KR101373791B1 - Ｃｏｆ 실장용 봉지제 및 이것을 사용하여 봉지한 반도체 부품 - Google Patents

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Abstract

신뢰성이 높은 반도체 부품을 얻을 수 있는 COF 실장용 봉지제 및 신뢰성이 높은 반도체 부품을 제공한다. 본 발명은 (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, (A) 성분과 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 (C) 성분이 0.6 내지 10 중량부인 COF 실장용 봉지제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 15O℃에 있어서의 겔 타임이 4O 내지 130초이며, 겔화의 온도 의존성이 -5 내지 -13인 COF 실장용 봉지제에 관한 것이다.
COF 실장용 봉지제, 반도체 부품, 산무술물계 경화제, 이미다졸계 경화 촉진제, 트라아진계 경화 촉진제

Description

ＣＯＦ 실장용 봉지제 및 이것을 사용하여 봉지한 반도체 부품 {SEALING AGENT FOR COF MOUNTING AND SEMICONDUCTOR COMPONENT SEALED BY USING THE SAME}
본 발명은 칩 온 필름 (COF) 실장용 봉지제(封止劑) 및 이 봉지제를 사용하여 봉지한 반도체 부품에 관한 것이다.
반도체의 집적도가 높아짐에 따라, 반도체를 봉지하는 형태는 반도체 칩과 기판을 와이어 본딩으로 도통시키는 핀 그리드 어레이 등의 칩 온 보드 방식으로부터 반도체 칩과 기판 사이를 범프로 도통시키는 플립 칩 방식으로 이행하고 있다. 플립 칩 방식에 있어서는 칩과 기판 사이의 틈을 봉지하기 위하여, 봉지제로서 무용제형의 일액성 에폭시 수지 조성물이 사용되고 있다 (예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조). 일반적으로, 이들 봉지제에는 열응력에 기인하는 범프의 파괴를 막기 위하여 실리카 등의 무기 필러가 다량으로 배합되어 있다.
한편, 기판 재료는 종래의 딱딱한 글래스 에폭시 기판 등으로부터 유연한 필름 기판으로 이행하고 있다. 최근에는 필름 기판을 사용한 경우의 실장 방식으로서 COF 실장이 활발하게 채용되고 있다. COF의 실장은 일반적으로 필름 기판 위의 도체 배선에 반도체 칩의 전극의 Au 범프를 접속하고, 그 후 필름 기판과 반도체 칩과의 틈에 봉지제를 주입하고 경화시켜 실장한다. COF의 실장에서는 봉지제의 주입과 가경화(假硬化)(100 내지 180℃, 3분 이상, 30분 미만 정도)를 릴 투 릴로 실시하고, 그 후에 배치 처리로 본경화(本硬化)(100 내지 180℃, 30 내지 480분 정도)를 하는 경우가 많다. COF 실장에 의하면, 종래보다 반도체 칩의 범프의 피치나, 반도체 칩과 기판의 틈을 좁게 할 수 있다고 하는 이점이 있다. 그러나, 이 때문에 무기 필러가 다량으로 배합된 종래의 봉지제를 사용한 경우에, 틈에 침입하지 않는 문제가 있었다.
한편, 무기 필러를 함유시키지 않고도, COF 실장에 적합한 봉지제도 제안되어 있다. 예를 들면, 인장 탄성율을 내려서 필름 기판에 대한 밀착성을 높이는 수법이 제안되어 있지만 (특허 문헌 3), 이들을 사용한 경우에 있어서도 봉지제를 흘려넣을 때에 함께 들어가는 기포나 봉지제를 경화시킬 때의 탈리에 의하여 보이드(void)가 발생할 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 반도체 부품을 얻는 것이 곤란하였다 (예를 들면, 특허 문헌 4 참조).
또한, COF 실장의 공정에 관하여는, 가경화로 가열된 봉지제 주입이 끝난 반도체 칩 부착 필름 기판이 본경화에서의 배치 처리까지의 사이에 실온에서 보관되어 온도가 내려감으로써, 봉지제의 수축에 의하여 발생하는 전극과의 단차에 대하여 필름 기판이 추종하지 못하여 탈리가 생기고, 얻은 COF 패키지의 신뢰성을 해치는 것이 전극 피치가 좁아짐에 따라서 현저하게 되었다.
특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 2002-097257호
특허 문헌 2: 일본 공개 특허 공보 2001-279058호
특허 문헌 3: 일본 공개 특허 공보 2002-302534호
특허 문헌 4: 일본 공개 특허 공보 2004-221319호
본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하고, 신뢰성이 높은 반도체 부품을 얻을 수 있는 COF 실장용 봉지제 및 신뢰성이 높은 반도체 부품을 제공하는 것이다.
본 발명은 (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, (A) 성분과 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 (C) 성분이 0.6 내지 10 중량부인 COF 실장용 봉지제에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, 150℃에 있어서의 겔 타임이 40 내지 130초이며, 겔화의 온도 의존성이 -5 내지 -13인 COF 실장용 봉지제에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (1) 필름 기판의 전극에 반도체 칩의 전극을 접속하는 공정, (2) 필름 기판과 반도체 칩의 사이에 상기 COF 실장용 봉지제를 주입하는 공정 및 (3) COF 실장용 봉지제 주입이 완료된 반도체 칩이 장착된 필름 기판을 100 내지 180℃로 3분 이상, 30분 미만 동안 가경화한 후 방랭하고, 그 후에 100 내지 180℃로 30 내지 480분간 본경화하는 공정을 포함하는 반도체 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 COF 실장용 봉지제를 사용하여 봉지된 반도체 부품 및 상기 제조 방법에 의하여 제조된 반도체 부품에 관한 것이다.
도 1은 실시예 1 내지 4 및 비교예에 대하여 120, 130, 140 및 150℃에서의 겔 타임을 측정하고, 온도 (절대온도)와 겔 타임의 관계를 플롯하여 나타낸 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 실시 상태
제1 실시 형태에 있어서, 본 발명은 (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, (A) 성분과 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 (C) 성분이 0.6 내지 10 중량부인 COF 실장용 봉지제에 관한 것이다. 본 발명의 COF 실장용 봉지제는 통상 상온에서 액상이다. 또한, 본 명세서에 있어서 상온에서 액상이라 함은, 10 내지 35℃에서 유동성을 나타내는 것을 말한다.
(A) 에폭시 수지
(A) 성분은 분자 1개 중에 에폭시기가 2개 이상인 에폭시 화합물이라면, 특히 한정되지 않는다. 에폭시 수지는 상온에서 액상인 것이 바람직하지만, 상온에서 고체인 것이라도, 다른 액상의 에폭시 수지 또는 희석제에 의하여 희석하여서 상온에서 액상을 나타내도록 하여 사용할 수 있다.
구체적으로는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 불소화비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 에테르계 또는 폴리에테르계 에폭시 수지, 옥실란환 함유 폴리부타디엔, 실리콘 에폭시 코폴리머 수지 등이 예시된다.
특히, 상온에서 액상인 에폭시 수지로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지의 평균적 분자량이 약 400 이하인 것; p-글리시딜옥시페닐디메틸트리스비스페놀 A 디글리시딜에테르와 같은 분기상 다관능 비스페놀 A형 에폭시 수지; 비스페놀 F형 에폭시 수지; 페놀 노볼락형 에폭시 수지의 평균 분자량이 약 570 이하인 것; 비닐(3,4-시클로헥센)디옥사이드, 3,4-에폭시시클로헥실 카르본산(3,4-에폭시시클로헥실)메틸, 아디프산비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸), 2-(3,4-에폭시시클로헥실)5,1-스피로(3,4-에폭시시클로헥실)-m-디옥산과 같은 지환식 에폭시 수지; 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디글리시딜옥시비페닐과 같은 비페닐형 에폭시 수지; 헥사히드로프탈산디글리시딜, 3-메틸헥사히드로프탈산디글리시딜, 헥사히드로테레프탈산디글리시딜과 같은 글리시딜에스테르형 에폭시 수지; 디글리시딜아닐린, 디글리시딜톨루이딘, 트리글리시딜-p-아미노페놀, 테트라글리시딜-m-크실렌디아민, 테트라글리시딜비스(아미노메틸)시클로헥산과 같은 글리시딜아민형 에폭시 수지; 그리고 1,3-디글리시딜-5-메틸-5-에틸히단토인과 같은 히단토인형 에폭시 수지; 나프탈렌환 함유 에폭시 수지가 예시된다. 또한, 1,3-비스(3-글리시독시프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과 같은 실리콘 골격을 갖는 에폭시 수지도 사용할 수 있다. 또한, (폴리)에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, (폴리)프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 부탄디올글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르와 같은 디에폭시드 화합물; 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, 글리세린 트리글리시딜에테르와 같은 트리에폭시드 화합물 등도 예시된다.
에폭시 수지는 가교 밀도 및 경화성의 점에서 에폭시기가 3개 이상인 에폭시 수지를 함유하는 것이 좋고, 점도를 비교적 작게 할 수 있다는 점에서 에폭시기가 3개인 에폭시 수지를 함유하는 것이 좋다.
에폭시기가 3개인 에폭시 수지로서는, 예를 들면 디글리시딜아닐린의 벤젠환이 다시 디글리시딜기로 치환된 에폭시 수지를 들 수 있다. 구체적으로는, 식 (1):
Figure 112008078902895-pct00001
(식 중에서, R은 수소, 메틸기 또는 에틸기이다)로 나타내는 에폭시 수지이며, 더 구체적으로는, 식 (1'):
Figure 112008078902895-pct00002
로 나타내는 에폭시 수지를 들 수 있다.
상온에서 고체 내지 초고점성인 에폭시 수지를 병용하는 것도 가능하고, 그와 같은 에폭시 수지로서 고분자량의 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 테트라브로모비스페놀 A형 에폭시 수지 등이 예시된다. 이들은 상온에서 액체인 에폭시 수지 및/또는 희석제와 조합하고, 유동성을 조절하여 사용할 수 있다.
상온에서 고체 내지 초고점성인 에폭시 수지를 사용하는 경우, 저점도의 에폭시 수지, 예를 들면 (폴리)에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, (폴리)프로필렌글리 콜 디글리시딜에테르, 부탄 디올글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르와 같은 디에폭시드 화합물; 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, 글리세린 트리글리시딜에테르와 같은 트리에폭시드 화합물 등과 조합하는 것이 바람직하다.
희석제를 사용하는 경우, 비반응성 희석제 및 반응성 희석제 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 반응성 희석제가 좋다. 본 명세서에 있어서, 반응성 희석제라 함은 1개의 에폭시기를 갖는 상온에서 비교적 점도가 낮은 화합물을 말하는 것으로, 목적에 따라서, 에폭시기 이외에 다른 중합성 관능기, 예를 들면 비닐, 아릴 등의 알케닐기; 또는 아크릴로일, 메타크릴로일 등의 불포화 카르본산 잔기를 가지고 있어도 된다. 이와 같은 반응성 희석제로서는, n-부틸 글리시딜에테르, 2-에틸헥실 글리시딜에테르, 페닐 글리시딜에테르, 크레실 글리시딜에테르, p-s-부틸페닐 글리시딜에테르, 스틸렌 옥사이드, α-피넨 옥사이드와 같은 모노에폭시드 화합물; 아릴 글리시딜에테르, 메타크릴산글리시딜, 1-비닐-3,4-에폭시시클로헥산과 같은 다른 관능기를 갖는 모노에폭시드 화합물 등이 예시된다.
에폭시 수지는 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상 병용하여도 좋다. 에폭시 수지 자체가 상온에서 액상인 것이 좋다. 좋기로는 에폭시 수지의 전체 중에서, 30 중량% 이상이 식 (1)로 나타내는 에폭시 수지이고, 더 좋기로는 40 내지 100 중량%이다. 식 (1)에서 나타내는 에폭시 수지와 비스페놀 A형 에폭시 수지 및/또는 비스페놀 F형 에폭시 수지의 조합이 특히 좋다
(B) 산무수물계 경화제
(B) 성분으로서는 메틸테트라히드로프탈산 무수물계, 메틸헥사히드로프탈산 무수물계, 알킬화테트라히드로프탈산 무수물계, 헥사히드로프탈산 무수물계, 메틸하이믹산 무수물계, 알케닐기로 치환된 호박산 무수물계, 메틸나딕산 무수물계, 글루타르산 무수물계의 경화제 등이 예시된다.
그 중에서도, 3,4-디메틸-6-(2-메틸-1-프로페닐)-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1-이소프로필-4-메틸-비시클로[2.2.2]옥토-5-엔-2,3-디카르본산 무수물, 노르보르난-2,3-디카르본산 무수물, 메틸노르보르난-2,3-디카르본산 무수물, 수소화메틸나딕산 무수물, 알케닐기로 치환된 호박산 무수물, 디에틸글루타르산 무수물로부터 선택되는 산무수물이 좋고, 더 좋기로는 3,4-디메틸-6-(2-메틸-1-프로페닐)-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 디에틸글루타르산 무수물 또는 식 (2):
Figure 112008078902895-pct00003
(식 중, R은 직쇄상의 C8 내지 C15 알케닐기이다)로 나타내는 알케닐로 치환된 호박산 무수물이다.
산무수물계 경화제는 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상 병용하여도 좋다.
(C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제
(C) 성분의 이미다졸계 경화 촉진제로서는 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸을 예시할 수 있다. 또한, 트리아진계 경화 촉진제로서는 2,4-디아미노-6-〔2'-메틸이미다졸릴-(1')〕에틸-s-트리아진 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
제1 실시 형태에 있어서는 (C) 성분의 배합량을 (A) 성분과 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 100 중량부에 대하여, 0.6 내지 10 중량부로 하는 것을 특징으로 한다. 논필러 (non-filler)계의 봉지제에는 통상 특성에 대한 영향 등을 배려하여, 경화 촉진제는 0.2 내지 0.4 중량부 정도로 배합되지만, 본 발명에서는 다량으로 배합하였더니, 예상 외로 보이드의 발생이 억제되고, 필름 기판과의 양호한 점착성을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. (C) 성분의 배합량은 좋기로는 1.5 내지 5 중량부이다.
(A) 성분과 (B) 성분의 배합비는 특히 한정되지 않고, (A) 성분 중의 에폭시기 1몰에 대하여, (B) 성분의 산무수물계 경화제가 0.6 내지 1.2몰일 수 있고, 좋기로는 0.65 내지 1.0몰이다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제에는 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 필요에 따라서 착색제 (예를 들면, 카본블랙, 염료 등), 난연제, 이온 트랩제, 소포제, 레벨링제 등을 함유시켜도 된다. 또한, 기판에 대한 점착성을 향상시키기 위하여, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필(메틸)디메톡시실란, 2-(2,3-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 등의 실란 커플링제 등을 함유시켜도 좋다. 또한, 고형의 재료를 사용하는 경우에 는 최대 길이가 1 ㎛ 이하인 크기로 한 것을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제는 본질적으로 용제를 포함하지 않는다. 본질적으로 용제를 포함하지 않는다고 하는 것은 용제가 0.2 중량% 이하인 것을 말하는데, 좋기로는 0.05 중량% 이하이다. 용제로서는 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 아세틸케톤, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 COF 실장용 봉지제는 본질적으로 실리카 등의 무기 필러 (다만, 카본블랙 등의 안료를 제외한다)를 포함하지 않는 논필러계의 봉지제이다. 본질적으로 무기 필러를 포함하지 않는다고 하는 것은 무기 필러가 5 중량% 이하인 것을 말하고, 좋기로는 3 중량% 이하이며, 더 좋기로는 0 중량%이다. 이것에 의하여, 반도체 칩과 필름 기판의 틈이나 범프 갭이 좁은 경우에도, 봉지제가 충분히 침입할 수 있다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제는 점도 (25℃, E형 점도계, 회전수 10 rpm)가 약 100 내지 2000 mPa·S인 것이 봉지에 있어서의 침수성 등의 점에서 좋다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제의 제조 방법은 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 원료를 소정의 배합으로, 유성형 교반기, 디솔버, 비즈 밀, 뇌궤기, 포트밀, 3본 롤 밀, 회전식 혼합기, 2축 믹서 등의 혼합기에 투입하고 혼합하여 제조할 수 있다.
또한, 원재료나 부재료, 제조 공정 등으로부터 불가피하게 발생하는 불순물을 제거하는 것이 좋다. 나일론 등의 스크린을 사용한 여과, 마이크로포어를 이용 한 여과, 초원심 분리기에 의한 분리 등, 방법에는 한정이 없지만, 이에 의하여 필름 기판의 전극 피치의 1/2 이상의 크기의 불순물을 극도로 제거하는 것이 좋다.
제2 실시 형태에 있어서, 본 발명은 (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, 150℃에 있어서의 겔 타임이 40 내지 130초이며, 겔화의 온도 의존성이 -5 내지 -13인 COF 실장용 봉지제에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 겔화의 온도 의존성은 봉지제에 대하여 120, 130, 140 및 150℃에서의 겔 타임을 측정하고, 온도와 겔 타임의 관계를 최소 제곱법에 의하여 직선 근사한 때의 기울기로 한다. 겔화의 온도 의존성은 통상 마이너스 값이며, 온도가 높을수록 겔 타임은 짧아진다. 절대 값이 큰 것이 온도에 의한 겔 타임의 변화가 큰 것을 의미한다.
겔 타임은 JIS K 5600-9-1을 참조한 이하의 방법에 의하여 측정한 값으로 한다. 소정 온도의 열판 상에, COF 실장용 봉지제 5 ㎎±1 ㎎를 공급하고, 교반봉에 의하여 원을 그리도록 하여 교반하고, 증점시킨다. 열판 위에서의 공급 시점부터 교반하면서 교반봉을 들어올려서 떨어지게 한 경우에, 스트링기니스 (stringiness)가 5 mm 이하가 될 때까지의 시간을 겔 타임으로 한다. COF 실장용 봉지제 5 ㎎±1 ㎎라 함은, 열판 위에 공급하는 COF 실장용 봉지제는 원칙적으로 5 ㎎이지만, 전후 1 ㎎까지의 오차는 허용한다는 것을 의미한다.
150℃에 있어서의 겔 타임이 40 내지 130초이고, 겔화의 온도 의존성이 -5 내지 -13의 범위에 있으면, 봉지제의 경화 속도와 경화 수축이 보이드의 발생을 억 제하는 방향으로 작용하고, 필름 기판과의 양호한 점착성을 얻을 수 있는 것으로 생각된다. 겔 타임은 좋기로는 50 내지 80초이며, 겔화의 온도 의존성은 좋기로는 -6 내지 -8이다.
제2 실시 형태의 COF 실장용 봉지제에 있어서 (A) 성분, (B) 성분, (C) 성분의 예는 제1 실시 형태와 동일하다.
또한, (C) 성분의 배합량은 활성화 에너지에 반영하기 쉽고, 다른 성분이 동일한 경우 (C) 성분의 배합량이 많으면 일반적으로 활성화 에너지는 커지는 경향이 있다. (C) 성분의 배합량을, (A) 성분과 (B) 성분과 (C) 성분과의 합계 100 중량부에 대하여 0.6 내지 10 중량부로 하는 것이 좋고, 더 좋기로는 1.5 내지 5 중량부이다. (A) 성분과 (B) 성분과의 배합비에 대하여는 제1 실시 형태와 같다.
또한, 임의 성분의 예, COF 실장용 봉지제의 점도, 제조 방법에 대하여는 제1 실시 형태와 같다. 또한 봉지제가 본질적으로 용제를 포함하지 않는 것, 논필러계인 것도 제1 실시 형태와 동일하다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제는, 예를 들면 필름 기판 위에 탑재한 반도체 칩과 기판의 틈에 디스펜서 등을 사용하여 옆으로부터 주입하고 경화시켜 봉지할 수 있다. 주입은 25 내지 130℃의 온도 범위에서 실시할 수 있다. 틈은 COF 실장에서는 통상 5 내지 20 ㎛이지만, 5 ㎛ 이하, 예를 들면 3 내지 5 ㎛에도 대응 가능하다. 또한, 범프 피치는 통상 30 내지 50 ㎛이지만, 30 ㎛ 이하, 예를 들면 10 내지 30 ㎛에도 대응 가능하다.
경화 조건은 폭 넓게 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 본경화는 100 내지 180℃, 좋기로는 120 내지 170℃에서, 30 내지 480분의 시간 동안 가열함으로써 실시할 수 있다. 그러나, 경화한다면, 이 경화 온도에는 한정하지 않고, 더 저온 (예를 들면, 65℃ 이상)이면 좋다. 또한, 연속 경화로를 사용하여 유동성이 없어질 때까지 경화(가경화)시킨 후, 수량을 정리하여 배치식 경화로에서 경화(본경화)시키면 생산성의 점에서 유리하다. 가경화는 100 내지 180℃, 좋기로는 120 내지 150℃로, 3분 이상, 30분 미만의 시간 동안 가열하여 실시할 수 있다. 또한, 보이드는 가경화의 단계에 있어서 발생하기 쉽지만, 본 발명의 COF 실장용 봉지제는 이 단계에서의 보이드 발생의 억제를 통하여, 경화물에 대한 보이드 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다고 생각할 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 COF 실장용 봉지제를 사용한 반도체 부품의 제조 방법으로서,
(1) 필름 기판의 전극에 반도체 칩의 전극을 접속하는 공정과,
(2) 필름기판과 반도체 칩의 사이에 COF 실장용 봉지제를 주입하는 공정과,
(3) COF 실장용 봉지제 주입이 완료된 반도체 칩 부착 필름 기판을 100 내지 180℃로 3분 이상, 30분 미만으로 가경화한 후 방랭하고, 이어서 100 내지 180℃로 30 내지 480분간 본경화하는 공정을 포함하는 제조 방법을 들 수 있다. 방랭이라 함은 가경화후 본경화 전의 보관 중에 온도가 내려가는 것을 말하고, 구체적으로는 COF 실장용 봉지제 주입이 완료된 반도체 칩이 부착된 필름 기판의 온도가 80℃ 이하까지 내려가는 것을 가리킨다.
상기 제조 방법에 있어서, 필름 기판은 특히 한정되지 않는데, 예를 들면 폴 리이미드 기판을 들 수 있다. 본 발명의 COF 실장용 봉지제는 보이드의 발생이 억제되고 필름 기판과의 밀착성이 충분하며, 전극 피치가 15 내지 40 ㎛로 좁은 경우에도, 가경화 후, 본경화 전에 방랭하였을 경우에 탈리가 발생하기 어려워서, 신뢰성이 높은 반도체 부품을 얻을 수 있다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제로 봉지된 반도체 부품은 표시체 구동용, 특히 액정 표시체 구동용 반도체 부품으로서 적합하고, 액정 표시 모듈에 사용할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 표시는 특별히 규정하지 않는 한 중량부이다.
아래 표1에 나타내는 성분을 유성형 교반기, 디졸버, 3본 롤 밀 및 비즈 밀을 사용하여 혼합하고 (다만, 실시예 1 및 2에서는 비즈 밀 이외의 것을 사용), 균일하게 한 후, #500의 스텐레스 메쉬를 사용하여 여과하고, 그 후 진공 탈포기를 사용하여 수지 중의 기포를 제거함으로써 실시예 1 내지 4의 COF 실장용 봉지제를 얻었다.
실시예 1 내지 4의 COF 실장용 봉지제에 대하여, 점도를 E형 점도계 (도키산교 (주)사 제품, 기기명: TVE-22H, 회전수 10 rpm)를 사용하여 25℃에서 측정하였다. 또한, 겔 타임은 다음과 같이 하여 측정하였다. 소정 온도의 열판 (코이케세이미쓰키키세이사쿠쇼 제품인 핫 플레이트 HP-19U300) 위에, 실시예 1 내지 4의 COF 봉지제 5 ㎎±1 ㎎를 공급하고, 교반봉에 의하여 원을 그리면서 교반하고, 공급으 로부터 교반하면서 교반봉을 들어올려 떨어뜨려 놓았을 경우에 스트링기니스가 5 mm 이하가 될 때까지의 시간을 측정하여, 겔 타임으로 하였다. 120, 130, 140 및 150℃에서의 겔 타임을 측정하고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 온도 (절대 온도)와 겔 타임의 관계를 플롯하여서, 최소 제곱법에 의하여 직선 근사하였을 때의 기울기를 산출하여, 겔화의 온도 의존성으로 하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 실시예 1 내지 4의 COF 실장용 봉지제의 신뢰성에 대하여 보이드 및 리크의 발생의 점으로부터 평가하였다.
보이드는 이하와 같이 하여 평가하였다. 금 범프가 있는 LCD 드라이버용 IC (칩 사이즈 1.6 mm×15.1 mm, 범프수 726개, 스트레이트 범프 배열)와 주석 도금된 30 ㎛ 피치의 구리 배선을 가진 폴리이미드 테이프 기재가 금-주석 공정 접속된 COF 패키지에, 실시예 1 내지 4의 COF 실장용 봉지제 5.0 ㎎을 100℃에서 디스펜서를 사용하여 흘려넣었다. 이어서, 140℃에서 5 분간 처리하고, 봉지제를 가경화시켰다. 필름 기판에 대하여, 반도체 칩이 접속된 측의 반대 방향으로부터 광학현미경 (배율 200배)을 사용하여 관찰하고, 1 패키지당 보이드의 수를 확인하였다. 보이드의 수와 평가의 관계는 ◎: 3개 이하, ○: 4 내지 10개, △: 11 내지 40개, ×: 41개 이상이다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 1 내지 4의 COF 실장용 봉지제는 모두 틈에의 침입성은 양호하였다.
리크는 이하와 같이 하여 평가하였다. 필름 기판 (38 ㎛ 두께 캡톤 필름에, 구리/주석의 패턴 (8.0/0.2 ㎛ 두께)을 형성한 것. 패턴은 폭 15 ㎛, 선 간격 15 ㎛, 패턴 피치 30 ㎛)에 디스펜서를 사용하고, 실시예 1 내지 4의 COF 실장용 봉지 제 5 ㎎를 도포하며, 이어서 38 ㎛ 두께 캡톤 필름을 그 위에 중첩시켰다. 다음으로, 150℃로 30분간 처리하여 봉지제를 경화시켰다. 이온 마이그레이션 평가 시스템 (ESPEC사 제품)을 사용하여, 85℃/습도 85%의 조건하에서, 60V 전하를 인가하고, 절연 저항의 상황을 확인하였다. ◎: 1OOO 시간 경과 후에도 1×109Ω 이상을 유지, ×: 10OO 시간 미만에서 1×107Ω 이하까지 저하이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112008078902895-pct00004
에폭시 수지 1: 비스페놀 F형 에폭시 수지 (에폭시 당량 165)
에폭시 수지 2: 비스페놀 A형 에폭시 수지 (에폭시 당량 189)
에폭시 수지 3:
Figure 112008078902895-pct00005
산무수물계 경화제: 3,4-디메틸-6-(2-메틸-1-프로페닐)-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물
경화 촉진제 1: 2-페닐-4-메틸이미다졸
경화 촉진제 2: 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진
실란 커플링제: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란
본 발명의 COF 실장용 봉지제는 보이드 발생이 억제되고, 리크의 점에서도 우수하였다. 특히, 식 (1)의 에폭시 수지를 함유하는 실시예 3 및 4는 양호한 결과를 나타내었다.
본 발명의 COF 실장용 봉지제에 따르면, 범프 피치나, 반도체 칩과 기판의 틈이 좁은 경우에도 침입성이 충분하고, 봉지제의 경화물에 대하여, 보이드의 발생이 억제되며, 또한 필름 기판과의 밀착성을 충분히 얻을 수 있고, 그 결과 신뢰성이 높은 반도체 부품을 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, (A) 성분과 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 (C) 성분이 0.6 내지 10 중량부이고,
    (A) 성분의 30중량 % 이상이 아래의 식 (1):
    Figure 112013094347511-pct00008
    (식 중, R은 수소, 메틸기 또는 에틸기이다)로 나타내는 에폭시 수지인 COF 실장용 봉지제.
  2. (A) 에폭시 수지, (B) 산무수물계 경화제 및 (C) 이미다졸계 및/또는 트리아진계 경화 촉진제를 함유하고, 150℃에 있어서의 겔 타임이 40 내지 130초이며, 겔화의 온도 의존성이 -5 내지 -13이고,
    (A) 성분의 30중량 % 이상이 아래의 식 (1):
    Figure 112013094347511-pct00009
    (식 중, R은 수소, 메틸기 또는 에틸기이다)로 나타내는 에폭시 수지인 COF 실장용 봉지제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 성분은 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸 및 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]에틸-s-트리아진으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 COF 실장용 봉지제.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, (B) 성분은 3,4-디메틸-6-(2-메틸-1-프로페닐)-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1-이소프로필-4-메틸-비시클로[2.2.2]옥토-5-엔-2,3-디카르본산 무수물, 노르보르난-2,3-디카르본산 무수물, 메틸노르보르난-2,3-디카르본산 무수물, 수소화메틸나딕산 무수물, 알케닐기로 치환된 호박산 무수물 및 디에틸글루타르산 무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 COF 실장용 봉지제.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, (A) 성분 중의 에폭시기 1 몰에 대하여 (B) 성분이 0.6 내지 1.2몰인 COF 실장용 봉지제.
  7. (1) 필름 기판의 전극에 반도체 칩의 전극을 접속하는 공정과,
    (2) 필름 기판과 반도체 칩의 사이에 제1항 또는 제2항에 기재된 COF 실장용 봉지제를 주입하는 공정과,
    (3) COF 실장용 봉지제 주입이 완료된 반도체 칩이 장착된 필름 기판을 100 내지 180℃에서 3분 이상, 30분 미만 동안 가경화한 후 방랭하고, 그 후에 100 내지 180℃에서 30분 내지 480분간 본경화하는 공정을 포함하는 반도체 부품의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 필름 기판의 전극 피치가 15 내지 40 ㎛인 반도체 부품의 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 COF 실장용 봉지제를 사용하여 봉지한 반도체 부품.
  10. 제7항에 기재된 제조 방법에 의하여 제조된 반도체 부품.
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