KR102012920B1 - 다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)를 포함하는 이오노머층; 점착층; 및 상기 이오노머층 및 점착층 사이에 위치하고, 실란 변성 폴리에틸렌을 포함하는 배리어층;을 포함하는 다이싱 필름 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.

Description

다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름{Semiconductor wafer dicing film and dicing die bonding film}
본 발명은 수분 및 산성 물질을 차단하는 기능을 갖는 다이싱 필름, 및 상기 다이싱 필름을 포함한 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packaging)하는 공정을 포함한다.
패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정 등을 포함한다.
상기 다이싱 공정을 통해, 복수개의 칩들이 형성된 반도체 웨이퍼로부터 서로 분리된 개별칩들이 제조된다. 광의적으로 다이싱 공정은 반도체 웨이퍼의 후면을 그라인딩(grinding)하고, 칩들 사이의 다이싱 라인을 따라 반도체 웨이퍼를 절단함으로써 서로 분리된 복수개의 개별칩들을 제조하는 공정이다.
한편, 회로 배선이 완성된 반도체 웨이퍼를 개별칩들로 만들기 위해 소잉(sawing)을 수행하는데, 이때 개별 칩들의 비산을 방지하기 위하여 다이싱 필름이 사용된다. 이러한 다이싱 필름의 기재 필름으로 이오노머(ionomer)를 사용하고 있으나, 이오노머는 수분에 민감하며, 이에 포함된 메타크릴산과 아크릴산과 같은 산성물질이 외부로 배출되어 반도체에 악영향을 주는 단점이 있다.
또한, 소잉(sawing) 공정 중 사용하는 블레이드에 의해 웨이퍼 뿐만 아니라 다이싱 필름의 기재 필름도 일부 절삭되게 된다. 이러한 기재 필름의 절삭에 의해 버(burr)가 발생하여 반도체 칩이 오염되고 이로 인해 반도체 칩의 신뢰성이나 수명에 영향을 미치는 문제가 있었다. 아울러, 최근 생산성 향상을 위해 다이싱 공정 속도가 빨라지고 있기 때문에 이러한 버(burr)의 발생을 최소화하는 기술에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 수분 및 산성 물질을 차단하는 배리어(barrier) 특성을 가지고, 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수하며, 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정 중 발생할 수 있는 버(burr) 현상을 최소화하여 반도체 칩의 오염을 방지하고 반도체 칩의 신뢰도 및 수명을 향상시킬 수 있는 다이싱 필름을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 다이싱 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공하기 위한 것이다.
발명의 일 구현예에 따르면, 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)를 포함하는 이오노머층; 점착층; 및 상기 이오노머층 및 점착층 사이에 위치하고, 실란 변성 폴리에틸렌을 포함하는 배리어층;을 포함하는 다이싱 필름이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 다이싱 필름의 점착층 상에 접착층이 더 형성되어 있는 다이싱 다이본딩 필름이 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, '(메타)아크릴산'은 메타크릴산 및 아크릴산 모두 포함하는 의미이다.
또한, 본 명세서에서, '(공)중합체'는 공중합체(co-polymer) 및 단독 중합체(homo-polymer)를 모두 포함하는 의미이다.
다이싱 필름의 기재 필름으로 사용되는 이오노머(ionomer)는 수분에 민감하며, 상기 이오노머에 포함된 메타크릴산과 아크릴산과 같은 산성 물질이 기재 필름의 외부로 배출되어 결과적으로 반도체에 악영향을 주는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은, 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)를 포함하는 이오노머층; 점착층; 및 상기 이오노머층 및 점착층 사이에 위치하고, 실란 변성 폴리에틸렌을 포함하는 배리어층을 포함하는 다이싱 필름을 사용하는 경우, 상기 배리어(barrier)층이 상기 이오노머에서 배출되는 산성 물질 및 외부의 수분을 막는 역할을 하는 동시에, 상기 배리어층을 포함하는 기재 필름이 복원율 및 인장 특성 등과 같은 기계적 물성이 우수하다는 점을 실험을 통해서 확인하고 본 발명을 완성하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이싱 필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면으로, 이에 따르면 상기 다이싱 필름은 기재 필름(1) 및 상기 기재 필름 상에 위치하는 점착층(2)을 포함하며, 상기 기재 필름은 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)를 포함하는 이오노머층(3) 및; 상기 이오노머층 상에 위치하며, 실란 변성 폴리에틸렌을 포함하는 배리어층(4)을 포함할 수 있다.
상기 기재 필름(1)은 이오노머층(3) 및 배리어층(4)의 2층 구조를 가질 수 있으며, 상기 배리어층은 이오노머층과 점착층(2) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 상기 이오노머층 및 점착층 사이에 상기 배리어층 외에 다른 기능을 갖는 층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 배리어층(4)이 점착층(2)과 이오노머층(3) 사이에 위치함에 따라, 상기 이오노머에서 배출되는 메타크릴산과 아크릴산과 같은 산성물질이 반도체에 악영향을 주는 문제점을 방지할 수 있다. 나아가, 상기 배리어층을 포함하는 다이싱 필름은, 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수하며, 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정 중 발생할 수 있는 버(burr) 현상을 최소화하여 반도체 칩의 오염을 방지하고 반도체 칩의 신뢰도 및 수명을 향상시킬 수 있다.
상기 기재 필름(1)은 이오노머층(3) 및 배리어층(4)을 포함할 수 있으며, 이는 상기 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머와 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 공압출하여 형성된 것일 수 있다. 공압출법은 다층 구조의 필름을 제조하는 방법으로, 복수 개의 압출기를 이용한다. 구체적으로, 복수의 용융 수지 스트림을 중첩하는 적층 다이, 예를 들면 피드 블럭 다이나 멀티 매니폴드 다이 등으로부터 적층 압출하고, 연마 롤 사이에 끼움으로써 다층 구조의 필름을 판상으로 성형할 수 있다. 이러한 공압출법에 의해 제조된 수지판에 필름을 적층하거나, 코팅이나 도장(painting)을 행할 수도 있다.
상기 일 실시예에 따른 다이싱 필름에 포함되는 이오노머층(3) 및 배리어층(4)은 이러한 공압출법에 의해 제조될 수 있다. 먼저, 상기 이오노머층의 원료인 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머와, 상기 배리어층의 원료인 실란 변성 폴리에틸렌을 각각 준비할 수 있다. 이후, 각각의 원료는 압출기에서 균일하게 혼련한 후 펠렛으로 성형하고, 원료의 용융온도 이상으로 유지되는 2중 공압출기로 각 층의 성분을 피드 블록으로 공급한다. 그리고, 상기 피드 블록으로 공급된 성분을 적층 압출하여 판상의 2층 구조를 제조할 수 있다. 이때, 2중 공압출기로부터 피드 블록에 유입되는 각각 원료의 압출량을 정확하게 조절함으로써 원하는 두께비를 갖는 2층 구조의 기재 필름을 얻을 수 있다.
나아가, 상기 이오노머층(3) 및 점착층(2) 사이에 상기 배리어층(4) 외에 다른 기능을 갖는 층이 추가로 형성될 수 있으며, 이러한 층은 공압출법으로 상기 이오노머층 및 점착층과 함께 제조될 수 있다.
이러한 공압출 시 상기 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머에서 상기 (메타)크릴산의 일부가 외부로 배출될 수 있으며, 배출된 (메타)크릴산은 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 가교하는 촉매로 작용할 수 있다. 이러한 촉매 작용으로 인하여 실란 변성 폴리에틸렌의 가교 반응이 더욱 활발해지며, 이로 인해 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 포함하는 배리어층(4)의 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수해질 수 있다.
또한, 상기 배리어층(4)은 상기 이오노머층(3) 및 점착층(2) 사이에 위치하여 수분 및 산성 물질을 막는 배리어 역할을 하는 것으로, 상기 이오노머층에서 배출되는 상기 (메타)크릴산이 반도체에 주는 악영향을 방지할 수 있다.
상기 배리어층(4) 및 이오노머층(3)의 두께 비율은 1 : 1 내지 20, 1 : 2 내지 18, 1 : 5 내지 15, 또는 1 :8 내지 13일 수 있다. 상기 배리어층 및 이오노머층의 두께 비율이 1:1 미만이면 복원율 및 인장 특성이 저하될 수 있으며, 1:20 초과하면 배리어층의 물성이 감소하며 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정 중 발생할 수 있는 버(burr) 현상을 최소화하기 어려울 수 있다.
상기 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)는, 올레핀 반복 단위 및 (메타)크릴산 반복 단위와 함께 소정의 금속 또는 금속 이온을 포함한 고분자 또는 공중합체를 의미한다. 구체적으로, 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)는 올레핀 반복 단위 및 (메타)크릴산 반복 단위를 포함하고, 상기 반복 단위들이 아연, 칼슘, 바륨, 나트륨, 마그네슘, 및 칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 또는 이의 이온(ion)을 매개로 결합된 고분자 또는 공중합체를 의미한다.
상기 올레핀은 이로써 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 및 헥실렌 등일 수 있다.
상기 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머 100중량%에 대하여, 상기 (메타)크릴산의 함량은 1 내지 15중량%, 2 내지 13중량%, 5 내지 10중량%, 또는 7 내지 9중량%일 수 있다. 상기 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머 100중량%에 대한 상기 (메타)크릴산의 함량이 1중량% 미만이면 이온화 영역이 감소하여 용융 강도 및 접착 특성을 기대할 수 없으며, 15중량% 초과하면 겔(gel) 발생이 심해지며 산(acid)에 의한 설비 손상이 문제될 수 있다.
상기 실란 변성 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 극초저밀도 폴리에틸렌 및 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
상기 실란 변성 폴리에틸렌은 에틸렌 (공)중합체에 실란 화합물이 그라프트 중합된 것일 수 있다.
상기 에틸렌 (공)중합체에 그라프트 중합된 실란 화합물은 이로써 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, 비닐트리프로폭시 실란, 비닐트리이소프로폭시 실란, 비닐트리부톡시 실란, 비닐트리펜톡시 실란, 비닐트리페녹시 실란, 비닐트리아세톡시 실란, 및 메타크릴 실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실란 화합물의 함량은, 상기 실란 변성 폴리에틸렌 100중량%에 대하여, 2 내지 6중량%, 3 내지 5중량% 또는 4 내지 5중량%일 수 있다. 상기 실란 화합물의 함량이, 상기 실란 변성 폴리에틸렌 100중량%에 대하여, 2중량% 미만이면 접착력과 가교 효율이 낮아져 물성을 만족할 수 없으며, 6중량% 초과하면 gel 발생으로 표면이 거칠어질 수 있다.
상기 다이싱 필름에 포함되는 기재 필름(1)은 상기 이오노머층(3) 및 배리어층(4)을 포함할 수 있으며, 이외에 다른 기능을 갖는 층을 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 기재 필름은 필요에 따라 매트 처리, 코로나 방전처리, 프라이머 처리 또는 가교 처리 등의 관용적인 물리적 또는 화학적 처리를 가할 수 있다.
상기 이오노머층(3) 및 배리어층(4)은 두께의 합이 50 내지 150㎛, 60 내지 140㎛, 또는 80 내지 120㎛일 수 있다. 상기 이오노머층 및 배리어층 두께의 합이 50㎛ 미만이면 상기 이오노머층 및 배리어층을 포함하는 기재 필름의 인장력을 충분히 나타낼 수 없고 다이싱 공정에서 다이싱 필름이 절단될 우려가 있으며, 150㎛ 초과하면 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정 중 발생할 수 있는 버(burr) 현상을 최소화하기 어려울 수 있다.
한편, 상기 점착층(2)은 자외선 경화형 점착제, 열 경화형 점착제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 자외선 경화형 점착제를 사용할 경우에는 기재 필름(1) 측으로부터 자외선을 조사하여, 점착제의 응집력 및 유리전이온도를 올려 점착력을 저하시키고, 열 경화형 점착제의 경우는 온도를 가하여 점착력을 저하시킨다.
아울러, 상기 자외선 경화형 점착제는 (메타)아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 화합물, 광개시제, 및 가교제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지는 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 가교성 관능기 함유 단량체의 공중합체일 수 있다. 이때 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 예로는 알킬 (메타)아크릴레이트를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 가지는 단량체로서, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 또는 데실 (메타)아크릴레이트의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다. 알킬의 탄소수가 큰 단량체를 사용할수록, 최종 공중합체의 유리전이온도가 낮아지므로, 목적하는 유리전이온도에 따라 적절한 단량체를 선택하면 된다. 또한, 가교성 관능기 함유 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 또는 질소 함유 단량체의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다. 이때 히드록실기 함유 화합물의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 카복실기 함유 화합물의 예로는, (메타)아크릴산 등을 들 수 있으며, 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 (메타)아크릴레이트계 수지에는 또한 상용성 등의 기타 기능성 향상의 관점에서, 초산비닐, 스틸렌 또는 아크릴로니트릴 탄소-탄소 이중결합 함유 저분자량 화합물 등이 추가로 포함될 수 있다.
또한, 상기 자외선 경화형 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 중량평균분자량이 500 내지 300,000 정도인 다관능성 화합물(ex. 다관능성 우레탄 아크릴레이트, 다관능성 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머 등)을 사용할 수 있다.
또한, 점착부에 포함되어 접착력 및 응집력을 부여하기 위한 가교제의 종류 역시 특별히 한정되지 않으며, 이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 금속 킬레이트계 화합물 등의 통상의 화합물을 사용할 수 있다.
상기 점착층(2)에는 또한 로진 수지, 터펜(terpene) 수지, 페놀 수지, 스티렌 수지, 지방족 석유 수지, 방향족 석유 수지 또는 지방족 방향족 공중합 석유 수지 등의 점착 부여제가 더 포함될 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 점착층(2)을 기재 필름(1) 상에 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 기재 필름 상에 직접 본 발명의 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하는 방법 또는 박리성 기재 상에 일단 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 제조하고, 상기 박리성 기재를 사용하여 점착제층을 기재 필름 상에 전사하는 방법 등을 사용할 수 있다.
이때 점착제 조성물을 도포 및 건조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 상기 각각의 성분을 포함하는 조성물을 그대로, 또는 적당한 유기용제에 희석하여 콤마 코터, 그라비아 코터, 다이 코터 또는 리버스 코터 등의 공지의 수단으로 도포한 후, 60℃ 내지 200℃의 온도에서 10초 내지 30분 동안 용제를 건조시키는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 과정에서는 점착제의 충분한 가교 반응을 진행시키기 위한 에이징(aging) 공정을 추가적으로 수행할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 다이싱 필름의 점착층(2) 상에 접착층이 더 형성되어 있는 다이싱 다이본딩 필름이 제공될 수 있다.
상기 접착층은 에폭시 수지, 저탄성 고분자량 수지 및 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시 수지는 경화 공정을 통해 하드한 가교 구조를 형성하여, 탁월한 접착성, 내열성 및 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 상기 에폭시 수지에는 이 분야에서 공지된 일반적인 접착제용 에폭시 수지가 포함될 수 있으며, 예를 들면, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 함유하고, 중량평균분자량이 100 내지 5,000인 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지의 예로는, 비스페놀 A 에폭시 수지 또는 비스페놀 F 에폭시 수지 등의 이관능성 에폭시 수지; 또는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 또는 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등의 3개 이상의 관능기를 가지는 다관능성 에폭시 수지의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 저탄성 고분자량 수지는 접착제 내에서 소프트 세그먼트를 이루어 고온에서의 응력 완화 특성을 부여하는 역할을 할 수 있다. 상기 고분자량 수지로서, 상기 에폭시 수지와 블렌딩되어 필름 형성 시에 부서짐을 유발하지 않고, 가교 구조의 형성 후 점탄성을 나타낼 수 있으며, 다른 성분과의 상용성 및 보관 안정성이 우수한 것이라면, 어떠한 수지 성분도 사용될 수 있다.
상기 저탄성 고분자량 수지의 구체적인 종류는, 전술한 특성을 만족하는 한, 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 아크릴로니트릴부타디엔 고무 또는 (메타)아크릴레이트계 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산 및 그 유도체를 포함하는 아크릴계 공중합체를 들 수 있으며, 이 때 (메타)아크릴산 및 그 유도체의 예로는 (메타)아크릴산; 메틸 (메타)아크릴레이트 또는 에틸 (메타)아크릴레이트 등의 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴로니트릴 또는 (메타)아크릴아미드; 및 기타 공중합성 단량체들이 포함된다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지는 또한 글리시딜기, 히드록시기, 카복실기 및 아민기 등의 일종 또는 이종 이상의 관능기를 포함할 수 있으며, 이와 같은 관능기는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 히드록시 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 카복시 (메타)아크릴레이트 등의 단량체를 공중합시킴으로써 도입할 수 있다.
상기 접착제 조성물에 포함될 수 있는 경화제는 상기 에폭시 수지 및/또는 저탄성 고분자량 수지와 반응하여, 가교 구조를 형성할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 두 성분과 동시에 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있는 경화제를 사용할 수 있는데, 이와 같은 경화제는 접착제 내의 소프트 세그먼트 및 하드 세그먼트와 각각 가교 구조를 이루어 내열성을 향상시키는 동시에, 양자의 계면에서 두 세그먼트의 가교제로 작용하여 반도체 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 수분 및 산성 물질을 차단하는 배리어(barrier) 특성을 가지며, 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수하며, 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정 중 발생할 수 있는 버(burr) 현상을 최소화하여 반도체 칩의 오염을 방지하고 반도체 칩의 신뢰도 및 수명을 향상시킬 수 있는 다이싱 필름과 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이싱 필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 복원율 측정 방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 수축율 측정 방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 및 비교예: 실란 변성 폴리에틸렌, 기재 필름 및 다이싱 필름의 제조]
실시예 1
(1) 실란 변성 폴리에틸렌 제조
밀도가 0.870 g/cm3이고, MFR이 190℃에서 5.0 g/10분인 저밀도 폴리에틸렌 95.9g, 비닐트리메톡시실란(VTMS) 4g 및 페록사이드 0.1g를 압출기 내에서 혼합한 후, 200℃에서 용융 및 혼련하여, 상기 비닐트리메톡시실란이 그래프팅되어 있는 실란 변성 폴리에틸렌을 제조했다.
(2) 기재 필름 제조
에틸렌-메타크릴산 Na 이오노머 및 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 각각 건조한 후， 2대의 압출기 및 2층 구조의 피드 블럭 (Feed Block)을 이용해 공압출하여 기재 필름을 제조했다. 구체적으로, 제 1압출기에는 이오노머층을 구성하는 원료인 에틸렌-메타크릴산 Na 이오노머를 투입하여 255℃에서 압출하였으며， 제 2압출기에는 배리어층을 구성하는 원료인 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 투입하여 255℃에서 압출하였다. 이때, 제1 및 제2 압출기 각각에 에틸렌-메타크릴산 Na 이오노머와 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 8:2의 비율로 투입했다.
2층 구조의 기재 필름을 형성하기 위해 압출 다이 상부에 2층 구조의 피드 블럭 (Feed Block)을 설치하였으며, 이오노머층 및 배리어층의 2층 구조의 다층 필름의 용융수지를 제조하였다.
상기와 같은 구조 및 조성으로 형성된 다층 필름의 용융수지 흐름을 T형 다이 (다이 ¾ [Die Gap]- 0.5 mm) 를 통하여 압출하고， 20℃로 조절되는 냉각롤 표면에 에어 나이프(Air Knife)를 사용하여 용융 수지를 균일한 두께의 필름상으로 ?각 고화시켜 15m/mhi의 속도로 80㎛의 두께를 갖는 2층 구조의 미연신 기재 필름을 얻었다. 이때， 이오노머층과 배리어층의 두께비는 8:2였다.
(3) 다이싱 필름 제조
2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 및 메틸 메타크릴레이트를 공중합하여 제조된 중량 평균 분자량이 800,000이고, 유리전이온도가 10℃인 아크릴계 공중합체 100중량부, 이소시아네이트 경화제 5중량부, 및 중량 평균 분자량이 2만인 다관능성 올리고머 10중량부를 포함하는 혼합물에 광개시제로서 다로커 TPO(Darocur TPO)를 상기 다관능성 올리고머 100중량부 대비 7중량부의 양으로 혼합하여 자외선 경화형 점착제 조성물을 제조하였다.
상기 자외선 경화형 점착제 조성물을 두께 38㎛의 폴리에스테르 필름 위에 건조 후의 두께가 10㎛가 되도록 도포하고, 110℃에서 3분간 건조하였다. 건조된 점착층을 상기 기재 필름에 라미네이트 하여 다이싱 필름을 제조하였다.
실시예 2
상기 실란 변성 폴리에틸렌과 실란 변성되지 않은 폴리에틸렌 수지를 1:1 중량비로 혼합한 후 이를 상기 제2압출기에 투입한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 기재 필름 및 다이싱 필름을 제조했다.
비교예 1
상기 제2 압출기에 실란 변성 폴리에틸렌 대신에 에틸렌-메타크릴산 Na 이오노머를 투입한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 기재 필름 및 다이싱 필름을 제조했다.
비교예 2
상기 제2 압출기에 실란 변성되지 않은 폴리에틸렌 수지를 투입한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 기재 필름 및 다이싱 필름을 제조했다.
[실험예: 기재 필름의 물성 측정]
실험예 1: 실란 변성 폴리에틸렌의 가교도 측정
실시예1 및 실시예2의 실란 변성 폴리에틸렌의 가교도(겔 분율)를 ASTM D2765에 따라 측정하였다. 구체적으로, 30 내지 60 메쉬의 분쇄된 시료를 120 메쉬의 철망 주머니에 넣고 응축기와 연결된 둥근 플라스크에 담긴 자일렌(xylene)을 이용하여 1기압(0.1 ㎫), 110℃에서 12시간 동안 끓여 추출하였다. 추출 후 철망 주머니에 남은 시료의 양(㎎)을 측정하고, 이를 이용하여 가교도(겔분율; %)를 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 2: 복원율 측정
실시예1, 실시예2, 비교예1 및 비교예2의 기재 필름을 길이 50mm(L0) 및 폭 10mm으로 시편을 제작하고, 제작된 시편을 길이방향으로 20mm/s 속도로 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 길이를 측정하였다. 이때, 복원율 측정 방법을 모식적으로 나타낸 도면 2를 참고하면, 인장 전 시편의 길이는 L0 이고, 길이방향으로 20mm/s 속도로 인장시킨 후 늘어난 길이는 a1이고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 늘어난 길이는 a2이다. L0, a1 및 a2를 이용하여 하기 일반식 1에 따라 복원율을 계산하고, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.
[일반식 1]
복원율(%) = (a1-a2)/a1 X 100
실험예 3: 수축율 측정
상기 복원율을 측정한 실시예1, 실시예2, 비교예1 및 비교예2의 시편을 상온에서 12 내지 16시간 동안 방치한 후 수축된 시편의 길이를 측정하여 수축율을 평가하였다. 구체적으로, 수축율 측정 방법을 모식적으로 나타낸 도면 3을 참고하면, 상온에서 12 내지 16시간 방치 전 시편의 길이는 Lf2이고, 상온에서 12 내지 16시간 방치 후 수축된 시편의 길이는 Lf3으로, 이를 이용하여 하기 일반식 2에 따라 수축율을 계산하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[일반식 2]
수축률(%) = (Lf2-Lf3)/ Lf2 X 100
실험예 4: 기재 필름 표면의 산도(acid) 평가(IR Intensity)
실시예1, 실시예2, 비교예1 및 비교예2의 기재 필름의 표면을 FT-IR spectroscopy를 사용하여 산도를 측정하였다. 구체적으로, 산도의 측정 방법은 기재 필름의 표면을 ATR 모드(mode)를 통해 스펙트럼을 얻은 후, 산의 특성 관능기 C=O 의 1710 cm-1 피크와 폴리에틸렌에서 기인되는 하이드로카본(hydrocarbon) 계열의 특성 관능기 CH2의 1450 cm-1 피크의 intensity를 측정하여 산도를 측정하였다. 산도는 I(1710) / I(1450)이며 IR peak Intensity 비를 수식화하여 비교하였다.
실험예 5: 인장특성 측정
실시예1, 실시예2, 비교예1 및 비교예2의 기재 필름을 ASTM D-3330 기준에 따라 각각 시편을 제작한 후, 만능재료 시험기(UTM, Universal Testing Machine, 모델명 Zwick Z010)을 이용하여 25℃에서 100mm/min의 속도로 길이방향(Machinery Direction, MD)으로 인장한 후 인장율이 5%인 지점에서의 인장력을 0.05(5%)로 나누어 계산하여 5% 모듈러스(Modulus)를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실란 변성 폴리에틸렌의 가교도
(단위: 중량%)		 복원율
(단위: %)		 수축율
(단위: %)		 기재 필름 표면의 산도 평가
(IR Peak Intensity I (1710) / I (1450))		 기재 필름의 5% 모듈러스
(단위: MPa)
실시예1 78 80 39 - 110
실시예2 76 72 34 - 100
비교예1 - 66 31 0.2 95
비교예2 - 50 33 - 80
상기 표 1에 따르면, 실시예 1 및 2의 기재 필름은, 비교예 1 및 2의 기재 필름에 비해, 복원율, 수축율 및 인장특성이 우수함을 확인했다. 또한, 실시예 1 및 2의 기재 필름에 포함된 실란 변성 폴리에틸렌은 가교도가 매우 높고, 기재 필름의 표면에서 산성물질이 발생하지 않는다는 점을 확인했다.
1: 기재 필름
2: 점착층
3: 이오노머층
4: 배리어층

Claims (14)

  1. 올레핀 및 (메타)아크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머(ionomer)를 포함하는 이오노머층;
    점착층; 및
    상기 이오노머층 및 점착층 사이에 위치하고, 실란 변성 폴리에틸렌을 포함하는 배리어층;을 포함하고,
    상기 이오노머층 및 배리어층은 상기 올레핀 및 (메타)아크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머와 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 공압출하여 형성되고,
    상기 공압출 공정에서 상기 이오노머의 (메타)아크릴산이 상기 실란 변성 폴리에틸렌을 가교하는 촉매 작용을 하는, 다이싱 필름.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이오노머의 (메타)아크릴산은 상기 공압출 공정에서 상기 이오노머가 일부 분해되어 일부 배출되는, 다이싱 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층 및 이오노머층은 두께 비율이 1 : 1 내지 20인 다이싱 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 올레핀 및 (메타)아크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머는, 아연, 칼슘, 바륨, 나트륨, 마그네슘, 및 칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 또는 이의 이온(ion)을 더 포함하는 다이싱 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산은 함량이, 상기 올레핀 및 (메타)크릴산의 공중합체를 함유한 이오노머 100중량%에 대하여, 1 내지 15중량%인 다이싱 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실란 변성 폴리에틸렌은 폴리에틸렌에 실란 화합물이 그라프트 중합된 것인 다이싱 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실란 화합물은 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, 비닐트리프로폭시 실란, 비닐트리이소프로폭시 실란, 비닐트리부톡시 실란, 비닐트리펜톡시 실란, 비닐트리페녹시 실란, 비닐트리아세톡시 실란, 및 메타크릴 실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 다이싱 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 실란 화합물은 함량이, 상기 실란 변성 폴리에틸렌 100중량%에 대하여, 2 내지 6중량%인 다이싱 필름.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이오노머층 및 배리어층은 두께의 합이 50 내지 150㎛인 다이싱 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은 자외선 경화형 점착제, 열 경화형 점착제 또는 이들의 혼합물을 포함하는 다이싱 필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 점착제는 (메타)아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 화합물, 광개시제 및 가교제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 다이싱 필름.
  14. 제1항, 제3항 내지 제9항 및 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항의 다이싱 필름의 점착층 상에 접착층이 더 형성되어 있는 다이싱 다이본딩 필름.
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