KR20090103434A

KR20090103434A - 반도체 조립용 접착 필름용 조성물, 이에 의한 접착 필름및 이를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름

Info

Publication number: KR20090103434A
Application number: KR1020080029048A
Authority: KR
Inventors: 정철; 김완중; 정기성; 홍용우; 정창범; 편아람; 임수미; 김상진
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-01

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼를 반도체소자로 절단 분리하는 다이싱(dicing) 공정과 상기의 분리된 칩을 PCB기판이나 리드프레임에 부착하는 공정에 사용되는 반도체 조립용 접착 필름용 조성물, 이에 의한 접착 필름 및 이를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 조성물을 사용하여 저장탄성률을 조절함으로써 웨이퍼와 합지한 다이싱 다이 본드 필름의 다이싱 공정 중에 발생하는 버나 칩핑 발생을 억제할 수 있으므로 반도체 조립용 접착 필름 및 다이싱 다이 본드 필름에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

반도체 조립용 접착 필름용 조성물, 이에 의한 접착 필름 및 이를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름{ADHESIVE FILM COMPOSITION FOR SEMICONDUCTOR ASSEMBLY, ADHESIVE FILM USING THE SAME AND DICING DIE BONDING FILM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 반도체 웨이퍼를 반도체소자로 절단 분리하는 다이싱(dicing) 공정과 상기의 분리된 칩을 PCB기판이나 리드프레임에 부착하는 공정에 사용되는 반도체 웨이퍼 다이싱 다이 본딩필름에 관한 것이다.

종래 반도체 소자와 소자 혹은 지지 부재의 접합에 실버페이스트(paste)가 주로 사용되어 왔으나, 최근의 반도체 소자의 소형화, 대용량화 경향에 따라 이에 사용되는 지지 부재 또한 소형화와 세밀화가 요구되고 있다. 근래에 많이 사용되었던 실버페이스트는 돌출 또는 반도체 소자의 경사에서 기인하는 와이어 본딩(wire bonding)시의 이상발생, 기포발생 및 두께의 제어가 어려운 점 등의 단점이 있었다. 따라서, 최근에는 실버페이스트를 대신하여 접착필름이 주로 사용되고 있는 추세이다.

반도체 조립에 사용되는 접착필름은 주로 다이싱 필름(dicing film)과 함께 사용되며 상기 다이싱 필름은 일련의 반도체 칩 제조공정에서의 다이싱 공정에서 반도체 웨이퍼를 고정하기 위해 사용되는 필름을 말한다. 다이싱 공정은 반도체 웨이퍼로부터 개개의 칩으로 절단하는 공정으로서, 상기 다이싱 공정에 이어서 익스팬드 공정, 픽업 공정 및 마운팅 공정이 수행된다.

상기 다이싱 필름은 통상 염화비닐이나 폴리올레핀 구조의 기재 필름 위에 자외선 경화형 혹은 일반 경화형의 점착제를 코팅하고 그 위에 PET재질의 커버필름을 접착하는 것으로 구성된다. 한편, 일반적인 반도체 조립용 접착필름의 사용법은 반도체 웨이퍼에 접착필름을 부착하고 여기에 상기와 같은 구성을 갖는 다이싱 필름을 커버필름이 제거된 다이싱 필름에 겹쳐 바른 뒤 다이싱 공정에 따라 조각화하는 것이다.

최근에는 다이싱 다이본딩용 반도체 조립용 접착제로서 미리 PET 커버필름을 제거한 다이싱 필름과 필름상 접착제를 서로 합지시켜 하나의 필름으로 만든 위 그 위에 반도체 웨이퍼를 부착하고 다이싱 공정에 따라 조각화 하는 경향이다. 하지만 이러한 경우 기존의 다이싱(Dicing)만을 목적으로 한 다이싱필름(Dicing film)과는 달리 픽업 공정(pick-up)시 다이(Die)와 다이 접착 필름(die adhesive film)을 동시에 떨어뜨려야 한다는 어려움을 안고 있으며, 다이싱 공정 중 접착 필름의 저장 탄성률에 따라 버(Burr)의 발생으로 웨이퍼의 탑재 시 와이어 본딩의 방해를 발생하거나 반도체 웨이퍼가 깨지는 문제가 발생될 수 있다.

또한, 발생된 버는 그 발생 정도에 따라 접착제층과 점착층 간의 부착력을 높이거나 발생된 버들 상호 간에 눌러 고착화를 유도하여 픽업 공정에서 픽업 성공률이 낮아지는 단점이 발생할 수 있다.

본 발명은 상술한 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 필름 형성 수지와 경화 참여 수지 및 무기 충진제의 함량을 통하여 접착제의 경화 전 저장 탄성률을 조절함으로써 다이싱 시에 버 발생을 억제하고 칩핑이 나타나지 않도록 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물, 접착필름, 이를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 양상은 수산기 또는 카르복시기, 에폭시기를 함유하는 엘라스토머 수지; 필름형성 수지; 에폭시계 수지; 페놀 경화제; 경화 촉매; 실란 커플링제; 및 무기 충진제를 포함하는 반도체 조립용 접착필름 조성물에 관계한다.

본 발명의 다른 양상은 상기 조성물에 의한 접착필름에 관계한다.

본 발명의 또 다른 양상은 기재 필름상에 점착제층과 접착제층이 순서대로 형성되고 있는 다이싱 다이본딩 필름(Dicing Die Bonding Film)에 있어서,

상기 점착제층이 유리전이온도의 범위가 -30℃에서 0℃인 아크릴 공중합체, 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물, 광개시제 및 방향족계 유기용제를 포함하고, 및 상기 접착제층이 상기 접착필름인 다이싱 다이본딩 필름에 관계한다.

본 발명에 의한 반도체 조립용 접착필름용 조성물은 저장탄성률을 조절함으로써 웨이퍼와 합지한 다이싱 다이 본드 필름의 다이싱 공정 중에 발생하는 버나 칩핑 발생을 억제할 수 있다. 이러한 버의 억제는 결과적으로 픽업을 용이하게 하며 와이어 본딩 공정에서 나타날 수 있는 와이어 본딩 위치를 버가 가로막아 생기는 문제를 근본적으로 제거할 수 있다. 또한 칩핑으로 발생할 수 있는 칩 크랙으로 인한 제품의 파손을 방지할 수 있는 반도체 조립용 접착필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름의 단면 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 기재필름층 2 : 점착제층 3 : 접착제층

이하에서 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 반도체 조립용 접착필름 조성물은 수산기 또는 카르복시기, 에폭시기를 함유하는 엘라스토머 수지; 필름형성 수지; 에폭시계 수지; 페놀 경화제; 경화 촉매; 실란 커플링제; 및 무기 충진제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

엘라스토머 수지

본 발명에 사용되는 수산기 또는 카르복시기, 에폭시기를 함유하는 엘라스토머 수지는 필름 형성에 필요한 고무 성분으로서, 수산기, 카르복실기 또는 에폭시기 중 하나 이상을 함유하는 고무이다.

상기 엘라스토머 수지의 중량 평균 분자량이 50,000 내지 5,000,000의 범위인 것이 바람직하고 100,000 ~ 800,000인 것이 보다 바람직하다. 이러한 엘라스토머 수지로는 예를 들면, 아크릴로니트릴(Acrylonitrile)계, 부타디엔(Butadiene)계, 스티렌(Styrene)계, 아크릴(Acryl)계, 이소프렌(Isoprene)계, 에틸렌(Ethylene)계, 프로필렌(Propylene)계, 폴리우레탄계 및 실리콘(silicone)계 엘라스토머로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 엘라스토머 수지의 함량은 반도체 조립용 접착필름 조성물 전체에 대하여 5 내지 60 중량부인 것이 바람직하다.

필름형성 수지

본 발명에서 사용될 수 있는 상기 필름형성 수지는 접착필름 형성에 도움을 주는 수지로서 0℃ 내지 200℃범위의 높은 유리전이온도(Tg)를 가지며, 수산기, 에폭시기, 페녹시기 또는 일반 알킬기를 함유하는 페놀계 및 페녹시계 수지로서, 중량 평균 분자량이 200 내지 500,000의 범위인 것이 바람직하다.

상기 높은 유리전이온도(Tg)를 갖는 필름형성 수지로서는 예를 들면, 히드로퀴논, 2-브로모히드로퀴논, 레졸시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S, 4,4'-디히드록시비페닐, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 페놀기, 크레졸기, 크레졸 노볼락기, 프로렌기의 골격을 포함하는 것으로서, 알킬기, 아릴기, 메틸올기, 알릴기, 환상 지방족기, 할로겐, 니트로기, 그리고 이들의 비스페놀 골격의 중심 탄소 원자에 직쇄형 알킬기, 분지형 알킬기, 알릴기, 치환 알릴기, 환상 지방족기, 알콕시카르보닐기를 도입한 페놀계 또는 페녹시계를 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

상기 필름형성 수지의 함량은 반도체 조립용 접착필름 조성물 전체에 대하여 5 내지 60 중량부인 것이 바람직하다.

에폭시계 수지

본 발명에서 사용될 수 있는 에폭시계 수지는 경화 및 접착 작용을 나타내는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 필름의 형상을 고려하면 고상 혹은 고상에 근접한 에폭시로서, 하나 이상의 관능기를 가지고 있는 에폭시계 수지가 바람직하다.

상기 에폭시계 수지의 에폭시 당량은 100 내지 1500g/eq인 것이 바람직하고, 150 내지 800g/eq인 것이 보다 바람직하고, 150 내지 400g/eq인 것이 보다 바람직하다 상기 에폭시 당량이 100g/eq 미만이면 경화물의 접착성이 저하되는 경향이 있고, 1500g/eq를 넘는다면 Tg가 저하되고, 내열성이 나쁜 경향이 있다,

상기 에폭시계 수지의 예를 들면, 비스페놀계, 오르쏘 크레졸 노볼락(ortho-Cresol novolac)계, 다관능 에폭시, 아민계 에폭시, 복소환 함유 에폭시, 치환형 에폭시, 나프톨계 에폭시를 예시할 수 있으며, 현재 시판되고 있는 제품으로서는 비스페놀계로서는 대일본 잉크화학의 에피클론 830-S, 에피클론 EXA-830CRP, 에피클론 EXA 850-S, 에피클론 EXA-850CRP, 에피클론 EXA-835LV, 유카 쉘에폭시 주식회사의 에피코트 807, 에피코트 815, 에피코트 825, 에피코트 827, 에피코트 828, 에피코트 834, 체피코트 1001, 에피코트 1004, 에피코트 1007, 에피코트 1009, 다우케미컬사의 DER-330, DER-301, DER-361, 국도화학의 YD-128, YDF-170등이 있고, 오르쏘 크레졸 노볼락(ortho-Cresol novolac)계로서는 국도화학의 YDCN-500-1P, YDCN-500-4P, YDCN-500-5P, YDCN-500-7P, YDCN-500-80P, YDCN-500-90P, 일본화약주식회사의 EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027 등이 있고, 다관능 에폭시계 수지로서는 유카쉘 에폭시 주식회사 Epon 1031S, 시바스페샬리티케미칼주식회사의 아랄디이토 0163, 나가섭씨온도화성 주식회사의 데타콜 EX-611, 데타콜 EX-614, 데타콜 EX-614B, 데타콜 EX-622, 데타콜 EX-512, 데타콜 EX-521, 데타콜 EX-421, 데타콜 EX-411, 데타콜 EX-321 등이 있으며, 아민계 에폭시계 수지로서는 유카쉘에폭시 주식회사 에피코트 604, 독도화학주식회사의 YH-434, 미쓰비시가스화학 주식회사의 TETRAD-X, TETRAD-C, 스미토모화학주식회사의 ELM-120 등이 있고, 복소환 함유 에폭시수지로는 시바스페샬리티케미칼주식회사의 PT-810, 치환형 에폭시로는 UCC사의 ERL-4234, ERL-4299, ERL-4221, ERL-4206, 나프톨계 에폭시로는 대일본 잉크화학의 에피클론 HP-4032, 에피클론 HP-4032D, 에피클론 HP-4700, 에피클론 4701등을 들 수 있고, 이것들은 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 에폭시계 수지의 함량은 반도체 조립용 접착필름 조성물 전체에 대하여 5 내지 40중량부인 것이 바람직하다.

페놀 경화제

본 발명에서 사용할 수 있는 상기 페놀 경화제는 수산기 당량 100g/eq 이상을 가지면 특별히 제한은 없지만, 내습성 및 내전해부식성이 우수한 페놀 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 페놀성 수산기를 1 분자 중에 2개 이상 가지는 화합물로서 흡습시의 내전해부식성이 우수한 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S계 경화제 수지 및 페놀 노볼락 수지, 비스페놀 A계 노볼락수지 또는 크레졸 노볼락, 자일록계 등의 페놀계 수지가 바람직하다. 이러한 페놀 수지로서 현재 시판되고 있는 제품의 예를 들면, 단순 페놀계의 경화제로는 명화화성의 H-1, H-4, HF-1M, HF-3M, HF-4M, HF-45등이 있고 파라 자일렌계열의 코오롱 유화주식회사의 KPH-F3065, KPH-F3065와 명화화성의 MEH-78004S, MEH-7800SS, MEH-7800S, MEH-7800M, MEH-7800H, MEH-7800HH, MEH-78003H, 다관능계수지인 트리페닐메틸계의 명화화성의 MEH-7500, MEH-75003S, MEH-7500SS, MEH-7500S, MEH-7500H등을 들 수 있고, 이것들은 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

수산기 당량은 바람직한 것은 100 내지 600g/eq, 보다 바람직한 것은 170 내지 300g/eq 이다. 수산기 당량이 100g/eq 미만이면 흡수율이 높고, 내리플로우성이 악화되는 경향이 있고, 600g/eq 를 넘으면 Tg가 저하되고 내열성이 악화되는 경향이 있다.

상기 페놀 경화제의 함량은 반도체 조립용 접착필름 조성물 전체에 대하여 5 내지 40중량부인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 페놀수지와 에폭시계 수지와의 배합량은 에폭시 당량의 당량(a)과 수산기 당량(b)의 비율(a/b)이 0.7 내지 1.3이 되는 것이 바람직하고, 0.8 내지 1.2가 되는 것이 보다 바람직하다. 배합비가 상기 범위를 벗어나면 접착제로서의 접착성과 경화성이 떨어지는 경향이 있다.

경화 촉매

본 발명에서 사용되는 경화 촉매는 반도체 공정 동안에 에폭시계 수지가 완전히 경화될 수 있도록 경화시간을 단축시키는 촉매로서, 특별히 한정되는 것은 아니나 멜라민계나 이미다졸계 또는 트리페닐포스핀계 촉매 등을 사용할 수 있다. 현재 시판되고 있는 제품의 예를 들면, 이미다졸계로서 아지노모토 정밀기술주식회사의 PN-23, PN-40, 사국화학주식회사의 2P4MZ, 2MA-OK, 2MAOK-PW, 2P4MHZ등을 들 수 있고, 호코케미칼사(HOKKO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD)의 TPP-K, TPP-MK등을 들 수 있고, 이것들은 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 경화 촉매 함량은 반도체 조립용 접착필름 조성물 전체에 대하여 0.01 내지 10중량부인 것이 바람직하고 0.03 내지 5중량부인 것이 보다 바람직하다. 경화 촉매의 함량이 0.01 중량부 미만이면 에폭시수지의 가교가 불충분하게 되고 내열성이 저하되는 경향이 있고 10중량부를 넘는다면 보존안정성이 저하되는 경향이 있다.

실란 커플링제

본 발명에 사용되는 상기 실란 커플링제는 조성물 배합시 실리카와 같은 무기물질의 표면과 이방성 도전필름의 수지들간의 접착력을 증진시키기 위한 접착증진제로서 특별히 제한은 없고 통상적으로 사용되는 실란커플링제를 사용할 수 있다. 바람직하게는 에폭시 함유 실란 또는 머캡토 함유 실란인 것이 좋다. 예를 들면, 에폭시가 함유된 2-(3,4 에폭시 사이클로 헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 아민기가 함유된 N-2(아미노에틸)3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머켑토가 함유된 3-머켑토프로필메틸디메톡시실란, 3-머켑토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란을 예시할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 실란 커플링제의 함량은 반도체 조립용 접착필름 조성물 전체에 대하여 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람직하고 0.3 내지 5중량부인 것이 보다 바람직하다.

충진제

본 발명에서 사용할 수 있는 상기 충진제는 필요에 따라 무기 또는 유기 충진제를 사용할 수 있으며, 무기충진제로서는 금속성분인 금가루, 은가루, 동분, 니켈을 사용할 수 있고, 비금속성분인 알루미나, 수산화 일미늄, 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 실리카, 질화 붕소, 이산화티타늄, 유리, 산화철, 세라믹 등을 사용할 수 있고, 유기충진제로서는 카본, 고무계 필러, 폴리머계 등을 사용할 수 있다. 상기 충진제의 형상과 크기는 특별히 제한되지 않으나, 통상적으로 무기필러 중에서는 구형 실리카와 무정형 실리카가 주로 사용되고 그 크기는 평균입경 5nm 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 10nm 내지 50nm인 것이 보다 바람직하다.

충진제의 사용량은 접착필름 조성물 전체에 대해 3 내지 60중량부인 것이 바람직하고, 5 내지 40 중량부인 것이 보다 바람직하다. 충진제의 배합량이 3중량부 미만인 것은 충진제 첨가에 의한 보강효과가 작고 60중량부를 넘으면 피착제에 대한 접착성이 저하되는 경향이 있다.

유기용매

본 발명의 조성물은 유기 용매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유기용매는 반도체조립용 접착필름 조성물의 점도를 낮게 하여 필름 제조를 용이하게 하는 것으로서, 특별히 제한되지는 않으나, 톨루엔, 자일렌, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 벤젠, 아세톤, 메틸에틸키톤, 테트라히드로 퓨란, 디메틸포름알데히드, 시클로헥사논 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 유기 용매는 반도체 조립용 접착필름용 조성물 전체에서 나머지 성분들의 함량을 제외한 잔량으로서 포함하며, 바람직하게는 5 내지 70 중량부이다.

본 발명은 상기 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 접착필름을 포함한다. 상기 접착필름의 경화 전의 저장 탄성율이 35℃ 이하에서 30 MPa 이상이고, 125℃ 이상에서 10 MPa 이하이다. 따라서, 웨이퍼와 합지한 다이싱 다이 본드 필름의 다이싱 공정 중에 발생하는 버나 칩핑 발생을 억제할 수 있다. 이러한 버의 억제는 결과적으로 픽업을 용이하게 하며 와이어 본딩 공정에서 나타날 수 있는 와이어 본딩 위치를 버가 가로막아 생기는 문제를 근본적으로 제거할 수 있다. 또한 칩핑으로 발생할 수 있는 칩 크랙으로 인한 제품의 파손을 방지할 수 있는 반도체 조립용 접착필름을 제공할 수 있다.

본 발명은 다른 양상에서, 기재 필름상에 점착제층과 접착제층이 순서대로 형성되고 있는 다이싱 다이본딩 필름(Dicing Die Bonding Film)을 제공한다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름의 단면 개략도이다. 도 1을 참조하면, 기재필름(1) 상에 점착제층(2)과 접착제층(3)이 순차로 적층된다.

상기 점착제층(2)은 유리전이온도 범위가 -30℃부터 0℃인 아크릴 공중합체, 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물, 광개시제 및 방향족계 유기용제를 포함하는 조성물이 적당하다.

상기 접착제층(3)이 본 발명에 의한 조성물에 의해 형성된 상기 접착필름이다.

상기 접착제층(3)의 두께는 특별히 제한되는 것이 아니며, 5 내지 200㎛인 것이 바람직하고, 10 내지 100㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 5㎛ 이하인 것은 충분한 접착력을 얻기 어렵고 200㎛을 넘는 것은 경제성이 떨어진다.

상기 기재필름에 관해서 설명하면 기재 필름은 방사선 투과성이 있는 것이 바람직하고 자외선 조사에 따라 반응하는 방사선 경화성 점착제를 적용할 경우에 광투과성이 좋은 기재를 선택할 수 있다. 이와 같은 기재로서 선택할 수 있는 폴리머의 예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌 에틸렌 공중합체, 에틸렌 아크릴산 에틸 공중합체, 에틸렌 아크릴산 메틸 공중합체, 에틸렌 초산비닐 공중합체 등의 폴리올레핀의 단독 중합체 또는 공중합체, 폴리카보네이트. 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리우레탄 공중합체 등을 사용할 수 있다. 기재 필름의 두께는 인장강도, 신율, 방사선투과성 등을 고려하여 50 내지 200㎛이 적당하다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

[실시예 1-5 및 비교예 1-4]

고속 교반봉을 포함하는 1L 원통형 플라스크에 하기 표 1 및 표2의 성분을 첨가하고 20분간 4000rpm에서 고속으로 분산하여 조성물을 제조하였다. 그 다음 비즈밀(bead mill)을 이용하여 30분간 상기 조성물을 분작시켰다. 분작작업은 2회 이상 하고 50㎛ 캡슐 필터를 이용하여 여과한 뒤 표면을 이형처리한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET)에 어플리케이터로 20㎛ 두께로 코팅한 후, 90 내지 120 ℃에서 20분간 건조하여 접착제 층을 얻었다.

1. 엘라스토머 수지 : KLS-1045 (수산가 13 mgKOH/g, 산가 63mgKOH/g, Tg 38℃, 평균분자량 690,000, 제조원: 후지쿠라 상사)

2. 엘라스토머 수지 : KLS-1048 (수산가 13 mgKOH/g, 산가 63mgKOH/g, Tg 10℃, 평균분자량 690,000, 제조원: 후지쿠라 상사)

3. 필름형성 수지 : E4275 (제조원: JER, 평균 분자량 60,000)

4. 에폭시계 수지 : YDCN-500-5P (제조원: 국도화학, 평균 분자량 10,000이하, 에폭시 당량 200g/eq)

5. 비페닐계 페놀 경화제 : HF-1M (제조원:Meiwa, 수산기 당량 106g/eq)

6. 화학식 2의 경화 촉매 : TPP-K (제조원; HOKKO)

7. 커플링제 :

3-머캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)(제조원: 신에츠 화학)

8. 충진제 : Aerosil-200, (제조원: Degussa)

9. 제조에 사용된 유기용매는 시클로헥사논을 이용하였다.

3. 필름형성 수지 : E4275 (제조원: JER, 평균 분자량 60,000)

4. 에폭시계 수지 : YDCN-500-5P (제조원: 국도화학, 평균 분자량 10,000이하)

5. 비페닐계 페놀 경화제 : HF-1M (제조원:Meiwa)

6. 화학식 2의 경화 촉매 : TPP-K (제조원; HOKKO)

7. 커플링제 : 3-머캅토프로필트리메톡시실란 (3-mercapto propyltrimethoxysilane)(제조원: 신에츠 화학)

8. 충진제 : Aerosil-200, (제조원: Degussa)

9. 제조에 사용된 유기용매는 시클로헥사논을 이용하였다.

실시예 및 비교예에서 제조된 도전 필름의 물성 평가

상기 실시예 1-5 및 비교예 1-4에 의해 제조된 반도체 조립용 접착 필름의 물성에 대해서 다음과 같이 평가하고 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 다이싱 다이 본드 필름과 웨이퍼를 합지한 후 다이싱을 실시하여 픽업을 확인하였고 각 다이싱된 다이의 버와 칩핑을 확인한 후, 그 시험품의 다이쉐어강도를 측정하여 표시하였다.

(1) 픽업 시험: 제조된 필름을 이산화막으로 코팅되어 있는 두께 100㎛ 웨이퍼에 마운팅한 후에 각각 10㎜ X 10㎜ 크기로 자른 후 다이 본딩기를 이용하여 5mm 익스팬딩하고 이젝트 핀의 높이를 50㎛로 설정하여 200개를 확인하여 픽업 여부를 확인하여 그 결과를 표 3 및 표 4에 성공율로 나타내었다.

(2) 버 및 칩핑 확인 : 전자 현미경을 이용하여 픽업된 다이의 옆면을 20*10(대물*대안 랜즈 배율)의 배율로 조사하여 버와 칩핑 여부를 조사하여 결과를 표 3 및 표 4에 표시하였다. 버의 경우 200㎛ 이상이 발생할 때 불량으로 칩핑의 경우 크랙이 발생하거나 50㎛ 이상의 칩핑이 있을 때 불량으로 나타내었다.

(3) 저장 탄성률 : 접착 필름을 여러 차례 합지하여 5mm X 15mm X 200㎛으로 제작하고 동적 기계적 측정 장치(Dynamic mechanical measure instr㎛ent)를 이용하여 -30℃부터 180℃까지 분당 5℃씩 올리면서 측정하여 표 3 및 표 4에 나타내었다.

(4) 인장강도: 각각의 필름은 상온(25℃)에서 3시간 방치 후 크기가 20㎜ X 50㎜ 이고 두께가 20㎛인 도그본시편을 이용하여 인장강도(Tensile Strength)를 측정하여 표 3 및 표 4에 나타내었다.

(4) 다이쉬어 강도(Die Shear Strength): 이산화막으로 코팅되어 있는 두께 530㎛ 웨이퍼를 사용하여 5㎜ X 5㎜ 크기로 자른 후 접착필름과 함께 60도 조건에서 라미네이션(Lamination)하고 접착부분만 남기고 절단하였다. 10㎜ X 10㎜ 크기의 하부칩에 5㎜ X 5㎜ 크기인 상부칩을 올려 놓은 후 온도가 120℃인 핫플레이트 위에서 1kgf의 힘으로 10초 동안 눌러서 붙인 뒤에 175℃에서 2hr동안 경화하였다. 상기와 같이 제작된 시험편은 85℃/60RH% 조건 하에서 168시간 흡습 시킨 후 최고온도 260℃의 리플로우를 3회 실시한 후, [도 2]와 같이 250도에서 100㎛/sec속도로 상부칩의 다이쉐어강도를 측정하였다.

상기 표 3 및 표 4를 참고하면, 경화 전의 저장 탄성률이 25℃에서 50 ~ 500MPa이고 125℃에서 5MPa 이하인 경우 픽업 성공에 매우 유리하였고 다이싱 후 버나 칩핑 발생의 정도가 매우 낮음을 확인할 수 있었다. 비교예 1 내지 4를 보면 저장 탄성률이 높을 때는 버의 경우 양호하지만 칩핑에 불리하고 반대로 저장 탄성률이 낮을 경우 칩핑은 안정하지만 버 발생에 불리함을 알 수 있다. 비교예 3의 경우 경화 전 저장 탄성률은 양호하나 경화 후에 접착제로써 필요한 접착 강도를 나타내는 다이쉬어 값이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있다.

Claims

수산기 또는 카르복시기, 에폭시기를 함유하는 엘라스토머 수지; 필름형성 수지; 에폭시계 수지; 페놀 경화제; 경화 촉매; 실란 커플링제; 및 무기 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물은

수산기 또는 카르복시기, 에폭시기를 함유하는 엘라스토머 수지 5 내지 60 중량부;

필름형성 수지 5 내지 60 중량부;

에폭시계 수지 5 내지 40 중량부 ;

페놀 경화제 5 내지 40중량부 ;

경화 촉매 0.01 내지 10중량부 ;

실란 커플링제 0.01 내지 10 중량부; 및

무기 충진제 3 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조성물이 전체 조성물 대비 유기 용매 5 내지 70 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 필름형성 수지가 0~200 ℃범위의 유리전이온도(Tg)를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀계 에폭시, 페놀 노볼락계 에폭시, o-크레졸 노볼락계 에폭시, 다관능 에폭시수지, 아민계 에폭시,복소환함유 에폭시, 치환형 에폭시, 나프톨계 에폭시로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 페놀 경화제는 노볼락계 페놀수지, 파라 자일렌계 페놀수지, 바이페닐계 페놀수지, 다관능 페놀수지, 나프톨계 페놀수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 에폭시계 수지의 에폭시 당량이 100 내지 1500g/eq이고, 및 상기 페놀 경화제의 수산기 당량이 100 내지 600g/eq인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 7항에 있어서, 상기 에폭시계 수지와 페놀형 경화수지와의 배합량이 에폭시 당량(a)과 수산기 당량(b)의 비(a/b)로 0.7 내지 1.3인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 실란 커플링제는 에폭시 함유 실란 또는 머캡토 함유 실란인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 충진제는 무기 충진제로서 구형 또는 무정형이고, 그 크기는 5nm 내지 10㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 따른 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 접착필름.
제 11항에 있어서, 상기 접착필름의 경화전의 저장 탄성율이 35℃ 이하에서 30 MPa 이상이고, 125℃ 이상에서 10 MPa 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착필름.
기재 필름상에 점착제층과 접착제층이 순서대로 형성되고 있는 다이싱 다이본딩 필름(Dicing Die Bonding Film)에 있어서,

상기 점착제층이 유리전이온도가 -30℃ 내지 0℃인 아크릴 공중합체, 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물, 광개시제 및 방향족계 유기용제를 포함하고, 및

상기 접착제층이 제 11항에 따른 접착필름인 것을 특징으로 하는 다이싱 다이본딩 필름.
제 13항에 있어서, 상기 접착제층의 두께가 5㎛내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 다이싱 다이본딩 필름.