성분(A): 말레이미드기를 2개 이상 갖는 화합물
성분(B): 스티렌계 블록공중합체
성분(C): 다음의 [화학식 1]에 나타낸 디아민화합물 및 [화학식 2]에 나타낸 양말단에 아미노기를 갖는 폴리실록산화합물 중에서 선택된 적어도 1종
H2N-R1-NH2
(식 중 R1은 2가의 지방족기, 방향족기, 지환식기를 나타낸다.)
Figure 112005037468018-pat00001
(식 중 R2는 2가의 지방족기, 방향족기, 지환식기를 나타내고, n은 0 내지 7의 정수를 나타낸다.)
본 발명의 전자부품인 리드핀은, 상술한 본 발명의 전자부품용 접착테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자부품용 접착테이프(이하, 접착테이프로 약칭함)에 있어서의 지지필름으로는 예를 들면, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리페니렌살파이드, 폴리슬폰, 폴리에텔아미드이미드, 폴리파라반산, 폴리에티렌테레프타레이드(PET) 등의 내열성수지의 필름, 에폭시수지-글래스크로스, 에폭시수지-폴리이미드-글래스크로스 등의 복합내열성 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도 내열성이라는 점에서 글래스전이온도가 300°C이상 또는 명확한 글래스전이온도를 나타내지 않는 것이 바람직하고 폴리이미드 필름이 보다 바람직하다.
이 지지필름은 파괴치가 0.06mN 이상이고, 바람직하게는 0.06 내지 0.40mN이고, 보다 바람직하게는 0.06 내지 0.30mN이다. 파괴치가 0.06mN 미만이면 접착테이프를 리드핀에 점착할 때에 리드핀의 높이로 유추하기 때문에 다수의 리드핀을 동 일 높이로 정렬하여 고정하는 것이 어렵다. 또, 0.50mN을 초과하면 접착테이프의 가요성이 저하하여 취급하기 어렵다.
여기에서 본 발명에 있어서의 파괴치라는 것은 종이펄프기술협회(JAPN TAPPI)의 종이펄프시험방법 No. 40:2000「종이 및 판지-하중 휨에 의한 파괴시험방법-가레이법」을 지지필름에 적용하여 측정한 값이다.
지지필름의 파괴치를 상기 범위와 같이 높게 하기 위하여는 그 재질을 조정하는 것으로서 수행할 수 있다. 구체적으로는 지방족계 고분자(나이론 등의 지방족폴리아미드)는 메틸렌 쇄와 같은 탄소-탄소단결합으로 구성되어 있고 고분자 쇄는 굴곡성이 있고 지방족계 고분자를 사용한 경우에는 지지필름의 파괴치는 떨어지기 때문에 방향족계 고분자가 바람직하다. 방향족계 고분자(방향족 폴리이미드, 방향족 폴리아미드)는 방향 환으로 구성되어 있기 때문에 굴곡된 결합부분이 상대적으로 적고 분자의 운동이 제한되어 고분자 쇄가 강직하다. 따라서 방향족계 고분자를 사용한 경우에는 지지필름의 파괴치를 높일 수 있다. 방향족 폴리이미드와 방향족 폴리아미드를 비교할 경우, 아미드결합부가 선형태(아미드)인지 환형태(이미드)인지의 차이에 따라서 고분자 쇄의 강직성이 다르며 폴리이미드 쪽이 강직하여 파괴치가 높다.
또, 방향족계 고분자에 있어서는 밴젠 환을 낀 양측의 대칭성이 높을수록 고분자 쇄가 강직하고 지지필름의 파괴치를 높일 수 있다.
또한, 방향족계 고분자에서는 고분자 쇄중에 -O-, -CO-, -SO2- 등의 결합이 들어 가면 고분자 쇄의 강직성이 완화되고 또한 필름화한 경우에 고분자 쇄의 스택킹(중첩)성이 떨어져 파괴치가 낮아지는 경향이 있다. 특히 -C(CH3)2- 와 같은 숭고기(嵩高基)가 있으면 그 효과는 크다. 또, 폴리이미드 고분자 쇄중에 실록산기와 같은 매우 유연한 결합을 도입하면 필름의 파괴치가 저하한다. 즉 고분자 쇄중에 -O-, -CO-, -SO2- 등의 결합을 갖는 것, 실록산기를 포함한 것은 파괴치를 높이기 어렵기 때문에 바람직하지 못하다.
또 지지필름의 파괴치를 상기 범위로 하기 위하여는 제조방법을 적당히 선택하면 된다. 예를 들어, 지지필름이 폴리이미드 필름의 경우에는 폴리아믹산을 캐스트하여 필름화한 후, 열폐환(熱閉環)하여 폴리이미드화 할 때의 온도가 높을수록 고분자 쇄간의 밀도가 높아지므로 지지필름의 파괴치를 높일 수 있다. 또 폴리이미드 필름을 가열처리하면 더욱 고분자 쇄간의 밀도가 높아지므로 지지필름의 파괴치를 높일 수 있다.
지지필름이 PET필름인 경우에는 막이 만들어 질 때에, 필름중에 가교제를 분산시켜 놓고 필름화한 후에 가열하여 가교시키는 것으로 파괴치를 높일 수 있게 된다. 단, 일반적으로 이와 같은 가교된 PET필름은 소결PET라고 불려진다.
지지필름의 두께는 10 내지 300μm인 것이 바람직하고, 20 내지 150μm인 것이 보다 바람직하다. 두께 10μm 미만인 경우에는 파괴치가 0.06mN 이상이 되기 어렵고 300μm을 초과할 경우에는 접착테이프의 타발작업이 어렵게 된다.
또 지지필름은 접착제층과의 접착강도를 높이기 위하여 코로나처리, 프라즈 마처리, 프라이머처리 등의 표면처리가 되어 있어도 좋다.
접착제층을 구성하는 접착제 조성물은 열경화성수지, 열가소성수지의 일방 또는 양방을 포함한다.
열경화성수지는 접착제층에 양호한 탄성과 접착성을 부여할 수 있고 이것을 배합하면 와이어 본딩성을 보다 높일 수 있다.
그 구체적인 예로서, 요소수지, 메라민수지, 벤조그아나민수지, 아세토그아나민수지, 페놀수지, 레졸페놀수지, 키시렌수지, 후란수지, 불포화폴리에스테르수지, 디아릴프타레이트수지, 이소시아나이드수지, 에폭시수지, 말레이미드수지, 나디이미드수지 등을 들 수 있다. 이들의 열경화성 수지는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.
특히, 에폭시수지 및/또는 페놀수지는 이것을 배합하는 것에 의하여 와이어 본딩공정의 처리온도에서도 고탄성율을 유지하고 수지봉지공정의 처리온도에서도 리드프레임 간에서 고접착 강도를 유지하는 접착제층을 얻을 수 있어 바람직하다.
또 열가소성수지는 접착제층에 가요성을 부여할 수가 있고 이것을 배합하면 리드프레임의 간격내에 접착제층의 일부가 들어오기 쉽게 되고 접착테이프로서의 가공성이 한층 향상된다.
열가소성수지의 구체적인 예로서는, 아크리로니트릴-부타디엔공중합체(NBR), 칼보기실기 함유 아크리로니트릴-부타디엔공중합체(CTBN), 아미노기 함유 아크리로니트릴-부타디엔공중합체(ATBN), 피페라디닐에틸 칼보기실기 함유 아크리로니트릴-부타디엔공중합체 등의 각종의 관능기를 갖는 아크리로니트릴-부타디엔공중합체, 아크리로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS), 스티렌-부타디엔-에틸렌수지(SEBS), 스티렌-부타디엔-스티렌수지(SBS), 폴리부타디엔, 폴리아크리로니트릴, 폴리비닐브티랄, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 특히 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 폴리아미드이미드, 아크리로니트릴-부타디엔공중합체 등이 내열성이 우수하기 때문에 바람직하다.
이들의 열가소성수지는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.
또, 열가소성수지의 질량평균분자량은 2,000 내지 1,000,000이 바람직하고, 5,000 내지 800,000이 보다 바람직하며, 10,000 내지 500,000이 특히 바람직하다. 질량평균분자량을 이러한 범위 내로 하는 것으로 접착제층의 응집력을 높일 수가 있어 접착테이프를 리드핀으로부터 박리한 후의 접착 끈적임을 방지할 수 있다.
접착제 조성물이 열경화성수지와 열가소성수지의 양측을 포함한 경우, 열경화성수지(a)는 열가소성수지(b)과의 질량비((a)/(b))는 3.5 이하가 바람직하고, 0.3 내지 3.5가 보다 바람직하며, 0.3 내지 2.5가 보다 더 바람직하고, 1 내지 2.5가 특히 바람직하다.
성분(a)와(b)의 질량비가 3.5 이상에서는 접착제층의 가요성이 저하하는 경우가 있다. 그리고 수지봉지공정에 있어서 접착테이프의 접착력이 저하하여 리드프레임 등과 접착테이프가 부분적으로 박리하여 수지 흐름을 초래할 우려가 있다. 또, 리드프레임 등이 간격 내에 접착제층의 일부가 들어 가기 어려워질 우려도 있다. 또 성분(a)와 (b)의 질량비가 0.3 미만에서는 탄성율의 저하에 따라서 와이어 본딩 불량이 발생될 우려가 있다.
또한 접착제층을 구성하는 접착제 조성물로서는 비교적 저온에서 접착되고 내열성이 높아 다음의 성분(A) 내지 성분(C)를 함유하는 것이 바람직하다.
성분(A) : 말레이미드기를 2개 이상 갖는 화합물
성분(B) : 스티렌계 블록공중합체
성분(C) : [화학식 1]에 표시한 디아민화합물 및 [화학식 2]에 표시한 양말단에 아미노기를 갖는 폴리실록산화합물 중에서 선택된 적어도 1종.
[화학식 1]
H2N-R1-NH2
(식 중, R1은 2가의 지방족기, 방향족기, 지환식기를 나타낸다.)
[화학식 2]
Figure 112005037468018-pat00002
(식 중 R2는 2가의 지방족기, 방향족기, 지환식기를 나타내고, n은 0 내지 7의 정수를 나타낸다.)
성분(A) 말레이미드기를 2개 이상 갖는 화합물로서는 어느 것이나 사용할 수 있으나 신뢰성, 용제 용해성 등의 점에서 [화학식 3] 내지 [화학식 8]의 화합물이 특히 바람직하다. 이들의 화합물은 일반적으로 시판되고 있어 용이하게 입수할 수가 있다. 또, 종래 공지된 방법으로 합성할 수도 있다.
Figure 112005037468018-pat00003
Figure 112005037468018-pat00004
Figure 112005037468018-pat00005
Figure 112005037468018-pat00006
(식 중, p는 0 내지 7의 정수를 나타낸다.)
Figure 112005037468018-pat00007
Figure 112005037468018-pat00008
(식 중,
Figure 112005037468018-pat00009
R=H 또는 CH3, r=1∼5)
또, 성분(B) 스티렌계 블록공중합체로서는, 스티렌-부타디엔-스티렌블록 공중합체(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌블록 공중합체(SIS), 스티렌-에틸렌-부티렌-스티렌블록 공중합체(SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 등, 공지의 것을 전부 사용할 수 있지만, 그 중에서도 스티렌-부타디엔-스티렌블록 공중합체 또는 스티렌-이소프렌-스티렌블록 공중합체가 접착성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 성분(B)은 그 불포화이중결합부분이 수소 첨가되어 있거나 또는 에폭시화되어 있는 것이 내열성을 향상될 수 있기 때문에 바람직하고 특히 에폭시화된 것은 하기에 기술한 디아민 화합물과 반응하여 보다 내열성이 향상될 수 있기 때문에 바람직하다. 이와 같은 스티렌계 블록공중합체의 시판되고 있는 것으로는 일본제온 사제의 상품명: QTC3620, 동사제의 상품명: QTC3450, 아사히카사이 사제의 상품명: 터텍M1911 등을 들 수 있다.
또, 스티렌계 블록공중합체는 질량평균분자량이 10,000 내지 1,000,000의 것이 바람직하다. 질량평균분자량이 상기 범위의 하한보다 낮아지면 열 안정성이 불량하여 내열성이 저하하는 경향이 있고 상한보다 높아지면 용제 용해성이 저하, 용융점도의 증대에 의하여 접착제로서 사용한 경우, 작업성이 저하하는 경향이 있다. 스티렌의 함유량은 20 내지 80 질량%의 것이 바람직하고 스티렌 함유율이 상기 범위의 상한보다 높아지면 접착성테이프의 유연성이 손상되는 경향이 있고 하한보다 낮아지면 용제 용해성이 저하하는 경향이 있다.
또, 성분(C)의 화합물에 있어서의 상기 [화학식 1]에서 나타낸 디아민 화합물로서는, 예를 들면, 다음과 같은 것을 들 수 있다. 3, 3'－디아미노비페닐, 3, 4'－디아미노비페닐, 4, 4'－디아미노비페닐, 3, 3'－디아미노디페닐메탄, 3, 4'－디아미노디페닐메탄, 4, 4'－디아미노디페닐메탄, 2, 2－(3, 3'－디아미노 디페닐) 프로판, 2, 2－(3, 4'－디아미노 디페닐) 프로판, 2, 2－(4, 4'－디아미노 디페닐) 프로판, 2, 2－(3, 3'－디아미노 디페닐) 헥사플루오로프로판, 2, 2－(3, 4'－디아미노 디페닐) 헥사플루오로프로판, 2, 2－(4, 4'－디아미노 디페닐) 헥사플루오로프로판, 3, 3＇－옥시디아닐린, 3, 4'－옥시디아닐린, 4, 4'－옥시디아닐린, 3, 3'－디아미노 디페닐설파이드, 3, 4'－디아미노 디페닐설파이드, 4, 4'－디아미노 디페닐설파이드, 3, 3'－디아미노디페닐술폰, 3, 4'－디아미노디페닐술폰, 4, 4'－디아미노디페닐술폰, 1, 3－비스［1－(3－아미노페닐)－1－메틸에틸］벤젠, 1, 3－비스［1－(4－아미노페닐)－1－메틸에틸］벤젠, 1, 4－비스［1－(3－아미노페닐)벤젠, 1, 3－비스(3－아미노페녹시) 벤젠, 1, 3－비스(4－아미노페녹시) 벤젠, 1, 4－비스(3－아미노페녹시) 벤젠, 1, 4－비스(4－아미노페녹시) 벤젠, 3, 3'－비스(3－아미노페녹시) 디페닐에테르, 3, 3'－비스(4－아미노페녹시) 디페닐에테르, 3, 4'－비스(3－아미노페녹시) 디페닐에테르, 3, 4'－비스(4－아미노페녹시) 디페닐에테르, 4, 4'－비스(3－아미노페녹시) 디페닐에테르, 4, 4'－비스(4－아미노페녹시) 디페닐에테르, 1, 4－비스［1－(4－아미노페닐)－1－메틸에틸-비스(3－아미노페녹시)］비페닐, 3, 3'－비스(4－아미노페녹시) 비페닐, 3, 4'－비스(3－아미노페녹시) 비페닐, 3, 4'－비스(4－아미노페녹시) 비페닐, 4, 4'－비스(3－아미노페녹시) 비페닐, 4, 4'－비스(4－아미노페녹시) 비페닐, 비스［4－(3－아미노페녹시) 페닐］슬폰, 비스［4－(4－아미노페녹시) 페닐］슬폰, 2, 2－비스［3－(3－아미노페녹 시) 페닐］프로판, 2, 2－비스［3－(4－아미노페녹시) 페닐］프로판, 2, 2－비스［4－(3－아미노페녹시) 페닐］프로판, 2, 2－비스［4－(4－아미노페녹시) 페닐］프로판, 2, 2－비스［3－(3－아미노페녹시) 페닐］헥사플루오로프로판, 2, 2－비스［3－(4－아미노페녹시) 페닐］헥사플루오로프로판, 2, 2－비스［4－(3－아미노페녹시) 페닐］헥사플루오로프로판, 2, 2－비스［4－(4－아미노페녹시) 페닐］헥사플루오로프로판, 9, 9－비스(3－아미노페닐) 후르오렌, 9, 9－비스(4－아미노페닐) 후르오렌, 테트라메틸렌디아민, 헥사메티렌디아민, 헵타 메틸렌 디아민 등이 있다.
또, 상기 [화학식 2]에서 나타낸 양말단에 아미노기를 갖는 폴리실록산 화합물로서는, 예를 들면, 비스(3－아미노프로필) 테트라메틸디실록산, 아미노프로필 말단의 디메틸실록산 4양체, 8양체, 비스(3－아미노페녹시 메틸) 테트라메틸디실록산 등을 들 수 있어 이것들을 혼합하여 이용하는 것도 가능하다. 이러한 양말단에 아미노기를 갖는 폴리실록산 화합물이 시판되고 있는 것으로서는, 도시바실리콘 사제의 상품명：TSL9306, 동사제의 상품명：TSL9386등을 들 수 있다.
상기 디아민화합물 또는 상기 폴리실록산화합물의 질량평균분자량은 2000 내지 7000인 것이 바람직하고 질량평균분자량이 200 미만의 경우에는 내열성 향상의 효과를 얻기 어렵고 질량평균분자량이 7000보다 크면 상기 화합물의 용융점도의 증대, 용제 용해성의 저하 등으로 핸드링 성이 저하하는 경향이 있다.
접착제 중의 성분(A) 내지 성분(C)의 배합비율은 질량비로,((A)+(C))/(B)가 0.2 내지 5, 바람직하게는 0.25 내지 4인 것이 좋다. 이 비율이 0.2 보다 작아지면 도포하여 경화한 후, 접착제층의 내열성, 특히 글래스전이온도, 영율의 저하가 심 화되어 표면턱(tuck)성의 저하 등 전자부품용으로서 사용에 적합하지 못하다. 또, 5 보다 커지면 접착제를 B 스테이지까지 경화할 때에, 경화된 접착제 자체가 약해져서 작업성이 저하하거나 지지필름과의 밀착성이 저하하는 경향이 있다.
또 상기 성분(A)의 말레이미드기 1몰 당량에 대한 성분(C)에 있어서 디아민화합물 또는 폴리실록산화합물의 아미노기가 0.01 내지 2몰 당량으로 되도록 설정하는 것이 바람직하고 0.1 내지 1몰 당량의 범위에 설정하는 것이 바람직하다. 성분(C)의 아미노기 당량이 상기 범위의 하한보다 적어지면 접착제층을 B스테이지까지 경화할 때에 접착제 자체가 약해져서 작업성이 저하하는 경향이 있고 지지필름과의 밀착성이 저하하는 경향이 있다. 또 상기 범위의 상한보다 많으면 혼합에 있어서 겔화하기 때문에 접착제의 조제가 어려워지기 쉽다.
상기 성분(A), 성분(B) 및 성분(C)의 혼합은, 그것들을 용해하는 용매 안에서 실시한다. 용매로서는, 예를 들면, N－메틸-2－피로리돈, N, N－디메틸아세토아미드, N, N－디메틸포름아미드, 디메틸슬혹시드, 슬포렌, 헥사메틸린산트리아미드, 1, 3－디메틸-2－이미다조리돈, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 키시렌, 메틸에틸케톤, 아세톤, 디에틸에테르, 테트로히드로푸란, 디옥산, 1, 2－디메톡시에탄, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 메틸셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로파놀, 초산 메틸, 초산 에틸, 아세토니트릴, 염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 크로로벤젠, 디클로로벤젠, 디클로로에탄, 트리클로로에탄 등을 들 수 있고, 이들 중에서, 각 성분이 용해하도록 종류와 양을 적당히 선택하여 사용한다.
또, 접착제 조성물에는 건조시, 또는 가열경화 시에 있어서의 반응을 촉진시 키고 내열성을 향상시키기 위하여 유기과산화물이 상기 성분(A), 성분(B) 및 성분(C)의 총화 100질량부에 대하여 0.05 내지 5 질량부 포함되는 것이 바람직하다. 유기과산화물 함유량이 0.05 질량부 미만에서는 내열성 향상의 효과를 얻기 어렵고 5질량부보다 많게 함유하더라도 그 이상의 내열성 향상의 효과가 없어 코스트 상승만 될 뿐이다.
유기 과산화물로는 페록소 결합(R－O－O－R)을 갖고 있는 유기 화합물이라면 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 케톤 퍼옥사이드, 퍼옥시 케타르, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬 퍼옥사이드, 디아실 퍼옥사이드, 퍼옥시 에스테르, 퍼옥시 디카보네이트 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 시클로헥사논 퍼옥사이드, 메틸시클로헥사논 퍼옥사이드, 메틸아세토아세테이트, 아세틸아세톤 퍼옥사이드(이상 케톤 퍼옥사이드), 1, 1－비스(t－헥실 페록시) 시클로헥사논, 1, 1－비스(t－헥실 페록시)－3, 3, 5－트리메틸시클로헥산, 1, 1－비스(t－부틸 페록시)－3, 3, 5－트리메틸시클로헥산, 1, 1－비스(t－부틸 페록시)－2－메틸시클로헥산, 1, 1－비스(t－부틸 페록시) 시클로헥산, 2, 2－비스(t－부틸 페록시) 부탄, n－부틸-4, 4－비스(t－부틸 페록시) 바레레이트, 2, 2－비스(4, 4－디-t－부틸 페록시 시클로헥실) 프로판(이상 퍼옥시 케타르), P－메탄하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 1, 1, 3, 3－테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, t－부틸하이드로퍼옥사이드(이상 하이드로퍼옥사이드),α,α'－비스(t－부틸 페록시) 디이소프로필 벤젠, 디크밀퍼옥사이드, 2, 5－디메틸-2, 5－비스(t－부틸 페록시) 헥산, t－부틸 쿠밀 퍼옥사이드, 디 -t－부틸 퍼옥사이드, 2, 5－디메틸-2, 5－비스(t－부틸 페록시) 헥신(이상 디알킬 퍼옥사이드), 이소부티릴 퍼옥사이드, 3, 5, 5－트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 오크타노일퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼옥사이드, 스크신아싯드퍼옥사이드, m－톨루오일 엔드 벤조일퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드(이상 디아실 퍼옥사이드), 디-n－프로필 페록시 디카보네이트, 디이소프로필 페록시 디카보네이트, 비스(4－t－부틸시클로헥실) 페록시 디카보네이트, 디-2－에톡시에틸 페록시 디카보네이트, 디-2－에톡시 헥실 페록시 디카보네이트, 디-3－메톡시부틸 페록시 디카보네이트, 디-sec－부틸 페록시 디카보네이트(이상 퍼옥시 카보네이트), α,α'－비스(네오 데카놀 페록시) 디이소프로필 벤젠, 쿠밀페록시네오데카노에이트, 1, 1, 3, 3－테트라메틸부틸페록시네오데카노에이트, 1－시클로헥실-1－메틸에틸페록시네오데카노에이트, t－헥실페록시네오데카노에이트, t－부틸페록시네오데카노에이트, t－헥실 페록시 피바레이트, t－부틸 페록시 피바레이트, 1, 1, 3, 3－테트라메틸부틸 페록시-2－에틸헥사노에이트, 2, 5－디메틸-2, 5－비스(2－에틸헥사노일페록시) 헥산, t－헥실 페록시-2－에틸헥사노에이트, t－부틸 페록시 이소부틸레이트, t－헥실 페록시 이소프로필 모노카보네이트, t－부틸페록시마레익크아싯드, t－부틸 페록시-3, 5, 5,－트리메틸헥사노에이트, t－부틸페록시라우레이트, 2, 5－디메틸-2, 5－비스(m－톨루오일 페록시) 헥산, t－부틸 페록시 이소프로필 모노카보네이트, t－부틸 페록시-2－에틸헥실 모노카보네이트, t－헥실 페록시벤조에이트, 2, 5－디메틸-2, 5－비스(벤조일 페록시) 헥산, t－부틸 페록시 아세테이트, t－부틸 페록시-m－트르에이트안드페록시벤조에이트, t－부틸 페록시 벤존에이 트, 디-t－부틸 페록시 이소 프탈레이트(이상 퍼옥시 에스테르), t－부틸 페록시 아릴 모노카보네이트, t－부틸 트리메틸시릴 퍼옥사이드, 3, 3', 4, 4＇－테트라(t－부틸페록시카르보닐) 벤조페논, 2, 3－디메틸-2, 3－디페닐부탄 등을 들 수 있다.
또 접착제 조성물에는 접착테이프에 적용한 경우의 테이핑 특성을 안정시키기 위하여 평균 입자경 1μm 이하의 필러를 포함할 수 있다. 여기에서 테이핑특성의 안정이라 것은 접착테이프를 리드의 위에 열 압착할 때에 테이프의 단면으로부터 접착제 용융에 의하여 새어 나오는 것을 방지하고 또한 접착제층에 적당한 두께를 유지하여 접착성을 유지하는 것을 의미한다. 필러의 평균입자경이 1μm보다 크면 테이핑특성의 안정화 효과가 적어지는 경향이 있다. 또한 필러의 평균입자량은 전자현미경으로 표면을 촬영하여 그 입경을 측정하는 것으로 구해진다.
필러의 함유량은 상기 성분(A), 성분(B) 및 성분(C)의 총화 100 질량부에 대하여 4 내지 40 질량부인 것이 바람직하고 9 내지 24 질량부인 것이 보다 바람직하다. 함유량이 4 질량부 보다도 적으면 테이핑특성의 안정화 효과가 적다. 또 40 질량부 보다도 많으면 접착테이프의 접착강도가 저하하여 보다 라미네이트 등의 가공성이 저하하는 경향이 있다.
필러로서는 예를 들면 실리카, 성영분, 아루미나, 탄산칼슘, 산화마그네슘, 다이야몬드분, 마이카, 불소수지, 지르콘분 등이 사용된다.
상기 접착테이프의 제조방법은 특별히 한정하지 않지만, 접착제 조성물을 조제하여 이것을 지지필름 상에 직접 도포하고 건조시켜서 접착제층을 형성하는 캐스 팅법이나. 접착제 조성물을 이형성 필름 상에 일단 도포하고 건조시켜서 접착제층을 형성한 후, 지지필름상에 전사시키는 라미네이트법 등이 가장 적절하다.
또한 도공성 등의 관점에서 수지성분을 유기용제 중에 1 질량% 이상, 바람직하게는 5질량% 이상의 농도로 용해하여 접착제 조성물을 조제하는 것이 바람직하다. 사용되는 유기용제로서는 예를 들면, 도르엔, 키실렌 등의 방향족계, 아세톤, 메틸에틸게톤, 메틸이소부틸게톤 등의 게톤계, 디메틸호룸아미드, 디메틸아세토아미드, N-메틸피로리톤 등의 비프로톤계 용제, 테트라히드로프란 등을 들 수 있고 이것들은 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이상 설명한 접착테이프는 지지필름의 파괴치가 0,06mN 이상이기 때문에 리드핀에 점착할 때에 리드핀의 높이 차이에 추수하도록 굴곡하는 것이 방지되어 있다. 그 결과, 다수의 리드핀을, 높이를 정렬하여 고정할 수 있다. 따라서 반도체장치 제조에 있어서 리드핀에 와이어를 접속할 때의 와이어 본딩성이 좋아진다. 또 수지봉지의 경우에 리드핀 간에 수지가 흐르기 쉽고 리드핀 간에 공간이 발생하기 어렵기 때문에 불순물의 침입에 의한 절연불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 전자부품은 상술한 접착테이프가 점착되어 있는 것이다. 여기에서 전자부품으로서는 리드핀, 반도체칩 탑재용 기판, 방열판, 반도체칩 자체 등을 들 수 있다.
도3 내지 도6에 본 발명의 전자부품을 구비한 수지봉지형 반도체장치(반도체팩케이지)의 예를 나타낸다.
도3의 수지봉지형 반도체장치는 반도체칩(1)과 반도체칩(1)이 놓이는 프레임 (2)과, 외부 접속회로이고, 일단이 프레임(2)의 상방에 배치된 리드핀(3)과, 반도체칩(1)과 리드핀(3)를 전기적으로 연결하는 와이어(4)를 갖으며, 반도체칩(1)과 리드핀(3)의 일부와 와이어(4)가 수지(5)에 의하여 봉지된 것이다. 그리고 상기 반도체장치에는 지지필름의 양면에 접착제층을 갖는 접착테이프(6)를 통하여 리드핀(3)의 일단이 프레임(2)에 고정되어 있다.
도4의 수지봉지형 반도체장치는 반도체칩(1)과, 외부 접속회로이고, 일단이 반도체칩(1)의 상방에 배치된 리드핀(3)과, 반도체칩(1)과 리드핀(3)을 전기적으로 연결하는 와이어(4)를 갖으며, 반도체칩(1)과 리드핀(3)의 일부와 와이어(4)가 수지(5)에 의하여 봉지된 것이다. 그리고 상기 반도체장치에는 지지필름의 양면에 접착제층을 갖는 접착테이프(6)를 통하여 리드핀(3)이 반도체칩(1)에 고정되어 있다.
도5의 수지봉지형 반도체장치는 반도체칩(1)과, 반도체칩(1)이 탑재된 다이패드(7)와, 외부접속회로이고, 일단이 다이패드(7)와 동일한 높이에 배치된 리드핀(3)과, 다이패드(7) 상에 설치된 전극(8)과, 반도체칩(1) 또는 리드핀(3)과 전극(8)를 전기적으로 연결하는 와이어(4)를 갖으며, 반도체칩(1)과 리드핀(3)의 일부과 와이어(4)와 전극(8)이 수지(5)에 의하여 봉지된 것이다. 그리고 이 반도체장치에는 지지필름의 양면에 접착제층을 갖는 접착테이프(6)를 통하여 전극(8)이 다이패드(7)에 고정되어 있다.
도6의 수지봉지형 반도체장치는 반도체칩(1)과, 반도체칩(1)이 탑재된 다이패드(7)와, 외부접속회로이고, 일단이 다이패드(7)와 동일한 높이에 배치된 리드핀(3)과, 반도체칩(1)과 리드핀(3)을 전기적으로 연결하는 와이어(4)를 갖으며, 반도 체칩(1)과 리드핀(3)의 일부과 와이어(4)가 수지(5)에 의하여 봉지된 것이다. 그리고 이 반도체장치에는 지지필름의 편면에 접착제층을 갖는 접착테이프(6)가 리드핀(3)에 점착되어 리드핀의 위치 오차를 방지한다.
이상의 반도체장치는, 본 발명의 접착테이프를 사용하기 때문에 신뢰성이 높다.
(실시예)
이하의 배합비율로 각 화합물을 테트라히드로프란에 용해 혼합하여 고형분 30 질량의 접착제 조성물을 조제하였다.
성분(A) : 상기 [화학식 3]의 화합물 45 질량부
성분(B) : 불포화이중결합부가 에폭시화 된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(질량평균분자량 90,000) 50질량부
성분(C) : 양말단에 아미노기를 갖는 폴리실록산화합물(도시바실리콘 사제, 상품명: TSL9306, 질량평균분자량 249) 5질량부
단, 상기 배합비율에서는 질량비((A)+(C))/(B)가 1.0 이고, 말레이미드기 1몰 당량에 대하여 아미노기의 몰 당량은 0.5 몰이다.
(실시예 1)
상기 접착제 조성물을 건조후의 접착제층의 두께가 20μm이 되도록, 지지필름인 폴리이미드필름A(두께; 25μm)의 양면에 도포하고 열풍순환형 건조기 안에서 160°C에서 5분간 건조하여 (실시예 1)의 접착테이프를 얻었다.
(실시예 2)
두께가 38μm의 폴리이미드 필름B를 사용한 것 이외에는 (실시예 1)과 동일하게 하여 접착테이프를 얻었다.
(실시예 3)
두께가 40μm의 폴리이미드 필름C를 사용한 것 이외에는 (실시예 1)과 동일하게 하여 접착테이프를 얻었다.
(실시예 4)
두께가 50μm의 폴리이미드 필름D를 사용한 것 이외에는 (실시예 1)과 동일하게 하여 접착테이프를 얻었다.
(비교예 1)
폴리이미드 필름으로서, 도레이·듀퐁 사제 칼프톤100EN(폴리이미드 필름, 두께: 25μm)을 사용한 것 이외에는 (실시예 1)과 동일하게 하여 접착테이프를 얻었다.
(실시예 1) 내지 (실시예 4) 및 (비교예 1)의 폴리이미드 필름에 대하여 종이펄프기술협회(JAPN TAPPI)의 종이펄프시험방법 No. 40:2000「종이 및 판지-하중휨에 의한 파괴시험방법-가레이법」에 준하고, 시험기로서 누마타니리기공업주식회사제 가이레이 유연도 시험기를 이용하여 파괴치를 측정하였다. 그 결과를 [표 1]에 나타낸다.
단, 폴리이미드 필름은 컬(curl)하기 때문에 그 필름 1 매로 파괴치를 측정하기는 어렵다. 따라서 2매의 필름을 컬 내측면이 서로 마주보게 붙치고, 똑같은 것을 또 한쌍 만들어 이들을 접합하여 4매 중첩의 시험편을 제작하여 이것을 사용 하였다.
또, 측정에는 상기 시험편을 각각 4 번 시험하여 그 길이방향과 폭 방향의 평균치를 산출하였다. 그리고 그 길이방향과 폭 방향의 평균치를 다시 평균하여 「파괴치」로 하였다.
지지필름종류 두께(μm) 파괴치(mN)
길이방향 폭 방향 평균치
실시예1 폴리이미드필름A 25 0.089 0.073 0.081
실시예2 폴리이미드필름B 38 0.129 0.118 0.124
실시예3 폴리이미드필름C 40 0.250 0.277 0.264
실시예4 폴리이미드필름D 50 0.279 0.282 0.280
비교예1 카프톤100EN 25 0.055 0.050 0.053
<반도체 팩케이지의 제작>
상기 접착테이프를 사용하여 도3에 나타낸 반도체펙케이지를 다음 순서로 제작하였다.
1.접착테이프의 타발: 금형에 의하여 접착테이프(6)를 링 형상으로 타발하였다.
2.접착테이프의 가접착: 핫 프레이트 상에 프레임(2)를 놓고 링 형상으로 타발한 테이프(6)을 프레임(2)에 금속롯트로 온도 140°C, 압력 0.4 MPa로 2초간 눌려서 가접착 하였다.
3.리드프레임 조립: 상기 공정에서 접착테이프(6)를 가접착한 프레임(2)과 리드프레임 본체를 서로 위치를 맞추어 가열한 핫프레이트 상에서 가열 가압하고 리드프레임의 리드핀(3)과 프레임(2)을 접착테이프(6)를 통하여 온도 140°C, 압력 0.4 MPa로 2초간 열용착하여 붙인다.
4.접착테이프 큐어: 질소 치환한 열풍 순환형 오븐 안에 넣고 200°C에서 1시간 열경화시킨다.
5.다이본딩: 반도체칩(1)을 다이본딩용 은 페이스트에 의하여 프레임(2)에 접착하고 150°C에서 2시간 경화시킨다.
6.와이어본딩: 와이어본더에 의하여 금선으로 반도체칩(1)상의 와이어패드와 인너 리드선 단부의 은도금 부분을 배선하였다.
7.몰딩: 에폭시계 몰드제(수지5)로 트랜스퍼 몰드하였다.
8.사상공정 호밍, 다이캇트, 아웃터 리드부의 도금등의 공정을 실시하여 반도체 팩케이지를 제작하였다.
<평가>
*와이어 본딩성
팩케이지 조립 할 때, 금선의 와이어 본딩 시의 리드프레임 상의 와이어 본딩성을 평가하였다. 평가의 판정은 다음과 같다.
○: 본딩 불량이 없다.
×: 본딩불량이 인정된다.
*반도체팩케이지의 평가(PCBT시험[Pressure Cooker Biased Test])
반도체팩케이지에 대하여 PCBT시험을 실시하였다. 조건은 5볼트 인가, 121°C, 0.2 MPa, 100% RH로 실시하였다.
○: 2000 시간 시험하여도 쇼트되지 않았다.
×: 2000 시간 전에 쇼트하였다.
본 결과를 [표 2]에 나타낸다.
와이어 본딩성 PCBT시험
실시예1 ○ ○
실시예2 ○ ○
실시예3 ○ ○
실시예4 ○ ○
비교예1 × ×
지지필름의 파괴치가 0.06mN 이상인 (실시예 1) 내지 (실시예 4)의 접착테이프는 리드핀을 같은 높이로 정렬하여 고정할 수 있었다. 따라서 본딩 불량은 0 이고, 와이어본딩성이 높았다. 또, 반도체팩케이지 제조에 있어서의 수지봉지 시에 리드핀 간에 수지가 흐르기 쉽기 때문에 PCBT시험에서 쇼트하지 않았다.
한편, 지지필름의 파괴치가 0.06mN 미만인 (비교예 1)의 접착테이프는 리드핀을 같은 높이로 정렬하여 고정할 수 없었다. 따라서 본딩 불량이 발생하여 와이어 본딩성이 떨어졌다. 또, 반도체백케이지 제조에 있어서의 수지봉지 시에 리드핀 간에 수지가 흐르기 쉽지 않았기 때문에 PCBT시험에서 2000시간 이전에 쇼트하였다.
본 발명의 전자부품용 접착테이프에서는, 리드핀에 점착된 경우의 와이어 본딩성이 우수하여 제작된 반도체장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
또, 본 발명의 전자부품에 의하여 제작된 반도체장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (10)

  1. 열가소성 수지와 열경화성 수지 중 하나 또는 전부를 포함하는 접착체층과 폴리이미드를 함유하는 지지필름을 갖고, 상기 지지필름의 파괴치가 0.06mN 내지 0.40mN 인 것을 특징으로 하는 전자부품용접착테이프.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지필름의 두께가 10μm 내지 300μm인 것을 특징으로 하는 전자부품용접착테이프.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 스티렌계 블록공중합체인 것을 특징으로 하는 전자부품용접착테이프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지의 질량평균분자량이 2000 내지 1000000인 것을 특징으로 하는 전자부품용접착테이프.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지(a)와 열가소성 수지(b)의 질량비((a)/(b))가 0.3 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 전자부품용접착테이프.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착체층이 하기의 성분(A) 내지 성분(C)를 함유하되, 상기 성분(A), 상기 성분(B) 및 상기 성분(C)의 질량비 ((A)+(C))/(B))는 0.2 내지 5이고, 상기 성분(A)의 말레이미드기 1몰 당량에 대한 성분 (C)에 있어서 디아민 화합물 또는 폴리실록산화합물의 아미노기는 0.01몰 당량 내지 2몰 당량인 것을 특징으로 하는 전자부품용접착테이프.
    성분(A): 말레이미드기를 2개 이상 갖는 화합물
    성분(B): 스티렌계 블록공중합체
    성분(C): 하기 [화학식 1]에 나타낸 디아민화합물 및 [화학식 2]에 나타낸 양말단에 아미노기를 갖는 폴리실록산화합물 중에서 선택되어진 적어도 1종
    [화학식 1]
    H2N-R1-NH2
    (식 중 R1은 2가의 지방족기, 방향족기, 지환식기를 나타낸다.)
    [화학식 2]
    Figure 112006067485112-pat00010
    (식 중 R2는 2가의 지방족기, 방향족기, 지환식기를 나타내고, n은 0 내지 7의 정수를 나타낸다.)
  10. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자부품용 접착테이프가 부착되어 있는 리드핀.
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