KR20180137128A - 컨트롤러 다이 매립형 fod 접착필름 및 이를 포함하는 반도체 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FOD(Film on die) 적용 방식의 반도체 패키지에 적용되는 컨트롤러 다이 매립형 접착필름 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것으로서, 좀 더 구체적을 설명하면, 컨트롤러 다이를 효과적으로 매립하여 공극에 의한 보이드를 억제하여 신뢰성을 향상시키는 동시에, 외곽으로 흘러나오는 접착층의 양을 최소화하여 접착층의 오염 없이 와이어 본딩을 용이할 수 있는 컨트롤러 다이 매립형 접착필름 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다.

Description

컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름 및 이를 포함하는 반도체 패키지{FOD adhesive film of semiconductor controller embedding type and Semiconductor package}
본 발명은 FOD(Film on die) 적용 방식의 반도체 패키지에 적용되는 컨트롤러 다이 매립형 접착필름 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다.
종래의 반도체 패키지 제조과정에서는 리드 프레임이나 회로기판 부재에 반도체 칩을 부착함에 있어서 우선 다이 고정용 패드 부위에 액상 접착제를 주입, 도포하고 여기에 반도체 칩을 탑재한 후, 액상의 접착제 층을 일정 시간 고온 경화시킨 후, 반도체 칩의 본딩패드와 기판의 본딩 영역간을 전기적 신호 교환이 가능하게 와이어로 본딩하는 공정과 반도체 칩과 와이어 등을 감싸는 몰딩 공정을 행하는 다단계 과정의 공정법이 채택되어 왔다. 종래에 많이 사용되었던 액상 접착제는 돌출 또는 반도체 소자의 경사에 기인하는 와이어 본딩(wire bonding)시의 이상발생, 기포발생, 두께의 제어가 어려운 점 등의 단점이 있었다. 따라서, 최근에는 액상 접착제를 대신하여 접착 필름이 주로 사용되고 있는 추세이다.
최근 전자기기의 소형화, 고기능화, 대용량화 추세가 확대되고 이에 따른 반도체 패키지의 고밀도화, 고집적화에 대한 필요성이 급격히 커짐에 따라 반도체 칩 크기가 점점 커지고 있으며 집적도 측면에서도 개선하기 위하여 칩을 다단으로 적층하는 스택 패키지 방법이 점차로 증가하고 있다.
이러한 반도체 패키지에서는 반도체 소자 간의 신호나 동작을 제어하기 위한 컨트롤러 다이(Controller die)가 사용되며, 컨트롤러 다이는 통상적으로 구조적 특성으로 인하여 반도체 외곽부 또는 반도체 상부측에 위치하고 있다.
하지만, 컨트롤러 다이가 반도체 외곽부에 위치하게 될 경우, 반도체 패키지의 면적이 증가하여 패키지 축소에 한계를 가지고 있으며, 반도체 상부측에 위치할 경우, 컨트롤러 접속에 필요한 와이어 길이가 길어짐에 따라, 저항이 증가하게 되어 고속 전송에 어려움을 지니고 있다.
따라서, 이 컨트롤러 다이를 반도체 적층부 하단에 매립함으로써 패키지 면적의 효율적 활용 및 신호의 고속 전송에 뛰어난 구조를 확보 할 수 있다.
그러나, 컨트롤러 매립을 위한 접착층의 경우 컨트롤러를 매립하기 위해 컨트롤러 보다 두께가 두꺼워야 함으로 유동성이 너무 높은 경우에 다이어태치 시 접착층이 과다하게 흘러나와 외곽부의 본딩 패드를 오염시킬 수 있으며, 이에 따라 2차적인 와이어 본딩이 불가능하게 된다.
대한민국 등록특허번호 10-1030032호(2011.04.12)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 컨트롤러 다이를 반도체 적층부 하단에 매립되는 타입의 반도체 패키지에 사용하기 적합한 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름 및 이를 적용하여 제조한 반도체 패키지를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에폭시 수지는 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하며, 비스페놀계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 플로렌계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지, 크레졸노볼락계 에폭시 수지, 트리스하이드록 실페닐메탄계 에폭시 수지 및 테트라페닐메탄계 에폭시 수지 중에서 선택된 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에폭시 수지는 10℃ ~ 35℃에서 액상인 에폭시 수지(액상 에폭시 수지); 및 10℃ ~ 35℃에서 고상인 에폭시 수지(고상 에폭시 수지);를 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 액상 에폭시 수지는 에폭시 당량 170 ~ 500 g/eq 및 점도 6,000 ~ 15,000 cps(25℃)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 고상 에폭시 수지는 에폭시 당량 180 ~ 240 g/eq 및 연화점 50℃ ~ 70℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 액상 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지 및 플로렌계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 고상 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지, 크레졸노볼락계 에폭시 수지, 트리스하이드록 실페닐메탄계 에폭시 수지 및 테트라페닐메탄계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 열경화성 수지는 액상 에폭시 수지 및 고상 에폭시 수지를 1 : 0.4 ~ 1 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 열가소성 수지는 유리전이온도 0℃ ~ 20℃ 및 중량평균분자량 400,000 ~ 1,300,000인 아크릴 공중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 아크릴 공중합체는 에폭시기 함유 아크릴 공중합체로서, 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트 3 ~ 15 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에폭시 수지는 상기 무기충진제는 평균입경은 0.1㎛ ~ 10㎛인 구상 분말을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 구상 분말은 알루미나, 실리카, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 티탄산바륨 및 이산화티타늄 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 경화제는 평균 수산기 당량 100g/eq 이상이고, 연화점이 105℃ 이상인 페놀 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 페놀수지는 페놀노볼락계 페놀수지, 비스페놀 A계 페놀수지, 비스페놀 F계 페놀수지, 크레졸노볼락계 페놀수지, 아미노트리아진노볼락계 페놀수지 및 자일록계 페놀수지, 바이페닐계 페놀수지, 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 경화촉진제는 아민계 경화촉진제, 이미다졸계 경화촉진제, 인계 경화촉진제, 붕소계 경화촉진제 및 인-붕소계 경화촉진제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 실란커플링제를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름은 열가소성 수지 10 ~ 30 중량%, 열경화성 수지 15 ~ 45 중량%, 무기충진제 20 ~ 60 중량%, 경화제 5 ~ 25 중량% 및 경화촉진제 0.01 ~ 2 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
0.6≤(A+B)/C≤3
수학식 1에서, A는 접착필름 조성 전체 중량 중 열가소성수지의 중량%이고, B는 접착필름 조성 전체 중량 중 열경화성 수지 중량%이며, C는 접착필름 조성 전체 중량 중 무기충전제 중량%이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 B-스테이지(B-stage) 타입일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 전단강도가 10 ~ 40 kgf/cm2일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 용융점도가 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
1.1 ≤ (90℃ 용융점도/110℃ 용융점도) ≤1.7
수학식 2에서 90℃ 용융점도 및 110℃ 용융점도는 페러럴 플레이트법에 의거하여 측정한 용융점도값(Pa·s)이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 110℃ 용융점도가 2,000 ~ 6,000 Pa·s일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 전염소 함량이 150 ppm 이하일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 FOD 접착필름은 일면 또는 양면에 이형필름을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 다양한 형태의 FOD 접착필름을 이용하여 제조한 반도체 패키지에 관한 것으로서, 기판; 상기 기판 상부에 실장된 컨트롤러 다이; 상기 기판 상부에 형성된 제8항의 FOD 접착필름; 및 상기 FOD 접착필름 상에 적층된 반도체 다이;를 포함하며, 상기 컨트롤러 다이의 전부 또는 일부는 FOD 접착필름 내부에 매립되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 반도체 패키지에 있어서, 상기 FOD 접착필름 내 수동소자, 본딩 패드 및 와이어 본드(wire bond) 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 반도체 패키지에 있어서, 상기 기판 및 실장된 컨트롤러 다이 상에 다이싱 다이 어태치 필름을 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 반도체 패키지에 있어서, 상기 FOD 접착필름과 반도체 다이 사이에 다이싱 다이 어태치 필름을 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 FOD 접착필름은 반도체 공정 상에서 다이 어태치(Die attach) 시에 컨트롤러 다이를 효과적으로 매립하여 공극에 의한 보이드를 억제하여 신뢰성을 향상시키는 동시에, 외곽으로 흘러나오는 접착층의 양을 최소화하여 접착층의 오염없이 와이어 본딩을 용이하게 진행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 단층 구조의 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 2층 구조의 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름을 적용하여 제조한 반도체 패키지의 개략적인 단면도이다.
본 발명에서 사용하는 용어인 "접착필름"의 필름은 일반적인 필름 형태뿐만 아니라, 시트 형태도 포함하는 폭 넓은 의미이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름(이하, "FOD 접착필름"으로 정의함)은 단층 또는 다층 구조로서, 도 1의 개략도로 나타낸 바와 같이 단층 구조의 접착필름(1)일 수 있으며, 바람직하게는 도 2에 개략도로 나타낸 바와 같이 단층 구조 보다 얇은 접착필름을 2층 이상으로 적층시킨 복층 구조의 접착필름(1, 1')일 수 있다. 그리고, FOD 접착필름의 일면 또는 양면에 이형필름(10, 10')을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 FOD 접착필름은 적정 필릿(fillet), 우수한 컨트롤러 다이 매립성, 와이어 본드 눌림성 방지, 적정 경화성, 내습성 및 내열성을 확보하기 위해 하기와 같은 조성을 이용하여 이들의 최적의 조성비로 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명의 FOD 접착필름은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제를 포함한다.
본 발명에서 상기 열가소성 수지는 접착필름 전체 중량 중 10 ~ 30 중량%를, 바람직하게는 10 ~ 25 중량%를, 더욱 바람직하게는 12 ~ 23 중량%를 포함할 수 있으며, 이때, 열가소성 수지 함량이 10 중량% 미만이면 접착필름의 열경화성이 증가하여 작업성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 30 중량%를 초과하면 접착필름의 용융점도가 증가하여 컨트롤로 다이와 기판 사이에 보이드가 발생할 수 있고 이로 인해 신뢰성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 열가소성 수지는 유리전이온도 0℃ ~ 20℃ 및 중량평균분자량 400,000 ~ 1,300,000 인 아크릴 공중합체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유리전이온도 5℃ ~ 18℃ 및 중량평균분자량 600,000 ~ 1,150,000인 아크릴 공중합체를, 더욱 바람직하게는 유리전이온도 5℃ ~ 15℃ 및 중량평균분자량 700,000 ~ 1,000,000인 아크릴 공중합체를 사용할 수 있다. 이때, 아크릴 공중합체의 중량평균분자량이 400,000 미만인 경우, 필름형성이 어렵고 또한 접착층의 유동성이 과다하여 와이어 본딩 패드 오염을 야기시키며, 경화공정에서도 유동성이 과다하여 열경화성 수지와의 상용성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 아크릴 공중합체의 중량평균분자량이 1,300,000을 초과하면 중합이 어려워 실제적으로 적용은 어려울 뿐만 아니라, 또한 적용 시에도 에폭시와의 상용성이 부족하여 코팅성이 불량 우려가 있다. 또한, 아크릴 공중합체의 유리전이온도가 0℃ 미만인 경우, 접착층 자체의 tack (끈적임) 특성이 강하게 발현하여 픽업(pick up) 공정에서 수율이 저하될 우려가 있으며, 유리전이온도가 20℃을 초과하면 부착 특성이 저하되어, 마운트(mount) 공정에서 보이드를 유발할 수 있다.
그리고, 상기 아크릴 공중합체는 에폭시기 함유 아크릴 공중합체로서, 전체 중량 중 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 1 ~ 10 중량%로 에폭시기를 포함할 수 있고, 바람직하게는 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 4 ~ 10 중량%, 더욱 바람직하게는 5 ~ 9.5 중량%로 포함할 수 있다. 이때, 아크릴 공중합체 내 에폭시기 함량이 1 중량% 에폭시 수지와 상용성이 충분하지 않으며, 10 중량%를 초과하면 경화에 의한 점도 상승 속도가 너무 빨라 가압오븐 경화 공정에서 열압에 의한 2차 매립이 충분히 이루어 지지 않을 수가 있다.
본 발명에서 상기 열경화성 수지는 접착필름 전체 중량 중 15 ~ 45 중량%를, 바람직하게는 15 ~ 42 중량%를, 더욱 바람직하게는 15 ~ 35 중량%를 포함하는 것이 열가소성 수지와의 상용성, 접착필름 제조시 수지의 흐름성 제어 등을 고려할 때 적절하다.
상기 열경화성 수지로는 에폭시 수지를 사용할 수 있고, 바람직하게는 상온(10℃ ~ 35℃)에서 액상인 에폭시 수지와 상온(10℃ ~ 35℃)에서 고체인 에폭시 수지를 혼용하여 사용할 수 있다.
좀 더 구체적으로 상기 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 플로렌계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지, 크레졸노볼락계 에폭시 수지, 트리스하이드록 실페닐메탄계 에폭시 수지 및 테트라페닐메탄계 에폭시 수지 중에서 선택된 단종 또는 2종을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 비스페놀계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지 및 크레졸노볼락계 에폭시 수지 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상으로 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 비스페놀계 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지 등이 있다.
그리고, 상기 에폭시 수지 중 액상 에폭시 수지로는 비스페놀계 에폭시 수지 및 플로렌계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 액상 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 AF형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지 중 고상 에폭시 수지로는 비스페놀계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지, 크레졸노볼락계 에폭시 수지, 트리스하이드록 실페닐메탄계 에폭시 수지 및 테트라페닐메탄계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 크레졸노볼락 에폭시 수지 및 페놀노볼락계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
더 구체적으로는 에폭시계 수지로서 현재 시판되고 있는 제품에는 비스페놀 A형 에폭시 수지는 국도화학의 YD-020, YD-020L, YD-019K, YD-019, YD-017H, YD-017R, YD-017, YD-014, YD-014ER, YD-013K, YD-012, YD-011H, YD-011S, YD-011 등이 있다. 그리고, 크레졸노볼락형 에폭시 수지로는 국도화학의 YDCN-500-80PCA60, YDCN-500-80PBC60, YDCN-500-90PA75, YDCN-500-90P, YDCN-500-80P, YDCN-500-10P, YDCN-500-8P, YDCN-500-7P, YDCN-500-5P, YDCN-500-4P, YDCN-500-1P이 있고 일본화약주식회사의 EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027, 동도화성의 YDCN-701, YDCN-702, YDCN-703, YDCN-704, YDCN-701P, YDCN-702P, YDCN-703P, YDCN-704P, YDCN-701S, YDCN-702S, YDCN-703S 등이 있다. 또한, 페놀노볼락형 에폭시 수지로는 YDPN-638A80, YDPN-644, YDPN-637, YDPN-636, YDPN-638, YDPN-631 등이 있다.
열경화성 수지로서 2종의 에폭시 수지를 혼용하여 사용하는 경우의 바람직한 일례를 들면, 상온(10℃ ~ 35℃)에서 액상인 에폭시 수지와 상온(10℃ ~ 35℃)에서 고체인 에폭시 수지를 1 : 0.4 ~ 1 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.42 ~ 0.75 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 고상 에폭시 수지 사용량이 액상 에폭시 수지에 대해 0.4 중량비 미만이면 다이 어태치 공정 시 수지가 과다하게 흘러나와 와이어 본딩 패드가 오염될 우려가 있으며, 또한 접착층의 끈적임 특성이 강하여, 픽업(pick up) 특성이 현저히 저하될 수 있다. 또한, 고상 에폭시 수지 사용량이 액상 에폭시 수지에 대해 1 중량비를 초과하여 사용하면 열가소성 수지와의 상용성, 반응성 측면에서 불리할 수 있으므로, 상기 중량비 범위 내로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
상기 액상 에폭시 수지는 에폭시 당량 에폭시 당량 170 ~ 500 g/eq 및 점도 6,000 ~ 15,000 cps(25℃)일 수 있고, 바람직하게는 170 ~ 350 g/eq 및 점도 8,000 ~ 15,000 cps(25℃)일 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 당량 175 ~ 205 g/eq 및 점도 10,500 ~ 14,500 cps(25℃)일 수 있다.
그리고, 상기 고상 에폭시 수지는 에폭시 당량 180 ~ 240 g/eq 및 연화점 50℃ ~ 70℃일 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 당량 195 ~ 225 g/eq 및 연화점 50℃ ~ 65℃일 수 있다.
본 발명에서 상기 무기충진제는 평균입경 0.1㎛ ~ 10㎛, 바람직하게는 0.1㎛ ~ 2㎛, 더욱 바람직하게는 0.2㎛ ~ 1.5㎛의 구상 분말을 포함할 수 있다. 이때, 무기충진제의 평균입경이 0.1㎛ 미만이면 가격이 비쌀뿐만 아니라, 접착필름 내 뭉쳐서 존재하는 문제가 있을 수 있고, 10㎛을 초과하면 컨트롤러 다이 및/또는 반도체 칩이 무기 충진제에 의한 패턴 손상이나 크랙이 발생, 접착성 저하가 발생할 수 있다.
상기 구상 분말은 알루미나, 실리카, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 티탄산바륨 및 이산화티타늄 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알루미나, 실리카, 티탄산바륨 및 이산화티타늄 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 FOD 접착필름은 무기 충진제 외에 필요에 따라서는 안료나 염료 등도 첨가하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서 무기충진제의 함량은 상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지에 의해 상대적으로 결정되는데, 즉, 상기 수학식 1을 만족하도록 열가소성 수지와 열경화성 수지 함량에 따라 무기충진제의 사용량을 조절할 수 있으며, 일례를 들면, 무기충진제는 FOD 접착필름 전체 중량 중 20 ~ 60 중량%, 바람직하게는 25 ~ 56 중량%를 사용할 수 있다.
본 발명 FOD 접착필름 성분 중 상기 경화제로는 페놀 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 페놀 수지는 평균 수산기 당량 100g/eq 이상, 바람직하게는 100 ~ 150 g/eq, 더욱 바람직하게는 110 ~ 130 g/eq 인 것을 사용할 수 있는데, 수산기 당량이 100 g/eq 미만인 경우, 흡수율이 높고, 내리플로우성이 악화되는 문제점이 발생할 수 있고, 150g/eq를 초과하는 경우 느린 경화속도로 접착필름 생산성, 작업공정성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
그리고, 상기 페놀수지는 연화점이 105℃ 이상, 바람직하게는 110℃ ~ 135℃, 더욱 바람직하게는 115℃ ~ 125℃인 것이 좋은데, 연화점이 105℃ 미만이면 다이본딩 시 열압에 의해 레진이 과다하게 흘러나와 주변을 오염 시키는 문제가 있을 수 있다.
그리고, 상기 페놀 수지로는 페놀노볼락계 수지, 비스페놀 A계 수지, 크레졸노볼락계 수지, 아미노트리아진노볼락계 수지 및 자일록계 수지 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 페놀노볼락계 수지 및 비스페놀 A계 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한, 페놀노볼락계 페놀수지의 구체적인 예로는 다이니폰잉크화학공업의 TD-2131, TD-2106, TD-2093Y, TD-2091, TD-2090이 있고 코오롱 유화주식회사의 KPE-F2000, KPE-B2100, KPE-F2300, KPH-F-2001, KPH-F2002, KPH-F2003, KPH-F2004 등이 있다. 또한, 비스페놀 A계 페놀수지의 구체적인 예로는 다이니폰잉크화학공업의 VH-4150, VH-4170, VH-4240, KH-6021, LF-7911, LF-6161, LF-4871이 있고 코오롱 유화주식회사의 KBE-F4113, KBE-F4123, KBE-F4127 등이 있다. 또한, 크레졸노볼락계 페놀수지의 구체적인 예로는 다이니폰잉크화학공업의 KA-1160, KA-1163, KA-1165가 있고, 코오롱 유화주식회사의 KCE-F2015, KCE-F2020, KCE-F2078, KCE-F2081, KCE-F2094, KCE-F2100, KCE-F2110, KCE-F2115, KCE-F2120, KCE-F2118, KCE-F2123, KCE-F2125 등이 있다. 아미노트리아진노볼락계 페놀수지의 구체적인 예로는 다이니폰잉크화학공업의 LA-7052, LA-7054, LA-7751, LA-1356, LA-3018-50P가 있고 코오롱유화주식회사의 KPH-F3005, KPH-F3010, KPH-F3020 등이 있으며, 자일록계 페놀수지의 구체적인 예로는 코오롱유화주식회사의 KPH-F3060, KPH-F3065 등이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 경화제의 함량은 FOD 접착필름 전체 중량 중 5 ~ 25 중량%, 바람직하게는 7 ~ 22 중량%, 더욱 바람직하게는 9 ~ 20 중량%를 포함할 수 있으며, 경화제 함량이 5 중량% 미만이면 열경화성 수지의 경화효과가 부족하여 내열성 저하가 초래할 수 있고, 25 중량%를 초과하여 사용하면 수지와의 반응성이 높아지게 되어 접착필름의 취급성, 장기보관성 등의 물성특성이 크게 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명 FOD 접착필름 성분 중 상기 경화촉진제로는 당업계에서 일반적으로 사용하는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아민계 경화촉진제, 이미다졸계 경화촉진제, 인계 경화촉진제, 붕소계 경화촉진제 및 인-붕소계 경화촉진제 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
그리고, 경화촉진제의 함량은 FOD 접착필름 전체 중량 중 0.01 ~ 2 중량%, 바람직하게는 0.05 ~ 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.08 ~ 0.5 중량%를 사용할 수 있다.
본 발명의 FOD 접착필름은 실란커플링제를 배합하여 사용할 수 있으며 실란커플링제는 무기 충진제의 표면과 유기물질 간의 화학적 결합으로 인한 접착력 증진시키는 작용을 할 수 있다. 그리고, 실란커플링제는 에폭시가 함유된 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸-디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 아미노기가 함유된 N-2(아미노에틸)3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필-트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필-트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡실리-N-(1,3 디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머캅토가 함유된 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다.
또한, 실란커플제 사용시, 이의 사용량은 상기 FOD 접착필름 성분인 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제를 혼합한 혼합물 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 3 중량부를 사용할 수 있으며, 0.5 중량부 미만이면 접착력 증대 효과가 미비할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 사용하는 것은 비경제적이다.
앞서 설명한 본 발명의 FOD 접착필름에 있어서, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제의 FOD 접착필름 내 함량은 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 1]
0.6 ≤ (A+B)/C ≤ 3, 바람직하게는 0.8 ≤ (A+B)/C ≤ 2.8
수학식 1에서, A는 접착필름 조성 전체 중량 중 열가소성 수지의 중량%이고, B는 접착필름 조성 전체 중량 중 열경화성 수지 중량%이며, C는 접착필름 조성 전체 중량 중 무기충전제 중량%이다. 이때, 수학식 1의 값이 0.6 미만이면 컨트롤러 다이의 매립성 저하 및 접착필름의 접착력 저하가 문제될 수 있고, 수학식 1의 값이 3을 초과하면 본딩패드 오염 및 치수 안정성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 FOD 접착필름은 앞서 설명한 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제를 혼합한 후, 이를 이형필름에 평균두께 80㎛ ~ 160㎛로, 바람직하게는 평균두께 90㎛ ~ 135㎛로, 더욱 바람직하게는 100㎛ ~ 130㎛로 코팅시킨 후, 120℃ ~ 140℃로 열풍건조시켜서 B-스테이지 상태의 단층 구조를 가지는 FOD 접착필름을 제조할 수 있다.
또는 본 발명의 FOD 접착필름은 앞서 설명한 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제를 혼합한 후, 이를 이형필름에 평균두께 40㎛ ~ 80㎛로, 바람직하게는 평균두께 45㎛ ~ 67.5㎛로, 더욱 바람직하게는 50㎛ ~ 65㎛로 코팅시킨 후, 120℃ ~ 140℃로 열풍건조시켜서 B-스테이지 상태의 단층 구조를 가지는 FOD 접착필름을 2개 이상 제조한 후, 제조한 FOD 필름을 2개 이상 적층시킨 다음 롤 라미네이터로 50℃ ~ 90℃ 하에서 합지시커서 다층 구조의 FOD 접착필름을 제조할 수도 있다.
그리고, 앞서 설명한 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제 등의 조성물의 혼합물 자체로서 접착필름 형성을 위한 코팅이 가능하지만, 코팅성 확보 차원에서 상기 혼합물과 용매를 1 : 0.6 ~ 1 중량비로 혼합 및 희석하여 코팅액을 제조한 후, 이를 이용하여 접착필름을 형성시킬 수도 있다.
이렇게 제조한 본 발명의 FOD 접착필름은 전단강도가 10 ~ 40 kgf/cm2, 바람직하게는 10 ~ 36 kgf/cm2, 더욱 바람직하게는 10 ~ 34 kgf/cm2 수 있다.
또한, 본 발명의 FOD 접착필름은 용융점도가 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
1.1 ≤ (90℃ 용융점도/110℃ 용융점도) ≤1.7, 바람직하게는 1.2 ≤ (90℃ 용융점도/110℃ 용융점도) ≤1.65, 더욱 바람직하게는 1.3 ≤ (90℃ 용융점도/110℃ 용융점도) ≤1.6
수학식 2에서 90℃ 용융점도 및 110℃ 용융점도는 페러럴 플레이트법에 의거하여 측정한 용융점도값(Pa·s)이다.
이때, 용융점도가 1.7을 초과하면 기판 상에서 흐름성 과다로 필렛(fillet)이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
그리고, FOD 접착필름은 상기 110℃ 용융점도가 2,000 ~ 6,000 Pa·s, 바람직하게는 2,500 ~ 5,500 Pa·s일 수 있으며, 110℃ 용융점도가 2,000 Pa·s 미만이면 필렛(fillet)이 과다하게 발생할 수 있고, 110℃ 용융점도가 2,000 Pa·s을 초과하면 컨트롤러 다이의 매립 불량 및 와이어 본드의 눌림이 발생할 수 있으므로, FOD 접착필름은 상기의 용융점도를 만족하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 FOD 접착필름은 전염소 함량이 150 ppm 이하, 바람직하게는 130 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 100 ppm 이하로 포함하기 때문에 내습성, 내열성 등이 우수하여 전반적인 HAST(highly accelerated stress test)특성이 우수하다.
앞서 설명한 본 발명의 FOD 접착필름을 이용하여 다양한 반도체 패키지를 조립할 수 있으며, 일례를 들면, 기판; 상기 기판 상부에 실장된 콘트롤러 다이; 상기 기판 상부에 형성된 앞서 설면한 본 발명의 FOD 접착필름; 및 상기 FOD 접착필름 상에 적층된 반도체 다이;를 포함하며, 상기 콘트롤러 다이의 전부 또는 일부가 FOD 접착필름 내부에 매립되어 있는 반도체 패키지를 제공할 수 있다.
그리고, 상기 FOD 접착필름 내 수동소자 및 와이어 본드(wire bond)를 더 포함할 수 있으며, 상기 기판 및 실장된 콘트롤러 다이 상에 다이싱 다이 어태치 필름을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 FOD 접착필름과 반도체 다이 사이에 다이싱 다이 어태치 필름을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 FOD 접착필름 내 단수 또는 복수개의 수동소자; 단수 또는 복수개의 본딩패드; 및 단수 또는 복수개의 와이어 본드(wire bond); 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
준비예 : 다이싱필름의 제조
냉각수를 이용하여 80로 온도를 유지할 수 있는 1리터 유리 반응기에 교반기와 환류콘덴서를 설치하고 온도계로 반응시간에 따른 온도변화를 감지할 수 있는 장치를 이용하여 중합하였다. 에틸아세테이트와 중합하려고 하는 부틸아크릴레이트 48.17 g, 에틸아크릴레이트 10.01 g 및 2-히드록시에틸메타아크릴레이트 3.26 g을 중합 반응기에 넣고 질소를 충진한 후 30분간 교반하면서 가스를 제거하였다. 그리고, 중합개시제로서 벤조일퍼옥사이드(70%) 0.54g을 에틸아세테이트에 녹여 적하깔대기를 이용하여 적하시킨 후, 80 에서 12시간 환류시켜 중합을 실시하였다. 중합 후의 고형분의 함량을 40%가 되도록 에틸아세테이트 용매로 보정하여 점도가 23 온도에서 10,000 ~ 15,000cps 이내인 아크릴 점착제 용액을 얻었다.
상기 아크릴 점착제 용액 35g에 방향족 다가 이소시아네이트 경화제로 코로네이트-L(니폰폴리우렌탄사) 0.8g, 광경화형 올리고머로 CN-940(우레탄아크릴레이트, 사토머사) 8g 및 광개시제로 이가큐어184(시바스페셜티사) 0.5g을 용제 내에서 잘 혼합한 후 두께가 100um 인 폴리프로필렌 필름 재질의 기재필름 상에 상기 광경화형 점착제 조성물을 두께가 10um가 되도록 균일하게 도포한 후 80, 10분 건조시킴으로써 자외선 경화형 다이싱 필름을 제조하였다.
실시예 1 : 접착필름의 제조
열가소성 수지로서 아크릴 공중합체(나가세켐텍 SG-P3, 수평균분자량 800,000, 유리전이온도 15℃)을 준비하였으며, 이때, 상기 아크릴 공중합체는 글리시딜아크릴레이트를 6.2 ~ 6.4 중량%로 포함하는 에폭시기 아크릴 공중합체이다.
상온(15 ~ 35℃)에서 액상인 에폭시 수지인 비스페놀A 에폭시 수지(국도화학 YD-128, 에폭시당량:184 ~ 190g/eq, 점도 11,500 ~ 13,500cps(25)) 및 상온(15 ~ 35℃)에서 고상인 에폭시 수지인 크레졸노볼락 에폭시 수지(국도화학 YDCN-500-1, 에폭시당량:200g/eq, 연화점:52)를 열경화성 수지로서 준비하였다.
경화제로서, 페놀노볼락 수지(코오롱유화 KPH-F2004, OH당량:106g/eq, 연화점:120)를 준비하였으며, 무기충진제로서 구상 실리카(전기화학공업주식회사 SFP-30M, 평균 입경 0.7㎛)를 준비하였다.
또한, 경화촉진제로서 이미다졸계 경화촉진제(큐아조르 C11Z)를 준비하였다.
다음으로, 상기 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제, 무기충진제 및 경화촉진제를 하기 표 1의 배합비로 혼합하여 혼합액을 제조하였다.
다음으로, 코팅성 확보 차원에서 상기 혼합액을 메틸에틸케톤(MEK)와 1:0.9 중량비로 혼합하여 접착 코팅액을 제조하였다.
이형처리한 폴리에스테르 필름 상에 상기 접착 코팅액을 도포한 후 130에서 5분 동안 열풍 건조기 내에서 혼합용제를 건조, 제거시킴으로써 두께가 60㎛인 B-스테이지 특성의 반도체 패키지용 접착시트를 제작하였다. 이어서, 제작한 접착시트를 롤 라미네이터를 이용하여 60에서 2장 합지함으로써 120㎛ 두께의 FOD 접착필름을 제조하였다.
실시예 2 ~ 실시예 9 및 비교예 1 ~ 비교예 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 FOD 접착필름을 제조하되, 하기 표 1 및 표 2와 같은 조성비를 가지도록 배합하여 120㎛ 두께의 FOD 접착필름을 각각 제조하여 실시예 2 ~ 실시예 9 및 비교예 1 ~ 비교예 7을 실시하였다.
비교예 8
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 FOD 접착필름을 제조하되, 열가소성 수지로서, 실시예 1의 아크릴 공중합체 대신 글리시딜아크릴레이트를 12 중량%로 포함하는 에폭시기 아크릴 공중합체를 사용하여 FOD 접착필름을 제조하였다.
구분
(중량%)		 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
열가소성 수지 12 15 19 23 17 12 11 15 19
액상 에폭시(A) 15.9 18 24 18 18 23 25 23 12
고상 에폭시(B) 7.1 9 12 11 13 10 14 12 5
무기충진제 55 44 26 33 36 38 30 33 54
경화제 9.9 13.8 19 15 16 17 20 17 10
경화촉진제 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.2 0.3
A:B 중량비 1:0.45 1:0.5 1:0.5 1:0.61 1:0.72 1:0.43 1:0.56 1:0.52 1:0.42　
수학식 1
값		 0.64 0.95 2.12 1.58 1.33 1.18 1.67 1.52 0.67
[수학식 1]
(A+B)/C
수학식 1에서, A는 접착필름 조성 전체 중량 중 열가소성수지의 중량%이고, B는 접착필름 조성 전체 중량 중 열경화성 수지 중량%이며, C는 접착필름 조성 전체 중량 중 무기충전제 중량%이다.
구분
(중량%)		 비교예1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예8
열가소성 수지 10 23.5 35.8 8.8 12 27 13 12
액상 에폭시(A) 13 34 22 31 28 5 10 15.9
고상 에폭시(B) 3 3 11 3 19 2 11 7.1
무기충진제 65 19.5 24 39 26 58.1 55 55
경화제 8.9 19.8 7 18 14.9 7 10.9 9.9
경화촉진제 0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1
A:B 중량비 1:0.23 1:0.09 1:0.5 1:0.097 1:0.68 1:0.4 1:1.1 1:0.45
수학식 1
값		 0.4 3.1 2.87 1.1 2.27 0.59 0.62 0.64
[수학식 1]
(A+B)/C
수학식 1에서, A는 접착필름 조성 전체 중량 중 열가소성수지의 중량%이고, B는 접착필름 조성 전체 중량 중 열경화성 수지 중량%이며, C는 접착필름 조성 전체 중량 중 무기충전제 중량%이다.
실험예 1 : FOD 접착필름의 물성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 FOD 접착필름의 전단강도, 용융점도, 컨트롤러 메움성, 본딩패드 오염특성, 접착필름 수축 특성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
(1) 전단강도
접착층 시편을 크기 5mm?5mm(가로?세로), 두께 500㎛으로 절단된 실리콘 웨이퍼에 롤라미네이터(온도 60℃)를 이용하여 합지한 다음 실리콘 웨이퍼에 맞게 접착층을 재단 후 두께 500㎛의 실리콘 웨이퍼에 롤라미네이터(온도 120℃)를 이용하여 접착하였다. 이를 180℃ 3시간(약 20℃으로부터 승온 30분)동안 경화 후, Dage4000(상품명, Nordson) 장치를 사용하여, 250℃에서 전단 속도 0.5mm/초의 속도로 전단강도를 측정하였다.
(2) 용융점도
접착필름 시편을 600 ~ 800㎛로 롤라미네이터를 이용하여 적층 후 8mm 지름의 원형으로 절단한 다음, ARES G2 Rheometer(상품명, TA사 제조)를 이용하여 페러럴 플레이트법으로 온도 25℃~180℃(승온속도 20℃/분), strain 10%, frequency 5rad/초, force 0.5N으로 측정하였다.
(3) 접착필름 수축특성
접착필름을 롤라미네이터를 이용하여 3층으로 합지를 진행한 다음 25mm?25mm의 크기로 절단하여 150℃에서 1시간(상온으로부터의 승온 시간 30분) 경화 후 광학 현미경을 이용하여 초기 대비 수축된 양을 하기 식 1로부터 계산하여 5%를 초과한 경우 "X", 5% 이하의 경우를 "O로 판정하였다.
[식 1]
(초기 시편길이 - 경화 후 시편길이) / 초기 시편길이
구분
(중량%)		 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
전단강도1 ) B A A A A A A A B
90℃ 용융점도
(Pa·s)		 7420 6180 5290 6010 5540 4900 3770 4980 7860
110℃ 용융점도
(Pa·s)		 4530 4740 3740 4390 3760 3870 2710 3920 5120
용융점도비2 ) 1.6 1.3 1.4 1.4 1.5 1.3 1.4 1.3 1.5
접착필름 수축특성
1) 전단강도 측정값 : A > 30kgf/cm2, 30kgf/cm2 ≥ B > 10kgf/cm2, A ≤ 10kgf/cm2
2) [수학식 2]
용융점도비=(90℃ 용융점도 / 110℃ 용융점도)
구분
(중량%)		 비교예1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8
전단강도1 ) C A A A A C A A
90℃ 용융점도
(Pa·s)		 8190 24200 8700 5090 3690 16680 9370 7110
110℃ 용융점도
(Pa·s)		 7110 17250 6250 2200 1880 14290 4680 5090
용융점도비2 ) 1.2 1.4 1.4 2.3 2.0 1.2 2 1.4
접착필름 수축특성 ? ○ ? ?
1) 전단강도 측정값 : A > 30kgf/cm2, 30kgf/cm2 ≥ B > 10kgf/cm2, A ≤ 10kgf/cm2
2) [수학식 2]
용융점도비=(90℃ 용융점도 / 110℃ 용융점도)
상기 표 3 및 표 4의 물성 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 9의 경우, 전반적으로 우수한 전단강도를 가지며, 적정 온도별 용융점도를 가지는 바 우수한 접착필름 수축 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이에 반해, 수학식 1 값이 0.6 미만이었던 비교예 1의 경우, 전단강도가 너무 낮은 문제가 있었다.
수학식 1 값이 3을 초과한 비교예 2 및 열경화성 수지 함량이 15 중량% 미만이었던 비교예 6의 경우, 용융점도비 자체는 적정하지만 110℃에서의 용융점도가 너무 높은 문제가 있었으며, 나아가 비교예 2의 경우, 접착필름의 수축 특성이 좋지 않은 문제가 있었고, 비교예 6의 경우, 전단강도가 낮은 문제가 있었다.
그리고, 열가소성 수지 함량이 10 중량% 미만이었던 비교예 4 및 열경화성 수지 함량이 45 중량%를 초과한 비교예 5의 경우, 용융점도비가 1.7을 초과하였고, 이로 인해 접착필름의 수축 특성이 좋지 않은 결과를 보였다.
실험예 2 : FOD 접착필름내 염소 함량 측정
실시예 1 ~ 6에서 제조한 접착필름 내 염소 함량을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
이때, 염소 함량은 접착층 시편 10g을 채취하여 EN 14582법에 의거하여, 산소를 이용하여 연소시킨 다음, 그 기체를 흡착 용매에 채취하여 이온크로마토그래피를 사용하여 염소 함량을 측정하였다.
구분
(중량%)		 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
염소함량
(ppm)		 80 100 145 109 118 130 148 137 53
전반적으로 실시예 1 ~ 9의 접착필름이 염소 함량 150 ppm 이하, 바람직하게는 130 ppm 이하의 염소함량을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
제조예 1
(1) 컨트롤러 다이가 매립된 기판 제작
시판되는 10㎛ 다이어태치용 필름을 사용하여 두께 50㎛, 길이 3mm?5mm(가로?세로) 사이즈의 컨트롤러 칩(다이)을 온도 120℃, 압력 1kg, 시간 1초의 조건으로 PCB 기판 위에 부착하여 컨트롤러가 포함된 기판을 제작하였다.
실시예 1의 접착필름을 준비예에서 제조한 다이싱테이프의 점착제 표면에 롤 라미네이터를 이용하여 상온에서 합지하여, 접착필름과 다이싱테이프가 적층 형태로 만든 다음, 마운트 장치 DT-MWM1030A(상품명, 다이나테크사 제조)를 이용하여 두께 50㎛, 크기 8인치의 웨이퍼에 온도 70℃, 10mm/sec 속도로 라미네이트를 진행하여 다이싱테이프가 포함된 접착필름면에 웨이퍼를 부착하였다.
이를 다이싱 장치 DFD-6361(상품명, 디스코사 제조)를 이용하여 다이싱 블레이드 ZH05-SD3000-N1-50 CC(상품명, 디스코사 제조)로 회전수 45,000rpm, 블레이드 높이 80㎛, 40mm/초의 속도로 크기 9mm?12mm로 접착필름과 칩을 절단하였다.
그 후 자외선 조사 장치 TRSH-3000 (상품명, 세명벡트론)을 이용하여 80 mW/cm2 고압 수은등 하에서 3초간 방치하여 다이싱테이프층을 방사선 경화를 진행하였다.
방사선 경화 후, 상온(24 ~ 25℃)에서 30분간 안정화를 위해 방치한 다음 다이본딩 장치 SPA-300S(상품명, 신카와)를 이용하여 니들(NEEDLE) 개수 21, 니들 높이 0.30mm으로 픽업을 진행하여 다이싱테이프로부터 접착필름이 부착된 칩을 떼어낸 다음, 온도 120℃, 압력 1kgf, 시간 1초로 앞서 제작한 컨트롤러 칩이 부착된 기판에 접착하였다.
제조예 2 ~ 9 및 비교제조예 1 ~ 8
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 컨트롤러 기판을 제작하되, 상기 실시예 1의 접착필름 대신 실시예 2 ~ 9 및 비교예 1 ~ 8의 접착필름 각각을 사용하여 컨트롤러 다이가 매립된 기판을 각각 제조함으로서, 제조예 2 ~9 및 비교제조예 1 ~ 9를 각각 실시하였다.
실험예 3
제조예 1 ~ 9 및 비교제조예 1 ~ 8에서 제조한 컨트롤러 다이가 매립된 기판에서 컨트롤러 메움성 및 본딩패트 오염특성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
(1) 컨트롤러 메움성 평가
제작된 시편을 가압오븐 PC-01S(상품명, 이레테크사 제조)를 사용하여, 온도 150℃, 1시간(약 25℃부터의 승온 시간 30분), 7기압을 적용하여 경화를 진행한 다음, 초음파 영상 장치 2CH5-LS(상품명, SONIX사 제조)를 이용하여 관찰하여, 보이드가 차지하는 면적이 접착제의 면적 대비 10% 초과한 경우를 "?", 10% 이하의 경우를 ""로 판정하였다.
(2) 본딩패드 오염특성 평가
제작된 시편을 광학 현미경을 이용하여 관찰하여, 상부 웨이퍼 경계면으로부터 빠져나온 접착층의 길이를 수직으로 계산하여 200㎛을 초과한 경우를 "X", 200um 이하의 경우를 "○"로 판정하였다.
구분
(중량%)		 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
컨트롤러 메움성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
본딩패드 오염특성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
구분
(중량%)		 비교예1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 -
컨트롤러 메움성 ? × ○ × × × -
본딩패드 오염특성 ○ × ○ × × ○ ○ ○ -
상기 표 6의 물성 측정 결과를 살펴보면, 제조예 1 ~ 9의 경우, 컨트롤러 메움성이 우수하면서도 본딩패드 오염성이 적은 결과를 보임을 확인할 수 있었다.
열가소성 수지를 25 중량% 초과하여 사용하였던 비교예 3의 경우, 전단강도, 접착필름 수축 특성은 우수했으나(표 4 참조), 상기 표 6의 측정결과를 살펴보면, 컨트롤러 메움성이 좋지 않은 결과를 보였다.
그리고, 다른 비교예 1 ~ 2, 비교예 4 ~ 8의 경우, 컨트롤러 메움성이 좋지 않거나 또는 본딩패드에 대한 오염특성이 좋지 않은 결과를 보였다.
1, 1' : FOD 접착필름 5: 무기충진제 10, 10' : 기재필름
20 : 컨트롤러 다이 매립형 FOD(Film Over Die) 접착필름
30 : 컨트롤러 다이(칩) 41, 42 : DAF 필름
60 : 본딩 패드 50:반도체 칩 70:EMC(Epoxy molding compound)
90 : 와이어 100 : PCB 기판

Claims (15)

  1. 열가소성 수지, 열경화성 수지, 무기충진제, 경화제 및 경화촉진제를 포함하며,
    상기 열겅화성 수지는 10℃ ~ 35℃에서 액상인 에폭시 수지; 및 10℃ ~ 35℃에서 고상인 에폭시 수지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  2. 제1항에 있어서, 액상 에폭시 수지는 에폭시 당량 170 ~ 500 g/eq 및 점도 6,000 ~ 15,000 cps(25℃)이고,
    고상 에폭시 수지는 에폭시 당량 180 ~ 240 g/eq 및 연화점 50℃ ~ 70℃인 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액상 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지 및 플로렌계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 고상 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지, 크레졸노볼락계 에폭시 수지, 트리스하이드록 실페닐메탄계 에폭시 수지 및 테트라페닐메탄계 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 액상 에폭시 수지 및 고상 에폭시 수지를 1 : 0.4 ~ 1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 유리전이온도 0℃ ~ 20℃ 및 중량평균분자량 400,000 ~ 1,300,000인 아크릴 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 ?s컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 아크릴 공중합체는 에폭시기 함유 아크릴 공중합체로서, 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트 3 ~ 15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 무기충진제는 평균입경은 0.1㎛ ~ 10㎛ 인 구상 분말로서, 상기 구상 분말은 알루미나, 실리카, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 티탄산바륨 및 이산화티타늄 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 평균 수산기 당량 100g/eq 이상이고, 연화점이 105℃ 이상인 페놀 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  9. 제1항에 있어서, 하기 수학식 1을 만족하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD(Film Over Die) 접착필름.
    [수학식 1]
    0.6≤(A+B)/C≤3
    수학식 1에서, A는 접착필름 조성 전체 중량 중 열가소성수지의 중량%이고, B는 접착필름 조성 전체 중량 중 열경화성 수지 중량%이며, C는 접착필름 조성 전체 중량 중 무기충전제 중량%이다.
  10. 제1항 내지 제9항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서, FOD 접착필름은 단층 구조 또는 다층 구조이며,
    FOD 접착필름은 평균두께 80㎛ ~ 160㎛인 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  11. 제10항에 있어서, 전단강도가 10 ~ 40 kgf/cm2이고,
    용융점도가 하기 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름;
    [수학식 2]
    1.1 ≤ (90℃ 용융점도/110℃ 용융점도) ≤1.7
    수학식 2에서 90℃ 용융점도 및 110℃ 용융점도는 페러럴 플레이트법에 의거하여 측정한 용융점도값(Pa·s)이다.
  12. 제10항에 있어서, 전염소 함량이 150 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 컨트롤러 다이 매립형 FOD 접착필름.
  13. 기판;
    상기 기판 상부에 실장된 컨트롤러 다이;
    상기 기판 상부에 형성된 제10항의 FOD 접착필름; 및
    상기 FOD 접착필름 상에 적층된 반도체 다이;를 포함하며,
    상기 컨트롤러 다이의 전부 또는 일부는 FOD 접착필름 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 FOD 접착필름 내 단수 또는 복수개의 수동소자; 및 단수 또는 복수개의 와이어 본드(wire bond);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  15. 제13항에 있어서, 상기 기판 및 실장된 컨트롤러 다이 상에 다이싱 다이 어태치 필름을 포함하고,
    상기 FOD 접착필름과 반도체 다이 사이에 다이싱 다이 어태치 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
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