KR20110062792A - 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부타디엔 고무와 저밀도 폴리에틸렌 수지를 주성분으로 하고 여기에 세정제, 무기충진제, 가교제 및 기타 첨가물을 혼합한 하이드리드 조성물로 금형의 세정성이 우수하고 또한 강도가 우수하여 탈형 시 찢어지는 형상을 방지하는 반도체 금형 세정용 하이드리드 조성물에 관한 것이다.
상기 하이브리드 조성물의 성분은 주성분인 부타디엔 고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무에 이형성 향상을 위한 저 밀도 폴리에틸렌 수지의 혼합으로 이루어진 하이브리드 고무 성분이 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 70중량%,
세정성 향상을 위한 수계 세정 화합물을 포함하는 세정 화합물이 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 20중량%,
조성물 총중량에 대하여 무기충진제 20 내지 50중량%와 가교제 0.2 내지 5중량% 그리고 기타 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
반도체, 금형, 세정, 하이브리드, 고무
Description
본 발명은 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부타디엔 고무와 저밀도 폴리에틸렌 수지를 주성분으로 하고 여기에 세정제, 무기충진제, 가교제 및 기타 첨가물을 혼합한 하이드리드 조성물로 금형의 세정성이 우수하고 또한 강도가 우수하여 탈형 시 찢어지는 형상을 방지하는 반도체 금형 세정용 하이드리드 조성물에 관한 것이다.
반도체 패캐징은 미세한 환경의 변화에도 쉽게 기능이 떨어지거나, 파괴되는 다이오드, 트랜지스터, 집적회로, 엘이디 등에 사용되어 칩의 기밀성을 유지시키고, 온도, 습도 등 주변 환경으로부터 부품을 보호하고, 기계적 진동, 충격에 의한 파손과 특성 변화를 방지하기 위하여 1970년경부터 몰드에 열경화성 수지 등을 원료로 하여 제작되어 왔다.
열경화성 수지 등을 원료로 하여 이를 압축 및 가열하여 제품을 성형하는데 사용되는 몰드는 반복되는 작업 공정 중에 성형물의 일부가 탄화되어 잔존하게 되 는데 이러한 잔존 물질들이 오염물로 작용하여 이후 제조되는 제품에 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 형상은 중요한 문제점으로 나타난다. 따라서 일정 기간 작업을 수행한 몰드는 반드시 잔조하는 오염물을 제거하는 세정 공정을 거치게 되는데, 상기 세정공정은 몇 가지 방식이 있으나 일반적으로 멜라민 수지 및 고무 등을 주재료로 한 세정용 컴파운드를 몰드 내에 투입하여 제품 성형 공정과 동일한 방법으로 가열 및 가압하는 방법이 주로 이용된다. 이들 중 세정용 고무조성물을 이용한 세정방법은 멜라민 수지를 이용한 방법에 비해 상대적으로 경제적이고 작업 또한 용이하여 널리 사용되나, 기재인 고무 컴파운드, 특히 부타디엔고무(BR)와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머고무(EPDM)의 혼합물을 주재료로 하는 일반적인 세정용 고무조합 조성물은 미세 반도체 금형에 사용시 세정 후에 금형 내에 부착이 심하여 탈형성이 떨어져 세정고무 성분의 잔여분이 금형내에 남아있어 2차 오염을 야기시킨다. 이를 개선하기 위하여 종래의 방법으로는 세정 조성물에 이형제를 포함시켜 탈형성을 개선시킨 세정 고무 조성물도 있으나, 이형제 성분으로 인하여 세정성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 본 출원이 출원한 특허출원 제2009-67310호에는 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 기존의 부타디엔고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 고무 혼합물에 이형성을 향상시키기 위하여 바운드 스티렌 함량이 20 내지 70%인 스티렌-부타디엔 고 무를 혼합한 고무 조성물이 개시되어 있다.
상기 조성물은 일반적인 반도체 금형의 세정에는 효과적으로 적용되고 있으나, 소형 반도체의 패키징을 위한 복잡하고 세밀한 구조를 갖는, 특히 멀티 캐비티를 갖는 패키지에서는 이형성이 떨어지고 일부 영역에서 공극(void)이 발생하여 전체적인 세정 능력에서 취약한 특징이 나타났었다.
특히 TO-3P, 메뉴얼 몰드와 같이 패키지가 크고 홈이 많으면서 복잡한 후막형의 경우에는 성형 충진성 개선과 청소 후 탈형성이 매우 중요한 문제로 부각되어 그 기능이 개선된 세정 조성물이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 반도체 몰드 세정 공정 시 가해지는 열과 압력 조건 하에서 세정화합물을 포함하는 하이브리드 조성물을 제공토록 하여 세정성을 극대화할 수 있으며, 또한 세정후 탈형성을 개선시켜 반도체 몰드의 2차 오염을 막는 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 주성분인 부타디엔 고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무에 이형성 향상을 위한 저 밀도 폴리에틸렌 수지의 혼합으로 이루어진 하이브리드 고무 성분이 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 70중량%, 세정성 향상을 위한 수계 세정 화합물을 포함하는 세정 화합물이 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 20중량%, 조성물 총중량에 대하여 무기충진제 20 내지 50중량%와 가교제 0.2 내지 5중량% 그리고 기타 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 상기 저 밀도 폴리에틸렌 수지는 하이브리드 고무 전체 중량에 대하여 3 내지 10중량% 함유되며, 멜트 인덱스가 0.5 내지 5인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 세정화합물은 수계 세정화합물, 이미다졸린계 세정 화합물, 아민류 세정화합물, 아미노알콜계 세정화합물 중 수계 세정화합물을 포함하는 어느 하나 이상임을 특징으로 한다.
또한, 상기 수계 세정화합물은, 화학적 구조는, (C=C)n - X, X는 친수기 혹은 친수기가 될 수 있는 것으로서 carboxylates : RCOO-, sulphonate 및sulphates ; RS03-, ROSO3-, phosphates ; ROPO(OH)O- 로 이루어지고, 카본수를 나타내는 n은 4~10으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제 수단에 의하여 본 발명에 따르면, 부타디엔 고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무에 저 밀도 폴리에틸렌 수지를 혼합한 하이브리드 고무 조성물에 수계 세정제를 조합하여 반도체 몰드 특히 TO-3P, 매뉴얼 몰드와 같이 패케지의 크기가 크고 홈이 많으며 복잡한 후막형에서 세정성을 극대화하고 또한 탈형성이 우수한 세정용 하이브리드 조성물을 제공하는 효과가 있다.
그리고, 세정 후 탈형 공정에서 기존 제품 대비 연무가 현격히 줄어 들었으며 동시에 지속적으로 코를 자극하는 냄새를 제거하여 작업의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 이미다졸계 세정제의 사용량을 대폭 줄임에 따라 금속 몰드의 변색 현상을 줄이는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명의 기술적 과제는 반도체 금형 세정을 위한 신규한 고무조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 신규한 조성물은 종래의 세정 고무의 주성분인 부타디엔 고무(Butadiene rubber)와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM: Ethyrene-propylene-diene rubber)와 성형 충진성, 경화수축거동, 이형성 및 세정성 향상을 위하여 저 밀도 폴리에틸렌(LDPE, low density polyethylene) 수지와의 혼합물을 주성분으로 사용하고, 여기에 수계 세정화합물, 이미다졸(imidazol)계 세정제 등으로 이루어진 세정화합물이 첨가되고, 이에 더하여 무기 충전제, 가교제, 기타 첨가제 등이 혼입된 세정용 하이브리드 조성물을 제공한다.
구체적으로 상기 세정용 하이브리드 조성물은 조성물 총중량으로 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무 및 저 밀도 폴리에틸렌 수지와의 하이브리드 혼합물을 20 내지 70 중량%, 세정화합물 0.5 내지 20 중량%, 무기충진제 20 내지 70 중량%, 기타 첨가제 1 내지 10 중량% 및 가교제 0.2 내지 5 중량%를 포함한다.
이하에서는 각 조성물을 좀 더 구체적으로 설명한다.
1. 하이브리드 고무 성분
본 발명의 고무 성분은 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무 및 저밀도 폴리에틸렌 수지와의 하이브리드 혼합물로 세정 공정 중 열과 압력에 의 하여 몰드 내에서 유동하여 미세한 구조로 침투가 일어나 몰드 구조 전면의 잔존 오염물을 제거 그리고 세정 시 탈형성을 용이하게 하는데 사용되는 물질로서, 본 발명에 사용된 저 밀도 에틸렌은 멜트 인덱스(MI)가 0.5 내지 5를 나타내는 수지로 이를 고무 기재부인 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무 등의 고무 혼합물에 3 내지 10 중량% 혼합한 하이브리드 고무 혼합물로 구성하여 사용할 수 있다.
하이브리드 고무 성분 중 저 밀도 폴리에틸렌 수지의 조성이 3 내지 10 중량% 사용 시 흐름성이 좋아져서 성형 충진성이 개선되고 또한 경화수축 거동이 좋아지며 강도가 우수하여 탈형성이 좋아져 2차 오염을 막으며, 특히 8 내지 10 중량%에서 가장 좋은 특성을 나타낸다.
조성이 3 중량%이하인 경우 탈형성 및 충진성이 급격히 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 흐름성이 너무 높아 오버플로 발생으로 2차 오염이 발생한다.
또한 MI가 0.5 미만인 경우 흐름성이 저하되어 일부 영역에서 공극(void)이 발생되고, 5 이상인 경우 흐름성이 지나치게 높아져 오버플로 발생으로 인한 2차 오염이 발생하고 또한 강도가 떨어져서 탈형성이 저하된다.
2. 세정 화합물
상기 세정 화합물은 오염물을 몰드로부터 이탈시키는 역할을 하는 물질로서, 무기 충진제와 함께 고무에 혼입하게된다. 이러한 세정 화합물의 대표적인 예로는 수계 세정 화합물, 이미다졸린류계 세정 화합물, 아민류 세정 화합물, 아미노알콜 계 세정 화합물 등이 있으며, 그 중 수계 세정 화합물과 이미다졸린류계 세정 화합물의 조합이 특히 바람직하다.
상기 수계 세정 화합물을 이하에서 자세히 설명하기로 한다.
수용성 세정제는 그 원료가 팜 오일, 코코넛 오일 등에서 얻어지는 지방산의 혼합물로서 환경 친화적이며 독성이 거의 없고 생분해가 빨라 Rohs규정에 적합하며 세정성도 뛰어난 특성이 있다.
carboxylates 구조를 갖는 종류로서는 ehtoxy carboxylates, ester carboxlates, 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 그 유도체들이 있다.
phosphates esters 구조를 갖는 종류로서 alkyl phosphate, alkyl ether phosphate, alkyl phosphate, dialkyl pyrophosphate 등이 있다.
이러한 세정제의 화학적 구조는 아래와 같다.
C=C=C=C=C=C=C～=C=C=C=C=C=C=C - X～
X는 친수기 혹은 친수기가 될 수 있는 것으로서
carboxylates : RCOO-,
sulphonate 및 sulphates ; RS03, ROSO3
phosphates ; ROPO(OH)O- 등으로 표시할 수 있고 카본이 20이상은 수용성이 떨어지므로 8 내지 20이 적당하다.
다음, 이미다졸린계 세정 화합물의 예로는, 2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimidazole), 1-(3-아미노프로필)-이미다졸(1-(3-aminopropyl)-imidazole), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazin), 1-(2-히드록시에틸)-2-이미다졸 리디논(1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone), 이미다졸(imidazol), 4-이미다졸메탄올(4-imidazolmethanol), 2-이미다졸에티올(2-imidazolethiol), 2-이미다졸리디논(2-imidazolidinone) 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-aminophenol), 2-아미노펜틸알코올(2-aminophentylalcohol), 3-아미노페놀(3-aminophenol), 4-아미노페놀(4-aminophenol), 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)-peperazine), (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) 등이 있다.
일반적으로 상기 세정 화합물은 조성물 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 20중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 8중량%로 사용된다.
3. 무기충진제
상기 무기충진제는 세정 화합물의 혼입을 위한 빌더(builder)로서의 역할과 세정 작업시 발생되는 자극적 냄새와 연무를 흡착하여 제거하는 역할을 한다. 따라서, 무기충진제는 무기 화합물 중 일반적으로 빌더로서의 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, 개선된 결정형 알루미노실리케이트, 소듐 실리코-알루미네이트(sodium silico-aluminate) 등이 있다. 그 중 특히 실리카 겔, 무정형 알루미노실리케이트와 결정형 알루미노실리케이트, 소듐 실리코-알루미네이트, 개선된 결정형 알루미노실리케이트가 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합 형태로 사용될 수 있다.
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(Stilbite), 에딩토나이트(Edingtonite), 메조라이트(Mesolite), 브로이스테라이트(Brewsterite), 포자사이트(Faujasite), 비제이트(Viseite), 오프레타이트(Offretite) , 모더나이트(Mordenite) 등이 있고, 합성 제올라이트의 구체적인 예로는 제올라이트 A, 제올라이트 L, 제올라이트 T, 제올라이트 K-G, 제올라이트 ZK-5, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트 ZSM-5, 제올라이트 D, 제올라이트 S, 제올라이트 R, 제올라이트 P, 제올라이트 Z-21, 제올라이트 S 등이 있다.
무기충진제의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%이다. 세정효과에 영향을 미치지 않는 한 상기 함량이상 으로 포함시킬 수도 있다.
4. 가교제
본 발명의 조성물에는 열을 받는 경우에 고무의 분자사슬간에 가교반응을 야기시켜 고무 경화물을 형성하는 촉매의 역할을 하는 경화제를 첨가하는 바, 그러한 대표적인 예로는 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)(2,5-dimethyl-2,5-bis-(t-butylperoxy)hexyne-3), d-t-부틸퍼록사이드(d-t-butylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)-헥산(2,5-dimethyl-2,5-bis-(t-butylperoxy)-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-buthylperoxy-3,3,5-trimethyl cyclohexane), 디-벤조일퍼록사이드(di-benzoylperoxide), 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드(bis-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 황(sulfur) 등이 있다. 그 중에서 비스-(t-부틸퍼록 시-i-프로필)벤젠과 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트는 혼합 고무 세정 조성물에 특히 바람직하다. 경화제의 함량은 0.5 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%이다.
5. 기타 첨가제
기타 용도에 따라서는 멜라민 수지나 셀룰로오즈(cellulose) 같은 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 함량 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%가 바람직하다.
상기에 의한 성분조성에 의하여 세정성과 작업 효율성이 우수한 세정용 고무 조성물을 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 [표 1]의 구성으로 제조한 실시예에 의거 상세히 설명하는바 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
저 밀도 폴리에틸렌과 부타디엔 고무를 5/95로 한 하이브리드 고무조성물 100g에 세정합합물 이미다졸린 1.5g, 카르복실레이트계 세정 화합물 8g, 증류수 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 하이브리드 조성물을 제조하였다.
실시예
2
저 밀도 폴리에틸렌/부타디엔 고무/에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 5/75/20으 로 한 하이브리드 조성물 100g에 세정화합물 이미다졸린 1.5g, sullphonate계 세정화합물 8g, 증류수 3g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 하이브리드 조성물을 제조하였다.
실시예
3
저 밀도 폴리에틸렌과 부타디엔 고무를 10/90으로 한 하이브리드 고무조성물 100g에 세정합합물 이미다졸린 1.5g, phosphate계 세정 화합물 10g, 증류수 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 하이브리드 조성물을 제조하였다.
비교예
1
기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무를 20/80로 한 하이브리드 고무조성물 100g에 세정합합물 이미다졸린 3g, 카르복실레이트계 세정 화합물 5g, 증류수 2g, 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 고무 조성물을 제조하였다.
비교예 2
기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 스티렌 부타디엔 고무/부타디엔 고무/에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 20/60/20으로 한 고무 조성물 100g에 세정화합물 이미다졸린 3g, sullphonate계 세정화합물 5g, 증류수 2g, 무기충진제인 실리카 30g 및 제올라이트 80g을 투입하고, 스테아린산 1g, 이산화티타늄 10g, 산화방지제 1g, 4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트 2.5g을 혼입하여 분산시킨 과정을 거쳐 세정용 하이브리드 조성물을 제조하였다.
비교예
3
기존 세정용 고무 조성물에 사용되는 스티렌 부타디엔 고무/ 부타디엔 고무를 20/80으로 한 고무조성물 100g에 세정합합물 이미다졸린 3g, phosphate계 세정 화합물 7g, 증류수 2g, 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 하이브리드 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조된 조성물(표1)은 EMC용 몰드에서 170 내지 180℃의 온도와 15 내지 100kgf/㎠의 압력으로 2 내지 10분간 경화시킨 후 이를 제거하여 오염물의 세정성 및 작업 효율성의 척도인 세정 후 탈형성을 확인하여 표 2에 나타내었다.
[표 1]
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| LDPE 1) | 5 | 5 | 10 | - | - | - |
| 부타디엔고무 2) | 95 | 75 | 90 | 80 | 60 | 80 |
| 스티렌 부타디엔 고무 3) | - | - | - | 20 | 20 | 20 |
| 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 4) | - | 20 | - | - | 20 | - |
| 스테아린산 | 1 | |||||
| 이산화 티타늄 | 10 | |||||
| 산화방지제 | 1 | |||||
| 이미다졸린 세정제 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 3 | 3 | 3 |
| 수계세정제 | 8 | 8 | 10 | 5 | 5 | 7 |
| 증류수 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 |
| 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-뷰틸 발레레이트 | 2.5 | |||||
1) 한화성규화학 : LDPE
2) 금호석유화학 : SBR1502, 바운드 스티렌함량: 23.5%, 무늬점도: 52
3) 금호석유화학 : BR01
4) 금호석유화학 : KEP970
[표 2]
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 몰드 세정성 | 우수 | 우수 | 극히 우수 | 양호 | 양호 | 우수 |
| 세정후 탈영성 | 우수 | 우수 | 우수 | 양호 | 불량 | 양호 |
| 충진성 | 우수 | 우수 | 극히 우수 | 양호 | 불량 | 양호 |
| 연무 | 우수 | 우수 | 우수 | 양호 | 양호 | 불량 |
저 밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 포함한 하이브리드 조성물은 종래 방식의 비교예 1 내지 3과 비교하면, 몰드 세정성이 개선되면서 성형 충진성과 탈형성이 우수해지는 효과를 나타내었다. 특히 LDPE/BR/EPDM 하이브리드 조성물 보다는 LDPE/BR 하이브리드 조성물의 탈형성이 더 우수하였다.
한편, 비교예 3과 같이 수계세정제를 과량 사용하면 몰드내의 세정성은 향상되나 동시에 세정 시 연무 발생도 증가되었다. 반면에 수계세정제와 증류수를 과량 포함하는 실시예 3은 연무의 발생이 크지 않고 세정성 역시 가장 우수하게 나타났다. 따라서 TO-3P, 메뉴얼 몰딩과 같이 패키지가 크고 홈이 많은 복잡한 공정에는 실시예 3과 같은 하이브리드 조성물이 가장 접합함을 알 수 있었다.
또한 환경 친화적인 세정제의 사용으로 유해물질을 배출하지 않아 작업 환경 개선 효과와 특히 이미다졸계 세정제의 사용량을 대폭 줄여 장기간 사용 시 금혐 변색이 발생하는 단점도 극복하였다.
Claims (5)
- 주성분인 부타디엔 고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무에 이형성 향상을 위한 저 밀도 폴리에틸렌 수지의 혼합으로 이루어진 하이브리드 고무 성분이 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 70중량%,세정성 향상을 위한 수계 세정 화합물을 포함하는 세정 화합물이 조성물 총중량에 대하여 0.5 내지 20중량%,조성물 총중량에 대하여 무기충진제 20 내지 50중량%와 가교제 0.2 내지 5중량% 그리고 기타 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하여 이루어지는 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 저 밀도 폴리에틸렌 수지는 하이브리드 고무 전체 중량에 대하여 3 내지 10중량% 함유되며, 멜트 인덱스가 0.5 내지 5인 것을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물.
- 청구항 1 내지 청구항 3에 있어서, 상기 세정화합물은 수계 세정화합물, 이미다졸린계 세정화합물, 아민류 세정화합물, 아미노알콜계 세정화합물 중 수계 세정화합물을 포함하는 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 하이 브리드 조성물.
- 청구항 3에 있어서, 상기 수계 세정화합물은,화학적 구조는, (C=C)n - XX는 친수기 혹은 친수기가 될 수 있는 것으로서carboxylates : RCOO-, sulphonate 및 sulphates ; RS03-, ROSO3-phosphates ; ROPO(OH)O- 로 이루어지고,카본수를 나타내는 n은 4~10으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 세정용 하이브리드 조성물.
- 청구항 4에 있어서, 상기 세정화합물 중 이미다졸린계 세정화합물은2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimidazole), 1-(3-아미노프로필)-이미다졸(1-(3-aminopropyl)-imidazole), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazin), 1-(2-히드록시에틸)-2-이미다졸 리디논(1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone), 이미다졸(imidazol), 4-이미다졸메탄올(4-imidazolmethanol), 2-이미다졸에티올(2-imidazolethiol), 2-이미다졸리디논(2-imidazolidinone) 중의 어느 하나 이상이고,아민류 세정화합물은 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-aminophenol), 2-아미노펜틸알코올(2-aminophentylalcohol), 3-아미노페놀(3-aminophenol), 4-아미노페놀(4-aminophenol), 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,아미노 알콜계 세정화합물은 2-히드록시벤즈아미드(2-hydroxybenzamide), 4-히드록시벤즈아미드(4-hydroxybenzamide), 2-히드록시벤즈이미다졸(2-hydroxybenzimidazol), 1-(2-히드록시에틸)-피퍼라진(1-(2-hydroxyethyl)-peperazine), (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 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 금형 세정용 하이브리드 조성물.
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|---|---|---|---|---|
| KR101334249B1 (ko) * | 2012-03-08 | 2013-11-29 | 재단법인 대구테크노파크 | 세정제가 그라프팅된 무기 필러를 포함하는 ｅｍｃ 몰드 세정용 조성물 |
-
2009
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