JP2011218607A - 基板分割装置および基板分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層基板の分割の高効率化を可能とする、基板分割装置および基板分割方法を実現する。
【解決手段】基板分割装置１００は、先端形状が第１ブレード２６と異なっている第２ブレード２７を備えている。第２ブレード２７は、積層基板２０の上面に対して垂直である方向に、軟質材層２１を切断することにより、軟質材層２１を分割するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体および電子部品等で使用されている基板であって、シリコンおよびガリウム砒素等の電子素子が複数、行列となるように整列された硬質材（セラミック等）基板をベースとし、その表面に軟質材（シリコン樹脂等）が形成された２重構造基板を個片化分割する、基板分割装置および基板分割方法に関する発明である。

一般的に、半導体および電子部品のアセンブリ組み立て方法では、ウエハ形状で一括製造された、シリコンおよびガリウム砒素等の電子素子１７０（図１７参照）を、ダイシングブレード１８０により１チップずつに個片化分割し（図１８参照）、その後、表面に電気回路配線（図示しない）が形成された硬質材基板１９０上に、複数の電子素子１７０を、１チップずつ行列となるように整列搭載する（図１９参照）。硬質材基板１９０と電子素子１７０との電気的接続は、例えば、以下の（ａ）または（ｂ）の手法で行う。

（ａ）電子素子１７０を１チップずつ行列となるように整列搭載するのと同時に、電子素子１７０の表面を下にフェイスダウンさせ、電子素子１７０を電気回路配線が施された硬質材基板１９０へ直接接続するフリップチップ方式（図２０参照）。

（ｂ）電子素子１７０を１チップずつ行列となるように整列搭載した後、電子素子１７０の表面を上にして、金ワイヤー２１０を用いて接続を行うワイヤーボンディング方式（図２１参照）。

上記電気的接続の後、電子素子１７０の保護を行う為、樹脂ポッティング、インジェクション成型、トランスファー成型、または圧縮成型方式等による、封止樹脂２２０を用いた樹脂封止を行う（図２２参照）。更に最終製品と同様の形状にする為には、刃物２３０等を基板２２１へ押し付けて分割するブレーキング方式により、基板２２１の個片化分割を行い（図２３参照）、最後に個片化した電子部品２４０をファイナルテストする（図２４参照）。

図２３に係る、基板２２１を個片化分割する方法としては、回転式のダイヤモンドソーを使って切削するダイシング方式、レーザー光を照射させ切削するレーザー加工方式、ならびに、刃物２３０等を基板２２１へ押し付けて分割するブレーキング方式が広く用いられている。

回転式のダイヤモンドソーを使ってダイシングする方式は、硬質材基板をダイシングするダイヤモンドソーと、樹脂のような軟質材をダイシングするダイヤモンドソーと、を使い分けて分割を実施しているが、分割出来た場合でもダイヤモンドソーの磨耗が激しく、ダイシング速度も低速である為、生産性の課題が生じる。

レーザー加工方式は、加工時の熱影響により、硬質材基板の加工変色および汚れ付着等の発生があり、品質上の問題が生じると共に、硬質材の加工においてダイシング方式と同様に加工時間がかかるため生産性の課題が生じる。

また、回転式のダイヤモンドソーを使ってダイシングする方式、および、レーザー加工方式は、加工時間がかかる為に、設備台数も必要となり、多額の設備投資が必要となる。

一方、刃物２３０等を基板２２１へ押し付けて分割するブレーキング方式は、刃物２３０を基板２２１に対して垂直方向に押し付けて分割する方法である。このブレーキング方式は、刃物２３０等の磨耗も少なく、一括分割の為加工速度も得られる事から、有効な工法である。また、このブレーキング方式は、ダイシング方式およびレーザー加工方式と比較し、処理能力に優れることから、大幅な設備投資抑制が可能となる。

従来のブレーキング方式による基板分割装置は、特許文献１にあるように、分割される硬質材基板３の下方に設けられた受け台座１０ａ・１０ａが、分割位置両側にて、ブレード１７の長さ方向に沿って長尺形状で２点受けになった台座１０を有しており、硬質材基板３の上方からブレード１７を、台座１０における受け台座１０ａ・１０ａ間の中央間隙部へと垂直方向に下ろして、硬質材基板３へ押し付けて分割する、基板分割装置２５０である（図２５参照）。

基板分割装置２５０では、ブレード１７を基板（積層基板）２５１へ押し付け、これにより、２点受けになった台座１０の中央間隙部の上方に位置する硬質材基板３が破壊起点となり、基板２５１の厚み方向に亀裂１３が生じ、破断がブレード当接点１４まで直線的に進行して、基板２５１が分割される（図２６参照）。基板分割装置２５０は、基板２５１を切削するのではなく、亀裂を生じさせることによって分割する為、切りしろをほとんど必要とせず基板２５１を有効に利用することが出来る。従って、基板分割装置２５０は、基板２５１の上において、電子素子が密集して複数搭載されている場合においても、適切に基板２５１を分割することが出来、また、台座１０の中央間隙部に対応する部分のみに力を加える為、基板２５１の他の部分は塑性変形することがなく、問題なく分割が出来る。

ここで、基板２５１は、粘着性を有したテープ４で貼り付け固定され、２点受けになった台座１０の上に接するように設置され、１ライン基板２５１を分割した後に、行列となるように配列された、複数の電子素子のピッチ毎に、ブレード稜線方向と直行する方向に、更に１ライン分移動（図２７の符号１２参照）し、基板２５１上において格子状に全てのラインの基板分割を行う（図２７参照）。

このように、特許文献１に係る基板分割装置２５０は、先端形状が鈍角である、１種類のブレードを用いて基板２５１の分割を行うものである。

特開２００４−３９９３１号公報（２００４年２月５日公開）

図２８に示す様に、硬質材基板３の表面に軟質材層１が形成された２重構造基板である、基板２５１においては、押し付け分割するブレーキング方法では、硬質材基板３を破壊分断する為にブレード１７先端の刃先角を大きくする必要がある為に、ならびに、基板２５１に対して垂直方向に押し付ける動作の為に、軟質材層１の完全分割が困難である。軟質材層１の完全分割が出来ない場合、基板２５１の切りしろは、素子間がつながった状態１８となり、次工程のファイナルテストでの安定した搬送が得られなくなる。また安定した搬送性を確保すべく、分割後に検査工程を設けて、軟質材層１が完全分割出来てない箇所をリペアする作業が必要であり、この結果、基板２５１の分割工程において多大なロスを発生させることになる。従って、軟質材層１の完全分割を確実にできる様な分割工法が必要である。

このように、特許文献１に係る基板分割装置２５０は、軟質材に鈍角のブレードを押し当てると、変形して亀裂を発生させにくいため、軟質材層１の完全分割が困難であることが問題となる。そして、これにより、特許文献１に係る基板分割装置２５０は、基板分割において余分な工程が多くなるため、基板分割が低効率であるという問題が発生する。

本発明は、上記の問題に鑑みて為された発明であり、その目的は、積層基板の分割の高効率化を可能とする、基板分割装置および基板分割方法を提供することにある。

本発明の基板分割装置は、上記の問題を解決するために、硬質材に対して軟質材が積層されて成る積層基板における上記軟質材の側から、上記積層基板を、上記積層基板の上面に対して垂直である基板垂直方向に押圧することにより、少なくとも上記硬質材を分割する第１ブレードを備えた基板分割装置であって、先端形状が上記第１ブレードと異なる第２ブレードを備え、上記第２ブレードは、上記軟質材を、上記基板垂直方向に切断することを特徴としている。

本発明の基板分割方法は、上記の問題を解決するために、硬質材に対して軟質材が積層されて成る積層基板における上記軟質材の側から、第１ブレードによって、上記積層基板を、上記積層基板の上面に対して垂直である基板垂直方向に押圧することにより、少なくとも上記硬質材を分割する基板分割方法であって、先端形状が上記第１ブレードと異なる第２ブレードによって、上記軟質材を、上記基板垂直方向に切断することを特徴としている。

上記の構成によれば、第１ブレードによって、積層基板を押圧して分割するのと別に、第２ブレードによって、軟質材を切断することにより、軟質材の完全分割を容易に行うことができる。これにより、積層基板の分割後の次工程における搬送性の問題を解消すると共に、分割後の検査工程を廃止することができるため、積層基板の分割に際して余分な作業を削減し、積層基板の分割を高効率化することが可能となる。

また、本発明の基板分割装置は、上記第２ブレードの先端形状は、上記第１ブレードの先端形状よりも鋭いことを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第１ブレードの先端形状よりも、先端形状が鋭い上記第２ブレードを用いることを特徴としている。

上記の構成によれば、第２ブレードとして、その先端が鋭いブレードを用いることにより、シリコン等の非常に軟らかな軟質材であっても、容易に切断することができるため、積層基板の分割のさらなる高効率化が可能となる。

また、本発明の基板分割装置は、上記第１ブレードおよび第２ブレードは、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、互いに同一かつ上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動されるものであることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第１ブレードおよび第２ブレードを、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、互いに同一かつ上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動させることを特徴としている。

上記の構成によれば、積層基板に対する１回の分割作業後に、第１ブレードおよび第２ブレードを移動させることにより、積層基板を固定したまま、積層基板の上面における、任意の複数箇所において、分割を行うことができる。また、第１ブレードおよび第２ブレードを同じ方向に移動させることにより、第１ブレードと第２ブレードとを、一括して１方向に移動させることができる。従って、上記の構成によれば、それぞれ複数回の、第１ブレードによる押圧および第２ブレードによる切断の各々を、効率よく行うことができる。

また、本発明の基板分割装置は、上記第２ブレードは、上記第１ブレードに対して、上記第１ブレードおよび第２ブレードが移動される方向に設けられていることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第１ブレードに対して、上記第１ブレードおよび第２ブレードが移動される方向に設けた、上記第２ブレードを用いることを特徴としている。

上記の構成によれば、第２ブレードを、第１ブレードの移動経路上に設けることにより、第１ブレードによる押圧前または押圧後に、この押圧箇所に対して、第２ブレードによる切断を行うことができる。従って、上記の構成によれば、積層基板の分割の高効率化と、第１ブレードによる押圧および第２ブレードによる切断の各々の高効率化と、を両立させることが可能となる。

また、本発明の基板分割装置は、上記積層基板を載置する載置台をさらに備え、上記載置台は、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動されるものであり、上記第２ブレードは、上記第１ブレードに対して、上記載置台が移動される方向に設けられていることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記積層基板を載置台に載置し、上記載置台を、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動させ、上記第２ブレードを、上記第１ブレードに対して、上記載置台を移動させる方向に設けることを特徴としている。

上記の構成によれば、載置台の移動経路上に、第１ブレードおよび第２ブレードの両方を設けることにより、第１ブレードによる押圧前または押圧後に、この押圧箇所に対して、第２ブレードによる切断を行うことができる。従って、上記の構成によれば、積層基板の分割の高効率化と、第１ブレードによる押圧および第２ブレードによる切断の各々の高効率化と、を両立させることが可能となる。

また、本発明の基板分割装置は、上記第２ブレードの先端は、上記第１ブレードの先端よりも、上記積層基板を基準として上方に設けられており、上記積層基板を基準とした上記第２ブレードの先端の高さと、上記積層基板を基準とした上記第１ブレードの先端の高さと、の差は、上記軟質材の厚みと等しいことを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第２ブレードの先端を、上記第１ブレードの先端よりも、上記積層基板を基準として上方に設け、上記積層基板を基準とした上記第２ブレードの先端の高さと、上記積層基板を基準とした上記第１ブレードの先端の高さと、の差を、上記軟質材の厚みと等しくして、上記切断を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、第１ブレードおよび第２ブレードの両先端を、同じ距離だけ下方に（積層基板に向けて）移動させて、積層基板に対する分割作業を実施したときに、第１ブレードによる押圧によって硬質材が分割されるのと同時に、軟質材は、第２ブレードによって切断される。従って、上記の構成によれば、第２ブレードが不慮に硬質材を切断してしまう虞を低減し、さらに、軟質材が切断されているか否かを確認することで、硬質材が分割されたか否かを併せて知ることができる。

また、本発明の基板分割装置は、上記載置台を載置する台座をさらに備え、上記台座は、上記基板垂直方向、かつ少なくとも上記載置台の側に隙間が形成されたものであり、上記第１ブレードは、上記台座における隙間の上方にて、上記押圧を行うものであり、上記第２ブレードは、上記台座における隙間以外の箇所の上方にて、上記切断を行うものであることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記基板垂直方向、かつ少なくとも上記載置台の側に隙間が形成された台座に上記載置台を載置し、上記台座における隙間の上方にて、上記第１ブレードによる押圧を行い、上記台座における隙間以外の箇所の上方にて、上記第２ブレードによる切断を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、台座における隙間以外の箇所の上方に位置する積層基板部分に対して、第１ブレードによる押圧に伴う力が加えられないため、該積層基板部分における塑性変形を抑制することができ、積層基板の歪みを抑制することができる。

また、本発明の基板分割装置は、上記積層基板は、硬質材上に行列となるように配置された、複数の電子素子を備え、上記硬質材に対して積層された軟質材は、上記複数の電子素子に対して被覆されており、上記第１ブレードおよび第２ブレードは、上記複数の電子素子における１列を、上記積層基板の１回の分割における単位としていることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記積層基板は、硬質材上に行列となるように配置された、複数の電子素子を備え、上記硬質材に対して積層された軟質材は、上記複数の電子素子に対して被覆されており、上記複数の電子素子における１列毎に、上記積層基板の分割を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、１列に並んだ電子素子単位で一括して、積層基板の分割を行うことにより、積層基板の分割を効率よく行うことができる。

また、本発明の基板分割装置は、上記複数の電子素子における行方向に関する、上記第１ブレードと上記第２ブレードとの間隔は、該行方向に互いに隣り合う、２つの該電子素子のピッチの自然数倍と等しいことを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記複数の電子素子における行方向に関する、上記第１ブレードと上記第２ブレードとの間隔を、該行方向に互いに隣り合う、２つの該電子素子のピッチの自然数倍と等しくして、上記積層基板の分割を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、電子素子のある１列に関して、第１ブレードによる押圧を行うのと共に、電子素子の別の１列に関して、第２ブレードによる切断を行うことができるため、積層基板の分割の高効率化と、第１ブレードによる押圧および第２ブレードによる切断の各々の高効率化と、を両立させることが可能となる。

また、本発明の基板分割装置は、上記第１ブレードは、上記押圧の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動されることを特徴としている。

また、本発明の基板分割装置は、上記第２ブレードは、上記切断の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動されることを特徴としている。

また、本発明の基板分割装置は、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の最中に、上記積層基板を載置する載置台を、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第１ブレードを、上記押圧の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第２ブレードを、上記切断の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴としている。

また、本発明の基板分割方法は、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の最中に、上記積層基板を載置する載置台を、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１ブレードおよび積層基板のうち少なくとも一方を、第１ブレードの先端に沿うように移動させながら、積層基板の分割を行う。同様に、上記の構成によれば、第２ブレードおよび積層基板のうち少なくとも一方を、第２ブレードの先端に沿うように移動させながら、積層基板の分割を行う。これにより、積層基板を容易に分割することが可能となる。

本発明の基板分割装置は、硬質材に対して軟質材が積層されて成る積層基板における上記軟質材の側から、上記積層基板を、上記積層基板の上面に対して垂直である基板垂直方向に押圧することにより、少なくとも上記硬質材を分割する第１ブレードを備えた基板分割装置であって、先端形状が上記第１ブレードと異なる第２ブレードを備え、上記第２ブレードは、上記軟質材を、上記基板垂直方向に切断するものである。

本発明の基板分割方法は、硬質材に対して軟質材が積層されて成る積層基板における上記軟質材の側から、第１ブレードによって、上記積層基板を、上記積層基板の上面に対して垂直である基板垂直方向に押圧することにより、少なくとも上記硬質材を分割する基板分割方法であって、先端形状が上記第１ブレードと異なる第２ブレードによって、上記軟質材を、上記基板垂直方向に切断する方法である。

従って、本発明は、積層基板の分割を高効率化することが可能であるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る、基板分割装置の基本構成を示す断面図である。 電子素子を複数個搭載した、分割される前の積層基板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 図１に示す基板分割装置に対してセットする為に、テープに貼り付けられた、積層基板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 第１ブレードの先端形状を示す断面図である。 第２ブレードの先端形状を示す断面図である。 第１ブレードおよび第２ブレードが、積層基板の分割を行う様子を示す断面図である。 積層基板の先頭分割を開始する為の、第１ブレードおよび第２ブレードの待機位置、ならびに、テープおよび固定治具を用いて、台座に載せられた積層基板を示す断面図である。 第１ブレードおよび第２ブレードが下降して、積層基板の先頭の分割作業が開始される様子を示す断面図である。 積層基板の上面にある軟質材層の一部が、分割された様子を示す断面図である。 積層基板を、図７に示す位置から、積層方向に対して略垂直な方向である、複数の電子素子における行方向に移動させる様子を示す断面図である。 第１ブレードおよび第２ブレードが再び下降して、積層基板の分割作業が開始される様子を示す断面図である。 硬質材基板が確実に分割されると共に、積層基板の上面にある軟質材層の、図９とは別の一部が、分割された様子を示す断面図である。 積層基板を、図１０に示す位置から、積層方向に対して略垂直な方向である、複数の電子素子における行方向に移動させる様子を示す断面図である。 第１ブレードおよび第２ブレードが再び下降して、積層基板の分割作業が開始される様子を示す断面図である。 硬質材基板が確実に分割されると共に、積層基板の上面にある軟質材層の、図９および図１２とは別の一部が、分割された様子を示す断面図である。 積層基板を、図１３に示す位置から、積層方向に対して略垂直な方向である、複数の電子素子における行方向に移動させる様子を示す断面図である。 ウエハ形状で一括製造された、シリコンおよびガリウム砒素等の電子素子の一例を示す斜視図である。 図１７に示す電子素子を１チップずつに個片化分割する様子を示す斜視図である。 硬質材基板上に、複数の電子素子を、１チップずつ行列となるように整列搭載する様子を示す斜視図および平面図である。 フリップチップ方式により、硬質材基板と電子素子との電気的接続を行った様子を示す断面図である。 ワイヤーボンディング方式により、硬質材基板と電子素子との電気的接続を行った様子を示す断面図である。 電子素子の保護を行う為に、樹脂封止を行う様子を示す斜視図である。 ブレーキング方式により、基板の個片化分割を行う様子を示す斜視図である。 個片化した電子部品をファイナルテストする様子を示す断面図である。 従来技術に係る基板分割装置の構成を示す断面図である。 ブレードが下降して、積層基板の分割作業が開始される様子を示す断面図である。 積層基板の上面の一部が、分割された様子を示す断面図である。 積層基板の上面にある軟質材層の一部の分割が不完全である様子を示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

〔積層基板の構成〕
図２（ａ）および（ｂ）は、電子素子を複数個搭載した、分割される前の積層基板を示す図である。

積層基板２０は、上面に電気回路配線（図示しない）が形成された硬質材基板（硬質材）２３の上面に、電子素子２２が複数個搭載されている。また、積層基板２０は、硬質材基板２３に対して積層されており、かつ、電子素子２２に対して被覆されている、軟質材層（軟質材）２１が設けられた構成である。電子素子２２の配置は、行列となっている。

軟質材層２１の材料としては、シリコン樹脂等が挙げられる。電子素子２２の材料としては、シリコンおよびガリウム砒素等が挙げられる。硬質材基板２３の材料としては、セラミック等が挙げられる。

図３（ａ）および（ｂ）は、基板分割装置１００に対してセットする為に、テープ（載置台）２４に貼り付けられた、積層基板２０を示す図である。積層基板２０は、固定治具（載置台）２５に取り付けられた、粘着性を有するテープ２４に対して貼り付けられることで、基板分割装置１００に固定可能となる。

〔基板分割装置の構成〕
図１は、基板分割装置１００の基本構成を示す図である。

基板分割装置１００は、隙間３０ｂを挟んで設けられた２点受け台座（隙間以外の箇所）３０ａ・３０ａを備えた台座３０に、テープ２４に貼り付けられた積層基板２０が、硬質材基板２３側から載せられるものである。

また、基板分割装置１００は、硬質材基板２３側から台座３０に載せられた積層基板２０の上方、すなわち、積層基板２０の上面に対して垂直である基板垂直方向３１の軟質材層２１側に、第１ブレード２６および第２ブレード２７を備えるものである。

第１ブレード２６および第２ブレード２７は、それぞれがブレードセット治具２８に固定されており、それらの先端形状が互いに異なっている。

具体的に、第１ブレード２６は、軟質材層２１側から、基板垂直方向３１に、積層基板２０を押圧する周知のブレーキング方式により、少なくとも硬質材基板２３を分割するものであり、その先端の角度が１５〜３０°程度と、比較的鈍い。該押圧により、硬質材基板２３に亀裂を発生させる為に、第１ブレード２６は、材質がセラミックまたは硬質金属であり、先端（刃先）が若干の丸み（Ｒ）を帯びた刃物であるのが好ましい（図４参照）。

一方、第２ブレード２７は、基板垂直方向３１に、軟質材層２１を切断することにより、軟質材層２１を分割するものであり、その先端の角度が１〜５°程度と、非常に鋭い。軟質材層２１を切断する為に、第２ブレード２７は、先端（刃先）が尖鋭な刃物であるのが好ましい（図５参照）。

第１ブレード２６および第２ブレード２７は、各ブレードセット治具２８部分が、ブレード固定治具２９によって一括に固定されており、ブレードセット治具２８・２８のさらに上方に設けられたモータ（図示しない）によって駆動されることにより、基板垂直方向３１に一括して移動される。こうして、第１ブレード２６および第２ブレード２７は、積層基板２０に対して、上昇および下降される。

第２ブレード２７は、第１ブレード２６の、前（載置台が移動される方向、または、第１ブレードおよび第２ブレードが移動される方向）または後ろ（載置台が移動される方向、または、第１ブレードおよび第２ブレードが移動される方向）に設けられている。積層基板２０の上面に対して水平である方向に関する、第１ブレード２６と第２ブレード２７との間隔は、行列である複数の電子素子２２におけるｎ列分（但し、ｎは自然数）、もしくは、複数の電子素子２２における行方向に互いに隣り合う、２つの電子素子２２のピッチのｎ倍となっている。

これにより、電子素子２２のある１列に関して、第１ブレード２６による押圧を行うのと共に、電子素子２２の別の１列に関して、第２ブレード２７による切断を行うことができるため、積層基板２０の分割の高効率化と、第１ブレード２６による押圧および第２ブレード２７による切断の各々の高効率化と、を両立させることが可能となる。

テープ２４に貼り付けられた積層基板２０は順次、テープ２４および固定治具２５の移動によって、上記ピッチ毎に、積層基板２０の上面に対して水平である方向であって、複数の電子素子２２における行方向に移動される（図１の符号３２参照）。そして、第１ブレード２６は、複数の電子素子２２における１列毎に、基板垂直方向３１に積層基板２０を押圧し、この押圧部分から少なくとも硬質材基板２３内を基板垂直方向３１に伸びる亀裂を発生させ、この亀裂によって少なくとも硬質材基板２３を分割させる。また、第２ブレード２７は、複数の電子素子２２における１列毎に、基板垂直方向３１に軟質材層２１を切断し、軟質材層２１を分割させる。

ここで、積層基板２０の上面に対して水平である方向に関して、第１ブレード２６が押圧を行う積層基板２０の各上面は、第２ブレード２７が切断を行う軟質材層２１の各上面と、概ね同じ位置となっている。すなわち、基板分割装置１００は、積層基板２０の軟質材層２１における同一の上面部分に対して、第１ブレード２６による押圧と、第２ブレード２７による切断と、の両方を施すものであり、これにより、該同一の上面部分から基板垂直方向３１に、硬質材基板２３を完全分割することのみならず、軟質材層２１を完全分割することを実現するものである。

図６に示すように、積層基板２０を載せている台座３０は、隙間３０ｂを挟んで設けられた２点受け台座３０ａ・３０ａが、積層基板２０の上面に対して水平である方向において、第１ブレード２６の両側で、積層基板２０を受けるものであり、第１ブレード２６の長さ方向（ここでは、複数の電子素子における列方向）に沿って長尺形状で設けられている。すなわち、積層基板２０の上面に対して水平である方向において、第１ブレード２６と一致する（第１ブレード２６の真下に位置する）台座３０部分は、隙間３０ｂとなっている。

ここで、第１ブレード２６は、台座３０における隙間３０ｂの上方にて、積層基板２０の押圧を行っている。一方、第２ブレード２７は、台座３０における２点受け台座３０ａの上方にて、軟質材層２１の切断を行っている。これにより、台座３０における２点受け台座３０ａの上方に位置する積層基板２０部分に対して、第１ブレード２６による押圧に伴う力が加えられないため、該積層基板２０部分における塑性変形を抑制することができ、積層基板２０の歪みを抑制することができる。

基板分割装置１００では、第１ブレード２６による積層基板２０の押圧により、隙間３０ｂの上方に位置する硬質材基板２３部分が破壊起点となり、該破壊起点から基板垂直方向３１に亀裂３３が生じ、破断（亀裂３３）がブレード当接点３４まで直線的に進行して、積層基板２０の分割が行われる。

同様に、基板分割装置１００では、２点受け台座３０ａの位置に下降する第２ブレード２７による、軟質材層２１の切断により、軟質材層２１に対する切り込みが行われる。

このとき、積層基板２０を基準とした場合、第２ブレード２７の先端は、第１ブレード２６の先端よりも高い位置（上方）に設けられているのが好ましい。さらに好ましくは、積層基板２０を基準とした場合、第２ブレード２７の先端の高さと、第１ブレード２６の先端の高さと、の差は、軟質材層２１の厚みに該当する寸法ｔに概ね等しい、ｈとする。

寸法ｔと差ｈとを概ね等しくすることにより、第１ブレード２６および第２ブレード２７の両先端を、同じ距離だけ下降させて、積層基板２０に対する分割作業を実施したときに、第１ブレード２６による押圧によって硬質材基板２３が分割されるのと同時に、軟質材層２１は、第２ブレード２７によって切断される。従って、第２ブレード２７が不慮に硬質材基板２３を切断してしまう虞を低減し、さらに、軟質材層２１が切断されているか否かを確認することで、硬質材基板２３が分割されたか否かを併せて知ることができる。

さらに、第１ブレード２６による積層基板２０の押圧中には、積層基板２０および／または第１ブレード２６を、第１ブレード２６の稜線方向（複数の電子素子における列方向）に移動させるのが好ましい。該押圧の最中において、第１ブレード２６および積層基板２０のうち少なくとも一方は、第１ブレード２６の先端に沿うように移動させながら、積層基板２０の分割を行う。そして、これにより、積層基板２０は、容易に分割することが可能となる。

同様に、第２ブレード２７による軟質材層２１の切断中には、積層基板２０および／または第２ブレード２７を、第２ブレード２７の稜線方向（複数の電子素子における列方向）に移動させるのが好ましい。該切断の最中において、第２ブレード２７および積層基板２０のうち少なくとも一方は、第２ブレード２７の先端に沿うように移動させながら、積層基板２０の分割を行う。そして、これにより、積層基板２０は、容易に分割することが可能となる。

基板分割装置１００は、第１ブレード２６によって、積層基板２０を押圧して分割するのと別に、第２ブレード２７によって、軟質材層２１を切断することにより、軟質材層２１の完全分割を容易に行うことができるものである。これにより、積層基板２０の分割後の次工程における搬送性の問題を解消すると共に、分割後の検査工程を廃止することができるため、積層基板２０の分割に際して余分な作業を削減し、積層基板２０の分割を高効率化することが可能となる。

〔基板分割方法〕
次に、図７〜図１６を参照して、基板分割装置１００を用いて積層基板２０を分割する、基板分割方法の流れを説明する。

図７は、積層基板２０の先頭分割を開始する為の、第１ブレード２６および第２ブレード２７の待機位置、ならびに、テープ２４および固定治具２５を用いて、台座３０に載せられた積層基板２０を示す図である。

図８にて、第１ブレード２６および第２ブレード２７が下降して、積層基板２０の先頭の分割作業が開始される。但し、図８に示す分割においては、第１ブレード２６の下方に積層基板２０が存在していないので、第２ブレード２７による軟質材層２１の切断のみが行われる。第２ブレード２７は、台座３０における２点受け台座３０ａの上方にある積層基板２０部分に対して下降して、２点受け台座３０ａの上方にある積層基板２０部分に該当する軟質材層２１を切断する。切断の後、第１ブレード２６および第２ブレード２７は、積層基板２０に対して（基板垂直方向３１に）上昇移動する。これにより、図９に示す様に、積層基板２０の上面にある軟質材層２１の一部は、分割された（図９の符号３５参照）。

図８および図９に示す分割の終了後に、図１０に示す様に、テープ２４および固定治具２５を、符号３２に示す様に、積層基板２０の上面に対して水平である方向である、複数の電子素子２２における行方向に移動させることで、同方向に積層基板２０を移動させ、図１１にて、第１ブレード２６および第２ブレード２７が再び下降して、積層基板２０の分割作業が開始される。

ここで、第２ブレード２７は、第１ブレード２６に対して、テープ２４および固定治具２５が（すなわち、積層基板２０が）移動される符号３２方向（ここでは、第１ブレード２６の前）に設けられている。テープ２４および固定治具２５の（すなわち、積層基板２０の）移動経路上に、第１ブレード２６および第２ブレード２７の両方を設けることにより、第１ブレード２６による押圧前に、この押圧箇所に対して、第２ブレード２７による切断を行うことができる。従って、積層基板２０の分割の高効率化と、第１ブレード２６による押圧および第２ブレード２７による切断の各々の高効率化と、を両立させることが可能となる。

なお、図１０に示す例では、テープ２４および固定治具２５を移動させるかわりに、または、テープ２４および固定治具２５の移動と併せて、ブレード固定治具２９によって、第１ブレード２６および第２ブレード２７を、符号３２に示す様に、積層基板２０の上面に対して水平である方向である、複数の電子素子２２における行方向に、一括に移動させてもよい。

積層基板２０に対する１回の分割作業後に、第１ブレード２６および第２ブレード２７を移動させることにより、積層基板２０を固定したまま、積層基板２０の上面における、任意の複数箇所において、分割を行うことができる。また、第１ブレード２６および第２ブレード２７を同じ方向に移動させることにより、第１ブレード２６と第２ブレード２７とを、一括して１方向に移動させることができる。従って、基板分割装置１００では、それぞれ複数回の、第１ブレード２６による押圧および第２ブレード２７による切断の各々を、効率よく行うことができる。

さらに、この場合、第２ブレード２７は、第１ブレード２６に対して、第１ブレード２６および第２ブレード２７の進行方向である符号３２方向（ここでは、第１ブレード２６の前）に設けられていることとなる。

第２ブレード２７を、第１ブレード２６の移動経路上に設けることにより、第１ブレード２６による押圧前に、この押圧箇所に対して、第２ブレード２７による切断を行うことができる。従って、基板分割装置１００では、積層基板２０の分割の高効率化と、第１ブレード２６による押圧および第２ブレード２７による切断の各々の高効率化と、を両立させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、積層基板２０もしくは第１および第２ブレードの移動方向に関して、第２ブレード２７が第１ブレード２６の前に設けられているが、第２ブレード２７が第１ブレード２６の後ろに設けられていてもよい。第２ブレード２７が第１ブレード２６の後ろに設けられている場合、第１ブレード２６による押圧後に、この押圧箇所に対して、第２ブレード２７による切断を行うことができるため、第２ブレード２７が第１ブレード２６の前に設けられている場合と同様の効果を得ることができる。

図１１にて、第１ブレード２６は、第２ブレード２７によって軟質材層２１が切断された箇所へ下降し、該箇所に位置する積層基板２０部分を押圧することで、硬質材基板２３を分割する。

また、第１ブレード２６は、台座３０の隙間３０ｂの上方にある積層基板２０部分に対して下降して、隙間３０ｂの上方にある積層基板２０部分を押圧している。これにより、隙間３０ｂの上方にある積層基板２０部分に該当する硬質材基板２３が、基板垂直方向３１に分割される。

一方このとき、第２ブレード２７は、図８に示すのと同様の要領で、軟質材層２１を、基板垂直方向３１に切断し分割する。

図１１に示す分割後に、第１ブレード２６および第２ブレード２７は、積層基板２０に対して（基板垂直方向３１に）上昇移動する。

このとき、図１２に示す様に、硬質材基板２３は確実に分割される（図１２の符号３６参照）と共に、積層基板２０の上面にある軟質材層２１の、図９とは別の一部は、分割された（図１２の符号３５参照）。

以降、例えば、図１３〜図１６にて、同様な動作を順次行い、電子素子２２における１列毎の分割の終了後に、テープ２４および固定治具２５と、ブレード固定治具２９との少なくとも一方を移動させることで、積層基板２０を移動させつつ、順次分割作業を実施することで、電子素子２２における全列の分割を行う。

さらに、図７において、第１ブレード２６および第２ブレード２７の下降後において、積層基板２０を、第１ブレード２６および／または第２ブレード２７の長手方向（稜線方向、複数の電子素子における列方向）に、固定治具２５を移動させるか、または、ブレード固定治具２９による第１ブレード２６および第２ブレード２７に動かす（図示せず）ことによって、軟質材層２１をより確実に切断することができる。

積層基板２０において、硬質材基板２３と電子素子２２との電気的接続は、電子素子２２の表面を下にフェイスダウンさせ、電子素子２２を配線が施された硬質材基板２３へ接続するフリップチップ方式の形態で示したものであるが、他にもワイヤーボンディング接続方式等含め、接続方式が限定されるものではない。

また、本実施の形態において、固定治具２５は、スクエア形状を有しているが、他にも円形状等含め、その形状が限定されるものではない。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、半導体および電子部品等で使用されている基板であって、シリコンおよびガリウム砒素等の電子素子が複数、行列となるように整列された硬質材（セラミック等）基板をベースとし、その表面に軟質材（シリコン樹脂等）が形成された２重構造基板を個片化分割する、基板分割装置および基板分割方法に利用できる。

２０ 積層基板
２１ 軟質材層（軟質材）
２２ 電子素子
２３ 硬質材基板（硬質材）
２４ テープ（載置台）
２５ 固定治具（載置台）
２６ 第１ブレード
２７ 第２ブレード
３０ 台座（台座）
３０ｂ 隙間
３１ 基板垂直方向（積層基板の上面に対して垂直である方向）
３２ 複数の電子素子における行方向
１００ 基板分割装置

Claims (24)

1. 硬質材に対して軟質材が積層されて成る積層基板における上記軟質材の側から、上記積層基板を、上記積層基板の上面に対して垂直である基板垂直方向に押圧することにより、少なくとも上記硬質材を分割する第１ブレードを備えた基板分割装置であって、
   先端形状が上記第１ブレードと異なる第２ブレードを備え、
   上記第２ブレードは、上記軟質材を、上記基板垂直方向に切断することを特徴とする基板分割装置。
2. 上記第２ブレードの先端形状は、上記第１ブレードの先端形状よりも鋭いことを特徴とする請求項１に記載の基板分割装置。
3. 上記第１ブレードおよび第２ブレードは、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、互いに同一かつ上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の基板分割装置。
4. 上記第２ブレードは、上記第１ブレードに対して、上記第１ブレードおよび第２ブレードが移動される方向に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の基板分割装置。
5. 上記積層基板を載置する載置台をさらに備え、
   上記載置台は、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動されるものであり、
   上記第２ブレードは、上記第１ブレードに対して、上記載置台が移動される方向に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板分割装置。
6. 上記第２ブレードの先端は、上記第１ブレードの先端よりも、上記積層基板を基準として上方に設けられており、
   上記積層基板を基準とした上記第２ブレードの先端の高さと、上記積層基板を基準とした上記第１ブレードの先端の高さと、の差は、上記軟質材の厚みと等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板分割装置。
7. 上記載置台を載置する台座をさらに備え、
   上記台座は、上記基板垂直方向、かつ少なくとも上記載置台の側に隙間が形成されたものであり、
   上記第１ブレードは、上記台座における隙間の上方にて、上記押圧を行うものであり、
   上記第２ブレードは、上記台座における隙間以外の箇所の上方にて、上記切断を行うものであることを特徴とする請求項５に記載の基板分割装置。
8. 上記積層基板は、硬質材上に行列となるように配置された、複数の電子素子を備え、
   上記硬質材に対して積層された軟質材は、上記複数の電子素子に対して被覆されており、
   上記第１ブレードおよび第２ブレードは、上記複数の電子素子における１列を、上記積層基板の１回の分割における単位としていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板分割装置。
9. 上記複数の電子素子における行方向に関する、上記第１ブレードと上記第２ブレードとの間隔は、該行方向に互いに隣り合う、２つの該電子素子のピッチの自然数倍と等しいことを特徴とする請求項８に記載の基板分割装置。
10. 上記第１ブレードは、上記押圧の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動されることを特徴とする請求項８または９に記載の基板分割装置。
11. 上記第２ブレードは、上記切断の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の基板分割装置。
12. 上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の最中に、上記積層基板を載置する載置台を、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の基板分割装置。
13. 硬質材に対して軟質材が積層されて成る積層基板における上記軟質材の側から、第１ブレードによって、上記積層基板を、上記積層基板の上面に対して垂直である基板垂直方向に押圧することにより、少なくとも上記硬質材を分割する基板分割方法であって、
    先端形状が上記第１ブレードと異なる第２ブレードによって、上記軟質材を、上記基板垂直方向に切断することを特徴とする基板分割方法。
14. 上記第１ブレードの先端形状よりも、先端形状が鋭い上記第２ブレードを用いることを特徴とする請求項１３に記載の基板分割方法。
15. 上記第１ブレードおよび第２ブレードを、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、互いに同一かつ上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動させることを特徴とする請求項１３または１４に記載の基板分割方法。
16. 上記第１ブレードに対して、上記第１ブレードおよび第２ブレードが移動される方向に設けた、上記第２ブレードを用いることを特徴とする請求項１５に記載の基板分割方法。
17. 上記積層基板を載置台に載置し、
    上記載置台を、上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の終了後に、上記積層基板の上面に対して水平である方向に移動させ、
    上記第２ブレードを、上記第１ブレードに対して、上記載置台を移動させる方向に設けることを特徴とする請求項１３または１４に記載の基板分割方法。
18. 上記第２ブレードの先端を、上記第１ブレードの先端よりも、上記積層基板を基準として上方に設け、
    上記積層基板を基準とした上記第２ブレードの先端の高さと、上記積層基板を基準とした上記第１ブレードの先端の高さと、の差を、上記軟質材の厚みと等しくして、上記切断を行うことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の基板分割方法。
19. 上記基板垂直方向、かつ少なくとも上記載置台の側に隙間が形成された台座に上記載置台を載置し、
    上記台座における隙間の上方にて、上記第１ブレードによる押圧を行い、
    上記台座における隙間以外の箇所の上方にて、上記第２ブレードによる切断を行うことを特徴とする請求項１７に記載の基板分割方法。
20. 上記積層基板は、硬質材上に行列となるように配置された、複数の電子素子を備え、
    上記硬質材に対して積層された軟質材は、上記複数の電子素子に対して被覆されており、
    上記複数の電子素子における１列毎に、上記積層基板の分割を行うことを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の基板分割方法。
21. 上記複数の電子素子における行方向に関する、上記第１ブレードと上記第２ブレードとの間隔を、該行方向に互いに隣り合う、２つの該電子素子のピッチの自然数倍と等しくして、上記積層基板の分割を行うことを特徴とする請求項２０に記載の基板分割方法。
22. 上記第１ブレードを、上記押圧の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴とする請求項２０または２１に記載の基板分割方法。
23. 上記第２ブレードを、上記切断の最中に、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の基板分割方法。
24. 上記第１ブレードによる押圧および上記第２ブレードによる切断のうち、少なくとも一方の最中に、上記積層基板を載置する載置台を、上記複数の電子素子における列方向に移動させることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の基板分割方法。

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