KR19990070141A

KR19990070141A - 전자부품용 접착테이프

Info

Publication number: KR19990070141A
Application number: KR1019980004810A
Authority: KR
Inventors: 박민효; 임대우; 김정락
Original assignee: 한형수; 주식회사 새한
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-09-15
Also published as: KR100530517B1

Abstract

본 발명은 반도체 장치에서 리드, 다이패드, 방열판, 반도체 칩 등과 같은 리드프레임 주변의 부품들의 접착에 사용할 수 있는 전자부품용 접착테이프에 관한 것으로서, 기존에 비해 특히 저온에서 접착, 경화할 수 있고 충분한 내열성 및 신뢰성을 지닌 접착테이프를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 내열성 필름의 한면 또는 양면에 아크릴로 니트릴과 부타디엔의 공중합체 혹은 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 아크릴산의 삼원공중합체에 양 말단에 에폭시기를 가진 폴리에스터-에폭시 공중합체를 각각의 경화제와 함께 첨가하여 얻어지는 접착제를 도포, 건조하여 접착층을 형성시킨 전자부품용 접착테이프에 관한 것으로서, 이와 같이 제조된 접착테이프는 저온에서 접착, 경화가 가능할 뿐만 아니라 내열성등 제반물성이 우수하여 반도체 장치등의 전자부품용으로 사용시 매우 유용하다.

Description

전자부품용 접착테이프

본 발명은 반도체 장치에서 리드, 다이패드, 방열판, 반도체 칩 등과 같은 리드프레임 주변의 부품들의 접착에 사용할 수 있는 전자부품용 내열성 접착테이프에 관한 것이다.

기존에 수지패키지형 반도체 장치에 있어서 사용되는 접착 테이프에는, 리드 프레임 고정용 접착테이프, TAB 테이프 등이 있는데, 예를들어, 리드프레임 고정용 접착테이프의 경우에 있어서는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 리드프레임의 리드를 고정하여, 리드프레임 자체 및 반도체 조립공정 전체의 수율 및 생산성 향상을 목적으로 사용되며, 일반적으로 리드프레임 메이커에서 리드프레임 상에 접착되고, 반도체 메이커는 이것을 이용하여 반도체 칩을 탑재한 후에 수지로 패키징 한다.

이 때문에 리드프레임 고정용 접착테이프는 반도체 수준에서의 일반적인 신뢰성 및 테이핑시의 작업성 등은 물론, 테이핑 후의 접착력 및 반도체 장치의 조립공정에서의 가열에 견딜 수 있는 충분한 내열성을 갖추어야 한다.

이와 같은 용도에 사용되는 기존의 접착테이프로는, 예를 들어, 폴리이미드 필름등의 내열성 지지 필름상에, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴레이트 혹은 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 등의 합성 고무계 수지 등을 단독 혹은 또 다른 수지로 변경한 것 또는 다른 수지와 혼합한 접착제를 도포한 것이 사용되고 있다.

또한, 근래들어 반도체 장치 내부에 있어서도 다핀화나 방열성의 확보로 인하여 패키지 구조가 복잡화하고, 그중에 사용되는 접착 테이프등의 유기재료에 대해서도 그 전기적, 물리적 특성이나 취급특성에 대한 요구가 엄격해 지고 있는 실정이다.

예를들어, 수지밀봉형 반도체 장치에서 리드핀의 고정에 종래의 접착테이프를 사용한 경우에는 내열성이나 전기적 신뢰성이 충분치 않은 문제가 있고 반도체 칩과 리드핀을 절연테이프로 접합시키는 경우에 기존의 폴리이미드나 폴리아미드 수지 테이프를 적용시 그 테이핑 온도나 압력, 경화조건 등이 엄격하고, 리드프레임 등의 금속재료를 손상시킬 우려가 있으며, 저코스트화가 어려운 등의 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 비교적 저온에서 접착, 경화할 수 있고, 충분한 내열성 및 신뢰성 등을 갖는 접착테이프의 제공을 그 목적으로 한 것이다.

도 1은 리드프레임의 개략 구성도.

도 2는 리드프레임의 주요부의 확대도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 리드고정테이프 2 : 댐바(DAMBAR)

3 : 리드핀 4 : 다이패드

본 발명은 내열성 필름의 한면 또는 양면에 중량평균분자량이 5,000∼150,000인 아크릴로니트릴과 부타디엔 공중합체 혹은 아크릴로니트릴, 부타디엔과 아크릴산의 삼원공중합체(중합체A)에 분자량 1,000∼30,000이며 양 말단에 에폭시기를 가진 폴리에스터-에폭시 공중합체(중합체 B)를 중합체 A 100중량부에 대하여 50∼600중량부 첨가하고, 중합체 B의 경화제로서 전기적 특성과 내열특성이 뛰어난 페놀계 화합물 혹은 산무수물계 경화제를 중합체 B 100중량부에 대하여 5∼30중량부 첨가하며, 중합체 A의 경화제로서 튜램(thiuram)계 가황제 또는 과산화물을 중합체 A 100중량부에 대하여 1∼10중량부를 첨가하여 얻어지는 접착제를 도포건조하여 접착층을 형성시킨 것 임을 특징으로 하는 전자부품용 접착테이프에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 중합체 A로 사용되는 아크릴로니트릴, 부타디엔과 아크릴산의 삼원공중합체(아크릴로니트릴-부타디엔 고무)는 중량평균분자량이 5,000∼150,000(보다 바람직하게는 10,000∼50,000)의 분자량을 가지는 것으로, 아크릴로니트릴 함유율이 10∼60중량%(보다 바람직하게는 20∼50중량%)인 것이 적합하다. 이때 중량평균분자량이 5,000 보다 낮으면 열안정성이 불량해지고 내열성이 저하한다. 또, 150,000 보다 높아지면 용매에 대한 용해성이 나빠지고 용액 제조시에 점도가 증가하여 접착제로 사용하였을 경우에 작업성이 불량해지고 접착성이 저하된다. 또, 아크릴로니트릴 함유율이 10중량% 보다 낮아지면 용매 용해성이 저하되고, 60중량% 보다 높아지면 전기절연성이 불량해진다. 또한 아크릴산의 함유율이 1중량% 미만인 경우에는 접착력이 저하되며, 20중량% 초과한 경우에는 접착테이프의 테이핑 작업성이 저하된다.

그리고, 폴리에스터-에폭시 수지(중합체 B)는 양 말단에 에폭시기를 가진 것이여야 하며 중합체 A 100중량부에 대하여 50∼600중량부(보다 바람직하게는 100∼200중량부) 사용하는데, 폴리에스터-에폭시수지를 50중량부 미만 사용한 경우는 접착력이 저하되며, 과다하게 사용한 경우는 내열성이 저하된다. 또한, 폴리에스터-에폭시 수지의 분자량은 1,000∼30,000정도의 분자량을 가진 것으로 분자량이 1,000미만일 경우에는 내열성이 불량해지며 30,000을 초과할 경우에는 용매에 대한 용해성이 저하되어 용액 제조시에 점도가 증가하여 접착제로 사용하였을 경우에 작업성이 불량해진다.

상기의 폴리에스터-에폭시 수지는 하기 화학식 1과 같이 양 말단이 카르복실기인 테레프탈산-에틸렌 글리콜 올리고머와 하기 화학식 2와 같이 양 말단이 에폭시기인 비스페놀 A 타입의 수지를 반응시켜 얻을 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

즉, 상기 화합물을 염기성 촉매하에서 반응시키면 하기 화학식 3과 같이 양 말단에 에폭시기를 가진 폴리에스터-에폭시 공중합체를 얻을 수 있는 것이다.

[화학식 3]

본 발명에서 사용되는 폴리에스터-에폭시수지의 경화제는 수지 100중량부에 대하여 5∼30중량부 사용되며 부족하거나 과다한 경우는 내용제성, 내열성, 전기저항 등이 저하된다. 경화제는 전기적 특성과 내열성, 내약품성이 우수한 산무수물계나 페놀계 화합물을 경화제로 사용하고, 경화반응을 촉진하기 위하여 경화촉진제를 사용할 수 있다. 사용가능한 산무수물계 경화제로는 무수프탈산, 무수말레산, 무수도데실숙신산, 무수헥사히드로프탈산, 무수메틸나딕산, 무수피로멜리트산, 무수벤조페논테트라카르본산 등이 있으며, 사용가능한 페놀계 경화제로는 페놀, p-크레졸, p-클로로페놀, p-니트로페놀, 2, 4-디니트로페놀, 2-나프톨 등이 있다.

중합체 A 경화제의 경우에는 중합체 A 100중량부에 대하여 1∼10중량부가 첨가되는 것이 좋으며, 이보다 부족한 경우에는 내열성 내용제성등이 저하되고 과다한 경우에는 접착력이 떨어진다.

이상과 같은 조성으로 준비된 접착제는 점도가 100∼2000cps(보다 좋기로는 200∼1000cps)로 조절하여 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서는 상기 접착제를 내열성 필름위에 건조후의 두께가 10∼50㎛이 되도록 도포하고 80∼120℃에서 1∼20분 동안 건조한 후, 박리성 필름을 붙이고 80∼120℃에서 5∼30분 동안 반경화시키는 과정을 거쳐 내열성 접착테이프를 제조한다.

이때 사용될 수 있는 내열성 필름으로는, 예를들면 폴리이미드, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르, 폴리파라벤산 및 경우에 따라서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 내열성수지 필름 등이 사용될 수 있으나, 특히 폴리이미드수지 필름이 바람직하다.

내열성 필름의 두께는 5∼100㎛(보다 바람직하게는 10∼75㎛)의 범위로 설정하는 것이 바람직하며, 두께가 지나치게 얇은 경우에는 접착테이프가 부드러워 취급하기 곤란하고 지나치게 두꺼운 경우에는 접착테이프의 펀칭성이 곤란해진다.

박리성 필름의 경우 두께가 10∼200㎛ (보다 바람직하게는 25∼150㎛)의 것이 사용되며, 사용 가능한 박리성 필름으로는 폴리프로필렌 필름, 불소수지계 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 종이 및 경우에 따라 이들에 실리콘 수지로 박리성을 부여한 것을 사용할 수 있다.

이하에서 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

아크릴로니트릴-부타디엔 고무(아크릴로니트릴 함량 27중량%, 카르복실기 함량 4중량%) 100중량부를 메틸에틸케톤에 녹여 15중량% 용액을 제조한 후, 폴리에스터-에폭시수지를 150중량부, 과산화벤조일 3중량부, p-클로로페놀 15중량부를 첨가하고, 메틸에틸케톤과 톨루엔 용제를 이용하여 용액의 점도를 1000cps로 맞추어 액상접착제를 제조하였다.

이 접착제를 이용하여 두께가 50㎛인 폴리이미드 필름(상품명 : KAPTON, DUPONT社 제조)위에 건조후의 두께가 20㎛이 되도록 도포하고, 건조(120℃, 5분)한 후, 두께가 38㎛ 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 라미네이트하여 접착테이프를 제조하였다.

[실시예 2]

아크릴로니트릴-부타디엔 고무 100중량부에 폴리에스터-에폭시수지 200중량부, 과산화벤조일 4중량부, p-클로로페놀 20중량부를 첨가하여 실시예 1과 같이 메틸에틸 케톤과 톨루엔 용제를 이용하여 용액의 점도를 1000cps로 맞춘 다음, 이 접착제를 이용하여 실시예 1과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[실시예 3]

아크릴로니트릴-부타디엔 고무 100중량부에 폴리에스터-에폭시수지 100중량부, t-부틸과산화물 5중량부, p-클로로페놀 10중량부를 첨가하여 실시예 1과 같이 메틸에틸 케톤과 톨루엔 용제를 이용하여 용액의 점도를 1000cps로 맞춘 다음, 이 접착제를 이용하여 실시예 1과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1에서 폴리에스터-에폭시수지의 사용량을 40중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[비교예 2]

실시예 1에서 폴리에스터-에폭시수지의 사용량을 700중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[비교예 3]

실시예 1에서 p-클로로페놀의 사용량을 5중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[비교예 4]

실시예 1에서 p-클로로페놀의 사용량을 75중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[비교예 5]

실시예 1에서 과산화벤조일의 사용량을 0.5중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1 과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

[비교예 6]

실시예 1에서 과산화벤조일의 사용량을 20중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 접착테이프를 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 접착테이프의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었으며, 이 때 물성의 평가는 다음의 방법을 사용하였다.

접착력

150℃로 유지되고 있는 열판 위에 동박을 얹어 놓고, 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 TAPE을 5Kg/㎠ 압력으로 0.5초간 압착한 후, 165℃ 열풍오븐에서 1시간동안 경화시킨 후, 인장강도시험기를 이용하여 T-PEEL 강도를 측정

열분해온도

DuPONT V4.1C 2200 모델 TGA 이용 측정

탄성율

UTM(Ultimate Testing Machine)이용 접착제층의 탄성율 측정

흡습율

23℃ 물에 24시간동안 담근 후 무게변화 측정

[표 1]

평가항목	접착력(g/cm)	열분해온도(℃)	탄성율(Kg/㎟)	흡습율(%)
실시예 1	860	370	280	1.8
실시예 2	740	395	312	1.9
실시예 3	620	365	254	1.9
비교예 1	530	345	214	1.7
비교예 2	430	390	325	1.8
비교예 3	560	315	226	2.1
비교예 4	420	380	285	1.7
비교예 5	650	302	302	1.8
비교예 6	430	368	310	1.7

상기 실시예 및 비교예에서도 확인되듯이 본 발명에 따른 접착테이프는 저온에서 접착 경화가 가능하고 접착강도, 내열성, 탄성율, 흡습율 등의 특성이 우수하기 때문에 반도체 장치들의 부품과 같은 전자부품용 접착에 사용시 매우 유용하다.

Claims

내열성 필름의 한면 또는 양면에 중량평균분자량이 5,000∼150,000인 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체 혹은 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 아크릴산의 삼원공중합체(A)에 분자량 1,000∼30,000 이며 양 말단에 에폭시기를 가진 폴리에스터-에폭시 공중합체(B)를 중합체(A) 100중량부에 대하여 50∼600중량부 첨가하며, 중합체(A)의 경화제로서 튜램계 가황제 또는 과산화물을 중합체(A) 100중량부에 대하여 1∼10중량부 첨가하고, 중합체(B)의 경화제로서 페놀계 화합물 또는 산무수물계 경화제를 중합체(B) 100중량부에 대하여 5∼30중량부 첨가하여 얻어지는 접착제를 도포, 건조하여 접착층을 형성시킨 것임을 특징으로 하는 전자부품용 접착테이프.
제 1 항에 있어서, 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 아크릴산의 삼원공중합체는 아크릴로니트릴 함량이 10∼60중량% 인 것 임을 특징으로 하는 전자부품용 접착 테이프.
제 1 항에 있어서, 폴리에스터-에폭시 공중합체는 폴리에스터 함량이 30∼90중량% 인 것 임을 특징으로 하는 전자부품용 접착 테이프.