JP2011046153A - 加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物強固な保持力で保持可能であり、且つ、加工後にチップ片を容易に剥離可能である加工方法を提供する。
【解決手段】保持シート上に、紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと保持力が低下する粘着樹脂を介して被加工物を積層する積層工程Ｓ１と、粘着樹脂に紫外線を照射して硬化させる硬化工程Ｓ２と、被加工物の露呈している表面から少なくとも粘着樹脂の厚さ方向中間部までの切り込み深さで被加工物を分割予定ラインに沿って切削する切削工程Ｓ３と、被加工物の表面に粘着テープを貼着する貼着工程Ｓ４と、保持シートの片側縁に引張り力を加えて他側縁に向けて漸次被加工物から保持シートを剥離する保持シート剥離工程Ｓ５と、被加工物及び粘着樹脂を温水に浸漬し、粘着樹脂の保持力を低下せしめる膨潤工程Ｓ６と、粘着樹脂を被加工物の表面から剥離する粘着樹脂剥離工程Ｓ７とを実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にガラス、水晶及びセラミックなどの難切削材製の板状被加工物を切削ブレードで切削して個々のチップに分割するのに適した加工方法に関する。

切削装置において板状被加工物、例えばガラス、水晶及びセラミックなどの難切削材製の板状被加工物を切削する際には、被加工物を肉厚の剛性板（サブストレート）上にホットメルトタイプの粘着樹脂で接着固定し、被加工物の切削を行っている。即ち、熱可塑性樹脂成分の固形粘着樹脂を加熱し融解した状態にして流動性を付与（ホットメルト）した上で塗布し被加工物を樹脂上に載置し、その後粘着樹脂が冷却されることにより硬化し、被加工物を剛性板上に硬化・接着する。剛性板にホットメルトタイプの粘着樹脂を硬化させて被加工物を固定するのでその保持力は強固になり、ダイシングテープの粘着剤による固定では保持力不足で切削が不可能な難切削材であっても、切削が可能である。それと共に、剛性板の厚みは例えば１ｍｍ以上と肉厚のため、切削の際に切削ブレードを剛性板に充分深く切り込ますことができ、切削ブレードの先端が摩耗して半円形状になった場合にも、切削ブレードの先端の半円形状が個片化されたチップ片の側面に転写されることはない。切削終了後は、例えば１５０°Ｃ以上の高温にホットメルトタイプの粘着樹脂を加熱して軟化させ、溶剤を用いてホットメルトタイプの粘着樹脂を溶融させてから、被加工物を切削することによって生成されたチップ片を剛性板から取り外す（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−１８２９９７号公報

しかし、剛性板からチップ片を取り外す際は一つずつピックアップする必要があり、更に、剛性板から取り外したチップ片にはホットメルトタイプの粘着樹脂が比較的強固に付着しているため、その後にチップ片を洗浄して付着したホットメルトタイプの粘着樹脂を取り除かなければならず、この洗浄作業に相当の時間を要し、生産性が非常に悪い。また、ホットメルトタイプの粘着樹脂は溶融温度が１５０℃以上と高温であり加工後のチップ片へのダメージも懸念される。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物をホットメルトタイプの粘着樹脂と同等の強固な保持力で保持可能であり、且つ、加工後に剛性板等の保持部材からチップ片を容易にそして一度に剥離可能である新規且つ改良された加工方法を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、板状被加工物を分割予定ラインに沿って個々のチップ片に分割する加工方法であって、
保持シート上に、紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂を介して該被加工物を積層する積層工程と、
該積層工程の後に該粘着樹脂に紫外線を照射して該粘着樹脂を硬化させる硬化工程と、
該硬化工程の後に、該被加工物の露呈している表面から少なくとも粘着樹脂の厚さ方向中間部までの切り込み深さで該被加工物を分割予定ラインに沿って切削する切削工程と、
該切削工程の後に該被加工物の露呈している該表面に粘着テープを貼着する貼着工程と、
該貼着工程の後に該保持シートの片側縁に引張り力を加えて該片側縁からその他側縁に向けて漸次、該被加工物に該粘着樹脂を残して、該保持シートを剥離する保持シート剥離工程と、
該保持シート剥離工程の後に、該被加工物及び該粘着樹脂を温水に浸漬し、該粘着樹脂を膨潤させることにより該粘着樹脂の保持力を低下せしめる膨潤工程と、
該膨潤工程の後に、該粘着樹脂を該被加工物から剥離する粘着樹脂剥離工程と、を含むことを特徴とする加工方法が提供される。

また、板状被加工物を分割予定ラインに沿って個々のチップ片に分割する加工方法であって、
保持シート上に、紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂を介して該被加工物を積層する積層工程と、
該積層工程の後に該粘着樹脂に紫外線を照射して該粘着樹脂を硬化させる硬化工程と、
該硬化工程の後に該保持シートの片側縁に引張り力を加えて該片側縁からその他側縁に向けて漸次、該被加工物に該粘着樹脂を残して、該保持シートを剥離する保持シート剥離工程と、
該保持シート剥離工程の後に、該被加工物の露呈している表面から少なくとも該粘着樹脂の厚さ方向中間部までの切り込み深さで該被加工物を分割予定ラインに沿って切削する切削工程と、
該切削工程の後に該被加工物の露呈している該表面に粘着テープを貼着する貼着工程と、
該貼着工程の後に該被加工物及び該粘着樹脂を温水に浸漬し、該粘着樹脂を膨潤させることにより該粘着樹脂の保持力を低下せしめる膨潤工程と、
該膨潤工程の後に、該粘着樹脂を該被加工物から剥離する粘着樹脂剥離工程と、を含むことを特徴とする加工方法が提供される。

該保持シートは紫外線が透過する材料によって形成され、該硬化工程は該保持シートの裏面側から該保持シートを透過して該粘着樹脂に紫外線を照射するのが好適である。また、該貼着工程は、表面外周縁部に環状のフレームが装着された粘着テープの表面に該被加工物の表面を貼着するのが好適である。

本発明に係る加工方法においては、被加工物を保持シートに紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂を介して積層し、次いで粘着樹脂を硬化し、かくして加工時には強固な保持力で被加工物を保持しながら切削する。切削後には、保持シートの片側縁に引張り力を加えて片側縁からその他側縁に向けて漸次被加工物から保持シートを剥離する。その後に温水に浸し粘着樹脂を膨潤させ、かくして保持シートからチップ片を容易にそして一度に剥離可能である。

本発明の加工方法の第一の実施形態におけるプロセスフロー。 本発明の加工方法における積層工程の説明図。 本発明の加工方法における硬化工程の説明図。 保持シートに粘着樹脂によって貼着された被加工物を示す斜視図。 本発明の加工方法における切削工程の説明図。 本発明の加工方法における貼着工程の説明図。 本発明の加工方法における保持シート剥離工程の説明図。 本発明の加工方法における膨潤工程の説明図。 本発明の加工方法における粘着樹脂剥離工程の説明図。 本発明の加工方法の第二の実施形態におけるプロセスフロー。

以下、本発明における加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明における加工方法の第一の実施形態のプロセスフローを示している。最初に、第一の実施形態では積層工程Ｓ１を遂行する。積層工程Ｓ１は、図２に示すように、紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂６を介して被加工物２を保持シート４上に貼着する。被加工物２は、一辺が例えば１００ｍｍの正方形で厚みが３００μｍ程度のセラミック基板であり、格子状に分割予定ライン（図示していない）を有している。

上記粘着樹脂６としては、未硬化時には粘度が１０００乃至５００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは３０００乃至５００００ｍＰa・ｓであり、紫外線照射により硬化するとショア硬度Ｄタイプで３０乃至９０、好ましくは４０乃至９０の硬度になると共に、４０乃至９０℃、好ましくは６０乃至８０℃、の温水を吸収すると膨潤して保持力が低下する任意の樹脂組成物を使用することができる。粘着樹脂６として使用することができる好適樹脂組成物としては、（１）ポリエステルジ（メタ）アクリレート、ポリウレタンジ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレートから選ばれる、少なくとも分子鎖両端末に（メタ）アクリル基を有する（メタ）アクリル化合物、（２）少なくとも分子中に２個の（メタ）アクリル基を有する親水性（メタ）アクリル化合物、及び（３）光重合開始剤からなる硬化性樹脂組成物を挙げることができる。（メタ）アクリルはアクリルとメタクリルとを含む。上記保持シート４は、厚さが０．２ｍｍ程度である、ポリエチレンテレフタレートシート又はアクリルシートの如き、紫外線が透過し且つ柔軟性を有し容易に湾曲する樹脂シートであるのが好都合である。ハンドリング性等の見地から、保持シート４は被加工物２よりも大きい円板形状であるのが望ましい。

積層工程Ｓ１では、図２に示すように、平板５上に保持シート４を載置し、保持シート４の中央部に上記粘着樹脂６を適量滴下する。次いで、被加工物２の裏面２ｂと保持シート４の表面４aとを平行にして、被加工物２を漸次下降させて、被加工物２の裏面２ｂを保持シート４の表面４ａから例えば５００μｍの位置に位置づける。粘着樹脂６は粘性のある液状であるため、粘着樹脂６が保持シート４の表面４aと被加工物２の裏面２ｂの隙間Ｈ（図３に図示している）に充分均等に延在される。粘着樹脂６の滴下量及び隙間Ｈの距離を調節することで粘着樹脂６の厚みを適宜変更することができる。かかる粘着樹脂６の厚みは、後述する切削工程（Ｓ３）において切削ブレード２４を粘着樹脂６まで切り込んだ際に、切削ブレード２４の先端が摩耗して半円形状になった場合にも、切削ブレード２４の先端の半円形状が個片化されたチップ片３の側面に転写されない切削ブレード２４の厚みに応じて設定する。

次いで、図３に示すように、保持シート４に粘着樹脂６を介して積層された被加工物２を透明な紫外線を透過する例えばガラス板７に載置する。次いで、ガラス板７の下方側に配設された紫外線照射器１０から上方に向けて紫外線を照射する。紫外線はガラス板７及び保持シート４を透過して粘着樹脂６に照射される。この結果、粘着樹脂６は硬化して被加工物２の裏面２ｂと保持シート４の表面４aとを強固に固着する（Ｓ２：硬化工程）。保持シート４に粘着樹脂６を介して積層した被加工物２を図示する斜視図を図４に示す。

続いて、切削工程（Ｓ３）を実施する。切削工程Ｓ３は、図５に示す切削装置１２を用いて実施する。切削装置１２は、被加工物２を積層した保持シート４を保持するチャックテーブル１４とチャックテーブル１４に保持された被加工物２に切削を施す切削手段１６を有する。チャックテーブル１４は上面にポーラス板１４aを有し、かかるポーラス板１４aは図示しない吸引源に連通することで上面に吸引作用がはたらき、ポーラス板１４aの上面に被加工物２を吸引保持する。チャックテーブル１４は回転可能に構成され、また、図５では紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向とする）に移動可能に配設されている。切削手段１６は、ハウジング１８とハウジング１８内に回転可能に配設されたスピンドル２０とスピンドル２０の先端に装着された装着工具２２と装着工具２２に装着された切削ブレード２４とを具備する。切削ブレード２４は本実施形態においては、例えば２００μｍの厚みで形成されている。切削手段１６は図５に示すＹ軸方向に移動可能に且つＺ軸方向に昇降可能に配設されている。また、ハウジング１８には、高速で回転する切削ブレード２４を冷却し切削屑を排出するための切削水を供給する切削ノズル（図示していない）が配設されている。

上述した切削装置１２を用いて切削工程Ｓ３を実施するには、図５に示すように、保持シート４に粘着樹脂６で保持された被加工物２を、保持シート４を下方に向けた状態でチャックテーブル１４上に載置する。切削ブレード２４が高速回転し、切削ノズルから切削水（例えば２２℃程度の純水）を噴射する。切削ブレード２４の下端を粘着樹脂６の層の中間位置、粘着樹脂６の表面から例えば１５０μｍの位置に位置付ける。そしてチャックテーブル１４がＸ軸方向に移動することで分割予定ラインに沿って、被加工物２の露呈している表面２aから粘着樹脂６の厚さ方向中間位置までの切り込み深さで、被加工物２を個片化する（図５）。順次分割予定ラインに沿って切削し、チャックテーブル１４を９０°に回転し、更に順次分割予定ラインに沿って切削する。かくして、全ての分割予定ラインに沿って切削を遂行する（Ｓ３：切削工程）。この際、切削水を切削ブレードに供給しながら切削を遂行しているが、切削水は２２℃程度の純水であるため粘着樹脂６には影響を与えない。また、粘着樹脂６の表面から切削ブレード２４を、切削ブレード２４の厚みの１／２よりも深く切り込むことで切削ブレード２４の先端に生じる摩耗による半円形状が切削により個片化されたチップ片に転写することを防ぐことができる。

続いて、上記切削工程Ｓ３が実施された被加工物２の表面２ａ側を粘着テープ２８に貼着する貼着工程（Ｓ４）を実施する。図６に示すように、環状フレーム２６の内側開口部を覆うように粘着テープ２８の粘着層２８aを上側に向けた状態で、粘着テープ２８の表面外周縁部に環状フレーム２６を貼着する。環状フレーム２６が装着された粘着テープ２８の表面に被加工物２の表面２ａを載置し被加工物２を粘着テープ２８に貼着する（Ｓ４：貼着工程）。粘着テープ２８は、例えば厚さが９０μｍのポリオレフィンからなるシート基材と、シート基材の表面に粘着層２８aが厚さが１０μｍ程度塗布されて形成される。粘着テープ２８の粘着層２８aは紫外線硬化型の樹脂で形成されていることが好ましい。

上述した貼着工程Ｓ４を実施したならば、保持シート剥離工程Ｓ５を実施する。図７に示すように、保持シート４の片側縁４ｃに引張り力を加えて片側縁４ｃからその他側縁４ｄに向けて、被加工物２に粘着樹脂６を残して、漸次保持シート４を剥離する（Ｓ５：保持シート剥離工程）。保持シート４は湾曲可能な柔軟性を有しているため、容易に剥離することができる。また、保持シート４の表面４ａの表面粗さは比較的小さく、かかる表面粗さよりも粗い面である被加工物２の裏面２ｂ側がより強固に粘着樹脂６に固着しているため、保持シート４は粘着樹脂６との界面で剥離する。本実施形態のように積層工程Ｓ１において、粘着樹脂６の厚さを切削工程Ｓ３で使用する切削ブレード２４の切り込み深さよりも厚くすることで、切削工程Ｓ３の際に切削ブレード２４が保持シート４に切り込むことがないため、保持シート４は剥離後に別の被加工物２の切削に再利用することができる。

続いて、保持シート４を剥離した複数のチップ片３及び粘着樹脂６を９０℃の温水３０に浸漬し、粘着樹脂６を膨潤させる膨潤工程（Ｓ６）を実施する。膨潤工程Ｓ６は、図８に示すように、水槽３２に配設された支持台３４上に、環状フレーム２６に装着された被加工物２及び粘着樹脂６を載置する。水槽３２に温度が例えば９０℃の温水３０を注入して被加工物２及び粘着樹脂６を温水３０に浸漬する。この結果粘着樹脂６は含水して膨潤して保持力が低下せしめられる（Ｓ６：膨潤工程）。

膨潤工程（Ｓ６）で被加工物２に付着している粘着樹脂６の保持力を低下せしめた後に、粘着樹脂剥離工程（Ｓ７）を実施する。図９に示すように、粘着樹脂６の保持力は低下せしめられているため、粘着樹脂６を被加工物２の裏面２bから無理なく容易に剥離することができる。その結果、環状フレーム２６に装着された粘着テープ２８の表面に分割された被加工物２のみが貼着された状態になる。その後、環状フレーム２６に装着された被加工物２の下方側から紫外線を照射し、粘着テープ２８の粘着層を硬化させ、それ自体は周知のピックアップ装置等でチップ片３を容易にピックアップすることができる。

次いで、本発明における第二の実施形態を説明する。以下、第二の実施形態において第一の実施形態と同一の工程は同一の番号で示す。最初に、第一の実施形態と同様に、保持シート貼着工程（Ｓ１）及び硬化工程（Ｓ２）を遂行する。その後、切削工程（Ｓ３）を行う前に保持シート剥離工程（Ｓ５）を行う。即ち、保持シート４上に粘着樹脂６を介して被加工物２を積層させ粘着樹脂６を硬化させた後に保持シート４を剥離する。硬化後の粘着樹脂６は従来の剛性板（サブストレート）と同様の剛性を有し、剛性板（サブストレート）として機能する。その後、下面に粘着樹脂６を有する被加工物２を直接切削装置１２のチャックテーブル１４の上面に載置して、切削工程（Ｓ３）を遂行する。次いで、貼着工程（Ｓ４）を遂行後、膨潤工程（Ｓ６）、粘着樹脂剥離工程（Ｓ７）を遂行する。

２ 被加工物
３ チップ片
４ 保持シート
６ 粘着樹脂
１０ 紫外線照射器
１６ 切削手段
２６ 環状フレーム
２８ 粘着テープ
３０ 温水
３２ 水槽

Claims (4)

1. 板状被加工物を分割予定ラインに沿って個々のチップ片に分割する加工方法であって、
   保持シート上に、紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂を介して該被加工物を積層する積層工程と、
   該積層工程の後に該粘着樹脂に紫外線を照射して該粘着樹脂を硬化させる硬化工程と、
   該硬化工程の後に、該被加工物の露呈している表面から少なくとも粘着樹脂の厚さ方向中間部までの切り込み深さで該被加工物を分割予定ラインに沿って切削する切削工程と、
   該切削工程の後に該被加工物の露呈している該表面に粘着テープを貼着する貼着工程と、
   該貼着工程の後に該保持シートの片側縁に引張り力を加えて該片側縁からその他側縁に向けて漸次被加工物から該保持シートを剥離する保持シート剥離工程と、
   該保持シート剥離工程の後に、該被加工物及び該粘着樹脂を温水に浸漬し、該粘着樹脂を膨潤させることにより該粘着樹脂の保持力を低下せしめる膨潤工程と、
   該膨潤工程の後に、該粘着樹脂を該被加工物から剥離する粘着樹脂剥離工程と、を含むことを特徴とする加工方法。
2. 板状被加工物を分割予定ラインに沿って個々のチップ片に分割する加工方法であって、
   保持シート上に、紫外線を照射すると硬化するとともに温水を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂を介して該被加工物を積層する積層工程と、
   該積層工程の後に該粘着樹脂に紫外線を照射して該粘着樹脂を硬化させる硬化工程と、
   該硬化工程の後に該保持シートの片側縁に引張り力を加えて該片側縁からその他側縁に向けて漸次被加工物から該保持シートを剥離する保持シート剥離工程と、
   該保持シート剥離工程の後に、該被加工物の露呈している表面から少なくとも該粘着樹脂の厚さ方向中間部までの切り込み深さで該被加工物を分割予定ラインに沿って切削する切削工程と、
   該切削工程の後に該被加工物の露呈している該表面に粘着テープを貼着する貼着工程と、
   該貼着工程の後に該被加工物及び該粘着樹脂を温水に浸漬し、該粘着樹脂を膨潤させることにより該粘着樹脂の保持力を低下せしめる膨潤工程と、
   該膨潤工程の後に、該粘着樹脂を該被加工物から剥離する粘着樹脂剥離工程と、を含むことを特徴とする加工方法。
3. 該保持シートは紫外線が透過する材料によって形成され、該硬化工程は該保持シートの裏面側から該保持シートを透過して該粘着樹脂に紫外線を照射する、請求項１又は２のいずれかに記載の加工方法。
4. 該貼着工程は、表面外周縁部に環状のフレームが装着された該粘着テープの表面に該被加工物の表面を貼着する、請求項１乃至３のいずれかに記載の加工方法。

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