KR20100135568A - 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프 - Google Patents

아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저분자량의 아크릴 올리고머 주 사슬에 간단한 화학반응을 통해 이중결합을 도입한 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 개시제를 첨가하여 아크릴 점착제를 구성함으로써, 자외선의 조사 전 높은 점착력을 유지하고 자외선의 조사 후 점착제 내부에 화학적으로 결합된 자외선 경화 올리고머의 가교로 인해 점착력을 상실하여 웨이퍼와의 박리가 용이하며, 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 개시제를 첨가하여 아크릴 점착제를 형성함으로써, 칩 얼라이먼트를 유지하면서 점착 잔류물을 남기지 않고 안정된 물성을 가질 수 있고, 자외선 조사시 광중합이 효과적으로 진행되지 않거나, 테이프 기재와 점착층 사이의 중간층이 필수적으로 구성되어 제조공정이 번잡한 종래의 아크릴계 점착제보다 제조 공정이 간단하므로 경제성을 도모할 수 있으며, 자외선 경화 전 아크릴 점착제와 자외선 경화형 올리고머가 가교되어 점착제와 올리고머가 적절히 결합되어 있는 형태이므로 자외선의 조사 전, 후의 점착력을 조절할 수가 있어 다이싱 공정 중에 발생할 수 있는 전사문제 및 치핑 현상의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
다이싱용 점착제 조성물, 테이프, 자외선 경화형 올리고머, 아크릴 점착제, 가교제, 개시제, 박리용이, 안정된 물성, 제조공정 간단, 치핑 현상 방지.

Description

아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프{PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITIONS FOR ACRYLIC DICING AND TAPE THEREOF}
본 발명은 저분자량의 아크릴 올리고머 주 사슬에 간단한 화학반응을 통해 이중결합을 도입한 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 개시제를 첨가하여 아크릴 점착제를 구성함으로써, 자외선의 조사 전 높은 점착력을 유지하고 자외선의 조사 후 점착제 내부에 화학적으로 결합된 자외선 경화 올리고머의 가교로 인해 점착력을 상실하여 웨이퍼와의 박리가 용이하며, 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 개시제를 첨가하여 아크릴 점착제를 형성함으로써, 칩 얼라이먼트를 유지하면서 점착 잔류물을 남기지 않고 안정된 물성을 가질 수 있고, 자외선 조사시 광중합이 효과적으로 진행되지 않거나, 테이프 기재와 점착층 사이의 중간층이 필수적으로 구성되어 제조공정이 번잡한 종래의 아크릴계 점착제보다 제조 공정이 간단하므로 경제성을 도모할 수 있으며, 자외선 경화 전 아크릴 점착제와 자외선 경화형 올리고머가 가교되 어 점착제와 올리고머가 적절히 결합되어 있는 형태이므로 자외선의 조사 전, 후의 점착력을 조절할 수가 있어 다이싱 공정 중에 발생할 수 있는 전사문제 및 치핑 현상의 문제점을 해결할 수 있는 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프에 관한 기술이다.
실리콘 또는 갈륨 아세나이드(Arsenide)의 반도체 웨이퍼는 일정 직경의 원반 형태로 제작되며, 상기 웨이퍼는 작은 칩으로 절단/분리 (Diced)되어 이후 리드프레임에 마운트되는 마운팅 공정이 진행된다. 이 과정에서, 반도체 웨이퍼는 다이싱 테이프에 점착된 상태에서 절단, 세척, 건조, 픽업되어 마운팅 공정으로 이송된다. 다이싱 테이프는 반도체를 절단하는 공정에서 반도체 칩이 튀어나가거나 흔들림을 방지하기 위해서, 웨이퍼 뒷면에 부착된 테이프로서, 일정한 점착력을 가지고 있어 반도체칩을 고정하여 웨이퍼를 각각의 칩으로의 절단을 용이하게 할 뿐 아니라, 절단된 칩을 픽업할 때 자외선 조사에 의한 급격한 점착력 감소로 각각의 칩이 용이하게 다이싱 테이프로부터 분리되도록 하는 기능성 테이프이다.
따라서, 다이싱 테이프는 자외선 조사 전에는 일정한 점착력을 가져야 하며, 자외선 조사 후에는 점착력이 감소하여 칩을 박리시키면서 칩상에 점착제를 남기지 말아야 한다. 따라서 다이싱 테이프에 사용되는 점착 조성물의 경우, 상기와 같은 요건들을 갖추어야 하는 것이 중요하다.
다이싱 테이프는 크게 감압 점착형과 자외선 조사형 두 가지가 있다. 반도체 공정 중에 사용하는 웨이퍼의 두께가 점점 얇아지고 큰 크기의 칩을 픽업하기 위해서는 자외선 조사형의 경우가 일반적으로 사용된다. 자외선 조사형 다이싱 테이프인 경우에는 다이싱이 완료되면 후면에서 자외선를 조사하여 점착층을 경화시킴으로써, 웨이퍼와의 계면 박리력을 떨어뜨려 개별화된 칩 웨이퍼의 픽업공정을 쉽게 한다. 다이싱 후 개별화된 칩에 전기적 신호가 연결되도록 패키지화하기 위해서는 칩을 PCB기판이나 리드프레임 기판과 같은 지지부재에 접착시켜주는 공정이 필요하고 이때 액상 에폭시 수지를 지지부재 위에 도입시키고 그 후에 개별화된 칩을 도입된 에폭시 위에 접착시켜 칩을 지지부재에 접착시킨다.
이러한 웨이퍼 다이싱용 광경화형 점착 조성물을 제조하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 고분자형 점착 조성물을 주제로 하여 이중결합을 다수 함유하는 반분자 올리고머 또는 아크릴레이트를 물리적으로 혼합하는 방법이 있고 다른 하나는 탄소-탄소 이중결합을 가진 저분자 아크릴레이트를 점착 고분자 측쇄에 부가반응으로 도입시켜 하나의 화합물로 거동하게 만든 것이다.
일본공개공보 제1985-19656호 및 제1985-223139호는 고분자형 점착 조성물을 주제로 하여 이중결합을 다수 함유하는 단분자 올리고머 또는 아크릴레이트를 물리적으로 혼합하는 방법의 점착조성물이 소개되고 있으며, 이들 공개특허의 기본 개념은 점착조성물에 광경화성 물질을 첨가하여 점착조성물에 의한 점착력을 유지하면서, 이후 광조사에 의한 광경화성 물질의 3차원구조를 형성시켜 기 형성된 점착조성물의 유동성을 약화시켜 궁극적으로 점착력을 급격히 낮추는 것이다. 이외에도 관련 다이싱 테이프용 자외선 반응형 아크릴계 점착제에 대한 종래 기술로는 광경 화성 아크릴레이트 또는 (메타)아크릴레이트, 저분자량의 광경화성 화합물 및 열경화성 에폭시로 이루어진 점착제를 사용하고, 이때 자외선 조사 후 기재필름에서 제거된 점착제는 반도체칩 위에 남아 있다가 다시 열을 가하면 리드프레임 위에 고정되게 하는 방법이 미합중국특허 제5,110,388호 및 제5,356,949호에 기재되어 있으며, 또한, 미합중국특허 제5,955,512호에서는 분자량 200,000을 갖는 아크릴공중합체, 광중합용 우레탄 아크릴레이트, 아크릴오일 또는 메타크릴 오일기를 갖고 있는 광중합이 가능한 조성물, 경화제, 가소제 등을 사용하여 자외선 조사시 필름위에서 상기 합중국특허 제5,110,388호, 제5,356,949호와는 달리 피착제 위에 점착제를 남기지 않고 점착력을 감소시키는 방법을 이용하고 있다.
또한 대한민국특허 특2002-0001270, 2002-0001271호에 따르면 부틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 2-히드록시메타아크릴레이트를 사용하여 3원공중합체를 제조한 후 이소시아네이트계의 경화제를 넣고 올리고머로써 우레탄 아크릴레이트나 에폭시 아크릴레이트를 넣어서 자외선을 조사한 후 피착제 위에 점착제를 남기지 않고 점착력을 감소시키는 방법을 이용하고 있다. 일본국 특허공개 소 61-2433878호에는 플라스틱 필름으로 된 테이프 기재층과 에틸렌-초산비닐공중합체로 된 점착제층 사이에 음이온계 계면 활성제를 함유한 에틸렌 공중합체로된 제1중간층 및 폴리에틸렌으로 된제 2중간층이 갖춰진 구성으로 되어, 절단 작업 후 가열처리에 의해 점착강도를 저하시켜 칩을 쉽게 추출할 수 있는 다이싱 테이프의 기술이 제안되어 있다.
그러나 상기 방법들에서 사용된 아크릴계 점착제의 경우 자외선 조사시 광중 합이 효과적으로 진행되지 않거나, 테이프 기재와 점착층 사이의 중간층이 필수적으로 구성되어 제조공정이 번잡하다는 지적이 있어 제조공정도 간단하고 효과적인 광중합을 할 수 있는 점착조성물이 요구되고 있는 실정이다.
또한 기존의 아크릴계 점착제 및 이중결합이 함유된 자외선 경화형 단분자 물질의 혼합물의 경우 점착제 중에서 자외선 경화가 이루어지기 전에 미가교된 이중결합이 함유된 단분자 물질들이 계면에 많이 위치하기 때문에 점착력의 감소 정도를 적절히 조절하기 어려운 문제점이 있었다. 또한 방사선 경화형 아크릴계 점착제를 단독으로 사용한 경우에는 두 가지 물질을 적절히 섞어 사용하는 경우보다 상대적으로 높은 분자량 때문에 사슬의 유동성이 저하되어 충분한 방사선 경화가 이루어지지 않는 단점이 있다.
그러므로 자외선 경화 특성이 우수한 저분자량의 아크릴 올리고머를 합성하여 일반 점착 특성을 갖는 점착제와 Blending하여 자외선 조사 전에는 높은 점착력(1000g/inch)을 갖고, 자외선 조사 후에는 낮은 점착력(20g/inch 내외)을 갖는 다이싱용 점착제 조성물 및 테이프의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 저분자량의 아크릴 올리고머 주 사슬에 간단한 화학반응을 통해 이중결합을 도입한 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 개시제를 첨가 하여 아크릴 점착제를 구성함으로써, 자외선의 조사 전 높은 점착력을 유지하고 자외선의 조사 후 점착제 내부에 화학적으로 결합된 자외선 경화 올리고머의 가교로 인해 점착력을 상실하여 웨이퍼와의 박리가 용이한 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프를 제공하는데 그 목적이 있다.
다른 본 발명의 목적은 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 개시제를 첨가하여 아크릴 점착제를 형성함으로써, 칩 얼라이먼트를 유지하면서 점착 잔류물을 남기지 않고 안정된 물성을 가질 수 있는 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프를 제공하는데 있다.
또 다른 본 발명의 목적은 자외선 조사시 광중합이 효과적으로 진행되지 않거나, 테이프 기재와 점착층 사이의 중간층이 필수적으로 구성되어 제조공정이 번잡한 종래의 아크릴계 점착제보다 제조 공정이 간단하므로 경제성을 도모할 수 있는 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프를 제공하는데 있다.
또 다른 본 발명의 목적은 자외선 경화 전 아크릴 점착제와 자외선 경화형 올리고머가 가교되어 점착제와 올리고머가 적절히 결합되어 있는 형태이므로 자외선의 조사 전, 후의 점착력을 조절할 수가 있어 다이싱 공정 중에 발생할 수 있는 전사문제 및 치핑 현상의 문제점을 해결할 수 있는 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 그 테이프를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아크릴계 다 이싱용 점착제의 조성물은 아크릴 Oligomer 20 내지 80 중량부와, 아크릴 PSA 20 내지 80 중량부와, 상기 아크릴 Oligomer와 아크릴 PSA가 합한 100 중량부에 대비한 가교제 1 내지 20 중량부와, 상기 아크릴 Oligomer와 아크릴 PSA가 합한 100 중량부에 대비한 개시제 1 내지 10 중량부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 아크릴 Oligomer는 1종 이상의 주 모노머 70 내지 95 중량부와, 1종 이상의 기능성 모노머 5 내지 30 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 개시제 1 내지 5 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 중합 금지제 0.1 내지 5 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 이소시아네이트 모노머 0.5 내지 30 중량부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 주 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라데실(메타)아크릴레이트 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 기능성 모노머는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타아크릴산 , 이타코닉 산, 무수말레인산 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 개시제는 니트릴계, 퍼옥사이계, 아세탈계, 헤미아세탈계 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 중합 금지제는 하이드로 퀴논, 벤조 퀴논 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 이소시아네이트 모노머는 AOI-VM(2-isocyanatoethyl acrylate), MOI(2-isocyanatoethyl methacrylate) 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 아크릴 PSA는 1종 이상의 주 모노머 90 내지 99 중량부와, 1종 이상의 기능성 모노머 1 내지 10 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 개시제 1 내지 5 중량부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 주 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라데실(메타)아크릴레이트, 비닐계 모노머 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 기능성 모노머는 2-하이드록시에틸(메타)아크 릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 및 말레인산, 아크릴아마이드, 디메틸아크릴아마이드, 모노메틸아크릴아마이드 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 개시제로는 AIBN을 대표로하는 니트릴계, BPO를 대표로 하는 퍼옥사이계, 아세탈계, 헤미아세탈계 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 아크릴 점착제와, 자외선 경화형 올리고머의 혼합비율이 각각의 용제를 제외한 고형분 함량 기준 중량비로 8:2 ~ 2:8인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 다이싱용 점착제의 점착력은 자외선 조사전 100~1800g/inch이며, 자외선 조사 후 5~50g/inch인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 아크릴계 다이싱용 테이프는 기재 필름과, 상기 기재 필름 위에 코팅되어 형성된 아크릴계 다이싱용 점착제로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리테트라플루오르에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌 비닐 아세톤 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크 릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체 필름 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 다이싱 테이프는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 저분자량의 아크릴 올리고머 주 사슬에 간단한 화학반응을 통해 이중결합을 도입한 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 첨가제를 첨가하여 아크릴 점착제를 구성함으로써, 자외선의 조사 전 높은 점착력을 유지하고 자외선의 조사 후 점착제 내부에 화학적으로 결합된 자외선 경화 올리고머의 가교로 인해 점착력을 상실하여 웨이퍼와의 박리가 용이하다.
둘째, 본 발명은 자외선 경화형 올리고머를 일반적인 아크릴 점착제와 혼합하고 가교제와 첨가제를 첨가하여 아크릴 점착제를 형성함으로써, 칩 얼라이먼트를 유지하면서 점착 잔류물을 남기지 않고 안정된 물성을 가질 수 있다.
셋째, 본 발명은 자외선 조사시 광중합이 효과적으로 진행되지 않거나, 테이프 기재와 점착층 사이의 중간층이 필수적으로 구성되어 제조공정이 번잡한 종래의 아크릴계 점착제보다 제조 공정이 간단하므로 경제성을 도모할 수 있다.
넷째, 본 발명은 자외선 경화 전 아크릴 점착제와 자외선 경화형 올리고머가 가교되어 점착제와 올리고머가 적절히 결합되어 있는 형태이므로 자외선의 조사 전, 후의 점착력을 조절할 수가 있어 다이싱 공정 중에 발생할 수 있는 전사문제 및 치핑 현상의 문제점을 해결할 수 있다.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 아크릴계 다이싱용 점착제 조성물 및 다이싱 테이프를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 자외선에 의해 경화가 가능하도록 하는 자외선 경화형 아크릴 올리고머 조성물과, 아크릴 올리고머에 Blending되는 아크릴 점착제 조성물로 구성되어진다.
먼저, 자외선 경화형 아크릴 올리고머 조성물에 대하여 기술하면 다음과 같다. 아크릴 올리고머의 경우는 저분자량의 아크릴 올리고머를 제조하여 합성된 아크릴 올리고머에 간단한 화학반응을 통해 이중결합을 도입하여 자외선에 의해 경화가 가능한 자외선 경화형 아크릴 올리고머를 제조하게 된다.
본 발명에서 제조한 아크릴 올리고머의 구체적인 조성은 한 가지 이상의 주 모노머 혼합물 70 ~ 95 중량부, Functional Group을 함유하는 한 가지 이상의 기능 성 모노머 혼합물 5 ~ 30 중량부 이며, 그 분자량 범위는 5000 ~ 20만을 갖는 아크릴 조성물로 구성되어진다.
저분자량의 아크릴 올리고머를 합성하는 과정에서 주 모노머로는 아크릴 모노머의 Side Chain에 결합된 탄소수가 1 ~ 14의 알킬(메타)아크릴산 에스테르 단량체를 함유한다. 상기 알킬의 탄소수가 1~ 14의 알킬은 지방족 및 방향족 알킬을 포함하며, 구체적으로 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라데실(메타)아크릴레이트로 이루어진군 으로부터 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다.
또한 Functional Group를 함유하는 기능성 모노머로는 하이드록시와 카르복실기를 함유하는 아크릴 모노머를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 Functional Group를 함유하는 기능성 모노머로는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타아크릴산 , 이타코닉산, 무수말레인산 등 분자내부에 이중결합을 함유해 라디칼 반응으로 고분자화 될 수 있으면서 카르복시 산 및 수산기를 함유하는 것이면 그 종류에 관계없이 모두 사용 가능하다.
본 발명 있어서 저분자량의 아크릴 올리고머의 합성은 위에서 나타낸 한 가지 이상의 주 모노머 및 한 가지 이상의 Functional Group을 함유한 기능성 모노머를 용액 중합법에 의해 중합함으로서 제조할 수 있으며, 그 합성의 구체적인 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다.
용액 중합법으로 아크릴 올리고머를 제조함에 있어서 사용할 수 있는 용제로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 아세톤, MEK, 부틸칼비톨에세테이트, 에틸칼비톨아세테이트 중 적어도 한 가지 이상의 혼합 용제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 용액 중합법을 아크릴 올리고머를 제조함에 있어서 사용할 수 있는 중합 개시제로는 AIBN을 대표로하는 니트릴계, BPO를 대표로 하는 퍼옥사이계, 아세탈계, 헤미아세탈계 등 일반적으로 용액 중합에 사용되는 라디칼 개시제로 그 사용량 및 그 종류는 특별히 제한되는 것은 아니다.
자외선 경화형 아크릴 올리고머 제조 과정은 앞서 제조한 아크릴 올리고머에 간단한 화학 반응을 통해 아크릴 올리고머 주 사슬에 이중결합을 도입하는 것으로 앞서 제조한 올리고머에 존재하는 Functional Group와 화학 반응을 통해 결합 할 수 있는 기능성 모노머를 도입하여 제조할 수 있다.
상기의 자외선 경화형 아크릴 올리고머 제조에 사용될 수 있는 기능성 모노머로는 하나의 분자내에 Isocyanate Group과 이중결합을 동시에 갖는 것이면 종류를 구분하지 않고 모두 사용할 수 있으며 보다 구체적으로는 일본 Showa Denko사의 AOI-VM(2-isocyanatoethyl acrylate)와 MOI(2-isocyanatoethyl methacrylate)등을 사용할 수 있다.
아크릴 올리고머에 이중결합을 도입하는 방법으로는 기존에 제조된 아크릴 올리고머 용액에 위에서 나타낸 기능성 모노머를 아크릴 올리고머 내에 존재하는 Functional Group 대비 5 ~ 99 mol%의 범위에서 부가하고 약 50 ~ 100℃의 온도로 5시간 이상 교반함으로서 이중결합이 도입된 자외선 경화형 아크릴 올리고머를 제조 할 수 있다.
본 발명에서 자외선 경화형 아크릴 올리고머의 제조에 있어 기능성 모노머의 부가량은 기존 아크릴 올리고머에 존재하는 Functional Group의 Mol 당량에 비해 적은 양을 사용하여야 한다. 이는 아크릴 점착제 조성물과 혼합하고 가교제에 의해 가교되는 과정에서 올리고머 내부에 Functional Group가 존재하지 않는 경우 가교가 이루어지지 않기 때문이다.
다음으로 아크릴 점착제 조성물에 대하여 기술하면 다음과 같은데, 본 발명에 따른 관능기를 가지는 아크릴계 점착제는 알킬의 탄소수가 1 ~ 14의 알킬(메타)아크릴산 에스테르 단량체를 함유한다. 상기 알킬의 탄소수가 1~ 14의 알킬은 지방족 및 지환족 알킬을 포함하며, 구체적으로 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라데실(메타)아크릴레이트로 이루어진 군 으로부터 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기의 알킬의 탄소수가 1 ~ 14의 범위 이외인 경우 점착성의 조절이 어렵기 때문에 상기 범위로 한정된다. 상기 알킬(메타)아크릴산 에스테르는 단독으로 사용되어도 좋고, 2 종류 이상이 병용되는 것도 가능하다. 점착력 및 응집력 조절을 고려할 때, 상기 알킬 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 아크릴계 점착제의 총 단량체 성분 중 80 ~ 99.9 중량부, 바람직하게는 90 ~ 99 중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 아크릴계 점착제(A)는 주쇄 또는 측쇄에 1 개 이상의 관능기를 가진다. 상기 관능기는 아크릴계 점착제를 가교시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는 에폭시기, 카르복실기, 수산기, 아마이드기로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 관능기를 가질 수 있으며, 그 사용량은 점착제의 총 단량체 성분 0.1 ~ 20 중량부, 바람직하게는 1 ~ 10 중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 관능기를 제공하는 단량체는 관능기를 포함하는 비닐계 또는 아크릴계 가교성 단량체로서 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트, 하이드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 및 하나 이상의 카르복실기를 함유하는에틸렌성 불포화 카르복실산으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴 레이트 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 및 말레인산, 아크릴아마이드, 디메틸아크릴아마이드, 모노메틸아크릴아마이드으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
Copolymer를 합성하기 위해 용액 중합을 행하였으며, 중합에 사용한 유기용제로는 케톤계, 에스테르계, 알콜계, 방향족계 등을 사용 할 수 있지만, 그중에서는 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜 등 비점이 60~120℃의 유기 용제가 바람직하다. 중합개시제로는 α,α-아소비스이소부틸 니트릴로 대표되는 아조계, 벤조일퍼옥사이드를 대표로하는 유기과산화물계, 아세탈계, 헤미아세탈계 등 일반적으로 용액 중합에 사용되는 라디칼 개시제로 그 사용량 및 그 종류는 특별히 제한되는 것은 아니다. 라디칼 개시제를 사용하였다. 또한 필요에 따라 촉매와 중합금지제를 사용하였고, 중합온도 및 중합시간을 조절하여 중량 평균 분자량이 10~150만 사이의 점착제를 중합하였다.
제조예들을 다음과 같이 나타내었다.
(1) 아크릴 점착제 제조예(A-1)
부틸아크릴레이트 60 중량부, 에틸아크릴레이트 30 중량부 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 5 중량부, 아세트산 5 중량부를 원료로 하여 톨루엔과 에틸아세테이트 이용하여 8시간 반응하여 공중합체를 얻었다.
(2) 아크릴 점착제 제조예 (A-2)
부틸아크릴레이트 60 중량부, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 30 중량부 2-하이드 록시에틸(메타)아크릴레이트 5 중량부, 아세트산 5 중량부를 원료로 하여 톨루엔과 에틸아세테이트를 이용하여 8시간 반응하여 공중합체를 얻었다.
본 발명에 따른 아크릴계 점착제 조성물은 적절한 가교구조를 제공하기 위하여 총 아크릴계 점착제 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 20 중량부의 한 가지 이상의 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 경화제의 종류는 특별히 제한되지는 않으며, 아크릴계 점착체의 관능기에 따라 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 에폭시 화합물, 또는 킬레이트 화합물 등의 다양한 경화제를 택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 아크릴계 점착제 조성물은 또한 총 아크릴계 점착제 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부의 한 가지 이상의 광개시제를 추가로 포함할 수 있다. 광개시제의 종류는 특별히 제한되지는 않으며, 벤조페논 및 아세토페논 류의 케톤 류와 벤조인, 벤조인 에테르, 벤질 및 벤질 케탈 등의 다양한 경화제를 선택하여 사용할 수 있는데, 구체적인 예로는 히드록시시클로헥실페닐케톤(hydroxycyclohexylphenylketone; Irgacure #184), 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온(2-methyl-1[4-(methythio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on ;Irgacure #907),α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논(α,α-methoxy-α-hydroxy acetophenone;Irgacure #651), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(2-hydroxy-2 -methyl-1-phenyl-propan-1-one;Irgacure #1173) 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용된 기재 필름은 기재 필름을 통과하면서 방사선의 손실이 적은 광투과성이 좋은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 일정한 수준의 탄성을 보유하고 있으면 좋다. 사용 가능한 필름의 예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리 프로필렌 필름, 폴리테트라플루오르에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌 비닐 아세톤 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 또는 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체 필름 등이 있다. 상기 기재필름은 필요에 따라서 프라이머 도포, 코로나 처리, 에칭 처리, 자외선 처리, 또는 이형 처리 등의 표면처리를 행하여도 좋다. 상기 다이싱 테이프 기재의 두께는 특별히 제한은 없으나, 취급성이나 패키징 공정을 고려하면 80 ~ 150㎛이 좋다.
(3) 자외선 경화형 올리고머 제조예 (O-1)
부틸아크릴에이트 70 중량부, 에틸아크릴레이트 10 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 20 중량부를 원료로 하여 100℃이상의 고온에서 중합하여 공중합체를 제조하였다. 상기에서 얻은 공중합물에 추가로 공중합내의 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 중 30mol%를 AOI로 치환 반응하여 자외선 경화형 올리고머를 제조하였다.
(4) 자외선 경화형 올리고머 제조예 (O-2)
부틸아크릴에이트 70 중량부, 에틸아크릴레이트 10 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 20 중량부를 원료로하여 100℃이상의 고온에서 중합하여 공중합체를 제조하였다. 상기에서 얻은 공중합물에 추가로 공중합내의 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 중 60mol%를 AOI로 치환 반응하여 자외선 경화형 올리고머를 제조하였다.
(5) 자외선 경화형 올리고머 제조예 (O-3)
부틸아크릴에이트 70 중량부, 에틸아크릴레이트 10 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 20 중량부를 원료로 하여 100℃이상의 고온에서 중합하여 공중합체를 제조하였다. 상기에서 얻은 공중합물에 추가로 공중합내의 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 중 90mol%를 AOI로 치환 반응하여 자외선 경화형 올리고머를 제조하였다.
실시예들을 다음과 같이 나타내었다.
[실시예 1]
아크릴 점착제 (A-1) 50 중량부와, 자외선 경화형 올리고머(O-1) 50 중량부와, 경화제로 폴리 이소시아네이트(일본 L-75) 화합물 0.5 중량부 및 광개시제로 히드록시시클로헥실페닐케톤(hydroxycyclohexylphenylketone; Igarcure #184) 3 중량부를 첨가하고 혼합하여 탈포 후 50㎛ PET Film에 20㎛ 도포하여 다이싱 테이프를 제작하였다. 제작된 테이프를 glass 에 붙여 테스트를 진행하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 자외선 경화형 올리고머를 (O-2)사용한 것 이외에는 동일한 방법으로 점착제 및 다이싱 테이프를 제작하여 테스트를 진행하였다.
[실시예 3]
실시예 1에서 자외선 경화형 올리고머를 (O-3)사용한 것 이외에는 동일한 방법으로 점착제 및 다이싱 테이프를 제작하여 테스트를 진행하였다.
[실시예 4]
아크릴 점착제 (A-2) 50 중량부와, 자외선 경화형 올리고머(O-1) 50 중량부 와, 경화제로 폴리 이소시아네이트(일본 L-75) 화합물 0.5 중량부 및 광개시제로 히드록시시클로헥실페닐케톤(hydroxycyclohexylphenylketone; Igarcure #184) 3 중량부를 첨가하고 혼합하여 탈포 후 50㎛ PET Film에 20㎛ 도포하여 다이싱 테이프를 제작하였다. 제작된 테이프를 glass 에 붙여 테스트를 진행하였다.
[실시예 5]
실시예 4에서 자외선 경화형 올리고머를 (O-2)사용한 것 이외에는 동일한 방법으로 점착제 및 다이싱 테이프를 제작하여 테스트를 진행하였다.
[실시예 6]
실시예 4에서 자외선 경화형 올리고머를 (O-3)사용한 것 이외에는 동일한 방법으로 점착제 및 다이싱 테이프를 제작하여 테스트를 진행하였다.
또한 test 방법은 제작한 다이싱 테이프를 glass에 1Kg의 roller를 이용하여 Lamination 후 20min, 1hr 시간 경과 후 90° Peel Test를 진행하였으며, Peel 측정은 인장기를 이용하여 300㎜/min 속도로 자외선 조사 전, 후로 나누어 측정하였다.
표 1. 실시예들에 따른 자외선 조사 전, 후의 점착력 테스트 결과.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6
점착력
(g/inch)
20min		 자외선
조사전		 1500 1350 1220 730 520 405
자외선
조사후		 20 18 10 23 15 12
점착력
(g/inch)
1Hr		 자외선
조사전		 1560 1360 1280 750 532 413
자외선
조사후		 18 18 11 22 16 12
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

Claims (16)

  1. 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물에 있어서,
    아크릴 Oligomer 20 내지 80 중량부와, 아크릴 PSA 20 내지 80 중량부와, 상기 아크릴 Oligomer와 아크릴 PSA가 합한 100 중량부에 대비한 가교제 1 내지 20 중량부와, 상기 아크릴 Oligomer와 아크릴 PSA가 합한 100 중량부에 대비한 광개시제 1 내지 10 중량부를 포함함을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴 Oligomer는 1종 이상의 주 모노머 70 내지 95 중량부와, 1종 이상의 기능성 모노머 5 내지 30 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 개시제 1 내지 5 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 중합 금지제 0.1 내지 5 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 이소시아네이트 모노머 0.5 내지 30 중량부를 포함함을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라데실(메타)아크릴레이트 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 기능성 모노머는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타아크릴산 , 이타코닉산, 무수말레인산 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 개시제는 니트릴계, 퍼옥사이계, 아세탈계, 헤미아세탈계 중에서 단수 또는 복수개를 사용하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 중합 금지제는 하이드로 퀴논, 벤조 퀴논 중에서 단수 또는 복수개를 사용하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 이소시아네이트 모노머는 AOI-VM(2-isocyanatoethyl acrylate), MOI(2-isocyanatoethyl methacrylate) 중에서 단수 또는 복수개를 사용하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴 PSA는 1종 이상의 주 모노머 90 내지 99 중량부와, 1종 이상의 기능성 모노머 1 내지 10 중량부와, 상기 주 모노머와, 기능성 모노머를 합한 100 중량부에 대비한 개시제 1 내지 5 중량부를 포함함을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 주 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라데실(메타)아크릴레이트, 비닐계 모노머 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 기능성 모노머는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 및 말레인산, 아크릴아마이드, 디메틸아크릴아마이드, 모노메틸아크릴아마이드 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 개시제로는 AIBN을 대표로하는 니트릴계, BPO를 대표로 하는 퍼옥사이계, 아세탈계, 헤미아세탈계 중에서 단수 또는 복수개가 사용되는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴 점착제와, 자외선 경화형 올리고머의 혼합비율이 각각의 용제를 제외한 고형분 함량 기준 중량비로 8:2 ~ 2:8인 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 다이싱용 점착제의 점착력은 자외선 조사전 100~1800g/inch이며, 자외선 조사 후 5~50g/inch인 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 가교제는 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 에폭시 화합물, 킬레이트 화합물 중에서 단수 또는 복수개를 사용하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 점착제의 조성물.
  15. 아크릴계 다이싱용 테이프에 있어서,
    기재 필름과, 상기 기재 필름 위에 코팅되어 형성된 아크릴계 다이싱용 점착제로 되어 있는 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 테이프.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리테트라플루오르 에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌 비닐 아세톤 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체 필름 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 아크릴계 다이싱용 테이프.
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