CN101889056B - 激光加工用保护膜和使用该保护膜的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供激光加工用保护膜以及使用该保护膜的激光加工方法，所述保护膜的粘接性强，能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止发生因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着，还能够解决去除该保护膜时的废水污染的问题。本发明的激光加工用保护膜是含有(甲基)丙烯酸酯共聚物和具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯的膜状的激光加工用保护膜。

Description

激光加工用保护膜和使用该保护膜的加工方法
技术领域
本发明涉及在照射激光来实施加工时所使用的保护膜以及使用该保护膜的加工方法。
背景技术
激光加工由于加工速度快、能够实现干法工艺而得以广泛应用，特别是在各种微细加工领域中就经常使用紫外线激光。但是，激光加工产生了新的问题：由于激光加工点在瞬间达到超高温状态，所以发生烧蚀，气化后的材料凝结并附着在加工物的表面上。
为了解决由上述凝结附着物(碎屑)所引起的问题，专利文献1至3中公开了这样的加工方法，即，在晶片的加工面上形成由水溶性树脂形成的保护膜，并隔着保护膜照射激光。
例如，在专利文献1和专利文献2中，记载了使用水溶性保护膜来对加工物表面提供保护的方法。根据这些文献，即使因为激光照射而产生了凝结物(碎屑)，所产生的凝结物也会附着在保护膜的表面上，在用水清洗保护膜的同时被清洗掉，从而可防止其附着在加工物上。
此外，专利文献3提出了一种由溶解有水溶性树脂和激光吸收剂的溶液形成的保护膜。
专利文献1：日本专利特开昭53-8634号公报
专利文献2：日本专利特开平5-211381号公报
专利文献3：日本专利特开2006-140311号公报
发明的揭示
然而，上述专利文献1、2和3均通过涂布液体后进行干燥来获得保护膜，存在下述问题：由于液体涂布不均或者加工物凹凸，导致保护膜存在变厚的部分，厚的保护膜的部分碳化而附着。
此外，对于这些水溶性的保护膜，加工后的保护膜的除去采用水洗，废水的污染也是一个问题。
即，本发明的目的在于提供一种激光加工用保护膜以及使用该保护膜的加工方法，所述激光加工用保护膜在进行激光加工时能够对加工物的整个表面提供均匀的保护，与加工物之间的粘接性好，能够有效地防止发生碎屑附着现象，并能够解决废水污染的问题。
本发明的激光加工用保护膜含有(甲基)丙烯酸酯共聚物和(具有不饱和键的)辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯，呈膜状。
上述构成的激光加工用保护膜的粘接性强，能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着。并且，还能够解决去除该保护膜时的废水污染的问题。
此外，本发明的激光加工方法的特征在于，包括：贴合工序，该贴合工序中将上述激光加工用保护膜贴合于被加工材料的表面；激光加工工序，该激光加工工序中隔着上述激光加工用保护膜对上述被加工材料照射激光。
根据包括上述工序的激光加工方法，粘接性强，能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着。
此外，本发明的激光加工方法的特征还在于，在上述激光加工工序后，进一步包括保护膜剥离工序，该保护膜剥离工序中，将粘合片贴合于上述激光加工用保护膜，对上述激光加工用保护膜照射紫外线来降低该激光加工用保护膜的剥离力，再将上述粘合片与上述激光加工用保护膜一起剥离。
根据包括上述工序的激光加工方法，能够解决去除保护膜时的废水污染的问题。
对于本发明的激光加工用保护膜以及使用该保护膜的加工方法，粘接性强，能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着，并且，能够解决去除该保护膜时的废水污染的问题。
实施发明的最佳方式
下面，对本发明的激光加工用保护膜的一个例子进行说明。但本发明并不限于该实施方式。
本实施方式的激光加工用保护膜是含有(甲基)丙烯酸酯共聚物和(具有不饱和键的)辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯的膜状的激光加工用保护膜。
由于本实施方式的激光加工用保护膜含有(甲基)丙烯酸酯共聚物和(具有不饱和键的)辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯，因此保护膜自身具有粘接性，只需通过压接就能将该保护膜贴附于加工物。
此外，保护膜呈膜状，因此能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止发生因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着。此外，可通过在保护膜上贴合粘合片并进行紫外线固化后剥离来去除该保护膜，因而能够解决去除保护膜时的废水污染等问题。
此外，本说明书中的(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的统称。(甲基)丙烯酸等包括(甲基)的化合物等也同样是名称中包括“甲基”的化合物和名称中不包括“甲基”的化合物的统称。
[(甲基)丙烯酸酯共聚物]
(甲基)丙烯酸共聚物并没有特别限定，为(甲基)丙烯酸酯类的2种以上单体的共聚物。作为(甲基)丙烯酸酯类的单体，可以例举例如(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
(甲基)丙烯酸酯共聚物中可共聚有除上述(甲基)丙烯酸酯外的可共聚的乙烯基化合物单体。作为乙烯基化合物单体，可以例举例如乙烯、苯乙烯、乙烯基甲苯、乙酸烯丙酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚、(甲基)丙烯腈、乙烯基异丁基醚等乙烯基化合物。
(甲基)丙烯酸酯共聚物优选采用玻璃化温度(Tg)在-40℃～-10℃的范围内的共聚物。如果玻璃化温度(Tg)在-40℃以上，则可以维持作为膜的处理性；如果玻璃化温度(Tg)在-10℃以下，则可获得足够的膜的柔软性和粘接性。
这里，玻璃化温度(Tg)是指加热高分子物质时由玻璃状的坚硬状态变为橡胶状的玻璃化发生温度。
[具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯]
具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯只要具有辐射聚合性即可，并无特别限定，作为代表性的示例，可以例举氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，该氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物是在分子内具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯。此外，还可以例举三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、双(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯以及将这些化合物的丙烯酸酯基的一部分或全部换为甲基丙烯酸酯基而得的化合物等。
相对于100质量份的(甲基)丙烯酸酯共聚物，具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯的掺入量优选为20～200质量份。如果掺入量在20质量份以上，则放射线照射后的保护膜容易剥离；如果掺入量在200质量份以下，则可以获得足够的膜的刚性，处理性良好。
此外，在本实施方式的激光加工用保护膜中可以根据需要添加例如增粘剂、固化剂、聚合引发剂、软化剂、抗老化剂、填充剂、紫外线吸收剂、激光吸收剂和光稳定剂等各种添加剂。
[制造方法]
上述实施方式的激光加工用保护膜的制造方法并无特别限定。例如，可以使用凹版涂布机等涂布设备在具有剥离性的膜上形成所需的一定厚度的膜。
上述剥离膜在膜的至少一面具有剥离剂层。
作为剥离膜，有涂布了有机硅类剥离剂或非有机硅类剥离剂等的膜。作为非有机硅类剥离剂，有含长链烷基的化合物类、醇酸树脂类、烯烃树脂类、丙烯酸树脂类。
在本实施方式中，与膜状的激光加工用保护膜层叠的剥离膜的厚度优选为25μm～188μm。如果剥离膜的厚度在25μm以上，则在制造工序等中膜具有韧性，保护膜厚度的均匀性良好，不会产生褶皱。如果剥离膜的厚度在188μm以下，则在去除剥离膜时或在制造工序中、在制备呈卷状的成品时，容易进行处理。
[激光加工方法]
在对加工物(被加工材料)进行激光加工时，首先，经过在加工物(被加工材料)上贴合激光加工用保护膜的工序。
将上述实施方式的激光加工用保护膜作为加工物的保护膜进行贴合的方法，例如有在加工物(被加工材料)的表面用辊等进行贴合的方法。
接着，在加工物(被加工材料)的表面贴附激光加工用保护膜后，照射激光进行加工。
作为用于激光加工的激光，可以例举例如YAG激光器的基波(1064nm)、二次谐波(532nm)、三次谐波(355nm)、四次谐波(266nm)等。如果使用380nm以上的激光，则加工精度较差，所以激光的波长优选在380nm以下。
[保护膜的去除]
对于上述实施方式的激光加工用保护膜，从加工物上去除膜状的激光加工用保护膜的方法可以是下述方法：将粘合片贴合于激光加工用保护膜并使它们充分密合后，照射足以消除保护膜的粘合力的波长和照射量的紫外线而使其固化，由此可将保护膜与粘合片一起剥离。
在粘合片中使用的粘合剂有丙烯酸树脂制粘合剂、天然橡胶制粘合剂或紫外线固化型粘合剂。
<作用效果>
以下，对上述实施方式的激光加工用保护膜及使用该保护膜的加工方法的作用效果进行说明。
上述实施方式的激光加工用保护膜含有(甲基)丙烯酸酯共聚物和具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯，呈膜状。
该激光加工用保护膜的粘接性强，能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止发生因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着，还能够解决去除该保护膜时的废水污染的问题。
此外，在上述激光加工用保护膜中，上述(甲基)丙烯酸酯共聚物的玻璃化温度为-40℃～-10℃，因此能够维持作为膜的处理性，能够获得足够的膜的柔软性和粘接性。
此外，上述实施方式的使用激光加工用保护膜的激光加工方法的特征在于，包括将上述激光加工用保护膜贴合于被加工材料的表面的贴合工序以及隔着上述激光加工用保护膜对上述被加工材料照射激光的激光加工工序，如果采用上述激光加工方法，能够以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止发生因厚度不均所引起的保护膜的碳化和附着。
此外，如果在上述激光加工工序之后，进一步包括保护膜剥离工序，即将粘合片贴合于上述激光加工用保护膜，对上述激光加工用保护膜照射紫外线来降低该激光加工用保护膜的剥离力，再将上述粘合片与上述激光加工用保护膜一起剥离，则没有水洗工序，因此不会产生废水污染的问题。
此外，如果上述激光的波长在380nm以下，则能够以良好的加工精度低成本地进行加工。
如上所述，对于本发明的激光加工用保护膜以及使用该保护膜的加工方法，保护膜自身具有粘接性，只需通过压接就可将保护膜贴附于加工物。此外，由于保护膜呈膜状，所以能以均匀的厚度对加工物提供保护，可防止发生因厚度不均引起的保护膜的碳化和附着。此外，通过将紫外线固化型粘合胶带贴合于保护膜，进行紫外线固化来剥离，从而可以去除该保护膜，因此可以解决废水污染等问题，可适用于进行采用激光的微细加工的半导体、电子元器件的制造。
以上，例举实施方式对本发明的激光加工用保护膜及使用该保护膜的激光加工方法进行了说明，但本发明并不限于此。
实施例
以下，例举实施例和比较例对本发明的激光加工用保护膜及使用该保护膜的激光加工方法进行更加详细的说明，但本发明并不限于这些例子。
(激光加工用保护膜)
首先，对激光加工用保护膜进行说明。
本发明的激光加工用保护膜的特征在于，含有(甲基)丙烯酸酯共聚物和具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯，呈膜状。
激光加工用保护膜中所使用的(甲基)丙烯酸酯共聚物是将75质量％的丙烯酸丁酯、20质量％的甲基丙烯酸甲酯、5质量％的丙烯酸-2-羟基乙酯共聚而得的共聚物，其玻璃化温度Tg是-32.8℃。
此外，具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯是氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，该氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物是异佛尔酮二异氰酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯的反应产物，数均分子量(Mn)为600，乙烯基数为平均1分子中6个。
光聚合引发剂是1-羟基环己基苯基酮类光聚合引发剂。固化剂是三羟甲基丙烷的甲苯二异氰酸酯加成物。
膜状的激光加工用保护膜1是将100质量份的(甲基)丙烯酸酯共聚物、100质量份的具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯和5质量份的固化剂掺合而得的保护膜，以5μm的厚度制膜而成。
膜状的激光加工用保护膜2是将100质量份的(甲基)丙烯酸酯共聚物、100质量份的具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯、3质量份的光聚合引发剂和5质量份的固化剂掺合而得的保护膜，以5μm的厚度制膜而成。
膜状的激光加工用保护膜3是将100质量份的(甲基)丙烯酸酯共聚物、100质量份的具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯、3质量份的光聚合引发剂和5质量份的固化剂掺合而得的保护膜，以20μm的厚度制膜而成。
膜状的激光加工用保护膜4是将100质量份的(甲基)丙烯酸酯共聚物、100质量份的具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯、3质量份的光聚合引发剂和5质量份的固化剂掺合而得的保护膜，以10μm的厚度制膜而成。
(剥离膜)
下面，对设置在激光加工用保护膜上的剥离膜A进行说明。
剥离膜A是在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二酯膜的一面涂布加成反应型的有机硅树脂剥离层而得的膜，根据JIS Z 0237：200010.4.1测定时的自保护膜层的剥离力为100mN/50mm，属低剥离力级别。
此外，本实施例和比较例中使用的激光加工机的规格如下。
激光的光源：YAG激光器
波长：355nm
重复频率：50～100kHz
输出功率：0.3～4.0W
聚光点径：φ9.2μm
加工输送速度：1～800mm/s
下面，对使用上述剥离膜和激光加工用保护膜的实施例和比较例进行说明。
(实施例1)
用辊将层叠有剥离膜A的膜状的激光加工用保护膜1贴合于硅晶片，将剥离膜A剥离，制成带保护膜的硅晶片。然后，进行激光加工。
在完成激光加工后的带保护膜的晶片的保护膜上贴合市售的UV固化型划片胶带(电气化学工业株式会社(電気化学工業(株))制ELEGRIP TAPEUHP-110M3)，用高压汞灯从划片胶带的背面照射150mJ/cm2的紫外线，使划片胶带固化，当剥离该划片胶带时，保护膜也可一起被剥离。对激光加工的周边部分进行了观察，结果没有保护膜残留和碎屑附着，呈良好的加工状态。
(实施例2)
除了使用膜状的激光加工用保护膜2以外，实施与实施例1完全相同的试验。用市售的UV固化型划片胶带去除保护膜，对激光加工的周边部分进行了观察，结果没有保护膜残留和碎屑附着，呈良好的加工状态。
(实施例3)
除了使用膜状的激光加工用保护膜3以外，实施与实施例1完全相同的试验。用市售的UV固化型划片胶带去除保护膜，对激光加工的周边部分进行了观察，结果没有保护膜残留和碎屑附着，呈良好的加工状态。
(实施例4)
除了使用膜状的激光加工用保护膜4以外，实施与实施例1完全相同的试验。用市售的UV固化型划片胶带去除保护膜，对激光加工的周边部分进行了观察，结果没有保护膜残留和碎屑附着，呈良好的加工状态。
表1中示出以上的实施例1至4的实验结果。此外，表1中，保护膜形成的评价标准为：形成了厚度均匀的保护膜的情况记作“○”，因拉伸、破裂等而未形成保护膜的情况记作“×”。此外，在去除保护膜后无保护膜残留和碎屑等残渣的情况记作“○”，观察到残渣的情况记作“×”。
(比较例1)
使用旋涂机将水溶性保护膜涂布于硅晶片，使其干燥，制成形成有厚度为3～5μm的保护膜的带保护膜的硅晶片，实施与实施例1相同的试验。
在激光加工后，使用纯水洗去保护膜，对激光加工的周边部分进行了观察，结果在加工端部的一部分观察到保护膜的脱落及轻微的碎屑。其结果示于表1。
(表1)
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   比较例1
  剥离膜   A   A   A   A   无
  激光加工用保护膜   1   2   3   4   水溶性
  保护膜形成   ○   ○   ○   ○   ○
  去除后残渣   ○   ○   ○   ○   ×
如上所述，在使用本发明的实施例1至4的激光加工用保护膜的情况下，没有保护膜残留和碎屑的附着，呈良好的加工状态。
此外，在使用本发明的激光加工用保护膜并采用如上所述的方法进行激光加工的情况下，由于不需要用于去除该保护膜的水洗，所以不会产生废水污染的问题。

Claims (3)

1.一种激光加工用保护膜的激光加工方法，其特征在于，该保护膜含有(甲基)丙烯酸酯共聚物以及具有不饱和键的辐射聚合性(甲基)丙烯酸酯，呈膜状，
所述方法包括：贴合工序，该贴合工序中将所述激光加工用保护膜贴合于被加工材料的表面；激光加工工序，该激光加工工序中隔着所述激光加工用保护膜对所述被加工材料照射激光，
在所述激光加工工序之后，进一步包括保护膜剥离工序，该保护膜剥离工序中，在所述激光加工用保护膜上贴合粘合片，对所述激光加工用保护膜照射紫外线来降低该激光加工用保护膜的剥离力，再将所述粘合片与所述激光加工用保护膜一起剥离。
2.如权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的玻璃化温度为-40℃～-10℃。
3.如权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述激光的波长在380nm以下。
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