KR101138793B1

KR101138793B1 - 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름

Info

Publication number: KR101138793B1
Application number: KR1020080126166A
Authority: KR
Inventors: 조재현; 편아람; 송기태
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2012-04-26
Also published as: KR20100067558A

Abstract

본 발명은 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것으로, 자외선 경화 후 충분한 점착력의 감소를 위하여, 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 100 중량부 대비, 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트 3 내지 50 중량부, 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 광경화성 점착 조성물을 이용하여 다이싱 필름 또는 다이싱 다이본딩 필름을 형성함으로써, 픽업 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.

반도체, 점착 테이프, 광경화성 점착 조성물, 하이드록실기, 비닐기, 에폭시기, 아크릴레이트, 열경화제, 광개시제, 다이싱, 다이싱 다이본딩

Description

광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름 {PHOTOCURING COMPOSITION FOR PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE AND DICING DIE BONDING FILM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것으로, 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더에 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트를 첨가하여, 광경화후 점착층 및 접착층 사이의 박리력을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

반도체 제조공정에서 회로가 설계된 웨이퍼는 큰 직경을 갖는 크기에서 다이싱을 통해 작은 칩들로 분리되고, 분리된 각 칩들은 PCB 기판이나 리드프레임 기판 등의 지지부재에 접착공정을 통해 다이본딩 되는 단계적 공정을 거친다.

종래에는 다이싱 공정에서 다이싱 필름을 웨이퍼 이면에 부착하여 다이싱 시에 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지해왔다. 다이싱 필름을 사용하지 않으면 고속으로 회전하는 블레이드에 의해 칩이 비산하거나 움직여 칩에 크랙이 발생할 수 있고 손상을 입게 된다. 따라서, 적절한 점착력을 가진 다이싱 필름을 사용하여 칩의 개별화 공정을 용이하게 하였다.

다이싱 필름이 자외선 경화형 조성물인 경우에는 다이싱 완료 후, 후면에 자외선을 조사하여 조성물을 경화시킴으로써 웨이퍼와의 계면 박리력을 낮추어 개별화된 칩 웨이퍼의 픽업(Pick-up) 공정을 용이하게 하고 있다.

그러나, 칩 사이즈가 작은 경우나 웨이퍼 두께가 큰 경우에는 픽업기의 변수들을 조정해 어느 정도 범위의 픽업이 가능하지만, 80㎛ 이하의 웨이퍼 두께나 가로 10mm × 세로 10mm 이상의 칩 사이즈에서는 적절하게 점착층과 접착층 사이의 접착력이 감소되지 않아 다이 픽업에 문제가 발생하고 있다.

특히 50㎛ 미만의 웨이퍼를 PCB 및 다른 칩(Chip)위에 본딩(Bonding)하기 위하여 픽업 공정이 필수적이지만, 기존 다이싱 다이본딩 필름 적용시 UV 경화후 접착층-점착층 사이의 박리력 감소 정도가 낮아 불량 발생 및 공정 수율이 감소되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자외선 경화 후 충분한 점착력의 감소를 위하여, 하이드록실기 및 비닐기를 동시에 포함하는 UV경화형 아크릴레이트 도입하여 UV 경화후 접착층-점착층 사이의 박리력이 감소될 수 있도록 하는 광경화성 점착 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 상기의 광경화성 점착 조성물을 포함하고 있어 반도체 공정 중 다이싱(Dicing)할 때에는 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지하고 픽업할 때에는 접착제가 부착된 칩을 점착층으로부터 용이하게 박리하여 사용할 수 있으며, PCB기판이나 리드프레임 기판에 다이 본딩 작업시 충분한 접착성을 갖는 다이싱 필름 또는 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 광경화성 점착 조성물은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 100 중량부 대비, 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트 3 내지 50 중량부, 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더는 아크릴 모노머, 하이드록시 모노머 및 에폭시 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더는 수산기가가 15 ~ 30, 산가가 1이하인 것을 포함 하는 것을 특징으로 하고, 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더의 중량평균 분자량은 150,000 내지 400,000이고, 유리 전이 온도는 -80 ～ -40℃인 것을 특징으로 하고, 상기 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 아크릴레이트는 상기 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴계 점착 바인더 100중량부에 대하여 5 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트는 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, Hydroxypropyl Acrylate, Hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, N-(hydroxymethyl) acrylate, N-(hydroxymethyl) methacrylate, 3-chloro-2-hydroxyl propyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxyl propyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, Glycerin dimethacrylate, Glycerin diacrylate, 2-hydroxy 3-acryloxy propyl methacrylate, 2-hydroxy 3-methacryloxy propyl acrylate, Pentaerythritol triacrylate, Pentaerythritol trimethacrylate, N-(4-hydroxyphenyl)methacrylamide 및 N-(4-hydroxyphenyl)acrylamide 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 다이싱 필름 및 다이싱 다이 본딩 필름은 상술한 광경화성 점착 조성물로 형성된 점착층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름은 비닐기를 함유하는 아크릴계 점착 바인더에 하이드록실기 및 비닐기를 동시에 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트를 포함시킴으로써, 접착층-점착층 사이의 박리력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 다이싱 할 경우에는 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지하고, 다이싱된 칩이 점착층으로부터 용이하게 박리되도록 하는 효과를 제공한다.

따라서, PCB 기판이나 리드프레임 기판에 다이본딩 할 때에 충분한 접착성을 유지할 수 있도록 하고, 다이싱 공정 또는 다이 본딩 공정시 픽업성을 향상시켜 한 번의 공정으로 수행할 수 있도록 하여 제조 수율을 증가시키는 효과를 제공한다.

본 발명은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더에 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트를 첨가하여 점착층 형성용 광경화성 점착 조성물을 제공한다.

여기서, 광경화성 점착 조성물을 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 100 중량부 대비, 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 아크릴레이트 3 내지 50 중량부, 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함하도록 한다.

이하에서 본 발명의 각 조성에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

(A) 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더는 2단계 공정을 거쳐 합성하게 된다. 우선은 점착력을 부여해줄 수있는 아크릴 모노머를 주 모노머로 선정하고, 거기에 기능성 아크릴 모노머를 부가하여, 아크릴 점착 바인더를 중합 반응 후, 이에 비닐기 도입 모노머를 적용하여 저온에서 우레탄 부가반응을 함으로써 비닐기를 갖는 광경화형 아크릴계 점착 바인더를 합성할 수 있다.

바람직하게는 아크릴 모노머, 기능성 아크릴 모노머 및 중합개시제가 중합 반응되어 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지가 제조되는 제 1 중합반응과, 제 1 중합반응에서 수득된 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지와 이소시아네이트 및 비닐기를 갖는 모노머가 우레탄 부가 반응되는 제 2 중합반응에 의해 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)가 제조될 수 있다.

제 1 중합반응에서 기능성 모노머로는 하이드록시 모노머, 에폭시기 모노머 또는 반응성 모노머가 있고, 이 중 반드시 하이드록시 모노머와 에폭시기 모노머가 사용되는 것이 바람직하다.

여기서, 아크릴 모노머는 필름에 점착력을 부여하는 기능을 하는데, 아크릴 모노머로는 특별한 제한이 없으나, 2-에칠헥실메타크릴레이트, 이소 옥칠 아크릴레이트, 2-에칠헥실아크릴레이트, 에칠아크릴레이트, n-부칠아크릴레이트, iso-부칠아크릴레이트 및 옥타데실메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 아크릴 모노머의 유리 전이온도가 -50℃ 이하 인 것이 바람직하다.

상기 아크릴 모노머의 함량은 전체 모노머중 50 내지 85 중량%, 바람직하게는 60 내지 80중량%를 사용할 수 있다.

다음으로, 하이드록시 모노머로서 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 2-하이드록시 에틸 메타아크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 4-하이드록시 부틸 아크릴레이트, 하이드록시 프로필 (메타)아크릴레이트 및 비닐 카프로락탐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

하이드록시 모노머의 함량은 제 1 중합반응에 사용되는 모노머 중 10 내지 35중량%, 바람직하게는 15 내지 25중량%를 사용할 수 있다. 상기 10중량% 미만이면, 비닐기를 갖는 모노머 도입후 열경화제인 이소시아네이트와 반응하는 수산화기의 함량이 작게 되어 기재필름과의 부착력이 매우 취약하게 되고, 35중량% 초과하면, 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착필름층과의 부착력이 라미네이션 후 증가하게 될 수 있으므로 본 발명에 따른 첨가비를 유지하는 것이 바람직하다.

그 다음으로, 에폭시기 모노머로는 글리시딜 메타크릴레이트 또는 글리시딜 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이때, 에폭시기 모노머의 함량이 제 1 중합반응에 사용되는 모노머 중 2 내지 15중량%, 바람직하게는 2 내지 8중량%를 사용할 수 있다. 상기 범위에서는 특히 자외선 경화 시 표면에너지가 크게 감소하며, 또한 자외선 경화 전후 표면에너지 차이가 클수록 픽업성이 우수한 결과를 보인다. 그 함량 이 2% 미만이면 링프레임에 대한 부착력이 저하되고, 15% 초과인 경우 광경화시 에폭시기에 의한 광경화율이 악화되어 소재와의 박리력이 증가될 수 있다.

에폭시기 모노머는 중합 후 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A) 말단에 잔존하며 광경화 후 반응에 참여하지 않고 표면 특성에 영향을 준다. 즉, 표면에너지와 연관이 있으며 광경화 후 표면에너지를 감소 시키는 역할을 한다.

그 다음으로, 기능성 모노머로서 사용될 수 있는 반응성 모노머로는 라우릴아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스티어리메타아크릴레이트, 세칠아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트 등이 바람직하며, 보다 바람직하게는 탄소수 12이상인 모노머의 단독 또는 혼합 사용이 더욱 바람직하다. 이때, 반응성 모노머의 함량은 제 1 중합반응에 사용되는 모노머중 1 내지 10중량% 범위에서 적절히 사용될 수 있다.

그 다음으로, 비닐기 도입 모노머로는 한쪽 말단에 이소시아네이트기를 다른 말단에 비닐기를 갖는 모노머 또는 올리고머를 사용할 수 있는데, 이는 아크릴 점착 바인더에 비닐기를 도입하기 위함이다.

상기 비닐기 도입 모노머로는 반드시 제한이 있는 것은 아니지만, α,α-디메틸-m-이소프로페닐벤질이소시아네이트(α,α-dimethyl-m-isopropenylbenzyl isocyanate), 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트(2-Isocyanatoethyl Methacrylate), 2-이소시아네이토에틸2-프로펜산(2-Isocyanatoethyl 2-propenoate), 1,1-비스(아크릴로일옥시메틸에틸이소시아네이트)(1,1- bis(acryloyloxy methyl ethyl isocyanate))으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 단독 또는 혼합 사용할 수 있다. 이때, 비닐기 도입 모노머는 상기 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지의 수산기 당량 대비 1 대 0.4 ~ 0.9로 사용하는 것이 바람직하다.

이는 수산기 당량 대비 1대 0.4 미만인 경우 광경화 시 반응할 수 있는 이중결합의 수가 적어서 점착력의 손실이 크지 않아 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착필름과의 박리력이 증가하게 되며, 0.9 초과일 경우 열경화제와 반응할 수 있는 사이트가 적어져서 기재 필름과의 부착력이 감소하기 때문이다.

여기서, 비닐기 도입 모노머의 함량이 제 1 중합반응에서 제조된 폴리올 점착 바인더 수지의 고형분 100 중량부 대비 10 내지 25중량부, 바람직하게는 15 내지 20중량부가 되도록 한다. 함량이 10중량부 미만인 경우, 광경화후에 점착력의 손실이 크지 않아 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착필름과의 박리력이 증가하게 되며, 25중량부 초과일 경우, 점착필름층의 유동성이 나빠지게 되어 기재와의 부착이 오히려 증가하여 박리력이 증가될 수 있다.

상술한 바와 같이, 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)는 하이드록시 모노머를 적용한 결과 수산기를 가지며, 상기 수산기가가 15 ~ 30인 것이 바람직하다. 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)의 수산기가가 15 미만이면 열경화제인 이소시아네이트의 함량이 감소 되어 기재필름과의 부착력이 매우 취약하게 되고, 수산기가가 30 초과이면 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착필름층과의 부 착력이 라미네이션 후 증가하게 되기 때문이다.

아울러, 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)의 산가가 1이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 산가가 1 을 초과하는 경우 아크릴산과 에폭시기를 갖는 모노머를 동시에 도입할 때 합성 시 겔이 발생될 가능성이 매우 높으며, 웨이퍼 또는 다이 접착용 점착필름층과의 합지 후 경시변화가 매우 크게 되기 때문이다.

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)는 열경화 후의 적절한 초기 점착력을 얻기 위해 -80 ～ -40℃의 유리전이온도, 바람직하게는 -70 ～ -50℃의 유리전이온도를 가지는데, 유리전이 온도가 약 -40℃를 초과하는 경우, 초기 점착력이 낮아 다이싱 할 경우 링프레임에 대한 부착력이 낮아 링프레임으로부터 떨어지거나, 웨이퍼에 대한 부착력이 낮아 칩의 비산이 발생할 수 있고, -80℃ 미만인 경우 광경화전 높은 점착력에 의해 광경화 후에도 택(tack)이 많이 남아 웨어퍼 또는 접착필름과의 박리력이 증가될 수 있다.

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)의 중량평균 분자량은 150,000 내지 400,000이다. 종래의 아크릴 폴리올만으로 구성된 아크릴 수지는 분자량이 500,000 이상인 아크릴 폴리올을 함유할 경우에 한하여 자외선 경화 후 낮은 박리력을 나타낼 수 있었지만, 본 발명에 의한 광경화형 아크릴계 점착 바인더는 에폭시기를 도입하여, 링프레임에 대한 부착력을 향상시킬 수 있어, 분자량 150,000 ~ 400,000 정도에서도 우수한 박리력을 보유할 수 있게 된다.

상기 바인더의 분자량이 150,000 미만이면, 코팅 시 도막형성능에 문제가 발생하며, 광경화 후 점착력 소실시에도 일정한 물성이 나오지 않아, 소재와의 박리 력이 일정하지 못한 문제가 발생할 수 있다.

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)의 합성에 있어서, 공중합을 용액중합으로 행하는 경우의 유기용제로는, 케톤계, 에스테르계, 알코올계, 방향족인 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 톨루엔, 초산에틸, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 사용하는 것이 좋고,특히 비점이 60 ~ 120℃인 용제가 바람직하다.

중합개시제로서는 α,α'-아조비스이소부틸니트릴 등의 아조비스계, 벤조일퍼옥사이드 등의 유기과산화물계 등의 라디칼 발생제를 통상 이용한다. 이때, 필요에 따라서 촉매, 중합금지제를 병용할 수 있고, 그 함량은 투입 모노머 100중량부 대비 0.1 내지 0.5중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 중합반응은 중합온도 80 내지 120℃ 및 중합시간 1 내지 75hr, 바람직하게는 5 내지 15hr의 범위에서 분자량을 조절할 수 있다.

상기 1 단계의 중합반응에서 수득한 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지, 이소시아네이트기와 비닐기를 갖는 모노머 및 촉매를 넣어 30 내지 55℃에서 7 내지 15hr 동안 우레탄 부가반응을 하여,아크릴계 공중합체를 합성할 수 있다.

(B) 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트

사용 가능한 아크릴레이트는 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, Hydroxypropyl Acrylate, Hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, N-(hydroxymethyl) acrylate, N-(hydroxymethyl) methacrylate, 3-chloro-2-hydroxyl propyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxyl propyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, Glycerin dimethacrylate, Glycerin diacrylate, 2-hydroxy 3-acryloxy propyl methacrylate, 2-hydroxy 3-methacryloxy propyl acrylate, Pentaerythritol triacrylate, Pentaerythritol trimethacrylate, N-(4-hydroxyphenyl)methacrylamide, N-(4-hydroxyphenyl)acrylamide 로서 이에 한정되는 것은 아니고, 하이드록실기 및 비닐기를 동시에 가지고 있는 UV 경화형 아크릴레이트면 사용 가능하다.

상기 예시된 것 중, 2-hydroxyethyl methacrylate는 하기 [화학식 1]을 따르고, Pentaerythritol triacrylate는 하기 [화학식 2]를 따르고, Glycerin dimethacrylate는 하기 [화학식 3]을 따른다.

[화학식 1]

2-hydroxyethyl methacrylate

[화학식 2]

Pentaerythritol triacrylate

[화학식 3]

Glycerin dimethacrylate

상기 [화학식 1] 내지 [화학식 3]에서 볼 수 있는 바와 같이 비닐기(CH2=CH-) 및 하이드록실기(-OH)를 동시에 가지며, 비닐기가 먼저 이소시아네이트 경화제와 반응하고 이소시아네티의 다른 반응사이트가 바인더의 하이드록시기와 반응하게 되는 것이다.

아울러, 기존의 비닐기만 있는 바인더 중합 시 이중결합을 많이 도입하기 힘 들었으나, 본 발명에서는 하기 [화학식 4]에서 나타내는 바와 같이 다관능 이소시아네이트 경화제와, 하이드록실기(-OH)가 있는 모노머를 도입하여, 이중결합을 용이하게 증량시킬 수 있으며, 이중결합 증가에 따른 경화도 증가에 따라 픽업을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

[화학식 4]

본 발명은 상술한 바와 같이 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트(B)는 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A) 100중량부에 대하여 3 내지 50 중량부 적용하는 것이 바람직하고, 5 내지 20 중량부 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이는 3 중량부 미만이면 자외선에 의해서 경화하는 절대량이 작으므로 접착력 감소가 상대적으로 작으며, 50중량부 초과이면 UV조사 전 도막의 응집력이 부족하여 필름을 제대로 형성하기 어렵기 때문이다.

(C) 열경화제

광경화형 점착필름을 만들기 위해 사용 가능한 열경화제로 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트리렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메칠 시클로헥산, 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메티롤프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메티롤프로판의 크실렌 디이소시아네이트 어덕트, 토리페닐메탄토리이소시아네토, 메틸렌 비스 트리 이소시아네이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열경화제(C)는 점착 바인더의 관능기와 반응하여 가교제로서 작용하며 가교 반응 결과 삼차원 그물 형상 구조를 가지게 된다.

열경화제(C)를 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A) 100중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부 적용하는 것이 바람직하다. 이는 0.5 미만이면 가교 반응 정도가 낮아서 기재필름과의 부착력이 불량해 코팅 후 도막층의 탈리가 발생하거나, 기재필름과 점착층간의 광경화 후 부착력이 낮아지게 되어 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착필름면에 전이될 수 있는 문제가 발생하고, 5 초과이면 미반응 이소시아네이트에 의해 다이 접착용 접착필름과의 박리력이 상대적으로 무거워 지거나 과도한 가교 반응으로 자외선 조사 전 택(tack)을 소실하여 링프레임의 부착력이 나빠져 익스팬딩시 링프레임에서 다이싱 다이본딩 필름 및 웨이퍼의 탈착이 일어나는 문제가 있기 때문이다.

(D) 광중합 개시제

본 발명의 점착 조성물에는 광중합 개시제(D)가 포함된다. 상기 광경화성 조성물에 포함되는 광중합 개시제(D)는 특별한 제한이 업고 종래 알려져 있는 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 4,4'디클로로벤조페논 등의 벤조페논류, 아세토페논, 디에톡시아세토페논 등의 아세톤페논류, 2-에틸안트라퀴논, t-부틸안트라퀴논 등의 안트라퀴논류 등의 이들의 단독 또는 두 종류 이상의 혼합에 의해 사용할 수 있다.

광중합 개시제(D)의 함량은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부가 바람직하다. 광중합 개시제(D)의 함량이 0.1중량부 미만이면 자외선 조사에 의해 라디칼 생성 효율이 떨어져 자외선 조사 후 점착층과 접착층의 계면 사이에서 충분한 접착력의 감소를 가져오지 못한다. 따라서, 칩 크기에 관계 없이 원하는 픽업 성능을 가져오지 못한다. 반대로, 3 중량부 초과이면 생성되는 라디칼농도가 과하여 UV에 의하여 반응하는 UV경화형 아크릴레이트의 분자량이 작아져 충분한 망상구조를 형성하지 못하면서 미반응 개시제의 냄 새 문제 발생 및 미반응 개시제의 접착층으로의 전이가 발생하여 접착층의 패키징 내의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.

상기 (A), (B), (C) 및 (D)의 조성을 메틸에틸케톤 등의 용제에 녹여 본 발명의 광경화성 점착 조성물을 제조할 수 있고, 이 제조된 조성물에 대하여 열풍건조 및 기타 방법으로 잔량의 용제를 휘발하여 광경화형 점착 필름을 만들 수 있다. 또한 이렇게 하여 얻어진 광경화성 점착필름은 다이싱 필름 또는 접착용 접착필름층을 갖는 다이싱 다이본딩 필름에 유용하게 적용할 수 있다.

먼저 아크릴계 점착 바인더, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물, 열경화제 및 광중합 개시제를 전술한 바의 조성으로 메틸에틸케톤 등의 용제에 녹여 본 발명의 광경화성 점착 조성물을 제조한다.

다음에는 제조된 점착 조성물에 대하여 열풍건조 및 기타 방법으로 잔량의 용제를 휘발시켜 광경화성 점착층을 형성한다.

그 다음에는, 광경화성 점착층을 다이싱 필름 또는 다이싱 다이 본딩 필름에 적용한다.

여기서, 다이싱 필름은 기재 필름 상에 점착층이 도포된 형태이며, 다이싱 다이본딩 필름은 기재 필름 상에 점착층이 도포되고, 점착층 상에 에폭시 접착층이 상호 적층된 형태이다. 이때, 접착층을 보호하기 위한 이형필름이 접착층 상에 적층되어 있는 구조를 지닐 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 다이싱 필름 또는 다이싱 다이본딩 필름들이 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름에 포함되는 상기 점착층은 3 내지 40 마이크론의 두께를 갖는데, 3 마이크론 미만의 점착층에서는 자외선 경화 후 도막 응집력이 약해 상부의 접착층과의 계면 사이에서 바람직한 접착력 감소 효과를 가져오지 못하며, 40 마이크론 초과의 경우에는 다이싱 공정시 수염 형태의 절삭 부스러기 등이 발생하는 문제점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름을 보다 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 의한 다이싱 다이본딩 필름 및 이를 이용한 웨이퍼 칩 픽업 공정을 도시한 단면개략도들이다.

도 1a를 참조하면, 폴리올레핀 필름 등의 익스팬딩이 가능한 기재 필름(100) 상에 점착층(120)이 코팅되고, 점착층(120) 상부에 칩과 칩 사이를 부착시킬 수 있는 접착층(130)이 형성된다. 이때, 점착층(120)은 상술한 (A), (B), (C) 및 (D)의 점착 조성물들로 형성함으로써, 후속의 에이징(Aging) 공정에서 열경화제(C)와 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A) 및 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트(B)가 우레탄 반응에 의해 네트워크(Network)를 형성하도록 하여, 전이를 방지하고, UV 경화후 점착층(120)-접착층(130)의 박리력을 감소시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상술한 바와 같이 기재 필름(100) 및 점착층(120)의 구조까지만 사 용되는 경우 다이싱 필름으로써 사용되고, 접착층(130)의 구조까지 사용되는 경우 다이싱 다이 본딩 필름이 된다. 이때, 접착층(130) 상부에는 접착층(130)을 보호하는 이형필름(140)이 형성되며, 이하에서는 다이싱 다이 본딩 필름의 예를 중심으로 설명하는 것으로 한다.

도 1b를 참조하면, 이형필름(140)을 박리한 후에, 접착층(130) 상부에 웨이퍼(150)를 라미네이션한다.

도 1c를 참조하면, 접착층(130)과 웨이퍼(150)를 라미네이션 한 후 설계된 회로의 크기대로 칩을 자르는 다이싱 공정을 수행한다.

다이싱 공정은 접착층(130)을 포함하여 점착층(120) 하부의 기재 필름(100) 일부 깊이까지 수행한다. 그 결과로 개별화된 칩(155), 접착 패턴(135) 및 점착 패턴(125)이 형성된다.

다음에는, 픽업을 위하여 기재 필름(100) 하부에서 자외선(UV)을 조사하여 점착 패턴(125)을 광경화시킴으로써, 접착 패턴(135)과의 계면 박리력을 감소시킨다. 이때, 점착 패턴(125)에 포함되는 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트(B)가 우레탄 반응에 의해 네트워크(Network)를 형성하므로, 점착 패턴(125)-접착 패턴(135) 사이의 부착력은 현저하게 감소된다.

도 1d을 참조하면, 접착 패턴(135)이 부착된 개별화된 칩(155)을 콜렛(Collet)이라는 픽업기를 사용하여 일정한 힘으로 픽업한다. 이때, 픽업이 용이하도록 기재 필름(100)을 확장시키는 익스팬딩 공정을 수행하며, 상기 도 1c에서 설명한 바와 같이 점착 패턴(125)-접착 패턴(135) 사이의 부착력이 현저하게 감소 되어 있으므로, 점착 패턴(125)과 접착 패턴(135)의 분리가 용이하게 수행될 수 있다.

도 1e를 참조하면, 픽업된 칩(155)을 PCB 기판이나 리드프레임과 같은 지지부재(200)에 부착한다.

여기서, 기재 필름(100)은 다이싱 시에 웨이퍼가 흔들리지 않도록 붙잡아 주는 역할을 하는 점착층(120)을 지지해주고, 또한 다이싱이 완료되면 개별화된 칩을 픽업하기 용이하도록 하기 위해 칩과 칩 사이의 간격을 늘리는 공정인 익스팬딩 공정이 가능하도록 상온에서 연신이 가능한 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름을 구성하는 기재 필름(100)으로 다양한 고분자 필름이 사용될 수 있으나, 그 중에서도 일반적으로 열가소성의 플라스틱 필름이 사용되고 있다. 이러한 이유는 열가소성 필름을 사용하여야 다이싱 공정 후 픽업하기 위해 익스팬딩 할 수 있고 익스팬딩 후에 남아 있는 칩들을 시간이 경과한 후에 다시 픽업하기 위한 경우도 있으므로, 필름의 복원력 측면에서도 열가소성 필름이 필요하기 때문이다.

기재 필름(100)은 익스팬딩이 가능해야 할 뿐만 아니라, 자외선 투과성인 것이 바람직하고, 특히 점착제가 자외선 경화형 점착 조성물인 경우 점착 조성물이 경화 가능한 파장의 자외선에 대해서 투과성이 우수한 필름인 것이 바람직하다. 따라서 기재 필름(100)에는 자외선 흡수제 등이 포함되어서는 안 된다.

이러한 기재로써 사용할 수 있는 기재 필름(100)용 폴리머 필름의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌/초산비닐 공중합체, 폴리에틸렌/스타이렌부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등이 주로 사용될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리(메틸메타크릴레이트)등의 고분자나 폴리우레탄, 폴리아미드-폴리올 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 이들 기재 필름(100)은 다이싱 시의 절삭성이나 익스팬딩성을 개선하기 위해 복층의 구조를 지녀도 좋다. 이와 같은 필름 등은 주로 폴리올레핀 칩을 블렌딩하여 용융시켜 압출 방식으로 필름을 형성할 수도 있고, 블로잉 방식으로도 필름을 형성 할 수 있다. 블렌딩하는 칩의 종류에 따라 형성되는 필름의 내열성 및 기계적 물성이 결정되며, 상기 제조되는 필름은 헤이즈(HAZE) 85 이상의 값을 가져야 하는 바, 제조 당시 쿨링 롤의 표면을 인각하여 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 엠보싱 효과를 주어 빛의 산란에 의해 헤이즈를 지녀야 한다.

85 미만의 헤이즈이면 반도체 공정 중 프리컷(Pre-cut)상태에서 웨이퍼 경면에 라미네이션할 때 필름의 위치 인식 오류가 발생하여 연속적인 작업이 불가능해진다. 따라서, 기재 필름(100)의 배면은 반드시 표면에 엠보싱 처리됨으로써 인식 가능한 수준인 헤이즈 85 이상의 값을 나타내야 한다.

기재 필름(100)의 엠보싱 가공은 인식성 뿐만 아니라, 기재 필름(100) 제조시의 블록킹을 방지하여 권취가 가능하도록 하는 역할도 한다. 기재 필름(100)의 엠보싱 처리된 이면에는 점착층(120)이 형성되므로, 엠보싱 면의 반대면은 형성되는 점착층(120)과의 접착력을 증가시키기 위하여 표면 개질을 하는 것이 바람직하다.

표면 개질은 물리적 방법, 화학적 방법 모두 가능하며, 물리적 방법으로는 코로나 처리나 플라즈마 처리를 할 수 있고, 화학적 방법으로는 인라인코팅 처리 내지 프라이머 처리 등의 방법을 사용할 수 있고, 코로나 방전 처리에 의해 점착층(120)을 형성하는 것이 제조 공정성 측면에서 바람직하다.

기재 필름(100)의 두께는 강한 신장도, 작업성, 자외선 투과성 등의 측면에서 바람직하게는 30 내지 300㎛, 보다 바람직하게는 50 내지 200㎛로 한다. 기재 필름(100)의 두께가 30㎛ 미만이면 프리컷(Pre-cut) 상태에서 작업성이 불량해지고, 자외선 조사시 발생하는 열에 의해 쉽게 필름의 변형이 일어난다. 또한, 기재 필름(100)의 두께가 300㎛ 초과하면 설비상 익스팬딩하기 위한 힘이 과도하게 요구되어 비용 측면에서 바람직하지 않다.

다음으로, 점착층(120)은 자외선 조사 전에는 접착층(130) 또는 링프레임과 강한 접착력을 유지하여야 하는데, 자외선 조사 전에 점착층(120)과 접착층(130) 사이 계면의 접착력이 크지 않으면 다이싱시 접착제가 부착된 칩과 점착층(120) 사이에서 박리가 쉽게 일어나 부분적으로 들뜸이 발생하여 다이싱 시 칩이 흔들리므로 칩 크랙 등의 칩 손상이 발생할 우려가 있다.

또한, 점착층(120)과 링프레임의 접착력이 크지 않으면 익스팬딩 시 링프레임은 고정되어 있고 필름에 일정한 장력을 가하여 익스팬딩시키므로 점착층(120)과 링프레임의 접착부분에서 탈착이 일어나 웨이퍼 전체의 불량을 야기시킬 수 있다.

따라서, 점착층(120)은 자외선 조사 후에는 점착층(120) 중의 도막층이 자외 선 경화 가교에 의해 단단해지고 응집력이 커져, 점착층(120)의 상부에 형성된 접착층(130)과의 계면 박리력이 현저히 낮아져야 하며, 박리력 감소 폭이 크면 클수록 접착층(130) 상부에 부착된 칩을 픽업하기가 용이해진다. 즉 점착층(120)은 다이싱 단계부터 건조 단계까지 칩을 강력하게 잡아 둘 정도의 큰 접착력을 가져야 하는 반면에, 픽업 단계에서는 그 접착력이 현저하게 감소되어 칩이 안전하게 다이본딩 단계로 이동될 수 있도록 낮은 접착력을 가져야 하는 상반된 두 물성을 자외선 조사 전/후로 지녀야 한다.

본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름(160)에 사용되는 점착층(120)은 상기한 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성되는데, 광경화성 점착 조성물을 형성하는 방법은 주로 도포에 의해 이루어진다.

기재 필름(100)에 점착층(120)을 형성시키는 방법은 직접 코팅할 수도 있고, 이형필름 등에 코팅한 후에 건조 완료 후 전사방식에 의해 전사시킬 수도 있다. 전자이건 후자이건 점착층(120)을 형성시키는 도포 방법은 균일한 도막층을 형성시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 제한이 없으나 주로 바 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 롤 코팅, 어플리케이터 코팅, 스프레이 코팅, 립 코팅 등의 방법이 이용되고 있다.

도포한 후에 도막층을 형성하기 위한 건조방법은 주로 열경화 방식을 이용하고, 코팅 방식은 폴리올레핀 필름 표면 위에 직접 코팅층을 형성하기도 하고, 이형필름(140) 등의 필름 위에 점착층(120)을 형성시킨 후, 폴리올레핀 필름 등에 전사하여 코팅층을 형성하기도 한다.

점착층(120)의 두께는 3 내지 40㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 30㎛의 두께로 한다. 이는 3㎛ 미만이면 자외선 경화 후 도막 응집력이 약해 상부의 접착층(130)과의 계면 사이에서 바람직한 접착력 감소 효과를 가져오지 못하며, 40㎛ 초과이면 다이싱 공정시 수염 형상 절삭 부스러기 등이 발생하는 문제점이 있기 때문이다.

생성된 점착층(120)은 일정한 온도에서 일정 시간 숙성시킬 수 있는데, 일반적으로 점착제는 열경화 후에도 일정 시간까지 도막층의 경화가 진행되기 때문에, 도막의 안정성과 경시변화를 최소화하는 범위 내에서 숙성시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름(160)에 사용되는 점착층(120)은 상기한 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된 것 이외에도, 자외선 조사 전에는 강한 점성(tack)으로 상부의 접착층(130)과 강한 접착력을 유지하고, 링프레임과도 강한 접착력을 지니며, 자외선 조사 후에는 점착층(120)이 가교 반응에 의해 도막 응집력이 증가하고 수축하여 접착층(130)과의 계면에서 접착력이 현저히 감소함으로써, 접착층(130)이 부착된 칩(155)이 쉽게 픽업되어 지지부재(200)에 다이본딩 되는 것이면 어느 것이나 가능하다.

특히, 자외선 조사에 의해 경화되는 조성이어도 되고, 자외선 조사가 아닌 열경화나 기타 외부 에너지에 의해 에너지 부가 전 후로 접착층(130)과의 계면 사이에서 접착력이 현저히 감소하는 조성이면 어느 것이나 가능하다.

본 발명에 사용하는 기재 필름(100)이 폴리올레핀 필름과 같은 비극성 소재 이기 때문에 점착층(120)이 필름에 대해 부착력을 가지려면 필름 표면을 개질하여 점착층(120)에 대해 친화력을 높이기도 하지만 점착층(120) 성분 자체에 극성기를 도입하고 경화제와 가교 반응시켜서 부착력을 증진시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더와 경화제를 혼합하여 기재 필름(100) 위에 도포 시 숙성공정을 거치면서 점착 바인더내에서 단단하게 도막을 형성하여 부착되기 때문에 자외선 조사 전에도 접착층(130)으로의 전이가 발생하지 않아 자외선 조사 후에 충분한 접착력 감소 효과를 나타내게 된다.

열경화제의 첨가에 의해 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 및 자외선경화형 아크릴레이트는 기재 필름(100) 표면에 단단한 도막을 형성하며 다이싱이나 자외선 조사에 의해 도막 탈리가 발생하지 않는다. 앞에서도 언급한 것처럼 본 발명에 사용하는 기재 필름(100)인 폴리올레핀 필름은 분자내에 극성기를 전혀 함유하지 않으므로 극성이 없는 외부 물질을 표면에 부착하기가 어렵게 된다. 따라서 필름 표면의 극성을 높이기 위해 코로나 처리나 프라이머 처리 등으로 표면 장력을 높이기도 하는데 이는 한계가 있으므로 기본적인 수지의 극성을 조절해서 도막을 형성하는 것이 일반적이다.

그 다음으로, 접착층(130)은 열경화형 조성물로 필름상으로 만들어지며 웨이퍼의 경면에 우수한 부착력을 가져야 하고, 최외부의 이형필름(140)은 접착층(130)을 외부 이물로부터 보호하고, 롤상으로 권취 하기 용이하게 하기 위해 사용되어진다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름(160)은 상기와 같이 기재 필름(100) 위에 점착층(130)을 코팅하고 다시 상부에 접착층(130)을 적층하는 구조로 이루어진다. 접착층(130)은 반도체 칩이 붙어 있어 작은 크기로 개별화된 후 칩을 픽업할 때 하부의 점착층(130)과 쉽게 박리되어 칩 이면에 부착된 상태로 지지부재(200)의 표면에 다이본딩 하게 된다.

상기 접착층(130)은 60℃ 근처의 온도에서 회로가 설계된 웨이퍼의 경면(유리면)에 부착되고 다이싱이 된 후에는 약 100℃의 온도에서 리드프레임이나 PCB 기판과 같은 지지부재(200)에 다이본딩 하게 된다. 또한, 상기 접착층(130)은 칩에 부착되어 패키징 내에 들어가고, 에폭시 몰딩 후에도 패키징 내부에 잔존하게 되므로 이온이나 이물 기타 시간 경과에 따른 공정 안정성 등 신뢰성이 중요하다.

본 발명에 따른 다이싱 다이 본딩 필름(160)의 접착층(130)은 필름 형성능을 갖는 고분자량의 아크릴 공중합체와 에폭시 수지 등의 열경화성 수지로 이루어진다. 상기 아크릴계 공중합체는 아크릴산 에스테르나 메타크릴산 에스테르 및 아크릴로니트릴 등의 공중합체인 아크릴 고무를 예로 들 수 있다. 에폭시 수지는 경화되어서 접착력을 나타내는 것이면 특별한 제한은 없으나, 경화반응을 하기 위해서는 관능기는 관능기가 2 이상이어야 하므로, 비스페놀 A형 에폭시 수지나 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 접착층(130)에는 에폭시 수지를 경화시키기 위한 경화촉진제를 사용할 수 있는데, 경화촉진제로는 이미다졸계나 아민계 등을 사용할 수 있다. 또한, 접착층(130)에는 웨이퍼와의 부착력을 증가시키기 위해 다양한 실란 커플링제를 1종 또 는 2종 이상의 혼합으로 사용할 수 있으며, 접착층의 치수 안정 및 내열 특성 향상을 위해 실리카 등의 무기 입자를 첨가 할 수 있다.

상기 접착층(130)의 코팅 두께는 5 내지 100㎛이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 80㎛이 좋다. 이는 5㎛ 미만에서는 웨이퍼 이면에 적합한 접착력을 나타내지 못하고, 100㎛ 초과하는 경우 최근에의 경박단소화의 반도체 패키징 경향에 반하고, 두께가 클수록 칩과 칩, 칩과 기판 사이를 접착할 때 접착제 층의 유동성에 의하여 액상 접착제를 사용할 때와 같은 필레(Fillet) 현상이 발생하게 되어 패키징시 신뢰성에 문제를 유발시키기 때문이다.

또한, 상기 접착층의 성분으로는 필요에 따라서 유기 필러, 무기 필러, 접착부여제, 계면활성제, 대전방지제 등을 혼합하는 것이 가능하고, 접착층의 코팅 방식도 점착층과 마찬가지로 균일한 도막 두께를 형성시킬 수 있는 것이면 특별한 제한은 없다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름은 상기와 같이 제조된 점착층(120), 접착층(130)을 적층하여 하나의 필름으로 제조한 것으로, 프리컷(Pre-cut) 형태나 롤 형태 모두 가능하나, 롤 형태로 제조 되었을 때 반도체 공정 중 웨이퍼 이외의 필름 부분을 제거(scrap)해야 하는 공정이 별도로 필요로 되고, 프리컷(Pre-cut)형태로 제조하는 경우에는 웨이퍼 크기에 맞는 필름이므로 별도의 제거공정이 필요하지 않게 된다. 다만, 본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름은 점착층(120)과 접착층(130)을 합지하여 일정 크기에 맞게 컷팅한 형태이므로, 합지시의 롤 압력, 온도 치수 및 정밀도 관리 등이 매우 중요한 요소가 된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

[접착층의 제조]

아크릴 수지 KLS-1046DR(수산기값 13mgKOH/g, 산가 63mgKOH/g, Tg 38℃, 평균분자량 690,000, 제조원: 후지쿠라 상사) 400g, WS-023(수산기 값 혹은 산가 20 mgKOH/g, Tg -5℃, 평균분자량 500,000, 수산기 혹은 카르복시기 함유량 20, 제조원: 나가세켐텍) 60g, 크레졸 노볼락계로 이루어진 에폭시 수지 YDCN-500-4P(제조원: 국도화학, 분자량 10,000이하) 60g, 크레졸 노볼락계 경화제 MEH-7800SS(제조원:메이와플라스틱산업) 40g, 이미다졸계 경화촉매 2P4MZ(제조원: 사국화학) 0.1g, 머켑토 실란커플링제 KBM-803(제조원: 신에쯔주식회사) 0.5g, 에폭시 실란커플링제KBM-303(제조원: 신에쯔주식회사) 0.5g 및 무정형 실리카 충진제 (OX-50, 제조원: 대구사) 20g을 혼합한 후, 500rpm에서 2시간 정도 1차 분산시켰다.

1차 분산 이후 밀링을 실시하였다. 밀링은 주로 무기 입자를 이용한 비드 밀링 방법을 사용하였다. 밀링이 완료된 후 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름의 편면에 건조 후 막 두께 20㎛로 하여 코팅을 실시하였다.

코팅된 면을 보호하기 위해 코팅층 상부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 으로 적층하여 접착층을 제조하였다.

[비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 제조]

2L의 4구 플라스크에 다음 제조예의 배합조건으로 하여 시약을 투입하였고, 반응공정은 다음과 같다. 유기용매인 에칠아세테이트 300g, 톨루엔 240g을 먼저 투입하고, 한쪽에는 환류냉각 관을 설치하였고, 다른 한쪽에는 온도계를 또 다른 한쪽에는 드롭핑 판넬을 설치하였다.

플라스크 용액 온도를 80 내지 90℃로 올린 후, [표 1]의 제조예 1과 같이 2-에틸헥실아크릴레이트 (JUNSEI사, 7A2150), 하이드록시에틸메타크릴레이트 (SAMCHUN사, 03120), 하이드록시에틸아크릴레이트 (JUNSEI사, 10132-0480), 글리시딜 메타크릴레이트 (SAMCHUN사, E10780), 이소 옥칠 아크릴레이트 모노머 (SARTOMER사, 437425등), 라우릴메타크릴레이트 모노머(Aldrich사, 291811)와 벤조일퍼옥사이드 0.12g과 혼합액을 제조한 다음, 혼합액을 드롭핑 판넬을 사용하여 80 내지 100℃에서 3시간 동안 적하 하였다. 이때, 적하시의 교반속도는 250rpm으로 하였으며, 적하 종료 후 동일한 온도에서 4시간 동안 반응물을 숙성시킨 다음, 에칠아세테이트 30g, 아조비스이소부틸로나이트릴 1.2g을 투입하고, 4시간 동안 유지한 후 점도 및 고형분 측정을 하고 반응을 중지시켜 아크릴 공중합체인 아크릴 점착 폴리올 바인더 수지를 제조하였다. 중합 후의 점도는 300 내지 500cps 이고, 고형분의 함량을 40%로 보정하였다.

2L의 4구 플라스크에 상기에서 합성한 아크릴 점착 폴리올 바인더 수지 100 중량부에 2-Isocyanatoethyl Methacrylate(상품명 : Karenz MOI, 昭和電工(日))을 7중량부, 디부틸틴 디라우레이트(dibutyl tin dilaurate, DBTDL, Aldrich사, 291234) 20ppm을 넣고, 60℃의 온도에서 8시간 동안 반응 시켜 2-Isocyanatoethyl Methacrylate 모노머의 이소시아네이트기가 바인더의 수산기와 반응하여 FT-IR상에서 없어짐을 반응의 종말점으로 하여, 에틸아세테이트를 넣어 냉각시켜, 고형분 40%의 아크릴계 점착 바인더를 합성하였다.

[표 1]

[광경화성 점착 조성물 및 다이싱 다이 본딩 필름의 제조]

[표 2] 점착제 조성

<실시예 1 : 점착필름 형성용 광경화성 조성물의 제조>

1L 비이커에 제조예1에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 하이드록실기가 있는 고형분 100% 702A(신나카무라사,2-Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate) 10g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 점착필름(4-a)을 제조 후 접착 필름과 합지하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

<실시예 2 : 점착필름 형성용 광경화성 조성물의 제조>

1L 비이커에 제조예1에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 하이드록실기가 있는 고형분 100% 701(신나카무라사, Glycerin dimethacrylate) 15g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10 ㎛의 점착필름(4-b)을 제조후 접착필름과 합지하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

<실시예 3 : 점착필름 형성용 광경화성 조성물의 제조>

1L 비이커에 제조예1에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 하이드록실기가 있는 고형분 100% 4-Hydroxybutyl Methacrylate(Aldrich.Co.) 20g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 점착필름(4-c)을 제조후 접착 필름과 합지하여 도 1과 같은 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

<비교예 1>

1L 비이커에 제조예에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10 ㎛의 점착필름(4-d)을 제조후 접착필름과 합지하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

<비교예 2>

1L 비이커에 제조예에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 하이드록실기가 있는 고형분 100% 702A(신나카무라사, 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate) 60g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 점착필름(4-e)을 제조후 접착필름과 합지하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

<비교예 3>

1L 비이커에 제조예에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 하이드록실기가 없는 고형분 100% Miramer M200(미원상사, 1,6-Hexanediol dimethacrylate) 15g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 점착필름(4-f)을 제조후 접착필름과 합지하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

<비교예 4>

1L 비이커에 제조예에서 합성한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 하이드록실기가 없는 고형분 100% EM-160A(미원상사, Dipentaerythritol hexaacrylate) 15g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 고형분 100% 0.3g(Irgacure 184, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 고형분 75% 2.5g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 조성물을 제조하였다.

상기 실시에서 제조한 점착층용 광경화성 조성물을 혼합하여 150㎛ 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10 ㎛의 점착필름(4-g)을 제조후 접착필름과 합지하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.

[물성평가 방법]

시험예 1 : 접착층-점착층 계면 박리력

점착력 측정은 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 다이 접착용 접착층에 폭 25mm, 길이 250mm의 시료를 붙인 후, 다이 접착용 접착층에 접착 테이프를 붙인 후 2kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 300mm/min의 속도로 1회 왕복시켜 압착하였다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180˚로 뒤집어 약 25mm를 벗긴 후, 10N Load Cell에서 시험편을 인장강도기의 위쪽 클립에 다이 접착용 접착층을 시험판 아래쪽 클립에 고정시키고, 300mm/min의 인장속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하였다.

인장 시험기는 "Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였으며, 자외선 조사는 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였으며, 샘플은 자외선 조사 전후로 각각 10개씩 측정하여 평균값을 측정하였다.

시험예 2 : 점착층의 점착성(tackiness) 측정

상기에 실시예 및 비교예에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름 중 점착층만을 자외선경화 전/후로 "probe tack tester(Chemilab Tack Tester)"를 이용하여 측정하였다. 이 방법은 ASTM D2979-71에 의거하여 깨끗한 Probe 끝을 10+0.1mm/sec의 속도와 9.79+1.01kPa의 접촉 하중으로 1.0+0.01sec 동안 점착제 표면에 접촉시킨 다음 떼었을 때 필요한 최대 힘을 측정한 결과의 평균값을 표시하였다.

이때 자외선 조사는 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였으며, 샘플은 자외선 조사 전후로 각각 5개씩 측정하여 평균값을 측정하였다.

시험예 3 : 점착층의 기재필름 부착력 측정

상기에 실시예 및 비교예에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름 중에 점착층을 크로스 커트(cross cut) 시험하되, 도막을 예리한 칼로 수평, 수직 1㎜ 간격으로 11개씩의 선을 그어 총 100개의 바둑판을 만들고, 작성 된 바둑판에 접착테이프를 붙이고 순간적으로 잡아당겨 부착력을 측정한 결과를 나타내었다.

여기서, 100/100은 상기 100개의 바둑판이 모두 양호하게 부착되어 있다는 시험 결과를 나타낸다.

시험예 4 : 다이싱 다이본딩 필름 픽업(pick-up) 성공률 측정

상기에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름(160)에 두께 50㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착 시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 크기 16mm x 9mm의 크기로 다이싱하였다.

그 후 필름을 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였다. 조사가 완료된 후 실리콘 웨이퍼 중앙부의 칩 200개에 대하여 다이본더 장치(SDB-10M, 메카트로닉스사)를 이용하여 픽업 시험을 실시하고 그 성공률(%)을 측정한 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.

[표 3] 다이싱 다이본딩 필름 물성평가 결과

상기 [표 2] 및 [표 3]에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3과 같이 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더(A)에 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트(B)를 사용한 점착층용 광경화성 조성물을 사용한 다이싱 다이본딩 필름은 50㎛ 웨이퍼 16mm x 9mm 칩 크기에서도 100% 픽업 성공률을 달성하였다.

반면에, 비교예 1은 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴 레이트(B)를 포함하지 않았고, 비교예 2는 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트(B)를 포함하였지만 그 함량이 바인더 대비 60 중량부를 투입하여, 필름 형성이 제대로 되지 않아 기재 부착력도 나오지 않았다. 비교예 3 및 비교예4는 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트(B)가 아니고, 하이드록실기가 없는 UV 경화형 아크릴레이트를 사용하였기 때문에, 전이에 의한 UV 경화후 접착층-점착층 박리력도 증가하고, 100% 픽업 성공률을 달성하지 못하였다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 의한 다이싱 다이본딩 필름 및 이를 이용한 웨이퍼 칩 픽업 공정을 도시한 단면개략도들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기재 필름 120 : 점착층

125 : 점착 패턴 130 : 접착층

135 : 접착 패턴 140 : 이형필름

150 : 웨이퍼 200 : 지지부재

Claims

비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 100 중량부 대비, 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트 3 내지 50 중량부, 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더는 아크릴 모노머, 하이드록시 모노머 및 에폭시 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더는 수산기가가 15 ~ 30, 산가가 1이하인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더의 중량평균 분자량은 150,000 내지 400,000이고, 유리 전이 온도는 -80 ～ -40℃인 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트는 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 100중량부에 대하여 5 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 하이드록실기 및 비닐기를 포함하는 UV 경화형 아크릴레이트는 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, Hydroxypropyl Acrylate, Hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, N-(hydroxymethyl) acrylate, N-(hydroxymethyl) methacrylate, 3-chloro-2-hydroxyl propyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxyl propyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, Glycerin dimethacrylate, Glycerin diacrylate, 2-hydroxy 3-acryloxy propyl methacrylate, 2-hydroxy 3-methacryloxy propyl acrylate, Pentaerythritol triacrylate, Pentaerythritol trimethacrylate, N-(4-hydroxyphenyl)methacrylamide 및 N-(4-hydroxyphenyl)acrylamide 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 열경화제는 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트리렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메칠 시클로헥산, 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메티롤프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메티롤프로판의 크실렌 디이소시아네이트 어덕트, 토리페닐메탄토리이소시아네토 및 메틸렌 비스트리 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 광중합 개시제는 벤조페논류; 아세톤페논류; 및 안트라퀴논류로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 점착 조성물.
기재 필름; 및

상기 기재 필름 상부에 형성되며, 청구항 제 1 항에 기재된 광경화성 점착 조성물로 형성되는 점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 필름.
기재 필름;

상기 기재 필름 상부에 형성되며, 청구항 제 1 항에 기재된 광경화성 점착 조성물로 형성되는 점착층; 및

상기 점착층 상부에 형성되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 다이 본딩 필름.