KR100665421B1 - 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트 및 이에의한 절단 조각의 제조 방법 - Google Patents

방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트 및 이에의한 절단 조각의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 접착제 폐기물을 끌어올리거나 칩화(chipping)를 유발하지 않고 절단 과정을 수행하고, 절단 조각을 용이하게 분리 및 회수할 수 있으며, 부착물이 이동 및 다른 단계를 견딜 수 있는 점착력을 갖는 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트에 관한 것이다. 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트는 기판, 및 기판의 하나 이상의 면에 형성된 열-팽창성 미세구 및 방사선-경화성 화합물을 함유하는 감압성 접착제 층을 포함한다. 절단될 공작물을 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 감압성 접착제 층의 표면에 배치하고, 감압성 접착제 층을 방사선으로 조사하여 접착제 층을 경화시킨다. 공작물을 조각으로 절단하고, 그다음 감압성 접착제 층을 열로 발포화하고, 그다음 절단 조각을 접착제 시이트로부터 분리하고 회수한다. 이와 같이, 가공 단계중에 문제점을 유발하지 않고 절단 조각을 효과적으로 제조할 수 있다.

Description

방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트 및 이에 의한 절단 조각의 제조 방법{RADIATION-CURABLE HEAT-PEELABLE PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING CUT PIECES WITH THE SAME}
도 1은 본 발명의 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 한가지 양태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 다른 양태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 절단 조각을 제조하기 위한 본 발명의 한가지 양태의 방법의 단계를 나타내는 개략도이다.
* 도면 부호의 설명
1: 기판
2: 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층
2a: 방사선 조사에 의해 경화된 감압성 접착제 층
2b: 방사선 조사 후에 열에 의해 팽창된 감압성 접착제 층
3: 세퍼레이터(separator)
4: 감압성 접착제 층
5: 피착체(절단될 공작물)
6: 방사선
7: 절단선
8: 절단 조각
본 발명은 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트에 관한 것으로, 이러한 접착제 시이트로부터 피착체의 절단 조각이 방사선 및 열 처리를 통해 용이하게 분리되고 회수될 수 있다. 본 발명은 추가로 접착제 시이트에 의해 절단 조각을 제조하는 방법에 관한 것이다.
가소성 물질 등으로 제조된 높은 모듈러스 필름 또는 시이트 기판을 포함하고 이 기판상에 발포제를 함유하는 감압성 접착제 층을 포함하는 열-박리성 감압성 접착제 시이트가 감압성 접착제 시이트로 공지되어 있는데, 이러한 감압성 접착제 시이트는 반도체 웨이퍼 또는 다층 커패시터 시이트와 같은 절단할 공작물(피착체)에 적용하여 그 공작물을 소정 크기의 조각으로 절단하고, 절단된 조각, 예를 들어 칩을 그로부터 용이하게 분리하고 회수하는데 사용된다(예를 들어, JP-B-50-13878 호(본원에서 사용되는 'JP-B'는 심사된 일본 특허 공고 공보를 의미함), JP-B-51-24534, JP-A-56-61468(본원에서 사용되는 'JP-A'라는 용어는 '미심사되고 공개된 일본 특허 출원'을 의미함), JP-A-56-61469 호 및 JP-A-60-252681 호 참고). 이러한 열-박리성 감압성 접착제 시이트는, 피착체의 절단에 견딜 수 있는 접착 고정력을 가지고 이로부터 형성된 절단 조각을 용이하게 분리 및 회수할 수 있도록 고안된다. 즉, 감압성 접착제 시이트는 다음과 같은 특성을 갖는다. 접착제 시이트는 피착체와 접촉하는 경우 고도의 점착성을 갖는다. 그러나, 절단 조각을 회수하는 경우에는, 열-팽창성 미세구를 함유하는 발포성 감압성 접착제 층이 가열에 의해 발포화되거나 팽창되어 거친 표면을 갖게 된다. 결과적으로 접착제 층이 피착체에 접착되어 있는 면적의 감소로 인하여, 점착력이 감소 또는 손실되고, 따라서, 절단 조각이 접착제 시이트로부터 용이하게 분리될 수 있다.
그러나, 전술한 열-박리성 감압성 접착제 시이트가 이에 고정된 피착체를 절단하는데 사용하는 경우 하기의 문제점을 갖는다. 감압성 접착제 층이 열-팽창성 미세구를 포함하기 때문에 두껍고 부드럽기 때문에, 접착제 폐기물이 절단 블레이드에 의해 당겨 올려지고(flinging up), 감압성 접착제 층이 변형되어 칩화(chipping)를 유발할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하는데 효과적인 대책은 감압성 접착제 층의 두께를 감소시키는 것이다. 그러나, 전술한 바와 같은 열-박리성 감압성 접착제 시이트는 열-팽창성 미세구의 크기 이하의 두께로 제조되는 경우, 열-팽창성 미세구가 부분적으로 감압성-접착제 층의 표면으로부터 돌출되어 감압성 접착제 층의 표면 평활성을 손상시킨다. 이러한 감압성 접착제 시이트는 시이트 상의 피착체를 고정시키기에 충분한 점착력을 가질 수 없다. 따라서, 감압성 접착제 층의 두께를 감소시키는 것은 제한적이며 상기 문제점을 해결해 주지 못한다.
다른 한편으로, 방사선-경화성 감압성 접착제 시이트 또한 공작물에 적용하고 절단 조각, 예를 들어 칩을 이로부터 분리하고 회수하는 방법으로 공작물을 조각으로 절단하는데 광범위하게 사용된다. 방사선-경화성 감압성 접착제 시이트는 일반적으로 방사선-경화성 화합물을 함유하는 감압성 접착제 층을 가지고, 절단되어 형성된 절단 조각을 회수하는 경우 방사선-경화성 감압성 접착제 시이트는 방사선에 의해 조사되어 감압성 접착제 층을 경화시켜 이들의 점착력을 상당히 감소시킴을 특징으로 한다. 이러한 방사선-경화성 감압성 접착제 시이트에서, 감압성 접착제 층의 두께는 극소량으로 감소될 수 있고, 이것은 접착제가 당겨 오르거나 변형되는 것을 방지한다는 이점이 있다. 그러나, 종래의 방사선-경화성 감압성 접착제 시이트를 사용하는 경우 하기 문제점을 갖는다. 즉, 방사선으로 조사됨으로써 경화된 이후의 감압성-접착제 층이 일반적으로 잔류 점착력을 보유하기 때문에, 절단 조각의 회수시 픽업(pickup) 공정이 필요하고, 이러한 경우 절단 조각을 당겨 올리는 것과 같은 물리적인 응력이 요구된다. 이러한 픽업 회수 공정은, 최근에 두께가 감소하고 있는 반도체 웨이퍼 등과 같이 절단 조각이 대단히 얇은 경우 절단 조각을 마모시키거나 균열을 일으킬 수 있다는 것이 지적되었다.
JP-B-63-17981 호에는 반도체 웨이퍼를 조각으로 절단하는데 사용하기 위한 감압성 접착제 시이트를 개시하고 있다. 이러한 감압성 접착제 시이트는 감압성 접착제, 방사선-중합성 화합물 및 열-팽창성 화합물을 포함하는 감압성 접착제 층으로 코팅된 기판을 포함한다. 또한, 전술한 인용 특허에는 반도체 웨이퍼를 감압성 접착제 시이트의 감압성 접착제 층의 표면에 부착시키는 단계, 웨이퍼를 다이싱(dicing)하는 단계, 후속적으로 방사선에 의한 조사 및 열 팽창 처리를 동시에 수행하여 점착력을 감소시키는 단계, 그다음 절단 조각을 픽업하는 단계를 포함하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법은 하기와 같은 단점을 보유한다. 점착력을 감소시키기 위한 방사선 조사 및 열 팽창 처리는 절단(다이싱) 단계 이후에 동시에 수행되기 때문에, 접착제 폐기물이 당겨 올려지며 접착제 층이 작업, 즉 절단 공정중에서 변형된다. 결과적으로, 절단의 정확도가 낮아진다. 또한, 방사선에 의한 조사 및 열 팽창 처리 이후에 감압성 접착제 층의 잔류 점착력이 크기 때문에, 매우 얇은 절단 조각을 회수하기 어렵다.
본 발명의 목적은 피착체를 운송 단계 및 다른 단계에 견딜 수 있게 하는 점착력을 가지면서 접착제 폐기물의 당겨 올려짐 또는 칩화를 유발함이 없이 절단 작업을 수행할 수 있고, 절단 조각을 용이하게 분리하고 회수할 수 있게 해 주는 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 감압성 접착제 시이트에 의해 절단 조각을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 집중적으로 연구한 결과, 하기와 같은 사실이 발견되었다.
열 팽창성이 열-팽창성 미세구에 의해 부여되고, 공작물-절단 단계가 방사선 조사에 의해 감압성 접착제 층을 경화한 후, 감압성-접착제 층을 열적으로 발포화 하기 전에 수행되는 경우, 기판을 포함하고 기판위에 방사선 경화성 및 열 팽창성을 갖는 감압성 접착제 층이 형성되어 있는 감압성-접착제 시이트는 가공 단계에서 문제를 일으키지 않고 공작물을 절단하고, 이로부터 절단 조각을 효율적이며 부드럽게 분리하고 회수하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 완성되었다.
본 발명은 기판, 및 이러한 기판의 한쪽 면에 형성된 열-팽창성 미세구 및 방사선-경화성 화합물을 함유하는 감압성 접착제 층을 포함하는 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트를 제공한다.
또한, 본 발명은 절단할 공작물을 전술한 방사선 경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 감압성 접착제 층의 표면에 배치하고, 방사선으로 감압성 접착제 층을 조사하여 접착제 층을 경화하고, 공작물을 조각으로 절단하고, 후속적으로 열로 감압성 접착제 층을 발포화하고, 그다음 접착제 시이트로부터 절단 조각을 분리하고 회수함을 포함하는 절단 조각을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 태양은 필요에 따라 도면을 참고하면서 하기에서 상세하게 설명될 것이다. 도 1은 본 발명의 자외선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 양태를 보여주는 개략적인 단면도이다. 이러한 양태에서, 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 시이트(2)는 기판(1)의 한쪽 면상에 형성되고, 세퍼레이터(3)가 그 위에 추가로 놓인다. 본 발명에 따른 감압성 접착제 시이트는, 예를 들어 시이트형 및 테이프형과 같은 통상적인 형태 또는 공지된 형태로부터 선택된 임의의 적당한 형태를 가질 수 있다.
감압성 접착제 층(2) 등을 위한 지지체로 작용하는 기판(1)은, 감압성 접착제 층(2)의 열 처리에 의해 기판의 기계적 강도가 감소되지 않을 정도의 내열성을 갖는 물질로 구성된다. 기판(1)의 예로는 폴리에스테르, 올레핀 수지 및 폴리(비닐 클로라이드)와 같은 가소성 물질의 시이트 및 필름을 들 수 있다. 그러나, 기판(1)은 이러한 예로 제한되어 수행되는 것은 아니다. 기판(1)은 바람직하게는 피착체를 절단하기 위해서 사용되는 커터(cutter)와 같은 절단 수단에 의해 절단될 수 있다. 기판이 공작물의 절단 후 신장될 수 있기 때문에, 기판(1)으로서 가요성 폴리올레핀 필름 또는 시이트와 같은 내열성 및 신장성을 갖는 기판을 사용하는 것이 절단 조각을 서로 분리시켜야만 하는 절단-조각 회수 기법에서 바람직하다. 감압성 접착제 층(2)을 경화하기 위한 방사선으로서 자외선이 사용되는 경우에, 기판(1)은 정해진 양 이상으로 자외선을 투과시킬 수 있는 물질로 구성되어야 한다. 기판(1)은 단층 또는 다층 구조물을 보유할 수 있다.
기판(1)의 두께는 피착체에 적용하고, 피착체를 절단하고, 절단 조각을 분리하고 회수하는 단계에서 작업 효율 및 작동 효율을 감소시키지 않은 범위에서 적당하게 선택될 수 있다. 그러나, 이들의 두께는 일반적으로 500㎛ 이하, 바람직하게는 약 3 내지 300㎛, 보다 바람직하게는 약 5 내지 250㎛이다. 기판(1)의 표면은, 인접층에 대한 접착력, 고정력 등의 강화를 목적으로, 예를 들어 화학적 또는 물리적 처리, 예를 들어 크롬산에 의한 처리, 오존에의 노출, 화염에의 노출, 높은 전압의 전기 쇼크에의 노출, 이온화 방사선 등에 의한 처리, 프라이머(예를 들어 하기에서 설명할 감압성 접착제 물질)에 의한 코팅 처리 등과 같은 통상적인 표면 처리법을 수행할 수도 있다.
방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)은 점착력을 부여하기 위한 감압성 접착제 물질, 방사성 경화성을 부여하기 위한 방사선-경화성 화합물, 및 열 팽창성을 부여하기 위한 열-팽창성 미세구를 포함한다.
감압성 접착제 물질로서 공지된 감압성 접착제를 통상적으로 사용할 수 있다. 이들의 예로는 천연 고무 또는 임의의 다양한 합성 고무를 포함하는 고무계 감압성 접착제, 실리콘계 감압성 접착제, 및 예를 들어, 알킬(메트)아크릴레이트와 이와 공중합가능한 하나 이상의 불포화 단량체의 공중합체를 포함하는 아크릴계 감압성 접착제를 포함한다. 이러한 감압성 접착제는, 분자내에서 기재 중합체가 방사선의 작용에 의해 중합화되는 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 것일 수도 있다. 특히 감압성 접착제 층(2)에 혼입될 수 있는 방사선-경화성 화합물과 이들의 혼화성 등의 관점에서 아크릴계 감압성 접착제가 감압성 접착제중에서 특히 바람직하다.
아크릴계 감압성 접착제의 예로는, 알킬 (메트)아크릴레이트(예를 들어, C1-20 알킬을 포함한 에스테르, 예를 들어 메틸 에스테르, 에틸 에스테르, 프로필 에스테르, 이소프로필 에스테르, 부틸 에스테르, 이소부틸 에스테르, s-부틸 에스테르, t-부틸 에스테르, 펜틸 에스테르, 헥실 에스테르, 헵틸 에스테르, 옥틸 에스테르, 2-에틸헥실 에스테르, 이소옥틸 에스테르, 이소데실 에스테르, 도데실 에스테르, 트리데실 에스테르, 펜타데실 에스테르, 헥사데실 에스테르, 헵타데실 에스테르, 옥타데실 에스테르, 노나데실 에스테르 및 에이코실 에스테르) 및 사이클로알킬 (메트)아크릴레이트(예를 들어 C3-20 사이클로알킬을 갖는 에스테르, 예를 들어 사이클로펜틸 에스테르 및 사이클로헥실 에스테르)중에서 선택된 하나 이상의 단량체 성분을 사용하여 제조된 아크릴계 중합체(단독중합체 또는 공중합체)를 기재 중합체로서 함유하는 감압성 접착제를 포함한다.
아크릴계 감압성 접착제로서, 감압성 접착제 특성을 개질시키거나 다른 목적을 위해서 사용된 하나 이상의 단량체와 하나 이상의 알킬(또는 사이클로알킬) (메트)아크릴레이트의 공중합체를 기재 중합체로서 함유하는 감압성 접착제가 사용될 수 있다. 이러한 다른 단량체의 예(공단량체)로는 카복시-함유 단량체, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸 아크릴레이트, 카복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 및 크로톤산; 산 무수물 단량체, 예를 들어 말레산 무수물 및 이타콘산 무수물; 하이드록시-함유 단량체, 예를 들어 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 및 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트; 설포-함유 단량체, 예를 들어 스티렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 및 (메트)아크릴아미도프로판설폰산; 포스페이트-함유 단량체, 예를 들어 2-하이드록시에틸 아크릴오일포스페이트; (N-치환된) 아미드 단량체, 예를 들어 (메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, 및 N-메틸올프로판(메트)아크릴아미드; 알킬아미노알킬 (메트)아크릴레이트 단량체, 예를 들어 아미노에틸 (메트) 아크릴레이트 및 N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트; 알콕시알킬 (메트)아크릴레이트 단량체, 예를 들어 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트 및 에톡시에틸 (메트)아크릴레이트; 말레이미드 단량체, 예를 들어 N-사이클로헥실말레이미드 및 N-이소프로필말레이미드; 이타콘이미드 단량체, 예를 들어 N-메틸이타콘이미드 및 N-에틸이타콘이미드; 숙신이미드 단량체, 예를 들어 N-(메트)아크릴오일옥시메틸렌숙신이미드 및 N-(메트)아크릴오일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드; 비닐 단량체, 예를 들어 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 스티렌 및 α-메틸스티렌; 시아노아크릴레이트 단량체, 예를 들어 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴; 에폭시-함유 아크릴계 단량체, 예를 들어 글리시딜 (메트)아크릴레이트; 아크릴계 글리콜 에스테르 단량체, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트 및 폴리프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트; 하나 이상의 헤테로사이클, 할로겐 원자, 규소 원자 등을 함유하는 아크릴계 에스테르 단량체, 예를 들어 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 플루오로(메트)아크릴레이트, 및 실리콘 (메트)아크릴레이트; 다작용성 단량체, 예를 들어 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트; 올레핀 단량체, 예를 들어 이소프렌, 부타디 엔 및 이소부틸렌; 및 비닐 에테르 단량체, 예를 들어 비닐 에테르를 들 수 있다. 이러한 단량체는 단독 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
감압성 접착제, 방사선-경화성 화합물 및 열-팽창성 미세구 이외의 적당한 첨가제가 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)에 도입될 수도 있다. 이러한 첨가제의 예로는 가교결합제(예를 들어, 이소시아네이트 가교결합제 및 에폭시 가교결합제), 증점제(예를 들어 로진 유도체 수지, 폴리테르펜 수지, 석유 수지, 및 지용성 페놀계 수지), 가소화제, 충전제, 산화방지제, 및 계면활성제를 들 수 있다. 추가로, 자외선이 방사선으로 사용되는 경우 광중합화 개시제가 혼입된다.
열-팽창성 미세구는, 가열하는 경우 쉽게 기화되어 팽창되는 물질, 예를 들어 이소부탄, 프로판 또는 펜탄을 탄성 껍질 내에 둘러싸서 형성된 미세구일 수도 있다. 껍질부는 일반적으로 열가소성 물질, 열-용융성 물질, 열 팽창에 의해 파열되는 물질 등으로 구성된다. 껍질부를 구성하는 이러한 물질의 예로는 비닐리덴 클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체, 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐 부티르알), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리설폰 등을 들 수 있다. 열-팽창성 미세구는 예를 들어 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 계면 중합법과 같은 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 열-팽창성 미세구로서 시판중인 제품, 예를 들어 마쓰모토 마이크로스피어(Matsumoto Microsphere)(제품명; 마쓰모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co. Ltd.)에 의해 제조함)를 사용할 수 있다.
열-팽창성 미세구의 평균 입경은, 분산성, 박막 형성의 적당성 등의 관점에서 일반적으로 약 1 내지 80㎛, 바람직하게는 약 1 내지 50㎛이다. 추가로, 열-팽창성 미세구가 열 처리를 통해서 감압성 접착제를 함유하는 감압성 접착제 층의 점착력을 효과적으로 감소시키기 위해서, 미세구는 바람직하게는 이들의 체적 팽창도가 5 배 이상, 특히 10 배를 능가할 때까지(예를 들어 12배 이상), 파열되지 않는 적당한 강도를 갖는다. 낮은 팽창도에서 파열되는 열-팽창성 미세구를 사용하는 경우 또는 미세캡슐화되지 않은 열-팽창화제를 사용하는 경우, 감압성 접착제 층(2)이 피착체에 부착된 면적을 충분히 감소시킬 수 없고 만족스러운 분리성이 달성되기 어렵다.
사용되는 열-팽창성 미세구의 양은 이들의 종류에 따라 변한다. 그러나, 이들의 사용량은 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)을 구성하는 기재 중합체 100 중량부당 10 내지 200 중량부, 바람직하게는 약 20 내지 125 중량부이다. 미세구의 양이 10 중량부 미만인 경우, 열 처리에 의한 점착력의 감소 효과가 불충분하기 쉽다. 다른 한편으로, 이들의 양이 200 중량부를 초과하는 경우, 감압성 접착제 층(2)은 응집력의 불충분 또는 기판(1)로부터의 계면 분리에 의해 문제가 생기기 쉽다.
방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)에 분자내 2개 이상의 방사선-중합성 탄소-탄소 이중 결합을 가지고 방사선 작용에 의해 경화하여 3차원 망상을 갖는 방사선-경화성 화합물이 혼입된다. 경화를 위해 자외선 조사가 사용되는 경우, 광중합화 개시제가 추가로 혼입된다.
방사선-경화성 화합물은 바람직하게는 분자량이 약 10,000 이하인 것이다. 보다 바람직하게는, 방사선-경화성 화합물은, 분자량이 약 5,000 이하이고 1개의 분자당 2 내지 6개의 방사선-중합성 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 것이어서, 감압성 접착제 층이 방사선 조사에 의해 3차원 망상을 형성하도록 충분히 제조될 수 있다. 이러한 방사선-경화성 화합물의 전형적인 예는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노하이드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 1,4-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 및 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트를 들 수 있다. 이러한 방사선-경화성 화합물은 단독 또는 이들의 2 이상의 조합체의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.
혼입될 수 있는 방사선-경화성 화합물의 양은, 감압성 접착제 층(2)이 방사선 조사에 의해 경화된 후에 열-팽창성 미세구가 팽창 또는 발포화되는 것을 억제하지 않을 정도의 범위로 결정된다. 이들의 양은 방사선-경화성 화합물, 열-팽창성 미세구의 팽창 압력, 피착체에 대한 경화된 감압성 접착제 층의 바람직한 접착성, 절단 수단 등에 대한 조건 등에 따라 적당하게 결정된다. 그러나, 방사선-경화성 화합물은 감압성 접착제 층(2)의 기재 중합체 100 중량부당 일반적으로 1 내지 100 중량부, 바람직하게는 약 5 내지 60 중량부의 양으로 첨가된다. 방사선 조사된 감압성 접착제 층(2)이, 열-팽창성 미세구가 팽창되기 시작하는 온도 및 절단 공정이 수행되는 온도에서 각각 5×107 Pas 이하 및 1×106 Pas 이상의 동적 탄성 모듈러스를 갖는 경우, 절단시에 우수한 작업성 및 바람직한 열 박리성을 달성하는 것이 가능하다.
광중합화 개시제의 예로는, 이소프로필 벤조인 에테르, 이소부틸 벤조인 에테르, 벤조페논, 마이클(Michler) 케톤, 클로로티오크산톤, 도데실티오크산톤, 디메틸티오크산톤, 아세토페논 디에틸 케탈, 벤질 디메틸 케탈, α-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 및 2-하이드록시메틸페닐프로판을 들 수 있다. 이러한 광중합화 개시제는 단독 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 사용될 수도 있다.
혼입되는 광중합화 개시제의 양은 기재 중합체 100중량부당 일반적으로 바람직하게 0.1 내지 5 중량부이다. 이들의 양이 0.1 중량부 보다 적으면 감압성 접착제 층(2)이 자외선 조사를 통해서 불충분한 3차원 망상을 형성하고 따라서 결과적으로 감압성 접착제 시이트의 절단 조각에 대한 접착력의 감소가 너무 작다는 점에서 바람직하지 않다. 반대로, 이들의 양이 5중량부를 초과하면, 이러한 과량의 개시제의 양에 상응하는 경화가 수행되지 않을 뿐만 아니라 이러한 광중합 개시제가 부분적으로 절단 조각의 후방 면상에 부착된 채로 남아있기 때문에 바람직하지 않다. 트리에틸아민, 테트라에틸펜타민 또는 디메틸아미노에탄올과 같은 아민 화합물이 광중합화 개시제와 혼합된 형태로, 필요에 따라, 광중합화 촉진제로서 사용될 수도 있다.
방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)이 통상적인 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어 감압성 접착제, 열-팽창성 미세구 및 방사선-경화성 화합물을 포함하고 선택적으로 광중합화 개시제, 첨가제, 용매 등을 함유하는 코팅용 유체를 기판(1)에 도포하는 방법으로 접착제 층을 형성할 수 있다. 선택적으로, 사용법은 코팅용 유체를 적당한 세퍼레이터(예를 들어 이형지)에 도포하여 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)을 형성하고, 이러한 층을 기판(1)으로 이동시키는 단계로 구성된다.
방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)의 두께는, 열-팽창성 미세구의 발포화 또는 팽창후의 응집성의 부족으로 인해 발생하는, 접착층이 접착제 잔류물을 피착체에 남기는 것을 예방한다는 기준, 및 열-팽창성 미세구의 입자 직경을 기준으로 하여, 예를 들어 300㎛ 이하(약 5 내지 300㎛), 바람직하게는 약 10 내지 150㎛이다.
세퍼레이터(3)로서, 예를 들어 가소성 필름, 종이 등이 포함되고, 실리콘 수지, 장쇄 알킬 아크릴레이트 수지, 플루오로수지 등으로 대표되는 이탈제로 피복된 표면을 갖는 기판, 또는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 비극성 중합체로 제조된 점착력이 약한 기판이 사용될 수 있다. 세퍼레이터(3)는 전술한 바와 같이 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2) 등을 기판(1)에 이동시키는데 있었서의 일시적인 지지체로서 사용될 수 있거나 접착제 시이트가 실제 용도에 적용되는 경우 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2) 등을 보호하기 위한 보호용 물질로서 사용될 수 있다. 세퍼레이터(3)가 항상 배치될 필요는 없다.
방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)은 기판(1)의 한쪽 면뿐만 아니라 이들의 각각의 면상에 형성될 수 있다. 기판(1)의 한쪽 면에 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)을 형성하고 이들의 다른쪽 면에 방사선-경화성 화합물 및 열-팽창성 미세구를 포함하지 않은 통상적인 감압성 접착체 층을 형성하는 것도 가능하다. 추가로, 예를 들어 기판(1)과 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2) 사이에 계면층을 형성할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 다른 양태를 나타내는 개략적인 단면도이다. 이러한 양태에서, 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)은 기판(1)이 한쪽 면에 형성되고 세퍼레이터(3)는 이들 위에 놓인다. 추가로, 감압성 접착제 층(4) 및 세퍼레이터(3)가 기판(1)의 다른쪽 면상에 놓인다. 이러한 감압성 접착제 시이트는 감압성 접착제 층(4) 및 세퍼레이터(3)가 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)이 형성되어 있는 면의 반대편인 기판(1)의 면에 배치된다는 점에서, 도 1의 감압성 접착제 시이트와는 상이하다.
감압성 접착제 층(4)은 감압성 접착제 물질을 포함한다. 이러한 감압성 접착제 물질로서, 전술한 자외선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)에서와 동일한 감압성 접착제 물질(감압성 접착제)가 사용될 수 있다. 필요에 따라 적당한 첨가제가 이러한 감압성 접착제 층(4)에 혼입될 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 가교결합제(예를 들어, 이소시아네이트 가교결합제 및 에폭시 가교결합제), 증점제(예를 들어 로진 유도체 수지, 폴리테르펜 수지, 석유 수지, 및 지용성 폐놀계 수지), 가소화제, 충전제, 산화방지제 및 계면활성제를 들 수 있다. 그러나, 감압성 접착제 층(2)을 경화시키기 위한 방사선으로 자외선을 사용하는 경우, 감압 성 접착제 층(2)내에 혼입되어 있는 광반응 개시제의 중합화 개시 반응을 상당히 억제하는 물질을 사용 또는 첨가하는 것은 바람직하지 않다.
감압성 접착제 층(4)의 두께는 피착체에의 적용, 피착체의 절단, 절단 조각의 분리 및 회수 등에 있어서 작업 효율 등을 손상시키지 않은 범위에서 선택될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 이들의 두께는 약 5 내지 50㎛이다. 감압성 접착제 층(4)은 전술한 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 각각의 세퍼레이터(3)로서, 자외선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)상에 배치된 세퍼레이터(3)와 동일한 것이 사용될 수 있다. 이러한 감압성 접착제 시이트는 감압성 접착제 층(4)을 사용함으로써 받침대의 표면에 고정된 상태로 사용될 수 있다.
도 3은 절단 조각을 제조하기 위한 본 발명의 방법에 따른 양태의 단계를 나타내는 개략도이다. 보다 구체적으로, 도 3은 절단될 공작물(피착체)(5)을 도 1(세퍼레이터(3)는 제거됨)에서 나타낸 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)의 표면에 가압-결합시키는 단계; 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)을 방사선(6) 조사하여 감압성 접착제 층(2)을 경화시키는 단계; 절단선(7)을 따라 피착체를 정해진 크기로 절단하여 절단 조각을 형성하는 단계; 후속적으로 열 처리하여 감압성 접착제 층에 포함되어 있는 열팽창성 미세구를 팽창하거나 발포화하는 단계; 및 시이트로부터 절단 조각(8)을 분리하고 회수하는 단계를 포함하는 일련의 단계를 단면도로서 나타낸다. 도 3에서, (1)은 기판을 나타내고, (2a)는 방사선 조사에 의해 경화된 감압성 접착제 층을 나타내고, (2b)는 방사선 조사된 후에 열에 의해 팽창된 감압성 접착제 층을 나타낸다.
예를 들어, 적당한 가압 수단, 예를 들어 고무 롤러, 적층 롤 또는 감압성 접착제 층에 대해 피착체를 가압하는 가압 기구를 사용하여 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)에 피착체(5)를 가압 결합시킬 수 있다. 이러한 가압-결합 전에, 감압성 접착제 물질의 형태에 따라, 감압성 접착제 물질은, 필요한 경우, 열-팽창성 미세구가 팽창하지 않는 범위의 온도로 가열되거나 또는 물 또는 유기 용매를 첨가함으로써 활성화될 수도 있다.
방사선으로서 자외선, 전자빔 등이 사용될 수 있다. 방사선 조사는 적당한 방법으로 수행될 수 있다. 그러나, 감압성 접착제 층이 자외선 조사되는 경우, 열-팽창성 미세구가 자외선 열에 의해 팽창하기 시작하는 경우도 있다. 따라서, 자외선 조사의 경우 열-팽창성 미세구가 팽창을 개시하지 않을 정도의 온도로 감압성 접착제 층을 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조사 시간을 최소화하거나, 또는 피착체가 결합되어 있는 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트를 공기-냉각시킴으로써 이것을 달성할 수 있다.
자외선 조사에 의해 경화되는 감압성 접착제 층(2a)의 점착도는 감압성 접착제가 후속적인 절단 공정중에 당겨 올라오는 것을 방지할 수 있고 피착체(5)의 고정능이 손실되지 않을 정도의 범위에서 적당하게 선택될 수 있다. 이들의 점착도는 일반적으로 약 0.1 내지 10N/20mm, 바람직하게는 약 0.3 내지 2N/20mm이다(하기에서 기술할 평가 방법과 동일한 방법으로 평가됨). 점착도는 자외선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층(2)에 혼입될 감압성 접착제의 종류 및 양, 자외선-중합성 화합물의 종류 및 양, 광중합화 개시제의 종류 및 양, 조사량 등을 적당하게 선택함으로써 조절될 수 있다. 이러한 점착도는 절단 공정후에 열 처리에 의해 열-팽창성 미세구를 팽창시킴으로써 감소되거나 손실될 수 있다.
피착체(5)의 절단은 통상적인 절단 수단, 예를 들어 다이싱에 의해 수행될 수 있다. 열 처리를 위한 조건은, 피착체(5)(또는 절단 조각(8))의 표면 상태 및 내열성, 열-팽창성 미세구의 종류, 감압성 접착제 시이트의 내열성, 피착체(절단 조각)의 열 용량 등에 따라 적당하게 정할 수 있다. 그러나, 일반적인 조건은 350℃ 이하의 온도 및 30분 이하의 처리 시간을 들 수 있고, 특히 바람직하게는 100 내지 200℃의 온도 및 약 1 초 내지 15 분 동안의 처리 시간을 포함한다. 가열을 위한 일반적인 기법으로는 고온-공기 가열, 고온 플레이트와의 접촉, 적외선 가열 등을 들 수 있다. 그러나, 경화된 감압성 접착제 층(2a)을 발포화하거나 팽창시키되 피착체(5)를 더럽히지 않고 손상을 입히지 않는다면, 특별한 제한은 없으며, 어떠한 가열 기법도 사용될 수도 있다.
감압성 접착제 시이트의 기판(1)이 연신성 기판인 경우, 2차원 연신 시이트에 대해 통상적으로 사용되는 연신 수단을 사용함으로써 연신 처리할 수 있다.
본 발명의 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트가 감압성 접착제 물질(감압성 접착제)을 함유하는 감압성 접착제 층(2)을 가지기 때문에, 피착체(5)는 점착력에 의해 그 위에 단단하게 고정될 수 있어서, 피착체(5)는 시이트가 이동 도중 진동하는 경우에도, 감압성 접착제 시이트로부터 분리되지 않는다. 게다가, 감압성 접착제 층(2)은 절단 단계 이전에 자외선 조사에 의해 적당히 경화되기 때문에, 피착체는 절단 단계중에 절단용 블레이드에 의해 감압성 접착제 층이 당겨 올라오는 것을 예방하고 감압성 접착제가 변형되어 칩화 등을 유발하는 것을 방지하면서, 절단 단계중에 일정한 크기로 절단될 수 있다. 게다가, 감압성 접착제 층(2)이 열 팽창성 미세구를 함유하고 열 팽창성을 보유하기 때문에, 열-팽창성 미세구는 경화 단계 후에 열 처리에 의해 적당하게 발포화되거나 팽창할 수 있고, 따라서 감압성 접착제 층은 체적 변화가 생겨 거친 표면을 갖는 3차원 구조물로 된다. 따라서, 접착제 층은 결과적으로 형성된 절단 조각(8)에 부착되는 면적이 상당히 감소하여, 접착 강도가 상당히 감소되거나 손실된다. 따라서, 접착 강도의 상당한 감소 또는 손실은, 자외선 조사 및 열 처리를 통해 감압성 접착제 층을 경화시킴으로써 달성된다. 결과적으로, 피착체(5)를 절단하는 단계 및 절단 조각(8)의 분리 및 회수 단계에서 작업 효율 및 작동 효율이 상당히 개선되고, 생산 효율도 상당히 개선된다.
본 발명의 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트는, 피착체를 영구히 결합하는 용도에도 사용될 수 있지만, 피착체가 일정 시간 동안 결합되고, 결합 목적을 달성한 후에는, 결합 상태가 중단되는 것이 요구되거나 바람직한 경우의 용도에 사용하기 적당하다. 반도체 웨이퍼 또는 다층 세라믹 시이트를 고정하기 위한 용도 이외에, 이러한 용도의 예로는 예를 들어 다양한 전기 기구, 전자 기구, 디스플레이 등을 조립하는 단계에서 부품을 전달하거나 일시적으로 고정하기 위한 케리어 테이프, 일시적 고정 물질 또는 고정 물질, 및 금속 판, 가소성 판, 유리 판 등이 더럽혀지거나 파손되는 것을 예방하기 위해서 사용되는 표면 보호용 물질, 마스킹 물질 등을 들 수 있다. 접착제 시이트는 작거나 얇은 부품, 예를 들어 반도체 칩 및 다층 커패시터 칩을 제조하기 위한 전자 부품 제조 공정에서 사용하기에 특히 적당하다.
본 발명에 따르면, 감압성 접착제 층이 특정한 성분의 조합으로 구성되기 때문에, 접착제 층은 피착체가 이동 및 다른 단계에 견딜 수 있도록 하는 점착력을 가지면서도 접착제 폐기물의 당겨 올려짐 또는 칩화의 유발 없이 고도로 정확하게 절단될 수 있고, 생성된 절단 조각이 접착제 시이트로부터 쉽게 분리되고 회수될 수 있다. 따라서, 절단 조각의 분리 및 회수 단계에 있어서의 작업 효율 및 작동 효율이 상당히 개선되고, 따라서 작거나 얇은 절단 조각, 예를 들어 반도체 칩 및 다층 커패시터의 생산 효율이 상당히 개선될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참고로 하여 보다 상세히 설명될 수 있지만, 본 발명은 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
부틸 아크릴레이트 100 중량부 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 5 중량부로부터 형성된 아크릴계 공중합체(중량 평균 분자량: 500,000) 100 중량부를, 30 중량부의 열-팽창성 미세구(마쓰모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co. Ltd.)로 제조된 상품명 마스모토 마이크로스피어(Matsumoto Microsphere) F-50D), 3 중량부의 이소시아네이트 가교결합제, 12 중량부의 6작용 성 광중합성 화합물, 및 3 중량부의 광중합 개시제를 혼합하여 액체 혼합물을 제조하였다. 이러한 액체 혼합물을, 두께가 100㎛인 폴리에스테르 필름의 코로나-처리 면에 도포하고, 코팅을 건조시켜 두께가 45㎛인 아크릴계 감압성 접착제 층을 형성하였다. 따라서, 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트가 수득되었다.
대조예 1
실시예 1과 동일한 방법을 수행하되, 단 광중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 제거하였다. 이렇게 하여, 열-박리성 감압성 접착제 시이트가 수득되었다.
대조예 2
실시예 1과 동일한 공정을 수행하되, 열-팽창성 미세구를 제거하였다. 이렇게 하여, 방사선 경화성 감압성 접착제 시이트가 수득되었다.
평가 방법
두께가 25㎛인 폴리에스테르 필름(토레이 인더스트리즈 인코포레이티드(Toray Industries, Inc.)에서 제조된 상품명 루밀랄(Lumilar) S10)을, 실시예 및 대조예에서 수득된 감압성 접착제 시이트(폭 20㎜) 각각의 감압성 접착제 층의 면에 가압-결합하였다. 이러한 시험 조각에 대해 180°박리 점착도(N/20㎜; 박리속도, 300㎜/분; 23℃)를 시험하였다. 이들의 점착력은 처리 전, 방사선 조사 후, 및 방사선 조사하고 후속적으로 열 처리한 후에 측정하였다. 공기-냉각된 고압 수은 램프(46mJ/분)를 사용하여 방사선 조사하여, 10 초 동안 자외선으로 감압성 접착제 시이트 면의 시험 조각을 각각 조사하였다. 열 처리는 5분 동안 130℃ 고온-공기 건조 오븐에서 수행되었다.
추가로, 각각의 실시예 및 대조예에서 수득된 감압성 접착제 시이트를 두께가 50㎛인 반도체 웨이퍼에 도포한 후, 방사선 조사하였다. 후속적으로, 웨이퍼는 다이서(dicer; DISCO에서 제조됨 DFD651)에 의해 다이싱되고, 접착제 폐기물이 당겨 올라오는지 여부를 시각적으로 평가하였다. 그 후에, 열 처리하고 절단 조각의 당겨 올림 현상, 픽업에 의해 유발되는 균열 발생에 대해 시각적으로 평가하였다. 방사선 조사 및 열 처리는, 전술한 평가에서와 동일한 조건하에서 수행하였다.
평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다. 실시예 및 대조예 각각에서, 어떠한 접착제 잔류물도 열 처리 이후의 감압성 접착제 시이트로부터 분리된 칩 및 폴리에스테르 필름상에서 관찰되지 않았다.
실시예 1 대조예 1 대조예 2
점착력(N/20mm) 처리 전 조사 이후 조사하고 열 처리한 이후 2.50 0.50 0.00 2.60 2.20 0.05 2.40 0.60 0.70
접착제 당겨 올림 현상 발생하지 않음 발생함 발생하지 않음
칩 균열 발생하지 않음 발생하지 않음 발생함

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 수득한 감압성 접착제 시이트에서, 감압성 접착제 층의 점착력은 방사선 조사에 의해 상당히 감소하며, 감압성 접착제를 절단하는 동안 당겨 올려지는 현상을 예방할 수 있다. 추가로, 점착력은 후속적인 열 처리에 의해 손실되어, 칩이 픽업 공정중에 균열되는 것을 예방할 수 있다. 대조적으로 대조예 1의 감압성 접착제 시이트는 방사선 조사의 경우 점착력이 약간 감소하여, 감압성 접착제가 절단 과정중에 들어올려졌다. 대조예 2 의 감압성 접착제 시이트는 방사선 조사의 경우 점착력이 감소되지만 후속적인 열 처리한 이후의 추가적인 점착력 감소가 발생하지 않았으며, 따라서 칩 핍업 공정중에서 칩이 균열을 일으켰다.
본 발명에 따른 방사선-경화성 열-팽창성 접착제 시이트는 이를 사용하여 공작물을 절단하는 공정에서, 상기 절단 공정을 방사선으로 상기 접착제 시이트를 경화시킨 후 및 열-팽창시키기 전에 수행함으로써, 종래의 문제점인 접착제 층의 당겨 올려짐 현상 및 칩화 등의 문제점을 해결해 준다.

Claims (7)

  1. 기판, 및 상기 기판의 하나 이상의 면에 형성된, 열-팽창성 미세구 및 방사선-경화성 화합물을 함유하는 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층을 포함하는 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트로서,
    상기 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층의 두께가 5 내지 300㎛이고,
    상기 열-팽창성 미세구가 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층을 구성하는 기재 중합체 100 중량부당 10 내지 200 중량부의 양으로 함유되고,
    상기 방사선-경화성 화합물이 방사선-경화성 열-팽창성 감압성 접착제 층을 구성하는 기재 중합체 100 중량부당 1 내지 100 중량부의 양으로 함유되는
    방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감압성 접착제가 고무계 감압성 접착제, 실리콘계 감압성 접착제 또는 아크릴계 감압성 접착제인 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열-팽창성 미세구의 평균 입경이 약 1 내지 80㎛인 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선-경화성 화합물의 분자량이 약 10,000 이하인 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트.
  6. 삭제
  7. 절단할 공작물을 제 1 항에 따른 방사선-경화성 열-박리성 감압성 접착제 시이트의 감압성 접착제 층의 표면에 배치하고, 감압성 접착제 층을 방사선으로 조사하여 접착제 층을 경화하고, 공작물을 조각으로 절단하고, 후속적으로 감압성 접착제 층을 열에 의해 발포한 다음, 접착제 시이트로부터 절단 조각을 분리하고 회수하는 단계를 포함하는 절단 조각의 제조 방법.
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