CN108176926B - 被加工物的分割方法和激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

提供被加工物的分割方法和激光加工装置，能够防止碎屑导致的切断片或芯片的结合，能够对被加工物进行彻底地分割。被加工物的分割方法包含如下的步骤：划片带粘贴工序，将划片带(1)粘贴在被加工物(W)上；第一激光加工工序，沿着第一方向照射对于被加工物(W)具有吸收性的波长的激光光线(LB1)而形成第一激光加工槽(G1)；第一扩展工序，将划片带(1)在第二方向上扩展而将第一激光加工槽(G1)的宽度扩大；第二激光加工工序，沿着第二方向照射对于被加工物(W)具有吸收性的波长的激光光线(LB1)而形成第二激光加工槽(G2)；以及第二扩展工序，将划片带(1)在第一方向上扩展而将第二激光加工槽(G2)的宽度扩大。

Description

被加工物的分割方法和激光加工装置
技术领域
本发明涉及对被加工物进行分割的分割方法和激光加工装置。
背景技术
为了对被加工物进行分割，例如有下述方法：进行对被加工物照射对于被加工物具有吸收性的波长的激光光线从而在被加工物上形成加工槽的激光加工(烧蚀加工)，然后沿着加工槽施加外力而将被加工物分割成规定的形状的切断片(例如，参照下述专利文献1)。另外，为了将在正面上由格子状的分割预定线划分的各区域形成有器件的晶片分割成各个芯片，例如有下述方法：利用激光光线或切削刀具，形成沿着分割预定线的规定的深度的加工槽，然后沿着分割预定线施加外力而以加工槽为起点对晶片进行分割(例如，参照下述专利文献2)。作为对晶片施加外力的装置，使用能够将借助粘接带而支承于环状的框架上的晶片在面方向上扩展的扩展装置(例如，参照下述专利文献3)。
专利文献1：日本特开平10-305420号公报
专利文献2：日本特开2007-7668号公报
专利文献3：日本特开2002-334852号公报
但是，在通过上述那样的激光加工在被加工物上形成加工槽时，产生下述问题：因激光光线照射而导致被加工物发生熔融而产生的碎屑会进入至加工槽中，分割后的芯片彼此由于碎屑而接合，无法进行分割。通常在通过激光加工形成将被加工物彻底切断的槽的情况下，对相同的分割预定线反复进行激光光线的照射，从而对被加工物进行彻底地分割。这里，若设定为减小一次激光光线的照射输出并且隔开照射激光光线的时间间隔的加工条件，则能够防止碎屑的蓄积，但当在上述加工条件下对例如发生了翘曲的金属那样的被加工物进行激光加工时，分割预定线的位置会偏移，因此存在下述问题：无法准确地对相同的位置照射激光光线，无法对被加工物进行彻底地分割。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供被加工物的分割方法和激光加工装置，防止因碎屑导致的切断片或芯片的结合，能够对被加工物进行彻底地分割。
根据本发明的第一方式，提供被加工物的分割方法，将被加工物分割成规定的尺寸，该规定的尺寸是由第一方向和与该第一方向垂直的第二方向划分的，其特征在于，该被加工物的分割方法包含如下的工序：划片带粘贴工序，将划片带粘贴在被加工物上；第一激光加工工序，将该划片带侧保持于保持工作台，沿着该第一方向照射对于该被加工物具有吸收性的波长的激光光线，从而形成第一激光加工槽；第一扩展工序，在实施了该第一激光加工工序之后，使该划片带在该第二方向上进行扩展，从而将该第一激光加工槽的宽度扩大；第二激光加工工序，在实施了该第一扩展工序之后，沿着该第二方向照射对于该被加工物具有吸收性的波长的激光光线，从而形成第二激光加工槽；以及第二扩展工序，在实施了该第二激光加工工序之后，将该划片带在该第一方向上扩展，从而将该第二激光加工槽的宽度扩大。
根据本发明的第二方式，提供激光加工装置，该激光加工装置具有：被加工物保持单元，其对借助划片带而支承于环状的框架上的被加工物进行保持；激光光线照射单元，其对该被加工物保持单元所保持的被加工物照射激光光线；以及拍摄单元，其对被加工物进行拍摄，其特征在于，该激光加工装置还具有：框架保持单元，其对该框架进行保持；移动单元，其用于使该框架保持单元与被加工物相对远离而将该划片带扩展；以及加热单元，其用于对该划片带的位于被加工物与该框架之间的区域进行加热而使该区域收缩。
根据本发明的分割方法，即使在第一激光加工工序或第二激光加工工序的实施中产生的碎屑进入至第一激光加工槽或第二激光加工槽中，由于通过第一扩展工序将第一激光加工槽的宽度在第二方向上扩展，并且通过第二扩展工序将第二激光加工槽的宽度在第一方向上扩展，因此能够防止分割后的切断片由于碎屑而结合的可能，能够对被加工物进行彻底地分割。
根据本发明的激光加工装置，在被加工物上形成了第一激光加工槽之后，在维持利用被加工物保持单元和框架保持单元对被加工物进行保持的状态下，通过移动单元将划片带扩展而能够将第一激光加工槽扩大，并且在被加工物上形成了第二激光加工槽之后，在维持利用被加工物保持单元和框架保持单元对被加工物进行保持的状态下，通过移动单元将划片带扩展而能够将第二激光加工槽扩大。因此，例如即使在对具有图案的被加工物进行激光加工时产生的碎屑进入至第一激光加工槽或第二激光加工槽中，也能够防止分割后的芯片由于碎屑而结合的可能，能够对被加工物进行彻底地分割。
附图说明
图1是示出第一实施方式的划片带粘贴工序的立体图。
图2是示出第一实施方式的第一激光加工工序的立体图。
图3是示出形成有第一激光加工槽的被加工物的俯视图。
图4的(a)～(d)是示出第一实施方式的第一扩展工序的剖视图。
图5是示出第一实施方式的第二激光加工工序的立体图。
图6是示出形成有第二激光加工槽的被加工物并且示出第一实施方式的第二扩展工序的俯视图。
图7是示出激光加工装置的一例的结构的立体图。
图8是示出被加工物保持单元和框架保持单元的结构的剖视图。
图9是示出第二实施方式的划片带粘贴工序的立体图。
图10是示出第二实施方式的第一激光加工工序的立体图。
图11的(a)～(c)是示出第二实施方式的第一扩展工序的剖视图。
图12是示出第二实施方式的第二激光加工工序的立体图。
图13是示出形成有第二激光加工槽的被加工物并且示出第二实施方式的第二扩展工序的俯视图。
标号说明
1：划片带；1a：露出部；2：框架；3：间隙；4：划片带；4a：露出部；5：框架；6：间隙；10：激光加工装置；11：保持工作台；12：激光光线照射单元；120：激光加工头；20：扩展装置；21：支承工作台；22：框架保持单元；23：框架载置台；24：夹持部；25：移动单元；250：气缸；251：活塞；26：加热单元；30：激光加工装置；31：装置基座；300：控制单元；40：被加工物保持单元；40a：保持部；40b：保持面；40c：吸引路；400：罩工作台；400a：开口部；41：框架保持单元；410：框架载置台；411：夹持部；42：移动单元；420：气缸；421：活塞；422：扩展部件；43：加工进给单元；430：滚珠丝杠；431：电动机；432：导轨；433：轴承部；434：移动基座；44：第一转位进给单元；440：滚珠丝杠；441：电动机；442：导轨；443：轴承部；444：移动基座；45：激光光线照射单元；450：激光加工头；451：壳体；452：支座；46：第二转位进给单元；460：滚珠丝杠；461：电动机；462：导轨；463：可动支承部；47：升降单元；470：电动机；471：导轨；48：拍摄单元；49：加热单元。
具体实施方式
1.第一实施方式
图1所示的被加工物W例如具有矩形板状的LED用的散热基板。在图示的例子中，在被加工物W的上表面上未形成LED等器件，也未形成图案。作为构成被加工物W的基板的材质，例如是由铜或钨构成的金属。以下，对将被加工物W分割成由第一方向和第二方向所划分的规定的尺寸的被加工物的分割方法进行说明。
(1)划片带粘贴工序
如图1所示，将具有粘接性的划片带1的外周部粘贴在中央部开口的环状的框架2的下表面上，并将被加工物W粘贴在从框架2的中央部露出的划片带1上。由此，框架2与被加工物W借助划片带1而形成为一体。在被加工物W的外周侧与框架2的内侧之间，划片带1呈环状露出的区域作为露出部1a。另外，作为划片带1，使用能够伸展且因规定的温度以上的热而发生热收缩的带。
(2)第一激光加工工序
如图2所示，将借助划划片带1而与框架2成为一体的被加工物W搬送至例如激光加工装置10。激光加工装置10至少具有：保持工作台11，其对被加工物进行保持并能够自转；以及激光光线照射单元12，其配设在保持工作台11的上方侧。在保持工作台11的下方连接有移动单元，该移动单元使保持工作台11和激光光线照射单元12在与铅垂方向垂直的水平方向(第一方向和第二方向)上相对移动。另外，在保持工作台11上连接有未图示的吸引源和用于对框架2进行保持的夹持机构。激光光线照射单元12具有向下方照射激光光线的激光加工头120。激光加工头120连接有：振荡器，其振荡出对于被加工物W具有吸收性的波长的激光光线LB1；以及输出调整器，其对激光光线LB1的输出进行调整。在激光加工头120的内部内置有聚光透镜，该聚光透镜用于对从振荡器振荡出的激光光线LB1进行会聚。激光加工头120能够在铅垂方向上移动，从而能够对激光光线LB1的聚光位置进行调整。
在使用这样构成的激光加工装置10对被加工物W进行激光加工时，在保持工作台11上隔着划片带1而对被加工物W进行吸引保持，并且利用夹持机构按压框架2的上部而将其固定为不动。然后，使激光加工头120的第二方向的位置与想要照射激光光线的位置对齐，并且使激光加工头120向接近被加工物W的方向下降，从而将激光光线LB1的聚光点定位于期望的位置。另外，作为激光光线LB1的输出，预先调整为划片带1不发生熔融的程度的输出并设定在输出调整器中。
接着，通过移动单元使保持工作台11在例如第一方向上水平移动，从而使激光加工头120与保持工作台11在相对于被加工物W平行的第一方向上相对移动，并且从激光加工头120朝向被加工物W照射激光光线LB1，从而在被加工物W上形成第一激光加工槽G1。作为第一激光加工槽G1的深度，是按照划片带1露出的程度将被加工物W的正背面彻底切断(全切割)的槽即可，分多次沿着第一方向照射激光光线LB1，从而形成第一激光加工槽G1。这样，在形成了朝向第一方向的第一列的第一激光加工槽G1之后，通过移动单元使保持工作台11在第二方向上水平移动，将激光加工头120定位于设置了规定的间隔的位置，与上述同样地，使激光加工头120与保持工作台11在相对于被加工物W平行的第一方向上相对移动，并且从激光加工头120朝向被加工物W照射激光光线LB1，从而在被加工物W上形成第一激光加工槽G1。然后，使激光加工头120在第二方向上按照规定的量进行转位进给，如图3所示那样沿着第一方向在被加工物W上形成规定的数量的第一激光加工槽G1，从而将被加工物W分割成多个细带状的切断片RCP。
(3)第一扩展工序
在实施了第一激光加工工序之后，将被加工物W从激光加工装置10搬送至例如图4的(a)所示的扩展装置20。扩展装置20具有：支承工作台21，其对被加工物W进行支承；多个框架保持单元22，它们配设于支承工作台21的周围，对框架2进行保持；移动单元25，其使框架保持单元22在上下方向上升降；以及加热单元26，其用于对划片带1的、被加工物W与框架2之间的区域的露出部1a进行加热而使其收缩。框架保持单元22具有：框架载置台23，其配设在支承工作台21的外周侧，对框架2进行载置；以及夹持部24，其对载置于框架载置台23的框架2进行夹持。移动单元25由气缸250和借助气缸250而升降驱动的活塞251构成，通过活塞251上下移动，能够使框架载置台23升降。对于加热单元26没有特别限定，可以是喷射规定的温度的热风的加热器，也可以是照射红外线的红外线加热器。
如图4的(a)所示，隔着划片带1将被加工物W侧载置于支承工作台21并且将框架2载置于框架载置台23。此时，夹持部24按压框架2的上部而将其固定为不动。接着，如图4的(b)所示，活塞251向下方移动，使框架载置台23相对于支承工作台21相对地下降，对划片带1在与第一方向垂直的第二方向上进行扩展。由此，对于划片带1而言，露出部1a在从支承工作台21的外周朝向框架2倾斜的状态下伸展，并且粘贴有被加工物W而未露出的部分在第二方向上伸展，从而对被加工物W施加第二方向的外力。其结果是，图4的(a)所示的第一激光加工槽G1的宽度在第二方向上扩大，在相邻的切断片RCP之间形成间隙3。由此，即使在第一激光加工工序时产生的碎屑进入至第一激光加工槽G1中，由于通过第一扩展工序将第一激光加工槽G1的宽度扩展，因此能够防止最终分割为规定的尺寸的切断片由于碎屑而结合。
在各切断片RCP之间的间隙3成为期望的宽度的情况下，如图4的(c)所示，活塞251向上方移动，使框架载置台23返回原来的位置。此时，在划片带1的露出部1a产生挠曲，因此通过加热单元26对露出部1a进行加热。具体而言，加热单元26通过向露出部1a喷射例如规定的温度的热风而进行加热，使露出部1a热收缩。由此，如图4的(d)所示，划片带1成为相对于支承工作台21和框架载置台23平行地伸展的状态，因此在热收缩后的露出部1a上不存在挠曲，能够维持扩展后的第一激光加工槽G1的宽度。即，能够维持相邻的切断片RCP的各间隙3。
这里，当在实施了第一扩展工序之后且在实施后述的第二激光加工工序之前划片带1达到完全拉伸的情况下，有可能无法在上述的保持工作台11上隔着划片带1而对被加工物W进行吸引保持，因此优选将借助划片带1而与框架2成为一体的被加工物W搬送至例如带粘贴装置，将完全拉伸了的划片带1更换为新的划片带。
(4)第二激光加工工序
在实施了第一扩展工序之后，如图5所示，将借助划片带1而与框架2成为一体的被加工物W再次搬送至激光加工装置10。即，与第一激光加工工序同样地，在保持工作台11上隔着划片带1而对被加工物W进行吸引保持、并且通过夹持机构按压框架2的上部而将其固定为不动。然后，使激光加工头120的第一方向的位置与想要照射激光光线的位置对齐，并且使激光加工头120向接近被加工物W的方向下降，将激光光线LB1的聚光点定位于被加工物W的上表面的高度位置。
接着，通过移动单元使保持工作台11在例如第二方向上水平移动，从而使激光加工头120与保持工作台11在相对于被加工物W平行的第二方向上相对移动，并且从激光加工头120朝向被加工物分多次照射激光光线LB1，从而在被加工物W上形成第二激光加工槽G2。关于第二激光加工槽G2，也与第一激光加工槽G1同样地，是将被加工物W的正背面彻底切断的槽。这样，如图6所示，沿着第二方向在被加工物W上形成规定的数量的第二激光加工槽G2，从而将被加工物W分割成具有期望的尺寸的多个切断片CP。
(5)第二扩展工序
在实施了第二激光加工工序之后，与第一扩展工序同样地，将被加工物W从激光加工装置10搬送至扩展装置20，如图6所示那样使划片带1在与第二方向垂直的第一方向上进行扩展，从而将第二激光加工槽G2的宽度扩大。扩展动作与上述第一扩展工序相同。即，图4所示的活塞251向下方移动，使框架载置台23相对于支承工作台21相对地下降，将划片带1在第一方向上扩展。由此，关于划片带1，露出部1a在从支承工作台21的外周朝向框架2倾斜的状态下伸展，粘贴有被加工物W而未露出的部分在第一方向上伸展，从而对被加工物W施加第一方向的外力。其结果是，第二激光加工槽G2的宽度在第一方向上扩大，在相邻的切断片CP之间形成间隙。由此，即使第二激光加工工序时产生的碎屑进入至第二激光加工槽G2中，由于通过第二扩展工序将第二激光加工槽G2的宽度扩展，因此能够防止分割后的切断片CP由于碎屑而结合。这样，对被加工物W进行彻底地分割而获取各个切断片CP。另外，为了维持各切断片CP的间隙，可以与第一扩展工序同样地，通过加热单元26对露出部1a进行加热而使其热收缩。
在第一实施方式中，对通过移动单元25将框架2与框架载置台23一起下拉而使划片带1扩展的情况进行了说明，但不限于此，也可以是，在支承工作台21侧设置升降机构而使支承工作台21侧上升，从而使框架2与支承工作台21相对远离而将划片带1扩展。另外，在第一实施方式中，对通过环状的框架2对被加工物W进行支承的情况进行了说明，但不限于该情况。因此，也可以是，不使用框架2而将被加工物W直接粘贴于划片带1。在该情况下，例如使用能够对划片带1的四边进行夹持而拉伸的扩展装置来夹持划片带1的四边并呈放射状地进行扩展，从而对被加工物W进行分割即可。
这样，本发明的被加工物的分割方法包含如下的工序：划片带粘贴工序，将划片带1粘贴于被加工物W；第一激光加工工序，将划片带1侧保持于保持工作台11，沿着第一方向照射对于被加工物W具有吸收性的波长的激光光线LB1而形成第一激光加工槽G1；第一扩展工序，使划片带1在第二方向上扩展而将第一激光加工槽G1的宽度扩大；第二激光加工工序，在实施了第一扩展工序之后，沿着第二方向照射对于被加工物W具有吸收性的波长的激光光线LB1而形成第二激光加工槽G2；以及第二扩展工序，在实施了第二激光加工工序之后，使划片带1在第一方向上扩展而将第二激光加工槽G2的宽度扩大，因此即使第一激光加工工序或第二激光加工工序的实施中所产生的碎屑进入至第一激光加工槽G1或第二激光加工槽G2中，由于通过第一扩展工序将第一激光加工槽G1的宽度在第二方向上扩展，并且通过第二扩展工序将第二激光加工槽G2的宽度在第一方向上扩展，因此能够防止分割后的切断片CP由于碎屑而结合，能够对被加工物W进行彻底地分割。
2.第二实施方式
在上述第一实施方式中，对分别利用不同的装置实施激光加工和划片带1的扩展的情况进行了说明，但并不限于此，例如可以使用图7所示的激光加工装置30，利用同一装置实施对图8所示的被加工物W1的激光加工和划片带4的扩展。激光加工装置30具有装置基座31，在装置基座31上具有：被加工物保持单元40，其对借助划片带4而与环状的框架5成为一体的被加工物W1进行保持；框架保持单元41，其配设于被加工物保持单元40的周围，对框架5进行保持；移动单元42，其用于使框架保持单元41与被加工物W1相对远离而将划片带4扩展；加工进给单元43，其对被加工物保持单元40在X轴方向上进行加工进给；第一转位进给单元44，其对被加工物保持单元40在Y轴方向上进行转位进给；激光光线照射单元45，其对被加工物保持单元40所保持的被加工物W1照射激光光线；拍摄单元48，其对被加工物W1进行拍摄；加热单元49，其对划片带4的位于被加工物W1与框架5之间的区域进行加热而使该区域热收缩；第二转位进给单元46，其对激光光线照射单元45在Y轴方向上进行转位进给；以及升降单元47，其使激光光线照射单元45在Z轴方向上升降。
被加工物保持单元40固定在具有开口部400a的罩工作台400上，在被加工物保持单元40的下部连接有旋转单元401。旋转单元401能够使被加工物保持单元40旋转规定的角度。如图8所示，被加工物保持单元40具有由多孔部件构成的保持部40a，保持部40a的上表面作为对被加工物W1进行吸引保持的保持面40b。在保持部40a上经由吸引路40c而连接有未图示的吸引源。被加工物保持单元40能够利用使吸引源的吸引力作用的保持面40b对被加工物W1进行吸引保持。框架保持单元41具有：框架载置台410，其在被加工物保持单元40的外周侧对框架5进行载置；以及夹持部411，其对载置于框架载置台410的框架5进行夹持。
如图7所示，移动单元42具有：气缸420；活塞421，其利用气缸420进行升降驱动；以及扩展部件422，其与活塞421的前端连接，围绕在被加工物保持单元40的周围。通过活塞421上下移动，能够使扩展部件422在罩工作台400的开口部400a的内侧升降。在被加工物保持单元40和框架保持单元41中，在利用被加工物保持单元40对借助划片带4而与框架5成为一体的状态的被加工物W1进行保持并且利用框架保持单元41对框架5进行保持的状态下，活塞421上升从而能够使扩展部件422上升，从而利用其前端部将划片带4上推而呈放射状扩展。另外，示出了在被加工物保持单元40的外周侧配设有两个本实施方式所示的框架保持单元41的情况，但不限于该数量。
加工进给单元43具有：在X轴方向上延伸的滚珠丝杠430；与滚珠丝杠430的一端连接的电动机431；与滚珠丝杠430平行延伸的一对导轨432；以能够转动的方式对滚珠丝杠430的另一端进行支承的轴承部433；以及对被加工物保持单元40进行支承的移动基座434。移动基座434的一个面与一对导轨432滑动接触，在形成于移动基座434的中央部的螺母上螺合有滚珠丝杠430。当电动机431使滚珠丝杠430转动时，移动基座434沿着导轨432在X轴方向上移动，能够使被加工物保持单元40在X轴方向上移动。
第一转位进给单元44具有：在Y轴方向上延伸的滚珠丝杠440；与滚珠丝杠440的一端连接的电动机441；与滚珠丝杠440平行延伸的一对导轨442；以能够旋转的方式对滚珠丝杠440的另一端进行支承的轴承部443；以及对被加工物保持单元40进行支承的移动基座444。移动基座444的一个面与一对导轨442滑动接触，在形成于移动基座444的中央部的螺母上螺合有滚珠丝杠440。当电动机441使滚珠丝杠440转动时，移动基座444沿着导轨442在Y轴方向上移动，能够使被加工物保持单元40在Y轴方向上移动。
第二转位进给单元46具有：在Y轴方向上延伸的滚珠丝杠460；与滚珠丝杠460的一端连接的电动机461；与滚珠丝杠460平行延伸的一对导轨462；以及对激光光线照射单元45进行支承的剖视为大致L字型的可动支承部463。可动支承部463的下表面与一对导轨462滑动接触，在形成于可动支承部463的下部的螺母上螺合有滚珠丝杠460。通过电动机461使滚珠丝杠460转动，可动支承部463被导轨462引导而在Y轴方向上移动，能够使激光光线照射单元45在Y轴方向上移动。
升降单元47具有：在Z轴方向上延伸的未图示的滚珠丝杠；与滚珠丝杠的一端连接的电动机470；以及与滚珠丝杠平行延伸的一对导轨471，通过电动机470使滚珠丝杠转动，能够使激光光线照射单元45在Z轴方向上升降。
激光光线照射单元45具有：激光加工头450，其在垂直方向上对被加工物保持单元40所保持的被加工物W1照射激光光线；壳体451，在其前端安装有激光加工头450；以及支座452，其水平地支承壳体451。壳体451的前端部构成为延伸至被加工物保持单元40的移动方向(X轴方向)的移动路径的上方侧的位置。在壳体451的内部收纳有：振荡器，其振荡出对于被加工物W1具有吸收性的波长的激光光线；以及输出调整器，其对激光光线的输出进行调整，在激光加工头450的内部内置有聚光透镜，该聚光透镜用于对从振荡器振荡出的激光光线进行会聚。激光加工头450能够随着由升降单元47实现的壳体451的上下方向上的移动而上下移动，从而对激光光线的聚光位置进行调整。
拍摄单元48例如是内置有CCD图像传感器或CMOS图像传感器的相机。拍摄单元48对被加工物保持单元40所保持的被加工物W1进行拍摄，进行图案匹配等图像处理，从而能够对被加工物W1的要照射激光光线的位置进行检测。对于加热单元49没有特别限定，可以是喷射规定的温度的热风的加热器，也可以是照射红外线的红外线加热器。
激光加工装置30具有控制单元300，该控制单元300至少对被加工物保持单元40、框架保持单元41、移动单元42、加工进给单元43、第一转位进给单元44、激光光线照射单元45、第二转位进给单元46、升降单元47、拍摄单元48和加热单元49进行控制。控制单元300具有通过控制程序进行运算处理的CPU和存储器等存储元件，在存储元件中存储各种驱动机构的控制所需的数据，对这些各驱动机构进行控制。若利用拍摄单元48对被加工物W1的要照射激光光线的位置进行了检测，则将该检测数据发送至控制单元300。控制单元300根据检测数据能够对被加工物保持单元40的旋转动作、由加工进给单元43、第一转位进给单元44实现的被加工物保持单元40的移动动作以及由第二转位进给单元46实现的激光光线照射单元45的移动动作进行控制。通过第一转位进给单元44使被加工物保持单元40与移动基座444一起在Y轴方向上进行转位进给，或者通过第二转位进给单元46使激光光线照射单元45与可动支承部463一起在Y轴方向上进行转位进给，而进行激光加工头450的位置与要照射激光光线的位置的对位。
接着，作为激光加工装置30的动作例，对使用激光加工装置30对被加工物W1进行分割的被加工物的分割方法进行说明。如图9所示，被加工物W1具有圆形板状的基板，在其正面Wa上，在由例如沿第一方向延伸的多条第一分割预定线S1和沿与第一方向垂直的第二方向延伸的多条第二分割预定线S2划分的各个区域中形成有器件D。另一方面，与被加工物W1的正面Wa相反侧的面作为粘贴划片带4的被粘贴面。
(1)划片带粘贴工序
首先，如图9所示，将划片带4粘贴在框架5的下表面上，并将被加工物W1从背面Wb侧粘贴在从框架5的中央部露出的划片带4上。由此，在被加工物W1的正面Wa侧朝上露出的状态下，框架5与被加工物W1借助划片带4而形成为一体。在被加工物W1的外周侧与框架5的内侧之间，划片带4呈环状露出的区域作为露出部4a。接着，隔着划片带4将被加工物W1侧载置于图8所示的被加工物保持单元40的保持面40b上，并且将框架5载置于框架保持单元41的框架载置台410。此时，夹持部411按压框架5的上部而将其固定为不动。
(2)第一分割预定线检测工序
通过图7所示的加工进给单元43将被加工物保持单元40定位于拍摄单元48的下方，利用拍摄单元48对被加工物W1进行拍摄而进行图案匹配等图像处理，从而进行对要照射激光光线的位置(第一分割预定线S1)进行检测的对准。可以在第一分割预定线检测工序中对所有的第一分割预定线S1进行检测，但第一分割预定线S1和第二分割预定线S2的宽度未扩展，因此只要对开始激光加工的最初的一条线进行检测即可。通过拍摄单元48所检测的检测数据被发送至控制单元300。
(3)第一激光加工工序
通过实施第一分割预定线检测工序，进行激光加工头450与所检测的第一分割预定线S1的对位。接着，如图10所示，激光光线照射单元45使激光加工头450向接近被加工物W1的方向下降，将激光光线LB2的聚光点调整至被加工物W1的正面Wa的高度位置。另外，作为激光光线LB2的输出，预先调整为划片带4不发生熔融的程度的输出并设定在输出调整器中。
接着，通过加工进给单元43使图7所示的被加工物保持单元40在例如-X方向上水平移动，从而如图10所示那样使激光加工头450与被加工物W1在相对于被加工物W1平行的第一方向上相对移动，并且沿着第一分割预定线S1从激光加工头450照射对于被加工物W1具有吸收性的波长的激光光线LB2，从而在被加工物W1上形成第一激光加工槽G3。作为第一激光加工槽G3的深度，只要是按照划片带4露出的程度对被加工物W1的正背面进行彻底切断(全切割)的槽即可，沿着第一分割预定线S1分多次照射激光光线LB2，从而形成第一激光加工槽G3。
在沿着朝向第一方向的一列第一分割预定线S1形成了第一激光加工槽G3之后，利用图7所示的第二转位进给单元46对激光加工头450在Y轴方向上进行转位进给，将激光加工头450定位于相邻的第一分割预定线S1的上方侧，与上述同样地，通过加工进给单元43使被加工物保持单元40在例如-X方向上移动，同时沿着第一分割预定线S1从激光加工头450照射激光光线LB2，形成第一激光加工槽G3。若沿着所有的第一分割预定线S1形成了第一激光加工槽G3，则第一激光加工工序结束。
(4)第一扩展工序
在实施了第一激光加工工序之后，在维持利用被加工物保持单元40和框架保持单元41对被加工物W1进行保持的状态下，在与第一方向垂直的第二方向上扩展划片带4，从而将第一激光加工槽G3的宽度扩大。具体而言，图7所示的活塞421向例如+Z方向移动，从而如图11的(a)所示那样使扩展部件422上升，利用其前端部将划片带4推起，使框架保持单元41与被加工物W1相对远离。由此，当划片带4在第二方向上扩展时，划片带4在露出部4a从被加工物保持单元40的外周朝向框架5倾斜的状态下伸展，并且粘贴有被加工物W1而未露出的部分在第二方向上伸展，从而对被加工物W1施加第二方向的外力。其结果是，图10所示的第一激光加工槽G3的宽度在第二方向上扩大，在相邻的器件D之间形成间隙6。由此，即使在第一激光加工工序时产生的碎屑进入至第一激光加工槽G3中，由于通过第一扩展工序将第一激光加工槽G3的宽度扩展，因此能够防止最终分割而得的芯片由于碎屑而结合的可能。
在各器件D之间的间隙6达到期望的宽度的情况下，图7所示的活塞421向例如-Z方向移动，从而使图11的(b)所示的扩展部件422下降。此时，在划片带4的露出部4a产生挠曲，因此通过加热单元49对露出部4a进行加热。加热单元49通过向露出部4a喷射例如规定的温度的热风而进行加热，使露出部4a热收缩。由此，如图11的(c)所示，划片带4成为相对于被加工物保持单元40平行地伸展的状态，因此在进行了热收缩的露出部4a不存在挠曲，能够维持扩展后的第一激光加工槽G3的宽度。即，能够维持相邻的器件D的各间隙6。
(5)第二分割预定线检测工序
在实施了第一扩展工序之后，通过图7所示的旋转单元401以Z轴方向的轴心为中心使被加工物保持单元40旋转90°，从而使图9所示的朝向第一方向的第二分割预定线S2朝向X轴方向，并且使朝向第二方向的第一分割预定线S1朝向Y轴方向。接着，通过加工进给单元43将被加工物保持单元40定位于拍摄单元48的下方，利用拍摄单元48对被加工物W1进行拍摄，进行图案匹配等图像处理，进行对形成有第一激光加工槽G3的第一分割预定线S1和要照射激光光线的位置(第二分割预定线S2)进行检测的对准。在第二分割预定线检测工序中，对伴随第一激光加工槽G3的扩展而扩展的所有第一分割预定线S1的宽度进行检测，并且对所有的第二分割预定线S2进行检测，将检测数据发送至控制单元300。扩展后的第一分割预定线S1的宽度作为激光加工头450的Y轴方向的转位进给宽度设定在控制单元300中。
(6)第二激光加工工序
通过实施第二分割预定线检测工序，进行激光加工头450与检测到的第二分割预定线S2的对位。激光光线照射单元45使激光加工头450向接近被加工物W1的方向下降，将激光光线LB2的聚光点调整为被加工物W1的正面Wa的高度位置。接着，使被加工物保持单元40向例如-X方向水平移动，从而如图12所示那样使激光加工头450与被加工物W1在相对于被加工物W1平行的第二方向上相对移动，并且沿着第二分割预定线S2从激光加工头450照射对于被加工物W1具有吸收性的波长的激光光线LB2，从而在被加工物W1上形成第二激光加工槽G4。对于第二激光加工槽G4，也与第一激光加工槽G3同样地，是对被加工物W1的正背面进行彻底切断的槽。
在沿着朝向第二方向的一列第二分割预定线S2形成了第二激光加工槽G4之后，利用图7所示的第二转位进给单元46对激光加工头450在Y轴方向上进行转位进给，将激光加工头450定位于相邻的第二分割预定线S2的上方侧，与上述同样地，通过加工进给单元43使被加工物保持单元40向例如-X方向移动，同时沿着第二分割预定线S2从激光加工头450照射激光光线LB2，形成第二激光加工槽G4。当沿着所有的第二分割预定线S2形成第二激光加工槽G4时，被加工物W1被分割成多个芯片C。
(7)第二扩展工序
在实施了第二激光加工工序之后，与第一扩展工序同样地，在维持利用被加工物保持单元40和框架保持单元41对被加工物W1进行保持的状态下，如图13所示那样在与第二方向垂直的第一方向上扩展划片带4，从而将第二激光加工槽G4的宽度扩大。扩展动作与上述第一扩展工序相同。即，通过移动单元42的扩展部件422将划片带4推起，使框架保持单元41与被加工物W1相对远离。由此，当划片带4呈放射状扩展时，第二激光加工槽G4的宽度扩大而形成间隙。通过形成该间隙，即使在第二激光加工工序时产生的碎屑进入至第二激光加工槽G4中，由于通过第二扩展工序将第二激光加工槽G4的宽度扩展，因此能够防止分割后的芯片C由于碎屑而结合的可能。这样，对被加工物W1进行彻底地分割而获取各个芯片C。另外，为了维持各芯片C的间隙的间隔，可以与第一扩展工序同样地，通过加热单元49对被加工物W1与框架5之间的区域的露出部4a进行加热而使其热收缩。
这样，本发明的激光加工装置30具有：被加工物保持单元40，其对借助划片带4而粘贴于环状的框架4上的被加工物W1进行保持；激光光线照射单元45，其对被加工物保持单元40所保持的被加工物W1照射激光光线LB2；以及拍摄单元48，其对被加工物W进行拍摄，该激光加工装置30还具有：框架保持单元41，其对环状的框架5进行保持；移动单元42，其用于使框架保持单元41与被加工物W1相对远离而将划片带4扩展；加热单元49，其用于对划片带4的位于被加工物W1与框架5之间的区域进行加热而使该区域收缩，因此当在被加工物W1上形成了第一激光加工槽G3之后，在维持利用被加工物保持单元40和框架保持单元41对被加工物W1进行保持的状态下通过移动单元42使划片带4扩展从而能够将第一激光加工槽G3扩大，并且当在被加工物W1上形成了第二激光加工槽G4之后，通过在维持利用被加工物保持单元40和框架保持单元41对被加工物W1进行保持的状态下借助移动单元42使划片带4扩展而能够将第二激光加工槽G4扩大。因此，即使在激光加工中产生的碎屑进入至第一激光加工槽G3或第二激光加工槽G4中，也能够防止分割后的芯片C由于碎屑而结合的可能，能够对被加工物W1进行彻底地分割。
对在激光加工装置30中通过移动单元42使扩展部件422上升从而使框架保持单元41与被加工物W1相对远离而将划片带4扩展的情况进行了说明，但不限于此，例如也可以是，在框架保持单元41侧设置升降机构而将框架5侧下拉，从而使框架保持单元41与被加工物W1相对远离而使划片带4扩展。
另外，对在激光加工装置30中对形成有图案的被加工物W1进行分割的情况进行了说明，但也可以应用于第一实施方式所示那样的未形成有图案的被加工物W。

Claims (2)

1.一种被加工物的分割方法，将被加工物分割成规定的尺寸，该规定的尺寸是由第一方向和与该第一方向垂直的第二方向划分的，其特征在于，该被加工物的分割方法包含如下的工序：
划片带粘贴工序，将划片带粘贴在被加工物上；
第一激光加工工序，将该划片带侧保持于保持工作台，沿着该第一方向照射对于该被加工物具有吸收性的波长的激光光线，从而形成第一激光加工槽；
第一扩展工序，在实施了该第一激光加工工序之后，将该划片带在该第二方向上扩展，从而将该第一激光加工槽的宽度扩大；
第二激光加工工序，在实施了该第一扩展工序之后，沿着该第二方向照射对于该被加工物具有吸收性的波长的激光光线，从而形成第二激光加工槽；以及
第二扩展工序，在实施了该第二激光加工工序之后，将该划片带在该第一方向上扩展，从而将该第二激光加工槽的宽度扩大，
通过该第一扩展工序将该第一激光加工槽的宽度在该第二方向上扩展，并且通过该第二扩展工序将该第二激光加工槽的宽度在该第一方向上扩展，以防止分割后的切断片由于碎屑而结合。
2.一种执行权利要求1所述的被加工物的分割方法的激光加工装置，该激光加工装置具有：
被加工物保持单元，其对借助划片带而支承于环状的框架上的被加工物进行保持；
激光光线照射单元，其分别沿第一方向和与该第一方向垂直的第二方向对该被加工物保持单元所保持的被加工物照射激光光线而形成沿该第一方向延伸的第一激光加工槽和沿该第二方向延伸的第二激光加工槽；以及
拍摄单元，其对被加工物进行拍摄，
其特征在于，该激光加工装置还具有：
框架保持单元，其对该框架进行保持；
移动单元，其用于使该框架保持单元与被加工物相对远离而将该划片带扩展，其中，在形成该第一激光加工槽之后，所述移动单元使该框架保持单元与被加工物相对远离而使该第一激光加工槽在该第二方向上扩展，在形成该第二激光加工槽之后，所述移动单元使该框架保持单元与被加工物相对远离而使该第二激光加工槽在该第一方向上扩展；以及
加热单元，其用于对该划片带的位于被加工物与该框架之间的区域进行加热而使该区域收缩，
通过所述移动单元分别将该第一激光加工槽的宽度在该第二方向上扩展，将该第二激光加工槽的宽度在该第一方向上扩展，以防止分割后的切断片由于碎屑而结合。
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