KR20240071792A - 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 상기 코팅층이 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 포함함으로써, 별도의 열경화성 수지 없이도 자외선 경화 및 열 경화가 가능하기 때문에, 경화 밀도가 높아 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 우수한 물성을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 이의 제조방법{RELEASE FILM FOR SEMICONDUCTOR PACKAGE MOLD INCLUDING UV-THERMAL DOUBLE CURABLE OLIGOMER AS A COATING LAYER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 상기 코팅층이 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 포함함으로써, 별도의 열경화성 수지 없이도 자외선 경화 및 열 경화가 가능하기 때문에, 경화 밀도가 높아 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 우수한 물성을 가지는 것을 특징으로 한다.
반도체 봉지재(Packing Mateials 또는 Encasulating Materials)는 주로 몰딩 컴파운드가 사용된다. 몰딩은 다른 어떠한 가공법보다 간편하고 생산성이 높아 현재 반도체 봉지공정에 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 에폭시(Epoxy)와 같은 열경화성 플라스틱은 세라믹(Ceramics)재료에 비하여 열안정성이나 신뢰성에서 미흡하지만 가격이 저렴하고 생산성이 월등히 높아, 현재 반도체 패키징의 대부분은 플라스틱 봉지재를 사용하고 있다. 반도체의 패키징 공정에서 대표적으로 사용되는 몰딩 컴파운드를 EMC(Epoxy Molding Compound)라 부른다.
한편, EMC(epoxy mold compound)가 공정 중 몰드 금형의 내부 표면에 이들이 부착하여 오염이 되고, 이는 집적회로나 LED 소자 등의 봉지재 성형물의 표면에 오물이 부착되는 문제가 발생한다. 따라서, 주기적으로 몰드 금형에 대한 세정이 요구되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 현재 몰드 세정 수지를 이용하거나 금형 이형필름을 이용하는 기술이 있다.
먼저, 몰드 세정 수지를 이용한 기술은 고무, 멜라민 수지를 포함한 수지를 세정 공정에 이용하고 고무성분과 실리콘 오일 등을 포함한 수지를 이형제 코팅 공정에 제공하여 오염물질을 제공하는 기술이다. 한국등록특허 제10-1491757호, 한국등록특허 제10-1934065호 및 한국등록특허 제10-0944501호에서 그 기술을 언급하고 있다. 다만, 상기 특허들은 EMC 몰딩 공정을 멈춘 후 몰드 세정 공정, 왁스 코팅 공정 등의 2단계 공정으로 진행되는 점에서 전체 공정 시간(tac time)이 길고, 공정이 복잡한 문제가 있다.
다음으로 금형 이형필름을 이용하는 기술은 상기 오염문제를 해결하기 위하여, 폴리테트라플루오르에틸렌계 시트 등의 이형 시트를 금형 내에 배치하여 성형하는 기술이다. 한국공개특허 제10-2011-0044243호, 한국등록특허 제10-1873071호, 한국공개특허 제10-2016-0086323호에서 그 기술을 언급하고 있다. 다만, 상기 특허들은 대부분 불소계 수지를 이용한 필름으로 가격이 고가이고, 대전방지등의 기능을 부여하기 위해 필름에 별도의 코팅 공정이 필요한 문제점이 있다. 또한, roll compression 등의 공정으로 진행되어 고온에서 조도가 약해지는 문제점이 있다.
살펴본 바와 같이 EMC가 공정 중 몰드 금형의 내부 표면에 이들이 부착하여 오염이 되는 문제를 해결하기 위해 다양한 기술이 개발되고 있으며, 특히, 금형 이형필름에 대한 기술은 다양한 열가소성 수지를 이용하여 물성을 향상시키도록 지속적으로 연구가 진행되고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 연구하던 중, 코팅층에 원하는 물성을 제공하기 위한 조성물을 첨가하여, 이를 자외선-열 이중 경화하여 전체 공정 단계를 줄이면서 동시에 대전방지, 표면조도형성 등의 우수한 물성을 용이하게 추가하는 기술을 발명하여 이를 특허출원한 바 있다(대한민국 등록특허 제10-2325676호).
다만, 상기 기술은 열 경화를 위해 별도의 열경화성 수지 및 열 개시제를 필요로 하기 때문에 원가 상승의 문제를 가지고 있으며, 경화 밀도가 낮기 때문에 여전히 제조된 필름의 물성이 다소 저하되는 문제를 가지고 있었다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 연구를 지속하던 중, 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로서 포함하게 될 경우, 별도의 열경화성 수지 및 열 개시제 없이도 자외선 경화 및 열 경화가 원활히 이루어지기 때문에, 경화 밀도가 높아 이를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 우수한 물성을 가질 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면은,
자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하고, 상기 코팅층은 자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제공한다.
상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는, 말단에 이소시아네이트(isocyanate) 반응기를 가진 우레탄 올리고머 중간체 및 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트계 모노머를 반응시켜 제조되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20 알킬기일 수 있다.
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C10 알킬기인 것일 수 있다.
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C5 알킬기인 것일 수 있다.
상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비 상기 이소시아네이트(isocyanate) 반응기의 함량은 10 중량부 내지 50 중량부인 것일 수 있다.
상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는, 자외선 경화 단계에서 아크릴레이트 반응기를 통해 1차 경화반응이 수행되는 것이고, 열 경화 단계에서 이소시아네이트(isocyanate) 반응기가 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 형성된 우레탄 결합의 활성수소와 반응하여 알로파네이트(allophanate) 결합을 형성하는 2차 경화반응이 수행되는 것일 수 있다.
상기 자외선 경화 단계에서 자외선 조사량은 100 mJ/cm2 내지 5,000 mJ/cm2인 것일 수 있다.
상기 열 경화는 50℃ 내지 200℃의 온도에서 1 시간 내지 72 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 모노머는 단관능기 모노머, 이관능기 모노머, 삼관능기 모노머, 다관능기 모노머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 모노머를 포함하는 것일 수 있다.
상기 대전방지제는 전도성 필러, 전도성 고분자, 대전방지계 계면활성제-저분자량의 양이온, 음이온 및 비이온계 계면활성제, 금속염 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 이형제는 실리콘계 이형제, 불소계 이형제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 실리콘계 이형제는 실리콘, 실리콘 오일, 실리콘 아크릴 모노머, 실리콘 올리고머, 실리콘 아크릴 올리고머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 불소계 이형제는 불소 모노머 또는 불소 올리고머인 것일 수 있다.
상기 개시제는 광개시제인 것일 수 있다.
상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비, 상기 (메타)아크릴계 모노머의 함량은 5 중량부 내지 50 중량부이고, 상기 대전방지제의 함량은 0.1 중량부 내지 10 중량부이고, 상기 이형제의 함량은 5 중량부 내지 50 중량부이고, 상기 개시제의 함량은 0.1 중량부 내지 10 중량부인 것일 수 있다.
상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물, 금속 박막 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은,
자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 혼합하여 코팅액을 제조하는 단계; 상기 코팅액을 기재의 적어도 어느 일면에 코팅시키는 단계; 상기 코팅액을 자외선을 이용하여 경화시키는 단계; 및 상기 자외선 경화된 코팅액을 열 경화시키는 단계;를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법을 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층으로서 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 포함하기 때문에 별도의 열경화성 수지 및 열 개시제 없이도 자외선 경화 및 열 경화가 원활히 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 경화 밀도가 높기 때문에 이를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 우수한 물성을 가지는 것일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 의해 정의될 뿐이다.
덧붙여, 본 발명에서 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 발명의 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본원의 제 1 측면은,
자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하고,
상기 코팅층은 자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제공한다.
이하, 본원의 제 1 측면에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 있어서, 모노머는 단량체와 동일한 의미이며, 중량평균분자량이 500이하인 화합물을 의미하는 것일 수 있다. 또한, 올리고머는 모노머를 중합한 것으로 중량평균분자량이 500 내지 100,000인 화합물을 의미하는 것일 수 있다. 또한, 관능기라함은 중합에 관여하는 작용기를 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트라함은 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미하며, (메타)아크릴은 아크릴 및 메타크릴을 의미하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 상기 코팅층이 기재의 적어도 어느 일면 이상에 코팅되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 일면에 코팅되어 1 레이어(layer)로 제공되는 것일 수 있다. 한편, 상기 코팅층은 자외선과 열의 이중 경화에 의해 코팅되며, 하기 후술할 조성물을 포함함으로써 상기 이형필름이 우수한 물성(인장강도, 연신율, 표면저항, 표면조도 등)을 가지게 되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층으로서 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는, 말단에 이소시아네이트(isocyanate) 반응기를 가진 우레탄 올리고머 중간체 및 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트계 모노머를 반응시켜 제조되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
이때, 상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20 알킬기일 수 있으며, 바람직하게는 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C10 알킬기인 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C5 알킬기인 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트계 모노머는 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 것일 수 있다.
[화학식 1-1]
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는 자외선 경화 단계에서 상기 화학식 1로 표시되는 모노머의 아크릴레이트 반응기를 통해 1차 경화반응이 수행되는 것이고, 열 경화 단계에서 상기 우레탄 올리고머 중간체의 말단에 존재하는 이소시아네이트(isocyanate) 반응기가 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 형성된 우레탄 결합의 활성수소와 반응하여 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같은 알로파네이트(allophanate) 결합을 형성하는 2차 경화반응이 수행되는 것일 수 있다.
[반응식 1]
따라서, 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는 별도의 열경화성 수지 및 열 개시제 없이도 자외선 경화 및 열 경화가 원활히 이루어질 수 있기 때문에 경화 밀도가 높아 이를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름이 우수한 물성을 가지게 되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 말단에 이소시아네이트(isocyanate) 반응기를 가진 우레탄 올리고머 중간체는 다이올(diol) 및/또는 폴리올(polyol)과 디이소시아네이트(diisocyanate)의 반응을 통해 형성되는 것일 수 있다. 이때, 상기 적용 가능한 다이올(diol) 및/또는 폴리올(polyol)은 폴리에스터(polyester), 폴리에테르(polyether), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리부타디엔(polybutadiene) 또는 폴리이소프렌(polyisoprene)의 다이올(diol) 및/또는 폴리올(polyol)이 사용되는 것일 수 있다. 또한, 상기 디이소시아네이트(diisocyanate)는 일반적인 디이소시아네이트가 사용되는 것일 수 있으며, 예를 들어, IPDI, HDI, TDI, MDI, H12MDI 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 디이소시아네이트가 사용되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비 상기 이소시아네이트(isocyanate) 반응기의 함량은 10 중량부 내지 50 중량부인 것일 수 있다. 이때, 상기 이소시아네이트(isocyanate) 반응기의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트계 모노머의 함량을 조절함으로써 조절 가능한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층으로서 (메타)아크릴계 모노머를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 (메타)아크릴계 모노머는 단관능기 모노머, 이관능기 모노머, 삼관능기 모노머, 다관능기 모노머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 모노머를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 상기 (메타)아크릴계 모노머의 함량은 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비 5 중량부 내지 50 중량부인 것일 수 있다. 이때, 상기 (메타)아크릴계 모노머는 용매, 희석제 역할을 제공하고, 소수성의 올리고머와의 사용성을 향상시키는 것일 수 있다. 또한, 표면장력과 퍼짐성, 흐름성 등을 조절하여 코팅에 적합한 점도를 제공하고 동시에 경화 속도를 조절하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단관능기 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 및 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜에틸에테르 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퍼릴(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퍼릴(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 또는 트리에틸렌글리콜에틸에테르 (메타)아크릴레이트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 단관능기 모노머는 용매로서 점도를 낮추는 역할을 제공하며, 우수한 연신율과 유연성을 제공하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이관능기 모노머는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDMA), 1,12-도데칸디올 디(메타)아크릴레이트, 트리사이클로데칸 디(메타)아크릴레이트 등이 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 이관능기 모노머는 반응성, 연신율의 면에서 우수한 역할을 수행하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 삼관능기 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸) 아이소시아뉴레이트 트리아크릴레이트 등이 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 삼관능기 모노머는 광경화 반응속도를 단축시킬 수 있고, 중간 정도의 점도를 제공하여 적당한 흐름성을 제공할 수 있으며, 인장강도와 내열성을 향상시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 다관능기 모노머는 디페닐펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로페인 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등이 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다관능기 모노머는 가교밀도를 향상시켜 인장강도와 내열성을 증가시키고 경화속도를 빠르게 조절할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층으로서 대전방지제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 대전방지제는 각 성분과의 상용성, 용해성 등을 고려하여 전도성 필러, 전도성 고분자, 대전방지계 계면활성제-저분자량의 양이온, 음이온 및 비이온계 계면활성제, 금속염 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 전도성 고분자 또는 금속염을 포함하는 것일 수 있다. 상기 대전방지제를 과량 첨가하는 경우, 인장강도와 신장율에서 불리하므로 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직한 것일 수 있다. 특히, 본 발명에서는 대전방지기능을 부여하기 위하여, 별도의 대전방지제층을 포함하지 않고 코팅층(1layer)에 대전방지제를 투입하여 혼합 후 코팅함으로써 보다 간단한 공정의 제공이 가능한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전도성 필러는 예를 들어, 구리, 니켈, 은, 금, 텅스텐, 알루미늄, 그라파이트 파우더, 카본블랙 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 필러를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 금속 필러의 크기는 10 내지 100 μm인 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전도성 고분자는 예를 들어, 폴리아닐린(PANI), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜을 포함한 대전방지 고분자가 제공될 수 있다. 또한, 상업적으로 수득이 가능한 LUNASTONE社의 AP-18, AP-20 등이 제공될 수 있고, HERATRI社의 XP-10000, X-900등이 제공될 수 있다. 이에 우수한 대전방지 효과를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 계면활성제는 예를 들어, 데실벤젠술폰산나트륨, 디알킬술포숙신산에스테르나트륨, 라우릴황산나트륨, 폴리에틸렌글리콜노닐페닐에테르 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 대전방지 역할과 더불어 분산 안정화에 도움을 주는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속염은 예를 들어, 아연 아크릴레이트계 금속염이 제공될 수 있으며, 상업적으로 수득이 가능한 DYMALINK社의 633,634,705,706,708 등이 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층으로서 이형제를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 이형제는 실리콘계 이형제, 불소계 이형제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 상온부터 200℃ 정도의 고온에 이르기까지 몰드 금형에 대해 안정적인 이형력을 제공하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리콘계 이형제의 경우, 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비, 5 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 내열성이 뛰어나고, 화학적으로 안정하여 제조 공정에서 다른 물질과 반응성이 낮은 것일 수 있다. 또한, 우수한 연신력을 확보할 수 있어 세밀하고 복잡한 몰드 공정에 적용이 유리한 것일 수 있다. 또한, 예를 들어, 실리콘 이형제는 상업적으로 수득이 가능한 신에츠社의 KMK722, KS707 등이 제공될 수 있다.
상기 실리콘 오일의 경우, 아크릴레이트와 폴리디메틸실록산 코폴리머로 상업적으로 수득이 가능한 KCC社의 SM511OP가 제공될 수 있으며, 또는 카프릴릴메치콘(Caprylyl Methicone)으로 상업적으로 수득이 가능한 KCC社의 SF1200N이 제공될 수 있다. 또한, 25℃에서 300,000 cp의 점도를 제공하는 상업적으로 수득이 가능한 KCC社의 SM9760G가 제공될 수 있다.
상기 실리콘 아크릴 모노머는 실리콘 디아크릴레이트로 상업적으로 수득이 가능한 ALLNET社의 EBECRYL 350이 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리콘 올리고머는 상업적으로 수득이 가능한 신에츠社의 KR220L 또는 X-40-2667A가 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리콘 아크릴레이트 올리고머는 상업적으로 수득이 가능한 신에츠社의 KR220L 또는 X-40-2667A가 제공될 수 있으며, DYMAX社의 BRS-14330S, SATOMER社의 CN990 등이 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 불소계 이형제는 블소 모노머 또는 불소 올리고머인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. 상기 불소계 이형제는 퍼플루오르 알킬기를 포함하는 것으로서 적은 첨가량으로도 표면장력 저하를 시켜 몰드 금형에 대해 넓은 온도범위에서 안정적인 이형력을 제공할 수 있다. 다만, 불소계 이형제의 경우 다량 사용하면 상용성에 문제가 있을 수 있으므로 내열성과 이형성이 가장 좋도록 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비, 5 내지 50 중량부를 포함하는 것이 바람직한 것일 수 있다.
상기 불소계 이형제로 예를 들어서, 트리플루오르에틸 (메타)아크릴레이트, 헥사플루오르이소프로필 (메타)아크릴레이트, 노나플루오르헥실 (메타)아크릴레이트, 옥타플르오르헥사메틸렌 디아크릴레이트 등의 모노머나 올리고머가 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름은 코팅층으로서 개시제를 포함하는 것일 수 있으며, 이때 상기 개시제는 광개시제인 것일 수 있다. 이때, 상기 광개시제는 예를 들어, 아실포스핀옥사이드계 화합물과 α-하이드록시케톤계 화합물, 페닐 글리옥실레이트계 화합물 및 벤조인에테르계 화합물에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. 파장 400 ㎚ 미만의 흡수대를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 통상 사용되는 광개시제는 모두 제공될 수 있다. 바람직하게는 페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀계 옥사이드(TPO)이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광개시제의 함량은 상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비, 0.1 중량부 내지 10 중량부인 것일 수 있다. 즉, 상기 함량 범위 내에서 우수한 경화속도와 반응성 및 표면경화를 제공하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물, 금속 박막 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 기재는 필요에 따라 이형지(separator film)를 더 포함하는 것일 수 있다. 한편, 상기 기재는 조도가 형성된 것을 사용하기 때문에 본 발명에 있어서 별도의 조도형성제는 불필요한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 두께는 10 내지 200 μm일 수 있으며, 이를 반도체 패키지 몰드에 적용하는 경우 필름의 우수한 내열성, 유연성, 인장강도, 연신율, 표면저항, 표면조도 등을 제공하는 것일 수 있다.
본원의 제 2 측면은,
자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 혼합하여 코팅액을 제조하는 단계;
상기 코팅액을 기재의 적어도 어느 일면에 코팅시키는 단계;
상기 코팅액을 자외선을 이용하여 경화시키는 단계; 및
상기 자외선 경화된 코팅액을 열 경화시키는 단계;
를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법을 제공한다.
본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 본원의 제 2 측면에 따른 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법을 도 1을 참조하여 단계별로 상세히 설명한다.
우선, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법은 자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 혼합하여 코팅액을 제조하는 단계(S10);를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 혼합은 압출기, 니더(Kneader), 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plasticorder), 믹싱롤(Mixing Roll), 혼합기 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법은 상기 코팅액을 기재의 적어도 어느 일면에 코팅시키는 단계(S20);를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅은 당해 기술분야에서 통상적으로 사용할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 스프레이, 롤 방식, 에어나이프, 블레이드 방식에서 선택되는 적어도 어느 하나가 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법은 상기 코팅액을 자외선을 이용하여 경화시키는 단계(S30);를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 자외선 경화 단계에서 자외선 조사량은 100 mJ/cm2 내지 5,000 mJ/cm2인 것일 수 있으며, 상기 범위를 벗어날 경우 필름이 변형되거나 생산성이 저하되는 등의 문제가 발생하는 것일 수 있다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법은 상기 자외선 경화된 코팅액을 열 경화시키는 단계(S40);를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열 경화는 50℃ 내지 200℃의 온도에서 1 시간 내지 72 시간 동안 컨벤션 오븐에서 수행되는 것일 수 있으며, 상기 조건을 벗어날 경우 필름에 황변현상과 뒤틀림 등의 변형이 생기는 등의 문제가 발생하는 것일 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1: 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조 (isocyanate 함량: 10 wt%)
1. 자외선-열 이중 경화형 올리고머의 합성
하기 반응식 1-1과 같이 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 합성하였다.
[반응식 1-1]
2. 코팅액의 제조
상기 1.에서 합성한 자외선-열 이중 경화형 올리고머(isocyanate 함량 10 wt%) 100 중량부에 대해, 단관능 아크릴레이트 모노머(IBOA) 17 중량부, 삼관능 아크릴레이트 모노머(TMPTA) 10 중량부, 대전방지제(Dymalink) 5 중량부, 이형제(실리콘 아크릴레이트 올리고머, CN 990) 20 중량부 및 광개시제(Darocure TPO) 5 중량부를 혼합하여 코팅액을 제조하였다.
3. 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조
상기 2.에서 제조한 코팅액을 엠보싱 처리된 PET 기재(Ra=0.6 um)의 일면에 Baker type film applicator를 사용하여 70 um 두께로 코팅하고, metal halide 자외선 램프를 이용하여 4000 mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화를 진행한 후, 150℃의 강제순환방식의 오븐에서 3 시간 동안 열경화를 진행하여 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제조하였다.
실시예 2: 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조 (isocyanate 함량: 20 wt%)
상기 실시예 1의 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 isocyanate의 함량을 20 wt%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제조하였다.
실시예 3: 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조 (isocyanate 함량: 30 wt%)
상기 실시예 1의 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 isocyanate의 함량을 30 wt%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제조하였다.
실시예 4: 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조 (isocyanate 함량: 40 wt%)
상기 실시예 1의 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 isocyanate의 함량을 40 wt%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제조하였다.
실시예 5: 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조 (isocyanate 함량: 50 wt%)
상기 실시예 1의 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 isocyanate의 함량을 50 wt%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제조하였다.
비교예 1
현재 시판 중인 반도체 패키지 몰드용 불소필름을 준비하였다.
(FEP 필름 (다이킨) 사용)
비교예 2
1. 코팅액의 제조
자외선 경화형 올리고머(isocyanate 함량 0 wt%) 100 중량부에 대해, 에폭시 수지 35 중량부, 단관능 아크릴레이트 모노머(IBOA) 17 중량부, 대전방지제(Dymalink) 5 중량부, 이형제(실리콘 아크릴레이트 올리고머, CN 990) 20 중량부, 광개시제(Darocure TPO) 5 중량부 및 산무수물계 경화제(ME-PHPA) 35 중량부를 혼합하여 코팅액을 제조하였다.
2. 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조
상기 1.에서 제조한 코팅액을 엠보싱 처리된 PET 기재(Ra=0.6 um)의 일면에 Baker type film applicator를 사용하여 70 um 두께로 코팅하고, metal halide 자외선 램프를 이용하여 4000 mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화를 진행한 후, 150℃의 강제순환방식의 오븐에서 3 시간 동안 열경화를 진행하여 반도체 패키지 몰드용 이형필름을 제조하였다.
실험예 1. 인장강도 및 연신율 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 이형필름을 상온(25℃) 및 고온(175℃)에서 각각 인장강도 및 연신율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 상기 인장강도 및 연신율의 측정 방법은 ASTM D638에 따랐다.
[표 1]
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 반도체 패키지 몰드용 이형필름은, 비교예에 비해 상온 및 고온에서의 인장강도와 연신율이 우수함을 확인할 수 있었다.
특히, 비교예 2와 비교하였을 때, 고온에서의 인장강도와 연신율이 현저히 향상됨을 확인함으로써 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 포함하는 경우 고온에서의 물성이 더욱 향상됨을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 표면저항 및 표면조도 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 이형필름의 표면저항, 표면조도 및 이형력을 측정하여, 이에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 표면저항의 측정방법은 ASTM D257-07에 따르고, 표면조도는 AFM (Automic Force Microscopy)를 이용하여 측정하였다. 또한, 이형력은 제조된 이형필름과 TESA 7475 tape을 합지한 후 상온 (25℃)에서 UTM을 이용하여 ASTM D3330 규격에 의거하여 측정하였다.
[표 2]
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 반도체 패키지 몰드용 이형필름은, 비교예 1의 기존 불소계 이형필름 대비 월등히 우수한 표면저항값과 이형력을 가짐을 확인하였으며, 표면 조도 역시 사용한 기재 엠보싱 필름의 수치와 거의 유사하게 확인되어 사용자의 요구에 따른 다양한 조도를 용이하게 실현할 수 있음을 확인하였다.
이상, 도면을 참조하여 바람직한 실시예와 함께 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이러한 도면과 실시예로 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형예 또는 균등한 범위의 실시예가 존재할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 기술적 사상의 권리범위는 청구범위에 의해 해석되어야 하고, 이와 동등하거나 균등한 범위 내의 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 자외선-열 이중 경화 코팅층 및 기재를 포함하고,
    상기 코팅층은 자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는,
    말단에 이소시아네이트(isocyanate) 반응기를 가진 우레탄 올리고머 중간체 및 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트계 모노머를 반응시켜 제조되는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
    [화학식 1]

    (상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C20 알킬기이다.)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C10 알킬기인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C5 알킬기인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비 상기 이소시아네이트(isocyanate) 반응기의 함량은 10 중량부 내지 50 중량부인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머는,
    자외선 경화 단계에서 아크릴레이트 반응기를 통해 1차 경화반응이 수행되는 것이고,
    열 경화 단계에서 이소시아네이트(isocyanate) 반응기가 자외선-열 이중 경화형 올리고머 내 형성된 우레탄 결합의 활성수소와 반응하여 알로파네이트(allophanate) 결합을 형성하는 2차 경화반응이 수행되는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자외선 경화 단계에서 자외선 조사량은 100 mJ/cm2 내지 5,000 mJ/cm2인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열 경화는 50℃ 내지 200℃의 온도에서 1 시간 내지 72 시간 동안 수행되는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴계 모노머는 단관능기 모노머, 이관능기 모노머, 삼관능기 모노머, 다관능기 모노머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 모노머를 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지제는 전도성 필러, 전도성 고분자, 대전방지계 계면활성제-저분자량의 양이온, 음이온 및 비이온계 계면활성제, 금속염 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이형제는 실리콘계 이형제, 불소계 이형제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 실리콘계 이형제는 실리콘, 실리콘 오일, 실리콘 아크릴 모노머, 실리콘 올리고머, 실리콘 아크릴 올리고머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 불소계 이형제는 불소 모노머 또는 불소 올리고머인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 개시제는 광개시제인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 자외선-열 이중 경화형 올리고머 100 중량부 대비,
    상기 (메타)아크릴계 모노머의 함량은 5 중량부 내지 50 중량부이고,
    상기 대전방지제의 함량은 0.1 중량부 내지 10 중량부이고,
    상기 이형제의 함량은 5 중량부 내지 50 중량부이고,
    상기 개시제의 함량은 0.1 중량부 내지 10 중량부인 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 종이, 직물, 금속 박막 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 반도체 패키지 몰드용 이형필름.
  17. 자외선-열 이중 경화형 올리고머, (메타)아크릴계 모노머, 대전방지제, 이형제 및 개시제를 혼합하여 코팅액을 제조하는 단계;
    상기 코팅액을 기재의 적어도 어느 일면에 코팅시키는 단계;
    상기 코팅액을 자외선을 이용하여 경화시키는 단계; 및
    상기 자외선 경화된 코팅액을 열 경화시키는 단계;
    를 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름의 제조방법.
KR1020220153710A 2022-11-16 2022-11-16 자외선-열 이중 경화형 올리고머를 코팅층으로 포함하는 반도체 패키지 몰드용 이형필름 및 이의 제조방법 KR20240071792A (ko)

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