(57)【要約】【課題】簡単な構成で効率的かつ品質良く大量の水晶片を折り取ることが可能な水晶片の折り取り装置を提供する。【解決手段】折り取る前の水晶片５２を厚み方向へ変位していない状態で収納したまま水晶片５２を折り取る方向へ水平移動可能な水晶片収納部１７ｃを設ける。水晶片収納部１７ｃは弾性を有する梁１７ｂを介して折り取り板１７に片持ち梁状に支持されている。水晶片収納部１７ｃはスライド板１８の一端部に設けられた凹部１８ａに収納されており、スライド板１８を水平移動させることにより水晶片収納部１７ｃがスライド板１８と一体的となって水平移動する。水晶片収納部１７ｃが移動すると、ガイド部１７ｄにより水晶片５２の側面５２ａが押され、水晶片５２の楔部５２ｂに曲げ応力が集中して破断する。【選択図】図６
2014011580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶ウェハに片持ち梁状に支持された水晶片を前記水晶ウェハから折り取る水晶片の折り取り装置であって、
前記水晶ウェハを支持する水晶ウェハ受台と、
折り取る前の前記水晶片を厚み方向へ変位していない状態で収納したまま前記水晶片の幅方向へ水平移動可能な水晶片収納部と、
当該水晶片収納部を水平移動させるための駆動手段と、を備えることを特徴とする水晶片の折り取り装置。
【請求項２】
一端が前記水晶片収納部に接続された弾性部と、当該弾性部の他端が接続された基部とを備え、前記水晶片収納部は、前記弾性部を介して前記基部に片持ち梁状に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項３】
前記水晶片収納部、前記弾性部、及び前記基部は、シリコンにより一体的に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項４】
前記弾性部の側面に向かって突出し、前記弾性部が水平方向へ撓んだ際に当該弾性部の側面に接触する突出部を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項５】
前記水晶片収納部は、前記水晶片を受ける底部と、前記水晶片の側面を案内するガイド部とを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項６】
前記水晶片収納部の底部には、前記水晶片の折り取り時に発生した破片を排出する貫通部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項７】
前記水晶片収納部は、スリットを介して互いに水平方向に分割された第一収納部と第二収納部とを備え、当該第一収納部と当該第二収納部との間に前記水晶片を挟持することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、前記水晶片収納部を収納する凹部が設けられた部材を、当該凹部に前記水晶片収納部を収納した状態で前記水晶片の幅方向へ水平移動させることにより前記水晶片収納部を水平移動させる機構であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の水晶片の折り取り装置。
【請求項９】
前記水晶片収納部の上に前記水晶片の飛び出しを防止するカバーを備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の水晶片の折り取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶片の折り取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶片の折り取り装置としては、例えば、特許文献１〜３に開示されているものがある。特許文献１〜３に開示されている水晶片の折り取り装置では、まず、水晶ウェハに形成された水晶片を上方より押圧部材の先端部で押して下方に撓ませ、下方の配置された治具プレートの凹部内に水晶片の先端が挿入された状態とし、次に、その状態で治具プレートを水晶片の幅方向へ水平移動させることで治具プレートの凹部側面を水晶片の側面に押し当て、その力により水晶片を水平方向へ折り取っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７３０８２６号公報
【特許文献２】特許第４７３０８２７号公報
【特許文献３】特許第４７３０８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に開示されている従来の水晶片の折り取り装置には、以下のような問題点がある。水晶ウェハより水晶片を折り取る際に、水晶片に対して垂直方向に力を加えながらさらに水平方向に力を加えなければならないため、装置の構成と制御が複雑になる。一度に多数の水晶片を折り取ることが困難である。水晶片を垂直方向に押すことで水晶ウェハ全体が変形しやすくなるため、水晶片の破断部の形状にばらつきが生じやすい。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、簡単な構成で効率的かつ品質良く多数の水晶片を折り取ることが可能な水晶片の折り取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
水晶ウェハに片持ち梁状に支持された水晶片を前記水晶ウェハから折り取る水晶片の折り取り装置であって、前記水晶ウェハを支持する水晶ウェハ受台と、折り取る前の前記水晶片を厚み方向へ変位していない状態で収納したまま前記水晶片の幅方向へ水平移動可能な水晶片収納部と、当該水晶片収納部を水平移動させるための駆動手段と、を備える水晶片の折り取り装置とする。
【０００７】
一端が前記水晶片収納部に接続された弾性部と、当該弾性部の他端が接続された基部とを備え、前記水晶片収納部は、前記弾性部を介して前記基部に片持ち梁状に支持されている水晶片の折り取り装置とすることができる。
【０００８】
前記水晶片収納部、前記弾性部、及び前記基部は、シリコンにより一体的に形成されている水晶片の折り取り装置とすることができる。
【０００９】
前記弾性部の側面に向かって突出し、前記弾性部が水平方向へ撓んだ際に当該弾性部の側面に接触する突出部を備える水晶片の折り取り装置とすることができる。
【００１０】
前記水晶片収納部は、前記水晶片を受ける底部と、前記水晶片の側面を案内するガイド部とを備える水晶片の折り取り装置とすることができる。
【００１１】
前記底部には、前記水晶片の折り取り時に発生した破片を排出する貫通部が設けられている水晶片の折り取り装置とすることができる。
【００１２】
前記水晶片収納部は、スリットを介して互いに水平方向に分割された第一収納部と第二収納部とを備え、当該第一収納部と当該第二収納部との間に前記水晶片を挟持する水晶片の折り取り装置とすることができる。
【００１３】
前記駆動手段は、前記水晶片収納部を収納する凹部が設けられた部材を、当該凹部に前記水晶片収納部を収納した状態で前記水晶片の幅方向へ水平移動させることにより前記水晶片収納部を水平移動させる機構である水晶片の折り取り装置とすることができる。
【００１４】
前記水晶片収納部の上に前記水晶片の飛び出しを防止するカバーを備える水晶片の折り取り装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水晶片を水晶ウェハから折り取る際に水晶片に垂直方向の力を加えなくて済むため、装置の構成と制御を簡単にすることができると共に、水晶片の破断部の形状のバラツキを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例を示す斜視図
【図２】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例を示す分解斜視図
【図３】水晶ウェハの一部を示す上面図
【図４】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例における折り取り板の一部を示す上面図
【図５】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例におけるスライド板の一部を示す斜視図
【図６】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例に水晶ウェハを設置した状態を示す斜視図
【図７】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例に水晶ウェハを設置した状態を示す上面図
【図８】本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例に水晶ウェハを設置した状態を図７中Ａ方向から一部断面をとって見た側面図
【図９】本発明の水晶片の折り取り装置のその他の実施例における折り取り板の一部を示す上面図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例を示す斜視図、図２は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例を示す分解斜視図、図３は水晶ウェハの一部を示す上面図である。まず、水晶片の折り取りを行う水晶ウェハについて説明する。水晶ウェハ５０には、水晶ウェハ５０をフォトリソグラフィなどで加工することにより、外周フレーム５１、水晶片５２、基部フレーム５３、位置決め穴５４が形成されている。
【００１８】
水晶片５２は基部フレーム５３に片持ち梁状に支持されている。水晶片５２と基部フレーム５３との接続部には、接続部を破断しやすくするための楔部５２ｂが設けられている。
【００１９】
位置決め穴５４は外周フレーム５１の所定の位置に水晶ウェハ５０の中央部を挟んで互いに対向するように２つ形成されている。位置決め穴５４は水晶ウェハ受台１１に対して水晶ウェハ５０を位置決めするために使用される。
【００２０】
次に水晶片の折り取り装置１０の構成について説明する。図示しない任意の構成のベース上に水晶ウェハ受台１１が固定されている。水晶ウェハ受台１１には、水晶片５２の折り取り時に水晶ウェハ５０を位置決めする水晶ウェハ位置決めピン１２と、水晶ウェハ５０を上から押さえるクランプ部材１３と、クランプ部材１３を水晶ウェハ受台１１に固定する固定用ねじ１４が設けられている。
【００２１】
水晶ウェハ５０は水晶ウェハ受台１１の上に載置され、水晶ウェハ位置決めピン１２により位置決めされた後、外周フレーム５１をクランプ部材１３で上から押さえた状態で固定用ねじ１４を締め付けることにより水晶ウェハ受台１１に固定される。尚、クランプ部材１３と固定ねじ用１４を複数用いれば、より均等に水晶ウェハ５０を水晶ウェハ受台１１に固定することができる。
【００２２】
ベース上には折り取り板固定台１５が固定され、さらに折り取り板固定台１５の上には折り取り板１７が固定されている。折り取り板固定台１５には折り取り板位置決めピン１６が設けられ、一方で折り取り板１７には位置決め穴１７ａが設けられており、折り取り板１７は位置決め穴１７ａと折り取り板位置決めピン１６とが係合することで折り取り板固定台１５の上に位置決めされている。
【００２３】
以下、折り取り板１７の詳細について説明する。図４は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例における折り取り板の一部を示す上面図である。折り取り板１７の一端部には弾性変形が可能な梁１７ｂが櫛歯状に複数形成されている。各梁１７ｂは水晶ウェハ５０に形成されている各水晶片５２のピッチの整数倍のピッチで並んでいる。梁１７ｂの先端部には水晶片５２を収納するための水晶片収納部１７ｃが形成されている。水晶片収納部１７ｃの底部には水晶片５２の側面５２ａを案内するガイド部１７ｄが立設されている。ガイド部１７ｄは水晶片５２を水平方向（水晶片５２の厚み方向と直交する方向）に位置決めする役割と、水晶片５２の折り取り時に水晶片５２に折り取る力を加える役割を果たす。また、水晶片収納部１７ｃの底部には貫通部１７ｅが設けられている。貫通部１７ｅは水晶片５２の折り取り時に小さな破片が発生した場合に破片を下方に排出する役割を果たす。また、梁１７ｂの側面と対向する位置には、梁１７ｂと適当な間隔を空けて突出部１７ｆが形成されている。突出部１７ｆの役割については後述する。
【００２４】
尚、折り取り板１７はシリコンウェハをＭＥＭＳ加工技術（異方性エッチング等）を用いて加工することにより各構成を一体的に作製するのが好適である。こうすることで、高い寸法精度が確保できると共に複雑な形状も容易に作製することができる。
【００２５】
折り取り板１７の下方には一端を折り取り板１７に向けてスライド板１８が配置されている。図５は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例におけるスライド板の一部を示す斜視図である。スライド板１８の一端部には水晶片収納部１７ｃより幅が広い切欠状の凹部１８ａが設けられており、この凹部１８ａに水晶片収納部１７ｃが収納されるように構成されている。凹部１８ａに水晶片収納部１７ｃが収納された状態でスライド板１８を水晶片収納部１７ｃの幅方向へ水平移動させると、凹部１８ａの側壁１８ｂが水晶片収納部１７ｃの側面を押すことで、水晶片収納部１７ｃ全体が同じ方向へ移動する。尚、スライド板１８は前述の折り取り板１７と同様に、シリコンウェハをＭＥＭＳ加工技術を用いて加工することにより作製するのが好適である。
【００２６】
次に水晶片５２の折り取り方法について説明する。図６は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例に水晶ウェハを設置した状態を示す斜視図、図７は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例に水晶ウェハを設置した状態を示す上面図、図８は本発明の水晶片の折り取り装置の一実施例に水晶ウェハを設置した状態を図７中Ａ方向から一部断面をとって見た側面図である。
【００２７】
まず、水晶ウェハ受台１１をベースから取り外した状態で、水晶ウェハ５０の位置決め穴５４を水晶ウェハ位置決めピン１２に係合させ、水晶ウェハ５０を水晶ウェハ受台１１に載置する。その後、水晶ウェハ５０の外周フレーム５１をクランプ部材１３により上から押さえ、固定用ねじ１４を締めることにより水晶ウェハ５０を水晶ウェハ受台１１に固定する。
【００２８】
次に水晶片５２が折り取り板１７の水晶片収納部１７ｃのガイド部１７ｄの内側に入るように位置決めした上で、水晶ウェハ受台１１をベースに固定する。これにより、水晶片５２と水晶片収納部１７ｃとスライド板１８は図７に示す状態となる。
【００２９】
次に図７に示す状態において、スライド板１８を図中矢印の一方向へ水平移動させる。すると、スライド板１８に設けられた凹部１８ａの側壁１８ｂが水晶片収納部１７ｃの側面に接触し、さらにスライド板１８を移動させると、水晶片収納部１７ｃの側面が押され、梁１７ｂが根元部分を支点として撓むことで、水晶片収納部１７ｃがスライド板１８と一体となって水平移動する。水晶片収納部１７ｃが移動すると、水晶片収納部１７ｃのガイド部１７ｄが水晶片５２の側面５２ａに接触した状態となり、この状態からさらにスライド板１８を移動させると、梁１７ｂの側面が突出部１７ｆに接触し、梁１７ｂが突出部１７ｆを支点として撓むことで、水晶片収納部１７ｃがさらに移動する。
【００３０】
以上に動作において、水晶片収納部１７ｃは、梁１７ｂと突出部１７ｆが接触するまでは梁１７ｂの根本部分を中心とした円弧を描いて移動し、突出部１７ｆに接触した後は突出部１７ｆを中心とした円弧を描いて移動する。突出部１７ｆの位置は梁１７ｂの根元部分よりも水晶片収納部１７ｃの近くに設定されており、突出部１７ｆを中心とした円弧は、梁１７ｂの根本部分を中心とした円弧よりも、水晶片収納部１７ｃが水平移動した距離に対する回転角の変化が大きいため、小さい移動距離で水晶片５２に大きな曲げ応力を与えることができる。
【００３１】
スライド板１８をさらに移動させると、水晶片５２の側面５２ａが水晶片収納部１７ｃのガイド部１７ｄによりさらに押され、水晶片５２の楔部５２ｂに応力が集中して楔部５２ｂが破断し、水晶片５２が基部フレーム５３から分離される。この時、折り取り板１７、スライド板１８、水晶ウェハ５０の加工精度が高ければ、水晶片５２が多数個であってもほぼ同時に折り取ることができ、破断部の形状も均一にすることができる。
【００３２】
また、以上の実施例では折り取り時に水晶片５２を水平方向にのみ変位させているため、基部フレーム５３は水晶片５２を厚み方向に変位させた場合より遙かに少ない変形しか起こさず、このことも破断部の形状が均一になることに寄与している。
【００３３】
水晶片５２を水晶ウェハ５０から分離させた後は、スライド板１８の側壁１８ｂが水晶片収納部１７ｃの側面から離れるまでスライド板１８を逆方向に水平移動させることにより、水晶片収納部１７ｃを元の位置に戻す。
【００３４】
水晶ウェハ５０から分離された水晶片５２は、水晶片収納部１７ｃのガイド部１７ｄにより精度良く位置決めされているため、他の位置決め手段を用いて位置決めし直す必要はなく、真空チャック等で水晶片５２をそのまま移載することができる。また、折り取り板１７を折り取り板固定台１５から取り外せば、そのまま後工程に流すこともできる。
【００３５】
尚、水晶片収納部１７ｃの底部には貫通部１７ｅが設けられているため、水晶片５２を折り取る際に発生した小さな破片は貫通部１７ｅを通して下方に排出される。破片の排出はエアーブローやエアーバキューム装置などを用いて積極的に行うようにしても良い。
【００３６】
また、水晶は高弾性体でもあるため、折り取り時に水晶片５２が水晶片収納部１７ｃから飛び出す恐れがあるが、水晶片収納部１７ｃ上にカバーを配置すれば、飛び出しを防止することができる。
【実施例２】
【００３７】
図９は本発明の水晶片の折り取り装置のその他の実施例における折り取り板の一部を示す上面図である。本実施例は、実施例１の構成に水晶片５２の折り取り時に水晶片５２が飛び出すのを防ぐ構成を加えたものである。以下、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
水晶片収納部１７ｃの先端には梁１７ｂの長手方向に沿って延びるスリット１７ｇが形成され、これにより水晶片収納部１７ｃの先端が第一収納部１７ｈと第二収納部１７ｉの２つに水平方向に分割されている。第一収納部１７ｈと第二収納部１７ｉは梁１７ｂとの接続部を支点として互いに近接する方向へ撓むような弾性を持ち、この弾性により水晶片５２を挟み込むことができる。そのため、水晶片５２は水晶片収納部１７ｃに確実に保持され、水晶片５２を折り取る際に水晶片５２が水晶片収納部１７ｃから飛び出すことはない。尚、スリット１７ｇは、梁１７ｂの長手方向に沿った方向に限らず、梁１７ｂと水晶片収納部１７ｃとの接続部を中心とする他の方角へ延びるように形成されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、水晶片の折り取りに限らず、その他の材料で構成された小片の折り取りにも適用できる可能性がある。
【符号の説明】
【００４０】
１０      水晶片の折り取り装置
１１      水晶ウェハ受台
１２      水晶ウェハ位置決めピン
１３      クランプ部材
１４      固定用ねじ
１５      折り取り板固定台
１６      折り取り板位置決めピン
１７      折り取り板
１７ａ    位置決め穴
１７ｂ    梁
１７ｃ    水晶片収納部
１７ｄ    ガイド部
１７ｅ    貫通部
１７ｆ    突出部
１７ｇ    スリット
１７ｈ    第一収納部
１７ｉ    第二収納部
１８      スライド板
１８ａ    凹部
１８ｂ    側壁
５０      水晶ウェハ
５１      外周フレーム
５２      水晶片
５２ａ    側面
５２ｂ    楔部
５３      基部フレーム
５４      位置決め穴
【図１】
2014011580.tif 000003
【図２】
2014011580.tif 000004
【図３】
2014011580.tif 000005
【図４】
2014011580.tif 000006
【図５】
2014011580.tif 000007
【図６】
2014011580.tif 000008
【図７】
2014011580.tif 000009
【図８】
2014011580.tif 000010
【図９】
2014011580.tif 000011