一種晶圓減薄壓敏膠及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種晶圓減薄壓敏膠及其制備方法。該膠由塑料基材和涂布于該基材上的膠黏劑層、覆蓋膠黏劑層的離型膜組成。這種晶圓減薄壓敏膠的制備方法，包含如下步驟:A)預聚體的制備；B)膠黏劑的制備；C)膠帶的制備。與現有技術相比，發明通過控制引發劑的用量及加入方法、聚合溫度來做到盡量大的分子量，以實現高的內聚強度。傳統的壓敏膠具有較高的剝離強度，很小的剪切強度。而本發明的壓敏膠通過硬單體的加入實現高的剪切強度，滿足晶圓減薄的需要。與其他晶圓減薄膠帶不同之處在于把用于提供耐水性的硅烷偶聯劑直接參加聚合在聚合物分子鏈上，而不是通過直接添加。這樣防止了儲存過程中小分子的遷移而影響效果或引起在晶片上的殘留。
【專利說明】一種晶圓減薄壓敏膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種壓敏膠，具體涉及一種涂布于塑料基材用于晶圓減薄時的固定及保護晶圓正面不受污染的壓敏膠，此壓敏膠為丙烯酸樹脂類，并含有一定量的可光固化的丙烯酸酯雙鍵，此膠在光固化前對各種粗糙度的晶圓都具有很好的粘接力，當用紫外光照射后粘接力迅速減小，甚至幾乎沒有粘接力，使晶圓很容易撿起。
【背景技術】
[0002]通常在集成電路封裝前，要把2層或2層以上芯片堆疊在一起進行系統封裝，這樣需要將晶圓片減薄到150um甚至150um以下，由于晶圓片背面沒有實際作用，因此可以對晶圓片背面多余的基體材料去除一定的厚度。這一工藝過程稱之為晶片背面減薄工藝，對應的裝備就是晶片減薄機。
[0003]目前普遍采用紫外光固化膠帶固定進行減薄，一般先用膠帶固定晶片正面，然后用砂輪對晶圓的背面進行研磨減薄，減薄到規定厚度后，通過UV光照射膠帶，使膠帶失去粘接力，從而方便地將晶圓片從膠帶上取下，這樣不僅不容易損傷晶片，晶片也不會翹曲變形。而且可保護正面在砂磨過程中免受水洗的影響，以及避免砂磨過程中產生的碎屑污染正面。
[0004]這種膠帶不同于傳統用的膠帶，傳統的膠帶都要求有較大的剝離強度，而晶圓減薄膠帶則需要有較高的剪切強度。因為在背面砂磨減薄時膠帶會受到一個平行于它的剪切力，因此這種膠帶需要具備足夠高的剪切力使圓片在砂磨過程中不會發生移動。根據實際情況統計，這種膠帶的剪切強度要大于等于10kg/cm2。
[0005]同時，在背面砂·磨期間，會產生熱量，此熱量會傳到膠帶的膠粘劑層，使膠粘劑層溫度上升，普通膠帶的膠粘劑層容易因加熱而變軟，剪切強度下降，以致引起晶片的移動。
[0006]因而，目前市場上迫切需要一種在40°C時剪切強度至少為10kg/cm2的粘合劑，以防止晶片的移動。而且由于在磨砂減薄期間為防止溫度過高，需要用水冷卻，因此該粘合劑還要有較好的耐水性，以防冷卻水進入界面使粘接力下降引起晶片移動。同時由于不同晶圓的粗糙度不同，因此該粘合劑還要對不同粗糙程度的表面都要有穩定的粘接力。當晶圓減薄到目標值后，用紫外光照射，粘接力迅速下降到足夠低，一般為0.3N/25mm以下，使晶片容易撿起。并且晶圓表面應無膠殘留，這就要求膠光固化后還要有足夠的內聚力。

【發明內容】

[0007]本發明的目的正是提供這樣一種晶圓減薄專用膠帶所適用的壓敏膠聚合物及利用該聚合物制得的壓敏膠粘劑。為實現該目的，本發明公開的技術方案是:
這種晶圓減薄壓敏膠帶，由塑料基材和涂布于該基材上的膠黏劑層、覆蓋膠黏劑層的離型膜組成，其特征在于所述的膠黏劑層由包含如下重量份的原料聚合所得:丙烯酸酯軟單體24-31份，丙烯酸酯硬單體11-16份，丙烯酸羥基酯5-14份，帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯單體0-1份，帶雙鍵的硅烷偶聯劑0.5-1份，自由基熱引發劑0.05-0.085份，稀釋劑130-210份，多官能團的聚氨酯丙烯酸酯預聚物或多官能團的丙烯酸酯單體4-10份，光引發劑0.44-1.1份。
[0008]這種晶圓減薄壓敏膠的制備方法，包含如下步驟，各原料的重量份按照權利要求1所述:
A)預聚體的制備:先將丙烯酸酯軟單體，丙烯酸酯硬單體，丙烯酸羥基酯，帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯，帶雙鍵的硅烷偶聯劑，自由基熱引發劑重量份的63%攪拌均勻形成混合單體待用；在帶有攪拌、冷凝管、溫度計的反應釜中加入稀釋劑重量份的67%，然后加入混合單體總量的10%，開始攪拌加熱，當溫度達到60度時加入自由基熱引發劑重量份31%，繼續保持溫度攪拌30min，用滴液漏斗滴加剩余的混合單體，2.5-3小時內滴完；滴完后繼續保持溫度反應3小時，然后補加剩余的自由基熱引發劑，保持溫度再反應一個小時，溫度升高到70度繼續反應兩小時，繼續攪拌等溫度降到室溫后結束；
B)膠黏劑的制備:將上述預聚體再加入剩余的的稀釋劑，再加入多官能團的聚氨酯丙烯酸酯預聚物或多官能團的丙烯酸酯單體，最后加入光引發劑，混合攪拌均勻；
C)膠帶的制備:將上述膠黏劑膠用涂膠機均勻涂敷在厚度為50微米的塑料基材上，然后用離型膜覆蓋涂膠面。
[0009]進一步地:
所述的丙烯酸酯軟單體包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯中的一種或多種；
所述的丙烯酸酯硬單體包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸中的一種或多種；
所述的丙烯酸羥基酯包括(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯中的一種或多種；
所述的帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸和/或P-羧基丙烯酸酯；
所述的帶雙鍵的硅烷偶聯劑包括乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三-甲氧基乙氧基)硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷；
所述的自由基熱引發劑為偶氮二異丁腈；
所述的稀釋劑為乙酸乙酯；
所述的多官能團的聚氨酯丙烯酸酯為DBC的87A ;多官能團的丙烯酸酯單體為三羥基丙烷三丙烯酸酯或烷氧基三羥基丙烷三丙烯酸酯；
所述的光引發劑包括2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、1_羥基-環己基苯酮(184)、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TP0)。
[0010]與現有技術相比，本發明是通過自由基熱引發劑的引發丙烯酸酯單體的溶液聚合得到的，采用丙烯酸酯軟單體和硬單體的配合實現高剪切力，利用長鏈烷烴的丙烯酸酯單體及盡量做大分子量來提高壓敏膠的內聚力，利用丙烯酸羥基酯和帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯單體提高粘接力，利用帶雙鍵的硅烷偶聯劑實現耐水性和對不同粗糙度的晶圓的好的粘接力。
[0011]本發明與傳統壓敏膠的不同之處還在于，本發明不是通過交聯劑來增大內聚強度而是通過控制引發劑的用量及加入方法、聚合溫度來做到盡量大的分子量，以實現高的內聚強度。傳統的壓敏膠具有較高的剝離強度，很小的剪切強度。而本發明的壓敏膠通過硬單體的加入實現高的剪切強度，滿足晶圓減薄的需要。與其他晶圓減薄膠帶不同之處在于把用于提供耐水性的硅烷偶聯劑直接參加聚合在聚合物分子鏈上，而不是通過直接添加。這樣防止了儲存過程中小分子的遷移而影響效果或引起在晶片上的殘留。
【具體實施方式】
[0012]實施例1-4:
按下表配方設計的各丙烯酸酯單體的量加入到燒瓶中，再加0.1克的偶氮二異丁腈(AIBN)；，常溫攪拌均勻待用。將80克乙酸乙酯加入帶有攪拌、溫度計和冷凝管的磨口四口瓶中，開始加熱攪拌，當溫度升到60度時，加入5克混合單體，接著加0.05克AIBN繼續保持溫度攪拌30分鐘，保持溫度在60度開始滴加剩余單體，2.5-3小時內滴完。滴加完后再保持溫度反應三個小時，再滴加0.01克AIBN溶于10克乙酸乙酯的溶液，10分鐘內滴完，再繼續保持溫度反應一個小時，把溫度升高到70度反應兩個小時，反應結束。
[0013]當所得樹脂溫度降到室溫時，加入30克乙酸乙酯，10克DBC的六官能的聚氨脂丙烯酸酯預聚物87A，1.8克2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TP0)，3.6克的1-羥基-環己基苯酮(184)?；旌暇鶆?，用實驗室的小涂布機把膠水涂布在經過電暈處理的50微米的PET膜上，然后用離型膜覆蓋，避光保存。
[0014]不同單體配比對膠帶性能的影響
【權利要求】
1.一種晶圓減薄壓敏膠，由塑料基材和涂布于該基材上的膠黏劑層、覆蓋膠黏劑層的離型膜組成，其特征在于所述的膠黏劑層由包含如下重量份的原料聚合所得:丙烯酸酯軟單體24-31份，丙烯酸酯硬單體11-16份，丙烯酸羥基酯5-14份，帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯0-1份，帶雙鍵的硅烷偶聯劑0.5-1份，自由基熱引發劑0.05-0.085份，稀釋劑130-210份，多官能團的聚氨酯丙烯酸酯預聚物或多官能團的丙烯酸酯單體4-10份，光引發劑0.44-1.1 份。
2.一種晶圓減薄壓敏膠的制備方法，包含如下步驟，各原料的重量份按照權利要求1所述: A)預聚體的制備:先將丙烯酸酯軟單體，丙烯酸酯硬單體，丙烯酸羥基酯，帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯，帶雙鍵的硅烷偶聯劑，自由基熱引發劑重量份的63%攪拌均勻形成混合單體待用；在帶有攪拌、冷凝管、溫度計的反應釜中加入稀釋劑重量份的67%，然后加入混合單體總量的10%，開始攪拌加熱，當溫度達到60度時加入自由基熱引發劑重量份31%，繼續保持溫度攪拌30min，用滴液漏斗滴加剩余的混合單體，2.5-3小時內滴完；滴完后繼續保持溫度反應3小時，然后補加剩余的自由基熱引發劑，保持溫度再反應一個小時，溫度升高到70度繼續反應兩小時，繼續攪拌等溫度降到室溫后結束； B)膠黏劑的制備:將上述預聚體再加入剩余的的稀釋劑，再加入多官能團的聚氨酯丙烯酸酯預聚物或多官能團的丙烯酸酯單體，最后加入光引發劑，混合攪拌均勻； C)膠帶的制備:將上 述膠黏劑膠用涂膠機均勻涂敷在塑料基材上，然后用離型膜覆蓋涂膠面。
3.權利要求1所述的一種晶圓減薄壓敏膠或權利要求2所述的一種晶圓減薄壓敏膠的制備方法，其特征在于: 所述的丙烯酸酯軟單體包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯中的一種或多種； 所述的丙烯酸酯硬單體包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸中的一種或多種； 所述的丙烯酸羥基酯包括(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯中的一種或多種； 所述的帶羧基的丙烯酸或丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸和/或羧基丙烯酸酯； 所述的帶雙鍵的硅烷偶聯劑包括乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷； 所述的自由基熱引發劑為偶氮二異丁腈； 所述的稀釋劑為乙酸乙酯； 所述的多官能團的聚氨酯丙烯酸酯為DBC的87Α ;多官能團的丙烯酸酯單體為三羥基丙烷三丙烯酸酯或烷氧基三羥基丙烷三丙烯酸酯； 所述的光引發劑包括2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、1_羥基-環己基苯酮(184)、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(ΤΡΟ)。
【文檔編號】C09J133/08GK103571367SQ201310548640
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】劉秀棉, 王建斌, 陳田安, 解海華 申請人:煙臺德邦科技有限公司