JP6043150B2 - 積層脆性材料基板のブレイク装置および積層脆性材料基板のブレイク方法 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂または金属からなる層が付設された積層脆性材料基板をブレイクする積層脆性材料基板のブレイク装置および積層脆性材料基板のブレイク方法に関する。

半導体素子は、基板に形成された素子領域を、その領域の境界位置でブレイク（割断）することにより製造される。このように、基板をブレイクするときには、ブレイク装置が使用される。このようなブレイク装置は、スクライビングホイールにより基板表面をスクライブすることによって形成されたスクライブライン、ダイヤモンドカッター等の切削器具により基板表面を線状に削り取ったスクライブ溝、または、レーザ光により基板表面をアブレーションさせて線状に除去したアブレーション加工ライン、あるいは、レーザ光により基板表面を局所的に溶融させることで基板の構造を線状に変質させた加工ライン等（この明細書においては、これらを総称して「スクライブライン」と呼称する）が一方の主面に形成された基板を、スクライブラインが形成された主面とは逆側の主面からブレイクバーによりＺ方向に押圧することにより、この基板を、Ｘ方向を向くスクライブラインにおいてブレイクする構成となっている。そして、基板のブレイク時には、基板は、受刃等と呼称される、Ｙ方向に微小距離だけ互いに離隔して配置された一対の受け部材により当接支持される（例えば特許文献１参照）。

このような脆性材料基板には、主面に形成された回路の保護などを目的としてガラスエポキシなどの熱硬化性樹脂を主面に付設させたものや、金属層を主面に付設させたものがある。このような基板を上述した方法によりブレイクする場合、樹脂や金属と基板とでは材質が異なることが原因で、基板がブレイクされたときにも、樹脂または金属からなる層の一部が完全に切断されず残ってしまうという問題が生ずる。

このため、特許文献２には、脆性材料基板の一主面に樹脂が付着してなる樹脂付き脆性材料基板を主面に垂直に分割する方法であって、樹脂付き脆性材料基板の樹脂側の分割予定位置に溝部を形成する溝部形成工程と、樹脂付き脆性材料基板の脆性材料基板側の分割予定位置にスクライブラインを形成するスクライブライン形成工程と、スクライブラインに沿って樹脂付き脆性材料基板を分割するブレイク工程とを備える樹脂付き脆性材料基板の分割方法が開示されている。

特開２００４−３９９３１号公報 特開２０１２−６６４７９号公報

特許文献２に記載の樹脂付き脆性材料基板の分割方法は、樹脂付き脆性材料基板をその主面に対して垂直な分割予定位置にて確実に、しかも、優れた寸法精度にて分割することができる優れたものではあるが、基板のブレイク工程の前に溝部形成工程を実行する必要があることから、作業工程が増加し、効率的にブレイク作業を実行できないという問題がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、樹脂または金属からなる層が付設された積層脆性材料基板に対し、特別な工程を経ることなく、樹脂または金属からなる層とともに当該積層脆性材料基板を確実にブレイクすることが可能な積層脆性材料基板のブレイク装置および積層脆性材料基板のブレイク方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、一方の主面に樹脂または金属からなる層が付設され、他方の主面にスクライブラインが形成された積層脆性材料基板に対して、前記積層脆性材料基板における前記樹脂または金属からなる層が付設された側の主面から前記スクライブラインに沿ってブレイクバーを押し当てることにより前記樹脂または金属からなる層を切断するとともに前記積層脆性材料基板をブレイクする積層脆性材料基板のブレイク装置であって、前記ブレイクバーにおける前記積層脆性材料基板との当接部が、６５度以下、好ましくは４５度以下の角度から成る刃形状を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、一方の主面に樹脂または金属からなる層が付設され、他方の主面にスクライブラインが形成された積層脆性材料基板をブレイクする積層脆性材料基板のブレイク方法であって、前記積層脆性材料基板における前記スクライブラインが形成された主面を支持する支持工程と、前記積層脆性材料基板における前記樹脂または金属からなる層が付設された側の主面から前記スクライブラインに沿って、その先端が、６５度以下、好ましくは４５度以下の角度から成る刃形状を有するブレイクバーを押し当てることにより、前記樹脂または金属からなる層を切断するとともに前記積層脆性材料基板をブレイクするブレイク工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、樹脂または金属からなる層が付設された積層脆性材料基板をブレイクする場合であっても、溝部の形成等の特別な工程を経ることなく、積層脆性材料基板を樹脂または金属からなる層とともに、確実にブレイクすることが可能となる。

この発明に係る脆性材料基板のブレイク装置の斜視図である。 この発明に係る脆性材料基板のブレイク装置の斜視図である。 基板１００を上述した基板のブレイク装置にセットするためのリング部材４３を示す平面図である。 基板１００をブレイクする状態を示す拡大図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、この発明に係る脆性材料基板のブレイク装置の斜視図である。

この脆性材料基板のブレイク装置は、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）やＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics）などのセラミックスやガラスその他の脆性材料を用いて構成された脆性材料基板（以下、単に「基板」という）をブレイク（割断）するためのものである。

この基板のブレイク装置は、サポート部材１０（図１参照）と、このサポート部材１０に対して、基板に形成されたスクライブラインの向きを所望の方向に合わせるように後述するリング部材４３を支持、回転させる回転部材１１と、回転部材１１を支持するＹテーブル１２と、このＹテーブル１２を支持する支持テーブル１３と、回転部材１１に対して昇降する昇降テーブル１６とを備える。支持テーブル１３は、４本のシャフト１８、基台１７および脚部１９を介して地面に設置される。

支持テーブル１３の上面には、４本の柱状昇降ガイド２４が、回転部材１１の外側の位置に立設されており、これらの柱状昇降ガイド２４の上端を架け渡すようにして架台２１が固定されている。また、支持テーブル１３と架台２１の間には、柱状昇降ガイド２４によって昇降可能に案内される昇降テーブル１６が設けられている。

架台２１上には、支持部材２２を介して、ステッピングモータ２３が設置されている。このステッピングモータ２３の回転軸には、架台２１を回転自在な状態で貫通するボールネジ２５が連結されており、このボールネジ２５は昇降テーブル１６に形成された雌ネジ部に螺合している。このため、昇降テーブル１６は、ステッピングモータ２３の駆動によりＺ方向に昇降する。

図２に示すように、この昇降テーブル１６の下面には、ブレイクバー１４が、釣支部材１５を介して取り付けられている。このブレイクバー１４は、ブレードまたはブレイク刃とも呼称されるものであり、基板のブレイク時に、基板に形成されたスクライブラインに沿って基板を押圧することにより、基板をブレイクする力を基板に付与するためのものである。

図２に示すように、Ｙテーブル１２は、ステッピングモータ３１の駆動により回転するボールねじ３２の駆動を受け、支持テーブル１３上をＹ方向に往復移動する。また、回転部材１１の回転角度位置は、ステッピングモータ３４によりボールねじ３３を回転させることにより調整することが可能となっている。

図２に示すように、支持テーブル１３の下方には、ＣＣＤカメラ３５が設置されている。このＣＣＤカメラ３５は、基台１７上の支持板３９に支持された一対のガイドレール３７に沿ってＸ方向に移動可能となっている。また、ＣＣＤカメラ３５の支持部４１は、ステッピングモータ３６の駆動により回転するボールねじ３８と螺合している。このため、ＣＣＤカメラ３５は、ステッピングモータ３６の駆動を受け、Ｘ方向に往復移動する。なお、このＣＣＤカメラ３５は、支持テーブル１３に形成された開口部を介して、基板に形成されたスクライブラインとブレイクバー１４との位置関係を観察するためのものである。

図３は、基板１００を上述した基板のブレイク装置にセットするためのリング部材４３を示す平面図である。

リング部材４３の中央に形成された円形の開口部には、ダイシングテープと呼称される粘着性フィルム４２が、その粘着面をリング部材４３側にした状態で貼り付けられる。そして、ブレイクされる基板１００は、粘着性フィルム４２の粘着面に貼り付けられる。このときには、後述する樹脂または金属からなる層１０３は、粘着性フィルム４２とは逆側に配置される。粘着性フィルム４２を介して基板１００が貼り付けられたリング部材４３は、図１に示す回転部材１１にセットされる。

図４は、基板１００をブレイクする状態を示す拡大図である。なお、この図においては、基板１００に形成される多数のスクライブライン９９のうちの一本のみを図示している。

図３に示すリング部材４３は、回転部材１１上に、粘着性フィルム４２を介して載置される。この状態においては、基板１００の下面には一対の受刃６１、６２を備えたサポート部材１０が配置されており、基板１００を粘着した粘着性フィルム４２は、これら一対の受刃６１、６２により支持される。この状態においては、スクライブライン９９は、一対の受刃６１、６２の間の領域を介して、ＣＣＤカメラ３５により観察される。そして、ブレイクバー１４が、スクライブライン９９と対向する位置に配置される。

このブレイクバー１４は、樹脂または金属からなる層１０３を切断するとともに基板１００自体をブレイクするためのものであり、その先端が４５度以下の角度から成る刃形状を有する超鋼合金から構成される。

すなわち、従来の一般的なブレイクバーは、その先端が９０度程度の角度となっている。このため、このようなブレイクバーを利用して、樹脂または金属からなる層１０３が付設された基板１００に対して、この樹脂または金属からなる層１０３が付設された側の主面からブレイクバーを押し当てることにより基板をブレイクする構成を採用した場合には、基板１００がブレイクされたときにも、樹脂または金属からなる層１０３の一部が完全に切断されず残ってしまうという問題が生ずることが見出された。このため、この発明に係る基板のブレイク装置においては、ブレイクバー１４として、図４に拡大して示すように、基板１００との当接部が６５度以下、好ましくは４５度以下の角度θから成る刃形状を有するものを使用することにより、上述した問題を解消するようにしている。

このブレイクバー１４の先端の角度θは、３５度以下であることが好ましく、２５度以下であることがさらに好ましい。この角度θが小さいほど、樹脂または金属からなる層１０３を良好に切断することができるが、ブレイクバー１４の加工や耐久性を考慮すると、この角度θは１０度以上であることが好ましい。また、一般的なブレイクバー１４の先端部には、従来、０．１ｍｍ程度のアール（円弧状加工／Ｒ０．１ｍｍ）が形成されているが、このブレイクバー１４においては、ブレイクバー１４の先端を保護するために最低必要なアールのみが形成されている。

このような構成を有する基板のブレイク装置により基板１００をブレイクするときには、ブレイクすべき基板１００を粘着性フィルム４２を介して装着したリング部材４３を回転部材１１にセットする。この状態においては、図４に示すように、基板１００を粘着した粘着性フィルム４２は、サポート部材１０における一対の受刃６１、６２により支持される。

そして、ＣＣＤカメラ３５により、基板１００に形成されたスクライブライン９９を撮影する。このスクライブライン９９の撮影時には、ステッピングモータ３６の駆動によりＣＣＤカメラ３５をＸ方向に移動させ、Ｘ方向に延びるスクライブライン９９について、その全域で画像が撮影される。

次に、ＣＣＤカメラ３５により撮影した画像に基づいて基板１００とブレイクバー１４とを相対移動させることにより、基板１００におけるスクライブライン９９とブレイクバー１４との位置決めを実行する。より具体的には、ＣＣＤカメラ３５により撮影したスクライブライン９９の画像に基づいて基板１００に形成されたスクライブライン９９の角度と位置を認識する。すなわち、ステッピングモータ３１の駆動によりＹテーブル１２をＹ方向に移動させるとともに、ステッピングモータ３４の駆動により回転部材１１の回転角度位置を調整することで、基板１００をＹ方向およびθ方向に移動させて、基板１００を、端部に配置されたスクライブライン９９とブレイクバー１４とが正確に対向する位置に配置する。

しかる後、ブレイクバー１４により基板１００を押圧して、基板１００をブレイクする。すなわち、ステッピングモータ２３の駆動により昇降テーブル１６を下降させ、ブレイクバー１４を基板１００におけるスクライブライン９９とは逆側の主面に当接させた後、このブレイクバー１４をさらに下降させる。このときには、ブレイクバー１４として、その先端が４５度以下の角度θから成る刃形状を有するものを使用していることから、このブレイクバー１４により樹脂または金属からなる層１０３を切断するとともに基板１００自体をブレイクすることが可能となる。

このような動作を必要な回数だけ繰り返すことにより、全てのスクライブライン９９に対応する領域において基板１００のブレイク作業が完了すれば、基板１００を搬出して作業を終了する。

以上のように、この発明に係る基板のブレイク装置においては、ブレイクバー１４として、特に、基板１００との当接部が鋭角化された刃形状を有するものを使用することから、樹脂または金属からなる層１０３が付設された基板１００をこの層１０３側から押圧してブレイクする場合であっても、溝部の形成等の特別な工程を経ることなく、基板１００を樹脂または金属からなる層１０３とともに、確実にブレイクすることが可能となる。

１０ サポート部材
１１ 回転部材
１２ Ｙテーブル
１３ 支持テーブル
１５ 釣支部材
１４ ブレイクバー
１６ 昇降テーブル
２３ ステッピングモータ
２５ ボールねじ
３１ ステッピングモータ
３２ ボールねじ
３３ ボールねじ
３４ ステッピングモータ
３５ ＣＣＤカメラ
３６ ステッピングモータ
３７ ガイドレール
３８ ボールねじ
４２ 粘着性フィルム
４３ リング部材
６１ 受刃
６２ 受刃
９９ スクライブライン
１００ 基板
１０３ 樹脂または金属からなる層

Claims (2)

1. 一方の主面に樹脂または金属からなる層が付設され、他方の主面にスクライブラインが形成された積層脆性材料基板に対して、前記積層脆性材料基板における前記樹脂または金属からなる層が付設された側の主面から前記スクライブラインに沿ってブレイクバーを押し当てることにより前記樹脂または金属からなる層を切断するとともに前記積層脆性材料基板をブレイクする積層脆性材料基板のブレイク装置であって、
   前記ブレイクバーにおける前記積層脆性材料基板との当接部が、６５度以下の角度から成る刃形状を有することを特徴とする積層脆性材料基板のブレイク装置。
2. 一方の主面に樹脂または金属からなる層が付設され、他方の主面にスクライブラインが形成された積層脆性材料基板をブレイクする積層脆性材料基板のブレイク方法であって、
   前記積層脆性材料基板における前記スクライブラインが形成された主面を支持する支持工程と、
   前記積層脆性材料基板における前記樹脂または金属からなる層が付設された側の主面から前記スクライブラインに沿って、その先端が６５度以下の角度から成る刃形状を有するブレイクバーを押し当てることにより、前記樹脂または金属からなる層を切断するとともに前記積層脆性材料基板をブレイクするブレイク工程と、
   を備えたことを特徴とする積層脆性材料基板のブレイク方法。

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