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KR20220066832A - 익스팬드 장치 및 익스팬드 방법 - Google Patents

익스팬드 장치 및 익스팬드 방법 Download PDF

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KR20220066832A
KR20220066832A KR1020210143187A KR20210143187A KR20220066832A KR 20220066832 A KR20220066832 A KR 20220066832A KR 1020210143187 A KR1020210143187 A KR 1020210143187A KR 20210143187 A KR20210143187 A KR 20210143187A KR 20220066832 A KR20220066832 A KR 20220066832A
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 피가공물에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있는 익스팬드 장치를 제공한다.
(해결수단) 분할 기점인 개질층이 형성된 피가공물이 첩착된 익스팬드 시트를 확장하여 피가공물을 분할하는 익스팬드 장치에 있어서, 익스팬드 시트를 확장하는 확장 기구와, 익스팬드 시트의 환형 프레임의 내연과 피가공물의 외연 사이의 영역을, 익스팬드 시트의 피가공물의 외연보다도 내측의 영역보다 저온이 되도록 냉각시키는 냉각 유닛을 포함한다.

Description

익스팬드 장치 및 익스팬드 방법{EXPAND APPARATUS AND EXPAND METHOD}
본 발명은, 분할 기점이 형성된 피가공물이 첩착된 시트를 확장하여 피가공물을 분할하는 익스팬드 장치 및 익스팬드 방법에 관한 것이다.
미리 정해진 분할 예정 라인을 따라 분할 기점이 형성된 피가공물의 이면에 익스팬드 시트를 첩착하고, 익스팬드 시트를 확장함으로써 피가공물을 분할하는 익스팬드 장치가 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 나타난 익스팬드 장치는, 피가공물이 DAF(다이 어태치 필름)나 금속막 등의 연성재를 포함하는 경우는, 익스팬드 시에 피가공물을 냉각하여, 분할성을 향상시키고 있다.
일본 공개특허공보 제2019-186437호
한편, 피가공물에 첩착된 익스팬드 시트도 연성을 가지고 있고, 냉각됨으로써 연성이 억제된다. 피가공물이 첩착된 영역의 익스팬드 시트만을 냉각하고, 피가공물의 외측의 영역의 익스팬드 시트가 냉각되어 있지 않은 상태에서 익스팬드 시트를 익스팬드하면, 익스팬드 시트의 피가공물의 외주측의 영역이 확장되어 피가공물이 첩착된 영역의 익스팬드 시트가 충분히 확장되지 않아, 피가공물이 분할되지 않는 영역이 생겨 버린다.
따라서, 본 발명의 목적은, 피가공물 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있는 익스팬드 장치 및 익스팬드 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 분할 기점이 형성된 피가공물이 첩착된 시트를 확장하여 피가공물을 분할하는 익스팬드 장치에 있어서, 상기 시트를 확장하는 확장 기구와, 상기 시트의 피가공물이 첩착되어 있지 않은 영역을, 상기 시트의 피가공물이 첩착된 영역보다 저온이 되도록 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 익스팬드 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 확장 기구는, 제1 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고, 각각 상기 시트를 협지하는 제1 협지부와 제2 협지부와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고, 각각 상기 시트를 협지하는 제3 협지부와 제4 협지부를 가진 시트 협지 유닛과, 상기 제1 협지부와 상기 제2 협지부를 상기 제1 방향에서 서로 이반하는 방향으로 이동시키는 제1 이동 유닛과, 상기 제3 협지부와 상기 제4 협지부를 상기 제2 방향에서 서로 이반하는 방향으로 이동시키는 제2 이동 유닛을 구비하고, 상기 냉각 유닛은, 상기 시트 협지 유닛으로 협지된 상기 시트에 접촉하는 접촉면을 가지고 상기 시트를 냉각하는 냉각 테이블을 구비하고, 상기 접촉면은, 피가공물이 첩착된 영역에 대응하는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸고, 피가공물과 상기 제1, 제2, 제3, 제4 협지부 사이의 영역에 대응하는 제2 영역으로 이루어지고, 상기 제1 영역은 제1 온도로 설정되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 설정된다.
본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 분할 기점이 형성된 피가공물이 첩착된 시트를 확장하여 피가공물을 분할하는 익스팬드 방법에 있어서, 상기 시트의 피가공물이 첩착되어 있지 않은 영역을, 상기 시트의 피가공물이 첩착된 영역보다 저온이 되도록 냉각시키는 시트 냉각 단계와, 상기 시트 냉각 단계를 실시한 후, 상기 시트를 익스팬드하여 피가공물을 분할하는 분할 단계를 포함하는 익스팬드 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 시트 냉각 단계는, 냉각 테이블을 상기 시트에 접촉시킴으로써 실시되고, 냉각 테이블은, 피가공물이 첩착된 영역에 대응하는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸고, 피가공물과 제1, 제2, 제3, 제4 협지부 사이의 영역에 대응하는 제2 영역으로 이루어지는 접촉면을 가지고, 상기 제1 영역은 제1 온도로 설정되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 설정되고, 상기 분할 단계에서는, 제1 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고 상기 시트를 협지한 제1 협지부와 제2 협지부를 상기 제1 방향에서 서로 이반하는 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고 상기 시트를 협지한 제3 협지부와 제4 협지부를 상기 제2 방향에서 서로 이반하는 방향으로 이동시킴으로써 상기 시트를 익스팬드한다.
본 발명은, 피가공물에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 익스팬드 장치에 의해 분할되는 피가공물의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 익스팬드 장치에 의해 분할되는 피가공물의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 익스팬드 방법의 시트 냉각 단계를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 익스팬드 방법의 분할 단계를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 익스팬드 장치의 시트 협지 유닛과 냉각 테이블을 도시하는 평면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 익스팬드 장치의 냉각 테이블의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 냉각 단계를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 분할 단계의 익스팬드 시트 확장 전의 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 분할 단계의 익스팬드 시트를 확장한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 분할 단계 후의 냉각 테이블을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 제2 실시형태의 변형예에 따른 익스팬드 장치의 냉각 테이블의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 다양한 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.
<제1 실시형태>
본 발명의 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치 및 익스팬드 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 익스팬드 장치에 의해 분할되는 피가공물의 일례를 도시하는 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 익스팬드 장치에 의해 분할되는 피가공물의 다른 예를 도시하는 사시도이다. 도 4는 제1 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
제1 실시형태에 따른 도 1에 나타내는 익스팬드 장치(1)는, 도 2에 나타내는 피가공물(200)이 첩착된 시트인 익스팬드 시트(201)를 확장하여, 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할하는 장치이다. 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)의 가공 대상인 피가공물(200)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 실리콘, 사파이어, 갈륨비소 또는 SiC(탄화규소) 등으로 형성된 기판(203)을 포함하는 원판형의 반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼 등의 웨이퍼이다.
제1 실시형태에서는, 피가공물(200)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(203)의 표면(204)의 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인(205)으로 구획된 각 영역에 각각 디바이스(206)가 형성되어 있다. 디바이스(206)는, 예를 들면, IC(Integrated Circuit), 또는 LSI(Large Scale Integration) 등의 집적 회로, CCD(Charge Coupled Device), 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 이미지 센서이다.
피가공물(200)은, 분할 예정 라인(205)을 따라 기판(203)의 내부에 분할 기점인 개질층(207)(도 2 중에 파선으로 나타낸다)이 형성되어 있다. 개질층(207)은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위의 그것과는 상이한 상태가 된 영역을 의미하고, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역, 및 이들 영역이 혼재된 영역 등이다. 제1 실시형태에서는, 개질층(207)은, 기판(203)의 다른 부분보다 기계적인 강도가 낮다.
또한, 제1 실시형태에 있어서, 피가공물(200)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(203)의 이면(208)측에 익스팬드 시트(201)에 첩착된 DAF(Die Attach Film)(209)가 첩착되고, 익스팬드 시트(201)의 외연부에 환형 프레임(210)이 장착되고, 환형 프레임(210)의 내측의 개구(211) 내에 익스팬드 시트(201)에 의해 지지된다. 피가공물(200)은, 기판(203)의 이면(208)에 DAF(209) 및 익스팬드 시트(201)가 첩착된 상태로, 익스팬드 장치(1)에 의해 DAF(209)와 함께 개질층(207)을 따라 개개의 칩(202)으로 분할된다.
칩(202)은, 기판(203)의 일부분과, 기판(203)의 표면(204)에 형성된 디바이스(206)를 구비하고, 이면(208)에 DAF(209)의 일부분이 첩착된다. DAF(209)는, 피가공물(200)로부터 개개로 분할된 칩(202)을 기판 등에 고정하기 위한 것이다. 제1 실시형태에서는, DAF(209)는, 피가공물(200)보다 대직경의 원판형으로 형성되고, 기판(203)의 이면(208)과 익스팬드 시트(201)에 첩착되어 있다.
익스팬드 시트(201)는 신축성을 가지며, 예를 들어, 가열된 합성수지가 제1 방향(212)을 따라 신장되면서, 제1 방향(212)에 대하여 직교하는 제2 방향(213)으로 연신되어 성형된다. 익스팬드 시트(201)는, 신축성을 갖는 합성 수지에 의해 구성된 기재층과, 기재층에 적층되며 또한 신축성과 점착성을 갖는 합성 수지에 의해 구성된 점착층을 구비한다. 제1 실시 형태에서는, 제1 방향(212)은 소위 흐름 방향(MD: Machine Direction)이며, 제2 방향(213)은 소위 수직 방향(TD: Transverse Direction)이다. 또한, 익스팬드 시트(201)는, 냉각되면 신축성이 저하됨과 함께, 저온이 됨에 따라 신장성이 저하된다.
또한, 도 1에 도시된 익스팬드 장치(1)의 가공 대상인 피가공물(200)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(203)의 이면(208) 상에 금속막(214)이 형성되고, 금속막(214)에 익스팬드 시트(201)가 첩착되며, 익스팬드 시트(201)의 외연부에 환형 프레임(210)이 장착되고, 환형 프레임(210)의 내측의 개구(211) 내에 익스팬드 시트(201)에 의해 지지된 웨이퍼라도 좋다. 도 3에 나타내는 피가공물(200)은, 기판(203)의 이면(208) 상의 금속막(214)에 익스팬드 시트(201)가 첩착된 상태에서, 익스팬드 장치(1)에 의해 개질층(207)을 따라 기판(203) 및 금속막(214)이 개개의 칩(202)으로 분할된다. 또한, 도 3에 나타내는 피가공물(200)의 경우, 칩(202)은, 기판(203)의 일부분과, 기판(203)의 표면(204)에 형성된 디바이스(206)와, 이면(208) 상에 형성된 금속막(214)의 일부분을 구비한다. 도 3은, 도 2와 동일 부분에 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 2에 도시된 피가공물(200)은, 분할 예정 라인(205)을 따라서 개질층(207)이 형성되고 또한 이면(208)에 DAF(209)가 첩착되어 있지 않은 것보다 개개의 칩(202)으로 분할하기 어렵다. 또한, 도 3에 도시된 피가공물(200)은, 분할 예정 라인(205)을 따라서 개질층(207)이 형성되고 또한 이면(208)에 금속막(214)이 첩착되어 있지 않은 것보다 개개의 칩(202)으로 분할하기 어렵다. 이와 같이, 피가공물(200)은, 대표적으로는, 도 2에 도시된 이면(208)에 DAF(209)가 첩착되거나, 또는 도 3에 도시된 이면(208)에 금속막(214)이 형성되어, 칩(202)으로 분할하기 어려운 웨이퍼이다.
또한, 제1 실시형태에서는, 분할 기점으로서, 개질층(207)이 피가공물(200)에 형성되어 있지만, 개질층(207)에 한정되지 않고, 예를 들어, 분할 기점으로서, 절삭 블레이드가 표면(204)측으로부터 절삭하여 형성된 절삭 홈, 또는, 피가공물(200)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔이 표면(204)측으로부터 조사되어 형성된 레이저 가공홈이 피가공물(200)에 형성되어도 좋다.
제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)는, 개질층(207)이 형성된 피가공물(200)이 첩착된 익스팬드 시트(201)를 확장하여, 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할함과 함께, DAF(209)를 개개의 칩(202)마다 분할하는 장치이다. 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 확장 기구인 확장 유닛(10)과, 냉각 유닛(20)과, 제어 유닛(30)을 구비한다.
확장 유닛(10)은, 익스팬드 시트(201)를 확장하는 것이다. 확장 유닛(10)은, 원반형의 베이스(11)와, 프레임 유지 유닛(12)과, 확장 드럼(13)과, 승강 유닛(14)을 구비한다.
프레임 유지 유닛(12)은, 환형 프레임(210)을 유지하는 것이다. 프레임 유지 유닛(12)은, 베이스(11) 상에 설치된 원환형의 프레임 유지 부재(15)와, 프레임 유지 부재(15)의 외연부에 배치된 복수의 클램프(16)를 갖는다. 프레임 유지 부재(15)의 내경은, 환형 프레임(210)의 내경보다 작고 또한 피가공물(200)의 외경보다 크다. 프레임 유지 부재(15)의 외경은, 환형 프레임(210)의 외경과 동등하다. 프레임 유지 부재(15)는, 상면이 환형 프레임(210)을 재치하는 재치면(17)이다. 재치면(17)은 수평 방향을 따라 평탄하다. 클램프(16)는, 재치면(17)에 재치된 환형 프레임(210)을 클램프하여, 환형 프레임(210)을 프레임 유지 부재(15)에 고정한다. 제1 실시형태에서는, 클램프(16)는, 둘레 방향으로 등간격으로 4개 배치되어 있다.
확장 드럼(13)은, 베이스(11) 상에 설치되고 또한 원통 형상으로 형성되어 있다. 확장 드럼(13)은, 프레임 유지 부재(15)의 내측이고 또한 프레임 유지 부재(15)와 동축이 되는 위치에 배치되어 있다. 확장 드럼(13)의 내경 및 외경은, 환형 프레임(210) 및 프레임 유지 부재(15)의 내경보다 작고, 피가공물(200)의 외경보다 크다.
승강 유닛(14)은, 연직 방향을 따라서, 프레임 유지 유닛(12)과 확장 드럼(13)을 상대적으로 이동시키는 것이다. 제1 실시형태에서는, 승강 유닛(14)은, 재치면(17)이 확장 드럼(13)의 상단과 동일 평면 상에 위치하는 위치와, 재치면(17)이 확장 드럼(13)의 상단보다 하방의 위치에 걸쳐, 프레임 유지 유닛(12)을 승강시킨다. 제1 실시형태에 있어서, 승강 유닛(14)은, 베이스(11)에 장착된 실린더(18)와, 실린더(18)로부터 신축 가능하고 또한 상단에 프레임 유지 부재(15)가 장착된 피스톤 로드(19)를 구비한, 에어 실린더이다. 제1 실시형태에서는, 승강 유닛(14)은, 베이스(11)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다.
냉각 유닛(20)은, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되어 있지 않은 영역인 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)(도 2 및 도 3에 나타낸다)을, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역인 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216)(도 2 및 도 3에 나타낸다)보다 저온이 되도록, 익스팬드 시트(201)를 냉각하는 것이다. 제1 실시 형태에서는, 냉각 유닛(20)은 외경이 프레임 유지 부재(15)의 내경과 동등한 원반 형상으로 형성되어 있다. 제1 실시 형태에서는, 냉각 유닛(20)은, 확장 드럼(13) 및 프레임 유지 부재(15)의 상방에서, 또한 확장 드럼(13) 및 프레임 유지 부재(15)와 동축이 되는 위치에 배치되어 있다.
냉각 유닛(20)은, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216), 즉 익스팬드 시트(201)에 첩착된 피가공물(200)과 연직 방향을 따라 대면하는 제1 냉각 에어 분출 구멍(21)과, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연의 사이의 영역(215)과 연직 방향을 따라 대면하는 제2 냉각 에어 분출 구멍(22)을 구비한다. 제1 냉각 에어 분출 구멍(21)과, 제2 냉각 에어 분출 구멍(22)은 각각 복수 형성되어 있다.
제1 냉각 에어 분출 구멍(21)은, 상온보다 저온의 제1 온도(제1 실시형태에서는, 예를 들어, -5℃)의 냉각 에어(23)(도 5에 화살표로 나타낸다)를, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216), 즉 익스팬드 시트(201)에 첩착된 피가공물(200)을 향하여 분사한다. 제1 냉각 에어 분출 구멍(21)은, 피가공물(200)을 통해 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다도 내측의 영역(216)을 제1 온도로 냉각한다.
제2 냉각 에어 분출 구멍(22)은, 상온 및 제1 온도보다 저온의 제2 온도(제1 실시형태에서는, 예를 들어, -10℃)의 냉각 에어(24)(도 5에 화살표로 나타낸다)를, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 향하여 분사한다. 제2 냉각 에어 분출 구멍(22)은, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 제2 온도로 냉각한다.
제어 유닛(30)은, 익스팬드 장치(1)의 각 구성 요소를 각각 제어하여, 익스팬드 시트(201)를 확장하는 확장 동작을 익스팬드 장치(1)에 실시시키는 것이기도 하다. 또한, 제어 유닛(30)은, CPU(central processing unit)와 같은 마이크로프로세서를 갖는 연산 처리 장치와, ROM(read only memory) 또는 RAM(random access memory)과 같은 메모리를 갖는 기억 장치와, 입출력 인터페이스 장치를 갖는 컴퓨터이다. 제어 유닛(30)의 연산 처리 장치는, 기억 장치에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 연산 처리를 실시하여, 익스팬드 장치(1)를 제어하기 위한 제어 신호를, 입출력 인터페이스 장치를 통해 익스팬드 장치(1)의 각 구성 요소에 출력한다.
또한, 제어 유닛(30)은, 가공 동작의 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 도시하지 않은 표시 유닛과, 오퍼레이터가 가공 내용 정보 등을 등록할 때에 이용하는 도시하지 않은 입력 유닛에 접속되어 있다. 입력 유닛은, 표시 유닛에 설치된 터치 패널과, 키보드 등의 외부 입력 장치 중 적어도 하나에 의해 구성된다.
다음으로, 제1 실시형태에 따른 익스팬드 방법을 설명한다. 제1 실시형태에 따른 익스팬드 방법은, 개질층(207)이 형성된 피가공물(200)이 첩착된 익스팬드 시트(201)를 확장하여 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할하는 방법이다. 제1 실시형태에 따른 익스팬드 방법은, 제어 유닛(30)이 익스팬드 장치(1)의 각 구성 요소를 제어함으로써 실시되고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 유지 단계(1001)와, 시트 냉각 단계(1002)와, 분할 단계(1003)를 구비한다.
(유지 단계)
유지 단계(1001)는, 익스팬드 장치(1)의 프레임 유지 유닛(12)에서 피가공물(200)이 첩착된 익스팬드 시트(201)의 외연부와 익스팬드 시트(201)의 외연부에 첩착된 환형 프레임(210)을 유지하는 단계이다. 유지 단계(1001)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 승강 유닛(14)의 피스톤 로드(19)를 신장하여 프레임 유지 부재(15)의 재치면(17)과 확장 드럼(13)의 상단을 동일 평면 상에 배치한다.
유지 단계(1001)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 프레임 유지 부재(15)의 재치면(17) 상에 익스팬드 시트(201)에 첩착된 환형 프레임(210) 및 익스팬드 시트(201)의 외연부가 재치된다. 유지 단계(1001)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 클램프(16)로 프레임 유지 부재(15)의 재치면(17) 상에 익스팬드 시트(201)에 첩착된 환형 프레임(210) 및 익스팬드 시트(201)의 외연부를 클램프하여, 프레임 유지 부재(15)에 고정한다. 이 때, 확장 드럼(13)의 상단이, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)에 접촉하고 있다.
(시트 냉각 단계)
도 5는 도 4에 도시된 익스팬드 방법의 시트 냉각 단계를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 시트 냉각 단계(1002)는, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216)보다 저온이 되도록 냉각하는 단계이다.
제1 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 냉각 유닛(20)이 소정 시간 제1 냉각 에어 분출 구멍(21)으로부터 제1 온도의 냉각 에어(23)를, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216), 즉 익스팬드 시트(201)에 첩착된 피가공물(200)을 향하여 분사한다. 제1 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 피가공물(200)을 통해 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다도 내측의 영역(216), 즉 피가공물(200)을 제1 온도로 냉각한다.
또한, 제1 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 냉각 유닛(20)이 제1 냉각 에어 분출 구멍(21)으로부터의 냉각 에어(23)의 분사와 동시에, 소정 시간 제2 냉각 에어 분출 구멍(22)으로부터 제2 온도의 냉각 에어(24)를, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 향하여 분사한다. 제1 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1)는, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 제1 온도보다 저온인 제2 온도로 냉각한다. 그러면, 익스팬드 시트(201)는, 제2 온도가 제1 온도보다 저온이기 때문에, 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(215)이 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(216)보다 확장되기 쉬워진다.
(분할 단계)
도 6은 도 4에 도시된 익스팬드 방법의 분할 단계를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 분할 단계(1003)는, 시트 냉각 단계(1002)를 실시한 후, 익스팬드 시트(201)를 익스팬드하여, 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할하는 단계이다. 제1 실시형태에 있어서, 분할 단계(1003)에서는, 익스팬드 장치(1)가, 냉각 유닛(20)으로부터의 냉각 에어(23,24)의 분사를 정지하고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 승강 유닛(14)의 피스톤 로드(19)를 축소하여, 프레임 유지 유닛(12)을 하강시켜, 프레임 유지 유닛(12)과 확장 드럼(13)을 연직 방향으로 상대적으로 이동시킨다.
그러면, 프레임 유지 유닛(12)에 유지된 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)이 확장 드럼(13)의 상단에 접촉하고 있기 때문에, 익스팬드 시트(201)가 면 방향으로 확장된다. 분할 단계(1003)에서는, 확장의 결과, 익스팬드 시트(201)에 방사형의 인장력이 작용한다.
이와 같이 피가공물(200)의 기판(203)의 이면(208)측에 DAF(209)를 통해 첩착된 익스팬드 시트(201)에 방사형으로 인장력이 작용하면, 제2 온도가 제1 온도보다 저온이기 때문에, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216)이 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)보다 확장된다. 제1 실시형태에 있어서, 분할 단계(1003)에서는, 피가공물(200)이, 도 6에 도시된 바와 같이, 분할 예정 라인(205)을 따른 개질층(207)이 형성되어 있기 때문에, 개질층(207)을 파단 기점으로 하여 개개의 디바이스(206)마다 분할되어, 개개의 칩(202)마다 개편화됨과 함께, 피가공물(200)이 개질층(207)을 따라 파단되기 때문에, DAF(209)도 개질층(207)을 따라 파단된다.
또한, 제1 실시형태에서는, 분할 단계(1003)에 있어서, 프레임 유지 유닛(12)을 하강시켜 익스팬드 시트(201)를 확장하였지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 확장 드럼(13)을 상승시켜도 좋고, 요컨대, 확장 드럼(13)을 프레임 유지 유닛(12)에 대하여 상대적으로 상승시켜, 프레임 유지 유닛(12)을 확장 드럼(13)에 대하여 상대적으로 하강시키면 좋다. 이렇게 하여, 제1 실시형태는, 분할 단계(1003)에 있어서, 익스팬드 시트(201)를 확장하여, 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할한다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)는, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216)을 제1 온도로 냉각함과 함께, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 냉각하는 냉각 유닛(20)을 구비하고 있다. 이 때문에, 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)는, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다도 내측의 영역(216)보다도 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 저온에서 냉각할 수 있고, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)의 신축성을 피가공물(200)의 외연보다 내측의 영역(216)보다도 억제한 상태에서 익스팬드 시트(201)를 익스팬드할 수 있다.
그 결과, 제1 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)는, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다도 내측의 영역(216)을 충분히 확장할 수 있어, 피가공물(200)에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
또한, 제1 실시형태에 따른 익스팬드 방법은, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다도 내측의 영역(216)을 제1 온도로 냉각함과 함께, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 피가공물(200)의 외연 사이의 영역(215)을 제1 온도보다도 저온의 제2 온도로 냉각하는 시트 냉각 단계(1002)를 실시하기 때문에, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외연보다도 내측의 영역(216)을 충분히 확장할 수 있어, 피가공물(200)에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
<제2 실시형태>
본 발명의 제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치 및 익스팬드 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 7은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치의 구성예를 도시하는 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 익스팬드 장치의 시트 협지 유닛과 냉각 테이블을 도시하는 평면도이다. 도 9는 도 7에 도시된 익스팬드 장치의 냉각 테이블의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 10은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 냉각 단계를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 11 은, 제2 실시형태에 관련된 익스팬드 방법의 분할 단계의 익스팬드 시트 확장 전의 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 12는 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 분할 단계의 익스팬드 시트를 확장한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 13은 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법의 분할 단계 후의 냉각 테이블을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 7 내지 도 13은, 제1 실시형태와 동일 부분에 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1-2)는, 피가공물(200)이 첩착된 익스팬드 시트(201)를 제1 방향(212)과, 제2 방향(213)으로 확장하여, 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할함과 함께, DAF(209)를 개개의 칩(202)마다 분할하는 장치이다. 또한, 익스팬드 장치(1-2)는, 익스팬드 시트(201)를 익스팬드하여, 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할한 후, 익스팬드 시트(201)에 환형 프레임(210)을 첩착하여, 환형 프레임(210)의 개구(211) 내에 피가공물(200)을 지지하는 장치이기도 하다.
익스팬드 장치(1-2)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 평판형의 고정 베이스(31)와, 냉각 유닛(40)과, 도시하지 않는 워크 반송 유닛과, 확장 기구인 확장 유닛(60)과, 도시하지 않는 프레임 반송 유닛과, 도시하지 않는 시트 절단 유닛과, 제어 유닛(100)을 구비한다.
냉각 유닛(40)은, 고정 베이스(31)의 중앙에 설치된 냉각 테이블(41)을 구비한다. 냉각 테이블(41)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 평면 형상이 사각형(제2 실시형태에서는, 정방형)으로 형성되고, 상면인 접촉면(42) 상에 확장 유닛(60)의 시트 협지 유닛(61)으로 협지되고 또한 DAF(209)가 첩착된 익스팬드 시트(201)가 재치된다. 즉, 냉각 테이블(41)은, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)에 접촉하는 접촉면(42)을 가지고 있다. 냉각 테이블(41)은, 이동 기구에 의해 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 접촉면(42)은, 수평 방향을 따라 평탄하게 형성되고, 익스팬드 시트(201)를 통해 피가공물(200)을 재치 가능하다. 접촉면(42)은, 익스팬드 시트(201)를 통해, 피가공물(200)이 재치된다.
또한, 제2 실시형태에서는, 냉각 테이블(41)의 접촉면(42)은, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역에 대응하는 제1 영역(43)과, 제1 영역(43)을 둘러싸고, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)과 확장 유닛(60)의 시트 협지 유닛(61)의 제1 협지부(62-1), 제2 협지부(62-2), 제3 협지부(62-3) 및 제4 협지부(62-4) 사이의 영역에 대응하는 제2 영역(44)으로 이루어진다.
제1 영역(43)은, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)(도 8에 나타낸다)이 겹쳐지는 영역이며, 제2 실시형태에서는, 접촉면(42)의 중앙에 형성되고, 평면 형상이 사각형(제2 실시형태에서는, 정방형)으로 형성되어 있다. 또한, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)은, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역에 상당한다.
제2 영역(44)은, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)과, 시트 협지 유닛(61)의 제1 협지부(62-1), 제2 협지부(62-2), 제3 협지부(62-3) 및 제4 협지부(62-4) 사이의 영역(218)(도 8에 나타낸다)이 겹쳐지는 영역이며, 제2 실시형태에서는, 접촉면(42)의 외연부에 설치되고, 내외연이 사각형(제2 실시형태에서는, 정방형)의 프레임 형상으로 형성되어 있다. 또한, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)과, 시트 협지 유닛(61)의 제1 협지부(62-1), 제2 협지부(62-2), 제3 협지부(62-3) 및 제4 협지부(62-4) 사이의 영역(218)은, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되어 있지 않은 영역이다.
또한, 냉각 테이블(41)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 테이블 베이스(45)와, 테이블 베이스(45) 상에 배치된 제1 펠티에 소자층(46-1)과, 테이블 베이스(45) 상에 배치되고 또한 제1 펠티에 소자층(46-1)의 외연을 둘러싼 제2 펠티에 소자층(46-2)과, 펠티에 소자층(46-1,46-2) 상에 배치된 냉각 플레이트(47)를 구비한다. 테이블 베이스(45)와 냉각 플레이트(47)의 평면 형상은, 냉각 테이블(41)의 평면 형상과 동일하다. 냉각 플레이트(47)의 상면은, 전술한 접촉면(42)이다.
제1 펠티에 소자층(46-1)과, 제2 펠티에 소자층(46-2)은, 전원 회로(48)로부터 전력이 공급되는 적어도 하나 이상의 펠티에 소자를 구비하고 있다. 제1 펠티에 소자층(46-1)은 접촉면(42)의 제1 영역(43)의 하방에 배치되고, 제2 펠티에 소자층(46-2)은 접촉면(42)의 제2 영역(44)의 하방에 배치된다.
전원 회로(48)는, 각각, 극성 전환부(49-1,49-2)를 한 쌍 구비한다. 극성 전환부(49-1,49-2)가, 직류 전원(50)과, 스위치(51)를 구비하는, 전원 회로(48)는, 일방의 극성 전환부(49-1)의 직류 전원(50)의 전력을 펠티에 소자층(46-1,46-2)에 공급하면, 접촉면(42), 즉 영역(43,44)을 상온보다도 저온으로 냉각하고, 타방의 극성 전환부(49-2)의 직류 전원(50)의 전력을 펠티에 소자층(46-1,46-2)에 공급하면, 접촉면(42), 즉 영역(43,44)을 상온보다도 고온으로 가열한다.
제1 펠티에 소자층(46-1)에 전력을 공급하는 전원 회로(48)의 일방의 극성 전환부(49-1)는, 제1 펠티에 소자층(46-1)에 제1 전압의 전력을 공급하여, 제1 영역(43)을 제1 온도까지 냉각한다. 제2 펠티에 소자층(46-2)에 전력을 공급하는 전원 회로(48)의 일방의 극성 전환부(49-1)는, 제2 펠티에 소자층(46-2)에 제1 전압보다도 높은 제2 전압의 전력을 공급하여, 제2 영역(44)을 제2 온도까지 냉각한다. 이렇게 해서, 냉각 테이블(41)의 접촉면(42)의 제1 영역(43)은, 제1 온도로 설정되고, 제2 영역(44)은, 제1 온도보다도 저온의 제2 온도로 설정된다.
피가공물 반송 유닛은, 시트 협지 유닛(61)의 상방에 배치되고, 또한 하면에 피가공물(200)을 유지한다. 피가공물 반송 유닛은, 승강 유닛에 의해 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있음과 함께, 수평 방향 이동 유닛에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 피가공물 반송 유닛은, 수평 방향 이동 유닛에 의해, 하면에 유지한 피가공물(200)이 냉각 테이블(41)의 제1 영역(43)과 연직 방향으로 대면하는 위치에 위치시킨다. 또한, 피가공물 반송 유닛은, 승강 유닛에 의해 하강됨으로써, 시트 협지 유닛(61)에 협지된 익스팬드 시트(201) 상의 DAF(209)에 피가공물(200)을 첩착한다.
확장 유닛(60)은, 익스팬드 시트(201)를 협지하는 시트 협지 유닛(61)과, 이동 유닛(70)을 구비한다.
시트 협지 유닛(61)은, 제1 협지부(62-1)와, 제2 협지부(62-2)와, 제3 협지부(62-3)와, 제4 협지부(62-4)를 갖는다. 제1 협지부(62-1), 제2 협지부(62-2), 제3 협지부(62-3) 및 제4 협지부(62-4)는, 피가공물(200)이 첩착된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)의 외주측을 협지하는 것이다.
제1 협지부(62-1)와 제2 협지부(62-2)는, 익스팬드 시트(201)의 제1 방향(212)에서 피가공물(200)을 사이에 두고 서로 대향한다. 제3 협지부(62-3)와 제4 협지부(62-4)는, 익스팬드 시트(201)의 제2 방향(213)에서 피가공물(200)을 사이에 두고 서로 대향한다. 제1 협지부(62-1), 제2 협지부(62-2), 제3 협지부(62-3) 및 제4 협지부(62-4)는, 서로 구성이 대략 동일하기 때문에, 동일 부분에 동일 부호를 붙여 설명한다.
제1 협지부(62-1), 제2 협지부(62-2), 제3 협지부(62-3) 및 제4 협지부(62-4)는, 고정 베이스(31) 상에 설치된 기둥 형상의 이동 베이스(63)와, 이동 베이스(63)에 연직 방향으로 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 협지 부재(64)와, 한 쌍의 협지 부재(64)를 서로 근접하는 방향 및 서로 이격되는 방향으로 이동시키는 이동 기구(65)를 구비한다.
이동 기구(65)는, 이동 베이스(63)에 설치되어 있다. 이동 기구(65)는, 한 쌍의 협지 부재(64)를 연직 방향으로 이동 가능하게 하는 모터와, 모터에 의해 축심 둘레로 회전되는 볼 나사와, 볼 나사에 나사 결합되고 또한 한 쌍의 협지 부재(64)와 지지 암을(66) 통해 연결된 너트를 구비한다. 이동 기구(65)는, 모터가 볼 나사를 축심 둘레로 회전시킴으로써, 너트, 지지 암(66) 및 협지 부재(64)를 연직 방향으로 이동시킨다.
이동 기구(65)는, 모터에 의해 볼 나사를 축심 둘레로 회전함으로써, 한 쌍의 협지 부재(64)를 서로 근접하는 방향으로 이동시켜, 한 쌍의 협지 부재(64) 사이에 익스팬드 시트(201)를 협지한다. 이동 기구(65)는, 모터에 의해 볼 나사를 축심 둘레로 회전함으로써, 한 쌍의 협지 부재(64)를 서로 이격되는 방향으로 이동시켜, 한 쌍의 협지 부재(64) 사이의 익스팬드 시트(201)의 협지를 해제한다. 또한, 이동 기구(65)는 모터에 의해 볼 나사를 축심 둘레로 회전함으로써, 한 쌍의 협지 부재(64)를 연직 방향에 동일 방향으로 이동시킬 수도 있다. 또한, 각 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)의 한 쌍의 협지 부재(64) 및 이동 기구(65)를 설치한 이동 베이스(63)는, 고정 베이스(31)에 제1 방향(212) 또는 제2 방향(213)으로 이동 가능하게 설치되어 있다.
이동 유닛(70)은, 제1 이동 유닛(71)과, 제2 이동 유닛(72)을 구비한다.
제1 이동 유닛(71)은, 제1 협지부(62-1)의 이동 베이스(63)와 제2 협지부(62-2)의 이동 베이스(63)를 제1 방향(212)을 따라 이동시킴으로써, 제1 협지부(62-1)의 이동 베이스(63)와 제2 협지부(62-2)의 이동 베이스(63)를 제1 방향(212)에서 서로 이반하는 방향 및 서로 가까워지는 방향으로 이동시키는 것이다. 제1 이동 유닛(71)은, 제1 협지부(62-1)의 이동 베이스(63)와 제2 협지부(62-2)의 이동 베이스(63)를 제1 방향(212)을 따라 이동시킴으로써, 제1 협지부(62-1)의 협지 부재(64)와, 제2 협지부(62-2)의 협지 부재(64)를 제1 방향(212)에서 근접 이반 가능하게 이동시키는 것이기도 하다. 제1 이동 유닛(71)은, 제1 협지부(62-1)의 이동 베이스(63)를 제1 방향(212)으로 이동시키는 제1 이동 기구(73-1)와, 제2 협지부(62-2)의 이동 베이스(63)를 제1 방향(212)으로 이동시키는 제2 이동 기구(73-2)를 구비한다.
제2 이동 유닛(72)은, 제3 협지부(62-3)의 이동 베이스(63)와 제4 협지부(62-4)의 이동 베이스(63)를 제2 방향(213)을 따라 이동시킴으로써, 제3 협지부(62-3)의 이동 베이스(63)와 제4 협지부(62-4)의 이동 베이스(63)를 제2 방향(213)에서 서로 이반하는 방향 및 서로 가까워지는 방향으로 이동시키는 것이다. 제2 이동 유닛(72)은, 제3 협지부(62-3)의 이동 베이스(63)와 제4 협지부(62-4)의 이동 베이스(63)를 제2 방향(213)을 따라 이동시킴으로써, 제3 협지부(62-3)의 협지 부재(64)와, 제4 협지부(62-4)의 협지 부재(64)를 제2 방향(213)에서 근접 이반 가능하게 이동시키는 것이기도 하다. 제2 이동 유닛(72)은, 제3 협지부(62-3)의 이동 베이스(63)를 제2 방향(213)으로 이동시키는 제3 이동 기구(73-3)와, 제4 협지부(62-4)의 이동 베이스(63)를 제2 방향(213)으로 이동시키는 제4 이동 기구(73-4)를 구비한다.
제1 이동 기구(73-1), 제2 이동 기구(73-2), 제3 이동 기구(73-3) 및 제4 이동 기구(73-4)는, 서로 구성이 대략 동일하기 때문에, 동일 부분에 동일 부호를 붙여 설명한다.
제1 이동 기구(73-1), 제2 이동 기구(73-2), 제3 이동 기구(73-3) 및 제4 이동 기구(73-4)는, 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)의 이동 베이스(63)를 제1 방향(212) 또는 제2 방향(213)으로 이동 가능하게 하는 모터와, 모터에 의해 축심 둘레로 회전되어 이동 베이스(63)를 제1 방향(212) 또는 제2 방향(213)으로 이동시키는 볼 나사를 갖는다.
제1 이동 기구(73-1), 제2 이동 기구(73-2), 제3 이동 기구(73-3) 및 제4 이동 기구(73-4)는, 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)를 서로 이반하는 방향으로 이동시킴으로써, 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)가 협지한 익스팬드 시트(201)를 익스팬드한다.
프레임 반송 유닛은, 시트 협지 유닛(61)의 상방에 배치되고, 하면에 환형 프레임(210)을 유지한다. 프레임 반송 유닛은, 승강 유닛에 의해 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있음과 함께, 도시하지 않은 수평 방향 이동 유닛에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 프레임 반송 유닛은, 수평 방향 이동 유닛에 의해, 하면에 유지한 환형 프레임(210)의 개구(211)가 냉각 테이블(41)에 재치된 익스팬드 시트(201)에 첩착한 피가공물(200)과 연직 방향으로 대면하는 위치에 환형 프레임(210)을 위치시킨다. 또한, 프레임 반송 유닛은, 승강 유닛에 의해 하강됨으로써, 익스팬드 시트(201)에 환형 프레임(210)을 첩착한다.
시트 절단 유닛은, 환형 프레임(210)에 첩착된 익스팬드 시트(201)를 환형 프레임(210)을 따라 절단하는 것이다. 시트 절단 유닛은, 익스팬드 시트(201)에 환형 프레임(210)이 첩착된 후에, 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 외연 사이를 절단한다.
제어 유닛(100)은, 익스팬드 장치(1-2)의 각 구성 요소를 제어하여, 익스팬드 시트(201)에 대한 피가공물(200)의 첩착 동작, 익스팬드 시트(201)를 확장하는 확장 동작 및 익스팬드 시트(201)에 대한 환형 프레임(210)의 첩착 동작 등을 익스팬드 장치(1-2)에 실시시키는 것이다. 또한, 제어 유닛(100)은, CPU(central processing unit)와 같은 마이크로프로세서를 갖는 연산 처리 장치와, ROM(read only memory) 또는 RAM(random access memory)과 같은 메모리를 갖는 기억 장치와, 입출력 인터페이스 장치를 갖는 컴퓨터이다. 제어 유닛(100)의 연산 처리 장치는, 기억 장치에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 연산 처리를 실시하여, 익스팬드 장치(1-2)를 제어하기 위한 제어 신호를, 입출력 인터페이스 장치를 통해 익스팬드 장치(1-2)의 각 구성 요소에 출력한다.
또한, 제어 유닛(100)은, 가공 동작의 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 도시하지 않은 표시 유닛과, 오퍼레이터가 가공 내용 정보 등을 등록할 때에 이용하는 도시하지 않은 입력 유닛에 접속되어 있다. 입력 유닛은, 표시 유닛에 설치된 터치 패널과, 키보드 등의 외부 입력 장치 중 적어도 하나에 의해 구성된다.
제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법은, 개질층(207)이 형성된 피가공물(200)이 첩착된 익스팬드 시트(201)를 확장하여 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할하는 방법이다. 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법은, 제어 유닛(100)이 익스팬드 장치(1-2)의 각 구성 요소를 제어함으로써 실시되고, 제1 실시형태와 마찬가지로, 유지 단계(1001)와, 시트 냉각 단계(1002)와, 분할 단계(1003)를 구비한다.
제2 실시형태에 있어서, 유지 단계(1001)는, 익스팬드 장치(1-2)의 시트 협지 유닛(61)으로 익스팬드 시트(201)를 협지하여, 유지하는 단계이다. 제2 실시형태에 있어서, 유지 단계(1001)에서는, 냉각 테이블(41)의 접촉면(42) 상에 DAF(209)가 첩착된 익스팬드 시트(201)가 재치되고, 익스팬드 장치(1-2)가, 냉각 테이블(41)의 접촉면(42)에 재치된 익스팬드 시트(201)를 시트 협지 유닛(61)의 각 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)로 협지한다. 제2 실시형태에 있어서, 유지 단계(1001)에서는, 피가공물 반송 유닛으로 시트 협지 유닛(61)의 각 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)로 협지된 익스팬드 시트(201)의 DAF(209)에 피가공물(200)을 첩착한다.
제2 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)는, 냉각 테이블(41)의 접촉면(42)에 익스팬드 시트(201)가 접촉함으로써 실시된다. 제2 실시 형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1-2)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 전원 회로(48)의 일방의 극성 전환부(49-1)가 제1 펠티에 소자층(46-1)에 제1 전압의 전력을 공급하여, 제1 영역(43)을 제1 온도까지 냉각하고, 전원 회로(48)의 일방의 극성 전환부(49-1)가 제2 펠티에 소자층(46-2)에 제2 전압의 전력을 공급하여, 제2 영역(44)을 제2 온도까지 냉각한다.
이렇게 하여, 제2 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1-2)는, 접촉면(42)의 제1 영역(43)이 제1 온도로 설정되고, 제2 영역(44)이 제2 온도로 설정되고, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)을 제1 온도까지 냉각하고, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)과 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)와의 사이의 영역(218)을 제2 온도까지 냉각한다. 이와 같이, 제2 실시형태에 있어서, 시트 냉각 단계(1002)에서는, 익스팬드 장치(1-2)는, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)과 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4) 사이의 영역(218)을, 시트 협지 유닛(61)으로 협지된 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착되는 영역(217)보다 저온이 되도록 냉각한다.
제2 실시형태에 있어서, 분할 단계(1003)에서는, 익스팬드 장치(1-2)는, 도 11에 나타내는 상태에서, 제1 이동 유닛(71)에 의해 제1 협지부(62-1)와 제2 협지부(62-2)를 제1 방향(212)에서 서로 이격되는 방향으로 이동시킴으로써, 익스팬드 시트(201)를 제1 방향(212)으로 확장(익스팬드)함과 함께, 제2 이동 유닛(72)으로 제3 협지부(62-3)와 제4 협지부(62-4)를 제2 방향(213)에서 서로 이격되는 방향으로 이동시킴으로써, 익스팬드 시트(203)를 제2 방향(213)으로 확장(익스팬드)한다.
그렇게 하면, 분할 단계(1003)에서는, 확장의 결과, 익스팬드 시트(201)는, 방사형의 인장력이 작용하고, 제2 온도가 제1 온도보다 저온이기 때문에, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)이 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)과 익스팬드 시트(201)의 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4) 사이의 영역(218)보다 확장된다. 제2 실시형태에 있어서, 분할 단계(1003)에서는, 피가공물(200)이, 분할 예정 라인(205)을 따른 개질층(207)이 형성되어 있기 때문에, 개질층(207)을 파단 기점으로 하여 개개의 디바이스(206)마다 분할되어, 개개의 칩(202)마다 개편화됨과 함께, 피가공물(200)이 개질층(207)을 따라 파단되기 때문에, DAF(209)도 개질층(207)을 따라 파단된다.
분할 단계(1003) 후, 익스팬드 장치(1-2)는, 프레임 반송 유닛으로 익스팬드된 익스팬드 시트(201)에 환형 프레임(210)을 첩착하고, 시트 절단 유닛으로 익스팬드 시트(201)의 환형 프레임(210)의 내연과 외연 사이를 절단하여, 피가공물(200)이 익스팬드 시트(201) 및 환형 프레임(210)마다 반출된다. 피가공물(200)의 반출 후, 익스팬드 장치(1-2)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 전원 회로(48)의 타방의 극성 전환부(49-2)가 제1 펠티에 소자층(46-1)에 전력을 공급하여, 제1 영역(43)을 상온까지 가열하고, 전원 회로(48)의 타방의 극성 전환부(49-2)가 제2 펠티에 소자층(46-2)에 전력을 공급하여, 제2 영역(44)을 상온까지 가열한다.
제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1-2)는, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)을 제1 온도로 냉각함과 함께, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)과 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4) 사이의 영역(218)을 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 냉각하는 냉각 유닛(40)을 구비하고 있다. 이 때문에, 제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1)는, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역보다 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역과 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)의 사이를 저온에서 냉각할 수 있다.
그 결과, 제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1-2)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)을 충분히 확장할 수 있어, 피가공물(200)에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
또한, 제2 실시형태에 따른 익스팬드 방법은, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)을 제1 온도로 냉각함과 함께, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)과 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4)의 사이의 영역(218)을 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 냉각하는 시트 냉각 단계(1002)를 실시하기 때문에, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역을 충분히 확장할 수 있어, 피가공물(200)에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
<변형예>
본 발명의 제2 실시형태의 변형예에 따른 익스팬드 장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 14는 제2 실시형태의 변형예에 따른 익스팬드 장치의 냉각 테이블의 구성을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 14는 제2 실시 형태와 동일 부분에 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1-2)는, 냉각 테이블(41-1)의 구성이 상이한 것 이외에는, 제2 실시형태와 동일하다. 제2 실시형태에 따른 익스팬드 장치(1-2)의 냉각 테이블(41-1)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 전원 회로(48)로부터 전력이 공급되는 적어도 하나 이상의 펠티에 소자를 구비한 펠티에 소자층(46)을 테이블 베이스(45) 상에 하나만 배치하고, 냉각 플레이트(47)를 제1 냉각 플레이트(47-1)와 제2 냉각 플레이트(47-2)로 구성하고 있다.
펠티에 소자층(46)의 평면 형상은, 냉각 테이블(41-1)의 평면 형상과 동일하다. 전원 회로(48)는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 극성 전환부(49-1,49-2)를 한 쌍 구비한다.
제1 냉각 플레이트(47-1)는, 상면이 제1 영역(43)이며, 수지로 구성되어 있다. 제2 냉각 플레이트(47-2)는, 상면이 제2 영역(44)이며, 제1 냉각 플레이트(47-1)를 구성하는 재료인 수지보다도 열전도율이 높은(즉, 열을 전달하기 쉬운) 재료인 금속에 의해 구성되어 있다.
냉각 테이블(41-1)은, 전원 회로(48)가 일방의 극성 전환부(49-1)의 직류 전원(50)의 전력을 펠티에 소자층(46)에 공급하면, 접촉면(42), 즉 영역(43,44)을 상온보다 저온으로 냉각하고, 타방의 극성 전환부(49-2)의 직류 전원(50)의 전력을 펠티에 소자층(46-1,46-2)에 공급하면, 접촉면(42), 즉 영역(43,44)을 상온보다 고온으로 가열한다.
또한, 냉각 테이블(41-1)은, 전원 회로(48)가 일방의 극성 전환부(49-1)의 직류 전원(50)의 전력을 펠티에 소자층(46)에 공급하면, 제1 영역(43)을 제1 온도까지 냉각하고, 제2 영역(44)을 제2 온도까지 냉각한다. 이렇게 하여, 도 14에 도시된 냉각 테이블(41-1)의 접촉면(42)의 제1 영역(43)은, 제1 온도로 설정되고, 제2 영역(44)은, 제1 온도보다도 저온의 제2 온도로 설정된다.
변형예에 따른 익스팬드 장치(1-2)는, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)을 제1 온도로 냉각함과 함께, 익스팬드 시트(201)의 피가공물(200)이 첩착된 영역(217)과 협지부(62-1,62-2,62-3,62-4) 사이의 영역(218)을 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 냉각하는 냉각 유닛(40)을 구비하고 있기 때문에, 제2 실시형태와 마찬가지로, 피가공물(200)에 분할되지 않는 영역이 생겨 버릴 가능성을 낮게 억제할 수 있다는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에서는, 변형예의 냉각 테이블(41-1)은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 냉각 플레이트(47)를 구비하고, 제1 영역(43) 아래의 냉각 플레이트(47)와 펠티에 소자층(46)의 사이에 단열재를 설치하고, 제2 영역(44) 아래의 냉각 플레이트(47)와 펠티에 소자층(46)의 사이에 단열재를 설치하지 않고 구성해도 좋다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 전술한 실시형태 등에서는, 이면(208)에 DAF(209)가 첩착된 피가공물(200) 또는 이면(208)에 금속막(214)이 형성된 피가공물(200)을 개개의 칩(202)으로 분할했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은, 익스팬드 시트(201)에 첩착된 피가공물(200)이, 미리 개개의 칩(202)으로 분할되고 또한 이면(208)에 DAF(209)가 첩착되어 있고, 익스팬드 시트(201)를 확장하여, DAF(209)를 칩(202)마다 분할하여도 좋다.
1, 1-2 익스팬드 장치
10,60 확장 유닛(확장 기구)
20,40 냉각 유닛
41,41-1 냉각 테이블
42 접촉면
43 제1 영역
44 제2 영역
61 시트 협지 유닛
62-1 제1 협지부
62-2 제2 협지부
62-3 제3 협지부
62-4 제4 협지부
71 제1 이동 유닛
72 제2 이동 유닛
200 피가공물
201 익스팬드 시트(시트)
207 개질층(분할 기점)
212 제1 방향
213 제2 방향
215, 218 영역(피가공물이 첩착되어 있지 않은 영역)
216, 217 영역(피가공물이 첩착된 영역)
1002 시트 냉각 단계
1003 분할 단계

Claims (4)

  1. 분할 기점이 형성된 피가공물이 첩착된 시트를 확장하여 피가공물을 분할하는 익스팬드 장치에 있어서,
    상기 시트를 확장하는 확장 기구와,
    상기 시트의 피가공물이 첩착되어 있지 않은 영역을, 상기 시트의 피가공물이 첩착된 영역보다 저온이 되도록 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 익스팬드 장치.
  2. 제1항에 있어서,　
    상기 확장 기구는,
    제1 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고, 각각 상기 시트를 협지하는 제1 협지부와 제2 협지부와, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고, 각각 상기 시트를 협지하는 제3 협지부와 제4 협지부를 가진 시트 협지 유닛과,
    상기 제1 협지부와 상기 제2 협지부를 상기 제1 방향에서 서로 이반되는 방향으로 이동시키는 제1 이동 유닛과,
    상기 제3 협지부와 상기 제4 협지부를 상기 제2 방향에서 서로 이반되는 방향으로 이동시키는 제2 이동 유닛을 구비하고,
    상기 냉각 유닛은, 상기 시트 협지 유닛으로 협지된 상기 시트에 접촉하는 접촉면을 가지며 상기 시트를 냉각하는 냉각 테이블을 구비하고,
    상기 접촉면은, 피가공물이 첩착된 영역에 대응하는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸고, 피가공물과 상기 제1, 제2, 제3, 제4 협지부 사이의 영역에 대응하는 제2 영역으로 이루어지고,
    상기 제1 영역은 제1 온도로 설정되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 온도보다도 저온의 제2 온도로 설정되는, 익스팬드 장치.
  3. 분할 기점이 형성된 피가공물이 첩착된 시트를 확장하여 피가공물을 분할하는 익스팬드 방법에 있어서,
    상기 시트의 피가공물이 첩착되어 있지 않은 영역을, 상기 시트의 피가공물이 첩착된 영역보다 저온이 되도록 냉각하는 시트 냉각 단계와,
    상기 시트 냉각 단계를 실시한 후, 상기 시트를 익스팬드하여 피가공물을 분할하는 분할 단계를 포함하는 익스팬드 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시트 냉각 단계는, 냉각 테이블을 상기 시트에 접촉시킴으로써 실시되고,
    상기 냉각 테이블은, 피가공물이 첩착된 영역에 대응하는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸고, 피가공물과 제1, 제2, 제3, 제4 협지부 사이의 영역에 대응하는 제2 영역으로 이루어지는 접촉면을 가지고, 상기 제1 영역은 제1 온도로 설정되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 온도보다 저온의 제2 온도로 설정되고,
    상기 분할 단계에서는, 제1 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고 상기 시트를 협지한 제1 협지부와 제2 협지부를 상기 제1 방향에서 서로 이반하는 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에서 피가공물을 사이에 두고 서로 대향하고 상기 시트를 협지한 제3 협지부와 제4 협지부를 상기 제2 방향에서 서로 이반하는 방향으로 이동시킴으로써 상기 시트를 익스팬드하는, 익스팬드 방법.
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