JP6087122B2 - ダイシングシート - Google Patents
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Description
まず、TABテープのような複数の基台が連接してなる集合体の各基台上に半導体チップを搭載し、これらの半導体チップを一括して樹脂封止して電子部品集合体(本明細書において、「半導体パッケージ」という。)を得る。次に、半導体パッケージの一方の面に、基材と粘着剤層とを備えた粘着シート(本明細書において「ダイシングシート」という。)を貼付することによって半導体パッケージをダイシングシートに対して固定する。このダイシングシートに対して固定された半導体パッケージを切断分離(ダイシング)して個片化し、ダイシングシート上に複数のモールドチップが近接配置された部材を作製する(ダイシング工程)。
1.ダイシングシート
図1に示されるように、本発明の一実施形態に係るダイシングシート1は、基材2および粘着剤層3を備える。
本実施形態に係るダイシングシート1が備える基材2は、エキスパンド工程やピックアップ工程において破断しない限り、その構成材料は、特に限定はされず、重合体を主材とする樹脂系材料からなるフィルムが例示される。そのようなフィルムの具体例として、低密度ポリエチレン(LDPE)フィルム、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム、高密度ポリエチレン(HDPE)フィルム等のポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレン−ノルボルネン共重合体フィルム、ノルボルネン樹脂フィルム等のポリオレフィン系フィルム;ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム等のポリ塩化ビニル系フィルム;ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム;ポリウレタンフィルム;ポリイミドフィルム;アイオノマー樹脂フィルム;エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム等のエチレン系共重合フィルム;ポリビニルアルコールフィルム、セロファン等の水酸基含有樹脂フィルム;ポリ乳酸;ポリスチレンフィルム;ポリカーボネートフィルム;フッ素樹脂フィルム;ならびにこれらの樹脂の水素添加物および変性物を主材とするフィルムなどが挙げられる。上記の基材2を構成するフィルムは1種単独でもよいし、さらにこれらを2種類以上組み合わせた積層フィルムであってもよい。後述する破断伸度などの要請を満たすことが容易となる観点から、基材2は、ポリオレフィン系フィルム、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体フィルムおよびアイオノマー樹脂フィルムから選ばれる1種または2種以上を備えることが好ましい。なお、本明細書における「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の両方を意味する。他の類似用語についても同様である。
本実施形態に係るダイシングシート1は、基材2の一方の面に積層された粘着剤層3を備える。この粘着剤層3は、次に説明する成分を含有する粘着剤組成物から形成されたものである。
粘着剤組成物は、重合体(A)、エネルギー線重合性化合物(B)および粘着付与樹脂(C)を含有し、必要に応じ架橋剤(D)などその他の成分を含有してもよい。
本実施形態に係るダイシングシート1が備える粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物は重合体(A)を含有する。重合体(A)の種類は特に限定されない。アクリル系化合物に基づく構成単位をその骨格を構成する単位として含むアクリル系重合体、エステル結合を骨格を構成する結合として含むポリエステル系重合体などが例示される。重合体(A)は、1種類のモノマーが重合してなる単独重合体であってもよいし、複数種類のモノマーが重合してなる共重合体であってもよい。重合体の物理的特性や化学的特性を制御しやすい観点から、重合体(A)は共重合体であることが好ましい。
本実施形態に係るダイシングシート1が備える粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物が含有するエネルギー線重合性化合物(B)は、エネルギー線重合性基を有し、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けて重合反応することができる限り、具体的な構成は特に限定されない。エネルギー線重合性化合物(B)が重合することによって粘着剤層3の貯蔵弾性率は上昇し、その結果、粘着剤層3のモールドチップに対する粘着性が低下してピックアップ工程の作業性が向上する。
エネルギー線重合性化合物(B)が低分子量化合物(B1)を含有する場合には、低分子量化合物(B1)が後述する粘着付与樹脂(C)と同様に、粘着剤層3の可塑化を促進するため、粘着剤層3の粘着性を向上させることが容易となる。低分子量化合物(B1)の分子量は重量平均分子量(Mw)として100以上30,000以下であることが好ましい。その分子量が過度に小さい場合には、製造過程において揮発することが懸念され、このとき粘着剤層3の組成の安定性が低下する。製造過程において揮発する可能性を低減させることと粘着剤層3を可塑化する機能を高めることとをより安定的に両立させる観点から、低分子量化合物(B1)の分子量は、重量平均分子量(Mw)として200以上20,000以下とすることが好ましく、300以上10,000以下程度とすることがより好ましい。
エネルギー線重合性ポリマー(B2)はエネルギー線重合性基を有する重合体である。エネルギー線重合性ポリマー(B2)の具体的な構造は限定されないが、エネルギー線重合型ポリマー(B2)は重合体(A)の性質を有することができる。好ましい一例では、エネルギー線重合性ポリマー(B2)はエネルギー線重合性基のみならず架橋性官能基をも有し、粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物に含有される架橋剤(D)と反応してエネルギー線重合性ポリマー(B2)の架橋物を形成する。このようにエネルギー線重合性ポリマー(B2)が重合体(A)としての性質を有する場合には、粘着剤層3の製造工程が簡素化される、粘着剤層3内に存在するエネルギー線重合性基の量を制御しやすいなどの利点を有する。また、この場合は、粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物はエネルギー線重合性ポリマー(B2)以外の重合体(A)を含有していなくてもよい。なお、このようにエネルギー線重合性ポリマー(B2)が重合体(A)としての性質を有する場合には、「重合体(A)100質量部」とは、重合体(A)および重合体(A)としての性質を有するエネルギー線重合性ポリマー(B2)の総含有量100質量部を意味する。
本実施形態に係る粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物は分子量が数百から数千のオリゴマーからなる粘着付与樹脂(C)を含有する。この粘着剤組成物から形成される粘着剤層3が粘着付与樹脂(C)を含有することにより、通常、粘着剤層3の粘弾性測定により求められる損失正接が極大値を示す温度は高まる一方、この温度よりも高い温度における貯蔵弾性率は低下して、粘着剤層3の粘着性が増加する。
本実施形態に係るダイシングシート1が備える粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物は、上記の成分に加えて、架橋剤(D)、架橋促進剤、光重合開始剤、染料や顔料などの着色材料、難燃剤、フィラー等の各種添加剤を含有してもよい。
上記の粘着剤組成物から形成された粘着剤層3は、上記の粘着剤組成物に含有される粘着付与樹脂(C)などに基づきエネルギー線照射前の粘着性が高く、エネルギー線重合性化合物(B)に基づきエネルギー線照射後の粘着性が低い。ここで、本実施形態に係る粘着剤層3に含まれる粘着付与樹脂(C)が水添樹脂を含有し、好ましい一例では粘着付与樹脂(C)が水添樹脂からなるため、エネルギー線重合性化合物(B)がエネルギー線照射により重合する際に、粘着付与樹脂(C)によってその重合反応が阻害されて粘着剤層3の粘着性の低下が不十分となってしまうという問題が生じにくい。
以下、粘着剤層3の物性や形状の特徴について詳説する。なお、粘着剤組成物から粘着剤層3を形成する方法については後述する。
本実施形態に係るダイシングシート1が備える粘着剤層3は、照射前貯蔵弾性率G’pが0.01MPa以上であることが好ましい。照射前貯蔵弾性率G’pがこの範囲を満たすことによって、粘着剤層3が過度に軟質となってダイシング工程中にモールドチップが飛散はしないもののずれが生じてしまうなどの問題が生じる可能性を安定的に低減させることができる。上記の問題が生じる可能性をより安定的に低減させる観点から、照射前貯蔵弾性率G’pは0.03MPa以上であることが好ましい。照射前貯蔵弾性率G’pの上限は特に限定されないが、照射前貯蔵弾性率G’pが過度に高い場合には、粘着性、特にエネルギー線照射前の粘着性が低くなり、結果的に次に説明する粘着力比の要請を満たすことが困難となる。粘着力比を下記の範囲に制御することを安定的に実現する観点から、照射前貯蔵弾性率G’pは0.12MPa以下とすることが好ましく、0.09MPa以下とすることがより好ましい。なお、上記の照射前貯蔵弾性率は、例えば、公知の粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント社製、ARESなど)を用いて測定することができる。また、その測定にあたっては、実施例において後述するように、粘着剤層3を構成する材料からなる厚さ1mm程度の層状体を被測定物とすることが、測定結果のばらつきを少なくする観点から好ましい。
本明細書において、粘着力比とは、本実施形態に係るダイシングシート1が備える粘着剤層3における基材2に対向する側と反対側の露出面を測定対象面、半導体パッケージの樹脂封止面を被着面として、JIS Z0237:2009(ISO 29862−29864:2007)に準拠して、180°引き剥がし試験を行ったときに測定されるダイシングシート1の粘着力について、エネルギー線照射前の状態における粘着力(以下、「照射前粘着力」ともいう。)の、エネルギー線照射後の状態における粘着力(以下、「照射後粘着力」ともいう。)に対する比(前/後)を意味する。本実施形態に係るダイシングシート1の粘着力比は3以上であることが好ましい。粘着力比がかかる範囲であることにより、ダイシング工程においてモールドチップが飛散する可能性を低減させつつ、ピックアップ工程においてピックアップ不良が生じる可能性を低減させることが実現される。粘着力比が3未満の場合には、照射前粘着力を高く維持することが困難となってダイシング工程においてモールドチップが飛散しやすくなったり、照射後粘着力を低く維持することが困難となるためにピックアップ不良が発生しやすくなったりする。一方、粘着力比が過度に高い場合には、照射前粘着力や照射後粘着力を後述する好ましい範囲内に調整することが困難となる。また、粘着剤層3のエネルギー線照射による重合の際に生じる体積収縮の程度が粘着力比と正の相関関係にあるため、モールドチップが粘着剤層3のこの重合時に移動する不具合が発生することが懸念される。したがって、粘着力比は20以下とすることが好ましく、13以下とすることがより好ましく、10以下とすることが特に好ましい。
本実施形態に係るダイシングシート1が備える粘着剤層3の厚さは特に限定されない。過度に薄い場合には粘着性にばらつきが発生しやすくなり、過度に厚い場合には粘着性が過度に高まって粘着力比を前述の範囲に制御することが困難となったり、ピックアップ時に粘着剤層3内部で凝集破壊が生じる可能性が高まったりすることが懸念される。こうした問題が生じる可能性を安定的に低減させる観点から、粘着剤層3の厚さは、2μm以上50μm以下とすることが好ましく、5μm以上35μm以下とすることがより好ましく、5μm以上20μm以下とすることが特に好ましい。
本実施形態に係るダイシングシート1は、粘着剤層3を被着体である半導体パッケージに貼付するまでの間において粘着剤層3を保護する目的で、粘着剤層3の被粘着処理面に対向する側と反対側の面に、剥離シートの剥離面が貼合されていてもよい。剥離シートの構成は任意であり、プラスチックフィルムに剥離剤を塗布したものが例示される。プラスチックフィルムの具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、およびポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンフィルムが挙げられる。剥離剤としては、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系などを用いることができるが、これらの中で、安価で安定した性能が得られるシリコーン系が好ましい。上記の剥離シートのプラスチックフィルムに代えて、グラシン紙、コート紙、上質紙などの紙基材または紙基材にポリエチレンなどの熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙を用いてもよい。該剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20μm以上250μm以下程度である。
ダイシングシート1は、一例として、基材2の被粘着処理面に、粘着剤層3を形成するための粘着剤組成物を含む塗工用組成物を塗布し、得られた塗膜を乾燥することによって製造することができる。
続いて、本実施形態に係るダイシングシート1を用いて、半導体パッケージからモールドチップを製造する方法について説明する。
本実施形態に係るダイシングシート1は、使用にあたり、粘着剤層3側の面(かかる面に剥離シートが貼付されている場合には、剥離シートを剥離することによりこれを表出させる。)を半導体パッケージの樹脂封止面に貼付する。ダイシングシート1の外周部は、通常その部分に設けられた粘着剤層3により、リングフレームと呼ばれる搬送や装置への固定のための環状の冶具に貼付される。粘着剤層3が粘着付与樹脂(C)などを含有するため、ダイシングシート1の照射前粘着力は高められている。それゆえ、ダイシングシート1に貼付された半導体パッケージをダイシング工程に供しても、半導体パッケージが個片化されてなるモールドチップが加工中に飛散する可能性を低減しうる。
(1)塗工用組成物の調製
次の組成を有する粘着剤組成物が、トルエンを主成分とする溶媒に溶解した、固形分濃度40質量%の塗工用組成物を調製した。
i)重合体に基づく成分(A)に係る重合体として、100質量部のブチルアクリレートと2質量部のアクリル酸と0.5質量部の2−ヒドロキシエチルアクリレートとを共重合して得た共重合体(重量平均分子量60万、固形分濃度40質量%)を固形分として100質量部、
ii)エネルギー線重合性化合物(B)として、3官能ウレタンアクリレートオリゴマー(重量平均分子量5000、固形分濃度60質量%)からなるアクリレート系化合物を固形分として100重量部、
iii)粘着付与樹脂(C)として、水添テルペンフェノール系粘着付与樹脂(ヤスハラケミカル社製クリアロンM105、固形分濃度100質量%)を固形分として62.5質量部、および
iv)イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン製コロネートL、固形分濃度70重量%)を固形分として5質量部
なお、上記のエネルギー線重合性化合物(B)の重合基含有率は6×10−4mol/gであった(測定方法は後述。)。
厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製基材フィルムの一方の主面上に厚さ0.1μmのシリコーン系の剥離剤層が形成されてなる剥離シート(リンテック社製SP−PET382120、幅長1000mm)を用意した。この剥離シートの剥離面上に、前述の塗工用組成物を、ロッドコーターにて、最終的に得られる粘着剤層の厚さが10μmとなるように塗布した。得られた塗液層を剥離シートごと80℃のオーブン内に1分間静置することにより塗液層を乾燥させて、剥離シートと粘着剤層(厚さ10μm)とからなる積層体を得た。
厚さ140μmのエチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)フィルム(メタクリル酸の共重合比は、用いた単量体の全質量を基準として9質量%であり、最大引張応力は26MPa、破断伸度は525%であった。)からなる基材の一方の面を被粘着処理面として、その面に、上記の積層体の粘着剤層側の面を貼付して、図1に示されるような基材と粘着剤層とからなるダイシングシートを、粘着剤層側の面に剥離シートがさらに積層された状態で得た。
実施例1において、塗工用組成物に含有される粘着付与樹脂(C)の含有量を固形分として25質量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。
実施例1において、塗工用組成物に含有される粘着付与樹脂(C)の種類を水添ロジン系粘着付与樹脂(荒川化学社製ハイペールCH、固形分濃度100質量%)に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。
実施例1において、塗工用組成物に含有されるエネルギー線重合性化合物(B)の種類を、6官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大日精化社製14−29B、重量平均分子量2000、固形分濃度80質量%)からなるアクリレート系化合物に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。なお、上記のエネルギー線重合性化合物(B)の重合基含有率は3×10−3mol/gであった。
実施例1において、塗工用組成物に含有されるエネルギー線重合性化合物(B)の種類を、2官能ウレタンアクリレートオリゴマー(重量平均分子量8000、固形分濃度40質量%)からなるアクリレート系化合物に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。なお、上記のエネルギー線重合性化合物(B)の重合基含有率は2.5×10−4mol/gであった。
実施例1において、塗工用組成物に含有されるエネルギー線重合性化合物(B)の種類を、6官能ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学社製A−DPH、重量平均分子量578、固形分濃度100質量%)からなるアクリレート系化合物に変更し、その含有量を固形分として37.5質量部とした以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。なお、上記のエネルギー線重合性化合物(B)の重合基含有率は10×10−3mol/gであった。
実施例1において、塗工用組成物に含有される粘着付与樹脂(C)の種類を重合ロジン系粘着付与樹脂(荒川化学社製ペンセルD-125、固形分濃度100質量%)に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。
実施例1において、塗工用組成物に粘着付与樹脂(C)を含有させなかった以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。
実施例1において、塗工用組成物にエネルギー線重合性化合物(B)を含有させなかった以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。
実施例1において、塗工用組成物に含有される粘着付与樹脂(C)の種類をキシレン樹脂からなる粘着付与樹脂(フド―社製ニカノールY−1000、固形分濃度100質量%)に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ダイシングシートを得た。
実施例および比較例のそれぞれに係るエネルギー線重合性化合物(B)の重量平均分子量(Mw)をGPCを用いて測定した(ポリスチレン換算値)。
〔測定例2〕<重合基含有率の測定>
実施例および比較例のそれぞれに係るエネルギー線重合性化合物(B)のよう素価を、JIS K0070−1992に準拠し測定し、重合基含有率とした。
上記の実施例および比較例により製造したダイシングシートに、23℃、相対湿度50%の環境下に7日間静置することによる養生を行った後、それぞれを切断して長さ200mm幅25mmの粘着力測定用シートを得た。半導体パッケージ用樹脂(京セラケミカル社製KE−G1250)を用いて、厚さが600μm、一方の主面の算術平均粗さRaが2μmのシート状の部材を製造した。上記の粘着力測定用シートのそれぞれについて、その粘着剤層側の面をこのシート状部材の上記の一方の主面に貼付して、シート状部材と粘着力測定用シートとからなる積層体を得た。得られた積層体を23℃、相対湿度50%の雰囲気下に20分間放置した。放置後の積層体について、万能型引張試験機(株式会社オリエンテック製、TENSILON/UTM−4−100)を用いて、JIS Z0237:2009に準拠して、180°引き剥がし試験(粘着力測定用シートを引き剥がされる側の部材とした。)を行い、照射前粘着力を測定した(単位:mN/25mm)。照射前粘着力の測定結果を表2に示す。
こうして得られた照射前粘着力および照射後粘着力から、粘着力比を求めた。得られた照射前粘着力、照射後粘着力および粘着力比を表2に示す。
半導体基板の代わりとしてガラスエポキシ板(ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させ、硬化させたもの)を用い、この上に、半導体パッケージ用樹脂(京セラケミカル製:KE−G1250)を下記条件にてトランスファー成型して、サイズ:50mm×50mm、厚さ:600μmの封止樹脂を形成し、半導体パッケージを模した部材(以下、「試験部材」という。)を得た。
<トランスファー成型条件>
封止装置:アピックヤマダ社製、MPC−06M Trial Press
注入樹脂温度:180℃
樹脂注入圧:6.9MPa
樹脂注入時間:120秒
得られた試験部材の封止樹脂側の面の算術平均粗さRaは2μmであった。
<ダイシング条件>
・ダイシング装置 :ディスコ社製 DFD−651
・ブレード :ディスコ社製 ZBT−5074(Z111OLS3)
・刃の厚さ :0.17mm
・刃先出し量 :3.3mm
・ブレード回転数 :30000rpm
・切削速度 :50mm/分
・基材切り込み深さ:50μm
・切削水量 :1.0L/分
・切削水温度 :20℃
紫外線照射後の上記のダイシングシートの粘着剤層側の面にチップ状部材が付着してなる部材におけるダイシングシートを、エキスパンド装置(ジェイシーエム社製ME−300Bタイプ)を用いて、速度300mm/分で当該シートの主面内方向に20mm伸張させるエキスパンド工程を実施した。この際に、ダイシングシート上から脱落して元の位置になかったモールドチップの数を数え、チップ脱落を評価した。
2…基材
3…粘着剤層
Claims (11)
- 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層とを備えたダイシングシートであって、
前記粘着剤層は、重合体(A)、エネルギー線重合性化合物(B)および粘着付与樹脂(C)を含有する粘着剤組成物から形成されたものであって、
前記エネルギー線重合性化合物(B)は、3×10−4mol/g以上3×10 −3 mol/g以下の量でエネルギー線重合基を有し、
前記粘着付与樹脂(C)は水添樹脂を含有すること
を特徴とするダイシングシート。 - 前記粘着付与樹脂(C)は水添樹脂からなる請求項1に記載のダイシングシート。
- 前記エネルギー線重合性化合物(B)が、エネルギー線重合性基を有する単官能モノマーおよび多官能のモノマーならびにこれらのモノマーのオリゴマーからなる群から選ばれる一種または二種以上からなる低分子量化合物を含有する請求項1または2に記載のダイシングシート。
- 前記低分子量化合物が一分子中に有する前記エネルギー線重合性基は3個以上である請求項3に記載のダイシングシート。
- 前記エネルギー線重合基がエチレン性不飽和結合を有する官能基を含む請求項1から4のいずれか一項に記載のダイシングシート。
- 前記重合体(A)はアクリル系重合体を含む請求項1から5のいずれか一項に記載のダイシングシート。
- 前記粘着剤組成物は架橋剤(D)をさらに含有し、前記重合体(A)は前記架橋剤(D)と架橋反応しうる架橋性官能基を有する請求項1から6のいずれか一項に記載のダイシングシート。
- 前記粘着剤層の厚さは8μm以上20μm以下である請求項1から7のいずれか一項に記載のダイシングシート。
- 前記ダイシングシートは、粘着剤層における基材に対向する側と反対側の露出面を測定対象面、半導体パッケージの樹脂封止面を被着面として、JIS Z0237:2000に準拠して180°引き剥がし試験を行ったときに測定される粘着力について、エネルギー線照射前の状態における粘着力のエネルギー線照射後の状態における粘着力に対する比が3以上20以下である請求項1から8のいずれか一項に記載のダイシングシート。
- 前記粘着剤層の前記基材と反対側の面を、半導体チップを樹脂封止した半導体パッケージの樹脂封止面に貼付する請求項1から9のいずれか一項に記載のダイシングシート。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載されるダイシングシートの前記粘着剤層側の面を、半導体チップを樹脂封止してなる半導体パッケージの一方の面に貼付し、前記ダイシングシート上の前記半導体パッケージを切断して個片化し、複数のモールドチップを得る、モールドチップの製造方法。
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