TW202325456A - 加工裝置、及加工品的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明抑制雷射光對加工工作台的損傷,並且降低用於防止加工工作台的損傷的雷射加工條件的制約,其包括:加工工作台2A、加工工作台2B,於其中一個面2x設置有能夠吸附加工對象物W的多個吸附孔2h、且能夠表背反轉;以及雷射光照射部41A、雷射光照射部41B,對吸附於加工工作台2A、加工工作台2B上的加工對象物W照射雷射光而進行加工,加工工作台2A、加工工作台2B具有自其中一個面2x貫通至另一個面2y且雷射光能夠通過的多個貫通開口部2T。
Description
本發明是有關於一種加工裝置、及加工品的製造方法。
先前,如專利文獻1所示,可想到如下雷射加工裝置:使於基材的表面形成有保護層的板狀工件表背反轉,對該板狀工件的兩面照射雷射光來切斷該板狀工件。
所述雷射加工裝置除了卡盤工作台之外,亦包括切換機構,所述切換機構使保護層被分割的板狀工件表背反轉。藉由切換機構表背反轉後的板狀工件被抽吸並保持於載置在卡盤工作台的保持板或第二卡盤工作台上。此處,於保持板或第二卡盤工作台形成有與板狀工件的分割預定線對應的槽狀間隙。而且,設為如下結構:當藉由雷射光完全切斷板狀工件時雷射光進入至保持板或第二卡盤工作台的槽狀間隙。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-25112號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,於所述雷射加工裝置中,於完全切斷板狀工件之後,雷射光照射至槽狀間隙的表面。於是,進入至槽狀間隙的雷射光有可能損傷保持板或第二卡盤工作台。此處,為了使進入至槽狀間隙的雷射光不損傷保持板或第二卡盤工作台,需要對雷射光的能量密度等雷射加工條件進行制約。
因此,本發明是為解決所述問題點而成,其主要課題在於抑制雷射光對加工工作台的損傷,並且降低用於防止加工工作台的損傷的雷射加工條件的制約。
[解決課題之手段]
即,本發明的加工裝置的特徵在於包括:加工工作台,於其中一個面設置有能夠吸附加工對象物的多個吸附孔,且能夠表背反轉;以及雷射光照射部,對吸附於所述加工工作台上的所述加工對象物照射雷射光而進行加工;所述加工工作台具有自所述其中一個面貫通至另一個面且所述雷射光能夠通過的多個貫通開口部。
[發明的效果]
根據如此構成的本發明,可抑制雷射光對加工工作台的損傷,並且降低用於防止加工工作台的損傷的雷射加工條件的制約。
接著,舉例對本發明進行更詳細說明。但是,本發明不由以下的說明限定。
如上所述,本發明的加工裝置的特徵在於包括:加工工作台,於其中一個面設置有能夠吸附加工對象物的多個吸附孔,且能夠表背反轉;以及雷射光照射部,對吸附於所述加工工作台上的所述加工對象物照射雷射光而進行加工;所述加工工作台具有自所述其中一個面貫通至另一個面且所述雷射光能夠通過的多個貫通開口部。
根據所述加工裝置,由於在加工工作台上設置有雷射光能夠通過的多個貫通開口部,因此於對位於與該貫通開口部對應的部分的加工對象物照射雷射光而進行加工的情況下,雷射光通過貫通開口部,藉此不會照射至加工工作台。其結果,可抑制雷射光的照射所引起的加工工作台的損傷、伴隨於此的污染物(雜質、異物)向加工對象物的附著,並且降低用於防止加工工作台的損傷的雷射加工條件的制約。藉由可降低雷射加工條件的制約,可使用更高的脈衝能量、平均輸出,因此可縮短加工時間,從而提高生產性。
另外,由於雷射光通過貫通開口部,因此可防止雷射光在加工工作台上進行反射而照射至加工對象物,亦抑制在加工工作台上進行反射後的雷射光所引起的加工對象物的損傷。
進而,由於可使吸附了加工對象物的加工工作台表背反轉,而自兩面對加工對象物進行加工,因此可縮短加工時間,從而提高生產性。
此外,由於維持保持了加工對象物的狀態而使加工工作台表背反轉(上下反轉),因此只要事先測定一次使加工工作台表背反轉時的位置的偏移量,便可藉由計算來修正反轉後的位置,而不需要每次反轉時重新進行對準(位置調整)。因此,雷射光照射部相對於加工對象物的對準(位置調整)於加工對象物的吸附後進行一次即可,藉此亦可縮短加工時間,從而提高生產性。
雷射光會聚光於吸附在加工工作台的加工對象物上。因此,於加工工作台的其中一個面朝向雷射光照射部側的狀態(即,表背反轉前)下,通過加工對象物的雷射光於貫通開口部的內部朝向加工工作台的另一個面擴展。另一方面,於加工工作台的另一面朝向雷射光照射部側的狀態(即,表背反轉後)下,雷射光於貫通開口部的內部朝向加工工作台的其中一個面聚光。
於所述任一狀態下,若雷射光照射至貫通開口部的內表面,則不僅會損傷加工工作台,而且反射後的雷射光有可能照射至加工對象物的不期望的區域而損傷加工對象物。
為了適當地解決所述問題,理想的是所述貫通開口部具有隨著自所述其中一個面朝向所述另一個面而擴展的形狀。
認為若使加工工作台表背反轉,則加工對象物的上下位置會發生變化。此處,為了於表背反轉前後對加工對象物照射雷射光而進行加工,本發明的加工裝置理想的是更包括位置變更機構,所述位置變更機構於使所述加工工作台表背反轉的前後,對所述加工工作台與所述雷射光照射部的相對位置進行變更。
於將具有現有製品佈局的加工對象物的切斷自刀片切換為雷射光的情況下,為了維持相同的封裝尺寸,要求相同的切口寬度(藉由切斷去除的寬度)。此處,由於雷射光的切口寬度與刀片的切口寬度相比窄,因此通常會被兩行以上的切斷線切斷。因此,於封裝間會產生細長的邊角料等加工屑。而且,所述加工屑有可能會殘留於切斷後的加工對象物。
為了將所述加工屑自切斷後的加工對象物中去除,本發明的加工裝置理想的是更包括去除機構,所述去除機構將藉由所述雷射光進行了加工的所述加工對象物上所殘留的加工屑去除。
為了藉由簡單的結構收集邊角料等加工屑,本發明的加工裝置理想的是於所述加工工作台的下側更包括加工屑收容部,所述加工屑收容部對因藉由所述雷射光進行加工而產生的加工屑進行收容。
為了可對加工對象物實施各種加工,理想的是包括多個加工工作台,所述多個加工工作台中所述多個貫通開口部形成於相互不同的位置。
例如,於欲將加工對象物加工成格子狀的情況下,貫通開口部亦被設置成格子狀,而無法構成加工工作台。於此種情況下,設置兩個加工工作台,於其中一個加工工作台對第一方向(例如X方向)進行加工,於另一個加工工作台對與第一方向正交的第二方向(例如Y方向)進行加工。於是,於其中一個加工工作台設置沿著第一方向(X方向)的貫通開口部,於另一個加工工作台設置沿著第二方向(Y方向)的貫通開口部。
作為加工對象物,可列舉樹脂密封後的密封完畢基板。於所述密封完畢基板中,樹脂的厚度越厚,翹曲越大。如此翹曲的密封完畢基板難以吸附於加工工作台。因此,本發明的加工裝置理想的是更包括按壓部,所述按壓部設置於所述加工工作台,且將所述加工對象物的兩端部按壓於所述加工工作台。
根據所述結構,藉由按壓部將加工對象物的兩端部按壓於加工工作台,因此可將加工對象物可靠地吸附於加工工作台。
本發明的加工裝置理想的是包括:搬送機構,將所述加工對象物搬送至所述加工工作台;以及加熱平台,對所述加工對象物於被搬送至所述加工工作台之前進行加熱,所述搬送機構將被所述加熱平台加熱後的所述加工對象物搬送至所述加工工作台。
根據所述結構,藉由加熱平台對加工對象物於被搬送至加工工作台之前進行加熱,因此加工對象物容易發生變形,可將加工對象物可靠地吸附於加工工作台。
作為所述加工對象物的具體實施形態,例如可想到對固定於引線框架(lead frame)或印刷配線基板等支撐體上的例如半導體晶片等電子元件進行樹脂密封者。
另外,使用所述加工裝置來製造加工品的、加工品的製造方法亦為本發明的一形態。
作為加工品的製造方法的具體實施形態,理想的是使保持有所述加工對象物的所述加工工作台表背反轉,對所述加工對象物的兩面照射雷射光來切斷所述加工對象物。
如此使加工工作台表背反轉而對加工對象物的兩面照射雷射光來進行切斷,因此可消除加工對象物的表背反轉時的交接,從而縮短切斷等的加工時間,可提高生產性。另外,藉由自兩面進行加工,可減小自單面開始的加工深度,因此可減小所需的切口寬度。其結果,可削減雷射掃描行數,提高生產性。另外,可使加工對象物的封裝間的間距變窄,相應地形成追加了封裝的佈局,每一幀的封裝數增加,生產性提高。進而,藉由自兩面進行加工,可減小雷射加工所形成的錐形形狀,品質亦提高。
<本發明的一實施方式>
以下,參照圖式對本發明的加工裝置的一實施方式進行說明。再者,關於以下所示的任一圖,均為了容易理解而適當省略或誇張地示意性地描繪。對相同的構成構件標註相同符號,適當省略說明。
<加工裝置的整體結構>
本實施方式的加工裝置100為切斷裝置,藉由將作為加工對象物的密封完畢基板W切斷,從而單片化為多個作為加工品的製品P。
此處,所謂密封完畢基板W,是針對固定有半導體晶片、電阻元件、電容元件等電子元件的支撐體,以至少將電子元件加以樹脂密封的方式進行樹脂成形而成。作為支撐體,可使用引線框架或印刷配線板等的基板,除了該些以外,亦可使用半導體製基板(包含矽晶圓等半導體晶圓)、金屬製基板、陶瓷製基板、玻璃製基板、樹脂製基板等。另外,對於構成密封完畢基板W的基板,可實施有配線亦可未實施配線。
另外,本實施方式的密封完畢基板W及製品P中,其中一個面成為後安裝的安裝面。本實施方式的說明中,將後安裝的其中一個面記載為「安裝面」,將其相反側的面記載為「標記面」。
此處,如圖1所示,密封完畢基板W中,多個分割構件W1、W2藉由連結部W3而連結、並且相互鄰接的分割構件W1、分割構件W2內的切斷線CL1、切斷線CL2設定於相互不同的直線上。各個分割構件W1、W2是將電子元件藉由樹脂成形進行密封而得的多個封裝配置成一行而成者。另外,與各個封裝(電子元件)對應地設置有引線。而且,多個分割構件W1、W2的兩端部藉由連結部W3連結。具體而言,奇數行的分割構件W1與偶數行的分割構件W2構成為該些的引線相互不同。藉此,奇數行的分割構件W1的切斷線CL1位於同一直線上,偶數行的分割構件W2的切斷線CL2位於同一直線上。另外,奇數行的分割構件W1的切斷線CL1與偶數行的分割構件W2的切斷線CL2位於相互不同的直線上。再者,圖1所示的切斷線CL1、切斷線CL2是預定切斷的假想線,並不顯示於實際的密封完畢基板W上。
具體而言,如圖2所示,切斷裝置100包括:兩個切斷用工作台(加工工作台)2A、2B,保持密封完畢基板W;第一保持機構3,為了將密封完畢基板W搬送至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B而保持密封完畢基板W;切斷機構(加工機構)4,將保持於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的密封完畢基板W切斷;移載工作台5,移動多個製品P;第二保持機構6,為了將多個製品P自切斷用工作台2A、切斷用工作台2B搬送至移載工作台5而保持多個製品P;以及搬送用移動機構7,使第一保持機構3及第二保持機構6移動。再者,由第一保持機構3及搬送用移動機構7構成搬送密封完畢基板W的搬送機構(裝載機),由第二保持機構6及搬送用移動機構7構成搬送多個製品P的搬送機構(卸載機)。
以下的說明中,將沿著切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的上表面的平面(水平面)內相互正交的方向分別設為X方向及Y方向,將與X方向及Y方向正交的鉛垂方向設為Z方向。具體而言,將圖2的左右方向設為X方向(第一方向),將上下方向設為Y方向(第二方向)。
<切斷用工作台2A、切斷用工作台2B>
兩個切斷用工作台2A、2B吸附保持密封完畢基板W,並以至少能夠於Y方向上移動的方式設置。切斷用工作台2A藉由切斷用移動機構8A能夠於Y方向上移動,並且藉由旋轉機構9A能夠於θ方向上轉動。切斷用工作台2B藉由切斷用移動機構8B能夠於Y方向上移動,並且藉由旋轉機構9B能夠於θ方向上轉動。再者,切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的具體結構將於下文敘述。
<第一保持機構3>
如圖2所示,第一保持機構3為了將密封完畢基板W自基板供給機構10搬送至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B而保持密封完畢基板W。所述第一保持機構3具有用以吸附保持密封完畢基板W的多個吸附部(未圖示)。而且,第一保持機構3藉由後述的搬送用移動機構7等移動至所期望的位置,藉此將密封完畢基板W自基板供給機構10搬送至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B。
如圖2所示,基板供給機構10具有:基板收容部10a,自外部收容多個密封完畢基板W;以及基板供給部10b,使收容於該基板收容部10a中的密封完畢基板W移動至由第一保持機構3吸附保持的保持位置RP。
<切斷機構4>
如圖2所示,切斷機構4對吸附於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B上的密封完畢基板W照射雷射光來切斷密封完畢基板W,並且切斷機構4具有兩個雷射光照射部41A、41B。
兩個雷射光照射部41A、41B沿著Y方向而設置,且構成為分別可獨立地照射雷射光。各雷射光照射部41A、41B具有:雷射振盪器;直線狀地掃描來自該雷射振盪器的雷射的例如檢流描器等雷射光掃描部;以及將雷射光聚光的聚光透鏡。於各雷射光照射部41A、41B中,雷射光藉由聚光透鏡聚光於吸附在切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的密封完畢基板W,並藉由雷射光掃描部對吸附於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的密封完畢基板W進行直線狀掃描。
於本實施方式中,兩個雷射光照射部41A、41B設置於單一的加工頭40,該加工頭40能夠藉由加工頭移動機構11沿著X方向於兩個切斷用工作台2A、2B之間移動。另外,加工頭移動機構11可使加工頭40亦於Y方向及Z方向上移動。此外,亦可構成為能夠使兩個雷射光照射部41A、41B相對於加工頭40而至少於X方向或Y方向上移動。再者,兩個雷射光照射部41A、41B亦可構成為能夠分別獨立地於兩個切斷用工作台2A、2B之間移動。
而且,切斷用工作台2A上的切斷是藉由使切斷用工作台2A與兩個雷射光照射部41A、41B相對地移動並且使雷射光進行掃描來對密封完畢基板W進行切斷而加以單片化。另外,切斷用工作台2B上的切斷是藉由使切斷用工作台2B與兩個雷射光照射部41A、41B相對地移動並且使雷射光進行掃描來對密封完畢基板W進行切斷而加以單片化。再者,切斷用工作台2A上的切斷處理與切斷用工作台2B上的切斷處理可交替地進行。
<移載工作台5>
如圖2所示,本實施方式的移載工作台5為移動經後述的檢查部13進行了檢查的多個製品P的工作台。所述移載工作台5被稱為所謂的分度工作台,於將多個製品P分類並收容至各種托盤T之前,暫時載置多個製品P。進而,移載工作台5以能夠沿著Y方向前後移動的方式設置。而且,移載工作台5藉由移載用移動機構12,於藉由第二保持機構6載置多個製品P的移載位置X1與藉由分類機構15a搬送多個製品P的取出位置X2之間移動。
載置於移載工作台5的多個製品P根據由檢查部13所得的檢查結果(良品、不良品等)而由分類機構15a分類至各種托盤T。各種托盤T由托盤移動機構15b自托盤收容部15c搬送至所期望的取出位置X2,載置由分類機構15a所分類的製品P。經分類後,各種托盤T由托盤移動機構15b收容於托盤收容部15c。於本實施方式中,以於托盤收容部15c收容例如收容製品P之前的托盤T、收容有良好製品P的托盤T、收容有需要返工(rework)的不良製品P的托盤T等三種托盤T的方式構成。
<檢查部13>
此處,如圖2所示,檢查部13設置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B與移載工作台5之間,檢查保持於第二保持機構6的多個製品P。本實施方式的檢查部13具有檢查製品P的標記面的第一檢查部131、及檢查製品P的安裝面的第二檢查部132。第一檢查部131為具有用以檢查標記面的光學系統的攝像相機,第二檢查部132為具有用以檢查安裝面的光學系統的攝像相機。再者,亦可使第一檢查部131與第二檢查部132共用。
另外,為了藉由檢查部13能夠檢查多個製品P的兩面,設置有使多個製品P反轉的反轉機構14(參照圖2)。所述反轉機構14具有保持多個製品P的保持工作台141、以及使該保持工作台141以成為表背相反的方式反轉的馬達等反轉部142。進而,反轉機構14藉由使反轉機構14於X方向上移動的反轉用移動機構(未圖示)能夠移動至移載工作台5。
於第二保持機構6自切斷用工作台2A、切斷用工作台2B保持多個製品P時,製品P的標記面朝向下側。於所述狀態下,於自切斷用工作台2A、切斷用工作台2B向反轉機構14搬送多個製品P的中途,藉由第一檢查部131來檢查製品P的標記面。其後,保持於第二保持機構6的多個製品P由反轉機構14反轉,其後反轉機構14藉由反轉用移動機構移動至移載工作台5的位置。於所述移動的期間中,藉由第二檢查部132來檢查朝向下側的製品P的安裝面。其後,將製品P移交至移載工作台5。
<第二保持機構6>
如圖2所示,第二保持機構6為了將多個製品P自切斷用工作台2A、切斷用工作台2B搬送至反轉機構14而保持多個製品P。所述第二保持機構6具有用以吸附保持多個製品P的多個吸附部(未圖示)。而且,藉由第二保持機構6由後述的搬送用移動機構7等移動至所期望的位置,從而將多個製品P自切斷用工作台2A、切斷用工作台2B搬送至保持工作台141。
<搬送用移動機構7>
如圖2所示,搬送用移動機構7使第一保持機構3至少於基板供給機構10與切斷用工作台2A、切斷用工作台2B之間移動,並且使第二保持機構6至少於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B與保持工作台141之間移動。
而且,如圖2所示,搬送用移動機構7具有:共用的傳遞軸71,沿著兩個切斷用工作台2A、2B及移載工作台5的排列方向(X方向)一直線地延伸,且用以使第一保持機構3及第二保持機構6移動。所述傳遞軸71設置於下述範圍,即:第一保持機構3可移動至基板供給機構10的基板供給部10b的上方,並且第二保持機構6可移動至保持工作台141的上方(參照圖2)。再者,傳遞軸71可針對第一保持機構3及第二保持機構6各自而分別設置。
進而,搬送用移動機構7構成為能夠使第一保持機構3及第二保持機構6相對於傳遞軸71分別於X方向及Z方向上移動。各方向上的移動機構例如可使用齒條與小齒輪機構,亦可使用滾珠螺桿機構,亦可使用氣缸,亦可使用直線馬達。
<切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的具體結構>
接著,參照圖3至圖8的(a)~圖8的(c)對切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的具體結構進行說明。
<切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的吸附功能>
如圖3及圖4所示,各切斷用工作台2A、2B於其中一個面2x上設置有能夠吸附密封完畢基板W的多個吸附孔2h。多個吸附孔2h與形成於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的內部的抽吸用流路2R連通。再者,抽吸用流路2R與未圖示的真空泵連接。
具體而言,如圖5所示,切斷用工作台2A、切斷用工作台2B於俯視時呈大致矩形形狀,如圖6、圖7的(a)及圖7的(b)所示,具有:基底板201,於上表面形成有構成抽吸用流路2R的槽201M;蓋板202,於該基底板201的上表面以堵塞槽201M的方式設置並形成有與該槽201M連通的抽吸用貫通孔202h;以及樹脂製的吸附橡膠203,接著於該蓋板202的上表面並形成有與抽吸用貫通孔202h連通的吸附孔2h。藉由所述吸附橡膠203對密封完畢基板W進行吸附時,密封完畢基板W不會破損,且不會洩漏,而可牢固地固定。而且,所述吸附橡膠203的上表面成為切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的其中一個面2x,基底板201的下表面成為切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的另一個面2y。
<切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的反轉功能>
另外,如圖3及圖4所示,各切斷用工作台2A、2B構成為能夠藉由工作台反轉機構16表背反轉。藉此,切斷用工作台2A、切斷用工作台2B構成為能夠於其中一個面2x朝向上方(雷射光照射部41A、雷射光照射部41B)的狀態(參照圖8的(a))與另一個面2y朝向上方(雷射光照射部41A、雷射光照射部41B)的狀態(參照圖8的(b))之間切換。
如圖3及圖4所示,工作台反轉機構16將切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的相互相向的兩邊部支撐為能夠旋轉,此處,將切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的長邊方向上的兩端部支撐為能夠旋轉。藉此,於使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉時,可減小切斷用工作台2A、切斷用工作台2B通過的區域。另外,以能夠對工作台反轉機構16裝卸切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的方式構成,且可根據密封完畢基板W的形態變更為專用的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B。
具體而言,工作台反轉機構16具有:兩個旋轉軸部161a、161b,設置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的長邊方向上的兩端部;基座構件162,經由滾動軸承等軸承部將該旋轉軸部161a、旋轉軸部161b支撐為能夠旋轉;以及馬達或旋轉汽缸(rotary cylinder)等旋轉驅動部163,設置於其中一個旋轉軸部161,且使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉。再者,基座構件162具有:兩個支撐壁162a、162b,將兩個旋轉軸部161支撐為能夠旋轉;以及底壁162c,設置有兩個支撐壁162a、162b。另外,於本實施方式中,其中一個旋轉軸部161a採用如下結構:經由旋轉驅動部163能夠旋轉地支撐於支撐壁162a上。
另外,兩個旋轉軸部161a、161b於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的俯視觀察時,設置於其長邊方向上的兩端部各自的中央部。兩個旋轉軸部161a、161b的旋轉中心位於同一直線上,且兩個旋轉軸部161a、161b於水平方向上延伸。所述兩個旋轉軸部161a、161b於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的長邊方向上延伸。此外,如圖4所示,於兩個旋轉軸部161a、161b的至少其中一者形成與形成於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的內部的抽吸用流路2R連通的內部流路161R,所述內部流路161R與未圖示的真空泵連接。
再者,亦可構成為使旋轉軸部161a、旋轉軸部161b的旋轉中心與切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的中心或者吸附於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的密封完畢基板W的中心一致。若如此構成,則於表背反轉的前後,可減小密封完畢基板W的高度位置的變化,從而可不需要或簡單地調整與雷射光照射部41A、雷射光照射部41B的相對位置。
<切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的貫通開口部2T>
而且,於本實施方式中,如圖3至圖8的(a)~圖8的(c)所示,切斷用工作台2A、切斷用工作台2B具有雷射光能夠通過的多個貫通開口部2T,所述多個貫通開口部2T自設置有吸附孔2h的其中一個面2x貫通至該其中一個面2x的背側的面即另一個面2y。於所述貫通開口部2T中,藉由來自切斷機構4的雷射光照射部41A、雷射光照射部41B的雷射光進行密封完畢基板W的切斷。
如圖5所示,於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的俯視觀察時,即,自切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的其中一個面2x側觀察時,所述多個貫通開口部2T形成於與多個吸附孔2h及與該多個吸附孔2h連通的抽吸用流路2R(具體而言為基底板201的槽201M)不重合的位置。
另外,多個貫通開口部2T形成於與密封完畢基板W的切斷線CL1、切斷線CL2(參照圖1)對應的位置,且形成為於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的俯視觀察時包括切斷線CL1、切斷線CL2。具體而言,各貫通開口部2T具有較切斷方向上的各切斷線CL1、CL2的長度長、且較封裝間的被去除的切口寬度大的寬度。另外,貫通開口部2T具有自雷射光照射部41A、雷射光照射部41B照射的雷射光不會照射到的開口尺寸。
於本實施方式中,如圖1所示,密封完畢基板W中,奇數行的分割構件W1的切斷線CL1與偶數行的分割構件W2的切斷線CL2位於相互不同的直線上,因此形成於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的多個貫通開口部2T亦同樣地,與奇數行的分割構件W1的切斷線CL1對應的貫通開口部2T和與偶數行的分割構件W2的切斷線CL2對應的貫通開口部2T位於相互不同的直線上(參照圖5)。
另外,如圖7的(a)及圖7的(b)至圖8的(a)~圖8的(c)所示,貫通開口部2T具有隨著自設置有吸附孔2h的其中一個面2x朝向另一個面2y而逐漸擴展的形狀。具體而言,貫通開口部2T具有於與雷射光的掃描方向正交的剖面中隨著自其中一個面2x朝向另一個面2y而擴展的形狀。再者,貫通開口部2T只要是不會照射到雷射光的形狀即可,可為等剖面形狀,亦可為隨著自其中一個面2x朝向另一個面2y而階段性地擴展的形狀。
進而,於本實施方式中,當使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉時,如圖8的(a)~圖8的(c)所示,密封完畢基板W的高度位置發生變化,因此,更包括位置變更機構17,所述位置變更機構17於使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉的前後,對切斷用工作台2A、切斷用工作台2B與雷射光照射部41A、雷射光照射部41B的相對位置進行變更。所述位置變更機構17對切斷用工作台2A、切斷用工作台2B與雷射光照射部41A、雷射光照射部41B的相對位置進行變更,從而將雷射光的焦點位置調整為密封完畢基板W。
所述位置變更機構17可設置於使加工頭40移動的加工頭移動機構11(參照圖2),從而可於使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉的前後對加工頭40(雷射光照射部41A、雷射光照射部41B)的高度位置進行變更。另外,亦可由加工頭移動機構11構成位置變更機構17。再者,亦可變更切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的高度位置,從而使表背反轉前後的高度位置相同。
<加工屑收容部18>
另外,如圖3、圖4及圖8的(c)所示,本實施方式的切斷裝置100更包括加工屑收容部18,所述加工屑收容部18收容因切斷密封完畢基板W而產生的邊角料等加工屑S。所述加工屑收容部18設置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的下方。具體而言,加工屑收容部18於對切斷用工作台2A、切斷用工作台2B進行支撐的基座構件162上設置於兩個支撐壁162a、162b之間。再者,加工屑收容部18構成為能夠相對於基座構件162進行裝卸,可自基座構件162上拆卸,而將加工屑S廢棄至切斷裝置100的外部。
再者,於加工頭40與加工屑收容部18的距離短的情況下,通過貫通開口部2T的雷射光的能量密度高,因此有可能於加工屑收容部18的底面散射。為了抑制此種情況,亦可對加工屑收容部18的底面實施吸收性良好的表面處理,或者於加工屑收容部18的底面設置吸收材。
<加工屑去除機構19>
進而,如圖8的(c)所示,本實施方式的切斷裝置100更包括加工屑去除機構19,所述加工屑去除機構19將藉由雷射光進行了加工的密封完畢基板W上所殘留的邊角料等加工屑S去除。
所述加工屑去除機構19具有朝向密封完畢基板W噴射壓縮空氣等氣體的氣體噴射部191,利用由該氣體噴射部191吹附的氣體去除加工屑S。另外,氣體噴射部191設置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的上方,且採用如下結構:自上方對表背反轉後的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B吹附氣體而去除加工屑S。藉由所述結構,自氣體噴射部191噴射的氣體通過貫通開口部2T而吹附至殘留的加工屑S上。此處,由於氣體被貫通開口部2T節流,因此可於提高氣體流速的同時集中地與加工屑S接觸。去除後的加工屑S被收容於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的下方所設置的加工屑收容部18。再者,亦可採用如下結構:自上方對未進行表背反轉的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B吹附氣體而去除加工屑S。
另外,作為加工屑去除機構19,除了如上所述向所殘留的加工屑S吹附氣體的結構之外,亦可採用與所殘留的加工屑S物理接觸而將其推出的結構。於此情況下,加工屑去除機構19具有將加工屑S推出的銷等推出構件,藉由使該推出構件相對於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B升降移動,將加工屑S朝向加工屑收容部18推出。
<切斷裝置100的動作的一例>
接著,對切斷裝置100的動作的一例進行說明。再者,於本實施方式中,藉由控制部CTL(參照圖2)進行切斷裝置100的動作、例如密封完畢基板W的搬送、密封完畢基板W的雷射切斷、加工屑S的去除、製品P的檢查、製品P的托盤收容等所有動作或控制。
基板供給機構10的基板供給部10b使收容於基板收容部10a的密封完畢基板W向由第一保持機構3保持的保持位置RP移動。
接著,搬送用移動機構7使第一保持機構3移動至保持位置RP,第一保持機構3吸附保持密封完畢基板W。其後,搬送用移動機構7使保持有密封完畢基板W的第一保持機構3移動至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B,第一保持機構3解除吸附保持,將密封完畢基板W載置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B。而且,切斷用工作台2A、切斷用工作台2B吸附保持密封完畢基板W。
於所述狀態下,切斷用移動機構8A、切斷用移動機構8B使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B移動至規定的切斷位置(傳遞軸71的內裏側)。於此切斷位置,藉由切斷用移動機構8A、切斷用移動機構8B及加工頭移動機構11使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B及兩個雷射光照射部41A、41B於X方向及Y方向上相對地移動,藉此切斷密封完畢基板W並將其加以單片化。再者,視需要藉由旋轉機構9A、旋轉機構9B使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B旋轉。
此處,對具體的切斷方法進行說明。
首先,於將密封完畢基板W吸附保持於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B之後,進行密封完畢基板W與雷射光照射部41A、雷射光照射部41B的對準(位置調整)。此處,藉由對準用的相機20對密封完畢基板W的對準標記進行拍攝,使用其拍攝資料進行對準。
然後,於不藉由工作台反轉機構16使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B反轉的情況下,如圖8的(a)所示,自雷射光照射部41A、雷射光照射部41B對密封完畢基板W的表面照射雷射光,切削其一部分來進行槽加工(半切)。圖8的(a)中示出為了與刀片切斷時的切口寬度一致而於封裝間進行了兩條槽加工的例子。
於所述槽加工之後,如圖8的(b)所示,藉由工作台反轉機構16使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉。反轉後不進行對準(位置調整),而是使用以旋轉軸部161a、旋轉軸部161b的旋轉軸為基準將反轉前的拍攝資料反轉後的資料。另外,於藉由使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B反轉而使密封完畢基板W的高度位置發生變化的情況下,藉由位置變更機構17對切斷用工作台2A、切斷用工作台2B與雷射光照射部41A、雷射光照射部41B的相對位置進行變更,將雷射光的焦點位置調整為密封完畢基板W。然後,經由貫通開口部2T而自雷射光照射部41A、雷射光照射部41B向密封完畢基板W的背面照射雷射光,對藉由半切進行了槽加工的部分進行切削而將其完全切斷(全切)。藉由所述全切而產生的邊角料等加工屑S落下並被收容於加工屑收容部18中。
再者,於所述半切及全切中,於使雷射光照射部41A、雷射光照射部41B向不同的切斷線CL1、切斷線CL2移動時,停止雷射光照射部41A、雷射光照射部41B所進行的雷射光的照射。另外,藉由工作台反轉機構16進行的反轉亦可根據密封完畢基板W的種類或切斷製程等而重覆進行多次。
於所述切斷後,如圖8的(c)所示,使加工屑去除機構19的氣體噴射部191向切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的上方移動,自上方對表背反轉後的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B吹附氣體而去除加工屑S。由所述加工屑去除機構19去除的加工屑S落下並被收容於加工屑收容部18中。再者,亦可於使加工屑去除機構19移動至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的上方之前,藉由加工頭移動機構11使雷射光照射部41A、雷射光照射部41B退避至不成為障礙的位置。
於去除加工屑S後,切斷用移動機構8A、切斷用移動機構8B使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B移動至規定的搬送位置(傳遞軸71的近前側)。
接著,搬送用移動機構7使第二保持機構6移動至切斷後的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B,第二保持機構6吸附保持多個製品P。其後,搬送用移動機構7使保持有多個製品P的第二保持機構6移動至檢查部131。藉此,保持於第二保持機構6的多個製品P藉由檢查部131進行下表面側(標記面)的檢查。
於所述檢查之後,搬送用移動機構7使第二保持機構6移動至反轉機構14,將多個製品P移交給反轉機構14。於藉由反轉機構14吸附保持多個製品P的標記面之後進行反轉。反轉後,反轉機構14藉由反轉用移動機構進行移動,藉由檢查部132對製品P的安裝面進行檢查。如此進行雙面檢查後,製品P自反轉機構14被移交給移載工作台5。載置有製品P的移載工作台5藉由移載用移動機構12移動至取出位置X2。而且,載置於移載工作台5的多個製品P根據由檢查部13所得的檢查結果(良品、不良品等)而由分類機構15a分類至各種托盤T。
<本實施方式的效果>
根據本實施方式的切斷裝置100,於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B設置有雷射光能夠通過的多個貫通開口部2T,因此於對位於與該貫通開口部2T對應的部分的密封完畢基板W照射雷射光來進行切斷的情況下,藉由使雷射光通過貫通開口部2T,可使雷射光不會照射至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B。其結果,可抑制雷射光的照射所引起的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的損傷、伴隨於此的污染物(雜質、異物)向密封完畢基板W的附著,並且降低用於防止切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的損傷的雷射加工條件的制約。藉由可降低雷射加工條件的制約,可使用更高的脈衝能量、平均輸出,因此可縮短加工時間,從而提高生產性。
另外,由於雷射光通過貫通開口部2T,因此可防止雷射光在切斷用工作台2A、切斷用工作台2B上進行反射而照射至密封完畢基板W,亦抑制在切斷用工作台2A、切斷用工作台2B上進行反射後的雷射光所引起的密封完畢基板W的損傷。
進而,由於可使吸附了密封完畢基板W的切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉,而自兩面對密封完畢基板W進行加工,因此可縮短加工時間,從而提高生產性。
此外,只要事先測定一次使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉時的位置的偏移量,便可藉由計算來修正反轉後的位置,而不需要每次反轉時重新進行對準(位置調整)。因此,雷射光照射部41A、雷射光照射部41B相對於密封完畢基板W的對準(位置調整)於密封完畢基板W的吸附後進行一次即可,藉此亦可縮短加工時間,從而提高生產性。
另外,由於貫通開口部2T隨著朝向另一個面2y而擴展,因此自其中一個面2x照射雷射光、且通過了密封完畢基板W的雷射光不會照射至貫通開口部2T的內表面。另外,即使於使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉而自另一個面2y照射雷射光的情況下,雷射光亦不會照射至貫通開口部2T的內表面。藉此,不僅可抑制由於雷射光照射至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B而導致的損傷,而且可防止反射後的雷射光照射至密封完畢基板W的不期望的區域而使密封完畢基板W的品質受損。
<其他的變形實施方式>
再者,本發明並不限定於所述實施方式。
例如,所述實施方式的兩個切斷用工作台2A、2B中,多個貫通開口部2T形成於相同的位置,但於多個切斷用工作台2A、2B中,多個貫通開口部2T亦可形成於相互不同的位置。於所述結構中,可採用如下結構:於藉由其中一個切斷用工作台2A進行雷射加工後,更換為另一個切斷用工作台2B,對密封完畢基板W的其他位置進行雷射加工。另外,亦可採用如下結構:藉由兩個切斷用工作台對製品佈局相互不同的兩種密封完畢基板分別進行雷射加工。
另外,如圖9的(a)~圖9的(d)所示,亦可更包括加熱平台21,所述加熱平台21對密封完畢基板W於被搬送至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B之前進行加熱。所述加熱平台21載置有密封完畢基板W,對所載置的密封完畢基板W進行加熱使其柔軟而容易變形。由所述實施方式的第一保持機構3及搬送用移動機構7構成的搬送機構(裝載機)將密封完畢基板W搬送至加熱平台21,另外,自加熱平台21搬送至切斷用工作台2A、切斷用工作台2B。此處,亦可構成為,於將密封完畢基板W載置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B時,藉由搬送機構將密封完畢基板W按壓於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B上。
進而,除了所述實施方式的結構之外,如圖9的(a)~圖9的(d)所示,切斷用工作台2A、切斷用工作台2B亦可更包括按壓部22,所述按壓部22將密封完畢基板W的兩端部(長邊部)按壓於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B。所述按壓部22例如可由夾持構件構成,且設置為相對於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B而能夠滑動或能夠旋轉。
然後,於將按壓部22釋放的狀態下將密封完畢基板W載置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B上,並使所述按壓部22處於閉合狀態,藉此按壓部22可將密封完畢基板W按壓於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的其中一個面2x上。此處,按壓部22的釋放狀態與按壓狀態的切換可藉由第一保持機構3(裝載機)進行接觸來進行,亦可另外設置對按壓部22進行驅動的驅動部。另外,亦可設置用於對吸附保持於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B的密封完畢基板W的翹曲狀態進行確認的雷射位移計。
而且,如圖10的(a)、(b)、(c)所示,亦可於藉由所述按壓部22按壓密封完畢基板W的狀態下藉由雷射光照射部41A、雷射光照射部41B對切口中央部進行半切(槽加工),藉此使密封完畢基板W容易變形而矯正密封完畢基板W的翹曲。於此情況下,由於密封完畢基板W的位置有時改變,因此亦可進行再次的對準(位置調整)。其後,與所述實施方式同樣地,自密封完畢基板W的表面側對切口的整個區域進行半切,使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉後,自密封完畢基板W的背面側對切口的整個區域進行半切,從而對密封完畢基板進行全切。
所述實施方式的切斷裝置100是使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉來切斷密封完畢基板W的裝置,但亦可根據密封完畢基板W的種類等,不使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉而僅自表面側切斷密封完畢基板W,亦可使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉而僅自背面側切斷密封完畢基板W。
所述實施方式的密封完畢基板W中,相互鄰接的分割構件W1、分割構件W2內的切斷線CL1、切斷線CL2設定於相互不同的直線上,但該些切斷線CL1、CL2亦可設定於同一直線上。於此情況下,設置於切斷用工作台2A、切斷用工作台2B上的多個貫通開口部2T對應於切斷線CL1、切斷線CL2而被設置於同一直線上。此處,亦可將設置於同一直線上的多個貫通開口部2T集中而作為一個貫通開口部。
於所述實施方式中,對具有兩個切斷用工作台的雙切割工作台方式、且具有兩個雷射光照射部的雙雷射結構的切斷裝置進行了說明,但並不限定於此,亦可為具有一個切斷用工作台的單切割工作台方式且具有一個雷射光照射部的單雷射結構的切斷裝置、或具有一個切斷用工作台的單切割工作台方式且具有兩個雷射光照射部的雙雷射結構的切斷裝置等。
於所述實施方式的圖7的(a)及圖7的(b)及圖8的(a)~圖8的(c)中,示出了於切斷用工作台(加工工作台)2A、切斷用工作台(加工工作台)2B的整體中貫通開口部2T成為隨著自其中一個面2x朝向另一個面2y而擴展的形狀的結構。但是並不限於此,只要貫通開口部2T的至少一部分是隨著自其中一個面2x朝向另一個面2y而擴展的形狀即可。例如亦可為如下結構:僅於使切斷用工作台2A、切斷用工作台2B表背反轉之前的位於最下方的基底板201,貫通開口部2T成為隨著自其中一個面2x朝向另一個面2y而擴展的形狀。
另外,本發明的加工裝置亦可進行切斷以外的加工,例如亦可進行切削或磨削等其他機械加工。
除此以外,本發明並不限於所述實施方式,當然能夠於不偏離其主旨的範圍進行各種變形。
[產業上的可利用性]
根據本發明,可抑制雷射光對加工工作台的損傷,並且降低用於防止加工工作台的損傷的雷射加工條件的制約。
2A、2B:切斷用工作台(加工工作台)
2x:其中一個面
2h:吸附孔
2R:抽吸用流路
2T:貫通開口部
2y:另一個面
3:第一保持機構(搬送機構)
4:切斷機構(加工機構)
5:移載工作台
6:第二保持機構
7:搬送用移動機構(搬送機構)
8A、8B:切斷用移動機構
9A、9B:旋轉機構
10:基板供給機構
10a:基板收容部
10b:基板供給部
11:加工頭移動機構
12:移載用移動機構
13:檢查部
14:反轉機構
15a:分類機構
15b:托盤移動機構
15c:托盤收容部
16:工作台反轉機構
17:位置變更機構
18:加工屑收容部
19:加工屑去除機構
20:相機
21:加熱平台
22:按壓部
40:加工頭
41A、41B:雷射光照射部
100:切斷裝置(加工裝置)
141:保持工作台
142:反轉部
131:第一檢查部(檢查部)
132:第二檢查部(檢查部)
161a、161b:旋轉軸部
161R:內部流路
162:基座構件
162a、162b:支撐壁
162c:底壁
163:旋轉驅動部
191:氣體噴射部
201:基底板
201M:槽
202:蓋板
202h:抽吸用貫通孔
203:吸附橡膠
CL1、CL2:切斷線
CTL:控制部
P:製品(加工品)
RP:保持位置
T:托盤
S:加工屑
W:密封完畢基板(加工對象物)
W1、W2:分割構件
W3:連結部
X1:移載位置
X2:取出位置
θ、X、Y、Z:方向
圖1為表示加工對象物(密封完畢基板)的一例的平面圖。
圖2為示意性地表示本發明的一實施方式的切斷裝置的結構的圖。
圖3為表示所述實施方式的切斷用工作台及工作台反轉機構的立體圖。
圖4為穿過所述實施方式的切斷用工作台及工作台反轉機構中的吸附孔的剖面圖。
圖5為表示所述實施方式的開口貫通部與吸附孔及抽吸用流路的位置關係的俯視圖。
圖6為將所述實施方式的切斷用工作台的一部分放大後的分解立體圖。
圖7的(a)及圖7的(b)為所述實施方式的切斷用工作台的與雷射光的掃描方向正交的部分放大剖面圖及沿著雷射光的掃描方向的局部放大剖面圖。
圖8的(a)~圖8的(c)為表示所述實施方式的雷射切斷及加工屑去除的流程的示意圖。
圖9的(a)~圖9的(d)為表示變形實施方式中的對密封完畢基板的翹曲進行矯正的結構及動作的示意圖。
圖10的(a)、(b)、(c)為表示變形實施方式中的對密封完畢基板的翹曲進行矯正並切斷之前的動作的示意圖。
2A、2B:切斷用工作台(加工工作台)
2x:其中一個面
2h:吸附孔
2T:貫通開口部
16:工作台反轉機構
18:加工屑收容部
161a、161b:旋轉軸部
162:基座構件
162a、162b:支撐壁
162c:底壁
163:旋轉驅動部
Claims (11)
- 一種加工裝置,包括: 加工工作台,於其中一個面設置有能夠吸附加工對象物的多個吸附孔,且能夠表背反轉;以及 雷射光照射部,對吸附於所述加工工作台上的所述加工對象物照射雷射光而進行加工; 所述加工工作台具有自所述其中一個面貫通至另一個面且所述雷射光能夠通過的多個貫通開口部。
- 如請求項1所述的加工裝置,其中所述貫通開口部具有隨著自所述其中一個面朝向所述另一個面而擴展的形狀。
- 如請求項1或請求項2所述的加工裝置,更包括位置變更機構,所述位置變更機構於使所述加工工作台表背反轉的前後,對所述加工工作台與所述雷射光照射部的相對位置進行變更。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的加工裝置,更包括加工屑去除機構,所述加工屑去除機構將藉由所述雷射光進行了加工的所述加工對象物上所殘留的加工屑去除。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的加工裝置,於所述加工工作台的下側更包括加工屑收容部,所述加工屑收容部對因藉由所述雷射光進行加工而產生的加工屑進行收容。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的加工裝置,包括多個加工工作台,所述多個加工工作台中所述多個貫通開口部形成於相互不同的位置。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的加工裝置,更包括按壓部,所述按壓部設置於所述加工工作台,且將所述加工對象物的兩端部按壓於所述加工工作台。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的加工裝置,包括: 搬送機構,將所述加工對象物搬送至所述加工工作台;以及 加熱平台,對所述加工對象物於被搬送至所述加工工作台之前進行加熱, 所述搬送機構將被所述加熱平台加熱後的所述加工對象物搬送至所述加工工作台。
- 如請求項1至請求項8中任一項所述的加工裝置,其中所述加工對象物是對固定於支撐體的電子元件進行樹脂密封而成。
- 一種加工品的製造方法,使用如請求項1至請求項9中任一項所述的加工裝置對加工品進行製造。
- 如請求項10所述的加工品的製造方法,其中使保持有所述加工對象物的所述加工工作台上下反轉,對所述加工對象物的兩面照射雷射光來切斷所述加工對象物。
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