KR102654244B1 - 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법 - Google Patents
바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
높은 열전도도, 낮은 열적/전기적 계면 저항을 나타내면서도 열적/물리적 충격흡수가 가능하여 전력반도체 패키지의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트는 은(Ag) 플레이크 입자; 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크; 및 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클;을 포함한다.
Description
본 발명은 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 열전도도, 낮은 열적/전기적 계면 저항을 나타내면서도 열적/물리적 충격흡수가 가능하여 전력반도체 패키지의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
전력반도체(power semiconductor)는 전기자동차, ESS, 신재생 에너지 등의 시장 확대로, 고전압, 고전류, 고주파, 고온의 극한 환경에서도 신뢰성을 충족할 수 있는 신개념의 패키지 소재 및 공정 기술 개발을 필요로 하고 있다. 특히, 차세대 전력반도체인 SiC의 경우, Si 대비 절연 파괴 전계 강도 및 밴드 갭 특성이 우수하며, 열전도도가 Si 대비 약 3배 이상 우수하고, 300℃ 이상의 녹는점을 가지고 있기 때문에, Si 전력반도체가 일반적으로 150℃이하에서만 사용되는 것에 비하여 높은 작동온도에서도 안정적으로 작동하는 장점을 가지고 있다.
이러한 SiC 전력반도체의 우수한 물성을 최대한 발휘하기 위해서는, 높은 접착력, 높은 방열성, 반복적인 열적/물리적 충격에 대한 내구성, 높은 작동온도에서도 재용융되지 않아야 하는 기본 성능을 모두 충족시키는 다이 어태치 페이스트 칩 본딩제의 개발이 필수적이다.
일반적인 무연솔더합금의 경우, 용융 온도가 약 170℃ 정도로 낮아, 녹는점이 전력반도체의 작동온도에 가깝다. 따라서, 전력반도체의 작동에 따라 무연솔더접합부의 열적/기계적/야금학적 문제가 발생하며, 특히 솔더의 낮은 전기전도성 및 열전도성, 그리고 낮은 항복강도와 비탄성 변형으로 인해, 무연솔더합금은 변형 및 하중에 대한 피로파괴에 취약하다.
이에 따라, 비(非)솔더 솔루션인 은(Ag) 소결형 다이 어태치 페이스트 기술이 주목받고 있다. 도 1은 종래의 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트를 적용한 중대형 전력반도체 패키지의 열충격테스트 후의 SEM이미지이다. 은 소결형 다이어태치 페이스트는 고방열(100W/mK 이상) 특성을 나타내지만 주로 소형 반도체 다이(die) 본딩이 타겟이기 때문에, 이를 중대형 다이 본딩에 그대로 적용할 경우, 높은 모듈러스(20GPa 이상)로 인해 외부 열 충격 시 본딩 영역에서의 다이 박리나 크랙 등의 심각한 기계적 문제가 발생한다.
다이 박리 또는 크랙을 제어하기 위한 해결방법으로는 전력반도체 패키지 내부 구성 층들의 열팽창계수(CTE)를 모두 동일하게 매칭시키는 방법이 있다. 그러나, 서로 다른 재료의 구성층의 열팽창계수를 일치시키는 것은 불가능하므로, 소결된 다이 어태치 페이스트의 박리나 크랙을 방지할 수 있는 기술에 대한 개발이 요청된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 높은 열전도도, 낮은 열적/전기적 계면 저항을 나타내면서도 열적/물리적 충격흡수가 가능하여 전력반도체 패키지의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트는 은(Ag) 플레이크 입자; 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크; 및 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클;을 포함한다.
은나노잉크는 구형 은나노입자, 폴리비닐피롤리돈 및 에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다.
구형 은나노입자는 폴리비닐피롤리돈으로 표면 코팅된 것일 수 있다.
구형 은나노입자는 제1구형 은나노입자 및 제1구형 은나노입자보다 크기가 큰 제2구형 은나노입자를 포함할 수 있다. 이 때, 제1구형 은나노입자의 크기는 10 내지 80nm이고, 제2구형 은나노입자의 크기는 100 내지 500nm일 수 있다.
응력완화제는 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자, 폴리알킬렌 글리콜(Polyalkylene glycol) 및 우레탄 변성 에폭시를 포함할 수 있다.
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자 및 입자 크기가 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자보다 더 작은 제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자를 포함할 수 있다.
제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자의 크기는 8 내지 13㎛이고, 제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자의 크기는 4 내지 7㎛일 수 있다.
은 플레이크 입자는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 80 내지 85wt%로 포함되고, 은나노잉크는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 0.8 내지 8.5wt%로 포함되며, 유기 비이클은 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 6.5 내지 19.2wt%로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 혼합하여 유기 비이클을 얻는 단계; 유기 비이클과 은 플레이크 입자를 혼합하는 단계; 및 혼합물에 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크를 투입하는 단계;를 포함하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 기판 상에, 은 플레이크 입자, 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크, 및 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클을 포함하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트로 전력반도체 소자를 실장시킬 영역에 다이 어태치 페이스트층을 형성하는 단계; 전력반도체 소자를 실장시킬 영역에 위치시키는 단계; 및 다이 어태치 페이스트층을 열처리하여 다이 어태치 페이스트를 소결시켜 접합층을 형성하는 단계;를 포함하는 전력반도체 소자 실장방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 기판 상에, 은 플레이크 입자, 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크, 및 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클을 포함하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트로 전력반도체 소자를 실장시킬 영역에 다이 어태치 페이스트층을 형성하는 단계; 전력반도체 소자를 실장시킬 영역에 위치시키는 단계; 및 다이 어태치 페이스트층을 열처리하여 다이 어태치 페이스트를 소결시켜 접합층을 형성하는 단계;를 포함하는 전력반도체 소자 실장방법에 의해 전력반도체 소자가 기판에 실장된 전력반도체 소자 패키지가 제공된다.
본 발명에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트는 응력완화성분을 포함하여 사용된 전력반도체 패키지에서의 접합층의 모듈러스 제어가 가능하여 다이 박리나 크랙 등의 문제가 제거되어 접합층의 기계적 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트는 방열필러인 은 플레이크 입자와 응력완화성분이 상분리되지 않고 균일하게 혼합 분산되어 다이 어태치 페이스트층의 소결시 응력완화성분 주변에 은 성분의 치밀한 소결이 가능하여 낮은 모듈러스 특성을 가지면서도 높은 열전도도를 갖는 우수한 성능의 전력반도체 패키지를 제조할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트는 저온 소결이 가능한 바이모달 크기 분포의 은나노입자를 포함하여 마이크로미터 사이즈의 은 플레이크(Ag flake) 방열 필러 사이에 형성되는 공극에 구형의 바이모달 크기의 은나노입자가 위치함으로써, 170℃ 이하의 낮은 소결 온도에서도 방열 필러들의 치밀한 소결을 가능케 하여 고방열성 구현이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트를 적용한 중대형전력반도체 패키지의 열충격테스트 후의 SEM이미지이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력반도체 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트에 사용된 은나노잉크의 조성물 성분에 따른 물성표이고, 도 4a 내지 도 4c는 은나노잉크 내부 은나노입자의 입도 분포 그래프이며, 도 5는 은나노잉크 내부 은나노입자의 TEM 이미지이며, 도 6a 및 도 6b는 은나노잉크의 이미지이고, 도 6c는 은나노잉크 코팅막의 이미지이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 다이 어태치 페이스트를 170℃에서 각각 15분, 30분, 45분 및 60분 소결한 소결체의 표면 SEM이미지들이고, 도 11은 다이 어태치 페이스트를 170℃에서 60분 소결한 소결체의 단면 SEM이미지이며, 도 12는 도 11의 확대도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트의 소결실험결과이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력반도체 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트에 사용된 은나노잉크의 조성물 성분에 따른 물성표이고, 도 4a 내지 도 4c는 은나노잉크 내부 은나노입자의 입도 분포 그래프이며, 도 5는 은나노잉크 내부 은나노입자의 TEM 이미지이며, 도 6a 및 도 6b는 은나노잉크의 이미지이고, 도 6c는 은나노잉크 코팅막의 이미지이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 다이 어태치 페이스트를 170℃에서 각각 15분, 30분, 45분 및 60분 소결한 소결체의 표면 SEM이미지들이고, 도 11은 다이 어태치 페이스트를 170℃에서 60분 소결한 소결체의 단면 SEM이미지이며, 도 12는 도 11의 확대도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트의 소결실험결과이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력반도체 패키지의 단면도이다.
본 발명에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트(이하 다이 어태치 페이스트라 한다)는 은(Ag) 플레이크 입자; 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크; 및 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클;을 포함하고, 본 발명의 다이 어태치 페이스트는 전력반도체 소자(120)를 기판(110)에 실장하거나, DBC(Direct Bonding Copper) 기판 등에 실장하는 경우와 같이 전력반도체 내에서 각 층간의 접합을 위해 사용될 수 있다.
도 2에서와 같이, 전력반도체 패키지(100)는 기판(110) 상에 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트로 소자를 실장시킬 영역에 다이 어태치 페이스트층을 형성하고, 전력반도체 소자(120)를 실장시킬 영역에 위치시킨 후, 다이 어태치 페이스트층을 열처리하여 다이 어태치 페이스트를 소결시켜 접합층(130)을 형성하여 제조될 수 있다. 이에 따라 본 실시예의 전력반도체 패키지(100)는 기판(110), 전력반도체 소자(120) 및 기판(110)과 전력반도체 소자(120) 사이의 접합층(130)을 포함한다.
전력반도체(power semiconductor)는 전력을 변환하거나, 처리 및 제어하는 반도체이다. 전력반도체의 작동신뢰성을 위해서는 전력반도체 내부의 구성요소간 접합을 위한 본딩제의 성능 또한 우수해야 하는데, 특히, 중대형 반도체소자는 외부 열충격에 취약할 수 있어 소결타입의 본딩제(die attach paste)의 경우, 외부 열충격을 효과적으로 흡수할 필요가 있다.
은 소결형 다이 어태치 페이스트는 소결 후에 일정 모듈러스값을 나타내는데, 모듈러스값이 높을 수록 전력반도체 패키지(100) 내에서 전력반도체 소자(120)와 기판(110) 사이에 가해지는 외부 열충격에 약하다. 특히, 전력반도체 패키지(100)가 소형(3×3㎟ 이하)반도체 다이가 아닌 중대형 반도체 다이인 경우 외부열충격에 더욱 약하다.
본 발명에 따른 다이 어태치 페이스트에는 응력완화제가 포함되는데, 접합층(130)은 소결 후에도 응력완화제로 인하여 모듈러스값이 저감되어 열적/물리적 충격을 흡수할 수 있게 된다. 응력완화제로는 폴리메틸실세스퀴옥산 입자, MBS(methacrylate butadiene styrene) 계열의 고무입자, 아크릴 계열의 고무입자, 폴리알킬렌 글리콜 또는 변성 에폭시를 적어도 하나 이상 사용할 수 있다.
응력완화제는 소결 후의 접합층(130)의 모듈러스값이 저감되는 장점이 있으나, 열전도도값이 낮아진다. 이를 위해, 본 발명에서는 다이 어태치 페이스트에 포함되는 응력완화제로서 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자, 폴리알킬렌 글리콜(Polyalkylene glycol) 및 우레탄 변성 에폭시를 사용한다.
폴리메틸실세스퀴옥산 입자, 폴리알킬렌 글리콜 및 우레탄 변성 에폭시는 모두 페이스트 내에서 응력완화작용을 하나, 폴리메틸실세스퀴옥산 입자의 경우, 은 분말의 소결시 입자 주변에서 은 분말의 소결이 치밀해질 수 있어 비전도성의 응력완화제 사용으로 인한 열전도도 감소를 보상할 수 있고, 보다 낮은 온도에서의 소결로도 원하는 수준의 열전도도를 갖는 접합층을 얻을 수 있다.
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 치밀한 밀도 구현을 위해 서로 다른 크기의 입자를 포함할 수 있다. 즉, 폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 제1입자 및 입자 크기가 제1입자보다 더 작은 제2입자를 포함할 수 있다. 이 때, 제1입자의 크기는 8 내지 13㎛이고, 제2입자의 크기는 4 내지 7㎛일 수 있다. 폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 제1입자 및 제2입자가 4 : 1의 비율로 포함될 수 있다.
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 40 내지 65wt%, 바람직하게는 50 내지 60wt%로 포함될 수 있고, 폴리알킬렌 글리콜은 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 5 내지 20wt%, 바람직하게는 10 내지 15wt%로 포함될 수 있으며, 우레탄 변성 에폭시는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 5 내지 20wt%, 바람직하게는 10 내지 15wt%로 포함될 수 있다.
폴리알킬렌 글리콜으로는 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르(Polypropylene glycol diglycidyl ether)가 사용될 수 있다.
경화제는 다이 어태치 페이스트의 경화를 위한 것으로서, 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 5 내지 10wt%로 포함될 수 있다.
촉매제는 다이 어태치 페이스트의 촉매로서, 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 0.5 내지 1wt%로 포함될 수 있다.
본 발명에서 은 분말은 은 플레이크(Ag flake) 입자 및 구형 은나노입자를 포함한다. 본 발명에 따른 다이 어태치 페이스트는 은 소결형 다이 어태치 페이스트로서, 가열로 인한 은 플레이크 입자의 소결에 의해 기판(110) 상에 전력반도체 소자(120)를 접합한다.
은 플레이크 입자는 편상형 입자이므로 소결시 열전도 패스 형성이 용이하다. 그러나, 은 플레이크 입자는 일반적으로 크기가 1㎛ 이상이므로, 다이 어태치 페이스트 내 분산이 균일하게 되어 있는 경우에도 소결시 공극이 발생될 수 있다. 공극의 발생은 열전도도를 낮추게 된다.
본 발명에 따른 다이 어태치 페이스트는 은 플레이크 입자 이외에 은나노잉크를 포함한다. 은나노잉크는 나노사이즈의 구형 은나노입자를 포함한다. 구형 은나노입자는 제1구형 은나노입자 및 제1구형 은나노입자보다 크기가 큰 제2구형 은나노입자를 포함할 수 있다. 이 때, 제1구형 은나노입자의 크기는 10 내지 80nm이고, 제2구형 은나노입자의 크기는 100 내지 500nm일 수 있다.
구형 은나노입자는 은 플레이크 입자 사이의 공극을 채울 수 있다. 특히, 바이모달 은나노입자, 즉 크기가 서로 다른 구형 은나노입자를 포함하여 은 플레이크 입자와 은 플레이크 입자간의 공극이나 폴리메틸실세스퀴옥산 입자와의 공극 사이를 효과적으로 채워 더욱 치밀한 소결상태를 얻어 열전도도를 향상시킬 수 있다. 특히, 구형 은나노입자는 자체 소결온도가 130℃로 낮아 다이 어태치 페이스트에 포함되어 보다 낮은 온도의 소결공정으로부터 원하는 열전도도를 얻을 수 있도록 한다.
은나노잉크는 구형 은나노입자, 폴리비닐피롤리돈 및 에틸렌 글리콜을 포함할 수 있는데, 구형 은나노입자는 폴리비닐피롤리돈으로 표면 코팅된 것일 수 있다.
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 표면에 메틸관능기를 가지는데, 메틸 관능기는 탄소원자와 수소원자의 전기음성도 차이에 의해 최외곽의 수소원자가 부분적으로 양전하를 띄게 된다. 구형 은나노입자는 은나노잉크에 포함된 캡핑제인 폴리비닐피롤리돈에 의해 캡핑되어 있는데, 폴리비닐피롤리돈의 산소원자의 비결합전자에 의해 부분적으로 음전하를 띄게 된다.
이에 따라, 폴리메틸실세스퀴옥산 입자 표면의 양전하와 폴리비닐피롤리돈의 음전하의 정전기적 인력에 의해, 구형 은나노입자들은 은 플레이크 입자와의 계면 뿐만 아니라, 폴리메틸실세스퀴옥산 입자와의 계면에도 위치하게 된다. 소결 후, 구형 은나노입자는 폴리메틸실세스퀴옥산 입자 및 은 플레이크 입자 간의 치밀한 넥킹(necking) 및 소결(sintering)을 가능하게 하여, 열전도 패스를 형성하는 은 플레이크 입자의 함량이 낮아도 높은 열전도도를 얻을 수 있게 한다.
은 플레이크 입자는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 80 내지 85wt%로 포함되고, 은나노잉크는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 0.8 내지 8.5wt%로 포함되며, 유기 비이클은 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 6.5 내지 19.2wt%로 포함될 수 있다.
본 발명의 다이 어태치 페이스트는 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 혼합하여 유기 비이클을 얻는 단계; 유기 비이클과 은 플레이크 입자를 혼합하는 단계; 및 혼합물에 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크를 투입하는 단계;를 수행하여 제조될 수 있다. 제조된 다이 어태치 페이스트는 프린팅 타입의 다이 어태치 페이스트로 사용가능하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
<실시예>
[다이 어태치 페이스트 제조]
본 발명에 따른 다이 어태치 페이스트는 은 플레이크 입자, 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크 및 유기 비이클을 포함한다.
은 플레이크 입자는 Tokusen사의 LM1 silver flake를 사용하였으며, 은 플레이크 입자는 80 내지 85wt%, 은나노잉크는 0.8 내지 8.5wt%, 유기 비이클은 6.5 내지 19.2wt%를 사용하였다. 은나노잉크는 은 함량이 90 내지 94wt%로서, 제1구형 은나노입자(10 내지 80nm급), 제2구형 은나노입자(100 내지 500nm급), 폴리비닐피롤리돈(PVP, Polyvinylpyrrolidone), 에틸렌 글리콜(EG, ethylene glycol)을 포함한다. 이 때, 점도 조절을 위해 디(프로필렌 글리콜) 부틸 에테르(Di(propylene glycol) butyl ether)를 희석제로 사용하여 원하는 유동성 및 인쇄성을 확보할 수 있다.
유기 비이클은 응력완화제로서 우레탄 변성 에폭시(국도화학사제, UME-330) 13.0wt%, 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자(E+560, d=10㎛, ABC Nanotech사제) 12.0wt%, 제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자(E+710 급, d=6㎛, ABC Nanotech사제) 48.0wt% 및 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르(Sigma-aldrich사제, Mw=380) 18.3wt%, 경화제로서 MNA(methyl nadic anhydride, sigma-aldrich사제) 8.4wt%, 촉매제로서 2E4MZ(2-Ethyl-4-methylimidazole, sigma-aldrich사제) 0.3wt%를 사용하였다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트에 사용된 은나노잉크의 조성물 성분에 따른 물성표이고, 도 4a 내지 도 4c는 은나노잉크 내부 은나노입자의 입도 분포 그래프이며, 도 5는 은나노잉크 내부 은나노입자의 TEM 이미지이며, 도 6a 및 도 6b는 은나노잉크의 이미지이고, 도 6c는 은나노잉크 코팅막의 이미지이다.
도 3을 참조하면, 은나노잉크 1, 2 및 3번 모두 130℃의 소성온도에서 소결이 가능함을 알 수 있고, 도 4a 내지 도 5에서는 은나노잉크에 2종류의 구형 은나노입자가 분포되어 있음을 알 수 있다.
제조된 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트는 170℃ 이하 온도에서 60분간 열처리하여 경화/소결시켜 전력반도체 패키지에서의 접합층의 상태로 제조하여 평가하였다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 바이모달 은나노입자를 포함하는 다이 어태치 페이스트를 170℃에서 각각 15분, 30분, 45분 및 60분 소결한 소결체의 표면 SEM이미지들이고, 도 11은 다이 어태치 페이스트를 170℃에서 60분 소결한 소결체의 단면 SEM이미지이며, 도 12는 도 11의 확대도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 다이 어태치 페이스트의 소결시간이 증가함에 따라 소결정도가 증가됨을 알 수 있고, 특히 60분을 소결한 소결체인 도 10에는 은 플레이크 입자 및 구형 은나노입자가 소결되어 열전도 패스 형성이 양호함을 알 수 있다.
도 11을 참조하면 구형의 폴리메틸실세스퀴옥산 입자가 은 플레이크 입자 및 구형 은나노입자가 소결된 은 매트릭스 내부에 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 확대도인 도 12에서는 폴리메틸실세스퀴옥산 입자 사이에 은 플레이크 입자 및 구형 은나노입자가 소결되어 형성된 은 매트릭스가 나타나 있다. 은 플레이크 입자 사이의 공극에 구형 은나노입자가 충진되고, 폴리메틸실세스퀴옥산 입자 근처에도 구형 은나노입자가 배치되어 치밀한 소결체가 형성되어 열전도 패스가 우수하게 형성되었음을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트의 소결실험결과이다. 도 13에는 실시예로서 은 플레이크 입자의 함량과 은나노잉크의 함량만을 각각 달리하면서 다른 조건은 동일하게 하여 제조된 다이 어태치 페이스트를 소결하여 모듈러스(storage modulus) 및 열전도도를 측정한 실험결과가 나타나있다.
바이모달 은나노입자가 도입된 경우, 은 플레이크 입자의 함량이 81wt% 이상에서 100W/mK 이상의 높은 열전도도를 나타내었으며, 은 플레이크 입자의 함량이 85wt% 이하의 경우는 10GPa 이하의 낮은 상온 모듈러스 값을 나타내었다. 본 기술에서는 바이모달 은나노입자를 도입함으로써, 기존의 190℃의 소결온도보다 낮은 소결온도인 170℃에서도 60W/mK 이상의 양호한 열전도도를 유지한 것을 확인할 수 있다. 아울러, 낮은 은 플레이크 입자 함량(81 내지 85wt%)에서도 100W/mK 내외의 높은 열전도도를 유지하면서도, 상온 모듈러스 값이 10GPa 이하를 나타냄으로써, 열전도도는 유지하면서 모듈러스는 효과적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명과 같이 응력완화제를 포함하고, 은 플레이크 입자의 열전도 패스 형성을 보조하는 바이모달 구형 은나노입자를 포함하는 다이 어태치 페이스트를 사용하여 전력반도체 패키지를 제조하면, 다이 어태치 페이스트 내의 응력완화성분에 기인하여 모듈러스 저하가 가능하여 우수한 열적/물리적 충격 흡수 특성을 나타내면서도, 바이모달 은나노입자에 의해 높은 열전도도 및 낮은 열적/전기적 계면 저항을 나타내어 소형 전력반도체 패키지뿐만 아니라 중대형 전력반도체 패키지에 널리 사용될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 전력반도체 패키지
110: 기판
120: 전력반도체 소자
130: 접합층
110: 기판
120: 전력반도체 소자
130: 접합층
Claims (12)
- 은(Ag) 플레이크 입자;
구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크; 및
폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자를 포함하는 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클;을 포함하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 은 소결형 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트로서,
응력완화제는 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자, 폴리알킬렌 글리콜(Polyalkylene glycol) 및 우레탄 변성 에폭시를 포함하고,
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자 및 입자 크기가 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자보다 더 작은 제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자를 포함하고,
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 50 내지 60wt%, 폴리알킬렌 글리콜은 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 10 내지 15wt%, 그리고, 우레탄 변성 에폭시는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 10 내지 15wt%로 포함되며,
은 플레이크 입자는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 80 내지 85wt%로 포함되고, 은나노잉크는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 0.8 내지 8.5wt%로 포함되며, 유기 비이클은 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 6.5 내지 19.2wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 은 소결형 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트. - 청구항 1에 있어서,
은나노잉크는 구형 은나노입자, 폴리비닐피롤리돈 및 에틸렌 글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트. - 청구항 2에 있어서,
구형 은나노입자는 폴리비닐피롤리돈으로 표면 코팅된 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트. - 청구항 1에 있어서,
구형 은나노입자는 제1구형 은나노입자 및 제1구형 은나노입자보다 크기가 큰 제2구형 은나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트. - 청구항 4에 있어서,
제1구형 은나노입자의 크기는 10 내지 80nm이고,
제2구형 은나노입자의 크기는 100 내지 500nm인 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자의 크기는 8 내지 13㎛이고,
제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자의 크기는 4 내지 7㎛인 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트. - 삭제
- 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자를 포함하는 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 혼합하여 유기 비이클을 얻는 단계;
유기 비이클과 은 플레이크 입자를 혼합하는 단계; 및
혼합물에 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크를 투입하는 단계;를 포함하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 은 소결형 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트제조방법으로서,
응력완화제는 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자, 폴리알킬렌 글리콜(Polyalkylene glycol) 및 우레탄 변성 에폭시를 포함하고,
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자 및 입자 크기가 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자보다 더 작은 제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자를 포함하고,
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 50 내지 60wt%, 폴리알킬렌 글리콜은 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 10 내지 15wt%, 그리고, 우레탄 변성 에폭시는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 10 내지 15wt%로 포함되며,
은 플레이크 입자는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 80 내지 85wt%로 포함되고, 은나노잉크는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 0.8 내지 8.5wt%로 포함되며, 유기 비이클은 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 6.5 내지 19.2wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 은 소결형 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트제조방법. - 기판 상에,
은 플레이크 입자, 구형 은나노입자를 포함하는 은나노잉크, 및 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자를 포함하는 응력완화제, 경화제 및 촉매제를 포함하는 유기 비이클을 포함하는 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트로 전력반도체 소자를 실장시킬 영역에 다이 어태치 페이스트층을 형성하는 단계;
전력반도체 소자를 실장시킬 영역에 위치시키는 단계; 및
다이 어태치 페이스트층을 열처리하여 다이 어태치 페이스트를 소결시켜 접합층을 형성하는 단계;를 포함하는 전력반도체 소자 실장방법으로서,
응력완화제는 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)입자, 폴리알킬렌 글리콜(Polyalkylene glycol) 및 우레탄 변성 에폭시를 포함하고,
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자 및 입자 크기가 제1폴리메틸실세스퀴옥산 입자보다 더 작은 제2폴리메틸실세스퀴옥산 입자를 포함하고,
폴리메틸실세스퀴옥산 입자는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 50 내지 60wt%, 폴리알킬렌 글리콜은 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 10 내지 15wt%, 그리고, 우레탄 변성 에폭시는 전체 유기 비이클의 중량을 기준으로 하여 10 내지 15wt%로 포함되며,
은 플레이크 입자는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 80 내지 85wt%로 포함되고, 은나노잉크는 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 0.8 내지 8.5wt%로 포함되며, 유기 비이클은 전체 다이 어태치 페이스트의 중량을 기준으로 하여 6.5 내지 19.2wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전력반도체 소자 실장방법. - 청구항 11의 전력반도체 소자 실장방법에 의해 전력반도체 소자가 기판에 실장된 전력반도체 소자 패키지.
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| KR1020210143231A KR102654244B1 (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 바이모달 은나노입자를 포함하는 전력반도체 패키지용 다이 어태치 페이스트 및 그의 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20170113964A (ko) * | 2016-03-30 | 2017-10-13 | 전자부품연구원 | 전도성 은나노잉크, 그를 이용한 전도성 기판 및 그의 제조 방법 |
| CN109643662B (zh) * | 2016-08-19 | 2021-07-13 | 住友电木株式会社 | 芯片粘结膏和半导体装置 |
-
2021
- 2021-10-26 KR KR1020210143231A patent/KR102654244B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009155550A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Sekisui Chem Co Ltd | 絶縁材料、電子部品装置の製造方法及び電子部品装置 |
| KR101860378B1 (ko) * | 2014-04-04 | 2018-05-23 | 쿄세라 코포레이션 | 열경화성 수지 조성물, 반도체 장치 및 전기·전자 부품 |
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| Publication number | Publication date |
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