专利名称：脆性材料基板的分断方法
技术领域：
本发明涉及由玻璃、硅、陶瓷、化合物半导体等脆性材料构成的基板的分断方法。 尤其，本发明关于一种沿着形成于基板上的多条刻划线将基板分断成条状或格子状以分断成芯片等的制品的分断方法。
背景技术：
一直以来，已知有一种对脆性材料基板使用切割锯(dicing saw)、刀轮(cutter wheel)、激光束(laser beam)，以形成多条刻划线，然后施加外力使基板挠曲，再沿着刻划线予以裂断，通过此取出芯片等的制品的方法(例如专利文献1等)。例如，图5表示使用激光束于平台22上的基板21形成刻划线的情形的立体图，沿着刻划预定线通过扫描机构25扫描激光光学系统23的激光点，接着紧接着于后一刻从冷却机构24的嘴24a喷射冷媒，通过此利用基板内的热应力分布形成刻划线S。在该刻划形成步骤之后，通过从与形成有刻划线的面相反侧的面以辊或下刃(break bar 裂断杆)等按压与刻划线相对的部分，以使脆性材料基板挠曲，通过弯矩(bending moment)沿着刻划线予以裂断。在对脆性材料基板沿着刻划线施加弯矩予以裂断时，为了使弯矩有效地产生，较佳为以3点弯曲方式进行。图6表示一般的3点弯曲方式的裂断步骤，跨越基板W的待分断的刻划线S1,配置接触于其左右位置的一对上刃16 (break bar 裂断杆)、以及在与设有刻划线的面相反侧的面接触于与刻划线S1相对的部分的下刃15(break bar 裂断杆)，将下刃或上刃的任一者按压于基板W，通过此使其产生弯矩。此外，亦可采用使用辊的按压的3点弯曲方式，以取代裂断杆(break bar)(参照专利文献1的图3)。专利文献1 日本特开平08-175837号公报
发明内容
在沿着形成于半导体晶圆等的基板的刻划线，以上述3点弯曲方式赋予弯矩进行裂断时，为了使弯矩充分地产生作用，必需预先将刻划线的左右的上刃16的间隔设定在 100 μ m以上，较佳为200 μ m以上，更佳为500 μ m以上(亦即与中央的刻划线S1的间隔为 50 μ m以上，较佳为100 μ m以上，更佳为250 μ m以上)，因此若单侧距离L变小时，则会产生难以裂断等的问题。另一方面，在基板W的上面，除了刻划线S1的左右的附近部分(亦称为缓冲区域)， 形成有微细的电子电路等。若上刃16接触至该电子电路形成部分，则有产生电路切断等的损伤的可能。因此，在裂断时置放上刃16的位置必需设在待分断的刻划线S1附近的未形成有电子电路的缓冲区域。至目前为止的工艺中，由于形成于基板的电子电路的图案，设置成以刻划线S1为中心形成宽度为500 μ m以上的缓冲区域，在刻划线S1附近可将一对上刃16所接触的间隔2L扩展至500 μ m以上，因此并无问题而可进行裂断。然而，近年来，一直期望集成度高的电子电路，而要求制品(芯片)的进一步小型化。又，基于降低制造成本的观点，而要求增加每片基板的制品个数，因此逐渐产生了将刻划线附近的未形成有电子电路的区域(缓冲区域)的间隔缩小至极限的必要。在刻划线附近若将未形成有电子电路的缓冲区域的间隔限制在500μπι以下，则已经无法将一对上刃 16的间隔2L确保在500 μ m以上，导致以3点弯曲方式的分断变得困难。因此，本发明以提供一种分断方法为目的，其即使在刻划线附近的未形成有电子电路的区域(缓冲区域)的间隔被限制在宽度为500 μ m以下，进一步为200 μ m以下，尤其 100 μ m以下时，亦不会对电子电路形成部分造成损伤，可通过3点弯曲方式进行裂断加工。为了达成上述目的，本发明采取以下技术手段。亦即，本发明的基板分断方法，包含在将多条刻划线形成于脆性材料基板上之后，配置跨越待分断的刻划线且抵接于其左右位置的基板上的一对上刃、及在与设有待分断的刻划线的面相反侧的面抵接于与刻划线相对的部分的下刃，将该下刃或上刃按压于基板，通过此利用3点弯矩将脆性材料基板沿着刻划线予以裂断的步骤；在该裂断步骤，将该左右的上刃配置成在与待分断的刻划线平行地相邻的左右的刻划线之间，且在该左右的刻划线附近抵接于容许上刃接触的缓冲区域。根据本发明的分断方法，在裂断步骤，由于将左右的上刃配置成在与待分断的刻划线平行地相邻的左右的刻划线之间，且抵接于该左右的刻划线附近，因此可将左右的上刃的间隔扩展至与待分断的刻划线相邻的左右的刻划线的附近。通过此，具有以下效果，亦即在各刻划线附近容许上刃接触基板的缓冲区域的间隔即使是狭窄的情况下，在裂断时亦可宽广地确保接触于基板的一对上刃的间隔，使按压时的弯矩充分地产生作用，以确实地将基板予以分断。在形成于该脆性材料基板上的各刻划线，容许上刃接触于基板的缓冲区域的间隔以刻划线为中心单侧250 μ m以下亦可。即使在此种情况下，亦可将左右的上刃的间隔，确保相当于各刻划线间的间隔的约二个分的大小的宽度，以使弯矩有效地产生作用。
图1为表示在本发明的分断方法所使用的裂断装置的一实施形态的剖面图；图2为表示将加工对象的LTCC基板安装在黏着膜上的状态的俯视图；图3 (a)、(b)为表示裂断步骤的动作的一例；图4(a)、(b)为表示裂断步骤的另一动作的一例；图5为表示刻划步骤的一例的立体图；图6为表示现有通过3点弯矩来裂断基板的状态。主要元件符号说明S1待分断的刻划线S2, S3 与待分断的刻划线左右相 邻的刻划线1LTCC 基板2基板支承板3切割框
4弹性膜5下刃6a, 6b 上刃
具体实施例方式以下，根据表示一实施形态的图式，详细地说明本发明的分断方法的详细。此处， 以将一体形成有多个电子零件的LTCC基板(低温烧成陶瓷基板)予以裂断以取出电子零件的情形为例加以说明。图1是在实施本发明的分断方法时所使用的裂断装置的剖面图，图2表示将作为分断对象的LTCC基板安装在贴附于切割框的黏着膜上的状态的俯视图。首先，针对加工对象的LTCC基板1与其支承方法加以说明。如图2所示，由于多个电子零件P排列成纵横一体形成的LTCC基板1是方形，因此基板支承板2于中央部设有较LTCC基板1大的方形开口部7。基板支承板2以覆盖方形的开口部7的方式载置弹性膜 4。该弹性膜4以贴于直径较基板支承板2还大的切割框3的状态固定于周围。此外，LTCC 基板1以黏着性物质固定于弹性膜4的上面。切割框3设置成通过搬送机构(未图示)移动于左右。此例中，虽为了在较切割框3接近于LTCC基板1的位置支承弹性膜4而设有基板支承板2，不过亦可不设基板支承板2，而仅以切割框3来支承弹性膜4。尤其，在基板为晶圆状(圆形)的情况下，亦可于中央部设置设有圆形的开口部的基板支承板，或者设置成不设基板支承板，而仅以切割框3来支承弹性膜。于LTCC基板1，形成有与下刃5 (参照图1)的对准用标记(对准标记)8，以设置于上方的摄影装置(未图标)对LTCC基板1的表面进行摄影，通过此即可参照所拍摄的对准用标记8，进行裂断位置的定位。此例中，虽参照对准用标记8进行裂断位置的定位，不过亦可参照刻划线本身来进行裂断位置的定位。于LTCC基板1，在裂断步骤前进行刻划步骤，并通过例如图5所示的激光刻划法， 形成多条刻划线11 (参照图1)。接着，以各刻划线11为中心线于左右以距离L的宽度形成有缓冲区域。具体而言，将在左右宽度各250 μ m，亦即宽度500 μ m的区域作为以裂断装置 BR可接触的缓冲区域而形成有制品图案。其次，针对裂断装置BR根据图1加以说明。裂断装置BR在环状的切割框3内，对弹性膜4的下面通过真空吸附机构(未图示)固定具有开口部7的基板支承板2的上面。 弹性膜4的上面涂布有强的黏着性物质，通过该黏着性物质固定保持LTCC基板1 (图2)。裂断装置BR，以将LTCC基板1安装于基板支承板2的开口部7的上面侧的状态， 具备有在LTCC基板1的上方可上下移动及左右移动的2支上刃(break bar 裂断杆)6a， 6b、以及在弹性膜4的下方可上下移动及左右移动的1支下刃(break bar:裂断杆)5。上刃6a，6b、及下刃5的移动通过驱动装置(未图标)进行。为了使与LTCC基板1的接触面可纳入各刻划线11附近的缓冲区域内(单侧 250μ m内)，上刃6a，6b、及下刃5将前端设为锐角。然而，由于只要可在缓冲区域内按压便无问题，而且只要在该范围内与基板的接触面反而是平坦较好，因此最前端面在150 μ m 200 μ m的宽度予以平坦化。又，亦可将前端设为R面(从上刃6a，6b、下刃5的长边方向的端部观看的剖面为曲线)。
其次，针对裂断装置BR的裂断动作加以说明。如已述般，于LTCC基板1的上面虽形成有多条平行的刻划线11，11，…，11，不过下次以欲分断的刻划线为刻划线S1,以与其右侧相邻的刻划线为刻划线S2,以与左侧相邻的刻划线为刻划线s3。图3表示第一动作例。如图3(a)所示，在LTCC基板1的下侧，在刻划线S1的正下方将下刃5配置于离开LTCC基板1的位置。另一方面，于LTCC基板1的上面，由于形成有制品图案，因此上刃6a，6b可接触的缓冲区域以各刻划线S1, S2，S3为中心，限制于容许宽度 2L (单侧L)内。具体而言，容许宽度2L限制于500 μ m(单侧L为250 μ m)内，进一步限制于200 μ m (单侧L为100 μ m)内，尤其限制于100 μ m (单侧L为50 μ m)内。因此，上刃6a以从刻划线S3在右侧到达距离L内，且上刃6b则以从刻划线S2在左侧到达距离L内的方式，以离开LTCC基板1的非接触状态将位置调整至左右，接着使上刃6a，6b下降，以接触LTCC基板1。接着，如图3 (b)所示，使下刃5上升，以使其抵接于成为刻划线S1的正下方的膜4 的下面的状态，从下按压基板。通过此，进行3点弯曲方式的裂断。刻划线S1的裂断结束后，使下刃5、上刃6a，6b退开，并使LTCC基板1移动，以使下刃5到达欲进行下一分断的刻划线的正下方，以下通过同样步骤，陆续地执行裂断。图4第二动作例。如图4(a)所示，在LTCC基板1的下侧，在刻划线S1的正下方调整成使下刃 5到达离开LTCC基板1的位置，接着使下刃5上升，使其呈抵接于膜4的下面(刻划线&的正下方)的状态。另一方面，LTCC基板1的上面，上刃6a以从刻划线S3在右侧到达距离L内，且上刃6b则以从刻划线S2在左侧到达距离L内的方式，以离开LTCC基板1的非接触状态将位
置调整至左右。接着，如图4(b)所示，使上刃6a，6b下降，而抵接于LTCC基板1，以从上按压。通过此，进行3点弯曲方式的裂断。刻划线S1的裂断结束后，使下刃5、上刃6a，6b退开，并使LTCC基板1移动，以使下刃5到达欲进行下一分断的刻划线的正下方，以下通过同样步骤，陆续地执行裂断。如以上所说明般，根据本发明，对待分断的刻划线利用与此相邻的刻划线附近的缓冲区域按压，通过此可将上刃的间隔确保大幅超过属3点弯矩的作用极限的500 μ m的间隔，即使在1个刻划线中左右两侧的缓冲区域的宽度为较250 μ m狭窄的情况下，亦可使弯矩有效地作用，而可确实地将基板予以裂断。此外，上述实施形态中，虽设置成使上刃6a，6b直接接触于LTCC基板1，不过为了保护基板，亦可预先贴缓冲材(保护膜)，再从其上接触。以上，虽已针对本发明的代表性实施例加以说明，不过本发明并非一定特定在上述的实施形态。例如，上述实施例中，虽使用构成上刃、下刃的裂断杆(break bar)，不过亦能以辊实现上刃、下刃。又，作为加工对象的基板，虽以LTCC基板为例，不过玻璃基板或硅基板亦可。此外，本发明中，欲达成其目的可在不超出申请专利范围的范围内作适当修正及变更。本发明的分断方法可利用于由玻璃基板、硅、陶瓷、化合物半导体等的脆性材料所构成的基板的分断。
权利要求
1.一种脆性材料基板的分断方法，包含在将多条刻划线形成于脆性材料基板上之后， 配置跨越待分断的刻划线且抵接于其左右位置的基板上的一对上刃、及在与设有刻划线的面相反侧的面抵接于与刻划线相对的部分的下刃，将该下刃或上刃按压于基板，通过利用3 点弯矩将脆性材料基板沿着该待分断的刻划线予以裂断的步骤；在该裂断步骤，将该左右的上刃配置成在与待分断的刻划线平行地相邻的左右的刻划线之间，且在该左右的刻划线附近抵接于容许上刃接触的缓冲区域。
2.如权利要求1所述的分断方法，其中，在形成于脆性材料基板上的各刻划线，容许上刃接触于基板的缓冲区域的间隔以刻划线为中心单侧250 μ m以下。
全文摘要
本发明公开了一种分断方法，其即使在各刻划线附近可按压的缓冲区域的宽度为单侧250μm以下，亦不会对电子电路形成部分造成损伤，且可通过3点弯矩予以裂断。基板分断方法，包含在将多条刻划线形成于脆性材料基板1上之后，配置跨越待分断的刻划线且抵接于其左右位置的基板上的一对上刃6、及在与设有刻划线的面相反侧的面抵接于与刻划线相对的部分的下刃5，将下刃5或上刃6按压于基板1，利用3点弯矩将基板1沿着刻划线予以裂断的步骤；在该裂断步骤，将左右的上刃6配置成在与待分断的刻划线S1相邻的左右的刻划线S3之间，且抵接于该左右的刻划线S3附近的位置。
文档编号B28D1/22GK102218777SQ20111007856
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月31日
发明者村上健二, 武田真和 申请人:三星钻石工业股份有限公司