CN113150730A - 一种晶圆切割用保护胶 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种晶圆切割用保护胶，其包括15‑39质量份的环氧树脂、10‑40质量份的固化剂、0.1‑3质量份的固化促进剂、35‑85质量份的无机填料、1‑4质量份的助剂及0.1‑5质量份的偶联剂，所述助剂由双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂反应获得。本申请的晶圆切割用保护胶在其组份与配比的协同作用下具有较强的拉伸强度、硅界面接着力及较好的流动性。在用于晶圆切割时，可直接通过喷墨打印，涂布在晶圆的表面，填充在预切割缝中，并作用于芯片的四周围堰上，且所述晶圆切割用保护胶不易从芯片及基板上分离或脱落，具有较好的缓震性能，可以有效地保护芯片。

Description

一种晶圆切割用保护胶
技术领域
本申请涉及晶圆切割技术领域，尤其涉及一种晶圆切割用保护胶。
背景技术
随着行业的竞争日益激烈，芯片设计和制造公司需要不断地减少制造成本，以提高市场竞争力。芯片制作过程中，一般先在晶圆上制作几百到几千甚至上万个独立的芯片，然后将每个独立的芯片切割下来，以进行后续制作。但是在芯片切割的过程中，容易造成芯片破损，造成芯片的良率下降。
现有技术会先通过保护胶对晶圆上的芯片进行封装保护，然后再进行切割，以避免芯片破损，提高芯片制作良率。然而，现有的液态保护胶的拉伸强度较低，且硅界面接着力较差，在晶圆切割过程中胶层容易分离或脱落，从而影响保护胶在芯片切割时的保护效果。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种晶圆切割用保护胶，旨在解决现有的液态保护胶的拉伸强度较低及硅界面接着力较差的问题。
本申请实施例是这样实现的，一种晶圆切割用保护胶，其包括15-39质量份的环氧树脂、10-40质量份的固化剂、0.1-3质量份的固化促进剂、35-85质量份的无机填料、1-4质量份的助剂及0.1-5质量份的偶联剂，所述助剂由双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂反应获得。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述环氧树脂为双官能团直链型液态树脂，所述双官能团直链型液态树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂及双酚S环氧树脂中的一种或几种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述固化剂为酸酐类固化剂、酚醛树脂类固化剂及改性胺类固化剂中的一种或几种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述酚醛树脂类固化剂为苯酚-芳烷基酚醛树脂。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述改性胺类固化剂具有如下结构式：
Figure BDA0003063974220000021
其中，R1-R3各自独立地选自具有1-6个碳原子的烃基。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述固化促进剂选自咪唑及二甲基苄胺中的一种或两种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述无机填料为粒径为0.1-75μm的二氧化硅。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述助剂中，所述双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂的用量为末端含多羟基的树枝状交联剂的1-5wt％。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述晶圆切割用保护胶还包括0.1-3质量份的着色剂。
本申请的晶圆切割用保护胶在其组份与配比的协同作用下具有较强的拉伸强度、硅界面接着力及较好的流动性。在用于晶圆切割时，可通过喷墨打印，涂布在晶圆的表面，填充在预切割缝中，并作用于芯片的四周围堰上，且所述晶圆切割用保护胶不易从芯片及基板上分离或脱落，具有较好的缓震性能，可以有效地保护芯片。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的预切割后的晶圆的示意图；
图2是在图1所示的晶圆上涂布晶圆切割用保护胶后的示意图；
图3是图2所示的晶圆切割用保护胶自然流平后的示意图；
图4是图3所示的晶圆切割后的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。用语“多个”是指“两个或两个以上”。本发明的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
本申请中，取代基相连的单键贯穿相应的环，表示该取代基可与环的任选位置连接，例如
Figure BDA0003063974220000031
中R与苯环的任一可取代位点相连。
本申请实施例提供一种晶圆切割用保护胶，用于对晶圆上的芯片进行密封保护，以避免在晶圆切割时造成芯片破损。所述晶圆切割用保护胶包括15-39质量份的环氧树脂、10-40质量份的固化剂、0.1-3质量份的固化促进剂、35-85质量份的无机填料、1-4质量份的助剂及0.1-5质量份的偶联剂。
所述环氧树脂为双官能团直链型液态树脂。所述双官能团直链型液态树脂可以选自但不限于双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂及双酚S环氧树脂中的一种或几种。
所述固化剂为酸酐类固化剂、酚醛树脂类固化剂及改性胺类固化剂中的一种或几种。在至少一优选的实施例中，所述酚醛树脂类固化剂为苯酚-芳烷基酚醛树脂。所述苯酚-芳烷基酚醛树脂常温下为液态，有利于保护胶的制备。在至少一优选的实施例种，所述改性胺类固化剂具有如下结构式：
Figure BDA0003063974220000041
其中，R1-R3各自独立地选自具有1-6个碳原子的烃基。
所述固化促进剂可以选用本领域已知用于胶粘剂的任何固化促进剂，例如选自但不限于咪唑及二甲基苄胺中的一种或两种。所述固化促进剂用于促进固化反应，调整固化反应速率。
所述无机填料可以选用本领域已知用于胶粘剂的任何无机填料。优选的，所述无机填料为粒径为0.1-75μm的二氧化硅。所述无机填料用于降低保护胶的热膨胀系数及吸水率。因晶圆切割用保护胶需要具有较低粘度，以具有较高的流动性，因此，无机填料的比例不能过高，否则无法制备得到液体胶。
所述助剂为环氧改性的树枝状交联剂。所述环氧改性的树枝状交联剂为由双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂于反应获得。在至少一优选的实施例中，所述环氧改性的树枝状交联剂为由双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂于100-140℃温度下反应2-6小时获得。其中，双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂的用量为末端含多羟基的树枝状交联剂的1-5wt％。所述末端含多羟基的树枝状交联剂为高度支化、且具有类球形结构的树枝状结构化合物，优选采用威海晨源分子新材料有限公司的T60型号产品。所述环氧改性的树枝状交联剂可以有效的提高保护胶的拉伸强度和断裂伸长率。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。优选的，所述偶联剂为具有环氧基的硅烷偶联剂。更优选的，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。所述硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可在界面形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，起到促进无机填料与环氧树脂的相容的作用。
所述晶圆切割用保护胶还可以包括0.1-3质量份的着色剂。所述着色剂可以为本领域已知用于保护胶的炭黑等颜料。所述着色剂用于给保护胶提供颜色。
本申请的保护胶具有较好的密封效果，因此还可以用作密封胶使用。
本申请的晶圆切割用保护胶用于晶圆切割时：
请参阅图1，首先提供一晶圆100，所述晶圆100包括基板1及相互间隔的排列在所述基板1上的多个独立芯片2，对所述晶圆100进行预切割，以在基板1上形成预切割缝3；
请进一步参阅图2-3，将所述晶圆切割用保护胶涂布在所述基板1的具有芯片2的表面，所述保护胶通过自然流动，平铺在基板1及芯片2的表面，填充在芯片2之间及预切割缝3中，然后快速固化；
请进一步参阅图4，沿所述预切割缝3对所述晶圆100进行切割，即完成晶圆切割。
所述快速固化的方法为：120-150℃下烘烤0.5-3h。在至少一优选的实施例中，所述快速固化为：130℃下烘烤1h。
所述晶圆切割用保护胶在其组份与配比的协同作用下具有较强的拉伸强度、硅界面接着力及较好的流动性。在用于晶圆切割时，可通过喷墨打印，涂布在晶圆的表面，填充在预切割缝中，并作用于芯片的四周围堰上，且所述晶圆切割用保护胶不易从芯片及基板上分离或脱落，具有较好的缓震性能，可以有效地保护芯片。
本申请还提供一种所述晶圆切割用保护胶的制备方法，其包括如下步骤：
步骤S1：提供15-39质量份的环氧树脂、10-40质量份的固化剂、0.1-3质量份的固化促进剂、35-85质量份的无机填料、1-4质量份的助剂及0.1-5质量份的偶联剂，混合后得到混合物；
步骤S2：研磨所述混合物至混合物变为胶状物，真空脱泡，得到晶圆切割用保护胶。
可以理解的，所述步骤S1中还可以添加有0.1-3质量份的着色剂。
所述步骤S2中的研磨方法为本领域已知用于制备胶粘剂的研磨方法。在至少一实施例中，使用三辊研磨机研磨所述混合物。
下面通过具体实施例来对本申请进行具体说明，以下实施例仅是本申请的一些实施例，不是对本申请的限定。
本申请的实施例及对比例的配比请参见表一。
表一：单位：质量份
Figure BDA0003063974220000061
其中，所述助剂为由双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂于120℃温度下反应4小时获得的环氧改性的树枝状交联剂。实施例1-4及对比例3的助剂在制备时，双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂的总用量分别为末端含多羟基的树枝状交联剂的2wt％、4wt％、3wt％、2wt％及4wt％。
所述改性胺类固化剂的结构式为：
Figure BDA0003063974220000062
对所述实施例1-4晶圆切割用保护胶及对比例1-3的保护胶进行拉伸强度、硅界面接着力及旋转粘度(流动性)测试，测试结果参见表二。
拉伸强度按GB/T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定》方法测试。
硅界面接着力的测试方法为：参考标准ASTM D1002-2010，将实施例1-3晶圆切割用保护胶及对比例1-2的保护胶分别点在测试硅界面上大小为5mm×5mm的方形区域，经180℃固化1小时后，用万能拉力机测试剪切粘结强度。
旋转粘度测试方法：ASTM D2196-2018，样品恒温25℃，用Brookfield粘度计，选择SC4-14转子，转速为20rpm。
表二：
Figure BDA0003063974220000071
由表二可知，相较于对比例1-2的保护胶，实施例1-4的晶圆切割用保护胶具有较强的拉伸强度及硅界面接着力。可见，本申请的晶圆切割用保护胶具有较强的拉伸强度及硅界面接着力。
相较于未添加助剂的对比例1，实施例1的晶圆切割用保护胶具有较强的拉伸强度及硅界面接着力。
对比例3的保护胶粘度较大，不能成为胶液。相较于对比例3的保护胶，实施例1-4的晶圆切割用保护胶具有较低的旋转粘度，即实施例1-4的晶圆切割用保护胶具有较好的流动性，可以直接通过喷墨打印涂布在晶圆的表面。
以上对本申请实施例所提供的晶圆切割用保护胶进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述晶圆切割用保护胶包括15-39质量份的环氧树脂、10-40质量份的固化剂、0.1-3质量份的固化促进剂、35-85质量份的无机填料、1-4质量份的助剂及0.1-5质量份的偶联剂，所述助剂由双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂反应获得。
2.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述环氧树脂为双官能团直链型液态树脂，所述双官能团直链型液态树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂及双酚S环氧树脂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述固化剂为酸酐类固化剂、酚醛树脂类固化剂及改性胺类固化剂中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述酚醛树脂类固化剂为苯酚-芳烷基酚醛树脂。
5.如权利要求3所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述改性胺类固化剂具有如下结构式：
Figure FDA0003063974210000011
其中，R1-R3各自独立地选自具有1-6个碳原子的烃基。
6.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述固化促进剂选自咪唑及二甲基苄胺中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述无机填料为粒径为0.1-75μm的二氧化硅。
8.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述助剂中，所述双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂的用量为末端含多羟基的树枝状交联剂的1-5wt％。
9.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
10.如权利要求1所述的晶圆切割用保护胶，其特征在于：所述晶圆切割用保护胶还包括0.1-3质量份的着色剂。
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