KR20040081250A - 폴리이미드 점착테이프 - Google Patents

Abstract

200℃ 이상의 고온 공정에서도 사용이 가능한 점착테이프에 관한 것으로서, 기재필름, 점착력 강화층 및 실리콘 수지 점착층의 3층 구조를 가짐으로써 피착체에의 실리콘 수지 전이를 줄일 수 있게 되어 고온의 반도체 제조공정에 사용시 공정의 안정성과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 폴리이미드 점착테이프를 제공한다.

Description

폴리이미드 점착테이프{Polyimide adhesive tape}

본 발명은 점착테이프의 열에 의한 점착성 저하를 향상시켜 내열성이 요구되는 반도체 공정에 사용 가능한 전자부품용 점착테이프에 관한 것이다.

전자 부품용 점착테이프는 주로 반도체 공정이나 전자 제품의 제조 공정에 있어서 공정 중에 발생하는 부품 훼손이나 공정상의 용이함을 위하여 사용하는 일단의 보호용 필름이다.

이러한 일련의 점착테이프는 접착시의 작업성은 물론 라미네이션 후 제품의 제조 공정에서의 공정 안성성 및 제품의 신뢰성에 영향을 미치지 않아야 한다. 특히 고온을 요구하는 반도체 공정에서의 점착테이프는 접착층의 내열성 및 높은 점착성 및 접착력이 요구되어 진다.

이러한 점착 테이프는 제품의 공정이 끝나면서 제거되어지는데 이때 접착되어 있었던 부품에 그 접착층이 전사될 경우 공정의 안정성이나 제품의 신뢰성을 크게 위협하게 된다.

일반적으로, 반도체 공정에 사용되는 점착테이프는 주로 폴리이미드와 같은 내열성 수지로 제조된 베이스 필름을 기재로 하여 아크릴 수지나 실리콘 수지를 코팅하여 제조되어지는데, 특히 아크릴 수지 점착층은 고온 공정에서 실리콘 수지에 비하여 점착 성분이 점착 테이프로부터 이탈하여 점착층이 피착제에 전사가 일어나는 경우가 많으며, 점착성 저하로 반도체 공정에 사용되는 리드프레임으로 점착층이 전사되므로 결과적으로 리드프레임이 오염되어 제품의 신뢰성에 악영향을 줄 수 있다. 그리고 실리콘 수지는 점착제로 널리 사용되고 있는 대표적인 수지이며 규소와 산소의 강한 결합으로 인해 수지 자체의 내열성은 우수하나 열에 의해 실리콘 전이가 발생하여 리드프레임을 오염을 야기하는 문제가 있다.

최근의 반도체 패키징 방식은 반도체 칩의 고직접화, 고용량화 및 다기능화의 요구에 의해 박형 단소화되는 경향으로 발전되어 가고 있는 실정이다. 따라서 CSP(Chip Scale Package) 방식의 채택이 두드러지는 데, 특히 MLF(MicroLead Frame), QFN(Quad-flat Non-loaded package) 방식은 다른 패키지 방식과 달리 리드단자가 봉지 수지면 밖으로 도출되어 있는 새로운 방식의 패키지 기술이다. 따라서 발생되는 열을 칩 외부로 방출이 용이하게 되는 이점이 있다. 이러한 패키지 방식에 사용되는 전자 부품 중에는 다이 어태칭 공정 및 경화 공정, 그리고 와이어 본딩 공정, 몰딩 공정과 같이 고온 공정에 뛰어난 점착성과 내열성을 가지면서 몰딩 공정시 몰딩 수지가 리드프레임의 리드 사이로 밖으로 흘러서 리드프레임을 오염시키는 것을 방지하기 위하여 몰딩 마스킹 테이프가 요구되어 진다. 고온 공정에서 사용되고 있는 점착테이프는 점착층이 베이스 필름으로부터 이탈되어 리드프레임에서 박리시 리드프레임에 점착층의 레진이 남게 되는 현상이 발생하게 되는데, 이후 실리콘 제거 작업이 필요하게 되며 제거 및 도금 작업시 어려움이 발생한다.

한편 점착테이프에 사용되는 점착층은 상기한 바와 같이 크게 아크릴 수지, 실리콘 수지가 사용되고 있는데, 실리콘 수지는 크게 세가지의 메카니즘으로 경화 반응이 일어나게 되다. 구체적으로는, 벤조일 퍼옥시드의 라디칼 생성으로 실리콘 수지에 라디칼이 발생하여 경화 반응이 일어나는 메카니즘과, 일반적인 졸-겔 반응의 메카니즘을 통한 경화반응으로 경화가 일어나는 경우도 있다. 그리고 백금 촉매인 칼스테드 촉매 존재 하에 하이드리드기를 가진 실리콘 수지와 비닐기를 가진 실리콘 수지의 부가 반응인 하이드로실레이션 반응에 의한 경화가 있다. 하이드로실레이션 반응은 비교적 저온에서 빠른 반응속도를 보이므로 공정상에 잇점이 있다고 볼 수 있다.

본 발명자들은 점착층으로서 상기와 같은 잇점을 가지면서 피착체에 전사되는 문제를 갖는 실리콘 수지를 도입한 반도체 공정에 사용되는 고온 내열성 점착테이프의 문제점을 해결하기 위해 연구노력하던 중, 베이스 필름 기재 위에 실리콘 점착층만을 도입하던 것에서 베이스 필름 기재와 실리콘 점착층 사이에 점착력 강화층을 구비한 결과, 일련의 고온 공정에서도 피착체에 실리콘 점착층의 전사를 감소시켜 공정의 안정성 및 제품의 신뢰성을 유지할 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 고온 공정에서도 피착체에 점착층이 전사되는 것을 감소시켜 공정의 안정성과 제품의 신뢰성을 유지할 수 있도록 한 폴리이미드 점착테이프를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리이미드 점착테이프는 기재필름; 두께 0.3∼1㎛인 점착력 강화층; 및 실리콘 점착층의 3층 구조를 갖는 것임을 그 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리이미드 점착테이프의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1- 폴리이미드 베이스필름 층

2- 점착력 강화층 3- 점착층

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 폴리이미드 점착테이프의 단면도를 도1에 나타내었는 바, 기재필름(1), 점착력 강화층(2) 및 점착층(3)으로 이루어진다.

이같은 점착테이프는 폴리이미드 기재 필름(1) 위에 0.3㎛∼1㎛ 두께로 점착력 강화층(2)을 도포하고, 그 위에 실리콘 수지를 주성분으로 하는 점착조액을 코팅 후 유기용매를 건조시켜 제거하면서 열로 인한 경화반응으로 제조할 수 있다.

각 층을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

(1)기재필름

점착테이프의 점착제층을 코팅하는 기재필름으로는 내열성 필름으로 폴리이미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 내열성 수지 필름이나 에폭시 수지-폴리이미드-유리천 등의 복합 내열성 필름 등을 사용할 수 있으나, 폴리이미드 필름이 바람직하고, 기재 필름의 두께는 바람직하기는 15∼150㎛가 바람직하다.

(2)점착력 강화층

점착력 강화층은 실리콘 수지 100중량부에 백금촉매 0.1∼1.0중량부 및 경화제 수지 0.5∼1.5중량부를 포함하도록 구성하여 이를 유기용매에 용해시켜 제조된 조액을 상기 기재필름 상에 도포한 후 건조시켜 형성된다.

점착력 강화층을 형성하는 수지는 실리콘계 수지의 점착력 강화층용 수지로서 실리콘 수지 점착층과 같은 경화 메카니즘으로 경화반응이 일어난다.

이같은 실리콘 수지 100중량부에 백금촉매를 가해 경화반응시 경화반응을 촉진하도록 하는 바, 그 함량은 실리콘 수지 100중량부에 대해 0.1∼1.0중량부인 것이 바람직하다. 만일 그 함량이 0.1중량부 미만이면 점착력 강화층이 박리되는 현상이 발생하고 1.0중량부 초과면 점착력 강화층 조성물의 변화가 빠르게 진행되어 공정상의 어려움이 발생한다.

그리고, 경화제 수지를 실리콘 수지 100중량부에 대해 0.5∼1.5중량부로 포함하는 바, 실리콘계 경화제 수지는 측쇄에 존재하는 하이드리드기의 양에 따라 그 종류가 나뉘게 된다. 이같은 경화제 수지의 함량이 실리콘 수지 100중량부에 대해0.5중량부 미만이면 점착력 강화층 조성물의 변화가 빠르게 진행되어 공정상의 어려움이 발생하고 1.5중량부 초과면 점착력 강화층이 미경화로 다른 접촉면으로 전사가 발생한다.

조액시 사용되는 용매는 톨루엔, 헵탄, 헥산, 크실렌이 사용될 수 있으며 바람직하기로는 톨루엔과 헵탄이 적합하며, 두 가지 이상의 혼합용매도 사용 가능하다.

점착력 강화층의 두께는 0.3∼1㎛이며, 코팅하여 120℃에서 건조 경화반응시켜 바람직하기로는 0.5㎛ 두께 되도록 도포하는 것이 바람직하다.

고온 공정에서 발생되는 점착층의 기재 필름으로부터 이탈은 고온 공정 후 피착체에 점착층의 전사를 야기시키는데, 본 발명에서와 같은 3층 구조의 점착테이프의 점착력 강화층을 구성하는 수지는 그 주쇄에 유기물과 친화력이 있는 아민기와 무기물에 친화력이 있는 알콕시 실란기를 가지고 있어서 주로 유기성분이 강한 기재필름과 점착테이프의 점착층을 구성하는 실리콘 수지와의 친화력을 가지고 있는 것을 사용한다. 따라서 이러한 수지를 기재필름에 도포할 경우 자체의 점착력 강화성분이 점착층의 실리콘 수지와 유기성분인 기재필름 사이의 친화력을 강화시켜서 고온 공정에서도 점착제 층의 안정성을 부여하여서 점착성을 현저히 증가시키는 역할을 한다.

(3)점착층

상기와 같이 점착력 강화층(2)이 도포된 기재 필름(1) 위에 실리콘 수지를 3∼30㎛로 도포하여 점착층(3)을 형성한다.

본 발명에 따라 제조된 점착테이프의 특성을 더욱 상세히 설명하기 위하여 실시예 및 비교 실시예를 제시하지만, 이들에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 본 발명의 작용과 효과를 실시예 및 비교예를 통하여 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

점착테이프의 점착제 바인더로 실리콘 수지를 사용하고, 베이스 필름으로 두께가 25㎛인 폴리이미드 필름을 사용하였다.

점착력 강화층용 실리콘 수지 100 중량부, 백금 촉매(신에츠 또는 다우코닝사제품) 0.1∼1.5중량부, 경화제 수지(다우코닝사 제품) 0.3∼1.5중량부를 용매 톨루엔 900에 용해시키고 베이스 필름에 코팅하여 도포하고 120℃에서 건조시켜서 그 두께가 0.3㎛ 되도록 하여 점착테이프를 제조하였다. 구체적인 백금 촉매와 경화제 수지의 양은 다음 표 1에 나타낸 바와 같이 변량하였다.

(실시예 2)

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착테이프를 점착테이프의 점착제 바인더로 실리콘 수지를 사용하고 베이스필름으로 두께가 25㎛인 폴리이미드 필름으로 하였다.

점착력 강화층용 실리콘 수지 100 중량부에 백금 촉매 0.6, 경화제 수지 1를 용매 톨루엔 900에 용해시키고 이 베이스 필름에 120℃에서 건조시켜서 그 두께가 0.3∼1㎛로 도포하였다. 점착력 강화층이 도포된 베이스 필름에 실리콘 수지를 코팅하여 도포하여 점착 테이프를 제조하였다. 구체적인 점착력 강화층의 도포두께는 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 변경하였다.

(비교예 1)

점착테이프의 점착제 바인더로 실리콘 수지를 사용하고 베이스필름으로 두께가 25㎛인 폴리이미드 필름으로 하여 이러한 베이스 필름 위에 점착력 강화층을 도포하지 않은 채로 필름위에 점착제 바인더만을 코팅하여 도포한 후 점착테이프를 제조하였다.

이와같이 제조된 각각의 점착 테이프들을 리드프레임에 라미네이션한 후 220℃ 에서 60분동안 가열하여 리드프레임에서 점착테이프를 박리시켜서 리드프레임 표면을 전자 방출 현미경으로 분석하고 리드프레임에 남아 있는 점착층의 실리콘 분자를 X선 형광분석기를 통하여 확인하였다. 생성된 점착테이프를 동박에 라미네이션하여 접착력을 만능시험기(Instron)을 사용하여 박리력을 측정하였다. 구체적인 결과는 다음 표 1과 2에 각각 나타내었다.

	실시예 2	비교예 1
점착력 강화층 두께(㎛)	0.3	0.5	0.7	1	0
접착력(g/cm)	15	14	14	13	17
실리콘 전이량(g/m2)	0.03	0.03	0.02	0.03	1.0

상기 표에 나타나 있는 바와 같이 점착력 강화층의 두께에 관계없이 접착력은 거의 동일하게 나타났으며, 점착력 강화층을 포함하는 3층 구조의 점착테이프가 비교예 1과 같은 일반적인 점착테이프에 비하여 상대적으로 적은 실리콘 전이가 발생하는 것을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 통상의 실리콘 수지를 점착층으로 포함하는 폴리이미드 점착테이프에 기재필름과 점착층 사이에 점착력강화층을 더 형성한 경우, 피착체에 점착제의 전이가 적어져 이를 고온의 반도체 제조공정 등에 적용시 공정의 안정성과 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (3)

1. 기재필름;

   두께 0.3∼1㎛인 점착력 강화층; 및

   실리콘 점착층의 3층 구조를 갖는 폴리이미드 점착테이프.
2. 제 1 항에 있어서, 점착력 강화층은 실리콘 수지 100중량부, 백금촉매 0.1∼1.0중량부 및 경화제 수지 0.5∼1.5중량부를 유기용매에 용해시켜 제조된 조액을 기재필름에 도포 경화시켜 형성된 것임을 특징으로 하는 폴리이미드 점착테이프.
3. 제 1 항에 있어서, 접착력이 동박에 대해 4∼35g/cm이고 실리콘 전이가 0.05g/㎡ 이하인 것임을 특징으로 하는 폴리이미드 점착테이프.