CN111834275A - 被加工物的加工方法、热压接方法 - Google Patents
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Abstract
提供被加工物的加工方法、热压接方法,使被加工物和片紧贴并使片的不与被加工物抵接的那一侧的面平坦化。被加工物的加工方法具有如下步骤:层叠步骤,将片和平板层叠在被加工物的正面上,形成该片被该被加工物和该平板夹持的层叠体;热压接步骤,对该片进行加热并且对该层叠体赋予外力而利用该平板将该片平坦化,同时将该片热压接在该被加工物上;保持步骤,在实施了该热压接步骤之后,利用具有透明部的保持工作台隔着该片而对该被加工物进行保持,其中,该透明部包含透明部件;对准步骤,在实施了该保持步骤之后,隔着该透明部和该片对该被加工物进行拍摄而实施对准;以及加工步骤,在实施了该对准步骤之后,利用加工单元对该被加工物进行加工。
Description
技术领域
本发明涉及对被加工物进行加工的加工方法和将片热压接在被加工物上的热压接方法。
背景技术
在器件芯片的制造工序中,在半导体晶片或封装基板、陶瓷基板、玻璃基板等基板的正面上设定有交叉的多条分割预定线(间隔道),在基板的正面的由分割预定线划分的各区域内设置有器件。当沿着分割预定线将设置有器件的基板分割时,能够形成各个器件芯片。
在基板的分割中例如使用具有能够沿着分割预定线切削基板的切削刀具的切削装置或能够沿着分割预定线对基板进行激光加工的激光加工装置等加工装置。在将基板等被加工物搬入至加工装置时,预先准备环状的框架,按照封住该环状的框架的开口的方式将带粘贴于框架并将该带粘贴于被加工物而形成框架单元。该带具有粘接层,该粘接层具有粘接性。并且,通过粘接层的粘接力将带粘贴于框架和被加工物。
被加工物以框架单元的状态被搬入至加工装置而进行加工。并且,被加工物被分割而形成的各个器件芯片被保持于该带。然后,将器件芯片从带剥离而安装于规定的安装对象。
在将器件芯片从带剥离之后,有时带的粘接层的一部分残留在器件芯片上,成为器件芯片不良的产生原因。因此,为了防止粘接层的残渣的产生,提出了一种片,该片在与被加工物的正面的形成有器件的器件区域对应的区域不具有粘接层,在与器件区域的外周的外周剩余区域对应的区域具有粘接层(例如参照专利文献1)。在使用该片的情况下,使片紧贴于被加工物的器件区域而形成框架单元。
但是,在对被加工物进行加工时,有时在形成有器件的正面侧粘贴带并从背面侧对被加工物进行加工。在该情况下,在将框架单元保持于加工装置的保持工作台上时,使被加工物的背面侧向上方露出。并且,为了确认被加工物的加工部位,提出了能够从下方隔着保持工作台而拍摄被加工物的正面侧的装置(例如参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开2013-243311号公报
专利文献2:日本特开2010-82644号公报
在对正面上具有凹凸的被加工物进行加工时,当使用在与器件区域对应的区域不具有粘接层的片而形成框架单元时,粘接层的残渣物不会残留在器件芯片上。另一方面,被加工物的正面的凹部未与片紧贴,因此会在片与被加工物之间形成空间。
在该状态下,无法充分支承被加工物的下表面侧(正面侧),因此当在该状态下对被加工物进行切削时,有可能在器件芯片中形成崩边或裂纹。另外,将被加工物分割而形成的器件芯片也有可能从片剥离而飞散。另外,包含由于切削而产生的切削屑的切削水也有可能进入到片与被加工物之间的空间而污染被加工物的正面。
另外,当使片与在正面上具有凹凸的被加工物紧贴时,在片的被保持工作台保持的面(不与被加工物抵接的面)上产生效仿被加工物的凹凸的阶梯差。另外,有时对片的不与被加工物抵接的面预先进行成为梨皮面的加工。因此,即使从保持被加工物的保持工作台侧通过片而观察被加工物的正面,也存在光被片干扰而导致拍摄图像不清楚从而无法适当地定位加工单元的情况。
发明内容
本发明是鉴于该问题而完成的,其目的在于提供被加工物的加工方法和热压接方法,能够使被加工物和片紧贴,并且能够使片的不与被加工物抵接的那一侧的面平坦化。
根据本发明的一个方式,提供被加工物的加工方法,其特征在于,该被加工物的加工方法具有如下的步骤:层叠步骤,将片和平板层叠在该被加工物的正面上,形成该片被该被加工物和该平板夹持的层叠体;热压接步骤,对该片进行加热并且对该层叠体赋予外力而利用该平板将该片平坦化,同时将该片热压接在该被加工物上;保持步骤,在实施了该热压接步骤之后,利用具有透明部的保持工作台隔着该片而对该被加工物进行保持,其中,该透明部包含透明部件;对准步骤,在实施了该保持步骤之后,隔着该透明部和该片对该被加工物进行拍摄而实施对准;以及加工步骤,在实施了该对准步骤之后,利用加工单元对该被加工物进行加工。
优选该被加工物在该正面上具有凹凸,该片具有比该凹凸的高低差大的厚度,在该层叠步骤中,将该片层叠在该被加工物的该正面上,在该热压接步骤中,将该片热压接在该被加工物的该正面上,在该保持步骤中,利用该保持工作台隔着该片而对该被加工物的该正面侧进行保持,在该加工步骤中,利用该加工单元从该被加工物的背面侧对该被加工物进行加工。
另外,优选该被加工物在该正面上具有形成有多个器件的器件区域,该片在不与该被加工物的该器件区域对应的区域具有粘接层。
另外,根据本发明的另一方式,提供热压接方法,将片热压接在被加工物上,其特征在于,该热压接方法具有如下的步骤:层叠步骤,将该片和平板层叠在该被加工物的正面上,形成该片被该被加工物和该平板夹持的层叠体;以及热压接步骤,在实施了该层叠步骤之后,对该片进行加热并且对该层叠体赋予外力而利用该平板将该片平坦化,同时将该片热压接在该被加工物上。
在本发明的一个方式的加工方法和热压接方法中,将片和平板层叠在被加工物上,将片热压接在被加工物上。于是,片的不与被加工物抵接的面变得平坦。另外,即使在被加工物的正面上形成有凹凸,片与被加工物之间的空间也通过片填补,从而被加工物牢固地紧贴于片。
因此,根据本发明,提供被加工物的加工方法和热压接方法,能够将被加工物和片紧贴,并且能够使片的不与被加工物抵接的那一侧的面平坦化。
附图说明
图1是示意性示出被加工物的立体图。
图2是将在正面上具有凹凸的被加工物放大而示意性示出的剖视图。
图3是示意性示出热压接装置的一例和热压接步骤的一例的剖视图。
图4的(A)是示意性示出热压接装置的另一例的剖视图,图4的(B)是示意性示出热压接步骤的另一例的剖视图。
图5的(A)是示意性示出热压接装置的又一例的剖视图,图5的(B)是示意性示出热压接步骤的又一例的剖视图。
图6是示意性示出激光加工装置的立体图。
图7是示意性示出激光加工装置和被加工物的剖视图。
图8是将激光加工装置和被加工物放大而示意性示出的剖视图。
图9的(A)是示意性示出对准步骤的一例的剖视图,图9的(B)是示意性示出加工步骤的一例的剖视图。
图10是示意性示出切削装置的立体图。
图11是示意性示出切削装置和被加工物的剖视图。
图12的(A)是将切削装置和被加工物放大而示意性示出的剖视图,图12的(B)是示意性示出加工步骤的另一例的剖视图。
标号说明
1:被加工物;1a:正面;1b:背面;3:分割预定线;3a:改质层;5:器件;7:片;9:平板;11:金属层;13a:凸部;13b:凹部;15:粘接层;17:框架;2、2a、2b:热压接装置;4、4b:工作台框;6、6b:多孔质部件;8、8b:吸引路;10、10b:吸引源;12、12b、66:切换阀;14、14a、14b:加热器;16:激光加工装置;18、72:基台;20、30、74、84、102:导轨;22、76:移动工作台;24、34、78、88、106:滚珠丝杠;26、36、80、90、108:脉冲电动机;28、38、82、92:标尺;32、86:工作台基座;32a、86a:侧板部;32b、86b:底板部;32c、86c:顶板部;32d、86d:空间;34a、88a:螺母部;40、94:保持工作台;40a、94a:保持部件;40b、94b:带轮部;40c、94c:吸引路;40d:吸引槽;94d:细孔;40e、94e:嵌合凸部;40f、94f:吸引部;40g、94g:透明部;42、96:带;44、98:旋转驱动源;44a、98a:带轮;46、116:框架载置部;48、100:支承构造;50:激光加工单元;50a:激光束;50b:聚光点;52、120:上部拍摄单元;54、110:下部拍摄单元;56、112:升降支承机构;58、114:臂部;60:框架支承台;62:升降工作台;64:通气路;66:切换阀;68:加压单元;70:切削装置;104:主轴壳体;118:切削单元;118a:切削刀具;118b:主轴。
具体实施方式
参照附图,对本发明的一个方式的实施方式进行说明。在本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法中,将片和平板层叠在被加工物上,形成该片被该被加工物和该平板夹持的层叠体。然后,对该片进行加热并且对该层叠体赋予外力而利用该平板将该片平坦化,同时将该片热压接在该被加工物上。
首先,使用图1对被加工物进行说明。被加工物1例如是硅、SiC(碳化硅)或其他半导体等材料、或者钽酸锂(LT)和铌酸锂(LN)等的复氧化物。或者被加工物1是由蓝宝石、玻璃、石英、陶瓷等材料构成的基板,或者该被加工物1是器件被树脂覆盖的封装基板。
在被加工物1的正面1a上设定有交叉的多条分割预定线3,在由该分割预定线3划分的各区域内设置有IC(Integrated Circuit,集成电路)、LSI(Large ScaleIntegration,大规模集成)等器件5。当将被加工物1沿着分割预定线3分割时,能够形成各个器件芯片。
另外,被加工物1可以在正面1a上具有凹凸。图2是示意性示出在正面1a上具有凹凸的被加工物1的剖视图。例如在被加工物1的正面1a的由分割预定线3划分的区域内形成有器件5。被加工物1例如在正面1a上具有凸部13a,在凸部13a的周围具有凹部13b。另外,在之后的图中,省略被加工物1的正面1a的凸部13a和凹部13b。
如图2所示,可以在被加工物1的背面1b上形成有金属层11。金属层11例如作为被加工物1被分割而形成的器件芯片的电极或散热板发挥功能。不过,在被加工物1的背面1b侧形成有金属层11的情况下,在从背面1b侧对被加工物1进行加工时,使用红外线相机等从背面1b侧拍摄被加工物1而确定正面1a侧的分割预定线3的位置是困难的。
接着,使用图3对片进行说明。在图3中示意性示出由被加工物1和平板9夹持的状态的片7的剖视图。片7是由通过热而软化的热塑性树脂制成的片,是对可见光透明或半透明的片。片7例如是聚氯乙烯片、聚烯烃系片、聚酯系片的片。聚烯烃系片例如是聚乙烯片、聚丙烯片、聚苯乙烯片等。
片7的与被加工物1抵接的面是平坦的。另外,有时对片7的不与被加工物1抵接的面实施梨皮的加工。不过,本实施方式不限于此,片7可以两面是平坦的,也可以两面是梨皮的。
片7的平面形状是能够通过片7覆盖被加工物1的平面形状。例如与被加工物1的正面1a的平面形状大致相同。片7可以在不与被加工物1的形成有器件5的器件区域对应的区域具有粘接层。换言之,可以在与被加工物1的围绕器件区域的外周剩余区域对应的区域具有粘接层。
另外,片7的平面形状可以比被加工物1的正面1a的平面形状大。在该情况下,当在片7的外周部形成有粘接层15(参照图4的(A)等)时,能够通过该粘接层15将片7粘贴于环状的框架17(参照图4的(A)等)。这里,框架17具有直径比被加工物1的直径大的开口,例如框架17由金属等材料形成。另外,在片7不具有粘接层15的情况下,片7可以与被加工物1一起热压接在框架17上。
片7不具有粘接性,在室温下无法粘贴于被加工物1。但是,当使被加工物1和片7接触、对片7进行加热而使其软化并对片7和被加工物1施加规定的外力时,能够使片7紧贴于被加工物1。即,能够将片7热压接在被加工物1上。另外,为了使片7紧贴于被加工物1的正面1a,优选片7具有比被加工物1的凹凸的高低差大的厚度。
接着,使用图3对将片7热压接在被加工物1上时所使用的平板9进行说明。平板9是两面平坦的板状的部件。平板9的大小是能够覆盖整个片7的大小,例如是与片7的平面形状同样的平面形状。
在对片7进行加热而使其软化时,与片7接触的平板9也被加热,但平板9使用在该状态下比片7硬的材料。即,平板9使用软化点(开始软化的温度)或熔点比片7高的材料。平板9例如使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等树脂或玻璃、金属等。
接着,对在本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法中使用的热压接装置(加热装置)进行说明。图3是示意性示出热压接装置(加热装置)的一例的剖视图。图3所示的热压接装置2是对被加工物1进行支承的工作台状的装置。
热压接装置2具有:工作台框4,其在上表面上形成有凹部,由以不锈钢为代表的金属材料制成;以及多孔质部件6,其收纳于工作台框4的该凹部。多孔质部件6具有与被加工物1的直径大致相同的直径。在工作台框4的内部形成有与多孔质部件6连通的吸引路8。即,吸引路8的一端与多孔质部件6连通。
在吸引路8的另一端侧经由切换阀12而连接有吸引源10。当将被加工物1载置于多孔质部件6上并对切换阀12进行操作而使吸引源10与吸引路8连接时,吸引源10所产生的负压通过吸引路8和多孔质部件6而作用于被加工物1,将被加工物1吸引保持于热压接装置2。
在工作台框4的内部还形成有对载置于热压接装置2的物体进行加热的加热器14。加热器14例如是电热丝。当利用热压接装置2对被加工物1进行吸引保持、使片7和平板9层叠在被加工物1上并使加热器14进行动作时,通过被加工物1而对片7进行加热。当使加热器14进行动作而使片7的温度上升至软化点以上并从上方按压平板9时,能够将片7和被加工物1热压接。
另外,在本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法中使用的热压接装置不限于此。在图4的(A)和图4的(B)中示意性示出另一例的热压接装置2a的剖视图。接着,对图4的(A)和图4的(B)所示的热压接装置2a进行说明。
热压接装置2a具有能够在内部形成密闭空间的壳体,该热压接装置2a具有:圆筒状的框架支承台60,其在该壳体的内部对框架17进行支承;以及升降工作台62,其嵌入到框架支承台60的开口中。升降工作台62能够相对于框架支承台60进行升降。在升降工作台62的内部组装有加热器14a。热压接装置2a的壳体的内部的空间通过框架支承台60和升降工作台62而被分隔成上方的被加工物1的载置空间和下方的升压空间。
在框架支承台60的下部形成有将圆筒状的框架支承台60的内外连通的通气路64。在热压接装置2a的壳体上,在与框架支承台60的通气路64对应的位置形成有贯通孔。通气路64的一端与该壳体的内部的该升压空间连通,在通气路64的另一端连接有切换阀66。切换阀66具有使热压接装置2a的外部空间或加压单元68中的一方选择性地与通气路64连接的功能。加压单元68例如是空压机。
在使用热压接装置2a时,将被加工物1、框架17、片7以及平板9搬入至壳体的内部的该载置空间。并且,使背面1b朝向下方而将被加工物1载置于升降工作台62上,将框架17载置于框架支承台60上。另外,使片7和平板9层叠在框架17和被加工物1上。
接着,使切换阀66进行动作而通过通气路64将加压单元68与热压接装置2a的升压空间连接,使该升压空间的压力上升。于是,如图4的(B)所示,升降工作台62上升而使被加工物1的正面1a侧紧贴于片7。当一边利用升降工作台62将被加工物1朝向片7按压,一边使加热器14a进行动作而隔着被加工物1对片7进行加热从而使片7的温度上升至软化点以上时,能够将片7和被加工物1热压接。
然后,当使切换阀66进行动作而将热压接装置2a的升压空间和热压接装置2a的外部空间连接时,升压空间的压力降低,升降工作台62下降。此时被加工物1已被热压接在片7上,因此成为被加工物1相对于升降工作台62漂浮的状态。
在本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法中使用的热压接装置不限于此。在图5的(A)和图5的(B)中示意性示出又一例的热压接装置2b的剖视图。接着,对图5的(A)和图5的(B)所示的热压接装置2b进行说明。
热压接装置2b具有工作台框4b和多孔质部件6b。多孔质部件6b具有比与被加工物1一体化的框架17的内径大且比框架17的外径小的直径。在工作台框4b的内部形成有与多孔质部件6b连通的吸引路8b。在吸引路8的另一端侧经由切换阀12b而连接有吸引源10b。在工作台框4b的内部形成有加热器14b。
使被加工物1的背面1b侧朝向下方而将该被加工物1和框架17载置于热压接装置2b上,在被加工物1和框架17的上方配设片7和平板9。此时,被加工物1和片7可以不接触。接着,使加热器14b进行动作而对框架17和被加工物1进行加热。在该情况下,从框架17向片7传递热而对片7进行加热。此时,使片7的温度上升至软化点以上。
并且,如图5的(B)所示,当使切换阀12b进行动作而使吸引源10b与吸引路8b连通时,将由热压接装置2b、框架17以及片7围绕的空间减压。在该情况下,通过该空间的内外的压力差而将平板9向下方按压,片7进入至框架17的开口内而紧贴于被加工物1的正面1a,从而将片7热压接在被加工物1上。
另外,热压接装置2b的多孔质部件6b可以具有比框架17的外径大的直径。在该情况下,准备直径比多孔质部件6b的直径大的片7,在将片7载置于被加工物1和框架17上时,利用片7覆盖多孔质部件6b的整个上表面。于是,通过吸引源10b所产生的负压,能够将由热压接装置2b和片7围绕的空间减压。并且,当在将片7热压接在框架17之后在与框架17重叠的区域将片7切断时,能够形成框架单元。
另外,在本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法中,可以使用热压接装置2、2a、2b以外的热压接装置。
接着,对在本实施方式的被加工物的加工方法中使用的加工装置进行说明。当将被加工物1沿着分割预定线3进行加工而分割时,能够形成各个器件芯片。该加工装置是将被加工物1沿着分割预定线3进行加工的加工装置。
在利用加工装置对被加工物1进行加工时,通过加工装置的拍摄单元拍摄被加工物1而确认分割预定线3的位置。并且,在加工装置中,按照能够沿着分割预定线3对被加工物1进行加工的方式实施对准,该对准调整加工单元的位置。对被加工物1进行加工的加工装置例如是对被加工物1照射激光束的激光加工装置。
激光加工装置将对于被加工物1具有吸收性的波长(被加工物1能够吸收的波长)的激光束照射至被加工物1而实施烧蚀加工,从而能够在被加工物1上形成加工槽。或者,激光加工装置将对于被加工物1具有透过性的波长(能够透过被加工物1的波长)的激光束会聚至被加工物1的内部而在被加工物1中形成改质层。当对形成有改质层的被加工物1施加外力时,从改质层向上下产生裂纹而将被加工物1分割。
作为对被加工物1进行加工的加工装置的一例,对激光加工装置进行说明。图6是示意性示出激光加工装置16的立体图。在以下的说明中使用的X轴方向(加工进给方向)、Y轴方向(分度进给方向)以及Z轴方向(高度方向)相互垂直。如图6所示,激光加工装置16具有对各构成要素进行支承的基台18。
在基台18的上表面上固定有与X轴方向大致平行的一对X轴导轨20。X轴移动工作台22以能够滑动的方式安装于X轴导轨20上。在X轴移动工作台22的下表面侧设置有螺母部(未图示),在该螺母部中螺合有与X轴导轨20大致平行的X轴滚珠丝杠24。
在X轴滚珠丝杠24的一个端部连结有X轴脉冲电动机26。若利用X轴脉冲电动机26使X轴滚珠丝杠24旋转,则X轴移动工作台22沿着X轴导轨20在X轴方向上移动。在与X轴导轨20相邻的位置设置有在对X轴移动工作台22的X轴方向的位置进行检测时使用的X轴标尺28。
在X轴移动工作台22的上表面上设置有与Y轴方向大致平行的一对Y轴导轨30。工作台基座32以能够滑动的方式安装于Y轴导轨30上。在图7中示意性示出工作台基座32的剖视图。在工作台基座32的底板部32b的下表面侧设置有螺母部34a,在该螺母部34a中螺合有与Y轴导轨30大致平行的Y轴滚珠丝杠34。在Y轴滚珠丝杠34的一个端部连结有Y轴脉冲电动机36。
若利用Y轴脉冲电动机36使Y轴滚珠丝杠34旋转,则工作台基座32沿着Y轴导轨30在Y轴方向上移动。在与Y轴导轨30相邻的位置设置有在对工作台基座32的Y轴方向的位置进行检测时使用的Y轴标尺38。
在工作台基座32的底板部32b的Y轴方向的一端连接有从Y轴方向观察的形状为长方形的侧板部32a的下端。在该侧板部32a的上端连接有从Z轴方向观察的形状为与底板部32b同样的长方形的顶板部32c的Y轴方向的一端。即,在底板部32b与顶板部32c之间形成有在Y轴方向的另一端和X轴方向的两端与外部连接的空间32d。
在工作台基座32的顶板部32c的上表面侧配置有在对被加工物1进行保持时使用的保持工作台(卡盘工作台)40。该保持工作台40以能够绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转的方式支承于工作台基座32的顶板部32c。如图8所示,在顶板部32c上形成有圆环状的嵌合孔,圆环状的嵌合凸部40e以能够滑动的方式***至该嵌合孔。并且,当使保持工作台40旋转时,嵌合凸部40e相对于该嵌合孔滑动。
该保持工作台40在上表面上具有对被加工物1进行吸引保持的圆盘状的保持部件40a。保持部件40a由钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等透过可见光的透明部件构成。保持部件40a具有吸引部40f以及被该吸引部围绕的透明部40g。在图6所示的激光加工装置16中,该透明部40g形成为具有沿着X轴方向和Y轴方向的部分的X字形状。
在保持部件40a的内部设置有用于吸引被加工物1的吸引路40c(参照图8)。另外,在保持部件40a的吸引部40f形成有多个吸引槽40d(参照图8)。在吸引路40c的另一端侧连接有包含喷射器等的吸引源(未图示)。
该保持部件40a的透明部40g从上表面至下表面是透明的。由此,能够从保持部件40a的下表面侧拍摄配置于该保持部件40a的上表面侧的被加工物1等。另外,在本实施方式中,示出整体由透明部件构成的保持部件40a,但保持部件40a只要透明部40g从上表面至下表面是透明的即可。即,保持部件40a可以不仅仅由透明部件构成。另外,在顶板部32c上,在与该透明部40g重叠的区域形成有开口(未图示)。
在工作台基座32的侧板部32a设置有电动机等旋转驱动源44。在设置于保持工作台40的外周的带轮部40b以及与旋转驱动源44的旋转轴连结的带轮44a上搭挂有用于传递旋转驱动源44的动力的带42。因此,保持工作台40通过从旋转驱动源44经由带42而传递的力,绕与Z轴方向大致平行的轴旋转。
另外,在保持工作台40的外侧的顶板部32c上设置有载置环状的框架17的多个柱状的框架载置部46。多个框架载置部46以不妨碍保持工作台40的旋转的方式载置框架17。另外,保持工作台40将上述的X轴脉冲电动机26和Y轴脉冲电动机36作为动力而与X轴移动工作台22或工作台基座32一起在X轴方向或Y轴方向上移动。
如图6所示,在基台18的上表面的后部设置有柱状或壁状的支承构造48。在支承构造48的上端配设有从该上端沿着Y轴方向延伸至保持工作台40的上方的臂部,在该臂部的前端配设有对保持工作台40所保持的被加工物1进行激光加工的激光加工单元50。另外,在该臂部的前端与激光加工单元50相邻而固定有用于从上方拍摄被加工物1的上部拍摄单元52。
激光加工单元50由激光振荡器和光学部件等构成。激光加工单元50能够将对于被加工物1具有吸收性的波长(被加工物1能够吸收的波长)的激光束照射至保持工作台40所保持的被加工物1而实施烧蚀加工,在被加工物1上形成沿着分割预定线3的加工槽。
或者,激光加工单元50能够将对于被加工物1具有透过性的波长(能够透过被加工物1的波长)的激光束会聚至被加工物1的内部而沿着分割预定线3在被加工物1中形成改质层。以下,对在激光加工装置16中通过激光加工单元50实施在被加工物1的内部形成改质层的激光加工的情况进行说明,但利用激光加工装置16实施的加工可以是烧蚀加工。
在基台18的上表面的后部还设置有柱状的升降支承机构56。在图7中示意性示出升降支承机构56的侧视图。升降支承机构56将下部拍摄单元54支承为能够升降。在升降支承机构56的升降板上连接有在Y轴方向上较长的臂部58的基端侧,在臂部58的前端固定有下部拍摄单元54。下部拍摄单元54包含:相机,其对保持工作台40所保持的被加工物1进行拍摄;以及照明部(未图示),其对该被加工物1照射光。
在利用这样构成的激光加工装置16从背面1b侧对被加工物1进行加工时,首先使粘贴于被加工物1的正面1a侧的片7与保持工作台40的保持部件40a的正面侧接触。并且,从相当于吸引路40c的一端的多个吸引槽40d作用吸引源的负压。由此,被加工物1在背面1b侧向上方露出的状态下保持于保持工作台40。
接着,使工作台基座32移动而将下部拍摄单元54***至工作台基座32的底板部32b与顶板部32c之间的空间32d。并且,将下部拍摄单元54配置于保持部件40a的透明部40g的下方。保持部件40a和下部拍摄单元54的位置关系在适合被加工物1的拍摄的范围内进行调整。在图9的(A)所示的剖视图中示意性示出通过下部拍摄单元54拍摄被加工物1的正面1a(下表面)侧时的被加工物1和下部拍摄单元54的位置关系。
如上所述,保持部件40a的透明部40g和片7是透明的。由此,若从下部拍摄单元54的照明部朝向上方的被加工物1照射光并利用下部拍摄单元54的相机接受在被加工物1的正面1a侧(下表面侧)反射的光,则能够拍摄被加工物1的正面1a侧。当使用通过该拍摄得到的图像时,能够确定被加工物1的分割预定线3(参照图1)的位置,能够实施激光加工单元50的对准。
然后,对被加工物1进行激光加工。在图9的(B)所示的剖视图中示意性示出进行激光加工的被加工物1和激光加工单元50的位置关系。首先,使X轴脉冲电动机26和Y轴脉冲电动机36进行动作,使激光加工单元50的位置对齐在作为加工对象的分割预定线3的延长线的上方。并且,将聚光点50b定位于被加工物1的内部的规定的高度位置。
然后,一边对被加工物1的内部照射激光束50a,一边使保持工作台40沿着X轴方向移动。由此,能够沿着作为加工对象的分割预定线3对被加工物1进行激光加工而沿着该分割预定线3在被加工物1的内部形成改质层3a。重复这样的动作直至沿着设定于被加工物1的所有分割预定线3对被加工物1进行加工为止。在完成被加工物1的加工之后,解除保持工作台40的吸引保持,将被加工物1从保持工作台40搬出。
接着,对在本实施方式的被加工物的加工方法中使用的加工装置的另一例进行说明。对被加工物1进行加工的加工装置例如可以是具有圆环状的切削刀具的切削装置。
图10是示意性示出切削装置70的立体图。图10所示的切削装置70具有与图6所示的激光加工装置16同样的构成要素。对于切削装置70的构成要素中的具有与激光加工装置16所具有的构成要素同样的构造和功能的构成要素,省略了一部分说明。因此,对于切削装置70的各构成要素的构造和功能,希望根据需要参照与激光加工装置16所具有的相当的构成要素相关的说明。
切削装置70所具有的基台72、X轴导轨74、X轴移动工作台76、X轴滚珠丝杠78、X轴脉冲电动机80以及X轴标尺82分别与激光加工装置16所具有的同名的构成要素相当。另外,对于Y轴导轨84、工作台基座86、侧板部86a、底板部86b、顶板部86c、空间86d、Y轴滚珠丝杠88、螺母部88a、Y轴脉冲电动机90以及Y轴标尺92也是同样的。
另外,保持工作台(卡盘工作台)94、保持部件94a、带轮部94b、吸引路94c、细孔94d、嵌合凸部94e、带96、旋转驱动源98、带轮98a以及框架载置部116也是同样的。
不过,在图10所示的切削装置70中,在该保持部件94a的上表面上形成有沿着保持部件94a的外周大致等间隔地排列的多个细孔94d(参照图12的(A))。另外,在保持部件94a的内部设置有与各细孔94d连通的吸引路94c(参照图12的(A))。在切削装置70中,将形成有保持部件94a的细孔94d和吸引路94c的区域作为吸引部94f,将吸引部94f以外的区域作为保持工作台94的保持部件94a的透明部94g。
如图10所示,在基台72的上表面的后部设置有柱状或壁状的支承构造100。在支承构造100的前表面上固定有与Z轴方向大致平行的一对Z轴导轨102。切削单元118的主轴壳体104以能够滑动的方式安装在Z轴导轨102上。在主轴壳体104的后表面侧设置有螺母部(未图示),在该螺母部中螺合有与Z轴导轨102大致平行的Z轴滚珠丝杠106。
在Z轴滚珠丝杠106的一个端部连结有Z轴脉冲电动机108。若利用Z轴脉冲电动机108使Z轴滚珠丝杠106旋转,则主轴壳体104沿着Z轴导轨102在Z轴方向上移动。在与Z轴导轨102相邻的位置设置有在对主轴壳体104的Z轴方向的位置进行检测时使用的Z轴标尺(未图示)。
切削单元118具有作为与Y轴方向平行的旋转轴的主轴118b(参照图11)。主轴118b通过上述主轴壳体104以能够旋转的状态进行支承。主轴118b的前端部从主轴壳体104露出。在该主轴118b的前端部安装有将磨粒利用结合材料固定而成的切削刀具118a。另一方面,在主轴118b的基端侧连结有电动机等旋转驱动源(未图示)。
在切削单元118的主轴壳体104上固定有用于从上方拍摄保持工作台94所保持的被加工物1等的上部拍摄单元120。切削装置70的上部拍摄单元120相当于激光加工装置16的上部拍摄单元52。另外,切削装置70的下部拍摄单元110、升降支承机构112以及臂部114相当于激光加工装置16的下部拍摄单元54、升降支承机构56以及臂部58。
在切削装置70中,在对被加工物1进行加工时实施对准。然后,对被加工物1进行切削。在图12的(B)所示的剖视图中示意性示出进行切削加工的被加工物1和切削单元118的位置关系。首先,使X轴脉冲电动机80和Y轴脉冲电动机90进行动作而将切削刀具118a的位置对齐在作为加工对象的分割预定线3的延长线的上方。并且,按照切削刀具118a的下端达到片7的方式将切削刀具118a定位于规定的高度位置。
然后,一边使切削刀具118a旋转一边使保持工作台94沿着X轴方向移动。由此,能够沿着作为加工对象的分割预定线3对被加工物1进行切削。重复这样的动作直至沿着设定于被加工物1的所有分割预定线3对被加工物1进行切削为止。在完成被加工物1的切削之后,解除保持工作台94的吸引保持,将被加工物1从保持工作台94搬出。
在激光加工装置16和切削装置70中,在对被加工物1进行加工之前实施对准。此时,隔着片7而拍摄被加工物1的正面1a侧。以往在被加工物1的正面1a上形成有凹凸的情况等无法清楚地拍摄被加工物1的正面1a,从而无法适当地实施对准。这是因为:在片7的被保持工作台40、94保持的面上产生效仿被加工物1的凹凸的阶梯差。另外,片7的不与被加工物1接触的面为梨皮面的情况也是同样的。
另外,在使在与被加工物1的形成有多个器件5的器件区域对应的区域不具有粘接层的片7紧贴于在正面1a上具有凹凸的被加工物1的正面1a时,有时会在片7与被加工物1之间形成空间。这是因为:被加工物1的正面1a的凹部未与片7紧贴。
在该状态下,被加工物1无法充分支承于片7,因此特别是在对被加工物1进行切削时,有可能在器件芯片上形成崩边或裂纹。另外,将被加工物1分割而形成的器件芯片也有可能从片7剥离而飞散。另外,包含由于加工而产生的加工屑的加工水也有可能进入至片7与被加工物1之间的空间而污染被加工物1的正面1a。
因此,在本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法中,将片7和平板9层叠在被加工物1上,利用平板9将片7平坦化,同时将片7热压接在被加工物1上。于是,片7的不与被加工物1抵接的面变得平坦。另外,即使在被加工物1的正面1a上形成有凹凸,通过将片7热压接在被加工物1上,也能够通过片7来填补片7与被加工物1之间的空间。因此,被加工物1紧贴于片7。
接着,对本实施方式的被加工物的加工方法和热压接方法进行说明。在该加工方法和该热压接方法中,实施层叠步骤,将片7和平板9层叠在被加工物1上,形成片7由被加工物1和平板9夹持的层叠体。并且,在实施了该层叠步骤之后,实施热压接步骤,在对片7进行加热并且对该层叠体施加外力而利用平板9将片7平坦化,同时将片7热压接在被加工物1上。
以图3为例,对层叠步骤和热压接步骤进行说明。在层叠步骤中,例如在热压接装置2上依次载置被加工物1、片7以及平板9。于是,在热压接装置2上形成层叠体。不过,在层叠步骤中,也可以在热压接装置2的外部形成层叠体。在该情况下,在实施热压接步骤时将该层叠体载置于热压接装置2上。
在层叠步骤中,在形成层叠体时,使片7与之后对被加工物1实施加工时朝向加工装置的保持工作台的被加工物1的面接触。例如在之后从背面1b侧对该被加工物1进行加工的情况下,在层叠步骤中,将片7和平板9层叠在被加工物1的正面1a上。此时,利用片7覆盖被加工物1的整个正面1a。
在热压接步骤中,首先使热压接装置2的切换阀12进行动作而使吸引源10所产生的负压通过吸引路8和多孔质部件6而作用于被加工物1,将被加工物1吸引吸附于热压接装置2。不过,被加工物1也可以不被吸引吸附。
接着,使加热器14进行动作而对层叠体进行加热。此时,通过被加工物1而将热传递给片7,对片7进行加热。因此,加热器的输出设定成通过被加工物1而加热的片7的温度成为软化的温度(软化点)以上的温度。不过,当片7的温度过高而超过熔点时,无法控制片7的形状或性质。
例如在片7是某种聚烯烃系片的情况下,使热压接装置2的上表面的温度为100℃左右,以便将片7加热至60℃以上且80℃以下的温度。并且,利用热压接装置2对该层叠体进行1分钟左右的加热。此时,利用规定的力从上方按压平板9。于是,将片7热压接在被加工物1的正面1a上。
当对层叠体赋予外力而将片7热压接在被加工物1时,即使在被加工物1的正面1a上形成有凹凸,片7也追随被加工物1的正面1a的形状而产生变形。因此,不会在被加工物1的正面1a与片7之间产生空间,以较强的力将片7紧贴于被加工物1。
另外,在片7的不与被加工物1接触的面上出现效仿被加工物1的正面1a的凹凸形状的凹凸形状的情况下、片7的该面成为梨皮面的情况下,当实施热压接步骤时,将片7的该面平坦化。这是由于:在实施热压接步骤的过程中,利用平板9的平坦的面按压片7,片7追随平板9的形状而发生变形。
然后,解除对层叠体的外力的赋予,使加热器14停止。并且,使切换阀12进行动作而切断吸引源10和吸引路8,解除被加工物1的吸引保持。然后,从热压接装置2拾取热压接在片7上的被加工物1,结束热压接步骤。
另外,层叠步骤和热压接步骤可以利用图4的(A)和图4的(B)所示的热压接装置2a来实施。在该情况下,能够将被加工物1、片7以及环状的框架17一体化而形成框架单元。当使被加工物1为框架单元的状态时,之后的操作变得容易。另外,在被加工物1被分割而形成器件芯片时,器件芯片借助片7而支承于框架17。
在该情况下,在层叠步骤中,在热压接装置2a的壳体的内部的升降工作台62上以背面1b朝向下方的状态载置被加工物1。在图4的(A)等所示的例子中,在被加工物1的背面1b侧形成有金属层11,金属层11与升降工作台62的上表面接触。另外,将框架17载置于该壳体的内部的框架支承台60上。此时,被加工物1收纳于框架17的开口内。
然后,在被加工物1和框架17的上方配设片7,在片7上配设平板9。另外,在图4的(A)和图4的(B)所示的例子中,片7在不与被加工物1的器件区域对应的区域具有粘接层15。并且,在将片7载置于框架17上时,通过该粘接层15将片7和框架17粘贴。
接着,使切换阀66进行动作而通过通气路64将加压单元68与热压接装置2a的升压空间连接,使该升压空间的压力上升。于是,如图4的(B)所示,升降工作台62上升而使被加工物1的正面1a侧与片7接触。于是,由被加工物1和平板9夹持片7,形成被加工物1、片7以及平板9的层叠体。
在热压接装置2a中,接着实施热压接步骤。进一步使升降工作台62上升,通过升降工作台62将被加工物1朝向片7按压。与此相伴,使加热器14a进行动作而隔着被加工物1对片7进行加热,当使片7的温度上升至软化点以上时,能够将片7和被加工物1热压接。
然后,当使切换阀66进行动作而将热压接装置2a的升压空间和热压接装置2a的外部空间连接时,升压空间的压力降低,升降工作台62下降。此时已经将被加工物1热压接在片7上,因此成为被加工物1相对于升降工作台62漂浮的状态。即,被加工物1与片7和框架17一体化而形成框架单元。
另外,层叠步骤和热压接步骤可以利用图5的(A)和图5的(B)所示的热压接装置2b来实施。在该情况下,也将被加工物1、片7以及环状的框架17一体化而形成框架单元。
在该情况下,在层叠步骤和热压接步骤中,如图5的(A)所示,使被加工物1的背面1b侧朝向下方而将该被加工物1和框架17载置于热压接装置2b上,将片7和平板9配设于被加工物1和框架17的上方。接着,使加热器14b进行动作而对框架17和被加工物1进行加热。
并且,如图5的(B)所示,使切换阀12b进行动作而使吸引源10b与吸引路8b连通,对由热压接装置2b、框架17以及片7围绕的空间进行减压。在该情况下,通过该空间的内外的压力差将平板9向下方按压,片7一边变形一边进入至框架17的开口内,紧贴于被加工物1的正面1a。并且,通过被加工物1而对片7进行加热。当片7的温度上升至软化点以上时,将片7热压接在被加工物1上。
这里,对在热压接装置2b中同时进行层叠步骤和热压接步骤的情况进行了说明,但也可以与热压接装置2a同样地连续地实施层叠步骤和热压接步骤。另外,在热压接装置2a中,也可以同时进行层叠步骤和热压接步骤。
在本实施方式的被加工物的加工方法中,接着利用加工装置对被加工物1进行加工。另外,在对被加工物1进行加工之前,可以进一步实施将平板9从层叠体分离的分离步骤。在该情况下,将热压接在片7上的被加工物1搬入至加工装置。不过,本实施方式的被加工物的加工方法不限于此。即,可以将包含平板9的层叠体搬入至加工装置,在包含于层叠体的状态下对被加工物1进行加工。
接着,对保持步骤、对准步骤以及加工步骤进行说明。以下,以如下的情况为例而进行说明:预先实施分离步骤而将平板9分离,利用图6所示的激光加工装置16对与片7和框架17一体化而成为框架单元的一部分的被加工物1进行激光加工。
在激光加工装置16中,首先实施保持步骤,利用保持工作台40隔着片7对被加工物1进行保持。如上所述,保持工作台40的保持部件40a具有包含透明部件的透明部40g。在保持步骤中,如图7所示,在保持工作台40的保持部件40a上隔着片7而载置被加工物1,将环状的框架17载置于框架载置部46上。
接着,经由图8所示的吸引路40c和吸引槽40d而对被加工物1作用负压,将被加工物1吸引保持于保持工作台40。于是,成为被加工物1的背面1b侧向上方露出、能够从激光加工单元50对被加工物1的背面1b侧照射激光束的状态。
在实施了保持步骤之后,实施对准步骤。在对准步骤中,隔着保持工作台40的保持部件40a的透明部40g和片7对被加工物1进行拍摄,实施激光加工单元50(加工单元)的对准。图9的(A)是示意性示出对准步骤的剖视图。
在对准步骤中,使保持工作台40移动而将下部拍摄单元54定位于保持工作台40所保持的被加工物1的下方。特别是将下部拍摄单元54定位于该透明部40g的下方。并且,使下部拍摄单元54进行动作而通过保持工作台40的该透明部40g对被加工物1的正面1a侧进行拍摄。
这里,在本实施方式的被加工物的加工方法中,实施了热压接步骤,因此片7和被加工物1之间的空间被填补。另外,片7通过平板9而平坦化。因此,当隔着片7对被加工物1进行拍摄时,得到清晰的拍摄图像。因此,根据该拍摄图像,能够高精度地检测被加工物1的分割预定线3的位置和方向、分割预定线3的间距等,因此能够实施精密的对准。
接着,实施加工步骤,利用激光加工单元50(加工单元)对被加工物1进行加工。图9的(B)是示意性示出加工步骤的剖视图。在加工步骤中,首先使旋转驱动源44进行动作而使保持工作台40旋转,使分割预定线3与X轴方向(加工进给方向)对齐。另外,使激光加工单元50移动至作为最初实施加工的对象的分割预定线3的延长线的上方。
并且,调整激光加工单元50的光学***而将激光加工单元50的聚光点50b的高度位置定位于规定的高度。并且,一边从激光加工单元50对被加工物1的背面1b侧照射对于被加工物1具有透过性的波长的激光束50a一边将被加工物1进行加工进给。于是,沿着该分割预定线3在被加工物1的内部形成改质层3a。
在结束沿着该分割预定线3的激光加工之后,将被加工物1沿着Y轴方向进行分度进给,同样地沿着其他分割预定线3逐次对被加工物1进行激光加工。并且,在沿着X轴方向的所有分割预定线3对被加工物1进行激光加工之后,使被加工物1旋转而沿着另一方向的分割预定线3对被加工物1进行激光加工。这样,在沿着被加工物1的所有分割预定线3在被加工物1的内部形成改质层3a时,结束加工步骤。
然后,将被加工物1从激光加工装置16搬出,对被加工物1进行清洗,当将片7向径向外侧扩展时,裂纹从改质层3a向上下延伸,将被加工物1分割,形成各个器件芯片。并且,从片7拾取器件芯片,安装于规定的安装对象而使用。另外,在加工步骤中,也可以照射被加工物1能够吸收的波长的激光束而对被加工物1进行烧蚀加工。
另外,保持步骤、对准步骤以及加工步骤可以在图10所示的切削装置70中实施。接着,对如下的情况进行说明:在切削装置70中,对在将片7热压接在被加工物1的正面1a上并且将片7通过粘接层15粘贴于框架17而形成的框架单元所包含的该被加工物1进行切削。这里,以在被加工物1的背面1b上形成有金属层11的情况为例进行说明。
关于保持步骤和对准步骤,与利用上述激光加工装置16实施的情况同样地进行,因此省略了一部分说明。希望根据需要参照对利用上述激光加工装置16实施的保持步骤和对准步骤的说明。
在保持步骤中,如图11所示,在保持工作台94的保持部件94a上隔着片7而载置被加工物1,将环状的框架17载置于框架载置部116上。接着,经由图12的(B)所示的吸引路94c和细孔94d而对被加工物1作用负压,将被加工物1吸引保持于保持工作台94。于是,被加工物1的背面1b侧朝向上方,形成于背面1b的金属层11向上方露出。
另外,特别是在背面1b侧形成有金属层11的情况下,使用配设于保持工作台94的上方的上部拍摄单元120对被加工物1的正面1a侧进行拍摄是困难的。因此,在保持步骤之后实施的对准步骤中,使用下部拍摄单元110对被加工物1的正面1a侧进行拍摄。即,在对准步骤中,隔着保持工作台94的保持部件94a的透明部94g和片7而对被加工物1进行拍摄,实施切削单元118(加工单元)的对准。
接着,实施加工步骤,利用切削单元118(加工单元)对被加工物1进行加工。图12的(B)是示意性示出加工步骤的剖视图。在加工步骤中,首先使旋转驱动源44进行动作而使保持工作台40旋转,使分割预定线3与X轴方向(加工进给方向)对齐。另外,使切削单元118移动至作为最初实施加工的对象的分割预定线3的延长线的上方。
并且,一边将主轴作为旋转轴而使切削刀具118a旋转,一边使该切削单元118下降至切削刀具118a的下端达到片7的规定的高度为止。并且,一边继续进行切削刀具118a的旋转,一边将被加工物1进行加工进给。于是,沿着该分割预定线3对被加工物1进行切削而分割。当沿着所有的分割预定线3将被加工物1分割时,形成各个器件芯片。
这里,在本实施方式的被加工物的加工方法中,在被加工物1与片7之间未残留空间、被加工物1适当地支承于片7,因此即使对被加工物1进行切削,也可抑制崩边或裂纹的产生。
在本实施方式的被加工物的加工方法中,将被加工物1热压接在片7上,因此片7和被加工物1牢固地紧贴。因此,在加工步骤、该加工步骤之后实施的清洗步骤等中,被加工物1或器件芯片牢固地支承于片7。在该情况下,被加工物1或器件芯片不会从片7剥离而飞散。另外,在被加工物1和片7之间未残留空间,因此污染源也不会进入至该空间。
另外,在上述实施方式中,对在热压接步骤中使用热压接装置2、2a、2b所具有的加热器14、14a、14b对片7进行加热的情况进行了说明,但本发明的一个方式不限于此。例如热压接装置2、2a、2b可以具有能够对片7照射红外线的红外线灯、或能够对片7提供热风的热风器。即,在热压接步骤中,可以通过红外线灯或热风器对片7进行加热。
另外,在上述实施方式中,主要对在被加工物1的正面1a上形成有凹凸形状的情况进行了说明,但本发明的一个方式不限于此。即,可以不在被加工物1的正面1a上形成凹凸形状。另外,对在加工步骤中从背面1b侧对被加工物1进行加工的情况进行了说明,但也可以使被加工物1的正面1a侧向上表面露出而从正面1a侧对被加工物1进行加工。
另外,对于加工步骤,以利用激光加工单元对被加工物1进行激光加工的情况和利用切削单元对被加工物1进行切削的情况为例而进行了说明,但本发明的一个方式不限于此。例如在加工步骤中,可以利用磨削单元对被加工物1的背面1b侧进行磨削,或者可以利用研磨单元对被加工物1的背面1b侧进行研磨。在这些情况下,根据本发明的一个方式,使被加工物1牢固地紧贴于片7,因此能够抑制被加工物1从片7的剥离而实施高品质的加工。
除此以外,上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围,则可以适当变更并实施。
Claims (4)
1.一种被加工物的加工方法,其特征在于,
该被加工物的加工方法具有如下的步骤:
层叠步骤,将片和平板层叠在该被加工物的正面上,形成该片被该被加工物和该平板夹持的层叠体;
热压接步骤,对该片进行加热并且对该层叠体赋予外力而利用该平板将该片平坦化,同时将该片热压接在该被加工物上;
保持步骤,在实施了该热压接步骤之后,利用具有透明部的保持工作台隔着该片而对该被加工物进行保持,其中,该透明部包含透明部件;
对准步骤,在实施了该保持步骤之后,隔着该透明部和该片对该被加工物进行拍摄而实施对准;以及
加工步骤,在实施了该对准步骤之后,利用加工单元对该被加工物进行加工。
2.根据权利要求1所述的被加工物的加工方法,其特征在于,
该被加工物在该正面上具有凹凸,
该片具有比该凹凸的高低差大的厚度,
在该层叠步骤中,将该片层叠在该被加工物的该正面上,
在该热压接步骤中,将该片热压接在该被加工物的该正面上,
在该保持步骤中,利用该保持工作台隔着该片而对该被加工物的该正面侧进行保持,
在该加工步骤中,利用该加工单元从该被加工物的背面侧对该被加工物进行加工。
3.根据权利要求1或2所述的被加工物的加工方法,其特征在于,
该被加工物在该正面上具有形成有多个器件的器件区域,
该片在不与该被加工物的该器件区域对应的区域具有粘接层。
4.一种热压接方法,将片热压接在被加工物上,其特征在于,
该热压接方法具有如下的步骤:
层叠步骤,将该片和平板层叠在该被加工物的正面上,形成该片被该被加工物和该平板夹持的层叠体;以及
热压接步骤,在实施了该层叠步骤之后,对该片进行加热并且对该层叠体赋予外力而利用该平板将该片平坦化,同时将该片热压接在该被加工物上。
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