KR100676562B1

KR100676562B1 - 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물

Info

Publication number: KR100676562B1
Application number: KR1020060007841A
Authority: KR
Inventors: 성태현; 강병언; 위경태; 서준모; 김재훈
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-01-30

Abstract

본 발명은 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물은, 분자량이 50,000 이상인 고무(Rubber) 15 내지 28 중량%; 말단이 개질화된 고무(rubber) 10 내지 20 중량%; 결정성 에폭시 물질 10 내지 30 중량%; 및 범용 에폭시 물질 22 내지 65 중량%;를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정 중 다이싱 공정시 이용되는 실리콘 칩과 PCB를 접착시키는 다이싱 다이 접착필름에서 배선 채움성을 향상시킬 수 있도록 보이드 발생을 최소화할 수 있으며, 내습성 평가(MRT 평가)가 양호하여 제품의 신뢰성이 충분하게 확보될 수 있는 장점을 가짐으로써, 반도체 패키징 공정의 신뢰성을 확보할 수 있다.

다이접착, 다이싱, 웨이퍼, 반도체 칩, 내습성, 보이드

Description

다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물{Composition for producing of dicing die adhesive film}

본 발명은 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼 배면에 접착되어 다이싱 공정에서 사용되는 다이 접착필름의 PCB 상에서의 배선 채움성을 향상시키기 위해 보이드 발생을 최소화하고, 내습성 평가에서 향상된 신뢰성을 가져올 수 있는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물에 관한 것이다.

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

PCB용 다이 접착필름은 다이(die)와 PCB의 휨(warpage)을 최소화하기 위해 다이 본딩 조건인 150℃, 1.5초, 0.1 내지 0.5Mpa의 저온 저압에서 PCB 상의 1 내지 15㎛ 배선의 채움성을 향상시키기 위해서는 이용되는 접착필름에서 보이드 (void)의 발생이 최소화되어야 한다. 만일 접착필름 내에 보이드(void)가 발생하게 되면 수분을 쉽게 흡수하여 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 다이싱 다이 접착필름에 대해서는 MRT 평가가 필수적이며, 이러한 MRT 평가의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 보이드(void) 발생을 최소화하고 강인성(toughness)과 열안정성 등이 확보되어야 한다.

그러나, 이러한 여러 문제를 동시에 해결할 수 있는 기술적 대안이 현재까지 보고된 바 없는 상황에서 본 발명이 안출된 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다이싱 공정시 사용되는 다이 접착필름에서의 보이드 발생을 최소화하고 MRT 평가의 높은 신뢰성을 확보하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물은, 분자량이 50,000 이상인 고무(Rubber) 15 내지 28 중량%; 말단이 개질화된 고무(rubber) 10 내지 20 중량%; 결정성 에폭시 물질 10 내지 30 중량%; 및 범용 에폭시 물질 22 내지 65 중량%;를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 구체적인 실시예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않 아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명에 따른 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물은, 분자량이 50,000 이상인 고무(Rubber)와, 말단이 개질화된 고무(rubber)와, 결정성 에폭시 물질과, 범용 에폭시 물질을 포함하여 조성되면 바람직하다.

상기 분자량이 50,000 이상인 고무(Rubber) 15 내지 28 중량%의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 고무의 분자량과 관련하여 하한에 미달하면 내습성, 신뢰성의 달성이 어려워 바람직하지 못하다. 상기 고무의 함량비와 관련하여 하한에 미달하면 제품 신뢰성이 확보될 수 없어 바람직하지 못하며, 상한을 초과하면 채움성 저하가 발생하여 바람직하지 못하다. 상기 분자량 50,000 이상인 고무는, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 글리시딜아크릴레이트 고무 및 스티렌부타디엔 고무 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 물질이면 바람직하다. 이때, 상기 아크릴로니트릴부타디엔 고무는 수소화된 상태인 수소화된 아크로니트릴부타디엔 고무이면 더욱 바람직하다.

상기 말단이 개질화된 고무는 10 내지 20 중량%의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 말단이 개질화된 고무의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 하한에 미달하면 첨가 목적인 고무와 에폭시간의 상용성 증가의 목적을 달성할 수 없어 바람직하지 못하며, 상한을 초과하면 내습성 테스트(Moisture resistance test, MRT) 신뢰성이 감소되어 바람직하지 못하다. 상기 말단이 개질화된 고무는, 에폭시기가 말단에 결합된 부타디엔 고무(Epoxy terminated butadien rubber, ETBN) 및 카복실 기가 말단에 결합된 부타디엔 고무(Carboxyl terminated butadien rubber, CTBN) 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 물질이면 바람직하다.

상기 결정성 에폭시 물질은, 상온에서는 고상이나 융점 이상의 고온에서의 점도가 기존의 에폭시에 비해 급격히 감소하는 물질로서, 150℃에서의 점도가 0.5 푸아즈(Poise) 이하이면 바람직하며, 그 함량은 10 내지 30 중량%의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 결정성 에폭시 물질의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 하한에 미달하면 첨가 목적인 흐름성 증대의 효과를 달성하기 어려워 바람직하지 못하며, 상한을 초과하면 접착성이 떨어져 신뢰성을 저하시킬 수 있어 바람직하지 못하다.

상기 범용 에폭시 물질은 10 내지 30 중량%의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 범용 에폭시 물질의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 하한에 미달하면 채움성이 부족하여 바람직하지 못하며, 상한을 초과하면 접착력 감소 및 내습성이 저하되어 바람직하지 못하다. 상기 범용 에폭시 물질은, 비스페놀A계, 비스페놀F계, 크레졸 노볼락계, 및 페녹시계 에폭시 물질군 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 물질이면 바람직하다. 이때, 상기 범용 에폭시계로 선택된 물질은, 고상과 액상의 비율이 1:1 내지 3:1이면 바람직하다. 상기 범용 에폭시계 물질의 고상과 액상의 비율과 관련하여, 하한에 미달하거나 상한을 초과하면 취급성이 택성 조절 및 가용성 유지에 바람직하지 못하다.

한편, 본 발명에 따라 제공되는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물에는 전술한 기본적인 성분 이외에도, 본 발명의 효과를 저해하지 않으며 본 발명의 목적 범위 내에서 적절한 첨가제들을 더 포함할 수 있는데, 예를 들면, 에폭시경화제, UV 경화제 및 커플링제 등이 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 보다 구체적인 실시예와 이에 대비되는 비교예를 통해서 본 발명의 실시 및 그 효과에 대해 상세하게 살펴보기로 한다.

<실시예(1,2) 및 비교예(1~6)>

하기 표 1은 본 발명에 따른 실시예 1, 2와 이에 대비되는 비교예(1~6)에 따르는 조성을 갖는 접착제 조성물의 성분과 그 함량을 나타내고 있다. 비교예 1과 2는 아크로니트릴고무의 함량이 기준치(15 내지 28 중량%)를 벗어나도록 설정하였으며, 비교예 3과 4는 ETBN의 함량이 기준치(10 내지 20 중량%)를 벗어나도록 설정하였으며, 비교예 5와 6은 결정성 에폭시의 함량이 기준치(10 내지 30 중량%)를 벗어나도록 설정하였다.

구분 (단위 : 중량%)	실시예(1,2)		비교예(1~6)
구분 (단위 : 중량%)	1	2	1	2	3	4	5	6
아크로니트릴고무	18	25	10	35	18	18	27	17
ETBN	16	20	19	12	5	30	19	15
결정성 에폭시	21	15	26	15	25	19	5	40
비페놀A 에폭시	45	40	45	38	52	33	49	28

상기 표 1에 따라 각각 준비된 조성물의 각 성분을 균일하게 혼합한 후, 잠재성 경과제를 투입하고 PET 필름 상에 코팅하여 건조시킴으로써 필름을 얻는다. 이렇게 제조된 필름은 60 내지 90℃의 온도 조건에서 단계적으로 건조시킨다. 이후, 필름을 60℃에서 라미네이션하고, 소잉(sawing)을 통해 얻어진 8㎝×8㎝ 실리콘 칩을 15㎛의 단차를 갖는 PCB에 본딩한다. 이러한 본딩 조건은 150℃, 1.5초, 3kgf로 유지한다. 이후, 175℃에서 1시간 동안 접착제를 경화시킨다.

전술한 방법에 따라 본딩을 완료한 후, 실리콘 칩에 발생한 보이드(void)의 면적을 SAT를 이용하여 측정하였다. 또한, JEDEC 기준에 따라 MRT 신뢰성 레벨2의 평가를 진행하였다. 이러한 MRT 테스트 조건은 85℃, 85%RH에서 7일 동안 소킹(soaking)한 후 250℃ 피크 온도에서 리플로우하여 신뢰성을 평가하였다.

상기 표 1에 따라 각각 구분설정된 실시예 1, 2 및 비교예(1~6)에 따른 조성물로부터 제조된 각각의 접착제에 대해 전술한 방법을 통해 측정된 보이드(void) 면적율과 MRT 평가(레벨2)의 결과를 하기 표 2에 각각 나타내었다.

구분	실시예		비교예(1~6)
구분	1	2	1	2	3	4	5	6
보이드(void) 발생면적(%)	5	7	15	40	20	15	25	10
MRT 평가(레벨2)	합격	합격	불합격	불합격	불합격	불합격	불합격	불합격

상기 표 2에 나타난 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 2에 비해서 모든 비교예(1~6)에서 보이드 발생면적이 상대적으로 매우 많음을 알 수 있으며, 이로부터 본 발명에 따른 조성물을 이용하면 채움성이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, MRT 평가의 결과에 따르면, 실시예 1 및 2는 합격(pass)한 것과는 달리 모든 비교예(1~6)에서 불합격(fail)된 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물은 보이드 발생면적이 전체의 10% 이하가 됨으로써 채움성이 개선된 것을 확인할 수 있으며, MRT 평가를 통해서도 그 신뢰성이 충분하게 확보되고 있을 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.

본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정 중 다이싱 공정시 이용되는 실리콘 칩과 PCB를 접착시키는 다이싱 다이 접착필름에서 배선 채움성을 향상시킬 수 있도록 보이드 발생을 최소화할 수 있으며, 내습성 평가(MRT 평가)가 양호하여 제품의 신뢰성이 충분하게 확보될 수 있는 장점을 가짐으로써, 반도체 패키징 공정의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims

다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물에 있어서,

분자량이 50,000 이상인 고무(Rubber) 15 내지 28 중량%;

말단이 개질화된 고무(rubber) 10 내지 20 중량%;

150℃에서의 용융 점도가 0.5 푸아즈(Poise) 이하인 결정성 에폭시 물질 10 내지 30 중량%;

및 범용 에폭시 물질 22 내지 65 중량%;를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 분자량 50,000 이상인 고무는, 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 글리시딜아크릴레이트 고무 및 스티렌부타디엔 고무 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물.
제2항에 있어서,

상기 아크릴로니트릴부타디엔 고무는, 수소화된 상태인 것을 특징으로 하는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 말단이 개질화된 고무는, 에폭시기가 말단에 결합된 부타디엔 고무(Epoxy terminated butadien rubber, ETBN) 및 카복실기가 말단에 결합된 부타디엔 고무(Carboxyl terminated butadien rubber, CTBN) 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 다이싱 다이 접착필름 제조용 조성물.