聚酯双键含量对UV减粘胶性能的影响

作     者：武星 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐卫兵

授予年度：2022年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 081702[工学-化学工艺] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：UV减粘胶 表面形貌 凹凸结构 半导体芯片加工 

摘      要：晶圆加工是半导体芯片制造的必备工艺,而减粘膜是晶圆加工的关键辅助材料。为了对晶圆具备良好的保护效果,要求减粘膜在加工过程中粘结强度高、完成后紫外光（UV）照射下减粘效果优秀;合成易剥离、剥离无残胶的UV减粘胶能促进半导体行业的发展。本文合成主链中碳碳双键含量不等的UV减粘胶,主要研究内容如下:（1）以1,8-辛二醇、1,5-戊二醇和乙二醇分别与富马酰氯反应,合成三种不饱和端羟基聚酯,通过改变单体摩尔比选取分子量大致相同、双键含量不同的三种聚酯作为制备UV减粘胶的主要原料,即1,8-辛二醇/富马酰氯摩尔比为1.3:1时制备的EHFDCP-1、1,5-戊二醇/富马酰氯为1.2:1时制备的EHFDCP-2和乙二醇/富马酰氯为1.15:1时所制备的EHFDCP-3。红外光谱、核磁共振氢谱证实了产物的结构,凝胶渗透色谱表明产物的数均分子量在1200-1500之间。（2）以EHFDCP-1、EHFDCP-2和EHFDCP-3为原料分别与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应制备了三种UV减粘胶ARA-1、ARA-2和ARA-3,比较了不同NCO/OH比例下的180°剥离强度、UV后硅片表面残胶等性能,合适的NCO/OH比例为1.2。在UV照射前,由于减粘胶体系中不含小分子多功能单体,三种减粘胶均具有较高的180°剥离强度;在UV照射后,ARA-1、ARA-2和ARA-3的表面呈现凹凸结构,有助于减少粘合剂和基材表面的接触面积,180°剥离强度急剧下降;X射线光电子能谱仪（XPS）分析显示三种减粘胶在硅片表面几乎无残留;适量的双键含量和交联密度使得ARA-2的表面粗糙度高,减小粘附力的效果显著。（3）以NCO/OH为1.2的ARA-2为基础,研究光引发剂184用量对UV减粘胶性能的影响。光引发剂184用量为4 wt%时,减粘胶在UV照射前的180°剥离强度为18.55 N/25mm,UV照射后表面凹凸结构明显,剥离强度降低到0.16 N/25mm,易于剥离,硅片表面无残胶。利用实时红外分析减粘胶的光固化过程及双键转化率,光固化时间45 s,双键转化率为79.12%,凝胶率为93.29%,交联密度为16.07×10 mol/cm。