專利名稱：芯片鍵合膠粘帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及一種芯片鍵合膠粘帶，更具體而言，涉及用來在半導體制造工藝中提高作業(yè)效率和縮短作業(yè)時間的芯片鍵合膠粘帶。
背景技術(shù)：
在半導體制造工藝中，具有大直徑的晶片經(jīng)過切片工序后分解成小的芯片，并使所分解的小芯片經(jīng)歷包括清洗、干燥、擴張、拾取和與引線框粘結(jié)的一系列工序。這樣，為了防止所述切片工序中的芯片飛濺，使用膠粘帶。雖然從切片工序到干燥工序都要求所述膠粘帶具有足夠大的粘附力以固定芯片，但是在拾取工序中應(yīng)當大幅降低其粘附力，以便可以將所述芯片安全轉(zhuǎn)移到芯片鍵合工序。
進一步地，在芯片鍵合工序中，使用液態(tài)的環(huán)氧膠粘劑將轉(zhuǎn)移到芯片鍵合工序的芯片連接至引線框。然而，在要求高密度與高集成的諸如CSP(芯片級封裝)或BGA(球柵陣列)的封裝中，由于需要層合技術(shù)，在連接至引線框上表面的芯片上疊合4層或更多層芯片，因此使用液態(tài)環(huán)氧膠粘劑不易均勻地涂覆。因此，由于膠粘劑過量或不足而無法獲得良好的粘合效果。因此，為了進行多層芯片鍵合，應(yīng)當改善膠粘劑與鍵合方法。
為了解決所述問題，大韓民國專利公開公報第10-2004-0030979號(以下簡稱“現(xiàn)有技術(shù)一”)與大韓民國專利公開公報第10-2004-0029939號(以下簡稱“現(xiàn)有技術(shù)二”)公開了一種芯片鍵合膠粘帶，其特征為事先在晶片的另一表面形成膠粘劑層并且在切片工序發(fā)揮出強大的晶片固定功能，然后在經(jīng)過芯片拾取工序進行芯片鍵合時，不必另外的膠粘劑涂覆工序即可直接實現(xiàn)芯片鍵合。
圖1a與圖1b描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)一的芯片鍵合膠粘帶的制造方法，圖2a與圖2b描述了使用圖1b所示芯片鍵合膠粘帶的芯片鍵合方法。如圖1a所示，現(xiàn)有技術(shù)一的膠粘帶包括基材(2)及位于其上并由環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、丙烯酸酯共聚物、通用光聚合低分子量化合物及光聚合引發(fā)劑組成的膠粘劑層(1)。此外，如圖1b所示，在所述膠粘劑層(1)上部邊緣層合了用于把環(huán)形框架(5)粘附到基材(2)上的環(huán)形框架鍵合膠粘帶(3)，所述環(huán)形框架(5)用于固定膠粘劑層(1)。
如圖2a所示，所述膠粘劑層(1)在晶片切片工序的作用是固定晶片，切片工序完畢后暴露在紫外光中時其組分中的紫外光固化膠粘劑組分進行固化，從而降低其與基材(2)之間的粘附力。因此，如圖2b所示，在芯片拾取過程中，膠粘劑層(1)一旦與芯片(晶片)(4)一起與基材(2)分離，就將粘附了膠粘劑層的芯片(晶片)(6)置于引線框(未圖示)上并加熱以固化膠粘劑層(1)中所包含的環(huán)氧樹脂，以發(fā)揮其粘附力，進而得到圖2b所示的通過膠粘劑層與引線框鍵合的芯片(7)。
圖3a到圖3c描述了現(xiàn)有技術(shù)二的芯片鍵合膠粘帶的制造方法，圖4a與圖4b描述了使用圖3c所示芯片鍵合膠粘帶的芯片鍵合方法。如圖3a所示，現(xiàn)有技術(shù)二的膠粘帶包括包含膠粘膜(8)與離型膜(9)的膜結(jié)構(gòu)，所述膠粘膜(8)使用由環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、丙烯酸酯共聚物及充填劑組成的組合物制成，所述離型膜(9)用于可移除地支持膠粘膜。如圖3b所示，提供了包含基材(2)及位于其上并由丙烯酸酯共聚物、通用光聚合低分子量化合物及光聚合引發(fā)劑組成的膠粘劑層(10)的基材結(jié)構(gòu)；如圖3c所示，去除離型膜(9)之后，把膠粘膜(8)層合到基材結(jié)構(gòu)的膠粘劑層(10)上。
如圖4a所示，所述膠粘帶在切片時發(fā)揮其固定功能。之后，暴露在紫外光中時，基材(2)上的膠粘劑層(10)固化并因此降低其與膠粘膜(8)之間的粘附力。此外，如圖4b所示，在拾取芯片時，粘附了膠粘膜的芯片(11)與基材(2)的固化膠粘劑層(10)分離，并立刻置于引線框上，然后加熱以固化膠粘膜(8)中所包含的環(huán)氧樹脂，從而發(fā)揮其粘附力，進而得到通過膠粘膜與引線框鍵合的芯片(12)。在圖4b中，附圖標記5表示引線框。
所述現(xiàn)有技術(shù)一與現(xiàn)有技術(shù)二所公開的芯片鍵合膠粘帶的共同之處在于，使用了事先在晶片的另一表面上形成膠粘劑層或膠粘膜的工序，由此可以直接進行芯片鍵合，而不需要在晶片切片后為了額外的芯片鍵合而涂布環(huán)氧膠粘劑的工序。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)一中，由于在基材(2)上紫外光固化膠粘劑組分與環(huán)氧樹脂組合物以單一組分類型進行混合，因此除了紫外光輻照工序以外還需要進行30分鐘或更長時間的額外的環(huán)氧樹脂固化工序。此外，在晶片切片工序中，需要一個額外的工序粘附膠粘帶(3)以將環(huán)形框架固定在膠粘劑層周圍。此外，在紫外光輻照后，在使具有芯片的膠粘劑層與基材(2)分離的拾取工序中，由于膠粘劑層內(nèi)未固化的環(huán)氧樹脂組合物的粘附力而難以有效地與基材(2)分離。具體而言，對于需要高集成與高密度的記憶半導體用IC芯片而言，使用上述膠粘帶不可能拾取制造得越來越薄和越來越大的芯片，即薄型與大型芯片。
而且，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)二，在基材(2)上的紫外光固化膠粘劑層的上表面粘附膠粘膜，并在切片完畢后通過紫外光輻照使膠粘膜與膠粘劑層再次分離，隨后進行芯片拾取和隨后的直接芯片鍵合。但是，由于膠粘劑層(10)的紫外光固化低分子量化合物大部分已經(jīng)在紫外光輻照之前轉(zhuǎn)移和擴散到膠粘劑層(8)，因此在紫外光輻照時，導致并不能顯著地降低其粘附力。此外，在芯片尺寸不小于10mm×10mm、厚度為75μm或更小時，粘附至芯片的膠粘膜與基材上的膠粘劑層之間的粘附力沒有顯著降低，因此增加了芯片拾取難度。此外，當勉強進行芯片拾取工序時，會因為拾取壓力而破壞芯片，這是不希望的。此外，現(xiàn)有技術(shù)一也出現(xiàn)了所述現(xiàn)象。由此，現(xiàn)有技術(shù)一與現(xiàn)有技術(shù)二所公開的膠粘帶在拾取薄型與大型芯片時存在許多限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的所述問題，本發(fā)明的目的是提供一種芯片鍵合膠粘帶，其用來消除對于環(huán)形框架粘附用的額外膠粘帶的需要，縮短芯片鍵合時的固化時間，基本上防止膠粘膜與基材上的膠粘劑層之間的低分子量化合物的轉(zhuǎn)移與擴散，因此在拾取芯片時表現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能，并且在拾取薄型與大型芯片時容易地使具有芯片的膠粘膜與基材上的膠粘劑層分離。
為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種芯片鍵合膠粘帶，其包括基材和形成在基材上的膠粘劑層，具有粘附了芯片鍵合膠粘膜的芯膜被鍵合到膠粘劑層上的結(jié)構(gòu)，并能夠在安裝在晶片上的狀態(tài)下經(jīng)由切片和隨后的芯片拾取而實現(xiàn)直接芯片鍵合。
在本發(fā)明中，作為膠粘帶的基材，可以使用透過紫外光的透明膜。所述透明膜的實例包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯共聚物膜、聚氨酯膜、其交聯(lián)膜、其復合膜，以及其層合體。
基材上的膠粘劑層不包含紫外光固化組分。雖然可以使用丙烯酸系、聚酯系、聚氨酯系、硅樹脂系、橡膠系膠粘劑及其它通用膠粘劑，但是本發(fā)明優(yōu)選使用丙烯酸類膠粘劑?；牡谋砻鎻埩?0達因/厘米或更大，優(yōu)選55達因/厘米或更大更優(yōu)選75達因/厘米或更大，由此基材上的膠粘劑層可以發(fā)揮出良好的粘附力。這樣，通過對基材表面進行電暈處理即可得到如此高表面張力的基材?；暮穸仍?0～250μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在50～200μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在70～150μm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的膠粘帶可以通過以下方法獲得使用刮刀涂布器(knifecoater)或凹版涂布器(gravure coater)通過已知方法把由上述組分組成的膠粘劑組合物涂覆到所述基材上后加以干燥而形成膠粘劑層。所述膠粘劑層的厚度是2～30μm。
本發(fā)明的芯膜是厚度為5～100μm的熱塑性膜。雖然對其材料不給予特別限制，但是應(yīng)當使用透過紫外光的透明膜，其兩個表面的表面張力差為5達因/厘米或更大，優(yōu)選30達因/厘米或更大，更優(yōu)選70達因/厘米或更大。此外，粘附至膠粘膜的芯膜第一表面優(yōu)選具有25～40達因/厘米的表面張力，而粘附至基材上的膠粘劑層的芯膜第二表面優(yōu)選具有45～110達因/厘米的表面張力。為了提高粘附至膠粘劑層的芯膜表面的表面張力，可以進行電暈表面處理。為了實現(xiàn)所述目的也可以使用經(jīng)過共擠出工藝制作的芯膜，所述芯膜的兩個表面可以是截然不同的兩個層。這樣，由于芯膜的兩個表面之間的表面張力差，基本上可以在拾取芯片時使具有芯片的膠粘膜與具有低表面張力的芯膜表面分離。但是，如果粘附至膠粘膜的芯膜表面的表面張力太低，將在切片過程中因為膠粘膜與芯膜之間的粘附力弱而使芯片與膠粘膜一起從芯膜飛濺出來，因此需要適當?shù)谋砻鎻埩?，這通過向膠粘膜用組合物中加入膠粘劑組分來實現(xiàn)。所述組分包括有粘著性的低分子量膠粘劑組分，但是本發(fā)明不限于此。其實例包括紫外光固化低分子量化合物、基于石油的松香低分子量化合物、分子量為1,000～8,000的液態(tài)環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂、以及反應(yīng)性橡膠化合物。
由于本發(fā)明的膠粘膜包含紫外光固化低分子量化合物，因此在紫外光輻照之前可以足夠維持與芯膜之間的粘附力。所述粘附力為5～150克力/25毫米，優(yōu)選30～100克力/25毫米。在拾取芯片時紫外光輻照后，其粘附力優(yōu)選大幅降低，因此可以輕易地使具有芯片的膠粘膜與芯膜分離。此時的粘附力優(yōu)選50克力/25毫米或更小，更優(yōu)選30克力/25毫米或更小。
另一方面，粘附至基材上的膠粘劑層的芯膜表面的粘附力應(yīng)維持在150～800克力/25毫米的范圍內(nèi)，優(yōu)選維持在200～500克力/25毫米的范圍內(nèi)。此外，雖然粘附至膠粘劑層的芯膜表面應(yīng)當具有盡可能高的粘附力，但是粘附力數(shù)值應(yīng)當適合于在芯片鍵合工序完畢后輕易地從環(huán)形框架上移除基材。
本發(fā)明的膠粘膜主要由具有高分子量的丙烯酸類共聚物、丁二烯共聚物及熱固性樹脂組成，還包括紫外光固化低分子量化合物及光引發(fā)劑。此時，丙烯酸類共聚物的分子量為至少100萬，優(yōu)選為200萬～300萬。所述高分子量的丙烯酸類共聚物在制造膠粘膜時用來使得可以形成延展膜。所述丙烯酸類共聚物的實例包括丙烯酸橡膠，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和丙烯腈的共聚物。在本發(fā)明中，以丁二烯共聚物作為有機填料與所述丙烯酸類共聚物混合后使用，有效改善低溫時的撓曲性和實現(xiàn)低彈性模量，進而在芯片鍵合時的壓接過程中使薄型與大型芯片上的應(yīng)力最小化。本發(fā)明的膠粘膜可以是含有熱固性樹脂的膜，具體而言，是主要由作為熱固性樹脂的環(huán)氧樹脂組成的膠粘膜。此外，只要是固化后還具有粘附力的環(huán)氧樹脂，在適用于本發(fā)明的膠粘膜時沒有特別限制。為了進行固化反應(yīng)，環(huán)氧樹脂優(yōu)選具有至少兩個官能團，并且分子量低于8000，其實例包括雙酚A型環(huán)氧樹脂或酚醛型環(huán)氧樹脂例如苯酚酚醛型環(huán)氧樹脂或甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂。具體而言，酚醛型環(huán)氧樹脂由于具有高耐熱性而優(yōu)選使用。
至于本發(fā)明膠粘膜中的固化劑，只要是能使環(huán)氧樹脂固化的任何固化劑都可以沒有特別限制地使用。從高耐熱性的角度來看，優(yōu)選使用酚醛型酚醛樹脂。也可以為了促進所述環(huán)氧樹脂的固化而使用固化促進劑，所述固化促進劑的實例包括咪唑類與胺類。
在本發(fā)明中，使用上述成分制造的膠粘膜并不直接與基材上的膠粘劑層粘合，而是使用兩個表面的表面張力互不相同的芯膜與基材上的膠粘劑層粘合。所述芯膜粘合的膠粘膜有助于表現(xiàn)出適當?shù)恼掣搅κ沟迷趯嶋H切片時防止芯片飛濺，基材上的膠粘劑層用于支持芯膜及通過與芯膜之間的強粘附力提供在其上的膠粘膜。切片工序完畢后進行芯片拾取工序時，膠粘膜內(nèi)部的紫外光固化低分子量化合物因紫外光輻照而固化，從而優(yōu)選地顯著降低膠粘膜與芯膜之間的粘附力，因此可以通過芯片拾取時的壓力而輕易地使具有芯片的膠粘膜與芯膜分離，這種方式也能輕易地適用于薄型與大型芯片。


圖1a與圖1b現(xiàn)有技術(shù)一的芯片鍵合膠粘帶的制造方法；圖2a與圖2b描述了使用圖1b所示芯片鍵合膠粘帶的芯片鍵合方法；圖3a到圖3c描述了現(xiàn)有技術(shù)二的芯片鍵合膠粘帶的制造方法；圖4a與圖4b描述了使用圖3c所示芯片鍵合膠粘帶的芯片鍵合方法；圖5a到圖5c描述了根據(jù)本發(fā)明的芯片鍵合膠粘帶的制造方法；圖6a與圖6b描述了使用圖5c所示芯片鍵合膠粘帶的芯片鍵合方法。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明芯片鍵合膠粘帶及其膠粘膜的制造方法的各種實施方案進行詳細說明。
圖5a到圖5c描述了本發(fā)明的芯片鍵合膠粘帶的制造方法，圖6a與圖6b描述了使用圖5c所示芯片鍵合膠粘帶的芯片鍵合方法。圖5a中的附圖標記8表示膠粘膜，其主要由高分子量丙烯酸類共聚物、丁二烯共聚物、環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂固化劑組成，還包括紫外光固化低分子量化合物與光引發(fā)劑。此時，丙烯酸類共聚物的分子量為至少100萬，優(yōu)選為200萬～300萬。能夠為待制備的膠粘膜提供延展性的高分子量丙烯酸類共聚物構(gòu)成所述膜的基體樹脂，其實例有丙烯酸橡膠，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和丙烯腈的共聚物。
為了提高丙烯酸類共聚物的Tg，可以加入具有羥基或羧基之類的官能團的低聚物，例如低聚酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。固化劑可以使用甲苯二異氰酸酯。所述低聚物的用量為1～30重量份，優(yōu)選5～15重量份，基于100重量份的丙烯酸類共聚物。甲苯二異氰酸酯的用量為0.1～15重量份，優(yōu)選2～8重量份，基于總量為100重量份的所述低聚物。丁二烯共聚物的實例包括丙烯腈丁二烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物及丙烯腈丁二烯。也可以單獨使用聚丁二烯。所述丁二烯共聚物作為可以提高低溫撓曲性與實現(xiàn)低彈性模量的有機填料而進行混合，用量為0.1～50重量份，優(yōu)選1～20重量份，更優(yōu)選5～10重量份。該組分有效使得芯片鍵合時的壓接過程中薄型與大型芯片上產(chǎn)生的應(yīng)力最小化。但是，當丁二烯共聚物的量超過50重量份時，由于膠粘膜的延展性過大而容易在芯片鍵合時發(fā)生變形。另一方面，當丁二烯共聚物的量小于1重量份時，不能獲得低彈性模量。
只要是固化后還具有粘附力的環(huán)氧樹脂都可以使用而沒有特別限制，并且為了進行固化，所述環(huán)氧樹脂應(yīng)當具有至少兩個官能團和小于8000的分子量。例如，可以使用雙酚A型環(huán)氧樹脂或酚醛型環(huán)氧樹脂例如苯酚酚醛型環(huán)氧樹脂或甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂。優(yōu)選使用具有高耐熱性的酚醛型環(huán)氧樹脂。
對于制造膠粘膜時的膠粘劑組合物的混合比，基于100重量份總量的丙烯酸類共聚物與丁二烯共聚物，環(huán)氧樹脂的用量為5～80重量份，優(yōu)選為10～50重量份。但是，環(huán)氧樹脂的用量超過80重量份時，由于形成膠粘膜時的脆性過大而不合要求地發(fā)生膜破壞現(xiàn)象；如果低于5重量份則無法發(fā)揮環(huán)氧樹脂的膠粘性能。
只要能使環(huán)氧樹脂固化的固化劑都可以使用而沒有特別限制。從高耐熱性的角度來看，優(yōu)選使用酚醛型酚醛樹脂。作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛樹脂的用量為10～50的重量份，優(yōu)選20～40重量份，基于100重量份的環(huán)氧樹脂。也可以為了促進所述環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)而使用固化促進劑，例如咪唑或胺。所述固化促進劑的用量為0.1～10重量份，優(yōu)選1～5重量份，基于100重量份總量的環(huán)氧樹脂與固化劑。固化促進劑的用量超過10重量份時，將在膠粘膜制造過程中引起環(huán)氧樹脂的過度固化并出現(xiàn)不希望的脆性而無法形成所期望的膠粘膜；如果低于1重量份，則由于環(huán)氧樹脂的低固化速率而在芯片鍵合時需要對膠粘膜進行額外固化。
紫外光固化低分子量化合物的分子內(nèi)包含至少一個雙鍵，其實例有日本公開專利公報No.60(1985)-196956與No.60(1985)-223139所公開的低分子量化合物。其實例包括丙烯酸酯化合物，例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯。所述紫外光固化低分子量化合物的用量為0.5～50重量份，優(yōu)選1～30重量份，更優(yōu)選5～15重量份，基于100重量份總量的用于膠粘膜制造的膠粘劑組合物。紫外光固化低分子量化合物只有在紫外光輻照時才會反應(yīng)并開始固化，因此在膠粘膜的制造過程或切片工序中可以為膠粘膜賦予膠粘特性。為芯片拾取而進行紫外光輻照時，上述化合物充分固化，從而顯著降低膠粘膜與芯膜之間的粘附力，進而改善芯片拾取性能。所述紫外光固化低分子量化合物的量超過50重量份時，將過度增加撓曲性并不合要求地使膠粘膜性能變差；如果低于0.5重量份，則在紫外光輻照時不會發(fā)生固化反應(yīng)。
此外，可以使用光引發(fā)劑來促進所述紫外光固化低分子量化合物的固化。所述光引發(fā)劑的實例包括二苯酮、苯乙酮、二芐基、二乙酰、二苯基硫和偶氮二異丁基腈。基于100重量份總量的紫外光固化低分子量化合物，所述光引發(fā)劑的用量為0.5～15重量份，優(yōu)選1.0～10重量份，更優(yōu)選1.5～4重量份。
為了使用所述膠粘劑組合物制造膠粘膜，需要將組合物與溶劑混合的工序以制成清漆形式，然后涂覆在額外的基材上并干燥。
圖5a的附圖標記13表示兩個表面的表面張力互不相同的芯膜。為了形成這種芯膜，可以對所述芯膜的一個表面進行電暈處理，或者可以采用共擠出工藝，使得在其兩個表面分別形成互不相同的層。所述芯膜(13)是制造膠粘膜(8)時的基材，因此需要在芯膜(13)電暈處理表面的相反面上涂覆膠粘劑混合物，然后干燥，進而形成與芯膜(13)粘接的膠粘膜(8)。這樣，將通過向膠粘劑組合物中添加溶劑、攪拌、然后真空脫氣所得到的膠粘劑混合物涂覆在芯膜上。至于溶劑，優(yōu)選使用乙酸乙脂、甲苯及甲乙酮的適當混合物。干燥溫度應(yīng)維持在70～130℃的范圍內(nèi)，干燥時間則維持在60～300秒的范圍內(nèi)。干燥溫度太高或干燥時間太長時，將會過度促進膠粘劑混合物里的環(huán)氧樹脂的固化而導致干燥后的膜脆性增加。脆性的增加將降低膠粘膜(8)的粘接性能。具體而言，會破壞芯膜(13)上的膠粘膜(8)。
如上所述，制備膠粘膜(8)以如下方式進行將膠粘劑組合物以膜的形式貼覆在芯膜(13)的表面，所述芯膜(13)用作其基材并具有低的表面張力。所述膠粘膜(8)的厚度為5～80μm，優(yōu)選10～40μm。
厚度在5～100μm的范圍內(nèi)的芯膜(13)為熱塑性膜，但本發(fā)明不限于此。優(yōu)選地，上述膜是透過紫外光的透明膜。此外，芯膜的兩個表面的表面張力差為5達因/厘米或更大，優(yōu)選30達因/厘米或更大，更優(yōu)選70達因/厘米或更大。粘附至膠粘膜(8)的芯膜(13)的第一表面的表面張力為25～40達因/厘米，而粘附至基材上的膠粘劑層的芯膜(13)的第二表面的表面張力為45～110達因/厘米。也可以為了提高粘附至膠粘劑層的芯膜(13)表面的表面張力而對該表面進行電暈處理。為了實現(xiàn)所述目的也可以使用經(jīng)過共擠出工藝制作的芯膜，這樣得到的芯膜的兩個表面可以是截然不同的兩個層。芯膜的兩個表面之間的表面張力差使得在芯片拾取時具有芯片的膠粘膜(8)與具有低表面張力的芯膜(13)的表面分離。但是，如果粘附至膠粘膜(8)的芯膜(13)表面的表面張力太低，將在切片過程中因為膠粘膜(8)與芯膜(13)之間的粘附力變?nèi)醵剐酒c膠粘膜(8)一起從芯膜(13)飛濺出來。因此應(yīng)當維持適當?shù)谋砻鎻埩Α榇?，在膠粘膜(8)的組合物中應(yīng)當含有膠粘劑組分。所述組分是具有粘著性的低分子量膠粘劑組分，但是本發(fā)明不限于此。其實例包括紫外光固化低分子量化合物、基于石油的松香低分子量化合物、分子量為1,000～8,000的液態(tài)環(huán)氧樹脂與丙烯酸樹脂、以及反應(yīng)性橡膠化合物。
本發(fā)明的膠粘膜(8)含有紫外光固化低分子量化合物，因此在紫外光輻照之前可以表現(xiàn)出與芯膜之間足夠的粘附力。合適的粘附力為5～150gf/25m，優(yōu)選30～100克力/25毫米。
在用于芯片拾取的紫外光輻照后，粘附力將顯著地減弱，可以容易地使結(jié)合在芯片上的膠粘膜(8)與芯膜(13)分離，此時的粘附力為50克力/25毫米或更小，優(yōu)選30克力/25毫米或更小，更優(yōu)選1克力/25毫米或更小。具體而言，如果是75μm或更小厚度的薄型芯片，那么基材和具有芯片的膠粘膜(8)之間的粘附力應(yīng)該在拾取芯片時足夠低。如果粘附力超過50克力/25毫米，芯片將受到芯片拾取壓力的影響而輕易彎曲，甚至遭到破壞。如果是尺寸不小于10mm×10mm的薄型芯片，所述不良現(xiàn)象更容易發(fā)生。
本發(fā)明使用芯膜(13)可以基本上阻止基材上膠粘劑層中用于增加粘附力的低分子量化合物的轉(zhuǎn)移與擴散。此外，使用膠粘膜(8)組分中的紫外光固化低分子量化合物可以在紫外光輻照時大幅降低膠粘膜(8)與芯膜(13)之間的粘附力，使其可以輕易分離。由此，可以克服具有75μm或更小的厚度和不小于10mm×10mm的尺寸的薄型和大型芯片中所出現(xiàn)的傳統(tǒng)問題。除了薄型和大型芯片，還可以具有拾取75μm或更大的厚度和不大于10mm×10mm的尺寸的通用芯片。因此本發(fā)明的芯片鍵合膠粘帶的使用不限于薄型與大型芯片。
圖5b的附圖標記2表示膠粘帶的基材，所述基材是透過紫外光的透明膜。其實例包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯共聚物膜及聚氨酯膜，它們可以單獨使用，或者可以以其復合擠出膜的形式使用。而且，基材表面也可以為了提高表面張力而進行電暈處理。
圖5b的附圖標記10表示膠粘劑層，可以使用通用的丙烯酸類膠粘劑形成所述膠粘劑層。該膠粘劑涂覆到基材(2)上并加以干燥，即可形成膠粘劑層(10)，得到膠粘帶。與基材(2)上的膠粘劑層(10)粘合的芯膜(13)表面的粘附力為150～800克力/25毫米，優(yōu)選200～500克力/25毫米。此外，雖然粘附至膠粘劑層的芯膜表面應(yīng)當具有盡可能高的粘附力，但是粘附力數(shù)值應(yīng)當適合于在芯片鍵合工序完畢后輕易地從環(huán)形框架上移除基材(2)。將如此制成的膠粘帶與膠粘膜(8)粘合后制成圖5c所示的芯片鍵合膠粘帶。如圖6a所示，所述芯片鍵合膠粘帶被固定在環(huán)形框架(5)上用于切片，然后在20～80℃的條件下被貼放在晶片的另一表面以進行晶片切片。
此后，晶片與芯片鍵合膠粘帶一起被切成個別芯片。然后為了進行隨后的芯片拾取，對具有芯片的膠粘帶輻照紫外光。在本發(fā)明中，允許使用的紫外光的中心波長為365nm左右，照度維持在2～500mW/cm2的范圍內(nèi)，輻照時間維持在0.1～150秒的范圍內(nèi)。紫外光輻照完畢后，個別芯片經(jīng)過拾取工序并如圖6b所示得到只粘附了膠粘膜(8)的芯片(11)，也就制成了通過膠粘膜而粘附引線框的芯片(12)。
<實施例>
根據(jù)下面的實施例將更好地理解本發(fā)明，所述實施例用于說明，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。在下列說明中，“份”表示重量份。此外，對抗拉強度測量設(shè)備、紫外光輻照設(shè)備及粘附力測量設(shè)備的說明在相關(guān)結(jié)果部分給出。
制造芯片鍵合膠粘膜1向由環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及丙烯酸類膠粘劑溶液組成的芯片鍵合膠粘膜用組合物中，加入丙烯酸類固化劑和固化促進劑，以固化環(huán)氧樹脂。這樣，以5∶3的比例混合環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂并攪拌30分鐘后，以15∶45的比例混合所得到的攪拌溶液與丙烯酸類膠粘劑并攪拌3小時。然后向其中添加丙烯酸類固化劑與環(huán)氧固化促進劑并繼續(xù)攪拌30分鐘后制成芯片鍵合膠粘膜1。如下列組成表1中所示，各組分在以預定比例稀釋于有機溶劑中后使用。
制造芯片鍵合膠粘膜2芯片鍵合膠粘膜的制造方法與制造例1相同，之后為了增加粘附力而添加紫外光固化低分子量化合物并攪拌30分鐘，制成芯片鍵合膠粘膜2。
制造芯片鍵合膠粘膜3芯片鍵合膠粘膜的制造方法與制造例2相同，之后為了紫外光固化而添加光引發(fā)劑并攪拌30分鐘，制成芯片鍵合膠粘膜3。
制造芯片鍵合膠粘膜4芯片鍵合膠粘膜的制造方法與制造例3相同，之后為了提高紫外光輻照的固化程度而添加更大量的光引發(fā)劑，然后攪拌30分鐘，制成芯片鍵合膠粘膜4。
以40μm厚的流涎聚丙烯膜為基材，在其沒有進行電暈處理的表面上把所述制造例1～制造例4的攪拌溶液涂覆20μm厚并形成膠粘劑層。然后在膠粘劑層上面層合40μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜以保護膠粘劑層。
組成表1制備例1-4的組成(單位重量份)

在表1中，環(huán)氧樹脂是甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂，其具有68～72℃的軟化點和200～212當量，以甲乙酮作為溶劑制成濃度50％的溶液后使用。酚醛樹脂與上述環(huán)氧樹脂屬于同一類型，也制成濃度50％的溶液后使用。
使用分子量為100萬的丙烯酸類共聚物。為了固化所述酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂及丙烯酸類共聚物而使用甲苯二異氰酸酯。丁二烯共聚物是丙烯腈丁二烯共聚物，其分子量為40萬，丙烯腈含量為35％。光引發(fā)劑是2-羥基-2-甲基苯丙酮，紫外光固化低分子量化合物是季戊四醇三丙烯酸酯，環(huán)氧固化促進劑是1-氰乙基-2-苯基咪唑，其熔點為105～108℃。
基材(流涎聚丙烯膜)與芯片鍵合膠粘膜之間的剝離強度測試測試了制造例1～制造例4的芯片鍵合膠粘膜和流延聚丙烯膜之間的剝離強度，所述流延聚丙烯膜既作為芯膜，又作為膠粘膜的基材。為此，把切成足夠大尺寸的高粘附力膜(A)固定在粘附力測量設(shè)備的上部，然后將芯片鍵合膠粘膜與作為其基材的流涎聚丙烯膜切成25mm寬，使芯片鍵合膠粘膜的上表面與所述膜(A)接觸，隨后施加2kgf的力進行層合。然后以300mm/min的速度只移除流涎聚丙烯膜(芯膜)。為了評價光引發(fā)劑的影響，在紫外光輻照1分鐘后測量強度。粘附力測量設(shè)備使用SHIMPO公司產(chǎn)品，其最大載荷為5.0Kg、49.03N。
在制造例1與制造例2中，沒有使用光引發(fā)劑，因此不進行紫外光輻照。
結(jié)果表1(單位克力/25毫米)

結(jié)果表1顯示了紫外光輻照對芯片拾取性能的影響?？芍ㄟ^紫外光輻照會顯著地降低膠粘膜與芯膜之間的粘附力，因此可望提高拾取薄型與大型芯片的性能。
芯片鍵合膠粘膜與晶片之間的粘附力測試測量了制造例1～制造例4的芯片鍵合膠粘膜與晶片之間的粘附力。為此，在芯片鍵合膠粘膜上層合了粘附力較好而曲率半徑小的膠粘膜后，把芯片鍵合膠粘膜切成25mm的寬度并粘貼在已加熱到60℃的晶片上，紫外光輻照1分鐘，然后測量其剝離強度。
結(jié)果表2(單位克力/25毫米)

結(jié)果表2顯示了晶片與膠粘膜之間的粘附力。可見，雖然紫外光輻照能顯著地降低膠粘膜與芯膜之間的粘附力，但是膠粘膜與晶片之間的粘附力卻增加了。
芯片鍵合膠粘膜的抗拉強度測試測量了制造例1～制造例4的芯片鍵合膠粘膜的抗拉強度。根據(jù)ASTM的標準方法，使用韓國Kyungsung Testing Machine Co.Ltd.的抗拉強度測試設(shè)備，其最大載荷為50Kg、490N。試樣寬10mm、標距40mm，厚度20μm，以300mm/min速度沿垂直方向進行拉伸。
結(jié)果表3

結(jié)果表3評價了膠粘膜的機械性能?？梢?，紫外光固化低分子量化合物沒有由于光引發(fā)劑而固化的時候會降低膠粘膜的抗拉強度。相反地，在使用光引發(fā)劑固化時，則可以維持其抗拉強度。
芯片鍵合膠粘膜的剪切強度測試測量了制造例1～制造例4的芯片鍵合膠粘膜的剪切強度。為此，使用韓國Kyungsung Testing Machine Co.Ltd.的UTM。此外，將切割成25mm×35mm尺寸的芯片鍵合膠粘膜層合在裁剪為150mm(長)×40mm(寬)的200μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上，再把膠粘膜上表面粘接到SUS，然后加熱到170℃的溫度下壓接1秒鐘，然后沿垂直方向拉伸并測量強度。
結(jié)果表4

結(jié)果表4評價了芯片鍵合時在初始壓接條件下的壓接是否良好，可見制造例1～制造例4的壓接程度都很好。
制造切片膜1以85μm厚的聚氯乙烯膜作為基材，把100份丙烯酸類膠粘劑溶液與8份丙烯酸類固化劑加以混合后涂覆10μm厚。在78℃下干燥2分鐘后，在40℃下陳化48小時，制成切片膜1。
制造切片膜2把50份乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、25份低密度聚乙烯樹脂及30份聚丙烯樹脂混合后制成100μm厚的膜作為基材。把包含100份丙烯酸類膠粘劑溶液與3份丙烯酸類固化劑的攪拌溶液涂覆在這樣制得的膜上，在78℃下干燥2分鐘后，在40℃下陳化48小時，制成切片膜2。
制造切片膜3把50份乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、25份低密度聚乙烯樹脂及30份聚丙烯樹脂加以混合后制成100μm厚的膜并作為基材使用，然后把包含丙烯酸類共聚物膠粘劑溶液(a)、丙烯酸類共聚物膠粘劑溶液(b)、光引發(fā)劑、丙烯酸類固化劑及紫外光固化低分子量化合物的攪拌溶液涂覆其上，在78℃下干燥2分鐘后，在40℃下陳化48小時，制成切片膜3。
在40kg的壓力下把制造例1～制造例4的芯片鍵合膠粘膜層合到制造例5～制造例7的切片膜上。這樣，使用圓形裁減及膜層合設(shè)備把直徑220mm的芯片鍵合膠粘膜層合到直徑270mm的切片膜正中央。所述兩個膜被切成圓形。提供在芯片鍵合膠粘膜上的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜保護所述層合膜的表面。層合作為芯片鍵合膠粘膜基材的流涎聚丙烯膜，并使其接觸切片膜。
通過直接層合(不以流涎聚丙烯膜作為芯膜)得到的芯片鍵合膠粘膜與切片膜的剝離強度的測試把制造例1～制造例4的芯片鍵合膠粘膜直接層合到制造例5～制造例7的切片膜上表面。此時，除掉作為芯片鍵合膠粘膜基材的流涎聚丙烯膜，使所述兩個膜直接相互接觸。把曲率半徑小、粘附力較好的膠粘膜層合到芯片鍵合膠粘膜上并剪切成25mm，然后把切片膜固定在預定的基材上，再以300mm/min的速度剝離其上部的芯片鍵合膠粘劑層并測量剝離強度。
即使通過紫外光輻照使得基材膠粘劑層中所包含的紫外光固化低分子量化合物固化，也會由于其高粘附力而無法正常剝離。由此，可以根據(jù)芯膜的存在來判斷芯片拾取性能。從結(jié)果得知，不存在芯膜時芯片鍵合膠粘膜難以與切片膜分離。
切片膜與流涎聚丙烯膜(芯膜)之間剝離強度的測量把作為芯片鍵合膠粘膜基材的流涎聚丙烯膜(芯膜)層合到制造例5～制造例7的切片膜上并測量其剝離強度。把流涎聚丙烯膜剪切成25mm寬后層合到制造例5～制造例7的切片膜上，再以300mm/min的速度剝離并測量其剝離強度。然后，把所述的三種切片膜剪切成25mm寬并層合到流涎聚丙烯膜上，再以同樣方法進行剝離并測量其值。各自測量多次并取其平均值。分別對剝離切片膜與剝離流涎聚丙烯膜時的數(shù)值取平均值。要注意的是，流涎聚丙烯膜是否經(jīng)過電暈表面處理也能造成測量結(jié)果的差異。
結(jié)果表6(單位克力/25毫米)

結(jié)果表6通過芯膜的表面處理評價了其與切片膜之間的粘附力，可見，粘附力視表面處理而變化。制造例7由于紫外光固化而降低了粘附力。因此，為了發(fā)揮切片膜作為基材的作用，應(yīng)該把它粘結(jié)到芯膜中表面張力高的電暈處理表面，切片膜上的膠粘劑層不應(yīng)含有紫外光固化低分子量化合物。
切片及拾取性能評估設(shè)備NB200刀片迪斯科公司(日本)切割速度120mm/s刀片RPM40,000RPM切割深度50μm(60μm，85μm)
芯片尺寸16×10(5×5，10×6，10×6)冷卻水1.2/min晶片背面拋光的75μm厚硅晶片結(jié)果表7

(○良好，△中等，×不良)所述制造例7的切片膜是紫外光固化膜，在拾取時，發(fā)生作為芯膜的流涎聚丙烯膜從切片膜上剝離并轉(zhuǎn)移到芯片鍵合膠粘膜上的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被視為不良拾取的一種類型。
下列總結(jié)表1的試樣編號與所述結(jié)果表7的試樣編號一致。
總結(jié)表1剪切強度、抗拉強度、粘附力、拾取性能及芯片飛濺等性能(粘附力單位克力/25毫米)

(○良好，△中等，×不良)測量所述總結(jié)表1所示的芯片鍵合膠粘膜的剪切強度、抗拉強度、芯片鍵合膠粘膜與晶片之間的粘附力、芯片鍵合膠粘膜與芯膜之間的粘附力等項目時，所述芯片鍵合膠粘膜處于沒有層合在切片膜上的狀態(tài)。如所述總結(jié)表1所示，使用芯膜并且向膠粘膜中添加紫外光固化低分子量化合物來制備芯片鍵合膠粘帶的情況下，在拾取薄型與大型芯片時，膠粘膜與基材膠粘劑層之間的剝離強度測定為良好。此外，當加入丁二烯共聚物時，芯片鍵合時通過壓接在薄型與大型芯片上產(chǎn)生的破壞程度測定為良好。
雖然出于描述目的公開了本發(fā)明芯片鍵合膠粘帶的優(yōu)選實施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下進行多種修改、添加和替代。
如前所述，本發(fā)明提供一種芯片鍵合膠粘帶。根據(jù)本發(fā)明，芯片鍵合膠粘帶使用芯膜，并包括膠粘膜，而且其膠粘膜包含環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、丁二烯共聚物及紫外光固化低分子量化合物。使用芯膜并且利用紫外光對紫外光固化低分子量化合物進行固化，由此改善了拾取薄型與大型芯片時的拾取性能。此外，使用丁二烯共聚物，由此獲得優(yōu)異的芯片鍵合膠粘帶，其不會在粘結(jié)至薄型和大型芯片時由于壓接而導致破壞。
權(quán)利要求
1.一種芯片鍵合膠粘帶，其特征在于包括基材和形成在基材上的膠粘劑層，并具有粘附了芯片鍵合膠粘膜的芯膜被鍵合到膠粘劑層上的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于芯膜是厚度為5～100μm的熱塑性膜，其是透明的從而透過紫外光，并且其兩個表面之間的表面張力差是70達因/厘米或更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于經(jīng)過電暈表面處理和共擠出工藝，所述芯膜具有表面張力為25～40達因/厘米的第一表面和表面張力為45～110達因/厘米的第二表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜在紫外光輻照之前與所述芯膜之間的粘附力為30～100克力/25毫米，紫外光輻照之后的粘附力為30克力/25毫米或更小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含紫外光固化低分子量化合物，以制備在紫外光輻照之后粘附力為30克力/25毫米或更小的膠粘膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含分子量為100萬～300萬的丙烯酸類共聚物，包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或丙烯腈的共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含分子量為3萬～40萬的丁二烯共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含主要由環(huán)氧樹脂組成的熱固性樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含用于固化所述環(huán)氧樹脂的酚醛樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含基于咪唑的固化促進劑，所述固化促進劑用于促進環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂的固化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘膜用組合物包含基于苯某酮的光引發(fā)劑，所述光引發(fā)劑用于促進紫外光固化低分子量化合物的固化。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述基材是透過紫外光的透明膜，并選自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯共聚物膜、聚氨酯膜和這些膜中一種或多種的復合膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于通過電暈表面處理，賦予所述基材75達因/厘米或更大的表面張力。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述基材的厚度為70～150μm。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘劑層用組合物包含丙烯酸組分，不包含紫外光固化組分，并涂覆在所述基材上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于通過使用刮刀涂布器或凹版涂布器的涂覆工藝和隨后的干燥工藝，使所述膠粘劑層用組合物形成為膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的芯片鍵合膠粘帶，其特征在于所述膠粘劑層的厚度為2～30μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種芯片鍵合膠粘帶，其消除了對于環(huán)形框架粘附用膠粘帶的需要，縮短了芯片鍵合時的固化時間，基本上防止了膠粘膜與基材上的膠粘劑層之間的低分子量化合物的轉(zhuǎn)移與擴散，因此在拾取芯片時表現(xiàn)出優(yōu)異的拾取性能，并且在拾取薄型與大型芯片時容易地使具有芯片的膠粘膜與基材上的膠粘劑層分離。本發(fā)明的芯片鍵合膠粘帶包括基材和形成在基材上的膠粘劑層，具有粘附了芯片鍵合膠粘膜的芯膜被鍵合到膠粘劑層上的結(jié)構(gòu)，并且使得可以在安裝在晶片上的狀態(tài)下經(jīng)由切片和隨后的芯片拾取而直接進行芯片鍵合。
文檔編號C09J7/02GK1978571SQ20061016214
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者安鏞國, 沈昌勛, 潢教圣 申請人:愛思工業(yè)有限公司