JP2016213240A - 製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転刃の蛇行を発生させることなく、厚さの厚い封止済基板を切断する。【解決手段】厚さｔ１が薄く刃先出し量Ｌ１が短い回転刃８ａと厚さｔ２が厚く刃先出し量Ｌ２が長い回転刃８ｃとを使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する。まず、薄い厚さｔ１と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ａを使用して、複数の切断線５に沿って封止済基板１が有する全厚さのうち一部分の厚さを切削して切削溝１０を形成する。次に、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、複数の切削溝１０に沿って封止済基板１が有する全厚さのうち残る部分を切削することによって、封止済基板１を切断する。厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断することによって、各切削工程における加工負荷を小さくすることができる。したがって、回転刃８ａ、８ｃの蛇行を防止できる。【選択図】図３

Description

本発明は、被切断物を切断することによって、個片化された複数の製品を製造する製造装置及び製造方法に関するものである。

プリント基板やリードフレームなどからなる基板を格子状の複数の領域に仮想的に区画して、それぞれの領域にチップ状の素子（例えば、半導体チップ）を装着した後、基板全体を樹脂封止したものを封止済基板という。回転刃などを使用した切断機構によって封止済基板を切断し、それぞれの領域単位に個片化したものが製品になる。

従来から、製造装置を使用して封止済基板の所定領域を回転刃などの切断機構によって切断している。まず、封止済基板を切断用テーブルの上に載置する。次に、封止済基板をアライメント（位置合わせ）する。アライメントすることによって、複数の領域を区切る仮想的な切断線の位置を設定する。次に、封止済基板を載置した切断用テーブルと切断機構とを相対的に移動させる。切削水を封止済基板の切断箇所に噴射するとともに、切断機構によって封止済基板に設定された切断線に沿って封止済基板を切断する。封止済基板を切断することによって、個片化された製品が製造される。

近年、電子機器の高機能化、高速化、小型化に伴い、半導体はますます高性能化、多機能化、小型化が進んでいる。特に省エネルギー化の流れのなかで、電力などを制御するための半導体製品である制御系デバイスが注目されている。制御系デバイスは電力を使用するさまざまな機器に搭載され、発電機器、自動車、家電分野など、特に大電力を扱う機器でその役割はますます重要になっている。

半導体製品である制御系デバイスは大電力を扱うことが多いので、製品の厚さが５ｍｍ〜６ｍｍ程度に厚くなる。したがって、制御系デバイスなどの製品を製造する際の半製品である封止済基板の厚さが５ｍｍ〜６ｍｍ程度に厚くなる。回転刃を使用して厚さが厚い封止済基板を切断線に沿って切断する場合には、回転刃に対して加わる加工負荷が大きくなる。加工負荷が大きくなると、回転刃が封止済基板に対して相対的に進行する際に回転刃が蛇行する現象（回転刃の蛇行）が生じることがある。具体的には、回転刃が切断線に忠実に沿うのではなく、切断線に対して交互に（相対的な進行方向に向かって左右に）偏りながら、封止済基板を切断する。そのため、切断跡（カーフ）はまっすぐではなく左右に蛇行した切断跡になる。蛇行の程度が大きくなると、個片化された製品のサイズにばらつきが発生するので、製品の信頼性が低下するおそれがある。蛇行が発生すると、回転刃に対して加わる加工負荷が更に大きくなるので、回転刃が破損するおそれがある。したがって、厚さが厚い封止済基板を切断する場合には、回転刃の蛇行を発生させないようにして切断することが重要になる。

ブレード蛇行の発生を即座に発見して切削ブレードの破損を未然に防止するダイシング方法として、「（略）被加工物に切削加工を施す切削ブレードを有する切削手段と、（略）、切削加工による加工溝を、（略）撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された前記加工溝の画像データを処理する制御手段とを備え、（略）前記被加工物のダイシングを行うダイシング方法であって、ダイシング中に前記加工溝の画像データを常時取り込み、取り込んだ該加工溝の画像データのＹ軸方向の一方の溝エッジのＹ座標の最大値と他方の溝エッジのＹ座標の最小値との差が予め設定された閾値を超えた場合には警告を発する」ダイシング方法が提案されている（例えば、特許文献１の段落〔０００７〕、図３参照）。

特開２００８−２６２９８３号公報

特許文献１に開示された技術によれば、制御手段７０は、ダイシング動作の開始とともに、ＣＣＤカメラ６２を常時駆動させて切削ブレード２１による切削加工直後の加工溝８１の画像データを常時取り込む（特許文献１の段落〔００２３〕）。加工溝８１の画像データを取得する毎に、時系列上で確定した最大値Ｙ１ｍａｘと最小値Ｙ２ｍｉｎとの差Ｄ＝Ｙ１ｍａｘ−Ｙ２ｍｉｎを演算し、この差Ｄの程度を監視する。演算された差Ｄの大きさが予め設定された閾値Ｄｔｈ以下に収まっていれば、ダイシング動作をそのまま継続させる。一方、差Ｄが閾値Ｄｔｈを超えた場合には、切削ブレード２１が所定量以上に蛇行したものと認定し、切削ブレード２１によるダイシング動作を停止させる（特許文献１の段落〔００２３〕）。

この技術によれば、制御手段７０は、切削ブレード２１の蛇行を監視することを行っているが、切削ブレード２１の蛇行を防止することを行っていない。したがって、閾値を越えた蛇行が発生するとダイシング動作を停止させる。特に、パッケージの厚さが厚い製品については、回転刃の蛇行が発生しやすいので、ダイシングをしばしば中断せざるを得ないという問題が発生する。

本発明は、厚さが厚い被切断物を切断する場合において、回転刃の蛇行を発生させることなく、被切断物を個片化して製品を製造することができる製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る製造装置は、複数の切断線を有する被切断物が載置されるテーブルと、被切断物を切断する第１の切断機構と、被切断物を切断する第２の切断機構と、テーブルと第１の切断機構及び第２の切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備え、被切断物を切断することによって複数の製品を製造する際に使用される製造装置であって、第１の切断機構に設けられた円板状の第１の回転刃と、第１の回転刃を挟んで固定する１組の第１の固定部材と、第２の切断機構に設けられた円板状の第２の回転刃と、第２の回転刃を挟んで固定する１組の第２の固定部材と、第１の固定部材から第１の回転刃が露出する第１の露出部と、第２の固定部材から第２の回転刃が露出する第２の露出部とを備え、第２の回転刃の径方向に沿った第２の露出部の長さは、第１の回転刃の径方向に沿った第１の露出部の長さよりも長く、複数の切断線に沿って第１の回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって複数の切削溝が形成され、複数の切削溝に沿って第２の回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを切削することによって被切断物が切断されて、複数の製品が製造されることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、第２の回転刃の板厚が第１の回転刃の板厚以上であることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、第２の回転刃の板厚が第１の回転刃の板厚よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、テーブルとして第１のテーブルと第２のテーブルとが設けられ、第１のテーブルには被切断物として第１の被切断物が載置され、第２のテーブルには被切断物として第２の被切断物が載置されることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る製造方法は、複数の切断線を有する被切断物をテーブルに載置する工程と、被切断物と円板状の第１の回転刃とを相対的に移動させる工程と、被切断物と円板状の第２の回転刃とを相対的に移動させる工程とを備え、被切断物を切断することによって複数の製品を製造する製造方法であって、１組の第１の固定部材によって挟まれて固定された第１の回転刃を準備する工程と、１組の第２の固定部材によって挟まれて固定された第２の回転刃を準備する工程と、第１の回転刃を使用して複数の切断線に沿って被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって複数の切削溝を形成する工程と、第２の回転刃が複数の切削溝に沿って被切断物の全厚さのうち残る厚さを切削することによって被切断物を切断する工程とを備え、第２の固定部材から第２の回転刃が露出する第２の露出部において第２の回転刃の径方向に沿った長さを、第１の固定部材から第１の回転刃が露出する第１の露出部において第１の回転刃の径方向に沿った長さよりも大きくすることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、第２の回転刃の板厚を第１の回転刃の板厚以上にすることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、第２の回転刃の板厚を第１の回転刃の板厚よりも小さくすることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、テーブルとして第１のテーブルと第２のテーブルとを準備する工程と、被切断物として第１の被切断物と第２の被切断物とを準備する工程と、被切断物をテーブルに載置する工程は、第１の被切断物を第１のテーブルに載置する工程と、第２の被切断物を第２のテーブルに載置する工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする。

本発明によれば、製品の製造装置が、円板状の第１の回転刃と、円板状の第２の回転刃と、第１の回転刃が露出する第１の露出部と、第２の回転刃が露出する第２の露出部とを備える。第２の回転刃の径方向に沿った第２の露出部の長さは、第１の回転刃の径方向に沿った第１の露出部の長さよりも長い。複数の切断線に沿って第１の回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって複数の切削溝が形成され、複数の切削溝に沿って第２の回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを切削することによって被切断物が切断されて、複数の製品が製造される。このことによって、厚さの厚い被切断物を切断する場合において各切削工程における加工負荷を小さくする。したがって、回転刃の蛇行を発生させることなく、厚さの厚い被切断物を切断できる。

図１（ａ）は、本発明に係る製造装置によって切断される封止済基板の平面図、図１（ｂ）は正面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る製造装置において使用される３種類の回転刃をそれぞれ示す正面図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、実施例１において、図１に示された封止済基板が個片化される過程を示す概略断面図ある。 図４（ａ）〜（ｃ）は、実施例２において、図１に示された封止済基板が個片化される過程を示す概略断面図ある。 本発明に係る製造装置の概要を示す平面図である。

図３に示されるように、厚さｔ１が薄く刃先出し量Ｌ１が短い回転刃８ａと厚さｔ２が厚く刃先出し量Ｌ２が長い回転刃８ｃとを使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する。まず、薄い厚さｔ１と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ａを使用して、複数の切断線５に沿って封止済基板１が有する全厚さのうち一部分の厚さを切削して切削溝１０を形成する。次に、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、複数の切削溝１０に沿って封止済基板１が有する全厚さのうち残る部分を切削することによって、封止済基板１を切断する。厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断することによって、各切削工程における加工負荷を小さくすることができる。したがって、回転刃８ａ、８ｃの蛇行を防止できる。

本発明に係る製造装置の実施例１について、図１〜図３を参照して説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

図１に示されるように、封止済基板１は、最終的に切断されて個片化される被切断物である。封止済基板１は、プリント基板やリードフレームなどからなる基板２と、基板２が有する複数の領域（後述）にそれぞれ装着されたチップ状電子部品（機能素子）からなるチップ３と、複数の領域が一括して覆われるようにして形成された封止樹脂４とを有する。チップ３としては、例えば、放熱板（ヒートシンク）が積層された電力制御用チップ、同種のチップが複数個積層されたスタック型チップなどが搭載される。このようなチップ３を一括して樹脂封止する場合には、封止済基板１の全厚さｈ（＝基板２の厚さ＋封止樹脂４の厚さ）は５ｍｍ〜６ｍｍ程度になり、通常の製品に比べて厚くなることが多い。

図１（ａ）に示されるように、封止済基板１には、長手方向に沿って伸びる複数の第１の切断線５と短手方向に沿って伸びる複数の第２の切断線６とがそれぞれ仮想的に設定される。複数の第１の切断線５と複数の第２の切断線６とによって囲まれた複数の領域７が、個片化されることによってそれぞれ製品になる。図１（ａ）においては、例えば、長手方向に沿って伸びる４本の第１の切断線５が設定され、短手方向に沿って伸びる５本の第２の切断線６が設定される。したがって、長手方向に沿って４個及び短手方向に沿って３個の領域７が形成され、合計で１２個の領域７が格子状に形成される。それぞれの領域７が製品に相当する。封止済基板１に形成される領域７は、個片化される製品のサイズや数によって任意に設定される。

図２を参照して、本発明に係る製造装置において使用される回転刃を説明する。図２に示される３種類の回転刃８（８ａ〜８ｃ）は、固定部材である一対のフランジ９（９ａ〜９ｃ）によって両側が挟まれることによって固定される。回転刃８は切断機構に設けられた回転軸（図示なし）の先端に取り付けられる。回転刃８は、切断機構に対して着脱可能であって交換できる。図２（ａ）〜（ｃ）に示される３種類の回転刃８ａ〜８ｃは、外径ｄ１〜ｄ３、厚さｔ１、ｔ２が、それぞれ異なる。加えて、フランジ９の外径ｃ１〜ｃ３が異なる。その結果、回転刃８ａ〜８ｃにおいて、それぞれフランジ９ａ〜９ｃから露出した部分（露出部）における径方向の寸法である刃先出し量Ｌ１、Ｌ２が異なる。

言い換えれば、回転刃８の刃先出し量Ｌは、回転刃８の外径ｄとフランジの外径ｃとの差の１／２であって、Ｌ＝（ｄ−ｃ）／２である。回転刃８の刃先出し量Ｌについては、Ｌ１＜Ｌ２の関係にある。回転刃８ａと回転刃８ｂとは、等しい刃先出し量Ｌ１を有する。

図２に示される回転刃８の外径ｄについては、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係にある。図２（ｂ）に示される回転刃８ｂの外径ｄ２は、回転刃８ａの外径ｄ１と回転刃８ｃの外径ｄ３との中間ぐらいの大きさである。

回転刃８の厚さｔについては、ｔ１＜ｔ２の関係にある。回転刃８ｂと回転刃８ｃとは等しい厚さｔ２を有する。

一般的に、回転刃の蛇行は、回転刃の回転数が速いほど発生しやすく、回転刃の厚さが薄いほど発生しやすく、回転刃の刃先出し量が長いほど発生しやすいという傾向にある。したがって、これらの値を最適化することによって、回転刃の蛇行の発生を防止できる。回転刃の刃先出し量の設定は、回転刃のボンドの種類、切断する被切断物の構成、切断する切断条件などによって異なる。回転刃８がメタルブレードである場合に回転刃８の蛇行の発生を防止するためには、回転刃８の刃先出し量Ｌを回転刃８の厚さｔの２０倍以下に設定することが好ましい。

図１〜図３を参照して、封止済基板１を切断して個片化する工程を説明する。図３においては、図２（ａ）に示された回転刃８ａと図２（ｃ）に示された回転刃８ｃとを使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する工程を示す。

まず、図３（ａ）に示されるように、図２（ａ）に示された回転刃８ａを使用して封止済基板１の全厚さのうち所定の厚さ部分を切削する。回転刃８ａは、厚さｔ１、刃先出し量Ｌ１を有する。３種類の回転刃８ａ〜８ｃのうち、薄い厚さｔ１と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ａを使用して、封止済基板１の所定の厚さ部分（全厚さｈのうち所定の一部分の厚さ部分）を切削する。

例えば、回転刃８ａを、３０，０００〜４０，０００ｒｐｍ程度でもって回転させる。封止済基板１の外側において、第１の切断機構（図示なし）に取り付けられた回転刃８ａを下降させる。封止済基板１が有する封止樹脂４の所定の深さ位置まで、回転刃８ａの下端を下降させる。回転刃８ａをＸ方向に移動させることにより、封止済基板１の長手方向に沿って伸びる切断線５の位置に回転刃８ａを合わせる。

次に、移動機構（図示なし）を使用して、切断用テーブル（図示なし）に載置された封止済基板１をＹ方向に移動させる。高速回転している回転刃８ａによって、封止済基板１の長手方向に沿って伸びる切断線５に沿って、基板２の厚さの全ての部分と封止樹脂４の厚さのうち所定の厚さとを切削する。このことによって、封止済基板１の長手方向に沿って伸びる切断線５に沿って、回転刃８ａの厚さｔ１に相当する幅（詳細には厚さｔ１よりもわずかに大きい幅）を有する切削溝１０が形成される。回転刃８ａの蛇行を防ぐためには、封止済基板１における適当な深さ位置まで回転刃８ａを下降させることが好ましい。封止済基板１の長手方向に沿って伸びるすべての切断線５と短手方向に沿って伸びるすべての切断線６とに沿って（図１参照）、封止済基板１を切削する。封止済基板１に設定されたすべての切断線５、６に沿って、回転刃８ａの厚さｔ１に相当する幅を有する切削溝１０が形成される。

次に、図３（ｂ）に示されるように、図２（ｃ）に示された回転刃８ｃを使用して封止済基板１の全厚さのうち残りの部分（残る厚さの部分）を切削することによって、封止済基板１を切断する。回転刃８ｃは、厚さｔ２（＞ｔ１）、刃先出し量Ｌ２（＞Ｌ１）を有する回転刃である。回転刃８ａよりも厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、封止済基板１の全厚さのうち残る厚さの部分を切削する。

例えば、回転刃８ｃを、３０，０００〜４０，０００ｒｐｍ程度でもって回転させる。封止済基板１の外側において、第２の切断機構（図示なし）に取り付けられた回転刃８ｃを下降させる。封止済基板１が有する封止樹脂４の下面よりも下の位置まで、回転刃８ｃの下端を下降させる。回転刃８ｃの刃先出し量Ｌ２が封止済基板１の厚さｈよりも大きいので、回転刃８ｃの下端を封止済基板１の下面よりも下の位置まで下降させることができる。回転刃８ｃをＸ方向に移動させることにより、封止済基板１の長手方向に沿って形成された切削溝１０の位置に回転刃８ｃを合わせる。

次に、移動機構（図示なし）を使用して、切断用テーブル（図示なし）に載置された封止済基板１をＹ方向に移動させる。高速回転している回転刃８ｃによって、封止済基板１の長手方向に沿って形成された切削溝１０に沿って、封止樹脂４が形成されている残りの部分（残る厚さの部分）をすべて切削する。この状態で、封止済基板１の全厚さｈに相当する部分が切断された切断跡１１が、封止済基板１の長手方向に沿って形成される。

図３（ｃ）に示されるように、封止済基板１の長手方向に沿って形成されたすべての切削溝１０と短手方向に沿って形成されたすべての切削溝１０とに沿って、封止済基板１の残りの部分を切断する。長手方向に沿って形成された切断跡１１と短手方向に沿って形成された切断跡１１とによって個片化された製品１２が、それぞれ製造される。

本実施例においては、３種類の回転刃８ａ〜８ｃのうち、薄い厚さｔ１と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ａと、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃとを順次使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する。まず、薄い厚さｔ１と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ａを使用して、封止済基板１の切断線５と切断線６とに沿って、封止済基板１が有する封止樹脂４の所定の深さまで切削溝１０を形成する。短い刃先出し量Ｌ１を有する回転刃８ａを使用して封止済基板１が有する所定の部分を切削することにより、回転刃８ａに加わる切削負荷を小さくする。したがって、薄い厚さｔ１を有する回転刃８ａを使用する場合において、回転刃８ａの蛇行を防止できる。

次に、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、封止済基板１の長手方向に沿って形成された切削溝１０と短手方向に沿って形成された切削溝１０とに沿って、封止済基板１が有する封止樹脂４の残りの部分を切削する。長い刃先出し量Ｌ２を有する回転刃８ｃを使用して封止済基板１の残りの部分を切削した場合において、第１に、封止済基板１が有する封止樹脂４の残りの部分のみを切断するので、回転刃８ｃに加わる加工負荷を小さくする。第２に、厚い厚さｔ２を有する回転刃８ｃを使用するので、回転刃８ｃが加工負荷の影響を受けにくい。これらのことによって、回転刃８ｃの蛇行を防止できる。

本実施例によれば、薄い厚さｔ１と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ａと、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃとを順次使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する。長い刃先出し量Ｌ２を有する回転刃８ｃを使用した場合において、実質的に切断する封止済基板１の厚さを薄くすることができる。したがって、回転刃８ｃに加わる加工負荷が小さくなる。厚さの厚い封止済基板１を切断する場合において、封止済基板１を２段階に分けて切断するので、それぞれの工程における加工負荷が小さくなる。加えて、厚い厚さｔ２を有する回転刃８ｃを使用するので、回転刃８ｃが加工負荷の影響を受けにくい。したがって、回転刃８ａ、８ｃの蛇行を発生させることなく、厚さの厚い封止済基板１を切断できる。

本実施例においては、まず、薄い厚さｔ１を有する回転刃８ａを使用して、封止済基板１に設定された切断線５、６に沿って幅（≒ｔ１＜ｔ２）の狭い切削溝１０を形成する。次に、厚い厚さｔ２を有する回転刃８ｃを使用して、封止済基板１に形成された切削溝１０に沿って、封止済基板１の全厚さのうち残る厚さの部分を切削する。これにより、封止済基板１を切断する。封止済基板１に形成された幅の狭い切削溝１０に沿って、切削溝１０の幅よりも大きい厚さｔ２を有する回転刃８ｃを使用して封止済基板１を切断する。したがって、切削溝１０の位置に対して回転刃８ｃの位置がずれた場合であっても、回転刃８ｃの厚さｔ２に相当する幅を有する切断跡１１が封止済基板１に形成される。回転刃８ｃの厚さｔ２に相当する幅を有する切断跡１１を形成するので、個片化された製品１２の側面（切断面）に段差がつくことを防止できる。

図４を参照して、実施例２において封止済基板１を切断して個片化する工程を説明する。実施例１に対して異なる点は、図２（ｂ）に示された回転刃８ｂ（厚さｔ２）と図２（ｃ）に示された回転刃８ｃ（厚さｔ２）とを使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断することである。回転刃の厚さｔ２は同じで回転刃の刃先出し量が異なる２つの回転刃を順次使用して、封止済基板１を２段階に分けて切断する。

まず、３種類の回転刃８ａ〜８ｃのうち図２（ｂ）に示された回転刃８ｂを使用して、封止済基板１の全厚さのうち所定の厚さ部分を切削する。回転刃８ｂは、厚さｔ２と刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃である。３種類の回転刃８ａ〜８ｃのうち、厚い厚さｔ２と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ｂを使用して、封止済基板１の所定の厚さ部分を切削する。

例えば、回転刃８ｂを、３０，０００〜４０，０００ｒｐｍ程度でもって回転させる。封止済基板１の外側において、第１の切断機構（図示なし）に取り付けられた回転刃８ｂを下降させる。封止済基板１が有する封止樹脂４の所定の深さ位置まで、回転刃８ｂの下端を下降させる。回転刃８ｂをＸ方向に移動させることにより、封止済基板１の長手方向に沿って伸びる切断線５の位置に回転刃８ｂを合わせる。

実施例２において使用する回転刃８ｂの厚さｔ２は、実施例１で使用する回転刃８ａの厚さｔ１よりも厚い。したがって、実施例１に比べて、封止済基板１が有する封止樹脂４のより深い位置まで回転刃８ｂの下端を下降させた場合においても、回転刃８ｂの蛇行を防止できる。

次に、移動機構（図示なし）を使用して、切断用テーブル（図示なし）に載置された封止済基板１をＹ方向に移動させる。高速回転している回転刃８ｂによって、封止済基板１の長手方向に沿って伸びる切断線５に沿って、基板２の厚さの全ての部分と封止樹脂４の厚さのうち所定の厚さとを切削する。このことによって、封止済基板１の長手方向に沿って伸びる切断線５に沿って、回転刃８ｂの幅ｔ２に相当する幅（詳細には幅ｔ２よりもわずかに大きい幅）を有する切削溝１３が形成される。封止済基板１の長手方向に沿って伸びるすべての切断線５と短手方向に沿って伸びるすべての切断線６とに沿って（図１を参照）、封止済基板１を切削する。封止済基板１に設定されたすべての切断線５、６に沿って、回転刃８ｂの幅ｔ２に相当する幅を有する切削溝１３が形成される。

次に、図４（ｂ）に示されるように、図２（ｃ）に示された回転刃８ｃを使用して封止済基板１の全厚さのうち残りの部分（残る厚さの部分）を切削することによって、封止済基板１を切断する。回転刃８ｃは、厚さｔ２（＞ｔ１）、刃先出し量Ｌ２（＞Ｌ１）を有している回転刃である。３種類の回転刃８ａ〜８ｃのうち、回転刃８ａよりも厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、封止済基板１の全厚さのうち残る厚さの部分を切削する。

例えば、回転刃８ｃを、３０，０００〜４０，０００ｒｐｍ程度でもって回転させる。封止済基板１の外側において、第２の切断機構（図示なし）に取り付けられた回転刃８ｃを下降させる。封止済基板１が有する封止樹脂４の下面よりも下の位置まで、回転刃８ｃの下端を下降させる。回転刃８ｃの刃先出し量Ｌ２が封止済基板１の厚さｈよりも大きいので、回転刃８ｃの下端を封止済基板１の下面よりも下の位置まで下降させることができる。回転刃８ｃをＸ方向に移動させることにより、封止済基板１の長手方向に沿って形成された切削溝１０の位置に回転刃８ｃを合わせる。

次に、移動機構（図示なし）を使用して、切断用テーブル（図示なし）に載置された封止済基板１をＹ方向に移動させる。高速回転している回転刃８ｃによって、封止済基板１の長手方向に沿って形成された切削溝１３に沿って、封止樹脂４が形成されている残りの部分（残る厚さの部分）をすべて切削する。この状態で、封止済基板１の全厚さｈに相当する部分が切断された切断跡１１が、封止済基板１の長手方向に沿って形成される。

図４（ｃ）に示されるように、封止済基板１の長手方向に沿って形成されたすべての切削溝１３と短手方向に沿って形成されたすべての切削溝１３とに沿って、封止樹脂４が形成されている残りの部分（残る厚さの部分）を切削する。長手方向に沿って形成された切断跡１１と短手方向に沿って形成された切断跡１１とによって個片化された製品１２が、それぞれ製造される。

本実施例においては、３種類の回転刃８ａ〜８ｃのうち、厚い厚さｔ２と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ｂと、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃとを順次使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する。まず、厚い厚さｔ２と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ｂを使用して、封止済基板１の切断線５と切断線６とに沿って、封止済基板１が有する封止樹脂４の所定の深さまで、回転刃８ｂの厚さｔ２に相当する幅（詳細には厚さｔ２（＞ｔ１）よりもわずかに大きい幅）を有する切削溝１３を形成する。厚い厚さｔ２と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ｂを使用するので、封止済基板１が有する封止樹脂４におけるいっそう深い部分まで切削した場合においても回転刃８ｂに加わる切削負荷を小さくする。したがって、回転刃８ｂの蛇行を防止できる。

次に、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、封止済基板１の長手方向に沿って形成された切削溝１３と短手方向に沿って形成された切削溝１３とに沿って、封止済基板１が有する封止樹脂４の残りの部分を切断する。長い刃先出し量Ｌ２を有する回転刃８ｃを使用して封止済基板１の残りの部分を切削した場合において、第１に、封止済基板１の残りの部分がいっそう少なくなっているので、回転刃８ｃに加わる加工負荷をいっそう小さくする。第２に、厚い厚さｔ２を有する回転刃８ｃを使用するので、回転刃８ｃが加工負荷の影響を受けにくい。これらのことによって、回転刃８ｃの蛇行をいっそう効果的に防止できる。

本実施例によれば、厚い厚さｔ２と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ｂと、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃとを順次使用して、厚さの厚い封止済基板１を２段階に分けて切断する。長い刃先出し量Ｌ２を有する回転刃８ｃを使用した場合において、実質的に切断する封止済基板１の厚さを薄くすることができる。したがって、回転刃８ｃに加わる加工負荷が小さくなる。厚さの厚い封止済基板１を切断する場合において、封止済基板１を２段階に分けて切断するので、それぞれの工程における加工負荷が小さくなる。加えて、厚い厚さｔ２を有する回転刃８ｃを使用するので、回転刃８ｃが加工負荷の影響を受けにくい。したがって、回転刃８ｂ、８ｃの蛇行を発生させることなく、厚さの厚い封止済基板１を切断できる。

本実施例においては、まず、厚い厚さｔ２と短い刃先出し量Ｌ１とを有する回転刃８ｂを使用して、封止済基板１に設定された切断線５、６に沿って幅（≒ｔ２＞ｔ１）の広い切削溝１３をいっそう深く形成する。次に、厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する回転刃８ｃを使用して、封止済基板１に形成された切削溝１３に沿って、封止済基板１の全厚さのうち残る厚さの部分を切削する。これにより、封止済基板１を切断する。封止済基板１の残りの部分がいっそう少なくなっているので、封止済基板１を切断する時の加工負荷が更に小さくなる。したがって、厚い厚さｔ２をそれぞれ有し、異なる刃先出し量Ｌ１とＬ２（＞Ｌ１）とを有する２つの回転刃８ｂ、８ｃを使用することによって、回転刃８ｂ、８ｃの蛇行を発生させることなく、いっそう厚さの厚い封止済基板１を切断できる。

本発明に係る製造装置の実施例３について、図５を参照して説明する。図５に示されるように、製造装置１４は、被切断物を複数の製品に個片化する装置である。製造装置１４は、基板供給モジュールＡと基板切断モジュールＢと検査モジュールＣとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素（各モジュールＡ〜Ｃ）は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。

基板供給モジュールＡには基板供給機構１５が設けられる。被切断物に相当する封止済基板１が、基板供給機構１５から搬出され、移送機構（図示なし）によって基板切断モジュールＢに移送される。

図５に示される製造装置１４は、ツインカットテーブル方式の製造装置である。したがって、基板切断モジュールＢには、２個の切断用テーブル１６ａ、１６ｃが設けられる。切断用テーブル１６ａ、１６ｃは、移動機構１７ａ、１７ｃによって図のＹ方向に移動可能であり、かつ、回転機構１８ａ、１８ｃによってθ方向に回動可能である。切断用テーブル１６ａ、１６ｃには切断用治具（図示なし）が取り付けられ、切断用治具の上に封止済基板１が載置されて吸着される。

基板切断モジュールＢには、切断機構として２個のスピンドル１９ａ、１９ｃが設けられる。製造装置１４は、２個のスピンドル１９ａ、１９ｃが設けられるツインスピンドル構成の製造装置である。スピンドル１９ａ、１９ｃは、独立してＸ方向とＺ方向とに移動可能である。スピンドル１９ａには、回転刃の厚さが薄く、回転刃の刃先出し量が短い回転刃８ａが取り付けられる。スピンドル１９ｃには、回転刃の厚さが厚く、回転刃の刃先出し量が長い回転刃８ｃが取り付けられる（図２、図３参照）。スピンドル１９ａ、１９ｃには、高速回転する回転刃８ａ、８ｃによって発生する摩擦熱を抑えるために切削水を噴射する切削水用ノズル（図示なし）が設けられる。切断用テーブル１６ａ、１６ｃとスピンドル１９ａ、１９ｃとを相対的に移動させることによって封止済基板１を切削する。回転刃８ａ、８ｃは、Ｙ方向とＺ方向とを含む面内において回転することによって封止済基板１を切削する。

検査モジュールＣには検査用テーブル２０が設けられる。検査用テーブル２０には、封止済基板１を切断して個片化された複数の製品１２からなる集合体、すなわち、切断済基板２１が載置される。複数の製品１２は、検査用のカメラ（図示なし）によって検査され、良品と不良品とに選別される。良品はトレイ２２に収容される。

なお、本実施例においては、製造装置１４の動作、封止済基板１の搬送、封止済基板１の切断、製品１２の検査など、すべての動作や制御を行う制御部ＣＴＬを基板供給モジュールＡ内に設けた。これに限らず、制御部ＣＴＬを他のモジュール内に設けてもよい。

基板切断モジュールＢにおいて、まず、スピンドル１９ａに取り付けられた回転刃８ａによって、封止済基板１に設定された切断線に沿って全厚さのうち一部分の厚さが切削される。次に、スピンドル１９ｃに取り付けられた回転刃８ｃによって、封止済基板１に形成された切削溝に沿って封止済基板１の全厚さのうち残りの厚さに相当する部分が切削される。このことによって、封止済基板１が切断される。２段階に分けて封止済基板１を切断することによって、製品１２が製造される（図３参照）。

本実施例においては、ツインカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置１４を説明した。これに限らず、シングルカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置においても、本発明を適用できる。

本実施例においては、基板切断モジュールＢ内に、回転刃の厚さが薄く回転刃の刃先出し量が短い回転刃８ａを有するスピンドル１９ａと、回転刃の厚さが厚く回転刃の刃先出し量が長い回転刃８ｃを有するスピンドル１９ｃとを設けた。これに限らず、基板切断モジュールを更に追加して、異なるスピンドルをそれぞれのモジュールに設けることができる。この場合には、基板切断モジュールＢ１に、回転刃の厚さが薄く回転刃の刃先出し量が短い回転刃８ａを有するスピンドル１９ａを２個設ける。基板切断モジュールＢ２には、回転刃の厚さが厚く回転刃の刃先出し量が長い回転刃８ｃを有するスピンドル１９ｃを２個設ける。このことによって、製造装置１４の生産性をより向上させることができる。

各実施例においては、被切断物として、長手方向と短手方向とを持つ矩形の形状を有する封止済基板１を切断する場合を示した。これに限らず、正方形、円形などの形状を有する封止済基板を切断する場合にも本発明を適用できる。

各実施例においては、１回目に使用される回転刃と２回目に使用される回転刃との組合せを、次のように決定した。第１の組合せは、１回目の回転刃８ａと２回目の回転刃８ｃとの組合せである。この組合せによれば、２回目の回転刃８ｃは、１回目の回転刃８ａに比較して厚い厚さｔ２と長い刃先出し量Ｌ２とを有する。第２の組合せは、１回目の回転刃８ｂと２回目の回転刃８ｃとの組合せである。この組合せによれば、２回目の回転刃８ｃは、１回目の回転刃８ｂに比較して等しい厚さｔ２（ｔ１よりも厚い厚さ）と長い刃先出し量Ｌ２とを有する。

１回目の回転刃と２回目の回転刃との組合せを、次のようにしてもよい。それは、２回目の回転刃が、１回目の回転刃に比較して薄い厚さと長い刃先出し量とを有するという、回転刃の組合せである。この組合せは、２回目の回転刃が切削する対象物が１回目の回転刃が切削する対象物よりも快削性を有する場合などに有効である。

本発明においては、１回目と２回目とに使用される回転刃が対象物である被切断物を切削する際にそれぞれ蛇行しないように、厚さと刃先出し量とを決定すればよい。１回目と２回目とに使用される回転刃の厚さと刃先出し量とは、それぞれ、切削する対象物の特徴（物性、硬度、脆性など）と切削する量（深さ）とに応じて決定される。本発明の特徴の１つは、２回目に使用される回転刃が１回目に使用される回転刃に比較して長い刃先出し量を有することである。

各実施例においては、被切断物として、基板２上に封止樹脂４を形成した封止済基板１を切断する場合を示した。これに限らず、被切断物における基板として、ガラスエポキシ積層板、プリント配線板、セラミックス基板、金属ベース基板、フィルムベース基板などを使用し、その上に封止樹脂を形成した封止済基板についても本発明を適用できる。

機能素子としては、ＩＣ（Integrated Circuit )、トランジスタ、ダイオードなどの半導体素子の他に、センサ、フィルタ、アクチュエータ、発振子などが含まれる。１個の領域に複数個の機能素子が搭載されてもよい。

更に、シリコン半導体や化合物半導体のウェーハがウェーハ状態のまま一括樹脂封止されたウェーハレベルパッケージのような実質的に円形の形状を有する被切断物を切断する場合においても、ここまで説明した内容を適用できる。

基板２における各領域７に搭載されるチップ３としては、能動素子である１個のチップ３だけでなく、複数のチップ（受動部品を含む）でもよい。チップ３は例示であり、コネクタなどの機構部品、発振子、センサ、フィルタなどが各領域７に搭載されてもよい。

製品は、制御系デバイスなどの半導体製品に限定されない。回転刃を使用して、複数の機能素子が作り込まれた基板（板状部材）が個片化されることによって製造される製品であれば、レンズアレイなどの光学部品（機能素子）、一般的な樹脂成形品などが製品に含まれる。本発明における被切断物は、回転刃を使用して切削する際の加工負荷が大きい被切断物であればよい。回転刃を使用して切削する際の加工負荷が大きい被切断物であるほど、本発明は有効である。

本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

１ 封止済基板（被切断物）
２ 基板
３ チップ
４ 封止樹脂
５ 第１の切断線（切断線）
６ 第２の切断線（切断線）
７ 領域
８ 回転刃
８ａ、８ｂ 回転刃（第１の回転刃）
８ｃ 回転刃（第２の回転刃）
９ フランジ
９ａ、９ｂ フランジ（第１の固定部材）
９ｃ フランジ（第２の固定部材）
１０ 切削溝
１１ 切断跡
１２ 製品
１３ 切削溝
１４ 製造装置
１５ 基板供給機構
１６ａ 切断用テーブル（テーブル、第１のテーブル）
１６ｃ 切断用テーブル（テーブル、第２のテーブル）
１７ａ、１７ｃ 移動機構
１８ａ、１８ｃ 回転機構
１９ａ スピンドル（第１の切断機構）
１９ｃ スピンドル（第２の切断機構）
２０ 検査用テーブル
２１ 切断済基板
２２ トレイ
ｄ、ｄ１、ｄ２、ｄ３ 回転刃の外径
ｔ、ｔ１、ｔ２ 回転刃の厚さ
ｃ、ｃ１、ｃ２、ｃ３ フランジの外径
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ 回転刃の刃先出し量
ｈ 封止済基板の厚さ
Ａ 基板供給モジュール
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 基板切断モジュール
Ｃ 検査モジュール
ＣＴＬ 制御部

Claims (12)

1. 複数の切断線を有する被切断物が載置されるテーブルと、前記被切断物を切断する第１の切断機構と、前記被切断物を切断する第２の切断機構と、前記テーブルと前記第１の切断機構及び前記第２の切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備え、前記被切断物を切断することによって複数の製品を製造する際に使用される製造装置であって、
   前記第１の切断機構に設けられた円板状の第１の回転刃と、
   前記第１の回転刃を挟んで固定する１組の第１の固定部材と、
   前記第２の切断機構に設けられた円板状の第２の回転刃と、
   前記第２の回転刃を挟んで固定する１組の第２の固定部材と、
   前記第１の固定部材から前記第１の回転刃が露出する第１の露出部と、
   前記第２の固定部材から前記第２の回転刃が露出する第２の露出部とを備え、
   前記第２の回転刃の径方向に沿った前記第２の露出部の長さは、前記第１の回転刃の径方向に沿った前記第１の露出部の長さよりも長く、
   前記複数の切断線に沿って前記第１の回転刃が前記被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって複数の切削溝が形成され、
   前記複数の切削溝に沿って前記第２の回転刃が前記被切断物の前記全厚さのうち残る厚さを切削することによって前記被切断物が切断されて、前記複数の製品が製造されることを特徴とする製造装置。
2. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記第２の回転刃の板厚が前記第１の回転刃の板厚以上であることを特徴とする製造装置。
3. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記第２の回転刃の板厚が前記第１の回転刃の板厚よりも小さいことを特徴とする製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載された製造装置において、
   前記テーブルとして第１のテーブルと第２のテーブルとが設けられ、
   前記第１のテーブルには前記被切断物として第１の被切断物が載置され、
   前記第２のテーブルには前記被切断物として第２の被切断物が載置されることを特徴とする製造装置。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載された製造装置において、
   前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする製造装置。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載された製造装置において、
   前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする製造装置。
7. 複数の切断線を有する被切断物をテーブルに載置する工程と、前記被切断物と円板状の第１の回転刃とを相対的に移動させる工程と、前記被切断物と円板状の第２の回転刃とを相対的に移動させる工程とを備え、前記被切断物を切断することによって複数の製品を製造する製造方法であって、
   １組の第１の固定部材によって挟まれて固定された前記第１の回転刃を準備する工程と、
   １組の第２の固定部材によって挟まれて固定された前記第２の回転刃を準備する工程と、
   前記第１の回転刃を使用して前記複数の切断線に沿って前記被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって複数の切削溝を形成する工程と、
   前記第２の回転刃が前記複数の切削溝に沿って前記被切断物の前記全厚さのうち残る厚さを切削することによって前記被切断物を切断する工程とを備え、
   前記第２の固定部材から前記第２の回転刃が露出する第２の露出部において前記第２の回転刃の径方向に沿った長さを、前記第１の固定部材から前記第１の回転刃が露出する第１の露出部において前記第１の回転刃の径方向に沿った長さよりも大きくすることを特徴とする製造方法。
8. 請求項７に記載された製造方法において、
   前記第２の回転刃の板厚を前記第１の回転刃の板厚以上にすることを特徴とする製造方法。
9. 請求項７に記載された製造方法において、
   前記第２の回転刃の板厚を前記第１の回転刃の板厚よりも小さくすることを特徴とする製造方法。
10. 請求項７〜９のいずれかに記載された製造方法において、
    前記テーブルとして第１のテーブルと第２のテーブルとを準備する工程と、
    前記被切断物として第１の被切断物と第２の被切断物とを準備する工程と、
    前記被切断物を前記テーブルに載置する工程は、前記第１の被切断物を前記第１のテーブルに載置する工程と、前記第２の被切断物を前記第２のテーブルに載置する工程とを有することを特徴とする製造方法。
11. 請求項７〜９のいずれかに記載された製造方法において、
    前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする製造方法。
12. 請求項７〜９のいずれかに記載された製造方法において、
    前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする製造方法。

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