JP2018144064A - Method for laser processing workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームを被加工物に照射して被加工物を加工する被加工物のレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a workpiece laser processing method for processing a workpiece by irradiating the workpiece with a laser beam.
格子状に複数の分割予定ラインが設定され、該分割予定ラインにより区画された各領域にＩＣ等のデバイスが形成された基板を該分割予定ラインに沿って分割すると、個々のチップを形成できる。例えば、パッケージ基板などに用いられるセラミックス基板や金属基板等の被加工物の分割には、出力の高い炭酸ガスレーザ（ＣＯ２レーザ）を使用して被加工物をレーザ加工（アブレーション加工）するレーザ加工装置が用いられる。 When a plurality of planned division lines are set in a lattice pattern and a substrate on which devices such as ICs are formed in each region partitioned by the planned division lines is divided along the division lines, individual chips can be formed. For example, in order to divide a workpiece such as a ceramic substrate or a metal substrate used for a package substrate, laser processing (ablation processing) of the workpiece using a high-power carbon dioxide laser (CO 2 laser) is performed. A device is used.
該レーザ加工装置を用いた被加工物のレーザ加工では、炭酸ガスレーザの照射により発生する熱によって被加工物を溶融及び気化させて被加工物を分割する。該レーザ加工を実施すると、熱により被加工物が部分的に溶融して溶融物（ドロス）が発生する。該溶融物の温度が低下して被加工物に再付着すると、該溶融物を被加工物から取り除くのは容易ではない。 In laser processing of a workpiece using the laser processing apparatus, the workpiece is melted and vaporized by heat generated by irradiation with a carbon dioxide laser to divide the workpiece. When the laser processing is performed, the workpiece is partially melted by heat and a melt (dross) is generated. When the temperature of the melt decreases and reattaches to the workpiece, it is not easy to remove the melt from the workpiece.
ところで、レーザ加工装置は該被加工物を保持するチャックテーブルを備える。被加工物のレーザ加工時には、該被加工物は該チャックテーブル上に保持される。そのため、被加工物にレーザビームを集光して照射して被加工物を分割する際に、形成される個々のチップ間を通過するレーザビームの一部がチャックテーブルに照射されると、該チャックテーブルに損傷を生じる場合がある。 Incidentally, the laser processing apparatus includes a chuck table for holding the workpiece. During laser processing of the workpiece, the workpiece is held on the chuck table. Therefore, when the workpiece is divided by condensing and irradiating the laser beam on the workpiece, if a part of the laser beam passing between the individual chips to be formed is irradiated on the chuck table, The chuck table may be damaged.
そこで、チャックテーブルの保持面に被加工物の該分割予定ラインに対応したレーザ逃げ溝を形成する技術が知られている（特許文献１参照）。集光されたレーザビームがレーザ逃げ溝に進入すると分散するため、チャックテーブルに照射されるレーザビームのパワー密度を低減させ、チャックテーブルの損傷を抑制できる。該レーザ逃げ溝は深ければ深いほどチャックテーブルの損傷をより抑制できる。 Therefore, a technique for forming a laser relief groove corresponding to the division line of the workpiece on the holding surface of the chuck table is known (see Patent Document 1). Since the focused laser beam is dispersed when entering the laser escape groove, the power density of the laser beam irradiated to the chuck table can be reduced, and damage to the chuck table can be suppressed. The deeper the laser relief groove, the more the damage to the chuck table can be suppressed.
このチャックテーブルで被加工物を保持する際には、該レーザ逃げ溝の位置に対して分割予定ラインの位置が合わせられる。レーザ加工の際に発生した溶融物は該レーザ逃げ溝に落下するため、被加工物に該溶融物が再付着しにくい。さらに、積極的に溶融物をレーザ逃げ溝に落下させるためにレーザ加工装置の加工ヘッドから被加工物に気体を噴出するレーザ加工装置も提案されている（特許文献２参照）。 When the workpiece is held by the chuck table, the position of the line to be divided is aligned with the position of the laser relief groove. Since the melt generated during the laser processing falls into the laser escape groove, the melt does not easily adhere to the workpiece. Furthermore, a laser processing apparatus has also been proposed in which gas is ejected from a processing head of a laser processing apparatus to a workpiece in order to actively drop the melt into the laser escape groove (see Patent Document 2).
しかしながら、該レーザ逃げ溝への溶融物の落下を促す気体（アシストガス）を加工ヘッドから噴出できるレーザ加工装置を用いても、発生する溶融物の再付着を完全には防止できない。すなわち、被加工物が分割されて形成されるチップの裏面側のエッジ部に溶融物が僅かに残留して固着してしまう。チップに固着した溶融物を除去するのは容易ではなく、除去する事でチップが欠けてしまう恐れもある。 However, even if a laser processing apparatus that can eject a gas (assist gas) that promotes the fall of the melt into the laser escape groove from the processing head, re-adhesion of the generated melt cannot be completely prevented. In other words, the melt remains slightly and adheres to the edge portion on the back side of the chip formed by dividing the workpiece. It is not easy to remove the melt adhered to the chip, and the chip may be chipped by removing it.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アブレーション加工で生じる溶融物を容易に除去できる被加工物のレーザ加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing method for a workpiece that can easily remove a melt produced by ablation.
本発明の一態様によると、複数の分割予定ラインが表面に設定された板状の被加工物を該分割予定ラインに沿って分割する被加工物のレーザ加工方法であって、該被加工物の裏面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該分割予定ラインに対応するレーザ逃げ溝によって複数の領域に区画された保持面を備えるチャックテーブルに該被加工物の該保護部材側を保持させて、該被加工物を固定する被加工物固定ステップと、該被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザビームを、該チャックテーブルに固定された該被加工物の該分割予定ラインに沿って照射するとともに、該被加工物の表面に向かってアシストガスを噴射し、該レーザビームの照射により発生した被加工物の溶融物を該アシストガスで該レーザ逃げ溝側へと吹き飛ばしつつ、該被加工物と該保護部材とを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、該溶融物が付着した該保護部材を、該溶融物とともに被加工物から除去する保護部材除去ステップと、を備えることを特徴とする被加工物のレーザ加工方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a laser processing method for a workpiece that divides a plate-like workpiece having a plurality of division lines set on the surface along the division line, the workpiece A protective member adhering step for adhering a protective member to the back surface of the workpiece, and a chuck table comprising a holding surface partitioned into a plurality of regions by a laser relief groove corresponding to the division line, the protective member side of the workpiece A workpiece fixing step for holding the workpiece and fixing the workpiece, and a laser beam having a wavelength having an absorptivity for the workpiece is divided into the workpiece fixed to the chuck table. Irradiate along the planned line and inject assist gas toward the surface of the workpiece, and melt the workpiece generated by the laser beam irradiation to the laser escape groove side with the assist gas. Blow away However, a dividing step of dividing the workpiece and the protection member along the division line, and a protection member removal for removing the protection member to which the melt is adhered together with the melt from the workpiece. A laser processing method for a workpiece, comprising: a step.
本発明の一態様において、該被加工物は、セラミックスまたは金属を含んでもよい。また、該レーザビームは炭酸ガスレーザまたはファイバーレーザでもよい。 In one embodiment of the present invention, the workpiece may include ceramics or metal. The laser beam may be a carbon dioxide laser or a fiber laser.
本発明の一態様に係る被加工物のレーザ加工方法によると、被加工物にレーザビームを照射する前に該被加工物の裏面に保護部材を貼着する。そして、被加工物の表面側から分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して被加工物を溶融及び気化させつつ、アシストガスを被加工物に向けて噴出する。すると、該レーザビームによるレーザ加工（アブレーション加工）で生じた溶融物が該アシストガスによりチャックテーブルのレーザ逃げ溝側へ吹き飛ばされる。 According to the laser processing method for a workpiece according to one embodiment of the present invention, the protective member is attached to the back surface of the workpiece before the workpiece is irradiated with the laser beam. Then, the assist gas is jetted toward the workpiece while the workpiece is melted and vaporized by irradiating a laser beam along the division line from the surface side of the workpiece. Then, the melt produced by laser processing (ablation processing) using the laser beam is blown off to the laser escape groove side of the chuck table by the assist gas.
もし、被加工物の分割により形成されるチップの裏面側に保護部材が貼着されていなければ、チップの裏面側のエッジにアシストガスにより吹き飛ばしきれない一部の該溶融物が付着して残留してしまう。その一方で、本発明の一態様に係る被加工物のレーザ加工方法では、被加工物の裏面側に保護部材が貼着されているため、該溶融物は該保護部材に付着して残留する。 If a protective member is not attached to the back side of the chip formed by dividing the workpiece, a part of the melt that cannot be blown away by the assist gas adheres to the edge on the back side of the chip and remains. Resulting in. On the other hand, in the laser processing method for a workpiece according to one embodiment of the present invention, since the protective member is attached to the back side of the workpiece, the melt remains attached to the protective member. .
そして、本発明の一態様に係る被加工物のレーザ加工方法では、該保護部材を除去することで、残留した溶融物を除去できる。チップの裏面側に貼着された保護部材を除去するのは、被加工物に直接付着した溶融物を除去するよりも容易である。しかも、チップの裏面側に保護部材が貼着されている間は、該裏面が保護されるため、該チップに損傷が生じにくくなる。 And in the laser processing method of the to-be-processed object which concerns on 1 aspect of this invention, the remaining molten material can be removed by removing this protective member. It is easier to remove the protective member attached to the back side of the chip than to remove the melt directly attached to the workpiece. Moreover, since the back surface is protected while the protective member is adhered to the back surface side of the chip, the chip is hardly damaged.
したがって、本発明の一態様によると、アブレーション加工で生じる溶融物を容易に除去できる被加工物のレーザ加工方法が提供される。 Therefore, according to one embodiment of the present invention, there is provided a laser processing method for a workpiece that can easily remove a melt generated by ablation processing.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る加工方法で加工される被加工物と、該被加工物に貼着される保護部材について説明する。図１には、該被加工物及び該保護部材が模式的に示されている。 Embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a workpiece processed by the processing method according to the present embodiment and a protective member attached to the workpiece will be described. FIG. 1 schematically shows the workpiece and the protection member.
該被加工物１の表面１ａには、格子状に複数の分割予定ライン３が設定され、該分割予定ライン３により区画された各領域にＩＣ等のデバイス５が形成されている。該被加工物１を最終的に該分割予定ライン３に沿って分割すると、個々のチップを形成できる。被加工物１は、例えば、パッケージ基板などに用いられるセラミックス基板や金属基板等の板状の基板である。 On the surface 1 a of the workpiece 1, a plurality of division lines 3 are set in a lattice shape, and devices 5 such as ICs are formed in each area partitioned by the division lines 3. When the workpiece 1 is finally divided along the division lines 3, individual chips can be formed. The workpiece 1 is, for example, a plate-like substrate such as a ceramic substrate or a metal substrate used for a package substrate.
被加工物１の裏面１ｂに貼着される保護部材７は、可撓性を有するフィルム状の基材と、該基材の一方の面に形成された糊層（接着剤層）と、を有する。例えば、基材にはＰＯ（ポリオレフィン）が用いられる。ＰＯよりも剛性の高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）や、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン等が用いられても良い。また、糊層（接着剤層）には、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。 The protective member 7 adhered to the back surface 1b of the workpiece 1 includes a flexible film-like base material and a glue layer (adhesive layer) formed on one surface of the base material. Have. For example, PO (polyolefin) is used for the base material. PET (polyethylene terephthalate), polyvinyl chloride, polystyrene, polyurethane, etc. having higher rigidity than PO may be used. For the glue layer (adhesive layer), for example, silicone rubber, acrylic material, epoxy material or the like is used.
次に、被加工物１の分割予定ライン３に沿って被加工物１にレーザビームを照射するレーザ加工装置について図２を用いて説明する。図２には、該レーザ加工装置２の斜視図が模式的に示されている。図２に示すように、レーザ切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の上面にはチャックテーブル（保持手段）６が設けられ、該チャックテーブル６の上方には、加工ヘッド８が設けられる。 Next, a laser processing apparatus for irradiating the workpiece 1 with a laser beam along the division line 3 of the workpiece 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 schematically shows a perspective view of the laser processing apparatus 2. As shown in FIG. 2, the laser cutting device 2 includes a base 4 that supports each component. A chuck table (holding means) 6 is provided on the upper surface of the base 4, and a machining head 8 is provided above the chuck table 6.
基台４の上方には、Ｘ軸移動機構（移動手段）１０が設けられる。Ｘ軸移動機構１０は、基台４の上面に設けられＸ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１２を備える。Ｘ軸ガイドレール１２には、Ｘ軸移動テーブル１４がスライド可能に配設される。 Above the base 4, an X-axis moving mechanism (moving means) 10 is provided. The X-axis moving mechanism 10 includes a pair of X-axis guide rails 12 provided on the upper surface of the base 4 and parallel to the X-axis direction. An X-axis moving table 14 is slidably disposed on the X-axis guide rail 12.
Ｘ軸移動テーブル１４の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられ、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１２と平行なＸ軸ボールネジ１６が螺合される。Ｘ軸ボールネジ１６の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１８が連結される。Ｘ軸パルスモータ１８でＸ軸ボールネジ１６を回転させると、Ｘ軸移動テーブル１４は、Ｘ軸ガイドレール１２に沿ってＸ軸方向に移動する。 A nut portion (not shown) is provided on the back surface side (lower surface side) of the X-axis moving table 14, and an X-axis ball screw 16 parallel to the X-axis guide rail 12 is screwed to the nut portion. An X-axis pulse motor 18 is connected to one end of the X-axis ball screw 16. When the X-axis ball screw 16 is rotated by the X-axis pulse motor 18, the X-axis moving table 14 moves in the X-axis direction along the X-axis guide rail 12.
Ｘ軸移動テーブル１４の上面側には、Ｙ軸移動機構（移動手段）２０が設けられる。Ｙ軸移動機構２０は、Ｘ軸移動テーブル１４の上面に設けられＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２２を備える。Ｙ軸ガイドレール２２には、Ｙ軸移動テーブル２４がスライド可能に配設される。 A Y-axis moving mechanism (moving means) 20 is provided on the upper surface side of the X-axis moving table 14. The Y-axis moving mechanism 20 includes a pair of Y-axis guide rails 22 provided on the upper surface of the X-axis moving table 14 and parallel to the Y-axis direction. A Y-axis moving table 24 is slidably disposed on the Y-axis guide rail 22.
Ｙ軸移動テーブル２４の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられ、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２２と平行なＹ軸ボールネジ２６が螺合される。Ｙ軸ボールネジ２６の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２８が連結される。Ｙ軸パルスモータ２８でＹ軸ボールネジ２６を回転させると、Ｙ軸移動テーブル２４は、Ｙ軸ガイドレール２２に沿ってＹ軸方向に移動する。 A nut portion (not shown) is provided on the back surface side (lower surface side) of the Y-axis moving table 24, and a Y-axis ball screw 26 parallel to the Y-axis guide rail 22 is screwed into the nut portion. A Y-axis pulse motor 28 is connected to one end of the Y-axis ball screw 26. When the Y-axis ball motor 26 is rotated by the Y-axis pulse motor 28, the Y-axis moving table 24 moves in the Y-axis direction along the Y-axis guide rail 22.
Ｙ軸移動テーブル２４の上方にはチャックテーブル６が設けられる。チャックテーブル６は、支持台３０に設けられた回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸と平行な回転軸の周りに回転可能である。チャックテーブル６の上面には保持具３２が固定用ねじ３４により固定されている。保持具３２について、図３（Ａ）を用いて詳説する。図３（Ａ）には、チャックテーブル６の上面に固定された保持具３２を模式的に示す斜視図が含まれている。 A chuck table 6 is provided above the Y-axis moving table 24. The chuck table 6 is connected to a rotation mechanism (not shown) provided on the support base 30 and can rotate around a rotation axis parallel to the Z axis. A holder 32 is fixed to the upper surface of the chuck table 6 by fixing screws 34. The holder 32 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A includes a perspective view schematically showing the holder 32 fixed to the upper surface of the chuck table 6.
保持具３２の上面には、複数の直方体状の立設部材３６が行列状に設けられている。各立設部材３６の高さは同一であり、すべての立設部材３６の上面は同一平面に含まれる。該立設部材３６の配列は被加工物１に形成されたデバイス５の配列に対応している。各立設部材３６の間の隙間によって形成された溝は被加工物１の分割予定ライン３の配列に対応しており、該溝はレーザ逃げ溝３８として機能する。 A plurality of rectangular parallelepiped standing members 36 are provided in a matrix on the upper surface of the holder 32. The heights of the standing members 36 are the same, and the upper surfaces of all the standing members 36 are included in the same plane. The arrangement of the standing members 36 corresponds to the arrangement of the devices 5 formed on the workpiece 1. The grooves formed by the gaps between the standing members 36 correspond to the arrangement of the division planned lines 3 of the workpiece 1, and the grooves function as laser escape grooves 38.
各立設部材３６の内部には吸引路５０ａ（図４（Ａ）参照）が形成されており、該吸引路５０ａの一端側は立設部材３６の上面に形成された吸引孔４０に通じている。チャックテーブル６の支持台３０の内部には吸引路５０ｂ（図４（Ａ）参照）が形成されており、各立設部材３６の該吸引路５０ａの他端側は該吸引路５０ｂに接続されている。該吸引路５０ｂの下端側は吸引源５０（図４（Ａ）参照）に接続されている。 A suction path 50 a (see FIG. 4A) is formed inside each standing member 36, and one end side of the suction path 50 a leads to a suction hole 40 formed on the upper surface of the standing member 36. Yes. A suction path 50b (see FIG. 4A) is formed inside the support table 30 of the chuck table 6, and the other end of the suction path 50a of each standing member 36 is connected to the suction path 50b. ing. The lower end side of the suction path 50b is connected to a suction source 50 (see FIG. 4A).
各立設部材３６に各デバイス５が対応するように、かつ、各レーザ逃げ溝３８に各分割予定ライン３が対応するように各立設部材３にわたって被加工物１を載せ、各吸引孔４０を通じて該吸引源５０から被加工物１に負圧を作用させると、被加工物１が吸引保持される。すなわち、各立設部材３６の上面が協働して被加工物を保持するための保持面３６ａとして機能する。そして、該保持面３６ａはレーザ逃げ溝３８によって区画される。 The workpiece 1 is placed over each standing member 3 so that each device 5 corresponds to each standing member 36 and each division planned line 3 corresponds to each laser escape groove 38, and each suction hole 40. When a negative pressure is applied to the workpiece 1 from the suction source 50, the workpiece 1 is sucked and held. That is, the upper surface of each standing member 36 functions as a holding surface 36a for holding the workpiece in cooperation. The holding surface 36 a is partitioned by a laser escape groove 38.
なお、保持具３２は、様々な種別の被加工物１に対応できるように交換可能である。例えば、レーザ加工装置２でレーザ加工する被加工物１の種別に対応していない保持具３２がチャックテーブル６上に固定されている場合、固定用ねじ３４を外して保持具３２を取り除く。そして、適切な保持具３２を取り付けて固定用ねじ３４を締めてチャックテーブル６に該保持具３２を固定する。 Note that the holder 32 can be replaced so as to be compatible with various types of workpieces 1. For example, when the holder 32 that does not correspond to the type of the workpiece 1 to be laser processed by the laser processing apparatus 2 is fixed on the chuck table 6, the fixing screw 34 is removed and the holder 32 is removed. Then, an appropriate holder 32 is attached and the fixing screw 34 is tightened to fix the holder 32 to the chuck table 6.
図２に示す通り、レーザ加工装置２の基台４上にはチャックテーブル６に隣接して壁部４２が設けられている。壁部４２は上方に突出しており、壁部４２の上端には加工ユニット４４が配設されている。加工ユニット４４は、チャックテーブル６の上方の加工ヘッド８と、該加工ヘッド８に隣接する撮像ユニット４６と、を有している。 As shown in FIG. 2, a wall 42 is provided adjacent to the chuck table 6 on the base 4 of the laser processing apparatus 2. The wall portion 42 protrudes upward, and a processing unit 44 is disposed at the upper end of the wall portion 42. The processing unit 44 includes a processing head 8 above the chuck table 6 and an imaging unit 46 adjacent to the processing head 8.
加工ユニット４４に、レーザビーム発振器（レーザビーム発振手段）（不図示）を収容したケーシング４８を備える。レーザビーム発振器から発振されたレーザビームは、ケーシング４８の先端に取り付けられた加工ヘッド８によって集光されて、チャックテーブル６に保持される被加工物１に照射される。 The processing unit 44 includes a casing 48 that houses a laser beam oscillator (laser beam oscillation means) (not shown). The laser beam oscillated from the laser beam oscillator is collected by the machining head 8 attached to the tip of the casing 48 and is irradiated onto the workpiece 1 held on the chuck table 6.
撮像ユニット４６は、レーザ加工装置２のコントローラ（不図示）に接続されており、被加工物１を撮像して得られた撮像画像のデータを該コントローラに送信できる。撮像ユニット４６により被加工物１を撮像して得られた撮像画像を基にレーザ加工装置２の各移動手段を作動させて、被加工物１の所定の箇所を加工できるように加工ヘッド８に対して被加工物１を位置合わせできる。 The imaging unit 46 is connected to a controller (not shown) of the laser processing apparatus 2 and can transmit data of a captured image obtained by imaging the workpiece 1 to the controller. Based on the captured image obtained by imaging the workpiece 1 by the imaging unit 46, each moving means of the laser processing apparatus 2 is operated to allow the machining head 8 to process a predetermined portion of the workpiece 1. On the other hand, the workpiece 1 can be aligned.
レーザビーム発振器で発振され加工ヘッド８から被加工物１に照射されるレーザビームは、被加工物１に対して吸収性を有する波長のレーザビームである。該レーザビームは、例えば、ヘリウム及び窒素を混合した炭酸ガス（ＣＯ２）を媒質として発振されるレーザビーム（炭酸ガスレーザ）またはファイバーレーザであり、出力は２０Ｗ〜５０Ｗ、繰り返し周波数は１００ｋＨｚ程度のパルスレーザビームである。該レーザビームの照射時の被加工物１の加工送り速度は６００ｍｍ／ｓ程度とする。 The laser beam oscillated by the laser beam oscillator and applied to the workpiece 1 from the machining head 8 is a laser beam having a wavelength that is absorptive with respect to the workpiece 1. The laser beam is, for example, a laser beam (carbon dioxide laser) or a fiber laser oscillated using a carbon dioxide gas (CO 2 ) mixed with helium and nitrogen as a medium, an output of 20 W to 50 W, and a repetition frequency of about 100 kHz. It is a laser beam. The processing feed rate of the workpiece 1 during irradiation with the laser beam is about 600 mm / s.
ケーシング４８には給気路５２ａ（図４（Ａ）参照）が設けられており、該給気路５２ａの一端は加工ヘッド８に接続されている。該給気路５２ａの他端はアシストガス供給源５２（図４（Ａ）参照）に接続されており、該アシストガス供給源５２は該給気路５２ａを介して加工ヘッド８にアシストガスを供給できる。 The casing 48 is provided with an air supply path 52 a (see FIG. 4A), and one end of the air supply path 52 a is connected to the machining head 8. The other end of the air supply path 52a is connected to an assist gas supply source 52 (see FIG. 4A), and the assist gas supply source 52 supplies assist gas to the machining head 8 through the air supply path 52a. Can supply.
該加工ヘッド８は、チャックテーブル６に向いた噴出口を有しており、該噴出口からチャックテーブル６に保持された被加工物１に向けてアシストガスを噴出するとともに、該噴出口から被加工物１にレーザビームを照射できる。アシストガスは、例えば、加工ヘッド８から０．５〜２ＭＰａの圧力で噴射される。 The machining head 8 has a jet port directed toward the chuck table 6, and the assist gas is jetted from the jet port toward the workpiece 1 held on the chuck table 6, and the target gas is ejected from the jet port. The workpiece 1 can be irradiated with a laser beam. The assist gas is injected from the machining head 8 at a pressure of 0.5 to 2 MPa, for example.
次に、レーザ加工装置２を用いて実施される本実施形態に係る被加工物のレーザ加工方法について説明する。該被加工物のレーザ加工方法では、まず、保護部材貼着ステップを実施する。図１は、保護部材貼着ステップを模式的に示す斜視図である。本ステップでは、図１に示す通り、被加工物１の裏面１ｂに保護部材７を貼着する。 Next, a laser processing method for a workpiece according to this embodiment, which is performed using the laser processing apparatus 2, will be described. In the laser processing method for the workpiece, first, a protective member attaching step is performed. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a protective member attaching step. In this step, as shown in FIG. 1, the protective member 7 is attached to the back surface 1 b of the workpiece 1.
本実施形態に係る被加工物のレーザ加工方法では、該保護部材貼着ステップの後に、被加工物１をレーザ加工装置２のチャックテーブル６に保持させる被加工物固定ステップを実施する。該被加工物固定ステップについて図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）は、被加工物固定ステップを模式的に示す斜視図である。 In the workpiece laser processing method according to the present embodiment, the workpiece fixing step of holding the workpiece 1 on the chuck table 6 of the laser processing apparatus 2 is performed after the protective member attaching step. The workpiece fixing step will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B). FIG. 3A is a perspective view schematically showing the workpiece fixing step.
被加工物固定ステップでは、図３（Ａ）に示す通り、被加工物１の各分割予定ライン３をチャックテーブル６の各レーザ逃げ溝３８に合わせ、各デバイス５を各立設部材３６に合わせる。そして、チャックテーブル６の保持面３６ａに該被加工物１の該保護部材７側（裏面１ｂ側）を向けて、保持面３６ａ上に被加工物１を載せる。 In the workpiece fixing step, as shown in FIG. 3A, each division line 3 of the workpiece 1 is aligned with each laser relief groove 38 of the chuck table 6, and each device 5 is aligned with each standing member 36. . Then, the workpiece 1 is placed on the holding surface 36 a with the protection member 7 side (back surface 1 b side) of the workpiece 1 facing the holding surface 36 a of the chuck table 6.
そして、チャックテーブル６の吸引源５０（図４（Ａ）参照）を作動させ、バルブ５０ｃ（図４（Ａ）参照）を開けて被加工物１に負圧を作用させ、被加工物１をチャックテーブル６に吸引保持させる。図３（Ｂ）は、チャックテーブル６に固定された被加工物１を模式的に示す斜視図である。 Then, the suction source 50 (see FIG. 4A) of the chuck table 6 is operated, the valve 50c (see FIG. 4A) is opened to apply a negative pressure to the workpiece 1, and the workpiece 1 is moved. The chuck table 6 is sucked and held. FIG. 3B is a perspective view schematically showing the workpiece 1 fixed to the chuck table 6.
次に、本実施形態に係る被加工物のレーザ加工方法における分割ステップについて説明する。該分割ステップでは、分割予定ライン３に沿って被加工物１にレーザビームを照射してアブレーション加工を行い、被加工物１を分割する。該分割ステップについて図４（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、分割ステップを模式的に示す部分断面図であり、図４（Ｂ）は、分割ステップを模式的に示す拡大部分断面図である。 Next, the division step in the laser processing method of the workpiece according to the present embodiment will be described. In the dividing step, the workpiece 1 is irradiated with a laser beam along the scheduled division line 3 to perform ablation processing, and the workpiece 1 is divided. The division step will be described with reference to FIGS. 4 (A) and (B). FIG. 4A is a partial sectional view schematically showing the dividing step, and FIG. 4B is an enlarged partial sectional view schematically showing the dividing step.
まず、被加工物１の分割予定ライン３に沿って加工ヘッド８からレーザビームを照射できるように、レーザ加工装置２の移動手段を作動させて、分割予定ライン３の延長線の上方に加工ヘッド８を位置付ける。次に、給気路５２ａのバルブ５２ｂを開いて、アシストガス供給源５２から加工ヘッド８にアシストガスを供給する。すると、加工ヘッド８から被加工物１に向けてアシストガスが噴出される。 First, the moving means of the laser processing apparatus 2 is operated so that the laser beam can be irradiated from the processing head 8 along the division line 3 of the workpiece 1, and the processing head is located above the extension line of the division line 3. Position 8 Next, the valve 52 b of the air supply path 52 a is opened, and assist gas is supplied from the assist gas supply source 52 to the machining head 8. Then, assist gas is ejected from the machining head 8 toward the workpiece 1.
そして、Ｘ軸移動機構１０を作動させて被加工物１を加工送りしながら、該被加工物１に対して吸収性を有する波長のレーザビームを分割予定ライン３に沿って加工ヘッド８から照射する。すると、アブレーション加工が実施され被加工物１が部分的に溶融して、被加工物１と、保護部材７と、が次々と分割される。 Then, while the workpiece 1 is being processed and fed by operating the X-axis moving mechanism 10, a laser beam having a wavelength having an absorptivity with respect to the workpiece 1 is irradiated from the processing head 8 along the division line 3. To do. Then, the ablation process is performed, the workpiece 1 is partially melted, and the workpiece 1 and the protection member 7 are sequentially separated.
一つの分割予定ライン３に沿って被加工物１を分割した後は、次々に隣接する分割予定ライン３に沿って被加工物１を分割する。一つの方向に平行な各分割予定ライン３に沿って被加工物１を分割した後は、チャックテーブル６を回転させ被加工物１の加工送り方向を変更し、さらに分割予定ライン３に沿ってレーザビームを照射して被加工物１を分割する。そして、すべての分割予定ライン３に沿って被加工物１を分割すると個々のチップ１ｃが形成される。 After dividing the workpiece 1 along one division planned line 3, the workpiece 1 is divided along the adjacent division planned lines 3 one after another. After dividing the workpiece 1 along each scheduled division line 3 parallel to one direction, the chuck table 6 is rotated to change the machining feed direction of the workpiece 1, and further along the scheduled division line 3. The workpiece 1 is divided by irradiation with a laser beam. When the workpiece 1 is divided along all the division lines 3, individual chips 1 c are formed.
保持具３２の各立設部材３６の上面にはそれぞれ吸引孔４０が形成されており、各立設部材３６はそれぞれ形成された個々のチップ１ｃを吸引できるため、個々のチップ１ｃは引き続きチャックテーブル６に吸引保持され続ける。 Suction holes 40 are formed in the upper surface of each standing member 36 of the holder 32, and each standing member 36 can suck each formed chip 1c, so that each chip 1c continues to be a chuck table. 6 continues to be sucked and held.
分割ステップにおいて被加工物１が溶融して発生した溶融物は、加工ヘッド８から噴出するアシストガスにより、立設部材３６の間のレーザ逃げ溝３８に吹き飛ばされる。しかし、加工ヘッド８からアシストガスを噴出してもすべての溶融物は吹き飛ばされず、図４（Ｂ）に示す通り、形成されるチップ１ｃの底部のエッジに一部の溶融物５４が残る。 The melt generated by melting the workpiece 1 in the dividing step is blown off by the assist gas ejected from the machining head 8 into the laser escape grooves 38 between the standing members 36. However, even if the assist gas is ejected from the processing head 8, all the melt is not blown off, and as shown in FIG. 4B, a part of the melt 54 remains at the bottom edge of the chip 1c to be formed.
従来の構成においては、チップ１ｃの底部には保護部材７が貼着されていないため、該溶融物５４はチップ１ｃに直接付着していた。チップ１ｃに該溶融物５４が付着すると、これを除去するのは容易ではなく、除去する事でチップが欠けてしまう恐れもあった。その一方で、本実施形態に係る被加工物のレーザ加工方法では、形成されたチップ１ｃの底面には保護部材７が存在し溶融物５４は該保護部材７に付着する。そこで、該溶融物５４が付着した該保護部材７を、該溶融物５４とともに被加工物１から除去する保護部材除去ステップを実施する。 In the conventional configuration, since the protective member 7 is not adhered to the bottom of the chip 1c, the melt 54 is directly attached to the chip 1c. When the melt 54 adheres to the chip 1c, it is not easy to remove the melt 54, and the chip may be chipped by the removal. On the other hand, in the laser processing method of the workpiece according to the present embodiment, the protective member 7 exists on the bottom surface of the formed chip 1 c, and the melt 54 adheres to the protective member 7. Therefore, a protective member removing step is performed in which the protective member 7 to which the melt 54 is attached is removed from the workpiece 1 together with the melt 54.
まず、被加工物１（チップ１ｃ）をフレームに張られたテープに支持させる。図５は、テープの張り替えを模式的に示す斜視図である。図５に示すように、フレーム９に張られたテープ１１を被加工物１（チップ１ｃ）の表面に貼着する。 First, the workpiece 1 (chip 1c) is supported on a tape stretched on a frame. FIG. 5 is a perspective view schematically showing the tape replacement. As shown in FIG. 5, the tape 11 stretched on the frame 9 is attached to the surface of the workpiece 1 (chip 1c).
ここで、テープ１１は、例えば、保護部材７と同様に構成される。すなわち、テープ１１は、基材と、該基材上の糊層（接着剤層）と、で構成される。テープ１１の糊層（接着剤層）をチャックテーブル６に吸引保持された被加工物１（チップ１ｃ）の表面に向けて、テープ１１を被加工物１（チップ１ｃ）に貼着させる。 Here, the tape 11 is configured similarly to the protection member 7, for example. That is, the tape 11 includes a base material and a paste layer (adhesive layer) on the base material. The tape 11 is adhered to the workpiece 1 (chip 1 c) with the adhesive layer (adhesive layer) of the tape 11 facing the surface of the workpiece 1 (chip 1 c) sucked and held by the chuck table 6.
そして、チャックテーブル６のバルブ５０ｃを閉じて吸引源５０から被加工物１への負圧の供給を停止する。すると、チャックテーブル６による被加工物１の吸引保持が解除される。テープ１１ごとフレーム９を引き上げると、被加工物１（チップ１ｃ）は、フレーム９に張られたテープ１１に保持される。 Then, the valve 50c of the chuck table 6 is closed, and the supply of negative pressure from the suction source 50 to the workpiece 1 is stopped. Then, the suction holding of the workpiece 1 by the chuck table 6 is released. When the frame 9 is pulled up together with the tape 11, the workpiece 1 (chip 1 c) is held on the tape 11 stretched on the frame 9.
図６（Ａ）に、フレーム９に張られたテープ１１に保持された被加工物１（チップ１ｃ）を示す。図６（Ａ）に示される通り、保護部材７が上方に露出するため、該保護部材７を除去できるようになる。図６（Ｂ）を用いて該保護部材の除去を説明する。図６（Ｂ）は、保護部材の除去を模式的に示す斜視図である。 FIG. 6A shows the workpiece 1 (chip 1 c) held on the tape 11 stretched on the frame 9. As shown in FIG. 6A, since the protective member 7 is exposed upward, the protective member 7 can be removed. The removal of the protective member will be described with reference to FIG. FIG. 6B is a perspective view schematically showing the removal of the protective member.
保護部材７は、すべてのチップ１ｃにわたってまとめて除去する。その場合、例えば、保護部材全体にわたって更に剥離用粘着テープを貼着し保護部材ごと剥離用粘着テープを剥がす。保護部材７は、紫外線硬化型の粘着層を備える粘着テープであってもよく、その場合、剥離前に保護部材７に紫外線を照射し剥離を容易にする。また、保護部材７は、チップ１ｃ毎に除去されてもよい。保護部材７が除去されると、該保護部材７とともに該保護部材７に付着した溶融物５４が除去される。 The protective member 7 is removed collectively over all the chips 1c. In that case, for example, the adhesive tape for peeling is further stuck over the whole protective member, and the adhesive tape for peeling is peeled off together with the protective member. The protective member 7 may be an adhesive tape having an ultraviolet curable adhesive layer. In that case, the protective member 7 is irradiated with ultraviolet rays before peeling to facilitate peeling. Further, the protective member 7 may be removed for each chip 1c. When the protection member 7 is removed, the melt 54 attached to the protection member 7 together with the protection member 7 is removed.
本発明の一態様に係る被加工物のレーザ加工方法によると、保護部材７を除去するだけで、容易に被加工物１から溶融物５４を除去できる。さらに、保護部材７を除去するまでの間、被加工物１（チップ１ｃ）裏面１ｂ側は該保護部材７により保護される。 According to the laser beam machining method for a workpiece according to one aspect of the present invention, the melt 54 can be easily removed from the workpiece 1 simply by removing the protective member 7. Further, the workpiece 1 (chip 1 c) back surface 1 b side is protected by the protection member 7 until the protection member 7 is removed.
なお、上記実施形態では、アシストガスを加工ヘッド８から噴出させて、溶融物をレーザ逃げ溝に積極的に吹き飛ばすが、本発明の一態様はこれに限定されない。加工ヘッド８からアシストガスが被加工物１に噴出されなくてもよく、その場合でも、保護部材７を除去することで、形成されるチップの裏面側のエッジ付近に付着する溶融物を除去できる。 In the above embodiment, the assist gas is ejected from the processing head 8 and the melt is actively blown off to the laser escape groove. However, one embodiment of the present invention is not limited to this. The assist gas does not have to be ejected from the processing head 8 to the workpiece 1. Even in this case, the melt adhering to the vicinity of the edge on the back surface side of the chip to be formed can be removed by removing the protective member 7. .
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structure, method, and the like according to the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the object of the present invention.
１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
５ デバイス
７ 保護部材
９ フレーム
１１ テープ
２ レーザ加工装置
４ 基台
６ チャックテーブル
８ 加工ヘッド
１０ Ｘ軸移動機構（移動手段）
１２ Ｘ軸ガイドレール
１４ Ｘ軸移動テーブル
１６ Ｘ軸ボールネジ
１８ Ｘ軸パルスモータ
２０ Ｙ軸移動機構（移動手段）
２２ Ｙ軸ガイドレール
２４ Ｙ軸移動テーブル
２６ Ｙ軸ボールネジ
２８ Ｙ軸パルスモータ
３０ 支持台
３２ 保持具
３４ 固定用ねじ
３６ 立設部材
３６ａ 保持面
３８ レーザ逃げ溝
４０ 吸引孔
４２ 壁部
４４ 加工ユニット
４６ 撮像ユニット
４８ ケーシング
５０ 吸引源
５０ａ，５０ｂ 吸引路
５０ｃ，５２ｂ バルブ
５２ アシストガス供給源
５２ａ 給気路
５４ 溶融物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Workpiece 1a Front surface 1b Back surface 3 Scheduled division line 5 Device 7 Protection member 9 Frame 11 Tape 2 Laser processing device 4 Base 6 Chuck table 8 Processing head 10 X-axis moving mechanism (moving means)
12 X-axis guide rail 14 X-axis moving table 16 X-axis ball screw 18 X-axis pulse motor 20 Y-axis moving mechanism (moving means)
22 Y-axis guide rail 24 Y-axis moving table 26 Y-axis ball screw 28 Y-axis pulse motor 30 Support base 32 Holder 34 Fixing screw 36 Standing member 36a Holding surface 38 Laser escape groove 40 Suction hole 42 Wall 44 Processing unit 46 Imaging unit 48 Casing 50 Suction source 50a, 50b Suction passage 50c, 52b Valve 52 Assist gas supply source 52a Air supply passage 54 Melt
Claims (3)
該被加工物の裏面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
該分割予定ラインに対応するレーザ逃げ溝によって複数の領域に区画された保持面を備えるチャックテーブルに該被加工物の該保護部材側を保持させて、該被加工物を固定する被加工物固定ステップと、
該被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザビームを、該チャックテーブルに固定された該被加工物の該分割予定ラインに沿って照射するとともに、該被加工物の表面に向かってアシストガスを噴射し、該レーザビームの照射により発生した被加工物の溶融物を該アシストガスで該レーザ逃げ溝側へと吹き飛ばしつつ、該被加工物と該保護部材とを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、
該溶融物が付着した該保護部材を、該溶融物とともに被加工物から除去する保護部材除去ステップと、
を備えることを特徴とする被加工物のレーザ加工方法。 A workpiece laser processing method for dividing a plate-like workpiece having a plurality of division lines set on the surface along the division line,
A protective member attaching step for attaching a protective member to the back surface of the workpiece; and
Workpiece fixing for fixing the work piece by holding the protection member side of the work piece on a chuck table having a holding surface partitioned into a plurality of regions by a laser escape groove corresponding to the division line. Steps,
A laser beam having a wavelength that is absorptive to the workpiece is irradiated along the scheduled division line of the workpiece fixed to the chuck table, and assists toward the surface of the workpiece. The workpiece and the protection member are moved along the planned division line while blowing the gas and blowing the melt of the workpiece generated by the laser beam irradiation to the laser escape groove side with the assist gas. Dividing step to divide
A protective member removing step for removing the protective member to which the melt is attached from the workpiece together with the melt;
A method of laser processing a workpiece, comprising:
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