CN109256369B - 玻璃中介层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供玻璃中介层的制造方法，在分割玻璃基板时不会使层叠体从玻璃基板剥离。在玻璃中介层的制造方法中，对形成于玻璃基板(1)的正面(1a)和背面(1b)的层叠体(4)沿着分割预定线(2)进行加工而按照第1宽度(L1)形成深度未到达玻璃基板(1)的第1槽(20)，在底部(20a)残留出树脂残留部(60)，然后，对树脂残留部(60)进行烧蚀加工而使玻璃基板(1)的正面(1a)和背面(1b)露出，形成具有比第1宽度(L1)窄的第2宽度(L2)的第2槽(21)，从第2槽(21)沿着分割预定线(2)照射激光束(LB2)而在玻璃基板(1)内部形成改质层(40)，向玻璃基板(1)施加外力而以改质层(40)为起点对玻璃基板(1)进行分割，因此在分割玻璃基板(1)时，应力不会作用在残留于第1槽(20)的底部(20a)的树脂残留部(60)上，能够防止层叠体(4)从玻璃基板(1)剥离。

Description

玻璃中介层的制造方法
技术领域
本发明涉及使用了玻璃基板的玻璃中介层(interposer)的制造方法。
背景技术
近年来，具有经由由硅形成的中介层来安装多个半导体芯片的安装技术。由硅构成的中介层能够在形成微细的布线时有效利用半导体制造工艺技术，实用性大，热导率高，散热性优异(例如，参照下述的专利文献1)。但是，价格比由环氧树脂形成的中介层高。
因此，提出了由低价格的与硅同样地是无机材料的玻璃基板形成中介层的技术(例如，参照下述的专利文献2和3)。该中介层具有：层叠体，其在玻璃基板的正面和背面上由绝缘层(树脂层)和金属的布线层构成；以及多个贯通电极，它们将玻璃基板贯通。并且，为了对玻璃基板进行分割而获得中介层，例如使切削刀具沿着预先设定的分割预定线切入而对层叠体和玻璃基板进行分割。
专利文献1：日本特开2004-158776号公报
专利文献2：日本特开2015-198212号公报
专利文献3：日本特开2015-146401号公报
这里，绝缘层是在形成于玻璃基板的正面和背面的布线层上扩展、冷却、硬化而形成的。由于在冷却树脂时发生收缩，因此在绝缘层中残留有要收缩的力的应力。然后，当沿着分割预定线进行切削而分割成各个中介层时，存在层叠体从玻璃基板剥离的问题。这被认为是层叠体以在切削出的切削截面(切口)上产生的碎裂(凹部)为起点从玻璃基板剥离。因此，当通过由细小的磨粒形成的大号的切削刀具进行切削而使侧面的碎裂的凸凹变小时，能够抑制层叠体的剥离，但不能完全阻止剥离，还是会增加加工时间。另外，当对层叠体和玻璃基板同时进行切削时，由于切削刀具牵连层叠体将层叠体从玻璃基板剥离，因此需要分别对层叠体和玻璃基板进行切削，存在加工时间增加的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，使得在对玻璃基板进行分割时不会使层叠体从玻璃基板剥离。
本发明是玻璃中介层的制造方法，将玻璃基板沿着分割预定线进行分割而小片化，该玻璃基板具有：多个贯通电极，它们将该玻璃基板的正面和背面贯通；层叠体，其通过在该玻璃基板的正面和背面上交替地形成布线层和树脂层而成；以及多条该分割预定线，它们被设定成格子状，该玻璃中介层的制造方法的特征在于，具有如下的工序：第1槽形成工序，对形成于该玻璃基板的正面和背面的层叠体沿着该分割预定线进行加工而按照第1宽度形成深度未到达该玻璃基板的第1槽，在该第1槽的底部残留出树脂残留部；第2槽形成工序，向在该第1槽形成工序中形成的该第1槽的底部照射对于该树脂层具有吸收性的波长的激光束，对该树脂残留部进行烧蚀加工而使该玻璃基板的正面和背面露出，形成具有比该第1宽度窄的第2宽度的第2槽；改质层形成工序，将对于该玻璃基板具有透过性的波长的激光束从该玻璃基板的正面或背面的该第2槽会聚在该玻璃基板的内部，通过沿着该分割预定线进行照射而在该玻璃基板的内部形成改质层；以及分割工序，向该玻璃基板施加外力而以该改质层为起点对该玻璃基板进行分割，对该玻璃基板进行分割而小片化的该玻璃中介层具有该层叠体，该层叠体在外周部分形成有该树脂残留部，该树脂残留部是在该玻璃基板的正面和背面上通过该第1槽形成工序而形成的。
优选上述第1槽形成工序使用切削刀具来形成上述第1槽。
本发明的玻璃中介层的制造方法具有如下的工序：第1槽形成工序，对形成于玻璃基板的正面和背面的层叠体沿着分割预定线进行加工而按照第1宽度形成深度未到达玻璃基板的第1槽，在第1槽的底部残留出树脂残留部；第2槽形成工序，向第1槽的底部照射对于树脂层具有吸收性的波长的激光束，对树脂残留部进行烧蚀加工而使玻璃基板的正面和背面露出，形成具有比第1宽度窄的第2宽度的第2槽；改质层形成工序，将对于玻璃基板具有透过性的波长的激光束从玻璃基板的正面或背面的第2槽会聚在玻璃基板内部，通过沿着分割预定线进行照射而在玻璃基板内部形成改质层；以及分割工序，向玻璃基板施加外力而以改质层为起点对玻璃基板进行分割，对玻璃基板进行分割而小片化的玻璃中介层具有层叠体，该层叠体在外周部分形成有树脂残留部，该树脂残留部是在玻璃基板的正面和背面上通过第1槽形成工序而形成的，因此在对玻璃基板进行分割时应力不会作用于树脂残留部，能够防止层叠体从玻璃基板剥离，能够高效地取得期望的玻璃中介层。
另外，由于上述第1槽形成工序使用切削刀具来形成第1槽，因此能够缩短加工时间。此外，根据本发明，由于不通过切削刀具对层叠体和玻璃基板同时进行分割，因此不存在切削刀具牵连层叠体将层叠体从玻璃基板剥离的可能性，不会使加工时间增加。
附图说明
图1是玻璃基板的局部放大剖视图。
图2是示出第1槽形成工序的局部放大剖视图。
图3的(a)和(b)是示出使用切削刀具来形成第1槽的状态的局部放大剖视图。
图4是示出第2槽形成工序的局部放大剖视图。
图5是示出改质层形成工序的局部放大剖视图。
图6是实施了改质层形成工序后的玻璃基板的局部放大剖视图。
图7是示出分割工序的局部放大剖视图。
图8是示出玻璃中介层的立体图。
标号说明
1：玻璃基板；1a：正面；1b：背面；2：分割预定线；3：贯通电极；4：层叠体；5：布线层；6：树脂层；60：树脂残留部；7：粘合带；8：玻璃中介层；10：切削刀具；10a：刀尖；20：第1槽；20a：底部；21：第2槽；30、30A：激光束照射构件；31、32：聚光透镜；40：改质层。
具体实施方式
1.玻璃基板
图1所示的玻璃基板1例如由钠钙玻璃、无碱玻璃、石英玻璃等材质形成为圆板状。玻璃基板1具有：分割预定线2，其被设定为格子状并划分成多个区域(用虚线图示)；多个贯通电极3，它们将玻璃基板1的正面1a和背面1b贯通；以及层叠体4，其通过在玻璃基板1的正面1a和背面1b上交替地形成布线层5和树脂层6而成。
树脂层6是绝缘层，布线层5由金属等导体构成。相邻的布线层5之间通过树脂层6而绝缘。在本实施方式所示的玻璃基板1中，层叠于玻璃基板1的正面1a的层叠体4的露出面4a成为半导体芯片的层叠面。另一方面，层叠于玻璃基板1的背面1b的层叠体4的露出面4b成为基板安装面。正面1a侧的布线层5和背面1b侧的布线层5通过贯通电极3来连接。
2.玻璃中介层的制造方法
接着，对将上述的玻璃基板1小片化成多个玻璃中介层的玻璃中介层的制造方法进行详述。
(1)第1槽形成工序
如图2所示，进行如下的切削加工：通过沿着分割预定线2对正面1a和背面1b进行加工，按照第1宽度L1形成深度未到达玻璃基板1的第1槽20。如图3所示，在第1槽形成工序中，例如优选使用切削刀具10来形成第1槽20。
切削刀具10例如由通过结合材料将金刚石磨粒或CBN(Cubic Boron Nitride：立方氮化硼)磨粒固定的切削刃构成。构成切削刀具10的磨粒和结合材料的材质根据层叠体4的材质等适当设定。切削刀具10所包含的磨粒的粒径不做特别限定，但例如为20μm～40μm左右，更优选为25μm～35μm左右。另外，对切削刀具10的宽度也不做特别限定，例如被设定为150μm～500μm左右，更优选为200μm～300μm左右。虽然没有图示，但切削刀具10采用安装在具有与水平方向平行的轴心的主轴的前端并且通过主轴旋转而使切削刀具10也进行旋转的结构。
首先，使玻璃基板1的正面1a侧朝上而将背面1b侧保持于未图示的保持工作台。如图3的(a)所示，使玻璃基板1移动到切削刀具10的下方侧，进行切削刀具10与待切削的分割预定线2的对位。接着，一边使切削刀具10进行旋转，一边使切削刀具10的刀尖10a从层叠体4的露出面4a侧切入到未到达玻璃基板1的深度，使玻璃基板1与切削刀具10相对地水平移动。然后，通过旋转的切削刀具10沿着分割预定线2按照图2所示的第1宽度L1形成深度未到达玻璃基板1的第1槽20，在第1槽20的底部20a残留出具有厚度T的树脂残留部60。
第1宽度L1是与切削刀具10的宽度对应的大小。残留于第1槽20的底部20a的树脂残留部60的厚度T为例如20μm左右的较薄的厚度。在沿着全部的分割预定线2在玻璃基板1的正面1a侧的层叠体4上形成了第1槽20之后，如图3的(b)所示，使玻璃基板1的正反面反转，与上述同样地一边使切削刀具10旋转，一边使切削刀具10的刀尖10a从层叠体4的露出面4b侧切入到未到达玻璃基板1的深度，通过使玻璃基板1与切削刀具10相对地水平移动而形成第1槽20，在图2所示的第1槽20的底部20a残留出树脂残留部60。然后，在沿着全部的分割预定线2在玻璃基板1的背面1b侧的层叠体4上形成了第1槽20之后，第1槽形成工序结束。
在本实施方式中，对如下情况进行了说明：在使用切削刀具10在层叠于玻璃基板1的正面1a的层叠体4上形成了第1槽20之后，使用切削刀具10在层叠于玻璃基板1的背面1b的层叠体4上形成第1槽20，但并不限定于该情况。因此，也可以在层叠于玻璃基板1的背面1b的层叠体4上形成了第1槽20之后，在层叠于玻璃基板1的正面1a的层叠体4上形成第1槽20。
通过使用切削刀具10来实施第1槽形成工序，能够沿着1条分割预定线2通过1次通行(1次加工进给)的切削动作来形成第1槽20，因此实现了加工时间的缩短。另外，第1槽形成工序也可以通过基于激光束的照射的烧蚀加工来实施，但与通过切削刀具10来形成第1槽20的情况相比，由于激光的照射的路径数较多，加工时间较长，因此更优选使用切削刀具10来实施第1槽形成工序。
(2)第2槽形成工序
如图4所示，使用激光束照射构件30对在第1槽形成工序中形成的第1槽20的底部20a进行烧蚀加工。激光束照射构件30具有：未图示的加工头，其照射对于树脂层6具有吸收性的波长的激光束LB1；聚光透镜31，其内置于加工头中，用于使激光束LB1会聚；以及位置调整单元(未图示)，其用于对激光束LB1的聚光点的位置进行调节。
在进行烧蚀加工时，将玻璃基板1的背面1b侧保持于保持工作台，使层叠于玻璃基板1的正面1a的层叠体4的露出面4a朝上露出。接着，进行第1槽20与激光束照射构件30的加工头的对位，将激光束LB1的聚光点调整至玻璃基板1的正面1a的高度位置。
一边使激光束照射构件30与玻璃基板1相对地在与玻璃基板1平行的方向上移动，一边从加工头照射对于第1槽20的底部20a具有吸收性的波长的激光束LB1，从而对树脂残留部60进行烧蚀加工而使玻璃基板1的正面1a露出，形成具有比图2所示的第1宽度L1窄的第2宽度L2的第2槽21。第2宽度L2不做特别限定，例如被设定为50μm～150μm。
在沿着全部的第1槽20在玻璃基板1的正面1a侧的层叠体4上形成了第2槽21之后，使玻璃基板1的正反面反转，一边使激光束照射构件30与玻璃基板1相对地在与玻璃基板1平行的方向上移动，一边与上述同样地对树脂残留部60进行烧蚀加工，形成使玻璃基板1的背面1b露出的第2槽21。然后，在沿着全部的第1槽20在玻璃基板1的背面1b侧的层叠体4上也形成了第2槽21之后，第2槽形成工序结束。另外，激光束LB1的照射的路径数不做特别限定，也可以沿着1条第1槽20分多次照射激光束LB1，从而形成第2槽21。
在本实施方式中，对如下情况进行了说明：在玻璃基板1的正面1a侧的层叠体4上形成沿着第1槽20的第2槽21之后，在玻璃基板1的背面1b侧的层叠体4上形成沿着第1槽20的第2槽21，但并不限定于该情况。因此，也可以在玻璃基板1的背面1b侧的层叠体4上形成沿着第1槽20的第2槽21之后，在玻璃基板1的正面1a侧的层叠体4上形成沿着第1槽20的第2槽21。
(3)改质层形成工序
如图5所示，使用激光束照射构件30A将对于玻璃基板1具有透过性的波长的激光束LB2朝向玻璃基板1进行照射，从而形成改质层40。激光束照射构件30A具有：未图示的加工头，其照射对于玻璃基板1具有透过性的波长的激光束LB2；聚光透镜32，其内置于加工头中，用于对激光束LB2进行会聚；以及位置调整单元(未图示)，其用于对激光束LB2的聚光点的位置进行调节。
首先，在将粘合带7粘贴在层叠于玻璃基板1的背面1b的层叠体4的露出面4b上之后，隔着粘合带7将玻璃基板1的背面1b侧保持于保持工作台，使层叠于正面1a的层叠体4的露出面4a朝上露出。另外，粘合带7只要具有扩展性即可，例如能够使用将粘合层层叠在聚烯烃或聚氯乙烯等基材层上而成的扩展带。
接着，激光束照射构件30A使聚光透镜32向接近玻璃基板1的方向下降，将激光束LB2的聚光点定位于玻璃基板1的内部。在将激光束LB2的聚光点定位于玻璃基板1的内部的状态下，一边使激光束照射构件30A与玻璃基板1相对地在与玻璃基板1平行的方向上移动，一边通过加工头从玻璃基板1的正面1a的第2槽21沿着图1所示的分割预定线2照射激光束LB2，从而形成改质层40。改质层40是使玻璃基板1的内部的强度和物理特性因激光束LB2的照射而发生变化的区域，成为分割起点。通过沿着全部的分割预定线2反复照射激光束LB2，在玻璃基板1的内部形成改质层40。
这里，在玻璃基板1的内部的厚度方向上形成的改质层40的数量可以是1层，也可以是两层以上。因此，当在玻璃基板1的内部形成多个改质层40的情况下，激光束照射构件30A使聚光透镜32的位置错开而将激光束LB2的聚光点定位在更靠玻璃基板1的背面1b侧的位置，照射激光束LB2而形成改质层40。接着，激光束照射构件30A使聚光透镜32的位置向上方侧错开，通过从背面1b侧到正面1a侧隔开均等间隔地照射激光束LB2而形成多个改质层40。这样，通过激光束LB2的照射来反复进行改质层40的形成，例如，也可以如图6所示，在玻璃基板1的内部形成3层的改质层40。
在本实施方式中，从玻璃基板1的正面1a侧形成改质层40，但也可以从玻璃基板的背面1b侧沿着分割预定线2向玻璃基板1内部照射激光束LB2从而形成改质层40。
(4)分割工序
如图7所示，对玻璃基板1施加外力而以改质层40为起点对玻璃基板1进行分割。例如，使用能够对粘合带7在玻璃基板1的面方向上进行扩展的扩展装置，将粘合带7的周缘侧向外侧拉伸而进行扩展。当随着粘合带7的扩展而向玻璃基板1赋予外力时，图6所示的改质层40成为分割起点，玻璃基板1被分割而小片化成多个玻璃中介层8。
如图8所示，玻璃中介层8具有层叠体4，该层叠体4在外周部分形成有树脂残留部60，该树脂残留部60是在玻璃基板1的正面1a和背面1b上通过上述第1槽形成工序而形成的。这里，在构成层叠体4的树脂层6中因在形成层叠体4(冷却/硬化)时收缩而存在残留应力，但由于残留于图7所示的第1槽20的底部20a的树脂残留部60较薄，因此在向玻璃基板1赋予外力而进行分割时应力不会作用于树脂残留部60。因此，不会使层叠体4从玻璃基板1剥离，能够将玻璃基板1小片化成多个玻璃中介层8。
作为向玻璃基板1赋予外力的装置，并不限定于上述的扩展装置，例如，也可以使用如下的切割装置：该切割装置能够一边通过切割刀具来施加弯曲应力，一边使玻璃基板1断裂而分割成各个玻璃中介层8。
这样，在本发明的玻璃中介层的制造方法中，构成为：对形成于玻璃基板1的正面1a和背面1b的层叠体4沿着分割预定线2进行加工，按照第1宽度L1形成深度未到达玻璃基板1的第1槽20，在第1槽20的底部20a残留出树脂残留部60，然后，对树脂残留部60进行烧蚀加工而使玻璃基板1的正面1a和背面1b露出，形成具有比第1宽度L1窄的第2宽度L2的第2槽21，通过从第2槽21沿着分割预定线2照射激光束LB2而在玻璃基板1内部形成改质层40，向玻璃基板1施加外力而以改质层40为起点对玻璃基板1进行分割，因此在对玻璃基板1进行分割时，应力不会作用在残留于第1槽20的底部20a的树脂残留部60上，能够防止层叠体4从玻璃基板1剥离，并能够高效地获得期望的玻璃中介层8。
另外，在本发明中，由于使用切削刀具10来实施第1槽形成工序，因此能够缩短加工时间。此外，根据本发明，由于不通过切削刀具10对层叠体4和玻璃基板1同时进行分割，因此不存在切削刀具10牵连层叠体4将层叠体4从玻璃基板1剥离的可能性，不会增加加工时间。

Claims (2)

1.一种玻璃中介层的制造方法，将玻璃基板沿着分割预定线进行分割而小片化，该玻璃基板具有：
多个贯通电极，它们将该玻璃基板的正面和背面贯通；
层叠体，其通过在该玻璃基板的正面和背面上交替地形成布线层和树脂层而成；以及
多条该分割预定线，它们被设定成格子状，
该玻璃中介层的制造方法的特征在于，具有如下的工序：
第1槽形成工序，对形成于该玻璃基板的正面和背面的层叠体沿着该分割预定线进行加工而按照第1宽度形成深度未到达该玻璃基板的第1槽，在该第1槽的底部残留出树脂残留部；
第2槽形成工序，向在该第1槽形成工序中形成的该第1槽的底部照射对于该树脂层具有吸收性的波长的激光束，对该树脂残留部进行烧蚀加工而使该玻璃基板的正面和背面露出，形成具有比该第1宽度窄的第2宽度的第2槽；
改质层形成工序，将对于该玻璃基板具有透过性的波长的激光束从该玻璃基板的正面或背面的该第2槽会聚在该玻璃基板的内部，通过沿着该分割预定线进行照射而在该玻璃基板的内部形成改质层；以及
分割工序，向该玻璃基板施加外力而以该改质层为起点对该玻璃基板进行分割，
对该玻璃基板进行分割而小片化的该玻璃中介层具有该层叠体，该层叠体在外周部分形成有该树脂残留部，该树脂残留部是在该玻璃基板的正面和背面上通过该第1槽形成工序而形成的。
2.根据权利要求1所述的玻璃中介层的制造方法，其中，
所述第1槽形成工序使用切削刀具来形成所述第1槽。
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