JP2015085414A

JP2015085414A - パッケージ基板の加工方法

Info

Publication number: JP2015085414A
Application number: JP2013224255A
Authority: JP
Inventors: 吉輝西田; Yoshiteru Nishida
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2015-05-07

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できるパッケージ基板の加工方法を提供する。
【解決手段】パッケージ基板の加工方法は、固定治具１０の保持面１１にパッケージ基板１のチップ領域と凹部１２とを位置合わせした状態でパッケージ基板１の基板２側を載置して封止材層８を露出させる載置ステップと、吸引源１７を作動させ固定治具１０でパッケージ基板１を平坦に吸引保持する保持ステップとを備えているため、各チップ領域における反りを解消して固定治具１０でパッケージ基板１を平坦に保持することができる。そして、研削手段によってパッケージ基板１の封止材層８を研削する研削ステップを備えているため、パッケージ基板１を平坦化した状態で研削可能となり、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のチップ領域内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６

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。

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することにより、複数のデバイスチップを形成することができる。そして、このデバイスチップを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それぞれ実装して封止材で封止することにより、パッケージ基板が形成される。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り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。そこで、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で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、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に発生する熱によって、パッケージ基板の各チップ領域に反りが発生することがある。そのため、反りの発生した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うため、研削後のパッケージ基板のチップ領域内に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しうるパッケージ基板の加工方法を提供することを目的とする。

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、パッケージ基板を保持する保持面を含み、パッケージ基板の各該チップ領域に対応して該保持面に形成された複数の凹部と、該凹部の底面に開口する吸引口と、一端が該吸引口に連通し他端が吸引源に接続された吸引路と、該保持面と同一高さの支持面を有し該凹部内にそれぞれ配設されパッケージ基板の該基板側を支持する支持柱と、を備える固定治具上において、パッケージ基板の該チップ領域と該凹部とを位置合わせした状態でパッケージ基板の該基板側を該保持面に載置することにより該封止材層を露出させる載置ステップと、該載置ステップを実施した後、該吸引源が作動し該固定治具でパッケージ基板を平坦に吸引保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、研削手段によってパッケージ基板の該封止材層を研削する研削ステップと、を備える。

上記研削ステップでは、上記封止材層を上記研削手段によって研削するとともに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ことが望ましい。

本発明にかかるパッケージ基板の加工方法は、パッケージ基板の各チップ領域に対応して保持面に凹部が形成された固定治具を用いて載置ステップ及び保持ステップを実施するため、固定治具のそれぞれの凹部に各チップ領域を位置合わせした状態でパッケージ基板の基板側を吸引することにより、各チップ領域における反りが解消し、パッケージ基板を該保持面にならって平坦に補正して吸引保持することができる。
そして、パッケージ基板を平坦化した状態で研削ステップを実施するため、パッケージ基板が局所的に研削されることを防止でき、パッケージ基板の各チップ領域内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。パッケージ基板の一例を示す断面図である。固定治具の一例を示す平面図である。固定治具の一例を示す断面図である。載置ステップを示す断面図である。保持ステップを示す断面図である。研削ステップを示す断面図である。（ａ）は研削ステップ後のパッケージ基板の第１例を示す断面図、（ｂ）は研削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。切削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、被加工物の一例であって、例えばＣＳＰ(Chip Size Package)基板である。パッケージ基板１は、ベースとなる矩形状の基板２を有しており、その表面２ａにおいて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。なお、パッケージ基板１には、例えば、ＱＦＮ(Quad For Non-Lead Package)基板、ＢＧＡ(Ball Grid Array)基板などがある。

図２に示すように、パッケージ基板１の表面２ａと反対側の面である裏面２ｂには、図１で示したチップ領域４に対応する位置にデバイスチップ６の表面６ａ側が対面して配設され、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（図示せず）に接続されている。

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。ここで、パッケージ基板１は、図２の部分拡大図に示すように、デバイスチップ６を封止材層８で封止する際に発生する熱などの影響によって反りが発生している。すなわち、図１で示したチップ領域４における基板２とこの裏面２ｂに配設されたデバイスチップ６とが湾曲した状態となっている。

このように構成されるパッケージ基板１を加工する際には、例えば図３に示す固定治具１０にパッケージ基板１を保持させる。固定治具１０は、矩形状の基材１００を有しており、基材１００の上面はパッケージ基板１を保持する保持面１１となっている。固定治具１０の保持面１１には、図１に示したパッケージ基板１の各チップ領域４に対応する位置に形成された凹部１２と、凹部１２の底面中央部において開口する吸引口１３と、凹部１２の底部に配設された一対の支持柱１５とを備えている。支持柱１５は、円柱状に形成されており、吸引口１３を挟んで対向する位置に２つ配設されている。

図４に示すように、支持柱１５は、基材１００の保持面１１と同一の高さを有する支持面１５ａを有している。支持柱１５は、凹部１２にパッケージ基板１の基板２が没入されないように基板２を下方から支持することができる。

固定治具１０の基材１００の内部には、それぞれの吸引口１３に一端が連通するとともに、他端が開閉バルブ１６を介して吸引源１７に接続された吸引路１４が形成されている。そして、開閉バルブ１６を開くと、各凹部１２に負圧を発生させ、パッケージ基板１を保持面１１で吸引保持することができる。

次に、上記のとおり構成される固定治具１０を用いてパッケージ基板１を保持し、加工する方法について説明する。

（１）載置ステップ
図５に示すように、反りの発生したパッケージ基板１の基板２の表面２ａ側を固定治具１０に載置する。具体的には、固定治具１０の凹部１２と図１で示した各チップ領域４とを位置合わせした状態で、パッケージ基板１の基板２の表面２ａ側を基材１００の保持面１１に載置して基板２の裏面２ｂ側の封止材層８を上向きに露出させる。このとき、パッケージ基板１の基板２が反っているため、各凹部１２の上方には基板２の表面２ａとの間に隙間１８が生じている。なお、基板２の表面２ａには、図１で示したバンプ５を保護するために、テープ９をあらかじめ貼着しておく。

（２）保持ステップ
載置ステップを実施した後、図６に示すように、パッケージ基板１を固定治具１０で吸引保持する。具体的には、吸引源１７を作動させるとともに開閉バルブ１６を開いて、図５で示した各凹部１２に負圧を発生させる。これにより、基板２の表面２ａ側を下方に吸引し、テープ９を介して基板２の表面２ａを固定治具１０の保持面１１に吸着する。このようにして固定治具１０でパッケージ基板１を吸引保持することにより、基板２の反りを保持面１１にならって平坦に補正するとともにデバイスチップ６の反りを解消することができる。

また、固定治具１０でパッケージ基板１を吸引保持する際には、各凹部１２内の支持柱１５の支持面１５ａに基板２の表面２ａの一部分がテープ９を介して当接するため、基板２が凹部１２内に没入するのを防止できる。このようにして支持柱１５により基板２を下方から支持することによって、パッケージ基板１自体が破損することを低減できる。

（３）研削ステップ
保持ステップを実施した後、図７に示すように、研削手段２０によってパッケージ基板１を所定の厚みに研削する。研削手段２０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル２１と、スピンドル２１の下端にマウント２２を介して装着された研削ホイール２３と、研削ホイール２３の下部において環状に固着された研削砥石２４とを少なくとも備えており、研削ホイール２３を回転させつつ、研削ホイール２３を鉛直方向に昇降させることができる。

固定治具１０でパッケージ基板１を吸引保持した後、固定治具１０を、例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、スピンドル２１を回転させて研削ホイール２３を矢印Ａ方向に回転させながら研削砥石２４で封止材層８を押圧しながら所望の厚みに至るまで研削する。パッケージ基板１の研削中は、固定治具１０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の厚みにばらつきが発生するおそれを低減することができる。このようにして研削ステップが終了する。

研削ステップを実施することにより、例えば、図８（ａ）に示す研削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、研削ステップを実施することにより、図７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８（ｂ）に示す研削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可能となる。

（４）切削ステップ
研削ステップを実施した後、研削後のパッケージ基板１を切削して個片化する。以下では、図８（ｂ）で示した研削後のパッケージ基板１の第２例を切削する動作について説明する。まず、パッケージ基板１を反転させ、図７で示した基板２の裏面２ｂに貼着されたテープ９を剥離する。次いで、図９（ａ）に示すように、デバイスチップ６の裏面６ｂ側をテープ９ａに貼着して基板２の表面２ａを上向きに露出させる。その後、例えば撮像手段３０を用いて、パッケージ基板１の基板２の表面２ａに形成された図１に示したバンプ５が形成されていない領域、すなわち分割予定ライン３の位置を検出する。

分割予定ライン３を検出した後、図９（ｂ）に示すように、被加工物に切削を行う切削手段３１によってパッケージ基板１を切削する。切削手段３１は、回転可能なスピンドル３２と、スピンドル３２の先端に装着された着脱自在の切削ブレード３３とを少なくとも備えており、スピンドル３２の回転によって切削ブレード３３も回転するようになっている。

スピンドル３２を回転させて切削ブレード３３を所定の回転速度で回転させながら、切削手段３０を下降させ、回転する切削ブレード３３を、デバイスチップ６の裏面６ｂに貼着されているテープ９ａに至るまで切り込ませる。図１で示した分割予定ライン３に沿ってパッケージ基板１の外周の一端から他端に至るまで切削ブレード３３を切り込ませて切削することにより溝４０を形成する。そして、全ての分割予定ライン３に沿って上記切削動作を繰り返し行って切削溝４０を形成し、パッケージ基板１を個々のデバイスチップ６を有する付きのデバイスパッケージに個片化する。

以上のとおり、本発明のパッケージ基板の加工方法では、固定治具１０の保持面１１にパッケージ基板１のチップ領域４と凹部１２とを位置合わせした状態でパッケージ基板１の基板２側を載置して封止材層８を露出させる載置ステップと、吸引源１７を作動させ固定治具１０でパッケージ基板１を平坦に吸引保持する保持ステップと実施するため、各チップ領域４における反りを解消してパッケージ基板１を該保持面１１で平坦に補正して吸引保持することができる。そして、パッケージ基板１を平坦化した状態で研削ステップを実施するため、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のチップ領域内の厚みにばらつきが生じるおそれを低減できる。

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：封止材層９，９ａ：テープ
１０：固定治具１００：基材１１：保持面１２：凹部１３：吸引口
１４：吸引路１５：支持柱１５ａ：支持面１６：開閉バルブ１７：吸引源
１８：隙間２０：研削手段２１:スピンドル２２：マウント２３：研削ホイール
２４：研削砥石３０：撮像手段３１：切削手段３２：スピンドル
３３：切削ブレード４０：溝

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、
パッケージ基板を保持する保持面を含み、パッケージ基板の各該チップ領域に対応して該保持面に形成された複数の凹部と、該凹部の底面に開口する吸引口と、一端が該吸引口に連通し他端が吸引源に接続された吸引路と、該保持面と同一高さの支持面を有し該凹部内にそれぞれ配設されパッケージ基板の該基板側を支持する支持柱と、を備える固定治具上において、パッケージ基板の該チップ領域と該凹部とを位置合わせした状態でパッケージ基板の該基板側を該保持面に載置することにより該封止材層を露出させる載置ステップと、
該載置ステップを実施した後、該吸引源を作動させ該固定治具でパッケージ基板を平坦に吸引保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、研削手段によってパッケージ基板の該封止材層を研削する研削ステップと、を備えたパッケージ基板の加工方法。
前記研削ステップでは、前記封止材層を前記研削手段によって研削するとともに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。