CN101954616A

CN101954616A - 切削装置

Info

Publication number: CN101954616A
Application number: CN2009101684981A
Authority: CN
Inventors: 田中万平; 安田祐树
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-01-26
Also published as: SG168452A1; TW201104734A; KR20110007930A; JP2011020231A

Abstract

本发明提供一种切削装置，即使利用切削刀具将QFN基板的电极框切断、从而使电极端子按每个器件而分离，相邻的电极端子之间也不会由于延展性而短路。上述切削装置包括：卡盘工作台，其保持被加工物；和切削构件，其将圆形的切削刀具支撑于凸缘然后安装到主轴上而构成，该圆形的切削刀具对保持在上述卡盘工作台上的被加工物进行切削，上述切削装置的特征在于，上述切削构件包括刀具罩，该刀具罩具有：第一罩，其覆盖上述切削刀具的切削刃的第一侧面；和第二罩，其覆盖上述切削刃的第二侧面，在上述第一罩和上述第二罩上，沿着切削刃的圆周形成有多个切削液喷射孔，这些切削液喷射孔向上述切削刀具的从上述凸缘的外周凸出的切削刃根部喷射切削液。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及适于对QFN基板进行切削从而分割成芯片尺寸封装体(CSP：Chip Scale Package)的切削装置。

背景技术

近年来，对移动电话或个人计算机等电气设备提出了更加轻量化、小型化的要求，并开发出被称为芯片尺寸封装体(CSP)的技术以供实际应用，该技术是通过将半导体芯片封装起来以形成器件来作为适于小型化的器件的技术。

CSP通过将例如QFN(Quad Flat Non-lead Package：方形扁平无引脚封装)基板分割成一个个器件而形成。QFN基板由以下部分构成：多个半导体芯片，它们隔开预定间隔地配设；电极框，其以划分各半导体芯片的方式形成为格子状；电极端子，其从电极框向内侧配设成鱼骨状，并与形成在各半导体芯片的表面上的焊盘(Bonding Pad)连接；以及树脂层，其以包覆各半导体芯片和电极框的方式模塑而成。

在将QFN基板分割成一个个CSP时，利用具有能够旋转的切削刀具的切削装置将QFN基板的电极框切断，使鱼骨状的电极端子按一个个器件而分离，从而形成CSP(例如，参照日本特开2004-259936号公报)。

专利文献1：日本特开2004-259936号公报

但是，当利用切削刀具将QFN基板的电极框切断来使鱼骨状的电极端子按一个个器件而分离时，存在如下问题：相邻的电极之间由于电极的延展性而短路，从而使器件的电气特性显著降低。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种切削装置，该切削装置能够发挥如下所述的切削能力：即使利用切削刀具将电极框切断从而使电极端子按每个器件而分离，相邻的电极之间也不会由于延展性而短路。

根据本发明，提供一种切削装置，其包括：卡盘工作台，其保持被加工物；和切削构件，其通过将圆形的切削刀具支撑于凸缘然后安装到主轴上而构成，该圆形的切削刀具对保持在上述卡盘工作台上的被加工物进行切削，上述切削装置的特征在于，上述切削构件包括刀具罩，该刀具罩具有：第一罩，其覆盖上述切削刀具的切削刃的第一侧面；和第二罩，其覆盖上述切削刃的第二侧面，在上述第一罩和上述第二罩上，沿着切削刃的圆周形成有多个切削液喷射孔，这些切削液喷射孔向上述切削刀具的从上述凸缘的外周凸出的切削刃根部喷射切削液。

优选的是，切削刀具的切削刃从刀具罩的下端部凸出，其凸出量为切削被加工物所需的量。优选的是，切削液以2～5升/分钟的比率从切削液喷射孔中喷出。

根据本发明，由于供给至该从凸缘的外周部凸出的切削刃根部的切削液在附着于切削刃的状态下通过离心力而到达切削刃的尖端，进而该切削液通过连带旋转而被充分地供给到被加工物的切削点上，所以抑制了电极端子的因延展性而引起的伸长，从而电极端子之间不会短路，能够形成电气特性良好的器件(CSP)。

附图说明

图1是QFN基板的俯视图。

图2是沿图1中的II-II线的剖视图。

图3是切削装置的外观立体图。

图4是表示将树脂刀具(垫圈刀具)安装到主轴上的状况的分解立体图。

图5是树脂刀具安装在主轴上的状态的立体图。

图6是刀具罩的分解立体图。

图7的(A)是安装在主轴壳体上的刀具罩的分解立体图，图7的(B)是安装在主轴壳体上的刀具罩的立体图。

图8是刀具罩的纵剖视图。

图9是利用切削刀具切削电极框的状态下的QFN基板的剖视图。

图10是内置有半导体芯片的CSP(器件)的俯视图。

标号说明

2：QFN基板；4：金属框；6a、6b、6c：器件区域；8a、8b：电极框；10：器件形成部；12：电极端子；14：半导体芯片；15：CSP；16：树脂层；22：切削装置；38：卡盘工作台；44：切削单元；46：主轴；48：切削刀具(树脂刀具)；52：支座凸缘；56：固定凸缘；62：装卸凸缘；66：刀具罩；68：第一罩；70：第二罩；74、84：切削液喷射孔。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。参照图1，表示适于利用本发明的切削装置进行切削的QFN基板的一个示例的俯视图。QFN基板2具有例如矩形的金属框4，在被金属框4的外周剩余区域5以及非器件区域5a围绕的区域中，在图示的例子中存在三个器件区域6a、6b、6c。

在各器件区域6a、6b、6c中，形成有多个器件形成部10，所述多个器件形成部10通过以相互正交的方式纵横设置的第一和第二电极框8a、8b而被划分开，与各半导体芯片14(参照图2)的焊盘连接的电极端子12从各电极框8a、8b向电极框8a、8b的两侧呈鱼骨状地伸长。

电极框8a、8b以及电极端子12与金属框4形成为一体，各电极端子12彼此通过模塑形成在金属框4上的树脂层16而绝缘。如图2所示，在各器件形成部10的背面配设有半导体芯片14，半导体芯片14通过树脂层16而被模塑封闭起来。

参照图3，表示适于对图1所示的QFN基板2进行切削的切削装置22的外观立体图。在切削装置22的前表面侧设置有操作构件24，该操作构件24用于由操作员输入加工条件等对装置的指示。在装置上部设置有CRT等的显示构件26，该显示构件26显示对操作员的引导画面和由后述摄像构件拍摄到的图像。

作为切削对象的QFN基板2粘贴在作为粘接带的切割带T上，切割带T的外周缘部粘贴在环状框架F上。由此，QFN基板2成为经切割带T支承在框架F上的状态，在图3所示的盒28中收纳有多块QFN基板2。盒28载置于能够上下活动的盒升降机29上。

在盒28的后方配设有搬出搬入构件30，该搬出搬入构件30从盒28中搬出切削前的QFN基板2，并且将切削后的QFN基板2搬入到盒28中。

在盒28和搬出搬入构件30之间设置有临时放置区域32，临时放置区域32是临时载置作为搬出搬入对象的QFN基板2的区域，在临时放置区域32中配设有使QFN基板2的位置对准固定位置的位置对准构件34。

在临时放置区域32的附近配设有搬送构件36，该搬送构件36具有吸附与QFN基板2成为一体的框架F并进行搬送的回转臂，搬出至临时放置区域32的QFN基板2由搬送构件36吸附并搬送至卡盘工作台38上，该QFN基板2被卡盘工作台38吸引保持，并且框架F被多个夹紧件39夹紧而固定起来。

卡盘工作台38构成为能够旋转并且能够在X轴方向上往复移动，在卡盘工作台38的X轴方向的移动路径的上方，配设有对QFN基板2的应切削的电极框8a、8b进行检测的校准构件40。

校准构件40具有对QFN基板2的表面进行摄像的摄像构件42，校准构件40能够根据摄像所获得的图像通过图案匹配等处理来检测应切削的电极框8a、8b。利用摄像构件42获得的图像显示在显示构件26中。

在校准构件40的左侧配设有切削构件(切削单元)44，该切削构件44对保持在卡盘工作台38上的QFN基板2实施切削加工。切削单元44与校准构件40构成为一体，并且两者联动地在Y轴方向和Z轴方向上移动。

切削单元44构成为在能够旋转的主轴46的前端安装有利用树脂将金刚石磨粒固定而得到的切削刀具48，并且该切削单元44能够在Y轴方向和Z轴方向上移动。切削刀具48位于摄像构件42的X轴方向的延长线上。

标号45是搬送构件，该搬送构件45将完成了切削的QFN基板2搬送至清洗装置47，在清洗装置47中，对QFN基板2进行清洗，并从空气喷嘴喷出空气使QFN基板2干燥。

参照图4，示出了表示将垫圈状的切削刀具48安装到主轴46上的状况的分解立体图。切削刀具48是利用树脂结合剂将金刚石磨粒固定而得到的树脂刀具，其整体由切削刃构成。切削刀具48的厚度为100～300μm。

支座凸缘52由凸台部54和固定凸缘56构成，该固定凸缘56与凸台部54形成为一体。在凸台部54上形成有外螺纹58。将支座凸缘52的安装孔插到主轴46的未图示的前端小径部和带锥度部分上，并将螺母60与形成在主轴46的前端小径部上的外螺纹螺合并拧紧，由此支座凸缘52被安装到主轴46的前端部上。

将切削刀具(树脂刀具)48插到支座凸缘52的凸台部54上，进而将装卸凸缘62插到凸台部54上，并将固定螺母64与外螺纹58螺合并拧紧，由此，如图5所示，切削刀具48被固定凸缘56和装卸凸缘62从两侧夹持，从而切削刀具48被安装到主轴46上。

参照图6，表示刀具罩66的分解立体图。刀具罩66由第一罩68和第二罩70构成，该第一罩68如图7的(A)所示地安装在主轴壳体50上。

第一罩68具有包围切削刀具48的圆弧状的内周面72，在内周面72上形成有在圆周方向上隔开了预定间隔的多个切削液喷射孔74。各切削液喷射孔74经由图8所示的切削液通道75与连接管76连接。连接于切削液供给源的未图示的软管与连接管76连接。在第一罩68上，还形成有一对凸起部78和螺纹孔80。

第二罩70也与第一罩68一样，具有包围切削刀具48的圆弧状的内周面82，在内周面82上形成有在圆周方向上隔开了预定间隔的多个切削液喷射孔84。各切削液喷射孔84经由图8所示的切削液通道85与连接管86连接。连接于切削液供给源的未图示的软管与连接管86连接。第二罩70还具有用于插入紧固用螺栓的圆孔88、以及用于插入第一罩68的凸起部78的未图示的一对凹部。

如图7的(A)所示，将第一罩68的凸起部78插入到第二罩70的凹部中，并将螺栓90经第二罩70的圆孔88螺合到第一罩68的螺纹孔80中并拧紧，由此，如图7的(B)所示，第二罩70被安装到第一罩68上，从而完成了刀具罩66。

下面，根据图3对这样构成的切削装置2的作用进行说明。关于收纳在盒28中的QFN基板2，利用搬出搬入构件30夹持框架F，使搬出搬入构件30在Y轴方向，并在临时放置区域32处解除该夹持，由此将该QFN基板2载置到临时放置区域32中。然后，通过使位置对准构件34向相互接近的方向移动，QFN基板2被定位在固定的位置。

接着，由搬送构件36吸附框架F，通过使搬送构件36回转，将与框架F成为一体的QFN基板2搬送至卡盘工作台38上并由卡盘工作台38吸引保持，并且利用夹紧件39对框架F进行固定。然后，使卡盘工作台38在X轴方向上移动，将QFN基板2定位在校准构件40的正下方。

在校准构件40中实施如下所述的校准：对QFN基板2的应切削电极框8a进行摄像，利用公知的图案匹配等手法使切削刀具48与应切削电极框8a对齐。在纵向的电极框8a的校准全部完成后，使卡盘工作台38旋转90度，对沿横向延伸的电极框8b实施同样的校准。

如果在将要切削的电极框8a与切削刀具48进行了位置对准的状态下，使卡盘工作台38在X轴方向上移动，并且一边使切削刀具48高速旋转一边使切削单元44下降，则如图9所示，进行了位置对准的电极框8a被切削，相邻的半导体芯片14的电极端子12被切开。

在进行该切削时，一边如图8所示从形成于刀具罩66的切削液喷射孔74、84向切削刀具48的从凸缘56、62的外周部凸出的切削刃根部喷射切削液，一边实施QFN基板2的切削。

换言之，一边从切削液喷射孔74、84向凸缘56、62与切削刀具48的切削刃之间的边界部喷射切削液一边实施切削。优选的是，在切削时切削液以2～5升/分钟的比率从切削液喷射孔74、84中喷出。

切削刀具48整体由切削刃构成，供给至该切削刀具48的从凸缘56、62的外周部凸出的切削刃根部的切削液在附着于切削刃48的状态下通过离心力而到达切削刃48的尖端，进而该切削液通过连带旋转而被充分地供给到QFN基板2的切削点上。由此，抑制了电极端子12的因延展性而引起的伸长，从而防止了电极端子12之间的短路。

在使切削单元44在Y轴方向上每次分度进给相当于存储器中存储的电极框8a的间距的量的同时进行切削，由此，相同方向的电极框8a全部被切削。另外，如果在使卡盘工作台38旋转90度之后进行与上述相同的切削，则电极框8b也全部被切削，从而分割成图10所示的CSP(芯片尺寸封装体)15。

此外，形成在第一罩68和第二罩70上的切削液喷射孔74、84不是必须形成在内周面72、82的整周上，也可以是在内周面72、82的一部分上形成多个切削液喷射孔。

Claims

1.一种切削装置，其包括：卡盘工作台，其保持被加工物；和切削构件，其通过将圆形的切削刀具支撑于凸缘然后安装到主轴上而构成，该圆形的切削刀具对保持在上述卡盘工作台上的被加工物进行切削，上述切削装置的特征在于，

上述切削构件包括刀具罩，该刀具罩具有：第一罩，其覆盖上述切削刀具的切削刃的第一侧面；和第二罩，其覆盖上述切削刃的第二侧面，

在上述第一罩和上述第二罩上，沿着切削刃的圆周形成有多个切削液喷射孔，这些切削液喷射孔向上述切削刀具的从上述凸缘的外周凸出的切削刃根部喷射切削液。

2.根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，

上述切削刀具的切削刃从上述刀具罩的下端部凸出，其凸出量为切削被加工物所需的量。

3.根据权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于，

切削液以2～5升/分钟的比率从上述切削液喷射孔中喷出。