KR101209552B1 - 몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용한 마스킹 테이프 - Google Patents

몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용한 마스킹 테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여; (b) 열경화제 1~20 중량부; (c) 에너지선 경화형 우레탄 수지 5~40 중량부; (d) 에너지선 경화형 실리콘 수지 0.1~5중량부; 및 (e) 에너지선 개시제;를 포함하는 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 이를 이용한 마스킹 테이프를 제공한다.
본 발명의 몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용한 마스킹 테이프는 개선된 아크릴 이형 점착층을 구성함으로써 기존의 아크릴 이형 점착층의 PCB 표면 점착제 잔사(residue) 및 봉지재(EMC) 종류에 따른 표면 얼룩 문제를 개선할 수 있다. 따라서 PCB 표면에 점착제 잔사를 방지하여 공정 불량률을 낮출 수 있으며 여러 가지 EMC 종류에 따른 표면 얼룩 문제를 개선하여 MUF 공정에 사용되는 다양한 봉지재로의 적용이 가능하다는 장점이 있다.

Description

몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용한 마스킹 테이프{ADHESIVE COMPOSITION FOR MASKING TAPE FOR MOLD UNDERFILL PROCESS AND MASKING TAPE USING THE SAME}
본 발명은 몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용한 마스킹 테이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에너지선 경화형 실리콘 수지를 점착제 조성으로 첨가하여 사용함으로써, 0PCB 표면에 점착제가 잔사되는 것을 방지하고,봉지재(EMC) 종류에 관계 없이 표면얼룩 방지 특성을 갖는 몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용하여 제조되는 마스킹 테이프에 관한것이다..
최근 신호 처리 및 메모리 용량 증가에 따른 요구와 휴대폰의 소형화 및 저 가격화 추세에 따라 메모리 실장면적은 줄이는 반면 증가하는 메모리 밀도와 성능을 높이기 위하여 디자인된 PoP(Package on package)구조가 등장하였다. 이러한 PoP 구조의 바탕층(Bottom layer)은 칩(chip)이 접지로 사용되기 때문에 칩의 표면이 노출된 형태의 플립칩 패키지(Die Exposed Flip Chip Package, DEFCP)로 구성된다. 이 후 칩의 파손방지 및 방열을 위한 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정이 실시되며, 이때 칩을 마스킹(masking) 하는 용도로 점착 테이프가 사용된다.
상기 같은 DEFCP의 MUF용 점착 마스킹 테이프 용도의 점착 테이프로 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2011-0005902호를 출원한 바 있다. 상기 출원에서는 기존의 PET-필름 기재의 몰드 오염 문제를 개선하기 위하여 올리고머 용출특성이 낮은 PEN-필름을 기재로 사용하고, 우수한 이형 특성 및 내열성을 갖는 아크릴 이형 점착층을 포함하는 구조가 제안한바 있다. 그러나 상기 아크릴 이형 점착층은 표면 경도가 높아 우수한 이형특성을 갖는 반면 쉽게 긁힘이 발생하기 때문에 MUF 공정이 진행되는 동안 몰드의 날카로운 모서리에 의한 점착층 찍힘 현상이 발생하고, 이때 뜯겨진 점착층이 몰드 몰드 아래쪽의 PCB(Printed Circuit Board) 표면으로 전사되는 문제가 발생하였다. 또한, 여러 가지 종류의 EMC로 MUF 공정을 실시하는 과정에서 특정 EMC의 경우 몰딩된 표면에 일부 얼룩이 생기는 문제가 발생하였다.
이에 본 발명자들은 기존의 상기 DEFCP의 MUF용 점착 마스킹 테이프의 우수한 몰드 오염 방지 특성은 그대로 유지하되 표면경도 조절 및 경화제 종류 변경을 통하여 PCB 표면 점착제 잔사(residue) 방지 및 봉지재(EMC) 종류에 따른 표면 얼룩 방지 특성을 갖는 개선된 아크릴 이형 점착층을 구성함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 에너지선 경화형 올리고머 수지에 에너지선 경화형 실리콘 수지를 첨가하여 사용함으로써, 0PCB 표면에 점착제가 잔사되는 것을 방지하고,봉지재(EMC) 종류에 관계없이 표면얼룩 방지 특성을 갖는 몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 제조되는 마스킹 테이프를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물은 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여; (b) 열경화제 1~20 중량부; (c) 에너지선 경화형 우레탄 수지 5~40 중량부; (d) 에너지선 경화형 실리콘 수지 0.1~5중량부; 및 (e) 에너지선 개시제;를 포함한다.
상기 에너지선 경화형 우레탄 수지로서는 알리파틱 2-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic difunctional urethane acrylate), 알리파틱 3-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic trifunctional urethane acrylate), 알리파틱 6-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic hexafunctional urethane acrylate), 아로마틱 2-관능 우레탄 아크릴레이트(Aromatic difunctional urethane acrylate), 아로마틱 3-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic trifunctional urethane acrylate) 및 아로마틱 6-관능 우레탄 아크릴레이트(Aromatic hexafunctional urethane acrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 에너지선 경화형 실리콘 수지는 실리콘 디아크릴레이트(silicone diacrylate), 실리콘 헥사아크릴레이트(silicone hexaacrylate), 실리콘 폴리에스테르 아크릴레이트(Silicone Polyester acrylate), 실리콘 우레탄 아크릴레이트(Silicone Urethane acrylate) 및 실리콘 우레탄 메타아크릴레이트(Silicone Urethane methacrylate)으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 열경화제는 멜라민계 경화제인 것이 바람직하다.
본 발명의 몰드 언더필 공정용 마스킹 테이프는 내열성 기재(11); 상기 내열성 기재의 일면 또는 양면에 형성된 대전방지층; 및 상기 대전방지층 상에 형성된 점착제층;을 포함한다.
상기 내열성 기재는 폴리이미드 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 점착제층은 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여; (b) 열경화제 1~20 중량부; (c) 에너지선 경화형 우레탄 수지 5~40 중량부; (d) 에너지선 경화형 실리콘 수지 0.1~5중량부; 및 (e) 에너지선 개시제;를 포함하는 점착제 조성물로부터 제조되는 것임이 바람직하다.
상기 점착제 층의 폴리시드 실리콘 웨이퍼(polished silicon wafer)면에 대한 상온 점착력은 50gf/inch 이하인 것이 바람직하다.
상기 점착제층의 표면저항은 점착층 면이 1011Ω/□이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 몰드 언더필 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물 및 그를 이용한 마스킹 테이프는 개선된 아크릴 이형 점착층을 구성함으로써 기존의 아크릴 이형 점착층의 PCB 표면 점착제 잔사(residue) 및 봉지재(EMC) 종류에 따른 표면 얼룩 문제를 개선할 수 있다. 따라서 PCB 표면에 점착제 잔사를 방지하여 공정 불량률을 낮출 수 있으며 여러 가지 EMC 종류에 따른 표면 얼룩 문제를 개선하여 MUF 공정에 사용되는 다양한 봉지재로의 적용이 가능하다는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 점착제가 적용된 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정의 마스킹 테이프에 대한 모식적 단면도이다.
도2는 DEFCP의 MUF 공정에서 본 발명의 마스킹 테이프가 적용되는 공정 모식도이다.
본 발명의 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물은 (a) 아크릴계 공중합체; (b) 열경화제; (c) 에너지선 경화형 우레탄 수지 (d) 에너지선 경화형 실리콘 수지; 및 (e) 에너지선 개시제;를 포함한다. 이하, 각 조성을 구체적으로 설명한다.
1. 점착제 조성물
1-1. 아크릴계 공중합체
본 발명의 MUF 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물에서 아크릴계 공중합 수지는 분자내 이중결합이 없는 포화 고분자(Saturated polymer)로서 그 고유한 성질면에서 산화에 대한 저항이 뛰어나므로 내후성이 우수하고, 요구되는 필요 물성에 따라 고분자(Polymer) 조성의 변경이나 작용기(Functional group)의 도입 등으로 인해 개질이 용이하다는 장점이 있다. 본 발명에서 아크릴계 공중합 수지라 함은 아크릴산 및/또는 메타크릴산이나 이들 유도체들의 공중합체를 말한다. 바람직하게는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메탈)아크릴레이트, 이소아밀(메타)아크릴레이트, n-헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타) 아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트 및 도데실(메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트 등으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아크릴 모노머가 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 공중합된 것이다.
상기 아크릴계 공중합체는 중량평균 분자량이 바람직하게는 100,000 ~ 1,500,000이며, 더욱 바람직하게는 500,000 ~ 1,000,000의 것을 사용한다. 상기 중량평균 분자량이 100,000 미만인 경우는 코팅 후 수득된 점착층의 내부 응집력이 부족하여, 테이프 박리 후에 플라즈마에 활성화된 칩의 표면에 수지 성분을 잔류시키기 쉽고 1,500,000을 초과하는 경우에는 용매에 대한 용해성이 감소하여 균일한 코팅층을 형성하기가 어려울 뿐만이 아니라. 열경화와 에너지선 경화에 의한 경화효율이 떨어져서 궁극적으로 수지 성분의 잔류가 발생한다는 문제점이 있다.
1-2. 열경화제
본 발명의 점착제 조성물에서 열경화제는 상기 아크릴 공중합체의 가교 구조를 형성하는 목적으로 사용된다. 이 목적의 열 경화제로서는 구체적으로 멜라민계, 폴리아지리딘계, 아릴 이소시아네이트(aryl isocyanate)계 등의 열 경화제를 사용한다.
멜라민계 열경화제로는 예를 들어, n-부틸화 멜라민, 이소-부틸화 멜라민 및 n-부틸화 멜라민-벤조구아나민 등이 있다.
폴리아지리딘계 열경화제로는 예를 들어, 프로필렌이민(아지리딘), 트리스(2-메틸-1-아지리다인일)포스핀 옥사이드 메테파 등이 있다.
아릴 이소시아네이트계의 열경화제로는 예를 들어, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI)등이 있다.
바람직하게는 멜라민계 경화제를 사용한다. 상기 멜라민계 열경화제의 경우 가열 시 반응이 진행되며 배합량만큼의 가교구조가 형성된다는 특징이 있다. 이소시아네이트계 열 경화제의 경우 반응성이 우수하여 상온에서도 반응이 진행될 수 있는 특징이 있으며 아지리딘계 열 경화제의 경우 저온경화에 유리하여 경화시간 단축이 용이하나 가격이 비싸다는 단점이 있다.
상기 열경화제의 함량은 바람직하게는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 1~20중량부, 더욱 바람직하게는 1~15중량부의 비율로 사용된다. 상기 열 경화 촉진제의 양은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 1 ~ 15중량부, 바람직하게는 1 ~ 10 중량부의 비율로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 열경화제 함량이 1중량부 미만인 경우, 가교구조가 제대로 형성되지 않아 낮은 내부 응집력으로 인해 기재 표면에 점착제 잔사를 초래할 수 있으며, 상기 열경화제가 20중량부를 초과하는 경우 가교화가 필요 이상으로 진행되어 표면 경도가 높아지게 되므로 점착층 부스러짐과 같은 현상이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 열경화제는 경화 반응을 촉진시키기 위하여 유기산계 열경화 촉진제가 함께 사용될 수 있다. 이 목적으로 사용되는 유기산계 열경화 촉진제로는 프탈릭 안하이드라이드(Phthalic Anhydride), 테트라-하이드로-프탈릭 안하이드라이드(Tetra hydro Phthalic Anhydride), 메틸-테트라-하이드로-프탈릭 안하이드라이드(Methyl Tetra Hydro Phthalic Anhydride), 헥사-하이드로-프탈릭 안하이드라이드(Hexa Hydro Phthalic Anhydride), 메틸-나딕-안하이드라이드(Methyl Nadic Anhydride) 등이 있다. 상기 열경화 촉진제를 사용하는 경우에 그 함량은 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 15중량부 미만으로, 바람직하게는 10 중량부의 미만으로 사용된다. 상기 열경화촉진제의 함량이 15중량부를 초과하는 경우에는 열경화제의 함량이 높을 때와 마찬가지로 표면 경도가 높아지게 되므로 점착층 부스러짐과 같은 현상이 발생할 수 있다.
1-3. 에너지선 경화형 수지
에너지선 경화형 수지는 UV, EB, 방사선 등의 강한 에너지선으로 분자쇄에 라디칼이 생성됨에 따라 가교화가 되는 성분이다. 파장수가 200~400nm의 자외선을 점착제 내 포함된 광 개시제가 흡수하여 반응성을 나타낸 후, 수지의 주 성분인 모노머와 반응하여 중합을 이루어 경화된다. 자외선 경화형 수지에 내에 포함된 광 개시제가 UV를 받으면 광중합 반응이 개시되어 수지의 주성분인 단량체(Monomer)와 중간체(Oligomer)가 순간적으로 중합체(Polymer)를 이루어 경화된다.
상기 에너지선 경화형 수지들은 중합형태에 따라 라디칼 중합형, 라디칼 부가형, 양이온 중합형으로 분류된다. 각 분류에 따른 반응성 수지로서 라디칼 중합형은 아크릴레이트계, 라디칼 부가형에는 폴리엔/폴리티올계 및 스피란 수지계, 양이온 중합형에는 에폭시 수지 및 비닐 에테르가 사용된다. 바람직하게는 아크릴레이트계 반응성 올리고머가 사용된다. 아크릴레이트계 올리고머로서는 에폭시 아크릴레이트(Epoxy acrylate), 우레탄 아크릴레이트(Urethane acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester acrylate), 실리콘 아크릴레이트(Silicone acrylate)가 있으며 본 발명에서는 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트와 실리콘 아크릴레이트의 혼합된 형태로 사용된다. 이들은 후술하는 에너지선 개시제와 함께 반응하여 semi-IPN 구조를 형성하는 목적으로 사용된다.
1-3-1. 에너지선 경화형 우레탄 수지
에너지선 경화형 우레탄 수지는 점착제의 우수한 내열 특성을 부여하는 목적으로 사용된다. 상기 에너지선 경화형 우레탄 수지로서는 알리파틱 2-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic difunctional urethane acrylate), 알리파틱 3-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic trifunctional urethane acrylate), 알리파틱 6-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic hexafunctional urethane acrylate), 아로마틱 2-관능 우레탄 아크릴레이트(Aromatic difunctional urethane acrylate), 아로마틱 3-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic trifunctional urethane acrylate), 아로마틱 6-관능 우레탄 아크릴레이트(Aromatic hexafunctional urethane acrylate) 등이 있다.
상기 에너지선 경화형 우레탄 수지의 함량은 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 5~40중량부, 바람직하게는 5~35중량부의 비율로 사용된다. 상기 에너지선 경화형 우레탄 수지의 함량이 5중량부 미만일 경우 가교 구조가 제대로 형성되지 않아 내부 응집력이 저하되며 점착제 잔사가 발생할 수 있다. 상기 에너지선 경화형 올리고머 수지의 함량이 40중량부를 초과하는 경우, 표면 경화도가 높아 점착층이 쉽게 긁히기 때문에 기존 점착층과 같이 몰드 모서리에 의한 찍힘 현상이 발생할 수 있다.
1-3-2. 에너지선 경화형 실리콘 수지
에너지선 경화형 실리콘 수지는 점착제의 우수한 이형 특성을 부여하는 목적으로 사용된다. 상기 에너지선 경화형 실리콘 수지로서는 실리콘 디아크릴레이트(silicone diacrylate), 실리콘 헥사아크릴레이트(silicone hexaacrylate), 실리콘 폴리에스테르 아크릴레이트(Silicone Polyester acrylate), 실리콘 우레탄 아크릴레이트(Silicone Urethane acrylate), 실리콘 우레탄 메타아크릴레이트(Silicone Urethane methacrylate) 등이 있다.
에너지선 경화형 실리콘 수지의 함량은 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.1~5중량부, 보다 바람직하게는 1~5중량부를 사용한다. 에너지선 경화형 실리콘 수지의 함량이 0.1중량부 미만일 경우 가교 구조가 제대로 형성되지 않아 내부 응집력이 저하되며 점착제 잔사가 발생할 수 있다. 상기 에너지선 경화형 실리콘 수지의 함량이 5중량부를 초과일 경우, 표면 경화도가 높아 점착층이 쉽게 긁히기 때문에 기존 점착층과 같이 몰드 몰드 모서리에 의한 찍힘 현상이 발생할 수 있다.
1-5. 에너지선 개시제
상기 에너지선 개시제는 자외선의 에너지를 흡수하여 광중합 반응을 개시하는 기능을 한다. 상기 목적으로 사용되는 개시제로는 벤질 디메틸케탈, 하이드록시 싸이클로헥실 페닐 케톤, 하이드록시 디메틸 아세토페논, 메틸-[4-메틸티오페닐]-2-모포린 프로파논, 4-벤질-4'-메틸디페닐 설파이드, 이소프로필티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 2-에틸헥실-4-디메틸아미노벤조에이트, 벤조페논, 4-메틸벤조페논, 메틸-오르쏘-벤조-벤조에이트, 메틸벤조일포메이트, 4-페닐벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐 포스핀, 2-하이드록시-1,2-디페닐 에타논 등이 사용될 수 있다.
상기 광개시제는 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1 ~ 15 중량부, 바람직하게는 1 ~ 10 중량부의 비율로 사용된다. 상기 에너지선 개시제의 함량이 상기 에너지선 경화형 우레탄 수지 100중량부 대비 1중량부 미만일 경우 에너지선 경화형 수지의 경화가 제대로 진행되지 않을 수 있으며 15 중량부를 초과하는 경우 반응에 참여하지 않고 남은 에너지선 개시제가 점착제 잔사 형태로 남아 반도체 패키지를 오염시키는 오염원이 될 수 있다.
1-6. 추가첨가제
또한 상기 점착층 조성물은 상기 성분 이외에 용매 및 광증감제, 노화방지제, 레벨링제와 같은 첨가제가 추가로 사용될 수 있다.
2. 마스킹 테이프
도 1을 참조하여 본 발명의 점착제 조성물이 사용되는 마스킹 테이프를 설명한다. 도1은 본 발명의 점착제가 적용된 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정의 마스킹 테이프에 대한 모식적 단면도이다. 도1을 참조하면, 상기 마스킹 테이프(10)는, 내열성 기재(11); 상기 내열성 기재(11)의 일면 또는 양면에 형성된 대전방지층(12, 12'); 및 상기 대전방지층(12 또는 12') 상에 형성된 점착제층(13);으로 구성된다.
2-1. 내열성 기재
상기 내열성 기재는 폴리이미드 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름 같은 폴리에스테르 필름 등을 들 수 있다. 상기 기재필름의 두께는 통상 10~100㎛이며, 바람직하게는 10~50㎛, 더욱 바람직하게는 두께는 25~50㎛이다.
또한 상기 기재필름은 대전방지층 및/또는 점착층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해서 매트처리, 코로나 방전처리, 프라이머 처리 및 가교결합 처리와 같은 통상적인 물리 또는 화학적인표면처리가 실시될 수 있다.
2-2. 대전방지층
또한 상기 기재필름의 일면 또는 양면에는 대전방지를 위한 대전방지층이 코팅되어야 하는데 이 도전층은 계면활성제, 전도성 고분자 등의 대전방지 특성을 내는 코팅성 물질이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 대전방지의 척도인 표면저항 값도 낮고, 도전층의 표면 전이가 적으며, 습도에 덜 민감하고, 대전성능도 영구적으로 유지되는 전도성 고분자를 도전층으로 구성하는 것으로 한다. 일반적으로 대전방지 코팅용으로 사용되는 고분자들은 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 등이다. 또한 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 뿐만 아니라 그 유도체 등도 사용 가능하다. 이러한 전도성 코팅액을 기재필름표면에 원활하게 코팅하기 위해 바인더와 혼합하는데 바인더는 전기 전달이 가능한 아크릴, 우레탄, 에스터, 에테르, 에폭시, 아미드, 이미드, 스티렌계 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 대전방지층은 0.1~1㎛로 코팅하는 것을 특징으로 한다. 이는 0.1㎛이내로 코팅하면 원하는 정도의 대전특성을 발현하기 어렵고, 1㎛이상 두껍게 코팅하면 필요 이상의 대전성능의 발현과 더불어 전도성 고분자가 고가이므로, 비용적인 부담이 있을 수 있고, 도전층 위에 점착층을 코팅하는데 있어 원활한 코팅성에 문제가 있을 수 있다.
2-3. 점착제층
상기 대전방지층 상에 형성되는 점착제층의 조성은 상술한 바와 같다.
한편, 점착제층의 두께는 2~30㎛인 것이 바람직하다. 두께가 2㎛ 미만인 경우는 피착제의 공차로 인해 몰드물성이 저하되고, 두께가 30㎛를 초과하는 경우에는 원활한 자외선 경화효율을 기대하기 어렵고, 이로 인해 점착층의 물성이 저하되어 공정시 가해지는 압력과 자극에 취약하게 된다.
상기 점착제 층의 폴리시드 실리콘 웨이퍼(polished silicon wafer)면에 대한 상온 점착력은 50gf/inch 이하이고, 더욱 바람직하게는 30gf/inch 이하이다. 점착력이 50gf/inch를 초과하는 경우, MUF 공정이 진행되는 동안 플라즈마 처리로 활성화된 칩(Chip) 표면에 잔사를 발생시킬 수 있다.
상기 점착제 층의 표면저항은 1011Ω/□이하이다. 상기 점착제층의 표면저항이 1011Ω/□을 초과하는 경우, 공정 중 정전기 불량을 발생시켜 완성된 패키지의 전기적인 성능을 저하 또는 상실시킬 수 있다.
3. MUF 공정
몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정은 PoP 패키지의 바닥층을 절연수지로 보호하되 접지로 활용되는 칩 표면을 노출 시키기 위한 공정으로서, 도2에 공정도를 나타내었다.
1) 필름 장착 공정
MUF 공정은 175℃ 상/하판 몰드(14, 15) 내에서 실시되며, 상판 몰드(14)에 진공을 이용하여 내열성 기재 필름(11)을 장착시킨다. 이때, 필름의 인장강도가 너무 낮으면 필름이 찢어질 수 있고, 연신율이 너무 낮으면 몰드 내 캐비티(Cavity)에 밀착되지 않아 필름이 들뜨는 현상이 발생할 수 있다. 본 발명에서 기재로 사용한 PEN 필름은 이에 적합한 15 kg/mm2 이상의 인장강도 및 80% 이상의 연신율을 보유함으로서 몰드 장착 특성이 양호한 특성을 가진다.
2) 언더필 공정
필름 장착 후, 상판 몰드(14)가 내려오면서 하판 몰드(15)와 맞물리면서 흐름성이 있는 EMC(19)에 의해 칩(17) 가장자리가 채워지고 칩 표면은 점착제층(13)에 의해 마스킹 된다.
이 때, 점착층의 응집특성이 저하되면 EMC(19)가 칩(17) 표면으로 침투하여 몰드 플래쉬가 발생할 수 있다. 본 발명의 내열 아크릴 점착제층(13)은 내열 특성 및 응집력이 우수한 아크릴 공중합체를 구성함으로써 몰드플래쉬를 방지할 수 있다.
3) 필름 제거 공정
언더필 공정 이후, 상판 몰드(14)가 다시 올라가면서 기재(11)가 칩(17) 표면과 경화된 EMC(19)로부터 제거 된다.
이 때, 점착제층(13)의 이형력이 부족하면 기재필름(11)이 쉽게 박리되지 않거나 EMC(19) 또는 칩(17) 표면에 잔사를 남길 수 있다. 본 발명의 내열 아크릴 점착제층(13)은 에너지선 경화형 실리콘 아크릴레이트를 포함하여 우수한 이형 특성을 보유하고 있기 때문에, 필름이 쉽게 제거되는 특성을 가진다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 2 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름의 일면에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후(열경화), UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<실시예 2>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 4 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<실시예 3>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 2 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 3 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 1 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<실시예 4>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 1 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<실시예 5>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 5 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<비교예 1>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트(일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트(CYTEC, EB1360) 10 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<비교예 2>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 3 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 이소시아네이트계 열 경화제(다우코닝, CE138) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<비교예 3>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 105Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된 38㎛ PEN 필름에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<비교예 4>
아크릴계 공중합체(삼원, AT5100) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 에틸아세테이트(EA) 600 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 에너지선 경화형 올리고머 수지인 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트 (일본합성, UV7600B80) 25 중량부(고형분 기준), 실리콘 헥사아크릴레이트 (CYTEC, EB1360) 2 중량부(고형분 기준), 알아크릴 포스파인계 광개시제 (CYTEC, DAROCUR TPO) 1 중량부를 혼합하여 1시간 교반 하고, 멜라민계 열 경화제(삼원, SM-20) 5 중량부(고형분 기준), 유기산계 열 경화촉진제(삼원, A-20) 3 중량부(고형분 기준)를 투입하여 1시간 추가 교반하였다. 상기 점착제 조성물을 양면에 109Ω/□의 표면저항을 갖는 대전방지코팅액이 도포된38㎛ PEN 필름의 일면에 약 10㎛ 두께로 도포하여 150℃에서 5분간 건조한 후, UV 조사 장치를 이용하여 약 500W의 광량으로 에너지선 경화를 진행하여 마스킹 테이프를 제조하였다.
<평가>
상기 실시예와 비교예에서 제조된 DEFCP의 제조를 위한 MUF 공정용 마스킹 테이프를 각각 평가하여 다음 표1에 나타내었다. 각 평가 항목들은 기존 점착층 대비 개선된 점착층의 특성을 파악하기 위한 평가 항목으로 구성하였으며 다음과 같은 평가 방법에 의해 수행되었다.
1. PCB 잔사
PCB 기판에 점착필름을 붙이고 가장자리가 날카로운 몰드 조각을 올려놓은 후, 상/하판 175℃의 핫프레스 기기에서 700MPa 압력으로 압착하였다. 이 후 현미경(Micro scope)를 이용하여 PCB 기판에 점착층 잔사 여부를 확인하여 잔사가 없는 경우에 양호(O), 잔사가 발생한 경우에 불량(X)으로 표기하였다.
2. EMC 얼룩과 이형특성
점착필름 위에 EMC 펠렛을 올려놓은 후, 상/하판 175℃의 핫프레스에서 700MPa 압력으로 몰딩을 실시하였다. EMC 얼룩은 몰딩된 표면이 깨끗한 경우에 양호(O), 얼룩이 발생하거나 점착층 쪽으로 EMC가 넘어온 경우에 불량(X)으로 표기하였다. 이형특성은 점착필름 박리시 몰딩면에 점착제 잔사 없이 작은 힘으로도 쉽게 박리되는 경우에 양호(O), 잔사가 발생하거나 쉽게 박리가 어려운 경우에 불량(X)으로 표기하였다.
평가에 사용한 각각의 EMC 종류 및 특성에 대해 하기 표1에 나타내었다.
EMC구분 Epoxy 수지종류 Filler content[%] 이형성분 특성1(흐름성) 특성2(이형력)
Hitachi Chemical
CEL-9750ZHF10		 Biphenyl형 epoxy 90 PE왁스 흐름성이 가장 좋음 이형력이 좋지 않음
Sumitomo EMEG700 OCN(ortho cresol novolac)형 epoxy 80 천연왁스 + PE왁스 흐름성이 적당한 수준 이형력이 보통수준
Panasonic ECOM E multi관능기형 epoxy 75 실리콘 이형제 흐름성이 가장 좋지 않음 이형력이 가장 좋음
3. 점착력
점착필름을 길이방향으로 폭 1 inch, 길이 15cm로 자른 후, 폴리시드 웨이퍼 위에 점착 필름을 2kg 롤러를 이용하여 상온 왕복 2회 라미네이션을 실시하였다. 이 후, 만능재료시험기(UTM)를 이용하여 300mm/min 속도로 180o 점착력을 측정하였다.
4. 표면저항
표면저항측정기(Advantest, R8340A)를 이용하여 전압 100V 인가 시, 점착필름의 표면저항을 측정하였다.
상기 평가결과를 아래의 표2에 정리하였다.
구분 PCB Residue EMC 얼룩 이형특성 점착력
[gf/inch]		 표면저항[Ω/□]
Sumitomo
EMC
EMEG700		 Panasonic ECOM E Hitachi EMC
CEL-9750ZHF10		 점착면 필름면
실시예 1 O O O O O 30 1010 105
실시예 2 O O O O O 20 1010 105
실시예 3 O O O O O 45 1010 105
실시예 4 O O O O O 40 1010 105
실시예 5 O O O O O 25 1010 105
비교예 1 X O O O O 3 1010 105
비교예 2 O O X O O 40 1010 105
비교예 3 O O O O X 100 1010 105
비교예 4 O O O O O 30 1014 109
상기 표1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 5의 경우는 모든 주요 요구 특성들에 대해서 만족을 하였다. 그러나, 으나 실리콘계 올리고머를 과량 투입한 비교예 1의 경우, 다른 특성은 모두 양호하였으나 표면경화도가 높아 PCB 잔사가 발생하였고, 이소시아네이트계 열경화제를 투입한 비교예 2의 경우, 흐름성이 좋지 않은 Panasonic EXC14CE650U EMC에 대해 EMC가 과경화된 점착층에 침투함으로서 EMC 표면에 얼룩이 발생하였다. 이소시아네이트계 경화제는 상온에서도 반응이 진행될 정도로 빠른 반응성을 보유하고 있다는 장점이 있으나 과 경화가 진행되어 표면 경도가 다소 높아지는 특징이 있다. 따라서 흐름성이 좋은 EMC의 경우에는 점착층과의 접촉면에 침투되지 않고 옆으로 잘 퍼지기 때문에 문제를 일으키지 않으나 흐름성이 좋지 않은 EMC의 경우 점착층과 접촉되는 과정에서 표면 경도가 높은 점착층으로 EMC가 쉽게 침투함으로써 EMC 표면에 불균일한 얼룩이 발생하게 된다. 따라서 비교예 2를 제외한 다른 실시예 및 비교예의 경우 배합량만큼 가교구조가 형성되는 멜라민계 열경화제와 반응성을 증가시키는 열 경화 촉진제를 함께 사용함으로써 과 경화를 방지하고 표면 경도를 조절하여 EMC 종류에 관계없이 모든 EMC에 대해 표면 얼룩이 발생하지 않도록 하였다. 실리콘계 올리고머를 제거한 비교예 3의 경우, EMC로부터 박리가 용이하지 않았고 점착력 또한 100gf를 초과하였다. 109Ω/□ 표면저항의 대전방지코팅액을 양면에 도포한 비교예 4의 경우, 점착면의 표면저항이 1014Ω/□로서 대전방지기능을 상실하였다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 형태로의 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게는 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명한 것이다.
10.. 마스킹 테이프 11.. 내열성 기재
12, 12'.. 대전방지층 13.. 점착제층
14.. 상판 몰드 15.. 하판 몰드
16.. PCB 기판 17.. 칩(Chip)
18.. 솔더볼(Solder ball) 19.. EMC

Claims (8)

  1. (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여; (b) 열경화제 1~20 중량부; (c) 에너지선 경화형 우레탄 수지 5~40 중량부; (d) 에너지선 경화형 실리콘 수지 0.1~5중량부; 및 (e) 에너지선 개시제;를 포함하는 몰드 언더필(Molded Underfill, MUF) 공정의 마스킹 테이프용 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 에너지선 경화형 우레탄 수지는 알리파틱 2-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic difunctional urethane acrylate), 알리파틱 3-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic trifunctional urethane acrylate), 알리파틱 6-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic hexafunctional urethane acrylate), 아로마틱 2-관능 우레탄 아크릴레이트(Aromatic difunctional urethane acrylate), 아로마틱 3-관능 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic trifunctional urethane acrylate), 아로마틱 6-관능 우레탄 아크릴레이트(Aromatic hexafunctional urethane acrylate)아로마틱 우레탄아크릴레이트(aromatic urethane acrylate) 및 알리파틱 우레탄아크릴레이트(aliphatic urethane acrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 마스킹 테이프용 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에너지선 경화형 실리콘 수지는 실리콘 디아크릴레이트(silicone diacrylate), 실리콘 헥사아크릴레이트(silicone hexaacrylate), 실리콘 폴리에스테르 아크릴레이트(Silicone Polyester acrylate), 실리콘 우레탄 아크릴레이트(Silicone Urethane acrylate) 및 실리콘 우레탄 메타아크릴레이트(Silicone Urethane methacrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 마스킹 테이프용 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열경화제는 멜라민계 경화제인 것을 특징으로 하는 상기 마스킹 테이프용 점착제 조성물.
  5. 내열성 기재;
    상기 내열성 기재의 일면 또는 양면에 형성된 대전방지층; 및
    상기 대전방지층 상에 형성되고, 제1항의 점착제 조성물로부터 제조되는 점착제층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 언더필 공정용 마스킹 테이프.
  6. 제5항에 있어서, 상기 내열성 기재는 폴리이미드 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 몰드 언더필 공정용 마스킹 테이프.
  7. 제5항에 있어서, 상기 점착제층의 폴리시드 실리콘 웨이퍼(polished silicon wafer)면에 대한 상온 점착력은 50gf/inch 이하인 것을 특징으로 하는 상기 몰드 언더필 공정용 마스킹 테이프.
  8. 제5항에 있어서, 상기 점착제층의 표면저항은 점착층 면이 1011Ω/□이하인 것을 특징으로 하는 상기 몰드 언더필 공정용 마스킹 테이프.
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