JPS5830807B2 - 板状体への溝加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば圧電セラミックフィルタなどに用いる圧
電セラミック基板などのように、板厚寸法が１５０μｍ
以下と小さい板状体を、複数個の個片に分割するための
溝（罫書線も含むものとする）を上記板状体に形成する
装置に関するものである。

通常、片面あるいは両面に複数個の同一パターンの電極
を形成してなる基板を個片に分割し、何個に独立した電
気部品用素子を形成するには、般的に、スクライブマシ
ンで基板表面の所定位置に罫書線を罫書いたのち、円筒
ローラで押圧して分割する方法、あるいは外周刃のダイ
ヤモンド砥石で基板を完全に切断する方法などが用いら
れる１また、基板を完全切断しないまでも基板厚みの途
中の所定深さまで切断刃を切込み、その後、円筒ローラ
で押圧して分割する方法も用いられる。

従来、これらの方法は、分割される基板厚み寸法が３０
０μｍ以上、直径が１インチ以上のシリコン半導体やセ
ラミック基板に適田されるものであった。

基板の板厚寸法が３００μｍ以下たとえば板厚寸法が５
０μｍ〜１５０μｍで外形寸法が６ｍｍ口といった小物
極薄板の溝加工の場合には、第２図ａ、ｂに示すごとく
、まず、基板１を溶剤活性あるいは熱可塑性の接着樹脂
４を用いてシリコン部材からなる直径が１インチ以上の
基板３上に接着する。

その後、前記シリコン基板３を矢印Ｘ方向及びＹ方向に
往復動するところの摺動台１０に付属する真空吸着用の
テーブル５上に載置し、真空ポンプ２０を作動させて環
状溝６、凹部７、貫通穴９、スリット８、貫通穴１１を
介して真空吸着する。

さらにダイヤモンド砥粒などを装着した外周切断形のカ
ッター１２を所定の方向に高速回転させ、基板１の厚み
方向に所定量だけ切込むことにより、基板１を第１図Ｃ
に示すような、それぞれ独立した個片素子１００に完全
切断する方法、あるいは第１図ａ、ｂのごとく溝切込を
基板厚み途中でとめる不完全切断法が用いられる。

しかし、上述のごとくシリコン等の基板３上に接着剤４
を介して基板１を載置する場合、接着剤４層の塗布厚み
が基板１の全面にわたって均一とならず、テーブル５面
に対する基板１の面平行度が出ない。

すなわち、基板１に対するカッター１２の切込深さが場
所により異なることになる。

したがって基板１を完全に切断するには基板１を支持す
るシリコン基板３の表面を成る深さまで切断する程度に
までカッター１２を切込む必要があり、それだけ切断時
間を要するうえ、カッターの摩耗が大きくなる。

さらに基板を完全に切断せず、切断溝を基板１の厚み途
中まで形成する場合においても、第１図ａ、ｂに示す溝
２Ａ、２Ｂの深さｄが一定せず、このため、基板１にロ
ーラーを押圧して個片素子１００に分割した際に、分割
した個片素子１００の外形形状が切断溝通りとならず、
形状不良の素子やクラックの入った素子となってしまう
。

特に基板１の厚みｔが５０μｍ程度の場合には、形成す
る溝の深さに関して１０１１ｍ程度のばらつきがあって
も基板１の個片分割に際して問題となる。

また、接着剤を用いて基板１に溝加工を施した場合、溝
加工後に加熱あるいは溶剤などの手段によりシリコン基
板３から基板１を剥離する必要があるため、わずられし
いうえ、完全切断などの場合は切断した個片素子の整列
状態が乱れたり、素子１００の表裏が逆転したりして、
切断後の素子の取扱い自動化の障害となっていた。

本発明は上記問題点を解決するために、溝加工すべき複
数枚の基板（板状体）をシリコン基板上等に接着するこ
となく真空吸着のみでテーブル上の所定位置に保持せし
め、それらの複数枚の基板へ一度に切断用溝（罫書線を
含む）を形成し得る溝加工装置を提供するものである。

以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。

第３図ａは本発明の一実施例の要部断面図、第３図すは
第３図ａを８２−８２線から見た要部平面図である。

それらの図面において、複数枚の基板１は、矢印Ｘ方向
に往復動及びＹ方向に所定ピッチで移動する摺動台１０
に付属し、所定角度だけ回転可能なテーブル５Ａ上に真
空吸引によって保持されるようになっている。

各基板１の真空吸引は、摺動台１０に設けた貫通穴１１
及びテーブル５Ａの片面に設けた円形あるいは四角形状
の凹部１６及び複数個の小径の貫通穴１４及び該貫通穴
１４と連通しテーブル５Ａの表側の主平面に形成した短
冊形状の凹部１３を介して真空ポンプ２０により行なう
。

上記テーブル５Ａの主平面に設けた凹部１３は１枚の基
板１に対し、１枚の基板から分割される各個片のすべて
に分布するごとく配設され、基板１を強力にテーブル５
人面上に真空吸引する第３図ａ、ｂの実施例では４枚の
基板を同時に溝加工し、１枚の基板を９個の素子に分割
する場合の例を示すもので基板１の外形と切断溝２Ａ、
２Ｂの形成位置を図中に鎖線で表示しである。

テーブル５Ａ上に吸着するそれぞれの基板１に対し、各
３個所の短冊形状の凹部１３が配設され、それぞれの凹
部１３は小径の貫通穴１４をほぼ中央に有し真空ポンプ
２０と連通している。

ここで、短冊形状の凹部１３を基板１の各個片領域毎に
分布するよう配設する理由は、溝２Ａ。

２Ｂの形成途中で側らかの理由により基板１が加工溝２
Ａ、２Ｂに沿って破断しても、破断した状態のまま溝加
工が最後まで行なえるようにすると共に、テーブル５Ａ
上から外れた基板の破片によってカッター１２が破損す
るのを防止するためである。

デープル５Ａ上に真空吸着される４枚の各基板１は、短
冊形状の凹部１３の周辺に複数枚の基板１を取り囲むよ
うに配設した複数本の基板位置決め部材であるところの
円柱状のピン１５によって所定の位置関係をもって吸着
される。

すなわち、箇所で見て、１行１夕１泪の基板１ａは、基
板の左側面と上側面がピン１５に当接する状態に真空吸
着され、同様に１行２夕１泪の基板１ｂは上側面と右側
面が、２行１夕１泪の基板１ｃは左側面と下側面が、２
行２夕１泪の基板１ｄは右側面と下側面がそれぞれピン
１５に当接している。

複数個のピン１５は各基板１の隣接する２方向の側面と
当接することにより、複数枚の基板配置関係をＸ方向、
Ｙ方向ともに溝２Ａ、２Ｂの加工ピッチＰの整数倍とな
る位置に位置規制するととく凹部１３の周辺の所定位置
に配設されている。

さらに、ピン１５は基板１への溝加工に際し、カッター
１２と衝突しない位置、すなわち溝加工位置より１／２
ピツチだけずれた位置に配設されている。

ピン１５の直径寸法はカッター１２と接触しない限り任
意であるが、６山口の基板を５０μｍ〜２０μｍ刃厚の
カッターで２間口に分割する溝加工においては０．５
ｍｍφとした。

テーブル５人面から突出するピン１５の高さについても
任意で、基板１の厚みより高くしてもよいし、溝加工深
さｄより低くしてもよい。

基板１の側面に当接するピン１５の個数は基板の一辺に
対し任意であるが、本実施例では１枚の基板の隣接する
側面にそれぞれ２本づつ計４本とした。

基板の一辺に当接する２本のピンの間隔は大きい方が基
板１の位置決め精度が良くなるうえ、基板をピンセット
などで挟持して取扱うのに有利である。

また、上記ピン１５の材質は金属や樹脂など任意で、金
属部材の場合は切削剤に対する防錆対策が必要である。

上述のごとく、テーブル５Ａ上に所定のピッチ間隔で載
置した各基板１に溝加工を施すには、第３図ａに示すご
とく、所定方向に高速回転する外周切削形の円板状カッ
ター１２を基板１の厚さ方向に所定量だけ降下させ、す
なわち切込ませ、その後、テーブル５Ａをカッター１２
と平行に矢印のＸ方向に往復動させると共に、テーブル
５Ａの往復動を直角なＹ方向〔第３図す参照〕にも所定
ピッチＰでピッチ送りすることにより、基板１のＸ方向
に所定の深さｄで所定ピッチＰの切断溝２Ｂが形成され
る その後、テーブル５Ａを９０度回転させ、基板１のＹ方
向にも上記と同一手順で切断溝２Ａを形成することによ
り、基板１には個片素子に分割すべき素子外形に沿った
所定の切断溝２Ａ、２Ｂが第１図ａ７ｂに示すごとく形
成される。

本発明の実施例においては、基板１へのカッター１２の
切込み深さは例えば１０μｍ単位毎に実施され、かつ、
摺動台１０のＸ方向、Ｙ方向送り、及びカッター１２の
切込送りとの関係あるいは基板１の所定の深さにまでカ
ッター１２が切込んだ後のテーブル停止などは、切断加
工前の設定値に従って自動制御される構成になっている
。

それぞれの基板１に、所定の深さｄ、所定のピッチＰの
溝２Ａ、２Ｂを形成したのち、真空吸引を切り、テーブ
ル５Ａから基板１を外し、さらに、図示していないが、
基板１を２枚の塩化ビニールシートなどで挟持したのち
、弾性ゴム部材上で上記塩化ビニールシート間に挟持さ
れた基板１に円筒ローラで押圧力を与えれば、基板１を
第１図Ｃに示すごとき個片素子１００に分割することが
出来る。

上記実施例は、基板１に形成する溝２Ａ、２Ｂの深さｄ
を基板１の厚さｔの途中までとした不完全切断の場合で
あるが、個片素子の外形寸法や板厚あるいは真空吸引力
の強さによっては、基板１をほぼ完全に切断する深さに
までカッター１２を切込んでもさしつかえない。

しかし、基板１の厚さが５０μｍ〜１５０μｍの場合や
、個片素子に分割した後の素子の取扱いなどを考慮した
場合には、基板１を完全に切断することは望ましくない
。

テーブル５Ａの主平面に形成する凹部１３の形状につい
ては環状、格子状、短形、丸形等任意である。

さらに、その凹部１３の数やテーブル上に載置する基板
１の枚数についても任意である。

また、基板１を位置規制するピン１５の配設位置につい
ても図示の実施例のごとく複数枚の基板を取り囲む場合
だけに限定されるものでなく、基板の同一方向の側面に
所定ピッチで形成してもよい。

複数枚の基板を同一方向の側面でピンにより位置規制す
る場合には、カッター送りピッチとの関係で、テーブル
面から突出するピンの高さやピンの材質を配慮する必要
がある。

すなわち、カッター切込最大深さｄよりもピン１５の突
出高さが大きい場合にはピン１５はカッター１２により
切断されることになる。

その点、本実施例のごとく基板１の周囲にピンを配設す
ればカッター１２の送り範囲を制御することにより、ピ
ンを切断するようなことは無く、ピンの突出高さは任意
でよい。

第４図ａは本発明で使用し得るテーブルの他の例を示す
平面図、第４図すは第４図ａにおけるＳ３−８３線断面
図である。

この第４図の場合は、第３図の場合の短冊形状の凹部１
３及び小径の貫通穴１４に代え、複数個の小径の貫通穴
１７を１枚の基板１から分割すべき個片数と同数だけ形
成することにより、基板をテーブル５Ｂ上に真空吸着す
るようにしたものである。

貫通穴１７は凹部１６を介して第３図で使用したと同様
の真空ポンプ２０と連通している。

ここで、貫通穴１７を基板１の各個片数と同数だけ配設
する理由は、前述した短冊形状の凹部１３を基板１の各
個片領域毎に分布するように配設したのと同じ理由であ
る。

すなわち溝２Ａ、２Ｂの形成途中で側らかの原因により
基板１が加工溝２Ａ、２Ｂに沿って破断しても、破断し
た状態のまま基板１に対する溝加工が最後まで行なえる
よう基板１を真空吸着すると共に、テーブル５Ａ上から
外れた基板の破片によつてカッター１２が破損するのを
防止するためである。

第４図の場合、４枚の基板１を同時に吸着し、それぞれ
の基板を９個の個片素子に分割するため、合計３６個の
貫通穴１７を形成した例を示している。

基板１の外形及び切断溝２Ａ、２Ｂの形成位置を鎖線で
示している。

複数枚の基板の配置関係は、第３図の場合と同様に、小
径の貫通穴１７の周辺に配設した複数本のピン１５によ
り実施するが、第４図ａ及び第４図すの右側部分の一部
に示すごとく、ピン１５に代えてＬ字形のプレート１８
を使用して基板１を位置規制してもよい。

上記り字形のプレート１８は一体的に加工したものを用
いてもよいし、矩形板をＬ字形にテーブル５Ｂ上に配設
してもよい。

プレート１８を用いて基板を位置規制する場合、ピン１
５と並用してもよいし、プレート１８のみで複数枚の基
板を位置規制してもよい。

テーブル５Ｂに形成する小径の貫通穴１７は、本実施例
では個片素子のほぼ中央に位置するように、個片数と同
数だけ設けたが、貫通穴１８の数、大きさ、位置につい
ては任意である。

なお、第４図において、テーブル５Ｂの中央に位置する
十字形の溝１９は、分割用の切断溝加工を終えた基板１
を、真空吸着を切った後にピンセット等で挟持する場合
に便利なように設けたもので、基板１を溝１９をまたぐ
状態にまでテーブル５Ｂ上で移動させたのち、ピンセッ
トで挟持できるようにしたものである。

以上述べたことく、本発明は、個片に分割すべき板状体
をシリコン基板上などに接着剤を用いて固定する必要が
ないため、いたって簡単に能率よく複数枚の板状体に溝
加工を施すことができるうえ、分割後の個片素子の取扱
い自動化をも容易にするなど、多大の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは切断用溝を形成した板状体の一例を示す平面
図、第１図すは第１図ａの正面図、第１図Ｃは分割した
個片素子の斜視図、第２図ａは従来の溝加工法または切
断法を説明するための装置の断面図、第２図すは第２図
ａをＳ、−Ｓ１線から見た要部平面図、第３図ａは本発
明の一実施例の断面図、第３図すは第３図ａを８２−８
２線から見た平面図、第４図ａは本発明で使用し得るテ
ーブルの他の例を示す平面図、第４図すは第４図ａの８
３−８３線断面図である。 １・・・基板、２Ａ、２Ｂ・・・切断溝、１００・・・
個片素子、５．５Ａ、５Ｂ・・・テーブル、１０・・・
摺動台、１２・・・カッター １３・・・凹部、１４・
・・貫通穴、１５・・・ピン、１６・・・凹部、１７・
・・貫通穴、１８・・・プレート、２０・・・真空ポン
プ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上面部に、溝を形成すべき複数枚の四角形状の板状
   体を、それぞれ隣り合う２つの側面を複数個の位置規制
   剛部材にて位置決めして所定の箇所に載置することがで
   き、かつ、前記各板状体の載置面部には、前記各板状体
   の分割すべき個片数に対応した真空吸引用穴がそれぞれ
   設けられた回転可能なテーブルと、前記テーブル上の各
   板状体に溝を形成するための外周切削形の円板状カッタ
   ーと、前記テーブルを前記円板状カッターに対して平行
   に往復動させるとともに、その往復動の方向と直角方向
   に所定のピッチで移動させ得る移動機構を具備してなる
   板状体への溝加工装置。