KR102629261B1 - 반도체 패키지 스퍼터링용 부재 및 이를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 패키지 스퍼터링용 부재 및 이를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재는 기재층과 점착층이 순차적으로 형성되는 적층필름; 및 상기 점착층의 테두리와 접하는 중공형의 프레임;을 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재이며, 상기 점착층은 반도체 패키지가 부착되며, 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된다.
Description
본 발명은 반도체 패키지 스퍼터링용 부재 및 이를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법에 관한 것이다.
최근, 전자기기는 소형화 및 고주파수 동작화가 이루어지고 있으며, 이에 따라 전자기기에 탑재되는 반도체 패키징 기술의 중요성이 부각되고 있다. 한편 반도체 패키징 기술은, 반도체 패키지의 소형화와 함께, 반도체 패키지 실장시 작업성과, 반도체 실장 후의 기계적 및 전기적 신뢰성이 요구된다.
볼 그리드 배열(Ball Grid Array, BGA)은 집적회로에서 사용되는 표면 실장 패키지의 한 종류이다. 일반적으로 볼 그리드 배열은 금속회로배선이 형성된 기판의 상면에, 반도체 칩이 부착되며, 상기 반도체 칩의 본딩패드와 기판 절연체의 회로배선이 도전성 와이어로 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되고, 기판의 하면에 외부 접속단자로서 복수 개의 솔더 볼이 격자형태로 배열된다. 볼 그리드 배열형태의 반도체 패키지에서는, 격자형으로 배열된 솔더 볼이 전기적 신호를 전달하는 역할을 하게 된다.
한편, 최근 전자기기의 다기능화, 고주파화, 고용량화 및 고속화됨에 따라 전자기파의 방출량이 증가하고 있으며, 전자파 간섭을 방지하기 위해 전자기기의 반도체 패키지의 전자파 차폐 중요성이 더욱 증가하고 있다.
일반적으로 반도체 패키지 제조시 스퍼터링(sputtering)을 통해 전자파 차폐층을 형성하게 된다. 스퍼터링을 이용한 차폐층은, 볼 그리드가 위치한 반도체 패키지 하면을 제외한 모든 부위에 형성된다.
한편, 스퍼터링은 진공 및 고온 조건의 설비에서 실시한다. 따라서 원형 또는 사각형의 프레임(frame)에 기재 필름 등을 배치한 로딩부재 상에 반도체 패키지를 로딩 후 이를 스퍼터링 설비에 투입하여 스퍼터링을 실시한다.
구체적으로 상기 테이블 부재에 기재 필름 표면에 반도체 패키지를 로딩한 다음, 반도체 패키지를 진공 및 고온 조건에서 구리(Cu) 및 스테인리스 스틸(SUS)을 이용하여 스퍼터링하여 전자파 차폐층을 형성한다. 이때, 반도체 패키지의 볼 그리드가 형성된 부위를 완벽하게 마스킹하기 위해 기재필름 상면에 접착층을 적층하고, 반도체 패키지의 볼 그리드를 접착층와 완전히 밀착시킨 후 스퍼터링을 실시하여 차폐층을 형성하게 된다.
종래에는 반도체 패키지 스퍼터링을 위해 기재필름 및 접착층 표면에 반도체 패키지 사이즈에 대응하는 홀을 레이저로 천공하는 방법을 사용하였다. 그러나, 이와 같이 로딩부재 상에 레이저 천공으로 홀을 형성하는 경우, 지나치게 많은 홀을 천공하면 기재필름이 늘어나기 때문에 일정 수량의 홀만 천공해야 하여 생산량(UPH) 증가가 어려웠다. 또한 기재필름의 늘어남을 방지하기 위해 두꺼운(75㎛ 이상) 기재필름이 요구되며, 레이저 천공은 보다 많은 시간이 소요되고, 레이저 소스는 그 특성상 일정 시간만 사용하고 교체해야 하기 때문에 비용이 증가하는 문제가 있었다. 또한 레이저로 천공된 홀에 정확히 맞는 반도체 패키지만 로딩이 가능하기 때문에, 비전 시스템(vision system) 등 고가의 정밀한 로딩 장비가 필요하였다.
또한 경화된 접착층과 볼 그리드 배열이 접촉하는 부위는 반도체 패키지를 이형하는 과정에서 버(burr)가 발생하여 패키지 불량률이 증가하게 된다. 반도체 패키지는 통상 스트립(strip) 형태로 한 번에 제조한 다음, 쏘잉(sawing) 하여 유닛(unit) 형태로 자르게 되는데, 반도체 패키지에서 볼과 말단부의 거리가 짧은 경우, 스퍼터링 작업이 불가능하여, 반도체 패키지의 소형화가 어려운 문제가 있었다.
이러한 문제를 개선하기 위해 기재필름의 하면에 접착층을 통해 금속 스탠실(stencil) 등의 금속성 부재를 부착하여 홀을 레이저 천공하는 방법이 도입되었다. 기재필름 하면에 스탠실을 부착하는 경우, 많은 수의 홀을 가공해도 기재필름의 늘어남을 방지할 수 있어 생산성을 향상되는 장점이 있었다. 그러나 반도체 스퍼터링 공정 반복시 스탠실이 휘거나 변형되어 더 이상 사용이 불가하여 주기적인 교체가 필요하고, 스텐실과 기재필름에 동일한 사이즈로 홀을 천공해야 하기 때문에 정밀한 레이저 장비가 요구되며, 스텐실과 기재필름의 라미네이션을 위해 별도의 장비가 요구되는 문제가 있었다.
이러한 레이저 천공을 하지 않는 종래 기술로는, 반도체 패키지를 스트립(strip) 상태에서 보조 마스킹 테이프를 부착하여 반도체 패키지 하면의 볼을 보호하는 방법이 사용되고 있다. 보조 마스킹 테이프의 경우 광경화성 테이프와 박형의 폴리이미드 테이프 등을 사용하게 된다.
그러나 보조 마스킹 테이프는 고가로 이를 사용시 생산 비용이 증가하게 되며, 보조 마스킹 테이프를 기재필름에 부착하기 위해 별도의 접착테이프가 요구된다. 또한 기재필름 표면에서부터 보조 마스킹 테이프의 두께 만큼 반도체 패키지의 높이가 증가하므로 반도체 패키지의 양측면을 차폐하기 위한 추가 공간이 필요하며, 단위 반도체 패키지의 제조 과정에서 보조 마스킹 테이프까지 쏘잉하기 때문에 보조 마스킹 테이프가 들뜨게 되어 차폐 효과가 감소하고, 버(burr)가 발생하여 스퍼터링시 쉴딩이 제대로 되지 않아 불량률이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 일본 공개특허공보 제2003-342540호(2003.12.03. 공개, 발명의 명칭: 반도체 가공용 점착시트)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 점착층과 반도체 패키지 하면과의 들뜸 현상을 방지하며, 반도체 패키지 불량률을 최소화할 수 있는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스퍼터링 공정 후 반도체 패키지의 이형 과정에서 점착 성분의 잔류 및 버(burr) 발생을 방지할 수 있는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 극소형의 반도체 패키지 제조가 가능한 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정 단순화 효과, 생산량(UPH) 증가 효과 및 경제성이 우수한 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 반도체 패키지 스퍼터링용 부재에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재는 기재층과 점착층이 순차적으로 형성되는 적층필름; 및 상기 점착층의 테두리와 접하는 중공형의 프레임;을 포함하고, 상기 점착층은 반도체 패키지가 부착되며, 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된다.
일 구체예에서 상기 기재층은 두께가 25~150㎛ 이고, 상기 점착층은 두께가 50~300㎛ 일 수 있다.
일 구체예에서 상기 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 반도체 패키지 스퍼터링 방법은 기재층과 점착층이 순차적으로 형성되는 적층필름 및 상기 점착층의 테두리와 접하는 중공형의 프레임을 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 마련하는 단계; 반도체 패키지의 볼 그리드 배열이 형성된 면을 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 접착층 표면에 부착하고 가압하는 단계; 반도체 패키지가 부착된 점착층 부위를 광조사하여 경화하는 단계; 상기 반도체 패키지에 스퍼터링을 실시하는 단계; 및 상기 스퍼터링된 반도체 패키지를 상기 점착층으로부터 이형하는 단계;를 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링 방법이며, 상기 점착층은 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된다.
일 구체예에서 상기 가압은 상기 기재층의 일측부에서 타측부를 향해 롤러를 가압하면서 이동하여 실시하는 것이며, 상기 가압시 상기 볼 그리드 배열의 적어도 일부가 점착층에 침투할 수 있다.
본 발명의 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 적용시, 점착층과 반도체 패키지 하면과의 들뜸 현상을 방지하여 반도체 패키지의 불량률을 최소화하고, 스퍼터링 공정 후 반도체 패키지의 이형 과정에서 점착 성분의 잔류 및 버(burr) 발생을 방지하며, 극소형의 반도체 패키지 제조가 가능하며, 공정 단순화 효과, 생산량(UPH) 증가 효과 및 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법을 모식적으로 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 “상면”과 “하면”은 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 “상면”이 “하면”으로, “하면”이 “상면”으로 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 위(on)” 또는 “상(on)”으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 “(메타)아크릴”은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미할 수 있다.
반도체 패키지 스퍼터링용 부재
본 발명의 하나의 관점은 반도체 패키지 스퍼터링용 부재에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 평면도이다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 패키지 스퍼터링용 부재(100)는 기재층(12)과 점착층(14)이 순차적으로 형성되는 적층필름(10); 및 적층필름의 점착층(14) 테두리와 접하는 중공형의 프레임(20);을 포함하고, 점착층(14)은 반도체 패키지가 부착되며, 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된다.
프레임(20)은 상기 적층필름 및 반도체 패키지를 지지하며, 스퍼터링 기기에 상기 반도체 패키지를 로딩하기 위하여 포함될 수 있다. 상기 도 1 및 도 2와 같이 프레임(20)은 중공 형태이며, 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. 예를 들면 원형 또는 사각형일 수 있다.
일 구체예에서 상기 프레임은 금속 또는 플라스틱 소재를 포함할 수 있다.
상기 기재층은 반도체 패키지를 지지하면서, 반도체 패키지의 볼 그리드를 커버하여 스퍼터링시 차폐하는 역할을 할 수 있다. 일 구체예에서 상기 기재층은 두께가 25~150㎛일 수 있다. 상기 조건에서 볼 그리드를 안정적으로 커버하여 스퍼터링시 작업성이 우수하고 불량을 방지할 수 있다. 예를 들면 100~125㎛ 일 수 있다.
일 구체예에서 상기 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 기재층을 포함시 치수 안정성이 우수하며, 점착층과의 부착력이 우수하고, 투명성이 우수하여 UV가 용이하게 투과하여 광경화 작업 효율성이 우수하며, 볼 그리드를 안정적으로 커버할 수 있다. 예를 들면 상기 기재층은 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지를 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 점착층은 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된다. 예를 들면 상기 광경화성 점착 조성물은 (메타)아크릴계 공중합체, 우레탄아크릴 올리고머, 경화제 및 광개시제를 포함할 수 있다. 다른 예를 들면 상기 광경화성 점착 조성물은 (메타)아크릴계 공중합체, 우레탄아크릴 올리고머, 경화제 및 광개시제를 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체는 광(UV)경화성 (메타)아크릴계 모노머 및 아크릴산의 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 (메타)아크릴계 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 5000~50000g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하면서, 점착층의 내구성 및 기계적 물성이 우수할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴 올리고머는 2 이상의 중합 가능한 불포화 그룹인 중합성 관능기를 가지면서, 우레탄 결합을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 중합성 관능기는 3개 내지 6개를 포함할 수 있다. 상기 조건에서 상기 점착층의 내구성과 점착강도가 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 우레탄 아크릴 올라고머는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등의 이소시아네이트 화합물과, 중합이 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 아크릴레이트 모노머를 반응하여 형성된 생성물을 포함할 수 있다. 상기 중합이 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 아크릴레이트 모노머로는 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 등을 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 우레탄 아크릴 올리고머는 중량평균분자량이 300~4500g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 점착층의 내구성과 점착강도가 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 우레탄 아크릴 올리고머는 5~80 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 혼합성이 우수하고, 점착층의 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 20~80 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 20~40 중량부 포함될 수 있다.
일 구체에에서 상기 경화제는 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 경화제는 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트리렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메칠 시클로헥산, 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 경화제는 0.1~10 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 혼합성이 우수하고, 점착층의 경도 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 1~10 중량부 포함될 수 있다.
상기 광개시제는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-페논, 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤, 벤조 페논, 1-(4-이소프로필페닐) 2-하이드록시 2-메틸 1-온, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸 프로판 1-온, α,α-다이에톡시아세토페논, 2,2-디에톡시 1-페닐 에타논 및 비스(2,4,6-트리메틸 벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 광개시제는 1~10 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 혼합성이 우수하고, 광경화가 용이하게 이루어지며 경도 및 내구성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 일 구체예에서 상기 용제는 물, 알코올계 용제, 케톤계 용제, 아마이드계 용제 및 에테르계 용제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 알코올계 용제로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 부탄올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 케톤계 용제로는 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 아마이드계 용제로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAC) 및 디메틸포름아미드(DMF) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 에테르계 용제로는 셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트 및 부틸 셀로솔브 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 용제는 5~500 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 점도 조절이 용이하고, 혼합성 및 작업성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 조성물은 (메타)아크릴 모노머를 더 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴 모노머는 중합이 가능한 불포화 그룹인 중합성 관능기를 1개 내지 6개 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 (메타)아크릴 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 테트라글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 메타크릴레이트, 프로폭시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리뜨리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리틸 헥사아크릴레이트, 글리세릴 프로폭시 트리아크릴레이트 및 트리스 이소시아누레이트 트리아크릴레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 상기 (메타)아크릴계 모노머는 5~80 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 내구성과 점착강도가 우수할 수 있다. 예를 들면 20~80 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 20~40 중량부 포함될 수 있다.
상기 조건의 점착층을 적용시, 종래 반도체 패키지 스퍼터링을 위해 기재필름에 레이저 천공으로 홀을 형성할 필요가 없어 비용 절감효과가 우수하며, 생산성(UPH)이 향상되고, 반도체 패키지를 정밀하게 배열할 필요가 없어 공정 단순화가 가능하다. 또한, 상기 점착층에 광조사를 하지 않은 부분은 산소와 만나기 때문에, 광조사시 완전 경화가 되지 않으므로, 광조사되어 경화된 부분에 비해 경도가 낮으며, 반도체 패키지의 이형시 테두리 부분에 버 발생을 최소화할 수 있다.
일 구체예에서 상기 점착층은 두께가 50~300㎛ 일 수 있다. 상기 조건에서 스퍼터링시 반도체 패키지 하면에 금속 성분이 증착되는 현상을 방지하면서, 점착층으로부터 반도체 패키지 이형시 버(burr) 발생을 방지할 수 있다. 예를 들면 상기 점착층은 두께가 100~125㎛ 일 수 있다.
일 구체예에서 상기 점착층은 ASTM D 3330 규격에 의거하여 측정된 상온(25℃) 점착강도가 50~1000 gf/25mm 이며, 광조사 이후 점착강도가 5~200 gf/25mm 일 수 있다. 상기 조건에서 반도체 패키지와의 점착 강도가 우수할 수 있다.
반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법
본 발명의 또 다른 관점은 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링 방법을 모식적으로 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 반도체 패키지 스퍼터링 방법은 (S10) 반도체 스퍼터링용 부재 마련단계; (S20) 반도체 패키지 부착단계; (S30) 경화단계; (S40) 스퍼터링 단계; 및 (S50) 반도체 패키지 이형단계;를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 반도체 패키지 스퍼터링 방법은 (S10) 기재층과 점착층이 순차적으로 형성되는 적층필름 및 상기 점착층의 테두리와 접하는 중공형의 프레임을 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 마련하는 단계; (S20) 반도체 패키지의 볼 그리드 배열이 형성된 면을 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 접착층 표면에 부착하고 가압하는 단계; (S30) 반도체 패키지가 부착된 점착층 부위를 광조사하여 경화하는 단계; (S40) 상기 반도체 패키지에 스퍼터링을 실시하는 단계; 및 (S50) 상기 스퍼터링된 반도체 패키지를 상기 점착층으로부터 이형하는 단계;를 포함한다.
이하, 상기 반도체 패키지 스퍼터링 방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 반도체 스퍼터링용 부재 마련단계
상기 단계는 도 3(a)와 같이 기재층(12)과 점착층(14)이 순차적으로 형성되는 적층필름(10) 및 점착층(14)의 테두리와 접하는 중공형의 프레임(20)을 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재(100)를 마련하는 단계이다.
예를 들면 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재는 기재층과 점착층을 순차적으로 적층하여 적층필름을 제조하고, 상기 점착층 테두리에 중공형의 프레임을 부착하여 제조할 수 있다. 상기 기재층, 점착층 및 프레임은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
(S20) 반도체 패키지 부착단계
상기 단계는 도 3(b)와 같이 반도체 패키지(200)의 볼 그리드(210) 배열이 형성된 면을 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 접착층(14) 표면에 부착하고 도 3(c)와 같이 가압하는 단계이다.
상기 반도체 패키지는, 스트립(strip) 형태의 반도체 패키지를 쏘잉(sawing) 하여 제조된, 단위 반도체 패키지 형태일 수 있다.
도 3(c)를 참조하면, 상기 가압은 기재층(12)의 일측부에서 타측부를 향해 롤러(300)를 가압하면서 이동하여 실시할 수 있다. 상기 가압시 상기 볼 그리드 배열의 적어도 일부가 상기 점착층에 침투할 수 있다.
상기 도 3(c)를 참조하면, 상기 가압시 상기 반도체 패키지(200)의 볼 그리드(210) 배열이 상기 점착층(14)에 완전히 침투되어 반도체 패키지 하면이 상기 점착층(14)과 완전히 밀착될 수 있다.
(S30) 경화단계
상기 단계는 도 3(d)와 같이 반도체 패키지가 부착된 점착층 부위를 광조사하여 경화하는 단계이다.
(S40) 스퍼터링 단계
상기 단계는 상기 반도체 패키지에 스퍼터링을 실시하는 단계이다. 예를 들면 상기 반도체 패키지가 부착된 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 스퍼터링 설비에 로딩하고 공지된 방법으로 스퍼터링하여 도 3(e)와 같이 반도체 패키지(200)의 볼 그리드 형성된 하면을 제외한 모든 부위에 전자파 차폐층(220)을 형성할 수 있다.
(S50) 반도체 패키지 이형단계
상기 단계는 상기 스퍼터링된 반도체 패키지를 상기 점착층으로부터 이형하는 단계이다. 도 3(f)를 참조하면, 이젝트 핀(eject pin) 등의 분리용 부재(400)를 사용하여, 적층필름(10)의 기재층(12)을 가압하여 전자파 차폐층(220)이 형성된 반도체 패키지(200)를 점착층(14)으로부터 이형(분리)할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예
(1) 스퍼터링용 부재 제조: 기재층(폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN): 100㎛)과 점착층(두께: 120㎛))이 순차적으로 형성되는 적층필름을 제조하고, 상기 점착층의 테두리를 따라 중공형의 프레임(원형 프레임)을 부착하여 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 제조하였다. 상기 점착층은 광경화성 아크릴계 점착제(아크릴 공중합체 100 중량부, 아크릴 모노머 5~40 중량부, 우레탄 아크릴 올리고머 5~40 중량부, 경화제 1~10 중량부 및 광개시제 1~10 중량부 포함)를 사용하여 형성하였다.
(2) 스퍼터링용 부재를 이용한 반도체 패키지 스퍼터링: 반도체 패키지 스트립을 소정의 크기로 쏘잉한 반도체 패키지(단위 반도체 패키지)를 준비하였다. 그 다음에 상기 적층필름의 점착층 표면에 반도체 패키지의 볼 그리드 배열이 형성된 일면(하면)을 부착하였다.
그 다음에, 상기 기재층의 일측부에서 타측부를 향해 롤러를 가압하면서 이동하여 볼 그리드 배열을 점착층에 침투시켰다. 그 다음에 상기 반도체 패키지가 부착된 점착층 부위를 광조사하여 경화하였다.
그 다음에, 상기 스퍼터링용 부재를 스퍼터링 설비 내부에 로딩하고, 상기 반도체 패키지에 스퍼터링을 실시하여 차폐층을 형성하였다. 그 다음에 이젝트 핀을 이용하여 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 적층필름 하면(기재층)을 눌러서 상기 반도체 패키지를 분리하였다.
비교예 1
감압형 아크릴계 접착제(PSA)를 도포하여 형성된 두께: 15㎛의 점착층을 적용하여 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 마련하였다. 그 다음에 적층필름의 점착층 표면에 반도체 패키지의 볼 그리드 배열이 형성된 일면(하면)을 부착하고, 그 다음에, 상기 기재층의 일측부에서 타측부를 향해 롤러를 가압하면서 이동하여 볼 그리드 배열을 점착층에 침투시켰다.
그 다음에 상기 반도체 패키지가 부착된 점착층 부위를 광조사하여 경화하였다. 그 다음에, 상기 스퍼터링용 부재를 스퍼터링 설비 내부에 로딩하고, 상기 반도체 패키지에 스퍼터링을 실시하여 차폐층을 형성하였다. 그 다음에 이젝트 핀을 이용하여 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 적층필름의 하면(기재층)을 눌러서 상기 반도체 패키지를 분리하였다.
비교예 2
반도체 패키지 스트립을 준비하고, 상기 스트립의 볼 그리드 배열이 형성된 면에 접착강도 300gf/in인 폴리이미드 수지로 형성된 보조 마스킹 테이프를 부착하여 적층체를 제조하였다. 그 다음에 상기 적층체를 소정의 크기로 쏘잉하여 단위 반도체 패키지를 제조하였다.
그 다음 상기 단위 반도체 패키지의 보조 마스킹 테이프를 접착 강도가 1000 gf/in인 실리콘계 수지를 포함하는 두께: 20㎛의 점착층을 적용하여 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 마련한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 반도체 패키지를 스퍼터링하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예 1~2에 대하여 하기와 같은 방법으로 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 반도체 패키지 전자파 차폐층 형성 여부: 상기 실시예 및 비교예 반도체 패키지의 스퍼터링 후 볼 그리드가 형성된 하면을 제외한 부위에 전자파 차폐층이 형성되었는지 육안으로 관찰하여 평가하였다(O: 반도체 패키지 상면 및 측면에 차폐층 형성, X: 반도체 패키지 측면에 차폐층이 일부 미형성).
(2) 반도체 패키지 하면의 금속 증착여부: 상기 실시예 및 비교예 반도체 패키지 하면에 스퍼터링 공정시 금속이 증착되었는지 여부를 육안으로 관찰하였다(X: 하면에 금속 증착되지 않음, O: 하면에 일부 금속 증착됨).
(3) 반도체 패키지 이물 전사여부: 상기 실시예 및 비교예 반도체 패키지의 스퍼터링 후 이형 과정에서 반도체 패키지 하면에 점착 성분의 전사 여부를 육안으로 관찰하였다(X: 하면에 이물 전사 또는 버가 발생하지 않음, O: 하면에 이물 전사 또는 버가 발생함).
상기 표 1의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 부재를 적용하여 반도체 패키지 스퍼터링을 실시한 실시예의 경우, 반도체 패키지 상면과 측면 모두에 전자파 차폐층이 형성되었으며, 볼 그리드가 형성된 하면에는 금속이 증착되지 않고, 반도체 패키지 이형시 필름 제거시 패키지에 이물이 전사되지 않았다.
특히, 상기 반도체 패키지가 로딩되지 않은 점착층 부위는 uv경화 시에도 경화가 되지 않기 때문에, 반도체 모서리 부분에 버 발생을 최소화할 수 있었다.
반면 본 발명과 상이한 점착층을 적용한 비교예 1의 경우, 반도체 패키지 이형시 버가 발생하였으며, 보조 마스킹 테이프를 적용한 비교예 2의 경우, 적층체 쏘잉시 패키지에 버가 발생하여 측면에 차폐층이 일부 형성되지 않았으며, 반도체 패키지 이형시 하면에 점착 성분이 전사됨을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10: 기재층 12: 기재층
14: 점착층 20: 프레임
100: 반도체 패키지 스퍼터링용 부재
200: 반도체 패키지 210: 볼 그리드
220: 전자파 차폐층 300: 롤러
400: 분리용 부재
14: 점착층 20: 프레임
100: 반도체 패키지 스퍼터링용 부재
200: 반도체 패키지 210: 볼 그리드
220: 전자파 차폐층 300: 롤러
400: 분리용 부재
Claims (5)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 기재층과 점착층이 순차적으로 형성되는 적층필름 및 상기 점착층의 테두리와 접하는 중공형의 프레임을 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링용 부재를 마련하는 단계;
반도체 패키지의 볼 그리드 배열이 형성된 면을 상기 반도체 패키지 스퍼터링용 부재의 접착층 표면에 부착하고 가압하는 단계;
상기 반도체 패키지가 부착된 점착층 부위를 광조사하여 경화하는 단계;
상기 반도체 패키지를 스퍼터링하는 단계; 및
상기 스퍼터링된 반도체 패키지를 상기 점착층으로부터 이형하는 단계;를 포함하는 반도체 패키지 스퍼터링 방법이며,
상기 점착층은 (메타)아크릴계 공중합체 100 중량부, 우레탄 아크릴 올리고머 20 중량부, 경화제 1 중량부 및 광개시제 1 중량부를 포함하는 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성되며,
상기 우레탄 아크릴 올리고머는 이소시아네이트 화합물과, 중합 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 아크릴레이트 모노머를 반응하여 형성되는 생성물을 포함하며,
상기 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 5000~50000g/mol이고,
상기 우레탄 아크릴 올리고머는 중량평균분자량이 300~4500g/mol인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 스퍼터링 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 가압은 상기 기재층의 일측부에서 타측부를 향해 롤러를 가압하면서 이동하여 실시하는 것이며,
상기 가압시 상기 볼 그리드 배열의 적어도 일부가 점착층에 침투하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 스퍼터링 방법.
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