JP4891603B2 - 粘着シート及びそれを用いた電子部品製造方法。 - Google Patents

粘着シート及びそれを用いた電子部品製造方法。 Download PDF

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Description

本発明は粘着シート及びそれを用いた電子部品製造方法に関する。
各種電子部品の製造において、半導体ウエハ又は回路基板材上等に回路パターンを形成してなる、通称「ワーク」と呼ばれる電子部品集合体を切断し、所定の形状の電子部品（チップ）とする方法（ダイシング）が知られている。ダイシングでは、ワークを粘着シートに固定し、ダイヤモンドなどの砥粒を備えたダイシングブレードで電子部品ごとにダイシングし、洗浄、乾燥後、エキスパンドして電子部品をピックアップする方法が広く用いられている（特許文献１〜３等参照）。
電子部品集合体としては、単に半導体ウエハ又は回路基板材上に回路パターンを形成してなる電子部品集合体だけでなく、例えばエポキシ樹脂で封止された封止樹脂パッケージ、具体的にはボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）、スタック・メモリー・モジュール、システム・オン・モジュール等が用いられることがある。
近年、ＰＤＡ、携帯電話、及びフラッシュメモリー等の小型電子機器の普及により、電子部品が微小化する傾向にあり、ダイシンング用の粘着シートには、摩擦帯電を抑制し、滑り性が向上することで粘着シートを充分かつ均一にエキスパンドすることができて、耐摩耗性に優れることが求められていた。
特開平０７−０２６２２３公報 特開平０９−００７９７６号公報 特開２００１−１５２１０６公報
本発明は粘着シート及びそれを用いた電子部品製造方法を提供する。
本発明は基材層の片面に有機バインダー、帯電防止剤、摩擦低減剤、及び硬化剤を含有する帯電防止層を有し、裏面に粘着剤層を有する粘着シート及びそれを用いた電子部品製造方法である。
本発明の粘着シートは、摩擦帯電を抑制し、滑り性が向上することで粘着シートを充分かつ均一にエキスパンドすることができて、耐摩耗性に優れるという効果を奏するため、ダイシンングを用いた電子部品の製造に好適に用いられる。
本明細書において（メタ）アクリレートとはアクリレート及びメタアクリレートの総称である。同様に（メタ）アクリル酸等の（メタ）を含む化合物も「メタ」を有する化合物と、有しない化合物の総称である。
本明細書において、単量体単位とは単量体に由来する構造単位を意味する。本明細書の部及び％は、特に記載がない限り質量基準とする。
粘着シートは基材層の片面に粘着層を有し、他方の面に摩擦低減剤、硬化剤を含有する帯電防止層を有する。
（摩擦低減剤）
摩擦低減剤は、粘着シートとエキスパンド装置の摩擦係数を低下させる物質であれば特に限定されず、例えばシリコーン樹脂や（変性）シリコーン油等のシリコーン系化合物、フッ素樹脂、六方晶ボロンナイトライド、カーボンブラック、及び二硫化モリブデン等が挙げられる。これらの摩擦低減剤は複数の成分を混合してもよい。電子部品の製造はクリーンルームで行われるため、シリコーン系化合物又はフッ素樹脂を用いることが好ましい。シリコーン系化合物の中でも特にシリコーン系グラフト化合物を単量体とした共重合体（以下、「シリコーン系グラフト共重合体」という）は帯電防止層との相溶性が良く、帯電防止性とエキスパンド性のバランスが図れるため、好適に用いられる。
シリコーン系グラフト共重合体としては、シリコーン分子鎖の末端に（メタ）アクリロイル基またはスチリル基等のビニル基を有する単量体（以下、「シリコーン系単量体」という）と、（メタ）アクリル系単量体、エチレンやスチレン等のビニル基を有する単量体等を重合してなるビニル重合体等が挙げられる（例えば特開2000-080135号公報等参照）。
シリコーン系グラフト共重合体に用いる単量体は、ビニル化合物であれば特に限定されないが、（メタ）アクリル系単量体を用いることが好ましい。
（メタ）アクリル系単量体は特に限定されないが、例えばアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、変性ヒドロキシ（メタ）アクリレート、及び（メタ）アクリル酸等が挙げられ、アルキル（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
アルキル（メタ）アクリレートとしては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、及びイソボルニル（メタ）アクリレート、及びヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えばヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、及びヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
変性ヒドロキシ（メタ）アクリレートとしては、エチレンオキシド変性ヒドロキシ（メタ）アクリレート及びラクトン変性ヒドロキシ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
シリコーン系グラフト共重合体中のシリコーン系グラフト化合物単量体単位の割合は特に限定されないが、シリコーン系グラフト共重合体１００質量部中、シリコーン系グラフト化合物単量体を１５〜５０質量部とすることが好ましい。シリコーン系単量体含有量が少ないと、エキスパンド時に粘着シートが充分かつ均一に伸びない場合があり、過剰だとコスト増の原因となる場合がある。
摩擦低減剤の配合量は特に限定されないが、有機バインダー１００質量部に対して、０．１〜３０質量部とすることが好ましく、５〜２０質量部とすることがより好ましい。摩擦低減剤の配合量が少ないと粘着シートを充分にエキスパンドすることができない場合があり、過剰に添加すると帯電防止効果が低下する場合や、帯電防止層が摩耗により剥落する場合がある。
（硬化剤）
硬化剤は帯電防止層を硬化させ、摩耗によって帯電防止層の剥離を防ぐ物質である。硬化剤は特に限定されないが、例えばエポキシ系化合物、アジリジン系化合物、メラミン系化合物、イソシアネート系化合物等が挙げられる。これらの硬化剤は複数の成分の混合物として使用してもよい。エポキシ系化合物は帯電防止層との相溶性が良く、帯電防止性と耐摩耗性のバランスが図れるために好ましい。エポキシ系化合物は（メタ）アクリル酸エステル系重合体又はアクリル系の有機バインダーと併用して好適に用いられる。
エポキシ系化合物としては、例えば、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ−ジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルｍ−キシレンジアミン、１’３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンがある。
硬化剤の配合量は特に限定されないが、有機バインダー１００質量部に対して、０．１〜３０質量部とすることが好ましく、１〜２０質量部とすることがより好ましい。硬化剤の配合量が少ないと帯電防止層が摩耗により剥がれ落ちてしまい、過剰に添加すると帯電防止効果が低下する場合や、粘着シートを充分にエキスパンドできない場合がある。
（帯電防止剤）
帯電防止剤は特に限定されないが、四級アンモニウム塩単量体等が挙げられる。
四級アンモニウム塩単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩化物、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩化物、メチルエチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩化物、ｐ−ジメチルアミノスチレン四級塩化物、及びｐ−ジエチルアミノスチレン四級塩化物等が挙げられ、ジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩化物が好適に用いられる。
帯電防止剤の配合量は特に限定されないが、有機バインダー１００質量部に対して、０．０１〜３０質量部とすることが好ましい。帯電防止剤の配合量が不足すると帯電防止効果が発揮されない場合があり、過剰だと基材層と帯電防止層の密着性が低下し、摩耗により帯電防止層が脱落する場合や、粘着シートを充分にエキスパンドできない場合がある。
（有機バインダー）
有機バインダーは特に限定されないが、例えば、（メタ）アクリル酸エステル系重合体、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ塩化ビニル系、メラニン系、ポリイミド系、及びシリコーン系等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステル系重合体とは、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を有するビニル化合物の重合体である。（メタ）アクリル酸エステル系重合体は、官能基含有単量体、スチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、バーサテイク酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等に由来する単量体単位を有しても良い。
（メタ）アクリル酸エステル系重合体として、（メタ）アクリル酸エステル単量体と官能基含有単量体の共重合体を好適に使用することが出来る。
官能基含有単量体とは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ基、アミド基、アミノ基、メチロール基、スルホン酸基、スルファミン酸基、（亜）リン酸エステル基等の官能基を有する単量体である。
（メタ）アクリル酸エステル系重合体は、(1)帯電防止剤や摩擦低減剤及び硬化剤との相溶性が良い、 (2)帯電防止層と基材層の密着性を強化することができるなどの理由から、有機バインダーとして好適に用いられる。
（メタ）アクリル酸エステル単量体は、例えば、ブチル（メタ）アクリレート、２−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ミリスチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステル単量体は複数の成分を併用してもよい。
ヒドロキシル基を有する単量体としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
カルボキシル基を有する単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、アクリルアミドＮ−グリコール酸、及びケイ皮酸等が挙げられる。
エポキシ基を有する単量体としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、（メタ）アクリル酸グリシジルエーテル等が挙げられる。
アミド基を有する単量体としては、例えば、（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。アミノ基を有する単量体としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどがある。メチロール基を有する単量体としては、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミド等が挙げられる。官能基含有単量体は複数の成分を併用してもよい。
（メタ）アクリル酸エステル系重合体には、上記以外の単量体として、例えばスチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、バーサテイク酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等を適宜使用することができる。
帯電防止層中に、各種添加剤、例えば、可塑剤、老化防止剤、充填剤、無機潤滑材等を適宜添加してもよい。
帯電防止層を形成する方法は特に限定されず、例えば、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター、又はロールコーター等のコーターで基材層上に直接塗布する方法や、凸板印刷、凹板印刷、平板印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、又はスクリーン印刷等で印刷する方法等が挙げられる。
形成された帯電防止層の厚さは、乾燥後の厚みで０．１〜２０μｍであることが好ましい。薄いと帯電防止効果が発揮されず、過剰に塗布しても更なる効果が期待できず、不経済である。
（基材層）
基材層の厚み及び素材は特に限定されない。基材層の材質としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エチレンビニルアルコール、ポリウレタン、アイオノマー、ポリアミド、ポリイミド、及びＰＥＴ等の樹脂が挙げられる。これらの樹脂は複数の樹脂の溶融混合物、共重合体、及び多層シートであってもよい。基材層は複数の樹脂層や、粘着剤層、アンカーコート層等を有してもよい。
基材層は、コロナ放電やアンカーコート等の処理を施して、粘着剤層や帯電防止層との密着性を向上させることができる。
（粘着剤）
粘着剤は特に限定されず、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を使用することができる。
粘着剤中に、各種添加剤、例えば粘着付与剤、硬化剤、可塑剤、光重合性化合物、光開始剤、発泡剤、重合禁止剤、老化防止剤、充填剤等を適宜添加してもよい。
粘着剤には放射線や加熱により硬化する物質を使用してもよい。例えば、放射線の一種である紫外光を照射することにより硬化して粘着力が低下する紫外線硬化型の粘着剤を用いる方法や、加熱により硬化して粘着力が低下する加熱硬化型の粘着剤を用いる方法が挙げられる。ダイシング後に粘着シートに紫外線を照射したり、加熱することにより、電子部品のピックアップが容易となるため好ましい。
粘着剤層を形成する方法は特に限定されず、例えば、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター、又はロールコーター等のコーターで基材層上に直接塗布する方法、凸板印刷、凹板印刷、平板印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、又はスクリーン印刷等で印刷する方法等が挙げられる。粘着剤層の厚みは特に限定されず、乾燥後の厚みで１〜１００μｍ程度とすることが好ましい。
粘着シートは、電子部品の製造工程である、ダイシング工程やバックグラインド工程において使用可能である。粘着シートは、ダイシング工程において電子部品集合体の貼着用に好適に用いられる。
電子部品集合体を粘着シートに貼り付け、ダイシングした後のエキスパンド工程において、粘着シートを加熱することにより、粘着シートのエキスパンド性をより向上させることができるため、ピックアップが容易になるため好ましい。
実験番号1-1に係る粘着シートは、下記の処方で製造した。
（使用材料）
有機バインダーＡ：メチルメタクリレートとｎ−ブチルメタクリレートの共重合体、市販品。
有機バインダーＢ：ポリエステル系樹脂バインダー（日本合成化学社製ポリエスターＷＲ−９６１）。
帯電防止剤：ジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩化物（四級アミン系ビニル単量体）、市販品。
摩擦低減剤Ａ：シリコーン分子鎖の末端に（メタ）アクリロイル基を有するシリコーン系オリゴマ系単位３０質量部を含有する、及びアクリル系ビニル単位７０質量部を重合してなるシリコーン系グラフト共重合体、市販品。
摩擦低減剤Ｂ：シリコーン油（東芝シリコーン社製ＴＳＦ４５１―１Ｍ）。
アクリル系粘着剤：２−エチルヘキシルアクリレート９６質量％及び２−ヒドロキシエチルアクリレート４質量％の共重合体、市販品。
硬化剤Ａ：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルｍ−キシレンジアミン、市販品。
硬化剤Ｂ：トルエンジイソシアネート、市販品。
基材：厚さ１００μｍのポリエチレン製シート、市販品。
（帯電防止層）
有機バインダーＡ１００質量部、帯電防止剤１０質量部、摩擦低減剤Ａ１０質量部、硬化剤Ａ１０質量部を混合した溶液を基材にグラビアコーターで塗布し、乾燥後の厚みが１μｍになるよう帯電防止層を形成した。
（粘着剤）
粘着剤は市販のアクリル系粘着剤１００質量部に硬化剤Ａ又は硬化剤Ｂを３質量部を添加して用いた。
（粘着シートの製造）
粘着シートは帯電防止層が設けられた反対の面に、乾燥後の厚みが２０μｍになるよう粘着剤をコンマコーターにて塗布して製造した。
実験番号1-1以外の粘着シートは、表１〜３に示した事項以外は実験番号1-1と同様の処方で製造した。
（評価方法）
実施例１〜１０、比較例１〜３の粘着シートは以下の方法で評価した。
（帯電防止層の表面抵抗率）
粘着シートの帯電防止層の表面抵抗率を、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて測定した。
温度：２３℃
湿度：５０％
使用機器：エレクトロメーター（アドバンテスト社Ｒ８３４０Ａ）及びレジスティビティ・チャンバ（アドバンテスト社Ｒ１２７０４Ａ）。
（動摩擦係数）
粘着シートの帯電防止層の動摩擦係数を、ＪＩＳ Ｋ ７１２５に準じて測定した。
温度：２３℃
湿度：５０％
使用機器：摩擦測定器ＴＲ−２（東洋精機製作所製）
（チップ間距離）
回路パターンを形成した５インチのシリコンウェハに粘着シートを気泡が入らないように貼り付け、１０分放置後に３５μm厚のダイシングブレードを用いて５ｍｍ□にダイシングした。エキスパンド装置（ＨＵＧＬＥ社製ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＨＳ−１８００）により、引き落とし量２０ｍｍ、引き落とし速度２０ｍｍ／秒、室温でエキスパンドした後、粘着シートの中央部と端部それぞれ任意の５カ所で機械流れ方向（ＭＤ）と幅方向（ＴＤ）でそれぞれのチップ間距離を測定し、平均した値である。
◎：チップ間距離が８００μm以上。
○：チップ間距離が５００μm以上。
×：チップ間距離が５００μm未満。
（伸びの均一性）
上記と同様の方法でエキスパンドを行った後のＭＤ方向とＴＤ方向のチップ間距離を測定し、チップ間距離のＭＤ／ＴＤ比を求めた。
◎：ＭＤ／ＴＤ ＜１．２。
○：ＭＤ／ＴＤ ＜１．４。
×：ＭＤ／ＴＤ ≧１．４。
（摩擦後の帯電防止層の剥がれ落ち）
粘着シートをステンレス製ブロックに固定し、粘着シートの帯電防止層側をステンレス製プレートと１０往復摩擦させた。
ステンレス製ブロックの摩擦面の形状：５ｃｍ×５ｃｍの正方形
摩擦時の荷重：１００ｇ／ｃｍ２
摩擦させた長さ：１０ｃｍ
速度：１０ｃｍ／ｓｅｃ
ステンレス製プレートの平均表面粗さ（Ｒａ値）：０．０５μm
◎：帯電防止層の削れ落ちが発生しなかった。
○：帯電防止層に目視で確認できる微小傷があったが実用上問題なかった。
×：帯電防止層が削れ落ちた。
（摩擦後の帯電防止層側の表面抵抗率）
上記摩擦試験後に帯電防止層の表面抵抗率を、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて測定した。
温度：２３℃
湿度：５０％
使用機器：エレクトロメーター（アドバンテスト社Ｒ８３４０Ａ）及びレジスティビティ・チャンバ（アドバンテスト社Ｒ１２７０４Ａ）。
◎：１．０×１０９Ω／□ 未満。
○：１．０×１０１０Ω／□ 未満。
×：１．０×１０１０Ω／□ 以上。
Figure 0004891603
注：有機バインダー無しでは帯電防止剤、摩擦低減剤、及び硬化剤が基材層から容易に剥落したので評価しなかった。
Figure 0004891603
Figure 0004891603
本発明の粘着シートは、摩擦帯電を抑制し、粘着シートを充分かつ均一にエキスパンドすることができ、耐摩耗性に優れるという効果を有するため、半導体ウエハ又は回路基板材上に回路パターンを形成してなる電子部品集合体をダイシングし、更にエキスパンドして電子部品を回収する電子部品とする電子部品製造方法に適する。

Claims (2)

  1. 基材層の片面に有機バインダー、帯電防止剤、摩擦低減剤、及び硬化剤を含有する帯電防止層を有し、裏面に粘着剤層を有し、
    有機バインダー１００質量部に対する前記帯電防止剤、前記摩擦低減剤、及び前記硬化剤の配合量がそれぞれ０．０１〜３０質量部、５〜２０質量部、１〜２０質量部であり、
    前記有機バインダーが（メタ）アクリル酸エステル系重合体であり、前記帯電防止剤がジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩化物、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩化物、メチルエチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩化物、ｐ−ジメチルアミノスチレン四級塩化物又はｐ−ジエチルアミノスチレン四級塩化物であり、前記摩擦低減剤がシリコーン系グラフト共重合体であり、前記硬化剤がエポキシ系化合物であり、
    前記シリコーン系グラフト共重合体１００質量部中のシリコーン系グラフト化合物単量体の割合が１５〜５０質量部である粘着シート。
  2. 請求項１記載の粘着シートを用いた電子部品製造方法。
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