JPWO2018101090A1 - 両面粘着シートおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔両面粘着シート〕
図1には、本実施形態に係る両面粘着シート1の断面図が示される。本実施形態に係る両面粘着シート1は、芯材11と、芯材11の一方の面側に積層された第1の粘着剤層12と、芯材11の他方の面側に積層された第2の粘着剤層13と、第1の粘着剤層12における芯材11とは反対の面上に積層された第1の剥離シート14と、第2の粘着剤層13における芯材11とは反対の面上に積層された第2の剥離シート15とを備える。
本実施形態に係る両面粘着シート1では、第2の剥離シート15を第2の粘着剤層13から剥離する際の剥離力P2が、30mN/50mm以上であり、40mN/50mm以上であることが好ましく、特に50mN/50mm以上であることが好ましい。また、当該剥離力P2は、1000mN/50mm以下であり、500mN/50mm以下であることが好ましく、特に300mN/50mm以下であることが好ましい。
(1)芯材
芯材11は、第1の粘着剤層12および第2の粘着剤層13を積層することが可能であれば限定されないものの、特に、耐熱性を有する材料からなることが好ましい。芯材11としては、例えば、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フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、トリアセチルセルロース等のセルロースフィルム、ポリイミドフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリウレタンアクリレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニ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、アクリル樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、シクロオレフィン樹脂フィルム、液晶ポリマーフィルムなどのプラスチックフィルム;これらの2種以上の積層体などが挙げられる。プラスチックフィルムは、一軸延伸または二軸延伸されたものでもよい。上述した中でも、耐熱性を有する観点から、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またはポリイミドフィルムを使用することが好ましく、特にポリイミドフィルムを使用することが好ましい。
本実施形態に係る両面粘着シート1では、第1の粘着剤層12および第2の粘着剤層13がそれぞれシリコーン系粘着剤から構成されている。このため、本実施形態に係る両面粘着シート1は優れた耐熱性を有し、両面粘着シート1の加熱によって、部品および支持体に対する粘着力が過度に低下したり、当該粘着力が過度に向上したりすることが抑制される。その結果、両面粘着シート1を介して支持体上に固定された部品に対して加熱を伴う処理を行った際においても、部品と支持体とを良好に固定できるとともに、その後の両面粘着シート1から部品をピックアップする際にはピックアップ不良が抑制され、さらには、使用済みの両面粘着シート1を支持体から剥離する際に、支持体への糊残りが抑制される。当該糊残りが抑制されることで、支持体を再利用し易いものとなる。
R1 aSiO(4−a)/2・・・(1)
(式中、R1は互いに同一または異種の炭素数1〜12、好ましくは1〜8の非置換または置換の1価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8、好ましくは1.8〜2.5、より好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数である。)
第1の剥離シート14は、その剥離面において、第1の粘着剤層12に対する剥離性を発揮できる限り、特に限定されない。また、第2の剥離シート15は、前述した剥離力P2を発揮できる限り、特に限定されない。第1の剥離シート14および第2の剥離シート15は、それぞれ異なる剥離シートであってもよく、同種の剥離シートであってもよい。
本実施形態に係る両面粘着シート1は、複数の孔を有することにより格子状の形状を有していてもよい。当該複数の孔は、両面粘着シート1上において、X軸方向およびY軸方向に整列していることが好ましい。本実施形態に係る両面粘着シート1を半導体装置の製造方法に使用する際、当該複数の孔は、前もって形成されていてもよく、または、当該製造方法の途中で形成されてもよい。半導体装置の製造方法においては、上記孔を覆うように部品を積層することにより、当該孔に対して、部品の表面に存在する突起等を収めることができる。
本実施形態に係る両面粘着シート1の製造方法の例としては、芯材11の一方の面上に第1の粘着剤層12を形成した後、第1の粘着剤層12における芯材11とは反対側の面に第1の剥離シート14を積層し、続いて、芯材11の他方の面上に第2の粘着剤層13を形成した後、第2の粘着剤層13における芯材11とは反対側の面に第2の剥離シート15を積層する方法が挙げられる。あるいは、芯材11の一方の面上に第2の粘着剤層13を形成した後、第2の粘着剤層13における芯材11とは反対側の面に第2の剥離シート15を積層し、続いて、芯材11の他方の面上に第1の粘着剤層12を形成した後、第1の粘着剤層12における芯材11とは反対側の面に第1の剥離シート14を積層する方法が挙げられる。これらの方法によれば、芯材11と第1の粘着剤層12との間および芯材11と第2の粘着剤層13との間における密着性に優れた両面粘着シート1を製造することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述した両面粘着シート1を使用して、半導体装置を製造する方法である。
図2および図3は、第1の態様に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。これらの図を参照して、上述した各工程を以下に説明する。
第1剥離工程では、図2(a)に示されるように、本実施形態に係る両面粘着シート1から第1の剥離シート14を剥離する。本実施形態に係る両面粘着シート1では、前述した剥離力P2が前述した範囲であることにより、第2の粘着剤層13と第2の剥離シート15との間における密着性が適度なものとなり、第1の剥離シート14を剥離する際に、第2の剥離シート15の第2の粘着剤層13の剥がれが抑制される。これにより、第2の粘着剤層13の粘着面上に外部異物が付着することが抑制される。
貼付工程では、図2(b)に示されるように、第1の剥離シート14の剥離により露出した第1の粘着剤層12の粘着面を、支持体2上に貼付する。支持体2は、両面粘着シート1を貼付できるとともに、部品を支持でき、後述する加熱工程において加熱に耐えうるものであれば限定されず、例えば、ステンレススチール板、アルミ板、銅板等であることが好ましい。
領域形成工程では、図2(c)に示されるように、両面粘着シート1における第1の剥離シート14を除いてなる積層体に対して、当該積層体を貫通する複数の孔3を形成する。第1の態様に係る半導体装置の製造方法では、当該孔3が、両面粘着シート1に囲まれた、両面粘着シート1が存在しない領域となる。
第2剥離工程では、図3(a)に示されるように、支持体2上に貼付された両面粘着シート1から第2の剥離シート15を剥離する。本実施形態に係る両面粘着シート1では、剥離力P2に対する粘着力A1の比(A1/P2)が前述した範囲であることにより、第2の剥離シート15を剥離する際に、支持体2からの両面粘着シート1の剥がれが抑制される。なお、第2剥離工程は、領域形成工程の前に行ってもよい。
部品積層工程では、図3(b)に示されるように、複数の部品4を第2の粘着剤層13上に積層する。このとき、部品4が、それぞれ1つの孔3を覆うように積層する。これにより、部品4の表面に、破損し易い突起41が存在している場合であっても、当該突起41を孔3内に収めることが可能となり、これにより、両面粘着シート1との接触に起因する当該突起41の破損を抑制することができる。
加熱工程では、図3(b)に示されるように、複数の部品4を第2の粘着剤層13上に積層された状態で、部品4に対して、加熱を伴う処理を行う。当該処理の例としては、IRリフロー、メッキ等の薬液処理、蒸着処理、表面コート処理、乾燥のためのベーク処理、保護剤の加熱硬化等が挙げられる。また、加熱を伴う処理における加熱温度は、100℃以上であってよく、特に150℃以上であってよい。また、当該加熱温度は、400℃以下であってよく、特に300℃以下であってよい。さらに、加熱を伴う処理における加熱時間は、1分以上であってよく、特に5分以上であってよい。また、当該加熱時間は、300分以下であってよく、特に200分以下であってよい。
部品剥離工程では、図3(c)に示されるように、部品4を第2の粘着剤層13から剥離する。当該剥離は、例えば、ピックアップ装置を使用して、部品4を個々にピックアップすることで行うことができる。
シート剥離工程では、全ての部品4が剥離された両面粘着シート1を支持体2から剥離する。本実施形態に係る両面粘着シート1では、粘着力B1が前述した範囲であることで、第2の粘着剤層13と支持体2との間の密着性が過度に高くなることがなく、そのため、第2の粘着剤層13の粘着剤成分による支持体2への糊残りを生じることなく、支持体2から両面粘着シート1を良好に剥離することができる。これにより、支持体2は、粘着剤の残渣を除去する処理を行う必要なく、そのまま再利用することができる。
第2の態様に係る半導体装置の製造方法では、前述した、複数の孔を有することにより格子状の形状を有する両面粘着シート1を使用する。当該両面粘着シート1は、予め複数の孔3が形成されているため、前述した領域形成工程において、両面粘着シート1における第1の剥離シート14を除いてなる積層体を貫通する複数の孔3を形成する必要がない。
第3の態様に係る半導体装置の製造方法では、前述した、テープ状の形状を有する両面粘着シート1を複数使用する。具体的には、第1の態様に係る半導体装置の製造方法と同様に第1剥離工程を行った後、貼付工程として、支持体2に対して、複数のテープ状の形状を有する両面粘着シート1を、互いに間隔をあけて平行に貼付する。これにより、支持体2上に、隣り合う両面粘着シート1に挟まれた、両面粘着シート1が存在しない領域が形成される。そのため、第3の態様に係る半導体装置の製造方法では、貼付工程が、領域形成工程を兼ねることとなる。なお、両面粘着シート1ごとに、第1の剥離シート14を剥離し、その両面粘着シート1を支持体2に貼付する作業を必要回数繰り返すことが好ましく、特に、第1の剥離シート14を剥離しながら、それにより露出する第1の粘着剤層12の粘着面を支持体2に貼付することが好ましい。領域形成工程を兼ねた貼付工程の完了後、第1の態様に係る半導体装置の製造方法と同様に、第2剥離工程、部品積層工程、加熱工程、部品剥離工程およびシート剥離工程を行うことができる。
表1に示す構成成分を混合し、メチルエチルケトンにて希釈して、固形分濃度が20質量%である、第1の粘着剤層のための粘着剤組成物の塗工液を得た。当該塗工液を、芯材としての、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製,製品名「カプトン100H」,厚さ:25μm)の片面上にロールナイフコーターを用いて塗工し、得られた塗膜を130℃で2分間加熱して硬化させ、第1の粘着剤層を形成した。得られた第1の粘着剤層における芯材とは反対の面に、第1の剥離シートとしての、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面がフッ素系剥離剤により剥離処理されてなる剥離フィルム(リンテック社製,製品名「SP−PET 38E−0010YCS」)の剥離面を貼付し、芯材と、第1の粘着剤層と、第1の剥離シートとがこの順に積層してなる積層体を得た。なお、第1の粘着剤層の厚さを表1に示す。
シリコーン系粘着剤A:シリコーン粘着剤(東レ・ダウコーニング社製,製品名「SD 4587 L」)
シリコーン系粘着剤B:シリコーン粘着剤(東レ・ダウコーニング社製,製品名「SD 4580」)
シリコーン系粘着剤C:シリコーン粘着剤(東レ・ダウコーニング社製,製品名「SD 4584」)
プライマー:プライマー(東レ・ダウコーニング社製,製品名「BY24−712」)
白金触媒:白金触媒(東レ・ダウコーニング社製,製品名「SRX 212」)
実施例および比較例にて製造した両面粘着シートを25mm幅、100mm長に裁断した後、第1の粘着剤層の粘着面および第2の粘着剤層の粘着面のそれぞれについての粘着力(mN/25mm)を、JIS Z0237に準じて以下に説明する通り測定した。
試験例1と同様に試験用積層体を得た後、当該試験用積層体を、260℃で1分間加熱した。当該加熱条件を、加熱条件1とする。当該加熱後の試験用積層体について、試験例1と同様に、第1の粘着剤層および第2の粘着剤層についての粘着力(mN/25mm)をそれぞれ測定した。得られた粘着力を、それぞれ、第1の粘着剤層についての加熱条件1における粘着力B1(mN/25mm)、および第2の粘着剤層についての加熱条件1における粘着力B2(mN/25mm)とした。その結果を表2に示す。
実施例および比較例にて製造した両面粘着シートを50mm幅、200mm長に裁断した後、第1の剥離シートおよび第2の剥離シートのそれぞれについての剥離力(mN/50mm)を、JIS Z0237に準じて以下に説明する通り測定した。
(1)試験用半導体パッケージの作製
銅箔張り積層板(三菱ガス化学社製,製品名「CCL-HL830」,銅箔の厚さ:18μm)における銅箔に回路パターンを形成した後、当該パターン上にソルダーレジスト(太陽インキ社製,製品名「PSR-4000 AUS303」)を積層してなる基板(ちの技研社製,製品名「LN001E−001 PCB(Au)AUS303」)を用意した。
実施例および比較例にて製造した両面粘着シートから第1の剥離シートを剥離し、露出した第1の粘着剤層の粘着面をステンレススチール板(SUS304鏡面板,算術平均粗さRa:0.05μm,寸法:15cm×7cm×0.5mm)の片面に貼付した。
上記工程(2)に記載される処理において、以下の4つの評価項目を確認し、後述する評価基準に基づいて「○」、「×」および「△」の3段階で評価した。結果を表2に示す。
項目1:両面粘着シートから第1の剥離シートを剥離する際における、第2の粘着剤層と第2の剥離シートとの界面における剥がれの有無
項目2:ステンレススチール板上に貼付された両面粘着シートから第2の剥離シートを剥離する際における、ステンレススチール板と両面粘着シートとの界面における剥がれの有無
項目3:両面粘着シートから試験用半導体パッケージをピックアップする際における、ステンレススチール板と両面粘着シートとの界面における剥がれの有無
項目4:ステンレススチール板から両面粘着シートを剥離した後における、ステンレススチール板表面における第1の粘着剤層を構成していた粘着剤残渣の有無
○:目視により明確に「無」と判断できた。
△:目視では明確に判断できなかったものの、ルーペを用いた場合に「無」と判断できた。
×:目視により「有」と判断できた。
11…芯材
12…第1の粘着剤層
13…第2の粘着剤層
14…第1の剥離シート
15…第2の剥離シート
2…支持体
3…孔
4…部品
41…突起
Claims (13)
- 芯材と、前記芯材の一方の面側に積層された第1の粘着剤層と、前記芯材の他方の面側に積層された第2の粘着剤層と、前記第1の粘着剤層における前記芯材とは反対の面上に積層された第1の剥離シートと、前記第2の粘着剤層における前記芯材とは反対の面上に積層された第2の剥離シートとを備える両面粘着シートであって、
前記第1の粘着剤層および前記第2の粘着剤層が、それぞれシリコーン系粘着剤から構成され、
前記第2の剥離シートを前記第2の粘着剤層から剥離する際の剥離力P2が、30mN/50mm以上、1000mN/50mm以下であり、
前記両面粘着シートから前記第1の剥離シートを剥離して露出した前記第1の粘着剤層の粘着面をステンレススチール板(SUS304)に貼付した前記両面粘着シートについて、JIS Z0237:2009に準拠して測定される前記ステンレススチール板に対する180°引きはがし粘着力を粘着力A1としたとき、前記剥離力P2に対する前記粘着力A1の比(A1/P2)が、10以上、5000以下であり、
前記両面粘着シートから前記第1の剥離シートを剥離して露出した前記第1の粘着剤層の粘着面をステンレススチール板(SUS304)に貼付し、260℃で1分間加熱した後における前記両面粘着シートについて、JIS Z0237:2009に準拠して測定される前記ステンレススチール板に対する180°引きはがし粘着力B1が、500mN/25mm以上、15000mN/25mm以下であり、
前記両面粘着シートから前記第2の剥離シートを剥離して露出した前記第2の粘着剤層の粘着面をステンレススチール板(SUS304)に貼付し、260℃で1分間加熱した後における前記両面粘着シートについて、JIS Z0237:2009に準拠して測定される前記ステンレススチール板に対する180°引きはがし粘着力を粘着力B2としたとき、前記粘着力B1から前記粘着力B2を減じて得られる粘着力の差が、1000mN/25mm以上、20000mN/25mm以下である
ことを特徴とする両面粘着シート。 - 前記第1の剥離シートを前記第1の粘着剤層から剥離する際の剥離力を剥離力P1としたとき、当該剥離力P1は前記剥離力P2よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の両面粘着シート。
- 前記第剥離力P1は、50mN/50mm以上、2000mN/50mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の両面粘着シート。
- 前記粘着力A1は、500mN/25mm以上、15000mN/25mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 前記両面粘着シートから前記第2の剥離シートを剥離して露出した前記第2の粘着剤層の粘着面をステンレススチール板(SUS304)に貼付した前記両面粘着シートについて、JIS Z0237:2009に準拠して測定される前記ステンレススチール板に対する180°引きはがし粘着力A2は、100mN/25mm以上、15000mN/25mm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 前記粘着力B2は、100mN/25mm以上、15000mN/25mm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 複数の孔を有することにより格子状の形状を有し、
隣り合う2つの前記孔の間の幅が、0.001mm以上、10mm以下である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の両面粘着シート。 - 0.1mm以上、5mm以下の幅を有するテープ状の形状を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 前記第1の剥離シートは、前記第2の剥離シートよりも先に剥離されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の両面粘着シートから前記第1の剥離シートを剥離する工程、
前記第1の剥離シートの剥離により露出した前記第1の粘着剤層の粘着面を、支持体上に貼付する工程、
前記貼付と同時にまたは前記貼付の後に、前記両面粘着シートに囲まれたまたは挟まれた、前記両面粘着シートが存在しない領域を設ける工程、
前記支持体上に貼付された前記両面粘着シートから前記第2の剥離シートを剥離する工程、
複数の部品を、それぞれが前記領域を覆うようにまたは前記領域にまたがるように、前記第2の粘着剤層上に積層する工程、
前記部品に対して、加熱を伴う処理を行う工程、および
前記部品を前記第2の粘着剤層から剥離する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記部品を前記第2の粘着剤層から剥離する工程の後に、前記両面粘着シートを前記支持体から剥離する工程をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記領域は、前記第1の粘着剤層の粘着面が前記支持体に貼付された後、前記両面粘着シートから前記第1の剥離シートを除いてなる積層体に対して、当該積層体を貫通する複数の孔を形成することで設けられることを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記領域は、前記支持体に対して、複数のテープ状の前記両面粘着シートを、互いに間隔をあけて平行に貼付することで設けられることを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。
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