KR20100067916A - High-temperature adhesive tape for semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키징용 고내열 접착테이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재필름과 보호필름 사이에 적어도 한 층 이상의 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층을 포함하는 반도체 패키징용 고내열 접착테이프에 관한 것이다.The present invention relates to a high heat resistant adhesive tape for semiconductor packaging, and more particularly, to a high heat resistant adhesive tape for semiconductor packaging comprising a high heat resistant adhesive layer comprising at least one layer of polyisoimide between a base film and a protective film. will be.
근래의 전자기계 및 도구(전자 장치)의 소형화, 박형화에 따라서 반도체소자의 더 나은 고밀도 실장기술의 확립이 요구되고 있다. 반도체장치의 실장방법으로서 종래부터 이용되고 있는 리드 프레임을 이용한 방법으로는 이와 같은 고밀도 실장의 요구에는 따를 수 없었다. 이에, 반도체소자의 크기와 거의 같은 사이즈의 반도체장치를 실장하는 방법으로서 플립 칩(flip-chip) 실장이 제안되고 있다. 플립 칩 실장은, 근래의 전자기기의 소형화, 고밀도화에 대해서 반도체소자를 최소의 면적으로 실장할 수 있는 방법으로서 주목받아 왔다. 이 플립 칩 실장에 사용되는 반도체소자의 알루미늄 전극 상에는 범프가 형성되어 있고, 범프는 회로기판 상에서 배선과 전기적으로 접합한다. 이러한 범프의 조성으로서는 주로 땜납이 사용되고, 이 땜납범프는 증착이나 도금으로 칩의 내부배선에 연결되는 노출된 알루미늄 단자 상에 형성한다. 그 밖에 배선접합장치에서 형성되는 금 스터드(stud) 범프 등이 있다.With the recent miniaturization and thinning of electromechanical devices and electronic devices (electronic devices), the establishment of better high-density packaging technology for semiconductor devices is required. The method using a lead frame conventionally used as a method of mounting a semiconductor device could not comply with such a demand for high density mounting. Accordingly, flip-chip mounting has been proposed as a method of mounting a semiconductor device having a size substantially the same as that of a semiconductor element. Flip chip mounting has recently attracted attention as a method for mounting a semiconductor element with a minimum area for miniaturization and high density of electronic devices. A bump is formed on the aluminum electrode of the semiconductor element used for this flip chip mounting, and the bump is electrically connected with wiring on a circuit board. Solder is mainly used as the composition of such bumps, which are formed on exposed aluminum terminals which are connected to the internal wiring of the chip by vapor deposition or plating. In addition, there are gold stud bumps and the like that are formed in the wiring joint apparatus.
이러한 플립 칩에 의해 접속된 반도체장치는 그대로 사용되면 접속부의 전극이 공기중에 노출되어 있고, 칩과 기판의 색팽창계수의 차가 크기 때문에 땜납 리플로우 등의 후속공정의 열 이력에 의해 범프의 접속부분에 큰 응력이 걸려, 실장의 신뢰성에 문제가 있었다.When the semiconductor device connected by the flip chip is used as it is, the electrode of the connection part is exposed to air, and the difference in the color expansion coefficient between the chip and the substrate is large. There was a large stress on the surface, and there was a problem in the reliability of the mounting.
이 문제를 해결하기 위해, 범프와 기판을 접속한 후 접합부분의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 반도체소자와 기판의 빈틈을 수지 페이스트 또는 접착필름으로 메우고 경화시켜, 반도체소자와 기판을 고정하는 방법이 채택되어 있다.In order to solve this problem, in order to improve the reliability of the bonded portion after connecting the bump and the substrate, a method of fixing the semiconductor element and the substrate by filling a gap between the semiconductor element and the substrate with a resin paste or an adhesive film and curing them is adopted. It is.
위와 같은 반도체 실장 기술에서 반도체 소자와 기판의 접착 또는 소자와 소자간의 접착에 사용되는 다이 어태치 필름이 제안되었고, 다이싱 공정으로부터 다이본딩 공정까지 사용할 수 있도록 점착(removable adhesive)과 접착(adhesion)테이프의 기능을 갖는 복층 또는 단층의 테이프가 제안되어 있다. 다이싱용 점착층과 칩을 고정하는 접착층의 기능을 동시에 갖는 테이프의 등장으로, 다이싱부터 패키징까지의 공정이 단순화되었고, 일반적으로 사용하는 기술이 되었다. In the above-described semiconductor mounting technology, a die attach film used for adhesion between a semiconductor device and a substrate or adhesion between a device and a device has been proposed, and a removable adhesive and adhesion for use from a dicing process to a die bonding process is proposed. Multilayer or single layer tapes having a tape function have been proposed. With the advent of a tape having the functions of an adhesive layer for dicing and an adhesive layer for fixing a chip, the process from dicing to packaging has been simplified and has become a commonly used technique.
종래의 다이본딩용 접착제 필름층은 내열성 및 내습성을 가지며 발생하는 휘발분을 억제하는 접착필름으로서, 내열성이 상대적으로 높은 에폭시 및 페놀을 적용하여 휘발분의 발생을 억제하는 접착필름이 소개되어 있다. 에폭시 및 페놀 조성 물은 일반 멀티칩 패키징(multi-chip packaging)용 다이 어태치 필름(die attach film)의 다이본딩(die bonding) 공정조건인 100~120℃의 온도에서 신뢰성 및 안정성을 구현하여 반도체 패키지용 절연성 접착제 필름 조성물로 사용되고 있다. Conventional die-bonding adhesive film layer is an adhesive film having heat resistance and moisture resistance and suppresses volatile matters generated, and an adhesive film for suppressing generation of volatile matters by applying epoxy and phenol having relatively high heat resistance has been introduced. Epoxy and phenolic compounds realize reliability and stability at temperatures of 100-120 ° C, the die bonding process conditions of die attach films for general multi-chip packaging. It is used as an insulating adhesive film composition for packages.
그러나, 최근 새롭게 제안되고 있는 TSV(throung silicon via) 패키징용 비전도성 필름(non conductive film, NCF)의 다이본딩 조건은 250℃ 이상이므로, 기존 공정온도에서 안정하게 사용되던 접착제 조성물인 에폭시 및 페놀 화합물이 열분해되어 메틸렌비스페놀 등과 같은 저분자물질을 배출하고, 이러한 저분자 물질들이 기체 상태로 반도체 패키지 내부의 발포성 보이드를 형성함으로써, 접착된 부분의 파손, 칩의 손상 등 반도체 신뢰도에 악영향을 주는 문제가 발생하였다.However, since the die-bonding conditions of the non-conductive film (NCF) for TSV packaging, which have been newly proposed recently, are 250 ° C. or more, epoxy and phenol compounds, which are adhesive compositions that have been stably used at existing process temperatures, are used. The thermal decomposition results in the release of low molecular weight materials such as methylene bisphenol, and these low molecular weight materials form effervescent voids in the semiconductor package in a gaseous state, which adversely affects semiconductor reliability such as breakage of bonded portions and damage to chips. .
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 도막의 내열성 및 도막밀도를 증가시켜 발포성 보이드 생성을 억제하여 신뢰도가 우수한 반도체 패키징용 고내열 접착테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a high heat-resistant adhesive tape for semiconductor packaging by increasing the heat resistance and coating density of the coating film to suppress the formation of foamed voids.
또한 본 발명은 25~350℃의 승온과정에서 발생되는 중량손실도(degree of weight loss)가 0.5% 이하이고, 열팽창계수(C.T.E.)가 150㎛/m℃ 이하인 고내열 접착층을 포함하는 반도체 패키징용 고내열 접착테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is for semiconductor packaging including a high heat-resistant adhesive layer having a degree of weight loss of 0.5% or less and a coefficient of thermal expansion (CTE) of 150㎛ / m ℃ or less in the temperature increase process of 25 ~ 350 ℃ It is an object to provide a high heat resistant adhesive tape.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재필름과 보호필름 사이에 하나 이상의 접착제층을 포함하여 형성되는 반도체 패키징용 접착테이프에 있어서, 상기 접착제층 중 적어도 한 층이 폴리이소이미드(polyisoimide)를 포함하는 고내열 접착층인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징용 접착 테이프를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an adhesive tape for semiconductor packaging formed by including at least one adhesive layer between the base film and the protective film, at least one of the adhesive layer comprises a polyisoimide (polyisoimide) It provides an adhesive tape for semiconductor packaging, characterized in that the high heat-resistant adhesive layer.
상기 폴리이소이미드는 아민기를 포함한 다이아민과 다이안하이드라이드의 개환중합에 의해 합성된 폴리이미드(polyimide)의 전구체인 것이 바람직하다.The polyisoimide is preferably a precursor of polyimide synthesized by ring-opening polymerization of diamine and dianhydride containing an amine group.
구체적으로, 상기 반도체 패키징용 접착 테이프는 기재필름, 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층, 절연 접착층 및 보호필름 순서로 적층되는 것이 바람직하다.Specifically, the adhesive tape for semiconductor packaging is preferably laminated in the order of a base film, a high heat-resistant adhesive layer containing polyisoimide, an insulating adhesive layer and a protective film.
또한, 상기 반도체 패키징용 접착 테이프는 기재필름, 광경화 점착층, 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층, 절연 접착층, 보호필름 순서로 적층되는 것이 바람직하다.In addition, the adhesive tape for semiconductor packaging is preferably laminated in the order of a base film, a photocurable adhesive layer, a high heat-resistant adhesive layer containing a polyisoimide, an insulating adhesive layer, a protective film.
뿐만 아니라, 상기 반도체 패키징용 접착 테이프는 기재필름, 광경화 점착층, 절연 접착층, 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층 및 보호필름 순서로 적층되는 것이 바람직하다.In addition, the adhesive tape for semiconductor packaging is preferably laminated in the order of a base film, a photocurable adhesive layer, an insulating adhesive layer, a high heat-resistant adhesive layer containing a polyisoimide and a protective film.
본 발명에 따른 반도체 패키징용 고내열 접착테이프는 기재필름과 보호필름 사이에 적어도 한 층 이상의 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층을 포함하여 도막의 내열성 및 도막밀도를 증가시켜 발포성 보이드 생성을 억제할 수 있어 반도체 패키지의 신뢰도를 향상시킨다.The high heat-resistant adhesive tape for semiconductor packaging according to the present invention includes a high heat-resistant adhesive layer comprising at least one layer of polyisoimide between the base film and the protective film to increase the heat resistance and the film density of the coating film to suppress the formation of foamed voids. Can improve the reliability of the semiconductor package.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
본 발명의 반도체 패키징용 고내열 접착테이프는 기재필름과 보호필름 사이에 하나 이상의 접착제층을 포함하여 형성되는 반도체 패키징용 접착테이프에 있어서, 상기 접착제층 중 적어도 한 층이 폴리이소이미드(polyisoimide)를 포함하는 고내열 접착층인 것을 특징으로 한다.The high heat resistant adhesive tape for semiconductor packaging of the present invention comprises at least one adhesive layer formed between the base film and the protective film, wherein at least one layer of the adhesive layer is polyisoimide (polyisoimide) It is characterized by being a high heat-resistant adhesive layer containing.
상기 폴리이소이미드(polyisoimide)는 아민기를 포함한 다이아민과 다이안하이드라이드의 개환중합에 의해 합성된 폴리이미드(polyimide)의 전구체인 것이 바람직하다.The polyisoimide is preferably a precursor of polyimide synthesized by ring-opening polymerization of diamine and dianhydride including an amine group.
상기 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층은 25~350℃의 승온과정에서 발생되는 중량손실도(degree of weight loss)가 0.5% 이하 수준으로 내열성이 뛰어나 발포성 보이드의 원인물질인 열분해물이 거의 발생하지 않으며, 열팽창계수가 최대 150㎛/m℃ 이하로 도막의 열팽창계수가 낮아 경화공정시 도막의 유동이 거의 없어 절연 접착층에서 발생되는 마이크로 사이즈의 미세한 발포성 보이드가 유동에 의해 매크로 사이즈로 합쳐지는 것을 억제하여 발포성 보이드의 발현을 효과적으로 억제할 수 있다. The high heat-resistant adhesive layer containing the polyisoimide is excellent in heat resistance with a degree of weight loss of 0.5% or less generated in a temperature rising process of 25 to 350 ° C., resulting in almost no thermal decomposition product which is a cause of foamed voids. The thermal expansion coefficient of the coating film is lower than the maximum of 150㎛ / m ℃, and there is almost no flow of the coating film during the curing process, so that the micro-sized micro-bubble voids generated in the insulating adhesive layer merge into the macro size by the flow. By suppressing, the expression of a foamable void can be suppressed effectively.
상기 고내열 접착층의 두께는 1 내지 5㎛인 것이 좋다.The thickness of the high heat-resistant adhesive layer is preferably 1 to 5㎛.
상기와 같은 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층을 기재필름과 보호필름 사이에 적어도 한 층 이상 포함하는 본 발명의 반도체 패키징용 고내열 접착테 이프는 기재필름, 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층, 절연 접착층 및 보호필름 순서로 적층되거나, 기재필름, 광경화 점착층, 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층, 절연 접착층 및 보호필름 순서로 적층되거나, 또는 기재필름, 광경화 점착층, 절연 접착층, 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층 및 보호필름 순서로 적층될 수 있다.The high heat-resistant adhesive tape for semiconductor packaging of the present invention comprising at least one or more layers of a high heat-resistant adhesive layer containing the above polyimide between the base film and the protective film is a high heat-resistant comprising a base film, polyisoimide Laminated in the order of an adhesive layer, an insulating adhesive layer and a protective film, or a base film, a photocurable adhesive layer, a high heat-resistant adhesive layer containing polyisoimide, an insulating adhesive layer and a protective film, or a base film, a photocurable adhesive layer, It may be laminated in the order of an insulating adhesive layer, a high heat resistant adhesive layer including a polyisoimide, and a protective film.
이하, 본 발명의 반도체 패키지용 고내열 접착테이프의 일실시예들을 도 1 및 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, one embodiment of a high heat resistant adhesive tape for a semiconductor package of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 패키지용 고내열 접착테이프의 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)는 기재필름(1), 광경화 점착층(2), 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층(3), 절연 접착층(4) 및 보호필름(5)으로 이루어진다.1 is a cross-sectional view of a high heat resistant adhesive tape for a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the high heat resistant
본 발명의 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)를 구성하는 상기 기재필름(1)은 당업계에서 사용되는 이면연삭공정(back grinding) 공정시 사용되던 테이프의 기재필름이면 그 종류가 제한되지 않는다. 예를 들어, 플라스틱 필름이 사용될 수 있으며, 그 중 익스팬딩(expanding)이 가능한 열가소성의 플라스틱 필름을 사용하는 것이 좋다. 이면연삭공정 중 발생하는 물리적 충격을 웨이퍼가 받으면 크랙이 발생하거나 깨져서 회로 설계된 웨이퍼가 손상받는다. 따라서 기재필름이 열가소성 및 익스팬딩이 가능한 필름이어야 한다는 의미는 그라인딩 공정에 의한 물리적 충격을 필름이 흡수하여 충격을 완화시킴으로 인해 웨이퍼를 보호해야 한다는 것이다. The base film 1 constituting the high heat-resistant
또한 상기 기재필름(1)은 익스팬딩이 가능해야 할 뿐만 아니라 자외선 투과성인 것이 바람직하고, 특히 광경화 점착층(2)이 자외선(UV) 경화형 점착 조성물이므로 점착 조성물이 경화 가능한 파장의 자외선에 대해서 투과성이 우수한 필름인 것이 바람직하다. 따라서, 기재필름(1)에는 자외선 흡수제 등이 포함되어서는 안된다.In addition, it is preferable that the base film 1 should be expandable as well as UV-permeable. Particularly, since the photocurable
또한, 상기 기재필름(1)은 화학적으로 안정한 것이어야 한다. 이면연삭공정시 물리적 충격도 크지만 최종적으로 CMP 슬러리에 의해 폴리싱이 진행되므로 이에 접하는 기재필름(1)은 화학적으로 안정한 것이어야 한다. In addition, the base film 1 should be chemically stable. In the back grinding process, the physical impact is also great, but since the polishing is finally performed by the CMP slurry, the base film 1 in contact with it should be chemically stable.
따라서, 상기 기재필름(1)은 일반적으로 폴리머 형태, 특히 화학적으로 안정한 폴리 올레핀계 고분자를 사용하는 것이 좋다. 상기 기재필름(1)으로 사용할 수 있는 구체적인 예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌/초산비닐 공중합체, 폴리에틸렌/스타이렌 부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등이 주로 사용될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리(메틸메타크릴레이트)등의 플라스틱이나 폴리우레탄, 폴리아미드-폴리올 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.Accordingly, the base film 1 is generally preferably in the form of a polymer, in particular a chemically stable polyolefin-based polymer. Specific examples that can be used as the base film (1), polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, polybutene-1, ethylene / vinyl acetate copolymer, a mixture of polyethylene / styrene butadiene rubber, polyvinyl chloride film Polyolefin type films, such as these, can be mainly used. In addition, plastics such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, poly (methyl methacrylate), thermoplastic elastomers such as polyurethane, polyamide-polyol copolymer, and mixtures thereof can be used.
상기 기재필름(1)은 주로 폴리올레핀 칩을 블렌딩하여 용융시켜 압출 방식으로 필름을 형성할 수도 있고, 블로잉 방식으로도 필름을 형성 할 수도 있다. 블렌딩하는 칩의 종류에 따라 형성되는 필름의 내열성 및 기계적 물성이 결정된다. 또한 상기 제조되는 기재필름(1)은 기재필름(1) 상부에 적층되는 광경화 점착층(1) 과의 접착력을 증가시키기 위하여 표면 개질을 실시할 수도 있다. The base film 1 may be mainly melted by blending polyolefin chips to form a film by extrusion, or may be formed by blowing. The heat resistance and mechanical properties of the formed film are determined according to the type of chips to be blended. In addition, the prepared base film 1 may be subjected to surface modification in order to increase the adhesive force with the photocurable adhesive layer (1) laminated on the base film (1).
상기 기재필름(1)의 두께는 작업성, 자외선 투과성 등의 측면에서 통상 30~300㎛가 바람직하다. 그 두께가 30㎛ 미만일 경우에는 자외선 조사 시 발생하는 열에 의해 쉽게 필름의 변형이 일어나고, 백그라인딩시 발생하는 물리적 충격을 충분히 완화해주지 못하며, 300㎛를 초과할 경우에는 설비상 완제품 한 롤의 길이가 두께 대비 길지 않아 롤 교체 시간의 증가로 비용 측면에서 바람직하지 않다. 특히, 상기 기재필름(1)은 범프가 형성된 요철이 심한 웨이퍼 표면을 충진하기 위해서는 그 두께가 50~200㎛인 것이 더욱 바람직하다.As for the thickness of the said base film 1, 30-300 micrometers is preferable normally from a viewpoint of workability, ultraviolet permeability, etc. If the thickness is less than 30 μm, the film is easily deformed by the heat generated by UV irradiation, and the physical impact generated during backgrinding is not sufficiently alleviated. If the thickness exceeds 300 μm, the length of one roll of finished product is It is not long in terms of thickness, which is undesirable in terms of cost due to the increase in roll replacement time. In particular, the base film (1) is more preferably 50 ~ 200㎛ thickness in order to fill the wafer surface with bumps irregularities are formed.
본 발명의 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)를 구성하는 상기 광경화 점착층(2)은 상기 기재필름(1)의 상부에 적층된다. The photocurable
상기 광경화 점착층(2)은 특별한 제한은 없으나, 자외선 조사 전에는 강한 택(Tack)으로 상부의 고내열 접착층(3), 절연 접착층(4) 및 웨이퍼를 강하게 지지하여 백그라인딩 공정 시 흔들리거나 움직여 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 각 층의 계면으로 CMP 등의 화학 물질이 침투하는 것을 방지하며, 자외선 조사 후에는 점착층이 가교 반응에 의해 도막 응집력이 증가하고 수축하여 상부의 고내열 접착층(3)과의 계면에서 접착력이 현저히 감소함으로써 릴(reel) 형태의 접착 테이프에 의해 고내열 접착층(3)과 절연 접착층(4)이 부착된 웨이퍼로부터 광경화 점착층(2)과 기재필름(1)이 쉽게 박리되는 것이면 어느 것이나 가능하다.The photocurable
구체적으로, 상기 광경화 점착층(2)은 점착 바인더, 열경화제 및 광개시제를 포함하며, 필요에 따라 그 외의 첨가제가 포함될 수 있다.Specifically, the photocurable
상기 점착 바인더는 점착 성분인 고분자 바인더 측쇄에 탄소-탄소 이중결합을 가지는 저분자 물질을 화학적 반응에 의해 도입하여 한 분자처럼 거동하도록 한 형태의 내재형 점착 바인더를 사용하는 것이 좋다.The pressure-sensitive adhesive may use an internal pressure-sensitive adhesive of a type such that a low molecular material having a carbon-carbon double bond in a polymer binder side chain, which is an adhesive component, behaves like a molecule by introducing a chemical reaction.
상기 점착 바인더는 분자량이 100,000~1,000,000인 것이 바람직하며, 공중합한 고분자 바인더 측쇄에 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 저분자 물질(예를 들어, 이소시아네이트기가 말단에 도입된 저분자 물질)을 우레탄 반응으로 부가 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 점착 바인더에 적용 가능한 점착 수지로는 아크릴계, 폴리에스테르계, 우레탄계, 실리콘계, 천연고무계 등의 여러 가지 수지가 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 응집력이 좋고 내열성이 우수하며 반응에 의해 측쇄에 관능기 또는 저분자 물질을 도입하기 용이한 아크릴계 점착 바인더를 사용한다.The pressure-sensitive adhesive binder preferably has a molecular weight of 100,000 to 1,000,000, by adding a low-molecular substance having a carbon-carbon double bond (for example, a low-molecular substance having an isocyanate group introduced into the terminal) in the copolymerized polymer binder side chain by a urethane reaction It can manufacture. As the adhesive resin applicable to the adhesive binder, various resins such as acrylic, polyester, urethane, silicone, and natural rubber may be used. However, in the present invention, the cohesive force is excellent and the heat resistance is excellent. An acrylic adhesive binder is used which is easy to introduce the substance.
상기 열경화제는 점착 바인더의 측쇄에 도입된 관능기와 반응하여 경화할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다. 구체적으로, 점착 바인더의 측쇄에 도입된 관능기가 카르복실계인 경우에는 에폭시계 경화제를 사용하는 것이 좋고, 측쇄에 도입된 관능기가 히드록실계이면 이소시아네이트 경화제를 사용하는 것이 좋다. 이 외에도 멜라민계 경화제 등을 사용할 수 있으며, 에폭시계, 이소시아네이트계, 멜라민계 등을 2성분 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The thermosetting agent may be used as long as the thermosetting agent can be cured by reacting with a functional group introduced into the side chain of the adhesive binder. Specifically, when the functional group introduced into the side chain of the adhesive binder is carboxyl type, it is preferable to use an epoxy curing agent, and if the functional group introduced into the side chain is hydroxyl type, it is preferable to use an isocyanate curing agent. In addition to this, a melamine-based curing agent or the like can be used, and an epoxy-based, isocyanate-based, melamine-based or the like can be used by mixing two or more components.
상기 열경화제는 광경화 점착층(2)에 점착 바인더 100중량부에 대하여 0.01 내지 15중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 가교 반응이 나타나지 않아 기재필름에의 부착력이 불량해 코팅 후 도막층의 탈리가 일어날 수 있고, 15 중량부를 초과할 경우에는 과도한 가교 반응으로 자외선 조사 전 택(tack)을 소실하여 링프레임의 부착력이 나빠져 익스팬딩시 링프레임에서 다이싱 다이본딩 필름 및 웨이퍼의 탈착이 일어날 수 있다.The thermosetting agent is preferably included in the photocurable
상기 광개시제는 케톤계, 아세톤페논계 등 자외선에 의해 분자 사슬이 끊겨 라디칼을 생성할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다. 상기 광개시제를 첨가하게 되면 광경화 점착층(2) 성분 중 점착 바인더 측쇄의 탄소-탄소 이중결합이 라디칼에 의해 가교반응하고, 이 가교반응에 의해 광경화 점착층(2)의 유리전이온도가 상승해 광경화 점착층(2)은 택(tack)을 소실하게 된다. 이렇게 택을 소실하게 되면 상부의 고내열 접착층(3)으로부터 박리하는데 힘이 작게 소요된다.The photoinitiator can be used as long as the molecular chain is broken by ultraviolet light such as ketone-based or acetone-phenone-based to generate radicals. When the photoinitiator is added, the carbon-carbon double bond of the side chain of the adhesive binder in the photocurable
상기 광개시제는 광경화 점착층(2)에 점착 바인더 100중량부에 대하여 0.01 내지 3중량부 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01중량부 미만일 경우에는 자외선 조사에 의해 라디칼 생성 효율이 떨어져 자외선 조사 후 광경화 점착층(2)과 고내열 접착층(3) 계면 사이에서 충분한 접착력의 감소를 가져오지 못한다. 따라서 칩 크기에 관계 없이 원하는 픽업 성능을 가져오지 못한다. 또한 광개시제의 함량이 5 중량부를 초과할 경우에는 자외선 조사 효율은 더 이상 증가하지 않으면서 미반응 개시제의 고내열 접착층(3)으로의 전이가 발생하여 접착층의 패키징 내의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. The photoinitiator is preferably contained in the photocurable pressure-
상기와 같은 성분으로 이루어지는 광경화 점착층(2)은 상기 성분 이외에 당업계에서 통상적으로 사용하는 유/무기필러, 경화촉진제, 희석제 등의 성분을 더 포함할 수 있다.The photocurable pressure-
상기와 같은 광경화 점착층(2)은 기재필름(1) 상에 직접 코팅하여 형성할 수 도 있고, 이형필름 등에 코팅한 후에 건조 완료 후 전사방식에 의해 전사시켜 형성할 수도 있다. 또한, 상기 코팅방법으로는 바 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 롤 코팅, 어플리케이터 코팅, 스프레이 코팅 등 도막을 형성시킬 수 있는 방식이면 어떤 방식이든 제한이 없다.The photocurable
본 발명의 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)를 구성하는 상기 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층(3)은 상기 광경화 점착층(2)의 상부에 적층된다. 상기 고내열 접착층(3)은 최종적으로 칩 상하 간을 부착시키는 접착제로 사용되므로 반도체 패키징 수준의 신뢰성을 만족하기 위한 물성을 가져야 하는 동시에 패키징을 하기 위한 공정성도 양호한 형태이어야 한다. The high heat resistant
상기 고내열 접착층(3)은 칩 본딩(chip bonding) 조건인 250~350℃ 조건에서 발포성 보이드가 발생하지 않으며, 반도체 패키징 수준의 신뢰성을 만족하면서 칩 상하 간 접착력을 유지하는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다. The high heat-resistant
구체적으로, 상기 고내열 접착층(3)는 아민기를 포함한 다이아민과 다이안하이드라이드의 개환중합에 의해 합성된 폴리이미드(polyimide)의 전구체인 폴리이소이미드(polyisoimide)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Specifically, the high heat-resistant
상기 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층(3)은 25~350℃의 승온과정에서 발생되는 중량손실도(degree of weight loss)가 0.5% 이하 수준으로 내열성이 뛰어나 발포성 보이드의 원인물질인 열분해물이 거의 발생하지 않으며, 열팽창계수가 최대 150㎛/m℃ 이하로 도막의 열팽창계수가 낮아 경화공정시 도막의 유동이 거의 없어 절연 접착층에서 발생되는 마이크로 사이즈의 미세한 발포성 보이드가 유 동에 의해 매크로 사이즈로 합쳐지는 것을 억제하여 발포성 보이드의 발현을 효과적으로 억제할 수 있다. 중량손실도(degree of weight loss)가 0.5%를 초과할 경우에는 중량손실분의 열분해물에 의한 매크로 사이즈의 발포성 보이드가 발생하며, 열팽창계수가 150㎛/m℃를 초과할 경우에는 경화공정시 도막의 유동성이 커져 마이크로 사이즈의 미세한 발포성 보이드가 유동을 하여 매크로한 사이즈로 합쳐져 신뢰도에 문제가 발생한다.The high heat-resistant adhesive layer (3) containing the polyisoimide is a thermal decomposition product that is excellent in heat resistance with a degree of weight loss of 0.5% or less generated in a temperature rising process of 25 to 350 ° C. and is a cause of foamed voids. Hardly occurs, and the thermal expansion coefficient of the coating film is lower than the maximum 150 탆 / m ° C., so that there is little flow of the coating film during the curing process. Can be suppressed to effectively suppress the expression of effervescent voids. When the degree of weight loss exceeds 0.5%, macro-sized foamy voids are generated by the thermal decomposition products of the weight loss, and when the thermal expansion coefficient exceeds 150 μm / m ℃, the coating film during the curing process The flowability of the microporous microbubble voids flows and the macromolecular size merges to cause problems in reliability.
상기 고내열 접착층(3)의 코팅 방식은 균일한 도막 두께를 형성시킬 수 있는 것이면 특별한 제한은 없으며, 그 두께는 1 내지 5㎛인 것이 좋다. 상기 코팅 두께가 1㎛ 미만일 경우에는 칩 상하간 적합한 접착력을 나타내지 못하고, 5㎛를 초과할 경우에는 저장탄성율을 18MPa 이하로 낮추어 범프 마운팅(bump mounting)성에 문제를 유발할 수 있다.The coating method of the high heat-resistant
본 발명의 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)를 구성하는 상기 절연 접착층(4)은 상기 고내열 접착층(4)의 상부에 적층된다. The insulating
상기 절연 접착층(4)은 웨이퍼 표면과 직접 접착하는 접착층으로 WSP(wafer-level processed stack package)의 경우에는 범프 등이 형성된 요철이 큰 표면을 가진 웨이퍼 표면을 보이드 없이 라미네이션해야 하며, 이후 다이 어태치를 통해 칩 상하간을 강하게 접착시켜야 한다. 즉, 상기 절연 접착층(4)은 최종적으로 칩 상하 간을 부착시키는 접착제로 사용되므로 반도체 패키징 수준의 신뢰성을 만족하기 위한 물성을 가져야 하는 동시에 패키징을 하기 위한 공정성, 즉 마운팅 공정시 요철이 포함된 웨이퍼면을 보이드 없이 충진시켜 다이싱 공정시 칩핑(Chipping)이 나 칩 크랙을 방지하고 다이 어태치 이후에도 스웰링(Swelling)등으로 인한 신뢰도 저하를 발생시키지 않아야 한다. 상기 절연 접착층(4)은 통상 60℃ 근처의 온도에서 회로가 설계된 범프 형성 웨이퍼의 표면에 부착된다.The insulating
상기 절연 접착층(4)은 60℃에서의 저장탄성율이 0.1 내지 3 MPa인 것이 바람직하다. 상기 저장탄성율이 0.1 MPa 미만일 경우에는 유동성이 너무 커 접착층의 휠렛(Fillet) 등이 발생하여 주변기기를 오염시킬 우려가 있고, 3 MPa를 초과할 경우에는 마운팅 온도인 60℃에서 접착층이 범프가 형성된 굴곡면을 충분히 충진하기에 알맞은 유동성 및 점도를 갖지 못하기 때문에 좋지 않다. The insulating
상기 절연 접착층(4)은 바인더로 아크릴 수지, 경화부로 에폭시 수지 및 경화촉진제를 포함하며, 필요에 따라 그 외의 첨가제가 포함될 수도 있다.The insulating
상기 바인더인 아크릴 수지는 필름 형성능이 우수한 열가소성 수지로, 중량평균분자량이 100,000 내지 2,000,000이고, 유리전이온도(Tg)가 -30 내지 10℃인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 100,000 미만일 경우에는 접착 조성물이 기재필름에 코팅했을 때 도막 응집력이 부족해서 필름형성능이 떨어질 수 있으며, 2,000,000를 초과할 경우에는 용매 용해성이 떨어져 코팅을 하는 등의 가공성이 떨어질 수 있다.The acrylic resin as the binder is a thermoplastic resin having excellent film forming ability, and has a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a glass transition temperature (Tg) of -30 to 10 ° C. When the weight average molecular weight is less than 100,000, when the adhesive composition is coated on the base film, the coating film cohesion may be insufficient, and thus the film forming ability may be decreased. When the weight average molecular weight is over 2,000,000, the solvent solubility may be poor, such as coating.
상기 아크릴 수지는 앞서 언급한 바와 같이 60℃에서의 저장탄성율이 0.1 내지 3 MPa을 만족하기 위해서, 아크릴 수지를 제외한 나머지 조성물 100 중량부에 대하여 30 내지 150 중량부 포함되고, 유리전이온도(Tg)가 -30 내지 10℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴 수지의 유리전이온도가 상기 범위내이어야 60℃ 의 마운팅 온도에서 범프 형성 굴곡부를 충분히 충진할 수 있는 유동성을 가지며, 또한 상기 범위내의 유리전이온도를 가지는 아크릴 수지더라도 그 함량이 30 중량부 미만일 경우에는 바인더의 절대량이 부족하여 필름형성능이 부족해 필름상 접착제가 쉽게 깨져 롤상으로 권취하기 힘들게 되며, 150 중량부를 초과할 경우에는 100℃ 이상의 고온에서의 유동성이 작아져 칩간 접착시 기포가 발생할 수 있다. As mentioned above, in order to satisfy the storage modulus at 60 ° C. of 0.1 to 3 MPa, the acrylic resin is included in an amount of 30 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the remaining composition except for the acrylic resin, and has a glass transition temperature (Tg). It is preferable to use the thing of -30-10 degreeC. When the glass transition temperature of the acrylic resin is within the above range, it has fluidity capable of sufficiently filling the bump forming bend at the mounting temperature of 60 ° C., and the content is less than 30 parts by weight even for the acrylic resin having the glass transition temperature within the above range. There is a lack of an absolute amount of the binder due to the lack of film-forming ability to easily break the film-like adhesive is rolled into a roll shape, if it exceeds 150 parts by weight, the fluidity at a high temperature of 100 ℃ or more may be reduced when bubbles between chips.
상기 에폭시 수지는 경화되어서 접착력을 나타내는 것이면 특별한 제한은 없으나, 경화반응을 하기 위해서는 관능기가 2 이상이어야 하므로, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용하는 것이 좋다.The epoxy resin is not particularly limited as long as the epoxy resin is cured to exhibit adhesive strength, but in order to perform a curing reaction, the functional group must be 2 or more. Thus, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, and the like are used. It is good.
상기 경화촉진제는 경화부인 에폭시 수지를 경화시키기 위한 경화제의 작용을 하며, 이미다졸계, 아민계, 페놀계 등의 경화촉진제를 사용할 수 있다.The curing accelerator acts as a curing agent for curing the epoxy resin, which is a curing unit, and curing accelerators such as imidazole, amine, and phenol may be used.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 절연 접착층(4)은 치수 안정 및 내열 특성 향상을 위해 실리카 등의 무기 입자를 더 첨가할 수 있다. 또한, 웨이퍼와의 부착력을 증가시키기 위해 다양한 실란 커플링제를 추가로 더 첨가하여 사용할 수 있다.The insulating
상기 절연 접착층(4)의 코팅 방식은 균일한 도막 두께를 형성시킬 수 있는 것이면 특별한 제한이 없으며, 그 두께는 2 내지 30 ㎛인 것이 좋다. 상기 코팅 두께가 2 ㎛ 미만일 경우에는 칩 상하간 적합한 접착력을 나타내지 못하고, 30 ㎛를 초과할 경우에는 경박단소화의 반도체 패키징 경향에 배치되므로 적용하는데 유리하지 않다.The coating method of the insulating
본 발명의 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)를 구성하는 상기 보호필름(5)은 상기 절연 접착층(4)의 상부에 적층된다.The
상기 보호필름(5)은 절연 접착층(4)을 외부 이물이나 충격으로부터 보호할 수 있는 것이면 어떤 것이든 사용 가능하며, 일반적으로는 최외곽 절연 접착층(4)을 코팅하기 위한 주행필름으로 사용하는 필름을 주로 사용한다.The
특히, 반도체 패키징 공정 중에는 최외곽 보호 필름을 제거하여 공정을 진행하므로 제거가 용이한 필름을 사용하는데, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이나 이형성을 더 부여하기 위해서 표면을 폴리디메틸실록산이나 플루오린계 이형제 등으로 개질시킨 것을 사용할 수 있다.In particular, during the semiconductor packaging process, the outermost protective film is removed to proceed with the process, so an easy-to-remove film is used. Specifically, in order to further provide a polyethylene terephthalate film or release property, the surface may be made of polydimethylsiloxane or a fluorine-based release agent. Modified ones can be used.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지용 고내열 접착테이프의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지용 고내열 접착테이프(10)는 기재필름(1), 광경화 점착층(2), 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층(3), 절연 접착층(4), 폴리아이소이미드를 포함하는 고내열 접착층(3') 및 보호필름(5)으로 이루어진다.2 is a cross-sectional view of a high heat resistant adhesive tape for a semiconductor package according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the high heat resistant
상기 도 2에 도시한 고내열 접착테이프(10)를 이루는 각각에 대한 내용은 상술한 내용과 동일하므로, 여기에서는 자세한 언급을 생략한다.Since the contents of each of the high heat resistant
이하에서는 제조예 및 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Preparation Examples and Examples. These examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the protection scope of the present invention.
제조예 1. 광경화 점착층 조성물 제조Preparation Example 1 Preparation of Photocurable Adhesive Layer Composition
2L 4구 플라스크에 유기용매인 에틸아세테이트 240g 및 톨루엔 120g을 먼저 넣고, 한쪽에는 환류냉각기를 설치하였고, 한쪽에는 온도계를, 다른 한쪽에는 드롭핑 판넬을 설치하였다. 플라스크 용액 온도를 60℃로 올린 후 메틸메타크릴레이트 51g, 부틸아크릴레이트모노머 54g, 2-에틸헥실아크릴레이트 285g, 2하이드록시에틸메타크릴레이트 180g, 아크릴산 30g 및 벤조일퍼옥사이드 3.9g의 혼합액을 제조한 후, 혼합액을 드롭핑 판넬을 사용하여 60~70℃에서 3시간 동안 적하 하였다. 적하 시 교반 속도는 250rpm으로 하였으며, 적하 종료 후 동 온도에서 3시간 동안 반응물을 숙성시킨 다음 메톡시프로필아세테이트 60g 및 아조비스이소부틸로나이트릴 0.2g을 투입한 후 4시간 동안 유지한 후 점도 및 고형분을 측정하고 반응을 중지시켰다. 중합 후의 점도는 10000~15000cps, 고형분의 함량은 40%로 보정하였다. 이렇게 제조된 아크릴 점착 바인더에 글리시딜 메타크릴레이트를 45g을 투입하고 50℃에서 1시간 정도 반응시켜 내재형 점착 바인더를 제조하고, 제조된 내재형 점착 바인더 100g에 2g의 열경화제 AK-75(애경화학), 1g의 광개시제 IC-184(Ciba-Geigy사)를 혼합하여 광경화 점착층 조성물을 제조하였다.240 g of ethyl acetate and 120 g of toluene were first put into a 2 L four-neck flask, and a reflux cooler was installed on one side, a thermometer was installed on one side, and a dropping panel was installed on the other side. After raising the flask solution temperature to 60 ° C, a mixed solution of 51 g of methyl methacrylate, 54 g of butyl acrylate monomer, 285 g of 2-ethylhexyl acrylate, 180 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 30 g of acrylic acid, and 3.9 g of benzoyl peroxide was prepared. Then, the mixed solution was added dropwise at 60 ~ 70 ℃ for 3 hours using a dropping panel. After the dropping, the stirring speed was 250 rpm. After completion of the dropping, the reactants were aged at the same temperature for 3 hours. Then, 60 g of methoxypropyl acetate and 0.2 g of azobisisobutylonitrile were added thereto and maintained for 4 hours. Solids were measured and the reaction was stopped. The viscosity after polymerization was 10000 to 15000 cps, and the content of solids was corrected to 40%. 45 g of glycidyl methacrylate was added to the acrylic adhesive thus prepared and reacted at 50 ° C. for 1 hour to prepare an internal adhesive binder, and 2 g of a thermosetting agent AK-75 (100 g of the internal adhesive adhesive prepared) Aekyung Chemical) and 1 g photoinitiator IC-184 (Ciba-Geigy) were mixed to prepare a photocurable pressure-sensitive adhesive layer composition.
제조예 2. 고내열 접착층 조성물 제조Preparation Example 2 Preparation of High Heat Resistance Adhesive Layer Composition
중합장치는 1L 4구 플라스크를 사용하여 플라스크 중앙구에 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 장치하고 질소 유입구 및 유출구, 시료투입구를 마련하였다. 먼저 3,3'-디아미노디페닐설폰(3,3-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-DDS) 30mmol을 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP) 60ml에 용해시킨 후 얼음 배쓰(ice water bath)에서 냉각시킨 다음, 4,4'-헥사플루오로이소프로 피리디네비스(프탈릭 안하이드라이드)(4,4'-hexafluoroisopropylidinebis(phthalic anhydride), 6FDA) 30mmol을 첨가하여 상온에서 6시간 동안 반응시켰다. 이 반응물에 탈수제(dehydrating agent)인 트리에틸아민(TEA) 60mmol 및 트리플루오로아세틱-안하이드라이드(trifluoroacetic-anhydride, TFAA) 90mmol을 투입한 후 4시간 동안 반응시킨 다음, 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)에 침전시켰다. 그 다음, 고비점 용매인 N-메틸-2-피롤리돈을 제거하기 위해 정제된 이소프로필 알코올을 수 차례 교환하면서 원심분리하여 폴리이소이미드(polyisoimide)를 분리한 후, 용매인 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 15 중량%로 용해하여 고내열 접착층 조성물을 제조하였다. The polymerization apparatus was equipped with a mechanical stirrer at the center of the flask using a 1 L four-necked flask, and provided a nitrogen inlet, an outlet, and a sample inlet. First, 30 ml of 3,3'-diaminodiphenylsulfone (3,3'-DDS) is used as a solvent, 60 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). After dissolving in, cooled in an ice water bath, 4,4'-hexafluoroisopropyridinebis (phthalic anhydride) (4,4'-hexafluoroisopropylidinebis (phthalic anhydride), 6FDA) 30 mmol was added and reacted at room temperature for 6 hours. 60 mmol of triethylamine (TEA) and 90 mmol of trifluoroacetic-anhydride (TFAA) as dehydrating agents were added to the reactant, followed by reaction for 4 hours, followed by isopropyl alcohol (isopropyl). alcohol). Then, to remove N-methyl-2-pyrrolidone, which is a high boiling point solvent, the purified isopropyl alcohol is centrifuged while exchanging several times to separate polyisoimide, followed by tetrahydrofuran as a solvent. tetrahydrofuran (THF) was dissolved in 15% by weight to prepare a high heat-resistant adhesive layer composition.
제조예 3. 절연 접착층 조성물 제조Preparation Example 3 Insulating Adhesive Layer Composition
아크릴 수지 SG-70L(중량평균분자량 900,000, 유리전이 온도 -13℃, 나가세켐텍사) 220g, 크레졸 노볼락계로 이루어진 에폭시 수지 YDCN-500-1P(분자량 10,000이하, 국도화학사) 110g, 크레졸 노볼락계 경화제 MY721(헌츠만) 110g, 이미다졸계 경화촉매로 2P4MZ(시코쿠화학사) 1g, 아미노 실란커플링제로 KBM-573(신에츠사) 1g 및 라운드 실리카 충진제 PLV-6XS (Tatsumori) 10g을 혼합한 후, 700rpm에서 2시간 정도 1차 분산시킨 다음 밀링하여 절연 접착층 조성물을 제조하였다. Acrylic resin SG-70L (weight average molecular weight 900,000, glass transition temperature -13 ℃, Nagase Chemtech Co., Ltd.) 220g, epoxy resin YDCN-500-1P (molecular weight 10,000 or less, Kukdo Chemical Co., Ltd.) 110g, cresol novolac system After mixing 110 g of the curing agent MY721 (Huntsman), 1 g of 2P4MZ (Shikoku Chemical Co., Ltd.) with an imidazole series curing catalyst, 1 g of KBM-573 (Shin-Etsu Corp.) with an amino silane coupling agent, and 10 g of round silica filler PLV-6XS (Tatsumori), Primary dispersion was performed at 700 rpm for about 2 hours and then milled to prepare an insulating adhesive layer composition.
실시예 1Example 1
먼저 상기 제조예 1의 광경화 점착층 조성물을 38마이크론의 PET 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 편면에 어플리케이터를 사용하여 코팅하여 80℃에서 2분간 건조시킨 후, 100 마이크론 PO(Polyolefin) 필름에 60℃에서 라미네이션을 실 시한 다음, 40℃ 오븐에서 3일간 숙성(aging)하여 광경화 점착층을 제조하였다. 그 다음, 상기 제조예 2의 고내열 접착 조성물을 38마이크론의 PET 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 편면에 어플리케이터를 사용하여 5 마이크론의 두께로 코팅하여 80℃에서 2분간 건조시킨 후에 38마이크론 PET 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)에 80℃에서 라미네이션 후 25℃ 상온에서 3일간 숙성하여 고내열 접착층을 제조하였다. 또한, 같은 방법으로 상기 제조예 3의 절연 접착층 조성물을 38마이크론의 PET 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 편면에 어플리케이터를 사용하여 15 마이크론의 두께로 코팅하여 80℃에서 2분간 건조시킨 후에 38마이크론 PET 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)에 80℃의 온도에서 라미네이션 후 25℃ 상온에서 3일간 숙성하여 고내열 접착층을 제조하였다. 상기 제조된 광경화 점착층, 고내열 접착층, 절연 접착층을 라미네이터(laminator)를 사용하여 차례로 적층시켜 접착필름을 제조하였다.First, the photocurable adhesive layer composition of Preparation Example 1 was coated on one side of a 38 micron PET release film (SRD-T38, Saehan Media) using an applicator, dried at 80 ° C. for 2 minutes, and then 100 micron PO (Polyolefin) Lamination was performed at 60 ° C. on the film, and then aged for 3 days in an oven at 40 ° C. to prepare a photocurable adhesive layer. Then, the high heat-resistant adhesive composition of Preparation Example 2 was coated on one side of a 38 micron PET release film (SRD-T38, Saehan media) using an applicator to a thickness of 5 microns and dried at 80 ℃ for 2 minutes 38 After lamination on a micron PET release film (SRD-T38, Saehan Media) at 80
실시예 2Example 2
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1의 고내열 접착층과 동일한 고내열 접착층을 하나 더 제조하고, 이렇게 제조된 광경화 점착층, 고내열 접착층, 절연 접착층, 고내열 접착층을 라미네이터(laminator)를 사용하여 차례로 적층시켜 접착필름을 제조하였다.As shown in Table 1 below, one more high heat-resistant adhesive layer was prepared as in the high heat-resistant adhesive layer of Example 1, and the photocured adhesive layer, the high heat-resistant adhesive layer, the insulation adhesive layer, and the high heat-resistant adhesive layer were manufactured by using a laminator. Laminating in order to prepare an adhesive film.
비교예 1Comparative Example 1
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1에서 고내열 접착층이 없는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 제조하여 이들을 적층하여 접착필름을 제조하였다. Except that there is no high heat-resistant adhesive layer in Example 1 as shown in Table 1 by the same method as in Example 1 to laminate them to prepare an adhesive film.
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름을 이용하여 하기와 같은 방법으로 물성을 측정한 후, 그 결과를 표 2에 나타내었다.After measuring the physical properties in the following manner using the adhesive film prepared in Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, the results are shown in Table 2.
(1) 발포성 보이드(1) foamable void
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름을 라미네이터(laminator)를 이용하여 18mm×18mm의 커버 글래스(cover glass) 위에 합지한 후, 60℃의 핫 플레이트(hot plate) 위에서 3분간 예열한 상태에서 18mm×18mm의 커버 글래스를 덮고 역시 라미네이터를 이용하여 기포발생이 없도록 합지하였다. 상하 커버 글래스로 합지한 최종샘플은 300℃에서 발포성 보이드 발생 유무를 육안 검사하였다. 이때, 발포성 보이드가 있다는 경우 ○로, 발포성 보이드가 없다는 경우 X로 나타내었다.The adhesive films prepared in Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 were laminated on a cover glass of 18 mm x 18 mm using a laminator, and then on a hot plate at 60 ° C. In the preheated state for 3 minutes, the cover glass of 18 mm x 18 mm was covered and laminated using a laminator so as not to generate bubbles. The final sample laminated with the upper and lower cover glasses was visually inspected for foamed voids at 300 ° C. In this case, it is represented by ○ when there is an expandable void, and by X when there is no expandable void.
(2) 마운트 보이드(mounting Void), 칩핑(chipping), 칩 크랙(chip crack)(2) mounting voids, chippings, and chip cracks
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름을 Aaron사 Mounter AR-08WM을 사용하여 범프가 형성된 8인치 80㎛의 웨이퍼의 표면에 60℃로 열압착시킨 후 광학 현미경(Nikon사 ME600L)을 이용하여 표면의 보이드(void) 상태를 관찰하였다. 또한 마운팅 완료된 웨이퍼를 DFD-650(Disco사)을 이용하여 10.0mm×10.0mm의 크기로 다이싱하여 100개의 칩들의 표면 및 단면을 관찰하여 칩핑 및 칩 크랙을 관찰한다. 이때, 보이드, 칩핑, 칩 크랙이 없을 경우 ○로, 보이드, 칩핑, 칩 크랙이 있을 경우 X로 나타내었다.The adhesive films prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 were thermocompressed at 60 ° C. on a surface of an 8 inch 80 μm wafer in which bumps were formed using Aaron's Mounter AR-08WM, followed by an optical microscope (Nikon). ME600L) was used to observe the void state of the surface. In addition, the mounted wafer is diced into a size of 10.0 mm x 10.0 mm using DFD-650 (Disco) to observe the chipping and chip cracks by observing the surface and cross section of 100 chips. At this time, if there is no void, chipping, chip crack, ○, if there is void, chipping, chip crack is represented by X.
(3) 열팽창계수(C.T.E)(3) Thermal expansion coefficient (C.T.E)
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름 중 고내열 접착층을 두께 200㎛으로 만든 후, 7mm×14mm 크기로 절단하여 TMA Q7200(TA Instrument)을 사용하여 -20~300℃로 승온속도 5℃/min으로 증가시키면서 열팽창계수를 측정하였다. The high heat-resistant adhesive layer of the adhesive films prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 to 200㎛ thickness, cut to 7mm × 14mm size using a TMA Q7200 (TA Instrument) -20 ~ 300 ℃ The thermal expansion coefficient was measured while increasing the heating rate to 5 ℃ / min.
(4) 점착층-고내열 접착층 180도 평균 박리력 측정(UV 경화 전 후)(4) Adhesion layer-high heat-resistant adhesive layer 180 degree average peeling force measurement (before and after UV curing)
점착층-고내열 접착층의 180도 박리력은 JIS Z 0237 규격에 의거하여 측정하였다. 상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름을 UV 조사한 후 25mm×150mm 크기로 절단하였다. 절단된 각 필름의 점착층과 고내열 접착층 계면을 핀셋을 이용하여 박리한 후, 박리된 부분을 인장시험 측정기(Instron Series lX/s Automated materials Tester-3343)를 사용하여 10N Load Cell에서 상하 지그에 물리고 인장속도 300mm/min의 속도로 박리하여 박리 시 필요한 하중을 측정하였다. UV 조사는 DS-MUV128-S1(대성엔지니어링)를 이용하여 70W/cm의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 300mJ/㎠으로 조사하였으며, 샘플은 UV 조사 전후로 10개씩 측정하여 평균값을 측정하였다.The 180-degree peel force of the pressure-sensitive adhesive layer-high heat resistant adhesive layer was measured according to the JIS Z 0237 standard. The adhesive films prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 were cut to 25mm × 150mm after UV irradiation. After peeling off the interface between the adhesive layer and the high heat-resistant adhesive layer of each cut film by using tweezers, the peeled part was placed on the upper and lower jigs in a 10N load cell using a tensile tester (Instron Series lX / s Automated materials Tester-3343). The load required for peeling was measured by peeling and peeling at a speed of 300 mm / min. UV irradiation was carried out using DS-MUV128-S1 (Daesung Engineering) in a high-pressure mercury lamp with a roughness of 70 W / cm for 3 seconds and the exposure dose was 300mJ / ㎠, and the average of 10 samples was measured before and after UV irradiation. .
(5) 저장 탄성율(5) storage modulus
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름 중 절연 접착층을 두께 200㎛으로 만든 후, 7mm×14mm 크기로 절단하여 DMA Q800(TA Instrument)을 사용하여 -10~ 150℃로 승온속도 4℃/min으로 증가시키면서 탄성율을 측정하였다. 이때, 본 실험에서는 60℃의 데이터를 취하였다.The insulating adhesive layer of the adhesive films prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 was made to have a thickness of 200㎛, cut into 7mm x 14mm size to -10 ~ 150 ℃ using DMA Q800 (TA Instrument) The elastic modulus was measured while increasing the temperature increase rate to 4 ℃ / min. At this time, the data of 60 ℃ was taken in this experiment.
(6) 중량손실도(degree of weight loss, TGA)(6) degree of weight loss (TGA)
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 접착필름 중 고내열 접착층을 10~15mg 계량하여 TGA Q5000(TA Instrument)을 사용하여 25~500℃까지 승온속도 20℃/분으로 증가시키면서 중량손실도(degree of weight loss)를 측정하였다. 본 실험에서는 350℃의 데이터를 취하였다. 이때, 실험조건은 압력이 질소가압하(질소유량(압력계로 따로 측정치 않고 질소유량으로 판별): 25ml/분), 습도가 150℃ 이상에서 거의 제로(zero) 상태였다.Weighing 10 ~ 15mg of the high heat-resistant adhesive layer of the adhesive film prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 while increasing the temperature increase rate to 20 ℃ / min to 25 ~ 500 ℃ using TGA Q5000 (TA Instrument) The degree of weight loss was measured. In this experiment, data of 350 ° C was taken. At this time, the test conditions were that the pressure under nitrogen pressure (nitrogen flow rate (differentiated by nitrogen flow rate, not measured separately by a pressure gauge): 25 ml / min), and the humidity was almost zero at 150 ° C or higher.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 경우에는 폴리이소이미드를 포함하는 고내열 접착층이 적층되어 350℃에서 중량손실도(degree of weight loss)가 0.5% 이하이며, 내열성 및 도막강도 우수하고, 발포성 보이드가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 또한, 절연 접착층의 구성성분으로 중량평균분자량이 900,000이고 유리전이온도가 -13℃인 아크릴 수지를 사용하여 60℃ 저장 탄성율이 2.63MPa로 마운팅 보이드, 칩핑, 칩 크랙등이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 및 2에 의한 칩 접착시 칩간 전단강도는 대략 11Kgf 정도이었다.As shown in Table 2, in Examples 1 and 2 according to the present invention, a high heat-resistant adhesive layer including polyisoimide is laminated so that the degree of weight loss is 0.5% or less at 350 ° C. It was also confirmed that the heat resistance and the coating film strength were excellent, and foamed voids did not occur. In addition, using an acrylic resin having a weight average molecular weight of 900,000 and a glass transition temperature of -13 ° C as a component of the insulating adhesive layer, it can be confirmed that mounting voids, chipping, and chip cracks do not occur at 60 ° C storage elastic modulus of 2.63 MPa. there was. In addition, the chip-to-chip shear strength during chip bonding according to Examples 1 and 2 was about 11 Kgf.
반면, 고내열 접착층이 없는 비교예 1의 경우에는 마운팅 보이드, 칩핑, 칩 크랙등이 발생하진 않으나, 350℃에서 중량손실도가 5% 이상이며, 열팽창계수가 경화온도인 180~270℃ 사이에서 최대 300㎛/m℃ 이상 수준인 절연 접착층의 내열성 부족으로 발포성 보이드가 발생하였다. 비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한 첨부된 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1 without a high heat-resistant adhesive layer, mounting voids, chipping, chip cracks, etc. does not occur, but the weight loss is more than 5% at 350 ℃, the thermal expansion coefficient between 180 ~ 270 ℃ curing temperature Foamed voids were generated due to the lack of heat resistance of the insulating adhesive layer at a level of at least 300 μm / m ° C. or higher. Although the present invention has been described as the preferred embodiment mentioned above, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. The appended claims also cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 패키지용 고내열 접착테이프의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a high heat resistant adhesive tape for a semiconductor package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지용 고내열 접착테이프의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a high heat resistant adhesive tape for a semiconductor package according to another embodiment of the present invention.
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