JP5442801B2 - Semiconductor cutting apparatus and semiconductor cutting method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板からICチップやメモリカード等の半導体装置を、レーザ光を用いて切り出す半導体切断装置および半導体切断方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor cutting apparatus and a semiconductor cutting method for cutting a semiconductor device such as an IC chip and a memory card from a semiconductor substrate using a laser beam.
BGA(ball grid array)やCSP(chip size package)等の半導体装置領域が複数形成された半導体基板を予定切断線に沿って切断することにより個々の半導体装置を切り出す方法として、特許文献1,2において開示されたレーザ光を用いる切断方法がある。 As a method for cutting out individual semiconductor devices by cutting a semiconductor substrate on which a plurality of semiconductor device regions such as a ball grid array (BGA) and a semiconductor chip region such as a CSP are formed along a predetermined cutting line, Patent Documents 1 and 2 There is a cutting method using the laser beam disclosed in the above.
そして、レーザ光を用いた切断方法において、レーザ光をガルバノミラー等の走査手段を用いて予定切断線に沿って走査(スキャン)することで、複雑な形状の予定切断線に沿った半導体基板の切断も可能となる。 Then, in the cutting method using laser light, the laser light is scanned along the planned cutting line using a scanning means such as a galvanometer mirror, so that the semiconductor substrate along the planned cutting line having a complicated shape is scanned. Cutting is also possible.
レーザ光を用いる切断方法において、レーザ光の出力(強度)を高く設定することで1回のレーザ光スキャンにより半導体基板を切断することは可能である。 In the cutting method using laser light, the semiconductor substrate can be cut by one laser light scan by setting the output (intensity) of the laser light high.
しかしながら、1回のレーザ光スキャンで切断を完了しようとすると、切断面が粗くなる。また、この場合には、レーザ光の出力が高くてもある程度切断(スキャン)速度を遅くする必要がある。このため、レーザ光照射に伴う発熱量が大きくなり、切断幅が大きくなったり、半導体が変質したり(内部素子が破壊されたり)するおそれがある。 However, if the cutting is completed with one laser beam scan, the cut surface becomes rough. In this case, it is necessary to slow down the cutting (scanning) speed to some extent even if the output of the laser beam is high. For this reason, there is a risk that the amount of heat generated by laser light irradiation increases, the cutting width increases, and the semiconductor is altered (internal elements are destroyed).
半導体基板が互いに材質が異なる複数の層を有する場合においては、最も切断し難い層(例えば、パッケージ樹脂装置とガラスエポキシプリント基板層とを有する場合には、後者)に合わせてレーザ光の出力を合わせることが一般的である。しかし、この方法では、他の層の切断面の粗さが予想以上に悪化したり、熱による他の層の切断幅の増加が顕著になったりする。 In the case where the semiconductor substrate has a plurality of layers made of different materials, the output of the laser beam is adjusted in accordance with the layer that is most difficult to cut (for example, the latter in the case of having a package resin device and a glass epoxy printed circuit board layer). It is common to match. However, in this method, the roughness of the cut surface of the other layer is deteriorated more than expected, or the increase in the cut width of the other layer due to heat becomes significant.
本発明は、半導体基板の切断を、良質な切断面を確保し、切断幅の増加を抑え、かつ半導体の変質を防止しながらも高速で行えるようにした半導体切断装置および半導体切断方法を提供することを目的の1つとしている。 The present invention is a disconnect of the semiconductor substrate, ensuring good quality cutting surface, suppressing an increase in cutting width, and a semiconductor cutting device and a semiconductor cutting methods to allow fast while preventing semiconductor alteration One of the purposes is to do.
本発明の半導体切断装置は、1つの半導体基板を予定切断線に沿って切断することにより複数の半導体装置を切り出す半導体切断装置であり、レーザ光を出力し、レーザ光を走査可能なレーザ発振手段と、切削ブレードを有し、切削ブレードを駆動する駆動手段と、半導体基板の予定切断線の一部に沿ってレーザ光を走査するようにレーザ発振手段を制御し、予定切断線の一部とは異なる部分を切削ブレードにより切断するように駆動手段を制御する制御手段とを有する。そして、半導体基板に対して、それぞれ予定切断線により囲まれる複数の半導体装置領域が設けられており、かつ半導体基板が、互いに材質が異なるプリント基板層とパッケージ樹脂層を有する。予定切断線は、直線形状を有する複数の第1の部分と該直線形状とは異なる異形線形状を有する複数の第2の部分とにより構成されている。制御手段は、複数の半導体装置領域に対して設けられた予定切断線のうち、切削ブレードを用いて第1の部分を切断する前に、レーザ光を用いて第2の部分を切断するようにレーザ発振手段を制御する。制御手段は、第2の部分の切断において、プリント基板層に対して照射するレーザ光の周波数をパッケージ樹脂層に対して照射するレーザ光の周波数より高くするとともに、プリント基板層に対するレーザ光の走査回数とパッケージ樹脂層に対するレーザ光の走査回数とを異ならせることを特徴とする。 The semiconductor cutting device of the present invention is a semiconductor cutting device that cuts out a plurality of semiconductor devices by cutting one semiconductor substrate along a predetermined cutting line, and outputs laser light and is capable of scanning laser light. When having a cutting blade, driving means for driving the cutting blade, and controls the laser oscillation unit to scan the laser beam along a portion of the planned cutting line of a semiconductor substrate, a part of the planned cutting line Comprises control means for controlling the drive means so as to cut different parts with a cutting blade . The semiconductor substrate is provided with a plurality of semiconductor device regions each surrounded by a predetermined cutting line, and the semiconductor substrate has a printed circuit board layer and a package resin layer made of different materials. The planned cutting line is composed of a plurality of first portions having a linear shape and a plurality of second portions having a deformed line shape different from the linear shape. Control means, out of the planned cutting line provided for a plurality of semiconductor devices area, before cutting the first portion using a cutting blade, to cut the second portion by using a laser beam Control the laser oscillation means. In the cutting of the second portion, the control means sets the frequency of the laser light applied to the printed circuit board layer to be higher than the frequency of the laser light applied to the package resin layer and scans the printed circuit board layer with the laser light. The number of times is different from the number of times of scanning of the laser light with respect to the package resin layer.
本発明によれば、予定切断線のうち異形線形状を有する複数の第2の部分の切断において、プリント基板層に対して照射するレーザ光の周波数をパッケージ樹脂層に対して照射するレーザ光の周波数より高くするとともに、プリント基板層に対するレーザ光の走査回数とパッケージ樹脂層に対するレーザ光の走査回数とを異ならせる。このため、1回のレーザ光の走査で切断する場合に比べて、プリント基板層およびパッケージ樹脂層に対するレーザ光の周波数および走査回数を適切に設定でき、プリント基板層およびパッケージ樹脂層の切断面の品質を良好なものとすることができる。また、プリント基板層およびパッケージ樹脂層のそれぞれにおける切断幅の増加や半導体の変質を回避することができる。さらに、1回の切削深さが少ないので、1回の走査速度を高速とすることができ、複数回の走査を行っても、結果的に切断に要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, in the cutting of the plurality of second portions having the irregular line shape among the planned cutting lines, the frequency of the laser light irradiated to the package resin layer is irradiated with the frequency of the laser light irradiated to the printed circuit board layer. The frequency is made higher than the frequency, and the number of scans of the laser light on the printed circuit board layer is made different from the number of scans of the laser light on the package resin layer. For this reason, compared with the case of cutting with a single scan of the laser beam, the frequency and the number of scans of the laser beam with respect to the printed circuit board layer and the package resin layer can be set appropriately, and the cut surface of the printed circuit board layer and the package resin layer The quality can be made good. Further, it is possible to avoid an increase in the cutting width and deterioration of the semiconductor in each of the printed circuit board layer and the package resin layer. Further, since the depth of one cutting is small, the scanning speed can be increased, and the time required for cutting can be shortened as a result even if scanning is performed a plurality of times.
そして、このような第2の部分の切断を行っておけば、その後に予定切断線のうち直線形状を有する第1の部分を切削ブレード等の直線形状の切断に適した方法により切断することが可能となる。 If such a second portion is cut, then the first portion having a linear shape among the planned cutting lines can be cut by a method suitable for cutting a linear shape such as a cutting blade. It becomes possible.
これにより、良質な異形切断面と直線切断面とを有する複数の半導体装置を高速に切り出すことができる。 As a result, it is possible to cut out a plurality of semiconductor devices having high-quality deformed cut surfaces and straight cut surfaces at high speed.
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の実施例1である半導体切断システムの構成を上方から見て示している。図1において、100はレーザ切断加工装置により構成されるレーザ切断部であり、200はダイシング装置により構成されるブレード切断部である。 In FIG. 1, the structure of the semiconductor cutting system which is Example 1 of this invention is shown seeing from the upper direction. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a laser cutting unit constituted by a laser cutting processing apparatus, and reference numeral 200 denotes a blade cutting part constituted by a dicing apparatus.
レーザ切断部100は、基台101と、該基台101上に設置されたレーザ発振器110を有する。102はレーザ切断加工前の半導体基板120が多数収納された第1基板マガジンであり、不図示の第1搬送機構によって該第1基板マガジン102から半導体基板120が基台101上の第1ポジションIに1つずつ搬送される。 The laser cutting unit 100 includes a base 101 and a laser oscillator 110 installed on the base 101. Reference numeral 102 denotes a first substrate magazine in which a large number of semiconductor substrates 120 before laser cutting are stored, and the first substrate I is moved from the first substrate magazine 102 to a first position I on the base 101 by a first transport mechanism (not shown). One by one.
切断加工前の半導体基板120を図5に示す。ここでは、半導体基板の1つとして、メモリカード基板120を例として示す。メモリカード基板120は、複数個のメモリカード用の回路が形成されたプリント配線板上に、メモリチップやコントローラチップが搭載された後、樹脂によって封止(コーティング)されたものである。 The semiconductor substrate 120 before cutting is shown in FIG. Here, a memory card substrate 120 is shown as an example of one of the semiconductor substrates. The memory card substrate 120 is formed by mounting a memory chip or a controller chip on a printed wiring board on which a plurality of memory card circuits are formed, and then sealing (coating) with a resin.
点線130は、メモリカード基板120の予定切断線である。予定切断線130は、図中の水平方向に連続して延びる第1の直線部分131と、垂直方向に連続して延びる第2の直線部分132と、これら第1および第2の直線部分(第1の部分)131,132をつなぐ異形線部分としての1/4円弧曲線形状を有する4つのコーナー部分(第2の部分)133a〜133dとを有する。但し、予定切断線130は仮想の線であり、実際にメモリカード基板120上に描かれている訳ではなく、レーザ切断部100およびブレード切断部200に設けられたコントローラ(コンピュータ)150,250内のメモリに記憶されている。 A dotted line 130 is a planned cutting line of the memory card substrate 120. The predetermined cutting line 130 includes a first straight line portion 131 that extends continuously in the horizontal direction in the drawing, a second straight line portion 132 that extends continuously in the vertical direction, and these first and second straight line portions (first 1 portion) 131 and 132, and four corner portions (second portions) 133a to 133d having a ¼ arc curve shape as a deformed line portion. However, the planned cutting line 130 is a virtual line and is not actually drawn on the memory card substrate 120, but in the controllers (computers) 150 and 250 provided in the laser cutting unit 100 and the blade cutting unit 200. Stored in the memory.
それぞれ2本の直線部分131,132と4つのコーナー部分133a〜133dとによって囲まれた1つ1つの領域135は、該予定切断線130に沿って基板120を切断することで、そのまま個々の半導体装置としてのメモリカードとなる半導体装置領域である。以下、切断前の該各半導体装置領域をメモリカード領域135という。なお、半導体装置としては、IC,LSIといったチップ素子等、メモリカード以外のものであってもよい。 Each region 135 surrounded by the two straight portions 131 and 132 and the four corner portions 133a to 133d is cut into the individual semiconductors by cutting the substrate 120 along the predetermined cutting line 130. This is a semiconductor device area to be a memory card as a device. Hereinafter, each semiconductor device area before cutting is referred to as a memory card area 135. The semiconductor device may be other than a memory card, such as a chip element such as an IC or LSI.
第1ポジションIに配置された基板120は、不図示の第2搬送機構によってレーザ発振器110の正面である第2ポジションIIに搬送される。第2ポジションIIには、不図示の可動ステージが設けられており、該可動ステージ上に搬送された基板120は、その下面が負圧吸着されることによって可動ステージ上に固定される。可動ステージは、図2に示すように、メモリカード領域135の中心がレーザ発振器110の中心軸LO上に位置するように駆動される。以下、この位置をレーザ照射ポジションという。 The substrate 120 placed at the first position I is transported to the second position II which is the front of the laser oscillator 110 by a second transport mechanism (not shown). A movable stage (not shown) is provided at the second position II, and the substrate 120 transported on the movable stage is fixed on the movable stage by the negative pressure adsorption of the lower surface thereof. As shown in FIG. 2, the movable stage is driven so that the center of the memory card area 135 is positioned on the central axis LO of the laser oscillator 110. Hereinafter, this position is referred to as a laser irradiation position.
レーザ発振器110は、例えば図3に示すように構成されている。レーザ光源111から発せられたレーザ光は、ビームエキスパンダ112によってその光束径が拡大された後、走査(スキャン)手段としてのY軸およびX軸用ガルバノミラー113,114によって順次反射される。ガルバノミラー113,114で反射されたレーザ光は、f−θレンズ等の集光光学系115によって、切断加工ポジションに配置された基板120上にスポット像を形成する。 The laser oscillator 110 is configured as shown in FIG. 3, for example. The laser light emitted from the laser light source 111 is reflected by the Y-axis and X-axis galvanometer mirrors 113 and 114 as scanning means after the beam diameter is enlarged by the beam expander 112. The laser light reflected by the galvanometer mirrors 113 and 114 forms a spot image on the substrate 120 disposed at the cutting position by a condensing optical system 115 such as an f-θ lens.
スポット像は、ガルバノミラー113,114の回転に応じてY軸方向(図5における垂直方向)およびX軸方向(図5における水平方向)に走査される。このため、ガルバノミラー113,114の回転角を制御することによって、レーザ光のスポット像をコーナー部分133に沿って移動させることができ、これにより基板120における該スポット像の移動軌跡が気化および溶融して切削される。こうして、メモリカード135のコーナー部分133a〜133dを切断することができる。 The spot image is scanned in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 5) and the X-axis direction (horizontal direction in FIG. 5) according to the rotation of the galvanometer mirrors 113 and 114. Therefore, by controlling the rotation angle of the galvanometer mirrors 113 and 114, the spot image of the laser beam can be moved along the corner portion 133, whereby the movement trajectory of the spot image on the substrate 120 is vaporized and melted. And cut. Thus, the corner portions 133a to 133d of the memory card 135 can be cut.
すなわち、本実施例のレーザ切断部100では、1つのメモリカード領域135の4つのコーナー部分133a〜133dを切断する際に、基板120をX軸方向およびY軸方向に移動させず、レーザ光を走査する。 That is, in the laser cutting unit 100 of the present embodiment, when cutting the four corner portions 133a to 133d of one memory card area 135, the substrate 120 is not moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, and laser light is emitted. Scan.
なお、本実施例では、レーザ光源111としてはYAGレーザ(例えば、波長:1.06μm)が用いられる。また、本実施例では、プリント基板を樹脂コーティングした基板120を切断するに際して、レーザ光の波長を一定とした上で、樹脂部分(後述するパッケージ樹脂層)を切断する場合とプリント基板部分(後述するプリント基板層)を切断する場合とでレーザ光のパルス照射周波数(Qスイッチ周波数)、電流値および切断スピード等を変更する。また、本実施例では、基板120をガス雰囲気中に入れることなくレーザ切断を行う。これにより、レーザ切断部100の構成が簡単になるとともに、直線切断以外を行うことが難しいガス雰囲気中でのレーザ切断とは異なり、曲線等の異形線部分をレーザ光の走査によって(1つのメモリカード領域135の4つのコーナー部分133a〜133dの切断に際して基板120を移動させることなく)切断することができる。 In this embodiment, a YAG laser (for example, wavelength: 1.06 μm) is used as the laser light source 111. Further, in this embodiment, when cutting the substrate 120 with the resin coating on the printed circuit board, the wavelength of the laser light is made constant and the resin portion (package resin layer described later) is cut and the printed circuit board portion (described later). The pulse irradiation frequency (Q switch frequency), current value, cutting speed, and the like of the laser light are changed depending on when the printed circuit board layer is cut. In this embodiment, laser cutting is performed without placing the substrate 120 in a gas atmosphere. This simplifies the configuration of the laser cutting unit 100 and, unlike laser cutting in a gas atmosphere where it is difficult to perform operations other than straight cutting, deformed line portions such as curves are scanned by laser light (one memory). The four corner portions 133a to 133d of the card area 135 can be cut (without moving the substrate 120).
前述したように、基板120における1つのメモリカード領域135には、4つのコーナー部分133a〜133dがある。本実施例のレーザ切断部100では、これら4つのコーナー部分133a〜133dに対する所定量(少量)ずつの切削、すなわちレーザ光の周回走査を順次行い、これを複数回繰り返すことで、各コーナー部分を完全に切断する。 As described above, one memory card area 135 on the substrate 120 has four corner portions 133a to 133d. In the laser cutting unit 100 of the present embodiment, a predetermined amount (a small amount) of the four corner portions 133a to 133d is cut, that is, a circular scan of the laser beam is sequentially performed. Cut completely.
具体的には、例えば、まずコーナー部分133aを基板120の厚みの1/10に相当する量だけレーザ光により切削し、次にコーナー部分133bを同じ量だけ切削する。続いて、コーナー部分133c,133dの順で同じ量だけ切削し、ここまでを1回の切削サイクルとする。同様の切削サイクルを10回繰り返すことで、4つのコーナー部分133a〜133dのレーザ光による切断が完了する。 Specifically, for example, the corner portion 133a is first cut with a laser beam by an amount corresponding to 1/10 of the thickness of the substrate 120, and then the corner portion 133b is cut by the same amount. Subsequently, the same amount is cut in the order of the corner portions 133c and 133d, and this is the one cutting cycle. By repeating the same cutting cycle 10 times, cutting of the four corner portions 133a to 133d by the laser light is completed.
このように、各コーナー部分を複数回に分けて少量ずつ切削することで、1回で切断する場合に比べて切断面の仕上がりが良好となる。 In this way, by cutting each corner portion a plurality of times and cutting a small amount, the finish of the cut surface becomes better than when cutting once.
しかも、1つのコーナー部分の少量切削を行った後は、次のコーナー部分の少量切削を行うというように切削対象のコーナー部分を順次変えていく。これは、同じコーナー部分の少量切削を連続して行うと、加工熱によって該コーナー部分の切断面の品質が悪化するためである。このため、本実施例では、4つのコーナー部分に対して1回の少量切削ごとに冷却時間を与えることで、各コーナー部分の切断面を良質なものとすることができるようにしている。 Moreover, after a small amount of cutting is performed on one corner portion, the corner portion to be cut is sequentially changed such that a small amount of cutting is performed on the next corner portion. This is because when a small amount of cutting of the same corner portion is continuously performed, the quality of the cut surface of the corner portion deteriorates due to processing heat. For this reason, in the present embodiment, by giving a cooling time to each of the four corner portions for each small amount of cutting, the cut surface of each corner portion can be made high quality.
なお、ここでは、各コーナー部分を10回に分けて切削する場合について説明したが、これは例に過ぎず、5回や20回等、10回以外の回数であってもよい。また、各サイクルでの切削量は同じであってもよいし、異なっていてもよい。 In addition, although the case where each corner portion was cut in 10 times was described here, this is only an example, and the number of times other than 10 times such as 5 times or 20 times may be used. Further, the cutting amount in each cycle may be the same or different.
1つ目のメモリカード領域135の各コーナー部分の切断が完了すると、次の(2つ目の)メモリカード領域135の中心がレーザ発振器110の中心軸LO上に位置するように、可動ステージを駆動する。そして、2つ目のメモリカード領域135の4つのコーナー部分133a〜133dが、前述した手順で切断される。こうして、図6に示すように、基板120上の全てのメモリカード領域135のコーナー部分の切断133a〜133dが行われる。なお、メモリカード領域135の中心とレーザ発振器110の中心軸LOとの一致度合いについては、完全に一致する場合に限らず、許容される範囲内で一致しているとみなせる場合も含む。 When the cutting of each corner portion of the first memory card area 135 is completed, the movable stage is moved so that the center of the next (second) memory card area 135 is positioned on the central axis LO of the laser oscillator 110. To drive. Then, the four corner portions 133a to 133d of the second memory card area 135 are cut in the above-described procedure. Thus, as shown in FIG. 6, the corner portions 133 a to 133 d of the memory card area 135 on the substrate 120 are cut. Note that the degree of coincidence between the center of the memory card area 135 and the center axis LO of the laser oscillator 110 is not limited to being completely coincident, but includes cases where it can be assumed that they coincide within an allowable range.
図1において、全てのメモリカード領域135のコーナー部分の切断が完了した半導体基板120′は、不図示の第3搬送機構によって第2ポジションII(可動ステージ)上から基台101上の第3ポジションIIIに取り出される。この第3ポジションIIIでは、レーザ切断加工により基板120′上に付着したすす等の加工屑が不図示のクリーニング機構によって取り除かれる。そして、クリーニングされた基板120′は、不図示の第4搬送機構によって第3ポジションIIIから第2基板マガジン103に収納される。 In FIG. 1, the semiconductor substrate 120 ′ after the cutting of the corner portions of all the memory card areas 135 is completed by the third transport mechanism (not shown) from the second position II (movable stage) to the third position on the base 101. Take out to III. In the third position III, processing waste such as soot adhering to the substrate 120 ′ by laser cutting is removed by a cleaning mechanism (not shown). Then, the cleaned substrate 120 ′ is stored in the second substrate magazine 103 from the third position III by a fourth transport mechanism (not shown).
第2基板マガジン103に収納された基板120′は、不図示の第5搬送機構によってブレード切断部200の基台202上における第4ポジションIVに取り出され、さらに、不図示の第6搬送機構によって、基台202上の第5ポジションVに搬送される。 The substrate 120 ′ accommodated in the second substrate magazine 103 is taken out to a fourth position IV on the base 202 of the blade cutting unit 200 by a fifth transport mechanism (not shown), and further, by a sixth transport mechanism (not shown). , And conveyed to the fifth position V on the base 202.
第5ポジションVには、不図示の可動ステージが設けられており、該可動ステージ上に搬送された基板120′は、各メモリカード領域135の下面が負圧吸着されることによって可動ステージ上に固定される。 A movable stage (not shown) is provided at the fifth position V, and the substrate 120 ′ conveyed on the movable stage is placed on the movable stage by the negative pressure suction of the lower surface of each memory card area 135. Fixed.
ブレード切断部200には、2つの切削ブレードユニット201が設けられている。各切削ブレードユニット201は、モータ201bと、該モータ201bの出力軸に取り付けられたダイヤモンドブレード等の切削ブレード201aとを有する。 The blade cutting unit 200 is provided with two cutting blade units 201. Each cutting blade unit 201 includes a motor 201b and a cutting blade 201a such as a diamond blade attached to the output shaft of the motor 201b.
2つの切削ブレード201aを回転させながら、可動ステージを図1中のY方向に移動させることで、基板120′における第2の直線部分132が2本ずつ同時に切断される。この切断と基板120′(可動ステージ)のX方向シフトとを繰り返すことで、全ての第2の直線部分132が切断される。図4には、切削ブレード201aによって基板120′(1つの直線部分)が一度で切断されていく様子を示している。 By moving the movable stage in the Y direction in FIG. 1 while rotating the two cutting blades 201a, two second linear portions 132 on the substrate 120 ′ are cut at a time. By repeating this cutting and the X-direction shift of the substrate 120 ′ (movable stage), all the second straight portions 132 are cut. FIG. 4 shows how the substrate 120 ′ (one straight line portion) is cut at a time by the cutting blade 201a.
また、可動ステージを90度回転させてY方向に移動させることで、基板120′における第1の直線部分131が2本ずつ同時に切断され、この切断と基板120′(可動ステージ)のX方向シフトとを繰り返すことで、全ての第1の直線部分131が切断される。全直線部分131,132の切断が完了した基板120″を、図7に示す。 Further, by rotating the movable stage by 90 degrees and moving it in the Y direction, the first straight portions 131 on the substrate 120 ′ are simultaneously cut two by two, and this cutting and shifting of the substrate 120 ′ (movable stage) in the X direction are performed. By repeating the above, all the first straight portions 131 are cut. FIG. 7 shows the substrate 120 ″ after the cutting of all the straight portions 131 and 132 is completed.
基板120″は、不図示の第7搬送機構によって第5ポジションV(可動ステージ)上から基台202上の第6ポジションVIに搬送され、ここでブレード切断よる加工屑等の汚れがクリーニングされる。そして、クリーニング後は、不図示の第8搬送機構によって基台202上の第7ポジションVIIに搬送される。 The substrate 120 ″ is transported from the fifth position V (movable stage) to the sixth position VI on the base 202 by a seventh transport mechanism (not shown), where dirt such as processing waste due to blade cutting is cleaned. And after cleaning, it is transported to the seventh position VII on the base 202 by an eighth transport mechanism (not shown).
第7ポジションVIIには、回転テーブル205が設けられており、第9搬送機構206によって、基板120″から切り離された各メモリカード135′(図7参照)が回転テーブル205上に搬送される。そして、回転テーブル205の回転により第8ポジションVIIIに移動した各メモリカード135′は、第10搬送機構207によってピックアップされ、収納トレイ210上に収納されていく。 A rotation table 205 is provided at the seventh position VII, and each memory card 135 ′ (see FIG. 7) separated from the substrate 120 ″ is conveyed onto the rotation table 205 by the ninth conveyance mechanism 206. Then, each memory card 135 ′ moved to the eighth position VIII by the rotation of the rotary table 205 is picked up by the tenth transport mechanism 207 and stored on the storage tray 210.
切削ブレード201aによる直線部分131,132の切断は高速であり、かつ切断面も滑らかな仕上がりとなる。したがって、本実施例の切断システムによって最終的に切り出されたメモリカード135′は、これをカバーやキャップ等の部材で覆わなくても、そのままメモリカード製品として使用することができる。 The cutting of the straight portions 131 and 132 by the cutting blade 201a is performed at a high speed, and the cut surface has a smooth finish. Therefore, the memory card 135 ′ finally cut out by the cutting system of this embodiment can be used as it is as a memory card product without being covered with a member such as a cover or a cap.
メモリカードは、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器に差し込まれる際に、その直線部分の端面が差し込みガイド面となるため、該端面には滑らかな仕上がりが要求される。また、ユーザが手で触れることが多いコーナー部分は、角張った形状よりも曲線形状であることが望ましい。本実施例は、このような要求を満足するメモリカードを、高速で切断処理することができる。 When the memory card is inserted into an electronic device such as a digital camera or a mobile phone, the end surface of the straight line portion serves as an insertion guide surface, and thus the end surface is required to have a smooth finish. In addition, it is desirable that the corner portion that is often touched by the user has a curved shape rather than an angular shape. In this embodiment, a memory card satisfying such a requirement can be cut at a high speed.
なお、本実施例では、基板120の予定切断線130のうちコーナー部分133a〜133dをレーザ切断部100によってまず切断し、その後、ブレード切断部200によって直線部分131,132を切断する。これにより、レーザ切断部100による切断が完了した基板120′を、その基板形状を維持したままブレード切断部200に搬送することができるので、ハンドリングが容易であるというメリットがある。 In this embodiment, the corner portions 133 a to 133 d of the planned cutting line 130 of the substrate 120 are first cut by the laser cutting unit 100, and then the straight portions 131 and 132 are cut by the blade cutting unit 200. Thus, the substrate 120 ′, which has been cut by the laser cutting unit 100, can be transported to the blade cutting unit 200 while maintaining the shape of the substrate, which is advantageous in that handling is easy.
ブレード切断部200による直線部分131,132の切断を先に行った場合には、小さくばらばらになった基板片(個片)をブレード切断部200からレーザ切断部100に搬送したり、小さい基板片に対してコーナー部分133a〜133dの切断を行ったりすることになり、ハンドリングやレーザ切断時の位置決め等が困難になる。但し、このことは、本発明において、切削ブレードによる切断後にレーザ光による切断を行うことを排除する意味ではない。 When the straight portions 131 and 132 are first cut by the blade cutting unit 200, small and separated substrate pieces (individual pieces) are conveyed from the blade cutting unit 200 to the laser cutting unit 100, or small substrate pieces. On the other hand, the corner portions 133a to 133d are cut, and handling and positioning during laser cutting become difficult. However, this does not mean that in the present invention, cutting with a laser beam is performed after cutting with a cutting blade.
図8Aおよび図8Bには、本実施例におけるレーザ切断部100での切断処理の詳細を示している。前述したように、本実施例では、レーザ発振器110の中心軸LO(ガルバノミラー113,114によるレーザ光Lの走査中心)に対して、各メモリカード領域135の中心が一致するように、可動ステージおよび基板120を位置決めする。そして、メモリカード領域135のコーナー部分133a〜133dに沿ってレーザ光Lを走査する。 8A and 8B show details of the cutting process in the laser cutting unit 100 in the present embodiment. As described above, in this embodiment, the movable stage is set so that the center of each memory card area 135 coincides with the central axis LO of the laser oscillator 110 (the scanning center of the laser light L by the galvanometer mirrors 113 and 114). And the substrate 120 is positioned. Then, the laser beam L is scanned along the corner portions 133a to 133d of the memory card area 135.
ここで、図9に示すように、仮に2つのメモリカード領域135の間の直線部分132(又は131)をレーザ発振器110の中心に一致させた状態でレーザ光Lを走査すると、走査中心からX方向(又はY方向)に走査されたレーザ光Lの基板120に対する照射角度θが大きくなり、コーナー部分の切断面の傾きが大きくなる。 Here, as shown in FIG. 9, if the laser beam L is scanned in a state where the straight line portion 132 (or 131) between the two memory card areas 135 is coincident with the center of the laser oscillator 110, X from the scanning center is obtained. The irradiation angle θ of the laser beam L scanned in the direction (or Y direction) with respect to the substrate 120 is increased, and the inclination of the cut surface of the corner portion is increased.
また、図10に示すように、レーザ光Lを走査せずにレーザ発振器110の中心真下にのみ照射するようにして、可動ステージによって基板120をXY方向に動かしながら切断を行えば、常にレーザ光Lの基板120に対する照射角度θが90°となり、コーナー部分の切断面に傾きは生じない。しかし、この方法では、重量が大きい可動ステージを移動させたり正確に位置制御したりする必要があるため、レーザ光を走査する場合に比べて処理速度が遅くなる。 Further, as shown in FIG. 10, if the laser beam L is irradiated only directly below the center of the laser oscillator 110 without being scanned, and the substrate 120 is moved in the XY directions by the movable stage, the laser beam is always obtained. The irradiation angle θ with respect to the substrate 120 of L is 90 °, and the cut surface of the corner portion is not inclined. However, in this method, since the movable stage having a large weight needs to be moved or the position of the movable stage needs to be accurately controlled, the processing speed is slower than that in the case of scanning with laser light.
このため、本実施例では、図8Aに示すように、レーザ発振器110の中心に対して各メモリカード領域135の中心が一致するように基板120を位置決めした上でレーザ光Lを走査する。これにより、走査中心からX方向(又はY方向)に走査されたレーザ光Lの基板120に対する照射角度θは図9に示す場合に比べて90°に近くなり、切断面の傾きも小さくなる。しかも、図10に示すように基板120をXY方向に動かしながら切断を行う場合に比べて、高速で切断処理を行うことができる。 For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 8A, the laser beam L is scanned after positioning the substrate 120 so that the center of each memory card area 135 coincides with the center of the laser oscillator 110. As a result, the irradiation angle θ of the laser beam L scanned in the X direction (or Y direction) from the scanning center is closer to 90 ° than in the case shown in FIG. 9, and the inclination of the cut surface is also reduced. In addition, as shown in FIG. 10, the cutting process can be performed at a higher speed than in the case of cutting while moving the substrate 120 in the XY directions.
このようにして、本実施例では、各メモリカード領域135のコーナー部分133a〜133dの切断面の傾きを小さくすることと、切断処理の高速化との両立を図っている。 In this way, in this embodiment, the reduction in the inclination of the cut surfaces of the corner portions 133a to 133d of each memory card area 135 is compatible with the speeding up of the cutting process.
なお、図8Bは、図8Aに比べて、レーザ発振器110から基板120までの距離(高さ)Hが大きい。この場合、図8Aの場合に比べてレーザ光Lの強度が大きくなるが、レーザ光Lの基板120に対する照射角度θが、図8Aに比べてより90°に近づき、切断面の傾きをより小さくすることができる。本実施例では、レーザ光の出力、許容される切断面の傾きおよび切断面の要求品質等に応じて、レーザ発振器110から基板120までの高さHを任意に選択できるようにしている。 8B has a larger distance (height) H from the laser oscillator 110 to the substrate 120 than FIG. 8A. In this case, the intensity of the laser beam L is larger than that in the case of FIG. 8A, but the irradiation angle θ of the laser beam L to the substrate 120 is closer to 90 ° than in FIG. 8A, and the inclination of the cut surface is smaller. can do. In this embodiment, the height H from the laser oscillator 110 to the substrate 120 can be arbitrarily selected according to the output of the laser light, the allowable inclination of the cut surface, the required quality of the cut surface, and the like.
また、本実施例では、メモリカード領域135の中心とレーザ発振器110の中心軸(レーザ光の走査中心を通る軸)LOとが一致した状態で基板120をレーザ光切断する場合について説明するが、半導体装置領域の形状が複雑で中心が単純に定まらない場合には、その半導体装置領域の重心位置等、予定切断線よりも内側の位置の上方にレーザ光の走査中心を位置させればよい。 In the present embodiment, a case where the substrate 120 is cut with the laser beam in a state where the center of the memory card area 135 and the central axis (axis passing through the scanning center of the laser beam) LO of the laser oscillator 110 coincide with each other will be described. When the shape of the semiconductor device region is complicated and the center cannot be simply determined, the scanning center of the laser beam may be positioned above a position inside the planned cutting line, such as the center of gravity of the semiconductor device region.
また、本発明は、図9や図10に示すように、メモリカード領域135の中心がレーザ発振器110の中心軸LOに対してずれた状態で基板120のレーザ切断を行う場合を排除するものではない。 Further, the present invention does not exclude the case where the laser cutting of the substrate 120 is performed in a state where the center of the memory card area 135 is shifted from the central axis LO of the laser oscillator 110 as shown in FIGS. Absent.
ここで、切断面の粗さとレーザ光の出力との関係について説明する。図13および図14には、基板120を1回のレーザ光照射によって完全に切断する場合を示している。基板120を1回のレーザ光照射によって完全に切断するには、レーザ光Lの出力を大きく設定する必要がある。この場合、図13に示すように、レーザ光Lによって溶融されてできる切断溝120aの幅が大きくなるとともに、図14に示すように切断面120bが粗くなる。しかも、レーザ発振器の大出力化に伴う、レーザ発振器およびレーザ切断部(レーザ切断装置)100の大型化や高コスト化にもつながる。 Here, the relationship between the roughness of the cut surface and the output of the laser beam will be described. 13 and 14 show a case where the substrate 120 is completely cut by one laser light irradiation. In order to completely cut the substrate 120 by one laser beam irradiation, the output of the laser beam L needs to be set large. In this case, as shown in FIG. 13, the width of the cut groove 120a formed by melting by the laser beam L is increased, and the cut surface 120b is roughened as shown in FIG. In addition, as the output of the laser oscillator increases, the laser oscillator and the laser cutting unit (laser cutting device) 100 increase in size and cost.
これに対し、本実施例では、図11および図12に示すように、図13および図14の場合に比べて小さなレーザ光出力で、複数回に分けて基板120を切断する(すなわち、分割切断を行う)。これにより、図11に示すように、図13に示す場合に比べて切断溝120aの幅が小さくなるとともに、図12に示すように、図14に示す場合に比べて切断面120bが滑らかになり、切断面120bの品質が向上する。さらに、前述したように、4つのコーナー部分133a〜133dを所定深さずつ分割して切断することにより、切断面の品質のより向上を図ることができる。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the substrate 120 is cut into a plurality of times with a smaller laser light output than in the case of FIGS. 13 and 14 (that is, divided cutting). I do). As a result, as shown in FIG. 11, the width of the cutting groove 120a is reduced as compared with the case shown in FIG. 13, and the cut surface 120b is smoothed as shown in FIG. 12 as compared with the case shown in FIG. The quality of the cut surface 120b is improved. Furthermore, as described above, the four corner portions 133a to 133d are divided by a predetermined depth and cut, whereby the quality of the cut surface can be further improved.
さらに、図15および図16には、本実施例のレーザ切断部100によるより具体的な基板120の分割切断方法を示している。 Further, FIGS. 15 and 16 show a more specific method of dividing and cutting the substrate 120 by the laser cutting unit 100 of the present embodiment.
図15および図16において、121は基板120の上層を形成するガラスエポキシ等により構成されたプリント基板層(第1の層)である。122は基板120の下層を構成するプラスチック等の樹脂により形成されたパッケージ樹脂層(第2の層)である。 In FIGS. 15 and 16, reference numeral 121 denotes a printed circuit board layer (first layer) made of glass epoxy or the like that forms the upper layer of the substrate 120. Reference numeral 122 denotes a package resin layer (second layer) formed of a resin such as plastic that forms the lower layer of the substrate 120.
図15では、レーザ光Lの出力、波長およびQスイッチ周波数等のパラメータを一定とし、プリント基板層121およびパッケージ樹脂層122をそれぞれ複数回に分けて、所定の切削深さずつ分割切削していく様子を示している。この場合のパラメータは、上層のガラスエポキシプリント基板層121の切削に適したパラメータ(Qスイッチ周波数:例えば、40kHz)を設定している。 In FIG. 15, the parameters such as the output of the laser beam L, the wavelength, and the Q switch frequency are made constant, and the printed circuit board layer 121 and the package resin layer 122 are divided into a plurality of times and divided and cut at a predetermined cutting depth. It shows a state. In this case, the parameters (Q switch frequency: 40 kHz, for example) suitable for cutting the upper glass epoxy printed circuit board layer 121 are set.
一方、図16では、プリント基板層121とパッケージ樹脂層122とでレーザ光Lの出力および波長を一定としたまま、Qスイッチ周波数を変えて、プリント基板層121とパッケージ樹脂層122をそれぞれ複数回に分けて所定の深さずつ分割切削していく様子を示している。この場合のパラメータは、例えば、プリント基板層121を切断する際にはQスイッチ周波数を40kHzに、パッケージ樹脂層122を切断する際にはQスイッチ周波数を15kHzに設定する。 On the other hand, in FIG. 16, the printed circuit board layer 121 and the package resin layer 122 are moved a plurality of times by changing the Q switch frequency while keeping the output and wavelength of the laser light L constant between the printed circuit board layer 121 and the package resin layer 122. It shows a state in which divided cutting is performed by a predetermined depth. In this case, for example, the Q switch frequency is set to 40 kHz when the printed circuit board layer 121 is cut, and the Q switch frequency is set to 15 kHz when the package resin layer 122 is cut.
これらに対し、図17には、基板120を1回のレーザ光照射により切断する場合の例を示している。この場合は、切断速度は分割切断する場合に比べて速いが、プリント基板層121およびパッケージ樹脂層122の切断面がともに粗くなり、特にパッケージ樹脂層122の切断面122bがきわめて粗くなった。 On the other hand, FIG. 17 shows an example in which the substrate 120 is cut by one laser beam irradiation. In this case, the cutting speed is faster than that in the case of split cutting, but the cut surfaces of the printed circuit board layer 121 and the package resin layer 122 are both roughened, and in particular, the cut surface 122b of the package resin layer 122 is extremely roughened.
図18Aおよび図18Bには、0.2mm厚のプリント基板層121を高い周波数(40kHz)で10回のレーザ光照射によって切断した場合(切断速度500m/s)の実験結果を模式的に示している。図19Aおよび図19Bには、同じプリント基板層121を低い周波数(15kHz)で10回のレーザ光照射によって切断した場合(切断速度500m/s)の実験結果を模式的に示している。図18Aおよび図19Aは平面図、図18Bおよび図19Bは断面図である。 FIG. 18A and FIG. 18B schematically show experimental results when the printed circuit board layer 121 having a thickness of 0.2 mm is cut by irradiation with laser light 10 times at a high frequency (40 kHz) (cutting speed 500 m / s). Yes. FIG. 19A and FIG. 19B schematically show experimental results when the same printed circuit board layer 121 is cut by laser light irradiation 10 times at a low frequency (15 kHz) (cutting speed 500 m / s). 18A and 19A are plan views, and FIGS. 18B and 19B are cross-sectional views.
高い周波数を使用した場合、プリント基板層121に形成される切断溝121aの切断面121bは、低い周波数を使用した場合に比べて滑らかに仕上がった。また、高い周波数を使用した場合、切断溝121aの幅は、低い周波数を使用した場合に比べて細くなった。但し、低い周波数を使用した場合でも、10回に分けて切断することで、図17のように1回で切断する場合に比べて、良好な切断面および細い切断溝幅が得られた。 When a high frequency was used, the cut surface 121b of the cut groove 121a formed in the printed circuit board layer 121 was finished more smoothly than when a low frequency was used. Further, when a high frequency was used, the width of the cutting groove 121a was narrower than when a low frequency was used. However, even when a low frequency was used, by cutting into 10 times, a good cut surface and a narrow cut groove width were obtained compared to the case of cutting once as shown in FIG.
パッケージ樹脂層(0.7mm厚)122については、図示していないが、低い周波数(15kHz)を使用して10回に分けて切断した場合の方が、高い周波数を使用して10回に分けて切断した場合に比べて滑らかに仕上がった。また、切断溝の幅も、低い周波数を使用した場合の方が、高い周波数を使用した場合に比べて細くなった。なお、切断速度は、500m/sである。 The package resin layer (thickness 0.7 mm) 122 is not shown, but when it is cut into 10 times using a low frequency (15 kHz), it is divided into 10 times using a high frequency. Compared to the case of cutting, it finished smoothly. In addition, the width of the cut groove was narrower when the low frequency was used than when the high frequency was used. The cutting speed is 500 m / s.
このことから、パッケージ樹脂層122については低い周波数(第2の周波数)を使用し、プリント基板層121については高い周波数(第2の周波数より高い第1の周波数)を使用することが好ましいことが分かった。なお、パッケージ樹脂層とプリント基板層をそれぞれ25回に分けて切断した場合と、10回に分けて切断した場合とでは、10回の方が良好な切断面が得られた。このため、分割回数は、10回又はその近傍の回数が好ましいことが分かった。 From this, it is preferable to use a low frequency (second frequency) for the package resin layer 122 and a high frequency (first frequency higher than the second frequency) for the printed circuit board layer 121. I understood. In addition, when the package resin layer and the printed circuit board layer were cut into 25 times each and when cut into 10 times, a better cut surface was obtained 10 times. For this reason, it has been found that the number of divisions is preferably 10 times or a number in the vicinity thereof.
但し、以上は1つの実験例であり、この実験例の結果によって本発明が限定される訳ではない。実際には、プリント基板層121およびパッケージ樹脂層122の材質に応じて、すなわち層ごとに、レーザ光のQスイッチ周波数や出力等のパラメータを変更したり、切断するための分割回数(レーザ光の走査回数)を変更したりするのが望ましい。この場合、1つの層については1回のレーザ光走査で切断してもよい。これにより、各層について、切断面の品質と切断能力(切断速度等)の最適化を図ることができる。 However, the above is one experimental example, and the present invention is not limited by the result of this experimental example. Actually, depending on the material of the printed circuit board layer 121 and the package resin layer 122, that is, for each layer, parameters such as the Q switch frequency and output of the laser light are changed, or the number of divisions for cutting (laser light It is desirable to change the number of scans). In this case, one layer may be cut by one laser beam scanning. Thereby, about each layer, the quality of a cut surface and cutting ability (cutting speed etc.) can be optimized.
以上説明した基板120の分割切断処理の手順を、図20のフローチャートにまとめて示す。この分割切断処理は、コントローラ150,250に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。 The above-described procedure for dividing and cutting the substrate 120 is collectively shown in the flowchart of FIG. This divided cutting process is executed according to a computer program stored in the controllers 150 and 250.
ステップ(図では、Sと略す)1では、図1に示す第1基板マガジン102から、基板120を1つずつレーザ切断部100における第1〜第2ポジションI〜IIに搬送し、可動ステージに吸着させる。そして、可動ステージを移動させて基板120のうち1つ目のメモリカード領域135の中心をレーザ光照射中心位置(レーザ発振器110の中心軸LO上の位置)に合わせる。 In step (abbreviated as “S” in the figure) 1, the substrates 120 are transferred one by one from the first substrate magazine 102 shown in FIG. 1 to the first to second positions I to II in the laser cutting unit 100, and moved to the movable stage. Adsorb. Then, the movable stage is moved so that the center of the first memory card area 135 in the substrate 120 is aligned with the laser light irradiation center position (position on the central axis LO of the laser oscillator 110).
ステップ2では、プリント基板層121に適したQスイッチ周波数(QF=High:例えば40kHz)を設定し、プリント基板層121の予定切断線133(コーナー部分133a〜133d)にレーザ光を照射する。 In Step 2, a Q switch frequency (QF = High: 40 kHz, for example) suitable for the printed circuit board layer 121 is set, and laser light is applied to the planned cutting lines 133 (corner portions 133a to 133d) of the printed circuit board layer 121.
次に、ステップ3では、ステップ2で行ったレーザ光照射回数(カウンタ値)C1がN1(例えば、10回)か否かを判別し、まだN1でなければステップ4に進む。 Next, in step 3, it is determined whether or not the number of times of laser light irradiation (counter value) C1 performed in step 2 is N1 (for example, 10 times).
ステップ4では、レーザ光照射回数C1を1インクリメントし、ステップ2で再度レーザ光照射を行う。 In step 4, the number of times C1 of laser beam irradiation is incremented by 1, and in step 2, laser beam irradiation is performed again.
そして、ステップ2〜4を繰り返し、ステップ3でレーザ光照射回数C1がN1に達すると、ステップ5に進む。 Then, Steps 2 to 4 are repeated. When the number of times of laser light irradiation C1 reaches N1 in Step 3, the process proceeds to Step 5.
ステップ5では、パッケージ樹脂層122に適したQスイッチ周波数(QF=Low:例えば15kHz)を設定し、パッケージ樹脂層122の予定切断線133(コーナー部分133a〜133d)にレーザ光を照射する。 In Step 5, a Q switch frequency (QF = Low: 15 kHz, for example) suitable for the package resin layer 122 is set, and laser light is irradiated to the planned cutting lines 133 (corner portions 133a to 133d) of the package resin layer 122.
次に、ステップ6では、ステップ5で行ったレーザ光照射回数(カウンタ値)C2がN2(例えば、5回)か否かを判別し、まだN2でなければステップ7に進む。 Next, in step 6, it is determined whether or not the number of times of laser beam irradiation (counter value) C2 performed in step 5 is N2 (for example, 5 times).
ステップ7では、レーザ光照射回数C2を1インクリメントし、ステップ5で再度レーザ光照射を行う。 In step 7, the number of times of laser beam irradiation C2 is incremented by 1, and in step 5, laser beam irradiation is performed again.
そして、ステップ5〜7を繰り返し、ステップ6でレーザ光照射回数C2がN2に達すると、ステップ8に進む。 Then, Steps 5 to 7 are repeated, and when the number of times of laser light irradiation C2 reaches N2 in Step 6, the process proceeds to Step 8.
ステップ8では、レーザ切断処理済みのメモリカード領域数(カウンタ値)Dが、基板120上に形成された全てのメモリカード領域数M(例えば、図5および図6に示す12)に達したか否かを判別する。DがまだMに到達していない場合は、ステップ9に進み、次のメモリカード領域の中心がレーザ光照射中心位置に合うように可動ステージを駆動する。そして、ステップ2〜7を繰り返す。 In step 8, whether the number of memory card areas (counter value) D that has been subjected to laser cutting processing has reached the number M of all memory card areas formed on the substrate 120 (for example, 12 shown in FIGS. 5 and 6). Determine whether or not. If D has not yet reached M, the process proceeds to step 9, and the movable stage is driven so that the center of the next memory card area matches the laser beam irradiation center position. Then, steps 2 to 7 are repeated.
ステップ8において、DがMに到達した、すなわち全てのメモリカード領域のコーナー部分のレーザ切断が完了したときは、ステップ10に進む。 In step 8, when D reaches M, that is, when laser cutting of the corner portions of all the memory card areas is completed, the process proceeds to step 10.
ステップ10では、基板120′を第3ポジションIIIからブレード切断部200における第4ポジションIVを経て第5ポジションVに搬送する。そして、ステップ11にて、基板120′の予定切断線133(複数の水平および垂直直線部分131,132)を切断する。 In step 10, the substrate 120 ′ is transferred from the third position III to the fifth position V through the fourth position IV in the blade cutting unit 200. In step 11, the predetermined cutting line 133 (the plurality of horizontal and vertical straight portions 131 and 132) of the substrate 120 ′ is cut.
全直線部分131,132の切断が終了すると、ステップ12に進み、各メモリカード135′を第6〜第8ポジションVI〜VIIIに搬送し、最後に収納トレイ210上に収納する。 When the cutting of all the straight portions 131 and 132 is completed, the process proceeds to step 12 where each memory card 135 ′ is transported to the sixth to eighth positions VI to VIII, and finally stored on the storage tray 210.
図21には、本発明の実施例2である半導体切断システムの構成を示している。実施例1(図1)のシステムは、レーザ切断部100とブレード切断部200を別々の装置を組み合わせて構成した場合について説明した。しかし、本実施例では、レーザ切断部100とブレード切断部200の双方を有する1つの装置として構成されている。 In FIG. 21, the structure of the semiconductor cutting system which is Example 2 of this invention is shown. In the system of the first embodiment (FIG. 1), the case where the laser cutting unit 100 and the blade cutting unit 200 are configured by combining different devices has been described. However, this embodiment is configured as one apparatus having both the laser cutting unit 100 and the blade cutting unit 200.
なお、図21において、実施例1(図1)と共通する要素には実施例1と同符号を付して説明に代える。 In FIG. 21, elements common to the first embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment and are not described.
本実施例では、基台101上に、レーザ発振器110と、2つの切削ブレードユニット201とが設けられている。 In this embodiment, a laser oscillator 110 and two cutting blade units 201 are provided on a base 101.
本実施例における基板切断の方法および手順は、実施例1と同じである。 The substrate cutting method and procedure in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
図22には、本発明の実施例3である半導体切断システムの構成を示している。実施例1(図1)および実施例2(図21)に示したシステムでは、レーザ切断部100でのコーナー部分の切断後にブレード切断部200での直線部分の切断を行う。これに対し、本実施例では、まずブレード切断部200で直線部分を切断し、次に個片化されたメモリカード領域のコーナー部分をレーザ切断部100で切断する。 In FIG. 22, the structure of the semiconductor cutting system which is Example 3 of this invention is shown. In the systems shown in the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment (FIG. 21), the blade portion 200 is cut at the straight portion after the corner portion is cut at the laser cutting portion 100. On the other hand, in this embodiment, the straight line portion is first cut by the blade cutting unit 200, and then the corner portion of the separated memory card area is cut by the laser cutting unit 100.
なお、図22において、実施例1,2と共通する要素にはこれら実施例と同符号を付して説明に代える。また、本実施例では、基台101上に、2つのブレード切断ユニット201とレーザ発振器110とが設けられた1つの装置として構成された場合を示しているが、実施例1のように、ブレード切断部200とレーザ切断部100とを別々の装置として構成してもよい。 In FIG. 22, elements common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those of the first and second embodiments, and are not described. Further, in the present embodiment, a case where the apparatus is configured as one apparatus in which the two blade cutting units 201 and the laser oscillator 110 are provided on the base 101 is illustrated. The cutting unit 200 and the laser cutting unit 100 may be configured as separate devices.
本実施例では、図20に示したステップ10〜11を先に行い、その後ステップ1〜9を行う。 In this embodiment, steps 10 to 11 shown in FIG. 20 are performed first, and then steps 1 to 9 are performed.
上述した各実施例では、レーザ光により切断する異形線部分が1/4円弧形状である場合について説明したが、該異形線部分は、図23Aおよび図23Bに示すような形状であってもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the deformed line portion cut by the laser beam has a ¼ arc shape has been described. However, the deformed line portion may have a shape as illustrated in FIGS. 23A and 23B. .
図23Aには、不連続な直線を組み合わせた階段形状を有する異形線部分133′を示す。また、図23Bには、不連続な直線と曲線とを組み合わせた形状を有する異形線部分133″を示す。 FIG. 23A shows a deformed line portion 133 ′ having a staircase shape formed by combining discontinuous straight lines. FIG. 23B shows a deformed line portion 133 ″ having a shape obtained by combining discontinuous straight lines and curves.
そして、本発明の半導体切断システムは、これら以外の形状を有する異形線部分の切断にも適用することができる。 And the semiconductor cutting system of this invention is applicable also to the cutting | disconnection of the deformed line part which has shapes other than these.
さらに、上記各実施例では、切削ブレードによる切断とレーザ光による切断とを組み合わせて個々の半導体装置を切り出す場合について説明した。しかし、本発明は、レーザ光の走査のみによって半導体基板から各半導体装置を切り出す場合にも適用することができる。この場合、図5に示した環状の(エンドレスな)予定切断線に沿って、レーザ光の周回走査を複数回行って半導体装置を個片化する。この場合でも、上記実施例で説明したように、切断面の品質を良好とし、熱による不都合を回避できる。また、この場合においても、半導体基板の層ごとに、レーザ光のパラメータや走査回数を変更することが望ましい。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where each semiconductor device is cut out by combining cutting with a cutting blade and cutting with a laser beam has been described. However, the present invention can also be applied to the case where each semiconductor device is cut out from the semiconductor substrate only by scanning with a laser beam. In this case, the semiconductor device is divided into individual pieces by performing laser beam circumferential scanning a plurality of times along the annular (endless) scheduled cutting line shown in FIG. Even in this case, as described in the above embodiment, the quality of the cut surface can be made good, and inconvenience due to heat can be avoided. Also in this case, it is desirable to change the parameters of the laser beam and the number of scans for each layer of the semiconductor substrate.
半導体基板を高速で切断して複数の半導体装置を個片化できるようにした半導体切断装置を提供できる。 It is possible to provide a semiconductor cutting device capable of cutting a semiconductor substrate at a high speed so that a plurality of semiconductor devices can be separated.
100 レーザ切断部
110 レーザ発振器
111 レーザ光源
113,114 ガルバノミラー
120,120′ メモリカード基板
121 パッケージ樹脂層
122 プリント基板層
130 予定切断線
131,132 直線部分
133a〜133d,133′,133″ コーナー部分(異形線部分)
135 メモリカード領域
135′ メモリカード
200 ブレード切断部
201 切削ブレードユニット
L レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Laser cutting part 110 Laser oscillator 111 Laser light source 113,114 Galvano mirror 120,120 'Memory card board 121 Package resin layer 122 Printed circuit board layer 130 Planned cutting line 131,132 Straight line part 133a-133d, 133', 133 "Corner part (Deformed wire part)
135 Memory Card Area 135 ′ Memory Card 200 Blade Cutting Section 201 Cutting Blade Unit L Laser Light
Claims (3)
レーザ光を出力し、レーザ光を走査可能なレーザ発振手段と、
切削ブレードを有し、前記切削ブレードを駆動する駆動手段と、
前記半導体基板の予定切断線の一部に沿ってレーザ光を走査するように前記レーザ発振手段を制御し、前記予定切断線の前記一部とは異なる部分を前記切削ブレードにより切断するように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記半導体基板に対して、それぞれ前記予定切断線により囲まれる複数の半導体装置領域が設けられており、かつ前記半導体基板が、互いに材質が異なるプリント基板層とパッケージ樹脂層を有し、
前記予定切断線は、直線形状を有する複数の第1の部分と該直線形状とは異なる異形線形状を有する複数の第2の部分とにより構成されており、
前記制御手段は、前記複数の半導体装置領域に対して設けられた前記予定切断線のうち、前記切削ブレードを用いて前記第1の部分を切断する前に、前記レーザ光を用いて前記第2の部分を切断するように前記レーザ発振手段を制御し、
前記制御手段は、前記第2の部分の切断において、前記プリント基板層に対して照射するレーザ光の周波数を前記パッケージ樹脂層に対して照射するレーザ光の周波数より高くするとともに、前記プリント基板層に対するレーザ光の走査回数と前記パッケージ樹脂層に対するレーザ光の走査回数とを異ならせることを特徴とする半導体切断装置。 A semiconductor cutting device for cutting a plurality of semiconductor devices by cutting one semiconductor substrate along a predetermined cutting line,
Laser oscillation means for outputting laser light and scanning the laser light;
A driving means having a cutting blade and driving the cutting blade;
The laser oscillation means is controlled to scan a laser beam along a part of a predetermined cutting line of the semiconductor substrate, and the part different from the part of the predetermined cutting line is cut by the cutting blade. Control means for controlling the drive means ,
The semiconductor substrate is provided with a plurality of semiconductor device regions each surrounded by the predetermined cutting line, and the semiconductor substrate has a printed board layer and a package resin layer made of different materials,
The planned cutting line is composed of a plurality of first portions having a linear shape and a plurality of second portions having a deformed line shape different from the linear shape,
Wherein, among the planned cutting line provided for said plurality of semiconductor devices area, prior to cutting the first portion by using the cutting blade, the second using the laser beam Controlling the laser oscillation means to cut the portion of
In the cutting of the second portion, the control means makes the frequency of the laser light applied to the printed circuit board layer higher than the frequency of the laser light applied to the package resin layer, and the printed circuit board layer The semiconductor cutting apparatus is characterized in that the number of scans of the laser beam with respect to is different from the number of scans of the laser beam with respect to the package resin layer.
前記制御手段は、前記各半導体装置領域の前記予定切断線よりも内側の位置の上方に前記レーザ発振手段による前記レーザ光の走査中心が位置するように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体切断装置。 Having a moving means for relatively moving the semiconductor substrate and the laser oscillation means;
The control means controls the moving means so that a scanning center of the laser light by the laser oscillating means is positioned above a position inside the planned cutting line of each semiconductor device region. The semiconductor cutting device according to claim 1 or 2.
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