CN110494956B - 临时固定基板以及电子部件的模塑方法 - Google Patents

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Abstract

临时固定基板(2)具备：固定面(1A)，用于将多个电子部件(6)粘接并利用树脂模塑(7)进行临时固定；和底面(3B)，处于固定面的相反侧。临时固定基板(2)由透光性陶瓷形成，在固定面(1A)分散有刮痕，构成透光性陶瓷的晶粒的研磨面以及晶界在底面露出。底面处的刮痕密度低于所述固定面处的刮痕密度。

Description

临时固定基板以及电子部件的模塑方法
技术领域
本发明涉及一种临时固定基板，具备：固定面，用于将电子部件粘接并利用树脂模塑进行临时固定；和底面，处于所述固定面的相反侧。
背景技术
已知有在由玻璃或陶瓷形成的支撑基板上粘接由硅等形成的电子部件并进行固定的方法(专利文献1、2、3)。在这些现有技术中，利用热固性树脂将电子部件粘接于支撑基板，并进行冷却，从而得到接合体。该情况下，尝试着通过对支撑基板的翘曲进行调节来减少接合体的翘曲。另外，支撑基板的翘曲通过改变研磨方法、除去加工改性层来进行调节。
另外，在专利文献4中公开了，在将发光二极管设置于蓝宝石基板的表面时，对蓝宝石基板的一个主面以及另一个主面这两者进行抛光研磨后，仅对一个主面利用CMP等进行精密研磨。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-023438
专利文献2：日本特开2010-058989
专利文献3：日本专利5304112
专利文献4：日本特开2016-139751
专利文献5：WO2014-199975A1
发明内容
本发明人进行了如下研究：在由透光性陶瓷形成的临时固定基板上粘接大量的电子部件，接下来，利用树脂模塑将电子部件临时固定，接下来，从临时固定基板的底面侧照射光，从而将电子部件以及树脂模塑从临时固定基板分离。在该过程中，对现有技术中记载的各种支撑基板的适用进行了研究。
但是，发现：在将多个电子部件粘接在临时固定基板上后利用树脂模塑进行临时固定、并通过光照射将电子部件从临时固定基板分离的情况下，产生了特有的问题。即，在临时固定基板上粘接多个电子部件后，浇注液态的树脂模塑剂，接下来通过加热使树脂模塑剂固化从而将多个电子部件固定于树脂模塑中。然后，通过从临时固定基板侧照射紫外线，对树脂模塑和临时固定基板进行分离，由此将多个电子部件与树脂模塑一同从临时固定基板分离。
但是，即使从临时固定基板照射光，到达临时固定基板和电子部件的界面处的光的比例低，多数情况下分离的成品率下降。另一方面，在提高到达临时固定基板和电子部件的界面处的光的情况下，临时固定基板和电子部件的密合性高，一部分难以进行剥离，因此，仍然会使分离的成品率下降。
本发明的课题为：将电子部件粘接于临时固定基板的固定面并利用树脂模塑进行临时固定之后，从底面侧照射光，由此将电子部件以及树脂模塑从临时固定基板分离时，提高分离工序的成品率。
本发明为一种临时固定基板，该临时固定基板具备：固定面，用于粘接多个电子部件并利用树脂模塑进行临时固定；和底面，处于所述固定面的相反侧，所述临时固定基板的特征在于，
临时固定基板由透光性陶瓷形成，在固定面分散有刮痕，构成透光性陶瓷的晶粒的研磨面以及晶界在底面露出，所述底面处的刮痕密度低于所述固定面处的刮痕密度。
另外，本发明涉及一种电子部件的模塑方法，其特征在于，具有以下工序：
对由透光性陶瓷形成的基材的第一主面以及第二主面进行抛光加工的工序；
接下来，对第二主面进行化学机械研磨加工，从而得到具有固定面和底面的临时固定基板的工序；
接下来，将电子部件粘接于临时固定基板的固定面，并利用树脂模塑进行临时固定的工序；以及
从底面侧照射光从而将电子部件以及树脂模塑从临时固定基板分离的工序。
本发明人对于将电子部件粘接于临时固定基板的固定面并利用树脂模塑进行临时固定之后从底面侧照射光由此将电子部件以及树脂模塑从临时固定基板分离时难以进行分离的原因进行了研究。在该过程中，着眼于临时固定基板的固定面以及底面的表面状态的不同，对加工方法进行了研究。在该过程中发现：对临时固定基板的固定面进行抛光加工、在对底面进行抛光加工后进行化学机械研磨加工(CMP)时，电子部件以及树脂模塑基于临时固定基板的光照射的分离工序的成品率得到提高。
关于这一点，进一步对所得到的临时固定基板的固定面以及底面进行了微观研究。结果：固定面由于实施了抛光加工，因此成为无规地分散有大量刮痕的形态。与此相对，底面在抛光加工后进行了化学机械研磨加工，在表面出现了构成透光性陶瓷的晶粒的研磨面以及晶界，并且同时存在有刮痕相对多的分散区域和没有刮痕或几乎没有刮痕的非分散区域。认为：因每个晶粒的晶体取向的不同，在进行了蚀刻的晶粒中，随着研磨的进行，刮痕也随之消失；与此相对，在相对未进行蚀刻的晶粒中，刮痕残留。
并且，对临时固定基板的底面照射光，但在底面成为刮痕减少而出现了晶粒的研磨面和晶界的形态，因此光比较容易入射。与此相对，认为临时固定基板的固定面成为分散有大量刮痕的形态，因此从微观上来看妨碍了临时固定基板和粘接层的密合，变得容易分离。
附图说明
图1中，(a)表示基材2A，(b)表示对基材2B的主面1A、3A进行了抛光加工的状态，(c)表示临时固定基板2。
图2中，(a)表示在临时固定基板2的固定面1A设置了粘接剂4的状态，(b)表示在临时固定基板2的固定面1A粘接了电子部件6的状态。
图3中，(a)表示利用树脂模塑7将电子部件6临时固定的状态，(b)表示通过光照射将电子部件6以及树脂模塑7从临时固定基板分离的状态。
图4表示固定面的显微镜照片。
图5表示底面的显微镜照片。
图6表示临时固定基板的固定面的截面轮廓例。
图7表示临时固定基板的固定面的截面轮廓例。
图8表示临时固定基板的固定面的截面轮廓例。
具体实施方式
以下，适当地参照附图，进一步详细地说明本发明。
如图1(a)所示，基材2A具有第一主面1和第二主面3。基材2A由透光性陶瓷形成。
在本说明书中，透光性陶瓷是指，在波长200-1500nm的整个波长区域前方全光线透射率为20％以上的陶瓷。在本申请中所使用的前方全光线透射率是利用与国际公开公报WO2014-199975的第(0064)段同样的方法测定得到的值。其中，测定波长为200-1500nm。
作为透光性陶瓷，可以示例出透光性的氧化铝、氮化硅、氮化铝或氧化硅。这些材质容易提高致密性，对化学试剂的耐久性高。
在优选的实施方式中，构成临时固定基板的材料为透光性氧化铝。该情况下，优选的是，相对于纯度99.9％以上(优选为99.95％以上)的高纯度氧化铝粉末添加100ppm～300ppm的氧化镁粉末。作为这种高纯度氧化铝粉末，可以示例出大明化学工业株式会社制的高纯度氧化铝粉体。另外，该氧化镁粉末的纯度优选为99.9％以上，平均粒径优选为50μm以下。
另外，在优选的实施方式中，优选的是，相对于氧化铝粉末，添加200～800ppm的氧化锆(ZrO2)、10～30ppm的三氧化二钇(Y2O3)作为烧结助剂。
临时固定基板的成型方法没有特别限定，可以为刮刀法、挤出法、凝胶注模成型法等任意的方法。特别优选的是，使用凝胶注模成型法来制造基底基板。
在优选的实施方式中，制造包含陶瓷粉末、分散介质以及凝胶化剂的浆料，对该浆料进行铸型，使其凝胶化，从而得到成型体。此处，在凝胶成型的阶段，将脱模剂涂布于模具，组装模具，对浆料进行铸型。接下来，在模具内使凝胶固化从而得到成型体，对成型体进行脱模。接下来，对模具进行清洗。
接下来，对凝胶成型体进行干燥，优选在大气中进行预烧，接下来，在氢中进行正式烧成。从烧结体的致密化的观点出发，正式烧成时的烧结温度优选为1700～1900℃，进一步优选为1750～1850℃。
另外，可以在烧成时生成足够致密的烧结体后，进一步以追加的形式实施退火处理从而进行翘曲修正。从防止变形或发生异常颗粒成长、并且促进烧结助剂排出的观点出发，该退火温度优选为烧成时的最高温度±100℃以内，进一步优选最高温度为1900℃以下。另外，退火时间优选为1～6小时。
接下来，对由透光性陶瓷形成的基材的第一主面以及第二主面进行抛光加工。即，如图1(b)所示，通过对第一主面1以及第二主面3进行抛光加工从而形成抛光加工面1A以及3A。
关于抛光加工，使用了水性或油性的金刚石浆料。作为研磨平台的材质，使用：铜、树脂铜、锡等；或者在金属平台贴附了研磨垫的平台。研磨垫可以示例出硬质聚氨酯垫、无纺布垫、绒面垫。
接下来，对第二主面3A进行化学机械研磨加工，从而得到具有固定面1A和底面3B的临时固定基板2(图1(c))。在该阶段，第一主面1A未进行化学机械研磨加工，而是以抛光加工面的形态放置。
关于化学机械研磨加工，作为研磨浆料，使用在碱性或中性的溶液中分散具有30nm～200nm的粒径的磨粒而得到的研磨浆料。作为磨粒材质，可以示例出二氧化硅、氧化铝、金刚石、氧化锆、氧化铈，这些磨粒材质可单独使用或组合使用。另外，研磨垫可以示例出硬质聚氨酯垫、无纺布垫、绒面垫。
接下来，将电子部件粘接于临时固定基板的所述固定面，并利用树脂模塑进行临时固定。例如如图2(a)所示，在临时固定基板2的固定面1A上设置粘接剂层4。
作为这种粘接剂，可以示例出双面胶带或热熔系粘接剂等。另外，作为将粘接剂层设置于临时固定基板上的方法，可以采用辊涂、喷涂、丝网印刷、旋涂等各种方法。
接下来，如图2(b)所示，在临时固定基板2上设置大量的电子部件6，使粘接剂层固化从而形成粘接层4A。该固化工序根据粘接剂的性质来进行，但可示例出加热、紫外线照射。
接下来，浇注液态的树脂模塑剂，并使树脂模塑剂固化。由此，如图3(a)所示，将电子部件6固定于树脂模塑7内。其中，7b是填充电子部件的间隙5的树脂，7a是包覆电子部件的树脂。
作为本发明所使用的模塑树脂，可以举出环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚氨酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂等。
接下来，如箭头A所示，从临时固定基板2的底面3B侧照射光，由此将电子部件6以及树脂模塑7从临时固定基板分离(参照图3(b))。
从临时固定基板的底面侧照射的光的波长根据电子部件或树脂模塑的种类而适当变更，但例如可以为200nm～400nm。
此处，在临时固定基板的固定面分散有由抛光加工带来的刮痕，成为刮痕分散面。例如如图4所示，在固定面未观察到晶粒的晶界，大量的刮痕延伸。若为这种表面形态，则临时固定基板和粘接层的密合性适度降低，在光照射时容易剥离。
此处，在观察固定面的晶粒以及晶界时使用了倍率500倍的光学显微镜。另外，在观察固定面的刮痕密度时使用了光学式表面性状测定器“Zygo NV7300：(Canon制)”。并且，将观察视野设为70μm(长轴)×50μm(短轴)的长方形视野。刮痕有无的判定如下进行。
即，在对固定面进行测定而得到的长轴方向的轮廓(截面)中，将“深度5nm以上且孔径10μm以下的凹陷”判定为刮痕。
例如，如图6所示，左侧的凹陷的孔径为10μm以下，因此判定为刮痕，但右侧的凹陷的孔径超过10μm，没有判定为刮痕。
另外，凹陷的双肩高度不同的情况下，将与从孔底起算的距离小的肩的距离作为深度。例如在图7所示的示例中，从凹陷的底部进行观察，左侧的肩的高度为A，右侧的肩的高度为B，B小于A。该情况下，将B作为凹陷的深度。
另外，深度5nm以下的凹陷视为表面的微小凹凸或噪音，在本判定中并不作为刮痕计数，视为双肩平滑连接。例如，图8所示的凹陷的深度未达到5nm，因此没有判定为刮痕。
在这种条件下，在观察视野70μm×50μm的长方形视野中，将在短轴方向的中央部处的长轴方向的轮廓内所观察到的刮痕数量作为刮痕密度。
固定面处的刮痕密度优选为10条～50条，进一步优选为20条～40条。
另外，在底面，例如如图5所示，构成透光性陶瓷的晶粒的研磨面以及晶界在底面露出。并且，底面具有：分散有刮痕的分散区域；和非分散区域，其中，未分散有刮痕或仅分散有极少量刮痕。
其中，底面的观察方法与固定面同样。另外，在观察视野内所观察到的刮痕密度优选为8条以下，也可以是未观察到刮痕。
实施例
(实施例1)
如图1～图3所示，制造临时固定基板，另外将电子部件以及树脂模塑从临时固定基板分离。
具体而言，首先，混合以下成分制备浆料。
(原料粉末)
Figure BDA0002190366610000071
在室温将该浆料铸型于铝合金制的模具后，在室温放置1小时。接下来，在40℃放置30分钟，进行固化，之后脱模。进一步，在室温、然后在90℃分别放置2小时，得到板状的粉末成型体。
将所得到的粉末成型体在大气中于1100℃预烧(预烧成)之后，在氢：氮＝3：1的气氛中于1750℃进行烧成，之后在相同条件下实施退火处理，得到基材2A。
对所制作的基材2A的第一主面以及第二主面，利用金刚石浆料实施双面抛光加工。金刚石的粒径为6μm。接下来，利用SiO2磨粒和金刚石磨粒仅对第二主面3A进行化学机械研磨加工，实施清洗，得到φ300mm、厚度0.85mm的临时固定基板2(参照图1(c))。第一主面1A未进行化学机械研磨加工。
此处，在固定面1A未观察到晶粒的晶界，分散有由抛光加工所带来的刮痕，成为刮痕分散面。
在70μm×50μm的长方形视野中所观察到的刮痕的根数为30条。另外，在底面中，构成透光性氧化铝的晶粒的研磨面以及晶界在底面露出，观察到分散有刮痕的分散区域、和未分散有刮痕的非分散区域。在观察视野内所观察到的刮痕的根数为3条。
接下来，在临时固定基板的固定面1A上涂布粘接剂(UV剥离带SELFA-SE(积水化学工业公司制))，沿着纵横方向规则地配置7,500个电子部件(2mm见方的电子部件)。接下来，在200℃进行加热而使粘接剂固化。接下来，浇注模塑树脂(R4212-2C(Nagase ChemteX公司制)，通过加热使其固化，利用树脂模塑将电子部件固定。
接下来，从临时固定基板的底面侧照射紫外线。结果为，电子部件和树脂模塑从临时固定基板的剥离成品率为99.5％。
(实施例2)
与实施例1同样地制造临时固定基板，并且从临时固定基板分离电子部件以及树脂模塑。其中，对于底面缩短化学机械研磨的时间，从而使在观察视野内所观察到的刮痕的根数为5条。结果为，电子部件和树脂模塑的剥离成品率为99.3％。
(实施例3)
与实施例1同样地制造临时固定基板，并且从临时固定基板分离电子部件以及树脂模塑。其中，对于底面延长化学机械研磨的时间，从而使在观察视野内所观察到的刮痕的根数为0条。结果为，电子部件和树脂模塑的剥离成品率为99.5％。
(比较例1)
与实施例1同样地制造临时固定基板，并且从临时固定基板分离电子部件以及树脂模塑。其中，与实施例1不同，未进行第二主面的化学机械研磨。结果为，固定面以及底面的状态同样，并且在观察视野内的刮痕数均为30条。电子部件以及树脂模塑与临时固定基板的剥离成品率为93.2％。认为其原因在于，紫外线未充分到达临时固定基板和粘接层的界面，光的利用效率下降。
(比较例2)
与实施例1同样地制造临时固定基板，并且从临时固定基板分离电子部件以及树脂模塑。其中，与实施例1不同，对第一主面以及第二主面这两者都进行化学机械研磨。结果为，固定面以及底面的状态同样，并且观察视野内的刮痕数均为3条。电子部件和树脂模塑的剥离成品率为94.2％。认为其原因在于，临时固定基板和粘接层的密合性高，剥离未顺利地进行。

Claims (5)

1.一种临时固定基板，该临时固定基板具备：
固定面，所述固定面用于粘接多个电子部件并利用树脂模塑进行临时固定；和，
底面，所述底面处于所述固定面的相反侧，
所述临时固定基板的特征在于，
所述临时固定基板由透光性陶瓷形成，在所述固定面分散有刮痕，构成所述透光性陶瓷的晶粒的研磨面以及晶界在所述底面露出，所述底面处的刮痕密度低于所述固定面处的刮痕密度。
2.根据权利要求1所述的临时固定基板，其特征在于，
所述固定面为抛光加工面，所述底面为抛光加工以及化学机械研磨加工面。
3.根据权利要求1或2所述的临时固定基板，其特征在于，
所述透光性陶瓷由透光性氧化铝形成。
4.一种电子部件的模塑方法，其特征在于，具有以下工序：
对由透光性陶瓷形成的基材的第一主面以及第二主面进行抛光加工的工序；
接下来，对所述第二主面进行化学机械研磨加工，从而得到具有固定面和底面的临时固定基板的工序，其中，所述固定面为抛光加工后的第一主面，所述底面为化学机械研磨加工后的第二主面；
接下来，将电子部件粘接于所述临时固定基板的所述固定面，并利用树脂模塑进行临时固定的工序；以及
通过从所述底面侧照射光而将所述电子部件以及所述树脂模塑从所述临时固定基板分离的工序。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述透光性陶瓷由透光性氧化铝形成。
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