芯片键合胶粘带的制作方法

专利名称：芯片键合胶粘带的制作方法
技术领域：
本发明一般而言涉及一种芯片键合胶粘带，更具体而言，涉及用来在半导体制造工艺中提高作业效率和缩短作业时间的芯片键合胶粘带。
背景技术：
在半导体制造工艺中，具有大直径的晶片经过切片工序后分解成小的芯片，并使所分解的小芯片经历包括清洗、干燥、扩张、拾取和与引线框粘结的一系列工序。这样，为了防止所述切片工序中的芯片飞溅，使用胶粘带。虽然从切片工序到干燥工序都要求所述胶粘带具有足够大的粘附力以固定芯片，但是在拾取工序中应当大幅降低其粘附力，以便可以将所述芯片安全转移到芯片键合工序。
进一步地，在芯片键合工序中，使用液态的环氧胶粘剂将转移到芯片键合工序的芯片连接至引线框。然而，在要求高密度与高集成的诸如CSP(芯片级封装)或BGA(球栅阵列)的封装中，由于需要层合技术，在连接至引线框上表面的芯片上叠合4层或更多层芯片，因此使用液态环氧胶粘剂不易均匀地涂覆。因此，由于胶粘剂过量或不足而无法获得良好的粘合效果。因此，为了进行多层芯片键合，应当改善胶粘剂与键合方法。
为了解决所述问题，大韩民国专利公开公报第10-2004-0030979号(以下简称“现有技术一”)与大韩民国专利公开公报第10-2004-0029939号(以下简称“现有技术二”)公开了一种芯片键合胶粘带，其特征为事先在晶片的另一表面形成胶粘剂层并且在切片工序发挥出强大的晶片固定功能，然后在经过芯片拾取工序进行芯片键合时，不必另外的胶粘剂涂覆工序即可直接实现芯片键合。
图1a与图1b描述了根据现有技术一的芯片键合胶粘带的制造方法，图2a与图2b描述了使用图1b所示芯片键合胶粘带的芯片键合方法。如图1a所示，现有技术一的胶粘带包括基材(2)及位于其上并由环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙烯酸酯共聚物、通用光聚合低分子量化合物及光聚合引发剂组成的胶粘剂层(1)。此外，如图1b所示，在所述胶粘剂层(1)上部边缘层合了用于把环形框架(5)粘附到基材(2)上的环形框架键合胶粘带(3)，所述环形框架(5)用于固定胶粘剂层(1)。
如图2a所示，所述胶粘剂层(1)在晶片切片工序的作用是固定晶片，切片工序完毕后暴露在紫外光中时其组分中的紫外光固化胶粘剂组分进行固化，从而降低其与基材(2)之间的粘附力。因此，如图2b所示，在芯片拾取过程中，胶粘剂层(1)一旦与芯片(晶片)(4)一起与基材(2)分离，就将粘附了胶粘剂层的芯片(晶片)(6)置于引线框(未图示)上并加热以固化胶粘剂层(1)中所包含的环氧树脂，以发挥其粘附力，进而得到图2b所示的通过胶粘剂层与引线框键合的芯片(7)。
图3a到图3c描述了现有技术二的芯片键合胶粘带的制造方法，图4a与图4b描述了使用图3c所示芯片键合胶粘带的芯片键合方法。如图3a所示，现有技术二的胶粘带包括包含胶粘膜(8)与离型膜(9)的膜结构，所述胶粘膜(8)使用由环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙烯酸酯共聚物及充填剂组成的组合物制成，所述离型膜(9)用于可移除地支持胶粘膜。如图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发剂组成的胶粘剂层(10)的基材结构；如图3c所示，去除离型膜(9)之后，把胶粘膜(8)层合到基材结构的胶粘剂层(10)上。
如图4a所示，所述胶粘带在切片时发挥其固定功能。之后，暴露在紫外光中时，基材(2)上的胶粘剂层(10)固化并因此降低其与胶粘膜(8)之间的粘附力。此外，如图4b所示，在拾取芯片时，粘附了胶粘膜的芯片(11)与基材(2)的固化胶粘剂层(10)分离，并立刻置于引线框上，然后加热以固化胶粘膜(8)中所包含的环氧树脂，从而发挥其粘附力，进而得到通过胶粘膜与引线框键合的芯片(12)。在图4b中，附图标记5表示引线框。
所述现有技术一与现有技术二所公开的芯片键合胶粘带的共同之处在于，使用了事先在晶片的另一表面上形成胶粘剂层或胶粘膜的工序，由此可以直接进行芯片键合，而不需要在晶片切片后为了额外的芯片键合而涂布环氧胶粘剂的工序。
但是，在现有技术一中，由于在基材(2)上紫外光固化胶粘剂组分与环氧树脂组合物以单一组分类型进行混合，因此除了紫外光辐照工序以外还需要进行30分钟或更长时间的额外的环氧树脂固化工序。此外，在晶片切片工序中，需要一个额外的工序粘附胶粘带(3)以将环形框架固定在胶粘剂层周围。此外，在紫外光辐照后，在使具有芯片的胶粘剂层与基材(2)分离的拾取工序中，由于胶粘剂层内未固化的环氧树脂组合物的粘附力而难以有效地与基材(2)分离。具体而言，对于需要高集成与高密度的记忆半导体用IC芯片而言，使用上述胶粘带不可能拾取制造得越来越薄和越来越大的芯片，即薄型与大型芯片。
而且，根据现有技术二，在基材(2)上的紫外光固化胶粘剂层的上表面粘附胶粘膜，并在切片完毕后通过紫外光辐照使胶粘膜与胶粘剂层再次分离，随后进行芯片拾取和随后的直接芯片键合。但是，由于胶粘剂层(10)的紫外光固化低分子量化合物大部分已经在紫外光辐照之前转移和扩散到胶粘剂层(8)，因此在紫外光辐照时，导致并不能显著地降低其粘附力。此外，在芯片尺寸不小于10mm×10mm、厚度为75μm或更小时，粘附至芯片的胶粘膜与基材上的胶粘剂层之间的粘附力没有显著降低，因此增加了芯片拾取难度。此外，当勉强进行芯片拾取工序时，会因为拾取压力而破坏芯片，这是不希望的。此外，现有技术一也出现了所述现象。由此，现有技术一与现有技术二所公开的胶粘带在拾取薄型与大型芯片时存在许多限制。

发明内容
因此，为了解决现有技术的所述问题，本发明的目的是提供一种芯片键合胶粘带，其用来消除对于环形框架粘附用的额外胶粘带的需要，缩短芯片键合时的固化时间，基本上防止胶粘膜与基材上的胶粘剂层之间的低分子量化合物的转移与扩散，因此在拾取芯片时表现出优异的拾取性能，并且在拾取薄型与大型芯片时容易地使具有芯片的胶粘膜与基材上的胶粘剂层分离。
为了实现所述目的，本发明提供一种芯片键合胶粘带，其包括基材和形成在基材上的胶粘剂层，具有粘附了芯片键合胶粘膜的芯膜被键合到胶粘剂层上的结构，并能够在安装在晶片上的状态下经由切片和随后的芯片拾取而实现直接芯片键合。
在本发明中，作为胶粘带的基材，可以使用透过紫外光的透明膜。所述透明膜的实例包括聚乙烯膜、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、其交联膜、其复合膜，以及其层合体。
基材上的胶粘剂层不包含紫外光固化组分。虽然可以使用丙烯酸系、聚酯系、聚氨酯系、硅树脂系、橡胶系胶粘剂及其它通用胶粘剂，但是本发明优选使用丙烯酸类胶粘剂。基材的表面张力为40达因/厘米或更大，优选55达因/厘米或更大更优选75达因/厘米或更大，由此基材上的胶粘剂层可以发挥出良好的粘附力。这样，通过对基材表面进行电晕处理即可得到如此高表面张力的基材。基材厚度在30～250μm的范围内，优选在50～200μm的范围内，更优选在70～150μm的范围内。
本发明的胶粘带可以通过以下方法获得使用刮刀涂布器(knifecoater)或凹版涂布器(gravure coater)通过已知方法把由上述组分组成的胶粘剂组合物涂覆到所述基材上后加以干燥而形成胶粘剂层。所述胶粘剂层的厚度是2～30μm。
本发明的芯膜是厚度为5～100μm的热塑性膜。虽然对其材料不给予特别限制，但是应当使用透过紫外光的透明膜，其两个表面的表面张力差为5达因/厘米或更大，优选30达因/厘米或更大，更优选70达因/厘米或更大。此外，粘附至胶粘膜的芯膜第一表面优选具有25～40达因/厘米的表面张力，而粘附至基材上的胶粘剂层的芯膜第二表面优选具有45～110达因/厘米的表面张力。为了提高粘附至胶粘剂层的芯膜表面的表面张力，可以进行电晕表面处理。为了实现所述目的也可以使用经过共挤出工艺制作的芯膜，所述芯膜的两个表面可以是截然不同的两个层。这样，由于芯膜的两个表面之间的表面张力差，基本上可以在拾取芯片时使具有芯片的胶粘膜与具有低表面张力的芯膜表面分离。但是，如果粘附至胶粘膜的芯膜表面的表面张力太低，将在切片过程中因为胶粘膜与芯膜之间的粘附力弱而使芯片与胶粘膜一起从芯膜飞溅出来，因此需要适当的表面张力，这通过向胶粘膜用组合物中加入胶粘剂组分来实现。所述组分包括有粘着性的低分子量胶粘剂组分，但是本发明不限于此。其实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、分子量为1,000～8,000的液态环氧树脂和丙烯酸树脂、以及反应性橡胶化合物。
由于本发明的胶粘膜包含紫外光固化低分子量化合物，因此在紫外光辐照之前可以足够维持与芯膜之间的粘附力。所述粘附力为5～150克力/25毫米，优选30～100克力/25毫米。在拾取芯片时紫外光辐照后，其粘附力优选大幅降低，因此可以轻易地使具有芯片的胶粘膜与芯膜分离。此时的粘附力优选50克力/25毫米或更小，更优选30克力/25毫米或更小。
另一方面，粘附至基材上的胶粘剂层的芯膜表面的粘附力应维持在150～800克力/25毫米的范围内，优选维持在200～500克力/25毫米的范围内。此外，虽然粘附至胶粘剂层的芯膜表面应当具有尽可能高的粘附力，但是粘附力数值应当适合于在芯片键合工序完毕后轻易地从环形框架上移除基材。
本发明的胶粘膜主要由具有高分子量的丙烯酸类共聚物、丁二烯共聚物及热固性树脂组成，还包括紫外光固化低分子量化合物及光引发剂。此时，丙烯酸类共聚物的分子量为至少100万，优选为200万～300万。所述高分子量的丙烯酸类共聚物在制造胶粘膜时用来使得可以形成延展膜。所述丙烯酸类共聚物的实例包括丙烯酸橡胶，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和丙烯腈的共聚物。在本发明中，以丁二烯共聚物作为有机填料与所述丙烯酸类共聚物混合后使用，有效改善低温时的挠曲性和实现低弹性模量，进而在芯片键合时的压接过程中使薄型与大型芯片上的应力最小化。本发明的胶粘膜可以是含有热固性树脂的膜，具体而言，是主要由作为热固性树脂的环氧树脂组成的胶粘膜。此外，只要是固化后还具有粘附力的环氧树脂，在适用于本发明的胶粘膜时没有特别限制。为了进行固化反应，环氧树脂优选具有至少两个官能团，并且分子量低于8000，其实例包括双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂例如苯酚酚醛型环氧树脂或甲酚酚醛型环氧树脂。具体而言，酚醛型环氧树脂由于具有高耐热性而优选使用。
至于本发明胶粘膜中的固化剂，只要是能使环氧树脂固化的任何固化剂都可以没有特别限制地使用。从高耐热性的角度来看，优选使用酚醛型酚醛树脂。也可以为了促进所述环氧树脂的固化而使用固化促进剂，所述固化促进剂的实例包括咪唑类与胺类。
在本发明中，使用上述成分制造的胶粘膜并不直接与基材上的胶粘剂层粘合，而是使用两个表面的表面张力互不相同的芯膜与基材上的胶粘剂层粘合。所述芯膜粘合的胶粘膜有助于表现出适当的粘附力使得在实际切片时防止芯片飞溅，基材上的胶粘剂层用于支持芯膜及通过与芯膜之间的强粘附力提供在其上的胶粘膜。切片工序完毕后进行芯片拾取工序时，胶粘膜内部的紫外光固化低分子量化合物因紫外光辐照而固化，从而优选地显著降低胶粘膜与芯膜之间的粘附力，因此可以通过芯片拾取时的压力而轻易地使具有芯片的胶粘膜与芯膜分离，这种方式也能轻易地适用于薄型与大型芯片。


图1a与图1b现有技术一的芯片键合胶粘带的制造方法；图2a与图2b描述了使用图1b所示芯片键合胶粘带的芯片键合方法；图3a到图3c描述了现有技术二的芯片键合胶粘带的制造方法；图4a与图4b描述了使用图3c所示芯片键合胶粘带的芯片键合方法；图5a到图5c描述了根据本发明的芯片键合胶粘带的制造方法；图6a与图6b描述了使用图5c所示芯片键合胶粘带的芯片键合方法。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明芯片键合胶粘带及其胶粘膜的制造方法的各种实施方案进行详细说明。
图5a到图5c描述了本发明的芯片键合胶粘带的制造方法，图6a与图6b描述了使用图5c所示芯片键合胶粘带的芯片键合方法。图5a中的附图标记8表示胶粘膜，其主要由高分子量丙烯酸类共聚物、丁二烯共聚物、环氧树脂及环氧树脂固化剂组成，还包括紫外光固化低分子量化合物与光引发剂。此时，丙烯酸类共聚物的分子量为至少100万，优选为200万～300万。能够为待制备的胶粘膜提供延展性的高分子量丙烯酸类共聚物构成所述膜的基体树脂，其实例有丙烯酸橡胶，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和丙烯腈的共聚物。
为了提高丙烯酸类共聚物的Tg，可以加入具有羟基或羧基之类的官能团的低聚物，例如低聚酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。固化剂可以使用甲苯二异氰酸酯。所述低聚物的用量为1～30重量份，优选5～15重量份，基于100重量份的丙烯酸类共聚物。甲苯二异氰酸酯的用量为0.1～15重量份，优选2～8重量份，基于总量为100重量份的所述低聚物。丁二烯共聚物的实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。也可以单独使用聚丁二烯。所述丁二烯共聚物作为可以提高低温挠曲性与实现低弹性模量的有机填料而进行混合，用量为0.1～50重量份，优选1～20重量份，更优选5～10重量份。该组分有效使得芯片键合时的压接过程中薄型与大型芯片上产生的应力最小化。但是，当丁二烯共聚物的量超过50重量份时，由于胶粘膜的延展性过大而容易在芯片键合时发生变形。另一方面，当丁二烯共聚物的量小于1重量份时，不能获得低弹性模量。
只要是固化后还具有粘附力的环氧树脂都可以使用而没有特别限制，并且为了进行固化，所述环氧树脂应当具有至少两个官能团和小于8000的分子量。例如，可以使用双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂例如苯酚酚醛型环氧树脂或甲酚酚醛型环氧树脂。优选使用具有高耐热性的酚醛型环氧树脂。
对于制造胶粘膜时的胶粘剂组合物的混合比，基于100重量份总量的丙烯酸类共聚物与丁二烯共聚物，环氧树脂的用量为5～80重量份，优选为10～50重量份。但是，环氧树脂的用量超过80重量份时，由于形成胶粘膜时的脆性过大而不合要求地发生膜破坏现象；如果低于5重量份则无法发挥环氧树脂的胶粘性能。
只要能使环氧树脂固化的固化剂都可以使用而没有特别限制。从高耐热性的角度来看，优选使用酚醛型酚醛树脂。作为环氧树脂固化剂的酚醛树脂的用量为10～50的重量份，优选20～40重量份，基于100重量份的环氧树脂。也可以为了促进所述环氧树脂的固化反应而使用固化促进剂，例如咪唑或胺。所述固化促进剂的用量为0.1～10重量份，优选1～5重量份，基于100重量份总量的环氧树脂与固化剂。固化促进剂的用量超过10重量份时，将在胶粘膜制造过程中引起环氧树脂的过度固化并出现不希望的脆性而无法形成所期望的胶粘膜；如果低于1重量份，则由于环氧树脂的低固化速率而在芯片键合时需要对胶粘膜进行额外固化。
紫外光固化低分子量化合物的分子内包含至少一个双键，其实例有日本公开专利公报No.60(1985)-196956与No.60(1985)-223139所公开的低分子量化合物。其实例包括丙烯酸酯化合物，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟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为0.5～50重量份，优选1～30重量份，更优选5～15重量份，基于100重量份总量的用于胶粘膜制造的胶粘剂组合物。紫外光固化低分子量化合物只有在紫外光辐照时才会反应并开始固化，因此在胶粘膜的制造过程或切片工序中可以为胶粘膜赋予胶粘特性。为芯片拾取而进行紫外光辐照时，上述化合物充分固化，从而显著降低胶粘膜与芯膜之间的粘附力，进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过50重量份时，将过度增加挠曲性并不合要求地使胶粘膜性能变差；如果低于0.5重量份，则在紫外光辐照时不会发生固化反应。
此外，可以使用光引发剂来促进所述紫外光固化低分子量化合物的固化。所述光引发剂的实例包括二苯酮、苯乙酮、二苄基、二乙酰、二苯基硫和偶氮二异丁基腈。基于100重量份总量的紫外光固化低分子量化合物，所述光引发剂的用量为0.5～15重量份，优选1.0～10重量份，更优选1.5～4重量份。
为了使用所述胶粘剂组合物制造胶粘膜，需要将组合物与溶剂混合的工序以制成清漆形式，然后涂覆在额外的基材上并干燥。
图5a的附图标记13表示两个表面的表面张力互不相同的芯膜。为了形成这种芯膜，可以对所述芯膜的一个表面进行电晕处理，或者可以采用共挤出工艺，使得在其两个表面分别形成互不相同的层。所述芯膜(13)是制造胶粘膜(8)时的基材，因此需要在芯膜(13)电晕处理表面的相反面上涂覆胶粘剂混合物，然后干燥，进而形成与芯膜(13)粘接的胶粘膜(8)。这样，将通过向胶粘剂组合物中添加溶剂、搅拌、然后真空脱气所得到的胶粘剂混合物涂覆在芯膜上。至于溶剂，优选使用乙酸乙脂、甲苯及甲乙酮的适当混合物。干燥温度应维持在70～130℃的范围内，干燥时间则维持在60～300秒的范围内。干燥温度太高或干燥时间太长时，将会过度促进胶粘剂混合物里的环氧树脂的固化而导致干燥后的膜脆性增加。脆性的增加将降低胶粘膜(8)的粘接性能。具体而言，会破坏芯膜(13)上的胶粘膜(8)。
如上所述，制备胶粘膜(8)以如下方式进行将胶粘剂组合物以膜的形式贴覆在芯膜(13)的表面，所述芯膜(13)用作其基材并具有低的表面张力。所述胶粘膜(8)的厚度为5～80μm，优选10～40μm。
厚度在5～100μm的范围内的芯膜(13)为热塑性膜，但本发明不限于此。优选地，上述膜是透过紫外光的透明膜。此外，芯膜的两个表面的表面张力差为5达因/厘米或更大，优选30达因/厘米或更大，更优选70达因/厘米或更大。粘附至胶粘膜(8)的芯膜(13)的第一表面的表面张力为25～40达因/厘米，而粘附至基材上的胶粘剂层的芯膜(13)的第二表面的表面张力为45～110达因/厘米。也可以为了提高粘附至胶粘剂层的芯膜(13)表面的表面张力而对该表面进行电晕处理。为了实现所述目的也可以使用经过共挤出工艺制作的芯膜，这样得到的芯膜的两个表面可以是截然不同的两个层。芯膜的两个表面之间的表面张力差使得在芯片拾取时具有芯片的胶粘膜(8)与具有低表面张力的芯膜(13)的表面分离。但是，如果粘附至胶粘膜(8)的芯膜(13)表面的表面张力太低，将在切片过程中因为胶粘膜(8)与芯膜(13)之间的粘附力变弱而使芯片与胶粘膜(8)一起从芯膜(13)飞溅出来。因此应当维持适当的表面张力。为此，在胶粘膜(8)的组合物中应当含有胶粘剂组分。所述组分是具有粘着性的低分子量胶粘剂组分，但是本发明不限于此。其实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、分子量为1,000～8,000的液态环氧树脂与丙烯酸树脂、以及反应性橡胶化合物。
本发明的胶粘膜(8)含有紫外光固化低分子量化合物，因此在紫外光辐照之前可以表现出与芯膜之间足够的粘附力。合适的粘附力为5～150gf/25m，优选30～100克力/25毫米。
在用于芯片拾取的紫外光辐照后，粘附力将显著地减弱，可以容易地使结合在芯片上的胶粘膜(8)与芯膜(13)分离，此时的粘附力为50克力/25毫米或更小，优选30克力/25毫米或更小，更优选1克力/25毫米或更小。具体而言，如果是75μm或更小厚度的薄型芯片，那么基材和具有芯片的胶粘膜(8)之间的粘附力应该在拾取芯片时足够低。如果粘附力超过50克力/25毫米，芯片将受到芯片拾取压力的影响而轻易弯曲，甚至遭到破坏。如果是尺寸不小于10mm×10mm的薄型芯片，所述不良现象更容易发生。
本发明使用芯膜(13)可以基本上阻止基材上胶粘剂层中用于增加粘附力的低分子量化合物的转移与扩散。此外，使用胶粘膜(8)组分中的紫外光固化低分子量化合物可以在紫外光辐照时大幅降低胶粘膜(8)与芯膜(13)之间的粘附力，使其可以轻易分离。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现的传统问题。除了薄型和大型芯片，还可以具有拾取75μm或更大的厚度和不大于10mm×10mm的尺寸的通用芯片。因此本发明的芯片键合胶粘带的使用不限于薄型与大型芯片。
图5b的附图标记2表示胶粘带的基材，所述基材是透过紫外光的透明膜。其实例包括聚乙烯膜、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，它们可以单独使用，或者可以以其复合挤出膜的形式使用。而且，基材表面也可以为了提高表面张力而进行电晕处理。
图5b的附图标记10表示胶粘剂层，可以使用通用的丙烯酸类胶粘剂形成所述胶粘剂层。该胶粘剂涂覆到基材(2)上并加以干燥，即可形成胶粘剂层(10)，得到胶粘带。与基材(2)上的胶粘剂层(10)粘合的芯膜(13)表面的粘附力为150～800克力/25毫米，优选200～500克力/25毫米。此外，虽然粘附至胶粘剂层的芯膜表面应当具有尽可能高的粘附力，但是粘附力数值应当适合于在芯片键合工序完毕后轻易地从环形框架上移除基材(2)。将如此制成的胶粘带与胶粘膜(8)粘合后制成图5c所示的芯片键合胶粘带。如图6a所示，所述芯片键合胶粘带被固定在环形框架(5)上用于切片，然后在20～80℃的条件下被贴放在晶片的另一表面以进行晶片切片。
此后，晶片与芯片键合胶粘带一起被切成个别芯片。然后为了进行随后的芯片拾取，对具有芯片的胶粘带辐照紫外光。在本发明中，允许使用的紫外光的中心波长为365nm左右，照度维持在2～500mW/cm2的范围内，辐照时间维持在0.1～150秒的范围内。紫外光辐照完毕后，个别芯片经过拾取工序并如图6b所示得到只粘附了胶粘膜(8)的芯片(11)，也就制成了通过胶粘膜而粘附引线框的芯片(12)。
<实施例>
根据下面的实施例将更好地理解本发明，所述实施例用于说明，而不应理解为限制本发明。在下列说明中，“份”表示重量份。此外，对抗拉强度测量设备、紫外光辐照设备及粘附力测量设备的说明在相关结果部分给出。
制造芯片键合胶粘膜1向由环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类胶粘剂溶液组成的芯片键合胶粘膜用组合物中，加入丙烯酸类固化剂和固化促进剂，以固化环氧树脂。这样，以5∶3的比例混合环氧树脂与酚醛树脂并搅拌30分钟后，以15∶45的比例混合所得到的搅拌溶液与丙烯酸类胶粘剂并搅拌3小时。然后向其中添加丙烯酸类固化剂与环氧固化促进剂并继续搅拌30分钟后制成芯片键合胶粘膜1。如下列组成表1中所示，各组分在以预定比例稀释于有机溶剂中后使用。
制造芯片键合胶粘膜2芯片键合胶粘膜的制造方法与制造例1相同，之后为了增加粘附力而添加紫外光固化低分子量化合物并搅拌30分钟，制成芯片键合胶粘膜2。
制造芯片键合胶粘膜3芯片键合胶粘膜的制造方法与制造例2相同，之后为了紫外光固化而添加光引发剂并搅拌30分钟，制成芯片键合胶粘膜3。
制造芯片键合胶粘膜4芯片键合胶粘膜的制造方法与制造例3相同，之后为了提高紫外光辐照的固化程度而添加更大量的光引发剂，然后搅拌30分钟，制成芯片键合胶粘膜4。
以40μm厚的流涎聚丙烯膜为基材，在其没有进行电晕处理的表面上把所述制造例1～制造例4的搅拌溶液涂覆20μm厚并形成胶粘剂层。然后在胶粘剂层上面层合40μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜以保护胶粘剂层。
组成表1制备例1-4的组成(单位重量份)

在表1中，环氧树脂是甲酚酚醛型环氧树脂，其具有68～72℃的软化点和200～212当量，以甲乙酮作为溶剂制成浓度50％的溶液后使用。酚醛树脂与上述环氧树脂属于同一类型，也制成浓度50％的溶液后使用。
使用分子量为100万的丙烯酸类共聚物。为了固化所述酚醛树脂、环氧树脂及丙烯酸类共聚物而使用甲苯二异氰酸酯。丁二烯共聚物是丙烯腈丁二烯共聚物，其分子量为40万，丙烯腈含量为35％。光引发剂是2-羟基-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，环氧固化促进剂是1-氰乙基-2-苯基咪唑，其熔点为105～108℃。
基材(流涎聚丙烯膜)与芯片键合胶粘膜之间的剥离强度测试测试了制造例1～制造例4的芯片键合胶粘膜和流延聚丙烯膜之间的剥离强度，所述流延聚丙烯膜既作为芯膜，又作为胶粘膜的基材。为此，把切成足够大尺寸的高粘附力膜(A)固定在粘附力测量设备的上部，然后将芯片键合胶粘膜与作为其基材的流涎聚丙烯膜切成25mm宽，使芯片键合胶粘膜的上表面与所述膜(A)接触，随后施加2kgf的力进行层合。然后以300mm/min的速度只移除流涎聚丙烯膜(芯膜)。为了评价光引发剂的影响，在紫外光辐照1分钟后测量强度。粘附力测量设备使用SHIMPO公司产品，其最大载荷为5.0Kg、49.03N。
在制造例1与制造例2中，没有使用光引发剂，因此不进行紫外光辐照。
结果表1(单位克力/25毫米)

结果表1显示了紫外光辐照对芯片拾取性能的影响。可知通过紫外光辐照会显著地降低胶粘膜与芯膜之间的粘附力，因此可望提高拾取薄型与大型芯片的性能。
芯片键合胶粘膜与晶片之间的粘附力测试测量了制造例1～制造例4的芯片键合胶粘膜与晶片之间的粘附力。为此，在芯片键合胶粘膜上层合了粘附力较好而曲率半径小的胶粘膜后，把芯片键合胶粘膜切成25mm的宽度并粘贴在已加热到60℃的晶片上，紫外光辐照1分钟，然后测量其剥离强度。
结果表2(单位克力/25毫米)

结果表2显示了晶片与胶粘膜之间的粘附力。可见，虽然紫外光辐照能显著地降低胶粘膜与芯膜之间的粘附力，但是胶粘膜与晶片之间的粘附力却增加了。
芯片键合胶粘膜的抗拉强度测试测量了制造例1～制造例4的芯片键合胶粘膜的抗拉强度。根据ASTM的标准方法，使用韩国Kyungsung Testing Machine Co.Ltd.的抗拉强度测试设备，其最大载荷为50Kg、490N。试样宽10mm、标距40mm，厚度20μm，以300mm/min速度沿垂直方向进行拉伸。
结果表3

结果表3评价了胶粘膜的机械性能。可见，紫外光固化低分子量化合物没有由于光引发剂而固化的时候会降低胶粘膜的抗拉强度。相反地，在使用光引发剂固化时，则可以维持其抗拉强度。
芯片键合胶粘膜的剪切强度测试测量了制造例1～制造例4的芯片键合胶粘膜的剪切强度。为此，使用韩国Kyungsung Testing Machine Co.Ltd.的UTM。此外，将切割成25mm×35mm尺寸的芯片键合胶粘膜层合在裁剪为150mm(长)×40mm(宽)的200μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上，再把胶粘膜上表面粘接到SUS，然后加热到170℃的温度下压接1秒钟，然后沿垂直方向拉伸并测量强度。
结果表4

结果表4评价了芯片键合时在初始压接条件下的压接是否良好，可见制造例1～制造例4的压接程度都很好。
制造切片膜1以85μm厚的聚氯乙烯膜作为基材，把100份丙烯酸类胶粘剂溶液与8份丙烯酸类固化剂加以混合后涂覆10μm厚。在78℃下干燥2分钟后，在40℃下陈化48小时，制成切片膜1。
制造切片膜2把50份乙烯-醋酸乙烯酯树脂、25份低密度聚乙烯树脂及30份聚丙烯树脂混合后制成100μm厚的膜作为基材。把包含100份丙烯酸类胶粘剂溶液与3份丙烯酸类固化剂的搅拌溶液涂覆在这样制得的膜上，在78℃下干燥2分钟后，在40℃下陈化48小时，制成切片膜2。
制造切片膜3把50份乙烯-醋酸乙烯酯树脂、25份低密度聚乙烯树脂及30份聚丙烯树脂加以混合后制成100μm厚的膜并作为基材使用，然后把包含丙烯酸类共聚物胶粘剂溶液(a)、丙烯酸类共聚物胶粘剂溶液(b)、光引发剂、丙烯酸类固化剂及紫外光固化低分子量化合物的搅拌溶液涂覆其上，在78℃下干燥2分钟后，在40℃下陈化48小时，制成切片膜3。
在40kg的压力下把制造例1～制造例4的芯片键合胶粘膜层合到制造例5～制造例7的切片膜上。这样，使用圆形裁减及膜层合设备把直径220mm的芯片键合胶粘膜层合到直径270mm的切片膜正中央。所述两个膜被切成圆形。提供在芯片键合胶粘膜上的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜保护所述层合膜的表面。层合作为芯片键合胶粘膜基材的流涎聚丙烯膜，并使其接触切片膜。
通过直接层合(不以流涎聚丙烯膜作为芯膜)得到的芯片键合胶粘膜与切片膜的剥离强度的测试把制造例1～制造例4的芯片键合胶粘膜直接层合到制造例5～制造例7的切片膜上表面。此时，除掉作为芯片键合胶粘膜基材的流涎聚丙烯膜，使所述两个膜直接相互接触。把曲率半径小、粘附力较好的胶粘膜层合到芯片键合胶粘膜上并剪切成25mm，然后把切片膜固定在预定的基材上，再以300mm/min的速度剥离其上部的芯片键合胶粘剂层并测量剥离强度。
即使通过紫外光辐照使得基材胶粘剂层中所包含的紫外光固化低分子量化合物固化，也会由于其高粘附力而无法正常剥离。由此，可以根据芯膜的存在来判断芯片拾取性能。从结果得知，不存在芯膜时芯片键合胶粘膜难以与切片膜分离。
切片膜与流涎聚丙烯膜(芯膜)之间剥离强度的测量把作为芯片键合胶粘膜基材的流涎聚丙烯膜(芯膜)层合到制造例5～制造例7的切片膜上并测量其剥离强度。把流涎聚丙烯膜剪切成25mm宽后层合到制造例5～制造例7的切片膜上，再以300mm/min的速度剥离并测量其剥离强度。然后，把所述的三种切片膜剪切成25mm宽并层合到流涎聚丙烯膜上，再以同样方法进行剥离并测量其值。各自测量多次并取其平均值。分别对剥离切片膜与剥离流涎聚丙烯膜时的数值取平均值。要注意的是，流涎聚丙烯膜是否经过电晕表面处理也能造成测量结果的差异。
结果表6(单位克力/25毫米)

结果表6通过芯膜的表面处理评价了其与切片膜之间的粘附力，可见，粘附力视表面处理而变化。制造例7由于紫外光固化而降低了粘附力。因此，为了发挥切片膜作为基材的作用，应该把它粘结到芯膜中表面张力高的电晕处理表面，切片膜上的胶粘剂层不应含有紫外光固化低分子量化合物。
切片及拾取性能评估设备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)冷却水1.2/min晶片背面抛光的75μm厚硅晶片结果表7

(○良好，△中等，×不良)所述制造例7的切片膜是紫外光固化膜，在拾取时，发生作为芯膜的流涎聚丙烯膜从切片膜上剥离并转移到芯片键合胶粘膜上的现象。这种现象被视为不良拾取的一种类型。
下列总结表1的试样编号与所述结果表7的试样编号一致。
总结表1剪切强度、抗拉强度、粘附力、拾取性能及芯片飞溅等性能(粘附力单位克力/25毫米)

(○良好，△中等，×不良)测量所述总结表1所示的芯片键合胶粘膜的剪切强度、抗拉强度、芯片键合胶粘膜与晶片之间的粘附力、芯片键合胶粘膜与芯膜之间的粘附力等项目时，所述芯片键合胶粘膜处于没有层合在切片膜上的状态。如所述总结表1所示，使用芯膜并且向胶粘膜中添加紫外光固化低分子量化合物来制备芯片键合胶粘带的情况下，在拾取薄型与大型芯片时，胶粘膜与基材胶粘剂层之间的剥离强度测定为良好。此外，当加入丁二烯共聚物时，芯片键合时通过压接在薄型与大型芯片上产生的破坏程度测定为良好。
虽然出于描述目的公开了本发明芯片键合胶粘带的优选实施方案，但是本领域技术人员将理解可以在不背离本发明的范围和精神的情况下进行多种修改、添加和替代。
如前所述，本发明提供一种芯片键合胶粘带。根据本发明，芯片键合胶粘带使用芯膜，并包括胶粘膜，而且其胶粘膜包含环氧树脂、环氧树脂固化剂、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对紫外光固化低分子量化合物进行固化，由此改善了拾取薄型与大型芯片时的拾取性能。此外，使用丁二烯共聚物，由此获得优异的芯片键合胶粘带，其不会在粘结至薄型和大型芯片时由于压接而导致破坏。
权利要求
1.一种芯片键合胶粘带，其特征在于包括基材和形成在基材上的胶粘剂层，并具有粘附了芯片键合胶粘膜的芯膜被键合到胶粘剂层上的结构。
2.根据权利要求1所述的芯片键合胶粘带，其特征在于芯膜是厚度为5～100μm的热塑性膜，其是透明的从而透过紫外光，并且其两个表面之间的表面张力差是70达因/厘米或更大。
3.根据权利要求2所述的芯片键合胶粘带，其特征在于经过电晕表面处理和共挤出工艺，所述芯膜具有表面张力为25～40达因/厘米的第一表面和表面张力为45～110达因/厘米的第二表面。
4.根据权利要求1所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜在紫外光辐照之前与所述芯膜之间的粘附力为30～100克力/25毫米，紫外光辐照之后的粘附力为30克力/25毫米或更小。
5.根据权利要求4所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含紫外光固化低分子量化合物，以制备在紫外光辐照之后粘附力为30克力/25毫米或更小的胶粘膜。
6.根据权利要求1所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含分子量为100万～300万的丙烯酸类共聚物，包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或丙烯腈的共聚物。
7.根据权利要求1所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含分子量为3万～40万的丁二烯共聚物。
8.根据权利要求1所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含主要由环氧树脂组成的热固性树脂。
9.根据权利要求8所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含用于固化所述环氧树脂的酚醛树脂。
10.根据权利要求9所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含基于咪唑的固化促进剂，所述固化促进剂用于促进环氧树脂与酚醛树脂的固化。
11.根据权利要求10所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘膜用组合物包含基于苯某酮的光引发剂，所述光引发剂用于促进紫外光固化低分子量化合物的固化。
12.根据权利要求1所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述基材是透过紫外光的透明膜，并选自聚乙烯膜、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、聚氨酯膜和这些膜中一种或多种的复合膜。
13.根据权利要求12所述的芯片键合胶粘带，其特征在于通过电晕表面处理，赋予所述基材75达因/厘米或更大的表面张力。
14.根据权利要求12或13所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述基材的厚度为70～150μm。
15.根据权利要求8所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘剂层用组合物包含丙烯酸组分，不包含紫外光固化组分，并涂覆在所述基材上。
16.根据权利要求15所述的芯片键合胶粘带，其特征在于通过使用刮刀涂布器或凹版涂布器的涂覆工艺和随后的干燥工艺，使所述胶粘剂层用组合物形成为膜。
17.根据权利要求15或16所述的芯片键合胶粘带，其特征在于所述胶粘剂层的厚度为2～30μm。
全文摘要
本发明涉及一种芯片键合胶粘带，其消除了对于环形框架粘附用胶粘带的需要，缩短了芯片键合时的固化时间，基本上防止了胶粘膜与基材上的胶粘剂层之间的低分子量化合物的转移与扩散，因此在拾取芯片时表现出优异的拾取性能，并且在拾取薄型与大型芯片时容易地使具有芯片的胶粘膜与基材上的胶粘剂层分离。本发明的芯片键合胶粘带包括基材和形成在基材上的胶粘剂层，具有粘附了芯片键合胶粘膜的芯膜被键合到胶粘剂层上的结构，并且使得可以在安装在晶片上的状态下经由切片和随后的芯片拾取而直接进行芯片键合。
文档编号C09J7/02GK1978571SQ20061016214
公开日2007年6月13日 申请日期2006年12月6日 优先权日2005年12月6日
发明者安镛国, 沈昌勋, 潢教圣 申请人:爱思工业有限公司