KR101971603B1 - 권취형 스페이서 릴 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지를 수납할 수 있는 권취형 스페이서 릴을 제공한다. 특히, 매트릭스 수지; 불소계 내마모 첨가제; 및 미네랄 필러를 포함하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴을 제공한다. 본 발명의 권취형 스페이서 릴을 이용하면 내마모성이 우수하고 표면 평탄도가 우수하여 안정적으로 스페이서 테이프를 권취할 수 있는 효과가 있다.

Description

권취형 스페이서 릴 {Winding spacer reel}
본 발명은 권취형 스페이서 릴에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 내마모성이 우수하고 표면 평탄도가 우수하여 안정적으로 스페이서 테이프를 권취할 수 있는 권취형 스페이서 릴에 관한 것이다.
반도체 제조공정을 거쳐 낱개로 개별화된 반도체 패키지는 소정의 테스트 단계를 거친 후 포장용기에 담겨져 외부로 출하되고, 여기서 반도체 패키지를 담는 포장용기는 반도체 패키지가 외부 충격으로 구부러지거나 파손되는 등의 물리적 손상을 방지하는 한편 정전기로 인한 반도체 패키지내 집적회로의 전기적 손상을 방지하는 역할을 한다. 이때 사용되는 포장재로 대표적인 것들 중의 하나가 스페이서 테이프(spacer tape)를 이용한 권취용 스페이서 릴이다.
종전의 권취용 스페이서 릴은 내마모성이 부족하고, 그로 인해 다량의 파티클이 발생하여 수납되는 반도체 패키지의 불량을 야기하는 경우가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내마모성이 우수하고 표면 평탄도가 우수하여 안정적으로 스페이서 테이프를 권취할 수 있는 권취형 스페이서 릴을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 매트릭스 수지; 불소계 내마모 첨가제; 및 미네랄 필러를 포함하는 권취형 스페이서 릴에을 제공한다. 상기 권취형 스페이서 릴은 정전기 방지제를 더 포함할 수 있다.
상기 미네랄 필러는 월레스토나이트일 수 있다. 이 때 상기 불소계 내마모 첨가제가 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)일 수 있다. 또, 상기 매트릭스 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 폴리스티렌, 고무변성 폴리스티렌, 폴리카보네이트-ABS 블렌드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아세탈, EVA 수지, 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 천연 고무, SBR(styrene-butadiene rubber), NBR(acrylonitrile-butadiene rubber), EPDM 러버, 아크릴 수지 및 불소 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 권취형 스페이서 릴 100 wt%에 대하여, 상기 미네랄 필러의 함량이 3 wt% 내지 8 wt%, 상기 매트릭스 수지의 함량이 66 wt% 내지 80 wt%, 상기 정전기 방지제의 함량이 15 wt% 내지 20 wt%, 상기 불소계 내마모 첨가제가 1 wt% 내지 6 wt%일 수 있다.
상기 정전기 방지제는 폴리피롤(polypyrrole, Ppy), 폴리티오펜(polythiophene, PT), 폴리아닐린(polyaniline, PANi), 폴리에테르 블록 아미드계(polyether-block-amide) 수지, ISHIHARATM의 SN100D, SN100P, ET500W, 또는 FT3000, CibaTM의 IRGASTATTM P16, P18, P20, 또는 P22, SANYOTM의 PelestatTM NC6321, 7530, 300, 또는 230, OTSUKATM의 WK500, HAKUSUITM의 23-K, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 권취형 스페이서 릴을 이용하면 내마모성이 우수하고 표면 평탄도가 우수하여 안정적으로 스페이서 테이프를 권취할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적으로 사용되는 스페이서 테이프를 이용한 반도체 패키지의 포장이 권취형 스페이서 릴에 수납되는 방법을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.
도 2는 평탄도 테스트를 위하여 두께를 측정한 지점을 나타낸 권취형 스페이서 릴의 평면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 매트릭스 수지; 불소계 내마모 첨가제; 및 미네랄 필러를 포함하는 권취형 스페이서 릴을 제공한다.
도 1은 일반적으로 사용되는 스페이서 테이프를 이용한 반도체 패키지의 포장이 권취형 스페이서 릴에 수납되는 방법을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표면 실장 소자(SMD: Surface Mounting Device)와 같은 반도체 패키지가 포장되는 포장재가 권취형 스페이서 릴(30)에 감겨서 수납될 수 있다. 도면에서 참조부호 10은 스페이서 테이프(spacer tape)를 나타낸다. 도 1에서 참조부호 50은 스페이서 테이프(10)에 형성된 포켓(pocket)으로서, 개개의 반도체 패키지가 들어가는 공간을 가리키며, 참조부호 40은 톱니바퀴 구멍(sprocket hole)으로서 스페이서 테이프(10)를 권취형 스페이서 릴(30)로 감거나 권취형 스페이서 릴(30)로부터 풀 때 사용된다.
상기 권취형 스페이서 릴(30)을 이루는 매트릭스 수지는 예를 들면 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 폴리스티렌, 고무변성 폴리스티렌, 폴리카보네이트-ABS 블렌드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아세탈, EVA 수지, 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 천연 고무, SBR(styrene-butadiene rubber), NBR(acrylonitrile-butadiene rubber), EPDM 러버, 아크릴 수지 및 불소 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 특히 상기 권취형 스페이서 릴(30)을 이루는 매트릭스 수지는 ABS 수지인 것이 바람직하다.
[미네랄 필러]
상기 권취형 스페이서 릴(30)은 미네랄 필러를 더 포함할 수 있다. 상기 미네럴 필러는 종래에는 유리 섬유가 사용되었으나, 여기서는 월레스토나이트(wollastonite)가 사용될 수 있다. 본 발명의 발명자들은 월레스토나이트가 유리 섬유에 비하여 내마모 특성이 우수하면서도 더 적은 파티클이 발생하여 반도체 패키지의 보관에 더욱 유리함을 발견하였다.
상기 월레스토나이트는 대략 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 길이를 갖는 침상(needle) 구조를 갖는다. 유리 섬유도 침상 구조를 가질 수 있지만 약 250 ㎛ 내지 약 350 ㎛의 길이를 갖기 때문에 더 크고 더 많은 파티클이 발생한다.
상기 권취형 스페이서 릴(30) 100 중량%(wt%)에 대하여 상기 미네랄 필러의 함량은 약 3 wt% 내지 약 8 wt%일 수 있다. 만일 상기 미네랄 필러의 함량이 너무 적으면 상기 권취형 스페이서 릴(30)의 내마모 특성이 미흡할 수 있다. 반대로 상기 미네랄 필러의 함량이 너무 많으면 파티클이 너무 많이 발생하여 반도체 패키지의 불량의 원인이 될 수 있다.
[불소계 내마모 첨가제]
상기 권취형 스페이서 릴(30)은 불소계 내마모 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 불소계 내마모 첨가제는 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)일 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 불소계 내마모 첨가제는 상기 미네랄 필러의 작용을 도와 상기 권취형 스페이서 릴(30)의 내마모성을 더욱 강화시키는 작용을 할 수 있다.
상기 권취형 스페이서 릴(30) 100 wt%에 대하여 상기 불소계 내마모 첨가제의 함량은 약 1 wt% 내지 약 6 wt%일 수 있다. 만일 상기 불소계 내마모 첨가제의 함량이 너무 적으면 내마모 성능이 미흡할 수 있다. 반대로 상기 불소계 내마모 첨가제의 함량이 너무 많으면 생산성이 저하되고 기계적 물성의 밸런스 조절이 어려워질 수 있다.
[정전기 방지제]
상기 권취형 스페이서 릴(30)은 정전기 방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 정전기 방지제는, 예를 들면 내재된 전도성을 갖는 폴리머(inherently conductive polymer, ICP) 예컨대, 폴리피롤(polypyrrole, Ppy), 폴리티오펜(polythiophene, PT), 폴리아닐린(polyaniline, PANi), ISHIHARATM의 SN100D 또는 SN100P로 표면 처리하거나, 전류를 흘릴 수 있는 특성이 있는 폴리머(inherently dissipative polymer, IDP)인 폴리에테르 블록 아미드계(polyether-block-amide) 수지, CibaTM의 IRGASTATTM P16, P18, P20, 또는 P22, SANYOTM의 PelestatTM NC6321, 7530, 300, 또는 230과, 혹은 전도성 충진제(filler)인 OTSUKATM의 WK500, ISHIHARATM의 ET500W 또는 FT3000, HAKUSUITM의 23-K 등을 상기 매트릭스 수지에 혼합하여 사용할 수 있다. 위와 같은 재질을 사용하는 이유는 오염을 방지하고 1 x 105 내지 1 x 109 Ω/sq 범위의 표면 저항값을 유지하기 위해서 필요하다.
상기 권취형 스페이서 릴(30) 100 wt%에 대하여 상기 정전기 방지제의 함량은 약 15 wt% 내지 약 20 wt%일 수 있다. 만일 상기 정전기 방지제의 함량이 너무 적으면 표면 저항값이 너무 높아 제전 작용이 미흡할 수 있다. 반대로 상기 정전기 방지제의 함량이 너무 많으면 제품의 충격 강도가 저하되고 비용이 상승할 수 있다.
상기 권취형 스페이서 릴(30) 100 wt%에 대하여 상기 매트릭스 수지의 함량은 약 66 wt% 내지 약 80 wt%일 수 있다.
한편, 상기와 같은 조성을 갖는 고분자 수지 조성물로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 권취형 스페이서 릴은 직경 50 x LD40 트윈(twin) 압출기를 이용하여 펠릿을 제조한 후, 500톤 사출기로 외경 405mm, 530mm, 허브 35mm, 48mm의 권취형 스페이서 릴을 사출한 후 이물질을 제거한 상태에서 컨베이어 벨트로 이송되어 클린룸(10,000 클래스)에 들어가서 제품 조립을 수행하고, 에어로 세척후 제전 비닐로 포장되어 출하될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
<내마모도 테스트>
하기 표 1에 표시된 함량에 따라 시편을 제조하고, 상기 시편에 대하여 내마모성을 테스트하였다.
내마모성은 테이버 마멸 시험기(Taber Abrasion Tester)를 이용하여 시험하였다. 내마모성을 시험하기 위한 물질은 CS-17이 사용되었고 웨이트(weight)의 무게를 1.5 kg(0.75kg x 2)로 하고 회전 속도는 60 rpm이었다. 마모 정도는 1000회 회전시킨 후의 질량 감소로 판단하였으며 그 결과를 표 1에 정리하였다.
<표 1>
Figure 112017013179788-pat00001
표 1에서 보는 바와 같이 미네럴 필러로서 월레스토나이트를 사용하면 유리 섬유를 사용할 때에 비하여 마모에 따른 질량 감소가 현저히 적음을 알 수 있다. 다시 말해, 미네럴 필러로서 월레스토나이트를 사용하면 유리 섬유를 사용할 때에 비하여 내마모성이 현저히 향상됨을 알 수 있다.
<평탄도 테스트>
실시예 1 및 비교예 1의 조성으로 제조된 권취형 스페이서 릴의 세 곳의 표면에서 각 면의 두께를 측정하였다. 두께를 측정한 위치는 도 2의 ①, ②, 및 ③으로 나타낸 바와 같다. 각 지점에 대하여 두께를 5회 측정한 후 최대값(MAX)과 최소값(MIN)의 차이를 표 2에 정리하였다. 각 지점의 두께는 마이크로미터 및 버어니어캘리퍼스를 이용하여 측정하였다.
<표 2>
Figure 112017013179788-pat00002
표 2에서 보는 바와 같이 미네럴 필러로서 월레스토나이트를 사용하면 유리 섬유를 사용할 때에 비하여 스페이서 릴의 평탄도 및 두께의 균일도가 향상됨을 알 수 있다. 즉, 월레스토나이트를 미네럴 필러로서 사용하면 두께의 최대값과 최소값의 차이가 대략 0.02 mm에 불과하지만, 유리 섬유를 미네럴 필러로서 사용하면 두께의 최대값과 최소값의 차이가 대략 0.21 mm로서 10배가 넘음을 알 수 있다. 비록 본 발명이 특정 이론에 구속되는 것은 아니지만, 이러한 평탄도의 차이는 월레스토나이트를 사용했을 때 필러 자체의 배향성이 유리 섬유를 사용했을 때에 비하여 더 작기 때문인 것으로 추정된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
10: 스페이서 테이프
30: 권취형 스페이서 릴
40: 톱니바퀴 구멍
50: 포켓

Claims (8)

  1. 반도체 패키지를 수납할 수 있는 권취형 스페이서 릴에 있어서,
    매트릭스 수지;
    불소계 내마모 첨가제; 및
    월레스토나이트(wollastonite);
    를 포함하고,
    상기 권취형 스페이서 릴 100 wt%에 대하여, 상기 월레스토나이트의 함량이 3 wt% 내지 8 wt%인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    정전기 방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 불소계 내마모 첨가제가 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 매트릭스 수지가 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 폴리스티렌, 고무변성 폴리스티렌, 폴리카보네이트-ABS 블렌드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아세탈, EVA 수지, 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 천연 고무, SBR(styrene-butadiene rubber), NBR(acrylonitrile-butadiene rubber), EPDM 러버, 아크릴 수지 및 불소 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 권취형 스페이서 릴 100 wt%에 대하여, 상기 매트릭스 수지의 함량이 66 wt% 내지 80 wt%, 상기 정전기 방지제의 함량이 15 wt% 내지 20 wt%, 상기 불소계 내마모 첨가제가 1 wt% 내지 6 wt%인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전기 방지제가 폴리피롤(polypyrrole, Ppy), 폴리티오펜(polythiophene, PT), 폴리아닐린(polyaniline, PANi), 폴리에테르 블록 아미드계(polyether-block-amide) 수지, ISHIHARATM의 SN100D, SN100P, ET500W, 또는 FT3000, CibaTM의 IRGASTATTM P16, P18, P20, 또는 P22, SANYOTM의 PelestatTM NC6321, 7530, 300, 또는 230, OTSUKATM의 WK500, HAKUSUITM의 23-K, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 수납용 권취형 스페이서 릴.
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