KR20120077648A - 반도체 조립용 접착 테이프 - Google Patents

반도체 조립용 접착 테이프

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KR20120077648A
KR20120077648A KR1020100139686A KR20100139686A KR20120077648A KR 20120077648 A KR20120077648 A KR 20120077648A KR 1020100139686 A KR1020100139686 A KR 1020100139686A KR 20100139686 A KR20100139686 A KR 20100139686A KR 20120077648 A KR20120077648 A KR 20120077648A
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송규석
이덕수
어동선
송기태
오귀정
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제일모직주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 조립용 접착 테이프의 최 외곽부에 특정 저장탄성율을 갖는 스페이서 기재필름을 도입한 반도체 조립용 접착 테이프에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프는 프리-컷(pre-cut) 롤 권취 방식의 다단 적층 반도체 조립용 테이프에서 롤 권취 압력에도 전사 자국을 최소화할 수 있고, 대전 방지 성능이 우수하며, 기재필름과의 마찰로 인해 와인딩 폼 안정성을 확보함으로써 쏠림 개선 효과를 가질 수 있다.

Description

반도체 조립용 접착 테이프{Adhesive tape for assembling semiconductor device}
본 발명은 반도체 조립용 접착 테이프에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 조립용 접착 테이프의 최 외곽부에 특정 저장탄성율을 갖는 스페이서 기재필름을 도입한 반도체 조립용 접착 테이프에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프는 프리-컷(pre-cut) 롤 권취 방식의 다단 적층 반도체 조립용 테이프에서 롤 권취 압력에도 전사 자국을 최소화할 수 있고, 대전 방지 성능이 우수하며, 기재필름과의 마찰로 인해 와인딩 폼 안정성을 확보함으로써 쏠림 개선 효과를 가질 수 있다.
현재 대부분의 반도체 조립용 접착 테이프는 프리-컷 방식의 롤 권취 구조를 갖고 있으며, 보통 200컷에서 300컷 사이의 다단 적층 구조를 갖고 있다. 이러한 구조의 특성상 내원을 이루는 절연성 접착층과 외원의 광경화성 접착층 사이에는 절연성 접착층의 두께만큼 단차가 발생하여 롤 권취 형태로 누적 적층될수록 내원인 절연성 접착층의 말단이 눌려 부분 원형의 전사 자국이 발생할 수 있고 심하면 접히게 될 수도 있다. 전사 자국이 있으면 마운팅 보이드가 발생할 가능성이 높아 불량을 야기할 수 있다.
이는 웨이퍼 마운팅시 보이드를 발생시켜 소잉(sawing) 작업시 칩 크랙 및 칩 플라잉 등의 문제를 발생시킬 수 있다.
또한, 이는 테이프의 이동 및 작업시 한 방향으로 쏠림이 발생한다. 즉, 도 1에 도시된 것과 같이, 릴(12)에 감긴 기재필름 또는 반도체 조립용 접착테이프(14)가 좌우로(화살표 방향) 쉽게 이동하는 문제가 발생하며, 프리-컷 타입의 마운팅시 서클내 웨이퍼가 정 위치에 부착되지 않는 문제가 발생하게 한다.
따라서, 프리-컷 롤 권취 방식에서 절연성 접착층의 다단 적층에 의해 발생하는 전사 자국 불량을 해소할 수 있고, 와인딩 폼 안정성을 유지하여 쏠림 개선 효과를 갖는 반도체 조립용 접착 테이프를 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 프리-컷 롤 권취 방식에서 절연성 접착층의 다단 적층에 의해 발생하는 전사 자국 불량을 해소할 수 있는 반도체 조립용 접착 테이프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프리-컷 롤 권취 방식에서 와인딩 폼 안정성을 유지하여 쏠림 개선 효과를 갖는 반도체 조립용 접착 테이프를 제공하는 것이다.
본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프는 기재필름, 광경화성 점착층, 절연성 접착층, 보호필름 및 스페이서 기재필름이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 스페이서 기재필름의 저장탄성율이 25℃에서 100-400MPa가 될 수 있다.
일 구체예에서, 저장탄성율은 25℃에서 100-300MPa가 될 수 있다.
일 구체예에서, 스페이서 기재필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 폴리-1-부텐, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 폴리에틸렌과 스타이렌부타디엔 고무의 혼합물 및 폴리비닐클로라이드 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다.
일 구체예에서, 보호필름과 스페이서 기재필름 사이에 열경화성 점착층을 더 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 열경화성 점착층은 아크릴 점착 바인더 및 열경화제를 포함할 수 있다.
본 발명은 프리-컷 롤 권취 방식에서 절연성 접착층의 다단 적층에 의해 발생하는 전사 자국 불량을 해소할 수 있는 반도체 조립용 접착 테이프를 제공하였다. 또한, 본 발명은 프리-컷 롤 권취 방식에서 와인딩 폼 안정성을 유지하여 쏠림 개선 효과를 갖는 반도체 조립용 접착 테이프를 제공하였다.
도 1은 롤-권취된 접착 테이프의 쏠림현상을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 반도체 조립용 접착 테이프의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 반도체 조립용 접착 테이프의 단면도이다.
도 4는 와인딩 형태 안정성 평가를 설명하기 위한 단면도, 도 5는 도 4의 A방향에서 바라 본 일측면도, 도 6은 도 4의 B방향에서 바라 본 타측면도이다.
* 1: 기재필름, 2: 광경화성 점착층, 3: 절연성 접착층, 4: 보호필름, 5: 스페이서 기재필름, 6: 열경화성 점착층
본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프는 기재필름, 광경화성 접착층, 절연성 접착층, 보호필름, 및 스페이서 기재필름이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 스페이서 기재필름의 저장탄성율이 25℃에서 100-400MPa가 될 수 있다.
스페이서 기재필름은 반도체 조립용 접착 테이프에서 가장 외부에 형성되어 있고 특정 범위의 저장탄성율을 가짐으로써 완충 역할을 하여 프리컷 롤 권취 방식의 다단 적층 반도체 조립용 접착 테이프에서 발생할 수 밖에 없는 전사 자국의 불량을 개선할 수 있다.
저장탄성율은 스페이서 기재필름을 7mm x 14mm 및 두께 200㎛로 만든 후 DMA Q800(TA Instrument)를 사용하여 -10 ~ 150℃로 승온 속도 4℃/분으로 증가시키면서 저장탄성율을 측정한다. 본 발명에서는 25℃에서 저장탄성율 값을 채택하였다.
스페이서 기재필름의 저장탄성율은 25℃에서 100-400MPa가 될 수 있다. 저장탄성율이 100MPa 미만인 경우, 충분히 완충 역할을 할 수 없으므로 전사 자국의 불량을 개선할 수 없고 가공 공정 중 필름의 변형이 쉽게 일어날 수 있다. 400MPa 초과인 경우, 와인딩시 폼 안정성은 좋지만 저장탄성율이 너무 높아서 스페이서 기재필름으로서의 완충 기능 및 보전 성능이 부족하다. 바람직하게는 저장탄성율은 25℃에서 100-300MPa가 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프의 일 구체예를 나타낸 것이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 기재필름(1) 위에, 광경화성 점착층(2), 절연성 접착층(3), 보호필름(4) 및 스페이서 기재필름(5)이 순차적으로 적층된 구조를 갖고 있다.
본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프는 보호필름과 스페이서 기재필름 사이에 열경화성 점착층을 더 형성될 수 있다.
열경화성 점착층은 보호필름에 스페이서 기재필름을 부착하기 위한 수단으로써 열경화성 점착층에 의해 스페이서 기재필름은 보호필름에 안정하게 유지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 반도체 조립용 접착 테이프의 일 구체예를 나타낸 것이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 기재필름(1) 위에, 광경화성 점착층(2), 절연성 접착층(3), 보호필름(4), 열경화성 점착층(6) 및 스페이서 기재필름(5)이 순차적으로 적층된 구조를 갖고 있다.
이하, 본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프의 각 구성을 상세히 설명한다.
(1) 기재필름
기재필름은 종래에 이면연삭공정(back grinding) 공정 및 다이싱 공정시 사용되던 테이프의 기재필름과 동일할 수 있다. 이면연삭공정용 테이프의 기재필름으로써 다양한 플라스틱 필름이 사용될 수 있는데, 그 중에서도 열가소성의 플라스틱 필름이 사용될 수 있다.
기재필름은 익스팬딩(expanding)이 가능한 것이어야 한다. 이면연삭 공정 중 발생하는 물리적 충격을 웨이퍼가 받으면 크랙이 발생하거나 깨져서 회로 설계된 웨이퍼가 손상받는다. 따라서 기재필름이 열가소성 및 익스팬딩이 가능한 필름이어야 한다는 의미는 소잉(Sawing) 공정에 의한 물리적 충격을 필름이 흡수하여 충격을 완화시킴으로 인해 웨이퍼를 보호해야 한다는 것이다.
기재필름은 익스팬딩이 가능해야 할 뿐만 아니라 자외선 투과성인 것이 바람직하고 특히 기재필름 위에 형성되는 광경화성 점착층은 자외선 경화형 점착 조성물이므로 점착 조성물이 경화 가능한 파장의 자외선에 대해서 투과성이 우수한 필름인 것이 바람직하다. 따라서, 기재필름에는 자외선 흡수제 등이 포함되어서는 안 된다.
기재필름은 화학적으로 안정한 것이어야 한다. 이면연삭 공정 및 다이싱 공정시 물리적 충격도 크지만 CMP 슬러리에 의해 폴리싱이 진행되므로 이에 접하는 기재필름은 화학적으로 안정한 것이어야 한다. 일반적으로 폴리머 형태, 특히 폴리 올레핀계 고분자는 화학적으로 안정하므로 기재필름으로 적합하다.
기재필름의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 폴리-1부텐, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 폴리에틸렌과 스타이렌부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등이 주로 사용될 수 있는데, 이들에 제한되지 않는다.
기재필름은 주로 폴리올레핀 칩을 블렌딩하여 용융시켜 압출 방식으로 필름을 형성할 수도 있고 블로잉 방식으로도 필름을 형성 할 수도 있다. 블렌딩하는 칩의 종류에 따라 형성되는 필름의 내열성 및 기계적 물성이 결정된다. 상기 제조되는 기재필름은 광경화성 점착층과의 접착력을 증가시키기 위하여 표면 개질을 하는 것이 바람직하다. 표면 개질은 물리적 방법, 화학적 방법 모두 가능하며 물리적 방법으로는 코로나 처리나 플라즈마 처리를 할 수 있고, 화학적 방법으로는 인라인코팅 처리 내지 프라이머 처리 등의 방법을 사용할 수 있는데, 이들에 제한되지는 않는다.
기재필름의 두께는 작업성, 자외선 투과성 등의 측면에서 통상 30~300㎛가 바람직하다. 상기 범위 내에서, 자외선 조사시 발생하는 열에 의해 필름이 변형되지 않고 다이싱 공정시 발생하는 물리적 충격을 충분히 완화시켜줄 수 있다. 또한, 설비상 완제품 한 롤의 길이가 길이 않으므로 롤 교체 시간의 증가로 인해 추가 비용이 발생하지 않는다. 요철이 심한 웨이퍼 표면을 충진하기 위해서는 기재필름은 50~200㎛가 보다 바람직하다.
(2) 광경화성 점착층
광경화성 점착층은 특별히 제한은 없고 자외선 조사 전에는 강한 택(Tack)으로 상부의 절연성 접착층 및 웨이퍼를 강하게 지지하여 이면 연삭 및 다이싱 공정시 흔들리거나 움직여 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하고 각 층의 계면으로 CMP 등의 화학 물질이 침투하는 것을 방지하고 자외선 조사 후에는 점착층이 가교 반응에 의해 도막 응집력이 증가하고 수축하여 절연성 접착층과의 계면에서 접착력이 현저히 감소함으로써 릴(Reel) 형태의 접착 테이프에 의해 절연성 접착층이 부착된 웨이퍼로부터 광경화성 점착층과 기재필름이 쉽게 박리되는 것이면 어느 것이나 가능하다.
광경화성 점착층은 측쇄에 자외선 경화가 가능한 탄소-탄소 이중결합을 도입한 (메타)아크릴레이트 및 (메타)아크릴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 포함할 수 있다.
(메타)아크릴레이트는 말단으로 탄소수 1개 내지 10개의 알킬기를 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트, 말단에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트, 말단에 에폭시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 등이 될 수 있다.
(메타)아크릴레이트 및 (메타)아크릴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체 이외에 열경화제, 광개시제 등을 포함할 수 있다.
(메타)아크릴레이트 및 (메타)아크릴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체는 광경화성 점착층 중 고형분 기준으로 90-99중량%로 포함될 수 있다.
열경화제는 점착 바인더 측쇄에 도입된 관능기와 반응하여 경화할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 측쇄에 도입된 관능기가 카르복실계인 경우에는 주로 경화제로 에폭시계를 많이 사용하며 측쇄에 도입된 관능기가 히드록실계이면 이소시아네이트 경화제를 주로 사용한다. 이 외에도 멜라민계 등을 사용할 수 있으며 에폭시계, 이소시아네이트계, 멜라민계 등을 2성분 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광개시제로는 케톤계, 아세톤페논계 등 자외선에 의해 분자 사슬이 끊겨 라디칼을 생성할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 광개시제를 첨가하면 점착층 성분 중 점착바인더 측쇄의 탄소-탄소 이중결합이 라디칼에 의해 가교 반응을 하고 가교반응에 의해 점착층의 유리전이온도가 상승해 점착층은 택(Tack)을 소실하게 된다. 택(Tack)을 소실하게 되면 상부의 절연 접착층(3)으로부터 박리하는데 힘이 작게 소요된다.
열경화제 및 광개시제는 광경화성 점착층 중 고형분 기준으로 0.1-10중량%로 포함될 수 있다.
광경화성 점착층의 두께는 1-30㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 자외선 조사시 픽업공정이 용이한 수준의 광경화가 충분히 가능하고 링프레임 부착시 점착력을 유지하여 다이싱 공정시 발생하는 물리적 충격에 의한 링프레임 탈리에서 웨이퍼를 충분히 지지해 줄 수 있다. 또한 절연접착층과의 적정수준의 점착성을 유지하기 위해서는 5-20㎛가 보다 바람직하다.
기재필름에 광경화성 점착층을 형성시키는 방법은 직접 코팅할 수도 있고 이형필름 등에 코팅한 후에 건조 완료 후 전사방식에 의해 전사시킬 수도 있다. 광경화 점착층을 형성시키는 도포 방법은 바 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 롤 코팅, 어플리케이터 코팅, 스프레이 코팅 등 도막을 형성시킬 수 있는 방식이면 어떤 방식이든 제한이 없다.
(3) 절연성 접착층
절연성 접착층은 웨이퍼 표면과 직접 접착하는 접착층으로 WSP의 경우에는 범프 등이 형성된 요철이 큰 표면을 가진 웨이퍼 표면을 보이드 없이 라미네이션해야 하며 이 이후 다이 어태치를 통해 칩 상하간을 강하게 접착시켜야 한다. 즉, 상기 절연성 접착층은 최종적으로 칩 상하 간을 부착시키는 접착제로 사용하므로 반도체 패키징 수준의 신뢰성을 만족하기 위한 물성을 가져야 하는 동시에 패키징을 하기 위한 공정성, 즉 마운팅 공정시 요철이 포함된 웨이퍼면을 보이드 없이 충진시켜 다이싱 공정시 칩핑(Chipping)이나 칩 크랙을 방지하고 다이 어태치 이후에도 스웰링(Swelling)등으로 인한 신뢰도 저하를 발생시키지 않는다. 절연성 접착층은 통상 60℃ 근처의 온도에서 회로가 설계된 범프 형성 웨이퍼의 표면에 부착된다.
절연성 접착층은 필름 형성능을 갖는 바인더부인 아크릴계 수지와 경화부인 에폭시 수지 및 경화제를 포함할 수 있다.
아크릴계 수지는 필름 형성능이 우수한 열가소성 수지로서 중량평균분자량이 300,000-1,000,000g/mol이 될 수 있고, 유리 전이 온도가 -30 ~ 10℃가 될 수 있다. 아크릴계 수지는 아크릴계 단량체 또는 이와 중합 가능한 단량체를 중합하여 얻을 수 있다. 예를 들면, 아크릴계 수지는 탄소수 2개 내지 10개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 비닐 아세테이트 및 이로부터 변성된 아크릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체를 중합하여 제조된 것일 수 있다. 중합 방법은 특별히 제한되지 않는다.
절연성 접착층 중 아크릴계 수지의 함량은 특별히 제한은 없지만, 아크릴계 수지를 제외한 나머지 고형 성분인 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 60 중량부 내지 150 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 필름 형성능이 좋아 필름상 접착제가 깨지지 않고 롤상으로 권취하기 쉬우며 100℃이상의 고온에서도 유동성이 높아 칩간 접착시 기포가 발생할 가능성이 적어진다.
에폭시 수지는 경화되어서 접착력을 나타내는 것이면 특별한 제한은 없으나, 경화반응을 하기 위해서는 관능기가 2 이상이어야 하므로, 비스페놀 A형 에폭시 수지나 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다. 절연성 접착층 중 에폭시 수지의 함량은 특별히 제한은 없지만, 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 조성물 100중량부 중 1-50 중량부로 포함될 수 있다.
에폭시 수지를 경화시키기 위한 경화제로써 경화촉진제를 사용할 수 있다. 경화촉진제로는 이미다졸계나 아민계, 페놀계 등을 사용할 수 있으며 경화촉진제는 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 조성물 100중량부 중 0.01-10중량부로 포함될 수 있다.
또한 절연성 접착층의 치수 안정 및 내열 특성 향상을 위해 실리카 등의 무기 입자를 첨가할 수 있다. 실리카 등의 무기 입자는 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 1-50 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 웨이퍼 표면과 접하는 절연성 접착층에는 웨이퍼와의 부착력을 증가시키기 위해 다양한 실란 커플링제를 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 사용할 수 있다. 실란 커플링제는 통상적으로 알려진 커플링제를 사용할 수 있다. 실란 커플링제는 에폭시 수지, 경화촉진제 및 경화제를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 0.1-10 중량부로 포함될 수 있다.
절연성 접착층의 코팅 방식도 균일한 도막 두께를 형성시킬 수 있는 것이면 특별한 제한이 없다. 바람직하게는, 상기 기술된 광경화성 점착층의 형성 방식 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
절연성 접착층의 코팅 두께는 2-30㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 칩 상하간 접착력이 좋고, 두께가 얇은 반도체 패키징에 적용 가능할 수 있다.
(4) 보호필름
보호필름은 절연성 접착층을 외부 이물이나 충격으로부터 보호할 수 있는 것이면 어떤 것이든 가능하다. 일반적으로는 절연성 접착층을 코팅하기 위한 주행필름으로 사용하는 필름을 주로 사용한다.
반도체 패키징 공정 중에는 최외곽 보호 필름을 제거하여 공정을 진행하므로 보호필름으로는 제거가 용이한 필름을 사용할 수 있다. 일반적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용할 수 있다. 또한, 이형성을 더 부여하기 위해서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 표면을 폴리디메틸실록산이나 플루오린계 이형제 등으로 개질시킨 것을 사용할 수도 있다.
보호필름의 두께는 특별히 제한은 없는데, 5-50㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 외부의 물리적 충격에서 절연접착층 및 광경화 점착층을 보호하고 완제품의 적정한 부피 및 무게를 유지하여 작업자가 이동 및 작업시 수월한 작업을 가능하게 해준다.
(5) 스페이서 기재필름
스페이서 기재필름은 기본적으로 결점 검사 및 써클인식 센서에 감지가 되지 않는 수준으로 고투명 해야 하고 스페이서 역할을 할 수 있도록 25℃에서 저장탄성율이 100-400MPa인 것을 사용할 수 있다. 상기 범위 내에서, 100MPa 미만인 경우, 충분히 완충 역할을 할 수 없으므로 전사 자국의 불량을 개선할 수 없고 가공 공정 중 필름의 변형이 쉽게 일어날 수 있다. 400MPa 초과인 경우, 와인딩시 폼 안정성은 좋지만 저장탄성율이 너무 높아서 스페이서 기재필름으로서의 성능이 부족하다. 바람직하게는 저장탄성율은 25℃에서 100-300MPa가 될 수 있다.
스페이서 기재필름으로써 사용할 수 있는 폴리머 필름의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 폴리-1-부텐, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 폴리에틸렌과 스타이렌부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등이 주로 사용될 수 있는데, 이들에 제한되지 않는다.
또한, 상기 기재필름 제조시, 대전방지제를 첨가하여 대전방지 효과를 추가할 수 있다. 대전방지제는 4급 암모늄계, 4급 포스포늄계, 인산염계 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
스페이서 기재필름의 두께는 5-100㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 와인딩시 발생하는 물리적 충격 및 압력을 충분히 완화시켜 와인딩 후 전사자국 발생을 방지하고 완제품의 적정한 부피 및 무게를 유지하여 작업자가 이동 및 작업시 수월한 작업을 가능하게 해준다.
(6) 열경화성 점착층
열경화성 점착층은 특별히 제한은 없고 투명도가 우수하여 결점검사 및 써클인식 센서에 감지가 되지 않아야 하며 보호필름 외면에 기포없이 잘 밀착되는 것이면 어느 것이나 가능하다.
열경화성 점착층은 투명도가 우수한 아크릴 점착 바인더 및 열경화제 등을 포함할 수 있다.
아크릴계 점착 바인더는 중량평균분자량이 100,000-1,000,000g/mol이고, 유리 전이 온도가 -30 ~ 0℃인 것을 사용할 수 있다. 아크릴계 점착 바인더로는 탄소수 2개 내지 10개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 비닐 아세테이트 및 이로부터 변성된 아크릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체의 공중합체일 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
아크릴계 점착 바인더는 열경화성 점착층 중 고형분 기준으로 90-99중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 범위 내에서, 도막층의 탈리 없이 기재필름인 스페이서 필름에의 부착력이 양호하며 피착제인 보호필름에의 점착력도 양호하다.
열경화제는 아크릴계 점착 바인더 측쇄에 도입된 관능기와 반응하여 경화할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 측쇄에 도입된 관능기가 카르복실계인 경우에는 주로 경화제로 에폭시계를 많이 사용하며 측쇄에 도입된 관능기가 히드록실계이면 이소시아네이트 경화제를 주로 사용한다. 이 외에도 멜라민계 등을 사용할 수 있으며 에폭시계, 이소시아네이트계, 멜라민계 등을 2성분 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
열경화제는 열경화성 점착층 중 고형분 기준으로 0.1-10중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서, 도막층의 탈리 없이 기재필름인 스페이서 필름에의 부착력이 양호하며 피착제인 보호필름에의 점착력도 양호하다.
열경화성 점착층은 보호필름 위에 직접적으로 도포될 수도 있고, 스페이서 기재필름에 코팅되어 보호필름에 적층될 수도 있다. 스페이서 기재필름에 열경화성 점착층을 형성시키는 방법은 직접 코팅할 수도 있고 이형필름 등에 코팅한 후에 건조 완료 후 전사방식에 의해 전사시킬 수도 있다. 열경화성 점착층을 형성시키는 도포 방법은 바 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 롤 코팅, 어플리케이터 코팅, 스프레이 코팅 등 도막을 형성시킬 수 있는 방식이면 어떤 방식이든 제한이 없다.
상기 열경화성 점착층에 대전 방지성능을 부여하기 위해서 대전 방지제 및 전도성 고분자 수지를 더 포함할 수 있다. 대전방지제는 4급 암모늄계, 4급 포스포늄계, 인산염계 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 전도성 고분자 수지는 폴리티오펜 수지, 폴리피롤 수지, 폴리페닐렌계 수지 및 폴리아닐린 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
열경화성 점착층의 두께는 1-50㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 와인딩시 외부의 물리적 충격 및 압력을 완화시켜주며 피착제인 보호필름에의 점착력도 양호하게 유지된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
제조예 1:광경화성 점착층 조성물의 제조
20L 4구 플라스크에 유기 용매인 에틸 아세테이트 2.4kg, 톨루엔 1.2kg을 넣고, 한쪽에는 환류 냉각기를, 다른 한쪽에는 온도계를, 또 다른 한쪽에는 드롭핑 펀넬을 설치하였다. 플라스크 용액의 온도를 60℃로 올렸다. 메틸 메타아크릴레이트 510g, 부틸 아크릴레이트 540g, 2-에틸헥실아크릴레이트 2.85kg, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 1.80kg, 아크릴산 300g을 벤조일 퍼옥사이드 39g의 혼합액을 제조하였다. 상기 제조한 혼합액을 드롭핑 펀넬을 사용하여 60~70℃에서 3시간 동안 적하 하였다. 적하시 교반 속도는 250rpm으로 하였고, 적하 종료 후 60℃에서 3시간 동안 반응물을 숙성시켰다. 메톡시프로필아세테이트 600g, 아조비스이소부티로니트릴 2g을 투입한 후 60℃에서 4시간 동안 유지한 후, 점도 및 고형분을 측정하고 반응을 중지시켰다. 중합후의 점도는 10000 cps이고, 고형분의 함량은 40%이었다. 제조된 아크릴 점착 바인더에 글리시딜 메타아크릴레이트 450g을 투입하고 50℃에서 1시간 정도 반응시키고 제조된 점착 바인더 100g에 2g의 열경화제 AK-75(애경화학), 1g의 광개시제 Irgacure-184(Ciba-Geigy)를 혼합하여 광경화 점착 조성물을 제조하였다.
제조예 2: 절연성 접착층 조성물의 제조
아크릴 수지 SG-70L(중량평균분자량 900000g/mol, 유리전이온도 -13℃ㅡ 나가세켐텍사) 30kg, 크레졸 노볼락계로 이루어진 에폭시수지 YDCN-500-1P(중량평균분자량 100000g/mol, 국도화학사) 4.5kg, 크레졸 노볼락계 경화제 MY721(헌츠만) 4.5kg, 이미다졸계 경화촉매로 2P4MZ(시코쿠화학사) 10g, 아미노실란커플링제로 KBM-573(신예츠사) 100g 및 구형 실리카 충진제 PLS-6XS (Tatsumori) 0.5kg을 혼합하였다. 700rpm에서 2시간 동안 1차 분산시킨 다음 밀링하여 절연성 접착층 조성물을 제조하였다.
제조예 3: 열경화성 점착층 조성물의 제조
아크릴계 점착 바인더 AT-527(중량평균분자량 100000g/mol, 유리전이온도 -5℃, 삼원) 100g에 2g의 열경화제 AK-75(애경화학)를 혼합하였고, 메틸에틸케톤을 추가하여 고형분의 농도 26% 및 점도 110cps를 갖는 열경화성 점착층 조성물을 제조하였다.
실시예 1: 반도체 조립용 접착 테이프 제조
두께 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 일면에 상기 제조예 1의 광경화성 점착층 조성물을 파일럿 코팅 설비를 이용하여 10㎛로 코팅한 후에 폴리올레핀 필름에 25℃에서 라미네이션을 실시한 후 40℃의 건조실에서 3일 동안 에이징하여 폴리올레핀 필름 위에 광경화성 점착층을 제조하였다.
두께 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 일면에 상기 제조예 2의 절연성 접착층 조성물을 파일럿 코팅 설비를 이용하여 20㎛로 코팅하고, 100℃에서 10분 동안 건조시킨 후에 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)에 80℃의 온도에서 라미네이션을 실시한 후 25℃의 건조실에서 3일 동안 에이징하여 절연성 접착층을 제조하였다.
25℃에서 저장 탄성율이 178MPa이고 두께가 50㎛인 고투명 폴리올레핀필름인 스페이서 기재필름, 상기 제조한 광경화성 점착층, 절연성 접착층을 커팅 설비를 이용하여 프리-컷 방식으로 반도체 조립용 접착 테이프를 제조하였다.
실시예 2: 반도체 조립용 접착 테이프 제조
두께 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 일면에 상기 제조예 1의 광경화성 점착층 조성물을 파일럿 코팅 설비를 이용하여 10㎛로 코팅한 후에 폴리올레핀 필름에 25℃에서 라미네이션을 실시한 후 40℃의 건조실에서 3일 동안 에이징하여 폴리올레핀 필름 위에 광경화성 점착층을 제조하였다.
두께 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)의 일면에 상기 제조예 2의 절연성 접착층 조성물을 파일럿 코팅 설비를 이용하여 20㎛로 코팅하고, 100℃에서 10분 동안 건조시킨 후에 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름(SRD-T38, 새한미디어)에 80℃의 온도에서 라미네이션을 실시한 후 25℃의 건조실에서 3일 동안 에이징하여 절연성 접착층을 제조하였다.
상기 제조예 3에서 제조한 열경화성 점착층 조성물을 25℃에서 저장 탄성율이 178MPa이고 두께가 50㎛인 고투명 폴리올레핀필름인 스페이서 기재필름 위에 파일럿 코팅 설비를 이용하여 코팅한 후에 40℃의 건조실에서 3일 동안 에이징하여 스페이서 기재필름을 제조하였다.
상기 제조한 광경화성 점착층, 절연성 접착층 및 스페이서 기재필름을 커팅 설비를 이용하여 프리-컷 방식으로 반도체 조립용 접착 테이프를 제조하였다.
실시예 3: 반도체 조립용 접착 테이프 제조
상기 실시예 2에서 상기 제조예 3의 열경화성 점착층 조성물을 25℃에서 저장 탄성율이 291MPa이고 두께가 50㎛인 고투명 폴리올레핀필름인 스페이서 기재필름을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 반도체 조립용 접착 테이프를 제조하였다.
비교예 1: 반도체 조립용 접착 테이프 제조
상기 실시예 2에서 열경화성 점착층 조성물이 코팅된 스페이서 기재필름을 사용하지 않고 광경화성 점착층 및 절연성 점착층만을 사용하여 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 반도체 조립용 접착 테이프를 제조하였다.
비교예 2: 반도체 조립용 접착 테이프의 제조
상기 실시예 2에서 25℃에서 저장 탄성율이 435MPa이고 두께가 50㎛인 고투명 폴리올레핀필름인 스페이서 기재필름을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 반도체 조립용 접착 테이프를 제조하였다.
상기 실시예와 비교예에서 제조된 반도체 조립용 접착 테이프의 각층의 구성은 표 1과 같다.
구분 항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
기재필름 포함여부 ○ ○ ○ ○ ○
광경화성 점착층 포함여부 ○ ○ ○ ○ ○
조성 제조예 1 제조예 1 제조예 1 제조예 1 제조예 1
절연성 접착층 포함여부 ○ ○ ○ ○ ○
조성 제조예 2 제조예 2 제조예 2 제조예 2 제조예 2
보호필름 포함여부 ○ ○ ○ ○ ○
열경화성 점착층 포함여부 × ○ ○ × ○
조성 - 제조예 3 제조예 3 - 제조예 3
스페이서 기재필름 포함여부 ○ ○ ○ × ○
25℃에서 저장탄성율(MPa) 178MPa 178MPa 291MPa - 435MPa
실험예 : 반도체 조립용 접착 테이프의 물성 평가
상기 실시예와 비교예에서 제조된 반도체 조립용 접착 테이프에 대하여 하기 표 2에 기재된 물성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
물성 평가 방법
1) 전사자국 유무: 상기 실시예와 비교예에서 제조된 반도체 조립용 접착테이프를 Winder R/M #002(Master Co.Ltd)를 이용하여 5N의 winder tension으로 50m 길이를 와인딩한 다음 25℃에서 24시간 방치 후 전사 자국 유무를 육안으로 평가하였다.
○ : 전사자국 유
× : 전사자국 무
2) 마운팅 보이드: 상기 실시예와 비교예에서 제조된 반도체 조립용 접착 테이프를 Mounter AR-08WM(Aron사)을 사용하여 8인치 x 8인치 x 80㎛의 웨이퍼 표면에 60℃로 열압착시켰다. 그런 다음, 광학 현미경(ME600L, Nikon사)을 이용하여 웨이퍼 표면에 보이드 발생 여부를 평가하였다.
3) 칩핑 / 칩 크랙: 상기 2)에서 마운팅이 완료된 웨이퍼를 DFD-650(Discio사)을 이용하여 크기 10mm x 10mm로 다이싱하고, 100개의 칩들의 표면 및 단면을 관찰하여 칩핑 및 칩 크랙의 발생 여부를 평가하였다.
4) 와인딩 폼 안정성 평가: 상기 실시예와 비교예에서 제조된 반도체 조립용 접착 테이프를 5℃에서 도 4-6에 기재된 방법으로 지그에 부착한 후 20N으로 중심 부분을 20초 동안 밀어 외부 쏠림 길이를 측정하였다.
즉, 도 4-6에서 도시된 것과 같이, 릴(230)에 감긴 접착 테이프(200)의 두께 방향의 양단을 고정 지그(210)로 고정시키고, 접착 테이프(200)의 길이 방향의 일단에 중앙 지그(220)를 설치한 후 상기 중앙 지그(220)를 밀어(도3의 x 방향) 그 쏠림 길이를 측정하였다.
○ : 쏠림 길이가 20mm 이내
× : 쏠림 길이가 20mm 초과
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
전사자국 유무 × × × ○ ○
마운팅 보이드 × × × ○ ○
칩핑/칩 크랙 × × × ○ ○
와인딩 폼 안정성 ○ ○ ○ × ○
상기 표 2에서 살핀 바와 같이, 본 발명의 스페이서 기재필름을 갖는 반도체 조립용 접착 테이프는 전사 자국이 없고 와인딩 폼 안정성도 우수함을 알 수 있다. 특히 본 발명의 반도체 조립용 접착 테이프는 마운팅 보이드가 없음을 알 수 있다. 반면에, 스페이서 기재필름이 없거나, 본 발명의 저장탄성율을 벗어나는 스페이서 기재필름을 갖는 반도체 조립용 접착 테이프는 전사자국 및 마운팅 보이드가 있었고, 쏠림 현상이 있어 와인딩 폼 안정성이 좋지 않음을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 기재필름, 광경화성 점착층, 절연성 접착층, 보호필름 및 스페이서 기재필름이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 스페이서 기재필름의 저장탄성율이 25℃에서 100-400MPa인 반도체 조립용 접착 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저장탄성율은 25℃에서 100-300MPa인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스페이서 기재필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 폴리-1-부텐, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체, 폴리에틸렌과 스타이렌부타디엔 고무의 혼합물 및 폴리비닐클로라이드 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스페이서 기재필름의 두께는 5-100㎛인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보호필름과 상기 스페이서 기재필름 사이에 열경화성 점착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
  6. 제5항에 있어서, 상기 열경화성 점착층은 아크릴계 점착 바인더 및 열경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아크릴계 점착 바인더는 탄소수 2개 내지 10개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 비닐 아세테이트 및 이로부터 변성된 아크릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체의 공중합체인 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
  8. 제5항에 있어서, 상기 열경화성 점착층은 고형분 기준으로 아크릴계 점착 바인더 90-99중량% 및 열경화제 0.1-10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 조립용 접착 테이프.
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