반도체 제조 공정용 UV 경화형 아크릴 점착제의 합성과 점착 특성
이선호*⋅이상건**⋅황택성†
충남대학교 화학공학과, *충남대학교 녹색에너지기술 전문대학원⋅녹색에너지기술학과, **애경화학(주) 기술연구소 (2012년 11월 19일 접수, 2012년 12월 28일 심사, 2013년 1월 8일 채택)
Synthesis and Adhesion Properties of UV Curable Acrylic PSAs for Semiconductor Manufacturing Process
Seon Ho Lee*, Sang Keon Lee**, and Taek Sung Hwang†
Department of Chemical Engineering, College of Engineering, Chungnam National University, Daejeon 305-764, Korea
*Graduate School of Green Energy Technology, Chungnam National University, Daejeon 305-764, Korea
**Aekyung Chemical Co., Ltd, Daejeon 305-805, Korea
(Received November 19, 2012; Revised December 28, 2012; Accepted January 8, 2013)
UV 경화형 아크릴 점착제는 세상에서 매우 다양한 형태로 이용되는데, 반도체 산업을 기반으로 하는 웨이퍼 제조 공정에서도 이용되고 있다. 특히 반도체에 사용되는 웨이퍼가 더욱 얇아짐에 따라, UV 경화형 아크릴 점착제는 더욱 적절한 점착 성능을 요구 받고 있다. 본 연구는 2-EHA (2-ethyl hexyl acrylate), 2-EHMA (2-ethyl hexyl methacrylate), SM (styrene monomer), 2-HEA (2-hydroxy ethyl acrylate), acrylic acid 모노머를 이용하여 hydroxy기를 가진 아크릴 수지 점착제를 합성한 후 MOI (methacryloyloxyethyl isocyanate)의 투입량 조절을 통한 경화 특성을 향상시킬 수 있는 부가 반응을 시킨 이소시아네이트 변성 아크릴 수지 점착제를 제조하여, 적절한 접착 성능을 알아보고, 수산기 값의 정도와 UV 조사량의 차이에 따라 웨이퍼 제조의 최적화된 조건을 찾았다. 시험 결과 UV 경화형 점착제에서 수산기(Hydroxyl group, -OH)와 이소시아네이트기(isocyanate group, -NCO)의 1 : 1 당량비로 이소시아네이트 경화제를 사용할 경우 수산 기값이 클수록, UV 조사 전 박리력이 감소하였다. UV 조사량이 증가할수록 높은 경화 특성 때문에 박리접착 강도는 낮아졌다.
UV curable acryl resin, pressure-sensitive adhesives (PSAs), are used in many different parts in the world. In particular, PSAs has been used in the wafer manufacturing process of semiconductor industry. As wafers become much thinner, UV curable PSAs require more proper adhesion performance. In this study, acrylic PSAs containing hydroxyl groups were synthesized using monomers of 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, styrene monomer and 2-hydroxyethyl acrylate. Isocyanate modified UV curable PSAs were then prepared by the adduct reaction that facilitates the UV curing property via controlling the amount of methacryloyloxyehtyl isocyanate. The proper adhesion performance and UV curing behavior of UV curable PSAs with various hydroxyl values were studied, and experimental conditions were then optimized to raise the efficiency of wafer manufacturing process. It was found that in case of using the equivalent ratio of 1 : 1 isocyanate hardener used in the UV curable PSAs, the peel strength before the UV curing process decreased as the amount of hydroxyl groups increased in the PSAs. The peeling adhesive strength was also decreased with increasing UV dose due to high curing characteristics.
Keywords: acrylic pressure-sensitive adhesives, synthesis, UV irradiation, peel adhesion
1. 서 론
1)
우리 생활에서 볼 수 있는 점착제는 테이프화되어 생활용품, 일반 산업, 자동차, 항공, IT 등 매우 다양한 분야에 사용되고 있다[1,2]. 특히 IT 분야에는 반도체, 휴대전화, 디스플레이(LCD, PDP), 정밀제품 등의
† Corresponding Author: Chungnam National University Department of Chemical Engineering, College of Engineering 220 Gung-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea Tel: +82-42-821-5687 e-mail: [email protected]
pISSN: 1225-0112 @ 2013 The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry.
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운반, 소재의 고정 및 보호용으로 사용되고 있다.
최근 IT 관련 전기전자부품의 조립기술은 IT 산업을 뒷받침할 중추 적인 기술로 인정받고 있으며 국내기술은 세계 최고 수준을 자랑하고 있다. 특히 부품의 경박단소화가 요구되는 PC, 노트북, MP3, 핸드폰, PDA, 휴대용 AV 기기와 같은 각종 모바일 단말기기의 핵심부품인 반도체 웨이퍼 가공 기술은 매우 중요한 핵심기술로 부상하고 있다 [3].
반도체 제조 시 웨이퍼 상에 포토리소그래피 공정과 메탈라이징 작 업이 끝난 후 반도체 웨이퍼를 절단하는 공정에서 반도체 칩이 튀어 나가거나 흔들리는 것을 방지하기 위해서 일반적으로 웨이퍼 뒷면에 일정한 점착력을 갖는 다이싱(dicing)용 점착테이프가 사용되고 있다.
Table 1. The Formulation of 1st Step for Synthesis of Base Polymer Monomer mixture (g) AIBN
(g)
EAc (g)
Theoretical Tg (℃) 2-EHA 2-EHMA SM 2-HEA
69.67 7.00 5.00 18.33 0.3 100 -52.9
Table 2. The Formulation of 2nd Step for Synthesis of UV Curable PSAs
Batch No. Base polymer (g) MOI (g) Theoretical hydroxyl value1 Theoretical Tg (℃)
UV-PSA-1 222.5 20.00 13.61 -39.70
UV-PSA-2 222.5 21.10 10.20 -39.05
UV-PSA-3 222.5 22.22 6.79 -38.41
UV-PSA-4 222.5 23.36 3.39 -37.77
웨이퍼를 각각의 칩으로 절단한 후 다음 공정으로 이송하기 위해 절 단된 반도체 칩을 고정용 점착테이프로부터 떼어내는 과정에서 초기에 나타냈던 점착력이 그대로 남아있으면 절단되어진 반도체 칩들이 쉽게 제거가 되지 않을 뿐 아니라, 반도체 칩 표면에 점착제가 남아있게 되어 불량을 유발할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 특수한 점착테이프가 사용되어야 하는데, UV (Ultraviolet) 조사 전에는 어느 정도 높은 접착력을 갖추고 있다가 UV를 조사하면 경화에 의해 접착 력이 떨어져 쉽게 반도체 칩이 제거될 수 있도록 기능을 갖추고 있어야 한다[4,5].
또한 다이싱 공정 이후 패키지(package)을 위해서는 접착제가 필요 한데, 기존의 범용 IC 패키지에 적용해오던 전통적인 접착제는 주로 페이스트 상으로 이루어진 에폭시계 접착제로서 개별 칩들에 대해서 기판이나 리드프레임(lead frame) 접착 시, 디스펜싱(dispensing) 기법을 이용하는 방식을 취하고 있다. 이를 위해서는 다이 접착공정이 별도 로 추가되어야 하며, 접착 후 접착제를 수분∼1시간 이상 경화시켜야 하는 등 상당한 공정비용이 필요하다. 특히 디스펜싱 방식의 부정밀 성으로 인해 접착제의 도포량과 두께를 제어하기가 힘들고, 접착 후 에도 그 도포의 균일성을 보장받기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 필름형 다이어테치필름(die attach film : DAF)이 개발되었고, 최 근에는 기존 다이싱 테이프와 DAF의 기능을 일원화시킨 일체형 DAF 가 개발되어 공정에 적용되고 있다[6-8].
최근 반도체 패키징 업계에서는 웨이퍼의 대형화 및 박막화 추세에 따라서 일체형 DAF에 있어서는 다이싱 공정 이후 pick up 공정이 중 요시 되어 pick up 불량이 없는 일체형 DAF를 요구하고 있다[9,10].
일반적인 UV 경화 박리형 점착제는 아크릴 수지 점착제 및 올리고 머, 반응 모노머, 광개시제, 첨가제 등을 사용하고, 경화제로 이소시아 네이트 경화제, 아미노 경화제 등을 사용하여 제조하는 방법이 알려져 있다[11-16].
따라서 본 연구에서는 2-EHA (2-Ethylhexyl acrylate), SM (Styrene monomer), 2-EHMA (2-Ethylhexyl methacrylate), 2-HEA (2-Hydroxyethyl acrylate) 모노머를 이용하여 수산기(hydroxy group)를 가진 아크릴 점 착제를 합성한 후, MOI (Methacryloyloxyethyl isocyanate)를 사용해서 부가 반응을 시켜 고분자 사슬 내에 에틸렌성 불포화기를 도입하여 UV 경화가 가능한 일체화된 UV 경화형 아크릴 점착제를 합성하였다 [17]. 합성된 UV 경화형 아크릴 점착제와 이소시아네이트 경화제 및 광개시제를 혼합하여 PO (Polyolefin) Film에 도포 및 열경화한 후 DAF와 합지하고 일체형 DAF를 제조하였다. 제조된 일체형 DAF의 UV경화 전후의 점착력 및 pick up 특성을 고찰하였다.
2. 실 험
2.1. 시약 및 재료
UV 경화형 아크릴 점착제를 합성하기 위하여 사용한 모노머는 2-EHA (2-ethylhexyl acrylate, Samchun Chemical, Seoul, Korea),
2-EHMA (2-ethylhexyl methacrylate, Mitsubishi rayon, Tokyo, Japan), SM (styrene monomer, Sigma-Aldrich, New York, USA), 2-HEA (2-hydroxyethyl acrylate, Sigma Aldrich, New York, USA), MOI (Methacryloyloxyethyl isocyanate, Showa Denko, Tokyo, Japan)를 정 제하지 않고 사용하였으며, 열 개시제로 AIBN (Azo-bis-isobuyl-nitrile, Junsei, Tokyo, Japan)과 용매는 EAc (Ethyl acetate, Korea Alcohol Industrial, Seoul, Korea)를 사용하였다. 그리고 다이싱다이본딩 테이 프를 제조하기 위하여 사용한 이소시아네이트 경화제는 AK-75 (Sigma Aldrich, New York, USA), 광개시제는 HCPK (1-hydroxy-cyclohexyl- phenyl-ketone, Ciba Specialty Chemical, Shanghai)를 사용하였다. 기재 Base 필름은 PO 필름(Polyolefin film, JSR), 접착 필름은 에폭시 접착 필름(Epoxy adhesive film, Nitto Denko Corporation, Osaka, Japan)을 사용 하였다. 이 외에 점착력 평가 시 SUS304 시편을 사용하였다.
2.2. 아크릴 점착제 수지 합성
UV 경화형 점착제를 합성하기 위해 총 2단계로 중합을 진행하였다.
1단계로 수산기(hydroxyl group)를 포함한 베이스 폴리머(base polymer)의 합성을 프리 라디칼 반응을 이용한 용액 중합법으로 합성 을 하였고, 모노머 비율은 Table 1에 나타낸 바와 같이 중합하였다.
먼저 플라스크에 일정 비율의 에틸아세테이트와 분자량을 높이기 위하여 혼합 모노머의 50%를 개시제(AIBN)와 함께 초기에 투입하였다.
교반기를 100∼120 rpm 속도로 교반하면서 1 h 동안 75∼80 ℃까지 승온하고 발열을 제어하였다. 온도가 안정한 상태에서 나머지 혼합 모노머 50%와 에틸아세테이트에 용해한 개시제를 준비한 정량 펌프 를 사용하여 동시에 2 h 동안 투입을 하면서 온도가 75∼80 ℃로 유 지되도록 제어하였다. 투입완료 후 발열이 없을 때까지 반응을 시키 고, 이론 고형분 50% 이상과 점도의 변화가 없을 때 1단계 반응을 종 료하고, 고형분 45%가 되게 에틸아세테이트를 투입하였다.
1단계 반응에서 수산기(hydroxyl group)를 가진 아크릴 점착제의 합 성 종료 후, 2단계 부가 반응은 곧바로 75∼80 ℃에서 진행하였다.
Table 2의 비율로 MOI(Methacryloyloxyethyl isocyanate)를 30 min간 일정한 속도로 투입하고 NCO의 잔량을 확인하기 위하여, NCO%를 측정하여 NCO 0.1% 이하에서 점도 변화가 없을 때 반응을 종료하고, 고형분 35%가 되게 에틸아세테이트를 투입하여 합성을 완료하였다.
그에 대한 구조식은 Figure 1과 같다.
2.3. UV 경화형 점착제 특성 측정
비휘발분(NV : non volatile)은 시료 1 g의 무게를 취하여 107 ℃ 오 븐에서 1 h 방치 후 무게를 측정하였고, 점도(Viscosity)는 브룩필드
Table 3. Composition of Urethane Curing Adhesive Containing Various Amount of Curing Agent and Photo Initiator
Batch No. UV-PSAs (g) Crosslinker Photoinitiator Solvent
AK-751 (g) HCPK (Irgacure184) (g) EAc2 (g)
UV-PSA-1 100 2.748 3 40
UV-PSA-2 100 2.060 3 40
UV-PSA-3 100 1.371 3 40
UV-PSA-4 100 0.687 3 40
O O
CH3
CH3
O O
CH3
CH3
*
CH3
O O
*
HO
a b
c
d
(a) 1st step : Free radical polymerization
MOI
(Methacryloyloxyethyl isocyanate)
O O
CH3
CH3
O O
CH3
CH3
*
CH3
O O
*
O
a b
c
d
HN O
O
O CH3
H2C
(b) 2nd step : Urethane reaction Figure 1. Structure of UV curable PSAs.
점도계를 이용하여 측정하였다. 수산기값(hydroxyl value)은 아세틸화제 (4-di-methylaminopyridine+무수초산), 0.5 N Di-n-butylamine, 브롬페놀 블루 지시약, 0.5 N-HCl 알콜용액을 이용하여 측정하였다. NCO%는 탈수 초산에틸, 1 N di-n-butylamine용액(in toluene), 메탄올, 브롬페놀 블루 지시약, 0.5 N-HCl 수용액을 이용하여 측정하였다.
2.4. 점착제의 코팅 및 경화 전⋅후 점착 특성 측정
본 실험에서는 합성한 UV 경화형 점착제에 TDI (Toluene diisocyanate) adduct형 경화제(AK-75)는 수산기(hydroxyl group, -OH)와 이소시아 네이트기(isocyanate group, -NCO)가 1 : 1 당량비가 되도록 투입하였고, 광개시제인 HCPK (Irgacure 184)는 동일하게 3% 투입하였다. 또한
조액 점도를 낮추기 위하여 EAc (ethyl acetate)를 사용하였다. 조액비 율은 Table 3과 같다. 경화전의 점착력 시험을 위해 2 kg roller 5회 왕복하여 에폭시 접착 필름과 합지하였으며, 제조된 UV 경화형 점착 테이프의 점착 특성을 확인하기 위하여 UV 조사량을 0∼350 mJ/cm2 범위에서 50 mJ/cm2씩 증가시키면서 UV-PSAs층과 에폭시 접착층 사 이의 점착 특성을 측정 실시하였다.
2.5. 분자량 및 분자량 분포 분석(GPC)
합성한 점착제의 수평균 분자량, 무게평균 분자량, 분자량 분포를 측정하기 위해서 column이 장착된 GPC로 측정하였다. 이동상은 tetrahydrofuran (THF)용액을 사용하였으며 시료는 0.3 wt%의 농도로 완전히 용해하여 필터링 후 시료를 200 µL를 주입하여 1.0 mL/min의 유속으로 분자량을 측정하였다.
2.6. 유리전이온도(Tg) 측정
아크릴 점착제의 이론유리전이온도(Tg)[8]는 다음과 같은 Fox’s Equation에 의해 구하였다.
Tg : Tg of copolymer
W (i) : weight fraction of component (i) Tg (i) : Tg of homopolymer of component (i)
또한 온도 변화에 따른 유리전이온도를 측정하기 위하여 UV 경화형 점착제를 유리판에 10 g 정도 도포한 후 진공 오븐에 넣고 용매가 완 전히 제거 될 때까지 건조 후, 시료를 10 mg정도 채취하여 DSC (TA Instruments사 Q10)를 사용하여 승온 속도 10 ℃/min, -70 ℃∼40 ℃, 50 mL/min N2 조건으로 측정하였다.
2.7. 박리력 측정
제조된 UV 경화형 점착 테이프의 박리력 측정은 표준 peel strength 시험 방법으로 측정하였으며, 그 방법은 다음과 같다. 시료크기는 25 mm × 150 mm이며, 피착제는 stainless steel plate (SUS 304)로 측정하 였다. Universal testing machine (UTM : Shimadzu사 EZ. Test) 장비 를 사용하여 300 mm/min의 속도로 180° 박리력을 측정하였다. 측정 은 UV-PSAs층과 에폭시 접착 필름 간의 UV 조사 전/후 박리력을 측 정하였고, 시험편을 2000 ± 50 g roller로 1회 왕복하여 피착제에 부착 후 30 min이 경과된 뒤에 UTM을 이용 측정속도 300 mm/min의 속도 로 박리력을 측정하였다.
Figure 2. FT-IR spectra of UV curable PSAs at various MOI content.
Table 4. The Specification of UV Curable PSAs
Batch No. NV1 (%) VIS2 (cps) OHv3 (mg KOH/g) NCO%4
UV-PSA-1 35.3 631.8 4.8 0.03
UV-PSA-2 34.8 557.9 3.6 0.04
UV-PSA-3 35.0 602.9 2.4 0.02
UV-PSA-4 34.8 549.9 1.2 0.09
3. 결과 및 고찰
3.1. FT-IR 스펙트럼 분석
본 연구에서 합성한 UV 경화형 점착제의 구조 확인을 위하여 ATR FT-IR 적외선 분광기를 이용하여 스펙트럼을 분석하는데 그 결과가 Figure 2에 나타나 있다. Figure 2에서 보는 바와 같이 3376∼3378 cm-1 은 2-HEA의 OH 특성피크와 MOI의 Isocyanate기의 우레탄 결합에 의하여 생성된 N-H 신축진동 피크가 나타나며, 1637∼1638 cm-1에서 우레탄 결합 이후 MOI의 C=C 신축진동 피크가 나타나는 것으로 보 아 UV 경화형 점착제가 합성되었음을 확인할 수 있었다.
3.2. UV 경화형 점착제 특성 분석
본 연구에서 합성한 UV 경화형 점착제의 특성 확인을 위하여 비휘 발분(NV : non volatile), 점도(viscosity), 수산기값(hydroxyl value), 이소 시아네이트기값(isocyanate value)을 측정하는데 그 결과가 Table 4에 나타나 있다. Table 4에서 보는 바와 같이 MOI의 함량이 증가함에 따라 약간의 차이는 있지만 점도는 감소하였으며, Hydroxyl value는 감소하 였고, NCO 함량은 증가하는 경향을 보였으며, 비휘발분의 양은 큰 변화를 보이지 않았다. 이렇게 MOI의 함량이 증가함에 따라 점도와 수 산기가가 감소하는 것은 HEA와 MOI가 반응함에 따라 OH기의 양이 감소하였고, 분자량이 증가하여 flexibility가 감소하여 점도가 낮아지는 것으로 사료되었다.
3.3. 분자량 및 분자량 분포(GPC) 분석
합성한 UV 경화형 점착제의 분자량 및 분자량 분포를 측정하기 위해 GPC 측정을 하였다. 그 결과가 Figure 3과 Table 5에 나타나 있 다. Table 5에서 보는 바와 같이 수평균분자량()은 65000∼76000 정도이고, 무게평균분자량()은 550000∼580000 정도이고, /
은 7∼9이었다. 특히 MOI 첨가량이 증가할수록 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량이 커지는 것을 알 수 있으며, 이러한 이유는 아크릴 라디칼 합성과 MOI 부가 반응에 있어 2-HEA의 투입량 증가 시 수산 기의 증가에 따른 수소 결합이 증가하여 분자량이 증가하는 것으로 판단된다.
3.4. DSC (Tg) 분석
합성한 UV 경화형 점착제의 MOI 투입량에 따른 유리전이온도(Tg) 측정을 위해 DSC 측정결과가 Figure 4에 나타나 있다. MOI 투입량에 따른 유리전이온도의 변화는 Fox’s equation을 따랐다. Table 6에서 보는 바와 같이 이론 유리전이온도와 DSC 분석에 의한 유리전이온도는 약 5 ℃ 정도의 차이를 보였으나 대체적으로 유사하게 측정되었으며, MOI 첨가량이 증가할수록 유리전이온도가 일정하게 비례해서 높아 지는 것을 알 수 있다. 이는 1차 우레탄 결합에 의한 가교 밀도의 상 승으로 모듈러스가 증가하기 때문으로 사료되었다.
3.5. UV 조사량에 따른 점착 물성
합성한 UV 경화형 점착제의 MOI 경화제량, 광개시제량에 따른 박
Figure 3. GPC Chromatogram of UV curable PSAs at various MOI content : (a) UV-PSA-1, (b) UV-PSA-2, (c) UV-PSA-3, and (d) UV-PSA-4.
Table 5. GPC and DSC Results of UV Curable PSAs at Various MOI Content
Batch No. / Theoretical Tg (℃) DSC Tg (℃)
UV-PSA-1 65493 577598 8.82 -39.70 -32.38
UV-PSA-2 70359 550142 7.82 -39.05 -35.23
UV-PSA-3 71128 564296 7.93 -38.41 -35.06
UV-PSA-4 75717 556050 7.34 -37.77 -33.18
Figure 4. DSC data of UV curable PSAs at various MOI content : (a) UV-PSA-1, (b) UV-PSA-2, (c) UV-PSA-3, and (d) UV-PSA-4.
Table 6. The Change of Peel Strength According to Various UV Dosage
Batch No.
Peel Strength (gf/25 mm) UV Dosage (mJ/cm2)
0 50 100 150 200 250 300 350
UV-PSA-1 413.6 21.8 10.3 7.8 6.9 6.6 6.9 6.3
UV-PSA-2 508.7 19.5 10.4 8.4 8.0 7.4 7.7 7.4
UV-PSA-3 661.4 16.6 9.9 9.1 10.4 8.3 8.4 8.6
UV-PSA-4 997.1 15.6 10.4 10.0 9.6 10.0 10.1 9.9
(a) (b) (c) (d)
0 20 40 60 80 100
Pick-up Miss EA
Figure 6. The amount of Sawing processing Pick-up Miss EA : (a) UV-PSA-1, (b) UV-PSA-2, (c) UV-PSA-3, and (d) UV-PSA-4.
0 100 200 300 400
(a) (b) (c) (d)
0mJ 200mJ
Peel Strength (gf/25mm)
Figure 5. The change of peel strength on SUS304 : (a) UV-PSA-1, (b) UV-PSA-2, (c) UV-PSA-3, and (d) UV-PSA-4.
리력 및 경시변화에 따른 박리력의 변화를 Table 6에 나타내었다. 또 한 제조된 UV 점착 테이프의 SUS304에 대한 UV 조사 전/후 점착 특 성을 확인하였고 그 결과를 Figure 5에 나타내었다.
다양한 수산기값(-OH)을 가진 UV 경화형 점착제와 이소시아네이트 경화제(-NCO)의 당량비를 동일한 1 : 1 당량비로 배합하였더라도 수 산기가 높은 UV 경화형 점착제의 UV 조사 전 박리력이 낮게 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 수산기값이 높을수록 이소시아네이트 경화제 투입양이 증가하여 1차 우레탄 결합 가교밀도가 증가한 것에 기인한다고 판단되었다.
또한, UV 조사량이 증가할수록 박리력은 감소하는데 200 mJ/cm2 이상에서는 박리력의 차이는 크지 않았다. 이는 UV 조사량이 증가할 수록 광개시제에 의한 프리 라디칼(free radical) 생성양이 증가하여 2차 라디칼 중합에 따른 가교밀도의 증가에 기인한다고 사료되었다. 또한 200 mJ/cm2이상에서의 박리력 차이가 크지 않다는 결과는 실제 pick up 공정 시 200 mJ/cm2의 조사량만으로 합성한 점착제의 경화가 충분 히 이루어질 수 있다고 사료되었다.
3.6. Pick Up 평가에 따른 박리력 측정
제조된 UV 경화형 점착 테이프를 적용하여 80 µm wafer의 sawing을 실시하였고, 200 mJ/cm2의 UV 조사 후 pick up을 실시하여 그 결과를 Figure 6에 나타내었다.
Chip flying 현상은 나타나지 않았고 Figure 6에 나타낸 바와 같이 UV-PSA-1, UV-PSA-2, UV-PSA-3의 pick up 특성은 양호하였다. 그 러나 UV-PSA-4는 pick-up miss가 상당수 발생하였다. 이는 1차 우레 탄 가교 밀도가 낮아서 UV 조사 전 박리력이 높은 경우에는 2차 라디 칼 중합 가교량이 증가하더라도 pick up 성공에는 한계가 있다는 것을 의미한다. 그리고, 180° 박리력은 낮더라도 pick-up miss가 발생하는 것은 웨이퍼 두께에 따른 90° 박리력 또는 pick-up force와 관련이 있 는 것으로 판단된다.
4. 결 론
본 연구는 2-EHA, 2-EHMA, SM, 2-HEA의 모노머를 이용하여 수 산기(Hydroxyl group)를 가진 1차 베이스 폴리머(base polymer)를 합 성한 후, 이소시아네이트기(isocyanate group)와 아크릴레이트기(acrylate
group)를 동시에 지닌 MOI를 부가 반응을 하여 다양한 수산기값 (hydroxyl value)을 가진 UV 경화형 점착제를 합성하고, 수산기(-OH) 를 남기지 않도록 수산기와 이소시아네이트기를 1 : 1 당량비로 계산 하여 이소시아네이트 경화제를 혼합하고, UV 경화(가교)가 가능하도록 광개시제를 혼합하여 UV 경화형 점착 테이프를 제조하였다. 이렇게 제조된 UV 경화형 점착 테이프의 UV 조사 전/후의 박리력과 pick up 특성을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
1) 유사한 유리전이온도를 가진 UV 경화형 점착제에서 1 : 1 당량 비로 이소시아네이트 경화제를 사용할 경우 수산기값이 클수록, UV 조사 전 박리력이 낮아졌다. 이는 1차 우레탄 결합에 의한 가교밀도 상승으로 모듈러스(modulus) 증가에 기인하는 것으로 판단된다.
2) UV 조사량이 증가할수록 박리력은 낮아졌으며, 200 mJ/cm2이 상에서의 박리력은 큰 차이가 없었고, 에너지 절감 차원에서 실제 pick up 공정에 적용 가능한 적절한 UV 조사량은 200 mJ/cm2임을 확 인하였다.
3) 이중결합양이 증가하더라도 UV 조사 전 1차 우레탄 결합 가교 밀도가 낮은 경우는 pick-up miss 현상이 발생하였다. 따라서 본 연구 조건에 한해서는 2.4 mgKOH/mg 이상의 수산기값과 22.22% 이상의 이중결합양(MOI)을 가진 UV 경화형 점착제가 pick-up miss 방지에 적절하다는 것을 확인할 수 있었다.
감 사
본 논문은 교육과학기술부와 한국연구재단의 지역혁신인력양성사 업으로 수행된 연구임(No. I00087).
참 고 문 헌
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