JP4371853B2 - Substrate cutting method - Google Patents

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Description

本発明は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の新規な切断方法に関する。詳しくは、切断端部の精度が良好なチップを効率よく製造する方法を提供するものである。   The present invention relates to a novel method for cutting a substrate made of an aluminum nitride sintered body. Specifically, the present invention provides a method for efficiently producing a chip having a good cutting edge accuracy.

窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ほう素等に代表されるセラミック材料は電気特性、光学特性、熱特性等の優れた特徴があることから広範囲に使用されている。これらのセラミック材料の中でも特に窒化アルミニウムは熱伝導性だけでなく、絶縁性、誘電特性、熱膨張特性の点で優れた特性を有することから、半導体実装用の高機能放熱基板として急速に普及しつつある。   Ceramic materials represented by aluminum nitride, alumina, boron nitride and the like are widely used because they have excellent characteristics such as electrical characteristics, optical characteristics, and thermal characteristics. Among these ceramic materials, aluminum nitride, in particular, has not only thermal conductivity, but also has excellent properties in terms of insulation, dielectric properties, and thermal expansion characteristics, so it has rapidly spread as a highly functional heat dissipation substrate for semiconductor mounting. It's getting on.

このような放熱基板は通常、次のような方法で製造される。即ち、窒化アルミニウム焼結体の表面を必要に応じて研削又は研磨して一定の面粗さに仕上げ、その表面に、金属薄膜層が形成される。かかる金属層は、Ti、Cr、Ni−Cr、TaN、Al、Mo、W、Zrなどの第1薄膜層、Ni、Ptなどの第2薄膜層、Co、Cu、Au、Ag、Pdなどの第3薄膜層をこの順序で形成することにより一般的に形成される。   Such a heat dissipation board is usually manufactured by the following method. That is, the surface of the aluminum nitride sintered body is ground or polished as necessary to finish it to a certain surface roughness, and a metal thin film layer is formed on the surface. Such a metal layer includes a first thin film layer such as Ti, Cr, Ni—Cr, TaN, Al, Mo, W, and Zr, a second thin film layer such as Ni and Pt, Co, Cu, Au, Ag, and Pd. It is generally formed by forming the third thin film layer in this order.

このようにして表面に金属薄膜層が形成された後に、必要に応じてパターニングされ、次いで、上記基板は切断によりチップ化され、最終製品の寸法、形状に仕上げられた後、金属薄膜層上に電子素子(例えばレーザーダイオード)が薄膜半田等を用いてマウントされる。   After the metal thin film layer is formed on the surface in this way, patterning is performed as necessary, and then the substrate is cut into chips, finished to the size and shape of the final product, and then formed on the metal thin film layer. An electronic element (for example, a laser diode) is mounted using thin film solder or the like.

上記基板の切断は、電子素子の小型化、高密度化につれて加工精度も近年著しい精度の向上が求められている。   In the cutting of the substrate, as the electronic elements are miniaturized and densified, the processing accuracy has been required to be significantly improved in recent years.

従来、上記窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の切断には、回転研削砥石が一般に使用されている。この回転研削砥石を使用した切断装置は、装置自体が簡単であり加工速度も速いことから経済性が良いことが特徴である。上記研削砥石を使用して工作物を高精度で切断するための改良方法が種々提案されている。例えば、工作物を保持して移動させる工作物移動テーブル上に、ドレッサを該工作物移動テーブルに支持される工作物と平行に且つ前記砥石を法線方向から挟むように対向させて支持するドレッサホルダーを設けた研削盤を使用して切断することにより、砥石の揺れや傾きを防止してその加工精度を向上させる方法などが提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, a rotary grinding wheel is generally used for cutting a substrate made of the aluminum nitride sintered body. The cutting device using this rotary grinding wheel is characterized by good economic efficiency because the device itself is simple and the processing speed is high. Various improved methods for cutting a workpiece with high accuracy using the grinding wheel have been proposed. For example, a dresser for supporting a dresser on a workpiece moving table for holding and moving the workpiece in parallel with the workpiece supported by the workpiece moving table and facing the grindstone from the normal direction. A method has been proposed in which a grinding machine provided with a holder is used for cutting so as to prevent wobble and tilt of the grindstone and improve the processing accuracy (see Patent Document 1).

しかしながら、窒化アルミニウム焼結体のような硬質材料を回転研削砥石を使用して行なう場合は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板が比較的脆い部材であるため、工業的に有効な速度でこれを切断する場合には、切断面端部にカケの発生を避けることができないという問題を有する。   However, when a hard material such as an aluminum nitride sintered body is used by using a rotary grinding wheel, the substrate made of the aluminum nitride sintered body is a relatively fragile member. In the case of cutting, there is a problem that the occurrence of chipping at the end of the cut surface cannot be avoided.

一方、近年、切断時の位置精度が高精度化したこと、および切断により得られるチップ上に搭載される電子素子のマウント位置とチップ端部との距離が近くなったことより、前記切断面端部のカケの発生は、得られる半導体製品の歩留りに大きく影響を及ぼすようになった。   On the other hand, in recent years, the position accuracy at the time of cutting has increased, and the distance between the mounting position of the electronic element mounted on the chip obtained by cutting and the chip end has become closer, so that the end of the cut surface Occurrence of cracks in parts has greatly affected the yield of the obtained semiconductor products.

一方、基板の切断方法としてレーザーによる方法も提案されている(特許文献2、3参照)。   On the other hand, a method using a laser has been proposed as a method for cutting a substrate (see Patent Documents 2 and 3).

上記方法によれば、切断面端部におけるカケを効果的に抑制することができるが、レーザーによる切断は、切断速度が遅いため加工時間が著しく長くなり、工業的な実施において問題を有する。また、切断深さが深くなるほどその傾向は大きくなると共に、切削精度も低下する。更には、長時間のレーザーの使用による切断面付近の窒化アルミニウム焼結体が変質し、熱伝導性等の特性が低下することも懸念される。   According to the above method, the chipping at the end of the cut surface can be effectively suppressed. However, cutting with a laser has a problem in industrial implementation because the cutting speed is slow and the processing time is remarkably long. Further, as the cutting depth increases, the tendency increases and the cutting accuracy also decreases. Furthermore, there is a concern that the aluminum nitride sintered body in the vicinity of the cut surface is altered by the use of a laser for a long time, and the characteristics such as thermal conductivity are deteriorated.

特開平 4−13552号公報JP-A-4-13552 特開平 7−284966号公報JP-A-7-284966 特開2003−285192号公報JP 2003-285192 A

従って、本発明の目的は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板、特に、表面に金属薄膜層を有する基板の切断において、基板表面における切断端部のカケが低減され、且つ、短時間で、効率よく切断を行なうことができる切断方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to reduce the chipping of the cut end portion on the substrate surface in cutting a substrate made of an aluminum nitride sintered body, particularly a substrate having a metal thin film layer on the surface, and in a short time, the efficiency An object of the present invention is to provide a cutting method that can perform cutting well.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を、レーザー加工にてその表面より一部に溝を形成することにより切断端部の欠けを抑制した角が形成でき、この溝より研削幅の小さい回転研削砥石によって残部を切断して基板をチップ化することによって、レーザーの特徴である切断端部の欠けの抑制された表面部を有しながら、研削速度を十分早く維持することができ、本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, it is possible to form a corner of the substrate made of aluminum nitride sintered body by suppressing the chipping of the cut end by forming a groove in a part from the surface by laser processing, and rotation with a grinding width smaller than this groove By cutting the remaining portion with a grinding wheel to form a substrate, the grinding speed can be maintained sufficiently fast while having a surface portion in which chipping at the cutting end, which is a feature of laser, is suppressed, and the present invention. The inventors have found that the object can be achieved, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を切断するに際し、上記基板の切断位置において表面から一部の深さまでレーザー加工にて溝を形成し、該溝の幅より研削幅の小さい回転研削砥石によって残部を研削して基板を切断することを特徴とする基板の切断方法である。   That is, according to the present invention, when cutting a substrate made of an aluminum nitride sintered body, a groove is formed by laser processing from the surface to a partial depth at the cutting position of the substrate, and the grinding width is smaller than the width of the groove. A substrate cutting method comprising cutting a substrate by grinding the remaining portion with a rotary grinding wheel.

本発明の基板の切断方法によれば、レーザー加工により初期の切断溝を形成することで、精度の高い加工端面を表層部に確保することができ、切断により得られるチップ表面に高精度で電子部品をマウントすることが可能となる。また、その後の切断を、該溝の幅より研削幅の小さい回転研削砥石によって残部を切断することにより、上記加工端部の精密性を維持した状態で、切断を工業的に満足できる速さで実施することが可能となった。   According to the substrate cutting method of the present invention, by forming an initial cutting groove by laser processing, a highly accurate processing end face can be secured on the surface layer portion, and the chip surface obtained by cutting has high precision on the chip surface. Parts can be mounted. Further, in the subsequent cutting, the remaining portion is cut with a rotating grinding wheel having a grinding width smaller than the width of the groove, so that the cutting can be industrially satisfied while maintaining the precision of the processed end. It became possible to carry out.

従って、経済的に且つ精密な窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の切断を行なうことが出来る。   Therefore, the substrate made of an aluminum nitride sintered body can be cut economically and precisely.

本発明の切断方法において、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板は公知のものが特に制限なく使用される。そのうち、特に、窒化アルミニウム焼結体を構成する結晶の平均粒径が1〜10μm程度のものに対して本発明の切断方法は特に有効である。また、かかる結晶粒径を有するものは、基板表面の研磨による精度も上げることができるため本発明において好適である。   In the cutting method of the present invention, a known substrate made of an aluminum nitride sintered body is used without particular limitation. Among them, the cutting method of the present invention is particularly effective particularly for crystals having an average particle diameter of about 1 to 10 μm constituting the aluminum nitride sintered body. Also, those having such a crystal grain size are suitable in the present invention because the accuracy by polishing the substrate surface can be increased.

また、基板の形状は特に制限されるものではないが、加工が容易であるという観点から、その厚さは50μm〜5cm、特に100μm〜2cmが一般的である。   The shape of the substrate is not particularly limited, but the thickness is generally 50 μm to 5 cm, particularly 100 μm to 2 cm from the viewpoint of easy processing.

更に、上記基板は、窒化アルミニウム焼結体よりなる未加工の状態の基板、各種ホーニング加工を施したもの、ラップ加工を施したもの、鏡面加工を施したもの等や、半導体素子搭載用基板として基板表面に蒸着法、スパッタリング法、化学気相蒸着(CVD)法等により金属薄膜層を形成した窒化アルミニウム焼結体よりなる基板などが挙げられる。   Further, the substrate is an unprocessed substrate made of an aluminum nitride sintered body, various honing processing, lapping processing, mirror processing processing, etc. Examples thereof include a substrate made of an aluminum nitride sintered body in which a metal thin film layer is formed on the surface of the substrate by vapor deposition, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or the like.

図1は、本発明の切断方法の代表的な態様を示す工程図である。図1に示すように、本発明の切断方法は、(a)前記窒化アルミニウム焼結体よりなる基板1を準備し、(b)上記基板1の切断位置において表面から一部の深さ(H)までレーザー加工にて溝2を形成し、(c)該溝の幅(B)より研削幅(C)の小さい回転研削砥石によって残部3を研削して基板を切断することをすることを特徴とする。   FIG. 1 is a process diagram showing a typical embodiment of the cutting method of the present invention. As shown in FIG. 1, in the cutting method of the present invention, (a) a substrate 1 made of the aluminum nitride sintered body is prepared, and (b) a partial depth (H) from the surface at the cutting position of the substrate 1. ), The groove 2 is formed by laser processing, and (c) the substrate 3 is cut by grinding the remaining portion 3 with a rotating grinding wheel having a grinding width (C) smaller than the width (B) of the groove. And

本発明の切断方法においては、先ず、前記窒化アルミニウム焼結体よりなる基板1の表面から一部の深さまで、レーザー加工によって溝2を形成することを特徴とする。   In the cutting method of the present invention, first, the groove 2 is formed by laser processing from the surface of the substrate 1 made of the aluminum nitride sintered body to a partial depth.

即ち、レーザー加工による溝を形成せずに回転研削砥石により切断した場合は切断端部に発生する欠けが大きくなるため切断端部にカケの発生が頻発し、精密な切断面を有するチップを得ることが困難となる。   That is, when cutting with a rotating grinding grindstone without forming a groove by laser processing, chipping generated at the cutting end becomes large, so that chipping frequently occurs at the cutting end and a chip having a precise cut surface is obtained. It becomes difficult.

また、レーザー加工のみで基板の全層を切削する場合は、極めて長時間を要するばかりでなく、前記不都合が懸念されるため、レーザー加工により形成される溝の深さは、基板の全厚みの一部であることが必要である。このように、基板の切断において、レーザー加工を中断して、他の切断手段に切り替え、それぞれの欠点を受け継ぐことなく、両者の利点を享受することが可能となる。   Further, when the entire layer of the substrate is cut only by laser processing, not only a very long time is required, but also the above-mentioned inconvenience is concerned, so the depth of the groove formed by laser processing is the total thickness of the substrate. It needs to be a part. Thus, in cutting the substrate, the laser processing is interrupted and switched to another cutting means, and the advantages of both can be enjoyed without inheriting the respective defects.

本発明の溝加工に用いられるレーザーは、公知のものが特に制限無く使用される。たとえばCO、YAG、エキシマレーザー等が挙げられる。また、波長による制限はないが、一般に波長400nm以下、特に、180〜360nmであることが好ましい。 As the laser used for the groove processing of the present invention, a known laser is used without particular limitation. For example CO 2, YAG, include excimer laser. Moreover, although there is no restriction | limiting by a wavelength, generally it is preferable that it is a wavelength of 400 nm or less, especially 180-360 nm.

レーザー加工により形成された溝の幅は、相対的に後述の回転研削砥石の切断幅より大きいものであれば特に制限を受けないが、回転研削砥石による切断では切断位置が多少変動することがあるので、レーザー加工により形成される溝の幅は研削砥石による切断幅より10μm以上広くすることが好ましい。   The width of the groove formed by laser processing is not particularly limited as long as it is relatively larger than the cutting width of a rotating grinding wheel described later, but the cutting position may vary somewhat when cutting with a rotating grinding wheel. Therefore, it is preferable that the width of the groove formed by laser processing is wider by 10 μm or more than the cutting width by the grinding wheel.

尚、レーザー加工により形成される溝の幅を大きくしすぎると加工時間を長くしなければならない場合も生ずるので、レーザー加工により形成される溝は研削砥石による切断幅より30μm以内の幅であることが好ましい。   Note that if the groove width formed by laser processing is too large, the processing time may have to be lengthened. Therefore, the groove formed by laser processing must be 30 μm or less in width than the cutting width of the grinding wheel. Is preferred.

上記レーザー加工による溝の幅(B)は、たとえばエキシマレーザーではマスクの変更または光学系による倍率の変更によって調整することができる。   The groove width (B) obtained by the laser processing can be adjusted, for example, by excimer laser by changing the mask or changing the magnification by the optical system.

本発明において、上記のレーザー加工により形成する溝の深さ(H)は、前記したように、基板の全層の一部であれば良いが、窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径の2〜10倍であり、かつ窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の厚みの50%以下であることが、切断端部のカケを効果的に防止すると共に、基板の切断時の反りの発生を防止し、より正確に基板の切断を行なうために好ましい。より好ましくは、前記溝の深さ(H)は、窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径(d;μm)の2〜5倍であり、かつ窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の厚みの30%以下である。   In the present invention, the depth (H) of the groove formed by the above laser processing may be a part of the entire layer of the substrate as described above, but it is 2 of the average crystal grain size of the aluminum nitride sintered body. 10 to 10 times and 50% or less of the thickness of the substrate made of the aluminum nitride sintered body effectively prevents the cutting edge from being chipped and prevents warping during substrate cutting. It is preferable for cutting the substrate more accurately. More preferably, the depth (H) of the groove is 2 to 5 times the average crystal grain size (d; μm) of the aluminum nitride sintered body and is 30 times the thickness of the substrate made of the aluminum nitride sintered body. % Or less.

即ち、本発明者らは、窒化アルミニウム焼結体の如き多結晶材料を回転研削砥石により切断する場合、加工端部に発生するカケは結晶粒子の脱落によるものであることを見出した。そして、回転研削砥石による切断にて生じる端部欠けを抑えるためにレーザー加工により溝を形成する際の溝の深さは結晶粒子の大きさを基準とすべきであるという知見を得た。具体的には、窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径の2倍以上の深さをレーザーにて溝加工した後に回転研削砥石により切断した場合、回転研削砥石による切断での結晶粒子の脱落は起きないのである。   That is, the present inventors have found that when a polycrystalline material such as an aluminum nitride sintered body is cut with a rotary grinding wheel, the chips generated at the processed end are caused by dropping of crystal grains. And the knowledge that the depth of the groove when forming the groove by laser processing should be based on the size of the crystal grains in order to suppress the edge chipping caused by cutting with the rotating grinding wheel. Specifically, when a depth of twice or more the average crystal grain size of the aluminum nitride sintered body is grooved with a laser and then cut with a rotating grinding wheel, the crystal grains fall off when cutting with the rotating grinding wheel. I don't get up.

さらに、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の厚みの50%以上を溝加工した場合は、窒化アルミニウム焼結体基板に反りが発生し易くなる傾向があり、この反った基板を回転研削砥石により切断する場合は、切断位置が不正確になったり、無理やり切断装置に固定すると基板が割れることもある。   Further, when 50% or more of the thickness of the substrate made of the aluminum nitride sintered body is grooved, the aluminum nitride sintered substrate tends to be warped, and the warped substrate is cut by a rotating grinding wheel. In this case, the cutting position may be inaccurate or the substrate may be cracked if it is forcibly fixed to the cutting device.

本発明において、前記レーザー加工により窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を加工する際、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の高密度エネルギーに曝された部分に金属アルミニウムが析出する場合があるので、アシストガスとして加工部に窒素ガスを吹き付ける方法を採用することが好ましい。   In the present invention, when processing a substrate made of an aluminum nitride sintered body by the laser processing, metallic aluminum may be deposited on a portion exposed to high density energy of the substrate made of the aluminum nitride sintered body. It is preferable to employ a method in which nitrogen gas is blown to the processed part as gas.

また、上記レーザー加工時の基板の固定方法は特に制限されず、公知の方法が制限なく使用できる。例えば、真空吸引、粘着シートによる貼付け、固形ワックスによる貼付け、接着剤による貼付け等が適応され、これらを併用しても良い。   Moreover, the fixing method of the board | substrate at the time of the said laser processing is not restrict | limited, A well-known method can be used without a restriction | limiting. For example, vacuum suction, sticking with an adhesive sheet, sticking with a solid wax, sticking with an adhesive, etc. are applicable, and these may be used in combination.

本発明の切断に用いられる回転研削砥石は、公知のものが特に制限無く使用されるが、ダイヤモンド砥粒を使用した研削砥石を使用したものが好適である。上記ダイヤモンド砥粒は、ダイヤモンド砥粒が結合剤を用いて固着された研削砥石である。ダイヤモンド砥粒には天然または合成工業用ダイヤモンド粉末が用いられ、結合剤は、レジンボンド、メタルレジンボンド、メタルボンド、ビトリファイドボンド、電着ボンド、電鋳金属ボンド等のいずれの方法でも良い。また、研削砥石全体が砥粒と結合剤で構成されていても良く、切断にかかわらない部分を金属等の他材料で構成していても良い。   As the rotary grinding wheel used for the cutting of the present invention, a known one is used without particular limitation, but a grinding wheel using diamond abrasive grains is preferable. The diamond abrasive is a grinding wheel to which diamond abrasive is fixed using a binder. Natural or synthetic industrial diamond powder is used for the diamond abrasive grains, and the binder may be any method such as resin bond, metal resin bond, metal bond, vitrified bond, electrodeposition bond, and electroformed metal bond. Moreover, the whole grinding wheel may be comprised with the abrasive grain and the binder, and the part which does not relate to a cutting | disconnection may be comprised with other materials, such as a metal.

本発明において、上記した回転研削砥石による切断幅(C)はレーザーにより形成された溝の幅より小さいものであれば特に制限されないが、切断溝の蛇行、砥石摩耗量の増大等の悪影響が生じない範囲内においてできる限り薄い方が好ましい。具体的には、レーザーにより形成された溝の幅に対して、50〜95%の範囲であることが好ましい。   In the present invention, the cutting width (C) by the above-mentioned rotary grinding wheel is not particularly limited as long as it is smaller than the width of the groove formed by the laser, but adverse effects such as meandering of the cutting groove and an increase in the wear amount of the wheel occur. It is preferable that the thickness is as thin as possible within the range. Specifically, it is preferably in the range of 50 to 95% with respect to the width of the groove formed by the laser.

また、一般的な研削砥石先端の形状は角型であるが、Rまたはテーパが付いていても良い。また、一般的にマルチブレードダイシングと呼ばれる、同形状の多数枚の砥石を同軸上に平行に並べ回転させ切断し一度に多数の切断を行う方法であれば、経済性が向上するので特に好適である。   Further, the shape of the tip of a general grinding wheel is a square shape, but it may be R or tapered. Further, a method generally called multi-blade dicing, in which a large number of grindstones of the same shape are arranged in parallel on the same axis and rotated to cut a large number of cuts at a time, is particularly preferable because the economy is improved. is there.

本発明で用いられる研削砥石中の砥粒の平均粒径(x;μm)は、特に制限されないが、特に好ましい範囲は、3d≦x≦110/d(d;窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径〔μm〕)である。   The average particle size (x; μm) of the abrasive grains in the grinding wheel used in the present invention is not particularly limited, but a particularly preferable range is 3d ≦ x ≦ 110 / d (d; average crystal of aluminum nitride sintered body) Particle diameter [μm]).

上記回転研削砥石を使用した切断時の基板の固定方法も特に制限されず、公知の方法が制限なく使用できる。例えば、真空吸引、粘着シートによる貼付け、固形ワックスによる貼付け、接着剤による貼付け等が適応され、これらを併用しても良い。また、切断を行う研削盤は市販されているものが好適に使用できる。   The method for fixing the substrate at the time of cutting using the rotary grinding wheel is not particularly limited, and a known method can be used without limitation. For example, vacuum suction, sticking with an adhesive sheet, sticking with a solid wax, sticking with an adhesive, etc. are applicable, and these may be used in combination. Moreover, what is marketed can be used conveniently for the grinding machine which cut | disconnects.

本発明で対象とする回転研削砥石による切断方法は、公知のものが制限なく使用できる。例えば、アップカット、ダウンカット、クリープフィード研削、ハイスピードストローク研削等が挙げられる。   As the cutting method using the rotary grinding wheel targeted in the present invention, a known method can be used without limitation. For example, up cut, down cut, creep feed grinding, high speed stroke grinding and the like can be mentioned.

また、砥石回転数は、5000rpm以上であれば良いが、好ましくは20000rpm以上であることが好ましい。また回転数の上限は、特に制限されないが、100000rpm、特に、60000rpm程度である。   Moreover, although the grindstone rotational speed should just be 5000 rpm or more, Preferably it is 20000 rpm or more. The upper limit of the rotational speed is not particularly limited, but is about 100,000 rpm, particularly about 60000 rpm.

また、基板の送り速度は、300mm/s以下であれば良いが、30mm/s以下が好ましい。これら以外の加工条件による制限は受けない。   The substrate feed rate may be 300 mm / s or less, but is preferably 30 mm / s or less. There are no restrictions due to other processing conditions.

更に、本発明に用いられる研削砥石の外径は特に制限されず、切断の対象となる基板に応じて適宜決定すればよい。   Furthermore, the outer diameter of the grinding wheel used in the present invention is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the substrate to be cut.

本発明の好ましい態様として、粘着シートを使用する態様が挙げられる。即ち、窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の切断面よりなる基板に、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの樹脂製基材上にシリコン系粘着剤、アクリル系粘着剤等が塗布された構造を有する公知の粘着シートを貼付し、該粘着シートを残して基板を切断することにより、該基板のチップ化後の取扱い性の向上を図ることも可能である。   As a preferred embodiment of the present invention, an embodiment using an adhesive sheet can be mentioned. That is, for example, polyester, polyethylene, polypropylene, polybutene, polybutadiene, vinyl chloride, vinyl chloride copolymer, ionomer resin, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, A known pressure-sensitive adhesive sheet having a structure in which a silicone pressure-sensitive adhesive, an acrylic pressure-sensitive adhesive, or the like is applied on a resin base material such as coalescence, ethylene- (meth) acrylic acid ester copolymer, polystyrene, polycarbonate, By cutting the substrate while leaving the pressure-sensitive adhesive sheet, it is possible to improve the handleability of the substrate after chip formation.

また、本発明の切断方法の他の態様として、前記レーザー加工による溝の形成を両面から行った後、残部を回転研削砥石で切断する態様をも採用することができる。この場合、溝の深さは、前記範囲が好適に適用される。   Further, as another aspect of the cutting method of the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the groove is formed by laser processing from both sides, and then the remaining portion is cut with a rotating grinding wheel. In this case, the said range is applied suitably for the depth of a groove | channel.

尚、上記態様において粘着シートを使用した切断方法は、基板の一方の面にレーザー加工による溝を形成した後、該溝を有する面に粘着シートを貼付し、次いで、基板の他方の面にレーザー加工による溝の形成、回転研削砥石による研削により切断を行ない、チップ化することができる。   The cutting method using the pressure-sensitive adhesive sheet in the above embodiment is such that after forming a groove by laser processing on one surface of the substrate, the pressure-sensitive adhesive sheet is pasted on the surface having the groove, and then the laser is applied to the other surface of the substrate. It can be cut into chips by forming grooves by machining and grinding with a rotating grinding wheel.

本発明を更に具体的に説明するため以下実施例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   In order to describe the present invention more specifically, examples and comparative examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1〜5
平均結晶粒径がそれぞれ異なる、3.3μm、4.4μm、6.7μmの3枚の鏡面加工(Ra<0.03μm)を施した窒化アルミニウム焼結体基板(50.8mm×50.8mm×0.3mm)を使用し、エキシマレーザー加工機(OPTEC社製、MicroMaster、KrF)にて、発振パルス200Hz、出力10mJの発振条件でレーザーを窒化アルミニウム焼結体基板の上面より入射させ、120μm幅の溝を、基板の端から端まで形成した。
Examples 1-5
Aluminum nitride sintered body substrates (50.8 mm × 50.8 mm × 5 mm × 30.8 mm × 3 μm) having three mirror surfaces (Ra <0.03 μm) of 3.3 μm, 4.4 μm, and 6.7 μm, each having a different average crystal grain size 0.3 mm), and an excimer laser processing machine (manufactured by OPTEC, MicroMaster, KrF) is used to make the laser incident from the upper surface of the aluminum nitride sintered substrate under an oscillation condition of an oscillation pulse of 200 Hz and an output of 10 mJ. Were formed from one end of the substrate to the other.

また、溝形成時の窒化アルミニウム焼結体基板の移動速度を変えることで表1に示す溝の深さの異なる基板を得た。上記方法にて形成した溝を1mm間隔で50本形成した。また、窒化アルミニウム焼結体基板は真空吸着にてエキシマレーザー加工機に固定した。   Moreover, the board | substrate from which the depth of a groove | channel shown in Table 1 differs was obtained by changing the moving speed of the aluminum nitride sintered compact board | substrate at the time of groove | channel formation. 50 grooves formed by the above method were formed at intervals of 1 mm. The aluminum nitride sintered body substrate was fixed to an excimer laser processing machine by vacuum adsorption.

エキシマレーザーにより溝を形成した窒化アルミニウム焼結体基板に対して、砥粒の平均粒径が25μm(ディスコ社製、B1A803SD600N50M51、52D×0.1T×40H)、厚みが100μmの回転研削砥石を用いて、切断機(ディスコ社製、DAD522)にて砥石回転数が23000rpm、送り速度が9mm/sの条件にて、エキシマレーザーにて形成した溝に合わせて、50本の溝全てをダウンカットにて切断した。窒化アルミニウム焼結体基板は粘着シート(UDV−100A)に貼り付けて多孔質チャックにて真空吸着し固定した。基板を完全に切断するため、UVシートに50μm切込む条件とした。   A rotating grinding grindstone having an average grain size of 25 μm (B1A803SD600N50M51, 52D × 0.1T × 40H) and a thickness of 100 μm is used for an aluminum nitride sintered body substrate having grooves formed by an excimer laser. All of the 50 grooves are down-cut using a cutting machine (Disco 522, DAD522), with a grinding wheel rotation speed of 23000 rpm and a feed rate of 9 mm / s, in accordance with the grooves formed by the excimer laser. And cut. The aluminum nitride sintered substrate was attached to an adhesive sheet (UDV-100A) and fixed by vacuum suction with a porous chuck. In order to completely cut the substrate, the UV sheet was cut by 50 μm.

切断後の加工端部を200倍の測定顕微鏡にて観察し、切断1本(50.8mm)内での切断端部の最大カケの幅を測定し、これを全ての切断で行い、平均を加工端部カケ幅とした。   Observe the processed end after cutting with a 200x measuring microscope, measure the maximum chip width of the cut end within one cut (50.8 mm), and perform this for all cuts. It was set as the processing end part chip width.

また、各実施例において、レーザー加工による溝の形成後の基板の反りを、表面粗さ形状測定器(東京精密製、サーフコム470A;商品名)により、基板の端と中央での差を反り量とした結果を表1に併せて示す。   Further, in each example, the warpage of the substrate after forming the groove by laser processing is calculated by measuring the difference between the edge and the center of the substrate using a surface roughness shape measuring instrument (manufactured by Tokyo Seimitsu, Surfcom 470A; trade name). The results are shown in Table 1.

表1より理解されるように、実施例では加工端部カケ幅は小さい上に、加工時間も短い。また、レーザー加工による溝の深さを基板全層の厚みの50%未満とすることによって、反りの無い状態で、続く、回転研削砥石による切断を行なうことが可能である。   As understood from Table 1, in the embodiment, the processing end chip width is small and the processing time is short. Further, by setting the depth of the groove by laser processing to less than 50% of the total thickness of the substrate, it is possible to perform subsequent cutting with a rotating grinding wheel without warping.

比較例1〜6
平均結晶粒径3.3μm、4.4μm、6.7μmの鏡面加工(Ra<0.02μm)を施した窒化アルミニウム焼結体基板(50.8mm×50.8mm×0.3mm)を、比較例1〜3ではエキシマレーザーによる溝の形成を行わずに実施例の回転研削砥石による切断のみを行い、比較例4〜6では実施例にしめすエキシマレーザー加工のみにより切断を行った。比較例1〜3では実施例より加工端部の欠け幅が大きく、実施例4〜6では加工端部欠け幅は実施例と同程度だが、加工時間が長い。
Comparative Examples 1-6
Comparison of aluminum nitride sintered substrates (50.8 mm x 50.8 mm x 0.3 mm) with mirror finish (Ra <0.02 µm) with an average crystal grain size of 3.3 µm, 4.4 µm, and 6.7 µm In Examples 1 to 3, the grooves were not formed by the excimer laser, and only the cutting by the rotating grinding wheel of the example was performed. In Comparative Examples 4 to 6, the cutting was performed only by the excimer laser processing shown in the example. In Comparative Examples 1 to 3, the chip width at the machining end is larger than that in the example. In Examples 4 to 6, the chip end chip width is similar to that in the example, but the machining time is long.

比較例7〜9
平均結晶粒径3.3μm、4.4μm、6.7μmの鏡面加工(Ra<0.02μm)を施した窒化アルミニウム焼結体基板(50.8mm×50.8mm×0.3mm)を、エキシマレーザーでの形成する溝の幅を109μmとし、その他は実施例と同方法にて切断を行った。即ち、エキシマレーザーで形成した溝の幅と回転研削砥石の幅を同じにした比較例7〜9では、加工時間は実施例と同等だが、加工端部の欠け幅は大きい。
Comparative Examples 7-9
An aluminum nitride sintered body substrate (50.8 mm × 50.8 mm × 0.3 mm) subjected to mirror finishing (Ra <0.02 μm) with an average crystal grain size of 3.3 μm, 4.4 μm, and 6.7 μm was used as an excimer. The width of the groove formed by laser was set to 109 μm, and the others were cut in the same manner as in the examples. That is, in Comparative Examples 7 to 9 in which the width of the groove formed by the excimer laser and the width of the rotating grinding wheel are the same, the machining time is the same as that of the example, but the chip width at the machining end is large.

Figure 0004371853
Figure 0004371853

本発明の切断方法の代表的な態様を示す工程図Process drawing which shows the typical aspect of the cutting method of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 窒化アルミニウム焼結体よりなる基板
2 溝
3 残部
1 Substrate made of sintered aluminum nitride 2 Groove 3 Remainder

Claims (3)

窒化アルミニウム焼結体よりなる基板を切断するに際し、上記基板の切断位置において表面から一部の深さまでレーザー加工にて溝を形成し、該溝の幅より研削幅の小さい回転研削砥石によって残部を研削して基板を切断することを特徴とする基板の切断方法。   When cutting a substrate made of an aluminum nitride sintered body, a groove is formed by laser processing from the surface to a partial depth at the cutting position of the substrate, and the remaining portion is formed by a rotating grinding wheel having a grinding width smaller than the width of the groove. A method of cutting a substrate, comprising cutting the substrate by grinding. 前記切断方法において、レーザー加工による溝の深さが、該窒化アルミニウム焼結体の平均結晶粒径の2〜10倍で且つ該窒化アルミニウム焼結体よりなる基板の厚みの50%未満であることを特徴とする請求項1に記載の基板の切断方法。 In the cutting method, the depth of the groove formed by laser processing is 2 to 10 times the average crystal grain size of the aluminum nitride sintered body and less than 50% of the thickness of the substrate made of the aluminum nitride sintered body. The substrate cutting method according to claim 1 . 窒化アルミニウム焼結体よりなる基板が、表面に金属層を積層したものである請求項1又は2に記載の基板の切断方法。   The substrate cutting method according to claim 1 or 2, wherein the substrate made of the aluminum nitride sintered body has a metal layer laminated on the surface thereof.
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