一种二次固化胶带及其应用的制作方法

本发明涉及胶带领域，具体地，涉及一种二次固化胶带及其应用。

背景技术：

1、近年来，随着光电产业和微电子产业的迅猛发展，宇航、航空、机械、轻工、化工等各个行业整体也向着集成化、小型化方向发展，集成电路的集成度要求越来越高，功能越来越复杂，相应地要求集成电路封装密度变大，体积越来越小。晶圆切割工艺是半导体芯片制造工艺流程中的一道必不可少的工序，属于晶柱切片后处理工序，要将做好芯片的整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片。作为集成电路芯片制造中的一道关键工序，晶圆切割的质量效果直接影响芯片的性能。

2、由于晶圆在处理过程中存在易脆易碎的情况，边角碎裂会影响芯片的强度，切割工序中容易破坏表面的光洁度，这些会对后续工序带来污染，为了避免上述问题的发生，需要在晶圆切割工序设置一层保护胶带，起到一定的保护作用，避免后续的麻烦。而随着晶圆小型化和薄型化的发展对晶圆切割胶带的粘结性和拉伸性能提出了新的挑战。

3、因此，有必要提供一种粘接性能高、拉伸性能佳的胶带。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二次固化胶带及其应用，该二次固化胶带的表面平整度高，且具有较高的粘接能力、拉伸强度和断裂伸长率。

2、根据本发明的一个方面，提供一种二次固化胶带，二次固化胶带包括基材层、粘性层，用于制备粘性层的原料包括金属固化剂、异氰酸酯固化剂、丙烯酸树脂；二次固化胶带的制备方法包括以下操作：将用于制备粘性层的原料混合，制得粘性浆料，将粘性浆料布施于基材层，使粘性浆料在第一固化温度下进行第一次固化，制得固化胶带半成品，其中，80℃≤第一固化温度≤120℃；再使固化胶带半成品在第二固化温度下进行第二次固化，得到二次固化胶带，其中，60℃≤第二固化温度≤80℃；金属固化剂的固化温度满足，金属固化剂的固化温度低于第一固化温度，金属固化剂的固化温度范围包含第二固化温度；异氰酸酯固化剂的固化温度满足，异氰酸酯固化剂的固化温度范围包含第一固化温度。例如，第一次固化的固化温度为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃等，第二次固化的固化温度为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃等。

3、本发明通过对第一固化温度和第二固化温度进行综合调控，以提高二次固化胶带的表面平整度、胶带粘性和固化速度，并补偿胶层与基材层之间因界面性能差异引起的胶面接触性不良的问题。根据第一固化温度、第二固化温度和上述匹配方式，挑选合适的金属固化剂和异氰酸酯固化剂，使得在第一次固化过程中，异氰酸酯固化剂可以通过-nco基与丙烯酸树脂的-oh基进行固化反应，而金属固化剂与丙烯酸树脂的羧基、羟基等官能团配位，而较难发生固化，在第二次固化过程中，金属固化剂由配位状态转变为被解离的状态，可以利用金属元素促使丙烯酸树脂进行第二次固化。首先，在第一固化温度下，异氰酸酯固化剂与丙烯酸树脂的反应活性高，且此时金属固化剂以配位键的形式存在，难以发挥其催化固化效果。因此在第一次固化过程中，主要通过异氰酸酯固化剂与丙烯酸树脂进行固化反应，且粘性浆料在第一次固化过程中可以缓慢流平，使固化胶带半成品的表面平整度高，但此时固化胶带半成品的粘性较小。接着，由于体系中的异氰酸酯固化剂已经在第一次固化过程中大量消耗，可以使二次固化胶带维持固化胶带半成品的表面平整度，且通过对第一固化温度、第二固化温度的调控，还可以使金属固化剂与丙烯酸树脂所形成的配合物具有合适的稳定常数，从而控制丙烯酸树脂被催化成酯键的程度，使粘性层的拉伸强度佳、断裂伸长率高，且二次固化胶带与被贴合物体之间的界面接着力高。由此，本发明提供的二次固化胶带的表面平整度高，且具有较高的粘接能力、拉伸强度和断裂伸长率。

4、特别地，本发明提供的二次固化胶带能够应用在晶圆切割或晶圆保护，由于晶圆的厚度较小，在对晶圆进行切割、扩晶操作的过程中，晶圆存在易脆易碎的情况，而采用上述二次固化胶带对晶圆表面进行封装保护，利用该二次固化胶带的高表面平整度、高粘接性能和优秀的拉伸性能，能够有效避免加工过程中损坏晶圆。

5、优选地，金属固化剂包括乙酰丙酮金属盐。该金属固化剂在第一次固化的高温条件下可以解除与丙烯酸树脂的有机官能团的络合，在第二固化温度下转变为解离状态，发挥其固化作用，使二次固化胶带在表面平整的情况下还具有较高的粘接能力，还能够提高二次固化胶带的强度、耐热性和耐水性。特别地，由于该二次固化胶带的固化程度高，粘性层中的分子链结合紧密，可以抑制增塑剂等小分子在粘性层中的自由迁移，当二次固化胶带应用于晶圆切割、保护时，并减少小分子在晶圆表面的残留量。

6、优选地，金属固化剂包括乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铂、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钙、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钼、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮镉中的至少一种。

7、优选地，金属固化剂包括乙酰丙酮铝。

8、优选地，按照质量比计算，在用于制备粘性层的原料中，金属固化剂：异氰酸酯固化剂：丙烯酸树脂＝0.2～2：3～10：100。例如，金属固化剂：异氰酸酯固化剂：丙烯酸树脂＝0.2:10:100、0.5:8:100、1:4:100、1.5:3:100、2:3:100等。通过对金属固化剂、异氰酸酯固化剂与丙烯酸树脂之间的质量比进行优化，能够减少副反应，提升二次固化胶带的表面平整度与粘接性能。特别地，能够使二次固化胶带的粘性层具有三维网状交联结构，减少增塑剂等小分子颗粒在粘性层中的自由扩散，提升二次固化胶带的长期粘性，提升粘性层与被贴合物体之间的界面剥离力。

9、优选地，按照质量比计算，在用于制备粘性层的原料中，金属固化剂：异氰酸酯固化剂：丙烯酸树脂＝1：4：100。

10、优选地，用于制备丙烯酸树脂的原料包括丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、羟基丙烯酸单体，其中，按照质量比计算，丙烯酸软单体：丙烯酸硬单体：羟基丙烯酸单体＝100：15～50：5～30。例如，丙烯酸软单体：丙烯酸硬单体：羟基丙烯酸单体＝100:15:5、100:25:15、100:35:20、100:45:25、100:50:30等。通过调整用于制备丙烯酸树脂的原料，使得丙烯酸树脂的化学结构中含有大量羟基，从而缩短固化时间，提升粘性层中的交联比例，增大二次固化胶带的粘接性能。

11、优选地，丙烯酸软单体包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。

12、优选地，丙烯酸硬单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。

13、优选地，羟基丙烯酸单体包括烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。

14、优选地，丙烯酸树脂的制备方法包括以下操作：将用于制备丙烯酸树脂的原料混合，在60～70℃下反应2～6小时，制得丙烯酸树脂。

15、优选地，基材层包括热塑性聚氨酯弹性体，热塑性聚氨酯弹性体的分子量不低于30万。选用分子量满足上述要求的热塑性聚氨酯弹性体(tpu)作为基材层，能够提升二次固化胶带的平整度、硬度和爽滑度。

16、优选地，热塑性聚氨酯弹性体的分子量不高于65万。

17、优选地，异氰酸酯固化剂包括甲苯二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯预聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、二苯甲烷二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体的至少一种。选用上述种类的异氰酸酯固化剂，能够使粘性层与tpu基材层之间的粘合牢固，并且与金属固化剂的固化温度相匹配，能够实现二次固化。其次，上述异氰酸酯固化剂中包含多个-nco基，能够提升固化反应活性和反应速率。

18、优选地，异氰酸酯固化剂的nco含量为12～22％。例如，异氰酸酯固化剂的nco含量为12％、14％、16％、18％、20％、22％等。

19、优选地，异氰酸酯固化剂的粘度≥700mpa/s。

20、优选地，用于制备粘性层的原料还包括热塑性聚烯烃。

21、优选地，用于制备粘性层的原料还包括引发剂。

22、优选地，二次固化胶带的厚度为60～100μm，粘性层的厚度为1～20μm。例如，二次固化胶带的厚度为60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等，粘性层的厚度为1μm、5μm、10μm、15μm、20μm等。

23、优选地，二次固化胶带还包括离型层，离型层与基材层通过粘性层连接。

24、优选地，用于制备粘性层的原料还包括聚氨酯-丙烯酸酯。通过向粘性层中引入聚氨酯-丙烯酸酯，以使二次固化胶带在受到uv光照后，聚氨酯-丙烯酸酯发生聚合，使粘性层体积收缩，表面产生褶皱，从而减少粘性层与被粘物之间的黏结点，大大降低二次固化胶带的剥离强度，减少残胶。由此，当对晶圆完成切割、扩晶等加工操作后，需要将晶圆上的二次固化胶带剥离，利用二次固化胶带uv减粘的效果，能够减少残胶以及在剥离阶段对晶圆的损伤，提升晶圆的制备良品率。

25、优选地，丙烯酸树脂与聚氨酯-丙烯酸酯的质量比为3～8：1。例如，丙烯酸树脂与聚氨酯-丙烯酸酯的质量比为3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1等。

26、优选地，聚氨酯-丙烯酸酯包括聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸酯。

27、根据本发明的另一个方面，提供上述二次固化胶带在晶圆切割或晶圆保护的应用。在晶圆切割或晶圆保护的过程中，采用上述二次固化胶带能够提升晶圆的制备良品率，减少晶圆损伤。