TWI498956B - A method for dividing a brittle material substrate with resin - Google Patents
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Description
本發明係關於一種對脆性材料基板進行分割之方法,尤其係關於一種對接著有樹脂之陶瓷基板進行分割之方法。
關於對使用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics,低溫共燒陶瓷)或HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics,高溫共燒陶瓷)等之陶瓷及其他脆性材料而構成之脆性材料基板(包括於主面或內部形成有電氣電路等之基板)進行分割並切出多個分割單片之方法,有各種各樣之方法。例如,有如下公知之形態:使用劃線輪等於脆性材料基板之分割預定位置形成劃線,藉此沿著劃線而於脆性材料基板之厚度方向形成垂直裂痕,然後,藉由施加外力(負載)而使垂直裂痕於脆性材料基板之厚度方向上伸展,由此使脆性材料基板分斷(例如,參照專利文獻1)。於該情形時,沿著劃線所形成之垂直裂痕於脆性材料基板之厚度方向上伸展並到達背面,藉此使脆性材料基板分斷。或者亦存在如下情況:於脆性材料基板之製造過程中於分割預定位置預先形成V字形槽(稱為V槽等),沿著V槽而進行分斷。一般而言,V槽係於陶瓷之前驅物(陶瓷生胚片之積層體)之階段形成。
[專利文獻1]日本專利特開2010-173251號公報
於脆性材料基板中,為了對形成於主面之電路進行保護等,有使玻璃環氧化物等之熱硬化性樹脂附著於該主面之脆性材料基板(具有樹脂之脆性材料基板)。於使該具有樹脂之脆性材料基板以上述方法自脆性材料基板側分斷之情形時,會因為脆性材料基板與樹脂之材質不同,玵產生垂直裂痕未伸展至樹脂部分、或未貫通樹脂部分之瑕疵。或者,亦有裂痕未垂直伸展而產生被稱為倒刺等之斜裂之情形。
又,於將形成有V槽之脆性材料基板作為具有樹脂之脆性材料基板之情形時,可取得如下效果:於使熱硬化性樹脂附著之過程中產生於脆性材料基板上之翹曲會藉由V槽而得到緩和。但是,其另一方面,於分割該具有樹脂之脆性材料基板之情形時,與劃線之前端部相比尖銳度較弱之V槽之前端部(最下點)成為分斷之起點,因此存在裂痕難以進一步垂直伸展之問題。
本發明係有鑒於上述課題而完成者,其目之在於提供一種以與先前相比更高之確實性而分割於脆性材料基板上形成有V槽之具有樹脂之脆性材料基板之方法。
為解決上述課題,技術方案1之發明係一種具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其特徵在於:其係將於脆性材料基板之一主面上附著有樹脂、且於上述脆性材料基板之另一主面上設置有V字形槽部之具有樹脂之脆性材料基板,以上述V字形槽部之前端部作為起點而對主面垂直分割之方法,其包括:槽部形成步驟,於上述具有樹脂之脆性材料基板之樹脂側之分割預定位置形成第2槽部;及分斷步驟,沿著上述V字形槽部而分割上述具有樹脂之脆性材料基板。
技術方案2之發明係如技術方案1之具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其中上述分斷步驟包括如下之步驟:分斷以特定之施力構件對上述脆性材料基板之主面上且相對於上述V字形槽部而對稱之2個位置、及上述樹脂側之主面且上述V字形槽部之前端部之延長線上之位置施力,而分割上述具有樹脂之脆性材料基板。
技術方案3之發明係如技術方案1或2之具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其中上述分斷步驟係藉由使裂痕自上述V字形槽部之前端部向上述第2槽部伸展而分割上述具有樹脂之脆性材料基板之步驟。
技術方案4之發明係如技術方案1至3中任一技術方案之具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其中上述槽部形成步驟係藉由切割機而形成上述第2槽部之步驟。
技術方案5之發明係如技術方案1至4中任一技術方案之具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其中上述脆性材料基板為LTCC或HTCC。
根據技術方案1至5之發明,可將具有樹脂之脆性材料基板於相對於其主面垂直之分割預定位置確實地進行分割。
<具有樹脂之脆性材料基板>
圖1係表示本實施形態中成為分割對象之具有樹脂之脆性材料基板10之模式圖。具有樹脂之脆性材料基板10係使玻璃環氧化物等之熱硬化性樹脂(以下,亦僅稱為樹脂)2,附著於使用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics,低溫共燒陶瓷)或HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics,高溫共燒陶瓷)等之陶瓷及其他脆性材料所構成之脆性材料基板1之一主面1a上。再者,於本實施形態中,脆性材料基板1包括於主面或內部形成有電氣電路等之基板。樹脂2係例如基於對形成於主面之電路進行保護等之目的而設置。
於脆性材料基板1之另一主面1b側,與具有樹脂之脆性材料基板10之分割預定位置對應地預先設置有V字形槽部G1。槽部G1係於附著樹脂2之前,於脆性材料基板1之製造時所形成。例如,藉由於煅燒前之脆性材料基板1(更具體而言,將包含陶瓷成分與有機成分之陶瓷生胚片積層壓接而成之積層體)上藉由衝壓等預先設置凹部等而形成槽部G1。槽部G1具有緩和伴隨樹脂2硬化時之收縮而作用於脆性材料基板1之主面1a上之壓縮應力之效果。
又,於圖1中,將表示具有樹脂之脆性材料基板10之分割預定位置之分割預定線L以虛線表示。分割預定線L之脆性材料基板1側之端部與槽部G1之前端部P1一致。如下所述,前端部P1成為分割具有樹脂之脆性材料基板10時之起點。再者,於本實施形態中,分割預定位置係設定為與脆性材料基板1之主面1a、1b垂直。又,將分割預定線L之樹脂2側之端部(與主面2a之交叉位置)稱為分割預定位置P2。於該情形時,前端部P1及分割預定位置P2為於與紙面垂直之方向延伸之直線。
再者,圖1中之脆性材料基板1與樹脂2之尺寸、或樹脂2之附著形態僅為例示。脆性材料基板1及樹脂2均可按照各自之目的而選擇適當之尺寸。雖無特別限定,但可為例如,具有樹脂之脆性材料基板10之厚度為0.3~3 mm左右,脆性材料基板1之厚度為0.1~2 mm左右,樹脂2之厚度為0.1~2 mm左右。又,於圖1中(以下之圖中亦相同),表示5處之分割預定位置(5條分割預定線L),但此亦僅為例示。再者,關於槽部G1之尺寸或形狀,亦可選擇各種形態。
<具有樹脂之材料基板之分割>
圖2係表示對本實施形態中具有樹脂之脆性材料基板10進行分割之處理順序之圖。以下,按照圖2所示之順序,對本實施形態之具有樹脂之脆性材料基板之分割處理之詳情進行說明。
首先,準備具有樹脂之脆性材料基板10(步驟S1)。於該具有樹脂之脆性材料基板10上,如圖1所示,形成有槽部G1,並且設定與脆性材料基板1之主面1a、1b垂直之分割預定位置。然後,於所準備之具有樹脂之脆性材料基板10之樹脂2側之分割預定位置P2,進行槽部形成加工(步驟S2)。槽部形成加工係可自切割機(Dicing Saw)、雷射光束及其他公知之加工方法中選擇適當之加工方法而進行。
圖3係表示使用切割機100進行槽部形成加工之情形之模式圖。圖4係表示藉由該槽部形成加工而形成有槽部G2之具有樹脂之脆性材料基板10之圖。
於使用切割機100進行槽部形成加工之情形時,首先,將具有樹脂之脆性材料基板10以使樹脂2之主面2a成為被加工面之方式,將脆性材料基板1之主面1b作為載置面而載置固定於切割機100之平台101上。然後,將外周部分以材質為金鋼石等之研削用之刀尖之圓板狀之刀片102調整至與槽部G2之深度相稱之高度位置。然後,藉由未圖示之驅動機構使刀片102以軸102a為中心如箭頭AR1所示一面旋轉,一面沿著分割預定位置P2使平台101如箭頭AR2所示移動或者使刀片102如箭頭AR3所示移動,由此形成槽部G2。圖4係表示對所有之分割預定位置P2進行相同加工後之狀態。
槽部G2之深度可根據脆性材料基板1及樹脂2之材質、硬度、厚度等而適當設定。雖無特別限定,但槽部G2之深度例如可為樹脂2之厚度之30~90%左右。再者,於圖4中將槽部G2形成為剖面觀察時成矩形狀,但槽部G2之剖面形狀未必限定於矩形。
於完成槽部G2之形成後,繼而,進行將具有樹脂之脆性材料基板10沿著分割預定線L而分斷之分斷加工(步驟S3)。
圖5係表示進行分斷加工之分斷裝置300之情形之模式剖面圖。圖6係表示沿著槽部G1而於脆性材料基板之厚度方向上形成有裂痕CR之分斷加工後之具有樹脂之脆性材料基板10之圖。
分斷裝置300主要具備:將黏著固定有被加工物之彈性膜301於其端緣部水平張開並保持之框架302;於較被加工物更上側進行上下移動之2個上側分斷棒303(303a、303b);及於較被加工物更下側進行上下移動之1個下側分斷棒304。2個上側分斷棒303a、303b於水平方向(圖面觀察為左右方向)上分開配置。較佳為可調節兩者之分開距離。另外,下側分斷棒304配置於水平方向上與2個上側分斷棒303a、303b相隔等距離之位置。
於使用分斷裝置300而進行具有樹脂之脆性材料基板10之分斷之情形時,首先,將樹脂2之主面2a作為固定面,將具有樹脂之脆性材料基板10黏著固定於彈性膜301之黏著面301a。然後,於以黏著面301a為上方之狀態下,將彈性膜301於框架302上張開。
繼而,將下側分斷棒304以與彈性膜301分開之狀態而配置於成為分斷對象之分割預定線L(以下,稱為對象分割預定線)之延長線上之位置。然後,將2個上側分斷棒303a、303b以與脆性材料基板1分開之狀態並相對於該分割預定線L而對稱之方式、且夾著槽部G1之方式,以特定之間隔分開配置。於該狀態下,使2個上側分斷棒303下降而使各自之前端303e抵接於脆性材料基板1之主面1b,並且使下側分斷棒304上升而使其前端304e經由彈性膜301而抵接於樹脂2之主面2a。由此,具有樹脂之脆性材料基板10藉由上側分斷棒303而鉛垂朝下地受到施力,並藉由下側分斷棒304而鉛垂朝上地受到施力。於是,於具有樹脂之脆性材料基板10上,3點之彎曲應力作用於對象分割預定線之位置。當該應力作用時,會以設置於該位置之槽部G1之前端部P1為起點,產生沿著該對象分割預定線之裂痕伸展,而形成到達正下方之槽部G2之垂直之裂痕CR。藉由該裂痕CR之形成而完成對象分割預定線之位置之分斷。
再者,於圖5中,例示出上側分斷棒303之前端303e與下側分斷棒304之前端304e於剖面觀察時成銳角,並與脆性材料基板1或彈性膜301線接觸(於圖5所示之剖面中為點接觸)之形態,但並非必需如此,亦可為前端303e及前端304e於剖面觀察時成矩形狀,並與脆性材料基板1或彈性膜301面接觸之形態。
圖6係表示對所有之分割預定線L進行相同加工後之狀態。於使用本實施形態之分割方法之情形時,裂痕CR自設置於脆性材料基板1上之槽部G1之前端部P1、沿著分割預定線L而向樹脂2之槽部G2垂直且確實地(再現性良好地)伸展。另外,於分斷加工之後,如圖6所示,複數個分割單片11彼此成為於裂痕CR處大致接觸之狀態,但當然,各個分割單片11於物理上為不同之個體,可進行個別處理。
圖7係表示用於對比所示之、關於除了未進行槽部形成加工之外、其餘以與上述相同之順序進行加工後之具有樹脂之脆性材料基板10之分斷加工後之情形之圖。於該情形時,如圖7所示,有時亦會出現如下情況:樹脂2中藉由形成自分割預定線L偏離之歪斜裂痕(裂痕CR1或裂痕CR2)而產生斜裂,或者形成有僅伸展到樹脂2之中途之裂痕(裂痕CR3或裂痕CR4),或僅於脆性材料基板1之範圍內伸展之裂痕(裂痕CR5)。又,假設即便已進行良好之分割,但於分斷時,仍必需對具有樹脂之脆性材料基板10賦予較本實施形態更大之力。這意味著,如本實施形態所述,於樹脂2上預先形成槽部G2,能有效地將具有樹脂之脆性材料基板10良好地分斷。
以上,如所說明般,根據本實施形態,對包含於一主面上設置有V字形槽部(V槽)之脆性材料基板之具有樹脂之脆性材料基板進行分割時,於樹脂側之分割預定位置形成槽部之後進行分斷加工,由此能以與先前相比更高之確實性將具有樹脂之脆性材料基板於相對於其主面而垂直之分割預定位置進行分割。
<變形例>
分斷加工之形態並不限定於上述之實施形態。例如,亦可為使用如下分斷裝置之形態:下側分斷棒之構成與上述分斷裝置300為相同,但上側分斷棒具有以較寬幅而與脆性材料基板1之主面1b進而與彈性膜301以充分之接觸面積相接觸之形狀,且作為與主面1b之接觸面含有橡膠等之彈性構件之支撐構件而設置。該分斷裝置中,於使上述支撐構件預先接觸到形成有V字形槽部G1之主面1b之狀態下,將配置於對象分割預定線之延長線上之下側分斷棒經由彈性膜301而對樹脂側之主面2a進行線接觸,並對具有樹脂之脆性材料基板10施力,由此實現分斷。
或者,亦可使用如下形式之分斷裝置:取代藉由分斷棒進行分斷之分斷裝置,利用輥來按壓樹脂2側之主面2a,由此使垂直裂痕於具有樹脂之脆性材料基板10之厚度方向上伸展。或者,亦可不使用分斷裝置,而利用人之手來折斷形成有V字形槽部G1之具有樹脂之脆性材料基板10。
1...脆性材料基板
1a、1b...(脆性材料基板之)主面
2...樹脂
2a...樹脂側之主面
10...具有樹脂之脆性材料基板
11...分割單片
100...切割機
101...平台
102...刀片
300...分斷裝置
301...彈性膜
301a...黏著面
302...框架
303(303a、303b)...上側分斷棒
303e...(上側分斷棒之)前端
304...下側分斷棒
304e...前端
CR、CR1~CR5...裂痕
G1...(脆性材料基板側之)槽部
G2...(樹脂側之)槽部
L...分割預定線
P1...(槽部之)前端部
P2...(樹脂側之)分割預定位置
圖1係表示本實施形態中成為分割對象之具有樹脂之脆性材料基板10之模式圖;
圖2係表示對本實施形態中具有樹脂之脆性材料基板10進行分割之處理順序之圖;
圖3係表示使用切割機100進行槽部形成加工之情形之模式圖;
圖4係表示藉由槽部形成加工而形成有槽部G2之具有樹脂之脆性材料基板10之圖;
圖5係表示進行分斷加工之分斷裝置300之情形之模式剖面圖;
圖6係表示沿著槽部G1而於脆性材料基板之厚度方向上形成有裂痕CR之分斷加工後之具有樹脂之脆性材料基板10之圖;及
圖7係表示關於未進行槽部形成加工之具有樹脂之脆性材料基板10之分斷加工後之情形之圖。
1...脆性材料基板
1a、1b...(脆性材料基板之)主面
2...樹脂
2a...樹脂側之主面
10...具有樹脂之脆性材料基板
G1...(脆性材料基板側之)槽部
G2...(樹脂側之)槽部
L...分割預定線
P1...(槽部之)前端部
Claims (2)
- 一種具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其特徵在於:其係將於脆性材料基板之一主面上附著有樹脂、並且於上述脆性材料基板之另一主面上設置有V字形槽部之具有樹脂之脆性材料基板,以上述V字形槽部之前端部作為起點而對主面垂直分割之方法,其包括:槽部形成步驟,於上述具有樹脂之脆性材料基板之樹脂側之分割預定位置藉由切割機形成剖面觀察時呈矩形狀的第2槽部;及分斷步驟,沿著上述V字形槽部而分割上述具有樹脂之脆性材料基板;於上述槽部形成步驟中,將上述第2槽部形成為上述樹脂之厚度之30%以上~90%以下之深度;上述分斷步驟係將上述脆性材料基板之樹脂之主面作為固定面而將具有樹脂之脆性材料基板黏著固定於彈性膜之黏著面,並以如下方式分割上述具有樹脂之脆性材料基板之步驟:樹脂面側經由彈性膜而以分斷棒對上述脆性材料基板之主面上且相對於上述V字形槽部而對稱之2個位置、及上述樹脂側之主面且上述V字形槽部之前端部之延長線上之位置施力,使裂痕以自上述V字形槽部之前端部到達上述第2槽部的方式伸展。
- 如請求項1之具有樹脂之脆性材料基板之分割方法,其中上述脆性材料基板為LTCC或HTCC。
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