TWI803605B - 黏著性組合物及黏著膠帶 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題,是在被使用作為背面研磨帶、切割膠帶等的黏著膠帶,消除在半導體晶片、晶圓等工件產生的糊劑殘渣及端部外觀不良。 本發明之解決手段,提供一種黏著性組合物,其特徵在於,在23℃的儲存模數G’(23)為1.0×105 Pa以上,在50℃之儲存模數G’(50)為2.5×105 Pa以下,在60℃之動態黏彈性的tanδ為0.5以上,而且包括丙烯酸系聚合物作為主成分。

Description

黏著性組合物及黏著膠帶
本發明有關於一種暫時保護半導體晶圓等被加工物(以下有記載為「工件」之情形)表面,在進行研磨、切割等加工時能夠適合使用作為貼附、保持該工件的工件加工用膠帶之黏著膠帶。又,本發明有關於一種能夠適合使用在該黏著膠帶之黏著性組合物。
矽、鎵砷等的半導體晶圓能夠在大直徑的狀態下進行製造。半導體晶圓在表面形成電路之後,藉由背面磨削而磨削至預定厚度為止,在切斷分離(切割)成為元件小片(半導體晶片)之後,被移送至下一個步驟之接合步驟。在該等一系列步驟,使用各種黏著膠帶。
在背面磨削步驟,使用被稱為背面研磨帶的黏著膠帶,以在磨削中保持晶圓,且保護電路表面避免受到磨削屑等的污染。又,在背面磨削步驟後,亦有在磨削面進行電路形成等之情形,此時亦使用黏著膠帶保護及固定晶圓而進行加工。背面研磨帶等背面加工時的表面保護膠帶由基材、及具有感壓接著性的黏著劑層所構成。為了確實地保護電路面,有使用較軟質且應力緩和性較高的黏著劑之黏著膠帶之情形。
又,使用在切割步驟之黏著膠帶亦被稱為切割膠帶,且由基材及具有感壓接著性的黏著劑層所構成,用以在切割半導體晶圓等的工件時將該工件固定,且在切割後保持晶片切割後,為了使分離晶片間隔之擴展變得容易,有使用具有較軟質的基材之黏著膠帶之情形。
近年來,不限定於形成有電路之具有二維圖案的半導體晶片,亦逐漸地能夠看到突起物作為立體結構之半導體晶片。例如,在半導體裝置的製造,將藉由切割而個片化的晶片設置在基板時能夠使用無線接合(wireless bonding)之手法。該手法不使用金屬細線亦能夠進行晶片與基板的電連接,作為一個例子,藉由使設置在晶片電路面之被稱為凸塊的突起狀電極、與基板上的電極接觸,而能夠確保電連接。該封裝方法被稱為倒裝(face down)封裝或覆晶(flip Chip)封裝,且有助於元件的小型化。
在製造形成有此種突起物之晶片之方法的一個例子中,在半導體晶圓表面形成電路且在電路面形成突起物之後,將背面研磨帶貼附在表面,且將背面進行磨削加工而調整厚度。隨後,將半導體晶圓保持在切割膠帶上,且將半導體晶圓進行切割而個片化成為晶片。
在半導體晶圓表面,由於突起物而產生5~100μm左右的微細凹凸差。背面研磨帶被要求對該凹凸面具有追隨性且能夠確實地保護電路面。背面研磨帶的追隨性不充分時,在背面的磨削中有磨削屑等侵入電路面且將電路污染或破損之情形。因而,背面研磨帶被要求對微細凹凸面之埋入性。
作為對此種具有高低差的半導體晶圓之背面研磨帶,已知一種由基材、中間層及黏著劑層所構成之黏著膠帶(專利文獻1、2)。在該黏著膠帶,藉由中間層而吸收晶圓表面的高低差且追隨電路面。但是,在前述文獻之中間層,多半是由聚烯烴系聚合物所構成,而且,黏著劑層多半是由丙烯酸系聚合物所構成。聚烯烴系聚合物與丙烯酸系聚合物通常親和性較低。因此,在將背面研磨帶從半導體晶圓的電路面剝離時,有在中間層與黏著劑層之間產生剝離且引起黏著劑殘留附著在半導體晶圓的電路面之問題。
又,作為背面研磨帶,亦已知由基材及黏著劑層所構成之二層結構的黏著膠帶。在如此的黏著膠帶,為了追隨半導體晶圓表面的凹凸,已研討將黏著劑層增厚、或使黏著劑層較軟質。但是,在如此的黏著膠帶,有引起外觀不良、黏著劑殘留附著在半導體晶圓的電路面的問題之情形。
黏著膠帶通常被捲取成為捲物狀而保管、搬運。此時,對黏著膠帶施加捲撓壓力(winding pressure),致使黏著劑層和中間層的一部分漏出至捲物端面。特別是在夏季保管、在海上搬運時,有被暴露在40℃左右的環境下之情形,致使樹脂成分的漏出變的顯著。漏出至捲物端面之樹脂成分,成為端部外觀不良的主要原因,而且塵埃等附著亦成為污染半導體晶圓的主要原因。又,使黏著劑層較軟質時,對半導體晶圓表面的凹凸之追隨性提升。但是,若將黏著膠帶從半導體晶圓表面剝離,則剝離時黏著劑層伸長、斷裂,而且黏著劑的一部分殘留附著在晶圓電路面(糊劑殘渣),且有污染電路面之情形。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第3773358號 [專利文獻2]日本特許第4918181號
[發明欲解決之課題]
本發明之目的,是在被使用作為背面研磨帶、切割膠帶等的黏著膠帶,消除在工件產生的糊劑殘渣及端部外觀不良。 [用以解決課題之手段]
通常將黏著膠帶貼附在凹凸面時,是將黏著膠帶加溫至40~60℃左右,且在使黏著劑層(或中間層)的流動性、埋入性提升之後進行貼附。另一方面,端部外觀不良的主要原因之保管時黏著劑(或中間層)的漏出,是起因於黏著劑(或中間層)在常溫~40℃左右產生流動。因此,本發明者等詳細地研討構成黏著劑層(或中間層)之黏著性組合物的黏彈性行為。該結果,發現若能夠實現在室溫~40℃左右時具有能夠抑制流動性的程度之彈性,且在加溫下具有適當的流動性及形狀維持性之丙烯酸系聚合物時,則能夠消除上述課題,而完成了本發明。本發明之目的是解決此種課題,其要旨如以下。
(1)一種黏著性組合物,在23℃的儲存模數G’(23)為1.0×105 Pa以上,在50℃之儲存模數G’(50)為2.5×105 Pa以下,在60℃之動態黏彈性的tanδ為0.5以上,而且包括丙烯酸系聚合物作為主成分。 (2)如(1)所述之黏著性組合物,其在60℃的儲存模數G’(60)相對於在23℃的儲存模數G’(23)之比,亦即,G’(60)/G’(23)為0.1~0.7。 (3)一種黏著膠帶,包包括基材及黏著劑層,其中該黏著劑層包括如(1)或(2)所述之黏著性組合物。 (4)一種黏著膠帶,包括基材、黏著劑層、以及基材與黏著劑層之間之中間層,其中該中間層包括如(1)或(2)所述之黏著性組合物。 [發明效果]
在黏著劑等所使用的丙烯酸系聚合物,通常能夠在-50~0℃左右的低溫區域確認tanδ的尖峰值,且隨著溫度上升而tanδ降低。又,彈性模數隨著溫度上升而降低。本發明者等針對作為黏著性組合物的主成分之丙烯酸系聚合物的黏彈性進行各種研討,且成功設計一種在室溫~40℃左右時具有能夠抑制流動性的程度之彈性,而且在加溫下具有適當的流動性及形狀維持性之丙烯酸系聚合物。藉由使用此種丙烯酸聚合物作為黏著性組合物的主成分,能夠提供一種黏著膠帶,其在貼附時及保管時容易控制黏著劑層(或中間層)的流動性,且在貼附時追隨工件的凹凸面,而且在保管時黏著性組合物的漏出較少。
[用以實施發明之形態]
以下,具體地說明本發明之黏著膠帶。首先,說明在本說明書所使用的主要用語。 在本說明書,例如所謂「(甲基)丙烯酸酯」,是使用作為表示「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」的雙方之用語,針對其它類似用語亦同樣。
所謂黏著膠帶,意指包含基材、及黏著劑層之積層體,而且包含該等以外的其它構成層亦無妨。例如,亦可為在基材與黏著劑層之間具有中間層之構成;為了提升基材表面與黏著劑層界面、或基材表面與中間層界面的密著性,且防止低分子量成分移行等目的,亦可在黏著劑層側的基材表面形成底漆(primer)層;在黏著劑層表面亦可層積用以保護黏著劑層至使用時為止之剝離膜。又,基材可為單層,亦可為具備緩衝層等的功能層之多層。以下說明之本發明的黏著性組合物,能夠適合使用在黏著膠帶的黏著劑層或中間層。
所謂背面研磨帶,是指在半導體晶圓的背面磨削時為了保護晶圓電路面而使用的黏著膠帶。所謂切割膠帶,是指將晶圓連電路一起個片化成為晶片時,為了保持晶圓及晶片而使用之黏著膠帶。 所謂半導體晶圓的「表面」,是指形成有電路之面,所謂「背面」,是指未形成有電路之面。
(黏著性組合物) 本發明的黏著性組合物,包括丙烯酸系聚合物,且滿足以下的黏彈性行為。又,黏著性組合物的黏彈性是基於固體成分之黏彈性,黏著性組合物為溶液形態時,意指將溶液乾燥而得到的黏著性物質之黏彈性。又,黏著性組合物僅由丙烯酸系聚合物所構成時,意指丙烯酸系聚合物本身的性質。又,黏著性組合物為能量線硬化性時,下述物性是指藉由能量線照射使黏著性組合物硬化之前的物性。
黏著性組合物在23℃的儲存模數G’(23),較佳為1.0×105 pa以上,更佳為1.2×105 pa以上,較佳為1.3×105 ~8.0×105 pa,特佳為1.7×105 ~7.0×105 pa。
黏著性組合物的儲存模數G’(23)為上述範圍時,能夠抑制在常溫~40℃左右的流動性。該結果,即便將黏著膠帶以捲物狀的形態保管、搬運,黏著性組合物亦不會從捲物端面漏出,而能夠良好地維持捲物端部的外觀。
黏著性組合物在50℃的儲存模數G’(50),較佳為2.5×105 pa以下,更佳為2.4×105 pa以下,較佳為7.0×104 ~2.3×105 pa,特佳為8.0×104 ~2.2×105 pa。
黏著性組合物的儲存模數G’(50)為上述範圍時,將黏著膠帶加溫至40~60℃左右而進行貼附時,能夠得到適當的流動性,且對半導體晶圓表面的凹凸之埋入性提升。
在黏著性組合物60℃之動態黏彈性的tanδ (以下有記載為「tanδ(60)」之情形),較佳為0.5以上,更佳為0.51以上,較佳為0.52~0.8,特佳為0.53~0.75。
黏著性組合物的tanδ可如下所述而得到。亦即,能夠從黏著性組合物得到預定形狀的試料,對該試料施加頻率1Hz的應變,且在各測定溫度測定儲存模數G’及損失模數G’’,而且從該等值算出在60℃之損失正切tanδ(G’’/G’)而得到tanδ(60)。
藉由tanδ(60)在上述範圍,一旦變形的黏著劑層或中間層維持變形後的形狀之傾向變高。該結果,因為被埋入至半導體晶圓表面的凹凸之黏著劑層或中間層維持其形狀,所以能夠阻止切削水浸入至晶圓表面,且能夠減低電路的污染、破損。
又,本發明的黏著性組合物較佳為滿足以下的黏彈性。 黏著性組合物之在60℃的儲存模數G’(60)相對於在23℃的儲存模數G’(23)之比,G’(60)/G’(23)良好為0.1~0.7,更佳為0.2~0.6,較佳為0.21~0.45,特佳為0.23~0.41。
G’(60)/G’(23)為上述範圍時,即便將黏著劑層或中間層加溫亦不會過度地流動化,所以黏著性組合物不侵入至電路面的微細構造。因此,即便在預定步驟結束後將黏著膠帶剝離,黏著性組合物亦不會殘留附著在電路面的微細構造。
又,黏著性組合物具有複數個動態黏彈性的tanδ之極大值,較佳為二個。在使用下述含兩性離子的丙烯酸系聚合物作為黏著性組合物的主成分之丙烯酸系聚合物的情況,在該聚合物中,相當於通常的黏著性聚合物之部位與源自含兩性離子單元之部位共存。認為因為兩者的黏彈性行為是不同的,所以tanδ之極大值出現複數個。 在較佳態樣中,低溫側的tanδ之極大值出現在-50~0℃的範圍,而高溫側的tanδ之極大值出現在10~60℃的範圍。
因為在低溫側具有tanδ之極大值,所以常溫時具有優異的黏著力特別是初期黏著力。又,因為高溫側具有tanδ之極大值,所以將黏著膠帶加溫至40~60℃左右且將黏著劑埋入半導體晶圓表面的凹凸之後,黏著劑層的變形能夠維持,且能夠減低因切削水引起之電路面的污染、破損。
本發明之黏著性組合物包括丙烯酸系聚合物作為主成分。所謂丙烯酸系聚合物,是將源自(甲基)丙烯酸或其衍生物的酯類之重複單元作為主要構成要素之聚合物,且亦可為改性聚合物。上述黏著性組合物的各種物性主要是起因於丙烯酸系聚合物。因而,藉由選擇具有適當的黏彈性之丙烯酸系聚合物,能夠得到本發明的黏著性組合物。以下,說明能夠適合使用的丙烯酸系聚合物,但是該等為非限定的例示,本發明的丙烯酸系聚合物不被下述之物限定。藉由基於以下的說明及技術常識而適當地調節聚合物的構造,能夠得到在本發明能夠使用的其它丙烯酸系聚合物。
本發明之黏著性組合物,較佳是包括具有含兩性離子結構的重複單元及源自(甲基)丙烯酸系單體的重複單元之丙烯酸系聚合物作為丙烯酸系聚合物作為。以下,有將含兩性離子結構的重複單元稱為「含兩性離子單元」,將源自(甲基)丙烯酸系單體的重複單元稱為「(甲基)丙烯酸((meth)acrylic)單元」且將含有該等重複單元之聚合物稱為「含兩性離子的丙烯酸系聚合物」之情形。
(含兩性離子的丙烯酸系聚合物) 含兩性離子的丙烯酸系聚合物包括含有兩性離子結構的重複單元。在此,所謂兩性離子結構,是指包括正電荷及負電荷之分極結構。含兩性離子的丙烯酸系聚合物,較佳是在聚合物的側鏈具有兩性離子結構。兩性離子結構只要具有分極結構,就沒有特別限定,就製造上的方便性而言,正電荷較佳是源自四級銨、含氮的雜環或四級鏻之正電荷,負電荷是源自磺內酯(sultone)之磺基殘基(SO3 - )。聚合物的主鏈結構沒有特別限定,較佳是由碳骨架所構成。因而,較佳的含兩性離子單元如下述式(1)所表示。又,以下,將正電荷是源自四級銨時作為例子而進行說明,但是正電荷亦可為源自含氮的雜環或四級鏻之物。
Figure 02_image001
式(1)中,R1 表示氫原子或甲基,R2 、R3 各自獨立地表示氫原子、具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基、具有或不具有醚鍵之碳數2~11的氰烷基(cyanoalkyl)、具有或不具有醚鍵之碳數2~10的烯基、或具有或不具有取代基之碳數6~20的芳基。R2 及R3 亦可互相鍵結而形成環。m為2~5的整數,以3或4為佳。
R2 、R3 之具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基,該碳數1~10的烷基之碳數,以1~8為佳,以1~5為較佳。作為不具有醚鍵之烷基,可舉出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基等。作為具有醚鍵之烷基,可舉出下述式(2)或(3)表示之基等。
Figure 02_image003
式(2)中,R4 表示碳數1~8的烷基,Z1 表示碳數2~9的伸烷基,R4 與Z1 的碳數之合計為3~10。 *表示連結鍵。 式(3)中,R5 表示碳數1~6的烷基、Z2 表示碳數2~7的伸烷基,Z3 表示碳數2~7的伸烷基,R5 、Z2 、Z3 的碳數之合計為5~10。*表示連結鍵。
R2 、R3 之具有或不具有醚鍵之碳數2~11的氰烷基,該碳數2~11的氰烷基之碳數,以2~9為佳,以2~6為較佳。作為不具有醚鍵之氰烷基,可舉出氰甲基、2-氰乙基、3-氰丙基、4-氰丁基、6-氰己基等。作為具有醚鍵之氰烷基,可舉出下述式(4)或(5)表示之基等。
Figure 02_image005
式(4)中,R6 表示碳數2~9的氰烷基,Z4 表示碳數2~9的伸烷基,R6 與Z4 的碳數之合計為4~11。*表示連結鍵。 式(5)中,R7 表示碳數2~7的氰烷基,Z5 表示碳數2~7的伸烷基,Z6 表示碳數2~7的伸烷基,R7 、Z5 、Z6 的碳數之合計為6~11。*表示連結鍵。
R2 、R3 之具有或不具有醚鍵之碳數2~10的烯基,該碳數2~10的烯基之碳數,以2~9為佳,以2~6為較佳。作為不具有醚鍵之烯基,可舉出乙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基等。 作為具有醚鍵之烯基,可舉出下述式(6)或(7)表示之基等。
Figure 02_image007
式(6)中,R8 表示碳數2~8的烯基,Z7 表示碳數2~8的伸烷基,R8 與Z7 的碳數之合計為4~10。*表示連結鍵。 式(7)中,R9 表示碳數2~6的烯基,Z8 表示碳數2~6的伸烷基,Z9 表示碳數2~6的伸烷基,R9 、Z8 、Z9 的碳數之合計為6~10。*表示連結鍵。
R2 、R3 之具有或不具有取代基之碳數6~20的芳基,該碳數6~20的芳基之碳數,以6~10為佳。作為未取代的芳基,可舉出苯基、1-萘基、2-萘基等。作為具有取代基之芳基的取代基,可舉出甲基、乙基等的碳數1~6的烷基;甲氧基、乙氧基等的碳數1~6的烷氧基;氟原子、氯原子等的鹵素原子等。
作為R2 與R3 鍵結而形成的環,可舉出吡咯啶(pyrrolidine)環、哌啶(piperidine)環、嗎啉(morpholine)環等。 式(1)中,A1 表示下述式(8)~(10)的任一者表示之二價基。
Figure 02_image009
式(8)~(10)中,A2 及A3 各自獨立地表示碳數1~10的伸烷基,n表示1~10的整數。*1表示與碳原子之連結鍵,*2表示與氮原子之連結鍵。
A2 、A3 之碳數1~10的伸烷基之碳數,以1~8為佳,以1~6為較佳。作為碳數1~10的伸烷基,可舉出亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基等的直鏈狀伸烷基;丙烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基等的支鏈狀伸烷基。n為1~10的整數,以1~5的整數為佳。
又,在兩性離子結構的正電荷是源自含氮的雜環或四級鏻的情況中,可舉出將在前述式(1)的含兩性離子單元之四級銨部位(N+ R2 R3 )取代成為下述式(11)~(14)的構造之含兩性離子單元。
Figure 02_image011
(式中,R10 表示具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基、具有或不具有醚鍵之碳數2~11的氰烷基、或是具有或不具有醚鍵之碳數2~10的烯基,R11 表示氫原子、或是具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基。但是R10 或R11 的任一方不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。*表示對(CH2 )m 的連結鍵)。
Figure 02_image013
(式中,R12 ~R16 各自獨立地表示氫原子、或是具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基。但是R12 ~R16 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。*表示對(CH2 )m 的連結鍵)。
Figure 02_image015
(式中,R17 ~R21 各自獨立地表示氫原子、或是具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基。但是R17 ~R21 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。*表示對(CH2 )m 的連結鍵)。
Figure 02_image017
(式中,R22 表示具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基、具有或不具有醚鍵之碳數2~11的氰烷基、具有或不具有醚鍵之碳數2~10的烯基、或是取代或未取代之碳數6~20的芳基。R23 、R24 各自獨立地表示氫原子、具有或不具有醚鍵之碳數1~10的烷基、具有或不具有醚鍵之碳數2~11的氰烷基、具有或不具有醚鍵之碳數2~10的烯基、或是取代或未取代之碳數6~20的芳基。但是R22 ~R24 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。*表示對(CH2 )m 的連結鍵)。
含兩性離子的丙烯酸系聚合物包括上述含兩性離子單元及(甲基)丙烯酸單元。 含兩性離子的丙烯酸系聚合物中之含兩性離子單元的比例,將含兩性離子的丙烯酸系聚合物的總量設為基準,為小於100質量%,較佳為30質量%以下,更佳為15質量%以下,特佳為0.1~10質量%,最佳為0.5~5.0質量%。含兩性離子的丙烯酸系聚合物中之含兩性離子單元的比例太少時,則在黏著性組合物的特性,不容易顯現源自含兩性離子單元之特性,且對凹凸面之埋入性低落,而且有端部外觀不良之情形。又,含兩性離子單元的比例太多時,比率有無法得到充分的黏著性之情形。
作為(甲基)丙烯酸單元,可舉出源自(甲基)丙烯酸酯的重複單元、源自(甲基)丙烯酸的重複單元、源自(甲基)丙烯醯胺的重複單元等。(甲基)丙烯酸單元的比例,將含兩性離子的丙烯酸系聚合物的總量設為基準,為大於0質量%,較佳為70質量%以上,更佳為85質量%以上,特佳為90~99.9質量%,最佳為95~99.5質量%。
作為(甲基)丙烯酸酯,以(甲基)丙烯酸烷酯為佳。作為(甲基)丙烯酸烷酯,可舉出烷基的碳數為1~20之物,烷基可為直鏈,亦可為支鏈。作為(甲基)丙烯酸烷酯的具體例,可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一酯、(甲基)丙烯酸十二酯等。(甲基)丙烯酸烷酯可單獨或組合2種以上而使用。
又,從使黏著性組合物的黏著力提升之觀點而言,以包括源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元為佳。作為該(甲基)丙烯酸烷酯的碳數,較佳為4~12,更佳為4~6。又,烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯以丙烯酸烷酯為佳。
在含兩性離子的丙烯酸系聚合物中,源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的比例,將含兩性離子的丙烯酸系聚合物的總量設為基準,良好為40~98質量%,較佳為45~95質量%,更佳為50~90質量%。
含兩性離子的丙烯酸系聚合物,除了源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯之重複單元以外,為了調整黏著性組合物的彈性模數、黏著特性等,亦可為包括源自烷基的碳數為1~3之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元之共聚物。又,該(甲基)丙烯酸烷酯以碳數1或2的(甲基)丙烯酸烷酯為佳,以(甲基)丙烯酸甲酯為較佳,以甲基丙烯酸甲酯為最佳。在含兩性離子的丙烯酸系聚合物中,源自烷基的碳數為1~3之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的比例,將含兩性離子的丙烯酸系聚合物的總量設為基準,良好為0~30質量%,較佳為0~26質量%,更佳為0~22質量%。
含兩性離子的丙烯酸系聚合物,能夠藉由使含兩性離子的聚合性單體與(甲基)丙烯酸系單體共聚合而得到。又,亦能夠使具有能夠導入兩性離子結構的結構之聚合性單體與(甲基)丙烯酸系單體共聚合,且使磺內酯化合物等對所得到的共聚合物起作用,而得到含兩性離子的丙烯酸系聚合物。又,在合成該等聚合物時,除了含兩性離子的聚合性單體或具有能夠導入兩性離子結構的結構之聚合性單體及(甲基)丙烯酸系單體以外,亦可使能夠與該等共聚合的其它單體共聚合。
首先,說明使前者之含兩性離子的聚合性單體與(甲基)丙烯酸系單體共聚合而得到含兩性離子的丙烯酸系聚合物之情況。在含兩性離子的丙烯酸系聚合物的合成所使用之含兩性離子的聚合性單體,是指在分子內具有聚合性碳-碳雙鍵及前述分極結構之化合物。作為(甲基)丙烯酸系單體,可舉出前述(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯醯胺等。
在本發明,含兩性離子的聚合性單體能夠配合目標含兩性離子的丙烯酸系聚合物而適當地決定。例如,具有上述式(1)表示的重複單元之含兩性離子的丙烯酸系聚合物,能夠使用下述式(1a)表示之含兩性離子的聚合性單體而合成。又,亦能夠使用將在下述式(1a)之含兩性離子的聚合性單體之四級銨部位(N+ R2 R3 )取代成為前述式(11)~(14)的構造之含兩性離子的聚合性單體。
Figure 02_image019
式(1a)中,R1 、R2 、R3 、A1 、及m各自表示與前述相同的意思。 式(1a)表示之兩性離子含有聚合性單體沒有特別的限定。例如,如下述式所顯示,含式(1a)的聚合性單體能夠藉由使對應之胺化合物(1b)與磺內酯化合物(1c)反應而得到。
Figure 02_image021
(上述式中,R1 ~R3 、A1 表示與前述相同意思,p為(m-2))。 胺化合物(1b)能夠使用習知的方法而製造、取得。 又,在上述胺化合物(1b)中,亦能夠使用將胺部位(NR2 R3 )取代成為下述式(15)~(18)表示之能夠導入兩性離子的構造之化合物。
Figure 02_image023
(式中,R10 ~R24 表示與前述相同意思。但是R10 或R11 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。R12 ~R16 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。R17 ~R21 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵。R22 ~R24 之其中的一個不存在原子或基而為自由基狀態且表示對前述A1 的連結鍵)。
作為前述磺內酯化合物(1c),可舉出1,2-乙烷磺內酯、1,3-丙烷磺內酯、1,4-丁烷磺內酯、2,4-丁烷磺內酯、1.5-戊烷磺內酯。該等為習知化合物,能夠使用習知的方法而製造、取得,亦能夠使用市售品。
在胺化合物(1b)與磺內酯化合物(1c)之反應,磺內酯化合物(1c)的使用量,相對於胺化合物(1b),良好為0.8~1.2當量,較佳為0.9~1.1當量。藉由使磺內酯化合物(1c)的使用量在上述範圍,能夠省略將未反應物除去之步驟,或是縮短除去所花費的時間。
胺化合物(1b)與磺內酯化合物(1c)之反應可無溶劑而進行,亦可在惰性溶劑的存在下進行。作為所使用的惰性溶劑,可舉出四氫呋喃、二甘醇二甲醚(diglyme)等的醚系溶劑;乙腈、丙腈等的丙腈系溶劑;丙酮、甲基乙基酮等的酮系溶劑;甲苯、二甲苯等的芳香族烴系溶劑;氯仿等的鹵化烴系溶劑等。
使用惰性溶劑時,其使用量沒有特別限制,相對於胺化合物(1b)1質量份,通常為1~100質量份。反應溫度沒有特別限定,通常為0~200℃,良好為10~100℃,較佳為20~60℃的範圍。又,可在常壓(大氣壓)下實施反應,亦可在加壓條件下實施反應。
反應時間沒有特別限定,通常為12~332小時,較佳為24~168小時。從能夠防止因氧氣引起氧化、因空氣中的水分引起磺內酯化合物(1c)產生水解致使產率低落的觀點而言,反應以在氮氣、氬氣體等的惰性氣體環境下進行為佳。能夠使用氣體層析法、高效液體層析法、薄層層析法、NMR、IR等通常的分析手段而確認反應的進行。
反應結束後,進行在有機合成化學之通常的後處理操作,亦能夠按照需要而使用再結晶、管柱層析法等習知的精製方法進行精製且將目標含兩性離子的聚合性單體離析。又,在本發明,亦可使用市售品作為含兩性離子的聚合性單體。又,針對將前述胺化合物(1b)的胺取代成為式(15)~(18)之能夠導入兩性離子結構的結構之化合物,亦能夠與使用上述胺化合物(1b)時同樣地進行,藉由使其與磺內酯化合物(1c)反應而得到含兩性離子的聚合性單體。
含兩性離子的丙烯酸系聚合物的合成方法沒有特別限定。例如,能夠藉由在自由基聚合起始劑的存在下,使包括含兩性離子的聚合性單體、(甲基)丙烯酸系單體、及視需要之能夠與含兩性離子的聚合性單體共聚合的單體之單體混合物進行聚合反應,以合成含兩性離子的丙烯酸系聚合物。
作為自由基聚合起始劑,可舉出有機過氧化物、偶氮系化合物等。作為有機過氧化物,可舉出過氧化月桂醯、過氧化苯甲醯等的二醯基過氧化物(diacyl peroxide)類;1,1-雙(三級丁基過氧化)環己烷、1,1-雙(三級丁基過氧化)3,3,5-三甲基環己烷等的過氧化縮酮(peroxyketal)類;過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二-2-乙基己酯等的過氧化二碳酸酯(peroxydicarbonate)類;過氧化2-乙基己酸三級丁酯、過氧化異丁酸三級丁酯等的過氧化酯(peroxyester)類等。
作為偶氮系化合物,可舉出2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)、二甲基2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)、4,4’-偶氮雙(4-氰戊酸)、2,2’-偶氮雙(2-羥甲基丙腈)、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷] (2,2′-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl) propane)等。該等能夠1種單獨、或組合2種以上而使用。
自由基聚合起始劑的使用量,相對於在聚合反應所使用的單體1莫耳(但是,在共聚物的情況中,則為單體合計莫耳),通常為0.0001~0.1000莫耳,較佳為0.0005~0.0050莫耳。
自由基聚合反應的條件,只要目標聚合反應進行,就沒有特別限定。加熱溫度通常為40~150℃,反應時間能夠適當地設定為1分鐘~24小時的範圍。 所得到的反應液,可直接使用在其黏著性組合物的調製,亦可依照常用的方法而將含兩性離子的丙烯酸系聚合物進行離析、精製。
又,如前述,含兩性離子的丙烯酸系聚合物,亦能夠使具有能夠導入兩性離子結構的結構之聚合性單體與(甲基)丙烯酸系單體共聚合,且使磺內酯化合物等對所得到的聚合物起作用而得到。
作為能夠導入兩性離子結構的結構,可舉出,例如,胺基、含氮的雜環、膦(phosphine)等。作為具有能夠導入兩性離子結構的結構之聚合性單體,能夠適合使用前述的胺化合物(1b)。胺化合物(1b)與(甲基)丙烯酸系單體的共聚合,能夠在和前述含兩性離子的聚合性單體與(甲基)丙烯酸系單體的共聚合同樣的條件下進行,且共聚合時視需要使包括能夠與胺化合物(1b)及(甲基)丙烯酸系單體共聚合的單體之單體混合物進行聚合反應,藉以合成具有能夠導入兩性離子結構的結構之聚合物。
其次,藉由使前述磺內酯化合物(1c)對所得到的丙烯酸系聚合物之能夠導入兩性離子結構的結構進行反應,以得到含兩性離子的丙烯酸系聚合物。胺基等的官能基與磺內酯化合物之反應,能夠在和前述胺化合物(1b)與磺內酯化合物(1c)的反應同樣的條件下進行。亦能夠使用將該胺化合物(1b)的胺部位(NR2 R3 )取代成為前述式(15)~(18)之能夠導入兩性離子結構的結構之化合物,以代替上述胺化合物(1b)。
含兩性離子的丙烯酸系聚合物,除了上述的重複單元以外,亦可具有源自含官能基單體的重複單元。作為含官能基單體的官能基,可舉出羥基、羧基、胺基、環氧基等。含官能基單體與後述的交聯劑反應且成為交聯起點,或與含不飽和基的化合物反應,而能夠將不飽和基導入至含兩性離子的丙烯酸系聚合物的側鏈。
作為含官能基單體,可舉出含羥基單體、含羧基單體、含胺基單體、含環氧基單體等。該等單體可單獨或組合2種以上而使用。該等之中,以含羥基單體、含羧基單體為佳,以含羥基單體為較佳。
作為含羥基單體,可舉出,例如,(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3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等的(甲基)丙烯酸羥基烷酯;乙烯醇、烯丙醇類等的不飽和醇類等。
作為含羧基單體,可舉出,例如,巴豆酸等的乙烯性不飽和單羧酸;反丁烯二酸、伊康酸、檸康酸等的乙烯性不飽和二羧酸及其酸酐、甲基丙烯酸2-羧基乙酯等。
源自含官能基單體的重複單元的比例,將含兩性離子的丙烯酸系聚合物的總量設為基準,為70質量%以下,較佳為50質量%以下。
又,除了上述以外,含兩性離子的丙烯酸系聚合物亦可含有源自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯醯胺等之能夠與上述的丙烯酸系單體共聚合的單體之重複單元。
所得到之含兩性離子的丙烯酸系聚合物的玻璃轉移溫度(Tg),較佳為-60~-20℃,更佳為-50~-22℃。含兩性離子的丙烯酸系聚合物的Tg,是指由含兩性離子的丙烯酸系聚合物所構成的試料在頻率1Hz的動態黏彈性測定中,在-60~50℃的區域之損失正切(tanδ)顯示最大值之溫度。含兩性離子的丙烯酸系聚合物的Tg太低時,容易產生糊劑殘渣。又,Tg太高時,對電路面的凹凸之埋入性有低落之情形。
含兩性離子的丙烯酸系聚合物的玻璃轉移溫度,例如,將源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的比例增大時,有低落之傾向。
又,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的質量平均分子量(Mw),較佳為1萬~30萬,更佳為2萬~20萬。又,在本說明書,所謂質量平均分子量,是使用凝膠滲透層析法而測定之標準聚苯乙烯換算之值。含兩性離子的丙烯酸系聚合物的Mw太低時,容易產生糊劑殘渣。又,Mw太高時,對電路面的凹凸之埋入性有低落之情形。
例如,在製造含兩性離子的丙烯酸系聚合物時若增大所使用的自由基聚合起始劑,則含兩性離子的丙烯酸系聚合物的質量平均分子量有降低之傾向。又,增長聚合反應時間時,質量平均分子量有增大之傾向。使聚合反應溫度上升時,質量平均分子量有降低之傾向。
又,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的分子量分佈(Mw/Mn、Mn為數量平均分子量),較佳為15以下,更佳為2~11。含兩性離子的丙烯酸系聚合物的分子量分佈太廣闊時,容易產生糊劑殘渣。
分佈例如,可使用活性自由基法調製含兩性離子的丙烯酸系聚合物,藉此,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的分子量亦能夠狹窄化。在活性自由基法中,例如,使用含碲化合物作為自由基聚合起始劑。又,使用原子轉移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization:ATRP)、可逆性加成‧斷裂鏈轉移聚合(Reversible Addition/Fragmentation Chain Transfer Polymerization:RAFT)等的聚合法,亦能夠使分子量分佈狹窄化。
(黏著性組合物的成分) 本發明的黏著性組合物包括丙烯酸系聚合物,較佳為包括含兩性離子的丙烯酸系聚合物。使用含兩性離子的丙烯酸系聚合物時,可單獨使用1種,亦可組合2種以上而使用。黏著性組合物可僅由含兩性離子的丙烯酸系聚合物所形成,亦可包括含兩性離子的丙烯酸系聚合物以外的成分。在本發明的黏著性組合物中之含兩性離子的丙烯酸系聚合物的比例,將黏著性組合物的總量作為基準,良好為80質量%以上,較佳為85質量%以上,更佳為90質量%以上。
除了含兩性離子的丙烯酸系聚合物以外,本發明的黏著性組合物亦可包括,例如,能量線硬化性化合物、交聯劑、光聚合起始劑、含兩性離子的丙烯酸系聚合物以外的黏著性聚合物、及其它添加劑。
(能量線硬化性化合物) 作為能量線硬化性化合物,以在分子內具有不飽和基且能夠藉由照射能量線而聚合硬化的單體或寡聚物為佳。作為此種能量線硬化性化合物,可舉出,例如,三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯等的多價(甲基)丙烯酸酯單體、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯等的寡聚物。
該等之中,從分子量較高、不容易使黏著劑層的彈性模數低落的的觀點而言,以胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物為佳。能量線硬化性化合物的分子量(在寡聚物的情況中,則為質量平均分子量),良好為100~12000,較佳為200~10000,更佳為400~8000,特佳為600~6000。
將能量線硬化性化合物使用在黏著性組合物時,其調配比例,將黏著性組合物的總量作為基準,良好為1~99質量%,較佳為10~85質量%,更佳為20~80質量%。
(交聯劑) 黏著性組合物亦可進一步含有交聯劑。交聯劑是,例如,對源自丙烯酸系聚合物所具有的含官能基單體之官能基進行反應而使丙烯酸系聚合物彼此交聯之物。作為交聯劑,可舉出,例如,甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等、及該等的加成物等的異氰酸酯系交聯劑;乙二醇環氧丙基醚、1,3-雙(N,N’-二環氧丙基胺甲基)環己烷等的環氧系交聯劑;六[1-(2-甲基)-氮丙啶基]三磷雜三嗪(hexa[1-(2-methyl)-aziridinyl]triphosphatriazine)等的氮丙啶系交聯劑;鋁螯合物等的螯合物系交聯劑等。該等交聯劑可單獨或組合2種以上而使用。
該等之中,從提高凝聚力而使黏著力提升之觀點、及取得容易性等的觀點而言,以異氰酸酯系交聯劑為佳。將交聯劑使用在黏著性組合物時,從促進交聯反應的觀點而言,其調配比例,將黏著性組合物的總量作為基準,良好為0.01~20質量%,較佳為0.05~15質量%,更佳為0.1~10質量%。
(光聚合起始劑) 又,黏著性組合物為能量線硬化性時,黏著性組合物以進一步含有光聚合起始劑為佳。藉由含有光聚合起始劑,即便紫外線等較低能量的能量線亦能夠使黏著性組合物的硬化反應充分地進行。
作為光聚合起始劑,可舉出,例如,苯偶姻(benzoin)化合物、苯乙酮(acetophenone)化合物、醯基氧化膦(acylphosphine oxide)化合物、二茂鈦(titanocene)化合物、9-氧硫
Figure 02_image025
Figure 02_image027
(thioxanthone)化合物、過氧化化合物、以及胺、苯醌(quinone)等的光敏化劑等,更具體而言,可舉出,例如,1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻***、苯偶姻異丙醚、苄基苯基硫醚(benzyl phenyl sulfide)、一硫化四甲基秋蘭姆(tetramethylthiuram monosulfide)、偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile)、聯苄(dibenzyl)、聯乙醯、8-氯蒽醌(8-chloroanthraquinone)、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦(bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide)等。
該等光聚合起始劑可單獨或組合2種以上而使用。使用光聚合起始劑時,其調配比例將能量線硬化性成分的總量作為基準,良好為0.1~10質量%,較佳為0.3~8.0質量%,更佳為0.5~5質量%。
(其它黏著性聚合物) 除了含兩性離子的丙烯酸系聚合物以外,黏著性組合物亦可調配含兩性離子的丙烯酸系聚合物以外的黏著性聚合物。作為此種黏著性聚合物,可舉出被泛用作為黏著劑的主材料之不具有兩性離子結構的丙烯酸系黏著性聚合物、胺甲酸乙酯系黏著性聚合物、橡膠系黏著性聚合物、矽酮(silicone)系黏著性聚合物等。特別是,從相溶性、親和性的觀點而言,以丙烯酸系黏著劑為佳。該等黏著性聚合物可單獨或組合2種以上而使用。
(其它添加劑) 在不損害本發明的效果之範圍,黏著性組合物亦可含有其它添加劑。作為其它添加劑,可舉出,例如,抗靜電劑、抗氧化劑、黏著賦予劑、軟化劑(可塑劑)、填充劑、防鏽劑、顏料、染料等。
又,從提升對基材、剝離膜等的塗佈性之觀點,黏著性組合物亦可為進一步使用有機溶劑稀釋而成為黏著劑組合物的溶液形態。作為有機溶劑,可舉出,例如,甲基乙基酮、丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、二㗁烷(dioxane)、環己烷、正己烷、甲苯、二甲苯、正丙醇、異丙醇等。
而且,該等有機溶劑可直接使用黏著性樹脂的合成時所使用的有機溶劑,亦能夠以使該黏著劑組合物的溶液能夠均勻地塗佈之方式,添加合成時所使用的有機溶劑以外之1種以上的有機溶劑。
(黏著性組合物的黏彈性的控制) 黏著性組合物的儲存模數G’(23),能夠藉由,例如,含兩性離子的丙烯酸系聚合物之單體組成而控制。源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的含量增加時,儲存模數G’(23)有降低之傾向。又,認為含兩性離子單元的含量增加時,藉由在23℃附近兩性離子結構彼此的締合而能夠形成較硬質的結構。認為這是因為在兩性離子結構的負電荷部位與其它兩性離子結構的正電荷部位之間生成離子鍵。該結果,儲存模數G’(23)有增加之傾向。
黏著性組合物的儲存模數G’(50),能夠藉由,例如,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的單體組成而控制。源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的含量增加時,儲存模數G’(50)有降低之傾向。又,認為含兩性離子單元的含量增加時,藉由在50℃附近兩性離子結構彼此的締合而能夠形成較硬質的結構。認為這是因為在兩性離子結構的負電荷部位與其它兩性離子結構的正電荷部位之間生成離子鍵。該結果,儲存模數G’(50)有增加之傾向。
tanδ(60)能夠藉由,例如,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的單體組成而控制。認為含兩性離子單元的含量增加時,因為在60℃附近,能量被消耗在兩性離子結構的締合部位之開裂且損失模數G’’增大。該結果,黏著膠帶的加溫時,黏著劑層或中間層的變形能夠維持,且能夠減低因切削水引起之電路面的污染、破損。
黏著性組合物的G’(60)/G’(23),能夠藉由,例如,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的單體組成而控制。源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的含量增加時,儲存模數G’(23)有降低之傾向。又,含兩性離子單元的含量增加時,儲存模數G’(23)有增加之傾向。
源自烷基的碳數為4以上之(甲基)丙烯酸烷酯的重複單元的含量增加時,儲存模數G’(60)有降低之傾向。含兩性離子單元的含量對儲存模數G’(60)之影響不大,因為即便在60℃附近,兩性離子結構彼此的締合部位為部分地殘留,所以能夠抑制儲存模數G’(60)過度降低。
tanδ之極大值顯現的溫度,能夠藉由,例如,含兩性離子的丙烯酸系聚合物的單體組成而控制。含兩性離子單元的含量增加時,tanδ之極大值顯現的溫度呈現低溫側尖峰、高溫側尖峰同時往高溫側位移的趨勢。因而,藉由控制含兩性離子的丙烯酸系聚合物的單體組成,而能夠達成在所需要的貼附溫度之良好的埋入性、形狀維持性。
(黏著膠帶) 本發明之黏著膠帶具有包括上述黏著性組合物之黏著劑層或中間層。黏著膠帶的用途沒有特別限定,例如,能夠使用作為背面研磨帶、切割膠帶、用以將拾取後的晶片轉移之膠帶等。又,黏著膠帶亦可配合被貼附的對象之形狀而預先切割。例如,使用在半導體晶圓的背面磨削時,亦可切斷成為半導體晶圓的形狀。又,使用作為切割膠帶時,亦可配合環狀框的形狀而切割。以下,主要將針對使用作為背面研磨帶(半導體晶圓表面保護膠帶)或切割膠帶的情況而進行說明。 以下,將具有包括上述黏著性組合物的黏著劑層之黏著膠帶設為第1形態,而且將具有包括上述黏著性組合物的中間層之黏著膠帶設為第2形態而進行說明。
(第1形態之黏著膠帶) 第1形態之黏著膠帶包括基材及黏著劑層,其特徵在於,黏著劑層包括上述黏著性組合物。
(基材) 第1形態之黏著膠帶的基材,只要黏著膠帶在切割步驟、背面研磨步驟等所需要的步驟能夠適當地達成功能,其構成材料就沒有特別限定,通常由將樹脂系的材料作為主材料之薄膜所構成。作為該薄膜的具體例,可舉出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物膜、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物膜等的乙烯系共聚物膜;低密度聚乙烯(LDPE)膜、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)膜、高密度聚乙烯(HDPE)膜等的聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、乙烯-降莰烯共聚物膜、降莰烯樹脂膜等的聚烯烴系薄膜;聚氯乙烯膜、氯乙烯共聚物膜等的聚氯乙烯系薄膜;聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚對苯二甲酸丁二酯膜等的聚酯系薄膜;聚氨酯膜;聚醯亞胺膜;聚苯乙烯膜;聚碳酸酯膜;氟樹脂膜等。而且亦能夠使用如該等的交聯膜、離子聚合物膜之改性薄膜。上述基材可由該等的1種所構成之薄膜,而且亦可為將該等組合2種類以上而成之積層膜。
構成基材之薄膜,以具備乙烯系共聚物膜及聚烯烴系薄膜的至少一種為佳。乙烯系共聚物膜能夠藉由改變共聚合比等而容易在廣泛的範圍控制其機械特性。因此,具備乙烯系共聚物膜之基材,容易滿足作為本實施形態之黏著膠帶的基材被要求的機械特性。又,因為乙烯系共聚物膜對黏著劑層之密著性較高,所以在使用作為黏著膠帶時不容易在基材與黏著劑層之界面產生剝離。
在此,在聚氯乙烯系薄膜等的一部分的薄膜中,包括較多對黏著膠帶的特性造成不良影響之成分。例如,在聚氯乙烯系薄膜等,在該薄膜中所含有的可塑劑從基材移行至黏著劑層,而且分佈在黏著劑層之與基材相向側為相反側的面,且有使黏著劑層的對工件(半導體晶圓、晶片等)之黏著性低落之情形。但是,因為乙烯系共聚物膜及聚烯烴系薄膜中對黏著膠帶的特性造成不良影響之成分的含量較少,所以不容易產生黏著劑層的對工件之黏著性低落等的問題。亦即,乙烯系共聚物膜及聚烯烴系薄膜具有優異的化學安定性。
基材亦可在將上述樹脂系材料作為主材料之薄膜內,含有顏料等的著色劑、阻燃劑、可塑劑、抗靜電劑、滑劑、填料等的各種添加劑。作為顏料,可舉出,例如,二氧化鈦、碳黑等。又,作為填料,可例示如三聚氰胺樹脂的有機系材料、如氣相法氧化矽(fumed silica)的無機系材料及如鎳粒子的金屬系材料。此種添加劑的含量沒有特別限定,但是應該限於在基材可發揮所需要的功能且不喪失平滑性和柔軟性的範圍。
黏著劑層為能量線硬化性時,基材以對紫外線、電子射線等預定的能量線具有透射性為佳。
又,為了提升與黏著劑層的密著性,在基材之黏著劑層側的面(以下亦稱為「基材被黏著面」),亦可經施行電暈處理或設置有底漆(primer)層。又,在基材之與基材被黏著面相反側的面亦可設置有各種塗膜。
基材的厚度只要黏著膠帶在所需要的步驟能夠適當地發揮功能,就沒有限定。良好為20~450μm,較佳為25~400μm,特佳為50~350μm的範圍。
(黏著劑層) 在基材的一面形成包括前述黏著性組合物之黏著劑層。將黏著膠帶使用作為切割膠帶時,黏著劑層的厚度,以5~50μm為佳,以1~40μm為特佳,進而以10~20μm為佳。黏著劑層的厚度小於5μm時,黏著劑層有產生黏著性偏差變大的問題之可能性。
將黏著膠帶使用作為背面研磨帶時,黏著劑層具有能夠埋入半導體晶圓表面的凹凸之厚度即可。因而,黏著膠帶被貼附在設置有凸塊之半導體晶圓表面時,黏著劑層的厚度比凸塊高度更大即可。具體而言,黏著劑層的厚度,以凸塊高度的1.0倍以上為佳,以1.2~3倍為較佳,以1.4~2倍為更佳。又,在此所謂凸塊高度,是指設置在半導體晶圓之凸塊高度的最大值。又,此時的黏著劑層厚度,具體而言,以20~300μm為佳,以30~200μm為較佳,以40~150μm為更佳。
(其它) 在上述基材與黏著劑層之間,亦可設置有由各種軟質聚合物所構成之中間層。在第1形態之中間層的構成為任意且未必需要設置。例如,使用含兩性離子的丙烯酸系聚合物作為黏著性組合物的主成分時,以使用丙烯酸系軟質聚合物構成中間層為佳。藉由設置此種中間層,黏著劑層與中間層之間的密著性能夠提升,且能夠防止層間剝離。設置中間層時,黏著劑層的厚度亦可比凸塊高度更小。亦即,能夠藉由中間層與黏著劑層之二層埋入半導體晶圓表面的凹凸即可。此時之中間層的厚度以30~500μm為佳,以50~300μm為較佳,以80~250μm為更佳。又,與中間層層積之黏著劑層的厚度以5~50μm為佳,以7~40μm為特佳,進而以10~20μm為佳。
又,為了在將黏著劑層貼附於工件為止之期間保護黏著劑層之目的,黏著膠帶亦可在黏著劑層之與基材側的面為相反側的面層積有剝離膜。剝離膜的構成為任意,可例示使用剝離劑等將塑膠膜進行剝離處理而成之物。作為塑膠膜的具體例,可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯膜、及聚丙烯、聚乙烯等的聚烯烴膜。作為剝離劑,能夠使用矽酮系、氟系、長鏈烷基系等,該等之中,以廉價且能夠得到穩定的性能之矽酮系為佳。針對剝離膜的厚度,沒有特別限制,通常20~250μm左右。
(第2形態之黏著膠帶) 第2形態之黏著膠帶包括基材、黏著劑層、及設置在該等之間之中間層,其特徵在於,該中間層含有上述黏著性組合物。該形態的黏著膠帶特別是能夠適合使用作為背面研磨帶。 基材與針對前述第1形態已說明之物同樣,基材之中間層側的面(基材被黏著面)亦可經施行與前述同樣的處理。
(中間層) 在基材的一面形成有包括前述黏著性組合物之中間層。將黏著膠帶使用作為背面研磨帶時,黏著劑層與中間層的合計厚度,具有能夠埋入半導體晶圓表面的凹凸之厚度即可。因而,黏著膠帶被貼附在設置有凸塊之半導體晶圓表面時,黏著劑層與中間層的合計厚度比凸塊高度更大即可。具體而言,合計厚度以凸塊高度之1.0倍以上為佳,以1.2~3倍為較佳,以1.4~2倍為更佳。又,在此所謂凸塊高度,是指設置在半導體晶圓之凸塊高度的最大值。又,此時之黏著劑層的中間層的合計厚度,具體而言,以20~300μm為佳,以30~200μm為較佳,以40~150μm為更佳。
(黏著劑層) 黏著劑只要在常溫具有適當的感壓接著性,就沒有特別限定,以在23℃的儲存模數為0.05~0.50MPa之物為佳。在半導體晶圓的表面形成有電路等而且通常具有凹凸。黏著膠帶藉由儲存模數為上述範圍內,被貼附在具有凹凸之晶圓表面時,能夠使晶圓表面的凹凸與黏著劑層充分地接觸,且能夠使黏著劑層的接著性適當地發揮。因此,黏著膠帶確實地進行在對半導體晶圓的固定,且背面磨削時能夠適當地保護晶圓表面。從該等的觀點而言,黏著劑的儲存模數,以0.10~0.35MPa為較佳。又,黏著劑層是由能量線硬化性黏著劑形成時,所謂黏著劑的儲存模數,意指藉由能量線照射而硬化前之儲存模數。
黏著劑層的厚度,以小於40μm為佳,以5~35μm為較佳,以10~30μm為更佳。將黏著劑層如此地薄化時,因為能夠減少在黏著膠帶之剛性較低的部分的比例,所以磨削精確度提升,且容易進一步防止背面磨削時產生之半導體晶片的缺損。又,亦能夠減低黏著劑在半導體晶圓表面的殘留附著。
黏著劑層可由,例如,丙烯酸系黏著劑、胺甲酸乙酯系黏著劑、橡膠系黏著劑、矽酮系黏著劑等所形成,以丙烯酸系黏著劑為佳。 又,黏著劑層以由能量線硬化性黏著劑所形成為佳。藉由黏著劑層是由能量線硬化性黏著劑所形成,在照射能量線而硬化前,將在23℃之彈性模數設為上述範圍之同時,在硬化後能夠將剝離力容易地設定在1000mN/50mm以下。
(其它) 在第2形態的黏著膠帶,亦與第1形態同樣地,為了在將黏著劑層貼附於工件為止之期間保護黏著劑層之目的,亦可在黏著劑層之與基材側的面為相反側的面層積有剝離膜。
(黏著膠帶的製造方法) 作為本發明的黏著膠帶10的製造方法,沒有特別限制,能夠使用習知的方法而製造。例如,將設置在剝離膜上之黏著劑層貼合在基材的一面,而能夠製造將剝離膜貼附在黏著劑層表面的第1形態之黏著膠帶。被貼附在黏著劑層表面之剝離膜,在黏著膠帶的使用前適當地剝離而除去即可。
又,將設置在剝離膜上之中間層貼合在基材的一面,將剝離膜剝離之後,將設置在剝離膜上之黏著劑層貼合在露出的中間層上,而能夠製造將剝離膜貼附在黏著劑層表面的第2形態之黏著膠帶。被貼附在黏著劑層表面之剝離膜,在黏著膠帶的使用前適當地剝離而除去即可。作為在剝離膜上形成黏著劑層或中間層之方法,將本發明的黏著性組合物使用習知的塗佈方法直接塗佈剝離膜上,進行加熱乾燥而使溶劑從塗佈膜揮發之方法為簡便的。
又,亦能夠將黏著性組合物直接塗佈在基材的一面,而形成黏著劑層或中間層。作為黏著性組合物的塗佈方法,可舉出旋轉塗佈法、噴霧塗佈法、棒塗佈法、刮刀塗佈法、輥塗佈法、刀片塗佈法、模塗佈法、凹版塗佈法等。
(黏著膠帶的使用方法) 本發明的黏著膠帶能夠適合使用作為切割膠帶、背面研磨帶。作為切割膠帶,能夠使用於半導體晶圓、BGA型封裝等的切割。特別適合作為接觸切割膠帶之面的凹凸較大的半導體晶圓、BGA型封裝用的切割膠帶。切割方法沒有特別限定,可為使用旋轉圓型刀刃之刀片切割,亦可為使用雷射光之切割。
其次,說明使用本發明的黏著膠帶之晶圓背面磨削方法。在晶圓的背面磨削,是將黏著膠帶貼附在表面形成有電路之半導體晶圓的電路面,邊保護電路面邊將晶圓背面進行磨削,而成為預定厚度的晶圓。
半導體晶圓可為矽晶圓,而且亦可為鎵‧砷等的化合物半導體晶圓。在晶圓表面形成電路,能夠使用包含蝕刻法、剝落法等先前被泛用的方法之各式各樣的方法而進行。在半導體晶圓的電路形成步驟形成預定的電路。又,亦可在半導體晶圓表面形成有凸塊。此種晶圓的磨削前之厚度沒有特別限定,通常為500~1000μm左右。又,半導體晶圓表面形狀沒有特別限定,本發明的黏著膠帶特別是能夠適合使用於保護在電路表面形成有凸塊之晶圓的表面。
本發明的黏著膠帶,具有顯示如上述的獨特的彈性行為之黏著劑層或中間層,在加熱條件下顯示能夠充分地追隨凸塊的凹凸之黏彈性。在貼附本發明的黏著膠帶時,較佳為在降低黏著劑層或中間層的儲存模數的狀態下進行。因而,將黏著膠帶貼附在半導體晶圓,以在40~60℃左右的溫度進行為佳。若貼附時的溫度太高時,則中間層和黏著劑層過度地軟化且流動化,而有從黏著膠帶的側面漏出之情形。
在加熱下貼附黏著膠帶時,黏著劑層或中間層被埋入至形成有凸塊之晶圓面,而將凹凸差消除。又,因為藉由貼附後進行放冷,黏著劑層或中間層的彈性模數回復,且黏著劑層或中間層的彈性模數變高,所以能夠將晶圓保持在平坦的狀態。又,因為本發明的黏著膠帶對晶圓的表面形狀之追隨性較高,而且常態時黏著劑層或中間層為較硬質,所以即便將黏著膠帶捲起成為捲物狀,黏著劑不會在端部漏出,而能夠減低端部外觀不良。
背面磨削在貼附有黏著膠帶之狀態下,藉由使用研磨機及用以將晶圓固定的吸附台面等之習知的手法來進行。背面磨削步驟之後,亦可進行將因磨削而產生的粉碎層除去之處理。背面磨削後的半導體晶圓之厚度,沒有特別限定,較佳為10~400μm,特佳為25~300μm左右。
背面磨削步驟後,將黏著膠帶從電路面剝離。若使用本發明的黏著膠帶時,則在晶圓的背面磨削時能夠確實地保持晶圓,且能夠防止切削水浸入至電路面。
而且,本發明的黏著膠帶,能夠適合使用在藉由所謂預切割法而進行附凸塊的晶圓之晶片化,具體而言,能夠適合使用在以下之半導體晶片的製造方法, 在將半導體晶圓表面形成有溝、或形成有改質區域之半導體晶圓的背面進行磨削,且藉由該磨削而將半導體晶圓個片化成為半導體晶片之步驟中, 從具有凸塊之半導體晶圓表面形成比該晶圓厚度更淺的切入深度之溝、或是從半導體晶圓的表面或背面在半導體晶圓的內部形成改質區域, 將上述黏著膠帶貼附在該電路形成面作為表面保護膠帶, 將表面貼附有黏著膠帶且形成有前述溝或改質區域之半導體晶圓,從背面側進行磨削,且將前述溝或改質區域作為起點而個片化成為複數個晶片(晶片集合體)。
在黏著膠帶的貼附之較佳態樣與前述同樣。藉由使用本發明的黏著膠帶,因為在晶圓(晶片)與黏著劑層之間能夠得到較高的密著性,所以磨削水不浸入電路面且能夠防止晶片污染。
隨後,使用預定方法而進行晶片拾取。又,亦可在晶片拾取之前,將晶片集合體轉印至其它黏著膠帶(拾取膠帶),隨後進行晶片拾取。
在黏著膠帶的黏著劑層為能量線硬化性的情況中,對黏著劑層照射能量線而使黏著劑層硬化。其次,將拾取膠帶貼附在晶片集合體的背面側,且以能夠拾取的方式進行位置及方向對準。此時,配置在晶片集合體的外周側之環狀框亦貼合在拾取膠帶,而將拾取膠帶的外周緣部固定在環狀框。拾取膠帶可同時貼合在晶片集合體及環狀框,亦可依照各別的時間點進行貼合。其次,僅將黏著膠帶剝離,而將晶片集合體轉印至拾取膠帶上。
隨後,視需要將拾取膠帶進行擴展而將晶片間隔分離,將位於拾取膠帶上之各個半導體晶片拾取且固定化在基板等的上面,而製造半導體裝置。
又,拾取膠帶沒有特別限定,例如,能夠由具有基材、及設置在基材的一面之黏著劑層之黏著膠帶所構成。拾取膠帶的黏著力在剝離時比背面研磨帶的黏著力更大即可。又,較佳為在將晶片從拾取膠帶拾取時具有能夠減低黏著力的性質。因而,作為拾取膠帶,能夠適合使用能量線硬化性黏著膠帶、發泡性易剝離膜等。
又,亦能夠使用接著膠帶代替拾取膠帶。所謂接著膠帶,可舉出薄膜狀接著劑與剝離膜之積層體、切割膠帶與薄膜狀接著劑之積層體、由具有切割膠帶與晶粒接合膠帶雙方的功能之接著劑層及剝離片所構成之切割‧晶粒接合膠帶等。又,在將拾取膠帶貼附之前,亦可將薄膜狀接著劑貼合在經個片化的半導體晶圓的背面側。使用薄膜狀接著劑時,薄膜狀接著劑亦可與晶圓為相同形狀。
在使用接著膠帶的情況、和在貼附拾取膠帶之前將薄膜狀接著劑貼合在經個片化的半導體晶圓的背面側的情況等情況中,存在於接著膠帶和拾取膠帶上之複數個半導體晶片,是與被分割成為與半導體晶片相同形狀的接著劑層一起被拾取。然後,半導體晶片透過接著劑層而被固定在基板等的上面,以製造半導體裝置。接著劑層的分割,可藉由雷射和擴展而進行,而且亦可藉由拾取時的張力而進行。
以上,針對本發明的黏著膠帶,概略地說明了作為切割膠帶、背面研磨帶的用途,但是本發明的黏著膠帶之用途沒有特別限定,能夠使用於具有凹凸表面之各種工件的保持、和暫時的保護等等。 實施例
以下,基於實施例而更詳細地說明本發明,但是本發明不被該等例子限制。
在本發明之測定方法、評價方法如以下所述。 [質量平均分子量(Mw)] 含兩性離子的丙烯酸系聚合物之質量平均分子量(Mw),是在以下的條件下進行凝膠滲透層析法(GPC)而求取, 管柱:TSKgel Super AWM-H×2支(6.0mmI. D.×15cml×2支) 管柱LOT No.:S0095, S0096 流量:6.0mL/分鐘 檢測器:HLC-8320GPC 內藏RI檢測器/UV-8320(選項) 檢測器條件:RI:Pol(+), Res(0.5s)/UV:λ(280nm).Pol(+), Res(0.5s) 試料濃度:1.0g/L 注入量:40μL 壓力:2.84MPa 管柱溫度:40℃ 系統溫度:40℃ 沖提液:10mM LiBr + 20mM TEA in DMAc
[彈性模數的測定] 針對實施例及比較例所製造的黏著性組合物,在下述的裝置及條件下測定彈性模數。 試料調製:將各黏著性組合物塗佈在剝離膜上且乾燥,而且與另外的剝離膜貼合。藉此,得到在剝離膜之間層積有厚度40μm的黏著劑層之積層體。重複進行將該積層體之一方的剝離膜除去且將黏著劑層彼此層積,以製造厚度2000μm的測定用試料。 動態彈性模數測定裝置:TA Instruments公司製,製品名「ARES」 測定起始溫度:-60℃ 測定結束溫度:120℃ 升溫速度:4℃/分鐘 頻率:1Hz
[糊劑殘渣評價] 將實施例1~4、比較例1、2所製造的黏著膠帶切斷成為25mm寬度的長條狀,且貼附在一面經鏡面研磨的矽晶圓(直徑6英吋)之鏡面研磨面。黏著膠帶的貼附,是在23℃、50%RH(相對濕度)的條件下,使用2.5kg滾輪往復進行。黏著膠帶貼附後,靜置20分鐘且將黏著膠帶剝離。使用拉伸試驗機(ORIENTEC公司製,製品名「TENSILON」)且在剝離速度300mm/分鐘、剝離角度180∘的條件下進行剝離。剝離後,目視觀察晶圓表面,確認有無糊劑殘渣。 基於以下的基準判定糊劑殘渣。 A:目視無糊劑殘渣 B:目視有糊劑殘渣
[切割性] 使用實施例1~4、比較例1、2製造的黏著膠帶而進行矽晶圓的切割,藉由計算晶片飛散而評價切割性。使用桌上型貼合機(FUJiPLA公司製、製品名「LPD3226Meister6」),將黏著膠帶貼附在一面經鏡面研磨的矽晶圓(直徑6英吋、厚度200μm)的鏡面研磨面。貼附條件設為溫度23℃、貼附速度0.4m/分鐘。在矽晶圓貼附有黏著膠帶的狀態下,將矽晶圓切割成為10mm×10mm的大小而作為晶片。使用切割裝置(DISCO公司製、製品名「DFD-6361」),將刀片轉數設為4500rpm,將切斷速度設為50mm/秒。切割後的正方形晶片從黏著膠帶上剝離時,計算剝離後的晶片數。此時,不是成為製品之晶圓端部的晶片(三角形晶片)不包含在飛散數內。評價是針對正方形晶片總數而進行。基於以下的基準而判定切割性。 A:晶片飛散數小於3個 B:晶片飛散數3個以上且小於10個 C:晶片飛散數10個以上
[埋入性評價(小凸塊用)] 使用實施例5~8、比較例3、4製造的黏著膠帶而進行埋入性評價。 使用LINTEC股份公司製貼合機「RAD-3510F/12」,將實施例5~8及比較例3、4製造的黏著膠帶貼附在附有Cu製柱狀物高度10μm、間距30~100μm、俯視直徑42μm的柱狀物之晶圓(Waltz公司製、8英吋晶圓、晶圓材質Si)。又,貼附時將裝置的貼合台面之溫度設為23℃,將貼合輥設為60℃,且將輥壓力設為0.3MPa,將貼附速度設為10mm/秒。貼合後,使用數位顯微鏡(股份公司KEYENCE製、製品名「VHX-1000」)從基材側測定在凸塊周邊產生的圓形空隙之直徑,基於以下的基準而評價埋入性。空隙的直徑越小,表示對凸塊的埋入性越高。 A:空隙的直徑小於90μm B:空隙的直徑90μm以上且小於100μm C:空隙的直徑100μm以上
[埋入性評價(中凸塊用)] 使用附有Cu製柱狀物高度45μm、間距30~100μm、俯視之直徑42μm的柱狀物之晶圓(Waltz公司製、8英吋晶圓、晶圓材質Si),除此之外,與上述小凸塊用同樣地進行評價埋入性。 基於以下的基準而進行評價埋入性。 A:空隙的直徑小於120μm B:空隙的直徑120μm以上且小於130μm C:空隙的直徑130μm以上
[端部外觀] 將實施例5~8及比較例3、4所製造的黏著膠帶,以捲收在直徑3英吋的芯材成為捲物狀的狀態,在23℃、50%RH(相對濕度)的環境下放置一星期。放置後,在捲物側部使用光學數位顯微鏡(倍率100倍)而評價有無源自於黏著劑層或中間層的成分漏出。 A:無法觀察到成分漏出 B:能夠觀察到成分漏出
[基材] 在以下的實施例及比較例,使用低密度聚乙烯聚合物之FUNCREA LEA型(厚度120μm、GUNZE公司製)作為基材。又,含兩性離子的丙烯酸系聚合物如以下所述而製造。
[含兩性離子的丙烯酸系聚合物1] 在附攪拌裝置的反應容器內,加入丙烯酸正丁酯(BA)93質量份、丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEA)5質量份、丙烯酸2-羥基乙酯(HEA)2質量份、起始劑之偶氮雙異丁腈(AIBN)及溶劑之乙酸乙酯180質量份,一邊攪拌一邊導入氮氣30分鐘。隨後,使反應系統上升至60℃為止之後,進行攪拌24小時,而得到BA/DMAEA/HEA(質量比)為93/5/2的預聚合物溶液1 (質量平均分子量78000)。將所得到的預聚合物溶液1以成為固體成分30%之方式而添加甲基乙基酮進行稀釋。在此,於室溫下將3.88質量份丙烷磺內酯慢慢地滴下且進行攪拌3小時。使反應系統上升至60℃為止之後,進一步使其反應48小時,而得到玻璃轉移溫度(Tg)為-30℃、質量平均分子量(Mw) 為100300、分子量分佈(Mw/Mn) 為10.4、在-30℃及40℃具有tanδ之極大尖峰、且含兩性離子單元的比例為3質量%之含兩性離子的丙烯酸系聚合物1。
[含兩性離子的丙烯酸系聚合物2] 在附攪拌裝置的反應容器內,加入丙烯酸正丁酯95質量份、丙烯酸二甲胺基乙酯3質量份、丙烯酸2-羥基乙酯2質量份、偶氮雙異丁腈、乙酸乙酯180質量份,一邊攪拌邊導入氮氣30分鐘。隨後,使反應系統上升至60℃為止之後,進行攪拌24小時,而得到BA/DMAEA/HEA(質量比)為95/3/2的預聚合物溶液2 (質量平均分子量128000)。將所得到的預聚合物溶液2以成為固體成分30%之方式而添加甲基乙基酮進行稀釋。在此,於室溫下將2.33質量份丙烷磺內酯慢慢地滴下且進行攪拌3小時。使反應系統上升至60℃為止之後,進一步使其反應48小時,而得到Tg為-24℃、Mw為165000、Mw/Mn為10.3、在-24℃及50℃具有tanδ之極大尖峰、且含兩性離子單元的比例為3質量%之含兩性離子的丙烯酸系聚合物2。
[含兩性離子的丙烯酸系聚合物3] 在附攪拌裝置的反應容器內,加入丙烯酸正丁酯50質量份、丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)47質量份、丙烯酸二甲胺基乙酯3質量份、偶氮雙異丁腈、乙酸乙酯180質量份,一邊攪拌一邊導入氮氣30分鐘。隨後,使反應系統上升至60℃為止之後,進行攪拌24小時,而得到BA/2EHA/DMAEA(質量比)為50/47/3的預聚合物溶液3 (質量平均分子量86000)。將所得到的預聚合物溶液3以成為固體成分30%之方式而添加甲基乙基酮進行稀釋。在此,於室溫下將2.33質量份丙烷磺內酯慢慢地滴下且進行攪拌3小時。使反應系統上升至60℃為止之後,進一步使其反應48小時,而得到Tg為-40℃、Mw為110500、Mw/Mn為11.2、在-40℃及70℃具有tanδ之極大尖峰、且含兩性離子單元的比例為5質量%之含兩性離子的丙烯酸系聚合物3。
[含兩性離子的丙烯酸系聚合物4] 在附攪拌裝置的反應容器內,加入丙烯酸正丁酯97質量份、丙烯酸二甲胺基乙酯3質量份、偶氮雙異丁腈、乙酸乙酯180質量份,一邊攪拌一邊導入氮氣30分鐘。隨後,使反應系統上升至60℃為止之後,進行攪拌24小時,而得到BA/DMAEA(質量比)為97/3的預聚合物溶液4 (質量平均分子量111000)。將所得到的預聚合物溶液4以成為固體成分30%之方式而添加甲基乙基酮進行稀釋。在此,於室溫下將2.33質量份丙烷磺內酯慢慢地滴下且進行攪拌3小時。使反應系統上升至60℃為止之後,進一步使其反應48小時,而得到Tg為-33℃、Mw為142700、Mw/Mn為10.9、在-30℃及60℃具有tanδ之極大尖峰、且含兩性離子單元的比例為4質量%之含兩性離子的丙烯酸系聚合物4。
調製不含有兩性離子結構之黏著性聚合物及中間層用組合物。 [黏著性聚合物A] 調製由丙烯酸丁酯(BA)86質量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)8質量份、丙烯酸(AA)1質量份、丙烯酸2-羥基乙酯(2HEA)5質量份所構成之丙烯酸系共聚物樹脂的溶液(黏著劑主劑、質量平均分子量720000、固體成分35.0質量%)。 相對於該黏著劑主劑100質量份,添加0.2質量份(固體成分)作為交聯劑之多價異氰酸酯化合物(製品名「BHS-8515」、TOYOCHEM公司製、固體成分37.5質量%)且攪拌後,得到黏著性聚合物A。
[黏著性聚合物B] 調製由丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)59.5質量份、乙酸乙烯酯(Vac)30質量份、丙烯酸(AA)0.5質量份、丙烯酸2-羥基乙酯(2HEA)10質量份所構成之丙烯酸系共聚物樹脂的溶液(黏著劑主劑、質量平均分子量700000。固體成分35.0質量%)。 相對於該黏著劑主劑100質量份,添加1.9質量份(固體成分)作為交聯劑之多價異氰酸酯化合物(製品名「BHS-8515」、TOYOCHEM公司製、固體成分37.5質量%)且攪拌後,得到黏著性聚合物B。
[中間層用組合物C] 準備由丙烯酸丁酯91質量份及丙烯酸9質量份所構成之質量平均分子量600,000的丙烯酸酯共聚物。 又,除此之外,得到對由丙烯酸正丁酯(BA)62質量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)10質量份、及丙烯酸2-羥基乙酯(2HEA)28質量份所構成之丙烯酸共聚物,將2-異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯(2-isocyanate ethyl methacrylate;製品名「KARENZ MOI」(註冊商標)、昭和電工公司製)以相對於2HEA100莫耳%,加成率成為80莫耳%之方式加成而成的樹脂溶液(固體成分35.0質量%)。 相對於上述丙烯酸酯共聚物100質量份(固體成分),將樹脂溶液以固體成分基準計為10質量份的比例混合,而得到中間層用組合物C。
[中間層用組合物D]
準備由丙烯酸丁酯91質量份及丙烯酸9質量份所構成之質量平均分子量600,000的丙烯酸酯共聚物。
相對於丙烯酸酯共聚物100質量份(固體成分),添加2質量份(固體成分)之2~3官能的胺甲酸乙酯丙烯酸酯寡聚物(製品名「PU-5」、大日精化製),而得到中間層用組合物D。
測定含兩性離子的丙烯酸系聚合物1~4、黏著性聚合物A、B、中間層用組合物C、D的彈性模數。將在23℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的儲存彈性模數G’、在同溫度之動態黏彈性的tanδ、在60℃的儲存彈性模數G’(60)相對於在23℃之儲存彈性模數G’(23)之比,亦即,G’(60)/G’(23),顯示在下表。
Figure 108110914-A0305-02-0042-1
(實施例1~4、比較例1、2)
製造具有由含兩性離子的丙烯酸系聚合物1~4、黏著性聚合物A、B所構成的黏著劑層之黏著膠帶。
將含兩性離子的丙烯酸系聚合物1~4、黏著性聚合物A或B塗佈在聚對苯二 甲酸乙二酯(PET)系剝離膜(製品名「SP-PET381031」、厚度38μm、LINTEC公司製)且使其乾燥,而得到厚度20μm的黏著劑層。將黏著劑層與前述基材貼合,而製造黏著膠帶。
使用所得到的黏著膠帶而進行糊劑殘渣評價、切割性的評價、埋入性評價(小凸塊用)、埋入性評價(中凸塊用)、及端部外觀的評價。將結果顯示在表2。
Figure 108110914-A0305-02-0043-2
(實施例5~8、比較例3、4)
製造具有由含兩性離子的丙烯酸系聚合物1~4、中間層用組合物C、D所構成的中間層之黏著膠帶。
(中間層的製造)
將含兩性離子的丙烯酸系聚合物1~4、中間層用組合物C或D塗佈在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系剝離膜(製品名「SP-PET381031」、厚度38μm、LINTEC公司製)且使其乾燥,而得到厚度45μm的樹脂層。藉由與同樣地製造之厚度45μm的樹脂層貼合,而成為厚度90μm的樹脂層。使樹脂層與前述基材貼合,以製造樹脂層與基材的積層體。該樹脂層在後續將成為中間層。
(黏著劑層的製造)
調製對由丙烯酸丁酯(BA)74質量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)20質量份、丙烯酸2-羥基乙酯(2HEA)6質量份所構成之丙烯酸共聚物,將2-異氰酸酯乙基甲基 丙烯酸酯(2-isocyanate ethyl methacrylate;製品名「KARENZ MOI」(註冊商標)、昭和電工公司製)以相對於2HEA100莫耳%,加成率成為50莫耳%之方式加成而成的樹脂溶液(黏著劑主劑、固體成分35.0質量%)。
相對於該黏著劑主劑100質量份,添加1.0質量份作為光聚合起始劑之1-羥基環己基苯基酮(製品名「Irgacure184」、BASF公司製)、及0.2質量份(固體成分)作為交聯劑之多價異氰酸酯化合物(製品名「CORONATEL」、TOSOH公司製),攪拌後,得到黏著劑組合物。其次,塗佈在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系剝離膜(製品名「SP-PET381031」、厚度38μm、LINTEC公司製)且使其乾燥而在剝離膜上形成厚度20μm的黏著劑層,且與聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系剝離膜(製品名「SP-PET382150」、厚度38μm、LINTEC公司製)貼合,而得到具有黏著劑層之積層體。
(黏著膠帶的製造)
從具有黏著劑層之積層體將一方的PET膜除去,且貼合在前述樹脂層與基材的積層體之樹脂層面。該結果,得到由PET膜/黏著劑層/樹脂層/基材所構成之黏著膠帶。樹脂層成為黏著劑層與基材之間的中間層。
使用所得到的黏著膠帶而進行糊劑殘渣評價、切割性的評價、埋入性評價(小凸塊用)、埋入性評價(中凸塊用)、及端部外觀的評價。將結果顯示在表3。
Figure 108110914-A0305-02-0044-4
如上所述,在本發明中,作為黏著性組合物的主成分之聚合物,使用依照溫度而黏彈性行為不同的部位而成之聚合物、亦即,具有含兩性離子結構的重複單元之聚合物。因此,能夠提供一種黏著膠帶,其在貼附時及保管時容易控制黏著劑層(或中間層)的流動性,且在貼附時追隨工件的凹凸面,而且在保管時黏著性組合物漏出較少。
無。

Claims (3)

  1. 一種黏著膠帶,包括基材及黏著劑層,其中該基材為樹脂製薄膜,該黏著劑層包括如下述之黏著性組合物,在23℃的儲存模數G’(23)為1.0×105Pa以上,在50℃之儲存模數G’(50)為2.5×105Pa以下,在60℃之動態黏彈性的tanδ為0.5以上,而且包括丙烯酸系聚合物作為主成分。
  2. 一種黏著膠帶,包括基材、黏著劑層、以及基材與黏著劑層之間之中間層,其中該基材為樹脂製薄膜,該中間層包括如下述之黏著性組合物,在23℃的儲存模數G’(23)為1.0×105Pa以上,在50℃之儲存模數G’(50)為2.5×105Pa以下,在60℃之動態黏彈性的tanδ為0.5以上,而且包括丙烯酸系聚合物作為主成分。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之黏著膠帶,其中該黏著性組合物在60℃的儲存模數G’(60)相對於在23℃的儲存模數G’(23)之比、G’(60)/G’(23)為0.1~0.7。
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