一种UV减粘胶带的制作方法

一种uv减粘胶带
技术领域
1.本发明涉及一种胶带，尤其是涉及一种uv减粘胶带。


背景技术：

2.目前在半导体晶圆制造过程中，有两个重要的工序，晶圆研磨和切割工序。本发明用于研磨工序。因为晶圆研磨过程会产生细小的碎屑，所以会在晶圆背面增加一层保护膜胶带，本发明主要针对此工序开发一款保护膜胶带，用来保护研磨晶圆过程不会产生碎屑对晶圆造成损伤和污染。
3.研磨用的胶带基材主要以pet为主，pet材料偏硬，在研磨过程容易使得晶圆破损，降低良率。部分使用pvc基材制备的胶带，pvc材料偏软，研磨时会产生位移，导致研磨厚度不均匀。
4.随着电子产品不断的更新换代，人们对半导体的需求越来越高。半导体晶圆的尺寸不断减小、厚度不断减薄。原有用的研磨胶带更加无法适合加工，产品的重量和良率无法保障。
5.研磨用的胶带通常在pet上涂布的胶黏剂制备，胶黏剂有普通压敏胶，uv减粘胶，冷减粘胶及热减粘胶。普通压敏胶制备的研磨胶带，研磨前后胶带都有很高的粘性，研磨后撕除胶带因为粘性太大容易造成晶圆破损及残胶等问题。冷减粘胶制备的研磨胶带在研磨后需要降温设备对胶带粘性进行减粘，设备成本高且制程不稳定。热减粘胶制备的研磨胶带在研磨后需要升温对胶带粘性进行减粘，有时加热温度超过100℃，设备成本高且存在安全隐患。目前最方便有效的为 uv减粘胶制备的uv减粘胶带，不过使用uv减粘胶制备的uv减粘胶带存在uv照射后胶层与基材层分层的现象，这是因为uv能量照射后uv胶粘性急速下降，与基材的附着力明显降低。现急需一种uv减粘胶带，在保证晶圆破损低及残胶少的前提下，解决减粘胶与基材层分层的问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种uv减粘胶带，解决了uv减粘胶带使用过程中与基材层分层的问题。
7.本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
8.本发明提供了一种uv减粘胶带，包括依次层叠的第一基材层、第一胶层和第二胶层；所述第一胶层含有丙烯酸类树脂和固化剂；所述第二胶层含有丙烯酸类树脂、固化剂和光引发剂；
9.所述第一胶层和第二胶层中含有羟基基团，且所述第一胶层和第二胶层中羟基与固化剂基团摩尔比例不相等；
10.当所述第一胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例大于1:1时，第二胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例小于1:1；
11.当所述第一胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例小于1:1时，第二胶层中羟基
基团与固化剂基团摩尔比例大于1:1。
12.进一步地，所述第一胶层中羟基基团与固化剂中的固化剂基团摩尔比例为1：0.8～0.95；
13.第二胶层中羟基基团与固化剂中的固化剂基团摩尔比例为1：1.05:1.2；
14.所述固化剂包括异氰酸酯类固化剂和/或环氧类固化剂。
15.进一步地，所述第一胶层为热固化型丙烯酸胶层，所述第一胶层厚度为5～30um。
16.进一步地，所述第二胶层为uv减粘胶层，所述第二胶层包括丙烯酸树脂、多官能团低聚物、光引发剂和固化剂，所述第二胶层厚度为10～50um。
17.进一步地，所述第一基材层为pet、pmma、pp基材层中任一一种，所述第一基材层优选pet 基材层，所述第一基材层厚度为12～100um。
18.进一步地，所述uv减粘胶带包括第二基材层，所述第二基材层位于第一基材层和第一胶层中间，所述第二基材层为pu、po、pvc、eva中任一一种或者两种混合，所述第二基材层优选为pu基材层，所述第二基材层厚度为10～300um。
19.进一步地，所述uv减粘胶带包括抗静电层，所述抗静电层位于第一基材层远离第一胶层的表面，所述抗静电层为聚噻吩、石墨烯、碳纳米管中任一一种，所述抗静电层厚度小于2um。
20.进一步地，所述uv减粘胶带包括离型膜层，所述为离型膜层为pet离型膜、离型纸中任一一种，所述离型膜层优选为pet离型膜，所述离型膜层厚度为25～75um。
21.进一步地，所述第一胶层的钢板剥离力＞1500g/25cm，uv照射前后粘性变化小于100 g/25cm。
22.进一步地，所述第二胶层uv照射前钢板剥离力＞1500g/25cm，uv光照射后钢板剥离力＜ 20g/25cm。
23.本技术所述的一种晶圆研磨用uv减粘胶带，不仅解决了uv减粘胶带使用过程中与基材层分层的问题，还可以明显降低晶圆研磨过程破损情况，实现研磨后胶带经过紫外光照射后可以轻松剥离的效果。所述uv减粘胶带通过第一基材层和第二基材层软硬结合和增加第二基材层厚度可以明显改善晶圆研磨过程破损的问题，通过控制第一胶层、第二胶层的厚度和调控第一胶层、第二胶层固化剂比例可以有效改善层间结合力，避免转印残胶等不良问题。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
28.一种uv减粘胶带，包括依次层叠的第一基材层、第一胶层和第二胶层；所述第一胶层含有丙烯酸类树脂和固化剂；所述第二胶层含有丙烯酸类树脂、固化剂和光引发剂；所述丙烯酸类树脂含有羟基基团，且所述第一胶层中羟基与固化剂基团摩尔比例不相等；
29.当所述第一胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例大于1:1时，第二胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例小于1:1；
30.当所述第一胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例小于1:1时，第二胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例大于1:1。
31.具体地，当第一胶层中羟基基团与固化剂基团摩尔比例不相等时，第一胶层中羟基基团/或固化剂基团过量，此时第二胶层中对应的固化剂基团/羟基基团过量，而第一胶层和第二胶层之间可通过过量的羟基基团和固化剂基团相互交联，使得第一胶层和第二胶层uv能量照射后有着非常好的结合力。
32.进一步地，所述第一胶层中羟基基团与固化剂中的固化剂基团摩尔比例为1：0.8～0.95；第二胶层中羟基基团与固化剂中的固化剂基团摩尔比例为1:1.05～1.2；所述固化剂包括异氰酸酯类固化剂和/或环氧类固化剂。
33.具体地，所述第一胶层为热固化型丙烯酸胶层，所述第一胶层和第二胶层中含有羟基基团，所述第一胶层中羟基与固化剂基团摩尔比例为1：0.8～0.95；第一胶层预留了0.05～0.2份摩尔羟基基团。
34.所述第二胶层为uv减粘胶层，第二胶层为可先热固化再后期uv照射固化的uv减粘胶，第二胶层中羟基与固化剂基团摩尔比例1:1.05～1.2，第二胶层中过量的固化剂会和第一胶层中未反应的羟基基团进行反应交联，使得第一胶层与第二胶层之间达到相互交联的作用，保证第二胶层在 uv能量照射后依然和第一胶层有着非常好的结合力，所述第二胶层选用感光基团导入型uv减粘胶，不添加单体组分，可以保证uv后对晶圆无残留。
35.所述固化剂为异氰酸酯类固化剂和/或环氧类固化剂，这两类固化剂均可与丙烯酸类树脂中的羟基发生固化反应，作为一种实施方式，可采用异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂混合使用，从工艺成本角度考虑，作为优选，选择其中一种使用。
36.具体地，作为一种实施方式，也可控制第一胶层中固化剂基团过量，第二胶层中羟基基团过量，实现第二胶层在uv能量照射后依然和第一胶层有着非常好的结合力，作为优选，选择第一胶层中羟基基团过量，第二胶层中固化剂基团过量，第二胶层固化剂基团过量是为了充分反应第二胶层中的羟基，保证第二胶层的稳定性，过多的羟基长时间储存会发生反应影响第二胶层的性能稳定性。
37.进一步地，所述第一胶层包括丙烯酸类树脂和固化剂，所述第一胶层厚度为5～30um。
38.具体地，进一步地，所述第一胶层组分按重量份计算包括60～80份丙烯酸类树脂，30～40份溶剂和0.5～3份固化剂。
39.所述第一胶层厚度为5～30um。
40.进一步地，所述第二胶层为uv减粘胶层，所述第二胶层还包括多官能团低聚物，第二胶层组分按重量份计算包括40～60份丙烯酸类树脂，10～30份多官能团低聚物，20～40份溶剂、0.5～3 份固化剂和0.5～3份光引发剂。
41.具体地，所述uv固化光引发剂为184、tpo、1173中任一一种或两种混合。
42.所述多官能团低聚物为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物中一种或两种混合。
43.所述胶层用溶剂为丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲基异丁基酮中一种或两种混合。
44.所述第二胶层厚度为10～50um。
45.进一步地，所述第一基材层为pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、 pp(聚丙烯)基材层中任一一种，所述第一基材层厚度为12～100um。
46.具体的，第一基材层优选为pet基材，为胶带提供整体的强度，达到一定的刚性，在研磨过程保证工艺的稳定性，不会因为拉伸等问题产生位移。
47.进一步地，所述uv减粘胶带包括第二基材层，所述第二基材层位于第一基材层和第一胶层中间，所述第二基材层为pu(聚氨酯)、po(聚烯烃)、pvc(聚氯乙烯)、eva(聚乙烯-醋酸乙烯)基材层中任一一种，所述第二基材层厚度为10～300um。
48.具体的，第二基材层优选为pu基材层，所述第二基材层通过溶剂法在第一基材层上涂布pu 胶或者tpu胶，也可通过热熔法涂布热熔pu胶形成。第二基材层有一定的柔韧性，在研磨工艺中主要起到吸收能量达到抗震的作用。
49.进一步地，所述uv减粘胶带包括抗静电层，所述抗静电层位于第一基材层远离第一胶层的表面，所述抗静电层为聚噻吩、石墨烯、碳纳米管中任一一种。
50.具体的，抗静电层优选聚噻吩型抗静电剂，所述抗静电层的阻抗范围108～11ω，抗静电层通过抗静电液涂覆形成，使胶带表面不易产生电荷聚集，在撕膜过程减少静电的产生，避免静电导致的破坏晶圆和其他安全问题
51.进一步地，所述uv减粘胶带包括离型膜层，所述为离型膜层为pet离型膜、离型纸层中任一一种，所述离型膜层优选为pet基材离型膜，所述离型膜层厚度为25～75um。
52.具体的，所述离型膜为硅离型膜。作为优选，所述uv减粘胶带包括依次层叠的抗静电层、第一基材层、第二基材层、第一胶层、第二胶层和离型膜层。
53.进一步地，所述第一胶层的钢板剥离力＞1500g/25cm，uv照射前后粘性变化小于100g/25cm。
54.进一步地，所述第二胶层uv前钢板剥离力＞1500g/25cm，uv光照射后钢板剥离力＜ 20g/25cm。
55.具体的，第一胶层剥离力测试为在未涂布第二胶层之前进行测试，将胶层贴覆钢板进行测试。第二胶层测试为撕除离型膜后，将胶层贴覆钢板进行测试。测试条件在恒温恒湿的条件下测试180
°
剥离力，测试方法参考astm d3330标准。
56.一种uv减粘胶带的制备方法，
57.作为一种具体的实施方式，取一厚度为12～100umpet基材层，在pet基材层上上先涂布厚度为5～30um的第一胶层，再在第一胶层上涂布厚度为10～50um的第二胶层，最后在第二胶层上覆盖一厚度为25～75um的硅离型膜。
58.作为另一种具体的实施方式，取一厚度为12～100um的pet基材层，在基材层一表面上涂覆抗静电液，干燥后形成一抗静电涂层，在pet基材层另一表面上通过涂布法涂布厚度为10～300um 的pu胶，作为第二基材层，再在第二基材层远离pet基材层一侧表面涂布厚
度为5～30um的第一胶层，再在第一胶层上涂布厚度为10～50um的第二胶层，最后在第二胶层上覆盖一厚度为25～75um 的硅离型膜。
59.一种uv减粘胶带的使用方法，uv减粘胶带在使用之前先将离型膜层剥离，露出uv减粘胶层，将uv减粘胶层贴覆在晶圆或芯片的功能面。通过特有的设备对晶圆背面进行研磨。研磨结束后通过照射uv能量的方式对胶带进行减粘，uv照射能量200～500mj/cm2，也可根据实际工艺条件进行调整。uv减粘后可通过人工手撕或机器吹风的方式剥离胶带。
60.通过具体的实施例进行进一步说明：
61.实施例1：
62.取一厚度为50um的pet基材层作为第一基材层，在第一基材层一表面上涂覆聚噻吩抗静电液，干燥后形成一抗静电涂层，静电涂层厚度为0.1um；在第一基材层另一表面上通过涂布法涂布厚度为100um厚度的pu胶，作为第二基材层；再在第二基材层表面涂布厚度为15um的第一胶层，其中第一胶层涂布前组份按重量份计算包括60份丙烯酸树脂，39.1份乙酸乙酯溶剂和0.9份异氰酸酯固化剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:0.9；再在第一胶层上涂布厚度为20um的第二胶层，其中第二胶层涂布前组分包括50份丙烯酸树脂，15份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物， 31.35份乙酸乙酯溶剂，1.65份异氰酸酯固化剂和2份tpo光引发剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1.1；最后在第二胶层上覆盖一厚度为50um的硅离型膜。
63.其中第一胶层丙烯酸树脂型号ct-4020(dic)，异氰酸酯固化剂型号d-40(dic)，当丙烯酸树脂和固化剂质量比为60:1时对应的丙烯酸树脂中羟基与固化剂基团摩尔比为1：1。
64.其中第二胶层丙烯酸树脂型号7758u(长兴化学)，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物型号6145-100 (长兴化学)，异氰酸酯固化剂型号ec-85(长兴化学)，光引发剂tpo和溶剂乙酸乙酯都为市售常规原料。
65.实施例2：
66.和实施例1的区别在于，实施例2在实施例1的基础上调整了第一胶层配方比例，调整为60 份丙烯酸树脂，39.15份乙酸乙酯溶剂和0.80份异氰酸酯固化剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:0.80，其余制备方法同实施例1。
67.实施例3：
68.和实施例1的区别在于，实施例3在实施例1的基础上调整了第一胶层配方比例，调整为60 份丙烯酸树脂，39.05份乙酸乙酯溶剂和0.95份环氧固化剂，其中羟基与固化剂环氧基团摩尔比例为1:0.95，其余制备方法同实施例1。
69.实施例4
70.和实施例1的区别在于，实施例4在实施例1的基础上调整了第二胶层配方比例，调整为50 份丙烯酸树脂，15份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，31.425份乙酸乙酯溶剂，1.575份异氰酸酯固化剂和2份tpo光引发剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1.05，其余制备方法同实施例1。
71.实施例5
72.和实施例1的区别在于，实施例5在实施例1的基础上调整了第二胶层配方比例，调整为50 份丙烯酸树脂，15份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，31.2份乙酸乙酯溶剂，1.8份异
氰酸酯固化剂和2份tpo光引发剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1.2，其余制备方法同实施例1。
73.实施例6：
74.和实施例1的区别在于，实施例6在实施例1的基础上调整了在第一基材层厚度，为15um厚度，其余制备方法同实施例1。
75.实施例7：
76.和实施例1的区别在于，实施例7在实施例1的基础上调整了在第一基材层厚度，为100um 厚度，其余制备方法同实施例1。
77.实施例8：
78.和实施例1的区别在于，实施例8在实施例1的基础上调整了在第二基材层厚度，为10um厚度，其余制备方法同实施例1。
79.实施例9：
80.和实施例1的区别在于，实施例9在实施例1的基础上调整了在第二基材层厚度，为300um 厚度，其余制备方法同实施例1。
81.实施例10：
82.和实施例1的区别在于，实施例10在实施例1的基础上调整了在第二基材种类，调整为eva 材料，其余制备方法同实施例1。
83.实施例11：
84.和实施例1的区别在于，实施例11在实施例1的基础上调整了第一胶层和第二基材层厚度，分别为5um和10um厚度，其余制备方法同实施例1。
85.实施例12：
86.和实施例1的区别在于，实施例12在实施例1的基础上调整了第一胶层和第二基材层厚度，分别为30um和50um厚度，其余制备方法同实施例1。
87.实施例13
88.和实施例1的区别在于，实施例13在实施例1的基础上调整了第一胶层配方比例，调整为60 份丙烯酸树脂，39.4份乙酸乙酯溶剂和0.6份异氰酸酯固化剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:0.6，同时实施例13在实施例1的基础上调整了第二胶层配方比例，调整为50份丙烯酸树脂，15份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，30.75份乙酸乙酯溶剂，2.25份异氰酸酯固化剂和2份 tpo光引发剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1.5，其余制备方法同实施例1。
89.实施例14
90.和实施例1的区别在于，实施例14在实施例1的基础上调整了第一胶层配方比例，调整为60 份丙烯酸树脂，38.6份乙酸乙酯溶剂和1.4份异氰酸酯固化剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1.4，同时实施例14在实施例1的基础上调整了第二胶层配方比例，调整为50份丙烯酸树脂，15份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，32.1份乙酸乙酯溶剂，0.9份异氰酸酯固化剂和2份 tpo光引发剂，其中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:0.6，其余制备方法同实施例1。
91.实施例15
92.和实施例1的区别在于，没有第二基材层。
93.对比例1：
94.对比例1在实施例1的基础上没有设置第一胶层，其余制备方法同实施例1。
95.对比例2：
96.对比例2在实施例1的基础上第一胶层和第二胶层一样设置为uv减粘胶，其余制备方法同实施例1。
97.对比例3
98.和实施例1的区别在于，所述第一胶层中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1，所述第二胶层中羟基与固化剂nco基团摩尔比例为1:1。
99.测试方法：
100.1、透光率测试：撕除离型膜后测试产品透光率，光线从第一基材面照入。测试仪器型号ndh 2000，测试方法参考jis k-7105标准。
101.2、压陷硬度测试：在未涂布胶层之前进行测试，测试感应器从第二基材层进行测试。测试仪器型号drk3025a测试方法参考gb/t 10807-2006标准。
102.3、拉伸强度测试：撕除离型膜后测试产品拉伸强度。测试仪器型号ht2402，测试方法参考 gb/t 16491-2008标准。
103.4、剥离力测试：第一胶层剥离力测试为在未涂布第二胶层之前进行测试，将胶层贴覆钢板进行测试。第二胶层测试为撕除离型膜后，将第二胶层贴覆钢板进行测试。测试条件在恒温恒湿的条件下测试180
°
剥离力，测试仪器型号kj-1065a，测试方法参考astm d3330标准。
104.5、层间结合情况：研磨结束、照射uv减粘后通过目视的方法判断。
105.6、转印残胶情况：10倍显微镜观察表面，发现残胶即为ng。
106.7、晶圆破损率：将晶圆划分为10x10＝100块，通过10倍显微镜观察表面，晶圆破损率＝有破损或裂纹的数量/100。
107.测得的实验数据如表1所示：
108.表1
[0109][0110]
根据上述实验数据可知，
[0111]
从对比例1-3和实施例1-15可以看出，通过第一胶层和第二胶层中的羟基与固化剂基团摩尔比例不一致，可以有效的解决层间贴合力不足的问题；从实施例13可以看出，第一胶层中的羟基与固化剂基团摩尔比例过小，第二胶层中的羟基与固化剂基团摩尔比例过大，虽然可以改善层间结合力，但有轻微转印残胶和晶圆研磨过程破损率升高的风险；从实施例14可以看出，第一胶层的羟基与固化剂基团摩尔比例大于1，第二胶层中的羟基与固化剂基团摩尔比例小于1，虽然也能改善层间结合力，但同样存在轻微转印残胶和晶圆研磨过程破损率升高的风险，且过多的羟基长时间储存会发生反应影响第二胶层的性能稳定性。
[0112]
本发明提供的一种uv减粘胶带通过第一基材层和第二基材层软硬结合和增加第二基材层厚度可以明显改善晶圆研磨过程破损的问题，通过控制第一胶层、第二胶层的厚度和调控第一胶层、第二胶层固化剂比例可以有效改善层间结合力，避免转印残胶等不良问题。
[0113]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人
员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。