CN108115853B - 脆性材料基板的断开方法以及断开装置 - Google Patents

脆性材料基板的断开方法以及断开装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种脆性材料基板的断开方法以及断开装置，将脆性材料基板保持于切割环，防止承载在工作台上时基板的弯曲。在粘贴于切割环(31)的粘着带(32)上保持蓝宝石基板(30)。在断开装置的玻璃工作台(12)上设置弹性支承板(40)，在其上方固定切割环(31)。通过使辊(22)对蓝宝石基板(30)推压并使其相对移动，使蓝宝石基板(30)紧贴在弹性支承板(40)上。接着，用监视摄像机识别划线，从划线的正上方使断开杆下降，分离脆性材料基板。

Description

脆性材料基板的断开方法以及断开装置
技术领域
本发明涉及用于断开薄的脆性材料基板的断开方法以及断开装置。
背景技术
在断开脆性材料基板时，例如如专利文献1所示，预先在脆性材料基板形成划线，在支承台上经由切割环而保持基板，从划线的正上方按压断开杆从而从基板的上侧进行断开。
然而，在脆性材料基板较薄时，基板的周边部分容易翘曲。若脆性材料基板翘曲，则存在如下缺点：在从下方识别基板上所形成的划线时，监视摄像机的焦点不容易校准，不容易准确地从划线的正上方按压断开杆而断开基板。
在专利文献2中提出了一种加工装置，当使用激光断开半导体晶片等的基板时，即便其端部向上侧弯曲也校正弯曲，因此空气从半导体晶片的上侧流入凹部的空间内，从而按压并校正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-188968号公报
专利文献2：日本特开2010-29930号公报
在使用专利文献2的装置断开脆性材料基板时，空气从基板的上侧流入凹部的空间内，并从上侧按压，因此必须密封凹部，需要使空气流入的泵，从而存在结构复杂的问题点。
本发明着眼于该问题点，其目的在于即便是容易弯曲的薄基板也能够使基板紧密贴合在工作台上，从而准确地断开。
发明内容
为了解决该课题，本发明的脆性材料基板的断开方法，使形成有划线的脆性材料基板粘着保持在由框状体保持的粘着带上，在透明的工作台上一体地保持透明的弹性支承板，所述脆性材料基板与所述框状体一起保持在所述弹性支承板上，通过使辊在保持在所述框状体上的脆性材料基板的上侧滚动，使所述脆性材料基板紧贴在所述弹性支承板上，使用监视摄像机检测与所述弹性支承板紧贴的所述脆性材料基板的划线，通过使断开杆沿使用所述监视摄像机检测到的划线从所述脆性材料基板的上侧下降，沿划线断开所述脆性材料基板。
为了解决该课题，本发明的断开装置，用于脆性材料基板的断开，具备：框状体，将形成有划线的脆性材料基板保持在粘着带上；透明的工作台；透明的弹性支承板，将所述框状体保持在所述工作台上；升降机构，使断开杆相对于保持在所述弹性支承板上的所述脆性材料基板的表面垂直地上下移动；旋转自如的辊，被保持在所述工作台的上侧，具有与所述工作台的表面平行的旋转轴；相对移动单元，使所述工作台相对于所述断开杆以及所述辊相对移动；以及监视摄像机，从所述工作台的下方检测形成于所述脆性材料基板的划线。
根据具有这种特征的本发明，将脆性材料基板保持在弹性支承板上，即便是容易弯曲的薄基板也通过辊按压使其紧密于弹性支承板。因此，能够通过使用监视摄像机确定紧贴在弹性支承板上的基板，准确地进行断开杆的定位。本发明得到了如下效果：通过沿划线下压断开杆而进行断开，能够准确地断开脆性材料基板。
附图说明
图1是本发明的实施方式的断开装置的概要立体图。
图2是本发明的实施方式的断开装置的概要侧视图。
图3是示出玻璃工作台和被保持在其上侧的脆性材料基板的详细的立体图。
图4的(a)至(c)是示出在玻璃工作台上的弹性支承板上使用切割环保持脆性材料基板的状态以及使脆性材料基板紧贴的状态的侧视图。
附图标记说明
10断开装置；11基座；12玻璃工作台；13Y轴移动机构；14框状固定部件；15伺服电机；17水平固定部件；18上移动部件；21下移动部件；22辊；23监视摄像机；24断开杆；30蓝宝石基板；31切割环；32粘着带；33保护膜；40弹性支承板；41膜。
具体实施方式
接着，说明在该实施方式的脆性材料基板的断开中使用的断开装置10的概要。图1是本发明的实施方式的断开装置的概要立体图，图2是断开装置的概要侧视图。断开装置10具有在基座11上能够向y轴的正方向或负方向移动的透明的玻璃工作台12。在玻璃工作台12的下方设置有使玻璃工作台12沿该面在y轴方向移动、并沿该面旋转的Y轴移动机构13。在玻璃工作台12的上侧设置U字状的框状固定部件14，在框状固定部件14的上侧保持伺服电机15。伺服电机15的旋转轴直接连接滚珠丝杠16，滚珠丝杠16的下端在水平固定部件17被支承为能够旋转。上移动部件18在中央部具备与滚珠丝杠16螺合的内螺纹19，从其两端部向下方具备支承轴20a、20b。支承轴20a、20b穿过水平固定部件17的一对贯通孔而连结于下移动部件21。在下移动部件21的下表面，后述的断开杆24以相对于玻璃工作台12的表面升降自如的方式安装。这样，在通过伺服电机15使滚珠丝杠16旋转时，上移动部件18和下移动部件21成为一体而上下移动，断开杆也同时上下移动。另外，在框状固定部件14的内侧的下方旋转自如地设置辊22。辊22的旋转轴设为与玻璃工作台12的表面平行。另外，优选地，以旋转轴体在一定范围平行地上下移动并被向下施力的方式用弹簧保持旋转轴体，从而旋转轴体设为自如地上下移动。在此，Y轴移动机构13构成使玻璃工作台12相对于断开杆和辊22相对移动的相对移动单元，框状固定部件14、伺服电机15、水平固定部件17以及上下移动部件18、21构成使断开杆升降的升降机构。
图2是示出断开装置10的局部的侧视图。如本图所示，在基座11的上侧设置玻璃工作台12。而且，在基座11的内部设置有用于识别承载在玻璃工作台12上的脆性材料基板的划线的监视摄像机23。另外，安装在下移动部件21的断开杆24是细长的平板、前端的截面为V字状的金属制部件，用于按压脆性材料基板断开。
图3是示出玻璃工作台12和被保持在其上侧的脆性材料基板的详细的立体图。在本实施方式中，将作为断开对象的脆性材料基板作为蓝宝石基板30，为了保持该基板，使用作为将半导体晶片分离成芯片时使用的圆环的框状体的切割环31。如图所示，在切割环31的内侧朝上粘贴具有粘着材料的粘着带32。该粘着带32是具有氯乙烯树脂等的基材的层、和在其上表面的粘着材料的层的双层结构的带。基材层例如将厚度设为80μm、粘着材料的层设为20μm，共计100μm的厚度。而且，在该粘着带32的上表面中央粘贴作为断开对象的蓝宝石基板30。在本实施方式中，蓝宝石基板30设为0.05～1mm的厚度，在此例如为0.1mm厚度的基板。在该蓝宝石基板30中，例如1mm方形的外延膜等的IC电路形成为矩阵状，为了分离各电路，以成为1×1mm四方的多个正方形的芯片的方式高精度地断开蓝宝石基板30。在蓝宝石基板30的上表面预先形成有格子状的划线。在蓝宝石基板30的上表面粘贴用于保护蓝宝石基板30的透明的保护膜33。
在本实施方式中，在折断蓝宝石基板30时使用透明的弹性支承板40。如图3的立体图所示，弹性支承板40是具有透明的硅橡胶等的弹性的例如圆形的平板，与玻璃工作台12相同或更小。另外，在弹性支承板40上一体地设置有透明的膜41，透明的膜41与弹性支承板40为同一形状，使得断开时蓝宝石基板30的光滑性良好，并保护弹性支承板40的表面。作为膜41的原材料，优选使用PET。
接着，说明蓝宝石基板30的断开方法。首先，如图4的(a)所示，在上述断开装置10的玻璃工作台12上承载弹性支承板40，该弹性支承板40在上表面固定有膜41。然后，在玻璃工作台12上，以蓝宝石基板30位于弹性支承板40的上侧的方式使切割环31翻转而配置。这时，薄蓝宝石基板30以稍微向上凸的方式弯曲。因此，保护膜33和膜41之间存在微小的空隙。
接着，如图4的(b)所示，使辊22接触粘着带32的上表面，使玻璃工作台12移动，从而由辊22将蓝宝石基板30按压在弹性支承板40上。通过这样的方式，如图4的(c)所示，压出保护膜33和膜41间的间隙的空气，能够使蓝宝石基板30的全部部分紧贴于弹性支承板40以及玻璃工作台12。
通过这样的方式，即便蓝宝石基板30弯曲，由于吸附保护膜33的下表面，所以如图2所示从监视摄像机23监视蓝宝石基板30时能够对准焦点。因此，在蓝宝石基板30的全部部分，能够通过监视摄像机23准确地识别划线。
接着，以蓝宝石基板30位于断开杆24的正下方的方式通过Y轴移动机构13移动玻璃工作台12。此时，由于玻璃工作台12和弹性支承板40是透明的，所以能够以划线准确地位于断开杆24的下方的方式使蓝宝石基板30移动。
接着，驱动伺服电机15，使上移动部件18和下移动部件21同时降低，使断开杆24相对于玻璃工作台12保持垂直并逐渐下降。通过这样的方式，蓝宝石基板30被断开杆24按压变形、下沉，弹性支承板40稍微变形成V字形状，裂纹沿划线向上方发展。而且，通过使断开杆24充分地下降，蓝宝石基板30内的裂纹发展而完成断开。在完成断开时，使伺服电机15逆转，使断开杆24上升。
接着，通过Y轴移动机构13以规定的间隔使玻璃工作台12稍微向y轴移动后，再次使断开杆24下降，同样地重复断开。然后，在某方向结束全部断开后，通过Y轴移动机构13使玻璃工作台12旋转90°。此时，可以使用辊22再次将蓝宝石基板30压接于弹性支承板40。然后，使断开杆24下降，断开蓝宝石基板30。然后，使玻璃工作台12在y轴方向移动划线的间隔的距离，同样地使断开杆24下降。通过这样的方式完成整个面的断开，能够呈格子状断开蓝宝石基板30。
此外，在该实施方式中，将成为断开对象的脆性材料基板作为蓝宝石基板进行说明，但其他脆性材料基板也同样地适用本发明。
并且，在该实施方式中，将脆性材料基板保持在覆盖框状的切割环的粘着带上，但为框状体就可以，而并不限定于切割环。
工业上的可利用性
本发明能够使用断开装置准确地断开脆性材料基板，因此适用于精密地断开脆性材料基板的断开装置。

Claims (6)

1.一种脆性材料基板的断开方法，其特征在于，包括：
使形成有划线的脆性材料基板粘着保持在由框状体保持的粘着带上；
在透明的工作台上一体地保持透明的弹性支承板；
所述脆性材料基板与所述框状体一起保持在所述弹性支承板上；
通过使辊在保持在所述框状体上的所述脆性材料基板的上侧滚动，使所述脆性材料基板紧贴在所述弹性支承板上；
使用监视摄像机检测与所述弹性支承板紧贴的所述脆性材料基板的划线；以及
通过使断开杆沿使用所述监视摄像机检测到的所述划线从所述脆性材料基板的上侧下降，从而沿所述划线断开所述脆性材料基板。
2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的断开方法，其特征在于，
在所述脆性材料基板的上表面粘贴用于保护所述脆性材料基板的透明的保护膜。
3.根据权利要求1或2所述的脆性材料基板的断开方法，其特征在于，
在所述弹性支承板上一体地设置有透明的膜，所述透明的膜与所述弹性支承板为同一形状，并保护所述弹性支承板的表面。
4.一种断开装置，用于脆性材料基板的断开，其特征在于，所述断开装置具备：
框状体，将形成有划线的所述脆性材料基板保持在粘着带上；
透明的工作台；
透明的弹性支承板，将所述框状体保持在所述工作台上；
升降机构，使断开杆相对于保持在所述弹性支承板上的所述脆性材料基板的表面垂直地上下移动；
旋转自如的辊，被保持在所述工作台的上侧，并具有与所述工作台的表面平行的旋转轴；
相对移动单元，使所述工作台相对于所述断开杆以及所述辊相对移动；以及
监视摄像机，从所述工作台的下方检测形成于所述脆性材料基板的划线。
5.根据权利要求4所述的断开装置，其特征在于，
在所述脆性材料基板的上表面粘贴用于保护所述脆性材料基板的透明的保护膜。
6.根据权利要求4或5所述的断开装置，其特征在于，
在所述弹性支承板上一体地设置有透明的膜，所述透明的膜与所述弹性支承板为同一形状，并保护所述弹性支承板的表面。
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