TWI583521B - Cracking device of laminated brittle material substrate and cracking method of laminated brittle material substrate - Google Patents

Description

積層脆性材料基板之裂斷裝置及積層脆性材料基板之裂斷方法

本發明係關於一種將附設有由樹脂或金屬所構成之層之積層脆性材料基板裂斷的積層脆性材料基板之裂斷裝置及積層脆性材料基板之裂斷方法。

半導體元件係藉由將形成於基板之元件區域於該區域之邊界位置裂斷(割斷)而製造。以此方式裂斷基板時，係使用裂斷裝置。此種裂斷裝置成為如下構成：藉由自與形成有刻劃線之主面相反側之主面利用裂斷棒於Z方向上按壓於一主面形成有刻劃線之基板，而將該基板於朝向X方向之刻劃線裂斷，且於該基板之一主面形成有藉由利用刻劃輪對基板表面進行刻劃線而形成之刻劃線、藉由金剛石切割器等切削器具將基板表面線狀地削掉之刻劃線槽、藉由雷射光使基板表面消融而線狀地除去之消融加工線、或藉由利用雷射光使基板表面局部熔融而使基板之構造線狀地變質之加工線等(於本說明書中，將該等總稱為「刻劃線」)。而且，於基板之裂斷時，基板係藉由被稱為支承刀等之於Y方向上僅相互間隔微小距離而配置之一對支承構件而抵接支承(例如參照專利文獻1)。

於此種脆性材料基板中，存在為了保護形成於主面之電路等，而將環氧玻璃等熱固性樹脂附設於主面者、或將金屬層附設於主面者。於藉由上述方法將此種基板裂斷之情形時，由於樹脂或金屬與基板之材質 不同，而存在即便於基板已裂斷時，由樹脂或金屬所構成之層之一部分亦並未被完全切斷而殘留之問題。

因此，於專利文獻2中揭示有一種附有樹脂之脆性材料基板之分割方法，其係將於脆性材料基板之一主面附著有樹脂而成之附有樹脂之脆性材料基板垂直於主面地分割之方法，且具備：槽部形成步驟，其係於附有樹脂之脆性材料基板之樹脂側之分割預定位置形成槽部；刻劃線形成步驟，其係於附有樹脂之脆性材料基板之脆性材料基板側之分割預定位置形成刻劃線；以及裂斷步驟，其係沿刻劃線分割附有樹脂之脆性材料基板。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-39931號公報

[專利文獻2]日本特開2012-66479號公報

專利文獻2中所記載之附有樹脂之脆性材料基板之分割方法係可將附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、且以優異之尺寸精度分割之優異者，但由於在基板之裂斷步驟之前必須執行槽部形成步驟，故而存在作業步驟增加，無法有效率地執行裂斷作業之問題。

本發明係為解決上述問題而成者，其目的在於提供一種對於 附設有由樹脂或金屬所構成之層之積層脆性材料基板，無需經過特別之步驟，便可確實地將由樹脂或金屬所構成之層與該積層脆性材料基板一併裂斷的積層脆性材料基板之裂斷裝置及積層脆性材料基板之裂斷方法。

技術方案1之發明係藉由對在一主面附設有由樹脂或金屬所構成之層、於另一主面形成有刻劃線之積層脆性材料基板，自上述積層脆性材料基板之附設有由上述樹脂或金屬所構成之層之側之主面沿上述刻劃線抵壓裂斷棒，而將由上述樹脂或金屬所構成之層切斷，並且將上述積層脆性材料基板裂斷之積層脆性材料基板之裂斷裝置，其特徵在於：上述裂斷棒之與上述積層脆性材料基板之抵接部具有由65度以下、較佳為45度以下之角度所構成之刀形狀。

技術方案2之發明係將於一主面附設有由樹脂或金屬所構成之層、於另一主面形成有刻劃線之積層脆性材料基板裂斷之積層脆性材料基板之裂斷方法，其特徵在於具備：支承步驟，其係支承上述積層脆性材料基板之形成有上述刻劃線之主面；以及裂斷步驟，其係藉由自上述積層脆性材料基板之附設有由上述樹脂或金屬所構成之層之側之主面沿上述刻劃線，抵壓其前端具有由65度以下、較佳為45度以下之角度所構成之刀形狀之裂斷棒，而將由上述樹脂或金屬所構成之層切斷，並且將上述積層脆性材料基板裂斷。

根據技術方案1及技術方案2之發明，即便於將附設有由樹脂或金屬所構成之層之積層脆性材料基板裂斷之情形時，亦可不經過槽部 之形成等特別之步驟，而確實地將積層脆性材料基板與由樹脂或金屬所構成之層一併裂斷。

10‧‧‧支承構件

11‧‧‧旋轉構件

12‧‧‧Y平台

13‧‧‧支承台

14‧‧‧裂斷棒

15‧‧‧吊支構件

16‧‧‧升降台

23、31、34、36‧‧‧步進馬達

25、32、33、38‧‧‧滾珠螺桿

35‧‧‧CCD相機

37‧‧‧導軌

42‧‧‧黏著性膜

43‧‧‧環狀構件

61、62‧‧‧支承刀

99‧‧‧刻劃線

100‧‧‧基板

103‧‧‧由樹脂或金屬所構成之層

圖1係本發明之脆性材料基板之裂斷裝置之立體圖。

圖2係本發明之脆性材料基板之裂斷裝置之立體圖。

圖3係表示用以將基板100設置於上述基板之裂斷裝置之環狀構件43之俯視圖。

圖4係表示將基板100裂斷之狀態之放大圖。

以下，根據圖式對本發明之實施形態進行說明。圖1及圖2係本發明之脆性材料基板之裂斷裝置之立體圖。

該脆性材料基板之裂斷裝置係用以將使用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低溫共燒陶瓷)或HTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，高溫共燒陶瓷)等陶瓷、玻璃、或其他脆性材料而構成之脆性材料基板(以下，簡稱為「基板」)裂斷(割斷)者。

該基板之裂斷裝置具備：支承構件10(參照圖1)；旋轉構件11，其以使形成於基板之刻劃線之朝向與所需之方向對準之方式支承下述環狀構件43，並使其相對於該支承構件10旋轉；Y平台12，其支承旋轉構件11；支承台13，其支承該Y平台12；及升降台16，其相對於旋轉構件11而升降。支承台13經由4根軸18、基台17及腿部19而設置於地面。

於支承台13之上表面，4根柱狀升降導引件24豎立設置於 旋轉構件11之外側之位置，以架跨該等柱狀升降導引件24之上端之方式固定有台座21。又，於支承台13與台座21之間設置有藉由柱狀升降導引件24可升降地導引之升降台16。

於台座21上，介隔支承構件22而設置有步進馬達23。於該步進馬達23之旋轉軸連結有於旋轉自如之狀態下貫通台座21之滾珠螺桿25，該滾珠螺桿25螺合於形成於升降台16之母螺紋部。因此，升降台16藉由步進馬達23之驅動而於Z方向上升降。

如圖2所示，於該升降台16之下表面，介隔吊支構件15而安裝有裂斷棒14。該裂斷棒14係亦被稱為刀片或裂斷刀者，係用以於基板之裂斷時，藉由沿形成於基板之刻劃線按壓基板，而將使基板裂斷之力賦予基板者。

如圖2所示，Y平台12接收藉由步進馬達31之驅動而旋轉之滾珠螺桿32之驅動，而於支承台13上於Y方向上往返移動。又，旋轉構件11之旋轉角度位置可藉由利用步進馬達34使滾珠螺桿33旋轉而調整。

如圖2所示，於支承台13之下方設置有CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)相機35。該CCD相機35可沿支承於基台17上之支承板39之一對導軌37於X方向上移動。又，CCD相機35之支承部41與藉由步進馬達36之驅動而旋轉之滾珠螺桿38螺合。因此，CCD相機35接收步進馬達36之驅動，而於X方向上往返移動。再者，該CCD相機35係用以經由形成於支承台13之開口部觀察形成於基板之刻劃線與裂斷棒14之位置關係者。

圖3係表示用以將基板100設置於上述基板之裂斷裝置之環 狀構件43之俯視圖。

於形成於環狀構件43之中央之圓形之開口部，於使其黏著面朝向環狀構件43側之狀態下黏貼有被稱為切割保護膠帶之黏著性膜42。而且，裂斷之基板100黏貼於黏著性膜42之黏著面。此時，下述由樹脂或金屬所構成之層103配置於與黏著性膜42相反側。經由黏著性膜42而黏貼有基板100之環狀構件43設置於圖1所示之旋轉構件11。

圖4係表示將基板100裂斷之狀態之放大圖。再者，於該圖中，僅圖示有形成於基板100之多個刻劃線99中之一條。

圖3所示之環狀構件43介隔黏著性膜42而載置於旋轉構件11上。於此狀態下，於基板100之下表面配置有具備一對支承刀61、62之支承構件10，黏著基板100之黏著性膜42藉由此一對支承刀61、62而支承。於此狀態下，藉由CCD相機35經由一對支承刀61、62之間之區域觀察刻劃線99。而且，裂斷棒14配置於與刻劃線99相對向之位置。

該裂斷棒14係用以將由樹脂或金屬所構成之層103切斷，並且將基板100本身裂斷者，其前端由具有由45度以下之角度構成之刀形狀之超鋼合金而構成。

即，於先前之普通裂斷棒中，其前端成為90度左右之角度。因此，發現於採用利用此種裂斷棒，藉由對附設有由樹脂或金屬所構成之層103之基板100自附設有該由樹脂或金屬所構成之層103之側的主面抵壓裂斷棒，而將基板裂斷之構成之情形時，會產生如下問題：即便於基板100已裂斷時，由樹脂或金屬所構成之層103之一部分亦並未被完全切斷而殘留之問題。因此，於本發明之基板之裂斷裝置中，如圖4所放大表示般， 藉由使用與基板100之抵接部具有由65度以下、較佳為45度以下之角度θ所構成之刀形狀者作為裂斷棒14，而消除上述問題。

該裂斷棒14之前端之角度θ較佳為35度以下，進而較佳為25度以下。該角度θ越小，越能將由樹脂或金屬所構成之層103良好地切斷，但若考慮裂斷棒14之加工及耐久性，則該角度θ較佳為10度以上。又，先前，於普通裂斷棒14之前端部形成有0.1mm左右之弧形角(圓弧狀加工/R0.1mm)，但於該裂斷棒14中，僅形成有為保護裂斷棒14之前端所必須之最低之弧形角。

於藉由具有此種構成之基板之裂斷裝置將基板100裂斷時，將介隔黏著性膜42安裝有應裂斷之基板100之環狀構件43設置於旋轉構件11。於此狀態下，如圖4所示，黏著有基板100之黏著性膜42藉由支承構件10中之一對支承刀61、62而支承。

然後，藉由CCD相機35對形成於基板100之刻劃線99進行拍攝。於該刻劃線99之拍攝時，藉由步進馬達36之驅動而使CCD相機35於X方向上移動，針對於X方向上延伸之刻劃線99，於其全域拍攝圖像。

其次，根據藉由CCD相機35而拍攝之圖像，使基板100與裂斷棒14相對移動，藉此執行基板100中之刻劃線99與裂斷棒14之定位。更具體而言，根據藉由CCD相機35而拍攝之刻劃線99之圖像，識別形成於基板100之刻劃線99之角度與位置。即，藉由步進馬達31之驅動而使Y平台12於Y方向上移動，並且藉由步進馬達34之驅動而調整旋轉構件11之旋轉角度位置，藉此，使基板100於Y方向及θ方向上移動，而將基板100配置於使配置於端部之刻劃線99與裂斷棒14準確地相對向之位置。

然後，藉由裂斷棒14而按壓基板100，而將基板100裂斷。即，藉由步進馬達23之驅動而使升降台16下降，使裂斷棒14抵接於基板100之與刻劃線99相反側之主面後，進一步使該裂斷棒14下降。此時，由於係使用其前端具有由45度以下之角度θ所構成之刀形狀者作為裂斷棒14，故而可藉由該裂斷棒14將由樹脂或金屬所構成之層103切斷，並且將基板100本身裂斷。

藉由重複進行此種動作必要之次數，若於與所有刻劃線99相對應之區域均結束基板100之裂斷作業，則將基板100搬出而結束作業。

如上所述般，於本發明之基板之裂斷裝置中，尤其是使用與基板100之抵接部具有呈銳角化之刀形狀者作為裂斷棒14，故而即便於自該層103側按壓附設有由樹脂或金屬所構成之層103之基板100而將其裂斷之情形時，亦可不經過槽部之形成等特別之步驟，而將基板100與由樹脂或金屬所構成之層103一併確實地裂斷。

10‧‧‧支承構件

11‧‧‧旋轉構件

14‧‧‧裂斷棒

35‧‧‧CCD相機

42‧‧‧黏著性膜

43‧‧‧環狀構件

61、62‧‧‧支承刀

99‧‧‧刻劃線

100‧‧‧基板

103‧‧‧由樹脂或金屬所構成之層

Claims (2)

1. 一種積層脆性材料基板之裂斷裝置，其係藉由對在一主面附設有由樹脂或金屬所構成之層、於另一主面形成有刻劃線之積層脆性材料基板，自該積層脆性材料基板之附設有由該樹脂或金屬所構成之層之側之主面沿該刻劃線抵壓裂斷棒，而將由該樹脂或金屬所構成之層切斷，並且將該積層脆性材料基板裂斷；其特徵在於：該裂斷棒之與該積層脆性材料基板之抵接部具有由65度以下之角度所構成之刀形狀。
2. 一種積層脆性材料基板之裂斷方法，其係將於一主面附設有由樹脂或金屬所構成之層、於另一主面形成有刻劃線之積層脆性材料基板裂斷者；其特徵在於具備：支承步驟，其係支承該積層脆性材料基板之形成有該刻劃線之主面；以及裂斷步驟，其係藉由自該積層脆性材料基板之附設有由該樹脂或金屬所構成之層之側之主面，沿該刻劃線抵壓其前端具有由65度以下之角度所構成之刀形狀之裂斷棒，而將由該樹脂或金屬所構成之層切斷，並且將該積層脆性材料基板裂斷。