TWI411655B - A photosensitive adhesive composition, a film-like adhesive using the same, an adhesive sheet, an adhesive pattern, a semiconductor wafer with an adhesive layer, and a semiconductor device - Google Patents

A photosensitive adhesive composition, a film-like adhesive using the same, an adhesive sheet, an adhesive pattern, a semiconductor wafer with an adhesive layer, and a semiconductor device Download PDF

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TWI411655B
TWI411655B TW98125892A TW98125892A TWI411655B TW I411655 B TWI411655 B TW I411655B TW 98125892 A TW98125892 A TW 98125892A TW 98125892 A TW98125892 A TW 98125892A TW I411655 B TWI411655 B TW I411655B
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adhesive
resin
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adhesive layer
film
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TW98125892A
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Kazuyuki Mitsukura
Takashi Kawamori
Takashi Masuko
Shigeki Katogi
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Description

感光性黏著劑組成物,以及使用其之薄膜狀黏著劑,黏著片,黏著劑圖型,附黏著劑層之半導體晶圓及半導體裝置
本發明係關於感光性黏著劑組成物、以及使用其之薄膜狀黏著劑、黏著片、黏著劑圖型、附黏著劑層之半導體晶圓及半導體裝置。
就半導體封裝之製作所用之黏著劑而言,除黏著性以外亦要求有感光性之機能。至於具有感光性機能之感光性黏著劑組成物,過去已知為以聚醯胺樹脂前驅物(聚醯胺酸)作為基底者(專利文獻1~3)。
專利文獻
專利文獻1:日本特開2000-290501號公報
專利文獻2:日本特開2001-329233號公報
專利文獻3:日本特開平11-24257號公報
然而,過去之感光性黏著劑組成物就連接信賴性方面而言並不一定足夠。依據本發明者之檢討,判知以往的感光性黏著劑組成物,若以圖型形成性優先,則於圖型形成後之熱壓著時無法獲得充分的黏著面積。
此處,本發明之目的係提供一種可提高連接信賴性之具有熱壓著性之感光性黏著劑組成物、以及使用其之薄膜 狀黏著劑、黏著片、黏著劑圖型、附黏著劑層之半導體晶圓及半導體裝置。
本發明者等為了解決上述課題而積極檢討之結果,發現於設計感光性黏著劑時,藉由以圖型形成後之特定溫度範圍內之最低熔融黏度作為指標,可獲得在低溫下之熱壓著性優異,且與半導體晶圓等之良好連接成為可能之感光性黏著劑組成物,因而完成本發明。
亦即,本發明之第一感光性黏著劑組成物,其特徵為圖型形成後,在20℃~200℃下之最低熔融黏度為30000Pa.s以下。上述第一感光性黏著劑組成物藉由具有上述特定之最低熔融黏度,而在圖型形成後之低溫下之熱壓著性(以下稱為「低溫熱壓著性」)優異,結果,可提高半導體封裝之連接信賴性。又,藉此,可容易地實現兼具低溫熱壓著性與其他較佳特性。
第一感光性黏著劑組成物較好含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑。據此,上述感光性黏著劑組成物為不僅是低溫熱壓著性,而且成形為薄膜狀時之低溫下之貼附性(以下稱為「低溫貼附性」)、於硬化物時之加熱下之黏著性(以下稱為「高溫黏著性」)、以及藉由曝光/鹼顯像形成黏著劑圖型時之圖型精確度(以下稱為「圖型形成性」)之任一者均優異者。
第一感光性黏著劑組成物中,(C)放射線聚合性化合物之平均官能基當量較好為230g/eq以上。藉此,一方面可維持圖型之形成性,一方面可降低光硬化時之交聯密度,且可使硬化後被黏著物之翹曲變小(以下稱為「低翹曲性」或「低應力性」)。又,本說明書中,所謂的「平均官能基當量」意指感光性黏著劑組成物所含有之所有(C)成份(放射線聚合性化合物)之放射線聚合性基當量之平均值(g/eq)。例如,感光性黏著劑組成物含有y(g)之放射線聚合性基當量為Y(g/eq)之(C)成分、與z(g)放射線聚合性基當量為Z(g/eq)之(C)成分時,「平均官能基當量」係以下式求得。
式平均官能基當量(g/eq)=(Y×y+Z×z)/(y+z)
第一感光性樹脂組成物中,(C)放射線聚合性化合物較好包含具有胺酯(urethane)鍵結及/或異氰脲酸環之(甲基)丙烯酸酯。據此,使圖型形成性及高溫黏著性之提高成為可能。
第一感光性樹脂組成物中,(C)放射線聚合性化合物較好包含單官能(甲基)丙烯酸酯。據此,一方面可維持圖型形成性,一方面可降低光硬化時之交聯密度,且可提高光硬化後之低溫熱壓著性、低應力性及黏著性。
上述單官能(甲基)丙烯酸酯之5%重量減少溫度較好為150℃以上。據此,可降低熱硬化時及硬化後之熱履歷時之釋出氣體量,且可提升耐熱信賴性。再者,本說明 書中所謂的「5%質量減少溫度」係使用示差熱熱重量同時測定裝置(SII Nanotechnology製造:TG/DTA6300),以升溫速度10℃/min,在氮氣流(400ml/min)下測定之際顯示質量減少5%時之溫度。
上述單官能(甲基)丙烯酸酯較好為具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯。據此,可更進一步提高高溫黏著性及耐熱信賴性。
本發明之第二感光性黏著劑組成物為含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑,且(C)放射線聚合性化合物之平均官能基當量為230g/eq以上者。
以往之感光性黏著劑組成物中,低溫熱壓著性及高溫黏著性不足,且低溫貼附性及圖型形成性亦難以併存。另外,容易發生熱應力,就低應力性方面而言亦期望獲得改善。
另一方面,第二感光性黏著劑組成物,藉由含有上述成分,可成為低溫熱壓著性、低溫貼附性、高溫黏著性及圖型成形性全體方面而言均優異者。另外,藉由使(C)成分之平均官能基當量在上述範圍,亦可使低應力性方面成為優異者。
第二感光性樹脂組成物中,(C)放射線聚合性化合物較好包含具有胺酯鍵結及/或異氰脲酸環之(甲基)丙烯酸酯。據此,更提高圖型形成性及高溫黏著性。
本發明之第三感光性黏著劑組成物含有(A)熱可塑 性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑,且(C)放射線聚合性化合物為包含具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物者。
以往之感光性黏著劑組成物之低溫熱壓著性及高溫黏著性不足,且低溫貼附性與圖型形成性亦難以併存。
另一方面,上述第三感光性黏著劑組成物藉由含有上述成分,而成為低溫熱壓著性、低溫貼附性、高溫黏著性及圖型成形性全體方面均優異者。又,藉由使(C)成分包含具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物,而可一方面維持圖型成形性,一方面成為低溫熱壓著性及高溫黏著性優異者。
本發明之感光性黏著劑組成物所具有之該等特性被認為是由於例如下列理由。於光照射後之放射線聚合性化合物彼此之網路中導入具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物時,使外觀交聯密度得以減低,提高熱壓著性。再者,該環氧基與熱硬化性基或硬化劑、尤其是聚合物側鏈之羧基或酚性羥基反應時,分子鏈彼此之嵌合變多,而形成比僅以放射線聚合性化合物及熱硬化性樹脂調配而成之各交聯反應獨立進行之系統更強韌之網路。其結果,本發明之感光性黏著劑組成物成為上述全體特性方面均十分優異者。
第三感光性黏著劑組成物中,(A)熱可塑性樹脂較好為鹼可溶性樹脂。據此,使圖型形成性更為提升。
第三感光性黏著劑組成物中,上述乙烯性不飽和基及 環氧基之5%重量減少溫度較好為150℃以上。據此,可降低熱硬化時及硬化後之熱履歷時之釋出氣體量,使耐熱信賴性獲得提升。
第三感光性黏著劑組成物中,具有上述乙烯性不飽和基及環氧基之化合物較好為具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯。據此,可降低光硬化時之交聯密度,而可更提高低溫熱壓著性。
本發明之第一至第三感光性黏著劑組成物中,(B)熱硬化性樹脂較好包含環氧樹脂。據此,提高高溫黏著性及耐熱信賴性。
(A)鹼可溶性樹脂之Tg(玻璃轉移溫度)以150℃以下較佳。據此,使低溫貼附性;低溫熱壓著性、圖型形成性及低應力性獲得提升。
(A)鹼可溶性樹脂就圖型形成性之觀點而言,較好為具有羧基及/或羥基之熱可塑性樹脂。
(A)鹼可溶性樹脂較好為聚醯亞胺樹脂。據此,使薄膜形成性、圖型形成性、耐熱性及黏著性獲得提升。
本發明之第一及第三感光性黏著組成物較好進一步含有(E)熱自由基產生劑。據此,由於可降低因黏著後之熱處理引起之未反應之放射線聚合性化合物,因此可充分減少組裝加熱時或組裝後之封裝中釋出氣體的產生,進而可使硬化物均勻的高彈性化。據此,可獲得高耐熱、低透濕率及低吸濕率之硬化物,使高溫黏著性及耐濕信賴性獲得提高。又,上述組成物為不易於在圖型形成或形成薄膜 狀之際藉由塗佈乾燥進行反應者,因此成為圖型形成後之低溫熱壓著性或形成薄膜狀時之低溫貼附性充分者。
(E)熱自由基產生劑較好為有機過氧化物。至於熱自由基產生劑,由於使用具有高的半衰期溫度且自由基產生效率及對溶劑之溶解性高的有機過氧化物,因此可進一步降低感光性黏著劑組成物中之未反應放射線聚合性化合物。又,由於均勻溶解因此可在顯像後獲得良好之圖型。
又,本發明提供使用上述第一至第三感光性黏著劑組成物之薄膜狀黏著劑、黏著片、黏著劑圖型、附黏著劑層之半導體晶圓或半導體裝置。
本發明之薄膜狀黏著劑係藉由將上述感光性黏著劑組成物成形為薄膜狀而獲得。本發明之黏著片具備:基材;與於該基材上形成之由上述薄膜狀黏著劑所構成之黏著劑層。
本發明之黏著劑圖型係藉由隔著光罩使層合於被黏著物上之由上述薄膜狀黏著劑所構成之黏著劑層曝光,且使曝光後之黏著劑層經鹼性顯像液顯像處理而獲得。又,本發明之黏著劑圖型亦可為使用直接描繪曝光技術描繪直接圖型,使層合於被黏著物上之由上述薄膜狀黏著劑所構成之黏著劑層曝光,且藉由以鹼性水溶液使曝光後之黏著劑層經顯像處理而獲得者。由於上述感光性黏著劑組成物之圖型形成性良好,因此本發明之黏著劑圖型成為高精密者。又,本發明之黏著劑圖型之低溫熱壓著性及低應力性亦優異。
本發明之附黏著劑層之半導體晶圓具備:半導體晶圓;與層合於上述半導體晶圓上之由上述薄膜狀黏著劑所構成之黏著劑層。
本發明之半導體裝置具有使用上述感光性黏著劑組成物黏著半導體元件與半導體元件及/或半導體元件與半導體元件搭載用支撐構件之構造。上述半導體元件搭載用支撐構件可為透明基板。本發明之半導體裝置藉由使用本發明之感光性黏著劑組成物,而為信賴性優異、且可充分對應於製造製程之簡略化者。
依據本發明,可提供可提高連接信賴性之具有熱壓著性之感光性黏著劑組成物、以及使用其之薄膜狀黏著劑、黏著片、黏著劑圖型、附黏著劑層之半導體晶圓及半導體裝置。
以下一面依據需要參考圖式,一面針對實施本發明之型態加以詳細說明。但,本發明並不受以下實施型態之限制。再者,圖式中相同之元件賦予相同符號,同時省略重複的說明。又,上下左右等之位置關係只要沒有特別說明則以圖式所示之位置關係為準,圖式之尺寸比率並不限於圖示之比率。本說明書中所謂的「(甲基)丙烯酸」意指「丙烯酸」以及其所對應之「甲基丙烯酸」,「(甲基) 丙烯酸酯」意指「丙烯酸酯」以及其所對應之「甲基丙烯酸酯」。
本發明之第一實施型態之感光性黏著劑組成物(以下稱為「第一感光性黏著劑組成物」)為圖型形成後於20℃~200℃下之最低熔融黏度為30000Pa.s以下之感光性黏著劑組成物。
本說明書中所謂的「最低熔融黏度」係表示使用黏彈性測定裝置ARES(Rheometric Scientific F E(股)製造)測定照射光量1000mJ/cm2之樣品時之於20℃~200℃之熔融黏度之最低值。又,測定板為直徑8mm之平行板,測定條件為升溫5℃/min,測定溫度為-50℃~300℃,頻率為1Hz。
上述最低熔融黏度以20000Pa.s以下較佳,更好為18000Pa.s以下,最好為15000Pa.s以下。藉由具有上述範圍內之最低熔融黏度,第一感光性黏著劑組成物一方面可控制圖型之變形,一方面可確保足夠之低溫熱壓著性,對凹凸之基板等亦可賦予良好密著性。上述最低熔融黏度之下限值並無特別限制,但就操作性等之觀點而言較好為100Pa.s以上。
第一感光性黏著劑組成物較好含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑。據此,不僅是低溫熱壓著性,且低溫貼附性、高溫黏著性及圖型成形性方面亦為優異者。
第一感光性黏著劑組成物中,(C)放射線聚合性化 合物之平均官能基當量以230g/eq以上較佳,更好為245g/eq以上,又更好為270g/eq以上。選擇此種官能基當量高的放射線聚合性化合物,且使(C)成分之平均官能基當量在上述範圍內,可提高低應力化、低翹曲化及低溫熱壓著性,且可使圖型形成後之最低熔融黏度成為30000Pa.s以下。上述平均官能基當量之上限並沒有特別限制,但就顯像後之耐熱信賴性、黏著性及耐濕信賴性之觀點而言,上述平均官能基當量較好在1000g/eq以下。
第一感光性黏著劑組成物中所含有之(C)放射線聚合性化合物舉例為具有不飽和烴基之化合物,不飽和烴基舉例為乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、馬來醯亞胺基、耐地醯亞胺(nadimide)基、(甲基)丙烯醯基等,就反應性之觀點而言以(甲基)丙烯醯基較佳。具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸酯並沒有限制,舉例為二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、苯乙烯、二乙烯基苯 、4-乙烯基甲苯、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯啶酮、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、1,3-丙烯醯氧基-2-羥基丙烷、1,2-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙烷、亞甲基雙丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、參(β-羥基乙基)異氰脲酸酯之三丙烯酸酯、以下述通式(18)表示之化合物、胺酯丙烯酸酯、胺酯甲基丙烯酸酯、尿素丙烯酸酯、超分支丙烯酸酯等多分支丙烯酸酯等。 又,聚醯亞胺樹脂、聚醯胺聚胺酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚胺酯樹脂、聚胺酯醯亞胺樹脂、苯氧樹脂、酚樹脂等側鏈及/或末端經不飽和烴基修飾之樹脂等。
上述通式(18)中,R19及R20各獨立表示氫原子或甲基,g及h各獨立表示1~20之整數。
另外,包含官能基之乙烯基共聚物中,可使用使具有至少一個乙烯性不飽和基、與環氧乙烷環、異氰酸基、羥基、羧基等官能基之化合物經加成反應獲得之於側鏈具有乙烯性不飽和基之放射線聚合性共聚物等。該等放射線共聚合性化合物可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。
該等中,具有以上述通式(18)表示之醚骨架之放射線聚合性化合物就可充分賦予鹼可溶性、硬化後之耐溶劑 性等方面而言較佳,就可充分的賦予硬化後之高溫黏著性之方面而言以具有胺酯鍵結之(甲基)丙烯酸酯、具有異氰脲酸環之(甲基)丙烯酸酯及三(甲基)丙烯酸酯較佳。
尤其,第一感光性黏著劑組成物中,(C)成分就圖型形成性及高溫黏著性之觀點而言,較好包含具有胺酯鍵結及/或異氰脲酸環之(甲基)丙烯酸酯。
又,第一感光性黏著劑組成物中,(C)成分較好包含單官能(甲基)丙烯酸酯。據此,可降低光硬化時之交聯密度,且可改善光硬化後之低溫熱壓著性、低應力性及黏著性。
上述單官能(甲基)丙烯酸酯之5%重量減少溫度較好為150℃以上。該等單官能(甲基)丙烯酸酯並沒有特別限制,但舉例為含有縮水甘油基之(甲基)丙烯酸酯、苯酚EO(ethylene oxide,環氧乙烷)改質之(甲基)丙烯酸酯、苯酚PO(propylene oxide,環氧丙烷)改質之(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚EO改質之(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚PO改質之(甲基)丙烯酸酯、含有酚性羥基之(甲基)丙烯酸酯、含有羥基之(甲基)丙烯酸酯、含有醯亞胺基之(甲基)丙烯酸酯、含有羧基之(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-苯基苯氧基乙酯、含有異冰片基之(甲基)丙烯酸酯、苯基苯酚縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯、含有二環戊二烯基之(甲基)丙烯酸酯等之中之5%重量減少溫度為150℃以上之化合物。
上述5%重量減少溫度較好為150℃以上,更好為180℃以上,又更好為200℃以上,最好為260℃以上。
上述單官能(甲基)丙烯酸酯就黏著性、低釋出氣體性、耐熱/耐濕信賴性之觀點而言,以具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯較佳。具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯並沒有特別限制,舉例為甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、4-羥基丁基丙烯酸酯縮水甘油醚、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯縮水甘油醚,以及使多官能基環氧樹脂與具有與環氧基反應之官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯反應獲得之化合物等。上述與環氧基反應之官能基並沒有特別限制,舉例為異氰酸基、羧基、酚性羥基、羥基、酸酐、胺、硫醇、醯胺基等。另外,舉例為使聚醯亞胺樹脂、聚醯胺聚胺酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚胺酯樹脂、聚胺酯醯亞胺樹脂、苯氧樹脂、酚樹脂等之側鏈及/或末端經(甲基)丙烯酸酯基修飾之樹脂等。該等化合物可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。
具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯係例如藉由在三苯基膦或四丁基溴化銨存在下,使一分子中具有至少兩個以上環氧基之多官能基環氧樹脂與相對於1當量之環氧基為0.1~0.9當量之(甲基)丙烯酸反應而獲得。又,可在二丁基錫二月桂酸鹽存在下,藉由使多官能基異氰酸酯化合物與含有羥基之(甲基)丙烯酸酯及含有羥基之環氧化合物反應,或藉由使多官能基環氧樹脂與含有異氰酸基 之(甲基)丙烯酸酯反應,獲得含有縮水甘油基之胺酯(甲基)丙烯酸酯等。
上述具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯就儲存安定性、黏著性、組裝加熱時及組裝後封裝之低釋出氣體性、耐熱/耐濕性之觀點而言,5%重量減少溫度,就抑制薄膜形成時因加熱乾燥造成之揮發或朝表面之偏析方面而言較好在150℃以上,就可抑制熱硬化時因釋出氣體造成之孔洞及分離或黏著性降低之方面而言更好為180℃以上,又更好為200℃以上。再者,就可抑制回焊時因未反應成份揮發造成之孔洞及分離之觀點而言最好為260℃以上。該等具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯較好為分子內具有芳香環之化合物。
再者,具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯,雖可使用雜質離子的鹼金屬離子、鹼土金屬離子、鹵素離子、尤其是氯離子或水解性氯等減低至1000ppm以下之高純度品,就防止離子遷移或防止金屬導體電路腐蝕之觀點而言較佳。為了獲得該等具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯,使用例如降低鹼金屬離子、鹼土金屬離子、鹵素離子等多官能基環氧樹脂作為原料可滿足上述雜質離子濃度。全氯含量可依據JIS K7243-3測定。
滿足上述耐熱性與純度之具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯並沒有特別限制,但可舉例為雙酚A型(或AD型、S型、F型)之縮水甘油醚、氫化雙酚A型之縮水甘油醚、環氧乙烷加成物雙酚A及/或F型縮水甘油醚、 環氧丙烷加成物雙酚A及/或F型之縮水甘油醚、苯酚酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、雙酚A酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、萘樹脂之縮水甘油醚、三官能基型(或四官能基型)之縮水甘油醚、二環戊二烯酚樹脂之縮水甘油醚、二聚酸之縮水甘油酯、三官能型(或四官能型)之縮水甘油胺、萘樹脂之縮水甘油胺等作為原料之具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯。該等具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯並沒有特別限制,但較好使用以下述通式(13)~(17)表示之化合物。下式中,R12及R16表示氫原子或甲基,R10、R11、R13及R14表示二價有機基,R15~R18表示具有環氧基或乙烯性不飽和基之有機基。
(C)成分之含量相對於(A)成分100質量份較好為20~300質量份,更好為30~250質量份。該含量超過300質量份時,會有使因聚合造成之熱熔融時之流動性下降,且熱壓著時之黏著性下降之傾向。另一方面,未達20質量份時,因曝光造成之光硬化後之耐溶劑性降低,造成難以形成圖型,亦即會有顯像前後之膜厚變化變大及/或殘留物變多之傾向。又,會有熱壓著時熔融,且使圖型變形之傾向。
上述具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯之含量只要圖型形成後之最低熔融黏度成為30000Pa.s以下即無特別限制,但相對於(A)成份100質量份較好為1~100質量份,更好為2~70質量份,又更好為5~40質量份。該含量超過100質量份時,會有薄膜形成時之觸變性下降而難以形成薄膜之傾向,或會有黏性上升造成操作性變得不足之傾向。另外,藉由使圖型形成時顯像性下降,又光硬化後之熔融黏度變得過低,有熱壓著時使圖型變形之傾向。另一方面,未達1質量份時,有難以觀察到充分的添加效果之傾向。
本發明之第二實施型態之感光性黏著劑組成物(以下稱為「第二感光性黏著劑組成物」)為含有(A)鹼可溶性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑之感光性黏著劑組成物,且上述(C)放射線聚合性化合物之平均官能基當量為230g/eq以上。
第二感光性黏著劑組成物藉由含有上述成分,成為低溫熱壓著性、低溫貼附性、高溫黏著性及圖型成形性全體方面為優異者。
第二感光性黏著劑組成物中,(C)放射線聚合性化合物之平均官能基當量為230g/eq以上,較好為245g/eq以上,更好為270g/eq以上。選擇此種官能基當量高的放射線聚合性化合物,且使(C)成分之平均官能基當量在上述範圍之內,可提升低應力化、低翹曲化及低溫熱壓著性,且於圖型形成後於150℃下加熱10分鐘後之最低熔融黏度可成為30000Pa.s以下。上述平均官能基當量之上限並沒有特別限制,但就顯像後之耐熱信賴性、黏著性及耐濕信賴性之觀點而言,上述平均官能基當量較好在1000g/eq以下。
第二感光性黏著劑組成物中含有之(C)成分舉例為第一感光性樹脂組成物中例示之具有不飽和烴基之化合物。該等中,第二感光性黏著劑組成物中之(C)成分就圖型形成性及高溫黏著性之觀點而言,較好包含胺酯鍵結及/或異氰脲酸環之(甲基)丙烯酸酯。
第二感光性黏著劑組成物中(C)成分之含量與第一 感光性黏著劑組成物相同。
本發明之第三實施型態相關之感光性黏著劑組成物(以下稱為「第三感光性黏著劑組成物」)為含有(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑之感光性黏著劑組成物,且上述(C)放射線聚合性化合物包含具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物。
第三感光性黏著劑組成物藉由含有上述成分,成為低溫熱壓著性、低溫貼附性、高溫黏著性及圖型成形性全體方面為優異者。
第三感光性黏著劑組成物含有具有薄膜形成能之熱可塑性樹脂。具有薄膜形成能之熱可塑性樹脂由於分子之嵌合或凝聚力強,因此以糊料狀使用第三感光性黏著劑組成物時,可賦予塗佈樹脂之安定性或觸變性,進而可獲得硬化後低應力性或黏著性等優異之強韌樹脂。另外,以薄膜狀使用時,可提高塗佈時薄膜之形成性,且可改善樹脂之滲出或針孔等之不良。另外,使所得薄膜狀感光性黏著劑硬化時,可獲得低應力性或黏著性等優異之強韌樹脂。
使用該等含有具有薄膜形成能之熱可塑性樹脂之感光性黏著劑組成物製備薄膜狀黏著劑之情況並沒有特別限制,但較好使用例如可以下列方法形成薄膜之樹脂作為(A)成分。較好使用以使(A)成分溶解於選自二甲基甲醯胺、甲苯、苯、二甲苯、甲基乙基酮、四氫呋喃、乙基溶纖素、乙基溶纖素乙酸酯、二噁烷、環己酮、乙酸乙酯、 及N-甲基-吡咯啶酮之任一種溶劑中使成為60質量%,以乾燥後之膜厚成為50μm塗佈於PET薄膜上,且在80℃之烘箱中加熱20分鐘,接著在120℃下加熱20分鐘,可形成薄膜之樹脂。
該等中,(A)熱可塑性樹脂就圖型形成性之觀點而言以鹼可溶性樹脂較佳。
另外,(C)成分藉由包含具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物,因此可降低光硬化時之交聯密度,且可改善光硬化後之低溫熱壓著性、低應力性、黏著性,進而成為加熱硬化後之耐鹼性、耐溶劑性及耐鍍性優異者。
上述具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物中,乙烯性不飽和基舉例為乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、馬來醯亞胺基、耐地醯胺基、(甲基)丙烯醯基等,就反應性之觀點而言以(甲基)丙烯醯基較佳。
具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物並無特別限制,舉例為甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、4-羥基丁基丙烯酸酯縮水甘油醚、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯縮水甘油醚,以及使具有與環氧基反應之官能基及乙烯性不飽和基之化合物與多官能基環氧樹脂反應獲得之化合物等。上述與環氧基反應之官能基並沒有特別限制,舉例為異氰酸基、羧基、酚性羥基、羥基、酸酐、胺基、硫醇基、醯胺基等。該等化合物可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。
具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物係藉由在例如三苯基膦或四丁基溴化銨存在下,使一分子中具有至少兩個以上環氧基之多官能環氧樹脂與相對於1當量之環氧基為0.1~0.9當量之(甲基)丙烯酸反應獲得。又,藉由在二丁基錫二月桂酸鹽存在下,使多官能基異氰酸酯化合物與含有羥基之(甲基)丙烯酸酯及含有羥基之環氧化合物反應,或藉由使多官能基環氧樹脂與含有異氰酸基之(甲基)丙烯酸酯反應,獲得含有縮水甘油基之胺酯(甲基)丙烯酸酯等。
具有乙烯性不飽和基與環氧基之化合物就儲存安定性、黏著性、組裝加熱時及組裝後封裝之低釋出氣體性、耐熱/耐濕性之觀點而言,5%重量減少溫度,就抑制薄膜形成時因加熱乾燥造成之揮發或朝表面之偏析方面而言較好在150℃以上,就可抑制熱硬化時因釋出氣體造成之孔洞及分離或黏著性降低之方面而言更好為180℃以上,又更好為200℃以上。再者,就可抑制回焊時因未反應成份之揮發造成之孔洞及分離之觀點而言最好為260℃以上。該具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物較好為分子內具有芳香環之化合物。
再者,具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物,使用雜質離子的鹼金屬離子、鹼土金屬離子、鹵素離子、尤其是氯離子或水解性氯等減低至1000ppm以下之高純度品,就防止離子遷移或防止金屬導體電路腐蝕之觀點而言較佳。例如,使用降低鹼金屬離子、鹼土金屬離子、鹵素離子 等之多官能基環氧樹脂作為原料可滿足上述雜質離子濃度。全氯含量可依據JIS K7243-3測定。
滿足上述耐熱性與純度之具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物並沒有特別限制,舉例為以雙酚A型(或AD型、S型、F型)之縮水甘油醚、氫化雙酚A型縮水甘油醚、環氧乙烷加成物雙酚A及/或F型縮水甘油醚、環氧丙烷加成物雙酚A及/或F型之縮水甘油醚、苯酚酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、雙酚A酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、萘樹脂之縮水甘油醚、三官能型(或四官能型)之縮水甘油醚、二環戊二烯酚樹脂之縮水甘油醚、二聚酸之縮水甘油酯、三官能型(或四官能型)之縮水甘油基胺、萘樹脂之縮水甘油基胺等作為原料者。
尤其,為了改善熱壓著性、低應力性及黏著性,且維持圖型形成時之顯像性,具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物之環氧基及乙烯性不飽和基之數較好分別為三個以下,最好乙烯性不飽和基之數為兩個以下。另外,就光硬化後之低溫熱壓著性、低應力性、黏著性之觀點而言,以具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯較佳。該等具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯舉例為第一感光性黏著劑組成物中例示者。
第三感光性黏著劑組成物中(C)成分之含量與第一感光性黏著劑組成物相同。
第三感光性黏著劑組成物中具有乙烯性不飽和基及環 氧基之化合物之含量相對於(A)成分100質量份較好為1~100質量份,更好為2~70質量份,又更好為5~50質量份。該含量超過100質量份時,會有薄膜形成時觸變性下降而難以形成薄膜之傾向,或有黏性上升使操作性變得不足之傾向。又,有圖型形成時顯像性降低之傾向,且由於光硬化後之熔融黏度過度下降而有熱壓著時圖型變形之傾向。另一方面,上述具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物之含量小於1質量份時,有無法充分獲得添加效果之傾向。
第一及第三感光性黏著劑組成物較好進一步含有(E)熱自由基產生劑。據此,由於可降低因黏著後之熱處理造成之未反應之放射線聚合性化合物,因此可充分減少組裝加熱時或組裝後之封裝中釋出氣體之產生,進而可使硬化物均勻高彈性化。據此,可獲得高耐熱、低透濕率及低吸濕率之硬化物,使高溫黏著性及耐濕信賴性獲得提升。又,上述組成物由於為不易於在圖型形成或形成薄膜狀時藉由塗佈乾燥進行反應者,因此成為圖型形成後之低溫熱壓著性或形成薄膜狀時之低溫貼附性足夠者。
(E)熱自由基產生劑較好為有機過氧化物。至於熱自由基產生劑,藉由使用具有高的半衰期溫度,且自由基產生效率及對溶劑之溶解性高的有機過氧化物,可進一步降低感光性黏著劑組成物中未反應放射線聚合性化合物。另外,由於均勻的溶解因此在顯像後可獲得良好之圖型。
第二及第三感光性黏著劑組成物較好為圖型形成後於 20℃~200℃下之最低熔融黏度為30000Pa.s以下,更好為20000Pa.s以下,又更好為18000Pa.s以下,再更好為15000Pa.s以下。藉由具有上述範圍內之最低熔融黏度,一方面可控制圖型之變形,一方面可確保足夠之低溫熱壓著性,可對凹凸之基板等賦予良好之密著性。上述最低熔融黏度之下限值並無特別限制,但就操作性等之觀點而言較好為100Pa.s以上。
第一至第三感光性黏著劑組成物藉由含有(A)成分之鹼可溶性樹脂,而成為顯像性良好者。
(A)成分之Tg較好為150℃以下,更好為-20℃~150℃。該Tg超過150℃時,將薄膜狀黏著劑(黏著劑層)貼合於被黏著物(半導體晶圓)上時需要200℃以上之高溫,會有半導體晶圓容易產生翹曲之傾向。薄膜狀黏著劑對晶圓內面之貼附溫度,就抑制半導體晶圓翹曲之觀點而言,較好為20~150℃,更好為25~100℃。為了可在上述溫度下貼附,因此較好使薄膜狀黏著劑之Tg在150℃以下。另一方面,Tg未達-20℃時,在B階段狀態下之薄膜表面之黏性過強,會有操作性不良之傾向。
其中,所謂的「Tg」意指(A)成分薄膜化時之主分散峰值溫度。使用Rheometric公司製造之黏彈性分析儀「RSA-2」(商品名),在升溫速度5℃/min、頻率1Hz、測定溫度-150~300℃條件下測定,Tg附近之tanδ峰值溫度作為主要之峰值溫度。
(A)成分之重量平均分子量較好控制在 5000~500000之範圍內,就可使低溫貼附性及熱壓著性與高溫黏著性高度並存之觀點而言更好為10000~300000,就可進一步提高圖型形成性之觀點而言更好為10000~100000。重量平均分子量落在該範圍內時,感光性黏著劑組成物成為薄片狀或薄膜狀時之強度、可撓性及黏性變得良好,又,由於熱時流動性良好,因此可確保對於基板表面之線路段差(凹凸)之良好埋入性。上述重量平均分子量未達5000時,會有薄膜成形性變得不足之傾向。另一方面,上述重量平均分子量超過500000時,會有熱時流動性及上述埋入性不足之傾向,或會有圖型形成時對於樹脂組成物之鹼性顯像液之溶解性不足之傾向。其中,所謂「重量平均分子量」意指使用島津製作所公司製造之高效液相層析儀「C-R4A」(商品名)以聚苯乙烯換算測定時之重量平均分子量。
藉由使(A)成分之Tg及重量平均分子量在上述範圍內,可抑制對晶圓內面之貼附溫度成為較低,同時亦可降低將半導體元件黏著固定於半導體元件搭載用支撐構件上之際之加熱溫度(熱壓著溫度),且可抑制半導體元件翹曲之增大。另外,可有效地賦予貼附性、熱壓著性或顯像性。其中,所謂「貼附性」意指藉由將感光性黏著劑組成物成形成薄膜狀獲得之薄膜狀黏著劑時之貼附性。
(A)成分(鹼可溶性樹脂)較好為具有鹼可溶性基之聚合物,更好為末端或側鏈上具有鹼可溶性基者。至於鹼可溶性基舉例為乙二醇基、羧基、羥基、磺醯基、酚性 羥基等。該等官能基可單獨使用一種,或組合兩種以上使用。(A)成分為例如具有羧基及/或羥基之熱可塑性樹脂。
具體而言,(A)成分舉例為聚酯樹脂、聚醚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚胺酯樹脂、聚胺酯醯亞胺樹脂、聚胺酯醯胺醯亞胺樹脂、矽氧烷聚醯亞胺樹脂、聚酯醯亞胺樹脂、該等之共聚物、該等之前驅物(聚醯胺酸等),以及聚苯并噁唑樹脂、苯氧樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚酯樹脂、聚醚樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚酮樹脂、重量平均分子量為1萬~100萬之(甲基)丙烯酸共聚物、酚醛清漆樹脂、酚樹脂等。該等可單獨使用一種,或組合兩種以上使用。又,亦可為於該等樹脂之主鏈及/或側鏈上賦予醚基、羧基及/或羥基者。
該等中,就高溫黏著性、耐熱性及薄膜形成性之觀點而言,(A)成分較好為聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂。聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂可例如以習知方法使四羧酸二酐與二胺縮合反應而獲得。亦即,在有機溶劑中,使四羧酸二酐與二胺以等莫耳,或視情況相對於四羧酸二酐之合計1.0莫耳,二胺之合計為0.5~2.0莫耳,更好為0.8~1.0莫耳之範圍內調整組成比(各成分之添加順序為任意),在反應溫度80℃以下,較好在0~60℃下進行加成反應。反應進行過程中反應液之黏度緩慢上昇,生成聚醯亞胺樹脂前驅物的聚醯胺酸。又,為了抑制樹 脂組成物之諸特性之降低,因此上述四羧酸二酐較好為以乙酸酐再結晶純化處理者。
上述縮合反應中之四羧酸二酐與二胺之組成比,相對於四羧酸二酐之合計1.0莫耳,二胺之合計超過2.0莫耳時,會有所得聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂中之胺末端之聚醯亞胺寡聚物之量變多之傾向,會有聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂之重量平均分子量降低,使包含樹脂組成物之耐熱性之各種特性變不充分之傾向。另一方面,相對於四羧酸二酐之合計1.0莫耳,二胺之合計未達0.5莫耳時,會有酸末端之聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂寡聚物之重量平均分子量變低,包含樹脂組成物之耐熱性之各種特性變不充分之傾向。
聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂為使上述反應物(聚醯胺酸)經脫水閉環獲得。脫水閉環可經加熱處理之熱閉環法、使用脫水劑之化學閉環法等進行。
作為聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂之原料使用之四羧酸二酐並無特別限制,舉例為例如均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)磺酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、雙(3,4-二羧基苯基)醚二酐、苯-1,2,3,4-四羧酸二酐、 3,4,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,2’,3’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,2,4,5-萘四羧酸二酐、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,7-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,3,6,7-四氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、菲-1,8,9,10-四羧酸二酐、哌啶-2,3,5,6-四羧酸二酐、噻吩-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、3,4,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,2’,3’-聯苯四羧酸二酐、雙(3,4-二羧基苯基)二甲基矽烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲基苯基矽烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)二苯基矽烷二酐、1,4-雙(3,4-二羧基苯基二甲基矽烷基)苯二酐、1,3-雙(3,4-二羧基苯基)-1,1,3,3-四甲基二環己烷二酐、對-伸苯基雙(偏苯三甲酸酯酐)、伸乙基四羧酸二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、十氫萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氫萘-1,2,5,6-四羧酸二酐、環戊烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、吡咯啶-2,3,4,5-四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、雙(外-雙環[2,2,1]庚烷-2,3-二羧酸二酐、雙環-[2,2,2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯基)苯基]丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯基)苯基]六氟丙烷二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、1,4-雙(2-羥基六氟異丙基)苯雙(偏苯三甲酸酐)、1,3-雙(2-羥基六氟異丙基)苯雙(偏苯三甲酸酐)、 5-(2,5-二酮基四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐、四氫呋喃-2,3,4,5-四羧酸二酐、以下述通式(1)表示之四羧酸二酐等。下述通式(1)中,a表示2~20之整數。
以上述通式(1)表示之四羧酸二酐可由例如偏苯三甲酸酐單氯化物及對應之二醇合成,具體而言舉例為1,2-(伸乙基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,3-(三亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,4-(四亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,5-(五亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,6-(六亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,7-(七亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,8-(八亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,9-(九亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,10-(十亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,12-(十二亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,16-(十六亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)、1,18-(十八亞甲基)雙(偏苯三甲酸酯酐)等。
又,四羧酸二酐就獲得對溶劑之良好溶解性及耐濕性、對於365nm之光之透明性之觀點而言較好為以下述通式(2)或(3)表示之四羧酸二酐。
以上該等四羧酸二酐可單獨使用一種或組合兩種以上使用。
(A)成分進而較好為含有羧基及/或羥基之聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂。作為上述含有羧基及/或羥基之聚醯胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂之原料使用之二胺較好包含以下述通式(4)、(5)、(6)或(7)表示之芳香族二胺。該等以下述通式(4)~(7)表示之二胺較好成為全部二胺之1~100莫耳%,更好為3~80莫耳%,最好為5~50莫耳%。
作為上述聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂之原料使用之其他二胺並無特別限制,舉例為例如鄰-苯二胺、間-苯二胺、對-苯二胺、3,3’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚甲烷、雙(4-胺基-3,5-二甲基苯基)甲烷、雙(4-胺基-3,5-二異丙基苯基)甲烷、3,3’-二胺基二苯基二氟甲烷、3,4’-二胺基二苯基二氟甲烷、4,4’-二胺基二苯基二氟甲烷、3,3’-二胺基二苯基碸、3,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二胺基二苯基硫醚、3,4’-二胺基二苯基硫醚、4,4’-二胺基二苯基硫醚、3,3’-二胺基二苯基酮、3,4’-二胺基二苯基酮、4,4’-二胺基二苯基酮、2,2-雙(3-胺基苯基)丙烷、2,2’-(3,4’-二胺基二苯基)丙烷、2,2-雙(4- 胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-(3,4’-二胺基二苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、3,3’-(1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)雙苯胺、3,4’-(1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)雙苯胺、4,4’-(1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)雙苯胺、2,2-雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷、雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)硫醚、雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)硫醚、雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)碸、雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)碸、3,3’-二羥基-4,4’-二胺基聯苯、3,5-二胺基苯甲酸等芳香族二胺;1,3-雙(胺基甲基)環己烷、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、以下述通式(8)表示之脂肪族醚二胺;以下述通式(8-1)表示之脂肪族二胺;及以下述通式(9)表示之矽氧烷二胺等。
上述通式(8)中,R1、R2及R3各獨立表示碳數1~10之伸烷基,b表示1~80之整數。
上述通式(8-1)中,c表示5~20之整數。
上述二胺中,就獲得與其他成分之相溶性、有機溶劑可溶性、鹼可溶性之觀點而言,較好為以上述通式(8)表示之脂肪族醚二胺,更好為乙二醇及/或丙二醇系二胺。
該等脂肪族醚二胺具體而言舉例為SAN TECHNO CHEMICAL(股)製造之JEFFAMINE D-230、D-400、D-2000、D-4000、ED-600、ED-900、ED-2000、EDR-148,BASF(製)之聚醚胺D-230、D-400、D-2000等聚氧伸烷基二胺等脂肪族二胺。該等二胺較好為全部二胺之1~80莫耳%,且就使與其他調配成分之相溶性、或低溫貼附性、熱壓著性及高溫黏著性高度並存之觀點而言更好為5~60莫耳%。該量未達1莫耳%時,會有難以賦予高溫黏著性、熱時流動性之傾向,另一方面,超過80莫耳%時,聚醯亞胺樹脂之Tg點過低,會有損及薄膜之本身支撐性之傾向。
另外,上述二胺就獲得室溫下之密著性、黏著性之觀點而言,較好為以下述通式(9)表示之矽氧烷二胺。下述通式(9)中,R4及R9各獨立表示碳數1~5之伸烷基或亦可具有取代基之伸苯基,R5、R6、R7及R8各獨立表示碳數1~5之烷基、苯基或苯氧基,d表示1~5之整數。
該等二胺較好為全部二胺之0.5~80莫耳%,且就使低溫貼附性、熱壓著性及高溫黏著性高度並存之觀點而言更好為1~50莫耳%。低於0.5莫耳%時添加矽氧烷二胺之效果變小,超過80莫耳%時會有與其它成份之相溶性、高溫黏著性及顯像性下降之傾向。
以上述通式(9)表示之矽氧烷二胺具體而言舉例,作為式(9)中之d為1者為1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(4-胺基苯基)二矽氧烷、1,1,3,3-四苯氧基-1,3-雙(4-胺基乙基)二矽氧烷、1,1,3,3-四苯基-1,3-雙(2-胺基乙基)二矽氧烷、1,1,3,3-四苯基-1,3-雙(3-胺基丙基)二矽氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(2-胺基乙基)二矽氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(3-胺基丙基)二矽氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(3-胺基丁基)二矽氧烷、1,3-二甲基-1,3-二甲氧基-1,3-雙(4-胺基丁基)二矽氧烷等,d為2者為1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-雙(4-胺基苯基)三矽氧烷、1,1,5,5-四苯基-3,3-二甲基-1,5-雙(3-胺基丙基)三矽氧烷、1,1,5,5-四苯基-3,3-二甲氧基-1,5-雙(4-胺基丁基)三矽氧烷、1,1,5,5-四苯基-3,3-二甲氧基-1,5-雙(5-胺基戊基)三矽氧烷、1,1,5,5-四甲基-3,3-二甲氧基-1,5-雙(2-胺基乙基)三矽氧烷、1,1,5,5-四甲基-3,3-二甲氧基- 1,5-雙(4-胺基丁基)三矽氧烷、1,1,5,5-四甲基-3,3-二甲氧基-1,5-雙(5-胺基戊基)三矽氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-雙(3-胺基丙基)三矽氧烷、1,1,3,3,5,5-六乙基-1,5-雙(3-胺基丙基)三矽氧烷、1,1,3,3,5,5-六丙基-1,5-雙(3-胺基丙基)三矽氧烷等。
上述二胺可單獨使用一種或組合兩種以上使用。
又,上述聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂可單獨使用一種或依據需要混合(摻合)兩種以上使用。
又,如上述般,決定聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂之組成時,以設計成其Tg成為150℃以下較佳,作為聚醯胺樹脂原料的二胺最好使用以上述通式(8)表示之脂肪族醚二胺。
上述聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂之合成時,藉由將以下述通式(10)、(11)或(12)表示之化合物中之單官能酸酐及/或單官能胺投入縮合反應液中,可於聚合物末端導入酸酐或二胺以外之官能基。又,據此,使聚合物之分子量降低,可提高圖型形成時之顯像性及熱壓著性。酸酐或二胺以外之官能基並沒有特別限制,但就提昇圖型形成時之鹼可溶性之觀點而言,較好為羧基或酚性羥基、醚基等鹼可溶性基。又,就賦予黏著性之觀點而言,較好使用以下述通式(12)表示之化合物或具有胺基之(甲基)丙烯酸酯等放射線聚合性基及/或具有熱硬化性基之化合物。又,就賦予低吸濕性之觀點而言,亦較好使用具有矽氧烷骨架等之化合物。
上述聚醯亞胺樹脂及/或聚醯胺醯亞胺樹脂就光硬化性之觀點而言,成形為30μm之薄膜狀時對365nm之透過率就使圖型之側壁相對於被黏著物成為垂直之觀點而言較好為10%以上,就可以更低曝光量形成圖型之觀點而言更好為20%以上。該等聚醯亞胺樹脂可使例如以上述通式(2)表示之酸酐與以上述通式(8)表示之脂肪族醚二胺及/或以上述通式(9)表示之矽氧烷二胺反應而合成。
本實施型態之感光性黏著劑組成物中,(A)成分之含量以感光性黏著劑組成物之固體成份總量作為基準較好為5~90質量%,更好為20~80質量%。其含量未達20質量%時,會有圖型形成時之顯像性不足之傾向,超過80質量%時,會有圖型形成時之顯像性及黏著性不足之傾向。
缺乏(A)成分之鹼溶解性或(A)成分不溶解於鹼性溶劑時,亦可添加具有羧基及/或羥基之樹脂、及/或具有親水性基之樹脂作為溶解助劑。所謂具有親水性基之樹 脂只要是鹼可溶性之樹脂則無特別限制,舉例為如乙二醇、丙二醇基之具有二醇基之樹脂。
第一至第三感光性樹脂組成物中,(B)熱硬化性樹脂以分子內至少含有兩個以上之環氧基者較佳,就硬化性或硬化物特性之觀點而言,更好為酚之縮水甘油醚型之環氧樹脂。該等樹脂舉例為例如雙酚A型(或AD型、S型、F型)之縮水甘油醚、氫化雙酚A型縮水甘油醚、環氧乙烷加成物雙酚A型縮水甘油醚、環氧丙烷加成物雙酚A型之縮水甘油醚、苯酚酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、雙酚A酚醛清漆樹脂之縮水甘油醚、萘樹脂之縮水甘油醚、三官能型(或四官能型)之縮水甘油醚、二環戊二烯酚樹脂之縮水甘油醚、二聚酸之縮水甘油酯、三官能型(或四官能型)之縮水甘油基胺、萘樹脂之縮水甘油基胺等。該等可單獨使用或組合兩種以上使用。
又,(B)熱硬化性樹脂使用雜質離子的鹼金屬離子、鹼土金屬離子、鹵素離子,尤其是氯離子或水解性氯等降低至300ppm以下之高純度品,就防止電子遷移或防止金屬導體電路之腐蝕之觀點而言較佳。
(B)成分之含量相對於(A)成分100質量份較好為0.1~100質量份,更好為2~50質量份。該含量超過100質量份時,對鹼性水溶液之溶解性降低,會有圖型形成性不足之傾向。另一方面,當上述含量未達0.1質量份時,會有高溫黏著性不足之傾向。
(B)成份以外,亦可包含硬化劑、硬化促進劑、放射線聚合性化合物等。
至於硬化劑舉例為例如酚系化合物、脂肪族胺、脂環族胺、芳香族多胺、聚醯胺、脂肪族酸酐、脂環族酸酐、芳香族酸酐、雙氰胺(dicyandiamide)、有機酸二醯肼、三氟化硼胺錯合物、咪唑類、三級胺等。該等中以酚系化合物較佳,更好為分子中具有至少兩個以上之酚性羥基之酚系化合物。該等化合物舉例為例如苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、三級丁基苯酚酚醛清漆樹脂、二環戊二烯甲酚酚醛清漆樹脂、二環戊二烯苯酚酚醛清漆樹脂、伸二甲苯改質之苯酚酚醛清漆樹脂、萘酚系化合物、參酚系化合物、四酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂、聚-對-乙烯基苯酚、酚芳烷基樹脂等。該等中,以數平均分子量在400~4000之範圍內者較佳。據此,半導體裝置組裝加熱時,可抑制成為半導體元件或裝置等之污染原因之加熱時之氣體釋出。酚系化合物之含量較好相對於(A)成分100質量份為1~100質量份,更好為2~50質量份,最好為2~30質量份。該含量超過100質量份時,曝光時具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物及放射線聚合性化合物之反應性變得不足,或者樹脂之酸價及酚性羥基價上升使顯像後之膜厚減少,會有膨潤之傾向。另外,由於顯像液對樹脂圖型之浸透變大,使隨後之加熱硬化時或組裝熱履歷下之氣體釋出變多,會有耐熱信賴性或耐濕信賴性大幅降低之傾向。另一方面,上述含量未達1質量份時 ,會有無法獲得充分的高溫黏著性之傾向。
硬化促進劑只要是含有藉由加熱促進環氧基之硬化/聚合之硬化促進劑者即無特別限制,舉例為例如咪唑類、雙氰胺衍生物、二羧酸二醯肼、三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、2-乙基-4-甲基咪唑-四苯基硼酸鹽、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7-四苯基硼酸鹽等。感光性黏著劑組成物中硬化促進劑之含量相對於環氧樹脂100質量份,較好為0.01~50質量份。
第一至第三感光性黏著劑組成物中,(D)成分(光起始劑)就提高感度之觀點而言,以對於波長365nm之光之分子吸光係數在1000ml/g‧cm以上者較佳,更好為2000ml/g‧cm以上者。又,分子吸光係數係調製樣品之0.001質量%乙腈溶液,藉由使用分光光度計(日立高科技公司製造之「U-3310」(商品名))對該溶液測定吸光度求得。
使感光性黏著劑組成物成為膜厚30μm以上之黏著劑層時,就提高感度、提高內部硬化性之觀點而言,(D)成分更好為藉由光照射漂白者。該等(D)成分舉例為例如2-苯甲基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羥基-環己基-苯基-酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉基丙酮-1、2,4-二乙基噻噸酮、2-乙基蒽醌、菲醌等芳香族酮;苯甲基二甲基縮酮等苯甲基衍生物;2-(鄰-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰-氯苯基)-4,5-二(間-甲氧基苯 基)咪唑二聚物、2-(鄰-氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(對-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4-二(對-甲氧基苯基)-5-苯基咪唑二聚物、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等2,4,5-三芳基咪唑二聚物;9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9’-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物;雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基-戊基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物等雙醯基膦氧化物等之中藉由照射UV造成光退色之化合物。該等可單獨使用或組合兩種以上使用。
(D)成分亦可含有展現藉由照射放射線促進環氧樹脂之聚合及/或反應之功能之光起始劑。該等光起始劑舉例為例如藉由照射放射線產生鹼之光鹼產生劑、藉由照射放射線產生酸之光酸產生劑等。最好為光鹼產生劑。
藉由使用光鹼產生劑,可進一步提升感光性黏著劑組成物對被黏著物之高溫黏著性及耐濕性。其理由認為係藉由自光鹼產生劑產生之鹼可效率良好地作為環氧樹脂之硬化觸媒產生作用,而使交聯密度更加提高,且生成之硬化觸媒對基板等之腐蝕減少之故。又,藉由於感光性黏著劑組成物中含有光鹼產生劑,可提高交聯密度,可更減低高溫放置時之氣體釋出。而且,認為可使硬化製程溫度低溫化、短時間化。
又,(A)成分之羧基及/或羥基之含有比例較高時,會有硬化後之吸濕率上升及吸濕後之黏著力下降之顧慮。 相對於此,若為包含光鹼產生劑之感光性黏著劑組成物,藉由因放射線之照射產生鹼,可降低上述羧基及/或羥基與環氧樹脂反應後殘留之羧基及/或羥基,使耐濕性及黏著性與圖型形成性可更以高水準並存。
光鹼產生劑只要是照射放射線時產生鹼之化合物則可無特別限制的使用。至於產生之鹼,就反應性、硬化速度之觀點而言,較好為強鹼性化合物。通常,使用酸解離常數之對數的pKa值作為鹼性之指標,較好為水溶液中之pKa值為7以上之鹼,更好為9以上之鹼。
該等照射放射線時產生之鹼舉例為例如咪唑、2,4-二甲基咪唑、1-甲基咪唑等咪唑衍生物;哌嗪、2,5-二甲基哌嗪等哌嗪衍生物;哌啶、1,2-二甲基哌啶等哌啶衍生物;吡咯啉衍生物;三甲基胺、三乙基胺、三乙醇胺等三烷基胺衍生物;4-甲胺基吡啶、4-二甲胺基吡啶等於4位取代有胺基或烷胺基之吡啶衍生物;吡咯啶、N-甲基吡咯啶等吡咯啶衍生物;三乙二胺、1,8-二氮雜雙環(5.4.0)十一烯-1(DBU)等脂環式胺衍生物;苯甲基甲基胺、苯甲基二甲基胺、苯甲基二乙基胺等苯甲基胺衍生物等。
至於如上述之藉由照射放射線產生鹼之光鹼產生劑,可使用例如於光聚合物科學與技術期刊(Journal of Photopolymer Science and Technology)12卷,313~314項(1999年);或材料化學(Chemistry of Materials)11卷,170~176項(1999年)等中記載之四級銨鹽衍生物。該等由於係藉由照射活性光線產生高鹼性之三烷基胺,因 此最適於環氧樹脂之硬化。
光鹼產生劑亦可使用於美國化學協會期刊(Journal of American Chemical Society)118卷12925頁(1996年)或聚合物期刊(Polymer Journal)28卷795頁(1996年)等中記載之胺基甲酸衍生物。
藉由照射活性光線產生鹼之光鹼產生劑可使用2,4-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)]或乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等肟衍生物,或亦可使用市售之2-苯甲基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、六芳基雙咪唑衍生物(鹵素、烷氧基、硝基、氰基等取代基亦可取代於苯基上)、苯并異噁唑酮衍生物等作為光自由基產生劑。
光鹼產生劑亦可使用於高分子之主鏈及/或側鏈上導入產生鹼之基之化合物。此時之分子量,就作為黏著劑之黏著性、流動性及耐熱性之觀點而言,重量平均分子量較好為1,000~100,000,更好為5,000~30,000。
上述光鹼產生劑由於在室溫下未照射放射線之狀態下未顯示與環氧樹脂之反應性,因此在室溫下之儲存安定性極為優異。
第一至第三之感光性黏著劑組成物中可依據需要使用(E)熱自由基產生劑。(E)熱自由基產生劑以有機過氧 化物較佳。有機過氧化物以一分鐘半衰期溫度為120℃以上者較佳,更好為150℃以上者。有機過氧化物係考量感光性黏著劑組成物之調製條件、製膜溫度、硬化(貼合)條件、其他製程條件、儲存安定性等選擇。可使用之過氧化物並沒有特別限制,舉例為例如2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧基己烷)、二枯烯基過氧化物(dicumyl peroxide)、三級丁基過氧基-2-乙基己酸酯、三級己基過氧基-2-乙基己酸酯、1,1-雙(三級丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(三級己基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、雙(4-三級丁基環己基)過氧基二碳酸酯等,該等可單獨使用一種,或混合兩種以上使用。
可自商業上獲得之(E)熱自由基產生劑舉例為例如PERHEXA 25B(日油公司製造)、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧基己烷)(1分鐘半衰期溫度:180℃)、PERCUMYL D(日油公司製造)、二枯烯基過氧化物(1分鐘半衰期溫度:175℃)等。
(E)熱自由基產生劑之添加量相對於具有乙烯性不飽和基之化合物總量較好為0.01~20重量%,更好為0.1~10重量%,又更好為0.5~5重量%。若為0.01重量%以下則硬化性降低,添加效果小,超過5重量%時釋出氣體量增加,發現儲存安定性下降。
第一至第三之感光性黏著劑組成物中,可依據需要併用增感劑。該增感劑舉例為例如樟腦醌、苯偶醯(benzil)、雙乙醯、苯甲基二甲基縮酮、苯甲基二乙基縮酮、苯 甲基二(2-甲氧基乙基)縮酮、4,4’-二甲基苯甲基-二甲基縮酮、蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、1,2-苯并蒽醌、1-羥基蒽醌、1-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1-溴蒽醌、噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、2-硝基噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯-7-三氟甲基噻噸酮、噻噸酮-10.10-二氧化物、噻噸酮-10-氧化物、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、異丙基醚、苯偶因異丁基醚、二苯甲酮、雙(4-二甲胺基苯基)酮、4,4’-雙二乙胺基二苯甲酮、包含疊氮基之化合物等。該等可單獨使用或併用兩種以上使用。
第一至第三感光性黏著劑組成物為了賦予儲存安定性、製程適應性或抗氧化性,在不損及硬化性之範圍內亦可進一步添加醌類、多元酚類、酚類、亞磷酸鹽類、硫類等聚合抑制劑或抗氧化劑。
再者,上述感光性黏著劑組成物亦可含有適宜填料。至於填料舉例為例如銀粉、金粉、銅粉、鎳粉等金屬粉末;氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、結晶性氧化矽、非晶性氧化矽、氮化硼、氧化鈦、玻璃、氧化鐵、陶磁等無機填料;碳、橡膠系填料等有機填料等,不論種類、形狀等均可使用而無特別限制。
上述填料可依據期望之功能使用。例如,金屬填料係為了賦予樹脂組成物導電性、導熱性、觸變性等之目的而添加,非金屬無機填料係為了賦予黏著劑層導熱性、低熱 膨脹性、低吸濕性等之目的而添加,有機填料係為了賦予黏著劑層韌性等目的而添加。
該等金屬填料、無機填料或有機填料可單獨使用一種或組合兩種以上使用。其中,就賦予半導體裝置用黏著材料所要求之導電性、導熱性、低吸濕特性、絕緣性等觀點而言,以金屬填料、無機填料或絕緣性填料較佳,無機填料或絕緣性填料中,就對樹脂清漆之分散性良好且可賦予加熱時之高黏著力之觀點而言,更好為氧化矽填料。
上述填料較好平均粒徑為10μm以下且最大粒徑為30μm以下,更好為平均粒徑為5μm以下且最大粒徑為20μm以下。平均粒徑超過10μm且最大粒徑超過30μm時,會有無法充分的獲得破壞韌性提高之效果。另外,平均粒徑及最大粒徑之下限並無特別限制,但通常為0.001μm。
上述填料之含量係依據賦予之特性或功能決定,但相對於樹脂成分與填料之合計較好為0~50質量%,更好為1~40質量%,又更好為3~30質量%。藉由增加填料之量,可實現高彈性率化,且可有效提高切割性(以切割刀造成之切割性)、線結合性(超音波效率)、加熱時之黏著強度。
將填料之量增加至必要以上時,由於會有損及熱壓著性、圖型形成性之傾向,因此填料之含量收斂在上述範圍內較佳。能夠對所要求特性之均衡而決定最適之填料含量。使用填料時之混合/混練可適度的組合慣用之攪拌機、 擂潰機、三輥、球磨機等分散機。
上述感光性黏著劑組成物為了使異種材料間之界面結合變得良好,亦可添加各種偶合劑。偶合劑舉例為例如矽烷系、鈦系、鋁系等,其中就提高效果之觀點而言,以矽烷系偶合劑較佳,更好為具有環氧基等熱硬化性基或甲基丙烯酸酯及/或丙烯酸酯等放射線聚合性基之化合物。上述矽烷系偶合劑之沸點及/或分解溫度較好為150℃以上,更好為180℃以上,又更好為200℃以上。亦即,在200℃以上之沸點及/或分解溫度下,且最好使用具有環氧基等熱硬化性基或甲基丙烯酸酯及/或丙烯酸酯等放射線聚合性基之矽烷偶合劑。上述偶合劑之使用量就其效果或耐熱性及成本方面而言,相對於使用之(A)成分100質量份,較好為0.01~20質量份。
上述感光性黏著劑組成物為了吸附離子性雜質,使吸濕時之絕緣信賴性變得良好,亦可添加離子捕捉劑。該等離子捕捉劑並沒有特別限制,舉例為例如三嗪硫醇化合物;酚系還原劑等用以防止銅離子化溶出之銅害防止劑之已知化合物;粉末狀之鉍系、銻系、鎂系、鋁系、鋯系、鈣系、鈦系、錫系及該等之混合系等之無機化合物。具體例未特別限制,但有如東亞合成(股)製造之無機離子捕捉劑,商品名IXE-300(銻系)、IXE-500(錫系)、IXE-600(銻、鉍混合系)、IXE-700(鎂、鋁混合系)、IXE-800(鋯系)、IXE-1100(鈣系)等。該等可單獨使用或混合兩種以上使用。上述離子捕捉劑之使用量就添加之效 果或耐熱性、成本等之觀點而言,相對於(A)成分100質量份較好為0.01~10質量份。
藉由使第一至第三感光性黏著劑組成物成形為薄膜狀,可獲得薄膜狀黏著劑。圖1為顯示本發明之薄膜狀黏著劑之一實施型態之端視圖。圖1所示之薄膜狀黏著劑1為將上述感光性黏著劑組成物成形為薄膜狀而成者。
薄膜狀黏著劑1為例如藉由將上述感光性黏著劑組成物塗佈於圖2所示之基材3上,並經乾燥成形為薄膜狀。據此,獲得具備基材3與於基材3上形成之由上述薄膜狀黏著劑構成之黏著劑層1之黏著片100。圖2為顯示本發明之黏著片100之一實施形態之端視圖。圖2所示之黏著片100係由基材3與由設置於該等之一面上之薄膜狀黏著劑所構成之黏著劑層1所構成。
圖3為顯示本發明之黏著片之另一實施形態之端視圖。圖3中所示之黏著片100係由基材3與由設置於該等之一面上之薄膜狀黏著劑所構成之黏著劑層1與覆蓋薄膜2所構成。
薄膜狀黏著劑1可經由將(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及依據需要添加之其他成分混合於有機溶劑中,且混練混合液調製清漆,並將該清漆塗佈於基材3上形成清漆層,經加熱使清漆層乾燥後去除基材3之方法獲得。此時,可不需去除基材3,而以黏著片100之狀態儲存或使用。
清漆之調製所用之有機溶劑,亦即清漆溶劑只要是可 使材料均勻的溶解或分散者即可,並無特別限制。舉例為例如二甲基甲醯胺、甲苯、苯、二甲苯、甲基乙基酮、四氫呋喃、乙基溶纖素、乙基溶纖素乙酸酯、二噁烷、環己酮、乙酸乙酯、及N-甲基-吡咯啶酮。
上述之混合及混練可適度的組合慣用之攪拌機、擂潰機、三輥、球磨機等分散機。上述藉由加熱之乾燥係在不使(B)成分充分反應之溫度下,且使溶劑充分揮發之條件下進行。上述所謂的「不使(B)成分充分反應之溫度」具體而言係使用DSC(例如,Perkin-Elmer公司製造之「DSC-7型」(商品名)),樣品量:10mg、升溫速度:5℃/min、測定氛圍:空氣之條件下測定時之反應熱之高峰溫度以下之溫度。具體而言,通常係在60~180℃下加熱0.1~90分鐘使清漆層乾燥。乾燥前清漆層之較佳厚度為1~200μm。該厚度小於1μm時,會有黏著固定功能不足之傾向,超過200μm時,會有後述之殘留揮發份變多之傾向。
所得清漆層之較佳殘留揮發份為10質量%以下。該殘留揮發份超過10質量%時,有因以組裝加熱時因溶劑揮發發泡,容易在黏著劑層之內部殘留孔隙,有耐濕性不足之傾向。又,由於加熱時產生之揮發成分,會有污染週邊材料或構件之可能性亦高之傾向。又,上述殘留揮發成分之測定條件如下。亦即,針對切割成50mm×50mm大小之薄膜狀黏著劑1,初期質量設為M1,使該薄膜狀黏著劑1在160℃之烘箱中加熱3小時後之質量設為M2,以下式求得 殘留揮發份(%)。
式 殘留揮發份(%)=[(M2-M1)/M1]×100
基材3只要為耐上述之乾燥條件者即無特別限制。例如可使用聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜,聚醯亞胺薄膜、聚醚醯亞胺薄膜、聚醚萘二甲酸酯薄膜、甲基戊烯薄膜作為基材3。基材3之薄膜亦可組合兩種以上而成之多層薄膜,亦可為表面經矽氧系、氧化矽系等之脫模劑等處理者。
又,可將薄膜狀黏著劑1與切割片層合成為黏著片。上述切割片係於基材上設置黏著劑層之薄片,上述黏著劑層亦可為感壓型或放射線硬化型之任一種。又,上述基材較好為可膨脹之基材。藉由成為該等黏著劑片,獲得同時保有作為晶粒黏合薄膜之功能與切割片功能之切割/晶粒黏合一體型黏著片。
上述之切割/晶粒黏合一體型黏著片具體而言舉例為如圖4所示般,將基材3、黏著劑層6及薄膜狀黏著劑(黏著劑層)1依序層合而成之黏著片100。
圖5為顯示本發明之附黏著劑層之半導體晶圓之一實施形態之上視圖,圖6為沿著圖5之IV-IV線之端視圖。圖5及6所示之附黏著劑層之半導體晶圓20具備:半導體晶圓8;及設置於其一面上之薄膜狀黏著劑(黏著劑層)1。
附黏著劑層之半導體晶圓20係藉由於半導體晶圓8上將薄膜狀黏著劑1邊加熱邊層合而獲得。薄膜狀黏著劑 1可在例如室溫(25℃)~150℃左右之低溫下貼附於半導體晶圓8上。
圖7及圖9為分別顯示本發明之黏著劑圖型之一實施形態之上視圖,圖8為沿著圖7之V-V線之端視圖,圖10為沿著圖9之VI-VI線之端視圖。圖7、8、9及10中所示之黏著劑圖型1a係在作為被黏著物之半導體晶圓8上,形成為具有沿著略正方形之邊之圖型或正方形圖型。
黏著劑圖型1a係在將黏著劑層1層合於作為被黏著物之半導體晶圓8上獲得附黏著劑層之半導體晶圓20,隔著光罩使黏著劑層1曝光,藉由以鹼性顯像液顯像處理曝光後之黏著劑層1而形成。據此,獲得形成有黏著劑圖型1a之附黏著劑層之半導體晶圓20。
以下,針對使用本發明之薄膜狀黏著劑製造之半導體裝置,利用圖式具體說明。近年來已提出各種構造之半導體裝置,本發明之薄膜狀黏著劑之用途並不限於以下說明之構造之半導體裝置。
圖11為顯示本發明之半導體裝置之一實施形態之端視圖。圖11所示之半導體裝置200中,半導體元件12係透過薄膜狀黏著劑1黏著於半導體元件搭載用支撐構件13上,半導體元件12之連接端子(未圖示)係透過金屬線14與外部連接端子(未圖示)電性連接,且藉由密封材15密封。
圖12為顯示本發明之半導體裝置之另一實施形態之端視圖。圖12中所示之半導體裝置200中,第一段之半 導體元件12a係透過薄膜狀黏著劑,黏著於形成有端子16之半導體元件搭載用支撐構件13上,於第一段之半導體元件12a之上方另透過薄膜狀黏著劑1黏著第二段之半導體元件12b。第一段之半導體元件12a及第二段之半導體元件12b之連接端子(未圖示)係透過金屬線14與外部連接端子電性連接,且藉由密封材密封。據此,本發明之薄膜狀黏著劑亦可適當的使用於將半導體元件複數重疊之構造之半導體裝置上。
圖11及圖12所示之半導體裝置(半導體封裝)可藉由例如沿著虛線D切割圖9所示之附黏著劑層之半導體晶圓20,且將切割後之附黏著劑層之半導體元件加熱壓著於半導體元件搭載用支撐構件13上,將二者黏著,隨後,經過線結合步驟、視情況經過藉由密封材之密封步驟等步驟獲得。上述加熱壓著之加熱溫度通常為20~250℃,荷重通常為0.01~20 kgf,加熱時間通常為0.1~300秒。
另外,本發明之半導體裝置之實施形態有如圖18所示者。以下針對圖18所示之半導體裝置之製造方法,使用圖式詳細加以說明。圖13、14及16~19為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施形態之端視圖,圖15為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施形態之上視圖。
本實施形態之半導體裝置之製造方法具備以下之(步驟1)~(步驟7)。
(步驟1)於半導體晶圓8內形成之半導體晶片(半 導體元件)12之電路面18上層合薄膜狀黏著劑(黏著劑層)1之步驟(圖13(a)及(b))。
(步驟2)藉由使設置於半導體晶片12之電路面18上之黏著劑層1曝光及顯像而圖型化之步驟(圖13(c)及圖14(a))。
(步驟3)自與電路面18相反側之面研磨半導體晶圓8使半導體晶圓8變薄之步驟(圖14(b))。
(步驟4)藉由切割將半導體晶圓8切割成複數個半導體晶片12之切割步驟(圖14(c)及圖16(a))。
(步驟5)拾取半導體晶片12安裝在半導體裝置用板狀之支撐構件(半導體元件搭載用支撐構件)13之步驟(圖16(b)及圖17(a))。
(步驟6)在安裝於支撐構件13上之半導體晶片12a之電路面18上圖型化之黏著劑層1上層合第二層半導體晶片12b之步驟(圖17(b))。
(步驟7)使半導體晶片12a及12b分別與外部連接端子連接之步驟(圖18)。
以下針對(步驟1)~(步驟7)加以詳述。
(步驟1)
圖13(a)所示之半導體晶圓8內,形成經切割線D區分之複數個半導體晶片12。於該半導體晶片12之電路面18側之面上層合薄膜狀黏著劑(黏著劑層)1(圖13(b))。層合黏著劑層1之方法較簡單者為準備事先成形 為薄膜狀之薄膜狀黏著劑,且將其貼附於半導體晶圓8上之方法,但亦可藉由使用旋轉塗佈法將液狀感光性黏著劑組成物之清漆塗佈於半導體晶圓8上,並經加熱乾燥之方法。
(步驟2)
黏著劑層1為於經曝光及顯像而圖型化後對被黏著物具有黏著性且可鹼顯像之負型感光性黏著劑。更詳細而言,使黏著劑層1經曝光及顯像而圖型化形成之光阻圖型(黏著劑圖型),對於半導體晶片或支撐構件等被黏著物具有黏著性。例如由於依據需要邊加熱邊將被黏著物壓著於黏著劑圖型,可將黏著劑圖型與被黏著物黏著在一起。
對於層合於半導體晶圓8上之黏著劑層1,隔著於特定位置形成開口之光罩4照射活性光線(典型為紫外線)(圖13(c))。藉此使黏著劑層1以特定之圖型曝光。
曝光後,藉由使用鹼性顯像液顯像去除黏著劑層1中未經曝光之部分,以形成開口11之方式對黏著劑層1圖型化(圖14(a))。又,亦可使用正型感光性黏著劑組成物替代負型,該情況係藉由顯像使黏著劑層1中之曝光部分去除。
圖15為顯示黏著劑層1經圖型化之狀態之上視圖。使開口11中露出半導體晶片12之黏合墊。亦即,經圖型化之黏著劑層1為半導體晶片12之緩衝塗膜。矩形狀之開口11係以複數並列形成於各半導體晶片12上。開口11 之形狀、配置及數量並不限於如本實施形態之型態,可適度的變形成如使黏合墊等之特定部分露出。又,沿著圖15之II-II線之端視圖為圖14。
(步驟3)
圖型化後,研磨半導體晶圓8之與黏著劑層1相反側之面,使半導體晶圓8變薄至特定厚度(圖14(b))。研磨係例如將黏著薄膜貼附在黏著劑層1上,藉由黏著薄膜將半導體晶圓8固定在研磨用冶具上進行。
(步驟4)
研磨後,在半導體晶圓8之與黏著劑層1相反側之面上,將具有晶粒黏合材30及切割帶40之使該等層合之複合薄膜5以使晶粒黏合材30面向接觸半導體晶圓8而貼附。貼附依據需要係邊加熱進行。
接著,同時沿著切割線D將半導體晶圓8切斷成黏著劑層1及複合薄膜5。據此,獲得分別具備有黏著劑層1及複合薄膜之複數個半導體晶片12(圖16(a))。該切割為例如以藉由切割帶40將整體固定在框架上之狀態,使用切割刀進行。
(步驟5)
切割後,經切割分開之半導體晶片12與黏著劑層1及晶粒黏合材30一起被拾取(圖16(b)),且透過晶粒 黏合材30安裝於支撐構件13上(圖17(a))。
(步驟6)
於安裝於支撐構件13上之半導體晶片12a上之黏著劑層1上層合第二層之半導體晶片12b(圖17(b))。亦即,使半導體晶片12a與位在其上層之半導體晶片12b,藉由介在該等之間之經圖型化之黏著劑層1(緩衝塗膜)黏著。半導體晶片12b係黏著於經圖型化之黏著劑層1之開口11未被充塞之位置上。又,於半導體晶片12b之電路面18上亦形成經圖型化之黏著劑層1(緩衝塗膜)。
半導體晶片12b之黏著係藉由例如邊將黏著劑層1加熱至展現流動性之溫度邊熱壓著之方法進行。熱壓著後,依據需要加熱黏著劑層1進行進一步之硬化。
(步驟7)
隨後,半導體晶片12a係透過連接於其黏合墊上之金屬線14a與支撐構件13上之外部連接端子連接,半導體晶片12b係透過連接於其黏合墊上之金屬線14b與支撐構件13上之外部連接端子連接。接著,藉由以密封材15密封包含半導體晶片12a及12b之層合體,獲得半導體裝置200(圖18)。
本發明之半導體裝置之製造方法並不限於以上之實施形態,只要不脫離本發明之精神下可做適度的改變。例如,可適度交換(步驟1)~(步驟7)之順序。如圖19所 示,亦可在將形成有黏著劑層1之半導體晶圓8研磨變薄後進行切割。該情況下,切割後藉由曝光及顯像使黏著劑層1圖型化,藉此獲得與圖16(a)相同之層合體。又,亦可藉由研磨半導體晶圓變薄,經切割,進行薄膜狀黏著劑1之貼附及其曝光及顯像。又,亦可層合三層以上之半導體晶片12。該情況下,至少一組鄰接之半導體晶片彼此藉由經圖型化之黏著劑層1(下層側之緩衝塗膜)直接黏著。
圖20為顯示本發明之半導體裝置之另一實施形態之端視圖。圖20中所示之半導體裝置200具備:具有連接端子(第一連接部:未圖示)之支撐構件(第一被黏著物)13;具有連接用電極部(第二連接部:未圖示)之半導體晶片(第二被黏著物)12;由絕緣材所構成之黏著劑層1;以及由導電材構成之導電層9。支撐構件13具有與半導體晶片12相對向之電路面18,且與半導體晶片12以特定間隔配置。黏著劑層1在支撐構件13及半導體晶片12之間分別接觸形成,具有特定圖型。導電層9係在支撐構件13及半導體晶片12之間,形成於未配置黏著劑層1之部分上。半導體晶片12之連接用電極部係透過導電層9與支撐構件13之連接端子電性連接。
以下使用圖21~25,對圖20所示之半導體裝置之製造方法加以詳述。圖21~25為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施形態之端視圖。本實施形態之半導體裝置之製造方法具備以下之(第一步驟)~(第四步驟)。
(第一步驟)於具有連接端子之支撐構件13上設置黏著劑層1之步驟(圖21及圖22)。
(第二步驟)藉由使黏著劑層1曝光及顯像,圖型化成形成使連接端子露出之開口11之步驟(圖23及圖24)。
(第三步驟)於開口11中充填導電材形成導電層9之步驟(圖25)。
(第四步驟)使具有連接用電極部之半導體晶片12黏著於支撐構件13與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1側上,同時透過導電層9使支撐構件13之連接端子與半導體晶片12之連接用電極部電性連接之步驟(圖20)。
以下針對(第一步驟)~(第四步驟)加以詳細說明。
(第一步驟)
於圖21所示之支撐構件13之電路面18上層合黏著劑層1(圖22)。層合方法較簡單者為準備事先成形為薄膜狀之薄膜狀黏著劑,且將其貼附於支撐構件13上之方法,但亦可藉由使用旋轉塗佈法,將含有感光性黏著劑組成物之液狀清漆塗佈於支撐構件13上,並經加熱乾燥之方法層合。
感光性黏著劑組成物為對於經曝光及顯像圖型化後之被黏著物具有黏著性且可鹼顯像之負型感光性黏著劑。更詳細而言,使感光性黏著劑經曝光及顯像圖型化形成之光 阻圖型,對於半導體晶片及基板等被黏著物具有黏著性。例如由於依據需要一邊加熱一邊將被黏著物壓著於光阻圖型上,藉此可將光阻圖型與被黏著物黏著在一起。
(第二步驟)
對於設於支撐構件13上之黏著劑層1,隔著於特定位置形成有開口之光罩4照射活性光線(典型為紫外線)(圖23)。藉此使黏著劑層1以特定圖型曝光。
曝光後,藉由使用鹼性顯像液顯像去除黏著劑層1中未經曝光之部分,形成使支撐構件13之連接端子露出之開口11之方式,使黏著劑層1圖型化(圖24)。又,亦可使用正型感光性黏著劑替代負型,該情況係藉由顯像使黏著劑層1中之經曝光部分去除。
(第三步驟)
於所得之光阻圖型之開口11中充填導電材形成導電層9(圖25)。導電材之充填方法可採用凹版印刷、以輥壓著、減壓充填等各種方法。此處使用之導電材為焊料、金、銀、鎳、銅、鉑、鈀或氧化釕等金屬,或由金屬氧化物等構成之電極材料,上述金屬之凸塊以外之例如至少含有導電性粒子及樹脂成分者。導電性粒子係使用例如金、銀、鎳、銅、鉑、鈀或氧化釕等金屬或金屬氧化物,或有機金屬化合物等導電性粒子。又,樹脂成分係使用例如環氧樹脂及其硬化劑等之上述硬化性樹脂組成物。
(第四步驟)
將半導體晶片12直接黏著於支撐構件13之黏著劑層1上。半導體晶片12之連接用電極部係透過導電層9與支撐構件13之連接端子電性連接。又,亦可在半導體晶片12之與黏著劑層1相反側之電路面上,形成圖型化之黏著劑層(緩衝塗膜)。
半導體晶片12之黏著係藉由例如邊將黏著劑層1(感光性黏著劑組成物)加熱至展現流動性之溫度邊熱壓著之方法而進行。熱壓著後,依據需要加熱黏著劑層1進行進一步之硬化。
半導體晶片12中之與黏著劑層1相反側之電路面(內面)較好貼附內面保護膜。
藉由以上方法,獲得圖20所示之半導體裝置200。本發明之半導體裝置之製造方法並不限於以上說明之實施型態,只要不離本發明精神下均可適度的變更。
例如,黏著劑層1並不限於設置於最初之支撐構件13上,亦可先設置於半導體晶片12上。該情況下,半導體裝置之製造方法具備例如:於具有連接用電極部之半導體晶片12上設置黏著劑層1之第一步驟;藉由使黏著劑層1曝光及顯像,圖型化成形成使連接用電極部露出之開口11之第二步驟;將導電材充填於開口11中形成導電層9之第三步驟;及使具有連接端子之支撐構件13直接黏著於半導體晶片12與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1上, 同時透過導電層9使支撐構件13之連接端子與半導體晶片12之連接用電極部電性連接之第四步驟。
以上述製造方法,由於係使分別成單片化之支撐構件13及半導體晶片12之間之連接,因此就支撐構件13上之連接端子與半導體晶片12上之連接用電極部之連接較容易而較佳。
又,黏著劑層1亦可一開始設置於由複數個半導體晶片12構成之半導體晶圓上。該情況下,半導體裝置之製造方法具備例如:於具有連接用電極部之由複數個半導體晶片12構成之半導體晶圓上設置黏著劑層1之第一步驟;藉由使黏著劑層1曝光及顯像,圖型化成形成使連接用電極部露出之開口11之第二步驟;將導電材充填於開口11中形成導電層9之第三步驟;使具有連接端子之晶圓大小之支撐構件13(具有與半導體晶圓相同程度大小之支撐構件)直接黏著於半導體晶圓與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1側,同時透過導電層9使支撐構件13之連接端子與構成半導體晶圓之半導體晶片12之連接用電極部電性連接之第四步驟;及對每個半導體晶片12將半導體晶圓與黏著劑層1與支撐構件13之層合體切開(切割)之第五步驟。
又,上述製造方法亦可為在第一步驟中將黏著劑層1設置於晶圓大小之支撐構件13上,在第四步驟中使半導體晶圓直接黏著於支撐構件13與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1側,同時透過導電層9使支撐構件13之連接 端子與構成半導體晶圓之半導體晶片12之連接用電極部電性連接,且於第五步驟中,對每個半導體晶片12將半導體晶圓與黏著劑層1與支撐構件13之層合體切開。
以上述製造方法,由於半導體晶圓與支撐構件13連接之前的步驟(第四步驟)可為晶圓大小,故就作業效率之觀點而言較佳。又,半導體晶圓中與黏著劑層1相反側之電路面(內面)較好貼附內面保護膜。
又,其他半導體裝置之製造方法為具備:於由具有連接用電極部之複數個半導體晶片12構成之半導體晶圓上設置黏著劑層1之第一步驟;藉由使黏著劑層1曝光及顯像,圖型化成形成使連接用電極部露出之開口11之第二步驟;將導電材充填於開口11中形成導電層9之第三步驟;對每個半導體晶片12將半導體晶圓與黏著劑層1之層合體切開(切割)之第四步驟;以及使具有連接端子之支撐構件13直接黏著於單片化之半導體晶片12與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1側,同時透過導電層9使支撐構件13之連接端子與半導體晶片12之連接用電極部電性連接之第五步驟。
上述製造方法亦可為在第一步驟中將黏著劑層1設置於晶圓大小之支撐構件13上,在第四步驟中對每個半導體晶片12將晶圓大小之支撐構件13與黏著劑層1之層合體切開,在第五步驟中將半導體晶片12直接黏著於單片化之支撐構件13與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1側,同時透過導電層9使支撐構件13之連接端子與半導體 晶片12之連接用電極部電性連接。
以上述製造方法,自黏著劑層1之形成至導電材之充填步驟(第三步驟)之前可以晶圓大小進行,就使切割步驟(第四步驟)順利之觀點而言較佳。
又,使用薄膜狀黏著劑,藉由使半導體晶圓彼此之間或半導體晶片彼此之間黏著可構成半導體裝置(半導體層合體)。該層合體中亦可形成貫穿電極。
該情況下,半導體裝置之製造方法具備例如:於具有貫穿電極之連接用電極部之第一半導體晶片12上設置由感光性黏著劑所構成之黏著劑層1之第一步驟;藉由使黏著劑層1曝光及顯像,圖型化成形成使上述連接用電極部露出之開口11之第二步驟;將導電材充填於開口11中形成貫穿電極連接之第三步驟;使具有連接用電極部之第二半導體晶片12直接黏著於第一半導體晶片12與黏著劑層1之層合體之黏著劑層1上,同時透過導電層9使第一及第二半導體晶片12之連接用電極部彼此電性連接之第四步驟。上述製造方法中,亦可使用半導體晶圓代替半導體晶片。
本發明之半導體裝置亦可為如圖26所示之固態攝影元件。圖26為顯示本發明之半導體裝置之一實施型態之端視圖。圖26中所示之半導體裝置(固態攝影元件)200具備:玻璃基板7、半導體晶片12、黏著劑層1及有效像素區域17。玻璃基板7與半導體晶片12係透過圖型化之黏著劑層1黏著,在半導體晶片12之支撐構件13側之面 上形成有效像素區域17。
以下使用圖27~33對圖26所示之半導體裝置之製造方法加以詳述。圖27~33為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖或平面圖。本實施型態之半導體裝置之製造法具備以下之(第一步驟)~(第四步驟)。
(步驟1)在具有相互對向之表面(第一主面)7a及內面(第二主面)7b之玻璃基板7之表面7a上設置由本發明之感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層1之步驟(圖27及圖28)。
(步驟2)自內面7b側照光使黏著劑層1曝光、顯像,藉此使黏著劑層1圖型化之步驟(圖29~圖31)。
(步驟3)將半導體元件12以其電路面朝向玻璃基板7側之方式直接黏著於圖型化之黏著劑層1上之步驟(圖32)。
(步驟4)將彼此黏著之玻璃基板7與半導體元件12切割而切開成複數個半導體裝置200之步驟(圖33)。
以下針對(步驟1)~(步驟4)加以詳述。
(步驟1)
於圖27所示之玻璃基板7之表面7a上,設置由本發明之感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層1(圖28)。本實施型態為預先準備將本發明之感光性黏著劑組成物成形為薄膜狀所成之薄膜狀黏著劑,且將其貼附於玻璃基板 7上之簡易方法。
由本發明之感光性黏著劑組成物所構成之上述黏著劑層1有作為可鹼顯像之負型感光性黏著劑之功能,對於藉由曝光及顯像圖型化後之半導體元件及玻璃基板等被黏著物有充分的低溫熱壓著性。例如,依據需要邊將被黏著物加熱邊壓著於光阻圖型上,藉此可黏著光阻圖型與被黏著物。具有相關功能之本發明感光性黏著劑組成物之細節係如前述。
(步驟2)
對於設置於玻璃基板7之表面7a上之黏著劑層1,將於特定位置形成開口之光罩4配置於玻璃基板7之內面7b上,且隔著光罩4自內面7b側照射活性光線(典型為紫外線)(圖29)。據此,活性光線係透過玻璃基板7照射於黏著劑層1上,黏著劑層1進行光硬化以特定圖型予以曝光。
曝光後,黏著劑層1藉由使用鹼性顯像液顯像,去除黏著劑層1之未曝光部份藉此圖型化(圖30)。黏著劑層1係形成為具有沿著略正方形邊之圖型(圖31)。再者,亦可使用正型感光性黏著劑代替負型,該情況係藉由顯像使黏著劑層1之曝光部分去除。
(步驟3)
設置於半導體元件12之電路面上之複數個有效像素 區域17係分別包圍沿著略正方形邊之圖型所形成之黏著劑層1,且使半導體元件12之電路面朝向玻璃基板7側,使半導體元件12直接黏著於黏著劑層1上(圖32)。黏著劑層1黏著半導體元件12之同時,亦具有作為確保包圍有效像素區域17之空間之隔離材功能。半導體元件12之黏著係藉由例如邊將黏著劑層1加熱至出現流動性之溫度邊熱壓著之方法。熱壓著後,可依據需要加熱黏著劑層進一步進行硬化。
黏著半導體元件12後,沿著虛線D切割(圖33),藉此獲得複數個圖26所示之半導體裝置200。該情況下,在半導體元件200之與電路面相反側之面上貼附切割薄膜,藉由將玻璃基板7及半導體元件12與切割薄膜一起切割,藉此獲得複數個半導體裝置200。該切割係例如在將切割薄膜整體固定在框架上之狀態下使用切割刀進行。
上述半導體裝置(固態攝影元件)之製造方法並不限於以上說明之實施型態,只要在不脫離本發明精神之下即可適度的變更。
上述半導體裝置(固態攝影元件)200係用於例如圖34所示之CMOS(complementary metal oxide semiconductor,互補式金屬氧化物半導體)感應器之製造。圖34係顯示使用圖26所示之半導體裝置作為固態攝影元件之CMOS感應器之例之端視圖。圖34所示之CMOS感應器300中,半導體裝置200係透過複數個導電性凸塊32與半導體元件搭載用支撐構件13上之連接端子(未圖 示)電性連接。又,替代使用導電性凸塊32黏著半導體裝置200之構成,亦可為透過導電性金屬線使半導體裝置200連接於半導體元件搭載用支撐構件13上之連接端子之構成。
CMOS感應器300具有:將以位於有效像素區域17之正上方(半導體晶片12之相反側)之方式設置之透鏡38、與透鏡一起將半導體裝置200內包之方式設置之側壁50、以嵌入透鏡38之狀態介在透鏡38與側壁50之間之嵌入用構件42,搭載於半導體元件搭載用支撐構件13上之構成。
CMOS感應器300係藉由使以上述方法製造之半導體裝置200,透過導電性凸塊32與半導體元件搭載用支撐構件13上之連接端子與半導體晶片12連接,在半導體元件搭載用支撐構件13上以將半導體裝置200內包之方式形成透鏡38、側壁50及嵌入用構件42而製造。
實施例
以下列舉實施例對本發明更具體說明。但,本發明並不受以下實施例之限制。
實施例1~7及比較例1~3 <(A)成分:聚醯亞胺樹脂> (PI-1)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管 )之燒瓶內饋入1.89克為二胺的3,5-二胺基苯甲酸(分子量152.2)(以下簡稱為「DABA」)、15.21克脂肪族醚二胺(BASF公司製造之「D-400」(商品名),分子量452.4)、及0.39克1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(4-胺基苯基)二矽氧烷(信越化學公司製造之「LP-7100」(商品名),分子量248.5)、及116克為溶劑的NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮),並攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將16.88克4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐(分子量326.3)(以下簡稱為「ODPA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫(25℃)下攪拌5小時。
隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加70克之二甲苯,邊吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃並保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯。使所得溶液冷卻至室溫後,投入蒸餾水中再沉澱,以真空乾燥機使沉澱物乾燥,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-1)。進行(PI-1)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=33000。又,(PI-1)之Tg為55℃。
(PI-2)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之燒瓶內饋入20.5克之2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷(分子量410.5)(以下簡稱為「BAPP」)、及101克為溶劑的NMP,並攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將20.5克之1,2-(伸乙基)雙(偏苯三甲酸酯酐)(分子量410.3)(以下簡稱為「EBTA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。
隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加67克之二甲苯,邊吹入氮氣邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯。使所得溶液冷卻至室溫後,投入蒸餾水中再沉澱,以真空乾燥機使沉澱物乾燥,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-2)。進行(PI-2)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=98000。又,(PI-2)之Tg為180℃。
<感光性黏著劑組成物>
使用上述獲得之聚醯亞胺樹脂(PI-1)及(PI-2),依據下表1及2所示之組成比(單位:質量份)調配各成分,獲得實施例1~7及比較例1~3之感光性黏著劑組成物(黏著劑層形成用清漆)。
表1中之各符號意指下述者。
EA-5222:新中村化學工業公司製造,聚合官能基當量380g/eq,乙氧化雙酚A二環氧基丙烯酸酯
BPE-100:新中村化學工業公司製造,聚合官能基當量240g/eq,乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯
BPE-500:新中村化學工業公司製造,聚合官能基當量565g/eq,乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯
A-9300:新中村化學工業公司製造,聚合官能基當量140g/eq,異氰脲酸EO改質三丙烯酸酯
UA-3100:新中村化學工業公司製造,聚合官能基當量350g/eq,異氰脲酸改質之三丙烯酸酯
UA-3330:新中村化學工業公司製造,聚合官能基當量310g/eq,異氰脲酸改質三丙烯酸酯
UF-8001G:共榮社化學公司製造,聚合官能基當量2250g/eq,二官能胺酯丙烯酸酯
A-DPH:新中村化學工業公司製造,丙氧化二季戊四醇六丙烯酸酯,聚合官能基當量95g/eq,六官能脂肪族系丙烯酸酯
VG-3101:PRINTEC,三官能環氧樹脂
YDF-8170C:東都化成公司製造,雙酚F雙縮水甘油醚
TrisP-PA:本州化學公司製造,參酚化合物(α,α,α’-參(4-羥基酚)-1-乙基-4-異丙基苯)
R972:日本AEROSIL公司製造,疏水性發煙氧化矽(平均粒徑:約16nm)
I-819:汽巴特用化學品公司製造,雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物
NMP:關東化學公司製造,N-甲基-2-吡咯啶酮
<黏著片>
將所得實施例1~7及比較例1~3之感光性黏著劑組成物以使乾燥後之膜厚成為50μm之方式分別塗佈於基材(經剝離劑處理之PET薄膜)上,且在烘箱中80℃下加熱20分鐘,接著在120℃下加熱20分鐘,在基材上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。據此,獲得具有基材及形成於基材上之黏著劑層之黏著片。由實施例1~7 及比較例1~3之感光性黏著劑組成物獲得之黏著片分別作為實施例1~7及比較例1~3之黏著片。
<評價試驗> (最低熔融黏度)
藉由輥加壓(線壓4kgf/cm,輸送速度0.5m/分鐘),使黏著劑層與鐵弗龍片接觸之方式,將所得實施例1~7及比較例1~3之黏著片層合(積層)於鐵氟龍片上。輥加壓之溫度條件對實施例1~7及比較例1~2之黏著片設為50℃,對比較例3之黏著片設為150℃。據此,獲得由鐵氟龍片、黏著劑層及基材所構成且依該順序層合之層合體。
藉由高精度平行曝光機(OAK製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2使所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒。接著,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),以四甲基氫氧化銨(TMAH)之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02 MPa之條件下水洗3分鐘。據此,在鐵氟龍片上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。去除基材(PET薄膜),使由鐵氟龍片及上述黏著劑層所構成之層合體成為厚度約200μm之層合體,且切割成10mm×10mm大小,作為樣品。層合體之溫度條件對實施例1~7及比較例1~2設為80℃,對比較例3設為200℃。
剝離所得樣品之單側之鐵氟龍片,在150℃下加熱乾 燥10分鐘,使用黏彈性測定裝置ARES(Rheometric Scientific F E股份有限公司製造)進行最低熔融黏度之測定。測定板為直徑8mm之平行板,測定條件設定成升溫5℃/min、頻率1Hz。以-50℃~300℃之熔融黏度之最低值作為最低熔融黏度。測定結果列於表1及表2。
(低溫貼附性)
將矽晶圓(直徑6英吋,厚度400μm)搭載於支撐台上,以使黏著劑層與矽晶圓之內面(與支撐台相反側之面)接觸之方式,藉由輥加壓(溫度100℃,線壓4kgf/cm,輸送速度0.5m/分鐘)將上述黏著片層合於其上。剝離去除基材(PET薄膜)後,以與上述相同之條件輥加壓將厚度80μm、寬度10mm、長度40mm之聚醯亞胺薄膜(宇部興產業公司製造,「UPILEX」(商品名))層合於露出之黏著劑層上。據此,獲得由矽晶圓、黏著劑層及聚醯亞胺薄膜所構成之依該等順序層合之層合體之樣品。
對所得樣品,使用流變計(東洋製機製作所公司製造,「STROGRAPH E-S」(商品名)),在室溫下進行90°剝離試驗,測定黏著劑層與聚醯亞胺薄膜之剝離強度。基於其測定結果,剝離強度2N/cm以上之樣品設為A,未達2N/cm之樣品設為B,進行低溫貼附性之評價。評價結果列於表1及表2。
(高溫(260℃)之黏著性)
除使輥加壓之溫度對實施例1~7及比較例1~2之黏著片成為50℃,對比較例3之黏著片成為150℃以外,餘與上述低溫貼附性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。藉由高精度平行曝光機(ORC製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2自黏著片側對所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒。剝離去除基材(PET薄膜)後,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),以四甲基氫氧化銨(TMAH)之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02MPa之條件下水洗6分鐘,且在150℃下乾燥1分鐘。據此,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。
使由矽晶圓及黏著劑層所構成之層合體單片化成3mm×3mm大小。使單片化之層合體在150℃下乾燥10分鐘,以使黏著劑層與玻璃基板接觸之方式層合於玻璃基板(10mm×10mm×0.55mm)上,邊以2kgf加壓邊壓著10秒。壓著溫度對實施例1~7及比較例1~2設為150℃,對比較例3設為200℃。據此,獲得由矽晶圓、黏著劑層及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
使所得樣品在烘箱中180℃ 3小時條件下加熱,接著在260℃之熱盤上加熱10秒後,使用剪切黏著力試驗機「Dage-4000」(商品名)測定黏著力。測定結果示於表1及表2。
(圖型形成性)
除使輥加壓之溫度對實施例1~7及比較例1~2之黏著片成為60℃,對比較例3之黏著片成為150℃以外,餘與上述高溫黏著性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。隔著負型圖型用光罩(日立化成公司製造,「No.G-2」)(商品名)),與上述試驗同樣地自黏著片側使所得層合體曝光。接著,如上述試驗般放置於熱板上後,去除基材,進行顯像、水洗。據此,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑圖型。
以顯微鏡(倍率:50倍)觀察形成之黏著劑圖型,且以形成線寬/空間寬=400μm/400μm圖型之情況設為A,未形成之情況設為B,進行圖型形成性之評價。評價結果示於表1及表2。
(低溫熱壓著性)
除使輥加壓之溫度對實施例1~7及比較例1~2之黏著片設為50℃,對比較例3之黏著片設為150℃,且使用邊框狀6英吋大小之光罩圖型(中空部2mm,線寬0.5mm)取代上述之負型圖型用之光罩以外,餘與上述圖型形成性之評價試驗相同,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑圖型。
使附黏著劑層之矽晶圓在150℃下乾燥10分鐘後,於形成之黏著劑圖型之與矽晶圓相反側之面上層合玻璃基板(15mm×40mm×0.55mm),邊在0.5MPa下加壓邊於150℃ 下壓著10分鐘,獲得由矽晶圓、黏著劑圖型及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
以顯微鏡(倍率:50倍)觀察所得之樣品,未黏著部份(空隙)相對於玻璃基板與黏著劑圖型之黏著面積為20%以下者設為A,20%以上者設為B,進行低溫熱壓著性之評價。評價結果示於表1及表2。
(翹曲量)
除使矽晶圓之厚度設為280μm,輥加壓之溫度設為50℃以外,與上述低溫貼附性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。藉由高精度平行曝光機(ORC製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2使所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒後,單片化成15mm×40mm大小。剝離基材(PET薄膜),在烘箱中180℃、3小時之條件下藉由加熱硬化,獲得由矽晶圓、及由感光性黏著劑組成物之硬化物所構成之硬化物層構成之層合體。
對所得層合體之矽晶圓側,使用表面粗糙度計(小坂研究所製造,「SE-2300」)進行表面粗糙度之測定。測定對角線上後,進行250℃、10秒之IR回焊三次,以兩對角線之平均值做為翹曲量。結果示於表1及表2。
由表1及表2之結果可清楚看出,實施例1~7之感光性黏著劑或黏著片相較於比較例1~3之感光性黏著劑或黏著片為低溫熱壓著性顯著優異者。
實施例I~V及比較例I~II <(A)成分:聚醯亞胺樹脂> (PI-1)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之燒瓶內饋入1.89克為二胺之3,5-二胺基苯甲酸(分子量152.2)(以下簡稱為「DABA」)、15.21克脂肪族醚二胺(BASF公司製造之「D-400」(商品名),分子量452.4)、及0.39克1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(4-胺基苯基)二矽氧烷(信越化學公司製造之「LP-7100」(商品名),分子量248.5)、及116克為溶劑之NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮),經攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將16.88克4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐(分子量326.3)(以下簡稱為「ODPA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫(25℃)下攪拌5小時。
隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加70克之二甲苯,邊吹入氮氣邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯。使所得溶液冷卻至室溫後,投入蒸餾水中再沉澱,以真空乾燥機使沉澱物乾燥,藉此獲得聚醯亞胺樹脂(PI-1)。進行(PI-1)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=33000。另外,(PI-1)之Tg為55℃。
(PI-2)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之燒瓶內饋入20.5克之2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷(分子量410.5)(以下簡稱為「BAPP」)、及101克為溶劑之NMP,攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將20.5克之1,2-(伸乙基)雙(偏苯三甲酸酯酐)(分子量410.3)(以下簡稱為「EBTA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。
隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加67克之二甲苯,邊在吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯。使所得溶液冷卻至室溫後,注入蒸餾水中再沉澱,以真空乾燥機使沉澱物乾燥,藉此獲得聚醯亞胺樹脂(PI-2)。進行(PI-2)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=98000。又,(PI-2)之Tg為180℃。
<(C)成分:放射線聚合性化合物> (C-1)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之500毫升燒瓶內饋入178克(1.0當量)之液狀高純度雙酚A雙縮水甘油醚環氧樹脂(環氧當量178克/eq)、36克(0.5當量)之丙烯酸、0.5克之三苯基膦及0.15克之氫醌,藉由在100℃下反應7小時,獲得具有環氧基 之單官能(甲基)丙烯酸酯之放射線聚合性化合物(C-1)。(C-1)為具有乙烯性不飽和基及環氧基之反應性化合物。(C-1)之酸價為0.3 KOHmg/g以下,5%重量減少溫度為300℃。又,酸價係藉由以氫氧化鉀之乙醇溶液滴定求得,5%重量減少溫度係使用示差熱熱重量同時測定裝置(SII NANOTECHNOLOGY公司製造,「TG/DTA 6300」(商品名)),在氮氣流:400ml/min之條件下測定。(C-1)之環氧基數約為1,乙烯性不飽和基數約為1,放射線聚合性官能基當量為410克/eq,全氯含量為400ppm以下。
(C-2)
除使用168克(1.0當量)之液狀高純度雙酚F雙縮水甘油醚環氧樹脂(環氧當量160克/eq)作為環氧樹脂以外,餘與(C-1)相同,獲得(C-2)。(C-2)之酸價為0.3 KOHmg/g以下,5%重量減少溫度為300℃。(C-2)之環氧基數約為1,乙烯性不飽和基數約為1,放射線聚合性官能基當量為395克/eq,全氯含量為400ppm以下。
<感光性黏著劑組成物>
使用上述獲得之聚醯亞胺樹脂(PI-1)及(PI-2)以及放射線聚合性化合物(C-1)及(C-2),依據下表3及4所示之組成比(單位:質量份)調配各成分,獲得實施 例I~V及比較例I~II之感光性黏著劑組成物(黏著劑層形成用清漆)。
表3及表4中之各符號意指下述者。
BPE-100:新中村化學工業公司製造,乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量240g/eq,5%重量減少溫度:330℃)
A-9300:新中村化學工業公司製造,異氰脲酸EO改質三丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量140g/eq,5%重量減少溫度:>400℃)
M-140:東亞合成公司製造,2-(1,2-環己羧基醯亞胺)乙基丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量251g/eq,5%重量減少溫度:200℃,縮水甘油基數:0,丙烯醯基數:1)
4-HBAGE:日本化成公司製造,4-羥基丁基丙烯酸酯縮水甘油醚(放射線聚合性官能基當量200g/eq,5%重量減少溫度:135℃)
VG-3101:PRINTEC(股)製造,三官能環氧樹脂(5%重量減少溫度:350℃)
YDF-870GS:東都化成公司製造,雙酚F雙縮水甘油醚(5%重量減少溫度:270℃)
TrisP-PA:本州化學公司製造,參酚化合物(α,α,α’-參(4-羥基酚)-1-乙基-4-異丙基苯)(5%重量減少溫度:350℃)
R-972:日本AEROSIL公司製造,疏水性發煙氧化矽 (平均粒徑:約16nm)
I-819:汽巴特用化學品公司製造,雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物
PERCUMYL D:日油公司製造,二枯烯基過氧化物(1分鐘半衰期溫度:175℃)
NMP:關東化學公司製造,N-甲基-2-吡咯啶酮
<黏著片>
將所得實施例I~V及比較例I~II之感光性黏著劑組成物以使乾燥後之膜厚成為50μm之方式分別塗佈於基材(經剝離劑處理之PET薄膜)上,在烘箱中80℃下加熱20分鐘,接著在120℃下加熱20分鐘,在基材上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。據此,獲得具有基材及形成於基材上之黏著劑層之黏著片。由實施例I~V及比較例I~II之感光性黏著劑組成物獲得之黏著片分別作為實 施例I~V及比較例I~II之黏著片。
<評價試驗> (最低熔融黏度)
藉由輥加壓(溫度50℃,線壓4kgf/cm,輸送速度0.5m/分鐘),以使黏著劑層與鐵弗龍片接觸之方式,將所得實施例I~V及比較例I~II之黏著片層合(積層)於鐵氟龍片上。據此,獲得由鐵氟龍片、黏著劑層及基材所構成,且依該順序層合之層合體。
藉由高精度平行曝光機(ORC製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2使所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒。接著,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),以四甲基氫氧化銨(TMAH)之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02MPa之條件下水洗3分鐘。據此,在鐵氟龍片上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。去除基材(PET薄膜),使由鐵氟龍片及上述黏著劑層所構成之層合體成為厚度約200μm之層合體在80℃下層合,且切割成10mm×10mm大小,作為樣品。
剝離所得樣品之單側之鐵氟龍片,在150℃下加熱乾燥10分鐘,使用黏彈性測定裝置ARES(Rheometric Scientific F E股份有限公司製造)進行最低熔融黏度之測定。測定板為直徑8mm之平行板,測定條件設定成升溫 5℃/min、頻率1Hz。以-50℃~300℃之熔融黏度之最低值作為最低熔融黏度。測定結果示於表3及表4。
(低溫貼附性)
將矽晶圓(直徑6英吋,厚度400μm)搭載於支撐台上,以使黏著劑層與矽晶圓之內面(與支撐台相反側之面)接觸之方式,藉由輥加壓(溫度100℃,線壓4kgf/cm,輸送速度0.5m/分鐘)將上述黏著片層合於其上。剝離去除基材(PET薄膜)後,以與上述相同之條件輥加壓將厚度80μm、寬度10mm、長度40mm之聚醯亞胺薄膜(宇部興產業公司製造,「UPILEX」(商品名))層合於露出之黏著劑層上。據此,獲得由矽晶圓、黏著劑層及聚醯亞胺薄膜所構成之依該等順序層合之層合體之樣品。
對所得樣品,使用流變計(東洋製機製作所公司製造,「STROGRAPH E-S」(商品名)),在室溫下進行90°剝離試驗,測定黏著劑層與聚醯亞胺薄膜之剝離強度。以其測定結果為準,剝離強度2N/cm以上之樣品設為A,未達2N/cm之樣品設為B,進行低溫貼附性之評價。評價結果示於表3及表4。
(高溫(260℃)之黏著性)
除使輥加壓之溫度對實施例I~V及比較例I之黏著片設為50℃,對比較例II之黏著片設為150℃以外,餘與上述低溫貼附性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上 。藉由高精度平行曝光機(ORC製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2自黏著片側使所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒。剝離去除基材(PET薄膜)後,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),以四甲基氫氧化銨(TMAH)之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02MPa之條件下水洗6分鐘,在150℃下乾燥1分鐘。據此,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。
使所得之由矽晶圓及黏著劑層所構成之層合體單片化成3mm×3mm大小。使單片化之層合體在150℃下乾燥10分鐘,以使黏著劑層與玻璃基板接觸之方式層合於玻璃基板(10mm×10mm×0.55mm)上,邊以2kgf加壓邊壓著10秒。壓著溫度對實施例I~V及比較例I設為150℃,對比較例II設為200℃。據此,獲得由矽晶圓、黏著劑層及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
使所得樣品在烘箱中180℃ 3小時條件下加熱,接著在260℃之熱盤上加熱10秒後,使用剪切黏著力試驗機「Dage-4000」(商品名)測定黏著力。測定結果示於表3及表4。
(圖型形成性)
除使輥加壓之溫度對實施例I~V及比較例I之黏著片設為60℃,對比較例II之黏著片設為150℃以外,餘與上 述高溫黏著性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。隔著負型圖型用光罩(日立化成公司製造,「No.G-2」)(商品名)),與上述試驗同樣地自黏著片側使所得層合體曝光。接著,與上述試驗同樣地放置於熱板上後,去除基材,進行顯像、水洗。據此,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑圖型。
以顯微鏡(倍率:50倍)觀察形成之黏著劑圖型,以形成線寬/空間寬=400μm/400μm圖型之情況設為A,未形成之情況設為B,進行圖型形成性之評價。評價結果示於表3及表4。
(低溫熱壓著性)
除使輥加壓之溫度對實施例I~V及比較例I之黏著片設為50℃,對比較例II之黏著片設為150℃,使用邊框狀6英吋大小之光罩圖型(中空部2mm,線寬0.5mm)取代上述之負型圖型用之光罩以外,餘與上述圖型形成性之評價試驗相同,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑圖型。
使附黏著劑層之矽晶圓在150℃下乾燥10分鐘後,於形成之黏著劑圖型之與矽晶圓相反側之面上層合玻璃基板(15mm×40mm×0.55mm),邊在0.5MPa下加壓邊於150℃下壓著10分鐘,獲得由矽晶圓、黏著劑圖型及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
以顯微鏡(倍率:50倍)觀察所得之樣品,未黏著部 份(空隙)相對於玻璃基板與黏著劑圖型之黏著面積為20%以下者設為A,20%以上者設為B,進行低溫熱壓著性之評價。評價結果示於表3及表4。
由表3及表4之結果可清楚看出,實施例I~V之感光性黏著劑或黏著片,相較於比較例I及II之感光性黏著劑或黏著片,為低溫熱壓著性顯著優異者。
實施例i~viii及比較例i~vii <(A)成分:熱可塑性樹脂> 聚醯亞胺樹脂 (PI-3)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之300毫升燒瓶內饋入2.16克(0.0075莫耳)之二胺的5,5’-亞甲基雙(鄰胺基苯甲酸)(分子量286.3)(以下簡稱為「MBAA」)、15.13克(0.0335莫耳)之聚氧伸丙基二胺(商品名「D-400」(分子量:452.4),BASF製造)、及1.63克(0.0065莫耳)1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(3-胺基丙基)二矽氧烷(商品名「BY16-871EG」,東麗道康寧(股)製造)、及115克為溶劑之NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮),攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將16.51克(0.051莫耳)4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐(以下簡稱為「ODPA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器 之回流冷卻器,添加81克之二甲苯,邊吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-3)。進行(PI-3)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=30000。又,(PI-3)之Tg為31℃。
(PI-4)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置之燒瓶內饋入5.72克(0.02莫耳)為二胺的MBAA、13.57克(0.03莫耳)「D-400」、2.48克(0.01莫耳)「BY16-871EG」及8.17克(0.04莫耳)之1,4-丁二醇雙(3-胺基丙基)醚(商品名「B-12」,東京化成製造,分子量204.13)、及110克溶劑NMP,經攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將29.35克(0.09莫耳)ODPA及3.84克(0.02莫耳)TAA(偏苯三甲酸酐)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加70.5克之二甲苯,邊在吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-4)。進行(PI-4)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=21000。又,(PI-4)之Tg為55℃。
(PI-5)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置之500毫升燒瓶內饋入34.32克(0.12莫耳)為二胺的MBAA、17.32克(0.04莫耳)「D-400」及7.454克(0.03莫耳)「BY16-871EG」及140克溶劑的NMP,經攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將55.8克(0.18莫耳)ODPA及11.52克(0.06莫耳)TAA以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加81克之二甲苯,邊在吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-5)。進行(PI-5)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=20000。又,(PI-5)之Tg為100℃。
(甲基)丙烯酸共聚物 (聚合物-1)
混合240克丙二醇單甲基醚乙酸酯、60克乳酸甲酯、86.4克甲基丙烯醯氧基三環[5.2.1.02,6]癸烷(日立化成工業(股)公司製造,「FANCRYL FA-513M」)、36.5克N-環己基馬來醯亞胺、106.7克甲基丙烯酸2-羥基乙酯及40.5克甲基丙烯酸,且邊通入氮氣氣泡邊溶解。確認N-環己基馬來醯亞胺溶解後,使3克2,2’-偶氮雙異丁腈溶解,調配混合溶液(a)。
使0.6克2,2’-偶氮雙異丁腈溶解於40克之二乙二醇二甲基醚中,調配溶液(b)。
於四頸燒瓶中饋入264克丙二醇單甲基醚乙酸酯及66克乳酸甲酯,且升溫至90℃。使燒瓶內之溫度維持在90℃,在3小時內將上述混合溶液(a)連續滴加於燒瓶內。隨後,在90℃下維持3小時,於其間,分數次添加上述溶液(b)以減少殘留單體。在90℃下合計進行6小時反應後,使燒瓶內之溶液升溫至120℃,維持在120℃下1小時後自然冷卻,獲得含有以具有(甲基)丙烯醯基之單體作為單體單位之聚合物溶液。
於所得聚合物之溶液中添加2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯與錫系之觸媒以導入乙烯性不飽合鍵結(甲基丙烯醯基)。2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯相對於聚合物係以成為1.5毫莫耳/克之方式添加。隨後,在80℃下維持2~3小時後自然冷卻,獲得在側鏈及/或末端上具有乙烯性不飽和鍵結之(甲基)丙烯酸共聚物(聚合物-1)之溶液。進行(聚合物-1)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之Mw=30000。且,(聚合物-1)之Tg為60℃。
<(C)成分:放射線聚合性化合物> (C-1)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之500毫升燒瓶內饋入178克(1.0當量)之液狀高純度雙酚A雙縮水甘油醚環氧樹脂(環氧當量178克/eq) 、36克(0.5當量)之丙烯酸、0.5克之三苯基膦及0.15克之氫醌,且藉由在100℃下反應7小時,獲得具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯之放射線聚合性化合物(C-1)。(C-1)為具有乙烯性不飽和基及環氧基之反應性化合物。(C-1)之酸價為0.3 KOHmg/g以下,5%重量減少溫度為300℃。又,酸價係藉由以氫氧化鉀之乙醇溶液滴定求得,5%重量減少溫度係使用示差熱熱重量同時測定裝置(SII NANOTRCHNOLOGY公司製造,「TG/DTA 6300」(商品名)),在氮氣流:400ml/min之條件下測定。(C-1)之環氧基數約為1,乙烯性不飽和基數約為1,放射線聚合性官能基當量為410克/eq,全氯含量為400ppm以下。
(C-2)
除使用168克(1.0當量)之液狀高純度雙酚F雙縮水甘油醚環氧樹脂(環氧當量160克/eq)作為環氧樹脂以外,餘與(C-1)相同,獲得(C-2)。(C-2)之酸價為0.3 KOHmg/g以下,5%重量減少溫度為300℃。(C-2)之環氧基數約為1,乙烯性不飽和基數約為1,放射線聚合性官能基當量為395克/eq,全氯含量為400ppm以下。
(C-3)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置之500毫升燒 瓶內饋入174克(1.0當量)之苯酚酚醛清漆型環氧樹脂(環氧當量174g/eq,東都化成公司製造之「YDPN-638」)、36克(0.5當量)丙烯酸、0.48克三苯基膦及0.10克氫醌,在90~100℃下反應7小時,獲得具有環氧基之單官能基(甲基)丙烯酸酯之放射線聚合性化合物(C-3)。(C-3)為具有乙烯性不飽和基及環氧基之反應性化合物。(C-3)之酸價為0.3 KOHmg/g以下,5%重量減少溫度為310℃。又,酸價係藉由以氫氧化鉀之乙醇溶液滴定求得,5%重量減少溫度係使用示差熱熱重量同時測定裝置(SII NANOTRCHNOLOGY公司製造,「TG/DTA 6300」(商品名)),在氮氣流:400ml/min之條件下測定。(C-3)之環氧基數約為1.7,乙烯性不飽和基數約為1.7,放射線聚合性官能基當量為440克/eq,全氯含量為400ppm以下。
<感光性黏著劑組成物>
使用上述獲得之聚醯亞胺樹脂(PI-3)~(PI-5)以及放射線聚合性化合物(C-1)~(C-3),依據下表5及6所示之組成比(單位:質量份)調配各成分,獲得實施例i~viii及比較例i~vii之感光性黏著劑組成物(黏著劑層形成用清漆)。
表5及表6中之各符號意指下述者。
BPE-100:新中村化學工業公司製造,乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量240g/eq,5% 重量減少溫度:330℃)
A-9300:新中村化學工業公司製造,異氰脲酸EO改質三丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量140g/eq,5%重量減少溫度:>400℃)
EA-1020:新中村化學工業公司製造,雙酚A雙縮水甘油醚型二丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量228g/eq,5%重量減少溫度:300℃)
M-140:東亞合成公司製造,2-(1,2-環己羧基醯亞胺)乙基丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量251g/eq,5%重量減少溫度:200℃,縮水甘油基數:0,丙烯醯基數:1)
VG-3101:PRINTEC(股)製造,三官能環氧樹脂(5%重量減少溫度:350℃)
YDF-870GS:東都化成公司製造,雙酚F雙縮水甘油醚(5%重量減少溫度:270℃)
TrisP-PA:本州化學公司製造,參酚化合物(α,α,α’-參(4-羥基酚)-1-乙基-4-異丙基苯)(5%重量減少溫度:350℃)
HRM-2019:昭和高分子公司製造,含有酚性羥基之丙烯酸酯(5%重量減少溫度:210℃,酚性羥基數:約4,丙烯醯基數:約4)
R-972:日本AEROSIL公司製造,疏水性發煙氧化矽(平均粒徑:約16nm)
I-819:汽巴特用化學品公司製造,雙(2,4,6-三甲基 苯甲醯基)-苯基膦氧化物
PERCUMYL D:日油公司製造,二枯烯基過氧化物(1分鐘半衰期溫度175℃)
NMP:關東化學公司製造,N-甲基-2-吡咯啶酮
<5%重量減少溫度>
使用示差熱熱重量同時測定裝置(SII NANOTECHNOLOGY公司製造,商品名「TG/DTA 6300」 ),在升溫速度10℃/min,氮氣流(400ml/分鐘)之條件下測定樣品之5%重量減少溫度。
<全氯含量>
全氯含量係依據JIS K7243-3測定。
<黏著片>
將所得實施例i~viii及比較例i~vii之感光性黏著劑組成物以使乾燥後之膜厚成為50μm之方式分別塗佈於基材(經剝離劑處理之PET薄膜)上,且在烘箱中80℃下加熱20分鐘,接著在120℃下加熱20分鐘,在基材上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。據此,獲得具有基材及形成於基材上之黏著劑層之黏著片。由實施例i~viii及比較例i~vii之感光性黏著劑組成物獲得之黏著片分別作為實施例i~viii及比較例i~vii之黏著片。
<評價試驗> (低溫貼附性)
與實施例I~V及比較例I~II同樣進行低溫貼附性之評價。評價結果示於表5及表6。
(高溫(260℃)之黏著性)
除使輥加壓之溫度設為80℃以外,餘與上述低溫貼附性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。藉由高精 度平行曝光機(ORC製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2自黏著片側使所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒。剝離去除基材(PET薄膜)後,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),以四甲基氫氧化銨(TMAH)之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02MPa之條件下水洗6分鐘,且在150℃下乾燥1分鐘。據此,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。
使所得之由矽晶圓及黏著劑層所構成之層合體單片化成3mm×3mm大小。使單片化之層合體在加熱板上對實施例i~vi及viii、比較例i~v及vii在150℃下乾燥10分鐘,對實施例vii及比較例vi在120℃下乾燥10分鐘後,以使黏著劑層與玻璃基板接觸之方式層合於玻璃基板(10mm×10mm×0.55mm)上,邊以2kgf加壓邊在150℃下壓著10秒。據此,獲得由矽晶圓、黏著劑層及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
使所得樣品在烘箱中180℃、3小時條件下加熱,接著在260℃之熱盤上加熱10秒後,使用剪切黏著力試驗機「Dage-4000」(商品名)測定黏著力。測定結果示於表5及表6。
(圖型形成性)
除使輥加壓之溫度設為80℃以外,餘如實施例I~V及 比較例I~II同樣,進行圖型形成性之評價。評價結果示於表5及表6。
(低溫熱壓著性)
除使用邊框狀6英吋大小之光罩圖型(中空部2mm,線寬0.5mm)取代上述之負型圖型用光罩以外,餘與上述圖型形成性之評價試驗相同,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑圖型。
在加熱板上,對實施例i~vi及viii、比較例i~v及vii在150℃下乾燥10分鐘,對實施例vii及比較例vi在120℃下乾燥10分鐘後,於形成之黏著劑圖型之與矽晶圓相反側之面上層合玻璃基板(15mm×40mm×0.55mm),邊在0.5MPa下加壓邊於150℃下壓著10分鐘,獲得由矽晶圓、黏著劑圖型及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
以顯微鏡(倍率:50倍)觀察所得之樣品,未黏著部份(空隙)相對於玻璃基板與黏著劑圖型之黏著面積為20%以下者設為A,20%以上者設為B,進行低溫熱壓著性之評價。評價結果示於表5及表6。
(耐熱性)
與上述之低溫熱壓著性之評價試驗同樣,獲得由矽晶圓、黏著劑圖型及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。使所得樣品在烘箱中180℃、3小時之條件下加 熱,接著,在260℃之加熱板上靜置30分鐘。隨後,以顯微鏡(倍率:50倍)觀察樣品,且以未發現一個IC大小以上之剝離者設為A,發現一個IC大小以上之剝離者設為B,進行耐熱性之評價。評價結果示於表5及表6。
(耐濕性)
與上述耐熱性之評價試驗同樣,使層合體之樣品在烘箱中以180℃加熱3小時。在溫度85℃、濕度60%之條件下處理加熱後之樣品168小時後,置於溫度25℃、濕度50%之環境中,以顯微鏡(倍率:50倍)觀察樣品之玻璃內部之結露。以未發現結露者設為A,發現結露者設為B,進行耐濕性(耐結露性)之評價。評價結果示於表5及表6。
與上述耐熱性之評價試驗同樣,使層合體之樣品在烘箱中以180℃加熱3小時。加熱後之樣品在溫度60℃、濕度90%之條件下處理168小時後,置於上述溫度25℃、濕度50%之環境下後,進行250℃、10秒之IR回焊,且以顯微鏡(倍率:50倍)觀察有無剝離。以未發現剝離者設為A,發現剝離者設為B,進行耐濕性(耐回焊性)之評價。評價結果示於表5及表6。
由表5及表6可清楚看出,實施例i~viii之感光性黏著劑或黏著片,相較於比較例i~vii之感光性黏著劑或黏著片,為低溫熱壓著性、圖型形成性、耐熱性及耐濕性顯著優異者。
實施例a~e及比較例a~e <(A)成分:聚醯亞胺樹脂> (PI-3)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置(氮氣流入管)之300毫升燒瓶內饋入2.16克(0.0075莫耳)之二胺的5,5’-亞甲基雙(鄰胺基苯甲酸)(分子量286.3)(以下簡稱為「MBAA」)、15.13克(0.0335莫耳)之聚氧伸丙基二胺(商品名「D-400」(分子量:452.4),BASF製造)、及1.63克(0.0065莫耳)1,1,3,3-四甲基-1,3-雙(3-胺基丙基)二矽氧烷(商品名「BY16-871EG」,東麗道康寧(股)製造)、及115克為溶劑的NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮),攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將16.51克(0.051莫耳)4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐(以下簡稱為「ODPA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加81克之二甲苯,邊在吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-3)。進行(PI-3)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=30000。且,(PI-3)之Tg為31℃。
(PI-6)
於具備攪拌機、溫度計及氮氣置換裝置之燒瓶內饋入20.5克二胺的2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷(分子量410.5)(以下簡稱為「BAPP」)、及101克為溶劑之NMP,攪拌使二胺溶解於溶劑中。
將上述燒瓶置於冰浴中邊冷卻邊將20.5克1,2-(伸乙基)雙(偏苯三甲酸酯酐)(分子量410.3)(以下簡稱為「EBTA」)以每次少量添加於燒瓶內之溶液中。添加結束後,在室溫下攪拌5小時。隨後,於燒瓶上安裝附有水分接收器之回流冷卻器,添加67克之二甲苯,邊在吹入氮氣下邊使溶液升溫至180℃且保溫5小時,與水一起共沸去除二甲苯。使所得溶液冷卻至室溫後,投入蒸餾水中再沉澱,獲得聚醯亞胺樹脂(PI-6)。進行(PI-6)之GPC測定後換算成聚苯乙烯之重量平均分子量(Mw)=98000。且,(PI-6)之Tg為180℃。又,(PI-6)並不具有鹼可溶性。
<感光性黏著劑組成物>
使用上述獲得之聚醯亞胺樹脂(PI-3)及(PI-6),依據下表7及8所示之組成比(單位:質量份)調配各成分,獲得實施例a~e及比較例a~e之感光性黏著劑組成物(黏著劑層形成用清漆)。
表7及表8中之各符號意指下述者。
BPE-100:新中村化學工業公司製造,乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量240g/eq,5% 重量減少溫度:330℃)
BPE-500:新中村化學工業公司製造,乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量值565g/eq,5%重量減少溫度:330℃)
A-9300:新中村化學工業公司製造,異氰脲酸EO改質三丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量140g/eq,5%重量減少溫度:>400℃)
U-2PPA:新中村化學工業公司製造,二官能胺酯丙烯酸酯(放射線聚合性官能基當量230g/eq,5%重量減少溫度:160℃)
VG-3101:PRINTEC(股)製造,三官能環氧樹脂(5%重量減少溫度:350℃)
YDF-870GS:東都化成公司製造,雙酚F雙縮水甘油醚(5%重量減少溫度:270℃)
TrisP-PA:本州化學公司製造,參酚化合物(α,α,α’-參(4-羥基酚)-1-乙基-4-異丙基苯)(5%重量減少溫度:350℃)
R-972:日本AEROSIL公司製造,疏水性發煙氧化矽(平均粒徑:約16nm)
I-819:汽巴特用化學品公司製造,雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物
PERHEXA 25B:日油公司製造,2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧基己烷)(1分鐘半衰期溫度:180℃)
PERCUMYL D:日油公司製造,二枯烯基過氧化物( 1分鐘半衰期溫度:175℃)
PEROIL L:日油公司製造,二月桂醯基過氧化物(1分鐘半衰期溫度:116℃)
NMP:關東化學公司製造,N-甲基-2-吡咯啶酮
<黏著片>
將所得實施例a~e及比較例a~e之感光性黏著劑組成物以使乾燥後之膜厚成為50μm之方式分別塗佈於基材(經剝離劑處理之PET薄膜)上,且在烘箱中80℃下加熱20分鐘,接著在120℃下加熱20分鐘,在基材上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。據此,獲得具有基材及形成於基材上之黏著劑層之黏著片。由實施例a~e及比較例a~e之感光性黏著劑組成物獲得之黏著片分別作 為實施例a~e及比較例a~e之黏著片。
<評價試驗> (低溫貼附性)
與實施例I~V及比較例I~II同樣進行低溫貼附性之評價。評價結果示於表7及表8。
(高溫(260℃)之黏著性)
除使輥加壓之溫度對實施例a~e及比較例a~d設為50℃,對比較例e設為200℃以外,餘與上述低溫貼附性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。藉由高精度平行曝光機(OAK製作所製造,「EXM-1172-B-∞」(商品名)),以1000mJ/cm2自黏著片側使所得層合體曝光,且放置於80℃之加熱板上約30秒。剝離去除基材(PET薄膜)後,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),以四甲基氫氧化銨(TMAH)之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下經噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02MPa之條件下水洗6分鐘,在150℃下乾燥1分鐘。據此,在矽晶圓上形成由感光性黏著劑組成物所構成之黏著劑層。
使所得之由矽晶圓及黏著劑層所構成之層合體單片化成5mm×5mm大小。使單片化之層合體在150℃下乾燥10分鐘後,以使黏著劑層與玻璃基板接觸之方式層合於玻璃基板(10mm×10mm×0.55mm)上,邊以2kgf加壓邊對實 施例a~e及比較例a~d在150℃下壓著10秒,對比較例e在300℃下壓著10秒。據此,獲得由矽晶圓、黏著劑層及玻璃基板所構成之依該順序層合之層合體樣品。
使所得樣品在烘箱中150℃ 3小時條件下加熱,接著在260℃之熱盤上加熱10秒後,使用剪切黏著力試驗機「Dage-4000」(商品名)測定黏著力。測定結果示於表7及表8。
(低溫熱壓著性)
除使輥加壓之溫度設為50℃以外,餘與實施例I~V及比較例I~II同樣進行低溫熱壓著性之評價試驗。結果示於表7及表8。
(圖型形成性)
除使輥加壓之溫度對實施例a~e及比較例a~d設為100℃,對比較例e設為200℃以外,餘與實施例I~V及比較例I~II同樣,進行圖型形成性之評價試驗。評價結果示於表7及表8。
(耐濕性)
與上述高溫黏著性之評價試驗同樣,將黏著片層合於矽晶圓上。隔著邊框狀6英吋大小之光罩圖型(中空部2mm,線寬0.5mm),藉由高精度平行曝光機,以500mJ/cm2自黏著片側使所得層合體曝光。且放置於80℃ 之加熱板上約30秒。剝離去除基材(PET薄膜)後,使用輸送帶顯像機(YAKO公司製造),TMAH之2.38質量%溶液作為顯像液,在溫度26℃、噴佈壓力0.18MPa之條件下噴佈顯像後,以溫度25℃之純水在噴佈壓力0.02MPa之條件下水洗6分鐘。使附黏著劑層之矽晶圓在150℃下乾燥1分鐘後,以使黏著劑層搭載於玻璃基板側,邊使玻璃基板(15mm×40mm×0.55mm)在0.5MPa下加壓,邊使實施例a~e及比較例a~d之黏著片在溫度150℃下壓著10分鐘,對比較例e之黏著片在溫度300℃下壓著10分鐘。使如此般獲得之試驗片在烘箱中150℃、3小時之條件下加熱硬化。
使用所得評價用樣品,進行加濕信賴性試驗。在溫度85℃、濕度85%之條件下處理48小時,移至溫度25℃、濕度50%之環境中,以顯微鏡(倍率:50倍)觀察評價用樣品之玻璃內部之結露。以未觀測到結露者設為A,觀測到結露者設為B加以評價。結果示於表7及表8。
由表7及表8可清楚看出,實施例a~e之感光性黏著劑或黏著片,相較於比較例a~e之感光性黏著劑或黏著片,為低溫貼附性、低溫熱壓著性、圖型形成性、高溫黏著性及耐濕性顯著優異者。
[產業上利用之可能性]
本發明之感光性黏著劑組成物由於低溫熱壓著性優異,可適當的使用於半導體元件、光學元件、固態攝影元件 等之保護用途,或使用於要求細微黏著區域之黏著劑及/或緩衝塗層等之晶圓電路面保護膜用途,再者,可提高具有該等之裝置之信賴性。
1‧‧‧薄膜狀黏著劑(黏著劑層)
1a‧‧‧黏著劑圖型
2‧‧‧覆蓋薄膜
3‧‧‧基材
4‧‧‧光罩
5‧‧‧複合薄膜
6‧‧‧黏著劑層
7‧‧‧玻璃基板
8‧‧‧半導體晶圓
9‧‧‧導電層
11‧‧‧開口
12、12a、12b‧‧‧半導體元件(半導體晶片)
13‧‧‧半導體元件搭載用支撐構件(支撐構件)
14、14a、14b‧‧‧金屬線
15‧‧‧密封材
16‧‧‧端子
17‧‧‧有效像素區域
18‧‧‧電路面
20‧‧‧附黏著劑層之半導體晶圓
30‧‧‧晶粒黏合材
32‧‧‧導電性凸塊
38‧‧‧透鏡
40‧‧‧切割帶
42‧‧‧嵌入用構件
50‧‧‧側壁
100‧‧‧黏著片
200‧‧‧半導體裝置
300‧‧‧CMOS感應器
D‧‧‧切割線
圖1為顯示本發明之薄膜狀黏著劑之一實施型態之端視圖。
圖2為顯示本發明之黏著片之一實施型態之端視圖。
圖3為顯示本發明之黏著片之一實施型態之端視圖。
圖4為顯示本發明之黏著片之一實施型態之端視圖。
圖5為顯示本發明之附黏著劑層之半導體晶圓之一實施型態之上視圖。
圖6為沿著圖5之IV-IV線之端視圖。
圖7為顯示本發明之黏著劑圖形之一實施型態之上視圖。
圖8為沿著圖7之V-V線之端視圖。
圖9為顯示本發明之黏著劑圖形之一實施型態之上視圖。
圖10為沿著圖9之VI-VI線之端視圖。
圖11為顯示本發明之半導體裝置之一實施型態之端視圖。
圖12為顯示本發明之半導體裝置之一實施型態之端視圖。
圖13為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實 施型態之端視圖。
圖14為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖15為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之平面圖。
圖16為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖17為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖18為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖19為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖20為顯示本發明之半導體裝置之一實施型態之端視圖。
圖21為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖22為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖23為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖24為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖25為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實 施型態之端視圖。
圖26為顯示本發明之半導體裝置之一實施型態之端視圖。
圖27為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖28為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖29為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖30為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖31為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之平面圖。
圖32為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之端視圖。
圖33為顯示本發明之半導體裝置之製造方法之一實施型態之平面圖。
圖34為顯示使用圖26中所示半導體裝置作為固體攝像元件之CMOS感應器之例之端視圖。
1‧‧‧薄膜狀黏著劑(黏著劑層)
2‧‧‧覆蓋薄膜
3‧‧‧基材
100‧‧‧黏著片

Claims (14)

  1. 一種感光性黏著劑組成物,其係含有(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)放射線聚合性化合物及(D)光起始劑之感光性黏著劑組成物,前述(A)熱可塑性樹脂為鹼可溶性樹脂,前述鹼可溶性樹脂具有乙二醇基、羧基、羥基、磺醯基或酚性羥基,前述(B)熱硬化性樹脂含有環氧樹脂,前述(C)放射線聚合性化合物含有具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物,前述具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物之環氧基及乙烯性不飽和基之數分別為三個以下,前述(A)成分之含量以感光性黏著劑組成物之固體成份總量作為基準為5~90質量%,前述(B)成分之含量相對於前述(A)成分100質量份為0.1~100質量份,前述(C)成分之含量相對於前述(A)成分100質量份為20~300質量份。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之感光性黏著劑組成物,其中前述具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物之5%重量減少溫度為150℃以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項記載之感光性黏著劑組成物,其中前述具有乙烯性不飽和基及環氧基之化合物為具有環氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯。
  4. 如申請專利範圍第1或2項記載之感光性黏著劑組成物,其中前述鹼可溶性樹脂之Tg為150℃以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項記載之感光性黏著劑組成物,其中前述鹼可溶性樹脂為具有羧基及/或羥基之熱可塑性樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1或2項記載之感光性黏著劑組成物,其中前述鹼可溶性樹脂為聚醯亞胺樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1或2項記載之感光性黏著劑組成物,其中更進一步含有(E)熱自由基產生劑。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之感光性黏著劑組成物,其中前述(E)熱自由基產生劑為有機過氧化物。
  9. 一種薄膜狀黏著劑,其係藉由使如申請專利範圍第1項至第8項中任一項記載之感光性黏著劑組成物成形為薄膜狀而得。
  10. 一種黏著片,其具備有:基材;與經形成於該基材上之由申請專利範圍第9項記載之薄膜狀黏著劑構成之黏著劑層。
  11. 一種黏著劑圖型,其係藉由使層合於被黏著物上之由申請專利範圍第9項記載之薄膜狀黏著劑構成之黏著劑層隔著光罩進行曝光,並使曝光後之前述黏著劑層藉由鹼性顯像液進行顯像處理而獲得。
  12. 一種附黏著劑層之半導體晶圓,其係具備有:半導體晶圓;與層合於該半導體晶圓上之由申請專利範圍第9項記載之薄膜狀黏著劑構成之黏著劑層。
  13. 一種半導體裝置,其係具有使用如申請專利範圍第1項至第8項中任一項記載之感光性黏著劑組成物將半導體元件與半導體元件及/或半導體元件與半導體元件搭載用支撐構件黏著而成之構造。
  14. 如申請專利範圍第13項記載之半導體裝置,其中前述半導體元件搭載用支撐構件為透明基板。
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