JP2013169638A - 固定治具の製造方法及び固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】板状の被切断物を吸着保持するための固定治具を容易に且つ低廉な製造コストで製造することが可能な固定治具の製造方法、及び該方法によって製造される固定治具を提供する。
【解決手段】吸着溝及び吸着穴を有するシートと、前記吸着穴に各々対応する貫通路を有するベースとを備える固定治具の製造方法であって、a) 前記シートに対応したキャビティと、該キャビティの底面に設けられた前記吸着溝に対応した凸部とを有する型の前記キャビティに常温硬化性液状樹脂を供給する成型工程と（Ｓ１）、b) 前記型の型面にベースを位置決めしつつ当接させる当接工程と（Ｓ３）、c) 前記樹脂を硬化させる硬化工程と（Ｓ４）、d) 離型により前記ベースの上にシートを形成する離型工程と（Ｓ６）、e) 貫通路を通じてシートを穿孔することによりシートに吸着穴を作製する吸着穴作製工程と（Ｓ７）を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、板状の被切断物又は該被切断物を個片化して成る個片化物を吸着固定するための固定治具の製造方法、及び該製造方法によって製造される固定治具に関する。

基板を格子状の複数の領域に区画して、各々の領域にチップ状の電子素子を装着した後、該基板全体を樹脂封止したものを樹脂封止体という。この樹脂封止体を回転刃等を用いて切断し、各領域単位に個片化したものが電子部品となる。
樹脂封止体を切断する切断装置には、樹脂封止体を吸着固定するための固定治具が設けられている。固定治具は、移動及び回動自在なベースと、該ベースに固定されたシートから成る。シートには、樹脂封止体における前記複数の領域の各々に対応する位置に設けられた凹状の空間である吸着溝と、該吸着溝の底に設けられた吸着穴と、樹脂封止体を切断する際に回転刃等が通過する切り溝とが設けられている。各々の吸着穴は、ベースに設けられた貫通路を通じて排気ポンプに繋がれており、樹脂封止体における各領域が各吸着溝及び吸着穴によって切断時にも吸着保持されるようになっている（特許文献１）。

特許文献１に示されるような従来の固定治具は、一般的に以下の方法により製造される。
まず、複数の貫通路が格子点状に設けられた金属製のベースを作製する。
次に、フッ素ゴム製又はフッ素樹脂製のシートを、目的とする樹脂封止体に対応して複数の領域に区画するとともに、その片面に、前記複数の領域に区画する線に沿って機械加工により切り溝を作製する。また、同じく機械加工により、前記複数の貫通路の各々に対応する位置に吸着溝を作製し、更に各吸着溝の底に吸着穴を作製する。
最後に、吸着穴の位置が貫通路の位置と合うように、ベース上でシートの位置決めを行いつつ、シートをベースに接着固定する。

特開2009-202311号公報

近年、電子部品の小型化がますます進む一方、電子部品の製造効率を高めるべく、基板を大型化し、１枚の基板上の電子部品の数を増加させたいという要求も強い。これに伴って、固定治具が大型化するとともに、シートの区画や各吸着溝及び吸着穴はより小さくなりつつある。

しかしながら、上述した従来の固定治具の製造方法では、以下のような問題があるため、こうした要求に充分に応えることが困難であった。
（１）樹脂封止体を吸着保持する都合上、シートには適度な柔軟性が必要であるが、柔軟性を有するシートには細かい機械加工を施すことが難しく、特に吸着溝の作製が難しい。
（２）機械加工後のシートをベースに接着固定する際、シートが伸縮するため位置決めが難しい。
（３）機械加工が細かくなればなるほど製造コストが増大する。また、上述したようにシートには適度な柔軟性が必要であるが、機械加工を施す都合上、適度な硬度も必要である。このようなシートとして上述のフッ素ゴム製又はフッ素樹脂製のシートが用いられているが、これらの材料は高価である。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、吸着溝を容易に作製することができ、シートの位置決めが容易であり、且つ製造コストが低廉な固定治具の製造方法、及び、該製造方法によって製造される固定治具を提供することにある。

上記課題を解決するために成された本発明は、板状の被切断物及び前記板状の被切断物を切断して成る個片化物を吸着保持するための吸着溝と該吸着溝の底に設けられた吸着穴とを有するシートと、前記シートが固定され、前記吸着穴に各々対応する貫通路を有するベースとを備える固定治具の製造方法であって、
a) 前記シートに対応したキャビティと、該キャビティの底面に設けられた前記吸着溝に対応した凸部とを有する型の前記キャビティに常温硬化性液状樹脂を供給する成型工程と、
b) 前記キャビティに前記常温硬化性液状樹脂が供給された前記型の型面に前記ベースを位置決めしつつ当接させる当接工程と、
c) 前記常温硬化性液状樹脂を硬化させる硬化工程と、
d) 離型により前記ベースの上にシートを形成する離型工程と、
e) 前記貫通路を通じて前記シートを穿孔することにより前記シートに吸着穴を作製する吸着穴作製工程と、
を有することを特徴とする。

前記常温硬化性液状樹脂としては、具体的には、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等を用いることができる。

本発明に係る固定治具の製造方法は、常温硬化性液状樹脂を型のキャビティに供給し、この型の型面に対してベースの位置決めを行った後に常温で該樹脂を硬化させ、ベースに接着することによってベース上にシートを形成するようにしたものである。
なお、ベースへの接着は、樹脂の硬化により生ずる自然接着でも構わないが、接着強度をより高めるために、予めベースの当該面にプライマーを塗布しておくことが望ましい。
本製造方法では、吸着溝に対応した凸部をキャビティ底面に有する型を用いることによって、機械加工によりシートに吸着溝を作製する工程が排除される。
また、ベースを型面に対して位置決めするようにしたことにより、従来の方法と比較してベースに対するシートの位置決めが容易となる。
本発明に係る方法では、上述したように、吸着溝の機械加工工程が排除されたことにより製造コストが低減されるが、常温硬化性液状樹脂として低廉なシリコーン系樹脂を用いれば、製造コストをさらに抑えることもできる。

また、本発明に係る方法では常温硬化性液状樹脂を採用したことにより、該樹脂を硬化させるときに加熱する必要がない。仮に熱硬化性液状樹脂を使用すれば、ベースが金属製である場合、加熱により膨張したベースの上で該樹脂を硬化させることとなり、常温まで冷却してベースが収縮した際にシートの反りやヨレが生じる。本発明ではこうした問題が回避され、寸法精度の高い固定治具を製造することが可能となる。

本発明に係る方法では、ベースに前記キャビティの開口と略同一の平面形状を有する突出面を設けておき、前記当接工程において前記突出面を前記キャビティの開口に挿入するようにすることが望ましい。こうすることにより、シートとベースの位置決めがより確実となる。

この場合、前記成型工程において、前記常温硬化性液状樹脂を前記キャビティ内にやや多めに供給しておくことが望ましい。こうすることにより、前記当接工程において前記型の型面に前記ベースを当接したときに、前記常温硬化性液状樹脂が前記ベースの前記貫通路に入り込み、該樹脂が硬化した後のシートのベースへの付着性が向上するとともに、両者の位置決めが確実となる。
キャビティに供給する常温硬化性液状樹脂の量を更に多くし、前記当接工程において前記型の型面に前記ベースを当接したときに、該常温硬化性液状樹脂が前記ベースの貫通路から該ベースの裏側にまで溢れ出るようにしておくこともできる。こうすることにより、樹脂硬化後のシートのベースへの付着性及び両者の位置決めがより確実となる。
いずれの場合においても、前記吸着穴作製工程ではベースの貫通路を通じて穿孔し、硬化した樹脂を除去するので、貫通路への樹脂の入り込みは何ら問題ない。

本発明に係る固定治具の製造方法では、吸着溝に対応した凸部をキャビティ内に有する型を用いてシートを成形するため、所望の形状の吸着溝を容易に作製することができる。
また、従来の方法と比較してベースに対するシートの位置決めも容易に行うことができる。
更に、上述したように吸着溝の機械加工工程を排除することにより、製造コストの低減が実現される。常温硬化性液状樹脂として低廉なシリコーン系樹脂を用いれば、製造コストをさらに抑えることもできる。
こうしたことにより、細かい吸着溝及び吸着穴を有する大型の固定治具を、低廉な製造コストで容易に製造することが可能となる。
なお、本発明に係る固定治具の製造方法では、従来と同じく機械加工により切り溝を作製するが、切り溝は機械加工であっても比較的容易に且つ低コストにて作製することができる。

本発明の一実施例に係る固定治具の製造方法によって製造された固定治具の斜視全体図。 図１における固定治具１のＡ−Ａ’線断面図。 本実施例に係る型１０の縦断面図。 本実施例に係る固定治具の製造工程図。

以下、本発明に係る固定治具の製造方法の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る方法によって製造された固定治具１の斜視全体図であり、図２は図１における固定治具１のＡ−Ａ’線断面図である。

本実施例に係る固定治具１は、基板を格子状の複数の領域に区画して、各々の領域にチップ状の電子素子を装着した後、該基板全体を樹脂封止して成る樹脂封止体を個片化するためのものである。固定治具１は、上面から矩形の突出面３１が突出した矩形のベース３と、該突出面３１を覆うように設けられたシート２とから成る。

ベース３は金属製であり、突出面３１を有する範囲に複数の貫通路３２が格子点状に設けられている。本実施例では、固定治具１の長手方向に５個、短手方向に４個、計２０個の貫通路３２が設けられている。
シート２はシリコーン系の常温硬化性液状樹脂をシート状に成型したものであり、その上面は目的とする樹脂封止体に対応して切り溝２２により複数の矩形の領域２１に区画されている。切り溝２２は樹脂封止体を個片化する際に回転刃が通過するところである。本実施例では長手方向に５個、短手方向に４個、計２０個の領域２１が切り溝２２に挟まれるようにして格子状に設けられているが、領域２１の配置及び数はこれに限定されるものではない。領域２１には、該領域２１より一回り小さい矩形凹状の空間である吸着溝２３が形成されており、更に該吸着溝２３の底面には吸着穴２４が穿孔されている。
シート２は、各吸着穴２４がベース３の各貫通路３２と連通する位置で、ベース３の突出面３１に接着固定されている。各吸着穴２４は各貫通路３２を通じて図示しない排気ポンプに繋がれている。

次に、本実施例に係る固定治具１の製造方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３はシート２を作製するための型１０の縦断面図であり、図４は固定治具１の製造工程を示す図である。
型１０は、１枚のシート２に対応したキャビティ１４を有する。キャビティ１４の底面には、シート２の各吸着溝２３に対応する凸部１１が設けられている。キャビティ１４の開口はベース３の突出面３１と略同一の矩形状であるが、ベース３の突出面３１を挿入可能な程度に、突出面３１より僅かに大きく設計されている。

まず、シリコーン系の常温硬化性液状樹脂２０（以下、単に「樹脂２０」という）を型１０のキャビティ１４に流し込む（図４のステップＳ１：本発明の「成型工程」に相当）。このとき、樹脂２０の液面が型１０の型面１３を上回るようにする。
なお、上述の樹脂２０はシリコーン系に限定されるものではなく、フッ素系樹脂も採用することができる。

次に、ドライ式ロータリーポンプ付の真空デシケータ６１の中に前記型１０を入れ、常温、約100kPaの条件下で20分間静置することにより、樹脂２０の内部の気泡５０を除去する（図４のステップＳ２）。
更に、ベース３の突出面３１に予めプライマーを塗布しておき、突出面３１をキャビティ１４の開口に挿入しつつ、型１０の型面１３にベース３を当接する（ステップＳ３：本発明の「当接工程」に相当）。突出面３１をキャビティ１４に挿入することによって型面１３に対するベース３の位置が決まる。
このように型１０の型面１３にベース３を当接すると、突出面３１によりキャビティ１４内部の樹脂２０に圧が加わることにより、樹脂２０がベース３の貫通路３２に入り込み、さらにベース３の裏側にまで溢れ出る。この状態で型１０及びベース３を24時間常温放置し、樹脂２０を完全に硬化させる（ステップＳ４：本発明の「硬化工程」に相当）。こうすることにより、シート２のベース３への付着性及び両者の位置決めが確実になる。

なお、仮に熱硬化性液状樹脂を使用すれば、加熱により膨張したベース３の上で該樹脂を硬化させることとなり、常温まで冷却してベース３が収縮した際にシート２の反りやヨレが生じる。本実施例では常温硬化性液状樹脂を使用することによりこうした問題が回避され、寸法精度の高い固定治具１を製造することが可能となる。

樹脂２０が硬化した後、型１０及びベース３をオーブン６２に入れ、100℃、1時間加熱する（図４のステップＳ５：本発明の「接着工程」に相当）。これにより、ベース３の突出面３１に塗布したプライマーが硬化し、樹脂２０が突出面３１に強固に接着する。
なお、樹脂２０のベース３への接着は、充分な接着強度が得られるのであれば樹脂２０の硬化により生ずる自然接着でも構わない。この場合、プライマーの塗布及び接着工程は不要となる。

その後、ベース３の裏側に達していた樹脂２０を除去するとともに、型１０を外す（図４のステップＳ６：本発明の「離型工程」に相当）。これにより、シート２がベース３の突出面３１上に現れる。
最後に、シート２において吸着溝２３が形成されていない部分を切断ディスクで直線状に切削して切り溝２２を作製する。また、貫通路３２を通じてドリルで穿孔し、該貫通路３２の内部で硬化した樹脂２０を除去するとともにシート２に吸着穴２４を作製する（ステップＳ７：本発明の「吸着穴作製工程」に相当）。こうして本実施例に係る固定治具１が得られる。

以上述べたように、本発明に係る固定治具１の製造方法では、吸着溝２３に対応した凸部１１をキャビティ１４内に有する型１０を用いてシート２を成型するため、所望の形状の吸着溝２３を容易に作製することができる。
また、従来の方法と比較してベース３に対するシート２の位置決めも容易に行うことができる。
更に、上述したように吸着溝２３の機械加工工程を排除することにより、製造コストの低減が実現される。常温硬化性液状樹脂２０として低廉なシリコーン系樹脂を用いれば、製造コストをさらに抑えることもできる。
こうしたことにより、細かい吸着溝２３及び吸着穴２４を有する大型の固定治具１を、低廉な製造コストで容易に製造することが可能となる。
なお、本発明に係る固定治具の製造方法では、従来と同じく機械加工により切り溝２２を作製するが、切り溝２２は機械加工であっても比較的容易に且つ低コストにて作製することができる。

上述した実施例では、シート２及びベース３の形状を矩形としたが、固定治具１により吸着保持される被切断物の形状に応じて他の形状を採用してもよい。また、吸着溝２３の形状を円形や楕円形等としてもよい。
また、型１０に供給する樹脂２０の量を上述した量（即ち、樹脂２０の液面が型１０の型面１３を上回る量）よりもやや少なめにし、樹脂２０がベース３の貫通路３２にまで侵入する程度の量としてもよい。

樹脂２０を型１０に供給する前に、該樹脂２０に炭素粉末を添加しておくことにより、シート２に導電性を持たせてもよい。このようなシート２を有する固定治具１では、樹脂封止体の取り付け或いは取り外し時に発生する静電気を逃がすことができるため、静電気が樹脂封止体内部の電子素子にダメージを与えることが防止される。
また、透明な樹脂２０や色素を添加した樹脂２０を用いることにより、透明なシート２や所望の色のシート２を作製してもよい。

１…固定治具
１０…型
１１…凸部
１３…型面
１４…キャビティ
２…シート
２０…シリコーン系樹脂
２１…領域
２２…切り溝
２３…吸着溝
２４…吸着穴
３…ベース
３１…突出面
３２…貫通路
５０…気泡
６１…真空デシケータ
６２…オーブン

Claims (9)

1. 板状の被切断物及び前記板状の被切断物を切断して成る個片化物を吸着保持するための吸着溝と該吸着溝の底に設けられた吸着穴とを有するシートと、前記シートが固定され、前記吸着穴に各々対応する貫通路を有するベースとを備える固定治具の製造方法であって、
   a) 前記シートに対応したキャビティと、該キャビティの底面に設けられた前記吸着溝に対応した凸部とを有する型の前記キャビティに常温硬化性液状樹脂を供給する成型工程と、
   b) 前記キャビティに前記常温硬化性液状樹脂が供給された前記型の型面に前記ベースを位置決めしつつ当接させる当接工程と、
   c) 前記常温硬化性液状樹脂を硬化させる硬化工程と、
   d) 離型により前記ベースの上にシートを形成する離型工程と、
   e) 前記貫通路を通じて前記シートを穿孔することにより前記シートに吸着穴を作製する吸着穴作製工程と、
   を有することを特徴とする固定治具の製造方法。
2. 前記当接工程において、前記ベースにおいて前記型の型面と当接する面に予めプライマーを塗布しておくとともに、
   前記硬化工程の後であって且つ前記離型工程より前に
   f) 前記プライマーを硬化させることにより前記常温硬化性液状樹脂を前記ベースに接着する接着工程
   を有することを特徴とする請求項１に記載の固定治具の製造方法。
3. 前記ベースが前記キャビティの開口と略同一の平面形状を有する突出面を備えるとともに、
   前記当接工程において前記突出面を前記キャビティの開口に挿入する
   ことを特徴とする請求項２に記載の固定治具の製造方法。
4. 前記成型工程において、前記ベースの貫通路にまで侵入する程度の量の常温硬化性液状樹脂を前記キャビティに供給することを特徴とする請求項３に記載の固定治具の製造方法。
5. 前記成型工程において、前記貫通路を経由して前記ベースの裏側に達する程度の量の常温硬化性液状樹脂を前記キャビティに供給することを特徴とする請求項３に記載の固定治具の製造方法。
6. 前記常温硬化性液状樹脂にシリコーン系樹脂を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の固定治具の製造方法。
7. 前記離型工程の後に、
   切断ディスクにより前記シートに切り溝を作製することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の固定治具の製造方法。
8. 硬化前の前記常温硬化性液状樹脂に炭素粉末を添加することにより、前記シートに導電性を持たせたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の固定治具の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の固定治具の製造方法によって製造された固定治具。

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