TW201533787A - 分割裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供一種分割裝置,其不會使晶片的品質下降並能有效率地分割含有陶瓷電容基板的板狀被加工物。解決手段為,將板狀被加工物分割成複數個晶片之分割裝置,其具備:用於載置收納盒的收納盒載置區域、用於暫置加工前之被加工物的暫置手段、將收容於收納盒的加工前之被加工物搬出至暫置手段的被加工物搬出手段、用於吸引保持加工前之被加工物的保持台、使保持台移動至將被加工物搬入及搬出的搬入搬出區域與加工區域的移動手段、將已搬出至暫置手段的加工前之被加工物搬送至已定位在搬入搬出區域之保持台上的被加工物搬入手段、將雷射光照射在配置於加工區域且被保持台吸引保持的加工前之被加工物上,並在被加工物上形成可變成應分割成晶片之破斷起點的分割溝的雷射光照射手段、對形成有變成破斷起點之分割溝的被加工物賦予外力,且沿著分割溝將被加工物分割成複數個晶片的分割手段、收容以分割手段所分割的複數個晶片的收容手段,以及將以分割手段所分割的複數個晶片落入至收容手段的晶片落入手段。
Description
本發明是有關於一種將板狀的被加工物分割成複數個晶片之分割裝置。
將金屬箔與絕緣體交互地積層而構成的陶瓷電容(ceramic condenser)基板,是透過分割裝置以分割成一個個的晶片電容而被廣泛地應用於手機或電腦等的電氣機器上。
作為可將陶瓷電容基板分割成一個個的晶片電容的分割裝置,一般是使用具備切削刀的切削裝置(參照例如,專利文獻1)。
又,作為可將陶瓷電容基板分割成一個個的晶片電容的分割方法,目前也被嘗試使用的有,將對陶瓷電容基板具有吸收性之波長的雷射光沿著分割預定線進行照射,並沿著分割預定線將陶瓷電容基板切斷之方法。
專利文獻1:日本專利特開2003-142334號公報
然而,當陶瓷電容基板是在預定溫度下被燒結時,就會變成硬質,且當以切削刀切斷陶瓷電容基板時,就會有使切削刀急劇烈地耗損,並且發生破損的情形,而且還有所謂的生產性變差的問題。
又,當對陶瓷電容基板照射雷射光而分割成一個個的晶片電容時,會有所謂的熔融物(熔渣(dross))附著在晶片電容的側面上而使品質降低的問題。
此外,為了在將陶瓷電容基板分割成一個個的晶片電容之後也能容易地進行搬送等的處理,會以保持基板或者是膠帶等支撐構件支撐陶瓷電容基板,因此必須進行支撐構件的貼著與剝離的步驟,而有所謂的生產性變差的問題。
本發明是有鑑於上述事實而作成的,其主要的技術課題在於,提供不會使晶片的品質下降並能有效率地分割含有陶瓷電容基板的板狀被加工物的分割裝置。
為了解決上述主要的技術課題,依據本發明所提供的分割裝置,是將板狀被加工物分割成複數個晶片的分割裝置,特徵在於,其具備:收納盒載置區域,用於載置已收容有加工前之被加工物的收納盒;暫置手段,用於暫置加工前之被加工物;
被加工物搬出手段,將被載置在該收納盒載置區域中的收納盒中所收容的加工前之被加工物搬出至暫置手段;保持台,用於吸引保持加工前之被加工物;移動手段,使該保持台移動至將被加工物搬入以及搬出的搬入搬出區域與加工區域;被加工物搬入手段,將已搬出至該暫置手段的加工前之被加工物搬送到已被定位在該搬入搬出區域之該保持台上;雷射光照射手段,將雷射光照射在配置於該加工區域且被該保持台所吸引保持的加工前之被加工物上,並在被加工物上形成成為用來分割成晶片之破斷起點的分割溝;分割手段,對形成有可變成破斷起點之分割溝的被加工物賦予外力,並沿著分割溝將被加工物分割成複數個晶片;收容手段,收容以該分割手段所分割的複數個晶片;以及晶片落入手段,將以該分割手段所分割的複數個晶片落入至該收容手段。
由於依據本發明之分割裝置是如上所述地被構成,且是藉由雷射光照射手段對被加工物照射雷射光以形成可變成應分割成晶片之破斷起點的分割溝,因此不會有像以切削刀進行切斷之以往的切割方法一樣因為切削刀的耗損以及破損而導致的生產性降低的情形。
又,由於以雷射光照射手段進行的雷射加工,會在被加工物上形成可變成應分割成晶片之破斷起點的分割溝,因此不會有像熔融物(熔渣)附著在晶片的側壁上這樣的情形。
此外,因為形成有可變成應分割成晶片的破斷起點之分割溝的被加工物在藉由分割手段分割成一個個的晶片後,會被收容至收容手段中,因此在不必將被加工物支撐於保持基板或者是膠帶等的支撐構件上的情形下,變成不需要進行支撐構件的貼著以及剝離的步驟,且可提升生產性。
10‧‧‧陶瓷電容基板
10a‧‧‧表面
101‧‧‧第1分割預定線
102‧‧‧第2分割預定線
103‧‧‧晶片電容
104‧‧‧分割溝
11‧‧‧分割手段
111‧‧‧被加工物載置構件
112‧‧‧加壓滾輪
113‧‧‧滾輪收容殼體
12‧‧‧被加工物搬送手段
13‧‧‧成批收容手段
131‧‧‧晶片落下構件
131a‧‧‧開口部
132‧‧‧晶片收容容器
133‧‧‧抽屜
14‧‧‧晶片落入手段
141‧‧‧晶片落入拭除具
2‧‧‧裝置殼體
20‧‧‧控制手段
201‧‧‧中央處理器(CPU)
202‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
203‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
204‧‧‧輸入介面
205‧‧‧輸出介面
3‧‧‧被加工物保持機構
31‧‧‧保持台
311‧‧‧吸附夾頭
32‧‧‧保持台支撐手段
4‧‧‧雷射光照射手段
41‧‧‧聚光器
5‧‧‧收納盒
5a‧‧‧收納盒載置區域
50‧‧‧收納盒台
6‧‧‧暫置手段
7‧‧‧被加工物搬出手段
8‧‧‧被加工搬入手段
81、121‧‧‧吸引保持墊
82、122‧‧‧氣缸機構
83、123、142‧‧‧作動臂
9‧‧‧攝像手段
P‧‧‧聚光點
X、Y、Z‧‧‧方向
X1‧‧‧方向
圖1是藉由本發明所構成之分割裝置的立體圖。
圖2是構成裝設於圖1所示之分割裝置上的成批(bulk)收容手段的晶片落下構件以及晶片收容容器的立體圖。
圖3是裝設於圖1所示之分割裝置的控制手段的方塊構成圖。
圖4(a)-(c)是藉圖1所示之分割裝置所實施的雷射加工步驟的說明圖。
圖5是作為板狀被加工物的陶瓷電容基板的立體圖。
以下,針對依照本發明所構成的分割裝置的合適的實施型態,參照附加圖式進行更進一步的詳細說明。
圖5中所示為,作為板狀被加工物的陶瓷電容基板的立體圖。圖5所示之陶瓷電容基板10是,以厚度為500
μm左右形成為矩形,且在表面10a上將沿預定方向延伸的複數條第1分割預定線101,以及沿與該第1分割預定線101垂直相交的方向延伸的複數條第2分割預定線102形成為格子狀。在以第1分割預定線101與第2分割預定線102所劃分出的複數個區域中形成有晶片電容103。如此所形成的陶瓷電容基板10是,沿著第1分割預定線101以及第2分割預定線102而被分割成一個個的晶片電容103。
圖1中所示為,用於將上述陶瓷電容基板10沿著第1分割預定線101以及第2分割預定線102分割的依照本發明所構成的分割裝置的立體圖。
圖1所示之分割裝置具備有裝置殼體2。在此裝置殼體2的中央部上配置有,用於保持被加工物的被加工物保持機構3,以及對被保持在該被加工物保持機構3上的被加工物照射雷射光的雷射光照射手段4。被加工物保持機構3具備,用於吸引保持上述作為板狀被加工物的陶瓷電容基板10的保持台31,以及可支撐該保持台31的保持台支撐手段32。保持台31配置有,如圖1所示形成為矩形且用於將上述陶瓷電容基板10吸引保持在表面中央部上之藉由多孔陶瓷(porous ceramics)所形成的吸附夾頭311。並且,將吸附夾頭311連接到圖未示之吸引手段。因此,藉由將陶瓷電容基板10載置於吸附夾頭311上,並作動圖未示之吸引手段,就能將陶瓷電容基板10吸引保持於吸附夾頭311上。
構成被加工物保持機構3的保持台支撐手段32具備,使保持台31繞相對於作為上表面之保持面垂直的軸周
圍轉動的圖未示之旋轉驅動手段。並將如此所構成的保持台支撐手段32構成為,可將保持台31移動至圖1所示之將被加工物搬入以及搬出的搬入搬出區域與透過雷射光照射手段4形成的加工區域,並變成可藉由圖未示之X軸方向移動手段使其在箭頭X所示之加工傳送方向(X軸方向)上移動。
可對保持在構成上述被加工物保持機構3的保持台31上的陶瓷電容基板10照射雷射光的雷射光照射手段4具備,可發射脈衝雷射光的雷射光發射手段(圖未示),以及可將以該雷射光發射手段所發出的雷射光聚集的聚光器41,且將聚光器41配置於加工區域。
在上述被加工物保持機構3的Y軸方向的其中一方之側上設有,可供已收容加工前之作為板狀被加工物之陶瓷電容基板10的收納盒載置的收納盒載置區域5a,且在收納盒載置區域5a上配置有可藉由圖未示之升降手段使其沿著箭頭Z所示的上下方向(Z軸方向)移動的收納盒台50。並將已收容有複數片作為被加工物的上述陶瓷電容基板10的收納盒5載置於這個收納盒台50上。在收納盒載置區域5a的前側配置有,可供收容在收納盒5中的陶瓷電容基板10暫置,並且進行位置校準的暫置手段6,以及將收容在收納盒5中的陶瓷電容基板10搬出至暫置手段6的被加工物搬出手段7。
在上述暫置手段6與搬入搬出區域之間配置有被加工物搬入手段8,該加工物搬入手段8能夠將被搬出至暫置手段6且進行過位置校準的加工前之作為板狀被加工物
的陶瓷電容基板10、搬送至被定位在搬入搬出區域之構成被加工物保持機構3的保持台31之作為上表面之保持面上。這個被加工物搬入手段8是由,可將陶瓷電容基板10的上表面吸引保持住的吸引保持墊81、可支撐該吸引保持墊81且將吸引保持墊81沿上下方向(Z軸方向)移動的氣缸機構82、可支撐該氣缸機構82的作動臂83,以及可使該作動臂83在Y軸方向上移動之圖未示的移動手段所形成。並將如此所構成的被加工物搬入手段8的吸引保持墊81連接到圖未示之吸引手段。
圖示的實施形態中的分割裝置具備攝像手段9,是裝設於上述被加工物搬入手段8之氣缸機構82並且可對作為板狀被加工物的陶瓷電容基板10之應加工區域進行檢測,且是將該陶瓷電容基板10保持在被定位於搬入搬出區域的保持台31上。此攝像手段9是由顯微鏡或是CCD攝影機等的光學手段所形成,並可將所拍攝到的影像信號傳送至後述的控制手段。
在上述被加工物保持機構3的Y軸方向中的另一方之側上配置有,用於將在加工區域中被雷射加工過的作為板狀被加工物之陶瓷電容基板10分割成一個個的晶片電容的分割手段11。分割手段11具備,配置在被加工物保持機構3的Y軸方向中的另一方之側上的被加工物載置構件111、可對載置於該被加工物載置構件111上之雷射加工過的作為板狀被加工物之陶瓷電容基板10賦予外力的加壓滾輪(roller)112,以及將該加壓滾輪112收容成可進行出入的
滾輪收容殼體113。被加工物載置構件111是藉由橡膠等的柔軟構件形成為矩形。並將加壓滾輪112構成為,可一邊對載置在被加工物載置構件111上的陶瓷電容基板10的上表面進行加壓,一邊使其可在X軸方向上轉動。
圖示的實施形態中的分割裝置具備被加工物搬送手段12,可將雷射加工過之作為板狀被加工物的陶瓷電容基板10搬送到構成上述分割手段11的被加工物載置構件111上,且是將該陶瓷電容基板10載置在被定位於搬入搬出區域之構成被加工物保持機構3的保持台31上。此被加工物搬送手段12是由以下構件所構成:可將載置在保持台31上之被雷射加工過的作為板狀被加工物之陶瓷電容基板10的上表面吸引保持住的吸引保持墊121、可支撐該吸引保持墊121並將吸引保持墊121沿上下方向(Z軸方向)移動的氣缸機構122、可支撐該氣缸機構122的作動臂123,以及使該作動臂123在Y軸方向上移動的圖未示之移動手段。並將如此構成的被加工物搬送手段12的吸引保持墊121連接到圖未示之吸引手段。
圖示的實施形態中的分割裝置具備,鄰接於構成上述分割手段11的被加工物載置構件111而配置並可成批收容分割成一個個的複數個晶片電容的成批收容手段13。成批收容手段13具備晶片落下構件131,該晶片落下構件131設有鄰接於被加工載置構件111而形成開口之開口部131a。如圖2所示,這個晶片落下構件131是從開口部131a朝向下方而形成為漏斗狀。在如此構成的晶片落下構件131
的下側配置有晶片收容容器132。如圖1所示,在像這樣配置了由晶片落下構件131與晶片收容容器132所形成的成批收容手段13的裝置殼體2的前壁上,設置有用以供晶片收容容器132進出的抽屜133。
參照圖1繼續說明,圖示的實施形態中的分割裝置具備晶片落入手段14,該晶片落入手段14是用於供位在構成上述分割手段11的被加工物載置構件111上之陶瓷電容基板10所分割成的複數個晶片電容、落入構成上述成批收容手段13的晶片落入構件131之開口部131a中。此晶片落入手段14是由,晶片落入拭除具(wiper)141、支撐晶片落入拭除具141的作動臂142,以及使該作動臂142在Y軸方向上移動的圖未示之移動手段所形成。
圖示的實施形態中的分割裝置具備有圖3所示之控制手段20。控制手段20是藉由電腦所構成,並具備,可依照控制程式(program)進行演算處理的中央處理器(CPU)201、可存放控制程式等的唯讀記憶體(ROM)202、可存放演算結果等的可讀寫之隨機存取記憶體(RAM)203、輸入介面204以及輸出介面205。可在如此構成的控制手段20的輸入介面204中,輸入來自上述攝像手段9等的檢測訊號。並且,是將來自控制手段20的輸出介面205的控制訊號輸出到上述被加工物保持機構3、雷射光照射手段4、被加工物搬出手段7、被加工物搬入手段8、分割手段11、被加工物搬送手段12等。
圖示的實施形態中的分割裝置是由以上方式所
構成,且以下將針對其作用進行說明。
在配置於收納盒載置區域5a的收納盒台50上所載置之收納盒5中所收容的加工前之陶瓷電容基板10,是藉由以圖未示之升降手段在Z軸方向上作上下移動而被定位到搬出位置。接著,控制手段20將被加工物搬出手段7進退作動以將被定位於搬出位置的陶瓷電容基板10搬出至暫置手段6上。被搬出至暫置手段6的陶瓷電容基板10是在此進行位置校準。接著,控制手段20會作動被加工物搬入手段8以藉由吸引保持墊81對已在暫置手段6上進行過位置校準之陶瓷電容基板10的上表面進行吸引保持,並將其搬送至被定位於搬入搬出區域之構成被加工物保持機構3的保持台31的吸附夾頭311之上表面之保持面上。如此進行,而將陶瓷電容基板10載置在保持台31的吸附夾頭311上之後,就能藉由控制手段20作動圖未示之吸引手段,以將陶瓷電容基板10吸引保持在保持台31的吸附夾頭311的上表面之保持面上(被加工物保持步驟)。
當如上述地將陶瓷電容基板10吸引保持在保持台31的吸附夾頭311的上表面之保持面上之後,控制手段20會作動被加工物搬入手段8,以將裝設於氣缸機構82上的攝像手段9定位到保持台31所保持的陶瓷電容基板10的上側。接著,控制手段20會作動攝像手段9,以使其對保持台31所保持的陶瓷電容基板10上所形成的第1分割預定線101以及第2分割預定線102進行拍攝,並實施確認第1分割預定線101以及第2分割預定線102是否與X軸方向以及Y軸方向平
行的校準(alignment)作業。若是在第1分割預定線101以及第2分割預定線102並非與X軸方向以及Y軸方向平行的情況中,則控制手段20會控制可使構成被加工物保持機構3之保持台支撐手段32旋轉的圖未示之旋轉驅動手段,以將於保持台31所保持的陶瓷電容基板10上所形成的第1分割預定線101以及第2分割預定線102調整成與X軸方向以及Y軸方向平行(校準步驟)。
當如上述地實施過校準步驟後,控制手段20就會作動圖未示之X軸方向移動手段而將保持台31移動至加工區域,並如圖4(a)所示地將預定的第1分割預定線101的一端(在圖4(a)中的左端)定位至雷射光照射手段4的聚光器41的正下方。並且,將從聚光器41所照射出的脈衝雷射光的聚光點P對準至陶瓷電容基板10的表面10a(上表面)附近。接著,控制手段20會作動雷射光照射手段4,以一邊將對陶瓷電容基板10具有吸收性之波長的脈衝雷射光從聚光器41照射出,一邊作動圖未示之X軸方向移動手段而使保持台31以預定的加工傳送速度朝圖4(a)中以箭頭X1所示之方向移動。並且,當第1分割預定線101的另一端(在圖4(b)中的右端)到達聚光器41的正下方後,即停止脈衝雷射光的照射,同時停止保持台31的移動。其結果為,如圖4(b)以及圖4(c)所示,在陶瓷電容基板10上形成有,可沿著第1分割預定線101變成破斷起點的分割溝104(雷射加工步驟)。再者,分割溝104是在下述加工條件下形成50μm左右的深度。
再者,上述雷射加工步驟是以例如以下的加工條
件進行。
波長:355nm
重複頻率:10kHz
平均輸出:5W
聚光點:φ 10μm
加工傳送速度:50mm/秒
當沿著在陶瓷電容基板10上於預定方向上所形成的所有第1分割預定線101都實施過上述雷射加工步驟後,控制手段20就會作動圖未示之旋轉驅動手段以將保持台31轉動90度。並且,在保持台31上沿著在與上述第1分割預定線101垂直相交的方向上所形成的所有第2分割預定線102實施上述雷射加工步驟。其結果為,在保持台31上所保持的陶瓷電容基板10形成有,可沿著所有的第1分割預定線101以及第2分割預定線102變成破斷起點之分割溝104。
如以上進行以將保持有實施過雷射加工步驟的陶瓷電容基板10的保持台31,從加工區域移動至搬入搬出區域。並且,當保持台31到達圖1所示的搬入搬出區域後,即停止保持台31的移動。接著,解除保持台31上所保持的陶瓷電容基板10的吸引保持。
接著,控制手段20會作動被加工物搬送手段12的圖未示之移動手段,以將吸引保持墊121定位到已被定位在搬入搬出區域的保持台31上所載置的陶瓷電容基板10的正上方,同時作動氣缸機構122以使吸引保持墊121的下表面之吸引保持面接觸陶瓷電容基板10的上表面。並且,藉
由作動圖未示之吸引手段,以將陶瓷電容基板10吸引保持在吸引保持墊121的下表面之吸引保持面上。
當如上述地將陶瓷電容基板10吸引保持在吸引保持墊121上之後,控制手段20就會作動被加工物搬送手段12之圖未示之移動手段,以將吸引保持墊121上所吸引保持的陶瓷電容基板10定位到構成分割手段11的被加工物載置構件111的正上方,同時作動氣缸機構122以將吸引保持墊121降下,且將吸引保持墊121上所吸引保持的陶瓷電容基板10定位於構成分割手段11的被加工物載置構件111的上表面。並且,將透過吸引保持墊121對陶瓷電容基板10形成的吸引保持解除。其結果為,陶瓷電容基板10會被載置於構成分割手段11的被加工物載置構件111上。
接著,控制手段20會作動構成分割手段11的加壓滾輪112以一邊對被加工物載置構件111上所載置的陶瓷電容基板10的上表面加壓,並一邊使其在X軸方向上轉動。其結果為,在陶瓷電容基板10中由於形成有可沿著第1分割預定線101以及第2分割預定線102變成破斷起點的分割溝104,因此可將陶瓷電容基板10沿著已形成分割溝104的第1分割預定線101以及第2分割預定線102進行破斷,以分割成一個個的晶片電容103(分割步驟)。
當實施過上述分割步驟後,控制手段20會作動晶片落入手段14之圖未示之移動手段,以使裝設在作動臂142上的晶片落入拭除具141朝向構成成批收容手段13的晶片落下構件131的開口部131a移動。其結果為,在被加工物載
置構件111上被分割成一個個的複數個晶片電容103會通過開口部121a而被收容在晶片收容容器132中。
如以上所述,由於在圖示之實施形態中的分割裝置是,透過以雷射光照射手段4沿著在陶瓷電容基板10上的第1分割預定線101以及第2分割預定線102照射將雷射光以形成可變成破斷起點的分割溝104,因此不會有像以切削刀進行切斷之以往的分割方法一樣因為切削刀的耗損以及破損而導致生產性降低的情形。
又,由於以雷射光照射手段4進行的雷射加工是,沿著在陶瓷電容基板10上的第1分割預定線101以及第2分割預定線102形成可變成破斷起點的分割溝104,因此不會有像熔融物(熔渣)附著在晶片電容的側壁上這樣的情形。
此外,由於沿著第1分割預定線101以及第2分割預定線102形成有可變成破斷起點的分割溝104之陶瓷電容基板10,是在藉由分割手段11分割成一個個的晶片電容103後,才收容至晶片收容容器132中,因此在不必將陶瓷電容基板10支撐於保持基板或者是膠帶等的支撐構件上的情形下,變成不需要進行支撐構件的黏貼以及剝離步驟,且可提升生產性。
再者,雖然在上述實施形態中,是以將作為板狀被加工物之陶瓷電容基板10沿著第1分割預定線101以及第2分割預定線102分割成一個個的晶片電容103之例來表示,但是根據本發明之分割裝置,即使要將作為板狀被加工物而未形成有分割預定線之玻璃基板分割成複數個晶片也可
得到同樣的作用效果。
2‧‧‧裝置殼體
3‧‧‧被加工物保持機構
31‧‧‧保持台
311‧‧‧吸附夾頭
32‧‧‧保持台支持手段
4‧‧‧雷射光照射手段
41‧‧‧聚光器
5‧‧‧收納盒
5a‧‧‧收納盒載置區域
50‧‧‧收納盒台
6‧‧‧暫置手段
7‧‧‧被加工物搬出手段
8‧‧‧被加工物搬入手段
81、121‧‧‧吸引保持墊
82、122‧‧‧氣缸機構
83、123、142‧‧‧作動臂
9‧‧‧攝像手段
11‧‧‧分割手段
111‧‧‧被加工物載置構件
112‧‧‧加壓滾輪
113‧‧‧滾輪收容殼體
12‧‧‧被加工物搬送手段
13‧‧‧成批收容手段
131‧‧‧晶片落下構件
131a‧‧‧開口部
133‧‧‧抽屜
14‧‧‧晶片落入手段
141‧‧‧晶片落入拭除具
X、Y、Z‧‧‧方向
Claims (1)
- 一種分割裝置,是可將板狀的被加工物分割成複數個晶片之分割裝置,特徵在於,其具備:收納盒載置區域,用於載置已收容有加工前之被加工物的收納盒;暫置手段,用於暫置加工前之被加工物;被加工物搬出手段,將被載置在該收納盒載置區域中的收納盒中所收容的加工前之被加工物搬出至暫置手段;保持台,用於吸引保持加工前之被加工物;移動手段,使該保持台移動至將被加工物搬入以及搬出的搬入搬出區域與加工區域;被加工物搬入手段,將已搬出至該暫置手段的加工前之被加工物搬送至已被定位在該搬入搬出區域之該保持台上;雷射光照射手段,將雷射光照射在配置於該加工區域且被該保持台所吸引保持的加工前之被加工物上,並在被加工物上形成成為用來分割成晶片之破斷起點的分割溝;分割手段,對形成有可變成破斷起點之分割溝的被加工物賦予外力,並沿著分割溝將被加工物分割成複數個晶片;收容手段,收容以該分割手段所分割的複數個晶片; 以及晶片落入手段,將以該分割手段所分割的複數個晶片落入至該收容手段。
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