CN104552624A - 弹性支撑板、破断装置以及分断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹性支撑板、破断装置以及分断方法。其课题在于能够沿着裂断线将复合基板的树脂层破断，所述复合基板是在一个面具有在纵向及横向整齐排列而形成的多个功能区域的基板上涂布着树脂层，并且预先将基板部分裂断。将复合基板(10)配置于弹性支撑板(40)上。弹性支撑板(40)在周围包含稍大于复合基板的框状部(42)。通过设置框状部(42)，当使扩展棒(32)下降时，最外周芯片也能够与其他芯片同样地框状部(42)被下压，从而使弹性支撑板(40)变形而进行破断。

Description

弹性支撑板、破断装置以及分断方法

技术领域

本发明涉及一种于破断在半导体基板、陶瓷基板等脆性材料基板上涂布树脂层而成的复合基板时使用的弹性支撑板、破断装置以及分断方法。

背景技术

半导体芯片是通过将形成在半导体晶片上的元件区域在所述元件区域的边界位置分断而制造。以往，在将晶片分断成芯片的情况下，通过切割装置使切割刀片旋转，从而通过切削将半导体晶片切断得较小。

然而，在使用切割装置的情况下，必需有水以排出因切削产生的排出碎屑，为了不使该水或排出碎屑对半导体芯片的性能产生不良影响，必须有前后步骤以对半导体芯片实施保护，且清洗掉水或排出碎屑。因此，有步骤变得复杂，无法削减成本或缩短加工时间的缺点。另外，因使用切割刀片进行切削，所以会产生膜剥离或缺损等问题。另外，在具有微小机械构造的MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)基板中，会因水的表面张力导致构造破坏，所以不能使用水，从而产生无法通过切割进行分断的问题。

另外，在专利文献1、2中提出了一种基板裂断装置，通过对形成着划线的半导体晶片，从形成着划线一面的背面，沿着划线垂直于该面按压而将其裂断。下面，示出利用此种裂断装置的裂断的概要。在成为裂断对象的半导体晶片上整齐排列地形成着多个功能区域。在进行分断的情况下，首先，在半导体晶片上，在功能区域之间隔开等间隔沿纵向及横向形成划线。接着，沿着该划线利用裂断装置进行分断。图1(a)表示分断前载置于裂断装置的半导体晶片的剖视图。如本图所示，在复合基板101上形成着功能区域101a、101b，在功能区域101a、101b之间形成着划线S1、S2、S3…。在进行分断的情况下，在复合基板101的背面贴附胶带102，在其正面贴附保护膜103。接着，在裂断时，如图1(b)所示，在支承刀105、106的正中间配置应裂断的划线，在该情况下为划线S2，使刀片104从其上部对准划线下降，从而按压复合基板101。以此方式，利用一对支承刀105、106与刀片104的三点弯曲进行裂断。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2004-39931号公报

[专利文献2]日本专利特开2010-149495号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

在具有此种构成的裂断装置中，于在裂断时将刀片104往下压而进行按压的情况下，复合基板101会稍微折曲，因此，应力会集中于复合基板101与支承刀105、106的前缘接触的部分。因此，如果裂断装置的支承刀105、106的部分如图1(a)所示那样接触到功能区域101a、101b，那么在裂断时会对功能区域施加力。因此，存在有可能损伤半导体晶片上的功能区域的问题。

另外，作为使用裂断装置进行分断的基板，有在陶瓷基板上涂布硅树脂而成的复合基板。复合基板也有在各功能区域具有从树脂层突出的透镜等功能区域的情况。在此种复合基板中，在将陶瓷基板裂断后，直接利用裂断棒按压树脂层，在此情况下，存在树脂层变形而易于受到损伤的问题。另外，如果为了解决所述问题而想要使用激光进行分断，那么存在会因激光的热影响而受到损伤，或在照射激光之后，飞溅物附着于周边的问题。

本发明着眼于此种问题而完成，其目的在于能够将脆性材料基板已经被裂断的复合基板无损伤地破断。

[解决问题的技术手段]

为了解决该问题，本发明的弹性支撑板在破断复合基板的树脂层时支撑所述复合基板，所述复合基板是在一个面具有在纵向及横向上整齐排列而形成的多个功能区域的脆性材料基板上涂布树脂，并且包含呈格子状形成的裂断线以分断所述功能区域；所述弹性支撑板包括：平板，包含形状大于所述复合基板的弹性构件；以及框状部，设置于所述平板上，大于所述复合基板，且具有相当于复合基板的厚度。

为了解决该问题，本发明的破断装置是将复合基板的树脂层破断的破断装置，所述复合基板是在一个面具有功能区域的脆性材料基板上涂布树脂，并且在所述脆性材料基板形成着裂断线以分断所述功能区域；所述破断装置包括：工作台；弹性支撑板，包括平板及框状部，所述平板包含弹性构件，所述框状部设置于所述平板上，大于所述复合基板，且具有相当于复合基板的厚度，所述弹性支撑板配置于所述工作台上，将形成着裂断线的面作为上表面，而将所述复合基板保持于所述框状部内；扩展器，包含扩展棒；移动机构，使所述工作台沿着其面移动；以及升降机构，一边平行地保持所述复合基板与扩展棒，一边使所述扩展器朝所述弹性支撑板上的复合基板的面升降。

为了解决该问题，本发明的分断方法是将复合基板的树脂层破断的分断方法，所述复合基板是在一个面具有功能区域的脆性材料基板上涂布树脂，并且形成着裂断线以分断所述功能区域；并且在所述弹性支撑板上的框状部内配置所述复合基板，通过沿着已经裂断的线往下压扩展棒而将树脂层破断。

此处，所述扩展棒的下端的截面可以形成为圆弧状。

[发明的效果]

根据具有此种特征的本发明，将复合基板配置于弹性支撑板上，使框状部位于复合基板的外周部。接着，使条带状的扩展棒的最下端线对应于裂断线的方式进行位置对准，从而进行破断。因此，对功能区域的端部也施加与内侧的芯片相同的力，而能够获得可不损伤功能区域而沿裂断线将树脂层破断的效果。

附图说明

图1(a)、图1(b)是表示以往的半导体晶片的裂断时的状态的剖视图。

图2(a)、图2(b)是本发明的实施方式的成为分断对象的基板的前视图及侧视图。

图3是表示本实施方式的树脂层的破断装置的一例的立体图。

图4是表示本实施方式的用于破断时的扩展器的一例的立体图。

图5是表示本发明的实施方式的弹性支撑板的立体图。

图6(a)～图6(d)是表示该实施方式的复合基板的分断过程的概略图。

图7(a)～图7(d)是表示该实施方式的树脂层的破断过程的概略图。

图8(a)、图8(b)是表示在弹性支撑板40不具有框状部42的情况下从不同方向的破断的过程的剖视图。

图9(a)、图9(b)是从与表示该实施方式的树脂层的破断过程的图7(a)～图7(d)不同的方向观察的概略图。

具体实施方式

接下来，对本发明的实施方式进行说明。图2(a)、图2(b)示出了作为此种基板的一例的安装长方形状的半导体元件的复合基板10的前视图及侧视图。在该实施方式中，将在陶瓷基板11上涂布树脂层、例如硅树脂12而成的复合基板10作为分断对象。此处，复合基板10的仅陶瓷基板11的分断是使刻划垂直地延伸到基板而一次性分断，因此将这种分断表述为“裂断”，而硅树脂层12的分断是通过施加力使树脂层的龟裂逐渐扩张而裂开，因此将这种分断表述为“破断”。另外，将复合基板10整体的分断表述为“分断”。在复合基板10的制造步骤中，沿着平行于x轴、y轴的线纵横地整齐排列地呈格子状地形成多个功能区域13。该功能区域13例如设为LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)。各功能区域包含透镜等从复合基板10的面突出的结构体14。而且，为了针对各功能区域进行分断而制成半导体芯片，如一点链线所示，将纵向上等间隔的线设为刻划预定线S_y1～S_yn，将横向上等间隔的线设为刻划预定线S_x1～S_xm，功能区域的零件位于由这些刻划预定线包围而成的正方形的中央。

接下来，对该实施方式的用于破断树脂层的破断装置20进行说明。如图3所示，破断装置20包含能够朝y方向移动及旋转的工作台21。在破断装置20中，在工作台21的下方设置着移动机构，所述移动机构使工作台21沿着其面在y轴方向上移动，并且使工作台21沿着其面旋转。而且，在工作台21上隔着下述弹性支撑板40载置成为分断对象的复合基板10。在工作台21的上部，设置着コ字状的水平固定构件22，在水平固定构件22的上部保持着伺服电动机23。在伺服电动机23的旋转轴直接连接着滚珠螺杆24，滚珠螺杆24的下端由另一水平固定构件25支撑，且使滚珠螺杆24可旋转。上移动构件26在中央部具备与滚珠螺杆24螺合的母螺纹27，从所述上移动构件26的两端部朝下方具备支撑轴28a、28b。支撑轴28a、28b贯通水平固定构件25的一对贯通孔而连结于下移动构件29。在下移动构件29的下表面，与工作台21的面平行地安装着下述扩展器30。由此，在通过伺服电动机23使滚珠螺杆24旋转的情况下，上移动构件26与下移动构件29成为一体而上下移动，扩展器30也同时上下移动。此处，伺服电动机23与水平固定构件22、25以及上下的移动构件26、29构成使扩展器30升降的升降机构。

接下来，对在破断树脂层12时使用的扩展器30进行说明。例如图4的立体图所示，扩展器30在平面状的基底31并排形成着多个平行的条带状的扩展棒32a～32n。该各扩展棒的所有脊线构成一个平面。另外，扩展棒的间隔只要为固定并且为刻划预定线的间隔的2以上的整数倍即可，在本实施方式中设为2倍。而且，各扩展棒的截面只要为具有能够沿着裂断线按压的突出部的形状，则并无特别限定，但优选的是设为如下所述股弯曲的圆弧状。此外，在图4中，为了明确表示扩展棒32a～32n，使扩展棒32a～32n成为上表面而表示，但在使用时是以扩展棒32a～32n成为下方的方式安装于下移动构件29。

在本实施方式中，在破断复合基板10的树脂层时使用弹性支撑板40。如图5的立体图所示，弹性支撑板40是长方形的平板的橡胶制等具有弹性的治具，其大小比复合基板10大一圈，例如厚度设为几毫米左右。该弹性支撑板40在对应于复合基板10的包含各功能区域的区域的位置，具有沿x方向及y方向的线纵横地整齐排列的多个圆形保护孔41。使这些保护孔41的间距与成为破断对象的复合基板10的刻划预定线S_x1～S_xm、S_y1～S_yn的间距准确地一致，所述各保护孔41以位于由刻划预定线S_x1～S_xm、S_y1～S_yn包围的各区域的中心的方式形成。该保护孔41用于在破断时不对复合基板10的透镜等结构体14施加力，此处贯通孔比结构体14大。

另外，该弹性支撑板40在形成着多个保护孔的区域的外侧形成着框状部42。该框状部42的厚度设为等于待破断的复合基板10的厚度，大小设为能使复合基板10直接嵌入至框的内侧。

接下来，对分断复合基板10的方法进行说明。图6(a)～图6(d)是表示分断过程的图，图6(a)表示复合基板10的一部分。首先，如图6(b)所示，将陶瓷基板11的面作为上表面，通过未图示的划线装置使划线轮50移动，沿着刻划预定线进行划线。从而如图2(a)所示，形成x方向的划线S_x1～S_xm、y方向的划线S_y1～S_yn。

接下来，在裂断步骤中，如图6(c)所示，首先使复合基板10翻转。接着，使用未图示的裂断装置，使裂断棒51位于已经形成的划线的正上方，通过将裂断棒51往下压而仅使陶瓷基板11裂断。

由此，成为仅陶瓷基板11沿着划线S_x1～S_xm、S_y1～S_yn裂断的状态。图6(d)表示沿着x方向及y方向的各划线裂断后的复合基板10的一部分。此外，划线S_x1～S_xm、S_y1～S_yn均被裂断，因此下面称为裂断线B_x1～B_xm、B_y1～B_yn。

接下来，如图7(a)～图7(d)所示，对使形成于陶瓷基板11的裂断线也延伸到硅树脂层而结束基板10的分断的方法进行说明。图7是表示树脂层12的破断过程的图，图7(a)～图7(d)表示复合基板的一部分。首先，在所述破断装置20的工作台21上配置弹性支撑板40，进而在弹性支撑板40的上表面配置复合基板10。此时，以复合基板10的功能区域13的结构体14完全包含于弹性支撑板40的保护孔41的方式定位而配置复合基板10。接着，如图7(a)所示，以硅树脂层12抵接于弹性支撑板40的方式进行配置。这样一来，所有结构体14成为对应于保护孔41的位置，并不与弹性支撑板40直接接触。

使陶瓷基板11的裂断线例如S_x1成为上表面。接着，以将该扩展器30的任一扩展棒例如32a的最下部的脊线对准裂断线的方式进行定位。

接下来，驱动伺服电动机23，使上移动构件26与下移动构件29同时下降，而使扩展器30的扩展棒一边相对于工作台21保持平行一边逐渐下降。接着，如图7(b)所示，将扩展棒32a从裂断线B_x1的正上方按压陶瓷基板11。这样一来，如图7(c)所示，陶瓷基板11被扩展棒32a按压而变形，并且下沉而使弹性支撑板40同样地变形为V字状。此时如图7(b)所示，当压入扩展棒32a时复合基板10会稍微下沉，但由于在其左右的对应于功能区域13的部分设置着保护孔41，所以可避免功能区域13的突出的结构体14直接接触于弹性支撑板40，而将复合基板10的树脂层12破断。此时，陶瓷基板的左右随着扩展棒32a的压入而均匀地变形，因此能够使龟裂沿着裂断线延伸至下方。此处，扩展棒的下方的截面形状并无特别限定，但在例如三角形状的情况下，高精度地进行使顶点对齐裂断线的定位的必要性相对变高。因此，为了使陶瓷基板11、硅树脂12以此方式平衡地变形，而将各扩展棒的下方的截面设为圆弧状。由此，使扩展棒的脊线对齐裂断线的定位的精度的容许范围相对变宽。而且，通过使扩展棒充分下降，树脂内的龟裂进展而对左右施加推开的力，从而结束破断。如果破断结束，那么使伺服电动机23反转而使扩展器30上升。

此时，在扩展器30并排形成着多个扩展棒，且其间隔为划线的两倍，因此可使扩展棒每隔一个沿着多个裂断线同时破断硅树脂12。

此处图8(a)、图8(b)、图9(a)、图9(b)是从不同的轴观察的侧视图，图8(a)、图8(b)表示没有框状部的情况，图9(a)、图9(b)表示设置着框状部42的情况。如果没有框状部，那么如图8(a)所示当往下压扩展棒32a时，弹性支撑板40会变形，但在其最外部施加不同的力，而使破断的精度变差。另一方面，在本实施方式中，如图9(a)所示，在复合基板10的最外周的芯片的外侧形成着厚度与复合基板10相同的所述弹性支撑板的框状部42。因此，如图9(b)所示，当利用扩展器32a往下压时，框状部42与复合基板10同样地也被压入，其下部的弹性支撑板40变形。因此，最外周芯片也会受到与内侧的芯片相同的力，从而不会使周边部的破断精度变差。

此外，在图9(a)、图9(b)中，在复合基板10的端部与框状部42之间设置着空隙，但也能够以与复合基板10的端部接触的方式配置框状部42。

接着，使工作台21在y轴方向上移动相当于裂断线的间距的量，同样地使扩展器30下降，由此也能针对其他邻接的裂断线结束树脂层的破断。此处，由于扩展棒的间隔为划线的间距的两倍，因此通过使工作台21偏移一次而进行破断便可结束复合基板10的所有x轴方向的破断。另外，在扩展棒的间隔为划线的间距的三倍的情况下，通过使工作台21移动两次而进行破断便可结束所有x轴方向的破断。

接着，使工作台21旋转90°，针对y轴的裂断线也同样地使扩展器30下降，从而将树脂层破断。接着，使工作台21在y轴方向上移动相当于裂断线的间距的量，同样地使扩展器30下降。这样一来，结束整个面的破断，沿着各裂断线撕开树脂而分断正方形状的功能区域，从而可形成多个LED芯片。

在该实施方式中，作为成为基底的基板，对陶瓷基板进行了说明，但本发明也可以适用于半导体基板或玻璃基板等各种脆性材料基板。

另外，在该实施方式中，作为涂布于陶瓷基板的树脂，对硅树脂进行了说明，但也可以为其他各种材质的层、例如对玻璃基板积层的偏光板等层。

此外，在该实施方式中，在弹性支撑板40的外周部形成着框状部42，但也可以只将框状部设为不同的构件，将所述框状部配置于弹性支撑板上而进行破断。在该情况下，能够根据待破断的复合基板10的厚度或形状预先准备各种框状部，适当选择而使用。在该情况下，框状部可具有弹性，另外，还可以为具有与复合基板相同硬度的构件。

另外，在该实施方式中，复合基板10具有从功能区域突出的结构体，但结构体并非必需，也可以不具有从复合基板的正面突出的结构体。在该情况下，无需弹性支撑板的保护孔。

[工业上的可利用性]

本发明在对具有应保护的区域的脆性材料基板进行破断时，可不损伤应保护的区域而进行破断，因此，可有效地适用于形成着功能区域的基板的破断装置。

[符号的说明]

10      复合基板

11      陶瓷基板

12      硅树脂

13      功能区域

14      结构体

20      破断装置

21      工作台

22、25  水平固定构件

23      伺服电动机

24      滚珠螺杆

26、29    移动构件

30        扩展器

31        基底

32a～32n  扩展棒

40        弹性支撑板

41        保护孔

42        框状部

Claims (5)

1.一种弹性支撑板，其在破断复合基板的树脂层时支撑所述复合基板，所述复合基板是在一个面具有在纵向及横向上整齐排列而形成的多个功能区域的脆性材料基板上涂布树脂，并且包含呈格子状形成的裂断线以分断所述功能区域；所述弹性支撑板包括：

平板，包含形状大于所述复合基板的弹性构件；以及

框状部，设置于所述平板上，大于所述复合基板，且具有相当于复合基板的厚度。

2.一种破断装置，其是将复合基板的树脂层破断的破断装置，所述复合基板是在一个面具有功能区域的脆性材料基板上涂布树脂，并且在所述脆性材料基板形成着裂断线以分断所述功能区域；所述破断装置包括：

工作台；

弹性支撑板，包括平板及框状部，所述平板包含弹性构件，所述框状部设置于所述平板上，大于所述复合基板，具有相当于复合基板的厚度，所述弹性支撑板配置于所述工作台上，将形成着裂断线的面作为上表面，而将所述复合基板保持于所述框状部内；

扩展器，包含扩展棒；

移动机构，使所述工作台沿着其面移动；以及

升降机构，一边平行地保持所述复合基板与扩展棒，一边使所述扩展器朝所述弹性支撑板上的复合基板的面升降。

3.根据权利要求2所述的破断装置，其中所述扩展器的扩展棒的下端的截面形成为圆弧状。

4.一种分断方法，其是将复合基板的树脂层破断的分断方法，所述分断方法是在一个面具有功能区域的脆性材料基板上涂布树脂，并且形成着裂断线以分断所述功能区域；并且

在权利要求1所述的弹性支撑板上的框状部内配置所述复合基板，

通过沿着已经裂断的线往下压扩展棒而将树脂层破断。

5.根据权利要求4所述的分断方法，其中所述扩展棒的下端的截面形成为圆弧状。