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TW201937577A - 裂斷裝置、裂斷方法、及裂斷板 - Google Patents

裂斷裝置、裂斷方法、及裂斷板 Download PDF

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TW201937577A
TW201937577A TW108102641A TW108102641A TW201937577A TW 201937577 A TW201937577 A TW 201937577A TW 108102641 A TW108102641 A TW 108102641A TW 108102641 A TW108102641 A TW 108102641A TW 201937577 A TW201937577 A TW 201937577A
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田村健太
栄田光希
武田真和
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日商三星鑽石工業股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可將具有焊球之基板適宜地裂斷之裂斷裝置。
將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於該一主面之槽部裂斷之裝置，具備基板以一主面側作為上側而以水平姿態載置之載台、及以一端部所具備之刀尖成為下端部之垂直姿態自由升降地設置之裂斷板，自使刀尖抵接於槽部之狀態起，將裂斷板朝向基板壓入，藉此將基板於槽部之形成部位裂斷，於裂斷板中，包含刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較基部更窄地設置而成，刀部之厚度小於將裂斷板壓入時之槽部之截面中心與焊球之距離之最小值的2倍。

Description

裂斷裝置、裂斷方法、及裂斷板
本發明係關於一種於一主面設置有焊球之基板之裂斷。
作為具有藉由黏著層將矽基板層與玻璃基板層貼合而成之構成之半導體晶片的一種，有於矽基板層上具備焊球者。作為該半導體晶片之製作手法，如下手法已為公知：於藉由黏著層將矽基板與玻璃基板貼合而成之貼合基板之玻璃基板側之分割預定位置形成刻劃線，於矽基板側之分割預定位置形成到達黏著層之槽部（切槽）後，將焊球形成於矽基板上之既定位置，形成該焊球後進行裂斷（break），藉此於刻劃線與切槽之間進行分斷，由此將貼合基板分割而獲得多個該半導體晶片（例如，參照專利文獻1）。
又，作為用於脆性材料基板之裂斷之裂斷棒，具備具有既定之刀尖角且形成既定之曲率半徑之圓弧狀的刀尖者亦已為公知（例如，參照專利文獻2）。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-005067號公報
[專利文獻2]日本專利特開2015-83337號公報
[發明所欲解決之問題]
於基於晶片之小型化之要求等理由，而於如專利文獻1所揭示之態樣中欲將焊球與分割預定位置之距離較小之具有焊球之貼合基板裂斷之情形時，存在如下情況：於裂斷之途中裂斷棒與焊球接觸，而無法進行良好之裂斷（基板之分斷），產生裂斷後之晶片之形狀不滿足規格等異常。
本發明之目的在於提供一種可將具有焊球之基板適宜地裂斷之裂斷裝置。
[解決問題之手段]
為了解決上述課題，請求項1之發明係一種裂斷裝置，其係將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於上述一主面之槽部裂斷者，其特徵在於具備：上述具有焊球之基板以上述一主面側作為上側而以水平姿態載置之載台、及以一端部所具備之刀尖成為下端部之垂直姿態自由升降地設置之薄板狀之裂斷板，自使上述刀尖抵接於上述槽部之狀態起，將上述裂斷板朝向上述具有焊球之基板以既定之壓入量壓入，藉此將上述具有焊球之基板於上述槽部之形成部位裂斷，於上述裂斷板中，包含上述刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較上述基部更窄地設置而成，上述刀部之厚度小於將上述裂斷板壓入時之上述槽部之截面中心與上述焊球之距離之最小值的2倍。
請求項2之發明係一種將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於上述一主面之槽部裂斷之方法，其特徵在於包含：以上述一主面側為上側使上述具有焊球之基板成為水平姿態之步驟；及將於一端部具備刀尖之薄板狀之裂斷板設為上述刀尖成為下端部之垂直姿態，使上述刀尖抵接於上述槽部後，朝向上述具有焊球之基板以既定之壓入量壓入，藉此將上述具有焊球之基板於上述槽部之形成部位裂斷之步驟，且作為上述裂斷板，使用如下者：包含上述刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較上述基部更窄地設置而成，上述刀部之厚度小於將上述裂斷板壓入時之上述槽部之截面中心與上述焊球之距離之最小值的2倍。
請求項3之發明係一種將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於上述一主面之槽部裂斷時所使用之裂斷板，其特徵在於：其形成有於一端部具備刀尖之薄板狀，且於上述刀尖成為下端部之垂直姿態下，使上述刀尖抵接於以上述一主面側作為上側而設為水平姿態之上述具有焊球之基板之上述槽部後，將上述裂斷板朝向上述具有焊球之基板以既定之壓入量壓入，藉此可將上述具有焊球之基板於上述槽部之形成部位裂斷，包含上述刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較上述基部更窄地設置而成，上述刀部之厚度小於將上述裂斷板壓入時之上述槽部之截面中心與上述焊球之距離之最小值的2倍。
[發明之效果]
根據請求項1至請求項3之發明，不會產生焊球與裂斷板之接觸，而可將具有焊球之基板適宜地裂斷。
＜貼合基板與裂斷裝置之概要＞
圖1係概略性地表示使用本實施形態之裂斷裝置100將貼合基板10裂斷之情況之圖。
貼合基板10係藉由將例如由脆性材料構成之第一基板1與第二基板2黏著而貼合，整體作為一塊基板形成者。作為第一基板1，除了硼矽酸玻璃、無鹼玻璃、鈉玻璃等鹼性玻璃等各種玻璃製之基板（玻璃基板）以外，可例示陶瓷基板。作為第二基板2，除了矽基板以外，可例示熱硬化樹脂基板。以下，以第一基板1為玻璃基板、第二基板2為矽基板之情形為對象進行說明，將第一基板1簡記為玻璃基板1，將第二基板2簡記為矽基板2。
另外，於本實施形態中，如圖1所示，為以既定之間隔及週期於貼合基板10之矽基板2側之主面設置多個焊球SB而成者。下文亦將該貼合基板10稱為具有焊球之貼合基板10。
具有焊球之貼合基板10係將藉由以既定之位置進行分割所獲得之多個單片分別作為例如半導體晶片等設備而供給者。換言之，具有焊球之貼合基板10係藉由分割可獲得多個設備之母基板。
作為進行分割之位置之分割預定位置係預先確定。於本實施形態中，以於玻璃基板1側之主面之分割預定位置形成有刻劃線SL、於矽基板2側之主面之分割預定位置形成有切槽（槽部）DG之具有焊球之貼合基板10為對象，進行使用裂斷裝置100之裂斷處理，而進行沿分割預定位置之分斷（具有焊球之貼合基板10之分割）。
此外，刻劃線SL可藉由使用公知之劃線工具（例如絞刀輪或金剛石頭等）之劃線而形成。另一方面，切槽DG可藉由公知之切割機而形成。
裂斷裝置100主要具備：載台110，其由支持部101及基底部102所構成，以沿水平方向自由移動且沿面內方向自由旋轉之方式設置，該支持部101由彈性體構成，貼合基板10被水平地載置於上表面101a，該基底部102自下方支持該支持部101；及裂斷板103，其於一端部具有沿既定之刀長度方向延伸而成之刀尖103e，於該刀尖103e成為下側之姿態下沿鉛直方向自由升降。
圖1表示如下情形：以根據分割預定位置等間隔地設置之刻劃線SL與切槽DG於垂直於圖式之方向延伸之方式，將具有焊球之貼合基板10載置於支持部101之上表面101a，並且將裂斷板103（更詳細而言為其刀尖103e）沿分割預定位置之延伸方向配置於某分割預定位置之切槽DG之鉛直上方。此外，於圖1中，標註有右手系之xyz座標，其以水平面內表示分割預定位置之刻劃線SL及切槽DG等間隔地排列之方向為x軸方向，以該等刻劃線SL及切槽DG延伸之方向為y軸方向，以鉛直方向為z軸方向（下文之圖亦相同）。
支持部101適宜為由硬度為65°～95°、較佳為70°～90°、例如為80°之材質之彈性體所形成。作為該支持部101，例如可適宜地使用胺基甲酸酯橡膠、矽酮橡膠等。另一方面，基底部102係由硬質之（不具有彈性之）構件所構成。
裂斷板103係沿y軸方向具有長度方向（為刀長度方向）之金屬製之薄板構件，其具有：基部103a，其具有針對未圖示之升降機構之安裝部等而成，於使用時成為上側；及刀部103b，其係於使用時自成為該基部103a之下端部之部分延伸而成的寬度窄於（厚度薄於）基部103a之部分，且於前端具備刀尖103e。即，於本實施形態中，裂斷所使用之裂斷板103具有自刀尖103e起相當之範圍以寬度窄於基部103a之方式設置之構成。具有此種形狀之裂斷板103大致可藉由將既定厚度之薄板進行研削加工而獲得。
下文對裂斷板103之詳細進行說明。
如圖1所示，具有焊球之貼合基板10以於裂斷時，形成切槽DG之矽基板2之側成為最上部，形成刻劃線SL之玻璃基板1之側成為最下部之方式載置於支持部101之上表面101a上。而且，裂斷裝置100中之裂斷處理大致以使裂斷板103朝向切槽DG之形成位置下降、刀尖103e於該形成位置抵接於矽基板2後亦壓下裂斷板103之態樣進行。藉由該壓下，龜裂自切槽DG之鉛直下方形成於玻璃基板1側之主面之刻劃線SL向切槽DG伸展，由此將具有焊球之貼合基板10分斷。
此外，於圖1中示出將具有焊球之貼合基板10貼附於基板固定膠帶3後載置於支持部101之情形。更詳細而言，於該情形時，基板固定膠帶3係預先撐設於未圖示之平板且環狀之保持環。
進而，於裂斷時，如圖1所示，可於具有焊球之貼合基板10之上表面側貼附保護膜4。又，於圖1中，於具有焊球之貼合基板10之下表面（玻璃基板1之側）貼附有基板固定膠帶3，但亦可於上表面側貼附基板固定膠帶3，而於下表面側貼附保護膜4。
＜裂斷處理與裂斷板之詳細＞
圖2係表示裂斷處理之開始時切槽DG之附近之情況的圖。圖3係表示裂斷處理之途中切槽DG之附近之情況的圖。下文於裂斷板103中，刀部103b自基部103a以既定之長度L延伸，除了刀尖103e以外之部分之厚度（寬度）為w，刀尖103e具有刀尖角θ，且前端部形成曲率半徑r之圓弧狀。刀尖角θ為5°～90°左右，曲率半徑r為5 μm～100 μm左右。
如上所述，裂斷裝置100中之裂斷處理係藉由使裂斷板103朝向切槽DG之形成位置下降，於該形成位置抵接於矽基板2而進行。更詳細而言，為以裂斷板103之截面中心（亦為垂直於刀長度方向之截面之zx截面之線對稱中心）C1與切槽DG之截面中心（zx截面之線對稱中心）C2一致之方式，進行載台110相對於裂斷板103之定位後進行。
如圖2所示，為了開始裂斷而被下降之裂斷板103之刀尖103e首先抵接於互相對向之切槽DG之一對邊緣（端部）E。此時，有時於切槽DG之至少單側之附近存在焊球SB，但於本實施形態中，藉由將包含刀尖103e之刀部103b之寬度設置為較窄，於使刀尖103e抵接時，避免與該焊球SB之接觸。於圖2中例示於切槽DG之兩側附近存在焊球SB（SB1、SB2）之情形。但該等焊球SB1、SB2不限於位於距切槽DG相等距離之位置。
於本實施形態之裂斷裝置100中，特徵在於與上述和焊球SB之接觸亦相關之刀部103b之厚度w的確定方法（尤其是上限值之確定方法）。關於該方面，基於圖3進行說明。
圖3表示自圖2所示之裂斷板103之刀尖103e抵接於切槽DG之邊緣E之狀態起，進一步以既定之壓入量如箭頭AR2所示般將裂斷板103壓入（壓下）至鉛直下方時之情況。
其中，於圖3中，為了進行對比，亦以二點鎖線表示圖2所示之刀尖103e與切槽DG之邊緣E抵接之時機下之裂斷板103，而以虛線表示該時機下之具有焊球之貼合基板10之焊球SB及矽基板2。
如圖3所示，若壓入裂斷板103，則伴隨於此，刀尖103e所抵接之切槽DG之邊緣E之附近部分下降，此前水平之矽基板2之上表面向邊緣E之側成為斜下側之方向傾斜。此時，隔著切槽DG而互相設置於相反側之焊球SB1、SB2與壓入前相比，分別於面內方向靠近裂斷板103。因此，於裂斷時，為了避免發生裂斷板103之刀部103b與焊球SB接觸之情況，必須基於以上述方式壓入裂斷板103時之狀況確定刀部103b之厚度w。
具體而言，於將該壓入狀態下之焊球SB1、SB2與切槽DG之截面中心C2之水平距離分別設為t1、t2時，以滿足
w＜2・Min（t1，t2）…（1）
之關係之方式確定刀部103b之厚度w即可。
確認性而言，於將刀尖103e抵接於切槽DG之邊緣E為止之焊球SB1、SB2與切槽DG之截面中心C2之水平距離分別設為d1、d2時，d1＞t1，d2＞t2，因此只要滿足（1）式，則本身刀尖103e到達邊緣E前期間亦可避免裂斷板103與焊球SB接觸。
滿足（1）式之具體之厚度w之設定可基於模擬如圖3所示之裂斷板103之壓入之情況所得之結果進行，亦可藉由以實驗方式實際確定出不發生接觸之值而進行。
例如，關於切槽DG之寬度為40 μm、且不進行裂斷之狀態下之焊球SB與切槽DG之水平距離之最小值（d1或d2）為90 μm之具有焊球之貼合基板10，若為藉由以80 μm之壓入量將刀尖角θ為15°且曲率半徑r為25 μm之裂斷板103壓入而進行裂斷之情形，則裂斷時之焊球SB與切槽DG之水平距離之最小值（t1或t2）成為70 μm，因此藉由將刀部103b之厚度w設為小於該值之2倍，而可進行良好之裂斷。
但是，當然厚度w並非可無限制地減小，根據用以獲得裂斷板103之研削加工中之加工限度、或裂斷板103所使用之金屬材料之強度、或實行裂斷時對裂斷板103要求之強度等，存在被視為最低必要之值，於實際製作裂斷板103時，亦必須考慮該方面。具體而言，例如於裂斷板103之材質為超硬合金之情形時，於將基部103a之厚度設為400 μm以上之前提下，刀部103b之厚度w必須為50 μm以上。
另一方面，刀部103b之長度（自基部103a之下端部至刀尖103e前端為止之距離）L以刀尖103e不抵接於切槽DG之邊緣之狀態下之焊球SB與基部103a之距離大於裂斷時之裂斷板103之壓入量的方式確定即可。於該情形時，可避免焊球SB與基部103a接觸。關於該方面，就確保裂斷板103自身之強度之觀點而言，較佳為使刀部103b之長度L與基部103a之長度相比儘可能地小。
此外，於本實施形態中，圖1至圖3中除了刀尖103e以外刀部103b之厚度w為一定，但刀部103b亦可整體形成楔形，於該情形時，關於刀部103中將裂斷板103壓入時擔憂與焊球SB之接觸之範圍，刀部103b之寬度w滿足（1）式即可。
又，於本實施形態中係刀部103b與切槽DG之端部E接觸，該情況並不妨礙將本實施形態之具備裂斷板103之裂斷裝置100用於切槽DG之寬度充分地大於刀部103b之厚度w之具有焊球之貼合基板之分斷。於該情形時，於使刀部103b抵接於切槽DG之底部之態樣下進行裂斷。
另外，除了如本實施形態之裂斷板103般設置厚度相對較大之基部103a與厚度相對較小之刀部103b以外，認為即使藉由使用整體之厚度一致與本實施形態之裂斷板103之刀部103b為相同程度之裂斷板，亦可避免與焊球SB之接觸，但實際上，無法充分獲得裂斷板103自身之強度，並且加工亦困難，因此不宜採用該構成。
以上，如所說明般，根據本實施形態，於將預先於分割預定位置形成有刻劃線與切槽之具有焊球之貼合基板於裂斷裝置中裂斷時，使用包含刀尖之既定範圍為寬度窄於基部之刀部且基於將裂斷板壓入時之焊球之位置確定該刀部之厚度而成者作為裂斷板，藉此不會產生焊球與裂斷板之接觸，而可適宜地進行裂斷。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧矽基板
3‧‧‧基板固定膠帶
4‧‧‧保護膜
10‧‧‧（具有焊球之）貼合基板
100‧‧‧裂斷裝置
101‧‧‧支持部
101a‧‧‧（支持部之）上表面
102‧‧‧基底部
103‧‧‧裂斷板
103a‧‧‧（裂斷板之）基部
103b‧‧‧（裂斷板之）刀部
103e‧‧‧（裂斷板之）刀尖
110‧‧‧載台
C1‧‧‧（裂斷板之）截面中心
C2‧‧‧（切槽之）截面中心
DG‧‧‧切槽
E‧‧‧（切槽之）邊緣
SB（SB1、SB2）‧‧‧焊球
SL‧‧‧刻劃線
圖1係概略性地表示使用裂斷裝置100將貼合基板10裂斷之情況之圖。
圖2係表示裂斷處理之開始時切槽DG之附近之情況的圖。
圖3係表示裂斷處理之途中切槽DG之附近之情況的圖。

Claims (3)

  1. 一種裂斷裝置，其將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於上述一主面之槽部裂斷，其特徵在於具備： 載台，供上述具有焊球之基板以上述一主面側作為上側而以水平姿態載置；以及 薄板狀之裂斷板，以一端部所具備之刀尖成為下端部之垂直姿態自由升降地被設置； 自使上述刀尖抵接於上述槽部之狀態起，將上述裂斷板朝向上述具有焊球之基板以既定之壓入量壓入，藉此將上述具有焊球之基板於上述槽部之形成部位裂斷， 於上述裂斷板中，包含上述刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較上述基部更窄地設置而成， 上述刀部之厚度小於將上述裂斷板壓入時之上述槽部之截面中心與上述焊球之距離之最小值的2倍。
  2. 一種裂斷方法，其係將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於上述一主面之槽部裂斷之方法，其特徵在於具備： 以上述一主面側為上側使上述具有焊球之基板成為水平姿態之步驟；以及 將於一端部具備刀尖之薄板狀之裂斷板設為上述刀尖成為下端部之垂直姿態，使上述刀尖抵接於上述槽部後，朝向上述具有焊球之基板以既定之壓入量壓入，藉此將上述具有焊球之基板於上述槽部之形成部位裂斷之步驟； 作為上述裂斷板，使用如下者：包含上述刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較上述基部更窄地設置而成，上述刀部之厚度小於將上述裂斷板壓入時之上述槽部之截面中心與上述焊球之距離之最小值的2倍。
  3. 一種裂斷板，其係將於一主面設置有多個焊球之具有焊球之基板沿設置於上述一主面之槽部裂斷時使用，其特徵在於： 形成有於一端部具備刀尖之薄板狀，且 於上述刀尖成為下端部之垂直姿態下，使上述刀尖抵接於以上述一主面側作為上側而設為水平姿態之上述具有焊球之基板之上述槽部後，將上述裂斷板朝向上述具有焊球之基板以既定之壓入量壓入，藉此可將上述具有焊球之基板於上述槽部之形成部位裂斷， 包含上述刀尖之刀部自具有既定厚度之基部之一端部延伸而成，並且寬度較上述基部更窄地設置而成， 上述刀部之厚度小於將上述裂斷板壓入時之上述槽部之截面中心與上述焊球之距離之最小值的2倍。
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