一种易清洁光热转换材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于芯片封装，具体涉及一种易清洁光热转换材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在半导体技术领域，为了提高芯片的电气性能，同时保持芯片具有一定的散热效率，对晶圆进行封装前通常需要对其背面进行研磨(back grinding)以减薄晶圆的厚度，背面研磨过程的顺利进行需要依赖于临时键合技术将待减薄晶圆可靠地粘附于有一定机械强度的玻璃载体上，减薄完成后再通过一定方式将减薄后的晶圆与玻璃载体分离，分离后的玻璃载体上通常会有胶材残留。残留胶材如果无法彻底清洗干净则会导致玻璃基板无法回收重复利用，或者如果需要比较麻烦的处理过程才能清洗干净，则可能会对玻璃载体引入额外的机械或者化学损伤，进而影响其重复利用次数；而对于封装厂而言，玻璃载体的使用量巨大，因此，对玻璃载体的高效和低损伤回收就显得十分重要。

2、cn102420114a公开了一种层压结构以及用该层压结构制造超薄晶圆的方法，所述层压结构包括待研磨基片和载体，该基片被研磨至很小厚度，而且能在不损坏基片的情况下与载体分离，通过该种方法能获得50μm厚度以下的超薄晶圆，但是与超薄晶圆分离后的玻璃载体需要使用特定清洗剂以及配合刮擦动作才能实现玻璃载体的回收利用，而刮擦动作的实施对于玻璃载体表面会不可避免地产生大量微小的划痕，当划痕多到严重影响玻璃载体的机械和光学性能时便无法继续回收利用。

3、因此，解决上述技术问题，急需开发一种能够实现玻璃载体高效和低损伤回收的易清洁光热转换材料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种易清洁光热转换材料及其制备方法和应用，将所述易清洁光热转换材料涂覆在玻璃载体表面，然后再进行晶圆的粘结，在减薄和解键合过程结束后，与减薄晶圆分离的玻璃载体通过普通溶剂浸泡和二流体吹扫即可实现回收，效率较高且不会损伤玻璃载体。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种易清洁光热转换材料，所述易清洁光热转换材料按照重量份包括如下组分：

4、

5、本发明提供的易清洁光热转换材料包括特定份数的主体树脂、吸光填料、支撑填料、分散剂和溶剂；在待减薄晶圆和玻璃载体粘结之前，将易清洁光热转换材料涂覆在玻璃载体的待粘结面上，然后再搭配常规胶黏剂(例如3m胶)粘结待减薄晶圆，在减薄和解键合过程结束后，可轻松将减薄晶圆和玻璃载体分离，且常规胶黏剂全部残留在减薄晶圆上，而分离后的玻璃载体表面仅残留部分未烧蚀的主体树脂和填料，进而通过普通溶剂(例如氨水、异丙醇和去离子水)浸泡和二流体吹扫即可实现回收，效率较高且不会损伤玻璃载体，实现了玻璃载体的高效和低损伤回收；

6、具体而言，所述易清洁光热转换材料中的吸光填料对于特定波长的光不透明，且能将光能吸收转换为热能，经激光照射后，短时间内的温度可以升至1000～2000℃，足以达到烧蚀周围主体树脂的目的，继而可以实现减薄晶圆和玻璃载体的完全分离；所述支撑填料是熔点高且透明性良好的无机填料，其主要作用是在主体树脂被烧蚀后起到隔离和支撑的作用，防止受热软化的胶黏材料再次与玻璃载体粘合；所述分散剂的作用则是促进填料(包括吸光填料和支撑填料)的均匀分散，同时也能防止填料的沉淀和聚集；所述溶剂则是为了实现各个组分更好的分散。

7、其中，所述主体树脂可以为4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份或18重量份等。

8、所述吸光填料可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份或6重量份等。

9、所述支撑填料可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等。

10、所述分散剂可以为0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。

11、所述溶剂可以为70重量份、75重量份、80重量份、85重量份或90重量份等。

12、其中，所述分散剂优选为毕克化学产品byk-111、byk-161、byk-163、byk-2002、byk-2015、byk-2152或byk-9076中的任意一种或至少两种的组合。

13、需要说明的是，上述“主体树脂”包括改性主体树脂和未改性主体树脂，下述涉及相似表述，均表示相同含义。

14、优选地，所述易清洁光热转换材料中主体树脂的含量为5～15重量份。

15、优选地，所述主体树脂为改性主体树脂。

16、优选地，所述改性主体树脂的制备原料包括未改性主体树脂、多羟基化合物和乙醇胺类化合物。

17、作为本发明的优选技术方案，选择多羟基化合物和乙醇胺类化合物对未改性主体树脂进行交联改性，可以使得到的改性主体树脂中带有羟基和胺基，进而具有更好的水溶性、醇溶性和碱溶性。

18、优选地，所述未改性主体树脂包括聚丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚乙烯醇树脂中的任意一种或至少两种的组合。

19、优选地，所述多羟基化合物包括乙二醇和/或甘油。

20、优选地，所述乙醇胺类化合物包括单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。

21、优选地，所述未改性主体树脂、多羟基化合物和乙醇胺类化合物的质量比为1:(0.1～0.5):(0.1～0.3)。

22、其中，所述未改性主体树脂和多羟基化合物的质量比可以为1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4或1:0.45等。

23、所述未改性主体树脂和乙醇胺类化合物的质量比可以为1:0.12、1:0.14、1:0.16、1:0.18、1:0.2、1:0.22、1:0.24、1:0.26或1:0.28等。

24、优选地，所述改性主体树脂通过如下方法制备得到，所述方法包括：将未改性主体树脂和多羟基化合物进行反应，再加入乙醇胺类化合物进行反应，得到所述改性树脂。

25、优选地，所述易清洁光热转换材料中吸光填料的含量为2.5～5重量份。

26、优选地，所述吸光填料包括炭黑、碳纳米管、深色金属粉末或深色金属氧化物粉末中的任意一种或至少两种的组合。

27、优选地，所述深色金属粉末包括铁粉。

28、优选地，所述深色金属氧化物粉末包括氧化铜粉末。

29、优选地，所述易清洁光热转换材料中支撑填料的含量为2.5～5重量份；

30、优选地，所述支撑填料包括氧化硅、氧化锌、氧化铝和玻璃粉中的任意一种或至少两种的组合。

31、优选地，所述氧化硅包括亲水性二氧化硅和/或疏水性二氧化硅，进一步优选为疏水性二氧化硅，选择具有优异疏水性的支撑填料将有助于简化玻璃载体的清洗回收流程，无需刮擦也能将分离后的玻璃载体清洗干净。

32、优选地，所述易清洁光热转换材料中分散剂的含量为0.5～3重量份。

33、优选地，所述易清洁光热转换材料中溶剂的含量为70～90重量份。

34、优选地，所述溶剂包括乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙二醇单丁醚、乙二醇叔丁醚、n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚或乙二醇叔丁醚中的任意一种或至少两种的组合。

35、作为本发明的优选技术方案，选择乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚或乙二醇叔丁醚中的任意一种或至少两种的组合作为溶剂，上述溶剂能通过氢键弱相互作用使填料实现更好地分散，提升易清洁光热转换材料的均匀性和稳定性。

36、优选地，所述易清洁光热转换材料中还包括其他助剂，例如hd540、hd792、hd602或hd530中的任意一种或至少两种的组合，可以进一步提高易清洁光转换材料与玻璃载体的结合力。

37、优选地，所述易清洁光热转换材料中其他助剂的含量为0.1～0.6重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份或0.55重量份等，进一步优选为0.2～0.5重量份。

38、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述易清洁光热转换材料的制备方法，所述制备方法包括：将主体树脂、吸光填料、支撑填料、分散剂、溶剂和任选的其他助剂进行混合，得到所述易清洁光热转换材料。

39、优选地，所述混合结束后还包括研磨和过滤的步骤，所述研磨可以使填料具有合适的粒径。

40、第三方面，本发明提供一种晶圆的减薄方法，所述减薄方法包括：将如第一方面所述易清洁光热转换材料涂覆在玻璃载体表面，然后搭配胶黏剂贴合待减薄晶圆，对待减薄晶圆进行背部减薄和激光解键合，分离减薄晶圆和玻璃载体，完成所述晶圆的减薄。

41、优选地，所述涂覆的方法为旋涂。

42、优选地，所述涂覆的厚度为400～1500nm，例如500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm或1400nm等。

43、优选地，所述分离减薄晶圆和玻璃载体板的分离力不高于5n/314cm2，例如4.8n/314cm2、4.6n/314cm2、4.4n/314cm2、4n/314cm2、3.8n/314cm2、3.6n/314cm2、3.4n/314cm2、3.2n/314cm2、2.8n/314cm2、2.5n/314cm2、2.1n/314cm2、1.8n/314cm2、1.5n/314cm2或1n/314cm2等。

44、第四方面，本发明提供一种如第一方面所述易清洁光热转换材料在晶圆减薄中的应用。

45、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

46、(1)本发明提供的易清洁光热转换材料包括特定份数的主体树脂、吸光填料、支撑填料、分散剂和溶剂，采用上述各个组分进行搭配，使得到的易清洁光热转换材料与晶圆具有优异的粘结性能，且能吸收光能并转换为热能，实现减薄晶圆和玻璃载体的分离，且分离后的玻璃载体上残留的光热转换材料具有易清洁的特点；

47、(2)本发明还提供一种晶圆减薄的方法，在待减薄晶圆和玻璃载体粘结之前，将易清洁光热转换材料涂覆在二者的待粘结面上，然后再搭配常规胶黏剂(例如3m胶)粘结待减薄晶圆，在减薄和解键合过程结束后，可用不高于5n/314cm2的低作用力轻松将减薄晶圆和玻璃载体分离，且常规胶黏剂全部残留在晶圆上，而分离后的玻璃载体表面仅残留易清洁光热转换材料，进而通过普通溶剂浸泡和二流体吹扫即可实现玻璃载体的回收，效率较高且不会损伤玻璃载体，实现了玻璃载体的高效和低损伤回收。