KR20090060804A - 접착 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치 - Google Patents

접착 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접착 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명의 접착 필름은 기재필름 및 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 5 내지 50㎛의 두께에서 항복강도가 20 내지 50gf이며, 인장 탄성영역 기울기가 30 내지 80gf/mm인 것을 특징으로 한다. 이는 접착층의 두께에 따라 버 발생률의 예측 및 제어가 가능하도록 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기가 조절된 것으로, 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치는 버 발생률이 낮고, 작업성 및 신뢰성이 우수하다.
접착 필름, 항복 강도, 인장 탄성영역 기울기, 다이싱 다이본딩 필름.

Description

접착 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치{Adhesive film, dicing die bonding film and semiconductor device using the same}
본 발명은 접착 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치에 관한 것으로, 버 발생률의 예측 및 제어가 가능하도록 접착층의 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기가 조절된 접착 필름, 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packaging)하는 공정을 포함한다. 상기 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재 판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포 밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정 등을 포함한다.
상기 다이싱 공정은 웨이퍼를 다이아몬드 휠 등을 사용하여 소정의 두께로 커팅하게 된다. 이때 웨이퍼를 고정시켜 주기 위해 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼 후면에 다이싱 다이본딩 필름을 적절한 온도 조건에서 라미네이션 시키게 된다.
일반적으로 다이싱 다이본딩 필름은 도 2와 같이 다이싱 필름과 다이본딩 필름으로 구성되어 있는데, 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼 후면에는 다이본딩 필름이 부착된다. 다이싱은 다이아몬드 휠(블래이드)을 이용하여 웨이퍼 전체와 다이본딩 필름 및 다이싱 필름의 기재 필름의 일부까지 절단한다.
이러한 다이싱 공정에서는 웨이퍼에 과다한 압력 또는 기계적 충격이 인가되어 웨이퍼가 손상되고 칩핑이 발생하여 패턴을 오염시킬 수 있는 버(Burr) 발생이 자주 일어난다. 또한 패키징의 크기가 작아지면서 웨이퍼의 두께가 얇아지고, 생산 효율 증대를 위해 다이싱 조건이 가혹해 지면서 상기와 같은 문제 발생 빈도가 증가되고 있다. 특히 웨이퍼의 두께가 얇아지면서 이전에는 문제가 되지 않았던 수준의 버의 길이도 다이 위로 올라오는 빈도가 많아 지고, 불량을 발생시키는 원인이 되고 있다.
다이 위로 올라오는 버의 성분은 주로 다이본딩 필름인데, 그 이유는 다음과 같다. 다이싱 필름의 점착부는 기재 필름에 코팅되어 잘 밀착되어 있어, 다이싱 시 점착부 또는 기재 필름에 의한 버가 생기더라도 다이 위로 올라오는 빈도가 작은 반면, 다이본딩 필름은 재단공정을 통해 다이싱 필름의 점착부와 기계적으로 라 미네이션 되고, 또한 완전히 커팅되기 때문에 상대적으로 밀착력이 떨어져 버가 다이 위로 올라오는 빈도가 증가하게 된다. 따라서 이를 해결하기 위해서는 다이본딩 필름과 다이싱 필름의 점착부 및 다이본딩 필름과 웨이퍼와의 부착력을 올리는 것이 중요하다. 그러나 부착력을 올리기 위해 접착필름의 점착력을 높게 올릴 경우 탄성율이 낮아져서, 다이 본딩 필름 자체의 연신에 의해 버의 발생량이 많아지게 되고, 다이본딩 필름의 탄성율이 너무 높은 경우에는 점착력이 저하되어 다이싱 시 흔들림이 많아지고 버 발생률이 높아지게 된다. 따라서 접착필름의 탄성율을 조절하는 것은 버 발생률을 낮추는 중요한 요소가 된다.
일본공개특허 제2005-330300호는 열경화 전인 100℃이하에서 탄성률이 0.5MPa 이하이고, 180℃에서 0.2MPa 이상이 되고, 경화 후인 260℃에서 인장 탄성률이 1MPa 내지 10MPa인 접착수지 조성물을 개시하고 있다. 그러나 일정한 승온 속도를 가지고 시료가 충분히 열을 받은 상태에서 탄성율을 측정하는 것은 순간적으로 열이 발생하는 다이싱 공정을 고려하였을 때, 필름의 특성을 예측하기에는 한계가 있다. 또한 버 발생률은 동일한 조성을 갖고, 탄성율이 같더라도 두께에 따라 그 특성이 달라짐이 본 발명 연구 결과 확인되어 종래의 탄성률의 측정방법으로는 버 발생을 제어하기 어려운 점이 있었다.
따라서, 다이본딩 필름의 버 발생을 예측 및 제어할 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있으며, 이를 통하여 작업성 및 신뢰성이 우수한 반도체 장치를 제공하는 것이 필요하다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 접착 필름의 두께에 따라 버 발생률의 예측 및 제어가 가능하도록 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기가 조절된 접착 필름, 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 기재필름 및 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 5 내지 50㎛의 두께에서 항복강도가 20 내지 50gf이며, 인장 탄성영역 기울기가 30 내지 80gf/mm인 접착필름을 제공한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름의 일면에 형성되고, 본 발명에 따른 접착필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름의 접착층이 웨이퍼의 일 면에 부착되어 있고, 다이싱 필름이 웨이퍼 링 프레임에 고정되어 있는 반도체 웨이퍼를 제공한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 배선 기판; 배선 기판의 칩 탑재 면에 부착되어 있는 본 발명에 따른 접착층; 및 상기 접착층 상에 탑재된 반도체 칩을 포함하는 반도체 장치를 제공한다.
본 발명은 접착필름의 성분 및 함량을 조절하여 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 조절하고, 특정의 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 갖는 접착필름 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름은 다이싱 과정에서의 버 발생률을 낮추어, 반도체 장치의 제조공정의 작업성 및 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명은 기재필름 및 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 두께가 5 내지 50㎛에서 항복강도가 20 내지 50gf이며, 인장 탄성영역 기울기가 30 내지 80gf/mm인 접착필름에 관한 것이다. 상기 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기는 접착층의 두께에 따라 조절될 수 있는데, 접착층의 두께가 두꺼울 경우는 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 낮추고, 두께가 얇을 경우는 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 높이는 것이 바람직하다.
본 발명은 접착층의 두께에 따라 버 발생 특성이 달라짐을 고려한 것으로, 접착층의 두께에 따라 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 특정하여 버 발생률을 예측 및 제어한 것을 특징으로 한다.
상기 접착필름의 접착층의 항복강도가 20gf 미만인 경우에는 필름 자체의 연신에 의하여 버 발생률이 높아지고, 50gf를 초과하는 경우에는 밀착력의 저하로 버 발생률이 높아진다. 또한 접착층의 인장 탄성영역 기울기가 30gf/mm 미만인 경우에는 필름 자체 연신에 의하여 버 발생률이 높아지고, 80gf/mm를 초과하는 경우에는 밀착력 저하로 버 발생률이 높아진다.
본 발명에서 「항복강도」는 접착층의 인장 실험에서 얻어지는 인장 곡선에서 탄성영역에서 소성영역으로의 전환점에서의 힘을 의미하고, 인장 탄성 영역 기울기는 상기 인장 곡선의 탄성영역에서의 기울기를 의미한다.
접착층의 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기는 접착층 조성물의 성분, 성분 비율 또는 함량 등에 의하여 조절될 수 있다. 접착층의 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기의 구체적인 조절 방법은 다음과 같다.
접착층 조성물의 성분은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때 열경화성 수지는 경화제와 함께 사용되는 것이 바람직하다. 상기 열가소성 수지는 탄성률 및 초기 접착 특성의 관점에서 바람직한 성분이고, 열경화성 수지는 고온 접착력 및 내열성의 관점에서 바람직한 성분이다.
접착층 조성물의 성분으로 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 혼합하여 사용하는 경우에는 상기의 열가소성 수지 및 경화제를 포함한 열경화성 수지의 혼합비율을 조절하여 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 조절할 수 있는데, 열가소성 수지의 비율이 높아지면 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기는 감소하게 된다.
본 발명에 따른 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 갖기 위해서 열가소성 수지 및 경화제를 포함한 열경화성 수지의 혼합비(열가소성 수지/열경화성 수지)는 1 내지 5인 것이 바람직하고, 1 내지 3 보다 바람직하다. 상기 비율이 1 미만인 경우 접착필름의 재단 시 작업성이 떨어지고, 상기 비율이 5를 초과하는 경우 인장이 너무 많이 되어 버 발생이 많아지고, 내열성이 떨어져 신뢰성에 문제가 발생하 게 된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 열가소성 수지는 열경화성 수지와 가교 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체를 예로 들 수 있는데, 구체적인 예로는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 또는 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등의 하이드록시 함유 단량체; 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 또는 말레인산 등의 카르복실기 함유 단량체; (메타)아크릴로 니트릴 등의 니트릴기 함유 단량체; 및 글리시딜 (메타)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 포함하는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있다.
열가소성 수지로 아크릴계 공중합체를 사용하는 경우에는 아크릴계 공중합체의 유리전이온도를 조절하여 접착층의 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 조절할 수 있는데, 유리전이온도가 낮을수록 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기가 감소된다.
본 발명에 따른 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 갖기 위해서 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 -10 내지 30℃가 바람직하고, 0 내지 20℃가 보다 바람직하다. 상기 유리전이온도가 -10℃ 미만인 경우에는 인장이 너무 많이 되어 버 발생률이 높아지고, 취급성이 매우 좋지 못하게 된다. 또한 상기 유리전이온도가 30℃를 초과하는 경우에는 탄성율이 증가하고 점착 특성이 떨어져, 라미네이션 공정 시 불량 발생률이 높아지게 된다.
또한 상기 아크릴계 공중합체의 분자량은 10만 내지 250만인 것이 바람직하다. 상기 분자량이 10만 미만인 경우에는 내열성에 문제가 발생될 수 있으며, 250만을 초과하는 경우에는 매립성에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 열가소성 수지는 열을 가해 화합물의 관능기가 반응하여 경화가 가능한 수지로써, 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 에폭시 경화제와 함께 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지의 구체적인 예로는, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디시클로펜타이디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등이 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 상기 에폭시 경화제는 다관능 페놀 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 고온 내습성의 관점에서 PCT(Pressure Cooker Test: 121℃/100%/2atm) 48시간 처리시 흡습율이 2.0중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 다관능 페놀수지의 구체적인 예로는 비스페놀A 수지, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀A 노볼락 수지, 페놀 아르알킬 수지, 다관능 노볼락, 디시클로펜타딘엔 페놀 노볼락 수지, 아미노 트리아진 페놀 노볼락 수지, 또는 폴리부타디엔 페놀 노볼락 수지 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 접착층 조성물에 충진제를 포함하는 경우 충진제의 함량을 조절하여 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 조절할 수 있는데, 충진제의 함량이 증가할수록 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기는 증가한다. 본 발명의 접착층 조성물에 충진제를 포함하는 경우 충진제 함량은 접착층 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부인 것이 바람직하고, 8 내지 15 중량부가 보다 바람직하다. 상기 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 버 발생률뿐만 아니라, 열팽창 계수가 높아지는 등 신뢰성에 문제가 있고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 접착 특성이 저하된다.
충진제 종류로는 실리카, 또는 알루미나 등과 같은 세라믹 입자; 수산화알루미늄 또는 수산화칼슘 등의 수산화물 입자; 및 카본계열의 입자 등이 있으며, 이를 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 절연성이 우수하고, 고온 안정성이 뛰어나며 나노 크기로 제조가 용이한 세라믹 입자를 사용하는 바람직하고, 실리카를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한 충진제는 평균입경이 1 내지 100nm 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 평균 입경이 1nm 미만인 경우에는 분산성에 문제가 있으며, 100nm를 초과하는 경우에는 매립성은 우수하나, 탄성율 증대가 크지 않으므로 버 발생률이 높아지게 된다.
상기 각각의 재료는 본 발명에서 사용될 수 있는 일례를 든 것으로, 본 발명의 필름 제조 시에는 상기 재료에 한정되지 않고 이 분야의 통상의 재료가 제한 없이 사용될 수 있다.
또한 상기와 같이 접착층 조성물의 성분, 성분 비율 또는 함량 외에 다이본딩 필름 제조의 건조 온도, 건조 속도, 풍속, 풍량, 또는 교반 조건 등에 의해서도 항복강도 및 인장 탄성영역 기울기를 조절할 수 있다.
본 발명의 접착 필름의 제조방법은 특별히 제한되지 아니하고, 예를 들면 접착층 조성물을 용제에 용해 또는 분산하여 수지 바니쉬를 제조하는 제 1 단계; 상기 수지 바니쉬를 기재필름에 도포하는 제 2 단계; 및 상기 기재필름을 가열하여 용제를 제거하는 제 3 단계로 제조될 수 있다.
상기 제 1 단계에서 접착층 조성물의 성분 및 함량은 상술한 바와 같고, 상기 접착층 조성물을 제조하기 위한 바니시화의 용제는 통상적으로 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤(Acetone), 톨루엔(Toluene), 디메틸포름아마이드(DMF), 메틸셀로솔브(MCS), 테트라하이드로퓨란(THF), N-메틸피로리돈(NMP) 등을 사용할 수 있다. 상기 접착층 조성물에 충진재를 포함하는 경우에 접착층 내의 분산성을 좋게 하기 위해서, 볼 밀(Ball Mill), 비드 밀(Bead Mill), 3개 롤(roll), 또는 분쇄기를 단독으로 사용하거나, 조합하여 사용할 수도 있다. 볼이나 비드의 재질로는 유리, 알루미나, 지르코늄 등이 있는데, 입자의 분산성 측면에서는 지르코늄 재질의 볼이나 비드가 바람직하다.
상기 제 2 단계에서 사용 가능한 기재필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플로오루에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐필름, 폴리부타디엔필름, 염화비닐 공중합체 필름, 또는 폴리이미드 필름 등의 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 또한 상기 기재필름 표면은 이형처리를 행할 수 있고, 이형처리로 사용되는 이형제로는 알키드계, 실리콘계, 불소계, 불포화에스테르계, 폴리올레핀계, 또는 왁스계들이 이용되는데, 특별히 알키드계, 실리콘계, 또는 불소계 등이 내열성을 가지므로 바람직하다.
상기 기재필름에 수지 바니시를 도포하는 방법으로는 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어 나이프 코트법, 롤 코트법, 스프레이 코트법, 그라비아 코트법, 커튼 코트법, 콤마 코트법 또는 립 코트법 등을 들 수 있다.
상기 기재필름을 가열하여 용제를 제거하는 제 3 단계에서, 가열은 70 ~ 250 ℃에서 5분 내지 20분 정도 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름의 일면에 형성되고, 본 발명에 따른 접착필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.
상기 다이싱 필름은 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 형성되어 있는 점착층을 포함하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름을 설명하면 하기와 같다.
상기 다이싱 필름의 기재 필름(40)은 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리테트라플루오루에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리 우레탄 필름, 에틸렌 비닐 아세톤 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 또는 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체 필름 등을 사용할 수 있고, 필요에 따라서 프라이머 도포, 코로나 처리, 에칭 처리, 또는 UV 처리 등의 표면 처리를 행하여도 좋다. 또한 자외선 조사에 의해 점착제를 경화시키는 경우는 광투과성이 좋은 것을 선택할 수 있다.
다이싱 필름의 점착층(40)으로는 통상적인 자외선 경화형 점착제 또는 열 경화형 점착제를 사용할 수 있다. 자외선 경화형 점착제의 경우는 기재 측으로부터 자외선을 조사하여, 점착제의 응집력과 유리전이 온도를 올려서 점착력을 저하시키고, 열 경화형 점착제의 경우는 온도를 가하여 점착력을 저하시킨다.
상기와 같은 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름의 제조 방법은 다이싱 필름과 접착 필름을 핫 롤 라미네이트 하는 방법과 프레스 하는 방법을 사용할 수 있으며, 연속 공정의 가능성 및 효율 측면에서 핫 롤 라미네이트 방법이 바람직하다. 핫 롤 라미네이트 조건은 10 ~ 100℃에서 0.1~ 10kgf/cm2의 압력이 바람직하다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름의 접착층이 웨이퍼의 일 면에 부착되어 있고, 다이싱 필름이 웨이퍼 링 프레임에 고정되어 있는 반도체 웨이퍼에 관한 것이다.
상기와 같은 반도체 웨이퍼는 반도체 웨이퍼의 이면에 다이싱 다이본딩 필름의 접착층을 라미네이트 온도 0 ~ 180℃ 에서 웨이퍼 이면에 부착하고, 상기 다이싱 다이본딩 필름의 다이싱 필름을 웨이퍼 링 프레임에 고정시켜 제조할 수 있다.
본 발명은 또한 배선 기판; 배선 기판의 칩 탑재 면에 부착되어 있는 본 발명에 따른 접착층; 및 상기 접착층 상에 탑재된 반도체 칩을 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.
상기 반도체 장치의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.
상술한 다이싱 다이본딩 필름이 부착된 반도체 웨이퍼를 다이싱 기기를 이용하여 완전히 절단하여 개개의 칩으로 분할한다.
그 후, 다이싱 필름이 자외선 경화 점착제이면 기재측에서 자외선을 조사하여 경화시키고, 열 경화 점착제이면 온도를 올려서 점착제를 경화시킨다. 상기와 같이 자외선 또는 열에 의해 경화된 점착제는 접착제와의 밀착력이 저하되어서 후 공정에서 칩의 픽업이 쉬워지게 된다. 이 때 필요에 따라서, 다이싱 다이본딩 필름을 인장할 수 있다. 이와 같은 익스팬딩 공정을 실시하게 되면 칩간의 간격이 확장되어 픽업이 용이해지고, 접착층과 점착제 층 사이에 어긋남이 발생하여 픽업성이 향상된다. 계속하여 칩 픽업을 실시한다.
이때 반도체 웨이퍼 및 다이싱 다이본딩 필름의 점착층은 다이싱 다이본딩 필름의 접착층으로부터 박리되어 접착층 만이 부착된 칩을 얻을 수 있다. 수득한 상기 접착층이 부착된 칩을 반도체용 기판에 부착한다. 칩의 부착 온도는 통상 100 ~ 180℃이며, 부착 시간은 0.5 ~ 3초, 부착 압력은 0.5 ~ 2kgf/cm2이다. 이 공정 중에 굴곡이 있는 유기배선 기판을 사용할 경우 매립성이 요구된다.
상기 공정을 진행한 후에 와이어 본딩과 몰딩 공정을 거쳐 반도체 장치가 얻어진다.
반도체 장치의 제조방법은 상기 공정에 한정되는 것이 아니고, 임의의 공정을 포함시킬 수도 있고, 공정의 순서를 바꿀 수도 있다. 예컨대, 점착층 경화­ 다이싱­익스팬딩 공정으로 진행할 수도 있고, 다이싱­익스팬딩­점착층 경화 공정으로도 진행할 수 있다. 칩 부착 공정 이후에 추가로 가열 또는 냉각 공정을 포함할 수도 있다.
이하 본 발명의 따른 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기에 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
방향족계 에폭시 수지 (노볼락형 에폭시 수지, 연화점 80 ℃) 66 중량부, 에 폭시 수지의 경화제로 페놀 수지 (페놀 노볼락 수지, 연화점 90 ℃) 34 중량부, 에폭시기 함유 아크릴계 공중합체 (SA-55, 엘지화학제, Tg = 9 ℃, 중량평균분자량 50만) 200 중량부, 경화 촉진제 (2-페닐-4-메틸 이미다졸(2P4MZ)) 0.3 중량부, 충진제로서 실리카 (용융 실리카, 평균 입경 75 nm) 45 중량부로 이루어지는 조성물에 메틸에틸케톤에 교반 혼합하여 바니쉬를 제조하였다.
제조된 바니쉬를 두께 38 ㎛의 기재 필름 (이형 폴리에스테르 필름, RS-21G, SKC(제))에 도포하고, 110℃에서 3분 동안 건조하여 도막 두께가 20 ㎛인 필름을 제작하였다.
실시예 2
도막 두께를 10㎛로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제작하였다.
실시예 3
열가소성 아크릴계 수지의 유리전이온도가 15℃이고 함량을 400 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제작하였다.
실시예 4
열가소성 아크릴계 수지 함량을 150 중량부로 하고 충진제로서 실리카 함량을 20 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제작하였다.
비교예 1
열가소성 아크릴계 수지의 유리전이온도가 -15℃로 변경된 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제작하였다.
비교예 2
충진제를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제작하였다.
비교예 3
열가소성 아크릴계 수지 함량을 50 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제작하였다.
[평가방법]
1. 상온 인장 평가
다이 본딩 필름을 코팅 방향으로 폭 10mm, 길이 50mm로 재단한다. 재단된 샘플의 중앙을 25mm 남기고, 양 끝을 테이핑(Taping)한다. 테이핑(Taping)된 양 끝을 인장 평가 장비에 고정하고, 속도 0.3mm/sec로 인장을 실시한다. 얻어진 인장 곡선으로부터 탄성영역의 기울기와 탄성영역과 소성영역의 전환점인 항복강도를 구한 다. 이때 사용된 인장 평가 장비는 Stable Micro System社(영국)의 Texture Analyzer 이다.
2. 버 평가
다이 본딩 필름에 다이싱 필름(기재 필름 100㎛, 점착제 부 10㎛)을 라미 후, 재단하여 다이싱 다이본딩 필름을 제작하였다. 제작된 샘플에 대해 75㎛ 두께 웨이퍼에 부착 후 다음과 같이 다이싱을 실시하였다. 다이싱 시 다이 사이즈는 5 x 5㎜이고, 커팅 깊이는 웨이퍼, 다이 본딩 필름과 다이싱 필름의 점착부 전체와 기재 필름 20㎛까지 이다. 다이싱 후 100개의 다이 중 버가 발생한 다이에 대해 버 발생률을 계산하였다. 다이싱 시 블레이드 진행 속도는 40mm/sec이고, 블레이드 회전 속도는 40000 rpm이다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 각 필름의 항복강도, 인장 탄성 영역 기울기 및 다이싱 후 버 발생률은 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
접착층 두께(㎛) 20 10 20 20 20 20 20
아크릴계 수지/에폭시 수지 및 경화제 2 (200/100) 2 (200/100) 4 (400/100) 1.5 (150/100) 2 (200/100) 2 (200/100) 0.5 (50/100)
아크릴계 수지의 Tg(℃) 9 9 15 9 -15 9 9
실리카 함량 45 45 75 20 45 0 22.5
항복강도 (gf) 42 22 45 43 12 18 155
탄성영역 기울기 (gf/mm) 78 40 74 75 25 49 375
버 발생율(%) 1 2 1 1 25 11 13
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 접착필름(다이본딩 필름)의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 다이싱 다이본딩 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 태양에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 4는 접착층의 인장 실험에 얻어지는 인장 곡선으로써, 항복 강도 및 인장 탄성영역 기울기를 나타낸다.
<도면 부호의 설명>
1: 반도체 칩 30: 다이싱부의 점착층
10: 접착층의 기재필름 40: 다이싱부의 기재 필름
20: 다이본딩부의 접착층 50: 배선 기판

Claims (16)

  1. 기재필름 및 접착층을 포함하고,
    상기 접착층은 5 내지 50㎛의 두께에서 항복강도가 20 내지 50gf이며, 인장 탄성영역 기울기가 30 내지 80gf/mm인 접착필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    접착층은 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    열경화성 수지는 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    열가소성 수지 및 경화제를 포함한 열경화성 수지의 혼합비(열가소성 수지/열경화성 수지)는 1 내지 5인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  5. 제 2 항에 있어서,
    열가소성 수지는 열경화성 수지와 가교 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    아크릴계 공중합체는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, (메타)아크릴로 니트릴, 및 글리시딜 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름.
  7. 제 5 항에 있어서,
    아크릴계 공중합체는 유리전이온도가 -10 내지 30℃인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  8. 제 5 항에 있어서,
    아크릴계 공중합체는 분자량이 10만 내지 250만인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  9. 제 2 항에 있어서,
    열경화성 수지는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  10. 제 9 항에 있어서,
    에폭시 수지는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 및 디시클로펜타이디엔 변성 페놀형 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    접착층은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 충진제 5 내지 20 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름.
  12. 제 11 항에 있어서,
    충진제는 실리카, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 및 카본계열 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  13. 제 11 항에 있어서,
    충진제는 평균입경이 1 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 접착필름.
  14. 다이싱 필름; 및
    상기 다이싱 필름의 일면에 형성되고, 제 1 항 내지 제 13 항에 중 어느 한 항에 따른 접착필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름.
  15. 제 14 항에 따른 다이싱 다이본딩 필름의 접착층이 웨이퍼의 일 면에 부착되어 있고, 다이싱 필름이 웨이퍼 링 프레임에 고정되어 있는 반도체 웨이퍼.
  16. 배선 기판;
    배선 기판의 칩 탑재 면에 부착되어 있는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 접착층; 및
    상기 접착 필름 상에 탑재된 반도체 칩을 포함하는 반도체 장치.
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