專利名稱：壓敏粘合劑片及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓敏粘合劑片。更具體而言，本發(fā)明涉及的壓敏粘合劑粘合在一被粘物表面，被粘物表面有較大的不規(guī)則高度差，當(dāng)處理該被粘物的背面時壓敏粘合劑可保護(hù)被粘物表面。本發(fā)明還涉及使用該壓敏粘合劑的方法。
在研磨半導(dǎo)體晶片背面的工序中，壓敏粘合劑可以保護(hù)其形成有電路的表面。電極元件造成的常規(guī)線路上的高度差在約5-20微米的范圍。對形成有常規(guī)線路的晶片，常用的表面保護(hù)片完全能夠保護(hù)該線路，不會發(fā)生線路故障或晶片碎裂，因此能令人滿意。
然而，在最近幾年，安裝IC芯片的方法也變得多樣化了。例如已經(jīng)開發(fā)出一種包裹法，該法中IC芯片的線路表面被安排成朝下。在這種包裹法中，電極元件從線路表面突出，其高度差為30微米或更大，有時會大于100微米。
在研磨有這樣的突出電極元件的晶片背面，同時用普通的表面保護(hù)片保護(hù)其表面時，遇到了如下的問題，即深度研磨對應(yīng)于突出元件部分的背面時，在晶片背面會產(chǎn)生凹陷(小坑)。再進(jìn)一步凹陷部分會破裂，導(dǎo)致晶片毀壞。
在檢查晶片線路后用墨水標(biāo)出質(zhì)量有問題的線路處(缺陷的標(biāo)記)也遇到同樣的問題。
在上述半導(dǎo)體晶片等的表面形成的突出部分稱作凸起物。對有大的凸起物的半導(dǎo)體晶片，已采取一些措施，它們包括，例如降低表面保護(hù)片的基底膜的硬度和提高壓敏粘合劑片的厚度。但是這些措施仍不能令人滿意，上面的問題至今未能得到解決。
本發(fā)明著眼于本領(lǐng)域的上述狀況，其目的是提供一種壓敏粘合劑片，它可粘合在一被粘物表面，被粘物表面有較大的不規(guī)則高度差，當(dāng)處理被粘物的背面時壓敏粘合劑可保護(hù)該被粘物表面。本發(fā)明的另一個目的是提供使用該壓敏粘合劑片的方法。
本發(fā)明的壓敏粘合劑片包括一基底和疊加在該基底上的壓敏粘合劑層，這種基底在-5℃至80℃，具有至少0.5的最大動態(tài)粘彈性正切δ值。
上述基底優(yōu)選的厚度與楊氏模量的乘積在0.5-100千克/厘米范圍內(nèi)。
本發(fā)明還涉及使用上述壓敏粘合劑片的方法，該方法包括將該壓敏粘合劑片粘合在被粘物表面，在處理被粘物背面的同時由壓敏粘合劑片保護(hù)其表面。
本發(fā)明提供的表面保護(hù)性壓敏粘合劑片能準(zhǔn)確地適應(yīng)被粘物表面的不規(guī)則性，從而能忍受不規(guī)則的高度差，能在研磨被粘物背面時達(dá)到平穩(wěn)地研磨背面，而不會受到被粘物表面的不規(guī)則性的影響。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明的壓敏粘合劑片包括基底和疊加在基底上的壓敏粘合劑層。
該基底在-5℃至80℃范圍內(nèi)，具有至少0.5，較好為0.5-2.0，最好為0.7-1.8的最大動態(tài)粘彈性正切δ值(以下簡稱為“正切δ值”)。本文中使用的術(shù)語“正切δ”指損耗角正切，它定義為損耗彈性模量/儲存彈性模量的比值。使用動態(tài)粘彈測量裝置，根據(jù)對應(yīng)力如施加在一個物體上的張力或扭力的反應(yīng)而加以測定。
本發(fā)明中，上述基底的厚度與楊氏模量的乘積在0.5-100千克/厘米，1.0-50千克/厘米更好，最好在2.0-40千克/厘米范圍內(nèi)?；椎暮穸仍?0-1000微米范圍內(nèi)較好，50-800微米更好，最好在80-500微米范圍內(nèi)。
基底包括樹脂膜，不具體限制樹脂的類型，只要它能顯示上述性能。上述性能可由樹脂本身或樹脂與添加劑的混合物來顯示。該基底可通過可固化樹脂形成膜或由熱塑性樹脂形成膜來制備。例如，可使用光固化樹脂或熱塑性樹脂作為可固化樹脂。優(yōu)選光固化樹脂。
較好的光固化樹脂選自如樹脂組合物，其主要組分是可光聚合的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物和多烯多硫醇樹脂(polyene·thiol resins)。
使異氰酸酯封端的氨基甲酸酯預(yù)聚物與有羥基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，如丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、聚乙二醇丙烯酸酯或聚乙二醇甲基丙烯酸酯反應(yīng)可獲得氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，而上述的預(yù)聚物則可通過聚酯或聚醚類多醇化合物與多異氰酸酯化合物，如2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-亞二甲苯基二異氰酸酯、1,4-亞二甲苯基二異氰酸酯或二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯反應(yīng)獲得。這類氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物在其分子中有可光聚合的雙鍵，經(jīng)光輻照時發(fā)生聚合反應(yīng)并固化形成膜。
本發(fā)明中使用的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，其分子量優(yōu)選在1000-50,000范圍內(nèi)，2000-30,000更好。這些氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物可以單獨(dú)使用或組合使用。
僅從上述氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物獲得一種膜常常是困難的。因此，一般通過用可光聚合的單體稀釋氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，引導(dǎo)成膜并固化該膜，從而可獲得膜。可光聚合單體在其分子中有可光聚合的雙鍵，本發(fā)明優(yōu)選的是有相對較大基團(tuán)的丙烯酸酯化合物。
用于稀釋氨基甲酸酯丙烯酸低聚物的可光聚合單體例如可選自下列化合物脂環(huán)族化合物，如(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯氧酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯和(甲基)丙烯酸金剛烷酯；芳族化合物，如丙烯酸芐酯；和雜環(huán)化合物，如(甲基)丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸嗎啉酯、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己內(nèi)酰胺。根據(jù)需要，可使用多官能的(甲基)丙烯酸酯。
上面的可光聚合的單體的加入量，對于每100重量份氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，加入5-900重量份上述單體較好，10-500重量份更好，最好是30-200重量份。
另一方面，用于本發(fā)明的多烯多硫醇樹脂可由沒有丙烯?；亩嘞┗衔锖投嗔蚧衔镄纬伞＞唧w而言，多烯化合物選自下列化合物，如二丙烯醛季戊四醇、亞甲苯二異氰酸酯的三羥甲基丙烷二烯丙基醚加成物和不飽和烯丙基氨基甲酸酯低聚物。季戊四醇的巰基乙酸酯和巰基丙酸酯可優(yōu)選作為多硫醇化合物。還可以使用市售的多烯多硫低聚物。用于本發(fā)明的多烯多硫醇樹脂，較好的其分子量在3000-50,000范圍，5000-30,000更好。
由可固化的樹脂形成基底時，通過在樹脂中混入光聚合引發(fā)劑，可以減少由光輻照進(jìn)行的聚合和固化所需時間以及光輻照劑量。
這類光聚合引發(fā)劑可以是光引發(fā)劑，如苯偶姻化合物、乙酰苯化合物、?；蹯?acylphosphine oxide)化合物、titanocene化合物、噻噸酮化合物或過氧化物，或光敏劑，如胺類或醌類。具體例子包括1-羥基環(huán)己基苯基酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、芐基聯(lián)苯基硫醚、單硫化四甲基秋蘭姆、偶氮二異丁腈、聯(lián)芐、聯(lián)乙酰和β-氯蒽醌。
光聚合引發(fā)劑的用量為，對于每100重量份總的樹脂，較好加入0.05-15重量份引發(fā)劑，0.1-10重量份更好，最好是0.5-5重量份。
制備上述可固化樹脂時，可以從各種組合中選擇低聚物和單體，使達(dá)到上述性能。
本發(fā)明使用的熱塑性樹脂選自，例如聚烯烴樹脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、未氫化的苯乙烯-乙烯基異戊二烯嵌段共聚物和氫化的苯乙烯-乙烯基異戊二烯嵌段共聚物。其中優(yōu)選未氫化苯乙烯-乙烯基異戊二烯嵌段共聚物。
苯乙烯-乙烯基異戊二烯嵌段共聚物一般是具有高乙烯基含量的SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。未氫化和氫化的苯乙烯-乙烯基異戊二烯嵌段共聚物，其正切δ在室溫左右都有一高峰。
在上述樹脂中還優(yōu)選加入能增強(qiáng)正切δ值的添加劑。能增強(qiáng)正切δ值的添加劑的例子有無機(jī)填料，如碳酸鈣、硅石和云母，以及金屬填料，如鐵和鉛。加入高比重的金屬填料尤其有效。
除了上述組分外，該基底還可以含有其它添加劑，例如增塑劑或著色劑，如顏料。
關(guān)于成膜方法，例如，首先在薄膜形式的加工片上澆注液體樹脂(如未固化樹脂或樹脂溶液)，隨后根據(jù)樹脂類型采用適合于形成膜的步驟，可制得基底。這種方法中，成膜期間樹脂上的應(yīng)力很小，所以產(chǎn)生的魚眼(樹脂組分的不溶部分)很少。而且，膜厚度很均勻，厚度的精確度在2％之內(nèi)。
另一種較好的成膜方法包括使用壓延加工法或用T口模擠出成膜或用管膜法。
可以在基底的上表面，即供給壓敏粘合劑層的一面進(jìn)行電暈處理或在其上面放置另一層如底涂層，以增強(qiáng)基底與壓敏粘合劑層間的粘合力。
通過在上述基底上放置壓敏粘合劑層可制得本發(fā)明的壓敏粘合劑片。當(dāng)壓敏粘合劑層包括可紫外線固化的壓敏粘合劑時，使用透明基底。
可以從各種常用的壓敏粘合劑制得壓敏粘合劑層。不限制這些壓敏粘合劑，可以使用以如橡膠、丙烯酸、聚硅氧烷和聚乙烯基醚為基的壓敏粘合劑，而且還可以使用輻照固化的熱發(fā)泡和水溶脹的壓敏粘合劑。
盡管取決于使用材料的類型，但是壓敏粘合劑層厚度一般在約3-100微米范圍，以約10-50微米為佳。
許多壓敏粘合劑可用作上述的壓敏粘合劑，而沒有任何具體限制。例如日本專利公報1(1989)-56112和日本專利公開公報7(1995)-135189中所述的那些壓敏粘合劑可用作輻照固化(光固化、紫外線固化或電子束固化)的壓敏粘合劑，然而并不僅限于此。本發(fā)明中，尤其優(yōu)選使用紫外線固化的壓敏粘合劑。優(yōu)選使用日本專利公報5(1993)-77284和6(1994)-101455中所述的那些壓敏粘合劑作為水溶脹的壓敏粘合劑。
可根據(jù)常規(guī)技術(shù)，采用輥-刮刀涂覆機(jī)、凹槽輥涂機(jī)、口模涂覆機(jī)、反向涂覆機(jī)等在不同的基底上涂覆合適厚度的上述壓敏粘合劑組合物，干燥該組合物，在該基底上形成壓敏粘合劑層，來制得本發(fā)明的壓敏粘合劑片。如果需要，在壓敏粘合劑層上可施用一剝離襯料。
本發(fā)明的壓敏粘合劑片可用于保護(hù)各種物品的表面，并在精加工時有暫時固定之效用。具體而言，該壓敏粘合劑片適合在研磨半導(dǎo)體晶片背面期間用于保護(hù)線路表面。本發(fā)明的壓敏粘合劑片具備上面列舉的性能的基底，故可有效地忍受線路表面的不規(guī)則性。因此，本發(fā)明的壓敏粘合劑不僅能以足夠的粘合力粘合在有凸起物和有較大表面不規(guī)則高度差的晶片上，而且能緩解晶片表面的不規(guī)則性對背面研磨的影響，從而不僅可防止晶片毀壞而且可以達(dá)到平穩(wěn)研磨。當(dāng)壓敏粘合劑層包括如可紫外線固化的壓敏粘合劑時，通過紫外線輻照能容易地降低粘合強(qiáng)度，在完成要求的加工后，通過用紫外線輻照該壓敏粘合劑層可以很容易地剝離壓敏粘合劑層。
本發(fā)明提供的表面保護(hù)性壓敏粘合劑片能準(zhǔn)確地適應(yīng)被粘物表面的不規(guī)則性，從而可忍受不規(guī)則高度差，在研磨被粘物背面時，達(dá)到平穩(wěn)地研磨背面，而不會受到被粘物表面的不規(guī)則性的影響。
實(shí)施例參考下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是這些實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
在下面的實(shí)施例和比較例中，按照下面的方式進(jìn)行“背面研磨適應(yīng)性試驗(yàn)”背面研磨適應(yīng)性試驗(yàn)在6英寸半導(dǎo)體晶片的鏡面上提供下列印刷成凸起物的打點(diǎn)的差的點(diǎn)標(biāo)記。在有差的標(biāo)記的晶片表面粘合每種壓敏粘合劑片，研磨晶片相對的另一面。晶片的形狀、研磨條件和評價方法如下(1)晶片形狀晶片厚度(沒有印刷點(diǎn)部分的厚度)650-700微米，點(diǎn)直徑500-600微米點(diǎn)高度70微米，和點(diǎn)間距相隔10毫米(總的印刷)；(2)背面研磨條件拋光厚度200微米，和研磨設(shè)備研磨機(jī)DFG 840，由Disco Corporation生產(chǎn)；和(3)評價方法觀察研磨后的晶片背面。當(dāng)沒有裂紋或凹陷，或觀察到凹陷但其最大深度小于2微米時，評價晶片為“優(yōu)良”。另一方面，當(dāng)觀察到凹陷，并最大深度為2微米或更大時，評價晶片為“有凹陷”。
由單體粘彈性測量裝置，在110Hz拉伸應(yīng)力下測定正切δ，每種基底制成預(yù)定大小的樣品，使用Rheovibron DDV-11-EP(由Orientec Corporation制造)，在110Hz頻率和-40℃至150℃范圍內(nèi)測定正切δ。
根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K7127，以200毫米/分鐘的試驗(yàn)速度測定楊氏模量。
實(shí)施例1將50重量份重均分子量為5000的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(ArakawaChemical Industry Co.,Ltd生產(chǎn))、50重量份丙烯酸異冰片酯、2.0重量份光聚合引發(fā)劑(Irgacure 184,Ciba-Geigy,Limited生產(chǎn))和0.2重量份酞菁顏料混合在一起，獲得可光固化的樹脂組合物。
采用供料模(fountain die)技術(shù)，在作為澆注加工片的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上涂覆上面的樹脂組合物，厚度為110微米，形成樹脂組合物層。涂覆后立刻將樹脂組合物層疊加到同樣的PET膜上，用高壓汞燈(160瓦/厘米，距離10厘米)發(fā)射的紫外線，以250毫焦耳/厘米2的劑量輻照，使樹脂組合物交聯(lián)并固化。除去兩個PET膜后，獲得110微米厚的基底膜。按照上面的方法測定正切δ和楊氏模量。結(jié)果列于表1。
混合100重量份丙烯酸壓敏粘合劑(丙烯酸正丁酯和丙烯酸的共聚物)、120重量份分子量為8000的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、10重量份固化劑(二異氰酸酯類化合物)和5重量份光聚合引發(fā)劑(二苯酮類化合物)制得壓敏粘合劑組合物，在基底膜的一面涂覆該組合物并干燥，形成20微米厚的壓敏粘合劑層。獲得壓敏粘合劑片。
獲得的壓敏粘合劑片進(jìn)行背面研磨適應(yīng)性試驗(yàn)。結(jié)果列于表1。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用丙烯酸嗎啉酯代替丙烯酸異冰片酯。結(jié)果列于表1。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用25重量份丙烯酸異冰片酯和25重量份丙烯酸嗎啉酯的混合物代替50重量份的丙烯酸異冰片酯。結(jié)果列于表1。
實(shí)施例4在與實(shí)施例1相同的支撐膜上澆注苯乙烯-乙烯基異戊二烯嵌段共聚物的60％甲苯溶液，100℃干燥2分鐘，沒有層疊，然后紫外線輻照。獲得300微米厚的基底膜，其正切δ和楊氏模量列于表1。
按照與實(shí)施例1相同的方式，由所獲的基底膜制得壓敏粘合劑片。所獲壓敏粘合劑片進(jìn)行背面研磨適應(yīng)性試驗(yàn)。結(jié)果列于表1。
實(shí)施例5代替實(shí)施例1的可光固化樹脂組合物，用多烯多硫醇樹脂(BY-314，由AsahiDenka Kogyo K.K.生產(chǎn))形成膜，并按和實(shí)施例1相同的方式固化，獲得250微米厚的基底膜。按照上面的方法測定該基底膜的正切δ和楊氏模量。結(jié)果列于表1。按照與實(shí)施例1相同的方式，由所獲的基底膜制得壓敏粘合劑片。所獲壓敏粘合劑片進(jìn)行背面研磨適應(yīng)性試驗(yàn)。結(jié)果列于表1。
實(shí)施例6重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(由Arakawa Chemical Industry Co.,Ltd.生產(chǎn))的加入量變?yōu)?0重量份，并使用50重量份N-乙烯基己內(nèi)酰胺代替50重量份的丙烯酸異冰片酯。結(jié)果列于表1。
比較例1重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用110微米厚的低密度聚乙烯膜(商品名Sumikathene L705)作為基底膜。結(jié)果列于表1。
比較例2重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用100微米厚的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物膜(乙酸乙烯酯含量12％(重量))作為基底膜。結(jié)果列于表1。
比較例3重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用110微米厚的乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物膜(甲基丙烯酸甲酯含量6％(重量))作為基底膜。結(jié)果列于表1。
比較例4重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用110微米厚的乙烯/甲基丙烯酸共聚物膜(甲基丙烯酸含量8％(重量))作為基底膜。結(jié)果列于表1。
比較例5重復(fù)實(shí)施例1的同樣過程，不同之處是，使用100微米厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為基底膜。結(jié)果列于表1。
表1<
注[FT]×[YM]指[膜厚度]×[楊氏模量]。
權(quán)利要求
1．一種壓敏粘合劑片，它包括一基底和疊合在其上的壓敏粘合劑層，所述的基底在-5℃至80℃，具有至少0.5的最大動態(tài)粘彈性正切δ值。
2．如權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑片，其特征在于所述的基底的厚度和其楊氏模量的乘積在0.5-100千克/厘米范圍內(nèi)。
3．如權(quán)利要求1或2所述的壓敏粘合劑片的使用方法，該方法包括將壓敏粘合劑片粘合在被粘物表面，處理被粘物背面時由該壓敏粘合劑片保護(hù)被粘物的表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓敏粘合劑片，它包括一基底和疊加在其上的壓敏粘合劑層，所述的基底在－5℃至80℃，具有至少0.5的最大動態(tài)粘彈性正切δ值。在處理有較大不規(guī)則高度差表面的被粘物的背面時，最好將該壓敏粘合劑片粘合在被粘物表面，這樣可在處理期間保護(hù)該被粘物表面。
文檔編號C09J7/02GK1237607SQ9910715
公開日1999年12月8日 申請日期1999年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月2日
發(fā)明者近藤健, 高橋和弘, 峯浦芳久 申請人:琳得科株式會社