KR101462845B1

KR101462845B1 - 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름

Info

Publication number: KR101462845B1
Application number: KR1020140109217A
Authority: KR
Inventors: 안흥기; 장석현; 윤근영; 옥순성; 채성원
Original assignee: 주식회사 이녹스
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2014-11-19

Abstract

본 발명은 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 종래보다 우수한 유연성을 발현함에 따라 범프 충진성, 접합성 등 범프접합 신뢰성이 현저히 향상되고 동시에 필름과 범프를 포함하는 웨이퍼와의 합지과정에서 범프데미지를 방지할 수 있고, 나아가 내열성, 치수안정성이 우수한 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름에 관한 것이다.

Description

유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름{Composition for non-conductive film of having excellent flexibility and non-conductive film including the same}

최근 휴대기기를 비롯한 전자기기의 소형화 및 박형화 되고 있으며, 이에 맞추어 반도체산업 역시 고용량화, 초고속화되면서 극소형화, 박형화 되는 추세로 발전해 나가고 있다. 상기와 같은 반도체 산업에 요구되는 니즈를 충족시키기 위해 차세대 IC 기판(substrate), 인쇄회로기판(PCB), 플렉서블 디스플레이 기판(Flexible display substrate)등에 있어 반도체 장치의 고집적화, 고미세화, 고성능화를 위한 방법들이 연구 및 개발 개발되고 있고 이러한 경향에 따라 대한민국 등록특허 제1030497호도 플렉서블 디스플레이 기판에 대해 개시하고 있다. 상기 반도체 장치의 제조방법에서는 규소, 갈륨, 비소 등으로 이루어지는 반도체용 웨이퍼에 점착시트(다이싱시트)를 접착하고, 다이싱에 의해 개개의 반도체소자로 절단분리(개편화)한 후, 엑스팬딩(expanding), 개편화한 반도체소자의 픽업을 실시하고, 그 다음에 반도체소자를 금속리드프레임, 테이프기판 및 유기경질기판 등에 다이본딩 하는 반도체 장치의 조립공정으로 이송된다.

한편, 반도체 장치의 경박단소화(輕薄短小化)의 기술혁신은 눈부시게 발전되어 여러 가지 패키지 구조가 제창되어 제품화되고 있다. 근래에는 종래의 리드프레임 접합 대신에 반도체 소자와 회로기판을 반도체소자의 회로면(기능면)에 직접 형성된 돌기전극을 통하여 접합하는 에리어(area) 실장방식이 주류가 되고 있다.

상기 에리어 실장방식의 대표적인 것으로서 플립칩 실장이 있다. 이러한 플립칩 형태로 접속된 반도체소자는 접속부의 전극이 공기 중에 노출되어 있고, 칩과 기판과의 열팽창 계수 차에 의해 땜납 리플로우 등의 열적 스트레스가 접속 부분에 집중되어 접속 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 접합부분의 보강이나 신뢰성향상 등을 목적으로 하여 반도체소자와 회로기판의 틈을 수지 조성물로 봉지하는 것이 일반적이었다.

상기 봉지는 구체적으로 칩과 기판을 접속한 후 언더필(Underfill) 액상 수지를 칩과 기판과의 간극에 주입하여 칩과 기판의 접속 부분을 고정하는 방법을 사용하여 왔는데, 언더필 액상 수지 주입 공정의 경우 액상 언더필 수지가 모세관 현상에 의해 반도체 칩 및 기판의 전극들 사이에 흘려 들어가면, 수지가 충분히 퍼지지 않아 미충전부가 생기거나 또는 과도하게 액상 언더필 수지가 밀려나와 기판의 오염시키는 등 공정 조건이 까다로운 문제점이 있었다. 또한, 플럭스 세정공정이 필요하게 되기 때문에, 공정이 길어지고 세정 폐액의 처리문제 등 환경문제가 발생하며, 봉지를 모세관현상으로 실시하기 때문에 봉지시간이 길어져 생산성에 문제가 있었다. 나아가 반도체 소자를 기판에 수직방향으로 입체적으로 적층 시킬 경우 액상 수지를 소자의 적층 시마다 소자 위에 뿌려주어야 하나 이 공정 역시 복잡하고 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 최근에는 비전도성 접착 필름(NCF : Non Conductive Film)의 필름상 수지를 이용하여 칩과 기판을 접속하는 공정과 언더필 공정을 완료하는 방법이 개발되고 있다.

상기 필름상 수지 재료는 일괄 도포법(Lamination)을 적용하여 반도체 칩 혹은 웨이퍼 상에 합지 후 다이싱(dicing) 공정을 통해 개편화된 칩의 크기와 동일한 크기로 쉽게 잘라낼 수 있다. 또한 소자를 기판에 수직방향으로 입체적으로 적층시키는 패키지의 경우에도 액상 수지재료를 사용한 경우에 비해 공정이 간소화되고 용이하게 적층시킬 수 있다는 장점이 있다.

상기 비전도성 접착필름을 이용한 경우 종래의 액상 언더필 수지를 통한 봉지과정에서 발생하는 많은 문제점을 개선하였지만, 현재까지 개발된 비전도성 접착필름은 필름형상임에 따라 범프 충진성, 밀착력 등이 부족하여 범프 접합불량이 빈번히 발생하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 과도한 압력을 가해 비전도성 접착필름을 범프를 포함하는 반도체 웨이퍼에 합지시킬 경우 범프손상을 유발하는 문제점이 있다.

또한, 범프와 비전도성 접착필름 사이에 발생한 공극에는 공기를 포함하고, 이러한 공기는 칩과 기판을 접속 시킨 후 열압착 공정에서 팽창하여 비전도성 접착필름과 반도체칩 간 및/또는 칩과 기판의 이격을 가속화하여 접합신뢰성을 저하시키고 초기저항을 증가시키는 문제점이 있다.

나아가, 실리콘 칩, 금속전극, 비전도성 접착필름 등과 같이 기판에 실장되는 구성의 소재간에 열팽창계수(CTE：Coefficient of Thermal Expansion)차이가 발생하고 리플로 공정과 같은 고온에 노출되면 구성 소재간에 CTE-미스매치(mismatch)로 인해 이종 소재간의 계면에서 열응력이 발생하여 계면크랙이 발생하거나 휨이 발생하여 접합신뢰성을 현저히 저하시키는 치명적인 문제점이 있다.

더 나아가, 액상 수지재료를 비전도성 접착필름화 하기 위해 사용하는 일부 고분자 수지 재료들은 유리전이 온도가 낮아 반도체 제품에서 요구하는 내열, 내환경 신뢰성을 충족시키기에도 어렵고, 상온 택키(tacky)에 의해 범프 보이드를 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 보다 향상된 유연성을 가짐으로써 범프 충진성, 반도체 웨이퍼와의 밀착력이 향상되고, 종래보다 향상된 유리전이 온도를 가져 반도체 제품에서 요구되는 내열성이 발현 가능한 동시에 상온 택키(tacky)에 의한 범프간 보이드 발생을 최소화하고, 웨이퍼상에 필름 부착력이 향상되어 웨이퍼 디라미네이션이 개선됨에 따라 반도체 제품에 사용 적합한 비전도성 접착필름용 조성물, 이를 이용한 비전도성 접착필름 및 비전도성 접착필름을 포함하는 반도체 적층체를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 비전도성 접착필름용 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 포함하고, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 액상인 제1 에폭시 수지 및 고상인 제2 에폭시 수지를 포함하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 아크릴 공중합체는 공중합체 내에 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 1 ~ 10 중량%로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체는 2,3-에폭시프로필 아크릴레이트(2,3-epoxypropyl acrylate) 및 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트(2,3-epoxypropyl methacrylate) 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 아크릴 공중합체는 하기의 조건 (1) 내지 (3)을 만족할 수 있다.

(1) 중량평균 분자량은 10만~ 120만

(2) 유리전이 온도 -30 ~ 80℃

(3) 150℃에서 점도 1,000Pa.s ~ 50,000Pa.s

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 열가소성 수지에 아크릴공중합체는 30 ~ 100 중량%로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대해 열가소성 수지가 30 ~ 100 중량부 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지 중 어느 하나 이상이 지환족계 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 제1 에폭시 수지를65 중량%이하로 포함하고, 제2 에폭시 수지를 80중량% 이하로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 반고상인 제3 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 에폭시 수지는 지환족계 에폭시 수지 및 크레졸계 에폭시 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 에폭시 수지는 전체 에폭시 수지 중 함량이 10 ~ 30중량%일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지 중 제1 에폭시 수지를 30 ~ 65중량%, 제2 에폭시 수지를 10 ~ 50중량%, 제3 에폭시 수지를 10 ~ 30중량%로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지 중 어느 하나는 지환족계 에폭시 수지이며, 다른 하나는 비스페놀계 에폭시 수지일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 조성물은 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 유기 미립자 및 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 비전도성 접착필름용 조성물을 포함하는 비전도성 접착필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 비전도성 접착필름이 포함되어 경화된 반도체 적층체를 제공한다.

이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.

본 발명에서 반고상(Quasi-solid)은 점도 및 강성이 고체 및 액체의 중간정도 물성을 가지며 부분적으로 고체일 수 있고, 자신의 무게를 지탱하고 형태를 유지할 수 있는 고체적 특성과 압력이 가해지면 그에 따라 형태가 변할 수 있고, 압력하에 흐를 수 있는 액체의 특성을 모두 가지고 있는 물질을 의미한다.

본 발명은 현저히 향상된 유연성을 가짐으로써 범프 충진성, 반도체 웨이퍼와의 밀착력이 향상되고, 높은 유리전이 온도를 가져 반도체 제품에서 요구되는 내열성을 발현함으로써 반도체 제품에 사용 적합하고, 상온 택키(tacky)에 의한 범프간 보이드 발생이 최소화되며, 웨이퍼상에 필름 부착력이 향상되어 웨이퍼 디라미네이션이 방지됨에 따라 각종 반도체 및 이를 포함하는 전기전자 제품에 널리 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 비전도성 접착필름의 단면모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 비전도성 접착필름의 단면모식도 이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 비전도성 접착필름의 단면모식도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 비전도성 접착필름의 사진이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 비전도성 접착필름의 사진이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 반도체 적층체의 단면모식도이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 현재까지 개발된 비전도성 접착필름은 필름형상임에 따라 범프 충진성, 밀착력 등이 부족하여 범프 접합불량이 빈번히 발생하는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 과도한 압력을 가해 비전도성 접착필름을 범프를 포함하는 반도체 웨이퍼에 합지시킬 경우 범프손상을 유발하는 문제점이 있었다. 또한, 범프와 비전도성 접착필름 사이에 발생한 공극에는 공기를 포함하고, 이러한 공기는 칩과 기판을 접속 시킨 후 열압착 공정에서 팽창하여 비전도성 접착필름과 반도체칩 간 및/또는 칩과 기판의 이격을 가속화하여 접합신뢰성을 저하시키고 초기저항을 증가시키는 문제점이 있었다. 나아가, 실리콘 칩, 금속전극, 비전도성 접착필름 등과 같이 기판에 실장되는 구성의 소재간에 열팽창계수(CTE：Coefficient of Thermal Expansion)차이가 발생하고 리플로 공정과 같은 고온에 노출되면 구성 소재간에 CTE-미스매치(mismatch)로 인해 이종 소재간의 계면에서 열응력이 발생하여 계면크랙이 발생하거나 휨이 발생하여 접합신뢰성을 현저히 저하시키는 치명적인 문제점이 있었다. 더 나아가, 액상 수지재료를 비전도성 접착필름화 하기 위해 사용하는 일부 고분자 수지 재료들은 유리전이 온도가 낮아 반도체 제품에서 요구하는 내열, 내환경 신뢰성을 충족시키기에도 어렵고, 상온 택키(tacky)에 의해 범프 보이드를 발생시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 비전도성 접착필름용 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 포함하고, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 액상인 제1 에폭시 수지 및 고상인 제2 에폭시 수지를 포함하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 현저히 향상된 유연성을 가짐으로써 범프 충진성, 반도체 웨이퍼와의 밀착력이 향상되고, 높은 유리전이 온도를 가져 반도체 제품에서 요구되는 내열성을 발현함으로써 반도체 제품에 사용 적합하고, 상온 택키(tacky)에 의한 범프간 보이드 발생이 최소화되며, 웨이퍼상에 필름 부착력이 향상되어 웨이퍼 디라미네이션이 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물은 열가소성 수지와 열경화성 수지를 포함하며, 상기 열가소성 수지는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 포함하고, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 액상인 제1 에폭시 수지 및 고상인 제2 에폭시 수지를 포함한다.

최근 반도체 분야는 평면적(2D)은 물론 수직적(3D)로도 물리적 치수를 축소하고 고밀도화를 도모하고 있으며, 이에 적층되는 반도체 칩간, 기판과 반도체 칩간에 신뢰성 높은 범프접합이 요구되는 한편, 칩에 포함된 범프의 개수는 칩의 물리적 축소 및 고밀도화를 위해 종래에 비해 증가되고 있다. 그러나 종래의 비전도성 접착필름은 유연성이 현저히 부족하여 범프 충진성이 떨어지고, 이에 따라 접착필름의 박리를 유발하는 등 현재의 기술개발 추세를 따라가기 역부족이었으며, 이에 본 발명의 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위해 연구를 계속하던 중, 열가소성수지에 에폭시기를 포함하는 아크릴단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 포함하고, 열경화성 수지에 25℃에서 성상이 액상인 제1 에폭시 수지 및 고상인 제2 에폭시 수지를 포함할 경우 이들간의 상승작용에 의해 종래보다 현저히 향상된 유연성을 가짐과 동시에 비전도성 접착필름에 요구되는 내열성 등의 모든 물성을 동시에 만족하는 상승효과가 있음을 알게 되어 본 발명에 이르게 되었다.

먼저, 열가소성 수지에 대해 설명한다.

열가소성 수지는 필름 형성성을 양호하게 하는 역할을 하며, 상기. 필름형성성이란 접착제 조성물을 필름상으로 한 경우에 쉽게 찢어지거나, 깨어지거나, 달라붙거나 하지 않는 기계특성을 나타내는 것이다. 통상의 상태(예를 들면, 상온)에서 필름으로서의 취급이 용이하면, 필름형성성이 양호하다고 할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물에 포함되는 열가소성 수지는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 포함하는데, 이러한 열가소성 수지가 후술할 25℃에서 성상이 각각 액상 및 고상인 에폭시 수지와 함께 병용되는 경우 상술한 통상적인 열가소성 수지의 기능 이외에 비전도성 접착필름의 유연성, 경화물의 기계적 강도나 내열성, 반도체 소자와의 신뢰성 등 비전도성 접착필름의 물성을 현저히 향상시킬 수 있다.

상기 아크릴 공중합체는 말단 및/또는 측쇄(펜던트위치)에 에폭시기를 가질 수 있으며, 상기 아크릴 공중합체에 포함될 수 있는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체는 당업계의 공지 관용의 것을 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 2,3-에폭시프로필 아크릴레이트(2,3-epoxypropyl acrylate) 및 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트(2,3-epoxypropyl methacrylate) 중 적어도 하나 이상의 단량체일 수 있으며, 보다 바람직하게는 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트(2,3-epoxypropyl methacrylate)일 수 있고, 이를 통해 보다 향상된 비전도성 접착필름의 물성을 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체는 공중합체내에 1 ~ 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 단량체가 10 중량%를 초과하여 포함될 경우 에폭시기 자체의 응집력에 의해 비교적 저분자량(10,000 미만)의 아크릴 수지밖에 얻을 수 없어 필름형성성이 저하되고, 경화물의 유연성이 충분히 향상되지 않아 범프 접합 신뢰성이 저하되는 등의 비전도성 접착필름으로 목적하는 물성의 구현이 어려운 문제점이 있다. 또한, 만일 상기 단량체가 1 중량% 미만으로 포함될 경우 고분자량의 아크릴 수지를 수득할 수 있지만 극한 점도의 상승 및/또는 겔화의 우려가 있어 경화물의 기계적 강도나 내열성이 불충해지고, 범프보이드가 발생하는 등 범프 접합 신뢰성이 저하되고, 목적하는 비전도성 접착필름 물성의 구현이 어려운 문제점이 있을 수 있다.

상기 아크릴 공중합체는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체 이외에 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르의 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 단량체를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 시클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기, 또는 도데실기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 아크릴 공중합체는 단량체로써 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 또는 클로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 단량체, 무수 말레산 또는 무수 이타콘산 등과 같은 산무수물 단량체, (메트)아크릴산2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산4-하이드록시부틸, (메트)아크릴산6-하이드록시헥실, (메트)아크릴산8-하이드록시옥틸, (메트)아크릴산10-하이드록시데실, (메트)아크릴산12-하이드록시라우릴 또는 (4-하이드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 하이드록실기 함유 단량체, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 단량체, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 단량체를 포함할 수도 있다. 또한, 고무계 단량체로 부타디엔, 스티렌, 아크릴로니트릴 등의 단량체를 포함할 수도 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 아크릴공중합체는 에폭시기를 포함하는 아크릴단량체 100 중량부에 대해 상기 탄소수 4∼18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 아크릴산의 에스테르 단량체 및/또는 탄소수 4∼18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 메타크릴산의 에스테르 단량체 1000 ~ 4000 중량부, 상기 고무계 단량체 100 ~ 1000 중량부, 상기 히드록시기 함유하는 아크릴산 또는 메타크릴산 단량체 0 ~ 200 중량부로 공중합되어 제조된 공중합체일 수 있고, 에폭시기를 포함하는 아크릴단량체 이외에 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 (메트)아크릴산2-하이드록시에틸 중 적어도 4개의 단량체가 후술하는 조건 (1) 내지 (3)을 만족하도록 더 포함되어 공중합된 공중합체일 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 열가소성 수지에 포함되는 아크릴 공중합체는 하기의 조건 (1) 내지 (3)을 만족할 수 있다.

먼저, 조건 (1)로써 에폭시기를 포함하는 아크릴 공중합체의 중량평균 분자량은 10만~ 120만일 수 있고, 바람직하게는 중량평균 분자량이 30만 ~ 80만 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 40만 ~ 75만일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 유연성을 향상시킬 수 있는 동시에 경화물의 강도, 유연성을 균형시킬 수 있고, 경화물의 플로우성이 양호해지기 때문에 충진성이 좋아져 범프 접합 신뢰성이 향상되는 등 목적하는 비전도성 접착필름의 물성 구현에 매우 바람직할 수 있다. 상기 중량 평균 분자량이란, 겔투과 크로마토그래피로 측정하고, 표준 폴리스티렌 검량선을 이용하여 환산한 값을 나타낸다. 만일 분자량이 10만 미만인 경우 필름형성성이 저하되고, 경화물의 유연성이 충분히 향상되지 않아 범프접합 신뢰성이 저하되는 등 목적하는 비전도성 접착필름의 구현에 어려움이 있는 문제점이 있다. 또한, 분자량이 120만 을 초과하는 경우 수지 흐름성이 저하되는 문제점이 있다.

다음으로 조건 (2) 로써, 에폭시기를 포함하는 아크릴 공중합체의 유리전이 온도가 -30 ~ 80℃일 수 있다.

에폭시기를 포함하는 아크릴 공중합체의 유리전이 온도는 비전도성 접착필름의 내열성, 유연성, 접착성 등에 각종 물성에 영향을 미치며, 이에 따라 바람직하게는 유리전이 온도가 -10 ~ 50℃, 보다 바람직하게는 0 ~ 30℃일 수 있다. 만일 유리전이 온도가 -30℃ 미만인 경우 실온에서의 필름형성성이 저하되고, 택키(Tacky)가 강하여 점착성을 나타내며, 웨이퍼 합지시 가점착에 의한 보이드가 발생할 문제점이 있을 수 있고, 만일 유리전이 온도가 80℃를 초과하면 실온에서 뻣뻣하여 유연성이 현저히 저하됨에 따라 비전도성 필름을 반도체웨이퍼에 첩부할 때의 범프 데미지가 발생하기 쉬워지고, 범프충진성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

다음으로 조건 (3)으로써, 에폭시기를 포함하는 아크릴 공중합체의 150℃에서 점도 1,000 ~ 50,000Pa.s 일 수 있다. 다만, 보다 향상된 물성의 구현을 위해 150℃에서 점도는 3,000 ~ 30,000 Pa.s인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5,000 ~ 15,000Pa.s일 수 있다. 만일 150℃에서 점도가 1,000 cps 미만인 경우 저온에서의 필름형성성이 저하되고, 택키(Tacky)가 강하여 웨이퍼 합지시 가점착에 의한 보이드가 발생할 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 150℃에서 점도 50,000 Pa.s를 초과하는 경우 유동성이 현저히 저하됨에 따라 범프 충진성이 현저히 저하되고, 범프데미지가 발생할 수 있는 등 범프접합 신뢰성이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있다.

상술한 에폭시기를 포함하는 아크릴 공중합체는 열가소성 수지에 30 ~ 100 중량% 포함될 수 있다. 만일 에폭시기를 포함하는 아크릴 공중합체가 30중량%미만으로 포함되는 경우 후술할 25℃에서 성상이 각각 액상 및 고상인 에폭시 수지와 함께 병용될 때 비전도성 접착필름의 유연성, 경화물의 기계적 강도나 내열성, 반도체 소자와의 신뢰성 등 비전도성 접착필름의 물성 향상이 미미할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 열가소성 수지는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체 이외에 통상적으로 비전도성 접착필름에 사용되고, 후술되는 본 발명에 따른 열경화성 수지와 상용성에서 문제가 없는 열가소성 수지인 경우 제한 없이 더 포함될 수 있다. 이러한 열가소성 수지에 대한 비제한적인 예로써, 폴리에스테르수지, 폴리에테르수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 페녹시 수지, 폴리히드록시폴리에테르 수지, 폴리스티렌 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지, 스티렌부타디엔 공중합체의 단독 또는 2종 이상을 병용하여 더 포함할 수 있다. 다만, 바람직하게는 페녹시를 더 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 페녹시의 중량평균 분자량은 1만 ~ 10만일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 2만 ~ 6만일 수 있으며, 이러한 분자량 범위를 만족할 경우 목적하는 비전도성 접착필름의 물성 구현에 보다 더 유리할 수 있다.

이상으로 상술한 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴공중합체를 포함하는 열가소성 수지는 후술할 열경화성 수지 100 중량부에 대해 30 ~ 100 중량부로 포함될 수 있다. 바람직하게는 후술할 열경화성 수지 100 중량부에 대해 40 ~ 80 중량부, 보다 바람직하게는 50 ~ 70중량부로 포함될 수 있다. 만일 열가소성 수지가 열경화성 수지에 대해 30중량부 미만으로 포함될 경우 필름형성성이 저하되거나 필름조성물이 지지기재 옆으로 배어져 나오는 문제점이 있으며, 100 중량부를 초과하여 포함되면, 열압착시 유동성이 저하되어 범프와 전극 사이에서의 충진성이 저하되는 되는 등 범프접합 신뢰성이 현저히 저하됨에 따라 목적하는 비전도성 접착필름을 구현할 수 없는 문제점이 있을 수 있다.

다음으로, 상술한 열가소성 수지와 함께 비전도성 접착필름용 조성물에 포함되는 열경화성 수지에 대해 설명한다.

구체적으로 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 액상인 제1 에폭시 수지, 및 고상인 제2 에폭시 수지를 포함한다.

종래 비전도성 접착필름은 열경화성 수지로 에폭시 수지를 포함하며 2종 이상의 에폭시 수지를 혼합하여 사용하기도 하였으나, 비전도성 접착필름이 야기하는 낮은 유리전이온도로 인한 내열성의 현저한 저하 및 기타 범프 보이드 발생, 범프 데미지 발생, 웨이퍼의 디라미네이션(delamination) 등의 문제점을 해결하기 어려웠다. 그러나 본 발명의 발명자들은 상술한 에폭시기를 포함하는 아크릴단량체를 포함하는 아크릴공중합체가 열가소성 수지에 포함되어 사용될 때, 열경화성 수지로 2종 이상의 에폭시 수지가 혼합되어 사용되더라도 특정 온도에서 에폭시 수지의 성상이 달라질 때 종래 비전도성 접착 필름에서 발생하는 문제점을 현저히 해결할 수 있음을 알게 되었고, 그 중에서도 특정온도에서 성상이 고상, 액상인 에폭시 수지를 포함할 때 종래의 문제점이 해결되고 가장 우수한 유연성, 접착력, 내열성 등 비전도성 접착필름의 물성구현에 유리함을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다.

먼저, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 성상이 액상인 제1 에폭시 수지 및25℃에서 성상이 고상인 제2 에폭시 수지를 포함하되, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제1 에폭시 수지가 전체 에폭시 수지 중 65% 미만으로 포함할 수 있다. 만일 전체 에폭시 수지 중 제1 에폭시 수지가 65%를 이상 포함될 경우 상온 택키(tacky)에 의해 점착특성이 발현되어 범프간 보이드 발생이 빈번한 문제점이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 성상이 액상인 제1 에폭시 수지 및25℃에서 성상이 고상인 제2 에폭시 수지를 포함하되, 제2 에폭시 수지가 전체 에폭시 수지 중 80% 이하로 포함할 수 있다. 만일 전체 에폭시 수지 중 제2 에폭시 수지가 80% 를 초과하여 포함될 경우 상온에서 비전도성 접착 필름이 뻣뻣해져 범프 충진성이 저하됨에 따라 범프 접합 신뢰성이 떨어지고, 웨이퍼의 디라미네이션이 발생이 빈번해지는 문제점이 있을 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 에폭시 수지와 제2 에폭시 수지 중 어느 하나 이상은 지환족계 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 성상이 액상과 고상으로 상이한 두가지의 에폭시 수지 중 어느 하나 이상이 지환족계 에폭시 수지를 포함함으로써 광투과도가 현저히 개선되고, 유리전이 온도의 향상에 따라 내열성이 개선됨고 동시에 유연성이 향상되고 반도체 소자에 신뢰성을 확보할 수 있는 비전도성 접착필름을 구현할 수 있다. 상기 제1 에폭시 수지와 제2 에폭시 수지 모두 지환족계 에폭시 수지를 포함할 수 있지만, 적어도 제2 에폭시가 지환족계 에폭시 수지를 포함하는 경우가 광투과도 측면에서 가장 우수한 물성을 가진 비전도성 접착필름을 수득할 수 있는 이점이 있다.

상기 지환족계 에폭시 수지는 통상적으로 비전도성 접착필름용 조성물에 사용되는 25℃에서 성상이 액상 또는 고체인 지환족계 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 구체적인 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나 바람직하게는 하기의 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 지환족계 에폭시 수지일 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

n은 1 ~ 10 인 정수, f는 1 ~ 10인 정수임.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지 중 어느 하나는 지환족계 에폭시 수지이며, 다른 하나는 비스페놀계 에폭시 수지일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 제1 에폭시 수지가 비스페놀계 에폭시 수지이고, 보다 더 바람직하게는 비스페놀F형 에폭시 수지일 수 있으며, 제2 에폭시 수지가 지환족계 에폭시 수지일 수 있고, 이를 통해 광투과도가 현저히 개선되어 작업성이 매우 향상되며, 유리전이 온도의 상승으로 인해 내열성이 우수하고, 범프접합 신뢰성, 범프 웨이퍼의 디라미네이션이 방지되는 등 보다 더 우수한 물성을 발현하는 비전도성 접착필름을 수득할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 성상이 반고상인 제3 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 성상이 반고상인 제3 에폭시 수지를 더 포함함으로써, 보다 향상된 유연성, 범프접합 신뢰성, 접착력, 내열성을 가지는 동시에 범프 보이드 발생을 최소화 하는 등 보다 상승된 비전도성 접착필름 물성을 구현할 수 있다.

상기 제3 에폭시 수지는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 지환족계 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락계 에폭시 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 지환족계 에폭시 수지는 통상적으로 비전도성 접착필름용 조성물에 사용되는 25℃에서 성상이 반고상인 지환족계 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 지환족계 에폭시 수지는 상술한 화학식 1 내지 5로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 에폭시 수지는 크레졸 노볼락계 에폭시 수지를 포함할 수 있는데, 바람직하게는 지환족계 에폭시 수지를 포함하는 경우에 비해 크레졸 노볼락계 에폭시 수지를 포함하는 경우에 있어 범프 접합 신뢰도 측면에서 보다 우수한 비전도성 접착필름을 수득할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 제3 에폭시 수지는 전체 에폭시 수지 중 함량이 10 ~ 30중량%일 수 있다. 만일 제3 에폭시 수지가 10 중량% 미만으로 포함되는 경우 접착 필름의 뻣뻣해져 범프 충진성이 현저히 저하되고, 범프데미지가 발생하는 문제점이 있을 수 있으며, 30 중량%를 초과하여 포함되는 경우 택키에 의한 점착특성 발현의 문제점이 있는 등 제3 에폭시 수지의 함량범위를 불만족할 경우 목적하는 비전도성 접착필름의 물성을 동시에 만족할 수 없을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 비전도성 접착필름용 조성물에 포함되는 열경화성 수지로 25℃에서 성상이 액상인 제1 에폭시 수지, 고상인 제2 에폭시 수지 및 반고상인 제3 에폭시 수지를 모두 포함하는 경우 바람직하게는 상기 에폭시 수지 제1 에폭시 수지를30 ~ 65중량%, 제2 에폭시 수지를10 ~ 50중량%, 제3 에폭시 수지를10 ~ 30중량%로 포함할 수 있다. 각 에폭시 수지가 상기와 같은 중량%를 동시에 만족할 경우 범프간 보이드 발생이 현저히 감소하며, 범프 충진성을 크게 향상되어 범프접합 신뢰성을 확보할 수 있고, 웨이퍼상에 필름 부착력이 현저히 향상되어 웨이퍼 디라미네이션이 방지되며, 향상된 광투과도를 가짐으로써 작업성이 현저히 좋아지고, 우수한 내열성을 가질 수 있고, 어느 하나 이상의 성상에 따른 함량이 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 목적하는 물성을 동시에 만족시킬 수 없는 문제점이 있을 수 있다.

만일 제1 에폭시 수지가 30 중량% 미만으로 포함되는 경우 접착 필름이 뻣뻣한 문제점이 있을 수 있으며, 65 중량%를 초과하여 포함되는 경우 접착 필름의 택키가 발생하여 점착특성이 발현되는 문제점이 있는 등 제1 에폭시 수지의 함량범위를 불만족할 경우 목적하는 비전도성 접착필름의 물성을 동시에 만족할 수 없을 수 있다.

또한, 만일 제2 에폭시 수지가 10 중량% 미만으로 포함되는 경우 접착 필름의 택키가 발생하여 점착특성이 발현되는 문제점이 있을 수 있으며, 50 중량%를 초과하여 포함되는 경우 접착 필름이 뻣뻣한 문제점이 있을 수 있는 등 제2 에폭시 수지의 함량범위를 불만족할 경우 목적하는 비전도성 접착필름의 물성을 동시에 만족할 수 없을 수 있다.

또한, 만일 제3 에폭시 수지가 10 중량% 미만으로 포함되는 경우 접착 필름의 뻣뻣해져 범프 충진성이 현저히 저하되고, 범프데미지가 발생하는 문제점이 있을 수 있으며, 30 중량%를 초과하여 포함되는 경우 택키에 의한 점착특성 발현의 문제점이 있는 등 제3 에폭시 수지의 함량범위를 불만족할 경우 목적하는 비전도성 접착필름의 물성을 동시에 만족할 수 없을 수 있다.

이하, 상술한 제1 내지 제 3 에폭시 수지에 대해 각각 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

제1 에폭시 수지는 25℃에서 성상이 액상인 에폭시 수지로써, 25℃에서 그 성상이 액상이면 구체적인 에폭시 수지 종류는 특별히 한정되지 않다. 이러한 에폭시 수지에 대한 비제한적 예로써, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 선형 지방족형(linear Aliphatic) 에폭시 수지, 지환족형(cyclo Aliphatic) 에폭시 수지, 복소환 함유 에폭시 수지, 치환형 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시수지 및 이들의 유도체를 포함하며, 2관능성 또는 다관능성 수지일 수 있고 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

더 구체적으로 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지는 페놀류의 글리시딜에테르와 알코올류의 글리시딜에테르를 포함하며, 상기 페놀류의 글리시딜 에테르로 비스페놀 A형, 비스페놀 B형, 비스페놀AD형, 비스페놀 S형, 비스페놀 F형 및 레조르시놀 등과 같은 비스페놀계 에폭시, 페놀 노볼락(Phenol novolac) 에폭시, 아르알킬페놀 노볼락, 테르펜페놀 노볼락과 같은 페놀계 노볼락 및 o-크레졸 노볼락(Cresolnovolac) 에폭시와 같은 크레졸 노볼락계 에폭시 수지 등이 있고, 이들을 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다. 바람직하게는 제1 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지일 수 있으며, 보다 바람직하게는 비스페놀 F형의 에폭시 수지일 수 있고, 이 경우 다른 종류의 에폭시 수지를 포함하는 경우에 비해 보다 더 우수한 물성을 수득할 수 있는 이점이 있다.

상기 글리시딜 아민형 에폭시 수지로 디글리시딜아닐린, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실릴렌디아민, 1,3-비스(디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 글리시딜에테르와 글리시딜아민의 양구조를 겸비한 트리글리시딜-m-아미노페놀, 트리글리시딜-p-아미노페놀 등이 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 글리시딜에스테르형 에폭시수지로 p-하이드록시벤조산, β-하이드록시나프토에산과 같은 하이드록시카본산과 프탈산, 테레프탈산과 같은 폴리카본산 등에 의한 에폭시 수지일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다. 상기 선형 지방족형 에폭시 수지로 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올, 글리세린, 트리메틸올에탄, 티리메틸올프로판, 펜타에리트리롤, 도데카히드로 비스페놀 A, 도데카히드로 비스페놀 F, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등에 의한 글리시딜 에테르일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 지환족계형 에폭시 수지로 상술한 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물 등을 포함하는 에폭시 수지를 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

나프탈렌계 에폭시 수지는 1,2-디글리시딜나프탈렌, 1,5-디글리시딜나프탈렌, 1,6-디글리시딜나프탈렌, 1,7-디글리시딜나프탈렌, 2,7-디글리시딜나프탈렌, 트리글리시딜나프탈렌, 1,2,5,6-테트라글리시딜나프탈렌 등의 나프탈렌골격을 갖는 에폭시 수지일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 열거한 것 외에 트리글리시딜이소시아누레이트, 또한 분자 내에 복수의 2중 결합을 갖는 화합물을 산화하여 얻어지는 분자내에 에폭시시클로헥산환을 갖는 에폭시수지 등일 수 있다.

상기와 같은 제1 에폭시 수지는 바람직하게는 지환족계 에폭시 수지 및 비스페놀계 에폭시수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1 에폭시 수지로 비스페놀계 에폭시 수지를 포함할 경우 보다 향상된 광투과도, 유연성, 접착력 및 내열성 등을 가지는 비전도성 접착필름을 수득할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 에폭시 수지는 연화점이 10℃ 이하 일 수 있으며, 만일 연화점이 10℃를 초과하는 경우 접착 필름이 뻣뻣한 문제점이 있을 수 있다.

다음으로, 제2 에폭시 수지에 대해 설명한다.

제2 에폭시 수지는 25℃에서 성상이 고상인 수지로써, 25℃에서 그 성상이 고상이면 구체적인 에폭시 수지 종류는 특별히 한정되지 않다. 이러한 에폭시 수지에 대한 비제한적 예로써, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 선형 지방족형(linear Aliphatic) 에폭시 수지, 지환족형(cyclo Aliphatic) 에폭시 수지, 복소환 함유 에폭시 수지, 치환형 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시수지 및 이들의 유도체를 포함하며, 2관능성 또는 다관능성 수지일 수 있고 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

더 구체적으로 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지는 페놀류의 글리시딜에테르와 알코올류의 글리시딜에테르를 포함하며, 상기 페놀류의 글리시딜 에테르로 비스페놀 A형, 비스페놀 B형, 비스페놀AD형, 비스페놀 S형, 비스페놀 F형 및 레조르시놀 등과 같은 비스페놀계 에폭시, 페놀 노볼락(Phenol novolac) 에폭시, 아르알킬페놀 노볼락, 테르펜페놀 노볼락과 같은 페놀계 노볼락 및 o-크레졸 노볼락(Cresolnovolac) 에폭시와 같은 크레졸 노볼락계 에폭시 수지 등이 있고, 이들을 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 지환족계 에폭시 수지로 상술한 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물 등을 포함하는 에폭시 수지를 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 나프탈렌계 에폭시 수지는 1,2-디글리시딜나프탈렌, 1,5-디글리시딜나프탈렌, 1,6-디글리시딜나프탈렌, 1,7-디글리시딜나프탈렌, 2,7-디글리시딜나프탈렌, 트리글리시딜나프탈렌, 1,2,5,6-테트라글리시딜나프탈렌 등의 나프탈렌골격을 갖는 에폭시 수지일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기와 같은 제2 에폭시 수지는 범프 접합 신뢰성 확보 등의 향상을 위해 바람직하게는 지환족계 에폭시 수지 및 나프탈렌계 에폭시 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이와 동시에 보다 향상된 광투과도를 발현하기 위해 지환족계 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제2 에폭시 수지는 연화점이 70℃ 이상 일 수 있으며, 만일 연화점이 70℃를 미만인 경우 접착 필름의 택키에 따른 점착특성이 발현되는 문제점이 있을 수 있다.

다음으로, 제3 에폭시 수지에 대해 설명한다.

제3 에폭시 수지는 25℃에서 성상이 반고상인 수지로써, 25℃에서 그 성상이 반고상이면 구체적인 에폭시 수지 종류는 특별히 한정되지 않다. 이러한 에폭시 수지에 대한 비제한적 예로써, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 선형 지방족형(linear Aliphatic) 에폭시 수지, 지환족형(cyclo Aliphatic) 에폭시 수지, 복소환 함유 에폭시 수지, 치환형 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시수지 및 이들의 유도체를 포함하며, 2관능성 또는 다관능성 수지일 수 있고 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기와 같은 제3 에폭시 수지는 바람직하게는 크레졸 노볼락계 에폭시 수지 및 상기 언급한 에폭시 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 크레졸 노볼락계 에폭시 수지를 포함할 수 있고, 이를 통해 본 발명이 달성하려는 목적에 더욱 적합하게 범프 접합 신뢰도 측면에서 보다 우수한 비전도성 접착필름의 물성을 발현할 수 있다

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제3 에폭시 수지는 연화점이 30 ~ 60℃ 일 수 있으며, 만일 연화점이 30℃ 미만인 경우 접착 필름에 택키가 발생하여 점착특성이 발현되는 문제점이 있을 수 있고, 연화점이 60℃를 초과하는 경우 접착 필름이 뻣뻣한 문제점이 있을 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 비전도성 접착필름 조성물은 상술한 열경화성 수지 및 열가소성 수지 이외에 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 유기 미립자 및 실란커플링제를 더 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 물질들이 더 포함될 경우 전체 조성물 중에서 열경화성 수지 100 중량부에 대해 각 물질의 함량이 경화제 10 ~ 100 중량부, 경화촉진제 1 ~ 50 중량부, 무기 충전제 10 ~ 100 중량부, 유기 미립자 1 ~ 50 중량부 및 실란커플링제 1 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다.

구체적으로 상기 경화제는 통상적인 비전도성 접착필름 조성물에 사용할 수 있는 경화제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 지방족 아민류, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀 등의 방향족 아민류, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지 등의 다가 히드록시화합물, 및 이들의 변성물, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜리트산 등의 산무수물계 경화제, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체 등의 잠재성 경화제를 들 수 있고 이들이 단독 또는 2 종 이상 병용하여 사용될 수 있다.

이들 중에서는 다가 히드록시화합물이 바람직하게 사용될 수 있는데,이에 대한 비제한적 예로써, 비스페놀A, 비스페놀F, 비스페놀S, 플루오렌비스페놀, 4,4'-비페놀, 2,2'-비페놀, 히드로퀴논, 레조르신, 카테콜, 나프탈렌디올류 등의 2가의 페놀류, 트리스-(4-히드록시페닐)메탄, 1,1,2,2-테트라키스(4-히드록시페닐)에탄, 페놀노볼락, o-크레졸노볼락, 나프톨노볼락, 폴리비닐페놀 등으로 대표되는 3가 이상의 페놀류, 또한 페놀류, 나프톨류 또는 비스페놀A, 비스페놀F, 비스페놀S, 플루오렌비스페놀, 4,4'-비페놀, 2,2'-비페놀, 히드로퀴논, 레조르신, 카테콜, 나프탈렌디올류 등의 2가의 페놀류와 포름알데히드, 아세트알데히드, 벤즈알데히드, p-히드록시벤즈알데히드, p-크실릴렌글리콜, p-크실릴렌글리콜디메틸에테르, 디비닐벤젠, 디이소프로페닐벤젠, 디메톡시메틸비페닐류, 디비닐비페닐, 디이소프로페닐비페닐류 등의 가교제와의 반응에 의해 합성되는 다가 히드록시화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 접착 필름의 내열성 측면에서 비스페놀A 노볼락 경화제가 사용될 수 있다.

또한, 상기 에폭시 수지용 경화제 중에서도, 상온에서 액상인 가열 경화형 경화제나, 다관능이고 당량적으로 첨가량이 소량일수 있는 디시안디아미드 등의 잠재성 경화제가 사용될 수 있으며, 이러한 경화제를 사용함으로써 본 발명의 조성물을 이용하여, 예를 들면 비전도성 접착성 필름을 제조할 경우 경화 이전에는 상온에서 유연하고 취급성이 양호한 필름을 얻을 수 있다.

다음으로 상기 경화촉진제는 경화 속도나 경화물의 물성 등을 조정하기 위한 역할을 하며, 상기 경화 촉진제로서 통상적인 비전도성 접착필름에 사용되는 경화촉진제는 제한없이 사용할 수 있으나, 비제한적인 예로써, 이미다졸계 경화 촉진제, 3급 아민계 경화 촉진제 등을 들 수 있고, 그 중에서도 경화 속도나 경화물의 물성 등의 조정을 하기 위한 반응계의 제어를 하기 쉬운 점으로부터 이미다졸계 경화 촉진제가 바람직하게 이용된다. 이들 경화 촉진제는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 이미다졸계 경화 촉진제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이미다졸의 1 위치를 시아노에틸기로보호한 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸이나, 이소시아누르산으로 염기성을 보호한 상품명 「2MA-0K」(시꼬꾸 가세이고교사 제조) 등을 들 수 있다. 이들 이미다졸계 경화 촉진제는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

산무수물계 경화제와, 예를 들면 이미다졸계 경화 촉진제 등의 경화 촉진제를 병용할 경우, 산무수물계 경화제의 첨가량을 에폭시기에 대하여 이론적으로 필요한 당량 이하로 하는 것이 바람직하다. 산무수물계 경화제의 첨가량이 필요 이상으로 과잉이면, 본 발명에 따른 조성물의 경화물로부터 수분에 의해 염소 이온이 용출되기 쉬워질 우려가 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물의 경화물로부터 가열수로 용출 성분을 추출하였을 때, 추출수의 pH가 4 내지 5 정도까지 낮아지고, 에폭시 수지로부터 방출된 염소 이온이 다량으로 용출되어 버릴 경우가 있다.

또한, 아민계 경화제와, 예를 들면 이미다졸계 경화 촉진제 등의 경화 촉진제를 병용할 경우도, 아민계 경화제의 첨가량을 에폭시기에 대하여 이론적으로 필요한 당량 이하로 하는 것이 바람직하다. 아민물계 경화제의 첨가량이 필요 이상으로 과잉이면 본 발명의 조성물의 경화물로부터 수분에 의해 염소 이온이 용출되기 쉬워질 우려가 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물의 경화물로부터 가열수로 용출 성분을 추출하였을 때, 추출수의 pH가 염기성이 되고, 역시 에폭시 수지로부터 방출된 염소 이온이 다량으로 용출되어 버릴 경우가 있다.

다음으로 상기 무기 충전제는 열전도성의 향상, 저장 탄성률의 조절 등을 가능하게 하며, 상기 무기 충전제는 통상적으로 비전도성 접착필름 조성물에 포함되는 무기 충전제를 사용할 수 있으나, 이에 대한 비제한적 예로써, 실리카, 클레이, 석고, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화알루미나, 산화바륨, 탄화규소, 질화규소 등의 세라믹류 등의 세라믹류, 등을 포함하는 여러 가지의 무기분말을 들 수있 다. 이들은, 단독 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 그 중에서도 실리카, 특히 용융 실리카가 적합하게 이용된다.

상기 무기충전제의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 구상인 입자를 사용할 수 있다. 상기 무기 충전제의 평균 입경은, 0.01 ㎛∼ 0.5 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.01 ㎛∼0.3 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 만일 상기 평균입경이 0.01 ㎛ 미만인 경우 무기 충전제가 응집하기 쉬워진 결과 강도가 저하될 수 있는 문제점이 있으며, 상기 평균입경이 0.5㎛를 초과하는 경우 경화물의 투명도가 저하되어 반도체 소자 표면의 위치 맞춤 마크 인식이 어려워져 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 또한 본 발명에서는, 평균 입경이 서로 상이한 무기 충전제끼리를 조합하여 사용하여도 좋다.

다음으로 상기 유기 미립자는 본 발명의 조성물에 따른 경화물에 있어서, 유연하고 우수한 응력완화성을 발휘하는 역할을 한다. 상기 유기 미립자의 종류는 특별히 한정하지 않으며 통상적으로 비전도성 접착필름에 사용하는 유기 미립자는 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 유기 미립자에 대한 비제한적 예로써, 코어쉘 구조의 유기 미립자를 사용할 수 있으며, 더 구체적으로 코어(심재)와 쉘(외피)의 유리 전이 온도가 차이가 있는 코어 쉘 구조의 고무 입자가 사용될 수 있다. 이러한 고무 입자를 함유시킴으로써 경화물은 매트릭스 수지인 에폭시 수지에 대하여 고무 성분이 안정적인 상분리 구조를 형성시킬 수 있다. 상기 고무 입자는 2층 이상의 복층 구조를 포함하는 코어 쉘 구조의 입자일 수 있고, 3층 이상의 복층 구조를 포함할 수 있으며, 상기 3층 이상의 복층 구조를 포함하는 코어 쉘 구조의 입자인 경우 쉘은 최외피를 의미한다.

또한, 상기 고무 입자의 쉘은 에폭시 수지와 비상용이거나 또는 약간의 가교에 의한 겔화가 이루어지고 에폭시 수지에 용해되지 않는 것이 바람직하다.

이러한 고무 입자를 구성하는 수지 성분으로서는, 코어는 통상적으로 알릴계 수지가 바람직하게 사용된다. 이들 수지 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

또한, 고무 입자의 쉘은 에폭시 수지 중의 에폭시기와 반응하는 관능기를 가질 수도 있다. 에폭시기와 반응하는 관능기로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 아미노기, 우레탄기, 이미드기, 수산기, 카르복실기, 에폭시기 등을 들 수 있다. 이들 에폭시기와 반응하는 관능기는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 고무 입자는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 평균 입경이 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 고무 입자의 평균 입경이30 ㎛를 초과하면 본 발명의 조성물 경화물의 응력 완화성이 충분히 향상되지 않는 경우가 있다.

이러한 고무 입자의 시판품으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 네가미 고교사 제조의 상품명 「파라클론 RP-101], 「파라클론 RP-103」, 「파라클론 RP-412」등의 「파라클론」시리즈, 간쯔 가세이사 제조의 상품명「스타피로이드 IM-101」, 「스타피로이드 IM-203」, 「스타피로이드 IM-301」, 「스타피로이드 IM-401」, 「스타피로이드 IM-601」, 「스타피로이드 AC-3355」, 「스타피로이드 AC-3364」, 「스타피로이드 AC-3816」, 「스타피로이드 AC-3832」, 「스타피로이드 AC-4030」등의 「스타피로이드」시리즈, 제온 화성사 제조의 상품명 「제온F351」등의 「제온」시리즈, 미쯔비시 레이온사 제조의 상품명 「메타블렌 C-140A」, 「메타블렌 C-201A」, 「메타블렌 C-215A」, 「메타블렌 C-223A」, 「메타블렌 C-303A」, 「메타블렌 C-323A」, 「메타블렌 C-102」, 「메타블렌 C-132」, 「메타블렌 C-202」, 「메타블렌 E-901」, 「메타블렌 W-341」, 「메타블렌W-300A」, 「메타블렌 W-450A」, 「메타블렌 S-2001」, 「메타블렌 SX-005」, 「메타블렌 SX-006」, 「메타블렌 SRK200」등의 「메타블렌」시리즈 등을 들 수 있다. 또한, 미리 고무 입자를 분산시킨 에폭시 수지의 시판품으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 니혼 쇼쿠바이사 제조의 상품명 「에포셋트 BPA-828」, 「에포셋트 BPF-807」등의 「에포셋트」시리즈 등을 들 수 있다. 이들 고무 입자나 미리 고무 입자를 분산시킨 에폭시 수지는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 도 있다.

다음으로 실란커플링제는 피접착물에 대한 밀착성을 더욱 높이는 역할을 하며, 통상적으로 비전도성 접착필름용 조성물에 사용되는 실란커플링제는 제한없이 사용할 수 있다. 이에 대한 비제한적 예로써, 아미노 실란 커플링제, 에폭시 실란 커플링제, 우레이도 실란 커플링제, 이소시아네이트 실란 커플링제, 비닐 실란 커플링제, 아크릴 실란 커플링제, 케티민 실란 커플링제 등을 들 수 있고, 바람직하게는 에폭시 실란 커플링제일 수 있다. 이들 실란 커플링제는 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 피접착물에 대한 밀착성을 향상시키는 커플링제로 상기의 실린커플링제 이외에 티탄 커플링제, 알루미늄 커플링제 등을 더 포함할 수 있다.

상술한 물질들 이외에 본 발명에 따른 비전도성 접착필름용 조성물에는 필요에 따라 pH 조정제, 이온포착제, 점도조정제, 요변성(搖變性) 부여제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 착색제, 탈수제, 난연제, 대전방지제, 방미제(防黴劑), 방부제, 용제 등의 각종 첨가제의 1 종류 또는 2 종류 이상이 첨가될 수도 있다.

상기 pH 조정제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리카 등의 산성 충전제나 탄산칼슘 등의 알칼리성충전제 등을 들 수 있다. 이들 pH 조정제는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 이온 포착제로서는, 이온성 불순물의 양을 저감시킬 수 있는 것이면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 알루미노 규산염, 함수산화티탄, 함수산화비스마스, 인산지르코늄, 인산티탄, 하이드로탈사이트, 몰리브도인산암모늄, 헥사시아노아연, 유기계 이온 교환 수지 등을 들 수 있으며, 이들 이온 포착제는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상술한 비전도성 접착필름용 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 상기 용제는 통상적으로 비전도성 접착필름용 조성물에 사용되는 용제의 경우 제한없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 메틸이소부틸케톤 (MIBK), 시클로헥사논 등의 케톤류, 메틸셀로솔브, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 아세트산부틸셀로솔브 등의 에테르류일 수 있다. 상기 용제의 사용량은 특별히 한정하는 것은 아니나 상술한 열경화성 수지 100 중량부에 대해 10 ∼ 500 중량부가 바람직하다.

본원발명은 이상으로 상술한 비전도성 접착필름용 조성물을 포함하는 반도체용 비전도성 접착필름을 포함한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 비전도성 접착필름의 단면모식도로써, 시트기재(1)와 본 발명의 비전도성 접착필름용 조성물을 포하하는 접착제층(2)을 포함할 수 있다.

상기 시트기재(1)의 경우 지지기재와 점착제층을 포함할 수 있고, 상기 지지기재에 대한 비제한적 예로써, 내열성이나 내약품성이 뛰어난 수지 필름 및 수지 필름을 구성하는 수지를 가교 처리한 가교 필름, 또는 상기 수지 필름의 표면에 실리콘 수지 등을 도포해 박리 처리한 필름 등을 이용할 수 있다.

또한, 수지 필름을 구성하는 수지로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리부타디엔과 같은 폴리올레핀, 염화비닐, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌 아세트산비닐 공중합체, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리우레탄 등을 사용할 수 있다.

또한, 시트 기재(1)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 3㎛ 이상, 500㎛ 이하가 바람직하고, 3㎛ 이상, 100㎛ 이하가 보다 바람직하며, 10㎛ 이상, 75㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

한편, 접착제층(2)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 3㎛ 이상, 100㎛ 이하가 바람직하고, 특히 10㎛ 이상, 75㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 시트 기재(1) 및 접착제층(2)의 두께가 각각 상기 하한값 미만이면 반도체용 필름(10)으로서의 효과가 저하하는 경우가 있고, 상기 상한값을 넘으면 제품의 제조가 어렵고 두께 정밀도가 저하하는 경우가 있다.

다음으로 반도체용 비전도성 접착필름(10)의 제조 방법에 대해 간단하게 설명한다. 하기에 설명할 비전도성 접착필름의 제조방법은 일실시예일 뿐이며, 본 발명의 반도체용 비전도성 접착필름이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 비전도성 접착필름의 단면모식도로써, 먼저 도 2와 같은 접착필름의 제조방법에 대해 설명한다.

도 2에서 접착제층(2)은 본 발명에 따른 비전도성 접착필름용 조성물을 폴리에스테르 시트 등의 박리기재(21) 상에 도포하고 소정의 온도에서 건조함으로써 얻어진다. 박리기재(21) 상에 형성된 접착제층(2)의 접착제층(2) 측만을 하프 컷 함으로써, 접착제층(2)을 반도체용웨이퍼와 거의 동일한형상, 예를들면 원형 모양으로 할 수있다. 이 경우, 접착제층(2) 및 박리기재(21)로 이루어진 접착필름이 얻어진다. 상기 접착제층(2)상에 시트기재(1)의 점착제층이 접하도록 시트기재(1)를 적층함으로써 도 2와 같은 반도체용 비전도성 접착필름이 제조될 수 있다.

상기 도 2와 같은 접착필름의 제조방법은 박리기재 상에 비전도성 접착필름용 조성물을 도포하여 건조시킨 후 시트기재를 적층하는 순서로 접착필름을 제조하였으나, 박리기재가 아닌 시트기재상에 비전도성 접착필름용 조성물을 도포하여 건조시킨 후 박리기재를 적층할 수 도 있으며, 박리기재를 적층시키지 않는 경우 도 1과 같은 접착필름을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 도 3과 같은 반도체용 비전도성 접착필름을 제조할 수도 있는데, 도 3은 박리기재(21), 박리기재(21) 상에 형성된 이형필름(11) 또는 UV 또는 Non UV 이형층(11)과 그 위에 형성된 접착제층(2) 및 시트기재(1)를 포함하고 있다. 상기 이형필름은 시트기재(1)와 접착제층(2) 사이의 박리가 용이해져 반도체 웨이퍼의 취급성을 향상시킬 수 있다.

이러한 비전도성 접착필름의 제조방법은 먼저, 접착제층(2)으로 본 발명에 따른 비전도성 접착필름용 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트필름 등의 이형필름상에 도포하고 소정의 온도에서 건조 후에, 폴리에스테르시트 등의 박리기재(21)를 상기 건조된 접착제층(2)상에 라미네이트한 후, 이형필름 및 접착제층(2) 측만을 하프 컷함으로써, 이형필름 및 접착제층(2)을 반도체용 웨이퍼와 거의 동일한 형상, 예를 들면 원형모양으로 할 수있다. 이 경우, 이형필름, 접착제층(2) 및 박리기재(21)로 구성되는 접착필름이 얻어지고 이형필름 상에 시트기재(1)를 적층함으로써, 도 3과 같은 비전도성 접착필름을 제조할 수 있다. 구체적으로 도 4 및 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 비전도성 접착필름의 사진으로써, 도 4와 같은 형상으로 제조할 수도 있고, 도 5와 같이 웨이퍼와 거의 동일한 형상으로 제조할 수도 있다.

한편, 본 발명은 본 발명에 따른 반도체용 비전도성 접착필름을 포함하여 경화된 반도체 적층체를 포함한다.

상기 반도체 적층체는 반도체용 비전도성 접착필름과 반도체용 웨이퍼를 포함하며, 다이싱되어 있는지 여부는 불문한다.

구체적으로 도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 반도체 적층체의 단면모식도로써, 반도체용 웨이퍼(30)의 기능면(30a)에 비전도성 접착필름(10)의 접착제층(2)이 접하도록 비전도성 접착필름(10)이 적층되어 있다. 상기 반도체용 웨이퍼(30)의 기능면(30a)에는 땜납범프(미도시)가 형성되어 있을 수 있다.

상기와 같은 반도체 적층체는 다이싱공정을 거쳐 개개의 반도체 소자로 절단 분리(개편화)한 후, 엑스팬딩(expanding), 개편화한 반도체 소자의 픽업을 거쳐 기판상에 탑재되고 이후 접착제층(2)을 가열함을 통해 경화시켜 반도체 소자가 기판상에 적층된 반도체 장치로 제조될 수 있다.

또한, 다른 일구현예로써, 상기 기판상에 적층된 반도체 소자(제1 소자) 상에 또 다른 본 발명에 따른 반도체 적층체(반도체 소자, 제2 소자)를 입체적으로 적층시켜 반도체 장치를 구현할 수도 있다. 상기 제1 소자와 제2 소자 각각의 기능면과 그 이면은 본딩 와이어를 통해 연결될 수 있으나 전기신호의 전달거리를 짧게 함으로써 응답속도를 향상시키기 위해 각 소자의 두께방향으로 관통하는 도체부가 형성될 수 있으며 이를 통해 각 소자의 기능면과 이면 사이에서의 전기신호를 교환하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 상기 제1 소자와 제2 소자는 납땜범프를 통해 전기적으로 접속될 수 있고, 제1소자와 제2 소자 사이에는 제1 소자 또는 제2 소자 중 어느 한 개의 소자에 포함되어 있는 비전도성 접착필름의 접착제층이 위치할 수 있다.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

<실시예 1>

먼저, 열경화성 수지 100 중량%를 기준으로제1 에폭시 수지(연화점 10℃ 이하, 액상, 비스페놀F계, YDF-170, 국도화학 사) 28.6중량%, 제2 에폭시 수지(연화점 75℃ 고상, 지환족계, EHPE3150, DAICEL사) 42.8 중량%, 제3 에폭시 수지(연화점 50℃, 반고상, 크레졸계, YDCN500-1P, 국도화학사) 28.6중량%를 투입하고, 상기 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로 열가소성 수지로 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체로 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트(2,3-epoxypropyl methacrylate)를 25중량%로 포함하는 중량평균 분자량이 약 70만인 하기 표 1과 같은 아크릴공중합체(KW197CHM, 네가미사)를 57.1중량부 및 용제로서 메틸에틸케톤을 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로 10 중량부를 투입한 후 교반기를 사용하여 혼합하였다. 상기 혼합물에 열경화성 수지 100 중량부를 기준으로 경화제로 페놀형 경화제(TD-2106, DIC사) 60중량부, 경화촉진제로 이미다졸계(2PZ-CN, Shikoku사) 5.7 중량부, 무기충전제로 입경 100nm의 구상 실리카(SGSO100, 석경AT사) 57.1중량부, 실란커플링제로(KBM403, 신에츠사) 5.7 중량부를 투입하고 2시간 동안 상온에서 교반하여 비전도성 접착필름용 조성물을 얻었다. 상기 조성물을 공극직경이 10㎛ 캡슐 필터를 이용하여 필터링 후, 두께가 38㎛인 기재필름(SG31, SKC)에콤마코터를 이용하여 도포하고, 130℃ 5분간 건조하여 메틸에틸케톤이 제거된 두께 20㎛의 하기 표 1과 같은 비전도성 접착필름을 얻었다.

<실시예 2 내지 17>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1내지 표 3과 같이 비전도성 접착필름용 조성물의 조성비 등을 변경하여 하기 표 1및 표 2와 같은 비전도성 접착필름을 얻었다. 이때, 변경된 조성물의 제조사는 하기 표 5와 같고, 실시예 5에 사용된 DCPD계는 하기 화학식 5로 포함되는 화합물(당량 280g/eq, 연화점 83℃, HP7200H, DIC社)을 포함하는 에폭시수지를 사용하였다. 이때, 변경된 에폭시 수지 또는 열가소성 수지의 제조사는 하기 표 5와 같다.

[화학식 5]

<비교예 1 내지 3>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 4와 같이 비전도성 접착필름용 조성물의 조성비 등을 변경하여 하기 표 3과 같은 비전도성 접착필름을 얻었다. 변경된 에폭시 수지 또는 열가소성 수지의 제조사는 하기 표 5와 같다.

<실험예 1>

실시예 및 비교예를 통해 제조된 비전도성 접착필름에 대해 하기 물성을 측정하여 표 1 내지 4에 나타내었다.

1. 광투과도 측정

비전도성 접착필름을 광학용 커버글라스에 라미네이터를 사용하여60℃ 3mpm 속도로 적층하고, 기재필름을 제거하였다. JASCO사 V570 UV-vis Spectrum을 이용하여 파장 550nm에서 광투과도를 측정하였다. 광투과도가 높을수록 얼라이 마크 인식율이 우수하여 작업성이 향상될 수 있다.

2. 유리전이 온도

유리전이온도는 시차열분석기(DSC)를이용하여 측정하였다.

<실험예 2>

실시예 및 비교예를 통해 제조된 비전도성 접착필름을을 하기의 절차에 따라 비전도성 접착필름이 부착된 반도체 웨이퍼를 제조하여하기 물성을 측정 후 표 1 내지 4에 나타내었다.

1. 비전도성 접착필름이 부착된 반도체 웨이퍼

직경이 8인치이고, 두께가500㎛인양면에 Sn/Ag 재질의 범프(높이 60 μm, 피치 150 μm)를 갖는 실리콘 웨이퍼의 제1면(기판 및 반도체 소자가 접속되는면)에 비전도성 접착필름 중 접착제층(도 1의 2)이 맞닿게 한 후 을 진공 라이네이터를 이용하여 라미네이트 속도 0.1 mm/min, 압력 0.3 Mpa, 온도 70℃의 조건으로 합지하여 비전도성 접착필름이 접착된 반도체 웨이퍼를 제조하였다.

2. 물성평가

(1) 보이드(void) 발생여부

광학현미경으로 표면을 관찰하고, 보이드가 없는 경우 ×, 보이드가 발생한 경우 ○로 표시하였다.

(2) 범프 데미지 발생여부

광학현미경으로 표면을 관찰하고, 범프 데미지가 없는 경우 ×, 범프 데미지가 발생한 경우 ○로 표시하였다.

<실험예 3>

실시예 및 비교예를 통해 제조된 비전도성 접착필름을을 이용하여 실시예 1의 절차에 의해 제조된 비전도성 부착된 반도체 웨이퍼에 대해 하기의 절차에 따라다이싱 공정 후 하기 물성을 측정하여 표 1 내지 4에 나타내었다.

1. 다이싱 공정

비전도성 접착필름이 접착된 반도체 웨이퍼를 다이싱소를 이용하여 블레이드 속도 40,000 rpm, 다이싱 속도를 30m/s로칩 사이즈가 5mm × 5mm가 되도록 하여 풀 커트 하여 통상적인 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정을 수행하였다.

2. 물성평가

(1) 스크라이브 라인

비전도성 접착필름의 투명도 정도에 따른 작업성을 평가하기 위해 다이싱 공정을 마치고 픽업되기 전의 반도체 웨이퍼를 플립칙 본더의 CCD 카메라로 스크라이브 라인의 인식성을 평가하였고, 스크라이브 라인의 인식율이 100% 인 경우 ○, 95% 이상인 경우 △로 하고, 스크라이브 라인의 인식율이 95% 미만인 경우 ×로 표시하였다.

(2) 디라미네이션(delamination)

비전도성 접착필름의 부착력을 평가하기 위해 다이싱 공정을 마치고 픽업되기 전의 반도체 웨이퍼를 광학현미경으로 표면 관찰하고, 디라미네이션이 없는 경우 ×, 디라미네이션이 발생한 경우 ○로 표시하였다.

<실험예 4>

실시예 및 비교예를 통해 제조된 비전도성 접착필름을을 이용하여 실험예 2의 절차에 의해 제조된 비전도성 부착된 반도체 웨이퍼에 대해 실험예 3의 절차에 따라 다이싱 공정 후 하기의 절차에 의해 반도체 장치를 제조 후 하기 물성을 측정하여 표 1 내지 4에 나타내었다.

1. 반도체 장치 제작

반도체 웨이퍼의 다이싱 공정 후 비전도성 접착필름이 접착된 반도체 웨이퍼를 픽업하여 Sn/Ag 소재로 되어 있는 솔더가 형성된 에폭시 소재의 두께 0.195 mm인 회로기판에 플립 칩 본더를 이용하여 위치맞춤을 실시한 후에 접합온도350℃, 접합압력 40 N으로 10초간 열압착하여 반도체 장치를 제조하였다.

2. 물성평가

(1) 얼라인 마크 인식율(%)

비전도성 접착필름의 투명도 정도에 따른 작업성을 평가하기 위해 다이싱 공정을 마치고 픽업되기 전의 반도체 웨이퍼를 플립칙 본더의 CCD 카메라로 얼라인먼트 마크 인식성을 평가하였고, 얼라인 마크 인식율이 100% 인 경우 ○, 95% 이상인 경우 △로 하고, 95% 미만인 경우 ×로 표시하였다.

(2) 범프 접합성

제조된 반도체 장치를 크로스 섹션(cross-section)하여 범프 접합성을 확인하였으며, 범프 10개당 조인트 불량이 없는 경우 ×, 조인트 불량 2개 미만인 경우 △, 조인트 불량이 2개 이상인 경우 ○로 표시하였다.

(3) 칩 본딩 후 보이드 발생여부

반도체 장치를 초음파 탐상 장치(SAT)로 관찰하여 보이드가 없는 경우 ×, 보이드가 발생한 경우 ○로 표시하였다.

구체적으로 표 1 내지 4에서 확인할 수 있듯이, 열경화성 수지로 고상의 제2 에폭시 수지를 포함하지 않은 비교예 1의 경우 반도체 웨이퍼 합지후 범프보이드가 발생하고, 칩 본딩 후 보이드가 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열경화성 수지로 액상의 제1 에폭시 수지를 포함하지 않은 비교예 2의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후 범프데미지가 발생하고, 광투과도가 현저히 저하되어 스크라이브 라인 인식율 및 얼라인 마크 인식율이 현저히 좋지 않았으며, 칩 본딩 후 범프 접합섬에 있어서도 조인트 불량이 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열가소성 수지로 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체가 포함되지 않은 아크릴러버를 사용한 비교예 3의 경우 칩 본딩 후 범프접합성에서 불량이 발생했고, 보이드가 발생하는 문제점이 있음을 확인할 수 있다.

이에 따라 비교예 1 내지 3의 비전도성 접착필름의 경우 공통적으로 유연성이 현저히 저하됨에 따라 반도체 접합 신뢰성에서 현저히 좋지 않은 물성을 발현하고 있음을 알 수 있다.

이에 반하여, 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 열가소성 수지로 포함하고, 열경화성 수지로 성상이 액상인 제1 에폭시 수지, 고상인 제2 에폭시 수지 및 반고상인 제3 에폭시 수지를 모두 포함하는 실시예 1 내지 5, 실시예 11, 실시예 13 및 실시예 16에 의한 비전도성 접착필름은 광투과도, 내열성, 반도체 접합 신뢰성 등 모든 물성을 동시에 우수하게 만족하고 있음을 확인할 수 있다.

다만, 열경화성 수지로 성상이 반고상이 제3 에폭시 수지를 불포함하여 구현된 실시예 6의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후 범프 데미지가 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열경화성 수지로 성상이 액상인 제1 에폭시 수지를 65중량% 초과하여 구현된 실시예 7의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후 범프 보이드가 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열경화성 수지로 성상이 고상인 제2 에폭시 수지를 80중량% 초과하여 구현된 실시예 8의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후 범프 데미지가 발생하고 접착력이 저하되어 다이싱 공정 후에 디라미네이션이 발생하는 문제점이 있음을 알 수 있다.

또한, 열경화성 수지로 성상이 반고상인 제3 에폭시 수지가 전체 에폭시 수지 중 10중량% 미만으로 포함된 실시예 9의 경우 접착력이 저하되어 다이싱 공정후에 디라미네이션이 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열경화성 수지로 성상이 반고상인 제3 에폭시 수지가 전체 에폭시 수지 중 30중량%를 초과하여 포함된 실시예 10의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후 범프 보이드가 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열가소성 수지로 아크릴공중합체의 점도가 150,000인 것을 통해 구현된 실시예 12의 경우 칩 본딩 후 범프접합에서 불량이 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 열가소성 수지로 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴공중합체를 전체 열가소성 수지 중 33중량%로 포함하는 실시예 13의 경우 범프접합신뢰성, 접착력 등 모든 물성에 있어 문제가 없었으나, 아크릴공중합체를 전체 열가소성 수지 중 25%로 포함하는 실시예 14의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후 범프데미지가 발생하여 범프접합 신뢰성이 저하된 것을 확인할 수 있다.

또한, 열경화성 수지 100 중량부에 대하여 열가소성수지가 30중량부 미만으로 포함되어 구현된 실시예 15의 경우 반도체 웨이퍼 합지 후에 범프보이드가 발생했고, 광투과도가 좋지 않아 스크라이브 인식율 및 얼라인 마크 인식율이 현저히 저하되었으며, 다이싱 공정 후 디라미네이션이 발생했음을 확인할 수 있다.

또한, 실시예 17은 열경화성 수지에 대하여 열가소성 수지가 너무 많이 포함되어 구현됨에 따라 칩 본딩 후 범프접합성 불량이 발생했음을 확인할 수 있다.

	상품명	제조사	종류	기타
열가소성수지	KW-197CH	네가미	아크릴공중합체	-
	KG8001-L3	네가미	아크릴공중합체	-
	YP50	국도화학	페녹시	중량평균분자량 3만
에폭시 (열경화성 수지)	CELLOXIDE 2021P	DAICEL	지환족계	25℃에서 액상
	YDF-170	국도화학	비스페놀F	25℃에서 액상
	HP4170	DIC	나프탈렌계	연화점95 ℃(고상)
	HP7200H	DIC	디사이클로펜타디엔(DCPD)계	연화점 83 ℃(고상)
	YDCN-7P	국도화학	크레졸계	연화점66℃(반고상)
경화제	TD-2106	DIC	페놀 노블락계	연화점90℃(고상)

Claims

열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 비전도성 접착필름용 조성물에 있어서,
상기 열가소성 수지는 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴 공중합체를 포함하고,
상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지는 25℃에서 액상인 제1 에폭시 수지 및 고상인 제2 에폭시 수지를 포함하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 아크릴 공중합체는 공중합체 내에 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 1 ~ 10 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체는 2,3-에폭시프로필 아크릴레이트(2,3-epoxypropyl acrylate) 및 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트(2,3-epoxypropyl methacrylate) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 아크릴 공중합체는 하기의 조건 (1) 내지 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
(1) 중량평균 분자량은 10만~ 120만
(2) 유리전이 온도 -30 ~ 80℃
(3) 150℃에서 점도 1,000 ~ 50,000 Pa.s
제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지에 에폭시기를 포함하는 아크릴 단량체를 포함하는 아크릴공중합체는 30 ~ 100 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 열경화성 수지 100 중량부에 대해 열가소성 수지가 30 ~ 100 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지 중 어느 하나 이상이 지환족계 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 제1 에폭시 수지를 65 중량%이하로 포함하고, 제2 에폭시 수지를 80중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 25℃에서 반고상인 제3 에폭시 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제9항에 있어서,
상기 제3 에폭시 수지는 지환족계 에폭시 수지 및 크레졸계 에폭시 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제9항에 있어서,
상기 제3 에폭시 수지는 전체 에폭시 수지 중 함량이 10 ~ 30중량% 인 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제9항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 25℃에서 액상인 제1 에폭시 수지를 30 ~ 65중량%, 고상인 제2 에폭시 수지를 10 ~ 50중량%, 반고상인 제3 에폭시 수지를 10 ~ 30중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지 중 어느 하나는 지환족계 에폭시 수지이며, 다른 하나는 비스페놀계 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 경화제, 경화촉진제, 무기 충전제, 유기 미립자 및 실란커플링제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 비전도성 접착필름용 조성물을 포함하는 비전도성 접착필름.
제15항에 따른 비전도성 접착필름이 포함되어 경화된 반도체 적층체.