JP2014216597A - ブレイク用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】機能領域を有する基板をブレイクする際に位置ずれなくブレイクできるようにすること。
【解決手段】突起部２１を有するベース２０に弾性部材３０を介して基板１０を配置する。そして基板１０の周囲を基板１０に相当する開口４１を有する枠状部材４０とその上部のくし状部５２ａ〜５３ｂを有する押さえ部材５０とによって保持する。こうすればブレイク時に基板の位置ずれや浮き上がりが生じることなく、正確にブレイクを完了することができる。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は半導体ウエハ等の脆性材料基板であって、機能領域（デバイス領域ともいう）を有する基板をブレイクする際に用いられるブレイク用治具に関するものである。

特許文献１には、スクライブラインが形成された基板を、スクライブラインが形成された面の裏面から、スクライブラインに沿って面に垂直に押圧することによりブレイクする基板ブレイク装置が提案されている。以下、このようなブレイク装置によるブレイクの概要を示す。ブレイクの対象となる基板には、整列して多数の機能領域が形成されているものとする。分断する場合には、まず基板に機能領域の間に等しい間隔を隔てて縦方向及び横方向にスクライブラインを形成する。そしてこのスクライブラインに沿ってブレイク装置で分断する。図１（ａ）は分断する前のブレイク装置に載置された基板の断面図を示している。本図に示すように、基板１０１に機能領域１０１ａ，１０１ｂとその間にスクライブラインＳ１，Ｓ２，Ｓ３・・・が形成されている。分断する場合には基板１０１の裏面に粘着テープ１０２を貼り付け、その表面に保護フィルム１０３を貼り付ける。そしてブレイク時には図１（ｂ）に示すように受け刃１０５，１０６のちょうど中間にブレイクすべきスクライブライン、この場合にはスクライブラインＳ２を配置し、その上部よりブレード１０４をスクライブラインに合わせて降下させ、基板１０１を押圧する。このようにして一対の受け刃１０５，１０６とブレード１０４との三点曲げによるブレイクが行われていた。

特開２００４−３９９３１号公報

このような構成を有する基板ブレイク装置においては、格子状にスクライブが形成されている基板のうち、特に周辺部分をブレイクするときに、ブレードを押し下げて押圧すると、基板は僅かに外側に移動してしまう。このとき基板の端部は浮き上がり易く、基板固定枠に乗り上がったり、真空漏れが生じることがある。このためあらかじめ設定したブレイクバーを降下させる位置とスクライブラインの位置とがずれてしまい、安定してブレイクすることができなくなるという問題点があった。そのためブレイク用のブレードを微小間隔移動させたり、基板を再度位置決めする必要があり、設定に時間がかかるだけでなく、位置ずれとなった場合には機能領域が損傷する可能性があるという問題点があった。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであって、ブレイクを繰り返しても基板が位置ずれしないようにして基板をブレイクできるようにするためのブレイク用治具を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のブレイク用治具は、スクライブラインを有する脆性材料基板をブレイクするブレイク用治具であって、前記脆性材料基板が載置されるベースと、前記脆性材料基板と同一形状を有し、前記ベース上に配置される弾性部材と、中央に前記弾性部材の外形に相当する開口を有し、前記ベース上に載置された弾性部材及びその上部に載置された前記脆性材料基板を保持する枠状の枠状部材と、前記枠状部材の上部に配置され、前記脆性材料基板を前記枠状部材の周囲より押さえる押さえ部材と、を具備するものである。

ここで前記脆性材料基板は、縦方向及び横方向に所定のピッチで形成された機能領域、及び機能領域が中心に位置するように格子状に形成されたスクライブラインを有するものであり、前記ベースは、前記脆性材料基板の機能領域のピッチに相当する間隔で配列された開口を有するものであり、前記弾性部材は、前記ベースの開口に対応する位置に貫通孔を有するものとしてもよい。

ここで前記ベースは、前記脆性材料基板と同一形状の突起部を有し、前記ベースの開口は、前記突起部を貫通するものとしてもよい。

ここで前記押さえ部材は、前記脆性材料基板より小さい中央の開口と、周囲より前記中央の開口に向けて、前記脆性材料基板の機能領域のピッチに相当するピッチの突起部及びスリットから成るくし状部と、を有するものであり、前記枠状部材は、その周囲の上面に前記機能領域のピッチに相当するピッチの溝を有するものとしてもよい。

ここで前記弾性部材は、前記脆性材料基板と同一形状の一定の厚さを持つ透明の弾性板としてもよい。

このような特徴を有する本発明のブレイク用治具を用いると、脆性材料基板は周囲にブレイク用治具の枠状部材と押さえ部材で位置決めしてブレイクされているため、ブレイクの際にも基板の端部の位置がずれることがなくなる。そのためブレイクを進めていっても何度も位置決めを繰り返すことはなく、脆性材料基板をスクライブラインに沿ってブレイクすることができるという効果が得られる。

図１は従来の基板のブレイク時の状態を示す断面図である。 図２は本発明のブレイクの対象となる基板の一例を示す正面図である。 図３Ａは本発明の実施の形態によるブレイク用治具の一部を示す斜視図である。 図３Ｂは本実施の形態によるブレイク用治具の一部とブレイクの対象となる基板を示す斜視図である。 図４は本実施の形態によるブレイク用治具に基板を載置した状態を示す断面図である。

本発明の実施の形態においてブレイクの対象となる基板１０は図２に示すように、製造工程でｘ軸とｙ軸に沿って格子状に一定ピッチで多数の機能領域１１が形成された基板とする。この機能領域１１は例えば、ＬＥＤとしての機能を有する領域とする。そして各機能領域毎に分断してＬＥＤチップとするために、スクライブ装置により各機能領域が中心に位置するように縦方向のスクライブラインＳ_y1〜Ｓ_ynと、横方向のスクライブラインＳ_x1〜Ｓ_xmとが互いに直交するように形成されている。従ってこれらのスクライブラインＳ_x1〜Ｓ_xm、Ｓ_y1〜Ｓ_ynのピッチは機能領域のｘ軸とｙ軸方向のピッチと同一となる。

次に基板１０をブレイクする際に用いられる本実施の形態のブレイク用治具について説明する。図３Ａ，図３Ｂは本実施の形態のブレイク用治具１を示す斜視図である。図３Ｂに示すように、ブレイク用治具は正方形状のベース２０とその上部に配置される弾性部材３０と、図３Ａに示す弾性部材３０の周囲を保持する枠状部材４０、及び枠状部材４０とほぼ同一の外径を有する押さえ部材５０とを有している。ブレイク用治具１は基板１０を固定し、その上部より図示しないブレードによって基板をブレイクする際に用いられる。

次に各部材についてより詳細に説明する。ベース２０は透明部材で構成され、その内部は空洞となっている。ベース２０の上面の中央には、基板１０と同一の長方形状の薄い突起部２１が設けられており、突起部２１の表面には長方形の淵に沿って環状に多数の開口２２が設けられる。この全ての開口２２は連通してベース２０の側方に設けられるダクト２３と連結されている。又開口２２の内側には、ｘ軸及びｙ軸方向に配列された多数の開口２４が設けられる。これらの開口２４は内部で全て連通しており、外部の側方にダクト２５と連結している。これらのダクト２３，２５は図示しない真空吸着装置に接続される。

次に弾性部材３０はこの突起部２１と同一形状で一定の厚さを有するゴム等の弾性部材であり、周囲の４つの辺に沿って設けられた貫通孔３１と、その内側に格子状に配列された多数の貫通孔３２とが設けられている。貫通孔３１は前述した開口２２に対応する位置に設けられ、貫通孔３２は各開口２４に対応する位置に設けられている。従って弾性部材３０を突起部２１の真上にそのまま載せたときに、貫通孔３１と開口２２、貫通孔３２と開口２４の各位置が夫々一致するものとなる。この弾性部材３０は載置される基板１０のスクライブラインの位置を下方から確認できるようにするために、透明部材であることが好ましい。

ベース２０の開口２２は基板１０を突起部２１及び弾性部材３０の真上に正確に位置合わせして配置したときに、縦方向の両端のスクライブラインＳ_y1，Ｓ_yn及び横方向の両端のスクライブラインＳ_x1とＳ_xmの外側に位置する。これらの開口２２と貫通孔３１はスクライブラインに沿ってブレイクしたときに、各ＬＥＤチップの外側の基板１０の端材となる部分を吸引するために用いられる。

又ベース２０の開口２４は、基板１０を突起部２１及び弾性部材３０の真上に正確に位置合わせして配置したときに、基板１０に形成されているスクライブラインＳ_x2〜Ｓ_x(m-1)，Ｓ_y2〜Ｓ_y(n-1)が隣接する開口２４の中間を通り、且つ基板１０の各機能領域１１が夫々各開口２４に対応する位置に設けられる。

次に図３Ａに示すように、枠状部材４０は平板状の部材であって、その中央に基板１０及び弾性部材３０と同一の矩形の開口４１が設けられている。枠状部材４０の周囲には、弾性部材３０を中央の開口４１に保持したときにｘ軸と平行な貫通孔３１，３２の中心線に沿ってｘ軸に平行に一定の深さの多数の溝４２ａ，４２ｂが形成されている。又弾性部材３０をその開口４１に保持したときにｙ軸に平行な貫通孔３１，３２の中心線に沿ってｙ軸に平行に一定の深さの多数の溝４３ａ，４３ｂが形成されている。そして枠状部材４０の厚さは、ベース２０の突起部２１、弾性部材３０及び基板１０の厚さの和に相当するものとする。

次に押さえ部材５０は外形が枠状部材４０とほぼ同一の薄い平板であり、中央に枠状部材４０の開口４１よりもやや小さい開口５１が設けられる。そして周囲により開口５１の縁に向けてスリットと突起が交互に設けられたくし状部５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂが形成されている。くし状部のスリット及び突起のピッチはブレイクの対象となる基板１０のスクライブラインＳ_x1〜Ｓ_xm，Ｓ_y1〜Ｓ_ynのピッチと同一で、一定の幅を有するものとする。

そして枠状部材４０と押さえ部材５０とを外周を一致させて重ね合わせたときに、くし状部５２ａ〜５３ｂのスリットと、枠状部材４０の溝４２ａ〜４３ｂとが夫々対応する構造となっている。そして枠状部材４０の開口に基板１０を保持したときに、基板１０のスクライブラインの延長線が枠状部材４０の溝及び押さえ部材５０のスリットの中心を通る位置となっている。

さてブレイク用治具１を用いて基板１０をブレイクする場合について説明する。まず基板１０を図２に示すようにスクライブする。スクライブはスクライビングホイールを転動させる刃先スクライブであってもよく、レーザ光を用いたレーザスクライブであってもよい。

次に図４に断面図を示すように、あらかじめブレイク装置のテーブル６０の上面にブレイク用治具１のベース２０を配置する。そしてベース２０の突起部２１上に弾性部材３０を配置し、その上に基板１０をスクライブラインが形成されている面を下にして積み重ねる。そしてベース２０の突起部２１上に弾性部材３０と基板１０とが載置された状態で、その外側に枠状部材４０を載置し、次いで押さえ部材５０を載置する。このとき枠状部材４０の下面は直接ベース２０の突起部２１以外の周囲に接触するように配置される。こうすればスクライブラインが各開口２２の中間に位置するように位置決めされることとなる。さて押さえ部材５０と枠状部材４０には四方にねじ溝が設けられており、ねじによってベース２０に連結して固定する。

このとき押さえ部材５０の開口５１は枠状部材４０の開口４１よりも少し小さいため、くし状部５２ａ〜５３ｂの突起が基板１０の周囲に覆い被さるように位置することとなる。そして図示しない真空吸着装置を動作させてダクト２３より基板１０の周囲を吸引し、ダクト２５より基板の各機能領域を吸引することによって基板１０を保持する。

このとき下方から透明のベース２０及び弾性部材３０を介してＣＣＤカメラや赤外線カメラ等で基板１０のスクライブラインを確認し、上部よりブレイク装置のブレード６１によって基板１０のスクライブラインの真上から押下してブレイクする。そうすればブレード６１は押さえ部材５０のスリットや枠状部材４０の溝４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂに相当する位置で押し下げられることとなる。従ってブレード６１は押さえ部材５０や枠状部材４０に接触することなく、基板１０をブレイクすることができる。又基板１０の端部は押さえ部材５０のいずれかのくし状部の突起の先端によって押さえられているため、ブレイク時にも分断した基板の位置がずれることがなく、元の位置に留まる。そしてスクライブラインＳ_x1〜Ｓ_xmに沿ってブレイクを繰り返すことによって細長い分断片とすることができる。ｘ軸方向のブレイクを終えるとスクライブラインＳ_y1〜Ｓ_ynに沿ってブレイクを繰り返すことによって個別のＬＥＤチップを生成することができる。

さてスクライブラインＳ_x1，Ｓ_xm，Ｓ_y1，Ｓ_ynに沿ってブレイクしたときに端材が生じるが、枠状部材４０，押さえ部材５０によって保持されており、更に端材も開口２２，貫通孔３１を介して真空吸着装置によって吸着されているため、位置ずれは生じない。このようにブレイク時にほとんど分断片の位置ずれが生じないため、ブレイク作業を確実に実行することができる。

尚この実施の形態ではベース２０に基板１０と同一形状の突起部２１を設けているが、弾性部材３０が十分厚ければ突起部を必ずしも設ける必要はない。

又この実施の形態では、格子状に機能領域が形成された基板のブレイクについて説明しているが、機能領域については限定されるものではない。又本発明はＬＴＣＣ基板、アルミナ、窒化アルミ、チラン酸バリウム、窒化珪素、シリコーン樹脂等の種々の脆性材料基板にも適用することができる。

本発明は保護すべき領域を有する脆性材料基板をスクライブしブレイクする際に、端部をブレイクしても位置ずれすることなくブレイクすることができるため、基板のブレイク装置に有効に適用することができる。

１０ 脆性材料基板
１１ 機能領域
２０ ベース
２１ 突起部
２２，２４ 開口
２３，２５ ダクト
３０ 弾性部材
３１，３２ 貫通孔
４０ 枠状部材
４１ 開口
４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ 溝
５０ 押さえ部材
５１ 開口
５２ａ〜５２ｄ くし状部

Claims (5)

1. スクライブラインを有する脆性材料基板をブレイクするブレイク用治具であって、
   前記脆性材料基板が載置されるベースと、
   前記脆性材料基板と同一形状を有し、前記ベース上に配置される弾性部材と、
   中央に前記弾性部材の外形に相当する開口を有し、前記ベース上に載置された弾性部材及びその上部に載置された前記脆性材料基板を保持する枠状の枠状部材と、
   前記枠状部材の上部に配置され、前記脆性材料基板を前記枠状部材の周囲より押さえる押さえ部材と、を具備するブレイク用治具。
2. 前記脆性材料基板は、縦方向及び横方向に所定のピッチで形成された機能領域、及び機能領域が中心に位置するように格子状に形成されたスクライブラインを有するものであり、
   前記ベースは、前記脆性材料基板の機能領域のピッチに相当する間隔で配列された開口を有するものであり、
   前記弾性部材は、前記ベースの開口に対応する位置に貫通孔を有するものである請求項１記載のブレイク用治具。
3. 前記ベースは、前記脆性材料基板と同一形状の突起部を有し、
   前記ベースの開口は、前記突起部を貫通するものである請求項２記載のブレイク用治具。
4. 前記押さえ部材は、
   前記脆性材料基板より小さい中央の開口と、
   周囲より前記中央の開口に向けて、前記脆性材料基板の機能領域のピッチに相当するピッチの突起部及びスリットから成るくし状部と、を有するものであり、
   前記枠状部材は、
   その周囲の上面に前記機能領域のピッチに相当するピッチの溝を有するものである請求項２記載のブレイク用治具。
5. 前記弾性部材は、前記脆性材料基板と同一形状の一定の厚さを持つ透明の弾性板である請求項１〜４のいずれか１項記載のブレイク用治具。