JP6355422B2 - インクジェット用光及び熱硬化性接着剤、電子部品の製造方法及び電子部品 - Google Patents
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Description
上記光硬化性化合物としては、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物、ビニル基を有する硬化性化合物及びマレイミド基を有する硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基(1個以上)を有することが好ましい。上記光硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤は、光及び熱硬化性化合物を含むことが好ましい。上記光及び熱硬化性化合物としては、各種の光硬化性官能基と各種の熱硬化性官能基とを有する化合物が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基と環状エーテル基とを有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有することが好ましい。上記光及び熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化性化合物としては、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物、及びチイラン基を有する熱硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記熱硬化性化合物は、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物であることが好ましく、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(エポキシ化合物)であることがより好ましい。上記熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤等が挙げられる。上記光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。上記光重合開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化剤としては、有機酸、アミン化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィッド化合物及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤として、アミン−エポキシアダクトなどの変性ポリアミン化合物を用いてもよい。これら以外の熱硬化剤を用いてもよい。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記硬化促進剤としては、第三級アミン、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、有機金属塩、リン化合物及び尿素系化合物等が挙げられる。
上記接着剤は溶剤を含まないか又は含む。上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。上記接着剤が溶剤を含む場合に、上記接着剤100重量%中、上記溶剤の含有量は1重量%以下である。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤における溶剤の含有量は少ないほどよい。
上記接着剤はフィラーを含まないか又は含む。上記接着剤は、フィラーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤におけるフィラーの含有量は少ないほどよい。さらに、上記接着剤におけるフィラーの含有量が少ないほど、インクジェット装置による吐出不良の発生が抑えられる。
上記接着剤は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては特に限定されないが、カップリング剤等の接着助剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、及び重合禁止剤等が挙げられる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
光硬化性化合物:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス社製「IRR214K」)55重量部と、光重合開始剤:α−アミノアルキルフェノン型光ラジカル重合開始剤(BASFジャパン社製「Irgacure 907」)4重量部と、熱硬化性化合物:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鐵住金化学社製「YD−127」)20重量部と、熱硬化剤:脂環式酸無水物(三菱化学社製「YH309」)20.4重量部と、光及び熱硬化性化合物:グリシジルメタクリレート(三菱ガス化学社製「GMA」)0.5重量部と、硬化促進剤:DBU−オクチル酸塩(サンアプロ社製「U−CAT SA 102」)0.1部とを混合し、インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を得た。
配合成分の種類及び配合量を下記の表1〜3に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を得た。
(1)粘度
JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、作製直後の接着剤の25℃及び2.5rpmでの粘度η1を測定した。接着剤の粘度η1を下記の基準で判定した。
A:粘度η1が1200mPa・sを超える
B:粘度η1が1000mPa・sを超え、1200mPa・s以下
C:粘度η1が500mPa・sを超え、1000mPa・s以下
D:粘度η1が160mPa・s以上、500mPa・s以下
E:粘度η1が160mPa・s未満
JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、作製直後の接着剤の25℃及び2.5rpmでの粘度η1を測定した。次に、作製直後の接着剤を80℃で12時間加熱した。加熱後の接着剤の粘度η2を粘度η1と同様にして測定した。粘度上昇を下記の判定基準で判定した。なお、加熱は、酸素が存在しない環境下で行った。
○○:比(η2/η1)が1以上、1.1以下
○:比(η2/η1)が1.1を超え、1.2以下
△:比(η2/η1)が1.2を超え、1.3以下
×:比(η2/η1)が1.3を超える
紫外線照射装置付きピエゾ方式インクジェットプリンタのインクジェットヘッドから、得られた接着剤の吐出試験を行い、下記の判断基準で評価した。なお、粘度が500mPa・s以下である接着剤の吐出試験時には、ヘッド温度を80℃とし、粘度が500mPa・sを超える接着剤の吐出試験時には、ヘッド温度を95℃とした。
○○:接着剤をヘッドから10時間以上連続して吐出可能であった
○:接着剤をヘッドから10時間以上連続して吐出可能であるが、10時間の連続吐出の間にわずかに吐出むらが生じる
△:接着剤をヘッドから連続して吐出可能であるが、10時間以上連続して吐出不可能であった
×:接着剤をヘッドから吐出の初期段階で吐出不可能であった
5μmのメンブレンフィルターを用いて、得られた接着剤をろ過し、ろ過した接着剤を80℃で12時間加熱した。
○○:インクジェットヘッドから組成物を吐出できた
○:吐出前に組成物の硬化がわずかに進行しているか、又は組成物の粘度がわずかに上昇しているが、インクジェットヘッドから組成物を吐出できた
△:吐出前に組成物が硬化しているか、又は組成物の粘度が上昇しており、インクジェットヘッドから組成物を吐出できなかった
×:組成物がかなり硬化している
実施例、参考例及び比較例で作製した接着剤付きウェハを接着剤付き半導体素子に分割し、さらに別の接着剤が付いてない半導体チップを2000番研磨面が、接着剤付き半導体素子の接着剤層に対向するようにしてマウンタで貼り付けた。この際の接着温度は120℃であり、2kgの荷重を4秒間付与して貼り付けを行った。接着剤により半導体チップは接着剤付き半導体素子上に充分に粘着及び保持されているので、半導体チップが脱落することはなかった。次に、170℃1時間加熱して、接着剤を硬化させて、測定対象物を得た。得られた測定対象物について、ダイシェア強度、接着剤層の平坦性及び接着面積の評価を以下により行った。
ダイシェア強度測定後の半導体チップの剥離面の接着跡を目視で観察した。接着後の面積から接着面積を下記の基準で判定した。
○:接着面積が80%以上
×:接着面積が80%未満
得られた接着剤付きウェハの接着剤層に接着剤層の面積と同じサイズのガラスチップを圧着した後、目視で観察してボイドの発生の有無を観察した。ボイドの発生を下記の基準で判定した。
○:ボイドが認められない
×:1つ以上のボイドが認められる
得られた接着剤付き半導体素子の接着剤層と半導体チップ裏面2000番研磨面のダイシェア強度は、万能型ボンドテスター(Dage社製「DAGE4000型」)を用いて測定した。ダイシェア強度を下記の基準で判定した。
○:8.2kg/チップ以上
×:8.2kg/チップ未満
IPC−B−25のくし型テストパターンBを用意した。このくし型テストパターンBを80℃に加温して、くし型テストパターンBの表面の全体を覆うように接着剤を、紫外線照射装置付きピエゾ方式インクジェットプリンタのインクジェットヘッドから、吐出して塗工した。なお、粘度が500mPa・s以下である接着剤の吐出試験時には、ヘッド温度を80℃とし、粘度が500mPa・sを超える接着剤の吐出試験時には、ヘッド温度を95℃とした。
1A…一次積層体
2…第1の電子部品本体
3…接着剤層(加熱後)
4…第2の電子部品本体
11,11X…インクジェット装置
12…接着剤層
12A…第1の光照射部により光が照射された接着剤層
12B…第2の光照射部により光が照射された接着剤層
13…第1の光照射部
14…第2の光照射部
21…インクタンク
22…吐出部
23,23X…循環流路部
23A…バッファタンク
23B…ポンプ
31…電子部品
32…多層の接着剤層(加熱後)
32A,32B,32C…接着剤層(加熱後)
51,71…半導体装置
52…積層構造体
53,53A…基板
53a…第1の接続端子
53b…第2の接続端子
54,61,72…接着剤層
55…第2の半導体ウェハ
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の半導体ウェハ
62a…接続端子
Claims (15)
- インクジェット装置を用いて塗布されて用いられ、かつ光の照射により硬化を進行させた後に加熱により硬化させて用いられる接着剤であって、
光硬化性化合物と、熱硬化性化合物と、光重合開始剤と、熱硬化剤とを含み、
溶剤を含まないか又は含み、
接着剤が前記溶剤を含む場合には、前記溶剤の含有量が1重量%以下であり、
前記接着剤100重量%中、前記光硬化性化合物の含有量が、20重量%以上、70重量%以下であり、
JIS K2283に準拠して測定された25℃及び2.5rpmでの粘度が160mPa・s以上、1200mPa・s以下である、インクジェット用光及び熱硬化性接着剤。 - 光及び熱硬化性化合物を含む、請求項1又は2に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。
- 前記接着剤100重量%中、前記熱硬化剤の含有量が、5重量%以上、60重量%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。
- フィラーを含まないか又は含み、
前記フィラーを含む場合には、前記フィラーの含有量が1重量%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤。 - 第1の電子部品本体の表面上に、インクジェット装置を用いて、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、
前記塗布工程後に、前記接着剤層に光を照射して、前記接着剤層の硬化を進行させる光照射工程と、
前記光照射工程後に、光が照射された前記接着剤層上に、第2の電子部品本体を配置して、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを、光が照射された前記接着剤層を介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体を得る貼合工程と、
前記貼合工程後に、前記一次積層体を加熱して、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体との間の前記接着剤層を硬化させて、電子部品を得る加熱工程とを備える、電子部品の製造方法。 - 前記塗布工程から前記貼合工程までを複数回繰り返した後に、前記加熱工程を行う、請求項7に記載の電子部品の製造方法。
- 前記第1の電子部品本体が光半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、
前記第2の電子部品本体が半導体素子である、請求項7又は8に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1の電子部品本体が半導体ウェハであり、
前記第2の電子部品本体がカバーガラスである、請求項7又は8に記載の電子部品の製造方法。 - 前記塗布工程において、前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を循環させながら塗布する、請求項7〜10のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記インクジェット装置が、前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤が貯留されるインクタンクと、前記インクタンクと接続されておりかつ前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤が吐出される吐出部と、一端が前記吐出部に接続されており、他端が前記インクタンクに接続されており、かつ内部を前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤が流れる循環流路部とを有し、
前記塗布工程において、前記インクジェット装置内で、前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を前記インクタンクから前記吐出部に移動させた後に、前記吐出部から吐出されなかった前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を、前記循環流路部内を流して前記インクタンクに移動させることにより、前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤を循環させながら、塗布する、請求項11に記載の電子部品の製造方法。 - 循環されている前記インクジェット用光及び熱硬化性接着剤の温度が40℃以上、100℃以下である、請求項11又は12に記載の電子部品の製造方法。
- 第1の電子部品本体と、第2の電子部品本体と、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを接続している接着剤層とを備え、
前記接着剤層が、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット用光及び熱硬化性接着剤を、インクジェット装置を用いて塗布し、かつ光の照射により硬化を進行させた後に加熱により硬化させて形成されている、電子部品。 - 前記第1の電子部品本体が光半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、
前記第2の電子部品本体が半導体素子である、請求項14に記載の電子部品。
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