KR20210078270A - 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, UV 코팅층을 자외선-열 이중 경화로 제조하여 공정을 단순화 하고 우수한 대전방지기능, 표면조도 형성능력 및 안정성을 향상시키고 필요에 따라 원하는 물성을 용이하게 추가할 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 그 제조방법{Resin composition for mold cleaning and manufacturing method thereof}
본 발명은 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, UV 코팅층을 자외선-열 이중 경화로 제조하여 공정을 단순화 하고 우수한 대전방지기능, 표면조도 형성능력 및 안정성을 향상시키고 필요에 따라 원하는 물성을 용이하게 추가할 수 있는 기술에 관한 것이다.
반도체 봉지재(Packing Mateials 또는 Encasulating Materials)는 주로 몰딩 컴파운드가 사용된다. 몰딩은 다른 어떠한 가공법보다 간편하고 생산성이 높아 현재 반도체 봉지공정에 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 에폭시(Epoxy)와 같은 열경화성 플라스틱은 세라믹(Ceramics)재료에 비하여 열안정성이나 신뢰성에서 미흡하지만 가격이 저렴하고 생산성이 월등히 높아, 현재 반도체 패키징의 대부분은 플라스틱 봉지재를 사용하고 있다. 반도체의 패키징 공정에서 대표적으로 사용되는 몰딩 컴파운드를 EMC(Epoxy Molding Compound)라 부른다.
한편, EMC(epoxy mold compound)가 공정 중 몰드 금형의 내부 표면에 이들이 부착하여 오염이 되고, 이는 집적회로나 LED 소자 등의 봉지재 성형물의 표면에 오물이 부착되는 문제가 발생한다. 따라서, 주기적으로 몰드 금형에 대한 세정이 요구되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 현재 몰드 세정 수지를 이용하거나 금형 이형필름을 이용하는 기술이 있다.
먼저, 몰드 세정 수지를 이용한 기술은 고무, 멜라민 수지를 포함한 수지를 세정 공정에 이용하고 고무성분과 실리콘 오일 등을 포함한 수지를 이형제 코팅 공정에 제공하여 오염물질을 제공하는 기술이다. 한국등록특허 제10-1491757호, 한국등록특허 제10-1934065호 및 한국등록특허 제10-0944501호에서 그 기술을 언급하고 있다. 다만, 상기 특허들은 EMC 몰딩 공정을 멈춘 후 몰드 세정 공정, 왁스 코팅 공정 등의 2단계 공정으로 진행되는 점에서 전체 공정 시간(tac time)이 길고, 공정이 복잡한 문제가 있다.
다음으로 금형 이형필름을 이용하는 기술은 상기 오염문제를 해결하기 위하여, 폴리테트라플루오르에틸렌계 시트 등의 이형 시트를 금형 내에 배치하여 성형하는 기술이다. 한국공개특허 제10-2011-0044243호, 한국등록특허 제10-1873071호, 한국공개특허 제10-2016-0086323호에서 그 기술을 언급하고 있다. 다만, 상기 특허들은 대부분 불소계 수지를 이용한 필름으로 가격이 고가이고, 대전방지등의 기능을 부여하기 위해 필름에 별도의 코팅 공정이 필요한 문제점이 있다. 또한, roll compression 등의 공정으로 진행되어 고온에서 조도가 약해지는 문제점이 있다.
살펴본 바와 같이 EMC가 공정 중 몰드 금형의 내부 표면에 이들이 부착하여 오염이 되는 문제를 해결하기 위해 다양한 기술이 개발되고 있으며, 특히, 금형 이형필름에 대한 기술은 다양한 열가소성 수지를 이용하여 물성을 향상시키도록 지속적으로 연구가 진행되고 있다.
이에 본 발명은 코팅층에 원하는 물성을 제공하기 위한 조성물을 첨가하여, 이를 자외선-열 이중 경화하여 전체 공정 단계를 줄이면서 동시에 대전방지, 표면조도형성 등의 우수한 물성을 용이하게 추가하기 위하여 오랜 연구 끝에 본 발명을 완성하였다.
한국등록특허공보 제10-1491757호 (2015.02.11) 한국등록특허공보 제10-1934065호 (2019.01.02) 한국등록특허공보 제10-0944501호 (2010.03.03) 한국공개특허공보 제10-2011-0044243호 (2011.04.28) 한국등록특허공보 제10-1873071호 (2018.06.29) 한국공개특허 제10-2016-0086323호 (2016.07.19)
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 내열성, 연신율 등 우수한 물성을 제공하는 것이다. 특히, 대전방지기능, 표면조도를 우수하게 제공하며, 필요에 따라 원하는 물성을 용이하게 추가하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층을 자외선-열 이중 경화하여 제조 공정을 단순하게 하여 생산성을 향상시키는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반도체 패키지 몰드용 이형필름으로 자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하며, 상기 코팅층은 자외선 경화형 올리고머, 열경화성 수지, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제, 조도 형성제, 개시제 및 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자외선 경화에 의한 경화와 열에 의한 경화의 비율을 10 내지 90: 90 내지 10으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 자외선 경화형 올리고머, 열경화성 수지, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제, 조도 형성제, 개시제 및 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 자외선-열 이중 경화 코팅액을 제조하는 단계; (b) 기재의 적어도 어느 일면에 상기 코팅액을 코팅하는 단계; (c) 자외선으로 상기 코팅액을 경화하는 단계; 및 (d) 열 경화하는 단계;를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 반도체 패키지 몰드 공정에서 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층을 자외선-열 이중 경화하여 내열성, 연신율 등의 우수한 물성을 제공할 수 있다. 특히, 우수한 대전방지기능과 표면조도를 제공할 수 있으며, 필요에 따라 원하는 물성을 용이하게 추가할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법은 기존의 복잡한 공정을 단순하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 모노머는 단량체와 동일한 의미이며, 중량평균분자량이 500이하인 화합물을 의미한다. 또한, 올리고머는 모노머를 중합한 것으로 중량평균분자량이 500 내지 100,000인 화합물을 의미한다. 또한, 관능기라함은 중합에 관여하는 작용기를 의미한다.
본 발명에서 (메타)아크릴레이트라함은 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미하며, (메타)아크릴은 아크릴 및 메타크릴을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반도체 패키지 몰드용 이형필름으로 자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하며, 상기 코팅층은 자외선 경화형 올리고머, 열경화성 수지, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제, 조도 형성제, 개시제 및 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 제공된다.
즉, 이형필름은 기재의 적어도 일면에 코팅될 수 있다. 바람직하게는 일면에 코팅되어 1 레이어(layer)로 제공된다. 상기 코팅층은 자외선과 열에 이중 경화에 의해 코팅되며, 전술한 조성물을 포함하여 표면저항, 표면조도를 형성하고 그 안정성을 향상 시키고자 한다. 또한, 필요한 물성을 추가적으로 부여하기 위해서는 상기 조성물 이외에도 추가 조성물을 적절하게 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은 자외선 경화형 올리고머 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지 30 내지 140 중량부, (메타)아크릴계 모노머 5 내지 70 중량부, 대전방지제 0.5 내지 30 중량부, 이형제 1 내지 50 중량부, 조도 형성제 10 내지 30 중량부, 개시제 0.1 내지 10 중량부 및 경화제 1 내지 30 중량부를 포함하여 제공된다. 상기 수치 범위 및 조성물에 대한 설명은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자외선 경화형 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 올리고머, 아크릴계 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머 및 불소화된 아크릴레이트 올리고머에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 제공될 수 있으며, 이에 높은 인장강도와 파단 신율 등 우수한 물성을 제공할 수 있다.
또한, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경우, 유리전이온도(Tg)의 경우 -70 ℃ 내지 200℃로 제공될 수 있다. 이는 통상적으로 측정되는 방법인 시차 열량계(DSC, Differential Scanning Calorimetry) 또는 동적 점탄성(DMA, dynamic mechanical analysis)로 측정될 수 있다. 이하, 언급되는 유리전이온도의 경우도 동일하다. 또한, 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량은 5,000 내지 100,000으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 올리고머는 단관능기, 이관능기, 삼관능기 및 다관능기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 이관능기, 삼관능기 및 다관능기를 포함할 수 있다. 예를 들어서, 상업적으로 수득이 가능한 애경화학社의 RC250, SATOMER社의 CN8888NS, CN9009, CN9021등이 제공될 수 있고, 애경화학社의 RC300, SATOMER社의 CN8009NS, CN929, CN989NS 등이 제공될 수 있다. 또한, 애경화학社의 RC602, RC602, SATOMER社의 CN8011NS, CN9025, CN90BNS 등이 제공될 수 있다. 이에 우수한 경화 속도, 경화성을 제공할 수 있다. 또한, 우수한 내열성과 연신율을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 비닐(vinyl) 수지 및 알릴(allyl) 수지에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우, 자외선 경화 올리고머 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지 30 내지 140 중량부 포함하여 제공된다. 상기 수지들은 고온 조건에서 경화제와 반응하여 가교 반응이 일어나고 이에 경화 반응이 진행된다.
상기 에폭시 수지는 예를 들어서, 비스페놀F 에폭시 수지, 크레졸노볼락 에폭시 수지, 페놀노볼락 에폭시 수지, 바이페닐 에폭시 수지, 스틸벤 에폭시 수지, 하이드로퀴논 에폭시 수지, 나프탈렌 에폭시 수지, 테트라페닐올에탄 에폭시 수지, DPP 에폭시 수지, 트리스하이드록시페닐메탄 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔페놀형 에폭시 수지 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 비닐 수지는 예를 들어서, 분자 내에 1,2- 비닐기 cis 1,4- 및 trans 1,4-비닐기를 가진 수지가 제공될 수 있으며, 이는 상업적으로 수득이 가능한 polybd R54HTLO, Ricon 100, Ricon 153, Ricon 154, Ricon 603 등이 제공될 수 있으며, 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (메타)아크릴계 모노머는 단관능기 모노머, 이관능기 모노머, 삼관능기 모노머 및 다관능기 모노머 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 자외선 경화 올리고머 100 중량부에 대하여, 1 내지 50 중량부를 포함하여 용매, 희석제 역할을 제공하고 소수성의 올리고머와의 상용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표면장력과 퍼짐성, 흐름성 등을 조절하여 코팅에 적합한 점도를 제공하고 동시에 경화 속도를 조절할 수 있다.
상기 단관능 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 및 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜에틸에테르 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퍼릴(메타)아크릴레이트에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 제공된다. 바람직하게는 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퍼릴(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜에틸에테르 (메타)아크릴레이트가 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 단관능기 모노머는 용매로서 점도를 낮추는 역할을 제공하며, 우수한 연신율과 유연성을 제공할 수 있다.
상기 이관능기 모노머는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDMA), 1,12-도데칸디올 디(메타)아크릴레이트, 트리사이클로데칸 디(메타)아크릴레이트 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 이관능기 모노머는 반응성, 연신율의 면에서 우수하게 제공할 수 있다.
상기 삼관능기 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸) 아이소시아뉴레이트 트리아크릴레이트 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 삼관능기 모노머는 광경화 반응속도를 단축시킬 수 있고, 중간 정도의 점도를 제공하여 적당한 흐름성을 제공할 수 있으며, 인장강도와 내열성을 향상시킬 수 있다.
상기 다관능기 모노머는 디페닐펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로페인 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다관능기 모노머는 가교밀도를 향상시켜 인장강도와 내열성을 증가시키고 경화속도를 빠르게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대전방지제는 각 성분과의 상용성, 용해성 등을 고려하여 전도성 필러, 전도성 고분자, 대전방지계 계면활성제-저분자량의 양이온, 음이온 및 비이온계 계면활성제 및 금속염에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 전도성 고분자 또는 금속염이 제공될 수 있다. 상기 대전방지제를 과량 첨가하는 경우, 인장강도와 신장율에서 불리하므로 자외선 경화 올리고머 100 중량부에 대하여 0.5 내지 30 중량부를 포함하는 것이 좋다. 특히, 본 발명에서는 대전방지기능을 부여하기 위하여, 별도의 대전방지제층을 포함하지 않고 코팅층(1layer)에 대전방지제를 투입하여 혼합 후 코팅함으로써 보다 간단한 공정의 제공이 가능하다.
상기 전도성 필러의 경우 예를 들어서, 구리, 니켈, 은, 금, 텅스텐, 알루미늄, 그라파이트 파우더 및 카본블랙으로 이루어진 금속 필러에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 제공될 수 있다. 금속 필러의 크기는 10 내지 100㎛ 사이가 제공될 수 있다.
상기 전도성 고분자의 경우 예를 들어서, 폴리아닐린(PANI), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜을 포함한 대전방지 고분자가 제공될 수 있다. 또한, 상업적으로 수득이 가능한 LUNASTONE社의 AP-18, AP-20등이 제공될 수 있고, HERATRI社의 XP-10000, X-900등이 제공될 수 있다. 이에 우수한 대전방지 효과를 제공할 수 있다.
상기 계면활성제의 경우 예를 들어서, 도데실벤젠술폰산나트륨, 디알킬술포숙신산에스테르나트륨, 라우릴황산나트륨 및 폴리에틸렌글리콜노닐페닐에테르 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 대전방지 역할과 더불어 분산 안정화에 도움을 준다.
상기 금속염의 경우 예를 들어서, 아연 아크릴레이트계 금속염이 제공될 수 있으며, 상업적으로 수득이 가능한 DYMALINK社의 633,634,705,706,708 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이형제는 실리콘계 이형제 및 불소계 이형제에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하여, 상온부터 200℃ 정도의 고온에 이르기까지 몰드 금형에 대해 안정적인 이형력을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이형제는 실리콘계 이형제 및 불소계 이형제에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하여, 상온부터 200℃ 정도의 고온에 이르기까지 몰드 금형에 대해 안정적인 이형력을 제공한다.
상기 실리콘계 이형제의 경우, UV 경화 올리고머 100 중량부에 대하여, 1 내지 50 중량부를 포함하는 경우, 내열성이 뛰어나고, 화학적으로 안정하여 제조 공정에서 다른 물질과 반응성이 낮다. 또한, 우수한 연신력을 확보할 수 있어 세밀하고 복잡한 몰드 공정에 적용이 유리하다. 또한, 예를 들어서 실리콘 이형제는 상업적으로 수득이 가능한 신에츠社의 KMK722, KS707 등이 제공될 수 있다.
상기 실리콘 오일의 경우, 아크릴레이트와 폴리디메틸실록산 코폴리머로 상업적으로 수득이 가능한 KCC社의 SM511OP가 제공될 수 있다. 또는 카프릴릴메치콘(Caprylyl Methicone)으로 상업적으로 수득이 가능한 KCC社의 SF1200N이 제공될 수 있다. 또한, 25℃에서 300,000cp의 점도를 제공하는 상업적으로 수득이 가능한 KCC社의 SM9760G가 제공될 수 있다.
상기 실리콘 아크릴 모노머는 실리콘 디아크릴레이트로 상업적으로 수득이 가능한 ALLNET社의 EBECRYL 350이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리콘 올리고머는 상업적으로 수득이 가능한 신에츠社의 KR220L 또는 X-40-2667A가 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리콘 아크릴레이트 올리고머는 상업적으로 수득이 가능한 신에츠社의 KR220L 또는 X-40-2667A가 제공될 수 있다. DYMAX社의 BRS-14330S, SATOMER社의 CN990 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불소계 이형제는 블소 모노머 또는 불소 올리고머인 것을 특징으로 한다. 불소계 이형제는 퍼플루오르 알킬기를 포함하는 것으로 적은 첨가량으로도 표면장력 저하를 시켜 몰드 금형에 대해 넓은 온도범위에서 안정적인 이형력을 제공할 수 있다. 다만, 불소계 이형제의 경우 다량 사용하면 상용성에 문제가 있을 수 있으므로 내열성과 이형성이 가장 좋도록 UV 경화 올리고머 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 불소계 이형제로 예를 들어서, 트리플루오르에틸 (메타)아크릴레이트, 헥사플루오르이소프로필 (메타)아크릴레이트, 노나플루오르헥실 (메타)아크릴레이트, 옥타플르오르헥사메틸렌 디아크릴레이트 등의 모노머나 올리고머가 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조도 형성제는 실리카, 티타니아, 실리콘 비드, 폴리우레탄 비드에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 요구하는 조도의 경우, 10±5 범위로 제공되며, 이에, 고객사에서 요구하는 조도를 제공할 수 있다.
특히, 실리콘 비드의 경우 상업적으로 수득이 가능한 TOSPERAL社의 1110A가 제공되며, 폴리우레탄 비드의 경우, NEGAB社의 RZ-1000T 또는 RX-1000T가 제공될 수 있다. 상기 비드의 경우, 크기는 1 내지 20㎛로 제공될 수 있다. 바람직하게는 실리콘 비드의 경우, 4 내지 11㎛로 제공되고, 폴리우레탄 비드의 경우, 10 내지 20㎛로 제공되는 경우 목적하는 조도를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개시제는 광개시제 또는 열개시제가 제공될 수 있다.
상기 광개시제로는 아실포스핀옥사이드계 화합물과 α-하이드록시케톤계 화합물, 페닐 글리옥실레이트계 화합물 및 벤조인에테르계 화합물에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 파장 400㎚ 미만에 흡수대를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 통상 사용되는 광개시제는 모두 제공될 수 있다. 바람직하게는 페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀계 옥사이드(TPO)에 제한되는 것은 아니다.
상기 열개시제로는 아조계 화합물 또는 퍼옥시계 화합물이 제공될 수 있으며, 바람직하게는2,2-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 2,2-아조비스이소부티로니트릴, 디프로필 퍼옥시디카보네이트, 디에톡시에틸 퍼옥시 디카보네이트, 라우릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 개시제들은 올리고머 100 중량부에 대하여, 개시제 0.1 내지 10 중량부를 포함하여 우수한 경화속도와 반응성 및 표면경화를 제공할 수 있다. 경화제를 과도하게 투입할 경우 작업자가 의도하지 않은 시간에 경화되거나 과하게 경화될 수 있으므로 경화제 투입에 있어서 유의 할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제는 에폭시 수지 등과 가교 구조로 경화하기 위하여 제공되며, 폴리아미드계, 아민계, 산무수물계 및 이소시아네이트계 및 폴리이소시아네이트계 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어서, 상기 폴리아미드계는 monomeric fatty acid, dimeric fatty acid, amine의 탈수축합 반응으로 제조되며, 도막 성능이 우수하고 가격이 저렴하여 가장 많이 사용되는 범용 경화제이다.
상기 산무수물계 경화제는 저점도로 작업성과 고온 물성을 우수하게 제공할 수 있다. 이들은 가격이 저렴하고 경화 반응이 원활하게 진행되기 때문에 경화 변형이 작고 대형의 성형물을 만들기 쉬우나, 경화에 고온에서 장시간 진행해야하는 단점이 있다. 따라서, 공업적으로는 경화촉진제로서 소량의 벤질디메틸아민 또는 이미다졸류등의 제3아민과 함께 제공되면 이를 보완할 수 있다. 상업적으로 수득이 가능한　Me-THPA가 제공될 수 있다.
상기 아민계 경화제는 지방족 폴리아민 예를 들어서, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등이 제공될 수 있고, 저온경화에서 유리하다. 통상적으로 에폭시 수지, 아크릴로니트린, 산화에틸렌등을 첨가한 변성 아민으로 주로 제공이 된다.
상기 이소시아네이트계 및 폴리이소시아네이트계 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4-다이사이클로헥실메탄디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트 등이 있고, 폴리이소시아네이트계를 예시하면 1,4-테트라메틸렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아나토디페닐메탄, 자일렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 3량체로 이루어지는 폴리이소시아네이트 화합물, 또는 상기 폴리이소시아네이트 화합물과 에틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌글리콜 등이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이형필름의 두께는 10 내지 200 ㎛으로 제공된다.
상기 범위에서 반도체 패키지 몰드에 적용되는 경우, 필름의 내열성, 유연성 및 우수한 인장강도, 연신율 등을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물 및 금속 박막에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이형필름의 경우, 필요에 따라 이형지(separator film)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법이 제공된다. 또한, 상기 전술한 반도체 패키지 몰드용 이형필름에 관한 내용에 관하여 그 적용이 가능하며, 중복되는 범위 내에서는 설명을 생략하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 자외선 경화형 올리고머, 열경화성 수지 (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제, 조도 형성제, 개시제 및 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 자외선-열 이중 경화 코팅액을 제조하는 단계; (b) 기재의 적어도 어느 일면에 상기 코팅액을 코팅하는 단계; (c) 자외선으로 상기 코팅액을 경화하는 단계; 및 (d) 열 경화하는 단계;를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계의 코팅액은 자외선 경화형 올리고머 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지 30 내지 140 중량부, (메타)아크릴계 모노머 5 내지 70 중량부, 대전방지제 0.5 내지 30 중량부, 이형제 1 내지 50 중량부, 조도 형성제 10 내지 30 중량부, 개시제 0.1 내지 10 중량부 및 경화제 1 내지 30 중량부를 혼합하여 제조한다. 즉, 원하고자 하는 물성을 제공하기 위하여, 상기 조성물을 포함하여 표면조도를 형성하고, 표면조도를 형성한 이후 자외선 및 열에 의한 이중경화로 코팅을 진행하므로 그 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼합의 경우, 압출기, 니더(Kneader), 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plasticorder), 믹싱롤(Mixing Roll) 및 혼합기에서 에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계의 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물 및 금속 박막에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 제공된다.
또한, 상기 코팅의 경우, 당해 기술분야에서 통상적으로 사용할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 스프레이, 롤 방식, 에어나이프, 블레이드 방식에서 선택되는 적어도 어느 하나가 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계의 자외선 경화는 100 내지 5,000mJ의 에너지 조건 하 진행되는 것을 특징으로 한다. 다만, 광개시제에 따라 약간의 차이가 있을 수 있으며, 상기 범위를 벗어나면 필름이 변형되거나 생산성이 저하되므로 100 내지 5,000mJ/cm2로 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (d)단계의 열 경화는 50℃ 내지 200℃에서 3시간 내지 72시간동안 컨벤션 오븐에서 후경화 시킬 수 있다. 상기 범위를 초과하면 필름에 황변현상과 뒤틀림 등의 변형이 생기므로, 상기 조건이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자외선 경화에 의한 경화와 열에 의한 경화에 중량비는 10 내지 90: 90 내지 10으로 제공될 수 있다. 바람직하게는 70 내지 30: 30 내지 70으로 제공할 수 있으며, 이는 후술할 표 1에 의하여 확인이 가능하다.
본 발명에 따른 제조방법에 따라 제조된 이형필름의 경우, 이에 자외선 및 열에 의한 이중 경화에 따르면 경화속도가 빠르고 열에 약한 수지라도 내구성, 내열성 저하 없이 우수한 물성의 필름으로 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
<실시예>
실시예 1
자외선 경화 올리고머 이관능기((CN9021)와 삼관능기(CN989)를 2:1의 비율로 포함) 100 중량부에 대하여, 에폭시 수지 35 중량부, 단관능 아크릴레이트계 모노머(IBOA) 17 중량부, 대전방지제(Dymalink) 5중량부, 이형제(실리콘 아크릴 올리고머인CN 990) 20 중량부, 조도 형성제(TOESPEARL 1110A 11㎛) 20 중량부, 광개시제(DAROCURE TPO) 5 중량부 및 산무수물계 경화제(ME-PHPA) 35중량부를 포함하여 코팅액을 제조하였다.
상기 코팅액을 PET 기재의 일면에 BAKER type film applicator를 사용하여 70㎛ 두께로 코팅하고, metal halide 자외선 램프를 사용하여 4000mJ/cm2광량으로 경화시켰다. 이후, 150℃에서 3시간동안 컨벤션 오븐에서 열 경화를 진행하고, 최종 이형필름을 제조하였다.
실시예 2
에폭시 수지85 중량부 및 산무수물계 경화제(ME-PHPA) 85중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 3
에폭시 수지135 중량부 및 산무수물계 경화제(ME-PHPA) 135중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 4
에폭시 수지와 산무수물계 경화제를 사용하지 않고, 비닐 수지(polybd R45HTLO) 35 중량부 및 열 개시제(benzoyl peroxide) 35 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 5
에폭시 수지와 산무수물계 경화제를 사용하지 않고, 비닐 수지(polybd R45HTLO) 85 중량부 및 열 개시제(benzoyl peroxide) 85 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 6
에폭시 수지와 산무수물계 경화제를 사용하지 않고, 비닐 수지(polybd R45HTLO) 135 중량부 및 열 개시제(benzoyl peroxide) 135 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<비교예>
비교예 1
현재 시판중인 반도체 패키지 몰드용 불소필름을 준비하였다. 예를 들어서, 상업적으로 수득이 가능한 FEP 필름 (다이킨)을 사용하였다.
비교예 2
자외선 경화 올리고머 이관능기((CN9021)와 삼관능기(CN989)를 2:1의 비율로 포함) 100 중량부에 대하여, 단관능 아크릴레이트계 모노머(IBOA)17 중량부, 대전방지제(Dymalink) 5중량부, 이형제(실리콘 아크릴 올리고머인CN 990) 20중량부, 조도 형성제(TOESPEARL 1110A 11㎛) 20 중량부 및 광개시제(DAROCURE TPO) 5 중량부를 포함하여, 자외선 경화 코팅층을 제조하였다.
상기 코팅액을 PET 기재의 일면에 BAKER type film applicator를 사용하여 70㎛ 두께로 코팅하고, metal halide 자외선 램프를 사용하여 4000mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화만 진행하여 이형필름을 제조하였다.
<실험예>
실험예 1
실시예와 비교예에 따른 이형필름을 상온(25℃)과 175℃에서 인장강도 및 연신율을 측정하여, 표 1에 기재하였다. 인장강도 및 연신율의 측정방법은 ASTM D638에 따른다. 이에 대한 결과를 표 1에 기재하였다.
실험예 2
실시예와 비교예에 따른 이형필름의 표면저항, 표면조도 및 이형력을 측정하여, 이에 대한 결과를 표 2에 기재하였다. 표면저항의 측정방법은 ASTM D257-07 에 따르고, 표면조도는 AFM (Automic Force Microscopy)를 이용하여 측정하였다. 또한, 이형력은 175-185도 상이의 몰드 금형 온도에서 10ton의 압력으로 5분간 압착한 후 이형필름의 박리 용이성을 확인하였다.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 비교예
1		 비교예
2
25℃ 인장강도
(kgf/mm2)		 4.034 4.353 6.321 4.359 4.677 4.662 3.746 4.132
연신율
(%)		 417 374 361 542 583 588 523 509
175℃ 인장강도
(kgf/mm2)		 0.732 0.993 1.321 0.833 0.785 0.841 0.824 0.913
연신율
(%)		 343 315 303 452 434 449 413 421
열경화 성분 함량(%) 32.0 54.1 65.3 32.0 54.1 65.3 - -
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 비교예
1		 비교예
2
필름표면저항
(Ω-cm)		 1012
이하 		1012
이하		 1012
이하		 1012
이하		 1012
이하		 1012
이하		 1013
이상		 1012
이하
필름 표면조도
(㎛)		 7-16 7-16 7-16 7-16 7-16 7-16 5-15 7-16
이형력 ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
◎: 압착 후 이형필름과 몰드 금형 사이에 부착현상 없이 잘 떨어짐
○: 압착 후 이형필름과 몰드 금형 사이에 다소 부착현상이 관찰되나 박리에는 문제없음
△: 압착 후 이형필름과 몰드 금형 사이에 부착현상이 관찰되며 이형필름 박리가 어려움
상기 표 1의 결과에 비추어, 본 발명에 따른 이중경화에 의한 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 경우, 상온에서 인장강도가 비교예에 비하여 비교적 우수함을 확인할 수 있었다. 특히, 비교예 1과 비교하여, 인장강도값은 현저하게 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 2의 결과에 비추어, 본 발명에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 경우, 비교예에 비하여 필름의 표면저항값이 1013이하로 우수하고 이는 대전방지효과와 관련되는 것으로 일반적으로 1012이하의 수치를 확보하는 경우 대전방지 효과를 기대할 수 있으므로 본 발명의 경우 우수한 대전방지효과를 제공할 수 있음을 확인하였다.
또한, 표면조도 역시 7 -16으로 제공이 가능하며, 이는10±5 범위로 제공되며, 이에, 고객사에서 요구하는 조도를 제공할 수 있음을 확인하였다.
따라서, 이러한 결과에 비추어 본 발명에 따른 이형필름의 경우, 내열성, 연신율과 함께 우수한 대전방지기능과 표면조도를 제공할 수 있으며, 나아가 필요에 따라 원하는 물성을 만족하기 위하여 다른 추가 공정 필요없이 조성물을 첨가하여 용이하게 추가할 수 있는 점에서 생산 공정 또한 향상시킬 수 있다. 이는 고객의 요구에 따라 물성을 다양하게 조절할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. 반도체 패키지 몰드용 이형필름으로,
    자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하며,
    상기 코팅층은 자외선 경화형 올리고머, 열경화성 수지, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제, 조도 형성제, 개시제 및 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅층은 자외선 경화형 올리고머 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지 30 내지 140 중량부, (메타)아크릴계 모노머 5 내지 70 중량부, 대전방지제 0.5 내지 30 중량부, 이형제 1 내지 50 중량부, 조도 형성제 10 내지 30 중량부, 개시제 0.1 내지 10 중량부 및 경화제 1 내지 30 중량부를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 올리고머, 아크릴계 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머 및 불소화된 아크릴레이트 올리고머에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 비닐(vinyl) 수지 및 알릴(allyl) 수지에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴계 모노머는 단관능기 모노머, 이관능기 모노머, 삼관능기 모노머 및 단관능기 모노머 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지제는 전도성 필러, 전도성 고분자, 대전방지계 계면활성제-저분자량의 양이온, 음이온 및 비이온계 계면활성제 및 금속염에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이형제는 실리콘계 이형제 및 불소계 이형제에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실리콘계 이형제는 실리콘, 실리콘 오일, 실리콘 아크릴 모노머, 실리콘 올리고머 및 실리콘 아크릴 올리고머에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 불소계 이형제는 블소 모노머 또는 불소 올리고머인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조도 형성제는 실리카, 티타니아, 실리콘 비드, 폴리우레탄 비드에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 개시제는 광개시제 또는 열개시제인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 경화제는 폴리아미드계, 아민계, 산무수물계, 이소시아네이트계 및 아지리딘계 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물 및 금속 박막에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  14. (a) 자외선 경화형 올리고머, 열경화성 수지, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제, 조도 형성제, 개시제 및 경화제에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 자외선-열 이중 경화 코팅액을 제조하는 단계;
    (b) 기재의 적어도 어느 일면에 상기 코팅액을 코팅하는 단계;
    (c) 자외선으로 상기 코팅액을 경화하는 단계; 및
    (d) 열 경화하는 단계;를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 코팅액은 자외선 경화형 올리고머 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지 30 내지 140 중량부, (메타)아크릴계 모노머 5 내지 70 중량부, 대전방지제 0.5 내지 30 중량부, 이형제 1 내지 50 중량부, 조도 형성제 10 내지 30 중량부, 개시제 0.1 내지 10 중량부 및 경화제 1 내지 30 중량부를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물 및 금속 박막에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 (c)단계의 자외선 경화는 100 내지 5,000mJ/cm2의 에너지 조건하 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 (d)단계의 열 경화는 50℃ 내지 200℃ 에서 3시간 내지 72시간 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법.

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