KR102427603B1 - 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프 및 이의 제조 방법 - Google Patents

반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 돌출 전극이 형성된 반도체 패키지 하면에 부착되는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 관한 것으로, 제 1 기저필름, 상기 제 1 기저필름 상부에 적층되고 아크릴계 공중합체를 포함하는 제 1 접착층, 상기 제 1 접착층 상부에 적층되고 상기 반도체 패키지의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태가 유지되도록 금속 재질을 포함하는 제 2 기저필름, 및 상기 제 2 기저필름 상부에 적층되고 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 제 2 접착층을 포함하여 구성된다.

Description

반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프 및 이의 제조 방법 { ADHESIVE TAPE FOR SEMICONDOCTOR PACKAGE MANUFACTURING PROCESS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME }
본 발명은 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지의 EMI(Electro Magnetic Interference) 차폐층 형성 공정 시 반도체 패키지의 하면 및 반도체 패키지의 하면에 형성된 복수의 돌출 전극을 효과적으로 보호하게 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 관한 것이다.
반도체 패키지에서 외부와의 단자 접촉을 수행하는 방식으로 종래에는 PGA(Pin Grid Array) 방식이나 리드 프레임(Lead Frame) 방식이 많이 사용되었으나, 최근에는 BGA(Ball Grid Array) 방식이 많이 사용되고 있다.
BGA 방식은 반도체 패키지의 바닥면에 돌출 형성되는 수 많은 돌출 전극 즉, 솔더볼(Solder Ball)을 이용하여 외부와의 단자 접촉을 달성함으로써, 종래의 PGA(Pin Grid Array) 방식이나 리드 프레임(Lead Frame) 방식보다 더 많은 신호 전달을 가능하게 하였다.
BGA 방식은 이러한 특성으로 인하여, 차세대 고속 메모리의 주력 패키지 타입으로 사용되고 있고, 이동 전화나 디지털 카메라 등 휴대형 정보 통신 기기에 한정되어 있던 CSP(Chip Scale Package)의 사용 분야를 PC나 워크스테이션 등의 컴퓨터 영역으로까지 확장시키고 있다.
한편, 이동 전화와 같은 모바일 분야에서는 단말기의 휴대성을 증진시키기 위해 단말기의 크기를 줄여야 하는 필요성이 커지고 있고, 이에 따라 단말기의 크기를 줄이기 위해서는 상대적으로 단말기에서 차지하는 비중이 큰 PCB(Printed Circuit Board)의 크기를 줄여야 하는 필요성이 커지고 있다.
그러나, PCB의 크기가 줄어들면 PCB에 포함된 반도체 소자 사이의 간격이 좁아지면서 반도체 소자 상호 간의 전자파 간섭에 의한 에러가 발생할 수 밖에 없다. 이러한 소자 간의 전자파 간섭을 억제하기 위하여, 소자 차폐용 캡(CAP)을 씌우는 방법이나 EMI(Electro Magnetic Interference) 스퍼터링 기술에 의하여 소자의 외면에 차폐용 금속 코팅을 형성하는 기술이 개발 및 도입되고 있다. 이 중에서 스퍼터링에 의한 차폐용 금속 코팅 기술은 스퍼터링 공정을 통해 반도체 소자의 접속 단자를 제외한 나머지 외면에 전자파 차폐를 위한 금속 박막을 형성하는 것을 지칭한다.
이와 관련하여, BGA 타입 반도체 패키지의 전자파 차폐를 위한 스퍼터링 공정 시 접속 단자에 영향을 주지 않도록 하는 방법과 관련된 선행기술로서는 한국등록특허공보 제10-1501735호(특허문헌 1) 및 한국등록특허공보 제10-1662068호(특허문헌 2)가 개시된 바 있다.
특허문헌 1은 반도체 패키지의 EMI 쉴드 처리 공법에 관한 것으로, 프레임의 하면에 테이프의 가장자리를 부착하여 프레임의 내주에 테이프를 형성시키는 테이프 부착 단계, 상기 테이프에 홀을 일정 간격으로 형성시키는 테이프 커팅 단계, 반도체 패키지의 하면에 형성된 범프가 테이프의 홀에 끼워지도록 반도체 패키지의 하면 가장자리를 테이프의 상면에 배치하여 상기 반도체 패키지를 테이프의 상면에 일정 간격으로 접착설치하는 반도체 패키지 접착 설치 단계, 상기 테이프의 상부에서 코팅 작업 하여 테이프의 상면에 접착된 반도체 패키지와 테이프의 상면을 코팅처리하는 코팅 단계로 구성되어, 반도체 패키지의 하면을 제외한 5면 코팅이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술의 경우 테이프에 홀을 일정간격으로 형성시키는 테이프 커팅 단계에 과다한 비용이 발생할 위험이 있고, 반도체 패키지 접착 설치 단계에서 반도체 패키지를 테이프의 홀에 정확하게 배치하지 못하였을 때에 EMI(Electro Magnetic Interference) 스퍼터링에 의한 차폐용 금속 코팅 시 박막이 불량하게 증착되는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1501735호 (2015.03.05. 등록) 한국등록특허공보 제10-1662068호 (2016.09.27. 등록)
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 접착 특성, 유지 특성, 분리 특성 및 응력 특성이 우수하여 복수의 돌출 전극을 구비한 반도체 패키지의 EMI 차폐층 형성 공정 시 반도체 패키지의 하면 및 반도체 패키지 하면에 형성된 복수의 돌출 전극을 효과적으로 보호하게 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 제 1 기저필름이 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함함으로써 EMI 차폐층 형성 공정 시 복수의 돌출 전극이 형성된 반도체 패키지의 하면 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 효과적으로 유지하게 하고, 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 요구되는 응력 특성을 용이하게 확보하게 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 제 1 접착층이 아크릴계 공중합체를 포함함으로써 고온에서 우수한 내열성을 가져 탈기 현상을 감소시키고, 금속 재질의 제 2 기저필름의 형태 변형을 적절하게 뒷받침하여 제 2 기저필름이 찢어지는 것을 방지함과 동시에 제 2 기저필름에 찢어짐이 발생하더라도 제 2 기저필름을 잘 감싸안아 복수의 돌출 전극을 효과적으로 보호하며, 제 1 접착층이 제 2 접착층보다 강한 접착력을 가져 EMI 차폐층 형성 공정 완료 후 반도체 패키지로부터 접착 테이프를 분리할 때 제 2 접착층에서 분리가 일어나게 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 제 2 기저필름이 금속 재질을 포함함으로써 제 1 접착층에서 발생할 수 있는 기포가 제 2 접착층에 전달되는 것을 방지시키고, 충분한 유지 특성으로 인하여 반도체 패키지 하면에 부착 시 반도체 패키지 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태를 유지할 수 있게 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제공함에 있다.
아울러, 본 발명의 목적은 제 2 접착층이 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함함으로써 반도체 패키지의 하면과 돌출 전극이 접하는 영역에서 반도체 패키지와 접착 테이프 사이에 충분한 접착 특성을 부여하고, 공극이 발생하더라도 진공 상태의 제조 공정 간 공극이 과도하게 팽창하는 것을 방지하게 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제공함에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는, 복수의 돌출 전극이 형성된 반도체 패키지 하면에 부착되는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 있어서, 제 1 기저필름; 상기 제 1 기저필름 상부에 적층되고, 아크릴계 공중합체를 포함하는 제 1 접착층; 상기 제 1 접착층 상부에 적층되고, 상기 반도체 패키지의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태가 유지되도록 금속 재질을 포함하는 제 2 기저필름; 및 상기 제 2 기저필름 상부에 적층되고, 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 제 2 접착층;을 포함하여 구성된다.
이 경우, 상기 제 1 기저필름은, 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 1 기저필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리올레핀(Polyolefin) 중 어느 하나의 단일층 또는 둘 이상이 적층된 다층 구조로 형성되고, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 기저필름은, 적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 접착층은, 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 및 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 접착층은, 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 25-30 중량부, 아세트산 에틸 70-75 중량부의 제 1 접착조성물, 및 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체 25-30 중량부, 톨루엔 50-55 중량부, 아세트산 에틸 15-20 중량부의 제 2 접착조성물 중 적어도 어느 하나 이상과 에폭시계 경화제를 혼합하여 상기 제 1 기저필름에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 접착층은, 상기 제 1 접착조성물 80-120 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.5-1.5 중량부를 혼합하여 상기 제 1 기저필름에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 접착층은, 상기 제 1 접착조성물 40-60 중량부, 상기 제 2 접착조성물 40-60 중량부, 및 상기 에폭시계 경화제 0.5-1.5 중량부를 혼합하여 상기 제 1 기저필름에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 접착층은, 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위의 두께 및 적어도 500 gf/25mm 이상의 접착력을 가지고, 상기 제 2 접착층은, 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 두께 및 50 gf/25mm 내지 500 gf/25mm 범위의 접착력을 가지는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 접착층은, 상기 돌출 전극의 사이즈가 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 감소하고, 상기 돌출 전극 사이의 간격이 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 증가하며, 상기 제 2 접착층은, 상기 돌출 전극의 사이즈가 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 증가하고, 상기 돌출 전극 사이의 간격이 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 감소하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 2 기저필름은, 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 2 기저필름은, 적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율, 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 2 접착층은, 트리메틸레이티드 실리카(Trimethylated silica) - 디메틸실록산(Dimethyl siloxane) 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법은, 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 제 1 기저필름, 아크릴계 공중합체를 포함하는 제 1 접착층 및 불소를 포함하는 제 1 이형필름이 순차적으로 적층된 제 1 테이프, 금속 재질을 포함하는 제 2 기저필름, 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 제 2 접착층 및 불소를 포함하는 제 2 이형필름이 순차적으로 적층된 제 2 테이프를 제조하는 제 1 테이프 준비 단계; 및 상기 제 1 테이프에서 상기 제 1 이형필름을 제거하고, 상기 제 1 접착층과 상기 제 2 기저필름을 면 접촉시켜 상기 제 1 테이프와 상기 제 2 테이프를 합지하는 제 1 테이프 합지 단계;를 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법은, 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 제 1 기저필름, 아크릴계 공중합체를 포함하는 제 1 접착층 및 불소를 포함하는 제 1 이형필름이 순차적으로 적층된 제 1 테이프와, 제 3 이형필름에 금속 증착 방식으로 상기 제 2 기저필름을 형성한 제 3 테이프, 및 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 제 2 접착층 및 불소를 포함하는 제 2 이형필름이 순차적으로 적층된 제 4 테이프를 제조하는 제 2 테이프 준비 단계; 및 상기 제 1 테이프에서 상기 제 1 이형필름을 제거한 후 상기 제 1 접착층과 상기 제 3 테이프의 상기 제 2 기저필름을 면 접촉시켜 상기 제 1 테이프와 상기 제 3 테이프를 합지하고, 상기 제 3 테이프에서 상기 제 3 이형필름을 제거한 후 상기 제 2 기저필름과 상기 제 4 테이프의 상기 제 2 접착층을 면 접촉시켜 상기 제 3 테이프와 상기 제 4 테이프를 합지하는 제 2 테이프 합지 단계;를 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는, 접착 특성, 유지 특성, 분리 특성 및 응력 특성이 우수하여 복수의 돌출 전극을 구비한 반도체 패키지의 EMI 차폐층 형성 공정 시 반도체 패키지의 하면 및 반도체 패키지 하면에 형성된 복수의 돌출 전극을 효과적으로 보호하게 한다.
또한, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는, 제 1 기저필름이 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함함으로써EMI 차폐층 형성 공정 시 복수의 돌출 전극이 형성된 반도체 패키지의 하면 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 효과적으로 유지하게 하고, 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 요구되는 응력 특성을 용이하게 확보하게 한다.
또한, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는, 제 1 접착층이 아크릴계 공중합체를 포함함으로써 고온에서 우수한 내열성을 가져 탈기 현상을 감소시키고, 금속 재질의 제 2 기저필름의 형태 변형을 적절하게 뒷받침하여 제 2 기저필름이 찢어지는 것을 방지함과 동시에 제 2 기저필름에 찢어짐이 발생하더라도 제 2 기저필름을 잘 감싸안아 복수의 돌출 전극을 효과적으로 보호하며, 제 1 접착층이 제 2 접착층보다 강한 접착력을 가져 EMI 차폐층 형성 공정 완료 후 반도체 패키지로부터 접착 테이프를 분리할 때 제 2 접착층에서 분리가 일어나게 한다.
또한, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는, 제 2 기저필름이 금속 재질을 포함함으로써 제 1 접착층에서 발생할 수 있는 기포가 제 2 접착층에 전달되는 것을 방지시키고, 충분한 유지 특성으로 인하여 반도체 패키지 하면에 부착 시 반도체 패키지 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태를 유지할 수 있게 한다.
아울러, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는, 제 2 접착층이 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함함으로써 반도체 패키지의 하면과 돌출 전극이 접하는 영역에서 반도체 패키지와 접착 테이프 사이에 충분한 접착 특성을 부여하고, 공극이 발생하더라도 진공 상태의 제조 공정 간 공극이 과도하게 팽창하는 것을 방지하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 단면 형상을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에서 제 2 이형필름을 제거한 후 반도체 패키지의 하면에 접착시킨 단면 형상을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 단면 형상을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에서 제 2 이형필름을 제거한 후 반도체 패키지의 하면에 접착시킨 단면 형상을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 대한 상술에 앞서, 통상적으로 EMI 차폐층 형성 공정 시 사용되는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프는 접착 특성(Adhesion characteristic), 유지 특성(Retention characteristic), 분리 특성(Remove characteristic), 및 응력 특성(Stress characteristic)을 확보할 필요성이 있다.
먼저, 접착 특성(Adhesion characteristic)의 측면에서 살펴보면, 접착 테이프의 기저필름 및 접착층은 반도체 패키지의 하면과 돌출 전극이 접하는 영역에서 공극(Air gap)이 발생하지 않도록 돌출 전극의 사이즈(예컨대, 직경 또는 높이)에 관계없이 돌출 전극 및 돌출 전극을 포함하는 반도체 패키지의 하면 토폴로지(Topology)에 대응하여 접착 및 밀착이 가능하여야 한다. 아울러, 접착 테이프는 EMI 차폐층을 형성하기 위한 공정 환경, 예컨대, 고온 및 고진공 환경에서 돌출 전극을 밀어내지 않고 잘 붙어 있어야 한다. 즉, 접착 테이프는 EMI 차폐층 형성 공정 환경에서도 접착 능력 및 밀착 능력을 지속적으로 유지할 수 있어야 한다.
다음으로, 유지 특성(Retention characteristic) 측면에서 살펴보면, 접착 테이프는 EMI 차폐층 형성 공정 조건 하에서 자체 변성이나, 변형, 변색 및 아웃개싱(Outgassing) 없이 원형 형태를 유지함과 동시에 공정 간 가스 및 파티클이 접착 테이프와 반도체 패키지 접착면 사이로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 접착 능력 및 밀폐 능력을 유지할 수 있어야 한다. 아울러, 접착 테이프는 EMI 차폐층 형성 공정 시 반도체 패키지의 하면과 돌출 전극이 접하는 영역에서 공극이 발생할 경우 공정 간(특히, 고진공 환경의 공정 시) 공극이 과도하게 팽창하는 것을 방지할 수 있어야 한다.
다음으로, 분리 특성(Remove characteristic) 측면에서 살펴보면, 접착 테이프는 EMI 차폐층 형성 공정을 완료한 후 상온 및 대기압 상태에서 반도체 패키지로부터 분리할 때, 적은 힘으로도 쉽게 분리됨과 동시에 반도체 패키지의 하면 및 돌출 전극의 표면에 접착 물질이 잔류하지 않아야 한다. 특히, 접착 테이프는 접착 테이프에서 반도체 패키지(또는 칩)을 자동으로 분리하는 자동화 설비를 통해 반도체 패키지(또는 칩)를 용이하게 분리할 수 있는 접착력을 구비하여야 하고, 자동화 설비에서 사용되는 진공척(Vacuum chuck) 또는 리프트핀(Lift pin)에 의하여 구멍이 생기거나 찢어지지 않아야 한다. 통상적으로, 접착 테이프에서 반도체 패키지(또는 반도체 칩)을 자동으로 분리하는 자동화 설비의 최대 인내 장력은 500 gf/25mm 내외이기 때문에 접착 테이프는 이보다 낮은 접착력을 갖는 것이 분리 특성 측면에서 바람직하다 할 것이다.
그리고, 응력 특성(Stress characteristic) 측면에서 살펴보면, 접착 테이프는 EMI 차폐층 형성 공정 시 접착 테이프 상에 복수의 반도체 패키지 즉, 복수의 반도체 칩이 안착 및 접착되기 때문에 인접한 반도체 칩 사이의 간격을 일정하게 유지한 상태에서 EMI 차폐층 형성 공정을 진행할 수 있도록 적정 수준의 인장 응력 및 압축 응력을 확보하여야 한다. 즉, 접착 테이프는 팽팽히 펴진 상태를 안정적으로 유지함과 동시에 돌출 전극을 포함하는 반도체 패키지의 하면 토폴로지에 대응하여 응력 균형(Stress balance)을 유지할 수 있어야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)는, 복수의 돌출 전극(11)이 형성된 반도체 패키지(10) 하면에 부착되는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)는, 전술한 바와 같이 EMI 차폐층 형성 공정 시 요구되는 접착 특성(Adhesion characteristic), 유지 특성(Retention characteristic), 분리 특성(Remove characteristic), 및 응력 특성(Stress characteristic)을 확보하기 위해 창출된 것이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)는 제 1 기저필름(111), 제 1 접착층(112), 제 2 기저필름(121), 및 제 2 접착층(122)을 포함하여 구성된다.
이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)는 제 2 이형필름(123)을 더 포함할 수 있는데, 상기 제 2 이형필름(123)에 대해서는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
상기 제 1 기저필름(111)은, 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함한다.
이 경우, 플라스틱 재질의 상기 제 1 기저필름(111)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리올레핀(Polyolefin) 중 어느 하나의 단일층 또는 둘 이상이 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 1 기저필름(111)은, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 기저필름(111)은, 그 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 핸들링하기 매우 어려울 수 있고, 그 두께가 150 ㎛초과인 경우에는 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 유지하기 어려울 수 있다.
한편, 금속 재질의 상기 제 1 기저필름(111)은, 적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 기저필름(111)은, 99 wt% 이상의 알루미늄(Al) 또는 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하면서, 전술한 인장 강도 범위 및 연신율 범위를 만족하기 위하여 1 wt% 이하의 첨가물을 포함할 수 있다. 첨가물은 실리콘(Si), 철(Fe), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제 1 기저필름(111)이 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하면서 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도를 만족해야 하는 이유는, 인장 강도가 4.8 kgf/mm2 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지(100)의 제조 공정 간 늘어남없이 팽팽하게 당겨진 상태를 안정적으로 유지하지 못하는 현상이 발생할 수 있고, 인장 강도가 14.4 kgf/mm2 초과인 경우에는 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 유지하지 못하기 때문이다.
또한, 상기 제 1 기저필름(111)이 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하면서 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율을 만족해야 하는 이유는, 연신율이 6.4 % 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 상기 제 1 기저필름(111)의 형태 변형이 어려울 수 있고, 연신율이 19.2 % 초과인 경우에는 공정 간 상기 제 1 기저필름(111)이 변형된 형태를 지속적으로 유지하기 어렵기 때문이다.
한편, 상기 제 1 기저필름(111)이 99 wt% 이상의 구리(Cu)을 포함하면서 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도를 만족해야 하는 이유는, 인장 강도가 8 kgf/mm2 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지(100)의 제조 공정 간 늘어남없이 팽팽하게 당겨진 상태를 안정적으로 유지하지 못하는 현상이 발생할 수 있고, 인장 강도가 31.2 kgf/mm2 초과인 경우에는 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 유지하지 못하기 때문이다.
또한, 상기 제 1 기저필름(111)이 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하면서 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율을 만족해야 하는 이유는, 연신율이 3.2 % 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 상기 제 1 기저필름(111)의 형태 변형이 어려울 수 있고, 연신율이 14.4 % 초과인 경우에는 공정 간 상기 제 1 기저필름(111)이 변형된 형태를 지속적으로 유지하기 어렵기 때문이다.
한편, 금속 재질의 상기 제 1 기저필름(111)은, 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 기저필름(111)은, 그 두께가 20 ㎛ 미만인 경우에는 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 핸들링하기 매우 어려울 수 있고, 그 두께가 80 ㎛초과인 경우에는 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 유지하기 어려울 수 있다.
상기 제 1 기저필름(111)은 위와 같은 재질과 구조로 형성됨으로써 EMI 차폐층 형성 공정 시 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 효과적으로 유지하게 하고, 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 요구되는 응력 특성을 용이하게 확보하게 한다. 즉, 상기 제 1 기저필름(111)은 위와 같은 재질과 구조로 형성됨으로써 상기 반도체 패키지(100)의 제조 공정 간 늘어남없이 팽팽하게 당겨진 상태를 안정적으로 유지함과 동시에 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 응력 균형을 유지할 수 있으며, 고온 및 고진공 환경에서 변성 및 변형이 작게 발생하는 특성을 가진다. 아울러, 상기 제 1 기저필름(111)은 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함함으로써 외부에 존재하는 기포(가스, 파티클)가 상기 제 1 접착층(112)에 전달되는 것을 방지한다.
상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 기저필름(111) 상부에 적층되고, 아크릴계 공중합체를 포함한다.
상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 2 접착층(122)보다 두꺼운 두께를 가지고, 상기 제 2 접착층(122)의 접착력보다 강한 접착력을 가지는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 상기 제 1 접착층(112)은, 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위의 두께 및 적어도 500 gf/25mm 이상의 접착력을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 접착층(112)은 상기 돌출 전극(11)을 내부에 함침할 수 있도록 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위의 두께 및 적어도 500 gf/25mm 이상의 접착력 예컨대, 500 gf/25mm 내지 2500 gf/25mm 범위의 접착력을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제 1 접착층(112)은, 그 두께가 100 ㎛ 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)에 상기 돌출 전극(11)을 함침하여 공정 간 상기 돌출 전극(11)에 대한 쿠션감을 제공하는 능력이 저하될 수 있고, 그 두께가 700 ㎛를 초과할 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면과 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100) 사이의 접착 능력, 밀폐 능력 및 유지 특성이 저하될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 접착층(112)은, 그 접착력이 500 gf/25mm 미만인 경우에는 상기 반도체 패지키(10)로부터 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 제거할 때 상기 제 1 접착층(112)에서 박리가 발생하는 불량이 발생할 수 있고, 그 접착력이 2500 gf/25mm초과인 경우에는 상기 제 1 접착층(112)의 접착력이 그 두께와 비례하는 특성을 가지기 때문에 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)에 요구되는 상기 제 1 접착층(112)의 두께를 구현하는데 어려움이 발생할 수 있다.
재질 측면에 있어서, 상기 제 1 접착층(112)은, 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 및 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 2가지 종류의 아크릴계 공중합체에서 각 단량체의 결합 순서는 변경될 수 있으며, 결합 방식은 교대 공중합체(Alternating copolymer), 블록 공중합체(Block copolymer), 랜덤 공중합체(Random copolymer), 동일배열 공중합체(Isotactic copolymer), 교대배열 공중합체(Syndiotactic copolymer), 불규칙배열 공중합체(Atactic copolymer) 등을 가질 수 있으며 특정한 결합 방식에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제 1 접착층(112)은, 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 25-30 중량부, 아세트산 에틸 70-75 중량부의 제 1 접착조성물, 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체 25-30 중량부, 톨루엔 50-55 중량부, 아세트산 에틸 15-20 중량부의 제 2 접착조성물 중 적어도 어느 하나 이상과 에폭시계 경화제를 혼합하여 상기 제 1 기저필름(111)에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 접착조성물의 접착 주제인 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체가 25 중량부 미만이면 접착력과 내열성이 떨어짐과 동시에 너무 부드러워져 쿠션 역할 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 문제점을 발생시키고, 30 중량부 초과이면 너무 딱딱해져 쿠션 역할의 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되기 어렵고 변형된 후에도 팽창으로 인해 변형된 형태의 독자적인 유지가 어려운 문제점을 발생시킨다.
또한, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 접착조성물의 용매인 아세트산 에틸이 70 중량부 미만이면 상기 제 1 접착조성물의 점도가 너무 높아져 상기 제 2 접착조성물 및 상기 에폭시계 경화제와의 혼합이 어려워 질 뿐만 아니라 도포하는 과정에서 상기 제 1 접착층(112)의 표면이 거칠어짐과 동시에 건조 및 경화하는 과정에서 탈기 현상이 많이 발생하여 상기 제 1 접착층(112)의 특성이 저하되는 문제점을 발생시키고, 75 중량부 초과이면 상기 제 1 접착조성물의 점도가 너무 낮아지기 때문에 도포하는 과정에서 상기 제 1 접착층(112)을 충분한 두께를 형성하기 어려워 상기 제 1 접착층(112)의 쿠션 특성이 저하되는 문제점을 발생시킨다.
또한, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 2 접착조성물의 접착 주제인 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체가 25 중량부 미만이면 접착력과 내열성이 떨어짐과 동시에 너무 부드러워져 쿠션 역할 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 문제점을 발생시키고, 30 중량부 초과이면 너무 딱딱해져 쿠션 역할의 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되기 어렵고 변형된 후에도 팽창으로 인해 변형된 형태의 독자적인 유지가 어려운 문제점을 발생시킨다.
또한, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 2 접착조성물의 용매인 톨루엔과 아세트산 에틸의 합이 65 중량부 미만이면 상기 제 2 접착조성물의 점도가 너무 높아져 상기 제 1 접착조성물 및 상기 에폭시계 경화제와의 혼합이 어려워 질 뿐만 아니라 도포하는 과정에서 상기 제 1 접착층(112)의 표면이 거칠어짐과 동시에 건조 및 경화하는 과정에서 탈기 현상이 많이 발생하여 상기 제 1 접착층(112)의 특성이 저하되는 문제점을 발생시키고, 75 중량부 초과이면 상기 제 2 접착조성물의 점도가 너무 낮아지기 때문에 도포하는 과정에서 상기 제 1 접착층(112)을 충분한 두께를 형성하기 어려워 상기 제 1 접착층(112)의 쿠션 특성이 저하되는 문제점을 발생시킨다.
한편, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 접착조성물 80-120 중량부 및 상기 에폭시계 경화제 0.5-1.5 중량부를 혼합하여 상기 제 1 기저필름(111)에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 접착조성물이 80 중량부 미만이면 접착력과 내열성이 떨어짐과 동시에 너무 딱딱해져 쿠션 역할의 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되기 어려운 문제점을 발생시키고, 120 중량부 초과이면 너무 부드러워져 쿠션 역할 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 문제점을 발생시킨다.
또한, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 에폭시계 경화제가 0.5 중량부 미만이면 충분한 경화가 이루어지지 않아 너무 부드러워져 쿠션 역할 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 문제점을 발생시키고, 1.5 중량부 초과이면 너무 딱딱해져 쿠션 역할의 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되기 어려운 문제점을 발생시킨다.
한편, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 접착조성물 40-60 중량부, 상기 제 2 접착조성물 40-60 중량부, 및 상기 에폭시계 경화제 0.5-1.5 중량부를 혼합하여 상기 제 1 기저필름(111)에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것이 보다 바람직하다.
이 경우, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 제 1 접착조성물과 상기 제 2 접착조성물이 각각 40 중량부 미만이면 접착력과 내열성이 떨어짐과 동시에 너무 딱딱해져 쿠션 역할의 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되기 어려운 문제점을 발생시키고, 60 중량부 초과이면 너무 부드러워져 쿠션 역할 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 문제점을 발생시킨다.
또한, 상기 제 1 접착층(112)은, 상기 에폭시계 경화제가 0.5 중량부 미만이면 충분한 경화가 이루어지지 않아 너무 부드러워져 쿠션 역할 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 문제점을 발생시키고, 1.5 중량부 초과이면 너무 딱딱해져 쿠션 역할의 수행이 미흡하게 됨에 따라 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되기 어려운 문제점을 발생시킨다.
상기 제 1 접착층(112)은, 유지 특성과 관련하여 재질 특성으로 인하여 고온에서 우수한 내열성을 가져 탈기 현상을 감소시키며, 금속 재질의 상기 제 2 기저필름(121)의 형태 변형을 적절하게 뒷받침하여 상기 제 2 기저필름(121)이 찢어지는 것을 방지함과 동시에 상기 제 2 기저필름(121)에 찢어짐이 발생하더라도 이를 잘 감싸안아 상기 돌출 전극(11)을 효과적으로 보호하게 한다.
또한, 상기 제 1 접착층(112)은, 분리 특성과 관련하여 상기 제 2 접착층(122)보다 강한 접착력을 가지므로 EMI 차폐층 형성 공정 완료 후 상기 반도체 패키지(10)로부터 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 분리할 때 상기 제 2 접착층(122)에서 분리가 일어나게 한다.
한편, 상기 제 1 접착층(112)은, 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위의 두께를 갖되, 상기 돌출 전극(11)의 사이즈가 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 감소하고, 상기 돌출 전극(11) 사이의 간격이 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 증가하는 것이 바람직하다.
상기 돌출 전극(11)의 사이즈가 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 상기 제 1 접착층(112)의 두께가 감소하는 이유는 동일 환경에서 상기 제 2 접착층(122)의 두께가 증가하므로 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 전체 두께를 일정하게 유지하면서 상기 반도체 패키지(10) 제조 공정에서 요구되는 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 접착 특성, 분리 특성, 유지 특성 및 응력 특성을 일정하게 유지하기 위함이다.
또한, 상기 돌출 전극(11) 사이의 간격이 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 상기 제 1 접착층(112)의 두께가 증가하는 이유는 동일 환경에서 상기 제 2 접착층(122)의 두께가 감소하므로 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 전체 두께를 일정하게 유지하면서 상기 반도체 패키지(10) 제조 공정에서 요구되는 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 접착 특성, 분리 특성, 유지 특성 및 응력 특성을 일정하게 유지하기 위함이다. 특히, 상기 돌출 전극(11) 사이의 간격이 증가하는 경우, 상기 제 2 접착층(122)과 접착하는 상기 반도체 패키지(10)의 하면의 면적이 증가하여 EMI 차폐층을 형성 공정 후 따라 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)가 쉽게 제거되지 않거나 상기 반도체 패키지(10)의 하면에 접착 물질이 잔류하는 문제가 발생할 가능성이 크므로 상기 제 2 접착층(122)를 두께를 감소시켜 상기 반도체 패키지(10)의 하면과의 접착력을 낮추게 된다.
상기 제 2 기저필름(121)은, 상기 제 1 접착층(112) 상부에 적층되고, 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태가 유지되도록 금속 재질을 포함한다.
일 실시예로서, 상기 제 2 기저필름(121)은, 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 이는, 상기 제 2 기저필름(210)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 사용자가 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 핸들링하기 매우 어려울 뿐만 아니라 변형된 형태의 유지가 어렵고, 상기 제 2 기저필름(121)의 두께가 10 ㎛ 초과인 경우에는 상기 돌출 전극(11)이 형성된 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 형태 변형이 어렵고 응력 균형을 유지하기 어려울 수 있기 때문이다. 이러한 범위의 두께는 후술하는 다른 실시예와 달리 상기 돌출 전극(11)의 크기가 큰 경우에 유리하다.
예를 들어, 상기 제 2 기저필름(121)은, 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)를 이형필름에 금속 증착 방식으로 증착시켜 금속 증착의 전사필름 형태로 제조된 후 상기 제 1 접착층(112)에 합지될 수 있다. 이에 대하여는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 방법(S100)에 대한 설명 부분에서 보다 상세하게 설명한다.
한편, 상기 제 2 기저필름(121)은, 적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도(Tensile strength), 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율(Elongation), 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율을 가지는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는, 상기 제 2 기저필름(121)은, 상기 반도체 패키지(10)의 제조 공정 시 상기 돌출 전극(11)이 형성된 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형되 후 변형된 형태를 독자적으로 유지할 수 있고, 고온 및 고진공 환경에서 변성 및 변형이 발생하지 않도록 99 wt% 이상의 알루미늄(Al) 또는 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 기저필름(121)은, 99 wt% 이상의 알루미늄(Al) 또는 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하면서, 전술한 인장 강도 범위 및 연신율 범위를 만족하기 위하여 1 wt% 이하의 첨가물을 포함할 수 있다. 첨가물은 실리콘(Si), 철(Fe), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제 2 기저필름(121)이 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하면서 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도를 만족해야 하는 이유는, 인장 강도가 4.8 kgf/mm2 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 공정 및 EMI 차폐층 형성 공정 시 가해지는 외력에 의해 상기 제 2 기저필름(121)이 끊어지거나 찢어지는 현상이 발생할 수 있고, 인장 강도가 14.4 kgf/mm2 초과인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 상기 제 2 기저필름(121)의 형태 변형이 어렵기 때문이다.
또한, 상기 제 2 기저필름(121)이 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하면서 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율을 만족해야 하는 이유는, 연신율이 6.4 % 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 상기 제 2 기저필름(121)의 형태 변형이 어려울 수 있고, 연신율이 19.2 % 초과인 경우에는 공정 간 상기 제 2 기저필름(121)이 변형된 형태를 지속적으로 유지하기 어렵기 때문이다.
한편, 상기 제 2 기저필름(121)이 99 wt% 이상의 구리(Cu)을 포함하면서 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도를 만족해야 하는 이유는, 인장 강도가 8 kgf/mm2 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 공정 및 EMI 차폐층 형성 공정 시 가해지는 외력에 의해 상기 제 2 기저필름(121)이 끊어지거나 찢어지는 현상이 발생할 수 있고, 인장 강도가 31.2 kgf/mm2 초과인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 상기 제 2 기저필름(121)의 형태 변형이 어렵기 때문이다.
또한, 상기 제 2 기저필름(121)이 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하면서 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율을 만족해야 하는 이유는, 연신율이 3.2 % 미만인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지에 대응하여 상기 제 2 기저필름(121)의 형태 변형이 어려울 수 있고, 연신율이 14.4 % 초과인 경우에는 공정 간 상기 제 2 기저필름(121)이 변형된 형태를 지속적으로 유지하기 어렵기 때문이다.
다른 실시예로서, 상기 제 2 기저필름(121)은, 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 이는, 상기 제 2 기저필름(210)의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 사용자가 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 핸들링하기 매우 어렵고, 상기 제 2 기저필름(121)의 두께가 35 ㎛ 초과인 경우에는 상기 돌출 전극(11)이 형성된 반도체 패키지(10) 하면의 토폴로지에 대응하여 형태 변형이 어렵고 응력 균형을 유지하기 어려울 수 있기 때문이다. 이러한 범위의 두께는 전술한 일 실시예와 달리 상기 돌출 전극(11)의 크기가 작은 경우에 유리하다.
상기 제 2 기저필름(121)은 금속 재질을 포함함으로써 상기 제 1 접착층(112)에서 발생할 수 있는 기포(가스, 파티클)가 상기 제 2 접착층(122)에 전달되는 것을 방지시키고, 충분한 유지 특성으로 인하여 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 상기 반도체 패키지(10) 하면에 부착 시 상기 반도체 패키지(10) 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태를 유지할 수 있게 한다. 즉, 상기 제 2 기저필름(121)은 금속 재질을 포함함으로써 상기 제 1 접착층(112)에서 발생하는 가스 등이 상기 제 2 접착층(122)에 전달되는 것을 차단하고, 상기 제 2 접착층(122)이 평탄하게 유지되도록 지지하여 고온 및 고진공 환경에서 상기 돌출 전극(11)을 구비한 상기 반도체 패키지(10)의 하면과 접착 능력 및 밀착 능력을 지속적으로 유지하게 한다.
상기 제 2 접착층(122)은, 상기 제 2 기저필름(121) 상부에 적층되고, 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함한다.
상기 제 2 접착층(122)은, 상기 제 1 접착층(112)보다 작은 두께를 가지고, 상기 제 1접착층(122)의 접착력보다 약한 접착력을 가지는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 상기 제 2 접착층(122)은, 상기 돌출 전극(11)이 형성된 상기 반도체 패키지(10)의 하면 토폴로지를 따라 빈틈없이 접착이 가능하도록, 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 두께 및 50 gf/25mm 내지 500 gf/25mm 범위의 접착력을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제 2 접착층(122)은, 그 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 필요로 하는 접착력을 확보할 수 없어 공정 중에 상기 반도체 패키지(10)의 하면과의 접착 능력, 밀폐 능력 및 유지 특성이 저하되어 박리 현상이 발생할 수 있고, 50 ㎛ 초과인 경우에는 상기 반도체 패키지(10)의 하면에 부착 시 눌림 압력에 의해 측면으로 상기 제 2 접착층(122)이 밀려나와 불량이 발생하거나 공정 완료 후 상기 반도체 패키지(10)로부터 제거하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 접착층(122)은, 그 접착력이 50 gf/25mm 미만인 경우에는 EMI 차폐층 형성 공정의 고온 및 고진공 공정 환경에서 상기 제 2 접착층(122)이 상기 반도체 패키지(10)의 하면 및 상기 돌출 전극(11)으로부터 밀려나와 박리되는 현상이 발생하거나 공정 간 가스 및 파티클이 상기 제 2 접착층(122)과 상기 반도체 패키지(10) 접착면 사이로 침투되는 현상이 발생할 수 있고, 그 접착력이 500 gf/25mm 초과인 경우에는 EMI 차폐층 형성 공정 후 상온 및 대기압 상태에서 상기 반도체 패키지(10)로부터 제거하기 어렵거나 상기 반도체 패키지(10)의 하면 및 상기 돌출 전극(11)의 표면에 접착 물질이 잔류하는 문제가 발생할 수 있다.
재질 측면에 있어서, 상기 제 2 접착층(122)은, 트리메틸레이티드 실리카(Trimethylated silica) - 디메틸실록산(Dimethyl siloxane) 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 접착층(122)은, 트리메틸레이티드 실리카(Trimethylated silica) - 디메틸실록산(Dimethyl siloxane) 공중합체를 포함함으로써, EMI 차폐층 형성 공정 시 발생되는 열에 의한 물성 변형을 저감시키고, 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 요구되는 접착 특성, 유지 특성, 분리 특성 및 응력 특성을 용이하게 확보하게 한다.
나아가, 상기 제 2 접착층(122)은, 실록산 결합을 기본 골격으로 하여 망상 구조(Network structure)를 분자 구조로 가지므로, 상기 반도체 패키지(10)의 하면 및 상기 돌출 전극(11)과 상기 제 2 접착층(122)의 사이에 공극(Air gap)이 발생하더라도, 고온 및 고진공 환경에도 불구하고 공극이 과도하게 팽창하는 것을 방지하게 한다.
한편, 상기 제 2 접착층(122)은, 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 두께를 갖되, 상기 돌출 전극(11)의 사이즈가 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 증가하고, 상기 돌출 전극(11) 사이의 간격이 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 두께가 감소하는 것이 바람직하다.
상기 돌출 전극(11)의 사이즈가 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 상기 제 2 접착층(122)의 두께가 증가하는 이유는 상기 돌출 전극(11)의 사이즈가 증가할수록 상기 제 2 접착층(122)이 상기 돌출 전극(11)으로부터 밀려나와 박리되는 현상이 발생할 가능성이 크므로 상기 제 2 접착층(122)의 접착력을 높이기 위함이다.
또한, 상기 돌출 전극(11) 사이의 간격이 증가할수록 설정된 두께 범위 내에서 상기 제 2 접착층(122)의 두께가 감소하는 이유는 상기 돌출 전극(11) 사이의 간격이 증가할수록 상기 제 2 접착층(122)과 접착하는 반도체 패키지(10)의 하면의 면적이 증가함에 따라 EMI 차폐층 형성 공정 후 상기 제 2 접착층(122)이 쉽게 제거되지 않거나 상기 반도체 패키지(10)의 하면에 접착 물질이 잔류하는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 제 2 접착층(122)의 접착력을 낮추기 위함이다.
상기 제 2 접착층(122)은, 접착 특성과 관련하여, 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함함으로써 상기 반도체 패키지(10)의 하면과 상기 돌출 전극(11)이 접하는 영역에서 충분한 접착 특성을 부여하고, 분리 특성과 관련하여, 상기 제 1 접착층(112)보다 약한 접착력을 가짐으로써 EMI 차폐층 형성 공정 후 상기 반도체 패키지(10)로부터 상기 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)를 제거할 때 상기 제 1 접착층(112)이 아닌 상기 제 2 접착층(122)에서 분리가 일어나게 한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)는, 접착 특성, 유지 특성, 분리 특성 및 응력 특성이 우수하여 복수의 상기 돌출 전극(11)을 구비한 상기 반도체 패키지(10)의 EMI 차폐층 형성 공정 시 상기 반도체 패키지의 하면(10) 및 상기 반도체 패키지(10) 하면에 복수의 상기 돌출 전극(11)을 효과적으로 보호하게 한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 방법(S100)을 설명한다.
제 1 실시예와 제 2 실시예로 나누어 설명하기로 하며, 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)에서 상술한 구성에 대해서는 중복되는 설명을 일부 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 방법(S100)은 테이프 준비 단계(S110) 및 테이프 합지 단계(S120)를 포함하여 구성된다.
제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 방법(S100)은 제 1 테이프 준비 단계(S111) 및 제 1 테이프 합지 단계(S121)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 테이프 준비 단계(S111)는, 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 상기 제 1 기저필름(111), 아크릴계 공중합체를 포함하는 상기 제 1 접착층(112) 및 불소를 포함하는 제 1 이형필름(113)이 순차적으로 적층된 제 1 테이프(110), 및 금속 재질을 포함하는 상기 제 2 기저필름(121), 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 제 2 접착층(122) 및 불소를 포함하는 제 2 이형필름(123)이 순차적으로 적층된 제 2 테이프(120)를 제조하는 단계이다.
먼저, 상기 제 1 테이프(110)를 제조하는 방법은, 제조자가 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 상기 제 1 기저필름(111)을 준비하는 과정으로 시작된다. 전술한 바와 같이, 상기 제 1 기저필름(111)은 적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 또는 상기 제 1 기저필름(111)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리올레핀(Polyolefin) 중 어느 하나의 단일층 또는 둘 이상이 적층된 다층 구조로 형성되고, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
이어, 제조자는 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 25-30 중량부, 아세트산 에틸 70-75 중량부의 상기 제 1 접착조성물(80-120 중량부) 및 상기 에폭시계 경화제(0.5-1.5 중량부)를 혼합 용기에 주입하고 교반 작업을 통해 혼합하거나, 부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 25-30 중량부, 아세트산 에틸 70-75 중량부의 상기 제 1 접착조성물(40-60 중량부), 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체 25-30 중량부, 톨루엔 50-55 중량부, 아세트산 에틸 15-20 중량부의 상기 2 접착조성물(40-60중량부), 및 상기 에폭시계 경화제를 혼합 용기에 주입하고 교반 작업을 통해 혼합할 수 있다. 이때, 교반 작업을 통한 혼합 공정은 상온과 상습 조건에서 시행될 수 있다.
이때, 제조자는 상기 제 1 접착조성물 및 상기 에폭시계 경화제가 교반, 혼합된 아크릴계 조성물 또는 상기 제 1 접착조성물, 상기 제 2 접착조성물 및 에폭시계 경화제가 교반, 혼합된 아크릴계 조성물을 안정화시킨다. 아크릴계 조성물의 안정화는 아크릴계 조성물 내 기포를 제거함과 동시에 아크릴계 조성물의 화학적 안정성 및 고른 가교 반응을 유도하기 위한 것이다. 아크릴계 조성물의 안정화의 일 방편으로 아크릴계 조성물 내 기포를 제거하기 위해 초음파 처리 또는 진공 흡입을 진행할 수 있고, 기포 제거 후 아크릴계 조성물의 안정화를 위해 4시간 내지 12시간동안 제조된 아크릴계 조성물을 열적 평형 상태에서 휴지시킬 수 있다. 아크릴계 조성물의 안정화는 화학적 안정성을 확보하고 급격한 가교 반응을 방지하기 위해 열적 평형 상태에서 진행하는 것이 바람직하다.
이어, 제조자는 콤마 코터(Comma coater), 슬롯다이 코터(Slot-die coater), 그라비아 코터(Gravure coater) 등을 이용하여 상기 제 1 기저필름(111) 상에 안정화된 아크릴계 조성물을 도포한 후 건조 및 경화하는 방식으로 상기 제 1 접착층(112)을 형성한다.
이때, 제조자는 콤마 코터(Comma coater), 슬롯다이 코터(Slot-die coater), 그라비아 코터(Gravure coater) 등을 이용하여 상기 제 1 접착층(112)의 최종 두께 보다 더 두껍게 아크릴계 조성물을 상기 제 1 기저필름(111) 상에 도포할 수 있다. 구체적으로, 콤마 코터, 슬롯다이 코터, 그라비아 코터 등은 상기 제 1 접착층(112)의 목표 두께 대비 2.5배 내지 3.5배 더 두껍게 아크릴계 조성물을 도포하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 접착층(112)의 목표 두께가 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위인 경우 콤마 코터는 250 ㎛ 내지 2450 ㎛ 범위의 도포 두께로 아크릴계 조성물을 도포하도록 제어될 수 있다. 상기 1 기저필름(111) 상에 안정화된 아크릴계 조성물을 도포하는 방법은 스핀코팅법 또는 스프레이법 등으로도 수행될 수 있다.
이어, 제조자는 건조 열처리 및 숙성 경화 과정을 통해 상기 제 1 접착층(112)을 최종 형성할 수 있으며, 이 과정 중 상기 제 1 접착층(112)의 두께가 점차 감소하여 목표 두께에 도달하게 된다.
보다 구체적으로, 제조자는 상기 제 1 접착층(112)에 대한 건조 열처리를 진행한다. 건조 열처리는 아크릴계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 90℃ 내지 120℃ 범위의 온도에서 15분 내지 30분동안 진행할 수 있다.
경우에 따라서는 건조 열처리는 1차, 2차, 3차 건조 열처리로 분리하여 수행될 수 있다.
이때, 1차 건조 열처리는 아크릴계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 60℃ 내지 80℃ 범위의 온도에서 3분 내지 6분동안 진행될 수 있다.
이어, 2차 건조 열처리는 1차 건조 열처리와 마찬가지로 아크릴계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 1차 건조 열처리보다 높은 온도에서 1차 건조 열처리와 동일한 시간동안 진행될 수 있다. 예를 들어, 2차 건조 열처리는 90℃ 내지 120℃ 범위의 온도에서 3분 내지 6분동안 진행될 수 있다.
이어, 3차 건조 열처리는 1차 및 2차 건조 열처리와 마찬가지로 아크릴계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 2차 건조 열처리보다 높은 온도에서 2차 건조 열처리보다 긴 시간동안 진행될 수 있다. 예를 들어, 3차 건조 열처리를 190℃ 내지 210℃ 범위의 온도에서 9분 내지 18분동안 진행할 수 있다.
여기서, 1차 내지 3차 건조 열처리 과정에서 단계적으로 온도를 상승시키면서 상기 제 1 접착층(112)을 건조시키는 것은 상기 제 1 접착층(112)이 표면부터 건조 및 경화되는 것을 방지하기 위한 것으로, 이를 통해 상기 제 1 접착층(112) 내 기포를 용이하게 제거할 수 있다. 아울러, 3차 건조 열처리를 진행한 후, 상온까지 서서히 온도를 감소시켜 줌으로써 보다 안정적인 상태 및 고른 두께를 갖는 상기 제 1 접착층(112)을 구현할 수 있다.
이어, 제조자는 20℃ 내지 60℃에서 12시간 내지 48시간동안 상기 제 1 접착층(112)을 숙성시켜 안정화 및 경화시킨다. 즉, 건조 열처리 과정에서 뜨거워진 상기 제 1 기저필름(111) 및 상기 제 1 접착층(112)을 20℃ 내지 60℃까지 천천히 식혀주는 휴지기를 통해 상기 제 1 접착층(112) 내 가교 반응을 안정적으로 마무리함과 동시에 상기 제 1 접착층(112)에 요구되는 물성을 확보하게 한다.
이어, 제조자는 상기 제 1 접착층(112) 상에 불소가 함유된 상기 제 1 이형필름(113)을 부착한다. 상기 제 1 이형필름(113)은 아크릴계 공중합체를 포함하는 상기 제 1 접착층(112)를 보호함과 동시에 상기 제 1 접착층(112)과의 분리가 용이하도록 불소가 함유된 것일 수 있으며, 3 gf/25mm 내지 8 gf/25mm 범위의 접착력을 가질 수 있다. 이때, 상기 제 1 이형필름(113)은, 그 접착력이 3 gf/25mm 미만인 경우에는 자연적으로 상기 제 1 접착층(112)에서 벗겨질 수 있고, 그 접착력이 8 gf/25mm 초과인 경우에는 상기 제 1 이형필름(113)을 제거하는 과정에서 상기 제 1 접착층(112)이 손상될 수 있는 문제점이 있다.
제조자는 상술한 공정 과정을 통해 상기 제 1 테이프(110)를 제조할 수 있다.
한편, 상기 제 2 테이프(120)를 제조하는 방법은, 제조자가 적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도(Tensile strength), 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율(Elongation), 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지는 상기 제 2 기저필름(121)을 준비하는 과정으로 시작된다.
이어, 제조자는 트리메틸레이티드 실리카(Trimethylated silica) - 디메틸실록산(Dimethyl siloxane) 공중합체, 에틸벤젠(Ethylbenzene) 용매, 및 에폭시계 경화제를 혼합 용기에 주입하고 교반 작업을 통해 혼합한다. 이때, 교반 작업을 통한 혼합 공정은 상온과 상습 조건에서 시행될 수 있다.
이때, 제조자는 교반, 혼합된 실리콘계 조성물을 안정화시킨다. 실리콘계 조성물의 안정화는 실리콘계 조성물 내 기포를 제거함과 동시에 실리콘계 조성물의 화학적 안정성 및 고른 가교 반응을 유도하기 위한 것이다. 실리콘계 조성물의 안정화의 일 방편으로 실리콘계 조성물 내 기포를 제거하기 위해 초음파 처리 또는 진공 흡입을 진행할 수 있고, 기포 제거 후 실리콘계 조성물의 안정화를 위해 4시간 내지 12시간동안 제조된 실리콘계 조성물을 열적 평형 상태에서 휴지시킬 수 있다. 실리콘계 조성물의 안정화는 화학적 안정성을 확보하고 급격한 가교 반응을 방지하기 위해 열적 평형 상태에서 진행하는 것이 바람직하다.
이어, 제조자는 콤마 코터(Comma coater), 슬롯다이 코터(Slot-die coater), 그라비아 코터(Gravure coater) 등을 이용하여 상기 제 2 기저필름(121) 상에 안정화된 실리콘계 조성물을 도포한 후 건조 및 경화하는 방식으로 상기 제 2 접착층(122)을 형성한다.
이때, 제조자는 콤마 코터(Comma coater), 슬롯다이 코터(Slot-die coater), 그라비아 코터(Gravure coater) 등을 이용하여 제 2 접착층(122)의 최종 두께 보다 더 두껍게 실리콘계 조성물을 상기 제 2 기저필름(121) 상에 도포할 수 있다. 구체적으로, 콤마 코터(Comma coater), 슬롯다이 코터(Slot-die coater), 그라비아 코터(Gravure coater) 등은 상기 제 2 접착층(122)의 목표 두께 대비 2.5배 내지 3.5배 더 두껍게 실리콘계 조성물을 도포하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 접착층(122)의 목표 두께가 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위인 경우 콤마 코터는 25 ㎛ 내지 175 ㎛ 범위의 도포 두께로 실리콘계 조성물을 도포하도록 제어될 수 있다. 상기 제 2 기저필름(121) 상에 안정화된 실리콘계 조성물을 도포하는 방법은 스핀코팅법 또는 스프레이법 등으로도 수행될 수 있다.
이어, 제조자는 건조 열처리 및 숙성 경화 과정을 통해 상기 제 2 접착층(122)을 최종 형성할 수 있으며, 이 과정 중 상기 제 2 접착층(122)의 두께가 점차 감소하여 목표 두께에 도달하게 된다.
보다 구체적으로, 제조자는 상기 제 2 접착층(122)에 대한 건조 열처리를 진행한다. 건조 열처리는 실리콘계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 160℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 15분 내지 30분동안 진행할 수 있다.
경우에 따라서는 건조 열처리는 1차, 2차, 3차 건조 열처리로 분리하여 수행될 수 있다.
이때, 1차 건조 열처리는 실리콘계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 60℃ 내지 80℃ 범위의 온도에서 3분 내지 6분동안 진행될 수 있다.
이어, 2차 건조 열처리는 1차 건조 열처리와 마찬가지로 실리콘계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 1차 건조 열처리보다 높은 온도에서 1차 건조 열처리와 동일한 시간동안 진행될 수 있다. 예를 들어, 2차 건조 열처리는 160℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 3분 내지 6분동안 진행될 수 있다.
이어, 3차 건조 열처리는 1차 및 2차 건조 열처리와 마찬가지로 실리콘계 조성물 내 용매를 제거함과 동시에 가교 반응을 활성화시키기 위한 것으로, 적외선 램프 또는 적외선/열풍 병용 건조 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 2차 건조 열처리보다 높은 온도에서 2차 건조 열처리보다 긴 시간동안 진행될 수 있다. 예를 들어, 3차 건조 열처리를 190℃ 내지 210℃ 범위의 온도에서 9분 내지 18분동안 진행할 수 있다.
여기서, 1차 내지 3차 건조 열처리 과정에서 단계적으로 온도를 상승시키면서 상기 제 2 접착층(122)을 건조시키는 것은 상기 제 2 접착층(122)이 표면부터 건조 및 경화되는 것을 방지하기 위한 것으로, 이를 통해 상기 제 2 접착층(122) 내 기포를 용이하게 제거할 수 있다. 아울러, 3차 건조 열처리를 진행한 후, 상온까지 서서히 온도를 감소시켜 줌으로써 보다 안정적인 상태 및 고른 두께를 갖는 상기 제 2 접착층(122)을 구현할 수 있다.
이어, 제조자는 20℃ 내지 30℃에서 12시간 내지 24시간동안 상기 제 2 접착층(122)을 숙성시켜 안정화 및 경화시킨다. 즉, 건조 열처리 과정에서 뜨거워진 상기 제 2 기저필름(121) 및 상기 제 2 접착층(122)을 20℃ 내지 30℃까지 천천히 식혀주는 휴지기를 통해 상기 제 2 접착층(122) 내 가교 반응을 안정적으로 마무리함과 동시에 상기 제 2 접착층(122)에 요구되는 물성을 확보하게 한다.
이어, 제조자는 상기 제 2 접착층(122) 상에 불소가 함유된 상기 제 2 이형필름(123)을 부착한다. 상기 제 2 이형필름(123)은 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 포함하는 상기 제 2 접착층(122)를 보호함과 동시에 상기 제 2 접착층(122)과의 분리가 용이하도록 불소가 함유된 것일 수 있으며, 3 gf/25mm 내지 8 gf/25mm 범위의 접착력을 가질 수 있다. 이때, 상기 제 2 이형필름(123)은, 그 접착력이 3 gf/25mm 미만인 경우에는 자연적으로 상기 제 2 접착층(122)에서 벗겨질 수 있고, 그 접착력이 8 gf/25mm 초과인 경우에는 상기 제 2 이형필름(123)을 제거하는 과정에서 상기 제 2 접착층(122)이 손상될 수 문제점이 있다.
제조자는 상술한 공정 과정을 통해 상기 제 2 테이프(110)를 제조할 수 있다.
상기 제 1 테이프 합지 단계(S121)는, 제조자가 상기 제 1 테이프(110)에서 상기 제 1 이형필름(113)을 제거하고, 상기 제 1 접착층(112)과 상기 제 2 기저필름(121)을 면 접촉시켜 상기 제 1 테이프(110)와 상기 제 2 테이프(120)를 합지하는 단계이다.
이후, 사용자는 EMI 차폐층 형성 공정 전에 상기 제 2 테이프(120)의 상기 제 2 이형필름(123)을 제거하고, 상기 제 2 접착층(122)을 상기 반도체 패키지(10)의 하면 및 상기 돌출 전극(11)에 접촉시키는 방식으로 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 접착테이프(100)를 부착하게 된다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 방법(S100)은 제 2 테이프 준비 단계(S112) 및 제 2 테이프 합지 단계(S122)를 포함하여 구성된다.
상기 제 2 테이프 준비 단계(S112)는, 플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 상기 제 1 기저필름(111), 아크릴계 공중합체를 포함하는 상기 제 1 접착층(112) 및 불소를 포함하는 제 1 이형필름(113)이 순차적으로 적층된 제 1 테이프(110), 및 제 3 이형필름(131)에 금속 증착 방식으로 상기 제 2 기저필름(121)을 형성한 제 3 테이프(130), 및 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 상기 제 2 접착층(122) 및 불소를 포함하는 상기 제 2 이형필름(123)이 순차적으로 적층된 제 4 테이프(140)를 제조하는 단계이다.
먼저, 상기 제 1 테이프(110)를 제조하는 방법은, 제 1 실시예와 내용이 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 제 3 테이프(130)를 제조하는 방법은, 상기 제 3 이형필름(131)에 금속 증착 방식으로 상기 제 2 기저필름(121)을 형성하는 방식으로 수행된다. 보다 상세하게는, 상기 제 2 기저필름(121)은, 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)를 상기 제 3 이형필름(131)에 금속 증착 방식으로 증착시켜 금속 증착의 전사필름 형태의 상기 제 3 테이프(130)로 제조될 수 있다. 금속 증착 방식으로는 스퍼터링 방식 등의 사용이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 3 이형필름(131)은, 상기 제 1 이형필름(113) 및 상기 제 2 이형필름(123)과 동일한 특성을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 기저필름(210)은 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지도록 상기 제 3 이형필름(131)에 증착되는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 두께는 상기 돌출 전극(11)의 크기가 상대적으로 큰 경우에 유리하다.
한편, 상기 제 4 테이프(140)를 제조하는 방법은, 상기 제 2 이형필름(123)을 기저필름으로 활용하여 상기 제 2 접착층(122)을 형성하는 방식으로 수행된다. 이에 대해서는, 제 1 실시예에서 상기 제 2 기저필름(121)에 상기 제 2 접착층(122)을 형성하는 방법과 내용이 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
상기 제 2 테이프 합지 단계(S122)는, 제조자가 상기 제 1 테이프(110)에서 상기 제 1 이형필름(113)을 제거한 후 상기 제 1 접착층(112)과 상기 제 3 테이프(130)의 상기 제 2 기저필름(121)을 면 접촉시켜 상기 제 1 테이프(110)와 상기 제 3 테이프(130)를 합지하고, 상기 제 3 테이프(130)에서 상기 제 3 이형필름(131)을 제거한 후 상기 제 2 기저필름(121)과 상기 제 4 테이프(140)의 상기 제 2 접착층(122)을 면 접촉시켜 상기 제 3 테이프(130)와 상기 제 4 테이프(140)를 합지하는 단계이다.
이후, 사용자는 EMI 차폐층 형성 공정 전에 상기 제 4 테이프(140)의 상기 제 2 이형필름(123)을 제거하고, 상기 제 2 접착층(122)을 상기 반도체 패키지(10)의 하면 및 상기 돌출 전극(11)에 접촉시키는 방식으로 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 접착테이프(100)를 부착하게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프(100)의 제조 방법(S100)은 개별 제조 공정을 통해 상기 제 1 테이프(110) 내지 상기 제 4 테이프(120)를 제조한 후 합지하여 상기 반도체 제조 공정용 접착테이프(100) 최종 제품을 제조하게 함으로써, 상기 제 1 테이프(110) 내지 상기 제 4 테이프(140)의 제조 공정에서 불량이 발생한 경우 불량이 발생한 개별 테이프만을 폐기하는 것이 가능하게 함으로써 전체적인 공정 수율을 향상시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.
본 발명은 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 관한 것으로, 반도체 패키지의 EMI(Electro Magnetic Interference) 차폐층 형성 공정과 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.
10: 반도체 패키지
11: 돌출 전극
100: 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프
110: 제 1 테이프
111: 제 1 기저필름
112: 제 1 접착층
113: 제 1 이형필름
120: 제 2 테이프
121: 제 2 기저필름
122: 제 2 접착층
123: 제 2 이형필름
130: 제 3 테이프
131: 제 3 이형필름
140: 제 4 테이프

Claims (15)

  1. 복수의 돌출 전극이 형성된 반도체 패키지 하면에 부착되는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프에 있어서,
    제 1 기저필름;
    상기 제 1 기저필름 상부에 적층되고, 아크릴계 공중합체를 포함하는 제 1 접착층;
    상기 제 1 접착층 상부에 적층되고, 상기 반도체 패키지의 하면 토폴로지에 대응하도록 형태가 변형된 후 공정 간 변형된 형태가 유지되도록 금속 재질을 포함하는 제 2 기저필름; 및
    상기 제 2 기저필름 상부에 적층되고, 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 제 2 접착층;
    을 포함하고,
    상기 제 1 기저필름은,
    플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 1 접착층은,
    부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 및 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 1 접착층은,
    부틸 아크릴산(Butyl acrylate) - 부틸 메타크릴산(Butyl methacrylate) - 메타크릴산(Methacrylic acid) - 메틸 메타크릴산(Methyl methacrylate) - 스타이렌(Styrene) 공중합체 25-30 중량부, 아세트산 에틸 70-75 중량부의 제 1 접착조성물, 및 아크릴산(Acrylic acid) - 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) - 2-에틸헥실 메타크릴산(2-Ethylhexyl methacrylate) - 글리시딜 메타크릴산(Glycidyl methacrylate) 공중합체 25-30 중량부, 톨루엔 50-55 중량부, 아세트산 에틸 15-20 중량부의 제 2 접착조성물과 에폭시계 경화제를 혼합하여 상기 제 1 기저필름에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 1 접착층은,
    상기 제 1 접착조성물 40-60 중량부, 상기 제 2 접착조성물 40-60 중량부, 및 상기 에폭시계 경화제 0.5-1.5 중량부를 혼합하여 상기 제 1 기저필름에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 1 접착층은, 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위의 두께 및 적어도 500 gf/25mm 이상의 접착력을 가지고, 상기 제 2 접착층은, 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 두께 및 50 gf/25mm 내지 500 gf/25mm 범위의 접착력을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 기저필름은,
    폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리올레핀(Polyolefin) 중 어느 하나의 단일층 또는 둘 이상이 적층된 다층 구조로 형성되고, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 1 기저필름은,
    적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 제 2 기저필름은,
    1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제 2 기저필름은,
    적어도 99 wt% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하여 4.8 kgf/mm2 내지 14.4 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 6.4 % 내지 19.2 % 범위의 연신율, 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지거나, 적어도 99 wt% 이상의 구리(Cu)를 포함하여 8 kgf/mm2 내지 31.2 kgf/mm2 범위의 인장 강도, 3.2 % 내지 14.4 % 범위의 연신율, 및 10 ㎛ 내지 35 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제 2 접착층은,
    트리메틸레이티드 실리카(Trimethylated silica) - 디메틸실록산(Dimethyl siloxane) 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프.
  14. 제1항, 제3항, 제4항, 제11항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제조하기 위한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법에 있어서,
    플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 상기 제 1 기저필름, 아크릴계 공중합체를 포함하는 상기 제 1 접착층 및 불소를 포함하는 제 1 이형필름이 순차적으로 적층된 제 1 테이프, 및 금속 재질을 포함하는 상기 제 2 기저필름, 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 상기 제 2 접착층 및 불소를 포함하는 제 2 이형필름이 순차적으로 적층된 제 2 테이프를 제조하는 제 1 테이프 준비 단계; 및
    상기 제 1 테이프에서 상기 제 1 이형필름을 제거하고, 상기 제 1 접착층과 상기 제 2 기저필름을 면 접촉시켜 상기 제 1 테이프와 상기 제 2 테이프를 합지하는 제 1 테이프 합지 단계;
    를 포함하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법.
  15. 제1항, 제3항, 제4항, 제11항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프를 제조하기 위한 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법에 있어서,
    플라스틱 재질 또는 금속 재질을 포함하는 상기 제 1 기저필름, 아크릴계 공중합체를 포함하는 상기 제 1 접착층 및 불소를 포함하는 제 1 이형필름이 순차적으로 적층된 제 1 테이프와, 제 3 이형필름에 금속 증착 방식으로 상기 제 2 기저필름을 형성한 제 3 테이프, 및 망상 구조를 가지는 실리콘을 포함하는 상기 제 2 접착층 및 불소를 포함하는 제 2 이형필름이 순차적으로 적층된 제 4 테이프를 제조하는 제 2 테이프 준비 단계; 및
    상기 제 1 테이프에서 상기 제 1 이형필름을 제거한 후 상기 제 1 접착층과 상기 제 3 테이프의 상기 제 2 기저필름을 면 접촉시켜 상기 제 1 테이프와 상기 제 3 테이프를 합지하고, 상기 제 3 테이프에서 상기 제 3 이형필름을 제거한 후 상기 제 2 기저필름과 상기 제 4 테이프의 상기 제 2 접착층을 면 접촉시켜 상기 제 3 테이프와 상기 제 4 테이프를 합지하는 제 2 테이프 합지 단계;
    를 포함하는 반도체 패키지 제조 공정용 접착 테이프의 제조 방법.
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