JP6534871B2 - 板状ワークの貼り合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂からなる接着層を用いて板状ワークと支持基板とを貼り合わせる方法に関する。

切削ブレードで板状ワークを切削するために、熱可塑性の樹脂からなるワックスで支持基板に板状ワークを固定してから、切削ブレードを板状ワークに切り込ませて切削する方法がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。ここで、テープで支持基板と板状ワークとを貼り合わせた場合は、テープの糊層に切削ブレードが切り込むため、切削ブレードの先端に糊が付着してしまうが、ワックスによれば、切削ブレードの先端に糊が付着するのを防止でき、切削ブレードの切削力を低下させることがない。また、ワックスにピラーなどを含ませておけば、切削ブレードのドレッシングを行いながら板状ワークの切削加工をすることも可能となる。

さらに、ワックスの固定力はテープの粘着力よりも強いため、テープで支持基板と板状ワークとを貼着する場合と比べて、分割されたチップが動かされにくいというメリットがある。また、切削ブレードで板状ワークを分割した後、ワックスを加熱して軟化させることにより、個々のチップに容易に分割することができるため、チップの取り出しも容易に行うことができる。

特開２０１５−００３３５６号公報

しかし、板状ワークと支持基板との間に上記のようなワックスを介在させ、板状ワークを支持基板に固定させるときに、ワックスの内部（ワックスの層）に気泡が発生することがある。そのため、切削ブレードで板状ワークを切削する際に、切削ブレードがワックスの層の気泡を通過すると、切削屑が気泡に溜まってしまい、チップに切削屑が付着するという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、支持基板と板状ワークとを貼り合わせるワックスの層に気泡を発生させないようにすることを目的としている。

本発明は、支持基板と板状ワークとを熱可塑性の樹脂からなるワックスで固定する板状ワークの貼り合わせ方法であって、該支持基板と該板状ワークとの間に粉末状のワックスを配置する粉末ワックス配置工程と、該粉末ワックス配置工程の後、減圧環境下で該支持基板と該板状ワークとの間を密閉して形成された減圧密閉室を減圧する減圧空間形成工程と、該減圧空間形成工程の後、該ワックスを加温して溶かし該支持基板と該板状ワークとの間をワックスで満たすワックス拡張工程と、該ワックス拡張工程の後、該ワックスを冷却し固化させ該板状ワークと該支持基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、からなる。

上記減圧空間形成工程は、前記支持基板を保持する保持テーブルと、前記板状ワークより面積の大きい粘着テープと、該粘着テープを保持する粘着テープ保持部と、該粘着テープを該支持基板に貼着する貼着手段と、該保持テーブルと該粘着テープ保持部と該貼着手段とを包囲した空間を減圧する減圧チャンバと、を用い、該減圧チャンバ内を減圧するとともに、該粘着テープ保持部が保持する該粘着テープを該板状ワークに接近させ該板状ワークを該粘着テープで覆う粘着テープ配置工程と、該粘着テープ配置工程の後、該貼着手段によって、該板状ワークからはみ出した該粘着テープの外周部を該支持基板に貼着し前記減圧密閉室を形成する減圧密閉室形成工程とからなり、前記貼り合わせ工程の後、該粘着テープを該板状ワークから剥離する剥離工程を含むことが望ましい。

本発明に係る板状ワークの貼り合わせ方法は、支持基板と板状ワークとの間に粉末状のワックスを配置する粉末ワックス配置工程と、支持基板と板状ワークとの間を減圧する減圧空間形成工程と、ワックスを加温して溶かすことにより支持基板と板状ワークとの間をワックスで満たすワックス拡張工程と、ワックスを冷却して固化させ板状ワークと支持基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程とからなるため、ワックスを固化させ板状ワークを支持基板に貼り合わせると、ワックスの内部に気泡が発生することがない。よって、例えば切削ブレードで板状ワークを切削する際に、切削ブレードがワックスに切り込んでも切削屑が気泡に溜まるということがなく、チップに切削屑が付着するのを防止することができる。

上記減圧空間形成工程では、支持基板と前記板状ワークとの間を減圧環境下で密閉して減圧密閉室を形成するため、支持基板と板状ワークとの間に配置されたワックスに空気が混入するのをより確実に防止することができる。

上記減圧空間形成工程は、減圧チャンバ内を減圧するとともに、粘着テープ保持部が保持する粘着テープを板状ワークに接近させ板状ワークを粘着テープで覆う粘着テープ配置工程と、板状ワークからはみ出た粘着テープの外周部を支持基板に貼着し上記減圧密閉室を形成する減圧密閉室形成工程とからなるため、支持基板と板状ワークとの間に配置されたワックスに気泡が発生するのを防止し、板状ワークと支持基板とを確実に貼り合わせることができる。

粉末ワックス配置工程を示す断面図である。 減圧空間形成工程のうち、粘着テープ配置工程を示す断面図である。 減圧空間形成工程のうち、減圧密閉室形成工程を示す断面図である。 ワックス拡張工程を示す断面図である。 剥離工程を示す断面図である。 粉末ワックス配置工程の第２例を示す断面図である。 減圧空間形成工程の第２例のうち、粘着テープ配置工程を示す断面図である。 減圧空間形成工程の第２例のうち、減圧密閉室形成工程を示す断面図である。 減圧密閉室形成工程の第２例を実施した後、粘着テープの外周部が支持基板に粘着された状態を示す断面図である。 ワックス拡張工程の第２例を示す断面図である。 剥離工程の示す第２例を示す断面図である。

１ 板状ワークの貼り合わせ方法の第１例
図１−図５を参照しながら、支持基板１と板状ワーク２とをワックス３によって貼り合わせる板状ワークの貼り合わせ方法の第１例について説明する。

（１）粉末ワックス配置工程
図１に示すように、支持基板１を保持テーブル１２に搬入する。保持テーブル１２は、その上面が支持基板１を吸引保持する保持面１２ａとなっており、保持面１２ａは吸引源１３に連通しており、吸引源１３の吸引力によって支持基板１を保持面１２ａにおいて吸引保持する。支持基板１は、上下面が平坦面に形成された平板であり、例えばガラス基板や樹脂基板から構成されている。また、支持基板１は、保持テーブル１２の保持面１２ａにおいて吸引保持可能なサイズに形成され、板状ワーク２よりも大きく形成されている。したがって、支持基台１の外周上面１ｂが、板状ワーク２の外周側からはみ出した状態となっている。なお、板状ワーク２は、被加工物の一例であって、特に材質等が限定されるものではない。

次に、支持基板１の上面１ａに粉末状のワックス３を敷設する。次いで、板状ワーク２の下面２ｂをワックス３の上に重ね、支持基板１と板状ワーク２との間にワックス３を挟みこみ、板状ワーク２の上面２ａを露出させる。

ワックス３は、熱可塑性樹脂によって構成され、例えば、日化精工株式会社が提供する固形状のシフトワックスを粉末状に砕いたものである。シフトワックスからなるワックス３は、所定の温度（例えば１００℃〜１２０℃）で軟化し、常温で硬化する特性を有する。

（２）減圧空間形成工程

図１に示すように、保持テーブル１２は、減圧チャンバ１０の内部に収容されている。また、チャンバ１０の内部であって保持テーブル１２の上方には、板状ワーク２よりも面積の大きい粘着テープ４を保持する粘着テープ保持部１５が配設されている。

減圧チャンバ１０は、カバー１００を有し、カバー１００の側方には、扉１０１ａを開閉させる扉開閉手段１０１が配設されている。また、カバー１００には、減圧口１０３が形成され、減圧口１０３は、空間５を減圧して減圧空間を形成する減圧手段１１に連通している。図１の例では、扉開閉手段１０１が扉１０１ａを下方に移動させ、減圧チャンバ１０の内部に連通する開口部１０２が開いた状態となっている。

粘着テープ保持部１５は、その下面が保持面１５ａであり、保持面１５ａは、吸引路１５０を介して吸引源１６に連通している。吸引源１６の吸引力が吸引路１５０を通じて保持面１５ａに作用することにより、粘着テープ４を保持面１５ａで吸引保持することができる。

粘着テープ保持部１５には、粘着テープ保持部１５を昇降させる昇降手段１８が接続されている。昇降手段１８は、シリンダ１８０と、昇降軸１８１と、昇降軸１８１の上端に連結されたアーム部１８２とから構成され、アーム部１８２には、粘着テープ保持部１５が連結されている。昇降軸１８１がシリンダ１８０内において上下に移動することにより、粘着テープ保持部１５を昇降させることができる。

粘着テープ保持部１５には、粘着テープ４を支持基板１に貼着する貼着手段となる押付部１７が、押付部昇降手段１９によって粘着テープ保持部１５に対して昇降可能に配設されている。押付部昇降手段１９は、押付部昇降手段１９は、粘着テープ保持部１５の内部において、エアシリンダ１９０と昇降軸１９１とにより構成されている。エアシリンダ１９０には、バルブ１９２を介してエアー供給源２０が接続されている。昇降軸１９１は押付部１７に接続されている。エアー供給源２０から送られるエアーによって昇降軸１９１がエアシリンダ１９０内において上下に移動することにより、押付部１７を昇降させることができる。押付部１７は、粘着テープ保持部１５の周囲を囲繞するように円環状に一体に形成されている。また、押付部１７は、円環状に一体に構成されるものに限定されず、円環状に複数配置させた構成でもよい。

減圧空間形成工程は、粘着テープ配置工程と減圧密閉室形成工程との２工程から構成され、保持テーブル１２と粘着テープ保持部１５と押付部１７とを包囲した空間５を減圧する減圧チャンバ１０内において行われる。以下においてそれぞれについて具体的に説明する。

（２−１）粘着テープ配置工程
図１に示したように、粘着テープ保持部１５の保持面１５ａにおいて、粘着面を下に向けた状態で粘着テープ４を保持する。そして、図２に示すように、扉開閉手段１０１によって扉１０１ａを閉めて空間５を密閉する。そして、減圧手段１１によって減圧口１０３を通じて減圧チャンバ１０の空間５を減圧して真空状態の減圧空間を形成する。この減圧環境下で、昇降手段１８が粘着テープ保持部１５を降下させていき、粘着テープ４を板状ワーク２に接近させ、粘着テープ４を板状ワーク２の上面２ａに貼着する。これにより、板状ワーク２が粘着テープ４によって覆われるとともに、板状ワーク２の上面２ａに載置された粘着テープ４の外周部４ａが、板状ワーク２の外周部からはみ出した状態となる。なお、本実施形態では、粘着テープ４を板状ワーク２の上面２ａに載置した状態となっているが、これに限定されるものではなく、板状ワーク２の側面側を粘着テープ４で覆うようにしてもよい。また、粘着テープ４は、粉末ワックス配置工程の前から粘着テープ配置工程の前までに減圧チャンバ１０の内部に搬入すればよい。

（２−２）減圧密閉室形成工程
粘着テープ配置工程を実施した後、図３に示すように、エアー供給源２０から送られるエアーによって昇降軸１９１がエアシリンダ１９０内を下方に移動し、押付部１７を下降させる。そして、押付部１７が粘着テープ４の外周部４ａを支持基板１に対して押し付け、外周部４ａを支持基板１の外周上面１ｂに貼着する。これにより、板状ワーク２及びワックス３を板状ワーク１と粘着テープ４とによって囲んだ減圧密閉室６を形成する。減圧密閉室６は、支持基板１と板状ワーク２との間を減圧環境下で密閉しワックス３の内部に空気を入れない密閉空間として機能する。

（３）ワックス拡張工程
減圧空間形成工程を実施した後、図４に示すように、昇降手段１８によって粘着テープ保持部１５を粘着テープ４から離反させる。そして、電源スイッチ１４０をオンにしてヒータ１４を加熱させワックス３を加温し、ワックス３を溶かして粘着テープ４の内側で拡張させ、支持基板１と板状ワーク２との間にワックス３を満たす。

（４）貼り合わせ工程
ワックス拡張工程を実施した後、拡張されたワックス３を冷却し固化させて板状ワーク２と支持基板１とを貼り合わせる。冷却する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、電源スイッチ１４０をオフにしてヒータ１４を停止しワックス３を常温に戻す方法や、エアーを噴きかけてワックス３から除熱する方法などがある。このようにして、ワックス３を冷却し、ワックス３を固化させて板状ワーク２と支持基板１とを貼り合わせる。このとき、粉末状のワックス３の内部には気泡が発生することがないことから、板状ワーク２と支持基板１とを隙間なく貼り合わせることができる。

（５）剥離工程
貼り合わせ工程を実施した後、図４に示した減圧チャンバ１０から、ワックス３によって支持基板１に貼り合わせられた板状ワーク２を取り出し、図５に示す別の保持テーブル２１の保持面２１ａに載置する。そして、吸引源２２の吸引力が保持テーブル２１の保持面２１ａにおいて作用し、支持基板１を保持面２１ａで吸引保持する。

その後、例えば挟持部２３が挟持した剥離テープ２４を粘着テープ４の外周部４ａに貼り付けた状態で、挟持部２３を上昇させることにより、粘着テープ４を支持基板１の外周上面１ｂ及び板状ワーク２の上面２ａから剥離する。その後、支持基板１に貼り合わせられた板状ワーク２は、例えば切削装置に搬送され、個々のチップに分割される。

２ 板状ワークの貼り合わせ方法の第２例
次に、図６−図１１を参照しながら、支持基板１と板状ワーク２とをワックス３によって貼り合わせる板状ワークの貼り合わせ方法の第２例について説明する。

（１）粉末ワックス配置工程
図６に示すように、支持基板１を、保持テーブル３３に搬入する。保持テーブル３３は、その上面が支持基板１を吸引保持する保持面３３ａとなっており、保持テーブル３３に支持基板１を載置し保持面３３ａにおいて支持基板１を吸引保持したら、支持基板１の上面１ａに粉末状のワックス３を敷設する。そして、ワックス３の上に板状ワーク２の下面２ｂを重ね、支持基板１と板状ワーク３との間にワックス３を挟みこみ、板状ワーク２の上面２ａを露出させる。

（２）減圧空間形成工程

図６に示すように、保持テーブル３３は、減圧チャンバ３０の内部に収容されている。また、チャンバ３０の内部であって保持テーブル３３の上方には、水平移動手段３７及び昇降手段３６によって駆動されて移動する貼着ローラ３４が配設されている。

減圧チャンバ３０は、カバー３００を有し、カバー３００の側方には、カバー３００を開閉させるレバー３１が取り付けられている。カバー３００には、減圧口３８が形成されており、減圧口３８は、空間５ａを減圧して減圧空間を形成する減圧手段３９に連通している。図６の例では、レバー３１を持ち上げて、開口部３２が開いた状態となっている。第２例においても、減圧空間形成工程は、粘着テープ配置工程と減圧密閉室形成工程との２工程から構成され、保持テーブル３３と貼着ローラ３４と包囲した空間５ａを減圧する減圧チャンバ３０内において行われる。

（２−１）粘着テープ配置工程
図７に示すように、粘着テープ４を板状ワーク２の上面２ａに配置する。すなわち、図６に示した開口部３２から粘着テープ４を減圧チャンバ３０の内部に搬入し、保持テーブル３３に保持された板状ワーク２の上面２ａに粘着テープ４を載置する。その後、レバー３１によってカバー３００を下げて空間５ａを密閉するとともに、減圧手段３９によって減圧口３８を通じて空間５ａを減圧して真空状態の減圧空間を形成する。

（２−２）減圧密閉室形成工程
粘着テープ配置工程を実施した後、減圧チャンバ３０の内部に配設された貼着ローラ３４によって、板状ワーク２の外周縁からはみ出た粘着テープ４の外周部４ａを支持基板１に貼着する。ここで、貼着ローラ３４は、軸部３５０を有する支持部３５に対して回転可能に構成されている。支持部３５には、昇降手段３６が接続されており、昇降手段３６を構成する昇降軸３６０が上下に昇降することにより、貼着ローラ３４を昇降させることができる。

粘着テープ４の外周部４ａを支持基板１に貼着する際には、図８に示すように、軸部３５０を中心にして貼着ローラ３４を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、昇降手段３６によって貼着ローラ３４を保持テーブル３３に接近する方向に下降させ、貼着ローラ３４を粘着テープ４の外周部４ａに接触させる。そして、回転する貼着ローラ３４で粘着テープ４の外周部４ａを支持基板１に対して押付け、粘着テープ４の外周部４ａを支持基板１の外周上面１ｂに貼着する。

続けて、水平移動手段３７によって貼着ローラ３４を水平方向に転動させ、図９に示すように、板状ワーク２及び支持基板１に粘着テープ４を貼着する。これにより、板状ワーク２及びワックス３を板状ワーク１と粘着テープ４とによって囲んだ減圧密閉室６ａを形成する。減圧密閉室６は、支持基板１と板状ワーク２との間を減圧環境下で密閉しワックス３の内部に空気を入れない密閉空間として機能する。

（３）ワックス拡張工程
減圧空間形成工程を実施した後、減圧チャンバ３０から、ワックス３によって支持基板１に貼り合わせられた板状ワーク２を取り出し、図１０に示すように、ヒータテーブル４０に載置する。ヒータテーブル４０の上面は、支持基板１を保持する保持面４０ａとなっており、保持面４０ａは吸引源４２に連通している。また、ヒータテーブル４０の内部にはヒータ４１が配設されており、保持面４０ａ側を加温することができる。

ヒータテーブル４０の保持面４０ａに支持基板１が載置されると、保持面４０ａに吸引力を作用させて支持基板１を吸引保持する。そして、電源スイッチ４１０をオンにしてヒータ４１を加熱してワックス３を加温し、ワックス３を溶かして粘着テープ４の内側で拡張させ、支持基板１と板状ワーク２との間にワックス３を満たす。

（４）貼り合わせ工程
ワックス拡張工程を実施した後、拡張されたワックス３を冷却して固化させて板状ワーク２と支持基板１とを貼り合わせる。第１例の貼り合わせ工程と同様の動作によってワックス３を冷却し、ワックス３を固化させる。このとき、粉末状のワックス３の内部に気泡が発生することがなく、板状ワーク２と支持基板１とを隙間なく貼り合わせることができる。

（５）剥離工程
貼り合わせ工程を実施した後、図１１に示すように、粘着テープ４を板状ワーク２から剥離する。本工程においても、第１例の剥離工程と同様に、例えば挟持部２３ａが挟持した剥離テープ２４ａを粘着テープ４の外周部４ａに貼り付けた状態で、挟持部２３ａを上昇させ、粘着テープ４を支持基板１の外周上面１ｂ及び板状ワーク２の上面２ａから剥がす。その後、支持基板１に貼り合わせられた板状ワーク２は、例えば切削装置に搬送され、個々のチップに分割される。

このように、本発明に係る板状ワークの貼り合わせ方法の第１例及び第２例では、粉末ワックス配置工程を実施して支持基板１と板状ワーク２との間に粉末状のワックス３を配置した後、減圧チャンバ１０の空間５または減圧チャンバ３０の空間５ａを減圧するとともに、押付部１７または貼着ローラ３４によって、粘着テープ４の外周部４ａを、板状ワーク２の外周側からはみ出た支持基板１の外周上面１ｂに貼着することにより、支持基板１と板状ワーク２との間を密閉させて減圧密閉室６，６ａを形成するように構成したため、ワックス３を溶かして板状ワーク２と支持基板１との間に満たした後、ワックス３を冷却して固化させ板状ワーク２を支持基板１に貼り合わせると、ワックス３の内部に気泡が発生することがない。よって、例えば切削ブレードで板状ワーク２に切り込ませて切削するときに、切削屑が気泡に溜まることはなく、チップに切削屑が付着することがなくなる。

板状ワークの貼り合わせ方法の第１例及び第２例は、研削加工にも適用することができる。すなわち、従来のテープで支持基板に貼り合わされた板状ワークを研削加工する場合、テープに発生した気泡が研削加工時に板状ワークに転写され、その部分が厚く仕上げられてしまうが、上記したようなワックス３で支持基板１に貼り合わされた板状ワーク２であれば、ワックス３の内部に気泡が発生しないため、板状ワーク２を平坦に研削することができる。ワックスにより板状ワークを固定して行う研削加工は、特に、研削時の砥石からの負荷が大きい硬質の板状ワークの研削に有用である。

１：支持基板 １ａ：上面 １ｂ：外周上面 ２：板状ワーク ２ａ：上面 ２ｂ：下面３：ワックス ４：粘着テープ ５，５ａ：空間 ６，６ａ：減圧密閉室
１０：減圧チャンバ １００：カバー １０１：扉開閉手段 １０１ａ：扉
１０２：開口部 １１：減圧手段 １２：保持テーブル １２ａ：保持面 １３：吸引源１４：ヒータ １４０：電源スイッチ １５：粘着テープ保持部 １５ａ：保持面
１５０：吸引路 １６：吸引源 １７：押付部
１８：昇降手段 １８０：シリンダ １８１：昇降軸 １８２：アーム部
１９：押付部昇降手段 １９０：エアシリンダ １９１：昇降軸 １９２：バルブ
２０：エアー供給源 ２１：保持テーブル ２１ａ：保持面 ２２：吸引源
２３，２３ａ：挟持部 ２４，２４ａ：剥離テープ
３０：減圧チャンバ ３００：カバー ３１：レバー ３２：開口部
３３：保持テーブル ３３ａ：保持面
３４：貼着ローラ ３５：支持部 ３５０：軸部 ３６：昇降手段 ３６０：昇降軸
３７：水平移動手段 ３８：減圧口 ３９：減圧手段 ４０：ヒータテーブル
４０ａ：保持面 ４１：ヒータ ４１０：電源スイッチ ４２：吸引源

Claims (2)

1. 支持基板と板状ワークとを熱可塑性の樹脂からなるワックスで固定する板状ワークの貼り合わせ方法であって、
   該支持基板と該板状ワークとの間に粉末状のワックスを配置する粉末ワックス配置工程と、
   該粉末ワックス配置工程の後、減圧環境下で該支持基板と該板状ワークとの間を密閉して形成された減圧密閉室を減圧する減圧空間形成工程と、
   該減圧空間形成工程の後、該ワックスを加温して溶かし該支持基板と該板状ワークとの間をワックスで満たすワックス拡張工程と、
   該ワックス拡張工程の後、該ワックスを冷却し固化させ該板状ワークと該支持基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、からなる板状ワークの貼り合わせ方法。
2. 前記減圧空間形成工程は、
   前記支持基板を保持する保持テーブルと、前記板状ワークより面積の大きい粘着テープと、該粘着テープを保持する粘着テープ保持部と、該粘着テープを該支持基板に貼着する貼着手段と、該保持テーブルと該粘着テープ保持部と該貼着手段とを包囲した空間を減圧する減圧チャンバと、を用い、
   該減圧チャンバ内を減圧するとともに、該粘着テープ保持部が保持する該粘着テープを該板状ワークに接近させ該板状ワークを該粘着テープで覆う粘着テープ配置工程と、
   該粘着テープ配置工程の後、該貼着手段によって、該板状ワークからはみ出した該粘着テープの外周部を該支持基板に貼着し前記減圧密閉室を形成する減圧密閉室形成工程とからなり、
   前記貼り合わせ工程の後、該粘着テープを該板状ワークから剥離する剥離工程を含む請求項１記載の板状ワークの貼り合わせ方法。

Images