本發(fā)明涉及一種對經(jīng)由粘接材料安裝在切割環(huán)的脆性材料基板進行切斷的切斷裝置，特別涉及一種能夠在工作臺上選擇性地設(shè)置尺寸不同的多個種類的切割環(huán)的切斷裝置。

背景技術(shù)：

在專利文獻1中示出了將設(shè)有半導(dǎo)體晶片的切割環(huán)保持在工作臺上、從其上部壓下切斷條來進行切斷的切斷裝置。在這種切斷裝置中，在工作臺上的切割環(huán)所保持的半導(dǎo)體晶片預(yù)先格子狀地形成有刻劃線。在將基板切斷成格子狀的情況下，沿1條刻劃線壓下切斷條來進行切斷。然后使工作臺在固定方向上平行移動，依次沿多條刻劃線切斷半導(dǎo)體晶片。接著使工作臺旋轉(zhuǎn)約90°，沿與完成切斷的刻劃線正交的刻劃線同樣依次壓下切斷條來進行切斷，并使工作臺在固定方向上平行移動。這樣依次沿多條刻劃線切斷半導(dǎo)體晶片。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-83821號公報。

發(fā)明要解決的課題

半導(dǎo)體晶片當(dāng)前正不斷從8英寸向12英寸擴大尺寸，處理大尺寸的切割環(huán)所裝載的半導(dǎo)體晶片的必要性正在增加。在現(xiàn)有的切斷裝置中，在變更切割環(huán)的尺寸的情況下，需要采用與各尺寸對應(yīng)的工作臺。因此存在不僅更換工作臺和其周圍部件很麻煩、而且更換后的精度調(diào)整需要很多的時間和工作量、成本變高的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種共同使用工作臺、并且能夠容易地變更切割環(huán)的尺寸的切斷裝置。

用于解決課題的方案

為了解決該課題，本發(fā)明的切斷裝置具有：工作臺，其保持成為分割對象的脆性材料基板；以及轉(zhuǎn)動單元，其使所述工作臺旋轉(zhuǎn)，在所述工作臺上選擇性地安裝第1切割環(huán)及尺寸比其小的至少1個第2切割環(huán)，對保持在所述任一個切割環(huán)的脆性材料基板進行切斷，其中，所述轉(zhuǎn)動單元具有：環(huán)狀的保護定位板，其具有比所述第2切割環(huán)大的外徑，在內(nèi)側(cè)具有圓形開口；環(huán)收容單元，其通過轉(zhuǎn)動自如的按壓臂將所述第1或第2切割環(huán)保持在所述工作臺上；第1彈性板，其在使用所述第1切割環(huán)時而被使用，設(shè)置在所述工作臺和所述第1切割環(huán)之間；以及第2彈性板，其在使用所述第2切割環(huán)時而被使用，被保持在所述保護定位板的開口內(nèi)并被設(shè)置在所述工作臺和所述第2切割環(huán)之間。

在此，所述環(huán)收容單元的按壓臂可以安裝保持所述第1切割環(huán)的第1按壓臂和保持所述第2切割環(huán)的第2按壓臂中的一種。

發(fā)明效果

根據(jù)具有這樣的特征的本發(fā)明，能夠容易地切換在工作臺上隔著第1彈性板保持第1切割環(huán)的第1狀態(tài)和取下第1切割環(huán)及第1彈性板、隔著保護定位板和設(shè)置在其貫穿孔內(nèi)的第2彈性板保持第2切割環(huán)的第2狀態(tài)。通過將環(huán)收容單元的臂變更為與尺寸對應(yīng)的按壓臂，從而能夠容易地將不同尺寸的切割環(huán)保持在共同工作臺上。因此即使在使用不同尺寸的切割環(huán)的情況下，也可得到無需變更工作臺而能用同一切斷裝置進行切斷的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式的切斷裝置的概略立體圖。

圖2是本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的工作臺部分的俯視圖。

圖3是示出本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的立體圖。

圖4是將本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的上部區(qū)塊和下部區(qū)塊分開表示的立體圖。

圖5是本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的下部區(qū)塊的組裝結(jié)構(gòu)圖。

圖6是示出本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的上部區(qū)塊的細節(jié)的組裝結(jié)構(gòu)圖。

圖7是本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的側(cè)視圖。

圖8是示出將工作臺固定在本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的上基環(huán)的狀態(tài)的局部立體圖。

圖9是示出本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的環(huán)收容單元和其周圍部分的立體圖(其1)。

圖10是示出本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的環(huán)收容單元和其周圍部分的立體圖(其2)。

圖11是示出在本實施方式的切斷裝置中更換切割環(huán)的過程的俯視圖(其1)。

圖12是示出在本實施方式的切斷裝置中更換切割環(huán)的過程的俯視圖(其2)。

圖13是示出在本實施方式的切斷裝置中更換切割環(huán)的過程的俯視圖(其3)。

圖14是示出在本實施方式的切斷裝置中更換切割環(huán)的過程的俯視圖(其4)。

圖15是示出在本實施方式的切斷裝置中更換切割環(huán)的過程的俯視圖(其5)。

圖16是示出本實施方式的切斷裝置的概略圖的側(cè)視圖。

圖17是示出本實施方式的切斷裝置的控制器的框圖。

具體實施方式

接著對本發(fā)明的實施方式的切斷裝置10進行說明。切斷裝置10具有可以向圖1所示的y軸的正方向及負方向移動的載物臺11。在載物臺11的下方設(shè)有y軸移動機構(gòu)12，該y軸移動機構(gòu)12使載物臺11沿其面在y軸方向上移動，進一步使載物臺11沿其面旋轉(zhuǎn)。載物臺11的上部設(shè)有“コ”字狀的水平固定構(gòu)件13，其上部保持有伺服電動機14。在伺服電動機14的旋轉(zhuǎn)軸直接連接有滾珠絲杠15，滾珠絲杠15的下端以滾珠絲杠15能夠旋轉(zhuǎn)的方式被其它的水平固定構(gòu)件16支承。上移動構(gòu)件17在中央部具有與滾珠絲杠15螺合的陰螺紋18，從上移動構(gòu)件17的兩端部向下方具有支承軸19a，19b。支承軸19a，19b貫穿水平固定構(gòu)件16的一對貫穿孔并與下移動構(gòu)件20連結(jié)。在下移動構(gòu)件20的下表面安裝有圖中未示出的切斷條。切斷條是細長的平板并使頂端尖銳的金屬制的刃具狀構(gòu)件，以頂端部分處于下方的方式與載物臺11的面垂直地安裝在下移動構(gòu)件20。這樣的話，在通過伺服電動機14使?jié)L珠絲杠15旋轉(zhuǎn)的情況下，上移動構(gòu)件17和下移動構(gòu)件20成整體而上下移動，切斷條也同時上下移動。在此，伺服電動機14和水平固定構(gòu)件13，16、上下的移動構(gòu)件17，20構(gòu)成使切斷條升降的升降機構(gòu)。

接著對設(shè)置在載物臺11的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)30進行說明。圖2是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)30的俯視圖，圖3是其立體圖，圖4是表示將其上部區(qū)塊和下部區(qū)塊分開的狀態(tài)的立體圖。此外，圖5是下部區(qū)塊的組裝結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，在下部的基座31設(shè)有圓形的有階梯的貫穿孔31a和側(cè)方的缺口31b。如圖4所示，基座31的側(cè)方安裝有圓弧狀的托架32和線纜鏈33(也稱為線纜導(dǎo)管，包含線纜拖鏈(cableveyor)(注冊商標(biāo)))。線纜鏈33為柔軟的構(gòu)件，用于向后述的環(huán)收容單元供電。此外，在基座31的缺口31b安裝有驅(qū)動單元34，在該驅(qū)動單元34設(shè)有用于使工作臺旋轉(zhuǎn)的電機、齒輪。

接著圖6是示出圖4所示的上部區(qū)塊的細節(jié)的分解立體圖。在上部區(qū)塊的最下部設(shè)有作為環(huán)狀軸承的交叉滾輪軸承41，其上部設(shè)有環(huán)42。交叉滾輪軸承41經(jīng)由軸承連結(jié)有內(nèi)輪和外輪，通過固定外輪從而能夠減少摩擦而使內(nèi)輪自由地旋轉(zhuǎn)。交叉滾輪軸承41插入在基座31的貫穿孔31a內(nèi)，其下部被保持在階梯部分。環(huán)42通過從上部夾住交叉滾輪軸承41的外輪并螺絲固定在基座31從而固定交叉滾輪軸承41的外輪。下基環(huán)43是環(huán)狀的環(huán)和向下方突出的直徑稍小的突出環(huán)部分一體化而成的構(gòu)件，下部的突出部插入在交叉滾輪軸承41的內(nèi)輪的內(nèi)側(cè)，通過上部而被固定在內(nèi)輪。此外，在下基環(huán)43的上部固定上基環(huán)44。上基環(huán)44是環(huán)狀的環(huán)44a和向其上方突出的直徑小的環(huán)44b一體化而成的構(gòu)件，在上部的突出環(huán)44b在四方設(shè)有缺口44c～44f。在上基環(huán)44的上部的突出環(huán)44b的外周部分安裝有齒輪45。如圖所示齒輪45是在全周形成有齒的環(huán)狀齒輪，與驅(qū)動單元34的驅(qū)動齒輪相咬合。在上基環(huán)44安裝有另一個環(huán)46。在環(huán)46的內(nèi)側(cè)形成有階梯，透明玻璃制的工作臺47嵌入并被保持在該階梯的內(nèi)側(cè)。工作臺47為保持要切斷的基板的圓形構(gòu)件，具有與切割環(huán)幾乎相同的直徑，在這里采用約12英寸的直徑。

接著圖7是示出該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)整體的側(cè)視圖，示出除去托架32的狀態(tài)。如本圖所示，在基座31上設(shè)置有線纜鏈33，在線纜鏈33的上部設(shè)置有齒輪45。這里示出在工作臺47上安裝有用于8英寸的切割環(huán)的狀態(tài)。在此，通過下基環(huán)43和上基環(huán)44構(gòu)成將工作臺47和齒輪45保持得比基座31的上表面還高的基環(huán)。

圖8是示出在安裝后述的環(huán)收容單元60之前將工作臺47安裝在上基環(huán)44的狀態(tài)的立體圖。如圖6所示，在工作臺47的外周設(shè)置有4個工作臺固定塊48和4個塊49。工作臺固定塊48是用于保持工作臺47的l形的塊，隔著環(huán)46用螺栓固定在上基環(huán)44。塊49是用于保持切割環(huán)的塊，隔著環(huán)46用螺栓固定在上基環(huán)44。

如圖6所示，在將用于12英寸的基板的第1切割環(huán)51設(shè)置在工作臺47上的情況下，隔著第1彈性板52直接將切割環(huán)51安裝固定在工作臺47的上表面。在將保持8英寸的基板的第2切割環(huán)安裝在工作臺47上的情況下，采用保護定位板53。保護定位板53是比第2切割環(huán)大的外徑、這里是與工作臺的尺寸幾乎相等的約12英寸的環(huán)狀薄平板，在中央部分設(shè)有插入第2彈性板54的開口。在安裝保持8英寸的基板的第2切割環(huán)55的情況下，將保護定位板53保持在工作臺47上，在其開口插入第2彈性板54，從其上部安裝用于8英寸的切割環(huán)55。第1切割環(huán)51或第2切割環(huán)55載置于工作臺47的周圍的塊49后，用設(shè)置于工作臺周圍的4個環(huán)收容單元60來保持。第1、第2彈性板52，54為橡膠制等的具有彈性的圓板，為了從下側(cè)的攝影機能確認(rèn)基板的刻劃線，采用透明體。

圖9、圖10是示出環(huán)收容單元60和其周圍部分的細節(jié)的立體圖。環(huán)收容單元60分別安裝在上基環(huán)44的4個缺口44c～44f，但在圖9、圖10中僅示出了其中一個。在圖9、圖10中環(huán)收容單元60安裝在上基環(huán)44的上部環(huán)44b的缺口44c。在環(huán)收容單元60中，圓筒62安裝于l形的托架61。圓筒62內(nèi)置有電機，用于使其軸轉(zhuǎn)動90°。臂63設(shè)于圓筒62的軸。按壓臂64或67隔著按壓板65通過螺栓66安裝在臂63。

如圖9所示，為了將用于12英寸的第1切割環(huán)51保持在工作臺47上，隔著按壓板65將按壓臂64通過螺栓66固定在臂63。如圖10所示，為了將用于8英寸的第2切割環(huán)55保持在工作臺47上，隔著按壓板65將按壓臂67通過螺栓66固定在臂63。通過圓筒62內(nèi)的電機使臂63和按壓臂64或67沿順時針方向或逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°。然后按壓臂的頂端抵接塊49的上部，在它們之間夾住圖中未示出的切割環(huán)的端部，由此固定切割環(huán)51或55。在此，經(jīng)由所述線纜鏈33向4個環(huán)收容單元60供電。

在本實施方式中，將成為切斷對象的脆性材料基板設(shè)為半導(dǎo)體晶片。為了將半導(dǎo)體晶片分離成芯片，半導(dǎo)體晶片被作為圓環(huán)的框狀體的切割環(huán)51或55所保持。在各個切割環(huán)的內(nèi)側(cè)貼付有在上部具有粘接材料的粘著膠帶，在其上表面中央保持成為分割對象的圓形的半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片預(yù)先格子狀地形成有多條刻劃線。

在本實施方式的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)30中，為了使工作臺47能夠旋轉(zhuǎn)180°以上，采用在全周設(shè)有齒的齒輪45。此外，如圖7所示，將工作臺的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以位于線纜鏈33的上部的方式配置，線纜鏈33的長度比以往長，因此不增大旋轉(zhuǎn)機構(gòu)整體的尺寸來確保180°以上的旋轉(zhuǎn)角度。

圖11～圖15是示出從用于12英寸的切割環(huán)51更換到用于8英寸的切割環(huán)55的過程的圖。首先在圖11中，12英寸的切割環(huán)51安裝在工作臺47上，由環(huán)收容單元60的用于12英寸的短按壓臂64來固定切割環(huán)51的周圍。將其作為第1狀態(tài)。在此，在從12英寸的切割環(huán)51替換到用于8英寸的切割環(huán)55的情況下，首先如圖12所示，使4個環(huán)收容單元60的按壓臂64轉(zhuǎn)動90°并朝上。由此可以取下12英寸的切割環(huán)51。因此同時去掉切割環(huán)51和其下部的彈性板52。接下來如圖13所示，將環(huán)狀的保護定位板53載置在玻璃工作臺47的上部。進而，如圖14所示，將環(huán)收容單元60的臂更換成用于8英寸的長的按壓臂67。接著，在保護定位板53的中央的開口部分載置用于8英寸的彈性板54，如圖15所示在塊49上配置切割環(huán)55，通過使按壓臂67轉(zhuǎn)動而將切割環(huán)55的周圍固定。將其作為第2狀態(tài)。這樣的話，能夠使用同一切斷裝置將用于8英寸和用于12英寸的任一切割環(huán)51或55固定在工作臺47上。

在本實施方式中，如圖16示出的切斷裝置整體的概略圖所示，在水平固定構(gòu)件13水平地設(shè)有支柱71，在該支柱71朝向下方設(shè)有攝影機72。該攝影機72檢測切割環(huán)上的半導(dǎo)體晶片的刻劃線的狀態(tài)。此外，如圖中虛線所示，在水平固定構(gòu)件13的下方的切斷條壓下的位置的旁邊下方位置設(shè)有攝影機73，該攝影機73從下方向工作臺上的半導(dǎo)體晶片進行攝像，檢測刻劃線。

接著，使用框圖對本實施方式的切斷裝置的控制器的結(jié)構(gòu)進行說明。圖17是切斷裝置的控制器80的框圖?？刂破?0是控制工作臺的旋轉(zhuǎn)和平行移動及切斷條的升降的控制工具。在本圖中，來自攝影機72，73的輸出經(jīng)由控制器80的圖像處理部81提供給控制部82。輸入部83輸入針對脆性材料基板的切斷的數(shù)據(jù)。在控制部82連接有監(jiān)視器84、用于使切斷條上下移動的切斷條驅(qū)動部85、用于使工作臺旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部86及y軸驅(qū)動部87。切斷條驅(qū)動部85驅(qū)動伺服電動機14，使切斷條上下移動。此外，工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部86驅(qū)動設(shè)置在基座31的驅(qū)動單元34的電機88。y軸驅(qū)動部87驅(qū)動電機89，該電機89對載物臺11在y軸方向上進行驅(qū)動。

在此，上述圖2所示的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)30和圖17所示的工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部86及電機88構(gòu)成使工作臺至少旋轉(zhuǎn)180°的轉(zhuǎn)動單元。y軸移動機構(gòu)12和y軸驅(qū)動部87及電機89構(gòu)成使載物臺在y軸方向上移動的平行移動單元。此外，上述升降機構(gòu)和切斷條驅(qū)動部85構(gòu)成使切斷條相對于刻劃線升降的升降單元。

接著對半導(dǎo)體晶片的分割方法進行說明。首先在載物臺11在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的工作臺47上設(shè)置任一切割環(huán)，例如設(shè)置切割環(huán)51。設(shè)在切割環(huán)51預(yù)先載置有半導(dǎo)體晶片。在此狀態(tài)下如圖16所示用攝影機72檢測半導(dǎo)體晶片的刻劃線。接著以形成的刻劃線和切斷條成平行的方式，通過工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部86驅(qū)動控制單元34的電機88，使工作臺47旋轉(zhuǎn)。

如果切斷條和刻劃線成為平行狀態(tài)，則驅(qū)動y軸驅(qū)動部87，使載物臺11在y軸方向上移動，以使最外側(cè)的刻劃線位于切斷條的正下方。如果刻劃線在切斷條的正下方，則用切斷條驅(qū)動部85驅(qū)動伺服電動機14，使上移動構(gòu)件17和下移動構(gòu)件20同時下降，使切斷條相對于載物臺11保持垂直并慢慢地下降，沿半導(dǎo)體晶片的刻劃線按壓刀刃，由此進行切斷。這樣的話，彈性板52被切斷條按壓而稍微變形成v字狀。然后通過使切斷條充分下降，從而沿著刻劃線完成分割。當(dāng)分割完成時，使伺服電動機14反向轉(zhuǎn)動使切斷條上升。然后，暫時使切斷條上升，驅(qū)動y軸驅(qū)動部87，將工作臺只移動相當(dāng)于相鄰的刻劃線間隔的長度，使任一刻劃線位于切斷條的正下方。然后如果相鄰的刻劃線和切斷條變成平行狀態(tài)，則用切斷條驅(qū)動部85將切斷條向下方驅(qū)動，沿半導(dǎo)體晶片的刻劃線按壓刀刃，由此進行切斷。這樣通過反復(fù)進行切斷條的升降和向y軸方向的移動，能夠?qū)潭ǚ较虻目虅澗€完成所有的切斷。

接著，當(dāng)完成該固定方向的切斷時，由工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部86使載物臺11從現(xiàn)在的位置旋轉(zhuǎn)90°，再次以與切斷后的刻劃線垂直的刻劃線成為與切斷條平行的方式進行設(shè)定。然后同樣通過沿刻劃線壓下切斷條而能夠進行切斷。然后在y軸方向上使載物臺11僅移動刻劃線的間距長度，同樣使切斷條21下降。這樣通過反復(fù)進行切斷條的升降和向y軸方向的移動，能夠完成全部的分割，能夠?qū)雽?dǎo)體晶片分割成格子狀。

這樣的話，在設(shè)置切割環(huán)的工序中，不必將刻劃線和切斷條準(zhǔn)確地平行載置，可得到能夠大幅度簡化作業(yè)工序的效果。

另外，在本實施方式中，以半導(dǎo)體晶片作為分割對象的脆性材料基板來進行了說明，但其它的脆性材料基板同樣也可以適用于本發(fā)明。

另外，在本實施方式中，工作臺能夠旋轉(zhuǎn)180°以上，但只要可以更換設(shè)置在工作臺上部的2種切割環(huán)即可，因此工作臺并不一定是能旋轉(zhuǎn)180°，只要能旋轉(zhuǎn)90°以上即可。

此外，在這里能夠在工作臺上選擇性地設(shè)置8英寸和12英寸2種切割環(huán)，但并不限定這些尺寸。能夠設(shè)置更多的種類的切割環(huán)，例如可以設(shè)置3種切割環(huán)。在這種情況下，在使用最大尺寸的切割環(huán)以外的切割環(huán)時，可以使用中央部分的開口大小不同的多個保護定位板，并且可以使按壓臂采用對應(yīng)該切割環(huán)的長度。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明使用切斷裝置能夠準(zhǔn)確地分割半導(dǎo)體晶片等脆性材料基板，因此適用于精密分割脆性材料基板的切斷裝置。

附圖標(biāo)記說明

10：切斷裝置；

11：載物臺；

12：y軸移動機構(gòu)；

13、16：水平固定構(gòu)件；

14：伺服電動機；

17：上移動構(gòu)件；

20：下移動構(gòu)件；

21：切斷條；

30：旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；

31：基座；

32：托架；

33：線纜鏈；

34：驅(qū)動單元；

41：交叉滾輪軸承；

42：環(huán)；

43：下基環(huán)；

44：上基環(huán)；

45：齒輪；

46：環(huán)；

47：工作臺；

48：工作臺固定塊；

49：塊；

53：保護定位板；

51、55：切割環(huán)；

52、54：彈性板；

60：環(huán)收容單元；

61：托架；

62：圓筒；

63：臂；

64，67：按壓臂；

65：按壓板；

72，73：攝影機；

80：控制器；

81：圖像處理部；

82：控制部；

85：切斷條驅(qū)動部；

86：工作臺旋轉(zhuǎn)部；

87：y軸驅(qū)動部；

88、89：電機。