TWI559390B - Equipment for cutting off electronic parts and cutting method - Google Patents

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TWI559390B
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Tsuyoshi Amakawa
Hiroto Mochizuki
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Description

電子零件製造用之切斷裝置及切斷方法
本發明係關於一種藉由在既定的切斷線上切斷被切斷物來製造複數個電子零件時所使用的電子零件製造用之切斷裝置及切斷方法。
在製造電子零件時，廣泛實施使用旋轉刀(旋轉刀片)來切斷被切斷物以單片化(singulation)為複數個電子零件的技術(例如，參照專利文獻1)。作為被加工物(切斷對象物)，第一，可列舉內含作為產生電氣功能的功能部的電路的半導體晶圓(矽晶圓、化合物半導體晶圓等)。第二，可列舉內含複數個主動元件或電阻元件等被動元件(功能部)的基板(陶瓷基板等)。第三，可列舉封裝基板，該封裝基板具有基板、分別安裝在基板所具有的複數個區域上的晶片狀構件(功能部)和以一併覆蓋複數個區域的方式形成為平板狀的封裝樹脂。在封裝基板中，一併封裝複數個晶片狀構件。
封裝基板所具有的基板包括由銅或鐵系合金等構成的引線框架和以環氧玻璃層壓板或覆銅聚醯亞胺薄膜層壓板等為基體材料的印刷電路板(印刷配線板)。進而，基板包括：以氧化鋁、碳化矽或藍寶石等為基體材料的陶瓷基板、以銅或鋁等金屬為基體材料的金屬基底基板和以聚醯亞胺薄膜等為基體材料的薄膜基底基板等。晶片狀構件包括分別為晶片狀的半導體積體電路(semiconductor integrated circuit，以下簡稱IC)、光學 半導體元件、電晶體、二極體、電阻、電容器和熱敏電阻等。在基板的一個區域可以安裝有一個晶片狀構件，也可以安裝有複數個晶片狀構件。安裝在一個區域上的複數個晶片狀構件可以是同一種類，也可以是不同種類。作為封裝樹脂，例如使用由環氧樹脂或矽酮樹脂等熱硬化性樹脂硬化而成的硬化樹脂。
以往，為了確定基板的切斷位置而使用直線尺。直線尺由具有較小的線膨脹係數的特殊的結晶化玻璃構成，例如為以1μm的間隔形成有寬度為1μm的複數個被檢測線的測長基準構件(例如，參照專利文獻1的第4頁和圖1)。
以下，參照專利文獻1的圖1，對切斷作為被加工物的半導體晶圓W的技術進行說明。此外，在以下參照與專利文獻1的圖1相同的圖即本說明書的圖4，對專利文獻1進行說明。根據該習知技術，在主底座2的上壁上固定有導軌16。沿導軌16滑動自如地安裝有可動支撐底座6的水平部12。在主底座2上設置有脈衝電動機22和連接於脈衝電動機22的輸出軸且水平延伸的外螺紋桿20。在外螺紋桿20上螺紋旋合有塊體27。塊體27的上表面被固定在可動支撐底座6的水平部的下表面。當脈衝電動機22運轉以使外螺紋桿20旋轉時，在塊體27上固定的可動支撐底座6沿導軌16在水平方向(圖4中的左右方向)上進行移動。
在主底座2的底壁上配設有直線尺30。在可動支撐底座6的水平部固定有向下方突出的下垂片34。在下垂片34上安裝有用於檢測直線尺30的被檢測線的光電式檢測器36。當可動支撐底座6沿導軌16移動1μm時，光電式檢測器36檢測出直線尺30所具有的一根被檢測線並生成一 個脈衝訊號。所生成的脈衝訊號用於控制可動支撐底座6的移動。
在可動支撐底座6上安裝有圓筒形狀的支撐構件10。在支撐構件10的自由端即左端固定有軸承構件60。在軸承構件60旋轉自如地安裝有旋轉軸62。旋轉軸62的左端部越過軸承構件60而突出，並且在其前端固定有薄圓板形狀的切斷刀片68。由電動機等構成的驅動源70使旋轉軸62進行旋轉。在軸承構件60上固定有安裝架90，並且在安裝架90懸臂支撐有測長基準構件92。能夠想到測長基準構件92為直線尺。在支撐構件10的基端部即右端部固定有突出片34，在突出片34上安裝有用於檢測測長基準構件92的被檢測線的光電式檢測器96。
光電式檢測器96基於測長基準構件92，檢測出支撐構件10的由圖4中的左右方向的線膨脹(即，熱膨脹或熱收縮)引起的長度變化即線膨脹量。光電式檢測器96所生成的訊號，即表示支撐構件10的由圖4中的左右方向的線膨脹引起的長度變化的訊號則被供給到控制機構86。控制機構86根據由光電式檢測器96供給的訊號來補償切斷刀片68的所處位置移動，更詳細地補償驅動機構18的驅動源22的運轉控制。
專利文獻1：日本特開昭62-173147(第3~9頁、圖1)
近年來，具有以電子零件的低價格化為目的希望增加自一片基板中製造出的電子零件的數量(取出數量)的要求，為了應對這種要求，使基板大型化且使電子零件小型化的傾向越來越強烈。在基板的大型化中，第一，對於具有大致圓形形狀的矽晶圓來說，晶圓直徑從5英寸(約150mm)發展到200mm~300mm，進而，將來預計採用具有450mm的直徑的矽晶圓。第二，對於封裝基板中所使用的基板來說，從具有60×240mm左右 的尺寸的基板發展到具有100×300mm尺寸的基板。進而還有將來會發展到具有300×300mm、380×380mm尺寸的基板的預測。在封裝基板的情況下，還預計使用具有直徑300mm~450mm大小的大致圓形的基板。
伴隨基板的大型化和電子零件的小型化，產生如下的問題。第一問題為如下：由於起因於基板大型化而需要使直線尺加長化，因此直線尺的價格變高。第二問題為如下：由於切斷刀片68連續地切斷基板(在專利文獻1中為半導體晶圓W)的時間變長，因此驅動源70對支撐構件10進行加熱，從而增加支撐構件10的熱膨脹量。由此，必須有用於補償切斷刀片68的所處位置移動的直線尺(在專利文獻1中為測長基準構件92)。因此，需要兩組直線尺與光電式檢測器的組合。這兩個問題妨礙切斷裝置的低價格化。
第三問題為：由於伴隨基板的大型化和電子零件的小型化而增加每一片基板的切斷線的長度，因此增加專利文獻1中的可動支撐底座6的移動距離。由此，增加專利文獻1中的外螺紋桿20的發熱量。這會使專利文獻1中的用於保持半導體晶圓W的保持機構72容易進行熱膨脹。在保持機構72未設置直線尺與光電式檢測器的組合。因此，在保持機構72的尺寸因熱膨脹而變動的情況下，難以修正該尺寸的變動。
第四問題為：由於伴隨基板的大型化和取出數量的增加而增加每一片基板的切斷線的數量，因此增加補償切斷刀片68的所處位置移動的次數。這會增加補償所需的時間，因此妨礙切斷步驟的效率化。
鑒於上述問題，本發明的目的在於，藉由採用簡單的結構而 提供低價且有效率的電子零件製造用之切斷裝置及切斷方法。
為了解決上述問題，本發明的電子零件製造用之切斷裝置，對具備具有複數個定位標記及複數個區域的基板和分別設置在前述複數個區域上的功能部的被加工物，沿前述複數個區域的分界線進行切斷來製造複數個電子零件時所使用，具備：載物台，用於固定前述被加工物；切斷部；驅動部，使前述載物台和前述切斷部相對移動；被驅動構件，安裝有前述切斷部且藉由前述驅動部被驅動；攝像部，用於拍攝前述被加工物；和控制部，至少控制由前述驅動機構引起的移動，前述電子零件製造用之切斷裝置的特徵在於，具備：測長基準構件，被一體地固定在前述載物臺上且由低熱膨脹性材料構成；和至少兩個基準標記，被設置於前述測長基準構件，前述攝像部被一體地固定在前述切斷部，在以前述基準標記中的第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標為已知，前述攝像部拍攝前述第一基準標記，前述攝像部拍攝複數個定位標記中的第一定位標記，前述控制部基於拍攝到前述第一基準標記的時間點的前述攝像部的位置和拍攝到第一定位標記的時間點的攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第一定位標記的座標，前述攝像部拍攝前述第二基準標記，前述攝像部拍攝前述複數個定位標記中的第二定位標記，前述控制部基於拍攝到前述第二基準標記的時間點的前述攝像部的位置和拍攝到前述第二定位標記的時間點的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第二定位標記的座標，前述控制部基於前述第一定位標記的座標和前述第二定位標記的座標，對前述複數個區域的分界線中所要切斷的切斷線和旋轉刀進行對位。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷裝置在上述的切斷裝 置中，其特徵在於，前述攝像部兼做為了在前述切斷線上切斷前述被加工物之後檢查前述切斷線上的切斷品質而進行拍攝的攝像部。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷裝置在上述的切斷裝置中，其特徵在於，前述切斷部具有：心軸；前述心軸所具有的旋轉軸；和被固定在前述旋轉軸上的旋轉刀。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷裝置在上述的切斷裝置中，其特徵在於，前述切斷部具有雷射照射機構。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷裝置在上述的切斷裝置中，其特徵在於，低熱膨脹性材料為玻璃系材料、陶瓷系材料或合金中的任一種。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷裝置在上述的切斷裝置中，其特徵在於，前述至少兩個基準標記是藉由蝕刻、機械加工或印刷中的任一種而形成的。
為了解決上述問題，本發明的電子零件製造用之切斷方法，使用切斷部對具備具有複數個定位標記及複數個區域的基板和分別設置在前述複數個區域上的功能部的被加工物，沿複數個區域的分界線進行切斷來製造複數個電子零件，前述電子零件製造用之切斷方法的特徵在於，包括：準備用於固定前述被加工物的載物台的步驟；準備測長基準構件的步驟，前述測長基準構件由低熱膨脹性材料構成，被一體地固定在前述載物臺上，並且具有至少兩個基準標記；準備被一體地固定在前述切斷部的攝像部的步驟；事先獲知以基準標記中的第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標的步驟；將前述被加工物固定在前述載物臺上的步 驟；使用前述攝像部來拍攝前述第一基準標記的第一步驟；使用前述攝像部來拍攝前述複數個定位標記中的第一定位標記的第二步驟；基於前述第一步驟中的前述攝像部的位置和前述第二步驟中的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第一定位標記的座標的步驟；使用前述攝像部來拍攝第二基準標記的第三步驟；使用前述攝像部來拍攝前述複數個定位標記中的第二定位標記的第四步驟；基於前述第三步驟中的前述攝像部的位置和前述第四步驟中的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第二定位標記的座標的步驟；基於前述第一定位標記的座標和前述第二定位標記的座標，對前述複數個區域的分界線中所要切斷的切斷線和前述切斷部進行對位的步驟；和在前述切斷線上對被加工物進行切斷的步驟。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷方法在上述的切斷方法中，其特徵在於，進一步包括：在對前述被加工物進行切斷的步驟之後，使用前述攝像部來檢查前述切斷線上的切斷品質的步驟。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷方法在上述的切斷方法中，其特徵在於，切斷部具有心軸、前述心軸所具有的旋轉軸和被固定在前述旋轉軸上的旋轉刀，在前述進行對位的步驟中，對前述切斷線和前述旋轉刀進行對位，在前述進行切斷的步驟中，使前述旋轉刀與前述被加工物接觸。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷方法在上述的切斷方法中，其特徵在於，前述切斷部具有雷射照射機構，在前述進行對位的步驟中，對前述雷射照射機構所照射的雷射和前述切斷線進行對位，在前述進行切斷的步驟中，對前述被加工物照射雷射。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷方法在上述的切斷方法中，其特徵在於，前述低熱膨脹性材料為玻璃系材料、陶瓷系材料或合金中的任一種。
另外，本發明的電子零件製造用之切斷方法在上述的切斷方法中，其特徵在於，進一步包括：在準備前述測長基準構件的步驟之前，藉由蝕刻、機械加工或印刷中的任一種而形成前述至少兩個基準標記的步驟。
根據本發明，具備被固定在載物臺上且由低熱膨脹性材料構成的測長基準構件和測長基準構件上設置的至少兩個基準標記。在以基準標記中的第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標為已知。基於拍攝到第一基準標記的時間點的攝像部的位置和拍攝到基板所具有的第一定位標記的時間點的攝像部的位置，算出座標系中的第一定位標記的座標。基於拍攝到第二基準標記的時間點的攝像部的位置和拍攝到基板所具有的第二定位標記的時間點的攝像部的位置，算出座標系中的第二定位標記的座標。基於第一定位標記的座標和第二定位標記的座標，對複數個分界線中所要切斷的切斷線和旋轉刀進行對位。根據該結構，以第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標難以受到熱膨脹的影響。因此，能夠精度良好地確定該座標系中的第一定位標記的座標和第二定位標記的座標。基於基板所分別具有的第一定位標記的座標和第二定位標記的座標，對切斷線和旋轉刀進行對位。由此，能夠精度良好地測定第一定位標記與第二定位標記之間的距離，而不使用直線尺，此外，能夠精度良好地切斷被加工物。
根據本發明，使用被固定在載物臺上且由低熱膨脹性材料構成的測長基準構件和在測長基準構件上設置的至少兩個基準標記。由此，即使在載物台被加熱而進行熱膨脹的情況下，以第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標也難以受到熱膨脹的影響。因此，能夠抑制切斷被加工物的精度因受到載物台的熱膨脹的影響而下降的現象。
根據本發明，使用被一體地固定在切斷部的攝像部，來拍攝各基準標記和各定位標記，並且基於分別拍攝時的攝像部的位置，算出第一定位標記的座標和第二定位標記的座標。由此，無需按每個切斷線補償切斷刀片的所處位置移動。因此，能夠使切斷步驟效率化。
1‧‧‧切斷裝置
2、28‧‧‧載物台
3‧‧‧旋轉機構
4、7‧‧‧伺服電動機(驅動部)
5、8‧‧‧滾珠螺桿(被驅動構件)
6、9‧‧‧滑件
10‧‧‧心軸(切斷部)
11‧‧‧旋轉軸(切斷部)
12‧‧‧旋轉刀(切斷部)
13‧‧‧攝像機(攝像部)
14‧‧‧封裝基板(被切斷物)
15‧‧‧基板
16‧‧‧區域
17、29‧‧‧測長基準構件
18‧‧‧低熱膨脹性材料
19‧‧‧基準板
20‧‧‧基體
21‧‧‧凹部
22‧‧‧保護玻璃
23‧‧‧基準構件
24‧‧‧薄膜
25‧‧‧切斷線
26‧‧‧矽晶圓(被切斷物)
27‧‧‧凹口
A1‧‧‧定位標記(第一定位標記)
A2‧‧‧定位標記(第二定位標記)
A3~A6‧‧‧定位標記
CTL‧‧‧控制部
L1‧‧‧被測距離
L2‧‧‧被測距離
LS‧‧‧基準距離
LX‧‧‧被算出距離
M1‧‧‧基準標記(第一基準標記)
M2‧‧‧基準標記(第二基準標記)
M3~M6‧‧‧基準標記
圖1是表示本發明的切斷裝置的主要部分的俯視圖。
圖2(1)、(2)是表示在本發明的實施例1中於測長基準構件上形成基準標記的第一形態的正視圖及俯視圖，圖2(3)~(5)是分別表示第二~第四形態的正視圖。
圖3是表示本發明的實施例1中的基板所具有的定位標記和測長基準構件之間關係的變形例，圖3(1)是以長方形的基板為對象的俯視圖，圖3(2)是以圓形的矽晶圓為對象的俯視圖。
圖4是表示習知例的主要部分的正視圖。
本發明的電子零件用切斷裝置具備：測長基準構件，被固定在載物臺上且由低熱膨脹性材料構成；和至少兩個基準標記，被設置於測 長基準構件。在以基準標記中的第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標為已知的。基於拍攝到第一基準標記的時間點的攝像部的位置和拍攝到基板所具有的第一定位標記的時間點的攝像部的位置，算出座標系中的第一定位標記的座標。基於拍攝到第二基準標記的時間點的攝像部的位置和拍攝到基板所具有的第二定位標記的時間點的攝像部的位置，算出座標系中的第二定位標記的座標。基於第一定位標記的座標和第二定位標記的座標，對複數個分界線中所要切斷的切斷線和旋轉刀進行對位。
[實施例1]
參照圖1，對本發明的實施例1的電子零件製造用之切斷裝置進行說明。本申請文件中的任一圖皆為了理解容易進行適當省略或誇張以示意性地繪製。對相同的結構要素使用相同的附圖標記，並適當省略說明。
如圖1所示，電子零件製造用之切斷裝置1具有載物台2和使載物台2沿θ方向旋轉的旋轉機構3。在切斷裝置1的底座(未圖示)上固定有伺服電動機4。在伺服電動機4的旋轉軸上固定有滾珠螺桿5。滾珠螺桿5為藉由伺服電動機4驅動的被驅動構件。在滾珠螺桿5上螺紋連結有具有貫通內螺紋孔的滑件6。滑件6被固定在旋轉機構3的主體上。根據這些結構，載物台2沿圖1所示的θ方向旋轉，並且沿Y方向移動。
在切斷裝置1的底座(未圖示)上固定有伺服電動機7。在伺服電動機7的旋轉軸上固定有滾珠螺桿8。滾珠螺桿8為藉由伺服電動機7驅動的被驅動構件。在滾珠螺桿8上螺紋連結有具有貫通內螺紋孔的滑件9。在滑件9上固定有心軸10。心軸10透過滑件9被固定在滾珠螺桿8上。
在心軸10的旋轉軸11上固定有薄的圓形狀的旋轉刀12。 心軸10、旋轉軸11和旋轉刀12被包括在切斷裝置1所具有的切斷部中。在切斷裝置1中設置有使該切斷部沿Z方向移動的驅動機構(未圖示)。控制部CTL為至少控制旋轉刀12的旋轉方向和轉速以及載物台2與心軸10的相對的移動方向和移動速度的控制機構。
在心軸10的主體上固定有作為攝像部的攝像機13。攝像機13被一體地固定在心軸10上。根據該結構，心軸10、旋轉軸11、旋轉刀12和被一體地固定在心軸10上的攝像機13為一組，沿圖1所示的X方向進行移動。即，由切斷部和攝像機13一體化而構成的結構要素沿X方向移動。
此外，較佳為攝像機13所具有的視野中心與旋轉刀的厚度中心之間的沿X方向的距離LA和該視野中心與旋轉軸11的中心之間的沿Y方向的距離LB均盡可能小。此外，攝像機13能夠兼做為了在切斷被加工物之後檢查該被切斷的部分(切斷槽)的切斷品質而進行拍攝的攝像機(所謂切口檢測用攝像機)。
在本申請文件中，“被一體地固定在A上的B”等書面語意味著複數個結構要素(此時為A和B)成為一組且該一組能夠進行移動。“被一體地固定”等書面語包括成為一組且能夠進行移動的複數個結構要素可彼此分離的情況。此外，“A和B一體化而構成的C”等表述不排除在C中包括A和B以外的結構要素的情況。
在載物台2的上表面可固定有夾具(未圖示)。作為被加工物的封裝基板14暫時被固定在夾具或載物台2的上表面。為了暫時固定封裝基板14，例如使用吸附夾具、夾子夾具或粘附在載物台2的上表面上的 膠帶等。封裝基板14具有基板15。基板15具有複數個區域16。在複數個區域16中的每一個區域的一面上安裝有一個或複數個晶片狀構件(未圖示)。在基板15的安裝有晶片狀構件的一面上，以保護晶片狀構件為目的形成有由硬化樹脂構成的封裝樹脂(未圖示)。在基板15的至少另一面(圖示的面)上形成有複數個(圖1中為四個)定位標記A1、A2、A3、A4。定位標記A1與定位標記A2之間的距離(沿X方向的距離)為希望獲知的距離即被算出距離LX。
在載物台2上一體地固定有由低熱膨脹性材料構成的測長基準構件17。如圖1所示，在切斷具有橫向延伸的形狀的封裝基板14的情況下，載物台2具有橫向延伸的形狀。封裝基板14和載物台2的形狀均通常為橫向延伸的長方形。此時，藉由螺旋夾等方法將測長基準構件17固定在載物台2所具有的橫向延伸的部分。
在需要降低因為由滾珠螺桿5向載物台2熱傳導而引起的載物台2的熱膨脹影響的情況下，較佳為以如下方式將測長基準構件17固定在載物台2上。該方式為：對測長基準構件17來說，將靠近滾珠螺桿5的一側(圖1中的左側)牢固地固定在載物台2上，並且以能夠沿圖中X方向微微移動的方式固定遠離滾珠螺桿5的一側(圖1中的右側)。根據如此構成，即使載物台2熱膨脹而伸長，測長基準構件17也難以受到該伸長的影響。
在測長基準構件17中，在基板15的定位標記A1、A2的附近分別形成有第一基準標記M1和第二基準標記M2。事先高精度地測定作為已形成的基準標準M1與基準標記M2之間的距離(沿X方向的距離)的 基準距離LS，並且該基準距離LS為已知的。
在本實施例中，第一，較佳為以盡可能靠近的方式設置基準標記M1和定位標記A1。第二，較佳為以盡可能靠近的方式設置基準標記M2和定位標記A2。換言之，較佳為使作為基準標記M1與定位標記A1之間的沿X方向的距離的被測距離L1和作為基準標記M2與定位標記A2之間的沿X方向的距離的被測距離L2盡可能小。由此，在作為希望獲知的距離的被算出距離LX與被測距離L1、L2之間成立L1<<LX以及L2<<LX的關係。
參照圖1，對本實施例中測定被算出距離LX(沿X方向的距離)的方法進行說明。首先，使用攝像機13依序拍攝基準標記M1和定位標記A1。
接下來，基於分別拍攝到基準標記M1和定位標記A1的時間點的攝像機13的位置，算出以基準標記M1的位置為基準的定位標記A1的位置。根據目前為止的步驟，能夠得到作為基準標記M1與定位標記A1之間的沿X方向的距離的被測距離L1。由於L1<<LX的關係成立，因此能夠精度良好地得到被測距離L1。換言之，在以基準標記M1的位置為基準的座標系中，能夠精度良好地算出定位標記A1的X座標。
接下來，與到目前為止的步驟同樣地算出以基準標記M2的位置為基準的定位標記A2的位置。由此，能夠得到作為基準標記M2與定位標記A2之間的沿X方向的距離的被測距離L2。由於L2<<LX的關係成立，因此能夠精度良好地得到被測距離L2。
接下來，由圖1明顯可知，利用LX=LS-L1-L2的關係。具 體來講，使用分別得到的被測距離L1、被測距離L2和已知的基準距離LS，並且基於式：LX=LS-L1-L2，算出被算出距離LX。事先精度良好地獲知基準距離LS。此外，基於L1<<LX、L2<<LX的關係，精度良好地得到被測距離L1、L2。因此，能夠精度良好地算出被算出距離LX。換言之，在以基準標記M1的位置為基準的座標系中，能夠精度良好地算出定位標記A2的X座標。
接下來，從控制部CTL中調出分別為設計值並且已知的定位標記A1與最左端的切斷線之間的距離、定位標記A2與最右端的切斷線之間的距離和沿X方向的區域16的數量N(在圖1中N=8)。使用這些距離和區域16的數量N，能夠得到暫時固定在載物台2上的封裝基板14的各切斷線在X方向上的位置(X座標)。
接下來，使旋轉刀12精度良好地與沿X方向的各切斷線16中的一根切斷線16對位。之後，向旋轉刀12的下側的周端部供給切削水的同時使載物台2沿+Y方向移動。由此，使用旋轉刀12，在該切斷線16上完全切斷(全切)封裝基板14。
在目前為止的說明中，對沿X方向的距離和各切斷線的位置進行了說明。同樣地，能夠精度良好地得到定位標記A1與定位標記A2之間的沿Y方向的被算出距離(Y方向)。根據目前為止的步驟，在以基準標記M1為基準的座標系中，能夠精度良好地得到第一定位標記A1的座標和第二定位標記A2的座標(均為XY座標)以及沿X方向和Y方向的各切斷線的位置。因此，能夠使旋轉刀12精度良好地與各切斷線對位。
可使用控制部CTL來進行目前為止的步驟中的各個計算和 所得到的被測距離L1、L2的記憶等。
根據本實施例，使用被一體地固定在心軸10上的攝像機13來拍攝各基準標記M1、M3和各定位標記A1、A2，並且基於分別在拍攝時的攝像機13的位置，算出第一定位標記A1的座標和第二定位標記A2的座標。由此，第一，在安裝有心軸10的滾珠螺桿8因被伺服電動機7驅動而發熱，並且熱膨脹的情況下，能夠抑制由於受到滾珠螺桿8的熱膨脹的影響而各定位標記A1、A2和旋轉刀12之間的距離變動的現象。
第二，在心軸10因滾珠螺桿8發熱而受到其熱影響並且熱膨脹的情況下，能夠藉由使用攝像機13來測定切斷槽的位置而修正熱膨脹的影響。
由此，能夠在不使用直線尺和光電式檢測器組合的情況下，抑制由於受到滾珠螺桿8的熱膨脹的影響和心軸10的熱膨脹的影響而切斷封裝基板14的精度降低的現象。因此，能夠抑制切斷封裝基板14的精度下降的現象，並且實現切斷裝置的低價格化。
根據本實施例，由低熱膨脹性材料18構成的測長基準構件17被一體地固定在載物台2上。由此，即使在載物台被加熱而熱膨脹的情況下，以基準標記M1為原點的座標系中的基準標記2的座標也難以受到熱膨脹的影響。因此，能夠抑制由於受到載物台2的熱膨脹的影響而切斷被加工物的精度降低的現象。
根據本實施例，在切斷具有複數個切斷線的封裝基板14的情況下，算出少數的定位標記即定位標記A1的座標和定位標記A2的座標。由此，能夠抑制補償旋轉刀14的移動的次數增加的現象。因此，能夠實現 切斷步驟的效率化。
根據本實施例，攝像機13兼做在切斷線16上切斷封裝基板14之後，用於檢測形成有切斷槽的該切斷線16的切斷品質的攝像機。因此，能夠精度良好地切斷封裝基板14，而不設置對切斷線16和旋轉刀12進行對位的新的攝像機。
此外，在圖1中示有測長基準構件17被一體地固定在載物台2所具有的兩個長邊中的一個(圖1中的下側的邊)上的示例。代替此，還可以採用測長基準構件17被一體地固定在圖1中的上側的邊上的結構。還可以採用在載物台2所具有的兩個長邊的雙方一體固定有測長基準構件17的結構。
參照圖2，對測長基準構件17進行說明。測長基準構件17的主體由低熱膨脹性材料18構成。低熱膨脹性材料為玻璃系材料、陶瓷系材料或合金中的任一種。作為玻璃系材料，例如可列舉CLEARCERAM-Z( -Z，為註冊商標)和ZERODUR(，ZERODUR(註冊商標))。作為陶瓷系材料，例如可列舉堇青石和NEXCERA(NEXCERA(註冊商標))。作為合金，例如可列舉銦剛(Invar，以鐵和鎳為基底的合金，是一種Fe-Ni為36%的合金)、超銦剛(Super-Invar)和nobinite(，註冊商標)。
參照圖2，對於在測長基準構件17上形成基準標記M1、M2、…的四個形態進行說明。圖2的(1)、(2)中示出四個形態中的第一形態。首先，準備四個事先分別形成有基準標記(未圖示)的薄圓板狀的基準板19。藉由蝕刻等方法，在各基準板19上事先形成有例如由“+”形 狀構成的基準標記。
準備四個具有長方體狀(包括立方體狀)形狀的基體20。在各基體20中事先形成有具有平坦的底面的凹部21。將基準板19貼附在凹部21的底面。以完全覆蓋凹部21的方式，將例如由藍寶石玻璃構成的薄板狀的保護玻璃22貼附在各基體20的上表面。藉由目前為止的步驟完成四個基準構件23。
接下來，將四個基準構件23分別固定在低熱膨脹性材料18的上表面。例如，分別使用螺釘(未圖示)從低熱膨脹性材料18的下表面固定四個基準構件23。
接下來，使用高精度的測定系統(例如，尼康股份有限公司製造的CNC圖像測定系統NEXIV等)，來高精度地測定已形成的基準標記M1與基準標記M2之間的基準距離LS(參照圖2的(2))。由於測長基準構件17由低熱膨脹性材料構成，因此即使在周邊溫度或載物台2的溫度變動的情況下基準距離LS的長度的變動也非常小。藉由目前為止的步驟完成基準距離LS的值已知的測長基準構件17。
接下來，藉由螺旋夾等方法，將測長基準構件17固定在載物台2上(參照圖1)。在需要降低因為滾珠螺桿5的發熱而引起的載物台2的熱膨脹影響的情況下，較佳為藉由同時使用以下的兩種方式將測長基準構件17固定在載物台2上。該方式為如下：第一，在測長基準構件17的靠近滾珠螺桿5的一側(圖1中的左側)，將測長基準構件17牢固地固定在載物台2上。第二，在測長基準構件17的遠離滾珠螺桿5的一側(圖1中的右側)，以能夠沿圖中X方向微微移動的方式固定測長基準構件17。
在圖2的(3)中示出在測長基準構件17上形成基準標記M1、M2的四個形態中的第二形態。在作為測長基準構件17的主體的低熱膨脹性材料18的上表面事先形成有具有平坦的底面的凹部21。將基準板19貼附在凹部21的底面。以完全覆蓋各凹部21的方式，將薄板狀的保護玻璃22貼附在低熱膨脹性材料18的上表面。
在圖2(4)中示有在測長基準構件17上形成基準標記M1、M2的四個形態中的第三形態。使用蝕刻或機械加工等方法，在低熱膨脹性材料18的上表面直接形成基準標記M1、M2、…。以完全覆蓋M1、M2、…的方式，將薄板狀的保護玻璃22貼附在低熱膨脹性材料18的上表面。作為機械加工，可使用振動切削加工等。
在圖2(5)中示有在測長基準構件17上形成基準標記M1、M2的四個形態中的第四形態。使用蝕刻或印刷等方法，在具有透光性的薄膜24上直接形成基準標記M1、M2、…。將直接形成有基準標記M1、M2、…的薄膜24貼附在低熱膨脹性材料18的上表面。
參照圖3，對被切斷物14與基準標記M、M2、…之間的關係中的與圖1中所示的關係不同的變形例進行說明。如圖3的(1)所示，作為被加工物的封裝基板14所具有的基板15具有左端的定位標記A1、A3和右端的定位標記A2、A4。此外，基板15具有中央的定位標記A5、A6。基板15具有複數個區域16，藉由分別沿X方向(圖3中的左右方向)和Y方向(圖3中的上下方向)的複數個切斷線25劃分各區域16。
在測長基準構件17中，在基板15的中央的定位標記A5、A6的附近形成有基準標記M5、M6。基準標記M1~M5之間、基準標記M2~M5 之間、基準標記M3~M6之間以及基準標記M4~M6之間的距離均為基準距離，且事先被高精度地測定並且為已知的。
本變形例在如下情況下是有效的：即，該情況為圖1中所示的被切斷物14為橫向延伸的，並且沿X方向的尺寸較大的情況。例如，基於基準標記M1~M5之間的基準距離以及基準標記M2~M5之間的基準距離，能夠得到定位標記A1、A2、A5的座標。由此，均能夠精度良好地得到定位標記A1、A5之間的各切斷線的位置和定位標記A2、A5之間的各切斷線的位置。
圖3的(2)表示具有大致圓形形狀的矽晶圓26為被切斷部的示例。在矽晶圓26形成有作為結晶方向的基準的凹口27。在矽晶圓26形成有與結晶方向關聯的定位標記A1~A4。在用於暫時固定矽晶圓26的載物台28上固定有測長基準構件29。在測長基準構件29的定位標記A1~A4附近形成有基準標記M1~M4。根據該結構，能夠得到與圖1所示結構的情況相同的效果。
在圖3(2)中，可代替矽晶圓26，使用在矽晶圓26上形成有突起狀電極(bump)和封裝樹脂的封裝基板來作為被切斷物。此外，可使用具有印刷電路板等的封裝基板，前述封裝基板具有與矽晶圓26相同的形狀。在該封裝基板中，印刷電路板等具有複數個區域，在各區域中安裝有晶片狀構件，利用硬化樹脂一併樹脂封裝這些晶片狀構件。此時，印刷電路板等的形狀可以是正方形或接近正方形的長方形。
[實施例2]
以下，對切斷部為雷射照射機構的情況的實施例進行說明。在本實施 例中，使用雷射照射機構來作為加工部。即使在使用雷射照射機構來作為加工部的情況下，也有可能產生被加工物的運送系統的起因於滾珠螺桿等的熱膨脹的尺寸變動。因此，在產生被加工物的運送系統的尺寸變動的情況下能夠得到與實施例1相同的效果。
在目前為止說明的效果的基礎上，根據本發明能夠得到以下的效果。該效果為在載物台2的上表面設置有用於收容旋轉刀12的周端部的槽的情況下的效果。具體為如下的效果：防止因基板15的尺寸的偏差、基板15的尺寸的變動或在載物台2上放置封裝基板14時的錯位中的至少任一種而引起的旋轉刀12的損壞以及載物台12的上表面的劃痕的產生。
對該效果進行具體說明。伴隨基板15的大型化，第一，基板15本身的尺寸偏差較大。第二，起因於樹脂封裝步驟等中基板15被加熱而產生的熱膨脹的封裝基板14的尺寸變動(尺寸的增加)較大。第三，在切斷步驟中，長時間固定在藉由切削水冷卻的載物台2上，從而起因於熱收縮的封裝基板14的尺寸的變動(尺寸的減少)較大。起因於這些情況，在載物台2的上表面設置有用於收容旋轉刀12的周端部的槽的情況下，有時旋轉刀12的周端部會與載物台2的上表面的槽以外的部分接觸。該接觸會引起旋轉刀12的周端部的損壞以及載物台的上表面的劃痕。
根據本實施例，由於能夠精度良好地測定封裝基板14所具有的基板15的被測距離L1、L2，因此能夠精度良好地算出定位標記A1、A2之間的被算出距離LX。在控制部CTL對被測距離L1、L2進行長度測定，進而算出被算出距離LX，並且判斷為這些距離中的任一個在容許範圍外的情況下，例如控制部CTL以如下方式進行操作。
控制部CTL在解除封裝基板14相對於載物台2的固定之後，將封裝基板14放置在載物台2上並再次進行臨時固定。控制部CTL再次對被測距離L1、L2進行長度測定，再次算出被算出距離LX，並且再次判斷這些距離是否在容許範圍內。在控制部CTL判斷為這些距離在容許範圍內的情況下，可推測最初判斷為容許範圍外的原因為在載物台2上放置封裝基板14時的位置偏差。因此，控制部CTL繼續進行對該封裝基板14的處理。
在第二次判斷中，控制部CTL仍然判斷為被測距離L1、L2和被算出距離LX中的任一個在容許範圍外的情況下，從切斷裝置1拆除該封裝基板14。此時，使用與切斷裝置1不同的切斷裝置來切斷該封裝基板14。在該切斷裝置中，使用膠帶來將封裝基板14暫時固定在載物臺上。由此，即使在被測距離L1、L2和被算出距離LX中的任一個在容許範圍外的情況下，旋轉刀的周端部也會止於切斷膠帶。因此，能夠防止旋轉刀的周端部的損壞以及載物台表面的劃痕的產生。
此外，在目前為止說明的各實施例中，圖1中示有封裝基板14中的形成有封裝樹脂的面(一側的面)被固定在載物台2的上表面的例子。不限於此，還可以將沒有形成封裝樹脂的面(另一側的面)固定在載物台2的上表面。換言之，處於攝像機13能夠從上方拍攝基板15所具有的定位標記A1、A2、A3、A4的狀態即可。
在各實施例中，對所謂全切進行了說明。不限於此，還可以對所謂半切適用於本發明。
在各實施例中，分別使用伺服電動機4、7來作為用於使心 軸10和載物台2移動的驅動源。代替伺服電動機4、7，還可以使用步進電動機。
本發明並不限於上述實施例，在不脫離本發明的主旨的範圍內，可按照需要，任意並且適當地進行組合，或進行變更，或選擇性地採用。
1‧‧‧切斷裝置
2‧‧‧載物台
3‧‧‧旋轉機構
4、7‧‧‧伺服電動機(驅動部)
5、8‧‧‧滾珠螺桿(被驅動構件)
6、9‧‧‧滑件
10‧‧‧心軸(切斷部)
11‧‧‧旋轉軸(切斷部)
12‧‧‧旋轉刀(切斷部)
13‧‧‧攝像機(攝像部)
14‧‧‧封裝基板(被切斷物)
15‧‧‧基板
16‧‧‧區域
17‧‧‧測長基準構件
A1‧‧‧定位標記(第一定位標記)
A2‧‧‧定位標記(第二定位標記)
A3~A4‧‧‧定位標記
CTL‧‧‧控制部
L1‧‧‧被測距離
L2‧‧‧被測距離
LA‧‧‧沿X方向的距離
LB‧‧‧沿Y方向的距離
LS‧‧‧基準距離
LX‧‧‧被算出距離
M1‧‧‧基準標記(第一基準標記)
M2‧‧‧基準標記(第二基準標記)

Claims (12)

  1. 一種電子零件製造用之切斷裝置，對具備具有複數個定位標記及複數個區域的基板和分別設置在前述複數個區域上的功能部的被加工物，沿前述複數個區域的分界線進行切斷來製造複數個電子零件時所使用，其具備：載物台，用於固定前述被加工物；切斷部；驅動部，使前述載物台和前述切斷部相對移動；被驅動構件，安裝有前述切斷部且藉由前述驅動部被驅動；攝像部，用於拍攝前述被加工物；和控制部，至少控制由驅動機構引起的移動，前述電子零件製造用之切斷裝置的特徵在於，具備：測長基準構件，被一體地固定在前述載物臺上且由低熱膨脹性材料構成；和至少兩個基準標記，被設置於前述測長基準構件，前述攝像部被一體地固定在前述切斷部，在以前述基準標記中的第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標為已知，前述攝像部拍攝前述第一基準標記，前述攝像部拍攝前述複數個定位標記中的第一定位標記，前述控制部基於拍攝到前述第一基準標記的時間點的前述攝像部的位置和拍攝到前述第一定位標記的時間點的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第一定位標記的座標，前述攝像部拍攝前述第二基準標記，前述攝像部拍攝前述複數個定位標記中的第二定位標記，前述控制部基於拍攝到前述第二基準標記的時間點的前述攝像部的位 置和拍攝到前述第二定位標記的時間點的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第二定位標記的座標，前述控制部基於前述第一定位標記的座標和前述第二定位標記的座標，對前述複數個區域的分界線中所要切斷的切斷線和旋轉刀進行對位。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子零件製造用之切斷裝置，其中，前述攝像部兼做為了在前述切斷線上切斷前述被加工物之後檢查前述切斷線上的切斷品質而進行拍攝的攝像部。
  3. 如申請專利範圍第2項之電子零件製造用之切斷裝置，其中，前述切斷部具有：心軸；前述心軸所具有的旋轉軸；和被固定在前述旋轉軸上的旋轉刀。
  4. 如申請專利範圍第2項之電子零件製造用之切斷裝置，其中，前述切斷部具有雷射照射機構。
  5. 如申請專利範圍第2項之電子零件製造用之切斷裝置，其中，前述低熱膨脹性材料為玻璃系材料、陶瓷系材料或合金中的任一種。
  6. 如申請專利範圍第2項之電子零件製造用之切斷裝置，其中，前述至少兩個基準標記是藉由蝕刻、機械加工或印刷中的任一種而形成的。
  7. 一種電子零件製造用之切斷方法，使用切斷部對具備具有複數個定位標記及複數個區域的基板和分別設置在前述複數個區域上的功能部的被加工物，沿前述複數個區域的分界線進行切斷來製造複數個電子零件，前述電子零件製造用之切斷方法的特徵在於，包括： 述電子零件製造用之切斷方法的特徵在於，包括：準備用於固定前述被加工物的載物台的步驟；準備測長基準構件的步驟，前述測長基準構件由低熱膨脹性材料構成，被一體地固定在前述載物臺上，並且具有至少兩個基準標記；準備被一體地固定在前述切斷部的攝像部的步驟；事先獲知以前述基準標記中的第一基準標記為原點的座標系中的第二基準標記的座標的步驟；將前述被加工物固定在前述載物臺上的步驟；使用前述攝像部來拍攝前述第一基準標記的第一步驟；使用前述攝像部來拍攝前述複數個定位標記中的第一定位標記的第二步驟；基於前述第一步驟中的前述攝像部的位置和前述第二步驟中的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第一定位標記的座標的步驟；使用前述攝像部來拍攝前述第二基準標記的第三步驟；使用前述攝像部來拍攝前述複數個定位標記中的第二定位標記的第四步驟；基於前述第三步驟中的前述攝像部的位置和前述第四步驟中的前述攝像部的位置，算出前述座標系中的前述第二定位標記的座標的步驟；基於前述第一定位標記的座標和前述第二定位標記的座標，對前述複數個區域的分界線中所要切斷的切斷線和前述切斷部進行對位的步驟；和在前述切斷線上對前述被加工物進行切斷的步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項之電子零件製造用之切斷方法，其中，進一 步包括：在對前述被加工物進行切斷的步驟之後，使用前述攝像部來檢查前述切斷線上的切斷品質的步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項之電子零件製造用之切斷方法，其中，前述切斷部具有心軸、前述心軸所具有的旋轉軸和被固定在前述旋轉軸上的旋轉刀，在前述進行對位的步驟中，對前述切斷線和前述旋轉刀進行對位，在前述進行切斷的步驟中，使前述旋轉刀與前述被加工物接觸。
  10. 如申請專利範圍第8項之電子零件製造用之切斷方法，其中，前述切斷部具有雷射照射機構，在前述進行對位的步驟中，對前述雷射照射機構所照射的雷射和前述切斷線進行對位，在前述進行切斷的步驟中，對前述被加工物照射前述雷射。
  11. 如申請專利範圍第8項之電子零件製造用之切斷方法，其中，前述低熱膨脹性材料為玻璃系材料、陶瓷系材料或合金中的任一種。
  12. 如申請專利範圍第8項之電子零件製造用之切斷方法，其中，進一步包括：在準備前述測長基準構件的步驟之前，藉由蝕刻、機械加工或印刷中的任一種而形成前述至少兩個基準標記的步驟。
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