[发明专利]借助于激光将由易脆裂的材料制成的圆的平板分割成多个矩形单板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法，利用该方法能够通过借助于激光引入热致应力将由易脆裂的材料例如玻璃、陶瓷或半导体材料制成的平板分割成多个矩形的单板。在DE10 2007 033 242 A1中描述了一种同类型的方法。

背景技术

已知能够通过借助于激光引入热致应力来分割易脆裂的材料。为此为了沿着规定的分离线产生压应力，将激光束对准材料表面并且沿着所述规定的分离线的走向被引导。紧接着给被加热的区域施加冷却剂束，由此产生拉应力。

如果产生的应力差高于材料的断裂应力并且在分离线的起始点上存在一个缺口，那么从该缺口处出发启动材料的撕裂。

如果这样的缺口不是由于存在的微裂缝，例如从机械的切割边缘出发，而存在，那么必须有意地产生一个初始缺口，这例如通过金刚石切割轮或可良好聚焦的具有高能量密度的激光器实现。对于后者而言，可以使用加工激光器或也可以使用一个第二激光器。根据材料的内部结构，能够达到要求的深裂纹或完全穿透材料的分离裂缝。

为了例如在制造用于移动电话或类似件的显示盘时或在制造晶片时将平板分割成多个相同的矩形的单板，根据现有技术将平板首先沿着多个彼此平行延伸的第一分离线切割并且而后转动一个90°的切割角度，随后沿着多个平行延伸的第二分离线被切割。由此通过以90°角度相交的分离线的交叉点的设定，产生了矩形的单板，其侧面长度通过分离线的间隔决定。

对于如此制造的单板的质量决定性的是：分离裂缝精确沿着规定的分离线构成。

在DE 10 2007 033 242 A1中确定了在交叉点上出现这种类型的质量缺陷。所形成的分离裂缝在交叉点处不是彼此垂直的，这意味着分离裂缝的走向在交叉点的区域内偏离于规定的分离线的走向。这种缺陷归咎于热致应力沿着通过分离裂缝构成的彼此贴靠的棱边的相互影响。这个问题如此解决，即，使得通过分离在第一方向上形成的各个条隔开距离。

然而在实践中证明，当平板的周边线偏离于矩形形状时且当分离裂缝不是垂直于周边面时，所形成的分离裂缝也在其与待分割的板的周边相邻的起始处偏离于规定的分离线。

这特别是在此情况下出现，即，周边线是弯曲的。主要是具有圆形的周边线的平板是具有实际意义的，如要被分割成各单个芯片的晶片盘。理论上这种平板例如也可以具有三角形、多边形、椭圆形的形状或具有自由成型的周边面。在所有这些情况下至少一些分离线不是垂直于周边面的。

由此产生的问题应当借助于附图1a和1b借助于一个圆的平板阐述，其要沿着10个分离线被分割。根据现有技术，平板1的分割如上所述沿着分离线2实现，它们在平行于平板1直径的彼此垂直的方向上设置。所述分离线从周边面出发成列布置，平板首先是沿着在第一方向上的所有分离线2.1至2.5并且紧接着沿着在另外的方向上的所有分离线2.6至2.10被分割。

所有的分离线2，除了一个其走向与平板1的直径重合的分离线之外，与一个在与周边面的交点处相切的切线围成一个不同于90°的进入角度α，该角度随着与直径的距离的增大而变小。

因为由于分离过程形成的热致应力在分离线的起始点处(即在平板的边缘区域内)在一个在起始点处与周边面相切的切线的方向(接下来称为切向方向)上传播并且仅仅该应力的垂直投影在分离线上的分量对于分量裂纹的沿着规定的分离线的撕开力是决定性的，所以随着与直径的距离的增大，分离裂缝的形成偏离了预定的分离线。

此外自一个临界的、与材料的厚度、划口和切割参数相关的距离开始，用于启动分离过程的撕开力变得过小。

一个另外的问题可能特别是在分割成具有极小的棱边长度(＜1mm)的芯片时产生。在实施的试验中观察到，在分割时所引发的分离裂纹在边缘区域内的走向偏离于规定的分离线并且始终朝向边缘弯曲。可能的解释是热致应力的垂直于分离线的对称的传播，所述热致应力根据在分离线两侧邻接的材料量而受到不同大小的阻力。裂纹朝向较小阻力的方向延伸和弯曲。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于将具有不同于矩形的周边线的平板分割成多个矩形的单件的方法，利用该方法借助于激光引发热应力，这种应力导致形成分离裂缝，所述分离裂缝高精度地沿着规定的分离线的分布延伸。