KR101811190B1 - 전자부품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

반도체 웨이퍼측에 형성한 접착제 반경화층에 대한 오염을 저감할 수 있고, 리드 프레임 등에 대한 접착성이 우수한 전자부품의 제조방법으로서, 웨이퍼의 이면에 페이스트상 접착제를 전체면에 도포하고 페이스트상 접착제를 방사선 조사 또는 가열하여 시트상으로 반경화시키는 접착제 반경화층 형성공정, 웨이퍼에 형성된 접착제 반경화층과 링프레임을 점착시트의 점착층에 부착하여 고정하는 부착공정, 다이싱 블레이드로 웨이퍼를 접착제 반경화층째 다이싱하여 반도체칩으로 하는 다이싱 공정, 방사선을 조사한 후에 접착제 반경화층 부착 칩을 점착층으로부터 픽업하는 픽업공정을 포함하고, 점착시트의 점착층 중의 광중합 개시제에 특정한 성상을 구비하는 것을 사용한 방법을 제공한다.

Description

전자부품의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은, 점착시트(粘着sheet)를 사용하여 웨이퍼를 다이싱(dicing) 하는 것을 포함하는 전자부품의 제조방법에 관한 것이다.
전자부품의 제조방법의 하나로서, 웨이퍼나 절연기판 상에 복수의 회로패턴이 형성된 전자부품 집합체를 점착시트에 부착하는 접합공정과, 다이싱 블레이드로 전자부품 집합체를 다이싱하여 반도체칩으로 하는 다이싱 공정과, 점착시트측에서부터 자외선을 조사하여 점착시트와 전자부품 집합체의 점착력을 저감한 후에 절단된 칩을 점착시트로부터 픽업하는 픽업공정과, 픽업한 칩의 저면에 접착제를 도포한 후에 이 접착제로 칩을 리드 프레임 등에 고정하는 고정공정을 구비하는 제조방법이 알려져 있다.
이러한 제조방법에 있어서, 점착시트에 접착층 또는 다이 어태치 필름(die attach film)을 더 적층하여 일체화함으로써, 다이싱용의 점착시트로서의 기능과 칩을 리드 프레임 등에 고정하는 접착제로서의 기능을 겸비하는 다층 점착시트(접착층 또는 다이 어태치 필름 일체형 시트)를 사용하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌1 및 특허문헌2).
한편 미리 반도체 웨이퍼측에 페이스트상 접착제를 도포하고, 이 페이스트상 접착제를 방사선 조사 또는 가열에 의하여 시트상으로 반경화시켜서 접착제 반경화층을 형성하여 두고, 이것을 점착시트에 접합시켜서 다이싱 공정을 하여, 접착제 반경화층이 부착된 칩을 얻는 방법도 알려져 있다.
다층 점착시트 또는 미리 접착제 반경화층을 형성한 반도체 웨이퍼를 사용함으로써, 다이싱 후의 접착제의 도포공정을 생략할 수 있음과 아울러 접착제 부분의 두께 제어나 누출 억제가 용이하다고 하는 이점이 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2006-049509호 공보 특허문헌2 : 일본국 공개특허 특개2007-246633호 공보
그러나 반도체 웨이퍼측에 접착제 반경화층을 형성하고, 이것을 점착시트의 점착층에 부착하여 고정하는 방법에 있어서는, 점착층을 구성하는 점착제에 포함되는 저분자량 성분의 광중합 개시제가 접착제 반경화층측으로 마이그레이션(migration) 하여, 리드 프레임 등에 대하여 칩이 접착불량을 일으키는 경우가 있었다. 구체적으로는, 다이싱 공정 및 픽업공정 후에 얻어진 접착제 반경화층 부착 칩을 리드 프레임에 접착하고, 밀봉 수지로 몰딩하고 260℃ 전후에서 가열한 경우에, 리드 프레임과 접착제 반경화층 사이에서 박리가 발생하여, 이 결과 반도체 제조공정에 있어서 수율을 저하시키는 경우가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 점착시트의 점착층을 구성하는 점착제를 특정한 조성으로 함으로써, 반도체 웨이퍼측에 형성한 접착제 반경화층에 대한 오염을 저감할 수 있고, 이렇게 하여 리드 프레임 등에 대한 칩의 접착성을 개선할 수 있다는 것을 찾아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 하기의 전자부품의 제조방법에 관한 것이다.
(1).웨이퍼(wafer)의 이면(裏面)(즉 회로 비형성면)에 페이스트상 접착제(paste狀 接着劑)를 전체면에 도포하고 방사선 조사(放射線 照射) 또는 가열하여 페이스트상 접착제를 시트상(sheet狀)으로 반경화(半硬化)시키는 접착제 반경화층 형성공정(接着劑 半硬化層 形成工程), 웨이퍼에 형성된 접착제 반경화층과 링프레임(ring frame)을 점착시트(粘着sheet)의 점착층(粘着層)에 부착하여 고정하는 부착공정(附着工程), 다이싱 블레이드(dicing blade)로 웨이퍼를 접착제 반경화층째 다이싱하여 반도체칩으로 하는 다이싱 공정(dicing 工程), 방사선을 조사한 후에 접착제 반경화층 부착 칩(接着劑 半硬化層 附着 chip)을 점착층으로부터 픽업하는 픽업공정(pick-up 工程)을 포함하고, 점착시트가 기재필름(基材film)과, 기재필름의 일방(一方)의 면(面)에 적층된 점착층을 구비하고, 점착층을 구성하는 점착제가 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체((meth)acrylic acid ester copolymer), 자외선 중합성 화합물(紫外線 重合性 化合物), 다관능 이소시아네이트 경화제(多官能 isocyanate 硬化劑) 및 광중합 개시제(光重合 開始劑)를 구비하고,
광중합 개시제가, 다음 식 :
질량 감소율 = {(승온(昇溫) 전 질량 - 승온 후 질량)/(승온 전 질량)} × 100(％)
(식에서,
승온 전 질량은 25℃에 있어서의 광중합 개시제의 질량을 나타내고,
승온 후 질량은 승온속도 10℃/분으로 23℃에서부터 500℃까지 승온시켰을 때의 각 온도에 있어서의 광중합 개시제의 질량을 나타낸다)
에 의하여 산출한 질량 감소율이 10%가 되는 온도가 250℃ 이상인 것인, 전자부품의 제조방법.
(2).광중합 개시제가, 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심), 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드, 또는 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]-페닐}-2-메틸-프로판-1-온인, (1)에 기재되어 있는 전자부품의 제조방법.
(3).점착제가, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100질량부, 자외선 중합성 화합물 5질량부 이상 200질량부 이하, 다관능 이소시아네이트 경화제 0.5질량부 이상 20질량부 이하 및 광중합 개시제 0.1질량부 이상 20질량부 이하를 구비하는, (1) 또는 (2)에 기재되어 있는 전자부품의 제조방법.
(4).접착제 반경화층 형성공정에 있어서의 페이스트상 접착제가 적어도 에폭시 수지 및/또는 (메타)아크릴산 에스테르를 구비하는, (1) 내지 (3) 중의 어느 하나의 항에 기재되어 있는 전자부품의 제조방법.
본 발명의 전자부품의 제조방법에 의하면, 점착시트의 점착층을 구성하는 점착제를 특정한 조성으로 함으로써, 반도체 웨이퍼측에 형성한 접착제 반경화층에 대한 오염 방지성을 향상시킬 수 있고, 이렇게 하여 칩과 리드 프레임 등의 접착불량을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 전자부품의 제조방법에 의하면, 오염 방지성에 더하여 다이싱에 의한 칩 플라잉이 적고, 또한 픽업시에 있어서의 점착시트와 접착제 반경화층 사이의 박리가 용이하다.
<용어의 설명>
단량체 단위라 함은 단량체로부터 유래하는 구조단위를 의미한다. 「부」 및 「％」는 질량기준이다. (메타)아크릴레이트라 함은 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트의 총칭이다. (메타)아크릴산 등의 (메타)를 포함하는 화합물 등도 마찬가지로, 명칭중에 「메타」를 구비하는 화합물과 「메타」를 구비하지 않는 화합물의 총칭이다.
<전자부품의 제조방법>
본 발명에 관한 전자부품의 제조방법은 다음의 순서(1)∼(4)를 포함한다.
(1)웨이퍼의 이면에 페이스트상 접착제를 전체면에 도포하고 방사선 조사 또는 가열하여 페이스트상 접착제를 시트상으로 반경화시키는 접착제 반경화층 형성공정,
(2)웨이퍼에 형성된 접착제 반경화층과 링프레임을 점착시트의 점착층에 부착하여 고정하는 부착공정,
(3)다이싱 블레이드로 웨이퍼를 접착제 반경화층째 다이싱하여 반도체칩으로 하는 다이싱 공정,
(4)방사선을 조사한 후에 접착제 반경화층 부착 칩을 점착시트의 점착층으로부터 픽업하는 픽업공정.
이하, 각 공정에 대하여 설명한다.
<(1)접착제 반경화층 형성공정>
접착제 반경화층은, 전형적으로는 웨이퍼의 이면, 즉 리드 프레임 또는 회로기판과 접착시키기 위한 회로 비형성면에 페이스트상 접착제를 전체면에 도포하고, 이것을 방사선 조사 또는 가열하여 시트상으로 반경화시킴으로써 형성할 수 있다.
접착제 반경화층을 구성하는 페이스트상 접착제로서는, (메타)아크릴산 에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리술폰, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리아미드산, 실리콘 수지, 페놀 수지, 고무, 불소고무 및 불소수지의 단체 또는 이들의 혼합물, 공중합체가 있다. 칩과의 접착 신뢰성의 면으로부터 에폭시 수지 및/또는 (메타)아크릴산 에스테르를 포함하는 것이 바람직하다. 페이스트상 접착제에는, 광중합 개시제, 가열중합 개시제, 대전방지제, 가교제, 가교 촉진제, 필러 등을 첨가하더라도 좋다.
웨이퍼의 이면에 페이스트상 접착제를 전체면에 도포하는 방법은 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면 그라비아 코터(gravure coater), 콤마 코터(comma coater), 바코터(bar coater), 나이프 코터(knife coater), 롤코터(roll coater), 철판인쇄(凸版印刷), 요판인쇄(凹版印刷), 평판인쇄(平版印刷), 플렉소 인쇄(flexo 印刷), 오프셋 인쇄(offset 印刷), 스크린 인쇄(screen 印刷), 스프레이(spray), 스핀 코팅(spin coating) 등을 채용할 수 있다.
페이스트상 접착제를 도포한 후에 반경화시켜서 접착제 반경화층을 형성하는 방법은 방사선 조사 또는 가열이다. 방사선의 종류는 특별하게 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다. 자외선에 의하여 접착제 반경화층을 형성하는 경우는, 자외선의 광원(光源)은 특별하게 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다. 자외선원(紫外線源)으로서, 블랙 라이트, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 엑시머 램프 등을 들 수 있다. 자외선의 조사광량은 특별하게 한정되지 않고, 페이스트상 접착제의 설계에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 일반적으로는 100mJ/㎠ 이상 5000mJ/㎠ 미만이 바람직하다. 조사광량이 적으면 페이스트상 접착제의 경화가 불충분해져서 픽업성이 뒤떨어지는 경향이 있고, 조사광량이 많으면 UV 조사 시간의 장기화에 의하여 작업성이 저하하기 때문이다.
가열에 의하여 접착제 반경화층을 형성하는 경우에는, 가열온도는 특별하게 한정되지 않고, 페이스트상 접착제의 설계에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 일반적으로는 60℃ 이상 250℃ 미만이 바람직하다. 가열온도가 너무 낮으면 페이스트상 접착제의 경화가 불충분해져서 픽업성이 떨어지는 경향이 있고, 가열온도가 너무 높으면 페이스트상 접착제의 경화가 지나치게 진행하여 접착력이 저하하기 때문이다. 가열시간도 마찬가지로 특별하게 한정되지 않고, 페이스트상 접착제의 설계에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 일반적으로는 10초 이상 30분 미만이 바람직하다.
접착제 반경화층의 두께는 3㎛ 이상 100㎛ 이하가 바람직하고, 5㎛ 이상 20㎛ 이하가 특히 바람직하다.
<(2)부착공정>
부착공정은, 웨이퍼에 형성된 접착제 반경화층과 링프레임을 점착시트의 점착층에 부착하여 고정하는 공정이며, 일반적으로는 롤러를 구비한 테이프 마운터 장치를 사용하여 할 수 있다. 부착공정에 있어서 사용하는 점착시트는, 기재필름과, 기재필름의 일방의 면에 적층된 점착층을 구비한다.
[기재필름]
기재필름은, 특별하게 한정되는 것이 아니라 공지의 수지 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산-아크릴산 에스테르 필름, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌계 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 및 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체나 에틸렌-(메타)아크릴산-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체 등을 금속이온으로 가교(架橋)한 아이오노머 수지를 들 수 있다. 기재필름은, 이들 수지의 혼합물, 공중합체 또는 이들의 적층물이더라도 좋다.
그 중에서도 기재필름으로서는 프로필렌계 공중합체가 바람직하다. 프로필렌계 공중합체를 채용함으로써 반도체 웨이퍼를 절단할 때에 발생하는 절단 부스러기를 억제할 수 있다. 프로필렌계 공중합체로서는, 예를 들면 프로필렌과 타성분의 랜덤 공중합체, 프로필렌과 타성분의 블록 공중합체, 프로필렌과 타성분의 교대 공중합체가 있다. 타성분으로서는, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐 등의 α-올레핀, 적어도 2종 이상의 α-올레핀으로 이루어지는 공중합체, 스티렌-디엔 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 1-부텐이 바람직하다.
프로필렌계 공중합체를 중합하는 방법으로서는, 예를 들면 용매중합법(溶媒重合法), 벌크 중합법(bulk 重合法), 기상중합법(氣相重合法), 축차중합방법(逐次重合方法) 등을 들 수 있지만, 1단에서 프로필렌 단독 중합체 또는 프로필렌과 소량의 에틸렌 및/또는 α-올레핀과의 랜덤 공중합체를 제조한 후에, 2단 이후에서 α-올레핀의 단독 중합체 또는 프로필렌과 소량의 에틸렌 및/또는 α-올레핀과의 랜덤 공중합체를 제조하는, 적어도 2단 이상의 축차중합방법이 바람직하다.
기재필름에는 대전방지처리를 실시하는 것이 바람직하다. 대전방지처리를 함으로써, 접착제 반경화층 박리시에 있어서의 대전을 방지할 수 있다. 대전방지처리로서는, (1)기재필름을 구성하는 조성물에 대전방지제를 배합하는 처리, (2)기재필름의 점착층측의 면에 대전방지제를 도포하는 처리, (3)코로나 방전에 의한 대전처리가 있다. 대전방지제로서는, 4급아민염 단량체 등이 있다.
4급아민염 단량체로서는, 예를 들면 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 4급염화물, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 4급염화물, 메틸에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 4급염화물, p-디메틸아미노스티렌 4급염화물 및 p-디에틸아미노스티렌 4급염화물이 있고, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 4급염화물이 바람직하다.
[점착층]
점착층은 기재필름 상에 점착제를 도포하여 형성된다. 점착층을 구성하는 점착제는, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 자외선 중합성 화합물, 다관능 이소시아네이트 경화제 및 광중합 개시제를 함유한다.
〔(메타)아크릴산 에스테르 공중합체〕
(메타)아크릴산 에스테르 공중합체는, (메타)아크릴산 에스테르의 단량체만의 공중합체 또는 (메타)아크릴산 에스테르의 단량체와 비닐 화합물 단량체의 공중합체이다.
(메타)아크릴산 에스테르의 단량체로서는, 예를 들면 부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 미리스틸(메타)아크릴레이트, 세틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보로닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시메틸(메타)아크릴레이트 및 에톡시-n-프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트가 있다.
비닐 화합물 단량체로서는, 카르복실기, 에폭시기, 아미드기, 아미노기, 메틸올기, 술폰산기, 술파민산기 또는 (아)인산 에스테르기라고 하는 관능기군의 1종 이상을 구비하는 관능기 함유 단량체가 있다.
카르복실기를 구비하는 단량체로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산, 크로톤산(crotonic acid), 말레인산(maleic acid), 무수말레인산(maleic anhydride), 이타콘산(itaconic acid), 푸마르산(fumaric acid), 아크릴아미드N-글리콜산 및 신남산(cinnamic acid) 등을 들 수 있다.
에폭시기를 구비하는 단량체로서는, 예를 들면 알릴글리시딜에테르 및 (메타)아크릴산 글리시딜에테르가 있다.
아미드기를 구비하는 단량체로서는, 예를 들면 (메타)아크릴아미드가 있다.
아미노기를 구비하는 단량체로서는, 예를 들면 N, N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트가 있다.
메틸올기를 구비하는 단량체로서는, 예를 들면 N-메틸올 아크릴아미드가 있다.
(메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 제조방법으로서는 유화중합(乳化重合), 용액중합(溶液重合)이 있다.
〔자외선 중합성 화합물〕
자외선 중합성 화합물로서는, 예를 들면 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 모노히드록시 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 시아누르산 트리에틸 아크릴레이트, 시판되는 올리고에스테르 아크릴레이트 등이 사용된다.
또한 자외선 중합성 화합물로서, 상기와 같은 아크릴레이트계 화합물 이외에 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용할 수도 있다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머는, 폴리에스테르형 또는 폴리에테르형 등의 폴리올 화합물과 다가(多價) 이소시아네이트 화합물, 예를 들면 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4-디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등을 반응시켜서 얻어지는 말단 이소시아네이트 우레탄 프레폴리머에, 히드록시기를 구비하는 (메타)아크릴레이트, 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 글리시돌 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 모노히드록시 펜타아크릴레이트 등을 반응시켜서 얻어진다.
자외선 중합성 화합물로서는, 비닐기를 4개 이상 구비하는 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 자외선 조사에 의한 자외선 경화형 점착제를 충분하게 경화시킬 수 있고, 점착시트와 접착제 반경화층이 용이하게 박리되어 양호한 픽업성이 얻어지므로 바람직하다.
자외선 중합성 화합물의 배합량은, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100질량부에 대하여 5질량부 이상 200질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 자외선 중합성 화합물의 배합량이 지나치게 적으면, 방사선 조사 후에 점착시트로부터 접착제 반경화층이 박리하기 어렵게 되어, 반도체칩의 픽업성에 관한 문제가 발생하기 쉬워진다. 자외선 중합성 화합물의 배합량이 지나치게 많으면, 다이싱시에 점착물이 들어올려짐에 따라 픽업 불량이 발생하기 쉬워지고, 또한 반응 잔사(反應 殘渣)에 의한 미소한 점착물 찌꺼기가 발생하여 접착제 반경화층이 오염되기 때문에 접착제 반경화층이 부착된 반도체칩을 리드 프레임 상에 접착한 후 가열시의 접착불량이 발생하기 쉬워진다.
〔다관능 이소시아네이트 경화제〕
다관능 이소시아네이트 경화제는 이소시아네이트기를 2개 이상 구비하는 것으로서, 예를 들면 방향족 폴리이소시아네이트, 지방족 폴리이소시아네이트, 지환족 폴리이소시아네이트가 있다.
방향족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-톨루이딘 디이소시아네이트, 2,4,6-트리이소시아네이트 톨루엔, 1,3,5-트리이소시아네이트 벤젠, 디아니시딘 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에테르 디이소시아네이트, 4,4',4"-트리페닐메탄 트리이소시아네이트, ω,ω'-디이소시아네이트-1,3-디메틸벤젠, ω,ω'-디이소시아네이트-1,4-디메틸벤젠, ω,ω'-디이소시아네이트-1,4-디에틸벤젠, 1,4-테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트 및 1,3-테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트가 있다.
지방족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 펜타메틸렌 디이소시아네이트, 1,2-프로필렌 디이소시아네이트, 2,3-부틸렌 디이소시아네이트, 1,3-부틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트가 있다.
지환족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 3-이소시아네이트메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실 이소시아네이트, 1,3-시클로펜탄 디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 메틸-2,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 메틸-2,6-시클로헥산 디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실 이소시아네이트), 1,4-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산 및 1,4-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산이 있다.
상기한 폴리이소시아네이트 중에서, 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-톨루이딘 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트가 바람직하다.
다관능 이소시아네이트 경화제의 배합비는, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100질량부에 대하여 0.5질량부 이상 20질량부 이하가 바람직하고, 하한으로서는 1.0질량부 이상, 상한으로서는 10질량부 이하가 더 바람직하다. 다관능 이소시아네이트 경화제가 0.5질량부 이상이면, 점착력이 지나치게 강하지 않으므로 픽업 불량의 발생을 억제할 수 있다. 다관능 이소시아네이트 경화제가 20질량부 이하이면, 점착강도가 지나치게 낮게 되는 일이 없기 때문에 다이싱시에 반도체칩의 지지성이 유지된다.
〔광중합 개시제〕
광중합 개시제는, 온도 23℃에서부터 10℃/분의 승온속도로 500℃까지 승온시킨 경우에 승온 전 질량(25℃에 있어서의 광중합 개시제의 질량)에 대한 질량 감소율이 10%가 되는 온도가 250℃ 이상인 것이다. 이러한 광중합 개시제로서는, 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE OXE02), 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드(BASF 재팬사 제품, 제품명 LUCIRIN TPO), 및 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]-페닐}-2-메틸-프로판-1-온(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE127), 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모포리노페닐)-부타논-1(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE369), 2-디메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-모포린-4-일-페닐)-부탄-1-온(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE379), 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE819) 등을 들 수 있다. 특히 질량 감소율이 10%가 되는 온도가 270℃ 이상인, 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE OXE02), 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드(BASF 재팬사 제품, 제품명 LUCIRIN TPO), 및 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]-페닐}-2-메틸-프로판-1-온(BASF 재팬사 제품, 제품명 IRGACURE127)이 바람직하다. 질량 감소율이 10%가 되는 온도가 250℃ 이상인 것에 의하여, 다이싱, 픽업 후에 얻어진 접착제 반경화층 부착 칩을 리드 프레임에 접착하고, 밀봉 수지로 몰딩하고, 260℃ 전후에서 가열공정을 할 때에 리드 프레임과 접착제 반경화층 사이의 접착불량을 억제할 수 있다.
광중합 개시제의 배합량은, 바람직하게는 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부 이상 20질량부 이하이다. 이 배합량이 지나치게 적으면, 방사선 조사 후에 점착시트로부터 접착제 반경화층을 용이하게 박리할 수 없게 되어서 반도체칩의 픽업성의 저하가 발생하는 경향이 있다. 이 비율이 지나치게 많으면, 점착층 표면에 대한 블리드 아웃(bleed out)에 의하여 접착제 반경화층의 오염을 억제할 수 없게 되고, 접착제 반경화층이 부착된 반도체칩을 리드 프레임 상에 탑재한 후 가열시에 접착불량이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
점착제에는, 다른 소재에 영향을 끼치지 않는 범위에서 실리콘 중합체로 대표되는 박리 부여제, 연화제, 노화 방지제, 충전제, 자외선 흡수제 및 광안정제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다.
점착층의 두께는 3㎛ 이상 100㎛ 이하가 바람직하고, 5㎛ 이상 20㎛ 이하가 특히 바람직하다.
<(3)다이싱 공정>
다이싱 공정은, 다이싱 장치를 사용하여 다이아몬드 지립(diamond 砥粒)을 함유하는 다이싱 블레이드를 고속회전 시킴으로써, 실리콘 웨이퍼를 접착제 반경화층째 반도체칩으로 절단하는 공정이다. 다이싱 장치 및 다이싱 조건은 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.
<(4)픽업공정>
픽업공정은, 점착시트의 점착층에 방사선을 조사함으로써 점착층과 접착제 반경화층 사이의 점착력을 저하시켜, 접착제 반경화층이 부착된 반도체칩을 점착층으로부터 박리하는 공정이다. 방사선의 종류는 특별하게 한정되지 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다. 자외선에 의하여 점착력을 저하시키는 경우는, 자외선원으로서 블랙 라이트, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 엑시머 램프 등을 들 수 있다.
자외선의 조사광량은 특별하게 한정되지 않고, 점착제의 설계에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 일반적으로는 5mJ/㎠ 이상 1000mJ/㎠ 미만이 바람직하다. 조사광량이 적으면 점착제의 경화가 불충분해져서 픽업성이 뒤떨어지는 경향이 있고, 조사광량이 많으면 UV 조사 시간의 장기화에 의하여 작업성이 저하하기 때문이다.
접착제 반경화층 부착 반도체칩을 점착층으로부터 박리할 때에는, 일반적으로 픽업장치 또는 다이본딩장치를 사용한다.
본 실시형태의 전자부품의 제조방법은, 상기한 점착시트를 사용하고 있기 때문에 접착제 반경화층의 오염을 저감할 수 있어, 그 결과 칩과 리드 프레임 등과의 사이에 접착불량이 발생하기 어렵고, 게다가 상기 (4)픽업공정에 있어서 접착제 반경화층 부착 반도체칩을 점착시트로부터 용이하게 박리하여 픽업할 수 있고, 또한 상기 (3)다이싱 공정에 있어서 칩 플라잉(chip flying)의 발생을 저감할 수 있다.
[실시예]
이하에 설명하는 기재필름과, 점착제로 구성되는 점착층을 사용하여 실시예 및 비교예에 사용하는 다양한 점착시트를 제조하였다.
<기재필름>
기재필름은, 실시예 및 비교예 전체에 있어서 산아로마사 제품 프로필렌계 공중합체(품번 : X500F)를 사용하였다. 이 필름의 MFR(멜트 플로우 레이트)값은 7.5g/10분, 밀도는 0.89g/㎤, 두께는 80㎛이다.
<점착층>
점착층은, 이하에 기재하는 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 자외선 중합성 화합물, 다관능 이소시아네이트 경화제 및 광중합 개시제를 함유하는 점착제를 사용하여 형성하였다.
〔(메타)아크릴산 에스테르 공중합체〕
A-1 : 종연화학사 제품 SK다인 1496 ; 2-에틸헥실 아크릴레이트 96%, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 4%의 공중합체이며, 용액중합에 의하여 얻어진다.
A-2 : 일본제온사 제품 아크릴 고무AR53L ; 에틸 아크릴레이트 40%, 부틸 아크릴레이트 23%, 메톡시에틸 아크릴레이트 37%의 공중합체이며, 유화중합에 의하여 얻어진다.
〔자외선 중합성 화합물〕
B-1 : 근상공업사 제품 UN-3320HS ; 이소포론 디이소시아네이트의 3량체에 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트를 반응시킨 것이며, 비닐기의 수가 15개.
B-2 : 신중촌화학사 제품 A-TMPT ; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 비닐기의 수가 3개.
〔다관능 이소시아네이트 경화제〕
C-1 : 일본폴리우레탄사 제품 코로네이트(CORONATE)L-45E ; 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체.
〔광중합 개시제〕
D-1 : BASF 재팬사 제품 IRGACURE OXE02 ; 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심). 질량 감소율이 10%가 되는 온도는 320℃.
D-2 : BASF 재팬사 제품 LUCIRIN TPO ; 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드. 질량 감소율이 10%가 되는 온도는 270℃.
D-3 : BASF 재팬사 제품 IRGACURE127 ; 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]-페닐}-2-메틸-프로판-1-온. 질량 감소율이 10%가 되는 온도는 275℃.
D-4 : BASF 재팬사 제품 IRGACURE379 ; 2-디메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-모포린-4-일-페닐)-부탄-1-온. 질량 감소율이 10%가 되는 온도는 265℃.
D-5 : BASF 재팬사 제품 IRGACURE651 ; 벤질 디메틸 케탈. 질량 감소율이 10%가 되는 온도는 185℃.
<광중합 개시제의 질량 감소율의 측정방법>
광중합 개시제의 질량 감소율은, 25℃의 환경하에서 광중합 개시제의 질량(승온 전 질량)을 측정한 후에, 광중합 개시제를 시차열·열중량 동시측정장치(示差熱·熱重量 同時測定裝置)[TG/DTA 동시측정장치, 세이코사 제품, TG/DTA220]을 사용하여 승온속도 10℃/분으로 23℃에서부터 500℃까지 승온하고, 각 온도에 있어서의 광중합 개시제의 질량(승온 후 질량)을 측정하고, 다음 식에 의하여 산출하였다. 각 광중합 개시제에 대하여 질량 감소율이 10%가 되는 온도를 조사하였다.
질량 감소율 = {(승온 전 질량 - 승온 후 질량)/(승온 전 질량)} × 100(％)
<점착시트의 제조>
점착제를, 폴리에틸렌 테레프탈레이트제의 세퍼레이터 필름 상에 건조 후의 점착층의 두께가 10㎛가 되도록 코팅하였다. 이 점착층을 기재필름에 적층하고, 40℃에서 7일간 숙성하여 세퍼레이터 필름 부착 점착시트를 얻었다.
<점착시트의 평가>
이하의 공정(1)∼(4)에 의하여 실리콘 웨이퍼에 접착제 반경화층을 형성하고, 상기의 점착시트를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 고정하고, 다이싱 하고, 반도체칩을 픽업하여 칩 지지성, 픽업성 및 오염 방지성에 대하여 평가하였다.
(1)접착제 반경화층 형성공정 : 더미의 회로패턴을 형성한 지름 8인치 × 두께 0.1mm의 실리콘 웨이퍼의 이면에 에폭시 수지 및 아크릴산 에스테르를 주성분으로 하는 페이스트상 접착제를 스크린 인쇄에 의하여 전체면에 도포하고, 자외선을 조사광량 1000mJ/㎠ 조사하고, 두께 30㎛의 시트상으로 반경화시켰다.
(2)부착공정 : 실리콘 웨이퍼의 이면에 형성된 접착제 반경화층과 링프레임을 점착시트의 점착층에 부착하여 고정하였다.
(3)다이싱 공정 : 다이싱 블레이드로 실리콘 웨이퍼를 접착제 반경화층째 9mm × 9mm의 반도체칩으로 절단하였다. 다이싱 공정은 이하의 장치 및 조건으로 하였다.
다이싱 장치 : DISCO사 제품 DAD341
다이싱 블레이드 : DISCO사 제품 NBC-ZH205O-27HEEE
다이싱 블레이드 형상 : 외경 55.56mm, 칼날폭 35㎛, 내경 19.05mm
다이싱 블레이드 회전수 : 40,000rpm
다이싱 블레이드 이송속도 : 50mm/초
점착시트에 대한 파임량 : 15㎛
절삭수 온도 : 25℃
절삭수 양 : 1.0L/분
(4)픽업공정 : 고압 수은등에 의하여 자외선을 150mJ/㎠ 조사하고, 접착제 반경화층 부착 칩을 점착층으로부터 픽업하였다. 픽업공정은 이하의 장치 및 조건으로 하였다.
픽업장치 : 캐논머시너리사 제품 CAP-300II
니들핀 형상 : 250㎛R
니들핀 들어올리기 높이 : 0.5mm
익스팬드(expand) 양 : 8mm
<칩 지지성>
칩 지지성은, 다이싱 공정 후에 있어서 점착시트에 지지되어 있는 반도체칩의 잔존율로 평가하였다.
◎(우수) : 칩 플라잉이 5% 미만
○(양호) : 칩 플라잉이 5% 이상 10% 미만
×(불가) : 칩 플라잉이 10% 이상
<픽업성>
픽업성은, 픽업공정에 있어서 픽업할 수 있었던 칩의 비율로 평가하였다.
◎(우수) : 95% 이상의 칩을 픽업할 수 있음
○(양호) : 80% 이상 95% 미만의 칩을 픽업할 수 있음
×(불가) : 80% 미만의 칩을 픽업할 수 있음
<오염 방지성>
오염 방지성을 평가하기 위하여 접착제 반경화층의 아웃 가스량(out gas量)을 측정하였다. 점착시트의 점착층에 접착제 반경화층을 부착하여 2주일 보관한 후에 고압 수은등으로 자외선을 500mJ/㎠ 조사한 후, 점착시트로부터 접착제 반경화층을 박리하였다. 이렇게 박리한 접착제 반경화층으로부터 발생하는 광중합 개시제 유래(由來)의 아웃 가스량을 평가하였다. 아웃 가스량은, 박리한 접착제 반경화층 3mg을 아웃 가스 측정용 바이얼(vial)에 봉입(封入)하고, 헤드스페이스 샘플러(headspace sampler)를 사용하여 250℃에서 30분간 유지한 뒤에 GC-MS에 유입하여 측정하였다.
◎(우수) : 광중합 개시제 유래의 아웃 가스량 200㎍/g 미만.
○(양호) : 광중합 개시제 유래의 아웃 가스량 200㎍/g 이상 800㎍/g 미만.
×(불가) : 광중합 개시제 유래의 아웃 가스량 800㎍/g 이상.
점착층을 구성하는 점착제의 조성 및 평가결과를 표1에 나타낸다. 표1에 있어서, 점착층을 구성하는 점착제의 조성을 나타내는 수치는 질량부이다.
[표1]
Figure 112013027981836-pct00001
표1에 나타나 있는 바와 같이, 점착시트의 점착층을 구성하는 점착제를 특정한 조성으로 함으로써 반도체 웨이퍼측에 형성한 접착제 반경화층에 대한 오염 방지성을 향상시킬 수 있고, 게다가 칩 지지성 및 픽업성도 우수하였다.

Claims (5)

  1. 웨이퍼(wafer)의 이면(裏面)에 페이스트상 접착제(paste狀 接着劑)를 전체면에 도포하고 방사선 조사(放射線 照射) 또는 가열하여 페이스트상 접착제를 시트상(sheet狀)으로 반경화(半硬化)시키는 접착제 반경화층 형성공정(接着劑 半硬化層 形成工程), 웨이퍼에 형성된 접착제 반경화층과 링프레임(ring frame)을 점착시트(粘着sheet)의 점착층(粘着層)에 부착하여 고정하는 부착공정(附着工程), 다이싱 블레이드(dicing blade)로 웨이퍼를 접착제 반경화층째 다이싱하여 반도체칩으로 하는 다이싱 공정(dicing 工程), 방사선을 조사한 후에 접착제 반경화층 부착 칩(接着劑 半硬化層 附着 chip)을 점착층으로부터 픽업하는 픽업공정(pick-up 工程)을 포함하고,
    점착시트가 기재필름(基材film)과, 기재필름의 일방(一方)의 면(面)에 적층된 점착층을 구비하고,
    점착층을 구성하는 점착제가 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체((meth)acrylic acid ester copolymer), 자외선 중합성 화합물(紫外線 重合性 化合物), 다관능 이소시아네이트 경화제(多官能 isocyanate 硬化劑) 및 광중합 개시제(光重合 開始劑)를 구비하고,
    광중합 개시제가, 다음 식 :
    질량 감소율 = {(승온(昇溫) 전 질량 - 승온 후 질량)/(승온 전 질량)} × 100(％)
    (식에서,
    승온 전 질량은 25℃에 있어서의 광중합 개시제의 질량을 나타내고,
    승온 후 질량은 승온속도 10℃/분으로 23℃에서부터 500℃까지 승온시켰을 때의 각 온도에 있어서의 광중합 개시제의 질량을 나타낸다)
    에 의하여 산출한 질량 감소율이 10%가 되는 온도가 250℃ 이상인 것인 전자부품의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제가, 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)(ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime)), 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide), 또는 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]-페닐}-2-메틸-프로판-1-온(2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propane-1-one)인 전자부품의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 점착제가, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100질량부, 자외선 중합성 화합물 5질량부 이상 200질량부 이하, 다관능 이소시아네이트 경화제 0.5질량부 이상 20질량부 이하 및 광중합 개시제 0.1질량부 이상 20질량부 이하를 구비하는 전자부품의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접착제 반경화층 형성공정에 있어서의 페이스트상 접착제가 적어도 에폭시 수지 및/또는 (메타)아크릴산 에스테르를 구비하는 전자부품의 제조방법.
  5. 웨이퍼의 이면에 형성된 접착제 반경화층에 부착하여 사용되는 전자부품 제조용 점착시트로서,
    기재필름과, 기재필름의 일방의 면에 적층된 점착층을 구비하고,
    점착층을 구성하는 점착제가 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 자외선 중합성 화합물, 다관능 이소시아네이트 경화제 및 광중합 개시제를 구비하고,
    광중합 개시제가, 다음 식 :
    질량 감소율 = {(승온 전 질량 - 승온 후 질량)/(승온 전 질량)} × 100(％)
    (식에서,
    승온 전 질량은 25℃에 있어서의 광중합 개시제의 질량을 나타내고,
    승온 후 질량은 승온속도 10℃/분으로 23℃에서부터 500℃까지 승온시켰을 때의 각 온도에 있어서의 광중합 개시제의 질량을 나타낸다)
    에 의하여 산출한 질량 감소율이 10%가 되는 온도가 250℃ 이상인 것인 전자부품 제조용 점착시트.
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