TW201537711A - 焊料轉印薄片 - Google Patents

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Hiroki Oshima
Koji Yamashita
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Senju Metal Industry Co
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Abstract

本發明係以提供一種可兼具焊料粉保持性及薄片剝離性，且焊料轉印性優良的焊料轉印薄片為課題。本發明之焊料轉印薄片為一種用以對電路基板之應焊接部分進行焊接的焊料轉印薄片，係具有：支持基材；設於前述支持基材之至少單面的黏著劑層；及設於前述黏著劑層上且由1層以上之焊料粒子所構成的焊料層，前述黏著劑層係含有側鏈結晶性聚合物，透過在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上具有流動性而展現黏著力，並且，透過在未達前述側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下結晶化而使黏著力降低的黏著劑層的焊料轉印薄片。

Description

焊料轉印薄片
本發明係有關於一種在半導體電路之應焊接部分(以下稱為「焊接部」)選擇性地形成焊料凸塊的焊料轉印薄片。
由於行動裝置的普及或電子電路的高性能化，電子電路呈小型化‧高密度化，隨之電子電路所使用的半導體亦呈高密度化。
此外，自昔至今，就藉由銅或42合金所構成的導線框與印刷基板連接的半導體而言，以配置於半導體背面的焊球連接的球柵陣列封裝體(BGA package)為其主流，關於半導體內部電路的連接，由使用金線的引線接合來節省引線接合之平面空間而作成立體構造的倒裝晶片總成(flip chip assembly)等亦開始普及。
倒裝晶片總成係在球柵陣列封裝體所使用的模組基板上預先形成焊料凸塊，再於其上焊接IC晶片而成者，因不需要習知引線接合中所使用的空間，適於半導 體的小型化‧高密度化。
習知形成於模組基板上的焊料凸塊大部分係使用焊糊形成。然而，隨著半導體電路的進一步小型化‧高密度化，模組基板所使用的焊料凸塊亦呈微細之形狀。因此，就焊糊而言，雖能以使用微細之焊料粉末的焊糊來加以因應，但已開始到達使用金屬遮罩進行印刷之焊糊的極限，使用屬球徑細達10~50μm之焊球的微型球來形成倒裝晶片之焊料凸塊的比例增加。
使用微型球之倒裝晶片凸塊的形成法對於微細之焊料凸塊亦可應用而屬優良，但必須以1個球單位來取用，而且，對於焊料球的安裝亦要求高精密度，因此有焊料球的安裝需耗費時間的缺點。更且，由於微型球係以1個球單位來設定價格，比起焊糊較為昂貴，從而期望一種居於焊糊與微型球之間的焊料凸塊形成法。
因應此等要求而開發的是，在鋁、不鏽鋼、聚醯亞胺樹脂、塑膠、玻璃環氧樹脂等的支持體(支持基材)上設置黏著劑層，並於該黏著劑層上無間隙地散布焊料粉末(焊料粒子)，而使焊料粉末單獨一層附著於支持體之黏著劑面的附有焊料粉末之轉印薄片，即所謂的焊料轉印薄片(例如參照專利文獻1及2)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕國際公開第2006/067827號
〔專利文獻2〕國際公開第2010/093031號
專利文獻1及2所記載的焊料轉印薄片係在鋁、不鏽鋼、聚醯亞胺樹脂、塑膠、玻璃環氧樹脂等的支持體上塗佈丙烯酸系黏著劑等形成黏著劑層，並於該黏著劑層上無間隙地散布焊料粉末所製成。
於此，在該製造步驟，尤為對黏著劑層的表面散布焊料粉末，使焊料粉末附著於黏著劑層上的步驟(以下，亦稱為「焊料粉末附著步驟」)中，黏著劑層的黏著性係愈高愈佳，黏著劑層的黏著性較弱則焊料粉末會從薄片剝落。此外，在本說明書中，茲將黏著劑層之焊料粉末的附著(保持)性能稱為「焊料粉保持性」。
另一方面，在焊料轉印薄片的焊料粉末附著步驟中若黏著劑層的黏著性過高，則在使用製成之焊料轉印薄片轉印焊料粉末後將轉印薄片由被轉印物剝離時，轉印薄片會強固地密接於被轉印物，欲輕易地將轉印薄片由被轉印物剝離極為困難。而且，若強行予以剝離，則會因轉印薄片剝離時的黏著力使被轉印物表面的電極等受損。此外，在本說明書中，茲將轉印焊料粉末後的轉印薄片的剝離性能稱為「薄片剝離性」。
此外，一般而言，黏著性較高的(即軟質的)黏著劑有儲存彈性模數較低、黏著性較低的(即硬質 的)黏著劑有儲存彈性模數較高的性質。
而且，由於被轉印物表面的電極等呈突起狀，在使用焊料轉印薄片形成焊料凸塊形成時，基於使黏著劑層追隨電極等的凹凸觀點，於轉印時儲存彈性模數係愈低愈佳，包覆被轉印物表面的電極等的狀態較為適當。
另一方面，為防止附著於黏著劑層的焊料粉末在電極等以外的被轉印物表面(例如焊料光阻上)移動而引起電極間橋接，在加壓下將焊料粉末埋入黏著劑層中予以侷限較為適當。
從而，儲存彈性模數若較高，在加壓時無法侷限電極以外之被轉印物表面上的焊料粉末而發生電極間橋接的不良情形。此外，在本說明書中，茲將對焊料粉末抑制橋接的發生而予以轉印的特性稱為「焊料轉印性」。
因此，本發明係以提供一種可兼具焊料粉保持性及薄片剝離性，且焊料轉印性優良的焊料轉印薄片為課題。
本發明人等為達成上述課題而致力進行研究的結果發現，焊料轉印薄片在製造時之焊料粉末附著步驟的溫度下，黏著劑層的黏著性會增強，而且將焊料轉印薄片由被轉印物剝離時，若使用黏著劑層的黏著性減弱的黏著劑，則可兼具焊料粉保持性及薄片剝離性；此外，若使用塗佈有在焊料轉印薄片轉印時的溫度下，黏著劑的儲存 彈性模數降低至適宜範圍的黏著劑之焊料轉印薄片，則焊料轉印性優良，而完成本發明。
亦即，發現藉由以下的構成可達成上述目的：
(1)一種焊料轉印薄片，其係用以對電路基板之應焊接部分進行焊接的焊料轉印薄片，其具有：支持基材；設於前述支持基材之至少單面的黏著劑層；及設於前述黏著劑層上且由1層以上之焊料粒子所構成的焊料層，前述黏著劑層係含有側鏈結晶性聚合物，透過在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上具有流動性而展現黏著力，並且，透過在未達前述側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下結晶化而使黏著力降低的黏著劑層。
(2)如前述(1)之焊料轉印薄片，其中前述側鏈結晶性聚合物係具有40℃以上且未達70℃的熔點。
(3)如前述(1)或(2)之焊料轉印薄片，其中前述側鏈結晶性聚合物係使30~60質量份具有碳數18以上之直鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、45~65質量份具有碳數1~6之烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、與1~10質量份極性單體聚合所得到的共聚物。
(4)如前述(1)至(3)中任一項之焊料轉印薄片，其中前述側鏈結晶性聚合物的重量平均分子量為20萬~100萬。
(5)如前述(1)至(4)中任一項之焊料轉印薄 片，其中在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上，前述黏著劑層的黏著力為2.0N/25mm~10.0N/25mm。
(6)如前述(1)至(5)中任一項之焊料轉印薄片，其中在未達前述側鏈結晶性聚合物的熔點下，前述黏著劑層的黏著力未達2.0N/25mm。
(7)如前述(1)至(6)中任一項之焊料轉印薄片，其中在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上，前述黏著劑層的儲存彈性模數為1×104~1×106Pa。
根據本發明，可提供一種可兼具焊料粉保持性及薄片剝離性，且焊料轉印性優良的焊料轉印薄片。
第1圖為表示例2(合成例2)所合成之側鏈結晶性聚合物的溫度與黏著劑的儲存彈性模數的關係的圖。
第2圖為例2所製作之焊料轉印薄片的焊料層表面(填充率70%以上)的電子顯微鏡照片。
第3圖為表示使用例2所製作之焊料轉印薄片之焊料轉印性試驗的結果(僅在矽晶圓晶片的電極上轉印焊料之狀態)的圖。
以下，就本發明詳細加以說明。
本發明之焊料轉印薄片為一種用以對電路基板之焊接部進行焊接的焊料轉印薄片，係具有：支持基材；設於前述支持基材之至少單面的黏著劑層；及設於前述黏著劑層上且由1層以上之焊料粒子所構成的焊料層，前述黏著劑層係含有側鏈結晶性聚合物，透過在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上具有流動性而展現黏著力，並且，透過在未達前述側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下結晶化而使黏著力降低的黏著劑層的焊料轉印薄片。
於此，所稱「用以對電路基板之焊接部進行焊接的焊料轉印薄片」，係指與例如專利文獻2(國際公開第2010/093031號)等同樣地用來：以與電路基板之焊接部相向的方式與電路基板重合地配置，並對重合之焊料轉印薄片與電路基板施加壓力，於加壓下加熱，而在電路基板之焊接部與轉印薄片的焊料層之間選擇性地生成擴散接合，由此將焊料粉選擇性地轉印至電極等的薄片。
以下，就構成本發明之焊料轉印薄片的支持基材、黏著劑層及焊料層加以詳述。
〔支持基材〕
作為支持基材的構成材料，可舉出例如聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯聚丙烯共聚物、聚氯乙烯等合成樹脂。
支持基材可為單層體或複層體任一種，就其厚度，通常以5~500μm左右為佳。
又，對於支持基材，在提高與黏著劑層的密接性方面，可實施例如電暈放電處理、電漿處理、噴砂處理、化學蝕刻處理、底塗處理等的表面處理。
〔黏著劑層〕
本發明之特徵在於使用含有側鏈結晶性聚合物，透過在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上具有流動性而展現黏著力，並且，透過在未達前述側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下結晶化而使黏著力降低的黏著劑層。
於此，側鏈結晶性聚合物之熔點係指透過某一平衡程序，最初整合成有序排列的聚合物之特定部分成為無秩序狀態的溫度。又，熔點係指利用差示熱掃描熱分析儀(DSC)以10℃/分鐘之測定條件測定所得的值。
<側鏈結晶性聚合物>
專利文獻1及2所記載的焊料轉印薄片，在焊料粉末附著步驟中，為使焊料粉末堅牢地固定於黏著劑層，係一面將基材加熱至40~70℃左右一面進行之。
因此，在本發明中，基於在上述溫度區域提高黏著性觀點，黏著劑層所具有的側鏈結晶性聚合物係以在40℃以上且未達70℃具有熔點為佳。其原因在於，透過在40℃以上且未達70℃的溫度區域具有熔點，在焊料粉末附 著步驟中側鏈結晶性聚合物熔融而容易發揮黏著劑層的黏著性之故。
又，諸如上述，焊料粉末附著步驟係一面將基材加熱至40~70℃左右一面進行，在焊料粉末附著步驟之後冷卻至10℃左右。而且，在此冷卻時，由於側鏈結晶性聚合物的側鏈結晶化，得以更強力地保持附著於黏著劑層的焊料粉末。
因此，在本發明中，上述側鏈結晶性聚合物係以在40℃以上且未達70℃的溫度區域具有熔點為佳。
作為滿足此種特性的側鏈結晶性聚合物，可舉出例如使30~60質量份具有碳數18以上之直鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、45~65質量份具有碳數1~6之烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、與1~10質量份極性單體聚合所得到的共聚物。
於此，作為具有碳數18以上之直鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，可舉出例如(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸二十二酯等，此等可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
此外，在本說明書中，「(甲基)丙烯酸酯」係指包含甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯任一者之概念。
又，作為具有碳數1~6之烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，可舉出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸己 酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異戊酯等，此等可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
此外，極性單體係指具有極性官能基(例如羧基、氫氧基、醯胺基、胺基、環氧基等)的單體，作為其具體例，可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、伊康酸、順丁烯二酸、富馬酸等含有羧基之乙烯不飽和單體；(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基己酯等具有羥基之乙烯不飽和單體；等，此等可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
在本發明中，前述側鏈結晶性聚合物的重量平均分子量較佳為20萬~100萬。
重量平均分子量若為20萬以上則薄片剝離性更良好，重量平均分子量若為100萬以下則焊料粉保持性更為良好。又，基於此等觀點，重量平均分子量更佳為60萬~80萬。
於此，重量平均分子量係採用凝膠滲透層析(GPC)以標準聚苯乙烯換算所測定的值。
此外，在本發明中，在前述側鏈結晶性聚合物的熔點以上，黏著劑層的黏著力較佳為2.0N/25mm~10.0N/25mm，更佳為2.5N/25mm~9.0N/25mm，再佳為6.0N/25mm~8.0N/25mm。
於此，黏著劑層的黏著力係指依據JIS Z 0237，在80℃下所測定之對SUS板(不鏽鋼板)的黏著力。
黏著劑層的黏著力若為2.0N/25mm以上，焊料粉保 持性更良好，若為10.0N/25mm以下，則薄片剝離性更為良好。
另一方面，在未達前述側鏈結晶性聚合物的熔點下，黏著劑層的黏著力較佳未達2.0N/25mm，更佳為1.5N/25mm以下。
於此，黏著劑層的黏著力係指依據JIS Z 0237，在23℃下所測定之對SUS板(不鏽鋼板)的黏著力。
黏著劑層的黏著力若未達2.0N/25mm，則薄片剝離性更良好。
此外，在本發明中，在前述側鏈結晶性聚合物之熔點以上的溫度區域，較佳為200℃~230℃的溫度區域，黏著劑層的儲存彈性模數較佳為1×104~1×106Pa，更佳為1×104~1×105Pa。
於此，黏著劑層的儲存彈性模數係指採用後述之實施例所示測定條件及試樣進行測定所得的值。
黏著劑層的儲存彈性模數若為1×104Pa以上，薄片剝離性更良好，若為1×106Pa以下，則焊料轉印性更良好。
<交聯劑>
黏著劑層係以進一步含有交聯劑為佳。
作為交聯劑，可舉出例如異氰酸酯系化合物、氮丙啶系化合物、環氧系化合物、金屬螯合物系化合物等。此等可單獨使用，亦可併用2種以上。
<黏著劑層的製作方法>
為了在上述支持基材之至少單面設置上述黏著劑層，只要例如將對溶劑添加構成黏著劑層之黏著劑而成的塗布液，利用塗佈機等塗佈於支持基材之至少單面並加以乾燥即可。
塗布液中可添加例如交聯劑、賦黏劑、塑化劑、抗老化劑、紫外線吸收劑等的各種添加劑。
作為塗佈機，可舉出例如刀式塗佈機、輥塗佈機、壓光塗佈機、缺角輪塗佈機、凹版塗佈機、桿式塗佈機等。
就黏著劑層的厚度，較佳為5~60μm，更佳為5~50μm，再佳為5~40μm。
〔焊料層〕
前述焊料層係與專利文獻1及2同樣，為由1層以上之焊料粒子所構成的層，可為焊料合金的連續皮膜。
此種焊料層可透過以下所示之焊料粉末附著步驟來形成。
焊料粉末附著步驟係例如在側鏈結晶性聚合物的熔點以上的80℃的加熱板上設置設有黏著劑層的支持基材，並將焊料粉末對黏著劑層的表面利用撒布用靜電刷及粉撲均勻地塗平，去除剩餘的粉末，由加熱板取出。
〔焊料轉印薄片的使用形態〕
使用焊料轉印薄片的焊料轉印係例如使焊料轉印薄片 的焊料層與被轉印物的電極面相向而予以貼合後(例如參照專利文獻2之第3圖(a))，在熱壓機之設為40℃的下部平板上設置緩衝材，並於其上將與焊料轉印薄片貼合的被轉印物以被轉印物面向上方的方式設置，對設定於焊料粉末熔融溫度附近的熱壓機的上部平板以0~5MPa加壓，而由焊料轉印薄片向被轉印物對電極面轉印焊料。
又，焊料轉印薄片的剝離係例如對設定於焊料粉末熔融溫度附近的熱壓機的上部平板以0~5MPa加壓後，直接在施加同等值壓力的狀態下將上部平板冷卻至100℃設定，解除壓力並取出與附有焊料粉末之轉印薄片貼合的被轉印物，再將處於室溫狀態的附有焊料粉末之轉印薄片由被轉印物剝離。
〔實施例〕
以下，根據實施例對本發明詳細加以說明。
首先，如以下所示，製作側鏈結晶性聚合物。
此外，以下「份」係指質量份。又，作為具有碳數18以上之直鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯係使用「丙烯酸二十二酯」及/或「丙烯酸十八酯」；作為具有碳數1~6之烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯係使用「丙烯酸甲酯」；作為極性單體係使用「丙烯酸」。
A.側鏈結晶性聚合物的調製 (合成例1)
將65份丙烯酸二十二酯、30份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為750,000、熔點為59℃。
(合成例2)
將45份丙烯酸二十二酯、50份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為650,000、熔點為54℃。
第1圖表示合成例2所合成之側鏈結晶性聚合物的溫度與黏著劑的儲存彈性模數的關係。
(合成例3)
將35份丙烯酸二十二酯、60份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為 680,000、熔點為50℃。
(合成例4)
將35份丙烯酸二十二酯、60份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.5份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份甲苯並加以混合，於65℃攪拌4小時後，加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為180,000、熔點為50℃。
(合成例5)
將35份丙烯酸二十二酯、60份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.1份PERBUTYL ND(日油製)添加至180份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為1,050,000、熔點為51℃。
(合成例6)
將25份丙烯酸二十二酯、70份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份之乙酸乙酯/庚烷(7比3)並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平 均分子量為600,000、熔點為38℃。
(合成例7)
將30份丙烯酸二十二酯、15份丙烯酸十八酯、50份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為520,000、熔點為47℃。
(合成例8)
將20份丙烯酸二十二酯、15份丙烯酸十八酯、60份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為600,000、熔點為41℃。
(合成例9)
將25份丙烯酸二十二酯、70份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份甲苯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為 170,000、熔點為37℃。
(合成例10)
將30份丙烯酸二十二酯、65份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.1份PERBUTYL ND(日油製)添加至230份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為900,000、熔點為46℃。
(合成例11)
將50份丙烯酸二十二酯、45份丙烯酸甲酯、5份丙烯酸、及0.3份PERBUTYL ND(日油製)添加至250份乙酸乙酯並加以混合，於55℃攪拌4小時後，升溫至80℃，再加入0.5份PERHEXYL PV(日油製)，攪拌2小時使此等單體聚合。所得聚合物的重量平均分子量為320,000、熔點為55℃。
茲將單體成分的摻混比、合成之側鏈結晶性聚合物的熔點、重量平均分子量的結果記載於表1。
於此，熔點係利用差示熱掃描熱分析儀(DSC)，以10℃/分鐘之測定條件所測定的值；又，重量平均分子量係採用凝膠滲透層析(GPC)進行測定，將所得測定值以聚苯乙烯換算的值。
B.附有黏著劑層之支持基材薄片的製作
(例1)
對上述合成例1所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對 於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例2)
對上述合成例2所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例3)
對上述合成例3所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例4)
對上述合成例4所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例5)
對上述合成例5所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例6)
對上述合成例6所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予 以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例7)
對上述合成例7所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例8)
對上述合成例8所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例9)
對上述合成例9所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對 於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例10)
對上述合成例10所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例11)
對上述合成例11所得之聚合物溶液使用溶劑(乙酸乙酯)調製成固體含量%為25%。對該聚合物溶液添加相對於100份聚合物為0.2份之作為交聯劑的CHEMITITE PZ-33(日本觸媒製)，並對100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜其經過電暈處理的面，利用缺角輪塗佈機予以塗佈，得到具有丙烯酸系黏著劑層(40μm)的支持基材。
(例12)
利用使用非結晶性聚合物的UNON-GIKEN股份有限公司製膠帶(品名SBHF-75)。
C.焊料轉印薄片的製作
如以下所示，使用上述所得之各附有黏著劑層之支持基材來製作焊料轉印薄片。
具體而言，在60~80℃的加熱板上設置附有黏著劑層之支持基材，於SAC305(Ag為3%mass，Cu為0.5%mass，其餘為Sn)，將粉末粒徑1~10μm的焊料粉末利用撒布用靜電刷及粉撲予以塗平，去除剩餘的粉末，由加熱板取出，得到焊料轉印薄片。
第2圖表示例2所製作之焊料轉印薄片的焊料層表面的電子顯微鏡照片。
〔評定〕
對製作之各附有黏著劑層之支持基材薄片，依以下所示方法進行黏著劑層的黏著力及儲存彈性模數的測定試驗。
又，對製作之各焊料轉印薄片，依以下所示方法評定焊料粉末保持性、薄片剝離性、焊料轉印性。此外，第3圖表示使用例2所製作之焊料轉印薄片之焊料轉印性試驗的結果(僅在矽晶圓晶片的電極上轉印焊料之狀態)。
將此等之結果示於表2。
<黏著力>
黏著力試驗：試驗係依下程序，於80℃、23℃此兩種環境下進行。
1.依據JIS Z 0237，針對SUS測定黏著劑的黏著強度。測定溫度係於以下2點實施。升溫至i)80℃、ii)220℃後經過冷卻的23℃。此外，表2的黏著力為n=3的平均值。
<儲存彈性模數>
儲存彈性模數試驗：儲存彈性模數試驗係依下程序，於220℃、23℃此兩種環境下進行。
(測定條件)振盪應變控制：0.2%；頻率：1Hz；測定溫度：0~250℃；升溫速度：5℃/分鐘；平板：SUS製直徑20mm
製作積層黏著劑層達約800μm的試樣，將其衝切成直徑20mm，以上述條件利用RheoPolym@應力控制式流變儀(REOLOGICA公司製)進行測定，採用220℃、23℃時的G’作為儲存彈性模數。
<焊料粉保持性>
焊料粉末保持性試驗：焊料粉末保持性試驗係依下程序進行。
1.在60~80℃的加熱板上載置黏著薄片並將焊料粉 末利用撒布用靜電刷及粉撲予以塗平，去除剩餘的粉末，由加熱板取出。
2.利用顯微鏡，藉由二值化測定焊料粉的填充率，並檢查保持性。
3.將填充率為70%以上的情形評為合格、填充率未達70%的情形評為不合格。
<薄片剝離性>
剝離性試驗：剝離性試驗係依下程序，於23℃環境下進行。
1.使附有焊料粉末之轉印薄片的焊料面與在矽晶圓晶片上以50μm間距之格子狀排列的Φ 20μm的電極面相向，利用熱壓機以220~225℃‧1MPa加熱加壓，再冷卻至100℃後，解除壓力並予以取出。
2.在未達黏著劑層所含有之側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下由矽晶圓晶片剝離附有焊料之轉印薄片，並檢查矽晶圓晶片上的黏著劑殘餘物。
3.將黏著劑的殘留率(〔殘留有黏著劑的面積/電極區域面積5mm見方〕×100%)未達10%評為合格、殘留率10%以上評為不合格。
<焊料轉印性>
焊料轉印性試驗：焊料轉印性試驗係依下程序，於220℃環境下進行。
1.使附有焊料粉末之轉印薄片的焊料面與在矽晶圓晶片上以50μm間距之格子狀排列的Φ 20μm的電極面相向，利用熱壓機以220~225℃‧1MPa加熱加壓，再冷卻至100℃後，解除壓力並予以取出。
2.在未達黏著劑層所含有之側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下由矽晶圓晶片剝離附有焊料之轉印薄片，並檢查對矽晶圓晶片之電極的焊料轉印性。
3.將在矽晶圓晶片之電極間橋接數未達5個的情形評為合格、在電極間橋接數為5個以上的情形評為不合格。
由表1及表2所示結果可知，在使用含有非結晶性聚合物的黏著薄片的情況下，薄片剝離性極差，焊料轉印性亦無法評定(例12)。
相對於此，可知在使用含有側鏈結晶性聚合物的黏著劑層的情況下，在側鏈結晶性聚合物的熔點以上黏著劑層 的黏著力為2.0N/25mm~10.0N/25mm，而且，在未達側鏈結晶性聚合物的熔點下黏著劑層的黏著力未達2.0N/25mm，更且，在側鏈結晶性聚合物的熔點以上黏著劑層的儲存彈性模數為1×104~1×106Pa時，可兼具焊料粉保持性及薄片剝離性，且焊料轉印性優良(例2、3、7、8、10及11)。
又，由此等實例的結果可知，若含於黏著劑層的側鏈結晶性聚合物為以30~60質量份具有碳數18以上之直鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的比例聚合而成的共聚物、熔點為40℃以上且未達70℃，而且重量平均分子量為20萬~100萬時，焊料粉保持性、薄片剝離性及焊料轉印性均更良好。

Claims (7)

  1. 一種焊料轉印薄片，其係用以對電路基板之應焊接部分進行焊接的焊料轉印薄片，其具有：支持基材；設於該支持基材之至少單面的黏著劑層；及設於該黏著劑層上且由1層以上之焊料粒子所構成的焊料層，該黏著劑層係含有側鏈結晶性聚合物，透過在該側鏈結晶性聚合物的熔點以上具有流動性而展現黏著力，並且，透過在未達該側鏈結晶性聚合物之熔點的溫度下結晶化而使黏著力降低的黏著劑層。
  2. 如請求項1之焊料轉印薄片，其中該側鏈結晶性聚合物係具有40℃以上且未達70℃的熔點。
  3. 如請求項1或2之焊料轉印薄片，其中該側鏈結晶性聚合物係使30~60質量份具有碳數18以上之直鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、45~65質量份具有碳數1~6之烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、與1~10質量份極性單體聚合所得到的共聚物。
  4. 如請求項1至3中任一項之焊料轉印薄片，其中該側鏈結晶性聚合物的重量平均分子量為20萬~100萬。
  5. 如請求項1至4中任一項之焊料轉印薄片，其中在該側鏈結晶性聚合物的熔點以上，該黏著劑層的黏著力為2.0N/25mm~10.0N/25mm。
  6. 如請求項1至5中任一項之焊料轉印薄片，其中在未達該側鏈結晶性聚合物的熔點下，該黏著劑層的黏著 力未達2.0N/25mm。
  7. 如請求項1至6中任一項之焊料轉印薄片，其中在該側鏈結晶性聚合物的熔點以上，該黏著劑層的儲存彈性模數為1×104~1×106Pa。
TW103138574A 2013-11-05 2014-11-05 焊料轉印薄片 TWI635591B (zh)

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