KR100960842B1 - 전자 장치 패키징 및 경화성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

전자 장치 패키징 (packaging) 방법은 하나 이상의 하기 수지 조성물 (1) 내지 (3) 으로부터 제조된 절연 보호 수지층을 사용한다: (1) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.5 내지 30 부, 및 유기 용매; (2) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 부, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물 0.1 내지 10 부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 부, 및 유기 용매; 및 (3) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.1 내지 20 부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 부, 및 유기 용매.
전자 장치 패키징 방법

Description

전자 장치 패키징 및 경화성 수지 조성물 {ELECTRONIC DEVICE PACKAGING AND CURABLE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 전자 장치 패키징 방법의 개선, 및 전자 장치 패키징 방법에 바람직하게 사용되는 경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
지금까지, TCP (테이프 캐리어 패키지) 및 COF (필름상 칩) 와 같은, 전자 장치를 패키징하기 위한 다수의 시스템이 알려져 있다. COF 는 증가된 조밀도로 전자 장치를 패키징하는데 바람직하게 사용되기 때문에, COF 에 주목하였다.
종래의 COF 가 도 1 에서 설명된다. 종래의 COF 시스템에 따른 전자 장치 패키징 방법은 하기의 단계에 의해서 수행된다:
절연 보호 수지층 (4) 을 코팅한 배선 구리층 (2) 을 갖는 인쇄 배선판 (1) 을 제조하여, 전자 장치를 설치하기 위한 부위를 노출시키는 단계;
노출 부위에 주석을 도금하여 주석층 (3) 을 생성시키는 단계;
전도성 물질 (5) 을 통해 주석 도금 부위상에 전자 장치 (6) 를 설치하는 단계; 및
설치된 전자 장치 (6) 및 절연 보호 수지층 (4) 의 가장자리에 밀봉재 (7) 를 코팅 하는 단계.
절연 보호 수지층은 바람직하게는 폴리실록산 골격 또는 폴리실록산 사슬 및 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지, 가열 경화성 화합물 및 유기 용매를 포함하는 가열 경화성 수지 조성물을 배선 구리층에 코팅하고, 코팅한 수지 조성물을 가열함으로써 제조할 수 있는 것으로 알려져 있다. 가열은 통상적으로 대략 160 ℃ 에서 수행된다.
미국 특허 제 5,252,703 호는 유연한 배선판상에 절연 보호층을 형성시키는데, 폴리이미드-실록산 100 중량부, 에폭시 수지 1 내지 50 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 가열 경화성 수지 조성물을 사용할 수 있다는 것을 기재하고 있다.
미국 특허 제 6,461,738 호는 유연한 배선판상에 절연 보호층을 형성시키는데, 폴리이미드-실록산 100 중량부, 다가 이소시아네이트 2 내지 40 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 가열 경화성 수지 조성물을 사용할 수 있다는 것을 기재하고 있다.
최근에, 종래의 COF 는 더욱 증가된 조밀도로 전자 장치를 패키징하는 것을 방해하는 문제를 가지는 것이 알려졌다. 그 문제는, 도금된 주석이 배선 구리층과 절연 보호층 사이에 유입되어, 배선 구리층내의 구리와 반응함으로써, 배선 구리층에 손상부를 생성한다는 점이다. 배선 구리층에 손상부의 생성은, 배선 구리층이 패키징 조밀도를 더욱 증가시키기 위해서 보다 얇게 제조될 때에 특히 곤란하다.
종래의 COF 패키징에서의 상기 언급한 문제를 제거하기 위해서, 개선된 COF 패키징 시스템이 개발되었다. 이하에서, 개선된 COF 패키징 시스템을, 도 2 를 언급하면서 설명한다.
개선된 COF 패키징 시스템은 하기의 단계를 포함한다:
구리 이외의 금속 (예컨대, 주석) 을 포함하는 금속층 (3) 을 코팅한 배선 구리층 (2) 을 갖는 인쇄 배선판 (1) 을 제조하는 단계;
전자 장치를 설치하기 위한 부위를 노출시키면서, 절연 보호 수지층 (4) 을 금속층 (3) 에 도금하는 단계;
전도성 물질 (5) 을 통해 노출 부위상에 전자 장치 (6) 를 설치하는 단계; 및
설치된 전자 장치 (6) 및 절연 보호 수지층 (4) 의 일부에 밀봉재 (7) 를 코팅하는 단계.
개선된 COF 패키징 시스템은, 전자 장치가 배선 구리층의 손상 걱정없이, 매우 얇은 배선층을 갖는 인쇄 배선판상에 설치될 수 있기 때문에, 더욱 증가된 조밀도로 전자 장치를 패키징하는데 바람직하게 사용된다.
그러나, 폴리이미드-실록산, 다가 이소시아네이트, 및 유기 용매를 포함하는 가열 경화성 수지 조성물은 대략 160 ℃ 와 같은 고온에서만 경화될 수 있으며, 상기 온도에서, 도금된 주석층의 주석이 배선 구리층의 구리내로 급속히 확산되어 주석-구리 합금을 생성하는 새로운 문제가 야기되었다. 주석-구리 합금은, 노출된 주석층상에 형성된 주석 구리 합금이 전도성 물질 (전형적으로, 금) 을 통해 전자 장치를 단단히 고정시킬 수 없기 때문에 적절하지 않다.
또한, 폴리이미드-실록산, 에폭시 수지, 및 유기 용매를 포함하는 가열 경화성 수지 조성물로부터 제조된 절연 보호 수지층은 밀봉재와의 친화성 및 상용성이 모두 부족하다는 문제도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 밀봉재와 만족스러운 친화성 및 상용성을 갖는 절연 보호 수지층을 제조하기 위해, 130 ℃ 이하의 온도에서 경화 가능한 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기의 단계를 포함하는 전자 장치 패키징 방법의 개선에 속한다:
구리 이외의 금속 (예컨대, 주석) 을 포함하는 금속층을 코팅한 배선 구리층을 갖는 인쇄 배선판을 제조하는 단계;
전자 장치를 설치하기 위한 부위를 노출시키면서, 절연 보호 수지층을 금속층에 코팅하는 단계;
전도성 물질을 통해 노출 부위상에 전자 장치를 설치하는 단계; 및
설치된 전자 장치 및 절연 보호 수지층의 일부에 밀봉재 (하부충전 물질 포함) 를 코팅하는 단계;
여기에서, 상기 절연 보호 수지층은 하기 경화성 수지 조성물 (1) 내지 (3) 중 하나 이상을 사용함으로써 제조된다:
(1) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.5 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물;
(2) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물 0.1 내지 10 중량부, 다가 이소시아 네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물; 및
(3) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.1 내지 20 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물.
본 발명은 또한 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물 0.1 내지 10 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매의 배합물, 또는 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.1 내지 20 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매의 배합물을 포함하는 경화성 수지 조성물에 속한다.
또한, 본 발명은 하기 경화성 수지 조성물 (1) 내지 (3) 중 하나 이상을 경화시킴으로써 제조되고, 160 ℃ 초과의 유리 전이 온도를 나타내지 않는 경화 수지 재료에 속한다:
(1) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.5 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물;
(2) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물 0.1 내지 10 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물; 및
(3) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.1 내지 20 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물.
본 발명에 있어서, 유기 용매 가용성 수지는 바람직하게는 유기 용매 가용성 폴리이미드-실록산이다. 유기 용매 가용성 폴리이미드 실록산은 바람직하게는 테트라카르복실산 화합물과 디아민 화합물의 반응에 의해서 제조되며, 디아미노폴리실록산 화합물 30 내지 95 몰%, 방향족 고리상에 극성기를 갖는 방향족 디아민 화합물 0.5 내지 40 몰%, 및 상기 방향족 디아민 화합물이외의 디아민 화합물 0 내지 69.5 몰% 를 포함한다.
상기 경화성 수지 조성물은 바람직하게는 경화 촉매와 충전제를 함유한다.
상기 경화성 수지 조성물은 바람직하게는 130 ℃ 미만의 온도에서 경화 가능하다.
본 발명은 COF 시스템에 따른 전자 장치의 패키징에 바람직하게 사용되는 경화성 수지 조성물을 제공한다. 상기 수지 조성물은 하기 수지 조성물 (1) 내지 (3) 중 하나이다:
(1) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.5 내지 30 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물;
(2) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 7 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물; 및
(3) 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물.
[폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지]
유기 용매 가용성 수지는 폴리실록산 골격과 극성기를 가진다. 극성기는 에폭시 화합물의 에폭시기 및/또는 다가 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기와 반응할 수 있다. 유기 용매 가용성 수지는 바람직하게는 유연한 폴리실록산 골격외에도, 벤젠 고리 또는 이미드 고리와 같은 경질 분절 및 아미드 결합 또는 우레탄 결합과 같은 응집성 분절을 골격내에 가진다. 폴리이미드-실록산 화합물이 바람직하다.
폴리이미드-실록산은 바람직하게는 대략 동몰량의 테트라카르복실산 화합물과 디아민 화합물의 반응에 의해서 제조된다. 디아민 화합물은 바람직하게는 디아미노폴리실록산 화합물 30 내지 95 몰% (바람직하게는 50 내지 95 몰%, 더욱 바람직하게는 60 내지 95 몰%), 방향족 고리상에 극성기를 갖는 방향족 디아민 화합물 0.5 내지 40 몰%, 및 상기 방향족 고리상에 극성기를 갖는 방향족 디아민 화합물이외의 디아민 화합물 0 내지 69.5 몰% 를 포함한다.
테트라카르복실산 화합물의 예는 2,3,3',4'-비페닐테트라카르복실산, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산, 3,3',4,4'-디페닐에테르테트라카르복실산, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르복실산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산, 2,2-비스(3,4-벤젠디카르복실산)헥사플루오로프로판, 피로멜리트산, 1,4-비스(3,4-벤젠디카르복실산)벤젠, 2,2-비스[4-(3,4-페녹시디카르복실산)페닐]프로판, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복실산, 1,2,5,6-나프탈렌테트라카르복실산, 1,2,4,5-나프탈렌테트라카르복실산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산, 및 1,1-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄과 같은 방향족 테트라카르복실산; 시클로펜탄테트라카르복실산, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산, 및 3-메틸-4-시클로헥센-1,2,4,5-테트라카르복실산과 같은 지환족 테트라카르복실산; 및 이들의 이무수물 및 에스테르를 포함한다.
디아미노폴리실록산 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 1 을 가진다:
[화학식 1]
Figure 112008082382937-pat00001
상기 식중에서, 2 개의 R1 은 독립적으로 2 가 히드로카르빌기 또는 2 가 방향족기를 나타내고, 4 개의 R2 는 독립적으로 1 가 히드로카르빌기 또는 1 가 방향족기를 나타내며, n1 은 3 내지 50 의 정수를 나타낸다.
화학식 1 의 디아미노폴리실록산 화합물의 예는 α,ω-비스(2-아미노에틸)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(4-아미 노페닐)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(4-아미노-3-메틸페닐)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디페닐실록산, 및 α,ω-비스(4-아미노부틸)폴리디메틸실록산을 포함한다.
방향족 고리상에 극성기를 갖는 방향족 디아민 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 2 를 가진다:
[화학식 2]
Figure 112008082382937-pat00002
상기 식중에서, X 및 Y 는 독립적으로 단일 결합, CH2, C(CH3)2, C(CF3)2, O, 벤젠 고리, 또는 SO2 를 나타내고; r1 은 COOH 또는 OH 이며; n2 는 1 또는 2 이고; n3 및 n4 는 독립적으로 0, 1 또는 2 이며, n3 + n4 ≠0 이다.
화학식 2 의 방향족 디아민 화합물의 대표적인 예는 방향족 고리상에 OH 기를 갖는 방향족 디아민 화합물 또는 방향족 고리상에 COOH 기를 갖는 방향족 디아민 화합물이다.
방향족 고리상에 OH 기를 갖는 방향족 디아민 화합물의 예는 2,4-디아미노페놀과 같은 디아미노페놀 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디히드록시비페닐, 4,4'-디아미노-3,3'-디히드록시비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-디히드록시비페닐, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라히드록시비페닐과 같은 히드록시비페닐 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디히드록시디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디히드록시디페닐메탄, 4,4'- 디아미노-2,2'-디히드록시디페닐메탄, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-아미노-3-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라히드록시디페닐메탄과 같은 히드록시디페닐알칸 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디히드록시디페닐 에테르, 4,4'-디아미노-3,3'-디히드록시디페닐 에테르, 4,4'-디아미노-2,3'-디히드록시디페닐 에테르, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라히드록시디페닐 에테르와 같은 히드록시디페닐 에테르 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디아미노-3,3'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디아미노-2,2'-디히드록시디페닐술폰, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라히드록시디페닐술폰과 같은 히드록시디페닐술폰 화합물; 2,2-비스[4-(4-아미노-3-히드록시페녹시)페닐]프로판과 같은 비스(히드록시페녹시페닐)알칸 화합물; 4,4-비스(4-아미노-3-히드록시페녹시)비페닐과 같은 비스(히드록시페녹시)비페닐 화합물; 및 2,2-비스[4-(4-아미노-3-히드록시페녹시)페닐]술폰과 같은 비스(히드록시페녹시페닐)술폰 화합물을 포함한다.
방향족 고리상에 COOH 기를 갖는 방향족 디아민 화합물의 예는 3,5-디아미노벤조산 및 2,4-디아미노벤조산과 같은 벤젠 카르복실산 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디카르복시비페닐, 4,4'-디아미노-3,3'-디카르복시비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-디카르복시비페닐, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라카르복시비페닐과 같은 카르복시비페닐 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디카르복시디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디카르복시디페닐메탄, 4,4'-디아미노-2,2'-디카르복시디페닐메탄, 2,2-비스(3-아미노-4-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(4-아미노-3-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-카르복시페닐)헥사플루오로프로판, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라카르복시비페닐과 같은 카르복시디페닐알칸 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-디아미노-3,3'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-디아미노-2,2'-디카르복시디페닐 에테르, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라카르복시디페닐 에테르와 같은 카르복시디페닐 에테르 화합물; 3,3'-디아미노-4,4'-디카르복시디페닐술폰, 4,4'-디아미노-3,3'-디카르복시디페닐술폰, 및 4,4'-디아미노-2,2',5,5'-테트라카르복시디페닐술폰과 같은 카르복시디페닐술폰 화합물; 2,2-비스[4-(4-아미노-3-카르복시페녹시)페닐]프로판과 같은 비스(카르복시페녹시페닐)알칸 화합물; 4,4'-비스(4-아미노-3-카르복시페녹시)비페닐과 같은 비스(카르복시페녹시)비페닐 화합물; 및 2,2-비스[4-(4-아미노-3-카르복시페녹시)페닐]술폰과 같은 비스(카르복시페녹시페닐)술폰 화합물을 포함한다.
방향족 고리상에 극성기를 갖는 방향족 디아민 화합물이외의 디아민 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 3 을 갖는 방향족 디아민 화합물이다:
[화학식 3]
Figure 112008082382937-pat00003
상기 식중에서, X 및 Y 는 독립적으로 단일 결합, CH2, C(CH3)2, C(CF3)2, O, 벤젠 고리, 또는 SO2 를 나타내고; n5 는 1 또는 2 이다.
화학식 3 의 방향족 디아민 화합물의 예는 1,4-디아미노벤젠, 1,3-디아미노벤젠, 2,4-디아미노톨루엔, 및 1,4-디아미노-2,5-디할로게노벤젠과 같은 하나의 벤 젠 고리를 갖는 디아민 화합물; 비스(4-아미노페닐)에테르, 비스(3-아미노페닐)에테르, 비스(4-아미노페닐)술폰, 비스(3-아미노페닐)술폰, 비스(4-아미노페닐)메탄, 비스(3-아미노페닐)메탄, 비스(4-아미노페닐)설파이드, 비스(3-아미노페닐)설파이드, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판, 2,2-비스(3-아미노페닐)프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판, o-디아니시딘, o-톨리딘, 및 톨리딘술폰산과 같은 2 개의 벤젠 고리를 갖는 디아민 화합물; 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페닐)벤젠, α,α'-비스(4-아미노페닐)-1,4-디이소프로필벤젠, 및 α,α'-비스(4-아미노페닐)-1,3-디이소프로필벤젠과 같은 3 개의 벤젠 고리를 갖는 디아민 화합물; 및 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 4,4'-(4,4-아미노페녹시)비페닐, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 및 5,10-비스(4-아미노페닐)안트라센과 같은 4 개 이상의 벤젠 고리를 갖는 디아민 화합물을 포함한다.
헥사메틸렌디아민 또는 디아미노도데칸과 같은 지방족 아민 화합물을 상기 언급한 방향족 디아민 화합물과 배합하여 사용할 수 있다.
폴리이미드 실록산 화합물은 상기 언급한 미국 특허 제 5,252,703 호에 기재된 것과 같은 공지의 방법에 의해서 상기 언급한 화합물로부터 제조될 수 있다.
폴리이미드-실록산은 바람직하게는 고분자량을 가지며, 고이미드화 비율을 가진다. 따라서, 폴리이미드-실록산은 바람직하게는 0.15 이상, 더욱 바람직하게는 0.16 내지 2 의 대수 점도 (N-메틸-2-피롤리돈 0.5 g/100 mL, 30 ℃ 에서) 를 가진다. 이미드화 비율은 바람직하게는 90 % 이상, 더욱 바람직하게는 95 % 이상, 가장 바람직하게는 본질적으로 100 % 이다.
폴리이미드-실록산 화합물은 바람직하게는 용액 점도 (E-타입 회전 점도계로 측정) 가 1 내지 10,000 포이즈, 더욱 바람직하게는 1 내지 100 포이즈인 유기 용매중의 용액의 형태이다.
[에폭시 화합물]
에폭시 화합물은 바람직하게는 100 내지 4,000, 더욱 바람직하게는 100 내지 3,000 범위의 에폭시 당량을 가진다. 에폭시 화합물은 바람직하게는 비스페놀 A-형 에폭시 수지, 비스페놀 F-형 에폭시 수지, 이작용성 에폭시 수지, 삼작용성 에폭시 수지, 및 에폭시-변성 폴리실록산이다.
시판되는 에폭시 화합물의 예는 상표명 Epikote (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 로 시판되는 화합물 시리즈, 상표명 EPICLON (Dai-nippon Ink & Chemical Industry Co., Ltd.) 으로 시판되는 화합물 시리즈, MT0163 (Ciba Geigy Corp.), 상표명 DENACOL 또는 TENALEX (Nagase Chemtech Co., Ltd.) 로 시판되는 화합물 시리즈, Hycar ETBN1300x40 (Ube Industries, Ltd.), 및 KF105 (Shin-etsu Chemical Industries Co., Ltd.) 를 포함한다.
경화성 수지 조성물에서, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물은 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 및 다가 이소시아네이트 화합물과 배합하여 사용되고, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물은 폴리실록산 골격만을 갖는 유기 용매 가용성 수지 또는 다가 이소시아네이트 화합물과 배합 하여 사용될 수 있다.
전자의 경우, 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부가, 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 화합물 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 7 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 20 중량부, 및 유기 용매와 배합되어 사용된다.
후자의 경우, 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부가, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.5 내지 30 중량부, 바람직하게는 1 내지 20 중량부, 더욱 바람직하게는 2 내지 15 중량부, 및 유기 용매와 배합되어 사용된다. 다르게는, 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지 100 중량부가, 에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부, 다가 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 20 중량부, 및 유기 용매와 배합되어 사용된다.
에폭시 당량이 800 초과인 에폭시 화합물은 바람직하게는 폴리실록산 골격과 극성기를 갖는 유기 용매 가용성 수지와, 상기 에폭시 화합물의 에폭시기에 대한 극성기의 몰비가 1/1 내지 13/1, 특히 2/1 내지 12/1 범위인 조건하에서 배합되어 사용된다.
[다가 이소시아네이트 화합물]
다가 이소시아네이트 화합물은 분자내에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 가 진다. 지방족, 지환족 또는 방향족 디이소시아네이트가 사용될 수 있다. 디이소시아네이트 화합물의 예는 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,5-펜타메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 라이신 디이소시아네이트, 3-이소시아네이트메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실 이소시아네이트 [= 이소포론 디이소시아네이트], 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트, 및 크실릴렌 디이소시아네이트를 포함한다.
이소시아누레이트-변성 다가 이소시아네이트, 비우렛-변성 다가 이소시아네이트, 및 우레탄-변성 다가 이소시아네이트와 같은 지방족, 지환족 및 방향족 다가 이소시아네이트 화합물의 유도체가 사용될 수 있다. 다가 이소시아네이트 화합물은 블록화제에 의해서 블록화될 수 있다.
본 발명에 사용 가능한 다가 이소시아네이트 화합물의 기타 상세한 사항은 상기 언급한 미국 특허 제 6,461,738 호에 기재되어 있다.
[유기 용매]
본 발명에 사용 가능한 유기 용매의 예는 N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 및 N-메틸카프로락탐과 같은 질소 원자 함유 용매; 디메틸 술폭시드, 디에틸 술폭시드, 디메틸술폰, 디에틸술폰, 및 헥사메틸술폰아미드와 같은 황 원자 함유 용매; 크레졸, 페놀, 및 크실레놀과 같은 페놀 용매; 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 (디글라임), 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 (트리글라임), 및 테트라글라임과 같은 디글라임 용매; 아세톤; 아세토페논; 프로피오페논; 에틸렌 글리콜; 디옥산; 테트라히드로푸란; 및 -부티로락톤일 수 있다. N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸 술폭시드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, -부티로락톤, 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 및 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르가 바람직하다.
경화성 수지 조성물에서 유기 용매의 양은 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 유기 용매는 바람직하게는 실록산 골격 함유 수지 100 중량부에 대해 60 내지 200 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
유기 용매는 유기 용매중의 폴리실록산 골격 함유 수지 용액의 형태로 경화성 수지 조성물에 혼입될 수 있다.
[임의의 혼입 가능한 화합물]
경화성 수지 조성물은 바람직하게는 분리 촉매 및/또는 경화 촉매를 함유한다. 분리 촉매는 블록화 폴리이소시아네이트로부터 블록화제를 분리시키는 기능을 한다. 경화 촉매는 폴리실록산 골격 함유 수지와 에폭시 화합물 (및 추가로 다가 이소시아네이트 화합물) 간의 가교 반응을 촉진시키는 기능을 한다. 분리 촉매는 디부틸주석 라우레이트 또는 3 차 아민일 수 있다. 경화 촉매는 이미다졸 화합물 (예컨대, 2-에틸-4-메틸이미다졸), 히드라진, 또는 3 차 아민일 수 있다. 바람직하게는, 3 차 아민이 혼입된다. 3 차 아민의 예는 1,8-디아자비시클로[5,4,0]-7-운데센 (DBU), N,N-디메틸벤질아민 (DMBA), 및 N,N,N',N'- 테트라메틸헥산디아민을 포함한다. 3 차 디아민은 폴리실록산 골격 함유 수지 100 중량부에 대해 0.3 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 경화성 수지 조성물은 미소 분말성 실리카, 탈크, 마이카, 황산바륨, 또는 가교 NBR 분말과 같은 미세한 충전제를 함유할 수 있다. 미세 충전제는 바람직하게는 0.001 내지 15 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 10 ㎛ 범위의 평균 크기를 가진다. 미세 충전제는 폴리실록산 골격 함유 수지 100 중량부에 대해 20 내지 150 중량부, 바람직하게는 40 내지 125 중량부의 양으로 수지 조성물에 혼입될 수 있다.
본 발명의 경화성 수지 조성물은 착색 유기 안료 또는 착색 무기 안료와 같은 안료를 함유할 수 있다.
본 발명의 경화성 수지 조성물은 소포제를 함유할 수 있다.
[경화성 수지 조성물의 이용]
본 발명의 경화성 수지 조성물은 다양한 기술 분야에서 절연 수지 코트를 제조하는데 사용될 수 있다. 경화성 수지 조성물은 경화 온도가 130 ℃ 이하와 같이 낮아야 할 때 특히 유리하게 사용된다. 따라서, 본 발명의 경화성 수지 조성물은 하기의 단계를 포함하는 상기 언급한 개선된 COF 패키징 시스템 (도 2 참조) 에 따른 전자 장치 패키징 방법에 특히 바람직하게 사용된다:
구리 이외의 금속을 포함하는 금속층 (3) 을 코팅한 배선 구리층 (2) 을 갖는 인쇄 배선판 (1) 을 제조하는 단계;
전자 장치를 설치하기 위한 부위를 노출시키면서, 절연 보호 수지층 (4) 을 금속층 (3) 에 코팅하는 단계;
전도성 물질 (5) 을 통해 노출 부위상에 전자 장치 (6) 를 설치하는 단계; 및
설치된 전자 장치 (6) 및 절연 보호 수지층 (4) 의 일부에 밀봉재 (7) 를 코팅하는 단계.
설치된 전자 장치 및 절연 보호 수지층의 일부 (특히 가장자리) 에 밀봉재를 코팅하는 단계에서, 적용되는 밀봉재는 이를 경화시키기 위해서 통상적으로 대략 160 ℃ 로 가열한다. 동시에, 미리 경화시킨 절연 보호 수지층을 추가로 경화시킨다.
다음에, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 실시예에서, 용어 "부(들)" 는 특별한 언급이 없는 한, "중량부(들)" 를 의미한다.
[참고예 1] - 폴리이미드-실록산의 제조
500 mL 용적의 유리 플라스크에서, 2,3,3',4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물 58.84 g (0.2 몰) 및 트리글라임 (용매) 120 g 을 질소 기체 분위기하에서 교반하에 180 ℃ 로 가열하였다. 반응 혼합물에 α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산 (아미노 당량: 455) 154.7 g (0.17 몰) 및 트리글라임 70 g 을 첨가하고, 수득된 혼합물을 180 ℃ 로 60 분간 추가로 가열하였다. 이렇게 수득한 반응 혼합물에 비스(3-카르복시-4-아미노페닐)메탄 8.59 g (0.03 몰) 및 트리글라임 23.4 g 을 첨가하고, 수득된 혼합물을 180 ℃ 로 5 시간 동안 추가로 가열하였 다. 이렇게 수득한 반응 혼합물을 여과하여, 고체 함량 (중합체 함량) 이 50 중량% 인 ηinh 0.18 의 폴리이미드-실록산 용액을 산출하였다. 이미드화 비율은 거의 100 % 이다. 수득된 폴리이미드-실록산 용액을 폴리이미드-실록산 용액 A 로 명명하였다.
[참고예 2] - 폴리이미드-실록산의 제조
500 mL 용적의 유리 플라스크에서, 2,3,3',4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물 58.84 g (0.2 몰) 및 트리글라임 (용매) 170 g 을 질소 기체 분위기하에서 교반하에 180 ℃ 로 가열하였다. 반응 혼합물을 대략 100 ℃ 로 냉각시키고, 이것에 α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산 (아미노 당량: 455) 127.4 g (0.14 몰) 및 트리글라임 50 g 을 첨가한 후, 수득된 혼합물을 180 ℃ 로 60 분간 추가로 가열하였다. 이렇게 수득한 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 이것에 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 13.52 g (0.03 몰), 3,5-디아미노벤조산 4.56 g (0.03 몰), 및 트리글라임 79 g 을 첨가한 후, 수득된 혼합물을 180 ℃ 로 5 시간 동안 추가로 가열하였다. 이렇게 수득한 반응 혼합물을 여과하여, 고체 함량 (중합체 함량) 이 40 중량% 인 ηinh 0.20 의 폴리이미드-실록산 용액을 산출하였다. 이미드화 비율은 거의 100 % 이다. 수득된 폴리이미드-실록산 용액을 폴리이미드-실록산 용액 B 로 명명하였다.
[실시예 1]
유리 용기에서, 하기 성분들을 교반하여 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조 성물 (용액 점도: 360 포이즈) 을 산출하였다.
폴리이미드-실록산 용액 A: 고체 함량으로 환산하여 100 부;
Epikote 1007 (에폭시 당량: 2,000): 10 부;
DBU (3 차 아민): 2 부;
실리콘 소포제: 4 부;
Aerogil 50 (미소분말성 실리카): 15.8 부;
Aerogil 130 (미소분말성 실리카): 1.8 부;
황산바륨: 44 부;
탈크: 11 부;
마이카: 11 부.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰으며, 5 ×1013 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 120 ℃ 에서 경화시켜 경화 시이트 (두께: 150 ㎛) 를 산출하였다. 경화 조성물을 절단하여 견본 (5 ㎜ ×30 ㎜ ×150 ㎛) 을 산출하였다. 질소 스트림하에 주파수 10 Hz 에서 -150 ℃ 로부터의 신장-압착 방식으로 점탄성 분석기 RSA-II (Rheometric Scientific Corp. 에서 시판) 에 의해서 온도 변화에 의존하는 손실 탄젠트 (tan δ) 의 변화를 수득함으로써, 견본의 Tg 를 측정하였다. 상기 측정은 온도를 2 ℃ 씩 단계적으로 상승시키고, 각각의 온도에서 30 분간 유지시킴으로써 수행하였다.
수득된 tan δ의 변화 곡선을 도 3 에 나타낸다. 최고 피이크 (즉, 고온측에서 관찰되는 피이크, Tg 를 나타냄) 는 110 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 2]
Epikote 1007 을, Epikote 1007 5 부와 Epikote 1004 (에폭시 당량: 900) 5 부의 배합물로 대체한 것외에는 실시예 1 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 340 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 3 과 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 109 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 3]
Epikote 1007 을 Epikote 1004 (에폭시 당량: 900) 10 부로 대체한 것외에는 실시예 1 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 300 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰으며, 4 ×1014 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 3 과 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 105 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 4]
Epikote 1007 을 Epikote 1004 (에폭시 당량: 900) 10 부로 대체하고, 2-에틸-4-메틸이미다졸 (경화 촉매) 0.3 부를 첨가한 것외에는 실시예 1 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 480 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰으며, 1 ×1014 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 3 과 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 116 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 5]
Epikote 1007 을 Hycar ETBN1300x40 (에폭시 당량: 2,770, 50 % 크실렌 용액) 13.8 부로 대체한 것외에는 실시예 1 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 480 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰으며, 2 ×1013 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 3 과 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 121 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 6]
유리 용기에서, 하기 성분들을 교반하여 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 430 포이즈) 을 산출하였다.
폴리이미드-실록산 용액 B (트리글라임으로 희석시켜 37 % 의 고체 함량을 산출함): 고체 함량으로 환산하여 100 부;
Epikote 1007 (에폭시 당량: 2,000): 10 부;
DBU (3 차 아민): 2 부;
실리콘 소포제: 4 부;
Aerogil 50 (미소분말성 실리카): 14 부;
황산바륨: 12 부;
탈크: 40 부;
마이카: 10 부.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰으며, 1 ×1013 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 3 과 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 95 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 7]
유리 용기에서, 하기 성분들을 교반하여 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 300 포이즈) 을 산출하였다.
폴리이미드-실록산 용액 A: 고체 함량으로 환산하여 100 부;
Epikote 157S70 (에폭시 당량: 210): 1 부;
Burnock D-550 (메틸 에틸 케톡심 블록화 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, Dai-nippon Ink and Chemical Industries, Co., Ltd. 에서 시판): 10 부;
DBU (3 차 아민): 5 부;
프탈로시아닌 그린 (안료): 1 부;
실리콘 소포제: 2 부;
Aerogil 50 (미소분말성 실리카): 18 부;
황산바륨: 40 부;
탈크: 20 부.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰다. 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 80 ℃ 로 30 분간, 그리고 160 ℃ 로 60 분간 가열하였으며, 1.0 ×1015 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다.
수득된 tan δ의 변화 곡선을 도 4 에 나타낸다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 129 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 8]
Epikote 157S70 을 Burnock D-500 10 부로 대체하고, DBU 를 0.5 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 550 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 127 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 9]
Barnock D-550 을 Takenate B-842N (메틸 에틸 케톡심 블록화 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, Mitsui-Takeda Chemical Co., Ltd. 에서 시판) 10 부로 대체하고, DBU 를 1 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 370 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 106 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 10]
Barnock D-550 을 Epikote 1007 (에폭시 당량: 2,000) 10 부로 대체하고, DBU 를 0.5 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 570 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 78 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 11]
Barnock D-550 을 Takenate B-815N (메틸 에틸 케톡심 블록화 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, Mitsui-Takeda Chemical Co., Ltd. 에서 시판) 10 부로 대체하고, DBU 를 1 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 330 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록 산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 107 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 12]
Epikote 157S70 을 KF105 (에폭시 당량: 490, Shin-etsu Chemical Industries, Co., Ltd. 에서 시판) 3 부로 대체하고, DBU 를 N,N-디메틸벤질아민 (DMBA) 7 부로 대체한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 340 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 100 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 13]
DBU 를 3 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 300 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록 산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 118 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 14]
Barnock D500 을 10 부의 양으로 사용하고, Epikote 157S70 을 Epikote 828EL (에폭시 당량: 190) 1 부로 대체하고, DBU 를 0.5 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 480 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰다. 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 80 ℃ 로 30 분간, 그리고 160 ℃ 로 60 분간 가열하였으며, 2.0 ×1014 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 90 ℃ 에서 관찰된다.
[실시예 15]
Barnock D500 을 10 부의 양으로 사용하고, Epikote 157S70 을 Epikote 1007 (에폭시 당량: 2,000) 10 부로 대체하고, DBU 를 0.5 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 740 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 대략 5 ℃ 에서 2 주간 정치한 후에 점도 변화를 거의 나타내지 않았으며, 스크린 인쇄 과정에 의해서 인쇄될 수 있다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰다. 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 80 ℃ 로 30 분간, 그리고 160 ℃ 로 60 분간 가열하였으며, 2.0 ×1014 Ω·㎝ (부피 저항) 의 전기 절연성을 나타냈다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선은 도 4 와 유사하다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 111 ℃ 에서 관찰된다.
[비교예 1]
Epikote 1007 을 Epikote 157S70 (에폭시 당량: 210) 10 부로 대체하고, DBU 를 2 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 1 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 380 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선을 도 5 에 나타낸다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 170 ℃ 에서 관찰된다. 이것은, 경화 보호층이 강성이어서, 최종 패키징을 위한 경화를 위해 밀봉재를 160 ℃ 로 가열하였을 때 밀봉재와 밀접하게 접촉하도록 충분한 유연성을 갖지 못한다는 것을 의미한다.
[비교예 2]
Epikote 157S70 을 사용하지 않고, Barnock D550 을 10 부의 양으로 사용하고, DBU 를 5 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 270 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물은 120 ℃ 로 가열하여 경화시킬 수 없었다.
[비교예 3]
Epikote 157S70 을 Epikote 157S70 (에폭시 당량: 210) 15 부로 대체하고, DBU 를 1 부의 양으로 사용한 것외에는 실시예 7 과 동일한 과정에 의해서 균일한 폴리이미드-실록산 용액 조성물 (용액 점도: 380 포이즈) 을 수득하였다.
폴리이미드-실록산 용액 조성물을 120 ℃ 로 가열하여 경화시켰다.
실시예 1 과 동일한 방식으로 충전제 성분을 함유하지 않는 폴리이미드-실록산 용액 조성물을 제조하고, 경화시켰다. 동일한 방식으로 견본을 제조하고, Tg 를 측정하였다. 수득된 tan δ의 변화 곡선을 도 6 에 나타낸다. 최고 피이크 (Tg 를 나타냄) 는 선명하지 않으나, 피이크 형성 부분이 90 내지 220 ℃ 의 온도 범위에서 관찰된다. 이것은, 경화 보호층이 강성이어서, 최종 패키징을 위한 경화를 위해 밀봉재를 160 ℃ 로 가열하였을 때 밀봉재와 밀접하게 접촉하 도록 충분한 유연성을 갖지 못한다는 것을 의미한다.
[경화 수지 조성물의 경화 밀봉재에 대한 친화성 및 고정성 평가]
실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 3 에서 제조한 경화성 수지 조성물 각각을 전해 구리 호일 (두께: 35 ㎛) 의 광택 표면상에 코팅하여 두께 30 ㎛ 의 절연 보호 필름을 산출하고, 가열하여 경화 필름을 산출하였다. 경화 필름상에 시판되는 밀봉재 CEL-C-5020 (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd. 에서 시판) 을 점적하여 액체 디스크 필름 (직경: 대략 0.5 ㎝, 두께: 대략 1 ㎜) 을 산출하였다. 액체 디스크 필름을 160 ℃ 로 1 시간 동안 가열하여 경화시켰다. 이렇게 수득된 견본을 손으로 구부려, 절연 보호 필름으로부터 경화 디스크 필름이 분리되는지의 여부를 관찰하였다.
실시예 1, 2, 5∼8, 및 10∼15, 및 비교예 2 의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조한 견본은 경화 디스크 필름과 절연 보호 필름간에 분리를 나타내지 않았다. 실시예 3, 4, 및 9 의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조한 견본은 경화 디스크 필름과 절연 보호 필름간에 부분적으로 분리를 나타냈다. 비교예 1 및 3 의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조한 견본은 경화 디스크 필름과 절연 보호 필름간에 분명한 분리를 나타냈다.
[발명의 효과]
본 발명에 따르면, 밀봉재와 만족스러운 친화성 및 상용성을 갖는 절연 보호 수지층을 제조하기 위해, 130 ℃ 이하의 온도에서 경화 가능한 수지 조성물이 제공된다.
도 1 은 종래의 필름상 칩 (chip on film, COF) 패키징을 설명한다.
도 2 는 개선된 필름상 칩 (COF) 패키징을 설명한다.
도 3 은 온도 상승에 대한 손실 탄젠트 (tan δ) 의 곡선상에서 관찰한 본 발명의 경화 수지 조성물 (실시예 1) 의 유리 전이 온도를 설명한다.
도 4 는 온도 상승에 대한 손실 탄젠트 (tan δ) 의 곡선상에서 관찰한 본 발명의 경화 수지 조성물 (실시예 7) 의 유리 전이 온도를 설명한다.
도 5 는 온도 상승에 대한 손실 탄젠트 (tan δ) 의 곡선상에서 관찰한 공지의 경화 수지 조성물 (비교예 1) 의 유리 전이 온도를 설명한다.
도 6 은 온도 상승에 대한 손실 탄젠트 (tan δ) 의 곡선상에서 관찰한 공지의 경화 수지 조성물 (비교예 3) 의 유리 전이 온도를 설명한다.

Claims (7)

  1. 유기 용매 가용성 폴리이미드-실록산 100 중량부; 에폭시 당량이 100 내지 800 인 에폭시 수지 0.1 내지 10 중량부; 블록화제(blocking agent)에 의해서 블록화된, 다가 지방족 이소시아네이트 화합물, 다가 지환족 이소시아네이트 화합물 또는 다가 방향족 이소시아네이트 화합물 2 내지 30 중량부; 및 유기 용매의 배합물을 포함하는 수지 조성물로서,
    상기 유기 용매 가용성 폴리이미드-실록산은 방향족 테트라카르복실산 화합물과,
    하기 화학식 1 로 나타내는 디아미노폴리실록산 화합물 30 내지 95 몰%:
    [화학식 1]
    Figure 112009075396317-pat00010
    [상기 식중에서, 2 개의 R1 은 독립적으로 2 가 히드로카르빌기 또는 2 가 방향족기를 나타내고, 4 개의 R2 는 독립적으로 1 가 히드로카르빌기 또는 1 가 방향족기를 나타내며, n1 은 3 내지 50 의 정수를 나타냄],
    하기 화학식 2 로 나타내는 방향족 고리상에 극성기를 갖는 방향족 디아민 화합물 0.5 내지 40 몰%:
    [화학식 2]
    Figure 112009075396317-pat00011
    [상기 식중에서, X 및 Y 는 독립적으로 단일 결합, CH2, C(CH3)2, C(CF3)2, O, 벤젠 고리, 또는 SO2 를 나타내고; r1 은 COOH 또는 OH 이며; n2 는 1 또는 2 이고; n3 및 n4 는 독립적으로 0, 1 또는 2 이며, n3 + n4 ≠0 임], 및
    하기 화학식 3 으로 나타내는 디아민 화합물 0 내지 69.5 몰%:
    [화학식 3]
    Figure 112009075396317-pat00012
    [상기 식중에서, X 및 Y 는 독립적으로 단일 결합, CH2, C(CH3)2, C(CF3)2, O, 벤젠 고리, 또는 SO2 를 나타내고; n5 는 1 또는 2 임]
    을 포함하는 디아민 화합물과의 반응에 의해서 제조되는 것인 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 경화 촉매를 추가로 함유하는 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 충전제를 추가로 함유하는 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 130℃ 미만의 온도에서 경화되는 수지 조성물.
  7. 제 1 항의 수지 조성물을 130℃ 이하의 온도에서 경화시킴으로써 제조되고, 160℃ 초과의 유리 전이 온도를 나타내지 않는 경화 수지 물질.
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