JP5331189B2 - 基板ブレーク装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクライブラインが形成されたガラス板のような脆性材料基板を、板厚に依存することなく、高い品質でブレークすることができる基板ブレーク装置に関する。

セラミック等の脆性材料で構成されたＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板をブレークして複数の電子部品を切り出す場合、ＬＴＣＣ基板の表面にスクライブラインを形成し、所定の荷重を付加する。これにより、形成されたスクライブラインに沿ってＬＴＣＣ基板をブレークして、複数の電子部品を切り出している。

ＬＴＣＣ基板の厚みが薄い場合、通常の基板ブレーク装置では過大な荷重が付加され、垂直クラックのみならず、想定していない水平クラックまで生じるおそれがある。水平クラックが生じることにより、ブレークされた電子部品の断面は均質にはならず、ブレーク精度が要求される電子部品の切り出しにおいては問題となる。

そこで、薄板であっても高い精度にてブレークすることができるよう、様々な工夫がなされている。例えば特許文献１では、一対の上基板固定バー３２Ａ、３２Ａで支持した状態で下ブレークバー３１Ｂで基板をブレークする、又は一対の下基板固定バー３２Ｂ、３２Ｂで支持した状態で上ブレークバー３１Ａで基板をブレークする基板ブレーク装置が開示されている。

特許文献１の基板ブレーク装置では、基板を２点で支持し、２点間に位置するブレークバーで基板をブレークする構成であることから、ブレークバーを押し付ける位置、すなわちブレーク位置を定める精度が高く、しかも張り合わせ基板のように薄い基板であっても精度良くブレークすることができる。

特開２００６−２８９６２５号公報

しかし、特許文献１に開示されているような基板ブレーク装置では、ブレーク対象となる基板を２点で支持し、支持している２点間に位置するブレークバーで基板をブレークしているため、薄板である基板の撓みによるブレーク位置のズレは少なからず生じる。小型電子部品の切り出しに用いる場合、ブレーク位置に対しては、極小ピッチに対応することが可能な位置決め精度が要求される。

また、特許文献１のように上下から挟み込むようにブレークする場合、連続してブレークするときにはブレーク位置を特定するためのマーク等を検出することが困難になる。したがって、精度良くブレーク位置を特定するために、ブレーク対象となる基板の位置決め操作を実行する都度、少なくとも上方に位置するブレークバーを移動させてマーク等の視野を確保する必要があり、操作が煩雑になるという問題点もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ブレーク対象の脆性材料基板が薄板であり、小さいピッチでブレークする場合であっても、ブレーク位置の位置決めを精度良く行うことができる基板ブレーク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る基板ブレーク装置は、スクライブラインが表面に形成されている脆性材料基板を前記スクライブラインに沿ってブレークする基板ブレーク装置において、前記脆性材料基板の形状に対応した方形状の開口部が形成されている基板支持板と、該基板支持板の上面に前記開口部を覆って搭載され、前記脆性材料基板を固定する弾性フィルムと、該弾性フィルムの上方にて上下方向に移動することができるように配設された、前記スクライブラインに沿ってブレークする第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーと、前記弾性フィルムの下方にて上下方向に移動することができるように配設された、前記スクライブラインに沿ってブレークする下ブレークバーとを備え、前記下ブレークバーを前記スクライブラインが形成されている側と反対側に前記スクライブラインに沿って圧着させ、前記下ブレークバーと前記第１の上ブレークバーとで前記脆性材料基板を挟んだ状態で前記第２の上ブレークバーにてブレークするようにしてあることを特徴とする。

第１発明では、脆性材料基板の形状に対応した方形状の開口部が形成されている基板支持板と、該基板支持板の上面に前記開口部を覆って搭載され、脆性材料基板を固定する弾性フィルムと、該弾性フィルムの上方にて上下方向に移動することができるように配設された、スクライブラインに沿ってブレークする第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーと、弾性フィルムの下方にて上下方向に移動することができるように配設された、スクライブラインに沿ってブレークする下ブレークバーとを備えている。下ブレークバーをスクライブラインが形成されている側と反対側にスクライブラインに沿って圧着させ、下ブレークバーと第１の上ブレークバーとで脆性材料基板を挟んだ状態で第２の上ブレークバーにてブレークすることにより、確実にスクライブラインに沿ってブレークすることができ、ブレーク位置の位置決めを精度良く行うことが可能となる。また、ブレーク位置を上下から支持することにより、小さなピッチでブレークする場合であっても想定していないクラックが生じることがなく、ブレークされた断面に凹凸が生じる可能性が低い。

また、第２発明に係る基板ブレーク装置は、第１発明において、前記弾性フィルムは、前記開口部の４辺の周囲に配設してあるフィルム圧着機構にて前記基板支持板に固着してあることを特徴とする。

第２発明では、弾性フィルムは、開口部の４辺の周囲に配設してあるフィルム圧着機構にて基板支持板に固着してあることにより、弾性フィルムと方形状の脆性材料基板との間隔を短くすることができ、弾性フィルムの伸びによる位置ズレを最小限に止めることが可能となる。

また、第３発明に係る基板ブレーク装置は、第１又は第２発明において、前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーの上方に、撮像装置を配設してあり、前記撮像装置により前記脆性材料基板に付与されているマークを撮像して、前記脆性材料基板の設置位置の調整を行うようにしてあり、前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーを前記基板支持板に対して所定の角度で斜め方向に移動することが可能な斜め移動機構を備えることを特徴とする。

第３発明では、第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーの上方に、撮像装置を配設してある。撮像装置により脆性材料基板に付与されているマークを撮像して、脆性材料基板の設置位置の調整を行う。第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーを基板支持板に対して所定の角度で斜め方向に移動することが可能な斜め移動機構を備えることにより、ブレーク開始前に撮像装置により脆性材料基板に付与されているマークを撮像することができ、ブレーク位置の位置決めを精度良く行うことが可能となる。

また、第４発明に係る基板ブレーク装置は、第１又は第２発明において、前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーの上方に、撮像装置を配設してあり、前記撮像装置により前記脆性材料基板に付与されているマークを撮像して、前記脆性材料基板の設置位置の調整を行うようにしてあり、前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーを前記基板支持板に対して略水平方向に移動することが可能な水平移動機構を備えることを特徴とする。

第４発明では、第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーの上方に、撮像装置を配設してある。撮像装置により脆性材料基板に付与されているマークを撮像して、脆性材料基板の設置位置の調整を行う。第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーを基板支持板に対して略水平方向に移動することが可能な水平移動機構を備えることにより、ブレーク開始前に撮像装置により脆性材料基板に付与されているマークを撮像することができ、ブレーク位置の位置決めを精度良く行うことができる。

上記のように、下ブレークバーをスクライブラインが形成されている側と反対側にスクライブラインに沿って圧着させ、下ブレークバーと第１の上ブレークバーとで脆性材料基板を挟んだ状態で第２の上ブレークバーにてブレークすることにより、確実にスクライブラインに沿ってブレークすることができ、ブレーク位置の位置決めを精度良く行うことが可能となる。また、ブレーク位置を上下から支持することにより、小さなピッチでブレークする場合であっても想定していないクラックが生じることがなく、ブレークされた断面に凹凸が生じる可能性が低い。

本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置の構成を示す脆性材料基板の移動方向に略直交する面での断面図である。 ＬＴＣＣ基板をマウントした状態を示す平面図である。 ＬＴＣＣ基板をマウントした状態でスクライブ処理した状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置のブレーク処理を模式的に説明する断面図である。 上ブレークバーを上下動させる場合の基板ブレーク装置と撮像装置との位置関係を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置の上ブレークバーを上下動させる場合の基板ブレーク装置と撮像装置との位置関係を示す模式図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置の構成を示す脆性材料からなる脆性材料基板の移動方向に略直交する面での断面図である。

本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置は、図１に示すように、ダイシングフレーム３を用いて粘着性の強い弾性フィルム４を開帳し、ダイシングフレーム３内の下面より開口部７を有する基板支持板２の上面に（例えば、基板支持板２の真空吸着機構により）固定する。弾性フィルム４の上面は強い粘着性を有しており、この粘着性によりスクライブ又はブレークの対象となる脆性材料基板１を保持することができる。

基板ブレーク装置は、基板支持板２の開口部７の上面にブレーク対象となる脆性材料基板１をマウントした状態で、脆性材料基板１の上側にて上下動することが可能な２本の上ブレークバー６ａ、６ｂと、弾性フィルム４の下側にて上下動することが可能な１本の下ブレークバー５とを備えている。弾性フィルム４上に設置された脆性材料基板１の上面には複数のスクライブライン１１、１１、・・・が形成されている。

基板ブレーク装置にて脆性材料基板１をブレークする場合、上ブレークバー６ａ、６ｂを脆性材料基板１の上面に形成されているスクライブライン１１を跨いで下降させ、下ブレークバー５をスクライブライン１１の位置に合致するよう上昇させることにより、スクライブライン１１に沿って脆性材料基板１をブレークする。

図２は、脆性材料基板１としてＬＴＣＣ基板１をマウントした状態を示す平面図である。複数の電子部品が一体成形されているＬＴＣＣ基板１は方形であることから、基板支持板２の中央部には、方形状の開口部７が設けてある。方形状の開口部７を覆うように弾性フィルム４を載置し、基板支持板２の外側に設けてあるフィルム開帳機構として機能するダイシングフレーム３にて弾性フィルム４を開帳して基板支持板２を（例えば、上面の真空吸着機構により）固定する。ＬＴＣＣ基板１には、下ブレークバー５との位置合わせ用マーク（アライメントマーク）８が付与されている。例えば、上方から撮像装置等でＬＴＣＣ基板１の表面を撮像することで、撮像された位置合わせ用マーク８に基づいてブレーク位置を位置決めすることができる。

図３は、ＬＴＣＣ基板１をマウントした状態でスクライブ処理した状態を示す平面図である。図３に示すように、マウントされているＬＴＣＣ基板１に対して電子部品を切り出すことが可能となるように縦横に複数のスクライブライン１１、１１、・・・をスクライブ装置により形成する。

スクライブ処理後、基板ブレーク装置へ移動させ、位置合わせを行う。位置合わせを行った後、スクライブされた面にＬＴＣＣ基板１の表面を保護する保護シートを貼付し、３本のブレークバーを用いた３点曲げ方式にて加圧してブレークする。図４は、本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置のブレーク処理を模式的に説明する断面図である。

図４（ａ）に示すように、本実施の形態に係る基板ブレーク装置は、基板支持板２にマウントされているＬＴＣＣ基板１の上面に形成されているスクライブライン１１を跨ぐように２本の上ブレークバー６ａ、６ｂを配置し、一の上ブレークバー６ａを下降させ、スクライブライン１１の位置に下方から下ブレークバー５を上昇させる。これにより、ＬＴＣＣ基板１を上下のブレークバーにて挟持することになり、ＬＴＣＣ基板１に反り、撓み等が生じている場合であっても、ブレークバーの圧力により略水平となるよう調整することができる。

その後、他の上ブレークバー６ｂを下降させることにより、スクライブライン１１に沿ってＬＴＣＣ基板１をブレークすることができる。ブレーク後、上ブレークバー６ａ、６ｂを上昇させ、下ブレークバー５を下降させた後、次のスクライブライン１１が下ブレークバー５の直上になるまで基板支持板２をピッチ移動させ、上述した動作を繰り返すことにより、ＬＴＣＣ基板１をブレークする。

上ブレークバー６ａ、６ｂ、及び下ブレークバー５の移動順序は、上述した順序に限定されるものではない。例えば、上ブレークバー６ａ、６ｂのみを、ブレーク対象となるスクライブライン１１を挟むような位置にて先に下降させ、ブレーク対象となるＬＴＣＣ基板１に押し付けることにより反り、撓み等を軽減した状態で下ブレークバー５を下方から上昇させる。これにより、スクライブライン１１に沿ってＬＴＣＣ基板１をブレークすることができる。

ブレークされた状態で弾性フィルム４の裏側からＵＶ照射することにより粘着力を消失させることで、各電子部品を分離された小片として弾性フィルム４から剥離させることができる。

このように、下ブレークバー５をスクライブライン１１、１１、・・・が形成されている側と反対側に一のスクライブライン１１に沿って圧着させ、下ブレークバー５と上ブレークバー６ａとでＬＴＣＣ基板１を挟んだ状態で上ブレークバー６ｂを下降させてブレークするので、ブレークするスクライブライン１１を精度良く特定することができ、ブレーク位置を上下から支持することにより、小さなピッチでブレークする場合であっても想定していないクラックが生じにくく、ブレークされた断面に凹凸が生じる可能性が低くなり、小さな電子部品の切り出しにも使用することができる。

なお、上ブレークバー６ａ、６ｂの上方に、位置合わせ用の撮像装置を配設する。撮像装置により、ＬＴＣＣ基板１に付与されている位置合わせ用マーク８を撮像し、ＬＴＣＣ基板１の設置位置を調整する。図５は、上ブレークバー６ａ、６ｂを上下動させる場合の基板ブレーク装置と撮像装置との位置関係を示す模式図である。

図５（ａ）は、上ブレークバー６ａ、６ｂを上昇させた状態を示す模式図であり、図５（ｂ）は、ブレーク時に上ブレークバー６ａ、６ｂを下降させた状態を示す模式図である。いずれの場合も上ブレークバー６ａ、６ｂが邪魔となり、撮像装置２０を用いてＬＴＣＣ基板１上に付与されている位置合わせ用マーク８を撮像することはできず、ブレーク位置の位置決めをすることができない。

そこで、本実施の形態では、上ブレークバー６ａ、６ｂを、基板支持板２に対して所定の角度斜め方向に移動することが可能な斜め移動機構を備えることにより、撮像装置２０による位置合わせ用マーク８の撮像を可能とし、ブレーク位置の位置決めを確実に行うことができるようにしてある。

図６は、本発明の実施の形態に係る基板ブレーク装置の上ブレークバー６ａ、６ｂを上下動させる場合の基板ブレーク装置と撮像装置との位置関係を示す模式図である。図６（ａ）は、上ブレークバー６ａ、６ｂを上昇させた状態を示す模式図であり、図６（ｂ）は、ブレーク時に上ブレークバー６ａ、６ｂを下降させた状態を示す模式図である。

図６（ｂ）に示すように、上ブレークバー６ａ、６ｂを下降させた状態では、上ブレークバー６ａ、６ｂが邪魔となり、撮像装置２０を用いてＬＴＣＣ基板１上に付与してある位置合わせ用マーク８を撮像することはできず、位置合わせをすることができない。しかし、図６（ａ）に示すように、上ブレークバー６ａ、６ｂを斜め上方に上昇させた状態では、上ブレークバー６ａ、６ｂが撮像の邪魔とはならず、上方に配設してある撮像装置２０を用いてＬＴＣＣ基板１上に付与してある位置合わせ用マーク８を撮像することができる。

なお、撮像装置２０による撮像を可能とする方法は、上述した上ブレークバー６ａ、６ｂを斜め上方へ上昇させる方法に限定されるものではなく、例えば上ブレークバー６ａ、６ｂを基板支持板２に対して略水平方向に移動することが可能な水平移動機構を備え、位置合わせをする場合には、撮像装置２０直下を撮像することができるように、上ブレークバー６ａ、６ｂを図６に向かって左右方向に移動するようにしても良い。

以上のように本実施の形態によれば、下ブレークバー５をスクライブライン１１、１１、・・・が形成されている側と反対側にスクライブライン１１に沿って圧着させ、下ブレークバー５と上ブレークバー６ａとで脆性材料であるＬＴＣＣ基板１を挟んだ状態で上ブレークバー６ｂにてブレークすることにより、確実にスクライブライン１１に沿ってブレークすることができ、ブレーク位置の位置決めを精度良く行うことが可能となる。また、ブレーク位置を上下から支持することにより、小さなピッチでブレークする場合であっても想定していないクラックが生じることがなく、ブレークされた断面に凹凸が生じる可能性が低い。

なお、ブレーク対象となるのはＬＴＣＣ基板に限定されるものではなく、小さなピッチでブレークする必要がある脆性材料からなる基板であれば特に限定されるものではない。その他、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。

１ 脆性材料基板（ＬＴＣＣ基板）
２ 基板支持板
３ ダイシングフレーム（フィルム圧着機構）
４ 弾性フィルム
５ 下ブレークバー
６、６ａ、６ｂ 上ブレークバー
７ 開口部
８ 位置合わせ用マーク（アライメントマーク）
１１ スクライブライン
２０ 撮像装置

Claims (6)

1. スクライブラインが表面に形成されている脆性材料基板を前記スクライブラインに沿ってブレークする基板ブレーク装置において、
   前記脆性材料基板を固定する弾性フィルムと、
   該弾性フィルムの上方にて個別に上下方向に移動することができるように配設された、前記スクライブラインに沿ってブレークする第１の上ブレークバー及び第２の上ブレークバーと、
   前記弾性フィルムの下方にて上下方向に移動することができるように配設された、前記スクライブラインに沿ってブレークする下ブレークバーと
   開口部が形成されている基板支持板を備え、
   該基板支持板の上面に前記開口部を覆って前記弾性フィルムが搭載され、
   前記脆性材料基板が前記基板支持板の開口部の上面にマウントされていることを特徴とする基板ブレーク装置。
2. 前記脆性材料基板がＬＴＣＣ基板であることを特徴とする請求項１記載の基板ブレーク装置。
3. 前記弾性フィルムがダイシングフレームを用いて開帳されている請求項１記載の基板ブレーク装置。
4. 前記弾性フィルムは、前記開口部の周囲に配設してあるフィルム圧着機構にて前記基板支持板に固着してあることを特徴とする請求項３記載の基板ブレーク装置。
5. 前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーの上方に、撮像装置を配設してあり、
   前記撮像装置により前記脆性材料基板に付与されているマークを撮像して、前記脆性材料基板の設置位置の調整を行うようにしてあり、
   前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーを前記基板支持板に対して所定の角度で斜め方向に移動することが可能な斜め移動機構を備えることを特徴とする請求項３記載の基板ブレーク装置。
6. 前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーの上方に、撮像装置を配設してあり、
   前記撮像装置により前記脆性材料基板に付与されているマークを撮像して、前記脆性材料基板の設置位置の調整を行うようにしてあり、
   前記第１の上ブレークバー及び前記第２の上ブレークバーを前記基板支持板に対して略水平方向に移動することが可能な水平移動機構を備えることを特徴とする請求項３記載の基板ブレーク装置。