JP2015109349A - パッケージ基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工時間の増加を抑制しながらもバリの発生を抑制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こと。【解決手段】パッケージ基板の加工方法は表面ＷＳに複数形成された分割予定ラインによって区画されたデバイス領域にデバイスが配設されデバイス領域から分割予定ラインに及ぶ複数の電極が形成されたＱＦＮパッケージ基板Ｗの加工方法である。パッケージ基板の加工方法は分割ステップとバリ除去ステップを備える。分割ステップは表面ＷＳを露出してＱＦＮパッケージ基板Ｗをチャックテーブル１１の保持面１１ａで保持し分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませ電極を分断しつつ個々のチップＤＴに分割する。バリ除去ステップは分割ステップを実施したＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに粉末状のドライアイスを吹きかけて切削により電極から伸長したバリを除去する。【選択図】図５

Description

本発明は、パッケージ基板の加工方法、特にバリの除去方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ又は、ＬＥＤ等のデバイスが複数形成されたウエーハは、ダイシング装置等によって個々のデバイスに分割された後、パッケージングされて各種電子機器に広く利用されている。

パッケージング技術の１つとして、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）と称される技術が実用化されている。このＱＦＮでは、例えば、縦横に設けられた分割予定ラインによって区画されたデバイス領域を有すると共に電極が形成された金属枠体と、その区画された個々のデバイス領域の裏面に配設されたデバイスと、デバイスを樹脂で封止した樹脂封止部とでパッケージ基板を構成する技術である。ＱＦＮでは、切削ブレードを用いて分割予定ラインに沿ってパッケージ基板を縦横に切断して分離させることにより、デバイスが樹脂によって金属上で封止されて構成されるＱＦＮチップとなる（例えば、特許文献１参照）。

また、同様に、金属枠体上でＬＥＤ素子を樹脂によってモールドしてＬＥＤパッケージ基板を製造し、このＬＥＤパッケージ基板を切削ブレードを用いてＬＥＤチップに分離している（特許文献２参照）。

また、特許文献１などに示されたパッケージ基板の加工方法において問題となる電極のバリ対策のために、切削方法等を工夫してきた（例えば、特許文献３参照）。

特開２００６−２６１５２５号公報 特開２００９−２８３６５３号公報 特開２００７−２４２６４３号公報

前述した特許文献１及び特許文献２に示されたパッケージ基板の分割で問題になるのが、電極から伸長するバリである。バリの伸長によって、隣合う電極同士がつながりショートしたり、チップの電極が接続する相手方の電極との接触が悪くなってしまうという問題があるためである。それを解決するために、特許文献３に示された方法では、切削方法の工夫等でバリ対策を実施していたが、加工時間が増えたり、使用するツールが増えたりといった課題が残されていた。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、加工時間の増加を抑制しながらもバリの発生を抑制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ことにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパッケージ基板の加工方法は、表面に複数形成された分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが配設され、該デバイスの配設された該領域から該分割予定ラインに及ぶ複数の電極が表面に形成されたパッケージ基板の加工方法であって、表面を露出してパッケージ基板をチャックテーブルの保持面で保持し、該分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませ、該電極を分断しつつパッケージ基板を個々のチップに分割する分割ステップと、該分割ステップを実施したパッケージ基板に表面から粉末状のドライアイスを吹きかけて、切削により該電極から伸長したバリを除去するバリ除去ステップと、を備えることを特徴とする。

また、本発明のパッケージ基板の加工方法は、前記パッケージ基板は、前記分割予定ラインを横断する複数の電極が形成された金属枠体と、該分割予定ラインによって区画された領域の裏面に前記デバイスが配設され、該デバイスが樹脂によって封止された樹脂封止部と、から構成されたことが望ましい。

また、本発明のパッケージ基板の加工方法は、前記バリ除去ステップでは、前記粉末状のドライアイスを吹きかける噴射ノズルがアースに接続されていることが望ましい。

また、本発明のパッケージ基板の加工方法は、前記バリ除去ステップでは、前記パッケージ基板の表面にイオン化エアーが供給されることが望ましい。

そこで、本発明のパッケージ基板の加工方法では、分割ステップの後、伸長したバリに粉末状のドライアイスを吹きつけることで、バリに吹きつけられたドライアイスの気化膨張の作用により、バリを電極から除去させるという効果を奏する。したがって、本発明のパッケージ基板の加工方法では、加工時間の増加を抑制しながらもバリの発生を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法が施されるパッケージ基板としてのＱＦＮパッケージの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示されたＱＦＮパッケージの裏面の平面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示されたＱＦＮパッケージの側面図である。 図２は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法の分割ステップの概要を示す側断面図である。 図３は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法の分割ステップ後の切断面の一例を示す図である。 図４は、図３に示された切断面に発生するバリの一例を示す図である。 図５は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法のバリ除去ステップの概要を示す側断面図である。 図６は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法のバリ除去ステップ後の切断面の一例を示す図である。 図７は、図６に示された切断面に発生するバリの一例を示す図である。 図８（ａ）は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法が施されるパッケージ基板としてのＬＥＤパッケージの平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示されたＬＥＤパッケージの裏面の平面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）に示されたＬＥＤパッケージの側面図、図８（ｄ）は、分割ステップ後のＬＥＤパッケージの切断面の一例を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るパッケージ基板の加工方法を図面に基いて説明する。図１（ａ）は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法が施されるパッケージ基板としてのＱＦＮパッケージの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示されたＱＦＮパッケージの裏面の平面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示されたＱＦＮパッケージの側面図、図２は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法の分割ステップの概要を示す側断面図、図３は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法の分割ステップ後の切断面の一例を示す図、図４は、図３に示された切断面に発生するバリの一例を示す図、図５は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法のバリ除去ステップの概要を示す側断面図、図６は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法のバリ除去ステップ後の切断面の一例を示す図、図７は、図６に示された切断面に発生するバリの一例を示す図である。

実施形態に係るパッケージ基板の加工方法（以下、単に加工方法と呼ぶ）は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すパッケージ基板としてのＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）パッケージ基板Ｗを加工する加工方法であって、ＱＦＮパッケージ基板Ｗを個々のチップＤＴ（図５などに示す）に分割する方法である。

なお、本実施形態に係る加工方法により個々のチップＤＴに分割される加工対象としてのＱＦＮパッケージ基板Ｗは、図１（ａ）に示すように、表面ＷＳに複数形成された分割予定ラインＬによって区画されたデバイス領域Ｒ（領域に相当）に、図示しないデバイスが配設されている。ＱＦＮパッケージ基板Ｗは、デバイスの配設されたデバイス領域Ｒから分割予定ラインＬに及ぶ複数の電極Ｅが表面ＷＳに形成されている。また、ＱＦＮパッケージ基板Ｗは、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、分割予定ラインＬを横断する複数の電極Ｅと、分割予定ラインＬによって区画されたデバイス領域Ｒとが形成された金属枠体ＦＢと、樹脂封止部ＲＳとから構成されている。

また、ＱＦＮパッケージ基板Ｗは、金属枠体ＦＢのデバイス領域Ｒの裏面に図示しないデバイスが配設されている。樹脂封止部ＲＳは、デバイスが樹脂によって封止されて構成されている。ＱＦＮパッケージ基板Ｗは、分割予定ラインＬに沿って分割されて複数の電極Ｅが中央で切断されることで、図示しないデバイスを封止した樹脂封止部ＲＳと、複数の切断された電極Ｅとを備えたチップＤＴに分割される。

実施形態に係る加工方法は、分割ステップと、バリ除去ステップとを備える。分割ステップでは、図１（ｂ）に示すように、表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲに露出した樹脂封止部ＲＳに外縁部に環状フレームＦが貼着された保護テープＴ（保護部材に相当）を貼着する。なお、保護テープＴは、電気的に絶縁性を有する合成樹脂などで構成されている。

ＱＦＮパッケージ基板Ｗの裏面ＷＲを、保護テープＴを介して、ＱＦＮパッケージ基板Ｗを分割予定ラインＬに沿って切削する切削装置１０のチャックテーブル１１のポーラス状の保持面１１ａ上に載置する。そして、チャックテーブル１１に図示しない真空吸引経路を介して接続された真空吸引源により保持面１１ａを吸引して、図２に示すように、表面ＷＳを露出して、ＱＦＮパッケージ基板Ｗを保護テープＴを介してチャックテーブル１１の保持面１１ａで吸引保持する。また、チャックテーブル１１の周囲に設けられかつ保持面１１ａよりも低い位置のクランプ部１２を図示しないエアーアクチュエータにより駆動して、クランプ部１２でＱＦＮパッケージ基板Ｗの周囲の環状フレームＦを挟持する。なお、チャックテーブル１１は、図示しないアースに電気的に接続されている。

その後、分割ステップでは、切削装置１０の図示しない撮像手段が取得した画像に基いて、アライメントを遂行する。そして、チャックテーブル１１と切削装置１０の軸心回りに回転した切削ブレード１３とを図示しない移動手段により分割予定ラインＬに沿って相対的に移動させながら、図２に示すように、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに沿って切削ブレード１３を保護テープＴまで切り込ませ、電極Ｅを分断しつつＱＦＮパッケージ基板Ｗを個々のチップＤＴに分割する。ＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに沿って切削ブレード１３を保護テープＴまで切り込ませて得られる切断面では、図３に示すように、電極Ｅに樹脂封止部ＲＳの表面から突出したバリＢが形成されている。

バリＢは、図４に示すように、樹脂封止部ＲＳの表面から突出したバリ本体ＢＭと、バリ本体ＢＭの表面に複数設けられたとげ部ＢＰとを備えている。バリ本体ＢＭは、例えば、図４に示す場合では、山形に形成されている。しかしながら、本発明では、バリ本体ＢＭはこれに限らず種々の形状に形成されている。とげ部ＢＰは、バリ本体ＢＭの表面から凸の鋭い突起に形成されている。しかしながら、本発明では、とげ部ＢＰはこれに限らず種々の形状に形成されている。分割ステップでは、すべての分割予定ラインＬに沿って順に切削ブレード１３を保護テープＴまで切り込ませ、個々のチップＤＴにＱＦＮパッケージ基板Ｗを分割する。そして、バリ除去ステップに進む。

バリ除去ステップでは、チャックテーブル１１と切削装置１０の粉末状のドライアイスを吹きかける噴射ノズル２３とを分割予定ラインＬに沿って相対的に移動させながら、図５に示すように、分割ステップを実施したＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに噴射ノズル２３からの粉末状のドライアイスを吹きかける。

噴射ノズル２３は、チャックテーブル１１に保持されたＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに粉末状のドライアイスを吹きかけるものである。噴射ノズル２３は、図５に示すように、アース２５に電気的に接続されている。噴射ノズル２３は、保持テーブル１１上のＱＦＮパッケージ基板Ｗに向かって垂直にドライアイスを噴射する先端の噴射口２８がＱＦＮパッケージ基板Ｗのすべての分割予定ラインＬ上を通るように、図示しない移動手段により移動される。噴射ノズル２３は、液化炭酸ガス供給源２９からの液化炭酸ガスと、噴射用ガス供給源３０からの加圧気体とが供給される。噴射ノズル２３は、液化炭酸ガスと加圧気体とが混合され液化炭酸ガスが断熱膨張することによって冷却されて得られる粉末状のドライアイスを噴射口２８からＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに向かって噴射する。

ＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに吹きかけられた粉末状のドライアイスは、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの電極ＥのバリＢに付着し、特に、バリ本体ＢＭととげ部ＢＰとの間に侵入する。そして、粉末状のドライアイスは、その後、気化膨張して、図７に示すように、とげ部ＢＰをバリ本体ＢＭから除去するとともに、図６に示すように、バリ本体ＢＭの表面を若干滑らかにする。このとき、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに衝突した粉末状のドライアイスは、衝突時の摩擦などにより静電気をＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに発生させることになる。ＱＦＮパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬに発生した静電気は、保護テープＴが絶縁性の合成樹脂で構成されているために、チャンクテーブル１１を介してアースに導かれることなく、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに帯電する。また、液化炭酸ガス供給源２９からの液化炭酸ガスと噴射用ガス供給源３０からの加圧気体とを噴射ノズル２３に供給する供給経路３２には、粉末状のドライアイスが帯電することを抑制する帯電防止手段３１が設けられている。

このように、バリ除去ステップでは、噴射ノズル２３から分割予定ラインＬに向かって粉末状のドライアイスを吹きかけることで、切削により電極Ｅから伸長したバリＢを若干削ることになる。即ち、本発明では、切削により電極Ｅから伸長したバリＢを若干削ることを、バリＢを除去するという。また、バリ除去ステップでは、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに静電気除去機２４からイオン化エアーが供給される。そして、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに帯電された静電気が中和される。

静電気除去機２４は、バリ除去ステップにおいて、プラス、マイナスに帯電したイオン化エアーをＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに吹き付け、粉末状のドライアイスが衝突することでＱＦＮパッケージ基板Ｗの表面ＷＳに生じる静電気を中和するものである。

バリ除去ステップでは、すべての分割予定ラインＬに粉末状のドライアイスを吹きかけると、静電気除去機２４からのイオン化エアーの吹き付けを停止させる。そして、チャックテーブル１１の吸引・保持とクランプ部１２の環状フレームＦの挟持を解除した後、搬送手段によりチャックテーブル１１上のＱＦＮパッケージ基板Ｗを次工程へと搬送する。

以上のように、実施形態に係る加工方法によれば、分割ステップの後、伸長したバリＢに粉末状のドライアイスを吹きつける。実施形態に係る加工方法によれば、バリＢに吹きつけられたドライアイスの気化膨張の作用により、とげ部ＢＰを除去するなどしてバリＢを若干削って、バリＢを電極Ｅから除去させる。

実施形態に係る加工方法によれば、伸長したバリＢに粉末状のドライアイスを吹きつけることで、バリＢを電極Ｅから除去させるので、ドライアイスの粒の大きさや吹きつける流速を調整することで、ＱＦＮパッケージ基板Ｗを損傷させることなく、加工時間の増加を抑制しながらも、容易にバリＢを除去できる。よって、実施形態に係る加工方法によれば、加工時間の増加を抑制しながらもバリＢの発生を抑制することができる。

前述した実施形態では、すべての分割予定ラインＬを切削してから粉末状のドライアイスを吹きかけている。しかしながら、本発明では、他の分割予定ラインＬの切削中に切削済みの分割予定ラインＬに粉末状のドライアイスを吹きかけてもよい。

また、本発明では、パッケージ基板として、ＱＦＮパッケージ基板Ｗの他に、例えば、図８に示すＬＥＤパッケージＷ１などの種々のパッケージ基板を加工してもよい。なお、図８（ａ）は、実施形態に係るパッケージ基板の加工方法が施されるパッケージ基板としてのＬＥＤパッケージの平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示されたＬＥＤパッケージの裏面の平面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）に示されたＬＥＤパッケージの側面図、図８（ｄ）は、分割ステップ後のＬＥＤパッケージの切断面の一例を示す図である。

ＬＥＤパッケージＷ１は、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂などで構成された絶縁性の基板Ｓの表面ＳＳに複数形成された分割予定ラインＬによって区画された領域に、図示しないデバイスとしてのＬＥＤが配設され、ＬＥＤの配設された領域から分割予定ラインＬに及ぶ複数の電極Ｅが表面ＷＳに形成されたものである。電極Ｅは、図８（ｄ）に示すように、分割予定ラインＬを貫通したスルーホールＨの内面に金属が被覆されて構成されている。また、ＬＥＤパッケージＷ１は、ＬＥＤが樹脂に封止されて構成されるデバイス部ＤＰを備えている。ＬＥＤパッケージＷ１は、分割予定ラインＬに沿って分割されて、図８（ｄ）に示すように、複数の電極Ｅが中央で切断されることで、個々のチップに分割される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１１ チャックテーブル
１１ａ 保持面
１３ 切削ブレード
２３ 噴射ノズル
２５ アース
Ｂ バリ
Ｅ 電極
Ｌ 分割予定ライン
Ｒ デバイス領域（領域）
ＤＴ チップ
Ｗ ＱＦＮパッケージ基板（パッケージ基板）
ＷＳ 表面
ＦＢ 金属枠体
ＲＳ 樹脂封止部
Ｗ１ ＬＥＤパッケージ（パッケージ基板）
ＳＳ 表面

Claims (4)

1. 表面に複数形成された分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが配設され、該デバイスの配設された該領域から該分割予定ラインに及ぶ複数の電極が表面に形成されたパッケージ基板の加工方法であって、
   表面を露出してパッケージ基板をチャックテーブルの保持面で保持し、該分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませ、該電極を分断しつつパッケージ基板を個々のチップに分割する分割ステップと、
   該分割ステップを実施したパッケージ基板に表面から粉末状のドライアイスを吹きかけて、切削により該電極から伸長したバリを除去するバリ除去ステップと、
   を備えるパッケージ基板の加工方法。
2. 前記パッケージ基板は、前記分割予定ラインを横断する複数の電極が形成された金属枠体と、該分割予定ラインによって区画された領域の裏面に前記デバイスが配設され、該デバイスが樹脂によって封止された樹脂封止部と、から構成された請求項１記載のパッケージ基板の加工方法。
3. 前記バリ除去ステップでは、前記粉末状のドライアイスを吹きかける噴射ノズルがアースに接続されている請求項１又は２記載のパッケージ基板の加工方法。
4. 前記バリ除去ステップでは、前記パッケージ基板の表面にイオン化エアーが供給される請求項１〜３のいずれか１つに記載のパッケージ基板の加工方法。

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