JP2015082627A

JP2015082627A - パッケージ基板の加工方法

Info

Publication number: JP2015082627A
Application number: JP2013220929A
Authority: JP
Inventors: 吉輝西田; Yoshiteru Nishida
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2015-04-27
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: JP6200765B2

Abstract

【課題】研削後のチップ領域内で厚みばらつきが生じるおそれを低減することができるパッケージ基板の加工方法を提供する。
【解決手段】本発明のパッケージ基板の加工方法は、パッケージ基板１の封止樹脂層８に切削ブレード３２を切り込ませ、各該チップ領域４におけるそれぞれのデバイスチップ６に至らない溝１２を形成し、各該チップ領域４における反りを解消する溝形成ステップと、溝形成ステップを実施した後、パッケージ基板１の封止樹脂層８を研削砥石４４で研削することにより所定の厚みへと薄化する薄化ステップとを備えており、パッケージ基板１の研削時には、保持テーブル２１にパッケージ基板１を平坦な状態で保持でき、パッケージ基板１が局所的に研削されることを防止でき、パッケージ基板１の厚みにばらつきが生じるおそれを低減できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のデバイスチップが封止材層で封止されて構成されるパッケージ基板の加工方法に関する。

パッケージ基板は、複数のデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割した後、実装基板において格子状に交差する複数の分割予定ラインで区画されたそれぞれのチップ領域に該デバイスチップをそれぞれ実装し、封止材で該デバイスチップを封止することにより形成される。その後、例えば下記の特許文献１で開示される切削方法を用いてパッケージ基板を切削して個片化することによって複数のデバイスパッケージが製造されている。

近年、電子機器の小型化・薄型化に伴い、デバイスパッケージも小型化・薄型化が切望されているため、パッケージ基板の封止材を研削砥石で研削してパッケージ基板の厚みを薄化することによりデバイスパッケージを薄く形成している。

特開２００９−４４０５４号公報

しかし、パッケージ基板によっては、実装基板上に実装されたデバイスチップを封止材で封止する際、熱などの影響によって、パッケージ基板の各チップ領域がそれぞれ反った状態となることがある。この状態のパッケージ基板を研削砥石で研削しても、チップ領域中で上面位置が高い部分から局所的に研削されてしまい、研削後のチップ領域内で厚みばらつきが生じてしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、研削後のチップ領域内で厚みばらつきが生じるおそれを低減できるようにすることに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、基板上の交差する複数の分割予定ラインで区画されたチップ領域にそれぞれデバイスチップが配設されるとともに該デバイスチップが封止材層で封止され、該デバイスチップは、表面にデバイスを有するとともに該表面側が該基板に対面した状態で該基板上に配設されたパッケージ基板の加工方法であって、パッケージ基板の該封止材層に切削ブレードを切り込ませ、各該チップ領域にそれぞれ該デバイスチップに至らない溝を形成し、各該チップ領域における反りを解消する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、パッケージ基板の該封止材層を研削砥石で研削することにより所定の厚みへと薄化する薄化ステップと、を備える。

上記薄化ステップでは、上記封止材層を上記研削砥石で研削するとともに上記デバイスチップの裏面も研削し、該デバイスチップの裏面を露出させてもよい。

本発明にかかるパッケージ基板の加工方法は、薄化ステップを実施する前に、各チップ領域における封止材層に切削ブレードを切り込ませてデバイスチップにまで至らない溝を形成し各チップ領域におけるデバイスチップの反りを解消する溝形成ステップを実施する。そのため、薄化ステップを実施する際には、パッケージ基板を保持テーブルにおいて平坦な状態で保持できることから、パッケージ基板が局所的に研削されることを防止でき、パッケージ基板の厚みにばらつきが生じるおそれを低減できる。

パッケージ基板の一例を示す平面図である。パッケージ基板を示す断面図である。溝形成ステップを示す断面図である。溝形成ステップ実施後のパッケージ基板の封止材層側を示す平面図である。薄化ステップを示す断面図である。（ａ）は薄化ステップ後のパッケージ基板の第１例を示す断面図であり、（ｂ）は薄化ステップ後のパッケージ基板の第２例を示す断面図である。分割ステップを示す断面図である。

図１に示すパッケージ基板１は、ベースとなる矩形状の基板２を有している。基板２の表面２ａには、縦横に交差する複数の分割予定ライン３によって区画されたチップ領域４を複数備えている。チップ領域４には、突起電極であるバンプ５が複数形成されている。

図２に示す基板２の表面２ａと反対側にある裏面２ｂには、図１で示した複数のチップ領域４に対応する位置にデバイスチップ６がそれぞれ配設されている。具体的には、デバイスチップ６の表面６ａ側が基板２の裏面２ｂに対面して配設されており、表面６ａ側に形成されたデバイス７と基板２の裏面２ｂに備えた図示しない電極とが接続されている。デバイス７は、基板２の内部に形成された配線層に接続されている。

図２に示すように、基板２の裏面２ｂ側には、封止樹脂からなる封止材層８によってデバイスチップ６が封止されている。デバイスチップ６を封止材層８で封止するときに生じる熱の影響によって、部分拡大図に示すように、チップ領域４における基板２及びデバイスチップ６が反った状態となっている。以下では、チップ領域４における反りを解消しつつ、上記のように構成されるパッケージ基板１を加工する方法について説明する。

（１）溝形成ステップ
図３に示すように、保持手段２０によってパッケージ基板１を保持するとともに、切削手段３０により封止材層８に溝を形成する。図１に示した基板２の表面２ａに形成されたバンプ５（図１参照）の保護のため、環状のフレーム１１に貼着されたテープ１０に基板２の表面２ａ側をあらかじめ貼着する。保持手段２０は、パッケージ基板１を保持する保持テーブル２１と、保持テーブル２１の外周側に連設されフレーム１１を載置するフレーム載置部２２と、フレーム載置部２２において配設された軸部２３と、軸部２３を支点として回転しフレーム載置部２２に載置されたフレーム１１をクランプするクランプ部２４と、を少なくとも備えている。切削手段３０は、回転可能なスピンドル３１と、スピンドル３１の先端に装着された切削ブレード３２と、を少なくとも備えており、スピンドル３１の回転によって切削ブレード３２も回転するようになっている。

テープ１０を介して環状のフレーム１１と一体となった状態のパッケージ基板１を保持テーブル２１の上面に載置するとともに、フレーム１１をフレーム載置部２２に載置する。その後、クランプ部２４が軸部２３を支点にして回転し、フレーム１１の上部を押さえて固定する。なお、フレーム１１を用いることなく、基板２と同サイズの表面保護テープに基板２の表面２ａ側を貼着してもよい。

所定の回転速度で切削ブレード３２を回転させながら、パッケージ基板１の封止材層８に接近する方向に切削手段３０を加工送りし、回転する切削ブレード３２を封止材層８に切り込ませる。切削ブレード３２を切り込ませる位置は、デバイスチップ６の中央部上方とする。このとき、切削ブレード３２がデバイスチップ６に接触しないように、すなわち切削ブレード３２の先端がデバイスチップ６にまで達しないように、切削ブレード３２の切り込み深さ位置を制御する。そして、切削ブレード３２によって封止材層８のみを切削することにより、図３の部分拡大図に示すように、デバイスチップ６の裏面６ｂにまで至らない溝１２を形成する。このような切削を、すべてのデバイスチップ６の上方において行う。

切削手段３０は、図４に示すように、パッケージ基板１の外周の一端から他端に至るまで縦横に切り込んでいき、各チップ領域４における封止材層８に十字の溝１２が入るように切削する。このようにして溝１２を形成することにより各チップ領域４における封止材層８が部分的に除去されるため、各チップ領域４において、図３の部分拡大図に示すように、基板２及びデバイスチップ６の反りが解消する。また、溝１２を十字状に形成することにより、パッケージ基板１の長手方向の反りと短手方向の反りとを解消することができる。

なお、図４に示すパッケージ基板１では、１つのチップ領域４に対し、互いに直交する方向の１本ずつの溝からなる十字の溝１２が形成されているが、同方向に２本以上の溝を形成することで、２つ以上の十字の溝を各チップ領域４における封止材層８に形成してもよい。また、必ずしも全てのチップ領域４に対して溝１２を形成する必要はなく、反りが発生した部分に形成するようにしてもよい。さらに、反りが一方向にのみが生じている場合は、一方向にのみ溝を形成してもよい。

（２）薄化ステップ
溝形成ステップを実施した後、図５に示す研削手段４０によってパッケージ基板１を薄化する。研削手段４０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル４１と、スピンドル４１の下端にマウント４２を介して装着された研削ホイール４３と、研削ホイール４３の下部に環状に固着された研削砥石４４とを少なくとも備えており、研削ホイール４３を回転させつつ、昇降することができる。

パッケージ基板１を薄化するために、図５に示すように、封止材層８が上向きになるようにパッケージ基板１を保持手段２０ａの保持テーブル２１の上面に載置するとともにフレーム１１をフレーム載置部２２に載置する。その後、クランプ部２４が軸部２３を支点にして回転しフレーム１１の上部を押さえて固定する。このとき、図４で示したパッケージ基板１の各チップ領域４は溝１２の形成によって反りが解消されており、保持テーブル２１でパッケージ基板１を平坦に保持することができる。なお、フレーム１１を用いることなく、パッケージ基板１の大きさと同一のテープにパッケージ基板１を貼着し、保持手段２０ａに保持させてもよい。

保持テーブル２１においてパッケージ基板１を保持した後、保持テーブル２１を、例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、スピンドル４１を回転させて研削ホイール４３を矢印Ａ方向に回転させながら研削砥石４４で封止材層８を押圧しながら所望の厚みに薄化されるまで研削する。このとき、保持テーブル２１においてパッケージ基板１が平坦に保持されているため、パッケージ基板１を局所的に研削することがなく、研削後のパッケージ基板１の厚みにばらつきが発生することがない。

薄化ステップを実施することにより、例えば、図６（ａ）に示す薄化後のパッケージ基板１の第１例を形成する。この第１例では、デバイスチップ６の裏面６ｂが露出する前に研削を終了することにより、封止材層８の内部にデバイスチップ６が埋設された状態となっている。

また、薄化ステップを実施することにより、図５で示した研削砥石４４で封止材層８を研削するとともにデバイスチップ６の裏面６ｂも研削し、図６（ｂ）に示す薄化後のパッケージ基板１の第２例を形成してもよい。この第２例では、封止材層８からデバイスチップ６の裏面６ｂが露出した状態となっている。これにより、パッケージ基板１をより薄化することができる。

（３）分割ステップ
薄化ステップを実施した後、図７に示すように、パッケージ基板１を個片化する。まず、図７（ａ）に示すように、パッケージ基板１を反転させ、環状のフレーム１４に貼着されたテープ１３に基板２の表面２ａを上向きにしてデバイスチップ６側を貼着する。次いで、図７（ｂ）に示すように、テープ１３を介してフレーム１４と一体となっているパッケージ基板１を保持手段２０ｂの保持テーブル２１の上面に載置するとともに、フレーム１４をフレーム載置部２２に載置し、クランプ部２４が軸部２３を支点に回転しフレーム１４の上部を押さえて固定する。そして、例えば基板２の上方に配置された撮像手段５０を用いて、基板２の表面２ａに形成された図１に示すバンプ５の位置を検出し、バンプ５が形成されていない領域、すなわち分割予定ライン３を検出する。

次に、図７（ｃ）に示すように、切削ブレード３２を回転させながら、切削手段３０ａが下降し、回転する切削ブレード３２を、デバイスチップ６の裏面６ｂに貼着されているテープ１３に至るまで切り込ませ、図１で示した分割予定ライン３に沿って切削することにより、溝１５を形成する。そして、この切削動作をすべての分割予定ライン３に沿って行い、パッケージ基板１をデバイスチップ６をそれぞれ有するデバイスパッケージに個片化する。このようにして分割ステップを終了する。

以上のとおり、薄化ステップを実施する前に、各チップ領域４における封止材層８に切削ブレード３２を切り込ませてデバイスチップ６にまで至らない溝１２を形成し各チップ領域４におけるデバイスチップ６の反りを解消する溝形成ステップを実施するため、薄化ステップの実施する際には、保持テーブル２１にパッケージ基板１を平坦な状態で保持できることから、パッケージ基板１が局所的に研削されることを防止でき、パッケージ基板１の厚みにばらつきが生じるおそれを低減できる。また、分割ステップの実施によって形成される個々のデバイスパッケージも、厚みばらつきのないものになる。

１：パッケージ基板２：基板２ａ：表面２ｂ：裏面３：分割予定ライン
４：チップ領域５：バンプ６：デバイスチップ６ａ：表面６ｂ：裏面
７：デバイス８：封止樹脂層
１０：テープ１１：フレーム１２：溝１３：テープ１４：フレーム
１５：溝
２０，２０ａ，２０ｂ：保持手段２１：保持テーブル２２：フレーム載置部
２３：軸部２４：クランプ部
３０，３０ａ：切削手段３１：スピンドル３２：切削ブレード
４０：研削手段４１:スピンドル４２：マウント４３：研削ホイール
４４：研削砥石５０：撮像手段

Claims

基板上の交差する複数の分割予定ラインで区画されたチップ領域にそれぞれデバイスチップが配設されるとともに該デバイスチップが封止材層で封止され、該デバイスチップは、表面にデバイスを有するとともに該表面側が該基板に対面した状態で該基板上に配設されたパッケージ基板の加工方法であって、
パッケージ基板の該封止材層に切削ブレードを切り込ませ、各該チップ領域にそれぞれ該デバイスチップに至らない溝を形成し、各該チップ領域における反りを解消する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施した後、パッケージ基板の該封止材層を研削砥石で研削することにより所定の厚みへと薄化する薄化ステップと、を備えたパッケージ基板の加工方法。
前記薄化ステップでは、前記封止材層を前記研削砥石で研削するとともに前記デバイスチップの裏面も研削し、該デバイスチップの裏面を露出させる請求項１に記載のパッケージ基板の加工方法。