JP2023012204A - 熱硬化型樹脂シート、及び、ダイシングダイボンドフィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】 ダイボンド時において良好な埋め込み性を有し、且つ、熱硬化処理後の反りが抑制されたダイボンドシート用の熱硬化型樹脂シートなどを提供することを課題としている。【解決手段】 熱硬化処理によって架橋反応を起こす架橋性基を分子中に有する架橋性アクリルポリマーを含み、熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であり、且つ、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下である、熱硬化型樹脂シート、及び、該熱硬化型樹脂シートを備えたダイシングダイボンドフィルムなどを提供する。【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば半導体装置を製造するときに使用されるダイシングダイボンドフィルム、及び、該ダイシングダイボンドフィルムに備えられる熱硬化型樹脂シートに関する。
従来、半導体装置の製造において使用されるダイシングダイボンドフィルムが知られている。この種のダイシングダイボンドフィルムは、例えば、ダイシングテープと、該ダイシングテープに積層され且つウエハに接着されるダイボンドシートと、を備える。ダイボンドシートは、熱硬化型樹脂シートで構成されている。ダイシングテープは、基材層と、ダイボンドシートに接している粘着層とを有する。この種のダイシングダイボンドフィルムは、半導体装置の製造において、例えば下記のように使用される。
半導体装置を製造する方法は、一般的に、高集積の電子回路によってウエハの片面側に回路面を形成する前工程と、回路面が形成されたウエハからチップを切り出して組立てを行う後工程とを備える。
後工程は、例えば、ウエハを小さいチップ(ダイ)へ割断するための脆弱部位をウエハに形成するダイシング工程と、ウエハの回路面とは反対側の面をダイボンドシートに貼り付けてダイシングテープにウエハを固定するマウント工程と、脆弱部位が形成されたウエハをダイボンドシートと共に割断してチップ同士の間隔を広げるエキスパンド工程と、ダイボンドシートと粘着層との間で剥離してダイボンドシートが貼り付いた状態のチップ(ダイ)を取り出すピックアップ工程と、ダイボンドシートが貼り付いた状態のチップ(ダイ)をダイボンドシートを介して被着体に接着させるダイボンド工程と、被着体に接着したダイボンドシートを熱硬化処理するキュアリング工程と、を有する。半導体装置は、例えばこれらの工程を経て製造される。
上記のような半導体装置の製造方法において、例えば上記のピックアップ工程において、チップとともにダイボンドシートを剥離するときの剥離性を良好にすべく、エポキシ樹脂を含むダイボンドシートと、特定の成分が配合された粘着層と、を備えたダイシングダイボンドフィルムが知られている(例えば、特許文献1)。
詳しくは、特許文献1に記載のダイシングダイボンドフィルムにおいて、ダイシングテープの粘着層は、主モノマーとしてのアクリル酸エステルと、アクリル酸エステルに対し含有量が10~30mol%の範囲内のヒドロキシル基含有モノマーと、ヒドロキシル基含有モノマーに対し含有量が70~90mol%の範囲内のラジカル反応性炭素-炭素二重結合を有するイソシアネート化合物とで構成されたポリマーを含み、ダイボンドフィルムはエポキシ樹脂を含む。
特許文献1に記載のダイシングダイボンドフィルムによれば、紫外線照射によって硬化した粘着層からダイボンドフィルムを容易に剥離でき、ダイボンドフィルムとともにチップを良好にピックアップできる。
特開2009-135377号公報
ところで、例えば上記のダイボンド工程において、被着体の上に、ダイボンドシートを介してチップを接着させるときに、被着体表面に凹凸がある場合がある。そのため、この凹凸に追従して凹部を埋め込むようにダイボンドシートが変形し、隙間ができないように被着体の表面をダイボンドシートで覆う必要がある。
また、例えば上記のキュアリング工程において、熱硬化処理によってダイボンドシートに反りが生じてチップが反る場合がある。これは、チップ、ダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)、及び、被着体の各線膨張係数が互いに異なる等の理由によると考えられる。特に被着体の厚さが比較的薄いとチップが反りやすくなる。
このような問題を防ぐべく、ダイボンド時において被着体表面の凹凸に追従して良好な埋め込み性を有するように、且つ、熱硬化処理による反りが少なくなるようにダイボンドシートを設計することが考えられる。
しかしながら、ダイボンド時において良好な埋め込み性を有し、且つ、熱硬化処理に伴う反りが抑制されたダイボンドシート用の熱硬化型樹脂シート及び該熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート)を備えたダイシングダイボンドフィルムについては、未だ十分に検討されているとはいえない。
そこで、本発明は、ダイボンド時において良好な埋め込み性を有し、且つ、熱硬化処理に伴う反りが抑制されたダイボンドシート用の熱硬化型樹脂シート、及び、該熱硬化型樹脂シートを備えたダイシングダイボンドフィルムを提供することを課題とする。
上記課題を解決すべく、本発明に係る熱硬化型樹脂シートは、
半導体装置の製造方法において、回路面が形成されたウエハを割断したチップと被着体との間に配置して、前記チップを前記被着体に接着させるためのダイボンドシートとして用いられる熱硬化型樹脂シートであって、
熱硬化処理によって架橋反応を起こす架橋性基を分子中に有する架橋性アクリルポリマーを含み、
熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であり、且つ、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下であることを特徴とする。
本発明に係るダイシングダイボンドフィルムは、上記の熱硬化型樹脂シートと、該熱硬化型樹脂シートに貼り合わされたダイシングテープとを備える。
本発明に係る熱硬化型樹脂シート及びダイシングダイボンドフィルムによれば、ダイボンド時において良好な埋め込み性を発揮でき、且つ、熱硬化処理に伴う反りが抑制される。
本実施形態のダイシングダイボンドフィルムを厚さ方向に切断した断面図。 半導体装置の製造方法におけるステルスダイシング工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるステルスダイシング工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるステルスダイシング工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるバックグラインド工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるマウント工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるマウント工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法における低温でのエキスパンド工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法における低温でのエキスパンド工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法における低温でのエキスパンド工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法における常温でのエキスパンド工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法における常温でのエキスパンド工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるピックアップ工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法におけるダイボンド工程の様子を模式的に表す断面図。 ダイボンドシートを被着体に接着したときに生じ得る空隙の様子の一例を表した模式図。 半導体装置の製造方法におけるワイヤボンディング工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体装置の製造方法における封止工程の様子を模式的に表す断面図。 半導体チップ及びダイボンドシートが反った状態の一例を表す模式断面図。
以下、本発明に係る熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート)、及び、該熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート)を備えたダイシングダイボンドフィルムの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態のダイシングダイボンドフィルム1は、図1に示すように、ダイシングテープ20と、該ダイシングテープ20の粘着剤層22に積層され且つ半導体ウエハに接着される熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート10)とを備える。熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート10)は、半導体装置の製造において、回路基板又は半導体チップなどの被着体に接着されることとなる。
なお、図面における図は模式図であり、実物における縦横の長さ比と必ずしも同じではない。
本実施形態において、熱硬化型樹脂シートは、ダイシングダイボンドフィルム1のダイボンドシート10に用いられている。そのため、以下、熱硬化型樹脂シートの詳しい説明は、ダイボンドシート10の説明によって行う。
<ダイシングダイボンドフィルムのダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)>
ダイボンドシート10は、熱硬化処理によって架橋反応を起こす架橋性基を分子中に有する架橋性アクリルポリマーを含む。
また、ダイボンドシート10のせん断損失弾性率G”は、熱硬化処理前において140℃の温度条件下で1kPa以上20kPa以下であり、且つ、ダイボンドシート10の引張弾性率は、150℃で1時間の熱硬化処理後において150℃の温度条件下で0.5MPa以上7.0MPa以下である。
上記構成のダイボンドシート10によれば、熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であることから、ダイボンド時において被着体表面の凹凸に追従して良好な埋め込み性を発揮できる。また、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下であることから、熱硬化処理によって生じるダイボンドシート10の内部応力に起因して、ダイボンドシート10が反ることを抑制できる。また、ダイボンドシート10が架橋性ポリマーとして、比較的弾性率の低い架橋性アクリルポリマーを含むことから、硬化後のダイボンドシート10が適度に低い弾性率を有し、柔軟性を有することができる。そのため、ダイボンドシート10の上記の内部応力が緩和されて、熱硬化処理に伴って発生し得るダイボンドシート10の反りを抑制できると考えられる。
上記の架橋性アクリルポリマーは、(メタ)アクリル酸エステルモノマーが少なくとも重合した高分子化合物である。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」との表記は、メタクリル酸及びアクリル酸のうちの少なくとも一方を表し、「(メタ)アクリレート」との表記は、メタクリレート(メタクリル酸エステル)及びアクリレート(アクリル酸エステル)のうちの少なくとも一方を表す。「(メタ)アクリル」という用語も同様である。
上記の架橋性アクリルポリマーは、通常、側鎖に上記の架橋性基を有する。上記の架橋性アクリルポリマーは、側鎖の末端に上記の架橋性基を有してもよい。なお、上記の架橋性アクリルポリマーは、主鎖の両端のうち少なくとも一方に上記の架橋性基を有してもよい。
上記の架橋性アクリルポリマーが分子中に有する架橋性基は、熱硬化処理によって架橋反応を起こす官能基であれば、特に限定されない。
架橋性基としては、例えば、活性水素を有する低活性架橋性基、又は、活性水素と反応できる高活性架橋性基が挙げられる。
低活性架橋性基としては、例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基などが挙げられる。これらの架橋性基は、エポキシ基又はイソシアネート基と架橋反応を起こすことができる。例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基の少なくとも一方を分子中に有する上記の架橋性アクリルポリマーは、エポキシ基又はイソシアネート基を分子中に有する化合物(例えば、後述するエポキシ樹脂など)との間で架橋反応を起こすことができる。
高活性架橋性基としては、例えば、エポキシ基又はイソシアネート基などが挙げられる。これらの架橋性基は、ヒドロキシ基やカルボキシ基と架橋反応を起こすことができる。例えば、エポキシ基又はイソシアネート基の少なくとも一方を分子中に有する上記の架橋性アクリルポリマーは、ヒドロキシ基又はカルボキシ基の少なくとも一方を分子中に有する化合物(例えば、後述するフェノール樹脂など)との間で架橋反応を起こすことができる。
上記の架橋性アクリルポリマーに占める、架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合は、0.5質量%以上50.0質量%以下であってもよく、1質量%以上40質量%以下であってもよい。
上記の割合が0.5質量%以上であることにより、ダイボンドシート10が熱硬化処理されるときの架橋反応をより十分に進行させることができる。一方、上記の割合が50.0質量%以下であることにより、熱硬化処理後のダイボンドシート10の弾性率をより低くすることによって、熱硬化処理に伴うダイボンドシート10の反りをより抑制できる。
上記の架橋性アクリルポリマーがヒドロキシ基又はカルボキシ基を架橋性基として分子中に有する場合、架橋性アクリルポリマーに占める、架橋性基を含有する構成単位の割合は、1質量%以上50質量%以下であってもよい。
上記の架橋性アクリルポリマーがエポキシ基を架橋性基として分子中に有する場合、架橋性アクリルポリマーに占める、エポキシ基を含有する構成単位の割合は、5質量%以上50質量%以下であってもよく、7質量%以上40質量%以下であってもよい。
なお、構成単位とは、架橋性アクリルポリマーを重合するときのモノマー(例えば2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエキルアクリレートなど)が重合した後の各モノマー由来の構造である。以下同様である。
上記の架橋性アクリルポリマーがエポキシ基を架橋性基として分子中に有する場合、架橋性アクリルポリマーのエポキシ当量は、1,300[g/eq]以上4,200[g/eq]以下であってもよく、1,500[g/eq]以上2,500[g/eq]以下であってもよい。
架橋性アクリルポリマーのエポキシ当量が1,300[g/eq]以上であることによって、熱硬化処理後のダイボンドシート10が、より良好な耐熱性を有することができる。また、架橋性アクリルポリマーのエポキシ当量が4,200[g/eq]以下であることによって、熱硬化処理に伴うダイボンドシート10の反りをより抑制できる。
上記の架橋性アクリルポリマーのエポキシ当量は、JIS K7236:2001(指示薬滴定法/電位差滴定法)に準じた方法によって測定される。
本実施形態のダイボンドシート10は、1種又は複数種の架橋性アクリルポリマーを含んでもよい。
複数種の架橋性アクリルポリマーのうち少なくとも2種は、互いに架橋反応し合う。即ち、一方の架橋性アクリルポリマーの架橋性基と、他方の架橋性アクリルポリマーの架橋性基とは、互いに架橋反応できる。
種類が異なる架橋性アクリルポリマーは、例えば、互いに架橋反応し合う架橋性基をそれぞれ分子中に有する。具体的には、ヒドロキシ基又はカルボキシ基の少なくとも一方を架橋性基として分子中に有する架橋性アクリルポリマーと、エポキシ基又はイソシアネート基の少なくとも一方を架橋性基として分子中に有する架橋性アクリルポリマーとは、種類が異なる。
又は、種類が異なる架橋性アクリルポリマーは、例えば、分子中に有するモノマーの構成単位の種類が互いに異なる。具体的には、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリルモノマー及びアルキル(メタ)アクリレートモノマーを構成単位として分子中に有する架橋性アクリルポリマーと、カルボキシ基含有(メタ)アクリルモノマー及びアルキル(メタ)アクリレートモノマーを構成単位として分子中に有する架橋性アクリルポリマーとは、種類が異なる。
架橋性アクリルポリマーのうち少なくとも1種の質量平均分子量は、1万以上40万以下であってもよい。少なくとも1種の架橋性アクリルポリマーの質量平均分子量は、2万以上35万以下であってもよく、3万以上30万以下であってもよい。斯かる質量平均分子量の値は、架橋性アクリルポリマーをGPC測定したときの値である。
上記の架橋性アクリルポリマーの質量平均分子量が1万以上であることによって、ダイボンドシート10のシート形状をより保ちやすくなるという利点がある。また、上記の架橋性アクリルポリマーの質量平均分子量が40万以下であることによって、ダイボンドシート10がより良好な埋め込み性を発揮できる。
上記の質量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定される。測定条件は、以下の通りである。
想定装置名(装置例):Agilent社製 製品名「1200」
検出器:示差屈折率(RI)検出器
カラム:3本のカラムを直列に接続
東ソー社製 製品名「TSKgel SuperAWM-H / superAW4000/ superAW2500」(カラム径=6mm、カラム長=15cm)
カラム温度:40℃
流速:0.4mL/min
注入量:40μL(試料濃度0.1質量%の溶離液調製溶液)
検量線作成のための標準物質:ポリスチレン
データ処理ソフトウェア:Waters社製 製品名「Empower3」
溶離液:テトラヒドロフラン(DMF)塩添加
数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)等を測定
上記の架橋性アクリルポリマーは、例えばラジカル重合開始剤を用いた一般的な重合方法によって合成できる。
本実施形態のダイボンドシート10は、上述したように、熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下である。
斯かるせん断損失弾性率G”は、1.2kPa以上であってもよく、2.1kPa以上であってもよい。また、斯かるせん断損失弾性率G”は、19.0kPa以下であってもよく、18.0kPa以下であってもよい。
上記のせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であることにより、上述したように、ダイボンドシート10が、ダイボンド時において良好な埋め込み性(被着体表面の凹凸追従性)を発揮できる。
ダイボンドシート10の熱硬化処理前におけるせん断損失弾性率G”は、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーの分子量をより大きくすることによって高めることができる。一方、上記の架橋性アクリルポリマーの分子量をより小さくすることによってせん断損失弾性率G”を下げることができる。
上記のせん断損失弾性率G”は、以下の測定条件で測定される。測定方法の詳細は、実施例において説明する。
測定装置:レオメーター「Thermo SCIENTIFIC HAAKE MARS III」
試験サンプルの大きさ:直径8mm×厚さ300μmの円柱状
試験温度:80℃~160℃
周波数:1Hz
昇温速度:5℃/min
測定回数:3回(平均値を採用)
本実施形態のダイボンドシート10は、上述したように、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率(引張貯蔵弾性率E’)が0.5MPa以上7.0MPa以下である、
斯かる引張弾性率は、0.7MPa以上であってもよく、1.1MPa以上であってもよい。また、斯かる引張弾性率は、6.5MPa以下であってもよく、4.2MPa以下であってもよい。
上記の引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下であるため、熱硬化処理後におけるダイボンドシート10の反りを抑制できる。
ダイボンドシート10の引張弾性率は、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーを構成する、架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合を大きくすることによって高めることができる。一方、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーを構成する、架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合を小さくすることによって引張弾性率を下げることができる。
上記の引張弾性率は、以下の測定条件で測定される。測定方法の詳細は、実施例において説明する。
測定装置:固体粘弾性測定装置
サイズ:初期長さ40mm、幅10mm
昇温速度:10℃/min、
測定温度:-30~280℃の温度範囲における150℃
チャック間距離:22.5mm
周波数:1Hz、
引張貯蔵弾性率E’の値を上記の引張弾性率とした。
本実施形態のダイボンドシート10のガラス転移点Tgは、150℃で1時間の熱硬化処理後において20℃以上100℃以下であってもよい。
斯かるガラス転移点Tgは、25℃以上であってもよく、31℃以上であってもよい。また、斯かるガラス転移点Tgは、95℃以下であってもよく、90℃以下であってもよい。
上記のガラス転移点Tgが20℃以上であることにより、被着体に対するダイボンドシート10の接着力がより高くなるという利点がある。また、上記のガラス転移点Tgが100℃以下であることにより、熱硬化処理によってダイボンドシート10の内部応力が生じることをより抑制でき、よって熱硬化処理に伴うダイボンドシート10の反りをより抑制できる。
ダイボンドシート10のガラス転移点Tgは、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーを構成する架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合を大きくすること、又は、ダイボンドシート10に配合する硬化剤等の量を増やすことによって高めることができる。一方、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーを構成する架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合を小さくすること、又は、ダイボンドシート10に配合する硬化剤等の量を減らすことによってガラス転移点Tgを下げることができる。
本実施形態のダイボンドシート10では、上記のごとく測定されたガラス転移点TgにおけるTanδが0.7以上1.5以下であってもよい。
斯かるガラス転移点TgにおけるTanδは、0.75以上であってもよく、0.80以上であってもよい。また、斯かるガラス転移点TgにおけるTanδは、1.40以下であってもよく、1.35以下であってもよい。
上記のガラス転移点TgにおけるTanδが0.7以上であることにより、熱硬化処理によって生じ得るダイボンドシート10の内部応力をより緩和できる。また、上記のガラス転移点TgにおけるTanδが1.5以下であることにより、ダイボンドシート10の耐熱性がより良好になるという利点がある。
ダイボンドシート10のガラス転移点TgにおけるTanδは、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーを構成する架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合を大きくすること、又は、ダイボンドシート10に配合する硬化剤等の量を増やすことによって高めることができる。一方、上記の架橋性アクリルポリマーを構成する架橋性基含有モノマーの構成単位の含有割合を小さくすること、又は、ダイボンドシート10に配合する硬化剤等の量を減らすことによってガラス転移点TgにおけるTanδを下げることができる。
上記のガラス転移点Tg及び上記のガラス転移点TgにおけるTanδは、上述した引張弾性率を測定するときに得られた貯蔵弾性率E’と損失弾性率E”とを基にして算出される。
昇温させつつ貯蔵弾性率E’と損失弾性率E”とをそれぞれ測定し、Tanδ=E”/E’ の算出式によって、温度毎にTanδを算出する。Tanδが高いほど、粘性の性質が高いことを示す。
Tanδが最も大きくなったとき(Tanδがピーク形状を示した部分の頂点)の温度を上記のガラス転移点Tgとする。また、ガラス転移点TgのときのTanδを読み取る。
本実施形態のダイボンドシート10では、0℃における破断伸度が50%以下であってもよい。斯かる破断伸度は、45%以下であってもよく、40%以下であってもよい。なお、上記の破断伸度は、2%以上であってもよい。
上記の破断伸度は、以下の測定条件で測定される。
測定装置:引張試験機
試験片の大きさ:幅10mm×長さ40mm
初期チャック間距離:10mm
温度:0℃
引張速度:300mm/分
上記の架橋性アクリルポリマーは、分子中の構成単位のうち、アルキル(メタ)アクリレートモノマーの構成単位を質量割合で最も多く含むことが好ましい。当該アルキル(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、アルキル基(炭化水素基)の炭素数が2以上18以下のC2~C18アルキル(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、飽和直鎖状アルキル(メタ)アクリレートモノマー、飽和分岐鎖状アルキル(メタ)アクリレートモノマー、飽和環状アルキル(メタ)アクリレートモノマーなどが挙げられる。
飽和直鎖状アルキル(メタ)アクリレートモノマーとしては、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。なお、直鎖状アルキル基部分の炭素数は、2以上8以下であることが好ましい。
飽和分岐鎖状アルキル(メタ)アクリレートモノマーとしては、イソヘプチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。なお、アルキル基部分は、iso構造、sec構造、neo構造、又は、tert構造のいずれかを有してもよい。
上記の架橋性アクリルポリマーは、アルキル(メタ)アクリレートモノマーと共重合可能な架橋性基含有モノマーに由来する構成単位を含む。
本実施形態において、上記の架橋性アクリルポリマーは、少なくともアルキル(メタ)アクリレートモノマーと架橋性基含有モノマーとが共重合したアクリルポリマーである。換言すると、上記の架橋性アクリルポリマーは、アルキル(メタ)アクリレートモノマーの構成単位と、架橋性基含有モノマーの構成単位とがランダムな順序でつながった構成を有する。
上記架橋性基含有モノマーとしては、例えば、カルボキシ基含有(メタ)アクリルモノマー、酸無水物(メタ)アクリルモノマー、ヒドロキシ基(水酸基)含有(メタ)アクリルモノマー、エポキシ基(グリシジル基)含有(メタ)アクリルモノマー、イソシアネート基含有(メタ)アクリルモノマー、スルホン酸基含有(メタ)アクリルモノマー、リン酸基含有(メタ)アクリルモノマー、アクリルアミド、アクリロニトリル等の官能基含有モノマー等が挙げられる。なお、上記架橋性基含有モノマーは、分子中にエーテル基又はエステル基などを有してもよい。
上記架橋性アクリルポリマーは、好ましくは、
カルボキシ基含有(メタ)アクリルモノマー、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリルモノマー、エポキシ基含有(メタ)アクリルモノマー、及びイソシアネート基含有(メタ)アクリルモノマーからなる群より選択された少なくとも1種の架橋性基含有モノマーと、
アルキル(メタ)アクリレート(特に、アルキル部分の炭素数が8以下のアルキル(メタ)アクリレート)と、の共重合体である。
カルボキシ基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)サクシネートモノマーなどが挙げられる。なお、カルボキシ基は、モノマー構造の末端部分に配置されていてもよく、末端部分以外の炭化水素に結合していてもよい。
ヒドロキシ基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートモノマー、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートモノマー、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートモノマーなどが挙げられる。なお、ヒドロキシ基は、モノマー構造の末端部分に配置されていてもよく、末端部分以外の炭化水素に結合していてもよい。
エポキシ基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートモノマー、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルなどが挙げられる。なお、エポキシ基は、モノマー構造の末端部分に配置されていてもよく、末端部分以外の炭化水素に結合していてもよい。
イソシアネート基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどが挙げられる。
本実施形態において、上記の架橋性アクリルポリマーは、架橋性基としてエポキシ基を含み、該エポキシ基を有するグリシジル(メタ)アクリレートの構成単位を分子中に有し、且つ、架橋性アクリルポリマーに占めるグリシジル(メタ)アクリレートの構成単位の含有割合が、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、7質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。
ダイボンドシート10は、上記の架橋性アクリルポリマー以外の成分を含んでもよい。例えば、ダイボンドシート10は、熱硬化性樹脂、又は、上記の架橋性アクリルポリマー以外の熱可塑性樹脂の少なくとも一方をさらに含んでもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオレン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型、ヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型、又は、グリシジルアミン型の各エポキシ樹脂が挙げられる。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として作用し得る。フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。
ノボラック型フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂(ビフェニルアラルキル型樹脂フェノール樹脂など)、クレゾールノボラック樹脂、tert-ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂、フェノールキシリレン樹脂等が挙げられる。
フェノール樹脂の水酸基当量[g/eq]は、例えば、90以上220以下であってもよい。
ダイボンドシート10の弾性率が適度に低くなり得るという点で、フェノール樹脂としては、水酸基当量が比較的大きいビフェニルアラルキル型樹脂フェノール樹脂が好ましい。
上記フェノール樹脂としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
本実施形態において、ダイボンドシート10は、互いに架橋反応する、上記の架橋性アクリルポリマーと熱硬化性樹脂とを含んでもよい。また、ダイボンドシート10は、互いに架橋反応する複数種の架橋性アクリルポリマーを含んでもよい。
好ましくは、ダイボンドシート10は、エポキシ基含有アクリルポリマー又はイソシアネート基含有アクリルポリマーを架橋性アクリルポリマーとして含み、且つ、フェノール樹脂を熱硬化性樹脂として含む。これにより、架橋性アクリルポリマーのエポキシ基又はイソシアネート基と、フェノール樹脂のヒドロキシ基とが架橋反応してダイボンドシート10を十分に硬化させることができる。
より好ましくは、ダイボンドシート10は、エポキシ基含有アクリルポリマーを架橋性アクリルポリマーとして含み、且つ、フェノール樹脂を熱硬化性樹脂として含む。これにより、架橋性アクリルポリマーのエポキシ基と、フェノール樹脂のヒドロキシ基とが架橋反応してダイボンドシート10を十分に硬化させることができる。この場合、フェノール樹脂の水酸基当量は、160以上250以下であってもよい。
ダイボンドシート10において、フェノール樹脂の水酸基は、エポキシ基含有アクリルポリマーのエポキシ基1当量当たり、好ましくは0.5当量以上2.0当量以下、より好ましくは0.7当量以上1.5当量以下である。これにより、エポキシ基含有アクリルポリマーとフェノール樹脂との架橋反応を十分に進行させることができる。
なお、ダイボンドシート10は、カルボキシ基含有アクリルポリマー、又はヒドロキシ基含有アクリルポリマーを架橋性アクリルポリマーとして含み、且つ、エポキシ樹脂を熱硬化性樹脂として含んでもよい。これにより、架橋性アクリルポリマーのカルボキシ基又はヒドロキシ基と、エポキシ樹脂のエポキシ基とが架橋反応してダイボンドシート10を十分に硬化させることができる。
ダイボンドシート10がエポキシ樹脂やフェノール樹脂といった熱硬化性樹脂を含む場合、ダイボンドシート10における斯かる熱硬化性樹脂の含有率は、35質量%以下であることが好ましく、32質量%未満であることがより好ましい。これにより、熱硬化処理後のダイボンドシート10がより低い弾性率を有することができる。そのため、熱硬化処理に伴うダイボンドシート10の反りをより抑制できる。
ダイボンドシート10に含まれ得る、上記の架橋性官能基含有アクリルポリマー以外の熱可塑性樹脂としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6-ポリアミド樹脂や6,6-ポリアミド樹脂等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、架橋性官能基を分子中に含まないアクリル樹脂、PETやPBT等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
ダイボンドシート10の総質量に対する、上記の架橋性アクリルポリマーの含有割合は、好ましくは50質量部以上100質量部以下であり、より好ましくは55質量部以上であり、さらに好ましくは60質量部以上である。
ダイボンドシート10において、フィラーを除く有機成分(例えば、上記の架橋性アクリルポリマー、熱硬化性樹脂、硬化触媒等、シランカップリング剤、染料)の100質量部に対して、上記の架橋性アクリルポリマーの含有割合は、好ましくは50質量部以上100質量部以下であり、より好ましくは60質量部以上95質量部以下であり、さらに好ましくは64質量部以上である。有機成分とは、フィラー以外の成分である。なお、ダイボンドシート10における熱硬化性樹脂の含有率を変化させることによって、ダイボンドシート10の弾性や粘性を調整することができる。
一方、上記有機成分の100質量部に対して、熱硬化性樹脂の含有割合は、40質量部以下であってもよい。
ダイボンドシート10は、フィラーを含有してもよく、含有しなくてもよい。ダイボンドシート10におけるフィラーの量を変えることにより、ダイボンドシート10の弾性及び粘性をより容易に調整することができる。さらに、ダイボンドシート10の導電性、熱伝導性、弾性率等の物性を調整することができる。
フィラーとしては、無機フィラー及び有機フィラーが挙げられる。フィラーとしては、無機フィラーが好ましい。
無機フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶質シリカや非晶質シリカといったシリカなどを含むフィラーが挙げられる。また、無機フィラーの材質としては、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル等の金属単体や、合金などが挙げられる。ホウ酸アルミニウムウィスカ、アモルファスカーボンブラック、グラファイト等のフィラーであってもよい。フィラーの形状は、球状、針状、フレーク状等の各種形状であってもよい。フィラーとしては、上記の1種のみ、又は、2種以上が採用される。
上記フィラーの平均粒径は、例えば5nm以上10μm以下であってもよい。上記フィラーの平均粒径は、好ましくは5nm以上500nm以下であり、より好ましくは5nm以上100nm以下である。上記平均粒径が5nm以上であることによって、半導体ウエハ等の被着体への濡れ性、接着性がより向上する。上記平均粒径が500nm以下であることによって、加えたフィラーによる特性をより十分に発揮させることができ、また、ダイボンドシート10の耐熱性をより発揮させることができる。フィラーの平均粒径は、例えば、光度式の粒度分布計(例えば、製品名「LA-910」、堀場製作所社製)を用いて求めることができる。
上記フィラーの比表面積は、例えば35m/g以上400m/g以下であってもよい。上記比表面積が35m/g以上であることによって、特に無機フィラー表面における-OH基が比較的多くなり、熱硬化反応による架橋反応がより進行しやすくなる。また、エポキシ基などの高活性架橋性基が、無機フィラー表面と結合しやすくなる。一方、上記比表面積が400m/g以下であることによって、エポキシ基などの高活性架橋性基と、無機フィラー表面との過剰な結合を抑えることができる。フィラーの比表面積は、JIS Z8830:2013 に従って、BET法によって算出される。具体的には、試料を測定セルに入れ、200℃で30分間の加熱処理後に、液体窒素による冷却処理を行う。さらに実施する加熱処理に伴う窒素離脱時の気体量から比表面積を算出する。
ダイボンドシート10がフィラーを含む場合、上記フィラーの含有率は、ダイボンドシート10の総質量の50質量%以下であってもよく、40質量%以下であってもよく、30質量%以下であってもよい。なお、上記フィラーの含有率は、例えば10質量%以上であってもよい。
好ましくは、本実施形態のダイボンドシート10は、無機フィラーとしてのシリカフィラーの含有率が40質量%以下(0質量%でもよい)であり、シリカフィラーの比表面積が35m/g以上400m/g以下である。
ダイボンドシート10は、必要に応じて他の成分を含んでもよい。上記他の成分としては、例えば、硬化触媒、難燃剤、シランカップリング剤、イオントラップ剤、染料等が挙げられる。
難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、β-(3、4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
イオントラップ剤としては、例えば、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
上記他の添加剤としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
ダイボンドシート10は、弾性及び粘性を調整しやすいという点で、好ましくは、上記の架橋性アクリルポリマー、熱硬化性樹脂、及びフィラーを含む。
ダイボンドシート10の厚さは、特に限定されないが、例えば1μm以上200μm以下である。斯かる厚さは、3μm以上150μm以下であってもよく、5μm以上100μm以下であってもよい。なお、ダイボンドシート10が積層体である場合、上記の厚さは、積層体の総厚さである。
ダイボンドシート10は、例えば図1に示すように、単層構造を有してもよい。本明細書において、単層とは、同じ組成物で形成された層のみを有することである。同じ組成物で形成された層が複数積層された形態も単層である。
一方、ダイボンドシート10は、例えば、2種以上の異なる組成物でそれぞれ形成された層が積層された多層構造を有してもよい。ダイボンドシート10が多層構造を有する場合、ダイボンドシート10を構成する少なくとも1層が、上記の架橋性アクリルポリマーを含み、必要に応じて熱硬化性樹脂をさらに含んでいればよい。
次に、本発明に係るダイシングダイボンドフィルムの実施形態について説明する。
本実施形態のダイシングダイボンドフィルム1は、上記のダイボンドシート10と、該ダイボンドシート10に貼り合わされたダイシングテープとを備える。
本実施形態のダイシングダイボンドフィルム1では、使用されるときに、活性エネルギー線(例えば紫外線)が照射されることによって、粘着剤層22が硬化される。詳しくは、一方の面に半導体ウエハが接着されたダイボンドシート10と、該ダイボンドシート10の他方の面に貼り合わされた粘着剤層22とが積層した状態で、紫外線等が少なくとも粘着剤層22に照射される。例えば、基材層21が配置されている方から紫外線等を照射して、基材層21を経た紫外線等が粘着剤層22に届く。紫外線等の照射によって、粘着剤層22が硬化する。
照射後に粘着剤層22が硬化することによって、粘着剤層22の粘着力を下げることができるため、照射後に粘着剤層22からダイボンドシート10(半導体ウエハが接着した状態)を比較的容易に剥離させることができる。
<ダイシングダイボンドフィルムのダイシングテープ>
上記のダイシングテープ20は、通常、長尺シートであり、使用されるまで巻回された状態で保管される。本実施形態のダイシングダイボンドフィルム1は、割断処理されるシリコンウエハよりも、ひと回り大きい内径を有する円環状の枠に張られ、カットされて使用される。
上記のダイシングテープ20は、基材層21と、該基材層21に重なった粘着剤層22とを備える。
基材層21は、単層構造であってもよく、積層構造を有してもよい。
基材層21の各層は、例えば、金属箔、紙や布などの繊維シート、ゴムシート、樹脂フィルムなどである。
基材層21を構成する繊維シートとしては、紙、織布、不織布などが挙げられる。
樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン-プロピレン共重合体等のポリオレフィン;エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、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)共重合体等のエチレンの共重合体;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;ポリアクリレート;ポリ塩化ビニル(PVC);ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド(PPS);脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のポリアミド;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体);セルロース又はセルロース誘導体;含シリコーン高分子;含フッ素高分子などが挙げられる。これらは、1種が単独で又は2種以上が組み合わされて使用され得る。
基材層21は、樹脂フィルムなどの高分子材料で構成されていることが好ましい。
基材層21が樹脂フィルムを有する場合、樹脂フィルムが延伸処理等を施され、伸び率などの変形性が制御されていてもよい。
基材層21の表面には、粘着剤層22との密着性を高めるために、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的方法又は物理的方法による酸化処理等が採用され得る。また、アンカーコーティング剤、プライマー、接着剤等のコーティング剤によるコーティング処理が施されていてもよい。
基材層21は、単層であってもよく、複数の層(例えば3層)で構成されていてもよい。基材層21の厚さ(総厚さ)は、80μm以上150μm以下であってもよい。
基材層21の背面側(粘着剤層22が重なっていない側)には、剥離性を付与するために、例えば、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等の離型剤(剥離剤)などによって離型処理が施されていてもよい。
基材層21は、背面側から紫外線等の活性エネルギー線を粘着剤層22へ与えることが可能となる点で、光透過性(紫外線透過性)の樹脂フィルム等であることが好ましい。
上記のダイシングテープ20は、使用される前の状態において、粘着剤層22の一方の面(粘着剤層22が基材層21と重なっていない面)を覆う剥離シートを備えてもよい。剥離シートは、粘着剤層22を保護するために用いられ、粘着剤層22にダイボンドシート10を貼り付ける前に剥がされる。
剥離シートとしては、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離剤によって表面処理された、プラスチックフィルム又は紙等を用いることができる。
なお、剥離シートは、粘着剤層22を支持するための支持材として利用できる。特に、剥離シートは、基材層21のうえに粘着剤層22を重ねるときに、好適に使用される。詳しくは、剥離シートと粘着剤層22とが積層された状態で粘着剤層22を基材層21に重ね、重ねた後に剥離シートを剥がす(転写する)ことによって、基材層21のうえに粘着剤層22を重ねることができる。
本実施形態において、粘着剤層22は、例えば、アクリル系高分子化合物と、イソシアネート化合物と、重合開始剤とを含む。
粘着剤層22は、5μm以上40μm以下の厚さを有してもとい。粘着剤層22の形状および大きさは、通常、基材層21の形状および大きさと同じである。
上記のアクリル系高分子化合物は、分子中に、アルキル(メタ)アクリレートの構成単位と、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位と、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位と、を少なくとも有する。構成単位は、アクリル系高分子化合物の主鎖を構成する単位である。上記のアクリル系高分子化合物における各側鎖は、主鎖を構成する各構成単位に含まれる。
粘着剤層22に含まれるアクリル系高分子化合物において、上記の構成単位は、H-NMR、13C-NMRなどのNMR分析、熱分解GC/MS分析、及び、赤外分光法などによって確認できる。なお、アクリル系高分子化合物における上記の構成単位のモル割合は、通常、アクリル系高分子化合物を重合するときの配合量(仕込量)から算出される。
上記のアルキル(メタ)アクリレートの構成単位は、アルキル(メタ)アクリレートモノマーに由来する。換言すると、アルキル(メタ)アクリレートモノマーが重合反応したあとの分子構造が、アルキル(メタ)アクリレートの構成単位である。「アルキル」という表記は、(メタ)アクリル酸に対してエステル結合した炭化水素部分の炭素数を表す。
アルキル(メタ)アクリレートの構成単位におけるアルキル部分の炭化水素部分は、飽和炭化水素であってもよく、不飽和炭化水素であってもよい。炭化水素部分の炭素数は、6以上10以下であってもよい。
アルキル(メタ)アクリレートの構成単位としては、例えば、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-またはiso-ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレートなどの各構成単位が挙げられる。
アクリル系高分子化合物は、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位を有し、斯かる構成単位の水酸基が、イソシアネート基と容易に反応する。
水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位を有するアクリル系高分子化合物と、イソシアネート化合物とを粘着剤層22に共存させておくことによって、粘着剤層22を適度に硬化させることができる。そのため、アクリル系高分子化合物が十分にゲル化できる。よって、粘着剤層22は、形状を維持しつつ粘着性能を発揮できる。
水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位は、水酸基含有C2~C4アルキル(メタ)アクリレートの構成単位であることが好ましい。「C2~C4アルキル」という表記は、(メタ)アクリル酸に対してエステル結合した炭化水素部分の炭素数を表す。換言すると、水酸基含有C2~C4アルキル(メタ)アクリルモノマーは、(メタ)アクリル酸と、炭素数2以上4以下のアルコール(通常、2価アルコール)とがエステル結合したモノマーを示す。
C2~C4アルキルの炭化水素部分は、通常、飽和炭化水素である。例えば、C2~C4アルキルの炭化水素部分は、直鎖状飽和炭化水素、又は、分岐鎖状飽和炭化水素である。C2~C4アルキルの炭化水素部分は、酸素(O)や窒素(N)などを含有する極性基を含まないことが好ましい。
水酸基含有C2~C4アルキル(メタ)アクリレートの構成単位としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシn-ブチル(メタ)アクリレート、又は、ヒドロキシiso-ブチル(メタ)アクリレートといったヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの各構成単位が挙げられる。なお、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの構成単位において、水酸基(-OH基)は、炭化水素部分の末端の炭素(C)に結合していてもよく、炭化水素部分の末端以外の炭素(C)に結合していてもよい。
上記のアクリル系高分子化合物は、側鎖に重合性不飽和二重結合を有する重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位を含む。
上記のアクリル系高分子化合物が、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位を含むことによって、ピックアップ工程の前に、粘着剤層22を、活性エネルギー線(紫外線等)の照射によって硬化させることができる。詳しくは、紫外線等の活性エネルギー線の照射によって、光重合開始剤からラジカルを発生させ、このラジカルの作用によって、アクリル系高分子化合物同士を架橋反応させることができる。これによって、照射前における粘着剤層22の粘着力を、照射によって低下させることができる。そして、ダイボンドシート10を粘着剤層22から良好に剥離させることができる。
なお、活性エネルギー線としては、紫外線、放射線、電子線が採用される。
重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位は、具体的には、上述した水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位における水酸基に、イソシアネート基含有(メタ)アクリルモノマーのイソシアネート基がウレタン結合した分子構造を有してもよい。
重合性基を有する重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位は、アクリル系高分子化合物の重合後に、調製され得る。例えば、アルキル(メタ)アクリレートモノマーと、水酸基含有(メタ)アクリルモノマーとの共重合の後に、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位の一部における水酸基と、イソシアネート基含有重合性モノマーのイソシアネート基とを、ウレタン化反応させることによって、上記の重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位を得ることができる。
上記のイソシアネート基含有(メタ)アクリルモノマーは、分子中にイソシアネート基を1つ有し且つ(メタ)アクリロイル基を1つ有することが好ましい。斯かるモノマーとしては、例えば、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートが挙げられる。
本実施形態におけるダイシングテープ20の粘着剤層22は、さらにイソシアネート化合物を含む。イソシアネート化合物の一部は、ウレタン化反応などによって反応した後の状態であってもよい。
イソシアネート化合物は、分子中に複数のイソシアネート基を有する。イソシアネート化合物が分子中に複数のイソシアネート基を有することによって、粘着剤層22におけるアクリル系高分子化合物間の架橋反応を進行させることができる。詳しくは、イソシアネート化合物の一方のイソシアネート基をアクリル系高分子化合物の水酸基と反応させ、他方のイソシアネート基を別のアクリル系高分子化合物の水酸基と反応させることで、イソシアネート化合物を介した架橋反応を進行させることができる。
イソシアネート化合物としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、又は、芳香脂肪族ジイソシアネートなどのジイソシアネートが挙げられる。
さらに、イソシアネート化合物としては、例えば、ジイソシアネートの二量体や三量体等の重合ポリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートが挙げられる。
加えて、イソシアネート化合物としては、例えば、上述したイソシアネート化合物の過剰量と、活性水素含有化合物とを反応させたポリイソシアネートが挙げられる。活性水素含有化合物としては、活性水素含有低分子量化合物、活性水素含有高分子量化合物などが挙げられる。
なお、イソシアネート化合物としては、アロファネート化ポリイソシアネート、ビウレット化ポリイソシアネート等も用いることができる。
上記のイソシアネート化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記のイソシアネート化合物としては、芳香族ジイソシアネートと活性水素含有低分子量化合物との反応物が好ましい。芳香族ジイソシアネートの反応物は、イソシアネート基の反応速度が比較的遅いため、斯かる反応物を含む粘着剤層22は、過度に硬化してしまうことが抑制される。上記のイソシアネート化合物としては、分子中にイソシアネート基を3つ以上有するものが好ましい。
粘着剤層22に含まれる重合開始剤は、加えられた熱や光のエネルギーによって重合反応を開始できる化合物である。粘着剤層22が重合開始剤を含むことによって、粘着剤層22に熱エネルギーや光エネルギーを与えたときに、アクリル系高分子化合物間における架橋反応を進行させることができる。詳しくは、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位を有するアクリル系高分子化合物間において、重合性基同士の重合反応を開始させて、粘着剤層22を硬化させることができる。これにより、粘着剤層22の粘着力を低下させ、ピックアップ工程において、硬化した粘着剤層22からダイボンドシート10を容易に剥離させることができる。
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤又は熱重合開始剤などが採用される。重合開始剤としては、一般的な市販製品を使用できる。
粘着剤層22は、上述した成分以外のその他の成分をさらに含み得る。その他の成分としては、例えば、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、界面活性剤、軽剥離化剤等が挙げられる。その他の成分の種類および使用量は、目的に応じて、適切に選択され得る。
本実施形態のダイシングダイボンドフィルム1は、使用される前の状態において、ダイボンドシート10の一方の面(ダイボンドシート10が粘着剤層22と重なっていない面)を覆う剥離シートを備えてもよい。剥離シートは、ダイボンドシート10を保護するために用いられ、ダイボンドシート10に被着体(例えば半導体ウエハ)を貼り付ける直前に剥離される。
この剥離シートは、ダイボンドシート10を支持するための支持材として利用できる。剥離シートは、粘着剤層22にダイボンドシート10を重ねるときに、好適に使用される。詳しくは、剥離シートとダイボンドシート10とが積層された状態でダイボンドシート10を粘着剤層22に重ね、重ねた後に剥離シートを剥がす(転写する)ことによって、粘着剤層22にダイボンドシート10を重ねることができる。
続いて、本実施形態のダイボンドシート10、及び、ダイシングダイボンドフィルム1の製造方法について説明する。
<ダイシングダイボンドフィルムの製造方法>
本実施形態のダイシングダイボンドフィルム1の製造方法は、
ダイボンドシート10を作製する工程と、
ダイシングテープ20を作製する工程と、
製造されたダイボンドシート10とダイシングテープ20とを重ね合わせる工程とを備える。
<ダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)を作製する工程>
ダイボンドシート10を作製する工程は、
ダイボンドシート10を形成するための樹脂組成物を調製する樹脂組成物調製工程と、
樹脂組成物からダイボンドシート10を形成するダイボンドシート形成工程と、を有する。
樹脂組成物調製工程では、例えば、上記の架橋性アクリルポリマーと、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化触媒、フェノール樹脂、又は、溶媒のいずれかとを混合して、各樹脂を溶媒に溶解させることによって、樹脂組成物を調製する。溶媒の量を変化させることによって、組成物の粘度を調整することができる。なお、これらの樹脂としては、市販されている製品を用いることができる。
ダイボンドシート形成工程では、例えば、上記のごとく調製した樹脂組成物を、剥離シートに塗布する。塗布方法としては、特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等の一般的な塗布方法が採用される。次に、必要に応じて、脱溶媒処理や硬化処理等によって、塗布した組成物を固化させて、ダイボンドシート10を形成する。
<ダイシングテープを作製する工程>
ダイシングテープを作製する工程は、
アクリル系高分子化合物を合成する合成工程と、
上述したアクリル系高分子化合物と、イソシアネート化合物と、重合開始剤と、溶媒と、目的に応じて適宜追加するその他の成分と、を含む粘着剤組成物から溶媒を揮発させて粘着剤層22を作製する粘着剤層作製工程と、
基材層21を作製する基材層作製工程と、
粘着剤層22と基材層21とを貼り合わせることによって、基材層21と粘着剤層22とを積層させる積層工程と、を備える。
合成工程では、例えば、炭化水素部分の炭素数が9以上11以下のC9~C11アルキル(メタ)アクリレートモノマーと、水酸基含有(メタ)アクリルモノマーと、をラジカル重合させることによって、アクリル系高分子化合物中間体を合成する。
ラジカル重合は、一般的な方法によって行うことができる。例えば、上記の各モノマーを溶媒に溶解させて加熱しながら撹拌し、重合開始剤を添加することによって、アクリル系高分子化合物中間体を合成できる。アクリル系高分子化合物の分子量を調整するために、連鎖移動剤の存在下において重合を行ってもよい。
次に、アクリル系高分子化合物中間体に含まれる、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位の一部の水酸基と、イソシアネート基含有重合性モノマーのイソシアネート基とを、ウレタン化反応によって結合させる。これにより、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位の一部が、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位となる。
ウレタン化反応は、一般的な方法によって行うことができる。例えば、溶媒及びウレタン化触媒の存在下において、加熱しながらアクリル系高分子化合物中間体とイソシアネート基含有重合性モノマーとを撹拌する。これにより、アクリル系高分子化合物中間体の水酸基の一部に、イソシアネート基含有重合性モノマーのイソシアネート基をウレタン結合させることができる。
粘着剤層作製工程では、例えば、アクリル系高分子化合物と、イソシアネート化合物と、重合開始剤とを溶媒に溶解させて、粘着剤組成物を調製する。溶媒の量を変化させることによって、組成物の粘度を調整することができる。次に、粘着剤組成物を剥離シートに塗布する。塗布方法としては、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等の一般的な塗布方法が採用される。塗布した組成物に、脱溶媒処理や固化処理等を施すことによって、塗布した粘着剤組成物を固化させて、粘着剤層22を作製する。
基材層作製工程では、一般的な方法によって製膜して基材層を作製できる。製膜する方法としては、例えば、カレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Tダイ押出法、ドライラミネート法等が挙げられる。共押出し成形法を採用してもよい。なお、基材層21として、市販されているフィルム等を用いてもよい。
積層工程では、剥離シートに重なった状態の粘着剤層22と基材層21とを重ねて積層させる。なお、剥離シートは、使用前まで粘着剤層22に重なった状態であってもよい。
なお、架橋剤とアクリル系高分子化合物との反応を促進するため、また、架橋剤と基材層21の表面部分との反応を促進するために、積層工程の後に、50℃環境下で、48時間のエージング処理工程を実施してもよい。
これら工程によって、ダイシングテープ20を製造することができる。
<ダイボンドシート10とダイシングテープ20とを重ね合わせる工程>
ダイボンドシート10とダイシングテープ20とを重ね合わせる工程では、上記のごとく製造したダイシングテープ20の粘着剤層22にダイボンドシート10を貼り付ける。
斯かる貼り付けでは、ダイシングテープ20の粘着剤層22、及び、ダイボンドシート10からそれぞれ剥離シートを剥離し、ダイボンドシート10と粘着剤層22とが直接接触するように、両者を貼り合わせる。例えば、圧着することによって貼り合わせることができる。貼り合わせるときの温度は、特に限定されず、例えば、30℃以上50℃以下であり、好ましくは35℃以上45℃以下である。貼り合わせるときの線圧は、特に限定されないが、好ましくは0.1kgf/cm以上20kgf/cm以下であり、より好ましくは1kgf/cm以上10kgf/cm以下である。
なお、上記の貼り付けの前に、ダイシングテープ20の粘着剤層22に紫外線等を照射することで、粘着剤層22をある程度硬化させてもよい。これにより、粘着剤層22の粘着力を適度に低下させて、粘着剤層22の保存安定性を向上させることができ、従って、半導体チップをピックアップするときのピックアップ性をより良好にできる。
上述した工程を経て、上記のごとく製造されたダイシングダイボンドフィルム1は、例えば、半導体装置(半導体集積回路)を製造するための補助用具として使用される。本実施形態の熱硬化型樹脂シートは、半導体装置の製造方法において、回路面が形成されたウエハを割断したチップと被着体との間に配置して、前記チップを前記被着体に接着させるためのダイボンドシートとして用いられる。以下、ダイシングダイボンドフィルム1の使用の具体例について説明する。
<半導体装置を製造するときのダイシングダイボンドフィルムの使用方法>
半導体装置を製造する方法は、一般的に、回路面が形成された半導体ウエハからチップを切り出して組立てを行う工程を備える。
この工程は、例えば、バックグラインドテープを貼り付けた半導体ウエハの内部にレーザー光によって脆弱部分を形成し、半導体ウエハを割断処理によってチップ(ダイ)へ加工する準備を行うステルスダイシング工程と、バックグラインドテープが貼り付けられた半導体ウエハを研削して厚さを薄くするバックグラインド工程と、厚さが薄くなった半導体ウエハの一面(例えば、回路面とは反対側の面)をダイボンドシート10に貼り付けて、ダイシングテープ20に半導体ウエハを固定するマウント工程と、ダイシングテープ20を引き延ばすことによって半導体ウエハを割断してチップ(ダイ)を作製し、チップ同士の間隔を広げるエキスパンド工程と、ダイボンドシート10と粘着剤層22との間を剥離してダイボンドシート10が貼り付いた状態で半導体チップ(ダイ)を取り出すピックアップ工程と、半導体チップ(ダイ)に貼り付いたダイボンドシート10を被着体に接着させるダイボンド工程と、被着体に接着したダイボンドシート10を硬化させるキュアリング工程と、半導体チップ(ダイ)における電子回路の電極と被着体とをワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、被着体上の半導体チップ(ダイ)及びワイヤを熱硬化性樹脂によって封止する封止工程と、を有する。これらの工程を実施するときに、本実施形態のダイシングテープ(ダイシングダイボンドフィルム)が製造補助用具として使用される。
ステルスダイシング工程は、いわゆるSDBG(Stealth Dicing Before Grinding)プロセスにおける工程である。ステルスダイシング工程では、図2A~図2Cに示すように、半導体装置を小片(ダイ)に割断するための脆弱部分を半導体ウエハWの内部に形成する。詳しくは、半導体ウエハWの回路面にバックグラインドテープGを貼り付ける(図2A参照)。バックグラインドテープGを貼り付けた状態で、半導体ウエハWが所定の厚さになるまで研削パッドKによる研削加工(プレバックグラインド加工)を施す(図2B参照)。厚さが薄くなった半導体ウエハWにレーザー光を当てることによって半導体ウエハWの内部に脆弱部分を形成する(図2C参照)。
ステルスダイシング工程に代わり、ハーフカット工程を実施してもよい。ハーフカット工程は、いわゆるDBG(Dicing Before Grinding)プロセスにおける工程である。
ハーフカット工程では、半導体ウエハを割断処理によってチップ(ダイ)へ加工すべく半導体ウエハに溝を形成してから半導体ウエハを研削して厚さを薄くする。
具体的には、ハーフカット工程では、半導体装置を小片(ダイ)に割断するためのハーフカット加工を施す。より具体的には、半導体ウエハの回路面とは反対側の面に、ウエハ加工用テープを貼り付ける。また、ウエハ加工用テープにダイシングリングを取り付ける。ウエハ加工用テープを貼り付けた状態で、分割用の溝を形成する。溝を形成した面にバックグラインドテープを貼り付ける一方で、始めに貼り付けたウエハ加工用テープを剥離する。
本実施形態のダイボンドシート及びダイシングダイボンドフィルムは、上記のように、半導体ウエハを割断して半導体チップを製造するためのSDBG(Stealth Dicing Before Grinding)プロセス又はDBG(Dicing Before Grinding)プロセスで使用されることが好ましい。
バックグラインド工程では、図2Dに示すように、バックグラインドテープGを貼り付けた状態の半導体ウエハWに対してさらに研削加工を施し、後の割断によって作製されるチップ(ダイ)の厚さになるまで半導体ウエハWの厚さを薄くする。
マウント工程では、図3A~図3Bに示すように、半導体ウエハWをダイシングテープ20に固定する。詳しくは、ダイシングテープ20の粘着剤層22にダイシングリングRを取り付けつつ、露出したダイボンドシート10の面に、上記のごとき切削加工によって厚さが薄くなった半導体ウエハWを貼り付ける(図3A参照)。続いて、半導体ウエハWからバックグラインドテープGを剥離する(図3B参照)。
エキスパンド工程では、図4A~図4Cに示すように、割断によって作製された半導体チップ(ダイ)X同士の間隔を広げる。詳しくは、ダイシングテープ20の粘着剤層22にダイシングリングRを取り付けた後、エキスパンド装置の保持具Hに固定する(図4A参照)。エキスパンド装置が備える突き上げ部材Uを、ダイシングダイボンドフィルム1の下側から突き上げることによって、ダイシングダイボンドフィルム1を面方向に広げるように引き延ばす(図4B参照)。これにより、特定の温度条件において半導体ウエハWを割断する。上記温度条件は、例えば-20℃以上0℃以下であり、好ましくは-15℃以上0℃以下、より好ましくは-10℃以上-5℃以下である。突き上げ部材Uを下降させることによって、エキスパンド状態を解除する(図4C参照 ここまで低温エキスパンド工程)。
さらに、エキスパンド工程では、図5A~図5Bに示すように、より高い温度条件下(例えば10℃~25℃)において、面積を広げるようにダイシングテープ20を引き延ばす。これにより、割断後に隣り合う半導体チップXをフィルム面の面方向に引き離して、さらにカーフ(間隔)を広げる(常温エキスパンド工程)。
ピックアップ工程では、図6に示すように、ダイボンドシート10が貼り付いた状態の半導体チップXをダイシングテープ20の粘着剤層22から剥離する。詳しくは、ピン部材Pを上昇させて、ピックアップ対象の半導体チップXを、ダイシングテープ20を介して突き上げる。突き上げられた半導体チップXを吸着治具Jによって保持する。
ダイボンド工程では、図7に示すように、ダイボンドシート10が貼り付いた状態の半導体チップXを被着体Zに接着させる。ダイボンド工程では、例えば図9に示すように、ダイボンドシート10が貼り付いた状態の半導体チップXを複数回積み重ねていくことがある。このように、チップ埋込型の半導体装置(FOD[Film on Die]型半導体装置)を製造するときに、半導体チップを埋め込むためにダイボンドシート10が使用されてもよい。
この場合、半導体チップを埋め込むために使用されるダイボンドシート10は、凹凸のある被着体表面に接着されることとなる。凹凸表面にダイボンドシート10を接着させたときに、凹部を埋め込むようにダイボンドシート10が変形する必要がある。即ち、ダイボンドシート10が凹凸形状に追従する必要がある。この追従性が低いと、例えば図8に示すように空隙(隙間)Vが生じ得る。
本実施形態のダイボンドシート10は、上述した埋め込み性が良好であることから、このような隙間Vの発生を抑制できる。
キュアリング工程では、ダイボンドシート10に含まれる上述した架橋性アクリルポリマーにおける架橋性基(例えばエポキシ基)の反応活性を高めてダイボンドシート10の硬化を進行させるために、例えば80℃以上175℃以下の温度で加熱処理を行う。
ワイヤボンディング工程では、図9に示すように、半導体チップX(ダイ)と被着体Zとを加熱しつつ、ワイヤLで接続する。よって、ダイボンドシート10に含まれる上述した架橋性アクリルポリマーにおける架橋性基が、加熱によって再び反応活性を有することとなり、ダイボンドシート10の硬化反応が進行し得る。
なお、ワイヤボンディング工程では、ダイボンドシート10に対して厚さ方向に圧縮力を加える場合がある。
封止工程では、図10に示すように、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂Mによって半導体チップX(ダイ)とダイボンドシート10とを封止する。封止工程では、熱硬化性樹脂Mの硬化反応を進行させるために、例えば150℃以上200℃以下の温度で加熱処理を行う。
なお、近年の半導体産業においては、集積化技術のさらなる進展に伴って、より薄い半導体チップ(例えば20μm以上50μm以下の厚さ)、及び、より薄いダイボンドシート(例えば1μm以上40μm以下、好ましくは7μm以下、より好ましくは5μm以下の厚さ)が要望されている。また、より薄い被着体も要望されている。
このような薄い半導体チップの一方の表面には、電子回路が形成されている。薄い半導体チップの一方の面に電子回路が形成されていると、半導体チップが内部応力に耐え切れず、図11に示すように、わずかに変形(反りなど)し、この変形に伴ってダイボンドシート10”にも変形(反りなど)が生じ得る。
このような半導体チップにダイボンドシートが貼り付いた状態で、上記のごとく複数回にわたって積み重ねを行うと、ダイボンドシートとチップ(ダイ)との貼り付き不良によって、いわゆる浮きが生じてしまう場合がある。
なお、上述したように、熱硬化処理に伴うダイボンドシートの内部応力によってもダイボンドシートに反りが生じ得る。そのため、ダイボンドシートと接着した被着体及び半導体チップが薄いほど、被着体及び半導体チップにも反りが生じやすくなる。
本実施形態のダイボンドシート10は、特定の物性を有するため、上記のような浮きを抑制でき、また、被着体及び半導体チップが反る現象を抑制できる。
本実施形態の熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート)、ダイシングダイボンドフィルムは上記例示の通りであるが、本発明は、上記例示のダイボンドシート、ダイシングダイボンドフィルムに限定されるものではない。
即ち、一般的なダイボンドシート、ダイシングダイボンドフィルムにおいて用いられる種々の形態が、本発明の効果を損ねない範囲において、採用され得る。
本明細書によって開示される事項は、以下のものを含む。
(1)
熱硬化処理によって架橋反応を起こす架橋性基を分子中に有する架橋性アクリルポリマーを含み、
熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であり、且つ、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下である、ダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(2)
前記ダイボンドシートに含まれる有機成分100質量部に対する前記架橋性アクリルポリマーの含有割合が、50質量部以上100質量部以下である、上記(1)に記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(3)
150℃で1時間の熱硬化処理後におけるガラス転移点Tgが20℃以上100℃以下であり、前記ガラス転移点TgにおけるTanδが0.7以上1.5以下である、上記(1)又は(2)に記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(4)
前記架橋性基がエポキシ基を含み、
前記架橋性アクリルポリマーは、前記エポキシ基を有するグリシジル(メタ)アクリレートの構成単位を分子中に有し、
前記架橋性アクリルポリマーにおける前記構成単位の含有率が、5質量%以上50質量%以下である、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(5)
無機フィラーとしてのシリカフィラーの含有率が40質量%以下であり、
前記シリカフィラーの比表面積が35m/g以上400m/g以下である、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(6)
前記熱硬化処理によって前記架橋性基と架橋反応するフェノール樹脂を含み、
前記フェノール樹脂の水酸基当量が160以上である、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(7)
1種又は複数種の架橋性アクリルポリマーを含み、少なくとも1種の架橋性アクリルポリマーの質量平均分子量が1万以上40万以下である、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(8)
ダイシングテープと貼り合わされて使用される、上記(1)乃至(7)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(9)
0℃における破断伸度が50%以下である、上記(1)乃至(8)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(10)
半導体ウエハを割断して半導体チップを製造するためのSDBG(Stealth Dicing Before Grinding)プロセス又はDBG(Dicing Before Grinding)プロセスで使用される、上記(1)乃至(9)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(11)
エポキシ基含有アクリルポリマー及びイソシアネート基含有アクリルポリマーのうち少なくとも一方を前記架橋性アクリルポリマーとして含む、上記(1)乃至(10)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(12)
熱硬化樹脂としてのフェノール樹脂、及び、無機フィラーとしてのシリカフィラーのうち少なくとも一方をさらに含む、上記(11)に記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(13)
エポキシ基含有アクリルポリマー及びイソシアネート基含有アクリルポリマーのうち少なくとも一方と、ヒドロキシ基含有アクリルポリマー及びカルボキシ基含有アクリルポリマーのうち少なくとも一方とを、前記架橋性アクリルポリマーとして含む、上記(1)乃至(11)のいずれかに記載のダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)。
(14)
上記(1)乃至(13)のいずれかに記載のダイボンドシートと、該ダイボンドシートに貼り合わされたダイシングテープとを備える、ダイシングダイボンドフィルム。
次に、実験例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されない。
以下のようにして、ダイボンドシートを製造した。また、このダイボンドシートをダイシングテープと貼り合わせて、ダイシングダイボンドフィルムを製造した。
<ダイシングテープの作製>
冷却管、窒素導入管、温度計および撹拌装置を備えた反応容器に、下記の各原料を入れた。窒素気流中で60℃にて10時間重合を行い、アクリル系高分子化合物Aを得た。
・2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA):100質量部、
・2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)26質量部、
・過酸化ベンゾイル:0.4質量部、
・トルエン:80質量部、
上記のごとく重合して得たアクリル系高分子化合物Aを含む液に、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(以下、MOIともいう)1.2質量部を加えた。その後、空気気流中で50℃にて60時間、付加反応処理をし、アクリル系高分子化合物A’を得た。
次に、アクリル系高分子化合物A’100部に対して、下記の配合成分を加えて、粘着剤溶液を調製した。
・ポリイソシアネート化合物:1.6質量部
(製品名「コロネートL」、日本ポリウレタン社製)
・光重合開始剤:3質量部
(製品名「イルガキュア184」、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)
上記のごとく調製した粘着剤溶液を、シリコーン処理を施したPET剥離ライナーの処理面上に塗布し、120℃で2分間加熱乾燥し、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。
続いて、粘着剤層面と、基材層(EVAフィルム(115μm厚) グンゼ社製)とを貼り合わせ、23℃にて72時間保存し、ダイシングテープを製造した。
<ダイボンドシート(熱硬化型樹脂シート)の作製>
(実施例1)
エポキシ基含有アクリルポリマー(質量平均分子量Mw=13万)を下記のモノマー組成で重合した。
・グリシジルメタクリレート(GMA):32質量%
・エチルアクリレート(EA):32質量%
・ブチルメタクリレート(BMA):36質量%
上記組成で重合したエポキシ基含有アクリルポリマー100質量部に対して、
・フェノール樹脂:11質量部(水酸基当量203[g/eq])
(製品名「MEHC-7851H」明和化成社製 ビフェニルアラルキル型樹脂フェノール樹脂)、
・シリカフィラー:23質量部(比表面積200[m/g])
(製品名「MEK-ST-40」日産化学製)
及び、メチルエチルケトンを混合して、固形分濃度が20質量%となるように接着剤組成物溶液を調製した。
調製した接着剤組成物溶液を、剥離ライナ(セパレータ)としてシリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した。その後、130℃で2分間乾燥処理することによって、厚さ(平均厚さ)20μmのダイボンドシートを作製した。
(実施例2)
エポキシ基含有アクリルポリマー(質量平均分子量Mw=4万)を下記のモノマー組成で重合した。
・グリシジルメタクリレート(GMA):40質量%
・エチルアクリレート(EA):28質量%
・ブチルメタクリレート(BMA):32質量%
上記組成で重合したエポキシ基含有アクリルポリマー100質量部に対して、
・シリカフィラー:42質量部(比表面積200[m/g])
(製品名「MEK-ST-40」日産化学社製)
及び、メチルエチルケトンを混合して、固形分濃度が20質量%となるように接着剤組成物溶液を調製した。
さらに、上記の方法と同様の方法によって、接着剤組成物溶液から厚さ(平均厚さ)20μmのダイボンドシートを作製した。
(実施例3)
エポキシ基含有アクリルポリマー(質量平均分子量Mw=32万)を下記のモノマー組成で重合した。
・グリシジルメタクリレート(GMA):7質量%
・エチルアクリレート(EA):48質量%
・ブチルメタクリレート(BMA):45質量%
上記組成で重合したエポキシ基含有アクリルポリマー100質量部に対して、
・フェノール樹脂:55質量部(水酸基当量173[g/eq])
(製品名「MEHC-7800H」明和化成社製 フェノールキシリレン樹脂)
・シリカフィラー:42質量部(比表面積60[m/g])
(製品名「MEK-AC-4130Y」日産化学社製)
及び、メチルエチルケトンを混合して、固形分濃度が20質量%となるように接着剤組成物溶液を調製した。
さらに、上記の方法と同様の方法によって、接着剤組成物溶液から厚さ(平均厚さ)20μmのダイボンドシートを作製した。
(実施例4)
エポキシ基含有アクリルポリマー(質量平均分子量Mw=32万)を下記のモノマー組成で重合した。
・グリシジルメタクリレート(GMA):7質量%
・エチルアクリレート(EA):48質量%
・ブチルメタクリレート(BMA):45質量%
別途、カルボキシ基含有アクリルポリマー(質量平均分子量Mw=3万)を下記のモノマー組成で重合した。
・アクリル酸(AA):1質量%
・ブチルアクリレート(BA):32質量%
・エチルアクリレート(EA):23質量%
・メチルメタクリレート(MMA):44質量%
上記組成で重合したエポキシ基含有アクリルポリマー100質量部に対して、
・上記組成で重合したカルボキシ基含有アクリルポリマー:64質量部、
及び、メチルエチルケトンを混合して、固形分濃度が20質量%となるように接着剤組成物溶液を調製した。
さらに、上記の方法と同様の方法によって、接着剤組成物溶液から厚さ(平均厚さ)20μmのダイボンドシートを作製した。
(比較例1)
・アクリル樹脂:100質量部(OH基含有、質量平均分子量Mw=45万)
(製品名「W248」根上工業社製)
・フェノール樹脂:77質量部(水酸基当量105[g/eq])
(製品名「MEHC-7500」明和化成社製)
・エポキシ樹脂:83質量部
(製品名「EPPN501HY」日本化薬社製)
・シリカフィラー:222質量部(固形分換算)(比表面積34[m/g])
(製品名「MEK-AC-5140Z」日産化学社製)
をメチルエチルケトンと混合して、固形分濃度が20質量%となるように接着剤組成物溶液を調製した。
さらに、上記の方法と同様の方法によって、接着剤組成物溶液から厚さ(平均厚さ)20μmのダイボンドシートを作製した。
(比較例2)
・アクリル樹脂:100質量部(OH基含有、質量平均分子量Mw=45万)
(製品名「W248」根上工業社製)
・フェノール樹脂:279質量部(水酸基当量105[g/eq])
(製品名「MEHC-7500」明和化成社製)
・エポキシ樹脂:287質量部
(製品名「EPPN501HY」日本化薬社製)
・シリカフィラー:470質量部(固形分換算)(比表面積5[m/g])
(製品名「SO-25R」アドマテックス製)、
をメチルエチルケトンと混合して、固形分濃度が20質量%となるように接着剤組成物溶液を調製した。
さらに、上記の方法と同様の方法によって、接着剤組成物溶液から厚さ(平均厚さ)20μmのダイボンドシートを作製した。
<ダイシングダイボンドフィルムの製造>
ダイシングテープの粘着剤層上に、各実施例及び各比較例のダイボンドシートを、ハンドローラーを用いて貼り合せることによって、ダイシングダイボンドフィルムを製造した。
<ダイボンドシートの物性測定>
各実施例及び各比較例のダイボンドシートについて、以下のようにして各物性を測定した。
(せん断損失弾性率G”)
上記のせん断損失弾性率G”の測定方法の詳細は、以下の通りである。粘弾性測定装置(Rheometric Scientific社製、型式ARES)を測定装置として使用した。直径7.5mm×厚さ1mmの円柱状に打ち抜いてダイボンドシートの試験片を作製した。試験片の一方の円状面に、温度140℃において、周波数1Hzのせん断振動を与えた際に、他方の円状面に伝わるせん断振動を測定した。測定値を解析することによってせん断損失弾性率G”を求めた。測定結果を表1に示す。
(150℃における引張弾性率の測定、ガラス転移点Tg、TgにおけるTanδ)
ダイボンドシートに対して150℃にて1時間の硬化処理を施した後、該ダイボンドシートの150℃における引張貯蔵弾性率を測定した。測定装置として、固体粘弾性測定装置(型式RSAIII、レオメトリックサイエンティフィック社製)を使用した。
長さ40mm(測定長さ)、幅10mmの試験片を切り出し、周波数1Hz、昇温速度10℃/min、チャック間距離22.5mmの条件において、-30~280℃の温度範囲で試験片の引張貯蔵弾性率E’、引張損失弾性率E”を測定した。また、これら弾性率を基にしたTanδ(E”/E’)を測定した。さらに、Tanδがピーク値となったときの温度を読み取った。
(破断伸度)
ダイボンドシートの試験片(幅10mm×長さ40mm)を切り出した。引張試験機(商品名「オートグラフAGS-50NX」,島津製作所社製)を使用して、引張試験を行い、所定の引張速度で伸張される上記試験片の破断伸度を測定した。初期チャック間距離は10mmであり、温度条件は0℃であり、引張速度は300mm/分とした。測定結果を表1に示す。
各実施例及び各比較例におけるダイボンドシートの組成及び物性を表1に示す。
Figure 2023012204000002
以下のようにして、上記のごとく製造したダイボンドシート(ダイシングダイボンドフィルム)の性能を評価した。
(ダイボンドシートの被着体表面の凹部への埋め込み性)
ダイボンダー(新川社製、製品名「ダイボンダーSPA-300」)を用いて、表面に10μmの凹凸を有するBGA基板に、10mm×10mmのダイボンドシート付きミラーチップを、ステージ温度140℃、ダイボンド荷重0.2MPa、及び、ダイボンド時間2秒の条件でボンディングした。
ダイボンドシートと基板(被着体)との間のボイドを、超音波映像装置(日立ファインテック社製、「FS200II」)を用いて観察した。観察画像においてボイドが占める面積を、二値化ソフト(WinRoof ver.5.6)を用いて算出した。ボイドの占める面積がダイボンドフィルムの表面積に対して10%未満であった場合を「○」(良)、10%以上の場合を「×」(悪)と評価した。
(熱硬化処理後のダイボンドシートの反り量)
ダイボンダー(新川社製、製品名「ダイボンダーSPA-300」)を用いて、50mm×50mmサイズ、厚さ160μmのBGA基板に、10mm×10mmのダイボンドシート付きミラーチップ(9チップ)を、隣り合うもの同士の間隔を均等にして、ステージ温度140℃、ダイボンド荷重0.2MPa、及び、ダイボンド時間2秒の条件でボンディングした。
150℃×1時間の熱処理後の基板(被着体)を平面板に置き、平面板から離れた基板(被着体)の最長離間距離を測定した。評価結果が非常に良い場合を「◎」、良い場合を「〇」、悪い場合を「×」と判定した。
上記の評価結果から把握されるように、実施例のダイボンドシートを備えたダイシングダイボンドフィルムは、比較例のダイシングダイボンドフィルムに比べて、ダイボンド時におけるダイボンドシートの上記埋め込み性の点で良好であった。また、熱硬化処理に伴うダイボンドシートの反り量を抑制できた。
実施例のダイボンドシートは、架橋性アクリルポリマーを含み、熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であり、且つ、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下である。
このような物性を有する実施例のダイボンドシート(ダイシングダイボンドフィルム)を、半導体装置の製造において使用することによって、例えばいわゆるNAND型フラッシュメモリなどを効率良く製造することができる。
具体的には、半導体チップを埋め込むために使用される実施例のごときダイボンドシートは、せん断損失弾性率G”が特定の範囲内であるため、凹凸のある被着体表面に接着されたときに、凹部を埋め込むように適度に変形して凹凸形状に追従できる。これにより、被着体とダイボンドシートとの間に隙間が生じることを抑制できる。
また、一方の表面に電子回路が形成された薄い半導体チップは、ダイボンドシートの硬化処理に伴って、内部応力によって変形(反りなど)し得る。これに対して、実施例のダイボンドシートは、熱硬化処理後における引張弾性率が特定の範囲内であるため、このような半導体チップの変形を抑制できる。
本発明の熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート)及びダイシングダイボンドフィルムは、例えば、半導体装置を製造するときの補助用具として、好適に使用される。
1:ダイシングダイボンドフィルム、
10:熱硬化型樹脂シート(ダイボンドシート)、
20:ダイシングテープ、
21:基材層、 22:粘着剤層。

Claims (11)

  1. 半導体装置の製造方法において、回路面が形成されたウエハを割断したチップと被着体との間に配置して前記チップを前記被着体に接着させるためのダイボンドシートとして用いられる熱硬化型樹脂シートであって、
    熱硬化処理によって架橋反応を起こす架橋性基を分子中に有する架橋性アクリルポリマーを含み、
    熱硬化処理前における140℃でのせん断損失弾性率G”が1kPa以上20kPa以下であり、且つ、150℃で1時間の熱硬化処理後における150℃での引張弾性率が0.5MPa以上7.0MPa以下である、熱硬化型樹脂シート。
  2. 前記ダイボンドシートに含まれる有機成分100質量部に対する前記架橋性アクリルポリマーの含有割合が、50質量部以上100質量部以下である、請求項1に記載の熱硬化型樹脂シート。
  3. 150℃で1時間の熱硬化処理後におけるガラス転移点Tgが20℃以上100℃以下であり、前記ガラス転移点TgにおけるTanδが0.7以上1.5以下である、請求項1又は2に記載の熱硬化型樹脂シート。
  4. 前記架橋性基がエポキシ基を含み、
    前記架橋性アクリルポリマーは、前記エポキシ基を有するグリシジル(メタ)アクリレートの構成単位を分子中に有し、
    前記架橋性アクリルポリマーにおける前記構成単位の含有率が、5質量%以上50質量%以下である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  5. 無機フィラーとしてのシリカフィラーの含有率が40質量%以下であり、
    前記シリカフィラーの比表面積が35m/g以上400m/g以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  6. 前記熱硬化処理によって前記架橋性基と架橋反応するフェノール樹脂を含み、
    前記フェノール樹脂の水酸基当量が160以上である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  7. 1種又は複数種の前記架橋性アクリルポリマーを含み、少なくとも1種の前記架橋性アクリルポリマーの質量平均分子量が1万以上40万以下である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  8. ダイシングテープと貼り合わされて使用される、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  9. 0℃における破断伸度が50%以下である、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  10. 半導体ウエハを割断して半導体チップを製造するためのSDBG(Stealth Dicing Before Grinding)プロセス又はDBG(Dicing Before Grinding)プロセスで使用される、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シート。
  11. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の熱硬化型樹脂シートで構成されたダイボンドシートと、該ダイボンドシートに貼り合わされたダイシングテープとを備える、ダイシングダイボンドフィルム。
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