TWI499492B - Cracking method of brittle material substrate - Google Patents

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Description

脆性材料基板之裂斷方法
本發明係關於一種脆性材料基板之裂斷方法，係將成為分斷之際之單位區域之製品單位為格子狀地形成有圖案之同時，將在各製品單位包含有從基板面突出之突出部之脆性材料基板裂斷成為該製品單位。
在分斷陶瓷基板或玻璃基板等之脆性材料基板之加工，使用刀輪(cutter wheel)(亦稱刻劃刀輪(scribing wheel))等之溝槽加工用工具，或照射雷射光束，而在基板表面機械性地或熱力性地形成刻劃線，之後，反轉基板並沿著刻劃線從內面側藉由裂斷桿施加外力，藉由使基板撓曲而裂斷基板，藉此分斷之方法係被一般所知，例如專利文獻1之習知例已揭示。
圖5係表示上述之一般之分斷方法之一例子之操作順序之圖式。
首先，如圖5(a)所示，在刻劃裝置之平台40上載置脆性材料之加工基板W，使用刀輪41在該表面形成刻劃線S。
接著，如圖5(b)所示，在覆蓋有彈性體之緩衝片(cushion sheet)43之裂斷裝置之平台42上載置加工基板W。此時，以使加工基板W之形成有刻劃線S之表面(表面側)朝向緩衝片43側而相反側之表面(內面側)成為上面之方式反轉。
而且從成為朝向下方之刻劃線S之上方，沿著刻劃線 S，將細長延伸之板狀之裂斷桿44降下，從加工基板W之內面側按壓，而使加工基板W在緩衝片43上僅以V字狀撓曲，藉此進行使刻劃線S(裂痕)往深度方向滲透之裂斷。藉此，加工基板W沿著刻劃線S被分斷。
專利文獻1：日本專利第3787489號公報。
在藉由圖5所記載之裂斷方法而分斷之加工基板W，大多在基板表面以圖案之形式形成有功能元件，但所形成之功能元件，係以在刻劃加工或裂斷加工視為大致平坦之基板面之厚度之薄膜為前提。
但是，依據加工基板會有必須在表面形成有突出部之狀態下分斷之情形。
圖2，係表示在基板表面格子狀地形成有突出部之加工基板W之立體圖(圖2(a))與橫剖相鄰之突出部之面之剖面圖(圖2(b))。作為如此之基板，在基板本身形成有突出部之情形之外，例如有在成為突出部之樹脂製罩蓋(cap)固接之狀態下被分斷之LED用母基板。
在LED用之母基板為加工基板W之情形，例如在氧化鋁陶瓷(alumina ceramic)基板11上，將元件(LED)E埋入正方形格子而形成，且在各元件E上，固接由矽氧樹脂(silicone resin)製之片材面12與罩蓋(突出部)13形成一體之樹脂零件14而密封元件E。使相鄰之罩蓋13之間隔L1為0.5mm~2.5mm左右之寬度，樹脂零件14之厚度L2為 0.5mm~2mm左右，陶瓷基板11之厚度L3為0.3mm~1mm左右。
而且，在相鄰之罩蓋13之間之片材面12之位置，定位刀輪41(參照圖5)等之溝槽加工工具或雷射光束之焦點，藉由機械性地或熱力性地刻劃形成刻劃溝S，接著沿著刻劃溝S裂斷，藉此分斷成製品單位(LED元件)。
另外，在以下之說明，將具有突出部之面作為基板表面側，相反側作為內面側。
但是，在形成刻劃溝S之後，將加工基板W反轉，一旦進行從內面側以裂斷桿按壓，因為加工基板W在罩蓋13之球面之頂部與裂斷裝置之平台接觸，因此來自裂斷桿之按壓力必將集中施加在罩蓋13之球面之頂部。因此，例如即使在平台上覆蓋緩衝片，因為施加集中之負載，恐使罩蓋13損壞。
此外，在與形成有刻劃槽S之表面側相反之內面側定位裂斷桿之位置進行按壓，除非基板係透明材料否則從內面側無法看見刻劃溝之位置，因此無法直接以刻劃溝本身作為標記來定位，使得必須預先在基板內面或是基板側面等設置記號等之適切之步驟。
因此，本發明之目的係提供針對格子狀地形成有從基板表面突出之突出部之脆性材料基板，在相鄰之突出部之間沿著形成之刻劃溝裂斷之際，能夠使突出部不被損壞地裂斷之裂斷方法。
此外，本發明之目的在盡量提供定位簡單之裂斷方法。
用以解決上述之問題之本發明之基板之裂斷方法，係將從基板表面格子狀地形成有突出之突出部之脆性材料基板，在基板表面之相鄰之突出部之間沿著已形成之刻劃溝，從基板之內面側以裂斷桿按壓而藉此裂斷。該裂斷方法係使用形成有對應於各突出部之位置之格子狀之凹部之彈性片材，將各突出部以埋入該凹部之方式覆蓋，彈性片材成為與支持手段(例如，平台)接觸之方式將基板載置在該支持手段上，從該基板之內面側以裂斷桿按壓而裂斷。
根據本發明，突出部係埋入彈性片材之凹部，因此在從內面側藉由裂斷桿按壓時，僅突出部之頂部未與支持手段(例如，平台)接觸，而成為負載沒有只集中施加於突出部。因此，能夠不損壞突出部而進行裂斷。
在上述發明，較佳為：彈性片材係由透明材料構成，在該支持手段為平台之情形，形成用以在裂斷桿之正下方可以見得刻劃溝之開口。
或者，較佳為：彈性片材係由透明材料構成，平台亦由透明材料構成。例如較佳為：玻璃製之平台。
根據如此，能夠從平台側看見刻劃溝，因此能夠直接利用刻劃溝而簡單地定位正確之位置。
在該彈性片材為不透明之材料之情形，可以使用形成用以觀察刻劃溝之開口等。開口等可以是形成能夠從平台側觀察刻劃溝之至少一部份之形狀、大的開口部；此外，亦可以是切削彈性片材之端部而成為能夠觀察刻劃溝之端部。
此外，亦可以是：在該支持手段為被分割成2個以上之平台、多個(通常是2個)棒狀構件或是板狀構件(例如，裂斷桿)之情形，從多個構件(被分割之平台、棒狀構件、板狀構件等)之間隙觀察刻劃溝。
在以下，將根據圖式詳細地說明本發明之裂斷方法之細節。
圖1，係用以說明包含本發明之裂斷方法之分斷加工之順序之一例子之圖式。在此，說明關於加工在圖2表示之LED用加工基板W之情形。
圖1(a)，係將在圖2已說明之具有突出部之加工基板W，以橫剖罩蓋(突出部)13而切出之剖視圖。片材面12及罩蓋13形成一體之樹脂零件14，固接在形成有元件E之陶瓷基板11上。
而且藉由習知被使用之一般刻劃裝置，在進行裂斷步驟前，在相鄰之突出部13之中間位置形成刻劃溝S。形成該刻劃溝S之方法並無特別限定，例如可採用使在圖5已說明之刀輪41壓接轉動之方法加工。除此以外，亦可根據基板材料而利用雷射照射之熱應力而形成刻劃溝。刻劃溝S至少要成為超過樹脂零件14之片材面12並抵達至陶瓷基板11之深度。
此外，在陶瓷基板11形成刻劃溝S之前，在去除樹脂零件14之片材面12之至少與欲形成在陶瓷基板11之刻劃 溝S相當之部份(沿著刻劃溝S之部份)後，在陶瓷基板11形成刻劃溝S亦可。作為去除樹脂零件之方法，例如，依據樹脂零件14之種類等，可採用切割(使用鑽石圓鋸(diamond saw)等之切削)、雷射光照射之去除方法等。
接著使用形成有凹部之彈性片材16，將加工基板W之罩蓋13以埋入彈性片材16之凹部15之方式覆蓋。
圖3，係表示彈性片材之一例子之立體圖。彈性片材16，可以採用透明材料例如高透明矽氧橡膠，而成為能夠穿透內部以肉眼辨認相反側。另外凹部15若是能夠防止僅有罩蓋13之頂部與彈性片材接觸之形狀、大小即可，在圖3中為貫通孔，但為有底之槽穴亦可；在有底之槽穴之情形，從防止罩蓋13損壞之效果之點考量，為在埋入罩蓋13時，在罩蓋13之頂部之上形成有空間之深度之有底之槽穴較佳。
圖1(b)係表示將全部之罩蓋13埋入凹部15之方式覆蓋彈性片材16之狀態之加工基板W之剖面圖。彈性片材16成為與樹脂零件14之片材面12抵接，罩蓋13進入凹部15之中。刻劃溝S透過透明之彈性片材而可被確認位置。
接著，對覆蓋有彈性片材16之加工基板W，從內面側按壓以進行裂斷。圖1(c)係表示裂斷時之加工基板W之狀態之剖面圖。此外，圖4係表示以裂斷桿22按壓加工基板W之狀態之立體圖。
將加工基板W反轉，以彈性片材16與平台21接觸之方式而載置於裂斷裝置。
在裂斷裝置之平台21，在裂斷桿22之正下方之位置，形成有位置確認用之開口23。透過該開口23能夠看見彈性片材16，由於彈性片材16本身係以透明材料形成，因此刻劃溝S之位置能夠藉由設置在平台21之下方之攝影機等(未圖示)透過彈性片材16以及開口23而確認。
因此，以攝影機(目視亦可)確認在加工基板W形成之刻劃溝S之位置，並同時藉由手動或搬送機器人進行位置調整以使刻劃溝S與裂斷桿22之位置相吻合。
在能夠使位置吻合之狀態，降下裂斷桿22以進行裂斷加工。此時一旦裂斷桿22施加按壓力，負載被傳達至陶瓷基板11、樹脂零件14之片材面12、彈性片材16，但樹脂零件14之罩蓋13進入凹部15之空間內未與平台21接觸，因此未被施予負載。
因此能夠不使罩蓋13損壞而沿著刻劃溝S裂斷。
以上，已說明關於本發明之代表之實施例，但本發明不一定僅限定於上述之實施例之構成。
例如，在上述之實施形態，在平台設置位置確認用之開口23，但取而代之使平台21本身為玻璃製、為透明者亦可。
此外，上述實施形態已說明關於LED用之母基板之分斷加工，但關於附有焊錫球或凸塊(bump)之基板亦可適用同樣之裂斷方法。
本發明可適用於形成有突出部之脆性材料基板之裂斷加工。
W‧‧‧加工基板(脆性材料基板)
S‧‧‧刻劃溝
11‧‧‧陶瓷基板
12‧‧‧片材面
13‧‧‧罩蓋(突出部)
14‧‧‧樹脂零件
15‧‧‧凹部(貫通孔或有底之槽穴)
16‧‧‧彈性片材
21‧‧‧平台(支持手段)
22‧‧‧裂斷桿
23‧‧‧開口
圖1，係說明包含本發明之裂斷方法之分斷加工之順序之一例子之圖式。
圖2，係表示具有突出部之加工基板(LED用母基板)之一例子之立體圖及其剖面圖。
圖3，係表示彈性片材之一例子之立體圖。
圖4，係表示以裂斷桿按壓基板之狀態之立體圖。
圖5，係表示習知之一般之分斷方法之一例子之順序之圖式。
E‧‧‧元件
S‧‧‧刻劃溝
W‧‧‧加工基板
11‧‧‧陶瓷基板
12‧‧‧片材面
13‧‧‧罩蓋(突出部)
14‧‧‧樹脂零件
15‧‧‧凹部(貫通孔或有底之槽穴)
16‧‧‧彈性片材
21‧‧‧平台(支持手段)
22‧‧‧裂斷桿
23‧‧‧開口

Claims (3)

  1. 一種脆性材料基板之裂斷方法，係將格子狀地形成有從基板表面突出之突出部之脆性材料基板，沿著在該基板表面之相鄰之突出部之間形成之刻劃溝，從該基板之內面側以裂斷桿按壓而藉此裂斷，其特徵在於：使用形成有對應於該各突出部之位置之格子狀之凹部之彈性片材將該各突出部以埋入該凹部之方式覆蓋；以該彈性片材接觸支持手段之方式使該基板載置於該支持手段上；從該基板之內面側使該裂斷桿按壓而進行裂斷。
  2. 如申請專利範圍第1項之裂斷方法，其中，該彈性片材由透明材料構成，該支持手段係在裂斷桿之正下方形成有用以能看見刻劃溝之開口之平台。
  3. 如申請專利範圍第1項之裂斷方法，其中，該彈性片材由透明材料構成，該支持手段亦為由透明材料構成之平台。
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