CN1780714A - 激光工件的制造方法以及用于该方法的激光加工用粘合片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光工件的制造方法,包括:作为激光加工用粘合片(2),使用在其基材上至少设置粘合剂层且具有规定物理性质的构件,借助该粘合剂层在被加工物(1)的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片(2)的工序;照射激光光(6)对被加工物进行加工的工序,其中所述的激光光的强度在引起被加工物(1)烧蚀的阈值的照射强度以上且为在被加工物(1)上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物(1)剥离所述激光加工用粘合片(2)的工序。由此,可以有效地抑制分解物引起的被加工物表面的污染,高生产效率且容易地制造激光工件。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用激光对例如各种薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器等的发光或受光元件基板、MEMS基板、半导体封装(package)、布、皮革或纸等被加工物进行例如切断、打孔、作记号、开槽、划线加工、或者切边加工等形状加工的激光工件的制造方法,以及用于该方法的激光加工用粘合片。
背景技术
随着近年来的电气、电子机器的小型化等,部件的小型化、高精细化正在进展中,各种材料的外形加工也在追求加工精度为±50μm或其以下的高精细、高精度化。但是目前,通过以往的冲压加工等冲孔加工,精度充其量在±100μm左右,不能对应这种要求。另外,各种材料的打孔也需要高精细、高精度化,通过以往的钻孔机(drill)或金属模进行的打孔不可能与其对应。
近年来,作为其解决方法,使用激光光的各种材料的加工方法引起人们的关注。特别是,可以进行热损伤少、高精细的加工的激光光的紫外吸收烧蚀的加工方法,作为精密的外形加工方法或微细打孔方法引起人们的关注。
但是,在使用激光光的情况下,存在在激光加工时从被加工物、粘合带或者吸附板产生的碳等分解物附着于被加工物的表面上的问题。所以,有必要进行除去分解物的称为表面沾污去除(desmear)的后处理。但是,例如在进行通过高锰酸钾水溶液等的湿式表面沾污去除等的情况下,也会出现由该废液处理等造成环境污染的增大的问题。
另外,分解物的附着强度与激光光的能量成比例而变得牢固。所以在提高激光光的能量、进行激光加工的情况下,难以除去在上述后处理中的分解物。
另外,如果马上对被加工物的规定的区域进行了切断加工,加工物(切断片)在加工之后立即脱落,所以在操作性方面存在困难。所以,在加工时,采取残存一部分未加工部分的手法。
作为上述激光加工的具体例子,例如公开有在特开2002-343747号公报中记载的半导体晶片的切割法。该方法是在切割薄片上支撑固定被加工物,通过激光光线对被加工物进行切割的方法。通过在该专利文献1中的记载,切割薄片由含有支撑薄片的基材和在上述基材的一面表面上配置的粘合剂层构成。进而成为上述粘合剂层可以被激光光线切断而上述支撑薄片不能被激光光线切断的结构。
在使用上述公报中记载的切割薄片的情况下,粘合剂层被使用的YAG激光的基波(波长1064nm)或红宝石激光光(波长694nm)的激光热加工性地切断。所以粘合剂层的分解物有可能侵入到切割薄片与被加工物的界面并在该界面部分牢固地附着。结果,在激光加工后,难以从被加工物剥离切割薄片。另外,即使进行后处理,也难以完全除去附着物。另外,由于加工要经历热加工工艺,所以边缘部分的热损伤大。为此,引起加工精度的降低,随之可靠性也降低。
另外,还有提议并用YAG激光的基波和水微喷射的激光加工的方法(特开2003-34780号公报)。在该公报中,作为激光切割用粘合带,公开有在基材的一面上具有非放射线固化性粘合剂层和放射线固化性粘合剂层而成的、基材可以透过水喷射的喷射水流的粘合带,而且非放射线固化性粘合剂层被设置在基材与放射线固化性粘合剂层之间。
当将该粘合带用于对水微喷射和激光进行组合来切割半导体晶片的方法中时,粘合带的热损伤可以通过水喷射的冷却效果而降低。所以可以抑制由激光照射引起的热导致粘合剂层或基材的熔融或分解。但是,当将该粘合带用于只使用激光切割半导体晶片的方法时,有可能出现与上述相同的问题,如激光照射引起的热导致粘合剂层或基材熔融,或者粘合剂层或基材的分解物侵入粘合片和半导体晶片的界面而在该界面部分牢固地附着。另外,在使用水微喷射的情况下,在减小切割时的切断宽度方面存在界限。这是因为切断宽度是由水喷射的直径所规定。因此,半导体芯片的制造效率变差。
发明内容
一系列的本发明正是鉴于上述问题点而提出的,其目的在于,提供一种在通过激光的烧蚀对被加工物进行加工时,有效地抑制分解物导致的被加工物表面的污染,以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。另外,还提供在上述激光工件的制造方法中使用的激光加工用粘合片。
本申请发明人等为了解决上述以往的问题点,对激光工件的制造方法以及激光加工用粘合片进行了潜心研究。其结果发现,通过着眼于下述的各种物理性质并制成后面所述的结构可以实现上述目的,以至完成本发明。
即,本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且用下述式(1)表示的吸光系数的比不到1的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。作为上述被加工物,可以使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或者半导体封装。
吸光系数的比=(激光加工用粘合片对波长为355nm的光的吸光系数)/(被加工物对波长为355nm的光的吸光系数) (1)
本发明的激光工件的制造方法,使用在基材上至少设置了粘合剂层的激光加工用粘合片(下面有时称为“粘合片”)。该粘合片满足用式(1)表示的吸光系数的比不到1的条件。
如果使用吸光系数比不到1的粘合片,也可以使激光光的侵入长度(=1/(吸光系数))比被加工物更深。这是因为粘合片的吸光系数比被加工物的吸光系数小。因而,即使照射激光光,也可以使粘合片的每体积中蓄积的热量比被加工物少。结果,粘合片可以比被加工物更难加工。
因而,当对上述被加工物照射激光光时,被加工物被激光加工,而粘合片难以被加工,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以抑制所谓加工背面被污染。其结果,可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且折射率比被加工物小的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。在这里,上述折射率是指绝对折射率。作为上述被加工物,可以使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或者半导体封装。
上述的粘合片,其基材的折射率比被加工物的折射率小。
如果使用基材的折射率小于被加工物的折射率的粘合片,激光光在基材中行进的速度的减速程度与被加工物相比减小。由于激光烧蚀的发生机制是由光子吸收导致的电子激发引起的,所以如果减速程度变小,则发生光子吸收的概率变低。即,如果激光在介质中行进的速度加快,则与激光光导致的可加工性降低有关。因而,如果使用基材的折射率小于被加工物的折射率的粘合片,则该基材比被加工物更难加工。
其结果是,当对上述被加工物照射激光光时,被加工物被激光加工,而粘合片难以被加工,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以抑制所谓的加工背面被污染。其结果,可以提供以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,也可以有助于降低环境的负荷。另外,由于可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且用下述式(2)表示的密度比不到1的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。其中,本发明中的密度是指每单位体积的质量密度。
密度比=(激光加工用粘合片的密度)/(被加工物的密度) (2)
作为上述被加工物,可以使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或者半导体封装。
上述的粘合片满足用式(2)表示的密度比不到1的条件。
如果使用密度比不到1的粘合片,与被加工物相比,粘合片中的激光光的每照射面积的激光光碰撞到原子的概率可以降低。这是因为如果密度小,则分子的封装性低。因而,即使照射激光光,也可以使粘合片中的激光的光子吸收截面积比被加工物小。其结果是,可以使粘合片比被加工物更难加工。
因而,当对上述被加工物照射激光光时,被加工物被激光加工,而粘合片难以被加工,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以抑制所谓加工背面被污染。其结果,可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要进行在后工序中产生的废液处理,也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且用下述式(3)表示的拉伸强度的比不到1的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
拉伸强度比=(激光加工用粘合片的拉伸强度)/(被加工物的拉伸强度) (3)
作为上述被加工物,可以使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或者半导体封装。
上述的粘合片满足用式(3)表示的拉伸强度的比不到1的条件。
本发明人等发现,通过使用在作为机械物性的粘合片的拉伸强度与该激光加工性之间存在相关关系且上述拉伸强度比不到1的粘合片,可以有效地抑制分解物导致的被加工物表面的污染。如上所述在拉伸强度与激光加工性之间产生相关关系的原因尚不清楚。但是,拉伸强度小的材料大多是在例如烃系聚合物等的范畴(category)中包含的材料,具有柔性高的构造。于是,对于这样的构造,即使照射激光光也能出现能量的缓和并显示出难加工性。
因而,通过成为拉伸强度比不到1即粘合片的拉伸强度比被加工物小的结构,可以使粘合片比被加工物更难加工。
更为详细地说,当对上述被加工物照射激光光时,被加工物被激光加工,而粘合片难以被加工,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以抑制所谓加工背面被污染。其结果,可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且用下述式(4)表示的总结合能(total bond energy)的比为1以上的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;对上述被加工物照射激光光以对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
总结合能比=(在构成基材的树脂成分中的某1个碳原子与在该碳原子上结合的其它原子之间的结合能的总计值中作为最小值的总结合能A/在构成使用的被加工物的原料成分中的某1个碳原子与在该碳原子上结合的其它原子之间的结合能的总计值中作为最小值的总结合能B)(4)
作为上述被加工物,可以使用薄片材料。
上述的粘合片满足用式(4)表示的结合能的比为1以上的条件。
如果使用总结合能的比为1以上的粘合片,可以使粘合片比被加工物更难加工。即,当对上述被加工物照射激光光时,被加工物被激光加工,而粘合片难以被加工,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以抑制所谓加工背面被污染。其结果,可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且用下述式(5)表示的比热容比(ratio of specific heats)为1以上的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
比热容比=(激光加工用粘合片的比热容)/(被加工物的比热容) (5)
作为上述被加工物,可以使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或者半导体封装。
本发明的激光工件的制造方法,可以使用在基材上至少设置粘合剂层的激光加工用粘合片(下面有时称为“粘合片”)。该粘合片满足用式(5)表示的比热容比为1以上的条件。
烧蚀包括光子激发被加工物的电子而产生库仑(Coulomb)爆炸的机制和热分解机制。因而,如果使用比热容比为1以上的粘合片,可以使粘合片比被加工物更少受到热机构的影响。这是由于如果比热容大,即使吸收热也不会使温度上升。由此,可以使粘合片比被加工物难加工。
因而,当对上述被加工物照射激光光时,被加工物被激光加工,而粘合片难以被加工,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以抑制所谓加工背面被污染。其结果,可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且在上述激光光的吸收区域的透射率为50%以上的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;向上述被加工物照射上述激光光而对该被加工物进行加工的工序;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
作为上述被加工物,可以使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或者半导体封装。
本发明的激光工件的制造方法,可以使用在基材上至少设置粘合剂层的激光加工用粘合片(下面有时称为“粘合片”)。该粘合片满足相对于所述激光光的透射率为50%以上的条件。
如果使用透射率为50%以上的粘合片,可以使在粘合片的每体积中蓄积的激光能比被加工物更减少。其结果,粘合片可以比被加工物更难加工。
如果粘合片比被加工物更难以加工,可以降低粘合片的因烧蚀导致的分解物残渣的产生。由此,不会在被加工物与粘合片之间附着分解物残渣,可以降低所谓的加工背面被污染。其结果是,可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,为了除去分解物残渣,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序。此外,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以在例如被加工物由高分子材料构成的情况下,可以不经过热加工工艺而通过光化学烧蚀进行加工。由此,可以在没有边缘部分的热损伤的情况下更锋利地对切断部或开口部进行加工,可以提高加工精度和可靠性。进而,与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且对波长为355nm的激光光的吸光系数不到20cm-1的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。作为上述被加工物,可以使用半导体晶片或金属基板。
在将本发明的激光工件的制造方法用于由金属系材料构成的被加工物的情况下,使用相对波长为355nm的激光光的吸光系数不到20cm-1的构件作为粘合片。由金属系材料构成的被加工物的吸光系数相对波长为355nm的激光光为5×107cm-1左右。即,粘合片的吸光系数比被加工物的吸光系数小,所以与上述一样,粘合片可以比被加工物更难加工。由此,如果是该结构,可以抑制从粘合片产生的分解物残渣存在于被加工物和粘合片之间的所谓加工背面被污染的问题。
进而,也可以省略用于除去分解物残渣的后工序,也不需要在后工序中进行必需的废液处理,其结果是也可以有助于降低环境负荷。另外,可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且折射率不到1.53的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。作为上述被加工物,可以使用半导体晶片或金属基板。
在将本发明的激光工件的制造方法用于由金属系材料构成的被加工物的情况下,使用折射率不到1.53的构件作为粘合片。由金属系材料构成的被加工物的折射率在该材料中大致为超过2的程度。即,粘合片中的基材的折射率比被加工物的折射率小,所以与上述相同,粘合片可以比被加工物更难加工。因而,如果为这种结构,可以抑制从粘合片产生的分解物残渣存在于被加工物与粘合片之间的所谓加工背面被污染的问题。
进而,也可以省略用于除去分解物残渣的后工序,不需要在后工序中进行必需的废液处理。其结果是也可以有助于降低环境负荷。另外,由于可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、密度不到1.1g/cm3且用下述式(2)表示的密度比不到1的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
密度比=(激光加工用粘合片的密度)/(被加工物的密度) (2)
作为上述被加工物,可以使用半导体晶片或金属基板。
在将本发明的激光工件的制造方法用于由金属系材料构成的被加工物的情况下,使用密度不到1.1g/cm3且密度比不到1的构件作为粘合片。如果使用这样的粘合片进行激光烧蚀,该粘合片可以比被加工物更难加工。由此,可以减少粘合片的由烧蚀导致的分解物残渣的产生,抑制加工背面被污染。其结果是可以提供一种以高生产效率且容易地制造激光工件的方法。
进而,也可以省略用于除去分解物残渣的后工序,不需要在后工序中进行必需的废液处理。其结果是也可以有助于降低环境负荷。另外,由于可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
另外,本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且拉伸强度不到100MPa的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
作为上述被加工物,可以使用半导体晶片或金属基板。
在将本发明的激光工件的制造方法用于由金属系材料构成的被加工物的情况下,使用拉伸强度不到100MPa的构件作为粘合片。由于通常的金属系材料的拉伸强度为100MPa以下,所以使用拉伸强度不到100MPa的粘合片并以使拉伸强度比不到1的方式进行选择使用,由此与上述相同,可以使粘合片比被加工物更难以加工。因而,如果为这样的结构,可以抑制从粘合片产生的分解物残渣存在于被加工物与粘合片之间的所谓加工背面被污染的问题。
进而,也可以省略用于除去分解物残渣的后工序,不需要在后工序中进行必需的废液处理。其结果是也可以有助于降低环境负荷。另外,由于可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,所以与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
另外,本发明的激光工件的制造方法,是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,其特征在于,包括:作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且构成基材的碳原子与直接在其上结合的原子的结合能的基团参数(group parameter)的最小值为800kJ/mol以上的构件,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;向上述被加工物照射激光光以对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
作为上述被加工物,可以使用电路基板、玻璃基板、陶瓷基板、半导体晶片、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、半导体封装。
在将本发明的激光工件的制造方法例如用于由金属系材料构成的被加工物的情况下,使用总结合能为800kJ/mol以上的构件作为粘合片。在由金属系材料构成的被加工物中,总结合能不到800kJ/mol。即,粘合片的总结合能比被加工物的总结合能大,所以与上述相同,粘合片可以比被加工物更难加工。因而,如果为这样的结构,可以抑制从粘合片产生的分解物残渣存在于被加工物与粘合片之间的所谓加工背面被污染的问题。
进而,也可以省略用于除去分解物残渣的后工序,不需要在后工序中进行必需的废液处理。其结果是也可以有助于降低环境负荷。另外,由于可以减少分解物的附着,所以激光光的高功率化成为可能,可以提高生产量。
另外,由于使用波长为紫外区的激光光,所以与红外区的激光光相比,可以局部聚光,不需要增大切开原料。因而,用比以往更细的切开原料进行切割等成为可能。
作为加工上述被加工物的工序,可以例示对该被加工物进行切断或打孔的工序。
另外,如上所述,发明的激光工件的制造方法使用具备对被加工物进行粘接、固定的粘合剂层的构件作为粘合片。因而,例如即使在对被加工物的规定区域马上进行切断加工那样的情况下,加工物(切断片)也会粘接、固定于粘合剂层上。为此,可以防止加工物的脱落、提高操作性。没有必要进一步采用使一部分未加工的部分残存的防止脱落的手段。
本发明的激光加工用粘合片的特征在于,在上述激光工件的制造方法中使用。
另外,本发明的激光加工用粘合片,是在通过激光光的紫外吸收烧蚀对被加工物进行加工时使用的激光加工用粘合片,其特征在于,所述粘合片是在基材上至少设置粘合剂层,而且基材的蚀刻率(蚀刻速度/能通量(energy fluence))为0.4[(μm/pulse)/(J/cm2)]以下。
上述激光加工用粘合片,在通过激光光的紫外吸收烧蚀对被加工物进行加工之前,被层叠于被加工物的吸附台面侧(激光光射出面侧),用于在加工时以及其后的各工序中支撑固定被加工物(激光工件)。
作为用使用的激光的能通量(J/cm2)去除基材的蚀刻速度(μm/pulse)所得的值的蚀刻率,表示基材的激光加工性的程度,该蚀刻率越小表示越难以蚀刻(难以加工)。上述蚀刻率的算出方法详细地记载于实施例中。
在本发明中,通过使用蚀刻率为0.4以下的基材,可以有效地抑制基材的蚀刻,可以防止由基材或吸附板的分解物导致的被加工物表面的污染。
上述基材的蚀刻率优选为0.2以下,进而优选为0.1以下。在蚀刻率超过0.4的情况下,由于基材的激光能利用效率变高,所以有易于进行基材的蚀刻的趋势。因此,由基材的蚀刻产生的分解物或在吸附台上设置的吸附板的分解物等,有可能进入粘合片与被加工物之间的界面部分而污染被加工物表面。如果被加工物表面被分解物污染,在对被加工物进行激光加工之后,变得难以从被加工物剥离粘合片,或者在后处理中变得难以除去分解物,有降低被加工物的加工精度的趋势。
上述激光加工用粘合片是在基材上至少设置粘合剂层的构件。通过赋予粘合性,不仅可以充分支撑固定被加工物,而且还可以提高粘合片与被加工物的界面的粘附性,所以可以抑制分解物向界面侵入,其结果是使抑制分解物污染被加工物表面成为可能。
另外,在本发明中,上述基材优选是含有聚烯烃系树脂、聚降冰片烯系树脂、聚氨酯系树脂或者聚亚烷基二醇系树脂而构成的基材。上述聚烯烃系树脂优选为聚乙烯。另外,上述聚烯烃系树脂的侧链的官能团优选通过亚甲基键或醚键与主链连接。通过使用上述材料作为基材的形成材料,易于将基材的蚀刻率调整为0.4以下。
本发明还涉及一种激光工件的制造方法,其特征在于,包括:在被加工物的激光光射出面侧上设置上述激光加工用粘合片的工序(1)、通过照射激光光对被加工物进行加工的工序(2)、从加工后的被加工物剥离激光加工用粘合片的工序(3)。
上述被加工物优选是薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或半导体封装。另外,上述加工优选为对被加工物进行切断或打孔的加工。
本发明的激光加工用粘合片,特别适合用于切割半导体晶片而制造半导体芯片的情况。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式中的被加工物的激光加工的概略图。
图2是用于说明上述实施方式中的激光加工的截面模式图。
图3是用于说明上述实施方式中的被加工物的其它激光加工的概略图。
图4是表示半导体晶片的切割方法的例子的概略图。
具体实施方式
(第1实施方式)
[粘合片]
首先,对在本发明的第1实施方式中使用的粘合片进行说明。本实施方式中的粘合片,在通过使用了波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光的烧蚀来对被加工物进行加工时使用。其结构是在基材上至少设置粘合剂层(对基材和粘合剂层的详细说明如后述)。作为在本实施方式中使用的粘合片,更详细地有如下所述的粘合片A~H的8种方式。
(粘合片A)
粘合片A在照射激光光的情况下具有在下述式(1)中得到的吸光系数比不到1的那样的物理性质,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
吸光系数比=(激光加工用粘合片A对波长为355nm的光的吸光系数)/(被加工物对波长为355nm的光的吸光系数) (1)
对于粘合片A与被加工物两者的可加工性的差来说,吸光系数比是重要的参数。原因如下。即,通常,在某固体的吸光系数小的情况下,意味着通过该固体的能量吸收小。另一方面,在固体中的光吸收由光的侵入长度(距离固体表面(1/吸光系数)的有效距离)引起。由于吸光系数如果小则光的侵入长度变长,所以在固体的每个体积中蓄积的热量变少。即,该固体可以说是难以被激光光加工。因而,如果上述吸光系数的比不到1,则表示粘合片A的可加工性比被加工物低。从这种观点来看,可以说本实施方式中的粘合片A用于激光加工是有用的。
在这里,吸光系数比更优选为0.9以下,进一步优选为0.8以下。但是,如果吸光系数比为1以上,那么在对被加工物进行加工之前,进行粘合片的切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而污染加工背面。但是,在本实施方式中,由于吸光系数比不到1,所以不会发生这样的问题。
(粘合片B)
粘合片B在照射激光光的情况下具有基材的折射率比被加工物的折射率小的物理性质,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
对于粘合片B与被加工物两者的可加工性的差来说,折射率是重要的参数。原因如下。即,通常,在某固体的折射率小的情况下,意味着在该固体中行进的激光光的速度的减速程度小。另一方面,激光烧蚀起因于光子吸收导致的电子激发,所以如果激光光在固体中行进的速度快,那么难以发生电子激发。即,可以说该固体难以被激光光加工。因而,如果基材的折射率比被加工物的折射率小,则表示粘合片B的可加工性比被加工物低。从这种观点来看,可以说本实施方式中的粘合片B用于激光加工是有用的。
如果基材的折射率比被加工物的折射率大,那么在加工被加工物之前,进行粘合片的切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而污染加工背面。但是,在本实施方式中,通过为上述结构而不会发生这样的问题。
(粘合片C)
粘合片B在照射激光光的情况下具有在下述式(2)中得到的密度比不到1那样的物理性质,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且是在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
密度比=(激光加工用粘合片C的密度)/(被加工物的密度) (2)
对于粘合片C与被加工物两者的可加工性的差来说,密度比是重要的参数。原因如下。即,通常,在某固体的密度小的情况下,意味着由于分子的封装性(即,每规定体积的填充率)低,所以在每规定的照射面积中,激光光与原子碰撞的概率低。另一方面,例如在光化学烧蚀的情况下,该烧蚀通过光子吸收引起的电子激发来切断分子键(例如,被加工物为高分子材料的情况等)。因而,如果密度小,那么光子的吸收截面积变小,可以说该固体难以被激光光加工。因而,如果上述的密度比不到1,则表示粘合片C的可加工性比被加工物低。从这种观点来看,可以说本实施方式中的粘合片C用于激光加工是有用的。
在这里,密度比更优选为不到0.8,进一步优选为不到0.6。但是,如果密度比为1以上,那么在加工被加工物之前,进行粘合片的切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而污染加工背面。但是,在本实施方式中,由于密度比不到1,所以不会发生这样的问题。
(粘合片D)
粘合片D在照射激光光的情况下具有在下述式(3)中得到的拉伸强度比不到1那样的物理性质,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
拉伸强度比=(激光加工用粘合片D的拉伸强度)/(被加工物的拉伸强度) (3)
对于粘合片D与被加工物两者的可加工性的差来说,拉伸强度比是重要的参数。其原因尚不清楚,但拉伸强度小的材料例如像烃系聚合物等那样具有柔性高的构造。这样的构造即使照射激光光也会出现能量的缓和并显示出难加工性。因而,上述的拉伸强度比如果不到1,则表示粘合片D的可加工性比被加工物低,用于激光加工是有用的。
在这里,拉伸强度比更优选为0.8以下,进一步优选为0.8以下。但是,如果拉伸强度比为1以上,那么在加工被加工物之前,进行粘合片的切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而污染加工背面。但是,在本实施方式中,由于拉伸强度比不到1,所以不会发生这样的问题。
(粘合片E)
粘合片E在照射激光光的情况下具有在下述式(4)中得到的总结合能的比为1以上那样的物理性质,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
总结合能比=(总结合能比=在构成基材的树脂成分中的某1个碳原子与在该碳原子上结合的其它原子的结合能的总计值当中作为最小值的总结合能A/在构成使用的被加工物的原料成分中的某1个碳原子与在该碳原子上结合的其它原子的结合能的总计值当中作为最小值的总结合能B) (4)
上述总结合能A的值(基团参数)使用文献(Cox,J.D.and PILCHER,G.,“Thermochemistry of organic and organometallic compounds”,Academic Press,New York,1970)的值。对于粘合片E与被加工物两者的可加工性的差来说,结合能比是重要的参数。原因如下。即,在波长为紫外线区域的激光光的光子能量超过聚合物分子内的结合能的情况下,可以说该光子能量是足以切断键的能量。另一方面,本发明人等发现在分子内最弱的结合能值与烧蚀现象之间具有相关关系。其原因尚不清楚,但即使向强结合能部位赋予由激光光引起的能量,切断原子间的键的概率也变低,引起烧蚀的激光光的阈值也变高,烧蚀产生的比例减少。即,如果基团参数的最小值大,可以说该固体难以被激光光加工。因而,上述结合能比如果为1以上,则表示粘合片E的可加工性比被加工物低。从这种观点来看,可以说本实施方式中的粘合片E用于激光加工是有用的。
在这里,总结合能比更优选为1.2以上,进一步优选为1.5以上。但是,如果总结合能比不到1,那么在加工被加工物之前,进行粘合片的切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而污染加工背面。但是,在本实施方式中,由于总结合能比为1以上,所以不会发生这样的问题。
(粘合片F)
粘合片F在照激光光的情况下具有在下述式(5)中得到的比热容比为1以上那样的物理性质,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
比热容比=(激光加工用粘合片F的比热容)/(被加工物的比热容)
(5)
对于粘合片F与被加工物两者的可加工性的差来说,比热容比是重要的参数。原因如下。即,通常,在某固体的比热容大的情况下,意味着该固体即使吸收热其温度上升也小。另一方面,烧蚀包括光子激发被加工物的电子而产生库仑爆炸的机制和热分解机制。因而,如果比热容大,则后者的热机制的影响变小。所以,上述的比热容比如果为1以上,则推测可能会使粘合片F的可加工性比被加工物更加降低。因而,可以说本发明的粘合片F用于激光加工是有用的。
在这里,比热容比更优选为1.2以上,进一步优选为1.5以上。但是,如果比热容比不到1,那么在加工被加工物之前,进行粘合片的切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而污染加工背面。但是,在本实施方式中,由于比热容比为1以上,所以不会发生这样的问题。
(粘合片G)
粘合片G在照射激光光的情况下具有粘合片的透光率为50%以上那样的物理性质,其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。
对于粘合片G与被加工物两者的可加工性的差来说,透光率是重要的参数。原因如下。即,通常在某固体的透光率大的情况下,意味着通过该固体的能量吸收少。如果能量吸收少,在固体的每个体积中蓄积的热量变少。即,可以说该固体难以被激光光加工。因而,上述透光率如果为50%以上,则表示粘合片G的可加工性比被加工物低。从这种观点来看,可以说本实施方式中的粘合片G用于激光加工是有用的。
在这里,透光率更优选为70%以上,进一步优选为90%以上。但是,如果透光率不到50%,那么不仅对被加工物,而且也对粘合片进行切断或打孔等。这样,来自于粘合片的分解物会在被加工物与粘合片之间产生,而起因于加工装置中的吸附板的分解物的残渣导致加工背面的污染。另外,还存在加工物的脱落问题。但是,在本实施方式中,由于透光率为50%以上,所以不会发生这样的问题。
(粘合片H)
具有粘合片H中的基材的蚀刻率(蚀刻速度/能通量)为0.4[(μm/pulse)/(J/cm2)]以下的物理性质。
蚀刻率表示基材的激光加工性的程度,该蚀刻率越小,表示越难以蚀刻(难以加工)。蚀刻率是用使用的激光能通量(J/cm2)去除基材的蚀刻速度(μm/pulse)所得的值。
在本发明中,通过使用蚀刻率为0.4以下的基材,可以有效地抑制基材的蚀刻,可以防止基材或吸附板的分解物导致的被加工物表面的污染。
上述基材蚀刻率优选为0.2以下,进而优选为0.1以下。在蚀刻率超过0.4的情况下,由于基材的激光能利用效率变高,所以有易于进行基材的蚀刻的趋势。因此,由基材的蚀刻产生的分解物或在吸附台上设置的吸附板的分解物等,有可能进入粘合片与被加工物的界面部分而污染被加工物表面。如果被加工物表面被分解物污染,在激光加工被加工物之后,变得难以从被加工物剥离粘合片,或者在后处理中变得难以除去分解物,有降低被加工物的加工精度的趋势。
作为用于上述粘合片A~G中的基材,可以举出聚酯、烯烃系树脂等的塑料薄膜或薄片等,但并不限定于这些。具体地说,可以举出例如由低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、拉伸聚丙烯、非拉伸聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、离聚物或氟树脂等构成的薄片。
另外,作为用于上述粘合片H的基材,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、(甲基)丙烯酸系聚合物、聚氨酯系树脂、聚降冰片烯系树脂、聚乙二醇、聚丁二醇等聚亚烷基二醇系树脂、硅系橡胶、以及聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯醇、聚甲基戊烯等聚烯烃系树脂等,但不限定于这些。
其中,优选使用聚烯烃系树脂,特别优选使用聚乙烯等直链状饱和烃系树脂。由于在侧链上不具有官能团的聚乙烯的蚀刻率极小、激光加工性特别低,所以可以有效地抑制聚乙烯分解物的产生。
另外,即使是在侧链上具有官能团的聚烯烃系树脂,在侧链的官能团通过亚甲基键(-CH2-)或醚键(-O-)与主链连接的情况下,与甲基或苯基等侧链官能团直接与主链连接的聚丙烯或聚苯乙烯等情况相比,蚀刻率更小、激光加工性更低,所以可以抑制聚烯烃分解物的产生。其原因尚不清楚,认为亚甲基键或醚键可以某种程度上作为间隔基在某种程度上保持主链与侧链之间的距离,该距离和聚合物的热缓和性或运动性与激光加工性有关。
作为侧链的官能团通过亚甲基键或醚键与主链连接的聚烯烃系树脂,可以举出聚甲基戊烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇等。
另外,通过将聚氨酯系树脂、聚降冰片烯系树脂或聚亚烷基二醇系树脂用作基材,可以降低蚀刻率,可以抑制基材的分解物的产生。其原因尚不清楚,聚氨酯系树脂或聚降冰片烯系树脂为非晶性树脂,聚亚烷基二醇系树脂在主链上具有醚键,认为该非晶性或醚键与激光加工性有关。
基材可以为单层,另外如果可以作为全体加工,也可以为多层。另外,可以选择膜状或网孔状等各种形状的基材。在不破坏与被加工物的贴合、被加工物的切断、切断片的剥离、回收等各工序中的操作性或处理性的范围内,可以适宜选择并设定基材的厚度。通常为500μm以下,优选为3~300μm左右,进一步优选为5~260μm左右。为了提高例如吸附台等与相邻层的粘附性、保持性等,可以对基材的表面进行常用的表面处理。作为这样的表面处理,可以例示为铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、离子化放射线处理等化学或物理处理、利用底涂剂(例如,后述的粘合物质)的涂敷处理等。
另外,在使用上述粘合片G的情况下,基材可以不特别对在被加工物的切断时使用的刀具(cutter)等切断机构具有切断性。基材需要由可以透过规定以上的能量线的材料构成,其透射率根据激光光线的输出或点照射时间而不同,通常优选为50%以上,更优选为85%以上。
另外,在本实施方式中,作为上述粘合剂层,可以使用通过丙烯酸系或橡胶系等粘合剂形成的层。作为丙烯酸系粘合剂,例如可以例示为(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,根据需要以改进粘合性、凝聚力、耐热性等为目的而在(甲基)丙烯酸烷基酯上共聚共聚性单体的共聚物等丙烯酸系聚合物。
在这里,所述(甲基)丙烯酸烷基酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,意思与本发明的(甲基)完全相同。可以举出以1种或2种以上的具有例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂酰基、十八烷基、十二烷基之类的碳原子数为30以下,特别是4~18的直链或支链烷基的(甲基)丙烯酸为成分的聚合物等。
另外,作为形成上述聚合物的其它单体,例如可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸之类的含有羧基的单体;或者马来酸酐或衣康酸酐之类的酸酐单体;(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、(甲基)丙烯酸8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟月桂酯、(4-羟甲基环己基)-甲基丙烯酸酯之类的含有羟基的单体;苯乙烯磺酸、丙烯酸磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸之类的含有磺酸基的单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯之类的含有磷酸基的单体;(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N-羟甲基酰胺、(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯(例如,甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯等)、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰吗啉、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等。这些单体成分,可以单独使用一种或者并用两种以上。
此外,为了进行丙烯酸系聚合物的交联处理等,也可以根据需要将多官能团单体等用作共聚用的单体成分。作为这种单体的例子,可以举出己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(多)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(多)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、pentaerythritol hexatri(meth)acrylate、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯等。多官能团单体也可以使用一种或者两种以上。其使用量从粘合特性等观点来看优选占全部单体的30重量%以下,进而优选为20重量%以下。另外,上述丙烯酸系聚合物也可以在分子内具有光聚合性碳-碳双键。除了上述成分以外,还可以含有以往公知的各种增粘剂、抗老化剂、填充剂、着色剂等常用的添加剂。丙烯酸系聚合物的调制,例如可以在1种或2种以上的成分单体的混合物中利用溶液聚合方式、乳剂聚合方式、现状聚合方式、悬浮聚合方式等适宜的方式进行。
作为聚合引发剂,可以举出过氧化氢、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化物等过氧化物系。优选单独使用,也可以与还原剂组合用作氧化还原系聚合引发剂。作为还原剂,例如可以举出亚硫酸盐、亚磷酸氢盐、铁、铜、钴盐等离子化盐,三乙醇胺等胺类,醛醣、酮糖等还原糖等。另外,偶氮化合物也是优选的聚合引发剂,可以使用2,2’-偶氮双-2-甲基丙脒酸盐、2,2’-偶氮双-2,4-二甲基戊腈、2,2’-偶氮双-N,N’-二亚甲基异丁基脒酸盐、2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双-2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺等。另外,也可以并用使用2种以上上述聚合引发剂。
反应温度通常为50~85℃左右,反应时间为1~8小时左右。另外,在上述制造法中优选溶液聚合法,作为(甲基)丙烯酸系聚合物的溶媒,通常使用醋酸乙酯、甲苯等极性溶剂。溶液浓度通常为20~80%左右。
从防止污染被加工物等的观点出发,该丙烯酸系聚合物优选抑制含有低分子量物质,丙烯酸系聚合物的数均分子量优选为30万以上、更优选为40~300万左右。
为了提高作为基础聚合物的(甲基)丙烯酸系聚合物的数均分子量,也可以向上述粘合剂中适宜加入交联剂。作为交联剂,可以举出聚异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺树脂、尿素树脂、无水化合物、聚胺、含羧基聚合物等。在使用交联剂的情况下,考虑到不过度降低剥离粘合力,一般来讲,其使用量相对于100重量份上述基础聚合物优选配合0.01~5重量份左右。另外,根据需要,可以在形成粘合剂层的粘合剂中含有以往公知的各种增粘剂、抗老化剂、填充剂、抗老化剂、着色剂等常用的添加剂。
为了防止切断时芯片的剥离且在剥离时提高从芯片的剥离性,粘合剂优选为通过紫外线、电子射线等固化的放射线固化性粘合剂。另外,在使用放射线固化性粘合剂作为粘合剂的情况下,为了在切断工序之后向粘合剂层照射放射线,上述基材薄片优选具有充分的放射线透射性。对于放射线固化性粘合剂,可以没有特别限制地使用具有碳-碳双键等放射线固化性官能团且显示粘合性的物质。
作为放射线固化性粘合剂,可以举出例如在上述丙烯酸系聚合物中配合了放射线固化性单体成分或低聚物成分的粘合剂。作为配合的放射线固化性单体成分或低聚物成分,例如可以举出氨基甲酸酯;(甲基)丙烯酸酯低聚物、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸与多元醇的酯化物;2-丙烯基-3-丁烯基氰尿酸酯、三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯等异氰尿酸酯或异氰尿酸酯化合物等。另外,低聚物成分的配合量,相对于100重量份的主聚合物(丙烯酸系聚合物)为5~500重量份,特别优选为70~160重量份。
在上述放射线固化性成分单体混合物中,作为在采用通过紫外线等的固化方式的情况下配合的光聚合引发剂的例子,可以举出4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α,α-甲基苯乙酮、甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-saphenyl-苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-siurohexyl-苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-phenylco-2-吗啉代丙烷-1之类的苯乙酮系化合物;苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、茴香偶姻甲基醚之类的苯偶姻醚系化合物;2-甲基-2-羟基苯丙酮之类的α-酮醇系化合物;苄基二甲基缩酮之类的缩酮系化合物;2-萘磺酰氯之类的芳香族磺酰氯系化合物;1-苯基酮-1,1-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟之类的光活性肟系化合物;二苯甲酮、苯酰苯甲酸、3,3,-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮之类的二苯甲酮系化合物;噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮之类的噻吨酮系化合物;还有,樟脑醌、卤代酮、酰基膦基氧化物、酰基磷酸酯等。
光聚合引发剂的配合量,相对于构成粘合剂的(甲基)丙烯酸系聚合物等基础聚合物100重量份,优选为0.1~10重量份左右,进而优选为0.5~5重量份左右。
上述粘合剂层的交联密度的控制,可以通过下述的方式等适宜的方式进行,即借助例如多官能异氰酸酯系化合物、环氧系化合物、三聚氰胺系化合物、金属盐系化合物、金属螯合物系化合物、氨基树脂系化合物、过氧化物等适宜的交联剂进行交联处理的方式,混合具有2个以上的碳-碳双键的低分子化合物并通过能量射线的照射等进行交联处理的方式等。
本发明的激光加工用粘合片,例如可以通过在上述基材的表面上涂布粘合剂溶液、使其干燥(根据需要使其加热交联)形成粘合剂层来制造。另外,还可以采用在剥离衬垫上另外形成粘合剂层之后将其贴合于基材上的方法等。可以根据需要在粘合剂层的表面上设置隔离件。
从防止对被加工物的污染等观点来看,粘合剂层的低分子量物质的含量优选较少。从该观点出发,(甲基)丙烯酸系聚合物的数均分子量优选为30万以上,进而优选为40万~300万。
另外,粘合剂层的厚度,可以在不从被加工物和成为对象的被粘物上剥离的范围内适宜选择。通常为5~300μm左右,优选10~100μm左右,进而优选20~60μm左右。
另外,粘合剂层的胶粘力为20N/20mm以下,其中优选0.001~10N/20mm,特别优选0.01~8N/20mm。这些值是以相对于SUS304的在常温(激光照射前)下的胶粘力(90度剥离值、剥离速度300mm/分)为基础。
根据需要设置隔离件以保护标签加工或粘合剂层。作为隔离件的构成材料,可以举出纸、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的合成树脂薄膜等。为了提高从粘合剂层的剥离性,可以根据需要对隔离件的表面实施硅酮处理、长链烷基处理、氟处理等剥离处理。此外,可以根据需要实施防紫外线透射处理等,以使激光加工用粘合片不在环境紫外线的作用下发生反应。隔离件的厚度通常为10~200μm,优选25~100μm左右。
[激光工件的制造方法]
下面,参照图1~图4,并对本发明的第1实施方式中的激光工件的制造方法进行说明。但是,在说明中省略不需要的部分,另外为了容易说明,还有进行放大或缩小等并且进行图示的部分。
本实施方式中的激光工件的制造方法包括:使用在基材上至少设置粘合剂层的激光加工用粘合片(下面称为“粘合片”)并借助该粘合剂层在所述被加工物的激光射出面侧上贴合粘合片的工序,对上述被加工物照射激光光而加工该被加工物的工序,从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序;其中所述的激光光的强度在引起该被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内。另外,作为粘合片,可以使用上述粘合片A~G中的任意1个。
贴合上述粘合片和被加工物的工序,可以通过使用了辊层叠机、压力机等的以往公知的方法进行。贴合是借助粘合剂层在被加工物的与加工表面相反侧的面上进行的。
加工上述被加工物的工序是使用激光光并通过烧蚀对被加工物进行激光加工的工序。在本工序中,作为上述激光光,优选使用其波长在紫外区的激光光。特别是更优选使用不经过热加工工艺的引起光化学烧蚀的激光。进一步优选使用在20μm以下的细的宽度下聚光且可以进行切断等加工的激光光。这是因为,如果使用这样的激光光,可以提高由激光加工时的热损伤导致的孔的边缘或切断壁面的精度,外观看起来也变好。
另外,上述激光光优选使用强度为引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且是在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内的激光光。另外,优选通过脉冲激光进行。
另外,作为如上所述的激光,优选可以通过400nm以下的紫外吸收进行烧蚀的激光光。具体地说,例如可以举出KrF激元激光(激发波长248nm)、XeCl激元激光(激发波长308nm)、YAG激光的第3高次谐波(激发波长355nm)或第4高次谐波(激发波长266nm),或者在YLF(钇、锂、氟化物)或YVO4(钇、钒酸盐)等固体激光的第3高次谐波或第4高次谐波等400nm以下具有激发波长的激光光。另外,也适合使用如下所述的激光等,即,即使是波长超过400nm的激光也可以进行经过多光子吸收过程的紫外区域的光吸收且可以通过多光子吸收烧蚀来进行20μm以下的宽度的切断加工的波长在750nm~800nm附近的钛蓝宝石激光等且脉冲宽度为1e-9秒(0.000000001秒)以下的激光等。
另外,在使用YAG激光的基波(波长:1.06μm)或红宝石激光(波长:694nm)等激光光的情况下,即使对其进行聚光,光束直径也只能缩小至50μm左右。但是,当像本实施方式那样使用紫外区的激光光等时,进一步缩小光束直径成为可能(例如,20μm左右)。因而,即使在切断时也没有必要增大切开原料。
在本工序中进行的加工,例如是切断加工、打孔加工、作记号、开槽、划线加工、或者切边加工等形状加工。在是切断加工的情况下,如图1和图2所示进行。图1是表示用于说明本实施方式中的被加工物的切断加工的概略图。图2是表示本实施方式中的切断加工的截面图。
图1和图2所示的被加工物3,是被加工物1和粘合片2的层叠物。粘合片2是在基材2b上设置粘合剂层2a的结构。被加工物1和粘合片2的贴合,可以利用辊层叠机、压力机等公知的方法进行。切断加工是将被加工物3固定于吸附台4的吸附板5上进行的。利用透镜将由规定的激光振荡器输出的激光6进行聚光,照射在被加工物上。与照射一起,使激光照射位置沿着规定的加工线移动,进行切断加工。可以使用了电扫描(galvanoscan)或X-Y分级扫描(stage scan)的激光加工方法或、屏蔽图像(mask imaging)方式激光加工等公知的激光加工方法。
激光的加工条件只要是完全切断被加工物1的条件就没有特别限定。即,可以根据被加工物材料的烧蚀阈值决定其照射强度的最佳值。但是,为了避免切断粘合片2,优选强度是在被加工物1上形成贯通孔的加工条件的2倍以内。另外,切开材料可以通过缩小激光光的聚光部的光束直径而变细,但为了产生切断端面的精度,优选满足以下的关系。
光束直径(μm)>2×(激光光移动速度(μm/sec)/激光的重复频率(Hz))
当不将粘合片2贴合于被加工物1的背面时,来源于被加工物1和吸附台4的分解飞溅物附着于激光工件的激光射出侧的切断端面附近。但是,这些污染可以通过贴合本实施方式中的粘合片2来预防。
在是打孔加工的情况下,如图3所示进行。图3是表示用于说明本实施方式的被加工物的打孔加工的概略图。打孔加工可以采用使用了电扫描或X-Y分级扫描的激光加工方法或、通过屏蔽图像的冲孔加工等公知的激光加工方法。
另外,在本工序中,可以在激光入射侧上贴合激光加工性良好的薄片或其它粘合片进行。另外,也可以向通过激光的加工部分吹氦气、氮气、氧气等气体进行。这是因为通过进行这些而可以容易地除去激光入射侧的被加工物表面的残渣。
剥离上述粘合片的工序,是从加工后的被加工物(图2和图3所示的激光工件9)剥离粘合片的工序。对剥离方法没有特别限定,可以采用以往公知的方法。但是,优选在剥离时不施加使被加工物永久变形的应力。因而,从排除这样的应力的观点出发,可以使用例如通过放射线照射或加热等降低粘合力的粘合片。这是因为,这样的粘合片同时具有加工时的保持力和剥离时的容易性。当在粘合片的粘合剂层上使用放射线固化性粘合剂时,根据粘合剂的种类进行放射线照射,使粘合剂层固化并降低粘合性。通过放射线照射,可以通过固化使粘合剂层的粘合性降低并使剥离变得容易。对放射线照射的手段没有特别限制,例如可以通过紫外线照射等进行。
另外,在半导体晶片的切断加工(切割加工)的情况下,如图4所示,在设置于吸附台4上的激光加工用粘合片2上贴合半导体晶片(被加工物)7的一面,将其固定于切割框架8上。进而,利用透镜将由规定的激光振荡器输出的激光6聚光、照射在半导体晶片7上,同时使其激光照射位置沿着规定的加工线移动,由此进行切断加工。作为激光光的移动手段,可以使用所谓电扫描或X-Y分级扫描、掩膜、图像加工的公知的激光加工方法。这样的半导体晶片的加工条件,只要是切断半导体晶片7但不切断粘合片2的条件就没有特别限定。其中,可以在半导体晶片7的激光光入射面侧上设置保护片。
在这样的半导体晶片7的切割加工中,在切断每个半导体芯片(激光工件)之后,通过以往公知的芯片焊接机等装置并使用被称为针的顶钉来挑选的方法,或者通过在特开2001-118862号公报中所示的方式等公知的方法挑选每个半导体芯片,由此进行回收。
另外,在本实施方式中,作为可以进行激光加工的被加工物,只要是可以通过利用上述激光的烧蚀进行激光加工就没有特别限定。例如可以举出各种薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器等的发光或受光元件基板、MEMS(Micro ElectroMechanical System)基板、半导体封装、布、皮革、纸等。作为各种薄片材料,例如可以举出通过对聚酰亚胺系树脂、聚酯系树脂、环氧系树脂、氨基甲酸酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、硅酮系树脂、氟系树脂等高分子薄膜或无纺布、通过拉伸加工、浸渗加工等对这些树脂赋予物理或光学功能的物质,直接或借助胶粘剂层叠铜、铝、不锈钢等金属片或者上述聚合物片和/或金属片而得到的物质等。另外,作为电路基板,可以举出在一面、两面或多层柔性印制电路板、由玻璃环氧或陶瓷、金属核心基板等构成的刚性基板、玻璃或聚合物上形成的光回路或光—电混合电路基板等。在如此准备的被加工物的与激光照射面相反面上贴合特定的粘合片。
另外,在使用粘合片E的情况下,在上述被加工物中,可以举出上述高分子薄膜或无纺布等各种薄片材料、通过拉伸加工、浸渗加工等对那些树脂赋予物理或光学功能的物质、布、皮革、纸等。
(第2实施方式)
第2实施方式是涉及对特别是由金属系材料构成的被加工物进行激光加工的方式。
[粘合片]
作为在本实施方式中使用的粘合片,有如下述的粘合片A’~F’的6种方式。另外,对于具有与上述第1实施方式的各种粘合片相同的功能的构成要素,省略对它们的详细说明。
(粘合片A’)
粘合片A’与上述粘合片A相比,在相对波长为355nm的激光光的吸光系数不到20cm-1这一点上不同。
在被加工物由金属系材料构成的情况下,当本实施方式中的粘合片A’在355nm的光处显示出不到20cm-1的吸光系数时,显示出该粘合片A’比被加工物更难加工。
金属系材料显示出100万cm-1以上的吸光系数。因而,关于激光的侵入长度,粘合片A’比金属系材料长。因而,即使粘合片A’与被加工物一起被照射相同的激光,也可以使粘合片A’的每体积中蓄积的热量比被加工物少。结果变得比被加工物更难加工。
另外,上述吸光系数更优选为100cm-1以下,特别优选为50cm-1以下。这是因为具有难以发生由光引起的反应的优点。
在上述金属系材料中也含有类金属。更具体地说,可以举出金、SUS、铜、铁、铝、硅、钛、镍、钨、锆等。
(粘合片B’)
粘合片B’与上述粘合片B相比,在折射率为1.53以下这一点上不同。
在被加工物由金属系材料构成的情况下,当本实施方式中的粘合片B’显示出1.53以下的折射率时,显示出该粘合片B’比被加工物更难加工。这是因为已知对金属系材料测量折射率是比较困难的,而在使用折射率为1.53以下的材料作为粘合片B’的基材的情况下,可以得出粘合片B’比金属系材料更难加工的观点。进而,粘合片B’的折射率更优选为1.5以下,特别优选为1.45以下。
在上述金属系材料中也含有类金属。更具体地说,可以举出金、SUS、铜、铁、铝、硅、钛、镍、钨、锆等。
(粘合片C’)
粘合片C’与上述粘合片C相比,在密度不到1.1g/cm3且密度比不到1这一点上不同。
在被加工物由金属系材料构成的情况下,即使密度比不到1,有时在粘合片C’与被加工物之间也会产生分解物残渣。这是由于在高分子材料与金属系材料中烧蚀机构不同。即,这是因为在是金属系材料的情况下,经过通过注入激光能而发生的由热引起的热化学反应工艺。因而,难以对高分子材料的情况下的加工效率与金属系材料的情况下的加工效率进行单纯的比较。
本发明人等对硅等金属材料的加工速率与粘合片C’的加工速率进行比较,结果发现当粘合片C’的密度不到1.1g/cm3且密度比不到1时,粘合片C’显示出比由金属系材料构成的被加工物更难加工。通过使用这样的粘合片C’,在粘合片C’与金属材料之间不会发生由金属系材料引起的分解物残渣。
在这里,粘合片C’的密度更优选不到0.9g/cm3,特别优选不到0.7g/cm3。
在上述金属系材料中也含有类金属。更具体地说,可以举出金、SUS、铜、铁、铝、硅、钛、镍、钨、锆等。
(粘合片D’)
粘合片D’与上述粘合片D相比,在拉伸强度不到100MPa这一点上不同。
在被加工物由金属系材料构成的情况下,当本实施方式中的粘合片D’在355nm的光处显示出不到100MPa的拉伸强度时,显示出该粘合片D’比被加工物更难加工。
在上述金属系材料中也含有类金属。更具体地说,可以举出金、SUS、铜、铁、铝、硅、钛、镍、钨、锆等。
(粘合片E’)
粘合片E’与上述粘合片E相比,在基团参数的最小值为800kJ/mol以上这一点上不同。
在被加工物由金属系材料构成的情况下,当本实施方式的粘合片E’的总结合能为800kJ/mol以上时,显示出该粘合片E’比被加工物更难加工。这是因为通常金属系材料显示出不到约800kJ/mol的总结合能,使总结合能比为1以上。
在这里,上述总结合能更优选为1000kJ/mol以上,特别优选为1200kJ/mol以上。这是因为具有难以发生由光能引起的键的切断。
在上述金属系材料中也含有类金属。更具体地说,可以举出金、SUS、铜、铁、铝、硅、钛、镍、钨、锆等。
另外,在本实施方式中,作为可以被激光加工的被加工物,只要是可以通过由上述激光引起的烧蚀进行激光加工就没有特别限定。例如,可以举出铜、铝或不锈钢等金属片、直接或借助粘合剂层叠在上述第1实施方式中例示的聚合物片和金属片而成的构件。另外,还可以例示为电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器等的发光或受光元件基板、MEMS(Micro Electro Mechanical System)基板、半导体封装等。作为上述电路基板,在一面、两面或多层柔性印制电路板、玻璃环氧或陶瓷、金属核心基板等构成的刚性基板、玻璃或聚合物上形成的光回路或光—电混合电路基板等。
[激光工件的制造方法]
接着,对于本发明的第2实施方式中的激光工件的制造方法,对上述粘合片A’~E’,可以用与上述第1实施方式中的制造方法相同的方法进行。
(实施例)
下面用实施例对本发明进行详细说明,但本发明只要不超出其宗旨,就不被下面的实施例所限定。
[实施例1]
下面的各实施例等与上述粘合片A和A’相对应。
(实施例1-1)
在厚度为50μm的聚乙烯薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚10μm的粘合剂层,得到粘合片。对于该粘合片,利用分光光度计(日立制作所制U3410)测量355nm的吸光度,求得吸光系数,为41cm-1。
丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以60/40/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(数均分子量约为80万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份、聚异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下的方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。测量条件为GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC,柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR),流量:0.8ml/min,浓度:0.1wt%,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。
接着,测量用作被加工物的聚苯乙烯(厚度100μm)的吸光度,求得吸光系数,为48cm-1。粘合片/聚苯乙烯的吸光系数比为0.85。
接着,用辊层叠机贴合聚苯乙烯的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚苯乙烯表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪(galvano scanner)并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚苯乙烯剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例1-1)
在本比较例1-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,用与上述实施例1-1相同的方法进行被加工物的加工。当观察聚苯乙烯(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边时,可以确认有大量聚苯乙烯的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
(比较例1-2)
在本比较例1-2中,除了使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度100μm,以下简称为PET)作为粘合片以外,用与上述实施例1-1相同的方法进行激光加工。在这里,PET基材的粘合片的吸光系数为80cm-1,粘合片/被加工物的吸光系数比为1.7。
激光加工后,观察被加工物和粘合片,可见聚苯乙烯被切断,粘合片的损伤也大,在粘合片与聚苯乙烯之间产生含有粘合片的分解物残渣的气泡。进而,剥离粘合片,观察激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚对苯二甲酸乙二醇酯的分解物残渣附着。
(实施例1-2)
在本实施例1-2中,使用由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜(厚度100μm)作为粘合片的基材,使用硅晶片(厚度100μm)作为被加工物,除此之外,与上述实施例1-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜基材的粘合片的吸光系数为19.8cm-1。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
(实施例1-3)
在本实施例1-3中,除了使用由聚丙烯/聚丁二烯系聚合物构成的薄膜(JSR(株)制ダイナロンHSBR,厚度100μm)作为粘合片的基材以外,与上述实施例1-1一样进行激光加工。在这里,HSBR基材的粘合片的吸光系数为15cm-1。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
[实施例2]
下面的各实施例等与上述粘合片B和B’相对应。
(实施例2-1)
在厚度为100μm的聚乙烯醇薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度10μm的粘合剂层,得到粘合片。利用阿贝折射计测量该粘合片的折射率,为1.42。
丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以60/40/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(数均分子量约为80万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份、聚异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。测量条件为GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC,柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR),流量:0.8ml/min,浓度:0.1wt%,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。
接着,测量用作被加工物的聚酰亚胺(厚度125μm)的折射率,为1.65。
接着,用辊层叠机贴合聚酰亚胺的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的XY台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚苯乙烯表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚酰亚胺剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例2-1)
在本比较例2-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例2-1一样进行被加工物的加工。观察聚酰亚胺(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚酰亚胺的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
(比较例2-2)
在本比较例2-2中,除了使用聚乙烯醇薄膜(厚度100μm)作为粘合片中的基材以外,与上述实施例2-1一样进行激光加工。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可见聚酰亚胺被切断,粘合片的损伤也大,在粘合片与聚酰亚胺之间产生含有粘合片的分解物残渣的气泡。进而,剥离粘合片,观察激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚酰亚胺的分解物残渣附着。
(实施例2-2)
在本实施例2-2中,使用由聚乙烯醇构成的薄膜(厚度100μm)作为粘合片的基材,使用硅晶片(厚度75μm)作为被加工物,除此以外,与上述实施例2-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,将聚乙烯醇作为基材的粘合片的折射率为1.42。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
[实施例3]
下面的各实施例等与上述粘合片C和C’相对应。
(实施例3-1)
在厚度为100μm的聚丁二烯薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度10μm的粘合剂层,得到粘合片。测量该粘合片的密度,为0.94g/cm3。
丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以60/40/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(数均分子量约为80万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份、聚异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。测量条件为GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC,柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR),流量:0.8ml/min,浓度:0.1wt%,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。
接着,测量用作被加工物的聚氨酯(厚度100μm)的密度,为1.22g/cm3。进而,求得密度比(粘合片的密度/聚氨酯的密度)为0.77。
接着,用辊层叠机贴合聚氨酯的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚氨酯表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚氨酯剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例3-1)
在本比较例3-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例3一样进行被加工物的加工。观察聚氨酯(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚氨酯的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
(比较例3-2)
在本比较例3-2中,除了使用聚酰亚胺(厚度125μm)作为粘合片的基材以外,与上述实施例3-1一样进行激光加工。在这里,以聚酰亚胺作为基材的粘合片的密度为1.47g/cm3,密度比为1.20。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可见聚氨酯被切断,粘合片的损伤也大,在粘合片与聚氨酯之间产生含有粘合片的分解物残渣的气泡。进而,剥离粘合片,观察激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚酰亚胺的分解物残渣附着。
(实施例3-2)
在本实施例3-2中,使用由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜(厚度100μm)作为粘合片的基材,使用硅晶片(厚度75μm)作为被加工物,除此以外,与上述实施例3-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,测量含有乙烯醋酸乙烯酯共聚物的粘合片和硅晶片的密度,分别为0.9g/cm3、2.35g/cm3。进而,求得密度比为0.38。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
[实施例4]
下面的各实施例等与上述粘合片D和D’相对应。
(实施例4-1)
在厚度为50μm的聚乙烯薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度5μm的粘合剂层,得到粘合片。
丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以65/35/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(数均分子量约为70万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份、聚异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。测量条件为GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC,柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR),流量:0.8ml/min,浓度:0.1wt%,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。
接着,对该粘合片,使用坦锡伦(tensilon)(岛津オ一トグラフAGS50-D)测量拉伸强度。其结果是拉伸强度为21MPa。另外,测量条件如下所述。即,样品宽度:10mm,速度:50mm/s,夹具间距离:100mm。
另一方面,对用作被加工物的聚苯乙烯(厚度100μm)的拉伸强度进行测量。其结果是拉伸强度为44MPa。进而,求得拉伸强度比为0.48。
接着,用辊层叠机贴合聚苯乙烯的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚苯乙烯表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚苯乙烯剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例4-1)
在本比较例4-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例4-1一样进行被加工物的加工。观察聚苯乙烯(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚苯乙烯的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
(比较例4-2)
在本比较例4-2中,除了使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度100μm,以下简称为PET)作为粘合片以外,与上述实施例4-1一样进行激光加工。在这里,PET的拉伸强度为220MPa,粘合片/被加工物的拉伸强度比为5。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可见聚苯乙烯被切断,粘合片的损伤也大,在粘合片与聚苯乙烯之间产生含有粘合片的分解物残渣的气泡。进而,剥离粘合片,观察激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚对苯二甲酸乙二醇酯的分解物残渣附着。
(实施例4-2)
在本实施例4-2中,使用由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜(厚度50μm)作为粘合片的基材,使用硅晶片(厚度100μm)作为被加工物,除此以外,与上述实施例4-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,使用了由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜的粘合片的拉伸强度为17MPa。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
(实施例4-3)
在本实施例4-3中,作为粘合片的基材使用由3层的聚丙烯/聚丙烯/聚乙烯构成的薄膜(厚度100μm)作为基材,除此以外,与上述实施例4-1一样进行激光加工。在这里,在本实施方式5-中的粘合片的拉伸强度为35MPa。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
[实施例5]
下面的各实施例等与上述粘合片E和E’相对应。
(实施例5-1)
在厚度为100μm的聚乙烯薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度10μm的粘合剂层,得到粘合片。
丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以60/40/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(数均分子量约为80万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯80重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 184)5重量份、聚异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。测量条件为GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC,柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR),流量:0.8ml/min,浓度:0.1wt%,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。
接着,评价聚乙烯薄膜中的碳原子的结合能的基团参数的最小值即总结合能A,为1172kJ/mol。
接着,评价用作被加工物的聚酰亚胺(厚度100μm)的碳原子的结合能的基团参数即总结合能B,为692kJ/mol。另外,求得粘合片/被加工物的总结合能比为1.7。
接着,用辊层叠机贴合聚酰亚胺的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚酰亚胺表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚酰亚胺剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例5-1)
在本比较例5-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例5-1一样进行被加工物的加工。观察聚酰亚胺(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚酰亚胺的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
(实施例5-2)
在本比较例5-2中,除了使用由聚氨酯构成的薄膜(厚度100μm)作为粘合片的基材以外,与上述实施例5-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,评价聚氨酯的总结合能A,为716kJ/mol。另外,求得粘合片/被加工物的总结合能比为1.03。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(实施例5-3)
在本实施例5-3中,使用由聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜(厚度100μm)作为粘合片的基材,使用硅晶片(厚度100μm)作为被加工物,除此以外,与上述实施例5-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,评价由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜的总结合能A,为962kJ/mol。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
(实施例5-4)
在本实施例5-4中,除了使用由聚甲基戊烯构成的薄膜(厚度100μm)作为粘合片的基材以外,与上述实施例5-3一样进行激光加工。在这里,评价由聚甲基戊烯构成的薄膜的总结合能A,为940kJ/mol。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
[实施例6]
下面的各实施例等与上述粘合片F相对应。
(实施例6-1)
利用热分析系统(Seiko Instruments制,DSC EXSTAR6000)求出厚度为50μm的聚乙烯薄膜(基材)的比热容,为2.3J/g·K。在该基材上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度10μm的粘合剂层,得到粘合片。
丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以65/35/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(数均分子量约为70万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份、聚异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。测量条件为GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC,柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR),流量:0.8ml/min,浓度:0.1wt%,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。
接着,测量用作被加工物的聚酰亚胺(厚度100μm)的比热容为,1.1J/g·K。另外,粘合片/被加工物的比热容比为2.1。
接着,用辊层叠机贴合聚酰亚胺的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚酰亚胺表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚苯乙烯剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例6-1)
在本比较例6-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例6-1一样进行被加工物的加工。观察聚酰亚胺(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚酰亚胺的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
(比较例6-2)
在本比较例6-2中,除了使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度100μm,以下简称为PET)作为粘合片以外,与上述实施例6-1一样进行激光加工。在这里,PET基材的比热容为0.36J/g·K,粘合片/被加工物的比热容比为0.33。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可见聚苯乙烯被切断,粘合片的损伤也大,在粘合片与聚苯乙烯之间产生含有粘合片的分解物残渣的气泡。进而,剥离粘合片,观察激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚对苯二甲酸乙二醇酯的分解物残渣附着。
(实施例6-2)
在本实施例6-2中,使用由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜(厚度70μm)作为粘合片的基材,使用硅晶片(厚度100μm)作为被加工物,除此以外,与上述实施例6-1一样进行被加工物的激光加工。在这里,由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的薄膜的比热容为2.2J/g·K,硅晶片的比热容为0.77J/g·K。另外,比热容比为2.9。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
(实施例6-3)
在本实施例6-3中,除了使用由聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯构成的3层基材(厚度100μm)作为粘合片的基材以外,与上述实施例6-1一样进行激光加工。在这里,本实施例中的基材的比热容为1.4J/g·K。另外,比热容比为1.27。。
在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可以确认:粘合片没有被切断,只有被加工物被切断。然后,剥离粘合片,对粘合片贴合面(激光射出面)的切断面周边部进行观察,没有观察到附着物。
[实施例7]
下面的各实施例等与上述粘合片G相对应。
(实施例7-1)
在厚度为100μm的由3层的聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯构成的薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度20μm的粘合剂层,得到粘合片。对该基材,测量355nm处的透光率,为80.0%。另外,对粘合片,测量355nm处的透光率,为78.9%。另外,透光率的测量是使用MPS-2000(岛津制作所)作为测量装置、测量范围为190~800nm。另外,将样品尺寸切断成为适当的大小,对于基材,从涂布、存在粘合剂的一侧进行透光率的测量,另外对于粘合片,从形成有粘合剂层的一侧进行透光率的测量。
上述丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以60/40/4/1的重量比使丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-羟基丙烯酸酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(重均分子量约为80万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另外,用以下方法测量已合成的丙烯酸系聚合物的重均分子量。即,将通过GPC(凝胶渗透色谱法)进行测量,通过聚苯乙烯换算进行换算。测量条件为GPC装置:HLC-8120GPC柱(TOSOH制),流量:0.8ml/min,浓度:1.0g/l,注入量:100μl,柱温度:40℃,洗提液:THF。另外,在Mw不到50万的情况下,将(GMHHR-H)和(GMHHR-H)和(G2000HHR)连结使用,在Mw超过50万的情况下,将(G7000HXL)和(GMHXL)和(GMHXL)连结使用
接着,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光于粘合片上,且直径为25μm,利用电扫描仪以10mm/秒的速度扫描激光光,粘合片不被切断。
接着,用辊层叠机贴合聚酰亚胺(厚度25μm)的一个面和粘合片并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有不锈钢制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到聚酰亚胺表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚酰亚胺剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例7-1)
在本比较例7-1中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例7-1一样进行被加工物的加工。观察聚酰亚胺(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量聚酰亚胺的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
然后,尝试通过利用高锰酸钾水溶液的表面沾污去除处理除去残渣。但是,不能完全除去分解物残渣。进而,从切断部周边检测出镍,可以确认存在来自于不锈钢的残渣。
(比较例7-2)
在本比较例7-2中,除了使用基材的透射率为35%的软质氯乙烯薄膜(厚度70μm)以外,与上述实施例7-1一样进行激光加工。在这里,粘合片的透光率为34.4%(355nm)。在激光加工后,观察被加工物和粘合片,可见粘合片与聚酰亚胺薄膜一起被切断。
(实施例7-2)
在厚度为100μm的由聚乙烯构成的薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度30μm的粘合剂层,得到粘合片。对该基材,测量355nm处的透光率,为85.5%。另外,对粘合片,测量355nm处的透光率,为69.7%。
上述丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,使由丙烯酸乙酯50重量份、丙烯酸丁酯50重量份、2-羟基丙烯酸酯16重量份构成的配合组合物在甲苯中发生共聚,得到丙烯酸系聚合物(重均分子量约为50万)。在该丙烯酸系聚合物100重量份中使2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯20重量份发生加成反应,向丙烯酸系聚合物的分子内侧链导入碳-碳双键(侧链的长度为原子数13个)。向该聚合物100重量份中配合聚异氰酸酯系交联剂1重量份(Coronate L)、作为光聚合引发剂的α-羟基酮(Irgacure 184)3重量份。进而,将配合而成的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
另一方面,准备聚酰亚胺薄膜(厚度25μm),在该聚酰亚胺薄膜上形成厚度18μm的铜层。制作由2层构成的基板。对该基板进行曝光、显影、蚀刻等工序,形成规定的电路。另外,在聚酰亚胺薄膜(厚度13μm)上形成环氧系胶粘剂层(厚度15μm),得到覆盖薄膜。贴合该覆盖薄膜和上述基板,制作作为被加工物的柔性印制电路板(被加工物)。
接着,用辊层叠机贴合柔性印制电路板和粘合片,并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光于柔性印制电路板表面上,且直径为25μm,利用电扫描仪以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有柔性印制电路板被切断。然后,从柔性印制电路板剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的切断部周边,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也不确认有来自于吸附台的污染。
(比较例7-3)
在厚度为80μm的聚乙烯薄膜(基材)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度10μm的粘合剂层,得到粘合片。对于该基材,测量355nm处的透光率,为83.6%。另外,对于粘合片,测量355nm处的透光率,为49.6%。
上述丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以70/30/10的重量比使丙烯酸甲酯、2-乙基己基和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(重均分子量约为80万)100重量份中,配合作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯100重量份、作为光聚合引发剂的α-氨基酮(Irgacure 369)5重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的醋酸乙酯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
接着,用辊层叠机贴合利用与上述实施例7-2相同的方法制作的柔性印制电路板与粘合片,并使粘合剂层成为粘接面。进而,与上述实施例7-2一样进行柔性印制电路板的切断加工,不只柔性印制电路板被切断,而且粘合片也被切断。进而,从切断部周边检测出铝,可以确认存在由吸附台引起的残渣。
(实施例7-3)
在厚度为80μm的由聚乙烯构成的薄膜(基材)上涂布丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度5μm的粘合剂层,得到粘合片。对于该基材,测量355nm处的透光率,为85.5%。另外,对于粘合片,测量355nm处的透光率,为84.7%。
上述丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以70/30/3的重量比使丙烯酸2-乙基己基酯、N-丙烯酰吗啉和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(重均分子量约为100万)100重量份中,配合环氧系交联剂(Tetrad C,三菱瓦斯化学制)2重量份和异氰酸酯系交联剂(CoronateL,日本聚氨酯制)2重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
接着,作为被加工物准备铜箔(厚度18μm),用辊层叠机贴合该铜箔的一个面和粘合片,并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于载有将氧化锆火焰喷涂于不锈钢板上的吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光到铜箔表面上,且直径为25μm,通过电扫描仪并以20mm/秒的速度扫描激光光进行切断。此时可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。然后,从聚酰亚胺剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。由于粘合片没有被切断,所以也确认没有来自于吸附台的污染。
(实施例7-4)
将用与实施例7-1相同的方法制作的粘合片,载置于载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光于聚酰亚胺表面上,且直径为20μm,利用电扫描仪以20mm/秒的速度扫描激光光进行打孔加工。但是,在粘合片没有形成开口等。
另一方面,作为被加工物准备聚酰亚胺薄膜(厚度25μm),在其两面上贴合厚度9μm的铜箔,制作两面贴铜基板。
用辊层叠机贴合该两面贴铜基板和粘合片,并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有玻璃环氧树脂制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光于聚酰亚胺表面上,且直径为20μm,利用电扫描仪扫描激光光形成直径为100μm的贯通孔。此时可以确认:粘合片不被贯通,只有被加工物被加工。另外,打孔速度为300孔/秒。然后,从两面贴铜基板剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,没有观察到附着物。
(比较例7-4)
在本比较例7-4中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例7-4一样进行被加工物的加工。观察两面贴铜基板(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,可以确认有大量两面贴铜基板的分解物残渣和玻璃环氧树脂制吸附板的分解物残渣附着。
然后,尝试通过利用高锰酸钾水溶液的表面沾污去除处理除去残渣。但是,不能完全除去分解物残渣。
(比较例7-5)
在与上述实施例7-4相同的条件下,对在上述比较例7-2中得到的粘合片进行激光加工,在该粘合片上形成了100μmφ的开口。
进而,在与上述实施例7-4相同的条件下进行激光加工,则不仅在两面贴铜基板上形成贯通孔,还在粘合片上形成贯通孔,另外可以确认在贯通孔内部附着有由玻璃环氧树脂制基板引起的分解物。
(实施例7-5)
将用与实施例7-2相同的方法制作的粘合片贴合于聚酰亚胺薄膜(厚度50μm)上,并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有不锈钢制吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用fθ透镜将平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)聚光于聚酰亚胺薄膜表面上,进行加工。在聚酰亚胺薄膜上形成入射侧开口直径为30μm、射出侧(粘合片贴合侧)开口直径为20μm的贯通孔。此时,没有在粘合片上形成开口等。然后,从两面贴铜基板剥离粘合片,观察粘合片贴合面(激光射出面)的加工孔周边部,射出侧开口部的边缘锋利,没有观察到附着物,不需要后工序中的表面沾污去除处理。
(比较例7-6)
在本比较例7-6中,除了不贴粘合片进行激光加工以外,与上述实施例7-5一样进行被加工物的加工。观察聚酰亚胺(被加工物)的激光射出面侧的切断部周边,开口部受到热影响而隆起,不能供于实用。
另外,通过高锰酸钾水溶液进行表面沾污去除处理而尝试除去残渣。但是,从开口部周边检测出镍,可以确认有来自于不锈钢制吸附板的分解物残渣存在。
(实施例7-6)
在厚度为80μm的聚乙烯薄膜(基材)上涂布丙烯酸系粘合剂的溶液并进行干燥,形成厚度10μm的粘合剂层,得到粘合片。对于该基材,测量355nm处的透光率,为81.9%。另外,对于粘合片,测量355nm处的透光率为74.1%。
上述丙烯酸系粘合剂的溶液如下所述进行调制。即,向以50/50/2的重量比使丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸共聚而成的丙烯酸系聚合物(重均分子量约60万)100重量份中,配合异氰酸酯系交联剂(Coronate L,日本聚氨酯制)3.5重量份、反应催化剂(OL-1,东京Fine Chemical公司制)0.05重量份、增塑剂(己二酸二丁氧基乙酯)15重量份。进而,将配合后的物质均匀地溶解于作为有机溶剂的甲苯中,调制丙烯酸系粘合剂的溶液。
接着,作为被加工物准备聚碳酸酯薄膜(厚度25μm),用辊层叠机贴合其一个面和粘合片,并使粘合剂层成为粘接面。将其载置于加工装置中的载有吸附板的X-Y台上,并使被加工物成为上侧。进而,利用图像屏蔽法并通过掩膜照射平均输出为5W、重复频率为15kHz的YAG激光的第3高次谐波(355nm)。这样,在聚碳酸酯薄膜上形成直径为25μm的开口。另外,可以确认:粘合片不被切断,只有被加工物被切断。其中,激光光的能量密度在被加工物上为约600mJ/cm2。然后,从聚碳酸酯薄膜剥离粘合片,观察激光射出侧开口部的周边部,没有观察到附着物。
[实施例8]
下面的各实施例等与上述粘合片H相对应。
[数均分子量的测量]
用下述方法测量已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物的数均分子量。即,将已合成的(甲基)丙烯酸系聚合物溶解于THF中并使其浓度为0.1wt%,使用GPC(凝胶渗透色谱法),通过聚苯乙烯换算来测量数均分子量。详细测量条件如下所示。
GPC装置:Toso制、HLC-8120GPC
柱:Toso制、(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR)
流量:0.8ml/min
浓度:0.1wt%
注入量:100μl
柱温度:40℃
洗提液:THF
[蚀刻率的测量]
利用fθ透镜将已进行光束整形的YAG激光(最大输出为5W、重复频率数为30kHz)的第3高次谐波(波长355nm)聚光成凹帽头(tophat)形状,以脉冲数200(pulse)的条件照射基材表面。照射后,用光学显微镜测量在基材上形成的槽的深度(μm)。通过下述式算出蚀刻速度。
蚀刻速度=槽深度(μm)/脉冲数(pulse)
另外,上述YAG激光的能通量为8(J/cm2)。通过下述式从上述蚀刻速度和能通量算出蚀刻率。蚀刻率=蚀刻速度(μm/pulse)/能通量(J/cm2)。
(实施例8-1)
在由聚乙烯构成的基材(厚度为100μm,蚀刻率:0)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂溶液(1)并进行干燥,形成粘合剂层(厚度10μm),得到激光加工用粘合片。该激光加工用粘合片的透光率(355nm)为78.9%。
另外,丙烯酸系粘合剂溶液(1)按照下述方法进行调制。在甲苯650重量份中,添加以60/40/4/1的重量比使丙烯酸丁酯/丙烯酸乙酯/丙烯酸2-羟乙酯/丙烯酸发生共聚而成的数均分子量为80万的丙烯酸系聚合物100重量份、作为光聚合性化合物的二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯90重量份、和作为光聚合引发剂的苄基二甲醛缩苯乙酮(Irgacure 651)5重量份,均匀地溶解混合,调制丙烯酸系粘合剂溶液(1)。
用辊层叠机在厚度25μm的聚酰亚胺薄膜的一面上贴合上述制作的激光加工用粘合片,制作带有粘合片的聚酰亚胺薄膜。接着,在载有玻璃环氧树脂制吸附板的XY台上,使粘合片面朝下配置带有粘合片的聚酰亚胺薄膜。利用fθ透镜将波长为355nm、平均输出为5W且重复频率为30kHz的YAG激光的第三高次谐波(355nm)聚光于聚酰亚胺薄膜表面上,且直径为25μm,利用电扫描仪以20mm/秒的速度扫描激光光来进行切断加工。此时可以确认:聚酰亚胺薄膜被切断,而粘合片完全不被切断(槽深:0μm)。然后,剥离粘合片,观察聚酰亚胺薄膜的粘合片贴合面(激光光射出侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(比较例8-1)
在本比较例8-1中,除了没有在聚酰亚胺薄膜的一面上设置激光加工用粘合片以外,用与上述实施例8-1相同的方法对聚酰亚胺薄膜进行激光加工。然后,观察聚酰亚胺薄膜的激光射出面侧的加工周边部,有大量用作吸附板的玻璃环氧树脂的分解物附着。另外,还附着有来源于不锈钢的镍。然后,使用高锰酸钾水溶液进行表面沾污去除处理,但不能完全除去附着的分解物。
(比较例8-2)
在实施例8-2中,除了使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度50μm,蚀刻率:0.76)作为激光加工用粘合片的基材以外,用与实施例8-1相同的方法对聚酰亚胺薄膜实施激光加工。该激光加工用粘合片的透光率(355nm)为44.9%。其结果,不仅聚酰亚胺薄膜被切断,就连粘合片也被完全切断。随后,剥离粘合片,观察聚酰亚胺薄膜的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,观察到来源于粘合片或吸附板的分解物(附着物)。
(实施例8-2)
在由聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯构成的层叠型基材(厚度为100μm,蚀刻率:0.02)上,涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂溶液(2)并进行干燥,形成粘合剂层(厚度20μm),得到激光加工用粘合片。该激光加工用粘合片的透光率(355nm)为2.9%。
其中,丙烯酸系粘合剂溶液(2)按照下述方法进行调制。相对于以50/50/16的重量比使丙烯酸丁酯/丙烯酸乙酯/丙烯酸2-羟乙酯/丙烯酸共发生共聚而成的数均分子量为50万的丙烯酸系聚合物100重量份,使2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯20重量份发生加成反应,在聚合物分子内侧链上导入碳-碳双键(此时的侧链的长度为原子数13个)。在甲苯350重量份中,添加该聚合物100重量份、异氰酸酯系交联剂(日本聚氨酯制,Coronate L)1重量份、作为光聚合引发剂的α-羟基酮(Irgacure184)3重量份,均匀地溶解混合,调制丙烯酸系粘合剂溶液(2)。
在厚度25μm的聚酰亚胺薄膜上形成了厚度18μm的铜层的2层基板上,通过曝光、显影、蚀刻工序形成电路,在电路上贴合在厚度13μm的聚酰亚胺薄膜上形成了厚度15μm的环氧系粘合剂层的覆盖薄膜,制作柔性印制电路板。用辊层叠机贴合已制作的柔性印制电路板和上述激光加工用粘合片,制作带有粘合片的柔性印制电路板。
接着,在载有铝制的陶瓷吸附板的XY台上,使粘合片面朝下配置带有粘合片的柔性印制电路板。利用fθ透镜将波长为355nm、平均输出为5W且重复频率为30kHz的YAG激光的第三高次谐波(355nm)聚光于柔性印制电路板表面上,且直径为25μm,利用电扫描仪以20mm/秒的速度扫描激光光来进行切断加工。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片完全不被切断(槽深:0μm)。然后,剥离粘合片,观察柔性印制电路板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-3)
在由乙烯醋酸乙烯酯共聚物构成的基材(厚度为80μm,蚀刻率:0)上涂布可以通过紫外线固化的丙烯酸系粘合剂溶液(3)并进行干燥,形成粘合剂层(厚度5μm),得到激光加工用粘合片。该激光加工用粘合片的透光率(355nm)为84.7%。
另外,丙烯酸系粘合剂溶液(3)按照下述方法进行调制。在甲苯300重量份中,添加以70/30/3的重量比使丙烯酸2-乙基己酯/N-丙烯酰吗啉和丙烯酸发生共聚而成的数均分子量为100万的丙烯酸系聚合物100重量份、环氧系交联剂(三菱瓦斯化学制,Tetrad C)2重量份和异氰酸酯系交联剂(日本聚氨酯制,Coronate L)2重量份,均匀地溶解混合,调制丙烯酸系粘合剂溶液(3)。
使用辊层叠机,在厚度18μm的铜箔的一面上贴合上述制作的激光加工用粘合片,制作带有粘合片的铜箔。接着,在载有玻璃环氧树脂制吸附板的XY台上,使粘合片面朝下配置带有粘合片的铜箔。利用fθ透镜将波长为355nm、平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第三高次谐波(355nm)聚光于铜箔表面上,且直径为25μm,利用电扫描仪以10mm/秒的速度扫描激光光来进行切断加工。此时可以确认:铜箔被切断,而粘合片完全不被切断(槽深:0μm)。然后,剥离粘合片,观察铜箔的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-4)
在厚度25μm的聚酰亚胺薄膜的两面上贴合了厚度9μm的铜箔的两面铜箔基板的一面上,使用辊层叠机贴合在实施例8-1中制作的激光加工用粘合片,制作带有粘合片的两面铜箔基板。接着,在载有玻璃环氧树脂制吸附板的XY台上,使粘合片面朝下配置带有粘合片的两面铜箔基板。利用fθ透镜将波长为355nm、平均输出为5W、重复频率为30kHz的YAG激光的第三高次谐波(355nm)聚光于两面铜箔基板表面上,且直径为20μm,利用电扫描仪扫描激光光来形成直径为100μm的贯通孔,打孔速度为200个/秒。此时,在两面铜箔基板上形成的孔是贯通的,而粘合片完全不被加工(槽深:0μm)。然后,剥离粘合片,观察两面铜箔基板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-5)
在实施例8-2中,除了使用聚丁二烯(厚度100μm,蚀刻率:0.24)作为粘合片的基材以外,用与实施例8-2相同的方法对柔性印制电路板实施激光加工。该粘合片的透光率(355nm)为24.3%。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片不被切断(槽深:8μm)。然后,剥离粘合片,观察柔性印制电路板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-6)
在实施例8-2中,除了使用聚甲基戊烯(厚度100μm,蚀刻率:0.14)作为粘合片的基材以外,用与实施例8-2相同的方法对柔性印制电路板实施激光加工。该粘合片的透光率(355nm)为77.1%。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片不被切断(槽深:3μm)。然后,剥离粘合片,观察柔性印制电路板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-7)
在实施例8-2中,除了使用聚降冰片烯(厚度100μm,蚀刻率:0.14)作为粘合片的基材以外,用与实施例8-2相同的方法对柔性印制电路板实施激光加工。该粘合片的透光率(355nm)为89.8%。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片不被切断(槽深:4μm)。然后,剥离粘合片,观察伸缩印刷基板的粘合片贴合面(激光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-8)
在实施例8-2中,除了使用聚乙烯醇(厚度100μm,蚀刻率:0.001)作为粘合片的基材以外,用与实施例8-2相同的方法对柔性印制电路板实施激光加工。该粘合片的透光率(355nm)为87.7%。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片不被切断(槽深:0μm)。然后,剥离粘合片,观察柔性印制电路板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-9)
在实施例8-2中,除了使用聚氨酯(厚度100μm,蚀刻率:0.29)作为粘合片的基材以外,用与实施例8-2相同的方法对柔性印制电路板实施激光加工。该粘合片的透光率(355nm)为6.7%。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片不被切断(槽深:12μm)。然后,剥离粘合片,观察柔性印制电路板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
(实施例8-10)
在实施例8-2中,除了使用聚乙二醇(厚度100μm,蚀刻率:0.05)作为粘合片的基材以外,用与实施例8-2相同的方法对柔性印制电路板实施激光加工。该粘合片的透光率(355nm)为1.8%。此时可以确认:柔性印制电路板被切断,而粘合片完全不被切断(槽深:0μm)。然后,剥离粘合片,观察柔性印制电路板的粘合片贴合面(激光光射出面侧)的激光加工周边部,没有观察到分解物(附着物)。
从上述实施例和比较例可知,通过使用基材的蚀刻率为0.4以下的激光加工用粘合片,可以有效地抑制分解物污染被加工物的激光光射出面侧表面。
工业应用性
如上所述,通过本发明,可以降低利用激光加工时的分解物残渣,特别是降低来源于固定被加工物的台的分解物残渣的产生,可以抑制被加工物和粘合片之间的所谓加工背面被污染。所以,例如也可以省略湿式表面沾污去除等后工序,在后工序中需要的废液处理也变得没有用,也可以有助于降低环境负荷。另外,因为可以降低分解物的附着,所以激光的高功率化成为可能,从而可以提高生产量。结果,可以高生产效率且容易地制造激光工件。另外,因为粘合片具备对被加工物进行粘接固定的粘合剂层,所以,例如即使在马上对被加工物的规定区域进行切断加工的情况下,也可以防止加工物的脱落,提高操作性。
Claims (29)
1.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、用下述式(1)表示的吸光系数的比不到1的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
吸光系数的比=(激光加工用粘合片对波长为355nm的光的吸光系数)/(被加工物对波长为355nm的光的吸光系数) (1)
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
2.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且对波长为355nm的激光光的吸光系数不到20cm-1的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
3.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且折射率小于被加工物的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
4.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且折射率不到1.53的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
5.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、用下述式(2)表示的密度比不到1的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
密度比=(激光加工用粘合片的密度)/(被加工物的密度) (2)
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
6.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、密度不到1.1g/cm3且用下述式(2)表示的密度比不到1的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
密度比=(激光加工用粘合片的密度)/(被加工物的密度) (2)
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
7.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、用下述式(3)表示的拉伸强度的比不到1的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
拉伸强度比=(激光加工用粘合片的拉伸强度)/(被加工物的拉伸强度) (3)
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
8.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且拉伸强度不到100MPa的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
9.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且用下述式表示的总结合能的比为1以上的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
总结合能比=(在构成基材的树脂成分中的某1个碳原子与在该碳原子上结合的其它原子之间的结合能的总计值中作为最小值的总结合能A/在构成使用的被加工物的原料成分中的某1个碳原子与在该碳原子上结合的其它原子之间的结合能的总计值中作为最小值的总结合能B) (4)
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
10.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向由金属系材料构成的被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层且构成基材的碳原子与直接在其上结合的原子的结合能的基团参数的最小值为800kJ/mol以上的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
向上述被加工物照射激光光以对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
11.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、用下述式表示的比热容比为1以上的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
比热容比=(激光加工用粘合片的比热容)/(被加工物的比热容) (5)
照射激光光对该被加工物进行加工的工序,其中,所述的激光光的强度在引起所述被加工物烧蚀的阈值的照射强度以上且为在该被加工物上形成贯通孔的照射强度的2倍以内;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
12.一种激光工件的制造方法,其特征在于,
是使用激光加工用粘合片,向被加工物照射波长为紫外区的激光光或经过多光子吸收过程的可以进行紫外区的光吸收的激光光,并通过烧蚀对该被加工物进行加工的激光工件的制造方法,包括:
作为所述激光加工用粘合片,使用在基材上至少设置粘合剂层、在上述激光光的吸收区域的透射率为50%以上的粘合片,借助该粘合剂层在所述被加工物的激光光射出面侧上贴合激光加工用粘合片的工序;
向所述被加工物照射所述激光光而对该被加工物进行加工的工序;
从加工后的所述被加工物剥离所述激光加工用粘合片的工序。
13.根据权利要求1、3、5、7、11、12中任意一项所述的激光工件的制造方法,其特征在于,
作为所述被加工物,使用薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、半导体封装、布、皮革或纸。
14.根据权利要求2、4、8、10中的任意一项所述的激光工件的制造方法,其特征在于,
作为所述被加工物,使用半导体晶片或金属基板。
15.根据权利要求5或者6所述的激光工件的制造方法,其特征在于,
作为所述基材,使用含有聚烯烃系树脂而成的材料。
16.根据权利要求9所述的激光工件的制造方法,其特征在于,
作为所述被加工物,使用薄片材料。
17.根据权利要求1~16中任意一项所述的激光工件的制造方法,其特征在于,
加工所述被加工物的工序,是对该被加工物进行切断或打孔的工序。
18.一种激光加工用粘合片,其中,
在权利要求1~17中任意1项所述的激光工件的制造方法使用。
19.一种激光加工用粘合片,是在通过激光光的紫外吸收烧蚀对被加工物进行加工时使用的激光加工用粘合片,其特征在于,
所述粘合片是在基材上至少设置粘合剂层的激光加工用粘合片,而且基材的蚀刻率(蚀刻速度/能通量)在0.4[(μm/pulse)/(J/cm2)]以下。
20.根据权利要求19所述的激光加工用粘合片,其中,
所述基材是含有聚烯烃系树脂而成的材料。
21.根据权利要求20所述的激光加工用粘合片,其中,
所述聚烯烃系树脂是聚乙烯。
22.根据权利要求20所述的激光加工用粘合片,其特征在于,
所述聚烯烃系树脂的侧链官能团通过亚甲基键与主链连接。
23.根据权利要求20所述的激光加工用粘合片,其中,
所述聚烯烃系树脂的侧链官能团通过醚键与主链连接。
24.根据权利要求19所述的激光加工用粘合片,其中,
所述基材是含有聚降冰片烯系树脂而成的材料。
25.根据权利要求19所述的激光加工用粘合片,其中,
所述基材是含有聚氨酯系树脂而成的材料。
26.根据权利要求19所述的激光加工用粘合片,其中,
所述基材是含有聚亚烷基二醇系树脂而成的材料。
27.一种激光工件的制造方法,其中,包括:
在被加工物的激光光射出面侧上设置权利要求19~26中任意一项所述的激光加工用粘合片的工序(1)、
照射激光光对被加工物进行加工的工序(2)、和
从加工后的被加工物剥离激光加工用粘合片的工序(3)。
28.根据权利要求27所述的激光工件的制造方法,其中,
所述被加工物是,薄片材料、电路基板、半导体晶片、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板、半导体激光器的发光或受光元件基板、MEMS基板、或半导体封装。
29.根据权利要求27或者28所述的激光工件的制造方法,其中,
所述加工是切断或打孔。
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