JP7217344B2 - 粘着性フィルムおよび電子装置の製造方法 - Google Patents
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Description
ファンアウト型WLPの作製方法のひとつであるeWLB(Embedded Wafer Level Ball Grid Array)では、支持基板に貼り付けた粘着性フィルム上に、半導体チップ等の複数の電子部品を離間させた状態で仮固定し、封止材により複数の電子部品を一括封止する手法が取られる。ここで、粘着性フィルムは、封止工程等においては電子部品および支持基板に固着させる必要があり、封止後は支持基板とともに封止された電子部品から除去する必要がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、封止工程における電子部品の位置ずれを抑制することが可能な粘着性フィルムを提供するものである。
基材層と、
上記基材層の第1面側に設けられた粘着性樹脂層(A)と、
上記基材層の第2面側に設けられ、かつ、外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)と、を備える粘着性フィルムであって、
130℃で30分間加熱乾燥した後の上記粘着性フィルムの質量をW1とし、
加熱乾燥後の上記粘着性フィルムを25℃で、かつ、50%RHの雰囲気下で24h静置させて吸水させた後の上記粘着性フィルムの質量をW2としたとき、100×(W2-W1)/W1で示される平均吸水率が0.90質量%以下である粘着性フィルム。
[2]
上記[1]に記載の粘着性フィルムにおいて、
電子装置の製造工程において封止材により電子部品を封止する際に上記電子部品を仮固定するために用いられる粘着性フィルム。
[3]
上記[1]または[2]に記載の粘着性フィルムにおいて、
上記基材層が一軸延伸または二軸延伸ポリエステルフィルムを含む粘着性フィルム。
[4]
上記[1]乃至[3]のいずれか一つに記載の粘着性フィルムにおいて、
上記粘着性樹脂層(B)は180℃を超える温度で加熱することにより粘着力が低下する粘着性フィルム。
[5]
上記[4]に記載の粘着性フィルムにおいて、
上記粘着性樹脂層(B)が気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種を含む粘着性フィルム。
[6]
上記[1]乃至[5]のいずれか一つに記載の粘着性フィルムにおいて、
上記粘着性樹脂層(A)中の気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種の含有量が、上記粘着性樹脂層(A)の全体を100質量%としたとき、0.1質量%以下である粘着性フィルム。
[7]
上記[1]乃至[6]のいずれか一つに記載の粘着性フィルムにおいて、
上記粘着性樹脂層(A)は(メタ)アクリル系粘着性樹脂を含む粘着性フィルム。
[8]
上記[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の粘着性フィルムと、上記粘着性フィルムの上記粘着性樹脂層(A)に貼り付けられた電子部品と、上記粘着性フィルムの上記粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板と、を備える構造体を準備する工程(1)と、
封止材により上記電子部品を封止する工程(2)と、
外部刺激を与えることにより上記粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて上記構造体から上記支持基板を剥離する工程(3)と、
上記電子部品から上記粘着性フィルムを剥離する工程(4)と、
を少なくとも備える電子装置の製造方法。
[9]
上記[8]に記載の電子装置の製造方法において、
上記封止材がエポキシ樹脂系封止材である電子装置の製造方法。
以下、本実施形態に係る粘着性フィルム50について説明する。
図1は、本発明に係る実施形態の粘着性フィルム50の構造の一例を模式的に示した断面図である。
すなわち、本実施形態に係る粘着性フィルム50は、上記平均吸水率を上記上限値以下になるような構成とすることで、封止工程における電子部品の位置ずれを抑制することが可能となる。
本実施形態に係る粘着性フィルム50を用いることにより、封止工程における電子部品の位置ずれを抑制できる理由は明らかでないが、以下の理由が考えられる。
まず、1)粘着性フィルムに含まれる水分が減圧または加熱によって膨張することにより、支持基板と粘着性樹脂層との界面で気泡が発生し、粘着性フィルムが支持基板から剥離しやすくなる;2)電子部品側の粘着性樹脂層と電子部品との間の界面で気泡が生じ、電子部品を押し上げることにより、電子部品の飛びが生じたり、浮きが生じた部分に封止樹脂が侵入し電子部品が埋没したりする;という機構により電子部品の位置ずれが起きると考えられる。これに対し、本実施形態に係る粘着性フィルム50は吸水性が制御されているため、水分由来の気泡の発生を抑制することができ、その結果、封止工程における電子部品の位置ずれを抑制できると考えられる。
以上の理由から、本実施形態に係る粘着性フィルム50を用いることにより、封止工程における電子部品の位置ずれを抑制できると考えられる。
平均吸水率は、例えば、以下の手順で求めることができる。
1)粘着性フィルム50を25℃で、かつ、50%RHの雰囲気下のクリーンルーム内で24h静置する。ここで、粘着性フィルム50にセパレータが貼り付けられている場合はセパレータが貼り付けられた状態で静置する。
2)130℃に設定したオーブン内で30分間加熱して、粘着性フィルム50中の水分を除去する。次いで、加熱乾燥後の粘着性フィルム50の質量を測定し、この質量をW1とする。ここで、粘着性フィルム50にセパレータが貼り付けられている場合はセパレータを剥離してから加熱乾燥処理をおこなう。
3)加熱乾燥後の粘着性フィルム50を、25℃で、かつ、50%RHの雰囲気下の上記クリーンルーム内で24h静置させて吸水をさせた後に粘着性フィルム50の質量を測定する。この質量をW2とする。
4)100×(W2-W1)/W1を吸収率とする。同測定を粘着性フィルム毎に6回ずつ繰り返し、その平均を平均吸水率とする。
粘着性樹脂層(A)を構成する粘着性樹脂としては、後述するように(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)を好ましく用いることができる。(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)は(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーを構成単位とする共重合体が用いられる。上記共重合体中に含まれる極性モノマー(例えば、後述するモノマー(a2)のような水酸基、カルボキシル基またはアミド基を含むモノマー)単位の含有量を40質量%以下、好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下とすることが望ましい。
粘着性樹脂層(B)を構成する粘着性樹脂としては、後述するように(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)を好ましく用いることができる。(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)は(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーを構成単位とする共重合体が用いられる。上記共重合体中に含まれる極性モノマー(例えば、後述するモノマー(b2)のような水酸基、カルボキシル基またはアミド基を含むモノマー)単位の割合を40質量%以下、好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下とすることが望ましい。
(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)および(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)を重合する際の重合開始剤として、後述する無機過酸化物を用いる場合は、モノマーの合計量に対して1質量%以下とすることが好ましい。
粘着性樹脂層(B)に含まれる熱膨張性の微小球は、例えば、シェルとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル等比較的親水性の高い材料が用いられるため、熱膨張性の微小球の配合量は粘着性樹脂層(B)に対して30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。熱膨張性の微小球の配合量の下限は粘着性樹脂層(B)に対して5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。
また、粘着性樹脂層(B)に含まれる熱膨張性の微小球は吸水しやすいため、粘着性樹脂層(B)の厚みが厚いほど、本実施形態に係る粘着性フィルム50の平均吸水率は大きくなる。よって、粘着性フィルム全体に占める粘着性樹脂層(B)の厚みを調整することによって、本実施形態に係る粘着性フィルム50の平均吸水率を調整することができる。
例えば、微小球の配合量が粘着性樹脂層(B)に対して15質量%前後の場合、粘着性樹脂層(B)の厚みをXとし、後述する凹凸吸収層の厚みをYとすると、X/Yは1.0~1.8程度が好ましく、1.0~1.5がより好ましい。
凹凸吸収層が無い場合、粘着性樹脂層(A)の厚みをZとすると、X/Zは1.0~2.2程度が好ましく、1.0~2.1がより好ましい。
微小球の配合量が異なる場合にも、上記厚み比を適宜調整することで平均吸水率を調整することができる。
基材層10は、粘着性フィルム50の取り扱い性や機械的特性、耐熱性等の特性をより良好にすることを目的として設けられる層である。
基材層10は特に限定されないが、例えば、樹脂フィルムが挙げられる。
上記樹脂フィルムを構成する樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(1-ブテン)等のポリオレフィン;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等のポリエステル;ナイロン-6、ナイロン-66、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド;ポリアクリレート;ポリメタアクリレート;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリイミド;ポリエーテルイミド;エチレン・酢酸ビニル共重合体;ポリアクリロニトリル;ポリカーボネート;ポリスチレン;アイオノマー;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリフェニレンエーテル等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
これらの中でも、低収縮性や機械的強度、価格等のバランスに優れる観点から、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等のポリエステルが好ましく、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートがより好ましい。
また、基材層10を形成するために使用する樹脂フィルムの形態としては、基材層10の低収縮性や機械的強度等のバランスに優れる観点から、一軸方向または二軸方向に延伸した延伸フィルムが好ましい。
基材層10を形成するために使用する樹脂フィルムとしては、低収縮性や機械的強度、価格等のバランスに優れる観点から、一軸延伸または二軸延伸ポリエステルフィルムがさらに好ましく、一軸延伸または二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが特に好ましい。
ここで、基材層10を形成するための樹脂フィルムのMD方向は、製膜時に巻取り応力が加わることで、製膜後に応力が残留し、収縮が大きくなる傾向にあるため、基材層10の熱収縮が最大になる方向は、基材層10を形成するための樹脂フィルムのMD方向になる場合が多い。
また、基材層10を形成するための樹脂フィルムが一軸延伸フィルムや二軸延伸フィルムの場合、基材層10の熱収縮が最大になる方向は、延伸倍率が最も大きい方向になる場合が多い。
基材層10を形成するために使用する樹脂フィルムが一軸延伸または二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの場合、熱処理温度は、例えば、140℃以上240℃以下であり、熱処理時間は、例えば、10秒以上200秒以下である。
基材層10は、他の層との接着性を改良するために、表面処理を行ってもよい。具体的には、コロナ処理、プラズマ処理、アンダーコート処理、プライマーコート処理等を行ってもよい。
粘着性樹脂層(A)は、基材層10の一方の面側に設けられる層であり、例えば、電子装置の製造工程において封止材により電子部品を封止する際に、電子部品の表面に接触して電子部品を仮固定するための層である。
粘着性樹脂(A1)としては、例えば、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、オレフィン系粘着性樹脂、スチレン系粘着性樹脂等が挙げられる。
これらの中でも粘着力の調整を容易にする観点等から、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)が好ましい。
放射線架橋型粘着性樹脂層としては、紫外線架橋型粘着性樹脂層が好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、またはこれらの混合物を意味する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー単位(a1)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、10質量%以上98.9質量%以下であることが好ましく、50質量%以上97質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)において、モノマー単位(a2)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
重合性界面活性剤は、モノマー(a1)、モノマー(a2)およびモノマー(a3)と共重合する性質を有すると共に、乳化重合する場合には乳化剤としての作用を有する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)において、重合性界面活性剤の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。
ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、メチルエチルケトンパーオキサイド、t-ブチルパーオキシフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシ-2-ヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-アミルパーオキサイド等の有機過酸化物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物;2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス-2-メチルブチロニトリル、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物が挙げられる。
架橋性の官能基を1分子中に2個以上有する架橋剤(A2)は、粘着性樹脂(A1)が有する官能基と反応させ、粘着力および凝集力を調整するために用いる。
このような架橋剤(A2)としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート3付加物、ポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N'-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-(2-メチルアジリジン)プロピオネート等のアジリジン系化合物;N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N'-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等の4官能性エポキシ系化合物;ヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物およびアジリジン系化合物から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
粘着性樹脂層(A)中の架橋剤(A2)の含有量は、粘着性樹脂層(A)の耐熱性や密着力とのバランスを向上させる観点から、粘着性樹脂(A1)100質量部に対し、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。
中でも水系エマルジョン塗布液が好ましい。水系エマルジョン塗布液としては、例えば、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(a)、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、オレフィン系粘着性樹脂、スチレン系粘着性樹脂等を水に分散させた塗布液が挙げられる。
有機溶剤に溶解した粘着剤塗布液を用いてもよい。有機溶剤は特に限定されず、溶解性や乾燥時間を鑑みて公知の中から適宜選択すればよい。有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系;アセトン、MEK等のケトン系;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族系;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の直鎖ないし環状脂肪族系;イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系を例示することができる。有機溶剤として酢酸エチル、トルエンが好ましい。これらの溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。
塗布された粘着剤の乾燥条件は、粘着性樹脂層(A)や基材層10の熱応力を低減させ、粘着性フィルム50の上記収縮率を低減させる観点から、100~240℃の温度範囲において、10秒~5分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは120~200℃の温度範囲において、30秒~3分間乾燥することが好ましい。
本実施形態に係る粘着性フィルム50は、基材層10の第1面10Aとは反対側の第2面10B側に外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)を備える。
これにより、外部刺激を与えることで支持基板80から粘着性フィルム50を容易に剥離することができる。
ここで、外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)としては、例えば、加熱により粘着力が低下する加熱剥離型の粘着性樹脂層や、放射線により粘着力が低下する放射線剥離型の粘着性樹脂層等が挙げられる。これらの中でも加熱により粘着力が低下する加熱剥離型の粘着性樹脂層が好ましい。
加熱剥離型の粘着性樹脂層としては、例えば、気体発生成分を含む加熱膨張型粘着剤、膨張して粘着力を低減できる熱膨張性の微小球を含む加熱膨張型粘着剤、熱により接着剤成分が架橋反応することで粘着力が低下する加熱膨張型粘着剤等により構成された粘着性樹脂層が挙げられる。
ここで、180℃を超える温度で加熱することで粘着力が低下または喪失することは、例えば、粘着性樹脂層(B)側をステンレス板に貼り付け、140℃で1時間の加熱処理をおこない、次いで、180℃を超える温度で2分間加熱した後に測定される、ステンレス板からの剥離強度により評価することができる。180℃を超える温度で加熱する際の具体的な加熱温度は、気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度よりも高い温度に設定され、発生する気体や熱膨張性の微小球の種類によって適宜設定される。本実施形態において、粘着力が喪失するとは、例えば、23℃、引張速度300mm/分の条件で測定される180°剥離強度が0.5N/25mm未満になる場合をいう。
熱膨張性の微小球は粘着性樹脂に添加することができる。
気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度が、180℃を超える温度になるように設計することが好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、またはこれらの混合物を意味する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー単位(b1)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、10質量%以上98.9質量%以下であることが好ましく、50質量%以上97質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)において、モノマー単位(b2)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
重合性界面活性剤は、モノマー(b1)、モノマー(b2)およびモノマー(b3)と共重合する性質を有すると共に、乳化重合する場合には乳化剤としての作用を有する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)において、重合性界面活性剤の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂(b)中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。
ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、メチルエチルケトンパーオキサイド、t-ブチルパーオキシフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシ-2-ヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-アミルパーオキサイド等の有機過酸化物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物;2,2'-アゾ
ビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス-2-メチルブチロニトリル、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物が挙げられる。
ったアゾ化合物が好ましい。電子部品表面へのイオンの影響を考慮すれば、過硫酸アンモニウム、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル
基を有するアゾ化合物がさらに好ましく、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリックア
シッド等の分子内にカルボキシル基を有するアゾ化合物が特に好ましい。
架橋性の官能基を1分子中に2個以上有する架橋剤(B2)は、粘着性樹脂(B1)が有する官能基と反応させ、粘着力および凝集力を調整するために用いる。
このような架橋剤(B2)としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート3付加物、ポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオネート、N,N'-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、N,N'-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-(2-メチルアジリジン)プロピオネート等のアジリジン系化合物;N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N'-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等の4官能性エポキシ系化合物;ヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物およびアジリジン系化合物から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
粘着性樹脂層(B)中の架橋剤(B2)の含有量は、支持基板からの剥離をより安定的に実施する観点から、粘着性樹脂(B1)100質量部に対し、0.5質量部以上4.0質量部以下であることが好ましく、1.0質量部以上3.0質量部以下であることがより好ましい。
中でも有機溶剤に溶解した粘着剤塗布液が好ましい。有機溶剤は特に限定されず、溶解性や乾燥時間を鑑みて公知の中から適宜選択すればよい。有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系;アセトン、MEK等のケトン系;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族系;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の直鎖ないし環状脂肪族系;イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系を例示することができる。有機溶剤として酢酸エチル、トルエンが好ましい。これらの溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。
塗布された粘着剤の乾燥条件は、粘着性樹脂層(B)や基材層10の熱応力を低減させ、粘着性フィルム50の上記収縮率を低減させる観点から、100~240℃の温度範囲において、10秒~5分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは120~200℃の温度範囲において、30秒~3分間乾燥することが好ましい。ここで、粘着性樹脂層(B)が気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種を含む場合は、塗布された粘着剤の乾燥温度は、気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度を超えない範囲が好ましい。
本実施形態に係る粘着性フィルム50は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、基材層10と粘着性樹脂層(A)との間あるいは基材層10と粘着性樹脂層(B)との間に、例えば凹凸吸収層、衝撃吸収層、易接着層等がさらに設けられていてもよい。
次に、本実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。図2および3は、本発明に係る実施形態の電子装置の製造方法の一例を模式的に示した断面図である。
本実施形態に係る電子装置の製造方法は、以下の4つの工程を少なくとも備えている。
(1)粘着性フィルム50と、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(A)に貼り付けられた電子部品70と、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板80と、を備える構造体100を準備する工程
(2)封止材60により電子部品70を封止する工程
(3)外部刺激を与えることにより粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて構造体100から支持基板80を剥離する工程
(4)電子部品70から粘着性フィルム50を剥離する工程
そして、本実施形態に係る電子装置の製造方法では、電子部品70を仮固定する粘着性フィルムとして、前述した本実施形態に係る粘着性フィルム50を使用する。
はじめに、粘着性フィルム50と、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(A)に貼り付けられた電子部品70と、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板80と、を備える構造体100を準備する。
まず、支持基板80上に、粘着性フィルム50を、粘着性樹脂層(B)が支持基板80側となるように貼着する。粘着性樹脂層(B)上には保護フィルムが貼付けられていてもよく、当該保護フィルムを剥がし、粘着性樹脂層(B)の露出面を支持基板80表面に貼着することができる。
支持基板80としては、例えば、石英基板、ガラス基板、SUS基板等を使用することができる。
電子部品70としては、例えば、IC、LSI、ディスクリート、発光ダイオード、受光素子等の半導体チップや半導体パネル、半導体パッケージ等を挙げることができる。
次いで、封止材60により電子部品70を封止する。
封止材60により電子部品70を覆い、例えば180℃以下の温度で封止材60を硬化させて、電子部品70を封止する。ここで、粘着性フィルム50の粘着性樹脂層(B)が気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種を含む場合は、封止材60を硬化させる温度は、気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度を超えない範囲が好ましい。
また、封止材60の形態としては特に限定されないが、例えば、顆粒状、シート状または液状である。
特に、粘着性フィルム50への封止材60の親和性がより良好になり、電子部品70をより一層ムラなく封止することが可能となる点から、液状のエポキシ樹脂系封止材が好ましい。
このようなエポキシ樹脂系封止材としては、例えば、ナガセケムテックス社製のT693/R4000シリーズやT693/R1000シリーズ、T693/R5000シリーズ等を用いることができる。
次いで、外部刺激を与えることにより粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて構造体100から支持基板80を剥離する。
支持基板80は、例えば、電子部品70を封止した後、180℃を超える温度に加熱して、粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させることにより、粘着性フィルム50から容易に除去することができる。
次いで、電子部品70から粘着性フィルム50を除去し、電子装置200を得る。
電子部品70から粘着性フィルム50を除去する方法としては、例えば、機械的に剥離する方法や、粘着性フィルム50表面の粘着力を低下させてから剥離する方法等が挙げられる。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、図3に示すように、得られた電子装置200の露出面に、配線層310およびバンプ320を形成し、電子装置300を得る工程(5)をさらに備えてもよい。
本実施形態に係る電子装置の製造方法において、図3に示すように、電子装置300をダイシングし、複数の電子装置400を得る工程(6)をさらに備えてもよい。
電子装置300のダイシングは、公知の方法で行うことができる。
脱イオンを行った純水中に、重合開始剤として4,4’-アゾビス-4-シアノバレリックアシッド(大塚化学(株)製;商品名:ACVA)を0.5質量部、モノマー(a1)としてアクリル酸-n-ブチルを78質量部、およびメタクリル酸メチルを10質量部、モノマー(a2)としてメタクリル酸-2-ヒドロキシエチルを9質量部、重合性界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の1-プロペニル基を導入したもの(第一工業製薬(株)製;商品名:アクアロンHS-1025)を3質量部それぞれ投入し、攪拌下で70~72℃において8時間乳化重合を実施し、アクリル系樹脂エマルションを得た。これをアンモニア水で中和(pH=7.0)し、固形分濃度42.5質量%の粘着性樹脂溶液SA1を得た。
脱イオンを行った純水中に、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを0.5質量部、モノマー(a1)としてアクリル酸-2-エチルヘキシルを63質量部、アクリル酸-n-ブチルを21質量部、およびメタクリル酸メチルを9質量部、モノマー(a2)としてメタクリル酸-2-ヒドロキシエチルを3質量部、モノマー(a3)としポリテトラメチレングリコールジアクリレート(日本油脂(株)製;商品名;ADT-250)を1質量部、重合性界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の1-プロペニル基を導入したもの(第一工業製薬(株)製;商品名:アクアロンHS-1025)を2質量部それぞれ投入し、攪拌下で70~72℃において8時間乳化重合を実施し、アクリル系樹脂エマルションを得た。これをアンモニア水で中和(pH=7.0)し、固形分濃度56.5質量%の粘着性樹脂溶液SA2を得た。
粘着性樹脂溶液SA1を55質量部、粘着性樹脂溶液SA2を45質量部、ジメチルエタノールアミンを0.5質量部、架橋剤であるエポキシ系化合物(ナガセケムテックス社製、Ex-1610)を4質量部、それぞれ混合して、粘着剤塗布液A1を得た。
酢酸エチルおよびトルエンを含む混合溶剤中に、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(日本油脂社製;商品名:パーブチルO(登録商標))を0.5質量部、モノマー(b1)としてアクリル酸2-エチルヘキシルを35重量部、アクリル酸-n-ブチルを40質量部、およびアクリル酸エチルを15質量部、モノマー(b2)としてメタクリル酸-2-ヒドロキシエチルを10質量部それぞれ投入し、攪拌下で83~87℃において11時間溶液重合を実施し、固形分濃度45質量%のアクリル系樹脂溶液を得た。これを粘着性樹脂溶液SB1とした。
粘着性樹脂溶液SB1を100質量部、イソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製;商品名:オレスターP49-75S)0.9質量部(粘着性樹脂100質量部に対し、2質量部)それぞれ混合し、酢酸エチルで固形分濃度を40質量%に調整して粘着剤塗布液B1を得た。
粘着性樹脂溶液SB1を100質量部、重合ロジンエステル系粘着付与剤(荒川化学工業(株)製;商品名:ペンセルD-125)2.25重量部(粘着性樹脂100質量部に対し、5質量部)、イソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製;商品名:オレスターP49-75S)1.2質量部(粘着性樹脂100質量部に対し、2質量部)、熱膨張性微小球(積水化学工業(株)製;商品名:アドバンセルEM-503)を6.75質量部(粘着性樹脂100質量部に対し、15質量部)それぞれ混合し、酢酸エチルで固形分濃度を30質量%に調整して粘着剤塗布液B2を調製した。
酢酸エチルおよびトルエンを含む混合溶剤中に、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(日本油脂社製;商品名:パーブチルO(登録商標))を0.3質量部、モノマー(c1)としてブチルアクリレートを72重量部、メチルメタクリレートを18質量部、モノマー(c2)として2-ヒドロキシメタクリレートを7質量部、モノマー(c3)としてアクリル酸を3質量部それぞれ投入し、攪拌下で83~87℃において11時間溶液重合を実施し、固形分濃度45質量%のアクリル系樹脂溶液を得た。これを粘着性樹脂溶液SC1とした。
粘着性樹脂溶液SC1を100質量部、イソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製;商品名:オレスターP49-75S)0.9質量部(粘着性樹脂100質量部に対し、2質量部)それぞれ混合し、酢酸エチルで固形分濃度を40%に調整して粘着剤塗布液C1を得た。
粘着性樹脂溶液SC1を100質量部、重合ロジンエステル系粘着付与剤(荒川化学工業(株)製;商品名:ペンセルD-125)2.25重量部(粘着性樹脂100質量部に対し、5質量部)、イソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製;商品名:オレスターP49-75S)1.2質量部(粘着性樹脂100質量部に対し、2質量部)、熱膨張性微小球(積水化学工業(株)製;商品名:アドバンセルEM-503)を6.75質量部(粘着性樹脂100質量部に対し、15質量部)それぞれ混合し、酢酸エチルで固形分濃度を30%に調整して粘着剤塗布液C2を調製した。
基材層であるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム1(1軸延伸フィルム、厚み:38μm、MD方向の収縮率:1.2%、TD方向の収縮率0.3%(なお、MD方向が、熱収縮が最大になる方向であった。)上に、粘着剤塗布液A1を塗布した後、120℃、1分間加熱することによって乾燥させて、厚さ13μmの粘着性樹脂層(A)を形成した。次いで、セパレータ上に粘着剤塗布液B1を塗布し、120℃、1分間加熱することによって乾燥させて、厚さ20μmの凹凸吸収層を形成した。次いで、PETフィルム1の粘着性樹脂層(A)とは反対側の表面に、セパレータから厚さ20μmの上記凹凸吸収層を転写し、次いで、凹凸吸収層の上に粘着剤塗布液B2を塗布し、120℃、1分間加熱することによって乾燥させて、厚さ27μmの粘着性樹脂層(B)を形成し、粘着性樹脂層(B)を有する粘着性フィルムを得た。
ここで、PETフィルム1は、加熱処理による応力緩和処理をおこなったものである。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
粘着性樹脂層(A)の厚さを6μmとした以外は、実施例1と同様の工程で粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
基材層であるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム1(1軸延伸フィルム、厚み:38μm、MD方向の収縮率:1.2%、TD方向の収縮率0.3%(なお、MD方向が、熱収縮が最大になる方向であった。)上に、粘着剤塗布液A1を塗布した後、120℃、1分間加熱することによって乾燥させて、厚さ13μmの粘着性樹脂層(A)を形成した。次いで、セパレータ上に粘着剤塗布液C1を塗布し、120℃、1分間加熱することによって乾燥させて、厚さ15μmの凹凸吸収層を形成した。次いで、PETフィルム1の粘着性樹脂層(A)とは反対側の表面に、セパレータから厚さ20μmの上記凹凸吸収層を転写し、次いで、凹凸吸収層の上に粘着剤塗布液C2を塗布し、120℃、1分間加熱することによって乾燥させて、厚さ30μmの粘着性樹脂層(B)を形成し、粘着性樹脂層(B)を有する粘着性フィルムを得た。
ここで、PETフィルム1は、加熱処理による応力緩和処理をおこなったものである。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
(1)平均吸水率
粘着性フィルムの平均吸水率は、以下の手順で測定した。
1)実施例および比較例で得られた粘着性フィルムの両面にセパレータを貼り、25℃で、かつ、50%RHの雰囲気下のクリーンルーム内で24h静置した。
2)粘着性フィルムのセパレータを両面剥離して粘着面を露出し、130℃に設定したオーブン内で、粘着性フィルムをつり下げた状態で30分間加熱し、粘着性フィルム中の水分を除去した。次いで、加熱乾燥後の粘着性フィルムの質量を測定し、この質量をW1とした。
3)加熱乾燥後の粘着性フィルムをつり下げた状態で、25℃で、かつ、50%RHの雰囲気下の上記クリーンルーム内で24h静置させて吸水をさせた後に粘着性フィルムの質量を測定する。この質量をW2とした。
4)100×(W2-W1)/W1(%)を吸収率とする。同測定を粘着性フィルム毎に6回ずつ繰り返し、その平均を平均吸水率とした。
実施例・比較例で得られた粘着性フィルムの粘着性樹脂層(B)側をコンプレッションモールド用のステンレス板(φ310mm、厚み1.5mm)上に接着し、電子部品として、5.0mm角の半導体チップを2.0mm間隔の格子状となるように粘着性フィルムの粘着性樹脂層(A)上に載せて密着させ、構造体を得た。
次いで、圧縮成形機を用いて、粘着性樹脂層(A)上の複数個の半導体チップを液状のエポキシ樹脂系封止材(ナガセケムテックス社製、製品名:T693/R4212-2C)により圧縮成形で封止し、封止樹脂ウェハ(φ300mm、厚み0.5mm)がステンレス板上に形成された構造体を得た。
次いで、下記の基準で電子部品の位置ずれを評価した。
無し:目視により、半導体チップの位置ずれが観察されなかった
有り:目視により、半導体チップの少なくとも一部に位置ずれが観察された
これに対し、収縮率が0.90%を超える範囲の粘着性フィルムを用いた比較例では、封止工程における半導体素子の位置ずれが観察された。よって、比較例の粘着性フィルムでは、封止工程における電子部品の位置ずれが発生してしまうことが理解できる。
B 粘着性樹脂層
10 基材層
10A 第1面
10B 第2面
50 粘着性フィルム
60 封止材
70 電子部品
80 支持基板
100 構造体
200 電子装置
300 電子装置
310 配線層
320 バンプ
400 電子装置
Claims (9)
- 基材層と、
前記基材層の第1面側に設けられた粘着性樹脂層(A)と、
前記基材層の第2面側に設けられ、かつ、外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)と、を備える粘着性フィルムであって、
130℃で30分間加熱乾燥した後の前記粘着性フィルムの質量をW1とし、
加熱乾燥後の前記粘着性フィルムを25℃で、かつ、50%RHの雰囲気下で24h静置させて吸水させた後の前記粘着性フィルムの質量をW2としたとき、100×(W2-W1)/W1で示される平均吸水率が0.90質量%以下である粘着性フィルム(ただし、前記粘着性樹脂層(B)中の粘着性樹脂(B1)を形成するモノマー単位の中にアクリル酸由来の単位を含む粘着性フィルムは除く)。 - 請求項1に記載の粘着性フィルムにおいて、
電子装置の製造工程において封止材により電子部品を封止する際に前記電子部品を仮固定するために用いられる粘着性フィルム。 - 請求項1または2に記載の粘着性フィルムにおいて、
前記基材層が一軸延伸または二軸延伸ポリエステルフィルムを含む粘着性フィルム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の粘着性フィルムにおいて、
前記粘着性樹脂層(B)は180℃を超える温度で加熱することにより粘着力が低下する粘着性フィルム。 - 請求項4に記載の粘着性フィルムにおいて、
前記粘着性樹脂層(B)が気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種を含む粘着性フィルム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の粘着性フィルムにおいて、
前記粘着性樹脂層(A)中の気体発生成分および熱膨張性の微小球から選択される少なくとも一種の含有量が、前記粘着性樹脂層(A)の全体を100質量%としたとき、0.1質量%以下である粘着性フィルム。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の粘着性フィルムにおいて、
前記粘着性樹脂層(A)は(メタ)アクリル系粘着性樹脂を含む粘着性フィルム。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の粘着性フィルムと、前記粘着性フィルムの前記粘着性樹脂層(A)に貼り付けられた電子部品と、前記粘着性フィルムの前記粘着性樹脂層(B)に貼り付けられた支持基板と、を備える構造体を準備する工程(1)と、
封止材により前記電子部品を封止する工程(2)と、
外部刺激を与えることにより前記粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて前記構造体から前記支持基板を剥離する工程(3)と、
前記電子部品から前記粘着性フィルムを剥離する工程(4)と、
を少なくとも備える電子装置の製造方法。 - 請求項8に記載の電子装置の製造方法において、
前記封止材がエポキシ樹脂系封止材である電子装置の製造方法。
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