JP2017139343A - パッケージ基板の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】専用の洗浄装置を使用せずにパッケージ基板を分割する切削装置を使用してフラックス残渣を除去する。【解決手段】分割予定ラインに沿って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、表面に形成された複数の電極に水溶性フラックスを利用して半田が塗布されたパッケージ基板11を準備し、切削装置で切削して複数のデバイスチップに分割し、パッケージ基板の表面に高圧ポンプにより加圧した水、又は水と気体とを合流させた2流体を噴射ノズル56、58から噴射し水溶性フラックスの残渣を除去するとき、水溶性フラックスの残渣除去は切削装置内で噴射ノズル46から洗浄水又は洗浄水と加圧されたエアとの合流させた2流体を噴射し遂行される。【選択図】図4
Description
本発明は、デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が表面に形成されたパッケージ基板をデバイスチップに分割するパッケージ基板の加工方法に関する。
CSP(Chip Size Package)基板、BGA(Ball Grid Array)基板、WL−CSP(Wafer Level−Chip Size Package)基板等のパッケージ基板では、電極に半田ボールを接合したり、電極同士を半田接合したりする技術が広く知られている。
半田接合の際は、電極表面の酸化物を除去し、接合すべき半田表面の酸化を防ぐ目的で、フラックスが用いられる。基板に形成されたランドに半田ボールを接合する際には、基板のランドにフラックスを塗付してランド上に半田ボールを搭載し、約200℃程度で加熱処理を行ってボールをランド上にマウントする。
フラックスにはハロゲンが含まれているため、フラックスが基板上に残存していると、即ちフラックス残渣があると、配線にマイグレーションが発生し易くなる。その結果、隣接する配線パターンが導通してしまい、隣接する配線同士のショートが生じ易くなる。
そのため、半田接合後の基板は、フラックス残渣を除去するため、専用の洗浄剤等を使用して洗浄装置により洗浄される。
しかし、専用の洗浄剤にはアルコール等が含まれているため、溶液の購入や廃水の処理にコストがかかっていた。更に、従来のフラックス残渣の洗浄には専用の洗浄装置を使用していたため、コスト増の要因になっていた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、専用の洗浄装置を使用せずにパッケージ基板を個々のデバイスチップに分割する切削装置を使用して、フラックス残渣を除去することが可能なパッケージ基板の加工方法を提供することである。
本発明によると、交差して形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが配設され、各分割予定ラインに沿って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、表面に形成された複数の電極に水溶性フラックスを利用して半田が塗布されたパッケージ基板を準備するパッケージ基板準備ステップと、該パッケージ基板準備ステップで準備したパッケージ基板を切削装置で切削して複数のデバイスチップに分割する分割ステップと、パッケージ基板の表面に高圧ポンプにより加圧した水、又は水と気体とを合流させた2流体を噴射し、該水溶性フラックスの残渣を除去するフラックス残渣除去ステップと、を備え、該フラックス残渣除去ステップは、該分割ステップを実施するためにパッケージ基板を投入した該切削装置内で遂行されることを特徴とするパッケージ基板の加工方法が提供される。
本発明のパッケージ基板の加工方法では、水溶性フラックスで半田接合したパッケージ基板を切削装置で分割する際に、切削装置内でフラックス残渣を除去してしまうことで、切削装置がフラックス洗浄装置の役割も兼ね備えることを可能とした。フラックス洗浄装置を別途設ける場合に比較して、切削装置内で自動的に洗浄も行えるため、装置間の搬送工数が削減でき、工場のフロア面積の節約にもつながる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1(A)を参照すると、本発明の加工方法の加工対象となるパッケージ基板の一例の平面図が示されている。パッケージ基板11は、例えば矩形状の金属フレーム13を有しており、金属フレーム13の外周余剰領域15及び非デバイス領域15aによって囲繞された領域には、図示の例では3つのデバイス領域17a,17b,17cが存在する。
各デバイス領域17a,17b,17cにおいては、互いに直交するように形成された複数の分割予定ライン19によって区画された各領域にデバイス配設部21が形成され、デバイス配設部21には図2(B)に示すように、電極(ランド)25を有するデバイス23が配設されている。
各デバイス23には複数のランド25が形成され、これらのランド25に半田ボール27が半田付けされており、半田ボール(電極)27はパッケージ基板11の表面から突出している。図1(B)及び図2(A)に最も良く示されるように、各デバイス領域17a,17b,17cの裏面はモールド樹脂29で封止されている。
各デバイス23のランド(電極)25に半田ボール27を搭載するには、デバイス23のランド25にフラックスを塗付し、その後ランド25に半田ボール27を搭載し、約200℃程度に加熱することによりランド25に半田ボール27を接合する。この時、半田ボール27の接合箇所の周囲に、半田ボール27とランド25の接合に寄与されなかったフラックス31が残留する(フラックス残渣の発生)。
フラックスにはハロゲンが含まれているため、フラックスがパッケージ基板11の表面に残存していると、配線にマイグレーションが発生し易くなる。その結果、隣接する配線パターンが導通してしまい、隣接する配線同士のショートが発生するという問題がある。
本発明のパッケージ基板の加工方法は、切削装置にフラックス洗浄装置の役割も兼ね備えさせることにより、切削装置内でフラックス残渣を除去してしまうことを特徴とする。
図3を参照すると、本発明のパッケージ基板の加工方法を実施するのに適した切削装置2の斜視図が示されている。4は切削装置2のベースであり、ベース4の前方角部には、矩形状の開口4aが形成されており、開口4a内には、カセット載置台6が昇降可能に設置されている。
カセット載置台6の上面には、複数のフレームユニット9を収容する直方体形状のカセット8が配置されている。尚、図1では、説明の便宜上、カセット8の輪郭のみを示している。フレームユニット9は、外周部が環状フレームFに貼着された粘着テープであるダイシングテープTにパッケージ基板11の裏面を貼着して構成されている。
カセット載置台6の側方には、X軸方向に長い矩形状の開口4bが形成されている。この開口4b内には、X軸移動テーブル10、X軸移動テーブル10をX軸方向に移動させる図示しないX軸移動機構(加工送り機構)及びX軸移動機構を覆う蛇腹12が設けられている。
X軸移動機構は、X軸方向に平行な一対のX軸ガイドレール(不図示)を備えており、X軸ガイドレールには、X軸移動テーブル10がスライド可能に配設されている。X軸移動テーブル10の下面側には、ナット部が設けられており、このナット部には、X軸ガイドレールと平行なX軸ボールねじ(不図示)が螺合されている。
X軸ボールねじの一端部には、X軸パルスモータ(不図示)が連結されている。X軸パルスモータでX軸ボールねじを回転させることで、X軸移動テーブル10が、X軸ガイドレールに案内されてX軸方向に往復移動する。
X軸移動テーブル10には、ウェーハ、パッケージ基板等の被加工物を吸引保持するチャックテーブル14が配設されている。チャックテーブル14は、モータ等の回転駆動源と連結されており、Z軸方向に平行な回転軸の周りに回転する。
チャックテーブル14の周囲には、フレームユニット9の環状フレームFをクランプして固定する複数個(本実施形態では4個)のクランプ16が配設されている。ベース4の上面には、切削ユニット18a,18bを支持する門型の支持機構20が、開口4bをまたぐように配設されている。支持構造20の前面上部には、切削ユニット18a,18bをY軸方向(割り出し送り方向)及びZ軸方向に移動させる2組の切削ユニット移動機構22が設けられている。
各切削ユニット移動機構22は、支持構造20の前面に配置されY軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール24を共通に備えている。Y軸ガイドレール24には、Y軸移動プレート26がスライド可能に配設されている。
各Y軸移動プレート26の裏面側には、ナット部が設けられており、このナット部には、Y軸ガイドレール24と平行なY軸ボールねじ28がそれぞれ螺合されている。各Y軸ボールねじ28の一端部には、Y軸パルスモータ30が連結されている。Y軸パルスモータ30でY軸ボールねじ28を回転させれば、Y軸移動プレート26が、Y軸ガイドレール24に沿ってY軸方向に移動される。
各Y軸移動プレート26の前面には、Z軸方向に平行な一対のZ軸ガイドレール32が固定されている。Z軸ガイドレール32には、Z軸移動プレート34がスライド可能に配設されている。
各Z軸移動プレート34の裏面側には、図示しないナット部が設けられており、このナット部には、Z軸ガイドレール32と平行なZ軸ボールねじ36がそれぞれ螺合されている。
各Z軸ボールねじ36の一端部には、Z軸パルスモータ38が連結されている。Z軸パルスモータ38でZ軸ボールねじ36を回転させれば、Z軸移動プレート34が、Z軸ガイドレール32に案内されてZ軸方向に移動する。
各Z軸移動プレート34の下部には、被加工物を切削する切削ユニット18a,18bが取り付けられている。切削ユニット18a,18bと隣接する位置には、被加工物の上面を撮像するカメラ及び顕微鏡を有する撮像ユニット40が取り付けられている。
切削ユニット18a,18bはそれぞれY軸方向に平行なスピンドル42の一端に装着された切削ブレード44を備えている。スピンドル42の他端側にはモータ等の回転駆動源が連結されており、回転駆動源によりスピンドル42を介して切削ブレード44が回転される。
ベース4に形成された開口4bに対して開口4aと反対側の位置には、円筒状の開口4cが形成されている。開口4c内には、切削後の被加工物を洗浄するスピンナー洗浄機構48が配設されている。
開口4bを跨いでベース4に配設された噴射ノズル46は、パッケージ基板11の分割終了後、チャックテーブル14が図4に示す加工領域X1から搬出入領域X2に移動される途中にフラックス残渣を洗浄するために純水等の洗浄水を噴射するノズルであり、ウォーターカーテンを形成する。スピンナー洗浄機構48にはフラックス除去手段としての噴射ノズル50が配設されている。
次に、図4を参照して、本発明第1実施形態のフラックス残渣除去ステップについて説明する。フラックス残渣除去ステップの第1実施形態は、図4に示すように、切削ブレード44によるパッケージ基板11の分割予定ライン19に沿った切削中に実施する。
図4において、切削ユニット18aの切削ブレード44は一対のフランジ52(手前側のみ図示)に挟持されてスピンドル42に固定されている。切削ブレード44の上半分はブレードカバー54で覆われており、ブレードカバー54には、パッケージ基板11に向かって洗浄水を噴射する噴射ノズル56及びフランジ52に向かって洗浄水を噴射する噴射ノズル58が取り付けられている。
尚、図4では、パッケージ基板11の切削加工時に切削水を供給して切削ブレード44を冷却するクーラーノズル及び切削ブレード44の切り刃に向かって切削水を噴射するシャワーノズルは省略されている。
本実施形態のフラックス残渣除去ステップでは、切削ブレード44によるパッケージ基板11の切削加工中に、噴射ノズル56からパッケージ基板11の表面に押圧ポンプにより加圧した純水等の洗浄水を噴射し、噴射ノズル58から押圧ポンプにより加圧した純水等の洗浄水をフランジ52に向かって噴射し、高速回転するフランジ52に当たった洗浄水が加速されてパッケージ基板11に供給され、水溶性フラックスの残渣を洗浄して除去する。
高圧ポンプにより加圧した水に変えて、水と高圧に加圧された空気等の気体とを合流させた2流体を洗浄ノズル56,58から噴射させて、フラックスを除去するフラックス残渣除去ステップを実施するようにしても良い。
尚、図4に示した実施形態では、パッケージ基板11の切削中、即ちパッケージ基板11を複数のデバイスチップに分割する分割ステップと同時にフラックス残渣除去ステップを実施しているが、このフラックス残渣除去ステップは、分割ステップの実施前又は実施後に行うようにしても良い。
チャックテーブル14を加工領域X1から搬出入領域X2に矢印Xで示す方向に移動する途中には、ウォーターカーテンを形成する噴射ノズル46が配設されている。従って、パッケージ基板11の分割ステップ終了後、チャックテーブル14をX軸方向に移動する途中に配設された噴射ノズル46から高圧ポンプにより高圧に加圧された純水等の洗浄水、又は洗浄水と高圧に加圧されたエアとを合流させた2流体を噴射し、水溶性フラックスの残渣を洗浄して除去するようにするのが好ましい。
図5を参照すると、本発明第2実施形態のフラックス残渣除去ステップを示す側面図が示されている。本実施形態では、フラックス残渣除去ステップをスピンナー洗浄機構48内で実施する。
本実施形態のフラックス残渣除去ステップでは、スピンナー洗浄機構48のスピンナーテーブル60で分割終了後のパッケージ基板11を吸引保持し、スピンナーテーブル60を矢印A方向に回転させると共に、噴射ノズル50を矢印B方向に揺動させながら噴射ノズル50から高圧ポンプにより加圧した水、又は水と圧縮エア等の高圧に加圧した気体とを合流させた2流体を噴射し、パッケージ基板11の表面に付着している水溶性フランジクスの残渣を洗浄して除去する。
上述した何れの実施形態においても、フラックス洗浄装置を別途設ける場合に比較して、切削装置内で自動的にフラックス残渣の洗浄も行えることができるため、装置間の搬送工数が削減でき、装置を設置する工場のフロア面積の節約に寄与することができる。
2 切削装置
11 パッケージ基板
14 チャックテーブル
18a,18b 切削ユニット
19 分割予定ライン
21 デバイス配設部
23 デバイス
25 ランド(電極)
27 半田ボール
29 モールド樹脂
31 フラックス残渣
44 切削ブレード
46 噴射ノズル
48 スピンナー洗浄機構
50 噴射ノズル
52 フランジ
56,58 噴射ノズル
11 パッケージ基板
14 チャックテーブル
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25 ランド(電極)
27 半田ボール
29 モールド樹脂
31 フラックス残渣
44 切削ブレード
46 噴射ノズル
48 スピンナー洗浄機構
50 噴射ノズル
52 フランジ
56,58 噴射ノズル
Claims (1)
- 交差して形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが配設され、各分割予定ラインに沿って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、
表面に形成された複数の電極に水溶性フラックスを利用して半田が塗布されたパッケージ基板を準備するパッケージ基板準備ステップと、
該パッケージ基板準備ステップで準備したパッケージ基板を切削装置で切削して複数のデバイスチップに分割する分割ステップと、
パッケージ基板の表面に高圧ポンプにより加圧した水、又は水と気体とを合流させた2流体を噴射し、該水溶性フラックスの残渣を除去するフラックス残渣除去ステップと、を備え、
該フラックス残渣除去ステップは、該分割ステップを実施するためにパッケージ基板を投入した該切削装置内で遂行されることを特徴とするパッケージ基板の加工方法。
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