TWI385759B - 切割用晶片接合薄膜、固定碎片工件的方法以及半導體裝置 - Google Patents

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Takeshi Matsumura
Masaki Mizutani
Sadahito Misumi
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Nitto Denko Corp
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Description

切割用晶片接合薄膜、固定碎片工件的方法以及半導體裝置
本發明係關於一種切割用晶片接合薄膜,此切割用晶片接合薄膜係應用於切割一個工件(半導體晶片等),在工件切割前,係利用黏著劑將碎片工件(半導體晶片等)固定於一電極元件上。本發明亦關於一種透過使用切割用晶片接合薄膜以固定碎片工件的方法。此外,本發明係關於一種半導體裝置,此半導體裝置包括一碎片工件,此碎片工件係上述固定方法黏著於半導體裝置上。舉例而言,本發明之切割用晶片接合薄膜可應用於各式工件,例如:矽質半導體、複合半導體、半導體封裝、玻璃以及陶瓷。
表面上形成有電路圖形的半導體晶片在有需要的狀況下,會進行背面拋光的製程,以調節其厚度,之後,將其切割成為碎片工件(切割步驟)。在切割步驟中,通常在適宜的流體壓力(通常約2 kg/cm2 )下清洗半導體晶片,以除去切割剩餘物。然後,此碎片工件會透過黏著劑而固定於一黏著物上,例如引線框架(固定步驟),之後,進行接合步驟。在接合步驟中,傳統上是在引線框架或碎片工件上塗佈黏著劑。但是,在傳統的方法中,很難均勻地形成黏著層,而黏著劑需要特殊的裝置才能塗佈且耗費很長的時間。因此,便有人提出了一種切割用晶片接合薄膜,這種切割用晶片接合薄膜是在切割步驟中透過黏著層來固定半導體晶片,並且提供固定步驟所必須的晶片接合用黏著 層。(參見,例如JP-A 60-57642)
在上述面的JP-A 60-57642中所揭露描述的切割用晶片接合薄膜包含包括一黏著層,此黏著層是以可分離的關係配置於一在基板材料上上以可釋放的方式安置的劑層。更確切地說,切割固定在劑層黏著層上的半導體晶片,然後拉伸基板材料,從而把碎片工件與劑層黏著層一起從基板材料上釋放分離,並且回收每一塊碎片工件,然後透過劑層黏著層將其固定至被黏著附物如引線框架上。
為了防止諸如不能切割和尺寸錯誤的問題,切割用晶片接合薄膜的黏著層需具有良好的固定半導體晶片的能力,且碎片工件與黏著層需易於一起從基板材料上分離。然而,這兩種特點是不容易平衡的。特別是,在利用旋轉圓弧刀刃切割半導體晶片的系統中要求黏著層有強固定力的時候,很難獲得符合上述特點的切割用晶片接合薄膜。
為了克服這些問題,便提出了各種各樣的改進方法(參見,例如JP-A 2-248064)。JP-A 2-248064提出了一種有利於拾取碎片工件的方法。它包括把紫外光輻射固化的感壓黏著層夾置於基板材料和黏著層中間,切割後利用紫外光將其輻射固化,用以降低感壓黏著層和黏著層之間的黏著力,由此使各層互相分離。
然而,有一些情況下即使用改進的方法,透過利用黏著層也幾乎不能達到切割過程中的固定能力與切割後的可分離能力之間的平衡。例如,對於一個大尺寸的碎片工件10mm×10mm或更大的工件,由於工件的尺寸太大而無法 用普通的晶片接合器來輕鬆拾取碎片工件。
為了解決這個問題,本發明提出了一種切割用晶片接合薄膜,這種切割用晶片接合薄膜在切割過程中對工件的固定能力,與碎片工件及晶片接合黏著層一起分離的能力之間找到了很好的平衡(JP-A 2002-299930)。甚至在拾取步驟中使用切割用晶片接合薄膜,仍然可以採用傳統的使用切割用感壓薄膜。更確切地說,將切割用晶片接合薄膜拉伸到一定尺寸,在要被拾取地碎片工件下的切割用晶片接合薄膜被升起或以小點和線方式摩擦,用以促使碎片工件從切割用晶片接合薄膜上分離,碎片工件係透過向上的抽真空裝置來拾取。應用上述的切割用晶片接合薄膜可以獲得優異的拾取。
近幾年來,工件(半導體元件)隨著IC卡等的普及,而朝向越來越薄的方向發展,然而,碎片工件透過上述的技術來拾取很容易變形,同時切割用晶片接合薄膜與碎片工件之間的剝離角度也正在減小。結果,剝離強度的增加阻礙了拾取。
拾取薄的碎片工件的機制可以近似地估計如下:即當拾取薄的碎片工件時,藉由一提升針(raising pin)促使切割用晶片接合薄膜之分離,由於工件薄而且硬度差所以工件的邊緣變形使得切割用晶片接合薄膜與工件的剝離角度比一般厚度較厚而且硬度較硬的工件情況下來得小,從而增加了剝離強度且阻礙拾取。
本發明的目的就是在提供一種本發明的一個目的是為了提供一種切割用晶片接合薄膜,這種切割用晶片接合薄膜包括一基板材料、一感壓黏著層與一晶片接合黏著層,此感壓黏著層係位於基板材料上,而此晶片接合黏著層係以可分離的關係配置於感壓黏著層上。這樣的話,即使在工件很薄的狀況下,在切割過程中對工件的固定能力與碎片工件及晶片接合黏著層一起釋放分離的能力之間也可獲得較佳的平衡。
本發明的再一目的是提供一種本發明的另一個目的是為了提供一種透過使用切割用晶片接合薄膜來固定碎片工件的方法。本發明的又再一個目的是為了提供一種半導體裝置,此半導體裝置包含包括透過此該固定方法黏著固定之碎片工件劑接的碎片工件的。
作為針對解決上述問題的廣泛研究的結果,本發明發現了下列的切割用晶片接合薄膜,從而得到了本發明。
也就是說,本發明係關於一種切割用晶片接合薄膜,包括一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),此感壓黏著層(2)係位於基板材料(1)上,而此晶片接合黏著層(3)係以可分離的關係配置於感壓黏著層(2)上。
其中感壓黏著層(2)對晶片接合黏著層(3)的黏著力,在剝離角度為15°、剝離點的移動速率2.5mm/sec、溫度23℃的狀況下,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力與相對應於在晶片接合黏著層(3)上部分或整個晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)的感壓黏著層(2) 的剩餘區域(2b)的黏著力是不同的,並滿足如下關係:對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)對於晶片接合黏著層(3)的黏著力不超過2.3N/25mm。
本發明中的切割用晶片接合薄膜包括一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),此感壓黏著層(2)係位於基板材料(1)上,而此晶片接合黏著層(3)係以可分離的關係配置於感壓黏著層(2)上。感壓黏著層(2)被設計成區域(2a和2b)相對應於晶片接合黏著層(3)上的工件附著區域(3a)及晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b),與晶片接合黏著層(3)之間的黏著力滿足如下關係:對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力。也就是說,感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)被設計成當切割或膨脹時適於黏著在晶片接合黏著層(3)上,從而避免晶片接合黏著層(3)從感壓黏著層(2)上分離。另一方面,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)被設計成易於分離。因此,可以得到一種切割用晶片接合薄膜,即使一個超過10mm×10mm的晶片利用此切割用晶片接合薄膜後,也可以被切割而不會失敗,在切割後,產生的碎片工件可以輕易地分離和拾取。因此,本發明之切割用晶片接合薄膜可以很好的平衡切割時的固定能力和拾取時的可分離能力。
此外,即使在剝離角度小到15°時,感壓黏著層(2) 對晶片接合黏著層(3)的黏著力約為2.3N/25mm甚至更小。因此,即使工件是薄的且在拾取過程中易於變形從而減小剝離角度,碎片工件仍可完美地拾取。較佳的黏著力是不高於2.0N/25mm,而最好是不高於1.8N/25mm。為了防止晶片分散等情況,較佳的黏著力是不低於0.1N/25mm,而最好是不低於0.3N/25mm。
切割用晶片接合薄膜中,晶片接合黏著層(3)中工件附著區域(3a)對工件的黏著力和對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力最好是滿足以下關係:對工件的黏著力>對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力。
由於晶片接合黏著層(3)對工件和對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力滿足上述關係,所以在切割工件之後,黏附在晶片接合黏著層(3)上的碎片工件可以容易地與對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)分離。
切割用晶片接合薄膜中,工件附著區域(3a)外的晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)可以是切割環附著區域(3b’)。在切割用晶片接合薄膜中,晶片接合黏著層(3)上切割環附著區域(3b’)對切割環的黏著力和對對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)的黏著力滿足以下關係更為適宜:對切割環的黏著力<對對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)的黏著力。
由於晶片接合黏著層(3)的黏著力滿足上述的關係, 所以切割時的固定能力和拾取時的可分離能力之間的平衡得到了改善。
此外,本發明係關於一種切割用晶片接合薄膜,包括一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),此感壓黏著層(2)係位於基板材料(1)上,而此晶片接合黏著層(3)係以可分離的關係配置於感壓黏著層(2)上。
其中,晶片接合黏著層(3)係作為一工件附著區域(3a)而配置於部分的感壓黏著層(2)上,感壓黏著層(2)對晶片接合黏著層(3)的黏著力,在剝離角度為15°、剝離點的移動速率2.5mm/sec、溫度23℃的狀況下,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力與感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力是不同的,在感壓黏著層(2)中滿足以下關係:對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)對晶片接合黏著層(3)的黏著力不超過2.3N/25mm。
本發明另提出一種切割用晶片接合薄膜,此切割用晶片接合薄膜包括一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),此感壓黏著層(2)係位於基板材料(1)上,而此晶片接合黏著層(3)作為一工件附著區域(3a)係以可分離的關係配置於部份的感壓黏著層(2)上。感壓黏著層(2)被設計成其對應工件附著區域(3a)的區域(2a)和感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力滿足如下關係:對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<感壓黏 著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力。也就是說,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)被設計成易於分離。另一方面,感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)可以接合一個晶片環並使之固定,從而使其在切割或膨脹時不被分離。因此,這裏可以得到一種切割用晶片接合薄膜,利用它即使一個大的晶片尺寸超過10mm×10mm也可以被切割而不會失敗,且在切割後,產生的碎片工件可以輕易地分離和拾取。本發明中的另一種切割用晶片接合薄膜可以很好地平衡切割時的固定能力和拾取時的可分離能力。
此外,即使當剝離角度小到15°時,感壓黏著層(2)對晶片接合黏著層(3)的黏著力會低到2.3N/25mm甚至更小。因此,即使工件是薄的且在拾取過程中易於變形從而減小剝離角度,碎片工件仍可完美地拾取。較佳黏著力最好是不高於2.0N/25mm,而更好是不高於1.8N/25mm。為了防止晶片分散等情況,較佳的黏著力是不低於0.1N/25mm,而更佳的黏著力是不低於0.3N/25mm。
另一種切割用晶片接合薄膜中,工件附著區域(3a)對工件的黏著力和對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力滿足以下關係更為適宜:對工件的黏著力>對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力。
由於工件附著區域(3a)對工件和對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力滿足上述關係,所以在切割工件之後,黏附在工件附著區域(3a)上的碎片工件可以容易地與對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)分 離。
在基板材料(1)和感壓黏著層(2)中,感壓黏著層(2)最好是由輻射固化感壓黏著劑所構成,對應於工件附著區域(3a)的對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)可以由經過射線輻射過的輻射固化感壓黏著劑所構成。
所使用的輻射固化感壓黏著劑最好是一含有壓克力聚合物的黏著劑,其玻璃轉換溫度為-70℃或更高。輻射固化感壓黏著劑最好是含有壓克力聚合物,其重量平均分子量達到500,000或更多更為適宜。輻射固化感壓黏著劑最好是含有40wt%或更多的輻射固化樹脂,這種輻射固化樹脂平均每個分子中含有6個碳-碳雙鍵或更多。
考慮到降低感壓黏著劑對晶片接合黏著層的黏著力,晶片接合黏著層(3)被黏著到碎片工件等之前,切割用晶片接合薄膜中的晶片接合黏著層(3)在25℃時的拉伸存儲彈性模數較佳為50MPa或更多,然後晶片接合黏著層(3)黏著到半導體元件上並將其固定(例如用熱固性的黏著劑固化)。拉伸存儲彈性模數較佳為70MPa或更多,而更好是80MPa或更多。考慮到對工件的附著,拉伸存儲彈性模數較佳為2500MPa或更少,更好是1000MPa或更少,而最好是500MPa或更少。
此外,本發明也涉及了一種固定碎片工件的方法,該方法包括下列步驟:將一工件接合於上述之切割用晶片接合薄膜的工件附著區域(3a), 把工件切割成碎片工件,將碎片工件與工件附著區域(3a)一起從對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)上分離,和透過工件附著區域(3a)將碎片工件黏著固定至半導體元件上。
這種固定碎片工件的方法使用之工件的較佳厚度在100微米以下。這種方法在工件的厚度在50微米以下時依然能實施。
此外,本發明涉及一種半導體裝置,包括一碎片工件,此碎片工件係利用上述之固定碎片工件的方法透過一工件附著區域(3a)黏著固定於一半導體元件上。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
以下,將配合圖示說明本發明之切割用晶片接合薄膜。圖1和2繪示為本發明之切割用晶片接合薄膜(11)其中一實施例的剖視圖,此切割用晶片接合薄膜包括一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),感壓黏著層(2)係位於基板材料(1)上,而此晶片接合黏著層(3)係位於感壓黏著層(2)上。
在圖1中,區域(2a,2b)被設計為介面(A)對應於工件附著區域(3a),而介面(B)係對應於晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b),感壓黏著層(2)從晶片接合 黏著層(3)上的可分離能力滿足下列關係:介面(A)的剝離強度>介面(B)的剝離強度。在晶片接合黏著層(3)中,工件附著區域(3a)對應於區域(2a),晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)對應於感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)。
圖2繪示為部分切割環附著區域(3b’)對應於晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)的一個例子。就是說,介面(B’)上切割環附著區域(3b’)和與之對應的對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)之間的剝離強度設計成滿足下列關係:介面(A)的剝離強度>介面(B’)的剝離強度。圖1中的感壓黏著層(2)是除了對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b),但是如圖2所示,除了對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的一部分區域是對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)。
圖3顯示了本發明中切割用晶片接合薄膜(13)剖視圖的一個實例,包括一層感壓黏著層(2)在一種基板材料(1)上,同時有一層工件附著區域(3a)在一部分感壓黏著層(2)上。感壓黏著層(2)被分別設計成對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)和感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b),對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)和感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)被設計成滿足下列關係:對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力。
基板材料(1)為切割用晶片接合薄膜提供強度。基板材料包括聚烯烴如低密度聚乙烯、線性聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚丙烯的無規共聚物、聚丙烯的嵌段共聚物、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等,聚酯如乙烯-乙酸乙烯共聚物、離聚體樹脂、乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯/(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯對萘二甲酸酯等、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺、每一個芳香族聚醯胺、聚苯硫醚、芳族聚醯胺(紙)、玻璃、玻璃布、氟樹脂、聚氯乙稀、聚偏二氯乙烯、纖維素樹脂、矽樹脂、金屬(箔)、紙等。基板材料的材料包括如上述交叉結合之聚合物。基板材料中包括的典型的材料如果需要的話,可以再嫁接上一個官能團、一個官能單體或一個修飾單體後使用。
當基板材料中包括塑膠薄膜時,塑膠薄膜可以是非拉伸形式使用,或者根據需要,進行單軸或雙軸拉伸處理。由於一個樹脂片經過拉伸處理後有熱收縮的能力,由此在切割後基板材料會熱收縮,從而減小對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)和工件附著區域(3a)之間的接觸面積,有利於工件碎片的回收。
製作基板材料的膜的方法可以用普通的已知成膜方法。例如:壓光成膜方法、鑄模成膜方法、膨脹擠壓、T-沖模擠壓等。基板材料的表面可以使用傳統的表面處理 方法進行處理,例如化學或物理處理方法、如鉻酸鹽處理、臭氧處理、火焰處理、高壓電擊處理與用離子化輻射能處理等,或是採用塗佈處理,例如基礎塗佈(如,後面會提到的黏附材料),以提高與相鄰層間的黏度、固定力等。
相同的或不同的基板材料(1)可以適宜地選擇和使用。基板材料可以是一層或多層,或是一個混合基板材料含有兩種或更多種樹脂乾混合在裏面。多層膜能以上述樹脂透過傳統的膜疊層方法如共擠壓方法,乾疊層方法來製得。基板材料(1)上面可以提供一種30至500Å的蒸發沉積層包括導電材料如金屬、合金和它們的氧化物從而具有抗靜電的能力。基板材料(1)可以是一層或多層包括兩層或更多層。當感壓黏著層(2)是輻射固化黏著層時,應使用至少是部分可透過如X-射線、紫外光、電子束等的基板材料。
在沒有特殊限制的時候,基板材料(1)的厚度可以適宜地選定,通常較佳的厚度為10至300微米,而最好是在30至200微米。
用於形成感壓黏著層(2)的感壓黏著劑沒有特別的限制,最好是容易使對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)和感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力不同之輻射固化感壓黏著劑。輻射固化感壓黏著劑能夠透過用輻射能如紫外光的照射增加交聯度,以易於降低黏著力。因此,可以透過固化對應於工件附著區域的輻射固化感壓黏著層,使對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)容易的獲 得顯著降低黏著力的能力。由於晶片接合黏著層(3)或工件附著區域(3a)黏附在因輻射固化而降低其黏著力的對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)上,在拾取過程中可以很容易的分離對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)和工件附著區域(3a)的介面。另一方面,未用輻射能照射的區域具有足夠的黏著力形成感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)。
在切割用晶片接合薄膜(11)或(12)中,由未經固化的輻射固化感壓黏著劑製成感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b),在切割中感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)可以緊貼晶片接合黏著層(3)以提供可靠的固定力。透過輻射固化感壓黏著劑,晶片接合黏著層(3)可以把一個碎片工件(半導體晶片)固定到一個黏附體(指半導體元件)如基質上,同時碎片工件可以得到固定力與可分離能力之間很好的平衡。在切割用晶片接合薄膜(13)中,感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)可以固定一個晶片環等。
用於形成感壓黏著層(2)的輻射固化感壓黏著劑的使用沒有特別的限制範圍,只要有輻射固化官能團如碳-碳雙鍵並具有黏著力即可。
輻射固化感壓黏著劑例如係包括輻射固化單體組分或低聚物組分的加成型輻射固化感壓黏著劑混合到普通感壓黏著劑如丙烯酸感壓黏著劑、橡膠感壓黏著劑、矽感壓黏著劑、聚乙烯醚感壓黏著劑。感壓黏著劑最好是基於丙烯酸類聚合物的丙烯酸類感壓黏著劑,所以電子元件如半導 體晶片和玻璃的不良的污染物可以用超純水和有機溶劑如乙醇洗滌和清潔。
丙烯酸類聚合物例如係包括丙烯酸類聚合物用作一個單體組分、一個或更多烷基(甲基)丙烯酸酯(包括,C1到C30,特別是C4到C18、線性或支鏈烷基酯如甲基酯、乙基酯、丙基酯、異丙基酯、丁基酯、異丁基酯、仲丁基酯、叔丁基酯、戊基酯、異戊基酯、己基酯、庚基酯、辛基酯、2一乙基己基酯、異辛基酯、壬基酯、癸基酯、異癸基酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等)和環烷基(甲基)丙烯酸酯(例如環戊基酯、環己基酯等)。(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,並且本發明中“(甲基)”均按此定義。基於固定和分離的考慮,丙烯酸類聚合物的玻璃轉換溫度較佳為-70℃或更高,更好是-60℃或更高,最好是-40℃至-10℃。因此,構成丙烯酸類聚合物的主要單體較佳均聚物單體,它的玻璃轉換溫度為-70℃或更高。
如果需要,為了改善凝聚力和耐熱性,丙烯酸類聚合物可以含有對應於其他單體組分與烷基(甲基)丙烯酸酯或環烷基酯共聚合的單元。這種單體組分例如係包括含有羧基的單體如丙烯酸、甲基丙烯酸、羧乙基(甲基)丙烯酸酯、羧戊基(甲基)丙烯酸酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸和巴豆酸等;酸酐單體如馬來酸酐和衣康酸酐等;含羥基的單體如2一羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯 酸酯、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、6-羥己基(甲基)丙烯酸酯、8一羥辛基(甲基)丙烯酸酯、10-羥癸基(甲基)丙烯酸酯、12一羥月桂基(甲基)丙烯酸酯、(4一羥甲基環己基)甲基(甲基)丙烯酸酯等;含磺酸基的單體如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2一(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、磺丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯基氧基萘磺酸等;含磷酸酯基的單體如2一羥乙基丙烯醯基磷酸酯等;和縮水甘油(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、烷基氨烷基(甲基)丙烯酸酯(例如,二甲基氨甲基丙烯酸甲酯、叔丁基氨甲基丙烯酸甲酯等)、N-乙烯吡咯烷酮、丙烯醯馬啉、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等。可以使用這些可聚合單體組分中的一種或兩種或更多種的混合物。最好是基於所有單體組分,這些可聚合單體組分的量為40wt%或以下。
如果需要交聯,丙烯酸類聚合物也可以含有作為可共聚單體組分的多官能單體。這種多官能單體包括己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯等。可以使用一種或多種多官能單體組成的混合物。考慮到黏著性能等,最好是基於所有的單體組分,多官能單體的量為30 wt%或更低。
丙烯酸類聚合物可以透過一種單體或含有兩種或多種單體的混合物的聚合來制得。可以在溶液聚合、乳液聚合、本體聚合和懸浮聚合的任何一種體係中進行聚合。考慮到防止清潔的黏附體受到污染,較佳之丙烯酸類聚合物中低分子量化合物的含量低。在這方面,較佳之丙烯酸類聚合物的數均分子量為500,000或以上,更好是約在800,000至3,000,000。
為了增加作為基礎聚合物如丙烯酸類等聚合物的數均分子量,感壓黏著劑可以適宜地使用外交聯劑。外交聯方法是一種特定的反應方法包括加入外交聯劑如聚異氰酸酯化合物,環氧化合物,氮丙啶化合物,三聚氰胺外交聯劑,尿素樹脂,無水化合物,聚胺,含羧基的聚合物並與之反應。當使用外交聯劑時,交聯劑的量根據將要交聯的基礎聚合物和感壓黏著劑的使用之平衡適宜地確定。一般而言,基於100重量份的基礎聚合物,較佳以5重量份或以下,更好是以0.01至5重量份的量混合外交聯劑。感壓黏著劑不僅可以混合上述的組分,而且如果需要感壓黏著劑可以混合各種傳統的添加劑如增黏劑、抗老化劑、填充劑和著色劑等。
摻混的輻射固化單體組分例如係包括多價醇(甲基)丙烯酸酯如三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯 酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等;聚酯型丙烯酸酯低聚物;異氰酸酯或異氰酸酯化合物如2-丙烯基-3-丁烯基氰酸酯、三(2-甲基丙烯醯基乙氧基)異氰酸酯等。輻射固化低聚物組分包括各種丙烯酸酯低聚物,如基於氨基甲酸酯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯和聚丁烯等的那些低聚物,並且較佳之分子量範圍在100到30000的。
單體組分或低聚物組分的黏性沒有特別的限制。輻射固化單體組分或低聚物組分可以是單獨使用也可以是兩種或更多種形成混合物使用。根據感壓黏著層的種類,摻混的組分的量可以以感壓黏著層黏著力下降來適宜地確定。若不是需要在拾取階段降低黏著力,摻混的單體組分或低聚物組分的量是沒有特別限制的,也就是說,在輻射能照射以後,這些摻混的組分在輻射固感壓黏著劑中的量較佳為40到75%,更好是在50到70%。
輻射固化感壓黏著劑不僅包括上面所述的加成型輻射固化感壓黏著劑,而且還包括內在型輻射固化感壓黏著劑,它使用在聚合物的側鏈或主鏈或在主鏈的端部含有碳-碳雙鍵的基礎聚合物。較佳之內在型輻射固化感壓黏著劑,原因在於它不需要結合低分子量組分如低聚物組分或者不含有大量的低聚物組分,因此感壓黏著劑中低聚物組分等不會隨著時間流逝而移動,從而可以形成具有穩定層結構的感壓黏著層。
由於基礎聚合物含有碳-碳雙鍵,所以可以沒有特別限 制地使用含有碳碳雙鍵並且同時具有黏著力基礎聚合物。較佳之基礎聚合物具有作為基本骨架的丙烯酸類聚合物。丙烯酸類聚合物的基本骨架包括上面所列舉的丙烯酸類聚合物。
像丙烯酸類聚合物中引入碳-碳雙鍵的方法沒有特別限制,並且可以使用各種方法,同時向聚合物的側鏈中引入碳-碳雙鍵在分子設計中更容易。例如,有一種方法,在含有官能團的單體與丙烯酸類聚合物共聚之後,使一種含有碳-碳雙鍵和可以與上面所述的官能團反應的官能團的化合物與共聚物進行縮合或加成反應,同時保持碳-碳雙鍵的輻射固化性能。
這些官能團的組合包括羧酸基和環氧基的組合、羧酸基和氮雜環丙烯基、羥基和異氰酸酯基。在這些官能團的組合物中,為了容易監控反應,較佳之羥基和異氰酸酯基的組合。若這種官能團的組合是一種形成含有碳-碳雙鍵的聚丙烯酸類聚合物的組合,官能團可以存在於丙烯酸類聚合物或上面所述的化合物中,並且在上面所述的較佳組合中,較佳的丙烯酸類聚合物中含有羥基,上面所述的化合物中含有異氰酸酯基。在這樣的情況下,含有碳-碳雙鍵的異氰酸酯化合物包括例如,甲基丙烯醯基異氰酸酯、2-甲基丙烯醯基乙氧基異氰酸酯、間-異丙烯基-α、α-二甲基苄基異氰酸酯等。如同丙烯酸類聚合物,可以使用上面所示例的含有羥基的單體和醚化合物如2-羥乙基乙烯基醚4-羥丁基乙烯基醚或二甘醇-乙烯基醚的共聚物。
如同內在型輻射固化感壓黏著劑,含有碳-碳雙鍵的基礎聚合物(尤其是丙烯酸類聚合物)可以單獨使用,也可以摻混輻射固化單體組分和低聚物組分至所述的特徵不被劣化的程度。就內在型輻射固化感壓黏著劑而言,含有碳-碳雙鍵的基礎聚合物的含量較佳為40 wt%或更多,更好是50 wt%或更多。
對於用紫外光的固化,輻射固化感壓黏著劑摻混有光聚引發劑。光聚引發劑例如係包括α-酮醇化合物如4-(2-羥乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α、α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮和1-羥基環己基苯基酮等;苯乙酮化合物如甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮和2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎啉代丙酮-1等;苯偶姻醚化合物如苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚和茴香偶姻甲醚等;縮酮化合物如苄基二甲基縮酮等;芳族磺醯氯化合物如2-萘磺醯氯等;光學活性肟化合物如1-苯基酮-1、1-丙二酮-2-(鄰-乙氧羰基)肟等;苯甲酮化合物如苯甲酮、苯甲醯基苯甲酸和3、3’-二甲基-4-甲氧基苯甲酮等;噻噸酮化合物如噻噸酮、2-二氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等;樟腦醌;鹵化酮;醯基氧化膦;醯基膦酸酯等。基於100重量份構成感壓黏著劑的的基礎聚合物如丙烯酸類聚合物等,摻混的光聚引發劑的量為0.1至10重量份,較佳為0.5至5重量份。
輻射固化感壓黏著劑例如係包括,在JP-A 60-196956中公開的感壓黏著劑,例如橡膠基感壓黏著劑和丙烯酸類感壓黏著劑,包括一種含有兩個或多個不飽和鍵的可加聚化合物、可光聚化合物如烷氧基矽烷含有環氧基團、光聚引發劑如羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺或鎓鹽基化合物。
如果需要,輻射固化感壓黏著層(2)還可以含有能透過輻照能照射而著色的化合物。透過將能透過輻照能照射而著色的化合物摻混入輻射固化感壓黏著層(2)中,輻射能照射的區域中僅有一處區域著色。也就是說,可以將對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)著色。因而,感壓黏著層(2)是否已經用輻射能照射可以用肉眼立即判斷出來,並且可以容易地識別工件附著區域(3a),以有利於工件的附著。此外,當半導體元件接受光學感測器等檢測時,提高了檢測的準確度,半導體元件的拾取過程中的錯誤也可以避免。
即將透過輻射能照射而著色的化合物在用輻射能照射前是無色的或淺色的,透過輻射能照射後著色。這種化合物的較佳實例包括無色染料。對於無色染料,較佳使用的無色染料是基於三苯基甲烷、熒烷、吩噻嗪、金胺和螺吡喃的傳統染料。具體的例子包括:3-[N-(對-甲苯基氨基)]-7-苯胺基熒烷、3-[N-(對-甲苯基)-N-甲氨基]-7-苯胺基熒烷、3-[N-(對-甲苯基)-N-乙氨基]-7-苯胺基熒烷、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯胺基熒烷、結晶紫內酯、 4,4’,4”-三-二甲氨基三苯基甲醇和4,4’,4”-三-二甲氨基三苯基甲烷等。
較佳與這些無色染料一起使用的顯影劑包括電子受體,例如一般使用的苯酚甲醛樹脂的初始聚合物,芳族羧酸衍生物,活性黏土等,並且可以與各種改變色調用的著色劑組合使用。
首先將透過輻射能照射而著色的化合物溶解於有機溶劑等中,然後摻混入輻射固化感壓黏著劑中,或者以細粉末的形式摻混入感壓黏著劑中。基於感壓黏著層(2),所使用的該化合物的比率為10 wt%或以下,較佳為0.01至10 wt%,更好是在0.5至5 wt%。當此化合物的比率高於10 wt%時,此化合物將吸收相當多照射給感壓黏著層(2)的輻射能,因而對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)幾乎不固化,由此不能充分地降低黏著力。另一方面,為了充分地著色,較佳之化合物的比率為0.01 wt%或以上。
感壓黏著層(2)被安置成對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力低於感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力。在切割用晶片接合薄膜(11)或(12)中,晶片接合黏著層(3)從介面(A)上的可分離能力確定為大於它從介面(B)上的可分離能力。在切割用晶片接合薄膜(13)中,對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)與作為黏附物的SUS304板(#2000拋光)的黏著力被確定低於感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)與此板的黏著力。
輻射固化感壓黏著劑形成對應於工件附著區域(3a) 的區域(2a)有這樣一種方法,其中在基板材料(1)上形成輻射固化感壓黏著層(2),並且透過輻射能的部分照射而固化對應於工件附著區域(3a)的區域,以形成對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)。輻射能的部分照射可以透過具有對應於除工件附著區域(3a)的區域外的晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)等圖案的光掩模而進行。此外,還有一種透過紫外光的點照射而固化感壓黏著層的方法。輻射固化感壓黏著層(2)的形成可以透過將在隔離物上安置的層轉移至基板材料(1)的方法。安置在隔離物上的輻射固化感壓黏著層(2)可以進行部分輻射能照射而固化。
當由輻射固化感壓黏著劑形成感壓黏著層(2)時,除了對應於工件附著區域(3a)的全部或部分的區域在基板材料(1)上,其至少有一側被光遮罩,輻射固化感壓黏著層形成在基板材料(1)上,然後輻射能照射而固化對應於工件附著區域(3a)的區域,以形成其黏著力被降低的對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)。在支援薄膜上印刷或真空沉積光掩膜的材料可以製備光遮罩材料。根據這種生產方法,可以有效地製備本發明的切割用晶片接合薄膜。
當輻射能照射過程中發生氧產生的固化抑制作用時,要求有某些方法使輻射固化感壓黏著層(2)的表面與氧氣(空氣)隔離。例如,有一種方法包括用隔離物覆蓋感壓黏著層(2)的表面,或者有一種方法包括在氮氣氣氛中用輻射能如紫外光等照射。
感壓黏著層的厚度與普通的切割感壓黏著劑片相近, 為1至50微米。當感壓黏著層的厚度太厚時,切割過程中切割用晶片接合薄膜會發生顯著的振動而易於碎裂,因此厚度較佳為20微米或更低。另一方面,當感壓黏著層的厚度太薄時,切割過程中很難獲得足夠的固定半導體元件的黏著力,因此厚度較佳為3微米或更高。考慮到這些方面,感壓黏著層的厚度較佳為3至20微米。
當接觸黏著在晶片接合黏著層(3)上的工件(半導體晶片等)被切割成為晶片時,晶片接合黏著層(3)是緊緊附著於工件上並且支持工件,同時當被作為切割碎片(半導體晶片等)的碎片工件將要安裝時,黏著層用於固定碎片工件到半導體元件(基片,晶片等)上。特別重要的是晶片接合黏著層(3)具有的黏著力不會使切割碎片在工件切割期間散開。在切割用晶片接合薄膜(13)中,晶片接合黏著層(3)安置在預先形成的工件附著區域(3a)。
晶片接合黏著層(3)可以由普通晶片接合黏著劑形成。較佳晶片接合黏著劑是一種可以形成為薄片的黏著劑。作為晶片接合黏著劑,例如,較佳是使用含有熱塑性或熱固性樹脂的晶片接合黏著劑。晶片接合黏著劑可以單獨使用或者使用含有兩種或更多種的晶片接合黏著劑的混合物。較佳晶片接合黏著層是一種在70℃或更低可以附著至工件如半導體晶片或至切割環的層。更好的晶片接合黏著層是一種可以在常溫下附著的層。
用作晶片接合黏著劑(熱塑性晶片黏著劑)的熱塑性樹脂例如係包括飽和聚酯樹脂、熱塑性聚氨酯基樹脂、醯胺 基樹脂(尼龍基樹脂)、醯亞胺基樹脂等。熱固性樹脂(熱固性晶片接合黏著劑)例如係包括環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、熱固性丙烯酸類樹脂、酚樹脂等。較佳的熱固性樹脂被去溶劑化,被形成薄片,B段熱固性樹脂。可以使用熱固性樹指和熱塑性樹脂的B段混合物。本發明中,還可以將例如基於矽氧烷、橡膠、氨基甲酸乙酯、醯亞胺和丙烯醯基的具有高玻璃轉換溫度的那些樹脂用作晶片接合黏著劑。
透過適宜地組合玻璃化轉變溫度不同的熱塑性樹脂或熱固性溫度不同的熱固性樹脂,晶片接合黏著層(3)可以具有兩層或更多的多層結構。在切割工件(半導體晶片等)的步驟中使用切割用的水,晶片接合黏著層(3)吸濕,得到比普通狀態更高的水含量。當使具有這種高水含量的晶片接合黏著層(3)與基板材料等黏著時,在後固化階段水蒸汽會累積在黏著劑的介面中,以導致提升作用。因此,晶片接合黏著劑是以高度吸濕的薄膜夾在晶片接合黏著劑中間而組成,由此水蒸汽可以在後固化階段擴散透過薄膜,以克服此問題。因此,晶片接合黏著層(3)可以由具有按此順序層壓的黏著層,薄膜和黏著層的多層結構組成。
晶片接合黏著層(3)的厚度沒有特別限制,但較佳為約5至100微米,更好是約10至50微米。
這樣,可以制得切割用晶片接合薄膜(11)、(12)或(13),其中含有一層感壓黏著層(2)在一種基板材料(1)上,同時有一層晶片接合黏著層(3)在感壓黏著層(2) 上。
為了防止透過附著或分離產生靜電,或由這種靜電起電的工件(半導體晶片等)導致的電路破損,可以賦予切割用晶片接合薄膜(11)、(12)或(13)抗靜電性能。可以透過適宜的系統,例如透過向基板材料(1)、感壓黏著層(2)或晶片接合黏著層(3)添加抗靜電劑或導電性材料,或透過為基板材料(1)提供由電荷轉移複合體組成的導電層、金屬薄膜等,給予抗靜電性能。最好是一種幾乎不產生可以使半導體晶片變性的污染離子的系統。為了賦予導電性,增加導熱性等而加入的導電性材料(導電性填料)包括銀、鋁、金、銅、鎳、導電性合金,金屬氧化物如氧化鋁、無定形炭黑、石墨等的球形、針形或片狀金屬粉末。
在切割用晶片接合薄膜(11)和(12)中,工件附著區域(3a)對工件的黏著力和對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力較佳設計成對工件的黏著力大於對對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力。對工件的黏著力可以由工件的不同而作適宜地調節。
在切割用晶片接合薄膜(12)中當晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)除了工件附著區域(3a)被用作切割環附著區域(3b’),切割環附著區域(3b’)對工件的黏著力和對對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)的黏著力較佳設計成對切割環的黏著力低於對對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)的黏著力。對切割環的黏著力可以由切割環的不同而作適宜地調節。
在切割用晶片接合薄膜(11),(12)或(13)中,晶片接合黏著層(3)、工件附著區域(3a)可以由隔離物(未示於圖中)保護。也就是說,可以任意地安置隔離物。隔離物可以作為保護使用前的晶片接合黏著層(3)、工件附著區域(3a)的保護材料,或有標記步驟的作用或有令感壓黏著劑光滑的作用。還可以將隔離物用作將晶片接合黏著層(3)、工件附著區域(3a)轉移至感壓黏著層(2)上的基板材料。當將工件黏和在切割用晶片接合薄膜(11)、(12)或(13)中的晶片接合黏著層(3)、工件附著區域(3a)的時候,除去隔離物。
組成隔離物的材料包括紙和聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯對苯二酸酯等的合成樹脂薄膜,或塗佈有脫離劑如氟脫離劑或長鏈烷基丙烯酸酯脫離劑的塑膠薄膜。為了提高從感壓黏著層上的分離能力,如果需要隔離物的表面要經脫離處理如脫矽樹脂的處理,脫長鏈烷基處理,脫氟處理等。如果需要,黏著劑薄片要經過紫外光保護處理以使之不與環境中的紫外光反應。隔離物的厚度通常為10至200微米,較佳為25至100微米。
如果需要,在除去晶片接合黏著層(3)、工件附著區域(3a)上任意安置的隔離物之後,以下面的方式使用本發明的切割用晶片接合薄膜(11)、(12)或(13)。也就是說,工件接觸接合到切割用晶片接合薄膜(11)、(12)或(13)中的工件附著區域(3a)上,同時工件黏附和固定至工件附著區域(3a)上。接觸接合可以用通常的方法進 行。黏著溫度沒有限制,但是較佳為20至80℃。在本發明中,使用的工件較佳為半導體晶片。然後,將工件切割成晶片。工件例如係包括半導體晶片、多層基片、完整密封的模組等。在本發明中,使用的工件較佳為半導體晶片。
透過適宜方法的切割如旋轉圓弧刀刃切割,工件連同晶片接合黏著層(3)被切割成碎片工件(半導體晶片等)。也就是說,在切割步驟,刀刃高速旋轉把工件切割成預先確定尺寸的碎片工件。有可能使用一種名為“全切割”的切割體系,其中切割一直進行到感壓黏著層被切割。
然後,碎片工件連同工件附著區域(3a)從對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)上分離。如此拾取的碎片工件透過工件附著區域(3a)黏著固定至作為黏附體的半導體元件上。半導體元件包括引線框、TAB膜、基片或單獨製備的碎片工件。黏附物可以是容易變形的可變形黏附物,或難以變形的不變形附著物(半導體晶片等)。較佳黏附物是半導體晶片。當晶片接合黏著層(3)、工件附著區域(3a)是熱固化性時,可以透過熱固化將工件黏著固定至黏附物上,以改善耐熱性。透過工件附著區域(3a)黏著固定至基片等上的碎片工件可以進行回流處理。
在下文中,透過實施例將更詳細地描述本發明。在下文中,“份”是指重量份(part by weight)。對於用紫外線的照射,使用紫外照射裝置NEL UM-110(Nitto Seiki株式會社製造)。
玻璃轉換溫度(在下文中也指Tg)是一個由均聚物中 每個單體的Tg1-n和每個單體的重量分數W1-n決定的值,按照方程1/Tg=W1/Tg1+-----+Wn/Tgn。
分子量測定的條件
重量平均分子量是由按以下條件測定“TSK標準聚苯乙烯”相等的分子量決定的。凝膠滲透色譜裝置:HLC-8120凝膠滲透色譜柱由Tosoh株式會社製造;色譜柱,TSK凝膠GMH-H(S)×2色譜柱;尺寸,7.8ml;柱長,300mm;流速,0.5ml/min;檢測器,示差檢測器;進樣體積,100微米;柱溫,40℃;洗脫液,四氫呋喃。
實施例1 (基板材料)
70微米厚的線性低密度聚乙烯用作基板材料。薄膜的一面需經過電暈處理(corona treatment)。
(輻射固化丙烯酸感壓黏著劑的製備)
在乙酸乙酯中以普通的方式共聚70份的丙烯酸丁酯(均聚物Tg,-55℃)、30份的乙酸乙酯(均聚物Tg,-21℃)和5份的丙烯酸(均聚物Tg,106℃),得到濃度為30 wt%、重量平均分子量為800000的壓克力聚合物的溶液。壓克力聚合物的玻璃轉換溫度為-4.5℃。在這個壓克力聚合物的溶液中加入20份二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、3份光聚引發劑(商品名:Irgacure 651,汽巴精化公司製造)、0.5份環氧化合物(商品名:Tetrad C,日本三菱瓦斯化學公司製造)和2份聚異氰酸酯化合物(商品名:Colonate L,日本聚氨酯工業株式會社製造),可以得到丙 烯酸感壓黏著劑溶液。
(黏著劑薄膜的製備)
上述的輻射固化丙烯酸感壓黏著劑溶液被塗佈到電暈處理的基板材料表面,80℃下乾燥10分鐘以形成5微米厚度的感壓黏著層。然後,只有感壓黏著層的晶片附著區域才用500 mJ/cm2的紫外光(紫外光總強度)照射,得到具有其晶片附著對應區域被輻射能固化的感壓黏著層的薄膜。以下,將得到的產品稱作黏著劑薄膜(A)。
實施例2 (基板材料)
80微米厚的聚乙烯薄膜用作製備基板材料。
(輻射固化丙烯酸感壓黏著劑的製備)
在甲苯溶劑中共聚由50重量份丙烯酸乙酯(均聚物Tg,-21℃)塗布50份丙烯酸丁酯(均聚物Tg,-55℃)和16份羥乙基丙稀酸酯(均聚物Tg,-25℃)組成的組合物,得到濃度為30 wt%、重量平均分子量為500000的壓克力聚合物的溶液。壓克力聚合物的玻璃轉換溫度為-37.5℃。這種壓克力聚合物溶液與20份2-甲基丙烯醯基乙氧基異氰酸酯發生加成反應以在聚合物分子的側鏈引入碳-碳雙鍵。100份(固體成份)這種聚合物進一步與2份聚異氰酸酯基交聯試劑(商品名:Colonate L,日本聚氨酯工業株式會社製造)和3份光聚引發劑(商品名:Irgacure 651,汽巴精化公司製造)混合。
(黏著劑薄膜的製備)
上述的輻射固化丙烯酸感壓黏著劑溶液被塗佈到基板材料表面,80℃下乾燥10分鐘以形成5微米厚度的感壓黏著層。然後,只有感壓黏著層的晶片附著區域才用500 mJ/cm2的紫外光(紫外光總強度)照射,得到具有其晶片附著對應區域被輻射能固化的感壓黏著層的薄膜。以下,將得到的產品稱作黏著劑薄膜B。
實施例3 (基板材料)
80微米厚的聚乙烯薄膜用作製備基板材料。
(輻射固化丙烯酸感壓黏著劑的製備)
在乙酸乙酯溶液中共聚由95重量份2-乙基已基丙烯酸酯(均聚物Tg,-85℃)和5份丙烯酸(均聚物Tg,106℃)組成的組合物,得到濃度為30 wt%、重量平均分子量為700000的壓克力聚合物的溶液。壓克力聚合物的玻璃轉換溫度為-65.2℃。在這個壓克力聚合物的溶液中加入130份由二季戊四醇丙烯酸酯與二異氰酸酯反應得到的輻射固化低聚物(黏度25℃,10Pa.sec)、3份光聚引發劑(商品名:Irgacure 651,汽巴精化公司製造)和5份聚異氰酸酯化合物(商品名:Colonate L,日本聚氨酯工業株式會社製造),可以得到丙烯酸感壓黏著劑溶液。
(黏著劑薄膜的製備)
上述的輻射固化丙烯酸感壓黏著劑溶液被塗佈到基板材料表面,80℃下乾燥10分鐘以形成5微米厚度的感壓黏著層。然後,只有感壓黏著層的晶片附著區域才用500 mJ /cm2 的紫外光(紫外光總強度)照射,得到具有其晶片附著對應區域被輻射能固化的感壓黏著層的薄膜。以下,將得到的產品稱作黏著劑薄膜C。
製備實施例A到C(晶片接合黏著層的製備)
按以下表1中所示的比率混合表中所示的組分,包括環氧樹脂、酚樹脂、合成橡膠、無機填充物和固化促進劑,以製備用於晶片接合黏著劑A到C的組合物,並且將每一種組分混合並且溶解在甲基乙基酮中。將混合溶液塗佈在用脫除劑處理的聚酯薄膜(隔離物)上。然後,於120℃乾燥塗佈有混合溶液的聚酯薄膜,以除去甲苯。由此得到20微米厚的在聚酯薄膜上B段中的晶片接合黏著劑A到C。
表1中,〈環氧樹脂(a1)〉酚醛環氧樹脂(環氧當量,195g/eq;軟化點,80℃;黏度,0.08Pa.sec/150℃),〈環氧樹脂(a2)〉雙酚A型環氧樹脂(環氧當量,185g/eq;黏度,15Pa.sec/25℃),〈酚樹脂(b1)〉苯酚酚醛樹脂(羥基當量,106g/eq;軟化點,60℃),〈酚樹脂(b2)〉芳烷基苯酚樹脂(羥基當量,168g/eq;軟化點,60℃),〈丙烯酸 橡膠〉丙烯腈/丁二烯橡膠(丙烯腈含量,40wt%),〈無機填充物〉球形二氧化矽(平均顆粒直徑1微米;最大顆粒直徑10微米),〈固化促進劑〉四苯基膦-四(4-甲基苯基)硼酸鹽。
(晶片接合黏著層的拉伸存儲彈性模數)
晶片接合黏著層(晶片接合薄膜)被一個切割刀切割成10mm寬的條,它的拉伸存儲彈性模數在0到50℃,頻率10Hz下用固體黏彈性裝置RSCII(美國流變科學儀器有限公司製造)測定,25℃的拉伸存儲彈性模數已示出。
實施例和比較例
在40±3℃把晶片接合黏著層A到C分別附著到製備實施例1到3中得到的感壓黏著層的黏著劑薄膜A到C上可以得到切割用晶片接合薄膜。
(剝離黏著強度)
在40±3℃把每個得到的切割用晶片接合薄膜被切割成25mm寬的小條並且黏著到矽鏡面晶片上(CZN〈100〉2.5-3.5(4英寸)信越半導體株式會社製造)。這些小條在空氣中室溫下放置30分鐘,15°的剝離黏著強度在23℃恒溫室內測定(剝離點移動速率,2.5mm/sec)。黏著強度的測定是在已經用紫外光照射的感壓黏著層區域進行。結果見表2。
(拾取計數)
矽鏡面晶片(CZN〈100〉2.5-3.5(4英寸)信越半導體株式會社製造)的表面黏著到切割用晶片接合薄膜中感 壓黏著層的已經用紫外光照射區域上,按下述的條件切割拾取來估計拾取是否可行。在50個碎片晶片中,可以被拾取的晶片數量見表3。
(切割條件)
切割裝置由Disco製造;切割刀片DFD-651由Disco製造;27HECC刀片的旋轉速度,40000rpm;切割速度:120mm/sec:切割深度,25微米;切割方式:下切;切割尺寸,5.0mm×5.0mm。
(拾取條件)
晶片接合器,NEC CPS-100機器;針數;4針間距,3.5mm×3.5mm;針頂點曲率,0.250mm;針提升,0.50mm;吸附保持時間,0.2sec;膨脹,3mm。
從表2和3可以看出,切割用晶片接合薄膜的剝離黏著強度不高於2.3N/25mm的表現出極好的拾取性能。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以 限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
W‧‧‧晶片
WR‧‧‧晶片環
1‧‧‧基板材料
2‧‧‧感壓黏著層
2a‧‧‧對應於工件附著區域(3a)的區域
2b‧‧‧感壓黏著層(2)的剩餘區域
2b’‧‧‧對應於切割環附著區域(3b’)的區域
3‧‧‧晶片接合黏著層
3a‧‧‧工件附著區域
3b‧‧‧晶片接合黏著層(3)的剩餘區域
3b’‧‧‧切割環附著區域
11‧‧‧切割用晶片接合薄膜
12‧‧‧切割用晶片接合薄膜
13‧‧‧切割用晶片接合薄膜
A‧‧‧介面
B‧‧‧介面
圖1繪示為本發明中切割用晶片接合薄膜(11)其中一實施例之剖視圖。
圖2繪示為本發明中切割用晶片接合薄膜(12)另一實施例之剖視圖。
圖3繪示為本發明中切割用晶片接合薄膜(13)再一實施例之剖視圖。
W‧‧‧晶片
1‧‧‧基板材料
2‧‧‧感壓黏著層
2a‧‧‧對應於工件附著區域(3a)的區域
2b‧‧‧感壓黏著層(2)的剩餘區域
3‧‧‧晶片接合黏著層
3a‧‧‧工件附著區域
3b‧‧‧晶片接合黏著層(3)的剩餘區域
11‧‧‧切割用晶片接合薄膜
A‧‧‧介面
B‧‧‧介面

Claims (18)

  1. 一種切割用晶片接合薄膜,具有一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),該感壓黏著層(2)係位於該基板材料(1)上,而該晶片接合黏著層(3)係位於該感壓黏著層(2)上,其中,該感壓黏著層(2)對於該晶片接合黏著層(3)的黏著力,在剝離角度為15°、剝離點的移動速率2.5mm/sec、溫度23℃的狀況下,在一對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)與相對應於在該晶片接合黏著層(3)上部分或整個晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)的一感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)之黏著力是不同的,並滿足如下關係:該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<該感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力,該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)對於該晶片接合黏著層(3)的黏著力不超過2.3N/25mm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該晶片接合黏著層(3)於該工件附著區域(3a)上對於工件的黏著力與對該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力滿足以下關係:對於工件的黏著力>對於該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之切割用晶片接合薄膜,其中不屬於該工件附著區域(3a)之該晶片接合黏著層(3)的剩餘區域(3b)係為一切割環附著區域(3b’)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之切割用晶片接合薄 膜,其中該晶片接合黏著層(3)上之該切割環附著區域(3b’)對切割環的黏著力與對對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)的黏著力滿足以下關係:對切割環的黏著力<對對應於切割環附著區域(3b’)的區域(2b’)的黏著力。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該感壓黏著層(2)係由一輻射固化感壓黏著劑形成,且對應於該工件附著區域(3a)之該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)係被輻射能照射。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該晶片接合黏著層(3)在25℃的拉伸存儲彈性模數是50MPa或更多。
  7. 一種切割用晶片接合薄膜,具有一基板材料(1)、一感壓黏著層(2)與一晶片接合黏著層(3),該感壓黏著層(2)係位於該基板材料(1)上,而該晶片接合黏著層(3)係位於該感壓黏著層(2)上,其中,一工件附著區域(3a)作為該晶片接合黏著層(3)係配置於部分之該感壓黏著層(2)上,且該感壓黏著層(2)對該晶片接合黏著層(3)的黏著力,在剝離角度為15°、剝離點的移動速率2.5mm/sec、溫度23℃的狀況下,在一對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)與一感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力是不同的,並滿足以下關係:該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力<該感壓黏著層(2)的剩餘區域(2b)的黏著力, 且該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)對於該晶片接合黏著層(3)的黏著力不超過2.3N/25mm。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該工件附著區域(3a)對於工件的黏著力與對於該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力滿足以下關係:對工件的黏著力>對該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)的黏著力。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該感壓黏著層(2)係由一輻射固化感壓黏著劑所形成,且該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)對應於該工件附著區域(3a)之處係被輻射能照射。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該輻射固化感壓黏著劑包括壓克力聚合物,其玻璃轉換溫度為-70℃或更高。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該輻射固化感壓黏著劑包括壓克力聚合物,其重量平均分子量為500,000或更高。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之切割用晶片接合薄膜,其中該晶片接合黏著層(3)在25℃的拉伸存儲彈性模數為50MPa或更多。
  13. 一種固定碎片工件的方法,包括下列步驟:提供如申請專利範圍第1項所述之切割用晶片接合薄膜;將一工件接合於該切割用晶片接合薄膜的該工件附 著區域(3a);將該工件切割為一碎片工件;將該碎片工件與該工件附著區域(3a)一起從該感壓黏著層(2)上分離;以及透過該工件附著區域(3a)將該碎片工件黏著固定於一半導體元件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之固定碎片工件的方法,其中該工件的厚度係小於100微米。
  15. 一種固定碎片工件的方法,包括下列步驟:提供如申請專利範圍第7項所述之切割用晶片接合薄膜;將一工件接合於該切割用晶片接合薄膜的該工件附著區域(3a);將該工件切割為一碎片工件;將該碎片工件與該工件附著區域(3a)一起從該對應於工件附著區域(3a)的區域(2a)上分離;以及透過該工件附著區域(3a)將該碎片工件黏著固定於一半導體元件。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之固定碎片工件的方法,其中該工件的厚度係小於100微米。
  17. 一種半導體裝置,包括一碎片工件,該碎片工件係利用如申請專利範圍第13項所述之固定碎片工件的方法透過該工件附著區域(3a)黏著固定於一半導體元件。
  18. 一種半導體裝置,包括一碎片工件,該碎片工件 係利用如申請專利範圍第15項所述之固定碎片工件的方法透過該工件附著區域(3a)黏著固定於一半導體元件。
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