KR20210048083A - 반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제 - Google Patents

반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제에 관한 것으로, 보다 구체적으로 반도체 칩과 반도체 봉지용 접착제 간에 접착력을 향상시키며, 내구성을 향상시키는 반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제를 포함함으로써, 반도체 칩 및 무기필러와의 접착력을 향상시켜 크랙이 발생하는 것을 방지하며, 고온에서의 전단강도를 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제{adhesive composition for encapsulating semiconductor and adhesive using the same}
본 발명은 반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제에 관한 것으로, 보다 구체적으로 반도체 칩과 반도체 봉지용 접착제 간에 접착력을 향상시키며, 내구성을 향상시키는 반도체 봉지용 접착 조성물 및 이를 이용한 반도체 봉지용 접착제에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packaging)하는 공정을 포함한다.
상술한 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정 등을 포함한다.
특히, 몰딩공정은 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품이 외부로 노출되어 습기, 충격, 열 등으로 인해 성능이 급격히 저하되는 것을 방지하기 위해 필수적이다. 일반적으로 몰딩공정에서 사용되는 봉지재로는 가격이 경제적이며 성형이 용이한 에폭시 수지를 이용하고 있다.
그러나, 최근 전자기기가 갈수록 소형화, 경량화, 고기능화 되는 추세에 따라, 반도체 패키지 또한 작고 가벼우며 얇게 제조되고 있다. 이에 따라, 기존의 반도체 패키징 공정에 비해 박형의 반도체 패키지 제조공정에서는 몰딩공정에서 봉지용 접착제가 외부의 충격으로 인하여 무기필러와 상기 봉지용 접착제 또는 무기필러와 반도체 칩 사이에 크랙 발생 등의 내구성이 저하되는 문제가 발생하고 있다.
이에, 무기필러, 봉지용 접착 조성물 및 반도체 칩 사이에 접착력을 향상시키는 동시에 고온에서 내구성을 향상시키는 반도체 봉지용 접착 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 외부의 충격에서 무기필러와 상기 봉지용 접착제 또는 무기필러와 반도체 칩 사이에 크랙이 발생을 방지하기 위하여 접착력을 향상시키는 반도체 봉지용 접착 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 고온에서도 내구성이 향상된 반도체 봉지용 접착제를 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 에폭시 수지; 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제; 무기필러; 및 용매를 포함하는 반도체 봉지용 접착 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 봉지용 접착 조성물의 경화물을 포함하는 반도체 봉지용 접착제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 봉지용 접착 조성물은 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제를 포함함으로써, 접착력을 향상시키고, 고온에서 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 봉지용 접착제는 반도체 칩 및 무기필러와의 접착력을 향상시켜 크랙이 발생하는 것을 방지하며, 고온에서의 전단강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실험예 1에서 고온 다이 전단강도를 측정하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실험예 1에 따라 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 2의 고온 다이 전단강도를 측정한 값을 나타낸 그래프이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예는, 에폭시 수지; 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제; 무기필러; 및 용매를 포함하는 반도체 봉지용 접착 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 봉지용 접착 조성물은 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제를 포함함으로써, 접착력을 향상시키고, 고온에서 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에폭시 수지는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 구체적으로 상기 에폭시 수지는 상기 반도체 봉지용 접착 조성물의 주요 성분으로 작용하며, 경화제 등을 통하여 열경화될 수 있는 열경화성 수지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에폭시 수지는 에폭시 수지당 두 개 이상의 에폭시기를 가지는 것이 바람직하다. 상술한 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 사용함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착제의 접착력을 향상시키며, 외부 충격으로부터의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제는 하기의 화학식 1인 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 R1, R2, R3 및 R4 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 직쇄 또는 분지쇄인 알킬기일 수 있으며, 상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 이상 10 이하의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1의 상기 R1, R2, R3 는 각각 모두 메틸기이고, 상기 R4 는 수소이며, x는 3이며, y는 2일 수 있다. 구체적으로 하기 화학식 2와 같을 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1의 상기 R1, R2, R3 는 각각 모두 에틸기일 수 있고, 상기 R4 는 수소일 수 있으며, x는 3이며, y는 2일 수 있다. 구체적으로 하기 화학식 3과 같을 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상술한 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제를 포함함으로써, 상기 커플링제 간의 축합반응을 방지하고 전단강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상 2 중량부 미만인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 이상 1.9 중량부 이하, 0.3 중량부 이상 1.8 중량부 이하, 0.4 중량부 이상 1.7 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 1.6 중량부 이하, 0.6 중량부 이상 1.5 중량부 이하, 0.7 중량부 이상 1.4 중량부 이하 또는 0.8 중량부 이상 1.3 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 함량을 조절함으로써, 상기 커플링제 간의 축합반응을 방지하고 상기 반도체 봉지용 접착제의 전단강도를 향상시킬 수 있으며, 고온에서의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기필러는 이산화규소, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 산화알루미늄, 활석, 실리카, 질화알루미늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 보다 구체적으로는 실리카 또는 산화알루미늄인 것이 바람직하다. 상술한 범위 내에서 상기 무기필러를 선택함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착 조성물의 취급성, 내열성 및 열전도의 개선, 그리고 용융 점도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기필러의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 200 중량부 이상 800 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 무기필러의 함량을 조절함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착 조성물로부터 얻어지는 몰딩의 열팽창계수가 낮아지면 서, 반도체 칩과의 열팽창계수 차이가 감소하여 최종 제조되는 반도체 패키지의 휨 정도가 감소할 수 있고, 몰딩의 기계적 물성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기필러의 입경은 0.05 ㎛ 이상 100 ㎛이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 무기필러의 입경은 0.1 ㎛ 이상 90 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하 또는 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 무기필러의 평균 입경은 상기 전체 무기필러의 입경을 확인하여 구할 수 있으며, 상기 무기필러의 입경은 후술하는 반도체 봉지용 접착제의 경화물의 단면 등에서 확인 가능하다
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용매는 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류(셀로솔브); 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 아세트산에스테르류; 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 카르비톨 등의 알코올류; 옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소; 석유에테르, 석유나프타, 수소 첨가 석유나프타, 용매나프타 등의 석유계 용제; 디메틸아세트아미드, 디메틸프름아미드(DMF) 등의 아미드류 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 상술한 용매를 선택함으로써, 에폭시 수지를 용해시키고, 상기 반도체 봉지용 접착 조성물을 도포하기에 적절한 정도의 점도로 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용매의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 이상 100 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 용매의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 1 중량부 이상 90 중량부 이하, 5 중량부 이상 80 중량부 이하, 10 중량부 이상 70 중량부 이하, 15 중량부 이상 65 중량부 이하 또는 20 중량부 이상 50 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 용매의 함량을 조절함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착 조성물의 점도를 조절하여 코팅성을 향상시킬 수 있으며, 건조가 잘 되지 않아 형성된 반도체 봉지용 접착제의 끈적이는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 봉지용 접착 조성물은 경화제, 유동화제, 이형제, 착색제, 경화촉진제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 경화제, 유동화제, 이형제, 착색제, 경화촉진제 등을 첨가함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착제에 원하는 특성을 부가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제는 아민계 화합물, 산무수물계 화합물, 아미드계 화합물, 페놀계 화합물 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 아민계 화합물로는 디아미노디페닐메탄, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌트트라아민, 디아미노디페닐술폰, 이소포론디아민 등을 사용할 수 있다. 나아가, 상기 산무수물계 화합물로는 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수말레인산, 테트라히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 무수 메틸나딕산, 헥사히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산 등을 사용할 수 있다. 더불어, 상기 아미드계 화합물로는 디시안디아미드, 리놀렌산의 2량체와 에틸렌디아민으로부터 합성되는 폴리아미드 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 페놀계 화합물로는 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 플루오렌비스페놀, 테르펜디페놀 등의 다가 페놀류; 페놀류와 알데히드류, 케톤류 또는 디엔류 등의 축합에 의해 수득되는 페놀 수지; 페놀류 및/또는 페놀 수지의 변성물; 테트라브로모비스페놀 A, 브롬화 페놀 수지 등의 할로겐화 페놀류; 기타 이미다졸류, BF3-아민 착체, 구아니딘 유도체 등을 사용할 수 있다. 상술한 경화제를 선택함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착제의 경화도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 중량부 이상 150 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 경화제의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 중량부 이상 150 중량부 이하, 20 중량부 이상 140 중량부 이하, 30 중량부 이상 130 중량부 이하, 40 중량부 이상 120 중량부 이하, 50 중량부 이상 110 중량부 이하, 60 중량부 이상 100 중량부 이하 또는 70 중량부 이상 90 중량부 이하일 수 있다. 상술한 경화제의 함량을 조절함으로써, 상기 반도체 봉지용 접착제의 경화도를 조절할 수 있으며, 기계적 물성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동화제는 니트릴부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 아크릴계 고무, 폴리이소프렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, 에폭시기, 무수물기, 히드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군에서 선택된 하나의 반응성 작용기를 함유한 폴리부타디엔, 아크릴계 고무, 폴리이소프렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 상술한 유동화제를 선택함으로써, 에폭시 수지와의 상용성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동화제의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 1 중량부 이상 50 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 유동화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 1 중량부 이상 50 중량부 이하, 5 중량부 이상 45 중량부 이하, 10 중량부 이상 40 중량부 이하, 15 중량부 이상 35 중량부 이하 또는 20 중량부 이상 30 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 유동화제의 함량을 조절함으로써, 반도체 봉지용 접착 조성물의 유연성을 높여주며, 반도체 봉지용 접착제의 취급성을 향상시키고 반도체 봉지 후 반도체 패키지의 크랙이 방지되는 효과가 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 봉지용 접착 조성물의 경화물을 포함하는 반도체 봉지용 접착제를 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 봉지용 접착제는 반도체 칩 및 무기필러와의 접착력을 향상시켜 크랙이 발생하는 것을 방지하며, 고온에서의 전단강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 봉지용 접착제는 70 ℃ 및 진공조건에서 고온 다이 전단강도가 9 MPa 이상 20 MPa 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 반도체 봉지용 접착제는 250 ℃에서 전단강도가 9.5 MPa 이상 19 MPa 이하, 10.0 MPa 이상 18 MPa 이하, 10.5 MPa 이상 16 MPa 이하 또는 11 MPa 이상 15 MPa 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 반도체 봉지용 접착제는 250 ℃에서 전단강도가 10 MPa 이상 14 MPa 이하인 것이 바람직하다. 상술한 범위 내에서 상기 전단강도를 조절함으로써, 반도체 봉지용 접착제의 고온 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 말단이 아민그룹인 실란 커플링제를 용매에 분산시키는 분산단계; 용매에 카르복시산 무수물을 녹인 용액을 제조하는 제조단계; 및 말단이 아민그룹인 실란 커플링제에 상기 용액을 첨가하며 반응시키는 반응단계;를 포함하는 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분산단계에 상기 용매의 함량은 말단이 아민그룹인 실란 커플링제 100 중량부 대비 50 중량부 이상 2000 중량부 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제조단계의 상기 용액의 농도는 0.01 M 이상 1 M 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응단계의 온도는 50 ℃ 이상 90 ℃ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응단계의 반응 시간은 1시간 이상 48시간 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응단계의 상기 용액의 첨가방법은 적자(drop wise)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응단계는 하기 반응식 1과 같은 화합물이 반응하여 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제를 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00004
본 발명의 일 실시예에 따른 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 제조 방법은 상술한 것과 같이 반응조건을 조절함으로써. 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 합성 수율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1(말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 제조)
하기 화학식 4의 말단이 아민그룹인 실란 화합물을 다이메틸폼아마이드(DMF) 용매에 분산시켰으며, 상기 용매를 상기 실란 화합물 100 중량부 대비 1000 중량부를 이용하였다.
[화학식 4]
Figure pat00005
이후 석신산 무수물(succinic anhydride)을 다이메틸폼아마이드(DMF) 용매에 녹인 용액을 0.1M 농도로 제조하였다.
그 후 상기 상기 실란 화합물이 분산된 용액에 상기 석신산 무수물이 용해된 용액을 적자(drop wise) 방법으로 첨가하였으며, 약 70 ℃로 12 시간 동안 반응시켰으며, 반응이 완료된 후 분리 및 세척을 진행하여 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제를 조제하였다.
실시예 1
에폭시 수지인 바이페닐 노볼락 에폭시 수지(NC-3000-H, 일본화약사, 에폭시 당량: 288 g/eq, 연화점: 65 ℃) 100 중량부, 상기 제조예 1에서 제조된 실란 커플링제 0.05 중량부, 무기필러인 R-972(덴카, 구상 실리카, 평균 입경 17 ㎛) 240 중량부 및 용매인 MEK 40 중량부를 각 성분을 배합하고 교반한 후 3롤밀 장비로 분산시켜 반도체 봉지용 접착 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 반도체 접착용 수지 조성물 용액을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 38㎛) 상에 도포한 후 130℃에서 3분간 건조하여 100㎛ 두께의 접착 필름을 얻었다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 제조예 1에 의하여 제조된 실란 커플링제를 0.1 중량부로 포함한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반도체 봉지용 접착제를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 제조예 1에 의하여 제조된 실란 커플링제를 0.5 중량부로 포함한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반도체 봉지용 접착제를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 제조예 1에 의하여 제조된 실란 커플링제를 1.0 중량부로 포함한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반도체 봉지용 접착제를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 실란 커플링제를 포함하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반도체 봉지용 접착제를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 제조예 1에 의하여 제조된 실란 커플링제를 2.0 중량부로 포함한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반도체 봉지용 접착제를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 제조예 1에 의하여 제조된 실란 커플링제를 5.0 중량부로 포함한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반도체 봉지용 접착제를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 및 2의 반도체 봉지용 접착제를 준비한 후 100μm 두께의 필름형태로 제조하였다. 이후 두 개의 실리콘 웨이퍼 칩(silicone wafer chip) 사이에 상기 필름을 샌드위치 형태로 놓은 후, 70°C 및 진공조건에서 두 개의 칩에 압력을 가하여, 칩-필름-칩 구조인 샘플을 제조하였다.
도 1은 실험예 1에서 고온 다이 전단강도를 측정하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 그 후 도 1과 같이 상기 샘플을 설치하고 상기 칩-필름-칩 구조인 샘플에서 최상층에 위치한 칩의 측면을 50 μm/s로 힘을 가하여 고온 다이 전단강도(Hot Die Shear Strength, HDSS)를 측정하였다.
상기 고온 다이 전단강도(HDSS)는 250°C의 고온에서 진행되는 몰딩 과정을 모사함과 동시에 상기 반도체 봉지용 접착제의 접착력을 측정할 수 있는 방법이다.
도 2는 실험예 1에 따라 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3의 고온 다이 전단강도를 측정한 값을 나타낸 그래프이다. 도 2와 같이 본 발명의 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 함량을 만족하는 실시예 1 내지 4는 상기 고온 다이 전단강도가 10 MPa를 초과하여 고온에서의 내구성을 향상시키며, 상기 무기입자, 반도체 칩 및 상기 반도체 봉지용 접착제 간의 접착력이 향상되는 것을 확인하였다.
이에 비하여 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 함량을 만족하지 못하는 비교예 1 내지 비교예 3은 상기 고온 다이 전단강도가 9 MPa를 미만으로 상기 무기입자, 반도체 칩 및 상기 반도체 봉지용 접착제 간의 접착력이 저하되는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 에폭시 수지; 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제; 무기필러; 및 용매 등을 포함하고, 상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제가 특정함량으로 포함됨으로써, 외부의 충격에서 무기필러와 상기 봉지용 접착제 또는 무기필러와 반도체 칩 사이에 크랙이 발생을 방지하며, 고온에서도 내구성이 향상될 수 있다.

Claims (12)

  1. 에폭시 수지; 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제; 무기필러; 및 용매를 포함하는 반도체 봉지용 접착 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제는 하기의 화학식 1인 것인 반도체 봉지용 접착 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00006

    상기 R1, R2, R3 및 R4 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 직쇄 또는 분지쇄인 알킬기이고,
    상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 이상 10 이하의 정수이다.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 R1, R2, R3 는 각각 모두 메틸기이고,
    상기 R4 는 수소이며,
    x는 3이며, y는 2인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 R1, R2, R3 는 각각 모두 에틸기이고,
    상기 R4 는 수소이며,
    x는 3이며, y는 2인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 말단이 카르복시산으로 개질된 실란 커플링제의 함량은 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상 2 중량부 미만인 것인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무기필러는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 200 중량부 이상 800 중량부 이하인 것인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 이상 100 중량부 이하인 것인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 봉지용 접착 조성물은 경화제, 유동화제, 이형제, 착색제, 경화촉진제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함하는 반도체 봉지용 접착 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 중량부 이상 150 중량부 이하인 것인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 유동화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 1 중량부 이상 50 중량부 이하인 것인 반도체 봉지용 접착 조성물.
  11. 청구항 1 내지 10의 반도체 봉지용 접착 조성물의 경화물을 포함하는 반도체 봉지용 접착제.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 반도체 봉지용 접착제는 70 ℃ 및 진공조건에서 고온 다이 전단강도가 9 MPa 이상 20 MPa 이하인 것인 반도체 봉지용 접착제.
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