JP6460704B2 - Method for dividing ceramic substrate - Google Patents
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Description
本発明は、セラミック基板を分割する方法に関する。 The present invention relates to a method for dividing a ceramic substrate.
高輝度のLEDのような高出力の光デバイスの基板には、アルミナセラミックや窒化アルミナセラミックが使用されている。セラミック基板は難削材であるため、セラミック基板を分割予定ラインの延在方向に加工送りしながらレーザー光線を照射することにより、分割予定ラインに沿ってセラミック基板を切断し、個々の光デバイスに分割している。レーザー光線の照射時には、アシストガスも使用される(例えば、特許文献1,2参照)。 Alumina ceramics or alumina nitride ceramics are used for substrates of high-power optical devices such as high-brightness LEDs. Since the ceramic substrate is a difficult-to-cut material, the ceramic substrate is cut along the planned dividing line and divided into individual optical devices by irradiating the laser beam while processing the ceramic substrate in the extending direction of the planned dividing line. doing. At the time of laser beam irradiation, an assist gas is also used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかし、レーザー加工によってセラミック基板を分割すると、多くのデブリが発生してセラミック基板の表面に付着したり、発生した多くのドロスが溝の底面で跳ね返ってセラミック基板の表面に付着したりするという問題がある。特に、アシストガスを使用した場合は、ドロスが溝の底面で跳ね返りやすい。また、分割により形成された各デバイスの側面側にバリが発生するという問題もある。 However, when the ceramic substrate is divided by laser processing, many debris is generated and adheres to the surface of the ceramic substrate, or many generated dross bounces off the bottom surface of the groove and adheres to the surface of the ceramic substrate. There is. In particular, when assist gas is used, the dross tends to bounce off the bottom surface of the groove. There is also a problem that burrs are generated on the side surface of each device formed by division.
さらに、セラミック基板の厚さが増すと、レーザー光線がセラミック基板の厚さ方向に抜けにくくなるため、加工送り速度を速くすることができず、生産性を向上させることが困難となる。 Further, when the thickness of the ceramic substrate increases, the laser beam becomes difficult to escape in the thickness direction of the ceramic substrate, so that the processing feed rate cannot be increased and it is difficult to improve productivity.
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、レーザー加工によりセラミック基板を分割する場合において、デブリやドロスのデバイス表面への付着及びバリの発生を抑制するとともに、基板の加工送り速度を速くして生産性を向上させることを目的とする。 The present invention has been considered in view of such a problem. When a ceramic substrate is divided by laser processing, adhesion of debris and dross to the device surface and generation of burrs are suppressed, and the processing feed rate of the substrate is increased. The goal is to increase productivity by increasing speed.
本発明は、表面側に樹脂からなる保護層を備えるセラミック基板を分割予定ラインに沿って分割するセラミック基板の分割方法であって、セラミック基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を保護層に照射し、分割予定ラインに沿って保護層に溝を形成する保護層切断工程と、保護層切断工程の後、セラミック基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をセラミック基板に照射してセラミック基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を分割予定ラインに沿って所定の間隔で形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程の後、分割予定ラインに沿って外力を加えてセラミック基板を分割する分割工程と、から構成される。 The present invention relates to a method for dividing a ceramic substrate having a protective layer made of a resin on the surface side along a line to be divided , and a laser beam having a wavelength that absorbs the ceramic substrate is used as the protective layer. After the protective layer cutting step of irradiating and forming a groove in the protective layer along the line to be divided, and the protective layer cutting step , the ceramic substrate is irradiated with a laser beam having a wavelength that absorbs the ceramic substrate. After the through-hole forming step of forming through holes penetrating in the thickness direction at predetermined intervals along the planned dividing line, and after the through-hole forming step, an external force is applied along the planned dividing line to divide the ceramic substrate And a dividing step.
本発明では、貫通孔構成工程において、分割予定ラインに沿って貫通孔を所定の間隔で形成するため、デブリやドロスの量を減らすことができ、デバイスの表面にデブリやドロスが付着するおそれを低減することができ、バリの発生も抑制することができる。また、分割予定ラインを連続的にレーザー加工しないため、加工送り速度を速めることができる。 In the present invention, in the through hole forming step, the through holes are formed at predetermined intervals along the planned dividing line, so the amount of debris and dross can be reduced, and there is a risk that debris and dross will adhere to the surface of the device. It is possible to reduce the occurrence of burrs. In addition, since the line to be divided is not continuously laser processed, the processing feed rate can be increased.
図1に示すウェーハ10は、セラミック基板12の表面側にデバイス14が形成され、表面側にシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等からなる保護層11が被覆されている。デバイス14は、分割予定ライン13によって区画された領域に形成されている。
A
ウェーハ10の裏面12には、ダイシングテープ18が貼着される。ダイシングテープ18にはリング状のフレーム19が貼着され、ウェーハ10は、ダイシングテープ18を介してフレーム19に保持された状態となっている。
A
以下では、このように構成されるウェーハ10の分割予定ライン13に沿ってレーザー加工を行い、かかる加工の後に分割予定ラインに外力を加えて個々のデバイスに分割する方法について説明する。
Hereinafter, a method will be described in which laser processing is performed along the planned
1 ウェーハ保持工程
図2に示すように、保持テーブル20の上にダイシングテープ18を載置する。保持テーブル20の外周側には、支持台31と回動可能な押さえ部32とから構成される固定部30が配設されており、支持台31の上にフレーム19を載置し押さえ部32によってフレーム19を押さえることにより、フレーム19を固定部30で固定する。保持テーブル20には吸引部21を備えており、吸引部21に吸引力を作用させることにより、ダイシングテープ18を介してウェーハ10を保持する。なお、保持テーブル20の周囲には、シリンダ等の昇降機構41によって駆動されて昇降する筒状部材40が配設されている。
1 Wafer Holding Step As shown in FIG. 2, the
2 保護層切断工程
次に、図3に示すように、レーザー照射ヘッド50をウェーハ10の分割予定ライン13(図1参照)の上方に位置づけ、レーザー照射ヘッド50から保護層11に向けてレーザー光線51を照射する。図示していないが、レーザー光線51の周囲には、エアーを噴射する。レーザー光線51及びエアーの条件は、例えば以下のとおりである。なお、エアーを噴射させなくても良い。
レーザー光線
・レーザーの種類:CO2レーザー
・波長:9.2〜10.6[μm]
・出力:20[W]
・繰り返し周波数:100[kHz]
・加工送り速度:200[mm/s]
・エアー噴射量:200[L/min]
2 Protective Layer Cutting Step Next, as shown in FIG. 3, the
Laser beam ・ Laser type: CO2 laser
-Wavelength: 9.2 to 10.6 [μm]
・ Output: 20 [W]
・ Repetition frequency: 100 [kHz]
・ Processing feed rate: 200 [mm / s]
・ Air injection amount: 200 [L / min]
このようなレーザー光線51の照射を、レーザー照射ヘッド50と保持テーブル20とを相対的に水平方向(X方向)に移動させながら行い、分割予定ライン13に沿って保護層11に溝15を形成する。また、一方向のすべての分割予定ライン13に沿って溝15を形成した後、保持テーブル20及び固定部30を90度回転させてから、同様にレーザー光線の照射を行うことにより、すべての分割予定ライン13に沿って縦横に溝15を形成する。
Such irradiation of the laser beam 51 is performed while the
3 貫通孔形成工程
次に、ウェーハ10を保持テーブル20において保持しフレーム19を固定部30において保持したままの状態で、図4に示すように、レーザー照射ヘッド50を溝15の上方に位置づけ、セラミック基板12に対して吸収性を有する波長のレーザー光線52を照射する。レーザー光線52の条件は、例えば以下のとおりである。なお、保護層切断工程と同様に、レーザー光線52の周囲にエアーを噴射するようにしてもよい。
レーザー光線
・レーザーの種類:CO2レーザー
・波長:9.2〜10.6[μm]
・出力:50[W]
・繰り返し周波数:1〜10[kHz]
・パルス幅:10[ns]〜10[ms]
・スポット径:100[μm]
・加工送り速度:100〜200[mm/s]
3 Through-hole forming step Next, with the
Laser beam ・ Laser type: CO2 laser
-Wavelength: 9.2 to 10.6 [μm]
・ Output: 50 [W]
・ Repetition frequency: 1 to 10 [kHz]
・ Pulse width: 10 [ns] to 10 [ms]
・ Spot diameter: 100 [μm]
・ Processing feed rate: 100 to 200 [mm / s]
このようなレーザー光線52の照射を、レーザー照射ヘッド50と保持テーブル20とを相対的に水平方向(X方向)に移動させながら行う。パルスレーザー光線を使用することにより、分割予定ライン13に沿って、間欠的に所定の間隔で、セラミック基板12の厚さ方向に貫通する貫通孔16が形成される。
一方向のすべての分割予定ライン13に沿って貫通孔16を形成した後、保持テーブル20及び固定部30を90度回転させてから、同様にレーザー光線の照射を行うことにより、図5及び図6に示すように、すべての分割予定ライン13に沿って貫通孔16を形成する。
After the through
このように、所定の間隔で間欠的に貫通孔16を形成する場合は、連続的に溝を形成する場合よりも加工量が少ないため、レーザー照射ヘッド50とウェーハ10との相対的な加工送り速度を速くすることができ、生産性が向上する。具体的には、連続的に溝を形成する場合の加工送り速度は1〜50[mm/s]であるのに対し、間欠的に貫通孔16を形成する場合の加工送り速度は、上記のように100〜200[mm/s]であり、生産性が大幅に向上する。また、連続的に溝を形成する場合よりもデブリやドロスの発生量を低減することができ、分割後の各デバイスの側面側にバリが発生するおそれも低減することができる。
As described above, when the through
4 分割工程
次に、図7に示すように、溝15及び貫通孔16が形成された分割予定ライン13に沿って、押圧部材60を押圧することにより、分割予定ライン13に外力を加えて分割予定ライン13を破断する。このとき、図示していないが、分割予定ライン13の両側においてウェーハ10に貼着されたダイシングテープ18側を下方から支持する。このようにしてすべての分割予定ライン13を破断することにより、ウェーハ10が分割予定ライン13に沿って個々のデバイス14ごとのチップ17に分割される。
4. Dividing Step Next, as shown in FIG. 7, the pressing
その後、図8に示すように、昇降機構41が筒状部材40を上昇させると、隣り合うチップ17間の間隔が広がり、個々のチップ17をピックアップしやすくなる。、
Thereafter, as shown in FIG. 8, when the elevating
なお、上記実施形態における樹脂切断工程では、保護層11に連続的な溝15を形成することとしたが、貫通孔形成工程において形成される貫通孔16の位置に、間欠的な穴を形成するようにしてもよい。また、保護層11に連続的な溝を形成する場合は、レーザー光線の照射に代えて、回転する切削ブレードを分割予定ライン13に沿って切り込ませて切削するようにしてもよい。
In the resin cutting step in the above embodiment, the
また、上記実施形態では表面側に保護層11が被覆されたウェーハ10を分割する場合について説明したが、保護層11が被覆されていないウェーハにも本発明を適用することができる。この場合は、保護層切断工程が不要となる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
上記実施形態では、保護層切断工程の後に貫通孔形成工程を実施することとしたが、レーザー照射ヘッドを2つ備えたレーザー加工装置を使用すると、保護層11への溝15の形成とセラミック基板12への貫通孔16の形成とを同時に行うことができる。セラミック基板12に連続的な溝を形成せず、間欠的な貫通孔16を形成することで、厚みのあるセラミック基板であっても加工送り速度を速めることが可能となるため、保護層11の切断とセラミック基板12への貫通孔の形成とを同じ加工送り速度で行うことができ、これにより、保護層11への溝15の形成とセラミック基板12への貫通孔16の形成とを同時に行うことが可能となる。
In the above embodiment, the through hole forming step is performed after the protective layer cutting step. However, when a laser processing apparatus having two laser irradiation heads is used, the formation of the
10:ウェーハ 11:保護層 12:セラミック基板
13:分割予定ライン 14:デバイス 15:溝 16:貫通孔 17:チップ
18:ダイシングテープ 19:フレーム
20:保持テーブル 21:吸引部
30:固定部 31:支持台 32:押さえ部
50:レーザー照射ヘッド 51,52:レーザー光線
60:押圧部材
10: Wafer 11: Protective layer 12: Ceramic substrate 13: Planned division line 14: Device 15: Groove 16: Through hole 17: Chip 18: Dicing tape 19: Frame 20: Holding table 21: Suction part 30: Fixed part 31: Support base 32: Holding unit 50: Laser irradiation head 51, 52: Laser beam 60: Pressing member
Claims (1)
該セラミック基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該保護層に照射し、該分割予定ラインに沿って該保護層に溝を形成する保護層切断工程と、
該保護層切断工程の後、該セラミック基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をセラミック基板に照射して該セラミック基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を該分割予定ラインに沿って所定の間隔で形成する貫通孔形成工程と、
該貫通孔形成工程の後、該分割予定ラインに沿って外力を加えてセラミック基板を分割する分割工程と、
からなるセラミック基板の分割方法。 A ceramic substrate dividing method for dividing a ceramic substrate having a protective layer made of a resin on the surface side along a line to be divided,
Irradiating the protective layer with a laser beam having a wavelength that absorbs the ceramic substrate, and forming a groove in the protective layer along the planned dividing line;
After the protective layer cutting step, the ceramic substrate is irradiated with a laser beam having a wavelength that absorbs the ceramic substrate , and a through-hole penetrating in the thickness direction of the ceramic substrate is formed along the predetermined division line. A through hole forming step formed at intervals;
After the through hole forming step, a dividing step of dividing the ceramic substrate by applying an external force along the division planned line;
A method for dividing a ceramic substrate comprising:
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