TWI826641B - 擴展裝置 - Google Patents

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TWI826641B
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松田智人
川口吉洋
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]以更簡單的構造來冷卻擴展片。 [解決手段]一種擴展裝置，是對包含被加工物、擴展片及供該擴展片的外周側貼附之環狀框架的被加工物單元的該擴展片進行擴張，該擴展裝置具備：框架固定單元，具有可以支撐被加工物單元之環狀框架的框架支撐部、及可以和該框架支撐部一起夾持該環狀框架的框架按壓部；以及擴張單元，可以擴張擴展片，該框架按壓部具備噴出口、及一端通到該噴出口並且另一端通到冷卻空氣供給源的冷卻空氣供給路，該噴出口可以將從該冷卻空氣供給源所供給的冷卻空氣噴出，且該冷卻空氣是朝向被加工物單元所包含的擴展片之被加工物與該環狀框架的內周緣之間的區域噴出。

Description

擴展裝置
本發明是有關於一種將外周側已被貼附於環狀框架之擴展片朝徑方向外側擴張之擴展裝置。
在圓板狀之晶圓的正面設定複數條交叉之分割預定線(也稱為切割道)，並在以分割預定線所區劃出的各區域中形成元件後，若沿著分割預定線分割晶圓，即可以形成一個個的元件晶片。所形成的元件晶片是搭載在電子機器等而被使用。
晶圓的分割是使用例如雷射加工裝置來實施。例如，將對晶圓具有穿透性之波長的雷射光束沿著分割預定線聚光於該晶圓的內部，而沿著分割預定線形成成為分割起點之改質層。
在晶圓的背面側預先貼附有被稱為擴展片的片材。於擴展片的外周側可黏貼以金屬等所形成之環狀框架。然後，當將晶圓貼附到該擴展片時，即形成晶圓、擴展片、及環狀框架已成為一體之被加工物單元。
若在已沿著分割預定線於晶圓的內部形成改質層的狀態下將擴展片朝徑方向外側擴張時，即以該改質層為起點將晶圓斷裂而形成元件晶片，進而將各元件晶片的間隔擴大。當將各元件晶片之間隔擴大後，在之後搬運被加工物單元等之時各元件晶片即變得難以相互接觸，而可抑制該元件晶片之損傷。
不過，若在常溫環境下將擴展片擴張時，會有以下情況：擴展片僅在環狀框架的內周緣與晶圓之間的區域伸展，並無法將貼附在該晶圓的區域的擴展片適當地擴張。於是，具備冷卻腔室之擴展裝置會被使用，且前述冷卻腔室容置有擴展片的擴張機構等的各種構成要素(例如專利文獻1至專利文獻3)。
在該裝置等中，因為將框架單元搬入冷卻腔室的內部，並冷卻腔室的內部的環境氣體來將擴展片冷卻，而在難以將擴展片伸展的狀態下擴張擴展片，所以變得容易將晶圓斷裂。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2018-113350號公報 專利文獻2：日本專利特開2016-181659號公報 專利文獻3：日本專利特開2007-189057號公報
發明欲解決之課題
若將冷卻腔室組入擴展裝置，會導致擴展裝置大型化。並且，欲將容量較大之冷卻腔室的內部空間冷卻成能夠確實地冷卻擴展片並不容易，而變得無法忽視擴展片的冷卻成本。
本發明是有鑒於所述的問題點而作成的發明，其目的在於提供一種可以用更簡單的構造來實施擴展片之冷卻的擴展裝置。 用以解決課題之手段
根據本發明之一態樣，可提供一種擴展裝置，是對包含被加工物、貼附於該被加工物的擴展片、及供該擴展片的外周側貼附之環狀框架的被加工物單元的該擴展片進行擴張，該擴展裝置的特徵在於：具備：框架固定單元，具有可以支撐被加工物單元之環狀框架的框架支撐部、及可以和該框架支撐部一起夾持該環狀框架的框架按壓部；以及擴張單元，可以將具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的被加工物單元所包含的擴展片擴張，又，該框架固定單元具備噴出口、及一端通到該噴出口並且另一端通到冷卻空氣供給源的冷卻空氣供給路，該噴出口可以將從該冷卻空氣供給源所供給的冷卻空氣噴出，且該冷卻空氣是朝向具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的被加工物單元所包含的擴展片之被加工物與該環狀框架的內周緣之間的區域噴出。
較佳的是，在該框架固定單元形成有排列並配置成環狀之複數個該噴出口，該冷卻空氣供給路包含環狀冷卻路、各自從該環狀冷卻路到達複數個該噴出口的複數條分歧路、及一端通到該冷卻空氣供給源且另一端到達該環狀冷卻路的供給路，該冷卻空氣供給源可以藉由將冷卻空氣供給到該環狀冷卻路，而將該框架固定單元冷卻，並在具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的被加工物單元的被加工物的周圍形成冷卻空間。
更佳的是，更具備冷卻板，該冷卻板可隔著具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的被加工物單元所包含的擴展片來接觸於該被加工物單元所包含的被加工物。 發明效果
在本發明之一態樣的擴展裝置中，能夠以框架固定單元來固定環狀框架。並且，可以冷卻包含該環狀框架的被加工物單元所包含之被加工物及擴展片。特別是，該擴展裝置可以藉由從形成於框架固定單元的噴出口朝擴展片之該被加工物與該環狀框架的內周緣之間的該區域噴出冷卻空氣，來冷卻該區域。
從而，本發明之一態樣的擴展裝置可以在該擴展裝置中充分地冷卻擴展片之欲擴張的區域。因此，該擴展裝置不需要可以容置被加工物單元、框架固定單元、擴張單元等之較大的冷卻腔室。
從而，藉由本發明，可提供一種可以用更簡單的構造來實施擴展片的冷卻之擴展裝置。
參照附圖，說明本發明的實施形態。本實施形態之擴展裝置是對已將被加工物、擴展片及環狀框架一體化之被加工物單元的擴展片進行擴張。於圖2等顯示被加工物單元11的截面。
被加工物單元11所具備的擴展片7包含例如由氯乙烯等所形成的基材層、及支撐於該基材層的糊層。擴展片7的其中一面的中央區域是貼附於被加工物1。又，將擴展片7的外周部貼附成於具備開口的環狀框架9的內周部堵塞該開口。
被加工物1是例如由矽、SiC(碳化矽)、或者是其他之半導體等的材料所形成的晶圓、又或者是藍寶石、玻璃、石英等的材料所形成之大致圓板狀的基板。被加工物1的正面是藉由相互交叉之複數條分割預定線(切割道)而被區劃成複數個區域，且在所區劃出的各區域可形成IC(積體電路，Integrated circuit)等的元件5。當沿著該分割預定線分割被加工物1後，即可以形成一個個的元件晶片。
在被加工物1的內部形成有沿著該分割預定線成為分割起點的改質層3。改質層3可以藉由例如沿著分割預定線將對被加工物1具有穿透性之波長(可以穿透被加工物1之波長)的雷射光束聚光於被加工物1的內部而形成。
當對沿著分割預定線而於內部形成有改質層3的被加工物1施加朝向徑方向外側之力時，會產生從改質層3至到達被加工物1之上下表面的裂隙，而將被加工物1分割並形成一個個的元件晶片15(參照圖4等)。之後，為了容易地進行從擴展片7拾取一個個的元件晶片15的拾取，可進一步擴張擴展片7，而擴大元件晶片15之間的間隔。本實施形態之擴展裝置是實施擴展片7的擴張。
再者，亦可事先在被加工物1上設置DAF(黏晶薄膜)。DAF是作為將元件晶片15組裝到預定的組裝對象之時的接著劑而發揮功能的膜。該擴展裝置可以將設置有DAF的被加工物1按每個DAF來分割。在這種情況下，可形成設置有DAF的元件晶片15。
針對本實施形態之擴展裝置之一例，利用圖1至圖5來說明。於圖1中是示意地顯示擴展裝置2的立體圖，於圖2中是示意地顯示已將被加工物單元11搬入之該擴展裝置2的截面圖。擴展裝置2具備用以固定被加工物單元11的環狀框架9之框架固定單元4、及可以擴張被加工物單元11的擴展片7之擴張單元32。
擴展裝置2更具備保持工作台(冷卻板)34，該保持工作台34是隔著被加工物單元11所包含的擴展片7來接觸於該被加工物單元11所包含的被加工物1，而可以冷卻擴展片7及被加工物1。又，擴展裝置2具備片材收縮單元50，該片材收縮單元50是對被擴張且產生有鬆弛的擴展片7加熱並使其收縮而去除該鬆弛。以下，針對擴展裝置2的各構成要素詳細敘述。
框架固定單元4具備框架支撐部6，該框架支撐部6可以支撐被加工物單元11的環狀框架9。框架支撐部6是上表面為平坦的環狀之構件，且於中央具備直徑對應於環狀框架9之開口的直徑之開口6a。在框架支撐部6的下表面是供複數個桿件12的上端連接，且將該桿件12的下端各自容置在氣缸10等升降機構中。藉由使氣缸10作動並使桿件12升降，可以將框架支撐部6升降。
框架固定單元4更具備環狀的框架按壓部8，該環狀的框架按壓部8可以和框架支撐部6一起夾持環狀框架9。框架按壓部8是在中央具備有與框架支撐部6的開口6a同等之直徑的開口8a的環狀之構件，且下表面平坦。
當使裝載環狀框架9之框架支撐部6上升，並使該環狀框架9接觸於框架按壓部8的下表面時，即可藉由框架支撐部6及框架按壓部8來夾持並保持環狀框架9。框架按壓部8可以將環狀框架9以強固之力來把持，以免在已固定的環狀框架9產生位置偏移。
又，框架按壓部8亦可因應於外力而朝上方移動。例如，亦可構成為：在使裝載環狀框架9的框架支撐部6上升而使環狀框架9接觸於框架按壓部8之後，藉由進一步使框架支撐部6上升而讓框架按壓部8上升。
框架固定單元4的框架按壓部8在開口8a的內周壁形成有噴出口22。例如，如圖1及圖2所示，在框架按壓部8的內周壁是以排列成環狀且等間隔的方式形成有複數個噴出口22。
在框架固定單元4的框架按壓部8的內部形成有一端通到噴出口22並且另一端通到冷卻空氣供給源30之冷卻空氣供給路20。冷卻空氣供給路20包含例如配置成包圍框架按壓部8的內周壁之環狀冷卻路14、及從該環狀冷卻路14各自到達複數個噴出口22之複數個分歧路16。此外，冷卻空氣供給路20包含一端通到冷卻空氣供給源30而另一端到達環狀冷卻路14之供給路18。
冷卻空氣供給源30可以通過冷卻空氣供給路20將冷卻空氣供給至噴出口22。冷卻空氣供給源30具備壓縮空氣供給源28、及使從該壓縮空氣供給源28所供給的壓縮空氣冷卻而變成冷卻空氣的渦流管24等之冷卻機構。此外，在壓縮空氣供給源28及渦流管24之間的通氣路設有開關閥26。當將開關閥26開啟時，即可從冷卻空氣供給源30將冷卻空氣供給至冷卻空氣供給路20。
當在已藉由框架固定單元4固定環狀框架9的狀態下對冷卻空氣供給路20供給冷卻空氣時，即可從複數個該噴出口22將該冷卻空氣供給至該被加工物單元11的擴展片7。此時，可將框架按壓部8本身冷卻，且將環狀框架9冷卻。亦即，冷卻空氣有助於被加工物單元11整體的冷卻。再者，為了有效率地冷卻環狀框架9，框架按壓部8宜以熱傳導性較高的鋁等金屬來形成。
擴張單元32可以將具有已被框架固定單元4固定之環狀框架9的被加工物單元11所包含的擴展片7擴張。擴張單元32具備容納在框架固定單元4的框架支撐部6之開口6a的保持工作台34。於保持工作台34的上表面，是隔著具有已被框架固定單元4固定之環狀框架9的被加工物單元11所包含的擴展片7來裝載被加工物1。
保持工作台34可以隔著擴展片7來吸引保持被加工物1。於保持工作台34的上表面形成有複數個吸引口38，於保持工作台34的內部形成有可連接到各個吸引口38的吸引路36。並且，吸引路36是連接於配置在保持工作台34之外部的吸引源42。
在吸引路36與吸引源42之間設置有開關閥40。當開啟開關閥40時，可以透過吸引路36及吸引口38讓藉由吸引源42所產生之負壓作用於裝載在保持工作台34之上表面的被保持物。也就是說，吸引路36、吸引口38、開關閥40以及吸引源42等是作為隔著擴展片7來吸引保持被加工物1的保持機構而發揮功能。
又，於保持工作台34的下表面設置有活塞冷卻器等的冷卻單元44。當冷卻單元44作動時，即可以冷卻保持工作台34。保持工作台34可以作為冷卻板而發揮功能，該冷卻板可隔著具有已被框架固定單元4固定之環狀框架9的被加工物單元11所包含的擴展片7，來接觸於該被加工物單元11所包含的被加工物1。再者，較佳的是，保持工作台34是以熱傳導性較高的鋁等所形成，以有效率地實施冷卻。
在保持工作台34的下表面是供複數個桿件48的上端連接，且將該桿件48的下端各自容置在氣缸46等升降機構中。藉由使氣缸46作動來將桿件48升降，可以將保持工作台(冷卻板)34升降。若在使環狀框架9固定於框架固定單元4的狀態下使保持工作台34上升，即可將貼附在環狀框架9的擴展片7朝徑方向外側擴張。
片材收縮單元50是對被擴張且產生有鬆弛的擴展片7之環狀框架9的內周緣與被加工物1之間的區域進行加熱來使其收縮，而去除鬆弛。片材收縮單元50具備從上方支撐該片材收縮單元50的各構成要素之桿件52、連接於該桿件52的下端之圓板狀的支撐板54、及設置於支撐板54的外周部下表面之複數個加熱單元56。
加熱單元56具有使已加熱之空氣朝下方噴出的功能。於圖2中顯示加熱單元56的截面。加熱單元56具備空氣供給路58，該空氣供給路58具備沿鉛直方向之圓筒狀的殼體。空氣供給路58的上端是透過開關閥62而連接到空氣供給源60。當開啟開關閥62時，即可以從空氣供給源60將空氣供給到空氣供給路58。再者，空氣供給源60亦可通過桿件52及支撐板54等來將空氣供給到空氣供給路58。
在空氣供給路58的內部設置有線圈加熱器64來作為將從空氣供給源60所供給之空氣加熱的加熱機構。線圈加熱器64是連接於電源及開關66，當將開關66設為接通而使電流流動於線圈加熱器64時，即從該線圈加熱器64產生熱來加熱從空氣供給源60所供給的空氣。於空氣供給路58的下表面設置有開口58a，當將開關閥62開啟並使加熱單元56作動時，即可從該開口58a朝下方噴出已加熱的空氣。
片材收縮單元50在支撐板54的中央下表面具備旋轉馬達68，於該旋轉馬達68裝設有沿著鉛直方向之旋轉軸70的上端。在旋轉軸70的下端連接有圓板狀的閘門板72。圓板狀的閘門板72的直徑比框架固定單元4的框架按壓部8的開口8a的直徑稍微小。框架按壓部8亦可在已將閘門板72容置於該開口8a的狀態下，對閘門板72相對地升降。
閘門板72是以對應於支撐板54中的複數個加熱單元56的配置之配置而具備複數個開口72a(參照圖1及圖5)。例如，支撐板54是在該支撐板54的下表面之距離中心的半徑成為預定的半徑之複數個排列成等間隔的固定位置上分別具備加熱單元56。並且，閘門板72是在距離該閘門板72的中心的半徑成為該預定的半徑之複數個排列成等間隔的形成位置上具備和該加熱單元56的數量相同數量的開口72a。
閘門板72具有防止來自加熱單元56之熱不必要地傳達到被加工物單元11之情形的功能。在欲遮斷從加熱單元56對被加工物單元11之熱的傳達的情況下，是藉由作動旋轉馬達68使旋轉軸70旋轉，而使閘門板72旋轉來將各加熱單元56的位置及各開口72a的位置錯開。
又，在藉由片材收縮單元50使被加工物單元11之產生有鬆弛的擴展片7收縮時，是使閘門板72旋轉而將各開口72a的位置對齊於各加熱單元56的位置。然後，通過加熱單元56之空氣供給路58之開口58a與閘門板72之開口72a來將已加熱之空氣供給到擴展片7。
又，於片材收縮單元50之桿件52的上端連接有未圖示之旋轉馬達。當一邊藉由加熱單元56對擴展片7供給已加熱之空氣一邊作動該旋轉馬達時，即可將被擴張且產生有鬆弛的擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域涵蓋全周來加熱。然後，擴展片7收縮，且將所形成之元件晶片15(參照圖4及圖5)的間隔保持得較寬，而使元件晶片15的拾取變得較容易。
本實施形態之擴展裝置2可以從框架固定單元4之框架按壓部8的形成於內周壁之噴出口22，對被框架固定單元4所固定之被加工物單元11的擴展片7供給冷卻空氣。又，當使安裝在保持工作台34之冷卻單元44作動時，可以冷卻擴展片7及被加工物1。也就是說，可以從上下將擴展片7冷卻。
本實施形態的擴展裝置2可以在擴張擴展片7之時，冷卻擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域。當對已將該區域冷卻而抑制伸展之擴展片7進行擴張時，可適當地擴張擴展片7，而可以確實地分割被加工物1。
又，在被加工物1上預先設置有DAF(黏晶薄膜)的情況下，可藉由冷卻單元44隔著保持工作台(冷卻板)34將DAF冷卻。因此，藉由擴展片7的擴張來分割被加工物1之時，可抑制DAF的伸長而將DAF也更確實地分割。
以往，欲在擴張擴展片7之時冷卻擴展片7等，必須準備容置擴展裝置的各構成要素之大小的冷卻腔室。相對於此，在本實施形態之擴展裝置2中，是對具有冷卻的必要性的擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域進行冷卻。像這樣，因為可以將冷卻空間形成在擴展片7的周圍，所以變得不需要冷卻腔室。擴展裝置2因為只對所限定的區域進行冷卻，所以可以有效率地冷卻擴展片7。
接著，作為本實施形態之擴展裝置2的使用方法，針對藉由該擴展裝置2將擴展片7擴張的方法進行說明。首先，將被加工物單元11搬入擴展裝置2。圖2是示意地顯示已搬入擴展裝置2之狀態的被加工物單元11及該擴展裝置2的截面圖。再者，在圖2以下的各圖中，為了方便說明，所顯示的是擴展裝置2等的一部分的構成要素之截面圖。
將被加工物單元11搬入之時，是如圖2所示，將被加工物單元11的環狀框架9裝載於框架固定單元4的框架支撐部6之上，而隔著擴展片7將被加工物1裝載於保持工作台34之上。
接著，將擴展片7等冷卻。於圖3中所顯示的是冷卻擴展片7的擴展裝置2、及被冷卻的擴展片7的截面圖。將擴展片7冷卻之時，首先是使氣缸10作動而使桿件12上升，並使框架支撐部6上升到環狀框架9抵接於上方的框架按壓部8為止。
此時，可藉由框架支撐部6及框架按壓部8來夾持被加工物單元11的環狀框架9。此時，亦可使框架支撐部6進一步上升，而透過環狀框架9使框架按壓部8更加上升。
接著，將冷卻空氣供給源30的開關閥26開啟而從壓縮空氣供給源28對渦流管24供給壓縮空氣，並使渦流管24冷卻該壓縮空氣。並且，所產生的冷卻空氣會通過形成於框架按壓部8的冷卻空氣供給路20之供給路18、環狀冷卻路14及分歧路16而到達各噴出口22。該冷卻空氣是從該各噴出口22朝向擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域噴出，而將擴展片7冷卻。
冷卻空氣供給源30是藉由將冷卻空氣供給至環狀冷卻路14來冷卻框架固定單元4，並在具有已被該框架固定單元4所固定之環狀框架9的被加工物單元11的被加工物1的周圍形成冷卻空間。
再者，開啟開關閥26而開始由冷卻空氣所進行之擴展片7的冷卻，亦可在將環狀框架9裝載於框架支撐部6後且藉由框架固定單元4來固定該環狀框架9之前進行。此外，如後述，亦可只在加熱擴展片7而使其收縮時關閉開關閥26，除此之外則始終開啟開關閥26。開啟開關閥26的時間越長，越能夠充分地冷卻擴展裝置2的內部。
又，亦可在被加工物1配設有DAF的情況等，因應於需要而使安裝在保持工作台(冷卻板)34的冷卻單元44作動，而透過擴展片7來冷卻被加工物1。此時，於擴展裝置2可預先輸入以下指令：實施由冷卻單元44所進行之冷卻。並且，冷卻單元44亦可在已將該指令輸入擴展裝置2時立即開始作動。
接著，將擴展片7朝徑方向外側擴張。於圖4中所顯示的是擴張擴展片7的擴展裝置2、及已被擴張的擴展片7的截面圖。將擴展片7朝徑方向外側擴張時，是使擴張單元32的氣缸46作動而使桿件48上升來讓保持工作台34上升。
在此情況下，擴展片7被擴張且朝徑方向外側之力作用於被加工物1，而從改質層3朝上下方向產生裂隙，並以該改質層3為起點來分割被加工物1。當分割被加工物1後，即可形成各自具有元件5的一個個的元件晶片15。元件晶片15是繼續保持在擴展片7上。
使擴展片7擴張後，會關閉開關閥26並且停止冷卻單元44的運轉，而停止擴展片7的冷卻。但是，擴展片7的冷卻之停止的時間點並非限定於此。例如，亦可在如後述地解除了擴展片7的擴張之後停止擴展片7的冷卻，亦可在即將加熱擴展片7前停止擴展片7的冷卻。
接著，解除擴展片7的擴張，並加熱擴展片7而使其收縮。藉由加熱來使擴展片7收縮的步驟也被稱為熱縮(heat shrink)。在圖5中所顯示的是解除擴展片7的擴張而進行加熱之擴展裝置2、及該擴展片7的截面圖。
在解除擴展片7的擴張之時，是使氣缸46作動而使桿件48下降，來使保持工作台34下降。在此，是在已擴張擴展片7後且解除擴展片7的擴張之前，事先開啟開關閥40。然後，透過吸引路36及吸引口38使藉由吸引源42所產生之負壓作用於被加工物單元11之擴展片7及被加工物1，而使擴展片7等保持在保持工作台34上。
當解除擴展片7的擴張時，會在擴展片7上產生鬆弛。此時，因為擴展片7之與被加工物1重疊的區域是被保持工作台34的保持機構所固定，所以是如圖5所示，鬆弛集中在擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域。
之後，作動旋轉馬達68，使閘門板72旋轉而使開口72a移動至加熱單元56的下方。然後，一面開啟開關閥62而從空氣供給源60對空氣供給路58供給空氣，一面將開關66設為接通來對線圈加熱器64通電而加熱該空氣。在這種情況下，讓已在空氣供給路58的內部加熱之空氣通過空氣供給路58之開口58a與閘門板之開口72a，來供給至產生有鬆弛之擴展片7的該區域。
再者，在使擴展裝置2運轉的期間，開關66亦可始終設為接通，亦可藉由控制開關閥62之開關來切換被加熱之空氣的供給與停止。雖然在將開關66設為接通後到線圈加熱器64達到預定的溫度為止需要一定的時間，但若將開關66始終設為接通，就不需要等待線圈加熱器64的溫度的上升。
當擴展片7的該區域受到已加熱的空氣所加熱而收縮時，即可在使保持工作台34的保持機構的運轉停止而解除擴展片7的吸引時，讓擴展片7在與被加工物1重疊的區域中成為照樣為已擴張之狀態。在此情況下，因為將元件晶片15的間隔保持得較寬，所以在以後，於搬運被加工物單元11之時等相鄰的元件晶片15變得難以相互接觸，而可抑制元件晶片15的損傷。
接著，說明本實施形態之擴展裝置的變形例。在圖6乃至圖9中，是示意地顯示該變形例之擴展裝置80的截面圖。該擴展裝置80是與上述之擴展裝置2同樣地一面將被加工物單元11的擴展片7冷卻一面擴張擴展片7。以下，針對擴展裝置80進行說明。
擴展裝置80基本上雖然具備與擴展裝置2同樣的構成要素，且發揮同樣的功能，但在複數個點上與擴展裝置2不同。例如，在擴展裝置80中，是保持工作台(冷卻板)124位於比搬入被加工物單元11的高度更上方，又，片材收縮單元142位於比該高度位置更下方。
以下，針對擴展裝置80的各構成要素之構造及功能當中與擴展裝置2同樣的構造及功能，有時會省略說明。在這種情況下，可以在擴展裝置80的說明上適當參酌關於擴展裝置2的說明。
擴展裝置80具備容置該擴展裝置80的各構成要素的殼體82。但是，殼體82並非冷卻腔室，擴展裝置80並不具備將該殼體82之內部的整體冷卻之機構。在殼體82的側面形成有成為被加工物單元11的搬出入口82a之開口，且該開口是藉由開閉門82b而可開閉。
擴展裝置80在殼體82的內部具備框架固定單元84、擴張單元112、保持工作台(冷卻板)124、及片材收縮單元142。與圖2乃至圖5所示之擴展裝置2不同的是，於擴展裝置80中是將被加工物1以朝向下方的狀態來搬入被加工物單元11。
框架固定單元84具備可以支撐被加工物單元11的環狀框架9的環狀的框架支撐部86。框架支撐部86於中央具備開口86a。在框架支撐部86的下表面是供複數個桿件92的上端連接，且將該桿件92的下端各自容置在氣缸90等升降機構中。框架固定單元84更在框架支撐部86的上方設置框架按壓部88。框架按壓部88是中央具備有開口88a之環狀的構件。
於框架按壓部88的下表面，形成由橡膠或聚矽氧樹脂等的柔軟構件所形成的密封部88d。若使裝載環狀框架9的框架支撐部86上升，而使環狀框架9接觸於框架按壓部88的下表面時，即可藉由框架支撐部86及框架按壓部88來夾持並保持環狀框架9。此時，即使在被加工物單元11上產生有翹曲或撓曲，仍可讓密封部88d抵接於被加工物單元11而將該框架按壓部88及被加工物單元11之間堵塞得無間隙。
又，於框架按壓部88形成有朝上下貫通的貫通孔88b。並且，將框架按壓部支撐螺栓88c以頭部定位在貫通孔88b的下方之態樣來通過該貫通孔88b。框架按壓部支撐螺栓88c之與該頭部為相反側的上端，是固定在例如已固定於殼體82之後述的擴張滾子支撐部114等上。並且，框架按壓部88可因應於外力而朝上方移動。
例如，在使裝載環狀框架9之框架支撐部86上升而使環狀框架9接觸於框架按壓部88後，若進一步使框架支撐部86上升時，框架按壓部88即上升。框架按壓部88宜為以能夠強固地固定環狀框架9的重量所形成之構成，以免在所夾持的環狀框架9上產生位置偏移。再者，亦可在將後述之擴張滾子116配設成升降自如的情況下，框架按壓部88已被固定。
於該框架按壓部88形成有複數個噴出口102。在框架按壓部88的內部，形成有一端通到噴出口102並且另一端通到冷卻空氣供給源110的冷卻空氣供給路100。再者，在圖6等所示之擴展裝置80中，雖然是在框架按壓部88的底面形成有複數個噴出口102，但噴出口102的形成位置並不限定於此。例如，亦可將噴出口102形成於框架按壓部88的內周壁面。
冷卻空氣供給路100包含例如環狀冷卻路94、及複數個分歧路96。此外，冷卻空氣供給路100包含一端通到冷卻空氣供給源110而另一端到達環狀冷卻路94之供給路98。冷卻空氣供給源110具備壓縮空氣供給源108、及渦流管104等的冷卻機構。此外，在壓縮空氣供給源108及渦流管104之間的通氣路設有開關閥106。
擴張單元112具備從上方支撐擴張滾子116的擴張滾子支撐部114。擴張滾子支撐部114具備例如已將一端固定於殼體82的臂部。該臂部是朝向殼體82之中央而延伸至框架按壓部88之開口88a的內側之上方。並且，擴張滾子支撐部114具備從該臂部的另一端朝下方垂下之垂下部，且在該垂下部的下端安裝有擴張滾子116。再者，亦可將擴張滾子116配設成升降自如。
使框架固定單元84的框架支撐部86上升，而使具有已被框架固定單元84固定之環狀框架9的被加工物單元11上升，來使該被加工物單元11所包含的擴展片7接觸於擴張滾子116。之後，若進一步使框架支撐部86上升而使被加工物單元11上升時，即可將該擴展片7朝徑方向外側擴張。
在此情況下，擴張滾子支撐部114、擴張滾子116、框架支撐部86、氣缸90及桿件92是作為將擴展片7擴張的擴張單元112而發揮功能。
保持工作台124可以隔著擴展片7來吸引保持被加工物1。保持工作台124的下表面形成有複數個吸引口130，保持工作台124的內部形成有連接於各個吸引口130的吸引路128。並且，吸引路128是連接於配置在保持工作台124之外部的吸引源132。在吸引路128與吸引源132之間設置有開關閥134。
又，於保持工作台124上設置有活塞冷卻器等的冷卻單元120。並且，冷卻單元120是被工作台升降單元122所支撐。工作台升降單元122可例如設置在擴展裝置80的殼體82之外部。當使工作台升降單元122作動時，可以使保持工作台124升降。
又，保持工作台124是將下表面以外藉由工作台罩蓋126來覆蓋。並且，工作台罩蓋126覆蓋有冷卻單元120的下部的一部分。工作台罩蓋126可抑制保持工作台124等放出冷。在工作台罩蓋126與保持工作台124及冷卻單元120之間殘留有間隙，而成為讓該間隙成為空氣的流路之冷卻空氣供給路136。
在工作台罩蓋126的上部形成有通氣口，冷卻空氣供給路136的一端是透過該通氣口而通到外部的空氣供給源138。在空氣供給源138與冷卻空氣供給路136之間設有開關閥140。冷卻空氣供給路136之並非到達空氣供給源138的另一端，是到達保持工作台124的下表面與工作台罩蓋126之間。通過冷卻空氣供給路136的空氣，最後是從保持工作台124的外周朝下方噴出。
若在使冷卻單元120作動的狀態下開啟開關閥140時，從空氣供給源138供給到冷卻空氣供給路136的空氣會接觸到該冷卻單元120及已被冷卻的保持工作台124而被冷卻，並成為冷卻空氣。
例如，當藉由使用於冷卻單元120的活塞冷卻器來將該冷卻單元120與保持工作台124的抵接面冷卻至-40℃左右時，即可藉由冷卻單元120將保持工作台124冷卻到-30℃左右。並且，可將已在冷卻空氣供給路136中冷卻到-5℃~-10℃左右的冷卻空氣在保持工作台124的外周朝下方噴出。再者，從框架固定單元84的噴出口102噴出的冷卻空氣的溫度也成為例如-5℃~-10℃左右。
若在被加工物1配設有DAF7a的情況下，將被加工物1及DAF7a冷卻至-5℃~-10℃左右時，即可以將DAF7a和被加工物1一起良好地分割。
片材收縮單元142具備：設置於殼體82的底面的旋轉馬達144、將下部容置於該旋轉馬達144的旋轉軸146、及裝設在該旋轉軸146之上端的圓板狀的支撐板148。在支撐板148的上表面，沿著該支撐板148的外周緣等間隔地配備有複數個加熱單元150。
加熱單元150具備空氣供給路152。空氣供給路152的下端是透過開關閥156而連接到空氣供給源154。空氣供給路152的內部設置有線圈加熱器158。線圈加熱器158是連接於電源及開關168。於空氣供給路152的上表面設有開口160，當開啟開關閥156並使加熱單元150作動時，即可從該開口160朝上方噴出已加熱的空氣。
片材收縮單元142在支撐板148的中央上表面具備旋轉馬達162，且在該旋轉馬達162中將沿著鉛直方向之旋轉軸164的下端以可旋轉的方式來容置。在旋轉軸164的上端連接有閘門板166。閘門板166在與加熱單元150的配置對應的位置上具備複數個開口166a (參照圖9)。
又，在藉由片材收縮單元142使被加工物單元11之產生有鬆弛的擴展片7收縮時，是使旋轉馬達162作動而將各開口166a的位置對齊於各加熱單元150的位置。並且，使加熱單元150作動，並通過空氣供給路152之開口160與閘門板166之開口166a來將已加熱之空氣供給至擴展片7。
又，當一邊藉由加熱單元150將已加熱之空氣供給到擴展片7一邊使旋轉馬達144作動時，可將被擴張且產生有鬆弛的擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域涵蓋全周來加熱。然後，擴展片7即收縮。
接著，作為本實施形態之擴展裝置80的使用方法，針對藉由該擴展裝置80將擴展片7擴張的方法進行說明。首先，從搬出入口82a將被加工物單元11搬入擴展裝置80的殼體82。
圖6是示意地顯示已搬入擴展裝置80之狀態的被加工物單元11及該擴展裝置80的截面圖。將被加工物單元11搬入之時，是如圖6所示，將環狀框架9裝載於框架支撐部86之上。在已將被加工物單元11容置在殼體82的內部後，移動開閉門82b來關閉搬出入口82a。
接著，冷卻被加工物1及擴展片7等。如圖7所示，使工作台升降單元122作動以使保持工作台124 (冷卻板)下降，而使該保持工作台124接近於擴展片7。然後，作動冷卻單元120並且開啟開關閥140，從空氣供給源138將空氣供給至冷卻空氣供給路136，而在冷卻空氣供給路136中將該空氣冷卻。再者，因為冷卻單元120若使其暫時停止作動的話，於使其再次作動到被冷卻到預定的溫度為止需要時間，所以亦可使其始終作動。
已冷卻的空氣是從保持工作台124的外周供給到擴展片7，來將擴展片7、DAF7a及被加工物1冷卻。再者，此時，亦可使保持工作台(冷卻板)124接觸於擴展片7，而透過擴展片7將DAF7a及被加工物1冷卻。
接著，將擴展片7朝徑方向外側擴張。於圖8中所顯示的是擴張擴展片7的擴展裝置80、及已被擴張的擴展片7的截面圖。擴張擴展片7之時，是預先使工作台升降單元122作動來讓保持工作台124上升。但是，若保持工作台124的下表面並未到達比擴張滾子116的下端更下方，就不需要使保持工作台124上升。
另外，DAF7a若與擴展片7同樣地冷卻就會變硬，而變得難以在施加外力時伸展，且變得容易斷裂。於是，若為了適當地分割DAF7a而冷卻DAF7a時，擴展片7是僅和被加工物1重疊的區域被冷卻。在此情況下，會導致在該區域與該區域的周邊區域之間於擴展片7產生較大的溫度差。
若以擴展片7的該周邊區域變得比和被加工物1重疊的區域更高溫的狀態來擴張擴展片7時，會導致該周邊區域大幅地伸展。並且，在和被加工物1重疊的該區域中擴展片7的伸展變得較小，而無法適當地分割被加工物1。
於是，會開啟開關閥106並通過冷卻空氣供給路100而從噴出口102對擴展片7供給冷卻空氣，而預先冷卻擴展片7。只要在擴展片7的各區域中使溫度差較小，即可在擴張擴展片7之時，使擴展片7整體均勻地伸展而適當地分割被加工物1。
在將擴展片7朝徑方向外側擴張之時，是使氣缸90作動而使桿件92上升來讓框架支撐部86上升，並使被加工物單元11的擴展片7抵接於擴張滾子116。之後，若進一步使框架支撐部86上升，即可將擴展片7朝徑方向外側擴張，而分割被加工物1及DAF7a來形成具備DAF7a的一個個的元件晶片15。
再者，在擴展裝置80中，因為是以將被加工物1配備於擴展片7的下方的狀態來分割該被加工物1，所以伴隨於被加工物1等的分割而產生的廢屑等是朝下方落下。因此，即使該廢屑等飛散，也難以在形成於被加工物1的正面之元件5等附著該廢屑等。
在擴展裝置80中，因為除了冷卻擴展片7以外還冷卻有DAF7a，所以可抑制擴展片7及DAF7a的伸長，而可以將DAF7a和被加工物1一起適當地分割。使擴展片7擴張後，是關閉開關閥140以及開關閥106並且使冷卻單元120的運轉停止，而停止擴展片7等的冷卻。再者，因為若使冷卻單元120的運轉停止後，於再次使其運轉時達到預定的溫度為止需要時間，所以亦可不使運轉停止。
接著，一面解除擴展片7的擴張一面加熱擴展片7來使其收縮。在圖9中所顯示的是一面解除擴展片7的擴張一面進行加熱之擴展裝置80、及該擴展片7的截面圖。
在解除擴展片7的擴張之前，使工作台升降單元122作動以使保持工作台124下降，而使保持工作台124的下表面抵接於被加工物單元11的擴展片7。然後，開啟開關閥134，並透過吸引路128及吸引口130使藉由吸引源42而產生的負壓作用到被加工物單元11的擴展片7及被加工物1，而隔著擴展片7使被加工物1保持在保持工作台124。
之後，當解除擴展片7的擴張時，會在擴展片7產生鬆弛。為了去除該鬆弛，首先，使旋轉馬達162作動而使閘門板166的開口166a移動至加熱單元150的上方。然後，一面開啟開關閥156而從空氣供給源154對空氣供給路152供給空氣，一面將開關168設為接通來對線圈加熱器158通電，而加熱該空氣。
再者，與上述之擴展裝置2同樣地，在擴展裝置80中亦可將開關168始終設成接通。這種情況下，可藉由開關閥156的開閉來切換擴展片7的加熱之開始及停止。
當將已在空氣供給路152的內部被加熱之空氣供給至擴展片7，而將擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域加熱時，擴展片7即收縮。並且，在解除由保持工作台124的保持機構所進行之擴展片7的吸引時，讓擴展片7在與被加工物1重疊的區域中成為照樣為已擴張之狀態。
在擴展裝置80中，也可以只在殼體82的內部的擴展片7的周圍的區域形成冷卻空間。然而，由於毋須將殼體82設為冷卻腔室，擴展裝置80可以極有效率地冷卻擴展片7。
再者，本發明並不限定於上述實施形態之記載，可作各種變更而實施。例如，在上述實施形態中，雖然針對在擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域以及和被加工物1重疊的部分來冷卻擴展片7之情況進行了說明，但本發明之一態樣並非限定於此。
例如，亦可將冷卻空氣供給至擴展片7之被加工物1與環狀框架9的內周緣之間的區域，而僅冷卻該區域。在此情況下，因為擴展片7變得難以在該區域中伸展，所以當將擴展片7擴張時，會使擴展片7之和被加工物1重疊的部分變得容易伸展，而能夠更確實地分割被加工物1。但是，若在被加工物1上設有DAF7a，DAF7a的分割會變困難。
又，在上述實施形態中，是針對將冷卻擴展片7之冷卻空氣的噴出口22、102形成於框架按壓部8、88，且該框架按壓部8、88具備冷卻空氣供給路20、100之情況作了說明。在本發明之一態樣中，亦可使框架支撐部6、86具有冷卻空氣的噴出口22、102及冷卻空氣供給路20、100。此外，亦可將冷卻空氣的噴出口22、102及冷卻空氣供給路20、100形成於其他構成要素。
上述實施形態之構造、方法等，只要是在不脫離本發明的目的之範圍內，均可適當變更而實施。
1:被加工物 2,80:擴展裝置 3:改質層 4,84:框架固定單元 5:元件 6,86:框架支撐部 6a,8a,58a,86a,88a,160,72a,166a:開口 7:擴展片 7a:DAF(黏晶薄膜) 8,88:框架按壓部 9:框架 10,46,90:氣缸 11:被加工物單元 12,48,92,52:桿件 13:分割溝 14,94:環狀冷卻路 15:元件晶片 16,96:分歧路 18,98:供給路 20,100,136:冷卻空氣供給路 22,102:噴出口 24,104:渦流管 26,40,62,106,134,140,156:開關閥 28,108:壓縮空氣供給源 30,110:冷卻空氣供給源 32,112:擴張單元 34,124:保持工作台(冷卻板) 36,128:吸引路 38,130:吸引口 42,132:吸引源 44,120:冷卻單元 50,142:片材收縮單元 54,148:支撐板 56,150:加熱單元 58,152:空氣供給路 60,138,154:空氣供給源 64,158:線圈加熱器 66,168:開關 68,144,162:旋轉馬達 70,146,164:旋轉軸 72,166:閘門板 82:殼體 82a:搬出入口 82b:開閉門 88b:貫通孔 88c:框架按壓部支撐螺栓 88d:密封部 114:擴張滾子支撐部 116:擴張滾子 118:被加工物冷卻單元 122:工作台升降單元 126:工作台罩蓋
圖1是示意地顯示擴展裝置之一例的立體圖。 圖2是示意地顯示已將被加工物單元搬入之擴展裝置的截面圖。 圖3是示意地顯示正在實施擴展片的冷卻之擴展裝置的截面圖。 圖4是示意地顯示正在實施擴展片的擴張之擴展裝置的截面圖。 圖5是示意地顯示正在實施產生鬆弛之擴展片的該鬆弛之去除的擴展裝置的截面圖。 圖6是示意地顯示已將被加工物單元搬入的其他之一例的擴展裝置的截面圖。 圖7是示意地顯示正在實施擴展片的冷卻之擴展裝置的截面圖。 圖8是示意地顯示正在實施擴展片的擴張之擴展裝置的截面圖。 圖9是示意地顯示實施產生鬆弛之擴展片的該鬆弛之去除的擴展裝置的截面圖。
1:被加工物
2:擴展裝置
3:改質層
4:框架固定單元
5:元件
6:框架支撐部
6a,8a,58a:開口
7:擴展片
8:框架按壓部
9:框架
11:被加工物單元
10,46:氣缸
12,48,52:桿件
14:環狀冷卻路
16:分歧路
18:供給路
20:冷卻空氣供給路
22:噴出口
24:渦流管
26,40,62:開關閥
28:壓縮空氣供給源
30:冷卻空氣供給源
32:擴張單元
34:保持工作台(冷卻板)
36:吸引路
38:吸引口
42:吸引源
44:冷卻單元
50:片材收縮單元
54:支撐板
56:加熱單元
58:空氣供給路
60:空氣供給源
64:線圈加熱器
66:開關
68:旋轉馬達
70:旋轉軸
72:閘門板

Claims (5)

  1. 一種擴展裝置，是對包含被加工物、貼附於該被加工物的擴展片、及供該擴展片的外周側貼附之環狀框架的被加工物單元的該擴展片進行擴張，該擴展裝置的特徵在於：具備：框架固定單元，具有可以支撐被加工物單元之環狀框架的框架支撐部、及可以和該框架支撐部一起夾持該環狀框架的框架按壓部；以及擴張單元，可以將具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的被加工物單元所包含的擴展片擴張，又，該框架固定單元的該框架按壓部具備噴出口、及一端通到該噴出口並且另一端通到冷卻空氣供給源的冷卻空氣供給路，該噴出口可以將從該冷卻空氣供給源所供給的冷卻空氣噴出，且該冷卻空氣是朝向具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的被加工物單元所包含的擴展片之被加工物與該環狀框架的內周緣之間的區域噴出。
  2. 如請求項1之擴展裝置，其在該框架固定單元的該框架按壓部形成有排列並配置成環狀之複數個該噴出口，該冷卻空氣供給路包含環狀冷卻路、各自從該環狀冷卻路到達複數個該噴出口的複數條分歧路、及一端通到該冷卻空氣供給源且另一端到達該環狀冷卻路的供給路，該冷卻空氣供給源可以藉由將冷卻空氣供給到該環狀冷卻路，而將該框架固定單元冷卻，並在具有已被該框架固定單元固定之該環狀框架的該被加工物單元的該被加工物的周圍形成冷卻空間。
  3. 如請求項1之擴展裝置，其更具備冷卻板，該冷卻板可隔著具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的該被加工物單元所包含的該擴展片來 接觸於該被加工物單元所包含的被加工物。
  4. 如請求項2之擴展裝置，其更具備冷卻板，該冷卻板可隔著具有已被該框架固定單元固定之環狀框架的該被加工物單元所包含的該擴展片來接觸於該被加工物單元所包含的被加工物。
  5. 如請求項1至4中任一項之擴展裝置，其更具備片材收縮單元，該片材收縮單元是對在該擴張單元被擴張且已產生有鬆弛的該擴展片加熱並使其收縮而去除該鬆弛，該片材收縮單元具備支撐板、設置於該支撐板之加熱單元、設置於該支撐板之旋轉馬達、裝設於該旋轉馬達之旋轉軸、及連接於該旋轉軸之閘門板，該閘門板以對應於該支撐板中的該加熱單元的配置之配置來具備開口，該片材收縮單元可使該旋轉馬達作動而使該旋轉軸旋轉而使該閘門板旋轉，來將該加熱單元的位置及該開口的位置錯開，該片材收縮單元可使該旋轉馬達作動而使該旋轉軸旋轉而使該閘門板旋轉，來將該開口的位置對齊於該加熱單元的位置，通過該開口以該等加熱單元來加熱該擴展片之該區域。
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