專利名稱：切割芯片粘合膜、切割芯片粘合膜用組合物和半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于切割芯片粘合膜的組合物和使用所述組合物的切割芯片粘合膜。 更具體地，本發(fā)明涉及不考慮壓敏層和粘合層的一體化的切割芯片粘合膜，所述切割芯片粘合膜具有在該切割芯片粘合膜的厚度方向上改變的UV固化程度。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，電路設(shè)計(jì)的晶片經(jīng)背面研磨，并層壓有切割膠帶或切割芯片粘合帶，隨后通過切割將大尺寸晶片切成小芯片。然后，將分離的芯片通過粘合工序粘合至基板，如PCB或引線框架。也就是說，半導(dǎo)體制造工藝包括晶片形成為薄膜的背面打磨工序、切割膠帶或切割芯片粘合帶貼裝在晶片背面的貼裝工序、將貼裝后的晶片切成均勻尺寸的小片的切割工序、UV光照射切割后的晶片的UV照射工序、拾取各個(gè)分離的芯片的拾取工序、以及將芯片粘合到支撐元件的芯片粘合工序。在此，切割膠帶在貼裝工藝中貼附到晶片背面，從而防止晶片偏移，安全地支撐晶片，并防止因切割工序中所用刀片而在芯片上或芯片的橫面上形成裂縫。此外，在芯片貼裝工序中使切割膜擴(kuò)展以有利于拾取。
切割膠帶分為壓敏粘結(jié)劑切割膠帶和UV固化切割膠帶。在這些切割膠帶中，UV固化切割膠帶常用于使晶片變薄以及拾取各種尺寸的芯片。
當(dāng)切割完成時(shí)，從UV固化切割膠帶背面照射UV光固化粘結(jié)劑層，以降低相對(duì)于晶片的界面剝離強(qiáng)度，從而有利于單個(gè)芯片的拾取工藝。為了在切割后封裝分離的芯片，使得能對(duì)芯片施加電信號(hào)，需要將芯片粘合至基板如PCB或引線框架基板的工序。此時(shí)，將液態(tài)環(huán)氧樹脂置于基板上，并將分離的芯片貼附并粘合至基板上。如此，因?yàn)檫@種兩步工序、 使用切割膠帶的切割工序和使用液態(tài)環(huán)氧樹脂的芯片粘合工序，在成本和產(chǎn)率方面存在問題。因此，已進(jìn)行大量研究來簡(jiǎn)化這些工序。
近來，已日益采用使用切割芯片粘合膜的方法。在這些方法中，環(huán)氧膜置于作為切割膠帶的膜上，并在切割膠帶的壓敏粘結(jié)劑和環(huán)氧膜之間進(jìn)行拾取，從而將常規(guī)的兩步工序合并成一步工序。在這點(diǎn)上，這些方法在時(shí)間和產(chǎn)率方面更有優(yōu)勢(shì)。
通常，提議使用粘稠粘合層以確保作為切割膠帶和芯片粘合帶的功能。在使用粘稠粘合層的方法中，為了在切割工序之前或之后實(shí)施拾取工序，將粘結(jié)劑組合物暴露于UV 光并進(jìn)行光固化，因而會(huì)降低粘附性。然而，存在不但基膜與粘稠粘合層之間的剝離強(qiáng)度降低，而且晶片與粘稠粘合層之間的剝離強(qiáng)度也降低的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面提供一種用于切割芯片粘合膜的組合物和使用所述組合物的切割芯片粘合膜。由于引入金屬氧化物顆粒，為單層膜的切割芯片粘合膜在鄰接基膜的表面具有不同于在鄰接晶片的表面的剝離強(qiáng)度，并具有在所述切割芯片粘合膜的厚度方向上變化的UV固化程度。因此，所述切割芯片粘合膜形成為不考慮壓敏粘結(jié)劑層和粘合層的一體化形狀，并與所述基膜接觸的表面順利分離，而不是與所述晶片接觸的表面分離，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種切割芯片粘合膜。所述切割芯片粘合膜包括鄰接基膜的第一表面(A)和鄰接半導(dǎo)體晶片的第二表面(B)，其中所述第二表面具有比所述第一表面高的剝離強(qiáng)度，并具有由等式1確定的大于0且小于50%的光固化程度
[等式1]
Pa 固化后的雙鍵峰面積
Pb 固化前的雙鍵峰面積。
所述第一表面可具有低于0. lN/25mm的剝離強(qiáng)度。
所述第二表面可具有0. 2N/25mm或更高的剝離強(qiáng)度。
所述第一表面的剝離強(qiáng)度與所述第二表面的剝離強(qiáng)度之比可為1 5 30。
所述第一表面可具有90至99%的光固化程度，且所述第二表面可具有10至50% 的光固化程度。
所述切割芯片粘合膜可為單層。
所述切割芯片粘合膜可包括選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述切割芯片粘合膜可包括光固化聚合物樹脂、環(huán)氧樹脂、固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
所述切割芯片粘合膜可包括35至85wt %的光固化聚合物樹脂、5至20wt %的環(huán)氧樹脂、3至IOwt %的固化劑、0. 1至IOwt %的硅烷偶聯(lián)劑以及0. 5至25wt%的選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述切割芯片粘合膜可進(jìn)一步包括(甲基)丙烯酸酯樹脂、 聚氨酯樹脂和聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的至少一種。
所述光固化聚合物樹脂可在其側(cè)鏈具有不飽和鍵。
所述金屬氧化物顆?？删哂蠭nm M IOym的粒徑(D50)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種使用上述切割芯片粘合膜的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)方面提供一種用于切割芯片粘合膜的組合物。所述組合物可包括光固化聚合物樹脂、環(huán)氧樹脂、固化劑、硅烷偶聯(lián)劑和金屬氧化物顆粒。
所述組合物可包括35至85wt%的光固化聚合物樹脂、5至20wt %的環(huán)氧樹脂、3 至10wt%的固化劑、0. 1至IOwt%的硅烷偶聯(lián)劑以及0.5至25wt%的選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
所述金屬氧化物顆?？蛇x自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中，并可具有Inm至 10 μ m 的粒徑(D50)。
本發(fā)明的又一個(gè)方面提供一種使用上述切割芯片粘合膜用組合物的半導(dǎo)體裝置。


由以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的以上和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的切割芯片粘合膜；和
圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式粘合至半導(dǎo)體晶片的切割芯片粘合膜。
具體實(shí)施方式
下文中，將詳細(xì)說明示例性實(shí)施方式。應(yīng)注意的是，列舉這些實(shí)施方式僅用于說明目的，且不應(yīng)以任何方式解釋為限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍應(yīng)僅由所附權(quán)利要求書和其等效方案限定。
在本文中，除非另有說明，各組分的含量將以固含量為單位進(jìn)行說明。而且，除非另有說明，術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”整體是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”。此外，術(shù)語 “(甲基)丙烯酸”整體是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。此外，術(shù)語“(甲基)丙烯酰胺”整體是指“丙烯酰胺”和“甲基丙烯酰胺”。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于切割芯片粘合膜的組合物。上述組合物可包括光固化聚合物樹脂、環(huán)氧樹脂、固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
在一個(gè)實(shí)施方式中，上述組合物可包括35至85wt%的光固化聚合物樹脂、5至 20wt %的環(huán)氧樹脂、3至IOwt %的固化劑、0. 1至IOwt %的硅烷偶聯(lián)劑以及0. 5至25wt %的選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，上述組合物可進(jìn)一步包括(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂和聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的至少一種。
在下文中，將詳細(xì)說明各組分。
光固化聚合物樹脂
上述光固化聚合物樹脂可在其側(cè)鏈具有不飽和鍵。
上述光固化聚合物樹脂的實(shí)例可包括但不限于甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯、 m-異丙烯基_a，二甲基芐基異氰酸酯、甲基丙烯?；惽杷狨?、烯丙基異氰酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸。
在一個(gè)實(shí)施方式中，光固化聚合物樹脂可為光固化(甲基)丙烯酸粘合劑。
具體地，上述光固化(甲基)丙烯酸粘合劑可為通過第一聚合和第二聚合制備的具有乙烯基的(甲基)丙烯酸粘合劑，其中在初始聚合中(甲基)丙烯酸單體、功能性(甲基)丙烯酸單體和聚合引發(fā)劑聚合成(甲基)丙烯酸多元醇粘合劑樹脂，在第二聚合中由第一聚合中得到的(甲基)丙烯酸多元醇粘合劑樹脂與具有異氰酸酯基和乙烯基的單體進(jìn)行氨基甲酸乙酯加成反應(yīng)。
在上述第一聚合中，功能性(甲基)丙烯酸單體的實(shí)例可包括含羥基的單體、含環(huán)氧基的單體和反應(yīng)性單體，其中含羥基的單體和含環(huán)氧基的單體可一起使用。
在此，(甲基)丙烯酸單體起到對(duì)膜提供粘性的作用。上述(甲基)丙烯酸單體的實(shí)例可包括但不限于C4至C20的(甲基)丙烯酸單體，例如甲基丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯和甲基丙烯酸十八烷酯。在此，(甲基)丙烯酸單體可具有約_20°C或更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
基于各單體的總量，上述(甲基)丙烯酸單體的含量可為50至85wt%，優(yōu)選60至 80wt%。在此范圍內(nèi)，能得到室溫下的適宜粘性，且對(duì)粘結(jié)劑呈現(xiàn)出優(yōu)異的剝離強(qiáng)度。
含羥基的單體實(shí)例可包括但不限于選自由甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸-4-羥丁酯、甲基丙烯酸羥丙酯和乙烯基己內(nèi)酰胺組成的組中的至少一種。
基于第一聚合中所用各單體的總量，含羥基的單體的含量可為10至35wt%，優(yōu)選 15至25wt%。在此范圍內(nèi)，能得到對(duì)基膜優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度。
含環(huán)氧基的單體實(shí)例可包括丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯?；诘谝痪酆现兴酶鲉误w的總量，含環(huán)氧基的單體的含量可為2至15wt %，優(yōu)選2至8wt %。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的拾取性能和對(duì)環(huán)形框架適宜的粘結(jié)強(qiáng)度。含環(huán)氧基的單體在聚合后保留在光固化(甲基)丙烯酸粘合劑的末端，并不參與反應(yīng)，但在光固化后影響表面性能。即，含環(huán)氧基的單體關(guān)系到表面能，起到固化后降低表面能的作用。
上述反應(yīng)性單體的實(shí)例可包括丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸十六烷酯、丙烯酸十八烷酯和甲基丙烯酸十八烷酯，可優(yōu)選單獨(dú)使用或作為混合物使用C12或更多碳的單體。在此，基于第一聚合中所用各單體的總量，反應(yīng)性單體的含量可為1至IOwt %。
引入乙烯基的單體可包括在一端具有異氰酸酯基且在另一端具有乙烯基的單體或低聚物，用于對(duì)光固化(甲基)丙烯酸粘合劑引入乙烯基。
引入乙烯基的單體實(shí)例可包括但不限于選自由a，二甲基-間異丙基芐基異氰酸酯、甲基丙烯酸-2-異氰酸酯基乙酯、2-異氰酸酯基乙基-2-丙酸酯和1，1_雙(丙烯酰氧基甲基乙基異氰酸酯)組成的組中的至少一種，它們可單獨(dú)使用或作為組合物使用。在此，引入乙烯基的單體相對(duì)于光固化(甲基)丙烯酸粘合劑可以1 0.4至1 0.9的羥基當(dāng)量比使用。在此范圍內(nèi)，光固化后能獲得優(yōu)異的拾取性能。
基于100重量份的在第一聚合中制備的固體多元醇粘合劑樹脂，引入乙烯基的單體的含量可為10至25重量份，優(yōu)選15至20重量份。在此范圍內(nèi)，上述膜能具有高粘性和優(yōu)異的拾取性能。
如上所述，光固化(甲基)丙烯酸粘合劑因使用含羥基的單體而具有羥基，且可具有15至30的羥值。在此范圍內(nèi)，上述膜能具有高粘性和優(yōu)異的拾取性能。
此外，光固化(甲基)丙烯酸粘合劑可具有1或更低的酸值。在此范圍內(nèi)，能獲得良好的液態(tài)穩(wěn)定性，并能防止離子遷移。
在一個(gè)實(shí)施方式中，光固化(甲基)丙烯酸粘合劑可具有-80至30°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，優(yōu)選-70至-10°C。在此范圍內(nèi)，該膜能具有高粘性和優(yōu)異的拾取性能。
光固化(甲基)丙烯酸粘合劑可具有150000至400000g/mol的重均分子量。在此范圍內(nèi)，能在涂布中適當(dāng)?shù)匦纬蓪印?br> 光固化聚合物樹脂的含量可為35至85wt %。在此范圍內(nèi)，能獲得適當(dāng)?shù)某赡ば院蛢?yōu)異的拾取性能。具體地，上述含量可為陽至80wt%。
(甲基)丙烯酸酯樹脂
可選地包括(甲基)丙烯酸酯樹脂。上述(甲基)丙烯酸酯樹脂可包括環(huán)氧基。 在一個(gè)實(shí)施方式中，(甲基)丙烯酸酯樹脂可具有500至lOOOOg/eq的環(huán)氧當(dāng)量。在此范圍內(nèi)，在熱固化前能獲得高粘性，且在熱固化后能獲得高粘結(jié)強(qiáng)度。
上述(甲基)丙烯酸酯樹脂可具有150000至700000g/mol的重均分子量。在此范圍內(nèi)，能在涂布中獲得優(yōu)異的層成形性。具體地，上述(甲基)丙烯酸酯樹脂可具有500000 至700000g/mol的重均分子量。而且，上述(甲基)丙烯酸酯樹脂在25°C可具有1000至 30000cps的粘度。在此范圍內(nèi)，在涂布中能獲得優(yōu)異的層成形性。
上述(甲基)丙烯酸酯樹脂在聚合后可不包含乙烯基。
形成上述(甲基)丙烯酸酯樹脂的單體可具有-55至120°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。 在一個(gè)實(shí)施方式中，上述(甲基)丙烯酸酯樹脂可為(甲基)丙烯酸烷基酯、含羥基的(甲基)丙烯酸酯和含環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯的共聚物。
上述(甲基)丙烯酸烷基酯可包括(甲基)丙烯酸的C2至C20烷基酯。(甲基) 丙烯酸烷基酯的實(shí)例可包括但不限于(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯和甲基丙烯酸十八烷酯。具體地，可使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約巧5至120°C的(甲基)丙烯酸烷基酯。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和可靠性。這些(甲基)丙烯酸烷基酯可單獨(dú)使用或作為混合物使用。上述(甲基)丙烯酸烷基酯在(甲基)丙烯酸酯樹脂中的含量可為約60 至90wt %，優(yōu)選約65至85wt %。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和可靠性。
含羥基的(甲基)丙烯酸酯的實(shí)例可包括但不限于(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、 (甲基)丙烯酸-4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羥己酯、1，4_環(huán)己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯、1-氯-2-羥丙基(甲基) 丙烯酸酯、二乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、1，6_己二醇單(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇單(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基(甲基)丙烯酸酯和環(huán)己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯。具體地，可使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約-55至60°C的含羥基的(甲基)丙烯酸酯。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和可靠性。這些含羥基的 (甲基)丙烯酸酯可單獨(dú)使用或作為混合物使用。上述含羥基的(甲基)丙烯酸酯在(甲基)丙烯酸酯樹脂中的含量可為約10至35wt%，優(yōu)選約15至30wt%。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和可靠性。
含環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯可包括但不限于丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。具體地，可使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約巧5至60°C的含環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和可靠性。這些含環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯可單獨(dú)使用或作為混合物使用。上述含環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯在(甲基)丙烯酸酯樹脂中的含量可為約1至IOwt%，優(yōu)選約3至Swt%。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和可靠性。
在一個(gè)實(shí)施方式中，(甲基)丙烯酸酯樹脂可為包括50至SOwt %的丙烯酸-2-乙基己酯、5至20wt%的丙烯酸異辛酯、10至30wt%的含羥基的(甲基)丙烯酸酯和約1至 10wt%的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物。
上述(甲基)丙烯酸酯樹脂可用本領(lǐng)域熟知的任何共聚方法制備。例如，(甲基) 丙烯酸酯樹脂可用包括乳液聚合、懸浮聚合、本體聚合等已知的聚合方法制備。對(duì)于聚合， 可使用包括偶氮二異丁腈等的聚合引發(fā)劑。
上述(甲基)丙烯酸酯樹脂在固態(tài)中的含量可為0至IOwt %，優(yōu)選0. 1至IOwt %。
環(huán)氧樹脂
上述環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)硬化和粘附功能，并可包括液態(tài)環(huán)氧樹脂和固態(tài)環(huán)氧樹脂。
上述液態(tài)環(huán)氧樹脂可包括在室溫下為液態(tài)并具有-70至0°C的熔點(diǎn)(Tm)的任何環(huán)氧樹脂。上述液態(tài)環(huán)氧樹脂的實(shí)例可包括但不限于雙酚A液態(tài)環(huán)氧樹脂、雙酚F液態(tài)環(huán)氧樹脂、多于三官能團(tuán)的多官能團(tuán)液態(tài)環(huán)氧樹脂、橡膠改性的液態(tài)環(huán)氧樹脂、氨基甲酸乙酯改性的液態(tài)環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性的液態(tài)環(huán)氧樹脂和光敏液態(tài)環(huán)氧樹脂，它們可單獨(dú)使用或作為混合物使用。具體地，可使用雙酚A液態(tài)環(huán)氧樹脂。
上述固態(tài)環(huán)氧樹脂可包括在室溫下為固態(tài)或接近固態(tài)并具有至少一個(gè)官能團(tuán)的任何環(huán)氧樹脂。具體地，可使用軟化點(diǎn)(SP)為約30至100°C的環(huán)氧樹脂。上述固態(tài)環(huán)氧樹脂的實(shí)例可包括但不限于雙酚環(huán)氧樹脂、線型酚醛環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂、多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂、胺環(huán)氧樹脂、含雜環(huán)的環(huán)氧樹脂、取代的環(huán)氧樹脂、萘酚環(huán)氧樹脂和它們的衍生物。
可商用的雙酚環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括YD-017H、YD-020、YD020-L、YD-014, YD-014ER、YD-013K、YD-019K、YD-019、YD-017R、YD-017、YD-012、YD-011H、YD-011S、YD-011、 YDF-2004, YDF-200KKukdo Chemical有限公司)等。可商用的線型酚醛環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括Ch印icoat 152、Epicoat 154 (Yuka Shell Epoxy 有限公司)；EPPN_201 (Nippon Kayaku 有限公司)；DN_483(Dow Chemical 公司)；YDPN-641、YDPN-638A80、YDPN-638、 YDPN-637,YDPN-644,YDPN-631 (Kukdo Chemical有限公司)等?？缮逃玫泥徏追臃铀岘h(huán)氧樹脂的實(shí)例包括YDCN-500-lP、YDCN-500-2P、YDCN-500-4P、YDCN-500-5P、YDCN-500-7P、 YDCN-500-8P、YDCN-500-10P、YDCN-500-80P、YDCN-500-80PCA60、YDCN-500-80PBC60、 YDCN-500-90P、YDCN-500-90PA75 (Kukdo Chemical 有限公司)；E0CN-102S、E0CN-103S、 E0CN-104S、E0CN-1012、E0CN-1025、E0CN-1027 (Nippon Kayaku 有限公司)；YDCN-701、 YDCN-702, YDCN-703, YDCN-704 (Tohto Kagaku 有限公司)；Epiclon N-665-EXP (Dainippon Ink and Chemicals有限公司)等?？缮逃玫碾p酚酚醛環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括KBPN-110、 KBPN-120、KBPN-115 (Kukdo Chemical有限公司)等?？缮逃玫亩喙倌軋F(tuán)環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括Epon 1031S(Yuka Shell Epoxy 有限公司)；Araldite 0163 (Ciba Specialty Chemicals) ；Detachol EX-611、Detachol EX-614、Detachol EX-614B、Detachol EX-622、 Detachol EX-512、 Detachol EX-521、 Detachol EX-421、 Detachol EX-411、 Detachol EX-32KNAGA Celsius Temperature Kasei 有限公司)；EP_5200R、KD-1012、EP-5100R、 KD-IOl 1、KDT-4400A70、KDT-4400、YH-434L、YH-434、YH-300 (Kukdo Chemical 有限公司)等?？缮逃玫陌翻h(huán)氧樹脂的實(shí)例包括Epicoat 604(Yuka Shell Epoxy有限公司)； YH-434 (Tohto Kagaku 有限公司)；TETRAD_X 和 TETRAD-C (Mitsubishi Gas Chemical 有限公司)；ELM-120 (Sumitomo Chemical hdustry有限公司)等?？缮逃玫碾s環(huán)環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括PT-810 (Ciba Specialty Chemicals) 0可商用的取代的環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括ERL-4234、ERL-4299, ERL-4221、ERL-4206 (UCC有限公司)等。可商用的萘酚環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括Epiclon HP-4032、Epiclon HP-4032D、Epiclon HP-4700 和 Epiclon HP-4701 (Dainippon Ink and Chemicals有限公司)。這些環(huán)氧樹脂可單獨(dú)使用或作為混合物使用。
上述環(huán)氧樹脂的含量可為約5至20wt%，優(yōu)選約7至15wt%。在此范圍內(nèi)，能獲得高粘結(jié)強(qiáng)度和優(yōu)異的拾取性能。
固化布丨
上述固化劑可包括酚固化劑?？墒褂帽绢I(lǐng)域中通?？捎玫娜魏畏庸袒瘎?，其中可使用每分子具有至少兩個(gè)酚羥基的化合物。上述酚固化劑的實(shí)例可包括雙酚樹脂，例如雙酚A、雙酚F和雙酚S樹脂；線型酚醛樹脂；線型酚醛樹脂；雙酚A酚醛清漆樹脂；新酚(xyloc)樹脂；甲酚醛樹脂；和聯(lián)苯樹脂，所有這些樹脂在吸濕時(shí)非常耐電解液腐蝕。 可商用的酚環(huán)氧固化劑的實(shí)例可包括簡(jiǎn)單的酚固化劑，例如H-l、H-4、HF-1M、HF-3M、 HF-4M 和 HF-45(Meiwa Plastic hdustries 有限公司)；對(duì)二甲苯樹脂，例如 MEH-78004S、 MEF-7800SS、MEH-7800S、MEH-7800M、MEH-7800H、MEH-7800HH和MEH-78003H(Meiwa Plastic Industries有限公司)和KPH-F3065 (K0L0N Chemical有限公司)；聯(lián)苯樹脂，例如 MEH-7851SS、MEH-7851S、MEH-7851M、MEH-7851H、MEH-78513H和MEH-78514H(Meiwa Plastic hdustries有限公司)和KPH-F4500 (K0L0N Chemical有限公司)；以及三苯甲基樹脂，例如 MEH-7500、MEH-75003S、MEH-7500SS、MEH-7500S、MEH-7500H(Meiwa Plastic Industries 有限公司)。這些組分可單獨(dú)使用或作為混合物使用。
上述固化劑的含量可為約3至IOwt %，優(yōu)選約5至8. 5wt%。在此范圍內(nèi)，能獲得高粘結(jié)強(qiáng)度和優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
硅烷偶聯(lián)劑
當(dāng)包括硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，在將晶片固定在切割芯片粘合膜上并切割時(shí)可獲得環(huán)形框架和壓敏粘結(jié)劑層之間的優(yōu)異穩(wěn)定性。而且，不僅無需進(jìn)一步處理環(huán)形框架而能夠確保環(huán)形框架與壓敏粘結(jié)劑膜之間的穩(wěn)定性，而且能呈現(xiàn)出與UV固化膜相似水平的蠕變性能。
可使用本領(lǐng)域常用的任何硅烷偶聯(lián)劑，例如含環(huán)氧的2- (3,4-環(huán)氧環(huán)己基)-乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、 含胺基的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、 3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(l，3- 二甲基亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、含巰基的3-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷和含異氰酸酯基的3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，它們可單獨(dú)使用或作為混合物使用。
上述硅烷偶聯(lián)劑的含量可為約0. 1至IOwt %，優(yōu)選約0. 5至5wt%，更優(yōu)選約0. 7 至3wt %。在此范圍內(nèi)，能獲得優(yōu)異的可靠性，且不發(fā)生放氣。
金屬氧化物顆粒
上述金屬氧化物顆?？蛇x自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合。
由于引入上述金屬氧化物顆粒，切割芯片粘合膜具有由朝向基膜照射的UV產(chǎn)生的固化程度，該固化程度在切割芯片粘合膜的厚度方向上變化。鄰接基膜的表面比鄰接晶片的表面經(jīng)受更高的光固化程度，因此，鄰接基膜的表面的粘性低于鄰接晶片的表面的粘性。因而，切割芯片粘合膜在與基膜接觸的表面上順利分離，而不是在與晶片接觸的表面上分離，從而呈現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能。
與常用于壓敏粘結(jié)劑組合物和粘合組合物的氧化硅填料不同，金屬氧化物填料，如二氧化鈦、氧化鋅等具有優(yōu)異的UV屏蔽和散射效果，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
上述金屬氧化物顆?？删哂蠭nm MlOym的粒徑(D50)。在此范圍內(nèi)，能獲得高粘結(jié)強(qiáng)度，并在粘合中能呈現(xiàn)出對(duì)基板優(yōu)異的填充性能。
上述金屬氧化物顆粒的含量可為0.5至25wt%。在此范圍內(nèi)，芯片不會(huì)在切割中分離，并能獲得高拾取成功率。
在本發(fā)明中，可將其它常用的填料與上述金屬氧化物顆粒一起使用。在此，填料的含量可為5%或更低。上述填料的實(shí)例包括金屬，如粉末形式的金、銀、銅和鎳；和非金屬， 如氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、硅酸鈣、硅酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、 氮化鋁、氧化硅、氮化硼、二氧化鈦、玻璃、鐵氧體、陶瓷等。具體地，可將氧化硅用作填料。
上述用于切割芯片粘合膜的組合物可進(jìn)一步包括有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑降低用于半導(dǎo)體的粘結(jié)劑組合物的粘度，并促進(jìn)成膜。上述有機(jī)溶劑的實(shí)例可包括但不限于甲苯、二甲苯、丙二醇單甲醚乙酸酯、苯、丙酮、甲乙酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺和環(huán)己酮。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種由上述組合物形成的切割芯片粘合膜。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的切割芯片粘合膜。如圖1所示，切割芯片粘合膜為不考慮壓敏粘結(jié)劑層和粘合層的單層。
圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的與半導(dǎo)體晶片粘合的切割芯片粘合膜。
該切割芯片粘合膜包括鄰接基膜30的第一表面(A)和鄰接半導(dǎo)體晶片20的第二表面(B)。UV在UV照射工藝中首先進(jìn)入第一表面(A)。第二表面具有比第一表面高的剝離強(qiáng)度，并具有大于0且小于50%的光固化程度，優(yōu)選10至49. 5%，更優(yōu)選13至49%。
由于引入金屬氧化物顆粒，切割芯片粘合膜具有由向基膜30照射UV而產(chǎn)生的固化程度，該固化程度在切割芯片粘合膜10的厚度方向上變化。鄰接基膜30的第一表面(A) 具有比鄰接晶片20的第二表面(B)高的光固化程度，因而鄰接基膜30的第一表面(A)的粘性低于鄰接晶片20的第二表面(B)的粘性。因此，切割芯片粘合膜從與基膜30接觸的第一表面(A)順利分離，而不是在與晶片20接觸的第二表面(B)分離，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能。
光固化程度可通過用頂光譜比較UV固化前和固化后的雙鍵峰面積來計(jì)算，并由等式1確定
[等式1]
Pa :UV固化后的雙鍵峰面積
Pb =UV固化前的雙鍵峰面積
第二表面可具有0. 2N/25mm或更高的剝離強(qiáng)度，優(yōu)選0. 3N/25mm或更高，更優(yōu)選 0. 4N/25mm或更高。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二表面可具有0. 45至2N/25mm的剝離強(qiáng)度。
在此，剝離強(qiáng)度可根據(jù)韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KS-A-01107第8節(jié)(用于壓敏粘結(jié)劑膠帶和片的測(cè)試方法)以200mJ/cm2進(jìn)行光固化后來測(cè)量，測(cè)量如下。將切割芯片粘合膜粘附于基板后，用2Kg負(fù)荷的壓輥以約300mm/min的速度往復(fù)壓制樣品一次。壓制30分鐘后，將試樣的折疊部分翻轉(zhuǎn)180°，并剝離25mm的試樣。之后，將試樣固定至拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾具，并將該芯片貼裝粘結(jié)劑膜固定至拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾具，隨后在以約300mm/min的拉伸速度拉伸的同時(shí)，測(cè)定剝離時(shí)的負(fù)荷(mN/mm)。將Instron系列IX/s自動(dòng)材料試驗(yàn)機(jī)-3343用作上述拉伸試驗(yàn)機(jī)。
第一表面可具有低于0. lN/25mm的剝離強(qiáng)度，優(yōu)選低于0. 09N/25mm，更優(yōu)選0. 02 至 0. 08N/25mmo
第一表面的剝離強(qiáng)度與第二表面的剝離強(qiáng)度之比可為1 5至1 30，優(yōu)選 1 5.5至1 20。在此范圍內(nèi)，芯片不會(huì)在切割中分離，并能獲得優(yōu)異的拾取性能。
第一表面可具有90至99%的光固化程度，且第二表面可具有10至50%的光固化程度。隨著光固化程度變化，切割芯片粘合膜從與基膜30接觸的第一表面(A)順利分離，而不是從與晶片20接觸的第二表面(B)分離，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能。在一個(gè)實(shí)施方式中， 第一表面可具有90至95%的光固化程度，且第二表面可具有15至50%的光固化程度。
在切割晶片中，切割芯片粘合膜10與基膜30 —起用作切割膠帶，并且在拾取切割芯片粘合膜10時(shí)還用作粘結(jié)劑，粘附至切割后晶片，并與半導(dǎo)體裝置熱粘合。具體地，切割芯片粘合膜10由于光固化前的高粘結(jié)強(qiáng)度而對(duì)環(huán)形框架和晶片呈現(xiàn)出優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度。 光固化后，切割芯片粘合膜10在切割芯片粘合膜10與基膜30之間的第一表面㈧的粘結(jié)強(qiáng)度低于切割芯片粘合膜10與半導(dǎo)體晶片20之間的第二表面(B)的粘結(jié)強(qiáng)度，從而改善拾取性能。
切割芯片粘合膜10可包括光固化聚合物樹脂、環(huán)氧樹脂、固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
在一個(gè)實(shí)施方式中，切割芯片粘合膜10可包括35至85wt%的光固化聚合物樹脂、5至20wt%的環(huán)氧樹脂、3至10wt%的固化劑、0. 1至IOwt%的硅烷偶聯(lián)劑以及0. 5至 25wt%的選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，切割芯片粘合膜10可進(jìn)一步包括(甲基)丙烯酸酯樹脂、 聚氨酯樹脂和聚氨酯丙烯酸酯樹脂。
基膜30可由多種聚合物膜，尤其是熱塑性塑料膜形成?？紤]到膜的恢復(fù)力，適當(dāng)使用熱塑性膜，因?yàn)樵谇懈罟ば蚝竽苓M(jìn)行用于拾取的擴(kuò)展，且在一段時(shí)間后可拾取擴(kuò)展后剩余的芯片。用于基膜30的聚合物實(shí)例可包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚1-丁烯、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯/苯乙烯-丁二烯橡膠混合物，和如聚氯乙烯的聚烯烴膜等。此外，可將諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯和聚(甲基丙烯酸甲酯) 的聚合物，諸如聚氨酯和聚酰亞胺-多元醇共聚物的熱塑性彈性體以及它們的混合物用于基膜30?？紤]到高拉伸率和加工性，基膜可具有約30至300 μ m、優(yōu)選約50至200 μ m的厚度。
切割芯片粘合膜可用任何涂布方法形成在基膜上，只要其形成均勻?qū)?，例如棒涂?凹版印刷、逗號(hào)印刷(comma coating)、逆轉(zhuǎn)輥涂布、涂布器涂布、噴涂、浸涂等。涂層厚度可為約5至100 μ m,優(yōu)選約10至80 μ m。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種使用上述切割芯片粘合膜的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置具有如圖2所示的切割芯片粘合膜粘附至半導(dǎo)體晶片的一個(gè)表面的結(jié)構(gòu)。
下文中，將參照以下實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能。提供這些實(shí)施例僅用于說明目的，不應(yīng)以任何方式解釋成限制本發(fā)明。
將省略對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的細(xì)節(jié)說明。
實(shí)施例
用于實(shí)施例和對(duì)比例的各組分的詳細(xì)說明如下。
(A)光固化聚合物樹脂
將500g的乙酸乙酯加入到裝有回流冷凝器、溫度計(jì)和滴液漏斗的2L四口燒瓶中， 并加熱此溶液至77°C。將390g的丙烯酸-2-乙基己酯、60g的丙烯酸異辛酯、60g的甲基丙烯酸羥甲酯、60g的甲基丙烯酸-2-羥乙酯、30g的甲基丙烯酸縮水甘油酯和0. 15g的偶氮二異丁腈混合成溶液。用滴液漏斗在77°C以3小時(shí)滴下該溶液。在以200rpm攪拌的同時(shí)進(jìn)行滴液。完成滴液后，在84°C老化反應(yīng)物4小時(shí)。然后，將150g的乙酸乙酯和0. 15g的偶氮二異丁腈以20分鐘加入到反應(yīng)物中并放置4小時(shí)，隨后測(cè)量粘度和固含量并終止反應(yīng)， 由此制得丙烯酸粘合多元醇粘合劑樹脂，丙烯酸共聚物。將聚合的粘合劑樹脂調(diào)節(jié)至1500 至3500cps/25°C的粘度和40%的固含量。以300rpm攪拌的同時(shí)，將20重量份的甲基丙烯酸-2-異氰酸酯基乙酯和30ppm的DBTDL加入到固態(tài)的丙烯酸粘合多元醇粘合劑樹脂并在 50至55°C下反應(yīng)8小時(shí)。在甲基丙烯酸-2-異氰酸酯基乙酯單體的異氰酸酯基與粘合劑的羥基反應(yīng)至在FT-IR上消失的反應(yīng)終點(diǎn)，向該反應(yīng)物添加乙酸乙酯，隨后冷卻，從而合成具有45%固含量的光固化丙烯酸粘合劑(LDR-I)。
(B)(甲基)丙烯酸酯樹脂SG_80H，Nagase ChemteX 公司
(C)環(huán)氧樹脂
(Cl) YDCN-500-7P，Kukdo Chemical 有限公司
(C2) YD-Ol 1，Kukdo Chemical 有限公司
(D)固化劑酚固化劑，HF-4M，Meiwa
(E)固化促進(jìn)劑TPP-K，Hokko Chemical
(F)硅燒偶聯(lián)劑=KBM-3O3，Shin Etsu
(G)光引發(fā)劑:Daraocur 1173，Ciba Chemical
(H)金屬氧化物顆粒
(HI) ZnO 填料F_1，Silverstar
(Hl)TiO2 填料KA-100，Cosmo Chemical
(I)氧化硅填料A-200，Degussa
實(shí)施例1至5和對(duì)比例1至2
將表1和2所列的各組分加入到裝有高速攪拌器的IL圓筒燒瓶中，以2000rpm緩慢分散10分鐘，并進(jìn)一步以5000rpm快速分散30分鐘，從而制備組合物。隨后，用50 μ m的被膜過濾器過濾各組合物，并用涂布器涂布到PET離型膜至25 μ m的厚度，制得粘結(jié)劑膜。 將該粘結(jié)劑膜在60°C干燥5分鐘，進(jìn)一步在80°C干燥10分鐘，并在室溫下儲(chǔ)存1天。將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至100 μ m的聚烯烴膜的一個(gè)表面，并在80°C干燥2分鐘，從而制得切割芯片粘合膜。
表權(quán)利要求
1. 一種切割芯片粘合膜，包括鄰接基膜的第一表面(A)和鄰接半導(dǎo)體晶片的第二表面(B)， 所述第二表面在200mJ/cm2下的光固化中具有比所述第一表面高的剝離強(qiáng)度，并具有由等式1確定的大于0且小于50%的光固化程度 [等式1]Pa =UV固化后的雙鍵峰面積Pb =UV固化前的雙鍵峰面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述第一表面具有低于0.lN/25mm的剝離強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述第二表面具有0.2N/25mm或更高的剝離強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述第一表面的剝離強(qiáng)度與所述第二表面的剝離強(qiáng)度之比為1 5至1 30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述第一表面具有90%至99%的光固化程度，且第二表面具有10 %至50 %的光固化程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述切割芯片粘合膜為單層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述切割芯片粘合膜包括選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割芯片粘合膜，其中所述切割芯片粘合膜包括光固化聚合物樹脂、環(huán)氧樹脂、固化劑、硅烷偶聯(lián)劑以及選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切割芯片粘合膜，其中所述切割芯片粘合膜包括35wt% 至85wt %的光固化聚合物樹脂、5wt %至20wt %的環(huán)氧樹脂、3wt %至IOwt %的固化劑、 0. Iwt %至IOwt %的硅烷偶聯(lián)劑以及0. 5襯％至25襯％的選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中的金屬氧化物顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切割芯片粘合膜，其中所述切割芯片粘合膜進(jìn)一步包括(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂和聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切割芯片粘合膜，其中所述光固化聚合物樹脂在側(cè)鏈具有不飽和鍵。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切割芯片粘合膜，其中所述金屬氧化物顆粒具有Inm至 IOym的粒徑D50。
13.一種用于切割芯片粘合膜的組合物，包括光固化聚合物樹脂；環(huán)氧樹脂；固化劑； 硅烷偶聯(lián)劑；和金屬氧化物顆粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于切割芯片粘合膜的組合物，其中所述組合物包括 35襯％至85襯％的光固化聚合物樹脂、5襯％至20wt%的環(huán)氧樹脂、3襯％至10wt%的固化齊[J、0. Iwt %至IOwt %的硅烷偶聯(lián)劑以及0. 5襯％至25wt%的金屬氧化物顆粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于切割芯片粘合膜的組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包括(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂和聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于切割芯片粘合膜的組合物，其中所述金屬氧化物顆粒選自二氧化鈦、氧化鋅和它們的組合中。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于切割芯片粘合膜的組合物，其中所述金屬氧化物顆粒具有Inm至10 μ m的粒徑D50。
18.一種半導(dǎo)體裝置，使用權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的切割芯片粘合膜。
19.一種半導(dǎo)體裝置，使用權(quán)利要求13至17中任意一項(xiàng)所述的用于切割芯片粘合膜的組合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了切割芯片粘合膜、用于切割芯片粘合膜的組合物和半導(dǎo)體裝置，且所述切割芯片粘合膜包括鄰接基膜的第一表面(A)和鄰接半導(dǎo)體晶片的第二表面(B)，其中所述第二表面具有高于所述第一表面的剝離強(qiáng)度，并具有0.2N/25mm或更高的剝離強(qiáng)度。所述切割芯片粘合膜與所述基膜接觸的表面順利分離，而不是與所述晶片接觸的表面分離，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能。
文檔編號(hào)C09J7/02GK102533148SQ20111035411
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者宋基態(tài), 片雅濫, 趙敬來, 金志浩, 魚東善, 黃珉珪 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社