JP2011222651A

JP2011222651A - パッケージ基板の分割方法

Info

Publication number: JP2011222651A
Application number: JP2010088539A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Kasai; 康成笠井
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-11-04
Also published as: TW201140677A; CN102214605A

Abstract

【課題】サブストレートを切削することにより切削ブレードに目詰まりまたは目潰れが生じるのを防ぐとともに、切削時間の短縮も図ることができるパッケージ基板の分割方法を提供する。
【解決手段】余剰連結部除去ステップにおいて余剰連結部４５を最初に除去し、その後デバイス部分割ステップにおいてはデバイス部４２、４３、４４のみを切断してデバイスに分割する。デバイス部分割ステップでは余剰連結部４５を切削しないため、切削ブレード３１の目詰まりや目潰れが生じにくくなる。また、デバイス部分割ステップでは、デバイス部４２、４３、４４の加工開始点を基準として各デバイス部と切削ブレード３１との相対移動を開始してデバイス部のみを切削するため、余剰連結部４５とデバイス部４２、４３、４４とを連続して切削する場合と比較して、切削ブレード３１とパッケージ基板４との相対移動距離が短くなり、切削時間を短縮することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＣＳＰ基板、ＱＦＮ基板などのパッケージ基板を分割する方法に関するものである。

ＣＳＰ基板、ＱＦＮ基板などのパッケージ基板は、分割予定ラインによって区画されて複数のデバイスが形成されたデバイス部と、デバイス部を囲繞する余剰連結部とから構成されている。このように構成されるパッケージ基板は、分割予定ラインに沿ってデバイス部と余剰連結部と連続して縦横に切削することによって個々のパッケージに分割される。

切削時のパッケージ基板は、樹脂等で形成され個々のデバイスに対応する位置に形成された吸引孔と分割予定ラインに対応して形成された切削ブレードの逃げ溝とを有する支持板に吸引保持され、支持板に吸引保持された状態で切削ブレードの作用を受ける。そして、パッケージ基板が分割された後は、搬送ジグが分割後の各デバイスの上面を吸引保持し、所定の収容トレイに搬送して収容する（特許文献１参照）。

特開２００３−１６３１８０号公報

パッケージ基板は、銅合金製のサブストレートとモールド樹脂とを有しており、特に余剰連結部には多量の銅合金が使用されている。したがって、分割予定ラインの切削時には、銅を多く含む余剰連結部を何度も切削することにより、切削ブレードに銅合金が付着して目詰まりや目潰れが発生し、切削不良を引き起こす場合がある。また、各分割予定ラインの切削について余剰連結部の幅の分だけ切削距離が長くなるため、切削時間が長くなるという問題もある。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、サブストレートを切削することにより切削ブレードに目詰まりまたは目潰れが生じるのを防ぐとともに、切削時間の短縮も図ることができるパッケージ基板の分割方法を提供することにある。

本発明は、分割予定ラインによって複数のデバイスが区画されて形成されたデバイス部とデバイス部を囲繞する余剰連結部とから形成されたパッケージ基板をチャックテーブルに保持した状態で、チャックテーブルと切削ブレードとを加工送り方向に相対移動させながら分割予定ラインに沿って切削加工を施し個々のパッケージデバイスに分割するパッケージ基板の分割方法であって、デバイス部の最も外側の分割予定ラインに沿って順次切削ブレードによる切削を行い、余剰連結部をチャックテーブルの上面から除去する余剰連結部除去ステップと、余剰連結部除去ステップの後に、デバイス部の分割予定ラインに沿って順次該切削ブレードによる切削を行い個々のパッケージデバイスに分割するデバイス部分割ステップとを含み、余剰連結部除去ステップにおいては、切削ブレードの下端と余剰連結部の加工開始点とが加工送り方向に所定距離離れた状態とし、その状態からパッケージ基板と切削ブレードとの加工送り方向の相対移動を開始して切削を行い、デバイス分割ステップにおいては、切削ブレードの下端とデバイス部の加工開始点とが加工送り方向に所定距離離れた状態とし、その状態からデバイス部と切削ブレードとの加工送り方向の相対移動を開始して切削を行う。

本発明では、余剰連結部除去ステップにおいて余剰連結部を除去するため、デバイス部分割ステップでは余剰連結部を切削せずに済む。したがって、切削ブレードの目詰まりや目潰れが生じにくくなる。また、デバイス部分割ステップでは、デバイス部の加工開始点を基準としてデバイス部と切削ブレードとの相対移動を開始し、デバイス部のみを切削するため、余剰連結部とデバイス部とを連続して切削する場合と比較して、切削ブレードとパッケージ基板との相対移動距離が短くなり、切削時間を短縮することができる。

切削装置の一例の一部を示す斜視図である。切削装置に備えたチャックテーブル、支持板及びパッケージ基板の例を示す斜視図である。パッケージ基板の一部を示す正面図である。パッケージ基板の例を示す平面図である。余剰連結部除去ステップにおける最初のライン切断時の切削ブレードとパッケージ基板とを示す説明図である。１つ目の余剰連結部が除去された状態を示す説明図である。２つ目の余剰連結部が除去された状態を示す説明図である。余剰連結部除去ステップにおいてパッケージ基板を回転させた後における最初のライン切断時の切削ブレードとパッケージ基板とを示す説明図である。３つ目の余剰連結部が除去された状態を示す説明図である。４つ目の余剰連結部が除去された状態を示す説明図である。５つ目の余剰連結部が除去された状態を示す説明図である。６つ目の余剰連結部が除去された状態を示す説明図である。パッケージ基板のデバイス部のみを示す平面図である。デバイス分割ステップにおける最初のライン切断時の切削ブレードとパッケージ基板とを示す説明図である。デバイス分割ステップにおいてパッケージ基板を回転させた後における最初のライン切断時の切削ブレードとパッケージ基板とを示す説明図である。余剰連結部及びデバイス部の加工ストロークを示す説明図である。

図１に示す切削装置１は、チャックテーブル２において保持した被加工物に対して切削手段３が切削加工を施す装置であり、チャックテーブル２は、切削手段３に接近する方向及び切削手段３から離反する水平方向（Ｘ軸方向）に移動可能となっている。チャックテーブル２のＸ軸方向の移動経路の上方には、被加工物を撮像する撮像手段３３が配設されており、撮像手段３３が取得した画像からアライメント手段３４が切削すべき位置を検出することができる。

切削手段３は、Ｙ軸方向（Ｘ軸方向に対して水平方向に直交する方向）の軸心を有するスピンドル３０の先端に切削ブレード３１が装着されて構成されており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向）に移動可能となっている。また、切削ブレード３１の面方向と平行な方向に切削水ノズル３２が配設されている。切削ブレード３１のＸ軸方向の延長線上に撮像手段３３が位置しており、撮像手段３３の中心において被加工物の分割予定ラインが撮像されたときに、その分割予定ラインと切削ブレードのＹ軸方向の位置合わせがなされる。

図２に示すように、切削対象のパッケージ基板４は、表面側のサブストレート４０とその裏面側のモールド樹脂４１とを有している。サブストレート４０は、３つのデバイス部４２、４３、４４と、各デバイス部を囲繞する余剰連結部４５とから構成されている。余剰連結部４５は、多量の銅合金を含んでいる。なお、デバイス部の数は、１個の場合もあり、２個以上の場合もある。

３つのデバイス部４２、４３、４４の裏面側には、図３に示すようにデバイスＤが形成されている。デバイスＤは、図２に示した分割予定ラインＬに区画されて形成されており、モールド樹脂４１によって封止されている。

図２に示したチャックテーブル２には、パッケージ基板４のデバイス部４２、４３、４４を下方から支持する支持板５が保持されている。この支持板５は、パッケージ基板４に形成された分割予定ラインＬに対応する位置に形成され切削時の切削ブレード３１を収容する逃げ溝５０と、各パッケージデバイスに対応する位置に形成され分割された後の各パッケージデバイスを吸引保持することができる吸引孔５１と、表面から陥没した複数の凹部５２とから構成されている。凹部５２は、保持されるパッケージ基板４のデバイス部４２とデバイス部４３との間、デバイス部４３とデバイス部４４との間の下方に形成されている。また、チャックテーブル２には、吸引孔５１の下方において、図示しない吸引源に連通する連通路が形成されている。

次に、図１に示した切削装置１を用いて、図２、３に示したパッケージ基板４の分割予定ラインを縦横に切削して個々のパッケージデバイスに分割する方法について説明する。以下では、図４に示すように、長方形のパッケージ基板４の分割予定ライン（以下「ライン」という。）のうち、パッケージ基板４の長辺と平行な方向なものをラインＬＡ１〜ＬＡ７、短辺と平行なものをラインＬＢ１〜ＬＢ１８とする。

切削装置１では、図２に示したように、チャックテーブル２に保持された支持板５の上にパッケージ基板４を載置し、吸引孔５１を負圧にすることにより、チャックテーブル２において支持板５を介してパッケージ基板４を吸引保持する。

［１］余剰連結部除去ステップ
まず、図５に示すように、（１）ラインＬＡ１、（２）ラインＬＡ７、（３）ラインＬＢ１、（４）ラインＬＢ６、（５）ラインＬＢ７、（６）ラインＬＢ１２、（７）ラインＬＢ１３、（８）ラインＬＢ１８の順に切断することにより、余剰連結部４５をすべて除去する。かかる切断にあたり、最初に、チャックテーブル２をＸ軸方向に移動させて図１に示した撮像手段３３の直下にパッケージ基板４を位置付ける。そして、チャックテーブル２のＸ軸方向の移動と撮像手段３３のＹ軸方向及びＺ軸方向の移動とを行いながら、パターンマッチング等の画像処理によって切削すべきラインを検出し、そのラインのＹ座標をアライメント手段３４に備えたメモリに記憶させる。すべてのラインを検出してそのＹ座標を最初にすべて記憶させておいてもよいし、最初に切断するラインのみについてＹ座標を求めて記憶させ、その他のラインについてはすべて等間隔であると想定して切断するようにしてもよい。

最初に、デバイス部４２、４３、４４の最も外側のラインであるラインＬＡ１と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置合わせを行う。この場合、図５に示すように、ラインＬＡ１から切削ブレード３１に向けて延長した線と、切削ブレード３１に最も近い側の余剰連結部４５の端部４５ａとの交点が、そのラインを切削する際に切削ブレード３１とパッケージ基板４とが最初に接触する点である加工開始点６ａとなる。

次に、切削ブレード３１の下端が加工開始点６ａから加工送り方向に所定距離Ｐだけ離れた位置に位置するようにチャックテーブル２を移動させ、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込むように、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を調整する。なお、この所定距離Ｐは、切削ブレード３１の外径やパッケージ基板４に対する切り込み深さなど、種々の要素を勘案してなるべく短くなるように設定する。

そして、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を維持しつつ、図１に示した切削水ノズル３２から切削水を噴出しながら、チャックテーブル２をＸ軸方向に相対移動させる（加工送りする）と、切削ブレード３１が加工開始点６ａから切り込み、更に加工送りをすることにより、ラインＬＡ１が切断される。ラインＬＡ１が切断されると、図２及び図３に示したように支持板５は余剰連結部４５を支持していないため、図６に示すように、ラインＬＡ１の外側の余剰連結部４５０は、切削水ノズル３２から噴出される切削水の勢いや切削ブレード３１の回転の力などによってチャックテーブル２の上面から除去される。

次に、デバイス部４２、４３、４４の最も外側のラインであってラインＬＡ１の反対側のラインＬＡ７を切削する。この場合は、図５に示したように、ラインＬＡ７から切削ブレード３１に向けて延長した線と、切削ブレード３１に最も近い側の余剰連結部４５の端部４５ａとの交点が、加工開始点６ｂとなる。

そして、切削ブレード３１の下端が加工開始点６ｂから加工送り方向に所定距離Ｐ離れた位置に位置するようにチャックテーブル２を移動させ、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込むように、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を調整する。そして、チャックテーブル２をＸ軸方向に加工送りすることによりパッケージ基板４と切削ブレード３１とを加工送り方向に相対移動させる。そうすると、高速回転する切削ブレード３１が加工開始点６ｂに切り込み、更にパッケージ基板４を加工送りすることにより、ラインＬＡ７が切削される。ラインＬＡ７が切断されることにより、図７に示すように、ラインＬＡ７の外側の余剰連結部４５１がチャックテーブル２の上面から除去される。

次に、図８に示すように、チャックテーブル２を９０度回転させ、デバイス部４２の最も外側のラインＬＢ１と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置を合わせる。この場合、ラインＬＢ１から切削ブレード３１に向けて延長した線と、デバイス部４２のうち切削ブレード３１に最も近い側の端部４２ａとの交点が、加工開始点６ｃとなる。

次に、切削ブレード３１の下端が加工開始点６ｃから加工送り方向に所定距離Ｐだけ離れた位置に位置するようにチャックテーブル２を移動させ、その時に、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込むように、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を調整する。

そして、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を維持しながら、チャックテーブル２をＸ軸方向（加工送り方向）に相対移動させると、切削ブレード３１が加工開始点６ｃから切り込み、更に加工送りをすることにより、ラインＬＢ１が切断される。ラインＬＢ１が切断されることにより、図９に示すように、ラインＬＢ１の外側の余剰連結部４５２がチャックテーブル２の上面から除去される。

次に、デバイス部４２の最も外側のラインＬＢ６と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置を合わせ、ラインＬＢ６から切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４２の端部４２ａとの交点を加工開始点として、ラインＬＢ６を切断する。また、次に、デバイス部４３の最も外側のラインＬＢ７から切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４３の端部４３ａとの交点を加工開始点として、同様にラインＬＢ７を切削する。そうすると、図１０に示すように、余剰連結部４５３がチャックテーブル２の上面から除去される。

更に、デバイス部４３の最も外側のラインＬＢ１２と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置を合わせ、ラインＬＢ１２から切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４３の端部４３ａとの交点を加工開始点として、ラインＬＢ１２を切断する。また、次に、デバイス部４４の最も外側のラインＬＢ１３から切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４３の端部４４ａとの交点を加工開始点として、同様にラインＬＢ１３を切削する。そうすると、図１１に示すように、余剰連結部４５４がチャックテーブル２の上面から除去される。

次に、デバイス部４４の最も外側のラインＬＢ１８と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置を合わせ、ラインＬＢ１８から切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４４の端部４４ａとの交点を加工開始点として、ＬＢ１８を切断する。そうすると、図１２に示すように、余剰連結部４５５がチャックテーブル２の上面から除去される。以上のように、ラインＬＡ１、ＬＡ７、ＬＢ１、ＬＢ６、ＬＢ７、ＬＢ１２、ＬＢ１３、ＬＢ１８を切断することにより、余剰連結部がすべて除去され、図１３に示すように、デバイス部４２、４３、４４のみが支持板５を介してチャックテーブル２において保持された状態となる。

［２］デバイス部分割ステップ
次に、図１４に示すように、デバイス部４２、４３、４４を構成するラインＬＡ２〜ＬＡ６を切断する（図１４における（９）〜（１３））。更に、チャックテーブル２を９０度回転させてから、ラインＬＢ２〜ＬＢ５、ラインＬＢ８〜ＬＢ１１、ラインＬＢ１４〜ＬＢ１７を順次切断する。（図１４における（１４）〜（２５））。

最初に、ラインＬＡ２と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置合わせを行う。この場合、図１４に示すように、ラインＬＡ２から切削ブレード３１に向けて延長した線と、切削ブレード３１に最も近い側のデバイス部４２の端部４２ｂとの交点が、そのラインを切削する際に切削ブレード３１とパッケージ基板４とが最初に接触する点である加工開始点６ｄとなる。

次に、切削ブレード３１の下端が加工開始点６ｄから加工送り方向に所定距離Ｐだけ離れた位置に位置するようにチャックテーブル２を移動させ、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込むように、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を調整する。そして、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を維持しながら、チャックテーブル２を加工送り方向に相対移動させると、切削ブレード３１が加工開始点６ｄから切り込み、更に加工送りをすることにより、ラインＬＡ２が切断される。

ラインＬＡ３〜ＬＡ６についても同様に、各ラインから切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４２の端部４２ｂとの交点を加工開始点とし、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込む状態としてチャックテーブル２を加工送り方向に相対移動させることにより、ラインＬＡ３〜ＬＡ６が切断される。

次に、チャックテーブル２を９０度回転させ、図１５に示すように、ラインＬＢ２と切削ブレード３１とのＹ軸方向の位置合わせを行う。この場合、ラインＬＢ２から切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４２の端部４２ａとの交点が加工開始点６ｅとなる。

次に、切削ブレード３１の下端が加工開始点６ｅから加工送り方向に所定距離Ｐだけ離れた位置に位置するようにチャックテーブル２を移動させ、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込むように、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を調整する。そして、切削ブレード３１のＺ軸方向の位置を維持しながら、チャックテーブル２を加工送り方向に相対移動させると、切削ブレード３１が加工開始点６ｅから切り込み、更に加工送りをすることにより、ラインＬＢ２が切断される。

ラインＬＢ３〜ＬＢ５、ラインＬＢ８〜ＬＢ１１、ラインＬＢ１４〜ＬＢ１７についても同様に、各ラインから切削ブレード３１に向けて延長した線とデバイス部４２の端部４２ａ、４３ａ、４４ａとの交点を加工開始点とし、切削ブレード３１が逃げ溝５０に対して所定深さ切り込む状態としてチャックテーブル２を加工送り方向に相対移動させることにより、ラインＬＢ３〜ＬＢ５、ラインＬＢ８〜ＬＢ１１、ラインＬＢ１４〜ＬＢ１７が切断される。

以上のようにしてすべてのラインを切断することにより、個々のパッケージデバイスＤに分割される。各デバイスＤは、図２に示した吸引孔５１に作用する吸引力によって保持されたままとなっている。

デバイス部分割ステップを遂行する前に、余剰連結部除去ステップにおいて余剰連結部４５がすべて除去されているため、デバイス部分割ステップでは、銅合金を多く含む余剰連結部を切削せずに済む。したがって、切削ブレード３１に頻繁に目詰まりや目潰れが生じることがなく、切削不良が生じるのを防ぐことができる。

また、デバイス部分割ステップでは余剰連結部４５が除去されているため、デバイス部分割ステップにおける切削ブレード３１とパッケージ基板４との相対移動による加工送りの距離（加工ストローク）は、余剰連結部除去ステップにおける切断時の加工ストロークよりも短い。具体的には、図１６に示すように、余剰連結部除去ステップにおける長方向の加工ストロークをＳ_ＡＬ、短方向の加工ストロークをＳ_ＢＬとし、デバイス部分割ステップにおける長方向の加工ストロークをＳ_ＡＳ、短方向の加工ストロークをＳ_ＢＳとすると、デバイス部分割ステップにおける加工ストロークＳ_ＡＳ、Ｓ_ＢＳは、いずれも余剰連結部除去ステップにおける加工ストロークＳ_ＡＬ、Ｓ_ＢＬよりも短い。したがって、従来のように余剰連結部とデバイス部とを連続して切断する場合と比較して、加工ストロークを短くすることができるため、切断に要する時間を短縮することができる。特に、デバイス部分割ステップでは、余剰連結部除去ステップよりも多くのラインを切断するため、加工ストロークを短くすることによる加工時間の短縮効果は大きい。

本実施形態では、チャックテーブル２がＸ軸方向に移動することにより加工送りが行われる構成としたが、切削手段３がＸ軸方向に移動することにより加工送りが行われる構成としてもよい。また、本実施形態では、パッケージ基板の長辺に平行なラインを加工した後に短辺に平行なラインを切削することとしたが、短辺に平行なラインを切削した後に長辺に平行なラインを切削するようにしてもよい。

１：切削装置
２：チャックテーブル
３：切削手段
３０：スピンドル３１：切削ブレード３２：切削水ノズル
３３：撮像手段３４：アライメント手段
４：パッケージ基板４０：サブストレート４１：モールド樹脂
４２、４３、４４：デバイス部
４５、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５：余剰連結部
Ｌ：分割予定ラインＤ：デバイス
５：支持板５０：逃げ溝５１：吸引孔５２：凹部
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ：加工開始点

Claims

分割予定ラインによって複数のデバイスが区画されて形成されたデバイス部と該デバイス部を囲繞する余剰連結部とから形成されたパッケージ基板をチャックテーブルに保持した状態で、該チャックテーブルと切削ブレードとを加工送り方向に相対移動させながら該分割予定ラインに沿って切削加工を施し個々のパッケージデバイスに分割するパッケージ基板の分割方法であって、
該デバイス部の最も外側の分割予定ラインに沿って順次該切削ブレードによる切削を行い、該余剰連結部を該チャックテーブルの上面から除去する余剰連結部除去ステップと、
該余剰連結部除去ステップの後に、該デバイス部の分割予定ラインに沿って順次該切削ブレードによる切削を行い、個々のパッケージデバイスに分割するデバイス部分割ステップと、を含み、
該余剰連結部除去ステップにおいては、該切削ブレードの下端と該余剰連結部の加工開始点とが該加工送り方向に所定距離離れた状態とし、その状態から該パッケージ基板と該切削ブレードとの該加工送り方向の相対移動を開始して切削を行い、
該デバイス分割ステップにおいては、該切削ブレードの下端と該デバイス部の加工開始点とが該加工送り方向に所定距離離れた状態とし、その状態から該デバイス部と該切削ブレードとの該加工送り方向の相対移動を開始して切削を行う、
パッケージ基板の分割方法。