KR20230144306A - 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 우수한 접착력을 나타내면서도 필렛의 조절이 용이하며, 솔더가 용융되어 칩에 융착되는 문제를 방지할 수 있는 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packaging)하는 공정을 포함한다.
상술한 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정 등을 포함한다.
최근 전자기기의 소형화, 고기능화, 대용량화 추세가 확대되고 이에 따른 반도체 패키지의 고밀도화, 고집적화에 대한 필요성이 급격히 커짐에 따라 반도체 칩 크기가 점점 커지고 있으며 집적도 측면에서도 개선하기 위하여 칩을 다단으로 적층하는 스택패키지 방법이 점차로 증가하고 있다.
최근에는 실리콘관통전극(TSV)를 이용한 반도체가 개발되고 있으며, 상기 실리콘관통전극은 높은 밀도, 낮은 전력 사용, 빠른 속도 및 패키지의 두께를 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 실리콘관통전극을 이용한 칩간의 본딩은 200 내지 300℃의 온도에서 2 내지 10초간 압력을 가하는 열압착(Thermal Compression Bonding) 방식으로 이루어진다.
각 TSV층 사이를 충진할 접착제로서 페이스트(Paste) 형태의 비전도성 페이스트(Non Conductive Paste, NCP)나 비전도성 필름(Non-conductive Film, NCF)이 사용된다. 이 중 NFC는 필름형태의 언더필소재로서 매립성과 공정시간 및 용이함에 있어 유리한 이점을 가지고 있다. 다만, NCF의 경우 압착과정에 있어 필연적으로 필렛(Fillet)이 발생하게 된다. 필렛이 과다하게 배출될 경우 필렛이 여러 장의 칩이 쌓인 구조에 있어 아래로 흐르거나 위로 올라가는 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 필렛을 효과적으로 제어 가능한 반도체 접착용 필름의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 접착 강도가 우수하면서도 반도체 패키징 공정에서 발생되는 필렛을 효과적으로 조절 가능한 반도체 접착용 필름 및 반도체 패키지를 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, 제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지 및 제1 열경화제를 포함하는 제1 접착 조성물을 포함하는 제1 접착층; 및 상기 제1 접착층 상에 구비되며, 제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유하는 광중합성 단량체 및 광개시제를 포함하는 제2 접착 조성물을 포함하는 제2 접착층;을 포함하는 반도체 접착용 필름을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시상태는, 상기 반도체 접착용 필름을 포함하는 반도체 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름은, 우수한 접착력을 나타내면서도, 반도체 패키징 과정에서 발생되는 필렛의 조절이 용이하며, 솔더(solder)가 용융되어 칩에 융착되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지는 품질이 우수할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 반도체 패키지를 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 반도체 패키지를 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 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.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 통칭하는 의미로 사용된다.
본원 명세서 전체에서, "제1"및 "제2"와 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용되며, 상기 서수에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 발명의 권리 범위 내에서 제1 구성요소는 제2 구성요소로도 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본원 명세서 전체에서, “고형분”은 조성물에서 용매를 제외한 성분들을 모두 합친 것을 통칭하는 의미로 사용된다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는, 제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지 및 제1 열경화제를 포함하는 제1 접착 조성물을 포함하는 제1 접착층; 및 상기 제1 접착층 상에 구비되며, 제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유하는 광중합성 단량체 및 광개시제를 포함하는 제2 접착 조성물을 포함하는 제2 접착층;을 포함하는 반도체 접착용 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름은, 우수한 접착력을 나타내면서도, 반도체 패키징 과정에서 발생되는 필렛의 조절이 용이하며, 솔더(solder)가 용융되어 칩에 융착되는 문제를 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 접착용 필름은 열경화되는 제1 접착층, 열경화 및 광경화되는 제2 접착층을 포함함으로써, 우수한 접착력을 구현할 수 있고, 반도체 패키징 과정에서 필렛의 발생량을 적절하게 제어할 수 있으며, 고온에서 용융된 솔더가 유동하여 칩에 융착되는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름에 포함되는 접착층 및 접착 조성물에 대하여 각각 상세하게 설명한다.
(1) 제1 접착층
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 접착층은 상기 제1 접착 조성물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접착층은 제1 접착 조성물의 건조물(또는 열경화물)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접착 조성물은 제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지, 제1 열경화제를 포함할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 상기 제1 접착 조성물은 제1 무기 필러, 제1 플럭스제 및 제1 경화촉매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열경화성 수지는 고상 에폭시 수지, 및 액상 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 열경화성 수지는 제1 열경화제와 반응하여 내열 특성이나 기계적 강도를 발현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비페닐형 노볼락 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 및 시클로 알리파틱 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 열경화성 수지가 전술한 에폭시 수지를 포함하는 경우, 상기 제1 접착 조성물은 반도체 칩의 다단적층 구조의 패키지에 적합한 물리적 특성, 내열성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 확보된 반도체 접착용 필름을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 100 g/eq 내지 1,000 g/eq의 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 제1 열경화성 수지의 함량은 상기 제1 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 20 중량부 이상 40 중량부 이하일 수 있다. 이때, 상기 제1 접착 조성물의 고형분은 용매를 제외한 모든 성분을 의미하며, 구체적으로 제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지, 제1 열경화제, 제1 무기필러, 제1 플럭스제 및 제1 경화촉매로 이루어진 것을 의미한다. 상기 제1 열경화성 수지의 함량의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 제1 접착 조성물은 반도체 칩의 다단적층 구조의 패키지에 적합한 물리적 특성, 내열성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 확보된 반도체 접착용 필름을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지는 폴리이미드계 수지, 폴리에테르 이미드계 수지, 폴리에스테르 이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리에테르 케톤계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 페녹시계 수지, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 변성 부타디엔 고무, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메트)아크릴레이트계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 열가소성 수지를 선택함으로써, 에폭시 수지와의 상용성을 증가시키고 반도체 패키지에서 생기는 스트레스를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지는, -10 ℃ 내지 30 ℃의 유리전이온도 및 50,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol의 중량평균분자량을 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 에폭시기 함유 아크릴 공중합체로서, 전체 중량 중 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 1 중량% 내지 30 중량%, 혹은 2 중량% 내지 28 중량%, 혹은 2.5 중량% 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 수지 내의 에폭시기 함량이 전술한 범위 내인 경우, 에폭시 수지와의 상용성과 접착력이 우수할 수 있다. 또한, 경화에 의한 점도 상승 속도가 적절하여 반도체 소자의 열압착 공정에서 솔더 범프의 접합 및 매립이 충분히 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지의 함량은, 상기 제1 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 5 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다. 상기 제1 열가소성 수지의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 제1 열경화성 수지와의 상용성을 높이고, 반도체 패키지에서 발생될 수 있는 스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 열가소성 수지는 2 종의 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 열가소성 수지는 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 제2 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. 상기 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 상기 제2 (메트)아크릴레이트계 수지는 서로 중량평균분자량이 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 50,000 g/mol 내지 500,000 g/mol이고, 제2 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 550,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol일 수 있다. 상기 제1 열가소성 수지에 포함되는 상기 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 제2 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량비는 0.1:10 내지 10:0.1일 수 있다. 상기 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 제2 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 제1 열경화성 수지와의 상용성을 높이고, 반도체 패키지에서 발생될 수 있는 스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열경화제는 아민계 화합물, 산무수물계 화합물, 아미드계 화합물 및 페놀계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 아민계 화합물은 디아미노디페닐메탄, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌트트라아민, 디아미노디페닐술폰, 이소포론디아민, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상기 산무수물계 화합물은 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수말레인산, 테트라히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 무수메틸나딕산, 헥사히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상기 아미드계 화합물로는 디시안디아미드, 리놀렌산의 2량체와 에틸렌디아민으로부터 합성되는 폴리아미드 수지일 수 있다. 상기 페놀계 화합물은 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 플루오렌비스페놀, 테르펜디페놀 등의 다가 페놀류; 페놀류와 알데히드류, 케톤류 또는 디엔류 등의 축합에 의해 수득되는 페놀 수지; 페놀류 및/또는 페놀 수지의 변성물; 테트라브로모비스페놀 A, 브롬화 페놀 수지 등의 할로겐화 페놀류; 기타 이미다졸류, BF3-아민 착체, 구아니딘 유도체일 수 있다. 또한, 상기 페놀계 화합물은 비스페놀 A 노볼락 수지 및 크레졸 노볼락 수지를 적어도 하나 포함할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 경화제를 선택함으로써, 에폭시 수지의 경화도를 조절하는 동시에 제1 접착층의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열경화제는 60 ℃ 이상의 연화점을 갖는 페놀계 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀계 수지의 연화점은 60 ℃ 이상 150 ℃ 이하, 65 ℃ 이상 145 ℃ 이하, 또는 70 ℃ 이상 140 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 연화점을 갖는 페놀계 수지를 포함함으로써, 제1 접착 조성물의 경화 후 내열성, 강도 및 접착성이 향상될 수 있고, 반도체 제조 공정에서 접착층 내부에 빈 공간(void)가 생성되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열경화제는 노볼락계 페놀 수지를 포함할 수 있다. 상기 노볼락계 페놀 수지는 반응성 작용기 사이에 고리가 위치하는 화학 구조를 갖는다. 이러한 구조적 특성으로 인하여, 상기 노볼락계 페놀 수지는 상기 접착층의 흡습성을 보다 낮출 수 있으며, 고온의 압착 공정에서 안정성을 보다 높일 수 있어서, 제1 접착층의 박리 현상 등을 방지하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열경화제의 함량은, 상기 제1 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 7.5 중량부 이상 17.5 중량부 이하일 수 있다. 상기 제1 열경화제의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 제1 접착 조성물의 경화 후 내열성, 강도 및 접착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 접착 조성물은 제1 무기필러, 제1 경화촉매 및 제1 플럭스제 중에서 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 무기필러는 알루미나, 실리카, 황산바륨, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화마그네슘, 규산칼슘, 탄산칼슘, 산화칼슘, 수산화알루미늄, 질화알루미늄 및 붕산알루미늄 중에서 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 무기필러는 이온성 불순물을 흡착하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이온 흡착제일 수 있다. 구체적으로 상기 이온 흡착제로는 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화마그네슘 같은 마그네슘계, 규산 칼슘, 탄산칼슘, 산화칼슘, 알루미나, 수산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄 위스커, 지르코늄계 무기물, 및 안티몬 비스무트계 무기물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기 입자가 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 무기필러의 입경(최장 외경 기준)은 0.01 내지 10 ㎛, 혹은 0.02 내지 5.0 ㎛, 혹은 0.03 내지 2.0 ㎛일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 제1 무기필러의 입경을 조절함으로써, 상기 제1 접착 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 반도체 접착용 필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 무기필러는 입경이 서로 상이한 2 종 이상의 무기필러를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 무기필러는 입경이 10 nm 이상 300 nm 이하의 제1-1 무기필러와 입경이 310 nm 이상 10,000 nm 이하의 제1-2 무기필러를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 무기필러에 포함되는 상기 제1-1 무기필러와 제1-2 무기필러의 중량비는 0.1:10 내지 10:0.1일 수 있다. 상기 제1-1 무기필러와 제1-2 무기필러의 중량비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 제1 접착 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 반도체 접착용 필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 무기필러의 함량은 상기 제1 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 25 중량부 이상 55 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제1 무기필러의 함량을 조절함으로써, 상기 제1 접착 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 반도체 접착용 필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 경화촉매는 인계 화합물, 붕소계 화합물, 인-붕소계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 제1 경화촉매를 선택함으로써, 상기 제1 접착 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 경화촉매의 함량은 상기 제1 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 3 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 제1 경화촉매의 함량을 조절함으로써, 상기 제1 접착 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 플럭스제의 관능기는 극성관능기인 것일 수 있다. 상기 제1 플럭스제의 관능기를 극성관능기인 것으로 선택함으로써, 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 제조되는 반도체 접착용 필름의 품질 향상시키는 것에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 극성 관능기는 카르복시기인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 극성 관능기를 카르복시기로 선택함으로써, 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 제조되는 반도체 접착용 필름의 품질 향상시키는 것에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 플럭스제의 함량은 상기 제1 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 제1 플럭스제의 함량을 조절함으로써, 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 제조되는 반도체 접착용 필름의 품질 향상시키는 것에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 접착 조성물은 필요에 따라 레벨링제, 분산제 또는 용매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 상기 제1 접착 조성물을 용해시키고, 또한 조성물을 도포하기에 적절한 정도의 점도를 부여하는 목적으로 사용될 수 있다. 상기 용매의 구체적인 예로는, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류(셀로솔브); 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 아세트산에스테르류; 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 카르비톨 등의 알코올류; 옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소; 석유에테르, 석유나프타, 수소 첨가 석유나프타, 용매나프타 등의 석유계 용제; 디메틸아세트아미드, 디메틸프름아미드(DMF) 등의 아미드류 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
상기 용매는 상기 제1 접착 조성물의 분산성, 용해도 또는 점도 등을 고려하여 적절한 양으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 제1 접착 조성물은 상기 용매 0.1 중량% 내지 70중량%, 또는 1 중량% 내지 65중량%를 포함할 수 있다. 상기 용매의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 제1 접착 조성물의 코팅성이 향상될 수 있고, 제1 접착 조성물의 건조가 원할하게 수행되어 제조된 필름의 끈적임을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 접착 조성물을 제조하는 방법의 예는 크게 한정되지 않고, 상술한 성분들을 다양한 방법, 예를 들어 믹서 등을 이용하여 혼합하는 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 접착층의 두께는 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 접착용 필름의 두께는 10 ㎛ 이상 75 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하, 또는 20 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다.
(2) 제2 접착층
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 접착층은 상기 제2 접착 조성물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 접착층은 제2 접착 조성물의 건조물(또는 열경화물)을 포함할 수 있다. 상기 제2 접착 조성물은 제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유하는 광중합성 단량체 및 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 제2 접착층은 상기 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유하는 광중합성 단량체 및 광개시제를 포함함으로써, 후술하는 바와 같이 광이 조사되면 추가적으로 광경화될 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 상기 제2 접착 조성물은 제2 무기 필러, 제2 플럭스제 및 제2 경화촉매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열경화성 수지는 고상 에폭시 수지, 및 액상 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 열경화성 수지는 제2 열경화제와 반응하여 내열 특성이나 기계적 강도를 발현할 수 있다. 상기 제2 열경화성 수지는 전술한 제1 열경화성 수지와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비페닐형 노볼락 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 및 시클로 알리파틱 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 열경화성 수지가 전술한 에폭시 수지를 포함하는 경우, 상기 제2 접착 조성물은 반도체 칩의 다단적층 구조의 패키지에 적합한 물리적 특성, 내열성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 확보된 반도체 접착용 필름을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시 수지는 100 g/eq 내지 1,000 g/eq의 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 제2 열경화성 수지의 함량은 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 20 중량부 이상 40 중량부 이하일 수 있다. 이때, 상기 제2 접착 조성물의 고형분은 용매를 제외한 모든 성분을 의미하며, 구체적으로 제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 제2 무기필러, 제2 플럭스제, 제2 경화촉매, 광중합성 단량체, 및 광개시제로 이루어진 것을 의미한다. 상기 제2 열경화성 수지의 함량의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 제2 접착 조성물은 반도체 칩의 다단적층 구조의 패키지에 적합한 물리적 특성, 내열성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 확보된 반도체 접착용 필름을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열가소성 수지는 폴리이미드계 수지, 폴리에테르 이미드계 수지, 폴리에스테르 이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리에테르 케톤계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 페녹시계 수지, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 변성 부타디엔 고무, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메트)아크릴레이트계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 제2 열가소성 수지를 선택함으로써, 에폭시 수지와의 상용성을 증가시키고 반도체 패키지에서 생기는 스트레스를 감소시킬 수 있다. 상기 제2 열가소성 수지는 전술한 제1 열가소성 수지와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열가소성 수지는, -10 ℃ 내지 30 ℃의 유리전이온도 및 50,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol의 중량평균분자량을 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 에폭시기 함유 아크릴 공중합체로서, 전체 중량 중 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 1 중량% 내지 30 중량%, 혹은 2 중량% 내지 28 중량%, 혹은 2.5 중량% 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 수지 내의 에폭시기 함량이 전술한 범위 내인 경우, 에폭시 수지와의 상용성과 접착력이 우수할 수 있다. 또한, 경화에 의한 점도 상승 속도가 적절하여 반도체 소자의 열압착 공정에서 솔더 범프의 접합 및 매립이 충분히 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열가소성 수지의 함량은, 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 5 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다. 상기 제2 열가소성 수지의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 제2 열경화성 수지와의 상용성을 높이고, 반도체 패키지에서 발생될 수 있는 스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 열가소성 수지는 2 종의 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 열가소성 수지는 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 제2 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. 상기 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 상기 제2 (메트)아크릴레이트계 수지는 서로 중량평균분자량이 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 50,000 g/mol 내지 500,000 g/mol이고, 제2 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 550,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol일 수 있다. 상기 제2 열가소성 수지에 포함되는 상기 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 제2 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량비는 0.1:10 내지 10:0.1일 수 있다. 상기 제1 (메트)아크릴레이트계 수지와 제2 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 제2 열경화성 수지와의 상용성을 높이고, 반도체 패키지에서 발생될 수 있는 스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열경화제는 아민계 화합물, 산무수물계 화합물, 아미드계 화합물 및 페놀계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 아민계 화합물은 디아미노디페닐메탄, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌트트라아민, 디아미노디페닐술폰, 이소포론디아민, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상기 산무수물계 화합물은 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수말레인산, 테트라히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로무수프탈산, 무수메틸나딕산, 헥사히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상기 아미드계 화합물로는 디시안디아미드, 리놀렌산의 2량체와 에틸렌디아민으로부터 합성되는 폴리아미드 수지일 수 있다. 상기 페놀계 화합물은 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 플루오렌비스페놀, 테르펜디페놀 등의 다가 페놀류; 페놀류와 알데히드류, 케톤류 또는 디엔류 등의 축합에 의해 수득되는 페놀 수지; 페놀류 및/또는 페놀 수지의 변성물; 테트라브로모비스페놀 A, 브롬화 페놀 수지 등의 할로겐화 페놀류; 기타 이미다졸류, BF3-아민 착체, 구아니딘 유도체일 수 있다. 또한, 상기 페놀계 화합물은 비스페놀 A 노볼락 수지 및 크레졸 노볼락 수지를 적어도 하나 포함할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 경화제를 선택함으로써, 에폭시 수지의 경화도를 조절하는 동시에 제2 접착층의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 열경화제는 전술한 제1 열경화제와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열경화제는 60 ℃ 이상의 연화점을 갖는 페놀계 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀계 수지의 연화점은 60 ℃ 이상 150 ℃ 이하, 65 ℃ 이상 145 ℃ 이하, 또는 70 ℃ 이상 140 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 연화점을 갖는 페놀계 수지를 포함함으로써, 제2 접착 조성물의 경화 후 내열성, 강도 및 접착성이 향상될 수 있고, 반도체 제조 공정에서 접착층 내부에 빈 공간(void)가 생성되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열경화제는 노볼락계 페놀 수지를 포함할 수 있다. 상기 노볼락계 페놀 수지는 반응성 작용기 사이에 고리가 위치하는 화학 구조를 갖는다. 이러한 구조적 특성으로 인하여, 상기 노볼락계 페놀 수지는 상기 접착층의 흡습성을 보다 낮출 수 있으며, 고온의 압착 공정에서 안정성을 보다 높일 수 있어서, 접착층의 박리 현상 등을 방지하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 열경화제의 함량은, 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 7.5 중량부 이상 17.5 중량부 이하일 수 있다. 상기 제2 열경화제의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 제2 접착 조성물의 경화 후 내열성, 강도 및 접착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광중합성 단량체는 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유할 수 있다. 구체적으로, 상기 광중합성 단량체는 수산기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물, 수용성 (메트)아크릴레이트계 화합물, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트계 화합물, 폴리우레탄(메트)아크릴레이트계 화합물, 에폭시(메트)아크릴레이트계 화합물 및 카프로락톤 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 또는 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트 등의 수산기 함유의 (메트)아크릴레이트계 화합물; 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 또는 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 수용성 (메트)아크릴레이트계 화합물; 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 또는 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 다가 알코올의 다관능 폴리에스테르(메트)아크릴레이트계 화합물; 트리메틸올프로판, 또는 수소 첨가 비스페놀 A 등의 다관능 알코올 또는 비스페놀 A, 비페놀 등의 다가 페놀의 에틸렌옥시드 부가물 및/또는 프로필렌옥시드 부가물의 (메트)아크릴레이트계 화합물; 상기 수산기 함유 (메트)아크릴레이트의 이소시아네이트 변성물인 다관능 또는 단관 능 폴리우레탄(메트)아크릴레이트계 화합물; 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르 또는 페놀 노볼락 에폭시 수지의 (메트)아크릴산 부가물인 에폭시(메트)아크릴레이트계 화합물; 카프로락톤 변성 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, ε-카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨의 (메트)아크릴레이트, 또는 카프로락톤 변성 히드록시피발산네오펜틸글리콜에스테르디(메트)아크릴레이트 등의 카프로락톤 변성의 (메트)아크릴레이트계 화합물 등의 감광성(메트)아크릴레이트 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 광중합성 단량체는 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트 및 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광중합성 단량체의 함량은, 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 전술한 범위의 광중합성 단량체를 포함하는 경우, 우수한 접착력을 나타내면서도 필렛의 조절이 용이한 반도체 접착용 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광개시제는 제2 접착 조성물의 라디칼 광경화를 개시하는 역할을 한다. 광개시제로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르 등의 벤조인과 그 알킬에테르류; 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논, 4-(1-t-부틸디옥시-1-메틸에틸)아세토페논 등의 아세토페논류; 2-메틸안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등의 티오크산톤류; 아세토페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈 등의 케탈류; 벤조페논, 4-(1-t-부틸디옥시-1-메틸에틸)벤조페논, 3,3',4,4'-테트라키스(t-부틸디옥시카르보닐)벤조페논 등의 벤조페논류와 같은 물질들을 사용할 수 있다. 또, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파논-1,2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부탄-1-온, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-몰포리닐)페닐]-1-부타논, N,N-디메틸아미노아세토페논(시판품으로서는 치바스페셜리티케미컬사(현, 치바저팬사) 제품의 이루가큐어(등록상표) 907, 이루가큐어 369,이루가큐어 379 등) 등의 α-아미노아세토페논류, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐호스핀옥사이트, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸-펜틸포스핀옥사이드(시판품으로서는, BASF사 제품 루실린(등록상표) TPO, 치바스페셜리티케미컬사 제품의 이루가큐어 819 등) 등의 아실포스핀옥사이드류가 바람직한 광개시제로서 언급될 수 있다.
또, 바람직한 광개시제로서는, 옥심에스테르류를 들 수 있다. 옥심에스테르류의 구체예로서는 2-(아세틸옥시이미노메틸)티오크산텐-9-온, (1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐]-, 2-(O-벤조일옥심)), (에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)) 등을 들 수 있다. 시판품으로서는 치바스페셜리티케미컬사 제품의 GGI-325, 이루가큐어 OXE01, 이루가큐어 OXE02, ADEKA사 제품 N-1919, 치바스페셜리티케미컬사의 Darocur TPO 등을 들 수 있다. 전술한 종류의 광개시제를 포함하는 경우, 우수한 접착력을 나타내면서도 필렛의 조절이 용이한 반도체 접착용 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광개시제의 함량은 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 전술한 범위의 광개시제를 포함하는 경우, 우수한 접착력을 나타내면서도 필렛의 조절이 용이한 반도체 접착용 필름을 제조할 수 있다. 또한, 상기 광개시제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 제2 접착층은 광이 조사되면 안정적으로 광경화될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광개시제와 상기 제2 열경화제의 중량비는 1:0.5 이상 1:1000 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 광개시제와 상기 제2 열경화제의 중량비는 1:0.5 이상 1:50 이하, 1:0.5 이상, 1:1 이상, 1:5 이상, 1:10 이상, 1:20 이상, 1:30 이상, 1:50 이상 또는 1:100 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 광개시제와 상기 제2 열경화제의 중량비는 1:1000 이하, 1:900 이하, 1:800 이하, 1:700 이하, 1:600 이하 또는 1:500 이하일 수 있다. 상기 광개시제와 상기 제2 열경화제의 중량비가 전술한 범위의 값을 갖는 경우, 상기 제2 접착 조성물은 열에 의하여 안정적으로 고상의 제2 접착층을 형성할 수 있고, 제2 접착층은 광 조사에 의하여 안정적으로 광경화될 수 있다. 이를 통해, 상기 반도체 접착용 필름은 우수한 접착력을 나타내면서도 반도체 패키징 공정에서 발생되는 필렛을 효과적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 접착 조성물은 제2 무기필러, 제2 경화촉매 및 제2 플럭스제 중에서 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 무기필러는 알루미나, 실리카, 황산바륨, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화마그네슘, 규산칼슘, 탄산칼슘, 산화칼슘, 수산화알루미늄, 질화알루미늄 및 붕산알루미늄 중에서 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 제2 무기필러는 전술한 제1 무기필러와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 무기필러는 이온성 불순물을 흡착하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이온 흡착제일 수 있다. 구체적으로 상기 이온 흡착제로는 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화마그네슘 같은 마그네슘계, 규산 칼슘, 탄산칼슘, 산화칼슘, 알루미나, 수산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄 위스커, 지르코늄계 무기물, 및 안티몬 비스무트계 무기물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기 입자가 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 무기필러의 입경(최장 외경 기준)은 0.01 내지 10 ㎛, 혹은 0.02 내지 5.0 ㎛, 혹은 0.03 내지 2.0 ㎛일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 제2 무기필러의 입경을 조절함으로써, 상기 제2 접착 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 반도체 접착용 필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기 제2 무기필러는 입경이 서로 상이한 2 종 이상의 무기필러를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 무기필러는 입경이 10 nm 이상 300 nm 이하의 제2-1 무기필러와 입경이 310 nm 이상 10,000 nm 이하의 제2-2 무기필러를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 무기필러에 포함되는 상기 제2-1 무기필러와 제2-2 무기필러의 중량비는 0.1:10 내지 10:0.1일 수 있다. 상기 제2-1 무기필러와 제2-2 무기필러의 중량비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 제2 접착 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 반도체 접착용 필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 무기필러의 함량은 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 25 중량부 이상 55 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제2 무기필러의 함량을 조절함으로써, 상기 제2 접착 조성물의 과도한 응집을 방지하며, 무기필러에 의한 반도체 회로의 손상 및 반도체 접착용 필름의 접착성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 경화촉매는 인계 화합물, 붕소계 화합물, 인-붕소계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 경화촉매를 선택함으로써, 상기 제2 접착 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다. 상기 제2 경화촉매는 전술한 제1 경화촉매와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 경화촉매의 함량은 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 3 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 제2 경화촉매의 함량을 조절함으로써, 상기 제2 접착 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 플럭스제의 관능기는 극성관능기인 것일 수 있다. 제2 플럭스제의 관능기를 극성관능기인 것으로 선택함으로써, 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 제조되는 반도체 접착용 필름의 품질 향상시키는 것에 기여할 수 있다. 상기 제2 플럭스제는 전술한 제1 플럭스제와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 극성 관능기는 카르복시기인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 극성 관능기를 카르복시기로 선택함으로써, 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 제조되는 반도체 접착용 필름의 품질 향상시키는 것에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 플럭스제의 함량은 상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 제2 플럭스제의 함량을 조절함으로써, 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 제조되는 반도체 접착용 필름의 품질 향상시키는 것에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 접착 조성물은 필요에 따라 레벨링제, 분산제 또는 용매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 상기 제2 접착 조성물을 용해시키고, 또한 조성물을 도포하기에 적절한 정도의 점도를 부여하는 목적으로 사용될 수 있다. 상기 용매의 구체적인 예로는, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류(셀로솔브); 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 아세트산에스테르류; 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 카르비톨 등의 알코올류; 옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소; 석유에테르, 석유나프타, 수소 첨가 석유나프타, 용매나프타 등의 석유계 용제; 디메틸아세트아미드, 디메틸프름아미드(DMF) 등의 아미드류 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
상기 용매는 상기 제2 접착 조성물의 분산성, 용해도 또는 점도 등을 고려하여 적절한 양으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 제2 접착 조성물은 상기 용매 0.1 중량% 내지 70중량%, 또는 1 중량% 내지 65중량%를 포함할 수 있다. 상기 용매의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 제2 접착 조성물의 코팅성이 향상될 수 있고, 제2 접착 조성물의 건조가 원할하게 수행되어 제조된 필름의 끈적임을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제2 접착 조성물을 제조하는 방법의 예는 크게 한정되지 않고, 상술한 성분들을 다양한 방법, 예를 들어 믹서 등을 이용하여 혼합하는 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 접착층의 두께는 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 접착용 필름의 두께는 10 ㎛ 이상 75 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하, 또는 20 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 반도체 접착용 필름은 이형 필름을 더 포함하고, 상기 제1 접착층은 상기 이형 필름 상에 구비되는 것일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름(100)은 이형 필름(30), 이형 필름(30)의 일면에 구비되는 제1 접착층(10), 및 제1 접착층(10)의 일면에 구비되는 제2 접착층(20)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 반도체 접착용 필름은 이형 필름(30), 제1 접착층(10), 제2 접착층(20)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 반도체 접착용 필름이 상기 순서의 적층 구조를 갖는 경우, 반도체 패키징 과정에서 발생되는 필렛의 조절이 용이하며, 솔더가 용융되어 칩에 융착되는 문제를 방지할 수 있으므로 품질 신뢰성이 효과적으로 개선 될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 반도체 접착용 필름은 이형 필름을 더 포함하고, 상기 제2 접착층은 상기 이형 필름 상에 구비되는 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름을 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름(100)은 이형 필름(30), 이형 필름(30)의 일면에 구비되는 제2 접착층(20), 및 제2 접착층(20)의 일면에 구비되는 제1 접착층(10)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 반도체 접착용 필름(100)은 이형 필름(30), 제2 접착층(20), 제1 접착층(10)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 반도체 접착용 필름(100)은 제1 접착층(10)과 제2 접착층(20)을 포함하며, 추가적으로 이형 필름(30)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 접착용 필름은 전술한 제1 접착 조성물의 도포, 및 건조 또는 열경화공정을 통해 얻어 지는 제1 접착층; 및 제1 접착층 상에 전술한 제2 접착 조성물의 도포, 및 건조 또는 열경화공정을 통해 얻어 지는 제2 접착층;을 포함하는 필름을 의미하며, 반도체 접착용 필름에 포함된 고분자는 상기 제1 접착 조성물 또는 상기 제2 접착 조성물에 포함된 성분들의 가교 반응을 통해 얻어지는 반응 생성물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층을 포함하는 반도체 접착용 필름에 광을 조사하여 광경화 시키는 추가 경화공정을 통해 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 품질이 우수한 반도체 접착용 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
상기 도포 단계에서는 상기 제1 접착 조성물 또는 상기 제2 접착 조성물을 도포하는데 사용될 수 있는 것으로 알려진 통상적인 방법 및 장치를 사용할 수 있으며, 예를 들어 상기 제1 접착 조성물 또는 상기 제2 접착 조성물을 그대로 혹은 적절한 유기 용매에 희석한 후 기재 필름 위에 콤마 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼롤 코터, 그라이바 코터, 분무 코터 등을 사용하여 도포한 후 건조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 건조 온도는 50 ℃ 내지 200 ℃일 수 있다. 구체적으로 상기 건조 온도는 60 ℃ 내지 170 ℃, 70 ℃ 내지 150 ℃일 수 있다. 또한, 상기 건조 시간은 2 분 내지 30 분일 수 있다. 구체적으로 상기 건조 시간은 2.5 분 내지 25 분, 3 분 내지 20 분, 3.5 분 내지 15 분일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 접착용 필름에 광이 조사된 이후, 상기 제1 접착층과 상기 제2 접착층의 용융점도가 상이한 것일 수 있다. 상기 제1 접착층과 상기 제2 접착층의 용융점도가 상이한 경우, 광을 조사하여 광경화 시키는 추가 경화공정을 통해 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 품질이 우수한 반도체 접착용 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 접착층의 용융점도는 500 내지 1,000 Pa·s이고, 제2 접착층의 용융점도는 2,000 내지 3,500 Pa·s일 수 있다. 이때, 제2 접착층의 용융점도는 1000 mJ로 노광 후에 측정된 것이다. 제1 접착층과 제2 접착층의 용융점도가 전술한 범위 내인 경우, 광을 조사하여 광경화 시키는 추가 경화공정을 통해 필렛을 효과적으로 제어 가능하며, 품질이 우수한 반도체 접착용 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 접착층과 상기 제2 접착층의 두께 비율은 1:9 내지 9:1일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접착층과 상기 제2 접착층의 두께 비율은 1:7 내지 7:1, 1:5 내지 5:1 또는 1:3 내지 3:1 일 수 있다. 전술한 범위의 두께 비율을 만족하는 경우, 제조되는 반도체 접착용 필름의 접착 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있고, 필렛의 조절이 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 접착용 필름을 지지하기 위한 이형 필름으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐공중합체 필름 또는 폴리이미드 필름 등의 일종 또는 이종 이상의 플라스틱 필름 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이형 필름의 표면은 알킬드계, 실리콘계, 불소계, 불포화에스테르계, 폴리올레핀계 또는 왁스계등의 일종 또는 이종 이상으로 이형 처리되어 있을 수 있으며, 이중 특히 내열성을 가지는 알키드계, 실리콘계 또는 불소계 등의 이형제가 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이형 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만 3 내지 400 ㎛, 혹은 5 내지 200 ㎛, 혹은 10 내지 150 ㎛일수 있다.
본 발명의 일 실시상태는, 상기 반도체 접착용 필름을 포함하는 반도체 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 패키지는 품질이 우수할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 접착용 필름의 구조를 2층 구조로 각각 열경화, 광경화 타입으로 제작하여 필렛의 조절이 용이하며, 솔더가 고온에서 녹았을 때 생긴 유동성으로 인해 칩에 융착되는 문제를 방지하여, 품질 신뢰성이 효과적으로 개선될 수 있다.
상기 반도체 접착용 필름은 반도체를 접착하기 위한 용도로 사용할 수 있으며, 상기 반도체는 회로기판 및 반도체 칩을 포함할 수 있다. 상기 회로기판은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 반도체 패키지 기판 또는 플렉시블 반도체 패키지(FPCB) 기판 등을 들 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 및 비교예 (반도체 접착용 조성물 및 반도체 접착용 필름의 제조)
시료
액상 에폭시 수지(1): RE-310S(일본화약, 비스페놀 A 에폭시 수지, 에폭시 당량 180 g/eq)
액상 에폭시 수지(2): LX-01(OSAKASODA, 에폭시 당량 180 g/eq)
고상 에폭시 수지(1): EOCN-104S(일본화약, 에폭시 당량 218 g/eq)
고상 에폭시 수지(2): EOCN-1020-70(일본화약, 에폭시 당량 199 g/eq)
아크릴레이트 수지(1): KG-3015P(Negami chemical, Mw: 90만, 유리전이온도: 10 ℃)
아크릴레이트 수지(2): KG-3104(Negami chemical, Mw: 12만, 유리전이온도: 16 ℃)
페놀 수지(1): KH-6021(DIC, 비스페놀 A 노볼락 수지, 수산기 당량 121 g/eq, 연화점 133 ℃)
페놀 수지(2): KA-1160(DIC, 크레졸 노볼락 수지, 수산기 당량 117 g/eq, 연화점 85 ℃)
무기 필러(1): YA050C(아드마텍, 구상 실리카, 평균입경 약 50 nm)
무기 필러(2): SC-2050(아드마텍, 구상 실리카, 평균입경 약 500 nm)
플럭스제(1): C3-CIC(SHIKOKU)
플럭스제(2): 아디핀산(Sigma aldrich)
경화촉매(1): C11Z-CN(SHIKOKU, 이미다졸계 경화촉매)
경화촉매(2): 2PZ(SHIKOKU, 이미다졸계 경화촉매)
광중합성 단량체(1): M300(미원, 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트)
광중합성 단량체(2): EM265(ETERNAL CHEMICAL, dipentaerythritol hexaacrylate)
광개시제: TPO(iGM RESINS, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide)
제1 접착 조성물 제조
제1 접착 조성물(1)의 제조
액상 에폭시 수지로서 RE-310S과 고상 에폭시 수지로서 EOCN-104S을 혼합하여 제1 열경화성 수지를 준비하였다. 또한, 제1 열가소성 수지로서 아크릴레이트 수지인 KG-3015을 준비하고, 제1 열경화제로서 페놀 수지인 KH-6021을 준비하였다. 또한, 제1 무기필러로서 YA050C, 제1 플럭스제로서 C3-CIC를 준비하였다. 또한, 제1 경화촉매로서 이미다졸계 경화촉매인 C11Z-CN, 용매로서 메틸에틸케톤을 준비하였다.
이후, 준비된 제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지, 제1 열경화제, 제1 무기필러, 제1 경화촉매, 제1 플럭스제 및 용매를 혼합하여 제1 접착층 조성물(고형분 40 중량%)을 수득하였다. 이때, 고형분(제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지, 제1 열경화제, 제1 무기필러, 제1 플럭스제 및 제1 경화촉매의 총 중량) 100 중량부 기준으로, 액상 에폭시 수지의 함량은 8.2 중량부, 고상 에폭시 수지의 함량은 23.7 중량부, 제1 열가소성 수지의 함량은 11.5 중량부, 제1 열경화제의 함량은 12.6 중량부, 제1 무기필러의 함량은 40 중량부, 제1 플럭스제의 함량은 2.5 중량부, 제1 경화촉매의 함량은 1.5 중량부이었다.
제1 접착 조성물(2) 내지 제1 접착 조성물(5)의 제조
하기 표 1 및 표 2와 같이 조성을 조절한 것을 제외하고, 상기 제1 접착 조성물(1)을 제조하는 방법과 동일한 방법으로, 제1 접착 조성물을 제조하였다.
| 제1 접착 조성물(1) |
제1 접착 조성물(2) |
제1 접착 조성물(3) |
||
| 열경화성 수지 | 액상 에폭시 |
RE-310S (8.2 중량부) |
LX-01 (8.2 중량부) |
LX-01 (8.2 중량부) |
| 고상 에폭시 |
EOCN-104S (23.7 중량부) |
EOCN-104S (23.7 중량부) |
EOCN-1020-70 (23.7 중량부) |
|
| 열가소성 수지 | KG-3015P (11.5 중량부) |
KG-3104 (11.5 중량부) |
KG-3105P (5.75 중량부) |
|
| KG-3104 (5.75 중량부) |
||||
| 열경화제 | KH-6021 (12.6 중량부) |
KA-1160 (12.6 중량부) |
KH-6021 (12.6 중량부) |
|
| 무기필러 | YA050C (40 중량부) |
YA050C (20 중량부) |
SC-2050 (40 중량부) |
|
| SC-2050 (20 중량부) |
||||
| 플럭스제 | C3-CIC (2.5 중량부) |
C3-CIC (2.5 중량부) |
아디핀산 (2.5 중량부) |
|
| 경화촉매 | C11Z-CN (1.5 중량부) |
2PZ (1.5 중량부) |
C11Z-CN (1.5 중량부) |
|
상기 표 1 및 상기 표 2에서, 각 성분의 함량은 고형분(열경화성 수지, 열가소성 수지, 열경화제, 무기필러, 플럭스제 및 경화촉매의 총 중량) 100 중량부에 대한 것이다.
제2 접착 조성물 제조
제2 접착 조성물(1)의 제조
액상 에폭시 수지로서 RE-310S과 고상 에폭시 수지로서 EOCN-104S을 혼합하여 제2 열경화성 수지를 준비하였다. 또한, 제2 열가소성 수지로서 아크릴레이트 수지인 KG-3015을 준비하고, 제2 열경화제로서 페놀 수지인 KH-6021을 준비하였다. 또한, 제2 무기필러로서 YA050C, 제2 플럭스제로서 C3-CIC, 제2 경화촉매로서 이미다졸계 경화촉매인 C11Z-CN, 광중합성 단량체로서 M300, 광개시제로서 TPO, 용매로서 메틸에틸케톤을 준비하였다.
이후, 준비된 제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 제2 무기필러, 제2 경화촉매, 제2 플럭스제, 광중합성 단량체, 광개시제 및 용매를 혼합하여 제2 접착층 조성물(고형분 40 중량%)을 수득하였다. 이때, 고형분(제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 제2 무기필러, 제2 플럭스제, 제2 경화촉매, 광중합성 단량체, 및 광개시제의 총 중량) 100 중량부 기준으로, 액상 에폭시 수지의 함량은 7.7 중량부, 고상 에폭시 수지의 함량은 22.9 중량부, 제2 열가소성 수지의 함량은 11.5 중량부, 제2 열경화제의 함량은 12.6 중량부, 제2 무기필러의 함량은 40 중량부, 제2 플럭스제의 함량은 2.5 중량부, 제2 경화촉매의 함량은 1.5 중량부, 광중합성 단량체의 함량은 0.8 중량부, 광개시제의 함량은 0.5 중량부이었다.
제2 접착 조성물(2) 내지 제2 접착 조성물(5)의 제조
하기 표 3 및 표 4와 같이 조성을 조절한 것을 제외하고, 상기 제2 접착 조성물(1)을 제조하는 방법과 동일한 방법으로, 제2 접착 조성물을 제조하였다.
| 제2 접착 조성물(1) |
제2 접착 조성물(2) |
제2 접착 조성물(3) |
||
| 열경화성 수지 | 액상 에폭시 |
RE-310S (7.7 중량부) |
LX-01 (7.7 중량부) |
LX-01 (7.7 중량부) |
| 고상 에폭시 |
EOCN-104S (22.9 중량부) |
EOCN-104S (22.9 중량부) |
EOCN-1020-70 (22.9 중량부) |
|
| 열가소성 수지 | KG-3015P (11.5 중량부) |
KG-3104 (11.5 중량부) |
KG-3105P (5.75 중량부) |
|
| KG-3104 (5.75 중량부) |
||||
| 열경화제 | KH-6021 (12.6 중량부) |
KA-1160 (12.6 중량부) |
KH-6021 (12.6 중량부) |
|
| 무기필러 | YA050C (40 중량부) |
YA050C (20 중량부) |
SC-2050 (40 중량부) |
|
| SC-2050 (20 중량부) |
||||
| 플럭스제 | C3-CIC (2.5 중량부) |
C3-CIC (2.5 중량부) |
아디핀산 (2.5 중량부) |
|
| 경화촉매 | C11Z-CN (1.5 중량부) |
2PZ (1.5 중량부) |
C11Z-CN (1.5 중량부) |
|
| 광중합성단량체 | M300 (0.8 중량부) |
M300 (0.8 중량부) |
EM265 (0.8 중량부) |
|
| 광개시제 | TPO (0.5 중량부) |
TPO (0.5 중량부) |
TPO (0.5 중량부) |
|
상기 표 3 및 상기 표 4에서, 각 성분의 함량은 고형분(열경화성 수지, 열가소성 수지, 열경화제, 무기필러, 플럭스제, 경화촉매, 광중합성 단량체, 광개시제의 총 중량) 100 중량부에 대한 것이다.
반도체 접착용 필름의 제조
실시예 1
콤마 코터를 이용하여 상기 제1 접착 조성물(1)을 이형처리된 PET 필름(이형 필름) 위에 도포한 후, 120 ℃에서 3분간 건조하여 두께 10 ㎛의 제1 접착층을 형성하였다. 이후 상기 제2 접착 조성물(1)을 상기 형성된 제1 접착층 위에 동일한 방법으로 두께 10 ㎛의 제2 접착층을 형성하여, 이형 필름 상에 전체 20 ㎛의 2중층(제1 접착층/제2 접착층)의 반도체 접착용 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 5
하기 표 5와 같이, 제1 접착 조성물과 제2 접착 조성물을 이용하여, 이형 필름 상에 1층 및 2층의 순서로 2중층 접착층의 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반도체 접착용 필름을 제조하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | ||
| 1층 | 구성 | 제1 접착층 (제1 접착 조성물(1)) |
제1 접착층 (제1 접착 조성물(2)) |
제1 접착층 (제1 접착 조성물(3)) |
제2 접착층 (제2 접착 조성물(1)) |
제2 접착층 (제2 접착 조성물(4)) |
| 용융점도 (Pa·s) |
870 | 750 | 810 | 2630 | 2430 | |
| 2층 | 구성 | 제2 접착층 (제2 접착 조성물(1)) |
제2 접착층 (제2 접착 조성물(2)) |
제2 접착층 (제2 접착 조성물(3)) |
제1 접착층 (제1 접착 조성물(1)) |
제1 접착층 (제1 접착 조성물(4)) |
| 용융점도 (Pa·s) |
2630 | 2500 | 2650 | 870 | 570 | |
상기 표 5에서 "1층"은 이형 필름에 접하는 접착층을 의미하고, "2층"은 1층의 접착층 상에 형성된 접착층을 의미한다. 이때, 제2 접착층의 용융점도는 1000 mJ로 광을 조사한 후에 측정된 것이다.
비교예 1 (제1 접착 조성물(5)만을 이용한 2중층)
콤마 코터를 이용하여 상기 제1 접착 조성물(5)을 이형처리된 PET 필름(이형 필름) 위에 도포한 후, 120 ℃에서 3분간 건조하여 두께 10 ㎛의 제1 접착층을 형성하였다. 이후, 다시 상기 제1 접착 조성물(5)을 형성된 제1 접착층 위에 동일한 방법으로 두께 10 ㎛의 제2 접착층을 형성하였다.
즉, 제1 접착 조성물(5)만을 이용하여, 이형 필름 상에 전체 20 ㎛의 2중층(제1 접착층/제2 접착층)의 반도체 접착용 필름을 제조하였다. 이때, 제1 접착층 및 제2 접착층의 용융점도는 각각 830 Pa·s이었다.
비교예 2 (제2 접착 조성물(5)만을 이용한 2중층)
콤마 코터를 이용하여 상기 제2 접착 조성물(5)을 이형처리된 PET 필름(이형 필름) 위에 도포한 후, 120 ℃에서 3분간 건조하여 두께 10 ㎛의 제1 접착층을 형성하였다. 이후, 다시 상기 제2 접착 조성물(5)을 형성된 제1 접착층 위에 동일한 방법으로 두께 10 ㎛의 제2 접착층을 형성하였다.
즉, 제2 접착 조성물(5)만을 이용하여, 이형 필름 상에 전체 20 ㎛의 2중층(제1 접착층/제2 접착층)의 반도체 접착용 필름을 제조하였다. 이때, 제1 접착층 및 제2 접착층의 용융점도는 각각 2310 Pa·s이었다. 이때, 제1 접착층 및 제2 접착층의 용융점도는 1000 mJ로 광을 조사한 후에 측정된 것이다.
반도체 패키지의 제조
실시예 1
높이 10 ㎛ 및 피치 40 ㎛의 구리 필러에 무연 솔더가 9 ㎛ 높이로 형성되어 있는 반도체 소자인 범프칩(10.1 mm x 6.6 mm)을 포함하는 웨이퍼를 준비하였다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 반도체 패키지를 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3과 같이, 상기 실시예 1에서 제조된 반도체 접착용 필름(100)에서, 이형 필름에서 가장 멀리 위치하며 외부로 노출된 2층에 해당하는 제2 접착층(20)을 탑 칩(40)에 부착하여, 솔더(70)가 형성된 범프(60)를 50 ℃에서 진공 라미네이션을 진행하고, 수은 UV 램프(DS-MUV-128)로 노광량 1000 mJ로 광을 조사하여 광경화를 수행하였다. 이후, 이형필름(30)을 제거하고, 각각의 칩으로 개별화하였다. 개별화된 범프칩은 열압착 본더를 이용하여 40 ㎛ 피치 접속 패드를 가지고 있는 12.1 mm x 8.1 mm 기재 칩에 열압착 본딩을 진행하였다. 이때의 공정 조건은, 헤드온도 120 ℃에서 2초간 100 N으로 가접합하고, 헤드 온도를 순간적으로 260 ℃로 올려 5 초간 200 N으로 열압착 본딩하여, 반도체 패키지를 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 5
상기 실시예 2 내지 실시예 5에서 제조된 반도체 접착용 필름의 2층에 해당하는 접착층을 탑 칩에 부착하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반도체 패키지를 제조하였다.
비교예 1 및 비교예 2
상기 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 반도체 접착용 필름의 접착층을 탑 칩에 부착하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반도체 패키지를 제조하였다.
반도체 패키지의 품질 평가
필렛 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2의 방법으로 제조된 반도체 패키지 샘플 각각 5개씩을 제작하여, 이에 대하여 광학 현미경을 이용하여 범프칩 위에서 관찰하고, 비전도성 접착 필름에서 흘러나온 필렛의 최대 길이를 측정하였다. 이후 샘플 각각의 필렛 최대 길이의 평균 및 표준편차를 계산하여 그 결과를 하기 표 6 및 표 7에 나타내었다.
접합 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2의 방법으로 제조된 반도체 패키지에 대하여 하기와 같은 방법으로 범프(솔더)의 접합 평가를 진행하였고, 그 결과를 하기 표 6 및 표 7에 나타내었다.
범프를 단면 연마하여 노출시키고 광학 현미경으로 관찰하여, 범프에 접착 조성물 트랩핑이 보이지 않고 솔더가 배선에 충분히 젖어 있는 경우 'O'로, 그 이외의 경우는 'X'로 평가하여 하기 표 6 및 표 7에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | ||
| 필렛 평가 (μm) |
샘플 1 | 125.8 | 137.5 | 124.5 | 145.7 | 126.8 |
| 샘플 2 | 133.3 | 120.1 | 127.4 | 140.2 | 140.1 | |
| 샘플 3 | 127.1 | 125.2 | 122.2 | 137.8 | 129.5 | |
| 샘플 4 | 127.3 | 125.6 | 130.2 | 139.8 | 130.2 | |
| 샘플 5 | 136.1 | 126.7 | 127.5 | 139.7 | 137.8 | |
| 평균 | 129.92 | 127.02 | 126.36 | 140.6 | 132.88 | |
| 표준편차 | 4.51 | 6.39 | 3.08 | 2.98 | 5.74 | |
| 접합 평가 | O | O | O | O | O | |
| 비교예 1 | 비교예 2 | ||
| 필렛 평가 (μm) |
샘플 1 | 221.8 | 19.9 |
| 샘플 2 | 238.5 | 21.1 | |
| 샘플 3 | 245.1 | 19.7 | |
| 샘플 4 | 234.2 | 19.6 | |
| 샘플 5 | 229.7 | 22.5 | |
| 평균 | 233.9 | 20.56 | |
| 표준편차 | 8.81 | 1.24 | |
| 접합 평가 | O | X | |
상기 표 6 및 표 7을 참고하면, 필렛 평가 결과 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 반도체 패키지는, 필렛을 효과적으로 제어 가능하여 필렛 과다로 인한 범프의 깨짐을 방지할 수 있는 것을 확인하였다.
반면, 비교예 1에 따른 반도체 패키지는 233.9 μm의 평균 필렛 길이를 나타내어, 칩을 적층 시 솔더가 용융되어 칩에 융착되고, 필렛이 과다하여 패키지를 오염시키는 문제점이 발생하는 것을 확인하였다. 즉, 비교예 1에 따른 반도체 패키지는 필렛 제어 측면에서 열등한 것을 확인하였다.
또한, 비교예 2에 따른 반도체 패키지는 광경화 후 필름이 딱딱해져 필렛은 거의 나오지 않았으나 솔더가 바텀 칩에 접합되지 않아 접합 평가 결과가 열등한 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 접착용 필름의 구조를 2층 구조로 각각 열경화, 광경화 타입으로 제작함으로써 우수한 접착력을 나타내면서도, 반도체 패키징 과정에서 발생되는 필렛의 조절이 용이하며, 솔더가 용융되어 칩에 융착되는 문제를 방지할 수 있으므로 품질 신뢰성이 효과적으로 개선 될 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 반도체 접착용 필름
10: 제1 접착층
20: 제2 접착층
30: 이형 필름
40: 탑 칩
50: 바텀 칩
60, 60': 범프
70: 솔더
10: 제1 접착층
20: 제2 접착층
30: 이형 필름
40: 탑 칩
50: 바텀 칩
60, 60': 범프
70: 솔더
Claims (15)
- 제1 열경화성 수지, 제1 열가소성 수지 및 제1 열경화제를 포함하는 제1 접착 조성물을 포함하는 제1 접착층; 및
상기 제1 접착층 상에 구비되며, 제2 열경화성 수지, 제2 열가소성 수지, 제2 열경화제, 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유하는 광중합성 단량체 및 광개시제를 포함하는 제2 접착 조성물을 포함하는 제2 접착층;을 포함하는 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광중합성 단량체는 광경화 가능한 작용기를 1 이상 함유하는 (메트)아크릴레이트계 화합물을 포함하는 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 열경화성 수지의 함량은,
상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 20 중량부 이상 40 중량부 이하인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 열가소성 수지의 함량은,
상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 5 중량부 이상 20 중량부 이하인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 열경화제의 함량은,
상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 7.5 중량부 이상 17.5 중량부 이하인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광중합성 단량체의 함량은,
상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광개시제의 함량은,
상기 제2 접착 조성물의 고형분 100 중량부 기준으로, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광개시제와 상기 제2 열경화제의 중량비는 1:0.5 이상 1:50 이하인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 열경화성 수지 및 상기 제2 열경화성 수지는 각각 독립적으로, 고상 에폭시 수지 및 액상 에폭시 수지 중에서 적어도 하나를 포함하는 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 열가소성 수지 및 상기 제2 열가소성 수지는 각각 독립적으로, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에스테르 이미드, 폴리아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메트)아크릴레이트계 수지 중에서 적어도 하나를 포함하는 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 접착 조성물 및 상기 제2 접착 조성물은 각각 독립적으로, 무기필러, 경화촉매 및 플럭스제 중에서 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함하는 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 접착층과 상기 제2 접착층의 두께 비율은 1:9 내지 9:1인 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 접착용 필름에 광이 조사된 이후, 상기 제1 접착층과 상기 제2 접착층의 용융점도가 상이한 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 있어서,
이형 필름을 더 포함하고,
상기 제1 접착층은 상기 이형 필름 상에 구비되는 것인 반도체 접착용 필름.
- 제1항에 따른 반도체 접착용 필름을 포함하는 반도체 패키지.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| KR1020220043420A KR20230144306A (ko) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 |
| TW112112941A TW202348755A (zh) | 2022-04-07 | 2023-04-06 | 用於對半導體進行接合的膜以及使用其之半導體封裝 |
| PCT/KR2023/004633 WO2023195788A1 (ko) | 2022-04-07 | 2023-04-06 | 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220043420A KR20230144306A (ko) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20230144306A true KR20230144306A (ko) | 2023-10-16 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220043420A KR20230144306A (ko) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 반도체 접착용 필름 및 이를 이용한 반도체 패키지 |
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