JP2022032571A - 保護膜形成用シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 保護膜形成用シートは、保護膜を形成するための保護膜形成フィルムと、前記保護膜形成フィルムの一方の面に設けられた第1剥離フィルムと、前記保護膜形成フィルムの他方の面に設けられた第2剥離フィルムと、を有する長尺シートであって、
前記第1剥離フィルムの前記保護膜形成フィルムからの剥離力をF1とし、前記第2剥離フィルムの前記保護膜形成フィルムからの剥離力をF2とした場合に、F1>F2である関係を満足し、
ステンレス鋼板に対する前記保護膜形成フィルムの粘着力をF3とした場合に、F2/F3≧0.10である関係を満足し、
F2が30mN/100mm以上であることを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
(1)保護膜を形成するための保護膜形成フィルムと、
前記保護膜形成フィルムの一方の面に設けられた第1剥離フィルムと、
前記保護膜形成フィルムの他方の面に設けられた第2剥離フィルムと、を有する長尺シートであって、
前記第1剥離フィルムの前記保護膜形成フィルムからの剥離力をF1とし、前記第2剥離フィルムの前記保護膜形成フィルムからの剥離力をF2とした場合に、F1>F2である関係を満足し、
ステンレス鋼板に対する前記保護膜形成フィルムの粘着力をF3とした場合に、F2/F3≧0.10である関係を満足し、
F2が30mN/100mm以上である保護膜形成用シート。
(2)前記保護膜形成フィルムを構成する保護膜形成フィルム用組成物の総重量を100質量部とした場合に、前記保護膜形成フィルム用組成物に含まれる常温で液状のエポキシ樹脂の重量が12質量部以下である(1)に記載の保護膜形成用シート。
(3)前記保護膜形成フィルムを構成する保護膜形成フィルム用組成物の総重量を100質量部とした場合に、前記保護膜形成フィルム用組成物に含まれる充填材の重量が55質量部未満である(1)または(2)に記載の保護膜形成用シート。
(4)前記保護膜形成用シートを平面視した場合に、保護膜形成用シートの一部が所定の閉じた形状を有するように前記保護膜形成用シートに切り込みが形成されており、
前記保護膜形成用シートの厚み方向において、前記切り込みは、前記保護膜形成フィルムを貫通し、前記第1剥離フィルムの一部に達している(1)~(3)のいずれか一項に記載の保護膜形成用シート。
(5)上記(1)~(3)のいずれか一項に記載の保護膜形成用シートの一部が所定の閉じた形状を有するように切り込みを形成する工程を有し、
前記保護膜形成用シートの厚み方向において、前記切り込みは、前記保護膜形成フィルムを貫通し、前記第1剥離フィルムの一部に達している抜き加工された保護膜形成用シートの製造方法。
本実施形態に係る保護膜形成用シート10は、図1、図3に示すように、保護膜形成フィルム11と、保護膜形成フィルム11の一方の面に設けられた第1剥離フィルム12と、他方の面に設けられた第2剥離フィルム13とを有する長尺シートであって、通常はロール状に巻収されている。
本実施形態では、第1剥離フィルム12の保護膜形成フィルム11からの剥離力をF1とし、第2剥離フィルムの保護膜形成フィルムからの剥離力をF2とした場合に、F1>F2であり、好ましくはF1>1.2×F2、さらに好ましくはF1>1.5×F2、より好ましくはF1>2×F2の関係を満足する。剥離力F1および剥離力F2が上記の関係を満足すると、抜き加工された保護膜形成フィルム16からの第2剥離フィルムの除去が容易になり、抜き加工された保護膜形成フィルム16を第1剥離フィルム12上に確実に残留させることができる。したがって、第1剥離フィルム12は、剥離力の強い重剥離フィルムであり、第2剥離フィルム13は剥離力の弱い軽剥離フィルムである。剥離力F1の上限は特に限定はされないが、剥離力F2との関係において、好ましくはF1<10×F2、さらに好ましくはF1<7×F2、より好ましくはF1<5×F2、特に好ましくはF1<3.5×F2の関係を満足する。剥離力F1および剥離力F2が上記の関係を満足すると、第1剥離フィルムからの不要部17の除去が容易になる。また、F2は30mN/100mm以上であり、好ましくは36mN/100mm以上、より好ましくは42mN/100mm以上、さらに好ましくは50mN/100mm以上、特に好ましくは60mN/100mm以上である。
保護膜形成フィルムが上記の物性を有していれば、保護膜形成フィルムの組成は特に限定されない。本実施形態では、保護膜形成フィルムを構成する組成物(保護膜形成フィルム用組成物)は、少なくとも、重合体成分(A)と硬化性成分(B)と充填材(E)とを含有する樹脂組成物であることが好ましい。重合体成分は、重合性化合物が重合反応して形成されたとみなせる成分である。また、硬化性成分は、硬化(重合)反応し得る成分である。なお、本発明において重合反応には、重縮合反応も含まれる。
重合体成分(A)は、保護膜形成フィルムに、フィルム形成性(造膜性)を持たせつつ、適度なタックを与え、ワークへの保護膜形成フィルムの均一な貼り付けを確実にする。重合体成分の重量平均分子量は、通常は5万~200万、好ましくは10万~150万、特に好ましくは20万~100万の範囲にある。重量平均分子量が低過ぎると、剥離フィルムの剥離力や、ステンレス鋼板に対する粘着力が増大する傾向にある。一方、重量平均分子量が高過ぎると他の成分との相溶性が悪くなり、結果として均一なフィルム形成が妨げられる。このような重合体成分としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、飽和ポリエステル樹脂等が用いられ、特にアクリル樹脂が好ましく用いられる。
硬化性成分(B)は、保護膜形成フィルムを硬化させて、硬質の保護膜を形成する。硬化性成分としては、熱硬化性成分、エネルギー線硬化性成分、またはこれらの混合物を用いることができる。エネルギー線の照射によって硬化させる場合、本実施形態に係る保護膜形成フィルムは、後述する充填材および着色剤等を含有するため光線透過率が低下する。そのため、例えば保護膜形成フィルムの厚さが厚くなった場合、エネルギー線硬化が不十分になりやすい。
硬化性成分(B)がエネルギー線硬化性成分である場合、エネルギー線硬化性成分は、未硬化であることが好ましく、粘着性を有することが好ましく、未硬化かつ粘着性を有することがより好ましい。
保護膜形成フィルムが充填材(E)を含有することにより、保護膜形成フィルムを保護膜化して得られる保護膜は、熱膨張係数の調整が容易となり、この熱膨張係数をワークの熱膨張係数に近づけることで、保護膜形成フィルムを用いて得られたパッケージの接着信頼性がより向上する。また、保護膜形成フィルムが充填材(E)を含有することにより、硬質な保護膜が得られ、さらに保護膜の吸湿率を低減でき、パッケージの接着信頼性がさらに向上する。
保護膜形成フィルムは、カップリング剤(F)を含有することが好ましい。カップリング剤を含有することにより、保護膜形成フィルムの硬化後において、保護膜の耐熱性を損なわずに、保護膜とワークとの接着性を向上させることができるとともに、耐水性(耐湿熱性)を向上させることができる。カップリング剤としては、その汎用性とコストメリットの観点からシランカップリング剤が好ましい。
保護膜形成フィルムは、着色剤(G)を含有することが好ましい。これにより、チップ等のワークの加工物の裏面が隠蔽されるため、電子機器内で発生する種々の電磁波を遮断し、チップ等のワークの加工物の誤作動を低減できる。また、テンションローラーに保護膜形成フィルムの残着が発生した場合には、目視で直ちに発見できる。
保護膜形成フィルム用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内において、その他の添加剤として、たとえば、光重合開始剤、架橋剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、ゲッタリング剤、粘着付与剤、剥離剤等を含有していてもよい。
上述したように、本実施形態では、第1剥離フィルム12の保護膜形成フィルム11からの剥離力F1、第2剥離フィルム13の保護膜形成フィルム11からの剥離力F2、およびステンレス鋼板に対する保護膜形成フィルム11の粘着力F3を所定範囲に制御することを特徴としている。このような特異な剥離特性は、前述したように、保護膜形成フィルムを構成する各成分の種類やその配合量により制御できる。
保護膜形成フィルムは使用前には、図1に示すように、二枚の剥離フィルム(第1剥離フィルム12,第2剥離フィルム13)間に保護膜形成フィルム11を挟持した三層構造の保護膜形成用シート10の形態で、巻収、保管されている。剥離フィルムは、保護膜形成フィルムの使用時に剥離される。
第1剥離フィルム12の厚みは、特に制限されないが、好ましくは30~100μm、さらに好ましくは40~80μm、より好ましくは45~70μmである。
第2剥離フィルム13の厚みは、特に制限されないが、剥離を容易にする観点から、第1剥離フィルム12の厚み以下であることが好ましく、第1剥離フィルム12よりも薄いことがより好ましい。したがって、第2剥離フィルム13の厚みは、好ましくは10~75μm、さらに好ましくは18~60μm、より好ましくは24~45μmである。
剥離力F1、F2は、前記した保護膜形成フィルムの組成に加え、次のような種々の因子により制御される。
・剥離剤層用組成物の主成分をなす樹脂材料の種類(シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系など)
・剥離剤層用組成物の主成分をなす樹脂材料の分子量
・剥離剤層用組成物の架橋密度(この架橋密度は、架橋剤の種類やその架橋反応進行前の含有量、架橋剤と反応する官能基の存在密度などにも影響される。)
・剥離剤層用組成物に含有される添加成分(具体的には、架橋しないおよび/または架橋しにくい低分子量体が例示される。)
・剥離剤層の厚さ
・剥離剤層の保護膜形成フィルムとの貼合面の表面粗さ
・基材である樹脂フィルムの厚さ
・剥離フィルムと保護膜形成フィルムとの貼り合わせ時の温度
・剥離フィルムと保護膜形成フィルムとの貼り合わせ時の圧力
・剥離フィルムと保護膜形成フィルムとの貼り合わせ時のローラーの速度
保護膜形成フィルムの製造方法は特に限定はされない。当該フィルムは、上述した保護膜形成フィルム用組成物、または、当該保護膜形成フィルム用組成物を溶媒により希釈して得られる組成物(保護膜形成用組成物を含む塗布剤)を用いて製造される。塗布剤は、保護膜形成フィルム用組成物を構成する成分を公知の方法により混合して調製される。
本実施形態に係る保護膜形成用シート10では、保護膜形成フィルム11が所定の形状に抜き加工されていることが好ましい。すなわち、保護膜形成用シート10を平面視した場合に、保護膜形成用シート10の一部が所定の閉じた形状を有するように前記保護膜形成用シートに切り込み14が形成されてなることが好ましい。
まず、図1に示すように、抜き加工されていない保護膜形成用シート10を準備する。保護膜形成用シート10の第2剥離フィルム13側の面から、抜型(図示せず)により、第2剥離フィルム13および保護膜形成フィルム11を貫通し、第1剥離フィルム12の表面の一部に達するように切り込み14を入れる。表面の一部に達するように切り込みを入れ、完全には切断しない操作はハーフカットと呼ばれる。この結果、保護膜形成用シート10の表面の一部には、所定の閉じた形状を有するように、切り込み14が形成される(図2、図3参照)。ここで、所定の閉じた形状は、保護膜形成フィルムを半導体ウエハに転写する場合には、ウエハと略同形状となる。すなわち、保護膜形成フィルム11が貼付されるワークの形状または保護膜を形成するべき領域と略同形状となるように切り込み14が形成される。この工程は「抜き加工工程」と呼ばれる。
カス上げ工程においては、図4に示すように、第2剥離フィルム13(すなわち、不要部17に接する第2剥離フィルムおよび抜き加工された保護膜形成フィルム16に接する第2剥離フィルム)および不要部17を除去し、抜き加工された保護膜形成フィルム16を第1剥離フィルム12上に残留させる。この際、抜き加工され、完全に切断された後の第2剥離フィルム13は、長尺の粘着テープ18で再び繋ぎ合わせることで、第2剥離フィルム13の除去がし易くなる。剥離された不要部17は、図5に示すようにテンションローラー19を通過し、最終的には廃棄用ローラー20に巻き取られる。
本実施形態に係る抜き加工された保護膜形成用シートを用いたワークの加工方法の一例として、保護膜形成フィルムが貼付されたウエハを加工して得られる保護膜付きチップが基板上に配置されたパッケージを製造する方法について説明する。
工程1:保護膜形成用シート10を抜き加工する工程
工程2:第2剥離フィルム13および保護膜形成フィルムの不要部17を除去する工程(カス上げ工程)
工程3:除去された第2剥離フィルム13および保護膜形成フィルムの不要部17がテンションローラー19を通過し、巻き取る工程
工程4:保護膜形成用シート10の抜き加工された保護膜形成フィルム16を、ウエハ裏面に貼付する工程
工程5:貼付された保護膜形成フィルムを保護膜化する工程
工程6:保護膜または保護膜形成フィルムから第1剥離フィルム12を剥離する工程
工程7:裏面に保護膜または保護膜形成フィルムを有するウエハを個片化して、複数の保護膜または保護膜形成フィルム付きチップを得る工程
工程8:保護膜または保護膜形成フィルム付きチップを基板上に配置する工程
工程9:基板上に配置された保護膜または保護膜形成フィルム付きチップと、基板とを加熱する工程
[第1剥離フィルム(重剥離フィルム)]
<剥離剤層用組成物>
下記の剥離剤層用組成物原料を準備した。
・ビニル基を備えたオルガノポリシロキサン及びヒドロシリル基を備えたオルガノポリシロキサンを含有するシリコーン系離型剤(東レダウコーニング株式会社製、BY24-561、固形分30質量%)
・ジメチルポリシロキサン(重量平均分子量:2000)(信越化学工業製、X-62-1387、固形分100質量%)
・重剥離添加剤としてビニル基を備えたMQレジン(東レダウコーニング株式会社製、SD-7292、固形分71質量%)
・白金(Pt)触媒(東レダウコーニング株式会社製、SRX-212、固形分100質量%)
PETフィルム(三菱ケミカル製、商品名:ダイアホイル(登録商標)T-100、厚み:50μm)に、剥離剤層用組成物を含む塗布剤を、乾燥後の膜厚が0.15μmになるように塗布、加熱、乾燥して、PETフィルム上に剥離剤層を形成し、第1剥離フィルム(重剥離フィルム)を作製した。
得られた第1剥離フィルムの剥離処理面の表面弾性率を以下のように測定した。
原子間力顕微鏡(BrukerCorporation製、MultiMode8)に、窒化ケイ素素材のカンチレバー(BrukerCorporation製、商品名:MLCT、先端半径:20nm、共振周波数:125kHz、バネ定数:0.6N/m)を設置した。原子間力顕微鏡に作製した第1剥離フィルムを載置し、設置したカンチレバーで、作製した第1剥離フィルムの剥離剤層の表面を、押し込み量2nm、スキャン速度:10Hzで押し込みと引き離しとを行った。この操作は23℃で行った。この操作で得られるフォースカーブ曲線に対して、JKR理論式によるフィッティングを行い、表面弾性率を算出した。表面弾性率は、第1剥離フィルムの剥離剤層の表面1μm×1μm中で4096点を測定し、これらの値を平均化して小数点以下1桁を四捨五入して表面弾性率(MPa)とした。結果を表1に示す。
ビニル基を有するポリオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを含有する溶剤型シリコーン系剥離剤(商品名「KS-835」、固形分:30質量%、粘度:5000mPa・s、信越化学工業社製)33質量部(固形分換算)および白金触媒(商品名「PL50T」、信越化学工業社製)1.0質量部(固形分換算)を、トルエン溶媒にて固形分濃度が2.0質量%になるように希釈し、剥離剤層用組成物を含む塗布剤を調製した。
以下の剥離フィルムA~Cを準備した。
剥離フィルムA:リンテック製「SP-PET381130(厚さ38μm)」
剥離フィルムB:リンテック製「SP-PET381031(厚さ38μm)」
前記第1剥離フィルムの調製と同様にして、表1の配合比の剥離剤層用組成物を含む塗布剤を調製した。PETフィルム(三菱ケミカル製、商品名:ダイアホイル(登録商標)T-100、厚み:38μm)に、剥離剤層用組成物を含む塗布剤を、乾燥後の膜厚が0.15μmになるように塗布、加熱、乾燥して、PETフィルム上に剥離剤層を形成し、剥離フィルムC(軽剥離フィルム)を作製した。なお、剥離フィルムCの剥離剤層は、前記第1剥離フィルムと同一であるが、貼り付け条件が異なり、またPETフィルムの厚みが薄いため、第1剥離フィルムよりも軽剥離性になる。表3に、実施例・比較例で使用した第2剥離フィルムを示す。
次の各成分を表2に示す配合比(固形分換算)で混合し、固形分濃度が50質量%となるようにメチルエチルケトンで希釈して、塗布剤を調製した。
(A-1)n-ブチルアクリレート10質量部、メチルアクリレート70質量部、グリシジルメタクリレート5質量部、及び2-ヒドロキシエチルアクリレート15質量部を共重合してなる(メタ)アクリル酸エステル共重合体(重量平均分子量:40万、ガラス転移温度:-1℃)
(A-2)n-ブチルアクリレート10質量部、メチルアクリレート65質量部、グリシジルメタクリレート12質量部、及び2-ヒドロキシエチルアクリレート13質量部を共重合してなる(メタ)アクリル酸エステル共重合体(重量平均分子量:45万、ガラス転移温度:2℃)
(B)硬化性成分(熱硬化性成分)
(B-1)ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱化学社製、jER828、エポキシ当量184~194g/eq)
(B-2)アクリルゴム微粒子分散ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(日本触媒社製、BPA328、エポキシ当量230g/eq、アクリルゴム含有量20phr)
(B-3)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、エピクロンHP-7200HH、軟化点88~98℃、エポキシ当量255~260g/eq)
(C)硬化剤:ジシアンジアミド(三菱化学社製、DICY7)
(D)硬化促進剤:2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業社製、キュアゾール2PHZ)
(E)充填材
(E-1)エポキシ基修飾球状シリカフィラー(アドマテックス社製、SC2050MA、平均粒径0.5μm)
(E-2)シリカフィラー(アドマテックス社製「YC100C-MLA」、平均粒子径0.1μm)
(F)シランカップリング剤:γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM403、メトキシ当量12.7mmol/g、分子量236.3)
(G)着色剤:カーボンブラック(三菱化学社製、MA600B、平均粒径28nm)
得られた保護膜形成用シートから、第2剥離フィルムを剥離した。剥離により露出した保護膜形成フィルムの表面に、厚みが25μmの良接着PET(東洋紡社製、PET25A-4100)の良接着面を熱ラミネート(70℃,1m/min)により貼付して積層体サンプルを作製した。積層体サンプルを100mm幅に切りだし、測定用サンプルを作製した。測定用サンプルの第1剥離フィルムの背面を両面テープで硬質な支持板に固定した。
得られた保護膜形成用シートを100mm幅に切りだし、測定用サンプルを作製した。測定用サンプルの第1剥離フィルムの背面を両面テープで硬質な支持板に固定した。
保護膜形成用シートから、以下のように保護膜形成フィルムを露出させ、保護膜形成フィルムをステンレス鋼板に貼付して、粘着力を測定した。
I. 第2剥離フィルム/保護膜形成フィルム/第1剥離フィルムの三層構造の保護膜形成用シートの、第2剥離フィルムを剥がした。
II. 露出した保護膜形成フィルムに、リンテック社製粘着テープ(製品名PET50PLシン:アクリル系粘着剤層/50μmPET基材)を23℃で貼付して、「PET基材/アクリル系粘着剤/保護膜形成フィルム/第1剥離フィルム」の積層体サンプルを作製した。
III. 積層体サンプルを幅25mm、長さ250mmの短冊形状にカットした
I. ステンレス鋼板(SUS304 ♯600 片面 600HL 0.5mm厚×70mm×150mm)をトルエンとメチルエチルケトンで洗浄し、乾燥させた。
II. 「PET基材/アクリル系粘着剤/保護膜形成フィルム/第1剥離フィルム」の積層体から、第1剥離フィルムを剥がして、保護膜形成フィルムを露出させた。
III.露出した保護膜形成フィルムを、ステンレス鋼板に積層し、2kgローラーを用いて、23℃で貼り合わせた。
万能型引張試験機(島津製作所社製,製品名「オートグラフAG-IS」)を用いて、測定距離70mmについて、剥離速さ300mm/分、温度23℃、剥がし角度180°で剥離力を測定した。測定距離の初め10mmと終わり10mmを除いた50mmの間の測定値の平均を単位mN/100mmに換算して、ステンレス鋼板に対する保護膜形成フィルムの粘着力F3とした。また、得られた値から、F2/F3を算出した。
リンテック製RAD-3600F/12を200mmウエハ用の仕様で用いて、保護膜形成用シート(全長50m、幅208mm)の第2剥離フィルム側から抜型を進入させ、保護膜形成フィルムと第2剥離フィルムとを円形(内径198mm)に打ち抜いた。円形に打ち抜かれた保護膜形成フィルム16を第1剥離フィルム12に残し、図4に示すように第2剥離フィルム13、および円形に打ち抜かれた保護膜形成フィルム16の周辺の不要部17を除去した(カス上げ工程)。この際、抜き加工され、完全に切断された後の第2剥離フィルム13は、長尺の粘着テープ18で再び繋ぎ合わせた上で、第2剥離フィルム13の除去を行った。その後、除去された第2剥離フィルム13および不要部17は、図5に示すようにテンションローラー19を経由して、最終的には廃棄用ローラー20に巻き取った。
A…0回
B…1回
C…2~3回
D…4回以上
11…保護膜形成フィルム
12…第1剥離フィルム
13…第2剥離フィルム
14…切り込み
16…抜き加工された保護膜形成フィルム
17…不要部
18…長尺の粘着テープ
19…テンションローラー
20…廃棄用ローラー
21…ウエハ
22…ダイシングシート
30…保護膜付きチップ
31…チップ
32…保護膜
33…凸状電極
50…基板
Claims (5)
- 保護膜を形成するための保護膜形成フィルムと、
前記保護膜形成フィルムの一方の面に設けられた第1剥離フィルムと、
前記保護膜形成フィルムの他方の面に設けられた第2剥離フィルムと、を有する長尺シートであって、
前記第1剥離フィルムの前記保護膜形成フィルムからの剥離力をF1とし、前記第2剥離フィルムの前記保護膜形成フィルムからの剥離力をF2とした場合に、F1>F2である関係を満足し、
ステンレス鋼板に対する前記保護膜形成フィルムの粘着力をF3とした場合に、F2/F3≧0.10である関係を満足し、
F2が30mN/100mm以上である保護膜形成用シート。 - 前記保護膜形成フィルムを構成する保護膜形成フィルム用組成物の総重量を100質量部とした場合に、前記保護膜形成フィルム用組成物に含まれる常温で液状のエポキシ樹脂の重量が12質量部以下である請求項1に記載の保護膜形成用シート。
- 前記保護膜形成フィルムを構成する保護膜形成フィルム用組成物の総重量を100質量部とした場合に、前記保護膜形成フィルム用組成物に含まれる充填材の重量が55質量部未満である請求項1または2に記載の保護膜形成用シート。
- 前記保護膜形成用シートを平面視した場合に、保護膜形成用シートの一部が所定の閉じた形状を有するように前記保護膜形成用シートに切り込みが形成されており、
前記保護膜形成用シートの厚み方向において、前記切り込みは、前記保護膜形成フィルムを貫通し、前記第1剥離フィルムの一部に達している請求項1~3のいずれか一項に記載の保護膜形成用シート。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の保護膜形成用シートの一部が所定の閉じた形状を有するように切り込みを形成する工程を有し、
前記保護膜形成用シートの厚み方向において、前記切り込みは、前記保護膜形成フィルムを貫通し、前記第1剥離フィルムの一部に達している抜き加工された保護膜形成用シートの製造方法。
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