JP2019218428A - ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム及びこれに用いる粘着フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
粘着剤層3は、以下の光重合成分と、光重合開始剤(D)とを含有する。すなわち、光重合成分は、四級アンモニウム塩を含む基とヒドロキシル基(水酸基)とを有するポリマー(A)、ヒドロキシル基を有するエネルギー硬化性粘着成分(B)、及び、熱架橋剤(C)に由来する構造単位を含み、当該構造単位がポリマー(A)と粘着成分(B)とが熱架橋剤(C)を介して連結している構造単位、及び、粘着成分(B)同士が熱架橋剤(C)を介して連結している構造単位の少なくとも一方である。
上記光重合成分は、例えば、ポリマー(A)と粘着成分(B)と熱架橋剤(C)とを含む組成物又はこれをフィルム状に成形したものを所定の期間(例えば3〜4日)にわたって40℃程度の環境下に置く工程(熟成工程)を経ることで、ポリマー(A)のヒドロキシル基及び粘着成分(B)のヒドロキシル基を架橋点として熱架橋剤(C)とこれらの成分が架橋することによって得ることができる。粘着成分(B)が熱架橋剤(C)を介してポリマー(A)と架橋されている、あるいは、粘着成分(B)同士が熱架橋剤(C)を介して架橋されていることで、粘着成分(B)として低分子量のもの(例えば、分子量200〜10000程度)を使用しても、そのブリードアウトを十分に抑制できる。また、光重合成分が四級アンモニウム塩を含む基を有するポリマー(A)に由来する構造単位を含んでいることで、帯電防止性が発揮される。
ポリマー(A)は、四級アンモニウム塩を含む基とヒドロキシル基とを含有するポリマーであり、四級アンモニウム塩を含む基を含有していることで帯電防止性が発揮される。ポリマー(A)は、四級アンモニウム塩を主鎖又は側鎖に有していればよく、重合性等の観点から側鎖に有していることが好ましい。四級アンモニウム塩は、四級アンモニウムカチオンと、これに対するアニオンとから構成されるものであり、具体的には、ポリマー(A)に共有結合した四級アンモニウムカチオンとこれに対するアニオンとから構成されるものでもよく、ポリマー(A)に共有結合したアニオンとこれに対する四級アンモニウムカチオンとから構成されるものでもよい。
粘着成分(B)は、活性エネルギー線の照射によって光重合開始剤(D)と反応する性質(エネルギー硬化性)を有するとともに、架橋点としてのヒドロキシル基を有する。粘着成分(B)が架橋点としてのヒドロキシル基を有することにより、熱架橋剤(C)を介して、ポリマー(A)と、あるいは粘着成分(B)同士が連結することができる。上述のとおり、粘着成分(B)が熱架橋剤(C)を介して架橋されていることで、粘着成分(B)として低分子量のものを使用しても、そのブリードアウトを十分に抑制できる。粘着成分(B)の重量平均分子量は、例えば、1万〜200万であり、10万〜150万又は20万〜100万であってもよい。この分子量が1万未満であるとフィルム形状の維持が困難となったり、DAFとの密着力が過度に強くなる傾向にある。他方、この分子量が200万を超えると粘着力不足となりやすい。以下、溶液重合法を用いてラジカル重合によって、(メタ)アクリル系樹脂を得る方法を例に、粘着成分(B)の合成法について詳細に説明する。
熱架橋剤(C)は、例えば、粘着剤層3の弾性率及び/又は粘着性の制御を目的に用いられる。熱架橋剤(C)は、ポリマー(A)又は粘着成分(B)が有するヒドロキシル基、グリシジル基及びアミノ基等から選ばれる少なくとも一種の官能基と反応し得る官能基を一分子中に二つ以上有する化合物であればよい。熱架橋剤(C)とポリマー(A)又は粘着成分(B)との反応によって形成される結合としては、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、ウレア結合等が挙げられる。
光重合成分は、上述のとおり、ポリマー(A)と、粘着成分(B)と、熱架橋剤(C)とを含む粘着剤組成物又はこれをフィルム状に成形したものを所定の期間(例えば3〜4日)にわたって40℃程度の環境下に置く工程(熟成工程)を経て合成される。粘着剤組成物の全質量を基準として、粘着剤組成物におけるポリマー(A)の含有量は、例えば、1〜50質量%であり、5〜40質量%又は10〜30質量%であってもよい。粘着剤組成物の全質量を基準として、粘着剤組成物における粘着成分(B)の含有量は、例えば、30〜98質量%であり、50〜90質量%又は60〜85質量%であってもよい。
次に、上記光重合成分とともに粘着剤層3に含まれる光重合開始剤(D)について説明する。光重合開始剤(D)としては、活性エネルギー線(紫外線、電子線及び可視光線から選ばれる少なくとも一種)を照射することで連鎖重合可能な活性種を発生するものであれば、特に制限はなく、例えば、光ラジカル重合開始剤が挙げられる。ここで連鎖重合可能な活性種とは、連鎖重合可能な官能基と反応することで重合反応が開始されるものを意味する。
基材層1としては、既知のポリマーを用いることができる。具体的には、基材層1として、結晶性ポリプロピレン、非晶性ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、低密度直鎖ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド(紙)、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、又は、これらに可塑剤を混合した混合物、あるいは、電子線照射により架橋を施した硬化物が挙げられる。
接着剤層5には、既知のダイボンディングフィルムを構成する接着剤組成物を適用できる。具体的には、接着剤層5を構成する接着剤組成物は、エポキシ基含有アクリル共重合体、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤を含有することが好ましい。これらの成分を含む接着剤層5によれば、チップ/基板間、チップ/チップ間の接着性に優れ、また電極埋め込み性及びワイヤー埋め込み性等も付与可能で、且つダイボンディング工程では低温で接着でき、短時間で優れた硬化が得られる、封止剤でモールド後は優れた信頼性を有する等の特徴があり好ましい。
(製造例A1)
以下の複数のモノマーを共重合することによって製造例1に係るポリマー(A)を得た(表1の製造例1参照)。
・四級アンモニウム塩モノマー:[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド 50質量部
・重合性モノマー:アクリル酸2−エチルヘキシル 40質量部
・アクリル酸2−ヒドロキシエチル 10質量部
表1の製造例A2,A3に記載のモノマーを使用したことの他は、製造例A1と同様にして製造例A2,A3に係るポリマー(A)を得るとともに、重量平均分子量等について測定した。表1に結果を示す。
(製造例B1)
以下の成分を共重合することによって重合体を得た。
・アクリル酸2−ヒドロキシエチル(ヒドロキシル基を有する共重合成分) 20質量部
・アクリル酸2−エチルヘキシル 79質量部
・メタクリル酸 1質量部を共重合した。
得られた重合体に、重合禁止剤としてメトキノンを、ウレタン化触媒として、ジオクチルスズジラウレートを添加した後、2−メタクリロキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製カレンズMOI)を16.2質量部加え、連鎖重合可能な官能基を有するアクリル樹脂溶液(粘着成分(B)を含む溶液)を得た。
表2の製造例B2に記載のモノマーを使用したことの他は、製造例B1と同様にして製造例B2に係るアクリル樹脂溶液(粘着成分(B)を含む溶液)を得るとともに、重量平均分子量等について測定した。表2に結果を示す。
(実施例1)
以下の成分(A)〜(D)と、これらの成分の総固形分含有量が25質量%となるように酢酸エチルとの混合物を10分間撹拌してダイシングフィルム用の粘着剤層用ワニスを得た。
(A)製造例A1に係るポリマー 10g(固形分)
(B)製造例B1に係るアクリル樹脂 100g(固形分)
(C)熱架橋剤:多官能イソシアネート(日本ポリウレタン工業株式会社製、コロネートL、固形分75%) 8.0g(固形分)
(D)光重合開始剤:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製、イルガキュア184、「イルガキュア」は登録商標) 1.0g
上述記載と同様にダイシングフィルム用の粘着剤層用ワニスを作製し、片面が離型処理された幅450mm、長さ500mm、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、粘着剤用ワニスを、アプリケータを用いて粘着剤層の厚さが10μmとなるよう、ギャップを調整しながら塗工した後、80℃で5分間乾燥した。別途、片面が離型処理された幅450mm、長さ500mm、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、ポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面と、上述粘着剤層付きポリエチレンテレフタレートフィルムの粘着剤層面を室温にて貼り合わせ、粘着剤層単層フィルムを作製した。
以下の成分を含む組成物に、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、更にビーズミルを用いて90分混練した。
・エポキシ樹脂:YDCN−703(東都化成株式会社製商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210、分子量1200、軟化点80℃)55質量部
・フェノール樹脂:ミレックスXLC−LL(三井化学株式会社製商品名、フェノール樹脂、水酸基当量175、吸水率1.8%、350℃における加熱重量減少率4%)45質量部
・シランカップリング剤:NUC A−189(株式会社NUC製商品名、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)1.7質量部、及び、NUC A−1160(株式会社NUC製商品名、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン)3.2質量部
・フィラー:アエロジルR972(シリカ表面にジメチルジクロロシランを被覆し、400℃の反応器中で加水分解させた、メチル基などの有機基を表面に有するフィラー、日本アエロジル株式会社製商品名、シリカ、平均粒径0.016μm)32質量部
上述のダイボンディングフィルムを、キャリアフィルムごと直径318mmの円形にカットした。これにカバーフィルムを剥離したダイシングフィルムを室温で貼り付け後、室温で1日放置した。その後、直径370mmの円形にダイシングフィルムをカットし、実施例1に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを得た。なお、以下の評価のために複数のダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを作製した。
株式会社ユービーエム製動的粘弾性測定装置オートグラフ(登録商標)を用いて粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率を測定した。上述の粘着単層フィルムを測定試料として用いた。幅50mm、長さ30mmに切り出した粘着剤層の両ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、粘着剤単層を寄り合わせた。チャック間距離20mm、周波数1Hzにて23℃における粘着剤層(UV未照射)の弾性率を測定した。
実施例1に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを150mm×150mmに裁断し、これを測定試料とした。23±2℃、50±2%RHの環境下、測定試料から剥離シートを剥離し、高抵抗率計(三菱化学社製,HIRESTA−UP MCP−HT450)を用いて、JIS K6911に準拠して粘着剤層の露出面の表面抵抗率を測定した。測定開始から30秒後の値を読み取り、それを粘着剤層(UV照射前)の表面抵抗率(Ω/□)とした。実施例1に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムに対して70mW及び200mJ/cm2の条件で紫外線を照射した後に上記と同様にして表面抵抗率(Ω/□)を測定した。これを粘着剤層(UV照射後)の表面抵抗率(Ω/□)とした。
実施例1に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムに対して70mW及び200mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。紫外線照射後の当該フィルムを幅25mmに裁断した。これを測定試料とした。これを40℃のホットプレート上に載置されたシリコンミラーウェハに貼り付けた。約30分間放置して、引張試験機を用い引き剥がし粘着力を測定した。測定条件は、剥離角度:30°、引張速度:60mm/minとした。なお、測定試料の保存及び引き剥がし粘着力の測定は、温度23℃、相対湿度50%の環境下で行った。
実施例1に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを80℃で10秒の時間をかけて、8インチのウェハ(厚さ50μm)に貼った後、10mm×10mmにダイシングした。上記工程で得られた半導体チップのピックアップ性について、ルネサス東日本セミコンダクタ社製フレキシブルダイボンダー「DB−730」を使用して評価した。ピックアップ用コレットには、マイクロメカニクス社製「RUBBER TIP13−087E−33(サイズ:10×10mm)」を用いた。突上げピンには、マイクロメカニクス社製の「EJECTOR NEEDLE SEN2−83−05(直径:0.7mm、先端形状:直径350μmの半円)」を用いた。突上げピンは、ピン中心間隔4.2mmで9本配置した。ピックアップ時のピンの突上げ速度:10mm/s、突上げ高さ:200μmの条件でピックアップ性を評価した。連続100チップをピックアップし、チップ割れ又はピックアップミス等のエラーが発生しなかった場合を「A」、1チップでもエラーが発生した場合を「B」、2〜5チップにエラーが発生したものを「C」、これよりも高い割合でエラーが発生したものを「D」と判定した。
リードフレームに圧着したチップをステージ上に設置し、万能ボンドテスタ シリーズ4000(Dage社製)によりチップを引っ掛けながら引くことで、チップとリードフレームとの界面接着力(UV照射前)を測定した。測定条件はステージ温度室温で行った。
表3及び表4に示す組成としたことの他は、実施例1と同様にして調製した粘着剤組成物を使用してダイシング・ダイボンディング一体型フィルム等を作製するとともに、上記の評価を行った。
Claims (7)
- ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム用粘着フィルムであって、
基材層と、
前記基材層上に設けられた粘着剤層と、
を少なくとも備え、
前記粘着剤層は、
四級アンモニウム塩を含む基とヒドロキシル基とを有するポリマー(A)、ヒドロキシル基を有するエネルギー硬化性粘着成分(B)、及び、熱架橋剤(C)に由来する構造単位を含む光重合成分と、
光重合開始剤(D)と、
を含有し、
前記構造単位が、ポリマー(A)と粘着成分(B)とが熱架橋剤(C)を介して連結している構造単位、及び、粘着成分(B)同士が熱架橋剤(C)を介して連結している構造単位の少なくとも一方である、粘着フィルム。 - 前記粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率が10MPa〜60MPaである、請求項1に記載の粘着フィルム。
- 前記ポリマー(A)の重量平均分子量が1万〜20万である、請求項1又は2に記載の粘着フィルム。
- 前記粘着成分(B)が連鎖重合可能な官能基を有する樹脂を含み、
前記官能基がアクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着フィルム。 - 前記熱架橋剤(C)が、一分子中に二つ以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートと、一分子中に三つ以上のOH基を有する多価アルコールの反応物である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
- 前記光重合開始剤(D)が光ラジカル重合開始剤である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着フィルム。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着フィルムと、
前記粘着フィルムの前記粘着剤層上に設けられた接着剤層と、
を備える、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム。
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