반도체 패키징 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지의 재활용을 통한 Si@SiO₂ 제조 및 에폭시 몰딩 컴파운드로의 응용

• 영문명: Synthesis of Silica Coated Silicon Substrate by Recycling Silicon Sludge Generated in Semiconductor Packaging Process and Their Application to Epoxy Molding Compound
• 발행기관: 유기성자원학회
• 저자명: 추연룡(Yeon-Ryong Chu) 강다희(Dahee Kang) 김하영(Ha-Yeong Kim) 임지수(Jisu Lim) 박규식(Gyu-Sik Park) 제갈석(Suk Jekal) 윤창민(Chang-Min Yoon)
• 간행물 정보: 『유기물자원화』제32권 제3호, 57~66쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.09.30

국문 초록

본 연구에서는 반도체 패키징 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지(Silicon-sludge, S-sludge)에 실리카층을 코팅(Silica coated silicon-sludge, SS-sludge)하였으며, 이를 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy molding compound, EMC)의 필러로적용하였다. 상세히는, 산세처리를 통해 S-sludge의 금속불순물을 제거하였으며, 졸-겔법을 통해 SS-sludge를 제조하였다. SS-sludge는 에폭시 고분자, 경화제 및 카본블랙과 혼합하여 EMC(Silica coated silicon-sludge EMC, SS-sludge EMC)로 제조되었다. 적외선 카메라를 통한 방열 특성 분석 결과, 제조된 SS-sludge EMC는 58.5°C의 가장 높은표면 온도를 나타내었다. 이는 SS-sludge의 주성분인 실리콘의 높은 열전도도(150W/mK) 및 실리카 코팅에 의해EMC의 방열 특성이 향상되었기 때문이다. 본 연구를 통해, 반도체 패키징 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를고부가가치를 지닌 반도체 패키징용 EMC의 필러로 재활용할 수 있는 방안을 제시하였다.

영문 초록

In this study, silicon sludge from a semiconductor packaging process is recycled to fabricate silica coated silicon-sludge and applied as a filler for an epoxy molding compound(EMC). Silicon-sludge powder(S-sludge) is treated with acid to remove metallic impurities and then coated using the sol-gel method to synthesize silica coated silicon-sludge powder(SS-sludge). The as-synthesized SS-sludge is subsequently mixed with epoxy resin, a curing agent, and carbon black to create an EMC(SS-sludge EMC). The heat dissipation properties of the EMC were examined using an IR camera. IR camera analysis confirmed that the SS-sludge EMC exhibited the highest surface temperature of 58.5°C compared to SiO₂-based EMC. This enhancement in heat dissipation using SS-sludge EMC is attributed to the excellent thermal conductivity(150W/mK) of the silicon substrate and the presence of the silica layer on the SS-sludge surface which effectively enhances the thermal property of the EMC. Therefore, this study successfully demonstrates the recycling of silicon sludge from a semiconductor packaging process by synthesizing silica coated silicon-sludge and suggests a novel application of this material in semiconductor packaging.

목차

1. 서 론

2. 재료 및 방법

3. 결과 및 고찰

4. 결 론

References

키워드

반도체 패키징 실리콘 슬러지 졸-겔법 에폭시 몰딩 컴파운드 열전도도 Semiconductor packaging process Silicon sludge Sol-gel method Epoxy molding compound Thermal conductivity