KR20120065563A - 반도체용 접착필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체용 접착필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이싱 다이본드 필름과 보호필름을 분리 시 다이본드 필름이 보호필름에 붙어 다이본드 필름의 변형에 따른 웨이퍼와의 합지 불량을 개선하기 위해 보호필름과 다이본드 필름간의 박리력을 최소화시킬 수 있는 반도체용 접착필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 반도체용 접착필름은 다이싱(2), 다이본딩 접착제(1) 및 보호필름(3)이 순차적으로 적층된 반도체용 접착필름으로서, 상기 다이본딩 접착제(1)는 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형, 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형 및 타원형의 형상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체용 접착필름{Adhesive Film for Semiconductor Device}
본 발명은 반도체용 접착필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이싱 다이본드 필름과 보호필름을 분리 시 다이본드 필름이 보호필름에 붙어 다이본드 필름의 변형에 따른 웨이퍼와의 합지 불량을 개선하기 위해 보호필름과 다이본드 필름간의 박리력을 최소화시킬 수 있는 반도체용 접착필름에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체칩을 적층하는 stack형 패키지의 경우 WBL(Wafer Back Lamination) 기술이 적용되며 이러한 WBL 기술이 적용되기 위해서는 웨이퍼와 WBL의 합지가 요구된다. 합지 공정 시 WBL의 보호필름이 제거되는 과정에서 다이본딩 필름의 형태는 유지되면서 보호필름과 박리가 진행되어야 한다. 그렇지 못할 경우 Wafer및 WBL의 합지 불량에 따른 공정 로스(Loss)가 발생되며 그 발생 정도에 따라 반도체 공정에서의 수율이 좌우되기 때문이다.
상기 WBL에 사용되는 다이싱 테입은 UV 경화형 다이싱을 사용하거나 Non UV 경화형 다이싱을 사용하고 있다. UV 경화형 다이싱 필름의 경우 UV조사 전 다이본딩 필름과 UV다이싱과의 점착력은 40gf수준으로 보호필름 제거 시 다이싱과 다이본딩필름간의 박리현상은 거의 발생되지 않으나, Non UV 다이싱 필름의 경우 다이본딩 필름과의 점착력이 20gf 이하 수준으로 보호필름 제거 시 다이본딩 필름이 보호필름에 붙어 웨이퍼 합지 시 공정에 문제를 유발시킨다.
한국 특허공개공보 제2009-0028685호의 경우 일반적인 WBL제품 형태로 웨이퍼 합지 공정에서 보호필름과 다이싱 다이본딩필름이 분리 시 다이본딩필름이 보호필름에 붙는 문제점을 가지고 있다.
또한 일본 특허공개공보 제2006-203000호의 경우 지지체 사용을 통해서 보호필름과 다이싱 테입의 분리 개선 및 1mil 이하의 박막 칩에 대한 픽업성 및 웨이퍼링과의 밀착력 개선은 가능하나 지지체와 다이본딩 접착제간의 박리력이 지지체와 다이싱간의 박리력 보다 낮아 실제 웨이퍼 다이싱을 위해서 웨이퍼와 다이싱 다이본딩 일체형 필름을 부착시 다이본딩 접착제와 접착제 보호필름간의 박리강도가 지지체와 다이본딩 접착제간의 박리력 보다 클 경우 지지체와 다이본딩 접착제 및 다이본딩 접착제와 접착제 보호필름간 계면의 박리강도 차이에 의해서 지지체와 다이본딩 접착제 사이에 층간박리가 발생되어 다이본딩 접착제가 웨이퍼와 합지되지 못하거나 다이본딩 접착제가 웨이퍼 백면에서 분리되어 픽업시 다이플라잉이 발생 되므로 반도체 제조공정에 치명적인 불량이 발생되는 문제점을 가지고 있다.
또한 일본 특허공개공보 제2009-065191호의 경우 지지체의 한쪽 면 즉 다이본딩 접착제와의 계면에 이형처리가 되어 있지 않아 다이본딩 접착제와 접착제 보호필름 간의 박리강도보다 지지체와 다이본딩 접착제간의 박리력이 높아 웨이퍼와 다이싱 다이본딩 일체형 필름을 부착 시 지지체와 다이본딩 접착제 간의 층간분리가 발생되지 않을 수 있으나 지지체가 다이본딩 접착제와 접촉하는 계면의 표면에너지를 40N/m이하로 한정될 경우 지지체와 접촉하는 다이본딩 접착제에 사용되는 열경화성 수지, 열가소성 수지의 종류 및 함량에 따라서 지지체와 다이본딩 접착제간의 박리강도가 다이본딩 접착제와 접착제 보호필름간의 박리강도 보다 낮게 되어 웨이퍼와 다이싱 다이본딩 일체형 필름을 부착시 특허1과 동일하게 웨이퍼와 합지되지 못하거나 다이본딩 접착제가 웨이퍼 백면에서 분리되어 픽업시 다이플라잉이 발생되므로 반도체 제조공정에 치명적인 불량이 발생되는 문제점을 가지고 있다.
상술한 종래기술의 문제점을 요약하면, 한국 특허공개공보 제2009-0028685호의 경우 제품 구조상 다이본딩필름과 다이싱 간의 박리현상이 발생되며, 일본 특허공개공보 제2006-203000호와 일본 특허공개공보 제2009-065191호의 경우 지지체 사용에 따라 다이본딩 필름과 다이싱간의 박리현상은 개선되나 다른 제조공정에서 문제가 발생되며 또한 추가 자재 사용에 따른 제조원가 상승에 의한 가격경쟁력을 저하시키는 원인이 된다.
한국 특허공개공보 제2009-0028685호 일본 특허공개공보 제2006-203000호 일본 특허공개공보 제2009-065191호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 다이본드 필름의 형태 변경에 의해 보호필름과 다이본드 필름간의 박리력을 최소화시켜 보호필름과의 박리 시 다이본드 필름의 형태를 유지하고 웨이퍼와의 합지 시 기포 없이 우수한 합지성을 얻을 수 있는 반도체용 접착필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 다이싱(2), 다이본딩 접착제(1) 및 보호필름(3)이 순차적으로 적층된 반도체용 접착필름으로서, 상기 다이본딩 접착제(1)는 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형, 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형 및 타원형의 형상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체용 접착필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 다이본딩 접착제(1)의 길이방향의 끝 지점과 상기 보호필름(3) 간의 박리강도는 상기 다이싱(2)와 상기 다이본딩 접착제(1) 간의 박리력의 1/10 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 보호필름(2)과 상기 다이본딩 접착제(1)간의 박리강도가 Y, 상기 다이본딩 접착제(1)와 다이싱(2)간의 박리강도가 Z일 때 10Y < Z를 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다이본드 필름의 형태 변경에 의해 보호필름과 다이본드 필름간의 박리력을 최소화시켜 보호필름과의 박리 시 다이본드 필름의 형태를 유지하고 웨이퍼와의 합지 시 기포 없이 우수한 합지성을 얻을 수 있는 등의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 접착필름의 단면도.
도 2는 도 1의 평면도.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명에 따른 반도체용 접착필름은 다이싱(2), 다이본딩 접착제(1) 및 보호필름(3)이 순차적으로 적층된 반도체용 접착필름으로서, 상기 다이본딩 접착제(1)는 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형, 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형 및 타원형의 형상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 반도체용 접착필름은 다이싱(2)과 다이본딩 접착제(1) 및 보호필름(3)이 순차적으로 적층된 반도체 스택형 패키지에 사용되는 다이싱 다이본딩 일체형 필름으로 상기 다이싱(2)의 외경이 다이본딩 접착제(1)의 외경보다는 크고 상기 보호필름(3)은 다이싱 다이본딩 필름을 지지 및 보호해 주는 역할을 한다.
특히 본 발명에 따른 반도체용 접착필름은 상기 다이본딩 접착제(1)의 외경이 다이싱(2)의 외경보다 작고 웨이퍼보다 크며, 상기 다이본딩 접착제(1)의 형상은 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형, 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형 및 타원형의 형상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 이는 웨이퍼와 다이싱 다이본딩 필름(1,2)이 합지되는 공정에서 다이본딩 접착제(1)의 모양(A or B or C)에 의해 다이싱 다이본딩 필름(1,2)과 보호필름(3)간의 박리강도를 최소화하여 웨이퍼와 다이싱 다이본딩 필름(1,2)의 합지를 위한 보호필름(3) 제거 시 다이본딩 필름(1)과 다이싱(2) 간의 분리현상이 발생되지 않도록 하기 위한 것이다.
또한 본 발명에 따른 반도체용 접착필름은 상기 다이본딩 접착제(1)의 길이방향의 끝 지점과 상기 보호필름(3) 간의 박리강도는 상기 다이싱(2)과 상기 다이본딩 접착제(1) 간의 박리력의 1/10 이하인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 반도체용 접착필름은 상기 보호필름(2)과 상기 다이본딩 접착제(1)간의 박리강도를 Y, 상기 다이본딩 접착제(1)와 다이싱(2)간의 박리강도를 Z라고 할 때 10Y < Z인 것을 특징으로 한다. 이는 다이싱(2)과 다이본딩 접착제(1)간의 박리강도가 다이본딩 접착제(1)와 접착제 보호필름(3)간의 박리강도의 10배 이하일 경우 웨이퍼 합지 불량이 발생되기 때문이다.
본 발명에 따른 반도체용 접착필름의 다이싱(2)은 기재필름과 점착층으로 구성되어 있으며 상기 기재필름으로는 저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀계 공중합체와 폴리에스테르류, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐 공중합체 필름 등이 포함될 수 있으며 다이싱 공정에서의 버 특성을 개선하고 픽업 작업 시 반복되는 연신과 수축과정에서 연신 후 다시 수축되지 않는 문제를 개선하기 위해서 상기 필름들의 가교필름 및 복합가공필름이 사용되며 이들 필름의 적층된 경우에도 가능하다. 또한 상기 다이싱의 경우 기재필름과 점착층간의 밀착력을 높이기 위해 일반적으로 코로나 및 플라즈마와 같은 표면처리를 진행하는데 이때의 표면장력은 일반적으로 50 dyne 이상, 바람직하게는 60dyne 이상이다. 상기 기재필름(5)의 두께는 일반적으로 10~300㎛, 바람직하게는 50~200㎛ 정도, 더욱 바람직하게는 80~150㎛ 수준으로 하는 것이 좋다.
또한 상기 다이싱의 점착층은 열경화형 아크릴계, 폴리에스테르계, 우레탄계, 실리콘계, 고무계 등 기타 범용의 점착제가 점착성분으로 사용될 수 있으나 본 발명에서는 아크릴계 점착제를 사용하는 것이 바람직하며 점착제층의 두께는 특별히 한정되어 있지는 않지만 다이싱 작업시 버 및 픽업 작업시 다이플라잉을 방지하기 위해 3~50㎛ 정도, 더욱 바람직하게는 5~30㎛ 수준으로 하는 것이 좋다.
또한 본 발명에 따른 다이본딩을 위한 접착제층은 열가소성고무, 열경화성 수지, 경화제, 촉진제 및 충진제로 구성되며 열가소성 고무는 일반적으로는 30~85 중량%, 바람직하게는 30~50% 수준이며 적절한 열가소성 고무는 폴리에스테르계 수지, 열가소성 폴리우레탄계 수지, 아미드계 혹은 나일론계 수지, 이미드계 수지이며 열가소성 수지와의 상용성, 웨이퍼와의 접착력을 높이기 위해서 카르복시, 에폭시, 페닐 등의 말단기가 부착된 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 접착제의 두께는 제품의 용도에 따라 달라지며 일반적으로는 bottom 다이용으로는 10~30㎛, die to die용으로는 5~25㎛ 수준이다. 또한 상기 접착제에 이용되는 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 열경화성 아크릴 수지, 페놀계 수지등을 사용할 수 있으며 바람직하게는 에폭시 수지가 사용되며 에폭시 수지에는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 크레졸 노볼락형, 페놀, 노보락형 에폭시 수지가 등이 사용되며 웨이퍼와의 접착력 및 반도체 공정에서의 내열성을 높이기 위해 다수의 에폭시 수지를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 또한 본 발명에 사용되는 경화제는 특별히 한정되지 않으나 아민 화합물, 이미다졸 화합물, 산무수물, 페놀 화합물, 디시안 디아미드 및 그러한 유도체 등이 사용된다. 또한 본 발명에 사용되는 촉진제는 0.01~10 중량%로 사용되며 특별히 한정되지 않으나 이미다졸, 3급 아민 등이 사용된다. 또한 본 발명에 사용되는 충진제의 크기는 일반적으로 0.1~10㎛ 이며 바람직하게는 0.2~5㎛이며 사용되는 함량은 1~80% 이며 바람직하게는 3~30%이며 알루미나, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 운모, 칼슘 카아보네이트, 티타니아, 샌드,글래스 등이 사용된다.
또한 본 발명에 사용되는 접착제 보호필름(3)의 기재필름은 특별히 한정되지 않으나 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르계 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등이 사용되며 다이본딩 접착제(1)를 코팅 시 캐리어 필름으로 사용되기 때문에 코팅장치에서의 장력조정과 건조장치 통과시의 내열성 및 치수안정성 등의 이유로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 적합하며 웨이퍼와 합지 시 다이본딩 접착제(1)와 박리가 용이하게 하기 위해서 한쪽 면에 이형제를 코팅하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 이형층에 사용되는 이형제는 실리콘계, 불소계 등이 사용되며 다이본딩 접착제(1)와의 박리강도 조절 및 가격적인 측면을 고려할 때 바람직하게 실리콘계 이형제가 사용된다. 또한 상기 보호필름에 사용되는 기재필름의 두께는 일반적으로 5~100㎛이며 바람직하게는 10~75㎛ 더욱 바람직하게는 38~50㎛ 수준이다. 38㎛ 이하의 경우 펀칭 작업시 펀칭나이프 깊이에 따라서 기재필름이 찢어지는 문제가 발생되며 50㎛이상의 경우 펀칭공정에서 가이드 롤 통과 시 기재필름 각도에 의해서 접착제와 분리되는 문제가 발생되기 때문이다.
또한 본 발명에 따른 반도체용 접착필름을 제조하는 방법은 접착제 보호필름(3)의 이형처리된 면에 수지와 용해도가 우수한 유기용제로 용액상태로 제조된 접착제 수지 조성물을 도포한다. 도포방법으로서는, 예를 들면, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 분사 코팅법, 스핀 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 롤 코팅법, 블레이드 코팅법, 게이트 롤 코팅법, 다이 코팅법 등을 사용할 수 있다. 또, 건조 방법으로서는, 예를 들면, 열풍건조로 등으로 열건조하는 방법 등을 사용할 수 있다. 건조 온도는, 특별히 제한 없으나, 100~200℃가 바람직하며, 건조시간은 10초 동안~5분간이 바람직하다. 건조된 접착제면에 접착제 보호필름(3)보다 낮은 박리력을 가지는 한쪽 면이 이형처리된 보호필름을 합지하여 다이본딩 접착제를 제조한다.
상기 공정에서 제조된 다이본딩 접착제 구조의 필름을 펀칭기에 장착하여 보호필름을 제거 후 다이본딩 접착제 모양으로 1차 펀칭 후 외부영역을 제거 후 한쪽 면이 다이싱을 합지하고 다이본딩 접착제의 직경보다 큰 펀칭나이프로 2차 펀칭을 진행한다. 2차 펀칭 후 펀칭원 외부영역을 제거하면 최종적으로 다이싱 다이본딩 일체형 필름이 완성된다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 다이싱 다이본딩 일체형 필름은 접착제 보호필름(3)이 제거되는 동시에 웨이퍼와 합지 및 웨이퍼링을 통해 고정된 후 칩사이즈로 다이싱된 후 픽업된 다음 PCB와 리드프레임과 같은 기판재료에 부착되어 다이본딩 공정이 완료된다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 3]
다음 표 1에 나타낸 조건으로 도 1에 도시된 다이싱 다이본드 일체형 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
다음 표 1에 나타낸 조건으로 도 1에 도시된 다이싱 다이본드 일체형 필름을 제조하였다.
다이본딩 접착제 형태 비고
실시예1 A 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 2개 갖는 원형의 다이본딩 필름
실시예2 B 타원형의 다이본딩 필름
실시예3 C 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 2개 갖는 원형의 다이본딩 필름
비교예1 원형 특허문헌 1(한국 특허공개공보 제2009-0028685호)의 모형
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 반도체용 접착필름인 다이싱 다이본드 일체형 필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 성능평가를 하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
[실험예]
(1)보호필름 박리 후 다이본드 필름 상태
다이싱 다이본드 일체형 필름이 보호필름과 박리 시 다이본드 필름의 변형이 발생하였는지의 여부를 확인하여, 다음 기준에 의해 평가하였다.
불량 : 다이본딩 접착제가 보호필름에서부터 정상적으로 박리되지 못하여 변형이 발생함.
양호 : 다이본딩 접착제가 보호필름에서부터 정상적으로 박리되어 변형이 일어나지 않음.
(2)웨이퍼 합지 상태
다이싱 다이본드 필름이 웨이퍼와 합지 시 Void가 발생했는지의 여부를 확인하여, 다음 기준에 의해 평가하였다.
불량 : 다이싱 다이본드 필름이 웨이퍼와 합지 시 Void가 발생함.
양호 : 다이싱 다이본드 필름이 웨이퍼와 합지 시 Void가 발생하지 않음.
보호필름 박리 상태 웨이퍼 합지 상태
실시예1 양호 양호
실시예2 양호 양호
실시예3 양호 양호
비교예1 불량 불량
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1과 같은 종래기술을 사용하면 반도체 패키지 어셈블리 공정에서 많은 문제점이 발생되었으나 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에서는 보호필름 박리상태 및 웨이퍼 합지 상태는 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
1 : 다이본딩 접착제 2 : 다이싱
3 : 보호필름
A : 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형의 다이본딩 필름
B : 타원형의 다이본딩 필름
C : 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형의 다이본딩 필름

Claims (3)

  1. 반도체용 접착필름에 있어서,
    다이싱(2), 다이본딩 접착제(1) 및 보호필름(3)이 순차적으로 적층된 반도체용 접착필름으로서,
    상기 다이본딩 접착제(1)는 외주면에 끝이 뾰족한 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형, 외주면에 끝이 둥근 삼각형 모양을 적어도 하나 이상 갖는 원형 및 타원형의 형상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 반도체용 접착필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다이본딩 접착제(1)의 길이방향의 끝 지점과 상기 보호필름(3) 간의 박리강도는 상기 다이싱(2)과 상기 다이본딩 접착제(1) 간의 박리력의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는, 반도체용 접착필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호필름(2)과 상기 다이본딩 접착제(1)간의 박리강도가 Y, 상기 다이본딩 접착제(1)와 다이싱(2)간의 박리강도가 Z일 때 10Y < Z를 만족하는 것을 특징으로 하는, 반도체용 접착필름.
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