TWI623402B - 脆性材料基板之分斷方法及分斷裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基板分斷方法及分斷裝置，可於不使用尖銳刃尖之分斷桿之情況下，高效地分斷具備樹脂或金屬之正面層之脆性材料基板。本發明係分斷基板W之分斷方法，該基板W於基板主體1之上表面積層有正面層2，且於基板主體1之下表面形成有複數條劃線S，且該分斷方法構成為包括：基板主體分斷步驟，藉由自正面層2之上表面朝向劃線S按壓分斷桿7，使基板W向下方撓曲而沿劃線S僅將基板主體1分斷；及正面層斷裂步驟，藉由自基板主體1側將按壓部件8向劃線S按壓而將正面層2斷裂。

Description

脆性材料基板之分斷方法及分斷裝置
本發明係關於對在包含玻璃或陶瓷等脆性材料之基板主體之單面形成有矽樹脂(矽酮)等樹脂層之基板，沿形成於基板主體上之劃線(切槽)將基板分斷之分斷方法及分斷裝置。
先前，眾所周知的是如下方法，即，對脆性材料基板使用切割輪(亦稱作劃線輪)或切割鋸等預先形成複數條劃線，其後施加外力使基板撓曲而沿劃線將基板分斷，由此製造出晶片等單位製品(例如專利文獻1、專利文獻2等)。
於對脆性材料基板沿劃線施加彎曲力矩而將該基板分斷時，為了有效地產生彎曲力矩，於大多情況下利用上述專利文獻等所示之3點彎曲方式來進行分斷。
圖8係用以說明利用3點彎曲方式將於基板主體之單面上積層有樹脂層之鋁基板或LTCC基板(low temperature co-fired ceramics substrate，低溫共燒陶瓷基板)等脆性材料基板分斷而製造出單位製品之一般之分斷步驟之圖。
將脆性材料基板W(以下僅稱作「基板」)貼附於被支持於切割環20之具有彈力性之黏著膜21上，該脆性材料基板W於在表面或內部形成有電路圖案之陶瓷等基板主體1之正面上積層有較薄之矽樹脂等正面層2。於基板主體1之下表面，於前一步驟形成有複數條劃線S。
跨過劃線S而於其左右位置配置支承基板W之下表面之一對支承 刃22、22，於基板W之相對於劃線S之部位之上方配置分斷桿23。藉由將該分斷桿23如圖8(b)所示般壓抵於基板W，使基板W撓曲而沿劃線S將基板W分斷。此時，由刃尖前端(與基板接觸之面)銳利之分斷桿23最先壓抵之正面層2，藉由分斷桿23之刃尖而首先被分斷，其後藉由進一步之壓抵使基板W撓曲而自劃線S分斷基板W。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-131216號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-212963號公報
分斷中所使用之分斷桿23為將正面層2分斷，而必需使前端尖銳之銳角之刃尖(例如刃尖角度為30度)。然而，分斷桿23不僅將正面層2分斷，還要繼而按壓基板主體1而將基板主體1自劃線S分斷，因此於分斷基板時承受較大之負荷。因此，若分斷桿之刃尖為銳角，則易於產生磨損或刃豁口而縮短使用壽命。又，於分斷正面層2時產生切屑，由此會引起品質劣化或產生不合格品。
又，作為正面層2之分斷方法，有使用雷射光進行分斷之方法。
然而，於使用雷射光之情況下，有時會於分斷線之周邊部分因雷射光之熱而產生改性或變形，且有時熱亦滲透至基板主體1而對基板主體之電路圖案等帶來不良影響。尤其，於利用容易受熱影響之樹脂材料形成正面層之基板之情況下存在問題。
由此，本發明之目的在於解決上述先前之問題，提供一種可將具備樹脂或金屬正面層之脆性材料基板高效地分斷之新穎之分斷方法及分斷裝置。
為達成上述目的，本發明中採用以下技術方法。即，本發明之分斷方法係分斷如下之脆性材料基板之分斷方法，該脆性材料基板於基板主體之上表面積層有樹脂或金屬之正面層，且於上述基板主體之下表面以特定之間距形成有複數條劃線，且上述分斷方法包括：基板主體分斷步驟，藉由自上述脆性材料基板之正面層之上表面朝向上述劃線按壓分斷桿，使上述脆性材料基板向下方撓曲而使上述劃線之龜裂朝厚度方向滲透，而僅將基板主體沿上述劃線分斷；及正面層斷裂步驟，藉由自上述脆性材料基板之基板主體側將按壓部件向上述劃線按壓而將上述正面層斷裂。
又，根據另一觀點而完成之本發明之分斷裝置係一種分斷如下之脆性材料基板之基板分斷裝置，該脆性材料基板於基板主體之上表面積層有樹脂或金屬正面層，且於上述基板主體之下表面以特定之間距形成有複數條劃線，且上述基板分斷裝置包括：平台，其載置上述脆性材料基板；及基板主體分斷步驟用分斷桿及正面層斷裂步驟用按壓部件，其等可相對於載置於上述平台上之基板升降地形成；且上述基板主體分斷步驟用分斷桿構成為以圓弧或鈍角形成上述分斷桿之刃尖，以於相對於將上述正面層作為上側之脆性材料基板自上方按壓而使脆性材料基板向下方撓曲時，上述基板主體沿上述劃線被分斷但分斷桿之刃尖不會進入至上述正面層。
根據本發明，於基板主體分斷步驟中保留樹脂層而僅將基板主體沿劃線分斷，且於接下來之正面層斷裂步驟中利用拉伸應力將樹脂層分斷，因此於分斷步驟中所使用之分斷桿無需用以分斷樹脂層之尖銳之刃尖。因此，分斷桿之刃尖能以圓弧或鈍角形成刃尖以不進入至正面層，從而可延長使用壽命。又，可防止利用分斷桿之尖銳之刃尖分斷之情況下之切屑之產生，從而可抑制由切屑所致之不合格品之產 生並且可獲得高品質之單位基板。
本發明中亦可構成為：上述基板主體分斷步驟用分斷桿與正面層斷裂步驟用按壓部件由不同之分斷桿及按壓部件形成，上述正面層斷裂步驟用按壓部件具備相互平行配置之複數個單位按壓部件，且這些單位按壓部件以可分別朝向上述複數條劃線同時按壓之方式形成。
由此，藉由正面層斷裂步驟用按壓部件之1次壓抵，可使正面層同時斷裂為單位按壓部件之數量之部分，從而可實現作業時間之縮短。
1‧‧‧基板主體
2‧‧‧正面層
3‧‧‧平台
4‧‧‧水平軌道
5‧‧‧螺桿軸
6‧‧‧旋轉驅動部
7、23‧‧‧分斷桿
7a‧‧‧刃尖
8‧‧‧正面層斷裂步驟用按壓部件
9a、9b‧‧‧橋體
10a、10b‧‧‧橫樑(橫棧)
11a、11b‧‧‧液壓缸
12、20‧‧‧切割環
13‧‧‧切割帶
14‧‧‧緩衝片
15‧‧‧正面層斷裂步驟用按壓部件
15a、15b、15c‧‧‧單位按壓部件
17、22‧‧‧支承刃
21‧‧‧黏著膜
A‧‧‧分斷裝置
K‧‧‧龜裂
L‧‧‧按壓部件之壓入位置
M‧‧‧馬達
R‧‧‧曲率半徑
S‧‧‧劃線
W‧‧‧基板
W1‧‧‧單位製品
X、Y‧‧‧方向
圖1(a)、(b)係表示成為加工對象之基板之分斷過程之說明圖。
圖2係表示本發明之基板分斷裝置之一例之概略性之立體圖。
圖3係表示將分斷對象之基板貼附於切割帶上之狀態之立體圖。
圖4(a)、(b)係表示本發明之基板主體分斷步驟之說明圖。
圖5(a)~(c)係表示本發明之正面層斷裂步驟之說明圖。
圖6(a)、(b)係表示圖5之另一實施例之說明圖。
圖7係表示本發明之分斷方法之另一實施例之說明圖。
圖8(a)、(b)係表示先前之基板分斷方法之說明圖。
以下，基於表示一實施形態之圖式對本發明之分斷方法及分斷裝置之詳情進行詳細說明。圖1係表示成為加工對象之一例之鋁基板W之圖。於基板W之基板主體1之內部或上表面形成有電子電路圖案(未圖示)，且於基板W之正面積層有較薄之矽樹脂等之正面層2。又，於基板主體1之下表面，於前階段之劃線步驟中隔開特定之間距而形成有相互交叉之X-Y方向之複數條劃線S。
該基板W藉由以下所述之本發明之分斷裝置A沿所有劃線S被分斷，從而製造出圖1(b)所示之晶片狀之單位製品W1。
圖2係表示本發明之分斷裝置A之一例之立體圖。
分斷裝置A具備載置並保持基板W之平台3。平台3可沿水平軌道4向Y方向移動，且由藉由馬達M旋轉之螺桿軸5予以驅動。再者平台3可藉由內置馬達之旋轉驅動部6而於水平面內旋動。
進而，於平台3之上方，長條板狀之基板主體分斷步驟用分斷桿7與正面層斷裂步驟用按壓部件8於Y方向上隔開間隔而被保持於各個橋體9a、9b上。
各橋體9a、9b形成為跨過平台3之門型，基板主體分斷步驟用分斷桿7及正面層斷裂步驟用按壓部件8分別以藉由液壓缸11a、11b朝向平台3上下移動之方式安裝於沿X方向水平延伸之各個橫樑(橫棧)10a、10b。
基板主體分斷步驟用分斷桿7之下端之刃尖7a形成為如下程度之曲率半徑之圓弧形狀，即，於下述之基板主體分斷步驟中，於按壓基板W之正面層2時決不會進入至正面層2內。又，正面層斷裂步驟用按壓部件8之下端，以於下述之正面層斷裂步驟中，於按壓基板W時不會損傷基板主體1之方式形成為平緩之曲面即可。
於分斷基板W時，如圖3所示，將基板W以劃線S成為下方之方式貼附於被支持於切割環12之具有彈力性之黏著性之切割帶13。然後，將貼附有該基板W之切割帶13如圖4(a)所示般，隔著橡膠等緩衝片14而載置保持於分斷裝置之平台3上。此時，如圖所示般以基板W之形成有劃線S之面成為下側之方式載置基板W。
然後，如圖4(b)所示，自基板W之上方使分斷桿7朝向劃線S下降並壓抵於基板W，使劃線S於緩衝片14上撓曲而使劃線S之龜裂向厚度方向滲透，從而將基板主體1分斷(基板主體分斷步驟)。
於該基板主體分斷步驟中，藉由分斷桿7之壓入而將基板主體1沿上述劃線S分斷，但由於分斷桿7之刃尖7a形成為不會進入至正面層 2內之程度之曲率半徑之圓弧形狀，因此正面層2不會被分斷。再者，作為該刃尖形狀，刃尖7a之圓弧之曲率半徑R設為0.025~5mm。
於藉由以上之基板主體分斷步驟而將所有劃線S分斷之後，如圖5(a)所示，以正面層2成為下側之方式使基板W與切割帶13一同反轉，自基板主體1之上方將正面層斷裂步驟用按壓部件8朝向劃線S壓抵至基板主體1，使基板W一面向下方展開一面撓曲。由此，正面層2如圖5(b)之箭頭所示，以受到以按壓部件8之壓入位置L為界朝向左右方向之拉伸應力而被撕裂之方式作用力，從而於正面層2內產生龜裂K。該龜裂K藉由按壓部件8之進一步之壓抵，如圖5(c)所示般向厚度方向滲透而使正面層2斷裂(正面層斷裂步驟)。
因此，於該正面層斷裂步驟中，按壓部件8被要求要使龜裂K產生，並且要充分向下移動至使龜裂K進一步滲透而斷裂之深度位置為止。
以此方式，正面層2於相對於所有劃線S之部分斷裂，以貼附於切割帶13之狀態切出成圖1(b)所示之單位基板W1。
如以上所述，根據本發明，於基板主體分斷步驟中保留樹脂層2而僅將基板主體1沿劃線S分斷，且於接下來之正面層斷裂步驟中利用拉伸應力將樹脂層2斷裂，因此於分斷步驟中所使用之分斷桿7無需用以切斷樹脂層2之尖銳之刃尖。因此，可將分斷桿7之刃尖7a形成為圓弧或鈍角而延長使用壽命。又，可消除利用尖銳之分斷桿之刃尖切斷正面層之情況下之切屑之產生，從而可抑制由切屑所致之不合格品之產生並且可獲得高品質之單位基板。
上述實施例中，分別利用不同之分斷桿7及按壓部件8進行分斷基板主體1之基板主體分斷步驟、及將正面層2斷裂之正面層斷裂步驟，但亦可省略正面層斷裂步驟用按壓部件8，而使用基板主體分斷步驟用之分斷桿7進行接下來之正面層斷裂步驟。
(另一實施例)
圖6係表示代替上述之基板主體分斷步驟用分斷桿7而利用不同之按壓部件進行正面層斷裂步驟之情況之實施例之圖。
該實施例中之正面層斷裂步驟用按壓部件15具備複數個例如三個單位按壓部件15a、15b、15c。該等單位按壓部件15a、15b、15c以相互成為平行之方式並列配置，且安裝於共用之保持部件16而以可同時升降之方式形成。單位按壓部件15a、15b、15c如圖6(a)所示，相對於形成於基板主體1上之複數條、於本實施例中為5條平行之劃線S而隔開各2間距之間隔而配置。
由此，如圖6(b)所示，於將單位按壓部件15a、15b、15c自基板主體1之上方朝向劃線S壓抵時，以於前一基板主體分斷步驟中分斷之各劃線S為節點，基板主體1與正面層2一同鋸齒狀撓曲。由此，與上述實施例之情況相同，正面層2於鄰接於劃線S之部分受到拉伸應力而斷裂。因此，該實施例中，僅將正面層斷裂步驟用按壓部件15壓抵1次，便可一舉沿5條劃線S使正面層2斷裂，由此可實現作業時間之縮短。
再者，上述實施例中，藉由單位按壓部件15a、15b、15c之1次動作，利用使正面層2鋸齒狀撓曲而一舉分斷正面層2，但亦可藉由兩次動作而切實地分斷正面層2。於該情況下，於第1次分斷操作中壓抵第奇數條劃線，且於第2次分斷操作中壓抵第偶數條劃線，由此可切實地分斷正面層2。
又，上述實施例中，於基板W之下表面鋪設緩衝片14而藉由分斷桿7及正面層斷裂步驟用按壓部件8之壓抵使基板W撓曲，但亦可代替緩衝片14，而配置圖7所示般之隔著劃線S而支承基板W之一對支承刃17、17。
以上，對本發明之代表性之實施例進行了說明，但本發明未必 僅特定為上述之實施例構造。例如，亦可省略上述之切割帶13。
又，於本發明中，為達成其目的，可於不脫離申請專利範圍的範圍內適當地進行修正、變更。
[產業上之可利用性]
本發明可較佳地用於在正面具有較薄之樹脂或金屬正面層之鋁基板、LTCC基板等包含脆性材料之基板之分斷。

Claims (4)

  1. 一種脆性材料基板之分斷方法，其係分斷如下之脆性材料基板之分斷方法，該脆性材料基板於基板主體之上表面積層有樹脂或金屬之正面層，且於上述基板主體之下表面以特定之間距形成有複數條劃線，且該分斷方法包括：基板主體分斷步驟，藉由自上述脆性材料基板之正面層之上表面朝向上述劃線按壓分斷桿，使上述脆性材料基板向下方撓曲而使上述劃線之龜裂朝厚度方向滲透，而僅將基板主體沿上述劃線分斷；及正面層斷裂步驟，藉由自上述脆性材料基板之基板主體側將按壓部件向上述劃線按壓而將上述正面層斷裂。
  2. 如請求項1之脆性材料基板之分斷方法，其中上述基板主體分斷步驟用之分斷桿之刃尖以圓弧或鈍角形成，而於按壓該分斷桿時該分斷桿之刃尖不會進入至上述正面層。
  3. 一種脆性材料基板之分斷裝置，其係分斷如下之脆性材料基板之基板分斷裝置，該脆性材料基板於基板主體之上表面積層有樹脂或金屬正面層，且於上述基板主體之下表面以特定之間距形成有複數條劃線，且該分斷裝置包括：平台，其載置上述脆性材料基板；及基板主體分斷步驟用分斷桿及正面層斷裂步驟用按壓部件，其等可相對於載置於上述平台上之基板而升降地形成；且上述基板主體分斷步驟用分斷桿以圓弧或鈍角形成上述分斷桿之刃尖，以於相對於將上述正面層作為上側之脆性材料基板自上方按壓而使脆性材料基板向下方撓曲時，上述基板主體沿上述劃線被分斷但分斷桿之刃尖不會進入至上述正面層。
  4. 如請求項3之脆性材料基板之分斷裝置，其包括：平台，其載置保持上述脆性材料基板；及緩衝片，其介置於該平台與上述脆性材料基板之間。
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