KR20240042948A - 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물 - Google Patents

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KR20240042948A
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이주현
장한규
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아쿠아켐(주)
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Abstract

본 발명은 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물에 관한 것으로, 멜라민 수지, 세정제가 그라프팅된 무기 충전제, 겉보기 비중이 200 이상 인 천연 셀룰로오스, 경화 촉매 및 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 T90을 측정하였을 때 T90값이 90 ∼ 200초로 기존 보다 높으며, 멜라민 수지 타블렛의 밀도 및 압축강도 또한 기존 보다 높아져, 기존의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물 보다 향상된 세정력을 가지는 효과가 있다.

Description

반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물{Melamine resin composition for semiconductor packaging process}
본 발명은 반도체 봉지재 성형용 금형에 대한 세정력이 향상된 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물에 관한 것이다.
반도체 봉지용 금형의 세정 재료인 멜라민 금형 세정용 컴파운드(Melamine mold cleaning compound)는 반도체 소자류를 반도체 봉지재(EMC : Epoxy molding compound)로 봉지(Encapsulation)하는 과정에서 발생하는 표면 얼룩발생의 원인이 되는 오염물질을 금형으로부터 제거시키는 열경화성 고분자화합물로 만든 재료를 의미한다.
상기 멜라민 금형 세정용 컴파운드는 반도체 칩(chip), 집적 회로(IC), BGA(Ball Grid Array), 트랜지스터(Transistor) 및 다이오드(Diode) 등의 제조공정에서는 물론 각종 플라스틱(Plastic) 제품의 성형공정에서 금형의 청소용으로 사용된다.
경화성 수지 조성물을 포함하는 봉지 성형 재료를 이용하여 봉지 성형하는 경우에 있어서, 집적 회로나 LED소자 등의 봉지 성형 작업을 장시간 계속하면 봉지 성형 재료에 유래하는 오물이 생기기 쉽다. 이러한 오물 발생에 의해, 성형 금형 내부가 오염되는 결함이 있다. 이러한 오물이 금형 내에 방치되면, 집적 회로나 LED 소자 등의 봉지 성형물의 표면에 오물이 부착되는 결함을 발생시킨다. 따라서, 봉지 성형 공정에서는 성형 금형 내의 오물을 제거하는 것이 요구된다.
일반적으로 반도체 봉지 성형용 금형에 대한 세정은 봉지 성형 공정에서 수백 쇼트의 봉지 성형을 할 때마다 수 쇼트의 비율로 봉지 성형 재료 대신에 금형 청소용 수지 조성물을 성형하여 이루어지며, 금형 청소용 수지조성물을 성형함으로써 성형 금형 내부 표면의 오물을 제거하는 것이 가능하다.
금형을 청소할 때에 충전재를 소립화한 금형 청소용 수지 조성물을 이용하면 세밀화된 금형 캐비티의 협소한 게이트 부분의 막힘을 억제할 수 있다. 하지만, 충전재를 소립화하면 충전재의 물리적 연마 효과가 저감되고, 특히 코너부의 오물 제거 성능이 저하되는 결함이 있다. 또한, 충전재를 소립화한 금형 청소용 수지 조성물은 청소 시에 금형 청소용 수지 조성물의 흐름이 과잉이 되어, 금형 내에 금형 청소용 수지 조성물이 적절히 쌓이지 않음으로써 오물을 충분히 제거할 수 없는 결함이 있다. 이러한 이유에서 반도체 금형을 청소할 때 멜라민 수조 조성물을 이용하는 경우가 많으며, 멜라민 수지 조성물을 이용할 경우 반도체 소자 봉지 시간을 줄이고 금형의 마모를 감소시킬 수 있으며, 반도체 봉지재(EMC compound)로 봉지하는 공정을 수행할 때 불량품 감소, 작업능률 향상 등 생산성을 향상 시킬 수 있다.
하지만, 날이 갈수록 반도체 금형의 재질 및 공정이 다양화함에 따라, 이에 대한 높은 세정효율을 나타내는 금형 세정용 조성물에 대한 기술 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 특히, 최근 들어 사용되는 기기의 고성능화에 대응하기 위해 집적 회로나 LED 소자 등의 봉지 성형 형상 및 구조 또한 다양화 및 정밀화되고 있어, 봉지 성형 공정에 이용하는 성형 금형의 형상 및 구조도 다양화 및 정밀화가 요구되고, 이러한 성형 금형의 청소는 오물이 남기 쉬운 코너부도 복잡 다양하게 포함하고 있어, 기존의 멜라민 수지 조성물로는 금형 캐비티의 구석구석까지 오물을 완전하게 제거하는 데는 한계가 있는 실정이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 도출된 본 발명은 반도체 봉지용 금형에 대한 세정 재료로 사용되는 기존의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물 보다 세정력이 향상된 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적과제들은 하기의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물에 관한 것으로, 멜라민 수지, 세정제가 그라프팅된 무기 충전제, 겉보기 비중이 200 이상인 천연 셀룰로오스, 경화 촉매 및 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 세정제는 상온에서 액상이며 비점이 160 ℃∼ 220 ℃인 것이 바람직할 수 있으며, 상기 세정제가 그라프팅 된 무기 충전제의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부인 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상기 세정제가 그라프팅된 무기 충전제는 평균 입경이 50 ∼ 300 ㎚인 나노 세라믹 분말인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 천연셀룰로오스는 입도가 1㎛ 내지 80㎛인 분말 형태의 천연셀룰로오스인 것이 바람직할 수 있으며, 상기 천연셀룰로오스의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 경화 촉매의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 윤활제의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 시간 함수로서 토오크(torque)를 측정하였을 때, T90값이 90 ∼ 200초인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 T90을 측정하였을 때 T90값이 90 ∼ 200초로 기존 보다 높으며, 멜라민 수지 타블렛의 밀도 및 압축강도 또한 기존 보다 높아져, 기존의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물 보다 향상된 세정력을 가지는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 멜라민 수지, 세정제가 그라프팅된 무기 충전제, 천연 셀룰로오스, 경화 촉매 및 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 반도체 금형은 반도체의 봉지재를 성형하기 위한 금형을 의미하며, 본 발명의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 반도체의 봉지재를 성형하기 위한 금형의 표면에 형성된 오염물을 제거하기 위해 사용되는 멜라민 수지 조성물을 의미한다.
본 발명에서 상기 멜라민 수지는 열안정성이 높고 난연성이 우수한 물질로서, 상기 멜라민 수지는 멜라민－페놀 공축합물 및 멜라민-요소 공축합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 멜라민-페놀 공축합물은 멜라민, 페놀류 및 알데히드류(예컨대, 포름할데히드)가 공축합된 것일 수 있으며, 상기 멜라민-요소 공축합물은 멜라민, 요소류 및 알데히드류가 공축합된 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 멜라민 수지는 공지의 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 포름알데히드(37% 수용액)와 멜라민을 몰비 1 ∼ 2.5로 수용액 중에서 반응시켜, 초기축합물 수용액을 제조한다. 반응 온도 85 ∼ 95℃, 약알칼리성(pH 7.5)에서 100 내지 180분 동안 반응 시킨다. 이후 겔화물을 조쇄하고, 열풍 건조기에서 80℃로 2시간 동안 건조시켜 수분을 제거한 후 백색의 멜라민수지를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물에서는 상기 멜라민 수지 외에, 상기 멜라민 수지와 블렌드 가능한 다른 수지 류를 본 발명의 효과에 악영향을 주지 않는 양으로 배합할 수 있으며, 상기 멜라민 수지와 블렌드 가능한 다른 수지 류로는 알키드 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고무류 등이 될 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 충전제는 상기 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 강도를 강화시켜 세정력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 무기 충전제는 산화 규소, 탄화 규소, 탄화 티탄, 산화 티탄, 탄화 붕소, 산화 붕소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 칼슘 및 나노 세라믹 분말로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 강도를 더욱 더 강화하여 세정력을 높이기 위해 평균 입경이 50 ∼ 300 ㎚인 나노 세라믹 분말을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 무기 충전제와 그라프팅되는 세정제는 몰드 내에 있는 오염물을 몰드로부터 이탈시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 세정제는 커플링제를 이용하여 무기 충전제에 결합시킨다. 본 발명의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 세정제가 그라프팅된 무기 충전제를 포함하는 것을 특징으로 함으로써 세정 성능을 강화하면서 금형의 이형성을 개선하는 것을 특징으로 한다. 상기 세정제는 상온에서 액상이며 비점이 160 ℃∼ 220 ℃인 것이 바람직하며 성형용 금형 청소용 수지는 사용하는 금형 온도가 일반적으로 160 ∼ 200℃ 근방에서 사용되기 때문에 금형에서 금형 청소용 수지가 세정 효과를 나타내기 위해서는 금형 온도에서 액체에서 기체로 변하는 상태가 되야만 세정효과가 좋으며, 따라서 사용되는 세정제로서는 비점이 160℃ 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 글리콜에테르계 세정 화합물, 이미다졸린류계 세정 화합물, 아민류 세정 화합물, 아미노알콜계 세정 화합물 등이 될 수 있고, 이들의 하나 이상의 조합으로 이용될 수도 있다. 상기 세정제를 무기 충전제에 그라프팅 시킬 때 사용하는 커플링제는 무기 충전제의 표면에 코팅되어 접착력과 균일성을 증가 시키고, 계면 활성 특성을 증가 시키는 표면개질 물질로서, 비반응성 유기 알콕시 실란류로 페닐트리알콕시실란, 메틸트리알콕시실란, 에틸트리알콕시실란을 포함한 지방족, 지환족 및 방향족 알콕시에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 반응성실란류로는 에폭시기, 치올기, 아민기 및 산무수물기를 가지는 알콕시실란에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 세정제가 그라프팅된 무기 충전재의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 25 중량부, 가장 바람직하게는 10 내지 20 중량부일 수 있다. 이는 상기 세정제가 그라프팅된 무기 충전재의 함량이 멜라민 수지 100 중량부 대비 5 중량부 미만이면 멜라민 수지 조성물의 강도가 지나치게 저하되어 금형 내부에 부착된 오염물에 대한 세정력이 좋지 않고, 30 중량부를 초과하게 되면 멜라민 수지 조성물의 유동성이 나빠져서 금형의 구석구석까지 충전되지 않아 금형 내부의 구석구석에 오염 물질이 잔존하게 되는 문제가 있기 때문이다.
본 발명에서 상기 천연 셀룰로오스는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 강도를 강화시키고, 유동성을 향상시켜 세정력을 보완하는 역할을 하는 것으로서, 상기 천연 셀룰로오스의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 25 중량부, 가장 바람직하게는 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 이는 상기 천연 셀룰로오스의 함량이 멜라민 수지 100 중량부 대비 5 중량부 미만일 경우에는 멜라민 수지 조성물의 강도가 떨어져 세정력이 저하되고, 30 중량부를 초과하게 되면 멜라민 수지 조성물의 유동성이 오히려 나빠져서 금형의 구석구석까지 충전되지 않아 금형의 구석 구석에 오염 물질이 잔존하는 문제가 발생하기 때문이다.
본 발명에서 상기 천연 셀룰로오스는 멜라민 수지 타블렛의 밀도 및 압축강도를 높여 오염물에 대한 세정력을 보다 더 향상시키기 위해 겉보기 비중이 200 이상인 것이 바람직하다.
상기 천연 셀룰로오스의 형태는 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 유동성을 높여 금형의 구석구석까지 오염물을 더욱 더 효과적으로 제거할 수 있도록 하기 위해 분말 형태인 것이 바람직하며, 상기 천연 셀룰로오스가 분말 형태일 경우 입도는 1㎛ 내지 80㎛인 것이 바람직하다. 이는 상기 분말 형태의 천연 셀룰로오스의 입도가 1㎛ 미만이면 상기 금형 세정용 멜라민 수지 조성물의 유동성이 지나치게 저하될 수 있고, 80㎛를 초과하면 성형성이 현저히 저하되는 문제가 있기 때문이다. 상기 천연 셀룰로오스가 멜라민 수지로 함침된 경우에는 멜라민 수용액에 천연 셀룰로오스를 함침 시켜 제조될 수 있다. 상기 멜라민 수용액은 예컨대, 멜라민-포름알데히드 수지 수용액 또는 멜라민-페놀-포름알데히드 수지 수용액일 수 있으나, 멜라민을 함유하는 수용액이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 경화 촉매는 무수 말레인산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 구연산 일수화물, 안식향산 및 무수프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있으며, 상기 경화 촉매의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 본 발명의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 세정력 저하를 방지하기 위해 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%일 수 있다.
본 발명에서 상기 윤활제는 반도체 금형의 구석까지 빠뜨리지 않고 세정할 수 있도록 유동성을 강화시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 윤활제로는 스테아린산 아연(zinc stearate), 스테아린산 칼슘(calcium stearate) 및 미리스틴산 아연(zinc myristate) 중에서 선택되는 금속성 염(metallic soap); 스테아릭산 및 올레익산 중에서 선택되는 지방산; 글리세롤, 글리세롤 모노올레이트 및 글리세롤 모노하이드록시스테아레이트(monohydroxystearate) 중에서 선택되는 글리세롤류; 및 로릭산 아미드, 미리스틱산 아미드, 이루식 아미드, 올레익 아미드, 스테아 아미드, 메틸렌비스테아릭산 아미드, 에틸렌비스테아릭산 아미드 및 에틸렌비솔레익산 아미드 중에서 선택되는 지방산 아미드;로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 바람직하게는 스테아린산 아연일 수 있다.
또한, 상기 윤활제의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3중량부, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1중량부일 수 있다. 이는 상기 윤활제의 함량이 상기 멜라민 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 미만이면 멜라민 수지 조성물의 유동성이 반도체 금형의 구석구석까지 충전될 정도로 충분하지 않아 금형에 오염 물질이 잔존할 수 있는 문제가 있고, 5 중량부를 초과하면 본 발명의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 강도가 지나치게 낮아져 세정력이 저하되는 문제가 있기 때문이다.
본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 기존의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물 보다 향상된 세정력을 가지는 이점이 있어, 반도체 소장 봉지 시간을 최대한 줄일 수 있고, 반도체 금형의 마모를 감소시킬 수 있으며, 반도체 봉지재 성형 공정을 수행할 때 제품 불량률을 감소시키고, 봉지 작업능률 또한 향상시킬 수 있어 반도체 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다.
반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 시간 함수로서 토오크(torque)를 측정한다. 상기의 ODR 장비를 통해 멜라민의 성질을 평가함에 있어 멜라민 수지 조성물이 경화될 때 그 경화 진행 상태를 확인할 수 있다. 멜라민 수지 조성물 샘플이 경화 온도로 가온됨에 따라 상기 멜라민 수지 조성물 샘플은 더 부드러워지고 토오크는 감소한다. 이어 멜라민 수지 조성물 샘플이 경화되기 시작하며, 이는 토오크 증가에 의해 확인될 수 있다. 멜라민 수지 조성물 샘플이 경화가 시작되는 시점에서 최소 토오크 값(minimum torque, ML value)으로 정의될 수 있으며, 이러한 최소 토오크 값은 경화되지 않은 상태의 변형특성 및 최소점도를 의미한다. 또한, 멜라민 수지 조성물의 경화가 진행됨에 따라 토오크는 최대값에 도달할 때까지 계속 증가하게 되는데, 상기 최대값을 최대 토오크 값(maximum torque, MH value)으로 정의될 수 있으며, 이러한 최대 토오크 값은 멜라민 수지 조성물이 완전히 경화된 상태의 강도 또는 전단계수를 의미한다. 즉, 멜라민 수지 조성물이 경화되지 않는 상태의 변형특성 및 최소 점도를 의미하는 최소 토오크 값이 작을수록 퍼짐성이 우수하여 금형 내부에 충분한 충진이 가능하나, 최소 토오크 값이 지나치게 작을 경우에는 멜라민 수지 조성물의 퍼짐성이 과도하여 금형 내에 충진 시 충진 불량이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 최소 토오크 값이 적정 범위를 넘어서는 경우 멜라민 수지 조성물이 금형 내에 충분히 충진 되지 않은 상태에서 경화가 진행되기 때문에 효과적인 세정능력을 발휘할 수 없어 바람직하지 못하다. 한편, 본 발명의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 최대 토오크 값(maximum torque, MH value)은 20 ∼ 40 Lb-inch 일 때 가장 적정하였다. 상기 최대 토오크 값이 20 Lb-inch 보다 작을 경우에는 멜라민 수지 조성물의 강도가 약하여 금형 내부의 오염물질을 포함했을 시 스티킹(sticking) 현상 등이 나타날 수 있어 문제가 되고, 최대 토오크 값이 40 Lb-inch 보다 클 경우에는 경화후의 조성물의 강도가 지나치게 높아 멜라민 수지 조성물의 부스러짐 현상이 나타날 수 있어 문제가 된다.
본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 시간 함수로서 토오크(torque)를 측정하였을 때, T90 값이 90 ∼ 200초이며, 이때 가장 좋은 세정력을 가진다. 상기 T90 값은 멜라민 수지 조성물이 90% 경화되는데 소요되는 시간을 의미하며, 상기 T90 값이 더 클수록 조성물에 대한 경화 시간이 더 긴 것을 의미하며, 본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 T90 값이 90 ∼ 200초이어서, 오염물속으로 세정용 멜라민 수지 조성물을 더 많이 침투시킬 수 있고 오염물과 금형사이까지 침투되어 효과적으로 오염물들을 제거할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물은 반도체 칩(chip), 집적 회로(IC), BGA(Ball Grid Array), 트랜지스터(Transistor), 다이오드(Diode) 등의 제조공정에서는 물론, 각종 플라스틱(Plastic) 제품의 성형 공정에서 금형의 세정용으로 광범위하게 사용될 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 : 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물 제조
멜라민 수지, 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 세정제가 그라프팅된 무기 충전제 20 중량부, 상기 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 하기 표 1의 입도 및 겉보기 비중을 가지는 천연셀룰로오스 15 중량부, 경화 촉매인 융점이 52.6℃인 무수 말레인산 0.5 중량부와 융점이 124℃인 안식향산 0.5 중량부 및 윤활제인 스테아린산 아연 0.4 중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물을 제조하였다.
상기 세정제가 그파프팅된 무기 충전제의 경우, 무기 충전제로 평균입경이 210 ㎚인 나노 세라믹 분말을 사용하였고, 세정제로는 비점이 190℃인 디프로필렌글리콜메틸에테르를 사용하였으며, 상기 세정제를 무기 충전제에 결합시킬 때 사용한 커플링제는 메틸트리알콕시실란(methyltrialkoxysilane)을 사용하였다.
비교예
하기 표 1의 겉보기 비중 및 입도를 가지는 천연셀룰로오스를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하여 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물을 제조하였다.
겉보기 비중 입도(㎛)
실시예 1 250 50
실시예 2 210 50
실시예 3 210 80
실시예 4 210 100
비교예 1 190 80
비교예 2 190 100
실험예 : 세정력 시험
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 각각 제조된 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물의 세정력을 아래와 같은 시험방법으로 평가하였다.
[시험방법]
상용 바이페닐형 에폭시 수지 금형 재료(Hitachi Chemical Co., Ltd로부터 입수 가능한 CEL-9200XU)를 사용하여 금형 오물을 갖도록 TQFP(thin quad flat pack)를 위한 성형에서 500 쇼트동안 성형하였다. 평가는 금형 표면이 청소될 때까지 오염된 금형을 사용하여 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2의 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물을 반복적으로 성형함으로써 이루어진다. 반복 성형 횟수가 적을수록 세정력이 우수한 것을 의미하며, 시험 결과는 하기의 표 1에 나타난 바와 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
세정 완료
쇼트 수 		4 4 4 5 8 9
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 멜라민 수지 조성물이 비교예 1 내지 2의 멜라민 수지 조성물에 비해 세정 완료 쇼트 수가 훨씬 적어 세정력이 우수한 것을 알 수 있다.
나아가, 상기 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 멜라민 수지 조성물에 대해 170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 시간 함수로서 토오크(torque)를 측정하였을 때, T90 값(90% 경화되기까지 소요된 시간)은 하기 표 3에 나타난 바와 같았다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
T90
(sec.) 		103 101 107 93
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 멜라민 수지, 세정제가 그라프팅된 무기 충전제, 겉보기 비중이 200 이상 인 천연 셀룰로오스, 경화 촉매 및 윤활제를 포함하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세정제가 그라프팅된 무기 충전제의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부 대비 5 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 충전제는 평균 입경이 50 ∼ 300 ㎚인 나노 세라믹 분말인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 천연 셀룰로오스의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부 대비 5 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 천연 셀룰로오스는 입도가 1㎛ 내지 80㎛인 분말 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 경화 촉매의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부 대비 0.5 내지 3 중량부인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 윤활제의 함량은 상기 멜라민 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정제는 상온에서 액상이며 비점이 160 ℃∼ 220 ℃인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    170 내지 180℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 시간 함수로서 토오크(torque)를 측정하였을 때, T90 값이 90 ∼ 200초인 것을 특징으로 하는 반도체 패키징 공정용 멜라민 수지 조성물.
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