DE69208063T2

DE69208063T2 - Verfahren zum Schneiden von zerbrechlichen Halbleiterplättchen mit Anwendung von Anritzen und Brechen

Info

Publication number: DE69208063T2
Application number: DE1992608063
Authority: DE
Inventors: James W Loomis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2012-11-21
Also published as: JPH05337900A; EP0547399B1; DE69208063D1; EP0547399A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Handhabung von Substraten, welche leicht gebrochen werden, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anritzen und Abbrechen von Substraten, wie Halbleiterwafer, dünnes Glas und dergleichen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bekanntlich werden Halbleiterwafer längs spezifischer Linien angeritzt und danach längs derartiger Linien getrennt, um den Wafer in Halbleiterchips zu teilen. Derartige Teilungslinien können mit einem spitz zulaufenden Diamantanritzwerkzeug angeritzt oder durch einen Laser oder eine Säge geschnitten werden. Wenn jedoch die Linien angeritzt oder teilweise geschnitten werden, wird der Wafer nicht sofort in seine individuellen Stücke getrennt, sondern muß gebrochen werden, nachdem das Ahritzen stattgefunden hat.
Aus der US-PS-4 653 680 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Brechen eines angeritzten Halbleiterwafers und dergleichen bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfaßt einen Waferträger, welcher bezüglich eines Abbrecherarms mit einer Messerkante bewegbar ist. Der Abbrecherarm wird pneumatisch oder durch andere ähnliche Mittel betätigt, um dem Wafer längs jeder der Anritzlinien des Wafers einen Stoß oder Impuls zu erteilen und somit den Wafer zu brechen. Ein Steuermechanismus ist zum automatischen abwechselnden Abstufen der Waferposition bezüglich des Abbrecherarms und zum Betätigen des Abbrecherarms vorgesehen. Sobald der ganze Wafer längs einer Achse gebrochen ist, wird der Wafer um 90 Grad gedreht und die Abfolge längs der anderen Achse wiederholt.
Es sind viele Versuche unternommen worden, um eine Vorrichtung zum Brechen eines Halbleiterwafers in individuelle Stücke zu schaffen, wobei jedes Stück einen besonderen Halbleiterchip darstellt. Zum größten Teil waren diese Versuche aus einem oder mehreren Gründen nicht zufriedenstellend. Insbesondere war die Ausbeute eines Wafers unter Verwendung herkömmlicher Techniken relativ gering und der Verlust einer großen Anzahl von Halbleiterchips von einem gegebenen Wafer stellt einen großen Einbuße an Profits dar, der erzielt werden könnte, wenn die Ausbeute größer wäre.
Ein Bruch einer Anritzlinie wird dadurch implementiert, daß sie unter Zugbeanspruchung gesetzt wird. Der Punkt oder Boden des vertikalen Risses unter der Anritzlinie wird beginnen, Molekularverbindungsversagen zu erfahren, zuerst langsam und dann zunehmend auf eine lawinenartige Weise. Wenn das Verbindungsversagen ziemlich schnell wird, ist die Beanspruchungsenergie, die erforderlich ist, um das Versagen einzuspeisen kleiner in Relation zur Zugfestigkeit des Materials. Wenn das schnelle Verbindungsversagen einsetzt, startet es gewöhnlich an der Kante des Wafers. Die um die nicht gebrochene Anritzlinie induzierte Beanspruchung wird gelöst, wenn die Anritzlinie zu versagen beginnt, und führt die notwendige Energie zu, um den Bruch längs der Anritzlinie einzuspeisen.
Bis zu dieser Erfindung brachten alle bekannten Bruchverfahren und -vorrichtungen die Zugbruchbeanspruchung auf eine konzentrierte Weise auf, wobei z.B. der Wafer veranlaßt wird, sich einem konvexen zylindrischen Abschnitt parallel zu den Anritzlinien anzupassen, oder eine einzige Anritzlinie veranlaßt wird, sich um eine Kante auf eine guillotinenartige Weise herumzubiegen. All diese Techniken versuchten eine Anritzlinie augenblicklich abzubrechen. Da Anritzlinien immer auf eine serielle Weise von Punkt A zu Punkt B nicht augenblicklich brechen, beeinflußt die in dem Material aufgebaute Beanspruchungsenergie den Anschluß des Bruches. Gewöhnlich ist diese Restbeanspruchungsenergie zu groß und schlecht aufgebracht, um einen perfekten Bruch zu erreichen. Die überschüssige aufgebrachte Beanspruchung trägt zu Verschnitt, Kantenverschlechterung und schrägen (von der Anritzlinie weg) Brüchen bei.
Zusätzlich berühren die traditionellen Bruchverfahren immer die gesamte Oberfläche des Wafers. Mit der Einführung von "Luftbrücken"-Schaltkreisen (sehr dünnen Mikroleitern, die über anderen Leitern hängen, wobei der Luftraum dazwischen als ein Isolator wirkt), ist das Brechen von Wafern schwieriger geworden, weil die Luftbrücken sehr zerbrechlich sind und während des Abbrechvorganges nicht berührt oder verunreinigt werden dürfen. Wegen den den herkömmlichen Bruchtechniken zugeordneten Nachteilen bestand gewisse Zeit eine Notwendigkeit für eine verbesserte Bruchvorrichtung und -verfahren fort zu existieren, um hohe Ausbeuten zu erlauben, sowie für Einfachheit im Betrieb zu sorgen, ohne den Anritzschritt zu beeinflussen. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Notwendigkeit, weil sie nicht nur eine begrenzte (und einstellbare) Beanspruchung aufbringt, die gerade notwendig ist, um das Verbindungsversagen längs der Anritzlinie zu steuern, sondern auch Abbrechen mit Anritzen integriert, und kann somit Bruchkräfte außerhalb der aktiven Schaltkreisbereiche anordnen, welcher normalerweise der Wafertrennungsgitterbereich ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Substratbruchvorrichtung und -verfahren zu schaffen, wodurch ein ganzes Substrat längs einer Vielzahl von Anritzlinien gebrochen werden kann, um hierdurch die Teilung des Substrats in kleine Stücke zu vereinfachen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, worin der Bruch eines Substrats herbeigeführt werden kann, unmittelbar nachdem eine Anritzlinie in dem Substrat gebildet ist, wodurch die vorliegende Erfindung zum Anritzen und Abbrechen eines Halbleiterwafers in individuelle Halbleiterchips geeignet ist.
Diese Ziele werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 32 erreicht.
Entsprechend ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zu Handhabung zerbrechlicher Substrate, wie Halbleiterwafer, dünnes Glas, etc. gerichtet, worin ein Substrat angeritzt und unmittelbar danach in Reihen oder Streifen gebrochen, dann nachfolgend angeritzt und in individuelle Chips (oder "Schnitt", die gesamte Operation wird allgemein als "Anritzen und Schneiden" bezeichnet) gebrochen werden kann. Die Anritz- und Abbrechschritte können erlangt werden, während eine hohe Ausbeute verwirklicht wird, und sorgen für beinahe sofortigen Bruch nach dem Anritzen ohne Beeinflussung des Anritzens des Substrates.
Zu diesem Ziel sieht die vorliegende Erfindung den Bruch eines Substrats längs der angeritzten Linien auf einem Substrat in einem sich längsbewegenden Dreipunkt-Balkenbiegesystem vor, worin Balkenbiegekräfte an zwei Stellen auf eine sich längs bewegende Weise auf die eine Seite des Wafers und an einem dritten Punkt auf die entgegengesetzte Seite des Wafers zwischen die ersten zwei Punkte aufgebracht werden, um zu erlauben, daß die Kräfte auf das Substrat in brechender Beziehung dazu längs der angeritzten Linien ausgeübt werden.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt weiter in einer bevorzugten Ausführungsform des Abbrechmittels ein drehbares Abbrechrad, das selektiv über seine zwei Profile mit dem Substrat auf entgegengesetzten Seiten einer durch ein Anritzwerkzeug angeritzten Linie in Eingriff gelangen kann, wobei das Abbrechrad und das Werkzeug relativ zu dem Substrat vorzugsweise längs gerader Linien bewegbar sind. Somit können sich das Rad und das Werkzeug relativ zu und längs einer Oberfläche des Substrats bewegen oder alternativ kann sich das Substrat bewegen, während das Rad und das Werkzeug stationär verbleiben.
Version eins:
Beim Brechen des Substrats sehen die Abbrechradprofile, wenn sie mit einer Oberfläche des Substrates in Eingriff gelangen, zwei der drei Punkte eines Dreipunkt-Balkenbiegesystems vor, worauf die vorliegende Erfindung beruht, um das Substrat längs einer angeritzten Linie zu brechen. Der dritte Punkt des Dreipunkt-Balkenbiegemodus ist durch einen fixierten Anschlag oder Träger, vorzugsweise einem Dorn, mit einer neigbaren Oberfläche vorgesehen. Das linke Radprofil ist so positioniert, daß es auf dem Teil des Substrats fällt, der durch den neigbaren Dorn getragen ist. Das rechte Radprofil ist so positioniert, daß es auf den freitragenden Teil des Substrates fällt. Da die Bewegung nach unten des Abbrechrades durch das linke Profil begrenzt ist, das mit dem tragenden Teil des Wafers in Eingriff steht, wird die maximale Beanspruchung, die um den nicht abgebrochenen Teil der angeritzten Linie induziert wird, durch Verändern des Winkels des neigbaren Domes eingestellt.
Version zwei:
Eine zweite Version dieses Bruchverfahrens verwendet ein Abbrechrad mit drei Profilen. Das mittlere Profil steht mit dem Substrat direkt auf der Anritzlinie in Eingriff, die linken und rechten Profile sind wie in Version eins positioniert. Der Winkel des neigbaren Dorns ist auf den Winkel der Kontaktlinie der linken und mittleren Profile eingestellt. Dieser Winkel ist durch die Durchmesserdifferenz der mittleren und äußeren Profile des Abbrechrades festgelegt, wobei der Durchmesser des mittleren Profils immer kleiner als jeder der Durchmesser der äußeren Profile ist. In dieser Version der Erfindung ist die Bewegung nach unten des Abbrechrades durch die linken und mittleren Profile begrenzt, die mit dem getragenen Substrat in Eingriff stehen. Daher ist die maximale Beanspruchung, die um den nicht zerbrochenen Teil der Anritzlinie induziert wird, durch die Kontaktlinienwinkel der mittleren und äußeren Abbrechradprofile begrenzt, die in dem Abbrechrad aufgebaut sind.
Version drei:
Eine dritte Version dieses Bruchverfahrens verwendet eine Kombination der in Versionen eins und zwei oben verwendeten Techniken. Wieder wird ein Dreiprofilabbrechrad wie in Version zwei verwendet, außer daß es geringfügig nach rechts verschoben wird, so daß das mittlere Profil sich etwas rechts von dem neigbaren Dorn befindet und es mit dem Substrat auf dem freitragenden Teil des Substrates in Eingriff steht. Wie in Version eins steht das linke Profil mit dem nicht abgebrochenen Substrat über dem neigbaren Dorn in Eingriff, wodurch die Bewegung des Abbrechrades nach unten begrenzt wird, so stellt der Winkel des Dorns die maximale Beanspruchung ein, die um die nicht gebrochene Anritzlinie induziert wird.
Wenn das Substrat längs der Anritzlinie bricht, drückt das mittlere Radprofil den neu gebrochenen Teil des Substrates nach unten, was hervorruft, daß eine Scherwirkung zwischen dem nicht gebrochenen und neu gebrochenen Teilen des Substrates stattfindet. Dies hilft jegliche Rückseitenmetallisierung des Substrates abzuscheren. Andere Bruchtechniken versagen, mit dem Gegenstand einer duktilen Rückseitenmetallisierung fertigzuwerden, was allgemein den Wafer in einem Zustand beläßt, wo die Chips voneinander abgebrochen sind, aber noch über das rückseitige Metall verbunden sind (allgemein als "gold hinge" bezeichnet).
Version vier:
Eine vierte Version dieses Bruchverfahrens wird verwendet, wo das Trennungsgitter des Substrates sich nicht in der gleichen Ebene des Restes des Substrates befindet, wie in Wafern, wo große Kontakt"-Erhebungen" Teil des aktiven Schaltkreisbereiches sind. Hier ist der Radaufbau der gleiche wie in Version zwei, wobei das mittlere Radprofil mit dem Substrat direkt über der Anritzlinie in Eingriff steht. Der neigbare Dorn ist durch eine fixierte schmale Klinge ersetzt, die zwischen die Erhebungen auf dem Substrat paßt.
Da das mittlere Radprofil in seiner Bewegung nach unten durch das auf der Klinge getragene Substrat begrenzt ist, wird die Bruchbeanspruchung durch den Kontaktwinkel zwischen den mittleren und äußeren Profilen des Abbrechrades gesteuert.
Die Erfindung kann ein Teil einer Waferanritz- und -schneidemaschine bilden, welche einen herkömmlichen Aufbau aufweist. Das Anritzwerkzeug einer derartigen Maschine bewegt sich relativ zu dem anzuritzenden Substrat hin und her. Das Substrat wird angeritzt, wenn das Anritzwerkzeug mit dem Substrat in Eingriff gelangt und sich in einer Richtung bewegt. Dann tritt das Werkzeug außer Eingriff von dem Substrat, das Abbrechrad tritt in Eingriff mit dem Substrat und wird zur entgegengesetzten Seite des Wafers bewegt, wobei es den Wafer längs der angeritzten Linie trennt. Dann wird das Rad außer Eingriff von dem Substrat gebracht und der Wafer wird lateral und inkremental indexiert, während sowohl das Anritzwerkzeug als auch das Abbrechrad außer Eingriff von dem Substrat gebracht werden.
Das Abbrechrad ist auf einem Arm befestigt, der an die Maschine gekoppelt ist, und ist vorzugsweise mit dem Anritzwerkzeug zurück und vorwärts über ein anzuritzendes und abzubrechendes Substrat hinaus bewegbar. Das Antriebsmittel zum Rückwärts- und Vorwärtsbewegen des Werkzeuges kann auch das Ahtriebsmittel für den Arm sein, der das Rad trägt. Der Arm, der das Rad trägt, wird bezüglich des Anritzwerkzeuges unabhängig angehoben und abgesenkt und von dem Substrat nach einem einzigen Durchgang des Rades relativ zu dem Substrat in brechender Beziehung dazu angehoben. Das Rad kann sich mit dem Dorn als Abbrechmittel als eine Funktion der Bewegung des Anritzwerkzeuges selbst bewegen und arbeiten, oder das Abbrechrad kann mit dem Dorn auf eine hin- und hergehende Weise aus der Bewegung des Anritzwerkzeuges arbeiten.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Substratbruchvorrichtung und -verfahren zu schaffen, welche zur Verwendung mit einem Substratanritzwerkzeug geeignet sind, worin das Abbrechmittel ein Dreipunkt-Balkenbiegesystem umfaßt, das dazu dient, Kräfte auf ein Substrat aufzubringen, das durch das Werkzeug angeritzt wird, um das Substrat längs der darauf angeritzten Linien zu brechen, während das Substrat gehalten wird, außerdem kann das Substrat inkremental und quer zur Bewegungsrichtung des Anritzwerkzeuges bewegt werden, wodurch ein ganzes Substrat längs einer Vielzahl von Anritzlinien gebrochen werden kann, um dadurch die Teilung des Substrates in kleine Stücke zu vereinfachen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung und Verfahren des beschriebenen Typs zu schaffen, worin der Bruch eines Substrats herbeigeführt werden kann, unmittelbar nachdem eine Anritzlinie in dem Substrat gebildet worden ist, wodurch die vorliegende Erfindung zum Anritzen und Abbrechen eines Halbleiterwafers in individuelle Halbleiterchips geeignet ist.
Andere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden, wenn die folgende Beschreibung fortschreitet, ersichtlich werden, wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen für eine Darstellung der vorliegenden Erfindung genommen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Frontaufriß eines Zweiprofilabbrechrades, das mit Substrat in Eingriff steht,
Fig. 2 ist ein Frontaufriß eines Dreiprofilabbrechrades, das mit Substrat in Eingriff steht,
Fig. 3A ist ein Frontaufriß eines Dreiprofilabbrechrades mit nach rechts verschobenem mittleren Profil,
Fig. 3B ist eine Vergrößerung der Ansicht von Fig. 3A,
Fig. 4A ist ein Frontaufriß eines Dreiprofilabbrechrades wobei der neigbare Dorn durch eine schmale Klinke ersetzt ist,
Fig. 4B ist eine Vergrößerung der Ansicht von Fig. 4A,
Fig. 5 ist ein Aufriß von oben der Anritzmaschine und des Abbrechmittels darauf, die die Beziehung der x-Achse (inkrementale Bewegung des Substrats) und der y-Achse (Lineartranslationssystem für Anritzwerkzeug und Abbrechrad) zeigt, und
Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Anritzmaschine, die die Beziehung zwischen der y-Achse und der z-Achse (unabhängiges Anheben und Absenken des Anritzwerkzeuges) und das Abbrechrad, um mit dem Substrat in Eingriff zu gelangen, zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Anritz- und Schneidevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist allgemein mit Zahl 10 bezeichnet und in Fig. 5 und 6 gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Basis 12 zum Tragen eines Lineartranslationssystems 14, an welchem ein Anritzwerkzeug 16 gekoppelt ist, um einen Halbleiter oder anderen Wafer 18 anzuritzen, der auf einer dehnbaren, haftenden Tafel 20 befestigt ist, die durch einen kreisförmigen Ring oder irgendeinen anderen geeigneten Fördermechanismus 22 getragen ist, der auf irgendeine geeignete Weise an die Basis 12 gekoppelt ist. Der Wafer 18 ist haftend mit der oberen Oberfläche der Hafttafel 20 verbunden und der Wafer wird durch Werkzeug 16 angeritzt, wenn sich das Werkzeug unter Einfluß von Lineartranslationssystem 14 in eine Richtung bewegt, wie nach links, wenn Fig. 6 betrachtet wird. Wenn es sich nach links bewegt, ritzt das Anritzwerkzeug eine Linie 24a (Fig. 5), wenn sich das Werkzeug 16 über den Wafer 18 in eine Richtung bewegt. Nachdem eine Linie durch das Werkzeug 16 angeritzt worden ist, wird das Lineartranslationssystem 14 veranlaßt, Werkzeug 16 über den Wafer anzuheben, dann wird das Werkzeug zu seiner Anfangsstartposition oder nach rechts zurückgeführt, wenn Fig. 6 betrachtet wird, wo das Werkzeug sich in einer Position befindet, um die nächste Linie anzuritzen. Während einer Pause in der vordersten Bewegung nach rechts (wenn Fig. 6 betrachtet wird) des Werkzeuges, werden der Ring 22 und die Tafel 20 durch ein Indexiermittel 26 indexiert, welches die Tafel und den Ring veranlassen wird, sich inkremental nach rechts zu bewegen, wenn Fig. 5 betrachtet wird, um das Werkzeug 16 an eine geeignete Stelle zum Anritzen der nächsten Anritzlinie zu positionieren.
Das Werkzeug schreitet fort, Wafer 18 anzuritzen, bis alle Linien parallel zu Linie 24, die in Fig. 5 gezeigt ist, angeritzt worden sind. Nachdem dies eingetreten ist, werden der Ring und Tafel 20 und 22 dann um einen Winkel von 900 gedreht, so daß der Wafer 18 sich in einer Position befinden wird, um durch das Werkzeug längs Linien 28 angeritzt zu werden, welche senkrecht zu Linie 24 stehen.
Die vorhergehende Erläuterung betrifft eine Anritzmaschine, welche herkömmlichen Aufbau und Betrieb aufweist. In der Vergangenheit wurde eine derartige herkömmliche Maschine lediglich verwendet, um einen Wafer anzuritzen, worauf folgte, daß die angeritzten Wafer von der Maschine entfernt und gehandhabt wurden, um den Schnitt oder Chips 25 zu trennen, die durch die Bildung der senkrechten Anritzlinien 24 und 28 (Fig. 5) gebildet werden. Eine typische Anritzmaschine herkömmlichen Aufbaus ist eine, die von Loomis Industries von St. Helena, Kalifornien hergestellt und vertrieben wird.
Eine Abbrecheinheit 30 ist dem Anritzteil von Vorrichtung 10 zugeordnet und Einheit 30 ist vorgesehen, um ein Brechen einer Säule von Chips oder Wafer 18 hervorzurufen, nachdem eine Anritzlinie in dem Wafer ausgebildet worden ist. Das Abbrechmittel wirkt mit einer dehnbaren Hafttafel 20 zusammen, welche die Chips auf der Tafel zurückhält, bis die Chips nacheinander entfernt werden, wie durch eine Vakuumaufnahmeeinrichtung, wo die Chips zu einem Anwendungspunkt transferiert werden, wie einem anderen Substrat, zum Befestigen eines Chips in einer Position, um mit Drähten verbunden zu werden, oder dergleichen.
Die Abbrecheinheit 30 umfaßt einen Abbrechradarm 32 mit einer Welle 34, die sich lateral davon erstreckt. Ein Abbrechrad 36 ist auf der Welle befestigt und weist Lager 37 auf, an denen das Rad zur Drehung auf Welle 34 befestigt ist. Ein Abbrechrad ist durch eine Mutter 38 gehalten, die auf das äußere Ende 40 der Welle 34 geschraubt ist, wobei sich die Mutter gegen das Rad abstützt, um eine Feder 42 zusammenzudrücken, welche das Rad weg von dem Abbrechradarm 32 vorspannt. Mehrere Ausführungsformen von Rad 36 sind nachstehend beschrieben, wobei die erste Ausführungsform in Fig. 1 gezeigt ist und andere Ausführungsformen in Fig. 2, 3A und 4A gezeigt sind.
Der Abbrechradarm 32 ist schwenkbar auf einer Achse 44 zur Rotation um eine im allgemeinen horizontale Achse befestigt (Fig. 5) , wobei die Achse auf dem Lineartranslationssystem 14 auf irgendeine geeignete Weise befestigt ist, so daß sich der Arm 32 nach oben und unten um die Achse 44 bewegen kann.
Ein Fluidkolben- und -zylinderaktuator 46 (Fig. 5) wird verwendet, um den Arm 32 im Gegenuhrzeigersinn zu schwenken, wenn Fig. 6 betrachtet wird, so daß das Abbrechrad 36 (Fig. 1) an dem Wafer vorbei gelangen kann, wenn das Abbrechrad zu einer Startposition zurückgeführt werden soll, bezüglich des Anritzwerkzeuges 16. Wenn sich der Arm 32 nach oben bezüglich Fig. 6 schwenkt, trägt er außerdem das Abbrechrad 36 nach oben, da das Abbrechrad auf der Welle 34 befestigt ist.
Dem Abbrechmittel 30 ist auch ein länglicher Dorn 48 zugeordnet, welcher drehbar durch einen Halter 50 getragen ist, der mit Basis 12 auf irgendeine geeignete Weise gekoppelt ist. Eine Einstelischraube 52 erlaubt, das der Dorn um seine zentrale Achse gedreht wird, wobei die Achse durch die Kante 56 (Fig. 3A) definiert und teilweise von der halbzylindrischen äußeren Peripherie 54 des Dorns umgeben ist. Der Dorn 48 weist benachbart einer Bruchkante 56 eine Bruchebenenoberfläche 58 auf, welche sich von der Kante 56 zur äußeren Peripherie 54 erstreckt, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die Dornbruchebenenoberfläche 58 steht normal mit der unteren Oberfläche von Tafel 20 in Eingriff und der Wafer 18 ruht auf Tafel 20 und ist durch die untere Bruchebenenoberfläche 58 getragen, wie in Fig. 1 gezeigt.
Das Abbrechrad 36 weist ein Paar Radprofile oder Profilglieder 60 und 62 auf, die jeweils ein Paar Seiten 64 aufweisen, welche zu einer äußeren, ebenen Endfläche 66 konvergieren, welche mit dem Wafer 18 in Eingriff steht. Das Glied 60 linkerhand steht mit dem Wafer in dessen nicht angeritztem Teil auf einer Seite von der Anritzlinie 24 in Eingriff, wohingegen das andere oder Glied 62 rechterhand mit dem Wafer über der Anritzlinie 24 in Eingriff steht. Abhängig vom Winkel der Ebenenoberfläche 58 wird ein größeres oder kleineres Ausmaß an Zug oder Kraft nach unten auf den Wafer aufgebracht, um den Wafer zu brechen, wenn sich das Rad um die zentrale Achse von Welle 34 dreht.
In der ersten Ausführungsform des Rades, wie in Fig. 1 gezeigt, sehen die Abbrechradprofilglieder 60 und 62, wenn sie mit der oberen Oberfläche des Substrates in Eingriff stehen, zwei von den drei Punkten eines Dreipunkt-Balkenbiegesystems zum Abbrechen des Substrat längs einer einer angeritzten Linie vor. Der dritte Punkt des Dreipunkt-Balkenbiegemodus ist durch Dorn 48 vorgesehen, insbesondere durch dessen Oberfläche 58, welche geneigt ist. Das Profilglied 60 ist so positioniert, daß es mit dem Teil des Substrates zusammenfällt, der durch die Oberfläche 58 von Dorn 48 getragen wird. Da die Abwärtsbewegung des Abbrechrades durch das linke Profilglied 60 begrenzt ist, das mit dem getragenen Teil des Wafers in Eingriff steht, wird die maximale Beanspruchung, die um den nicht gebrochenen Teil der angeritzten Linie induziert wird, durch Verändern des Winkels der geneigten Oberfläche 58 eingestellt. Dies wird durch eine Einstellschraube 52 oder irgendein anderes Mittel zum Schwenken des Dorns 48 um seine zentrale Achse relativ zum Halter 50 erreicht.
Beim Gebrauch der Ausführungsform von Fig. 1 wird Wafer 18 auf der oberen Oberfläche von Hafttafel 20 auf die in Fig. 1 gezeigte Weise gehalten. Tafel 20 wird durch Ringrahmen 22 (Fig. 6) stramm gehalten und die Tafel ist auf der oberen Ebenenoberfläche 58 von Dorn 48 (Fig. 1) befestigt.
Wenn Wafer 18 transversal längs der x-Achse (Fig. 5) und bezüglich Rotation um die θ-Achse (Fig. 5) ausgrichtet ist, sind der Trennungsgitterkanal und die zuletzt angeritzte Linie 24 parallel und liegen über der Bruchkante 56 von Dorn 48. Die Bruchkante 56 befindet sich in der Drehmitte von Dorn 48, um sicherzustellen, daß die Bruchkante 56 während der Einstellung der neigbaren Oberfläche 58 mittels Einstellung von Schraube 52 stationär sein wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt, erstreckt sich die zuletzt angeritzte Linie 24 longitudinal in der Bewegungsrichtung des Abbrechrades 36. Der Querungsschritt wird herbeigeführt, indem das Lineartranslationssystem 14 (Fig. 6) betätigt wird, welches das Anritzwerkzeug 16 und das Abbrechradsystem 30 so befördern, daß die Linie in dem Wafer durch das Werkzeug 16 angeritzt wird, wenn das Rad angehoben ist über und beabstandet ist von dem Wafer während einer Bewegung nach links, wenn Fig. 6 betrachtet wird.
Typischerweise wird das Rad auf den Wafer abgesenkt, wenn sich das Rad von links nach rechts bewegt, und wenn das Werkzeug sich auch von links nach rechts in einer erhöhte Position über dem Wafer bewegt. Somit befindet sich während der Anritzoperation das Abbrechrad außer Kontakt mit dem Wafer, wohingegen während der Rückführung des Werkzeuges in eine erhöhte Position zu seiner Startposition, das Abbrechrad abgesenkt wird und mit dem Wafer in Eingriff gelangt, um den Wafer längs der vorher gebildeten Anritzlinie 24 zu brechen, wenn das Abbrechrad 36 sich von links nach rechts bewegt, wenn Fig. 6 betrachtet wird.
In der Ausführungsform von Fig. 1 wird Zugbeanspruchung quer über der Anritzlinie 24 geschaffen, indem Wafer 18 auf entgegengesetzten Seiten von Anritzlinie 24 mit Abbrechradprofligliedern 60 und 62 gedrückt wird. Die Glieder 60 und 62 rollen über den Wafer parallel zu der zuletzt angeritzten Linie 24, wenn die Profile durch das Lineartranslationssystem 14 befördert werden, was hervorruft, daß Zugbeanspruchung über der Anritzlinie sich längs der Länge der Anritzlinie 24 ausbreitet.
Die maximale Zugbeanspruchung, die über der Anritzlinie 24 induziert wird, wird durch Verändern des Winkels der Bruchebenenoberfläche 58 von Dorn 48 eingestellt. Wenn die Oberfläche 58 im Gegenuhrzeigersinn um Kante 56 gedreht wird, biegen die Profilglieder 60 und 62 den Wafer mehr um die Anritzlinie 24, und induzieren somit mehr Zugbeanspruchung über der Anritzlinie 24, vor dem Abbrechen der Anritzlinie 24. Im Gegensatz dazu wird die Zugbeanspruchung reduziert, wenn die Oberfläche 58 im Uhrzeigersinn um die Bruchkante 56 durch Schraube 52 gedreht wird. In der Tat wird die maximale Zugbeanspruchung über Anritzlinie 24 eingestellt, so daß Versagen längs Linie 24 direkt zwischen den Abbrechradprofilgliedern 60 und 62 oder eine kurze Entfernung vor der Abbrechradbewegung auftritt.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Abbrechrades der vorliegenden Erfindung, wobei das Abbrechrad durch Ziffer 36a bezeichnet ist. Das Rad 36a unterscheidet sich von Rad 36 (Fig. 1) darin, daß das Rad 36a drei kreisförmige Profilglieder 60, 62 und 63 (Fig. 2) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei Glied 63 zwischen Gliedern 60 und 62 liegt. Wieder ist ein Wafer 18 auf dem Haftteil von Tafel 20 befestigt und die Tafel wird stramm durch Ring 22 (Fig. 6) und über Dorn 48 gehalten.
Die Bruchkante 56 von Dorn 48 liegt bei der Drehmitte des Domes 48, um sicherzustellen, daß die Bruchkante 56 während der Einstellung der neigbaren Ebenenoberfläche 58 stationär ist. Eine Einstellung kann durch eine Schraube, wie Schraube 52, erreicht werden (Fig. 1).
Die Anritzlinie 24 quert vollständig einen Trennungsgitterkanal, welcher über der Bruchkante 56 des Domes 48 angeordnet ist. Die Bewegung des Rades 36a und des Radarms 32 wird durch das Lineartranslationssystem 14 (Fig. 6) herbeigeführt, welches das Anritzwerkzeug 16 und das Abbrechradsystem 30 einschließlich Arm 32 befördert.
Es wird eine Zugbeanspruchung quer über der Anritzlinie 24 geschaffen, indem Wafer 18 auf entgegengesetzten Seiten von Anritzung 24 mit Abbrechradprofilen 60 und 62 gedrückt wird. Abbrechräder 60 und 62 rollen über den Wafer 18 parallel zur Anritzlinie 24, wenn sie durch das Lineartranslationssystem 14 befördert werden, was hervorruft, daß sich Zugbeanspruchung über Anritzlinie 24 längs der Länge der Anritzlinie 24 ausbreitet.
Zugbeanspruchung wird durch das mittlere Profilglied 63 des Rades 36a und auch durch das linke Profilglied 60 begrenzt, welches mit der oberen Oberfläche des Wafers 18 über der Bruchebenenoberfläche 58 von Dorn 48 in Eingriff steht, wodurch eine Bewegung nach unten von Abbrechrad 36a begrenzt wird. Die Bruchebenenoberfläche 58 ist gleich dem Winkel δ welcher der Kontaktwinkel zwischen dem mittleren Profilglied 63 und dem linken Profilglied 60 ist. Die maximale entwickelte Zugbeanspruchung ist eine Funktion des Winkels δ, welcher wiederum eine Funktion des Durchmessers des mittleren Profilgliedes 63 bezüglich des Durchmessers der äußeren Profilglieder 60 und 62 ist. Das Abbrechrad 36a ist so hergestellt, daß der Durchmesser des linken Profilgliedes 60 gleich dem Durchmesser des mittleren Profiles 63 plus 2D1 tan (δ) ist. Der Durchmesser des rechten Profilgliedes 62 ist gleich dem Durchmesser des mittleren Profilgiledes 63 plus 2Dr tan (δ).
Der Winkel 6 ist so gewählt, daß Versagen zwischen Abbrechradprofilen 60 und 62 oder in einem kurzen Abstand vor der Abbrechradbewegung auftritt. Typischerweise wird der Winkel der Bruchebenenoberfläche 58 gleich Winkel 6 eingestellt, so daß das linke Radprofilglied 60 und das mittlere Profilglied 63 mit dem Substrat 18 gleichzeitig in Eingriff treten. Wenn die Oberflächeabbrechebene 58 auf einen Winkel eingestellt wird, der kleiner als 6 ist, ist dann die Bewegung nach unten des Abbrechrades nur durch das linke Profilglied 60 begrenzt, so daß die maximale induzierte Zugbeanspruchung über der Anritzlinie 24 reduziert ist. Wenn die Oberflächenbruchebene 58 auf mehr als Winkel 6 eingestellt ist, ist die Bewegung nach unten des Bruchebenenrades noch durch das mittlere Profilglied 63 begrenzt, so daß die maximal induzierte Zugbeanspruchung über Anritzlinie 24 noch gleich der Beanspruchung ist, die entwickelt wird, wenn die Oberflächenbruchebenenwinkeloberfläche 58 auf Winkel 6 eingestellt ist.
Fig. 3A und 3B zeigen eine andere Form von Abbrechrad 36b, welche verwendet wird, wenn die Rückseite oder Unterseite von Wafer 18 eine Beschichtung aus duktiler Metallisierung aufweist, oder das duktile Material nicht leicht mit dem Substrat bricht, wodurch das Substrat für "gold hinge" anfällig gemacht wird. In einem solchen Fall wird das Rad 36b verwendet und ein derartiges Rad verwendet eine Gruppe von drei Profilgliedern 60, 62 und 64, außer bei der mittleren Kante 56 von Dorn 48.
Bei der Verwendung der Ausführungsform von Fig. 3A wird wieder Wafer 18 auf einer dehnbaren Tafel 20 gehalten, wie oben mit den anderen Ausführungsformen beschrieben. Die Tafel 20 wird durch Ringrahmen 22 stramm über Dorn 48 gehalten.
Wafer 18 ist quer längs der x-Achse (Fig. 5) und bezüglich Rotation um die θ-Achse (Fig. 5) ausgerichtet, so daß der Trennungsgitterkanal und die zuletzt angeritzte Linie 24 parallel sind und über der Bruchkante 56 von Dorn 48 liegen. Die Bruchkante 56 liegt bei der Drehmitte von Dorn 48, um sicherzustellen, daß die Bruchkante 56 während der Einstellung der Winkeleinstellung der Bruchebenenoberfläche 58 des Domes stationär ist.
Die Anritzlinie 24 quert vollständig einen Trennungsgitterkanal, welcher über der Bruchkante 56 angeordnet ist. Die Bewegung des Werkzeuges 16 wird durch den Lineartranslationssystemaktuator 14 (Fig. 5 und 6) herbeigeführt, welcher das Anritzwerkzeug 16 und das Abbrechradsystem 30 nach links und dann nach rechts befördert, wenn Fig. 6 betrachtet wird.
Zugbeanspruchung wird quer über der Anritzlinie 24 geschaffen, indem Wafer 18 auf entgegengesetzten Seiten der Anritzlinie 24 mit Abbrechradprofilgliedern 60 und 62 gedrückt wird. Glieder 60 und 62 rollen über Wafer 18 parallel zur Anritzlinie 24, wenn sie durch das Translationssystem 14 befördert werden, was hervorruft, daß sich Zugbeanspruchung über der Anritzlinie längs der Länge von Anritzlinie 24 ausbreitet.
Die maximale über der Anritzlinie 24 induzierte Zugbeanspruchung wird durch Verändern des Winkels der Bruchebenenoberfläche 58 des Domes 48 eingestellt. Wenn die Oberfläche 58 im Gegenuhrzeigersinn um Bruchkante 56 gedreht wird, biegen Profilglieder 60 und 62 den Wafer mehr über Anritzlinie 24 und induzieren somit mehr Zugbeanspruchung über der Anritzlinie 24, bevor Anritzlinie 24 bricht. Im Gegensatz dazu wird die Zugbeanspruchung reduziert, wenn die Bruchebenenoberfläche 58 im Uhrzeigersinn um die Bruchkante 56 gedreht wird.
Die maximale Zugbeanspruchung über Anritzlinie 24 wird so eingestellt, daß Versagen längs Anritzlinie 24 direkt zwischen Abbrechradprofilgliedern 60 und 62 oder in einem kurzen Abstand vor der Abbrechradbewegung auftritt. Wenn das Abbrechen längs der Anritzlinie 24 auftritt, werden die neu gebrochenen Streifen oder Schnitte 25 nach unten durch das mittlere Profil 63 gedrückt, wodurch eine Scherwirkung zwischen dem neu gebrochenen Streifen oder dem Schnitt 25 und dem nicht zerbrochenen Substrat 18 geschaffen wird. Diese Scherwirkung schneidet und trennt die Rückseienmetallisierung direkt unter Anritzlinie 24.
Wie in der ersten Ausführungsform steht das linke Profilglied 60 der Ausführungsform von Fig. 3a mit dem nicht gebrochenen Substrat 18 über der neigbaren Dornoberfläche 58 in Eingriff, wodurch die Abbrechradbewegung nach unten begrenzt wird, so daß der Winkel der Dornbruchebenenoberfläche 58 die maximale Beanspruchung einstellt, die um die nicht gebrochene Anritzlinie induziert wird. Wenn das Substrat 18 längs der Anritzlinie bricht, drückt das mittlere Radprofilglied 63 die neu abgebrochenen Streifen oder Schnitte nach unten, was veranlaßt, daß eine Scherwirkung zwischen dem nicht zerbrochenen Substrat 18 und neu abgebrochenen Teilen 25 auftritt. Dies hilft jegliche Rückseitenmetallisierung abzuscheren. Andere Bruchtechniken versagen, mit der Ausstattung einer duktilen Rückseitenmetallisierung zurechtzukommen, was allgemein den Wafer in einem Zustand beläßt, wo die Chips voneinander abgebrochen, aber noch durch das Rückseitenmetall verbunden sind, was allgemein als "gold hinge" bezeichnet wird.
In der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt, liegt das Trennungsgitter des Substrates nicht in der gleichen Ebene wie der Rest des Substrates, wie in Wafern, wo große Kontakt-"Erhebungen" Teil des aktiven Schaltkreisbereiches sind. In dieser Ausführungsform ist das Abbrechrad 36c das gleiche wie in der zweiten Ausführungsform, wobei das mittlere Radprofilglied 63 mit dem Substrat 18 direkt über der Anritzlinie 24 in Eingriff steht. Der Dorn 48 ist durch eine fixierte, schmale Klinge 49 ersetzt, welche zwischen die Erhebungen auf dem Substrat paßt. Da das mittlere Radprofil in dieser Bewegung nach unten durch das auf der Klinge 49 getragene Substrat begrenzt ist, wird die Bruchbeanspruchung durch den Kontaktwinkel zwischen dem mittleren und den äußeren Profilgliedern des Abbrechrades gesteuert.
Das Substrat 18 wird manchmal mit relativ großen Kontaktanschlüssen 21 in aktiven Schaltkreisbereichen gebildet, so daß das Trennungsgitter nicht in der gleichen Ebene wie der Rest des Substrates liegt. Typischerweise ist das Substrat nicht in der Lage, richtig auf der Bruchebenenoberfläche 58 des Domes 48 zu sitzen, infolge der Unebenheit der Kontaktebene 21. In diesem Fall wird ein Dreiprofilabbrechrad wie in der zweiten Ausführungsform verwendet, außer daß der Dorn 48 in der zweiten Ausführungsform durch eine fixierte, schmale Klinge 49 in der vierten Ausführungsform ersetzt ist, wobei die Klinge betreibbar ist, um zwischen die Kontaktbereiche zu passen, wie in Fig. 48 gezeigt.
Im Gebrauch umfaßt die vierte Ausführungsform einen Wafer 18, der auf einer dehnbaren Hafttafel 20 gehalten ist. Die Tafel ist durch den Ringrahmen 22 stramm über der fixierten, schmalen Klinge 49 gehalten, wie in Fig. 4A gezeigt. Der Wafer 18 ist quer längs der x-Achse (Fig. 5) und bezüglich Rotation um die θ-Achse (Fig. 5) ausgerichtet, so daß der Trennungsgitterkanal und die jüngste Anritzlinie 24 parallel sind und über der fixierten, schmalen Klinge 49 liegen.
Die Anritzlinie 24 quert vollständig einen Trennungsgitterkanal, welcher über der fixierten, schmalen Klinge 49 angeordnet ist. Der Querungsvorgang wird durch Linearaktuator 14 herbeigeführt, welcher das Anritzwerkzeug 16 und das Abbrechradsystem 30 in einer Richtung über das Substrat befördert.
Es wird Zugbeanspruchung quer über die Anritzlinie hinweg geschaffen, indem Wafer 18 auf entgegengesetzten Seiten der Anritzlinie 24 mit Abbrechradprofilen 60 und 62 gedrückt wird. Diese zwei Glieder 60 und 62 rollen parallel über Wafer 18 hinweg, um Linie 24 anzuritzen, wenn sie durch das Translationssystem 14 befördert werden, was hervorruft, daß sich Zugbeanspruchung über Anritzlinie 24 längs der Länge von Anritzlinie 24 ausbreitet.
Die Zugbeanspruchung wird durch ein mittleres Profil 63 begrenzt, das mit der Waferoberfläche 18 über der fixierten, schmalen Klinge 49 in Eingriff steht, wodurch die Bewegung nach unten des Abbrechrades 36c begrenzt wird. Die maximal entwickelte Zugbeanspruchung ist eine Funktion des Winkels δ, welcher wiederum eine Funktion des Durchmessers des mittleren Profiles 63 bezüglich der äußeren Profliglieder 60 und 62 ist. Das Abbrechrad 36c ist so hergestellt, daß der Durchmesser des linken Profligliedes 60 gleich dem Durchmesser des mittleren Profiles 63 plus 2D1 tan (6) ist. Der Durchmesser des rechten Profilgliedes ist gleich dem Durchmesser des mittleren Profligliedes 63 plus 2Dr tan (6). Der Winkel δ wird so gewählt, daß das Verfahren zwischen den Abbrechradprofligliedern 60 und 62 oder in einem kurzen Abstand vor der Abbrechradbewegung auftritt.
In allen Ausführungsformen des Abbrechrades kann Mutter 38 schnell auf Ende 40 von Welle 34 und davon wegbewegt werden. Dies erlaubt schnelles Ersetzen eines Abbrechrades durch ein anderes Abbrechrad, um einen besonderen Wafertyp anzupassen.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Verarbeiten eines zerbrechlichen Substrats mit:

Mitteln (20, 22) zum Befestigen eines zu verarbeitenden Substrats (18);

einem Anritzwerkzeug (16);

Mitteln (26) zum Bewirken einer inkrementalen Relativbewegung zwischen dem Substrat (18) und dem Anritzwerkzeug (16) längs eines ersten Weges;

Mitteln (14), die das Anritzwerkzeug (16) zur Bewegung relativ zu und in ritzender Beziehung zu dem Substrat (18) längs eines zweiten Weges (24) quer zu dem ersten Weg befestigen;

Mitteln, die mit dem Werkzeug zur Bewirkung einer Relativbewegung zwischen dem Anritzwerkzeug und dem Substrat längs des zweiten Weges gekoppelt sind, wodurch das Anritzwerkzeug (16) sukzessive eine Anzahl von Linien in das Substrat ritzen kann;

und

Mitteln (30), die mit dem Substrat (18) in Eingriff gelangen können und longitudinal längs des zweiten Weges (24) relativ zu dem Substrat (18) bewegbar sind, um das Substrat (18) längs Linien (24) abzubrechen, die durch das Anritzwerkzeug (16) geritzt sind.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, worin das Befestigungsmittel (20, 22) stationär ist und das Werkzeug (16) und das Abbrechmittel (30) an dem Befestigungsmittel vorbei bewegbar sind.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, worin das Werkzeug (16) und das Abbrechmittel (30) stationär sind, und das Befestigungsmittel (20, 22) an dem Werkzeug (16) und dem Abbrechmittel (30) vorbei bewegbar ist.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, worin das Abbrechmittel (30) Mittel umfaßt, die ein Dreipunkt-Balkenbiegesystem definieren.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, worin das Abbrechmittel (30) ein Rad (36) umfaßt, das relativ zu dem Substrat (18) drehbar und damit in Eingriff bringbar ist, um daran ein Paar Balkenbiegekräfte aufzubringen.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, worin das Abbrechmittel (30) einen Dorn (48) unter dem Rad (36) zum Stützen des Substrats (18) gegen eine Bewegung nach unten umfaßt, wenn das Rad (36) das Paar Biegekräfte aufbringt.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, worin das Rad (36) ein Paar beabstandete, ringförmige Profliglieder (60, 62) umfaßt.

8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, worin das Paar Profilglieder (60, 62) in rollender Beziehung zu einer Oberfläche des Substrats (18) bewegbar ist und ein Tragemittel (48) sich unterhalb und in tragender Beziehung zu einem Teil des Substrats (18) befindet.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, worin das Tragemittel einen Dorn (48) mit einer im allgemeinen ebenen oberen Fläche (58) zum Tragen des Teils des Substrats (18) umfaßt.

10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, worin die Trageoberfläche des Dorns (48) geneigt ist und an einem Abbrechpunkt auf dem Dorn (48) endet, wobei das eine der Profilglieder (60) sich über der Trageoberfläche und das andere Profilglied (62) sich über dem angeritzten Teil des Substrats (18) befindet.

11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, worin das Werkzeug (16) sich über dem Dorn (48) und in der vertikalen Ebene des Abbrechpunktes befindet.

12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, worin die Profilglieder (60, 62) sich in Positionen befinden, um mit dem Substrat auf entgegengesetzten Seiten einer Anritzlinie (24) in Eingriff zu gelangen.

13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, worin das Abbrechmittel einen Arm (32), der in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, eine Welle (34), die befestigt ist an und sich lateral erstreckt von einem Ende des Arms, ein Abbrechrad (36), das drehbar auf der Welle befestigt ist, und Schnellösemittel (38, 40) umfaßt, die das Abbrechrad abnehmbar auf der Welle halten.

14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, worin eine Schraubenfeder (42) enthalten ist, die die Welle (34) umgibt und sich zwischen dem Ende des Arms und dem Rad erstreckt.

15. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, worin das Schnellösemittel einen Gewindeteil auf dem äußeren Ende (40) der Welle und eine Mutter (38) umfaßt, die schraubbar auf dem äußeren Ende der Welle in einer Position befestigt ist, um das Abbrechrad auf der Welle zu halten.

16. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, worin das Abbrechrad (36) einen Radkörper mit zylindrischer Konfiguration und ein Paar beabstandete, ringförmige Profilgileder (60, 62) umfaßt, die an der äußeren Oberfläche des Abbrechradkörpers in umgebender Beziehung zu der zentralen Achse der Welle befestigt sind.

17. Vorrichtung (10) nach Anspruch 16, worin jedes Profilglied (60, 62) quer V-förmig ist.

18. Vorrichtung (10) nach Anspruch 16, worin jedes Profilglied (60, 62) eine ebene äußere Fläche aufweist, um mit dem Substrat (18) in Eingriff zu gelangen.

19. Vorrichtung (10) nach Anspruch 16, worin die Profilglieder (60, 62) sich in Positionen befinden, um mit dem Substrat auf entgegengesetzten Seiten einer Anritzlinie (24) in Eingriff zu gelangen, die in dem Substrat (18) durch das Werkzeug (16) gebildet ist.

20. Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, worin das Abbrechrad (36) einen zylindrischen Radkörper und eine Gruppe von drei kreisförmigen beabstandeten Profligliedern (60, 62, 63) umfaßt, die auf der äußeren Oberfläche des Radkörpers befestigt sind.

21. Vorrichtung (10) nach Anspruch 20, worin das eine der Profuglieder (63) sich zwischen den anderen zwei Profilgliedern (60, 62) befindet, wobei das eine Profilglied (63) ausgelegt ist, um mit dem Substrat (18) nahe einer Anritzlinie (24) in Eingriff zu gelangen, wenn die anderen zwei Profuglieder (60, 62) mit dem Substrat (18) auf entgegengesetzten Seiten der Anritzlinie (24) in Eingriff gelangen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, worin das mittlere Profilglied (63) vertikal mit der Anritzlinie (24) während der Abbrechphase ausgerichtet ist, in welcher das Substrat (18) längs der Anritzlinie (24) abgebrochen wird.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, worin das mittlere Profilglied (63) sich auf einer Seite der Anritzlinie befindet, wenn die anderen zwei Profilgileder (60, 62) mit dem Substrat auf entgegengesetzten Seiten der Anritzlinie (24) in Eingriff gelangen, um jegliche rückseitige Metallisierung des Substrats (18) abzuscheren und somit den "gold hinge"-Effekt zu vermeiden, d. h. den Zustand, in dem Teile des zerbrechlichen Substrats (18) voneinander abgebrochen, aber noch durch das rückseitige Metall verbunden sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Abbrechmittel eine Dorn (48) unter dem Substrat (18), wobei der Dorn (48) eine neigbare Oberfläche (58) zum Eingreifen und Tragen des nicht geritzten Teils des Substrats (18) aufweist, und der Dorn (48) eine hemisphärische äußere Oberfläche aufweist, die eine zentrale Achse definiert, Mittel (50), die den Dorn zur Rotation um die zentrale Achse des Domes (48) befestigen, und Mittel (52) umfaßt, die mit dem Dorn (48) zur Einstellung der Neigung der neigbaren Oberfläche gekoppelt sind.

25. Vorrichtung (10) nach Anspruch 24, worin das Einstellungsmittel eine einstellbare Schraube (52) umfaßt.

26. Vorrichtung (10) nach Anspruch 24, worin der Dorn (48) einen Arm, der lateral davon vorsteht, und eine Schraube zum Koppeln des Arms mit einem festen Träger aufweist, wodurch eine Rotation des Arms eine Rotation des Dorns (48) auf seinem Träger um seine zentrale Achse hervorruft.

27. Vorrichtung (10) nach Anspruch 24, worin die zentrale Achse des Dorns (48) unterhalb und vertikal ausgerichtet mit einer Anritzlinie (24) angeordnet ist, die durch das Abbrechrad (36) abgebrochen werden soll.

28. Vorrichtung (10) nach Anspruch 24, worin die Abbrechmittel (30) ein Rad (36) mit einem Paar beabstandten Profilgliedern (60, 62), die auf der äußeren Oberfläche des Radkörpers befestigt sind, und einem dritten Profilglied (63) umfaßt, das auf dem Radkörper zwischen den ersten und zweiten Profilgliedern befestigt ist.

29. Vorrichtung (10) nach Anspruch 28, worin das dritte Profilglied (62) vertikal mit der zentralen Achse des Dorns (48) ausgerichtet ist.

30. Vorrichtung (10) nach Anspruch 28, worin das dritte Profilglied lateral von der vertikalen Ebene beabstandet ist, die durch die zentrale Achse des Dorns (48) tritt.

31. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, worin das Abbrechmittel (30) ein Abbrechrad (36), das drehbar über dem Substrat (18) befestigt ist, wobei das Rad (36) einen Radkörper aufweist, der mit einem Paar ersten und zweiten ringförmigen Profilgliedern (60, 62) und einem dritten Profilglied (63) zwischen den ersten und zweiten Profilgliedern versehen ist, und eine Platte (49) mit einer oberen Kante umfaßt, wobei die Platte vertikal mit der Ebene des dritten Profligliedes ausgerichtet ist und das Rad relativ zu dem Substrat zum Abbrechen des Substrats auf der Anritzlinie in der vertikalen Ebene des dritten Profligliedes drehbar ist.

32. Verfahren zum Verarbeiten eines zerbrechlichen Substrats (18), welches die Schritte umfaßt, daß:

ein zu verarbeitendes Substrat (18) befestigt wird; eine erste Linie in eine Oberfläche des zerbrechlichen Substrats mittels eines Anritzwerkzeuges (16) geritzt wird;

das Anritzwerkzeug indexiert wird, um sukzessive eine Vielzahl von Linien parallel zu der ersten Linie in eine Oberfläche des zerbrechlichen Substrats zu ritzen;

ein Abbrechmittel (30, 36) longitudinal längs der Linien relativ zu dem Substrat bewegt wird und das Substrat längs der durch das Anritzwerkzeug geritzten Linien abgebrochen wird.

33. Ein Verfahren nach Anspruch 32, welches den Schritt umfaßt, daß das Substrat (18) um einen Winkel von 900 gedreht wird, nachdem das Substrat (18) in eine Anzahl von Streifen gebrochen ist, so daß die Streifen sich quer zur Bewegungsrichtung der Anritzkraft erstrecken, und daß der Wiederholungsschritt ausgeführt wird, bis die Streifen abgebrochen sind.

34. Ein Verfahren nach Anspruch 32, welches den Schritt umfaßt, daß das Substrat (18) relativ zu einer vorbestimmten Referenz inkremental bewegt wird, nachdem jede Linie (24) darauf geritzt worden ist.

35. Ein Verfahren nach Anspruch 32, welches den Schritt umfaßt, daß das Substrat (18) stationär gehalten wird, wenn die Anritzlinie durch das Anritzwerkzeug (16) gebildet wird.

36. Ein Verfahren nach Anspruch 32, welches den Schritt umfaßt, daß das Anritzwerkzeug (16) stationär gehalten wird, während das Substrat (18) bewegt wird, wenn eine Anritzlinie (24) in dem Substrat gebildet wird.

37. Ein Verfahren nach Anspruch 32, worin der Abbrechschritt umfaßt, daß sukzessiv Kräfte nach unten auf das Substrat (18) aufgebracht werden, wenn eine Anritzlinie (24) darin gebildet wird.

38. Ein Verfahren nach Anspruch 34 oder 37, worin das Abbrechen umfaßt, daß eine Oberfläche über das Substrat (18) relativ dazu gerollt wird, wenn die Oberfläche nach unten vorgespannt wird.

39. Ein Verfahren nach Anspruch 35, welches die Schritte umfaßt, daß das Substrat gegen Bewegung gehalten wird, wenn eine Abbrechkraft darauf aufgebracht wird.

40. Ein Verfahren nach Anspruch 37, worin der Abbrechschritt den Schritt umfaßt, daß eine zweite Kraft nach unten und eine dritte Kraft nach oben entgegengesetzt zu der zweiten Kraft nach unten aufgebracht werden.

41. Ein Verfahren nach Anspruch 32, worin der Abbrechschritt umfaßt, daß drei Kräfte auf das Substrat (18) an beabstandeten Stellen darauf ausgeübt werden, um das Substrat längs einer Anritzlinie (24) abzubrechen.

42. Ein Verfahren nach Anspruch 41, worin zwei der Kräfte nach unten und die dritte Kraft nach oben ausgeübt werden.