KR20230060343A - 반도체 수납용 저 파티클 트레이 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 매트릭스 폴리머; 불소계 수지 약 1 중량%(wt%) 내지 약 20 wt%; 및 침상의 미네랄 필러 약 1 wt% 내지 약 30 wt%를 포함하는 반도체 수납용 트레이가 제공된다. 본 발명의 반도체 수납용 트레이는 파티클 발생이 크게 억제될 뿐만 아니라 가볍고 수축률 및 굴곡 탄성률이 개선될 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 수납용 트레이 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 파티클 발생이 크게 억제될 뿐만 아니라 가볍고 수축률 및 굴곡 탄성률이 개선된 반도체 수납용 트레이 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 제품의 제조에는 다양한 주체들이 협력하며, 어느 한 주체가 생산한 제품을 다른 제품에 전달할 필요가 있다. 전달되는 제품은 가공되거나 처리된 웨이퍼일 수도 있고, 이를 다이싱한 반도체 칩일 수도 있고, 나아가 몰딩 수지로 봉지된 반도체 패키지일 수도 있다.
이러한 반도체 장치들, 예컨대 반도체 칩이나 반도체 패키지를 수납하여 운반하기 위하여 트레이가 사용되는데, 경우에 따라서는 트레이까지 테스트 장비 또는 열처리 장비 내에 수납하여 반도체 칩 또는 반도체 패키지에 대한 테스트, 기타 처리를 수행할 수 있다. 이러한 과정에서 트레이로부터 유래된 파티클이 반도체 패키지에 부착되어 반도체 패키지의 불량의 원인이 될 수 있다. 도 4는 이러한 파티클이 반도체 패키지에 부착된 모습을 캡춰한 이미지들이다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 파티클 발생이 크게 억제될 뿐만 아니라 가볍고 수축률 및 굴곡 탄성률이 개선된 반도체 수납용 트레이를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 파티클 발생이 크게 억제될 뿐만 아니라 가볍고 수축률 및 굴곡 탄성률이 개선된 반도체 수납용 트레이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 매트릭스 폴리머; 불소계 수지 약 1 중량%(wt%) 내지 약 20 wt%; 및 침상의 미네랄 필러 약 1 wt% 내지 약 30 wt%를 포함하는 반도체 수납용 트레이를 제공한다. 상기 반도체 수납용 트레이의 비중은 약 1.0 내지 약 1.3일 수 있다. 또, 상기 반도체 수납용 트레이의 ASTM D955로 측정된 수축률은 약 0.2% 내지 약 0.25 %일 수 있다. 또, 상기 반도체 수납용 트레이의 ASTM D790으로 측정된 굴곡 탄성률(flexural modulus)은 약 45000 kg/cm2 내지 약 70000 kg/cm2일 수 있다.
상기 침상의 미네랄 필러는 유리 섬유가 아니다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 침상의 미네랄 필러는 티탄산칼륨, 슬라그섬유(PMF), 월라스토나이트, 조노토라이트, 포스페이트화이바, 석고섬유, MOS, 도소나이트, 침상 MgO, 알루미늄보레이트, 아스베스트, 및 침상 수산화마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 침상의 미네랄 필러는 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 길이를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리플루오로알콕시 수지(PFA), 불화 에틸렌프로필렌 공중합체(FEP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVdF), 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ETFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (VDF-HFP 공중합체), 비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌 (VDF-HFP-TFE) 공중합체, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 및 불화 에틸렌-프로필렌 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상이다. 특히, 상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리플루오로알콕시 수지(PFA), 불화 에틸렌프로필렌 공중합체(FEP), 또는 이들의 혼합물이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 매트릭스 폴리머, 불소계 수지, 및 침상의 미네랄 필러를 약 250℃ 내지 약 350℃의 온도에서 컴파운딩하여 폴리머 혼합물을 제조하는 단계; 상기 폴리머 혼합물을 반도체 수납용 트레이 형태로 사출하는 단계; 및 반도체 수납용 트레이 형태로 사출된 사출물을 경화시키는 단계를 포함하는 반도체 수납용 트레이의 제조 방법을 제공한다. 이 때 상기 침상의 미네랄 필러는 티탄산칼륨, 슬라그섬유(PMF), 월라스토나이트, 조노토라이트, 포스페이트화이바, 석고섬유, MOS, 도소나이트, 침상 MgO, 알루미늄보레이트, 아스베스트, 및 침상 수산화마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상이다.
본 발명의 반도체 수납용 트레이는 파티클 발생이 크게 억제될 뿐만 아니라 가볍고 수축률 및 굴곡 탄성률이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 수납용 트레이 및 그의 커버를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 II로 나타낸 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 수납용 트레이의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 이러한 파티클이 반도체 패키지에 부착된 모습을 캡춰한 이미지들이다.
도 2는 도 1의 II로 나타낸 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 수납용 트레이의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 이러한 파티클이 반도체 패키지에 부착된 모습을 캡춰한 이미지들이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 수납용 트레이(10) 및 그의 커버(20)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 II로 나타낸 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 베이스판(11) 상에 반도체 칩 또는 반도체 패키지와 같은 반도체 장치를 수납할 수 있는 복수의 포켓부들(13)을 포함할 수 있다. 상기 베이스판(11) 상에서 상기 포켓부들(13)은 격자 형태로 배열될 수 있다. 도 1에서는 상기 포켓부들(13)이 x 방향으로 16개, y 방향으로 6개가 배열되는 것으로 도시되었지만 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)는 내열성 고분자 물질을 매트릭스 폴리머로 하고 여기에 불소계 수지 및 침상의 미네랄 필러가 첨가된 재료로 될 수 있다. 여기서, '내열성'은 130℃ 이상의 고온을 견딜 수 있는 특성을 의미하는 것으로 정의된다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)의 내열성 고분자 물질은, 예를 들면, 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenylene oxide, MPPO), 변성 폴리술폰(modified polysulfone, MPSU), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리아마이드(polyamide), 폴리술폰(polysulfone, PSU), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide), 액정폴리머(liquid crystal polymer), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK) 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 내열성 고분자 물질은 MPPO 또는 PES일 수 있다.
상기 포켓부(13)는 수납하고자 하는 반도체 장치에 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 도 1에서는 상기 포켓부(13)가 사각형의 형태를 갖는 것으로 도시되었지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 포켓부(13)는 육각형, 원형, 타원형 등 다양한 형태를 가질 수도 있다.
상기 포켓부(13)의 가장자리에는 수직 방향으로 돌출된 가이드부(15)가 제공될 수 있다. 상기 가이드부(15)는 상기 포켓부(13) 내로 반도체 장치(3)가 수납될 때, 반도체 장치를 안내하는 역할을 수행할 수 있다. 특히, 상기 가이드부(15)의 측면들 중 포켓부(13)를 향하는 측면은 경사져 있을 수 있다. 상기 포켓부(13)를 향하는 가이드부(15)의 측면이 경사져 있음으로써, 포켓부(13)로 수납되는 반도체 장치(3)의 정렬이 완벽하지 않더라도 반도체 장치(3)가 포켓부(13)내로 스무드하게 안내될 수 있다. 상기 가이드부(15)의 측면의 경사는 수납될 반도체 장치(3)의 크기, 정렬 정밀도 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
상기 가이드부(15)는 상기 포켓부(13)의 네 변에 모두 형성될 수도 있고, 마주보는 두 변에만 형성될 수도 있다. 또 상기 가이드부(15)는 상기 포켓부(13)의 한 변에 대하여 하나가 형성될 수도 있고 둘 이상이 형성될 수도 있다. 도 2에서는 상기 가이드부(15)가 y 방향을 따르는 변에는 하나가 형성되고 x 방향을 따르는 변에는 두 개가 형성된 것으로 도시되었지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.
불소계 수지
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 불소계 수지를 약 1 중량%(wt%) 내지 약 20 wt% 포함할 수 있다. 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 상기 불소계 수지를 약 1 wt% 내지 약 20 wt%, 약 2 wt% 내지 약 19 wt%, 약 3 wt% 내지 약 18 wt%, 약 4 wt% 내지 약 17 wt%, 약 4.5 wt% 내지 약 16.5 wt%, 약 5 wt% 내지 약 16 wt%, 약 5.5 wt% 내지 약 15.5 wt%, 약 6 wt% 내지 약 15 wt%, 약 6.5 wt% 내지 약 14.5 wt%, 약 7 wt% 내지 약 14 wt%, 또는 이 수치들 사이의 임의의 범위로 포함할 수 있다.
만일 상기 반도체 수납용 트레이(10)가 상기 불소계 수지를 너무 적게 포함하면 상기 반도체 수납용 트레이(10)를 사용할 때 파티클이 더 많이 생성될 수 있다. 만일 상기 반도체 수납용 트레이(10)가 상기 불소계 수지를 너무 많이 포함하면 충격 강도와 같은 기계적 물성이 저하될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리플루오로알콕시 수지(PFA), 불화 에틸렌프로필렌 공중합체(FEP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVdF), 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ETFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (VDF-HFP 공중합체), 비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌 (VDF-HFP-TFE) 공중합체, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 및 불화 에틸렌-프로필렌 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 그러나 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.
침상 미네랄 필러
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 침상의 미네랄 필러를 약 1 중량%(wt%) 내지 약 30 wt% 포함할 수 있다. 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 상기 침상의 미네랄 필러를 약 1 wt% 내지 약 30 wt%, 약 2 wt% 내지 약 29 wt%, 약 3 wt% 내지 약 28 wt%, 약 4 wt% 내지 약 27 wt%, 약 5 wt% 내지 약 26 wt%, 약 6 wt% 내지 약 25 wt%, 약 7 wt% 내지 약 24 wt%, 약 8 wt% 내지 약 23 wt%, 약 9 wt% 내지 약 22 wt%, 약 10 wt% 내지 약 21 wt%, 약 11 wt% 내지 약 20 wt%, 약 12 wt% 내지 약 19 wt%, 약 13 wt% 내지 약 18 wt%, 약 14 wt% 내지 약 17 wt%, 또는 이 수치들 사이의 임의의 범위로 포함할 수 있다.
상기 침상의 미네랄 필러는 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 길이를 갖는 침상(needle) 구조를 갖는다. 종래에는 미네랄 필러로서 유리 섬유가 사용되었으나, 유리 섬유는 파티클이 발생하여 상기 반도체 수납용 트레이(10) 내에 수납되는 반도체 패키지의 불량의 원인이 될 수 있다. 여기서 사용되는 상기 침상의 미네랄 필러는 유리 섬유에 비하여 내마모 특성이 우수하면서도 더 적은 파티클이 발생하여 반도체 패키지의 보관에 더욱 유리함을 발견하였다. 특히 유리 섬유는 약 250 ㎛ 내지 약 350 ㎛의 길이를 갖기 때문에 본원 발명에 따른 침상의 미네랄 필러를 사용하였을 때에 비하여 더 크고 더 많은 파티클들이 발생한다.
만일 상기 미네랄 필러의 함량이 너무 적으면 상기 반도체 수납용 트레이(10)의 수축율이 너무 클 수 있다. 반대로 상기 미네랄 필러의 함량이 너무 많으면 파티클이 너무 많이 발생하여 반도체 패키지의 불량의 원인이 될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 침상의 미네랄 필러는 티탄산칼륨, 슬라그섬유(PMF), 월라스토나이트, 조노토라이트, 포스페이트화이바, 석고섬유, MOS, 도소나이트, 침상 MgO, 알루미늄보레이트, 아스베스트, 침상수산화마그네슘 등일 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.
정전기 방지제
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 정전기 방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 정전기 방지제는, 예를 들면 내재된 전도성을 갖는 폴리머(inherently conductive polymer, ICP) 예컨대, 폴리피롤(polypyrrole, Ppy), 폴리티오펜(polythiophene, PT), 폴리아닐린(polyaniline, PANi), PANIPOLTM의 CX 또는 DX, ISHIHARATM의 SN100D 또는 SN100P로 표면 처리하거나, 전류를 흘릴 수 있는 특성이 있는 폴리머(inherently dissipative polymer, IDP)인 폴리에테르 블록 아미드계(polyether-block-amide) 수지, CibaTM의 IRGASTATTM P16, P18, P20, 또는 P22, SANYOTM의 PelestatTM NC6321, 7530, 300, 또는 230과, 혹은 전도성 충진제(filler)인 OTSUKATM의 WK500, ISHIHARATM의 ET500W 또는 FT3000, HAKUSUITM의 23-K 등을 상기 매트릭스 수지에 혼합하여 사용할 수 있다. 위와 같은 재질을 사용하는 이유는 오염을 방지하고 1 x 105 내지 1 x 109 Ω/sq 범위의 표면 저항값을 유지하기 위해서 필요하다.
상기 반도체 수납용 트레이(10) 100 wt%에 대하여 상기 정전기 방지제의 함량은 약 15 wt% 내지 약 20 wt%일 수 있다. 만일 상기 정전기 방지제의 함량이 너무 적으면 표면 저항값이 너무 높아 제전 작용이 미흡할 수 있다. 반대로 상기 정전기 방지제의 함량이 너무 많으면 제품의 충격 강도가 저하되고 비용이 상승할 수 있다.
가소제
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 가소제를 더 포함할 수 있다. 가소제로서는, 예를 들면, 소디움 벤조에이트(sodium benzoate), 소디움 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-tert-부틸페닐) 포스페이트 (sodium 2,2'-methylene-bis-(4,6-di-tert- butylphenyl) phosphate), N,N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌 디카르복실 아마이드(N,N'-dicyclohexyl-2,6-naphthalene dicarboxyl amide), (1,3;2,4)-디파라메틸 디벤질리덴 소비톨((1,3;2,4)-diparamethyl dibenzylidene sorbitol), 또는 (1,3;2,4)-디벤질리덴 소비톨((1,3;2,4)-dibenzylidene sorbitol)이 사용될 수 있다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)에 포함되는 가소제의 함량은 약 0.3 중량% 내지 약 1 중량%일 수 있다.
가소제의 함량이 너무 적으면 가소제를 첨가함으로써 얻고자 하는 적정 수준의 결정화도를 얻기 어렵다. 가소제의 함량이 너무 높으면 결정화 온도가 높아짐에 따라 결정화도가 감소하고 제품 제조에 걸리는 시간도 길어지며, 추후 제품 변형이 발생하는 원인이 될 수 있다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)는 ASTM D792로 측정된 비중이 약 1.0 내지 약 1.3일 수 있다. 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 종전의 반도체 수납용 트레이들에 비하여 더 작은 비중을 갖기 때문에 운반에 필요한 에너지가 더 적게 요구된다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)의 ASTM D792로 측정된 비중은 약 1.0 내지 약 1.3, 약 1.02 내지 약 1.28, 약 1.04 내지 약 1.26, 약 1.06 내지 약 1.24, 약 1.08 내지 약 1.22, 약 1.1 내지 약 1.2, 약 1.12 내지 약 1.18, 약 1.14 내지 약 1.16, 또는 이 수치들 사이의 임의의 범위를 가질 수 있다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)는 ASTM D955로 측정된 수축률이 약 0.2% 내지 약 0.25 %일 수 있다. 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 종전의 반도체 수납용 트레이들에 비하여 더 작은 수축률을 갖기 때문에 보다 우수한 치수 안정성을 갖는다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)의 ASTM D955로 측정된 수축률은 약 0.2% 내지 약 0.25 %, 약 0.205% 내지 약 0.245 %, 약 0.21% 내지 약 0.24 %, 약 0.215% 내지 약 0.235 %, 약 0.22% 내지 약 0.23 %, 또는 이 수치들 사이의 임의의 범위를 가질 수 있다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)는 ASTM D790으로 측정된 굴곡 탄성률(flexural modulus)이 약 45000 kg/cm2 내지 약 70000 kg/cm2일 수 있다. 상기 반도체 수납용 트레이(10)는 종전의 반도체 수납용 트레이들에 비하여 더 작은 굴곡 탄성률을 갖기 때문에 우수한 내충격성을 갖는다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 반도체 수납용 트레이(10)의 ASTM D790으로 측정된 굴곡 탄성률은 약 45000 kg/cm2 내지 약 70000 kg/cm2, 약 46000 kg/cm2 내지 약 69000 kg/cm2, 약 47000 kg/cm2 내지 약 68000 kg/cm2, 약 48000 kg/cm2 내지 약 67000 kg/cm2, 약 49000 kg/cm2 내지 약 66000 kg/cm2, 약 50000 kg/cm2 내지 약 65000 kg/cm2, 약 51000 kg/cm2 내지 약 64000 kg/cm2, 약 52000 kg/cm2 내지 약 63000 kg/cm2, 약 53000 kg/cm2 내지 약 62000 kg/cm2, 약 54000 kg/cm2 내지 약 61000 kg/cm2, 약 55000 kg/cm2 내지 약 60000 kg/cm2, 또는 이 수치들 사이의 임의의 범위를 가질 수 있다.
상기 반도체 수납용 트레이(10)가 상기 침상의 미네랄 필러 및 불소계 수지를 포함하면, 파티클 발생이 크게 억제될 뿐만 아니라 가볍고 수축률 및 굴곡 탄성률이 개선될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 수납용 트레이의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 컴파운딩을 통해 폴리머 혼합물을 제조한다(S110).
상기 폴리머 혼합물은 매트릭스 폴리머, 불소계 수지, 및 침상의 미네랄 필러를 포함할 수 있다. 상기 매트릭스 폴리머, 불소계 수지, 및 침상의 미네랄 필러의 종류 및 함량에 대해서는 위에서 상세하게 설명하였으므로 여기서는 추가적인 설명을 생략한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 컴파운딩은 압출기(extruder)를 통해 약 250℃ 내지 약 350℃의 온도에서 수행될 수 있다. 예컨대 호퍼의 온도는 약 250℃ 내지 약 300℃, 실린더의 온도는 약 270℃ 내지 약 320℃, 다이(die)의 온도는 약 290℃ 내지 약 350℃로 유지될 수 있다.
이후 불필요한 수분을 제거하기 위하여 상기 폴리머 혼합물을 약 60℃ 내지 약 90℃의 온도에서 2 시간 내지 6시간 동안 건조될 수 있다.
이어서 사출 성형을 통해 상기 폴리머 혼합물을 반도체 수납용 트레이 형태로 성형할 수 있다(S120).
상기 사출 성형의 피더(feeder)와 노즐은 약 250℃ 내지 약 350℃, 몰드는 약 50℃ 내지 약 90℃로 유지될 수 있다.
그런 다음 사출된 사출물을 충분한 시간 동안, 예컨대 약 5초 내지 약 30초 동안 냉각시켜 상기 사출물을 경화시킬 수 있다(S130).
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
<파티클 테스트>
하기 표 1에 표시된 함량에 따라 반도체 수납용 트레이를 제조하고, 상기 반도체 수납용 트레이에 대하여 파티클이 생성되는 정도를 테스트하였다.
구체적으로, 20개의 반도체 수납용 트레이를 적층한 후 컨테이너 박스 내에 넣고 4 mm 내외의 진동을 50 Hz로 인가하면서 적층된 반도체 수납용 트레이들의 네 코너에 충격을 가하였다.
이후 컨테이너 박스 내의 생성된 파티클들을 카운트하고 그 결과를 표 1에 정리하였다.
<내마모도 테스트>
하기 표 1에 표시된 함량에 따라 반도체 수납용 트레이를 제조하고, 상기 반도체 수납용 트레이에 대하여 내마모성을 테스트하였다.
내마모성은 테이버 마멸 시험기(Taber Abrasion Tester)를 이용하여 시험하였다. 내마모성을 시험하기 위한 물질은 CS-17이 사용되었고 웨이트(weight)의 무게를 1.5 kg(0.75kg x 2)로 하고 회전 속도는 60 rpm이었다. 마모 정도는 1000회 회전시킨 후의 질량 감소로 판단하였으며 그 결과를 표 1에 정리하였다.
<표 1>
표 1에서 보는 바와 같이 탈크(talc)나 마이카(mica)와 같은 판상의 미네랄 필러를 사용하였을 때(비교예 3, 비교예 4)에 비하여 침상의 미네랄 필러를 사용한 경우(실시예 1 내지 실시예 8) 발생되는 파티클의 수가 현저히 감소되는 것이 확인되었다.
또, 내마모도 테스트에서 감소된 무게의 수치도, 침상의 미네랄 필러를 사용하면 판상의 미네랄 필러를 사용할 때에 비하여 더 작아지는 것이 확인되었다. 즉 실시예 1 내지 실시예 8의 반도체 수납용 트레이들의 내마모도가 비교예 3 및 비교예 4의 반도체 수납용 트레이들의 내마모도보다 더 우수한 것을 알 수 있다.
뿐만 아니라 유리 섬유를 필러로서 사용하였을 때(비교예 1, 비교예 2)에 비하여 침상의 미네랄 필러를 사용한 경우(실시예 1 내지 실시예 8) 발생되는 파티클의 수가 현저히 감소되는 것이 확인되었다.
또, 내마모도 테스트에서 감소된 무게의 수치도, 본 발명의 침상의 미네랄 필러를 사용하면 유리 섬유를 사용할 때에 비하여 더 작아지는 것이 확인되었다. 즉 실시예 1 내지 실시예 8의 반도체 수납용 트레이들의 내마모도가 비교예 1 및 비교예 2의 반도체 수납용 트레이들의 내마모도보다 더 우수한 것을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
Claims (10)
- 매트릭스 폴리머;
불소계 수지 약 1 중량%(wt%) 내지 약 20 wt%; 및
침상의 미네랄 필러 약 1 wt% 내지 약 30 wt%;
를 포함하는 반도체 수납용 트레이. - 제 1 항에 있어서,
비중이 약 1.0 내지 약 1.3인 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 1 항에 있어서,
ASTM D955로 측정된 수축률이 약 0.2% 내지 약 0.25 %인 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 1 항에 있어서,
상기 침상의 미네랄 필러가 유리 섬유가 아닌 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 4 항에 있어서,
상기 침상의 미네랄 필러가 티탄산칼륨, 슬라그섬유(PMF), 월라스토나이트, 조노토라이트, 포스페이트화이바, 석고섬유, MOS, 도소나이트, 침상 MgO, 알루미늄보레이트, 아스베스트, 및 침상 수산화마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 4 항에 있어서,
상기 침상의 미네랄 필러는 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 1 항에 있어서,
ASTM D790으로 측정된 굴곡 탄성률(flexural modulus)이 약 45000 kg/cm2 내지 약 70000 kg/cm2인 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 1 항에 있어서,
상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리플루오로알콕시 수지(PFA), 불화 에틸렌프로필렌 공중합체(FEP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVdF), 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ETFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (VDF-HFP 공중합체), 비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌 (VDF-HFP-TFE) 공중합체, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 및 불화 에틸렌-프로필렌 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 제 1 항에 있어서,
상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리플루오로알콕시 수지(PFA), 불화 에틸렌프로필렌 공중합체(FEP), 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 반도체 수납용 트레이. - 매트릭스 폴리머, 불소계 수지, 및 침상의 미네랄 필러를 약 250℃ 내지 약 350℃의 온도에서 컴파운딩하여 폴리머 혼합물을 제조하는 단계;
상기 폴리머 혼합물을 반도체 수납용 트레이 형태로 사출하는 단계; 및
반도체 수납용 트레이 형태로 사출된 사출물을 경화시키는 단계;
를 포함하고,
상기 침상의 미네랄 필러는 티탄산칼륨, 슬라그섬유(PMF), 월라스토나이트, 조노토라이트, 포스페이트화이바, 석고섬유, MOS, 도소나이트, 침상 MgO, 알루미늄보레이트, 아스베스트, 및 침상 수산화마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 반도체 수납용 트레이의 제조 방법.
Priority Applications (1)
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| KR1020210144977A KR20230060343A (ko) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 반도체 수납용 저 파티클 트레이 및 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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