KR20210135025A - Adhesive transfer film and method for manufacturing power module substrate using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접착제 전사 필름 및 이를 이용한 파워모듈용 기판 제조방법에 관한 것으로, 반도체 칩 및 스페이서를 기판에 접합하기 위해 제작된 접착제 전사 필름 및 이를 이용한 파워모듈용 기판 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adhesive transfer film and a method for manufacturing a substrate for a power module using the same, and to an adhesive transfer film manufactured for bonding semiconductor chips and spacers to a substrate and a method for manufacturing a substrate for a power module using the same.
파워모듈은 전기차에 사용되는 전압을 직류에서 교류로 변경하여 모터로 공급한다. 전기차의 고성능화로 인해 파워모듈에 실장되는 반도체 칩은 기존 실리콘(Si)에서 성능이 우수한 탄화규소(SiC)로 바뀌고 있다. 그런데 탄화규소 반도체를 사용하는 파워모듈은 고전압으로 인해 높은 발열이 발생하기 때문에 방열이 중요하다.The power module changes the voltage used in electric vehicles from direct current to alternating current and supplies it to the motor. Due to the high performance of electric vehicles, semiconductor chips mounted on power modules are changing from silicon (Si) to silicon carbide (SiC) with excellent performance. However, heat dissipation is important because power modules using silicon carbide semiconductors generate high heat due to high voltage.
파워모듈은 두 기판의 사이에 반도체 칩이 실장되고 반도체 칩의 방열 특성을 양호하게 하기 위해 Ag 소결 페이스트(Ag Sintering Paste)를 이용한 접합 방식을 사용한다. 그런데 Ag 소결 페이스트를 이용한 접합은 반도체 칩 또는 스페이서에 Ag 소결 페이스트를 균일하게 도포하기 어렵고, 반도체 칩에 스페이서가 올라가는 형태인 경우 추가로 접착제 도포 및 2차 소결이 요구되므로 공정 시간이 길고 고가의 장비가 필요한 문제점이 있다.The power module uses a bonding method using Ag sintering paste to mount a semiconductor chip between two substrates and to improve the heat dissipation characteristics of the semiconductor chip. However, in bonding using Ag sintering paste, it is difficult to uniformly apply Ag sintering paste to semiconductor chips or spacers. There is a problem that requires
또한, 파워모듈은 각 구성을 접합시킬 때 반도체 칩의 파손을 방지하기 위해 솔더링 접합 방식을 사용하기도 하는데, 솔더링 접합은 접합 강도가 낮아 접합이 분리되는 문제점이 있다.In addition, the power module uses a soldering bonding method to prevent damage to the semiconductor chip when bonding each component, but the soldering bonding has a problem in that the bonding is separated due to low bonding strength.
본 발명의 목적은 반도체 칩 및 스페이서를 기판에 접합하기 위한 접합 공정에서, Ag 소결 페이스트(Ag Sintering Paste)로 이루어진 접착층을 필름에 패턴 형태로 제작하여, 접합 공정을 간소화하고, 접합 공정에서 잔유물(burr)의 발생 빈도를 줄이며, 단가를 낮출 수 있도록 한 접착제 전사 필름 및 이를 이용한 파워모듈용 기판 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to simplify the bonding process by manufacturing an adhesive layer made of Ag sintering paste on a film in a pattern form in the bonding process for bonding a semiconductor chip and a spacer to a substrate, and To provide an adhesive transfer film capable of reducing the frequency of occurrence of burrs and lowering the unit cost, and a method for manufacturing a substrate for a power module using the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 베이스 필름과 베이스 필름 상에 형성된 점착층과 점착층 상에 패턴 형상으로 형성된 접착층을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention includes a base film, an adhesive layer formed on the base film, and an adhesive layer formed in a pattern shape on the adhesive layer.
접착층은 Ag 접착층이고, Ag 접착층은 Ag 분말 97~99 중량%와 바인더 1~3 중량%를 포함한다.The adhesive layer is an Ag adhesive layer, and the Ag adhesive layer includes 97 to 99 wt% of Ag powder and 1 to 3 wt% of a binder.
베이스 필름은 PET 필름이고, 점착층은 OCA이다.The base film is a PET film, and the adhesive layer is OCA.
파워모듈용 기판 제조방법은 대상물의 위치와 대응되는 패턴 형상의 접착층이 형성되게 접착제 전사 필름을 준비하는 준비단계와 접착제 전사 필름 상의 접착층을 대상물에 전사시키고, 접착층이 전사된 대상물을 상기 접착층을 매개로 하부 기판에 가접합시키는 가접단계와 하부 기판 상에 가접된 상기 대상물의 상부에 상부 기판을 접합하고 소결하여 상기 하부 기판과 상기 상부 기판의 사이에 상기 대상물을 본접합시키는 본접단계를 포함한다.The method for manufacturing a substrate for a power module includes a preparation step of preparing an adhesive transfer film so that an adhesive layer having a pattern shape corresponding to the position of the object is formed, and an adhesive layer on the adhesive transfer film is transferred to the object, and the object to which the adhesive layer is transferred is transferred to the adhesive layer. It includes a temporary bonding step of temporarily bonding to the lower substrate with a furnace and a bonding step of bonding the upper substrate to the upper portion of the object temporarily bonded on the lower substrate and sintering to bond the object between the lower substrate and the upper substrate.
준비단계는, PET 필름 상에 OCA 필름을 부착하는 단계와 OCA 필름 상에 Ag 소결 페이스트를 메쉬 스크린 인쇄 또는 스텐실 인쇄하고, 건조하여 패턴 형상의 Ag 접착층을 형성하는 단계를 포함한다.The preparation step includes attaching the OCA film on the PET film, mesh screen printing or stencil printing of the Ag sintering paste on the OCA film, and drying the Ag sintering paste to form a patterned Ag adhesive layer.
가접단계는, 다이에 상기 접착제 전사 필름을 고정시키고, 진공을 이용하여 대상물을 흡착 및 고정하는 상부척에 대상물을 고정시키는 단계와 상부척과 다이를 각각 가열하면서 상부척에 고정된 대상물을 접착제 전사 필름 측으로 가압하여 접착제 전사 필름 상의 접착층을 대상물에 전사시키는 단계와 진공을 유지하면서 상기 상부척을 상승시켜 상기 접착층이 부착된 대상물을 상승시키는 단계와 상부척을 하부 기판의 상부로 이송시키는 단계와 상부척에 고정된 대상물을 상기 하부 기판 측으로 가압하여 상기 대상물을 상기 하부 기판에 가접합시키는 단계와 진공을 해제하고 상기 상부척을 상승시키는 단계를 포함한다.The temporary bonding step includes fixing the adhesive transfer film to a die, fixing the object to the upper chuck for adsorbing and fixing the object using vacuum, and heating the upper chuck and the die while heating the object fixed to the upper chuck to the adhesive transfer film Transferring the adhesive layer on the adhesive transfer film to the object by pressing to the side, raising the upper chuck while maintaining a vacuum to raise the object to which the adhesive layer is attached, transferring the upper chuck to the upper part of the lower substrate, and the upper chuck It includes the steps of temporarily bonding the object to the lower substrate by pressing the object fixed to the lower substrate side, releasing the vacuum and raising the upper chuck.
다이는 80~100℃의 온도로 가열하고, 상부척은 100~170℃의 온도로 가열한다.The die is heated to a temperature of 80-100°C, and the upper chuck is heated to a temperature of 100-170°C.
소결은 240~300℃에서 가열 가압하면서 2분~5분 동안 수행한다.Sintering is carried out for 2 to 5 minutes while heating and pressing at 240 ~ 300 ℃.
가접단계에서, 대상물은 반도체 칩, 제1 전도성 스페이서 및 제2 전도성 스페이서를 포함하고, 가접단계는, 접착제 전사 필름 상의 접착층을 반도체 칩의 하면에 전사시키고, 접착층이 전사된 반도체 칩을 상기 접착층을 매개로 하부 기판의 상면에 가접합시키는 제1 가접단계와 접착제 전사 필름 상의 접착층을 제1 전도성 스페이서와 상기 제2 전도성 스페이서의 하면에 전사시키고, 상기 접착층이 전사된 제1 전도성 스페이서와 상기 제2 전도성 스페이서를 상기 접착층을 매개로 상기 반도체 칩의 상면과 상기 하부 기판의 상면에 가접합시키는 제2 가접단계를 포함한다. In the temporary bonding step, the object includes a semiconductor chip, a first conductive spacer and a second conductive spacer, and the temporary bonding step is to transfer the adhesive layer on the adhesive transfer film to the lower surface of the semiconductor chip, and the semiconductor chip to which the adhesive layer is transferred is applied to the adhesive layer. A first temporary bonding step of temporary bonding to the upper surface of the lower substrate via a medium, and transferring the adhesive layer on the adhesive transfer film to the lower surfaces of the first conductive spacer and the second conductive spacer, the first conductive spacer and the second adhesive layer transferred thereto and a second temporary bonding step of temporarily bonding a conductive spacer to the upper surface of the semiconductor chip and the upper surface of the lower substrate via the adhesive layer.
제2 전도성 스페이서의 높이는 반도체 칩, 접착층, 제1 전도성 스페이서의 높이를 합한 높이와 동일한 높이이다.The height of the second conductive spacer is the same as the sum of the heights of the semiconductor chip, the adhesive layer, and the first conductive spacer.
본접단계는 하부 기판 상에 가접된 제1 전도성 스페이서 및 제2 전도성 스페이서와 대응되게 위치되도록 상부 기판의 하면에 접착층을 형성하는 단계와, 상부 기판을 상부척에 고정하고, 상부척에 고정된 상부 기판을 하부 기판 측으로 가열 가압하여 반도체 칩과 제1 전도성 스페이서의 가접합체 및 제2 전도성 스페이서를 상부 기판과 하부 기판 사이에 본접합시키는 단계를 포함한다.The bonding step includes forming an adhesive layer on the lower surface of the upper substrate so as to correspond to the first conductive spacer and the second conductive spacer temporarily bonded on the lower substrate, fixing the upper substrate to the upper chuck, and fixing the upper substrate to the upper chuck. and main bonding the semiconductor chip and the first conductive spacer and the second conductive spacer between the upper substrate and the lower substrate by heating and pressing the substrate toward the lower substrate.
상부 기판과 하부 기판은 AMB기판 또는 DBC 기판일 수 있다.The upper substrate and the lower substrate may be an AMB substrate or a DBC substrate.
본 발명은 접착층을 필름에 패턴 형태로 형성한 접착제 전사 필름을 제작하고 패턴 형태의 접착층을 반도체 칩 및 스페이서를 하부 기판에 접합하는 용도로 사용한다. 또한, 본 발명은 최종 상부 기판에 접착층을 인쇄 방식으로 형성하고 하부 기판의 스페이서와 접합하면서 가열 가압하여 소결한다.The present invention prepares an adhesive transfer film in which an adhesive layer is formed in a pattern form on a film, and the patterned adhesive layer is used for bonding a semiconductor chip and a spacer to a lower substrate. In addition, according to the present invention, an adhesive layer is formed on the final upper substrate by a printing method, and is sintered by heating and pressing while bonding with the spacer of the lower substrate.
따라서 본 발명은 접착층의 패턴화로 대량 생산이 가능하고 1번의 전사로 반도체 칩과 같은 복수 개의 대상물을 기판에 가접할 수 있으므로 접착제 전사 필름의 사용량을 줄이고 가접공정 시간을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. Therefore, the present invention can be mass-produced by patterning the adhesive layer, and a plurality of objects, such as semiconductor chips, can be temporarily bonded to the substrate with one transfer.
또한, 본 발명은 패턴화한 접착층이 대상물과 1대1로 대응하여 전사되므로 전사시 잔유물(burr)의 발생을 크게 줄일 수 있고 접착제 전사 필름에서 Ag를 사용하는 접착층의 면적이 크게 줄어 제품 단가를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the patterned adhesive layer is transferred in one-to-one correspondence with the object, the generation of burrs during transfer can be greatly reduced, and the area of the adhesive layer using Ag in the adhesive transfer film is greatly reduced, thereby reducing the product cost. It has the effect of significantly lowering it.
또한, 본 발명은 하부 기판을 뒤집을 필요없이 하부 기판 상의 스페이서와 상부 기판의 본접합 가능하므로 소결이 1회로 간소화되고, 이로 인해 공정 시간이 감소하고 설비 투자비도 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, since the main bonding of the spacer on the lower substrate and the upper substrate is possible without turning over the lower substrate, sintering is simplified once, thereby reducing the process time and reducing the equipment investment cost.
또한, 본 발명은 하부 기판과 상부 기판의 사이에 반도체 칩과 스페이서를 접합하는 접착층의 하면 평탄도를 베이스 필름이 잡아주고, 접착층의 상면 평탄도는 상부척의 가압력으로 잡아줄 수 있으므로 접착층의 두께를 얇고 균일하게 형성할 수 있다. 따라서 본 발명은 상부 기판과 하부 기판의 균일 접합이 가능하고 이는 파워모듈 제품의 신뢰성을 높이는데 기여할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the base film holds the flatness of the lower surface of the adhesive layer bonding the semiconductor chip and the spacer between the lower substrate and the upper substrate, and the upper surface flatness of the adhesive layer can be obtained by the pressing force of the upper chuck, so the thickness of the adhesive layer is reduced. It can be formed thinly and uniformly. Therefore, the present invention enables uniform bonding of the upper substrate and the lower substrate, which has an effect that can contribute to increasing the reliability of the power module product.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 접착제 전사 필름을 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파워모듈용 기판 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 3에는 본 발명의 실시예에 의한 파워모듈용 기판의 예를 도시한 평면도.
도 4는 도 3의 파워모듈용 기판 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 활용예로서, 반도체 칩을 고정한 상부척의 저면도 및 이에 대응되는 접착제 전사 필름의 평면도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 본 발명의 활용예에 의한 파워모듈용 기판 제조방법을 설명하기 위한 도면.1 is a cross-sectional view showing an adhesive transfer film according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing a substrate for a power module according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing an example of a substrate for a power module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a method of manufacturing a substrate for a power module of FIG. 3;
5 is a bottom view of an upper chuck to which a semiconductor chip is fixed, and a plan view of an adhesive transfer film corresponding thereto, as an application example of the present invention.
Fig. 6 is a cross-sectional view of Fig. 5;
7 is a view for explaining a method of manufacturing a substrate for a power module according to an application example of the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 반도체 칩(Chip), 전도성 스페이서(CQC), 절연 스페이서 등의 대상물을 기판에 접합하기 위한 접착제 전사 필름(10)을 포함한다.The present invention includes an
도 1에 도시된 바에 의하면, 접착제 전사 필름(10)은 베이스 필름(11), 베이스 필름(11) 상에 형성된 점착층(sticky layer)(12) 및 점착층(12) 상에 패턴 형태로 형성된 접착층(Adhesive layer)(13)을 포함한다. As shown in FIG. 1 , the
접착제 전사 필름(10)은 Ag 소결 페이스트를 필름에 패턴 형태로 제작한 것이다. 베이스 필름(11)은 PET 필름을 적용하고, 점착층(12)은 OCA 필름을 적용하고, 접착층(13)은 Ag 접착층을 적용한다. Ag 접착층(13)은 방열 특성을 양호하기 위해 사용한다. The
Ag 접착층은 Ag 분말 98~99 중량%와 바인더 1~2 중량%를 포함한다. Ag 접착층은 Ag 분말의 함량을 높여 열전도도를 높인다. The Ag adhesive layer includes 98 to 99% by weight of Ag powder and 1 to 2% by weight of a binder. The Ag adhesive layer increases the content of Ag powder to increase thermal conductivity.
Ag는 높은 열전도율로 방열 특성을 양호하게 하고, 접착층이 전도성을 갖도록 한다. 바인더는 Ag가 높은 접착력을 갖고 균일 도포되도록 한다. Ag 접착층은 균일 도포 가능한 범위에서 Ag 분말의 함량을 최대로 하고 바인더의 함량을 최소로 하여 저온 소결이 가능하도록 한다. 저온소결 온도는 240~300℃ 범위일 수 있다.Ag has good heat dissipation properties due to its high thermal conductivity, and allows the adhesive layer to have conductivity. The binder ensures that Ag has high adhesion and is uniformly applied. The Ag adhesive layer enables low-temperature sintering by maximizing the content of Ag powder and minimizing the content of the binder in the range that can be applied uniformly. The low temperature sintering temperature may be in the range of 240 ~ 300 ℃.
바인더의 함량이 1~2 중량% 범위로 낮아지면 유기 함량이 낮아져 Ag 접착층의 열분해 및 소결 온도를 약 60~100℃ 정도 낮출 수 있다. 낮은 소결 온도는 Ag 접착층의 빠른 소결을 가능하게 한다. Ag 접착층의 빠른 소결은 소결시 수축율을 줄이고 소결층의 균열을 방지하여 불량률을 낮춘다.When the content of the binder is lowered to 1 to 2 wt%, the organic content is lowered, so that the thermal decomposition and sintering temperature of the Ag adhesive layer can be lowered by about 60 to 100°C. The low sintering temperature enables fast sintering of the Ag adhesive layer. The rapid sintering of the Ag adhesive layer reduces the shrinkage during sintering and prevents cracking of the sintered layer, thereby lowering the defect rate.
Ag 접착층은 Ag 분말이 나노입자 형태로 포함된다. Ag 분말은 액상이 되는 온도가 900℃ 이상이므로 240~300℃ 범위에서 소결이 가능하고, Ag 솔더는 액상이 되는 온도가 200℃ 이상이므로 240~300℃ 범위에서 소결이 불가능하다. The Ag adhesive layer contains Ag powder in the form of nanoparticles. Ag powder has a liquid phase temperature of 900° C. or higher, so it can be sintered in a range of 240 to 300° C., and Ag solder cannot be sintered in a range of 240 to 300° C. because a liquid phase temperature is 200° C. or higher.
Ag 접착층은 열전도성(Thermal conductivity)이 200~300W/mK로 높은 열전도율을 갖고, 전단강도(Shear strength)가 50MPa 이상이고 점도(Viscosity)가 40~100kcps로 여러 표면에 높은 접착력을 갖는다. Ag 대신 Au를 사용할 수도 있으나 비용상 Ag를 사용하는 것이 바람직하다. The Ag adhesive layer has high thermal conductivity with a thermal conductivity of 200 to 300 W/mK, a shear strength of 50 MPa or more, and a viscosity of 40 to 100 kcps, so it has high adhesion to various surfaces. It is also possible to use Au instead of Ag, but it is preferable to use Ag in view of cost.
접착제 전사 필름(10)은 베이스 필름(11) 상에 OCA 필름을 부착하고 OCA 필름 상에 Ag 소결 페이스트를 패턴 형태로 인쇄하고 건조하여 형성할 수 있다. 또는, 접착제 전사 필름(10)은 베이스 필름(11) 상에 Ag 소결 페이스트를 패턴 형태로 인쇄하고 건조하여 형성할 수 있다. 접착층(13)을 패턴 형태로 인쇄하는 방법은 접착층(13)의 높이를 균일하게 제어하기 위해 메쉬 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄를 적용할 수 있다. 스텐실 인쇄는 패턴 형상의 구멍을 형성한 스텐실 메탈 마스크를 베이스 필름(11)의 상면에 배치하고 스크린 인쇄하여 일정한 두께의 접착층 패턴이 형성되게 하는 것이다. 메쉬 스크린 인쇄는 스크린 메쉬를 사용하여 베이스 필름 상에 접착층 패턴을 전사하는 인쇄 방법이다. 메쉬 스크린은 정교하게 짜여진 천 종류의 일정 영역을 화학적 처리(코팅)하여 페이스트가 통과하지 못하도록 메쉬에 막을 형성하고 원하는 일부 이미지 부위만 현상 작업으로 페이스트가 투과되도록 스크린 메쉬를 제작하여 사용한다. The
점착층(12)은 베이스 필름(11)에 대한 접착층(13)의 이형성을 좋게한다. Ag 소결 페이스트는 Ag 접착층과 동일하게 Ag 분말 97~99 중량%와 바인더 1~3 중량%를 포함한다. The
필름 형태로 제조된 접착제 전사 필름(10)은 접착층(13)의 높이를 굉장히 균일하게 할 수 있다. 두 기판의 사이에 대상물을 접합하는 경우, 접착층(13)의 높이가 균일해야 두 기판의 사이에 공차가 발생하지 않고 최종 제품에 문제가 발생하지 않는다.The
더불어, 두 기판의 사이에 대상물을 접합시 접착제 전사 필름(10)을 사용하면 종래 대상물에 페이스트를 도포하고 기판에 접합하는 페이스트(paste) 공정 대비 보이드(void) 및 스탠드 오프(atand off) 결함을 줄일 수 있다. 보이드(void)는 소결 후 접착층(13)에 기공이 발생하는 것이고, 스탠드 오프 결함은 대상물이 기판에 평평하게 접합되지 않고 어느 일측으로 기울어진 것을 의미한다.In addition, when the
접착제 전사 필름(10)은 베이스 필름(11)의 두께가 75~100㎛일 수 있다. 접착층(13)의 두께는 40~60㎛일 수 있으며, 바람직하게는 50㎛이다. 접착제 전사 필름(10)은 접착층(13)의 두께와 보이드(void)의 조절이 가능하다.In the
접착제 전사 필름(10)은 파워모듈용 기판 제조방법에 적용될 수 있다.The
도 2에는 접착제 전사 필름을 이용한 파워모듈용 기판 제조방법이 도시되어 있다.2 shows a method of manufacturing a substrate for a power module using an adhesive transfer film.
도 2에 도시된 바에 의하면, 파워모듈용 기판 제조방법은 접착제 전사 필름(10)을 사용하여 대상물(40)에 접착층(13)을 전사하고, 접착층(13)이 전사된 대상물(40)을 하부 기판(20)의 상면에 가접합할 수 있다. 접착층(13)은 대상물(40)과 대응되는 위치에 대응되는 패턴 형상으로 베이스 필름(11)에 형성된다. 베이스 필름(11) 상의 전체면에 접착층(13)을 형성할 수도 있으나, 이 경우 접착제 전사 필름(10)의 소모량이 많아지고 깨끗이 전사가 되지 못할 경우도 있으며, 잔유물(burr)이 발생하여 공정상 조립 불량의 원인이 될 수도 있다. 따라서 접착층(13)을 대상물(40)과 대응되는 위치에 대응되는 패턴 형상으로 베이스 필름(11)에 형성하는 것이 접착제 전사 필름(10)의 사용량을 줄일 수 있고 잔유물(burr)로 인핸 불량 요인도 줄일 수 있다.As shown in FIG. 2 , in the method of manufacturing a substrate for a power module, an
파워모듈용 기판 제조방법은 접착제 전사 필름(10)을 준비하는 준비단계와, 접착제 전사 필름 상의 접착층을 대상물에 전사시키고, 접착층이 전사된 대상물을 상기 접착층을 매개로 하부 기판에 가접합시키는 가접단계와, 하부 기판(20) 상에 가접된 대상물(40)의 상부에 상부 기판(30)을 가접합하고 소결하여 하부 기판과 상부 기판(30)의 사이에 대상물(40)을 본접합시키는 본접단계를 포함한다. A method of manufacturing a substrate for a power module includes a preparation step of preparing an
준비단계는, 베이스 필름에 접착층을 대상물과 대응되는 위치에 대응되는 패턴 형상으로 사전 코팅하는 단계이다.The preparation step is a step of pre-coating an adhesive layer on the base film in a pattern shape corresponding to a position corresponding to the object.
준비단계는, 베이스 필름(11)을 준비하는 단계와, 베이스 필름(11) 상에 점착층(12)을 형성하는 단계와, 점착층(12) 상에 스텐실 인쇄 또는 메쉬 스크린 인쇄 방법으로 패턴 형상의 접착층(13)을 형성하는 단계를 포함한다. 일예로, 준비단계는, PET 필름 상에 OCA 필름을 부착하는 단계와, OCA 필름 상에 Ag 소결 페이스트를 도포 또는 인쇄하고 건조하여 Ag 접착층을 형성하는 단계를 포함한다. 베이스 필름(11)은 PET(Polyester) 필름외에도 PC(Polycarbonate) 필름을 사용할 수 있다. 그러나 PET 필름은 PC 필름에 비해 접착층(13)의 하면 평탄도를 잡아주는데 유리하다. 접착층(13)의 상면 평탄도는 상부척(3)의 가압력으로 잡아줄 수 있다. 접착층(13)의 평탄도가 좋지 않으면 소결시 접착층이 휘어지는 문제가 된다.The preparation step includes preparing the
도 2에 도시된 바에 의하면, 가접단계는 다이(1)에 접착제 전사 필름(10)을 고정시키고, 진공을 이용하여 대상물(40)을 흡착 및 고정하는 상부척(3)에 대상물(40)을 고정시키는 단계(s1)와, 상부척(3)과 다이(1)를 각각 가열하면서 상부척(3)에 고정된 대상물(40)을 접착제 전사 필름(10) 측으로 가압하여 접착제 전사 필름(10) 상의 접착층(13)을 대상물(40)에 전사시키는 단계(s2)와, 진공을 유지하면서 상부척(3)을 상승시켜 접착층(13)이 부착된 대상물(40)을 상승시키는 단계(s3)와, 상부척(3)을 하부 기판(20)의 상부로 이송시키는 단계(s4)와, 상부척(3)에 고정된 대상물(40)을 하부 기판(20) 측으로 가압하여 대상물(40)을 하부 기판(20)에 가접합시키는 단계(s5)와, 상부척(3)의 진공을 해제하고 상부척(3)을 상승시키는 단계(s6)를 포함한다. (s1)에서 (s3) 단계는 접착제 전사 필름(10)에서 대상물(40)로 접착층(13)을 전사하는 단계이고, (s5)에서 (s6) 단계는 접착층(13)이 전사된 대상물(40)을 하부 기판(20)에 가접합하는 단계이다. As shown in FIG. 2 , in the temporary welding step, the
(s1) 단계는 상부척(3)이 진공으로 대상물(40)을 픽업(pick up)하는 단계이다.Step (s1) is a step in which the
(s2) 단계는 대상물(40)의 하면에 접착층(13)을 전사하는 단계이다. (s2) 단계에서, 다이(1)는 80~100℃의 온도로 가열하고, 상부척(3)은 100~170℃의 온도로 가열한다. 바람직하게는 다이는 80~100℃의 온도로 가열하고, 상부척(3)은 160℃의 온도로 가열한다. 가압은 1~4MPa로 수행할 수 있다. 상부척(3)의 가열 온도가 다이(1)의 가열 온도보다 높아야 접착층(13)이 온도가 높은 쪽인 대상물(40)에 강하게 접착될 수 있다. Step (s2) is a step of transferring the
(s3) 단계는 접착층(13)을 대상물(40)에 부착하여 픽업(pick up)하는 단계이다. (s3) 단계에서, 접착층(13)은 대상물(40)의 하면에 전사에 의해 부착되고 베이스 필름(11)에서 분리된다. 이때, 점착층(12)은 베이스 필름(11)에서 분리되지 않으므로 접착층(13)이 깨끗하게 분리될 수 있다.Step (s3) is a step of picking up the
(s4) 단계는 대상물(40)을 하부 기판(20) 상에 가접합하기 위해 대상물(40)을 하부 기판(20)의 상부로 이송하는 단계이다. 하부 기판(20)은 AMB 기판 또는 DBC 기판일 수 있다. Step (s4) is a step of transferring the
(s5) 단계는 상부척(3)에 고정된 대상물(40)을 하부 기판(20) 측으로 가압하여 대상물(40)을 하부 기판(20) 상에 가접시키는 단계이다. (s5) 단계에서, 다이(1)는 80~100℃의 온도로 가열하고, 상부척(3)은 100~170℃의 온도로 가열한다. 바람직하게는 다이(1)는 80~100℃의 온도로 가열하고, 상부척(3)은 160℃의 온도로 가열한다. 가압은 1~4MPa 범위로 수행할 수 있다. Step (s5) is a step of temporarily bonding the
(s6) 단계는 진공을 해제하고 상부척(3)을 상승시켜 가접을 완료하는 단계이다. 이와 같이, 80~100℃의 온도로 가열된 다이(1)를 이용하여 접착제 전사 필름(10)을 가열하고, 100~170℃의 온도로 가열된 상부척(3)을 이용하여 대상물(40)을 가열한 다음, 대상물(40)이 접착제 전사 필름(10) 측으로 가압되도록 상부척(3)을 하강시키면 접착제 전사 필름(10) 상의 접착층(13)이 온도가 더 높은 대상물(40)의 하면에 전사될 수 있다. Step (s6) is a step of releasing the vacuum and raising the
가접단계 후, 하부 기판(20) 상에 가접된 대상물(40)의 상부에 상부 기판(도 4의 도면 부호 30 참조)을 접합하고 소결하여 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 대상물(40)을 본접합시키는 단계를 수행한다. 소결은 240~300℃에서 가열 가압하면서 2분~5분 동안 수행한다. 가압은 8~15MPa 범위로 수행할 수 있다. After the temporary bonding step, the upper substrate (refer to reference numeral 30 in FIG. 4 ) is bonded to the upper portion of the
가압은 보이드(void) 발생을 방지하기 위한 것이다. 가압은 밀도를 높여 소결 공정시간을 현저하게 줄여준다. 따라서 가압 소결하면 접착층(13)이 구멍이 없이 조밀하게 되어 열전도가 높아지고 방열 특성이 우수해진다. The pressurization is to prevent the occurrence of voids. Pressurization increases the density and significantly reduces the sintering process time. Therefore, when the pressure sintering is performed, the
본접합시 소결 온도 및 시간은 양산 시간을 단축하기 위해 전술한 범위 내에서 조정가능하다. 예로서, 본접합시 소결은 250℃에서 가압을 5분 수행하는 것이 바람직하나, 양산성 향상을 위해 300℃에서 가압을 2분 수행할 수 있다. 소결은 접합 강도를 향상시키기 위한 것이다. 또한, 가압시 균일한 압력으로 가압하여 접착층(13)의 평탄도를 확보한다. The sintering temperature and time at the time of main bonding can be adjusted within the above-mentioned range in order to shorten the mass production time. For example, for sintering during main bonding, it is preferable to pressurize at 250°C for 5 minutes, but pressurization may be performed at 300°C for 2 minutes to improve mass productivity. Sintering is intended to improve bonding strength. In addition, the flatness of the
도 3에는 파워모듈용 기판의 예가 도시되어 있다. 3 shows an example of a substrate for a power module.
파워모듈은 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 복층 구조이며, 하부 기판(20)과 상부 기판(도 4의 도면 부호 30)의 사이에 반도체 칩(40a)이 설치된다. 반도체 칩은 Si, SiC, GaN과 같은 전력 반도체 칩이다. The power module has a multilayer structure of a
하부 기판(20)과 상부 기판(30)은 반도체 칩(40a)으로부터 발생하는 열의 방열 효율을 높일 수 있도록, 세라믹 기재(21)와 세라믹 기재(21)의 적어도 일면에 브레이징 접합된 금속층(22)을 포함하는 세라믹 기판이다. 세라믹 기재(21)는 알루미나(Al2O3), AlN, SiN, Si3N4 중 어느 하나인 것을 일 예로 할 수 있다. 금속층(22)은 세라믹 기재(21) 상에 브레이징 접합된 금속박으로 반도체 칩(40a)을 실장하는 전극패턴 및 구동소자를 실장하는 전극패턴으로 각각 형성된다. 금속박은 알루미늄박 또는 동박인 것을 일 예로 한다. 금속박은 세라믹 기재 상에 780℃~1100℃로 소성되어 세라믹 기재와 브레이징 접합된 것을 일 예로 한다. 실시예는 AMB기판 또는 DBC 기판 을 예로 들어 설명하나 TPC 기판, DBA 기판을 적용할 수도 있다. 그러나 내구성 및 방열 효율면에서 AMB기판이 가장 적합하다.The
반도체 칩(40a), 제1 전도성 스페이서(40b) 및 제2 전도성 스페이서(40c)는 접착제 전사 필름(10) 상의 접착층(13)을 전사시키고, 이 접착층(13)을 이용하여 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 접합된다. 접착층(13)은 고방열성을 갖는 Ag 접착층이다. The
상하 복층 구조의 기판 사용시 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이의 간격을 유지하기 위하여 절연 스페이서를 사용하며, 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 전기가 통해야 할 경우 방열과 전도성을 확보하기 위해 전도성 스페이서(40b,40c)를 사용한다. 이 경우 고방열성을 갖는 Ag 접착층을 사용하여 반도체 칩(40a)에서 발생하는 열이 하부 기판(20)을 통해서 상부 기판(30)으로 열 확산되는 것이 방지되도록 한다. When using a substrate having a top and bottom multilayer structure, an insulating spacer is used to maintain a gap between the
도 3에서 하부 기판(20)의 중앙에 위치한 1개가 제2 전도성 스페이서(40c)이고, 제2 전도성 스페이서(40c)를 중심으로 양측에 이격되게 배치된 4개가 반도체 칩(40a)의 상면에 접합되고 상부 기판(30)과 접합되는 제1 전도성 스페이서(40b)이다. 본 발명의 파워모듈용 기판 제조방법은 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 반도체 칩(40a)과 제1 전도성 스페이서(40b)를 적층식으로 접합한다. 또한, 제2 전도성 스페이서(40c)는 반도체 칩(40a)과 제1 전도성 스페이서의 높이를 합한 높이와 동일하게 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 접합하여 방열 특성과 전기 전도성을 확보할 수 있다.In FIG. 3 , one positioned at the center of the
도 4에는 도 3의 하부 기판에 반도체 칩, 제1 전도성 스페이서, 제2 전도성 스페이서를 가접합하고, 그 상부에 상부 기판을 접합하여 소결하는 단계를 포함하는 파워모듈용 기판 제조방법의 실시예가 도시되어 있다.FIG. 4 shows an embodiment of a method of manufacturing a substrate for a power module, including temporarily bonding a semiconductor chip, a first conductive spacer, and a second conductive spacer to the lower substrate of FIG. 3 , and bonding and sintering an upper substrate thereon. has been
도 4에 도시된 바에 의하면, 파워모듈용 기판 제조방법은 접착제 전사 필름(10) 상의 접착층(13)을 반도체 칩(40a)의 하면에 전사시키고, 접착층(13)이 전사된 반도체 칩(40a)을 접착층(13)을 매개로 하부 기판(20)의 상면에 가접합시키는 제1 가접단계(s10)와, 접착제 전사 필름(10) 상의 접착층(13)을 제1 전도성 스페이서(40b)의 하면과 제2 전도성 스페이서(40c)의 하면에 각각 전사시키고, 접착층(13)이 전사된 제1 전도성 스페이서(40b)와 제2 전도성 스페이서(40c)를 접착층(13)을 매개로 반도체 칩(40a)의 상면과 하부 기판(20)의 상면에 각각 가접합시키는 제2 가접단계(s20)를 포함한다.As shown in FIG. 4, in the method for manufacturing a substrate for a power module, the
제1 가접단계(s10)에서, 반도체 칩(40a)은 Si, SiC, GaN과 같은 전력 반도체 칩이다. 제1 가접단계(s10)에서, 접착층(13)은 반도체 칩(40a)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 베이스 필름(11) 상에 형성되므로 잔유물(burr)이 발생하지 않는 깔끔한 전사가 가능하다.In the first temporary bonding step s10 , the
제2 가접단계(s20)에서, 제1 전도성 스페이서(40b)와 제2 전도성 스페이서(40c)는 인터커넥션 스페이서(CQC)이다. 인터커넥션 스페이서(CQC)는 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 전기가 통해야 할 경우 사용한다. 인터커넥션 스페이서(CQC)는 전도성 금속 블록형태로 이루어지거나 사출물의 외면에 전도성 금속이 코팅된 블록형태로 이루어질 수 있다. 제2 전도성 스페이서(40c)의 높이는 반도체 칩(40a), 접착층(13), 제1 전도성 스페이서(40b)의 높이를 합한 높이와 동일한 높이로 형성된다. In the second bonding step s20 , the first
하부 기판(20)은 AMB 기판 또는 DBC 기판일 수 있다. 제1 가접단계(s10) 및 제2 가접단계(s20)에서 상부척(3)은 진공 흡착으로 상부척(3)에 반도체 칩(40a), 제1 전도성 스페이서(40b) 및 제2 전도성 스페이서(40c) 등을 고정한다.The
제1 가접단계(s10) 및 제2 가접단계(s20)에서 상부척(3)에 의한 가열 가압은 100~170℃의 온도 1~4MPa의 압력으로 20초 정도 수행한다. 이때, 다이(1)는 80~100℃의 온도로 가열되어 유지된다.In the first temporary welding step (s10) and the second temporary welding step (s20), the heating and pressurization by the
제2 가접단계(s20)후, 하부 기판(20) 상에 가접된 제1 전도성 스페이서(40b)와 제2 전도성 스페이서(40c)의 상부에 상부 기판(30)을 가접합하고 소결하여, 하부 기판(20)과 상부 기판(30)의 사이에 반도체 칩(40a), 제1 전도성 스페이서(40b), 제2 전도성 스페이서(40c)를 본접합시키는 본접단계를 수행한다.After the second temporary bonding step (s20), the upper substrate 30 is temporarily bonded to the upper portions of the first
본접단계는 하부 기판(20) 상에 가접된 제1 전도성 스페이서(40b) 및 제2 전도성 스페이서(40c)와 대응되게 위치되도록 상부 기판(30)의 하면에 접착층(13)을 형성하는 단계(s30)와, 상부 기판(30)을 상부척(3)에 고정하고, 상부척(3)에 고정된 상부 기판(30)을 하부 기판(20) 측으로 가열 가압하여 반도체 칩(40a)과 제1 전도성 스페이서(40b)의 가접합체(40') 및 제2 전도성 스페이서(40c)를 상부 기판(30)과 하부 기판(20)의 사이에 본접합시키는 단계(s40)를 포함한다. 본접단계에서, 가열 가압은 240~300℃의 온도 8~15MPa의 압력으로 2분~5분 동안 수행한다. The bonding step is a step of forming the
가접단계의 접착층(Adhesive layer)(13)은 본접단계 수행 후 소결된 접착층(Bonding layer)(13')이 된다. 소결된 접착층(13')은 가압 소결에 의해 보이드(void) 없이 조밀하게 되므로 접합 강도 향상되고 우수한 방열 전극의 기능을 하게 된다.The
도 5에는 파워모듈용 기판 제조방법의 다른 예가 도시되어 있다. 5 shows another example of a method of manufacturing a substrate for a power module.
파워모듈용 기판 제조방법은 패턴화한 접착층을 활용하여 대량 생산이 가능하다. A method of manufacturing a substrate for a power module can be mass-produced by using a patterned adhesive layer.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 반도체 칩(40a)을 고정할 수 있도록 지그 형태로 제작한 상부척(3)에 복수 개의 반도체 칩(40a)을 고정할 수 있도록 하고, 반도체 칩들(40a)과 대응되는 위치에 대응되는 패턴 형상으로 접착층(13)이 형성되게 접착제 전사 필름(10)을 제작할 수 있다. 이 경우, 반도체 칩들(40a)을 위치별로 고정하고 1회 가열 가압 공정으로 반도체 칩들(40a)에 한 번에 접착층(13)을 전사할 수 있어 가접합 공정 시간을 현저히 줄일 수 있다.5, the plurality of
도 6에 도시된 바에 의하면, 상부척(3)은 진공흡착라인(S)이 구비되어 설정 위치에 반도체 칩(40a)이 진공 흡착으로 고정될 수 있다. 접착제 전사 필름(10)은 반도체 칩(40a)과 대응되는 위치에 대응되는 패턴 형상으로 접착층(13)이 형성된다. 접착층(13)은 베이스 필름(11)에 미리 인쇄되고 건조된 형태이다. As shown in FIG. 6 , the
도 7에 도시된 바와 같이, 대량 생산이 가능한 파워모듈용 기판 제조방법은 다이(1)에 패턴화된 접착층(13)이 형성된 접착제 전사 필름(10)을 고정시키고, 진공흡착라인(S)을 이용하여 상부척(3)에 반도체 칩들(40a)을 고정시킨다. 다음으로 가열가압프레스(5)로 상부척(3)을 가열하고 히터로 다이(1)를 가열하면서 상부척(3)에 고정된 반도체 칩들(40a)을 접착제 전사 필름(10) 측으로 가압하여 접착제 전사 필름(10) 상의 접착층들(13)을 반도체 칩들(40a)에 전사시킨다. 다음으로 진공을 유지하면서 상부척(3)을 상승시켜 접착층(13)이 부착된 반도체 칩들(40a)을 상승시킨다. As shown in FIG. 7 , in the method for manufacturing a substrate for a power module capable of mass production, the
다이(1)는 내부 히터를 이용하여 80~100℃의 온도로 가열하고, 상부척(3)은 가열가압프레스(5)를 이용하여 100~170℃의 온도로 가열한다. 바람직하게는 다이는 80~100℃의 온도로 가열하고, 가열가압프레스(5)는 160℃의 온도로 가열한다. 가압은 1~4MPa로 수행할 수 있다. 가열가압프레스(5)의 가열 온도가 다이(1)의 가열 온도보다 높아야 접착층(13)들이 온도가 높은 쪽인 반도체 칩들(40a)에 강하게 접착될 수 있다. The
도 7에 의하면, 반도체 칩(40a)에 부착된 접착층(13)은 전사 공정의 온도로 인해 끝단이 수축하는데, 패턴화된 접착층(13)을 반도체 칩(40a)에 전사하므로 전사시 발생할 수 있는 잔유물(burr) 요인을 현저히 줄일 수 있다. Referring to FIG. 7 , the tip of the
만약, 베이스 필름(11)의 전체면에 접착층(13)을 형성하고 반도체 칩에 접착층(13)을 전사하면, 상부척(3)이 상승하는 과정에서 반도체 칩(40a)에 전사된 접착층(13)의 끝단이 뜯어지면서 잔유물(burr)이 발생할 수 있다. If the
상술한 본 발명의 파워모듈용 기판 제조방법은 접착층(13)의 하면 평탄도를 베이스 필름(11)이 잡아주고, 접착층(13)의 상면 평탄도는 상부척(3)의 가압력으로 잡아줄 수 있으므로 접착층(13)의 두께를 얇고 균일하게 형성할 수 있다. In the method for manufacturing a substrate for a power module of the present invention, the
또한 상술한 본 발명의 파워모듈용 기판 제조방법은 필름 형태로 제작된 접착제 전사 필름(10)을 이용하여 하부 기판(20)에 반도체 칩(40a)과 제1 전도성 스페이서(40b)를 적층식으로 접합한 다음 최종 1회 소결로 접합 공정이 완료되므로 공정이 최소화되고 공정 시간을 감소시킬 수 있으며 설비 투자비도 감소된다. In addition, in the above-described method for manufacturing a substrate for a power module of the present invention, the
만약, 하부 기판(20)에 반도체 칩(40a)을 가접합하고 반도체 칩(40a)에 제1 전도성 스페이서(40b)를 가접합하는 작업을 Ag 소결 페이스트를 이용하여 수행하면, 하부 기판에 반도체 칩과 제1 전도성 스페이서를 가접합한 다음 1차 소결하고, 제1 전도성 스페이서(40b)에 상부 기판(30)을 접합하기 위해 제1 전도성 스페이서(40b) 상에 추가로 Ag 소결 페이스트를 도포하고 2차 소결해야하는 번거로움이 있고, Ag 소결 페이스트를 균일하게 도포하기 어려우므로 각 소결공정마다 가압을 해야하기 때문에 공정시간이 길어지고 Ag 소결 페이스트의 도포를 위해 고가의 장비가 필요하게 되므로 설비 투자비가 증가한다. 따라서 Ag 소결 페이스트를 필름 형태로 제작하여 파워모듈용 기판 제조방법에 적용하는 것이 공정 시간을 감소시키고 설비 투자비도 감소시킬 수 있는 점에서 효과적이다.If the operation of temporarily bonding the
더욱이, 상술한 본 발명의 파워모듈용 기판 제조방법은 접착층을 패턴화하여 대량 생산이 가능하다. 즉, 지그 형태로 제작한 상부척을 이용하여 파워모듈에 장착될 위치에 대응되게 반도체 칩을 미리 배열하고, 상부척 상의 반도체 칩의 위치로 접착층이 전사되게 패턴화한 접착층을 구비한 접착제 전사 필름을 준비한 다음, 가열 가압하여 반도체 칩들의 하면에 접착층을 전사할 수 있다. 이는 1번의 전사로 반도체 칩을 DBC 기판 또는 AMB 기판에 가접할 수 있으므로 접착제 전사 필름의 사용량을 줄이고 가접공정 시간을 크게 줄일 수 있다. 또한 패턴화한 접착층은 반도체 칩과 1대1로 대응하여 부착되므로 전사시 잔유물 발생을 크게 줄일 수 있는 점에서 효과적이고 Ag를 사용하는 접착층의 면적이 크게 줄어 제품 단가를 크게 낮출수 있다.Furthermore, the method for manufacturing a substrate for a power module of the present invention described above can be mass-produced by patterning the adhesive layer. That is, an adhesive transfer film having an adhesive layer in which the semiconductor chips are arranged in advance to correspond to positions to be mounted on the power module using an upper chuck manufactured in the form of a jig, and the adhesive layer is patterned so that the adhesive layer is transferred to the position of the semiconductor chip on the upper chuck. is prepared, and then the adhesive layer may be transferred to the lower surfaces of the semiconductor chips by heating and pressing. Since the semiconductor chip can be temporarily bonded to the DBC substrate or AMB substrate with one transfer, it is possible to reduce the amount of adhesive transfer film used and significantly reduce the bonding process time. In addition, since the patterned adhesive layer is attached to the semiconductor chip in a one-to-one correspondence, it is effective in that it can greatly reduce the generation of residues during transfer, and the area of the adhesive layer using Ag is greatly reduced, which can significantly lower the product cost.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is disclosed in the drawings and in the specification with preferred embodiments. Here, although specific terms have been used, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments of the present invention are possible therefrom. Accordingly, the true technical scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
10: 접착제 전사 필름
11: 베이스 필름
12: 점착층
13: 접착층
13': 소결된 접착층
20: 하부 기판
21,31: 세라믹 기재
22,32: 금속층
30: 상부 기판
40: 대상물
40a: 반도체 칩
40b: 제1 전도성 스페이서
40c: 제2 전도성 스페이서
1: 다이
3: 상부척
5: 가열가압프레스10: adhesive transfer film 11: base film
12: adhesive layer 13: adhesive layer
13': sintered adhesive layer 20: lower substrate
21,31:
30: upper substrate 40: object
40a:
40c: second conductive spacer 1: die
3: Upper chuck 5: Heating and pressing press
Claims (12)
상기 베이스 필름 상에 형성된 점착층; 및
상기 점착층 상에 패턴 형상으로 형성된 접착층;
을 포함하는 접착제 전사 필름. base film;
an adhesive layer formed on the base film; and
an adhesive layer formed in a pattern shape on the adhesive layer;
Adhesive transfer film comprising a.
상기 접착층은 Ag 접착층이고,
상기 Ag 접착층은 Ag 분말 97~99 중량%와 바인더 1~3 중량%를 포함하는 접착제 전사 필름.According to claim 1,
The adhesive layer is an Ag adhesive layer,
The Ag adhesive layer is an adhesive transfer film comprising 97 to 99 wt% of Ag powder and 1 to 3 wt% of a binder.
상기 베이스 필름은 PET 필름이고,
상기 점착층은 OCA인 접착제 전사 필름.According to claim 1,
The base film is a PET film,
The adhesive layer is an adhesive transfer film of OCA.
상기 접착제 전사 필름 상의 접착층을 대상물에 전사시키고, 상기 접착층이 전사된 대상물을 상기 접착층을 매개로 하부 기판에 가접합시키는 가접단계; 및
상기 하부 기판 상에 가접된 상기 대상물의 상부에 상부 기판을 접합하고 소결하여 상기 하부 기판과 상기 상부 기판의 사이에 상기 대상물을 본접합시키는 본접단계;
를 포함하는 파워모듈용 기판 제조방법.A preparation step of preparing an adhesive transfer film so that an adhesive layer having a pattern shape corresponding to the position of the object is formed;
a temporary bonding step of transferring the adhesive layer on the adhesive transfer film to an object, and temporarily bonding the object to which the adhesive layer is transferred to a lower substrate through the adhesive layer; and
bonding an upper substrate to an upper portion of the object temporarily bonded on the lower substrate and sintering to bond the object between the lower substrate and the upper substrate;
A method of manufacturing a substrate for a power module comprising a.
상기 준비단계는,
PET 필름 상에 OCA 필름을 부착하는 단계; 및
상기 OCA 필름 상에 Ag 소결 페이스트를 메쉬 스크린 인쇄 또는 스텐실 인쇄하고, 건조하여 패턴 형상의 Ag 접착층을 형성하는 단계;
를 포함하는 파워모듈용 기판 제조방법.5. The method of claim 4,
The preparation step is
attaching the OCA film on the PET film; and
mesh screen printing or stencil printing of Ag sintering paste on the OCA film, and drying to form an Ag adhesive layer having a pattern shape;
A method of manufacturing a substrate for a power module comprising a.
상기 가접단계는,
다이에 상기 접착제 전사 필름을 고정시키고, 진공을 이용하여 대상물을 흡착 및 고정하는 상부척에 대상물을 고정시키는 단계;
상기 상부척과 상기 다이를 각각 가열하면서 상기 상부척에 고정된 상기 대상물을 상기 접착제 전사 필름 측으로 가압하여 상기 접착제 전사 필름 상의 접착층을 상기 대상물에 전사시키는 단계;
진공을 유지하면서 상기 상부척을 상승시켜 상기 접착층이 부착된 대상물을 상승시키는 단계;
상기 상부척을 하부 기판의 상부로 이송시키는 단계;
상기 상부척에 고정된 대상물을 상기 하부 기판 측으로 가압하여 상기 대상물을 상기 하부 기판에 가접합시키는 단계; 및
진공을 해제하고 상기 상부척을 상승시키는 단계;
를 포함하는 파워모듈용 기판 제조방법. 5. The method of claim 4,
The bonding step is
fixing the adhesive transfer film to a die and fixing the object to an upper chuck for adsorbing and fixing the object using a vacuum;
transferring the adhesive layer on the adhesive transfer film to the object by pressing the object fixed to the upper chuck toward the adhesive transfer film while heating the upper chuck and the die, respectively;
raising the object to which the adhesive layer is attached by raising the upper chuck while maintaining a vacuum;
transferring the upper chuck to an upper portion of the lower substrate;
pressing the object fixed to the upper chuck toward the lower substrate to temporarily bond the object to the lower substrate; and
releasing the vacuum and raising the upper chuck;
A method of manufacturing a substrate for a power module comprising a.
상기 다이는 80~100℃의 온도로 가열하고, 상기 상부척은 100~170℃의 온도로 가열하는 파워모듈용 기판 제조방법. 7. The method of claim 6,
A method of manufacturing a substrate for a power module, wherein the die is heated to a temperature of 80 to 100°C, and the upper chuck is heated to a temperature of 100 to 170°C.
상기 소결은 240~300℃에서 가열 가압하면서 2분~5분 동안 수행하는 파워모듈용 기판 제조방법. 5. The method of claim 4,
The sintering is a method of manufacturing a substrate for a power module that is performed for 2 minutes to 5 minutes while heating and pressing at 240 to 300 °C.
상기 가접단계에서,
상기 대상물은 반도체 칩, 제1 전도성 스페이서 및 제2 전도성 스페이서를 포함하고,
상기 가접단계는,
상기 접착제 전사 필름 상의 접착층을 반도체 칩의 하면에 전사시키고, 상기 접착층이 전사된 반도체 칩을 상기 접착층을 매개로 하부 기판의 상면에 가접합시키는 제1 가접단계; 및
상기 접착제 전사 필름 상의 접착층을 제1 전도성 스페이서와 상기 제2 전도성 스페이서의 하면에 전사시키고, 상기 접착층이 전사된 제1 전도성 스페이서와 상기 제2 전도성 스페이서를 상기 접착층을 매개로 상기 반도체 칩의 상면과 상기 하부 기판의 상면에 가접합시키는 제2 가접단계;
를 포함하는 파워모듈용 기판 제조방법.5. The method of claim 4,
In the bonding step,
The object includes a semiconductor chip, a first conductive spacer and a second conductive spacer,
The bonding step is
a first temporary bonding step of transferring the adhesive layer on the adhesive transfer film to the lower surface of the semiconductor chip, and temporarily bonding the semiconductor chip to which the adhesive layer is transferred to the upper surface of the lower substrate through the adhesive layer; and
The adhesive layer on the adhesive transfer film is transferred to the lower surface of the first conductive spacer and the second conductive spacer, and the first conductive spacer and the second conductive spacer to which the adhesive layer is transferred are transferred to the upper surface of the semiconductor chip through the adhesive layer. a second temporary bonding step of temporarily bonding the upper surface of the lower substrate;
A method of manufacturing a substrate for a power module comprising a.
상기 제2 전도성 스페이서의 높이는 상기 반도체 칩, 상기 접착층, 상기 제1 전도성 스페이서의 높이를 합한 높이와 동일한 높이인 파워모듈용 기판 제조방법.10. The method of claim 9,
The height of the second conductive spacer is the same height as the sum of the heights of the semiconductor chip, the adhesive layer, and the first conductive spacer.
상기 본접단계는
상기 하부 기판 상에 가접된 상기 제1 전도성 스페이서 및 상기 제2 전도성 스페이서와 대응되게 위치되도록 상부 기판의 하면에 접착층을 형성하는 단계; 및
상기 상부 기판을 상부척에 고정하고, 상기 상부척에 고정된 상부 기판을 상기 하부 기판 측으로 가열 가압하여 상기 반도체 칩과 상기 제1 전도성 스페이서의 가접합체 및 상기 제2 전도성 스페이서를 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 본접합시키는 단계;
를 포함하는 파워모듈용 기판 제조방법. 10. The method of claim 9,
The bonding step is
forming an adhesive layer on a lower surface of the upper substrate to correspond to the first conductive spacer and the second conductive spacer that are temporarily bonded on the lower substrate; and
The upper substrate is fixed to an upper chuck, and the upper substrate fixed to the upper chuck is heated and pressed toward the lower substrate to form a temporary bonding body between the semiconductor chip and the first conductive spacer and the second conductive spacer to the upper substrate and the upper substrate. bonding between the lower substrates;
A method of manufacturing a substrate for a power module comprising a.
상기 상부 기판과 상기 하부 기판은 AMB기판 또는 DBC 기판을 사용하는 파워모듈용 기판 제조방법.5. The method of claim 4,
A method of manufacturing a substrate for a power module using an AMB substrate or a DBC substrate as the upper substrate and the lower substrate.
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