JP2018060882A - パッケージ基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極に発生するバリを低減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。【解決手段】 複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが配設されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するベース基板を備え、該各デバイスは樹脂封止部で封止され、該ベース基板は各分割予定ラインを横断する複数の電極が形成された電極面と、該電極面と反対側の該樹脂封止部が形成された封止面とを有するパッケージ基板の加工方法であって、該電極面の該外周余剰領域において該分割予定ラインに対応して該ベース基板を厚み方向に切断して該封止面に至る加工痕を形成する加工痕形成ステップと、支持部材を介して該ベース基板の該封止面を露出させた状態で、該加工痕を検出することで該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、該分割予定ラインに沿って切削ブレードで該パッケージ基板を該ベース基板の該封止面側から切削してパッケージ基板を個々のチップへと分割する分割ステップと、を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、パッケージ基板の加工方法に関し、特にバリの発生を低減可能なパッケージ基板の加工方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された半導体チップを複数配設し該複数の半導体チップを樹脂封止して形成されたデバイス領域を複数有し、隣接するデバイス領域間に非デバイス領域を有するＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板は、切削装置によって分割予定ラインに沿って切削されて、半導体チップとほぼ同一サイズのＣＳＰパッケージに分割される。

樹脂封止による反りの発生を低減するために、パッケージ基板はデバイス領域（複数の半導体チップが配設され樹脂封止された領域）と、非デバイス領域（半導体チップが存在せず、樹脂封止されない領域）とが交互に隣接するように設計されている。

従来のパッケージ基板の加工方法では、パッケージ基板は複数の電極が形成された電極面側から切削ブレードにより切削されて、個々のパッケージに分割されていた。このように従来の加工方法では、切削ブレードによって電極面側からパッケージ基板を切削するため、切削時に電極にバリが発生するという問題があった。電極からバリが伸長すると、隣り合う電極同士が繋がりショートしたり、チップの電極が接続される相手側の電極との接触不良が発生するという問題がある。

そこで、特開２０１５−１０９３４９号公報では、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、切削により電極から伸長したバリを除去するバリ除去ステップを含むパッケージ基板の加工方法が提案されている。

特開２０１５−１０９３４９号公報

然し、特許文献１に記載されたパッケージ基板の加工方法でも、電極のバリを完全に除去するのは難しい。特に、キャビティが形成されたキャビティ電極の場合には、キャビティ内にバリが大きく発生するが、ドライアイスの噴射では除去が困難である。

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、電極に発生するバリを低減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、複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが配設されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するベース基板を備え、該各デバイスは樹脂封止部で封止され、該ベース基板は各分割予定ラインを横断する複数の電極が形成された電極面と、該電極面と反対側の該樹脂封止部が形成された封止面とを有するパッケージ基板の加工方法であって、パッケージ基板の該樹脂封止部側を保持して該ベース基板の該電極面を露出させる第１保持ステップと、該第１保持ステップを実施した後、該電極面の該外周余剰領域において該分割予定ラインに対応して該ベース基板を厚み方向に切断して該封止面に至る加工痕を形成する加工痕形成ステップと、該加工痕形成ステップを実施した後、接着部材を介して該ベース基板の該電極面に支持部材を配設する支持部材配設ステップと、該支持部材配設ステップを実施した後、該支持部材を介して該パッケージ基板を吸引保持し、該ベース基板の該封止面を露出させる第２保持ステップと、該第２保持ステップを実施した後、該加工痕を検出することで該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、該分割予定ライン検出ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿って切削ブレードで該パッケージ基板を該ベース基板の該封止面側から切削してパッケージ基板を個々のチップへと分割する分割ステップと、を備えた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によると、パッケージ基板の電極面を支持部材で支持した状態でパッケージ基板を樹脂封止部側から切削する分割ステップを実施するので、支持部材が電極の伸びを抑制し、電極表面に発生するバリを低減できる。

パッケージ基板の電極面側を支持部材で支持した状態では分割予定ラインは露出していないが、加工痕形成ステップを実施することにより、加工痕に基づいて分割予定ラインを検出することができる。

実施形態に係るパッケージ基板の平面図である。 図１に示したパッケージ基板の裏面図である。 パッケージ基板の一部拡大断面図である。 第１保持ステップを示す断面図である。 加工痕形成ステップを示す断面図である。 加工痕形成位置の一例を示すパッケージ基板の平面図である。 図７（Ａ）は第１実施形態の支持部材配設ステップを示す断面図、図７（Ｂ）は第２実施形態の支持部材配設ステップを示す断面図である。 接着部材硬化ステップの一例を示す断面図である。 第２保持ステップを示す断面図である。 分割ステップを示す断面図である。

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を参照すると、本発明の加工方法の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２は、例えば矩形状のベース基板４を有しており、ベース基板４は、複数の電極１２が形成された電極面４ａと、電極面４ａと反対側の封止面４ｂとを有している。

ベース基板４の外周余剰領域５及び非デバイス領域５ａによって囲繞された領域には、本実施形態では３つのデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃが存在する。ベース基板４は、例えば金属フレームから構成される。

各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃにおいては、互いに直交するように縦横に設けられた第１及び第２分割予定ライン８ａ，８ｂによって区画された複数のデバイス搭載部１０が画成され、個々のデバイス搭載部１０には複数の電極１２が形成されている。

各電極１２同士は、ベース基板４にモールドされた樹脂により絶縁されている。第１分割予定ライン８ａ及び第２分割予定ライン８ｂを切削することにより、その両側に各デバイスの電極１２が現れる。

図３に示すように、ベース基板４のデバイス搭載部１０にはデバイス１４が実装されており、各デバイス１４の電極とベース基板４の電極１２とは、例えば金ワイヤー１６で接続されている。

図２及び図３に示すように、各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの裏面、即ちベース基板４の封止面４ｂ上には樹脂封止部１８が形成されており、各デバイス１４は樹脂により封止されている。

以下、図４乃至図１０を参照して、本発明実施形態のパッケージ基板の加工方法について説明する。まず、図４に示すように、パッケージ基板２の樹脂封止部１８に保護テープ３０を貼着し、切削装置のチャックテーブル２０で保護テープ３０を介してパッケージ基板２の樹脂封止部側を吸引保持する第１保持ステップを実施する。

図４において、チャックテーブル２０のポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部２２は、吸引路２４及び電磁切替弁２６を介して吸引源２８に選択的に接続されている。

従って、パッケージ基板２をチャックテーブル２０上に載置した状態で、図４に示すように、電磁切替弁２６を連通位置に切り替えることにより吸引保持部２２に負圧を導入し、パッケージ基板２を保護テープ３０を介して吸引保持することができる。

第１保持ステップの他の実施形態として、複数の切削ブレード用逃げ溝が形成された治具テーブルでパッケージ基板２の樹脂封止部側を直接吸引保持するようにしてもよい。

第１保持ステップを実施した後、パッケージ基板２の外周余剰領域５において、分割予定ライン８ａ，８ｂに対応してパッケージ基板２のベース基板４を厚み方向に切断し、ベース基板４の封止面４ｂに至る加工痕３４を形成する加工痕形成ステップを実施する。

この加工痕形成ステップでは、図５に示すように、矢印Ｒ１方向に高速回転する切削ブレード３２を矢印Ｚ１方向に移動して、分割予定ライン８ａ，８ｂの延長線上の外周余剰領域５のベース基板４を厚み方向に切断して、ベース基板４の封止面４ｂに至る加工痕３４を形成する。この加工痕３４の形成位置は、例えば、図６に示すように、各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃとも最初と最後の分割予定ライン８ａ，８ｂに対応して形成する。

そして、後に説明する分割予定ライン検出ステップでは、各デバイス領域の最初と最後の分割予定ラインに対応して形成された加工痕３４をそれぞれ検出し、検出した加工痕３４間の距離を分割したい領域数で割ることで割り出し送り量を算出する。

代替実施形態として、全ての分割予定ライン８ａ，８ｃに対応する外周余剰領域５に加工痕３４を形成するようにしてもよい。この場合には、後に説明する分割予定ライン検出ステップでは、各分割予定ラインを検出できるため、より精度よくパッケージ基板の分割が可能となる。パッケージ基板２の精度に応じて加工痕形成位置を適宜設定する。各加工痕３４はベース基板４を厚み方向に完全切断したため、ベース基板４の封止面４ｂ側から検出可能である。

加工痕形成ステップを実施した後、接着部材を介してベース基板４の電極面４ａに支持部材を配設する支持部材配設ステップを実施する。図７（Ａ）は支持部材配設ステップの第１実施形態を示しており、ベース基板４の電極面４ａに接着部材及び支持部材としての紫外線硬化テープ（ＵＶテープ）３６を貼着する。

紫外線硬化テープ３６は、塩化ビニル等の樹脂からなり、支持部材に相当する基材３８上に接着部材に相当する紫外線硬化型の接着層（糊層）４０が配設されて構成されている。パッケージ基板２の電極１２にキャビティが形成されているキャビティ電極の場合には、キャビティを接着層４０で埋めるのが好ましい。従って、キャビティが接着部材で充填され得る厚みの接着層４０を有するＵＶテープ３６を選択する。

図７（Ｂ）を参照すると、支持部材配設ステップの第２実施形態の断面図が示されている。本実施形態の場合には、ガラス又は紫外線に対して透明な樹脂から形成されたサブストレート（支持部材）４２を紫外線硬化型接着剤（接着部材）４４でベース基板４の電極面４ａに貼着する。

キャビティ電極の場合には、紫外線硬化型接着剤でキャビティを埋めるのが好ましい。紫外線硬化型接着剤に替えて、熱硬化型接着剤を使用してサブストレート４２をベース基板４の電極面４ａに貼着するようにしてもよい。

図７（Ａ）に示す支持部材配設ステップを実施した後、図８に示すように、紫外線照射ランプ４６からＵＶテープ３６に紫外線を照射して、接着層４０を硬化させておくのが好ましい。硬化された接着層４０により電極１２に発生するバリの伸びを抑制できる。

支持部材配設ステップを実施した後、図９に示すように、支持部材３６をチャックテーブル２０で吸引保持してベース基板４の封止面４ｂ及び樹脂封止部１８を露出させる第２保持ステップを実施する。

第２保持ステップを実施した後、切削装置に装備されている撮像ユニットでパッケージ基板２を樹脂封止部１８側から撮像し、ベース基板４の封止面４ｂに各分割予定ラインの一端側と他端側に対応して形成されている対向する一対の加工痕３４を検出することで、一対の加工痕３４を結んだ直線に対応する分割予定ライン８ａ，８ｂを検出する分割予定ライン検出ステップを実施する。

加工痕形成ステップで、図６に示すように、各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃとも最初と最後の分割予定ライン８ａ，８ｂに対応して加工痕を形成した場合には、検出した最初と最後の加工痕３４間の距離を分割すべき領域数、即ち最初と最後の加工痕間にある分割予定ライン数に１を加えた数で割ることで各デバイス領域における割り出し送り量を算出する。

一方、加工痕形成ステップで全ての分割予定ライン８ａ，８ｃに対応する外周余剰領域５に加工痕３４を形成した場合には、検出した全ての分割予定ラインの位置を記憶しておき、記憶した位置に基づいて次の分割ステップでパッケージ基板を切削する。

分割予定ライン検出ステップを実施した後、図１０に示すように、矢印Ｒ１方向に高速回転する切削ブレード３２でベース基板４の分割予定ライン８ａを支持部材３６に達するまで切り込み、チャックテーブル２０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、パッケージ基板２の分割予定ライン８ａを支持基板４の封止面４ｂ側から切削する（分割ステップ）。

切削ブレード３２を矢印Ｘ１方向に直交する方向に割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン８ａをベース基板４の封止面４ｂ側から切削する。次いで、チャックテーブル２０を９０°回転してから、第１の方向に伸長する分割予定ライン８ａに直交する方向に伸長する第２の分割予定ライン８ｂに沿ってベース基板４を封止面４ｂ側から切削して、パッケージ基板２を個々のチップ（パッケージ）へと分割する。

上述した本実施形態のパッケージ基板の加工方法によると、パッケージ基板２の分割ステップを、支持部材３６がベース基板４の電極面４ａに貼着された状態でベース基板４の封止面４ｂ側から実施するため、支持部材３６で切削された電極８ａ，８ｂの伸びを抑制でき、電極８ａ，８ｂの表面に発生するバリを低減することができる。

ベース基板４の電極面４ａ側を支持部材３６で支持した状態では分割予定ライン８ａ，８ｂは露出していないが、加工痕形成ステップを実施することにより、加工痕３４がベース基板４の封止面４ｂ側に露出するため分割予定ライン８ａ，８ｂを明瞭に検出することができる。

２ パッケージ基板
４ ベース基板
４ａ 電極面
４ｂ 封止面
５ 外周余剰領域
６ａ，６ｂ，６ｃ デバイス領域
８ａ，８ｂ 分割予定ライン
１０ デバイス搭載部
１２ 電極
１４ デバイス
１８ 樹脂封止部
２０ チャックテーブル
３０ 保護テープ
３２ 切削ブレード
３４ 加工痕
３６ ＵＶテープ
４２ サブストレート
４６ 紫外線照射ランプ

Claims (3)

1. 複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが配設されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するベース基板を備え、該各デバイスは樹脂封止部で封止され、該ベース基板は各分割予定ラインを横断する複数の電極が形成された電極面と、該電極面と反対側の該樹脂封止部が形成された封止面とを有するパッケージ基板の加工方法であって、
   パッケージ基板の該樹脂封止部側を保持して該ベース基板の該電極面を露出させる第１保持ステップと、
   該第１保持ステップを実施した後、該電極面の該外周余剰領域において該分割予定ラインに対応して該ベース基板を厚み方向に切断して該封止面に至る加工痕を形成する加工痕形成ステップと、
   該加工痕形成ステップを実施した後、接着部材を介して該ベース基板の該電極面に支持部材を配設する支持部材配設ステップと、
   該支持部材配設ステップを実施した後、該支持部材を介して該パッケージ基板を吸引保持し、該ベース基板の該封止面を露出させる第２保持ステップと、
   該第２保持ステップを実施した後、該加工痕を検出することで該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、
   該分割予定ライン検出ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿って切削ブレードで該パッケージ基板を該ベース基板の該封止面側から切削してパッケージ基板を個々のチップへと分割する分割ステップと、
   を備えたことを特徴とするパッケージ基板の加工方法。
2. 該接着部材は紫外線の照射によって硬化する請求項１記載のパッケージ基板の加工方法。
3. 該分割ステップを実施する前に、該接着部材に紫外線を照射して該接着部材を硬化させる接着部材硬化ステップを更に備えた請求項２記載のパッケージ基板の加工方法。