KR100946589B1 - 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 수지 조성물은, 상기 조성물 내에 소정의 직경을 갖는 비구형 파우더가 상기 조성물 전체 중량 대비 소정 함량으로 포함되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 기판이나 리드프레임 상에 다이 접착용 페이스트를 마스를 이용하여 스크린 프린팅 한후, 마스크를 제거할 때, 마스크와 강한 접착력이 일어나지 않도록 칙소성(thixotropy)을 제어함으로써, 접착 페이트스에 의해 클로깅(clogging) 또는 버블(bubble)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 다이 접착이 양호하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 이를 이용하여 제조되는 반도체 소자의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

비구형, 칙소성, 접착, 페이스트, 클로깅, 다이

Description

반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물{Composition of semiconductor device attaching paste}

본 발명은 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 그 조성물 내부에 비구형의 파우더를 포함하도록 하여, 칙소성을 증가시킴으로써 스크린프린팅에 의해 접착 패턴이 양호하게 형성되도록 하는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 패키징 공정에 있어서, 칩 다이를 적층하거나 PCB 또는 리드-프레임(Lead-frame)과 같은 지지부재에 접착할 때 사용되는 접착제로써 다이 접착 페이스트가 널리 사용되고 있다.

이러한 다이 접착 페이스트는 스크린 프린팅 방식으로 피접착부재 상부에 접착 페이스크를 인쇄하는 방법으로 접착영역을 형성하고 있다. 보다 구체적으로는 하기 첨부된 도 1 내지 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 3는 종래의 다이 접착 페이스트를 이용하여 피접착부재, 예컨대 PCB 기판 또는 리드프레임 상부에 접착부를 형성하는 스크린 프린팅 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

도 1에 도시된 바를 참조하면, 지지체(100) 상부의 PCB기판(110)에 스크린 프링팅 마스크(120a, 120b)를 이용하여 접착페이스트(130)를 인쇄한다. 스퀴즈(140)를 이용하여 화살표 방향으로 이동하면, 마스크의 관통 영역에 접착페이스트(130)가 채워진다.

도 2에 도시된 바를 참조하면, 접착페이스트(130)는 그 좌측부에서 좌측마스크(120a)의 우측부와 면하는 곳(A)에서는 그 상부면이 평탄면을 형성하지 못하고, 스퀴즈(140)에 의해 접착페이스트(130)가 우측마스크(120b)의 좌측부와 면하는 곳(B)에서는 계면 특성에 의해 상부로 돌출되는 패턴이 형성된다.

도 3에 도시된 바를 참조하면, 마스크(120a, 120b)가 제거되면, 접착페이스트(130)의 좌우 양측부의 상부면에서는 대체로 평탄하지 않은 부분이 형성됨을 알 수 있다. 이를 방지하기 위한 방법으로 접착페이스의 접착력을 증가시키는 것이 제안되고 있으나, 이는 하기와 같은 또다른 문제점이 야기될 수 있어 바람직하지 못하다.

즉, 상기 도 1 내지 3과 같은 스크린 프린팅을 진행하는 경우에는 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같은 접착부의 상부면이 전체적으로 평탄하게 형성되지 못하는 문제도 발생하지만, 접착페이스트의 마스크와의 접착력에 강한 경우에는 또다른 문제가 발생할 수 있는 바, 이에 대해 도 4 및 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 4 및 5는 마스크 분리시 발생되는 접착부의 형상 변형을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기판(200) 상부에 스크린 프린팅 방식에 의해 마스크(210)를 관통하도록 하여 원하는 영역에 접착페이스트(220)가 부착되도록 한 후, 마스크(210)를 제거한다. 이때, 마스크(210)의 각 측벽와 접착페이스트(220)의 접착력이 강하여 그 측벽에 들러붙는 현상(clogging)이 발생하고, 마스크를 완전히 분리하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 접착페이스트(220)의 양 측부에서 상방향으로 돌출되며, 그 상면의 중심부는 전체적으로 오목해진 형상을 갖게 되므로, 그 상부에 탑재 또는 부착되는 다이(230)가 접착페이스트(220)와 전면적으로 접촉이 이루어지지 않아 접착 불량이 발생되는 문제가 있다. 이러한 접착 불량의 문제는 이를 이용하여 제조되는 반도체 소자의 제품 불량으로 결과될 수 있으므로, 이러한 문제가 해결될 필요가 관련업계에서 연구되어 왔다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반도체 소자 제조용 접착 페이스틀 마스크를 이용하여 스크린 프린팅시, 마스크와의 과도한 접착력으로 인하여, 마스크 분리시 접착페이스트의 패턴에 도그이어(dog ear)의 불량한 형상이 만들어지거나 접착 페이스트 내에 클로깅(clogging) 또는 버블(bubble)이 발생하여, 향후 다이 접착시 접착 불량이 발생하여, 이를 이용하여 제조되는 반도체 소자의 제품 신뢰성을 저하시키는 것을 방지하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제 해결 수단으로서 제공되는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 수지 조성물은, 상기 조성물 내에 0.1 내지 25 ㎛의 직경을 갖는 비구형 파우더가 상기 조성물 전체 중량 대비 1 내지 20 중량부의 함량으로 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 비구형 파우더는, 실리카계 화합물 또는 탄탈륨옥사이드, 안티몬 옥사이드, 실버 옥사이드, 및 알루미늄 옥사이드 등의 금속 산화물이면 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기판이나 리드프레임 상에 다이 접착용 페이스트를 마스를 이용하여 스크린 프린팅 한후, 마스크를 제거할 때, 마스크와 강한 접착력이 일어나지 않도록 칙소성(thixotropy)을 제어함으로써, 접착 페이트스에 의해 클로깅(clogging) 또는 버블(bubble)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 다이 접착이 양호하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 이를 이용하여 제조되는 반도체 소자의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명에서 개선하고자 하는 물성과 관련된 칙소성(thixotropy)은, 평소에는 점도가 높은 물질이만 전단응력(shear stress)가 가해지면 점도가 급격하게 떨어지는 성질을 의미한다. 칙소성이 요구되는 예로는 치약이나 자동차 도료 등을 들 수 있다. 본 발명에서도, 접착페이스트의 칙소성을 개선시킬 수 있다면, 전술한 종래의 문제점이 해소될 수 있을 것이라는 점에 착안하여 안출된 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제 해결 수단으로서 제공되는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 수지 조성물은, 상기 조성물 내에 0.1 내지 25 ㎛의 직경을 갖는 비구형 파우더가 상기 조성물 전체 중량 대비 1 내지 20 중량부의 함량으로 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 비구형 파우더의 직경에 대한 수치범위와 관련하여, 상기 하한에 미달하면 산화물 간의 뭉침현상이 발생하여 균일한 믹싱 상태를 유지하기 어럽고, 칙소 성이 떨어져(thixotrophic index값이 낮아짐) 스크린 프린팅 특성을 나쁘게 하는 역할을 하며, 형상에 의한 separation효과를 떨어뜨려 프린팅 후 페스트의 빠짐성에도 좋지 않은 역할을 하기 때문에 바람직하지 못하고, 상기 상한을 초과하면 50㎛ 이하의 얇은 페이스트 층에 이물로 작용할 수 있으며, 신뢰성에도 좋지 않은 영향을 주기 때문에 바람직하지 못하다. 상기 비구형 파우더의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 하한에 미달하면 프린팅성 개선의 효과가 적게 되고, 경화 후 페이스트의 내열성이 떨어져 바람직하지 못하고, 상기 상한을 초과하면 페이스트의 점도가 너무 높아져 프린팅 시 페이스트의 흐름성이 떨어지고, 프린팅 후 페이스트 표면이 균일하지 못하며, 스퀴지에 페이스가 달라붙어 떨어지지 않는 문제점이 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하다.

상기 비구형 파우더는, 하기 열거되는 물질에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 실리카계 화합물 또는 탄탈륨옥사이드, 안티몬 옥사이드, 실버 옥사이드, 및 알루미늄 옥사이드 등 금속 산화물이 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따르는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물을 이용한 스크린 프린팅을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

도시된 바를 참조하면, 지지체(300) 상부의 PCB기판(310)에 스크린 프링팅 마스크(315a, 315b)를 이용하여 접착페이스트(320)를 인쇄한다. 접착페이스트(320) 내에는 소정의 칙소성 향상을 위한 비구형 파우더(325)가 분산되어 포함되어 있다. 비구형 파우더(325)의 표면의 불규칙성을 확인하기 위해 비구형 파우더의 입자 하나에 대해 확대하여 나타내었다(325). 상기 비구형 파우더(325)가 분산된 접착페이 스트(320)를 스퀴즈(330)를 이용하여, 마스크의 관통 영역에 접착페이스트(320)가 채워진다. 본 발명에 따르는 조성물을 이용하면, 전술한 도 2 및 3에 도시된 바와 같은 도그 이어의 형상이 형성되는 문제가 완화될 수 있다. 또한, 접착페이스트(320) 내에 분산된 비구형 파우더(325)는 접착페이스트 조성물의 칙소성과 롤링성을 증가시키며, 비구형 파우더(325)가 갖는 불규칙한 표면 특성으로 인해 마스크에 대한 접촉면적이 작아져 마스크 분리시 접착페이스트가 쉽게 떨어져 클로깅(clogging) 또는 버불(bubble) 생성이 감소되어 제품 결함 요인이 최소화될 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명에 따르는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물을 이용한 접착영역을 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

도시된 바를 참조하면, 마스크(410) 분리시, 본 발명에 따른 비구형 파우더(425)로 인하여 칙소성이 증가하였기 때문에 마스크에 들러붙는 현상이 발생되지 않고 기판(400) 상부의 원하는 영역에 그 단차가 분명하며, 접착페이스트 패턴(420)의 전체적인 상부면이 평탄하게 형성되므로, 추후 다이 접착이 보다 양호하게 이루어질 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

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

도 1 내지 3는 종래의 다이 접착 페이스트를 이용하여 피접착부재, 예컨대 PCB 기판 또는 리드프레임 상부에 접착부를 형성하는 스크린 프린팅 공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

도 4 및 5는 마스크 분리시 발생되는 접착부의 형상 변형을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.

도 6은 본 발명에 따르는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물을 이용한 스크린 프린팅을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따르는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 조성물을 이용한 접착영역을 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

Claims (2)

1. 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 수지 조성물에 있어서,

   상기 조성물 내에 0.1 내지 25 ㎛의 직경을 갖는 비구형 파우더가 상기 조성물 전체 중량 대비 1 내지 20 중량부의 함량으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비구형 파우더는, 실리카계 화합물 또는 탄탈륨옥사이드, 안티몬 옥사이드, 실버 옥사이드, 및 알루미늄 옥사이드 중 선택된 어느 하나의 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 접착 페이스트 수지 조성물.

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