JP4107729B2

JP4107729B2 - 熱発泡型粘着剤及び粘着部材

Info

Publication number: JP4107729B2
Application number: JP26202698A
Authority: JP
Inventors: 強臣宮古
Original assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: JP2000086994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱発泡型粘着剤及び粘着部材に関し、特に半導体ウエハーやセラミックシートを切断処理する際に使用されるのに好適な熱発泡型粘着剤及びそれを用いた粘着部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、加熱処理により粘着剤層の接着力を低下もしくは消失させて、使用目的を終えた粘着部材を被着体から容易に剥離することを目的とする熱発泡型粘着部材が様々提案されている。この剥離容易な粘着部材の用途の一つとしては、シリコーンウエハー、セラミックシート又はグリーンシート積層体等のダイシング時の仮固定があり、この部材により、ウエハー等の切断片を歩留りよく、効率的に回収できるというものである（特開昭６３−３３４８７、特開平２−３０５８７８、同５−４３８５１）。かかる熱発泡型粘着部材に要求される性能は日々高度化し、特に仮固定用部材については、▲１▼タック（初期接着力）に優れ、作業の初期段階から密着性良く被着体を貼り合わせることができて貼り易さに優れ、かつ、被着体の加工時の仮固定に必要な接着力を有すること、▲２▼被着体に損傷を与えることなく固定位置の修正等のための貼り直しができ、また、作業後には、加熱処理によりスムーズに被着体の剥離が可能であること、が必要とされる。特開昭６３−３３４８７号公報には、上記仮固定用部材を提供すべく、常温での動的弾性率が低いベースポリマーを用いた熱発泡型粘着部材が提案されている。しかし、かかる粘着部材は、貼り易い点では優れているものの、接着力が大きすぎるため、熱処理前にウエハー等の被着体を損傷することなく貼り直すことができない点や、熱処理後の被着体の剥離性に乏しい点等の問題点があった。
一方、特開平５−４３８５１号公報には、上記問題点を改善するものとして、常温から１５０℃において高弾性率であり、且つその変化率の小さいベースポリマーを用いた熱発泡型粘着部材が提案されている。しかし、かかる粘着部材は、貼り直し性を優先させているため、タック（初期接着力）に乏しく、被着体を密着性良く貼り合わせることができず、また、貼り合わせの際には気泡を巻き込み易いため、貼り易さや作業性が低下するといった点で満足できない問題があった。
この様に、貼り直しと貼り易さとを同時に向上させることは困難であり、どちらかの性能を優先させているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、様々の被着体、特にシリコーンウエハーやセラミックシート、グリーンシート積層体等の半導体ウエハーを密着性良く貼り合わせることができ、貼り易さに優れると共に、被着体を破損することなく貼り直しでき、しかも加熱処理下において、接着力の低下に優れる剥離性の良好な粘着剤及び前記粘着剤の粘着部材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、動的弾性率が５０万〜５００万ｄｙｎｅ／ｃｍ²の高弾性率アクリル系ポリマーと常温で液体のポリアクリル酸エステル低軟化性オリゴマーと熱により発泡する微粒子からなる熱発泡型微粒子とを配合してなることを特徴とする粘着剤を提供することにより達成される。ここで、ポリアクリル酸エステルオリゴマーの分子量は２００〜２０００の範囲であることが好ましい。
また、上記課題は、支持基板の片面又は両面に前記粘着剤の層を設けた粘着部材を提供することにより達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
先ず、本発明で使用する高弾性のベースポリマーとしては、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルのモノマーの１種あるいは２種以上を重合させたポリマー、または前記モノマーに他のモノマーを共重合体させて得られる共重合ポリマー等が用いられる。中でもアクリル酸アルキルエステルと他の不飽和モノマーの共重合体、メタクリル酸アルキルエステルと他の不飽和モノマーの共重合体が好ましく用いられる。ベースポリマーの常温における動的弾性率としては、５０万〜５００万ｄｙｎｅ／ｃｍ²が好ましく、更に好ましくは５０万〜２００万ｄｙｎｅ／ｃｍ²である。ベースポリマーの常温における動的弾性率が５０万ｄｙｎｅ／ｃｍ²未満では、粘着剤の接着力が大きすぎるため、熱処理前には、粘着剤からウエハー等の被着体を損傷することなく貼り直すことができず、また、熱処理後には被着体の剥離性に欠ける。
【０００６】
次に本発明におけるオリゴマーとは、常温で液体であり、分子量が、１００〜８０００程度で、ベースポリマーと同種または相似の構造を有するもの、即ち、ポリアクリル酸エステルであり、かつ、経時変化及び温度変化に対して安定な物質をいう。また、その分子量は、２００〜８０００のものが好ましく、更に好ましくは２００〜２０００のものである。また、オリゴマーは、ベースポリマーとの相溶性の良いものが好ましく、その相溶性としては、配合時にオリゴマーがベースポリマー中で均一に分散し得る程度の相溶性を有することが好ましい。
【０００７】
また、オリゴマーの具体例としては、ポリアクリル酸エステルオリゴマーが挙げられる。
【０００８】
また、オリゴマーの重合度は２〜２００が適切であり、好ましくは重合度が２〜１００のものである。重合度が２００より高い場合には、系全体のガラス転移温度が上昇して粘性が低下するため好ましくない。
【０００９】
オリゴマーの配合量としては、べースポリマー１００重量部当たり１〜５０重量部が適切であり、好ましくはべースポリマー１００重量部当たり３〜２０重量部、更に好ましくはべースポリマー１００重量部当たり５〜１５重量部であるが、ベースポリマーの種類や形成しようとする粘着層の厚み等の、所望の粘着剤の性能、使用条件等により、上記配合範囲内で適宜調節することができる。その配合量が１重量部未満では、タックに乏しくなり、５０重量部を超えると、接着力に乏しくなり、また、被着体に糊残りを生じ易くなる。
【００１０】
本発明における熱発泡型微粒子としては、有機溶剤等をマイクロカプセルに封入させたものを用い、粘着剤との分散性がよいものを使用する。この熱発泡型微粒子の粒径は５〜４０μｍ程度のものを用いることができる。また、８０〜１８０℃の加熱で当初の数十倍に膨張するものが好ましく用いられる。熱発泡型微粒子としては、例えば松本油脂製薬社製マイクロスフェアー（商品名：Ｆ−２０Ｄ、Ｆ−３０Ｄ、Ｆ−４０Ｄ）などの市販品の微粒子を用いることができる。
【００１１】
熱発泡型微粒子の配合は、ベースポリマー１００重量部あたり１０〜７０重量部が適切であり、基材の種類や厚み、所望の粘着剤の性能、使用条件等により、上記配合範囲内で適宜調節することができる。その配合量が１０重量部未満では、加熱処理による接着力の低下に乏しく、７０重量部を超えると、貼り合わせ時に気泡を巻き込み易くなり、被着体との密着性の低下が生じやすい。
【００１２】
本発明の粘着剤においては、その接着力を制御するため、ポリイソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アルキルエーテル化メラミン化合物等の架橋剤を添加するのが好ましい。また、その配合は、べースポリマー１００重量部当たり０．５重量部以上８重量部以下が適切であり、好ましくはべースポリマー１００重量部当たり１重量部以上５重量部以下である。その配合量が８重量部を超えると、貼り合わせ時に気泡を巻き込み易くなり、被着体との密着性の低下が生じやすい。また、０．５重量部未満では、架橋剤を添加することにより得られる十分な効果を発揮させることが出来ない。その他、必要に応じて、充填剤、老化防止剤等の適宜な添加剤を併用してもよい。
【００１３】
貼り易さ、貼り直し易さ、加工時に要求される接着力などを考慮すると、本発明の粘着剤の接着力は、５０〜３００ｇｆ／２５ｍｍの範囲が適切である。接着力が５０ｇｆ／２５ｍｍ未満では、接着時の被着体の脱落や剥離を招く一方３００ｇｆ／２５ｍｍを超えると貼り直し時にウエハーの損傷を招く。また、加熱処理下における剥離が困難になる。
【００１４】
本発明の熱発泡型粘着部材は、粘着剤層を支持基材の片面又は両面に設けたものであり、片面に熱発泡型粘着剤でない通常の粘着剤を設けてもよい。支持基材に設ける粘着剤層の厚みは、１０μｍ〜１５０μｍが好ましい。
支持基材としては、ポリエステルやポリオレフィンの様なプラスチックフィルムや、プラスチック系ラミネートフィルムが用いられる。支持基材の厚みは、２５μｍ〜２５０μｍが好ましい。
【００１５】
また、支持基材と粘着剤層との密着性を向上させるため、必要に応じて、コロナ処理等の物理的手段により支持基材の表面を処理したり、ウレタン系又はアクリル系化合物等の中間接着層を粘着剤層と支持基材との間に設け、アンカー効果により両者の密着性を向上させるアンカー処理等の化学的処理を施すことができる。また、該粘着剤層は、埃や油分等の付着による接着力の低下を防止するため、使用するまでの間は、プラスチックフィルム等のセパレーターで表面を保護することが好ましい。
【００１６】
本発明の熱発泡型粘着部材を用いる例として、シリコンウエハーを切断して半導体チップを得る場合や、セラミックシートを切断してコンデンサーチップを得る場合の仮固定用部材が挙げられる。
【００１７】
上記の構成により、動的弾性率の高いベースポリマーと常温で液体の低軟化性オリゴマーと熱発泡型微粒子を配合してなる粘着剤及び該粘着剤からなる粘着剤層を設けた粘着部材に関する本発明によれば、タック性に優れ、貼り合わせ時における気泡巻き込みが少なく、貼り易さに優れた粘着剤を提供することができる。また、上記粘着剤及び該粘着剤からなる粘着剤層を設けた粘着部材では、半導体ウエハー等の被着体を切断処理する際に必要な接着力を有し、しかもその接着力は大きすぎないため、被着体の固定位置を修正する様な貼り直しをするときでもそれを破損することなく容易に剥離できる。更に、上記粘着剤及び該粘着剤からなる粘着剤層を設けた粘着部材では、加熱処理によって、熱発泡型微粒子の発泡が起こり、粘着剤表面が凹凸になり、粘着剤表面と被着体表面との接触面積が低下することにより、粘着剤の接着力を低下、又は消失させることが可能となるため、被着体を容易に剥離させることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下に挙げる実施例に限定されるものではない。
実施例１
アクリル酸エチル−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体（分子量：７０万）からなる動的弾性率が２５℃で２００万ｄｙｎｅ／ｃｍ²のベースポリマー１００重量部に２５℃で液状のアクリル酸エチル（分子量：２０００、重合度：２０）１０重量部と、熱膨張性樹脂粒子（マイクロスフェアー、Ｆ−３０Ｄ）１５重量部と、イソシアネート系架橋剤１重量部を添加し、溶剤としてトルエン５０重量部を加え、均一になるように混合調製し、熱発泡型粘着剤のトルエン溶液を得た。
次に、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを支持基材とし、該フィルム上に変性ポリエステル（バイロン：商品名、東洋紡績（株）製）層を設けることによりアンカー処理した面上に上記で作製した溶液を塗布し、７０℃で約１分間乾燥処理し、その後、粘着剤層の厚みを４０μｍとなるように調製して、熱発泡型粘着部剤を得た。
比較例１
動的弾性率が２５℃で３０万ｄｙｎｅ／ｃｍ²の低弾性ポリマーである、アクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体（分子量：１５万）をベースポリマーとして用いた他は、実施例１と同様の方法により、熱発泡型粘着部材を得た。
比較例２
オリゴマーを添加しない他は、実施例１と同様の方法により、熱発泡型粘着部材を得た。
【００１９】
〔被着体〕
シリコンウエハーを被着体とし、該ウエハーの粗面に対する粘着部材の接着力、タック性、貼り易さ、貼り直し易さ、熱処理後の剥離性につき、以下の方法により測定、評価を行った。
【００２０】
〔接着力の測定と評価〕
実施例、比較例で得た粘着部材につき、被着体に対する常温と加熱処理後における接着力をＪＩＳＺ０２３７に準拠して測定した。尚、加熱処理条件はオーブン温度１１０℃で１０分間とした。
【００２１】
〔タック性（初期接着力）の測定と評価〕
実施例、比較例で得た粘着部材につき、Ｊ．Ｄｏｗ方式の球転法（ボールタック）に準拠して測定し、評価した。具体的には、相互に直径の異なる３２個のボールについて、その直径の小さいものから順に、それぞれのボールについてＮｏ．１〜Ｎｏ．３２までの番号を付け、これらのボールを斜面上に貼り付けた粘着部材の面上に転がすことにより、測定を行った。
尚、粘着部材の面上で停止した最大直径のボール番号をタック性の評価とし、ボール番号の数値が大きい程タック（初期接着力）に優れていることを示す。
【００２２】
〔貼り易さの測定と評価〕
実施例、比較例で得た粘着部材につき、２ｋｇハンドローラーによって被着体を貼り合わせ、気泡の存在の有無を目視により観察することにより、貼り合わせ時の気泡の巻き込み具合を評価し、これを貼り易さの評価とした。
尚、気泡が全く存在しない場合を「良好」とした。
【００２３】
〔貼り直し易さの測定と評価〕
実施例、比較例で得た粘着部材を被着体と貼り合わせた後、１８０°の角度で粘着部材を手で剥がし、シリコーンウエハーを位置修正する際の貼り直し易さを評価した。
尚、手剥がしした際にウエハーが全く損傷しなかった場合を「良好」と評価した。
【００２４】
〔熱処理後の剥離性の測定と評価〕
実施例、比較例で得た粘着部材を被着体と貼り合わせ、１１０℃のオーブン中に約１０分間放置した後、オーブンからこれを取り出し、手剥がしにより力をかけずに被着体から粘着部材を剥離できるか否かについて、評価した。
尚、手剥がしした際に力をかけずに剥離できた場合を「良好」と評価した。
【００２５】
上記の評価結果を表１に示した。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１から分かるように、実施例１のように、動的弾性率の高いべースポリマーと常温で液体の低軟化性でベースポリマーと同種または相似の構造を有するオリゴマーと熱発泡型微粒子を配合してなることを特徴とする本発明によれば、タックに優れ、貼り合わせ時に気泡巻き込みがなく、貼り易さに優れると共に良好に貼り直しが行え、熱処理後の剥離性にも優れた粘着剤及び粘着部材を提供することができる。又、本発明によれば、特に、セラミックシートのような表面の粗い被着体に対しても、タックに優れるため、密着性良く貼り合わせが可能であり、貼り易さ、貼り直し易さに優れた粘着剤及び粘着部材を提供することができる。
【００２８】
これに対し、比較例１から分かるように、ベースポリマーとして、動的弾性率の低いポリマーを用いた粘着剤では、常温における接着力が大き過ぎるため、貼り直し時にウエハーが損傷し、良好に貼り直すことができない。また、加熱処理後においても接着力が殆ど低下しないため、ウエハーを粘着剤から剥離することができない。
【００２９】
また、比較例２から分かるように、ベースポリマーとして、動的弾性率の高いポリマーを使用した場合であっても、オリゴマーを添加しない粘着剤では、タックに乏しく、貼り合わせ時の気泡巻き込みが多いため、被着体を固定する際の安定性に欠け、貼り易さに欠ける。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は高弾性率ベースポリマーと熱により発泡する微粒子と常温で液体の低軟化性オリゴマーを配合してなる粘着部材を使用したことにより、様々の被着体に適用でき、貼り易さに優れると共に、位置修正等における貼り直しが容易であることから作業性に優れ、しかも加熱処理下に被着体に対する接着力が低下、もしくは消失することにより、被着体を容易に剥離させることができる。特に、半導体ウエハー等を切断処理する際の仮固定用粘着部剤として使用した場合、切断片を効率よく回収できることから、製造工程の高速化及び自動化に役立つ粘着部剤を提供することが可能となる。

Claims

常温において、動的弾性率が５０万ｄｙｎｅ／ｃｍ²以上５００万ｄｙｎｅ／ｃｍ²以下の高弾性率アクリル系ポリマーと常温で液体のポリアクリル酸エステルオリゴマーと熱により発泡する微粒子を配合してなることを特徴とする熱発泡型粘着剤。
前記ポリアクリル酸エステルオリゴマーの分子量が２００〜２０００の範囲である請求項１に記載の熱発泡型粘着剤。
支持基板の片面又は両面に、請求項１又は請求項２に記載の熱発泡型粘着剤からなる粘着剤層を設けたことを特徴とする粘着部材。