CN112673071B - 非导电膜和半导体层合体的制造方法 - Google Patents

非导电膜和半导体层合体的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112673071B
CN112673071B CN202080004772.6A CN202080004772A CN112673071B CN 112673071 B CN112673071 B CN 112673071B CN 202080004772 A CN202080004772 A CN 202080004772A CN 112673071 B CN112673071 B CN 112673071B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylate
adhesive layer
meth
conductive film
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080004772.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112673071A (zh
Inventor
金殷英
庆有真
李光珠
韩智浩
延博拉
张美�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Priority claimed from PCT/KR2020/007665 external-priority patent/WO2020251307A1/ko
Publication of CN112673071A publication Critical patent/CN112673071A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112673071B publication Critical patent/CN112673071B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09J133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09J133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09J133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09J133/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/20Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself
    • C09J2301/208Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself the adhesive layer being constituted by at least two or more adjacent or superposed adhesive layers, e.g. multilayer adhesive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/312Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier parameters being the characterizing feature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本公开涉及非导电膜和使用所述非导电膜制造半导体层合体的方法,所述非导电膜包括:粘合剂层,所述粘合剂层包含低分子量环氧树脂;和胶粘层,所述胶粘层包含预定组合物。

Description

非导电膜和半导体层合体的制造方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0070250号和于2020年6月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0071597号的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及非导电膜和用于制造半导体层合体的方法。
背景技术
近来,随着电子设备的朝向小型化、高功能化和容量增大的趋势不断扩大,以及对于半导体封装的致密化和高集成度的需求迅速增加,半导体芯片的尺寸变得越来越大。就改善集成度而言,用于以多级式层合芯片的堆叠封装方法逐渐增加。
此外,近来,已经开发了使用硅通孔(Through Silicon Via,TSV)的半导体,并且进行经由凸块接合的信号传输。对于凸块接合主要应用热压接合技术。此时,在热压接合技术中,粘合剂的热固化特性影响封装制造可加工性和封装可靠性。
开发了呈糊料形式的非导电糊料(Non-Conductive Paste,NCP)作为用于在TSV层之间进行填充的粘合剂,但是存在凸块的间距变得更窄并且填充变得困难的问题。为了克服该问题,已经开发了以膜形式实施的非导电膜(Non-Conductive Film,NCF)。
在用于凸块接合的热压接合时,粘合剂必须在高温下快速固化,并且固化在室温下被抑制,以及储存稳定性应良好。在这些粘合剂中,催化剂在控制固化程度方面起着重要作用,并且正在开发用于此目的的热潜伏性催化剂。
此外,为了使粘合剂膜良好地吸收凸块电极高差,在粘合剂膜中必须包含低分子量环氧树脂。然而,粘合剂膜的低分子量环氧树脂朝向胶粘膜迁移,这引起粘合剂膜的物理特性改变的问题,并因此需要开发用于克服该问题的保护膜。
发明内容
技术问题
本公开的一个目的是提供具有优异的室温下储存稳定性并且具有高的产物稳定性和可靠性的非导电膜。
本公开的另一个目的是提供使用上述非导电膜制造半导体层合体的方法。
技术方案
本文中提供了非导电膜,所述非导电膜包括:粘合剂层,所述粘合剂层包含低分子量环氧树脂;和胶粘层,其中所述胶粘层包含:含有1重量%至10重量%的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元的(甲基)丙烯酸酯树脂;和含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂。
本文中还提供了用于制造半导体层合体的方法,所述方法包括将上述非导电膜层合在具有导电凸块的基底或具有贯通电极(through electrode)的半导体芯片上。
在下文中,将更详细地描述根据本公开的具体实施方案的非导电膜和用于制造半导体层合体的方法。
本文中使用的术语仅用于描述示例性实施方案,并且不旨在限制本公开。除非其在上下文中明确具有相反含义,否则单数表述包括复数表述。
应理解的是如本文所使用的术语“包含”、“包括”和“具有”旨在指明存在所述特征、数量、步骤、构成要素或其组合,但是应的是理解,这不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、构成要素或其组合的可能性。
由于可以对本公开进行各种修改并且可以存在本公开的各种形式,因此示出了具体实例并将在下面详细地描述。然而,应理解的是这不旨在将本公开限制于本文中公开的特定形式,并且本发明涵盖落入本公开的精神和技术范围内的全部修改、等同方案和替代方案。
如本文所使用的,(甲基)丙烯酸酯意指包括丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯二者。
根据本公开的一个实施方案,可以提供:粘合剂层,所述粘合剂层包含低分子量环氧树脂;和胶粘层,其中所述胶粘层包含:含有1重量%至10重量%的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元的(甲基)丙烯酸酯树脂;和含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂。
本发明人已通过实验发现,当包含含有1重量%至10重量%的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元的(甲基)丙烯酸酯树脂、和含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂的胶粘层形成在包含低分子量环氧树脂的粘合剂层上时,这抑制粘合剂层中的低分子量环氧树脂迁移至胶粘层,并因此非导电膜可以具有优异的室温下储存稳定性,并且可以实现高的产物稳定性和可靠性而不改变物理特性或形状,从而完成本公开。
更具体地,当(甲基)丙烯酸酯树脂包含1重量%至10重量%、或1.5重量%至8重量%、或2重量%至6重量%、或2重量%至5重量%的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元时,其防止粘合剂层中的低分子量环氧树脂迁移至胶粘层,并因此可以在使非导电膜的储存稳定性最大化的同时确保一定水平或更高水平的胶粘层的交联程度,从而实现适当水平的剥离强度。
同时,当(甲基)丙烯酸酯树脂中的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元的含量低于1重量%时,不能获得一定程度或更高程度的胶粘层的交联程度,并因此在所述过程之后的粘合剂层与胶粘层之间的剥离可能变得困难。当含量大于10重量%时,存在粘合剂层中的低分子量环氧树脂迁移至胶粘层并且非导电膜的储存稳定性劣化的问题。
此时,含羟基的丙烯酸酯单体可以为衍生自伯醇的单体,例如,其可以为选自以下的一者或更多者:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、(甲基)丙烯酸8-羟辛酯、2-羟基乙二醇(甲基)丙烯酸酯和2-羟基丙二醇(甲基)丙烯酸酯。
同时,(甲基)丙烯酸酯树脂可以包含:具有含2至12个碳原子的烷基的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元或包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元、以及衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元。
此时,(甲基)丙烯酸酯树脂可以包含1重量%至10重量%、或1.5重量%至8重量%、或2重量%至6重量%、或2重量%至5重量%的如上所述的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元,并且还可以包含90重量%至99重量%、或92重量%至98.5重量%、或94重量%至98重量%、或95重量%至98重量%的具有含2至12个碳原子的烷基的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元或包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元。
当(甲基)丙烯酸酯树脂以以上含量范围使用时,最终形成的非导电膜防止粘合剂层中的低分子量环氧树脂迁移至胶粘层,并且可以在使非导电膜的存储稳定性最大化的同时确保一定水平或更高水平的胶粘层的交联程度,从而实现适当水平的剥离强度。
具有含2至12个碳原子的烷基的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以为衍生自选自以下的一种或更多种单体或低聚物的重复单元:(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯或(甲基)丙烯酸癸基酯。
包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元的具体实例包括包含羧基、含氮官能团等的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元,以及包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以衍生自包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的单体。
此时,包含羧基的基于(甲基)丙烯酸酯的单体的实例包括(甲基)丙烯酸等,包含含氮官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的单体的实例包括(甲基)丙烯腈、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺等,但不限于此。
(甲基)丙烯酸酯树脂的重均分子量可以为100000至1500000,优选200000至1000000。当(甲基)丙烯酸酯树脂的重均分子量小于100000时,涂覆特性或内聚力可能降低,在剥离时剩余物残留在被粘物上,或者可能出现胶粘剂的破裂现象。此外,当(甲基)丙烯酸酯树脂的重均分子量超过1500000时,粘度高,并因此必须添加过量的稀释溶剂并且涂覆特性可能劣化。
重均分子量意指通过GPC法根据聚苯乙烯测量的重均分子量。
此外,从改善其他功能例如相容性的角度出发,基于(甲基)丙烯酸酯的树脂还可以进一步包含乙酸乙烯酯、苯乙烯或丙烯腈含碳-碳双键的低分子量化合物等。
同时,胶粘层可以包含含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂,并且相对于(甲基)丙烯酸酯树脂,胶粘层中可以以1重量%至10重量%、或3重量%至9重量%、或3重量%至8重量%、或3重量%至7重量%的量包含含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂。
含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂用于提高胶粘层中的胶粘剂的内聚力以及用于控制剥离强度。此时,当胶粘层中以上述范围包含含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂时,可以确保适当水平的剥离强度,这是优选的。
当相对于(甲基)丙烯酸酯树脂,含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂的含量小于1重量%时,胶粘层的内聚力可能不足,并因此剩余物可能残留,或者保护膜与非导电膜(NCF)之间的剥离可能变得困难。当含量大于10重量%时,保护膜与非导电膜(NCF)之间的剥离强度变得太低,使得在加工期间保护膜可能从非导电膜(NCF)上剥离。
基于异氰酸酯的化合物没有特别限制,只要其在其分子中具有两个或更多个异氰酸酯基即可,例如,其可以包括选自以下的至少一者:甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯和萘二异氰酸酯,以及以上的与任一多元醇(例如,三羟甲基丙烷)的反应物。
同时,胶粘层可以包含热固化型胶粘剂。在热固化型胶粘剂的情况下,通过施加温度降低内聚力。
此外,胶粘层还可以包含多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的重均分子量为100至100000,并且可以包括选自多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物中的一者或更多者。
重均分子量意指通过GPC法根据聚苯乙烯测量的重均分子量。
胶粘层还可以包含选自氮丙啶化合物、环氧化合物和金属螯合物化合物中的至少一种交联剂。
胶粘层还可以包含选自松香树脂、萜烯树脂、酚树脂、苯乙烯树脂、脂族石油树脂、芳族石油树脂和脂族芳族共聚的石油树脂中的至少一种增粘剂。
对形成胶粘层的胶粘剂组合物进行涂覆和干燥的方法没有特别限制,例如,可以使用如下方法:原样涂覆包含以上组分中的每一者的组合物;或者用合适的有机溶剂稀释所述组合物,通过已知的装置例如逗号涂覆机、凹版涂覆机、模涂机或反向涂覆机对其进行涂覆,然后在60℃至200℃的温度下干燥溶剂10秒至30分钟。此外,在以上过程中,可以另外地进行用于促进胶粘剂充分交联反应的老化步骤。
同时,胶粘层的厚度没有特别限制,但可以为5μm至50μm、或7μm至40μm、或10μm至30μm。
当胶粘层满足所述厚度范围时,易于剥离而在非导电膜(NCF)的表面上没有胶粘粘合和剩余物。然而,当胶粘层的厚度在以上范围之外时,难以获得均匀的胶粘层,并且膜的物理特性可能不均匀。
当胶粘层的厚度小于5μm时,存在层的厚度太薄的问题,这引起均匀涂覆困难并且内聚力降低的问题。相反地,当厚度大于50μm时,可能存在由于过度的厚度内聚力变高,或者在移除胶粘层时剩余物残留在非导电膜(NCF)的表面上的问题。
同时,根据本公开的实施方案的非导电膜可以包括含有低分子量环氧树脂的粘合剂层。
此时,低分子量环氧树脂为分子中具有一个或更多个环氧基同时分子量小于500g/mol的树脂。
更具体地,低分子量环氧树脂的重均分子量可以为150g/mol至450g/mol、或250g/mol至400g/mol。
非导电膜可以区别于包含具有相对高分子量的环氧树脂的用于半导体工艺的其他类型的膜,其包含具有如上所述的重均分子量的低分子量环氧树脂。
特别地,由于非导电膜的粘合剂层包含低分子量环氧树脂,因此应用于使用硅通孔(TSV)的半导体制造过程的形成在基底或半导体芯片上的导电凸块可以更容易地被包埋。
更具体地,包含低分子量环氧树脂的粘合剂层的如通过施加10Hz的剪切速率和10℃/分钟的升温速率测量的熔体粘度可以为100Pa·s至10000Pa·s。由于粘合剂层具有这样的熔体粘度,因此在高温下进行的形成在基底或半导体芯片上的导电凸块的包埋可以更顺利,并且可以防止空隙的产生,从而提高制造可加工性和最终产品的可靠性。
如果低分子量环氧树脂的分子量为500g/mol或更高,则存在的问题在于:膜变得太脆并且在膜的切割期间或在切割过程期间破裂,以及没有填充凸块周围的整个区域,可能出现空隙,并可靠性降低。
如上所述的低分子量环氧树脂经由固化过程形成交联硬结构,并因此可以表现出优异的粘合性、耐热性和机械强度。在一个实例中,作为环氧树脂,可以使用平均环氧当量为180至1000的环氧树脂。当环氧树脂的环氧当量小于180时,交联密度变得太高,并且粘合剂层作为整体表现出硬特性。当环氧当量大于1000时,担心耐热性降低。
具体地,环氧树脂可以为选自以下的一者或更多者:基于双酚的环氧树脂、基于联苯的环氧树脂、基于萘的环氧树脂、基于芴的环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、三羟基苯基甲烷环氧树脂、基于四苯基甲烷的环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂和二环戊二烯改性的酚型环氧树脂。
在此,基于双酚的环氧树脂可以包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂等。
同时,根据本公开的一个实施方案,粘合剂层还可以包含热塑性树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料和催化剂。
作为粘合剂层中包含的热塑性树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料和催化剂,可以使用已知用于非导电膜的领域中的粘合剂层组合物的常规组分。
热塑性树脂的类型没有特别限制,例如,其可以包括选自以下的至少一种聚合物树脂:聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、聚醚酮、聚烯烃、聚氯乙烯、苯氧基树脂、反应性丁二烯丙烯腈共聚橡胶和(甲基)丙烯酸酯树脂。
此外,热固性树脂的实例没有特别限制,例如,可以优选使用环氧树脂作为热固性树脂。
作为固化剂,可以使用已知用作用于热固性树脂的固化剂的化合物。更具体地,固化剂可以包括选自基于胺的固化剂和基于酸酐的固化剂中的至少一种化合物。
作为固化剂,可以优选应用基于酚醛清漆的酚树脂。
基于酚醛清漆的酚树脂具有其中环位于反应性官能团之间的化学结构。由于这些结构特性,基于酚醛清漆的酚树脂可以进一步降低粘合剂层组合物的吸湿性,并且在高温IR回流过程中,可以进一步提高稳定性,其可以用于防止粘合剂层的剥离现象或回流开裂。
基于酚醛清漆的酚树脂的具体实例包括选自以下的一者或更多者:酚醛清漆酚醛树脂、新酚(Xylok)酚醛清漆酚树脂、甲酚酚醛清漆酚树脂、联苯酚醛清漆酚树脂、双酚A酚醛清漆酚树脂和双酚F酚醛清漆酚树脂。
同时,作为无机填料,可以使用选自以下的一种或更多种无机颗粒:氧化铝、二氧化硅、硫酸钡、氢氧化镁、碳酸镁、硅酸镁、氧化镁、硅酸钙、碳酸钙、氧化钙、氢氧化铝、氮化铝和硼酸铝。
此外,催化剂用于加速固化剂的作用或粘合剂层组合物的固化,并且可以使用已知用于粘合剂层组合物的催化剂而没有特别限制。例如,作为催化剂,可以使用选自基于磷的化合物、基于硼的化合物、以及基于磷-硼的化合物和基于咪唑的化合物中的一者或更多者。
同时,粘合剂层的厚度没有特别限制,但可以在5μm至40μm、或8μm至30μm的范围内适当地调节。
当粘合剂层的厚度小于5μm时,可能存在可靠性降低的问题,因为其没有填充凸块周围的整个区域。相反地,当厚度大于40μm时,可能存在凸块与焊盘之间的连接困难或半导体封装变厚的问题。
同时,如以180度的剥离角度和300mm/分钟的剥离速率测量的粘合剂层上的胶粘层的剥离强度可以为10g/25mm至60g/25mm、或15g/25mm至55g/25mm、或20g/25mm至50g/25mm。
当粘合剂层上的胶粘层的剥离强度超过60g/25mm时,可能存在在加工之后将保护膜从非导电膜(NCF)上剥离时剥离困难的问题。相反地,当粘合剂层上的胶粘层的剥离强度小于10g/25mm时,可能存在在加工期间,保护膜无法良好地粘附至非导电膜(NCF)而分离的问题。
非导电膜还可以包括形成在胶粘层的一个表面上以与粘合剂层对置的离型膜。
离型膜的具体实例没有特别限制,并且可以使用聚酯膜如PET和聚烯烃膜如PE和PP。
离型膜可以在将非导电膜层合在具有导电凸块的基底或包括贯通电极的半导体芯片上之后被移除。
同时,根据本公开的另一个实施方案,可以提供用于制造半导体层合体的方法,包括将上述实施方案的非导电膜层合在具有导电凸块的基底或具有贯通电极的半导体芯片上。
具体地,通过真空层合将实施方案的非导电膜附接在凸块晶片的表面上,通过切割过程分离成单个芯片,并且使用热压接合机使附接有单个的非导电膜的凸块芯片经受热压接合。
随后,根据应用,可以另外地施加另外的压缩接合过程和模制过程,以及模制晶片的个体化步骤。
有益效果
根据本公开,可以提供具有优异的室温下储存稳定性并具有高的产物稳定性和可靠性的非导电膜,以及使用所述非导电膜制造半导体层合体的方法。
具体实施方式
参照以下实施例更详细地描述本公开的具体实施方案。然而,提供这些实施例仅出于举例说明的目的,并且不应解释为限制本公开的范围。
制备例1:(甲基)丙烯酸酯树脂的制备
制备例1-1
使用97.5g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、2.5g丙烯酸4-羟丁酯(4-HBA)、0.1g作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰和170g甲基乙基酮(MEK)以制备270g(甲基)丙烯酸酯树脂。
制备例1-2
使用97g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、3g丙烯酸2-羟乙酯(2-HEA)、0.1g过氧化苯甲酰和170g甲基乙基酮(MEK)以制备270g(甲基)丙烯酸酯树脂。
制备例1-3
使用93g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、1g丙烯酸2-羟乙酯(2-HEA)、6g丙烯酸4-羟丁酯(4-HBA)、0.1g作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰和170g甲基乙基酮(MEK)以制备270g(甲基)丙烯酸酯树脂。
制备例1-4
使用99g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、1g丙烯酸2-羟丙酯(2-HPA)、0.1g作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰和170g甲基乙基酮(MEK)以制备270g(甲基)丙烯酸酯树脂。
制备例2:粘合剂层的制备
将50g作为低分子量环氧树脂的双酚F型环氧树脂(KDS-8170,Kukdo Chemical,分子量:340g/mol)、40g作为环氧树脂的联苯酚醛清漆环氧树脂(NC-3000H,Nippon Kayaku,环氧当量:288g/eq,软化点:70)、70g酚树脂KPH-F3075(Kolon Chemical,羟基当量:175g/eq,软化点75)、40g热塑性丙烯酸酯树脂KG-3015(Negami Chemical)、0.5g作为催化剂的2-苯基-4-甲基-5-二羟甲基咪唑(2P4MHZ,Shikoku Kasei)、和70g填料SC1050(球形二氧化硅,平均粒径:0.3μm)溶解在甲基乙基酮中以得到粘合剂层组合物(固体含量浓度:35重量%)。
将制备的粘合剂层组合物涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(38μm厚)上,然后在110℃下干燥5分钟以得到20μm厚的粘合剂层。
将以上粘合剂层叠合,并层合直到其达到320μm,然后通过使用Anton ParrMCR302施加10Hz的剪切速率和10℃/分钟的升温速率来进行测量,并且通过熔体粘度确定测量结果的最小值。
实施例1:非导电膜的制备
(1)胶粘层组合物的制备
将100g制备例1-1中制备的(甲基)丙烯酸酯树脂、2.5g作为交联剂(与(甲基)丙烯酸酯树脂固体含量相比,交联剂的含量为5重量%)的MHG-80B(Asahi Kasei)和1.1mgDBTDL混合以制备胶粘层组合物。
(2)非导电膜的制备
将胶粘层组合物涂覆在离型PET上,并使其在110℃的温度下的烘箱中静置3分钟以形成厚度为20μm的胶粘层,然后将其附接至制备例2中制备的粘合剂层的上部以制造包括粘合剂层和胶粘层的非导电膜。
实施例2和比较例1至6
以与实施例1中相同的方式制造非导电膜,不同之处在于通过将下表1中使用的组分合并从而制备胶粘层组合物。
[表1]
Figure GDA0002953985990000111
*交联剂:MHG-80B(Asahi Kasei)
[测试例]
通过以下方法评估实施例和比较例中制备的非导电膜的物理特性,并且结果示于下表2中。
(1)剥离强度的测量
为了测量胶粘层与粘合剂层之间的剥离强度,将实施例1至2和比较例1至5中制备的非导电膜在室温下放置1小时,然后制备宽度为25mm的样品以在室温下测量剥离强度。使用质构分析仪以180度的剥离角度和300mm/分钟的剥离速率测量剥离强度。
对于每个样品,测量剥离强度三次或更多次,并且获得平均值。
(2)储存稳定性的比较-热值变化率的测量
对于制备例2中制备的粘合剂层,使用差热分析仪(DSC)测量按固化温度下的面积计的粘合剂层的初始热值。
然后,将胶粘层组合物涂覆到粘合剂层的上部以制备实施例1至2和比较例1至5的包括粘合剂层和胶粘层的非导电膜,然后将制备的非导电膜在60℃下放置24小时。
然后,将非导电膜分离成粘合剂层和胶粘层,然后使用差示热分析仪(DSC)测量粘合剂层的热值。
使用以下式1计算变化率。
[式1]
变化率(%)=[(初始粘合剂层的峰面积-在60℃下放置24小时之后的峰面积)/初始粘合剂层的峰面积]×100
(3)空隙的评估
通过扫描声层析成像(Scanning Acoustic Tomography,SAT),如果凸块芯片之间的空隙占据的面积为1%或更小,则将其评估为可接受(O),而如果其大于1%,则评估为不可接受(X)。
[表2]
剥离强度(g/25mm) 热值的变化率(%) 空隙的评估
实施例1 35 11 O
实施例2 28 14 O
比较例1 12 26 X
比较例2 20 21 X
比较例3 150 8 O
比较例4 23 17 X
比较例5 68 9 O
如表2所示,确定在实施例1和2中提供的非导电膜中,粘合剂层上的胶粘层的剥离强度满足10g/25mm至60g/25mm的范围,当进行该过程时,降低了粘合剂层上的胶粘层的分离问题,并且当胶粘层和粘合剂层被剥离时,拾取(pick-up)成功率增加。
此外,确定实施例1和2中提供的非导电膜在室温下储存时具有低的变化率,并因此具有优异的室温下储存稳定性,并且粘合剂膜吸收凸块电极高差,使得在凸块芯片的接合期间实际上不会出现空隙。

Claims (13)

1.一种非导电膜,包括:粘合剂层,所述粘合剂层包含低分子量环氧树脂;和胶粘层,
其中所述胶粘层包含:含有2重量%至6重量%的衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元的(甲基)丙烯酸酯树脂;和含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂,
其中相对于所述(甲基)丙烯酸酯树脂,在所述胶粘层中以3重量%至9重量%的量包含所述含有基于异氰酸酯的化合物的交联剂。
2.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述非导电膜用于使用硅通孔的半导体制造过程。
3.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述低分子量环氧树脂的重均分子量为150g/mol至450g/mol。
4.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述(甲基)丙烯酸酯树脂包含:具有含2至12个碳原子的烷基的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元或包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元、以及衍生自所述含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元。
5.根据权利要求4所述的非导电膜,
其中所述(甲基)丙烯酸酯树脂包含1重量%至10重量%的所述衍生自含羟基的丙烯酸酯单体或低聚物的重复单元;以及90重量%至99重量%的具有含2至12个碳原子的烷基的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元或包含可交联官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元。
6.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述含羟基的丙烯酸酯单体包括选自以下的一者或更多者:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、(甲基)丙烯酸8-羟辛酯、2-羟基乙二醇(甲基)丙烯酸酯和2-羟基丙二醇(甲基)丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述基于异氰酸酯的化合物包括选自以下的至少一者:甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯和萘二异氰酸酯。
8.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述胶粘层的厚度为5μm至50μm。
9.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述粘合剂层的厚度为5μm至40μm。
10.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中根据以180度的剥离角度和300mm/分钟的剥离速率测量的所述粘合剂层上的所述胶粘层的剥离强度为10g/25mm至60g/25mm。
11.根据权利要求1所述的非导电膜,
其中所述粘合剂层的根据通过施加10Hz的剪切速率和10℃/分钟的升温速率测量的熔体粘度为100Pa·s至10000Pa·s。
12.根据权利要求1所述的非导电膜,还包括形成在所述胶粘层的一个表面上以与所述粘合剂层对置的离型膜。
13.一种用于制造半导体层合体的方法,包括将根据权利要求1所述的非导电膜层合在具有导电凸块的基底或具有贯通电极的半导体芯片上。
CN202080004772.6A 2019-06-13 2020-06-12 非导电膜和半导体层合体的制造方法 Active CN112673071B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0070250 2019-06-13
KR20190070250 2019-06-13
PCT/KR2020/007665 WO2020251307A1 (ko) 2019-06-13 2020-06-12 비전도성 필름 및 반도체 적층체의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112673071A CN112673071A (zh) 2021-04-16
CN112673071B true CN112673071B (zh) 2023-01-06

Family

ID=74088949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080004772.6A Active CN112673071B (zh) 2019-06-13 2020-06-12 非导电膜和半导体层合体的制造方法

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102405907B1 (zh)
CN (1) CN112673071B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110388A (en) * 1988-07-21 1992-05-05 Lintec Corporation Method of dicing and bonding semiconductor chips using a photocurable and heat curable adhesive tape
KR20100067916A (ko) * 2008-12-12 2010-06-22 제일모직주식회사 반도체 패키징용 고내열 접착테이프
KR101435758B1 (ko) * 2013-12-30 2014-08-29 주식회사 이녹스 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름
KR101462845B1 (ko) * 2014-08-21 2014-11-19 주식회사 이녹스 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름
CN106661412A (zh) * 2015-04-29 2017-05-10 株式会社Lg化学 用于半导体的粘合膜
CN107353837A (zh) * 2016-04-28 2017-11-17 利诺士尖端材料有限公司 非导电性粘结膜用组合物及包含其的非导电性粘结膜
CN108174606A (zh) * 2016-10-05 2018-06-15 株式会社Lg化学 半导体用粘合树脂组合物、半导体用粘合膜和切割管芯粘结膜
CN108735651A (zh) * 2017-04-17 2018-11-02 日东电工株式会社 切割芯片接合薄膜

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110388A (en) * 1988-07-21 1992-05-05 Lintec Corporation Method of dicing and bonding semiconductor chips using a photocurable and heat curable adhesive tape
KR20100067916A (ko) * 2008-12-12 2010-06-22 제일모직주식회사 반도체 패키징용 고내열 접착테이프
KR101435758B1 (ko) * 2013-12-30 2014-08-29 주식회사 이녹스 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름
KR101462845B1 (ko) * 2014-08-21 2014-11-19 주식회사 이녹스 유연성이 향상된 비전도성 접착필름용 조성물 및 이를 포함하는 비전도성 접착필름
CN106661412A (zh) * 2015-04-29 2017-05-10 株式会社Lg化学 用于半导体的粘合膜
CN107353837A (zh) * 2016-04-28 2017-11-17 利诺士尖端材料有限公司 非导电性粘结膜用组合物及包含其的非导电性粘结膜
CN108174606A (zh) * 2016-10-05 2018-06-15 株式会社Lg化学 半导体用粘合树脂组合物、半导体用粘合膜和切割管芯粘结膜
CN108735651A (zh) * 2017-04-17 2018-11-02 日东电工株式会社 切割芯片接合薄膜

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200143289A (ko) 2020-12-23
KR102405907B1 (ko) 2022-06-07
CN112673071A (zh) 2021-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9953945B2 (en) Adhesive resin compostition for bonding semiconductors and adhesive film for semiconductors
TWI397568B (zh) 半導體晶片層合體及半導體晶片層合用接著劑組成物
KR101033045B1 (ko) 반도체 조립용 접착필름 조성물 및 이를 이용한 접착필름
WO2016175612A1 (ko) 반도체용 접착 필름
JP6310492B2 (ja) 電子デバイスパッケージ用テープ
KR20160002714A (ko) 열경화성 수지 조성물 및 반도체 장치의 제조 방법
JP6670156B2 (ja) 回路部材接続用シートおよび半導体装置の製造方法
TW201334127A (zh) 半導體裝置之製造方法
KR20150120332A (ko) 언더필 시트, 이면 연삭용 테이프 일체형 언더필 시트, 다이싱 테이프 일체형 언더필 시트 및 반도체 장치의 제조 방법
KR20130059292A (ko) 반도체 장치의 제조 방법
KR102402235B1 (ko) 접착 필름, 다이싱·다이 본드 필름, 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치
TWI648369B (zh) 切晶黏晶膜、半導體裝置之製造方法及半導體裝置
TW201446923A (zh) 底部塡充用接著膜、背面硏削用帶一體型底部塡充用接著膜、切割帶一體型底部塡充用接著膜及半導體裝置
JP5827878B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP6935379B2 (ja) 電子デバイスパッケージ用テープ
CN112673071B (zh) 非导电膜和半导体层合体的制造方法
TWI701800B (zh) 三次元積體積層電路製造用板片以及三次元積體積層電路之製造方法
JP7266826B2 (ja) 非導電性フィルムおよび半導体積層体の製造方法
WO2015046082A1 (ja) 半導体装置の製造方法
JP6174292B1 (ja) 三次元集積積層回路製造用シートおよび三次元集積積層回路の製造方法
US10991678B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP6147103B2 (ja) アンダーフィル材、積層シート及び半導体装置の製造方法
WO2016080731A1 (ko) 반도체 접착용 수지 조성물 및 반도체용 접착 필름

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant