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KR100718365B1 - 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트 및 이를 사용한 절단 조각의 제조방법 - Google Patents

에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트 및 이를 사용한 절단 조각의 제조방법 Download PDF

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KR100718365B1
KR100718365B1 KR1020037005449A KR20037005449A KR100718365B1 KR 100718365 B1 KR100718365 B1 KR 100718365B1 KR 1020037005449 A KR1020037005449 A KR 1020037005449A KR 20037005449 A KR20037005449 A KR 20037005449A KR 100718365 B1 KR100718365 B1 KR 100718365B1
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sensitive adhesive
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KR1020037005449A
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기우치가즈유키
오시마도시유키
무라타아키히사
아리미츠유키오
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은 에너지빔-경화형 점탄성 층 및 열-팽창성 미세구를 함유하는 열-팽창성 감압성 접착층을 기재의 하나 이상의 면에 순서대로 적층시켜 포함하는 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트에 관한 것이다. 상기 에너지빔-경화형 점탄성 층은, 예컨대 유기 점탄성 물질과 에너지빔-경화성 화합물 또는 에너지빔-경화성 수지의 조성물로 이루어진다. 상기 에너지빔-경화형 점탄성 층의 두께는 약 5 내지 300 ㎛이거나 열-팽창성 미세구의 최대 입자 크기보다 클 수 없다. 본 발명에 따른 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트는 피착물의 이송 단계를 견디기에 충분한 접착력을 갖고, 절단시 접착제의 와인딩-업 또는 칩화를 유발하지 않으며, 절단 후 절단 조각의 박리 및 수거를 촉진시킨다.

Description

에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트 및 이를 사용한 절단 조각의 제조방법{ENERGY-BEAM-CURABLE THERMAL-RELEASABLE PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE SHEET AND METHOD FOR PRODUCING CUT PIECES USING THE SAME}
본 발명은, 피착물(adherend)인 절단 조각이 에너지빔 조사 및 열 처리를 통해 용이하게 박리 및 수거될 수 있는 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트; 및 이 시이트를 사용한 절단 조각의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 또는 다층 커패시터(capacitor) 시이트의 소정 크기의 조각으로의 절단시, 상기 웨이퍼 또는 시이트(피착물)에 접착시키고 절단 칩과 같은 절단 조각의 박리 및 수거를 촉진시키는데 사용되며 통상적으로 감압성 접착 시이트로서 공지되어 있는 시이트로는, 플라스틱과 같은 시이트 기재 또는 고탄성 필름 상에 배치된 팽창제(blowing agent)-함유 감압성 접착층을 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트가 있다(JP-B-50-13878 호, JP-B-51-24534 호, JP-A-56-61468 호, JP-A-56-61469 호, JP-A-60-252681 호 등). 이 열-박리성 감압성 접착 시이트는 피착물의 절단을 견디기에 충분한 접착력의 보유, 및 절단 조각의 용이한 박리 및 수거를 그 목적으로 하고 있다. 상세하게 설명하면, 이 시이트는 피착물에 고접착력으로 접착하게 되지만, 열-팽창성 미세구를 함유하는 팽창성 감압성 접착층이 가열에 의해 발포 또는 팽창하여 감압성 접착층의 표면이 거칠어져서, 피착물과의 접착 면적이 감소하여 접착력이 감소 또는 소멸되므로, 절단 조각의 수거시 절단 조각이 용이하게 박리될 수 있다.
전술된 열-박리성 감압성 접착 시이트가 부드럽고 두꺼운 접착층을 가지기 때문에, 피착물의 절단시에는 절단 블레이드에 의한 접착제의 와인딩-업(winding-up), 또는 감압성 접착층의 진동과 관련된 칩화(chipping)와 같은 문제가 초래될 수 있다. 전술된 문제점을 극복하는데에는 감압성 접착층의 두께를 감소시키는 것이 효과적이다. 그러나, 상기 층이 열-팽창성 미세구의 직경보다 얇게 제조되면, 이들 미세구가 상기 층의 표면으로부터 돌출되어 그의 평활성을 손상시키므로 피착물을 고정시키기에 충분한 접착력을 나타낼 수 없다. 그러므로, 상기 시이트는 감압성 접착 시이트로서 작용하는데 실패한다.
발명의 요약
그러므로, 본 발명의 목적은, 피착물의 결합 또는 절단 단계 후의 운송 단계를 견디기에 충분한 접착력을 갖고, 절단 단계시 접착제의 와인딩-업 또는 피칭(pitching)을 초래하지 않고, 절단 조각의 박리 및 수거를 촉진시키는 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트; 및 상기 감압성 접착 시이트를 사용한 절단 조각의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명자들은, 기재의 하나 이상의 면에 에너지빔-경화형 점탄성 층 및 열-팽창성 미세구를 함유하는 열-팽창성 감압성 접착층이 순서대로 적층되어 있는 경우, 피착물에 대한 접착성을 유지하면서 절단 단계에서 접착제의 와인딩-업 또는 칩화를 방지할 수 있는 동시에 절단 조각이 용이하게 박리 및 수거될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 한 실시양태에서는, 기재의 하나 이상의 면에 에너지빔-경화형 점탄성 층 및 열-팽창성 미세구를 함유하는 열-팽창성 감압성 접착층이 순서대로 부착된 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트를 제공한다.
따라서, 본 발명의 또다른 실시양태에서는, 절단할 물질을 전술된 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트의 열-팽창성 감압성 접착층의 표면 상에 적용시키고, 에너지빔-경화형 점탄성 층을 에너지빔으로 조사하여 경화시키고, 상기 물질을 조각으로 절단하고, 상기 열-팽창성 감압성 접착층을 가열하여 발포시키고, 상기 절단 조각을 박리 및 수거함을 포함하는 절단 조각의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 추가의 실시양태에서는, 전술된 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트를 에너지빔으로 조사하여 에너지빔-경화형 점탄성 층을 경화시키고, 절단할 물질을 열-팽창성 감압성 접착층의 표면 상에 적용시키고, 상기 물질을 조각으로 절단하고, 상기 열-팽창성 감압성 접착층을 가열하여 발포시키고, 상기 절단 조각을 박리 및 수거함을 포함하는 절단 조각의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성-접착 시이트의 일례를 예시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성-접착 시이트의 또다른 예를 예시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 절단 조각의 제조방법의 일례를 예시한 개략도이다.
본 발명의 실시양태는 이하에서 필요에 따라 도면을 참조하면서 상세하게 기술될 것이다. 도 1은 본 발명의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트의 일례를 예시한 개략적인 단면도이다. 이 예에서는, 기재의 한 면에 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)이 배치되고 그 위에 열-팽창성 감압성 접착층(3) 및 세퍼레이터(4)가 순서대로 적층된다. 본 발명과 관련된 감압성 접착 시이트는 필요에 따라 시이트형 또는 테이프형과 같이 통상적으로 사용되는 형태 또는 공지된 형태일 수 있다.
기재(1)는 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 위한 지지 기재로서 작용하며, 이 용도로서 기계적 특성이 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 열 처리에 의해 손상되지 않기에 충분한 내열성을 갖는 물질이 사용된다. 이러한 기재(1)의 예로는, 폴리에스테르, 올레핀 수지 또는 폴리비닐 클로라이드로 제조된 플라스틱 필름 또는 시이트가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 기재(1)는 피착물의 절단시 사용되는 커터(cutter)와 같은 절단 수단에 의해 바람직하게 절단될 수 있다. 기재(1)로서 내열성 및 신장성을 모두 갖는 연질 폴리올레핀 필름 또는 시이트가 사용되는 경우, 절단할 물질의 절단시 절단 블레이드가 삽입되는 기재는, 이후 신장되어 절단 조각들 사이의 공간 형성이 요구되는 절단-조각-수거 시스템에 사용하기에 적합하다. 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 경화시키기 위해 에너지빔이 사용되므로, 기재(1)(또는 열-팽창성 감압성 접착층(3) 등)는 적어도 소정량의 에너지빔을 투과시킬 수 있는 물질로 구성되어야 한다. 기재(1)는 단층 또는 다층일 수 있다. 기재(1)의 표면을 이후 기술할 적합한 이형제로 처리하고 상기 처리된 표면 상에 에너지빔-경화형 점탄성 층을 형성시킨 경우, 에너지빔-경화형 점탄성 층을 에너지빔으로 조사하여 경화시킨 후, 기재(1)를 박리시켜 에너지빔-경화형 열-팽창성 감압성 접착 시이트의 두께를 줄일 수 있다.
기재(1)의 두께는, 피착물의 접착, 피착물의 절단, 절단 조각의 박리 및 수거 등과 같은 각 단계에서의 조작 용이성 또는 작업 효율성을 저해시키지 않는 정도의 범위에서 필요에 따라 선택될 수 있지만, 통상적으로 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 3 내지 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 250 ㎛이다. 인접층과의 접착력 및 그의 보유력을 강화시키기 위해, 기재(1)에는 화학적 또는 물리적 처리, 예컨대 크롬산 처리, 오존에의 노출, 화염에의 노출, 고압 전기 쇼크에의 노출 또는 이온화 방사선 처리, 또는 밑칠제(undercoating agent)(이후 기술할 점착성 물질)로의 코팅 처리와 같이 통상적으로 사용되는 표면 처리가 실시될 수 있다.
에너지빔-경화형 점탄성 층(2)은, 에너지빔 경화성을 부여하기 위한 에너지빔-경화성 화합물(또는 에너지빔-경화성 수지)을 함유하며, 열-팽창성 감압성 접착층(3)과의 접촉 결합시 열-팽창성 미세구에 의해 유도되는 불균일함을 완화시키기에 충분한 점탄성을 갖는다(도 1의 확대도를 참조함). 상기 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)은 에너지빔으로 조사한 후 탄성이 되는 것이 바람직하다. 이러한 관점으로부터, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)은 점탄성을 갖는 모재에 에너지빔-경화성 화합물(또는 에너지빔-경화성 수지)을 첨가하여 수득된 조성물로 구성되는 것이 바람직하다.
모재로서는 목적하는 점탄성을 갖는 유기 점탄성 물질이 사용될 수 있다. 그의 예로는 천연 고무, 합성 고무 및 이들을 사용하는 고무 접착제, 실리콘 고무 또는 그의 감압성 접착제, 알킬 (메트)아크릴레이트[예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 헥실, 옥틸, 2-에틸헥실, 이소옥틸, 이소데실 또는 도데실과 같은 C1-20 알킬의 (메트)아크릴레이트]의 단독중합체 또는 공중합체로 이루어진 아크릴 수지, 또는 상기 예시된 알킬 (메트)아크릴레이트와 또다른 단량체[예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 또는 말레산 무수물과 같은 산 무수물 또는 카복실 그룹을 함유하는 단량체; 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 하이드록시-함유 단량체; 스티렌설폰산과 같은 설폰산-함유 단량체; 2-하이드록시에틸아크릴로일 포스페이트와 같은 인산-함유 단량체; (메트)아크릴아미드와 같은 아미드-함유 단량체; 아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 아미노-함유 단량체; 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트와 같이 알콕시-함유 단량체; N-사이클로헥실 말레이미드와 같은 이미드-함유 단량체; 비닐 아세테이트와 같은 비닐 에스테르; N-비닐피롤리돈과 같은 비닐-함유 헤테로사이클릭 화합물; 스티렌 및 α-메틸스티렌과 같은 스티렌 단량체; 아크릴로니트릴과 같은 시아노-함유 단량체; 글리시딜 (메트)아크릴레이트와 같은 에폭시-함유 아크릴 단량체; 또는 비닐 에테르과 같은 비닐 에테르 단량체]의 공중합체로 이루어진 아크릴 수지 또는 그의 감압성 접착제, 폴리우레탄 수지 또는 그의 감압성 접착제, 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체가 포함된다. 이후에 기술되는 열-팽창성 감압성 접착층(3)을 구성하는 감압성 접착제와 유사하거나 동종의 성분을 모재로 사용하면, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 열-팽창성 감압성 접착층(3)과 우수한 접착력으로 적층시킬 수 있다. 모재의 바람직한 예로는 아크릴계 감압성 접착제와 같은 점착성 물질이 포함된다. 상기 모재는 단일 성분 또는 다수 성분으로 구성될 수 있다 .
가시광선, 자외선 또는 전자 빔과 같은 에너지빔에 의해 경화가능한 한, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 에너지빔으로 경화시키기 위한 에너지빔-경화성 화합물은 특별히 제한되지 않지만, 에너지빔으로 조사한 후 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)의 3차원 망상 구조를 효율적으로 형성시키는 것이 바람직하다. 에너지빔-경화성 화합물은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
에너지빔-경화성 화합물의 특정 예로는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노하이드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트가 포함된다.
에너지빔-경화성 화합물로서는 에너지빔-경화성 수지가 사용될 수 있다. 상기 에너지빔-경화성 수지의 예로는 감광성-반응기-함유 중합체 또는 올리고머, 예컨대 에스테르 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 에폭시 (메타크릴레이트), 멜라민 (메트)아크릴레이트 및 아크릴 수지 (메트)아크릴레이트(이는 각각 그의 분자의 말단에 (메트)아크릴로일 그룹을 갖는다); 분자의 말단에 알릴 그룹을 갖는 티올-엔 부가형 수지; 광-양이온성(photo-cationic) 중합형 수지; 신나모일-함유 중합체(예: 폴리비닐 신나메이트); 디아조화 아미노-노볼락 수지; 및 아크릴아미드 중합체가 포함된다. 고에너지빔에 반응성인 중합체의 예로는 에폭시화(epoxidated) 폴리부타디엔, 불포화 폴리에스테르, 폴리글리시딜 메타크릴레이트, 폴리아크릴아미드 및 폴리비닐 실록산을 포함한다. 전술된 모재는 에너지빔-경화성 수지가 사용되는 경우에는 항상 필수적이지는 않다.
에너지빔-경화성 화합물은 예컨대 모재 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 500 중량부, 바람직하게는 약 15 내지 300 중량부, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 150 중량부가 첨가된다. 에너지빔 조사 후, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)이 저장 전단 모듈러스에 대해 20 ℃에서 5×106 내지 1×1010 Pa(진동수:1 Hz, 시료: 두께 1.5 ㎜의 필름)의 동적 탄성 모듈러스를 가질 경우 우수한 절단 작동성 및 열 박리성이 동시에 얻어질 수 있다. 이 저장 모듈러스는 필요에 따라 에너지빔-경화성 화합물의 종류 또는 양, 또는 에너지빔 조사 조건을 선택하여 조절할 수 있다.
에너지빔-경화형 점탄성 층(2)에는, 전술된 성분들을 비롯해 에너지빔-경화성 화합물을 경화시키기 위한 에너지빔 중합 개시제, 및 에너지빔에 의한 경화 전후에서의 적합한 점탄성을 부여하기 위한 첨가제, 예컨대 열 중합 개시제, 가교결합제, 점착 부여제 및 가황제가 혼입될 수 있다.
상기 에너지빔 중합 개시제로서는, 필요에 따라 사용될 에너지빔의 종류에 따라 공지되거나 통상적으로 사용되는 중합 개시제가 선택될 수 있다. 이러한 에너지빔 중합 개시제는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 에너지빔 중합 개시제는 모재 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량부가 첨가된다. 필요하다면, 에너지빔 중합 촉진제가 상기 에너지빔 중합 개시제와 함께 사용될 수 있다.
에너지빔-경화형 점탄성 층(2)은 통상의 방법으로, 예컨대 에너지빔-경화성 수지 또는 모재, 에너지빔 중합성 화합물 및 에너지빔 중합 개시제, 및 필요하다면 첨가제 및 용매를 함유하는 코팅 용액을 기재(1) 상에 적용시키거나; 또는 전술된 코팅 용액을 적절한 세퍼레이터(이형지 등) 상에 적용시켜 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 형성시킨 후, 이를 기재(1)에 이송시킴으로써 형성될 수 있다,
피착물의 절단시 회전 블레이드에 의한 진동의 방지 및 열-팽창성 감압성 접착층(3)에 함유된 열-팽창성 미세구에 의해 유발되는 불균일함을 저감시키기 위해, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)의 두께는 약 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 약 10 내지 150 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 100 ㎛이다.
열-팽창성 감압성 접착층(3)은 점착성을 부여하기 위한 점착성 물질 및 열-팽창성을 부여하기 위한 열-팽창성 미세구를 함유할 수 있다.
점착성 물질로서는, 통상적으로 공지되어 있는 감압성 접착제가 사용될 수 있다. 감압성 접착제의 예로는 고무형 감압성 접착제(예: 천연 고무 및 다양한 합성 고무), 실리콘형 감압성 접착제, 및 알킬(메트)아크릴레이트와 이 에스테르와 공중합가능한 또다른 불포화 단량체의 공중합체와 같은 아크릴 감압성 접착제(예컨대, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)의 모재로서 기술된 아크릴 감압성 접착제)를 포함한다. 열-팽창성 감압성 접착층(3)으로서는, 에너지빔-경화성 감압성 접착제가 또한 사용될 수 있다. 이 경우, 에너지빔으로 조사한 후 열-팽창성 미세구의 팽창 개시 온도에서 저장 전단 모듈러스에 대해 1×105 내지 5×107 Pa(진동수: 1Hz, 시료: 두께 1.5 ㎜의 필름)의 동적 탄성 모듈러스를 가질 경우 우수한 박리성이 얻어질 수 있다.
열-팽창성 미세구로서는, 가열에 의해 쉽게 기체화되어 팽창하는 물질, 예컨대 이소부탄, 프로판 또는 펜탄이 탄성 쉘(shell)내에 둘러싸여 형성된 미세구가 사용될 수 있다. 상기 쉘은 통상적으로 열가소성 물질, 고온 용융 물질 또는 열 팽창에 의해 파열되는 물질로 구성된다. 쉘을 구성하는 이러한 물질의 예로는 비닐리덴 클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 부티랄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드 및 폴리설폰이 포함된다. 열-팽창성 미세구는 코아세르베이션(coacervation) 또는 계면 중합과 같은 통상의 방법에 의해 제조될 수 있다. 열-팽창성 미세구로서는 상업적으로 입수가능한 제품, 예컨대 마츠모토 마이크로스피어(Matsumoto Microsphere)[상표명; 마츠모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드(Matusmoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.)의 제품]가 또한 사용될 수 있다.
열-팽창성 미세구의 평균 입자 크기는 분산성 및 박막 형성을 고려하여 통상적으로 약 1 내지 80 ㎛, 바람직하게는 약 4 내지 50 ㎛이다. 가열에 의해 접착제를 포함하는 감압성 접착층(3)의 접착성을 효과적으로 저감시키기 위해, 열-팽창성 미세구는 체적 팽창율이 5배 이상, 특히 10 배 이상이 될 때까지 파열되지 않는 충분한 강도를 갖는 것이 바람직하다. 낮은 팽창 계수에서 파열되는 열-팽창성 미세구 또는 미세캡슐화되지 않은 열-팽창화제가 사용되는 경우에는, 감압성 접착층(3)과 피착물 간의 접착 면적을 충분히 감소시킬 수 없어 만족스러운 박리성을 달성하기 어렵다.
열-팽창성 미세구의 양은 그의 종류에 따라 변하며, 예컨대 열-팽창성 감압성 접착층(3)을 구성하는 모재 100 중량부를 기준으로 10 내지 200 중량부, 바람직하게는 약 20 내지 125 중량부이다. 열-팽창성 미세구의 양이 10 중량부 미만인 경우에는 가열 후의 접착력 감소가 불충분하게 되는 반면, 200 중량부를 초과하는 경우에는 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 부착 실패 또는 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)과 열-팽창성 감압성 접착층(3) 사이의 계면 균열을 야기시키는 경향이 있다.
열-팽창성 감압성 접착층(3)은 필요에 따라 첨가제 및 열-팽창성 미세구를 비롯해 첨가제, 예컨대 가교결합제(예: 이소시아네이트 가교결합제 또는 에폭시 가교결합제), 점착 부여제(예: 로진-유도체 수지, 폴리테르펜 수지, 석유 수지 또는 유용성 페놀 수지), 가소화제, 충전재, 항산화제 및 계면활성제를 함유할 수 있다.
열-팽창성 감압성 접착층(3)은 적절한 방법에 의해, 예컨대 접착제 및 열-팽창성 미세구, 및 선택적으로는 첨가제 및 용매를 함유하는 코팅 용액을 에너지빔-경화형 점탄성 층(2) 상에 직접 적용시키거나; 또는 상기 코팅 용액을 적합한 세퍼레이터(이형지 등) 상에 적용시킴으로써 형성되며, 이후에 접촉 결합에 의해 에너지빔-경화형 점탄성 층(2) 상으로 이동하게 되는 열-팽창성 감압성 접착층(3)이 형성될 수 있다.
열-팽창성 감압성 접착층(3)의 두께는 필요에 따라 감압성 접착 시이트의 사용 목적 또는 가열에 의한 접착력의 저감도에 따라 달라질 수 있지만, 표면 평활성을 유지하기 위해 열-팽창성 미세구의 최대 직경보다 크지 않도록 설정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 두께는 1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 ㎛이다. 열-팽창성 감압성 접착층(3)이 지나치게 얇은 경우에는 접착력이 충분하지 못하여 피착물을 지지하는데 실패하게 된다.
세퍼레이터(4)로서는, 표면이 실리콘 수지, 장쇄 알킬 아크릴레이트 수지 또는 불소 수지에 의해 대표되는 플라스틱 필름 또는 종이로 제조된 기재; 및 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 비극성 중합체로 제조된 낮은 접착성의 기재가 사용될 수 있다.
세러페이터(4)는 열-팽창성 감압성 접착층(3)을 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)에 이송시킬 경우 일시적인 지지체로서 사용되거나 또는 실제 사용시까지 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 보호체(protector)로서 사용된다.
에너지빔-경화형 점탄성 층(2) 및 그 위에 배치된 열-팽창성 감압성 접착층(3)은 기재(1)의 한 면뿐 아니라 양면에도 형성될 수 있다. 다르게는, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2) 및 열-팽창성 감압성 접착층(3)을 기재(1)의 한 면에 차례대로 적층시키고 반대 면에 통상의 감압성 접착층을 배치시킬 수 있다. 감압성 접착층은, 가열시 열-팽창성 감압성 접착층(3)이 거칠어져 피착물과의 계면 상에서의 사소한 부착 실패를 방지하기 위해, 열-팽창성 감압성 접착층(3) 상에 배치된다. 이 감압성 접착층을 위한 점착성 물질로서는 열-팽창성 감압성 접착층(3)에 예시된 접착제가 사용될 수 있다. 감압성 접착층의 두께는 피착물에 대한 점착성의 감소 또는 소멸을 고려하여 바람직하게는 0.1 내지 8 ㎛, 특히 1 내지 5 ㎛이며, 이 층은 열-팽창성 감압성 접착층(3)에 사용된 방법에 따라 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트의 또다른 예를 예시한 계략적인 단면도이다. 이 실시양태에서, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2), 열-팽창성 감압성 접착층(3) 및 세퍼레이터(4)가 순서대로 기재(1)의 한 면에 적층되어 있는 반면, 감압성 접착층(5) 및 세퍼레이터(6)는 상기 기재(1)의 반대 면에 적층되어 있다. 이 감압성 접착 시이트는 에너지빔-경화형 점탄성 층(2) 및 그 위에 형성된 열-팽창성 감압성 접착층(3)을 갖는 기재(1)의 반대 면에 감압성 접착층(5) 및 세퍼레이터(6)가 배치된다는 점에서 도 1의 감압성 접착 시이트와 상이하다.
감압성 접착층(5)은 점착성 물질을 함유한다. 이 물질로서는 열-팽창성 감압성 접착층(3)에서 점착성 물질로 예시된 물질이 사용될 수 있다. 필요한 경우, 첨가제, 예컨대 가교결합제(예: 이소시아네이트 가교결합제 또는 에폭시 가교결합제), 점착부여제(예: 로진-유도체 수지, 폴리테르펜 수지, 석유 수지 또는 유용성 페놀 수지), 가소화제, 충전재, 항산화제 또는 계면활성제가 첨가될 수 있다. 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 경화시키기 위한 에너지빔의 전달을 현저하게 방해하는 물질이 사용되거나 첨가되는 것은 바람직하지 않다.
감압성 접착층(5)의 두께는 필요에 따라 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 피착물과의 접촉 결합, 피착물의 절단, 절단 조각의 박리 및 수거시 조작 용이성을 감소시키지 않는 범위에서 결정될 수 있지만, 통상적으로 약 1 내지 50 ㎛, 바람직하게는 3 내지 30 ㎛이다.
감압성 접착층(5)은 열-팽창성 감압성 접착층(3)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 세퍼레이터(6)로서는, 열-팽창성 감압성 접착층(3) 상에 배치된 세퍼레이터(4)와 유사한 것이 사용될 수 있다. 이러한 감압성 접착 시이트는 그의 접착층(5)을 사용함으로써 받침대(seat)의 표면에 고정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 절단 조각의 제조방법의 일례를 예시한 개략도이다. 더욱 구체적으로, 도 3은, 절단할 물질(피착물)(7)을 도 1의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트의 감압성 접착층(3)의 표면 상에 접촉 결합시켜 접착시키고, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 에너지빔(8)으로 조사하여 경화시키고, 절단선(9)을 따라 피착물을 소정 크기의 조각으로 절단하고, 열-팽창성 감압성 접착층(3)내의 열-팽창성 미세구를 가열하여 팽창 및 발포시킨 후, 절단 조각(7a)을 박리 및 수거하는 일련 단계의 단면도를 예시하고 있다. 다르게는, 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 에너지빔(8)으로 조사하여 경화시킨 후, 절단할 물질(피착물)(7)을 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 표면 상에 접촉 결합시켜 접착시킨 후, 절단선(9)을 따라 절단한다.
도 3에서, (1)은 기재가고, (2a)는 에너지빔 조사에 의해 경화된 에너지빔-경화형 점탄성 층이고, (3a)는 에너지빔 조사 후의 열-팽창성 감압성 접착층에서 열-팽창성 미세구가 가열에 의해 팽창된 것을 나타낸다.
피착물(7)과 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트의 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 접촉 결합은, 예컨대 적절한 가압 수단(예: 고무 롤러, 라미네이팅 롤(laminating roll) 또는 가압기)을 사용하여 접촉 결합시킴으로써 수행될 수 있다. 접촉 결합시, 필요에 따라 점착성 물질의 유형에 따라, 열-팽창성 미세구를 팽창시키지 않는 온도 범위에서 가열시키거나 물 또는 유기 용매를 적용시켜 점착성 물질을 활성화시킬 수 있다.
에너지빔(8)으로서, 가시 광선, 자외선 및 전자 빔이 사용될 수 있다. 에너지빔(8)은 적합한 방법에 의해 조사될 수 있지만, 조사시 열-팽창성 미세구가 열에 의해 팽창하기 시작하는 것을 방지하기 위해서는, 열-팽창성 미세구가 팽창을 개시하지 않을 정도의 온도로 유지되도록 방사선-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트를 공기 냉각시키거나 가능한 한 조사 시간을 짧게 억제시키는 것이 바람직하다.
피착물(7)은 다이싱(dicing)과 같은 통상의 절단 수단에 의해 절단될 수 있다. 가열 조건은 필요에 따라 피착물(7)(또는 절단 조각(7a))의 표면 상태 또는 내열성, 열-팽창성 미세구의 종류, 감압성 접착 시이트의 내열성, 또는 피착물(절단할 물질)의 열용량에 따라 설정될 수 있다. 가열은, 통상적으로 350 ℃ 이하의 온도 및 30분 이하의 처리 시간, 특히 바람직하게는 80 내지 200 ℃의 온도 및 1초 내지 15분의 처리 시간의 조건하에서 수행된다. 가열 방법으로는 고온-공기 가열, 고온 플레이트 접촉 또는 적외선 가열이 사용될 수 있지만 특별히 한정되지 않는다.
감압성 접착 시이트의 기재(1)가 신장성을 가질 경우, 2차원 신장에 대해 통상적으로 사용되는 신장 수단을 사용하여 신장시킬 수 있다.
본 발명의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트가 점착성 물질(접착제)을 함유하는 열-팽창성 감압성 접착층(3)을 갖기 때문에, 피착물(7)은 그 위에 단단하게 결합되고 고정될 수 있어 이송시의 진동에 의해서도 박리되지 않는다. 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 두께를 감소시킬 수 있으며 동시에 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 절단하기 전에 에너지빔으로 조사하여 경화시키기 때문에, 생성된 시이트는, 통상의 열-팽창성 감압성 접착층에 비해, 상기 감압성 접착층의 진동에 의한 칩화, 또는 절단 블레이드에 의한 감압성 접착층의 와인딩-업을 감소시키면서 소정 크기로 절단될 수 있다. 열-팽창성 미세구를 함유하여 열 팽창성을 갖는 열-팽창성 감압성 접착층(3)이 절단 후 가열되는 경우, 이들 열-팽창성 미세구는 신속하게 발포 및 팽창하여 열-팽창성 감압성 접착층(3)의 체적 변화를 야기시킨다. 불균일한 형태의 3차원 구조가 형성됨으로써 열-팽창성 감압성 접착층(3)은 절단 단편(7a)과의 접착 면적이 크게 감소하여 접착 강도의 저감 또는 소멸을 유발한다. 에너지빔-경화형 점탄성 층(2)을 에너지빔으로 조사하여 경화시키고 열 처리에 의해 접착 강도를 현저하게 감소 또는 소멸시키는 것은, 피착물(7)의 절단 단계 및 절단 단편(7a)의 박리 및 수거 단계에서의 조작 용이성 또는 작업 효율성, 및 생산 효율성을 현저하게 개선시킨다.
본 발명의 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트는 피착물의 영구적인 접착을 위해 물론 사용될 수 있지만, 소정 시간 동안 접착된 후 및 접착 목적이 달성된 후에 접착으로부터의 박리가 요청 또는 요구되는 경우의 용도에 적합하다. 이러한 용도의 특정 예로는, 반도체 웨이퍼 또는 다층 세라믹 시이트에 고정시키는 물질뿐 아니라, 다양한 전기 장비, 전자 장치 또는 디스플레이의 제작시 일시적 점착 또는 부품의 전달에 사용되는 이송테이프, 일시적 점착 물질 또는 고정 물질, 및 금속 판, 플라스틱 판 또는 유리 판이 오염되거나 파손되는 것을 예방하기 위해 사용되는 표면 보호용 물질 또는 마스킹(masking) 물질을 포함한다. 특히, 전자 부품의 제조 공정에서 소형 또는 박층 반도체 칩 또는 다층 커패시터 칩의 제조에 사용하는데 특히 적합하다.
이 출원은 상세하게 개시되어 있는 바와 같이 그 전체가 본원에 참고로 인용되고 있는 2000년 10월 18일자로 제출된 일본 특허출원 JP 2000-318644 호를 기초로 하였다.
본 발명은 이후 실시예에 의해서 더욱 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 또는 그에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
에틸 아크릴레이트 60 중량부, 부틸 아크릴레이트 40 중량부 및 아크릴산 4 중량부로 구성된 아크릴 공중합체(중량-평균 분자량 700000) 100 중량부중에 에폭시 가교결합제 0.8 중량부, 6-작용성 자외선 중합성 화합물 70 중량부 및 자외선 중합 개시제 3 중량부를 혼입시켜 혼합액(1)을 제조하였다. 생성된 혼합액을 두께 50 ㎛의 폴리에스테르 필름(기재)의 코로나-처리된 표면 상에 적용시킨 후, 건조시켜 두께 45 ㎛의 아크릴계 자외선-경화형 점탄성 층을 형성하였다.
전술된 아크릴 공중합체(접착제) 100 중량부를 기준으로 열-팽창성 미세구("마츠모토 마이크로스피어 F-50D", 상표명: 마츠모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드의 제품) 25 중량부 및 에폭시 가교결합제 0.5 중량부로 이루어진 혼합액(2)을 폴리에스테르 필름(세퍼레이터)의 실리콘-이형제(releasant)-처리된 표면에 적용시킨 후, 건조시켜 두께 20 ㎛의 열-팽창성 감압성 접착층(열-박리성 감압성 접착층)을 형성하였다.
열-팽창성 감압성 접착층을 아크릴계 자외선-경화형 점탄성 층과 접촉 결합에 의해 결합시켜 자외선-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트를 수득하였다.
비교예 1
자외선-경화형 점탄성 층을 65 ㎛ 두께로 형성시키고 열-팽창성 감압성 접착층을 배치시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법으로, 자외선-경화형 감압성 접착 시이트를 수득하였다.
비교예 2
실시예 1과 유사한 방법으로 제조된 혼합액(2)을 두께 50 ㎛의 폴리에스테르 필름(기재)의 코로나-처리된 표면에 적용시킨 후, 건조시켜 두께 65 ㎛의 접착층을 갖는 열-박리성 감압성 접착 시이트를 수득하였다.
실시예 2
에틸 아크릴레이트 75 중량부, 부틸 아크릴레이트 20 중량부, 메틸 메타크릴레이트 5 중량부 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 20 중량부로 이루어진 아크릴 공중합체에 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트를 2-하이드록시에틸 그룹의 0.9 당량(몰비)으로 첨가시켜 수득된 에너지빔 반응성 중합체(중량-평균 분자량: 600000) 100 중량부에 에너지빔-중합 개시제 3 중량부를 혼입시켜 혼합액(3)을 제조하였다. 이 혼합액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법으로, 두께 40 ㎛의 에너지빔-경화형 점탄성 층을 형성하였다.
에틸 아크릴레이트 75 중량부, 부틸 아크릴레이트 20 중량부, 메틸 아크릴레이트 5 중량부 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 5 중량부로 이루어진 아크릴 공중합체 100 중랑부에 열-팽창성 미세구("마츠모토 마이크로스피어 F-50D", 상표명: 마츠모토 유시-세이야쿠 캄파니 리미티드의 제품) 30 중량부 및 이소시아네이트 가교결합제 2.5 중량부를 혼입시켜 수득된 혼합액(4)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법으로, 두께 15 ㎛의 열-팽창성 감압성 접착층을 형성하였다.
열-팽창성 감압성 접착층을 라미네이터로 에너지빔-경화형 점탄성 층과 접촉-결합시켜, 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트를 수득하였다.
평가 시험
폴리에스테르 필름("루미러 S10(Lumirror S10)", 상표명; 도레이 인더스트리즈 인코포레이티드(Toray Industries, Inc.)의 제품)을 실시예 및 비교예에서 수득된 각각의 감압성 접착 시이트(폭 20 ㎜)의 감압성 접착층의 표면 상에 접촉 결합시킨 후, 처리 전, 자외선 조사 후, 및 상기 자외선 조사에 뒷따른 열 처리 후의 180°박리 점착력(N/20 ㎜, 박리 속도: 300 ㎜/분, 23 ℃)을 측정하였다. 공기-냉각형 고압 수은 램프(46 mJ/분)(실시예 1 및 비교예 1에서만)를 사용하여 10초 동안 자외선을 감압성 접착 시이트의 면에 조사하면서, 5분 동안 130 ℃의 고온 공기 건조기에서 열 처리하였다(실시예 1 및 비교예 2에서만).
실시예 및 비교예에서 수득된 각각의 감압성 접착 시이트를 두께 160 ㎛의 반도체 웨이퍼와 결합시켰다. 자외선으로 조사한 후, 다이서(dicer)("DFD651", 디스코 코포레이션(DISCO Corporation)의 제품)를 사용하여 다이싱(다이싱 속도: 80 ㎜/분, 블레이드의 회전수: 40000 rpm, 폴리에스테르 필름의 절단 깊이: 20 ㎛, 칩 크기: 5 ㎜×5 ㎜)하였다. 접착제의 와인딩-업의 여부를 시각적으로 확인하였다. 또한, 비교예 1의 있는 그대로의 적층물 각각으로부터, 및 실시예 1 및 비교예 2의 가열 후 적층물로부터 20 개의 칩을 랜덤하게 픽업(pickup)하였다. 픽업시 균열되는 칩을 결함으로 간주하였다. 또한, 균열이 없는(즉, 비결함의) 칩의 측면의 칩화를 광학 현미경으로 관찰하여 깊이 방향으로 40 ㎛ 이상의 칩화가 발생한 것을 결함으로 간주하였다. 전술된 평가 조건과 유사한 조건하에서 자외선 조사 및 가열을 실시하였다.
평가 결과는 하기 표 1에 제시되어 있다. 실시예 및 비교예의 어느 것에서도, 가열에 의해 박리되는 경우 접착제가 박리된 폴리에스테르 필름 또는 칩으로 이동하는 것이 시각적으로 관찰되지 않았다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 실시예 2
접착력(N/20 ㎜)
처리 전 4.10 4.60 4.00 5.80
자외선으로 조사한 후 2.30 0.50 - 2.00
자외선으로 조사하고 열 처리한 후 0.00 - 0.00 0.00
접착제 와인딩-업 없음 없음 발견됨 없음
균열(결함 수/20 칩) 0/20 7/20 0/20 0/20
칩화(결함 수/20 칩) 1/20 0/20 12/20 0/20
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예의 감압성 접착 시이트에서, 자외선-경화형 점탄성 층을 자외선으로 조사하여 경화시키면 감압성 접착층의 접착력을 적절히 감소시키고, 감압성 접착층이 얇게 형성될 수 있어 절단시 접착제의 와인딩-업 및 블레이드의 전단 현상을 방지할 수 있다. 접착력은 열 처리에 의해 소멸되므로 픽업시 칩이 균열되는 것을 방지할 수 있다. 반면, 비교예 1의 감압성 접착 시이트에서는, 자외선을 조사시키면 접착력이 또한 크게 감소하여 칩이 스캐터링되고(scattering) 잔여 접착성이 존재하여 픽업시 균열이 나타난다. 비교예 2의 감압성 접착 시이트에서는 균열은 발생하지 않지만 감압성 접착층이 연하고 두꺼워서, 칩화가 발생하지 않은 제품(즉, 비-결함)의 수율이 낮았다.
본 발명에 따른 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트는, 피착물의 이송을 견디기에 충분한 접착력을 갖고, 절단시 접착제의 와인딩-업 또는 칩화를 억제하고, 높은 정밀도로 절단 조각의 박리 및 수거를 촉진시킨다. 이는 절단 조각의 박리 또는 수거 단계에서의 조작 용이성 및 작업 효율성을 현저하게 향상시키고, 소형 또는 박층 반도체 칩 또는 다층 커패시터 칩과 같은 절단 조각의 생산성을 크게 개선시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 기재; 에너지빔-경화형 점탄성 층; 및 열-팽창성 미세구를 포함하는 열-팽창성 감압성 접착층을 순서대로 포함하는 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트로서,
    상기 에너지빔-경화형 점탄성 층은 유기 점탄성 물질과 에너지빔-경화성 화합물을 갖는 조성물, 및 에너지빔-경화성 수지 중 하나를 포함하고,
    상기 유기 점탄성 물질은 천연 고무, 합성 고무 및 이들을 사용하는 고무 접착제; 실리콘 고무 또는 그의 감압성 접착제; 알킬 (메트)아크릴레이트의 단독중합체 또는 공중합체로 이루어진 아크릴 수지, 또는 상기 알킬 (메트)아크릴레이트와 또다른 단량체의 공중합체로 이루어진 아크릴 수지 또는 그의 감압성 접착제; 폴리우레탄 수지 또는 그의 감압성 접착제; 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는,
    에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    에너지빔-경화형 점탄성 층이 점착성 물질을 포함하는 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    에너지빔-경화형 점탄성 층의 두께가 5 내지 300 ㎛인 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    에너지빔을 조사한 후의 에너지빔-경화형 점탄성 층이, 20 ℃에서 5×106 내지 1×1010 Pa의 저장 전단 모듈러스를 갖는 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    열-팽창성 감압성 접착층의 두께가 열-팽창성 미세구의 최대 입자 크기보다 크지 않은 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트.
  7. 절단할 물질을 제 1 항에 따른 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트의 열-팽창성 감압성 접착층의 표면 상에 적용시키고; 에너지빔-경화형 점탄성 층을 에너지빔으로 조사하여 경화시키고; 상기 물질을 절단 조각으로 절단하고; 상기 열-팽창성 감압성 접착층을 가열하여 발포시키고; 상기 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트로부터 절단 조각을 박리 및 수거함을 포함하는 절단 조각의 제조방법.
  8. 제 1 항에 따른 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트를 에너지빔으로 조사하여 에너지빔-경화형 점탄성 층을 경화시키고; 절단할 물질을 열-팽창성 감압성 접착층의 표면 상에 적용시키고; 상기 물질을 절단 조각으로 절단하고; 상기 열-팽창성 감압성 접착층을 가열하여 발포시키고; 상기 에너지빔-경화형 열-박리성 감압성 접착 시이트로부터 절단 조각을 박리 및 수거함을 포함하는 절단 조각의 제조방법.
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