CN105238338A

CN105238338A - 一种晶圆减薄高温临时粘结剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105238338A
Application number: CN201510768228.XA
Authority: CN
Inventors: 薛兴旺; 王建斌; 陈田安; 解海华
Original assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Current assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明涉及一种晶圆减薄高温临时粘结剂，按质量份计，由以下原料组成：溶剂65～85份、芳香族四羧酸二酐10～25份、芳香族二胺1~10份、抗氧剂0.01～0.5份、流平剂0.01～0.5份；本发明制备的晶圆减薄临时粘结剂，具有优异的流变性能，热稳定性高，抗腐蚀性强等优点，适用于晶圆减薄加工温度≥240℃的加工工艺的临时粘接。

Description

一种晶圆减薄高温临时粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种晶圆减薄高温临时粘结剂及其制备方法，属于胶黏剂领域。

背景技术

通过堆栈电子器件的三维集成电路（3DIC）是一种通过穿硅阱（TSV）连接、垂直堆叠同种和不同种芯片组成多芯片模块（MCM）的一种新封装技术，能大规模缩减封装成本，缩小封装尺寸，缩短器件间连接，减少主板面积，从而广泛应用于各种移动电子设备。硅片减薄是实现3DIC与超薄封装的关键性技术之一，也是大规模集成电路未来数年发展的方向。由于薄晶圆易碎而且易翘曲，在对器件晶圆进行背部加工过程中，需要利用胶粘剂将其固定在基材上，薄晶圆背部加工后要易于从基材上剥离。

中国专利CN102203917A公开了一种用于临时晶片粘合的环烯烃组合物，改组合物由溶剂、环烯烃共聚物、低分子量环烯烃共聚物、增塑剂、抗氧剂所组成。可以将活性晶片粘合到载体晶片或基片上，以便在后续加工和处理过程中保护活性晶片。晶圆减薄完成后经150-300℃加热使胶粘层软化，通过外力拉动或滑动使晶圆与基材分离，亦可通过易挥发性有机溶剂溶解分离晶片，最后利用有机溶剂将残留在晶片上的胶冲洗掉。上述技术的缺点是热稳定性低、抗蚀性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆减薄高温临时粘结剂及其制备方法，本发明制备的临时粘结剂具有热稳定性高、较好的粘接强度，耐溶剂性好等优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：按质量份计，由以下原料组成：溶剂65～85份、芳香族四羧酸二酐10～25份、芳香族二胺1~10份、抗氧剂0.01～0.5份、流平剂0.01～0.5份。

进一步，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种。

进一步，所述所述芳香族四羧酸二酐为均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐、双酚A型二醚二酐中的一种或两种混合。

进一步，所述二元胺为丙二胺、己二胺、间苯二胺、对苯二胺、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺、4,4-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯砜、1,4-双（4-氨基苯氧基）苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜中一种或两种混合。

进一步，所述所述抗氧剂为芳香胺和受阻酚中的一种，包括抗氧剂BHT，所述流平剂为聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷和烷基改性硅氧烷，包括流平剂BYK-333、流平剂BYK-310、流平剂海明斯德谦435。

抗氧剂的使用使得临时粘结剂在生产和储存过程抑制聚合物氧化过程的进行，阻止聚合物老化，延长临时粘接剂的使用时间。

流平剂的使用使临时粘结剂在旋涂和烘烤成膜的过程中形成一个平整、光滑、均匀的薄膜。使得临时粘结剂在晶圆健合的过程中厚度均匀，晶圆和载体晶圆之间粘结层无空隙，从而保证在晶圆减薄的过程中不会发生翘曲和破损。

本发明的有益效果是：本发明制备的晶圆减薄临时粘结剂具有优异的流变性能，热稳定性高，耐腐蚀性强等优点。

本发明所述的一种晶圆减薄临时粘结剂的制备方法，包括：

以原料总重量的百分含量计，加入65～85份溶剂、10～25份芳香族四羧酸二酐、1～10份二元胺，在氮气保护下室温搅拌12小时；然后加入5~20份二甲苯，180℃加热12小时，与上一步亚胺化反应生成的水共沸，除去水分和二甲苯。再加入0.01～0.5份抗氧剂、0.01～0.5份流平剂搅拌溶解完全即得到产品。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

称取N-甲基吡咯烷酮351g，双酚A型二醚二酐（国药试剂）52.05g，间苯二胺(国药试剂)10.81g，在氮气保护下室温搅拌12小时，加入二甲苯35.24g，180℃加热12小时，与亚胺化生成的水共沸，除去水分和二甲苯。再加入抗氧剂BHT0.08g、流平剂BYK-3330.08g，搅拌溶解完全即得到产品。

实施例2

称取N-甲基吡咯烷酮152g，3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐（日本TCI）35.83g，对苯二胺(国药试剂)10.81g，在氮气保护下室温搅拌12小时，加入二甲苯27.68g，180℃加热12小时，与亚胺化生成的水共沸，除去水分和二甲苯。再加入抗氧剂BHT0.08g、流平剂BYK-3100.08g，搅拌溶解完全即得到产品。

实施例3

称取二甲基亚砜110g，3,3',4,4'-二苯酮四羧酸二酐（国药试剂）32.22g，2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(日本TCI)15.02g，在氮气保护下室温搅拌12小时，加入二甲苯38.26g，180℃加热12小时，与亚胺化生成的水共沸，除去水分和二甲苯。再加入抗氧剂BHT0.08g、流平剂海明斯德谦4350.08g，搅拌溶解完全即得到产品。

实施例4

称取N,N-二甲基乙酰胺176g，3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐（日本TCI）29.42g，1,4-双（4-氨基苯氧基）苯(日本TCI)29.23g，在氮气保护下室温搅拌12小时，加入二甲苯30.64g，180℃加热12小时，与亚胺化生成的水共沸，除去水分和二甲苯。再加入抗氧剂BHT0.08g、流平剂BYK-3330.08g，搅拌溶解完全即得到产品。

对以上四组样品进行制样并测试。

使用工艺：将适量胶粘剂于洁净承载晶圆上，1000-2500rpm旋涂，150-250℃烘烤2-6min，在250-300℃真空条件下键合，再背面减薄等工艺操作，300-400℃解键合。

实施例1-实施例4的理化性能如下表1

表1

对实施例1的抗腐蚀性的测试结果如下表2

表2

化学物质	温度/℃	时间/min	结果
				Acetone	25	25	无剥离
NMP	85	60	无剥离
				6N HCl	60	30	无剥离
15%H₂O₂	60	40	无剥离
				30%NH₄OH	25	30	无剥离
EtOH	25	5	无剥离
				MeOH	25	5	无剥离
IPA	25	5	无剥离
				Cyclohexanane	25	5	无剥离
Ethyl Loctate	25	5	无剥离
				PGME	25	5	无剥离
70%HNO₃	25	60	无剥离
				0.26N TMAH	60	30	无剥离
30%KOH	85	60	无剥离

本发明制备的晶圆减薄高温临时粘结剂属于一种热塑性树脂体系，有较高的软化点，适合加工温度≥240℃的加工工艺，在300-400℃之间粘度急剧下降，利于高温解键合，同时本发明的高温临时粘结剂抗腐蚀性良好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种晶圆减薄高温临时粘结剂，其特征在于，按质量份计，由以下原料组成：溶剂65～85份、芳香族四羧酸二酐10～25份、二元胺1~10份、抗氧剂0.01～0.5份、流平剂0.01～0.5份。

2.根据权利要求1所述的临时粘结剂，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种。

3.根据权利要求1所述的临时粘结剂，其特征在于，所述芳香族四羧酸二酐为均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐、双酚A型二醚二酐中的一种或两种混合。

4.根据权利要求1所述的临时粘结剂，其特征在于，所述二元胺为丙二胺、己二胺、间苯二胺、对苯二胺、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺、4,4-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯砜、1,4-双（4-氨基苯氧基）苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜中一种或两种混合。

5.根据权利要求1所述的临时粘结剂，其特征在于，所述抗氧剂为芳香胺和受阻酚中的一种；所述流平剂为聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷和烷基改性硅氧烷。

6.根据权利要求1所述的临时粘结剂，其特征在于，制备方法，包括：

按质量份计，加入65～85份溶剂、10～25份芳香族四羧酸二酐、1～10份二元胺，在氮气保护下室温搅拌12小时；然后加入5~20份二甲苯，180℃加热12小时；与上一步亚胺化反应生成的水共沸，除去水分和二甲苯，再加入0.01～0.5份抗氧剂、0.01～0.5份流平剂搅拌溶解完全即得到产品。