5. Технология разделения подложек на платы

Подложки на отдельные платы разделяют путем скрайбирования и последующей ломки.

Метод скрайбирования заключается в нанесении на поверхность подложки со стороны структур рисок резцом в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Риски делают шириной 20 – 40 мкм и глубиной 10 – 15 мкм. Под рисками образуются напряженные области, и при слабом механическом воздействии подножка разламывается по нанесенным рискам.

Механическое скрайбирование

В установке для скрайбирования столик с подложкой совершает возвратно-поступательные движения относительно резца. При прямом ходе резец наносит риску по всей длине подложки. При обратном ходе резец приподнимается, пропуская столик с подложкой, а стол осуществляет поперечную подачу на шаг. После нанесения всех рисок в одном направлении столик с подложкой поворачивают на 90° и наносят систему поперечных рисок.

В качестве режущего инструмента используют резцы в виде трехгранной или четырехгранной пирамиды из натурального или синтетического алмаза, ребра которых используют попеременно для нанесения рисок. Для стекла можно использовать стеклорезы, режущая часть которых выполнена по форме четырехгранной усеченной пирамиды. Нагрузка на резец в этом случае 1,5—2,5 Н. Средняя стойкость режущего ребра ~ 3500 резов.

Алмазный резец может заменяться вращающимся алмазным диском с частотой вращения около 20000 об/мин. Ширина области разрезания составляет 20-70 мкм.

Достоинства и недостатки механического скрайбирования.

1. Отсутствуют пропилы в подложке.

2. Ширина риски мала.

3. Высокая производительность.

4. Возможность быстрой переналадки установки с одного размера платы на другой.

Лазерное скрайбирование

Алмазный резец может быть заменен лучом лазера. При воздействии мощного сфокусированного (до 25 мкм) лазерного луча риски образуются испарением узкой полосы. Это позволяет в несколько раз повысить скорость резания по сравнению с механическим скрайбированием. При этом ширина разреза не превышает 30 мкм, а глубина разреза – 100 - 200 мкм. При лазерном скрайбировании можно выполнять многократные проходы (с перефокусировкой) вплоть до полного разделения подложки, что позволяет избежать ломки. Также отсутствуют сколы и микротрещины. Недостатком данного метода является необходимость защиты поверхности от частиц распыляемого материала.

Вспомогательные операции (установка и ориентация подложки, перефокусировка при повторных резах, установка режимов резания и др.) должны быть автоматизированы, т. к. скорость резки высока. Также автоматизация процесса обеспечивает безопасность оператора, у которого могут быть сильные ожоги из-за попадания луча установки.

Ломка подложек одна из самых важных операций. При неправильном разламывании даже хорошо проскрайбированных подложек возникает брак (царапины, сколы, неправильная геометрическая форма кристаллов и т. п.). В процессе ломки подложка лежит рисками вниз на гибкой опоре (резиновая подкладка), а стальные или резиновые валики диаметром 10 – 20 мм с небольшим давлением прокатывают пластину последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Разлом происходит вначале на полоски, а затем на отдельные прямоугольные или квадратные платы. Движение валика должно осуществляться строго параллельно направлению скрайбирования для ломки по нанесенным рискам. Для избежания смещения полосок или отдельных плат относительно друг друга между подложкой и роликом вводят эластичную тонкую пленку, что помогает сохранить исходную ориентацию плат и исключить их произвольное разламывание и царапанье друг о друга. Для ломки проскрайбированных подложек используют различные установки, например, полуавтоматические установки.