TWI708284B - 切割裝置 - Google Patents

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TWI708284B
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Abstract

本發明之課題是提供一種能夠防止因蓄積於切割刀用退刀溝之切割液所造成的暈光作用之產生的切割裝置。解決手段為一種具備保持被加工物之保持台的切割裝置，保持台是包含保持治具與治具基座而構成，該保持治具具有保持被加工物之保持面、複數條形成於對應於被保持在保持面之被加工物的分割預定線的位置的切割刀用退刀溝、及複數個形成在以切割刀用退刀溝所區劃的各區域中的吸引孔，該治具基座具有對該吸引孔傳達負壓的負壓傳達部、及載置保持治具的載置部，保持治具並具有複數條切割液退離溝，該等切割液退離溝是相鄰於各複數條切割刀用退刀溝而形成，且具有比切割刀用退刀溝之底面更低的底面。

Description

切割裝置
發明領域
本發明是有關於一種於切割封裝基板等被加工物之時使用的切割裝置。
發明背景
藉由樹脂等密封有複數個半導體晶片的封裝基板是例如沿稱為切割道(street)等的分割預定線以切割刀切割，而分割成複數個對應於各半導體晶片的封裝元件。在切割此封裝基板之類的被加工物時，會有使用設計為專用之保持治具來保持被加工物的情形(參照例如專利文獻1)。
在保持治具上設置有例如對應於被加工物之分割預定線的複數個切割刀用退刀溝、及吸引藉由分割預定線所區劃出的被加工物的各區域的複數個吸引孔。由於只要採用此種保持治具，就能夠以對應於分割後之小片(晶片)的區域的方式來吸引被加工物，而一邊保持一邊切割，所以不會有在切割中使被加工物的位置偏移的情形。
然而，將被加工物切割至特定程度後，會實施用於確認所形成之刀痕(kerf)(切口)的位置與狀態之所謂的刀痕檢查。在刀痕檢查中，是例如以相機等之攝像單元拍攝切割後的分割預定線，並根據所形成的圖像來確 認刀痕的位置與狀態(參照例如專利文獻2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2011-114145號公報
專利文獻2：日本專利特開2012-256793號公報
發明概要
然而，當在被加工物之切割中所供給的純水等之切割液蓄積在切割刀用退刀溝時，會因為在此切割液的表面所反射的反射光引發暈光作用(halation)，而變得無法適切地檢測刀痕的位置與狀態。
要防止暈光作用的產生，可例如將蓄積於切割刀用退刀溝的切割液以吹氣等方法除去即可。然而，用此方法的話，由於在切割液的除去上會耗費時間，所以無法將生產性充分地維持較高。又，也會發生因過度的吹氣，而使切割時所產生的切割屑固著於被加工物等之問題。
本發明是有鑒於所述的問題點而作成的發明，其目的是提供一種能夠防止因蓄積於切割刀用退刀溝之切割液所造成的暈光作用之產生的切割裝置。
依據本發明的一態樣，可提供一種切割裝 置，該切割裝置具備：保持台，保持設定有交叉之複數條分割預定線的被加工物；切割刀，切割被保持在該保持台的被加工物；切割液供給噴嘴，在被加工物的切割中對被加工物與該切割刀供給切割液；及攝像單元，拍攝以該切割刀切割過的被加工物，該保持台是包含保持治具與治具基座而構成，該保持治具具有保持被加工物之保持面、複數條形成於對應於被保持在該保持面之被加工物的該分割預定線的位置的切割刀用退刀溝、及複數個形成在以該切割刀用退刀溝所區劃之各區域中的吸引孔，該治具基座具有對該吸引孔傳達負壓的負壓傳達部、及載置該保持治具的載置部，該保持治具並具有複數條切割液退離溝，該等切割液退離溝是相鄰於各複數條該切割刀用退刀溝而形成，且具有比該切割刀用退刀溝之底面更低的底面。
又，較理想的是，在本發明的一態樣中，該切割液退離溝的底面是相對於該保持面而傾斜。
在本發明之一態樣的切割裝置中，由於保持治具具有相鄰於各複數條切割刀用退刀溝的切割液退離溝，且此切割液退離溝的底面形成為比切割刀用退刀溝的底面更低，所以從切割液供給噴嘴所供給的切割液，不會蓄積於切割刀用退刀溝而是流入切割液退離溝。因此，能夠防止因蓄積於切割刀用退刀溝之切割液所造成的暈光作用之產生。
2:切割裝置
4:基台
4a:開口
6:X軸移動台
8:防塵防滴罩
10:保持台(保持設備)
11:被加工物
12:治具基座
12a:上表面(載置部)
12b:第1負壓傳達路徑(負壓傳達部)
12c:第2負壓傳達路徑
13:金屬框體
13a:正面
13b:背面
14:保持治具
14a:保持面
14b:下表面
14c:切割刀用退刀溝
14d:吸引孔
14e:切割液退離溝
14f、14g:底面
14h、14i:端部
15:元件區域
16:切割單元
17:外周剩餘區域
18:支撐構造
19:分割預定線(切割道)
20:切割單元移動機構
21:樹脂層
22:Y軸導軌
23:載台
24:Y軸移動板
26:Y軸滾珠螺桿
28:Z軸導軌
30:Z軸移動板
32:Z軸滾珠螺桿
34:Z軸脈衝馬達
36:攝像單元(攝像設備)
38:切割刀
40:切割液供給噴嘴(切割液供給設備)
42a、42b:電磁閥
44:吸引源
AA、BB:一點鏈線
X、Y、Z:方向
圖1是示意地顯示切割裝置之構成例的立體圖。
圖2(A)是示意地顯示被加工物之構成例的平面圖，圖2(B)是示意地顯示被加工物之構成例的底面圖，圖2(C)是示意地顯示被加工物之構成例的側面圖。
圖3(A)是示意地顯示載置於治具基座的上表面之狀態的保持治具的平面圖，圖3(B)是示意地顯示包含治具基座及保持治具的保持台之構成例的圖。
圖4(A)是將切割刀用退刀溝之周邊放大的剖面圖，圖4(B)是用於說明切割液退離溝的剖面圖。
圖5(A)是示意地顯示第1變形例之保持治具的剖面圖，圖5(B)是示意地顯示第2變形例之保持治具的剖面圖，圖5(C)是示意地顯示第3變形例之保持治具的剖面圖。
用以實施發明之形態
參照附圖，說明本發明之一態樣的實施形態。圖1為示意地顯示本實施形態之切割裝置的構成例之立體圖。如圖1所示，切割裝置2具備有支撐各個構造的基台4。
於基台4的上表面形成有在X軸方向(前後方向，加工進給方向)上較長的矩形的開口4a。在此開口4a內，設置有X軸移動台6、使X軸移動台6在X軸方向上移動的X軸移動機構(圖未示)、以及覆蓋X軸移動機構的防塵防滴罩8。
X軸移動機構具備有與X軸方向平行的一對 X軸導軌(圖未示)，且在X軸導軌上可滑動地安裝有X軸移動台6。在X軸移動台6的下表面側設有螺帽部(圖未示)，在此螺帽部中螺合有與X軸導軌平行的X軸滾珠螺桿(圖未示)。
在X軸滾珠螺桿的一端部上連結有X軸脈衝馬達(圖未示)。藉由以X軸脈衝馬達使X軸滾珠螺桿旋轉，X軸移動台6即可沿著X軸導軌在X軸方向上移動。
在X軸移動台6上配置有用於吸引保持板狀的被加工物11的保持台(保持設備)10。保持台10包含具備有複數個負壓傳達路徑(負壓傳達部)的治具基座12。在此治具基座12之上表面(載置部)12a上裝設有對應於被加工物11的保持治具14。再者，關於保持台10的詳細內容會在之後敘述。
圖2(A)是示意地顯示被加工物11之構成例的平面圖，圖2(B)是示意地顯示被加工物11之構成例的底面圖，圖2(C)是示意地顯示被加工物11之構成例的側面圖。如圖2(A)及圖2(B)所示，被加工物11是所謂的封裝基板，並包含在平面視角下形成為矩形的金屬框體13。
金屬框體13是以例如42合金(鐵和鎳的合金)或銅等之金屬所構成，並具有複數個元件區域15(此處為3個元件區域15)、和包圍各元件區域15之外周剩餘區域17。
各元件區域15是藉交叉之複數條分割預定 線(切割道)19而進一步區劃成複數個區域(此處為48個區域)，且在各區域中配置有IC或LSI、LED等之元件(元件晶片)(圖未示)。
又，在金屬框體13的背面13b側形成有密封複數個元件的樹脂層21。如圖2(C)所示，樹脂層21是形成為預定之厚度，並從金屬框體13之背面13b突出。藉由此樹脂層21，可將各元件區域15的整個背面13b側覆蓋。
如圖2(A)所示，在金屬框體13的正面13a側設置有對應於各元件之複數個載台23。各載台23的周圍形成有複數個電極墊(圖未示)。
此被加工物11是藉由例如，從金屬框體13的背面13b側對各載台23配置元件，並在以金屬線(圖未示)等連接各元件之電極和配置於載台23的周圍的電極墊之後，以樹脂層21密封背面13b側而得到。
藉由將此被加工物11沿切割道19切斷、分割，而完成已以樹脂密封的複數個封裝元件。再者，在本實施形態中，雖然是將平面視角下為矩形的封裝基板作為被加工物11來使用，但被加工物11的種類、形狀等並無限制。將例如半導體晶圓、樹脂基板、金屬基板、陶瓷基板等作為被加工物11來使用亦可。
在基台4的上表面，是將用於支撐對被加工物11進行切割(切割加工)的切割單元16之門型的支撐構造18配置成跨越開口4a。在支撐構造18的前表面上部設置有使切割單元16朝Y軸方向(左右方向，分度進給方向) 及Z軸方向(上下方向)移動之切割單元移動機構20。
切割單元移動機構20具備有配置在支撐構造18之前表面且與Y軸方向平行的一對Y軸導軌22。在Y軸導軌22上，可滑動地安裝有構成切割單元移動機構20之Y軸移動板24。
在Y軸移動板24之背面側(後表面側)設置有螺帽部(圖未示)，且在此螺帽部中螺合有平行於Y軸導軌22之Y軸滾珠螺桿26。在Y軸滾珠螺桿26的一端部上連結有Y軸脈衝馬達(圖未示)。只要以Y軸脈衝馬達使Y軸滾珠螺桿26旋轉，Y軸移動板24即沿著Y軸導軌22在Y軸方向上移動。
在Y軸移動板24的表面(前表面)上設置有與Z軸方向平行的一對Z軸導軌28。在Z軸導軌28上，可滑動地安裝有Z軸移動板30。
在Z軸移動板30的背面側(後表面側)設置有螺帽部(圖未示)，且在此螺帽部中螺合有與Z軸導軌28平行之Z軸滾珠螺桿32。在Z軸滾珠螺桿32的一端部連結有Z軸脈衝馬達34。只要以Z軸脈衝馬達34使Z軸滾珠螺桿32旋轉，Z軸移動板30即沿著Z軸導軌28在Z軸方向上移動。
在Z軸移動板30之下部設置有切割被加工物11之切割單元16。又，在與切割單元16相鄰的位置上，設置有拍攝被加工物11之上表面側的相機等的攝像單元(攝像設備)36。
只要以切割單元移動機構20使Y軸移動板24在Y軸方向上移動，就可將切割單元16及攝像單元36分度進給，且只要使Z軸移動板30在Z軸方向上移動，切割單元16及攝像單元36就會升降。
切割單元16具備有裝設在主軸(圖未示)的一端側的圓環狀之切割刀38。主軸的另一端側連結有馬達等旋轉驅動源(圖未示)，且切割刀38是藉由透過主軸從旋轉驅動源傳達而來的旋轉力而旋轉。
又，在切割刀38的附近，配置有在被加工物11的切割中，對切割刀38及被加工物11供給純水等之切割液的切割液供給噴嘴(切割液供給設備)40。
圖3(A)是示意地顯示載置於治具基座12的上表面12a之狀態下的保持治具14的平面圖，圖3(B)是示意地顯示包含治具基座12及保持治具14的保持台10之構成例的圖。再者，在圖3(B)中所顯示的是將以圖3(A)的一點鏈線AA所示之區域從箭頭的方向來觀看的剖面。
如圖3(A)及圖3(B)所示，保持治具14是以樹脂等材料形成之矩形的平板，且其上表面是形成為用於吸引、保持被加工物11的保持面14a。
在保持治具14的保持面14a側，形成有對應於被加工物11之分割預定線19的切割刀用退刀溝14c。切割刀用退刀溝14c的上端會在保持面14a上形成開口。藉由此切割刀用退刀溝14c，可將保持面14a區劃成複數個對應於分割後之被加工物11的區域。
切割刀用退刀溝14c之寬度為比切割刀38的寬度更寬，且切割刀用退刀溝14c的深度為比切割刀38的切入深度更深。因此，即便在將被加工物11沿分割預定線19切割時使切割刀38切入得較深，保持治具14與切割刀38也不會有相互干涉。再者，是將保持治具14形成為比切割刀用退刀溝14c的深度更厚。
以切割刀用退刀溝14c所區劃出的各區域中形成有將保持治具14上下貫通而在保持面14a形成開口之吸引孔14d。如圖3(B)所示，當在治具基座12的上表面12a載置保持治具14時，各吸引孔14d會連接到形成於治具基座12之上表面12a側的中央部分的第1負壓傳達路徑(負壓傳達部)12b。
第1負壓傳達路徑12b是通過電磁閥42a而連接到吸引源44。因此，只要在將被加工物11重疊於已載置於治具基座12之上表面12a的保持治具14的保持面14a上，且在將被加工物11之分割預定線19對準切割刀用退刀溝14c的狀態下打開電磁閥42a，就能夠藉由保持台10吸引、保持被加工物11。
再者，在治具基座12之上表面12a側的外周部分，形成有用於將保持治具14裝設在治具基座12上的第2負壓傳達路徑12c。此第2負壓傳達路徑12c是通過電磁閥42b而連接到吸引源44。因此，只要使保持治具14的下表面14b接觸於治具基座12之上表面12a，並打開電磁閥42b，就可以將保持治具14固定在治具基座12之上表面 12a。
圖4(A)是將切割刀用退刀溝14c之周邊放大的剖面圖。在相鄰於各切割刀用退刀溝14c的位置上，設置有相對於各切割刀用退刀溝14c大致平行的切割液退離溝14e。此切割液退離溝14e的底面14g是形成在比切割刀用退刀溝14c之底面14f更低的位置上。亦即，切割液退離溝14e是配置在比切割刀用退刀溝14c更低的位置上。
又，各切割刀用退刀溝14c是連接到相鄰的切割液退離溝14e。因此，變得在被加工物11的切割中從切割液供給噴嘴40所供給的切割液，不會蓄積於切割刀用退刀溝14c而是流入切割液退離溝14e。也就是說，在以攝像單元36拍攝被加工物11時，也不會有因蓄積於切割刀用退刀溝14c的切割液而產生暈光作用的情形。
圖4(B)是用於說明切割液退離溝14e的剖面圖。再者，在圖4(B)中所顯示的是將以圖3(A)的一點鏈線BB所示之區域從箭頭的方向來觀看的剖面。如圖4(B)所示，切割液退離溝14e的端部14h、14i會於保持治具14的側面形成開口。
因此，從切割刀用退刀溝14c流入切割液退離溝14e的切割液，會通過端部14h、14i而排出至保持治具14的外部。再者，切割液退離溝14e的上端並未於保持面14a上形成開口。因此，即便在切割液退離溝14e內殘存有切割液，也不會有因此切割液而產生暈光作用的情形。
保持治具14的製造方法並無限制。例如，能夠以接合複數個零件的方法來製造保持治具14。當然，也可以採用3D列印機來一體地成形保持治具14。
如以上所述，在本實施形態的切割裝置2中，由於保持治具14具有相鄰於各複數條切割刀用退刀溝14c的切割液退離溝14e，且此切割液退離溝14e的底面14g形成為比切割刀用退刀溝14c的底面14f更低，所以從切割液供給噴嘴40所供給的切割液，不會蓄積於切割刀用退刀溝14c而會流入切割液退離溝14e。因此，能夠防止因蓄積於切割刀用退刀溝14c之切割液所造成的暈光作用之產生。
再者，本發明並不限定於上述實施形態之記載，可作各種變更而實施。例如，在上述記實施形態中，雖然例示了各切割液退離溝14e的2個端部14h、14i在保持治具14的側面形成開口之態様，但並不一定要使各切割液退離溝14e的2個端部14h、14i全部都形成開口。由於各切割液退離溝14e是相互連接著的，所以只要使至少任一個切割液退離溝14e的1個端部在側面形成開口，就能夠將切割液排出至保持治具14的外部。
又，在上述實施形態中，雖然例示了切割液退離溝14e的底面14g及切割刀用退刀溝14c的底面14f皆相對於保持面14a平行之態様，但切割液退離溝14e的底面14g及切割刀用退刀溝14c的底面14f也可以相對於保持面14a而傾斜。
圖5(A)是示意地顯示第1變形例之保持治具14的剖面圖，圖5(B)是示意地顯示第2變形例之保持治具14的剖面圖。在圖5(A)所示之保持治具14中，是使切割液退離溝14e的底面14g相對於保持面14a傾斜，且與保持治具14的中央部分相比在外周部分(端部14h、14i)變得更低。
另一方面，在圖5(B)所示之保持治具14中，是使切割液退離溝14e的底面14g相對於保持面14a傾斜，且與保持治具14的一端側(端部14h)相比在另一端側(端部14i)變得更低。如此進行，藉由相對於保持面14a使切割液退離溝14e的底面14g傾斜，能夠促進從切割液退離溝14e的切割液的排出。
圖5(C)是示意地顯示第3變形例之保持治具14的剖面圖。在圖5(C)所示之保持治具14中，是使切割刀用退刀溝14c的底面14f相對於保持面14a而傾斜，且與底面14f的中央部分相比在切割液退離溝14e側變得更低。像這樣，藉由使切割刀用退刀溝14c的底面14f傾斜成在切割液退離溝14e側變得更低，便能夠進一步促進從切割刀用退刀溝14c往切割液退離溝14e之切割液的排出。
另外，上述實施形態之構造、方法等，只要在不脫離本發明的目的之範圍下，均可適當變更而實施。
14‧‧‧保持治具
14a‧‧‧保持面
14b‧‧‧下表面
14c‧‧‧切割刀用退刀溝
14d‧‧‧吸引孔
14e‧‧‧切割液退離溝
14f、14g‧‧‧底面
14h、14i‧‧‧端部
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (2)

  1. 一種切割裝置，具備：保持台，保持設定有交叉之複數條分割預定線的被加工物；切割刀，切割被保持在該保持台的被加工物；切割液供給噴嘴，在被加工物的切割中對被加工物與該切割刀供給切割液；及攝像單元，拍攝以該切割刀切割過的被加工物，該切割裝置之特徵在於， 該保持台是包含保持治具與治具基座而構成， 該保持治具具有保持被加工物之保持面、複數條形成於對應於被保持在該保持面之被加工物的該分割預定線的位置的切割刀用退刀溝、及複數個形成在以該切割刀用退刀溝所區劃的各區域中的吸引孔， 該治具基座具有對該吸引孔傳達負壓的負壓傳達部、及載置該保持治具的載置部， 該保持治具並具有複數條切割液退離溝，該等切割液退離溝是相鄰於各複數條該切割刀用退刀溝而形成，且具有比該切割刀用退刀溝之底面更低的底面。
  2. 如請求項1之切割裝置，其中，該切割液退離溝的底面是相對於該保持面而傾斜。
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