KR100900604B1 - 필름상 접착제 및 이를 이용하는 반도체 패키지 - Google Patents

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Abstract

저온 접착성, 매립성이 우수한 반도체 패키지내에서 적합하게 사용할 수 있는 다이본드필름으로서의 기능을 갖는 필름상 접착제 및, 저온 접착성, 매립성이 우수한 다이본드필름으로서의 기능을 갖는 필름상 접착제와 다이싱 테이프로서의 기능을 겸비하는 필름상 접착제를 제공한다.
유리전이온도가 100℃이하의 열가소성 폴리이미드를 주성분으로서 함유하는 접착제층(C) 및 50℃에서의 저장전단탄성률이 106 Pa이하의 점착제층(D)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제. 또한 기재(A) 및 점착제층(B)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 필름상 점착제.
필름상 접착제, 열가소성 폴리이미드, 저장전단탄성률

Description

필름상 접착제 및 이를 이용하는 반도체 패키지{FILM ADHESIVE AND SEMICONDUCTOR PACKAGE USING THE SAME}
본 발명은 필름상 접착제에 관한 것이고, 상세하게는 반도체 패키지내에서 적합하게 사용할 수 있는 다이본드필름의 기능을 갖는 필름상 접착제, 다이본드필름의 기능과 당해 패키지 조립공정내에서 다이싱 테이프로서의 기능을 겸비하는 필름상 접착제에 관한 것이다.
필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지의 제조 공정은, ① 대구경의 웨이퍼 이면에 필름상 접착제를 붙이는 공정, ② 필름상 접착제측에 다이싱 테이프를 붙이는 공정, ③ 다이싱하여, 칩을 개편화하는 공정, ④ 개편화된 칩을 다이싱 테이프로부터 픽업하는 공정, ⑤ 필름상 접착제를 통하여 피착체인 기판에 다이본드하는 공정, ⑥ 칩/기판간을 와이어 본드하는 공정, ⑦ 밀봉제로 몰드하는 공정을 거치는 것이 일반적이다.
필름상 접착제는 다이본드필름으로서 기능하며, 상기 ①공정에서는 웨이퍼에 대해서의 접착이고, 상기 ⑤공정에서는 기판에 대해서의 접착이다. 웨이퍼에 대한 접착에 주목하면, 근년, 웨이퍼가 박막화하고 있어 고온에서 접착하면 웨이퍼의 휨 이 발생하는 문제가 있으므로, 필름상 접착제에는 보다 우수한 저온 접착성이 요구되고 있다. 한편, 기판에 대한 접착에 주목하면, 근년, 1 패키지내에서의 칩 적층 단수가 증가하여, 칩에 와이어 본드하는 온도, 시간이 보다 고온화, 장시간화 되어 종래의 필름상 접착제는 와이어 본드 중에 경화하여, 기판 표면의 요철에 대한 매립 불량이 생기는 문제가 있었다. 따라서, 신뢰성 확보를 위하여, 필름상 접착제에는 보다 엄격한 와이어 본드 조건에서도, 기판 표면 요철에 대한 보다 우수한 매립성이 요구되고 있다.
또한, 근년, 공정의 간략화를 목적으로, 다이본드필름으로서의 기능과 다이싱 테이프로서의 기능을 겸비하는 다이싱·다이본드필름이 요구되고 있다(특허 문헌 1 및 2 참조). 이에 의해 상기 제조 공정의 ① 과 ②를 동시에 행할 수 있다.
그러나, 저온 접착성, 매립성이 우수한 다이싱·다이본드필름은 개발되어 있지 않은 것이 현실이다.
특허 문헌 1 : 특개 2004-83602호 공보
특허 문헌 2 :　특개 2004-95844호 공보
본 발명은 상기와 같은 상황을 감안하여 행하여진 것으로, 저온 접착성, 매립성이 우수한 반도체 패키지내에서 적합하게 사용할 수 있는 다이본드필름으로서의 기능을 갖는 필름상 접착제 및, 다이본드필름으로서의 기능을 갖는 필름상 접착제와 당해 패키지 조립공정내에서 다이싱 테이프로서의 기능을 겸비하는 필름상 접착제를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은 예의 검토하여, 본 발명을 완성하였다.
즉, 제1 발명은,
유리전이온도가 100℃이하의 열가소성 폴리이미드를 주성분으로서 함유하는 접착제층(C) 및 50℃에서의 저장전단탄성률이 1 X 106 Pa이하의 점착제층(D)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제다.
또한 상기 필름상 접착제가 기재(A) 및 점착제층(B)을 더 포함하는 것은, 다이싱 테이프로서의 기능을 부여할 수가 있어 바람직한 형태이다.
상기 기재(A)가, 25℃에서의 인장탄성률이 500MPa 이하의 필름인 것은, 픽업시의 익스팬드(expand)성의 관점에서 바람직한 형태이다.　
상기 점착제층(B)과 상기 접착제층(C)과의 180° 박리강도가 0.1~2.5N/25mm인 것은, 픽업성의 관점에서 바람직한 형태이다.
상기 접착제층(C)이 폴리이미드 이외에, 열경화성 수지 및 필러를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 것은, 내열성의 관점에서 바람직한 형태이다.
상기 폴리이미드가 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 폴리이미드인 것은, 저온 접착성의 관점에서 바람직한 형태이다.
　상기 폴리이미드가 분자내에 적어도 1개의 페놀성 하이드록실기를 갖는 디 아민과 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 유리전이온도 40℃이상 100℃이하의 폴리이미드인 것은, 저온 접착성의 관점에서 바람직한 형태이다.
제２ 발명은,
유리전이온도가 100℃이하의 폴리이미드를 함유하며, 또한 180℃의 온도에서 1시간 유지했을 때의 저장전단탄성률이 180℃ 온도에서 5.0×106 Pa이하인 접착제층(C＇)을 1층 이상 갖는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제이다.
상기 접착제층(C＇)이 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 열가소성 폴리이미드와 열경화성 수지를 필수 성분으로서 함유하는 수지 조성물로 구성되는 것은, 저온 접착성과 내열성의 관점에서 바람직한 형태이다.
상기 접착제층(C＇)이 분자내에 적어도 1개의 페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민과 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 유리전이온도 40℃이상 100℃이하의 열가소성 폴리이미드와 열경화성 수지를 필수 성분으로서 함유하는 수지 조성물로 구성되는 것은, 저온 접착성과 내열성의 관점에서 바람직한 형태이다.
제３ 발명은, 상기 필름상 접착제를 사용하여 제조되는 반도체 패키지이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 필름상 접착제는, 반도체 패키지내에서 다이본드필름으로서 기능하는 접착제층(C) 및 점착제층(D) 또는 접착제층(C‘)으로 구성된다. 바람직한 구성은, 다이싱 테이프로서 기능하는 지지기재(A) 및 점착제층(B)과 반도체 패키지내에서 다이본드필름으로서 기능하는 접착제층(C＇)이 이 순서로 적층된 구성이다. 보다 바람직한 구성은, 다이싱 테이프로서 기능하는 지지기재(A) 및 점착제층(B)과 반도체 패키지내에서 다이본드필름으로서 기능하는 접착제층(C) 및 점착제층(D)이 이 순서로 적층된 구성이다.
다이싱 테이프로서 기능하는 지지기재(A) 및 점착제층(B)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 다이싱시에 문제점이 생기지 않고, 픽업시에 용이하게 박리할 수 있는 것이면, UV식, 비UV식(감압식) 어느 것이라도 좋다. 지지기재(A)의 25℃에서의 인장탄성률은, 픽업시의 익스팬드(expand)성의 관점에서 500MPa 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 400MPa 이하이다.
지지기재(A)로서 구체적으로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리염화비닐 등을 예시할 수 있다.
점착제(B)로서 구체적으로는, 폴리올레핀계 점착제, 아크릴계 점착제를 예시할 수 있다.
시판품으로는, UV식으로는, 예를 들면, 덴끼가가꾸고교 주식회사 제조의 UHP 시리즈나 후루가와덴끼고교 주시회사 제조의 UC시리즈 등을 들 수 있다. 비UV식으로는, 예를 들면, 미쓰이가가꾸 주식회사 제조의 MPF 시리즈 등을 들 수 있다.
기재(A)나 점착제(B)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 기재(A)는 50~150㎛정 도, 점착제층(B)은 5~20㎛정도가 핸들링의 관점에서 바람직하다.
반도체 패키지내에서 다이본드필름으로서 기능하는 접착제층(C‘), 접착제층(C) 및 점착제층(D)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 반도체 패키지 제조 공정에서의 250℃이상의 리플로우 공정에서 팽창이나 박리 등의 문제점이 생기지 않으면 좋다.
접착제층(C) 및 접착제층(C‘)은 열가소성 폴리이미드를 주성분으로서 함유하고, 폴리이미드의 유리전이온도는 100℃이하가 바람직하고, 40℃이상 80℃이하인 것이 저온 접착성의 관점에서 더욱 바람직하다.
접착제층(C) 및 접착제층(C‘)은 열경화성 수지 및 필러(filler)를 함유하고 있는 것이 내열성의 관점에서 더욱 바람직하다.
열가소성 폴리이미드로는, 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물을 반응시켜 얻어지는 폴리이미드인 것이 저온 접착성의 관점에서 바람직하다.
분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민의 구체적인 예로는, 예를 들면 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-o-아미노벤조에이트, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-m-아미노벤조에이트, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리트리메틸렌옥사이드-디-o-아미노벤조에이트, 폴리트리메틸렌옥사이드-디-m-아미노벤조에이트, 폴리트리메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트이다.
분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민의 전체 디아민 성분에 함유되는 양은 10몰%이상 90몰%이하가 바람직하다. 10몰%미만이면 유리전이온도가 높아져 바람직하지 않고, 또, 90몰%을 초과하면 유리전이온도가 너무 낮아져서 바람직하지 않은 경향이 있다.
또, 접착성의 관점에서, 디아민 성분에는, 분자내에 적어도 1개의 페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민을 함유하는 것이 보다 바람직하다.
페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민으로는, 특별히 한정 없이 사용할 수 있지만, 일반식(1)~(3)로 표시되는 디아민이 바람직하다.
Figure 112005065043209-pat00001
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Figure 112005065043209-pat00002
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Figure 112005065043209-pat00003
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(Z는 각각 독립적으로 직접결합 또는 2가의 유기기를 나타낸다.)
Z의 2가의 유기기로는 탄소수 2~27의, 지방족기, 지환족기, 단환식 방향족기, 축합다환식 방향족기, 또 방향족기가 직접 또는 가교원에 의해 서로 연결된 비축합환식 방향족기 등을 들 수 있다.
일반식(1)~(3)으로 표시되는 디아민의 구체적인 예로는, 예를 들면, 2, 3-디아미노페놀, 2,4-디아미노페놀, 2,5-디아미노페놀, 2,6-디아미노페놀, 3,4-디아미노페놀, 3,5-디아미노페놀, 3,6-디아미노페놀, 4,5-디아미노페놀, 4,6-디아미노페놀, 3,3＇-디아미노-4,4＇-디하이드록시비페닐, 4,4＇-디아미노-3,3＇-디하이드록시비페닐, 4,4＇-디아미노-2,2＇-디하이드록시비페닐, 4,4＇-디아미노-2, 2＇, 5, 5＇-테트라하이드록시비페닐, 3,3＇-디아미노-4,4＇-디하이드록시디페닐 메탄, 4,4＇-디아미노-3,3＇-디하이드록시디페닐 메탄, 4,4＇-디아미노-2,2＇-디하이드록시디페닐 메탄, 4,4＇-디아미노-2,2＇,5,5＇-테트라하이드록시디페닐 메탄, 2,2-비스[3-아미노-4-하이드록시페닐]프로판, 2,2-비스[4-아미노-3-하이드록시페닐]프로판 등을 들 수 있다.
페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민은 전체 디아민 성분 중에 0.1~10몰%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1~5몰%이다. 0.1몰%미만에서는 내열성능이 충 분히 얻어지지 않고, 10몰%를 초과하면 저온 접착 성능을 저하시키는 경향이 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민 또는 분자내에 적어도 1개의 페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민 이외의 그 외의 디아민으로는, 폴리이미드로 했을 때의 유리전이온도가 100℃이하이면 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, m-페닐렌 디아민, o-페닐렌 디아민, p-페닐렌 디아민, 비스(3-아미노페닐)술파이드, 비스(4-아미노페닐)술파이드, 비스(3-아미노페닐)술폭사이드, 비스(4-아미노페닐)술폭사이드, 비스(3-아미노페닐)술폰, 비스(4-아미노페닐)술폰, 2,2-비스[4-(3-아미노 페녹시) 페닐]부탄, 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-비스(3-아미노프로필)디실록산, 1,1,3,3-테트라페닐-1,3-비스(3-아미노프로필)디실록산, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-o-아미노벤조에이트, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-m-아미노벤조에이트, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리트리메틸렌옥사이드-디-o-아미노벤조에이트, 폴리트리메틸렌옥사이드-디-m-아미노벤조에이트, 폴리트리메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트 등을 들 수 있다.
또한, 마찬가지로, 본 발명에서 사용할 수 있는 테트라카르복시산 2무수물 성분으로는, 폴리이미드로 했을 때의 유리전이온도가 100℃이하이면 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 피로멜리트산 2무수물, 3,3＇,4,4＇-벤조페논테트라카르복시산 2무수물, 3,3＇,4,4＇-비페닐테트라카르복시산 2무수물, 옥시-4,4＇-디프탈산 2무수물, 에틸렌글리콜비스트리멜리트산 2무수물, 2,2-비스(4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐)프로판 2무수물, α,ω-폴리디메틸실록산테트라카르복시산 2 무수물, α,ω-비스(3,4-디카르복시페닐)폴리디메틸 실록산 2무수물 등을 들 수 있다.
폴리이미드의 제조 방법으로는, 공지 방법을 포함하여, 폴리이미드를 제조 가능한 방법을 모두 적용할 수 있다. 그 중에서, 유기용매 중에서 반응을 행하는 것이 바람직하다. 이 반응에서 사용할 수 있는 용매로서, 예를 들면, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 페놀, 크레졸 등을 들 수 있다.
또, 이 반응에서의 반응 원료의 용매중의 농도는, 통상, 2~50 중량%, 바람직하게는 5~40 중량%이고, 테트라카르복시산 2무수물 성분과 디아민 성분과의 반응 몰비는 테트라카르복시산 성분/디아민 성분으로 0.8~1.2의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 내열성이 저하하는 일이 없어 바람직하다.
폴리이미드의 전구체인 폴리아미드산 합성에서의 반응 온도는, 통상, 60℃이하, 바람직하게는 50℃이하 10℃이상이다. 반응 압력은 특별히 한정되지 않고, 상압에서 충분히 실시할 수 있다. 또한, 반응 시간은 반응 원료의 종류, 용매의 종류 및 반응 온도에 따라 다르지만, 통상 0.5~24시간으로 충분하다. 본 발명에 의한 폴리이미드는, 이와 같이 하여 얻어진 폴리아미드산을 100~400℃로 가열하여 이미드화하거나, 또는 무수아세트산 등의 이미드화제를 사용하여 화학 이미드화 함으로써, 폴리아미드산에 대응하는 반복 단위 구조를 갖는 폴리이미드가 얻어진다.
또한, 130℃~250℃에서 반응을 행함으로써, 폴리아미드산의 생성과 열이미드화 반응이 동시에 진행하여, 본 발명에 속하는 폴리이미드를 얻을 수 있다. 즉, 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물을 유기용매 중에 현탁 또는 용해시키고, 130~250℃의 가열하에 반응을 행하여, 폴리아미드산의 생성과 탈수 이미드화를 동시에 행하게 함으로써, 본 발명에 속하는 폴리이미드를 얻을 수 있다.
본 발명의 폴리이미드의 분자량은 특별히 제한은 없고, 용도나 가공 방법에 따라 임의의 분자량으로 할 수 있다. 본 발명의 폴리이미드는, 사용하는 디아민 성분, 테트라카르복시산 2무수물의 비율을 조절함으로써, 예를 들면, 폴리이미드를 0.5g/dl의 농도로 N-메틸-2-피롤리돈에 용해시킨 후, 35℃에서 측정한 대수 점도의 값을 0.1~3.0dl/g의 임의의 값으로 할 수가 있다.
본 발명에서, 폴리이미드라는 표현은, 100% 이미드화한 폴리이미드 이외에, 그 전구체인 폴리아미드산이 일부 공존한 수지도 포함하고 있다.
또한, 상기 반응에서 얻어진 폴리이미드 용액은 그대로 사용해도 좋지만, 상기 폴리이미드 용액을 빈용매 중에 투입하여 폴리이미드를 재심 석출시켜도 좋다.
열경화성 수지 및 필러의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 접착제층(C) 또는 접착제층(C‘)을 180℃의 온도에서 1시간 유지했을 때의 저장전단탄성률이 5.0×106Pa이하, 더욱 바람직하게는 3.0 X 106 Pa 이하가 되도록 재료를 선정하는 것이 기판 표면 요철에 대한 매립성의 관점에서 바람직하다. 5.0×106Pa를 넘으면 매립성이 악화되고, 내열성이 떨어지는 경향이 있다.
열경화성 수지의 구체적인 예로는, 예를 들면, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 비스페놀 F의 글리시딜에테르, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
열경화성 수지의 배합량은, 열가소성 폴리이미드 100중량부에 대해서, 1~200중량부, 바람직하게는 1~100중량부이다. 이 범위이면, 내열성이 유지되어 필름 형성능이 우수하다.
또한, 필요에 따라서, 경화제를 배합해도 좋다. 경화제로는, 예를 들면, 이미다졸계 경화제, 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 산무수물계 경화제 등을 들 수 있다. 수지 조성물의 보존 안정성이라는 관점에서, 바람직하게는, 열잠재성 및 긴 사용가능시간을 갖는 것이 좋다.
경화제의 배합량은 열경화성 수지 100중량부에 대해서, 0~20중량부의 범위내인 것이 바람직하다. 이 범위내이면, 수지 용액 상태에서 겔이 거의 생기지 않아서 수지 용액의 보존 안정성이 우수하다.
또한, 필요에 따라서, 필러를 배합해도 좋다. 필러로는, 예를 들면, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소수지, 페놀 수지 등의 유기 필러, 알루미나, 질화 알루미늄, 실리카 등의 무기 필러를 들 수 있다.
필러의 배합량은 열가소성 폴리이미드 100중량부에 대해서 0~5000중량부, 바람직하게는 0~3000중량부의 범위내이다. 이 범위내이면, 수지 용액 상태에서 필러가 거의 침강되지 않아서 수지 용액의 보존 안정성이 우수하다. 한편, 필러가 너무 많으면 접착성이 저하하는 경우가 있다.
또한, 필요에 따라서, 커플링제를 첨가해도 좋다. 커플링제는, 본 발명의 목적을 손상하기 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 수지 용해 용제로의 용해성이 양 호한 것이 바람직하다. 예를 들면, 실란계 커플링제, 티탄계 커플링제 등을 들 수 있다.
커플링제의 배합량은 폴리이미드 100중량부에 대해서 0~50중량부, 바람직하게는 0~30중량부의 범위내이다. 이 범위내이면, 내열성이 저하하는 일이 없다.
접착제층(C) 및 접착제층(C‘)의 두께는 기판 표면 요철에 대한 매립성의 관점에서, 5~100㎛가 바람직하다. 5㎛미만이면 매립이 불충분하게 되고, 100㎛를 초과해도 매립이 향상되는 것은 아니다.
점착제층(B)과 접착제층(C) 또는 접착제층(C‘)이 접하고 있는 것이 바람직하고, 그 사이의 180° 박리강도는 0.1~2.5N/25mm인 것이 바람직하다. 0.1N/25mm미만에서는 다이싱시에 칩 비산 등의 문제가 발생하며, 2.5N/25mm를 초과하면 픽업시에 픽업할 수 없거나 칩에 크랙이 도입되는 경우가 있다.
점착제층(D)은 50℃에서의 저장전단탄성률이 1 X 106 Pa이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 X 105Pa이하이다. 1 X 106Pa를 초과하면 저온 접착이 곤란하게 되는 경향이 있다.
점착제층(D)을 통하여 필름상 접착제를 실리콘 웨이퍼에 붙임으로써, 보다 저온에서 붙일 수가 있어, 100㎛이하라는 얇은 웨이퍼에 붙일 때에는 웨이퍼 휨을 낮출 수가 있다.
점착제층(D)의 구체예로는 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.
점착제층(D)의 두께는, 실리콘 웨이퍼로의 밀착성과 내열성의 관점에서, 1~10㎛가 바람직하다. 1㎛미만이면 밀착력이 얻어지지 않고, 10㎛를 넘으면 내열성이 나빠지는 경향이 있다.
본 발명에 의한 필름상 접착제를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리이미드 수지를 주성분으로서 함유한 용액을 PET 등의 지지 필름상에 도포·건조하여 접착제층(C)을 형성한 후, 그 위에 점착제 용액을 도포·건조하여 점착제층(D)을 형성한다. 이것을 미리 압출 성형 등으로 준비한 기재(A) 및 점착제층(B)으로 이루어지는 테이프를 점착제층(B)과 접착제층(C)이 접하도록 라미네이트 하는 방법을 들 수 있다.
필요에 따라서, 다이본드필름 부분(접착제층C＋점착제층D 또는 접착제층C‘)이나 다이싱테이프 부분(기재A＋점착제층B)은 사전에 원주형으로 커팅된다.
본 발명에 의한 반도체 패키지를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 다음과 같이 제조되는 것이 일반적이다. ① 대구경의 웨이퍼 이면에 필름상 접착제를 점착제층(D)을 통하여 붙이고, ② 다이싱 하여, 칩을 개편화하고, ③ 개편화된 칩을 점착제층(B)과 접착제층(C)의 사이에서 픽업하고, ④ 접착제층(C)을 통하여 피착체인 기판에 다이본드 하고, ⑤ 칩/기판 사이를 와이어본드 하고, ⑥ 밀봉제로 몰드한다.
실시예
이하, 본 발명을, 실시예에 의해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실 시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 실시예 중의 각 물성값은 이하의 방법에 따라 측정했다.
(저장전단탄성률의 측정 방법)
측정 장치：레오메트릭스사 제조, ARES
측정 모드：온도 분산(왜곡 제어), 비틀림 모드
측정 온도 범위：30~200℃(5℃/분), 질소 분위기하
주파수：1Hz
(저장전단탄성률 시간 분해의 측정 방법)
측정 장치：레오메트릭스사 제조, ARES
측정 모드：시간 분산(왜곡 제어), 비틀림 모드
측정 온도 범위：180℃, 5시간, 질소 분위기하
주파수：1Hz
(인장탄성률의 측정 방법)
측정 장치：토요세이키사 제조, 스트로그래프 M-1
측정 모드：인장 모드
(박리강도의 측정 방법)
측정 장치：토요세이키사 제조, 스트로그래프 M-1
측정 모드：180° 박리
(합성예 1)
교반기, 질소 도입관, 온도계, 메시틸렌을 채운 딘 스타크 관을 구비한 300ml의 5구의 분리가능한 플라스크에, 폴리테트라메틸렌옥사이드-디-p-아미노벤조에이트(이하라케미칼 고교 주식회사 제조, 상품명：엘라스마 1000, 평균 분자량 1268) 18.75g, 옥시-4, 4＇-디프탈산 2무수물 45.87g, N-메틸-2-피롤리돈 100g, 메시틸렌 45g을 계량하여 취하고, 질소 분위기하에서 용해시키고, 그곳에 비스아미노프로필 테트라메틸디실록산(신에츠 가가꾸 고교 주식회사 제조, 상품명：PAM-E) 32.00g을 소량씩 첨가했다. 그 후, 질소 도입관을 용액내에 삽입하고(버블링 상태로 하고), 계내의 온도를 170℃~180℃로 가열하여, 물을 공비 제거하면서 12시간 유지했다. 냉각 후, 메시틸렌 145g을 첨가하여 희석하고, 4,4＇-디아미노-3,3＇-디하이드록시비페닐(와카야마세이카고교 주식회사 제조, 상품명：HAB) 0.93g을 첨가하여, 열가소성 폴리이미드의 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드의 유리전이온도는 56℃(인장탄성률 측정에서의 Tanδ의 피크 온도)이었다.
얻어진 폴리이미드 고형분 100중량부에 대해서, 에폭시 화합물(미쓰이가가꾸 주식회사 제조, VG3101) 20중량부, 실리카계 필러(주식회사 타쓰모리 제조, 1-FX) 40중량부를 배합하고, 교반기에서 충분히 혼합하여 수지 조성물 1을 얻었다.
(합성예 2)
교반기, 질소 도입관, 온도계, 메시틸렌을 채운 딘 스타크 관을 구비한 300ml의 5구의 분리가능한 플라스크에, 1,3-비스(3-(3-아미노페녹시) 페녹시)벤젠 15.00g, 실리콘디아민(α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산(토레이·다우코닝·실리콘 주식회사 제조, BY16-853U, 평균 분자량 920) 43.44g, N-메틸-2-피롤리돈 110.61g, 메시틸렌 47.40g을 계량하여 취하고, 질소 분위기하에서 50℃로 가 열하여 용해시키고, 그곳에 옥시-4,4＇-디프탈산 2무수물 18.49g, 에틸렌글리콜 비스트리멜리트산 2무수물 8.15g을 소량씩 첨가했다. 그 후, 질소 도입관을 용액내에 삽입하고(버블링 상태로 하고), 계내의 온도를 170℃~180℃로 가열하고, 돌비를 주의하면서 30시간 유지하여, 물을 공비 제거함으로써 열가소성 폴리이미드 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드의 유리전이온도는 67℃(인장탄성률 측정에서의 Tanδ의 피크 온도)이었다.
얻어진 폴리이미드 고형분 100중량부에 대해서, 에폭시 화합물(미쓰이가가꾸 주식회사 제조, VG3101L) 20중량부, 이미다졸계 경화제(시코쿠가세이 고교 주식회사 제조, 2MAOK-PW) 1중량부, 실리카계 필러(주식회사 타쓰모리 제조, 1-FX) 39중량부를 배합하고, 교반기에서 충분히 혼합하여 수지 조성물 2를 얻었다.
(합성예 3)
교반기, 질소 도입관, 온도계, 메시틸렌을 채운 딘 스타크 관을 구비한 500ml의 5구의 분리가능한 플라스크에, 폴리테트라-메틸렌옥시드-디-P-아미노벤조에이트(이하라케미칼 고교 주식회사 제조, 상품명：엘라스마 1000, 평균 분자량 1268) 13.95g, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 28.00g, 옥시-4, 4＇-디프탈산 2무수물 34.12g, N-메틸-2-피롤리돈 100g, 메시틸렌 40g을 계량하여 취하고, 질소 분위기하에서 용해시킨 후, 질소 도입관을 용액내에 삽입하고(버블링 상태로 하고), 계내의 온도를 170℃~180℃로 가열하여, 물을 공비 제거하면서 12시간 유지했다. 냉각 후, N-메틸-2-피롤리돈 290g을 첨가하여 희석하고, 4,4＇-디아미노-3,3＇-디하이드록시비페닐(와카야마세이카코교㈜ 제, 상품명：HAB) 0.70g을 첨가하여 열가소 성 폴리이미드의 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드의 유리전이온도는 157 ℃(인장탄성률 측정에서의 Tanδ의 피크 온도)이었다.
얻어진 폴리이미드 고형분 100중량부에 대해서, 에폭시 화합물(미쓰이가가꾸 주식회사 제조, VG3101) 5 중량부를 배합하고, 교반기에서 충분히 혼합하여 수지 조성물 3을 얻었다.
(실시예 1)
수지 조성물 1을 표면 처리 PET 필름(테이진듀폰필름 주식회사 제조, A54, 두께 50㎛) 위에 도포하고, 100℃에서 30분간 가열하여 두께 20㎛의 접착제층(C)을 얻었다. 또한, 180℃의 온도에서 1시간 유지했을 때의 저장전단탄성률은 0.96×106Pa이었다.
이 접착제층(C) 위에, 실리콘 수지(토레이·다우코닝 주식회사 제조, SD4560) 100중량부에 백금촉매용액(토레이·다우코닝 주식회사 제조, NC-25) 0.9중량부를 첨가한 용액을 더 도포하고, 100℃에서 5분간 가열하여 두께 5㎛의 점착층(D)을 형성했다. 또한 점착제층(D)의 50℃에서의 저장전단탄성률은 5.7 X 104 Pa정도였다.
얻어진 접착제층(C)＋점착제층(D)으로 이루어지는 다이본드필름 부분을 8인치 웨이퍼에 상당하는 크기로 펀칭하고, 접착제층(C) 측에, 지지기재(A)＋점착제층(B)으로 이루어지는 다이싱테이프(미쓰이가가꾸 주식회사 제조, 비UV식, 상품명 MPF, 두께 100㎛, 지지기재(A)의 인장탄성률 400MPa)의 점착제층(B)을 통하여 60℃ 에서 라미네이트하여 본 발명의 필름상 접착제를 얻었다. 또, 점착제층(B)과 접착제층(C)과의 180° 박리강도는 1N/25mm이었다.
얻어진 필름상 접착제의 점착제층(D)을 통하여 실온에서 유리 웨이퍼와 링프레임에 붙이고, 5mm각 크기로 다이싱을 행하였지만, 물침입, 칩 비산, 버어(burr) 등의 문제는 발생하지 않았다. 또한, 그 후, 픽업(점착제층(B)과 접착제층(C) 사이에서 박리)을 행하였지만, 픽업 미스 등의 문제는 발생하지 않았다.
얻어진 5mm각 유리칩 위의 접착제층(C)을 통하여 20mm각의 실리콘 위에, 100℃, 10MPa, 10초간 다이마운트 상정의 가열 압착한 후, 180℃, 무하중, 3시간 가열 경화했다. 이 시험편을 260℃의 오븐에 30분간 방치시켰지만 팽창이나 박리의 문제는 발견되지 않아서, 내열성(매립성)이 우수함을 알았다.
(실시예 2)
실시예 1중에서의 점착제층(D)의 실리콘 수지/백금촉매용액 대신에, 아크릴 수지(미쓰이·듀폰폴리케미칼 제조, 베이마크) 100중량부, 에폭시 화합물(미쓰이미쓰이㈜제, VG3101) 20중량부, 경화 촉매(시코쿠카세이 제조, 2 maok-PW) 1중량부로 이루어지는 배합물을 사용한 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 시험편을 제작하고, 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
실시예 1중에서의 수지 조성물 1 대신에 수지 조성물 2를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 시험편을 제작하여 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
실시예 1중에서의 점착제층(D)의 실리콘 수지/백금촉매용액 대신에, 수지 조성물 1을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 시험편을 제작하여 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
실시예 1중에서의 수지 조성물 1 대신에 수지 조성물 3을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 시험편을 제작하여 평가를 행하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
<표 1>
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
기재(A) 폴리올레핀계 (85㎛) 폴리올레핀계 (85㎛) 폴리올레핀계 (85㎛) 폴리올레핀계 (85㎛) 폴리올레핀계 (85㎛)
점착제층(B) 폴리올레핀계 (15㎛) 폴리올레핀계 (15㎛) 폴리올레핀계 (15㎛) 폴리올레핀계 (15㎛) 폴리올레핀계 (15㎛)
접착제층(C) 수지조성물 1 (20㎛) 수지조성물 1 (20㎛) 수지조성물 2 (20㎛) 수지조성물 1 (20㎛) 수지조성물 3 (20㎛)
점착제층(D) 실리콘계 (5㎛) 아크릴계 (5㎛) 실리콘계 (5㎛) 수지조성물 1 (5㎛) 실리콘계 (5㎛)
기재(A)의 인장탄성율 400MPa 400MPa 400MPa 400MPa 400MPa
점착제층(B)과 접착제층(C)의 180℃박리강도 1N/25 1N/25 1N/25 1N/25 1N/25
열가소성 폴리이미드의 유리전이온도 56℃ 56℃ 67℃ 56℃ 157℃
접착제층(C)의 180℃의 온도에서 1시간 유지했을 때의 저장전단탄성율 0.96×106Pa 0.96×106Pa 5.3×106Pa 0.96×106Pa 2.0×106 Pa
점착제층(D)의 50℃에서의 저장전단탄성율 5.7×104Pa 1.3×105Pa 5.7×104Pa 1.6×106Pa 5.7×104Pa
점착제층(D)의 웨이퍼 라미네이트성 실온 라미네이트 가능 실온 라미네이트 가능 실온 라미네이트 가능 실온 라미네이트 약간 곤란 실온 라미네이트 가능
접착제층(C)의 다이본드성 양호 양호 양호 양호 100℃본딩 곤란
다이싱성 양호 양호 양호 양호 양호
픽업성 양호 양호 양호 양호 양호
내열성 양호 양호 약간 불량 양호 양호
산업상 이용 가능성
본 발명의 필름상 접착제는, 반도체 패키지내에서 적합하게 사용할 수 있는 다이본드필름 및 다이본드필름과 당해 패키지 조립공정내에서 다이싱 테이프로서 사용할 수 있고, 저온 접착성, 기판의 요철로의 매립성이 우수하므로, 산업상의 이용가치는 높다.
본 발명의 필름상 접착제는, 반도체 패키지내에서 적합하게 사용할 수 있는 다이본드필름으로서의 기능을 갖고, 저온 접착성이 우수하고 또한 기판 표면 요철 에 대한 매립성이 우수하다. 또한, 당해 패키지 조립공정내에서 다이싱 테이프로서의 기능을 겸비함으로써, 공정의 간략화가 가능하게 된다.

Claims (11)

  1. 유리전이온도가 100℃이하의 열가소성 폴리이미드를 함유하는 접착제층(C) 및 50℃에서의 저장전단탄성률이 1×106 Pa이하의 점착제층(D)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    기재(A) 및 점착제층(B)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기재(A)가 25℃에서의 인장탄성률이 500MPa 이하의 필름인 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.　
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 점착제층(B)과 상기 접착제층(C)과의 180° 박리강도가 0.1~2.5N/25mm인 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제층(C)이 열가소성 폴리이미드 이외에, 열경화성 수지 및 필러를 필수 성분으로서 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폴리이미드가 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 폴리이미드가 분자내에 적어도 1개의 페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민과 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 유리전이온도 40℃이상 100℃이하의 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  8. 유리전이온도가 100℃이하의 열가소성 폴리이미드를 함유하며, 180℃의 온도에서 1시간 유지했을 때의 저장전단탄성률이 180℃의 온도에서 5.0×106 Pa이하인 접착제층(C＇)을 1층 이상 갖는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 접착제층(C＇)이 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 열가소성 폴리이미드와 열경화성 수지를 필수 성분으로서 함유하는 수지 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 접착제층(C＇)이 분자내에 적어도 1개의 페놀성 하이드록실기를 갖는 디아민과 분자내에 쇄상 폴리에테르를 갖는 디아민을 함유하는 디아민 성분과 테트라카르복시산 2무수물 성분을 반응시켜 얻어지는 유리전이온도 40℃이상 100℃이하의 열가소성 폴리이미드와 열경화성 수지를 필수 성분으로서 함유하는 수지 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항 기재의 필름상 접착제를 사용하여 제조되는 반도체 패키지.
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