JP2017175055A - パッケージ基板のハンドリング方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】個片化後のチップの収容トレーへの収容時間を短縮すると共に、後続の処理を実施する処理装置の大型化を抑えること。【解決手段】収容トレー（５０）に収容可能な規格サイズの数倍のパッケージ基板（Ｗ）を個々のチップ（Ｃ）に分割して、複数の収容トレーに分けて収容するパッケージ基板のハンドリング方法が、パッケージ基板を分割予定ラインに沿って分割して複数のチップに分割するステップと、パッケージ基板の分割後の全チップのうちチップ移送パッド（４５）で収容トレーに収容可能な個数のチップを一括で吸引保持して収容トレーに収容するステップと、複数のチップを収容した収容トレーを搬送するステップとを有する構成にした。【選択図】図４

Description

本発明は、個々のチップに分割されたパッケージ基板のハンドリング方法に関する。
携帯電話やパソコン等の電子機器は軽量化、小型化が求められており、半導体デバイスのパッケージについても、ＣＳＰ（Chip Size Package）と呼ばれる小型化可能なパッケージ技術が開発されている。従来、ＣＳＰ基板等のパッケージ基板の分割後のハンドリング方法として、分割後のチップを個別にハンドリングする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のハンドリング方法では、切削ブレードにてパッケージ基板が個々のチップ（ペレット）に分割された後、１チップずつピックアップされて保持テーブルから搬送トレーに収容される。
特開２０００−１５０４２７号公報
しかしながら、特許文献１に記載のハンドリング方法では、個別にチップをピックアップするため、全てのチップを収容トレーに収容し終わるまでに相当な時間を要する。今後、パッケージ基板の大型化に伴ってチップの取り数が増加すると、収容トレーへのチップの収容に要する時間が一層長くなることが想定される。更に、パッケージ基板のサイズが対角線で４５０ｍｍ、６００ｍｍを超えるような大判基板の場合には、分割後のパッケージ基板に対して後続の処理を実施する各処理装置についても大型化せざるを得なくなるという問題があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、個片化後のチップの収容トレーへの収容時間を短縮すると共に、後続の処理を実施する処理装置の大型化を抑えることができるパッケージ基板のハンドリング方法を提供することを目的とする。
本発明のパッケージ基板のハンドリング方法は、複数の分割予定ラインが形成されたパッケージ基板を複数のチップに分割して、規定外形を有するチップ収容部及び該チップ収容部に配設された粘着材とを備えた収容トレーに収容するパッケージ基板のハンドリング方法であって、該分割予定ラインに沿って該収容トレーの該規定外形よりも大形サイズの該パッケージ基板を複数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後に、該チップ収容部に対応したサイズのチップ移送パッドに該パッケージ基板の全チップのうちの該チップ収容部に収容可能な個数のチップを吸引保持し、該チップ収容部の該粘着材の粘着面に押圧して一部の複数チップをまとめて該粘着面に接着する一括接着ステップと、該一括接着ステップを実施した後に、該一部の複数チップが該チップ収容部内に接着された該収容トレーを搬送する搬送ステップと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、チップ移送パッドによってパッケージ基板の全チップのうちチップ収容部に収容可能な個数のチップが吸引保持されて、チップ収容部の粘着面に複数のチップが一括で接着される。パッケージ基板の全チップを複数回に分けて一括で収容トレーに収容するため、１チップずつ収容トレーに収容する構成と比較して大幅に収容時間を短縮することができる。また、パッケージ基板が大判基板の場合であっても、パッケージ基板の全チップが複数の収容トレーに分けられて後続の処理装置に搬送されるため、後続の処理装置をパッケージ基板のサイズに合わせて大型化する必要がない。このように、パッケージ基板の分割前は基板サイズを大きくすることでチップの取り数を増やすことができ、パッケージ基板の分割後は規定外形の搬送トレーに分けて搬送することで既存の生産ラインへの影響を抑えることができる。
本発明によれば、パッケージ基板の全チップを複数回に分けて一括で収容トレーに収容することで、個片化後のチップの収容トレーへの収容時間を短縮すると共に、後続の処理を実施する処理装置の大型化を抑えることができる。
本実施の形態の切削装置の斜視図である。 比較例のパッケージ基板のハンドリング方法を示す図である。 本実施の形態の分割ステップの一例を示す図である。 本実施の形態の一括接着ステップの一例を示す図である。 本実施の形態の搬送ステップの一例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の切削装置について説明する。図１は、本実施の形態の切削装置の斜視図である。図２は、比較例のパッケージ基板のハンドリング方法を示す図である。なお、以下に示す切削装置は一例を示すものであり、この構成に限定されない。切削装置は、本実施の形態のパッケージ基板のハンドリング方法が適用可能であれば、適宜変更されてもよい。また、パッケージ基板は、ＣＳＰ基板や、ウェーハレベルＣＳＰ基板等の小型のパッケージ基板に限られず、ＣＳＰ基板等よりもサイズが大きなパッケージ基板でもよい。
図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル２５に保持された矩形板状のパッケージ基板Ｗを一対の切削手段４０で切削することで、パッケージ基板Ｗを個々のチップＣ（図３参照）に分割するように構成されている。パッケージ基板Ｗの表面は複数の分割予定ラインＬによって格子状に区画され、これら分割予定ラインで区画された各領域には複数のデバイスＤが形成されている。なお、パッケージ基板ＷのデバイスＤとしては、半導体デバイスが配設されていてもよいし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）デバイスが配設されていてもよい。
切削装置１の基台１０上には、チャックテーブル２５をＸ軸方向に移動する切削送り手段２０が設けられている。切削送り手段２０は、基台１０上に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル２２とを有している。Ｘ軸テーブル２２の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ２３が螺合されている。そして、ボールネジ２３の一端部に連結された駆動モータ２４が回転駆動されることで、チャックテーブル２５が一対のガイドレール２１に沿ってＸ軸方向に切削送りされる。
Ｘ軸テーブル２２の上部には、パッケージ基板Ｗを保持するチャックテーブル２５がＺ軸回りに回転可能に設けられている。チャックテーブル２５のテーブルベース２６上には、パッケージ基板Ｗ用の保持治具２７が着脱可能に装着されている。保持治具２７は、パッケージ基板Ｗの種類に応じて用意された板状治具であり、加工対象のパッケージ基板Ｗの種類が変わる度にテーブルベース２６に対して付け替えられる。また、保持治具２７は、ステンレス鋼板の表面にウレタン樹脂等で樹脂層が形成されており、樹脂層によってパッケージ基板Ｗに対する保持性能が向上されている。
保持治具２７の表面には、パッケージ基板Ｗの分割予定ラインに対応した位置に切削手段４０の切削ブレード４２の刃先を逃がす逃げ溝２８（図３参照）が形成され、逃げ溝２８によって格子状に区画された各領域に複数の吸引口２９（図３参照）が形成されている。各吸引口２９は、テーブルベース２６内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続され、吸引口２９に生じる負圧よってパッケージ基板Ｗが吸引保持される。分割前のパッケージ基板Ｗは複数の吸引口２９によって全体的に保持され、パッケージ基板Ｗの分割後のチップＣは複数の吸引口２９によって個別に保持される。
基台１０上には、チャックテーブル２５の移動経路を避けるように部分的に開口された立壁部１１が設けられている。立壁部１１には、一対の切削手段４０をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動するインデックス送り手段３０と切り込み送り手段３５とが設けられている。インデックス送り手段３０は、立壁部１１の前面に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１にスライド可能に設置されたＹ軸テーブル３２とを有している。切り込み送り手段３５は、Ｙ軸テーブル３２上に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３６と、一対のガイドレール３６にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル３７とを有している。
Ｙ軸テーブル３２の背面側にはナット部が形成され、このナット部にボールネジ３３が螺合されている。また、Ｚ軸テーブル３７の背面側にはナット部が形成され、このナット部にボールネジ３８が螺合されている。Ｙ軸テーブル３２用のボールネジ３３、Ｚ軸テーブル３７用のボールネジ３８の一端部には、それぞれ駆動モータ３４、３９が連結されている。これら駆動モータ３４、３９により、それぞれのボールネジ３３、３８が回転駆動されることで、Ｚ軸テーブル３７に固定された一対の切削手段４０がガイドレール３１、３６に沿ってＹ軸方向にインデックス送りされ、Ｚ軸方向に切り込み送りされる。
一対の切削手段４０は、ハウジング４１から突出したスピンドル（不図示）の先端に切削ブレード４２を回転可能に装着して構成される。切削ブレード４２は、例えば、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めて円板状に成形されている。また、各切削手段４０のハウジング４１には、パッケージ基板Ｗの上面を撮像する撮像手段４３が設けられており、撮像手段４３の撮像画像に基づいてパッケージ基板Ｗに対して切削ブレード４２がアライメントされる。このような切削装置１では、切削ブレード４２に対してチャックテーブル２５が切削送りされることで、分割予定ラインに沿ってパッケージ基板Ｗが個々のチップＣ（図３参照）に分割される。
ところで、本実施の形態の切削装置１では、パッケージ基板ＷからのチップＣの取り数を増やすために、対角線で４５０ｍｍ、６００ｍｍ等の大形サイズのパッケージ基板Ｗに対応したチャックテーブル２５が使用されている。パッケージ基板Ｗの分割後のチップＣは、チャックテーブル２５から収容トレー５０（図４参照）に移し替えられて後続の処理装置に送り出されるが、一般的なハンドリング方法のようにピッカー等で１チップずつピックアップする場合には、収容トレー５０へのチップＣの収容に要する時間が長くなる。このため、チップＣの取り数が増加したにも関わらず、生産効率が低下するという不具合があった。
この場合、図２に示すように、大型の搬送パッド７０を用いてパッケージ基板Ｗの分割後のチップＣを一括で収容トレーに収容する構成も考えられるが、パッケージ基板Ｗの大形化に合わせて規格サイズ（ハンドラー規格サイズ）よりも大きな収容トレー７１を用意しなければならない。同様に、後続の検査装置やアンローダーも、パッケージ基板Ｗの大型化に合わせて既存の装置構成から変更しなければならない。このように、チップＣの一括搬送による収容時間の短縮化と、既存の構成を利用したコスト低減とがトレードオフの関係にある。
そこで、本実施の形態のハンドリング方法では、パッケージ基板Ｗの分割後の全チップＣから収容トレー５０に収容可能な個数だけ取り出して、一括で収容トレー５０に収容している（図４参照）。すなわち、収容トレー５０に収容可能な個数単位毎に複数のチップＣが一括収容されるため、収容トレー５０に対するチップＣの収容時間を短縮することができる。また、規格サイズの収容トレー５０を使用し続けることができるため、後続の処理装置を既存の装置構成から変更する必要がなく、設備コストが増加することもない。よって、設備コストを増加させることなく、生産性を向上させることができる。
以下、図３から図５を参照して、パッケージ基板のハンドリング方法について説明する。図３は本実施の形態の分割ステップ、図４は本実施の形態の一括接着ステップ、図５は本実施の形態の搬送ステップのそれぞれ一例を示している。なお、図４Ａは一括接着ステップのピックアップ動作、図４Ｂは一括接着ステップの収容動作のそれぞれ一例を示している。なお、チャックテーブルに収容トレーの外形サイズに合わせた複数のエリアが設定されているが、図３及び図４には複数のエリアのうちＸ軸方向に並んだ３つのエリアのみ図示している。
図３に示すように、先ず分割ステップが実施される。分割ステップでは、切削装置１（図１参照）のチャックテーブル２５上にパッケージ基板Ｗが載置され、保持治具２７を介して大判のパッケージ基板Ｗがチャックテーブル２５に吸引保持される。パッケージ基板Ｗは収容トレー５０（図４参照）の規定外形よりも大形サイズ、例えば、１枚のパッケージ基板Ｗから収容トレー５０の収容個数の数倍のチップＣが取り出し可能なサイズに形成されている。このため、チャックテーブル２５及び保持治具２７は、パッケージ基板Ｗのサイズに合わせて大形に形成されている。
一対の切削ブレード４２がパッケージ基板Ｗの分割予定ラインＬ（図１参照）に位置合わせされると、パッケージ基板Ｗを切断可能な高さに切削ブレード４２が降ろされ、この切削ブレード４２に対してチャックテーブル２５が切削送りされる。切削送りが繰り返されることで、チャックテーブル２５上のパッケージ基板Ｗが各分割予定ラインＬに沿って切削されて個々のチップＣに分割される。このとき、保持治具２７には個々のチップＣに対応して吸引口２９が形成されているため、切削中にパッケージ基板Ｗから分離したチップＣが吸引口２９に個別に吸引保持されて、保持治具２７からチップＣが外れることがない。
また、チャックテーブル２５上は収容トレー５０（図４参照）の外形サイズによって複数のエリアＡ１−Ａｎ（図３ではエリアＡ１−Ａ３のみ図示）に区分けされている。すなわち、パッケージ基板Ｗの分割後のチップＣが収容トレー５０の収容個数毎に、チャックテーブル２５上で複数のエリアＡ１−Ａｎに分かれて保持されている。パッケージ基板Ｗの全チップＣが収容トレー５０の外形サイズを基準にエリア分けされるため、全チップＣを複数の収容トレー５０に分けて搬送することが可能になっている。よって、収容トレー５０を１つの処理単位とする後続の処理装置６５（図５参照）で、収容トレー５０毎にチップＣを取り扱うことが可能になっている。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、分割ステップが実施された後には一括接着ステップが実施される。図４Ａに示すように、一括接着ステップ前半のピックアップ動作では、収容トレー５０のチップ収容部５１に対応したサイズのチップ移送パッド４５を用いてチップＣのピックアップが実施される。チップ移送パッド４５の保持面は、チャックテーブル２５上の１つのエリアに対応した大きさであり、エリア内の各チップＣに対応した位置に吸引口４６が形成されている。各吸引口４６は開閉バルブ４７を介して吸引源４８に接続されており、開閉バルブ４７の開閉によって吸引力の供給及び遮断が切り替えられる。
このチップ移送パッド４５がチャックテーブル２５の上方に移動されて、チャックテーブル２５上のエリアＡ１に位置付けられる。チップ移送パッド４５の各吸引口４６が各チップＣのそれぞれの真上に位置付けられると、チップ移送パッド４５がチャックテーブル２５に向けて下降する。チップ移送パッド４５が各チップＣに近付けられることで、パッケージ基板Ｗの全チップＣのうちのチップ収容部５１に収容可能な個数のチップＣが吸引保持される。このとき、チャックテーブル２５によるチップＣの吸引が停止しており、チップ移送パッド４５によるチップＣのピックアップが阻害されることがない。
図４Ｂに示すように、一括接着ステップ前半の収容動作では、チップ移送パッド４５によって規定外形のチップ収容部５１を備えた収容トレー５０に複数のチップＣが収容される。収容トレー５０には規定外形のチップ収容部５１が凹状に形成されており、チップ収容部５１はチップ移送パッド４５が入り込むことができる大きさで開口している。また、チップ収容部５１の底面にはシート状の粘着材５２が配設されており、粘着材５２の粘着面５３にチップＣが載置されることで、収容トレー５０による搬送中のチップＣの位置ズレが防止されている。粘着材５２は、例えばユー・エム・アイ株式会社製のフレックスキャリア（登録商標）で構成され、両面テープ等によってチップ収容部５１の底面に貼着されている。なお、粘着材５２は、フレックスキャリア等の粘着ボードに代えて、外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等の樹脂シートや接着剤で構成されてもよい。
この収容トレー５０の上方にチップ移送パッド４５が移動されて、チップ移送パッド４５で吸引保持された複数のチップＣがチップ収容部５１の真上に位置付けられる。チップ移送パッド４５が複数のチップＣを保持した状態で収容トレー５０に向けて下降して、チップ収容部５１の粘着材５２の粘着面５３に複数のチップＣが押圧されて粘着面５３にまとめて接着される。このようにして、チャックテーブル２５上の全チップＣのうちエリアＡ１の複数のチップＣが一括で収容トレー５０に移し替えられている。この一括接着ステップが繰り返されることで、チャックテーブル２５上の全チップＣが複数の収容トレー５０に分けられて収容される。
図５に示すように、一括接着ステップが実施された後には搬送ステップが実施される。搬送ステップでは、チップ収容部５１内に複数のチップＣを接着した収容トレー５０が、ベルトコンベア等の搬送機構６０によって後続の処理装置６５に向けて搬送される。後続の処理装置６５では規格サイズの収容トレー５０毎にチップＣを処理しているため、既存の装置構成を変えることなく、複数のチップＣに対して後続の処理を施すことが可能になっている。よって、後続の装置については、パッケージ基板Ｗの大形化に関わらず、既存の装置を流用することでコストを低減することができる。
以上のように、本実施の形態のパッケージ基板Ｗのハンドリング方法では、チップ移送パッド４５によってパッケージ基板Ｗの全チップＣのうちチップ収容部５１に収容可能な個数のチップＣが吸引保持されて、チップ収容部５１の粘着面５３に複数のチップＣが一括で接着される。パッケージ基板Ｗの全チップＣを複数回に分けて一括で収容トレー５０に収容するため、１チップずつ収容トレー５０に収容する構成と比較して大幅に収容時間を短縮することができる。また、パッケージ基板Ｗが大判基板の場合であっても、パッケージ基板Ｗの全チップＣが複数の収容トレー５０に分けられて後続の処理装置６５に搬送されるため、後続の処理装置６５をパッケージ基板Ｗのサイズに合わせて大型化する必要がない。このように、パッケージ基板Ｗの分割前は基板サイズを大きくすることでチップＣの取り数を増やすことができ、パッケージ基板Ｗの分割後は規定外形の収容トレー５０に分けて搬送することで既存の生産ラインへの影響を抑えることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、上記した実施の形態において、分割ステップで切削装置１によってパッケージ基板Ｗが個々のチップＣに分割される構成にしたが、この構成に限定されない。分割ステップでは、パッケージ基板Ｗが分割予定ラインに沿って個々のチップＣに分割されればよく、例えば、レーザー加工によってパッケージ基板Ｗが個々のチップＣに分割されてもよい。
また、上記した実施の形態において、搬送ステップでベルトコンベア等の搬送機構６０によって収容トレー５０が後続の処理装置６５に向けて搬送される構成にしたが、この構成に限定されない。搬送機構６０は、収容トレー５０を搬送可能な構成であればよく、例えば、リニアモータを利用して構成されてもよい。また、搬送ステップでは、搬送機構６０によって収容トレー５０が搬送される構成に限らず、オペレータによって収容トレー５０が搬送されてもよい。さらに、搬送ステップでは収容トレー５０を搬送パッドで後続の装置等へ搬送してもよい。
以上説明したように、本発明は、複数のチップの収容トレーへの収容時間を短縮すると共に、後続の処理装置の大型化を抑えることができるという効果を有し、特に、対角線で４５０ｍｍ、６００ｍｍを超えるパッケージ基板のハンドリング方法に有用である。
１ 切削装置
４０ 切削手段
４５ チップ移送パッド
５０ 収容トレー
５１ チップ収容部
５２ 粘着材
５３ 粘着面
６０ 搬送機構
６５ 処理装置
Ｃ チップ
Ｗ パッケージ基板

Claims (1)

  1. 複数の分割予定ラインが形成されたパッケージ基板を複数のチップに分割して、規定外形を有するチップ収容部及び該チップ収容部に配設された粘着材とを備えた収容トレーに収容するパッケージ基板のハンドリング方法であって、
    該分割予定ラインに沿って該収容トレーの該規定外形よりも大形サイズの該パッケージ基板を複数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後に、該チップ収容部に対応したサイズのチップ移送パッドに該パッケージ基板の全チップのうちの該チップ収容部に収容可能な個数のチップを吸引保持し、該チップ収容部の該粘着材の粘着面に押圧して一部の複数チップをまとめて該粘着面に接着する一括接着ステップと、
    該一括接着ステップを実施した後に、該一部の複数チップが該チップ収容部内に接着された該収容トレーを搬送する搬送ステップと、
    を備えることを特徴とするパッケージ基板のハンドリング方法。
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