CN104943003B - 分割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供分割装置，其抑制装置成本和装置的设置空间的增大，提高作业性。本发明的分割装置(1)是利用安装于主轴箱(61)的切削刀具(63)对保持构件(12)上的被加工物(W)进行切削加工的装置，并构成为具备：对保持构件上的被加工物进行摄像的摄像构件(66)；使主轴箱相对于保持构件相对地移动的移动构件(13、14、15)；和以能够按压保持构件上的被加工物的方式从主轴箱向下方突出的按压刃(67)，根据由摄像构件拍摄到的被加工物的拍摄图像，利用移动构件移动按压刃。

Description

分割装置

技术领域

本发明涉及将被加工物分割成一个个器件的分割装置。

背景技术

在LED晶片或蓝宝石晶片等被加工物的正面，在由分割预定线划分出的各区域形成有IC、LSI、LED等器件。通过沿着分割预定线切削该被加工物，制造出一个个芯片。作为将这样的被加工物分割成一个个芯片的装置，已知如下装置：在沿着分割预定线形成切划线或改性层后，通过断裂(breaking)对被加工物施加弯曲应力并沿着分割预定线分断被加工物，从而制造出一个个芯片(例如，参照专利文献1)。

通常，在这样的断裂装置中，隔开间隔地配置有长条状的一对支承台，在该一对支承台的上方配置有按压刃，在一对支承台的下方配置有校准照相机。当被加工物载置于一对支承台时，利用位于下方的校准照相机使按压刃相对于被加工物的分割预定线对位。然后，按压刃从上方与被加工物抵接，由此对被加工物的分割预定线施加外力，从而沿着强度低的切划线或改性层等分割起点分割被加工物。

专利文献1：日本特开2009-148982号公报

然而，在上述结构中，除了形成断裂加工用的分割起点的加工装置之外还需要断裂装置，存在装置成本和装置的设置空间增大的问题。

发明内容

本发明是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种分割装置，其能够抑制装置成本和装置的设置空间的增大，提高作业性。

本发明的分割装置至少具备：保持构件，其具有保持被加工物的保持面；切削构件，其具有主轴和将该主轴支承成能够旋转的主轴箱，该主轴用于安装对保持于该保持构件的被加工物进行切削的切削刀具；摄像构件，其对保持于该保持构件的被加工物的正面进行摄像；X轴移动构件，其使该保持构件和该切削构件沿X轴方向相对地移动；Y轴移动构件，其使该保持构件和该切削构件沿与X轴方向垂直的Y轴方向相对地移动；以及Z轴移动构件，其使该保持构件和该切削构件沿竖直方向相对地移动，在该主轴箱的下端配设有按压刃，该按压刃沿该主轴的轴心方向延伸并且在该主轴箱的下端侧形成为以在利用该切削刀具对被加工物进行切削时不与被加工物接触的量突出，从沿着分割预定线预先形成的分割起点的上方侧沿着该分割起点对该按压刃进行定位并使该按压刃进行按压，从而以该分割起点为起点沿着该分割预定线分割该被加工物，该分割预定线是在保持于该保持构件上的被加工物的正面形成的。

根据该结构，利用切削刀具沿着被加工物的分割预定线形成分割起点，并利用设置于主轴箱的下端的按压刃沿着分割起点分断被加工物。在该情况下，切削刀具的切削加工用的各移动构件和摄像构件等装置结构也被利用到按压刃的断裂加工中，从而在同一装置内实施切削加工和断裂加工。另外，在切削刀具的切削加工时，由于以不与被加工物接触的方式抑制了按压刃的突出量，所以切削刀具的切削加工不会受到按压刃阻碍。这样，不使装置成本和装置的设置空间增大，就能够在1台分割装置中实施切削加工和断裂加工。

根据本发明，通过在主轴箱设置按压刃，能够利用1台分割装置实施切削加工和断裂加工，抑制装置成本和装置的设置空间的增大并提高作业性。

附图说明

图1是本实施方式的分割装置的立体图。

图2是本实施方式的主轴箱的主视示意图和侧视示意图。

图3是示出本实施方式的分割装置的分割动作的一例的图。

标号说明

1：分割装置；

12：保持构件；

13：X轴移动构件；

14：Y轴移动构件；

15：Z轴移动构件；

16：切削构件；

21：保持面；

61：主轴箱；

62：主轴；

63：切削刀具；

66：摄像构件；

67：按压刃；

71：被加工物的正面；

72：被加工物的背面；

73：分割预定线；

74：分割槽；

T1：切割带；

T2：保护带；

W：被加工物。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实施方式进行说明。图1是本实施方式的分割装置的立体图。另外，在本实施方式中，举例示出具备一对切削刀具的分割装置，但不限定于该结构。只要是能够使用切削刀具加工晶片的分割装置，则能够适用于任何分割装置。

如图1所示，分割装置1构成为通过使保持于保持构件12的被加工物W和一对切削构件16相对地移动，来对被加工物W进行加工。被加工物W由陶瓷、玻璃、蓝宝石类的光器件晶片形成为大致板状。被加工物W的正面71由格子状的分割预定线73(参照图3的(A))划分成多个区域，并且在各区域形成有LED等光器件。另外，被加工物W不限于光器件晶片，也可以是硅、砷化镓等半导体晶片。被加工物W在借助切割带T1支承于环状框架F的状态下被搬入到分割装置1中。

在分割装置1的基座11上设置有沿X轴方向移动保持构件12的X轴移动构件13。X轴移动机构13具有：配置在基座11的与X轴方向平行的一对导轨31；和以能够滑动的方式设置在一对导轨31上的马达驱动的X轴工作台32。在X轴工作台32的背面侧形成有未图示的螺母部，滚珠丝杠33螺合于所述螺母部。而且，通过利用与滚珠丝杠33的一端部连结的驱动马达34驱动滚珠丝杠33旋转，来沿着导轨31在X轴方向上移动保持构件12。

在X轴工作台32的上部设置有用于保持被加工物W的保持构件12。在保持构件12，由多孔陶瓷材料形成有保持面21，并且利用在该保持面21产生的负压抽吸保持被加工物W。在保持构件12的周围设置有空气驱动式的4个夹紧部22，利用各夹紧部22夹持固定被加工物W的周围的环状框架F。并且，在基座11上设置有以跨过X轴移动构件13的方式立起设置的门式的柱部17。在柱部17设置有在保持构件12的上方沿Y轴方向移动一对切削构件16的Y轴移动构件14、和沿Z轴方向(竖直方向)移动一对切削构件16的Z轴移动构件15。

Y轴移动构件14具有：相对于柱部17的前表面与Y轴方向平行的一对导轨41；和以能够滑动的方式设置于一对导轨41的马达驱动的一对Y轴工作台42。并且，Z轴移动机构15具有：配置在各Y轴工作台42的前表面的与Z轴方向平行的一对导轨51；和以能够滑动的方式设置于该导轨51的马达驱动的Z轴工作台52。在各Z轴工作台52的下部分别设置有对保持于保持构件12的被加工物W进行切削的切削构件16。

在Y轴工作台42的背面侧形成有未图示的螺母部，在所述螺母部螺合有滚珠丝杠43。并且，在Z轴工作台52的背面侧形成有未图示的螺母部，滚珠丝杠53螺合于所述螺母部。在Y轴工作台42用的滚珠丝杠43、Z轴工作台52用的滚珠丝杠53的一端部分别连结有驱动马达44、54。利用这些驱动马达44、54驱动滚珠丝杠43、53旋转，由此一对切削构件16沿着导轨41、51在Y轴方向和Z轴方向上移动。

在一对切削构件16中，主轴62(参照图2)能够旋转地支承于主轴箱61，切削刀具63安装于主轴62的前端。切削刀具63形成为利用树脂结合剂固定金刚石磨粒而成的圆板状。切削刀具63的周围由刀具罩65覆盖，在刀具罩65设置有朝向切削部分喷射切削液的喷嘴。并且，在主轴箱61设置有对保持于保持构件12的被加工物W的正面进行摄像的校准用的摄像构件66，根据摄像构件66的拍摄图像，切削刀具63相对于分割预定线73(参照图3的(A))被校准。

在这样的分割装置1中，一边从多个喷嘴喷射切削液，一边利用切削刀具63沿着分割预定线73对被加工物W进行半切。为了分断该被加工物W，需要对通过半切形成的分割起点施加外力。在本实施方式的分割装置1中，通过在主轴箱61设置断裂加工用的按压刃67，来沿着分割预定线73分割保持构件12上的被加工物W。由此，在1台分割装置1中实施切削加工和断裂加工，减少了装置成本和装置的设置空间。

参照图2，对本实施方式的断裂机构进行说明。图2是本实施方式的主轴箱的主视示意图和侧视示意图。另外，为了方便说明，在图2的(B)中示出了从主轴卸下切削刀具后的图。

如图2的(A)和(B)所示，主轴62从切削构件16的主轴箱61突出，并且在主轴62的前端借助凸缘64安装有切削刀具63。该切削构件16也作为断裂构件发挥功能，在主轴箱61的下端侧设置有断裂加工用的按压刃67。按压刃67由不锈钢等刚性薄板形成为长条状，并在主轴62的轴心方向即Y轴方向上延伸。按压刃67具有被加工物W的直径以上的长度，以便能够通过1次按压动作沿着1列分割预定线73(参照图3的(A))进行分断。

并且，为了不在切削刀具63的切削加工中与被加工物W接触，按压刃67以不比切削刀具63的凸缘64的外径突出的长度L从主轴箱61的下端突出。按压刃67的前端部分形成为朝向下方板厚变窄。按压刃67设置于主轴箱61，因此借助Y轴移动构件14和Z轴移动构件15在Y轴方向和Z轴方向上移动。并且，按压刃67相对于被加工物W的校准由设置于主轴箱61的摄像构件66来实施。

这样，利用切削刀具63的切削加工时的装置结构，实施基于按压刃67的断裂加工。由此，在不使装置成本和装置的设置空间增大的情况下，在同一装置内实施切削加工和断裂加工。

以下，参照图3，对分割装置的分割动作进行说明。图3是示出本实施方式的分割装置的分割动作的一例的图。另外，图3的(A)示出切削工序，图3的(B)示出转移工序，图3的(C)示出断裂工序。

如图3的(A)所示，首先实施切削加工。在切削加工中，借助切割带T1而将被加工物W的背面72侧保持于保持构件12，利用夹紧部22夹持固定被加工物W的周围的环状框架F。并且，主轴箱61定位在被加工物W的上方，利用摄像构件66拍摄被加工物W。基于该被加工物W的拍摄图像，切削刀具63在被加工物W的径向外侧被相对于分割预定线73对位，在该位置处下降至能够切入到被加工物W的厚度方向的中途的高度。

然后，使保持构件12上的被加工物W相对于高速旋转的切削刀具63沿X轴方向进行切削进给，由此沿着分割预定线73对被加工物W进行半切。在沿着一条分割预定线73对被加工物W进行半切后，使切削刀具63对位到相邻的分割预定线73并进行半切。重复该切削动作而沿着被加工物W的全部的分割预定线73形成分割槽74。其结果为，在被加工物W的正面71侧形成作为断裂加工时的分割起点的格子状的分割槽74。

在该情况下，主轴箱61的下端侧的按压刃67不比切削刀具63的凸缘64向下方突出，防止按压刃67的前端部分与被加工物W的正面71接触。由此，即使在主轴箱61设置按压刃67，加工物W的切削加工也不会被按压刃67阻碍。另外，按压刃67只要是以在被加工物W的切削加工中不与被加工物W的正面71接触的长度从主轴箱61突出，则也可以比切削刀具63的凸缘64向下方突出。

如图3的(B)所示，在切削加工后实施转移工序。在转移工序中，在被加工物W的正面71侧粘贴保护带T2，并从被加工物W的背面72侧剥离切割带T1。通过将被加工物W从切割带T1转移到保护带T2，被加工物W的正面71被保护带T2保护，同时被加工物W的背面72向外部露出。并且，在露出的被加工物W的背面72载置隔离纸(離型紙)S以使尘埃等不会附着(参照图3的(C))。另外，转移工序中带的贴换作业可以利用专用的装置实施，也可以通过操作者的手动作业来实施。

如图3的(C)所示，在转移工序后实施断裂工序。本实施方式的断裂工序是在从主轴62卸下切削刀具63(参照图3的(A))的状态下实施的。在断裂工序中，借助保护带T2而将被加工物W的正面71侧被保持于保持构件12，利用夹紧部22夹持固定被加工物W的周围的环状框架F。并且，主轴箱61定位在被加工物W的上方，利用摄像构件66拍摄被加工物W。通过根据该被加工物W的摄像图像移动保持构件12，使被加工物W的分割槽74(分割预定线73)对位到按压刃67的正下方。

然后，通过使按压刃67下降，隔着隔离纸S使按压刃67抵压于被加工物W而以分割槽74为分割起点分断被加工物W。此时，由于按压刃67的按压而保护带T2被局部地压垮，从而被加工物W的分断时的挠曲被保护带T2吸收。由此，对被加工物W的分割槽74作用弯曲应力，沿着分割槽74分断被加工物W。当沿着一条分割预定线73分断被加工物W后，将按压刃67对位到相邻的分割槽74并进行分断。重复该加工动作而沿着被加工物W的全部的分割槽74分断被加工物W。其结果为，被加工物W以分割槽74为分割起点分割成一个个器件D。

另外，在本实施方式的断裂工序中，从主轴62卸下切削刀具63，因此当按压刃67与被加工物W抵接时，不会因切削刀具63而损伤保护带T2。并且，保护带T2形成为能够通过局部地压垮而增大被加工物W的挠曲即可，例如也可以使用切割带T1代替保护带T2。并且，保护带T2优选具有100μm以上的厚度，但也可以根据被加工物W的易分割程度来适当地变更带基材的厚度、粘接层的厚度、材质等。

并且，在上述分割方法中，构成为经过切削工序、转移工序、断裂工序将被加工物W分割成一个个器件D，但也可以省略转移工序。即，也可以不将切削后的被加工物W从切割带T1转移到保护带T2，就实施断裂加工。在该情况下，在断裂加工中，以被加工物W的背面72侧朝向上方的方式将正面71侧保持于保持构件12，利用按压刃67隔着切割带T1分割被加工物W。

如上所述，根据本实施方式，利用切削刀具63沿着被加工物W的分割预定线73形成分割槽74，利用设置于主轴箱61的下端的按压刃67沿着分割槽74分断被加工物W。在该情况下，切削刀具65的切削加工用的各移动构件13、14、15和摄像构件66等的装置结构也被利用在按压刃67的断裂加工中，能够在同一装置内实施切削加工和断裂加工。并且，当切削刀具63的切削加工时，按压刃67的突出量以不与被加工物W接触的方式被抑制，因此切削刀具63的切削加工不会被按压刃67阻碍。这样，不使装置成本和装置的设置空间增大，就能够在1台分割装置中实施切削加工和断裂加工。

另外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来实施。在上述实施方式中，对于附图所图示的尺寸和形状等，不限定于此，能够在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。此外，只要不脱离本发明的目的的范围，能够进行适当变更来实施。

例如，在上述本实施方式中，对在1台分割装置1中实施切削加工和断裂加工的结构进行了说明，但不限定于该结构。本实施方式的分割装置1可以仅使用于切削加工，也可以仅使用于断裂加工。即，在分割装置1仅使用于断裂加工的情况下，可以以利用激光加工装置等形成的改性层和激光加工槽等为分割起点使被加工物W断裂。例如，改性层通过使用了对于被加工物W具有透过性的波长的激光束的隐形切割(注册商标)来形成。并且，激光加工槽通过使用了对于被加工物W具有吸收性的波长的激光束的烧蚀加工来形成。

另外，改性层是指通过激光束的照射来形成被加工物W的内部的密度、折射率、机械强度及其他的物理特性处于与周围不同的状态、从而强度比周围低的区域。改性层例如是溶融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域，也可以是它们混杂的区域。并且，所谓烧蚀是指如下现象：当激光束的照射强度达到规定的加工阈值以上时，在固体表面转换成电、热、光学及力学的能量，其结果为，爆发性地放出中性原子、分子、正负离子、原子团、团簇、电子、光，对固体表面进行蚀刻。

并且，在上述本实施方式中，形成了在从主轴62卸下切削刀具63的状态下实施断裂加工的结构，但不限定于该结构。断裂加工也可以在切削刀具63安装于主轴62的状态下实施。

并且，在上述本实施方式中，将光器件晶片作为被加工物W来进行说明，但也可以将半导体晶片作为被加工物W。在该情况下，使用红外线照相机作为摄像构件66来检测被加工物W的分割槽74。

并且，在上述本实施方式中，在主轴箱61设置有按压刃67，但也可以以能够调整按压刃67的突出量的方式在主轴箱61安装按压刃67。例如，也可以在按压刃67形成有上下延伸的长孔，利用被插入于长孔的固定螺栓，将按压刃67螺固于主轴箱61的侧面。

并且，在上述本实施方式中，利用在切削加工时使用的摄像构件66，在断裂加工时实施按压刃67相对于被加工物W的校准，但不限定于该结构。也可以是在分割装置1中与切削加工用的摄像构件66不同地另外设置断裂加工用的摄像构件66的结构。

并且，在上述本实施方式中，形成利用比被加工物W的直径长的按压刃67实施断裂加工的结构，但不限定于该结构。按压刃67只要能够沿着分割预定线73分割被加工物W，则不限定形状和长度。

并且，在上述本实施方式中，构成为借助X轴移动构件13而使保持构件12相对于切削构件16在X轴方向上移动，借助Y轴移动构件14和Z轴移动构件15而使切削构件16相对于保持构件12在Y轴方向和Z轴方向上移动，但不限定于该结构。X轴移动构件13、Y轴移动构件14、Z轴移动构件15只要是使保持构件12和切削构件16相对地在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上移动的结构即可。例如，也可以借助X轴移动构件13而使切削构件16相对于保持构件12在X轴方向上移动，借助Y轴移动构件14和Z轴移动构件15而使保持构件12相对于切削构件16在Y轴方向和Z轴方向上移动，但不限定于该结构。

如以上所说明的，本发明具有能够抑制装置成本和装置的设置空间的增大并使作业性提高的效果，特别是在将光器件晶片和半导体晶片分割成一个个器件的情况下是有用的。

Claims (1)

1.一种分割装置，其至少具备：保持构件，其具有保持被加工物的保持面；切削构件，其具有主轴和将该主轴支承成能够旋转的主轴箱，该主轴用于安装对保持于该保持构件的被加工物进行切削的切削刀具；摄像构件，其对保持于该保持构件的被加工物的正面进行摄像；X轴移动构件，其使该保持构件和该切削构件沿X轴方向相对地移动；Y轴移动构件，其使该保持构件和该切削构件沿与X轴方向垂直的Y轴方向相对地移动；以及Z轴移动构件，其使该保持构件和该切削构件沿竖直方向相对地移动，该分割装置的特征在于，

在该主轴箱的下端配设有按压刃，该按压刃沿该主轴的轴心方向延伸并且在该主轴箱的下端侧形成为以在利用该切削刀具对被加工物进行切削时不与被加工物接触的量突出，

从沿着分割预定线预先形成的分割起点的上方侧沿着该分割起点对该按压刃进行定位并使该按压刃进行按压，从而以该分割起点为起点沿着该分割预定线分割该被加工物，该分割预定线是在保持于该保持构件上的被加工物的正面形成的。