KR101002089B1 - 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물, 열경화제, 광중합 개시제를 포함하는 광경화성 점착 조성물 및 점착 필름에 관한 것으로, 광경화전에 링프레임, 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착층과 우수한 부착력을 나타내고, 자외선 경화시 에너지 양이 일정하지 못한 광경화 조건에서도 우수한 픽업성을 갖도록 함으로써, 다이싱 필름(Dicing Film) 및 다이싱 다이본딩 필름(Dicing Die Bonding Film)에 유용하게 사용할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.

반도체, 점착 테이프, 광경화성 점착 조성물, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물, 에폭시기, 열경화제, 광개시제, 다이싱, 다이싱 다이본딩

Description

광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름 {Photocuring Composition for Pressure Sensitive Adhesive and Dicing Die Bonding Film Comprising the Same}

본 발명은 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물, 열경화제, 광중합 개시제를 포함하는 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.

반도체 제조공정에서 회로가 설계된 웨이퍼는 큰 직경을 갖는 크기에서 다이싱을 통해 작은 칩들로 분리되고, 분리된 각 칩들은 PCB 기판이나 리드프레임 기판 등의 지지부재에 접착공정을 통해 다이본딩되는 단계적 공정을 거친다.

종래에는 다이싱 공정에서 다이싱 필름을 웨이퍼 이면에 부착하여 다이싱 시에 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지해왔다. 다이싱 필름을 사용하지 않으면 고속으로 회전하는 블레이드에 의해 칩이 비산하거나 움직여 칩에 크랙이 발생할 수 있고 손상을 입게 된다. 따라서, 적절한 점착력을 가진 다이싱 필름을 사용하여 칩의 개별화 공정을 용이하게 하였다.

다이싱 필름이 자외선 경화형 조성물인 경우에는 다이싱 완료 후, 후면에 자외선을 조사하여 조성물을 경화시킴으로써 웨이퍼와의 계면 박리력을 낮추어 개별화된 칩 웨이퍼의 픽업공정을 용이하게 하고 있다.

상기와 같은 종래의 방식에 의하면 다이싱 후 개별화된 칩에 전기적 신호를 전달하기 위한 패키지화 공정에서 칩을 PCB 기판이나 리드프레임 기판과 같은 지지부재에 접착시켜주는 다이본딩 공정이 필요하다. 이 공정에서 액상의 에폭시 접착제를 이용하여 칩을 PCB 기판이나 리드프레임에 접착하였으나, 고밀도와 고집적이 요구되는 MCP(Multi Chip Package)에서는 기판 위에 접착된 칩과 칩을 서로 접착시켜 2층 이상 쌓게 되는 적층 기술이 적용되기 때문에, 액상의 에폭시 접착제를 사용할 경우 균일한 두께의 도포도 어려울 뿐만 아니라, 접착제가 넘쳐서 필레(Fillet) 현상이 발생하거나, 불충분한 경우 접착력 부족 등의 문제가 발생할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허 공개공보 제2004-30979호에서는 기재 위에 자외선 경화형 점착 조성물과 에폭시 수지 조성물을 1액형으로 혼합해 놓은 기술이 제안되었다. 그러나, 상기의 기술은 자외선 조사로 경화시키는 공정 외에 에폭시 수지를 경화시키는 경화공정을 추가로 30분 이상 수행해야 하므로, 필요로 하는 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 웨이퍼 다이싱 단계에서는 익스팬딩을 위해서 웨이퍼를 링프레임에 고정시켜야 하는데, 링프레 임에 고정시키기 위한 별도의 점착 테이프를 추가로 제조하여야 하므로, 프리컷(Pre-cut) 샘플로 다이싱 다이본딩 필름을 제조하는 경우에는 이 링프레임 부착용 양면 점착필름을 제조해야 하는 등의 공정이 복잡하고, 비용상의 문제도 발생한다.

또한, 1액형 자외선 경화형 조성물을 사용하므로 미경화되어 잔존하는 에폭시 수지 조성물 때문에 다이 픽업 시에 기재로부터 원활한 분리도 어렵다. 또한, 칩과 칩 사이의 접착력도 약해 보이드 등이 발생하기 쉬운 문제점이 있다. 보이드가 발생하면 칩 탑재 후 몰딩 공정을 거쳐 패키징화 하였을 경우 신뢰성에 치명적인 문제가 발생하여 전기적 신호의 단락이나 크랙 등이 발생하는 문제점이 발생한다.

따라서, 상기와 같은 종래의 방식은 여러 단계의 공정을 거치므로 비용적인 측면, 수율적인 측면에서 문제가 발생하므로, 공정을 단축시키기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 중 최근에는 웨이퍼 이면 칩 부착 방식이 점차 늘어나고 있는데, 이 방식은 필름상 에폭시를 다이싱 필름 역할을 하는 필름의 상부 면에 위치시키고, 상기 다이싱 필름의 점착제와 필름상 에폭시 사이에서 픽업시킴으로써 종래의 두 단계 공정을 한 단계로 줄여 시간적인 측면 및 수율적인 측면에서 한층 유리하게 한 방식이라 할 수 있다.

대한민국 특허 공개공보 제2004-29939호에서는 기재 위에 자외선 경화형 점착층을 형성시키고 그 위에 다시 접착층을 부착하여 다이싱이 완료되면 자외선을 조사하여 점착층과 접착제층을 분리하여 칩을 픽업한 후 접착층이 부착된 칩을 기 판상에 다이 접착을 하고 있다. 그러나 상기 기술은 자외선 조사 전에 점착층 내에 있는 자외선 경화형 저분자 물질들이 접착층으로 상당부분 이동 및 확산하여 실제 자외선 조사시에는 접착력이 현저히 저하되지 않거나 또는 전이가 심한 경우에는 오히려 접착력이 올라가는 문제가 발생한다.

특히, 칩 사이즈가 작은 경우나 웨이퍼 두께가 큰 경우에는 픽업기의 변수들을 조정해 어느 정도 범위의 픽업이 가능하지만, 80㎛ 이하의 웨이퍼 두께나 가로 10mm × 세로 10mm 이상의 칩 사이즈에서는 적절하게 점착층과 접착층 사이의 접착력이 감소되지 않아 다이 픽업에 문제가 발생하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 자외선 경화 후 충분한 점착력의 감소를 위하여, 자외선 경화시 점착층과 접착층 사이에서 질소 가스를 발생시켜 픽업성이 향상될 수 있도록 하는 광경화성 점착 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 광경화성 점착 조성물을 포함하고 있어 반도체 공정 중 다이싱(Dicing)할 때에는 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지하고 픽업할 때에는 접착제가 부착된 칩을 점착층으로부터 용이하게 박리하여 사용할 수 있으며, PCB기판이나 리드프레임 기판에 다이 본딩 작업시 충분한 접착성을 갖는 다이싱 필름 또는 다이싱 다이본딩 필름을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광경화성 점착 조성물은 아크릴계 점착 바인더 고형분 100 중량부를 기준으로 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물 1 내지 30 중량부, 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함한다.

아울러, 본 발명에 따른 다이싱 필름은 기재 필름 및 상기 기재 필름 상부에 형성되는 광경화성 점착층을 포함하되, 상기 점착층은 광경화시 질소 가스를 발생시킴으로써, 상기 점착층 상부에 라미네이트 되는 웨이퍼의 픽업 성공율을 증가시 키는 발포형 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 다이싱 다이 본딩 필름은 기재 필름과 상기 기재 필름 상부에 형성되는 광경화성 점착층 및 상기 점착층 상부에 형성되는 접착층을 포함하되, 상기 점착층은 광경화시 질소 가스를 발생시킴으로써, 상기 점착층 상부에 형성된 상기 접착층의 픽업 성공율을 증가시키는 발포형 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 광경화성 점착 조성물 및 이를 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름은 비닐기를 함유하는 아크릴계 점착 바인더 및 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 포함하고 있어, 다이싱 할 경우에는 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지하고, 광경화시에는 점착층과 접착층 사이에서 질소 가스를 발생시켜 접착층이 부착된 칩을 점착층으로부터 용이하게 박리하여 사용할 수 있는 효과를 제공한다. 따라서, PCB 기판이나 리드프레임 기판에 다이본딩 할 때에 충분한 접착성을 유지할 수 있도록 하고, 다이싱 공정과 다이 본딩 공정을 한 번의 공정으로 수행할 수 있도록 하여 제조 수율을 증가시키는 효과를 제공한다.

본 발명은 비닐기를 함유하는 아크릴계 점착 바인더 및 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 포함하는 점착층 형성용 광경화성 점착 조성물을 제공한다.

본 발명의 광경화성 점착 조성물은 아크릴계 점착 바인더 고형분 100 중량부를 기준으로 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물 1 내지 30 중량부, 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명의 각 조성에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

(1) 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더

비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더는 2단계 공정을 거쳐 합성하게 된다. 먼저 점착력을 부여해줄 수 있는 아크릴 모노머를 주 모노머로 선정하고, 여기에 기능성 아크릴 모노머를 부가하여, 아크릴 점착 바인더를 중합 반응 후 이에 비닐기 도입 모노머를 적용하여 저온에서 우레탄 부가반응을 함으로써, 비닐기를 갖는 광경화성 아크릴계 점착 바인더를 합성할 수 있다.

바람직하게는 아크릴 모노머, 기능성 아크릴 모노머 및 중합개시제가 중합 반응되어 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지가 제조되는 제 1 중합반응 및 제 1 중합반응에서 수득된 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지와 이소시아네이트 및 비닐기를 갖는 모노머가 우레탄 부가 반응되는 제 2 중합반응에 의해서 아크릴계 점착 바인더가 제조될 수 있다.

제 1 중합반응에서 기능성 아크릴 모노머로는 하이드록시 모노머, 에폭시기 모노머 또는 반응성 모노머가 있고, 이 중 하이드록시 모노머와 에폭시기 모노머는 필수적으로 사용되어야 한다.

보다 바람직하게는 제 1 중합반응의 전체 모노머 중 아크릴 모노머 50 내지 85 중량%, 하이드록시 모노머 10 내지 35 중량%, 에폭시기 모노머 2 내지 15 중량%를 사용할 수 있으며, 반응성 모노머를 추가로 사용할 수도 있다.

여기서, 아크릴 모노머의 유리 전이온도가 -50℃ 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 60 내지 80 중량%를 사용할 수 있다.

아크릴 모노머는 기재 필름에 점착력을 부여하는 기능을 하는데, 아크릴 모노머로는 특별한 제한이 없으나, 2-에칠헥실메타크릴레이트, 이소 옥칠 아크릴레이트, 2-에칠헥실아크릴레이트, 에칠아크릴레이트, n-부칠아크릴레이트, iso-부칠아크릴레이트 및 옥타데실메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

하이드록시 모노머로서 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 2-하이드록시 에틸 메타아크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 4-하이드록시 부틸 아크릴레이트, 하이드록시 프로필 (메타)아크릴레이트 및 비닐 카프로락탐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

하이드록시 모노머의 함량은 상기한 바와 같이 제 1 중합반응에 사용되는 모노머중 10 내지 35 중량%를 사용할 수 있는데, 더 바람직하게는 15 내지 25 중량%를 사용할 수 있다. 10 중량% 미만이면 비닐기를 갖는 모노머 도입후 열경화제인 이소시아네이트와 반응하는 수산화기의 함량이 작게 되어 기재 필름과의 부착력이 매우 취약하게 되고, 35 중량% 초과하면 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착층과의 부착력이 라미네이션(마운팅 공정이라고도 함) 후 증가하게 될 수 있다.

에폭시기 모노머로는 글리시딜 메타크릴레이트 또는 글리시딜 아크릴레이트를 사용할 수 있다.

에폭시기 모노머의 함량은 상기한 바와 같이 제 1 중합반응에 사용되는 모노머중 2 내지 15 중량%를 사용할 수 있는데, 더 바람직하게 2 내지 8중량%를 사용할 수 있다. 자외선 경화 전후 표면에너지 차이가 클수록 픽업성이 우수한 결과를 보이는데, 특히 상기 범위에서 자외선 경화 시 표면에너지가 크게 감소한다. 또한 그 함량이 2 중량% 미만이면 링프레임에 대한 부착력이 저하되고, 15 중량% 초과인 경우 광경화시 에폭시기에 의한 광경화율이 악화되어 소재와의 박리력이 증가될 수 있다.

아울러, 에폭시기 모노머는 중합 후 아크릴계 점착 바인더 말단에 잔존하며 광경화 후 반응에 참여하지 않고 표면 특성에 영향을 준다. 즉, 표면에너지와 연관이 있으며 광경화 후 표면에너지를 감소시키는 역할을 한다.

다음으로, 기능성 아크릴 모노머로서 사용될 수 있는 반응성 모노머로는 라우릴아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스티어리메타아크릴레이트, 세칠아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트 및 옥타데실메타크릴레이트가 있으며, 보다 바람직하게는 탄소수 12이상인 모노머의 단독 또는 혼합 사용이 더욱 바람직하다.

반응성 모노머는 제 1 중합반응의 전체 모노머 중 아크릴 모노머, 하이드록시 모노머 및 에폭시기 모노머 함량을 제외한 잔부만큼 첨가되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1 내지 10 중량%를 사용할 수 있다.

제 2 중합반응에서는 이소시아네이트 및 비닐기를 갖는 모노머가 아크릴 폴 리올 점착 바인더 수지의 수산기 당량 대비 1 대 0.4 내지 0.9로 반응될 수 있다. 수산기 당량 대비 1 대 0.4 미만인 경우 광경화 시 반응할 수 있는 이중결합의 수가 적어서 점착력의 손실이 크지 않아 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착층과의 박리력이 증가하게 되며, 0.9 초과일 경우 열경화제와 반응할 수 있는 사이트가 적어져서 기재 필름과의 부착력이 감소하게 된다.

이와 같은 제 2 중합반응에 의하여 아크릴 점착 바인더의 일측 말단에 이소시아네이트기를 타측 말단에 비닐기를 갖는 모노머 또는 올리고머가 도입된다.

비닐기 도입 모노머로는 반드시 제한이 있는 것은 아니지만, α,α-디메틸-m-이소프로페닐벤질이소시아네이트(α,α-dimethyl-m-isopropenylbenzyl isocyanate), 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트(2-Isocyanatoethyl Methacrylate), 2-이소시아네이토에틸2-프로펜산(2-Isocyanatoethyl 2-propenoate), 1,1-비스(아크릴로일옥시메틸에틸이소시아네이트)(1,1-bis(acryloyloxy methyl ethyl isocyanate))으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 단독 또는 혼합 사용할 수 있다.

비닐기 도입 모노머의 함량은 제 1 중합반응에서 제조된 폴리올 점착 바인더 수지의 고형분 100 중량부를 기준으로 10 내지 25 중량부, 더 바람직하게는 15 내지 20 중량부이어야 한다. 함량이 10 중량부 미만인 경우 광경화 후에 점착력의 손실이 크지 않아 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착층과의 박리력이 증가하게 되며, 25중량부 초과일 경우 점착층의 유동성이 나빠지게 되어 기재와의 부착력이 오히려 증가하여 박리력이 증가하게 된다.

상기한 바와 같이 형성된 아크릴계 점착 바인더는 하이드록시 모노머를 적용한 결과 수산기를 가지며, 상기 수산기가가 15 내지 30인 것이 바람직하다. 아크릴계 점착 바인더의 수산기가가 15 미만이면 열경화제인 이소시아네이트의 함량이 작게 되어 기재 필름과의 부착력이 매우 취약하게 되고, 수산기가가 30 초과이면 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착층과의 부착력이 라미네이션 후 증가하게 된다.

또한, 아크릴계 점착 바인더의 산가가 1 이하가 바람직하다. 산가가 1 을 초과하는 경우 아크릴산과 에폭시기를 갖는 모노머를 동시에 도입할 때 합성 시 겔이 발생될 가능성이 매우 높으며, 웨이퍼 또는 다이 접착용 점착층과의 합지 후 경시변화가 매우 크게 될 수 있기 때문이다.

아크릴계 점착 바인더는 열경화 후의 적절한 초기 점착력을 얻기 위해 -80 내지 -40℃의 유리전이온도, 바람직하게는 -70 내지 -50℃의 유리전이온도를 갖는다. 유리전이 온도가 약 -40℃를 초과하는 경우, 초기 점착력이 낮아 다이싱할 경우 링프레임에 대한 부착력이 낮아 링프레임으로부터 떨어지거나, 웨이퍼에 대한 부착력이 낮아 칩의 비산이 발생할 수 있고, -80℃ 미만인 경우 광경화 전 높은 점착력에 의해 광경화 후에도 점성(tack)이 많이 남아 웨어퍼 또는 접착층과의 박리력이 증가하게 하는 문제점이 있다.

본 발명의 아크릴계 점착 바인더의 중량평균 분자량은 150,000 내지 400,000이다. 종래의 아크릴 폴리올만으로 구성된 아크릴 수지는 분자량이 500,000 이상인 아크릴 폴리올을 함유할 경우에 한하여 자외선 경화 후 낮은 박리력을 나타낼 수 있었지만, 본 발명에 의한 광경화성 아크릴계 점착 바인더는 에폭시기를 도입하여, 링프레임에 대한 부착력을 향상시킬 수 있어, 분자량 150,000 내지 400,000 정도에서도 우수한 박리력을 보유할 수 있게 된다.

바인더의 분자량이 150,000 미만이면 코팅시 도막형성능에 문제가 발생하며, 광경화 후 점착력 소실 시에도 일정한 물성이 나오지 않아 소재와의 박리력이 일정하게 유지되지 못하는 문제가 발생하게 된다.

본 발명의 아크릴계 점착 바인더의 합성에 있어서, 공중합을 용액중합으로 행하는 경우의 유기용제로는 케톤계, 에스테르계, 알코올계 또는 방향족인 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 톨루엔, 초산에틸, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다. 그리고, 유기용제의 비점은 60 내지 120℃인 것이 바람직하다. 이때, 중합개시제로서는 α,α'-아조비스이소부틸니트릴과 같은 아조비스계, 벤조일퍼옥사이드과 같은 유기과산화물계를 포함하는 라디칼 발생제를 통상 이용한다. 필요에 따라서 촉매 또는 중합 금지제를 병용할 수 있고, 그 함량은 투입 모노머 100 중량부 대비 0.1 내지 0.5중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

아울러, 중합온도 80 내지 120℃에서 중합시간 1 내지 75 시간, 바람직하게는 5 내지 15 시간의 범위에서 분자량을 조절할 수 있다.

상기 1 단계의 중합반응에서 수득한 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지, 이소시아네이트기와 비닐기를 갖는 모노머 및 촉매를 넣어 30 내지 55℃에서 7 내지 15 시간 동안 우레탄 부가반응을 하여, 아크릴계 공중합체를 합성할 수 있다.

(2) 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물

본 발명에 따른 점착 조성물은 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 포함한다. 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 상기 (1)에서 설명한 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더에 혼합함으로써, 자외선 조사 후 점착층과 웨이퍼 또는 접착층과 점착층의 계면사이에서 질소 가스가 발생하도록 하여 접착력 감소 효과를 가져오게 한다.(하기 [반응식 1] 참조)

여기서, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물은 감광제(Photo Active Compound; PAC)의 역할을 하는 화합물이며, 1,2-벤조퀴논디아지드 구조 또는 1,2-나프토퀴논디아지드 구조를 갖는 화합물을 사용할 수 있다.

본 발명에서 바람직한 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물은 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 3] 중 선택된 어느 하나로 표현되는 화합물이다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

(상기 Z₁ 및 Z₂은 각각 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬기이고,

상기 m은 0 내지 3의 정수이며,

상기 Q는 수소,

또는

이며, 여기서 수소의 비율은 0 내지 90%이다.)

[반응식 1]

이와 같은 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 고형분 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부를 적용하는 것이 바람직하고, 5 내지 20중량부가 더욱 바람직하다. 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물의 첨가량이 1중량부 미만이면 자외선에 의해서 발생하는 질소가스의 절대량이 작으므로 접착력 감소가 상대적으로 작아지고, 30중량부 초과이면 용해도 감소로 인한 코팅면의 불균일 및 자외선조사 시 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더의 경화율 감소로 오히려 접착력이 증가하게 될 수 있다.

(3) 열경화제

광경화성 점착필름을 만들기 위해 사용 가능한 열경화제로 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트리렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메칠 시클로헥산, 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메티롤프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메티롤프로판의 크실렌 디이소시아네이트 어덕트, 토리페닐메탄토리이소시아네토, 메틸렌 비스 트리 이소시아네이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 경화제는 점착 바인더의 관능기와 반응하여 가교제로서 작용하며 가교 반응 결과 삼차원 그물 형상 구조를 가지게 된다.

따라서 열경화제는 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 고형분 100중량부에 대하여 0.5 내지 5중량부 적용하는 것이 바람직하다. 이는 0.5중량부 미만이면 가교 반응 정도가 낮아서 기재 필름과의 부착력이 불량해져 코팅 후 도막층의 탈리가 발생하거나, 기재 필름과 점착층간의 광경화 후 부착력이 낮아지게 되어 웨이퍼 또는 다이 접착용 접착층에 전이될 수 있는 문제가 발생할 수 있고, 5중량부 초과이면 미반응 이소시아네이트에 의해 다이 접착용 접착층과의 박리력이 상대적으로 증가하거나 과도한 가교 반응으로 자외선 조사 전 점성(tack)을 소실하여 링프레임의 부착력이 나빠져 익스팬딩 시 링프레임에서 다이싱 다이본딩 필름 및 웨이퍼의 탈착이 일어나는 문제가 있기 때문이다.

(4) 광중합 개시제

본 발명의 점착 조성물에는 광중합 개시제가 포함된다. 광경화성 조성물에 포함되는 광중합 개시제는 특별한 제한이 업고 종래 알려져 있는 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 4,4'디클로로벤조페논 등의 벤조페논류, 아세토페논, 디에톡시아세토페논 등의 아세톤페논류, 2-에틸안트라퀴논, t-부틸안트라퀴논 등의 안트라퀴논류 등 이들의 단독 또는 두 종류 이상의 혼합에 의해 사용할 수 있다.

이러한 광중합 개시제의 함량은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 고 형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3중량부가 바람직하다. 광중합 개시제의 함량이 0.1중량부 미만이면 자외선 조사에 의해 라디칼 생성 효율이 떨어져 자외선 조사 후 점착층과 접착층 계면 사이에서 충분한 접착력의 감소를 가져오지 못한다. 따라서 칩 크기에 관계 없이 원하는 픽업 성능을 가져오지 못한다. 반대로, 3중량부 초과이면 생성되는 라디칼농도가 과하여 자외선에 의하여 반응하는 자외선경화형 아크릴레이트의 분자량이 작아져 충분한 망상구조를 형성하지 못하면서 미반응 개시제의 냄새 문제 발생 및 미반응 개시제의 접착층으로의 전이가 발생하여 접착층의 패키징 내의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.

본 발명의 다른 양상은 상술한 조성물을 이용하여 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름에 관계한다.

먼저 아크릴계 점착 바인더, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물, 열경화제 및 광중합 개시제를 전술한 바의 조성으로 메틸에틸케톤 등의 용제에 녹여 본 발명의 광경화성 점착 조성물을 제조한다.

다음에는 제조된 점착 조성물에 대하여 열풍건조 및 기타 방법으로 잔량의 용제를 휘발시켜 광경화성 점착층을 형성한다.

그 다음에는, 광경화성 점착층을 다이싱 필름 또는 다이싱 다이 본딩 필름에 적용한다.

여기서, 다이싱 필름은 기재 필름 상에 점착층이 도포된 형태이며, 다이싱 다이본딩 필름은 기재 필름 상에 점착층이 도포되고, 점착층 상에 에폭시 접착층이 상호 적층된 형태이다. 이때, 접착층을 보호하기 위한 이형필름이 접착층 상에 적층되어 있는 구조를 지닐 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 의한 다이싱 다이 본딩 필름에 포함되는 점착층은 3 내지 40㎛의 두께를 갖는데, 3㎛ 미만의 점착층에서는 자외선 경화 후 도막 응집력이 약해 상부의 접착층과의 계면 사이에서 바람직한 접착력 감소 효과를 가져오지 못하며, 40㎛ 초과의 경우에는 다이싱 공정 시 수염 형상 절삭 부스러기 등이 발생하는 문제점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름을 보다 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 의한 다이싱 다이본딩 필름 및 이를 이용한 웨이퍼 칩 픽업 공정을 도시한 단면개략도들이다.

도 1a를 참조하면, 폴리올레핀 필름 등의 익스팬딩이 가능한 기재 필름(100) 상에 점착층(120)이 코팅되고, 점착층(120) 상부에 칩과 칩 사이를 부착시킬 수 있는 접착층(130)이 형성된다. 이때, 점착층(120)은 상술한 (1) 내지 (4)의 광경화성 점착 조성물들로 형성되어 후속의 광경화 공정 시 점착층(120)에서 질소가스가 발생할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

기재 필름(100) 및 점착층(120)의 구조까지만 사용되는 경우 다이싱 필름으로써 사용되고, 접착층(130)의 구조까지 사용되는 경우 다이싱 다이 본딩 필름이 된다. 이때, 접착층(130) 상부에는 접착층(130)을 보호하는 이형필름(140)이 형성 되며, 이하에서는 다이싱 다이 본딩 필름의 예를 중심으로 설명하는 것으로 한다.

도 1b를 참조하면, 이형필름(140)을 박리한 후에, 접착층(130) 상부에 웨이퍼(150)를 라미네이션한다.

도 1c를 참조하면, 접착층(130)과 웨이퍼(150)를 라미네이션 한 후 설계된 회로의 크기대로 칩을 자르는 다이싱 공정을 수행한다.

다이싱 공정은 접착층(130)을 포함하여 점착층(120) 하부의 기재 필름(100) 일부 깊이까지 수행한다. 그 결과로 개별화된 칩(155), 접착 패턴(135) 및 점착 패턴(125)이 형성된다.

다음에는, 픽업을 위하여 기재 필름(100) 하부에서 자외선(UV)을 조사하여 점착 패턴(125)을 광경화시킴으로써, 접착 패턴(135)과의 계면 박리력을 감소시킨다. 이때, 점착층(120)에서 질소 가스가 발생하여 점착 패턴(125)은 발포형 패턴으로 경화되고, 접착 패턴(135)과의 부착력이 현저하게 감소된다.

도 1d을 참조하면, 접착 패턴(135)이 부착된 개별화된 칩(155)을 콜렛(Collet)이라는 픽업기를 사용하여 일정한 힘으로 픽업한다. 이때, 픽업이 용이하도록 기재 필름(100)을 확장시키는 익스팬딩 공정을 수행하며, 점착 패턴(125)은 발포형 패턴으로 경화되어 있으므로 점착 패턴(125)과 접착 패턴(135)의 분리가 용이하게 수행될 수 있다.

도 1e를 참조하면, 픽업된 칩(155)을 PCB 기판이나 리드프레임과 같은 지지부재(200)에 부착한다.

여기서, 기재 필름(100)은 다이싱 시에 웨이퍼가 흔들리지 않도록 붙잡아 주 는 역할을 하는 점착층(120)을 지지해주고, 또한 다이싱이 완료되면 개별화된 칩을 픽업하기 용이하도록 하기 위해 칩과 칩 사이의 간격을 늘리는 공정인 익스팬딩 공정이 가능하도록 상온에서 연신이 가능한 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름을 구성하는 기재 필름(100)으로 다양한 고분자 필름이 사용될 수 있으나, 그 중에서도 일반적으로 열가소성의 플라스틱 필름이 사용되고 있다. 이러한 이유는 열가소성 필름을 사용하여야 다이싱 공정 후 픽업하기 위해 익스팬딩 할 수 있고 익스팬딩 후에 남아 있는 칩들을 시간이 경과한 후에 다시 픽업하기 위한 경우도 있으므로, 필름의 복원력 측면에서도 열가소성 필름이 필요하기 때문이다.

기재 필름(100)은 익스팬딩이 가능해야 할 뿐만 아니라, 자외선 투과성인 것이 바람직하고, 특히 점착제가 자외선 경화형 점착 조성물인 경우 점착 조성물이 경화 가능한 파장의 자외선에 대해서 투과성이 우수한 필름인 것이 바람직하다. 따라서 기재 필름(100)에는 자외선 흡수제 등이 포함되어서는 안 된다.

이러한 기재로써 사용할 수 있는 폴리머 필름의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌/초산비닐 공중합체, 폴리에틸렌/스타이렌부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등이 주로 사용될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리(메틸메타크릴레이트)등의 고분자나 폴리우레탄, 폴리아미드-폴리올 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 이들 기재 필름(100)은 다이싱 시의 절삭성이나 익스팬딩성을 개선하기 위해 복층의 구조 를 지녀도 좋다. 이와 같은 필름 등은 주로 폴리올레핀 칩을 블렌딩하여 용융시켜 압출 방식으로 필름을 형성할 수도 있고, 블로잉 방식으로도 필름을 형성 할 수 있다. 블렌딩하는 칩의 종류에 따라 형성되는 필름의 내열성 및 기계적 물성이 결정되며, 상기 제조되는 필름은 헤이즈(HAZE) 85 이상의 값을 가져야 하는 바, 제조 당시 쿨링 롤의 표면을 인각하여 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 엠보싱 효과를 주어 빛의 산란에 의해 헤이즈를 지녀야 한다.

85 미만의 헤이즈이면 반도체 공정 중 프리컷(Pre-cut)상태에서 웨이퍼 경면에 라미네이션할 때 필름의 위치 인식 오류가 발생하여 연속적인 작업이 불가능해진다. 따라서, 기재 필름(100)의 배면은 반드시 표면에 엠보싱 처리됨으로써 인식 가능한 수준인 헤이즈 85 이상의 값을 나타내야 한다.

기재 필름(100)의 엠보싱 가공은 인식성 뿐만 아니라, 기재 필름(100) 제조시의 블록킹을 방지하여 권취가 가능하도록 하는 역할도 한다. 기재 필름(100)의 엠보싱 처리된 이면에는 점착층(120)이 형성되므로, 엠보싱면의 반대면은 형성되는 점착층(120)과의 접착력을 증가시키기 위하여 표면개질을 하는 것이 바람직하다.

표면개질은 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 있고, 코로나 방전 처리에 의해 점착층(120)을 형성하는 것이 제조 공정성 측면에서 바람직하다.

기재 필름(100)의 두께는 강한 신장도, 작업성, 자외선 투과성 등의 측면에서 바람직하게는 30 내지 300㎛, 보다 바람직하게는 50 내지 200㎛로 한다. 기재 필름(100)이 30㎛ 이하이면 프리컷(Pre-cut) 상태에서 작업성이 불량해지고, 자외선 조사시 발생하는 열에 의해 쉽게 필름의 변형이 일어난다. 또한, 기재 필름(100)이 300㎛ 이상이면 설비상 익스팬딩하기 위한 힘이 과도하게 요구되어 비용 측면에서 바람직하지 않다.

다음으로, 점착층(120)은 자외선 조사 전에는 접착층(130) 또는 링프레임과 강한 접착력을 유지하여야 하는데, 자외선 조사 전에 점착층(120)과 접착층(130) 사이 계면의 접착력이 크지 않으면 다이싱시 접착제가 부착된 칩과 점착층(120) 사이에서 박리가 쉽게 일어나 부분적으로 들뜸이 발생하여 다이싱 시 칩이 흔들리므로 칩 크랙 등의 칩 손상이 발생할 우려가 있다. 또한 점착층(120)과 링프레임의 접착력이 크지 않으면 익스팬딩 시 링프레임은 고정되어 있고 필름에 일정한 장력을 가하여 익스팬딩시키므로 점착층(120)과 링프레임의 접착부분에서 탈착이 일어나 웨이퍼 전체의 불량을 야기시킬 수 있다. 따라서, 점착층(120)은 자외선 조사 후에는 점착층(120) 중의 도막층이 자외선 경화 가교에 의해 단단해지고 응집력이 커져, 점착층(120)의 상부에 형성된 접착층(130)과의 계면 박리력이 현저히 낮아져야 하며, 박리력 감소 폭이 크면 클수록 접착층(130) 상부에 부착된 칩을 픽업하기가 용이해진다. 즉 점착층(120)은 다이싱 단계부터 건조 단계까지 칩을 강력하게 잡아 둘 정도의 큰 접착력을 가져야 하는 반면에, 픽업 단계에서는 그 접착력이 현저하게 감소되어 칩이 안전하게 다이본딩 단계로 이동될 수 있도록 낮은 접착력을 가져야 하는 상반된 두 물성을 자외선 조사 전ㅇ후로 지녀야 한다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름(160)에 사용되는 점착층(120)은 상기한 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성되는데, 광경화성 점착 조성물을 형성하는 방법은 주로 도포에 의해 이루어진다.

기재 필름(100)에 점착층(120)을 형성시키는 방법은 직접 코팅할 수도 있고, 이형필름 등에 코팅한 후에 건조 완료 후 전사방식에 의해 전사시킬 수도 있다. 전자이건 후자이건 점착층(120)을 형성시키는 도포 방법은 균일한 도막층을 형성시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 제한이 없으나 주로 바 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 롤 코팅, 어플리케이터 코팅, 스프레이 코팅, 립 코팅 등의 방법이 이용되고 있다.

도포한 후에 도막층을 형성하기 위한 건조방법은 주로 열경화 방식을 이용하고, 코팅 방식은 폴리올레핀 필름 표면 위에 직접 코팅층을 형성하기도 하고, 이형필름(140) 등의 필름 위에 점착층(120)을 형성시킨 후, 폴리올레핀 필름 등에 전사하여 코팅층을 형성하기도 한다.

점착층(120)의 두께는 3 내지 40㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 30㎛의 두께로 한다. 이는 3㎛ 미만이면 자외선 경화 후 도막 응집력이 약해 상부의 접착층(130)과의 계면 사이에서 바람직한 접착력 감소 효과를 가져오지 못하며, 40㎛ 초과이면 다이싱 공정시 수염 형상 절삭 부스러기 등이 발생하는 문제점이 있기 때문이다.

생성된 점착층(120)은 일정한 온도에서 일정 시간 숙성시킬 수 있는데, 일반 적으로 점착제는 열경화 후에도 일정 시간까지 도막층의 경화가 진행되기 때문에, 도막의 안정성과 경시변화를 최소화하는 범위 내에서 숙성시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름(160)에 사용되는 점착층(120)은 상기한 광경화성 점착 조성물을 이용하여 형성된 것 이외에도, 자외선 조사 전에는 강한 점성(tack)으로 상부의 접착층(130)과 강한 접착력을 유지하고, 링프레임과도 강한 접착력을 지니며, 자외선 조사 후에는 점착층(120)이 가교 반응에 의해 도막 응집력이 증가하고 수축하여 접착층(130)과의 계면에서 접착력이 현저히 감소함으로써, 접착층(130)이 부착된 칩(155)이 쉽게 픽업되어 지지부재(200)에 다이본딩 되는 것이면 어느 것이나 가능하다.

특히, 자외선 조사에 의해 경화되는 조성이어도 되고, 자외선 조사가 아닌 열경화나 기타 외부 에너지에 의해 에너지 부가 전 후로 접착층(130)과의 계면 사이에서 접착력이 현저히 감소하는 조성이면 어느 것이나 가능하다.

본 발명에 사용하는 기재 필름(100)이 폴리올레핀 필름과 같은 비극성 소재이기 때문에 점착층(120)이 필름에 대해 부착력을 가지려면 필름 표면을 개질하여 점착층(120)에 대해 친화력을 높이기도 하지만 점착층(120) 성분 자체에 극성기를 도입하고 경화제와 가교 반응시켜서 부착력을 증진시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더와 경화제를 혼합하여 기재 필름(100) 위에 도포 시 숙성공정을 거치면서 점착 바인더내에서 단단하게 도막을 형성하여 부착되기 때문에 자외선 조사 전에도 접착층(130)으로의 전이가 발생하지 않아 자외선 조사 후에 충분한 접착력 감소 효과를 나타내게 된다.

열경화제의 첨가에 의해 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 및 자외선경화형 아크릴레이트는 기재 필름(100) 표면에 단단한 도막을 형성하며 다이싱이나 자외선 조사에 의해 도막 탈리가 발생하지 않는다. 앞에서도 언급한 것처럼 본 발명에 사용하는 기재 필름(100)인 폴리올레핀 필름은 분자내에 극성기를 전혀 함유하지 않으므로 극성이 없는 외부 물질을 표면에 부착하기가 어렵게 된다. 따라서 필름 표면의 극성을 높이기 위해 코로나 처리나 프라이머 처리 등으로 표면 장력을 높이기도 하는데 이는 한계가 있으므로 기본적인 수지의 극성을 조절해서 도막을 형성하는 것이 일반적이다.

본 발명에 의한 다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름에 포함되는 점착층(120)은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더와 자외선 경화형 아크릴레이트를 혼합한 경우이면서, 저분자 아크릴레이트의 전이도 전혀 발생하지 않아서 자외선 조사 후에 점착층(120)과 접착층(130) 사이의 계면에서의 접착력이 현저히 줄어들어 10mm x 10mm 이상의 큰 크기의 칩에서도 픽업하는 것이 가능하게 된다.

상기 점착층(120)의 성분으로는 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더, 자외선경화형 아크릴레이트, 열경화제, 광중합 개시제 이외에 필요에 따라서는 유기 필러, 무기 필러, 접착부여제, 계면활성제, 대전방지제 등을 첨가하는 것이 가능하다.

그 다음으로, 접착층(130)은 열경화형 조성물로 필름상으로 만들어지며 웨이퍼의 경면에 우수한 부착력을 가져야 하고, 최외부의 이형필름(140)은 접착층(130) 을 외부 이물로부터 보호하고, 롤상으로 권취 하기 용이하게 하기 위해 사용되어진다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름(160)은 상기와 같이 기재 필름(100) 위에 점착층(130)을 코팅하고 다시 상부에 접착층(130)을 적층하는 구조로 이루어진다. 접착층(130)은 반도체 칩이 붙어 있어 작은 크기로 개별화된 후 칩을 픽업할 때 하부의 점착층(130)과 쉽게 박리되어 칩 이면에 부착된 상태로 지지부재(200)의 표면에 다이본딩 하게 된다.

상기 접착층(130)은 60℃ 근처의 온도에서 회로가 설계된 웨이퍼의 경면(유리면)에 부착되고 다이싱이 된 후에는 약 100℃의 온도에서 리드프레임이나 PCB 기판과 같은 지지부재(200)에 다이본딩 하게 된다. 또한, 상기 접착층(130)은 칩에 부착되어 패키징 내에 들어가고, 에폭시 몰딩 후에도 패키징 내부에 잔존하게 되므로 이온이나 이물 기타 시간 경과에 따른 공정 안정성 등 신뢰성이 중요하다.

본 발명에 의한 다이싱 다이 본딩 필름(160)의 접착층(130)은 필름 형성능을 갖는 고분자량의 아크릴 공중합체와 에폭시 수지 등의 열경화성 수지로 이루어진다. 상기 아크릴계 공중합체는 아크릴산 에스테르나 메타크릴산 에스테르 및 아크릴로니트릴 등의 공중합체인 아크릴 고무를 예로 들 수 있다. 에폭시 수지는 경화되어서 접착력을 나타내는 것이면 특별한 제한은 없으나, 경화반응을 하기 위해서는 관능기는 관능기가 2 이상이어야 하므로, 비스페놀 A형 에폭시 수지나 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 접착층(130)에는 에폭시 수지를 경화시키기 위한 경화촉진제를 사용할 수 있는데, 경화촉진제로는 이미다졸계나 아민계 등을 사용할 수 있다. 또한, 접착층(130)에는 웨이퍼와의 부착력을 증가시키기 위해 다양한 실란 커플링제를 1종 또는 2종 이상의 혼합으로 사용할 수 있으며, 접착층의 치수 안정 및 내열 특성 향상을 위해 실리카 등의 무기 입자를 첨가 할 수 있다.

상기 접착층(130)의 코팅 두께는 5 내지 100㎛이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 80㎛이 좋다. 이는 5㎛ 미만에서는 웨이퍼 이면에 적합한 접착력을 나타내지 못하고, 100㎛ 초과하는 경우 최근에의 경박단소화의 반도체 패키징 경향에 반하고, 두께가 클수록 칩과 칩, 칩과 기판 사이를 접착할 때 접착제 층의 유동성에 의하여 액상 접착제를 사용할 때와 같은 필레(Fillet) 현상이 발생하게 되어 패키징시 신뢰성에 문제를 유발시키기 때문이다.

또한, 상기 접착층의 성분으로는 필요에 따라서 유기 필러, 무기 필러, 접착부여제, 계면활성제, 대전방지제 등을 혼합하는 것이 가능하고, 접착층의 코팅 방식도 점착층과 마찬가지로 균일한 도막 두께를 형성시킬 수 있는 것이면 특별한 제한은 없다.

본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름은 상기와 같이 제조된 점착층(120), 접착층(130)을 적층하여 하나의 필름으로 제조한 것으로, 프리컷(Pre-cut) 형태나 롤 형태 모두 가능하나, 롤 형태로 제조 되었을 때 반도체 공정 중 웨이퍼 이외의 필름 부분을 제거(scrap)해야 하는 공정이 별도로 필요로 되고, 프리컷(Pre-cut)형태로 제조하는 경우에는 웨이퍼 크기에 맞는 필름이므로 별도의 제거공정이 필요하 지 않게 된다. 다만, 본 발명에 의한 다이싱 다이본딩 필름은 점착층(120)과 접착층(130)을 합지하여 일정 크기에 맞게 컷팅한 형태이므로, 합지시의 롤 압력, 온도 치수 및 정밀도 관리 등이 매우 중요한 요소가 된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

[접착층의 제조]

아크릴 수지 KLS-1046DR(수산기값 13mgKOH/g, 산가 63mgKOH/g, Tg 38℃, 평균분자량 690,000, 제조원: 후지쿠라 상사) 400g, WS-023(수산기 값 혹은 산가 20 mgKOH/g, Tg -5℃, 평균분자량 500,000, 수산기 혹은 카르복시기 함유량 20, 제조원: 나가세켐텍) 60g, 크레졸 노볼락계로 이루어진 에폭시 수지 YDCN-500-4P(제조원: 국도화학, 분자량 10,000이하) 60g, 크레졸 노볼락계 경화제 MEH-7800SS(제조원:메이와플라스틱산업) 40g, 이미다졸계 경화촉매 2P4MZ(제조원: 사국화학) 0.1g, 머켑토 실란커플링제 KBM-803(제조원: 신에쯔주식회사) 0.5g, 에폭시 실란커플링제KBM-303(제조원: 신에쯔주식회사) 0.5g 및 무정형 실리카 충진제 (OX-50, 제조원: 대구사) 20g을 혼합한 후, 500rpm에서 2시간 정도 1차 분산시켰다.

1차 분산 이후 밀링을 실시하였다. 밀링은 주로 무기 입자를 이용한 비드 밀링 방법을 사용하였다. 밀링이 완료된 후 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필 름의 편면에 건조 후 막 두께 20㎛로 하여 코팅을 실시하였다.

코팅된 면을 보호하기 위해 코팅층 상부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 적층하여 제 1 접착층을 제조하였다.

[비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 제조]

2L의 4구 플라스크에 다음 제조예의 배합조건으로 하여 시약을 투입하였고, 반응공정은 다음과 같다. 유기용매인 에칠아세테이트 300g, 톨루엔 240g을 먼저 투입하고, 한쪽에는 환류냉각 관을 설치하였고, 다른 한쪽에는 온도계를 또 다른 한쪽에는 드롭핑 판넬을 설치하였다.

플라스크 용액 온도를 80 내지 90℃로 올린 후, [표 1]의 제조예 1과 같이 2-에틸헥실아크릴레이트 (JUNSEI사, 7A2150), 하이드록시에틸메타크릴레이트 (SAMCHUN사, 03120), 하이드록시에틸아크릴레이트 (JUNSEI사, 10132-0480), 글리시딜 메타크릴레이트 (SAMCHUN사, E10780), 이소 옥칠 아크릴레이트 모노머 (SARTOMER사, 437425등) 라우릴메타크릴레이트 모노머(Aldrich사, 291811)와 벤조일퍼옥사이드 0.12g과 혼합액을 제조한 다음, 혼합액을 드롭핑 판넬을 사용하여 80 내지 100℃에서 3시간 동안 적하 하였다. 이때, 적하시의 교반속도는 250rpm으로 하였으며, 적하 종료 후 동일한 온도에서 4시간 동안 반응물을 숙성시킨 다음, 에칠아세테이트 30g, 아조비스이소부틸로나이트릴 1.2g을 투입하고, 4시간 동안 유지한 후 점도 및 고형분 측정을 하고 반응을 중지시켜 아크릴 공중합체인 아크릴 점착 폴리올 바인더 수지를 제조하였다. 중합 후의 점도는 300 내지 500cps 이고, 고 형분의 함량을 40%로 보정하였다.

2L의 4구 플라스크에 상기에서 합성한 아크릴 점착 폴리올 바인더 수지 100중량부에 2-Isocyanatoethyl Methacrylate(상품명 : Karenz MOI, 昭和電工(日))을 7중량부, 디부틸틴 디라우레이트(dibutyl tin dilaurate, DBTDL, Aldrich사, 291234) 20ppm을 넣고, 60℃의 온도에서 8시간 동안 반응 시켜 2-Isocyanatoethyl Methacrylate 모노머의 이소시아네이트기가 바인더의 수산기와 반응하여 FT-IR상에서 없어짐을 반응의 종말점으로 하여, 에틸아세테이트를 넣어 냉각시켜, 고형분 40%의 아크릴계 점착 바인더를 합성하였다.

[표 1]

[광경화성 점착 조성물 및 다이싱 다이 본딩 필름의 제조]

실시예 1

1L 비이커에 제조예 1에서 제조한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물 PAC-THPE-20(미원상사, 화 학식 1구조) 10g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 0.2g(Irgacure 651, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 1.8g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 점착 조성물을 제조하였다.

이와 같이 제조한 광경화성 점착 조성물을 혼합하여 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 제 1 점착필름을 제조한 후 제 1 접착층과 합지하여 도 1a와 같은 다이싱 다이 본딩 필름(160)을 제조하였다.

실시예 2

1L 비이커에 제조예 1에서 제조한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물 PAC-TPPA-20(미원상사, 화학식 2 구조) 10g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 0.2g(Irgacure 651, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 1.8g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 점착 조성물을 제조하였다.

이와 같이 제조한 광경화성 점착 조성물을 혼합하여 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 제 2 점착필름을 제조한 후 제 1 접착층과 합지하여 도 1a와 같은 다이싱 다이 본딩 필름(160)을 제조하였다.

실시예 3

1L 비이커에 제조예 1에서 제조한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물 PAC-MTPC(3MTC)(미원상사, 화학식 3 구조, m=1) 10g을 투입하여 혼합한 후, 광개시제 0.2g(Irgacure 651, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 1.8g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 점착 조성물을 제조하였다.

이와 같이 제조한 광경화성 점착 조성물을 혼합하여 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 제 3 점착필름을 제조한 후 제 1 접착층과 합지하여 도 1a와 같은 다이싱 다이 본딩 필름(160)을 제조하였다.

비교예 1

1L 비이커에 제조예 1에서 제조한 고형분 40%의 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 250g과 광개시제 0.2g(Irgacure 651, Ciba-chemical), 이소시아네이트 경화제 1.8g (AK-75, 애경화학)를 첨가하여 광경화성 점착 조성물을 제조하였다.

이와 같이 제조한 광경화성 점착 조성물을 혼합하여 폴리올레핀 필름의 한쪽 면에 코팅하여 건조 후 두께 10㎛의 제 4 점착필름을 제조한 후 제 1 접착층과 합지하여 도 1a와 같은 다이싱 다이 본딩 필름(160)을 제조하였다.

실시예 4

실시예 1에서 제조한 제 1 점착필름에 PET 커버 필름을 합지하여 다이싱 필름을 제조하였다.

실시예 5

실시예 2에서 제조한 제 2 점착필름에 PET 커버 필름을 합지하여 다이싱 필름을 제조하였다.

실시예 6

실시예 3에서 제조한 제 3 점착필름에 PET 커버 필름을 합지하여 다이싱 필름을 제조하였다.

비교예 2

비교예 2에서 제조한 제 5 점착필름에 PET 커버 필름을 합지하여 다이싱 필름을 제조하였다.

[물성평가 방법]

시험예 1 : 접착층-점착층 계면 박리력

점착력 측정은 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 다이 접착용 접착층에 폭 25mm, 길이 250mm의 시료를 붙인 후, 다이 접착용 접착층에 접착 테이프를 붙인 후 2kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 1회 왕복시켜 압착하였다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180ㅀ로 뒤집어 약 25mm를 벗긴 후, 10N Load Cell에서 시험편을 인장강도기의 위쪽 클립에 다이 접착용 접착층을 시험판 아래쪽 클립에 고정시키고, 300mm/min의 인장속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하였다.

인장 시험기는 "Instron Series lX/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였으며, 자외선 조사는 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였으며, 샘플은 자외선 조사 전후로 각각 10개씩 측정하여 평균값을 측정하여 하기 [표 2]에 나타내었다.

시험예 2 : 점착층의 점착성(tackiness) 측정

상기에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름(160) 중 점착층만을 자외선경화 전/후로 "probe tack tester(Chemilab Tack Tester)"를 이용하여 측정하였다. 이 방법은 ASTM D2979-71에 의거하여 깨끗한 Probe 끝을 10+0.1mm/sec의 속도와 9.79+1.01kPa의 접촉 하중으로 1.0+0.01sec 동안 점착제 표면에 접촉시킨 다음 떼었을 때 필요한 최대 힘을 측정한 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

이때 자외선 조사는 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였으며, 샘플은 자외선 조사 전후로 각각 5개씩 측정하여 평균값을 측정하였다.

시험예 3 : 점착층의 기재필름 부착력 측정

상기에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름(160) 중에 점착층을 크로스 커트(cross cut) 시험하되, 도막을 예리한 칼로 수평, 수직 1㎜ 간격으로 11개씩의 선을 그어 총 100개의 바둑판을 만들고, 작성 된 바둑판에 접착테이프를 붙이고 순간적으로 잡아당겨 부착력을 측정한 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다. 여기서, 100/100은 상기 100개의 바둑판이 모두 양호하게 부착되어 있다는 시험 결과를 나타낸다.

시험예 4 : 접착층-점착층 계면 질소가스 발생량 측정

상기에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름(160)에 두께 50㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착 시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 크기 50mm x 50mm의 크기로 다이싱 하였다.

그 후 필름을 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였다. 조사가 완료된 후 실리콘 웨이퍼 후면(필름면)에서 질소가스 발생에 따른 접착층과 점착층의 박리면적을 측정한 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

시험예 5 : 다이싱 다이본딩 필름 픽업(pick-up) 성공률 측정

상기에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 제조된 다이싱 다이본딩 필름(160)에 두께 50㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착 시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 크기 16mm x 9mm의 크기로 다이싱하였다.

그 후 필름을 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였다. 조사가 완료된 후 실리콘 웨이퍼 중앙부의 칩 200개에 대하여 다이본더 장치(SDB-10M, 메카트로닉스사)를 이용하여 픽업 시험을 실시하고 그 성공률(%)을 측정한 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

[표 2] 다이싱 다이본딩 필름 물성평가 결과

시험예 6 : 웨이퍼-점착층 계면 박리력

점착력 측정은 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 웨이퍼에 25mm, 길이 250mm의 다이싱 필름 시 료를 붙인 후 2kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 1회 왕복시켜 압착하였다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180ㅀ로 뒤집어 약 25mm를 벗긴 후, 10N Load Cell에서 시험편을 인장강도기의 위쪽 클립에 웨이퍼를 시험판 아래쪽 클립에 고정시키고, 300mm/min의 인장속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하였다.

인장 시험기는 "Instron Series lX/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였으며, 자외선 조사는 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였으며, 샘플은 자외선 조사 전후로 각각 10개씩 측정하여 평균값을 측정하여 하기 [표 3]에 나타내었다.

시험예 7 : 웨이퍼-점착층 계면 질소가스 발생량 측정

상기에 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2에 의해 제조된 다이싱 필름에 두께 50㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착 시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 크기 50mm x 50mm의 크기로 다이싱 하였다.

그 후 필름을 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였다. 조사가 완료된 후 실리콘 웨이퍼 후면(필름면)에서 질소가스 발생에 따른 접착층과 점착층의 박리면적을 측정한 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.

시험예 8 : 다이싱 필름 픽업(pick-up) 성공률 측정

상기에 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2에 의해 제조된 다이싱 필름에 두께 50㎛의 실리콘 웨이퍼를 60℃, 10초간 열 압착 시킨 후 DFD-650(DISCO사)을 이용하여 크기 16mm x 9mm의 크기로 다이싱하였다.

그 후 필름을 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였다. 조사가 완료된 후 실리콘 웨이퍼 중앙부의 칩 200개에 대하여 다이본더 장치(SDB-10M, 메카트로닉스사)를 이용하여 픽업 시험을 실시하고 그 성공률(%)을 측정한 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.

[표 3] 다이싱 필름 물성평가 결과

상기 [표 2] 및 [표 3]에서 보는 바와 같이, 실시예 1 ~ 3 및 실시예 4 ~ 6 과 같이 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더에 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 사용한 광경화성 점착 조성물로 제조한 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 필름은 50㎛ 두께의 웨이퍼 16mm x 9mm 칩 크기에서도 100% 픽업 성공률을 달성하였다.

반면에, 비교예 1 및 비교예 2는 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 포함하지 않기 때문에, 자외선 조사에 의한 질소가스 발생이 없고 이에 따른 접착층과 점착층 및 웨이퍼와 점착층 사이의 계면 박리력을 낮출 수가 없었으며, 점성(tack) 값이 실시예 1 내지 3 대비 상대적으로 높아 16mm x 9mm 칩 크기에서 100% 픽업 성공률을 달성하지 못하였다.

여기서, 자외선 조사에 의한 광경화가 부족하게 발생하는 경우 접착층과 점착층 사이의 계면 박리력이 높아져 비교예 1 및 비교예 2은 픽업에러가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 경우에는 중간에 발생한 질소 가스에 의하여 계면 박리가 용이해지므로 자외선 조사에 의한 광경화가 부족에 상관 없이 픽업을 향상 시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 점착층은 비닐기를 함유하는 아크릴계 점착 바인더 및 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물을 포함하고 있어, 다이싱 할 경우에는 칩이 비산하거나 움직이는 것을 방지하고, 광경화시에는 점착층과 접착층 및 점착층과 웨이퍼 사이에서 질소 가스를 발생시켜 칩을 점착층으로부터 용이하게 박리시킬 수 있다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 의한 다이싱 다이본딩 필름 및 이를 이용한 웨이퍼 칩 픽업 공정을 도시한 단면개략도들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기재 필름 120 : 점착층

130 : 접착층 140 : 이형필름

150 : 웨이퍼 200 : 지지부재

Claims (10)

1. 기재 필름; 및

   상기 기재 필름 상부에 형성되는 광경화성 점착층을 포함하되, 상기 광경화성 점착층은 광경화시 질소 가스를 발생시킴으로써, 상기 광경화성 점착층 상부에 라미네이트되는 웨이퍼의 픽업 성공율을 증가시키는 광경화성 점착 조성물을 포함하는 다이싱 필름으로서,

   상기 광경화성 점착 조성물은 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더, 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물, 열경화제 및 광중합 개시제를 포함하고,

   상기 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물은 하기 [화학식 1] 내지 [화학식 3] 중 선택된 어느 하나로 표현되는 화합물을 포함하고,

   [화학식 1]

   

   [화학식 2]

   

   [화학식 3]

   

   (상기 Z₁ 및 Z₂은 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C6 알킬기이고,

   상기 m은 0 내지 3의 정수이며,

   상기 Q는 수소,

   

   또는

   

   이며, 여기서 수소의 비율은 0 내지 90%이다.)

   상기 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물은 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 고형분 100 중량부를 기준으로 1 내지 30 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 다이싱 필름.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 광경화성 점착층은 3 내지 40㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 다이싱 필름.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 광경화성 점착 조성물은 상기 비닐기를 포함하는 아크릴계 점착 바인더 고형분 100 중량부를 기준으로 열경화제 0.5 내지 5 중량부 및 광중합 개시제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 필름.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 에스테르화된 퀴논디아지드 화합물은 5 내지 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 다이싱 필름.
10. 제1항, 제3항, 제7항 또는 제9항 중 어느 한 항의 다이싱 필름; 및

    상기 다이싱 필름 상부에 형성된 접착층을 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름.

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