TWI813547B - 黏著薄片 - Google Patents

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TWI813547B TW106136619A TW106136619A TWI813547B TW I813547 B TWI813547 B TW I813547B TW 106136619 A TW106136619 A TW 106136619A TW 106136619 A TW106136619 A TW 106136619A TW I813547 B TWI813547 B TW I813547B
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Abstract

一種黏著薄片,其係在密封黏著薄片上的半導體元件時所使用之黏著薄片(10),該黏著薄片具備基材(11)與包含黏著劑組成物的黏著劑層(12),前述黏著劑層(12)之表面自由能為10mJ/m2 以上22mJ/m2 以下,且將前述黏著劑層(12)在100℃的儲存彈性模數當作A(Pa),將前述黏著劑層(12)之厚度當作B(m)時,藉由下述關係式(1)所算出的數值為1.5´10-5 以上。   A´B2 (1)

Description

黏著薄片
本發明關於黏著薄片。
近年來,於安裝技術中,晶片尺寸封裝(Chip Size Package;CSP)技術係受到注目。於此技術之中,關於以晶圓級封裝(Wafer Level Package;WLP)為代表之不使用基板的僅晶片之形態的封裝,在小型化與高積體之方面係特別受到注目。於如此的WLP等之製造方法中,以往必須將固定在基板上的晶片固定於別的支持體上。因此,例如於製造半導體裝置時,作為用於暫時固定晶片的支持體,使用黏著薄片(文獻1(日本特開2012-059934號公報)及文獻2(日本特開2004-014930號公報))。
然而,若使用以往之黏著薄片來製造半導體裝置,則在將黏著薄片上所黏貼的半導體晶片予以密封時,密封樹脂洩漏,進入晶片與黏著薄片之間,有半導體晶片流動或浮起的問題。
又,例如使用黏著薄片來製造半導體裝置時,半導體元件之電路面變成固定在黏著薄片的黏著劑層。於半導體元件之電路面中,在半導體元件的周緣部具有切割線等的 階差部。而且於密封黏著薄片上的半導體元件之際,密封樹脂埋入階差部與黏著劑層之間隙。
然而,取決於密封樹脂之種類,可知密封樹脂會無法埋入階差部與黏著劑層之間隙,而形成空隙。而且,若形成如此的空隙,則半導體元件的電路面之平滑性變不充分,在電路面的圖型形成之際有發生問題之虞。
因此,對於黏著薄片,要求密封樹脂埋入階差部與黏著劑層之間隙的性質(以下,亦稱為「填充性」)。
本發明之目的在於提供一種黏著薄片,其係在密封黏著薄片上的半導體元件時能兼顧防樹脂洩漏性與填充性。
依照本發明之一態樣,提供一種黏著薄片,其係在密封黏著薄片上的半導體元件時所使用之黏著薄片,該黏著薄片具備基材與包含黏著劑組成物的黏著劑層,前述黏著劑層之表面自由能為10mJ/m2以上22mJ/m2以下,且將前述黏著劑層在100℃的儲存彈性模數當作A(Pa),將前述黏著劑層之厚度當作B(m)時,藉由下述關係式(1)所算出的數值為1.5×10-5以上。
A×B2 (1)
於本發明之一態樣的黏著薄片中,1-溴萘對於前述黏著劑層的接觸角較佳為65°以上。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,藉由下述關係式(2)所算出的數值較佳為1.5×10-10以上。
A×B3 (2)
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述基材在100℃的儲存彈性模數較佳為1×107Pa以上。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述黏著劑層較佳為由丙烯酸系黏著劑組成物或聚矽氧系黏著劑組成物所構成。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述黏著劑層較佳為由丙烯酸系黏著劑組成物所構成,前述丙烯酸系黏著劑組成物較佳為包含丙烯酸系共聚物。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,佔前述丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自(甲基)丙烯酸烷酯的共聚物成分之質量比例較佳為90質量%以上。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述(甲基)丙烯酸烷酯中的烷基之碳數較佳為6~8。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述丙烯酸系共聚物較佳為包含以(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯作為主要單體的丙烯酸系共聚物。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述丙烯酸系共聚物較佳為包含來自具有羥基的單體之共聚物成分。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,佔前述丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自前述具有羥基的單體之共聚物成分的比例較佳為3質量%以上。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述丙烯酸系共聚物較佳為:不含來自具有羧基的單體之共聚物成分,或包 含來自具有羧基的單體之共聚物成分,且佔前述丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自前述具有羧基的單體之共聚物成分的質量比例為1質量%以下。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,前述丙烯酸系黏著劑組成物較佳為含有黏著助劑,此黏著助劑包含具有烴骨架的寡聚物。
於本發明之一態樣的黏著薄片中,較佳為前述黏著劑層係由聚矽氧系黏著劑組成物所構成,前述聚矽氧系黏著劑組成物包含加成聚合型聚矽氧樹脂。
依照本發明,可提供一種黏著薄片,其係在密封黏著薄片上的半導體元件時,能兼顧防樹脂洩漏性與填充性。
10:黏著薄片
11:基材
11a:第一基材面
11b:第二基材面
12:黏著劑層
21:開口部
20:框構件
30:密封樹脂
30A:密封樹脂層
50:密封體
40:補強構件
41:補強板
42:接著層
CP:半導體晶片
CPA:電路面
CPB:階差部
RL:剝離薄片
S:間隙
圖1係第一實施形態之黏著薄片的剖面概略圖。
圖2A係說明使用第一實施形態之黏著薄片的半導體裝置之製造步驟的一部分之圖。
圖2B係說明使用第一實施形態之黏著薄片的半導體裝置之製造步驟的一部分之圖。
圖2C係說明使用第一實施形態之黏著薄片的半導體裝置之製造步驟的一部分之圖。
圖2D係說明使用第一實施形態之黏著薄片的半導體裝置之製造步驟的一部分之圖。
圖2E係說明使用第一實施形態之黏著薄片的半導體裝置之製造步驟的一部分之圖。
圖3係顯示使用第一實施形態之黏著薄片的半導體裝置之製造步驟中的密封步驟後之半導體元件的剖面圖。
[實施發明的形態] [第一實施形態] [黏著薄片]
圖1中顯示本實施形態之黏著薄片10的剖面概略圖。
黏著薄片10具有基材11與包含黏著劑組成物的黏著劑層12。
基材11具有第一基材面11a及與第一基材面11a相反側之第二基材面11b。於本實施形態之黏著薄片10中,在第一基材面11a上層合有黏著劑層12。於黏著劑層12之上,如圖1中所示,層合剝離薄片RL。
黏著薄片10之形狀例如可採取膠帶狀及標籤狀等任何的形狀。
本實施形態之黏著薄片10必須黏著劑層12之表面自由能為10mJ/m2以上22mJ/m2以下,且將黏著劑層12在100℃的儲存彈性模數當作A(Pa),將黏著劑層12之厚度當作B(m)時,藉由下述關係式(1)所算出的數值為1.5×10-5以上。
A×B2 (1)
若黏著劑層12之表面自由能為10mJ/m2以上22mJ/m2以下,則密封黏著薄片10上的半導體元件時之填充性優異, 於密封黏著薄片10上的半導體元件時,密封樹脂可埋入半導體元件的階差部與黏著劑層之間隙。
又,若藉由前述關係式(1)所算出的數值為1.5×10-5以上,則將本實施形態之黏著薄片使用作為密封半導體晶片時的支持體時,可防止樹脂洩漏。
再者,於本說明書中,黏著劑層12之表面自由能係可藉由以下所示的方法測定。具體而言,首先使用接觸角測定裝置(協和界面科學股份有限公司製的「DM701」),測定水、二碘甲烷及1-溴萘對於黏著劑層12的接觸角。各自的液滴之量係設為2μL。然後,從此等之測定值,藉由北崎-畑法,可算出表面自由能。
又,於本說明書中,黏著劑層的儲存彈性模數係使用動態黏彈性測定裝置,藉由扭轉剪切法以頻率1Hz所測定之值。
於本實施形態中,黏著劑層之表面自由能更佳為12mJ/m2以上21.5mJ/m2以下。
於本實施形態中,從填充性之觀點來看,1-溴萘的接觸角較佳為65°以上,更佳為67°以上,尤佳為68°以上。1-溴萘的接觸角之上限較佳為75°以下,更佳為72°以下。
再者,作為調整此等表面自由能及接觸角的值之方法,可舉出如以下之方法。例如,可藉由變更黏著劑層12所用的黏著劑組成物之組成,而調整表面自由能及接觸角的值。
於本實施形態中,藉由前述關係式(1)所算出的數值 較佳為2.0×10-5以上,更佳為5.0×10-5以上。
藉由前述關係式(1)所算出的數值之上限係沒有特別的限定。從可以低成本容易地製造黏著薄片來看,較佳為1.0×10-2以下。
黏著薄片10係藉由下述關係式(2)所算出的數值較佳為1.5×10-10以上,更佳為5.0×10-10以上,尤佳為1.0×10-9以上。
A×B3 (2)
若藉由前述關係式(2)所算出的數值為1.5×10-10以上,則可更有效果地防止樹脂洩漏。
本實施形態之黏著薄片10較佳為在加熱後,顯示如以下的黏著力。首先,將黏著薄片10黏貼於被附體(銅箔或聚醯亞胺薄膜)上,於100℃及30分鐘之條件下加熱,接著於180℃及30分鐘之條件下加熱,更於190℃及1小時之條件下加熱後,黏著劑層12對於銅箔的室溫下之黏著力及黏著劑層12對於聚醯亞胺薄膜的室溫下之黏著力,各自較佳為0.7N/25mm以上2.0N/25mm以下。若進行前述加熱後的黏著力為0.7N/25mm以上,則可防止因加熱而基材或被附體變形時,黏著薄片10從被附體剝離者。又,若進行前述加熱後的黏著力為2.0N/25mm以下,則剝離力不會過高,從被附體容易剝離黏著薄片10。
再者,本說明書中所謂的室溫,就是22℃以上24℃以下之溫度。於本說明書中,黏著力係藉由180°撕開法,以剝離速度(拉伸速度)300mm/分鐘、黏著薄片的寬度25mm 所測定之值,具體而言用實施例中記載之方法測定。
(基材)
基材11係支持黏著劑層12之構件。
作為基材11,例如可使用合成樹脂薄膜等的薄片材料等。作為合成樹脂薄膜,例如可舉出聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚萘二甲酸乙二酯薄膜、聚對苯二甲酸丁二酯薄膜、聚胺基甲酸酯薄膜、乙烯醋酸乙烯酯共聚物薄膜、離子聚合物樹脂薄膜、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物薄膜、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜及聚醯亞胺薄膜等。此外,作為基材11,可舉出此等的交聯薄膜及層合薄膜等。
基材11較佳為包含聚酯系樹脂,更佳為由以聚酯系樹脂作為主成分的材料所構成。於本說明書中,所謂之以聚酯系樹脂作為主成分的材料,就是意指佔構成基材的材料全體之質量而言,聚酯系樹脂之質量比例為50質量%以上。作為聚酯系樹脂,例如較佳為選自由聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚萘二甲酸乙二酯樹脂、聚萘二甲酸丁二酯樹脂及此等的樹脂之共聚合樹脂所成之群組的任一種樹脂,更佳為聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。
作為基材11,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯薄膜或聚萘 二甲酸乙二酯薄膜,更佳為聚對苯二甲酸乙二酯薄膜。
基材11在100℃的儲存彈性模數之下限,從加工時的尺寸安定性之觀點來看,較佳為1×107Pa以上,更佳為1×108Pa以上。基材11在100℃的儲存彈性模數之上限,從加工適應性之觀點來看,較佳為1×1012Pa以下。
再者,於本說明書中,基材11在100℃的儲存彈性模數係使用黏彈性測定機器,在頻率1Hz測定的拉伸彈性模數之值。將所測定的基材裁切成寬度5mm、長度20mm,使用黏彈性測定機器(TA Instruments公司製,DMAQ800),藉由頻率1Hz、拉伸模型,測定100℃的儲存黏彈模數。
為了提高基材11與黏著劑層12之密著性,第一基材面11a亦可施有底漆處理、電暈處理及電漿處理等的至少任一個表面處理。又,為了提高基材11與黏著劑層12之密著性,於基材11之第一基材面11a,亦可塗佈黏著劑,施予預備的黏著處理。作為基材11之黏著處理所用的黏著劑,例如可舉出丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑、聚矽氧系黏著劑及胺基甲酸酯系黏著劑等之黏著劑。
基材11之厚度較佳為10μm以上500μm以下,更佳為15μm以上300μm以下,尤佳為20μm以上250μm以下。
(黏著劑層)
本實施形態之黏著劑層12包含黏著劑組成物。作為此黏著劑組成物中所含有的黏著劑,並沒有特別的限定,可 將各式各樣之種類的黏著劑應用於黏著劑層12。作為黏著劑層12中所含有的黏著劑,例如可舉出橡膠系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、聚酯系黏著劑及胺基甲酸酯系黏著劑等。再者,黏著劑之種類係考慮用途及所黏貼的被附體之種類等而選擇。黏著劑層12較佳為由丙烯酸系黏著劑組成物或聚矽氧系黏著劑組成物所構成,更佳為由丙烯酸系黏著劑組成物所構成。由於黏著劑層12係由丙烯酸系黏著劑組成物所構成,從被附體剝離黏著薄片10時,可減少殘留在被附體表面等上的黏著劑(所謂的殘膠)。
‧丙烯酸系黏著劑組成物
當黏著劑層12由丙烯酸系黏著劑組成物所構成時,丙烯酸系黏著劑組成物較佳為包含丙烯酸系共聚物。此時,丙烯酸系共聚物較佳為包含來自(甲基)丙烯酸烷酯(CH2=CR1COOR2(R1為氫或甲基,R2為直鏈、分枝鏈或環狀(脂環式)的烷基))的共聚物成分。又,從調整黏著劑層的表面自由能之觀點來看,丙烯酸烷酯(CH2=CR1COOR2)的一部分或全部較佳為烷基R2的碳數為6~8的(甲基)丙烯酸烷酯。作為烷基R2的碳數為6~8的(甲基)丙烯酸烷酯,可舉出(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯及(甲基)丙烯酸正辛酯等。於此等之中,較佳為R2是直鏈或分枝鏈的烷基者。又,較佳為烷基R2的碳數為8者,更佳為(甲基)丙 烯酸2-乙基己酯,尤佳為丙烯酸2-乙基己酯。
於本實施形態中,丙烯酸系共聚物較佳為包含以(甲基)丙烯酸2-乙基己酯作為主要單體的丙烯酸系共聚物。
於本說明書中,所謂以(甲基)丙烯酸2-乙基己酯作為主要單體者,就是意指佔丙烯酸系共聚物全體之質量而言,來自(甲基)丙烯酸2-乙基己酯的共聚物成分之質量比例為50質量%以上。
作為烷基R2的碳數為1~5或9~20之(甲基)丙烯酸烷酯(前述CH2=CR1COOR2),例如可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸正十二酯、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸棕櫚酯及(甲基)丙烯酸十八酯等。
(甲基)丙烯酸烷酯係可單獨使用,也可組合2種以上使用。
再者,本說明書中的「(甲基)丙烯酸」係表示「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」之兩者時所用的表述,關於其他的類似用語亦同樣。
於本實施形態中,丙烯酸系共聚物較佳為含有以前述CH2=CR1COOR2作為主要單體的丙烯酸系共聚物。
於本說明書中,所謂以CH2=CR1COOR2作為主要單體,就是意指佔丙烯酸系共聚物全體之質量而言,來自CH2=CR1COOR2的共聚物成分之質量比例為50質量%以上。
從調整黏著劑層的表面自由能之觀點來看,佔丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自(甲基)丙烯酸烷酯(前述CH2=CR1COOR2)的共聚物成分之質量比例較佳為50質量%以上,更佳為60質量%以上,尤佳為80質量%以上,尤更佳為90質量%以上。來自(甲基)丙烯酸烷酯(前述CH2=CR1COOR2)的共聚物成分之質量比例,從初期密著力的升高等之觀點來看,較佳為96質量%以下。
當丙烯酸系共聚物中的第一共聚物成分為(甲基)丙烯酸烷酯時,該丙烯酸系共聚物中的(甲基)丙烯酸烷酯以外之共聚物成分(以下,稱為「第二共聚物成分」)之種類及數係沒有特別的限定。例如,作為第二共聚物成分,較佳為具有反應性官能基之含有官能基的單體。作為第二共聚物成分的反應性官能基,當使用後述的交聯劑時,較佳為能與該交聯劑反應的官能基。作為此反應性官能基,例如可舉出羧基、羥基、胺基、取代胺基及環氧基等。
作為具有羧基的單體(以下,亦稱為「含有羧基的單體」),例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、伊康酸及檸康酸等之乙烯性不飽和羧酸。於含有羧基的單體之中,從反應性及共聚合性之點來看,較佳為丙烯酸。含有羧基的單體係可單獨使用,也可組合2種以上使用。
作為具有羥基的單體(以下,亦稱為「含有羥基的單體」),例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2- 羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯及(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等之(甲基)丙烯酸羥基烷酯等。於含有羥基的單體之中,從羥基的反應性及共聚合性之點來看,較佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯。含有羥基的單體係可單獨使用,也可組合2種以上使用。
作為具有環氧基的丙烯酸酯,例如可舉出丙烯酸環氧丙酯及甲基丙烯酸環氧丙酯等。
作為丙烯酸系共聚物中的第二共聚物成分,除了上述,例如還可舉出從選自由含有烷氧基烷基的(甲基)丙烯酸酯、具有芳香族環的(甲基)丙烯酸酯、非交聯性的丙烯醯胺、非交聯性的具有3級胺基之(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯及苯乙烯所成之群組的至少任一種單體而來的共聚物成分。
作為含有烷氧基烷基的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸甲氧基甲酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基甲酯及(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等。
作為具有芳香族環的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸苯酯等。
作為非交聯性的丙烯醯胺,例如可舉出丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺等。
作為非交聯性的具有3級胺基之(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸(N,N-二甲基胺基)乙酯及(甲基)丙烯酸(N,N-二甲基胺基)丙酯等。
此等之單體係可單獨使用,也可組合2種以上使用。
於本實施形態中,丙烯酸系共聚物較佳為包含來自具有羥基的單體之共聚物成分。
由於丙烯酸系共聚物包含來自具有羥基的單體之共聚物成分,當使用後述的交聯劑時,由於可使以羥基作為交聯點的交聯密度上升,可防止樹脂洩漏,故有效果地防止晶片偏移。
佔丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自具有羥基的單體之共聚物成分的質量比例較佳為3質量%以上。若來自含有羥基的單體之共聚物成分的質量比例為3質量%以上,則可更有效果地防止樹脂洩漏。
從提高填充性之觀點來看,佔丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自具有羥基的單體之共聚物成分的質量比例較佳為9.9質量%以下。
於本實施形態中,從防止表面自由能的增大之觀點來看,丙烯酸系共聚物亦較佳為不含來自具有羧基的單體的共聚物成分。或者,丙烯酸系共聚物包含來自具有羧基的單體之共聚物成分,且佔前述丙烯酸系共聚物全體的質量而言,來自前述具有羧基的單體之共聚物成分的質量比例較佳為1質量%以下,更佳為0.05質量%以上1質量%以下。
丙烯酸系共聚物的重量平均分子量(Mw)較佳為30萬以上200萬以下,更佳為60萬以上150萬以下,尤佳為80萬以上120萬以下。若丙烯酸系共聚物的重量平均分子量Mw為30萬以上,則可在對於被附體沒有黏著劑的殘渣下剝離黏著薄片。若丙烯酸系共聚物的重量平均分子量Mw為200 萬以下,則可將黏著薄片確實地貼附到被附體。
丙烯酸系共聚物的重量平均分子量(Mw)係藉由凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography;GPC)法所測定的標準聚苯乙烯換算值。
丙烯酸系共聚物係可使用前述的各種原料單體,依照習知的方法製造。
丙烯酸系共聚物之共聚合形態係沒有特別的限定,可為嵌段共聚物、無規共聚物或接枝共聚物之任一者。
於本實施形態中,佔丙烯酸系黏著劑組成物全體的質量而言,丙烯酸系共聚物的質量比例較佳為40質量%以上90質量%以下,更佳為50質量%以上90質量%以下。
於本實施形態中,當黏著劑層12由丙烯酸系黏著劑組成物所構成時,丙烯酸系黏著劑組成物較佳為含有丙烯酸系共聚物與黏著助劑。由於丙烯酸系黏著劑組成物含有黏著助劑,黏著薄片的初期黏性升高,可防止將黏著薄片貼附於框架時的剝落。
於本實施形態中,丙烯酸系黏著劑組成物所含有的黏著助劑較佳為包含具有烴骨架的寡聚物。寡聚物較佳為分子量未達10,000的聚合物。
由於丙烯酸系黏著劑組成物含有包含具有烴骨架的寡聚物之黏著助劑,除了上述的效果,還可抑制表面自由能的增大,提高填充性。
作為具有烴骨架的寡聚物,較佳為具有反應性基者。以下,亦將具有烴骨架且具有反應性基的寡聚物稱為烴系 反應性黏著助劑。若黏著劑組成物包含烴系反應性黏著助劑,則可減少殘膠。
於本實施形態中,作為黏著助劑中的反應性基,較佳為選自由羥基、異氰酸酯基、胺基、環氧乙烷基、酸酐基、烷氧基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基所成之群組的一種以上之官能基,更佳為羥基。黏著助劑所具有的反應性基係可為1種類,也可為2種類以上。具有羥基的黏著助劑亦可更具有與前述不同的反應性基。又,反應性基之數係在構成黏著助劑的1分子中可為1個,也可為2個以上。
從黏著劑層的表面自由能之降低與殘膠的防止之觀點來看,具有烴骨架的寡聚物較佳為橡膠系材料。作為橡膠系材料,並沒有特別的限定,但較佳為聚丁二烯系樹脂及聚丁二烯系樹脂的氫化物,較佳為聚丁二烯系樹脂的氫化物。
作為聚丁二烯系樹脂,可舉出具有1,4-重複單位的樹脂、具有1,2-重複單位的樹脂以及具有1,4-重複單位及1,2-重複單位之兩者的樹脂。本實施形態之聚丁二烯系樹脂的氫化物亦包含具有此等的重複單位之樹脂的氫化物。
當橡膠系材料具有反應性基時,聚丁二烯系樹脂及聚丁二烯系樹脂的氫化物較佳為兩末端分別具有反應性基者。兩末端的反應性基係可相同,也可相異。兩末端的反應性基較佳為選自由羥基、異氰酸酯基、胺基、環氧乙烷基、酸酐基、烷氧基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基所成之群組的一種以上之官能基,更佳為羥基。於聚丁二烯系樹脂 及聚丁二烯系樹脂的氫化物中,兩末端更佳為羥基。
於本實施形態中,黏著助劑亦較佳為包含乙醯基檸檬酸三酯。若黏著劑組成物包含乙醯基檸檬酸三酯,則可減少殘膠。
於本實施形態中,作為乙醯基檸檬酸三酯系的黏著助劑,例如可舉出乙醯基檸檬酸三丁酯(ATBC)等。
佔黏著劑組成物全體之質量而言,黏著助劑之質量比例較佳為3質量%以上50質量%以下,更佳為5質量%以上30質量%以下。
又,當黏著助劑包含具有烴骨架的寡聚物時,佔黏著劑組成物全體之質量而言,具有烴骨架的寡聚物之質量比例較佳為3質量%以上50質量%以下,更佳為5質量%以上30質量%以下。
本實施形態之丙烯酸系黏著劑組成物亦較佳為包含使前述的丙烯酸系共聚物與更摻合有交聯劑的組成物交聯而得之交聯物。
另外,本實施形態之丙烯酸系黏著劑組成物亦較佳為包含使前述的丙烯酸系共聚物、烴系反應性黏著助劑與更摻合有交聯劑的組成物交聯而得之交聯物。
於本實施形態中,作為交聯劑,例如可舉出異氰酸酯系交聯劑、環氧系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、金屬螯合系交聯劑、胺系交聯劑及胺基樹脂系交聯劑等。此等之交聯劑係可單獨使用,也可組合2種以上使用。
於本實施形態中,從提高丙烯酸系黏著劑組成物的耐 熱性及黏著力之觀點來看,於此等交聯劑之中,較佳為具有異氰酸酯基的化合物之交聯劑(異氰酸酯系交聯劑)。作為異氰酸酯系交聯劑,例如可舉出2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二甲基二異氰酸酯、1,4-苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二異氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二環己基甲烷-2,4’-二異氰酸酯及離胺酸異氰酸酯等之多價異氰酸酯化合物。
又,多價異氰酸酯化合物亦可為此等的化合物之三羥甲基丙烷加成物型改質體、與水反應後的縮二脲型改質體、或具有異三聚氰酸酯環的異三聚氰酸酯型改質體。
於本實施形態中,相對於丙烯酸系共聚物100質量份,丙烯酸系黏著劑組成物中的交聯劑之含量較佳為0.1質量份以上20質量份以下,更佳為1質量份以上15質量份以下,尤佳為5質量份以上10質量份以下。若丙烯酸系黏著劑組成物中的交聯劑之含量為如此的範圍內,則可將黏著劑層12在100℃的儲存彈性模數容易調整至上述之範圍。
於本實施形態中,從丙烯酸系黏著劑組成物的耐熱性之觀點來看,異氰酸酯系交聯劑更佳為具有三聚氰酸酯環的化合物(異三聚氰酸酯型改質體)。具有異三聚氰酸酯環的化合物較佳為以相對於丙烯酸系共聚物的羥基當量而言,異氰酸酯基成為0.7當量以上1.5當量以下之方式摻 合。若具有異三聚氰酸酯環的化合物之摻合量為0.7當量以上,則加熱後黏著力不會過高,可容易剝離黏著薄片,減少殘膠。若具有異三聚氰酸酯環的化合物之摻合量為1.5當量以下,則可防止初期黏著力變過低,或防止貼附性的降低。
本實施形態中的丙烯酸系黏著劑組成物包含交聯劑時,該丙烯酸系黏著劑組成物較佳為進一步包含交聯促進劑。交聯促進劑較佳為按照交聯劑的種類等,適宜選擇而使用。例如,當丙烯酸系黏著劑組成物包含聚異氰酸酯化合物作為交聯劑時,較佳為進一步包含有機錫化合物等的有機金屬化合物系之交聯促進劑。
‧聚矽氧系黏著劑組成物
當黏著劑層12由聚矽氧系黏著劑組成物所構成時,聚矽氧系黏著劑組成物較佳為包含聚矽氧樹脂,更佳為包含加成聚合型聚矽氧樹脂。於本說明書中,將包含加成聚合型聚矽氧樹脂的聚矽氧系黏著劑組成物稱為加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物。
於本實施形態中,加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物含有主劑(加成聚合型聚矽氧樹脂)及交聯劑。加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物係可使用低溫下僅一次硬化者,具有不需要高溫下的二次硬化之優點。順便一提,以往的過氧化物硬化型聚矽氧系黏著劑係必須如150℃以上的高溫下之二次硬化。
因此,藉由使用加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物,可在比較低溫下製造黏著薄片,能量經濟性優異,而且亦可使用耐熱性比較低的基材11來製造黏著薄片10。又,由於不會如過氧化物硬化型聚矽氧系黏著劑在硬化時產生副生成物,故亦無臭氣及腐蝕等之問題。
加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物通常包括由聚矽氧樹脂成分與聚矽氧橡膠成分之混合物所構成的主劑、及含有氫矽基(SiH基)的交聯劑、以及視需要使用的硬化觸媒。
聚矽氧樹脂成分係在將有機氯矽烷或有機烷氧基矽烷予以水解後,藉由進行脫水縮合反應而得之網狀構造的有機聚矽氧烷。
聚矽氧橡膠成分係具有直鏈構造的二有機聚矽氧烷。
作為有機基,與聚矽氧樹脂成分及聚矽氧橡膠成分一起,例如為甲基、乙基、丙基、丁基及苯基等。前述的有機基係可一部分被取代成如乙烯基、己烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、辛烯基、(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯基甲基、(甲基)丙烯醯基丙基及環己烯基等之不飽和基。較佳為具有工業上容易取得的乙烯基之有機基。
於加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物中,藉由主劑中的不飽和基與交聯劑中的氫矽基之加成反應而進行交聯,形成網狀的構造,展現黏著性。
於聚矽氧樹脂成分中,如乙烯基等的不飽和基之數,相對於有機基100個而言,通常0.05個以上3.0個以下,較 佳為0.1個以上2.5個以下。藉由將相對於有機基100個而言不飽和基之數設為0.05個以上,可防止與氫矽基的反應性降低而變難以硬化者,可賦予適度的黏著力。藉由將相對於有機基100個而言不飽和基之數設為3.0個以下,可防止黏著劑的交聯密度變高、黏著力及內聚力變大而對於被附面造成不良影響者。
作為如前述的有機聚矽氧烷,具體而言有信越化學工業股份有限公司製的KS-3703(乙烯基之數相對於甲基100個而言為0.6個)、東麗-道康寧股份有限公司製的BY23-753(乙烯基之數相對於甲基100個而言為0.1個)及BY24-162(乙烯基之數相對於甲基100個而言為1.4個)等。又,亦可使用東麗-道康寧股份有限公司製的SD4560PSA、SD4570PSA、SD4580PSA、SD4584PSA、SD4585PSA、SD4587L及SD4592PSA等。
如前述,作為聚矽氧樹脂成分的有機聚矽氧烷,通常與聚矽氧橡膠成分混合使用,作為聚矽氧橡膠成分,可舉出信越化學工業股份有限公司製的KS-3800(乙烯基之數相對於甲基100個而言為7.6個)、東麗-道康寧股份有限公司製的BY24-162(乙烯基之數相對於甲基100個而言為1.4個)、BY24-843(不具有不飽和基)及SD-7292(乙烯基之數相對於甲基100個而言為5.0個)等。
如前述之加成聚合型聚矽氧樹脂(加成型聚矽氧)的具體例例如記載於日本特開平10-219229號公報中。
交聯劑係以相對於聚矽氧樹脂成分及聚矽氧橡膠成分 的不飽和基(乙烯基等)1個而言,通常鍵結於矽原子的氫原子成為0.5個以上10個以下,較佳為1個以上2.5個以下之方式摻合。藉由設為0.5個以上,可防止不飽和基(乙烯基等)與氫矽基之反應不完全地進行而變硬化不良者。藉由設為10個以下,可防止交聯劑未反應而殘存,對於被附面造成不良影響者。
加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物亦較佳為含有前述的加成反應型聚矽氧成分(由聚矽氧樹脂成分與聚矽氧橡膠成分所構成的主劑)及交聯劑連同硬化觸媒。
此硬化觸媒係用於促進聚矽氧樹脂成分及聚矽氧橡膠成分中的不飽和基與交聯劑中的SiH基之氫矽化反應。
作為硬化觸媒,可舉出鉑系的觸媒,即氯鉑酸、氯鉑酸的醇溶液、氯鉑酸與醇溶液的反應物、氯鉑酸與烯烴化合物的反應物、氯鉑酸與含有乙烯基的矽氧烷化合物之反應物、鉑-烯烴錯合物、鉑-含有乙烯基的矽氧烷錯合物及鉑-磷錯合物等。如前述的硬化觸媒之具體例係例如記載於日本特開2006-28311號公報及日本特開平10-147758號公報中。
更具體而言,作為市售品,例如可舉出東麗-道康寧股份有限公司製的SRX-212及信越化學工業股份有限公司製的PL-50T等。
當硬化觸媒為鉑系的觸媒,其摻合量以鉑成分表示,相對於聚矽氧樹脂成分與聚矽氧橡膠成分之合計量而言,通常為5質量ppm以上2000質量ppm以下,較佳為10質量 ppm以上500質量ppm以下。藉由將摻合量設為5質量ppm以上,可防止硬化性降低而交聯密度即黏著力及內聚力(保持力)降低者,藉由設為2000質量ppm以下,可防止成本上升,同時保持黏著劑層的安定性,且可防止過剩地使用之硬化觸媒對於被附面造成不良影響者。
於加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物中,藉由摻合前述的各成分,即使常溫下也展現黏著力,但較佳為將加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物塗佈於基材11或後述剝離薄片RL上,隔著加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物貼合基材11與剝離薄片RL後,照射加熱或活性能量線,促進交聯劑所致的聚矽氧樹脂成分與聚矽氧橡膠成分之交聯反應。藉由照射加熱或活性能量線進行交聯,得到具有安定的黏著力之黏著薄片。
以加熱促進交聯反應時的加熱溫度通常為60℃以上140℃以下,較佳為80℃以上130℃以下。由於在60℃以上加熱,可防止聚矽氧樹脂成分與聚矽氧橡膠成分之交聯不足而黏著力變不充分者,由於在140℃以下加熱,可防止在基材中發生熱收縮皺紋或劣化、變色者。
照射活性能量線而促進交聯反應時,可利用電磁波或荷電粒子線之中具有能量子的活性能量線,即紫外線等的活性光或電子線等。照射電子線而使其交聯時,不需要光聚合起始劑,但照射紫外線等的活性光而使其交聯時,較佳為使光聚合起始劑存在。
作為藉由紫外線照射使其交聯時的光聚合起始劑,並 沒有特別的限制,可從以往在紫外線硬化型樹脂中慣用的光聚合起始劑之中,適宜選擇任意的光聚合起始劑而使用。作為此光聚合起始劑,例如可舉出苯偶姻類、二苯基酮類、苯乙酮類、α-羥基酮類、α-胺基酮類、α-二酮類、α-二酮二烷基縮醛類、蒽醌類、噻噸酮類、其他化合物等。
此等之光聚合起始劑係可單獨使用,也可組合二種以上使用。又,相對於作為主劑使用的前述加成反應型聚矽氧成分與交聯劑之合計量100質量份,其使用量通常為0.01質量份以上30質量份以下,較佳為在0.05質量份以上20質量份以下之範圍內選定。
照射活性能量線之一個的電子線而進行交聯時的電子線之加速電壓,一般為130kV以上300kV以下,較佳為150kV以上250kV以下。藉由以130kV以上之加速電壓照射,可防止聚矽氧樹脂成分與聚矽氧橡膠成分之交聯不足而黏著力變不充分者,藉由以300kV以下之加速電壓照射,可防止黏著劑層及基材劣化或變色者。射束電流的較佳範圍為1mA以上100mA以下。
所照射的電子線之線量較佳為1Mrad以上70Mrad以下,更佳為2Mrad以上20Mrad以下。藉由以1Mrad以上之線量照射,可防止黏著劑層及基材劣化或變色者,可防止因交聯不足而黏著性變不充分者。藉由以70Mrad以下之線量照射,可防止因黏著劑層劣化或變色而造成內聚力之降低者,可防止基材劣化或收縮者。
紫外線照射時的照射量係可適宜選擇,但光量較佳為100mJ/cm2以上500mJ/cm2以下,照度較佳為10mW/cm2以上500mW/cm2以下。
為了防止氧所造成的反應阻礙,加熱及活性能量線之照射較佳為在氮氣環境下進行。
於黏著劑組成物中,在不損害本發明的效果之範圍內,亦可包含其他的成分。作為黏著劑組成物中可包含之其他的成分,例如可舉出有機溶劑、難燃劑、賦黏劑、紫外線吸收劑、光安定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、防腐劑、防黴劑、可塑劑、消泡劑、著色劑、填料及潤濕性調整劑等。
於加成反應型聚矽氧系黏著劑組成物中,作為添加劑,亦可包含如聚二甲基矽氧烷及聚甲基苯基矽氧烷等之非反應性的聚有機矽氧烷。
作為本實施形態之黏著劑組成物的更具體例,例如可舉出如以下的黏著劑組成物之例,惟本發明不受如此之例所限定。
作為本實施形態之黏著劑組成物的一例,可舉出一種黏著劑組成物,其包含丙烯酸系共聚物、黏著助劑與交聯劑,前述丙烯酸系共聚物係至少將丙烯酸2-乙基己酯、含有羧基的單體及含有羥基的單體予以共聚合而得之丙烯酸系共聚物,前述黏著助劑包含具有反應性基的橡膠系材料作為主成分,前述交聯劑為異氰酸酯系交聯劑。
作為本實施形態之黏著劑組成物的一例,可舉出一種 黏著劑組成物,其包含丙烯酸系共聚物、黏著助劑與交聯劑,前述丙烯酸系共聚物係至少將丙烯酸2-乙基己酯、含有羧基的單體及含有羥基的單體予以共聚合而得之丙烯酸系共聚物,前述黏著助劑為兩末端羥基氫化聚丁二烯,前述交聯劑為異氰酸酯系交聯劑。
作為本實施形態之黏著劑組成物的一例,可舉出一種黏著劑組成物,其包含丙烯酸系共聚物、黏著助劑與交聯劑,前述丙烯酸系共聚物係至少將丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸及丙烯酸2-羥基乙酯予以共聚合而得之丙烯酸系共聚物,前述黏著助劑包含具有反應性基的橡膠系材料作為主成分,前述交聯劑為異氰酸酯系交聯劑。
作為本實施形態之黏著劑組成物的一例,可舉出一種黏著劑組成物,其包含丙烯酸系共聚物、黏著助劑與交聯劑,前述丙烯酸系共聚物係至少將丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、及丙烯酸2-羥基乙酯予以共聚合而得之丙烯酸系共聚物,前述黏著助劑為兩末端羥基氫化聚丁二烯,前述交聯劑為異氰酸酯系交聯劑。
黏著劑層12之厚度係按照黏著薄片10之用途而適宜決定。於本實施形態中,黏著劑層12之厚度較佳為5μm以上60μm以下,更佳為10μm以上50μm以下。若黏著劑層12之厚度為5μm以上,則黏著劑層12容易追隨晶片電路面之凹凸,可防止間隙之發生。因此,例如,沒有層間絕緣材及密封樹脂等進入半導體晶片的電路面之凹凸的間隙而堵塞晶片電路面的配線接續用之電極焊墊等之虞。若黏著劑層 12之厚度為60μm以下,則半導體晶片不易沉入黏著劑層中,不易發生半導體晶片部分與密封半導體晶片的樹脂部分之階差。因此,於再配線之際沒有因階差而配線斷線等之虞。
(剝離薄片)
作為剝離薄片RL,並沒有特別的限定。例如,從操作容易度之觀點來看,剝離薄片RL較佳為具備剝離基材與在剝離基材之上塗佈剝離劑而形成的剝離劑層。又,剝離薄片RL係可僅在剝離基材之單面上具備剝離劑層,也可在剝離基材之兩面上具備剝離劑層。
作為剝離基材,例如可舉出紙基材、在此紙基材上層合有聚乙烯等的熱塑性樹脂之層合紙及塑膠薄膜等。作為紙基材,可舉出玻璃紙、塗料紙及鏡面塗佈紙等。作為塑膠薄膜,可舉出聚酯薄膜(例如,聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯及聚萘二甲酸乙二酯等)以及聚烯烴薄膜(例如,聚丙烯及聚乙烯等)等。
作為剝離劑,例如可舉出烯烴系樹脂、橡膠系彈性體(例如,丁二烯系樹脂及異戊二烯系樹脂等)、長鏈烷基系樹脂、醇酸系樹脂、氟系樹脂以及聚矽氧系樹脂等。當黏著劑層由聚矽氧系黏著劑組成物所構成時,剝離劑較佳為非聚矽氧系的剝離劑。
剝離薄片RL之厚度係沒有特別的限定。剝離薄片RL之厚度通常為20μm以上200μm以下,較佳為25μm以上 150μm以下。
剝離劑層之厚度係沒有特別的限定。塗佈包含剝離劑的溶液而形成剝離劑層時,剝離劑層之厚度較佳為0.01μm以上2.0μm以下,更佳為0.03μm以上1.0μm以下。
使用塑膠薄膜作為剝離基材時,該塑膠薄膜之厚度較佳為3μm以上50μm以下,更佳為5μm以上40μm以下。
(黏著薄片之製造方法)
黏著薄片10之製造方法係沒有特別的限定。
例如,黏著薄片10係可經過如以下步驟製造。
首先,於基材11的第一基材面11a之上塗佈黏著劑組成物,形成塗膜。其次,使此塗膜乾燥,而形成黏著劑層12。然後,以覆蓋黏著劑層12之方式,黏貼剝離薄片RL。
又,作為黏著薄片10的另一製造方法,經過如以下的步驟製造。首先,於剝離薄片RL之上塗佈黏著劑組成物,形成塗膜。其次,使塗膜乾燥,形成黏著劑層12,於此黏著劑層12上貼合基材11的第一基材面11a。
塗佈黏著劑組成物而形成黏著劑層12時,較佳為以有機溶劑稀釋黏著劑組成物,調製塗佈液(塗佈用黏著劑液)。作為有機溶劑,例如可舉出甲苯、醋酸乙酯及甲基乙基酮等。塗佈塗佈液之方法係沒有特別的限定。作為塗佈方法,例如可舉出旋轉塗佈法、噴霧塗佈法、棒塗法、刀塗法、輥刀塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈法、模塗法及凹 版塗佈法等。
為了防止有機溶劑及低沸點成分在黏著劑層12中殘留,較佳為將塗佈液塗佈於基材11或剝離薄片RL上後,加熱塗膜而使其乾燥。
於黏著劑組成物中摻合交聯劑時,為了進行交聯反應而提高內聚力,亦較佳為加熱塗膜。
(黏著薄片之使用)
黏著薄片10係使用於密封半導體元件時。黏著薄片10係不搭載於金屬製引線框架上,較佳為使用於將在黏著薄片10上黏貼的狀態之半導體元件予以密封時。具體而言,黏著薄片10不是使用於將在金屬製引線框架上所搭載的半導體元件予以密封時,較佳為使用於將在黏著劑層12上黏貼的狀態之半導體元件予以密封時。作為不用金屬製引線框架,將半導體元件封裝之形態,可舉出面板尺度封裝(Panel Scale Package;PSP)及WLP等。
黏著薄片10較佳為使用一種製程中,其具有:將形成有複數的開口部之框構件黏貼於黏著薄片10之步驟,於前述框構件之開口部中露出的黏著劑層12上黏貼半導體晶片之步驟,以密封樹脂覆蓋前述半導體晶片之步驟,及使前述密封樹脂熱硬化之步驟。
(半導體裝置之製造方法)
說明使用本實施形態之黏著薄片10來製造半導體裝置 之方法。
圖2A~圖2E中顯示用於說明本實施形態的半導體裝置之製造方法的概略圖。
本實施形態的半導體裝置之製造方法係實施:將形成有複數的開口部21之框構件20黏貼於黏著薄片10之步驟(黏著薄片黏貼步驟),於框構件20之開口部21中露出的黏著劑層12上黏貼半導體晶片CP之步驟(接合步驟),以密封樹脂30覆蓋半導體晶片CP之步驟(密封步驟),使密封樹脂30熱硬化之步驟(熱硬化步驟),及於熱硬化後,剝離黏著薄片10之步驟(剝離步驟)。視需要,於熱硬化步驟之後,亦可實施於經密封樹脂30所密封的密封體50上黏貼補強構件40之步驟(補強構件黏貼步驟)。
以下,說明各步驟。
‧黏著薄片黏貼步驟
圖2A中顯示用於說明在黏著薄片10的黏著劑層12上黏貼框構件20之步驟的概略圖。再者,於黏著薄片10的黏著劑層12上黏貼有剝離薄片RL時,預先將剝離薄片RL剝離。
本實施形態之框構件20係形成格子狀,具有複數的開口部21。框構件20較佳為以具有耐熱性的材質所形成。作為框構件的材質,例如可舉出銅及不銹鋼等之金屬,以及聚醯亞胺樹脂及玻璃環氧樹脂等之耐熱性樹脂等。
開口部21係貫穿框構件20的表面背面之孔。開口部21 之形狀只要能將半導體晶片CP收容在框內,則沒有特別的限定。開口部21的孔之深度亦只要能收容半導體晶片CP,則沒有特別的限定。
‧接合步驟
圖2B中顯示用於說明在黏著劑層12上黏貼半導體晶片CP之步驟的概略圖。
若將黏著薄片10黏貼於框構件20,則在各自的開口部21中對應開口部21之形狀,黏著劑層12露出。於各開口部21的黏著劑層12上黏貼半導體晶片CP。以黏著劑層12覆蓋其電路面之方式,黏貼半導體晶片CP。
半導體晶片CP之製造例如係藉由實施將形成有電路的半導體晶圓之背面予以研削之背面研磨步驟,及將半導體晶圓予以單片化之切割步驟而製造。於切割步驟中,將半導體晶圓的背面黏貼於切割薄片的接著劑層,使用切割鋸等之切斷手段,將半導體晶圓予以單片化,而得到半導體晶片CP(半導體元件)。
切割裝置係沒有特別的限定,可使用眾所周知的切割裝置。又,關於切割之條件,亦沒有特別的限定。再者,亦可代替使用切割刀的切割方法,使用雷射切割法或隱形雷射切割法等。
於切割步驟之後,亦可實施拉伸切割薄片,擴大複數的半導體晶片CP間之間隔的擴張步驟。藉由實施擴張步驟,可使用筒夾等的搬運手段來拾取半導體晶片CP。又, 藉由實施擴張步驟,切割薄片的接著劑層之接著力減少,容易拾取半導體晶片CP。
於切割薄片的接著劑組成物或接著劑層中摻合能量線聚合性化合物時,從切割薄片之基材側,對於接著劑層照射能量線,使能量線聚合性化合物硬化。若使能量線聚合性化合物硬化,則接著劑層之內聚力升高,可降低接著劑層的接著力。作為能量線,例如可舉出紫外線(UV)及電子線(EB)等,較佳為紫外線。能量線之照射亦可在半導體晶圓之貼附後,於半導體晶片之剝離(拾取)前的任何階段中進行。例如,可於切割之前或之後照射能量線,也可於擴張步驟之後照射能量線。
‧密封步驟及熱硬化步驟
圖2C中顯示用於說明將已黏貼於黏著薄片10的半導體晶片CP及框構件20予以密封之步驟的概略圖。
密封樹脂30之材質為熱硬化性樹脂,例如可舉出環氧樹脂等。於作為密封樹脂30使用的環氧樹脂中,例如亦可包含酚樹脂、彈性體、無機填充材及硬化促進劑等。
以密封樹脂30覆蓋半導體晶片CP及框構件20之方法係沒有特別的限定。於本實施形態中,舉使用薄片狀的密封樹脂30之態樣為例而說明。以覆蓋半導體晶片CP及框構件20之方式載置薄片狀的密封樹脂30,將密封樹脂30加熱硬化,形成密封樹脂層30A。如此地,半導體晶片CP及框構件20係埋入密封樹脂層30A中。使用薄片狀的密封樹脂30 時,較佳為藉由真空層合法來密封半導體晶片CP及框構件20。藉由此真空層合法,可防止在半導體晶片CP與框構件20之間發生空隙者。真空層合法的加熱硬化之溫度條件範圍例如為80℃以上120℃以下。使用薄片狀的密封樹脂30時,於密封步驟前,薄片狀的密封樹脂為固體。因此,有填充性比使用液狀的密封樹脂者更差之情況。本實施形態之黏著薄片10由於黏著劑層12之表面自由能為10mJ/m2以上22mJ/m2以下,即使密封樹脂為薄片狀,也填充性優異,可防止本步驟中的不良狀況之發生。
於密封步驟中,亦可使用薄片狀的密封樹脂30經聚對苯二甲酸乙二酯等的樹脂薄片所支持的層合薄片。此時,在以覆蓋半導體晶片CP及框構件20之方式載置層合薄片後,亦可從密封樹脂30剝離樹脂薄片,將密封樹脂30加熱硬化。作為如此的層合薄片,例如可舉出ABF薄膜(味之素精密科技股份有限公司製)等。
作為密封半導體晶片CP及框構件20之方法,亦可採用轉移模製法。此時,例如,於密封裝置的模具之內部,收容已黏貼於黏著薄片10的半導體晶片CP及框構件20。於此模具之內部注入流動性的樹脂材料,使樹脂材料硬化。於轉移模製法之情況,加熱及壓力之條件係沒有特別的限定。作為轉移模製法中的通常條件之一例,將150℃以上之溫度與4MPa以上15MPa以下之壓力維持在30秒以上300秒以下之間。然後,解除加壓,從密封裝置中取出硬化物,靜置於烘箱內,將150℃以上之溫度維持在2小時以上 15小時以下。如此地,密封半導體晶片CP及框構件20。
於前述之密封步驟中使用薄片狀的密封樹脂30時,可於使密封樹脂30熱硬化的步驟(熱硬化步驟)之前,實施第一加熱加壓步驟。於第一加熱加壓步驟中,從兩面以板狀構件夾入附有經密封樹脂30所被覆的半導體晶片CP及框構件20之黏著薄片10,在指定的溫度、時間及壓力之條件下加壓。藉由實施第一加熱加壓步驟,密封樹脂30變亦容易填充半導體晶片CP與框構件20之空隙。又,藉由實施加熱加壓步驟,亦可平坦化由密封樹脂30所構成的密封樹脂層30A之凹凸。作為板狀構件,例如可使用不銹鋼等的金屬板。
於熱硬化步驟之後,若剝離黏著薄片10,則得到經密封樹脂30所密封的半導體晶片CP及框構件20。以下,亦將此稱為密封體50。
‧補強構件黏貼步驟
圖2D中顯示用於說明將補強構件40黏貼於密封體50之步驟的概略圖。
於剝離黏著薄片10後,對於所露出的半導體晶片CP之電路面,實施能形成再配線層的再配線步驟及附著凸塊步驟。
為了提高如此的再配線步驟及附著凸塊步驟中的密封體50之操作性,視需要亦可實施在密封體50上黏貼補強構件40之步驟(補強構件黏貼步驟)。實施補強構件黏貼步驟 時,較佳為在剝離黏著薄片10之前實施。如圖2D中所示,密封體50係以被黏著薄片10及補強構件40夾住的狀態所支持。
於本實施形態中,補強構件40具備耐熱性的補強板41與耐熱性的接著層42。
作為補強板41,例如可舉出包含聚醯亞胺樹脂及玻璃環氧樹脂等的耐熱性樹脂之板狀構件。
接著層42係接著補強板41與密封體50。作為接著層42,可按照補強板41及密封樹脂層30A之材質而適宜選擇。例如,當密封樹脂層30A包含環氧系樹脂,補強板41包含玻璃環氧樹脂時,作為接著層42,較佳為含有熱塑性樹脂的玻璃布,作為接著層42中所含有的熱塑性樹脂,較佳為雙馬來醯亞胺三
Figure 106136619-A0305-02-0037-2
樹脂(BT樹脂)。
於補強構件黏貼步驟中,在密封體50的密封樹脂層30A與補強板41之間夾入接著層42,更從補強板41側及黏著薄片10側分別以板狀構件夾入,較佳為在指定的溫度、時間及壓力之條件下實施加壓的第二加熱加壓步驟。藉由第二加熱加壓步驟,暫時固定密封體50與補強構件40。於第二加熱加壓步驟之後,為了使接著層42硬化,較佳為在指定的溫度及時間之條件下加熱經暫時固定的密封體50與補強構件40。加熱硬化之條件係可按照接著層42之材質而適宜設定,例如為185℃、80分鐘及2.4MPa之條件。於第二加熱加壓步驟中,作為板狀構件,例如亦可使用不銹鋼等的金屬板。
‧剝離步驟
圖2E中顯示用說明剝離黏著薄片10之步驟的概略圖。
於本實施形態中,由於黏著薄片10之基材11能彎曲,可一邊使黏著薄片10彎曲,一邊從框構件20、半導體晶片CP及密封樹脂層30A容易地剝離。剝離角度θ係沒有特別的限定,但較佳為以90度以上之剝離角度θ來剝離黏著薄片10。只要剝離角度θ為90度以上,則可從框構件20、半導體晶片CP及密封樹脂層30A容易地剝離黏著薄片10。剝離角度θ較佳為90度以上180度以下,更佳為135度以上180度以下。如此地藉由一邊使黏著薄片10彎曲一邊進行剝離,可一邊減低施加於框構件20、半導體晶片CP及密封樹脂層30A的負荷一邊進行剝離,可抑制因黏著薄片10之剝離所造成的半導體晶片CP及密封樹脂層30A之損傷。剝離黏著薄片10時的溫度環境係可為室溫,但擔心剝離時的被附體之各構件及構件間的界面之破壞時,以黏著劑的黏著性降低為目的,可在比室溫更高的溫度環境中剝離黏著薄片10。作為比室溫更高的溫度環境,較佳為30~60℃之範圍,更佳為35~50℃之範圍。剝離黏著薄片10後,實施前述的再配線步驟及附著凸塊步驟等。於黏著薄片10之剝離後,在再配線步驟及附著凸塊步驟等之實施前,視需要亦可實施前述的補強構件黏貼步驟。
黏貼補強構件40時,在實施再配線步驟及附著凸塊步驟等之後,於不需要補強構件40的支持之階段中,可從密 封體50剝離補強構件40。
然後,以半導體晶片CP單位,將密封體50予以單片化(單片化步驟)。使密封體50單片化之方法係沒有特別的限定。例如,可用與切割前述的半導體晶圓時所使用的方法同樣之方法使其單片化。使密封體50單片化之步驟,亦能以在切割薄片等上黏貼有密封體50之狀態實施。藉由將密封體50予以單片化,而製造半導體晶片CP單位的半導體封裝,此半導體封裝係在安裝步驟中安裝於印刷配線基板等。
依照本實施形態,可提供一種黏著薄片10,其能防止將黏著薄片上的半導體元件予以密封時的樹脂洩漏,且在密封黏著薄片上的半導體元件時具有良好的填充性。又,藉由使用本實施形態之黏著薄片10的半導體裝置之製造方法,可防止樹脂洩漏,可防止晶片流動或浮起。因此,半導體裝置的良率升高。
又,藉由使用本實施形態之黏著薄片10的半導體裝置之製造方法,於密封步驟中,如圖3中所示,密封樹脂30係可埋入半導體晶片CP的電路面CPA中之在周緣部的階差部CPB與黏著劑層12之間隙S。
階差部CPB與電路面CPA之階差的高度尺寸x通常為0.1μm以上10μm以下,較佳為0.5μm以上5μm以下。此高度尺寸x愈小,密封樹脂30愈難以埋入間隙S,但只要是前述下限以上,則密封樹脂30能埋入間隙S。
階差部CPB的寬度尺寸y通常為1μm以上100μm以下, 較佳為5μm以上50μm以下。此寬度尺寸y愈大,密封樹脂30愈難以埋入間隙S,但只要是前述上限以下,則密封樹脂30能埋入間隙S。
[實施形態之變形]
本發明係不受前述實施形態所限定,能達成本發明目的之範圍內的變形及改良等係包含於本發明中。再者,於以下之說明中,只要是與前述實施形態所說明的構件等相同,則附上相同符號,省略或簡化其說明。
於前述實施形態中,舉藉由剝離薄片RL覆蓋黏著薄片10的黏著劑層12之態樣為例而說明,但本發明不受如此的態樣所限定。
又,黏著薄片10係可為薄片,也可以層合有複數片的黏著薄片10之狀態提供。此時,例如黏著劑層12亦可被所層合的另一黏著薄片之基材11所覆蓋。
另外,黏著薄片10係可為帶狀的薄片,也可以捲取成捲筒狀的狀態提供。捲取成捲筒狀的黏著薄片10係可從捲筒送出,裁切成所欲的尺寸等而使用。
於前述實施形態中,舉密封樹脂30的材質為熱硬化性樹脂之情況為例而說明,但本發明不受如此的態樣所限定。例如,密封樹脂30亦可為以紫外線等的能量線進行硬化之能量線硬化性樹脂。
於前述實施形態中,關於半導體裝置之製造方法中的各步驟,並非一定要實施全部的步驟,可省略一部分的步 驟。
於前述實施形態中,在半導體裝置之製造方法之說明中,舉將框構件20黏貼於黏著薄片10之態樣為例而說明,但本發明不受如此的態樣所限定。黏著薄片10也可不用框構件,在密封半導體元件的半導體裝置之製造方法中使用。
實施例
以下,舉出實施例更詳細地說明本發明。本發明完全不受此等實施例所限定。
[評價方法]
黏著薄片之評價係依照以下所示的方法進行。
[儲存彈性模數]
使用Comma Coater(註冊商標),將實施例1中的塗佈用黏著劑液塗佈於剝離薄膜(LINTEC股份有限公司製,「PET3801」)上後,進行乾燥(乾燥條件:90℃、90秒,及115℃、90秒),形成厚度30μm之層,將此層合而製作厚度1mm、直徑8mm的圓形測定用試料。使用黏彈性測定裝置(Anton-Paar日本製MCR),藉由扭轉剪切法測定所得之測定用試料在100℃的儲存彈性模數(Pa)。升溫速度為5℃/分鐘,測定頻率為1Hz。
使用實施例2~5及比較例1~3中的塗佈用黏著劑液, 與上述同樣地,測定所得之測定用試料在100℃的儲存彈性模數(Pa)。
[黏著力]
於被附體(聚醯亞胺薄膜)上,施加2kgf的荷重,貼附實施例1所製作的黏著薄片之黏著面。作為聚醯亞胺薄膜,使用東麗-杜邦股份有限公司製的厚度25μm之Kapton 100H(製品名)。將此附有聚醯亞胺薄膜的黏著薄片在25℃ 50%相對濕度之環境下保管0.5小時後,使用恆溫器(ESPEC股份有限公司製,PHH-202),在190℃及1小時之條件下加熱後,將附有聚醯亞胺薄膜的黏著薄片在25℃ 50%相對濕度之環境下保管1小時。然後,在25℃ 50%相對濕度之環境下,藉由180°撕開法,測定黏著薄片的黏著力。再者,作為測定機,使用附有恆溫槽的測定機(股份有限公司A&D製,TENSILON),拉伸速度設為300mm/分鐘,黏著薄片之寬度設為25mm。
對於實施例2~5及比較例1~3所製作的黏著薄片,亦與上述同樣地,測定黏著薄片之黏著力。
[防樹脂洩漏性]
於實施例1所製作的黏著薄片之黏著面上,以鏡面加工面接於其之方式,以80行100列之配置來設置施有鏡面加工的矽晶片(2.3mm×1.7mm×0.2mm厚度)8000個。此時,使平行於晶片的2.3mm長度之邊的方向與晶片之排列的列 方向成一致。又,相鄰的晶片彼此之距離係使晶片的長方形形狀之中心間的距離成為5mm。以層間絕緣樹脂(味之素精密化學製ABF;T-15B),使用真空加熱加壓層合機(ROHM and HAAS公司製;7024HP5),將黏著薄片上的晶片予以密封。密封條件係將真空加熱加壓層合機的平台及隔膜之預熱溫度皆設為100℃,於抽真空60秒、動態加壓(Dynamic press)模式30秒、靜態加壓(Static Press)模式10秒之條件下進行密封。
然後,隔著黏著薄片,以數位顯微鏡確認晶片與黏著薄片之界面的狀態,若在晶片/黏著薄片之間,層間絕緣樹脂從晶片端部侵入10μm以上,則當作有樹脂洩漏,將未達10μm之情況當作無樹脂洩漏。
對於實施例2~5及比較例1~3所製作的黏著薄片,亦與上述同樣地,評價防樹脂洩漏性。
[表面自由能及接觸角]
黏著劑層之表面自由能係藉由以下所示的方法測定。具體而言,首先使用接觸角測定裝置(協和界面化學股份有限公司製的「DM701」),測定水、二碘甲烷及1-溴萘對於實施例1所製作的黏著劑層之接觸角。各自的液滴之量係設為2μL。然後,從此等之測定值,藉由北崎-畑法,算出表面自由能。
對於實施例2~5及比較例1~3所製作的黏著劑層,亦與上述同樣地,測定接觸角,從此等之測定值算出表面自 由能。
[填充性評價]
於實施例1所製作的黏著薄片之黏著面上,以黏著薄片的黏著面與半導體晶片的電路面相接之方式,以80行100列之配置來設置半導體晶片(施有鏡面加工之矽晶片,晶片尺寸:2.3mm×1.7mm,晶片厚度:0.2mm,階差部與電路面之階差的高度尺寸x:1μm,階差部的寬度尺寸y:30μm(以股份有限公司ULVAC製,Dektak 150測定))8000個。此時,使平行於晶片的2.3mm長度之邊的方向與晶片之排列的列方向成一致。又,相鄰的晶片彼此之距離係使晶片的長方形形狀之中心間的距離成為5mm。然後,以密封樹脂(味之素精密科技股份有限公司製ABF薄膜,GX LE-T15B),使用真空加熱加壓層合機(ROHM and HAAS公司製的「7024HP5」),將黏著薄片上的半導體晶片予以密封(密封步驟)。密封條件係如下述。
‧預熱溫度:平台及隔膜皆100℃
‧抽真空:60秒
‧動態加壓模式:30秒
‧靜態加壓模式:10秒
然後,以顯微鏡觀察密封步驟後的黏著薄片上之半導體晶片(各自的半導體晶片之全周圍),確認密封樹脂是否埋入半導體晶片的階差部與黏著劑層之間隙。將密封樹脂已埋入間隙之情況判定為「A」,將密封樹脂未埋入間隙 或在間隙中發生空隙之情況判定為「B」。
對於實施例2~5及比較例1~3所製作的黏著薄片,亦與上述同樣地,評價填充性。
[黏著薄片之製作] (實施例1) (1)黏著劑組成物之調製
摻合以下之材料(聚合物、黏著助劑、交聯劑及稀釋溶劑),充分攪拌,調製實施例1之塗佈用黏著劑液(黏著劑組成物)。
‧聚合物:丙烯酸酯共聚物,40質量份(固體成分)
丙烯酸酯共聚物係共聚合丙烯酸2-乙基己酯92.8質量%、丙烯酸2-羥基乙酯7.0質量%與丙烯酸0.2質量%而調製。所得之聚合物的重量平均分子量為850,000。
‧黏著助劑:兩末端羥基氫化聚丁二烯[日本曹達股份有限公司製;GI-1000],5質量份(固體成分)
‧交聯劑:具有六亞甲基二異氰酸酯的脂肪族系異氰酸酯(六亞甲基二異氰酸酯的異三聚氰酸酯型改質體)[日本聚胺基甲酸酯工業股份有限公司製;Coronate HX],3.5質量份(固體成分)
‧稀釋溶劑:使用甲基乙基酮,塗佈用黏著劑液的固體成分濃度係調製成30質量%。
(2)黏著劑層之製作
於由設有聚矽氧系剝離層的38μm之透明聚對苯二甲酸乙二酯薄膜所構成的剝離薄膜[LINTEC股份有限公司製;SP-PET382150]之剝離層面側,使用Comma Coater(註冊商標)塗佈所調製的塗佈用黏著劑液,進行90℃及90秒的加熱,接著進行115℃及90秒的加熱,而使塗膜乾燥,製作黏著劑層。黏著劑層之厚度為50μm。
(3)黏著薄片之製作
使塗佈用黏著劑液之塗膜乾燥後,貼合黏著劑層與基材,得到實施例1之黏著薄片。再者,作為基材,使用透明聚對苯二甲酸乙二酯薄膜[帝人杜邦薄膜股份有限公司製;PET50KFL12D,厚度50μm,在100℃的儲存彈性模數3.1×109Pa),於基材的一面上貼合黏著劑層。
(實施例2) (1)黏著劑組成物之調製
於實施例2中,使用聚矽氧系黏著劑。
於實施例2中,摻合聚矽氧系黏著劑A(SD4580PSA)18質量份(固體成分)、聚矽氧系黏著劑B(SD-4587L)40質量份(固體成分)、觸媒A(NC-25CAT)0.3質量份(固體成分)、觸媒B(CAT-SRX-212)0.65質量份(固體成分)、及聚矽氧分散液(BY-24-712)5質量份(固體成分),使用甲苯作為稀釋溶劑,以固體成分成為20質量%之 方式稀釋,充分攪拌,調製實施例2之塗佈用黏著劑液(黏著劑組成物)。實施例2之黏著劑組成物中使用的材料皆為東麗-道康寧股份有限公司製。
(2)黏著薄片之製作
於作為基材的聚醯亞胺薄膜[東麗-杜邦股份有限公司製;Kapton 100H,厚度25μm,在100℃的儲存彈性模數3.1×109Pa]之一面側,使用Comma Coater(註冊商標)塗佈實施例2之塗佈用黏著劑液,進行130℃及2分鐘的加熱,而使塗膜乾燥,製作黏著劑層,得到實施例2之黏著薄片。黏著劑層之厚度為20μm。
(實施例3)
除了用塗佈用黏著劑液,使乾燥後的黏著劑層之厚度成為30μm以外,與實施例2同樣地,製作黏著薄片。
(實施例4)
除了用塗佈用黏著劑液,使乾燥後的黏著劑層之厚度成為40μm以外,與實施例2同樣地,製作黏著薄片。
(實施例5)
除了用塗佈用黏著劑液,使乾燥後的黏著劑層之厚度成為50μm以外,與實施例2同樣地,製作黏著薄片。
(比較例1)
除了用塗佈用黏著劑液,使乾燥後的黏著劑層之厚度成為10μm以外,與實施例2同樣地,製作黏著薄片。
(比較例2)
除了使實施例1之聚合物變化成下述之摻合以外,與實施例1同樣地,製作黏著薄片。
丙烯酸酯共聚物係共聚合丙烯酸2-乙基己酯80.8質量%、丙烯醯基嗎啉12質量%、丙烯酸2-羥基乙酯7.0質量%與丙烯酸0.2質量%而調製。所得之聚合物的重量平均分子量為760,000。
(比較例3)
除了將比較例2之黏著劑厚度變更為20μm以外,與比較例2同樣地,製作黏著薄片。
表1中顯示實施例1~5及比較例1~3之黏著薄片的評價結果。
Figure 106136619-A0305-02-0049-1
如表1中所示,實施例1~5之黏著薄片由於黏著劑層之表面自由能為10mJ/m2以上22mJ/m2以下,且藉由A×B2所算出的數值為1.5×10-5以上,確認填充性良好,且能防止樹脂洩漏。
另一方面,比較例1之黏著薄片由於藉由A×B2所算出的數值未達1.5×10-5,故判斷無法防止樹脂洩漏。又,比較例2~3之黏著薄片由於黏著劑層之表面自由能超過22mJ/m2,故判斷密封黏著薄片上的半導體元件時之填充性差。
10‧‧‧黏著薄片
11‧‧‧基材
11a‧‧‧第一基材面
11b‧‧‧第二基材面
12‧‧‧黏著劑層
RL‧‧‧剝離薄片

Claims (5)

  1. 一種黏著薄片,其係在密封黏著薄片上的半導體元件時所使用之黏著薄片,該黏著薄片具備基材與包含黏著劑組成物的黏著劑層,前述黏著劑層係由聚矽氧系黏著劑組成物所構成,前述黏著劑層之表面自由能為10mJ/m2以上22mJ/m2以下,且將前述黏著劑層在100℃的儲存彈性模數當作A(Pa),將前述黏著劑層之厚度當作B(m)時,藉由下述關係式(1)所算出的數值為1.5×10-5以上,A×B2 (1)。
  2. 如請求項1之黏著薄片,其中1-溴萘對於前述黏著劑層的接觸角為65°以上。
  3. 如請求項1之黏著薄片,其中藉由下述關係式(2)所算出的數值為1.5×10-10以上,A×B3 (2)。
  4. 如請求項1~3中任一項之黏著薄片,其中前述基材在100℃的儲存彈性模數為1×107Pa以上。
  5. 如請求項1~3中任一項之之黏著薄片,其中前述聚矽氧系黏著劑組成物包含加成聚合型聚矽氧樹脂。
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