粘合片材和层合体制造技术

本发明专利技术提供粘合片材、含有该粘合片材的层合体以及它们的制造方法，其中所述粘合片材含有基材（Ａ）和热粘合层（Ｃ），并具有特定的剥离强度或剪切剥离强度，其中所述基材（Ａ）含有玻璃化转变温度为２００℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜，所述热粘合层（Ｃ）含有具有玻璃化转变温度为２００℃－５００℃特性的全芳族聚酰胺。本发明专利技术还提供：通过对含该粘合片材的层合体实施处理后进行剥离，来获得含有目标被处理层的层合体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粘合片材、层合体及其制造方法。
技术介绍
硅、砷化镓等半导体装置的制造工序分为以大直径半导体晶片的状态进行元件的形成等的前步骤和将晶片分割成元件小片(芯片)，制成最终产品的后步骤。前步骤中，使半导体芯片实现小型、薄型化的方法是例如在以大直径半导体晶片的状态进行元件形成等后，通过实施研磨半导体晶片等的背面研磨处理，使半导体晶片本身变薄，来实现整个芯片的薄型化。上述研磨半导体晶片时，需要通过粘合片材将与半导体晶片的研磨面相反一侧粘合固定在支持体上。并且，在上述薄型化步骤之后，还需要在将半导体晶片保持粘合固定在支持体上的状态下实施各种制造工序中的处理，为了进行这些处理，需求具有例如400℃或以上的耐热性的粘合片材。另外，在后步骤中，首先，半导体晶片被切裁分割成各个芯片(切块)，接下来就是芯片键合在引线框架上的步骤。这期间，还有将半导体晶片以预先贴附于粘合片材上的状态进行切块、清洗、干燥，然后将粘合片材拉伸(扩张)、使芯片由粘合片材上剥离(剥移)的各步骤。对于从半导体晶片的切块步骤到剥移步骤的过程中使用的粘合片材，要求其在由切块步骤至干燥步骤过程中保持与芯片的足够的粘合力，也希望在剥移时具有粘结剂不至于附着在芯片上那样程度良好的剥离性。为了满足上述后步骤的要求，人们提出了各种用于粘贴半导体晶片的粘合片材。例如提出过胶粘带，其包括胶粘层和基材，其中所述胶粘层是使用含有(甲基)丙烯酸酯共聚物、环氧树脂、光聚合性低分子化合物、潜在性热活化型环氧树脂固化剂、以及光聚合引发剂的组合物形成的(参照日本特开平2-32181号公报)；切块用薄膜，该薄膜含有聚合物支持薄膜和导电性粘结剂，其中所述聚合物支持薄膜具有实质上不存在剥离层的表面(参照日本特公平3-34853号公报)；以及在设置于支持基材上的热发泡胶粘层上设置用于芯片粘合的粘结剂层，通过加热，可使该粘结剂层与热发泡粘合层剥离的方法(参照日本特开平3-268345号公报)。近年来，由于电子仪器的小型、薄型化而要求高密度安装，该要求日渐高涨。因此，半导体封装一改往日的引脚插入型，适合高密度安装的表面安装型正在成为主流。这些薄型半导体封装为了通过表面安装直接在印刷基板上进行钎焊，通过红外线回流焊或汽相回流焊、浸沾软钎焊等的加热进行安装。封装内存在吸湿水分，则安装时急剧的加热会导致水分汽化，因而发生裂纹问题。作为这样的问题的解决方法，有人提出了吸湿率为1.5体积％且250℃下的弹性模量为10MPa或以下的粘合片材(日本特开2002-256237号公报)。但是，以往的粘合片材有以下的问题。在将半导体晶片薄膜化时，以往的粘合片材的强度不足以作为支持体，为了实现薄膜化而进行的半导体晶片的研磨或搬运等制造工序过程中，半导体晶片有时破裂，产品的成品率有问题。因此考虑在粘合片材上层合含有无机物的衬底材料，使层合后的粘合片材与半导体晶片粘合，用于补偿强度。此时，粘合片材需要在半导体晶片制造中实施的研磨步骤中保持时，或搬运步骤中显示足够的粘合性，又要求在半导体晶片的切块步骤之前，粘合片材不会残留在半导体晶片一侧就可以剥离。并且从支持体再利用的角度考虑，希望最终容易地从支持体上剥离。制造工序中要暴露于400℃或以上的温度，因此必须满足具有400℃或以上的耐热性，耐得住钎焊，并且高温中不会释放水分，或不会分解释放低分子物质等各种要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供粘合片材和层合体，其具有适于在半导体装置制造工序中使用的耐热性和与被粘合体的适度的粘合性，以及实现目的后的剥离性。本专利技术的其它目的在于提供对含有该粘合片材的层合体实施处理后进行剥离，由此获得含有目标被处理层的层合体的方法。即，本专利技术涉及粘合片材，其特征在于该粘合片材含有基材(A)和热粘合层(C)，其中所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺薄膜，所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺；按照由硅晶片构成的被粘合体、热粘合层(C)和基材(A)的顺序层合时，至少满足下述条件(a)或(b)其中之一(a)在300℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后，热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-300N/m；(b)在300℃且5.0-6.0MPa下热压2分钟后，热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剪切剥离粘结强度为1N/cm2-1000N/cm2。本专利技术涉及该粘合片材与无机材料粘合的层合体(I)。本专利技术还涉及在层合体(I)上层合有机物保护层(E)和被处理物层(D)的层合体(II)，以及它们的制造方法。本专利技术还涉及层合体(I’)，其特征在于该层合体(I’)含有基材(A)和无机材料(B)，其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜；基材(A)与由硅晶片构成的被粘合体层合时，基材(A)(a’)在370℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后，基材(A)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-100N/m。本专利技术涉及层合体(I’)上层合有有机物保护层(E)和被处理物层(D)的层合体(II’)及其制造方法。本专利技术涉及层合体的制造方法，其特征在于在获得上述层合体后，在D层的露出面进行减薄处理，以此作为D’层，得到含有D’层、E层、A层、C层和B层的层合体(III)后，使E层和A层的界面剥离，得到含有D’层和E层的层合体(IV)。实施专利技术的最佳方式(粘合片材)本专利技术的粘合片材可举出以下两种只由含全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)构成的情况，以及含有基材(A)和热粘合层(C)的情况，其中所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺薄膜，所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺。本专利技术的粘合片材优选杨氏模量在1.0GPa-30GPa的范围。杨氏模量小于1.0GPa，则操作性差；比30GPa高时，由于热膨胀差，难以通过粘合片材本身来缓和热压后冷却时产生的残留应力，可能使粘合力显著降低。优选2.0GPa-25GPa的范围。进一步优选3.0GPa-20GPa，更进一步优选10.0GPa-20GPa的范围。这里所述杨氏模量如下计算使用50mm×10mm的样品，以5mm/分钟的拉伸速度进行测定，根据所得数据的伸长率-强度曲线的初始梯度，换算为伸长率100％时的强度，以该值为杨氏模量。粘合片材优选线性热膨胀系数为-10ppm/℃-+45ppm/℃的范围。本专利技术的优选方案中，作为被粘合体使用的无机材料的线性热膨胀系数为-5ppm/℃-+35ppm/℃的范围。由此看出粘合片材的线性热膨胀系数优选为与由无机材料构成的被粘合体的线性热膨胀系数适度接近的值。粘合片材的线性热膨胀系数为比-10ppm/℃小的值或比+35ppm/℃高的值时，热压后冷却至例如室温等后的粘合力可能不够。优选为-5ppm/℃-+35ppm/℃的范围。因此，优选粘合片材与由无机材料构成的被粘合体的线性热膨胀系数差的绝对值在0.01ppm/℃-30ppm/℃的范围。所述粘合片材与被粘合体的线性热膨胀系数差的绝对值比30ppm/℃的值大时，因温度差而产生残留应力，粘合强度下降。为比0.01ppm/℃小的值时，粘合后的剥离性降低，很多情况下在通过半导体装置制造工序后难以从支持体上剥离成品半导体装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
粘合片材，其特征在于：该粘合片材含有基材（Ａ）和热粘合层（Ｃ），其中所述基材（Ａ）含有玻璃化转变温度为２００℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜，所述热粘合层（Ｃ）含有具有玻璃化转变温度为２００℃－５００℃特性的全芳族聚酰胺；按照包含硅晶片的被粘合体、热粘合层（Ｃ）和基材（Ａ）的顺序层合时，至少满足下述条件（ａ）或（ｂ）其中之一：（ａ）在３００℃且５．０－６．０ＭＰａ下热压１５分钟后，热粘合层（Ｃ）与硅晶片的界面处的剥离强度为０．１Ｎ／ｍ－３００Ｎ／ｍ；（ｂ）在３００ ℃且５．０－６．０ＭＰａ下热压２分钟后，热粘合层（Ｃ）与硅晶片的界面处的剪切剥离粘结强度为１Ｎ／ｃｍ↑［２］－１０００Ｎ／ｃｍ↑［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-1-31 023367/2003;JP 2003-7-8 271782/20031.粘合片材，其特征在于该粘合片材含有基材(A)和热粘合层(C)，其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜，所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺；按照包含硅晶片的被粘合体、热粘合层(C)和基材(A)的顺序层合时，至少满足下述条件(a)或(b)其中之一(a)在300℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后，热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-300N/m；(b)在300℃且5.0-6.0MPa下热压2分钟后，热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剪切剥离粘结强度为1N/cm2-1000N/cm2。2.权利要求1的粘合片材，其特征在于线性热膨胀系数为-10ppm/℃至+45ppm/℃的范围。3.权利要求1的粘合片材，其特征在于杨氏模量在1.0GPa-30GPa的范围。4.权利要求1的粘合片材，其特征在于所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺，所述全芳族聚酰亚胺含有下式(1)所示的构成单元 Ar1为可含有非反应性取代基的1，4-亚苯基。5.权利要求1的粘合片材，其特征在于所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺，所述全芳族聚酰亚胺含有30-70摩尔％下式(1)所示的构成单元 和70-30摩尔％下式(2)所示的构成单元 Ar2a和Ar2b各自独立为可含有非反应性取代基的碳原子数为6至20的芳族基团。6.权利要求1的粘合片材，其特征在于该粘合片材含有全芳族聚酰亚胺，其通过下式(4)计算的酰亚氨基浓度(当量/kg)为5.5当量/kg-6.9当量/kg，酰亚氨基浓度(当量/kg)＝2×1000/[每构成单元的分子量](4)。7.权利要求1的粘合片材，其特征在于热粘合层(C)含有全芳族聚酰胺，其中该全芳族聚酰胺含有下式(3)所示的构成单元 Ar3a和Ar3b各自独立，为可具有非反应性取代基的碳原子数为6-20的芳族基团。8.权利要求1的粘合片材，其特征在于热粘合层(C)含有全芳族聚酰胺，其中该全芳族聚酰胺含有下式(3-1)所示的构成单元。9.权利要求1的粘合片材，其特征在于该粘合片材在半导体装置的制造工序中用于固定半导体。10.层合体(I)，该层合体(I)是在权利要求1的粘合片材的热粘合层(C)上进一步层合无机材料(B)而成的层合体，其按照包含全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合而成。11.权利要求10的层合体(I)，其特征在于所述无机材料(B)为硅晶片。12.权利要求10的层合体(I)，其特征在于该层合体在半导体装置的制造工序中用于固定半导体。13.权利要求10的层合体(I)的制造方法，其特征在于，通过含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺的热粘合层(C)，在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下，将含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和无机材料(B)热压0.1秒-1小时。14.层合体(II)，该层合体(II)是在权利要求10的层合体(I)的基材(A)上进一步层合有机物保护层(E)和被处理物层(D)而成的层合体，其按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合而成。15.权利要求14的层合体(II)，其特征在于被处理物层(D)是实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板，且无机材料(B)为支持用基板。16.权利要求14的层合体(II)的制造方法，其特征在于按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合，在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下热压0.1秒-1小时。17.层合体(I’)，其特征在于该层合体(I’)含有基材(A)和无机材料(B)，其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜；基材(A)与包含硅晶片的被粘合体层合时，基材(A)(a’)在370℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后，基材(A)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-100N/m。18.权利要求17的层合体(I’)，其特征在于所述基材(A)含有包含全芳族聚酰亚胺的薄膜，所述全芳族聚酰亚胺含有下式(1)所示的构成单元 Ar1为可含有非反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉富孝，小岛一范，中村勤，石渡丰明，佐胁透，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]