WO2021080286A1 - 반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름 - Google Patents

반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름 Download PDF

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이광주
김정학
김주현
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    • C09J2433/00Presence of (meth)acrylic polymer
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    • C09J2463/00Presence of epoxy resin

Definitions

  • the present invention claims the benefit of the filing date of Korean Patent Application No. 10-2019-0131506 filed with the Korean Intellectual Property Office on October 22, 2019, all of which are included in the present invention.
  • the present invention relates to an adhesive composition for semiconductors and an adhesive film for semiconductors comprising a cured product thereof, and specifically, for semiconductors capable of removing voids generated between an adherend and an adhesive and reducing bleed-out of the adhesive composition for semiconductors It relates to an adhesive composition for semiconductors including an adhesive composition and a cured product thereof.
  • the above-mentioned semiconductor chips are becoming smaller and thinner and higher in performance.
  • the thickness of the semiconductor wafers is gradually reduced to 20 ⁇ m or less so that more chips can be stacked in the same package for the purpose of increasing the package capacity. It is becoming thinner.
  • a method of fixing a controller on a substrate, covering it with an adhesive, and stacking a chip thereon Is applying.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an adhesive composition for semiconductors and an adhesive film for semiconductors including a cured product thereof for reducing voids and bleed-outs occurring in a three-dimensional mounting process of a semiconductor chip.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides an adhesive composition for semiconductors comprising a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent and a nonionic surfactant.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides an adhesive film for semiconductors comprising a cured product of the adhesive composition for semiconductors according to an embodiment of the present invention.
  • the surface tension of the adhesive composition for semiconductors may be improved by adding a nonionic surfactant.
  • the adhesive film for semiconductors includes a cured product of the adhesive composition for semiconductors, thereby reducing voids that may occur in die bonding and bleed-out of the adhesive.
  • FIG. 1 is a cross-sectional side view and a front view of a semiconductor device according to Examples 1 to 3;
  • the glass transition temperature is measured by differential scanning calorimetry.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides an adhesive composition for semiconductors comprising a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent and a nonionic surfactant.
  • the semiconductor adhesive composition according to an exemplary embodiment of the present invention, by adding a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent and a nonionic surfactant, the surface tension of the polymer of the semiconductor adhesive composition is improved, and the wettability of the semiconductor adhesive is reduced. Thus, the fillet length can be reduced.
  • An exemplary embodiment of the present invention includes a nonionic surfactant.
  • the nonionic surfactant may be one selected from the group consisting of polyoxyethylene alkyl ether, oleic acid diethanolamide, polysorbate, polyethylene glycol, hydroxyethyl cellulose, and combinations thereof. have.
  • the content of the nonionic surfactant may be 0.1 parts by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total content of the thermosetting resin and the thermoplastic resin.
  • the content of the nonionic surfactant is 1 part by weight to 9 parts by weight, 2 parts by weight to 8 parts by weight, 3 parts by weight to 8 parts by weight, 4 parts by weight to 100 parts by weight of the total content of the thermosetting resin and the thermoplastic resin. 7 parts by weight, 5 parts by weight to 6 parts by weight, 1 part by weight to 5 parts by weight, 5 parts by weight to 9 parts by weight, 8 parts by weight to 10 parts by weight, 9 parts by weight to 10 parts by weight, or 2 to 3 parts by weight It can be wealth.
  • the surface tension of the semiconductor adhesive is improved and the wettability is reduced, thereby preventing the occurrence of voids between the controller and the adhesive during the semiconductor package formation process. And, it is possible to reduce the bleed out of the adhesive.
  • the adhesive composition for semiconductor may further include a hydrophilic additive.
  • a hydrophilic additive in the adhesive composition for semiconductors, the surface tension of the adhesive composition for semiconductors is improved, and the wettability of the adhesive for semiconductors decreases, thereby reducing the fillet length.
  • the content of the hydrophilic additive may be 0.1 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total content of the thermosetting resin and the thermoplastic resin. Specifically, 1 to 19 parts by weight, 2 to 18 parts by weight, 3 to 18 parts by weight, 4 to 17 parts by weight, 5 to 16 parts by weight based on 100 parts by weight of the semiconductor adhesive composition , 6 to 15 parts by weight, 7 to 14 parts by weight, 8 to 13 parts by weight, 9 to 12 parts by weight, or 10 to 11 parts by weight.
  • the surface tension of the semiconductor adhesive is improved and the wettability is reduced, thereby preventing the occurrence of voids between the controller and the adhesive occurring in the process of forming a semiconductor package. , It can reduce the bleed out of the adhesive.
  • the hydrophilic additive may be one selected from the group consisting of hydrophilic polymers, anionic surfactants, sugar alcohols, and combinations thereof. By selecting the hydrophilic additive from the above, it is possible to improve the surface tension of the semiconductor adhesive.
  • the hydrophilic polymer may be one selected from the group consisting of a polyvinylpyrrolidone derivative compound, a polyvinyl alcohol derivative compound, a polyether derivative compound, a polysaccharide derivative compound, and combinations thereof.
  • the anionic surfactant may be one selected from the group consisting of potassium lauryl acid, sodium lauryl sulfate, and combinations thereof.
  • the sugar alcohol may be one selected from the group consisting of mannitol, xylitol, erythritol, sorbitol, trehalose, maltitol, and combinations thereof.
  • An exemplary embodiment of the present invention includes a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin is polyimide, polyether imide, polyester imide, polyamide, polyether sulfone, polyether ketone, polyolefin, polyvinyl chloride, phenoxy, reactive butadiene acryl. It may include one selected from the group consisting of nitrile copolymer rubber, (meth)acrylate-based resin, and combinations thereof. More specifically, the thermoplastic resin may include a (meth)acrylate-based resin including a (meth)acrylate-based repeating unit having an epoxy-based functional group.
  • the (meth)acrylate-based resin includes a (meth)acrylate-based repeating unit including an epoxy-based functional group, and has a glass transition temperature of -10°C to 30°C (meth) It may be an acrylate resin.
  • the (meth)acrylate-based resin may include 0.1% to 30% by weight of a (meth)acrylate-based repeating unit including an epoxy-based functional group.
  • the epoxy-based functional group may include an epoxy group or a glycidyl group.
  • the thermoplastic resin may include a (meth)acrylate-based resin containing 0.1% to 30% by weight of a (meth)acrylate-based repeating unit having an epoxy-based functional group.
  • thermosetting resin may be an epoxy resin.
  • the epoxy resin is a bisphenol-based epoxy resin, a biphenyl-based epoxy resin, a naphthalene-based epoxy resin, a florene-based epoxy resin, a phenol novolak-based epoxy resin, a cresol novolak-based epoxy resin, and tris. It may be one selected from the group consisting of a hydroxylphenylmethane-based epoxy resin, a tetraphenylmethane-based epoxy resin, and a combination thereof.
  • the bisphenol type epoxy resin is a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a bisphenol S type epoxy resin, a hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol AF type epoxy resin.
  • the thermosetting resin may include a liquid epoxy resin having a viscosity of 1 mPa ⁇ s to 20,000 mPa ⁇ s at a temperature of 20°C to 25°C.
  • a liquid epoxy resin under 10°C to 35°C and a solid epoxy resin under 10°C to 35°C are 1: 0.4 to 1 : Can be used by mixing in a weight ratio of 2.
  • the weight ratio of the liquid epoxy and the solid epoxy resin within the above range, it is possible to prevent excessive resin flow during the die attach process, resulting in contamination, and the strong stickiness of the adhesive layer, thereby preventing remarkably deteriorating pick-up characteristics. Compatibility with resin and reactivity can be improved.
  • the epoxy resin is a cresol novolak type epoxy resin having a softening point of 50 °C to 100 °C with a biphenyl-based epoxy resin having a softening point of 50 °C to 100 °C and 50 °C to 100 °C It may further include one or more epoxy resins selected from the group consisting of bisphenol A epoxy resins having a softening point of.
  • the epoxy resin is a cresol novolak type epoxy resin having a softening point of 50 °C to 100 °C compared to the biphenyl-based epoxy resin having a softening point of 50 °C to 100 °C and 50 °C to 100 °C
  • At least one epoxy resin selected from the group consisting of bisphenol A epoxy resins having a softening point of may be included in a weight ratio of 0.25 to 1.25, or 0.3 to 1.1.
  • the epoxy resin may have an average epoxy equivalent of 100 to 1,000.
  • the average epoxy equivalent can be obtained based on the weight ratio and epoxy equivalent of each epoxy resin contained in the epoxy resin.
  • the adhesive composition for semiconductors may include a novolac-based phenol resin as the curing agent.
  • the curing agent may include a novolac-based phenol resin having a softening point of 60°C to 150°C.
  • the novolak-based phenol resin has a chemical structure in which a ring is located between reactive functional groups. Due to these structural characteristics, the novolac-based phenol resin can lower the hygroscopicity of the adhesive film, and can increase the stability in a high-temperature IR reflow process, thereby preventing peeling of the adhesive film or reflow cracking. Can play a role.
  • the novolak-based phenol resin examples include a novolac phenol resin, a xylog novolac phenol resin, a cresol novolac phenol resin, a biphenyl novolac phenol resin, and a bisphenol A novolac phenol resin. And it may be one selected from the group consisting of a combination thereof.
  • the novolac-based phenol resin may preferably have a softening point of 60°C or higher, or 60°C to 150°C, or 105°C to 150°C, or 70°C to 120°C. .
  • the novolac-based phenolic resin having a softening point of 60° C. or higher allows sufficient heat resistance, strength, and adhesion after curing of the adhesive film.
  • the softening point of the novolac-based phenol resin is too high, the fluidity of the adhesive film is lowered, and thus voids are created inside the adhesive in an actual semiconductor manufacturing process, which can greatly reduce the reliability or quality of the final product.
  • the novolak-based phenol resin preferably has a hydroxyl equivalent weight of 80 g/eq to 300 g/eq and a softening point of 60°C to 150°C.
  • the adhesive composition for semiconductor may further include a curing catalyst and an inorganic filler.
  • the curing catalyst may accelerate the action of the curing agent or the curing of the semiconductor adhesive composition.
  • the curing catalyst may be one selected from the group consisting of a phosphorus compound, a boron compound, a phosphorus-boron compound, an imidazole compound, and a combination thereof. More specifically, the curing catalyst is preferably 2-phenyl imidazole.
  • 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, It may include one selected from the group consisting of aluminum borate and combinations thereof.
  • the inorganic filler may preferably have an average particle diameter (based on the longest outer diameter) of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, or 0.1 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, or 0.1 ⁇ m to 2.0 ⁇ m. If the particle diameter of the inorganic filler is too small, it may be easily aggregated in the adhesive film. On the other hand, when the particle diameter of the inorganic filler is too large, damage to the semiconductor circuit and deterioration of adhesion of the adhesive film may be caused by the inorganic filler.
  • the inorganic filler may include silica and magnesium carbonate in a weight ratio of 1: 0.001 to 1: 1.
  • the weight ratio of silica and magnesium carbonate in the above-described range, it is possible to improve the mechanical properties of the adhesive film for semiconductors.
  • a paint or a pigment may be applied to the adhesive film for semiconductors.
  • the fillet of the material can be clearly observed, thereby reducing the defect rate and improving the work efficiency.
  • an adhesive film may be provided that prevents the internal adhesive body from being projected and visible even outside the package through the application of the paint or pigment.
  • a conventional blackening material for example, a reactive dye, azo dye, nigrosines, and perylene pigment (pigment), mixed-phase pigments (solid-solution pigments), aniylene black, perylene black, Brilliant Black BN, Reactive Black 5, SulfurBlackT, carbon black, and the like can be applied.
  • the adhesive film for semiconductor may include a coupling agent.
  • the type of the coupling agent is not particularly limited, but preferably 2-(3,4 epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyl- Dietoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-2(aminoethyl)3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2(aminoethyl)3-aminopropyl-trimethoxysilane, N- 2(aminoethyl)3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyl-trimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxyly-N-(1,3 dimethyl-butyli Den)propylamine,
  • Another embodiment of the present invention provides an adhesive film for semiconductors comprising a cured product of the adhesive composition for semiconductors.
  • the adhesive film for semiconductors according to another exemplary embodiment of the present invention may reduce voids that may occur in die bonding and bleed out of the adhesive by using the adhesive film for semiconductors.
  • the contact angle of the cured product with water may be 150 degrees or less.
  • the contact angle of the cured product with water is greater than 0 degrees and less than 150 degrees, 10 degrees or more and 140 degrees or less, 20 degrees or more and 130 degrees or less, 30 degrees or more and 120 degrees or less, 40 degrees or more and 110 degrees or less, 50 degrees or more and 100 degrees.
  • the contact angle of the adhesive composition for semiconductors with respect to water may be 150 degrees or less.
  • thermoplastic resin (1) Manufacture of thermoplastic resin
  • thermoplastic acrylate-based resin in which a glycidyl group was introduced into a branched chain was prepared.
  • Phenol resin KH-6021 (made by DIC, bisphenol A novolac resin, hydroxyl equivalent 121 g/eq, softening point: 133°C) 50 g, liquid epoxy resin RE-310S (Japanese explosives product, bisphenol A epoxy resin) , Epoxy equivalent 180 g/eq, viscosity [25°C]: 15,000 mPa ⁇ s) 30 g, solid epoxy resin EOCN-104S (made in Japan explosives, cresol novolak type epoxy resin, epoxy equivalent 214 g/eq, softening point: 92 °C ) 30g, the thermoplastic acrylate resin 40g, silane coupling agent (KBM-403, Sen-Etsu Chemical, gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane) 1g, curing catalyst 2PZ (Shikoku Chemical, 2-phenyl imidazole) 0.2 g and 90 g of inorganic filler SC-2050 (Admatech, sp
  • the prepared adhesive composition for semiconductors was applied on a release-treated polyethylene terephthalate film (38 ⁇ m in thickness) and dried at 110° C. for 3 minutes to obtain an adhesive film for semiconductors.
  • the adhesive films for semiconductors were each manufactured with a thickness of 10 ⁇ m (first semiconductor device bonding film) and 110 ⁇ m (second semiconductor device bonding and first semiconductor device buried film).
  • the adhesive film for semiconductors having a thickness of 10 ⁇ m was attached to one side of a square first semiconductor device (thickness 50 ⁇ m) having a side of 3 mm at a temperature of 70°C.
  • the first semiconductor device was adhered to the BGA substrate via the adhesive film.
  • adhesion was performed by pressing for 1 second at a pressure of 1 kgf at a temperature of 125°C.
  • the BGA substrate to which the first semiconductor device was adhered was subjected to heat treatment at a temperature of 125° C. for 1 hour with a dryer to heat-cure the adhesive film.
  • wire bonding was performed on the first semiconductor device with a diameter of 23 ⁇ m wire at a pitch of 100 ⁇ m using a wire bonder (Shingawa Co., Ltd., trade name UTC-1000) at a temperature of 150°C.
  • the adhesive film for semiconductors having a thickness of 110 ⁇ m was attached to one side of a square second semiconductor device (80 ⁇ m thick) having a side of 10 mm.
  • the second semiconductor device was adhered so that the first semiconductor device on the BGA substrate is buried through the adhesive film. That is, the first semiconductor device is buried between the second semiconductor device and the BGA substrate by the adhesion.
  • adhesion was performed by pressing for 1 second at a pressure of 2 kgf at a temperature of 110 °C.
  • polyethylene glycol Sigma-Aldrich, Triton X-100
  • TWEEN 80 polysorbate
  • the semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the total content of the solid epoxy resin and the thermoplastic acrylate resin was included.
  • the semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the nonionic surfactant was not included in Example 1 above.
  • the BGA substrate to which the second semiconductor element is adhered is heat-treated at 135°C for 1 hour and 7 atm with a pressure dryer to heat-cure the adhesive film to obtain a semiconductor device.
  • a pressure dryer to heat-cure the adhesive film to obtain a semiconductor device.
  • the number of specimens in which voids in the adhesive layer were observed was measured using an ultrasonic imaging equipment SAT (Scan Acoustic Tomograph).
  • SAT Scan Acoustic Tomograph
  • the observation of the voids was based on the results of imaging by measuring the specimen in a transmission mode using a sonifer while immersed in distilled water.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view and a front view of a semiconductor package in which an adhesive film for semiconductors according to Examples 1 to 3 is used.
  • the void 1 did not occur between the controller 17 and the adhesive film, and it was confirmed that the bleed-out of the semiconductor adhesive composition 111 was reduced.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view and a front view of a semiconductor package in which an adhesive film for semiconductors according to Comparative Examples 1 to 3 is used.
  • Comparative Examples 1 to 3 it was confirmed that a void 1 occurred between the controller 17 and the conventional adhesive film 11, and bleed-out of the adhesive occurred, thereby increasing the length of the fillet.
  • Comparative Example 1 did not contain a nonionic surfactant, so that the fillet amount increased, and Comparative Example 2 contained a very small amount of the nonionic surfactant, so that the fillet amount was confirmed to increase.
  • the nonionic surfactant component was spread out in Comparative Example 3 by excessively containing a nonionic surfactant.
  • controller first semiconductor element

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Abstract

본 발명은 반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함한 반도체용 접착 필름에 관한 것으로, 구체적으로 피착물과 접착제 사이에 발생하는 보이드를 제거하고 블리드 아웃을 저감할 수 있는 반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함한 반도체용 접착 필름에 관한 것이다.

Description

반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름
본 발명은 2019년 10월 22일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2019-0131506호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다. 본 발명은 반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름에 관한 것으로, 구체적으로 피착물과 접착제 사이에 발생하는 보이드를 제거하고 반도체용 접착제 조성물의 블리드 아웃을 저감할 수 있는 반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함한 반도체용 접착 필름에 관한 것이다.
최근 반도체 패키지의 고밀도화, 고집적화에 대한 필요성이 급격히 커짐에 따라, 반도체 칩 크기가 점점 커지고 있으며 집적도 측면에서도 개선하기 위하여 칩을 다단으로 적층하는 스택 패키지 방법이 점차로 증가하고 있다.
반도체 패키지 개발 동향에 있어서는 상술한 반도체 칩들의 소형 박형화 및 고성능화가 급격히 진행되고 있으며, 더불어 패키지 대용량화를 목적으로 동일한 패키지 내에 더 많은 칩을 적층할 수 있도록 반도체 웨이퍼의 두께가 모두 20 ㎛ 이하로 점차 극박화되고 있다.
한편 반도체 패키지의 통신 속도가 저하되는 문제와 반도체의 소형 박형화로 인한 반도체 패키지의 품질 및 생산 수율이 저하되는 문제점을 극복하기 위하여 컨트롤러를 기판 상에 고정하고, 접착제로 덮어 그 위에 칩을 적층하는 방법을 적용하고 있다.
그러나 상술한 것과 같이 컨트롤러 위에 칩을 부착시킬 때 접착제가 컨트롤러의 상부 및 측면에 충분히 밀착하지 않게 되면 가압오븐 처리가 된 이후에도 보이드(void)가 잔류하는 문제점이 발생하게 된다.
나아가, 컨트롤러 위에 칩을 접착시키는 과정에서 접착제가 칩의 가장자리 밖으로 스며나오는 블리드 아웃(bleed out)가 발생하는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 칩의 3차원 실장 과정에서 발생하는 보이드 및 블리드 아웃을 감소시키기 위한 반도체용 접착제 조성물 및 이의 경화물을 포함한 반도체용 접착 필름을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 열경화성 수지, 열가소성 수지, 경화제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 반도체용 접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 접착제 조성물의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체용 접착제 조성물은 비이온성 계면활성제를 첨가함으로써, 상기 반도체용 접착제 조성물의 표면 장력이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체용 접착 필름은 상기 반도체용 접착제 조성물의 경화물을 포함함으로써, 다이 본딩에서 발생할 수 있는 보이드와 접착제의 블리드 아웃을 감소시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1 내지 3에 따른 반도체 장치의 측면 절단면도 및 정면도이다.
도 2은 비교예 1 내지 3에 따른 반도체 장치의 측면 절단면도 및 정면도이다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 유리 전이 온도는 시차주사 열량측정법(differential scanning calorimetry)에 의해 측정된 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 열경화성 수지, 열가소성 수지, 경화제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 반도체용 접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체용 접착제 조성물은 열경화성 수지, 열가소성 수지, 경화제 및 비이온성 계면활성제를 첨가함으로써, 상기 반도체용 접착제 조성물의 중합체의 표면 장력이 향상되며, 반도체용 접착제의 젖음성이 감소하여 필렛 길이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 비이온성 계면활성제를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 올레인산디에탄올아미드, 폴리소르베이트, 폴리에틸렌 글리콜, 하이드록시 에틸 셀룰로오스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 비이온성 계면활성제를 선택함으로써, 반도체용 접착제의 표면 장력을 향상시키는 동시에 젖음성을 저감시켜, 반도체 패키지 즉, 반도체 장치 형성과정에서 발생하는 컨트롤러 즉, 반도체 소자와 접착제 사이의 보이드(void) 발생을 방지하고, 접착제가 블리드 아웃되는 것을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 비이온성 계면활성제의 함량은 상기 열경화성 수지 및 열가소성 수지 총 함량 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 10 중량부인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 비이온성 계면활성제의 함량은 상기 열경화성 수지 및 열가소성 수지 총 함량 100 중량부 대비 1 중량부 내지 9 중량부, 2 중량부 내지 8 중량부, 3 중량부 내지 8 중량부, 4 중량부 내지 7 중량부, 5 중량부 내지 6 중량부, 1 중량부 내지 5 중량부, 5 중량부 내지 9 중량부, 8 중량부 내지 10 중량부, 9 중량부 내지 10 중량부 또는 2 중량부 내지 3 중량부일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 비이온성 계면활성제의 함량을 조절함으로써, 반도체용 접착제의 표면 장력을 향상시키는 동시에 젖음성을 저감시켜, 반도체 패키기 형성과정에서 발생하는 컨트롤러와 접착제 사이의 보이드(void) 발생을 방지하고, 접착제가 블리드 아웃되는 것을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체용 접착제 조성물은 친수성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 반도체용 접착제 조성물에 친수성 첨가제가 더 포함됨으로써, 상기 반도체용 접착제 조성물의 표면 장력이 향상되며, 반도체용 접착제의 젖음성이 감소하여 필렛 길이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 친수성 첨가제의 함량은 상기 열경화성 수지 및 열가소성 수지 총 함량 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 20 중량부인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 반도체용 접착제 조성물 100 중량부 대비 1 중량부 내지 19 중량부, 2 중량부 내지 18 중량부, 3 중량부 내지 18 중량부, 4 중량부 내지 17 중량부, 5 중량부 내지 16 중량부, 6 중량부 내지 15 중량부, 7 중량부 내지 14 중량부, 8 중량부 내지 13 중량부, 9 중량부 내지 12 중량부 또는 10 중량부 내지 11 중량부일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 친수성 첨가제의 함량을 조절함으로써, 반도체용 접착제의 표면 장력을 향상시키는 동시에 젖음성을 저감시켜, 반도체 패키기 형성과정에서 발생하는 컨트롤러와 접착제 사이의 보이드(void) 발생을 방지하고, 접착제가 블리드 아웃되는 것을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 친수성 첨가제는 친수성 중합체, 음이온계 계면활성제, 당알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 친수성 첨가제가 선택됨으로써, 반도체용 접착제의 표면 장력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 친수성 중합체는 폴리비닐피롤리돈 유도체 화합물, 폴리비닐알코올 유도체 화합물, 폴리에테르 유도체 화합물, 다당 유도체 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 친수성 중합체를 선택함으로써, 접착제 조성물의 젖음성을 감소시켜 반도체 패키지의 필렛 길이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 음이온계 계면활성제는 라우릴산칼륨, 나트륨 라우릴 설페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 음이온계 계면활성제를 선택함으로써, 접착제 조성물의 젖음성을 감소시켜 반도체 패키지의 필렛 길이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 당알코올은 만니톨, 크실리톨, 에리트리톨, 솔비톨, 트레할로스, 말티톨 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 당알코올을 선택함으로써, 접착제 조성물의 젖음성을 감소시켜 반도체 패키지의 필렛 길이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 열가소성 수지를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지는 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에스테르 이미드, 폴리아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무, (메트)아크릴레이트계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 열가소성 수지는 에폭시계 작용기를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위를 포함한 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 에폭시계 작용기를 포함한 (메트)아크릴레이트계 반복 단위를 포함하고, -10 ℃ 내지 30 ℃의 유리 전이 온도를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 에폭시계 작용기를 포함한 (메트)아크릴레이트계 반복 단위 0.1 중량% 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 작용기는 에폭시기 또는 글리시딜기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지는 에폭시계 작용기를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위를 0.1 중량% 내지 30 중량% 포함한 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 열경화성 수지를 포함한다. 구체적으로 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지, 바이페닐계 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 플로렌계 에폭시 수지, 페놀노볼락계 에폭시 수지, 크레졸노볼락계 에폭시 수지, 트리스하이드록실페닐메탄계 에폭시 수지, 테트라페닐메탄계 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 여기서, 상기 비스페놀계 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화성 수지는 20 ℃ 내지 25 ℃의 온도 하에서 1 mPa·s 내지 20,000 mPa·s의 점도를 갖는 액상 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상술한 범위에서 액상 에폭시의 점도를 조절함으로써, 다이 어태치 공정시 수지가 과다하게 흘러나와 오염이 발생되는 것과 접착층의 끈적임이 강하여 픽업 특성이 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열경화성 수지로 2 종의 에폭시 수지가 적용되는 경우, 10 ℃ 내지 35 ℃ 하에서 액상인 에폭시 수지와 10 ℃ 내지 35 ℃ 하에서 고상인 에폭시 수지를 1: 0.4 내지 1: 2의 중량비로 혼합하여 사용될 수 있다. 상술한 범위에서 액상 에폭시와 고상 에폭시 수지의 중량비를 조절함으로써, 다이 어태치 공정시 수지가 과다하게 흘러나와 오염이 발생되는 것과 접착층의 끈적임이 강하여 픽업 특성이 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 열가소성 수지와의 상용성, 반응성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 50 ℃ 내지 100 ℃의 연화점을 갖는 바이페닐계 에폭시 수지와 함께 50 ℃ 내지 100 ℃의 연화점을 갖는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 및 50 ℃ 내지 100 ℃의 연화점을 갖는 비스페놀A 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 50 ℃ 내지 100 ℃의 연화점을 갖는 바이페닐계 에폭시 수지 대비 상기 50 ℃ 내지 100 ℃의 연화점을 갖는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 및 50 ℃ 내지 100 ℃의 연화점을 갖는 비스페놀A 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 에폭시 수지를 0.25 내지 1.25, 또는 0.3 내지 1.1의 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 100 내지 1,000의 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.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체용 접착제 조성물은 상기 경화제로 노볼락계 페놀 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 경화제는 60 ℃ 내지 150 ℃의 연화점을 갖는 노볼락계 페놀 수지를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 노볼락계 페놀 수지는 반응성 작용기 사이에 고리가 위치하는 화학 구조를 갖는다. 이러한 구조적 특성으로 인하여, 상기 노볼락계 페놀 수지는 상기 접착 필름의 흡습성을 보다 낮출 수 있으며, 고온의 IR 리플로우 공정에서 안정성을 보다 높일 수 있어서, 접착 필름의 박리 현상이나 리플로우 균열 등을 방지하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 노볼락계 페놀 수지의 구체적인 예로는 노볼락 페놀 수지, 자일록 노볼락 페놀 수지, 크레졸 노볼락 페놀 수지, 바이페닐 노볼락 페놀 수지, 비스페놀A 노볼락 페놀 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 노볼락계 페놀 수지는 60 ℃ 이상, 또는 60 ℃ 내지 150 ℃, 또는 105 ℃ 내지 150 ℃, 또는 70 ℃ 내지 120 ℃의 연화점을 갖는 것이 바람직하게 적용될 수 있다. 60 ℃ 이상의 연화점을 갖는 노볼락계 페놀 수지는 접착 필름의 경화 후 충분한 내열성, 강도 및 접착성을 가질 수 있도록 한다. 하지만, 상기 노볼락계 페놀 수지의 연화점이 너무 높으면 상기 접착 필름의 유동성이 낮아져서 실제 반도체 제조 공정에서 접착제 내부에 빈 공간(void)가 생성되어 최종 제품의 신뢰성이나 품질을 크게 저하시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 노볼락계 페놀 수지는 80 g/eq 내지 300 g/eq의 수산기 당량 및 60 ℃ 내지 150 ℃의 연화점을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체용 접착제 조성물은 경화 촉매 및 무기 충전재를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 경화 촉매는 상기 경화제의 작용이나 상기 반도체용 접착제 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 경화 촉매는 인계 화합물, 붕소계 화합물, 인-붕소계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 보다 구체적으로상기 경화 촉매는 2-페닐 이미다졸인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기 충전재(충진재)는 알루미나, 실리카, 황산바륨, 수산화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 규산 마그네슘, 산화 마그네슘, 규산 칼슘, 탄산 칼슘, 산화 칼슘, 수산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 붕산 알루미늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기 충전재는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛, 혹은 0.1 ㎛ 내지 5.0 ㎛, 혹은 0.1 ㎛ 내지 2.0 ㎛의 평균 입경(최장 외경 기준)을 갖는 것이 바람직하게 적용될 수 있다. 상기 무기 충전재의 입경이 너무 작을 경우 상기 접착 필름 내에서 쉽게 응집될 수 있다. 반면에, 상기 무기 충전재의 입경이 너무 클 경우 상기 무기 충전재에 의한 반도체 회로의 손상 및 접착 필름의 접착성 저하가 유발될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무기 충전재는 실리카 및 탄산 마그네슘을 1 : 0.001 내지 1 : 1의 중량비로 포함하는 것일 수 있다. 상술한 범위에서 실리카 및 탄산 마그네슘의 중량비를 조절함으로써, 상기 반도체용 접착 필름의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체용 접착 필름에는 도료 또는 안료가 적용될 수 있다. 상기 도료 또는 안료의 적용을 통해 상기 반도체용 접착 필름에 검은 색상을 부여함으로써, 소재의 필렛 등을 명확하게 관찰할 수 있어 불량률 감소 및 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상기 도료 또는 안료의 적용을 통해 패키지 외부에서도 내부 접착체가 비추어 보이지 않도록 하는 접착 필름이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체용 접착 필름의 검은색 구현을 위해, 통상적인 검은색화하는 물질, 예를 들어, 반응성 염료(dye), 아조 염료, 니그로신(nigrosines), 페릴렌 안료(pigment), 혼합된-상 안료(고체-용액 안료), 아닐렌 블랙, 페릴렌 블랙, Brilliant Black BN, Reactive Black 5, SulphurBlackT, 카본 블랙 등이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체용 접착 필름은 커플링제를 포함할 수 있다. 상기 커플링제의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸-디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필-트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필-트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡실리-N-(1,3 디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머캅토가 함유된 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 및 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란 등이 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시상태는 반도체용 접착 조성물의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름을 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시상태에 따른 반도체용 접착 필름은 상기 반도체용 접착 필름을 이용함으로써, 다이 본딩에서 발생할 수 있는 보이드와 접착제의 블리드 아웃을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 경화물의 물에 대한 접촉각이 150도 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 경화물의 물에 대한 접촉각은 0도 초과 150도 이하, 10도 이상 140도 이하, 20도 이상 130도 이하, 30도 이상 120도 이하, 40도 이상 110도 이하, 50도 이상 100도 이하, 60도 이상 90도 이하, 70도 이상 80도 이하인 것이 바람직하다. 또는 상기 반도체용 접착제 조성물의 물에 대한 접촉각이 150도 이하인 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 경화물의 물에 대한 접촉각을 조절함으로써, 상기 반도체용 접착제 조성물의 젖음성이 저하되어 필렛 길이를 감소시킬 수 있다.
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.
실시예 1
(1) 열가소성 수지 제조
톨루엔 100 g에 부틸 아크릴레이트 40 g, 에틸 아크릴레이트 26 g, 아크릴로니트릴 25 g, 메틸 메타크릴레이트 5g, 글리시딜 메타크릴레이트 10 g, 열개시제 Azobisisobutyronitrile (AIBN) 0.1g을 혼합하여 100 ℃에서 약 12 시간 동안 반응시켜, 글리시딜기가 분지쇄로 도입된 열가소성 아크릴레이트계 수지를 제조하였다.
(2) 접착 필름용 수지 조성물 용액의 제조
에폭시 수지의 경화제인 페놀 수지 KH-6021(DIC사 제품, 비스페놀A 노볼락 수지, 수산기 당량 121 g/eq, 연화점: 133 ℃) 50g, 액상 에폭시 수지 RE-310S(일본 화약 제품, 비스페놀 A 에폭시 수지, 에폭시 당량 180 g/eq, 점도[25℃]: 15,000 mPa·s) 30g, 고상 에폭시 수지 EOCN-104S(일본 화약 제품, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 에폭시 당량 214 g/eq, 연화점: 92 ℃) 30g, 상기 열가소성 아크릴레이트계 수지 40g, 실란 커플링제(KBM-403, 센에츠 화학, 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란) 1g, 경화 촉매 2PZ(시코쿠 화성, 2-페닐 이미다졸) 0.2g 및 무기 충전제 SC-2050(아드마텍, 구상 실리카, 평균 입경 약 400㎚) 90g 및 용매인 메틸 에틸 케톤에 혼합하여 혼합물을 준비하고 상기 액상 에폭시 수지, 상기 고상 에폭시 수지 및 상기 열가소성 아크릴레이트계 수지의 총 함량 100 중량부 대비 약 0.5 중량부로 비이온성 계면활성제인 폴리소르베이트(TCI CHEMICALS사, TWEEN 80)을 첨가하여 상기 반도체용 접착제 조성물 (고형분 농도 40 중량%)을 얻었다.
제조된 상기 반도체용 접착제 조성물을 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 38㎛) 상에 도포한 후 110 ℃에서 3분간 건조하여 반도체용 접착 필름을 얻었다.
상기 반도체용 접착 필름은 각각 10㎛의 두께(제 1 반도체 소자 접착용 필름) 및 110㎛의 두께(제 2 반도체 소자 접착 및 제 1 반도체 소자 매립용 필름)로 제조되었다.
(3) 반도체 장치의 제조
70 ℃의 온도 하에서 한 변이 3 mm인 정사각형의 제 1 반도체 소자(두께 50㎛)의 일 면에 상기 두께 10㎛의 반도체용 접착 필름을 부착하였다. 상기 제 1 반도체 소자를 상기 접착 필름을 매개로 BGA 기판에 접착하였다.
이때 접착은 125℃의 온도 하에서 1 kgf의 압력으로 1 초 동안 가압하는 방법으로 수행되었다. 제 1 반도체 소자가 접착된 BGA 기판을 건조기로 125 ℃의 온도 하에서 1 시간 동안 열 처리하여 상기 접착 필름을 열경화시켰다. 이어서, 150 ℃의 온도 하에서 와이어 본더((주)신가와, 상품명 UTC-1000)를 이용하여 지름 23㎛ 와이어를 100㎛ 피치로 제 1 반도체 소자 상에 와이어 본딩을 수행하였다.
이와 별도로, 70 ℃의 조건 하에서, 한 변이 10 mm인 정사각형의 제 2 반도체 소자(두께 80 ㎛)의 일 면에 상기 두께 110㎛의 반도체용 접착 필름을 부착하였다. 상기 제 2 반도체 소자를 상기 접착 필름을 매개로 상기 BGA 기판 상의 상기 제 1 반도체 소자가 매립되도록 접착하였다. 즉, 상기 접착에 의해 상기 제 2 반도체 소자와 상기 BGA 기판 사이에 상기 제 1 반도체 소자가 매립되도록 하였다. 이때 접착은 110 ℃의 온도 하에서 2 kgf의 압력으로 1 초 동안 가압하는 방법으로 수행되었다.
실시예 2
상기 실시예 1의 접착 필름용 수지 조성물 용액의 제조과정에서 비이온성 계면활성제인 폴리소르베이트(TCI CHEMICALS사, TWEEN 80)을 상기 액상 에폭시 수지, 상기 고상 에폭시 수지 및 상기 열가소성 아크릴레이트계 수지의 총 함량 100 중량부 대비 약 7 중량부로 포함시킨 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 상기 반도체 장치를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1의 접착 필름용 수지 조성물 용액의 제조과정에서 비이온성 계면활성제인 폴리소르베이트(TCI CHEMICALS사, TWEEN 80) 대신 폴리에틸렌글리콜(Sigma-Aldrich 사,Triton X-100)를 상기 액상 에폭시 수지, 상기 고상 에폭시 수지 및 상기 열가소성 아크릴레이트계 수지의 총 함량 100 중량부 대비 약 2 중량부로 포함시킨 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 상기 반도체 장치를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 비이온성 계면활성제를 포함하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 상기 반도체 장치를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1의 접착 필름용 수지 조성물 용액의 제조과정에서 비이온성 계면활성제인 폴리소르베이트(TCI CHEMICALS사, TWEEN 80)을 상기 액상 에폭시 수지, 상기 고상 에폭시 수지 및 상기 열가소성 아크릴레이트계 수지의 총 함량 100 중량부 대비 약 0.02 중량부로 포함시킨 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 상기 반도체 장치를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1의 접착 필름용 수지 조성물 용액의 제조과정에서 비이온성 계면활성제인 폴리소르베이트(TCI CHEMICALS사, TWEEN 80)을 상기 액상 에폭시 수지, 상기 고상 에폭시 수지 및 상기 열가소성 아크릴레이트계 수지의 총 함량 100 중량부 대비 약 15 중량부로 포함시킨 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 상기 반도체 장치를 제조하였다.
실험예 1(매립성 평가)
상기 실시예 및 비교예에서 기재한 반도체 장치와 같이, 제 2 반도체 소자가 접착된 BGA 기판을, 가압 건조기로 135℃, 1시간, 7기압 조건에서 열 처리하여 접착 필름을 열경화시켜서 반도체 장치를 제작하였다.
상기 제작된 반도체 장치에 대하여 초음파영상장비SAT(Scan Acoustic Tomograph)를 이용하여 접착층 내의 보이드가 관찰되는 시편의 개수를 측정하였다. 상기 보이드의 관찰은 상기 시편을 증류수에 담근 상태에서 sonifer를 이용하여 투과 모드로 측정하여 이미지화한 결과를 바탕으로 하였다.
접착층 내에 보이드 없이 잘 매립이 되었으면 「○」, 접착층 내에 보이드가 관찰된 경우를「×」로 해석 평가하여 하기 표 1에 정리하였다.
실험예 2(필렛양 측정)
상기 실험예 2에서처럼 반도체 장치를 제작한 후, 제 2반도체 소자 주변으로 퍼져 나온 접착제의 양을 측정하였고, 소자 1개당 가장 많이 나온 길이를 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.
매립성 평가 필렛양 측정(㎛)
실시예 1 O 59
실시예 2 O 50
실시예 3 O 58
비교예 1 X 65
비교예 2 X 64
비교예 3 X -
상기 표 1, 도 1 및 도 2를 참고하면, 도 1은 실시예 1 내지 3에 따른 반도체용 접착 필름이 이용된 반도체 패키지의 측면 절단면도 및 정면도이다. 실시예 1 내지 3은 상기 도 1과 같이 컨트롤러(17)와 접착 필름 사이에 보이드(1)가 발생하지 않으며, 상기 반도체용 접착제 조성물(111)의 블리드 아웃이 저감된 것을 확인하였다.
이에 비하여, 도 2는 비교예 1 내지 3에 따른 반도체용 접착 필름이 이용된 반도체 패키지의 측면 절단면도 및 정면도이다. 상기 도 2와 같이 비교예 1 내지 3은 컨트롤러(17)와 종래의 접착 필름(11) 사이에 보이드(1)가 발생하였으며, 접착제의 블리드 아웃이 발생하여 필렛의 길이가 증가한 것을 확인하였다. 구체적으로 비교예 1은 비이온성 계면활성제를 포함하지 않아 필렛양이 증가하고, 비교예 2는 비이온성 계면활성제를 극소량 포함함으로써, 필렛양이 증가함으로 확인하였다. 나아가, 비교예 3은 비이온성 계면활성제를 과도하게 포함하여 상기 비이온성 계면활성제 성분이 퍼져나오는 것을 확인하였다.
[부호의 설명]
1: 보이드
11: 종래의 접착 필름
13: 칩(제2 반도체 소자)
15: 기판(BGA 기판)
17: 컨트롤러(제1 반도체 소자)
111: 반도체용 접착 필름

Claims (11)

  1. 열경화성 수지, 열가소성 수지, 경화제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 반도체용 접착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비이온성 계면활성제의 함량은 상기 열경화성 수지 및 열가소성 수지 총 함량 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 10 중량부인 것인 반도체용 접착제 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 올레인산디에탄올아미드, 폴리소르베이트, 폴리에틸렌 글리콜, 하이드록시 에틸 셀룰로오스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것인 반도체용 접착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 에폭시계 작용기를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위를 0.1 중량% 내지 30 중량% 포함한 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 것인 반도체용 접착제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 20 ℃ 내지 25 ℃의 온도 하에서 1 mPa·s 내지 20,000 mPa·s의 점도를 갖는 액상 에폭시 수지를 포함하는 것이고,
    상기 경화제는 60 ℃ 내지 150 ℃의 연화점을 갖는 노볼락계 페놀 수지를 포함하는 것인 반도체용 접착제 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체용 접착제 조성물은 경화 촉매 및 무기 충전재를 더 포함하는 것인 반도체용 접착제 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 경화 촉매는 인계 화합물, 붕소계 화합물, 인-붕소계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것인 반도체용 접착제 조성물.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 무기 충전재는 알루미나, 실리카, 황산바륨, 수산화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 규산 마그네슘, 산화 마그 네슘, 규산 칼슘, 탄산 칼슘, 산화 칼슘, 수산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 붕산 알루미늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것인 반도체용 접착제 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 무기 충전재는 실리카 및 탄산 마그네슘을 1 : 0.001 내지 1 : 1의 중량비로 포함하는 것인 반도체용 접착제 조성물.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 한의 반도체용 접착제 조성물의 경화물을 포함하는 반도체용 접착 필름.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 경화물의 물에 대한 접촉각이 150도 이하인 것인 반도체용 접착 필름.
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