JPH0938957A

JPH0938957A - 基板分割方法および基板分割装置

Info

Publication number: JPH0938957A
Application number: JP19018095A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ikemoto; 浩一池本; Michiharu Honda; 道春本田; Sei Yuhaku; 祐伯　　聖; Seiji Moriguchi; 清治森口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】個片表面の欠けがなく、個片の寸法が高精度
であって、小型個片の分割に適した基板の分割方法およ
び分割装置を提供するものである。【構成】分割溝１ａを有する基板１を、上ゴム状弾性
体３と下ゴム状弾性体２とで挟持し、かつ、前記上・下
ゴム状弾性体のいずれか一方を押圧する構成を有するこ
とにより、個片エッジ同士の衝突を防止したこと、基板
にかかる応力を分割溝に対称としたことにより、高精度
な基板の分割方法および分割装置を提供できるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分割溝を有する基板を
分割して個片にする基板の分割方法および分割装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板の分割方法および分割装置と
して、特開平６−１２０３６７号公報に、分割溝を有し
た基板を、互いの軸心をずらして設置した第１および第
２の分割用ローラの間を通過させ、曲げモーメントを加
えて分割するものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の分割方法および分割装置では、以下に示すような課
題を有していた。

【０００４】（１）分割時圧縮面の分割溝延長線上の点
が支点で曲げモーメントを用いて分割するため、個片エ
ッジ同士の衝突が起こる。

【０００５】（２）クラックが基板の表裏面に垂直に進
行するような応力の印加状態でないため、分割後の個片
が高寸法精度でない。

【０００６】（３）基板をベルトで挟持したまま互いの
軸心をずらした分割用のローラを通過させ、曲げモーメ
ントを利用して分割するので、分割できる個片のサイズ
が、ローラ径（２つのローラの軸心間距離）に依存す
る。個片の小型化にはローラ径の小型化が必要である
が、ローラ径の小型化に限界がある。

【０００７】本発明は上記従来課題を解決するために、
以下に示すような、目的とした基板の分割方法および分
割装置を提供するものである。

【０００８】（１）分割時圧縮面の個片エッジ同士の衝
突を回避して欠けを少なくすること。

【０００９】（２）高寸法精度な個片を得ること。（３）小型個片の分割ができるようにすること。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、分割溝を有する基板を、上・下ゴム状弾
性体とで挟持し、かつ、前記上・下ゴム状弾性体のいず
れか一方を押圧する基板の分割方法および分割装置であ
る。

【００１１】

【作用】以上のように本発明は、以下のような作用を有
するものである。

【００１２】（１）ゴム状弾性体と基板の摩擦と、押圧
されたゴム状弾性体に働く引張り応力とによって、ゴム
状弾性体の伸びに連動して、分割後の個片が離れるた
め、圧縮面の個片エッジ同士の衝突による欠けが防止で
きる。

【００１３】（２）個片の寸法精度を良くするには、分
割溝と押圧の位置を合わせることが条件である。しか
し、高速分割を条件とした場合、両者の位置ずれを認め
ざるを得ず、それでも分割できる荷重を設定するのが一
般的である。

【００１４】ゴム状弾性体が無いと、両者のずれで曲げ
モーメントが極端に小さくなり、荷重幅を大きくせざる
を得ず、分割開始位置がばらつくために寸法精度が悪く
なる。一方、ゴム状弾性体を介すると、両者の位置ずれ
が曲げモーメントの減少に反映されにくく、設定幅を小
さくできる。又、基板にかかる応力が分割溝を基準に対
称であって、クラックが基板表面に垂直に進行するの
で、斜め割れが低減できる。

【００１５】（３）従来例の点荷重による曲げモーメン
トと異なり、上・下ゴム状弾性体を介した面荷重による
曲げモーメントであって、設備上の支点と作用点の関係
について高精度を必要としないため、小型個片分割に適
する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例における基板の分割
方法および分割装置について図面を参照しながら説明す
る。

【００１７】図１、図２は本発明の一実施例における基
板分割装置の側面図および断面図である。図において、
１は下面に分割溝１ａを有するアルミナ、ガラスセラミ
ック、窒化アルミニウム、ガラス、シリコンウエハ等か
らなる基板である。ここで、分割溝１ａとは、見かけ上
の溝の有無に限らず、分割位置においてマイクロクラッ
ク等の分割のきっかけとなる組織欠陥を有するものであ
る。その形成方法には、生シートに刃を入れ焼成するこ
と、ダイヤモンド等の高硬度材で基板１に研削加工等を
すること、あるいはレーザ等により基板１に組織欠陥を
発生すること等がある。２は基板１の分割溝１ａ側を上
面に載置し搬送すると共に、複数の下ゴム状弾性体ベル
ト用プーリ７により任意に回転できるよう設けられた硬
度（ＪＩＳＡ）が４０〜９０の下ゴム状弾性体ベルト
である。３は基板１を挟持するように下ゴム状弾性体ベ
ルト２の上に設けられると共に、複数の上ゴム状弾性体
ベルト用プーリ８により任意に回転できるよう設けられ
た硬度（ＪＩＳＡ）が４０〜９０の上ゴム状弾性体ベ
ルトである。４は上ゴム状弾性体ベルト３と反対側の下
ゴム状弾性体ベルト２の直下に設けられた例えばステン
レス等からなる固定板である。５は先端に押圧突部９を
有すると共に、上ゴム状弾性体ベルト３内に設けられた
押圧治具１０と、この押圧治具１０の先端の押圧突部９
の反対側にアーム１１を介して設けた偏心カム１２と押
圧駆動モータ１３からなる押圧部である。６は固定板４
上に設けられ、例えば光センサ等の下ゴム状弾性体ベル
ト２の上に載置された基板１の始点を検出するためのセ
ンサである。１４は偏心カム１２の上に設けられた例え
ば磁気センサ等の回転数検出用のセンサである。１５は
下ゴム状弾性体ベルト用プーリ７および上ゴム状弾性体
ベルト用プーリ８のいずれかに嵌り合って、ベルト駆動
モータ１６からの駆動を伝えて下ゴム状弾性体ベルト２
と上ゴム状弾性体ベルト３を回転させる従動ベルトであ
る。

【００１８】以上のように構成された基板分割装置につ
いて、以下にその動作について説明する。

【００１９】まず、押圧駆動モータ１３の回転速度およ
び従動ベルト１５の送り速度を設定し、下ゴム状弾性体
ベルト２上に基板１の分割溝１ａ側を載置し搬入する。

【００２０】次に、センサ６が基板の始点を検知したこ
とを押圧駆動モータ１３とベルト駆動モータ１６に伝え
ると、ベルト駆動モータ１６は予め設定した量の従動ベ
ルト１５を送って止まる。

【００２１】その後、偏心カム１２が回転し、動きがア
ーム１１と押圧治具１０を通して押圧突部９に上下の動
きとなって伝える。分割溝１ａの上面近傍を上ゴム状弾
性体ベルト３を介して押えて、基板１を分割溝１ａから
分割する。そして、押圧治具１０が上がり、センサ１４
が偏心カム１２の回転を検出して下ゴム状弾性体ベルト
２を送る。以下、押圧治具１０が下がり、押圧治具１０
が上がり、従動ベルト１５を送るという間欠運動を繰り
返す。分割後の短冊を下ゴム状弾性体ベルト２に載置し
て搬出する。

【００２２】次に、得られた短冊を下ゴム状弾性体ベル
ト２上に、長手方向と進行方向を平行にして分割溝１ａ
側を載置し搬入する。以下の動作は上記と同様であっ
て、分割後の個片を下ゴム状弾性体ベルト２に載置して
搬出する。

【００２３】以下に、基板分割の詳細について、図を用
いて説明する。図３は、本発明の一実施例における基板
分割装置の要部である基板を挟む上・下ゴム状弾性体と
押圧治具の動きを説明する図である。図において、上・
下ゴム状弾性体３，２に挟持された基板１の分割溝１ａ
の上面近傍を、上ゴム状弾性体３の上面から押圧部５で
押圧すると、基板１の分割溝１ａを設けた反対側の面、
すなわち上ゴム状弾性体３と接する面が圧縮、基板１の
分割溝１ａを設けた面、すなわち下ゴム状弾性体２と接
する面が引張りである曲げモーメントが働き、かつ分割
溝１ａの先端に応力が集中しクラックが進行することに
よって基板１を個片に分割する。この時に、上ゴム状弾
性体３と基板１とが摩擦を有し、かつ、上ゴム状弾性体
３が押圧されて発生した引張り応力によって上ゴム状弾
性体３が外側に伸びるため、分割後の個片が連動して離
れて個片エッジ同士の衝突が回避される。その後、上ゴ
ム状弾性体３は負荷の除去と共に元に戻り、連動した個
片同士は近づいて衝突せずに止まるというものである。

【００２４】高寸法精度で基板を分割できる理由を、図
を用いて説明する。図４は本発明の分割方法における分
割溝位置を基準に基板に働く曲げモーメントの分布を表
したものである。図４はゴム状弾性体の無い押圧分割に
おける分割溝位置を基準に基板に働く曲げモーメントの
分布を表した図である。押圧分割では、ゴム状弾性体の
有無に関係なく押圧直下が最大曲げモーメントを示す
が、ゴム状弾性体の有無によって曲げモーメントの分布
が異なる。図３より明らかなように、ゴム状弾性体が有
るものは、分割溝と押圧位置のずれに伴う曲げモーメン
トの減少が非常に緩やかである。一方、図５より明らか
なように、ゴム状弾性体が無いものは、分割溝と押圧位
置がずれると極端に曲げモーメントが小さくなる。

【００２５】一般に、個片の寸法精度を良くするには、
クラックが基板面に垂直に進行する、すなわちクラック
と押圧の位置が重なる必要があるが、生産を優先させる
と、必ず分割できる条件の設定が必要になる。結局、得
たい個片の寸法精度との折り合いの後、その許容範囲内
で最大位置ずれを生じた時でも基板が分割できる荷重
（荷重幅が大きい）に設定する。荷重の幅が大きい程、
分割開始位置がばらつくので、寸法精度が悪くなる。

【００２６】そのような観点で図４と図５を比較する
と、荷重幅が同じ時、ゴム状弾性体が有る場合の方が、
分割溝と押圧位置との距離が狭いことが明らかで、分割
開始位置のばらつきが小さくなり寸法精度が良くなるこ
とがわかる。

【００２７】加えて、ゴム状弾性体を介して基板にかか
る応力が、分割溝を基準に対称でクラックが基板表面に
垂直に進行するので、斜め割れが低減でき高寸法精度が
実現できる。

【００２８】小型個片分割にも最適な理由を述べる。通
常の曲げ分割において、高寸法精度な個片を得るには、
分割溝と押圧位置との高精度化が必要である。しかし、
例えば抵抗体、誘電体、磁性体、電極、はんだバンプ等
の部品構成材料の形成により凹凸があって、部品構成材
料間が狭く密集した小型品になる程、部品構成材料の隙
間に押圧治具を入れた分割が困難となり、高寸法精度な
個片を得ることができない。

【００２９】ところが、本発明では、部品構成材料の形
成による凹凸を、基板を挟むゴム状弾性体に吸収させて
平坦基板の押圧分割類似の状況を作る。さらに、ゴム状
弾性体を介することによって、基板にかかる応力分布を
分割溝を基準に対称として、クラックを基板表面に垂直
に進行させる。このように、分割溝と押圧位置との高精
度化を必要としない状況を作るので、形状・サイズの制
限を受けず、すなわち部品構成材料間が狭く密集した小
型品においても高寸法精度な分割ができるようにしたも
のである。

【００３０】なお、本実施例では一方のみ分割溝を有す
るものを説明したが、両面に有するものでも同様であ
る。

【００３１】また、押圧部を上ゴム状弾性体ベルトとし
たが、下ゴム状弾性体ベルトであっても同様である。た
だし、最低限、押圧部と反対側の基板面に分割溝を有す
ることを条件とする。

【００３２】以下に、本発明の分割装置を用いて基板を
分割した実験例を示す。本発明の実験例は、大きさ１０
０ｍｍ角、厚さ０．３ｍｍで、裏面に深さ０．１ｍｍ、
２ｍｍ間隔で碁盤状に分割溝が形成されたアルミナ基板
を分割するものである。分割装置の設定条件は、上・下
ゴム状弾性体ベルトの硬度を変数とし、ゴム状弾性体ベ
ルトの送り速度兼押圧駆動モータの回転速度を３００ｍ
ｍ／ｍｉｎとし、ゴム状弾性体ベルトの間欠送り量を２
ｍｍとした。基板の分割溝の面を下ゴム状弾性体ベルト
の上に載置し、分割作業をした。この際、１枚の基板当
たり５０本の短冊を得て、更にこの短冊を、分割溝を
下、かつ、長手方向と進行方向を平行にし、下ゴム状弾
性体ベルト上に載置後、分割作業を開始した。１短冊当
たり５０個の個片を得た。

【００３３】以上のような分割装置を用いて、合計１０
０枚の基板を個片にした。内、１０００個を無作為抽出
しその寸法を測定し、個片欠けの有無を観察した。

【００３４】この際、判定基準として、個片寸法は、標
準偏差の３倍値が基板厚みの１５％以下のものを良と
し、越えるものを不可として判定した。また、個片欠け
は、分割時圧縮側の個片表面の欠けで、１個片中に欠け
が無かったものを良とし、１箇所でも有ったものを不可
として判定した。

【００３５】以上のような、基板の分割装置および判定
基準による実験結果の内、まず、上ゴム状弾性体ベルト
の硬度を一定とし、下ゴム状弾性体ベルトの硬度を変数
とした場合の結果を（表１）に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】次に、下ゴム状弾性体ベルトの硬度を一定
とし、上ゴム状弾性体ベルトの硬度を変数とした場合の
結果を（表２）に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】上記した（表１）と（表２）より明らかな
ように、ゴム状弾性体ベルトの硬度が４０〜９０の場合
に、判断基準を満足するので、最適な特性で基板を分割
できるものである。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明は、上記した基板
分割方法および基板分割装置により、以下の効果を有す
るものである。

【００４１】（１）押圧されたゴム状弾性体に働く引張
り応力による伸びに、分割後の個片を連動させることに
より、圧縮面の個片エッジ同士の衝突を回避し欠けを少
なくできる。

【００４２】（２）上・下ゴム状弾性体を有することに
よって、分割溝と押圧位置のずれによる曲げモーメント
の変化を緩和して分割荷重幅を小さくし、基板にかかる
応力を分割溝を基準に対称とし、クラックを基板表面に
垂直に進行させて斜め割れを低減することにより、基板
の分割後の個片寸法を高精度化できる。

【００４３】（３）上・下ゴム状弾性体を介した面荷重
による曲げモーメントでの分割としたので、高精度な押
圧位置を必要とせず、小型個片分割ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における基板分割装置の側面
図

【図２】同断面図

【図３】同要部である基板を挟む上・下ゴム状弾性体と
押圧治具の動きを説明する図

【図４】同分割溝位置を基準に基板に働く曲げモーメン
トの分布を示す図

【図５】同上ゴム状弾性体を介しない押圧分割時の、分
割溝位置を基準に基板に働く曲げモーメントの分布を示
す図

【符号の説明】

１基板１ａ分割溝２下ゴム状弾性体ベルト３上ゴム状弾性体ベルト４固定板５押圧部６センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森口清治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分割溝を有する基板を、上・下ゴム状弾
性体とで挟持し、かつ、前記上・下ゴム状弾性体のいず
れか一方を押圧してなる基板分割方法。
【請求項２】上・下ゴム状弾性体のいずれかの押圧
は、基板の分割溝と押圧部の位置ずれを吸収すると共
に、押圧された前記上・下ゴム状弾性体に働く引張り応
力による伸びに連動し前記基板の分割後の個片を引き離
すようにした請求項１記載の基板分割方法。
【請求項３】基板を上・下ゴム状弾性体に挟持し、前
記上・下ゴム状弾性体のいずれか一方を押圧して個片に
する際、前記基板は押圧された側のゴム状弾性体に基板
端の２点を接してなるようにした請求項１記載の基板分
割方法。
【請求項４】少なくとも分割溝を有する基板を挟持す
る上・下ゴム状弾性体ベルトと、前記上・下ゴム状弾性
体ベルトが前記基板を挟持する面と反対側の面のいずれ
か一方に設けた固定板と、前記固定板を設けた反対側の
面に前記上・下ゴム状弾性体ベルトのいずれか一方を押
圧して前記基板を分割する押圧部を備え、前記押圧部
は、センサで前記基板の始点を検出し、基板の分割溝の
上面近傍を前記押圧部で押圧する基板分割装置。
【請求項５】片側のみ分割溝を有する基板は、前記基
板の分割溝を押圧部と反対側の下ゴム状弾性体ベルト上
に載置してなる請求項４記載の基板分割装置。
【請求項６】両側に分割溝を有する基板は、小さい力
で前記基板を分割できる側を押圧部と反対側の下ゴム状
弾性体ベルトの上に載置してなる請求項４記載の基板分
割装置。
【請求項７】基板は、セラミック、ガラス、あるいは
シリコンウエハのいずれかである請求項４記載の基板分
割装置。
【請求項８】上・下ゴム状弾性体ベルトのいずれかの
硬度は、４０〜９０である請求項４記載の基板分割装
置。
【請求項９】上・下ゴム状弾性体ベルトは、基板の凹
凸を吸収するようにした請求項４記載の基板分割装置。