CN105304563A - 封装基板的加工方法 - Google Patents

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CN105304563A CN201510418765.1A CN201510418765A CN105304563A CN 105304563 A CN105304563 A CN 105304563A CN 201510418765 A CN201510418765 A CN 201510418765A CN 105304563 A CN105304563 A CN 105304563A
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Abstract

提供封装基板的加工方法，不降低封装器件的质量地将封装基板分割成各个封装器件。封装基板在热扩散基板的正面上在通过形成为格子状的分割预定线划分的多个区域中分别配置有器件并利用树脂包覆该多个器件，沿着分割预定线将封装基板分割成各个封装器件，封装基板的加工方法包含：树脂去除工序，沿着封装基板的分割预定线照射脉冲激光光线，沿着分割预定线去除包覆该多个器件的树脂，由此使热扩散基板的正面沿着分割预定线露出；封装器件生成工序，沿着分割预定线对实施树脂去除工序后的封装基板进行分割而生成各个封装器件，在树脂去除工序中照射的脉冲激光光线是CO2激光，且脉冲宽度被设定为几μs以下。

Description

封装基板的加工方法
技术领域
本发明涉及封装基板的加工方法，封装基板中，在热扩散基板的正面上在通过形成为格子状的分割预定线划分的多个区域中分别配置有器件，并利用树脂层包覆该多个器件，沿着分割预定线对该封装基板进行分割。
背景技术
有时将IC、LSI、LED等器件以不会因发热而导致功能降低的方式配设于被称为散热器的热扩散基板来使用。这样在热扩散基板上配设有器件的封装器件是通过对在热扩散基板的正面上配设有多个器件的封装基板进行分割而制造的。另外，热扩散基板除了不锈钢或铜等金属之外，还由氮化铝等热传导率高的陶瓷形成(例如，参照专利文献1)。
封装基板构成为：在热扩散基板的正面上隔着由分割预定线形成的规定的间隔并经由结合剂配设有多个器件，并且，为了缓和光器件发出的光而在光器件的上表面上包覆硅树脂。
为了沿着分割预定线将上述封装基板切断而分割成各个封装器件，使用被称为划片机的具有切削刀具的切削装置。
并且，作为沿着分割预定线切断封装基板的方法，也可以使用沿着分割预定线照射激光光线的方法。
专利文献1：日本特开2009-224683号公报
发明内容
然而，当利用具有切削刀具的切削装置沿着分割预定线切断封装基板时，存在如下的问题：由于包覆在热扩散基板的正面上的硅树脂产生挤裂，因此必须将加工进给速度设定为5mm/秒左右的低速，生产性变差。
另一方面，在通过沿着封装基板的分割预定线照射激光光线而沿着分割预定线切断封装基板的方法中，存在如下问题：合成树脂熔融而导致激光加工槽的两侧被加工成锥状并且产生焦糊而显著降低封装器件的质量。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于提供一种封装基板的加工方法，能够在不降低封装器件的质量的情况下将封装基板分割成各个封装器件。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明提供一种封装基板的加工方法，所述封装基板中，在热扩散基板的正面上在通过形成为格子状的分割预定线划分的多个区域中分别配置有器件，并利用树脂包覆该多个器件，在所述封装基板的加工方法中，沿着分割预定线将该封装基板分割成各个封装器件，其特征在于，所述封装基板的加工方法包含：
树脂去除工序，沿着封装基板的分割预定线照射脉冲激光光线而沿着分割预定线去除包覆该多个器件的树脂，由此使热扩散基板的正面沿着分割预定线露出；以及
封装器件生成工序，沿着分割预定线对实施该树脂去除工序后的封装基板进行分割，由此生成各个封装器件，
在该树脂去除工序中照射的脉冲激光光线是CO2激光，且脉冲宽度被设定为几μs以下。
上述热扩散基板由氮化铝陶瓷形成，树脂是硅树脂。
在上述封装器件生成工序中，通过利用切削刀具沿着分割预定线切断热扩散基板而分割出各个封装器件。
并且，在上述封装器件生成工序中通过沿着热扩散基板的分割预定线照射激光光线而分割出各个封装器件。
在本发明的封装基板的加工方法中，在树脂去除工序中，沿着封装基板的分割预定线照射脉冲激光光线，沿着分割预定线去除包覆多个器件的树脂，由此使热扩散基板的正面沿着分割预定线露出，在树脂去除工序中照射的脉冲激光光线是CO2激光，且将脉冲宽度设定为几μs以下，因此，与由切削刀具进行的切削加工不同，是非接触的加工，因此能够在不使硅树脂产生挤裂的情况下高效地实施树脂去除工序。
并且，在树脂去除工序中照射的CO2激光的波长对于硅树脂吸收性良好并且脉冲宽度短至几μs以下，因此不产生焦糊，并且在去除了硅树脂的激光加工槽的两侧难以产生锥状，不会降低封装基板的质量。
附图说明
图1是利用本发明的封装基板的加工方法进行加工的封装基板的立体图和剖视图。
图2是示出用于实施本发明的封装基板的加工方法中的树脂去除工序的激光装置的主要部分的立体图。
图3是本发明的封装基板的加工方法中的树脂去除工序的说明图。
图4是示出用于实施作为本发明的封装基板的加工方法中的封装器件生成工序的热扩散基板切断工序的切削装置的主要部分的立体图。
图5是示出在图4所示的切削装置的保持工作台上保持有实施了树脂去除工序后的封装基板的状态的立体图。
图6是作为本发明的封装基板的加工方法中的封装器件生成工序的热扩散基板切断工序的说明图。
图7是示出用于实施作为本发明的封装基板的加工方法中的封装器件生成工序的热扩散基板激光切断工序的激光加工装置的主要部分的立体图。
图8是示出在图7所示的激光加工装置的保持工作台上保持有实施了树脂去除工序后的封装基板的状态的立体图。
图9是作为本发明的封装基板的加工方法中的封装器件生成工序的热扩散基板激光切断工序的说明图。
标号说明
2：封装基板；21：热扩散基板；22：分割预定线；23：器件；24：硅树脂；3：激光加工装置；31：激光加工装置的保持工作台；32：激光光线照射单元；322：聚光器；33：拍摄单元；4：切削装置；41：切削装置的保持工作台；411：退避槽；412：吸引孔；42：切削单元；423：切削刀具；43：拍摄单元；5：激光加工装置；51：激光加工装置的保持工作台；511：退避槽；512：吸引孔；52：激光光线照射单元；522：聚光器；524：辅助气体喷射单元；53：拍摄单元。
具体实施方式
以下，参照附图进一步对本发明的封装基板的加工方法的优选实施方式进行详细的说明。
图1的(a)和(b)示出作为被加工物的封装基板的立体图和剖视图。图1的(a)和(b)所示的封装基板2构成为：在由厚度是400μm的氮化铝的陶瓷构成的热扩散基板21的正面21a上，隔着由格子状的分割预定线22形成的规定的间隔经由结合剂配设有多个LED等器件23，并且以填充由分割预定线22形成的规定的间隔且覆盖器件23的方式包覆硅树脂24。另外，硅树脂24以距热扩散基板21的正面21a例如300μm的厚度形成。
为了沿着多个分割预定线22分割上述封装基板2，首先实施树脂去除工序，沿着封装基板2的分割预定线22照射脉冲激光光线而沿着分割预定线22去除包覆多个器件的树脂，从而沿着分割预定线22使热扩散基板21的正面露出。使用图2所示的激光加工装置来实施该树脂去除工序。图2所示的激光加工装置3具有：作为保持被加工物的保持单元的保持工作台31；激光光线照射单元32，其对保持在该保持工作台31上的被加工物照射激光光线；以及拍摄单元33，其对保持在保持工作台31上的被加工物进行拍摄。保持工作台31形成为矩形状，其具有吸附卡盘支承台311和安装固定在该吸附卡盘支承台311上的吸附卡盘312，在作为该吸附卡盘312的表面的载置面上利用未图示的吸引单元来保持上述封装基板2。并且，保持工作台31构成为能够借助未图示的旋转机构进行转动。以这种方式构成的保持工作台31能够借助未图示的加工进给单元在图2中箭头X所示的加工进给方向上移动，并且借助未图示的分度进给单元在箭头Y所示的分度进给方向上移动。
上述激光光线照射单元32包含大致水平配置的圆筒形状的外壳321。在外壳321内配设有未图示的脉冲激光光线振荡单元，其具有CO2激光振荡器和重复频率设定单元。在上述外壳321的末端部安装固定有用于将从脉冲激光光线振荡单元振荡出的脉冲激光光线聚光的聚光器322。另外，激光光线照射单元32具有聚光点位置调整单元(未图示)，其用于调整由聚光器322聚光的脉冲激光光线的聚光点位置。
拍摄单元33安装固定在构成上述激光光线照射单元32的外壳321的末端部，该拍摄单元33由显微镜和CCD照相机等光学单元构成，将拍摄到的图像信号发送给未图示的控制单元。
为了使用上述激光加工装置3来实施树脂去除工序，首先将上述封装基板2的热扩散基板21侧载置在作为保持工作台31的吸附卡盘312的表面的载置面上，通过使未图示的吸引单元进行动作而将封装基板2吸引保持在保持工作台31上(封装基板保持工序)。因此，保持在保持工作台31上的封装基板2的器件23和硅树脂24侧成为上侧。将这样保持着封装基板2的保持工作台31借助未图示的加工进给单元定位在拍摄单元33的正下方。
当保持工作台31被定位在拍摄单元33的正下方时，执行对准作业，利用拍摄单元33和未图示的控制单元对封装基板2的应该进行激光加工的加工区域进行检测。即，拍摄单元33和未图示的控制单元执行用于进行按照规定方向形成在封装基板2上的分割预定线22与激光光线照射单元32的聚光器322之间的位置对准的图案匹配等图像处理，来执行加工区域的对准(对准工序)。并且，针对形成在封装基板2上的沿着与上述规定的方向垂直的方向延伸的分割预定线22，也同样地执行加工区域的对准。
在以上述方式实施了对准工序后，如图3的(a)所示，将保持工作台31移动到照射激光光线的激光光线照射单元32的聚光器322所在的激光光线照射区域，将规定的分割预定线22定位在聚光器322的正下方。此时，如图3的(a)所示，以分割预定线22的一端(在图3的(a)中为左端)位于聚光器322的正下方的方式定位封装基板2。并且，如图3的(a)所示，将从聚光器322照射的脉冲激光光线LB的聚光点P对位到硅树脂24的表面(上表面)附近。接着，从激光光线照射单元32的聚光器322照射作为CO2激光且脉冲宽度被设定为几μs以下的脉冲激光光线，同时使保持工作台31在图3的(a)中箭头X1所示的方向上以规定的加工进给速度进行移动。并且，如图3的(b)所示，在分割预定线22的另一端(在图3的(b)中为右端)到达聚光器322的正下方位置后，停止脉冲激光光线的照射，并且停止保持工作台31的移动(树脂去除工序)。通过以这种方式实施树脂去除工序，而如图3(c)所示，利用沿着分割预定线22形成的激光加工槽241将包覆多个器件23的硅树脂24去除，沿着分割预定线22露出热扩散基板21的正面(上表面)。
由于在上述的树脂去除工序中照射的脉冲激光光线是CO2激光，且将脉冲宽度设定为几μs以下，因此与利用切削刀具而进行的切削加工不同，是非接触的加工，因此能够在不在硅树脂24产生挤裂的情况下高效地实施树脂去除加工。
并且，在树脂去除工序中照射的CO2激光的波长对于硅树脂吸收性良好，且脉冲宽度短至几μs以下，因此不会产生焦糊，并且在去除了硅树脂的激光加工槽241的两侧难以产生锥状而不会降低封装基板的质量。
另外，上述树脂去除工序例如是按照以下的加工条件进行的。
激光光线的波长：CO2激光(9.2～10.6μm)
重复频率：100kHz
脉冲宽度：10ns～5μs
平均输出：40W
聚光点直径：
加工进给速度：180mm/秒
在沿着按照规定的方向形成在封装基板2上的所有的分割预定线22实施了上述的树脂去除工序后，将保持工作台31转动90度，沿着按照与上述规定方向垂直的方向形成在由保持工作台31保持的封装基板2上的分割预定线22实施树脂去除工序。
在以如上的方式实施了树脂去除工序后，实施封装器件生成工序，通过沿着分割预定线22分割封装基板2而生成各个封装器件。参照图4至图6对该封装器件生成工序的第1实施方式进行说明。
使用图4所示的切削装置4来实施封装器件生成工序的第1实施方式。图4所示的切削装置4具有：作为保持被加工物的保持单元的保持工作台41；切削单元42，其对保持在该保持工作台41上的被加工物进行切削；以及拍摄单元43，其对保持在保持工作台41上的被加工物进行拍摄。保持工作台41形成为矩形状，且在表面中央部突出设置有吸引保持上述封装基板2的吸引保持部410。在吸引保持部410的上表面(保持面)上，在与形成在封装基板2上的分割预定线22对应的区域中，以格子状形成有退避槽411。另外，退避槽411的宽度形成为1mm以上，形成在封装基板2上的激光加工槽241被定位在规定的范围内。并且，在吸引保持部410上在由分割预定线22划分出的多个区域中分别形成有吸引孔412，该吸引孔412与未图示的吸引单元连通。另外，保持工作台41构成为能够借助未图示的旋转机构进行旋转。以这种方式构成的保持工作台41借助未图示的切削进给单元在图4中箭头X所示的加工进给方向上移动，并且借助未图示的分度进给单元在箭头Y所示的分度进给方向上移动。
上述切削单元42包含：主轴壳体421，其被配置为大致水平；旋转主轴422，其以旋转自如的方式支承于该主轴壳体421；以及厚度为80μm的切削刀具423，其安装固定在该旋转主轴422的末端部，旋转主轴422借助配设在主轴壳体421内的未图示的伺服电动机而按照箭头423a所示的方向旋转。
上述拍摄单元43由显微镜和CCD照相机等光学单元构成，将拍摄到的图像信号发送给未图示的控制单元。
以下，对使用上述切削装置4而实施的封装器件生成工序进行说明。
如图5所示，将实施了上述树脂去除工序的封装基板2的热扩散基板21侧载置在作为保持工作台41的吸引保持部410的上表面的保持面上。并且，通过使未图示的吸引单元进行动作，而在保持工作台41上吸引保持封装基板2(封装基板保持工序)。此时，利用设置在保持工作台41的吸引保持部410上的多个吸引孔412中作用的负压可靠地吸引保持各个封装器件230。这样，对于被吸引保持在保持工作台41上的封装基板2而言，沿着分割预定线22去除了硅树脂24的激光加工槽241成为上侧。
在如上所述实施了封装基板保持工序后，利用未图示的切削进给单元将吸引保持着封装基板2的保持工作台41定位在拍摄单元43的正下方。当将保持工作台41定位在拍摄单元43的正下方时，执行对准作业，利用拍摄单元43和未图示的控制单元对封装基板2的应该进行激光加工的加工区域进行检测。
在如上所述执行了对保持在保持工作台41上的封装基板2的切削区域进行检测的对准后，将保持着封装基板2的保持工作台41移动到切削作业区域，如图6的(a)所示，将沿着规定的分割预定线22形成的激光加工槽241的一端(图6的(a)中为左端)定位在比切削刀具423的正下方略微靠右侧。并且，使切削刀具423以箭头423a所示的方向旋转，并且将切削刀具423从双点划线所示的退避位置在箭头Z1所示的方向上切入进给规定的量。该切入进给位置设定为使切削刀具423的外周缘达到热扩散基板21的背面(下表面)的深度。这样实施了切削刀具423的切入进给后，在图6的(a)中箭头X1所示的方向上以规定的切削进给速度移动保持工作台41，如图6的(b)所示，在沿着形成在保持于保持工作台41上的封装基板2的分割预定线22而形成的激光加工槽241的另一端(在图6的(a)中为右端)到达比切削刀具423的正下方略微靠左侧后，停止保持工作台41的移动，并且使切削刀具423沿箭头Z2所示的方向上升到实线所示的退避位置。其结果为，如图6(c)所示，利用沿着激光加工槽241而形成的切削槽211切断封装基板2的热扩散基板21，所述激光加工槽241是沿着分割预定线22而形成的(热扩散基板切断工序)。
另外，上述热扩散基板切断工序例如是按照以下的加工条件进行的。
切削刀具的厚度：80μm
切削刀具的直径：52mm
切削刀具的旋转速度：20000rpm
切削进给速度：10mm/秒
在沿着按照规定的方向形成在封装基板2上的所有的激光加工槽241实施了上述热扩散基板切断工序后，将保持工作台41转动90度，并沿着按照与上述规定的方向垂直的方向形成在由保持工作台41保持的封装基板2上的激光加工槽241实施热扩散基板切断工序。其结果为，如图6(d)所示，将封装基板2分割成各个封装器件230。另外，被一个个地分割的封装器件230由保持工作台41的吸引保持部410吸引保持而以封装基板的状态维持。但是，由于未构成封装基板2的封装器件的外周部不被保持工作台41吸引保持，因此作为废料从保持工作台41脱落。
接着，参照图7至图9对封装器件生成工序的第2实施方式进行说明。使用图7所示的激光装置5来实施封装器件生成工序的第2实施方式。图7所示的激光加工装置5具有：作为保持被加工物的保持单元的保持工作台51；激光光线照射单元52，其对保持在该保持工作台51上的被加工物照射激光光线；以及拍摄单元53，其对保持在保持工作台51上的被加工物进行拍摄。保持工作台51被构成为与上述图4所示的切削装置4的保持工作台41相同。即，保持工作台51形成为矩形状且在表面中央部突出设置有吸引保持上述封装基板2的吸引保持部510。在吸引保持部510的上表面(保持面)上在与形成在封装基板2上的分割预定线22对应的区域中，以格子状形成有退避槽511。另外，将退避槽511的宽度形成为1mm以上，形成在封装基板2上的激光加工槽241被定位在规定的范围内。并且，在吸引保持部510上在由分割预定线22划分出的多个区域中分别形成吸引孔512，该吸引孔512与未图示的吸引单元连通。另外，保持工作台51构成为能够借助未图示的旋转机构进行旋转。以这种方式构成的保持工作台51借助未图示的加工进给单元在图7中箭头X所示的加工进给方向上移动，并且借助未图示的分度进给单元在箭头Y所示的分度进给方向上移动。
上述激光光线照射单元52包含配置为大致水平的圆筒形状的外壳521。在外壳521内配设有未图示的脉冲激光光线振荡单元，其具有脉冲激光光线振荡器和重复频率设定单元。在上述外壳521的末端部安装固定有用于将从脉冲激光光线振荡单元振荡出的脉冲激光光线聚光的聚光器522。并且，图示的实施方式中的激光光线照射单元52具有辅助气体喷射单元524，所述辅助气体喷射单元524将利用从聚光器522照射的脉冲激光光线进行加工时产生的碎屑吹散。另外，激光光线照射单元52具有聚光点位置调整单元(未图示)，所述聚光点位置调整单元用于对由聚光器522聚光的脉冲激光光线的聚光点位置进行调整。
拍摄单元53安装固定在构成上述激光光线照射单元52的外壳521的末端部，该拍摄单元53由显微镜和CCD照相机等光学单元构成，将拍摄到的图像信号发送给未图示的控制单元。
为了使用上述激光加工装置5来实施封装器件生成工序，如图8所示，将实施了上述树脂去除工序的封装基板2的热扩散基板21侧载置在作为保持工作台51的吸引保持部510的上表面的保持面上。并且，通过使未图示的吸引单元进行动作，而在保持工作台51上吸引保持封装基板2(封装基板保持工序)。此时，利用设置在保持工作台51的吸引保持部510上的多个吸引孔512中作用的负压可靠地吸引保持各个封装器件230。这样，对于被吸引保持在保持工作台51上的封装基板2而言，沿着分割预定线22去除了硅树脂24的激光加工槽241成为上侧。
在以上述方式实施了封装基板保持工序后，利用未图示的切削进给单元将吸引保持着封装基板2的保持工作台51定位在拍摄单元53的正下方。当将保持工作台51定位在拍摄单元53的正下方时，执行对准作业，利用拍摄单元53和未图示的控制单元对封装基板2的应该进行激光加工的加工区域进行检测。
在以上述方式实施了对准工序后，如图9的(a)所示将保持工作台51移动到照射激光光线的激光光线照射单元52的聚光器522所在的激光光线照射区域，将规定的激光加工槽241定位在聚光器522的正下方。此时，如图9的(a)所示，以激光加工槽241的一端(在图9的(a)中为左端)位于聚光器522的正下方的方式定位封装基板2。并且，如图9的(a)所示，使从聚光器522照射的脉冲激光光线LB的聚光点P对位到激光加工槽241的底面(热扩散基板21的正面)附近。接着，从激光光线照射单元52的聚光器522照射对于封装基板2的热扩散基板21具有吸收性的波长的脉冲激光光线并且使保持工作台51在图9的(a)中箭头X1所示的方向上以规定的加工进给速度进行移动。并且，如图9的(b)所示在激光加工槽241的另一端(在图9的(b)中为右端)到达聚光器522的正下方位置后，停止脉冲激光光线的照射并且停止保持工作台51的移动(热扩散基板激光切断工序)。通过以这种方式实施热扩散基板激光切断工序，而如图9(c)所示，借助沿着激光加工槽241形成的激光加工槽212来切断封装基板2的热扩散基板21。在该热扩散基板激光切断工序中，辅助气体喷射单元524进行动作，对通过从聚光器522照射的脉冲激光光线形成的加工部喷射例如压力为1MPa的空气。其结果为，利用脉冲激光光线进行加工时产生的碎屑被吹散并被挤入形成在保持工作台51上的退避槽511。因此，利用脉冲激光光线进行加工时所产生的碎屑不会附着在封装器件的表面上。
另外，上述热扩散基板激光切断工序例如是按照以下的加工条件进行的。
激光光线的波长：YAG激光(1.06μm)
重复频率：18kHz
平均输出：150W
聚光点直径：
加工进给速度：160mm/秒
在沿着按照规定的方向形成在封装基板2上的所有的激光加工槽241实施了上述的热扩散基板激光切断工序后，将保持工作台51转动90度，并沿着按照与上述规定的方向垂直的方向形成在保持在保持工作台51上的封装基板2上的激光加工槽241实施热扩散基板切断工序。其结果为，如图9(d)所示，将封装基板2分割成各个封装器件230。另外，被一个个地分割的封装器件230由保持工作台51的吸引保持部510吸引保持，并以封装基板的状态维持。但是，未构成封装基板2的封装器件的外周部不被保持工作台51吸引保持，因此作为废料从保持工作台51脱落。
在上述的热扩散基板激光切断工序中，由于并不是由切削刀具进行的切断而是由激光加工进行的切断，因此即使热扩散基板21由金属形成也不会产生毛边，解决了封装器件的质量降低的问题。
并且，由于热扩散基板激光切断工序并不是由切削刀具进行的切断而是由激光加工进行的切断，因此即使热扩散基板21由陶瓷形成也可以顺畅地切断，生产性良好。
以上，根据图示的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明并不仅限于实施方式，在本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。例如，在上述的实施方式中，示出了使激光加工装置3的保持工作台31、切削装置4的保持工作台41和激光加工装置5的保持工作台51为不同的构造的例子，但是也可以使激光加工装置3的保持工作台31与切削装置4的保持工作台41或激光加工装置5的保持工作台51为相同的构造。

Claims (4)

1.一种封装基板的加工方法，所述封装基板中，在热扩散基板的正面上在通过形成为格子状的分割预定线划分的多个区域中分别配置有器件，并利用树脂包覆该多个器件，在所述封装基板的加工方法中，沿着分割预定线将该封装基板分割成各个封装器件，其特征在于，所述封装基板的加工方法包含：
树脂去除工序，沿着封装基板的分割预定线照射脉冲激光光线，沿着分割预定线去除包覆该多个器件的树脂，由此使热扩散基板的正面沿着分割预定线露出；以及
封装器件生成工序，沿着分割预定线对实施该树脂去除工序后的封装基板进行分割，由此生成各个封装器件，
在该树脂去除工序中照射的脉冲激光光线是CO2激光，且脉冲宽度被设定为几μs以下。
2.根据权利要求1所述的封装基板的加工方法，其中，
该热扩散基板由氮化铝陶瓷形成，所述树脂是硅树脂。
3.根据权利要求1或2所述的封装基板的加工方法，其中，
在该封装器件生成工序中，通过利用切削刀具沿着分割预定线切断热扩散基板而分割出各个封装器件。
4.根据权利要求1或2所述的封装基板的加工方法，其中，
在该封装器件生成工序中，通过沿着热扩散基板的分割预定线照射激光光线而分割出各个封装器件。
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