CN104552614A - 脆性材料基板的切断方法及切断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脆性材料基板的切断方法及切断装置。本发明提供一种基板切断方法及切断装置，可在不使用尖锐刃尖的切断杆的情况下，高效地切断具备树脂或金属正面层的脆性材料基板。一种切断基板(W)的切断方法，该基板(W)在基板主体(1)的上表面积层有正面层(2)，且在基板主体(1)的下表面形成有多条划线(S)，且该切断方法构成为包括：基板主体切断步骤，通过从正面层(2)的上表面朝向划线(S)按压切断杆(7)，使基板(W)向下方挠曲而沿划线(S)仅将基板主体(1)切断；及正面层断裂步骤，通过从基板主体(1)侧将按压部件(8)向划线(S)按压而使正面层(2)断裂。

Description

脆性材料基板的切断方法及切断装置

技术领域

本发明涉及对在包含玻璃或陶瓷等脆性材料的基板主体的单面形成有硅树脂(硅酮)等树脂层的基板，沿形成在基板主体上的划线(切槽)将基板切断的切断方法及切断装置。

背景技术

以往，众所周知的是如下方法，即，对脆性材料基板使用切割轮(也称作划线轮)或切割锯等预先形成多条划线，其后施加外力使基板挠曲而沿划线将基板切断，由此制造出芯片等单位制品(例如专利文献1、专利文献2等)。

在对脆性材料基板沿划线施加弯曲力矩而将该基板切断时，为了有效地产生弯曲力矩，在大多情况下利用上述专利文献等所示的3点弯曲方式来进行切断。

图8(a)、图8(b)是用以说明利用3点弯曲方式将在基板主体的单面上积层有树脂层的铝基板或LTCC基板(low temperature co-fired ceramics substrate，低温共烧陶瓷基板)等脆性材料基板切断而制造出单位制品的一股的切断步骤的图。

将脆性材料基板W(以下仅称作“基板”)贴附在被支持于切割环20的具有弹力性的黏接膜21上，该脆性材料基板W于在表面或内部形成有电路图案的陶瓷等基板主体1的正面上积层有较薄的硅树脂等正面层2。在基板主体1的下表面，在前一步骤形成有多条划线S。

跨过划线S而在其左右位置配置支承基板W的下表面的一对支承刃22、22，在基板W的相对于划线S的部位的上方配置切断杆23。通过将该切断杆23如图8(b)所示股压抵于基板W，使基板W挠曲而沿划线S将基板W切断。此时，由刃尖前端(与基板接触的面)锐利的切断杆23最先压抵的正面层2，通过切断杆23的刃尖而首先被切断，其后通过进一步的压抵使基板W挠曲而从划线S切断基板W。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2012-131216号公报

[专利文献2]日本专利特开2011-212963号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

切断中所使用的切断杆23为将正面层2切断，而必需使前端尖锐的锐角的刃尖(例如刃尖角度为30度)。然而，切断杆23不仅将正面层2切断，还要继而按压基板主体1而将基板主体1从划线S切断，因此在切断基板时承受较大的负荷。因此，如果切断杆的刃尖为锐角，则易于产生磨损或刃豁口而缩短使用寿命。此外，在切断正面层2时产生切屑，由此会引起品质劣化或产生不合格品。

此外，作为正面层2的切断方法，有使用激光光进行切断的方法。

然而，在使用激光光的情况下，有时会在切断线的周边部分因激光光的热而产生改性或变形，且有时热也渗透至基板主体1而对基板主体的电路图案等带来不良影响。尤其，在利用容易受热影响的树脂材料形成正面层的基板的情况下存在问题。

由此，本发明的目的在于解决上述以往的问题，提供一种可将具备树脂或金属正面层的脆性材料基板高效地切断的新颖的切断方法及切断装置。

[解决问题的技术手段]

为达成上述目的，本发明中采用以下技术方法。即，本发明的切断方法是切断脆性材料基板的切断方法，该脆性材料基板在基板主体的上表面积层有树脂或金属正面层，且在所述基板主体的下表面以特定的间距形成有多条划线，且所述切断方法包括：基板主体切断步骤，通过从所述脆性材料基板的正面层的上表面朝向所述划线按压切断杆，使所述脆性材料基板向下方挠曲而使所述划线的龟裂向厚度方向渗透来仅将基板主体沿所述划线切断；及正面层断裂步骤，通过从所述脆性材料基板的基板主体侧将按压部件向所述划线按压而使所述正面层断裂。

此外，根据另一观点而完成的本发明的切断装置是一种切断脆性材料基板的基板切断装置，该脆性材料基板在基板主体的上表面积层有树脂或金属正面层，且在所述基板主体的下表面以特定的间距形成有多条划线，且所述基板切断装置包括：平台，载置所述脆性材料基板；及基板主体切断步骤用切断杆及正面层断裂步骤用按压部件，可相对于载置在所述平台上的基板升降地形成；且所述基板主体切断步骤用切断杆构成为以圆弧或钝角形成所述切断杆的刃尖，以在相对于使所述正面层为上侧的脆性材料基板从上方按压而使脆性材料基板向下方挠曲时，所述基板主体沿所述划线被切断但切断杆的刃尖不会进入至所述正面层。

[发明的效果]

根据本发明，在基板主体切断步骤中保留树脂层而仅将基板主体沿划线切断，且在接下来的正面层断裂步骤中利用拉伸应力将树脂层切断，因此在切断步骤中所使用的切断杆无需用以切断树脂层的尖锐的刃尖。因此，切断杆的刃尖能以圆弧或钝角形成刃尖以不进入至正面层，从而可延长使用寿命。此外，可防止利用切断杆的尖锐的刃尖切断的情况下的切屑的产生，从而可抑制由切屑所致的不合格品的产生并且可获得高品质的单位基板。

本发明中也可构成为：所述基板主体切断步骤用切断杆与正面层断裂步骤用按压部件由不同的切断杆及按压部件形成，所述正面层断裂步骤用按压部件具备相互平行配置的多个单位按压部件，且这些单位按压部件以可分别朝向所述多条划线同时按压的方式形成。

由此，通过正面层断裂步骤用按压部件的1次压抵，可使正面层同时断裂成单位按压部件的数量的部分，从而可实现作业时间的缩短。

附图说明

图1(a)、图1(b)是表示成为加工对象的基板的切断过程的说明图。

图2是表示本发明的基板切断装置的一例的概略性的立体图。

图3是表示将切断对象的基板贴附在切割带上的状态的立体图。

图4(a)、图4(b)是表示本发明的基板主体切断步骤的说明图。

图5(a)～图5(c)是表示本发明的正面层断裂步骤的说明图。

图6(a)、图6(b)是表示图5的另一实施例的说明图。

图7是表示本发明的切断方法的另一实施例的说明图。

图8(a)、图8(b)是表示以往的基板切断方法的说明图。

具体实施方式

以下，基于表示一实施方式的图式对本发明的切断方法及切断装置的详情进行详细说明。图1(a)、图1(b)是表示成为加工对象的一例的铝基板W的图。在基板W的基板主体1的内部或上表面形成有电子电路图案(未图示)，且在基板W的正面积层有较薄的硅树脂等正面层2。此外，在基板主体1的下表面，在前段的划线步骤中隔开特定的间距而形成有相互交叉的X-Y方向的多条划线S。

该基板W通过以下所述的本发明的切断装置A沿所有划线S被切断，从而制造出图1(b)所示的芯片状的单位制品W1。

图2是表示本发明的切断装置A的一例的立体图。

切断装置A具备载置并保持基板W的平台3。平台3可沿水平轨道4向Y方向移动，且由通过电动机M旋转的螺杆轴5驱动。平台3可通过内置电动机的旋转驱动部6而在水平面内旋动。

进而，在平台3的上方，长条板状的基板主体切断步骤用切断杆7与正面层断裂步骤用按压部件8在Y方向上隔开间隔而被保持在各个桥体9a、9b上。

各桥体9a、9b形成为跨过平台3的门型，基板主体切断步骤用切断杆7及正面层断裂步骤用按压部件8分别以通过液压缸11a、11b朝向平台3上下移动的方式安装在沿X方向水平延伸的各个横梁(横栈)10a、10b。

基板主体切断步骤用切断杆7的下端的刃尖7a形成为如下程度的曲率半径的圆弧形状，即在下述的基板主体切断步骤中，在按压基板W的正面层2时绝不会进入至正面层2内。此外，正面层断裂步骤用按压部件8的下端，以在下述的正面层断裂步骤中，在按压基板W时不会损伤基板主体1的方式形成为平缓的曲面即可。

在切断基板W时，如图3所示，将基板W以划线S成为下方的方式贴附于被支持于切割环12的具有弹力性的黏接性的切割带13。然后，将贴附有该基板W的切割带13如图4(a)所示股，隔着橡胶等缓冲片14而载置保持在切断装置的平台3上。此时，如图所示股以基板W的形成有划线S的面成为下侧的方式载置基板W。

然后，如图4(b)所示，从基板W的上方使切断杆7朝向划线S下降并压抵于基板W，使划线S在缓冲片14上挠曲而使划线S的龟裂向厚度方向渗透，从而将基板主体1切断(基板主体切断步骤)。

在该基板主体切断步骤中，通过切断杆7的压入而将基板主体1沿所述划线S切断，但由于切断杆7的刃尖7a形成为不会进入至正面层2内的程度的曲率半径的圆弧形状，因此正面层2不会被切断。另外，作为该刃尖形状，刃尖7a的圆弧的曲率半径R设为0.025～5mm。

在通过以上的基板主体切断步骤而将所有划线S切断之后，如图5(a)所示，以正面层2成为下侧的方式使基板W与切割带13一同反转，从基板主体1的上方将正面层断裂步骤用按压部件8朝向划线S压抵至基板主体1，使基板W一面向下方展开一面挠曲。由此，正面层2如图5(b)的箭头所示，以受到以按压部件8的压入位置L为界朝向左右方向的拉伸应力而被撕裂的方式受力，从而在正面层2内产生龟裂K。该龟裂K通过按压部件8的进一步的压抵，如图5(c)所示股向厚度方向渗透而使正面层2断裂(正面层断裂步骤)。

因此，在该正面层断裂步骤中，按压部件8需要使正面层2产生龟裂K，并且使龟裂K进一步渗透而充分地下移至使正面层2断裂的深度位置为止。

以此方式在相对于所有划线S的部分正面层2断裂，以贴附于切割带13的状态切出图1(b)所示的单位基板W1。

如以上所述，根据本发明，在基板主体切断步骤中保留树脂层2而仅将基板主体1沿划线S切断，且在接下来的正面层断裂步骤中利用拉伸应力使树脂层2断裂，因此在切断步骤中所使用的切断杆7无需用以切断树脂层2的尖锐的刃尖。因此，可将切断杆7的刃尖7a形成为圆弧或钝角而延长使用寿命。此外，可消除利用尖锐的切断杆的刃尖切断正面层的情况下的切屑的产生，从而可抑制由切屑所致的不合格品的产生并且可获得高品质的单位基板。

上述实施例中，分别利用不同的切断杆7及按压部件8进行切断基板主体1的基板主体切断步骤、及使正面层2断裂的正面层断裂步骤，但也可省略正面层断裂步骤用按压部件8，而使用基板主体切断步骤用的切断杆7进行接下来的正面层断裂步骤。

(另一实施例)

图6(a)、图6(b)是表示代替上述的基板主体切断步骤用切断杆7而利用不同的按压部件进行正面层断裂步骤的情况的实施例的图。

该实施例中的正面层断裂步骤用按压部件15具备多个例如三个单位按压部件15a、15b、15c。这些单位按压部件15a、15b、15c以相互成为平行的方式并列配置，且安装于共用的保持部件16而以可同时升降的方式形成。单位按压部件15a、15b、15c如图6(a)所示，相对于形成在基板主体1上的多条、在本实施例中为5条平行的划线S而逐个隔开2间距的间隔配置。

由此，如图6(b)所示，在将单位按压部件15a、15b、15c从基板主体1的上方朝向划线S压抵时，以在前一基板主体切断步骤中切断的各划线S为节点，基板主体1与正面层2一同锯齿状挠曲。由此，与所述实施例的情况相同，正面层2在邻接于划线S的部分受到拉伸应力而断裂。因此，该实施例中，仅将正面层断裂步骤用按压部件15压抵1次，便可一举沿5条划线S使正面层2断裂，由此可实现作业时间的缩短。

另外，上述实施例中，通过单位按压部件15a、15b、15c的1次动作而利用使正面层2锯齿状挠曲来一举切断正面层2，但也可通过两次动作而切实地切断正面层2。在该情况下，在第1次切断操作中压抵至第奇数条划线，且在第2次切断操作中压抵至第偶数条划线，由此可切实地切断正面层2。

此外，所述实施例中，在基板W的下表面铺设缓冲片14而通过切断杆7及正面层断裂步骤用按压部件8的压抵使基板W挠曲，但也可代替缓冲片14，而配置图7所示股的隔着划线S而支承基板W的一对支承刃17、17。

以上，对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明未必仅特定为上述的实施例构造。例如，也可省略上述的切割带13。

此外，在本发明中，为达成其目的，可在不脱离权利要求的范围内适当地进行修正、变更。

[产业上的可利用性]

本发明可较佳地用于在正面具有较薄的树脂或金属正面层的铝基板、LTCC基板等脆性材料基板的切断。

[符号的说明]

A             切断装置

K             龟裂

L             按压部件的压入位置

S             划线

W             基板

1             基板主体

2             正面层

3             平台

7             切断杆

7a            刃尖

8             正面层断裂步骤用按压部件

13            切割带

14            缓冲片

15            正面层断裂步骤用按压部件

15a、15b、15c 单位按压部件

Claims (4)

1.一种脆性材料基板的切断方法，其是切断脆性材料基板的切断方法，该切断脆性材料基板在基板主体的上表面积层有树脂或金属正面层，且在所述基板主体的下表面以特定的间距形成有多条划线，且该切断方法包括：

基板主体切断步骤，通过从所述脆性材料基板的正面层的上表面朝向所述划线按压切断杆，使所述脆性材料基板向下方挠曲而使所述划线的龟裂向厚度方向渗透来仅将基板主体沿所述划线切断；及

正面层断裂步骤，通过从所述脆性材料基板的基板主体侧将按压部件向所述划线按压而使所述正面层断裂。

2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的切断方法，其中所述基板主体切断步骤用的切断杆的刃尖以圆弧或钝角形成，以在按压该切断杆时该切断杆的刃尖不会进入至所述正面层。

3.一种脆性材料基板的切断装置，其是切断脆性材料基板的基板切断装置，该脆性材料基板在基板主体的上表面积层有树脂或金属正面层，且在所述基板主体的下表面以特定的间距形成有多条划线，且该切断装置包括：

平台，载置所述脆性材料基板；及

基板主体切断步骤用切断杆及正面层断裂步骤用按压部件，可相对于载置在所述平台上的基板而升降地形成；且

所述基板主体切断步骤用切断杆以圆弧或钝角形成所述切断杆的刃尖，以在相对于使所述正面层为上侧的脆性材料基板从上方按压而使脆性材料基板向下方挠曲时，所述基板主体沿所述划线被切断但切断杆的刃尖不会进入至所述正面层。

4.根据权利要求3所述的脆性材料基板的切断装置，其包括：平台，载置保持所述脆性材料基板；及缓冲片，介置于该平台与所述脆性材料基板之间。