JP7416626B2 - 粘着シート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、基材と、基材に形成されたエネルギー線硬化型粘着剤を含む粘着剤層と、を有する、粘着シートが記載されている。
本発明の別の目的は、当該粘着シートを用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法を提供することである。
[粘着シート]
図1には、本実施形態の粘着シート10の断面概略図が示されている。
粘着シート10には、様々な部材を貼着させることができる。本明細書において、粘着シート10に貼着できる部材を被着体と称する場合がある。被着体としては、例えば、電子部品(半導体素子等)及び枠部材が挙げられる。電子部品等の被着体は、粘着剤層12に直接貼り付けられることが好ましい。枠部材は、例えば、粘着シート10上の半導体素子を封止樹脂で封止する場合に、封止樹脂の硬化収縮にともなう粘着シート10の反りを防止するために用いることができる。枠部材は、半導体素子の封止後に得られる半導体パッケージに残存し、所定の機能を果たす場合もあるし、枠部材を除いた部分のみから半導体パッケージを得る場合もある。
本実施形態に係る粘着シートによれば、例えば、封止工程で加熱された後であっても、銅の表面に対して粘着剤が付着することを防止できるので、半導体デバイスを樹脂封止した後に粘着シートを剥がした後、導通部分への糊残りを防止できる。
粘着剤層12は、このように連続的に存在する硬化物(B)を含むことで、重合体成分(A)が硬化物(B)の三次元網目構造中に侵入した構造が形成され、重合体成分(A)が網目状構造の緩い拘束により架橋された状態となると考えられる。これにより、粘着剤層の高温における凝集性が向上し、上記の高温における粘着力の向上効果と、糊残りを防止する効果が得られるものと考えられる。また、粘着剤層12の破断強度が向上する。
重合体成分(AX)は、窒素含有官能基を有する単量体に由来する構成単位を含む。窒素含有官能基に含まれる窒素原子は、重合体成分(AX)中で極性基となって存在すると考えられる。この極性基(窒素含有官能基)の存在によって、粘着剤層12中では、重合体成分(AX)同士が、窒素含有官能基を介して相互作用し易くなり、粘着剤層12中に疑似的な架橋構造が形成されると考えられる。
これにより、粘着シート10が加熱されても、粘着剤層12の凝集力が保持され易くなり、その結果、封止工程を経た後に、被着体から粘着シート10を剥離した際の被着体への糊残りが発生し難くなると考えられる。また、加熱時に、粘着剤層12の凝集力が保持され易くなるので、加熱時の粘着力も高まると考えられる。また、粘着剤層の破断強度も上昇する傾向がある。
・重合体成分(A)
粘着剤層は、硬化物(B)に加えて、さらに重合体成分(A)を含むことが好ましい。
重合体成分(A)の一態様としての重合体成分(AX)は、窒素含有官能基を有する単量体に由来する構成単位を含む。ただし前記窒素含有官能基は、N-H結合を含まない。
重合体成分(A)は、重合性化合物が重合反応されて形成された成分である。重合体成分(AX)は、重合性化合物として、少なくとも、窒素含有官能基を有する単量体が重合反応されて形成された成分である。ここでいう重合反応には、重縮合反応も含まれる。
粘着剤層が、さらに重合体成分を含むことで、重合体成分がエネルギー線硬化性成分の硬化物の三次元網目構造中に侵入した構造が形成され、重合体成分が網目状構造の緩い拘束により架橋された状態となる。これにより、粘着剤層の粘着性と、粘着剤層の凝集性とを両立させ易くなる。
重合体成分(A)の種類は、エネルギー線硬化性成分の種類、粘着剤層の用途、及び粘着剤層に貼着される被着体の種類等を考慮して選択される。重合体成分(A)の種類は、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、フェノキシ系樹脂、及びポリスチレン系樹脂等からなる群から選択される少なくともいずれかの化合物であることが好ましく、(メタ)アクリル系樹脂がより好ましい。これらの重合体成分(A)は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ただし、重合体成分(A)が(メタ)アクリル系重合体である場合、重合体成分(A)は、熱分解しにくい観点、及び凝集破壊を生じにくい観点から、アクリル系重合体であることがより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本明細書における「(メタ)アクリル酸」は、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の双方を表す場合に用いる表記であり、他の類似用語についても同様である。
(メタ)アクリル系重合体全体の質量に占める、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(前記CH2=CR1COOR2)に由来する重合体単位の質量の割合が、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(前記CH2=CR1COOR2)に由来する重合体単位の質量の割合は、初期密着力の向上等の観点から、96質量%以下であることが好ましい。
また、本実施形態においては、粘着シートの被着体への貼付直後における接着性を高め、粘着シートが加熱された後においても、被着体からの剥離性を高めるという観点から、(メタ)アクリル系重合体全体の質量に占める、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル由来の重合体単位の質量の割合が50質量%以上であることが好ましい。(メタ)アクリル系重合体全体の質量に占める、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル由来の重合体単位の質量の割合は、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。(メタ)アクリル系重合体全体の質量に占める、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル由来の重合体単位の質量の割合は、96質量%以下であることが好ましい。
(メタ)アクリル系共重合体が、水酸基を有するモノマーに由来する共重合体単位を含むことで、後述する架橋剤を使用する場合に、水酸基を架橋点とした架橋密度を上昇させることができる。その結果、(メタ)アクリル系共重合体の架橋構造を効果的に形成することができる。このような効果を高める観点から、(メタ)アクリル系共重合体全体の質量に占める、水酸基を有するモノマーに由来する共重合体単位の質量の割合は、3質量%以上であることが好ましい。(メタ)アクリル系共重合体全体の質量に占める、水酸基を有するモノマーに由来する共重合体単位の質量の割合は、9.9質量%以下であることが好ましい。
官能基含有モノマーの当該反応性の官能基は、10個以下の直鎖状に結合したメチレン基を介して重合体成分(A)の主鎖に結合することが好ましく、6個以下の直鎖状に結合したメチレン基を介して重合体成分(A)の主鎖に結合することがより好ましい。
窒素含有官能基を有する単量体としては、窒素含有官能基を有する重合性化合物であれば特に限定されないが、窒素含有官能基を有するエチレン性不飽和単量体であることが好ましい。
窒素含有官能基としては、例えば、3級アミノ基(-NR3R4)、アミノカルボニル基(-(C=O)-NR5R6)、アミノカルボニルオキシ基(-O-(C=O)-NR7R8)、アミノカルボニルアミノ基(-NR9-(C=O)-NR10R10A)、シアノ基、ニトロ基、および窒素含有複素環基等が挙げられ、3級アミノ基(-NR3R4)、アミノカルボニル基(-(C=O)-NR5R6)、シアノ基、窒素含有複素環基からなる群から選択される少なくとも1種以上であることが好ましい。
R3~R10、およびR10Aは、それぞれ独立に、置換基を表す。当該置換基としては、例えば、置換もしくは無置換の炭素数1~6(好ましくは炭素数1~4)のアルキル基、および置換もしくは無置換の炭素数2~4(好ましくは炭素数2~3)のアルケニル基等が挙げられる。アルキル基は、直鎖、分岐鎖および環状のいずれであってもよい。アルケニル基は、直鎖、分岐鎖および環状のいずれであってもよい。R3~R10、およびR10Aは、互いに同一または異なる。
本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前に記載される数値を下限値とし、「~」の後に記載される数値を上限値として含む範囲を意味する。
窒素含有官能基を有する単量体(重合性化合物)は、上記に列挙した窒素含有官能基を一分子中に1個含んでいても、2個以上含んでいてもよい。
複素環ビニル化合物中に含まれる複素環基は、その構造(環構造)に起因して、粘着シートが加熱されても、分解されにくいと考えられる。
したがって、窒素含有官能基を有する単量体が複素環ビニル化合物である場合、粘着剤層の凝集力がより保持され易くなり、本実施形態の効果がより発現されると考えられる。
本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの双方を意味する。(メタ)アクリロニトリルとは、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルの双方を意味する。
窒素含有官能基を有する単量体は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも複素環ビニル化合物としては、本実施形態の効果を発現する観点から、N-アクリロイルモルホリン、N-ビニル-2-ピロリドン、N-アクリロイルピロリドン、N-アクリロイルピペリジン、N-アクリロイルピロリジン、N-アクリロイルアジリジン、アジリジニルエチルアクリレート、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-ビニルピラジン、1-ビニルイミダゾール、N-ビニルカルバゾール、またはN-ビニルフタルイミドが好ましく、N-アクリロイルモルホリンがより好ましい。
R12及びR13が置換基を有する場合の当該置換基は、それぞれ独立に、ジアルキルアミノ基(-NR14R15)、または水酸基であることが好ましい。
R14及びR15は、それぞれ独立に、無置換の炭素数1~4(好ましくは炭素数1~3)のアルキル基を表す。
窒素含有官能基を有する単量体に由来する構成単位の割合がこのような範囲にあると、粘着シートの加熱時の粘着力と、粘着剤層の凝集性の調整がより容易となる。
芳香族環を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニル等が挙げられる。
これらのモノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography;GPC)法により測定される標準ポリスチレン換算値であり、具体的には以下の条件で測定して得られるものである。
(測定条件)
・GPC装置:東ソー株式会社製、製品名「HLC-8320」
・測定試料:サンプル濃度1質量%のテトラヒドロフラン溶液
・カラム:「TSK gel Super HM-H」を2本、「TSK gel Super H2000」を1本(いずれも東ソー株式会社製)、順次連結したもの
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:テトラヒドロフラン
・流速:0.60mL/min
重合体成分(A)の重量平均分子量(Mw)も、(メタ)アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)と同様の方法で測定することができる。
本実施形態において、粘着剤層12の全体の質量に占める、アクリル系共重合体の質量の割合は、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、65質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。
重合体成分(A)が、さらに架橋剤により架橋されていることにより、粘着剤層の凝集力がさらに保持されると考えられる。この理由は、重合体成分(A)から形成される三次元網目構造と、硬化物(B)の三次元網目構造とが相互侵入網目構造を形成するためと考えられる。
また、多価イソシアネート化合物は、これらの化合物のトリメチロールプロパンアダクト型変性体、水と反応させたビュウレット型変性体、またはイソシアヌレート環を有するイソシアヌレート型変性体であってもよい。
重合体成分(A)として(メタ)アクリル系共重合体を用いる場合も、(メタ)アクリル系共重合体と架橋剤との架橋前の配合比は、100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上20質量部以下、より好ましくは1質量部以上15質量部以下、さらに好ましくは5質量部以上10質量部以下での割合である。
重合体成分(A)と架橋剤との架橋前の配合比が上記範囲内であれば、加熱時における粘着シートの粘着力を向上させやすいという点で好ましい。
本実施形態に係る粘着剤層は、エネルギー線硬化性成分の硬化物(硬化物(B))を含む。
エネルギー線硬化性成分は、エネルギー線硬化性化合物を含む。エネルギー線硬化性化合物は、エネルギー線の照射を受けて、硬化する化合物である。エネルギー線硬化性成分を硬化させるためのエネルギー線としては、紫外線(UV)及び電子線(EB)の少なくともいずれかのエネルギー線であることが好ましく、紫外線であることがより好ましい。
重合性官能基を有する低分子化合物の式量は、通常、3,000以下であり、2,000以下であることが好ましい。
重合性官能基を有するオリゴマーの理論分子量は、通常、10,000以下であり、8,000以下であることが好ましい。
エネルギー線硬化性成分が、一分子中に2個の重合性官能基を有する化合物(二官能エネルギー線硬化性化合物)であることにより、粘着剤層の凝集力を向上させつつ、3官能以上の硬化物(B)に比べて、架橋密度が低く抑えられ、被着体表面の微小凹凸に対する粘着剤層の追従性が向上する。
また、封止工程における加熱環境下での粘着力も向上し易く、粘着剤の柔軟性が保たれ、糊残りの発生を抑制することもより容易となる。本実施形態における加熱環境下としては、特に限定されないが、一例としては、封止工程が挙げられる。
高温環境下での粘着力が向上すると、粘着シートが高温及び真空環境に置かれた場合に、粘着シート自体や、部材から発生するガスによって粘着シートと被着体との界面にブリスターが発生することや、被着体が粘着シートから剥がれてしまうことを防止し易くなる。本実施形態における高温環境は、特に限定されないが、一例としては、半導体素子の封止工程が挙げられ、封止工程後に、粘着シートが貼り付けられたまま、封止材の表面に、配線のための前処理としてプラズマ処理を行う等のプロセスが例示される。
なお、一分子中の重合性官能基の数を2以上とすることで、三次元網目構造を形成し易くなる。
エネルギー線硬化性化合物が一分子中に2個以上(好ましくは2個)の重合性官能基を有し、かつ、環式構造を有する化合物である場合において、当該エネルギー線硬化性化合物の硬化物を含む粘着剤層の単位断面積当たり破断強度が、4.5N/mm2以上であることが好ましく、5.0N/mm2以上であることがより好ましい。このように破断強度を高くすることで、糊残り防止効果をさらに向上できる。例えば、粘着剤層が重合体成分(AX)を含有し、硬化物(B)におけるエネルギー線硬化性化合物が環式構造を有する化合物に由来する場合において、100℃における粘着力が高くなったとしても、破断強度を高くすることで、糊残り防止効果をさらに向上できる。
多官能(メタ)アクリレートのうち、1分子中に3個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、及びグリセロールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートのうち、1分子中に4個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートとしては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートのうち、1分子中に6個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートとしては、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレートとしては、例えば、新中村化学(株)製のA-BPP(商品名)を用いることができる。ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートとしては、例えば、新中村化学(株)製のA-9300-1CL(商品名)を用いることができる。
多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
粘着シートの100℃におけるポリイミドに対する粘着力は、0.04N/25mm以上であることが好ましく、0.05N/25mm以上がより好ましく、0.08N/25mm以上がさらに好ましい。
当該粘着力が、0.04[N/25mm]以上の粘着シートは、加熱時の粘着力が確保されており、良好な工程適性を示すシートである。
したがって、0.04[N/25mm]以上の粘着シートを用いることで、粘着シートが半導体素子等の被着体から剥離することを抑制できる。さらに被着体が粘着シートへの貼着位置からずれること(位置ずれ)も抑制できる。また、半導体素子が封止樹脂で封止されたもの(封止体)に粘着シートが貼り付けられた状態で、高温、又は高温及び減圧環境下でのプラズマ処理等の加工を行う場合であっても、粘着シートと封止体の間の膨れ(ブリスター)や封止体からの剥離が生じにくくなる。
粘着シートの100℃におけるポリイミドに対する粘着力は、1N/25mm以下であることが好ましく、0.5N/25mm以下がより好ましい。
基材は、粘着剤層を支持する部材である。
基材としては、例えば、合成樹脂フィルム等のシート材料等を用いることができる。合成樹脂フィルムとしては、例えば、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、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナ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、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、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、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、及びポリイミドフィルム等が挙げられる。その他、基材としては、これらの架橋フィルム及び積層フィルム等が挙げられる。
基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、またはポリエチレンナフタレートフィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。
なお、本明細書において、基材の100℃での貯蔵弾性率は、粘弾性測定機器を用いて、周波数1Hzで測定した引張弾性率の値である。測定する基材を幅5mm、長さ20mmに切断し、粘弾性測定機器(ティー・エイ・インスツルメント社製、DMAQ800)を使用し、周波数1Hz、引張モードにより、100℃の貯蔵粘弾率を測定する。
剥離シートとしては、特に限定されない。例えば、取り扱い易さの観点から、剥離シートは、剥離基材と、剥離基材の上に剥離剤が塗布されて形成された剥離剤層とを備えることが好ましい。また、剥離シートは、剥離基材の片面のみに剥離剤層を備えていてもよいし、剥離基材の両面に剥離剤層を備えていてもよい。
剥離シートを積層させた後に剥離シート側からエネルギー線を照射してエネルギー線硬化性成分を硬化させる場合には、剥離シートは、エネルギー線を透過させる材質で形成されていることが好ましい。エネルギー線として紫外線を用いる場合、剥離シートは、紫外線透過性の材質で形成されていることが好ましい。
剥離剤としては、例えば、オレフィン系樹脂、ゴム系エラストマー(例えば、ブタジエン系樹脂、及びイソプレン系樹脂等)、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂、並びにシリコーン系樹脂等が挙げられる。粘着剤層が、シリコーン系粘着剤組成物からなる場合には、剥離剤は、非シリコーン系の剥離剤であることが好ましい。
剥離剤層の厚さは、特に限定されない。剥離剤を含む溶液を塗布して剥離剤層を形成する場合、剥離剤層の厚さは、0.01μm以上2.0μm以下であることが好ましく、0.03μm以上1.0μm以下であることがより好ましい。
剥離基材としてプラスチックフィルムを用いる場合、当該プラスチックフィルムの厚さは、3μm以上50μm以下であることが好ましく、5μm以上40μm以下であることがより好ましい。
粘着シートの製造方法は、特に限定されない。
塗布法により粘着剤層を形成する場合、有機溶媒で粘着剤組成物を希釈してコーティング液(塗布用粘着剤液)を調製して用いることが好ましい。
粘着剤組成物は、少なくとも、エネルギー線硬化性成分と、重合体成分(A)とを含む。粘着剤組成物は、さらに、架橋剤、架橋促進剤、及びその他の成分からなる群から選択される少なくともいずれかの成分を含んでいても良い。
有機溶媒としては、例えば、芳香族系溶媒、脂肪族系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、及びアルコール系溶媒が挙げられる。芳香族系溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、及びキシレンが挙げられる。脂肪族系溶媒としては、例えば、ノルマルヘキサン、及びノルマルヘプタンが挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、及び酢酸ブチルが挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、及びシクロペンタノンが挙げられる。アルコール系溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、及びメタノールが挙げられる。
まず、基材の第一基材面の上に粘着剤組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、この塗膜を乾燥させて、さらにエネルギー線を照射してエネルギー線硬化性成分を硬化させて硬化物を形成することにより、粘着剤層を形成する。その後、剥離シートを貼着して、粘着剤層を覆う。
粘着シートの別の製造方法としては、次のような工程を経て製造される。まず、剥離シートの上に粘着剤組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥させて、塗膜に基材の第一基材面を貼り合わせる。次いで、剥離シートを透過させて塗膜にエネルギー線を照射してエネルギー線硬化性成分を硬化させて硬化物を形成することにより、粘着剤層を形成する。
粘着シートのさらに別の製造方法としては、基材の第一基材面の上に粘着剤組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、この塗膜を乾燥させて、この塗膜に剥離シートを貼着して、塗膜を覆う。その後、基材側及び剥離シート側の少なくともいずれかの側からエネルギー線を照射して、塗膜中のエネルギー線硬化性成分を硬化させて硬化物を形成することにより、粘着剤層を形成する方法が挙げられる。
有機溶媒及び低沸点成分が粘着剤層に残留することを防ぐため、コーティング液を基材または剥離シートに塗布した後、塗膜を加熱して乾燥させることが好ましい。
粘着剤組成物に架橋剤が配合されている場合には、架橋反応を進行させて凝集力を向上させるためにも、塗膜を加熱することが好ましい。エネルギー線の照射は、架橋反応を進行させるための加熱の前でも後でも良いが、加熱後にエネルギー線を照射することが好ましい。なお、塗膜の乾燥と粘着剤組成物の架橋反応の促進のために粘着剤組成物を加熱した場合、加熱によって架橋に関与する官能基の全ての反応が完了するわけではなく、その後の粘着シートの保管中に、徐々に残存した官能基が反応して、さらに粘着剤組成物の架橋が進行していくものと考えられている。したがって、塗膜を加熱後、エネルギー線照射により硬化物(B)の三次元網目構造中に重合体成分(A)が拘束された構造が形成され、さらに重合体成分(A)の架橋が進行することにより、硬化物(B)と重合体成分(A)の架橋構造が相互に侵入した状態が形成されていくと考えられる。
粘着シートは、電子部品加工用の粘着シートとして使用される。また、粘着シートの別の使用態様として、電子部品を固定又は保護するために使用される態様が挙げられる。電子部品の固定又は保護の一例として、粘着シートは、半導体素子を封止する際に使用される。本実施形態の粘着シートは、粘着剤組成物中のエネルギー線硬化性成分が硬化されて硬化物が形成された後に使用される。
金属製リードフレームに搭載された状態ではなく、粘着シート上に貼着された状態の半導体素子を封止する際に、粘着シートが使用されることが好ましい。具体的には、粘着シートは、金属製リードフレームに搭載された半導体素子を封止する際に使用されるのではなく、粘着剤層に貼着された状態の半導体素子を封止する際に使用されることが好ましい。すなわち、粘着シートに半導体素子が直接貼り付けられた状態で使用されることが好ましい。本発明の粘着シートは、高温、又は高温及び減圧環境下での工程を行う場合であっても、粘着シートと封止体の間の膨れ(ブリスター)や封止体からの剥離が生じにくい。金属製リードフレームを用いずに半導体素子をパッケージングする形態としては、パネルレベルパッケージ(Panel Level Package;PLP)及びWLP等が挙げられる。
粘着シートは、複数の開口部が形成された枠部材を粘着シートに貼着させる工程と、前記枠部材の開口部にて露出する粘着剤層に半導体チップを貼着させる工程と、前記半導体チップを封止樹脂で覆う工程と、前記封止樹脂を熱硬化させる工程と、を有するプロセスにおいて使用されることが好ましい。
なお、封止樹脂の材質は、特に限定されず、熱硬化性樹脂であっても、紫外線等のエネルギー線で硬化するエネルギー線硬化性樹脂であってもよい。
本実施形態の粘着シートにおいて粘着剤層が重合体成分(AX)を含む場合、重合体成分(AX)は、「N-H結合を含まない窒素含有官能基」を有するので、封止樹脂の材質としては、エポキシ系樹脂を好適に使用できる。
封止樹脂の材質がエポキシ系樹脂である場合、被着体から粘着シートを剥離する際に、エポキシ系樹脂と、N-H結合を有する基との反応が生じ得ないので、被着体から粘着シートを比較的容易に剥離でき、かつ被着体への糊残りをより低減し易くなる。
封止樹脂を熱硬化させる工程の後に、高温、又は高温及び減圧環境下で行われる工程として、プラズマ処理等の加工工程が行われる場合もある。
封止樹脂を熱硬化する工程及びプラズマ処理工程以外の、高温、又は高温及び減圧環境下で行われる工程としては、電子部品に対して金属等のスパッタを行う工程、電子部品を熱水等により洗浄する工程等が挙げられる。
第二実施形態に係る粘着シートは、基材と粘着剤層との間にオリゴマー封止層を含んでいる点において、第一実施形態に係る粘着シートと相違する。その他の点においては第一実施形態と同様であるため、説明を省略又は簡略化する。以下、符号の記載を省略することがある。
オリゴマー封止層は、基材と粘着剤層との間に設けられる。オリゴマー封止層は、基材に起因したオリゴマーを基材中に封じ込めるための層である。オリゴマー封止層は、例えば、180℃以上200℃以下の高温条件下においても、粘着剤層へのオリゴマーの浸入を防止することが好ましい。
図2には、第二実施形態に係る粘着シート10Aの断面図が示されている。粘着シート10Aは、オリゴマー封止層13を有している。
粘着シート10Aは、基材11と、オリゴマー封止層13と、粘着剤層12と、をこの順に有する。粘着シート10Aにおいては、第一基材面11aにオリゴマー封止層13が積層されている。
粘着剤層12は、重合体成分(A)と、硬化物(B)とを含む。
第二実施形態の粘着シート10Aは、基材11と粘着剤層12との間に、オリゴマー封止層13を有するので、粘着シート10Aが加熱されても、オリゴマーが粘着剤層12と被着体との界面に移動することを抑制できる。
したがって、第二実施形態の粘着シート10Aによれば、加熱時の粘着力をより向上させることができ、被着体から剥離した際の糊残りをより防止することができる。
オリゴマー封止層の厚さは、50nm以上500nm以下であることが好ましく、80nm以上300nm以下であることがより好ましい。
オリゴマー封止層の厚さが50nm以上であれば、基材中に含まれるオリゴマーの粘着剤層への浸入を効果的に防止できる。
オリゴマー封止層の厚さが500nm以下であれば、例えば粘着シートをコア材にロール状に巻き取る際に巻き取り易くなる。コア材の材質としては、例えば、紙製、プラスチック製、及び金属製が挙げられる。
例えば、オリゴマー封止層は、オリゴマー封止層用組成物を硬化させた硬化皮膜であることが好ましい。オリゴマー封止層用組成物は、例えば、(A)エポキシ化合物、(B)ポリエステル化合物、及び(C)多官能アミノ化合物からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましく、(A)エポキシ化合物と、(C)多官能アミノ化合物と、を含むことがより好ましく、(A)エポキシ化合物と、(B)ポリエステル化合物と、(C)多官能アミノ化合物と、を含むことがさらに好ましい。
オリゴマー封止層用組成物は、硬化反応を促進するために、更に、(D)酸性触媒を含んでいても良い。
(A)エポキシ化合物は、ビスフェノールA型エポキシ化合物であることが好ましい。ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等を挙げることができる。
(B)ポリエステル化合物としては、特に限定されず、公知のポリエステル化合物の中から適宜選択して用いることができる。ポリエステル化合物としては、具体的には、多価アルコールと多塩基酸との縮合反応によって得られる樹脂であって、二塩基酸と二価アルコールとの縮合物、若しくは不乾性油脂肪酸等で変性した化合物である不転化性ポリエステル化合物、及び二塩基酸と三価以上のアルコールとの縮合物である転化性ポリエステル化合物等が挙げられる。
(C)多官能アミノ化合物としては、例えば、メラミン化合物、尿素化合物、ベンゾグアナミン化合物、及びジアミン類を用いることができる。
メラミン化合物としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン、メチル化メラミン化合物、及びブチル化メラミン化合物が挙げられる。
尿素化合物としては、例えば、メチル化尿素化合物、及びブチル化尿素化合物が挙げられる。
ベンゾグアナミン化合物としては、例えば、メチル化ベンゾグアナミン化合物、及びブチル化ベンゾグアナミン化合物が挙げられる。
ジアミン類としては、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N’-ジフェニルエチレンジアミン、及びp-キシリレンジアミンが挙げられる。
硬化性の観点から、(C)多官能アミノ化合物としては、ヘキサメトキシメチルメラミンが好ましい。
酸性触媒(D)としては、例えば、塩酸、及びp-トルエンスルホン酸が挙げられる。
本実施形態において、オリゴマー封止層は、(A)ビスフェノールA型エポキシ化合物、(B)ポリエステル化合物、及び(C)多官能アミノ化合物を、それぞれ、(A)50質量%以上80質量%以下、(B)5質量%以上30質量%以下、及び(C)10質量%以上40質量%以下の配合率で含むオリゴマー封止層用組成物を硬化させた硬化皮膜であることが好ましい。(D)酸性触媒をオリゴマー封止層用組成物に配合する場合は、(D)成分の含有量を1質量%以上5質量%以下とすることが好ましい。
前述の範囲の配合率のオリゴマー封止層用組成物を硬化させた硬化皮膜によれば、オリゴマー封止層による粘着剤層12へのオリゴマーの浸入を防止する効果を向上させることができる。
第二実施形態の粘着シートは、例えば、次のような工程を経て製造される。
まず、基材の第一基材面の上に、オリゴマー封止層形成用組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、この塗膜を加熱及び硬化させて、オリゴマー封止層となる硬化皮膜を形成する。加熱硬化の条件は、例えば、120℃以上170℃以下で、5秒間以上5分間以内である。
次に、基材の第一基材面の上に形成されたオリゴマー封止層の上に、第一実施形態での説明と同様に粘着剤層を形成する。
第三実施形態に係る粘着シートは、基材の両面にオリゴマー封止層を有する点において、第二実施形態に係る粘着シートと相違する。その他の点においては第二実施形態と同様であるため、説明を省略又は簡略化する。
図3には、第三実施形態の一例に係る粘着シート10Bの断面図が示されている。
粘着シート10Bは、基材11の第二基材面11bに形成されたオリゴマー封止層13Bと、基材11と、基材11の第一基材面11aに形成されたオリゴマー封止層13Aと、粘着剤層12と、をこの順に有する。
第三実施形態の粘着シート10Bは、基材11の両面に、オリゴマー封止層13A,13Bを有するので、第二実施形態の効果に加えて、第二基材面11bに析出したオリゴマーが被着体以外の部材及び装置に付着して汚染することを抑制できる。例えば、半導体装置を製造する際、加熱プレス工程で粘着シートと接触する板状部材の汚染を抑制できる。
第三実施形態の粘着シートは、第二実施形態の粘着シートの製造方法において、基材の第一基材面および第二基材面の上に前記オリゴマー封止層形成用組成物からなる塗膜を形成することで製造される。
本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本発明に含まれる。なお、以下の説明では、前記実施形態で説明した部材等と同一であれば、同一符号を付してその説明を省略または簡略する。
また、粘着シートは、帯状のシートであってもよく、ロール状に巻き取られた状態で提供されてもよい。ロール状に巻き取られた粘着シートは、ロールから繰り出されて所望のサイズに切断する等して使用することができる。また、粘着シートを予め所望のサイズに切断しておき、帯状の剥離シートに担持された状態で提供されてもよい。
また、オリゴマー封止層は基材の第二基材面にのみ設けられていてもよい。基材の第二基材面上に直接、又はオリゴマー封止層等を介して、接着剤層が設けられていてもよい。接着剤層は、粘着シートを接着剤層により支持基板等に貼り付け、粘着シートの粘着剤層上に電子部品を固定する場合等に用いられる。接着剤層に使用される接着剤は、粘着剤層の粘着剤と同種のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。
粘着シートの評価は、以下に示す方法に従って行った。結果を表1、表2及び表3に示す。
ガラスエポキシ基板(日立化成(株)製、「MCL-E-679FG」(商品名)、100mm×100mm×0.4mm)を#800の研磨材を用いて研磨した。研磨後、ガラスエポキシ基板の研磨した面の全体に実施例及び比較例で作製した粘着シートを貼り付けた。粘着シートの貼り付けには、ロールラミネーターを用いた。
粘着シートをガラスエポキシ基板に貼り付けた後、加熱真空ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ(株)製、「V130」(商品名))を用いて100℃で真空ラミネートし、測定サンプルを作製した。
真空ラミネートの後、85℃の温水に30分間、測定サンプルを浸漬した。浸漬後、測定サンプルを温水から取り出し、測定サンプルの表面の水適を拭き取った。拭き取り後に、25℃の加熱真空乾燥機に測定サンプルを投入した。
その後、加熱真空乾燥機内を減圧(0.005MPa未満)し、設定温度を130℃として測定サンプルを加熱した。昇温速度を5℃/minとした。加熱真空乾燥機内が25℃から130℃になるまでに、膨れ(ブリスター)が発生したか目視で確認した。
判定A:膨れ(ブリスター)が生じなかった。
判定B:被着体の面積10cm2の50%未満の面積においてに膨れ(ブリスター)が発生した。
判定C:被着体の面積10cm2の50%以上の面積においてに膨れ(ブリスター)が発生した。
ガラスエポキシ基板(日立化成(株)製、「MCL-E-679FG」(商品名)、100mm×100mm×0.4mm)の表面を#800の研磨材を用いて研磨した。研磨後、ガラスエポキシ基板の研磨した面の全体に実施例及び比較例で作製した粘着シートを貼り付けた。粘着シートの貼り付けは、2kgロールを一往復させて行った。標準環境(23℃50%RH)で30分静置後に、同標準環境で粘着力を測定した。
測定条件は以下の通りとした。
・装置 :島津製作所製引張試験機AG-X plus 10kN
・剥離角度:180°
・剥離速度:300mm/min
この粘着力が0.08N/25mm以上の場合を評価A、0.08N/25mm未満である場合をBとした。
ポリイミドフィルム(東レ・デュポン(株)製、カプトン200H(商品名))を両面テープ(リンテック(株)製、TL-450S-16(商品名))を用いてアルミニウム板(150mm×70mm、厚さ1mm)に貼り付けた。ポリイミドフィルムに対してJIS Z 0237(2000)を参考にして、測定温度を変更して粘着シートの粘着力を測定した。実施例及び比較例で作製した粘着シートを上記のポリイミドフィルムに貼付けて測定サンプルを作製し、この測定サンプルを30分間、23℃、50%相対湿度の環境下に置き、次いで、3分間、100℃の環境下に置いた後、100℃の環境下で引張試験を行った。
なお、粘着力が0.04[N/25mm]以上の粘着シートを、粘着力が確保されており、良好な工程適性を示すシートであると判定する。
測定条件は以下の通りとした。
・装置 :恒温槽付き引張試験機((株)オリエンテック製「テンシロン」(商品名))
・剥離角度:180°
・剥離速度:300mm/min
なお、本明細書において、ポリイミドを、PIと略記する場合がある。
100℃における対ポリイミド粘着力と同様に、実施例及び比較例で作製した粘着シートを上記のポリイミドフィルムに貼付けて測定サンプルを作製した。その後、測定サンプルを窒素環境下で加熱した。
加熱条件は以下の通りとした。
・装置 :MOTOYAMA製 MS-3642
・N2流量:1.5L/min(N2純度:99.995%(体積))
・実温 :190℃
・時間 :1.5hr
その後、標準環境(23℃、50%RH)に6時間以上静置した後、同標準環境で測定サンプルから粘着シートを剥離角度180°、剥離速度300mm/minで剥離した。
実施例及び比較例で、乾燥させた塗布用粘着剤液の塗膜をオリゴマー封止層付き基材に貼り合わせる代わりに、リンテック製剥離フィルム「SP-PET381031」(商品名)の剥離剤層を備える面と貼り合せて、基材を有しない単層の粘着剤層を作製した。この粘着剤層4層を、試料が200μm厚みになる様に積層した。この粘着剤層のみの積層体を試料として下記の条件で引張試験を行い、ひずみ及び応力の測定結果から、ひずみの変化に対する応力の変化をグラフ化した。ひずみの変化に対する応力の変化の初期の傾きから、粘着剤のヤング率を測定した。
・装置 :島津製作所製引張試験機AG-X plus 10kN
・試験サンプルサイズ:測定領域長さ50mm×15mm幅
・引張試験速度:200mm/min
粘着剤層のヤング率測定と同じ方法で引張試験を行い、破断に至った際の力の最大値(破断強度)を、初期のサンプルの断面積で除して、単位面積当たりの破断強度を算出した。
予め銅箔を#800の研磨材で研磨して、銅箔の表面の一方向に沿って研磨傷を形成した(研磨後の算術平均粗さRa=0.2±0.1μm)。実施例及び比較例で作製した粘着シートを、当該研磨傷が形成された銅箔の表面に貼付した。ここで、比較例1-3の粘着シートについてのみ、紫外線照射装置として、アイグラフィックス社製の高圧水銀ランプを用い、照度200mW/cm2、積算光量200mJ/cm2の条件で紫外線を照射した。その後、銅箔に貼付された粘着シートを100℃で30分加熱し、次いで180℃で30分加熱し、次いで190℃で60分加熱した。加熱後、粘着シートを室温で3mm/minの速度で剥離した。粘着シートを剥がす方向を、研磨傷に対して直交する方向とした。粘着シートを剥離した後の銅箔の表面をデジタル顕微鏡で観察し、糊残りを評価した。糊残りの評価における、判定基準は、次の通りとした。
A判定:糊残りしなかった。
B判定:部分的に糊残りした。
C判定:全面に糊残りした。
ポリイミドフィルム(東レ・デュポン(株)製、カプトン200H(商品名))を両面テープ(リンテック(株)製、TL-450S-16(商品名))を用いて、シリコンミラーウエハ(直径6インチ、厚さ0.68mm)の鏡面に貼り合せた。
その後、ポリイミドフィルムの表面にレーザーマーカー(EO TECHNICS社製CSM300M)を用いて、200μmφの円形のマークを3mm間隔で刻印した(レーザー波長512nm、出力1.0W、走査速度300mm/s)。
なお、本評価に際しては、糊残りが生じやすい条件で評価するために、上記のように、レーザーアブレーションによって、ポリイミドフィルムの表面に上記マークを刻印して、凹凸を形成した。
ポリイミドフィルムの加工面にJIS Z0237(2000)を参考にして、実施例及び比較例で作製した粘着シートを2kgローラーの自重により力をかけてラミネートし、更にその上から加熱ラミネートして測定サンプルを作製した。
加熱ラミネートの条件は以下の通りとした。
・装置 :ニッコーマテリアルズ社製、真空ラミネーターV-130
・加熱温度:100℃
・真空待機:60sec
・ダイヤフラム加圧:0.3MPa
加熱条件は以下の通りとした。
・装置 :MOTOYAMA製 MS-3642
・N2流量:1.5L/min(N2純度:99.995%(体積))
・実温 :190℃
・時間 :1.5hr
-判定基準-
A判定:残渣物がなかった。
B判定:残渣物があり、かつ残渣物の大きさが5μm未満であった。
C判定:残渣物があり、かつ残渣物の大きさが5μm以上10μm未満であった。
D判定:残渣物があり、かつ残渣物の大きさが10μm以上であった。
[実施例1-1]
(1-1)塗布用オリゴマー封止剤液の調製
下記(A)ビスフェノールA型エポキシ化合物、(B)ポリエステル化合物、(C)多官能アミノ化合物及び(D)酸性触媒を配合し、充分に撹拌して、実施例1-1に係る塗布用オリゴマー封止剤液(オリゴマー封止層用組成物)を調製した。
(A)ビスフェノールA型エポキシ化合物
DIC社製「EPICLON H-360」(商品名)、固形分濃度:40質量%、質量平均分子量:25000
(B)ポリエステル化合物
東洋紡績社製「バイロンGK680」(商品名)、数平均分子量:6000、ガラス転移温度:10℃
(C)多官能アミノ化合物
ヘキサメトキシメチルメラミン、日本サイテックインダストリーズ社製「サイメル303」(商品名)
(D)酸性触媒
p-トルエンスルホン酸のメタノール溶液(固形分濃度:50質量%)
具体的には、上記(A)ビスフェノールA型エポキシ化合物100質量部に、上記(B)ポリエステル化合物のトルエン希釈溶液(固形分濃度:30質量%)19.0質量部、及び上記(C)ヘキサメトキシメチルメラミン11.4質量部を加え、さらに、トルエン/メチルエチルケトン=50質量%/50質量%の混合溶剤で希釈し、固形分濃度が3質量%の溶液を調製した。調製した溶液を撹拌し、撹拌後の溶液に(D)p-トルエンスルホン酸のメタノール溶液(固形分濃度:50質量%)を2.9質量部添加して、塗布用オリゴマー封止剤液を得た。なお、質量部数はすべて固形分換算したものである。
調製した塗布用オリゴマー封止剤液を、アニールされた二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製「テイジンテトロンG2A」(商品名)、厚さ25μm)の一方の面にマイヤーバーコート法にて均一に塗布した。塗布後のフィルムをオーブンの内部を通過させ、塗膜を加熱硬化させて、厚さが150nmのオリゴマー封止層を形成し、オリゴマー封止層付き基材を得た。オーブンにおける熱風の吹き出し条件としては、温度を150℃とし、風速を8m/minとした。オーブンにおける加工速度としては、塗布後のフィルムがオーブン内部を20秒で通過する速度に調整した。
以下の材料(ポリマー(重合体成分)、架橋剤、重合性官能基を有する低分子化合物、光重合開始剤及び希釈溶剤)を配合し、充分に撹拌して、実施例1-1に係る塗布用粘着剤液を調製した。
・ポリマー:アクリル酸エステル共重合体、100質量部(固形分)
アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸2-エチルヘキシル92.8質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して調製した。
・架橋剤:ヘキサメチレンジイソシアネートを有する脂肪族系イソシアネート〔日本ポリウレタン工業(株)社製;コロネートHX〕、7.4質量部(固形分)
・重合性官能基を有する低分子化合物:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-DCP〕23.3質量部(固形分)
・光重合開始剤:2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン〔IGM Resin社製;Omnirad 127〕4.1質量部(固形分)
・希釈溶剤:酢酸エチルを用い、塗布用粘着剤液の固形分濃度は、30質量%に調製した。
調製した塗布用粘着剤液を、ナイフコーターを用いて、シリコーン系剥離層を備える厚さ38μmの透明ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる剥離フィルム〔リンテック(株)社製;SP-PET382150〕の剥離層面側に塗布した。次いで剥離フィルム上の塗布用粘着剤液の塗膜に90℃で90秒間の加熱を行い、続いて115℃で90秒間の加熱を行い、塗膜を乾燥させた。その後、塗膜と、上述の手順により得たオリゴマー封止層付き基材のオリゴマー封止層が設けられた面とを貼り合わせた。そして、塗膜に、紫外線照射装置として、アイグラフィックス社製の高圧水銀ランプを用い、照度200mW/cm2、積算光量200mJ/cm2の条件で剥離フィルム側から紫外線を照射し、厚さ50μmの粘着剤層を作製した。このようにして、実施例1-1に係る粘着シートを得た。
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート23.3質量部(固形分)の代わりに、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン〔新中村化学(株)製;A-BPEF〕23.3質量部(固形分)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして実施例1-2の粘着シートを得た。
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート23.3質量部(固形分)の代わりに、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)製;A-BPP〕23.3質量部(固形分)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして実施例1-3の粘着シートを得た。
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート23.3質量部(固形分)の代わりに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-DPH〕(官能基間鎖長:6)23.3質量部(固形分)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして実施例1-4の粘着シートを得た。
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート23.3質量部(固形分)の代わりに、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート〔新中村化学(株)社製;A-9300-1CL〕23.3質量部(固形分)を用いた以外は、実施例1-1と同様にして実施例1-5の粘着シートを得た。
粘着剤組成物の作製において、以下の材料(ポリマー、粘着助剤、架橋剤及び希釈溶剤)を配合し、粘着剤層の作製において、紫外線を照射する工程を省略した以外は、実施例1-1と同様にして比較例1-1の粘着シートを得た。
・ポリマー:アクリル酸エステル共重合体、100質量部(固形分)
アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸2-エチルヘキシル92.8質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して調製した。
・粘着助剤:両末端水酸基水素化ポリブタジエン〔日本曹達(株)製;GI-1000〕、12.5質量部(固形分)
・架橋剤:ヘキサメチレンジイソシアネートを有する脂肪族系イソシアネート〔日本ポリウレタン工業(株)製;コロネートHX〕、8.75質量部(固形分)
・希釈溶剤:メチルエチルケトンを用い、塗布用粘着剤液の固形分濃度は、30質量%に調製した。
粘着剤組成物の作製において、粘着助剤を配合しなかった以外は、比較例1-1と同様にして比較例1-2の粘着シートを得た。
紫外線を照射する工程を省略した以外は、実施例1-1と同様にして比較例1-3の粘着シートを得た。なお、第1の残渣物評価の際には、上述の条件により紫外線を照射した上で評価を行った。
ブリスター試験の結果、実施例1-1、1-2及び1-3について膨れ(ブリスター)が発生せずA判定であり、実施例1-4及び1-5についてはB判定であり、比較例1-1及び1-2についてはC判定であり、比較例1-3は、B判定であった。被着体に貼着する前に予め紫外線硬化性成分を硬化させて硬化物とすることで、当該硬化物を含有する粘着剤層は、粘着力が向上し、ブリスター発生の抑制効果が認められた。一分子中に重合性官能基を2つ有する紫外線硬化性成分を用いた実施例1-1、1-2及び1-3は、膨れ(ブリスター)を抑制する効果がより高い。
第1の残渣物評価の結果、実施例1-1、1-2、1-3、1-4及び1-5について糊残りなしのA判定であった。比較例1-1については一部糊残りしてB判定であり、比較例1-2及び比較例1-3については全面に糊残りしてC判定であった。
この結果から、封止工程に実施例1-1、1-2、1-3、1-4及び1-5に係る粘着シートを用いた場合でも糊残りせず、更に実施例1-1、1-2及び1-3に係る粘着シートは、プラズマ工程の様なブリスターが発生し易い工程においても剥離が発生し難いことを確認した。
(2-1)塗布用オリゴマー封止剤液の調製
実施例1-1に係る塗布用オリゴマー封止剤液の調製と同様にして、実施例2-1に係る塗布用オリゴマー封止剤液を調製した。
基材として、アニールされた二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製「テイジンテトロンG2A」(商品名)、厚さ25μm)を準備した。以下、アニールされた二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを単に「PETフィルム」とも称する。
調製した塗布用オリゴマー封止剤液を、「PETフィルム」の片面にマイヤーバーコート法にて均一に塗布した。塗布用オリゴマー封止剤液を塗布後の「PETフィルム」をオーブンの内部を通過させ、塗膜を加熱硬化させて、PETフィルムの片面に厚さが150nmのオリゴマー封止層を形成した。次いで、「PETフィルム」のもう一方の表面にも、同様にして厚さが150nmのオリゴマー封止層を形成し、両面オリゴマー封止層付き基材を得た。オーブンにおける熱風の吹き出し条件としては、温度を150℃とし、風速を8m/minとした。オーブンにおける加工速度としては、塗布後の「PETフィルム」がオーブン内部を20秒で通過する速度に調整した。
以下の材料(ポリマー(重合体成分(A))、架橋剤、重合性官能基を有する低分子化合物、光重合開始剤及び希釈溶剤)を配合し、充分に撹拌して、実施例2-1に係る塗布用粘着剤液を調製した。
・ポリマー:アクリル酸エステル共重合体(重合体成分(A))、100質量部(固形分)
アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸2-エチルヘキシル80.8質量%と、アクリロイルモルホリン(窒素含有官能基を有する単量体)12.0質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量440,000の重合体を調製した。
・架橋剤:ヘキサメチレンジイソシアネートを有する脂肪族系イソシアネート〔日本ポリウレタン工業(株)社製;コロネートHX〕、7.4質量部(固形分)
・重合性官能基を有する低分子化合物:プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕23.3質量部(固形分)
・光重合開始剤:2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン〔IGM Resin社製;Omnirad 127〕4.1質量部(固形分)
・希釈溶剤:酢酸エチルを用い、塗布用粘着剤液の固形分濃度は、30質量%に調製した。
調製した塗布用粘着剤液を、ナイフコーターを用いて、シリコーン系剥離層を備える厚さ38μmの透明ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる剥離フィルム〔リンテック(株)社製;SP-PET382150〕の剥離層面側に塗布した。次いで剥離フィルム上の塗布用粘着剤液の塗膜に90℃で90秒間の加熱を行い、続いて115℃で90秒間の加熱を行い、塗膜を乾燥させた。その後、塗膜と、上述の手順により得たオリゴマー封止層付き基材のオリゴマー封止層が設けられた一方の面とを貼り合わせた。そして、塗膜に、紫外線照射装置として、アイグラフィックス社製の高圧水銀ランプを用い、照度200mW/cm2、積算光量200mJ/cm2の条件で剥離フィルム側から紫外線を照射し、厚さ50μmの粘着剤層を作製した。このようにして、実施例2-1に係る粘着シートを得た。
重合体成分(A)としてのアクリル酸エステル共重合体を、アクリル酸2-エチルヘキシル86.8質量%と、アクリロイルモルホリン6.0質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量510,000の重合体を調製した以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-2の粘着シートを得た。
重合体成分(A)としてのアクリル酸エステル共重合体を、アクリル酸2-エチルヘキシル89.8質量%と、アクリロイルモルホリン3.0質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量520,000の重合体を調製した以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-3の粘着シートを得た。
重合体成分(A)としてのアクリル酸エステル共重合体を、アクリル酸2-エチルヘキシル80.8質量%と、窒素含有官能基を有する単量体としてのN,N-ジメチルアクリルアミド(窒素含有官能基を有する単量体)12.0質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量500,000の重合体を調製した以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-4の粘着シートを得た。
アクリル酸エステル共重合体を、アクリル酸2-エチルヘキシル92.8質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量1,050,000の重合体を調製した以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-5の粘着シートを得た。なお、アクリル酸エステル共重合体自体は、実施例1-3に係るアクリル酸エステル共重合体と同じである。
粘着剤組成物の作製において、以下の材料(ポリマー、粘着助剤、架橋剤及び希釈溶剤)を配合し、粘着剤層の作製において、紫外線を照射する工程を省略した以外は、実施例2-1と同様にして比較例2-2の粘着シートを得た。
・ポリマー:アクリル酸エステル共重合体、100質量部(固形分)
アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸2-エチルヘキシル92.8質量%と、アクリル酸2-ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量1,050,000の重合体を調製した。
・粘着助剤:両末端水酸基水素化ポリブタジエン〔日本曹達(株)製;GI-1000〕、12.5質量部(固形分)
・架橋剤:ヘキサメチレンジイソシアネートを有する脂肪族系イソシアネート〔日本ポリウレタン工業(株)製;コロネートHX〕、8.75質量部(固形分)
・希釈溶剤:メチルエチルケトンを用い、塗布用粘着剤液の固形分濃度は、30質量%に調製した。
なお、アクリル酸エステル共重合体自体は、比較例1-1に係るアクリル酸エステル共重合体と同じである。
・「ACMO」は、アクリロイルモルホリンを意味する。
・「DMAA」は、N,N-ジメチルアクリルアミドを意味する。
・「PI」は、ポリイミドを意味する。
実施例2-1、2-2、2-3及び2-4の粘着シートは、比較例2-2の粘着シートに比べ、第2の残渣物評価が良好であった。
なお、実施例2-5の粘着シートは、粘着剤層自体の構成は、実施例1-3と同じであるため、比較例2-2(粘着剤層自体の構成は、比較例1-1と同じ)に比べて、表1に示すように第1の残渣物評価が良好であったものの、第2の残渣物評価では、どちらも判定がDとなった。
実施例2-1、2-2、2-3及び2-4の粘着シートは、100℃におけるポリイミドに対する粘着力が0.04[N/25mm]以上であった。すなわち、実施例2-1、2-2、2-3及び2-4の粘着シートは、粘着力が確保されており、良好な工程適性を示すシートであった。
本実施例の粘着シートによれば、粘着剤層が、重合体成分(A)と、硬化物(B)とを含むことによって、加熱時の粘着力を向上させ、被着体から剥離した際の糊残りを防止することができる。
[実施例3-1]
(3-1)塗布用オリゴマー封止剤液の調製
実施例1-1に係る塗布用オリゴマー封止剤液の調製と同様にして、実施例3-1に係る塗布用オリゴマー封止剤液を調製した。
実施例2-1に係るオリゴマー封止層付き基材の作製と同様にして、実施例3-1に係るオリゴマー封止層付き基材を調製した。
以下の材料(ポリマー(重合体成分)、架橋剤、重合性官能基を有する低分子化合物、光重合開始剤及び希釈溶剤)を配合し、充分に撹拌して、実施例3-1に係る塗布用粘着剤液を調製した。
アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸2-エチルヘキシル80.8質量%と、アクリロイルモルホリン(窒素含有官能基を有する単量体)12.0質量%と、4-ヒドロキシブチルアクリレート7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して、重量平均分子量120,000の重合体を調製した。
・架橋剤:ヘキサメチレンジイソシアネートを有する脂肪族系イソシアネート〔日本ポリウレタン工業(株)社製;コロネートHX〕、7.4質量部(固形分)
・重合性官能基を有する低分子化合物:プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕23.3質量部(固形分)
・光重合開始剤:2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン〔IGM Resin社製;Omnirad 127〕4.1質量部(固形分)
・希釈溶剤:酢酸エチルを用い、塗布用粘着剤液の固形分濃度は、30質量%に調製した。
実施例3-1に係る粘着剤層は、実施例2-1の「(2-4)粘着剤層の作製」における塗布用粘着剤液を、実施例3-1に係る塗布用粘着剤液に変更したこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例3-1におけるプロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-HD-N〕(官能基間鎖長:4)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-2の粘着シートを得た。
実施例3-1におけるプロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、トリプロピレングリコールジアクリレート〔新中村化学(株)社製;APG-200〕(官能基間鎖長:6)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-3の粘着シートを得た。
実施例3-1におけるプロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、1,9-ノナンジオールジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-NOD-N〕(官能基間鎖長:9)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-4の粘着シートを得た。
実施例3-1におけるプロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、1,10-デカンジオールジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-DOD-N〕(官能基間鎖長:10)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-5の粘着シートを得た。
実施例3-1におけるアクリル酸エステル共重合体を、実施例2-5におけるものに変更し、さらに、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、1,10-デカンジオールジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-DOD-N〕(官能基間鎖長:10)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-6の粘着シートを得た。
実施例3-1におけるアクリル酸エステル共重合体を、実施例2-5におけるものに変更し、さらに、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、ポリプロピレングリコール#400ジアクリレート〔新中村化学(株)社製;APG-400〕(官能基間鎖長:14)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-7の粘着シートを得た。
実施例3-1におけるアクリル酸エステル共重合体を、実施例2-5におけるものに変更し、さらに、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート〔新中村化学(株)社製;A-BPP-3〕を、ポリプロピレングリコール(#700)ジアクリレート〔新中村化学(株)社製;APG-700〕(官能基間鎖部炭素数:24)に変更したこと以外、実施例3-1と同様にして実施例3-8の粘着シートを得た。
なお、実施例3-1~実施例3-8に係る粘着シートを評価するために、比較対象とする実施例1-3、実施例2-1及び比較例1-1に係る粘着シートの評価結果も、表3に含めた。
実施例3-1~実施例3-8に係る粘着シートによれば、比較例1-1と比べて、第2の糊残り評価結果が良好であった。
実施例3-1においては、エネルギー線硬化性化合物として、環式構造を有するエネルギー線硬化性化合物を用いた。実施例3-2~3-6では、所定の鎖状構造を有するエネルギー線硬化性化合物を用いたところ、初期密着力が向上した。これは、環式構造ではなく、所定の鎖状構造を有するエネルギー線硬化性化合物を用いたことにより、ヤング率が低下して初期密着性が向上したと考えられる。
Claims (21)
- 基材と、粘着剤層と、を有し、
前記粘着剤層は、エネルギー線硬化性成分が硬化された硬化物と、重合体成分とを含み、
前記重合体成分は、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、及びポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくともいずれかであり、
前記エネルギー線硬化性成分が、多官能エネルギー線硬化性化合物を含み、
前記多官能エネルギー線硬化性化合物は、一分子中に2個以上の重合性官能基を有し、
前記多官能エネルギー線硬化性化合物が有する2個以上の重合性官能基から任意に選択する第1の重合性官能基と第2の重合性官能基との間に直鎖状に結合したメチレン基が存在し、
前記第1の重合性官能基と前記第2の重合性官能基との間に存在する直鎖状に結合したメチレン基の数が、8以上、30以下である、
電子部品加工用の粘着シート。 - 請求項1に記載の粘着シートにおいて、
前記重合体成分は、(メタ)アクリル系樹脂である、粘着シート。 - 請求項1または請求項2に記載の粘着シートにおいて、
前記重合体成分は、窒素含有官能基を有する単量体に由来する構成単位を含み、ただし前記窒素含有官能基は、N-H結合を含まない、
粘着シート。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記重合体成分は、反応性の官能基を有する官能基含有モノマーに由来する構成単位を含み、
前記反応性の官能基は、3個以上の直鎖状に結合したメチレン基を介して前記重合体成分の主鎖に結合する、
粘着シート。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記多官能エネルギー線硬化性化合物は、一分子中に2個以上5個以下の重合性官能基を有する、
粘着シート。 - 請求項5に記載の粘着シートにおいて、
前記多官能エネルギー線硬化性化合物は、分子中に環式構造を有する、
粘着シート。 - 請求項6に記載の粘着シートにおいて、
前記粘着剤層の単位断面積当たり破断強度が4.5N/mm2以上である、
粘着シート。 - 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記粘着シートの100℃におけるポリイミドに対する粘着力が、0.04N/25mm以上である、粘着シート。 - 請求項8に記載の粘着シートにおいて、
前記粘着シートの100℃におけるポリイミドに対する粘着力が、0.06N/25mm以上であり、
前記粘着剤層の単位断面積当たりの破断強度が4.5N/mm2以上である、
粘着シート。 - 請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
窒素雰囲気下で190℃、1.5時間の加熱処理をした後の前記粘着シートの25℃におけるポリイミドに対する粘着力が、3N/25mm以下である、
粘着シート。 - 請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記粘着剤層のヤング率が、5MPa以下である、
粘着シート。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
電子部品を加工する際に、前記電子部品の固定又は保護に用いる、
粘着シート。 - 請求項12に記載の粘着シートにおいて、
前記電子部品は、半導体素子であり、
前記半導体素子を封止する際に、前記当該半導体素子を固定するために用いる、
粘着シート。 - 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
電子部品が前記粘着剤層に直接貼り付けられる、
粘着シート。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記重合体成分は、架橋剤により架橋されている、粘着シート。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記重合体成分は、(メタ)アクリル系重合体である、粘着シート。 - 請求項3に記載の粘着シートにおいて、
前記窒素含有官能基は、3級アミノ基、アミノカルボニル基、シアノ基、及び窒素含有複素環基からなる群から選択される少なくとも1種である、粘着シート。 - 請求項3に記載の粘着シートにおいて、
前記窒素含有官能基を有する単量体は、複素環ビニル化合物、(メタ)アクリルアミド化合物、アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群から選択される少なくとも1種である、粘着シート。 - 請求項3に記載の粘着シートにおいて、
前記重合体成分の全体の質量に占める、前記窒素含有官能基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、1質量%以上20質量%以下の割合である、粘着シート。 - 請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の粘着シートにおいて、
前記粘着剤層の全体の質量に占める、前記エネルギー線硬化性成分が硬化された硬化物の割合は、5質量%以上40質量%以下の割合である、粘着シート。 - エネルギー線硬化性成分が硬化された硬化物と、重合体成分とを含む粘着剤層を有する粘着シート上に、半導体素子を固定する工程と、
封止材により前記半導体素子を封止する工程と、を含み、
前記重合体成分は、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、及びポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくともいずれかであり、
前記エネルギー線硬化性成分が、多官能エネルギー線硬化性化合物を含み、
前記多官能エネルギー線硬化性化合物は、一分子中に2個以上の重合性官能基を有し、
前記多官能エネルギー線硬化性化合物が有する2個以上の重合性官能基から任意に選択する第1の重合性官能基と第2の重合性官能基との間に直鎖状に結合したメチレン基が存在し、
前記第1の重合性官能基と前記第2の重合性官能基との間に存在する直鎖状に結合したメチレン基の数が、8以上、30以下である、半導体装置の製造方法。
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