KR101397699B1 - 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 - Google Patents

반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR101397699B1
KR101397699B1 KR1020110139594A KR20110139594A KR101397699B1 KR 101397699 B1 KR101397699 B1 KR 101397699B1 KR 1020110139594 A KR1020110139594 A KR 1020110139594A KR 20110139594 A KR20110139594 A KR 20110139594A KR 101397699 B1 KR101397699 B1 KR 101397699B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor
carbon atoms
epoxy resin
composition
curing agent
Prior art date
Application number
KR1020110139594A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130072049A (ko
Inventor
편아람
황민규
한인천
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020110139594A priority Critical patent/KR101397699B1/ko
Priority to PCT/KR2012/010804 priority patent/WO2013094924A1/ko
Priority to TW101149059A priority patent/TWI496867B/zh
Publication of KR20130072049A publication Critical patent/KR20130072049A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101397699B1 publication Critical patent/KR101397699B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09J133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09J133/062—Copolymers with monomers not covered by C09J133/06
    • C09J133/068—Copolymers with monomers not covered by C09J133/06 containing glycidyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/10—Adhesives in the form of films or foils without carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/20—Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
    • C09J7/22—Plastics; Metallised plastics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/35—Heat-activated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L21/6836—Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/312—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier parameters being the characterizing feature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/408—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components additives as essential feature of the adhesive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13147—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—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
    • H01L2224/81—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 bump connector
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/81201—Compression bonding
    • H01L2224/81203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—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
    • H01L24/81—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 bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—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
    • H01L24/83—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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
    • H01L24/92—Specific sequence of method steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01327—Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)

Abstract

본 발명은 Bumped Chip간 전기적 접속 신뢰성을 만족하는 Bumped Chip간 접착층으로써 Cu Bump와 Solder의 산화막을 제거하는 Flux공정이 가능하고 가열 압착에 따른 Chip Bonding시 Bump와 Solder가 충분히 서로 접속하게 하는 고유동의 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지를 제공한다.

Description

반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지{ADHESIVE COMPOSITION FOR SEMICONDUCTOR, ADHESIVE FILM COMPRISING THE SAME AND SEMICONDUCTOR PACKAGE USING THE SAME}
본 발명은 반도체용 접착 조성물 및 이를 포함하는 접착 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 Flux기능과 절연 접착층의 경화 제어를 동시에 가능하게 하면서 조액 안정성 및 실장 이후 잔류하는 산에 의한 불량이 없고, 저온 흐름성이 충분하여 발포성 void를 방지하고 gap filling이 충분히 될 수 있는 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다.
반도체 장치의 고용량화를 위해서는 단위면적당 셀의 갯수를 늘리는 질적인 측면의 고집적화 방법과, 여러 개의 칩을 적층하여 용량을 늘리는 양적인 측면의 패키징 기술적인 방법이 있다.
이러한 패키징 방법에 있어서 종래에는 다층 칩 적층 패키지 방법(multi-chip package; 이하 MCP라 함) 방법이 주로 사용되어 왔는데, 이는 여러 개의 칩을 접착제에 의해 적층하고, 상하 칩을 와이어 본딩(wire bonding)을 이용하여 전기적으로 연결해주는 구조로서, 와이어 본딩을 해야하는 공간만큼 전체 패키지 크기가 적층된 칩의 공간보다 크게 되어 불필요한 공간이 존재하였다.
이러한 MCP 방법의 미비점을 개선하고자 등장한 것이 웨이퍼 레벨 적층 패키지(wafer level stack package; 이하 WSP라 함)인다. WSP는 회로가 형성된 웨이퍼에 관통전극(TSV, through silicon via)를 형성하고 이를 통전물질로 채워 전기적으로 층간을 직접 연결하는 패키징 방법이다.
상기와 같은 MCP방법과 WSP 방법은 모두 복수개의 칩을 접착제에 의해 접착하여 적층하는 방식으로 양적인 측면에서 반도체 장치의 용량을 늘리는 방법이다.
최근에는 전자기기의 소형화, 고밀도화에 따라 반도체소자를 최소의 면적으로 실장할 수 있는 플립 칩(flip-chip) 실장이 주목받고 있다. 이 플립 칩 실장에 사용되는 반도체소자의 알루미늄 전극 상에는 범프가 형성되어 있고, 범프는 회로기판 상에서 배선과 전기적으로 접합한다. 이러한 범프의 조성으로서는 주로 땜납이 사용되고, 이 땜납범프는 증착이나 도금으로 칩의 내부배선에 연결되는 노출된 알루미늄 단자 상에 형성한다. 그 밖에 배선접합장치에서 형성되는 금 스터드(stud) 범프 등이 있다.
이러한 플립 칩에 의해 접속된 반도체장치는 그대로 사용되면 접속부의 전극이 공기중에 노출되어 있고, 칩과 기판의 선팽창계수의 차가 크기 때문에 땜납 리플로우 등의 후속공정의 열 이력에 의해 범프의 접속부분에 큰 응력이 걸려, 실장의 신뢰성에 문제가 있었다. 상기 문제를 해결하기 위해, 범프와 기판을 접속한 후 접합부분의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 반도체소자와 기판의 빈틈을 수지 페이스트 또는 접착필름으로 메우고 경화시켜, 반도체소자와 기판을 고정하는 방법이 채택되어 있다. 이 경우 땜납 등의 표면에 존재하는 산화막을 제거하고 금속 접합을 용이하게 하기 위해 종래에는 유기산 등의 플럭스 활성제를 사용하였다. 그러나 플럭스 활성제의 잔사가 남는다면 보이드와 같은 기포가 발생하는 원인이 되거나 산성분에 따라서 배선의 부식이 발생하고 접속 신뢰성이 저하된다. 이에 따라 플럭스 활성제의 잔사를 세척하는 플럭스 공정이 필수적으로 요구된다. 그러나 근래 반도체 칩과 기판과의 사이에 갭이 좁은 경우 플럭스 활성제의 잔사의 세척이 어려운 문제가 있다. 따라서 Flux공정을 별도로 행하지 않게 하는 절연 접착층 개발이 필요한 실정이다.
Flux공정을 별도로 행하지 않게 하는 절연 접착층 개발을 위해 종래에는 카르복실산, 세바신산과 같은 산류를 직접 사용하였다. 하지만 이렇게 산류를 직접 사용하게 될 경우 절연 접착층 자체의 조액 안정성 및 필름 형태에서의 상온 안정성이 떨어지게 된다. 또한 산에 의해 절연 접착층 자체의 경화를 정확히 제어할 수 없을 뿐만 아니라 제품에 실장이 된 이후 잔류하게 되는 산에 의한 Bump의 부식, ion migration등의 불량이 발생하게 된다.
또한 Bumped chip이 stacking되면서 Bump간 접속이 이루어졌던 하부 Chip에서 접착 조성물의 경화가 충분히 이루어지지 않는다면 상부 Chip이 다시 stack될 때 흔들림이 발생하고 그에 따른 Bump간 접속에 불량을 야기할 수 있다.
본 발명의 하나의 목적은 Flux기능과 절연 접착층의 속경화를 동시에 가능하게 하면서 조액 안정성 및 실장 이후 잔류하는 산에 의한 불량을 없앨 수 있는 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플럭스 활성 경화제 자체의 에폭시와의 반응에 의한 경화제 활성 저하와 이에 따른 미반응 경화체 잔류물의 고온 분해와 같은 불량이 발생하지 않는 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 250℃ 이상의 다이본딩하는 TSV(throung silicon via) 패키징에서도 안정적으로 적용할 수 있는 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 범프 Chip간 전기적 접속 신뢰성이 우수한 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 금속 Bump와 Solder의 산화막을 제거하는 Flux공정이 가능하고 가열 압착에 따른 Chip Bonding시 Bump와 Solder가 충분히 서로 접속하게 할 수 있는 고유동의 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고온 내열성이 확보되며 신뢰성도 우수한 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 접착력 및 흡습후 접착력이 우수한 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 접착 필름을 이용한 반도체 패키지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 반도체용 접착 조성물에 관한 것이다.
한 구체예에서 상기 반도체용 접착 조성물은 아크릴계 수지; 에폭시계 수지; 플럭스 활성 경화제 및 이미다졸 화합물을 포함하는 반도체용 접착 조성물이며, 상기 에폭시계 수지는 고상 에폭시계 수지 및 액상 에폭시계 수지의 혼합물이고, 상기 반도체용 접착 조성물은 60℃에서 용융점도가 1× 104 ~ 15 × 104 P 이고, 260℃ 에서 10초간 경화시킨 후 하기 식 1에 의한 경화잔존률이 5 % 이하인 것을 특징으로 한다:
[식 1]
Figure 112011102051566-pat00001
(상기에서, Hi는 필름 제작후 초기발열량, Hc는 260℃ 에서 10초간 경화 후 발열량임)
다른 구체예에서 상기 반도체용 접착 조성물은 아크릴계 수지; 에폭시계 수지; 플럭스 활성 경화제 및 이미다졸 화합물을 포함하는 반도체용 접착 조성물이며, 상기 에폭시계 수지는 고상 에폭시계 수지 및 액상 에폭시계 수지의 혼합물이고, 상기 에폭시계 수지와 플럭스 활성 경화제의 당량비(에폭시계 수지 당량/플럭스 활성 경화제의 당량)가 0.7 내지 1.6이고, 상기 반도체용 접착 조성물을 시차주사열량계(DSC)를 이용한 경화발열량 측정시, 200 ℃ 미만에서 첫번째로 검출되는 발열peak의 면적을 E1이라 하고, 200 ℃ 이상에서 검출되는 발열peak의 면적을 E2 라 할 때 두 발열peak의 면적 비(E1/E2)가 1 초과인 것을 특징으로 한다.
또 다른 구체예에서 상기 반도체용 접착 조성물은 시차주사열량계(DSC)를 이용한 경화발열량 측정시, 200 ℃ 미만에서 첫번째로 검출되는 발열peak의 면적을 E1이라 하고, 200 ℃ 이상에서 검출되는 발열peak의 면적을 E2 라 할 때 두 발열peak의 면적 비(E1/E2)가 1 초과이고, 60℃에서 용융점도가 1× 104 ~ 15 × 104 P 인 것을 특징으로 한다.
상기 플럭스 활성 경화제는 전체 반도체용 접착 조성물중 5~20 중량%일 수 있다.
상기 이미다졸 화합물은 전체 반도체용 접착 조성물중 0.5~5 중량%일 수 있다.
상기 반도체용 접착 조성물은 아크릴계 수지 20~50 중량%; 에폭시계 경화제 20~50 중량%; 플럭스 활성 경화제 5~20 중량% 및 이미다졸 화합물 0.1~5 중량% 및 충진제 15~40 중량% 을 포함할 수 있다.
상기 플럭스 활성 경화제는 하기 화학식 1 내지 3 으로 표시되는 플럭스 활성 경화제를 최소한 1종 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112011102051566-pat00002
(상기에서 [A]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [B]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R1은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 0~2의 정수임)
[화학식 2]
Figure 112011102051566-pat00003
(상기에서 [C]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [D]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R2은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1~4의 정수임)
[화학식 3]
Figure 112011102051566-pat00004
(상기에서 [E]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [F]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R3은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, R4는 하기 화학식(ⅰ)~(ⅷ)의 구조로부터 선택될 수 있고, n은 1~4의 정수임)
Figure 112011102051566-pat00005

상기 이미다졸 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112011102051566-pat00006
(상기에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10의 알킬렌기임)
상기 이미다졸 화합물은 융점이 200 ℃ 내지 270℃ 일 수 있다.
상기 플럭스 활성 경화제 대비 이미다졸 화합물의 함량은 1~100 %일 수 있다.
상기 반도체용 접착 조성물은 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 반도체용 접착 조성물로 형성된 반도체용 접착 필름에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 범프된 제1 및 제2 반도체 칩 사이를 상기 접착 조성물로 형성된 접착필름으로 접착하는 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 관점은 상기 반도체용 접착필름으로 접착된 반도체 패키지를 제공한다. 상기 반도체 패키지는 칩 탑재 기판; 및 상기 집 탑재 기판의 일면에 적층된 제1 및 제2 반도체 칩을 포함하며, 상기 제1 및 제2 반도체 칩은 상기 반도체용 접착필름으로 접착된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 Flux기능과 절연 접착층의 속경화를 동시에 가능하게 하면서 조액 안정성 및 실장 이후 잔류하는 산에 의한 불량을 없앨 수 있고, 에폭시와의 반응에 의한 경화제 활성 저하와 이에 따른 미반응 경화체 잔류물의 고온 분해와 같은 불량이 발생하지 않으며, 250℃ 이상의 다이본딩하는 TSV(throung silicon via) 패키징에서도 안정적으로 적용할 수 있고, 범프 Chip간 전기적 접속 신뢰성이 우수며, 금속 Bump와 Solder의 산화막을 제거하는 Flux공정이 가능하고, 가열 압착에 따른 Chip Bonding시 Bump와 Solder가 충분히 서로 접속하게 할 수 있고, 고온 내열성이 확보되며 신뢰성도 우수하며, 접착력 및 흡습 후 접착력이 우수한 고유동의 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름과 상기 접착 필름을 이용한 반도체 패키지를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명에서 특별한 언급이 없는 한, 모든 함량은 고형분 기준으로 한다.
본 발명의 접착 조성물은 아크릴계 수지; 에폭시계 수지; 플럭스 활성 경화제 및 이미다졸 화합물을 포함할 수 있다.
아크릴계 수지
상기 아크릴계 수지의 종류로는 (메타)아크릴레이트 공중합체를 단독으로 사용하거나 (메타)아크릴레이트 공중합체에 다른 고분자 수지와 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체는 에폭시기를 함유할 수 있다. 구체예에서는 상기 아크릴계 수지는 에폭시 당량이 약 500~5000 g/eq 인 것이 사용될 수 있다. 상기 범위에서 경화된 조성물의 신뢰도가 뛰어난 장점이 있다.
상기 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 약 50,000 내지 약 5,000,000g/mol, 바람직하게는 약 100,000 내지 약 1,000,000 g/mol 일 수 있다. 상기 범위에서 필름 형성능과 조성물의 기계적 성질 및 보이드 제거 능력이 뛰어난 장점이 있다.
하나의 구체예에서 상기 아크릴계 수지는 알킬(메타)아크릴레이트 모노머와 글리시딜 (메타)아크릴레이트 모노머의 공중합체일 수 있다.
상기 알킬(메타)아크릴레이트 모노머는 필름에 점착력을 부여하는 기능을 하는 것으로서, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소 옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, iso-부틸아크릴레이트 및 옥타데실메타크릴레이트 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 글리시딜 (메타)아크릴레이트 모노머는 글리시딜 메타크릴레이트 또는 글리시딜 아크릴레이트 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 구체예에서는 상기 모노머외에 수산기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머도 선택적으로 부가되어 공중합될 수 있다. 상기 수산기 함유 (메타)아크릴레이트 모노머로는 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 메타아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, N-(하이드록시메틸) 아크릴레이트, 3-클로로-2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 수지는 유리전이온도가 약 -30 ~ 80℃, 바람직하게는 약 0 ~ 60℃, 보다 바람직하게는 약 5 ~ 35℃일 수 있다. 상기 범위에서 고유동을 확보할 수 있어 보이드 제거 능력이 우수하고, 접착력 및 신뢰성을 얻을 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 25℃ 점도가 약 1,000 내지 약 30,000 cps 일 수 있다. 상기 범위에서 조성물의 치수 균일성과 필름 형성능이 뛰어난 장점이 있다.
상기 아크릴계 수지는 전체 반도체용 접착 조성물중 약 20~50 중량%(고형분 기준), 바람직하게는 약 22~45 중량%, 더욱 바람직하게는 약 23~40 중량%이다. 상기 범위에서 우수한 신뢰성과 발포성 보이드 제거 효과를 얻을 수 있다.
에폭시계 수지
상기 에폭시계 수지는 경화 및 접착 작용을 하는 것으로서, 액상 에폭시계 수지와 고상 에폭시계 수지의 혼합이 적용될 수 있다.
상기 고상과 액상의 기준은 상온(25℃ )에서 고상이거나 고상에 근접할 경우 고상 에폭시이며, 상온(25℃ )에서 액상일 경우 액상 에폭시로 칭한다.
상기 액상 에폭시계 수지는 예를 들면 비스페놀A형 액상 에폭시 수지, 비스페놀F형 액상 에폭시 수지, 3관능성 이상의 다관능성 액상 에폭시 수지, 고무변성 액상 에폭시 수지, 우레탄 변성 액상 에폭시 수지, 아크릴 변성 액상 에폭시 수지 및 감광성 액상 에폭시 수지를 단독 또는 혼합하여 이용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 비스페놀A형 액상 에폭시 수지이다.
상기 액상 에폭시계 수지(b1)는 에폭시 당량이 100 내지 1500g/eq 이 사용될 수 있다. 바람직하게는 150 내지 800g/eq이고, 150 내지 400g/eq이다. 상기 범위에서 경화물의 접착성이 우수하고, 유리전이온도를 유지하며, 우수한 내열성을 가질 수 있다.
또한 상기 액상 에폭시계 수지의 중량평균분자량은 100 내지 1,000 g/mol 인 것이 사용될 수 있다. 상기 범위에서 흐름성이 뛰어난 장점이 있다.
상기 고상 에폭시계 수지는 상온에서 고상 또는 고상에 근접한 에폭시로서 하나 이상의 관능기를 가지고 있는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 연화점(Sp)이 30 ~ 100℃인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 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 유도체를 사용할 수 있다.
이러한 고상 에폭시계 수지로서 현재 시판되고 있는 제품에는 비스페놀계 고상 에폭시로 국도화학의 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 노볼락(Phenol novolac)계로서는 유카 쉘 에폭시 주식회사의 체피코트 152, 에피코트 154, 일본화약주식회사의 EPPN-201, EPPN-501H, 다우케미컬의 DN-483, 국도화학의 YDPN-641, YDPN-638A80, YDPN-638, YDPN-637, YDPN-644, YDPN-631 등이 있고, o-크레졸 노볼락(Cresol novolac)계로서는 국도화학의 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 일본화약주식회사의 EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027, 독도화학주식회사의 YDCN-701, YDCN-702, YDCN-703, YDCN-704, 대일본 잉크화학의 에피클론 N-665-EXP 등이 있고, 비스페놀계 노볼락 에폭시로는 국도화학의 KBPN-110, KBPN-120, KBPN-115 등이 있고, 다관능 에폭시 수지로서는 유카 쉘 에폭시 주식회사 Epon 1031S, 시바스페샬리티케미칼주식회사의 아랄디이토 0163, 나가섭씨온도화성 주식회사의 데타콜 EX-611, 데타콜 EX-614, 데타콜 EX-614B, 데타콜 EX-622, 데타콜 EX-512, 데타콜 EX-521, 데타콜 EX-421, 데타콜 EX-411, 데타콜 EX-321, 국도화학의 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, 독도화학주식회사의 YH-434, 미쓰비시가스화학 주식회사의 TETRAD-X, TETRAD-C, 스미토모화학주식회사의 ELM-120 등이 있고, 복소환 함유 에폭시 수지로는 시바스페샬리티케미칼주식회사의 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 있고, 이것들은 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시계 수지는 전체 조성물(고형분 기준)중 20~50 중량%, 바람직하게는 25~45 중량%, 더욱 바람직하게는 30~42 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 신뢰성 및 기계적 물성을 얻을 수 있다. 구체예에서는 상기 에폭시계 수지의 함량을 b, 상기 아크릴계 수지의 함량을 a (고형분 기준) 라고 할 때, a < b 일 수 있다. 이 경우 보다 우수한 신뢰성을 얻을 수 있다.
플럭스 활성 경화제
본 발명의 접착 조성물은 하기 화학식 1 내지 3 으로 표시되는 플럭스 활성 경화제를 최소한 1종 포함한다:
[화학식 1]
Figure 112011102051566-pat00007
(상기에서 [A]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [B]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R1은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 0~2의 정수임)
[화학식 2]
Figure 112011102051566-pat00008
(상기에서 [C]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [D]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R2은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1~4의 정수임)
[화학식 3]
Figure 112011102051566-pat00009
(상기에서 [E]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [F]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R3은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, R4는 하기 화학식(ⅰ)~(ⅷ)의 구조로부터 선택될 수 있고, n은 1~4의 정수임)
Figure 112011102051566-pat00010

예를 들면, 상기 플럭스 활성 경화제로는 3,4-Dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic acid dianhydride, cis-5-Norbornene-endo-2,3-dicarboxylic anhydride, diphenic anhydride, bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, phthalic anhydride, benzophenone-3,3'4,4'-tetracarboxylic dianhydride, endo-Bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride , Homophthalic anhydride , trans-1,2-Cyclohexanedicarboxylic anhydride , cis-5-Norbornene-exo-2,3-dicarboxylic anhydride 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
구체예에서는 상기 플럭스 활성 경화제는 융점이 100 내지 300 ℃, 바람직하게는 120 내지 250 ℃이다. 상기 범위에서 고속 교반시에도 조액 안정성을 확보할 수 있다.
또한 상기 플럭스 활성 경화제는 바람직하게는 카르복실산을 함유하지 않을 수 있다.
구체예에서 상기 플럭스 활성 경화제는 전체 접착 조성물(고형분 기준)중 5 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 18 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서 Flux활성도 나타내면서 접속이 용이할 정도로 에폭시 수지와 반응성을 조절할 수 있다, 또한 고유동을 확보할 수 있어 Bump간 접속성이 우수하다. 구체예에서는 상기 플럭스 활성 경화제의 함량이 c 이고, 상기 에폭시계 수지의 함량을 b 라고 할 때, b: c = 1.2~5: 1, 바람직하게는 1.5~4 :1 일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 Flux활성과 접착력을 갖는다.
바람직하게는 상기 에폭시계 수지와 상기 플럭스 활성 경화제의 당량비(에폭시계 수지 당량/플럭스 활성 경화제의 당량, E/H 비)가 0.7 내지 1.6 일 수 있다. 상기 범위에서 260℃ 10초의 짧은 본딩 시간 동안 충분한 경화구조를 갖게 되어 초기 접착력이 우수할 뿐만 아니라, 흡습 후 접착력과 접속력도 우수하며 충분한 유동성도 확보할 수 있다. 바람직하게는 E/H 비가 0.72~1.55 일 수 있다.
이미다졸 화합물
본 발명의 이미다졸 화합물은 융점이 약 200 ℃ 이상인 것을 특징으로 한다. m.p가 200℃ 이하인 이미다졸 화합물을 사용할 경우 상대적으로 경화 반응이 빨리 시작되게 되어 접착 필름의 유동 특성이 저하되고 이에 따른 Bump간 접속성이 불량해진다. 바람직하게는 융점이 약 200~270 ℃의 범위이며, 바람직하게는 약 210~265 ℃이다.
상기 이미다졸 화합물은 Flux활성을 나타내면서 에폭시 수지와 경화반응도 동시에 가능하게 하며, 특히 특정 용융점도 범위와 당량을 갖는 에폭시계 수지를 사용하여 TSV用 절연 접착필름 조성물의 용융 특성과 속경화성을 만족시킬 수 있다.
구체예에서 상기 이미다졸 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112011102051566-pat00011
(상기에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10의 알킬렌기임)
바람직하게는 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~5의 알킬렌기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~3의 알킬렌기이다.
상기 이미다졸 화합물은 전체 조성물(고형분 기준)중 약 약 0.1~5 중량%, 바람직하게는 약 0.5~2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 접착력이 우수하고, 발포성 보이드를 최소화할 수 있으며, 흡습 등의 불량이 발생하지 않고, 접속성 불량이 발생하지 않는다.
충진제
상기 충진제는 금속성분인 금분, 은분, 동분, 니켈을 사용할 수 있고, 비금속성분인 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 실리카, 질화붕소, 이산화티타늄, 유리, 산화철, 세라믹 등을 사용할 수 있다. 이중 바람직하게는 실리카이다.
상기 충진제의 형상과 크기는 특별히 제한되지 않으나, 통상적으로 충진제 중에서는 구형 실리카와 무정형 실리카가 주로 사용되고, 그 크기는 5㎚ 내지 20㎛인 것이 바람직하다.
상기 충진제는 전체 접착 조성물(고형분 기준)중 15~40 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게는 20~35 중량%이다. 상기 범위에서 우수한 유동성과 필름형성성 및 접착성을 가질 수 있다.
커플링제
상기 커플링제는 조성물 배합시 실리카와 같은 무기물질의 표면과 유기물질간의 화학적 결합으로 인한 접착력을 증진시키기 위한 접착증진제의 작용을 한다.
상기 커플링제는 통상적으로 사용되는 실란 커플링제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 에폭시가 함유된 2-(3,4 에폭시 사이클로 헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 아민기가 함유된 N-2(아미노에틸)3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머캅토가 함유된 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등이 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 커플링제는 전체 접착 조성물(고형분 기준)중 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 3 중량%이다. 상기 범위에서 접착신뢰성이 우수하고 기포발생 문제를 줄일 수 있다.
상기 접착 조성물은 유기용매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유기용매는 반도체용 접착 조성물의 점도를 낮게 하여 필름의 제조가 용이하도록 한다. 구체적으로 톨루엔, 자일렌, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 벤젠, 아세톤, 메틸에틸케톤, 테트라히드로 퓨란, 디메틸포름알데히드, 시클로헥사논 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
상기 반도체용 접착조성물은 260 ℃에서 용융점도가 1× 104 ~ 15 × 104 P일 수 있다. 상기 범위일 경우, 금속 범프와 solder간의 원활한 접촉을 가지므로 전기 접속이 잘 이루어 질 수 있다. 바람직하게는 3× 104 ~ 15 × 104 P, 보다 바람직하게는 5.5× 104 ~ 14 × 104 P 일 수 있다.
상기 반도체용 접착조성물은 하기 식 1에 의한 경화잔존률이 5 % 이하, 바람직하게는 3 % 이하이다.
[식 1]
Figure 112011102051566-pat00012
(상기에서, Hi는 필름 제작후 초기발열량, Hc는 260℃ 에서 10초간 경화 후 발열량임)
또한 상기 반도체용 접착조성물은 시차주사열량계(DSC)를 이용한 경화발열량 측정시, 200 ℃ 미만에서 첫번째로 검출되는 발열peak의 면적을 E1이라 하고, 200 ℃ 이상에서 검출되는 발열peak의 면적을 E2 라 할 때 두 발열peak의 면적 비(E1/E2)가 1 초과인 것을 특징으로 한다. 즉, 이미다졸 촉매에 의해 산무수물 경화제가 에폭시 수지와 반응하는 200℃ 이하의 초기 발열peak의 면적이, 개환된 에폭시 수지가 다른 에폭시 수지를 연쇄적으로 반응시키는 200℃ 이상의 2nd 발열peak의 면적보다 크게 될 때 (E1/E2 >1 or E1>E2), 초기 접착력이 향상되며, 흡습에 의해 접착력이 열화되는 단점을 막을 수 있다. 이미다졸 촉매가 산무수물 경화제 대비 충분하더라도 산무수물 경화제의 함량이 부족하여 초기 발열peak가 작게 되면 260℃ 10초 본딩 후에도 충분히 경화구조가 형성되지 않아 초기 접착력이 낮아지게 된다. 이는 이어지는 칩 본딩에 있어 안정적인 버팀 구조를 제공하지 못하게 된다. 한편 산무수물 경화제 함량이 적절하지만 이미다졸 촉매가 산무수물 경화제 대비 충분치 않다면 마찬가지로 초기 반응이 작아지게 되어 260℃ 10초 본딩 후에도 충분히 경화구조가 형성되지 않아 초기 접착력이 낮아지게 되고 이어지는 흡습에 의해 반응 되지 않은 산무수물의 수분 흡수로 접착력 열화가 발생하게 된다. 따라서 DSC thermogram에 의해 검출되는 발열 peak의 분석으로 초기 esterification에 의한 200℃ 이하의 peak 면적이 200℃ 이상의 etherification에 의한 peak면적보다 커야만 (E1/E2 >1 or E1>E2) 안정적인 초기 접착력을 얻게 되고 흡습에 의한 미반응 산무수물에 의한 접착력 열화와 같은 문제점을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 접착 조성물로 형성된 반도체용 접착 필름에 관한 것이다. 상기 접착 필름은 범프 Chip간 전기적 접속 신뢰성을 만족하는 접착층을 형성하며, Cu Bump와 Solder의 산화막을 제거하는 Flux공정이 가능하다. 또한 가열 압착에 따른 Chip Bonding시 Bump와 Solder가 충분히 서로 접속하게 할 수 있다. 또한 접착력이 우수할 뿐만 아니라, 발포성 보이드가 발생하지 않고 Bump와 Solder간 imc 층을 충분한 면적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 상기 반도체용 접착조성물은 범프된 제1 및 제2 반도체 칩 사이를 상기 접착 조성물로 형성된 접착필름으로 접착할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 관점은 상기 반도체용 접착필름으로 접착된 반도체 패키지를 제공한다. 상기 반도체 패키지는 칩 탑재 기판; 및 상기 집 탑재 기판의 일면에 적층된 제1 및 제2 반도체 칩을 포함하며, 상기 제1 및 제2 반도체 칩은 상기 반도체용 접착필름으로 접착된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:
(A) 아크릴계 수지 :SG-P3, 나가세 켐텍스
(B) 에폭시계 수지
(b1) 고상에폭시 수지 (EPPN-501H, 일본화약)
(b2) 액상에폭시 수지 (KDS-8128, 국도화학)
(C) 플럭스 활성 경화제 : 3,4-Dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic acid dianhydride, TCI
(D) 이미다졸 화합물: 2PHZ, 사국화학(m.p. 230 ℃)
(E) 충진제: 구형 실리카 (SC-2500SQ, 제조원: 아드마텍스(Admatechs)
(F) 실란커플링제: 에폭시 실란 커플링제 (KBM-303, 제조원: 신에쯔주식회사)
(G) 용매: 메틸에틸케톤 (제조원: 삼전화학)
실시예 1~6 및 비교예 1~4
고속 고속 교반봉을 포함하는 1L 원통형 플라스크에 상기의 성분을 첨가하고 용제는 메틸에틸케톤을 사용, 25% 고형분으로 하여 10분간 2000 rpm에서 저속으로 그리고 30분간 5000rpm에서 고속으로 분산하여 조성물을 제조하였다. 이후 50um 캡슐 필터를 이용하여 여과한 뒤, 어플리케이터로 PET 필름에 25um 두께로 코팅하여 접착 필름을 제조하였으며, 90℃에서 10분 건조한 뒤 110 ℃에서 5분간 건조한 후 실온에서 1일간 보관하였다.
상기 실시예1 ~ 6 및 비교예1 ~ 4에서 제조된 접착 필름을 이용하여 하기와 같은 방법으로 실험하였다.
(1) E/H 비 : 각 조성상의 Epoxy 수지와 Flux 활성 경화제의 당량 비율 계산하였다. (Epoxy 수지 당량/Flux 활성 경화제 당량)
(2) 열경화 peak 면적 상대비 (E1/E2) : 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 승온속도는 10℃/분, 30~500℃까지 스캔하여 경화발열량을 측정하였다. 검출된 thermogram상의 발열 peak들의 면적 상대 비율을 계산한다. Esterification에 의한 200℃ 이하의 첫번째로 검출되는 발열peak의 면적을 E1이라 하고 etherification에 의해 200℃ 이상에서 검출되는 두번째 발열peak의 면적을 E2라 하였을 때 두 발열peak의 면적 비율을 계산하였다 (E1/E2).
(3) 접착력 [kgf/chip] : 이산화 막으로 코팅되어있는 두께 725um 제1웨이퍼를 5mm x 5mm 크기로 자른 뒤 상기에서 제조된 접착 필름과 함께 60℃ 조건에서 라미네이션(Lamination)하고 접착부분만 남기고 절단하였다. 상기 제1웨이퍼와 동일한 두께 725um이고, 10mm x 10mm 크기의 제2 웨이퍼 위에 상기 접착필름이 라미네이션된 제1웨이퍼 조각을 10초 동안 1.0 kgf의 힘으로 260℃ 로 열압착하고 250℃에서의 전단 파괴 강도를 측정했다.
(4) 흡습 후 접착력 [kgf/chip] : 이산화 막으로 코팅되어있는 두께 725um 제1웨이퍼를 5mm x 5mm 크기로 자른 뒤 상기에서 제조된 접착 필름과 함께 60℃ 조건에서 라미네이션(Lamination)하고 접착부분만 남기고 절단하였다. 상기 제1웨이퍼와 동일한 두께 725um이고, 10mm x 10mm 크기의 제2 웨이퍼 위에 상기 접착필름이 라미네이션된 제1웨이퍼 조각을 10초 동안 1.0 kgf의 힘으로 260℃ 로 열압착하고 PCT에서 uHAST조건 (130℃／85％RH) 96시간, IR-reflow 3회 실시 후 250℃에서의 전단 파괴 강도를 측정했다.
(5) 용융점도 at 60℃ (× 104[P]) : 필름의 점도를 측정하기 위하여 각각의 필름을 여러 겹 60℃에서 합지하고 지름 8mm로 원형 컷팅하였다. 이때 두께는 400 ~ 450um정도이다. 점도측정범위는 30℃에서 300℃까지 측정하였고 승온조건은 5℃/분이다. 표에는 접착 필름이 칩에 마운팅이 행해지는 온도인 60℃에서의 흐름성을 가늠하는 60℃에서의 에타(Eta) 값을 제시하였다. 필름 마운팅 시 용융점도가 일정 값 이상이 된다면 bump사이의 공간을 충분히 채우지 못해 이어지는 칩간 접착 공정 및 경화 반응에서 void에 의한 불량이 야기될 수 있다.
(6) 마운팅void at 60℃ : 마운팅 시 bump에서 발생하는 void를 평가하기 위해 bump가 형성된 칩을 이용하여 60℃에서 라미네이션을 시행 후 현미경으로 bump주위의 void생성 여부를 관찰하였다. Void 없이 양호하면 ○, 부분적으로 미세 void가 발생하면 △, void가 심하면 ×로 표시하였다.
(7) 260℃ 10sec 후 경화잔존율 (%) : 제조한 접착필름을 각각 10㎜×30㎜로 자른 뒤 커버 필름(cover film)을 벗기고 슬라이드글라스에 60℃ 조건에서 라미네이션(Lamination)한 뒤, PET 필름을 벗기고 260℃의 핫 플레이트(hot plate)에서 10초간 경화시킨 후 슬라이드 글라스에서 제거하여 경화발열량을 측정(TA instrument사 Q20, 측정 조건 : 30~400℃, 승온조건은 10℃/min ) 한 다음 하기 식 1에 따라 초기 경화발열량으로 나누어서 잔존율을 계산하였다. 경화 후 경화잔존율이 낮을 수록 접착 조성물의 경화밀도가 높아지게 되어 접착 조성물의 신뢰성이 우수해진다.
[식 1]
Figure 112011102051566-pat00013
초기발열량(Hi): 필름 제작후 발열량
경화후 발열량(Hc): 260℃ 에서 10초간 경화 후 발열량
(8) 발포성 void : 이산화 막으로 코팅되어있는 두께 80um 제1웨이퍼를 10mm x 10mm 크기로 자른 뒤 상기에서 제조된 접착 필름과 함께 60℃ 조건에서 라미네이션(Lamination)하고 접착부분만 남기고 절단하였다. 두께 725um인 10mm x 10mm 크기의 제2웨이퍼 위에 상기 접착필름이 라미네이션된 제1웨이퍼 조각을 10초 동안 1.0 kgf의 힘으로 100℃, 260℃ 각각 순서대로 압착하고 SAT(Scanning Acoustic Tomograph)로 조사하여 발포성 void의 양호수준을 평가하였다. 발포 없이 면상 양호하면 ○, 부분적으로 미세 발포가 발생하면 △, 발포 현상이 심하면 ×로 표시하였다.
(9) Solder/Cu Bump 접속성 : 솔더 Bump와 Cu Bump의 접속성 평가를 위해 제작된 칩을 사용하여 접착제 조성에 따른 Bump to Bump의 접속성 양호수준을 평가하였다. 접속이 양호하면 ○, 부분적으로 접속이 안되면 △, 모든 부분에서 접속이 안되면 ×로 표시하였다.
(10) Solder/Cu間 IMC Layer유무 : Solder Bump와 Cu Bump접속 시 Flux활성에 따른 산화막 제거가 발현된다면 Solder/Cu間 IMC(Intermetallic Compound) Layer가 생성된다. (ref. Journal of Alloys and Compounds 381 (2004) 151 　157) 산화막 제거능에 대한 평가를 위해 Cu foil에 접착 필름과 Solder Ball (Sn96.8Ag3.0Cu0.2, 760um)을 올려 놓고 260℃로 압착하여 몰딩한 후 측면을 polishing하여 Cu foil과 Solder ball 사이의 IMC layer를 SEM을 이용하여 관찰하였다. IMC layer가 있으면 ○, 없으면 ×로 표시하였다.
고형분 기준(%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
(A) 25 25 25 25 25 25
(B) (b1) 17.59 16.89 16.23 15.49 14.81 14.08
(b2) 17.59 16.89 16.23 15.49 14.81 14.08
(C) 10.3 11.65 12.9 14.3 15.6 17.0
(D) 0.52 0.57 0.64 0.72 0.78 0.84
(E) 28 28 28 28 28 28
(F) 1 1 1 1 1 1
E/H 비 1.51 1.28 1.11 0.97 0.85 0.76
E1/E2 1.1 1.5 2.9 6.2 13.5 26.3
접착력 5.2 6.4 6.8 9.2 10.4 12.7
흡습후 접착력 9.3 9.2 10.5 11.0 11.5 12.9
용융점도(60℃)
× 104 P		 6.3 7.6 8.4 9.6 11.0 13.5
마운팅 void(60℃) ○ ○ ○ ○ ○ ○
260℃ 10sec 후 경화잔존율 2 2 1 0 0 0
발포성 void ○ ○ ○ ○ ○ ○
솔더/Cu Bump 접속성 ○ ○ ○ ○ ○ ○
솔더/Cu間 IMC Layer유무 ○ ○ ○ ○ ○ ○
고형분 기준(%) 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
(A) 25 25 25 25
(B) (b1) 18.23 13.29 16.20 11.0
(b2) 18.23 13.29 16.20 11.0
(C) 9 18.5 13.59 9
(D) 0.54 0.92 0.01 15
(E) 28 28 28 28
(F) 1 1 1 1
E/H 비 1.8 0.68 0.98 0.57
E1/E2 0.7 37.9 0.2 -
접착력 2.1 14.1 3.7 15.9
흡습후 접착력 8.7 5.0 1.1 15.8
용융점도(60℃)
× 104 P		 5.7 15.9 8.3 17.1
마운팅 void(60℃) ○ △ ○ △
260℃ 10sec 후 경화잔존율 29 0 22 0
발포성 void ○ △ ○ △
솔더/Cu Bump 접속성 ○ △ ○ ×
솔더/Cu間 IMC Layer유무 ○ ○ ○ ○
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, E/H ratio를 벗어난 비교예 1의 경우 에폭시 수지 대비 산무수물 경화제의 함량이 너무 적게 되어 260℃ 10초의 짧은 본딩 시간 동안 충분한 경화구조를 갖지 못하여 낮은 초기 접착력을 나타내게 된다. 또한 E/H ratio를 벗어난 비교예 2의 경우 에폭시 수지 대비 산무수물 경화제의 함량이 너무 많게 되어 충분한 초기 접착력을 지니게 되지만, 산무수물 경화제의 함량이 조성물 내에 필요 이상으로 많게 되어 흡습에 취약한 산무수물의 약점으로 인해 흡습 후 접착력이 열화되는 단점이 생기게 된다. 또한 과경화에 의한 접속성 취약점이 발견된다. 비교예 3의 경우 적절한 E/H ratio를 갖지만 이미다졸 촉매의 함량이 충분치 않아 반응 속도가 그만큼 느려지게 되고 초기 접착력이 발현되지 않게 된다. 또한 미반응 산무수물 경화제의 흡습에 의한 흡습 후 접착력의 저하가 초래된다. 비교예 4의 경우 적절한 산무수물의 함량 대비 이미다졸 촉매의 함량이 필요 이상으로 많은 경우이며 이때는 이미다졸 촉매에 의한 빠른 초기 반응성으로 인해 초기 접착력 상승의 장점이 생기며 흡습에 의한 접착력의 열화와 같은 단점은 없게 된다. 하지만 경화 반응이 너무 빠르게 진행 되어 추후 bump간 접속에서 충분한 유동성이 확보되지 않아 접속성이 나빠지는 단점이 발생하게 된다. 비교예 5의 경우처럼 E/H ratio 및 열경화 peak의 비율 모두를 만족하는 경우에도 액상 에폭시 수지를 포함하지 않을 경우, 저온 흐름성이 충분하지 않아 마운팅 시 bump간 void가 발생이 되고 이는 발포성 void로도 발전할 수 있는 문제점을 안고 있다. 초기 마운팅 시 bump area에 void가 발생이 되지 않고 gap filling이 충분히 되어야 추후 이어지는 본딩 공정 및 열경화 조건에서도 불량 없는 제품을 제작할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (14)

  1. 아크릴계 수지; 에폭시계 수지; 플럭스 활성 경화제 및 이미다졸 화합물을 포함하는 반도체용 접착 조성물이며,
    상기 반도체용 접착 조성물은 60℃에서 용융점도가 1× 104 ~ 15 × 104 P 이고,
    260℃ 에서 10초간 경화시킨 후 하기 식 1에 의한 경화잔존률이 5 % 이하인 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 조성물:
    [식 1]
    Figure 112011102051566-pat00014

    (상기에서, Hi는 필름 제작후 초기발열량, Hc는 260℃ 에서 10초간 경화 후 발열량임)

  2. 아크릴계 수지; 에폭시계 수지; 플럭스 활성 경화제 및 이미다졸 화합물을 포함하는 반도체용 접착 조성물이며,
    상기 에폭시계 수지와 플럭스 활성 경화제의 당량비(에폭시계 수지 당량/플럭스 활성 경화제의 당량)가 0.7 내지 1.6이고,
    상기 반도체용 접착 조성물을 시차주사열량계(DSC)를 이용한 경화발열량 측정시, 200 ℃ 미만에서 첫번째로 검출되는 발열peak의 면적을 E1이라 하고, 200 ℃ 이상에서 검출되는 발열peak의 면적을 E2 라 할 때 두 발열peak의 면적 비(E1/E2)가 1 초과인 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 조성물.
  3. 시차주사열량계(DSC)를 이용한 경화발열량 측정시, 200 ℃ 미만에서 첫번째로 검출되는 발열peak의 면적을 E1이라 하고, 200 ℃ 이상에서 검출되는 발열peak의 면적을 E2 라 할 때 두 발열peak의 면적 비(E1/E2)가 1 초과이고,
    60℃에서 용융점도가 1× 104 ~ 15 × 104 P 인 반도체용 접착 조성물.
  4. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 활성 경화제는 전체 반도체용 접착 조성물중 5~20 중량%인 반도체용 접착 조성물.
  5. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미다졸 화합물은 전체 반도체용 접착 조성물중 0.5~5 중량%인 반도체용 접착 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체용 접착 조성물은 아크릴계 수지 20~50 중량%; 에폭시계 수지 20~50 중량%; 플럭스 활성 경화제 5~20 중량% 및 이미다졸 화합물 0.1~5 중량% 및 충진제 15~40 중량% 을 포함하는 반도체용 접착 조성물.
  7. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 활성 경화제는 하기 화학식 1 내지 3 으로 표시되는 플럭스 활성 경화제를 최소한 1종 포함하는 반도체용 접착 조성물:

    [화학식 1]
    Figure 112011102051566-pat00015

    (상기에서 [A]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [B]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R1은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 0~2의 정수임)
    [화학식 2]
    Figure 112011102051566-pat00016

    (상기에서 [C]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [D]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R2은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1~4의 정수임)
    [화학식 3]
    Figure 112011102051566-pat00017

    (상기에서 [E]의 산무수물이 포함된 환 구조는 0 ~ 3 의 이중결합을 포함하고, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8 개이고, [F]는 지환족, 불포화 지환족 또는 방향족이며, 환 구조를 이루는 탄소 수는 4~8개이며, R3은 수소원자, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 6~12의 아릴기, 탄소 수 6~12의 치환 아릴기, 비닐기, 알릴기로 이루어진 군으로부터 선택되며, R4는 하기 화학식(ⅰ)~(ⅷ)의 구조로부터 선택될 수 있고, n은 1~4의 정수임)
    Figure 112011102051566-pat00018

  8. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미다졸 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 조성물:
    [화학식 4]
    Figure 112011102051566-pat00019

    (상기에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~10의 알킬렌기임)
  9. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미다졸 화합물은 융점이 200 ℃ 내지 270℃인 반도체용 접착 조성물.
  10. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 활성 경화제의 함량이 c 이고, 상기 에폭시계 수지의 함량을 b 라고 할 때, b: c = 1.2~5: 1인 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 조성물.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 실란커플링제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 접착 조성물.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 접착 조성물로 형성된 반도체용 접착 필름.
  13. 범프된 제1 및 제2 반도체 칩 사이를 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 접착 조성물로 형성된 접착필름으로 접착하는 방법.
  14. 칩 탑재 기판; 및
    상기 칩 탑재 기판의 일면에 적층된 제1 및 제2 반도체 칩을 포함하며, 상기 제1 및 제2 반도체 칩은 제12항에 기재된 반도체용 접착필름으로 접착된 반도체 패키지.







KR1020110139594A 2011-12-21 2011-12-21 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 KR101397699B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110139594A KR101397699B1 (ko) 2011-12-21 2011-12-21 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지
PCT/KR2012/010804 WO2013094924A1 (ko) 2011-12-21 2012-12-12 반도체용 접착필름 및 이를 이용한 반도체 패키지
TW101149059A TWI496867B (zh) 2011-12-21 2012-12-21 用於半導體的黏著劑膜以及使用其之半導體封裝體

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110139594A KR101397699B1 (ko) 2011-12-21 2011-12-21 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130072049A KR20130072049A (ko) 2013-07-01
KR101397699B1 true KR101397699B1 (ko) 2014-05-22

Family

ID=48668758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110139594A KR101397699B1 (ko) 2011-12-21 2011-12-21 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101397699B1 (ko)
TW (1) TWI496867B (ko)
WO (1) WO2013094924A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220070426A (ko) * 2019-09-30 2022-05-31 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 반도체용 접착제, 반도체용 접착제 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법
WO2023286389A1 (ja) * 2021-07-13 2023-01-19 古河電気工業株式会社 熱伝導性フィルム状接着剤、半導体パッケージ及びその製造方法
JP7178529B1 (ja) * 2021-07-13 2022-11-25 古河電気工業株式会社 熱伝導性フィルム状接着剤、半導体パッケージ及びその製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090076928A (ko) * 2006-10-31 2009-07-13 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 접착 테이프 및 그것을 이용해서 이루어진 반도체 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080109895A (ko) * 2006-04-27 2008-12-17 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 접착 테이프, 반도체 패키지 및 전자기기
JPWO2008023452A1 (ja) * 2006-08-25 2010-01-07 住友ベークライト株式会社 接着テープ、接合体および半導体パッケージ
WO2009099191A1 (ja) * 2008-02-07 2009-08-13 Sumitomo Bakelite Company Limited 半導体用フィルム、半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2009278054A (ja) * 2008-05-19 2009-11-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd 端子間の接続方法、導電性粒子の凝集方法及びそれを用いた半導体装置の製造方法
KR101035873B1 (ko) * 2008-12-24 2011-05-19 제일모직주식회사 고온 속경화형 접착필름 조성물 및 이를 이용한 접착필름
WO2010073583A1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-01 住友ベークライト株式会社 接着フィルム、多層回路基板、半導体用部品および半導体装置
CN102549091A (zh) * 2009-09-16 2012-07-04 住友电木株式会社 粘合膜、多层电路基板、电子部件和半导体装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090076928A (ko) * 2006-10-31 2009-07-13 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 접착 테이프 및 그것을 이용해서 이루어진 반도체 장치

Also Published As

Publication number Publication date
TWI496867B (zh) 2015-08-21
KR20130072049A (ko) 2013-07-01
TW201333150A (zh) 2013-08-16
WO2013094924A1 (ko) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI473869B (zh) 用於半導體隱形切割技術的黏著劑組成物、黏著薄膜、及包含該黏著薄膜的半導體裝置
TWI595062B (zh) Adhesives for semiconductor, flux, manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device
US9169425B2 (en) Adhesive film and electronic device including the same
US9109147B2 (en) Adhesive composition for semiconductor and adhesive film comprising the same
TW201339273A (zh) 用於半導體之黏合劑組成物、黏合劑薄膜以及半導體裝置
JP4449325B2 (ja) 半導体用接着フィルム、半導体装置、及び半導体装置の製造方法。
KR101332437B1 (ko) 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지
KR101397699B1 (ko) 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지
TW201329191A (zh) 用於半導體的黏著劑組成物、黏著劑膜以及製造半導體元件的方法
US8946343B2 (en) Adhesive composition for semiconductors, adhesive film prepared using the same, and semiconductor device including the film
JP3991268B2 (ja) 回路部材接続用フィルム状接着剤及びこれを用いた半導体装置
KR101362870B1 (ko) 반도체용 접착 조성물 및 이를 포함하는 접착 필름
KR101035873B1 (ko) 고온 속경화형 접착필름 조성물 및 이를 이용한 접착필름
KR101374364B1 (ko) 반도체용 접착 조성물 및 이를 포함하는 접착 필름
TWI458798B (zh) 用於半導體之黏著劑組成物以及包含該黏著劑組成物之黏著薄膜
KR101355853B1 (ko) 반도체용 접착 조성물 및 이를 포함하는 접착 필름
JP4625342B2 (ja) 電子部品装置及び電子部品装置の製造方法
CN113795560A (zh) 半导体用黏合剂、半导体装置的制造方法及半导体装置
TWI479004B (zh) 用於半導體組裝之接合膜組成物及其所形成之接合膜
JP7436240B2 (ja) アンダーフィル材、及びこれを用いた半導体装置の製造方法
CN116195040A (zh) 制造半导体装置的方法及膜状黏合剂
KR20120068695A (ko) 반도체용 접착 조성물, 이를 포함하는 접착 필름 및 그 용도

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 6