KR101965620B1 - 방열성 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법 - Google Patents

방열성 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시 플럭스 필름에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 방열성을 가지는 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법에 관한 것이다. 본 발명은 (1단계) 방열성 에폭시 플럭스 필름을 준비하는 단계; (2단계) 상기 방열성 에폭시 플럭스 필름을 펀칭하여 홀을 형성하는 단계; (3단계) 상기 2단계에서 홀이 형성된 방열성 에폭시 플럭스 필름을 배선기판에 적층하는 단계; (4단계) 방열성 에폭시 플럭스 필름이 적층된 배선기판에 솔더볼이 접속된 소자기판을 접속하고 가열하는 단계;를 포함하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법을 제공한다.

Description

방열성 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법{Composition for epoxy flux paste having heat dissipation and soldering method}
본 발명은 에폭시 플럭스 필름에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 방열성을 가지는 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법에 관한 것이다.
최근 전자기기의 소형화 및 고기능화에 따라 반도체 등의 고밀도화가 요구되어 왔으며, 이에 따라 솔더링 공정은 필수적인 접합 기술이 되었다. 납땜이라고도 알려져 있는 솔더링 공정은 450℃ 이하의 온도에서 2개의 이종 재료 사이에 저융점의 금속을 용융시켜 접합하는 방식이며, 최근 솔더링 공정은 솔더볼(solder ball) 또는 솔더 범프(solder bump)를 사용하는 방향으로 발전하고 있다. 솔더볼은 칩과 기판 간의 전기 및 기계적 연결을 하는 땜납 부속품으로, 최종 칩과 회로 기판 사이의 전기적 신호 전달을 가능하게 하는 작은 구슬 형태의 초정밀 납땜 재료를 칭하는 것이다.
한편 솔더링 공정 수행 시 접합하고자 하는 금속부재의 표면에 산화막이 형성되어있으면, 접합용 용융금속이 순수금속을 적시지 못하게 방해하여 접합이 이루어지지 않는다. 이를 방지하기 위하여 통상의 접합 작업에서는 플럭스(flux)를 사용하고 있다. 플럭스는 땜납 표면의 산화층을 파괴하고, 접합도중에 금속 표면이 대기와 접촉하여 산화층이 생성되는 것을 방지함으로써 결합이 쉽게 이루어지도록 한다.
종래 솔더볼을 이용한 솔더링 방법은 도 1에 도시한 바와 같이 기판이나 웨이퍼에 산화막을 제거하기 위해 플럭스를 도포한 후 솔더볼을 장착하여 솔더링을 수행하는 것이 통상적이다. 상기의 경우 플럭스가 도 1의 (b)과 같이 솔더볼에 고르게 도포될 것이라 예상했지만, 실제 대부분의 경우 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이 솔더볼에 플럭스가 완전히 도포되지 않아 미세동공이 존재하였으며, 이로 인해 금속 표면에 산화층이 생성되어 도전성이 떨어질 뿐만 아니라 기판과의 결합도 쉽게 이루어지지 않는 등의 문제가 발생하였다.
또한, 전자기기의 소형화 및 고기능화에 따라 반도체 등의 고밀도화가 요구됨에 따라 소자 내부에서 발생하는 열의 체류 현상에 의해 열적 스트레스가 증가하여 전기전자소자의 신뢰성을 저하시키는 심각한 문제점이 대두되고 있어, 실장하는 기판의 방열성에 대한 요구가 증가하는 실정이다.
이에 본 발명자들은 낮은 열저항 및 향상된 열전도성을 가지는 방열성 에폭시 플럭스 필름 및 상기 필름을 이용하여 플럭스를 솔더볼에 고르게 도포할 수 있는 솔더링 방법을 개발하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1606360호 (발명의 명칭 : 경화성 플럭스 조성물 및 이를 포함하는 솔더 페이스트, 출원인 : 한국생산기술연구원, 등록일 : 2016년03월21일)
본 발명의 목적은 낮은 열저항 및 향상된 열전도성을 가지며, 이에 전기전자소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방열성이 우수한 에폭시 플럭스 필름을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용하여 플럭스를 솔더볼에 고르게 도포할 수 있는 솔더링 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 방열성 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법에 있어서,
(1단계) 방열성 에폭시 플럭스 필름을 준비하는 단계;
(2단계) 상기 방열성 에폭시 플럭스 필름을 펀칭하여 홀을 형성하는 단계;
(3단계) 상기 2단계에서 홀이 형성된 방열성 에폭시 플럭스 필름을 배선기판에 적층하는 단계;
(4단계) 방열성 에폭시 플럭스 필름이 적층된 배선기판에 솔더볼이 접속된 소자기판을 접속시키고 가열하는 단계;를 포함하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법을 제공한다.
상기 1단계에서 방열성 에폭시 플럭스 필름은 에폭시 수지, 경화제, 열가소성 수지, 방열제, 환원제, 칙소제 및 촉매제를 조성물로서 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 에폭시계 수지 대비 경화제가 1.5 ~ 2.5 당량비로 포함되며, 상기 경화제 100 중량부 기준으로, 열가소성 수지 1 ~ 5 중량부, 방열제 10 ~ 30 중량부, 환원제 5 ~ 15 중량부, 칙소제 10 ~ 30 중량부 및 촉매제 1 ~ 5 중량부가 조성물로서 포함되는 것이 좋다.
이때, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A 타입, 비스페놀 F 타입 수지, 페놀 노볼락 및 크레졸 노볼락 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 경화제는 아민 계열(amine family) 물질 및 안하이드라이드 계열(anhydride family)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
이때, 상기 아민 계열 물질은 메타-페닐렌디아민(MPDA:Meta-PhenyleneDiAmine), 디아미노 디페닐 메탄(DDM:Diamino Diphenyl Methane) 및 디아미노디페닐 설폰(DDS:DiaminoDiphenyl Sulfone)로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 안하이드라이드 계열 물질은 2-메틸-4-니트로아닐린(MNA:2-Methyl-4-NitroAniline), 도데세닐 숙신 안하이드라이드(DDSA:DoDecenly Succinic Anhydride), 말레익 안하이드라이드(MA:Maleic Anhydride), 숙신 안하이드라이드(SA:Succinic Anhydride), 메틸테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(MTHPA:MethylTetraHydroPhthalic Anhydride), 헥사하이드로프탈릭안하이드라이드(HHPA:HexaHydro Phthalic Anhydride), 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(THPA:Tetrahydrophthalic Anhydride) 및 피로멜리틱 안하이드라이드(PMDA:PyroMellitic DiAnhydride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 경화제는 에폭시계 수지 대비 1.5 ~ 2.5 당량비로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 경화제의 함량이 에폭시계 수지 대비 1.5 당량비 미만일 경우 에폭시계 수지의 경화가 원활하지 않아. 필름을 제조하는데 어려움이 있으며, 2.5 당량비를 초과하는 경우 미경화 잔존물이 남아있을 수 있으며, 에폭시계 수지가 경화된 후 고온고습에 견딜 수 있는 특성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 열가소성 수지는 에폭시 플럭스 조성물을 필름 형태로 제조하기 위한 것으로, 폴리이미드 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 부타디엔 고무, 아크릴 고무, (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리 에테르 이미드 수지, 페녹시 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지는 유리전이온도 80℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리전이온도가 80℃를 초과하는 경우 높은 유리전이온도로 인해 고온의 조건에서 필름을 형성하여야 하며, 이때 가해지는 열로 인해 플럭스 조성물의 경화가 발생될 수 있다. 이 경우 방열성 에폭시 플럭스 필름의 경화가 이미 진행되어, 솔더링 시 에폭시 플럭스 필름의 활성력이 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 열가소성 수지의 중량평균분자량은 100,000 ~ 3,000,000 g/mol인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 100,000 g/mol 미만일 경우 필름의 강도가 떨어지며, 3,000,000 g/mol을 초과하는 경우 탄성율이 지나치게 높아지고, 흐름성이 떨어져 바람직하다.
또한 상기 열가소성 수지는 경화제 100 중량부 대비 1 ~ 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 열가소성 수지가 경화제 100 중량부 대비 1 중량부 미만일 경우 필름 형성 시 모양을 유지하기 힘들며, 5 중량부를 초과하는 경우 필름 형성 시 부서짐이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
상기 방열제는 실리콘 카바이드, 베릴륨 옥사이드, 질화알루미늄, 알루미나 및 보론나이트라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 방열제는 경화제 100 중량부 대비 10 ~ 30 중량부가 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 방열제의 함량이 경화제 100 중량부 대비 10 중량부 미만일 경우 방열성이 충분하지 않으며, 30 중량부를 초과하는 경우 방열성은 우수해지나, 솔더링의 효율이 떨어지므로 바람직하지 않다.
상기 환원제는 글루타르산(glutaric acid), 말레산(malic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 아비에트산(abietic acid), 아디프산(adipic acid), 아스코르빈산(ascorbic acid), 아크릴산(acrylic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 환원제는 경화제 100 중량부 대비 5 ~ 15 중량부가 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 환원제의 함량이 경화제 100 중량부 대비 5 중량부 미만일 경우 솔더볼의 산화막 제거가 용이하지 않아 솔더링성이 저하되며, 15 중량부를 초과하면 수지 경화 상태가 낮아져 바람직하지 않다.
상기 칙소제는 캐스터오일/왁스(caster oil/wax), 지방족 아미드 및 알킬에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
이때, 상기 지방족 아미드는 스테아르산 아미드, 히드록시스테아르산 비스아미드, m-크실릴렌 비스스테아르산 아미드, N,N'-디스테아릴이소프탈산 아미드, 에틸렌비스스테아르산 아미드 및 메틸렌비스스테아르산 아미드 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 알킬에테르는 다이메틸에테르, 다이에틸에테르, 에틸에테르 및 메틸에틸에테르 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 상기 칙소제는 경화제 100 중량부 대비 10 ~ 30 중량부가 함유되는 것이 더욱 바람직하다. 칙소제의 함량이 경화제 100 중량부 대비 10 중량부 미만일 경우 충분한 칙소성을 얻을 수 없어 흐름현상(sagging)이 발생할 수 있으며, 30 중량부를 초과하는 경우 점도 및 칙소성이 지나치게 높아져 도포 불량이 발생되기 쉬워 바람직하지 않다.
상기 촉매제는 벤질 디메틸 아민(BDMA:Benzyl DiMethly Amine), BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine), 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30:tris(dimethylaminomethyl)phenol), 디메틸벤즈안트라센(DMBA:DiMethylBenzAnthracene) 및 메틸이미다졸(MI:MethylImidazole)로 이루어진군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 촉매제는 경화제 100 중량부 대비 1 ~ 5 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 촉매제의 함량이 경화제 100 중량부 대비 1 중량부 미만이거나 5 중량부를 초과하면, 솔더볼 표면과 맞닿는 조성물 내에 기포가 형성될 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 방열성 에폭시 플럭스 필름은 조성물로서 커플링제, 도막 평활제 및 소포제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
또한 유동개질제, 증점제 등과 같은 보조 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 상기 유동개질제 또는 증점제는 공지된 것이라면 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 아크릴레이트 고분자 화합물, 변성 셀룰로오스 등이 있다.
상기 제1단계에서 방열성 에폭시 플럭스 필름은 용액 캐스트법, 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등을 통해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당해 기술분야에서 알려진 어떠한 방법을 이용할 수 있다.
상기 2단계에서 홀의 형태는 배선기판의 패드 형태와 동일하며, 홀의 크기는 필름이 배선기판에 적층될 수 있도록 패드의 크기보다 다소 넓은 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 4단계에서 본 발명의 방열성 에폭시 플럭스 필름은 가열을 통해 적절한 온도에서 녹게 되어 활성력을 가지게 된다. 즉 가열 후 솔더의 녹는점에 도달하면서 범프(bump)가 형성되고 경화가 행해진다. 경화된 본 발명의 필름은 기판과 솔더볼 주위를 감싸 솔더볼의 접착력을 향상시키고, 기판 사이의 열을 바깥으로 방출함으로써 모듈 및 그 주변기기의 냉각 효율을 높여 내부의 온도를 저하시킴으로서 열 발생이 많은 제품에 적용되는 경우 우수한 방열성을 가지게 된다. 이 때의 모든 공정은 대기 중에서 행해도 좋고 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 기체 분위기 중에서 행해도 좋다.
본 발명에서 제공하는 방열성 에폭시 플럭스 필름 및 이를 이용한 솔더링 방법을 통해 솔더볼 접속 시 플럭스를 솔더볼에 고르게 도포할 수 있으며, 이에 솔더볼의 산화를 방지할 수 있다. 또한, 방열성이 우수하여 전기전자소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 솔더링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 방열성 에폭시 플럭스 필름을 적용한 솔더링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법을 나타내는 흐름도이다.
종래 기술과 다르지 않은 부분으로서 발명의 기술적 사상을 이해하는데 필요하지 않은 사항은 설명에서 제외하나, 본 발명의 기술적 사상과 그 보호범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
먼저 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)을 준비한다.
이때, 본 발명의 실시예에서 사용되는 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)은 에폭시 수지, 경화제, 열가소성 수지, 방열제, 환원제, 칙소제 및 촉매제를 조성물로서 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시 수지는 비스페놀 A 타입, 비스페놀 F 타입 수지, 페놀 노볼락 및 크레졸 노볼락 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 경화제는 아민 계열(amine family) 물질 및 안하이드라이드 계열(anhydride family)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리이미드 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 부타디엔 고무, 아크릴 고무, (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리 에테르 이미드 수지, 페녹시 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 방열제는 실리콘 카바이드, 베릴륨 옥사이드, 질화알루미늄, 알루미나 및 보론나이트라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 환원제는 글루타르산(glutaric acid), 말레산(malic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 아비에트산(abietic acid), 아디프산(adipic acid), 아스코르빈산(ascorbic acid), 아크릴산(acrylic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 칙소제는 캐스터오일/왁스(caster oil/wax), 지방족 아미드 및 알킬에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 촉매제는 벤질 디메틸 아민(BDMA:Benzyl DiMethly Amine), BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine), 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30:tris(dimethylaminomethyl)phenol), 디메틸벤즈안트라센(DMBA:DiMethylBenzAnthracene) 및 메틸이미다졸(MI:MethylImidazole)로 이루어진군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)은 에폭시계 수지 대비 경화제가 1.5 ~ 2.5 당량비로 포함되며, 상기 경화제 100 중량부 기준으로, 열가소성 수지 1 ~ 5 중량부, 방열제 10 ~ 30 중량부, 환원제 5 ~ 15 중량부, 칙소제 10 ~ 30 중량부 및 촉매제 1 ~ 5 중량부가 조성물로서 포함되어 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)의 제조 방법은 당해 기술분야에서 알려진 어떠한 방법을 이용할 수 있으며, 구체적으로는 용액 캐스트법, 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후, 상기 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)을 펀칭하여 홀(11)을 형성한다.
이때, 홀(11)의 형태는 배선기판(20)의 패드(21) 형태와 동일하며, 홀(11)의 크기는 필름이 배선기판에 적층될 수 있도록 패드(21)의 크기보다 다소 넓은 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
다음으로 펀칭된 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)의 홀(11)을 배선기판(20)에 형성된 패드(21)에 맞추어 적층하고, 이어서 솔더볼(40)이 접속된 소자기판(30)을 방열성 에폭시 플럭스 필름(10)이 적층된 배선기판(20)에 접속시키고 가열하여 솔더링할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
<실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 8. 방열성 에폭시 플럭스 조성물 제조>
에폭시 플럭스 페이스트 조성물을 제조하기 위해 에폭시계 수지로는 비스페놀 A 타입의 YD-127(국도화학), 경화제로는 디아미노디페닐 설폰(DDS:DiaminoDiphenyl Sulfone), 열가소성 수지로는 폴리에틸렌 수지, 방열제로는 보론나이트라이드, 환원제로는 말레산, 칙소제로는 에틸에테르 및 촉매제로는 BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine)을 사용하였다.
실시예 1
액상의 비스페놀 A 타입의 에폭시 수지에 경화제인 디아미노디페닐 설폰 100g 및 열가소성 수지인 폴리에틸렌 수지 5g을 첨가하고 20분간 혼합하였다. 이 때 에폭시계 수지 대비 경화제가 2.0 당량비(디아미노디페틸 설폰 100g 기준 YD-127 90 ~ 95g)로 포함되게 하였다. 디아미노페닐 설폰 및 폴리에틸렌 수지가 용해된 에폭시 수지에 촉매제인 BF3-모노 에틸 아민 5g을 상온에서 첨가하고 5분간 혼합하였다. 이후, 상기 촉매제를 포함하는 혼합물에 환원제인 말레산 10g 및 방열제인 보론나이트라이드 10g을 첨가하여 5분간 혼합한 후, 칙소제인 에틸에테르 15g을 첨가하여 방열성 에폭시 플럭스 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 3 및 비교예 1 내지 8
실시예 1과 동일한 방법으로 에폭시 플럭스 조성물을 제조하되, 각 구성성분의 중량은 하기 표 1을 참고하였다.
조건 에폭시계 수지 대비 경화제의 당량비 경화제 (g) 열가소성 수지
(g)		 방열제 (g) 환원제 (g) 칙소제 (g) 촉매제 (g)
실시예 1 2.0 100 5 10 15 20 5
실시예 2 2.0 100 5 20 10 15 5
실시예 3 2.0 100 5 30 5 10 5
비교예 1 2.0 100 5 - 15 30 5
비교예 2 1.0 100 5 20 10 15 5
비교예 3 2.0 100 5 20 1 15 5
비교예 4 2.0 100 5 15 20 10 5
비교예 5 2.0 100 5 10 5 45 1
비교예 6 2.0 100 5 20 10 15 0.1
비교예 7 2.0 100 - 20 15 15 5
비교예 8 2.0 100 10 15 10 15 5
< 실험예 1. 열저항 및 열 전도도의 측정>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 방열성 에폭시 플럭스 조성물의 방열성을 측정하기 위해 각각의 열저항 및 열전도도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
특성 열저항 (Km2/W) 열전도도 (W/mK)
실시예 1 0.0062 0.355
실시예 2 0.0051 0.493
실시예 3 0.0038 0.615
비교예 1 0.0118 0.191
표 2를 참고하여, 방열제가 첨가된 실시예 1 내지 3의 경우 방열제가 첨가되지 않은 비교예 1과 비교하여 열저항이 낮고 열전도도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 이에 본 발명은 방열제의 첨가에 의해 방열성을 가지는 에폭시 솔더링 플럭스 필름을 제공할 수 있고, 이를 사용함으로써 전기전자소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
< 실험예 2. 솔더링 상태 확인>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 8에서 제조된 방열성 에폭시 플럭스 조성물을 캐스팅하여 필름의 형태로 제조한 뒤, 이를 이용하여 반도체 소자를 솔더링 하여 상태를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
조건 도포 상태 비고
실시예 1 ○
실시예 2 ○
실시예 3 ○
비교예 1 ○ 방열성 부족
비교예 2 필름 제조 불가 모양 유지 불가
비교예 3 ○ 산화막 제거 능력 부족
비교예 4 ×
비교예 5 ×
비교예 6 ×
비교예 7 필름 제조 불가 모양 유지 불가
비교예 8 필름 제조 불가 필름 형성 시 부서짐 발생
○ : 솔더볼에 플럭스가 고르게 도포됨
× : 솔더볼에 플럭스가 도포되지 않은 부분 존재
표 3을 참고하여, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조된 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용하여 솔더링한 경우 빈 공간 없이 솔더볼에 고르게 도포되었으나, 비교예 4 내지 6은 플럭스가 도포되지 않은 빈부분이 발견되었다.
비교예 1 및 3의 경우 플럭스가 솔더볼에 고르게 도포되었으나, 비교예 1은 방열성이 부족하고, 비교예 3은 산화막 제거 능력의 부족으로 인해 솔더링성이 감소하여 사용에 적합하지 않았다.
또한 비교예 2는 경화가 충분히 일어나지 않아 필름의 모양을 유지하지 못하였으며, 비교예 7의 경우 충분한 점탄성을 유지하지 못하여, 배선의 형태로 펀칭 시 그 형태를 유지하지 못하였으며, 비교예 8의 경우 필름 형성 시 부서짐이 발생하였다.
10 : 방열성 에폭시 플럭스 필름 11 : 홀
20 : 배선기판 21 : 패드
30 : 소자기판 40 : 솔더볼

Claims (10)

  1. (1단계) 방열성 에폭시 플럭스 필름을 준비하는 단계;
    (2단계) 상기 방열성 에폭시 플럭스 필름을 펀칭하여 홀을 형성하는 단계;
    (3단계) 상기 2단계에서 홀이 형성된 방열성 에폭시 플럭스 필름의 홀을 배선기판의 패드에 적층하는 단계;
    (4단계) 방열성 에폭시 플럭스 필름이 적층된 배선기판의 패드에 솔더볼을 맞추어 솔더볼이 접속된 소자기판을 접속시키고 가열하는 단계;를 포함하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1단계의 방열성 에폭시 플럭스 필름은 에폭시 수지, 경화제, 열가소성 수지, 방열제, 환원제, 칙소제 및 촉매제를 조성물로서 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 비스페놀 A 타입, 비스페놀 F 타입, 페놀 노볼락, 및 크레졸 노볼락 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 경화제는 아민 계열(amine family) 물질 및 안하이드라이드 계열(anhydride family)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리이미드 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 부타디엔 고무, 아크릴 고무, (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리 에테르 이미드 수지, 페녹시 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지 및 변성 폴리페닐렌 에테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 방열제는 실리콘 카바이드, 베릴륨 옥사이드, 질화알루미늄, 알루미나 및 보론나이트라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 환원제는 글루타르산(glutaric acid), 말레산(malic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 아비에트산(abietic acid), 아디프산(adipic acid), 아스코르빈산(ascorbic acid), 아크릴산(acrylic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 칙소제는 캐스터오일/왁스(caster oil/wax), 지방족 아미드 및 알킬에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 촉매제는 벤질 디메틸 아민(BDMA:Benzyl DiMethly Amine), BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine), 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30:tris(dimethylaminomethyl)phenol), 디메틸벤즈안트라센(DMBA:DiMethylBenzAnthracene) 및 메틸이미다졸(MI:MethylImidazole)로 이루어진군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2단계에서 홀의 형태는 배선기판의 패드 형태와 동일하며, 홀의 크기는 패드의 크기보다 넓은 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 방열성 에폭시 플럭스 필름을 이용한 솔더링 방법.
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