CN108074841B - 封装基板切断用治具工作台 - Google Patents

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Abstract

提供封装基板切断用治具工作台，其能够提高封装基板的加工品质。封装基板切断用治具工作台在对封装基板进行切断加工时使用，其具有：治具基座；以及保持部件，其以能够取下的方式安装于治具基座上，保持部件具有：保持面，其对封装基板进行保持；多个切削刀具用退刀槽，它们与封装基板的分割预定线对应地形成于保持面侧；以及吸引孔，其形成于该保持面的由切削刀具用退刀槽划分的各区域中，该保持部件的动态粘弹性模量的值为0.16以上且0.41以下。

Description

封装基板切断用治具工作台
技术领域
本发明涉及对封装基板进行切断加工时所用的封装基板切断用治具工作台。
背景技术
在CSP(Chip Size Package，芯片尺寸封装)或QFN(Quad Flat Non-leadedPackage，四方扁平无引脚封装)等封装技术中，沿着分割预定线(间隔道)将利用树脂等密封了多个器件的封装基板切断。由此，得到与各器件对应的多个封装器件芯片。
当利用切削刀具将上述那样的封装基板切断时，多数情况下利用专门设计的治具工作台对封装基板进行保持(例如，参照专利文献1、2)。在这样的治具工作台上设置有：与分割预定线对应的切削刀具用的退刀槽；以及用于对分割预定线所划分的封装基板的各区域进行吸引的多个吸引孔。
专利文献1：日本特开2011-49193号公报
专利文献2：日本特开2011-114145号公报
上述的治具工作台的与封装基板相接触的部分通常使用氯丁橡胶来形成。但是，在使用该氯丁橡胶形成的治具工作台中，存在下述问题：容易传递加工时的振动而无法充分提高封装基板的加工品质。
发明内容
本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供能够提高封装基板的加工品质的封装基板切断用治具工作台。
根据本发明的一个方式，提供封装基板切断用治具工作台，在对封装基板进行切断加工时使用该封装基板切断用治具工作台，其特征在于，该封装基板切断用治具工作台具有：治具基座；以及保持部件，其以能够取下的方式安装于该治具基座上，该保持部件具有：保持面，其对该封装基板进行保持；多个切削刀具用退刀槽，它们与该封装基板的分割预定线对应地形成于该保持面侧；以及吸引孔，其形成于该保持面的由该切削刀具用退刀槽划分的各区域中，该保持部件的动态粘弹性模量的值为0.16以上且0.41以下。
在本发明的封装基板切断用治具工作台中，利用动态粘弹性模量的值为0.16以上且0.41以下的保持部件对封装基板进行保持，因此与使用氯丁橡胶形成的以往的封装基板切断用治具工作台相比，能够提高封装基板的加工品质。
附图说明
图1是示意性示出切削装置的结构例的立体图。
图2的(A)是示意性示出封装基板的结构例的俯视图，图2的(B)是示意性示出封装基板的结构例的仰视图。
图3的(A)是示意性示出封装基板切断用治具工作台的结构例的俯视图，图3的(B)是示意性示出封装基板切断用治具工作台的结构例的图。
图4的(A)是示意性示出芯片的结构例的俯视图，图4的(B)是示意性示出芯片的结构例的侧视图，图4的(C)是将图4的(B)的一部分放大的侧视图。
标号说明
2：切削装置；4：基台；4a：开口；6：X轴移动工作台；8：防尘防滴罩；10：封装基板切断用治具工作台；12：治具基座；12a：上表面；12b：第1流路；12c：第2流路；14：保持部件；14a：保持面；14b：下表面；14c：切削刀具用退刀槽；14d：吸引孔；16：切削单元；18：支承构造；20：切削单元移动机构；22：Y轴导轨；24：Y轴移动板；26：Y轴滚珠丝杠；28：Z轴导轨；30：Z轴移动板；32：Z轴滚珠丝杠；34：Z轴脉冲电动机；36：拍摄单元；38：切削刀具；40：切削液提供喷嘴；42a、42b：阀；44：吸引源；1：芯片(封装器件芯片)；11：封装基板；13：金属框体；13a：正面；13b：背面；15：器件区域；17：外周剩余区域；19：分割预定线(间隔道)；21：树脂层；23：台；25：电极垫。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式的实施方式进行说明。图1是示意性示出使用本实施方式的封装基板切断用治具工作台的切削装置的结构例的立体图。如图1所示，切削装置2具有对各构造进行支承的基台4。
在基台4的上表面上形成有沿X轴方向(前后方向、加工进给方向)较长的矩形状的开口4a。在该开口4a内设置有X轴移动工作台6、使X轴移动工作台6在X轴方向上移动的X轴移动机构(未图示)以及覆盖X轴移动机构的防尘防滴罩8。
X轴移动机构具有与X轴方向平行的一对X轴导轨(未图示)，在X轴导轨上以能够滑动的方式安装有X轴移动工作台6。在X轴移动工作台6的下表面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上螺合有与X轴导轨平行的X轴滚珠丝杠(未图示)。
在X轴滚珠丝杠的一个端部连结有X轴脉冲电动机(未图示)。通过利用X轴脉冲电动机使X轴滚珠丝杠旋转，X轴移动工作台6沿着X轴导轨在X轴方向上移动。在X轴移动工作台6上配置有用于对封装基板11进行吸引、保持的封装基板切断用治具工作台10。
封装基板切断用治具工作台10具有治具基座12，该治具基座12具有多个流路。该治具基座12与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与Z轴方向(铅垂方向)大致平行的旋转轴进行旋转。在治具基座12的上表面12a上以能够取下的方式安装有与封装基板11对应的保持部件14。对于封装基板切断用治具工作台10的详细情况在后文进行叙述。
图2的(A)是示意性示出封装基板11的结构例的俯视图，图2的(B)是示意性示出封装基板11的结构例的仰视图。如图2的(A)和(B)所示，封装基板11包含俯视时形成为矩形状的金属框体13。金属框体13例如由42合金(铁与镍的合金)或铜等金属构成，并具有多个器件区域15(在本实施方式中为3个器件区域15)和包围各器件区域15的外周剩余区域17。
各器件区域15被交叉的多条分割预定线(间隔道)19进一步划分为多个区域(在本实施方式中为48个区域)，在各区域中配置有IC(Integrated Circuit，集成电路)、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)等器件(器件芯片)(未图示)。
另外，在金属框体13的背面13b侧设置有对多个器件进行密封的树脂层21。树脂层21形成为规定的厚度，例如从金属框体13的背面13b略微突出。利用该树脂层21覆盖各器件区域15的整个背面13b侧。如图2的(A)所示，在金属框体13的正面13a侧设置有与各器件对应的多个台23。在各台23的周围(包含分割预定线19在内的区域)形成有多个电极垫25(参照图4的(A)等)。
关于该封装基板11，例如将器件从金属框体13的背面13b侧配置于各台23上，利用金属线(未图示)等将各器件的电极与配置于台23的周围的电极垫25连接，然后利用树脂层21对背面13b侧进行密封，从而得到该封装基板11。
沿着分割预定线19将封装基板11切断、分割，从而完成了利用树脂进行了密封的多个芯片(封装器件芯片)。另外，在本实施方式中，例示了俯视时为矩形状的封装基板11，但对于封装基板11的形状、构造、大小、材质等没有限制。另外，封装基板切断用治具工作台10(特别是保持部件14)的形状等也与该封装基板11的形状等一致地调整。
如图1所示，在基台4的上表面上，用于支承对封装基板11进行切削加工(切断加工)的切削单元16的门型的支承构造18配置成横跨开口4a。在支承构造18的前表面上部设置有使切削单元16在Y轴方向(左右方向、分度进给方向)和Z轴方向(上下方向)上移动的切削单元移动机构20。
切削单元移动机构20具有配置在支承构造18的前表面上且与Y轴方向平行的一对Y轴导轨22。在Y轴导轨22上以能够滑动的方式安装有构成切削单元移动机构20的Y轴移动板24。在Y轴移动板24的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上螺合有与Y轴导轨22平行的Y轴滚珠丝杠26。
在Y轴滚珠丝杠26的一个端部连结有Y轴脉冲电动机(未图示)。若利用Y轴脉冲电动机使Y轴滚珠丝杠26旋转，则Y轴移动板24沿着Y轴导轨22在Y轴方向上移动。在Y轴移动板24的正面(前表面)上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨28。在Z轴导轨28上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板30。
在Z轴移动板30的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部上螺合有与Z轴导轨28平行的Z轴滚珠丝杠32。在Z轴滚珠丝杠32的一个端部连结有Z轴脉冲电动机34。若利用Z轴脉冲电动机34使Z轴滚珠丝杠32旋转，则Z轴移动板30沿着Z轴导轨28在Z轴方向上移动。
在Z轴移动板30的下部设置有对封装基板11进行切削加工的切削单元16。另外，在与切削单元16相邻的位置设置有对封装基板11的上表面侧进行拍摄的相机等拍摄单元36。若利用切削单元移动机构20使Y轴移动板24在Y轴方向上移动，则对切削单元16和拍摄单元36进行分度进给，若使Z轴移动板30在Z轴方向上移动，则切削单元16和拍摄单元36升降。
切削单元16具有安装于主轴(未图示)的一端侧的圆环状的切削刀具38。在主轴的另一端侧连结有电动机等旋转驱动源(未图示)，切削刀具38利用从旋转驱动源经由主轴而传递的旋转力进行旋转。另外，在切削刀具38的附近配置有切削液提供喷嘴40，该切削液提供喷嘴40对切削刀具38和封装基板11提供纯水等切削液。
图3的(A)是示意性示出封装基板切断用治具工作台10(特别是保持部件14)的结构例的俯视图，图3的(B)是示意性示出封装基板切断用治具工作台10的结构例的图。如图3的(A)和(B)所示，保持部件14是俯视时为矩形状的平板，其上表面作为用于对封装基板11进行吸引、保持的保持面14a。
在保持部件14的保持面14a侧形成有与封装基板11的分割预定线19对应的切削刀具用退刀槽14c。切削刀具用退刀槽14c的上端在保持面14a开口。保持面14a被该切削刀具用退刀槽14c划分成与分割后的封装基板11对应的多个区域。
切削刀具用退刀槽14c的宽度例如比切削刀具38的宽度宽，切削刀具用退刀槽14c的深度例如比切削刀具38的最大的切入深度深。因此，即使在沿着分割预定线19对封装基板11进行切削时使切削刀具38较深地切入，保持部件14与切削刀具38也不会接触。另外，保持部件14形成为比切削刀具用退刀槽14c的深度厚。
在切削刀具用退刀槽14c所划分的各区域中，形成有以上下贯通保持部件14的方式在保持面14a开口的吸引孔14d。如图3的(B)所示，当在治具基座12的上表面12a上载置保持部件14时，各吸引孔14d与形成于治具基座12的上表面12a侧的中央部分的第1流路12b连接。
第1流路12b经由阀42a而与吸引源44连接。因此，若在使载置于治具基座12的上表面12a的保持部件14的保持面14a与封装基板11重合且使封装基板11的分割预定线19与切削刀具用退刀槽14c对齐的状态下打开阀42a，则能够利用封装基板切断用治具工作台10对封装基板11进行吸引、保持。
另外，在治具基座12的外周部分形成有用于将保持部件14安装于治具基座12的第2流路12c。该第2流路12c经由阀42b而与吸引源44连接。因此，若使治具基座12的上表面12a与保持部件14的下表面14b接触而如图3的(B)所示那样打开阀42b，则能够将保持部件14固定于治具基座12的上表面12a上。
该保持部件14由损耗弹性模量/储能弹性模量所表示的动态粘弹性模量的值为0.16以上且0.41以下的材质构成。由此，能够防止封装基板11因切削单元16(切削刀具38)等的影响而振动，从而能够提高封装基板11的加工品质。
具体而言，可以使用动态粘弹性模量的值为0.16以上且0.41以下的聚氨酯橡胶来构成保持部件14。不过，只要满足上述动态粘弹性模量的值，则对于保持部件14的具体的材质没有限制。还可以使用丁腈橡胶、乙烯橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、硅橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丙烯酸类橡胶、聚硫橡胶等。
另外，在本实施方式中，使用利用精工仪器(Seiko Instruments)株式会社制造的DMS6100测定出的动态粘弹性模量(即、损耗弹性模量/储能弹性模量)的值。更具体而言，使用在温度为11.5℃、频率为2Hz的条件下对高度2mm、直径8mm的圆柱状的试样进行测定而得到的值。
接着，对为了评价上述封装基板切断用治具工作台10的性能而进行的实验进行说明。在本实验中，首先使切削刀具38切入利用上述封装基板切断用治具工作台10进行吸引、保持的封装基板11的分割预定线19中，将该封装基板11切断而制造多个芯片。
图4的(A)是示意性示出所制造的芯片的结构例的俯视图，图4的(B)是示意性示出芯片的结构例的侧视图，图4的(C)是将图4的(B)的一部分放大的侧视图。当沿着分割预定线19将封装基板11切断时，得到图4的(A)、(B)和(C)所示那样的芯片(封装器件芯片)1。
如上所述，在封装基板11的台23的周围(包含分割预定线19在内的区域)形成有多个电极垫25。由此，当沿着分割预定线19将该封装基板11切断时，如图4的(A)、(B)和(C)所示那样分割预定线19上的多个电极垫25也被切断。
此时，当封装基板11因切削单元16(切削刀具38)等的影响而振动时，封装基板11的加工品质也会下降。当加工品质下降时，例如图4的(C)所示的电极垫25间的距离(间隔)d变小，容易产生短路等不良情况。
因此，在本实验中，根据该电极垫25间的距离，对封装基板切断用治具工作台10的性能进行评价。具体而言，准备动态粘弹性模量不同的多个保持部件14，对使用各保持部件14制造的多个芯片1(各20个)测定电极垫25间的距离d(每一个芯片测定12个部位、共计240个部位)。作为比较例，使用以往的由氯丁橡胶构成的保持部件进行同样的实验。
作为保持部件14的材质，使用动态粘弹性模量为0.16、0.18、0.41的三种聚氨酯橡胶。另一方面，构成比较例的保持部件的氯丁橡胶的动态粘弹性模量为0.15。将封装基板11切断而制造多个芯片1时的加工条件如下。
切削刀具的材质：树脂结合刀具
切削刀具的转速：20000rpm
加工进给速度：30mm/s
切削液(水)的温度：11.2℃～11.8℃
封装基板的尺寸：70mm×218mm×0.7mm
芯片的尺寸：3mm×3mm×0.7mm
将实验的结果示于表1。另外，作为电极垫25间的距离，示出了在共计240个部位测定出的值的平均值。
【表1】
保持部件的动态粘弹性模量 电极垫间的距离(μm)
0.16 176.8
0.18 176.4
0.41 176
0.15(比较例) 167.1
由表1可知，在动态粘弹性模量为0.16以上且0.41以下的范围内，电极垫25间的距离变大，至少在该范围，封装基板11的加工品质得以提高。另外，电极垫25间的距离在动态粘弹性模量的值为0.16的情况下达到最大，特别良好。
另外，上述实施方式的构造、方法等只要在不脱离本发明的目的的范围内，则可以适当变更并实施。

Claims (1)

1.一种封装基板切断用治具工作台，在对封装基板进行切断加工时使用该封装基板切断用治具工作台，其特征在于，该封装基板切断用治具工作台具有：
治具基座；以及
保持部件，其以能够取下的方式安装于该治具基座上，
该保持部件具有：
保持面，其对该封装基板进行保持；
多个切削刀具用退刀槽，它们与该封装基板的分割预定线对应地形成于该保持面侧；以及
吸引孔，其形成于该保持面的由该切削刀具用退刀槽划分的各区域中，
该保持部件的动态粘弹性模量的值为0.16以上且0.41以下。
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