CN110571146A - 矩形被加工物的加工方法 - Google Patents
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Abstract
提供矩形被加工物的加工方法，无需繁杂的作业而能够从背面侧对分割预定线进行切削。封装基板(1)具有形成于正面的多条分割预定线(24)，沿着分割预定线(24)分别形成有正面侧加工槽(27)，该封装基板的加工方法包含如下的步骤：贯通孔形成步骤，分别形成与封装基板的相互对置的一对边相邻的加工槽(9)，从而在正面侧加工槽(27)与加工槽(9)的各交点形成贯通孔(8)；分割预定线位置检测步骤，利用拍摄单元对贯通孔进行拍摄，根据贯通孔的位置而对分割预定线(24)的位置进行检测；以及加工步骤，根据分割预定线(24)的位置，从封装基板(1)的背面(2A)沿着分割预定线(24)对封装基板(1)进行加工。
Description
技术领域
本发明涉及矩形被加工物的加工方法，该矩形被加工物具有形成于正面的多条分割预定线，沿着分割预定线分别形成有正面侧加工槽。
背景技术
通常已知有一种被加工物的加工方法，在从被加工物的正面侧进行半切割之后，从背面侧对相同的位置进行半切割而将该被加工物单片化，从而例如抑制芯片飞散或背面崩边(例如，参照专利文献1、专利文献2)。在这种加工方法中，在被加工物是半导体晶片等的情况下，例如使用红外线(IR)相机对沿着分割预定线形成的正面侧加工槽进行检测，从而能够从被加工物的背面侧实施沿着分割预定线的加工。
另一方面，在被加工物是封装基板等(矩形被加工物)的情况下，封装基板的矩形板由不容易透过红外线的材料(金属等)形成，并且在矩形板的背面侧设置有对器件芯片进行密封的树脂层，因此难以从背面侧对沿着分割预定线形成的正面侧加工槽的位置进行检测。
因此，以往提出了如下的技术：预先将特殊的图案作为目标图案登记在切削装置中，根据对被加工物进行拍摄而得到的拍摄图像中的目标图案的位置而确定切削位置(例如，参照专利文献3)。
专利文献1：日本特开平06-037181号公报
专利文献2：日本特开2003-311734号公报
专利文献3：日本特开2002-033295号公报
但是，大部分的被加工物仅在正面上形成有图案，在背面上没有图案，因此在从背面进行加工时，例如需要进行事先对距离外周缘的分割预定线的位置进行测量并存储等处理。但是，设想了如下的问题：事先对分割预定线的位置进行测量的处理较麻烦，而且例如在分割预定线未按照单一间距形成的情况等，作业变得非常繁杂。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供矩形被加工物的加工方法，不需要繁杂的作业而能够从背面侧对分割预定线进行切削。
根据本发明，提供矩形被加工物的加工方法，该矩形被加工物具有形成于正面的多条分割预定线，沿着该分割预定线分别形成有正面侧加工槽，其中，该矩形被加工物的加工方法具有如下的步骤：保持部件配设步骤，按照该正面与保持部件面对的方式将矩形被加工物配设在该保持部件上，使矩形被加工物的背面露出；保持步骤，隔着该保持部件而利用保持工作台对矩形被加工物进行保持；贯通孔形成步骤，在实施了该保持步骤之后，分别形成与矩形被加工物的相互对置的一对边相邻的加工槽，从而在该正面侧加工槽与该加工槽的各交点形成贯通孔；分割预定线位置检测步骤，利用拍摄单元对在该贯通孔形成步骤中形成的该贯通孔进行拍摄，根据该贯通孔的位置而对该分割预定线的位置进行检测；以及加工步骤，根据在该分割预定线位置检测步骤中检测到的该分割预定线的位置，从背面沿着该分割预定线对该矩形被加工物进行加工。
根据该结构，具有如下的步骤：贯通孔形成步骤，分别形成与矩形被加工物的相互对置的一对边相邻的加工槽，从而在该正面侧加工槽与该加工槽的各交点形成贯通孔；以及分割预定线位置检测步骤，利用拍摄单元对在该贯通孔形成步骤中形成的该贯通孔进行拍摄，根据该贯通孔的位置而对该分割预定线的位置进行检测，因此能够根据贯通孔的位置而容易地检测到分割预定线的位置。因此，无需繁杂的作业而能够从矩形被加工物的背面侧沿着分割预定线进行加工。
根据本发明，分别形成与矩形被加工物的相互对置的一对边相邻的加工槽，从而在正面侧加工槽与加工槽的各交点形成贯通孔，根据这些贯通孔的位置而对分割预定线的位置进行检测，因此无需繁杂的作业而能够从背面侧实施沿着分割预定线的加工。
附图说明
图1是示出作为本实施方式的矩形被加工物的加工方法的加工对象的封装基板的俯视图。
图2是图1所示的封装基板的后视图。
图3是图1所示的封装基板的侧视图。
图4是在正面侧沿着分割预定线形成有正面侧加工槽的封装基板的俯视图。
图5是图4所示的封装基板的侧视图。
图6是示出本实施方式的矩形被加工物的加工方法的步骤的流程图。
图7是示出在本实施方式的矩形被加工物的加工方法中使用的加工装置的一例的立体图。
图8是示出保持部件配设步骤的概要的俯视图。
图9是示出保持步骤的概要的局部剖视侧视图。
图10是封装基板的后视图，示出了在实施贯通孔形成步骤时形成于封装基板的背面侧的加工槽的加工位置。
图11是示出贯通孔形成步骤的概要的局部剖视侧视图。
图12是封装基板的后视图，示出了形成于正面侧加工槽与加工槽的各交点的贯通孔。
图13是示出分割预定线位置检测步骤的概要的局部剖视侧视图。
图14是示出加工步骤的概要的局部剖视侧视图。
标号说明
1：封装基板(矩形被加工物)；2：金属板；2A：背面；2B：正面；3：树脂层；4：器件芯片；6：划片带(保持部件)；7：环状框架；8：贯通孔；9：加工槽；10：卡盘工作台(保持工作台)；21：器件区域；22：非器件区域；24：分割预定线；25：电极部；26：基准图案；27：正面侧加工槽；28A：长边(边)；28B：短边(边)；29：加工预定线；30：加工单元；31：切削刀具；35：拍摄单元；100：加工装置；28A1：边缘位置；28B1：边缘位置。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
对本实施方式的矩形被加工物的加工方法进行说明。图1是封装基板的俯视图，该封装基板作为本实施方式的矩形被加工物的加工方法的加工对象。图2是图1所示的封装基板的后视图。图3是图1所示的封装基板的侧视图。图4是在正面侧沿着分割预定线形成有正面侧加工槽的封装基板的俯视图。图5是图4所示的封装基板的侧视图。图6是示出本实施方式的矩形被加工物的加工方法的步骤的流程图。
如图1、图2和图3所示，封装基板(矩形被加工物)1具有树脂层3和由包含铜的金属(即铜合金)构成的金属板2。
金属板2形成为平面形状为矩形的平板状，设置有器件区域21和围绕器件区域21的非器件区域22。在本实施方式中，器件区域21设置有三个，但器件区域21的数量不限于三个。如图1所示，器件区域21具有将该器件区域21划分成多个区域23的分割预定线24。在区域23分别搭载有器件芯片4。在分割预定线24上配置有由金属构成的多个电极部25。电极部25与夹着分割预定线24而相邻的器件芯片4、4连接。另外，在分割预定线24的延长线上设置有基准图案26。该基准图案26作为对分割预定线24的位置进行检测时的目标图案而设定。
树脂层3由热塑性树脂构成，对搭载于金属板2的区域23的器件芯片4进行密封。如图2和图3所示，树脂层3在金属板2的搭载有器件芯片4的背面2A侧对包含器件芯片4在内的整个器件区域21进行密封(包覆)。在本实施方式中，树脂层3与器件区域21的数量相对应地设置有三个，形成得比器件区域21大。
如图4和图5所示，封装基板1在金属板2的正面2B侧形成有沿着分割预定线24的正面侧加工槽27。正面侧加工槽27例如是通过以基准图案26(图1)为目标图案而对分割预定线24的位置进行检测并沿着该检测到的分割预定线24进行切削加工而形成的。正面侧加工槽27不是将封装基板1切断的全切割槽，而是按照如图5所示那样至少将金属板2切断的程度的深度形成的半切割槽。正面侧加工槽27沿着分割预定线24形成，从而将形成于分割预定线24上的电极部25一分为二。
本实施方式的矩形被加工物(封装基板1)的加工方法中，通过从背面2A侧沿着分割预定线24对在正面2B侧形成有沿着分割预定线24的正面侧加工槽27的封装基板1(图4)进行加工而将该封装基板1分割成各个封装芯片(未图示)。如图6所示，本实施方式的加工方法具有：保持部件配设步骤ST1、保持步骤ST2、贯通孔形成步骤ST3、除水步骤ST4、分割预定线位置检测步骤ST5以及加工步骤ST6。在这些各步骤中，使用图7所示的加工装置100。另外，关于沿着上述的分割预定线24形成正面侧加工槽27的加工，也可以使用加工装置100。
接着，对加工装置100进行说明。图7是示出在本实施方式的矩形被加工物的加工方法中所用的加工装置的一例的立体图。如图7所示，加工装置100具有：卡盘工作台(保持工作台)10、加工单元30、加工进给单元40、分度进给单元50、切入进给单元60以及控制单元70。
卡盘工作台10以能够沿着设置在X轴方向上的开口部102a移动的方式配设在装置主体102的上表面上。卡盘工作台10具有保持面11和多个保持部12。卡盘工作台10形成为圆板状，通过未图示的旋转单元以与保持面11的中心垂直的旋转轴进行旋转。保持面11是卡盘工作台10的铅垂方向的上端面，相对于水平面平坦地形成。保持面11例如由多孔陶瓷等构成，通过未图示的真空吸引源的负压对封装基板1进行吸引保持。在保持面11的周围配设有多个(四个部位)保持部12。
加工单元30对卡盘工作台10所保持的封装基板1进行加工。加工单元30借助分度进给单元50和切入进给单元60而固定在门型框架103上，该门型框架103按照在Y轴方向上跨越装置主体102的上表面上所设置的开口部102a的方式竖立设置在装置主体102上。加工单元30具有：切削刀具31、主轴32、壳体33、喷嘴34以及拍摄单元35。切削刀具31是具有将金刚石磨粒或CBN(Cubic Boron Nitride：立方氮化硼)磨粒用金属或树脂等结合材料固定而成的切刃并且呈极薄的圆板状且呈环状形成的切削磨具。主轴32在其前端以能够装卸的方式安装有切削刀具31。壳体33具有未图示的电动机等驱动源，壳体33将主轴32支承为绕Y轴方向的旋转轴旋转自如。喷嘴34对切削刀具31和封装基板1提供切削水。一边提供切削水一边使主轴32高速旋转而通过切削刀具31对封装基板1进行切削加工。拍摄单元35例如是具有CCD(Charge Coupled Device：电感耦合器件)图像传感器等拍摄元件的相机。根据拍摄单元35所获取的图像，对封装基板1的基准图案26(分割预定线24)、金属板2或树脂层3的侧缘部(边缘)等进行检测。
加工进给单元40使卡盘工作台10和加工单元30在X轴方向上相对移动。例如，加工进给单元40具有沿X轴方向延伸的未图示的滚珠丝杠或脉冲电动机等驱动源，使对卡盘工作台10进行支承的未图示的X轴移动基台在X轴方向上移动。另外，在开口部102a上配设有覆盖X轴移动基台的罩部件41以及在罩部件41的前后沿X轴方向延伸的波纹部件42。
分度进给单元50使卡盘工作台10和加工单元30在Y轴方向上相对移动。例如，分度进给单元50具有：一对导轨51，它们沿Y轴方向延伸；滚珠丝杠52，其配设成与导轨51平行；Y轴移动基台53，其固定于与滚珠丝杠52螺合的未图示的螺母上，滑动自如地配设在导轨51上；以及未图示的脉冲电动机，其使滚珠丝杠52旋转。分度进给单元50通过脉冲电动机使滚珠丝杠52旋转，从而使对切入进给单元60进行支承的Y轴移动基台53在Y轴方向上移动。
切入进给单元60使加工单元30在与卡盘工作台10的保持面11垂直的Z轴方向上移动。例如，切入进给单元60具有：一对导轨61，它们沿Z轴方向延伸，固定于Y轴移动基台53；滚珠丝杠62，其配设成与导轨61平行；Z轴移动基台63，其固定于与滚珠丝杠62螺合的未图示的螺母上，滑动自如地配设在导轨61上；以及脉冲电动机64，其使滚珠丝杠62旋转。切入进给单元60通过脉冲电动机64使滚珠丝杠62旋转，从而使对加工单元30进行支承的Z轴移动基台63在Z轴方向上移动。
控制单元70是能够执行计算机程序的计算机，控制单元70具有：运算处理装置，其具有CPU(central processing unit：中央处理器)那样的微处理器；存储装置，其具有ROM(read only memory：只读存储器)或RAM(random access memory：随机存取存储器)那样的存储器；以及输入输出接口装置。控制单元70的运算处理装置在RAM上执行存储于ROM的计算机程序而生成用于控制加工装置100的控制信号。控制单元70的运算处理装置将所生成的控制信号经由输入输出接口装置而输出至加工装置100的各构成要素。另外，控制单元70与由显示加工动作的状态或图像等的液晶显示装置等构成的未图示的显示单元或操作者在登记加工内容信息等时使用的输入单元连接。输入单元由设置于显示单元的触摸面板和键盘等中的至少一个构成。
接着，对本实施方式的矩形被加工物的加工方法的各步骤进行说明。
(保持部件配设步骤)
图8是示出保持部件配设步骤的概要的图。如图8所示，保持部件配设步骤ST1是按照封装基板1(金属板2)的正面2B(图1)与划片带(保持部件)6面对的方式将封装基板1配设在划片带6上的步骤。在该保持部件配设步骤ST1中，封装基板1的正面2B与划片带6面对，因此该封装基板1(金属板2)的背面2A露出。在本实施方式中，封装基板1借助划片带6而保持于环状框架7。划片带6具有粘贴于封装基板1的正面的糊料层，封装基板1通过该糊料层而固定在划片带6上。另外，在本实施方式中，采用了封装基板1借助划片带6而保持于环状框架7的结构，但例如也可以采用将划片带6切割成与封装基板1同样的大小和形状而保持于划片带6的结构。另外，也可以代替划片带6而使用由具有与封装基板1同样的大小和形状的片体形成的基质作为保持部件。
(保持步骤)
图9是示出保持步骤的概要的图。保持步骤ST2是借助划片带6而利用加工装置100的卡盘工作台10对封装基板1进行保持的步骤。卡盘工作台10利用保持面11对封装基板1和划片带6进行吸引保持，并且利用保持部12对环状框架7进行固定。由此，封装基板1被保持在卡盘工作台10上。
但是，如上所述，在本实施方式中，从背面2A侧沿着分割预定线24对在正面2B侧形成有沿着分割预定线24的正面侧加工槽27的封装基板1进行加工而进行单片化。因此，从背面2A侧准确地检测到分割预定线24的位置很重要。关于封装基板1，大多情况下对器件区域21整体进行密封的树脂层3比封装基板1(金属板2)小，因此如图8所示，能够从封装基板1的背面2A侧对正面侧加工槽27进行检测。因此，也设想了以能够从背面2A侧进行检测的正面侧加工槽27为基准而对分割预定线24进行检测。但是，在利用切削刀具31对正面侧加工槽27进行切削时，有时在加工面上残留有飞边(切削屑)，有可能由于该飞边而使要检测的分割预定线24的位置产生误差。因此，从背面2A侧进行检测的正面侧加工槽27并不适于目标图案。因此，发明者考虑了以下的技术，用于准确地从封装基板1的背面2A侧检测分割预定线24的位置。
(贯通孔形成步骤)
图10是封装基板的后视图，示出了在实施贯通孔形成步骤时形成于封装基板的背面侧的加工槽的加工位置。图11是示出贯通孔形成步骤的概要的图。图12是封装基板的后视图，示出了形成于正面侧加工槽与加工槽的各交点的贯通孔。如图10所示，沿着与封装基板1(金属板2)的相互对置的一对长边28A、28A和短边28B、28B相邻的加工预定线29形成加工槽(后述)。在本实施方式中，加工预定线29设定于树脂层3中的器件区域21的外侧(非器件区域22)。例如利用拍摄单元35对金属板2的长边(外周缘)28A的一方进行拍摄而对边缘位置28A1进行检测。并且，设定从边缘位置28A1至树脂层3的距离La与从边缘位置28A1至最靠近该边缘位置28A1的正面侧加工槽27(分割预定线24)的距离Lb之间的距离Lc，在距离该边缘位置28A1为距离Lc的位置设定加工预定线29。对于金属板2的另一方的长边(外周缘)28A侧，也同样地设定加工预定线29。
另外，同样地利用拍摄单元35对金属板2的短边(外周缘)28B的一方进行拍摄而对边缘位置28B1进行检测。并且，设定从边缘位置28B1至树脂层3的距离La′与从边缘位置28B1至最靠近该边缘位置28B1的正面侧加工槽27(分割预定线24)的距离Lb′之间的距离Lc′，在距离该边缘位置28B1为距离Lc′的位置设定加工预定线29。对于金属板2的另一方的短边(外周缘)28B侧，也同样地设定加工预定线29。
接着，利用加工单元30沿着所设定的加工预定线29从背面2A侧对封装基板1的树脂层3进行切削加工而形成加工槽9(图12)。加工单元30的切削刀具31是形成为圆环状的所谓的垫圈刀具，在外周部具有切刃31A。切削刀具31嵌入至安装于主轴32的前端的固定凸缘的圆筒状的凸部36的外周部，被固定凸缘和装卸凸缘38夹持。固定凸缘的凸部36贯通装卸凸缘38，固定螺母37与该凸部36的外周螺合。一边从喷嘴34提供切削水并且使切削刀具31在规定的方向(图中箭头R1方向)上旋转，一边将卡盘工作台10在加工进给方向(图中X1方向)上进给。由此，利用切削刀具31一边向下切入至封装基板1一边进行加工的所谓的下切，沿着加工预定线29(图10)对该封装基板1进行切削加工。因此，在封装基板1的树脂层3上如图12所示那样沿着加工预定线29形成加工槽9。该加工槽9是按照将封装基板1的树脂层3切断而到达金属板2的背面2A的程度的深度形成的半切割槽。因此，在加工槽9与正面侧加工槽27的交点形成有将这些加工槽9和正面侧加工槽27连通的贯通孔8。
(除水步骤)
接着，执行除水步骤ST4，例如使用喷出压缩空气(空气)的空气喷嘴(未图示)而将附着于贯通孔8的切削水去除。通过该除水步骤ST4，将附着于贯通孔8的切削水去除，因此能够通过拍摄单元35准确地检测到贯通孔8。
(分割预定线位置检测步骤)
图13是示出分割预定线位置检测步骤的概要的图。如图13所示，在分割预定线位置检测步骤ST5中，利用拍摄单元35对在贯通孔形成步骤ST3中形成的贯通孔8进行拍摄，根据该贯通孔8的位置，对分割预定线24的位置进行检测。贯通孔8均与正面侧加工槽27连通，因此通过利用形成于加工槽9与正面侧加工槽27的交点的贯通孔8的位置，能够从封装基板1的背面2A侧准确地检测到正面侧加工槽27(分割预定线24)的位置。
(加工步骤)
图14是示出加工步骤的概要的图。在加工步骤ST6中，根据在分割预定线位置检测步骤ST5中检测到的分割预定线24的位置，从封装基板1的背面2A侧沿着分割预定线24对封装基板1进行切削加工。具体而言，一边从喷嘴34提供切削水并且使切削刀具31在规定的方向(图中箭头R1方向)上旋转，一边将卡盘工作台10在加工进给方向(图中X1方向)上进给。由此，利用切削刀具31一边向下切入至封装基板1一边进行加工的所谓的下切，沿着分割预定线24(图1)对该封装基板1进行切削加工。在该情况下，可以按照从封装基板1的背面2A侧到达正面侧加工槽27的程度的深度进行半切割，也可以进行将封装基板1切断的全切割。
如上所述，本实施方式是封装基板1的加工方法，该封装基板1具有形成于正面2B的多条分割预定线24，沿着分割预定线24分别形成有正面侧加工槽27，其中，该封装基板1的加工方法具有如下的步骤：保持部件配设步骤ST1，按照正面2B与划片带6面对的方式将封装基板1配设在划片带6上，使封装基板1的背面2A露出；保持步骤ST2，隔着划片带6而利用卡盘工作台10对封装基板1进行保持；贯通孔形成步骤ST3，在实施了保持步骤ST2之后，分别形成与封装基板1的相互对置的一对长边28A、28A和短边28B、28B相邻的加工槽9，从而在正面侧加工槽27与加工槽9的各交点形成贯通孔8；分割预定线位置检测步骤ST5，利用拍摄单元35对在贯通孔形成步骤ST3中形成的贯通孔8进行拍摄，根据贯通孔8的位置而对分割预定线24的位置进行检测；以及加工步骤ST6，根据在分割预定线位置检测步骤ST5中检测到的分割预定线24的位置，从封装基板1的背面2A沿着分割预定线24对封装基板1进行加工，因此能够根据贯通孔8的位置而容易地检测到分割预定线24的位置。因此，无需繁杂的作业而能够从封装基板1的背面2A侧沿着分割预定线24进行加工。
另外，本发明并不限于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。例如，在本实施方式中，对封装基板1的金属板2的相互对置的一对长边28A和短边28B的各边缘位置28A1、28B1进行检测，以这些边缘位置28A1、28B1为基准而在距离该边缘位置28A1、28B1为规定的距离Lc、Lc′的位置形成了加工槽9，但并不限于此。例如也可以是，对树脂层3的相互对置的一对边的边缘位置进行检测，以该边缘位置为基准而在距离该边缘为规定的距离的位置形成加工槽9。另外，在树脂层3存在凹凸等的情况下，也可以以该凹凸为基准而形成加工槽9。
另外，在本实施方式中，在加工步骤ST6中，通过切削刀具31进行切削加工，但并不限于此，也可以是，具有作为加工单元的激光照射单元，通过从激光照射单元照射的激光光线，从封装基板1的背面2A侧沿着分割预定线24进行激光加工。
另外，在本实施方式中，作为矩形被加工物，例示出封装基板1，但并不限于该封装基板1，可以是矩形的玻璃、陶瓷、树脂等。切削刀具31的刃尖伸出量({刀具外直径-凸缘直径}/2)需要设定为切入深度以上，但当刃尖伸出量较多时，在加工时会弯曲行进，因此刃尖伸出量以刃厚的20倍左右为上限。在本实施方式中，从形成有正面侧加工槽27的矩形被加工物的背面侧沿着分割预定线24进行切削加工，因此即使是厚度特别厚的矩形被加工物，也能够抑制切削刀具31的刃尖伸出量，是优选的。
Claims (1)
1.一种矩形被加工物的加工方法，该矩形被加工物具有形成于正面的多条分割预定线，沿着该分割预定线分别形成有正面侧加工槽，其中，
该矩形被加工物的加工方法具有如下的步骤：
保持部件配设步骤，按照该正面与保持部件面对的方式将矩形被加工物配设在该保持部件上，使矩形被加工物的背面露出；
保持步骤，隔着该保持部件而利用保持工作台对矩形被加工物进行保持；
贯通孔形成步骤，在实施了该保持步骤之后，分别形成与矩形被加工物的相互对置的一对边相邻的加工槽，从而在该正面侧加工槽与该加工槽的各交点形成贯通孔；
分割预定线位置检测步骤，利用拍摄单元对在该贯通孔形成步骤中形成的该贯通孔进行拍摄，根据该贯通孔的位置而对该分割预定线的位置进行检测；以及
加工步骤，根据在该分割预定线位置检测步骤中检测到的该分割预定线的位置，从背面沿着该分割预定线对该矩形被加工物进行加工。
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