TW202249093A - 帶體 - Google Patents

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鈴木佑奈
佃壮一
千嶋憲治
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日商藤森工業股份有限公司
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Abstract

本發明之帶體(10)係於基材層(12)的單面具有黏接著層(11)，斷裂伸度100%以上，彈性模數2GPa以下，且於230℃×80秒鐘之加熱後，具有斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下。

Description

帶體
本發明係關於一種帶體。 本案係基於2021年4月28日於日本提出申請之日本特願2021-076510號而主張優先權，將該申請案之內容援用於此。
於半導體零件之製造步驟中，如專利文獻1至專利文獻4所記載般，為了貼附被加工之半導體，係使用具有黏著劑層之帶體。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-105292號公報。 [專利文獻2]日本特開2010-225753號公報。 [專利文獻3]日本特開2010-251722號公報。 [專利文獻4]日本國際公開第2017/154619號。
[發明所欲解決之課題]
被固定於帶體之半導體為晶片之情形時，帶體相對於晶片需要有追隨性。所謂追隨性，意指相對於具有立體形狀之晶片，帶體可適當延長以大致無間隙的方式被貼附。另外，在將被固定於帶體之半導體晶片構裝於中介層等基板時，於回焊步驟中帶體需要有可耐受焊料的熔融溫度之耐熱性。
本發明係有鑑於上述情況所完成，課題在於提供一種具有追隨性以及耐熱性之帶體。 [用以解決課題之手段]
為解決前述課題，本發明之一態樣的帶體，係於基材層的單面具有黏接著層，斷裂伸度100%以上，彈性模數2GPa以下，且於230℃×80秒鐘之加熱後，具有斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下。
前述帶體中之前述黏接著層亦可藉由硬化而使黏接著力降低。
前述帶體可為於使用溶劑可溶型聚醯亞胺清漆所形成之基材層的單面具有前述黏接著層，前述黏接著層可藉由硬化而使黏接著力降低。
前述帶體可為於具有高延伸性的聚醯亞胺樹脂(於芳香族單元間具有碳數為3個以上之脂肪族單元)之基材層的單面上具有前述黏接著層，前述黏接著層可藉由硬化而使黏接著力降低。所謂高延伸性，意指例如如聚乙烯膜或聚丙烯膜般彈性模數低、且充分保有拉伸伸度，可以用手簡單地進行伸長之材質。
前述帶體於230℃×80秒鐘之加熱後、或是藉由前述黏接著層的硬化而使黏接著力降低之後，相對於聚苯並噁唑(PBO；Polybenzoxazole)的平滑的表面在室溫之黏接著力亦可為0.5N／25mm以下。
前述帶體亦可於前述黏接著層中與前述基材層為相反側之黏接著面具有剝離膜。 前述帶體亦可為半導體晶片之保護帶。 [發明功效]
根據本發明之帶體，藉由具有斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下，且於230℃×80秒鐘之加熱後，具有斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下，即使前述帶體在保持半導體晶片之情形時，仍具有追隨性以及耐熱性。
以下，基於合適的實施形態來說明本發明。於圖1係表示本發明之實施形態之帶體之一例。實施形態之帶體10，係於基材層12的單面具有黏接著層11，斷裂伸度100%以上，彈性模數2GPa以下。斷裂伸度以及彈性模數之具體的測定方法係如後述之實施例所記載。進而，帶體10即使於230℃×80秒鐘之加熱後，仍保持斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下。
加熱前以及加熱後的斷裂伸度的上限在本發明中並無特別限定，但作為工業上較佳的範圍亦可為200%左右。另外，加熱前以及加熱後的彈性模數的下限亦在本發明中並無特別限定，但作為工業上較佳的範圍亦可為1GPa左右。
黏接著層11可藉由特定的黏接著力將半導體晶圓、半導體晶片等被接著體進行固定。被接著體係被固定於黏接著層11的黏接著面11a。於本說明書中，所謂黏接著層，意指黏著層、接著層、或是兼具黏著層以及接著層兩者的性質之其中一種。黏接著層11可由黏接著劑所形成。所謂黏接著劑，意指黏著劑、接著劑、或是兼具黏著劑以及接著劑兩者的性質之其中一種。所謂黏接著力，意指剝離強度，例如意指黏著力或是接著力。黏接著面11a係黏接著層11具有黏接著力之面，例如意指黏著面或是接著面。
作為黏接著劑的具體例，例如可列舉：丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、環氧系接著劑、烯烴系熱封劑等。黏接著層11並不限定於感壓型接著劑(黏著劑)，亦可使用硬化型接著劑、反應型接著劑、溶劑型接著劑等來形成。於黏接著層11使用了黏著劑之帶體10亦可為黏著帶體。於黏接著層11使用了接著劑之帶體10亦可為接著帶體。
在被接著體尚未被固定於黏接著層11時，亦可具有被接著於黏接著層11的黏接著面11a之剝離膜14。
為了提高黏接著層11與基材層12之接合力，亦可在基材層12與黏接著層11之間具有錨固劑層。所謂錨固劑層，係為了提高基材層12與黏接著層11之間的接合力，以可良好接著於雙方之材質來製作之層。錨固劑層的厚度並無特別限定，但例如亦可為1μm至20μm左右。
帶體10具有剝離膜14之情形時，剝離膜14在將帶體10貼附於被接著體之前會被除去。對於被接著體係貼合於基材層12的單面具有黏接著層11之帶體本體13。
作為基材層12，並無特別限定，可列舉如聚乙烯(PE；Polyethylene)樹脂、聚丙烯(PP；Polypropylene)樹脂等聚烯烴樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯(PET；Polyethylene Terephthalate)樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT；Polybutylene Terephthalate)樹脂、聚萘二甲酸乙二酯(PEN；Polyethylene Naphthalate)樹脂等聚酯樹脂；尼龍等聚醯胺(PA；Polyamide)樹脂、聚醯亞胺(PI；Polyimide)樹脂、聚醚醯亞胺(PEI；Polyetherimide)樹脂、聚醯胺醯亞胺(PAI；Polyamide-Imide)樹脂、聚碳酸酯(PC；Polycarbonate)樹脂、聚醚碸(PES；Polyethersulfone)樹脂、聚苯硫醚(PPS；Polyphenylene Sulfide)樹脂、聚醚醚酮(PEEK；Polyetheretherketone)樹脂、氟樹脂等1種、或是2種以上之混合物或是共聚物的樹脂膜。
基材層12的光學特性並無特別限定，不論透明、半透明、不透明皆可使用。基材層12亦可為具有著色或是印刷之樹脂膜。基材層12的厚度並無特別限定，例如可列舉5μm至500μm，薄型的情形時，亦可為15μm至30μm左右。基材層12亦可為單層，亦可為兩層以上的積層體。
由針對被接著體之追隨性等觀點來看，較佳係帶體10的斷裂伸度為100%以上，帶體10的彈性模數為2GPa以下。帶體10具有剝離膜14之情形時，作為實施形態之斷裂伸度以及彈性模數，係對除去了剝離膜14之於基材層12的單面具有黏接著層11之帶體本體13的斷裂伸度以及彈性模數進行測定。
斷裂伸度係例如將膜等試料因定速的拉伸而斷裂之時間點的伸長率以%來表示之值。具體而言，拉伸試驗前的試料的長度設為Lo、斷裂時的試料的長度設為L時，斷裂伸度係以(L－Lo)／Lo×100(%)來表示。斷裂伸度越大，表示為對於拉伸力越柔軟的膜。具體的斷裂伸度的測定條件之一例係如後述之實施例所記載。
彈性模數係例如膜等試料產生彈性變形之情形時之應力與應變之間的比例常數。作為彈性模數，可列舉如拉伸彈性模數、壓縮彈性模數、彎曲彈性模數、剪切彈性模數、扭轉彈性模數等。拉伸方向之彈性模數稱為楊氏模數。用於楊氏模數的試驗之裝置以及試料可與用於斷裂伸度的試驗之裝置以及試料相同。帶體10的彈性模數只要為2GPa以下即可並無特別限定，亦可為0.5GPa以上，例如亦可為1.0GPa左右。具體的彈性模數的測定條件之一例係如後述之實施例所記載。帶體10的彈性模數的下限在本發明之中並無特別限定，但亦可為0.5GPa左右。
基材層12作為耐熱性高的樹脂較佳係例如對於加熱溫度200℃至260℃之加熱處理具有耐熱性。所謂具有耐熱性，意指於前述溫度範圍將基材層12進行加熱時不會產生熱分解或變形。作為耐熱性樹脂的具體例，例如可列舉如聚醯亞胺(PI)樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂、聚醯胺醯亞胺(PAI)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)樹脂、氟樹脂等1種或是2種以上的混合物或共聚物。
帶體10供應於進行加熱處理之用途之情形時，上述的斷裂伸度以及彈性模數較佳係經過加熱處理後仍能保持。例如，較佳係帶體10即使於230℃×80秒鐘之加熱後，仍能保持斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下。
基材層12中至少一者較佳係使用高延伸性的聚醯亞胺樹脂(例如於芳香族單元間具有碳數為3個以上之脂肪族單元)作為兼具耐熱性與柔軟性之樹脂。進而脂肪族單元較佳係含有具有碳數為1至10左右的伸烷基之聚亞烷基氧基。作為用以形成聚醯亞胺樹脂層之材料，亦可使用溶劑可溶型的聚醯亞胺清漆。聚醯亞胺樹脂只要是於分子中具有醯亞胺基之共聚物即可，亦可為聚醚醯亞胺(PEI)樹脂、聚醯胺醯亞胺(PAI)樹脂等。
根據需要，為使半導體晶圓、半導體晶片等被接著體可容易地移除，較佳係黏接著層11可降低對於被接著體之黏接著力。例如藉由於黏接著層11添加光硬化性樹脂或光聚合起始劑等感光性材料，黏接著層11在接受紫外線、電子束等能量線的照射時可硬化而使黏接著力降低。在此情形時，基材層較佳係可使得用以硬化黏接著層11之能量線穿透。例如，基材層12的穿透率較佳為於365nm、405nm或是在365nm至405nm之間的波長中之穿透率為15%以上。更佳係前述穿透率為50%以上。
作為剝離膜14，只要是可在帶體10的未使用時被覆黏接著層11而保護黏接著層11，並可在將被接著體進行固定之前剝離除去之膜即可，並無特別限定。剝離膜14例如亦可為表面具有由聚矽氧系剝離劑、氟系剝離劑、長鏈烷系剝離劑等所構成之剝離劑層之樹脂膜、或是亦可為於表面不具有剝離劑層之樹脂膜。剝離膜14雖無須具有優異之耐熱性、高延伸性、能量線的穿透性等，但為使黏接著層11的目視檢查容易進行，亦可具有透明性。
帶體10的製造方法並無特別限定，但亦可藉由於基材層12上形成黏接著層11來製造帶體10。亦可於剝離膜14上形成黏接著層11之後，藉由與基材層12進行複合來製造帶體10。亦可於剝離膜14上藉由塗布等依序形成黏接著層11以及基材層12來製造帶體10。
將帶體10捲繞成輥狀之情形時，亦可將具有帶體本體13以及剝離膜14之積層體作成輥狀。另外，亦可省略剝離膜14，而以帶體本體13的黏接著層11與基材層12重疊的方式進行捲繞。在省略剝離膜14之情形時，基材層12亦可兼有剝離膜14的功能，亦可於基材層12的背面12a設置剝離劑層。
作為使用帶體10之半導體零件的製造方法而言並無特別限定，亦可將帶體10貼附於半導體晶圓，亦可將帶體10貼附於半導體晶片。於半導體晶圓的加工時使用帶體10之情形時，可列舉具有如下步驟之製造方法：將半導體晶圓固定帶體10的黏接著層11之固定步驟、將貼附有帶體10之半導體晶圓加以切斷而於黏接著層11上獲得半導體晶片之切割步驟、以及自帶體10剝離半導體晶片之拾取步驟。將帶體10用於保護半導體晶片之情形時，亦可將半導體晶圓加以切斷所獲得之半導體晶片固定於帶體10的黏接著層11，在帶體10上進行半導體晶片之加工等。
關於半導體零件的製造之各步驟，進行各步驟之主體或場所等亦可在與前述固定步驟不同之狀況下實施。自黏接著層11移除被接著體時，亦可對黏接著層11照射能量線，使黏接著層11的黏接著力降低。亦可在將半導體晶片固定於黏接著層11上的狀態下，實施將半導體晶片與中介層、引線框等其它零件進行銲接之回焊步驟。帶體10應用於回焊步驟之情形時，帶體10較佳係具有可耐受回焊步驟之耐熱性。用於回焊之焊料並無特別限定，例如亦可為板狀、糊狀、霜狀等。亦可為了將回焊前的半導體晶片對中介層等進行暫時固定而使用帶體10。為了使帶體10密接於半導體晶片等，亦可將周圍以真空抽吸。
以上，對於本發明基於合適的實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述的實施形態，只要在不逸脫本發明之要旨之範圍內可進行各種改變。
作為被接著體，並不限定於矽(Si)等半導體晶圓以及半導體晶片，可列舉如玻璃基板、金屬基板、樹脂基板、以及含有1種以上這些基板之積層體、電子機器等。於這些被接著體中，亦可以與上述的半導體零件的製造方法同樣的方式，在進行了實施貼附有帶體之被接著體的加工、處理等之步驟之後，進行自帶體10剝離被接著體之步驟。帶體的用途並無特別限定，可列舉如：保護帶、覆蓋帶、切割帶、晶粒黏合帶、遮罩帶、研磨帶、密封帶、運送帶、絕緣帶、工程帶等。 [實施例]
以下，藉由實施例來具體說明本發明。
[實施例1至實施例2的帶體的製作] 藉由使用具有耐熱性之微黏著的黏著劑來形成厚度20μm的黏接著層，使用三井化學股份有限公司製的溶劑可溶型聚醯亞胺清漆(商品名：MP17A)來形成基材層，以製作實施例1至實施例2的帶體。實施例1的帶體中，基材層的厚度為12.5μm。實施例2的帶體中，基材層的厚度為25μm。
[比較例1的帶體的製作] 藉由使用與實施例1至實施例2相同的材料來形成厚度20μm的黏接著層，使用倉敷紡績股份有限公司製的聚醚醚酮膜(商品名：EXPEEK(註冊商標)，厚度25μm)來形成基材層，以製作比較例1的帶體。
[比較例2的帶體的製作] 藉由使用與實施例1至實施例2相同的材料來形成厚度20μm的黏接著層，使用DU PONT-TORAY股份有限公司的聚醯亞胺膜(商品名：Kapton(註冊商標)50H，厚度12.5μm)來形成基材層，以製作比較例2的帶體。
[追隨性的評價] 以500μm至600μm的間隔，於設置有50μm至60μm的高度的晶片之中介層上將帶體以真空帶體貼帶機進行貼合。帶體係以將配置於中介層上之多個晶片之周圍加以被覆的方式，貼合於中介層的表面以及各晶片之外周面。帶體沿著各晶片之立體形狀以大致無間隙地追隨般變形之情形評價為(〇)，帶體未追隨各晶片而變形之情形評價為(×)。
[拉伸特性的評價] 作為拉伸特性，係測定了楊氏模數、斷裂強度、斷裂伸度的3種類。測定裝置係使用了股份有限公司島津製作所製的拉伸試驗機(商品名：AGS-X 500N)。試料的尺寸設為寬度15mm×長度120mm。環境溫度設為室溫(23℃)，將試料的長度方向的兩端以拉伸試驗機的夾具分別夾持10mm，以拉伸速度50mm/min重覆3次進行拉伸試驗，對於下述各特性算出3次的平均值。
楊氏模數(GPa)係自前述拉伸試驗之應力與應變的圖形的初始斜率所求得。 斷裂強度係測定試料斷裂之時的強度(MPa)。 斷裂伸度係將拉伸試驗前的試料的長度設為Lo、將斷裂時的試料的長度設為L，將試料斷裂之時的拉伸伸長率(%)以100×(L－Lo)／Lo來算出。
[耐熱性] 耐熱性係藉由如下方式求得：將與上述的拉伸特性相同形式的試料裝入烘箱，對於在空氣中經過230℃×80秒鐘之加熱並冷卻至室溫(23℃)之後的試料，將作為拉伸特性之楊氏模數、斷裂強度、以及斷裂伸度的3種類以與前述相同條件進行測定，分別求出3次的試驗結果的平均值。
[黏接著力] 黏接著力係藉由如下方式求得：使用股份有限公司島津製作所製的拉伸試驗機(商品名：EZ Graph)，試料的尺寸設為寬度25mm×長度100mm、溫度23℃(室溫)，被接著體為PBO處理矽晶圓，貼合方法係使用2kg輥、貼合區域為寬度25mm×長度90mm、拉伸速度300mm/min、剝離角度180°之條件下，重覆測定3次，採用平均值。測定「初始黏接著力」以及「加熱後黏接著力」的2種類作為黏接著力。「初始黏接著力」係於加熱前所測定之黏接著力。「加熱後黏接著力」係在空氣中進行230℃×80秒鐘之加熱後所測定之黏接著力。被接著體的PBO處理矽晶圓係於表面具有PBO膜之矽晶圓，藉由使用該被接著體，可測定相對於PBO的平滑表面之黏接著力。
評價結果如表1所示。
[表1]
實施例1 實施例2 比較例1 比較例2
基材層 厚度(μm) 12.5 25 25 12.5
黏接著層 厚度(μm) 20 20 20 20
追隨性 ○ ○ × ×
拉伸特性 楊氏模數(GPa) 0.8 1.0 3.0 3.5
斷裂強度(MPa) 42.0 32.0 133.0 355.0
斷裂伸度(%) 122.0 128.0 93.0 80.0
耐熱性 楊氏模數(GPa) 1.2 1.0 2.8 3.2
斷裂強度(MPa) 43.0 51.0 152.0 368.0
斷裂伸度(%) 118.0 116.0 85.0 82.0
初始黏接著力(N/25mm) 0.3 0.3 0.3 0.3
加熱後黏接著力(N/25mm) 0.23 0.23 0.23 0.23
實施例1至實施例2的帶體係兼具有可耐受回焊步驟之耐熱性、以及對於晶片之追隨性及黏接著力。可知藉由帶體的斷裂伸度高、彈性模數低，即使對於如配置有半導體晶片等電路零件之基板等於被接著面具有凹凸之被接著體，對於包含凹凸周圍之被接著面仍可實現優異之追隨性。
比較例1至比較例2的帶體之斷裂伸度未達100%且彈性模數超過2GPa，對於晶片之追隨性差。以比較例1至比較例2的帶體亦在加熱前的拉伸特性與230℃×80秒鐘之加熱後的拉伸特性並沒有太大區別的方面來說，係具有耐熱性。帶體雖有耐熱性，但對於晶片之追隨性差，被認為原因在於由於斷裂伸度低，另外彈性模數(楊氏模數)高，故而帶體的變形性低。
10:帶體 11:黏接著層 11a:黏接著面 12:基材層 12a:背面 13:帶體本體 14:剝離膜
[圖1]係表示本發明之帶體之一例之剖面圖。
10:帶體
11:黏接著層
11a:黏接著面
12:基材層
12a:背面
13:帶體本體
14:剝離膜

Claims (5)

  1. 一種帶體，係於基材層的單面具有黏接著層，斷裂伸度100%以上，彈性模數2GPa以下，且於230℃×80秒鐘之加熱後，保持斷裂伸度100%以上、彈性模數2GPa以下。
  2. 如請求項1所記載之帶體，其中前述黏接著層可藉由硬化而使黏接著力降低。
  3. 如請求項1或2所記載之帶體，於230℃×80秒鐘之加熱後、或是藉由前述黏接著層的硬化而使黏接著力降低之後，相對於聚苯並噁唑(PBO)之黏接著力為0.5N／25mm以下。
  4. 如請求項1或2所記載之帶體，其中於前述黏接著層中與前述基材層為相反側之黏接著面具有剝離膜。
  5. 如請求項1或2所記載之帶體，係半導體晶片之保護帶。
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