KR100673685B1 - 반도체용 접착 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체용 접착 필름에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제1 다이접착층; 상기 제1 다이접착층 상에 접착된 제2 다이접착층; 및 상기 제2 다이접착층 상에 접착된 다이싱 테이프;을 포함하고, 상기 제1 다이접착층, 제2 다이접착층 및 다이싱필름의 두께의 합은 200㎛이하이며, 상기 제1 다이접착층의 연신율을 E1, 두께를 T1이라 하고, 상기 제2 다이접착층의 연신율을 E2, 두께를 T2라고 할때, E1>E2, T1≤T2 인 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 필름이 개시된다. 이로써, 반도체 웨이퍼와의 접착력을 유지하면서 다이 픽업시에는 낮은 접착력을 유지하여 픽업을 용이하게 할 수 있으며, 버 발생을 방지할 수 있다.

접착필름, 다이접착, 다이싱

Description

반도체용 접착 필름{Adhesive film for semi-conductor}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체용 접착 필름을 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체용 접착 필름을 도시하는 단면도.

도 3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 반도체용 접착필름을 제조하는 과정을 도시하는 단면도들.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...제1 다이접착층 20...제2 다이접착층

30...다이싱 테이프 40...유기 절연체층

본 발명은 접착필름에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 실리콘 웨이퍼로부터 제조되는 반도체 패키징 공정에 사용되는 반도체용 접착 필름에 관한 것이다.

종래에는 반도체 칩을 지지부재에 부착하기 위하여 주로 페이스트형 접착제를 사용하였다. 그러나 페이스트형 접착제는 접착제 도포시 두께 조절이 곤란하고, 블리딩(bleeding)의 문제가 발생하며, 웨이퍼 레벨 공정이 불가능하다는 문제점이 있었다. 따라서 최근에는 필름형 다이 접착제가 사용되고 있다.

일반적으로 필름형 다이 접착제를 사용하는 반도체 공정은 반도체 웨이퍼에 다이 접착 필름을 부착하고 재차 별도의 다이싱(dicing) 테이프을 부착한 후, 다이싱공정을 거치게 된다. 최근에는 이렇게 두차례에 걸친 필름 부착공정을 단순화하기 위하여 다이싱과 다이 접착기능을 동시에 갖는 다이싱 다이 접착 필름 (DDF:Dicing Die adhesive Film)이 제안되었다.

상기 다이싱 다이 접착 필름은 접착력이 충분하지 않은 경우 이후 다이싱 공정이나 다이픽업 공정시 칩이 다이 접착제로부터 분리되는 현상이 발생될 수 있으므로, 웨이퍼 이면에 라미네이션 공정시 웨이퍼와의 충분한 접착력을 가져야 한다. 또한, 다이싱 다이 접착 필름은 다이픽업 공정시 다이 접착필름과 다이싱 테이프가 용이하게 박리되는 성질을 가져야 한다. 따라서, 다이싱 다이 접착필름에는 웨이퍼 라미네이션에는 충분한 접착력을 유지하며 픽업시에는 낮은 접착력을 유지해야 하는 상반된 특성이 요구된다.

이를 위하여 대한민국 특허공개 제2000-0005468호는 UV조사에 의해 다이싱 테이프와 다이접착 필름 사이의 점착력을 감소시키는 방식을 개시한다. 그러나 이 러한 방식은 별도의 UV 조사장치가 요구되며 공정이 추가되어 생산비가 증가하는 문제점이 있다 또한, EPROM과 같이 UV조사장치에 의해 작동하는 칩의 경우 데이터 손상을 가져올 수 있다는 문제점이 있다.

한편, 다이싱 다이 접착 필름은 다이싱 공정 시 버(burr)가 발생할 수 있는데 이러한 버는 다이본딩 후 와이어 본딩 작업시 전기적 신호 연결 불량의 원인이 될 수 있다. 따라서 다이싱 다이 접착 필름은 충분한 강성(rigidity)을 확보하여 다이싱공정 시 버(burr)발생이 최소화되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 반도체 웨이퍼와의 접착력을 유지하면서, 다이 픽업시에는 낮은 접착력을 유지하여 픽업이 용이하고, 버의 발생이 적은 반도체용 접착 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체용 접착필름은 제1 다이접착층; 상기 제1 다이접착층 상에 접착된 제2 다이접착층; 및 상기 제2 다이접착층 상에 접착된 다이싱 테이프;을 포함하고, 상기 제1 다이접착층, 제2 다이접착층 및 다이싱필름의 두께의 합은 200㎛이하이며, 상기 제1 다이접착층의 연신율을 E1, 두께를 T1이라 하고, 상기 제2 다이접착층의 연신율을 E2, 두께를 T2라고 할때, E1>E2, T1≤T2 인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제1 다이접착층 및 제2 다이접착층은 에폭시 수지, 유기필 러, 무기필러 및 경화제를 포함하며, 상기 제1 다이접착층 내 유기필러의 양은 상기 제2 다이접착층 내 유기필러의 양보다 많은 것으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 다이접착층 및 제2 다이접착층은 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하며, 상기 제1 다이접착층 내 유기필러의 양은 상기 제2 다이접착층 내 유기필러의 양보다 많도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 고상 에폭시 수지, 액상 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하며, 상기 고상 에폭시 수지가 50 중량%이고, 상기 제1 다이접착층 내의 고상 에폭시 수지의 양은 상기 제2 다이접착층 내의 액상 에폭시 수지의 양보다 적게 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 반도체용 접착 필름은 25℃에서의 저장탄성률(storage modulus)는 100 내지 10,000MPa이고, 280℃에서의 저장탄성률은 0.1 내지 1000MPa이며, 상기 25℃에서의 저장탄성률보다 작은 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 본 발명에 따른 반도체용 접착 필름은 상기 제1 다이접착층과 제2 다이접착층 사이에 유기절연체층을 더 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람 직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체용 접착 필름을 도시하는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체용 접착 필름은 제1 다이접착층(10), 제1 다이접착층(10) 상에 접착된 제2 다이접착층(20), 및 제2 다이접착층(20) 상에 접착된 다이싱 테이프(30);을 포함한다.

상기 제1 다이접착층(10)은 반도체용 접착필름이 반도체 웨이퍼의 이면에 라미네이션될 때 웨이퍼에 직접 접촉하여 웨이퍼와의 점접착성을 확보하는 층이다. 제1 다이접착층(10)은 상온에서는 점착성이 작으며, 웨이퍼에 라미네이션 되는 온도에서는 점착성이 향상되는 것이 바람직하다.

상기 제2 다이접착층(20)은 제1 다이접착층(10)과 다이싱 테이프(30)의 사이에 개재되어 픽업 공정이 용이하도록 다이싱 테이프과의 약한 접착성을 유지하는 층이다. 제2 다이접착층(20)은 제1 다이접착층(10) 보다 연신율(elongation)을 작게 하며, 그 두께는 제1 다이접착층(10) 보다 크게 한다. 즉 하기 수학식 1 및 수학식 2를 만족하도록 한다.

E1>E2

T1≤T2

여기서, E1: 제1 다이접착층의 연신율 E2: 제2 다이접착층의 연신율

T1: 제1 다이접착층의 두께 T2: 제2 다이접착층의 두께.

이로써 제1 다이접착층(10)은 반도체 웨이퍼와의 충분한 접착력을 유지하면서도 제2 다이접착층(20)과 다이싱 테이프(30)과의 접착력을 약화시켜 다이싱 공정 후 행해지는 다이픽업공정이 보다 용이하게 이루어지도록 한다.

바람직하게, 상기 제1 다이접착층(10) 및 제2 다이접착층(20)은 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하며, 제1 다이접착층(10) 내에 포함된 무기필러의 양은 제2 다이접착층(20) 내에 포함된 무기필러의 양보다 적도록 구성된다. 이로써 제1 다이접착층(10)의 연신율은 제2 다이접착층(20)보다 크게 구성될 수 있다.

대안으로, 제1 다이접착층(10) 내에 포함된 유기필러의 양이 제2 다이접착층(20) 내에 포함된 유기필러의 양보다 많도록 구성하며 연신율이 조절될 수 있다.

또 다른 대안으로, 제1 다이접착층(10) 및 제2 다이접착층(20)에 포함된 에폭시 수지는 고상 에폭시수지 및 액상 에폭시 수지로 이루어지며 고상에폭시 수지는 전체 에폭시 수지의 50 중량% 이상이 되도록 할 수 있다. 더불어, 제1 다이접착층 내의 고상에폭시 수지의 양은 제2 다이접착층 내의 고상 에폭시 수지의 양보다 적도록 구성될 수 있다. 이렇게 유리전이온도가 높은 고상 에폭시의 함량을 증가시켜 제2 다이접착층의 강성을 증가시킨다.

상기 에폭시는 베이스 수지로서, 비스페놀A, 비스페놀F, 페녹시 수지 또는 크레졸노볼락 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 유기필러는 상술한 바와 같이 연신율을 조절할 뿐만 아니라 점착성 또는 끈끈함(toughness) 등을 조절할 수 있으며, 아클리로니트릴부타디엔, 글리시딜 아크릴레이트 또는 스타디렌 부타디엔 고무 등을 사용할 수 있다.

상기 무기필러는 상술한 바와 같이 연신율을 조절할 뿐만 아니라 열팽창계수 점착성 및 열전도도 등을 조절할 수 있으며, 실리카, 알루미늄 나이트라이드 또는 알루미나 등을 사용할 수 있다.

상기 경화제는 아민계, 무수물계 및 아미드계 등를 사용할 수 있으며, 잠재성 경화제 또는 용융점이 높은 경화제를 사용할 수도 있다.

바람직하게 제1 및 제2 다이접착층는 금속필러를 더 포함하여 전기전도성을 더 부여할 수 있다.

상기 다이싱 테이프(30)은 웨이퍼에 충분한 두께를 확보하여 다이싱 공정이 보다 효과적으로 이루어지도록 하는 층으로써, 다이싱 공정 후 다이픽업 공정시 제1 및 제2 다이접착층으로부터 분리되는 부분이다. 다이싱 테이프(30)는 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리 비닐아세테이트계 또는 아크릴계 접착제가 도포된 폴리올레핀계 필름 등이 사용된다.

또한, 반도체용 접착필름의 전체두께D는 200㎛ 이하로 한다.

한편, 상기 반도체용 접착필름은 다이싱 공정 및 다이픽업공정에 이어 진행되는 큐어링(curing) 공정 후 25℃에서 저장탄성률(storage modulus)은 100 내지10,000MPa 인 것이 바람직하다. 이는 큐어링 공정 후 상이한 열팽창 계수의 차이로부터 발생하는 열 스트레스를 완충할 수 있어 반도체 칩의 신뢰성을 향상시키기 위 함이다. 또한, 280℃에서 저장탄성률은 0.1 내지 1,000MPa이며, 25℃의 저장탄성률보다 작은 것이 바람직하다. 이는 만일 고온에서 저장탄성률 값이 0.1MPa 이하라면 내부응력이 지나치게 낮아져서 제품의 신뢰성을 확보할 수 없으며, 1,000MPa 이상인 경우에는 열충격을 효과적으로 흡수할 수 없기 때문이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체용 접착필름을 도시하는 단면도이다. 도 2에서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키며, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체용 접착필름은 제1 및 제2 다이접착층(10, 20) 사이에 개재된 유기절연체층(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 유기절연체층(40)은 저장탄성률을 증가시키거나 열팽창계수를 낮출 수 있으며, 와이어 본딩시 진동 등의 외부충격을 최소화할 수 있다.

바람직하게, 상기 유기절연체층(40)은 면저항(surface resistivity)이 10¹⁰ ohm 이상인 유기물이 바람직하며, 폴리이미드 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 사용될 수 있다.

이하, 도 3a 내지 도3c를 참조하여 상기와 같은 구성을 갖는 반도체용 접착필름의 제조방법에 대해 설명한다.

도 3a를 참조하면, 먼저 이형처리된 베이스필름(11)의 일면에 상술한 바와 같은 제1 다이접착층(10)을 코팅하고 제1 다이접착층(10)의 노출되는 면에 보호필름(12)을 덮는다. 또한 이와 별도로 도 3b와 같이 또 다른 베이스필름(21)의 일면 에 제2 다이접착층(10)을 코팅하고 노출되는 면에 보호필름(22)을 덮는다. 여기서 베이스필름(11, 21) 및 보호필름(12, 22)은 예컨데, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 필름을 사용할 수 있다.

그 후 도 3c와 같이, 베이스필름(11,21)에 코팅된 형태의 제1 다이접착층(10)과 제2 다이접착층(20)을 라미네이션한다. 즉 제1 다이접착층(10)의 보호필름(12)과 제2 다이접착층(20)의 보호필름(22)을 박리시키고, 노출되는 접착층들(10, 20)을 상호 라미네이션한다. 그런 후 제2 다이접착층(20)에 부착되어 있는 베이스필름(21)을 제거하고 다이싱 테이프(30)와 라미네이션한 후, 제1 다이접착층(10)에 부착되어 있는 베이스필름(11)을 제거하여 도 1과 같은 형태의 반도체용 접착필름을 제조한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

실시예 1 내지 실시예 3에서는 고상 에폭시 수지, 액상 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 기타수지를 하기 표 1과 같은 비율로 혼합하여 제1 및 제2 다이접착층을 각각 제조한다. 그 후 상술한 바와 같이 제1 및 제2 다이접착층을 상호 라미네이션하고 다이싱테이프를 다시 라미네이션하여 다이싱 다이접착필름을 제조하였다.

	실시예 1		실시예 2		실시예 3
	제1다이접착층	제2다이접착층	제1다이접착층	제2다이접착층	제1다이접착층	제2다이접착층
고상에폭시(wt%)	35	41	35	41	41	35
액상에폭시(wt%)	31	30	31	30	30	31
전체에폭시에 대한 고상에폭시비율(wt%)	53	58	53	58	58	53
유기필러(wt%)	28	23	28	23	23	28
기타수지(wt%)	6	6	6	6	6	6
전체	100	100	100	100	100	100
무기필러(phr)	6	8	6	8	8	6
두께(㎛)	5	20	18	7	5	20

상기 표 1과 같은 실시예 1 내지 실시예 3에서 연신율, 저장탄성률, 픽업특성, 버 발생여부 및 땜납 리플로우 크랙 발생여부를 조사하여 하기 표 2에 표시하였다. 여기서 연신율은 UTM(universal testing machine)을 이용하여 측정하였으며, 저장탄성율은 Rheometric사에서 제조된 DMTA(dynamic mechanical thermal analyzer)를 이용하여 측정하였다. 또한 칩과 지지부재를 다이싱 다이접착필름을 이용하여 본딩 및 큐어링하고 항온, 항습조건(85℃/85%상대습도)에서 1주일간 방치한 후, 최고 피크온도를 260℃로 땜납 리플로우 오븐을 통과한 후, 크랙 발생 여부를 관찰하였다.

	실시예1		실시예2		실시예3
	제1 다이접착층	제2 다이접착층	제1 다이접착층	제2 다이접착층	제1 다이접착층	제2 다이접착층
연신률(%)	80	40	80	40	40	80
저장탄성률(25℃)MPa	630		550		500
저장탄성률(280℃)MPa	4.0		3.5		2
픽업특성	양호		나쁨		보통
버(burr)발생	적음		많음		많음
땜납 리플로우 크랙	없음		없음		없음

상기 표 2를 참조하여 실시예1과 실시예 2를 비교해보면, 각각의 접착층의 조성이 같더라도 제2 다이접착층의 두께가 더 두꺼우면 픽업특성이 떨어지고 버발생이 증가하게 된다. 또한 실시예 1 및 실시예 3을 비교해보면, 제2 다이접착층이 제1 다이접착층보다 고상 에폭시 수지와 무기 필러 함량이 많고 유기필러의 함량이 더 적어 제1 다이접착층의 연신율이 더 클 경우 픽업특성이 우수하며 버발생도 적음을 알 수 있다.

한편, 실시예1 내지 3은 적정범위의 저장탄성률을 가짐으로써 땜납 리플로우시 크랙이 발생하지 않음을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명에 따르면 반도체 패키징 공정에 사용되는 반도체용 접착필름에 있어서 반도체 웨이퍼와의 접착력을 유지하면서 다이 픽 업시에는 낮은 접착력을 유지하여 픽업을 용이하게 할 수 있으며, 웨이퍼 다이싱 공정시 버 발생을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하는 제1 다이접착층;

   상기 제1 다이접착층 상에 접착되며, 상기 제1 다이접착층 보다 연신율이 작고 그 두께는 상기 제1 다이접착층 보다 큰 구조인 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하는 제2 다이접착층; 및

   상기 제2 다이접착층 상에 접착된 다이싱 테이프;을 포함하고,

   상기 제1 다이접착층, 제2 다이접착층 및 다이싱 테이프의 두께의 합은 200㎛이하인 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 다이접착층 및 제2 다이접착층은,

   에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하며,

   상기 제1 다이접착층 내 무기필러의 양은 상기 제2 다이접착층 내 무기필러의 양보다 적은 것을 특징으로 하는 반도체용 접착필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 다이접착층 및 제2 다이접착층은,

   에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하며,

   상기 제1 다이접착층 내 유기필러의 양은 상기 제2 다이접착층 내 유기필러의 양보다 많은 것을 특징으로 하는 반도체용 접착필름.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 다이접착층 및 제2 다이접착층은,

   고상 에폭시 수지, 액상 에폭시 수지, 유기필러, 무기필러 및 경화제를 포함하며,

   상기 고상 에폭시 수지가 전체 에폭시 수지 중량대비 50 중량% 이상이고, 상기 제1 다이접착층 내의 고상에폭시 수지의 양은 상기 제2 다이접착층 내의 고상 에폭시 수지의 양보다 적은 것을 특징으로 하는 반도체용 접착필름.
5. 제1항 내지 제4항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 다이접착층 및 제2 다이접착층은

   25℃에서의 저장 탄성률(storage modulus)는 100 내지 10,000MPa이고,

   280℃에서의 저장 탄성률은 0.1 내지 1,000MPa이며, 상기 25℃에서의 저장 탄성률보다 작은 것을 특징으로 하는 반도체용 접착필름.
6. 제1항 내지 제4항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 다이접착층과 제2 다이접착층 사이에 면저항(surface resistivity)이 10¹⁰ ohm 이상인 유기물로 이루어진 유기절연체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 접착필름.

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