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TWI868165B - 半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片 - Google Patents

半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片 Download PDF

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TWI868165B
TWI868165B TW109121142A TW109121142A TWI868165B TW I868165 B TWI868165 B TW I868165B TW 109121142 A TW109121142 A TW 109121142A TW 109121142 A TW109121142 A TW 109121142A TW I868165 B TWI868165 B TW I868165B
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film
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周楓青
侯猛
馬文君
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大陸商日東電工(上海松江)有限公司
日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明係關於半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片包括:基材層;及設置於上述基材層之一側上之第一黏合劑層,上述第一黏合劑層在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2與上述第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1之比,即N2/N1≤2,較佳為N2/N1≤1.5。本發明中之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,在生產不使用金屬引線框架之無基板半導體封裝體之方法中用於臨時固定晶片時,能夠在使用之後可輕輕剝離而包封後對於包封樹脂及晶片不發生殘膠。

Description

半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片
本發明係關於半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其在不使用金屬引線框架之無基板半導體封裝體之生產方法中用作臨時固定晶片;以及使用該壓敏黏合片生產半導體器件之方法。
近年來,在LSI之安裝技術中CSP (晶片尺寸封裝,Chip Size/Scale Package)技術備受關注。該技術中,就尺寸減小及高整合而言,由WLP (晶圓級封裝,Wafer Level Package)表示的以不使用基板而僅使用晶片之形式之封裝為特別受關注的封裝形式之一。根據WLP之生產方法,將不使用基板之以有序方式排列之多個半導體Si晶圓晶片整體用包封樹脂包封,然後藉由切斷分成單獨的結構體,從而可有效生產與使用基板之習知封裝體相比更小尺寸之封裝體。
此類WLP之生產方法需要將習知地固定於基板上之晶片固定於分開的支承體上。此外,在藉由樹脂包封成型為單獨的封裝體後必須解除固定。因而該支承體不應永久黏合而是必須可再剝離的。自該觀點來看,存在使用壓敏黏合帶作為臨時固定晶片用支承體之技術。
發明要解決之問題 在使用壓敏黏合帶作為臨時固定用支承體之無基板半導體封裝體之生產方法中,由於當用樹脂包封時之壓力,晶片不被壓敏黏合帶支撐,自指定位置偏移。另外,由於當黏合晶片時或當用樹脂包封時之壓力,晶片嵌入壓敏黏合帶,發生其中晶片面相對於包封樹脂面變得突出之位置差異(偏移)。此外,由於包封樹脂之固化及加熱,壓敏黏合帶可變得強烈黏合至晶片表面,在剝離壓敏黏合帶時封裝體會破損,產生殘膠污染。
用於解決問題之方案 本發明人等為了解決上述問題而進行了深入研究,結果發現,藉由使用具有特定黏合力比之黏合劑層能夠解決上述問題,從而完成了本發明。
即,本發明如下。
[1] 一種半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其包括:基材層;及設置於上述基材層之一側上之第一黏合劑層, 上述第一黏合劑層在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2與上述第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1之比,即N2/N1≤2,較佳為N2/N1≤1.5。
[2] 如[1]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1為0.1~3.0N/20mm,較佳為0.4~2.0N/20mm; 上述第一黏合劑層在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2為0.2~6.0N/20mm,較佳為0.5~3.0N/20mm。
[3] 如[1]或[2]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述第一黏合劑層包括丙烯酸系黏合劑; 上述第一黏合劑層之凝膠率大於70%;及/或 上述第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下之儲能模數G'為0.5×105 ~12×105 Pa;及/或 上述丙烯酸系黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量為80,000以下。
[4] 如[1]或[2]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片亦包括第二黏合劑層,上述第二黏合劑層設置於上述基材層之與上述第一黏合劑層相對之一側; 較佳地,上述第二黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之15°剝離黏合力為2~100N/20mm,較佳為2~50N/20mm; 上述第二黏合劑層在150℃下加熱4小時後相對於不鏽鋼板之15°剝離黏合力為3~130N/20mm,較佳為3~100N/20mm。
[5] 如[4]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述第二黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下之儲能模數G'為0.8×105 ~2.5×105 Pa; 上述第二黏合劑層在150℃下之儲能模數G'為0.5×105 ~1.6×105 Pa。
[6] 如[4]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述第二黏合劑層之凝膠率為40~90%; 較佳地,上述第二黏合劑層之黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量為2,000~6,000。
[7] 如[1]或[2]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述基材層選自由聚酯膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚苯硫醚膜、聚醚醯亞胺膜、聚醯胺醯亞胺膜、聚碸膜、聚醚酮膜、聚四氟乙烯膜、乙烯-四氟乙烯共聚物膜、全氟乙烯-丙烯共聚物膜、聚偏二氟乙烯膜、聚三氟氯乙烯膜以及乙烯與三氟氯乙烯以莫耳比1:1之交替共聚物膜組成之群中之至少一種。
[8] 如[4]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片亦包括第一離型膜及第二離型膜,上述第一離型膜設置於上述第一黏合劑層之與上述基材層相對之一側,上述第二離型膜設置於上述第二黏合劑層之與上述基材層相對之一側。
[9] 如[4]之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,上述第一黏合劑層之厚度為5~50μm;上述第二黏合劑層之厚度為5~50μm。
[10] 一種用於生產半導體器件之方法,上述方法包括使用如[1]~[9]中任一項之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。
發明之效果 本發明提供一種半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其在不使用金屬框架之無基板半導體封裝體之生產方法(例如,WLP之生產方法)中用作臨時固定晶片之壓敏黏合片。本發明之壓敏黏合片能夠支撐晶片以便晶片在樹脂包封步驟期間不轉移,從而減小晶片自指定位置之偏移,並且藉由在壓敏黏合劑層中嵌入晶片之偏離小,本發明之壓敏黏合片可在使用後輕輕剝離。另外,本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片能夠在使用之後輕輕剝離而包封後對於包封樹脂及晶片不發生殘膠污染。
作為克服上述問題之各種研究之結果,本發明人已發現如下。當將第一黏合劑層在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2與第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1之比、即N2/N1≤2的黏合劑層用作在半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片中所使用之黏合劑層時,當用樹脂包封晶片時,黏合之晶片不自指定位置偏移,可防止位置精度之劣化。並且,包封後,壓敏黏合片可以在封裝體不破損之情況下被剝離,對於包封樹脂不發生殘膠。
[半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片] 以下參考圖6具體描述本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之實施方案。如圖6所示,本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2包括基材層11及第一黏合劑層12。
在另一實施方式中,如圖7所示,半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2亦可進一步包括在要固定及包封晶片之面相對之一側的用於將黏合片固定至金屬基板之黏合劑層,如第二黏合劑層13。
另外,為了保護使用前之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2中之黏合劑層之表面,可以在各個黏合劑層之表面上設置離型膜。例如,在第一黏合劑層之與基材層相對之一側上設置第一離型膜10,在第二黏合劑層之與基材層相對之一側上設置第二離型膜14。
<基材層> 基材層之種類不特別限定,但較佳使用在當用樹脂包封時之加熱條件下具有耐熱性之基材。樹脂包封步驟通常需要約175℃之溫度。自該點上,較佳使用具有在此類溫度條件下不發生顯著收縮或基材層自身不塌陷之此種耐熱性之材料。出於該原因,該材料較佳具有在50~250℃之溫度下之線性熱膨脹係數為0.8×10-5 ~5.6×10-5 /K。
在使用玻璃化轉變溫度低於固化包封樹脂之加熱溫度之基材之情況下,在高於玻璃化轉變溫度之溫度區域中之線性膨脹係數大於在低於玻璃化轉變溫度之溫度區域中之線性膨脹係數,導致黏合之晶片之指定位置之精度的劣化。
此外,在單軸或雙軸拉伸之基材中,在高於玻璃化轉變溫度之溫度下,由拉伸引起之伸長開始收縮,此導致黏合之晶片之指定位置之精度的劣化。為此,在樹脂包封不使用金屬引線框架之無基板半導體晶片時,當用於藉由被黏合至晶片來使用之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片中之基材層之玻璃化轉變溫度超過180℃時,能夠改良晶片之位置精度。
基材之實例較佳選自由聚酯膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚苯硫醚膜、聚醚醯亞胺膜、聚醯胺醯亞胺膜、聚碸膜、聚醚酮膜、聚四氟乙烯膜、乙烯-四氟乙烯共聚物膜、全氟乙烯-丙烯共聚物膜、聚偏二氟乙烯膜、聚三氟氯乙烯膜、乙烯與三氟氯乙烯以莫耳比1:1之交替共聚物膜、紙基材(如玻璃紙、高品質紙及日本紙)、無紡布基材(如纖維素)及金屬膜基材(如鋁箔、SUS箔及Ni箔)組成之群中之至少一種。
本發明中所使用之「玻璃化轉變溫度」係指在DMA法(拉伸法)中,在升溫速度:5℃/min、樣品寬度:5mm、卡盤間距:20mm及頻率:10Hz之條件下證實的顯示損耗角正切(tanδ)之峰之溫度。
基材具有5~200μm、較佳為10~150μm、並更佳為20~100μm之厚度。厚度小於5μm之情況下,在固化包封樹脂後剝離半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片時,半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片容易損壞,並可能不會被剝離,降低處理性。超過200μm之厚度增加成本,此不係較佳的。
另外,對於基材層,根據需要,亦可以進行利用有機矽系、氟系、長鏈烷基系等之脫模劑之脫模及防污處理、酸處理、鹼處理、底漆處理、電暈處理、電漿處理等易黏接處理。
<第一黏合劑層> 在用於本發明之第一黏合劑層中,黏合劑沒有特別限定,只要其具有耐熱性即可。自耐熱性及成本的觀點來看,較佳為第一黏合劑層包括丙烯酸系黏合劑。
丙烯酸系黏合劑係指將丙烯酸系聚合物作為基礎聚合物(聚合物成分中之主要成分,即包含超過50重量%之成分)之黏合劑。對第一黏合劑層中之丙烯酸系聚合物之含量沒有特別限制,自在第一黏合劑層中得到充分的黏接可靠性的觀點來看,相對於第一黏合劑層總量(總重量,100質量%),較佳為60質量%以上,更佳為70質量%以上,進一步較佳為80質量%以上。藉由將丙烯酸系黏合劑中之丙烯酸系聚合物之含量調整為上述範圍內,可以提供構成應力緩和性及耐久性更優異且對被黏物之黏附性優異的黏合劑層。
此處揭示之技術中之丙烯酸系聚合物較佳為下述單體成分之聚合物:上述單體成分包含(甲基)丙烯酸烷基酯作為主要單體,可以根據需要進一步包含與上述主要單體具有共聚性之其他單體(共聚性單體)。此處主要單體係指構成丙烯酸系聚合物之單體成分中之主要成分,即該單體成分中包含超過50重量%之成分。在本說明書中,術語「(甲基)丙烯酸烷基酯」係指丙烯酸烷基酯及/或甲基丙烯酸烷基酯。
上述(甲基)丙烯酸烷基酯係用於構成丙烯酸系聚合物之主要單體成分,承擔著表現出黏接性等作為黏合劑(或黏合劑層)之基本特性之作用。(甲基)丙烯酸烷基酯具有對作為基礎聚合物之丙烯酸系聚合物賦予柔軟性的傾向,因此,具有發揮出使第一黏合劑層表現出密合性及黏合性之效果的傾向。(甲基)丙烯酸烷基酯具有對作為基礎聚合物之丙烯酸類聚合物賦予硬度的傾向,因此,具有發揮出使第一黏合劑層表現出再剝離性及力之傳遞性之效果的傾向。
作為(甲基)丙烯酸烷基酯,較佳為烷基之碳原子數為4~20之(甲基)丙烯酸烷基酯。作為烷基之碳原子數為4~20之(甲基)丙烯酸烷基酯之具體例,沒有特別限制,可以列舉:(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯及(甲基)丙烯酸二十烷基酯。此等之中,較佳為丙烯酸正丁酯(BA)及丙烯酸-2-乙基己酯(2EHA)。(甲基)丙烯酸烷基酯可以單獨使用或者組合兩種以上使用。
(甲基)丙烯酸烷基酯占構成丙烯酸系聚合物之單體成分之比例較佳為90~95重量份,基於丙烯酸系聚合物之全部單體成分100重量份。藉由此種組成之單體成分,從而能夠得到構件之保持效能優異的黏合片。
作為共聚性單體,可以適宜地使用具有極性基團之單體。具有極性基團之單體對於在丙烯酸系聚合物中導入交聯點、或者提高丙烯酸系聚合物之內聚力係有用的。共聚性單體可以單獨使用1種或將2種以上組合使用。
作為共聚性單體之非限定性的具體實例,例如可列舉出含羥基單體(含有羥基之單體)、含羧基單體(含有羧基之單體)、含磺酸基單體、含有磷酸基之單體、含環氧基之單體、含氰基之單體、含異氰酸酯基之單體、含醯胺基之單體、具有含氮原子之環之單體、具有琥珀醯亞胺骨架之單體、馬來醯亞胺類、衣康醯亞胺類、(甲基)丙烯酸胺基烷基酯類、(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯類、乙烯基酯類、乙烯基醚類、芳族乙烯基化合物、烯烴類等。
含羥基單體係指分子內具有至少一個羥基之單體。在用於構成丙烯酸系聚合物之單體成分包含含羥基單體之情況下,即,丙烯酸系聚合物包含源自含羥基單體之單體單元之情況下,在第一黏合劑層中容易得到黏接性、適度的內聚力。另外,在丙烯酸系聚合物包含源自含羥基單體之單體單元且第一黏合劑層包含異氰酸酯系交聯劑等交聯劑(固化劑)之情況下,含羥基單體單元可在其與該交聯劑之間進行交聯,因此在第一黏合劑層中容易得到硬度、良好的黏接可靠性。本實施方式之丙烯酸系聚合物可以使用1種含羥基單體,亦可以使用2種以上之含羥基單體。
在一個較佳實施方式中,含羥基單體較佳包含具有伯羥基之含羥基單體及/或具有仲羥基之含羥基單體。
在一個較佳實施方式中,含羥基單體包含含羥基之(甲基)丙烯酸酯及/或不飽和醇。
作為含羥基之(甲基)丙烯酸酯之實例,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸羥基辛酯、(甲基)丙烯酸羥基癸酯、(甲基)丙烯酸羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯、丙烯酸聚己內酯等。
作為不飽和醇之實例,例如可列舉出:乙烯醇、烯丙醇等。
對含羥基單體之含量沒有特別限定,自在第一黏合劑層中得到充分的黏接性、適度的內聚力的觀點;或在第一黏合劑層包含異氰酸酯系交聯劑等交聯劑之情況下,在該黏合劑層中得到硬度、良好的黏接可靠性的觀點來看,基於丙烯酸系聚合物之全部單體成分100重量份,含羥基單體之含量為0.1~5重量份,較佳為2~4重量份。含羥基單體之含量小於0.1重量份時,得不到充分的黏接性。含羥基單體之含量大於5重量份時,第一黏合劑層變得過硬,黏接可靠性降低。
含羧基單體係指分子內具有至少一個羧基之單體。藉由使單體成分包含含羧基單體,容易得到具有良好耐久性之黏合片。另外,黏合劑層與被黏物之密合性亦可以進一步提高。
作為含羧基單體,較佳包含烯屬不飽和單羧酸及/或烯屬不飽和二羧酸及其酸酐。作為烯屬不飽和單羧酸之實例,例如可列舉出:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、巴豆酸及異巴豆酸等。作為烯屬不飽和二羧酸及其酸酐之實例,例如可列舉出:富馬酸、衣康酸、馬來酸、檸康酸、馬來酸酐及衣康酸酐等。此等之中,較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸及馬來酸。上述含羧基單體可以單獨使用任意1種或組合使用2種以上。
對含羧基單體之含量沒有特別限定,例如相對於丙烯酸系聚合物之全部單體成分100重量份,含羧基單體之含量較佳為1~5重量份,更佳為2~4重量份。藉由將含羧基單體之含量設於上述範圍內,可以提高黏接強度,進一步實現保持黏接效能優異的黏合片。含羧基單體之含量小於1重量份時,得不到充分的黏接性。含羧基單體之含量大於5重量份時,黏接可靠性降低。
作為含磺酸基單體,例如可列舉出:苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸鈉、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等。
作為含有磷酸基之單體,例如可列舉出:2-羥基乙基丙烯醯基磷酸酯等。
作為含環氧基之單體,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基縮水甘油醚等含環氧基之丙烯酸酯、烯丙基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸縮水甘油醚等。
作為含氰基之單體,例如可列舉出:丙烯腈、甲基丙烯腈等。
作為含異氰酸酯基之單體,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸2-異氰酸根合乙酯等。
作為含醯胺基之單體,例如可列舉出:(甲基)丙烯醯胺;N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二異丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二(正丁基)(甲基)丙烯醯胺、N,N-二(第三丁基)(甲基)丙烯醯胺等N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺;N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-正丁基(甲基)丙烯醯胺等N-烷基(甲基)丙烯醯胺;N-乙烯基乙醯胺等N-乙烯基羧酸醯胺類;N,N-二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺、羥基乙基丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烷(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-(甲基)丙烯醯基嗎啉等。
作為具有含氮原子之環之單體,例如可列舉出:N-乙烯基-2-吡咯啶酮、N-甲基乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌嗪、N-乙烯基吡嗪、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基噁唑、N-(甲基)丙烯醯基-2-吡咯啶酮、N-(甲基)丙烯醯基哌啶、N-(甲基)丙烯醯基吡咯啶、N-乙烯基嗎啉、N-乙烯基-3-嗎啉酮、N-乙烯基-2-己內醯胺、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-嗎啉二酮、N-乙烯基吡唑、N-乙烯基異噁唑、N-乙烯基噻唑、N-乙烯基異噻唑、N-乙烯基噠嗪等(例如N-乙烯基-2-己內醯胺等內醯胺類)。
作為具有琥珀醯亞胺骨架之單體,例如可列舉出:N-(甲基)丙烯醯氧基亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-6-氧六亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-8-氧六亞甲基琥珀醯亞胺等。
作為馬來醯亞胺類,例如可列舉出:N-環己基馬來醯亞胺、N-異丙基馬來醯亞胺、N-月桂基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等。
作為衣康醯亞胺類,例如可列舉出:N-甲基衣康醯亞胺、N-乙基衣康醯亞胺、N-丁基衣康醯亞胺、N-辛基衣康醯亞胺、N-2-乙基己基衣康醯亞胺、N-環己基衣康醯亞胺、N-月桂基衣康醯亞胺等。
作為(甲基)丙烯酸胺基烷基酯類,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸第三丁基胺基乙酯。
作為(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯類,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基丙酯等。
作為乙烯基酯類,例如可列舉出:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯等。
作為乙烯基醚類,例如可列舉出:甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等乙烯基烷基醚。
作為芳族乙烯基化合物,例如可列舉出:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯等。
作為烯烴類,例如可列舉出:乙烯、丁二烯、異戊二烯、異丁烯等。
得到丙烯酸系聚合物之方法沒有特別限定,可以適宜採用溶液聚合法、乳液聚合法、塊體聚合法、懸浮聚合法、光聚合法等作為丙烯酸系聚合物之合成方法已知的各種聚合方法。例如,可以較佳採用溶液聚合法。作為進行溶液聚合時之單體供給方法,可以適當採用一次性供給全部單體原料之分批投料方式、連續供給(滴加)方式、分著供給(滴加)方式等。進行溶液聚合時之聚合溫度可以根據使用之單體及溶劑之種類、聚合引發劑之種類等而適當選擇,例如可以設定為20~170℃左右(典型的是40~140℃左右)。
溶液聚合中使用之溶劑(聚合溶劑)可以自現有公知的有機溶劑中適當選擇。例如,可以使用選自甲苯等芳族化合物類(典型地為芳香烴類);乙酸乙酯等乙酸酯類;己烷、環己烷等脂族或脂環式烴類;1,2-二氯乙烷等鹵代烷烴類;異丙醇等低級醇類(例如碳原子數1~4之一元醇類);第三丁基甲基醚等醚類;甲基乙基酮等酮類等中之任意一種溶劑或兩種以上之混合溶劑。
聚合中使用之引發劑可以根據聚合方法之種類自現有公知的聚合引發劑中適當選擇。例如,可以較佳使用2,2'-偶氮二異丁腈(AIBN)等偶氮類聚合引發劑中之一種或兩種以上。作為聚合引發劑之其他示例,可以列舉:過硫酸鉀等過硫酸鹽;過氧化苯甲醯、過氧化氫等過氧化物類引發劑;苯基取代乙烷等取代乙烷類引發劑;芳族羰基化合物等。作為聚合引發劑之另外的其他示例,可以列舉由過氧化物與還原劑之組合得到之氧化還原類引發劑。此種聚合引發劑可以單獨使用一種或組合使用兩種以上。聚合引發劑之使用量為通常的使用量即可,例如,相對於全部單體成分100重量份,可以自約0.005重量份~約1重量份(典型地為約0.01重量份~約1重量份)之範圍選擇。
藉由上述溶液聚合,可以得到丙烯酸系聚合物溶解於有機溶劑中之形態之聚合反應液。在此揭示之技術中之黏合劑層可以由包含上述聚合反應液或對該反應液實施適當的後處理而得到之丙烯酸系聚合物溶液之黏合劑組合物形成。作為上述丙烯酸系聚合物溶液而言,可以使用根據需要將上述聚合反應液調節為適當的黏度(濃度)後之丙烯酸系聚合物溶液。或者,亦可以使用藉由除溶液聚合以外之聚合方法(例如乳液聚合、光聚合、塊體聚合等)合成丙烯酸系聚合物、並使該丙烯酸系聚合物溶解於有機溶劑而製備成之丙烯酸系聚合物溶液。
在此揭示之技術中之丙烯酸系黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量(Mw)沒有特別限制,自黏合效能的觀點考慮,丙烯酸系黏合劑之可溶性部分之Mw較佳處於80,000以下之範圍,更佳為5,000以上。重量平均分子量小於5,000時,具有黏合劑層之凝聚力降低的傾向,有時在被黏物之固定時發生偏移,或者剝離時產生殘膠。另一方面,重量平均分子量超過80,000時,具有凝聚力因聚合物之纏結帶來之效果而增大從而流動性降低的傾向,有時不能得到足夠的黏合面積而無法進行被黏物之固定。在此,Mw係指藉由GPC (凝膠滲透色譜法)得到之標準聚苯乙烯換算之值。GPC裝置例如可以使用型號名「HLC-8320GPC」(管柱:TSKgelGMH-H(S)、東曹公司製)。
在此處揭示之第一黏合劑層中,為了調節內聚力等,亦可以使用交聯劑。交聯劑可以使用通常使用之交聯劑,例如可列舉環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、金屬螯合物系交聯劑等。此等交聯劑可以單獨使用,亦可以混合兩種以上使用。
在一個較佳實施方式中,交聯劑較佳包含環氧系交聯劑及/或異氰酸酯系交聯劑。藉由使用此兩種交聯劑,能夠充分提高黏合劑層之凝聚力。另外,在包含基材層之構成中,能夠保證對該基材層之良好的黏附性。在此揭示之技術中之黏合劑層可以以交聯反應後之形態、交聯反應前之形態、部分進行了交聯反應之形態、此等形態之中間形態或複合形態等形態含有上述交聯劑。上述交聯劑典型地僅以交聯反應後之形態包含於黏合劑層中。
作為環氧系交聯劑,可以沒有特別限制地使用一分子中具有兩個以上環氧基之化合物。較佳為一分子中具有3~5個環氧基之環氧系交聯劑。環氧系交聯劑可以單獨使用一種或組合使用兩種以上。
作為環氧系交聯劑之具體例,沒有特別限制,可以列舉例如:N,N,N',N'-四縮水甘油基間苯二甲胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷、1,6-己二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚甘油多縮水甘油醚等。作為環氧類交聯劑之市售品,可以列舉三菱瓦斯化學公司製造之商品名「TETRAD-C」及商品名「TETRAD-X」、DIC公司製造之商品名「EPICLON CR-5L」、長瀨化成公司製造之商品名「DENACOL EX-512」、日產化學工業公司製造之商品名「TEPIC-G」等。
環氧系交聯劑之使用量沒有特別限制。環氧系交聯劑之使用量例如相對於丙烯酸系聚合物100重量份較佳設定為0.1~2重量份。
在含有環氧系交聯劑之實施方式中,環氧系交聯劑之環氧當量較佳為80~120g/eq。
作為異氰酸酯系交聯劑,可以較佳使用多官能異氰酸酯(係指每一分子具有平均兩個以上異氰酸酯基之化合物,包括具有異氰脲酸酯結構之化合物)。異氰酸酯系交聯劑可以單獨使用一種或組合使用兩種以上。
作為多官能異氰酸酯之實例,可以列舉脂族多異氰酸酯類、脂環族多異氰酸酯類、芳族多異氰酸酯類等。
作為脂族多異氰酸酯類之具體例,可以列舉:1,2-亞乙基二異氰酸酯;1,2-丁二異氰酸酯、1,3-丁二異氰酸酯、1,4-丁二異氰酸酯等丁二異氰酸酯;1,2-己二異氰酸酯、1,3-己二異氰酸酯、1,4-己二異氰酸酯、1,5-己二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、2,5-己二異氰酸酯等己二異氰酸酯;2-甲基-1,5-戊二異氰酸酯、3-甲基-1,5-戊二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯等。
作為脂環族多異氰酸酯類之具體例,可以列舉:異佛爾酮二異氰酸酯;1,2-環己基二異氰酸酯、1,3-環己基二異氰酸酯、1,4-環己基二異氰酸酯等環己基二異氰酸酯;1,2-環戊基二異氰酸酯、1,3-環戊基二異氰酸酯等環戊基二異氰酸酯;氫化苯二亞甲基二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、氫化四甲基二甲苯二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯等。
作為芳族多異氰酸酯類之具體例,可以列舉:2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二苯醚二異氰酸酯、2-硝基聯苯-4,4'-二異氰酸酯、2,2'-二苯基丙烷-4,4'-二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、4,4'-二苯基丙烷二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、萘-1,4-二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、3,3'-二甲氧基聯苯-4,4'-二異氰酸酯、苯二亞甲基-1,4-二異氰酸酯、苯二亞甲基-1,3-二異氰酸酯等。
作為較佳的多官能異氰酸酯,可以例示每一分子平均具有3個以上異氰酸酯基之多官能異氰酸酯。上述三官能以上之異氰酸酯可以係雙官能或三官能以上之異氰酸酯之多聚物(典型地為二聚物或三聚物)、衍生物(例如多元醇與兩分子以上之多官能異氰酸酯之加成反應產物)、聚合物等。可以列舉例如:二苯基甲烷二異氰酸酯之二聚物或三聚物、己二異氰酸酯之異氰脲酸酯形式(異氰脲酸酯結構之三聚物加成物)、三羥甲基丙烷與甲苯二異氰酸酯之反應產物、三羥甲基丙烷與己二異氰酸酯之反應產物、多亞甲基多苯基異氰酸酯、聚醚多異氰酸酯、聚酯多異氰酸酯等多官能異氰酸酯。作為上述多官能異氰酸酯之市售品,可以列舉旭化成化學公司製造之商品名「DURANATE TPA-100」、日本聚胺酯工業公司製造之商品名「CORONATE L」、日本聚胺酯工業公司製造之商品名「CORONATE HL」、日本聚胺酯工業公司製造之商品名「CORONATE HK」、日本聚胺酯工業公司製造之商品名「CORONATE HX」、日本聚胺酯工業公司製造之商品名「CORONATE2096」等。
在含有異氰酸酯系交聯劑之實施方式中,異氰酸酯系交聯劑中異氰酸酯基含量(NCO含量)較佳為7~15%。
異氰酸酯系交聯劑之使用量沒有特別限制。異氰酸酯系交聯劑之使用量例如相對於丙烯酸系聚合物100重量份可以設定為1~5重量份。
作為交聯劑,較佳將異氰酸酯系交聯劑與環氧系交聯劑組合使用。藉由將上述量之異氰酸酯系交聯劑與上述量之環氧系交聯劑組合使用,能夠以高水平兼顧對被黏物以及基材層之黏附性及凝聚力。由此,能夠實現顯示良好的保持效能(黏合劑層之凝聚力)之黏合片。
作為氮丙啶系交聯劑之實例,例如可列舉出:三羥甲基丙烷三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]、三羥甲基丙烷三[3-(1-(2-甲基)氮丙啶基丙酸酯)]。作為氮丙啶系交聯劑,可以使用市售品。例如可使用Chemitite PZ-33、Chemitite DZ-22E等Chemitite系列(Nippon Shokubai Co., Ltd.製)等。
作為三聚氰胺系交聯劑之實例,可列舉出:六羥甲基三聚氰胺、丁基化三聚氰胺樹脂(例如,可以自DIC株式會社獲得之商品名「SUPER BECKAMINE J-820-60N」)等。
作為金屬螯合物系交聯劑之實例,例如可列舉出:鋁螯合物系化合物、鈦螯合物系化合物、鋅螯合物系化合物、鋯螯合物系化合物、鐵螯合物系化合物、鈷螯合物系化合物、鎳螯合物系化合物、錫螯合物系化合物、錳螯合物系化合物、鉻螯合物系化合物等。
關於交聯劑之含量,相對於丙烯酸系聚合物100重量份,較佳含有0.01~10重量份,更佳含有0.1~5重量份。含量不足0.01重量份之情況下,存在丙烯酸系黏合劑之內聚力變小、黏接可靠性差之情況。另一方面,含量超過10重量份之情況下,存在丙烯酸系黏合劑之內聚力大、流動性降低、經時之黏合力上升不良的情況。
為了更有效地進行上述交聯反應,亦可以使用交聯催化劑。作為交聯催化劑,例如可以較佳使用錫系催化劑(例如二月桂酸二辛基錫)。交聯催化劑之使用量沒有特別限制,例如相對於丙烯酸系聚合物100重量份,較佳為0.0001~1重量份。
在此處揭示之黏合劑層中,除了上述各成分以外,可以根據需要含有流平劑、交聯助劑、增塑劑、軟化劑、抗靜電劑、防老劑、抗氧化劑等黏合劑領域中通常的各種添加劑。關於此種各種添加劑,可以藉由習知方法使用現有公知的添加劑。
(第一黏合劑層之形成) 在此揭示之第一黏合劑層可以藉由現有公知的方法來形成。例如可以採用藉由將丙烯酸系黏合劑(黏合劑組合物)直接施加(典型地為塗佈)至該基材層上並使其乾燥而形成黏合劑層之方法(直接法)。另外,亦可以採用藉由將丙烯酸系黏合劑(黏合劑組合物)施加至具有剝離性之表面(剝離面)上並使其乾燥而在該表面上形成黏合劑層、並將該黏合劑層轉印至基材層上之方法(轉印法)。自生產率的觀點考慮,較佳為轉印法。作為上述剝離面,可以利用剝離襯墊之表面、進行了剝離處理之基材層背面等。需要說明的是,在此揭示之黏合劑層典型地係連續地形成,但並不限定於此種形態,亦可以為形成為例如點狀、條紋狀等規則或不規則圖案之黏合劑層。
黏合劑組合物之塗佈例如可以使用凹版輥塗佈機、模塗佈機、棒塗佈機等現有公知的塗佈機來進行。或者,亦可以藉由浸滲或簾塗法等塗佈黏合劑組合物。
自促進交聯反應、提高製造效率等觀點考慮,黏合劑組合物之乾燥較佳在加熱下進行。乾燥溫度例如可以設定為40~150℃左右,通常較佳設定為60~130℃左右。在使黏合劑組合物乾燥後,出於黏合劑層內之成分遷移之調節、交聯反應之進行、可能存在於基材膜或黏合劑層內之應變之鬆弛等目的,可以進一步進行老化。
第一黏合劑層之厚度沒有特別限制,較佳為5~50μm,更佳為15~40μm。藉由將第一黏合劑層之厚度設為上述範圍,可以實現良好的黏接性。第一黏合劑層之厚度不足5μm時,存在經時之黏合力上升不良的情況。另一方面,第一黏合劑層之厚度超過50μm時,存在貼合之後的黏合力之抑制效果變得不充分的情況。
(第一黏合劑層之特性) 第一黏合劑層在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2與第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1之比,即N2/N1≤2,較佳為N2/N1≤1.5。藉由將上述N2/N1設於上述範圍內,本發明之壓敏黏合片不存在由於樹脂包封時之壓力,晶片不被上述壓敏黏合片支撐並且偏移離指定位置之缺點,並且壓敏黏合片可以在封裝體不破損之情況下被剝離,包封後對於包封樹脂不發生殘膠。當N2/N1超過2時,由於包封樹脂之固化及熱,壓敏黏合片變得強烈地黏合至晶片面或包封樹脂面,從而引起剝離上述黏合片時封裝體之破損。180°剝離黏合力試驗根據後述實施例中記載之方法、條件進行測定。
本發明中之第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1較佳為0.1~3.0N/20mm,更佳為0.4~2.0N/20mm。藉由使第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1在上述範圍內,黏合片具備充分的黏合力。當上述180°剝離黏合力N1小於0.1N/20mm時,對晶片之黏合性變得不充分,在操作期間剝離以及樹脂包封期間之壓力發生晶片位置之偏移。當上述180°剝離黏合力N1超過3.0N/20mm時,黏合劑層難以自晶片剝落,剝離操作性差,由於剝離工序帶來封裝體之損傷。
本發明中之第一黏合劑層在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2較佳為0.2~6.0N/20mm,更佳為0.5~3.0N/20mm。藉由上述在100~150℃、較佳為130℃下加熱3~10分鐘後之180°剝離黏合力N2在上述範圍內,本發明之壓敏黏合片在黏貼至被黏物上時經時後之膠黏可靠性優良,壓敏黏合片可在不損壞封裝體之情況下剝離,包封後對於包封樹脂不發生殘膠。
當上述180°剝離黏合力N2小於0.2N/20mm時,對晶片之黏合性不充分,在操作期間剝離以及樹脂包封期間之壓力發生晶片位置之偏移。當上述180°剝離黏合力N2超過6.0N/20mm時,由於包封樹脂之固化及加熱,壓敏黏合帶強烈地黏合至晶片面,導致在將帶剝離時封裝體之破損,包封後對於包封樹脂發生殘膠。
第一黏合劑層之凝膠率較佳大於70%,更佳大於80%。當第一黏合劑層之凝膠率在上述範圍內時,能夠獲得優異的黏合特性,當用樹脂包封時晶圓不偏移,並且對於包封樹脂不發生殘膠。第一黏合劑層之凝膠率例如可以根據丙烯酸系聚合物之組成、分子量、交聯劑之使用之有無及其種類以及用量之選擇等來調節。
黏合劑層之凝膠率如下求出。首先,自黏合劑層採集樣品,測定該樣品之重量,將該重量作為「W1」。接著,用四氟乙烯樹脂製多孔膜將該樣品包成荷包狀,用風箏線捆住其口,得到包裹。接著,將該包裹浸漬至乙酸乙酯中,在室溫(典型地為23℃)下靜置7天。接著,自乙酸乙酯中回收包裹,將所回收之包裹在130℃乾燥2小時。乾燥後,測定該包裹之重量,由包裹之重量除去四氟乙烯樹脂製多孔膜之重量及風箏線之重量而求出樣品之重量,將該重量作為「W2」。然後,藉由下式求出凝膠率。 凝膠率(質量%)=(W2)/(W1)×100
第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下之儲能模數G'為0.5×105 ~12×105 Pa,較佳為2×105 ~9×105 Pa。當第一黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下之儲能模數G'在上述範圍內時,可降低由於當將晶片黏合至壓敏黏合片時以及當用樹脂包封晶片時之壓力導致之晶片嵌入黏合劑層,並且可以降低伴隨嵌入之晶片面相對於包封樹脂面變得突出之位置差異(偏離)。在本發明中,儲能模數G'可以藉由動態機械分析儀(DMA)進行測定。
第一黏合劑層之儲能模數G'例如可以藉由構成第一黏合劑層中之黏合劑之樹脂之種類(即該樹脂之玻璃化轉變溫度、分子量等)而進行控制。構成第一黏合劑層中之黏合劑之樹脂之玻璃化轉變溫度例如可以適當地選擇構成該樹脂之單體來進行調節。
<第二黏合劑層> 在一個較佳實施方式中,如圖7所示,本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片亦包括第二黏合劑層13,該第二黏合劑層13設置於基材層之與第一黏合劑層相對之一側。
作為構成第二黏合劑層之黏合劑,例如可列舉出有機矽系黏合劑、包括丙烯酸系聚合物作為基礎聚合物之丙烯酸系黏合劑、包括天然橡膠或合成橡膠作為基礎聚合物之橡膠系黏合劑、苯乙烯/共軛二烯嵌段共聚物系黏合劑、聚酯系黏合劑、聚醯胺系黏合劑等。其中,自耐熱性的觀點,較佳使用有機矽系黏合劑及丙烯酸系黏合劑,更佳使用有機矽系黏合劑。
作為上述有機矽系黏合劑,較佳使用例如將包含有機聚矽氧烷之有機矽橡膠或者有機矽樹脂等作為基礎聚合物之有機矽系黏合劑。作為構成有機矽系黏合劑之基礎聚合物,亦可以使用將上述有機矽橡膠或者有機矽樹脂交聯而得到之基礎聚合物。
作為上述丙烯酸系黏合劑,可以使用任意的適當丙烯酸系黏合劑。可列舉出例如以丙烯酸系聚合物(均聚物或共聚物)作為基礎聚合物之丙烯酸系黏合劑等,上述丙烯酸系聚合物使用1種或2種以上之(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體成分。在一個實施方式中,可以使用上述第一黏合劑層中說明之丙烯酸系黏合劑,在此不再詳細描述。
作為上述橡膠系黏合劑,可列舉出例如以下述橡膠作為基礎聚合物之橡膠系黏合劑,上述橡膠為:天然橡膠;聚異戊二烯橡膠、苯乙烯·丁二烯(SB)橡膠、苯乙烯·異戊二烯(SI)橡膠、苯乙烯·異戊二烯·苯乙烯嵌段共聚物(SIS)橡膠、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯嵌段共聚物(SBS)橡膠、苯乙烯·乙烯·丁烯·苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)橡膠、苯乙烯·乙烯·丙烯·苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)橡膠、苯乙烯·乙烯·丙烯嵌段共聚物(SEP)橡膠、再生橡膠、丁基橡膠、聚異丁烯、它們之改質體等合成橡膠等。
第二黏合劑層及第一黏合劑層之組成及構成可以相同,或者組成及構成之一者或兩者可以不同。作為第二黏合劑層與第一黏合劑層之組成相同且構成不同的方式的例項,可列舉出第一黏合劑層及第二黏合劑層為由相同組成之黏合劑組合物構成之厚度不同的黏合劑層之方式。
對於第二黏合劑層中使用之黏合劑而言,較佳為黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量(Mw)為2,000~6,000。重量平均分子量小於2,000時,具有黏合劑層之凝聚力降低的傾向,有時在被黏物之固定時發生偏移,或者剝離時產生殘膠。另一方面,重量平均分子量超過6,000時,具有凝聚力因聚合物之纏結帶來之效果而增大從而流動性降低的傾向,有時不能得到足夠的黏合面積而無法進行被黏物之固定。
在第二黏合劑層中,自黏合特性(黏接力、黏性、耐久性、保持特性)之平衡方面出發,凝膠率較佳為40~90%,較佳為50~85%。當不足40%時,可能會出現內聚力不足,導致剝離時發生內聚破壞,部分黏合劑殘留於被黏體表面,發生加工性降低的情況。另一方面,當超過90%時,可能會出現黏性不足,達不到黏接要求,發生黏接可靠性降低的情況。第二黏合劑層之凝膠率例如可以根據黏合劑之組成、分子量、交聯劑之使用之有無及其種類以及用量之選擇等來調節。
第二黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下相對於不鏽鋼板之15°剝離黏合力為2~100N/20mm,較佳為2~50N/20mm。藉由將上述15°剝離黏合力設為此種範圍,可使壓敏黏合片具備充分的黏合力,並且能夠容易地進行使用後之剝離。當上述15°剝離黏合力小於2N/20mm時,有可能在剝離工序以外被容易地剝離。另一方面,當上述15°剝離黏合力超過100N/20mm時,有可能在不需要時之剝離作業性差,因剝離作業而損壞被黏物等。
第二黏合劑層在150℃下加熱4小時後相對於不鏽鋼板之15°剝離黏合力為3~130N/20mm,較佳為3~100N/20mm。藉由將上述15°剝離黏合力設為此種範圍,將壓敏黏合片在黏貼至被黏物上時經時後之膠黏可靠性優良,並且能夠容易地進行使用後之剝離。當上述15°剝離黏合力小於3N/20mm時,對被黏物之黏合性不充分。另一方面,當上述15°剝離黏合力超過130N/20mm時,剝離作業性差,從而造成被黏物之破損,或者產生殘膠污染。
第二黏合劑層在20~25℃、較佳為23℃下之儲能模數G'為0.8×105 ~2.5×105 Pa,較佳為1×105 ~2.5×105 Pa。藉由將23℃下之儲能模數G'設為上述範圍內,第二黏合劑層可以保持加工性或操作性等所需要之凝聚力,並且可以確保將第二黏合劑層與被黏物貼合時之初始黏合性。
第二黏合劑層在150℃下之儲能模數G'為0.5×105 ~1.6×105 Pa。藉由將150℃下之儲能模數G'設為上述範圍內,可以得到黏合力與剝離性均衡優異的黏合片。
第二黏合劑層之儲能模數G'例如可以藉由構成第二黏合劑層中之黏合劑之樹脂之種類(即該樹脂之玻璃化轉變溫度、分子量等)而進行控制。構成第二黏合劑層中之黏合劑之樹脂之玻璃化轉變溫度例如可以適當地選擇構成該樹脂之單體來進行調節。在本發明中儲能模數G'可以藉由動態機械分析儀(DMA)進行測定。
第二黏合劑層之厚度沒有特別限制,較佳為5~50μm,更佳為10~40μm。藉由將第二黏合劑層之厚度設為上述範圍,可以實現良好的黏接性。第二黏合劑層之厚度不足5μm時,存在經時之黏合力上升不良的情況。另一方面,第二黏合劑層之厚度超過50μm時,存在貼合之後的黏合力之抑制效果變得不充分的情況。
(離型膜) 本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片根據需要可以進一步具備離型膜。離型膜為包括基材膜及形成於其一側上之剝離劑層之片,並且係為了在使用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之前露出黏合劑層之各個面而剝離之片。在本發明中,如圖7所示,半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片包括第一離型膜10及第二離型膜14。第一離型膜10設置於第一黏合劑層12之與基材層11相對之一側,第二離型膜14設置於第二黏合劑層13之與基材層11相對之一側。
剝離劑層可藉由以下來獲得:根據要與其接觸之黏合劑,自習知剝離劑層如長鏈烷基類、氟樹脂類及聚矽氧樹脂類中適當地選擇。
作為基材膜,可使用習知膜,並可選自例如塑膠膜如聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、多芳基化合物、聚萘二甲酸乙二酯、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、聚氯乙烯共聚物膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚對苯二甲酸丁二酯膜、聚胺酯膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜、離子鍵樹脂膜、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物膜、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物膜、聚苯乙烯薄膜及聚碳酸酯膜。
根據黏合劑層之樹脂,可使用之剝離劑層為包含選自如下之剝離劑之層:習知剝離劑如氟化聚矽氧樹脂類剝離劑、氟樹脂類剝離劑、聚矽氧樹脂類剝離劑、聚乙烯醇樹脂、聚丙烯樹脂以及長鏈烷基化合物。
<半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之生產方法> 本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片可藉由一般生產方法生產。例如,將用於構成第一黏合劑層,以及若需要之第二黏合劑層之組合物溶於給定的溶劑以製備塗佈液,將塗佈液施塗至基材層以便獲得目標半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之層結構,然後在給定條件下將所得塗佈層加熱並乾燥。
此外,單一膜可以藉由例如將用於構成第一黏合劑層、第二黏合劑層等之組合物之各溶液流延在可剝離膜等上來製備,並且彼等膜可以依次層壓於基材層上。可組合塗佈液之施塗及由單一膜之層壓。所使用之溶劑不特別限定。考慮到用於構成黏合劑層之材料之良好溶解性之需要,較佳使用酮類溶劑如甲基乙基酮。亦可使用以下形成半導體器件生產用壓敏黏合片之方法:將黏合劑層之構成材料製成水性分散溶液,將該溶液施塗至基材層,加熱並乾燥所得塗佈層,重複彼等步驟,從而層壓黏合劑層。
<使用半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之方法> 將半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片用於圖1及圖2A至2F等中所示之步驟。
作為實例,以下描述用於生產無基板BGA之方法之概要。
圖1為示出其中用樹脂包封無基板半導體晶片之半導體器件之生產方法的圖,該方法採用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。
在步驟(a)中,將本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2黏合併固定至基板3。在步驟(b)中,將半導體晶片以任意的間隔黏合併固定至該片。在隨後的步驟(c)中,用包封樹脂4包封已固定之半導體晶片以便嵌入晶片。
在步驟(d)中,藉由加熱剝離將由此包封之多個晶片與包封樹脂及半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2一起自基板剝離。在步驟(e)中,將本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2自樹脂包封之半導體晶片剝離。
在步驟(f)中,將各種圖案印刷施加於半導體晶片與半導體晶片表面之間的區域以形成佈線用引線等。在隨後的步驟(g)中,佈線用引線形成作為晶片表面上之球形連接電極之凸塊等。
最終,在步驟(h)中,藉由切割等將半導體晶片間之包封樹脂部分切斷,從而可獲得裝配有單獨的半導體晶片之各半導體器件。
以下參考圖2A至2F具體描述無基板封裝體之生產方法。
(半導體晶片之黏合步驟) 藉由黏合等將半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2固定至基板3,並且在上面露出第一黏合劑層側。
將要用樹脂包封之給定的半導體晶片1置放於並黏合至第一黏合劑層以便獲得給定的構造,從而將晶片1固定至半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之第一黏合劑層,如圖2A所示。在該情況下,半導體晶片之結構、形狀及尺寸等不特別限定。
視情況,將多個晶片1黏合至在其兩側上均具有黏合劑層之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2,將該半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2固定至基板3以形成如圖2A所示之結構。
(包封步驟) 用包封樹脂4自具有圖2A所示結構之晶片1上面包封上述晶片1以便整合多個晶片1從而形成圖2B所示之結構。
用於其中使用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之包封步驟之樹脂可為習知包封樹脂如環氧樹脂。考慮到半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之耐熱性,選擇粉狀樹脂之熔融溫度及固化溫度以及液體樹脂之固化溫度。本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2在普通包封樹脂之熔融溫度及固化溫度下具有耐熱性。
為了保護晶片之目的,使用上述樹脂在模具中進行包封步驟,並在例如170至180℃之溫度下進行。
在剝離半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之後,進行後成型固化。
(剝離步驟) 在固定於基板3上之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之晶片1用樹脂包封後,在如下條件下進行加熱:200至250℃之溫度下,1至90秒之時間(熱板等)或1至15分鐘之時間(熱風乾燥器),以便解除在半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2與基板3之間藉由壓敏黏合劑等之固定,半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2與基板3彼此分開。
其後,將半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2自包括用樹脂包封之晶片1之層剝離,如圖2C所示。
視情況,亦可使用以下方法:其中半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2與基板3不彼此分離,並保持整合形式,將用包封樹脂包封之多個晶片1自半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2之壓敏黏合劑層分離。
(電極形成步驟) 如圖2D所示,在包括用樹脂包封之晶片1之層之一側,其上層壓半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2,並露出晶片1表面之一部分,藉由如絲網印刷之方法使電極5形成於各晶片之給定區域上。所使用之電極材料可為習知材料。
(切割步驟) 如圖2E所示,將包括用樹脂包封之晶片1之層固定於較佳具有切割環7之切割帶8,並使用用於普通切割步驟之切割刀6進行切割,從而獲得如圖2F所示之各自具有用樹脂包封之多個晶片1之多個無基板封裝體。
在該情況下,當各晶片1不定位於給定位置時,電極5之形成變得不精確,並且各封裝體中晶片1之位置變得不精確。在最壞的情況下,存在當進行切割時切割刀6接觸晶片1之可能性。
當使用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片2時,在用樹脂之包封步驟中可防止晶片1之位置偏移。因此,切割步驟可在無此類問題之情況下平穩地進行,結果,可獲得其中晶片1精確定位於包封樹脂4之封裝體。
此外,在現有方法中,亦存在以下情況:由於包封樹脂之壓力導致晶片不受半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片支撐並且自指定位置偏移,或者因為包封樹脂之壓力過強、或半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片過軟之原因、或因為彼等組合原因,晶片嵌入半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,如圖3B所示。在此類情況下,令人擔憂的是晶片不能完全用包封樹脂包封,並且晶片自樹脂表面突出以形成包封樹脂面與晶片面之間產生位置差異之狀態(偏離)。
在晶片之一部分自樹脂面突出之狀態下,在隨後所形成之電極之面之高度上發生偏移。因此,在將晶片連接至電路基板時,變得難以確定地將晶片連接至電路基板。
當使用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片時,晶片不嵌入半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,如圖3A所示,晶片不自固化之包封樹脂面突出,並且晶片之間電極之隨後形成亦確定地進行。此外,甚至在電路基板上設置封裝體之情況下,各電極亦可確定地連接至電路基板上之預定區域。
另外,在現有的用樹脂包封期間,由於基材層及半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之黏合劑層之膨脹及彈性,示於圖4之(a)之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片沿如圖4之(b)所示之平面方向變形,從而設置於半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片上之晶片之位置在某些情況下會移動。此外,晶片有時可由於在封裝用於包封之樹脂時所引起之壓力而移動。
結果,在晶片上設置電極時,晶片與電極之間的相對位置關係與預定的位置關係不同。此外,在用樹脂包封晶片並隨後切割時,切割步驟中基於晶片之預定位置而提前確定的切割線與藉由晶片之實際位置變得必要的切割線不同。
在此情況下,藉由切割所獲得之各封裝體在包封晶片之位置產生偏移,隨後的步驟不能平穩地進行。此外,可不期望地獲得未充分包封之封裝體。
在自用樹脂包封之晶片剝離半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片時,特別取決於在半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之晶片側形成之壓敏黏合劑之性質,由於包封樹脂之固化及加熱,黏合力變強,從而顯示重剝離性。因此,令人擔憂的是剝離變難,發生如圖5所示之殘膠,或者發生剝離帶電。
在剝離變難之情況下,剝離時間延長,導致生產性劣化。在發生如圖5所示之殘膠9之情況下,不能進行隨後的步驟如電極之形成。此外,在產生剝離放電之情況下,由於灰塵等之附著在隨後的步驟中可發生不利情況。
然而,當使用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片時,切割步驟可在無上述問題之情況下平穩地進行,可獲得晶片精確定位於包封樹脂之封裝體。並且,本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片能夠在使用之後輕輕剝離,包封後對於包封樹脂不發生殘膠。
參考實施例更詳細地描述本發明,但應注意,本發明不解釋為受實施例限制。
實施例 <黏合劑組合物之製備> (例1) 向具備攪拌器、溫度計、氮氣導入管及回流冷凝器之反應容器中,投入丙烯酸正丁酯(BA) (浙江衛星製造) 94重量份、丙烯酸(AA) 1重量份、丙烯酸-2-羥基乙酯(HEA) (大阪有機製造) 5重量份、及作為聚合溶劑之醋酸乙酯60重量份,在60~65℃下在氮氣氛圍下攪拌1小時後,作為熱聚合引發劑投入2,2'-偶氮二異丁腈(AIBN) 0.15份,在60~65℃下進行6小時反應,得到丙烯酸系聚合物A1之溶液。該丙烯酸系聚合物A1之Mw為64萬。
向上述丙烯酸系聚合物溶液中,相對於該溶液中所含之丙烯酸系聚合物100重量份,加入5重量份作為交聯劑之異氰酸酯系交聯劑(L 75(C),科思創製造)及2重量份環氧系交聯劑(T/C,美國CVC製造),進行攪拌混合來製備黏合劑組合物C1。
(例2~10) 在例1之黏合劑組合物之製備中,以表1所示之方式設定單體成分及交聯劑之種類及用量,對於其他內容與例1同樣地進行,分別製備例2~10之黏合劑組合物C2~C10。
(例11~14) 在例1之黏合劑組合物之製備中,以表2所示之方式設定單體成分及交聯劑之種類及用量,對於其他內容與例1同樣地進行,分別製備例11~14之黏合劑組合物D1~D4。
<半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之製作> (實施例1) 在作為基材層之厚度為75μm之PET薄膜(商品名:雙向拉伸聚酯薄膜,由南京亞博聯新材料科技股份有限公司製造)之一側塗佈黏合劑組合物C1,然後乾燥,形成厚度為25μm之第一黏合劑層。
然後,將55重量份聚二甲基矽氧烷「107矽橡膠」(深圳市吉鵬矽氟材料有限公司製造)、45重量份乙烯基MQ樹脂「VSP8201-4」(成都博達愛福科技有限公司製造)、1.5重量份交聯劑「91A」(江西藍星星火有機矽有限公司製造)及2重量份鉑催化劑「CATA 12070」(江西藍星星火有機矽有限公司製造)添加至甲苯并均勻分散於甲苯中,將所得分散液施塗於基材層之另一側,隨後乾燥,製備第二黏合劑層。由此,得到半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。評價結果示於表3中。
第一黏合劑層在23℃下相對於不鏽鋼板(SUS430BA板)之180°剝離黏合力N1為0.11N/20mm。
第一黏合劑層在130℃下加熱5分鐘後相對於不鏽鋼板(SUS430BA板)之180°剝離黏合力N2為0.13N/20mm。
第一黏合劑層在130℃下加熱5分鐘後相對於不鏽鋼板(SUS430BA板)之180°剝離黏合力N2與第一黏合劑層在23℃下相對於不鏽鋼板(SUS430BA板)之180°剝離黏合力N1之比,即N2/N1為1.18。
(實施例2~10) 除了使用表1中之黏合劑組合物C2~C10代替黏合劑組合物C1形成第一黏合劑層以外,以與實施例1相同之方式獲得半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。評價結果示於表3中。
(比較例1~4) 除了使用表2中之黏合劑組合物D1~D4代替黏合劑組合物C1形成第一黏合劑層以外,以與實施例1相同之方式獲得半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。評價結果示於表4中。
<評價試驗> (1) 180°剝離黏合力試驗 將各實施例及各比較例之壓敏黏合片切取寬度20mm×長度150mm作為試驗片。將用甲苯清潔化了的SUS板(SUS430BA板)作為被黏物,藉由以下之步驟測定黏合力N1及黏合力N2。
(黏合力N1之測定) 在23℃、50%RH之標準環境下,將覆蓋各試驗片之黏合面之剝離襯墊剝落,使2kg之輥往返1次而將露出之黏合面壓接於被黏物。將像此種操作而壓接於被黏物之試驗片在上述標準環境下置放30分鐘後,根據JIS Z 0237,使用拉伸試驗機(株式會社島津製作所製造、產品名「Tensilon」),以拉伸速度:300mm/分鐘、剝離角度:180°進行剝離,測定該剝離所需要之力(180°剝離黏合力) (N/20mm)。測定結果示於表3及表4中。
(黏合力N2之測定) 將與黏合力N1之測定同樣地操作而壓接於被黏物之試驗片在130℃下加熱5分鐘,接著在上述標準環境下置放30分鐘後,同樣地測定180°剝離黏合力。測定結果示於表3及表4中。
(2) 15°剝離黏合力試驗 將實施例及比較例之壓敏黏合片切取寬度20mm×長度150mm作為試驗片。將用甲苯清潔化了的SUS板(SUS430BA板)作為被黏物,藉由以下之步驟測定黏合力。
在23℃、50%RH之標準環境下,將覆蓋各試驗片之黏合面之剝離襯墊剝落,使2kg之輥往返1次而將露出之黏合面壓接於被黏物。將像此種操作而壓接於被黏物之試驗片在上述標準環境下置放30分鐘後,使用拉伸試驗機(株式會社島津製作所製造製造、商品名:「Tensilon」),以拉伸速度:300mm/分鐘、剝離角度:15°進行剝離,測定該剝離所需要之力(15°剝離黏合力) (N/20mm)。測定結果示於表3及表4中。
將與上述23℃下之剝離黏合力之測定同樣地操作而壓接於被黏物之試驗片在150℃下加熱4小時,接著在上述標準環境下置放30分鐘後,同樣地測定15°剝離黏合力。測定結果示於表3及表4中。
(3) 儲能模數測定 將黏合劑層沖裁成直徑7.9mm,以用平行板夾持其之形式進行固定,將由此得到之樣品作為測定試樣。對於上述測定試樣,使用動態黏彈性測定裝置(Rheometric公司製造、產品名「ARES」),在下述條件下進行動態黏彈性測定,測定23℃下之儲能模數G'及150℃下之儲能模數G'。黏合劑層之儲能模數之測定結果示於表3及4。 儲能模數測定條件 測定模式:剪切模式 溫度範圍:-70℃~150℃ 升溫速度:5℃/分鐘 測定頻率:1Hz
(4) 包覆性 將半導體器件具有電極一側之表面整齊地在貼合於上述實施例及比較例之壓敏黏合片之第一黏合劑層上,置於真空壓合機(TOWA株式會社製造)中,在模具之模腔內注入液體封裝樹脂,在1MPa壓力、130℃下加熱5分鐘後,將黏合片去除,用顯微鏡(KEYENCE CORPORATION製造,商品名:VHX-100,倍率:200倍)觀察半導體器件電極面上是否有液體封裝樹脂滲入,並按照下述基準進行評價。 ○:液體封裝樹脂滲入半導體器件電極數量小於0.1% △:液體封裝樹脂滲入半導體器件電極數量為0.1%~1% ×:液體封裝樹脂滲入半導體器件電極數量大於1%
(5) 殘膠性 將晶片具有電極一側之表面貼合於上述實施例及比較例之壓敏黏合片之第一黏合劑層上,放入烘箱中150℃加熱4小時,然後將晶片自黏合片上剝離,用顯微鏡(KEYENCE  CORPORATION製造,商品名:VHX-100,倍率:200倍)觀察上述晶片之黏貼面,目視確認晶片電極上有無殘膠,按照下述基準進行評價。 ○:未確認到殘膠 ×:確認到殘膠
(6) 第一黏合劑層之固定性評價 將上述實施例及比較例之壓敏黏合片之第二黏合劑層貼合至SUS:304不鏽鋼基板上,將多個晶片具有電極一側之表面整齊地貼合於壓敏黏合片之第一黏合劑層上,在模具之模腔內用密封樹脂一併密封後,用二次元量測儀(型號:「YVM-3020VT」,廣東源興恆准精密儀器有限公司製造)觀察晶片在第一黏合劑層上之相對位置是否發生改變,若位置變動量超過0.005mm即認為係發生位置偏移,並按照下述基準進行評價。 ○:在第一黏合劑層上之晶片發生位置偏移之數量小於0.1% △:在第一黏合劑層上之晶片發生位置偏移之數量為0.1%~1% ×:在第一黏合劑層上之晶片發生位置偏移之數量大於1%
(7) 第二黏合劑層之固定性評價 將上述實施例及比較例之壓敏黏合片之第二黏合劑層貼合至SUS:304不鏽鋼基板上,將多個晶片具有電極一側之表面整齊地貼合於壓敏黏合片之第一黏合劑層上,在模具之模腔內用密封樹脂一併密封後,在150℃下加熱4小時後,將成型後之樹脂切斷成相應之大小,肉眼觀察黏合片在不鏽鋼基板上是否發生位置滑移、邊緣起翹或者脫落等黏合不良情況,並按照下述基準進行評價。 ○:無滑移、邊緣起翹或者脫落等黏合不良情況發生 ×:有滑移、邊緣起翹或者脫落等黏合不良情況發生
(8) 第一黏合劑層之剝離性評價 將多個晶片具有電極一側之表面整齊地貼合於耐熱性壓敏黏合片之第一黏合劑層上,在150℃下加熱4小時後,將PVC單面膠帶(商品名:SPV-224,日東電工株式會社製造)貼於晶片另一側,然後以180°剝離耐熱性壓敏黏合片,觀察晶片是否自第一黏合劑層轉移至PVC單面膠帶上,並按照下述基準進行評價。 ○:殘留於第一黏合劑層之晶片數量小於0.1% △:殘留於第一黏合劑層之晶片數量為0.1~1% ×:殘留於第一黏合劑層之晶片數量大於1%
(9) 第二黏合劑層之剝離性評價 將耐熱性壓敏黏合片之第二黏合劑層黏貼於SUS:304不鏽鋼基板上,在150℃下加熱4小時,然後對耐熱性壓敏黏合片以15°進行剝離,藉由主觀手感確認能否容易地將剝離側之第二黏合劑層自不鏽鋼基板上剝離,按照下述基準進行評價。 ○:非常容易剝離 △:較容易剝離 ×:不易剝離
(10) 綜合評價 根據上述各評價結果,按照下述標準進行綜合評價。 ○:綜合效果優異 △:綜合效果良好 ×:綜合效果差
表1
黏合劑組合物 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
基礎聚合物 (甲基)丙烯酸烷基酯 丙烯酸正丁酯(BA) 94 91 94 50 50 50 0 0 94.9 96
丙烯酸-2-乙基己酯(2EHA) 0 0 0 46.5 44 46 96 96 0 0
含羧基單體 丙烯酸(AA) 1 5 3 0 0 0 1 0 5 3.6
甲基丙烯酸(MAA) 0 0 0 3 3 1 1 2 0 0
含羥基單體 丙烯酸-2-羥基乙酯(HEA) 5 4 3 0 0 0 0 0 0 0
4-丙烯酸羥丁酯(4-HBA) 0 0 0 0.5 3 3 0 0 0 0
3-丙烯酸羥丙酯(3-HPA) 0 0 0 0 0 0 2 0 0.1 0
丙烯酸己內酯 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0.4
合計 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
交聯劑 環氧系交聯劑 2.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 1.0 0.5 0.5 0.5
異氰酸酯系交聯劑 5.0 3.0 1.0 2.0 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.0
凝膠率(%) 98 96 95 95 95 90 85 75 69 62
可溶性部分之重量平均分子量(×104 ) 0.5 0.8 0.8 0.8 0.9 1.6 3.7 4.6 6.4 7.8
表2
黏合劑組合物 D1 D2 D3 D4
      基礎聚合物 (甲基)丙烯酸烷基酯 丙烯酸正丁酯(BA) 92 90 44 99
丙烯酸-2-乙基己酯(2EHA) 0 0 38 0
甲基丙烯酸甲酯(MMA) 0 0 0 0
含羧基單體 丙烯酸(AA) 8 0 6 0
甲基丙烯酸(MAA) 0 0 2 0.5
含羥基單體 丙烯酸-2-羥基乙酯(HEA) 0 10 10 0
4-丙烯酸羥丁酯(4-HBA) 0 0 0 0.5
3-丙烯酸羥丙酯(3-HPA) 0 0 0 0
丙烯酸己內酯 0 0 0 0
合計 100.0 100.0 100.0 100.0
交聯劑 環氧系交聯劑 3.0 0.0 1.0 0.1
異氰酸酯系交聯劑 0.0 6.0 1.0 2.0
凝膠率(%) 99 99 55 32
可溶性部分之重量平均分子量(×104 ) 0.2 0.3 12 15
表3
      實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10
第一黏合劑層 黏合劑組合物 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
23℃下180°剝離黏合力N1 (N/20mm) 0.11 0.20 0.42 0.54 1.13 1.56 1.70 1.90 2.60 2.90
130℃下加熱5分鐘後之180°剝離黏合力N2 (N/20mm) 0.13 0.23 0.49 0.65 1.47 2.11 2.42 2.80 4.70 5.70
N2/N1 1.18 1.15 1.17 1.2 1.3 1.35 1.42 1.47 1.81 1.97
23℃下之儲能模數(Pa) 12×105 10×105 9×105 8×105 8×105 7×105 4×105 2×105 1×105 0.5×105
厚度(μm) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
包覆性
殘膠性
固定性
剝離性
基材層 PET PET PET PET PET PET PET PET PET PET
第二黏合劑層 23℃下15°剝離黏合力(N/20mm) 20 20 20 20 2 15 22 50 70 100
150℃加熱4小時後之15°剝離黏合力(N/20mm) 40 40 40 40 3 20 41 100 120 130
23℃下之儲能模數(Pa) 1.2×105 1.2×105 1.2×105 1.2×105 2.5×105 1.8×105 1×105 0.9×105 0.9×105 0.8×105
150℃下之儲能模數(Pa) 0.7×105 0.7×105 0.7×105 0.7×105 1.6×105 1.2×105 0.6×105 0.6×105 0.5×105 0.5×105
凝膠率(%) 70 70 70 70 90 75 60 55 50 40
黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量 4000 4000 4000 4000 2000 3000 5000 5300 5700 6000
厚度(μm) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
固定性
剝離性
綜合評價
表4
      比較例1 比較例2 比較例3 比較例4
第一黏合劑層 黏合劑組合物 D1 D2 D3 D4
23℃下180°剝離黏合力N1 (N/20mm) 0.07 0.04 2.3 3.3
130℃下加熱5分鐘後之180°剝離黏合力N2 (N/20mm) 0.15 0.11 5.7 7.2
N2/N1 2.14 2.75 2.48 2.18
23℃下之儲能模數(Pa) 15×105 14×105 0.2×105 0.1×105
厚度(μm) 3 2 55 70
包覆性 × ×
殘膠性 ×
固定性 × ×
剝離性 × ×
基材層 PET PET PET PET
第二黏合劑層 23℃下15°剝離黏合力(N/20mm) 1 1 120 120
150℃加熱4小時後之15°剝離黏合力(N/20mm) 2 2 160 160
23℃下之儲能模數(Pa) 2.8×105 2.8×105 0.6×105 0.6×105
150℃下之儲能模數(Pa) 1.9×105 1.9×105 0.4×105 0.4×105
凝膠率(%) 91 91 40 40
黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量 2000 2000 10000 10000
厚度(μm) 2 2 60 60
固定性 × ×
剝離性 × ×
綜合評價 × × × ×
由表3可知,本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片能夠支撐晶片以便晶片在樹脂包封步驟期間不轉移,減小晶片自指定位置之偏移。另外,本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片能夠在使用之後輕輕剝離,包封後對於包封樹脂及晶片不發生殘膠污染。
然而,在比較例1~4中,如表4所示,晶片自指定位置偏移,並且使用之後不易剝離,產生剝離後之殘膠污染。
產業上之可利用性 本發明能夠提供半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,當生產無基板半導體封裝體時其用於臨時固定晶片,上述黏合片在樹脂包封步驟中支撐晶片並且由於隨後的熱處理藉由壓敏黏合劑層之固化而能夠減少殘膠。並且上述黏合片可在樹脂包封步驟期間確定地支撐晶片,晶片自指定位置之偏移小。
1:晶片 2:半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片 3:基板 4:包封樹脂 5:電極 6:切割刀 7:切割環 8:切割帶 9:殘膠 10:第一離型膜 11:基材層 12:第一黏合劑層 13:第二黏合劑層 14:第二離型膜
圖1(a)~(h)為示出使用本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片生產無基板BGA之步驟的流程圖。 圖2A至2F為示出無基板封裝體之生產方法的示意圖。 圖3A及3B為晶片不涉及偏離之情況及晶片涉及偏離之情況的對比圖。 圖4(a)、(b)為示出半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片的圖,其具有裝配於其上的當用包封樹脂包封時由於加熱而變形之晶片。 圖5為示出在剝離半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片時發生帶電及殘膠的圖。 圖6為本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片的截面圖。 圖7為本發明之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片之另一實例的截面圖。
2:半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片
11:基材層
12:第一黏合劑層

Claims (10)

  1. 一種半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其特徵在於,其包括:基材層;及設置於上述基材層之一側上之第一黏合劑層,上述第一黏合劑層包含丙烯酸系聚合物及交聯劑,基於上述丙烯酸系聚合物之全部單體成分100重量份,上述丙烯酸系聚合物包含0.5~4重量份之含羥基單體及1~4重量份之含羧基單體,上述交聯劑包含環氧系交聯劑及異氰酸酯系交聯劑,上述環氧系交聯劑之使用量相對於上述丙烯酸系聚合物100重量份為0.1~2重量份,上述異氰酸酯系交聯劑之使用量相對於上述丙烯酸系聚合物100重量份為1~2重量份,上述第一黏合劑層在100~150℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2與上述第一黏合劑層在20~25℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1之比,即N2/N1
    Figure 109121142-A0305-13-0001-1
    2。
  2. 如請求項1之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述第一黏合劑層在20~25℃下相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N1為0.1~3.0N/20mm;上述第一黏合劑層在100~150℃下加熱3~10分鐘後相對於不鏽鋼板之180°剝離黏合力N2為0.2~6.0N/20mm。
  3. 如請求項1或2之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述第 一黏合劑層包括丙烯酸系黏合劑;上述第一黏合劑層之凝膠率大於70%;及/或上述第一黏合劑層在20~25℃下之儲能模數G'為0.5×105~12×105Pa;及/或上述丙烯酸系黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量為80,000以下。
  4. 如請求項1或2之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片亦包括第二黏合劑層,上述第二黏合劑層設置於上述基材層之與上述第一黏合劑層相對之一側;上述第二黏合劑層在20~25℃下相對於不鏽鋼板之15°剝離黏合力為2~100N/20mm;上述第二黏合劑層在150℃下加熱4小時後相對於不鏽鋼板之15°剝離黏合力為3~130N/20mm。
  5. 如請求項4之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述第二黏合劑層在20~25℃下之儲能模數G'為0.8×105~2.5×105Pa;上述第二黏合劑層在150℃下之儲能模數G'為0.5×105~1.6×105Pa。
  6. 如請求項4之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述第二黏合劑層之凝膠率為40~90%;上述第二黏合劑層之黏合劑之可溶性部分之重量平均分子量為2,000~6,000。
  7. 如請求項1或2之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述基材層選自由聚酯膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚苯硫醚膜、聚醚醯亞胺膜、聚醯胺醯亞胺膜、聚碸膜、聚醚酮膜、聚四氟乙烯膜、乙烯-四氟乙烯共聚物膜、全氟乙烯-丙烯共聚物膜、聚偏二氟乙烯膜、聚三氟氯乙烯膜以及乙烯與三氟氯乙烯以莫耳比1:1之交替共聚物膜組成之群中之至少一種。
  8. 如請求項4之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片亦包括第一離型膜及第二離型膜,上述第一離型膜設置於上述第一黏合劑層之與上述基材層相對之一側,上述第二離型膜設置於上述第二黏合劑層之與上述基材層相對之一側。
  9. 如請求項4之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片,其中上述第一黏合劑層之厚度為5~50μm;上述第二黏合劑層之厚度為5~50μm。
  10. 一種用於生產半導體器件之方法,其特徵在於,上述方法包括使用如請求項1~9中任一項之半導體器件生產用耐熱性壓敏黏合片。
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