NL1028588C2

NL1028588C2 - Werkwijze en inrichting voor het separeren van producten met een gecontroleerde snederand en gesepareerd product.

Info

Publication number: NL1028588C2
Application number: NL1028588A
Authority: NL
Inventors: Joannes Leonardus Jurrian Zijl; Henri Joseph Van Egmond
Original assignee: Fico Bv
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-09-25
Also published as: EP1905067A1; KR20070121793A; JP2008537511A; CN101147241B; WO2006118454A1; CN101147241A; TWI465310B; TW200633809A

Description

*. ·

Werkwijze en inrichting voor het separeren van producten met een gecontroleerde snederand en gesepareerd product

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het door middel van lasersnijden 5 separeren van producten, in het bijzonder halfgeleider schakelingen, uit een gemeenschappelijke drager, waarbij door middel van een eerste laserstraal een snede wordt gemaakt. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het middel van lasersnijden separeren van producten, in het bijzonder halfgeleider schakelingen, uit een gemeenschappelijke drager, omvattende: een laserbron, en een relatief ten opzicht 10 van de laserbron verplaatsbare productdrager, waarbij de laserbron is ingericht voor het opwekken van een eerste laserstraal voor het vervaardigen van een snede tussen de producten. Daarenboven heeft de uitvinding ook betrekking op een product, in het bijzonder een op een drager bevestigde halfgeleider, door middel van een laserstraal gesepareerd met een dergelijke werkwijze.

15

Het lasersnijden van producten is een techniek waarmee kleinere producten zoals bijvoorbeeld elektronische componenten verenkeld kunnen worden. Een voordeel van lasersnijden boven meer traditionele technieken voor het verenkelen van producten, zoals bijvoorbeeld zagen met een roterend zaagblad, is dat lasersnijden geen, of slechts 20 zeer weinig, productafhankelijke machinedelen vereist en dat de vrijheid ten aanzien van de vormgeving van de te separeren producten zeer groot is. Door het wijzigen van de aansturing van een inrichting voor lasersnijden, hetgeen een software matige handeling kan zijn, is het reeds mogelijk de inrichting om te stellen ten aanzien van de te bewerken producten. Een nadeel van het lasersnijden is echter dat de door 25 lasersnijden vrijgemaakte rand (de snederand) een bepaalde oppervlakteruwheid vertoond die niet onder alle omstandigheden acceptabel is. Bovendien is snede veelal in meerdere of minder mate taps toelopend zodat de snederand gewoonlijk niet loodrecht op een boven en ondervlak van het product staat; ook dit is niet wenselijk.

30 Doel van de onderhavige uitvinding is het vergroten van de mogelijkheden tot het door middel van lasersnijden separeren van producten, in het bijzonder halfgeleider schakelingen, uit een gemeenschappelijke drager, waarbij de oppervlakteruwheid van de ten gevolge van het lasersnijden resulterende snederanden een beheersbare oppervlakteruwheid bezitten.

1028588 %. t 2

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze van het in aanhef genoemde type waarbij door middel van een tweede laserstraal de oppervlakteruwheid van een snederand wordt verminderd. Daartoe wordt de tweede laserstraal in hoofdzaak evenwijdig aan een af te 5 vlakken snederand bewogen. Met de tweede laserstraal kunnen zo de onregelmatigheden die resulteren ten gevolge van de lasersnijbewerking met de eerste laserstraal ten minste gedeeltelijk worden verwijderd. De onregelmatigheden die resulteren van het lasersnijden met de eerste laserstraal zijn (mede) een gevolg van het veelal pulserende patroon van de eerste laserstraal ten gevolge waarvan het lasersnijden 10 gepaard gaat met opeenvolgende schokgolven. Hierdoor resteren er na het lasersnijden met de eerste laserstraal aan het oppervlak van de snederand diepere openingen (“kraters”) en minder diep weggesneden delen hetgeen een minder vlakke snederand resulteert (met een ruwheid is de ordegrootte van 8 - 5 Ra, typisch ongeveer 5,8 Ra). De tweede laserstraal kan worden geoptimaliseerd voor het verwijderen van slechts een 15 beperkte hoeveelheid materiaal, in het bijzonder die delen die minder diep zijn weggesneden door de eerste laserstraal. Na het met de tweede laserstraal verwijderen van deze hogere delen (of uitkragende delen) van het oppervlak van de snederand resteert aldus een gladdere snederand (met een ruwheid is de ordegrootte van 2-4 Ra, typisch ongeveer 3,0 Ra). Het gebruik van de tweede laserstraal voor het afvlakken van 20 de snederand is minder voor de hand liggend omdat juist door toepassing van een laserstraal de ruwe snederand is ontstaan. Desondanks blijkt het in de praktijk mogelijk op deze onverwacht eenvoudige wijze, het product bevindt zich immers toch al in een laserinrichting, een veel gladdere snederand te realiseren. Nog een belangrijk voordeel is dat ook de hoek die de snederand insluit met de boven en/of onderzijde van het 25 product kan worden beïnvloed. Deze hoek kan nu loodrecht worden gemaakt zelfs als de snederand die resulteert na slechts bewerking met de eerste laserstraal een ander hoek insloot met de boven en/of onderzijde. Opgemerkt wordt dat de snede door middel van meerdere procesgangen door de eerste laserstraal kan worden vervaardigd, dit wil zeggen dat de eerste laserstraal meerdere malen door een steeds dieper worden groef 30 wordt bewogen totdat de gewenste daadwerkelijke snede is gerealiseerd.

Bij voorkeur is de afstand van de centerlijn van de eerste laserstraal tot de snederand groter dan de afstand van de tweede laserstraal tot de snederand. De tweede laserstraal wordt dus iets dichter naar de snederand bewogen geredeneerd vanuit de positie van de 1028588

V I

3 eerste laserstraal. Zo wordt er een voldoende contact verkregen van de tweede laserstraal met ten minste de hogere delen van de snederand.

Daar de tweede laserstraal minder materiaal behoeft te verwijderen is het mogelijk dat 5 de eerste laserstraal met een lagere frequentie pulseert dan de tweede laserstraal. De reden hiervoor is dat er voor het snijden een aanzienlijke hoeveelheid energie is benodigd en dat met langere pulsen meer energie kan worden overgedragen. Bovendien is het bij het afvlakken (polijsten) wenselijk in de pulsen zo kort mogelijk op elkaar te laten volgen om op deze wijze zo goed mogelijk een rechte lijn te benaderen. Als 10 alternatief is het ook denkbaar dat de tweede laserstraal een in hoofdzaak constante signaalsterkte bezit; zo wordt daadwerkelijk een rechte lijn verkregen. Vanuit een zelfde overweging is het ook mogelijk dat de relatieve verplaatsingsnelheid van de eerste laserstraal ten opzichte van de producten groter is dan de relatieve verplaatsingsnelheid van de tweede laserstraal ten opzichte van de producten.

15

Om gelijktijdig de overliggende snederanden van een snede af te vlakken tijdens een enkele bewerkingsgang is het voordelig indien de tweede laserstraal meervoudig is uitgevoerd. De meervoudige tweede laserstralen dienen daarbij een zodanige onderlinge afstand te hebben (welke afstand eventueel regelbaar is) dat de tweede laserstralen juist 20 op de snederanden aangrijpen op de gewenste wijze. Ook is het denkbaar dat de eerste en tweede laserstraal zijn samengevoegd tot een gecombineerde laserstraal op zodanige wijze dat de tweedelaserstraal in de verplaatsingsrichting van de gecombineerde laserstraal achter de eerste laserstraal is geplaatst. Dit wil zeggen dat de tweede laserstraal “naijlt” op de eerste laserstraal. Zo kan zelfs de procesgang van de eerste en 25 tweede laserstalen worden gecombineerd.

Voor het separeren van producten is het gebruikelijk dat de eerste laserstraal in hoofdzaak loodrecht een te bewerken contactoppervlak van de te separeren producten staat. Zo kan er op optimale wijze vermogen worden overgedragen. Ten aanzien van de 30 tweede laserstraal is de noodzaak voor het optimaal overdragen van vermogen minder dwingend. Daarom geldt ten aanzien van de tweede laserstraal een minder stringente eis ten aanzien van positionering; het is in de praktijk doorgaans al voldoende indien de tweede laserstraal in hoofdzaak evenwijdig is aan de af te vlakken snederand.

1028588 1 l 4

De uitvinding verschaft tevens een inrichting voor het middel van lasersnijden separeren van producten, in het bijzonder halfgeleider schakelingen, uit een gemeenschappelijke drager, omvattende: een laserbron, en een relatief ten opzicht van de laserbron verplaatsbare productdrager, waarbij de laserbron is ingericht voor het opwekken van 5 een eerste laserstraal voor het vervaardigen van een snede tussen de producten en een tweede laserstraal voor het verminderen van de oppervlakteruwheid van een snederand. Daarbij kan er voor worden gekozen de laserbron enkelvoudig uit te voeren voor het opvolgend opwekken van de eerste en tweede laserstraal. Anderzijds is het ook mogelijk dat de laserbron meervoudig is uitgevoerd voor het naar keuze opvolgend of 10 gelijktijdig opwekken van de eerste en tweede laserstraal. Onder een relatief ten opzicht van de laserbron verplaatsbare productdrager wordt begrepen een stationaire laserbron in combinatie met een verplaatsbare productdrager, een combinatie van een stationaire productdrager en een verplaatsbare laserbron (dit kan ook een laserbron zijn met een verplaatsbare spiegel), of het kan een combinatie zijn van een verplaatsbare laserbron en 15 een verplaatsbare productdrager. Voor de voordelen van zo een inrichting wordt verwezen naar de bovengaand beschreven voordelen naar aanleiding van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinding verschaft tevens een product, in het bijzonder een op een 20 drager bevestigde halfgeleider, door middel van een laserstraal gesepareerd met de werkwijze zoals voorgaand beschreven. Afhankelijk van het product en de toepassing ervan kan er voor een optimale oppervlakteruwheid van de snederanden worden gekozen en kan de hoek die de snederanden insluiten met de boven en/of onderzijde van het product nauwkeurig worden beheerst. Zo wordt het bijvoorbeeld mogelijk de 25 snederand zo uit te voeren dat deze een loodrechte hoek insluit met de boven en/of onderzijde van het gesepareerde product.

In het bijzonder wordt het ook mogelijk dat een het product ten minste gedeeltelijk begrenzende snederand slechts over een deel van de lengte over een door middel van 30 een tweede laserstraal verminderde oppervlakteruwheid beschikt. Een specifieke uitvoeringsvariant daarvan vormt een product dat is voorzien van twee overliggende snederanden met verschillende oppervlakteruwheid. Wanneer zo een product bijvoorbeeld een geheugenkaart is, zoals een Transflash (een product met gestandaardiseerde afmetingen speciaal ontwikkeld voor mobiele telecommunicatie), 1028588 \ 1 5 kan het plaatsen van het product in een houder worden vergemakkelijkt en kan ook de inklemming van het product goed beheerst worden.

De uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren 5 weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur IA een perspectivisch aanzicht op een in afzonderlijke segmenten op de delen samengesteld product, figuur 1B een perspectivisch aanzicht op het samengesteld product uit figuur IA in een toestand waarin het door een eerste laserstraal is opgedeeld in twee segmenten en, 10 figuur IC een perspectivisch aanzicht op het samengesteld product uit figuren IA in een toestand waarin de snederanden zijn afgevlakt door een tweede laserstraal, figuur 2A een schematische weergave van een dwarsdoorsnede door een snederand en een eerste laserstraal, figuur 2B een schematische weergave van een dwarsdoorsnede door een snederand en 15 een tweede laserstraal, figuur 3 een bovenaanzicht van een door middel van lasersnijden gesepareerd product, en figuur 4 een schematische perspectivische weergave van een lasersnij-inrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding.

20

Figuur IA toont een samengesteld product 1 dat bestaat uit een drager 2 waarop, niet zichtbare, elektronische componenten zijn geplaatst die zijn omhuld door een omhulling 3. In figuur 1B is zichtbaar dat er door een, niet getoonde, eerste laserstraal een snede 4 is aangebracht waardoor er twee productdelen 5, 6 zijn ontstaan. De snede 4 wordt 25 begrensd door snederanden 7, 8 die een relatief ruw oppervlak bezitten. Nadat deze snederanden 7, 8 zijn bewerkt door een tweede laserstraal ontstaan er afgevlakte snederanden 9, 10 (zie3 figuur IC) met een oppervlakteruwheid die kleiner is dan de oppervlakteruwheid van de oorspronkelijke snederanden 7, 8 vervaardigd met behulp van de eerster laserstraal.

30

Figuur 2A toont een snederand 20 van een slechts gedeeltelijk weergegeven product 21 met een oppervlak dat is voorzien van onregelmatigheden 22. Een eerste laserstraal 23 bevindt zich bij het separeren (en dus bij het vervaardigen van de snederand 20) op een afstand d| van de snederand 20. Tijdens een opvolgende bewerking wordt, zoals 1028588 ψ ί 6 schematisch getoond in figuur 2B, een tweede laserstraal 24 op een kortere afstand d2 van het product 21 gebracht ten gevolge waarvan een afgevlakte snederand 25 ontstaat.

Figuur 3 toont een bovenaanzicht op een door middel van lasersnijden gesepareerd 5 product in de vorm van een geheugenkaart 30 (meer specifiek aangeduid als een

Transflash). De omtrek van de geheugenkaart 30 is zodanig complex dat deze zich niet leent om gesepareerd te worden met een traditionele zaagbewerking. Op overtrokken wijze is aangegeven dat drie zijden 31, 32, 33 van de geheugenkaart worden begrensd door relatief ruwe snederanden terwijl een vierde zijde 34 wordt begrensd door een 10 gladdere snederand. Deze vierde zijde 34 is dan ook bewerkt met een tweede laserstraal.

Figuur 4 toont een lasersnij-inrichting 40 met een C-frame 41. Het frame 41 ondersteunt een productdrager 42 die in een X en Y richting verplaatsbaar is. Op de productdrager 42 is een nog te bewerken product 43 geplaatst. Boven de productdrager 42 zijn twee 15 laserbronnen 44 en 45 geplaatst, waarmee respectievelijk een eerste en een tweede laserstraal kunnen worden opgewekt.

1028588

Claims

1. Werkwijze voor het door middel van lasersnijden separeren van producten, in het bijzonder halfgeleider schakelingen, uit een gemeenschappelijke drager, waarbij 5 door middel van een eerste laserstraal een snede wordt gemaakt, en door middel van een tweede laserstraal de oppervlakteruwheid van een snederand wordt verminderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de snede door middel van 10 meerdere procesgangen door de eerste laserstraal wordt vervaardigd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de afstand van de centerlijn van de eerste laserstraal tot de snederand groter is dan de afstand van de tweede laserstraal tot de snederand. 15

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de eerste laserstraal een pulseert met een lagere frequentie dan de tweede laserstraal.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 20 tweede laserstraal een in hoofdzaak constante signaalsterkte bezit.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de relatieve verplaatsingsnelheid van de eerste laserstraal ten opzichte van de producten groter is dan de relatieve verplaatsingsnelheid van de tweede laserstraal ten opzichte 25 van de producten.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de tweede laserstraal meervoudig is uitgevoerd voor het gelijktijdig afvlakken van de overliggende snederanden van een snede. 30

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de eerste en tweede laserstraal zijn samengevoegd tot een gecombineerde laserstraal op zodanige wijze dat de tweedelaserstraal in de vcrplaatsingsrichting van de gecombineerde laserstraal achter de eerste laserstraal is geplaatst. 1028588 I i δ

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de eerste laserstraal in hoofdzaak loodrecht een te bewerken contactoppervlak van de te separeren producten staat. 5

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de tweede laserstraal in hoofdzaak evenwijdig is aan de af te vlakken snederand.

11. Inrichting voor het middel van lasersnijden separeren van producten, in het 10 bijzonder halfgeleider schakelingen, uit een gemeenschappelijke drager, omvattende: - een laserbron, en - een relatief ten opzicht van de laserbron verplaatsbare productdrager, waarbij de laserbron is ingericht voor het opwekken van een eerste laserstraal voor het vervaardigen van een snede tussen de producten en een tweede laserstraal voor het 15 verminderen van de oppervlakteruwheid van een snederand.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de laserbron enkelvoudig is uitgevoerd voor het opvolgend opwekken van de eerste en tweede laserstraal.

13. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de laserbron meervoudig is uitgevoerd voor het naar keuze opvolgend of gelijktijdig opwekken van de eerste en tweede laserstraal.

14. Product, in het bijzonder een op een drager bevestigde halfgeleider, door middel 25 van een laserstraal gesepareerd met de werkwijze volgens een der conclusies 1 - 10.

15. Product volgens conclusie 14, met het kenmerk dat een het product ten minste gedeeltelijk begrenzende snederand slechts over een deel van de lengte over een door middel van een tweede laserstraal verminderde oppervlakteruwheid beschikt. 30

16. Product volgens conclusie 14 of 15, met het kenmerk dat het product is voorzien van twee overliggende snederanden met verschillende oppervlakteruwheid. 1028588 ♦ i

17. Product volgens een der conclusie 14 - 16, met het kenmerk dat het product een geheugenkaart is, meer in het bijzonder dat het product een Transflash is. 1028588