KR19980068297A - 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 반도체 장치를 구성하는 리드프레임 주변부품 등의 접착에 사용할 수 있는 접착테이프에 관한 것으로서, 특히 난연성과 내열성 등에서 우수한 물성을 나타내는 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프에 관한 것이다.

본 발명은 구체적으로 내열성 필름의 한면 또는 양면에 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체 또는 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 아크릴산의 삼원공중합체에 브롬함유 비스페놀계 에폭시와 크레졸노볼락 에폭시의 혼합물에 방향족디아민계 혹은 산무수물계 경화제 및 안티몬옥사이드를 첨가하여 얻어진 접착제를 도포, 건조하여 제조된 접착테이프에 관한 것으로, 이와 같이 제조된 접착테이프는 반도체 장치를 구성하는 리드프레임 주변부품 등의 접착제로 사용할 때 절연성, 난연성, 내열성, 신뢰성 등의 제반 물성이 우수한 성능을 나타낸다.

Description

반도체 리드프레임 고정용 접착테이프

본 발명은 특히 반도체 장치를 구성하는 리드프레임 주변부품 등의 접착에 사용할 수 있는 난연 및 내열성이 우수한 접착테이프에 관한 것이다.

기존의 수지패키지형 반도체 장치에 있어서 사용되는 접착 테이프로는 리드프레임 고정용 접착테이프, TAB 테이프 등이 있는데, 예를 들어, 리드프레임 고정용 접착테이프의 리드프레임의 리드를 고정하여 리드프레임 자체 및 반도체 조립 공정 전체의 생산율 및 생산성 향상을 목적으로 사용되며, 일반적으로 리드프레임 메이커에서 리드프레임 상에 접착되고, 반도체 메이커는 이것을 이용하여 반도체 칩을 탑재한 후에 수지로 패키징한다. 이 때문에 리드프레임 고정용 접착테이프는 반도체 수준에서의 일반적인 신뢰성 및 테이핑시의 작업성 등은 물론 테이핑 후의 접착력 및 반도체 장치의 조립 공정에서의 가열에 견딜 수 있는 충분한 내열성 및 난연성을 갖추어야 한다.

종래의 이와 같은 용도에 사용되는 접착테이프로는, 예를 들어, 폴리아미드 필름 등의 내열성 지지 필름 상에 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴레이트 혹은 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 등의 합성 고무계 수지 등을 단독 혹은 또 다른 수지로 변성한 것 또는 다른 수지와 혼합한 접착제를 도포한 것이 사용되고 있다.

최근에 도1에 나타낸 바와 같은 구조의 수지패키징형 반도체 장치가 개발되어 있는데, 즉, 다이패드(2)상에 반도체 칩(1)이 탑재되어 있고, 또한 전극이 접착층에 의해 고정되어 있으며, 반도체 칩과 전극과의 사이 및 전극과 리드 핀(3)과의 사이가 각각 본딩와이어(4)에 의하여 연결되고, 이들이 수지(5)에 의하여 패키징된 구조를 갖고 있다.

이러한 구조의 반도체 장치의 접착에 있어서, 종래의 접착제를 도포한 접착테이프를 사용하는 경우 내열성이 충분치 않은 등의 문제가 있다. 또 폴리이미드 수지를 사용한 경우에는 테이핑 온도나, 압력, 이미드 수지의 경화조건 등이 엄격하여 리드프레임 등의 금속재료를 손상시킬 수 있다. 그러므로 저온에서 접착, 경화할 수 있으면서 충분한 난연성 및 내열성 등을 갖는 접착제의 개발이 요망되고 있다.

본 발명의 목적은 비교적 저온에서 접착, 경화할 수 있고, 충분한 난연성, 내열성 및 신뢰성 등을 갖는 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프를 제공하는데 있다.

도1은 본 발명의 접착테이프 또는 종래의 접착테이프를 사용한 반도체 장치의 일례의 단면도이다.

※도면의 주요부의 부호의 설명

1. 반도체 칩 2. 다이패드

3. 리드핀 4. 본딩 와이어

5. 패키징 수지 6. 접착제

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하는 일방법으로 고분자량의 아크릴 수지와 에폭시 수지 그리고 경화제, 첨가제 등으로 구성된 접착제 조성물을 사용하여 접착강도, 내열성, 난연성, 절연성, 경시안정성 등의 제반 물성이 우수한 접착테이프를 제공한다.

이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 접착테이프는 폴리이미드 필름과 같은 내열성 필름의 적어도 한면에, 중량평균 분자량이 5,000∼150,000인 아크릴로니트릴과 부타디엔 공중합체 혹은 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 아크릴산의 삼원공중합체에 난연성을 내기 위해서 브롬이 10∼50% 함유된 비스페놀계에폭시와 내열성 개선을 위하여 크레졸노볼락에폭시를 함께 사용한 에폭시 혼합물과 전기적 특성과 내열특성이 뛰어난 방향족 디아민계 또는 산무수물계 경화제 및 난연성, 내열성, 내수성 및 전기적 특성을 향상시키기 위해 입경이 1∼5㎛인 안티몬옥사이드가 첨가 혼합된 접착제를 도포, 건조하여 제조하는 것을 특징으로 한 것이다.

본 발명에서 사용되는 아크릴로니트릴 함유 공중합체는 중량 평균 분자량이 5,000∼150,000(보다 바람직하게는 10,000∼50,000)의 고분자로, 아크릴로니트릴의 함유율이 10∼60중량%(보다 바람직하게는 20∼50중량%)의 범위에 있는 것이 바람직하다.

이 경우에 중량평균 분자량이 5,000보다 낮으면 열안정성이 불량해지고 내열성이 저하한다. 또한 150,000보다 높아지면 용매에 대한 용해성이 나빠지며 용액 제조시에 점도가 증가하여 접착제로 사용하였을 경우에 작업성이 불량해지고 접착성이 저하된다. 또, 아크릴로니트릴 함유율이 10중량%보다 낮아지면 용매 용해성이 저하되고, 60중량% 보다 높아지면 전기 절연성이 불량해진다.

에폭시 혼합물의 경우는 브롬이 10∼50중량% 함유된 비스페놀계에폭시가 상기 공중합체 100중량부에 대하여 50∼300중량부(보다 바람직하게는 80∼150중량부), 크레졸노볼락에폭시가 30∼200중량부(보다 바람직하게는 50∼100중량부) 사용되는데, 브롬 함량이 10중량% 미만 사용된 브롬화된 에폭시가 사용된 경우에는 난연특성이 나빠지며, 50중량%를 초과한 경우에는 내열성이 저하된다.

본 발명에 사용되는 경화제는 에폭시함량에 대하여 적합한 양이 들어가야되며 부족하거나 과다한 경우는 내용제성, 내열성, 전기저항 등이 저하된다. 경화제는 전기적 특성과 내열성, 내약품성이 우수한 산무수물계나 방향족디아민의 경화제를 사용하고, 경화반응을 촉진하기 위하여 이미다졸, 디벤질메틸아민 등의 경화촉진제를 사용할 수 있다.

첨가제로 사용되는 안티몬 옥사이드 입자는 에폭시 100중량부에 대하여 0.1∼10중량부 사용되는데, 0.1중량부 미만으로 사용하면 난연효과가 떨어지며, 10중량부 초과 사용하면 테이핑시의 접착력이 떨어지게 된다.

이상과 같은 조성으로 구성된 접착제는 점도가 100∼2,000cps(보다 좋기로는 200∼1,000cps) 범위가 되도록 하여 사용한다.

본 발명에 의해 제조된 접착제 조성물은 접착테이프 제조에 사용되는데, 예를 들어, 상기 접착제를 내열성 필름위에 건조후의 두께가 20∼50㎛가 되도록 도포하고 80∼120℃에서 1∼20분 동안 건조한 후 박리성 필름을 붙이고 80∼120℃에서 5∼30분 동안 반경화 시키는 과정을 거쳐 원하는 내열성 접착테이프를 얻는다.

이때 사용될 수 있는 내열성 필름으로는, 예를 들면, 폴리이미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르, 폴리파라벤산 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 내열성 수지 필름 등이 사용될 수 있으나, 특히 폴리이미드 필름이 바람직하다. 이때 내열성 필름의 두께는 5∼100㎛(보다 바람직하게는 10∼75㎛)의 범위로 설정하는 것이 바람직하며, 두께가 지나치게 얇은 경우에는 접착테이프가 부드러워 취급하기 곤란하며, 지나치게 두꺼운 경우에는 접착 테이프의 펀칭성이 곤란해 진다.

접착테이프의 제조시 사용되는 박리성 필름의 경우 두께가 10∼200㎛(보다 바람직하게는 25∼150㎛)의 것이 사용되며, 사용가능한 박리성 필름으로는 폴리프로필렌 필름, 불소 수지계 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 종이 및 경우에 따라서는 이들에 실리콘 수지로 박리성을 부여한 것을 사용할 수 있다.

이하에서 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

아크릴로니트릴-부타디엔 고무(상품명 : Zetpol 1020, 일본 NIPPON-ZEON사 제조) 100중량부를 메틸에틸케톤에 녹여 15중량% 용액을 제조한 후, 브로모비스페놀계에폭시 120중량부(에폭시 당량 400, 브롬함량 35%), 크레졸노볼락에폭시 70중량부(에폭시 당량 200), 디아미노디페닐설폰 15중량부를 첨가하고, 2중량부의 안티몬옥사이드를 첨가한 후 메틸에틸케톤과 톨루엔 용제를 이용하여 용액의 점도를 1,000CPS로 맞추었다. 이 접착제를 이용하여 두께가 50㎛인 폴리이미드 필름(상품명 : KAPTON, DUPONT사 제조) 위에 건조후의 두께가 20㎛이 되도록 도포하고, 건조(120℃, 5분)한 후, 두께가 38㎛ 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(상품명 : EXCEL XG-284, 제일합섬)을 라미네이트하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[실시예 2]

아크릴로니트릴-부타디엔 고무(상품명 : Zetpol 1020, 일본 NIPPON-ZEON사 제조) 100중량부에 브로모비스페놀계에폭시 90중량부(에폭시 당량 400, 브롬함량 35%), 크레졸노볼락에폭시 100중량부(에폭시 당량 200), 디아미노디페닐설폰 15중량부를 첨가하고, 2중량부의 안티몬옥사이드를 첨가한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[비교예 1]

실시예1에서 브로모비스페놀계에폭시 대신에 비스페놀A계 에폭시를 사용한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[비교예 2]

실시예1에서 디아미노디페닐설폰의 함량을 75중량부로 한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[비교예 3]

실시예1에서 디아미노디페닐설폰의 함량을 3중량부로 한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[비교예 4]

실시예1에서 브로모비스페놀계에폭시 함량을 30중량부로 한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[비교예 5]

실시예1에서 크레졸노볼락에폭시 함량을 10중량부로 한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[비교예 6]

실시예1에서 크레졸노볼락에폭시 함량을 300중량부로 한 것 이외에는 실시예1과 같은 방법으로 실시하여 접착테이프를 제조하였으며, 그 물성을 평가하여 표1에 나타내었다.

[표 1]

평가항목	접착력(g/㎝)	내열성	흡습율(%)	절연저항율(Ω.㎝)	난연성
실시예 1	750	양호	1.7	1015	V-0
실시예 2	750	양호	1.8	1015	V-0
비교예 1	850	양호	1.8	1015	V-2
비교예 2	380	양호	1.6	1015	V-0
비교예 3	450	불량	2.3	1015	V-0
비교예 4	750	양호	1.7	1015	V-2
비교예 5	800	불량	2.1	1015	V-0
비교예 6	400	양호	1.8	1015	V-1

상기 실시예 및 비교예에서도 확인되듯이 본 발명에 의해 제조된 접착테이프 는 반도체 장치를 구성하는 리드프레임 주변부품 등의 접착제로 사용할 때 절연성, 난연성, 내열성, 신뢰성 등의 제반 물성이 우수한 성능을 나타낸다.

Claims (4)

1. 내열성 필름의 한면 또는 양면에, 중량평균분자량이 5,000∼150,000인 아크릴로니트릴과 부타디엔 공중합체 혹은 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 아크릴산의 삼원공중합체 100중량부, 브롬이 10∼50% 함유된 비스페놀계 에폭시 50∼300중량부, 크레졸노볼락에폭시 30∼200중량부의 혼합물에 에폭시 100중량부에 대하여 방향족디아민계 혹은 산무수물계 경화제 5∼30중량부 및 안티몬옥사이드 입자 0.1∼10중량부를 첨가하여 얻어진 접착제를 도포, 건조하여 제조한 것임을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프.
2. 제1항에 있어서, 내열성 필름은 폴리이미드 필름임을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프.
3. 제1항에 있어서, 아크릴로니트릴계 공중합체는 아크릴로니트릴의 함량이 10∼60중량%인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프.
4. 제1항에 있어서, 안티몬옥사이드 입자는 입경이 1∼5㎛의 범위에 있는 것임을

   특징으로 하는 반도체 리드프레임 고정용 접착테이프.