TWI642544B

TWI642544B - Sheet for forming cut-off substrate protective film, preparation method thereof, circuit board therewith and preparation method thereof

Info

Publication number: TWI642544B
Application number: TW105132760A
Authority: TW
Inventors: 鄭憲徽; 伍得
Original assignee: 武漢市三選科技有限公司
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2018-12-01
Also published as: TW201813817A

Abstract

本發明係關於一種形成切割基板保護膜之薄片，包括一第一離形片及一保護膜形成層，該保護膜形成層係形成於該第一離形片之可剝離面上，其中該保護膜形成層包括經胺基矽烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂；以及該薄片之製備方法；及一種具有上述之保護膜於任意面之電路切割基板。

Description

形成切割基板保護膜之薄片及其製備方法、含其之電路基板及製備方法

本發明係有關一種形成切割基板保護膜之薄片，其可於半導體用之電路切割基板任意面有效形成保護膜，因而促成切割基板生產效率的提昇。

積體電路已廣泛運用於半導體技術中；製備電路基板中如半導體晶圓之形成的積體電路晶圓，其藉表列式的分割線(所謂的界道(streets))分隔。以界道分隔的各區域界定出半導體晶片。亦即，沿著界道切割晶圓，得到多個半導體晶片。

電路切割基板沿著界道之切割通常係藉切割裝置(所謂的切割器)進行。此切割裝置包含用以固定電路基板(其為工作物件)的夾頭台(chuck table)、用以切割夾在夾頭台上的電路切割基板之切割構件及用以移動夾頭台和切割構件之相對位置之移動構件。此切割構件包括要於高速旋轉的轉軸及設於軸上的切割刀。此切割刀包含盤狀底部和設於該底部側表面之外圍部分上的環狀切割邊緣。此切割邊緣，例如，包含鑽石磨蝕粒，其晶粒尺寸約3微米，藉電成形(electroforming)而固定於底部側表面的外圍部分，形成之厚度約20微米。

前述之電路切割基板通常是脆度高的材料，且易因機械研磨造成背面形成微小刮擦。因此，在以切割刀(切割邊緣)將電路切割基板(如，半導體晶圓)切成電路基板(如，半導體晶片)時，依據保護需求，常使用樹脂密封切割基板(如，晶片)於樹脂或使用樹脂塗覆切割基板背面，藉此獲得半導體元件。樹脂密封法之缺點為難以滴下適量樹脂，造成樹脂量過多，因此目前已有保護電路切割基板之保護膜之薄片，如臺灣發明專利公告第533532號，其方便形成高度均一保護膜於電路切割基板背面，免除刮擦造成的不良影響。

然而，本發明人發現，上開臺灣發明專利公告第533532號所揭示之晶片保護膜之薄片，其包括一離型片及一保護膜形成層形成於該離型片之可脫離面上，其中該保護膜形成層包括一種熱固或能量射線可硬化組成分以及一種黏結劑聚合物組成分。然而，由於該保護膜形成層必須加入黏結劑聚合物，且透過熱固或能量射線硬化，因此當其貼附於晶圓背後，需要經過高溫加熱(如160℃)或能量射線(如紫外光)照射，方得以形成保護膜，因此，在使用上並不方便。

因此，本發明人經多方測試後，驚訝的發現，若使用經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂形成保護膜，可免除如上開專利之保護膜形成層需要高溫加熱(如160℃)或能量射線(如紫外光)照射方得以形成保護膜之不便，而僅需經過烘烤即可形成保護膜，且不需添加黏結劑，即可黏著於切割基板背面。

因此，本發明一方面係提供一種形成切割基板保護膜之薄片，包括一第一離形片及一保護膜層，該保護膜層係形成於該第一離形片之可剝離面上，其中該保護膜層包括經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂。

本發明之另一方面係提供一種製備本發明之形成切割基板保護膜之薄片之方法，其包含下列步驟：(a)提供一第一離形片；(b)混合經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂，獲得一環氧樹脂/二氧化矽漿液；(c)將該環氧樹脂/二氧化矽漿液塗覆於該第一離形片之可剝離面上，形成一濕膜，並烘乾形成一保護膜層。

本發明之再一方面係提供一種生產電路切割基板之方法，該電路切割基板具有保護膜於背面，該方法包含將本發明之形成切割基板保護膜之薄片之保護膜層黏著於表面具有電路之電路切割基板任意面，剝離該第一離形片，就各電路連同保護膜層切割該電路切割基板。

本發明之又一方面係提供一種具有保護膜於背面之電路切割基板，其係由上述之方法製備而成，其中該保護膜係由經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂之保護膜層所組成。

10a、10b‧‧‧形成切割基板保護膜之薄片

1a、1b‧‧‧第一離型片

2a、2b‧‧‧保護膜層

3b‧‧‧第二離型片

4a、4b‧‧‧電路切割基板

圖1(a)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片之第一實施態樣示意圖；圖1(b)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片之第二實施態樣示意圖。

圖2(a)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片之第一實施態樣之製備流程圖；圖2(b)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片之第二實施態樣之製備流程圖。

圖3(a)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片之第三實施態樣示意圖；圖1(b)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片之第四實施態樣示意圖。

以下茲參照附圖說明本發明之細節。

圖1(a)為本發明之形成切割基板保護膜之薄片10a之第一實施態樣。該形成切割基板保護膜之薄片10a包括一第一離形片1a及一保護膜層2a，該保護膜層2a係形成於該第一離形片1a之可剝離面上，其中該保護膜層2a包括經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂。

圖1(b)為本發明之形成切割基板保護膜之薄片10b之第二實施態樣。該形成切割基板保護膜之薄片10b包括一第一離形片1b及一保護膜層2a，該保護膜層2a係形成於該第一離形片1b之可剝離面上，其中該保護膜層2a包括經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂；及該保護膜層上進一步包含一第二離形片3b。

第一離型片1a、1b及第二離形片3b可由下列材料製成之薄膜組成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚乙烯基氯、乙烯基氯共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二酸酯、聚胺基甲酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯、離子交聯聚合物樹脂、乙烯/(甲烯)丙烯酸共聚物、乙烯/(甲烯)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、醋酸纖維素、三醋酸纖維素、聚醯亞胺及含氟樹脂。前述聚合物之交聯產物薄膜或前述薄膜之積層膜也可使用。於保護膜形成層硬化後脫離離型片時，以聚甲基戊烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三醋酸纖維素及聚醯亞胺薄膜為特佳，原因在於其具有絕佳耐熱性。

第一離型片1a、1b及第二離形片3b具有表面張力40毫牛頓/米或以下，較好為37毫牛頓/米或以下，更佳為35毫牛頓/米或以下。離型片1之低表面張力可經由適當選擇片材或經由塗覆矽樹脂於薄片1表面進行離型處理而達成。離型片1之厚度通常為5至300微米，較好為10至200微米，更佳為20至150微米。

形成於該第一離形片1a、1b之可剝離面上的保護膜層2a、2b包括經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂。本文中所稱之改質之二氧化矽，係代表二氧化矽表面之Si-OH化學基及耦合劑上具與Si-O之相容性及化學性之官能基團形成二氧化矽表面有機化；利用二氧化矽表層之-OH基與耦合劑官能基團進行接枝反應而形成化學鍵結。

本發明中所使用之環氧矽氧烷耦合劑具有如下式之結構：Si(R₁)_n(R₂)_4-n，其中R₁代表一連接於一矽原子之陽離子可聚合官能基團，例如一含環醚基團(cyclic ether group)或乙烯氧基團(vinyloxy group)之官能基，R₂代表連接於一矽原子之氫、一羥基、一烷基、或一烷氧基，為1至4之整數；舉例但不限於下列該矽氧烷耦合劑如：2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxy silane)、3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyl trimethoxy silane)、環氧丙基氧基丙基甲基二乙氧基矽烷(glycidoxypropyl methyldiethoxy silane)、環氧丙基氧基丙基三乙氧基矽烷(glycidoxypropyl triethoxy silane)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxy silane)或乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxy silane)。

本發明中所使用之胺基矽烷耦合劑，可舉例如：N-2(胺基乙基)3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯苯甲基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷塩酸塩、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、四硫化雙(三乙氧矽基丙基)、3-異氰酸丙酯三乙氧基矽烷、咪唑矽烷等。

上述之該等胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑可單獨使用，亦可混合2種以上使用。

本發明中之環氧樹脂並未特別設限，可用於封裝的環氧樹脂均可，例如雙酚A型環氧樹脂、溴化環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、縮水甘油基胺型環氧樹脂、乙內醯脲型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、雙-二甲酚型或雙酚型環氧樹脂或該些之混合物、雙酚S型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、四苯基酚醇(PHENYLOL)乙烷型環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、二縮水甘油基苯甲酸脂樹脂、四縮水甘油基二甲酚基乙烷樹脂、含有萘基之環氧樹脂、含氮之環氧樹脂、具有二環戊二烯骨架之環氧樹脂、縮水甘油基甲基丙烯酸酯共聚合系環氧樹脂、環己基馬來醯亞胺與縮水甘油基甲基丙烯酸酯之共聚合環氧樹脂；CTBN改質環氧樹脂等，但並不僅限定於該些內容。該些環氧樹脂可單獨或將2種以上組合使用。

上述環氧樹脂環氧樹脂於使用時最好與硬化劑一起使用，可使用的硬化劑可列舉例如，胺系硬化劑、胍胺系硬化劑、咪唑系硬化劑、酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、或其環氧加成物等，於本發明中，硬化劑可為一種或併用二種以上亦可；樹脂與硬化劑的配合比率可根據樹脂、硬化劑之種類等而適當選擇，例如，環氧樹脂與硬化劑的配合比率於酚系硬化劑或萘酚系硬化劑的情形，此些硬化劑之酚性羥基當量相對於環氧樹脂的1環氧當量為0.4~2.0之範圍比率為佳，且以0.5~1.0之範圍比率為更佳。

上述之胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂兩者為10：90~90：10重量份，較佳的為45：55~75：25重量份。

以下請參照圖2說明製備本發明之形成切割基板保護膜之薄片10a、10b，以及由該形成切割基板保護膜之薄片10a、10b以生產電路切割基板之方法。

圖2(a)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片10a之第一實施態樣之製備流程圖，其係先提供一提供一第一離形片1a；混合經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂，獲得一環氧樹脂/二氧化矽漿液；將該環氧樹脂/二氧化矽漿液塗覆於該第一離形片1a之可剝離面上，形成一濕膜，並烘乾形成一保護膜層2a。

上述之將該環氧樹脂/二氧化矽漿液塗覆於該第一離形片1a之可剝離面上之步驟，可用習知塗覆機例如輥刀塗覆機、凹版塗覆機、壓模塗覆機及反向塗覆機直接塗覆於第一離型片1a之可脫離表面上，之後再以烘烤方式形成保護膜層2a，即可完成形成切割基板保護膜之薄片10a。其中該烘烤條件為70~120℃，5~12分鐘，例如70、75、80、85、90、95、100、110、120℃，5、6、7、8、9、10、11或12分鐘；較佳為90℃，10分鐘。低於該溫度及時間，可能造成保護膜無法烘乾為乾膜，而高於該溫度及時間則可能使保護膜形成乾膜後，過熱造成乾膜捲曲或破裂。

當獲得形成切割基板保護膜之薄片10a，即可進一步用於貼覆在電路切割基板4a之任意面，其步驟包含將形成切割基板保護膜之薄片10a之保護膜層2a黏著於表面具有電路之電路切割基板4a背面，剝離該第一離形片1a，即可獲得具保護膜層2a之電路切割基板4a，隨後可就各電路連同保護膜層切割該電路切割基板4a(圖未示)。

圖2(b)係本發明之形成切割基板保護膜之薄片10b之第二實施態樣之製備流程圖，其係先提供一提供一第一離形片1b；混合經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂，獲得一環氧樹脂/二氧化矽漿液；將該環氧樹脂/二氧化矽漿液塗覆於該第一離形片1b之可剝離面上，形成一濕膜，並烘乾形成一保護膜層2b，並於該保護膜層2b上進一步貼覆一第二離形片3b，該第二離形片3b係同樣以可剝離面貼覆於保護膜層2b，即可獲得本發明之形成切割基板保護膜之薄片10b之第二實施態樣。

該第二實施態樣之形成切割基板保護膜之薄片10b即可進一步用於貼覆在電路切割基板4b之任意面，其步驟包含將形成切割基板保護膜之薄片10b之第二離形片3b剝離，將保護膜層2b黏著於表面具有電路之電路切割基板4b任意面，剝離該第一離形片1b，即可獲得具保護膜層2b之電路切割基板4b，隨後可就各電路連同保護膜層切割該電路切割基板4b(圖未示)。

圖3(a)本發明之第三實施態樣，其與第一實施態樣不同之處僅在於該保護膜層2a並非全部塗覆於第一離型片1a上，而係具有間隔，即可形成預先剪裁(pre-cut)之狀態；圖3(b)本發明之第四實施態樣，其與第二實施態樣不同之處僅在於該保護膜層2b並非全部塗覆於第一離型片1b上，而係具有間隔，即可形成預先剪裁(pre-cut)之狀態；因此，於使用上，當保護膜層2a、2b貼覆在電路切割基板即可有對應之大小，而不須進一步裁切。

[實施例]

於60℃四氫氟喃中，將10g的二氧化矽與0.3g的3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷混合，進行反應4小時，獲得經3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷改質之二氧化矽。

將5g之3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷改質之二氧化矽與45g之CTBN改質環氧樹脂及45g之酚醛硬化劑混合形成漿液，塗覆於聚對苯二甲酸乙二醇酯之第一離型片上，以連續式烘箱烘烤90℃、10分鐘，形成保護膜層，即可獲得本發明之形成切割基板保護膜之薄片。

[試驗例]

將上述實施例之形成切割基板保護膜之薄片，貼覆於表面具有電路之電路切割基板任意面，並撕除第一離型片；將該具保護膜之電路切割基板使用切割裝置進形切割，獲得目標切割基板(10毫米X10毫米)。

Claims

一種形成切割基板保護膜之薄片，包括一第一離形片及一保護膜層，該保護膜層係形成於該第一離形片之可剝離面上，其中該保護膜層包括經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂。
如請求項1之形成切割基板保護膜之薄片，其中該矽氧烷耦合劑具有如下式之結構：Si(R₁)_n(R₂)_4-n，其中R₁代表一連接於一矽原子之陽離子可聚合官能基團，其中該陽離子可聚合官能基團係一含環醚基團(cyclic ether group)或乙烯氧基團(vinyloxy group)之官能基，R₂代表連接於一矽原子之氫、一羥基、一烷基、或一烷氧基，n為1至4之整數。
如請求項2之形成切割基板保護膜之薄片，其中該矽氧烷耦合劑係2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxy silane)、3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyl trimethoxy silane)、環氧丙基氧基丙基甲基二乙氧基矽烷(glycidoxypropyl methyldiethoxy silane)、環氧丙基氧基丙基三乙氧基矽烷(glycidoxypropyl triethoxy silane)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxy silane)或乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxy silane)。
如請求項1之形成切割基板保護膜之薄片，其中該胺基矽烷耦合劑係N-2(胺基乙基)3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯苯甲基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷塩酸塩、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、四硫化雙(三乙氧矽基丙基)、3-異氰酸丙酯三乙氧基矽烷、咪唑矽烷。
如請求項1之形成切割基板保護膜之薄片，其中該保護膜層上進一步包含一第二離形片。
一種製備如請求項1至5項任一項之形成切割基板保護膜之薄片之方法，其包含下列步驟：(a)提供一第一離形片；(b)混合經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂，獲得一環氧樹脂/二氧化矽漿液；(c)將該環氧樹脂/二氧化矽漿液塗覆於該第一離形片之可剝離面上，形成一濕膜，並烘烤形成一保護膜層。
如請求項6之方法，其中該烘烤條件為70~120℃，5~12分鐘。
如請求項7之方法，其進一步包含將一第二離形片之可剝離面附於該保護膜層上。
一種生產電路切割基板之方法，該電路切割基板具有保護膜於任意面，該方法包含將請求項1至4之形成切割基板保護膜之薄片之保護膜層黏著於表面具有電路之電路切割基板任意面，剝離該第一離形片，就各電路連同保護膜層切割該電路切割基板。
一種生產電路切割基板之方法，該電路切割基板具有保護膜於任意面，該方法包含將請求項5之形成切割基板保護膜之薄片去除第二離形片後之保護膜層，黏著於表面具有電路之電路切割基板背面，剝離該第一離形片，就各電路連同保護膜層切割該電路切割基板。
一種具有保護膜於任意面之電路切割基板，其係由請求項9或10之方法製備而成，其中該保護膜係由經胺基矽氧烷耦合劑或環氧矽氧烷耦合劑改質之二氧化矽及環氧樹脂之保護膜層所組成。