KR20130049642A - 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 일반적인 내열 기재와 상기 내열 기재 상에 점착제 조성물이 도포된 점착제층을 포함하는 구조를 가진 점착테이프에 있어서 기재의 반대면에 점착력이 없는 또 하나의 쿠션층을 형성함으로써 리드프레임과 같은 피착재에 테이프를 라미네이션 하는 공정 시에 점착제층이 피착재에 밀착할 수 있도록 쿠션 역할을 하여 점착제층과 피착재 사이에 기포를 포함하는 문제가 생기지 않도록 하는 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프는 기재와 상기 기재의 일면에 형성된 점착제층과 상기 기재의 타면에 형성된 무점착력의 쿠션층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프{BUBBLE-FREE ADHESIVE TAPE FOR MANUFACTURING ELECTRONIC COMPONENTS}

본 발명은 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점착테이프를 리드프레임에 고온 압착 라미네이션한 후에 전자부품 제조 공정을 거치고 최종적으로 점착테이프를 제거하는 용도에 사용되는 것으로, 특히 점착테이프를 피착재, 예를 들어 리드프레임에, 라미네이션 시 리드프레임의 종류나 디자인에 상관없이 점착제층과 리드프레임 사이에 기포가 삽입되는 것을 방지할 수 있는 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프에 관한 것이다.

최근, 휴대용 기기(휴대폰, 랩탑 컴퓨터, DVD/CD/MP3 재생기, PDA 등)의 사용이 증가함에 따라 기기의 소형화 및 경량화가 필수적이다. 그에 따라 휴대용 기기에 사용되는 반도체 패키지들의 소형화와 박형화가 최우선 과제로 대두된다. 기존의 반도체들은 길게 나온 리드를 통하여 회로기판과 연결되는 표면실장패키지 방식(gull-wing SO format 또는 QFP (quad-flat-package))을 사용하였으나, 이와 같은 요구 특성에 한계점을 드러내고 있다. 특히 수 GHz의 고주파를 사용하는 휴대용 통신기기들의 경우 반도체 장치의 유전손실에 의한 발열 반응으로 그 성능 및 효율이 떨어지는 문제가 있다.

이와 같은 반도체의 요구 특성에 맞추어서, 최근에는 리드가 없는 QFN(quad flat no-lead package) 방식의 수요가 급상승하고 있다. QFN의 경우 리드가 길게 나와 있지 않고 다이 주위의 랜드 형태로 패키지 바닥 쪽으로 노출되어 있어서 바로 회로기판에 땜질(soldering)이 가능하다. 이에 리드를 가진 형태의 패키지보다 현저하게 작고 얇게 제조할 수 있고 회로기판에서 차지하는 면적도 기존에 비해서 약 40% 정도 감소되는 효과가 있다. 또한 발열 면에 있어서도, 칩을 올려놓는 리드프레임이 밀봉 수지에 의해 쌓여져 있는 기존의 방식과 차별되어 리드프레임이 패키지의 바닥에 있고, 다이 패드가 외부로 바로 노출되어 있기 때문에 방열이 우수하다. 따라서 리드가 나와 있는 패키지들에 비해서 전기적 특성이 우수하고 자체인덕턴스가 절반밖에 되지 않는다.

그러나 이렇게 패키지 바닥으로 리드프레임과 밀봉 수지 표면이 공존하는 계면이 생기게 됨으로, 일반적인 금속 몰딩틀을 이용시에 밀봉수지가 리드프레임과 몰딩틀 사이로 쉽게 새어 들어가서 랜드부 표면이나 다이패드 표면을 수지로 오염시키는 문제를 발생시킨다. 그리하여, 필수적으로 점착테이프를 사용하여 리드프레임에 라미네이션(lamination)시킨 후 QFN 제조 공정 및 수지 봉지 공정을 거침으로 수지 공정 동안 밀봉 수지의 블리드-아웃(bleed-out)이나 플래쉬(flash)를 막을 수 있다.

한편, 일반적으로 반도체 장치 제조 공정 중에 내열 점착테이프와 관련되는 공정은 간단히 라미네이션(tape lamination) 공정 -> 다이 접착 (die attach) -> 와이어 본딩 (wire bonding) -> 밀봉 수지 봉지(EMC molding) -> 디테이핑 (detaping) 공정으로 구성되어 있다. 이러한 공정도에서도 볼 수 있듯이 모든 패키지 공정이 리드프레임에 점착테이프가 라미네이션된 상태로 진행됨으로 테이프 자체의 물성이 패키지의 최종 신뢰도에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 전자부품 혹은 패키지의 신뢰도에 가장 큰 영향을 미치는 와이어본딩 공정에 있어서 리드프레임에 라미네이션 된 점착테이프의 고온 탄성률이 너무 낮게 되면 와이어와 다이(die) 혹은 리드프레임을 접합시키는데 집중되어야 하는 와이어본딩 에너지가 테이프의 점성적인 변형으로 소진되면서 와이어의 접합력이 떨어지게 되어 궁극적으로 전기적 신뢰도에 악영향을 끼치게 된다. 또한 점착테이프가 리드프레임과 밀착력 혹은 접착이 완전하지 못하여 리드프레임과 점착테이프 사이에 기포가 포함되면, 밀봉 수지 봉지 공정 중에 밀봉 수지가 리드프레임과 점착테이프 사이로 침투하게 되고 이는 노출이 되어야 하는 리드프레임의 land site나 die pad 부위를 밀봉 수지로 오염시키는 결과를 초래하게 된다. 이 기포층은 또한 와이어본딩 시에 와이어본딩 에너지에 쉽게 물리적 변형이 가능하여 와이어의 접합력에도 영향을 주고 패키지 신뢰도에 악영향을 끼치게 된다.

이와 같은 이유로 점착테이프는 라미네이션 시에 높은 접착력을 발현하고 고온에서도 탄성률이 높은 테이프를 사용하게 된다. 반면, 이렇게 탄성률이 높은 점착테이프의 경우 와이어본딩 시에 와이어 접합력 향상 효과는 있으나 모순되게도 라미네이션 특성이 떨어지는 경향이 있다. 다시 말해서, 리드프레임 자체 디자인이 고온에서의 열팽창과 수축을 고려하여 die pad와 같은 부분의 표면이 완전한 평면이 아니고 오목하게 들어간 굴곡면을 이루고 있다. 이렇기 때문에 라미네이션 시에 점착테이프의 점착제층이 굴곡면까지 도달하도록 해주어야 하는데, 리드프레임이나 고온 압착을 하는 press 어느 하나도 물리적 변형이 가능하여 그와 같은 부위에 추가적인 압력을 부과할 수가 없다. 결국, 점착제층이 리드프레임에 밀착이 되지 않음으로 육안으로도 보이는 기포가 포함되거나 마이크론 수준의 보이지 않는 미세 기포들이 존재하게 된다. 이런 기포들은 후공정 동안 노출되는 열에너지에 팽창을 하게 되어 와이어 접합력을 저하시키고 밀봉 수지 봉지 공정시에는 밀봉 수지가 리드프레임과 점착제층 사이로 침투할 수 있도록 하여 리드프레임을 오염시키는 원인을 제공할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자부품용 점착테이프를 고온 압착 라미네이션을 통하여 리드프레임과 같은 피착재에 라미네이션을 할 때, 리드프레임의 종류나 디자인에 상관없이 점착제층과 리드프레임 사이에 기포가 포함되어 공정 후 패키지의 신뢰도에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 기재와 상기 기재의 일면에 형성된 점착제층과 상기 기재의 타면에 형성된 무점착력의 쿠션층을 포함하는 것을 특징으로 하는 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프에 의해 달성된다.

여기서, 상기 쿠션층은 페녹시 수지, 열경화제, 에너지선 경화형 아크릴 수지 및 광개시제를 포함하는 쿠션층 조성물로 도포되어 형성되되, 열경화 및 에너지선에 의해 경화된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 페녹시 수지는 페녹시 수지 또는 변성 페녹시 수지이고, 중량평균분자량이 1,000 ~ 500,000인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 에너지선 경화형 아크릴 수지는 적어도 하나 이상의 탄소 이중결합을 분자 내에 가지고 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 쿠션층의 유리전이온도는 100℃ ~ 130℃인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 쿠션층의 스텐레스스틸(STS) 재질에 대한 상온 점착력이 0 ~ 1 gf/in인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 쿠션층 조성물은 상기 페녹시 수지 100 중량부 대비 상기 열경화제 20 ~ 40 중량부 및 상기 에너지선 경화형 아크릴 수지 20 ~ 40 중량부를 포함하고, 상기 광개시제는 상기 에너지선 경화형 아크릴 수지 100 중량부 대비 0.5 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 점착제층과 기재로 이루어진 점착테이프에 있어서 점착제층이 도포되어 있지 않은 기재의 반대면에 점착력이 없는 쿠션층을 형성시킴으로써, 점착테이프를 리드프레임과 같은 피착재에 라미네이션 시 리드프레임의 종류나 디자인에 따라 점착제층과 리드프레임 사이에 기포가 포함되는 문제의 발생을 억제할 수 있는 등의 효과가 있으며, 이 쿠션층은 프레스(press)와 점착테이프 사이에서 라미네이션 시에 기포가 포함되지 않도록 프레스의 압력을 점착테이프에 재분배함으로써 점착제층과 리드프레임을 밀착 시켜 와이어 접합력을 유지시킬 수 있다. 또한 이렇게 밀착된 점착제층과 리드프레임간의 계면은 밀봉 수지 봉지 공정 동안에도 밀봉 수지가 점착제층과 리드프레임 사이로 침투하는 것을 방지함으로써 리드프레임이 밀봉 수지에 오염되지 않는 등의 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프의 단면도.

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 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프는 반도체 장치 제조 공정에 필요하고 그에 따른 요구 특성을 만족시키는 마스킹(masking)용 점착테이프에 관한 것으로서, 기재와 상기 기재의 일면에 형성된 점착제층과 상기 기재의 타면에 형성된 무점착력의 쿠션층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉 본 발명은 리드프레임과 같은 피착재에 점착테이프를 고온 압착 라미네이션 시에 점착제층과 피착재 사이에 기포가 포함되지 않도록 점착제층이 형성되어 있지 않은 기재의 반대면에 열과 에너지선으로 경화된 점착력을 가지지 않는 페녹시 쿠션층을 형성시킴으로써 점착테이프 자체의 기능성에는 영향을 주지 않으면서 추가적으로 점착제층과 피착재 간의 밀착 효과를 증대시켜 기포가 포함 될 수 있는 문제를 해결한다.

이와 같은 쿠션 층은 라미네이션시에 최소한의 변형을 통하여 기포가 포함될 수 있는 리드프레임의 굴곡면 부위에 국부적으로 부가적인 압력을 가하게 되어 점착제층이 리드프레임에 밀착되어 접착이 될 수 있도록 하는 것이다. 상기 점착력이 없는 쿠션층은 기본적으로 고온 압착 라미네이션 시에도 장비의 프레스(press)에 접착력이 발현되지 않아야 하고 와이어본딩 시에 와이어 접합력에 영향을 주지 않을 정도의 고온 탄성률을 가지고 있어야 한다.

본 발명에 따른 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프의 점착력을 가지지 않는 쿠션 층의 조성물은 내열성이 우수하고 점착력이 뛰어난 열가소성 페녹시 수지를 주재로 하고 페녹시 수지용 열경화제와 페녹시 수지의 과다 경화 수축을 조절하면서 내열성 및 쿠션 특성을 부여하기 위한 광경화수지(에너지선 경화형 아크릴 수지) 및 이를 위한 광개시제를 포함한다.

한편, 쿠션층의 역할을 부각시키기 위해 아크릴 수지나 실리콘 수지로 점착력이 없는 쿠션층을 형성하게 되면, 일차적으로 상온에서 점착력이 없도록 디자인하는 것은 가능하나 고온의 라미네이션시에 점착력이 발현되지 않도록 하는 것이 불가하여 장비에 붙는 문제가 발생한다. 또한 고온의 와이어본딩 공정시에 노출되는 열과 와이어 접합 압력에 변형이 쉽게 되어 와이어본더빌러티에 영향을 줄 수 있다.

본 발명에 따른 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프의 페녹시 쿠션층을 이루는 조성물의 주점착제 성분은 열가소성 수지인 페녹시 수지를 사용한다. 상기 페녹시 수지는 페녹시 수지 또는 변성 페녹시 수지인 것이 바람직하다. 이러한 페녹시 수지의 종류로는 비스페놀 A형 페녹시, 비스페놀 A형/비스페놀 F형 페녹시, 브롬계 페녹시, 인계 페녹시, 비스페놀 A형/비스페놀 S형 페녹시 및 카프로락톤 변성 페녹시 등을 예로 들 수 있지만, 그 중에서도, 특히 비스페놀 A형 페녹시 수지가 내열성, 친환경성, 경화제 상용성, 경화 속도 측면에서 우수함으로 더 바람직하다. 상기 페녹시 수지는 중량평균분자량이 1,000 ~ 500,000인 것이 바람직하다.

또한 상기 페녹시 수지를 용해할 수 있는 유기 용매 종류에는 케톤계, 알코올계, 글라이콜 에테르계, 에스테르계가 있다. 그 중에서 몇 가지 예로는 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 벤질알코올, 다이에틸렌글라이콜알킬에테르, 페녹시프로판올, 프로필렌글라이콜 메틸에테르아세테이트, 테트라하이드로퓨란, N-메틸피롤리돈 등을 단독으로 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 유기 용매를 사용할 경우에는, 유기 용매 100 중량부에 대해 페녹시 수지를 5 ~ 40 중량부가 적당하고 20 ~ 35중량부가 더 바람직하다.

또한 상기 페녹시 수지는 적당한 가교제를 첨가하여서도 사용이 가능한데, 가교제 혹은 경화제로는 수산기를 기능기로 가지고 있는 수지를 경화시킬 수 있는 것이면 모두 가능하다. 멜라민, 우레아-포름알데히드, 이소시아네이트 관능성예비중합체, 페놀경화제, 아미노계 경화제 등을 들 수 있다. 상기 열경화제 양은 상기 페녹시 수지 100 중량부 대비 20 내지 40 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 열경화제의 양이 20 중량부 미만이면 충분하지 못한 가교 구조가 형성되어 쿠션층이 물러져서 (상대적인 유리전이온도의 감소 및 손실 탄성률 증가) 라미네이션시에 점착력이 발현되어 라미네이션 장비를 오염시킬 수 있으며, 이로 인하여 작업성을 떨어뜨리게 되고, 상기 열경화제 양이 40 중량부를 초과하면 지나치게 증가된 강도로 인하여 라미네이션 과정에서 쿠션층이 부스러지는 문제를 야기시킬 수 있고, 추가적으로 제품 건조 및 경화 과정 동안 지나친 경화 수축으로 테이프가 휘어버리는 문제를 일으켜 라미네이션 작업성이 떨어질 수 있기 때문이다. 더 중요하게는 궁극적인 목적인 라미네이션 압력을 재분배하여 점착제층을 피착재에 밀착시키는 기능을 발휘하지 못하게 된다.

또한, 상기 페녹시 수지의 가교 구조에 추가적인 가교 구조를 형성할 에너지선 경화형 아크릴 화합물(수지)은 탄소-탄소 이중 결합을 가진 아크릴 고분자, 아크릴 올리고머, 아크릴 모노머 등이 가능하고, 적어도 하나 이상의 불포화 결합을 가지고 있다. 이 아크릴기는 자유 라디칼 반응을 통해서 가교 구조를 형성하는 관능기로 작용하는데, 그 수에 따라 반응성, 가교 구조, 및 경화도의 조절이 가능하다. 관능기의 수가 늘어날수록 반응(가교) 속도가 증가하고, 유리전이 온도가 증가하며, 내열성이 증가하나 쿠션층의 취성이 높아져서 쿠션 역할을 못하는 단점이 있다. 적절한 관능기 수를 가진 아크릴 수지를 선택함에 있어서도, 페녹시 수지를 경화시키는 열경화제의 선택과 마찬가지로, 점성과 탄성의 균형을 맞추는 것을 사용하여야 한다.

이러한 에너지선 경화에 사용되는 아크릴 화합물의 예로는, 에폭시 아크릴레이트, 아로마틱 우레탄아크릴레이트, 알리파틱 우레탄아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 아크릴아크릴레이트 등이 있으며 단독 혹은 2종 이상의 서로 다른 올리고머의 조합으로도 사용이 가능하다. 또한 각 종류의 올리고머 중에서도 관능기의 수에 따라서도 선택이 가능하며, 2 ~ 9 정도의 관능기를 가진 올리고머 사용이 가능하다. 높은 경화 밀도를 통한 쿠션층의 응집력, 강도, 유리전이온도의 증가로 우수한 와이어 본딩성을 보장하고 피착재와 점착제층과의 밀착성을 극대화 하기 위해서는 6 ~ 9 정도의 관능기를 가진 올리고머가 바람직하다. 이러한 에너지선 경화형 아크릴 화합물의 함량은 페녹시 수지 100 중량부 대비 20 내지 40 중량부의 비율로 사용된다.

마지막으로, 상기 에너지선 경화형 아크릴 화합물의 에너지선에 의한 경화를 개시하는데 사용되는 광개시제에는 벤조 페논계, 치오산톤계, 알파 하이드록시 케톤계, 알파 아미노 케톤계, 페닐 글리옥실레이트계, 알아크릴 포스파인계 등이 있다. 광개시제는 단독으로 사용 가능하기도 하나 점착제층제 층의 두께나 에너지선의 세기 등에 따라 고른 가교 구조의 형성을 위하여 광개시제의 효율 및 특성에 따라 2종 이상을 혼합하여 사용하기도 한다. 이러한 광개시제의 함량은 상기 에너지선 경화형 아크릴 수지 100 중량부에 대해서 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프의 상기 쿠션층의 유리전이온도는 100℃ ~ 130℃인 것이 바람직하고, 유리전이온도가 100℃ 미만인 경우에는 QFN 공정 동안의 열이력에 의해서 고온에서의 쿠션층의 물성 변화가 너무 심해지고, 130℃를 초과할 경우에는 테이프의 라미네이션 온도가 150℃를 초과할 경우에는 쿠션 특성의 부족으로 기포 포함을 방지하는 기능을 갖지 못하게 되기 때문이다.

또한 상기 쿠션층은 열경화 이외에 추가적으로 광경화를 함으로서, 부분적 상호침투망상구조를 형성할 수 있다.

또한 상기 쿠션층의 스텐레스스틸(STS) 재질에 대한 상온 점착력은 0 ~ 1 gf/in인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프는 점착력이 없는 쿠션층을 점착체층이 형성된 기재의 다른 면에 구성하는데, 이러한 쿠션층은 프레스(press)와 점착테이프 사이에서 라미네이션 시에 기포가 포함되지 않도록 프레스의 압력을 점착테이프에 재분배함으로써 점착제층과 리드프레임을 밀착시켜 와이어 본딩시에 와이어 접합력을 유지시킬 수 있고, 또한 이렇게 밀착된 점착제층과 리드프레임간의 계면은 밀봉 수지 봉지 공정 동안에도 밀봉 수지가 점착제층과 리드프레임 사이로 침투하는 것을 방지함으로써 리드프레임이 밀봉 수지에 오염되지 않는 등의 효과를 가진다. 물론, 열과 에너지선 경화로 형성된 페녹시 쿠션층은 고온에서의 급격한 물리적 변형에서 오는 탄성률의 저하로 인한 와이어 접합력 저하에 영향을 미치지 않는다.

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]

하기 실시예와 비교예에 사용된 구성요소는 다음과 같다.

페녹시 수지: 국도화학, YP50

열경화제: 이소시아네이트계(다우코닝, CE138)

에너지선 경화형 아크릴 수지: 알리파틱 폴리우레탄 아크릴레이트(일본합성, UV7600B80)

광개시제: 알아크릴 포스파인계(CYTEC, DAROCUR TPO)

아크릴 수지: 삼원, AT5100

에너지선 경화형 에폭시 아크릴 수지: CYTEC, EB600

에너지선 경화형 실리콘 아크릴 수지: CYTEC, EB1360

실리콘 수지: 다우코닝, Sylgard184

[실시예 1]

페녹시 수지 100g을 메틸에틸케톤 300g에 용해하고 열경화제 35g, 에너지선 경화형 아크릴 수지 30g, 광개시제 2g을 혼합하여 1시간 교반 하였다. 교반이 끝난 조성물을 도레이첨단소재(주)의 전자부품용 점착테이프인 TQ-128P의 점착제층이 형성되어 있지 않은 기재의 반대면에 도포하고 150℃ 건조기에서 약 3분간 건조하였다. 이의 두께는 약 3mm로 확인되었다. 건조기를 통과한 건조된 테이프는 추가적인 가교 구조를 형성하기 위한 에너지선 경화 단계를 거치는데, 본 실시예에서는 자외선을 조사하였다. 자외선의 광량은 약 300 mJ/㎠ 이었다. 점착제층 내의 완전한 경화를 위하여 장파장의 자외선 A영역(315 ~ 400 nm)의 에너지선을 방출하는 무전극 UV램프를 사용하였다. 조사되는 자외선의 광량은 UV램프의 강도, 조사 면과의 거리, 조사 시간 등의 적절한 조합으로 조절하였다. 또한 산소에 의한 에너지선 경화 효율의 감소를 방지하기 위해 질소 분위기에서 자외선이 점착제층에 조사되었다.

[비교예 1]

점착제층이 형성되지 않은 기재의 반대면에 따로 쿠션층이 형성되어 있지 않은 도레이첨단소재(주)의 전자부품용 점착테이프인 TQ-128P를 그대로 사용하였다.

[비교예 2]

상기 실시예 1에 언급된 조성물을 TQ-128P에 사용된 동일한 기재에 도포 및 동일 방법으로 건조 후에 그 위에 TQ-128P에 사용된 점착제층을 도포 후에 건조 및 열/에너지선 경화를 진행하였다. 이의 두께는 약 3mm로 확인되었다. 즉 비교예 2에서는 쿠션층을 점착제층이 없는 기재 반대면에 형성 시킨 것이 아니고 점착제층과 기재 사이에 쿠션층을 형성하였다.

[비교예 3]

아크릴 수지 100g을 에틸아세테이트 320g에 용해하고 열경화제 10g, 에너지선 경화형 아크릴 수지 25g와 에너지선 경화형 에폭시 아크릴 수지 0.5g, 에너지선 경화형 실리콘 아크릴 수지 0.1g, 광개시제 1g를 혼합하여 1시간 교반하였다. 교반이 끝난 조성물을 도레이첨단소재(주)의 전자부품용 점착테이프인 TQ-128P의 점착제층이 형성되어 있지 않은 기재의 반대면에 도포하고 150℃ 건조기에서 약 3분간 건조하였다. 두께는 약 3mm로 확인되었다. 건조기를 통과한 건조된 시트에 자외선을 조사하여 추가적인 가교 구조를 형성하기 위한 에너지선 경화 단계를 거쳐, 최종적인 쿠션층을 형성하였다.

[비교예 4]

실리콘 수지 100g을 톨루엔 1000g에 용해하고 수지 경화제를 30g을 혼합하여 1시간 교반하였다. 교반이 끝난 조성물을 도레이첨단소재(주)의 전자부품용 점착테이프인 TQ-128P의 점착제층이 형성되어 있지 않은 기재의 반대면에 도포하고 150℃ 건조기에서 약 10분간 건조하였다. 두께는 약 3mm로 확인되었다.

상기 실시예와 비교예에서 제조된 전자부품 제조용 점착테이프들을 각각 평가하여 다음 표 1에 나타내었다. 평가를 위한 실험 내지 방법은 당업자에게 잘 알려진 방법으로 하였으므로 본 명세서에서는 이에 대해 생략하기로 한다.

	실시예	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
쿠션층의 STS 304 재질에 대한 상온 접착력 (gf/in)	측정 불가	-	-	측정 불가	측정 불가
쿠션층의 STS 304 재질에 대한 230℃ 압착 후의 접착력(gf/in)	측정 불가	-	-	측정 불가	테이프가 STS 304에 붙는 현상
쿠션층을 STS 304 재질에 230℃ 압착 후 STS 304 재질에 쿠션층 성분의 잔사 여부	잔사 없음	-	-	잔사 없음	잔사
쿠션층의 라미네이션 온도(230℃)에서의 상대적 탄성 계수	A	-	-	0.76A	0.9A
쿠션층의 유리전이온도 (℃)	120	-	120	18	23
Die pad (7 x 7)가 있는 리드프레임에 점착테이프를 230℃ 압착 후 기포 포함 여부 확인 (점착제층을 라미네이션)	0/144	104/144	63/144	55/144	34/144
와이어본더빌러티 (Stitch pull test)	10gf	9gf	9gf	7gf	6gf

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 열과 에너지선으로 듀얼(dual) 경화된 페녹시 수지를 주재로 한 쿠션층을 점착테이프 기재의 반대면에 형성한 본 발명에 따른 실시예와 같은 조성물을 점착테이프의 점착층 밑에 형성한 비교예 및 아크릴이나 실리콘 수지를 주재로 한 쿠션층을 점착테이프 기재의 반대면에 형성한 비교예들의 라미네이션 특성 및 패키지의 신뢰도에 직접적인 영향을 미치는 와이어본더빌러티를 Stitch pull 테스트를 통해서 반도체 장치제조에 쓰이는 점착테이프로서의 적용 가능성 및 기포 포함을 방지하는 효과가 있는지 비교하였다.

기본적으로 기재의 반대면에 점착력이 없는 쿠션층이 형성되는 것임으로 상온에서 점착력이 없어야 한다. 기재의 반대면에 쿠션층을 형성시킨 실시예, 비교예 3 및 비교예 4 모두 점착테이프의 라미네이션 시에 사용되는 고온 압착 장비의 press 재질과 유사한 STS 304 재질에 대해서 상온 점착력은 측정이 불가한 수준으로 점착력을 가지고 있지 않는 것을 확인하였다.

그러나, 실리콘 수지를 사용하여 쿠션층을 형성한 비교예 4의 경우는, 점착테이프를 리드프레임과 같은 피착재에 실제로 라미네이션하는 방식으로 STS 304에 230℃로 압착한 경우, STS 304에 측정은 불가한 수준의 점착력이였으나 고온에서 실리콘 쿠션층의 점성 혹은 연성의 증가로 STS 304 재질에 밀착되는 현상이 확인되었다. 즉 쿠션층의 열적 변형에서 오는 점성 혹은 연성의 증가에 기인한 밀착력으로 테이프가 STS 304에 붙는 현상이 확인되었다. 이런 현상은 실제 양산용 라미네이터에 적용했을 때 작업성에 문제를 일으킬 수 있는 여지가 있었다. 또한 중복적으로 고온의 라미네이션 온도에서 모사 라미네이션 작업을 했을 때, 실리콘 쿠션층에서 미반응된 실리콘 성분들이 STS 304 표면으로 전사되는 문제를 탈이온수(deionized water)를 사용한 접촉각 실험에서 확인을 하였다. 오염되지 않은 경우보다 20~30도로 접촉각이 증가하는 것을 통해 소수성 성분인 실리콘 물질이 STS 304로 전사된 것을 확인할 수 있었다. 이는 장비 오염 측면에서도 문제가 될 수 있었다.

또한 리드프레임에 라미네이션 시에 실제로 기포를 삽입하지 않는 효과가 있는지를 평가하는 실험에 있어서는 리드프레임의 다이 패드가 커서 다이 패드의 표면이 오목하게 움푹 들어가 있는 리드프레임을 사용하였다. 비교예 1에 명기된 기존의 쿠션층이 없는 도레이첨단소재(주) 제품의 경우, 총 144개의 다이 패드 중에 104개에서 기포가 포함되어 있음을 확인한 반면에, 본 특허에서 제안하는 방법을 적용한 실시예의 경우 기포가 포함된 다이 패드가 하나도 없음을 확인하였다.

또한 비교예 2에서 볼 수 있듯이 실시예의 이와 같은 효과는 단순히 테이프 자체의 두께가 증가하는 효과가 아니고 실제 기재의 반대면에 쿠션층을 형성해야만 하는 것으로 확인되었다. 또한 비교예 3과 4에서도 볼 수 있듯이 아크릴과 실리콘 쿠션층의 경우는 실제 고온의 라미네이션 공정 온도에서의 탄성 계수 값이나 유리전이온도에서 볼 수 있듯이 실시예에 명기된 쿠션층과 달리 부족한 고온 탄성 특성으로 기포가 삽입되는 문제를 완전히 해결하지는 못하였다. 쿠션층이 없는 비교예 1에 비해서는 기포가 삽입되는 다이 패드의 숫자가 현저히 감소되었으나 개선의 정도가 실제 공정에 적용될 수 있는 정도는 아니었다.

또한 기포 삽입 여부와 함께 중요한 평가 인자 중에 하나인 와이어본더빌러티의 경우, 열과 에너지선의 듀얼(dual) 경화로 우수한 고온 탄성 특성과 상대적으로 높은 유리전이온도를 가지고 있는 쿠션층이 추가로 적용된 실시예의 경우, 추가적인 쿠션층은 없으나 쿠션층과 비슷한 조성물로 이루어진 점착층을 가지고 있는 기존의 자사 제품인 비교예 1과 비교예 2과 동등 혹은 더 우수한 특성을 보였다. 그러나 아크릴과 실리콘계의 쿠션층을 적용한 비교예 3과 4의 경우는, 쿠션층의 고온 탄성 특성과 유리전이온도에서도 알 수 있듯이 실시예 혹은 기존의 도레이첨단소재(주) 제품(비교예 1)에 비해서 약간 낮은 와이어본더빌러티로 측정되었다. 이는 기재 반대면에 형성된 쿠션층이 실시예에서와 같이 적절한 고온 탄성이 유지되어야 기본적인 점착테이프의 요구 특성을 저하시키지 않으면서 기포가 포함되는 문제만을 개선 가능하다는 것을 보여 주었다.

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 : 쿠션층 2 : 기재
3 : 점착체층

Claims (7)

1. 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프에 있어서,
   기재와,
   상기 기재의 일면에 형성된 점착제층과,
   상기 기재의 타면에 형성된 무점착력의 쿠션층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 쿠션층은 페녹시 수지, 열경화제, 에너지선 경화형 아크릴 수지 및 광개시제를 포함하는 쿠션층 조성물로 도포되어 형성되되, 열경화 및 에너지선에 의해 경화된 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.
3. 제2항에 있어서,
   상기 페녹시 수지는 페녹시 수지 또는 변성 페녹시 수지이고, 중량평균분자량이 1,000 ~ 500,000인 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.
4. 제2항에 있어서,
   상기 에너지선 경화형 아크릴 수지는 적어도 하나 이상의 탄소 이중결합을 분자 내에 가지고 있는 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.
5. 제2항에 있어서,
   상기 쿠션층의 유리전이온도는 100℃ ~ 130℃인 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.
6. 제2항에 있어서,
   상기 쿠션층의 스텐레스스틸(STS) 재질에 대한 상온 점착력이 0 ~ 1 gf/in인 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 쿠션층 조성물은 상기 페녹시 수지 100 중량부 대비 상기 열경화제 20 ~ 40 중량부 및 상기 에너지선 경화형 아크릴 수지 20 ~ 40 중량부를 포함하고, 상기 광개시제는 상기 에너지선 경화형 아크릴 수지 100 중량부 대비 0.5 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 버블 프리 전자부품 제조용 점착테이프.

Images