CN113544819B

CN113544819B - 预固定基板、复合基板以及电子元件的剥离方法

Info

Publication number: CN113544819B
Application number: CN202080019256.0A
Authority: CN
Inventors: 野村胜; 宫泽杉夫
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2024-01-05
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: TWI815002B; CN113544819A; WO2020195932A1; TW202103217A; JP7430704B2; JPWO2020195932A1

Abstract

在将电子元件预固定于预固定基板，从预固定基板侧照射激光而使预固定基板剥离时，改善剥离的成品率。预固定基板2具备：供电子元件粘接并预固定的固定面2a、以及处于固定面2a的相反侧的底面2b。预固定基板2具有外周部9和内周部10。内周部9的全光线透过率低于外周部10的全光线透过率，且为60.0％以上。

Description

预固定基板、复合基板以及电子元件的剥离方法

技术领域

本发明涉及一种预固定基板，该预固定基板具备：供电子元件粘接并预固定的固定面、以及处于所述固定面的相反侧的底面。

背景技术

近年来，对电子元件的小型化、超薄化的需求加强，关于其制造用的硅晶片，以非常薄的状态使用的情形也增多。此时，变薄的硅晶片的刚性不足，无法耐受输送、磨削或研磨这样的工艺，因此，已知有采用由玻璃或陶瓷形成的预固定基板的方法(专利文献1、2、3)。

上述现有技术中，利用热固性树脂将硅晶片与支撑基板粘接并冷却后，通过磨削或研磨而使硅晶片变薄。进而，进行在硅晶片表面形成多层配线等，然后，自预固定基板剥下硅晶片，切成期望的尺寸。剥离时，从预固定基板侧向预先设置于粘接层的剥离层照射激光来进行剥离。

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：日本特许5304112

发明内容

然而，在从预固定基板侧照射激光而自硅晶片将预固定基板剥离时，有时因剥离程度而在预固定基板的面内产生不均。这种情况下，预固定基板被分为能够剥离的部分和无法剥离的部分，从而硅晶片有时发生开裂。

本发明的发明人还尝试了：通过提高激光的能量而在预固定基板的整面上促进剥离。然而，若提高激光的能量，则有时对硅晶片上的电子元件造成损伤。

本发明的课题在于：在将电子元件预固定于预固定基板，从预固定基板侧照射激光而使预固定基板剥离时，改善剥离的成品率。

本发明涉及一种预固定基板，其具备：固定面，该固定面供电子元件粘接并预固定；以及照射面，该照射面处于所述固定面的相反侧，

所述预固定基板的特征在于，

所述预固定基板具有外周部和内周部，所述内周部的全光线透过率低于所述外周部的全光线透过率，且为60％以上。

另外，本发明涉及一种复合基板，其特征在于，具备：所述预固定基板；以及电子元件，该电子元件粘接于所述预固定基板的所述固定面。

另外，本发明涉及一种电子元件的剥离方法，其特征在于，从所述预固定基板的所述照射面侧向所述复合基板照射激光，由此使所述预固定基板自所述电子元件剥离。

发明效果

本发明的发明人研究了：在预固定基板上粘接半导体基板等后，从预固定基板侧照射激光而使预固定基板剥离时，在半导体基板等发生开裂的原因。结果认为：半导体基板等的开裂位置不固定，在激光照射时，应力集中地施加于不易剥离的部分，构成开裂的原因。

因此，本发明的发明人尝试了：使预固定基板的内周部的全光线透过率低于外周部的全光线透过率，由此，在从预固定基板侧照射激光时，外周部与内周部相比，容易先剥离。结果，剥离从外周部朝向内周部在径向上推进，从而预固定基板的粘接部分残留在内周，最后发生剥离。结果，通过实验确认到：直至剥离结束，在预固定基板的整面上均不易发生开裂，实现了本发明。

附图说明

图1中，(a)表示在预固定基板2(2A)的固定面2a设置有粘接剂3的状态，(b)表示在预固定基板2(2A)的固定面2a粘接有半导体基板7的状态。

图2中，(a)表示从预固定基板2(2A)侧向复合基板照射激光A的状态，(b)表示将半导体基板7自预固定基板2(2A)分离的状态。

图3中，(a)表示在预固定基板2(2A)的固定面2a设置有粘接剂3的状态，(b)表示在预固定基板2(2A)的固定面2a粘接有电子元件4的状态。

图4中，(a)表示从预固定基板2(2A)侧向复合基板12A照射激光A的状态，(b)表示将电子元件4及树脂模自预固定基板2(2A)分离的状态。

图5是表示预固定基板2的俯视图。

图6是表示预固定基板2A的俯视图。

具体实施方式

以下，对将电子元件预固定在预固定基板上、之后使其剥离的工艺进行说明。首先，如图1(a)所示，在预固定基板2(2A)的固定面2a上设置粘接剂层3。2b为激光的照射面。

接下来，如图1(b)所示，在预固定基板2(2A)上设置半导体基板7，使粘接剂层3固化而形成粘接层3A，得到复合基板12。该固化工序根据粘接剂的性质来进行，可例示：加热、紫外线照射。

接下来，如图2(a)所示，从预固定基板2(2A)的照射面2b侧，像箭头A那样向复合基板12照射激光，如图2(b)所示，将半导体基板7自预固定基板2(2A)分离。

图3、图4涉及其他实施方式。

如图3(a)所示，在预固定基板2(2A)的固定面2a上设置粘接剂层3。接下来，如图3(b)所示，在预固定基板2(2A)的固定面上固定多个电子元件4，使粘接剂层3固化而形成粘接层3A。接下来，如图4(a)所示，利用树脂模6将电子元件4被覆，并使树脂模渗透到相邻的电子元件4间的间隙5。据此，将电子元件4及树脂模6固定在预固定基板2(2A)上，得到复合基板12A。6a为将电子元件被覆的被覆层，6b为将间隙5填充的填充部。

接下来，如图4(a)所示，从预固定基板2(2A)的照射面2b侧，像箭头A那样，向复合基板12A照射激光，如图4(b)所示，将树脂模6及电子元件4自预固定基板2(2A)分离。

此处，本发明中，预固定基板具有外周部和内周部，外周部的全光线透过率高于内周部的全光线透过率。

例如，对于图5所示的预固定基板2，固定面2a为大致圆形，且具有环状的外周部9、内周部10以及外周部9与内周部10之间的环状的中间部11。另外，对于图6所示的预固定基板2A，固定面2a为长方形。并且，预固定基板2A具有：长方形的内周部10、沿着预固定基板2A的缘部环绕一周的外周部9以及内周部10与外周部9之间的中间部11。

此处，使外周部9的全光线透过率高于内周部10的全光线透过率。据此，如图2(a)、图4(a)所示向预固定基板2(2A)的照射面照射激光A时，外周部的全光线透过率较高，因此，电子元件自预固定基板的剥离容易进行，在内周部，剥离的进展减慢。结果，像箭头B那样，从沿着预固定基板的固定面的边缘环绕一周的外周部9朝向内周部10进行剥离(图5、图6)。结果判明：在固定面的周向上观察时，剥离状态容易变得均等，不易发生局部的应力集中，从而剥离时不易发生电子元件破损。

本发明中，预固定基板的固定面的形状没有特别限定，可以为像圆形、椭圆形那样的弯曲形状，或者可以为三角形、四边形、六边形等多边形。

外周部表示：沿着预固定基板的固定面的外侧轮廓而将固定面环绕一周的区域。另外，内周部表示：包含固定面的中心O的区域。此时，在将预固定基板的固定面的中心设为O时，假设有从中心O延伸到固定面的外侧轮廓的2点得到的垂线L(L1、L2)，将该垂线L(L1、L2)的长度设为X、Y。此时，如图5、图6所例示，将自固定面的外侧轮廓起算为宽度0.05X(X的5％)的带状区域设为外周部。另外，从固定面的中心O至内周部10的轮廓10a为止的距离设为0.2X(X的20％)。

例如，图5的例子中，固定面2a为圆形，外周部9为圆环形状，内周部10为圆形。将固定面的直径设为X时，外周部9的宽度设为0.05X，内周部10的宽度设为0.20X。另外，图6的例子中，固定面2a为长方形，外周部9为带状，内周部10为长方形。此处，将从中心O延伸至固定面的外侧轮廓20得到的垂线L1、L2的长度设为X、Y。此处，外周部9的宽度在纵向上为0.05Y，在横向上为0.05X。另外，内周部10的宽度在纵向上为0.40Y，在横向上为0.40X。

预固定基板的全光线透过率为：从预固定基板的固定面射出的出射光的强度相对于向预固定基板的照射面入射的入射光的光强度的比率(出射光的强度/入射光的强度)。基于JIS标准K7361进行全光线透过率的测定。另外，此时，入射光的波长分布与向复合基板入射而使电子元件自预固定基板剥离时的入射光的波长分布相同。例如，用于电子元件的剥离的激光的波长为300nm的情况下，测定全光线透过率时的入射光的波长也设为300nm。另外，利用分光光度计来测定全光线透过率。

具体而言，在测定外周部的透过率时，假设有从固定面的中心O延伸到固定面的外侧轮廓的2点得到的垂线L(L1、L2)，将该垂线的长度设为X(Y)时，从固定面的外侧轮廓趋向中心O，选择12个X/30(Y/30)的测定部位。此时，使得12个测定部位以相对于中心O彼此各分离30°的角度存在。然后，针对12个点，分别测定全光线透过率，可以将其平均值设为外周部的透过率。

另外，在测定内周部的透过率时，假设有从固定面的中心O延伸到固定面的外侧轮廓的2点得到的垂线L(L1、L2)，将该垂线的长度设为X(Y)时，从固定面的外侧轮廓趋向中心O，选择12个X/3(Y/3)的测定部位。此时，使得12个测定部位以相对于中心O彼此各分离30°的角度存在。然后，针对12个点，分别测定全光线透过率，可以将其平均值设为内周部的透过率。

此处，从本发明的观点出发，内周部的全光线透过率低于外周部的全光线透过率，不过，该差优选为0.1％以上，更优选为0.3％以上，特别优选为0.5％以上。另一方面，如果内周部的全光线透过率与外周部的全光线透过率之差增大，则剥离程度会有所差异，发生内周部完全没有剥离的情况。

从上述观点出发，内周部的全光线透过率与外周部的全光线透过率之差优选为5.0％以下，更优选为3.0％以下，特别优选为1.0％以下。

本发明中，将内周部的全光线透过率设为60.0％以上。如果内周部的全光线透过率较低，则剥离时容易在内周部发生开裂。从该观点出发，使内周部的全光线透过率为60.0％以上，优选为65.0％以上，更优选为70.0％以上。另外，外周部的全光线透过率超过60.0％，优选为65.0％以上，更优选为70.0％以上。内周部的光线透过率、外周部的光线透过率优选为95.0％以下，更优选为90.0％以下。

预固定基板2的厚度优选为0.3～3.0mm。通过使预固定基板2的厚度为0.3mm以上，容易确保对于预固定而言理想的机械强度。另外，通过使预固定基板2的厚度为3.0mm以下，容易得到优选的全光线透过率。

预固定基板的材质没有特别限定，优选具有针对激光照射的耐久性。优选的实施方式中，预固定基板由氧化铝、氮化硅、氮化铝或氧化硅形成。这些材料容易提高致密性，针对化学药品的耐久性较高。

优选的实施方式中，构成预固定基板的材料为透光性氧化铝。这种情况下，优选为，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以上300ppm以下的氧化镁粉末。作为像这样的高纯度氧化铝粉末，可例示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，优选的实施方式中，作为烧结助剂，优选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)。

预固定基板的成型方法没有特别限定，可以为刮板法、押出法、铸模法等任意方法。特别优选采用铸模法来制造基底基板。

优选的实施方式中，制造包含陶瓷粉末、分散介质以及固化剂的浆料，将该浆料注射成型并使其固化，由此得到成型体。此处，在成型阶段，向模具涂布脱模剂，合模，将浆料铸塑成型。接下来，使浆料在模具内固化，得到成型体，将成型体脱模。接下来，对模具进行清洗。

接下来，对成型体进行干燥，优选在大气中进行预烧，接下来，在氢中进行正式烧成。从烧结体致密化的观点出发，正式烧成时的烧结温度优选为1700～1900℃，更优选为1750～1850℃。

另外，在烧成时生成足够致密的烧结体后，进而追加实施退火处理，由此能够进行翘曲修正。该退火温度优选为1200℃～1900℃。另外，退火时间优选为1～6小时。

此处，通过使外周部的烧成温度高于内周部的烧成温度，能够促进烧成，降低气孔率，以便使预固定基板的内周部的全光线透过率低于外周部的全光线透过率。该温度差优选为5～200℃，更优选为10～100℃。另外，通过使外周部的烧结温度高于内周部的烧结温度，能够促进外周部的退火。

作为粘接剂，可例示双面胶带、热熔胶系的粘接剂等。另外，作为将粘接剂层设置在预固定基板上的方法，可以采用辊涂、喷涂、丝网印刷、旋涂等各种方法。

作为半导体基板，优选为符合JEITA或者SEMI标准的硅基板。

另外，作为对电子元件进行填充的模具树脂，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。

实施例

将以下成分混合，制备浆料。

(原料粉末)

(分散介质)

·2-乙基己醇45重量份

(粘结剂)

·PVB树脂4重量份

(分散剂)

·高分子表面活性剂3重量份

(增塑剂)

·DOP 0.1重量份

采用刮板法，按烧成后的厚度达到0.9mm，将该浆料成型为带状，并按烧成后的大小达到φ300mm进行切断。将得到的粉末成型体在大气中于1240℃进行预烧(预备烧成)后，将基板载放于钼制的板，在氢3：氮1的气氛中，于1800℃保持2.5小时，进行烧成。然后，按以下顺序：利用磨床进行磨削、利用金刚石磨粒进行精研、利用CMP液体进行研磨，得到0.8mm厚的预固定基板2。

对于预固定基板2的内周部10和外周部9的全光线透过率，在烧成时，对各烧成温度赋予温度梯度，由此调整内外差的气孔率，获得内周部10和外周部9的全光线透过率。

采用分光光度计，进行透过率的评价。

具体而言，在从固定面的外侧轮廓20沿着径向趋向中心O的直线(垂线)L上，且是在自外侧轮廓起算为10mm(300mm/30)的位置设置12个测定部位。12个测定部位以30°的角度间隔进行配置。然后，将12个测定值的平均值设为外周部9的全光线透过率。另外，在从固定面2的外侧轮廓20沿着径向趋向中心O的直线上，且是在自外侧轮廓起算为100mmm(300mm/3)的位置设置12个测定部位。12个测定部位以30°的角度间隔进行配置。然后，将12个测定值的平均值设为内周部的全光线透过率。

接下来，利用旋涂，在预固定基板上形成剥离层(3M公司制：Light-to-HeatConversion)。另外，利用旋涂，在硅晶片(厚度0.775mm)的表面涂布粘接剂(3M公司制：LC-5320F1035)，将预固定基板和硅晶片贴合，得到复合基板。

然后，从预固定基板2的照射面2b侧照射激光A，进行预固定基板与硅晶片的剥离。反复进行20次相同的实验，将硅晶片发生开裂的情形或者硅晶片和支撑基板无法剥离的情形计数为“不良”。将这些结果示于表1、2、3。

[表1]

[表2]

[表3]

由表1、表2可知：在预固定基板的外周部及内周部满足本发明的情况下，硅晶片及预固定基板的开裂、剥离不良得以抑制。

由表3的比较例1、2、3可知：预固定基板的内周部的全光线透过率为外周部的全光线透过率以上的情况下，有时在硅晶片剥离时发生开裂或剥离不良。

比较例4中，虽然内周部的全光线透过率低于外周部的全光线透过率，但是，内周部的全光线透过率小于60％，因此，发生剥离不良。

Claims

1.一种预固定基板，其具备：

固定面，该固定面供电子元件粘接并预固定；以及

照射面，该照射面处于所述固定面的相反侧，

所述预固定基板的特征在于，

所述预固定基板具有外周部和内周部，所述内周部的全光线透过率低于所述外周部的全光线透过率，且为60％以上，

所述内周部的全光线透过率与所述外周部的全光线透过率之差为0.1％～5.0％。

2.根据权利要求1所述的预固定基板，其特征在于，

所述预固定基板由玻璃、硅或陶瓷形成。

3.根据权利要求2所述的预固定基板，其特征在于，

所述预固定基板由透光性氧化铝形成。

4.一种复合基板，其特征在于，具备：

权利要求1～3中的任一项所述的预固定基板；以及

电子元件，该电子元件粘接于所述预固定基板的所述固定面。

5.根据权利要求4所述的复合基板，其特征在于，

具备粘接于所述固定面的半导体基板，在该半导体基板形成有所述电子元件。

6.根据权利要求4所述的复合基板，其特征在于，

具备粘接于所述固定面的树脂模，在该树脂模内固定有所述电子元件。

7.一种电子元件的剥离方法，是将权利要求4～6的任一项中所记载的电子元件剥离的方法，其特征在于，

从预固定基板的照射面侧向复合基板照射激光，由此使所述预固定基板自所述电子元件剥离。