KR20110009873A

KR20110009873A - 반도체 금형 세정용 고무조성물

Info

Publication number: KR20110009873A
Application number: KR1020090067310A
Authority: KR
Inventors: 김치구
Original assignee: (주)에이씨티
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2011-01-31

Abstract

본 발명은 반도체 제조에 사용되는 금형 내부에 잔존하는 오염물을 제거하기위한 세정용 고무조성물에 관한 것으로, 주성분인 부타디엔고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무 그리고 이형성 향상을 위한 스티렌-부타디엔고무의 혼합으로 이루어진 고무성분이 조성물 총중량에 대하여 20 내지 70중량%, 세정성 향상을 위한 수계 세정화합물을 포함하는 세정화합물이 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 20중량%, 조성물 총중량에 대하여 무기충진제 20 내지 50중량%와 가교제 0.2 내지 5중량% 그리고 기타첨가제 1 내지 10중량%를 포함하여 이루어지는 반도체 금형 세정용 고무 조성물을 제공하는데 그 기술적 특징이 있다. 그리고, 바람직 하기로는, 상기 스티렌-부타디엔고무는, 고무성분 전체중량에 대하여 10 내지 30중량% 함유되며, 바운드 스티렌 함량이 2 내지 7중량% 이도록 한다. 또한 상기 세정화합물은, 수계 세정화합물, 이미다졸린계 세정화합물, 아민류 세정화합물, 아미노알콜계 세정화합물중 수계 세정화합물을 포함하는 어느 하나 이상이도록 한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber) 및 기타 고무와의 혼합물을 주성분으로 사용하고 신규 수계 세정제를 조합하여 반도체 몰드 세정 공정에서의 세정성 및 탈형성이 우수한 세정용 고무조성물을 제공하는 효과가 있다.

반도체, 금형, 세정, 이형성, 고무, 세정제

Description

반도체 금형 세정용 고무조성물{RUBBER COMPOUND FOR CLEARING OF SEMICONDUCTOR MOLD}

본 발명은 반도체 제조에 사용되는 금형 내부에 잔존하는 오염물을 제거하기위한 세정용 고무조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부타디엔고무와 이디피엠(EDPM)고무 그리고 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 주성분으로 하고 여기에 수계세정화합물을 포함하는 세정제 및 무기충전제와 가교제 기타 첨가제를 혼합하여 제조한 고무조성물로써 반도체 금형에 넣어 경화시킴에 따라 금형내의 오염물의 세정성 향상과 세정완료후 탈형성 등을 향상시키는 반도체 금형 세정용 고무조성물에 관한 것이다.

일반적으로 열경화성 수지를 이용하여 제품을 성형하는 경우, 특히 반도체 제조를 위한 EMC 성형공정에서는 고품위의 제품신뢰도를 요하고 있다. 열경화성 수지 등을 원료로 하여 이를 압축 및 가열하여 제품을 성형하는데 사용되는 몰드는 반복되는 작업 공정 중에 성형물의 일부가 탄화되어 잔존하게 되는데 이러한 잔존 물질들이 오염물로 작용하여 이후 제조되는 성형물의 일부에 결함을 유발할 뿐만 아니라 계속적인 성형과정에서 제품의 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다. 성형물의 탄화 잔재를 포함한 오염물은 몰드의 구조가 복잡하거나 성형물의 크기가 작은 경우에 특히 두드러지는데, 반도체 생산 공정 중 회로를 보호하기 위하여 에폭시수지 등의 열경화성 수지로 피복하는 EMC 성형 공정에서도 이러한 현상은 중요한 문제점으로 나타난다. 따라서, 일정 기간 작업을 수행한 몰드는 반드시 잔존하는 오염물을 제거하는 세정 공정을 거치게 되는데, 일반적으로 이러한 세정공정은 멜라민 수지 및 고무 등을 주재료로 한 세정용 컴파운드를 몰드 내에 투입하여 제품 성형 공정과 동일한 방법으로 가열 및 가압하는 방법이 이용된다. 특히, 이들 중 세정용 고무조성물을 이용한 세정방법은 멜라민 수지를 이용한 방법에 비해 상대적으로 경제적이고 세정작업이 용이하여 EMC 성형 몰드 등의 세정 공정에 널리 사용되나, 기재인 고무 컴파운드, 특히 부타디엔고무(BR)와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머고무(EPDM)의 혼합물을 주재료로 하는 일반적인 세정용 고무조합은 조성물은 미세 반도체 금형에 사용시 세정 후에 금형내에 부착이 심하여 탈형성이 떨어져 세정고무성분의 잔여분이 금형내에 남아있어 2차 오염을 야기시킨다. 이를 개선하기 위하여 종래의 방법으로는 세정 컴파운드에 내부 이형제(WAX류)를 포함하여 탈형성을 개선시킨 세정 고무 조성물도 있으나, 이형제성분으로 인하여 세정성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 반도체 제조 기술의 발전에 따른 반도체 구조의 소형화 및 다양화로 인해 EMC 성형 몰드 역시 점점 복잡하고 세밀한 구조를 가지게 되었으며 이로 인해 세정 공정에 사용되는 세정용 고무조성물 역시 이러한 경향으로의 발전이 요구되나 현재 국내외에서 생산되는 세정용 고무조성물들은 이러한 요구조건에 미치지 못하는 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 몰드 세정 공정시 가해지는 열과 압력 조건 하에서 수계 세정화합물을 포함하는 신규한 고무조성물을 제공토록 하여 세정성을 극대화할 수 있는 반도체 금형 세정용 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 세정용 고무조성물 내에 세정성 저하를 가져오는 내부 이형제를 사용하지 않으면서 세정후의 탈형성을 개선시켜 이로 인해 세정성 및 작업 효율성이 우수한 반도체 금형용 세정용 고무조성물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 주성분인 부타디엔고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무 그리고 이형성 향상을 위한 스티렌-부타디엔고무의 혼합으로 이루어진 고무성분이 조성물 총중량에 대하여 20 내지 70중량%, 세정성 향상을 위한 수계 세정화합물을 포함하는 세정화합물이 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 20중량%, 조성물 총중량에 대하여 무기충진제 20 내지 50중량%와 가교제 0.2 내지 5중량% 그리고 기타첨가제 1 내지 10중량%를 포함하여 이루어지는 반도체 금형 세정용 고무 조성물을 제공하는데 그 기술적 특징이 있다.

그리고, 바람직 하기로는, 상기 스티렌-부타디엔고무는, 고무성분 전체중량에 대하여 10 내지 30중량% 함유되며, 바운드 스티렌 함량이 2 내지 7중량% 이도록 한다. 또한 상기 세정화합물은, 수계 세정화합물, 이미다졸린계 세정화합물, 아민류 세정화합물, 아미노알콜계 세정화합물중 수계 세정화합물을 포함하는 어느 하나 이상이도록 하고, 상기 수계 세정화합물은, 화학적인 구조는, (C=C)n - X, X 는 친수기 혹은 친수기가 될수 있는 것으로서 carboxylates : RCOO-, sulphonate 및 sulphates ; RSO3-, ROSO3- phosphates ; ROPO(OH)O- 로 이루어지고, 카본수를 나타내는 n은 4～10으로 이루어지도록 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 스티렌 부타디엔 고무(Styrene butadiene rubber) 및 기타 고무와의 혼합물을 주성분으로 사용하고 신규 수계 세정제를 조합하여 반도체 몰드 세정 공정에서의 세정성 및 탈형성이 우수한 세정용 고무조성물을 제공하는 효과가 있다.

그리고, 세정후 경화물의 탈형공정에서 기존 제품대비하여 연무가 현격히 줄어 들었으며 유독한 냄새가 없어 작업자의 거부감이 없어짐으로서 기존의 멜라민수지 계통의 세정제를 폭 넒게 대체할 수 있는 다른 효과도 있다.

또한, 이미다졸계 세정제의 단점인 금속 부식성에 의한 금형 변색에 대한 우려도 없으며, 그 사용량을 줄임으로서 금형의 지속적인 사용으로 인한 비용절감 및 환경오염을 방지하는 또 다른 효과도 있다.

이하 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명에 대하여 이하 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 기술적 과제는 반도체 금형 세정을 위한 고무조성물을 신규한 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 신규한 조성물은 기본적으로 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 종래의 세정 고무 주성분인 부타디엔 고무(Butadiene rubber)와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머고무(EPDM: Ethyrene-propylene-diene rubber)와 이형성 향상을 위하여 스티렌 부타디엔 고무(SBR)와의 혼합물을 주성분으로 사용하고, 여기에 수계 세정화합물, Imidazole계 세정제 등으로 이루어진 세정화합물이 첨가되고, 이에더하여 무기충전제, 기타 첨가제 및 가교제등이 혼입된 세정용 고무조성물을 제공한다.

구체적으로는 상기 세정용 고무조성물은, 조성물 총중량을 기준으로 스티렌 부타디엔 고무 및 기타 고무와의 혼합물을 20 내지 70 중량%, 세정화합물 0.5 내지 20 중량%, 무기충전제 20 내지 70 중량%, 기타 첨가제 1 내지 10 중량% 및 가교제 0.2 내지 5 중량%를 포함되도록 한다. 이하에서는 각 조성물을 좀 더 자세히 설명하기로 한다.

1. 고무 성분

상기 스티렌 부타디엔 고무 및 기타고무와 혼합물은 세정 공정 중 열과 압력에 의해 몰드 내에서 유동하여 미세한 구조로 침투가 일어나 몰드 구조 전면의 잔존 오염물을 제거 및 세정 시 탈형성을 용이하게 하는데 사용되는 물질로서, 본 발명에 사용된 스티렌 부타디엔 고무는 바운드(bound) 스티렌 함량이 20 내지 70%이고 45 내지 75의 무니점도(Mooney viscosity)를 나타내는 고무이며 이를 고무기재부인 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머고무(EPDM) 등의 기타고무에 10 내지 30 중량% 혼합한 혼합물로 구성하여 사용할 수 있고 고무 조성물 중의 바운드 스티렌 함량은 2 내지 7 중량%이며, 바람직하게는 총 고무 조성물 중의 스티렌 부타디엔 고무를 20 중량%, 또는 스티렌 함량이 4.5 중량%를 사용할 수 있다.

고무조성물 중의 스티렌 부타디엔 고무 함량이 10 중량%이하 또는 스티렌 함량이 2중량 %이하이면 세정고무의 세정 후 탈형성이 저하되고, 스티렌 부타디엔 고무 함량이 30 중량% 또는 바운드 스티렌 함량이 7중량%이상이면 금형과의 이형성이 높아져서 세정성이 저하된다.

2. 세정화합물

상기 세정화합물은 오염물을 몰드로부터 이탈시키는 역할을 하는 물질로서, 무기충전제와 함께 고무에 혼입하게된다. 이러한 세정화합물의 대표적인 예로는 수계 세정 화합물, 이미다졸린류계 세정화합물, 아민류 세정화합물, 아미노알콜계 세정화합물 등이 있으며, 그 중 수계 세정 화합물과 이미다졸린류계 세정화합물의 조합이 특히 바람직하다.

상기 수계 세정 화합물을 이하에서 자세히 설명하기로 한다.

수용성 세정제는 그 원료가 palm oil, coconut oil 등에서 얻어지는 지방산의 혼합물로서 환경 친화적이며 독성이 거의 없고, 생분해가 빨라 Rohs 규정에 적합하며 세정성도 뛰어난 특성이 있다. Carboxylates 구조를 갖는 종류로서는 ethoxy carboxylates, ester carboxylates, amide carboxylates 및 그 유도체 들이 있다. phosphates 구조를 갖는 종류로서는 ethoxylates, alcohols, amides 및 그 유도체들이 있다. sulphates 및 sulphonates 구조를 갖는 종류로서는 alcohol, alcohol ether(ethane), alkanolamides ethoxylates , alkylphenyl ether, fatty acid and esters, olefine sulphonates 및 그유도체들이 있다. phosphates esters 구조를 갖는 종류로서 alkyl acid phosphate, alkyl ether phosphate, alkyl phosphate, dialkyl pyrophosphate등이 잇다.

이러한 세정제의 화학적인 구조는 아래와 같다.

C=C=C=C=C=C=C～=C=C=C=C=C=C=C - X

X 는 친수기 혹은 친수기가 될수 있는 것으로서

carboxylates : RCOO-,

sulphonate 및 sulphates ; RSO3, ROSO3

phosphates ; ROPO(OH)O- 등으로 표시할수 있고 카본이 20이상은 수용성이 떨어지므로 8~20이 적당하다.

다음, 이미다졸린계 세정화합물의 예로는 2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimidazole), 1-(3-아미노프로필)-이미다졸(1-(3-aminopropyl)-imidazole), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazine), 1-(2-히드록시에틸)-2-이미다졸리디논(1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone), 4-이미다졸메탄올(4-imidazolmethanol), 2-이미다졸에티올(2-imidazolethiol), 2-이미다졸리디논(2-imidazoleidinone) 등이 있다.

아민류 세정 화합물의 예로는 2-아미노에탄올(2-aminoethanol), 2-(2-아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol), 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 디에탄올아민(Diethanolamine), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-ethyl- 1,3-propandiol), 2-아미노-2-(히드록시메틸)-1,3-프로판디올(2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol), 2-아미노-4-히드록시-6-메틸피리미딘(2-amino-4-hydroxy-6-methylpyrimidine), 2-(2-아미노에틸아미노)-에탄올(2-(2-aminoethylamino)-ethanol), 2-아미노-3-히드록시피리딘(2-amino-3-hydroxypyridine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 트리에탄올아민히드로클로라이드(triethanolaminehydrochloride), 3-아미노-1-프로판올(3-amino-1-propanol), 2-아미노-1-프로판올(2-amino-1-propanol), 1-아미노-2-프로판올(1-amino-2-propanol), 3-아미노-1,2-프로판디올(3-amino-1,2-propandiol), 3-아미노-1-프로판올 비닐 에테르(3-amino-1-propanol vinyl ether), 2-아미노페놀(2-aminopophenol), 4-메틸-1,2,4,-트리아조린-3,5-디온(4-methyle-1,2,4,-triazoline-3,5,-dion), 2-(디부틸아미노)-에탄올(2-(dibuthylamino)-(ethanol), 2-(에틸아미노)-에탄올(2-(ethylamino)-ethanol) 등이다.

아미노알콜계 세정 화합물의 예로는 2-히드록시벤즈아미드(2-hydroxybenzamide), 4-히드록시벤즈아미드(4-hydroxybenzamide), 2-히드록시벤즈이미다졸(2-hydroxybenzimidazol), 1-(2-히드록시에틸)-피퍼라진(1-(2-hydroxyethyl)-prperazine), (2-히드록시에틸)-피페리딘(2-hydroxyethyl)-piperidine), 1-(2-히드록실메틸)-2-피롤리딘(1-(2-hydroxylmethyl)-2-pyrrolidine), 2,4,-디히드록시-6-메틸피리미딘(2,4-dihydroxy-6-methylpyrimidine), 2,4,-디아미노-6-히드록시피리딘(2,4-diamino-6-hydroxypyridine), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazine), 4-(히드록 시메틸)-이미다졸(4-(hydroxymethyl)-imidazole) 등이 있다.

일반적으로 상기 세정 화합물은 조성물 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 8 중량%로 사용된다.

3.무기충진제

상기 무기충전제는 무기 화합물 중 일반적으로 빌더(builder)로서의 작용과 냄새 및 연무의 원인이 되는 물질에 대해 흡착력이 크거나 비표면적이 큰 물질이 사용될 수 있다. 그러한 대표적인 예로는 실리카, 활성 알루미나(Activated Alumina), 실리카 겔, 무정형 알루미노실리케이트(Amorphous Aluminosilicate), 결정형 알루미노실리케이트 등이 있다. 그 중 특히 실리카, 무정형 알루미노실리케이트와 결정형 알루미노실리케이트의 사용이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합 형태로 사용될 수 있다.

상기 무정형 알루미노실리케이드의 예로는 규조토, 카올린, 백토 등이 있으며, 결정형 알루미노실리케이트의 예로는 약 34종 이상의 천연 제올라이트와 약 100여종 이상의 합성 제올라이트 등이 있다. 천연 제올라이트의 구체적인 예로는 아날사임(Analcime), 카바사이트(chabaxite), 그멜리나이트(Gmelinite), 에피스틸바이트(Epistilbite), 허이란다이트(Heulandite), 스틸바이트(Stilibite), 에딩토나이트(Edingtonite), 메조라이트(Mesolite), 브로이스테라이트(Brewsterite), 포자사이트(Faujasite), 비제이트(Viseite), 오프레타이트(Offretite), 모더나이트(Mordenite)등이 있고, 합성 제올라이트의 구체적인 예로는 제올라이트A, 제올라 이트L, 제올라이트T, 제올라이트K-G, 제올라이트ZK-5, 제올라이트X, 제올라이트Y, 제올라이트ZSM-5, 제올라이트D, 제올라이트S, 제올라이트R, 제올라이트P, 제올라이트Z-21, 제올라이트S 등이 있다.

무기 충진제의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 20내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%이다. 세정 효과에 영향을 미치지 않는 한 상기 함량 이상으로 포함시킬 수도 있다.

4.가교제

본 발명의 조성물에는 열을 받는 경우에 고무 분자 사슬 간의 가교반응을 야기시켜 고무 경화물을 형성하는 촉매의 역할을 하는 가교제를 첨가하는 바, 그러한 대표적인 예로는2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)(2,5-dimethyl-2,5-bis-(t-vutylperoxy)hexyne-3), d-t-부틸퍼록사이드(d-t-butylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)-헥산(2,5-dimethyl-2,5-bis-(t-vutylperoxy)-hexane), t-부틸큐밀퍼록사이드(t-buthylcumylperoxide), 비스-(t-부틸퍼록시-i-프로필)-벤젠(bis-(t-buthylperoxy-i-propyl)-benzene), 디큐밀퍼록사이드(dicumylperoxide), 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트(4,4-di-t-buthylperoxy-n-butylvalerate), t-부틸퍼록시벤조에이트(t-butylperoxybenzoate), 1,1-디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산(1,1-di-t-vuthylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디-벤조일퍼록사이드(di-benzoylperoxide), 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드(bis-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 황(sulfur)등이 있다. 그 중에서 비스-(t-부틸퍼록시-i-프로필)벤젠과 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트는 본 발명의 세정용 고무 조성물에 특히 바람직하다. 가교제의 함량은 0.2내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%이다.

5.기타 첨가제

기타 용도에 따라서는 멜라민 수지나 셀롤로오즈(cellulose)간은 보조제나 섬유질을 세정 보조용로 사용할 수도 있으며, 스테아린산(steric acid), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 이산화티타늄(titanium dioxide), 산화방지제 등의 기타 첨가제를 사용할 수 있다. 이들 기타 첨가제를 고무조성물에 첨가할 경우에 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%가 바람직하다.

상기에 의한 성분조성에 의해서 세정성과 작업 효율성이 우수한 세정용 고무조성물을 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 [표 1]의 구성으로 제조한 실시예에 의거 상세히 설명하는 바 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무를 20/80으로 한 고무 조성물 100g에 세정화함물 이미다졸린 3g, 카르복실레이트계 세정화합물 5g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조하였다.

실시예 2

스티렌 부타디엔 고무/부타디엔 고무/에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 20/60/20으로 한 고무 조성물 100g에 세정화함물 이미다졸린 3g, sullphonate 계 세정 화합물 5g,무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조하였다.

실시예 3

스티렌 부타디엔 고무/부타디엔 고무/에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 20/60/20으로 한 고무 조성물 100g에 phosphate 계 세정 화합물 5g, 세정화함물 이미다졸린 3g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조하였다.

비교예 1

기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 부타디엔 고무 100g에 세정화함물 이미다졸린 10g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조하였다.

비교예 2

기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 부타디엔 고무와 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 70/30으로 한 고무 조성물 100g에 세정화함물 이미다졸린 10g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조하였다.

비교예 3

기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 부타디엔 고무와 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 70/30으로 한 고무 조성물 100g에 증류수 3g, 세정화함물 이미다졸린 10g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조하였다.

비교예 4

기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 부타디엔 고무 100g에 세정화합물 이미다졸린 10g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 카나우바왁스 3g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 고무조성물을 제조 하였다.

상기 실시예 1～3 및 비교예 1~3에 의해 제조된 고무조성물(표1)은 EMC용 몰드에서 170 내지 180℃의 온도와 15 내지 100kgf/cm²의 압력으로 2 내지 10분간 경화시킨 후 이를 제거하여 오염물의 세정성 및 작업 효율성의 척도인 세정 후 탈형성을 확인하여 표2에 나타내었다.

[표 1]

구 분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
스티렌 부타디엔 고무1)	20	20	20		-
부타디엔고무2)	80	60	80	100	70	100	100
에틸렌-프로필렌-디엔 고무3)	-	20	-		30
스테아린산	1
이산화 티타늄	10
산화방지제	1
실리카4)	30
제올라이트5)	80
이미다졸린 세정제	3	3	3	10	10	10	10
수계 세정제	5	5	5		0
증류수	2	2	2			3
카나우바 왁스							3
4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트6)	2.5

1) 금호석유화학, SBR1502, 바운드 스티렌함량; 23.5%, 무늬점도: 52

2) 금호석유화학 : BR01

3) 금호석유화학 : KEP970

4) AKPQ, APLITE918

5) Akzo nobel, Trigonox17-40B

[표 2]

구 분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
몰드 세정성	우수	우수	극히 우수	양호	양호	우수	불량
세정 후 탈형성	우수	우수	우수	불량	불량	불량	우수
연무	우수	우수	우수	양호	양호	불량	불량
냄새	양호	양호	양호	불량	불량	불량	불량
금형의 변색	없음	없음	없음	변색	변색	변색	변색

스티렌 부타디엔 고무를 포함한 고무 조성물은 종래의 비교예(1~3)와 비교하면 몰드 세정성을 저하시키지 않고 탈형성을 개선시키는 효과를 보이며, SBR/BR 브랜드물보다는 SBR/BR/EPDM 브랜드물의 탈형성이 더 우수하였다. 비교예 4와 같이 내부 이형제로 탈형성을 개선시킬 경우에는 탈형성은 우수하게 나타나지만 세정성이 크게 저하되었다.

비교예 3과 같이 증류수를 사용하면 몰드내의 세정성은 향상되나 세정시의 연무발생량이 크게 증가하지만, 수계 세정제를 포함하는 실시예 3은 연무의 발생이 크지 않고 세정성이 가장 우수하게 나타났다. 따라서 몰드, 특히 미세 반도체 EMC 제조 공정 등의 세정 공정에는 실시예3의 세정 고무 조성물이 가장 적합함을 알 수 있다.

또한 금형표면의 오염물질층에 대한 침투력이 좋아 세정사용량을 줄여도 세정효과가 우수하고 부수적으로 연무도 현저히 개선 되는 결과를 획득하였으며 이미다졸계 세정제의 사용량을 대폭 줄임으로서 이미다졸계 세정제의 단점임 장기간 사용시의 금형 변색에 대한 단점도 극복 하였다.

Claims

주성분인 부타디엔고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무 그리고 이형성 향상을 위한 스티렌-부타디엔고무의 혼합으로 이루어진 고무성분이 조성물 총중량에 대하여 20 내지 70중량%,

세정성 향상을 위한 수계 세정화합물을 포함하는 세정화합물이 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 20중량%,

조성물 총중량에 대하여 무기충진제 20 내지 50중량%와 가교제 0.2 내지 5중량% 그리고 기타첨가제 1 내지 10중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 스티렌-부타디엔고무는,

고무성분 전체중량에 대하여 10 내지 30중량% 함유되며, 바운드 스티렌 함량이 2 내지 7중량%인것을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 고무조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정화합물은,

수계 세정화합물, 이미다졸린계 세정화합물, 아민류 세정화합물, 아미노알콜계 세정화합물중 수계 세정화합물을 포함하는 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 고무조성물.
제3항에 있어서, 상기 수계 세정화합물은,

화학적인 구조는,

(C=C)n - X

X 는 친수기 혹은 친수기가 될수 있는 것으로서

carboxylates : RCOO-, sulphonate 및 sulphates ; RSO3-, ROSO3-

phosphates ; ROPO(OH)O- 로 이루어지고,

카본수를 나타내는 n은 4～10으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 고무조성물.
제4항에 있어서, 상기 세정화합물중, 이미다졸린계 세정화합물은,2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimidazole), 1-(3-아미노프로필)-이미다졸(1-(3-aminopropyl)-imidazole), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazine), 1-(2-히드록시에틸)-2-이미다졸리디논(1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone), 4-이미다졸메탄올(4-imidazolmethanol), 2-이미다졸에티올(2-imidazolethiol), 2-이미다졸리디논(2-imidazoleidinone)중의 어느 하나 이상이고,

아민류 세정 화합물은 2-아미노에탄올(2-aminoethanol), 2-(2-아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol), 모노에탄올아민(Monoethanolamine), 디에탄올아민(Diethanolamine), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-ethyl-1,3-propandiol), 2-아미노-2-(히드록시메틸)-1,3-프로판디올(2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol), 2-아미노-4-히드록시-6-메틸피리미딘(2-amino- 4-hydroxy-6-methylpyrimidine), 2-(2-아미노에틸아미노)-에탄올(2-(2-aminoethylamino)-ethanol), 2-아미노-3-히드록시피리딘(2-amino-3-hydroxypyridine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 트리에탄올아민히드로클로라이드(triethanolaminehydrochloride), 3-아미노-1-프로판올(3-amino-1-propanol), 2-아미노-1-프로판올(2-amino-1-propanol), 1-아미노-2-프로판올(1-amino-2-propanol), 3-아미노-1,2-프로판디올(3-amino-1,2-propandiol), 3-아미노-1-프로판올 비닐 에테르(3-amino-1-propanol vinyl ether), 2-아미노페놀(2-aminopophenol), 4-메틸-1,2,4,-트리아조린-3,5-디온(4-methyle-1,2,4,-triazoline-3,5,-dion), 2-(디부틸아미노)-에탄올(2-(dibuthylamino)-(ethanol), 2-(에틸아미노)-에탄올(2-(ethylamino)-ethanol)중의 어느 하나 이상이고,.

아미노알콜계 세정 화합물은 2-히드록시벤즈아미드(2-hydroxybenzamide), 4-히드록시벤즈아미드(4-hydroxybenzamide), 2-히드록시벤즈이미다졸(2-hydroxybenzimidazol), 1-(2-히드록시에틸)-피퍼라진(1-(2-hydroxyethyl)-prperazine), (2-히드록시에틸)-피페리딘(2-hydroxyethyl)-piperidine), 1-(2-히드록실메틸)-2-피롤리딘(1-(2-hydroxylmethyl)-2-pyrrolidine), 2,4,-디히드록시-6-메틸피리미딘(2,4-dihydroxy-6-methylpyrimidine), 2,4,-디아미노-6-히드록시피리딘(2,4-diamino-6-hydroxypyridine), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazine), 4-(히드록시메틸)-이미다졸(4-(hydroxymethyl)-imidazole)중의 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 반 도체 금형 세정용 고무 조성물.