KR20240067442A - Method for manufacturing semiconductor package and semiconductor package made therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 패키지 제조 방법 및 그로부터 제조된 반도체 패키지에 관한 것이다. 구체적으로, 상단부에서도 접합성이 우수한 반도체 패키지 제조 방법 및 그로부터 제조된 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package manufacturing method and a semiconductor package manufactured therefrom. Specifically, it relates to a method of manufacturing a semiconductor package with excellent bonding properties even at the upper end, and a semiconductor package manufactured therefrom.
Description
본 발명은 반도체 패키지 제조 방법 및 그로부터 제조된 반도체 패키지에 관한 것이다. 구체적으로, 상단부에서도 접합성이 우수한 반도체 패키지 제조 방법 및 그로부터 제조된 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package manufacturing method and a semiconductor package manufactured therefrom. Specifically, it relates to a method of manufacturing a semiconductor package with excellent bonding properties even at the upper end, and a semiconductor package manufactured therefrom.
최근 고도의 반도체 집적화를 위한 방법으로서 3D 반도체 패키지 기술이 주목받고 있다. 3D 반도체 패키지 기술은 횡방향이 아닌 위로 반도체를 쌓아 올려 집적도 및 전력 효율을 크게 증가시킬 수 있다.Recently, 3D semiconductor package technology has been attracting attention as a method for advanced semiconductor integration. 3D semiconductor package technology can significantly increase integration and power efficiency by stacking semiconductors upward rather than horizontally.
적층되는 복수의 반도체를 전기적으로 연결하는 방법으로서, 실리콘관통전극(TSV) 기술이 주로 이용 된다. As a method of electrically connecting a plurality of stacked semiconductors, through-silicon electrode (TSV) technology is mainly used.
각 TSV층 사이를 충진할 접착제로서 페이스트(Paste) 형태의 비전도성 페이스트(Non Conductive Paste, NCP)나 비전도성 필름(Non-conductive Film, NCF)이 사용된다. 이 중 NCF는 필름형태의 언더필소재로서 매립성과 공정시간 및 용이함에 있어 유리한 이점을 가지고 있다. 다만, NCF의 경우 압착과정에 있어 필렛(Fillet)이 발생할 수 있다. 필렛이 과다하게 배출될 경우 필렛이 여러 장의 칩이 쌓인 구조에 있어 아래로 흐르거나 위로 올라가는 등의 문제가 발생할 수 있다.Non-conductive paste (NCP) or non-conductive film (NCF) in the form of paste is used as an adhesive to fill between each TSV layer. Among these, NCF is a film-type underfill material that has advantages in embedding, process time, and ease of use. However, in the case of NCF, fillets may occur during the pressing process. If the fillet is discharged excessively, problems such as flowing downward or upward may occur as the fillet has a structure of multiple chips stacked together.
실리콘관통전극을 이용한 칩간의 본딩은 통상적으로 200 내지 300℃의 온도에서 2 내지 10초간 압력을 가하는 열압착(Thermal Compression Bonding) 방식으로 이루어진다, 열압착 방식의 본딩은 적층된 복수의 반도체 칩 상하부에 열원을 구비하여 수행될수 있으나, 적층되는 반도체칩의 단 수가 높아질수록 본딩시 반도체 칩 및 반도체 칩 사이의 비전도성 접착제에 가해지는 열이 감소하여 상단부로 갈수록 접합이 안되는 문제가 발생할 수 있다.Bonding between chips using through-silicon electrodes is typically accomplished through thermal compression bonding, which applies pressure for 2 to 10 seconds at a temperature of 200 to 300°C. Thermal compression bonding is performed on the top and bottom of a plurality of stacked semiconductor chips. It can be performed using a heat source, but as the number of stages of the semiconductor chips being stacked increases, the heat applied to the non-conductive adhesive between the semiconductor chips during bonding decreases, which may cause problems with bonding toward the upper end.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상단부에서도 반도체 칩의 접합이 우수하며 필렛량을 적절히 조절할 수 있는 반도체 패키지 제조 방법를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor package that allows excellent bonding of semiconductor chips even at the top and can appropriately control the fillet amount.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시상태는 a) n단의 반도체 칩 접합체 상부에 비전도성 접착필름을 부착하는 단계; b) 상기 n단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착된 비전도성 접착필름에 광을 조사하여 광경화된 비전도성 접착필름을 얻는 단계; c) 상기 광경화된 비전도성 접착필름 상부에 반도체 칩을 적층하고 열압착 접합하여 (n+1)단의 반도체 칩 접합체를 제조하는 단계; d) 상기 a) 내지 c) 단계를 상기 n단이 1단에서부터 (k-1)단이 될 때까지 반복하는 단계로서, 이 때 상기 b) 단계의 광 조사량은 상기 n단이 (k-1)단일 때가 1단일 때보다 감소하는 것인 단계;를 포함하는 k단의 반도체 패키지의 제조 방법으로서, 상기 k는 3이상의 자연수인 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention is a) Attaching a non-conductive adhesive film to the top of the n-tier semiconductor chip assembly; b) Obtaining a photocured non-conductive adhesive film by irradiating light to the non-conductive adhesive film attached to the top of the n-stage semiconductor chip assembly; c) Manufacturing a (n+1)-stage semiconductor chip assembly by laminating a semiconductor chip on the photo-cured non-conductive adhesive film and bonding it by heat compression; d) Steps a) to c) are repeated until the n-stage reaches the (k-1) stage, where the light irradiation amount in step b) is such that the n-stage is the (k-1) stage. A manufacturing method of a k-stage semiconductor package comprising a step of reducing the time compared to the case of 1 stage, wherein k is a natural number of 3 or more.
본 발명의 다른 일 실시상태는 상기 방법으로 제조된 k 단의 반도체 패키지로서, 각 단의 평균 저항의 차이가 15 %이하인 것인 반도체 패키지를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a semiconductor package of k stages manufactured by the above method, wherein the difference in average resistance of each stage is 15% or less.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 층별로 비전도성 접착필름의 최저 점도를 조절하여 하단 칩 사이뿐만 아니라 상단 칩 사이에서도 반도체 칩의 접합이 우수한 반도체 패키지를 제조할 수 있다.The semiconductor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention can manufacture a semiconductor package with excellent bonding of semiconductor chips not only between lower chips but also between upper chips by controlling the minimum viscosity of the non-conductive adhesive film for each layer.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 각 단에 동일한 비전도성 접착필름을 사용하더라도 제조 공정 중에 광 조사를 통해 비전도성 접착필름의 최저 점도를 조절하여 반도체 칩의 접합이 우수한 반도체 패키지를 제조할 수 있다.The semiconductor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention provides a semiconductor package with excellent bonding of semiconductor chips by controlling the minimum viscosity of the nonconductive adhesive film through light irradiation during the manufacturing process even if the same nonconductive adhesive film is used at each stage. It can be manufactured.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 필렛의 발생량을 적절하게 조절할 수 있다.The semiconductor package manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention can appropriately control the amount of fillet generation.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effect of the present invention is not limited to the above-mentioned effect, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the attached drawings.
도 1은 종래 열압착 접합 방식의 반도체 패키지 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 5단의 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 방법으로 제조된 5단 반도체 패키지에서 1단과 2단사이 및 칩간 접합 상태를 SEM으로 촬영한 사진이다.Figure 1 is a diagram schematically showing a conventional thermocompression bonding method for manufacturing a semiconductor package.
Figure 2 is a diagram schematically showing a five-layer semiconductor package manufactured by the method according to Example 1.
Figure 3 is a photograph taken by SEM of the bonding state between the first and second stages and between chips in a 5-layer semiconductor package manufactured by the method according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3.
이하, 본 발명의 실시상태를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the specification of the present application, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only the case where the member is in contact with the other member, but also the case where another member exists between the two members.
본원 명세서 전체에서, “고형분”은 조성물에서 용매를 제외한 성분들을 모두 합친 것을 통칭하는 의미로 사용된다.Throughout the specification of this application, “solids” is used to refer to the sum of all components excluding the solvent in the composition.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.Throughout the specification herein, the unit “part by weight” may refer to the ratio of weight between each component.
본원 명세서 전체에서, "제1"및 "제2"와 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용되며, 상기 서수에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 발명의 권리 범위 내에서 제1 구성요소는 제2 구성요소로도 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Throughout this specification, terms including ordinal numbers, such as “first” and “second,” are used for the purpose of distinguishing one element from another element and are not limited by the ordinal numbers. For example, within the scope of invention rights, a first component may also be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
본원 명세서 전체에서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 통칭하는 의미로 사용된다.Throughout this specification, “(meth)acrylate” is used to collectively refer to acrylates and methacrylates.
본원 명세서 전체에서, “알킬"은 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 사슬형 탄화수소 구조를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 또한, “시클로 알킬"은 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 탄소 고리 구조를 포함할 수 있으며, 단일 고리(monocyclic ring) 또는 다중 고리(polycyclic ring)를 포함하는 것을 의미할 수 있다.Throughout the specification herein, “alkyl” may mean including a chain-type hydrocarbon structure in which no unsaturated bond exists in the functional group. In addition, “cycloalkyl” includes a carbon ring structure in which no unsaturated bond exists in the functional group. It can mean that it contains a single ring (monocyclic ring) or multiple rings (polycyclic ring).
본원 명세서 전체에서, 화합물(또는 조성물)의 점도는 필름상태로 샘플링 후 온도를 상승시키면서 하케(Haake) 점도계로 측정한 값일 수 있다. 구체적으로, 화합물(또는 조성물)을 기포가 없는 상태로 탈포하여 500㎛두께 이상으로 도포한 후, 온도를 5℃/min 상승시키면서 점도를 측정한다.Throughout the specification herein, the viscosity of the compound (or composition) may be a value measured with a Haake viscometer while raising the temperature after sampling in a film state. Specifically, the compound (or composition) is defoamed without bubbles and applied to a thickness of 500㎛ or more, and then the viscosity is measured while raising the temperature at 5°C/min.
본원 명세서 전체에서, 최저 점도는 25 ℃부터 300 ℃까지 온도를 5℃/min으로 상승 시키면서 하케(Haake) 점도계로 점도를 측정했을 때 점도의 최소값을 의미한다.Throughout the specification herein, minimum viscosity refers to the minimum value of viscosity when measured with a Haake viscometer while increasing the temperature at 5°C/min from 25°C to 300°C.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 실시상태는 a) n단의 반도체 칩 접합체 상부에 비전도성 접착필름을 부착하는 단계; b) 상기 n단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착된 비전도성 접착필름에 광을 조사하여 광경화된 비전도성 접착필름을 얻는 단계; c) 상기 광경화된 비전도성 접착필름 상부에 반도체 칩을 적층하고 열압착 접합하여 (n+1)단의 반도체 칩 접합체를 제조하는 단계; d) 상기 a) 내지 c) 단계를 상기 n단이 1단에서부터 (k-1)단이 될 때까지 반복하는 단계로서, 이 때 상기 b) 단계의 광 조사량은 상기 n단이 (k-1)단일 때가 1단일 때보다 감소하는 것인 단계;를 포함하는 k단의 반도체 패키지의 제조 방법으로서, 상기 k는 3이상의 자연수인 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention is a) Attaching a non-conductive adhesive film to the top of the n-tier semiconductor chip assembly; b) Obtaining a photocured non-conductive adhesive film by irradiating light to the non-conductive adhesive film attached to the top of the n-stage semiconductor chip assembly; c) manufacturing a (n+1)-stage semiconductor chip assembly by laminating a semiconductor chip on top of the photocured non-conductive adhesive film and bonding it by heat compression; d) Steps a) to c) are repeated until the n-stage reaches the (k-1) stage, where the light irradiation amount in step b) is such that the n-stage is the (k-1) stage. A manufacturing method of a k-stage semiconductor package including a step of reducing the time compared to the case of 1 stage, wherein k is a natural number of 3 or more.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 3단 이상의 반도체 패키지를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 상기 k는 3 내지 12의 자연수일 수 있다.A method of manufacturing a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor package with three or more layers. Specifically, k may be a natural number from 3 to 12.
도 1은 종래 열압착 접합 방식의 반도체 패키지 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing a conventional thermocompression bonding method for manufacturing a semiconductor package.
도 1을 참고하면, 반도체 칩(20)을 적층하여 열압착 접합하는 과정에 있어서 n단의 반도체 칩 접합체(30)의 단수가 높아질수록 열원(100)으로부터 거리가 멀어져 열압착 접합시 광경화된 비전도성 접착필름(10) 및 반도체 칩(20)에 가해지는 열이 감소하는 현상이 발생할 수 있음을 확인할 수 있다. 이와 같이, 상단의 반도체 칩을 열압착 접합하는 과정에서 온도가 낮을 경우 접합이 불량할 수 있다.Referring to FIG. 1, in the process of stacking and thermocompression bonding the semiconductor chips 20, as the number of stages of the n-stage semiconductor chip assembly 30 increases, the distance from the heat source 100 increases, so that photocuring occurs during thermocompression bonding. It can be confirmed that a phenomenon in which the heat applied to the non-conductive adhesive film 10 and the semiconductor chip 20 is reduced may occur. In this way, if the temperature is low during the process of thermocompression bonding the upper semiconductor chip, the bonding may be poor.
이와 달리, 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 각 단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착되는 비전도성 접착필름의 최저 점도를 조절하여 하단 반도체 칩 사이뿐만 아니라 상단 반도체 칩 사이에서도 접합이 우수한 반도체 패키지를 제조할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 각 단에 동일한 비전도성 접착필름을 사용하더라도 제조 공정 중에 광 조사를 통해 비전도성 접착필름의 최저 점도를 조절하여 반도체 칩의 접합이 우수한 반도체 패키지를 제조할 수 있다.In contrast, the semiconductor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention adjusts the minimum viscosity of the non-conductive adhesive film attached to the top of the semiconductor chip bonding body of each stage to provide excellent bonding not only between the lower semiconductor chips but also between the upper semiconductor chips. Semiconductor packages can be manufactured. In addition, the method of manufacturing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention is a semiconductor package with excellent bonding of semiconductor chips by controlling the minimum viscosity of the non-conductive adhesive film through light irradiation during the manufacturing process even if the same non-conductive adhesive film is used at each stage. can be manufactured.
이하에서는 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a semiconductor package manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail.
(1) n단의 반도체 칩 접합체 상부에 비전도성 접착필름을 부착하는 단계(a) 단계) (1) Step (a) of attaching a non-conductive adhesive film to the top of the n-tier semiconductor chip assembly)
본 발명에 따른 제조 방법에서 사용되는 비전도성 접착필름에 대해 아래에서 구체적으로 서술한다.The non-conductive adhesive film used in the manufacturing method according to the present invention is described in detail below.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법에 사용되는 비전도성 접착필름은 광 조사를 통해 최저 점도가 변화할 수 있다. 구체적으로, 상기 비전도성 접착필름은 광 조사를 통해 최저 점도가 증가될 수 있다. 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 광경화에 의해 최저 점도가 증가하는 비전도성 접착필름을 사용함으로써 하단 칩 사이뿐만 아니라 상단 칩 사이에서도 반도체 칩의 접합이 우수하며, 필렛의 발생을 효과적으로 제어할 수 있다. The minimum viscosity of the non-conductive adhesive film used in the semiconductor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention may change through light irradiation. Specifically, the minimum viscosity of the non-conductive adhesive film can be increased through light irradiation. The semiconductor package manufacturing method according to the present invention uses a non-conductive adhesive film whose minimum viscosity increases by photocuring, thereby providing excellent bonding of semiconductor chips not only between the lower chips but also between the upper chips, and the occurrence of fillets can be effectively controlled. there is.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 비전도성 접착필름은 광경화성 접착제 조성물을 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 비전도성 접착필름은 열경화성 수지, 열가소성 수지, 열경화제, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 경화 촉매 및 무기필러를 포함하는 접착제 조성물을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the non-conductive adhesive film may include a photocurable adhesive composition, and specifically, the non-conductive adhesive film may include a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a thermosetting agent, and a reactive (meth)acrylate-based compound. , may include an adhesive composition containing a curing catalyst and an inorganic filler.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화성 수지, 열가소성 수지, 열경화제, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 경화 촉매 및 무기필러는 반도체 패키징용 비전도성 접착필름용 접착제 조성물 분야에서 통상적으로 알려진 화합물들이 사용될 수 있고, 그 종류가 제한되지는 않는다.According to one embodiment of the present invention, the thermosetting resin, thermoplastic resin, thermosetting agent, reactive (meth)acrylate-based compound, curing catalyst, and inorganic filler are compounds commonly known in the field of adhesive compositions for non-conductive adhesive films for semiconductor packaging. can be used, and the types are not limited.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화성 수지는 고상 에폭시 수지, 및 액상 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 에폭시 수지는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비페닐형 노볼락 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, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 및 시클로 알리파틱 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 열경화성 수지가 전술한 에폭시 수지를 포함하는 경우, 상기 접착제 조성물은 반도체 칩의 다단적층 구조의 패키지에 적합한 물리적 특성, 내열성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 확보된 비전도성 접착필름을 구현할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the thermosetting resin may include at least one of a solid epoxy resin and a liquid epoxy resin. Specifically, the epoxy resin is a cresol novolac epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, bisphenol F-type novolak epoxy resin, bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol A-type novolac epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, tetrafunctional Epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl type novolac epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, alkyl modified triphenol methane epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, dicyclopentadiene modified. It may include at least one of a phenol-type epoxy resin, a glycidylamine-type epoxy resin, and a cycloaliphatic epoxy resin. When the thermosetting resin includes the above-described epoxy resin, the adhesive composition can implement a non-conductive adhesive film that secures mechanical properties such as physical properties, heat resistance, and impact resistance suitable for a package of a multi-layered structure of a semiconductor chip.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 100 g/eq 내지 1,000 g/eq의 평균 에폭시 당량을 가질 수 있다. 상기 평균 에폭시 당량은 상기 에폭시 수지에 포함되는 각각의 에폭시 수지의 중량 비율 및 에폭시 당량을 바탕으로 구할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the epoxy resin may have an average epoxy equivalent weight of 100 g/eq to 1,000 g/eq. The average epoxy equivalent can be obtained based on the weight ratio and epoxy equivalent of each epoxy resin included in the epoxy resin.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화성 수지의 함량은 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 40 중량부 이하, 1 중량부 이상 20 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하 또는 3 중량부 이상 6 중량부 이하일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the content of the thermosetting resin is 1 part by weight or more and 40 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less, and 3 parts by weight or more and 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition. It may be less than or equal to 3 parts by weight and less than or equal to 6 parts by weight.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지는 폴리이미드계 수지, 폴리에테르 이미드계 수지, 폴리에스테르 이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리에테르 케톤계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 페녹시계 수지, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 변성 부타디엔 고무, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메트)아크릴레이트계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 열가소성 수지를 선택함으로써, 에폭시 수지와의 상용성을 증가시키고 반도체 패키지에서 생기는 스트레스를 감소시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the thermoplastic resin is polyimide-based resin, polyether imide-based resin, polyester imide-based resin, polyamide-based resin, polyether sulfone-based resin, polyether ketone-based resin, and polyolefin-based resin. , polyvinyl chloride-based resin, phenoxy-based resin, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, modified butadiene rubber, reactive butadiene acrylonitrile copolymer rubber, and (meth)acrylate-based resin. By selecting the thermoplastic resin from the above, compatibility with the epoxy resin can be increased and stress occurring in the semiconductor package can be reduced.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지는, -10 ℃ 내지 30 ℃의 유리전이온도 및 50,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol의 중량평균분자량을 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the thermoplastic resin may include a (meth)acrylate-based resin having a glass transition temperature of -10 ℃ to 30 ℃ and a weight average molecular weight of 50,000 g/mol to 1,000,000 g/mol. You can.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 에폭시기 함유 아크릴 공중합체로서, 전체 중량 중 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 1 중량% 내지 30 중량%, 혹은 2 중량% 내지 28 중량%, 또는 2.5 중량% 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 수지 내의 에폭시기 함량이 전술한 범위 내인 경우, 에폭시 수지와의 상용성과 접착력이 우수할 수 있다. 또한, 열경화에 의한 점도 상승 속도가 적절하여 열압착 단계에서 솔더 범프의 접합 및 매립이 충분히 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the (meth)acrylate-based resin is an epoxy group-containing acrylic copolymer, and contains 1% to 30% by weight of glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate based on the total weight, or It may contain 2% to 28% by weight, or 2.5% to 25% by weight. When the epoxy group content in the (meth)acrylate-based resin is within the above-mentioned range, compatibility and adhesion with the epoxy resin may be excellent. In addition, the rate of increase in viscosity due to thermal curing is appropriate, so that bonding and embedding of solder bumps can be sufficiently achieved in the thermal compression step.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지의 함량은, 상기 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 5 중량부 이상 50 중량부 이하, 10 중량부 이상 40 중량부 이하, 15 중량부 이상 35 중량부 이하 또는 20 중량부 이상 35 중량부 이하일 수 있다. 상기 열가소성 수지의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 열경화성 수지와의 상용성을 높이고, 반도체 패키지에서 발생될 수 있는 스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the content of the thermoplastic resin is, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition, 5 parts by weight or more and 50 parts by weight or less, 10 parts by weight or more and 40 parts by weight or less, and 15 parts by weight or more. It may be less than or equal to 20 parts by weight and less than or equal to 35 parts by weight. By adjusting the content of the thermoplastic resin to the above-described range, compatibility with the thermosetting resin can be increased and stress that may occur in the semiconductor package can be effectively reduced.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화제는 아민계 화합물, 산무수물계 화합물, 아미드계 화합물 및 페놀계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 아민계 화합물은 디아미노디페닐메탄, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌트트라아민, 디아미노디페닐술폰, 이소포론디아민, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상기 산무수물계 화합물은 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수말레인산, 테트라히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 무수메틸나딕산, 헥사히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상기 아미드계 화합물로는 디시안디아미드, 리놀렌산의 2량체와 에틸렌디아민으로부터 합성되는 폴리아미드 수지일 수 있다. 상기 페놀계 화합물은 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 유도체일 수 있다. 또한, 상기 페놀계 화합물은 비스페놀 A 노볼락 수지 및 크레졸 노볼락 수지를 적어도 하나 포함할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 열경화제를 선택함으로써, 에폭시 수지의 경화도를 조절하는 동시에 비전도성 접착필름의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the heat curing agent may include at least one of an amine-based compound, an acid anhydride-based compound, an amide-based compound, and a phenol-based compound. Specifically, the amine-based compound may be one selected from the group consisting of diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetriamine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, or a combination thereof. The acid anhydride-based compound is phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, or these. It may be one selected from the group consisting of a combination of. The amide-based compound may be a polyamide resin synthesized from dicyandiamide, a dimer of linolenic acid, and ethylenediamine. The phenolic compounds include polyhydric phenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorenebisphenol, and terpenediphenol; Phenol resins obtained by condensation of phenols with aldehydes, ketones, or dienes; Modified products of phenols and/or phenol resins; Halogenated phenols such as tetrabromobisphenol A and brominated phenol resin; Other imidazoles, BF3-amine complexes, and guanidine derivatives may be used. Additionally, the phenol-based compound may include at least one of bisphenol A novolak resin and cresol novolak resin. By selecting the thermosetting agent from the above, it is possible to control the degree of curing of the epoxy resin and at the same time improve the mechanical properties of the non-conductive adhesive film.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화제의 함량은, 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 3 중량부 이상 20 중량부 이하 또는 5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 상기 열경화제의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 접착제 조성물의 열경화 후 내열성, 강도 및 접착성을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the content of the thermosetting agent may be 3 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, or 5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition. By adjusting the content of the heat curing agent to the above-mentioned range, heat resistance, strength, and adhesion can be improved after heat curing of the adhesive composition.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물은 2 이상의 (메트)아크릴레이트기를 함유할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물의 주쇄에 2 이상의 (메트)아크릴레이트기가 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물은 2 이상 8 이하의 (메트)아크릴레이트기를 함유할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물에 함유된 (메트)아크릴레이트기의 수는 2 이상 7 이하, 2 이상 6 이하, 2 이상 5 이하, 2 이상 4 이하, 또는 2 이상 3 이하일 수있다. 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물에 함유된 (메트)아크릴레이트기의 수가 전술한 범위 내인 경우, 상기 비전도성 접착필름은 광 조사에 의해 점도가 향상되어, 열압착 접합 단계에서 반도체 칩 사이 부착된 비전도성 접착필름의 접착제 성분이 밀려나와 발생하는 필렛을 효과적으로 제어 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the reactive (meth)acrylate-based compound may contain two or more (meth)acrylate groups. Specifically, the reactive (meth)acrylate-based compound may be one in which two or more (meth)acrylate groups are bonded to the main chain. For example, the reactive (meth)acrylate-based compound may contain 2 or more and 8 or less (meth)acrylate groups. Specifically, the number of (meth)acrylate groups contained in the reactive (meth)acrylate-based compound may be 2 or more and 7 or less, 2 or more and 6 or less, 2 or more and 5 or less, 2 or more and 4 or less, or 2 and 3 or less. there is. When the number of (meth)acrylate groups contained in the reactive (meth)acrylate-based compound is within the above-mentioned range, the viscosity of the non-conductive adhesive film is improved by light irradiation, and the non-conductive adhesive film adheres between semiconductor chips in the thermocompression bonding step. Fillets that occur when the adhesive component of the non-conductive adhesive film is pushed out can be effectively controlled.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물은, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥사메틸렌디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 폴리에테르 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the reactive (meth)acrylate-based compound is ethylene glycol di(meth)acrylate, dipropylene glycol di(meth)acrylate, hexamethylene di(meth)acrylate, and trimethylol. Propane tri(meth)acrylate, polyether tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate and dipenta. It may contain at least one of erythritol hexa(meth)acrylate.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물의 함량은, 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물의 함량은 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로 1 중량부 이상 10 중량부 이하, 2 중량부 이상 8 중량부 이하 또는 3 중량부 이상 6 중량부 이하일수 있다.According to one embodiment of the present invention, the content of the reactive (meth)acrylate-based compound may be 0.1 part by weight or more and 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition. Specifically, the content of the reactive (meth)acrylate-based compound is 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less, 2 parts by weight or more and 8 parts by weight or less, or 3 parts by weight or more and 6 parts by weight, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition. It may be below.
상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 비전도성 접착 필름은 b) 단계에서의 광 조사량에 따른 최저 점도의 증가량을 적절히 조절할 수 있다. When the content of the reactive (meth)acrylate-based compound is within the above-mentioned range, the non-conductive adhesive film can appropriately control the amount of increase in minimum viscosity according to the amount of light irradiation in step b).
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 경화 촉매는 인계 화합물, 붕소계 화합물, 인-붕소계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 경화촉매의 함량은 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the curing catalyst may include one selected from the group consisting of phosphorus-based compounds, boron-based compounds, phosphorus-boron-based compounds, imidazole-based compounds, and combinations thereof. The content of the curing catalyst may be 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기필러는 알루미나, 실리카, 황산바륨, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화마그네슘, 규산칼슘, 탄산칼슘, 산화칼슘, 수산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the inorganic filler is alumina, silica, barium sulfate, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium silicate, magnesium oxide, calcium silicate, calcium carbonate, calcium oxide, aluminum hydroxide, aluminum nitride, aluminum borate, and It may include one selected from the group consisting of combinations thereof.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기필러의 입경(최장 외경 기준)은 0.01 내지 10 ㎛, 혹은 0.02 내지 5.0 ㎛, 혹은 0.03 내지 2.0 ㎛일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 무기필러의 입경을 조절함으로써, 상기 접착제 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 비전도성 접착필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the particle diameter (based on the longest outer diameter) of the inorganic filler may be 0.01 to 10 ㎛, or 0.02 to 5.0 ㎛, or 0.03 to 2.0 ㎛. By adjusting the particle size of the inorganic filler within the above-mentioned range, excessive aggregation of the adhesive composition can be prevented, damage to the semiconductor circuit caused by the inorganic filler, and deterioration of the adhesiveness of the non-conductive adhesive film can be prevented.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기필러의 함량은 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 30 중량부 이상 70 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기필러의 함량은 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 40 중량부 이상 60 중량부 이하 또는 40 중량부 이상 55 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 무기필러의 함량을 조절함으로써, 상기 접착제 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 비전도성 접착필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the content of the inorganic filler may be 30 parts by weight or more and 70 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition. Specifically, the content of the inorganic filler may be 40 parts by weight or more and 60 parts by weight or less, or 40 parts by weight or more and 55 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition. By adjusting the content of the inorganic filler within the above-mentioned range, excessive aggregation of the adhesive composition can be prevented, damage to the semiconductor circuit caused by the inorganic filler, and deterioration of the adhesiveness of the non-conductive adhesive film can be prevented.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 접착제 조성물은 필요에 따라 레벨링제, 분산제 또는 용매를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the adhesive composition may further include a leveling agent, dispersant, or solvent as needed.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 상기 접착제 조성물을 용해시키고, 또한 조성물을 도포하기에 적절한 정도의 점도를 부여하는 목적으로 사용될 수 있으며, 상기 목적을 달성할 수 있는 한 특별히 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the solvent may be used for the purpose of dissolving the adhesive composition and providing an appropriate level of viscosity for applying the composition, and is not particularly limited as long as the above purpose can be achieved. no.
상기 용매는 상기 접착제 조성물의 분산성, 용해도 또는 점도 등을 고려하여 적절한 양으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 접착제 조성물은 상기 용매 0.1 중량% 내지 70중량%, 또는 1 중량% 내지 65중량%를 포함할 수 있다. 상기 용매의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 접착제 조성물의 코팅성이 향상될 수 있다.The solvent may be used in an appropriate amount considering the dispersibility, solubility, or viscosity of the adhesive composition. For example, the adhesive composition may contain 0.1% to 70% by weight, or 1% to 65% by weight of the solvent. It can be included. When the content of the solvent is within the above-mentioned range, the coating properties of the adhesive composition may be improved.
한편, 상기 접착제 조성물을 제조하는 방법의 예는 크게 한정되지 않고, 상술한 성분들을 다양한 방법, 예를 들어 믹서 등을 이용하여 혼합하는 방법을 사용할 수 있다.Meanwhile, examples of methods for producing the adhesive composition are not greatly limited, and various methods may be used, such as mixing the above-described components using a mixer or the like.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 비전도성 접착필름은 광 조사 이전의 최저 점도가 10 Pa.s 이상 500 Pa.s 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 10 Pa.s 이상 300 Pa.s 이하, 10 Pa.s 이상 100 Pa.s 이하, 10 Pa.s 이상 50 Pa.s 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the non-conductive adhesive film may have a minimum viscosity of 10 Pa.s or more and 500 Pa.s or less before light irradiation. Specifically, it may be 10 Pa.s or more and 300 Pa.s or less, 10 Pa.s or more and 100 Pa.s or less, and 10 Pa.s or more and 50 Pa.s or less.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 비전도성 접착필름은 광을 조사한 후의 최저 점도가 100 Pa.s 이상 10,000 Pa.s 이하인 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the non-conductive adhesive film may have a minimum viscosity of 100 Pa.s or more and 10,000 Pa.s or less after irradiation with light.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n단의 반도체 칩 접합체는 각 반도체 칩 사이에 비전도성 접착필름이 개재되고 각 반도체 칩 사이가 열압착에 의해 접합된 것인 n개의 반도체 칩이 적층된 반도체 칩 접합체를 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the n-stage semiconductor chip assembly is a semiconductor stacked with n semiconductor chips in which a non-conductive adhesive film is interposed between each semiconductor chip and each semiconductor chip is bonded by thermal compression. It may refer to a chip assembly.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법에 사용되는 반도체 칩은 특별히 한정은 없으며, 실리콘, 게르마늄 등의 원소 반도체, 갈륨 비소, 인듐 인 등의 화합물 반도체 등, 각종 반도체를 사용할 수 있다.The semiconductor chip used in the semiconductor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention is not particularly limited, and various semiconductors can be used, such as elemental semiconductors such as silicon and germanium, and compound semiconductors such as gallium arsenide and indium phosphorus.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 칩은 전기적으로 연결가능한 접속부를 구비하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 접속부는 범프, 배선 또는 패드일 수 있다. 상기 접속부는 주된 성분으로서, 금, 은, 구리, 땜납, 주석, 니켈 등이 사용될 수 있고, 단일의 성분만으로 구성되거나, 복수의 성분으로 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the semiconductor chip may include a connection part that can be electrically connected. Specifically, the connection part may be a bump, wire, or pad. The connection part may use gold, silver, copper, solder, tin, nickel, etc. as main components, and may be composed of only a single component or of multiple components.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, n단의 반도체 칩 접합체는 상술한 범프와 범프, 범프와 패드 또는 범프와 배선 사이가 전기적으로 접속된 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the n-stage semiconductor chip assembly may be electrically connected between the above-described bumps and bumps, between bumps and pads, or between bumps and wiring.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 비전도성 접착필름을 n단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착하는 방법은 가열 프레스, 롤 라미네이트 및 진공 라미네이트일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method of attaching the non-conductive adhesive film to the top of the n-stage semiconductor chip assembly may be heat press, roll lamination, and vacuum lamination.
(2) 상기 n단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착된 비전도성 접착필름에 광을 조사하여 광경화된 비전도성 접착필름을 얻는 단계 (b) 단계) (2) Step (b) of obtaining a photocured non-conductive adhesive film by irradiating light to the non-conductive adhesive film attached to the top of the n-stage semiconductor chip assembly)
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 상기 광을 조사하는 단계를 포함함으로써 광경화된 비전도성 접착필름을 얻을 수 있다. 상기 광경화된 비전도성 접착필름은 광 조사 이전의 부착된 비전도성 접착필름에 비해 최저 점도가 증가된 것일 수 있다. The semiconductor package manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention can obtain a photocured non-conductive adhesive film by including the step of irradiating the light. The photocured non-conductive adhesive film may have an increased minimum viscosity compared to the non-conductive adhesive film attached before light irradiation.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 b) 단계에서의 광 조사량은 d) 단계에서 후술되는 내용을 참조하여 조절될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the amount of light irradiation in step b) can be adjusted with reference to what will be described later in step d).
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n단이 1단인 경우 상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 최저 점도는 300 Pa.s 내지 2,000 Pa.s인 것일 수 있다. 상기 범위를 가짐으로써, 1단과 2단의 반도체 칩 사이 접합이 우수할 수 있으며 동시에 1단과 2단의 반도체 칩 사이에서 열압착에 의해 발생하는 필렛이 최소화될 수 있다. 상기 필렛이 최소화 됨으로써 신뢰성이 향상된 반도체 패키지를 얻을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the n stage is 1 stage, the minimum viscosity of the photocured adhesive film obtained in step b) may be 300 Pa.s to 2,000 Pa.s. By having the above range, the bonding between the semiconductor chips of the first and second stages can be excellent, and at the same time, the fillet generated by thermal compression between the semiconductor chips of the first and second stages can be minimized. By minimizing the fillet, a semiconductor package with improved reliability can be obtained.
(3) 상기 광경화된 비전도성 접착필름 상부에 반도체 칩을 적층하고 열압착 접합하여 (n+1)단의 반도체 칩 접합체를 제조하는 단계 (d) 단계)(3) Step (d) of stacking semiconductor chips on top of the photo-cured non-conductive adhesive film and bonding them by heat compression to produce (n+1)-stage semiconductor chip assembly)
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 n단의 반도체 칩 접합체 상부에 구비된 접속부와 추가의 반도체 칩의 접속부가 대향하도록 상기 반도체 칩을 상기 광경화된 비전도성 접착필름 상부에 적층할 수 있다. 상기 광경화된 비전도성 접착필름 상부에 적층되는 추가의 반도체 칩은 일면에 비전도성 접착필름이 미구비된 것 일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the semiconductor chip may be laminated on the photocured non-conductive adhesive film so that the connection portion provided on the n-stage semiconductor chip assembly faces the connection portion of the additional semiconductor chip. An additional semiconductor chip laminated on top of the photocured non-conductive adhesive film may be one without a non-conductive adhesive film on one side.
그 후, 상기 n단의 반도체 칩 접합체 및 추가의 반도체 칩이 적층된 구조체의 상부 및 하부에 가압 부재 및 가열 부재를 구비시키고 상기 적층체를 가압 및 가열하여 (n+1)단의 반도체 칩 접합체를 제조할 수 있다. 이때, 상기 가압 부재 및 가열 부재는 당업계에서 이용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 상기 가압 부재와 상기 가열 부재는 일체로 구비되거나, 또는 별도로 구비될 수 있다.Thereafter, pressing members and heating members are provided on the upper and lower parts of the structure in which the n-stage semiconductor chip assembly and the additional semiconductor chips are stacked, and the laminate is pressed and heated to form the (n+1)-stage semiconductor chip assembly. can be manufactured. At this time, the pressing member and heating member may be those used in the industry without limitation. Additionally, the pressing member and the heating member may be provided integrally or may be provided separately.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 가압 처리에 있어서 접속 하중은 반도체 칩에 구비되는 접속부, 예를 들어 범프 수, 범프 높이, 범프 변형량의 제어 등에 따라 적절히 조절될 수 있다. 구체적으로 상기 1 범프 당 0.009 N 내지 0.3 N일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the connection load in the pressure treatment can be appropriately adjusted according to the control of the connection portion provided in the semiconductor chip, for example, the number of bumps, the bump height, and the amount of bump deformation. Specifically, it may be 0.009 N to 0.3 N per bump.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가열 처리에 있어서 가열 온도는 상기 반도체 칩에 구비되는 접속부의 융점 이상의 온도일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in the heat treatment, the heating temperature may be a temperature higher than the melting point of the connection portion provided in the semiconductor chip.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가압 및 가열 처리는 30 분 이상 150 분 이하, 40 분 이상 120 분 이하, 50 분 이상 100 분 이하의 시간 동안 수행할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the pressurization and heat treatment may be performed for a time of 30 minutes or more and 150 minutes or less, 40 minutes or more and 120 minutes or less, or 50 minutes or more and 100 minutes or less.
(5) 상기 a) 내지 c) 단계를 상기 n단이 1단에서부터 (k-1)단이 될 때까지 반복하는 단계로서, 이 때 상기 b) 단계의 광 조사량은 상기 n단이 (k-1)단일 때가 1단일 때보다 감소하는 것인 단계 (d) 단계)(5) Repeating steps a) to c) until the n stage becomes the (k-1) stage, where the light irradiation amount in step b) is the n stage (k-1). 1) Step (d) where the single time decreases from the single time)
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지 제조 방법은 상술한 a) 단계 내지 c) 단계를 반복하는 d) 단계를 포함함으로써 복수의 반도체 칩이 적층되어 접합된 반도체 패키지를 제조할 수 있다. 상기 a) 내지 c) 단계를 반복하는 단계는 상기 n단이 1단에서부터 (k-1)단이 될 때까지 반복한다. 이 때, 상기 b) 단계의 광 조사량은 상기 n단이 (k-1)단일 때가 1단일 때보다 감소하는 것이다.The semiconductor package manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention includes step d) of repeating steps a) to c) described above, thereby manufacturing a semiconductor package in which a plurality of semiconductor chips are stacked and bonded. The step of repeating steps a) to c) is repeated until the n stage becomes the (k-1) stage from the 1st stage. At this time, the amount of light irradiation in step b) is reduced when the n stage is (k-1) stages compared to when it is 1 stage.
구체적으로, 상기 b) 단계의 광 조사량은 상기 n단이 (k-1)단일 때가 1단일 때보다 감소하는 것임으로써, (k-1)단과 k단의 반도체 칩 사이에 구비된 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도가 1단과 2단의 반도체 칩 사이에 구비된 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도보다 작을 수 있다. (k-1)단과 k단의 반도체 칩 사이에 구비된 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도가 1단과 2단의 반도체 칩 사이에 구비된 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도보다 작음으로써, 하단부인 1단과 2단의 반도체 칩 사이 접합뿐만 아니라 상단부인 (k-1)단과 k단의 반도체 칩 사이의 접합도 우수한 반도체 패키지를 제조할 수 있다.Specifically, the light irradiation amount in step b) is reduced when the n stage is the (k-1) stage compared to when the n stage is the 1 stage, so that the photocured vision provided between the (k-1) stage and the k stage semiconductor chip The minimum viscosity of the conductive adhesive film may be lower than the minimum viscosity of the photocured non-conductive adhesive film provided between the first and second stage semiconductor chips. The minimum viscosity of the photo-cured non-conductive adhesive film provided between the (k-1) and k-stage semiconductor chips is lower than the minimum viscosity of the photo-cured non-conductive adhesive film provided between the 1st and 2nd stage semiconductor chips. , it is possible to manufacture excellent semiconductor packages not only in the junction between the semiconductor chips in the lower 1st and 2nd stages, but also in the junction between the semiconductor chips in the upper (k-1) stage and k stage.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 b) 단계의 광 조사량은 광경화된 비전도성 접착필름의 목적하는 최저 점도에 따라 조절될 수 있으며, 상기 광 조사량은 0.1 mJ/cm2 내지 5000 mJ/cm2일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the light irradiation amount in step b) can be adjusted according to the desired minimum viscosity of the photocured non-conductive adhesive film, and the light irradiation amount is 0.1 mJ/cm 2 to 5000 mJ/cm It could be 2 .
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 최저 점도는 상기 n단이 1단인 경우 300 Pa.s 내지 2,000 Pa.s일 수 있다. 구체적으로, 상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 최저 점도는 상기 n단이 1단인 경우 500 Pa.s 내지 2,000 Pa.s 또는 1,000 Pa.s 내지 2,000 Pa.s일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lowest viscosity of the photocured adhesive film obtained in step b) may be 300 Pa.s to 2,000 Pa.s when the n stage is 1 stage. Specifically, the minimum viscosity of the photocured adhesive film obtained in step b) may be 500 Pa.s to 2,000 Pa.s or 1,000 Pa.s to 2,000 Pa.s when the n stage is 1 stage.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 n단이 1단인 경우의 바람직한 최저 점도는 사용되는 반도체 칩의 종류에 따라 조절될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the minimum desirable viscosity when the n-stage of the photocured adhesive film obtained in step b) is 1 stage can be adjusted depending on the type of semiconductor chip used.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도는 반도체 칩 접합체의 단수 n이 증가할수록 감소하도록 조절될 수 있다. 상기 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도가 감소함으로써, 열압착 접합 단계인 c) 단계에서 하단의 반도체 칩 사이뿐만 아니라 상단의 반도체 칩 사이에서도 반도체 칩 간의 접합이 우수할 수 있다. 구체적으로, 상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 최저 점도는 n단이 4단일 때 n단이 1단일 때 비해 30% 내지 80% 감소된 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the minimum viscosity of the photocured non-conductive adhesive film can be adjusted to decrease as the number n of the semiconductor chip assembly increases. By reducing the minimum viscosity of the photo-cured non-conductive adhesive film, the bonding between semiconductor chips can be excellent not only between the semiconductor chips at the bottom but also between the semiconductor chips at the top in step c), which is the thermocompression bonding step. Specifically, the lowest viscosity of the photocured adhesive film obtained in step b) may be reduced by 30% to 80% when the n stage is 4 stages compared to when the n stage is 1 stage.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, k단의 반도체 패키지를 제조하는 경우 상기 b) 단계에서의 광 조사량은 1단에서부터 (k-1)단까지 매 1단마다, 매 2단마다, 매 3단마다 또는 그 이상의 단마다 감소되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, when manufacturing a k-stage semiconductor package, the amount of light irradiation in step b) is every 1st stage, every 2nd stage, and every 3rd stage from the 1st stage to the (k-1) stage. It may be decreased every step or more.
예를 들어, k가 5인 경우, 4단에서의 광 조사량은 1단에서의 광 조사량보다 감소하는 것이고, 2단에서의 광 조사량은 1단에서의 광 조사량보다 감소하는 것이거나 동일한 것일 수 있으며 3단에서의 광 조사량은 1단에서의 광 조사량보다 감소하는 것이거나 동일한 것일 수 있다.For example, if k is 5, the light irradiation amount in the 4th stage is less than the light irradiation amount in the 1st stage, and the light irradiation amount in the 2nd stage may be less than or the same as the light irradiation amount in the 1st stage. The amount of light irradiation in the third stage may be reduced or the same as that of the light irradiation in the first stage.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, k단의 반도체 패키지를 제조하는 경우 상기 b) 단계에서의 광 조사량은 1단에서부터 (k-1)단까지 매 1단마다 10% 내지 30%만큼 감소되는 것일 수 있다. 예를 들어, 15% 내지 25% 또는 17.5% 내지 22.5% 만큼 감소되는 것일 수 있다. 또는 상기 d) 단계에서의 광 조사량은 상기 n단이 2단 증가할 때마다 20% 내지 50% 만큼 감소되는 것일 수 있다. 예를 들어, 25% 내지 45% 또는 30% 내지 40%만큼 감소되는 것일 수 있다. 또는 상기 d) 단계에서의 광 조사량은 상기 n단이 3단 증가할 때마다 30% 내지 80%만큼 감소되는 것일 수 있다. 예를 들어, 30% 내지 70%, 35% 내지 75%, 40% 내지 70% 만큼 감소되는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when manufacturing a k-stage semiconductor package, the amount of light irradiation in step b) is reduced by 10% to 30% for each stage from the 1st stage to the (k-1) stage. You can. For example, it may be reduced by 15% to 25% or 17.5% to 22.5%. Alternatively, the amount of light irradiation in step d) may be reduced by 20% to 50% every time the n stage increases by 2 stages. For example, it may be reduced by 25% to 45% or 30% to 40%. Alternatively, the amount of light irradiation in step d) may be reduced by 30% to 80% every time the n stage increases by 3 stages. For example, it may be reduced by 30% to 70%, 35% to 75%, or 40% to 70%.
상기 b) 단계에서 광 조사량 전술한 것과 같이 조절함으로써, 각 단마다 상기 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도가 적절하게 조절될수 있다. 각 단마다 상기 광경화된 비전도성 접착필름의 최저 점도가 적절하게 조절됨으로써 열압착 접합 단계에서 하단의 반도체 칩 사이뿐만 아니라 상단의 반도체 칩 사이에서도 반도체 칩의 접합이 우수할 수 있다.By adjusting the light irradiation amount as described above in step b), the minimum viscosity of the photocured non-conductive adhesive film for each stage can be appropriately adjusted. By appropriately adjusting the minimum viscosity of the photocured non-conductive adhesive film at each stage, excellent bonding of semiconductor chips can be achieved not only between the semiconductor chips at the bottom but also between the semiconductor chips at the top in the thermocompression bonding step.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따르면, 청구항 1에 따른 방법으로 제조된 k 단의 반도체 패키지로서, 각 단의 평균 저항의 차이가 15 %이하인 것인 반도체 패키지가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a semiconductor package of k stages manufactured by the method according to claim 1, wherein the difference in average resistance of each stage is 15% or less, is provided.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따르면, 상기 k는 3 내지 12의 자연수일 수 있다. 즉, 상기 반도체 패키지는 3단 내지 12단의 반도체 패키지일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, k may be a natural number from 3 to 12. That is, the semiconductor package may be a 3- to 12-layer semiconductor package.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따른 반도체 패키지는 모든 단의 접합이 우수할 수 있다. 상기 반도체 패키지는 각 단의 평균 저항의 차이가 15 %이하임으로써 각 단에 대하여 접합이 모두 우수함을 확인할 수 있다.A semiconductor package according to another embodiment of the present invention may have excellent bonding at all stages. In the semiconductor package, it can be confirmed that the bonding of each stage is excellent as the difference in average resistance of each stage is less than 15%.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따른 반도체 패키지에 포함되는 비전도성 접착필름 등은 상기한 반도체 패키지 제조 방법에서 구체적으로 개시한 내용을 참조로 하며 본 발명의 내용에 포함된다.The non-conductive adhesive film included in the semiconductor package according to another embodiment of the present invention refers to the content specifically disclosed in the above-described semiconductor package manufacturing method and is included in the content of the present invention.
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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of this specification are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
제조예 1Manufacturing Example 1
(1) 접착제 조성물의 제조(1) Preparation of adhesive composition
열경화성 수지로서 크레졸 노볼락계 고상 에폭시와 비스페놀 A계 액상 에폭시를 1:1의 중량비로 혼합하여 준비하였다. 열가소성 수지로서 아크릴레이트 수지 KG-3015(Mw: 90만, 유리전이온도: 10℃ 고형분 15% 메틸에틸케톤 용해품)를 준비하였다. 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물로서 에틸렌글리콜디아크릴레이트를 준비하였다. 열경화제로서 페놀노볼락, 경화촉매로서 2-페닐-4,5-디히디록시메틸 이미다졸(2-phenyl-4,5-dihydroxy methyl imidazole), 무기필러로서 평균 입경 0.7㎛인 실리카를 준비하였다. 용매로서 메틸에틸케톤을 준비하였다.The thermosetting resin was prepared by mixing cresol novolak-based solid epoxy and bisphenol A-based liquid epoxy at a weight ratio of 1:1. Acrylate resin KG-3015 (Mw: 900,000, glass transition temperature: 10°C, 15% solid content in methyl ethyl ketone) was prepared as a thermoplastic resin. Ethylene glycol diacrylate was prepared as a reactive (meth)acrylate-based compound. Phenol novolak was prepared as a heat curing agent, 2-phenyl-4,5-dihydroxy methyl imidazole as a curing catalyst, and silica with an average particle size of 0.7㎛ as an inorganic filler. . Methyl ethyl ketone was prepared as a solvent.
이후, 준비된 열경화성 수지, 열가소성 수지, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 열경화제, 경화촉매, 무기필러, 및 용매를 혼합하여 접착제 조성물(고형분 60중량%)을 수득하였다. 이때, 고형분(열경화성 수지, 열가소성 수지, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 열경화제, 경화촉매 및 무기필러의 총 중량) 100 중량부 기준으로, 열경화성 수지의 함량은 약 5 중량부, 열가소성 수지의 함량은 약 32 중량부, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물의 함량은 약 3 중량부, 열경화제의 함량은 약 12 중량부, 경화촉매의 함량은 약 3 중량부, 무기필러의 함량은 약 45 중량부이었다.Afterwards, the prepared thermosetting resin, thermoplastic resin, reactive (meth)acrylate-based compound, thermosetting agent, curing catalyst, inorganic filler, and solvent were mixed to obtain an adhesive composition (solid content: 60% by weight). At this time, based on 100 parts by weight of solid content (total weight of thermosetting resin, thermoplastic resin, reactive (meth)acrylate compound, thermosetting agent, curing catalyst, and inorganic filler), the content of thermosetting resin is about 5 parts by weight, and the content of thermoplastic resin is about 5 parts by weight. The content is about 32 parts by weight, the content of the reactive (meth)acrylate compound is about 3 parts by weight, the content of the thermosetting agent is about 12 parts by weight, the content of the curing catalyst is about 3 parts by weight, and the content of the inorganic filler is about 45 parts by weight. It was by weight.
(2) 접착필름의 제조 (2) Manufacturing of adhesive film
콤마 코터를 이용하여, (1)에서 상술한 접착제 조성물을 이형처리된 PET 필름 (이형 필름) 위에 도포한 후, 120 ℃에서 3분간 건조하여 약 20㎛ 두께의 접착층이 형성된 접착필름을 얻었다. Using a comma coater, the adhesive composition described above in (1) was applied onto the release-treated PET film (release film), and then dried at 120°C for 3 minutes to obtain an adhesive film with an adhesive layer about 20㎛ thick.
제조예 2, 참조예 1 및 참조예 2Preparation Example 2, Reference Example 1 and Reference Example 2
상기 제조예 1과 동일한 열경화성 수지, 열가소성 수지, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 열경화제, 경화촉매, 무기필러 및 용매를 준비하였다. 이후, 하기 표 1와 같이 성분의 함량을 조절한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 접착필름을 제조하였다The same thermosetting resin, thermoplastic resin, reactive (meth)acrylate-based compound, thermosetting agent, curing catalyst, inorganic filler, and solvent as in Preparation Example 1 were prepared. Afterwards, an adhesive film was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that the content of the ingredients was adjusted as shown in Table 1 below.
실시예 1 (반도체 패키지 제조)Example 1 (Semiconductor package manufacturing)
반도체 칩으로서, 복수의 실리콘 관통 전극이 구비되고 높이 15㎛ 및 피치 50 ㎛인 구리 필러상에 무연 솔더(SnAgCu)가 3㎛ 높이로 형성되어 있는 반도체 소자인 범프칩(4.5mm × 4.5mm)을 준비하였다.A bump chip (4.5mm Ready.
제조예 1에서 제조된 접착필름의 이형 필름을 제거하고, 상기 반도체 칩의 범프 면에 상기 접착필름의 접착층이 위치하도록 하며 상기 접착필름을 80 ℃에서 진공라미네이션을 진행하여 부착하였다.The release film of the adhesive film prepared in Preparation Example 1 was removed, the adhesive layer of the adhesive film was positioned on the bump surface of the semiconductor chip, and the adhesive film was attached by vacuum lamination at 80°C.
이 후, 상기 접착필름이 부착된 반도체 칩에 대하여, 약 2,000 mJ/cm2의 광 량으로 광을 조사하였다. Afterwards, the semiconductor chip to which the adhesive film was attached was irradiated with light at an amount of about 2,000 mJ/cm 2 .
그 다음, 열 압착 접합용 장치로서 스테이지와 헤드를 구비한 TCB(Toray 社)를 준비하였다. 상기 스테이지 상에, 상기 광경화된 접착필름이 부착된 반도체 칩을 위치시키고, 상기 광경화된 접착필름 상부에 반도체 칩을 올려놓아 2개의 반도체 칩이 적층된 구조체를 얻었다. 이 때 상기 반도체 칩들의 접속부가 서로 대향하도록 위치를 조정하였다. Next, a TCB (Toray) equipped with a stage and a head was prepared as a device for thermocompression bonding. On the stage, a semiconductor chip to which the photo-cured adhesive film was attached was placed, and the semiconductor chip was placed on top of the photo-cured adhesive film to obtain a structure in which two semiconductor chips were stacked. At this time, the positions of the semiconductor chips were adjusted to face each other.
그 다음 상기 구조체를 260 ℃의 온도 및 80 N의 접속 하중에서 30분 이상 열 압착 접합하여 2단의 반도체 칩 접합체를 얻었다.Next, the structure was thermocompressed at a temperature of 260°C and a connection load of 80 N for more than 30 minutes to obtain a two-stage semiconductor chip bonded body.
이후 상기 과정을 동일하게 2번 반복하여 4단의 반도체 칩 접합체를 얻었다.Afterwards, the above process was repeated twice to obtain a four-layer semiconductor chip assembly.
그 다음, 상기 4단의 반도체 칩 접합체 상부에 상기 접착필름을 1단일 때와 동일한 방식으로 부착하고, 상기 4단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착된 접착필름에 대해 약 1,000 mJ/cm2의 광량으로 광을 조사하였다. 1단일 때와 동일한 방식으로 반도체 칩을 상기 광경화된 접착필름 상부에 올려놓고 열압착 접합하여 5단의 반도체 패키지를 얻었다. Next, the adhesive film is attached to the top of the four-stage semiconductor chip assembly in the same manner as for the first stage, and the adhesive film attached to the top of the four-stage semiconductor chip assembly is applied with a light quantity of about 1,000 mJ/cm 2. Light was irradiated. The semiconductor chip was placed on top of the photo-cured adhesive film in the same manner as for the 1-stage package and was heat-compressed to obtain a 5-stage semiconductor package.
도 2는 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 5단의 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram schematically showing a five-layer semiconductor package manufactured by the method according to Example 1.
비교예 1Comparative Example 1
참조예 1에서 제조된 접착필름을 사용하였고 상기 광을 조사하는 단계를 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 5단의 반도체 패키지를 얻었다The adhesive film prepared in Reference Example 1 was used, and a 5-layer semiconductor package was obtained in the same manner as Example 1, except that the light irradiation step was omitted.
비교예 2Comparative Example 2
1단에 대해서는 참조예 1에서 제조된 접착필름을 사용하였고 4단에 대해서는 참조예 2에서 제조된 접착필름을 사용하였으며, 상기 광을 조사하는 단계를 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 5단의 반도체 패키지를 얻었다.For the 1st stage, the adhesive film prepared in Reference Example 1 was used, and for the 4th stage, the adhesive film prepared in Reference Example 2 was used. The same method as Example 1 except that the step of irradiating the light was omitted. A 5-layer semiconductor package was obtained.
비교예 3Comparative Example 3
1단 내지 4단에 대한 광 조사 단계에서 모두 약 1,000 mJ/cm2의 광 조사량으로 광을 조사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 5단의 반도체 패키지를 얻었다.A five-stage semiconductor package was obtained in the same manner as in Example 1, except that light was irradiated at a light dose of about 1,000 mJ/cm 2 in the light irradiation step for the first to fourth stages.
시험예Test example
(1) 광 조사량에 따른 접착필름의 최저 점도 측정(1) Measurement of the lowest viscosity of the adhesive film according to the amount of light irradiation
제조예 1, 제조예 2, 참조예1 및 참조예 2에서 제조된 접착필름에 대해 광을 조사한 후 온도를 상승시키면서 하케(Haake) 점도계로 측정하였다. The adhesive films prepared in Preparation Example 1, Preparation Example 2, Reference Example 1 and Reference Example 2 were irradiated with light and then measured with a Haake viscometer while increasing the temperature.
구체적으로, 접착필름을 기포가 없는 상태로 탈포하여 500㎛두께 이상으로 적층한 후, 온도를 25 ℃부터 300 ℃까지 5 ℃/min으로 상승 시키면서 5 ℃/min 상승시키면서 최저 점도를 측정하였다.Specifically, the adhesive film was defoamed without bubbles and laminated to a thickness of 500 ㎛ or more, and the minimum viscosity was measured while increasing the temperature at 5 ℃/min from 25 ℃ to 300 ℃ at 5 ℃/min.
표 2에 각 접착필름에 대해서 0 mJ/cm2, 500 mJ/cm2, 1000 mJ/cm2, 1500 mJ/cm2, 2000 mJ/cm2 의 광 조사량으로 광을 조사한 후 측정한 최저 점도를 나타내었다.Table 2 shows the lowest viscosity measured after being irradiated with light at 0 mJ/cm 2 , 500 mJ/cm 2 , 1000 mJ/cm 2 , 1500 mJ/cm 2 , and 2000 mJ/cm 2 for each adhesive film. indicated.
표 2을 참고하면, 제조예 1 및 제조예 2에서 제조된 접착필름의 경우 광 조사량이 증가함에 따라 최저 점도가 증가함을 확인할 수 있다. 또한, 제조예 1 및 제조예 2에서 제조된 접착필름의 경우 광을 조사하기 전의 최저 점도가 각각 32 Pa.s 와 14 Pa.s로 상당히 낮음을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that in the case of the adhesive films prepared in Preparation Example 1 and Preparation Example 2, the minimum viscosity increases as the amount of light irradiation increases. In addition, in the case of the adhesive films prepared in Preparation Example 1 and Preparation Example 2, it can be seen that the minimum viscosity before irradiation with light is significantly low at 32 Pa.s and 14 Pa.s, respectively.
제조예 1에서 제조된 접착필름의 경우, 광 조사량이 1,000 mJ/cm2일때 광을 조사하기 전에 비해 최저 점도가 약 13배 증가하였으며 광 조사량이 2000 mJ/cm2일때 광을 조사하기 전에 비해 최저 점도가 약 26배 증가하였다.In the case of the adhesive film prepared in Preparation Example 1, when the light irradiation amount was 1,000 mJ/cm 2 , the minimum viscosity increased by about 13 times compared to before irradiation of light, and when the light irradiation amount was 2000 mJ/cm 2 , the lowest viscosity increased compared to before irradiation of light. Viscosity increased about 26 times.
반응성(메트)아크릴레이트계 화합물을 포함하지 않는 접착제 조성물을 포함하는 참조예 1 및 참조예 2에서 제조된 접착필름의 경우 광을 조사해도 최저 점도는 변하지 않았다.In the case of the adhesive films prepared in Reference Example 1 and Reference Example 2 containing adhesive compositions not containing reactive (meth)acrylate compounds, the lowest viscosity did not change even when irradiated with light.
(2) 접합 단면 평가(2) Joint cross-section evaluation
실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 방법으로 적층된 5단의 반도체 패키지의 1단과 2단사이 및 4단과 5단사이의 접합 상태를 평가하기 위하여 접합 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다. In order to evaluate the bonding state between the 1st and 2nd layers and the 4th and 5th layers of the 5-layer semiconductor package laminated by the method according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, the joint cross section was observed with a scanning electron microscope (SEM). did.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 방법으로 제조된 5단 반도체 패키지에서 1단과 2단사이 및 칩간 접합 상태를 SEM으로 촬영한 사진이다.Figure 3 is a photograph taken by SEM of the bonding state between the first and second stages and between chips in a 5-layer semiconductor package manufactured by the method according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3.
도 3의 (a)부분 및 (b)부분을 참고하면 실시예 1의 경우 1단과 2단사이 및 4단과 5단사이 모두에서 접합이 양호하며 필렛(fillet)이 밀려나오지 않음을 확인할 수 있다.Referring to parts (a) and (b) of Figure 3, it can be seen that in Example 1, the joint is good both between the 1st and 2nd stages and between the 4th and 5th stages and the fillet is not pushed out.
도 3의 (c)부분 및 (d)부분을 참고하면 비교예 1의 경우 참조예 1에서 제조된 최저 점도가 약 2,000 Pa.s 인 접착필름을 사용하여 1단과 2단사이에서는 접합이 양호하나 4단과 5단사이에서는 접합이 불량함을 확인할 수 있다.Referring to parts (c) and (d) of Figure 3, in the case of Comparative Example 1, the bonding was good between the first and second stages using the adhesive film with a minimum viscosity of about 2,000 Pa.s manufactured in Reference Example 1. It can be seen that the joint is poor between the 4th and 5th stages.
비교예 3의 경우 1단의 반도체 칩 접합체 및 4단의 반도체 칩 접합체에 대한 광 조사 단계에서 약 1,000 mJ/cm2의 광 조사량으로 광을 조사하였고, 이에 모든 단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착된 광경화된 접착필름 최저 점도가 약 400 Pa.s이었다. 도 3의 (g)부분 및 (h)부분을 참고하면 4단과 5단 사이 접합은 우수하나 1단과 2단 사이에서 필렛(fillet)이 많이 밀려나옴을 확인할 수 있다.In Comparative Example 3, light was irradiated at a light dose of about 1,000 mJ/cm 2 in the light irradiation step on the first-stage semiconductor chip assembly and the fourth-stage semiconductor chip assembly, and the The lowest viscosity of the photocured adhesive film was about 400 Pa.s. Referring to parts (g) and (h) of Figure 3, it can be seen that the joint between the 4th and 5th stages is excellent, but a lot of fillets are pushed out between the 1st and 2nd stages.
(3) 접합 판정(3) Joint determination
실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 방법으로 적층된 4단의 반도체 패키지의 1단과 4단의 접합 상태를 평가하기 위하여 1단과 4단에 대하여 평균 저항을 측정하였다.In order to evaluate the bonding state of the first and fourth stages of a four-stage semiconductor package stacked by the method according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the average resistance was measured for the first and fourth stages.
이때 평균 저항이 80mohm 이하로 측정되는 접합이 양호한 것으로, 평균 저항이 80mohm 초과로 측정되면 접합이 불량한 것으로 판정하였다. At this time, the junction was judged to be good if the average resistance was measured to be less than 80mohm, and the junction was judged to be poor if the average resistance was measured to be more than 80mohm.
표 3에 측정된 평균 저항 및 접합 판정 결과를 나타내었다.Table 3 shows the measured average resistance and junction judgment results.
도 3 및 표 3를 참고하면 실시예 1의 경우 제조예 1에서 제조된 접착필름을 사용하고 1단과 4단에 광 조사량을 달리하여 광을 조사함으로써 1단 및 4단 모두에서 평균 저항이 80mohm 이하로 측정되었으며, 1단과 4단의 평균 저항 차이는 약 2.6%였다. 즉, 1단에서뿐만 아니라 4단에서도 반도체 칩 사이 접합이 우수함을 확인하였다.Referring to Figure 3 and Table 3, in Example 1, the adhesive film prepared in Preparation Example 1 was used and light was irradiated at different amounts to the 1st and 4th stages, so that the average resistance in both the 1st and 4th stages was 80mohm or less. It was measured, and the average resistance difference between the 1st and 4th stages was about 2.6%. In other words, it was confirmed that the bonding between semiconductor chips was excellent not only in the first stage but also in the fourth stage.
비교예 1의 경우 참조예 1에서 제조된 접착필름을 사용하였고 광을 조사하는 단계를 생략하여, 1단에서는 평균 저항이 80mohm 이하로 측정되었으며 4단에서는 평균저항이 80mohm을 초과하여 1단과 4단의 평균 저항 차이는 약 22.8%였다. 즉, 1단에서는 반도체 칩 사이 접합이 양호하였지만 단수가 높은 4단에서는 반도체 칩 사이 접합이 불량하였다.In Comparative Example 1, the adhesive film prepared in Reference Example 1 was used and the step of irradiating light was omitted, so that the average resistance was measured to be less than 80mohm in the first stage and the average resistance exceeded 80mohm in the fourth stage, so that the 1st and 4th stages The average resistance difference was about 22.8%. In other words, the bonding between semiconductor chips was good in the first stage, but the bonding between semiconductor chips was poor in the fourth stage, which has a higher number of stages.
비교예 2의 경우 1단에 대해서는 참조예 1에서 제조된 접착필름을 사용하였고 4단에 대해서는 참조예 2에서 제조된 접착필름을 사용하였으며, 상기 광을 조사하는 단계를 생략하여, 1단 및 4단 모두에서 접합이 양호하였으나, 단수에 따라 다른 접착필름을 사용해야 한다는 단점이 있다.In Comparative Example 2, the adhesive film prepared in Reference Example 1 was used for the 1st stage, and the adhesive film prepared in Reference Example 2 was used for the 4th stage, and the step of irradiating the light was omitted, and the 1st and 4th stages were used. However, although the bonding was good in all cases, there was a disadvantage that different adhesive films had to be used depending on the number of stages.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described in terms of limited embodiments in the above, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the patent claims described below can be understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equality.
10: 광경화된 비전도성 접착필름
20: 반도체 칩
30: n단의 반도체 칩 접합체
100: 열원10: Photocured non-conductive adhesive film
20: semiconductor chip
30: n-stage semiconductor chip assembly
100: heat source
Claims (12)
b) 상기 n단의 반도체 칩 접합체 상부에 부착된 비전도성 접착필름에 광을 조사하여 광경화된 비전도성 접착필름을 얻는 단계;
c) 상기 광경화된 비전도성 접착필름 상부에 반도체 칩을 적층하고 열압착 접합하여 (n+1)단의 반도체 칩 접합체를 제조하는 단계;
d) 상기 a) 내지 c) 단계를 상기 n단이 1단에서부터 (k-1)단이 될 때까지 반복하는 단계로서, 이 때 상기 b) 단계의 광 조사량은 상기 n단이 (k-1)단일 때가 1단일 때보다 감소하는 것인 단계;를 포함하는 k단의 반도체 패키지의 제조 방법으로서,
상기 k는 3이상의 자연수인 제조 방법.a) attaching a non-conductive adhesive film to the top of the n-tier semiconductor chip assembly;
b) irradiating light to the non-conductive adhesive film attached to the top of the n-stage semiconductor chip assembly to obtain a photocured non-conductive adhesive film;
c) manufacturing a (n+1)-stage semiconductor chip assembly by laminating a semiconductor chip on top of the photocured non-conductive adhesive film and bonding it by heat compression;
d) Repeating steps a) to c) until the n stage becomes the (k-1) stage, where the light irradiation amount in step b) is such that the n stage is (k-1). ) A method of manufacturing a k-stage semiconductor package comprising the step of reducing the number of single stages compared to the single stage stage,
A manufacturing method wherein k is a natural number of 3 or more.
상기 비전도성 접착필름은 광 조사를 통해 최저 점도가 증가될 수 있는 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
A semiconductor package manufacturing method in which the minimum viscosity of the non-conductive adhesive film can be increased through light irradiation.
상기 비전도성 접착필름은 열경화성 수지, 열가소성 수지, 열경화제, 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 경화 촉매 및 무기필러를 포함하는 접착제 조성물을 포함하는 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
The non-conductive adhesive film is a semiconductor package manufacturing method comprising an adhesive composition including a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a thermosetting agent, a reactive (meth)acrylate-based compound, a curing catalyst, and an inorganic filler.
상기 반응성 (메트)아크릴레이트계 화합물의 함량은 상기 접착제 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하인 것인 반도체 패키지 제조 방법. In claim 3,
A method of manufacturing a semiconductor package wherein the content of the reactive (meth)acrylate-based compound is 0.1 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of solid content of the adhesive composition.
상기 a) 단계의 상기 비전도성 접착필름은 광 조사 이전의 최저 점도가 10 Pa.s 이상 500 Pa.s 이하인 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
A semiconductor package manufacturing method wherein the non-conductive adhesive film in step a) has a minimum viscosity of 10 Pa.s or more and 500 Pa.s or less before light irradiation.
상기 반도체 칩은 전기적으로 연결가능한 접속부를 구비하는 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor package, wherein the semiconductor chip has a connection portion that is electrically connectable.
상기 k는 3 내지 12의 자연수인 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
A semiconductor package manufacturing method wherein k is a natural number from 3 to 12.
상기 b) 단계에서 광 조사량은 0.1 mJ/cm2 내지 5000 mJ/cm2인 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
In step b), the amount of light irradiation is 0.1 mJ/cm 2 to 5000 mJ/cm 2 .
상기 n단이 1단인 경우 상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 최저 점도는 300 Pa.s 내지 2,000 Pa.s인 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
When the n stage is 1 stage, the minimum viscosity of the photocured adhesive film obtained in step b) is 300 Pa.s to 2,000 Pa.s.
상기 b) 단계에서 얻은 광경화된 접착필름의 최저 점도는 n단이 4단일 때 n단이 1단일 때 비해 30% 내지 80% 감소된 것인 반도체 패키지 제조 방법.In claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor package wherein the lowest viscosity of the photocured adhesive film obtained in step b) is reduced by 30% to 80% when the n stage is 4 stages compared to when the n stage is 1 stage.
상기 k는 3 내지 12의 자연수인 것인 반도체 패키지.
In claim 11,
A semiconductor package wherein k is a natural number from 3 to 12.
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