> 기술자료 >...  
 
 
Item Property Remark
Water Absorption 0.19% 50 C/240 hrs
Moisture Absorption 0.024% 25 C/100% RH
Permeability 120g/㎡, 24hrs t-lmm, 25C
Ion Absorption
(Na+, K+)
0 ppm Aqueous Solution
50 C/240 hrs
 
 
 
 
Polymer내에 흡수된 수분은 미량으로 무질서하게 분산되어 있는 Free Water의 형태<그림 Free H2O>나 극성분자(Polar Groups)들 주위 및 미세한 Void내에 응집된 Bonded/Clustered H2O의 형태<그림 Bonded/Cluster H2O>로 존재한다.
 
 
이중 Popcorn 현상에 큰 영향을 주는 형태는<그림 Bonded/Cluster H2O>이며 그 이유는 Polymer 내부에 존재하는 수분의 99% 이상이 Bonded/Cluster Water이기 때문이다. Free Water는 Polymer 내부에 존재하는 다른 형태의 수분에 비하여 극소량(1%미만)이기 때문에 상온에서 250℃로 급격히 온도를 올렸을 경우 그 증기압은 0.059 MPa에서 0.085 MPa로 약 45% 밖에 증가하지 않는다. 따라서 무질서하게 분산되어 존재하는 Free Water는 Popcorn 현상에 큰 영향을 주지 않는 것으로 추정된다. 그러나 Bonded Water나 Clustered Water가 Polymer내에 1% 만 존재하더라도 250℃에서의 증기압은 2.8 MPa내지 4.4Mpa로, 상온대비 40 내지 80배의 기하급수적인 증가를 나타낸다. 급격한 수분의 기체화가 반도체의 Package의 Popcorn현상에 영향을 주는 것은 <수분 침투에 의한 PoP-Corning 현상>과 같은 실험을 통해 확인된 바있다. 일반적으로 반도체 Package가 85% RH/85℃ Precondittioning을 거쳐 흡수된 후 바로 Solder Reflow(250℃, 1min)전에 Pre-bake를 하거나, 흡수후 Solder Reflow 온도까지 서서히 Ramp Up한 경우에는 Popcorn현상이 발생되지 않았다.
 
 
 
 
반도체용 접착제가 플라스틱 페키지의 크랙이나 박리현상에 영향을 주는 변수라는 것은 여러 사례를 통해서 규명된 바 있다. 그러나, 접착제의 어떤 물리적, 화학적 특성이 페키지 크랙과 박리현상에 영향을 주는 지는 정확하게 규명된 바 없다. 다만 접착제의 특성들이 페키지 구성 물질 중에 즉 봉지제(Epoxy Molding Compound), 리드프레임(Leadframe), 칩(Chip)과 같은 것들에게 복합적인 영향을 미치는 것으로 추정된다.
 
 
다이 에테치 접착제(Die Attach Adhesive)는 다른 에폭시 봉지제(Epoxy Molding Compound)와 같이 수분을 흡수하며, 흡수된 수분은 솔더 리플로우(Solder Reflow)시 기체화되어 부피가 급격히 팽창하게 된다. 따라서, 수반되는 접착 스트레스(Tensile Stress)와 응력 스트레스(Shear Stress)가 플라스틱 페키지 구성 자재의 내구력을 초과할 때 페키지 내부 계면에 박리현상이나 페키지 크랙이 발생될 수 있다. (상기 그림 참조)
 
 
상대적으로 큰 Die(400*400 mil.sqr 이상)와 구리 합금 리드프레임(Copper Alloy Leadframe)을 페키지에 사용하게 될때 접착제의 모듈러스는 박리현상에 큰 영향을 주게 된다. 그 이유는 실리콘 칩(Silicon Chip)과 구리(Copper)와의 열팽창 계수 차이로 인해 솔더 리플로우(Solder Reflow)시 접착제와 리드프레임 페들( Leadframe Paddle) 계면에 가해지는 접착 스트레스(Tensile Stress)와 응력 스트레스(Shear Stress)가 증가되기 때문이다.
따라서, 가중되는 스트레스를 흡수하기 위해서는 접착제의 모듈러스가 낮아야 한다.
 
 

솔더 리플로우 (Solder Reflow)시 가해지는 점착스트레스 (Tensile Stress)와 응력 스트레스(Shear Stress)는 접착제의 접착 강도와 내구력이 강하면 문제가 되지 않지만, 인장강도 (Tensile Stress)나 접착강도(Shear Strength)는 특히 흡수된 상태에서의 고온 접착강도는 높을수록 좋다. 여러 가지 변수들에 의해 플라스티 페키지의 크랙이나 박리현상을 줄이기 위해서는 접착제가 갖는 수분 흡습률과 모듈러스를 낮추고 접착력이 강한 제품이어야 한다. 따라서, 이러한 변수들을 보완할 수 있는 반도체 보호용 실리콘 제품들이 다양하게 개발되어 있다.