KR20070061443A - 다이 접착용 페이스트 조성물 및 그 경화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이 접착용 페이스트 조성물 및 그 경화 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 다이 접착용 페이스트 조성물은, PCB 상면에 200 ㎛ 이하의 두께로 도포되고, 50 내지 70 중량%의 액상 및 고상 에폭시, 3 내지 10 중량%의 아크릴레이트, 및 25 내지 40 중량%의 가요제를 포함하여 이루어지되, 상기 조성물 전체 중량 대비 5 내지 30%의 유기성 충진제와 상기 조성물 전체 중량 대비 1 내지 7 %의 UV개시제를 더 포함하여 조성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 제공되는 다이 접착용 페이스트 경화방법은, 다이 접착용 페이스트 조성물에 대해 UV를 조사하여 B-스테이징을 구현하여 진행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, UV를 이용한 B-스테이징이 적용되는 경우에는 종래의 열가교 방식을 이용하는 경우에 비해 공정 진행시간이 짧으며, 다이 접착용 페이스트의 보관성이 크게 향상될 수 있어 종래의 어셈블리 업체가 부담하는 비경제적인 요인을 해소할 수 있게 되었다. 또한, B-스테이징을 균일하게 구현할 수 있으며, UV 조사과정에 대한 조절이 용이하여 다이 접착 페이스트의 물성을 요구되는 특성에 맞게 조절할 수 있는 장점이 있다.
다이, 접착, 페이스트, UV, B스테이징

Description

다이 접착용 페이스트 조성물 및 그 경화 방법{Composition of die-attaching paste and method for hardening of the same}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 PCB 상면에 도포된 다이 접착용 페이스트층에 UV 조사를 이용한 B-스테이징 구현한 것을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 공정도이다.
<도면의 주요부에 대한 설명>
10...PCB 15...다이 접착용 페이스트층
20...UV 램프 25...UV 조사선
본 발명은 다이 접착용 페이스트 조성물 및 그 경화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이 접착용 페이스트 조성물 내에 UV 개시제가 포함되도록 하며, UV를 조사하여 B-스테이징을 구현할 수 있게 한 다이 접착용 페이스트 조성물 및 그 경화 방법에 관한 것이다.
반도체 패키지의 한 형태에서, 반도체 다이 또는 칩은 기판에 전기적으로 접속되는 한편 접착제에 의해 기계적으로 접합된다. 기판은 다른 전기적 소자 또는 외부 파워 소스에 연결된다. 제조 공정은 연속적인 일련의 단계로 실행될 수 있고, 그렇지 않으면 기계적 부착을 위해 접착제를 사용하여 기판을 제조한 다음 추후 일정 시간까지 유지시킬 수 있다.
제조 공정이 연속적인 일련의 단계로 실행될 경우, 기판 상에 접착제가 도포되고, 반도체 칩을 접착제와 접촉시키고, 접착제는 열 또는 열과 압력을 가함으로써 경화된다. 적합한 접착제는 무용매 액체 및 페이스트 또는 고체일 수 있다. 액체나 페이스트 형태일 경우, 접착제는 가열에 의해 경화와 함께 응고된다. 접착제를 기판에 도포한 후 제조 공정을 중단하고 최종 조립 공정을 추후 시점까지 보류해야 할 경우, 접착제는 온전히 보존되기 위해 응고된 형태로 존재해야 한다. 고체 접착제는 블리딩(bleeding)이 최소이거나 전혀 없는 이점 및 본드라인(bondline), 즉 칩과 접착제간 계면(interface)의 두께 및 틸트(tilt)를 양호하게 제어할 수 있는 이점을 제공한다.
일부 반도체 패키지 응용에 있어서, 공정상의 이유에서 페이스트 접착제가 필름 접착제보다 바람직하지만, 고체의 본드라인 및 필렛(fillet) 제어가 요구된다. 그러한 경우에, B-스테이지 가능형(B-stageable) 접착제로 알려진 접착제가 사용될 수 있다. 원료인 접착제 물질이 고체인 경우, 상기 고체는 용매에 분산되거나 용해되어 페이스트를 형성하고, 그 페이스트가 기판에 적용된다. 이어서, 용매를 증발시키기 위해 접착제를 가열하여, 고체 상태로서 경화되지 않은 접착제를 기판에 남긴다. 원료인 접착제 물질이 액체 또는 페이스트인 경우, 접착제는 기판 상에 분배되고, 접착제가 고체 상태로 부분 경화되도록 가열된다.
종래에는 반도체 공정의 다이 접착용 페이스트 접착제에 열경화를 시키면서 B-스테이징 공정 구현을 목적으로 열개시제(Thermal initiator) 또는 반응성 증량제(Reactive diluent)를 사용하였다. 그러나, 이러한 종래의 열경화를 이용한 B-스테이징 방법은 많은 시간이 소요되며, 시간이 경과함에 따라 PCB 변형(warpage)이 발생하며, 그로 인하여 다이 접착 불량 또는 솔더링(Soldering) 불량이 발생하여 바람직하지 못하다. 또한, 다이 접착을 위한 최적의 조건을 맞추기도 어려우며, 그러한 조건을 찾았다 하더라도 지속적으로 유지하기 어렵기 때문에 다이 접착 불량의 문제는 필연적이라 할 것이며, 이러한 다이 접착 불량은 최종 제품의 신뢰성 저하로 연결되어 바람직하지 못하다. 또한, 종래 열적 B-스테이징 적용시 다이 접착용 페이스트의 보관성이 낮아 어셈블리 업체의 인-하우징 프린팅(In-housing Printing) 공정이 요구되었고, 이로 인하여 프린팅 라인의 추가적인 구축과 이를 이용한 프린팅 공정을 진행하여야 하므로 비경제적이라는 문제가 있어, 이를 해결할 필요성이 인식되었으며, 관련 분야에서는 종래에 파악된 제문제를 해결하기 위한 노력을 꾸준하게 행하여 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다.
전술한 종래의 문제점에 기초하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래의 열가교에 의한 경화 방식에 따른 B-스테이징 구현이 갖는 여러 문제점, 다이 접착 불량 및 다이 접착용 페이스트의 보관성이 낮기 때문에 발생하는 부가적인 단점을 해결하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 다이 접착용 페이스트 조성물 및 그 경화 방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에서 제공되는 다이 접착용 페이스트 조성물은, PCB 상면에 200 ㎛ 이하의 두께로 도포되고, 50 내지 70 중량%의 액상 및 고상 에폭시, 3 내지 10 중량%의 아크릴레이트, 및 25 내지 40 중량%의 가요제를 포함하여 이루어지되, 상기 조성물 전체 중량 대비 5 내지 30 %의 유기성 충진제와 상기 조성물 전체 중량 대비 1 내지 7 %의 UV개시제를 더 포함하여 조성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 다이 접착용 페이스트를 PCB 상면에 상기와 달리 200 ㎛를 초과하는 두께로 도포하게 되면, 페이스트 인쇄시 유동성이 생겨 원하는 형상으로 유지가 되지 않거나 다이 접착시 오버 플로우가 발생하여 불량이 초래될 수 있어 바람직하지 못하다.
상기 액상 및 고상 에폭시는, 에폭시 당량이 500 이하인 액상 에폭시와 에폭시 당량이 500 이상인 에폭시 물질이 적정하게 혼합된 에폭시 물질을 의미한다. 본 발명에서는 액상 에폭시와 고상 에폭시의 혼합비율은 중량비로 3:7 내지 7:3의 범위에서 혼합사용하였다. 에폭시 물질은 에폭시 물질로는, 비스페놀A, 비스페놀F, 페녹시, 노볼락, 글리시딜 아민 에폭시 또는 러버 변성 에폭시 등이 있다. 본 발명 의 실시예에서는 액상 에폭시로서는 비스페놀A계의 물질이, 고상 에폭시로는 노볼락계의 물질이 사용하였다.
상기 아크릴레이트는, 메틸 또는 에틸 아크릴레이트의 중합체로 모노아크릴레이트계 또는 다이아크릴레이트계가 일반적으로 사용거될 수 있다.
상기 가요제로는, 폴리알코올 또는 폴리올이 사용될 수 있으며, 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 알킬렌글리콜계와 수소화비스페놀A, 사이클로헥산디올, 사이클로헥산디메탄올, 카프로락톤디올, 히드록시-알킬화 비스페놀, 폴리에트르글리콜 등의 기타의 글리콜계의 디올이나 트리에틸렌글리콜디올, 카프로락톤트리올, 폴리에테르트리올 등의 트리올이 사용될 수 있다.
상기 UV 개시제는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 알파디메톡시-알파-페닐아세토페논(Alphadimethoxy-alpha-phenylacetophenone), 2-하이드록시-1[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온{2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone}, 메틸벤조일포메이트(Methylbenzoylformate), 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드[Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide], 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone) 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드[Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide] 중 선택된 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합 물질이 사용될 수 있다.
UV 개시제의 함량이 상기 수치범위를 만족할 경우 보관성이 개선되고, 다이 전단 강도 (Die shear strength) 및 MRT 평가(Moisture Resistance Test) 에도 합격되는 개선이 이루어지는 장점이 있다.
상기 유기성 충진제는 상기 유기성 충진제를 제외한 상태로 조성된 다이 접착용 페이스트 조성물 전체 중량 대비 5 내지 30 %의 함량으로 포함되면 바람직하다. 이때, 상기 유기성 충진제의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 페이스트의 탄성 모듈러스(E. Modulus)가 증가되어 칩(chip)과 PCB 사이에서 완충제(Compliant layer)로서의 역할을 제대로 수행하지 못하게 되어 반도체 패키지의 신뢰성을 저하시키며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 고분자량이 증가하면서 점도가 높아져 페이스트 프린팅 공정이 용이하지 못하게 되어 바람직하지 못하다. 보다 구체적으로는, 페이스트의 점도가 너무 높으면 스퀴지(Squeegee)가 제대로 밀리지 않게 됨은 물론, 메탈 마스크(Metal Mask)의 세척 시간까지 길어지게 되어 공정성이 현저하게 저하될 수 있다. 또한, 페이스트 도포 후, 페이스트 표면 거칠기가 증가하여 외관 기준에 미달하거나 다이 접착시 불량을 초래할 수 있어 바람직하지 못하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에서 제공되는 다이 접착용 페이스트 경화방법은, 전술한 다이 접착용 페이스트 조성물을 PCB 상면에 층상으로 도포한 이후, 상기 층상으로 도포된 다이 접착용 페이스트층에 대해 UV를 조사하여 B-스테이징을 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기 UV 조사는 2 내지 12 J/㎠의 조사량으로서 이루어지면 바람직하다. 상기 UV 조사량에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 B- 스테이징 구현이 이루어지지 않아, 외부적으로는 페이스트 형상을 유지하기 어려우며, 내부적으로는 구조적으로 불안정하여 경시 변화가 발생하고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 페이스트가 매우 단단해져 다이 접착이 용이하지 못하므로 바람직하지 못하다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 구체적인 실시예를 들어 설명하고, 필한 경우에는 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따르는 다이 접착용 페이스트 조성물의 각 성분을 구성하는 물질을 칭량하여 준비하고, 상기 준비된 재료들을 상온에서 48시간 동안 배합 및 교반하여 균일하게 혼합될 수 있도록 하여 페이스트를 제조한다. 이후, PCB 상에 프린팅한 다음 UV를 조사하여 B-스테이징을 구현한다.
도 1은 PCB 상면에 도포된 다이 접착용 페이스트층에 UV 조사를 이용한 B-스테이징 구현을 것을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, PCB(10) 상면에 도포된 다이 접착용 페이스트층(15)에 대해 UV 램프(20)를 이용하여 UV를 조사하여(25) B-스테이징을 구현한다. 이때, UV 조사 장치는 배치식 또는 컨베이어식의 방법으로 장치를 구성할 수 있으며, UV 램프(25)는 재료의 특성에 적합한 다양한 광원, 예컨대 아크(Arc), 융 합(Fusion) 등을 선택하여 사용할 수 있다. UV는 다이 접착용 페이스트층(25) 전면에 조사되며 조사 강도(Intensity) 및 조사량(Dosage)은 UV 개시제(initiator)의 UV 흡수 파장대를 기준으로 최적화된 조건을 고려하여 조절될 수 있다.
비교예 (1-3) 및 실시예 (1, 2)
먼저, 액상 및 고상의 에폭시계 수로서 비스페놀A계의 액상 에폭시와 노볼락계의 고상 에폭시가 5:5의 중량비로 혼합된 에폭시 물질이 60.5중량%, 다이아크릴레이트 6중량%, 가요제로서 에틸렌글리콜 33.5중량%를 포함하여 이루어진 조성물을 먼저 준비하였다. 이후, 상기 준비된 조성물 전체 중량 대비 15 %의 유기성충진제인 수소화니트릴고무(HNBR) 및 상기 준비된 조성물 전체 중량 대비 5.5 %의 UV개시제를 포함시켜 다이 접착용 페이스트 조성물을 준비하였다. 이렇게 준비된 조성물에 대해 하기 표 1과 같은 UV 조사량(Dosage)에 대해 다양한 변화를 주면서 비교예(1-3) 및 실시예(1 및 2)로 구분 설정하였다. 이들 각각에 대한 물성 평가 항목으로서, 보관성 평가, 다이 접착 강도 및 MRT 평가를 행하여 그 결과를 하기 표 1에 각각 나타내었다.
이때, 다이 접착용 페이스트에 포함시킨 UV 개시제로는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드 (Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide)의 혼합 조성물을 이용하였다.
보관성 평가
다이 접착용 페이스트의 보관성을 평가하기 위해 일정 기간의 경과를 통해 점착성(Tackiness) 및 적정한 방법을 이용하여 측정한 열량변화를 측정하였으며, 구체적으로는 1개월 경과된 시점과 6개월이 경과된 시점에서의 점착성변화 및 열량변화를 각각 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 한편, 상기 열량변화의 측정은 시차주사열량법(Differential Scanning Calorimetry, 이하 'DSC'라 약함)에 의해 측정하였다. DSC는 기본적으로 시료의 온도를 일정 속도로 상승 혹은 하강/등온 유지시 발생하는 기준시료와 측정 시료 간의 열흐름(Heat Flow)의 차이를 측정함으로서 시료의 흡열, 발열 혹은 열용량(Heat Capacity)의 변화에 의한 전이점을 측정하는 가장 일반적인 열분석법이다.
다이 전단 강도 시험
다이 전단 강도(Die shear strength)는 0.5kgf/㎠ 이상인 경우에 합격이라 할 수 있으며, 다이 접착(Die attach)은 PSR(Photo Solder Resist) AUS308용 PCB 에 대해서 140℃에서 7kgf의 하중으로 2초간 이루어지도록 하였다. 한편, 다이 전단 시험(Die shear Test)은 0.5mm/s의 속도로서 부하 하중이 500g으로 주어지며, 시험대의 온도는 25℃로 유지하였다. 이때, 큐어링(Curing)은 175℃에서 1시간 동안 진행하였다. 한편, 비교예 3의 경우에는 다이 접착이 이루어지지 않았으므로, 다이 접착 강도 평가는 의미가 없다.
MRT 평가( Moisture Resistance Test )
국제반도체표준협의기구(Joint Electron Device Engineering Council, 이하 'JEDEC'라 약함)의 표준 레벨 Ⅲ(Standard Level Ⅲ, Pb-free Condition)을 통과하는 경우에 합격(○)으로 판정하였으며, 그렇지 않은 경우에는 불합격(×)으로 판정 하였다. 한편, 비교예 3의 경우에는 다이 접착이 이루어지지 않았으므로, MRT 평가는 의미가 없다.
구분 UV 조사량 (J/㎠) 보관기간 (개월) 보관성평가 다이 전단 강도 MRT
점착성 (고형도변화) DSC (열량변화)
비교예 1 0 1 -65% -70% ○ ×
6 -85% -90% ○ ×
비교예 2 1 1 -55% -60% ○ ×
6 -80% -75% ○ ×
실시예 1 4 1 -7% -15% ○ ○
6 -15% -20% ○ ○
실시예 2 7 1 -5% -10% ○ ○
6 -10% -15% ○ ○
비교예 3 15 1 -3% -5% 다이접착불가 -
6 -7% -10% 다이접착불가 -
비교예 (4, 5) 및 실시예 (3)
위 실시예 1, 2 및 비교예 1-3의 경우와 대비하여 조성물질 및 함량은 동일하게 하였으며, UV 조사량(Dosage)은 7 J/㎠로 동일하게 유지하였다. 다만, 조성물에 포함되는 UV개시제의 함량은 하기 표 2와 같이 변화를 주면서 그에 따라 비교예 4, 5 및 실시예 3으로 각각 구분 설정하였다. 이들 각각에 대한 물성 평가 항목으로서, 보관성 평가, 다이 접착 강도 및 MRT 평가를 행하여 그 결과를 하기 표 1에 각각 나타내었다.
구분 UV 개시제 (중량%) 보관기간 (개월) 보관성평가 다이 전단 강도 MRT
점착성 (고형도변화) DSC (열량변화)
비교예 4 0.5 1 -30% -65% ○ ×
6 -75% -80% ○ ×
실시예 3 5.5 1 -5% -10% ○ ○
6 -10% -15% ○ ○
비교예 5 8 1 -5% -7% 다이접착불가 -
6 -15% -20% 다이접착불가 -
고형도 및 DSC 수치변화 모두 보관성 평가의 기준이 되는 요소들로써 경시변화의 척도가 된다. 즉, 고형도 및 DSC 수치 변화는 페이스트 내 재료들의 경화 반응 또는 변성이 진행되어 물성이 점점 변하는 것을 의미하며, 그 수치 변화가 클수록 제품의 라이프 사이클(Life time)이 짧아지게되는 것으로 이해된다.
상기 표 1에서의 비교예(1-3) 및 실시예(1, 2)는 UV 조사량을 기준으로 구분하였으며, 상기 표 2에서의 비교예(4, 5) 및 실시예(3)은 UV 개시제의 함량을 기준으로 구분하였다. 상기 표 1 및 2에 나타난 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 보관성 평가와 관련하여 점착성 관련된 고형도의 수치변화 및 DSC의 수치변화를 통해 본 발명에 따른 실시예(1-3)에서 비교예(1-5)에 비해 월등하게 개선된 내용을 확인할 수 있으며, 다이 전단 강도 및 MRT 평가에 따르면 본 발명에 따른 실시예(1 및 2)에서만 합격 판정을 받았음을 알 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.
본 발명에 따르면, UV를 이용한 B-스테이징이 적용되는 경우에는 종래의 열가교 방식을 이용하는 경우에 비해 공정 진행시간이 짧으며(60-90분 단축됨),다이 접착용 페이스트의 보관성이 크게 향상될 수 있어 종래의 어셈블리 업체가 부담하는 비경제적인 요인을 해소할 수 있게 되었다. 즉, 다이 접착용 페이스트가 인쇄되 어 B-스테이징이 완료된 PCB를 별도의 곳에 적치해두고, 필요할 때마다 칩 마운팅(Chip mounting)을 진행할 수 있으므로 고가의 프린팅 장비를 구비 및 프린팅 공정을 생략할 수 있게 되어 경제적인 제품 생산성의 증대가 가능해졌다. 또한, B-스테이징을 균일하게 구현할 수 있으며, UV 조사량의 용이한 조절을 통하여 다이 접착 페이스트의 물성을 요구되는 특성에 맞게 조절할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. PCB 상면에 200 ㎛ 이하의 두께로 도포되는 다이 접착용 페이스트 조성물은 50 내지 70 중량%의 액상 및 고상 에폭시, 3 내지 10 중량%의 아크릴레이트, 및 25 내지 40 중량%의 가요제를 포함하여 이루어지되,
    상기 다이 접착용 페이스트 조성물은,
    상기 다이 접착용 페이스트 조성물 전체 중량 대비 5 내지 30 %의 유기성 충진제; 및
    상기 다이 접착용 페이스트 조성물 전체 중량 대비 1 내지 7 %의 UV개시제;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 접착용 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 UV 개시제는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 알파디메톡시-알파-페닐아세토페논(Alphadimethoxy-alpha-phenylacetophenone), 2-하이드록시-1[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온{2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone}, 메틸벤조일포메이트(Methylbenzoylformate), 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드[Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide], 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone) 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드[Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)- phenylphosphineoxide] 중 선택된 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 혼합 물질인 것을 특징으로 하는 다이 접착용 페이스트 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 따르는 다이 접착용 페이스트 조성물을 PCB 상면에 층상으로 도포한 이후, 상기 층상으로 도포된 다이 접착용 페이스트층에 대해 UV를 조사하여 B-스테이징을 구현하는 것을 특징으로 하는 다이 접착용 페이스트 경화방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 UV 조사는 2 내지 12 J/㎠의 조사량으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 접착용 페이스트 경화방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4412048A (en) * 1981-09-11 1983-10-25 Westinghouse Electric Corp. Solventless UV dryable B-stageable epoxy adhesive
US5340946A (en) * 1985-12-20 1994-08-23 Advanced Interconnection Technology, Inc. Heat activatable adhesive for wire scribed circuits
US4732952A (en) * 1986-12-05 1988-03-22 Rohm And Haas Company "B stageable" high service temperature epoxy thermosets
JP2585617B2 (ja) * 1987-08-19 1997-02-26 日東電工株式会社 水中接着用組成物
US5262232A (en) * 1992-01-22 1993-11-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Vibration damping constructions using acrylate-containing damping materials
JPH07268065A (ja) * 1993-11-17 1995-10-17 Sophia Syst:Kk 紫外線硬化型の無溶媒導電性ポリマー材料
JP4469089B2 (ja) * 1999-02-08 2010-05-26 日立化成工業株式会社 回路接続用フィルム状異方導電性接着剤、電極の接続構造及び電極の接続方法

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