WO2013094983A1 - 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치 - Google Patents

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film
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김지호
최재원
김진만
김혜진
송규석
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    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector

Definitions

  • the present invention includes a pressure-sensitive adhesive layer and an adhesive layer laminated on the pressure-sensitive adhesive layer, the warpage phenomenon of the wafer during the dicing process by making the ratio of the elastic modulus of the adhesive layer to the pressure-sensitive adhesive layer at -20 ° C to 0 ° C to 1 to 10
  • the present invention relates to a dicing die-bonding film having excellent low temperature division property and pick-up processability of a thin film wafer.
  • the dicing film refers to a film used for fixing a semiconductor wafer in a dicing process.
  • a dicing process is a process of cutting a semiconductor wafer into individual chips, and an expand process, a pick-up process, and a mounting process are performed successively to the said dicing process.
  • Such a dicing film is usually composed of a UV-curable or general curable pressure-sensitive adhesive on a base film of vinyl chloride or polyolefin structure and adhering a cover film of PET material thereon.
  • the adhesive film for general semiconductor assembly attaches an adhesive film to a semiconductor wafer, and overlaps the dicing film which has the above structure in this state in the state which removed the cover film, and fragments it according to a dicing process.
  • an adhesive for semiconductor assembly for dicing die bonding a dicing film from which a PET cover film has been removed and an adhesive film are laminated together to form a single film, and then a semiconductor wafer is attached thereon and fragmented according to a dicing process.
  • a general dicing process is a cutting method using a diamond blade.
  • burrs and foreign matters in which the adhesive layer is rolled up like a yarn due to the rotation of the blades are generated, causing problems of chip failure and failure of chip stacking process.
  • the stealth dicing method separates the wafers through physical tension, the tensile force transmitted to the adhesive layer and the adhesive layer of the dicing die bonding film is required to be uniform. Otherwise, the interface between the two layers is lifted up, and thus the adhesion between the two layers is weakened, and accordingly, the warpage of the wafer is severe, resulting in a decrease in segmentation of the wafer.
  • the tensile force applied to the film in a low temperature state (-20 ° C. to 0 ° C.) during stealth dicing and the like can be evenly transmitted to the adhesive layer and the adhesive layer. Development of film is required.
  • the storage elastic modulus of the intermediate layer is the die adhesive layer and dicing It is characterized by being larger than the film layer.
  • the storage elastic modulus is measured at 25 ° C. or higher, which is intended to be applied to the diamond blade method performed at room temperature or higher, and is not suitable for a stealth method performed at low temperature (generally 0 ° C. or lower).
  • Korean Patent Publication No. 10-0956721 is an adhesive film for assembling semiconductors using an acrylic polymer resin containing a crosslinkable epoxy group having an epoxy equivalent in the range of 1,000 to 10,000.
  • the present invention relates to an adhesive film for semiconductor assembly having a break elongation of 50 to 150% measured at a tensile speed of 1,000 mm / min for a tensile condition of 25 ° C. and 10 to 1,000 mm / min.
  • 10-0956721 also corresponds to a film applied to a diamond blade method performed at room temperature or higher, which is not suitable for a thin film wafer.
  • the inventors of the present invention have found that the adhesive layer and the adhesive layer of the adhesive layer and the adhesive layer in order to ensure that the tensile force applied to the film in the low temperature state during the stealth dicing, such as to improve the low-temperature partitioning and pickup processability of the thin film wafer evenly Recognizing that the difference between the elastic modulus should not be large, the ratio of the elastic modulus of the adhesive layer to the adhesive layer at -20 °C to 0 °C to 1 to 10 to suppress the warping of the wafer during low temperature expansion (expending) Dicing die-bonding films have been developed that improve the cutting and picking processability of wafers.
  • the present invention provides a dicing die-bonding film applied to a thin-film wafer, which provides a dicing die-bonding film that suppresses warping and chip flying of the wafer during low-temperature expansion and improves low-temperature division. The purpose.
  • an object of the present invention is to provide a dicing die-bonding film excellent in cutting and pickup processability of a thin film wafer.
  • an object of the present invention is to provide a dicing die-bonding film comprising a pressure-sensitive adhesive film for semiconductor and excellent adhesive strength before hardening containing a filler and the adhesive film.
  • One aspect of the present invention is to increase the elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer compared to the existing to reduce the difference between the elastic modulus of the adhesive layer and the pressure-sensitive adhesive layer so that the tensile force acting on the adhesive layer and the pressure-sensitive adhesive layer at a low temperature, dicing die bonding film To provide.
  • one aspect of the present invention in order to increase the elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer so that the ratio of the elastic modulus of the adhesive layer to the pressure-sensitive adhesive layer at a low temperature is 1 to 10, in the conventional pressure-sensitive adhesive layer, the filler which was not used for the reason of lowering the adhesive force It provides a dicing die-bonding film comprising as one component of a layer.
  • an aspect of the present invention provides a pressure-sensitive adhesive layer and a dicing die-bonding film comprising the same, but also a pressure-sensitive adhesive layer containing a filler before UV curing.
  • the pressure-sensitive adhesive layer provides a dicing die-bonding film containing 0.1 to 10 parts by weight of a filler with respect to 100 parts by weight of the solid content of the pressure-sensitive adhesive layer.
  • the filler is gold powder, silver powder, copper powder, nickel, alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide It provides a dicing die-bonding film, which is at least one selected from the group consisting of aluminum nitride, silica, boron nitride, titanium dioxide, glass, iron oxide, and ceramics.
  • the filler provides a dicing die-bonding film, silica.
  • a dicing die-bonding film, the peeling force before UV curing of the pressure-sensitive adhesive layer is 1 N / 25mm or more.
  • the elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer at -10 ° C provides a dicing die bonding film, 150 to 2,500 MPa.
  • the elastic modulus at -10 ° C of the adhesive layer provides a dicing die-bonding film, 1,500 to 3,500 MPa.
  • the adhesive modulus at -10 °C provides a dicing die-bonding film, 1,800 to 2,500 MPa.
  • a semiconductor device including a wiring board and a semiconductor chip and connected by an adhesive layer of the dicing die bonding film.
  • the dicing die-bonding film of the present invention is a dicing die-bonding film applied to a thin film wafer, and has an effect of suppressing warp and chip flying phenomena of the wafer during low-temperature expansion, thereby improving low-temperature splitability.
  • the present invention has the effect of providing a dicing die-bonding film excellent in cutting and pickup processability of the thin film wafer.
  • the present invention has the effect of providing a pressure-sensitive adhesive film for semiconductors and a dicing die-bonding film comprising the pressure-sensitive adhesive film containing a filler and excellent adhesive strength before curing.
  • the measuring method of the elastic modulus is not particularly limited and may be a method commonly used in the art.
  • One non-limiting example of a method for measuring the elastic modulus is as follows: Measuring temperature range by cutting the prepared adhesive film or adhesive film to a certain size (for example, 7 mm ⁇ 15 mm ⁇ 430 ⁇ m in thickness) Is -30 degreeC-170 degreeC, temperature rising condition 4 degree-C / min, and frequency is 10 Hz. Under the above conditions, elastic modulus may be measured using a DMA (Q800).
  • the ratio (y / x) of the elastic modulus of the adhesive layer y to the adhesive layer x may be 1 to 10, more preferably 1 to 8, and most preferably 3 to 6 days. have.
  • the ratio of the elastic modulus of the adhesive layer to the adhesive layer is within the above range, not only the low-temperature partitioning property of the adhesive layer is excellent, but also the phenomenon in which the adhesive layer and the adhesive layer are separated and chip flying may be prevented. The problem of becoming poor can be prevented.
  • the pressure-sensitive adhesive layer provides a dicing die-bonding film containing 0.1 to 10 parts by weight of a filler with respect to 100 parts by weight of the solid content of the pressure-sensitive adhesive layer.
  • the filler that can be used in the pressure-sensitive adhesive layer of the present invention is not particularly limited, and those known in the art may be used.
  • Non-limiting examples of the filler may be metal powders such as gold powder, silver powder, copper powder, nickel, and the like, non-metallic components such as alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, Magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, silica, boron nitride, titanium dioxide, glass, iron oxide or ceramic can be used. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the filler used in the pressure-sensitive adhesive layer of the present invention may preferably use silica.
  • the shape and size of the filler are not particularly limited, but in the inorganic filler, spherical silica and amorphous silica are mainly used, and the size of the filler is preferably 5 nm to 5 ⁇ m.
  • the filler is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 8 parts by weight, and most preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the adhesive layer. It is possible to obtain excellent low-temperature division properties within the above range, to facilitate formation of a film, to improve adhesion to an adherend, and to improve processability in a process such as sawing or picking up.
  • an acrylic monomer capable of imparting adhesion to the pressure-sensitive adhesive layer may be prepared as a main monomer, and a functional acrylic monomer and a polymerization initiator are added thereto to polymerize the reaction.
  • the acrylic monomer, the functional acrylic monomer, and the polymerization initiator may be polymerized to prepare an acrylic polyol adhesive binder resin.
  • the acrylic monomer has a function of imparting adhesion to the film, and the type of the acrylic monomer is not particularly limited and may be one commonly used in the art.
  • the acrylic monomer an acrylic acid ester or methacrylic acid ester having 4 to 20 carbon atoms may be used.
  • Non-limiting examples of the acrylic monomer 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isooctyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate or octadecyl methacrylate Etc. can be mentioned. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the functional acrylic monomer is not particularly limited and may be used that is commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the functional acrylic monomers include hydroxy monomers, epoxy group monomers or reactive monomers. These can be used individually or in mixture of 2 or more types. More preferably, a combination of a hydroxy monomer and an epoxy group monomer can be used.
  • the hydroxy monomer is not particularly limited, and those commonly used in the art may be used.
  • an acrylic acid ester or methacrylic acid ester having 4 to 20 carbon atoms including a hydroxy group may be used.
  • Non-limiting examples of the hydroxy monomers include hydroxymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate or Vinyl caprolactam etc. are mentioned. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the epoxy group monomer is not particularly limited, and those commonly used in the art may be used.
  • As the epoxy group monomer an acrylic acid ester or methacrylic acid ester including 4 to 20 carbon atoms may be used.
  • Non-limiting examples of the epoxy group monomers include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and the like.
  • the reactive monomer is not particularly limited, and a monomer having 20 or more carbon atoms or a mixture of two or more thereof may be used.
  • Non-limiting examples of the reactive monomers include lauryl acrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, cetyl acrylate, octadecyl acrylate, octadecyl methacrylate and the like.
  • the polymerization reaction initiator is not particularly limited and may be used commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the polymerization initiator include azobis-based, such as azobisisobutyronitrile (Azobisisobutyronitrile); Radical generators, such as organic peroxide type, such as benzoyl peroxide, etc. can be used.
  • a catalyst and / or a polymerization reaction inhibitor can be used together as needed.
  • the polymerization reaction is not particularly limited and may be a method commonly used in the art.
  • the polymerization temperature of the polymerization reaction may be preferably 80 to 120 ° C and the polymerization time is preferably 1 to 70 hours, more preferably 5 to 15 hours, but is not limited thereto.
  • the binder resin containing the acrylic resin may be 60 to 95 parts by weight, more preferably 70 to 95 parts by weight, most preferably 80 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the adhesive layer. . It is possible to produce a film having excellent reliability within the above content range. More specifically, it is possible to obtain a strong initial adhesive force within the above range, there is an advantage in that the formation of the adhesive layer is easy and the adhesive force loss after the photocuring effectively occurs to improve the chip pickup.
  • the curing agent used in the pressure-sensitive adhesive layer of the present invention is not particularly limited, but is preferably an isocyanate-based thermal curing agent.
  • the isocyanate-based curing agent is not particularly limited and may be used commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the isocyanate-based thermosetting agent include 2,4-trilene diisocyanate, 2,6-triylene diisocyanate, hydride triylene diisocyanate, 1,3-xylene diisocyanate, 1,4-xylene di Isocyanate, diphenyl methane-4,4-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, tetramethylxylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexa Methylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, triylene diisocyanate adduct of trimethyl
  • the curing agent may be 0.1 to 10 parts by weight, and more preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid of the adhesive layer.
  • the adhesion between the base film and the adhesive film may be reduced due to the strong adhesion between the base film and the physical property before and after curing, thereby preventing the problem of transition to the wafer or the adhesive layer and hardly generating unreacted isocyanate.
  • the peeling with the adhesive film is easy.
  • the photoinitiator used in the pressure-sensitive adhesive layer of the present invention is not particularly limited and may be used commonly used in the art.
  • Alpha-amino ketone type compounds, benzyldimethyl-ketal type compounds, alpha-hydroxy ketone type compounds, and the like may be used as the photoinitiator.
  • the photoinitiator may be included in an amount of 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, and most preferably 3 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the adhesive layer. Within this range, the loss of adhesive force occurs effectively after photocuring, and the adhesive force with the wafer or the adhesive film is prevented from being excessively strong, thereby improving pickup performance after photocuring.
  • the silane coupling agent used in the pressure-sensitive adhesive layer of the present invention is not particularly limited, and those commonly used in the art may be used.
  • Non-limiting examples of the silane coupling agent include hexyltrimethoxy silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxycitrimethoxysilane, 3-containing epoxy Glycidoxypropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane containing an amine group, N- (2aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysil-N-
  • the content of the silane coupling agent may be contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 7 parts by weight, and most preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the adhesive layer. have.
  • the adhesion of the pressure-sensitive adhesive film is sufficiently expressed within the above range, thereby improving the adhesion reliability, and by preventing the self-reaction between the silane coupling agents, there is an advantage of preventing the deterioration of the overall film properties due to the increase of the side reactants.
  • Non-limiting examples of the method for producing the pressure-sensitive adhesive layer is as follows: acrylic resin, photoinitiator, curing agent, silane coupling agent, filler and the like dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone or cyclohexanone, and then bead mill After sufficient kneading, the film was applied on a release-treated polyethylene terephthalate (PET) film using an applicator, heated and dried in a 100 ° C.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the pressure-sensitive adhesive layer is manufactured in the above thickness range, there is an advantage in that it is not only advantageous from an economic point of view, but also a pressure-sensitive adhesive layer having a uniform adhesive force can be produced.
  • the adhesive force before UV curing of the pressure-sensitive adhesive layer is 1 N / 25mm or more.
  • the adhesive force before UV curing of the adhesive layer can be determined by measuring the interfacial peeling force between the adhesive layer and the adhesive layer.
  • the method for measuring the interfacial peeling force between the adhesive layer and the adhesive layer is not particularly limited, and may be performed according to a method known in the art.
  • One non-limiting example of the method for measuring the peeling force is as follows: Measurement of the interfacial peeling force between the adhesive layer and the adhesive layer is described in claim 8 of Korean Industrial Standard KS-A-01107 (Testing Method of Adhesive Tape and Adhesive Sheet). Can be tested accordingly.
  • the adhesive layer sample (width 25 mm, length 250 mm) is attached to the die-bonding adhesive layer, and then pressed once by reciprocating at a speed of 300 mm / min using a 2 kg load roller.
  • the folded part of the test piece was turned to 180 ° and peeled off about 25 mm, and then the test piece was fixed to the upper clip of the tensile strength tester and the adhesive layer to the lower clip in a 10 N load cell. It can be measured by measuring the load when peeling off at a tensile speed of 300 mm / min.
  • the tensile tester may use "Instron Series 1X / s Automated materials Tester-3343".
  • the elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer at -10 ° C provides a dicing die bonding film, 150 to 2,500 MPa.
  • the measuring method of the elastic modulus is not particularly limited and may be a method commonly used in the art.
  • One non-limiting example of a method of measuring elastic modulus is as follows: The prepared adhesive film is cut into a certain size (eg, 7 mm ⁇ 15 mm ⁇ 430 ⁇ m in thickness) to reduce the measurement temperature range to -30. The temperature is 4 ° C to 170 ° C, the temperature is 4 ° C / min, and the frequency is 10 Hz. Under the above conditions, elastic modulus may be measured using a DMA (Q800).
  • the elastic modulus at -10 ° C of the adhesive layer is preferably 1,500 to 3,500 MPa, more preferably 1,800 to 2,500 MPa to provide a dicing die bonding film.
  • the composition for producing the adhesive layer for dicing die-bonding film used in the present invention may contain a polymer resin, an epoxy resin, a curing agent, a curing catalyst, a coupling agent, a filler and other additives.
  • the type and content thereof are not particularly limited and may follow a composition known in the art.
  • the specific example of the component which can be used for the adhesive layer of this invention is described.
  • the polymer resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the polymer resin include polyimide resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polyester resin, polyamide resin, butadiene rubber, acrylic rubber, (meth) acrylic resin, urethane resin, polyphenylene ether resin, polyether And imide resins, phenoxy resins, polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, modified polyphenylene ether resins, and mixtures thereof.
  • an epoxy group-containing (meth) acryl copolymer containing a functional component such as glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate can be used, for example, a polymer component containing a functional monomer.
  • a functional component such as glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate
  • a polymer component containing a functional monomer for example, a polymer component containing a functional monomer.
  • a (meth) acrylic ester copolymer an acrylic rubber or the like can be used.
  • the epoxy resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, and may include any one or more of a liquid epoxy resin or a solid epoxy resin.
  • Non-limiting examples of the liquid epoxy resin bisphenol A liquid epoxy resin, bisphenol F liquid epoxy resin, trifunctional or higher polyfunctional liquid epoxy resin, rubber modified liquid epoxy resin, urethane modified liquid epoxy resin, acrylic modified liquid epoxy Resin, a photosensitive liquid epoxy resin, and the like. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the solid epoxy resin may be an epoxy resin having one or more functional groups as a solid at or near the solid phase at room temperature, and non-limiting examples thereof include bisphenol-based epoxy, phenol novolac-based epoxy, and o-. Cresol novolac epoxy, polyfunctional epoxy, amine epoxy, heterocyclic containing epoxy, substituted epoxy, naphthol epoxy and derivatives thereof.
  • Bisphenol-based products include YD-017H, YD-020, YD020-L, YD-014, YD-014ER, YD-013K, YD-019K, YD-019, and YD. -017R, YD-017, YD-012, YD-011H, YD-011S, YD-011, YDF-2004, YDF-2001, and the like.As a phenol novolac-based epicoat 152, epicoat from Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
  • EPPN-201 of Nippon Gunpowder DN-483 of Dow Chemical
  • YDPN-641, YDPN-638A80, YDPN-638, YDPN-637, YDPN-644, YDPN-631 of Kukdo Chemical Co., Ltd., and o-cresol YDPN-641, YDPN-638A80, YDPN-638, YDPN-637, YDPN-644, YDPN-631 of Kukdo Chemical Co., Ltd., and o-cresol.
  • the bisphenol novolac epoxy includes KBPN-110, KBPN-120, KBPN-115 of Kukdo Chemical Co., Ltd., and polyfunctional epoxy resins include Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. Epon 1031S, Araldito 0163 of Ciba Specialty Chemicals, Inc.
  • the amine epoxy resins include Yuka Shell Epoxy Epicoat 604, Dokdo Chemical Co., Ltd. YH-434, Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
  • TETRAD-X TETRAD-C
  • Sumitomo Chemical Co., Ltd. ELM-120
  • PT-810 of Ciba Specialty Chemical Co., Ltd. ERL-4234, ERL-4299, ERL of UCC Corporation as substitution type epoxy resin
  • Examples of -4221, ERL-4206, and naphthol-based epoxy include epiclon HP-4032, epiclon HP-4032D, epiclon HP-4700, and epiclon 4701 of Japan Ink Chem. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the type of the curing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, and a phenol type epoxy resin curing agent may be used as the curing agent.
  • Non-limiting examples of the phenol type curing agent include bisphenol-based resins such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S; Phenol novolac resins; Bisphenol A novolac resins; Phenol resins, such as a xylolic system, a cresol novolak, a biphenyl system, etc. are mentioned.
  • phenolic epoxy resin curing agents examples include simple phenolic curing agents such as H-1, H-4, HF-1M, HF-3M, HF-4M, and HF- There are 45 etc., KPH- of MEH-78004S, MEH-7800SS, MEH-7800S, MEH-7800M, MEH-7800H, MEH-7800HH, MEH-78003H, Kolon Emulsion Co., Ltd. F3065, biphenyl series MEH-7851SS, MEH-7851S, MEH7851M, MEH-7851H, MEH-78513H, MEH-78514H, KOLON Emulsion Co., Ltd. MEH-7500, MEH-75003S, MEH-7500SS, MEH-7500S, MEH-7500H, etc. of the industry. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the curing catalyst used in the present invention is a catalyst for shortening the curing time so that the epoxy resin can be completely cured during the semiconductor process, the type is not particularly limited as long as it is commonly used in the art.
  • Non-limiting examples of the curing catalyst may be a melamine-based, imidazole-based, triphenylphosphine-based catalyst and the like.
  • Examples of products currently on the market include PN-23, PN-40 of Ajinomoto Precision Technology Co., Ltd., 2P4MZ, 2MA-OK, 2MAOK-PW, 2P4MHZ, etc. of Ajinomoto Precision Technology Co., Ltd. (HOKKO).
  • CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD. TPP-K, TPP-MK, and the like. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • Coupling agents that can be used in the present invention act as adhesion promoters to enhance adhesion due to chemical bonding between the organic material and the surface of an inorganic material, such as silica, in the formulation of the composition.
  • the coupling agent is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, and non-limiting examples thereof include hexyltrimethoxy silane and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl tree containing epoxy.
  • the adhesive composition of the present invention may include a filler to control thixotropy to control the melt viscosity.
  • the filler is not particularly limited as long as it is conventionally used in the art.
  • an inorganic or organic filler may be used as necessary, and the inorganic filler may include metal powders such as gold powder, silver powder, copper powder, and nickel, and nonmetallic components such as alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, Magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, silica, boron nitride, titanium dioxide, glass, iron oxide, ceramics, and the like can be used, and organic fillers include carbon, rubber fillers, and polymers. Etc. can be used.
  • the shape and size of the filler is not particularly limited, but may be preferably spherical and the size is preferably in the range of 500 nm to 10 ⁇ m.
  • the adhesive composition of the present invention may further include an organic solvent.
  • the organic solvent is to lower the viscosity of the adhesive composition for a semiconductor to facilitate the manufacture of a film, the type is not particularly limited as long as it is commonly used in the art.
  • Non-limiting examples thereof include toluene, xylene, propylene glycol monomethyl ether acetate, benzene, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dimethylformaldehyde, cyclohexanone and the like.
  • the adhesive composition for a semiconductor of the present invention as described above may further include an ion trapping agent in order to adsorb ionic impurities and to implement insulation reliability at the time of moisture absorption.
  • the ion trapping agent is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, and non-limiting examples include triazine thiol compounds, zirconium compounds, antimony bismuth, and magnesium aluminum. Magnesium aluminum compound etc. are mentioned.
  • the adhesive layer used in the present invention does not require any special apparatus or equipment to form the film, and can be produced without particular limitation by methods known in the art.
  • a semiconductor device connected to the adhesive layer of the dicing die bonding film is provided.
  • the semiconductor device includes a wiring board; An adhesive film attached to a chip mounting surface of the wiring board; And a semiconductor chip mounted on the film.
  • the adhesive film means an adhesive layer of the dicing die-bonding film of the present invention.
  • the wiring board and the semiconductor chip used in the present invention are not particularly limited, and those known in the art may be used.
  • the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention is not particularly limited and may be performed by a method known in the art.
  • acrylic resin KLS-1046DR (hydroxyl value: 13 mgKOH / g, acid value: 63 mgKOH / g, glass transition temperature: 38 ° C., average molecular weight: 690,000 g / mol, manufactured by Fujikura Corporation);
  • amorphous silica filler (OX-50, manufactured by Daegu) was mixed and then first dispersed at 500 rpm for 2 hours.
  • Milling was performed after the first dispersion. Milling mainly used bead milling method using inorganic particles. After the milling was completed, the film was dried on one side of a polyethylene terephthalate (PET) release film having a thickness of 38 ⁇ m, and coated with a film thickness of 20 ⁇ m. In order to protect the coated surface, an adhesive layer was prepared by laminating a polyethylene terephthalate film on the upper surface of the coating layer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • silane coupling agent KBM-403 manufactured by Shin-Etsu Co., Ltd.
  • filler R-972 manufactured by Daegu
  • methyl ethyl ketone manufactured by Daejeong Fine Gold
  • Application was made on terephthalate films. Then, after heating for 10 minutes in an oven at 100 °C and transferred to a polyolefin (PO) film to prepare a pressure-sensitive adhesive layer having a thickness of 20 ⁇ m.
  • a pressure-sensitive adhesive layer was prepared in the same manner as in Example 2, except that the filler R-972 (manufactured by Daegu Co., Ltd.) was used at 3.5 parts by weight.
  • a pressure-sensitive adhesive layer was prepared in the same manner as in Example 2, except that the filler R-972 (manufactured by Daegu Co., Ltd.) was used at 3.5 parts by weight.
  • An adhesive layer was prepared in the same manner as in Example 2, except that 90.5 parts by weight of acrylic resin SR-09184R (manufactured by Samwha Chemical) was used.
  • An adhesive layer was prepared in the same manner as in Example 2, except that 8 parts by weight of an isocyanate curing agent AK-75 (manufactured by Aekyung Chemical) was used.
  • a pressure-sensitive adhesive layer was prepared in the same manner as in Example 2, except that the filler R-972 (manufactured by Daegu Co., Ltd.) was used at 11.9 parts by weight.
  • Table 1 shows the compositions of the adhesive layers of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 by weight.
  • Example 1 In order to measure the elastic modulus before curing of the film, the adhesive layer of Example 1 and the adhesive layer laminated with polyethylene terephthalate instead of transferring to the polyolefin film in the compositions used in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, respectively, were used. Lamination was carried out to the thickness of 420 micrometers, and these were cut
  • the elastic modulus before curing of the film was measured using DMA (Dynamic Mechanical Analyzer, TA Q800) under conditions of a measurement temperature range of -30 ° C to 170 ° C, an elevated temperature condition of 4 ° C / min, and a frequency of 10 Hz. Final measurements were made with modulus values at ⁇ 10 ° C., indicating low temperature segmentation.
  • DMA Dynamic Mechanical Analyzer
  • the film was irradiated for 3 seconds in a high pressure mercury lamp having an illuminance of 70 mW / cm 2 to an exposure dose of 200 mJ / cm 2. 200 fragmented wafers were removed and good when the adhesive film was divided into 95% or more, and less than 95%.
  • a silicon wafer having a thickness of 50 ⁇ m was 60 ° C. for 10 seconds on a dicing die-bonding film prepared by laminating the adhesive layers prepared in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 to the adhesive layer of Example 1, respectively.
  • DFD-650 (DISCO Co., Ltd.) was used for dicing to a size of 10 mm x 10 mm.
  • the film was then irradiated for 3 seconds in a high pressure mercury lamp with a roughness of 70 mW / cm 2 to an exposure dose of 200 mJ / cm 2. After the irradiation was completed, a pickup test was carried out on a die chip device (SDB-1000M, Secron) on 200 chips in the center of the silicon wafer, and the success rate (%) was measured.
  • a silicon wafer having a thickness of 50 ⁇ m was 60 ° C. for 10 seconds on a dicing die-bonding film prepared by laminating the adhesive layers prepared in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 to the adhesive layer of Example 1, respectively.
  • DFD-650 (DISCO Co., Ltd.) was used for dicing to a size of 10 mm x 10 mm.
  • the film was then irradiated for 3 seconds in a high pressure mercury lamp having an illuminance of 70 mW / cm 2 to an exposure dose of 200 mJ / cm 2. After the irradiation was completed, the chip was separated, and the burr was observed on the top, bottom, and side surfaces through a microscope. A total of 100 chips were randomly extracted, and a burr of 100 ⁇ m or more was marked as defective when one or more of the chips appeared on one of the top, bottom, and side surfaces of the chip.
  • a silicon wafer having a thickness of 50 ⁇ m was 60 ° C. for 10 seconds on a dicing die-bonding film prepared by laminating the adhesive layers prepared in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 to the adhesive layer of Example 1, respectively.
  • DFD-650 (DISCO Co., Ltd.) was used for dicing to a size of 5 mm x 5 mm. After dicing, it was visually determined, and when the number of chips lost was one or more, it was marked as bad.
  • the adhesive strength (peel strength) between the adhesive layer prepared in Example 1 and the adhesive layers prepared in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was determined by Korean Industrial Standard KS-A-01107 (adhesive tape and Test method of the adhesive sheet).
  • the pressure-sensitive adhesive roller was reciprocated once at a speed of 300 mm / min using a 2 kg load roller. After 30 minutes after crimping, the folded part of the test piece was turned to 180 ° and peeled off about 25 mm, and then the test piece was fixed to the upper clip of the tensile strength tester and the adhesive layer was fixed to the lower clip in a 10 N load cell. The load when peeled off at a tensile speed of 300 mm / min was measured (measured on 10 test pieces and then averaged). The tensile tester used "Instron Series 1X / s Automated materials Tester-3343".
  • the prepared test piece was irradiated with a high-pressure mercury lamp having a roughness of 70 mW / cm 2 for 3 seconds and then irradiated with an exposure dose of 200 mJ / cm 2.
  • Example 2 Compare unit Adhesive Layer (Example 1) Example 2 Example 3 Example 4 Elastic modulus MPa 2470 360 680 770 Low temperature segmentability 95% or more-good Good Good Good Burr 1 or more-bad Good Good Good Chip Flying 1 or more-defective Good Good Good Pickup Success Rate Stroke ( ⁇ m) 250 250 300 % Success 100 100 100 Peeling force before UV N / 25mm 1.3 1.5 1.5 Peeling force after UV 0.17 0.17 0.18

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Abstract

본원 발명은 점착층 및 상기 점착층에 적층된 접착층을 포함하며, -20℃ 내지 0℃에서 상기 점착층에 대한 접착층의 탄성 모듈러스의 비가 1 내지 10이 되도록 함으로써, 다이싱 공정시 웨이퍼의 뒤틀림 현상을 억제하여 박막 웨이퍼의 저온 분단성 및 픽업 공정성이 우수한 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다. 또한, 본원 발명은 충진제를 함유하여 물성이 단단하면서도 경화 전 점착력이 우수한 반도체용 점착 필름 및 상기 점착 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.

Description

다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 장치
본원 발명은 점착층 및 상기 점착층에 적층된 접착층을 포함하며, -20℃ 내지 0℃에서 상기 점착층에 대한 접착층의 탄성 모듈러스의 비가 1 내지 10이 되도록 함으로써, 다이싱 공정시 웨이퍼의 뒤틀림 현상을 억제하여 박막 웨이퍼의 저온 분단성 및 픽업 공정성이 우수한 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.
다이싱 필름(점착층)은 다이싱 공정에서 반도체 웨이퍼(wafer)를 고정하기 위해 사용되는 필름을 말한다. 다이싱 공정은 반도체 웨이퍼를 개개의 칩으로 절단하는 공정으로서, 상기 다이싱 공정에 연속해서 익스팬드 공정, 픽업 공정 및 마운팅 공정이 수행된다. 이러한 다이싱 필름은 통상 염화 비닐이나 폴리올레핀 구조의 기재 필름 위에 자외선 경화형 혹은 일반 경화형의 점착제를 코팅하고, 그 위에 PET 재질의 커버 필름을 접착하는 것으로 구성된다.
한편, 일반적인 반도체 조립용 접착 필름은 반도체 웨이퍼에 접착 필름을 부착하고, 여기에 상기와 같은 구성을 갖는 다이싱 필름을 커버 필름이 제거된 상태에서 겹쳐 바른 뒤 다이싱 공정에 따라 조각화하는 것이다. 최근에는 다이싱 다이본딩용 반도체 조립용 접착제로서 PET 커버 필름을 제거한 다이싱 필름과 접착 필름을 서로 합지시켜 하나의 필름으로 만든 뒤, 그 위에 반도체 웨이퍼를 부착하고 다이싱 공정에 따라 조각화하는 경향이다.
일반적인 다이싱 공정에는 다이아몬드 블레이드(diamond blade)를 이용한 절단 방식이 있다. 상기 다이아몬드 블레이드를 이용한 절단 방법은 블레이드의 회전에 의해 접착층이 실오라기처럼 말려 올라가는 버(burr)와 이물이 생겨나, 칩 적층 공정의 불량 유발 및 신뢰성 저하의 문제가 발생한다.
또한 전자 제품의 경박단소화 및 회로 패턴의 미세화에 따라 웨이퍼 두께가 얇아짐에 따라 다이아몬드 블레이드에 의한 물리적인 절단은 한계에 이르고 있다. 박막 웨이퍼에 기존의 다이아몬드 블레이드 방식을 적용하는 경우, 웨이퍼에 전달되는 압력이 상대적으로 강하게 작용하여 웨이퍼에 절단면 외의 크랙이 발생하게 되고 이로 인해 쉽게 깨어지는 등의 문제가 발생되기 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 웨이퍼 내부에 레이저를 집광시켜 선택적으로 개질부를 형성하고, 그 뒤 저온에서 물리적인 인장을 통해 선택적 개질부 라인을 따라 웨이퍼를 접착층과 함께 개별화하는 스텔스 다이싱(stealth dicing) 방법이 대두되고 있다.
상기 다이아몬드 블레이드 방식과 달리 스텔스 다이싱 방법은 물리적인 인장을 통해 웨이퍼를 개별화하기 때문에 다이싱 다이본딩 필름의 접착층과 점착층에 전달되는 인장력이 균일할 것이 요구된다. 그렇지 않은 경우 두 층간의 계면이 들뜨는 현상이 발생하게 되어 두 층간의 점착력이 약해짐은 물론 이에 따라 웨이퍼의 뒤틀림(warpage) 현상이 심하게 나타나 웨이퍼의 분단성 저하를 야기하게 된다.
따라서, 박막 웨이퍼의 효율적인 분단성 및 픽업 공정성을 위해, 스텔스 다이싱 등의 수행시 저온 상태(-20℃ 내지 0℃)에서 필름에 가해지는 인장력이 접착층과 점착층에 고르게 전달될 수 있도록 조성된 필름의 개발이 요구된다.
다이싱 공정 또는 픽업 공정의 공정성에 관한 선행 기술로는 다음과 같은 기술들을 들 수 있다.
대한민국등록특허공보 제10-0804891호(2008.02.20.공고)는 다이 접착층과 다이싱 필름층 사이에 중간층을 포함하는 다이싱 다이 접착 필름으로서, 상기 중간층의 저장 탄성 모듈러스가 상기 다이 접착층 및 다이싱 필름층 보다 큰 것을 특징으로 한다. 상기 저장 탄성 모듈러스는 25℃ 이상에서 측정된 것으로, 이는 상온 이상에서 수행되는 다이아몬드 블레이드 방식에 적용할 것을 염두에 둔 것이고, 저온(일반적으로 0℃ 이하)에서 수행되는 스텔스 방식 등에 적합한 것은 아니다.
또 다른 선행 기술로 대한민국등록특허공보 제10-0956721호(2010.05.06.공고)는 에폭시 당량이 1,000 내지 10,000의 범위 내인 가교성 에폭시기를 포함하는 아크릴계 고분자 수지를 사용하는 반도체 조립용 접착 필름으로서, 25℃, 10 내지 1,000 mm/min의 인장 조건에 대하여 1,000 mm/min의 인장 속도에서 측정된 파단 신율이 50 내지 150%인 반도체 조립용 접착 필름에 관한 것이다. 상기 제10-0956721호 역시 박막 웨이퍼에는 적합하지 않은, 상온 이상에서 수행되는 다이아몬드 블레이드 방식에 적용되는 필름에 해당된다.
따라서, 웨이퍼의 개별화를 위해 저온에서 수행되는 스텔스 다이싱 등의 방법에 의해야 하는 박막 웨이퍼에 적용하여, 웨이퍼의 저온 분단성 및 픽업 공정성을 향상시킬 수 있도록 조성된 필름에 대하여는 선행 기술 어디에도 개시된 바가 없다.
본 발명자들은 박막 웨이퍼의 효율적인 저온 분단성 및 픽업 공정성 향상을 위해, 스텔스 다이싱 등의 수행시 저온 상태에서 필름에 가해지는 인장력이 접착층과 점착층에 고르게 전달될 수 있도록 하기 위해서는 접착층과 점착층의 탄성 모듈러스의 차이가 크지 않아야 함을 인식하고, -20℃ 내지 0℃에서의 점착층에 대한 접착층의 탄성 모듈러스의 비가 1 내지 10이 되도록 하여 저온 익스팬딩(expending) 시 웨이퍼의 뒤틀림 현상이 억제되어 웨이퍼의 절단 및 픽업 공정성을 향상시키는 다이싱 다이본딩 필름을 개발하기에 이르렀다.
본원 발명은, 박막 웨이퍼에 적용되는 다이싱 다이본딩 필름으로서, 저온 익스팬딩 시 웨이퍼의 뒤틀림 현상, 칩 플라잉(Chip flying) 현상을 억제하여 저온 분단성을 향상시키는 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본원 발명은 박막 웨이퍼의 절단 및 픽업 공정성이 우수한 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본원 발명은 충진제를 함유하여 물성이 단단하면서도 경화 전 점착력이 우수한 반도체용 점착 필름 및 상기 점착 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명의 일 양태는 저온에서 접착층 및 점착층에 작용하는 인장력이 고르게 전달될 수 있도록 기존에 비해 점착층의 탄성 모듈러스를 높여 접착층과 점착층의 탄성 모듈러스의 차이를 작게 한, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
또한 본원 발명의 일 양태는, 저온에서의 점착층에 대한 접착층의 탄성 모듈러스의 비가 1 내지 10이 되도록 점착층의 탄성 모듈러스를 높이기 위하여, 기존의 점착층에서는 점착력 저하의 이유로 사용되지 않았던 충진제를 점착층의 일 구성 요소로 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
또한 본원 발명의 일 양태는, 충진제를 함유하는 점착층이면서도 UV 경화 전 점착력이 우수한 점착층 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
이하, 본원 발명의 양태들을 보다 구체적으로 설명한다. 다만 본원 발명의 내용이 이에 제한되는 것은 아니다.
본원 발명의 일 양태는,
a) 점착층; 및
b) 상기 점착층에 적층된 접착층;
을 포함하며, -20℃ 내지 0℃에서 상기 점착층(x)에 대한 접착층(y)의 탄성 모듈러스의 비(y/x)가 1 내지 10인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층은, 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 충진제를 함유하는, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 충진제는, 금가루, 은가루, 동분, 니켈, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 실리카, 질화붕소, 이산화티타늄, 유리, 산화철 및 세라믹으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 충진제는 실리카인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층이,
상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
a) 아크릴계 수지를 함유하는 바인더 수지 60 내지 95 중량부;
b) 경화제 0.1 내지 10 중량부;
c) 광 개시제 0.1 내지 15 중량부;
d) 충진제 0.1 내지 10 중량부; 및
e) 실란 커플링제 0.1 내지 10 중량부;
를 함유하는 것을 특징으로 하는, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층의 UV 경화 전 박리력이 1 N/25mm 이상인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 150 내지 2,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 접착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 1,500 내지 3,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 접착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 1,800 내지 2,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 배선 기판 및 반도체 칩을 포함하며 상기의 다이싱 다이본딩 필름의 접착층으로 접속된 반도체 장치를 제공한다.
본원 발명의 다이싱 다이본딩 필름은 박막 웨이퍼에 적용되는 다이싱 다이본딩 필름으로서, 저온 익스팬딩 시 웨이퍼의 뒤틀림 현상, 칩 플라잉(Chip flying) 현상을 억제하여 저온 분단성을 향상시키는 효과를 갖는다.
또한 본원 발명은 박막 웨이퍼의 절단 및 픽업 공정성이 우수한 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 효과를 갖는다.
또한 본원 발명은 충진제를 함유하여 물성이 단단하면서도 경화 전 점착력이 우수한 반도체용 점착 필름 및 상기 점착 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 효과를 갖는다.
이하, 본원 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 본원 명세서에 기재되지 아니한 사항은 본원 발명의 기술 분야 또는 유사 분야에서 숙련된 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
본원 발명의 일 양태는,
a) 점착층; 및
b) 상기 점착층에 적층된 접착층;
을 포함하며, -20℃ 내지 0℃에서 상기 점착층(x)에 대한 접착층(y)의 탄성 모듈러스의 비(y/x)가 1 내지 10인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
상기 탄성 모듈러스(Elastic modulus)의 측정 방법은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. 탄성 모듈러스를 측정하는 방법의 비제한적인 일 예시는 다음과 같다: 제조된 접착 필름 또는 점착 필름을 일정 크기(예를 들어, 가로 7 mm × 세로 15 mm × 두께 430 ㎛)로 절단하여 측정 온도 범위를 -30℃ 내지 170℃로 하고, 승온 조건 4℃/분, 진동수를 10 Hz로 한다. 상기 조건에서 DMA(Dynamic Mechanical Analyzer; TA사의 Q800)를 이용하여 탄성 모듈러스를 측정할 수 있다.
상기 점착층(x)에 대한 접착층(y)의 탄성 모듈러스의 비(y/x)는 1 내지 10일 수 있고, 보다 바람직하게는 1 내지 8일 수 있으며, 가장 바람직하게는 3 내지 6일 수 있다.
상기 점착층에 대한 접착층의 탄성 모듈러스의 비가 상기의 범위 내일 경우, 접착층의 저온 분단성이 우수해질뿐만 아니라 점착층과 접착층이 분단되는 현상 및 칩플라잉 현상을 방지할 수 있으며 이에 따라 칩 픽업성이 불량해지는 문제를 방지할 수 있다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층은, 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 충진제를 함유하는, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 점착층에 사용될 수 있는 상기 충진제는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 것을 사용할 수 있다. 상기 충진제의 비제한적인 예로는 금속성분인 금가루, 은가루, 동분, 니켈 등을 사용할 수 있고, 비금속성분인 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 실리카, 질화붕소, 이산화티타늄, 유리, 산화철 또는 세라믹 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본원 발명의 점착층에 사용되는 상기 충진제는 바람직하게는 실리카를 사용할 수 있다.
상기 충진제의 형상과 크기는 특별히 제한되지 아니하나, 통상적으로 무기 필러 중에서는 구형 실리카와 무정형 실리카가 주로 사용되고, 그 크기는 5 ㎚ 내지 5 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 충진제는 상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8 중량부일 수 있고, 가장 바람직하게는 1 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서 뛰어난 저온 분단성을 획득할 수 있으며, 필름의 형성이 용이해지고 피착제에 대한 점착성이 향상되며, 소잉 또는 픽업과 같은 공정에 있어서 공정성이 향상되는 이점이 있다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층이,
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
a) 아크릴계 수지를 함유하는 바인더 수지 60 내지 95 중량부;
b) 경화제 0.1 내지 10 중량부;
c) 광 개시제 0.1 내지 15 중량부;
d) 충진제 0.1 내지 10 중량부; 및
e) 실란 커플링제 0.1 내지 10 중량부;
를 함유하는 것을 특징으로 하는, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명의 점착층에 사용되는 상기 아크릴계 수지로는 상기 점착층에 점착력을 부여해줄 수 있는 아크릴계 모노머를 주 모노머로 하고, 거기에 기능성 아크릴 모노머 및 중합반응 개시제를 부가하여 중합 반응함으로써 제조될 수 있다. 바람직하게는, 아크릴 모노머, 기능성 아크릴 모노머 및 중합반응 개시제가 중합 반응되어 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지를 제조할 수 있다.
상기 아크릴 모노머는 필름에 점착력을 부여하는 기능을 하는 것으로, 상기 아크릴 모노머의 종류는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 아크릴 모노머로는 탄소수 4 개 내지 20 개의 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 등을 사용할 수 있다. 상기 아크릴 모노머의 비제한적인 예로는, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트 또는 옥타데실메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 기능성 아크릴 모노머는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 기능성 아크릴 모노머의 비제한적인 예로는 히드록시 모노머, 에폭시기 모노머 또는 반응성 모노머 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중 보다 바람직하게는 히드록시 모노머와 에폭시기 모노머의 조합을 사용할 수 있다.
상기 히드록시 모노머는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 히드록시 모노머로는 히드록시기를 포함하는 탄소수 4 개 내지 20 개의 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 등을 사용할 수 있다. 상기 히드록시 모노머의 비제한적인 예로는, 히드록시메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트 또는 비닐카프로락탐 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시기 모노머는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 에폭시기 모노머로는 에폭시기를 포함하고 탄소수 4 개 내지 20 개인 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 등을 사용할 수 있다. 상기 에폭시기 모노머의 비제한적인 예로는, 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 반응성 모노머는 특별히 제한되지 아니하며, 탄소수 20 개 이상의 모노머를 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합을 사용할 수 있다. 상기 반응성 모노머의 비제한적인 예로는, 라우릴아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 세틸아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 중합 반응 개시제는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 중합 반응 개시제의 비제한적인 예로는, 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile) 등과 같은 아조비스계; 벤조일퍼옥사이드 등과 같은 유기 과산화물계 등의 라디칼 발생제를 사용할 수 있다. 한편, 필요에 따라 촉매 및/또는 중합 반응 금지제를 병용할 수 있다.
상기 중합 반응은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 중합 반응의 중합 온도는 바람직하게는 80 내지 120℃일 수 있고 중합 시간은 바람직하게는 1 내지 70 시간, 보다 바람직하게는 5 내지 15 시간일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 수지를 함유하는 바인더 수지는 상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 60 내지 95 중량부 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 70 내지 95 중량부, 가장 바람직하게는 80 내지 95 중량부 일 수 있다. 상기의 함량 범위 내에서 신뢰성이 우수한 필름을 제조할 수 있다. 보다 구체적으로 상기의 범위 내에서 강한 초기 점착력을 획득할 수 있으며, 점착층의 형성이 용이하고 광경화 후 점착력 손실이 효과적으로 일어나 칩 픽업성이 향상되는 이점이 있다.
본원 발명의 점착층에 사용되는 상기 경화제는 특별히 제한되지 아니하나 바람직하게는 이소시아네이트계 열 경화제를 사용할 수 있다. 상기 이소시아네이트계 경화제는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 이소시아네이트계 열 경화제의 비제한적인 예로는, 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, 수소화트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메틸올프로판의 크실렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌 비스 트리 이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 경화제는 상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 내지 10 중량부 일 수 있다. 상기 범위 내에서 경화 전후의 물성에 있어 기재 필름과의 밀착력이 강하여 기재 필름과 점착 코팅층간의 부착력이 낮아지는 현상 및 이에 따른 웨이퍼 또는 접착층으로의 전이 문제를 방지할 수 있으며, 미반응 이소시아네이트가 거의 생기지 않아 접착 필름과의 박리가 용이해지는 이점이 있다.
본원 발명의 점착층에 사용되는 상기 광 개시제는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 광 개시제로는 알파-아미노 케톤 타입의 화합물, 벤질다이메틸-케탈 타입의 화합물, 알파-하이드록시 케톤 타입의 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 광 개시제는 상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 15 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 내지 10 중량부일 수 있고 가장 바람직하게는 3 내지 8 중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서 광경화 후 점착력의 손실이 효과적으로 일어나며, 웨이퍼 또는 접착 필름과의 부착력이 지나치게 강해지는 현상을 방지하여 광경화 후 픽업성을 향상시키는 이점이 있다.
본원 발명의 점착층에 사용되는 상기 실란 커플링제는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제의 비제한적인 예로는, 헥실트리메톡시 실란, 에폭시가 함유된 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 아민기가 함유된 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머캅토가 함유된 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제의 함량은 상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 내지 7 중량부일 수 있고, 가장 바람직하게는 1 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서 점착 필름의 부착력이 충분히 발현되어 점착 신뢰성이 향상되며, 실란 커플링제 간의 자체 반응을 방지함으로써, 부반응물의 증가로 인한 전체적인 필름 물성의 저하를 방지하는 이점이 있다.
본원 발명의 다이싱 다이본딩 필름용 점착층을 형성하는 데에는 특별한 장치나 설비가 필요치 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 방법에 의해 특별한 제한없이 제조될 수 있다. 상기 점착층의 제조 방법에 대한 비제한적인 예는 다음과 같다: 아크릴 수지, 광 개시제, 경화제, 실란 커플링제 및 충진제 등을 메틸에틸케톤 또는 시클로헥사논 등과 같은 용제에 용해시킨 다음, 비드 밀을 이용하여 충분히 혼련시킨 후, 어플리케이터를 이용하여 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름상에 도포하고 100℃ 오븐에서 2 내지 10분간 가열 건조한 후 폴리올레핀(PO) 필름상에 전사시키면 적당한 도막 두께를 가지는 점착필름을 얻을 수 있다. 그 후 25 내지 40℃의 오븐에서 3 내지 7일 동안 에이징을 실시하여 균일한 품질의 점착필름을 얻을 수 있다.
상기 점착층의 두께는 3 내지 100 ㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 30 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 두께 범위로 점착층을 제조하는 경우, 경제적인 측면에서 유리할뿐만 아니라 균일한 점착력을 나타내는 점착층을 제조할 수 있는 이점이 있다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면 상기 점착층의 UV 경화 전 점착력이 1 N/25mm 이상인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
상기 점착층의 UV 경화 전 점착력은 상기 점착층과 접착층 간의 계면 박리력을 측정함으로써 판단할 수 있다.
상기 점착층과 접착층 간의 계면 박리력을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 방법에 따라 수행할 수 있다. 상기 박리력 측정 방법에 대한 비제한적인 일 예시는 다음과 같다: 점착층과 접착층 간의 계면 박리력 측정은 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 제8항에 따라 시험할 수 있다. 상기 시험 방법에 따르면, 다이 접착용 접착층에 점착층 시료(폭 25 mm, 길이 250 mm)를 붙인 후 2 kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 300 mm/min의 속도로 1회 왕복시켜 압착한다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180˚로 뒤집어 약 25 mm를 벗긴 후, 10 N 로드셀(Load Cell)에서 인장 강도기의 위쪽 클립에는 상기 시험편을, 아래쪽 클립에는 상기 접착층을 고정시키고, 300 mm/min의 인장 속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하는 방식으로 측정할 수 있다. 상기 인장 시험기는 "Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343"을 사용할 수 있다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 점착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 150 내지 2,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
상기 탄성 모듈러스(Elastic modulus)의 측정 방법은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. 탄성 모듈러스를 측정하는 방법의 비제한적인 일 예시는 다음과 같다: 제조된 점착 필름을 일정 크기(예를 들어, 가로 7 mm × 세로 15 mm × 두께 430 ㎛)로 절단하여 측정 온도 범위를 -30℃ 내지 170℃로 하고, 승온 조건 4℃/분, 진동수를 10 Hz로 한다. 상기 조건에서 DMA(Dynamic Mechanical Analyzer; TA사의 Q800)를 이용하여 탄성 모듈러스를 측정할 수 있다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기 접착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가, 바람직하게는 1,500 내지 3,500 MPa, 보다 바람직하게는 1,800 내지 2,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
본원 발명에 사용되는 다이싱 다이본딩 필름용 접착층을 제조하기 위한 조성물에는 고분자 수지, 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉매, 커플링제, 충진제 및 기타 첨가제 등이 함유될 수 있다. 이들의 종류 및 함량은 특별히 한정되지 아니하며 당해 기술 분야에서 알려진 조성을 따를 수 있다. 이하, 본원 발명의 접착층에 사용 가능한 성분의 구체적인 예를 기술한다.
고분자 수지
본원 발명에 사용되는 고분자 수지는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 상기 고분자 수지의 비제한적인 예로는 폴리이미드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 부타디엔 고무, 아크릴 고무, (메타)아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리 에테르 이미드 수지, 페녹시 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르 수지 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
또한, 관능성 모노머를 포함하는 고분자 성분, 예를 들어 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트 등의 관능성 모노머를 함유하는 에폭시기 함유 (메타)아크릴 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 에폭시기 함유 (메타)아크릴 공중합체로는 (메타)아크릴 에스테르 공중합체, 아크릴 고무 등을 사용할 수 있다.
에폭시 수지
본원 발명에 사용되는 에폭시 수지는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 아니하며, 액상 에폭시 수지 또는 고상 에폭시 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 액상 에폭시 수지의 비제한적인 예로, 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지, 비스페놀 F형 액상 에폭시 수지, 3 관능성 이상의 다관능성 액상 에폭시 수지, 고무변성 액상 에폭시 수지, 우레탄 변성 액상 에폭시 수지, 아크릴 변성 액상 에폭시 수지 및 감광성 액상 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 고상 에폭시 수지는 상온에서 고상 또는 고상에 근접한 에폭시로서 하나 이상의 관능기를 가지고 있는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 그의 비제한적인 예로는, 비스페놀계 에폭시, 페놀 노볼락(Phenol novolac)계 에폭시, o-크레졸 노볼락(Cresol novolac)계 에폭시, 다관능 에폭시, 아민계 에폭시, 복소환 함유 에폭시, 치환형 에폭시, 나프톨계 에폭시 및 이들의 유도체등을 들 수 있다.
이러한 에폭시계 수지로서 현재 시판되고 있는 제품에는 비스페놀계로서는 국도 화학의 YD-017H, YD-020, YD020-L, YD-014, YD-014ER, YD-013K, YD-019K, YD-019, YD-017R, YD-017, YD-012, YD-011H, YD-011S, YD-011, YDF-2004, YDF-2001 등이 있고, 페놀 노볼락계로서는 유카 쉘 에폭시 주식회사의 에피코트 152, 에피코트 154, 일본 화약 주식회사의 EPPN-201, 다우 케미컬의 DN-483, 국도 화학의 YDPN-641, YDPN-638A80, YDPN-638, YDPN-637, YDPN-644, YDPN-631 등이 있고, o-크레졸 노볼락계로서는 국도 화학의 YDCN-500-1P, YDCN-500-2P, YDCN-500-4P, YDCN-500-5P, YDCN-500-7P, YDCN-500-8P, YDCN-500-10P, YDCN-500-80P, YDCN-500-80PCA60, YDCN-500-80PBC60, YDCN-500-90P, YDCN-500-90PA75 등이 있고 일본 화약 주식회사의 EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027, 독도 화학 주식회사의 YDCN-701, YDCN-702, YDCN-703, YDCN-704, 대일본 잉크화학의 에피클론 N-665-EXP 등이 있고, 비스페놀계 노볼락 에폭시로는 국도 화학의 KBPN-110, KBPN-120, KBPN-115 등이 있고, 다관능 에폭시 수지로서는 유카 쉘 에폭시 주식회사 Epon 1031S, 시바 스페샬리티 케미칼 주식회사의 아랄디이토 0163, 나가섭씨온도 화성 주식회사의 데타콜 EX-611, 데타콜 EX-614, 데타콜 EX-25-12614B, 데타콜 EX-622, 데타콜 EX-512, 데타콜 EX-521, 데타콜 EX-421, 데타콜 EX-411, 데타콜 EX-321, 국도 화학의 EP-5200R, KD-1012, EP-5100R, KD-1011, KDT-4400A70, KDT-4400, YH-434L, YH-434, YH-300 등이 있으며, 아민계 에폭시 수지로서는 유카 쉘 에폭시 주식회사 에피코트 604, 독도 화학 주식회사의 YH-434, 미쓰비시가스화학 주식회사의 TETRAD-X, TETRAD-C, 스미토모 화학 주식회사의 ELM-120 등이 있고, 복소환 함유 에폭시 수지로는 시바 스페샬리티 케미칼 주식회사의 PT-810, 치환형 에폭시 수지로는 UCC사의 ERL-4234, ERL-4299, ERL-4221, ERL-4206, 나프톨계 에폭시로는 대일본 잉크화학의 에피클론 HP-4032, 에피클론 HP-4032D, 에피클론 HP-4700, 에피클론 4701 등이 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
경화제
본원 발명에 사용되는 경화제는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 아니하며, 상기 경화제로 페놀형 에폭시 수지 경화제를 사용할 수 있다.
상기 페놀형 경화제의 비제한적인 예로는, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등의 비스페놀계 수지; 페놀 노볼락계 수지; 비스페놀 A계 노볼락 수지; 자일록계, 크레졸계 노볼락, 비페닐계 등의 페놀계 수지 등을 들 수 있다.
이러한 페놀형 에폭시 수지 경화제로서 현재 시판되고 있는 제품의 예로는, 단순 페놀계의 경화제로 메이화 플라스틱 산업 주식회사의 H-1, H-4, HF-1M, HF-3M, HF-4M, HF-45 등이 있고, 파라 자일렌계열의 메이화 플라스틱 산업 주식회사의 MEH-78004S, MEH-7800SS, MEH-7800S, MEH-7800M, MEH-7800H, MEH-7800HH, MEH-78003H, 코오롱 유화 주식회사의 KPH-F3065, 비페닐 계열의 메이화 플라스틱 산업 주식회사의 MEH-7851SS, MEH-7851S, MEH7851M, MEH-7851H, MEH-78513H, MEH-78514H, 코오롱 유화 주식회사의 KPH-F4500, 트리페닐메틸계의 메이화 플라스틱 산업 주식회사의 MEH-7500, MEH-75003S, MEH-7500SS, MEH-7500S, MEH-7500H 등이 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
경화 촉매
본원 발명에 사용되는 상기 경화 촉매는 반도체 공정 동안에 에폭시 수지가 완전히 경화될 수 있도록 경화시간을 단축시키는 촉매로서, 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 상기 경화 촉매의 비제한적인 예로는 멜라민계, 이미다졸계, 트리페닐포스핀계 촉매 등을 들 수 있다. 현재 시판되고 있는 제품의 예로는, 이미다졸계로서 아지노모토 정밀 기술 주식회사의 PN-23, PN-40, 사국 화학 주식회사의 2P4MZ, 2MA-OK, 2MAOK-PW, 2P4MHZ 등이 있고, 호코 케미칼사(HOKKO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD)의 TPP-K, TPP-MK 등이 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
실란 커플링제
본원 발명에 사용될 수 있는 커플링제는 조성물 배합시 실리카와 같은 무기물질의 표면과 유기 물질간의 화학적 결합으로 인한 접착력을 증진시키기 위한 접착증진제의 작용을 한다.
상기 커플링제는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 아니하며, 그 비제한적인 예로는, 헥실트리메톡시 실란, 에폭시가 함유된 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 아민기가 함유된 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머캅토가 함유된 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
충진제
본원 발명의 접착 조성물은 틱소트로픽성(thixotropy)을 발현하여 용융점도를 조절하기 위하여 충진제를 포함할 수 있다. 상기 충진제는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 상기 충진제로는 필요에 따라 무기 또는 유기 충진제를 사용할 수 있으며, 무기 충진제로는 금속성분인 금가루, 은가루, 동분, 니켈을 사용할 수 있고, 비금속성분인 알루미나, 수산화 일미늄, 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 실리카, 질화 붕소, 이산화티타늄, 유리, 산화철, 세라믹 등을 사용할 수 있고, 유기 충진제로서는 탄소, 고무계 필러, 폴리머계 등을 사용할 수 있다. 상기 충진제의 형상과 크기는 특별히 제한되지 아니하나, 바람직하게는 구형 일 수 있으며 크기는 500 nm 내지 10 ㎛의 범위가 바람직하다.
유기 용매
본원 발명의 접착 조성물은 유기용매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유기용매는 반도체용 접착 조성물의 점도를 낮게 하여 필름의 제조가 용이하도록 하며, 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 그 비제한적인 예로는, 톨루엔, 자일렌, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 벤젠, 아세톤, 메틸에틸케톤, 테트라히드로 퓨란, 디메틸포름알데히드, 시클로헥사논 등을 들 수 있다.
기타 첨가제
한편, 상기와 같은 본원 발명의 반도체용 접착 조성물은 이온성 불순물을 흡착하고 흡습 시의 절연 신뢰성을 구현하기 위하여 이온 포착제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 이온 포착제로는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 아니하며, 비제한적인 예로 트리아진 티올(Triazin thiol) 화합물, 지르코늄계(Zirconium), 안티몬 비스무트계(Antimon bismuth), 마그네슘 알루미늄계(magnesium aluminium) 화합물 등을 들 수 있다.
본원 발명에 사용되는 접착층은 그 필름을 형성하는 데에 특별한 장치나 설비가 필요치 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 방법에 의해 특별한 제한없이 제조될 수 있다.
본원 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 상기의 다이싱 다이본딩 필름의 접착층으로 접속된 반도체 장치를 제공한다.
상기 반도체 장치는, 배선 기판; 상기 배선 기판의 칩 탑재면에 부착되어 있는 접착 필름; 및 상기 필름상에 탑재된 반도체 칩을 포함할 수 있다. 상기 접착 필름은 본원 발명의 다이싱 다이본딩 필름의 접착층을 의미한다.
본원 발명에 사용되는 상기 배선 기판, 반도체 칩은 특별히 한정되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 것을 사용할 수 있다.
본원 발명의 반도체 장치를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 방법으로 수행될 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예를 기술함으로써 본원 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기의 실시예, 및 실험예는 본원 발명의 일 예시에 불과하며, 본원 발명의 내용이 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
실시예 1
다이싱 다이본딩 필름용 접착층의 제조
아크릴 수지 KLS-1046DR(수산기값: 13 mgKOH/g, 산가: 63 mgKOH/g, 유리 전이 온도: 38℃, 평균 분자량: 690,000 g/mol, 제조원: 후지쿠라 상사) 400g;
아크릴 수지 WS-023(수산기값 혹은 산가: 20 mgKOH/g, 유리 전이 온도: -5℃, 평균 분자량: 500,000 g/mol, 수산기 혹은 카르복시기 함유량: 20, 제조원: 나가세켐텍) 60g;
크레졸 노볼락계로 이루어진 에폭시 수지 YDCN-500-4P(제조원: 국도 화학, 분자량: 10,000 g/mol이하) 60g;
크레졸 노볼락계 경화제 MEH-7800SS(제조원: 메이화 플라스틱 산업) 40g;
이미다졸계 경화촉매 2P4MZ(제조원: 사국 화학) 0.1g;
머캅토 실란 커플링제 KBM-803(제조원: 신에쯔 주식회사) 0.5g;
에폭시 실란 커플링제 KBM-303(제조원: 신에쯔 주식회사) 0.5g; 및
무정형 실리카 충진제(OX-50, 제조원: 대구사) 20g을 혼합한 후, 500 rpm에서 2시간 동안 1차 분산시켰다.
상기 1차 분산 후 밀링(milling)을 실시하였다. 밀링은 주로 무기 입자를 이용한 비드 밀링 방법을 사용하였다. 밀링이 완료된 후 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 이형 필름의 편면에 건조 후, 막 두께 20 ㎛로 하여 코팅을 실시하였다. 상기 코팅된 면을 보호하기 위하여 코팅층 상부 면에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 적층하여 접착층을 제조하였다.
실시예 2
충진제를 함유하는 다이싱 다이본딩 필름용 점착층의 제조
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
아크릴 수지 SR-09184R(제조원: 삼화 케미칼) 86.5 중량부;
이소시아네이트 경화제 AK-75(제조원: 애경 화학) 3.4 중량부;
광 개시제 IC-184(제조원: 시바 케미칼) 6.1 중량부;
실란 커플링제 KBM-403(제조원: 신에쯔 주식회사) 2.3 중량부; 및
충진제 R-972(제조원: 대구사) 1.7 중량부를 혼합하여 유기 용매인 메틸 에틸 케톤(제조원: 대정 화금)에 용해시킨 후, 비드 밀을 이용하여 충분히 혼련시킨 다음, 어플리케이터를 이용하여 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 도포하였다. 그 다음 100℃ 오븐에서 10분가량 가열 건조한 후 폴리올레핀(PO) 필름상에 전사시켜 두께 20 ㎛인 점착층을 제조하였다.
실시예 3
충진제를 함유하는 다이싱 다이본딩 필름용 점착층의 제조
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
아크릴 수지 SR-09184R(제조원: 삼화 케미칼)을 84.7 중량부; 및
충진제 R-972(제조원: 대구사)를 3.5 중량부로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 점착층을 제조하였다.
실시예 4
충진제를 함유하는 다이싱 다이본딩 필름용 점착층의 제조
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
아크릴 수지 SR-09184R(제조원: 삼화 케미칼)을 84.1 중량부;
이소시아네이트 경화제 AK-75(제조원: 애경 화학)를 4 중량부; 및
충진제 R-972(제조원: 대구사)를 3.5 중량부로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 점착층을 제조하였다.
비교예 1
충진제를 함유하지 않는 다이싱 다이본딩 필름용 점착층의 제조
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
아크릴 수지 SR-09184R(제조원: 삼화 케미칼)을 90.5 중량부로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 점착층을 제조하였다.
비교예 2
충진제를 함유하지 않는 다이싱 다이본딩 필름용 점착층의 제조
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
아크릴 수지 SR-09184R(제조원: 삼화 케미칼)을 85.9 중량부; 및
이소시아네이트 경화제 AK-75(제조원: 애경 화학)를 8 중량부로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 점착층을 제조하였다.
비교예 3
충진제를 다량 함유하는 다이싱 다이본딩 필름용 점착층의 제조
점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
아크릴 수지 SR-09184R(제조원: 삼화 케미칼)을 76.3 중량부; 및
충진제 R-972(제조원: 대구사)를 11.9 중량부로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법에 의하여 점착층을 제조하였다.
하기 표 1은 상기 실시예 2 내지 4, 및 비교예 1 내지 3의 점착층의 조성을 중량부로 나타낸 것이다.
표 1
실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
아크릴 수지 86.5 84.7 84.1 90.5 85.9 76.3
경화제 3.4 3.4 4.0 3.4 8.0 3.4
광 개시제 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1 6.1
실란커플링제 2.3 2.3 2.3 - - 2.3
충진제 1.7 3.5 3.5 - - 11.9
중량부 합계 100 100 100 100 100 100
실험예 1
경화 전 탄성 모듈러스의 측정
필름의 경화 전 탄성 모듈러스를 측정하기 위하여 상기 실시예 1의 접착층과 상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 사용된 조성에서 폴리올레핀 필름에 전사하는 대신 폴리에틸렌테레프탈레이트와 합지한 점착층을 각각 420 ㎛의 두께로 라미네이션하고, 이들을 각각 가로 7 ㎜ × 세로 15 ㎜로 절단하였다.
측정 온도 범위 -30℃ 내지 170℃, 승온 조건 4℃/분, 진동수 10 Hz의 조건하에서 DMA(Dynamic Mechanical Analyzer, TA사의 Q800)를 이용하여 필름의 경화 전 탄성 모듈러스를 측정하였다. 최종 측정은 저온 분단성을 가늠해주는 -10℃에서의 모듈러스 값으로 하였다.
실험예 2
저온 분단성 측정
상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 각각의 점착층을 광폭코팅 한 후, 상기 실시예 1에서 제조한 접착층에 라미네이션한 후, 1일간 방치하였다. 그 다음 두께 50 ㎛의 웨이퍼에 상기의 라미네이션된 필름을 다시 라미네이션한 후, 링 프레임에 장착하여 웨이퍼의 중심부 30 ㎛을 레이저를 이용하여 개질부를 형성하였다. 이때 칩은 가로 10 mm × 세로 10 ㎜의 크기로 다이싱 하였고 -10℃로 온도를 고정시킨 상태에서 웨이퍼 링 익스팬젼을 실시하였다. 익스팬젼은 총 12 mm를 실시하며 1차로 7 mm를 200 mm/s로 상승시킨 후 5초간 유지하며 추가로 5 mm를 10 mm/s의 속도로 상승시키는 방식으로 실시하였다.
상기 익스팬젼 후 필름을 70 mW/㎠의 조도를 가진 고압 수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200 mJ/㎠로 조사하였다. 조각화된 웨이퍼 200개를 떼어내어 접착필름의 분할이 95% 이상 이루어지면 양호, 95% 미만이면 불량으로 표시하였다.
실험예 3
픽업(Pick up) 성공률 측정
상기 실시예 1의 접착층에, 상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 점착층을 각각 합지하여 제조한 다이싱 다이본딩 필름에, 두께 50 ㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 가로 10 mm × 세로 10 mm의 크기로 다이싱하였다. 그 다음 상기 필름을 70 mW/㎠의 조도를 가진 고압 수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200 mJ/㎠로 조사하였다. 상기 조사가 완료된 후 실리콘 웨이퍼 중앙부의 칩 200개에 대하여 다이본더 장치(SDB-1000M, 세크론)를 이용하여 픽업시험을 실시하고, 그 성공률(%)을 측정하였다.
실험예 4
버(Burr) 평가
상기 실시예 1의 접착층에, 상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 점착층을 각각 합지하여 제조한 다이싱 다이본딩 필름에, 두께 50 ㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 가로 10 mm × 세로 10 mm의 크기로 다이싱하였다. 그 다름 상기 필름을 70 mW/㎠의 조도를 가진 고압 수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200 mJ/㎠로 조사하였다. 조사가 완료된 후 칩을 분리하여 상면(Top), 저면(Bottom), 측면(Side) 삼면을 현미경을 통하여 버의 발생 정도를 관찰하였다. 총 100개의 칩을 무작위로 추출해 그 중 100 ㎛ 이상의 버가 칩의 상면, 저면, 측면 중 한 면에라도 1개 이상 발생시 불량으로 표시하였다.
실험예 5
칩 플라잉(Chip flying) 평가
상기 실시예 1의 접착층에, 상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 점착층을 각각 합지하여 제조한 다이싱 다이본딩 필름에, 두께 50 ㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 가로 5 mm × 세로 5 mm의 크기로 다이싱하였다. 상기 다이싱 이후 육안으로 판별하여 소실된 칩의 개수가 1개 이상인 경우 불량으로 표시하였다.
실험예 6
접착층과 점착층 간의 계면 박리력의 측정
상기 실시예 1에 의하여 제조한 접착층과, 상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3에 의하여 제조한 점착층간의 각각의 점착력(박리력)을 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다.
(1) UV 경화 전 박리력 측정
상기 접착층에 상기 점착층 시료(폭 25 mm, 길이 250 mm)를 붙인 후, 2 kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 300 mm/min의 속도로 1회 왕복시켜 압착하였다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180˚로 뒤집어 약 25 mm를 벗긴 후, 10 N 로드셀(Load Cell)에서 인장 강도기의 위쪽 클립에 상기 시험편을, 아래쪽 클립에 상기 접착층을 고정시키고, 300 mm/min의 인장 속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하였다(시험편 10개에 대하여 측정한 후 평균값 계산). 상기 인장 시험기는 "Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였다.
(2) UV 경화 후 박리력 측정
상기 (1)의 방법과 동일하되, 상기 제작된 시험편을 70 mW/㎠의 조도를 가진 고압 수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200 mJ/㎠로 조사한 후 측정하였다.
하기의 표 2 및 3은 상기 실험예 1 내지 6에 대한 측정 결과를 나타낸 것이다.
표 2
비교 항목 단위 접착층(실시예1) 실시예 2 실시예 3 실시예 4
탄성 모듈러스 MPa 2470 360 680 770
저온 분단성 95% 이상-양호 양호 양호 양호
버 1개 이상-불량 양호 양호 양호
칩 플라잉 1개 이상-불량 양호 양호 양호
픽업 성공률 Stroke(㎛) 250 250 300
성공률(%) 100 100 100
UV 전 박리력 N/25mm 1.3 1.5 1.5
UV 후 박리력 0.17 0.17 0.18
표 3
비교 항목 단위 접착층(실시예1) 비교예 1 비교예 2 비교예 3
탄성 모듈러스 MPa 2470 23(연질이라측정 어려움) 130 2720
저온 분단성 95% 이상-양호 불량 양호 불량
버 1개 이상-불량 양호 양호 불량
칩 플라잉 1개 이상-불량 양호 양호 불량
픽업 성공률 Stroke(㎛) 250 NG 200
성공률(%) 100 79
UV 전 박리력 N/25mm 1.5 1.7 0.5
UV 후 박리력 0.18 0.23 0.08
상기 표 2 및 3을 살펴보면, 점착층에 충진제를 첨가하는 경우에 탄성 모듈러스가 높고, 그 함량이 증가할수록 탄성 모듈러스의 값도 증가함을 확인할 수 있었다. 다만, 충진제의 함량이 지나치게 많은 경우에는 비교예 3과 같이 탄성 모듈러스가 2,720 MPa로 과도하게 상승하여 필름 형성에 악영향을 미치며, 버 발생을 야기하며 접착층과의 점착력을 소실하여 저온 분단성 및 칩 플라잉 항목에서 모두 불량인 것으로 평가되었다. 또한, 픽업 공정에서 점착력이 지나치게 낮아, 다이싱 다이본딩 필름을 익스팬딩할 경우 다이의 오리엔테이션이 틀어져 픽업 미스를 야기하기도 하였다.
한편, 비교예 1과 비교예 2를 비교할 때, 경화제의 함량을 증가시키면 탄성 모듈러스 값도 증가하여 저온 분단성이 향상됨을 확인할 수 있으나, 충진제를 첨가하여 탄성 모듈러스를 증가시킨 실시예 2 내지 4와 달리 픽업성이 불량인 것으로 평가되었다. 구체적으로, 경화제를 과도하게 사용한 경우 미반응 이소시아네이트에 의하여 접착층과 점착층간의 계면 박리력이 상대적으로 무거워져서 픽업 불량을 야기한 것으로 판단된다.

Claims (10)

  1. a) 점착층; 및
    b) 상기 점착층에 적층된 접착층;
    을 포함하며, -20℃ 내지 0℃에서 상기 점착층(x)에 대한 접착층(y)의 탄성 모듈러스의 비(y/x)가 1 내지 10인, 다이싱 다이본딩 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 점착층은, 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 충진제를 함유하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 충진제는, 금가루, 은가루, 동분, 니켈, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 실리카, 질화붕소, 이산화티타늄, 유리, 산화철 및 세라믹으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 다이싱 다이본딩 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 충진제는 실리카인, 다이싱 다이본딩 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 점착층은,
    상기 점착층의 고형분 100 중량부에 대하여,
    a) 아크릴계 수지를 함유하는 바인더 수지 60 내지 95 중량부;
    b) 경화제 0.1 내지 10 중량부;
    c) 광 개시제 0.1 내지 15 중량부;
    d) 충진제 0.1 내지 10 중량부; 및
    e) 실란 커플링제 0.1 내지 10 중량부;
    를 함유하는 것을 특징으로 하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 점착층의 UV 경화 전 박리력이 1 N/25mm 이상인, 다이싱 다이본딩 필름.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 점착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 150 내지 2,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 1,500 내지 3,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 접착층의 -10℃에서의 탄성 모듈러스가 1,800 내지 2,500 MPa인, 다이싱 다이본딩 필름.
  10. a) 배선 기판;
    b) 상기 배선 기판의 칩 탑재면에 부착되어 있는 접착 필름; 및
    c) 상기 접착 필름상에 탑재된 반도체 칩;
    을 포함하는 반도체 장치로서,
    상기 접착 필름은 제1항에 기재된 다이싱 다이본딩 필름의 접착층인, 반도체 장치.
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