JP2020136490A - 切削装置及び半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】配線基板の裏面側にアライメントマークが形成されたパッケージ基板を分割予定ラインに沿って加工することを可能とすること。【解決手段】切削装置1は、パッケージ基板100の裏面101−2側を保持する保持テーブル10と、保持テーブル10に保持されたパッケージ基板100の裏面101−2を撮像する撮像ユニット50と、切削ブレードを回転可能に支持する切削ユニットとを備える。保持テーブル10は、複数の切削ブレード用逃げ溝15と、切削ブレード用逃げ溝15で区画された各領域に形成された複数の吸引孔16と、を備える保持面11と、吸引孔16と吸引源18とを連通させる吸引路17と、を備える。保持テーブル10のアライメントマーク110に対応する位置は透明部材14で形成され、撮像ユニットは、保持面11の下方に設置され、保持テーブル10を介してアライメントマーク110を撮像する。【選択図】図11

Description

本発明は、パッケージ基板を切削加工する切削装置及び半導体パッケージの製造方法に関する。
パッケージ基板は、配線基板の表面にデバイスチップが積層されそのデバイスチップが樹脂等の封止剤により封止されたものが一般的である。この種のパッケージ基板を切削する際に、配線基板の裏面に切削屑がつくことを防止するために配線基板側を保持テーブルに保持し、封止剤から切削する場合がある。
しかしながら、パッケージ基板は、設計上、配線基板の裏面にバンプを形成する際にアライメントの基準となるアライメントマークを一緒に形成するために、配線基板の裏面にアライメントマークが形成されていることがある。ところが、封止剤及び配線基板は、赤外線を透過しないため赤外線カメラで表面側からアライメントすることは困難である。このために、本願の出願人は、配線基板の裏面側からアライメントを行う加工装置を提案している(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
特開2008−100258号公報 特開2010−82644号公報
前述したパッケージ基板は、切削ブレード用の逃げ溝と吸引保持するための吸引穴とを備える治具チャックテーブルと呼ばれる保持テーブルに保持して加工される場合が多い。この治具チャックテーブルと呼ばれる保持テーブルは、土台がステンレス鋼等と弾性体であるゴムで形成されているため、下方からアライメントマークを撮像することが出来ないという問題があった。そのために、前述した特許文献1及び特許文献2に示された加工装置及び当該加工装置を用いた加工方法は、配線基板の裏面側にアライメントマークが形成されたパッケージ基板を分割予定ラインに沿って加工することが困難であった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線基板の裏面側にアライメントマークが形成されたパッケージ基板を分割予定ラインに沿って加工することを可能とする切削装置及び半導体パッケージの製造方法を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、配線基板の表面側に複数のデバイスチップが実装されるとともに樹脂で封止され、裏面側の外周に分割予定ラインの基準となるアライメントマークが形成されたパッケージ基板を切削する切削装置であって、該パッケージ基板の裏面側を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該パッケージ基板の面を撮像する撮像手段と、切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、を備えた切削装置であって、該保持テーブルは、複数の切削ブレード用逃げ溝と、該切削ブレード用逃げ溝で区画された各領域に形成された複数の吸引孔と、を備える保持面と、該吸引孔と吸引源とを連通させる吸引路と、を備え、該保持テーブルの少なくとも該アライメントマークに対応する位置は透明部材で形成され、該撮像手段は、該保持面の下方に設置され、該保持テーブルを介して該アライメントマークを撮像することを特徴とする。
本発明の切削装置は、配線基板の表面側に複数のデバイスチップが実装されるとともに樹脂で封止され、裏面側の外周に分割予定ラインの基準となるアライメントマークが形成されたパッケージ基板を切削する切削装置であって、該パッケージ基板の裏面側を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該パッケージ基板の面を撮像する撮像手段と、切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、を備えた切削装置であって、該保持テーブルは、複数の切削ブレード用逃げ溝と、該切削ブレード用逃げ溝で区画された各領域に形成された複数の吸引孔と、を備える保持面と、該吸引孔と吸引源とを連通させる吸引路と、該保持テーブルに保持される該パッケージ基板の該アライメントマークを該裏面側に露出させる露出手段と、を備え、該撮像手段は、該保持面の下方に設置され、該アライメントマークを撮像することを特徴とする。
本発明の半導体パッケージの製造方法は、前記切削装置を用いてパッケージ基板を切削し、半導体パッケージを製造する半導体パッケージの製造方法であって、該パッケージ基板の裏面側を該保持テーブルに保持する保持ステップと、該パッケージ基板の該保持テーブルに保持された面を撮像し該分割予定ラインを検出する検出ステップと、検出された該分割予定ラインに沿って表面から該切削ブレードで切削し加工溝を形成する加工溝形成ステップと、該加工溝形成ステップの実施後に、導電性材料で封止剤の表面及び該加工溝の側面にシールド層を形成するシールド層形成ステップと、を備え、該加工溝の幅は、該パッケージ基板の該表面から該裏面に向かうにつれて小さくなるように形成されることを特徴とする。
本願発明は、配線基板の裏面側にアライメントマークが形成されたパッケージ基板を分割予定ラインに沿って加工することを可能とするという効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 図2は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板を表面側からみた平面図である。 図3は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板を裏面側からみた平面図である。 図4は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板の側面図である。 図5は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板の要部の断面図である。 図6は、図1に示された切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。 図7は、図5に示されたパッケージ基板が図1に示す切削装置により加工溝が形成された状態を示す断面図である。 図8は、実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法により製造される半導体パッケージの断面図である。 図9は、実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法の流れを示すフローチャートである。 図10は、図9に示された半導体パッケージの保持ステップを模式的に示す断面図である。 図11は、図9に示された半導体パッケージの検出ステップを模式的に示す断面図である。 図12は、図9に示された半導体パッケージの加工溝形成ステップを模式的に示す断面図である。 図13は、図9に示された半導体パッケージのシールド層形成ステップを模式的に示す断面図である。 図14は、実施形態2に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。 図15は、実施形態2の変形例1に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。 図16は、実施形態2の変形例2に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。 図17は、実施形態2の変形例3に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。
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1〕
本発明の実施形態1に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板を表面側からみた平面図である。図3は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板を裏面側からみた平面図である。図4は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板の側面図である。図5は、図1に示された切削装置の加工対象のパッケージ基板の要部の断面図である。図6は、図1に示された切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。図7は、図5に示されたパッケージ基板が図1に示す切削装置により加工溝が形成された状態を示す断面図である。
図1に示す実施形態1に係る切削装置1は、図2、図3、図4及び図5に示すパッケージ基板100を切削する装置である。実施形態1において、切削装置1の加工対象のパッケージ基板100は、図2、図3、図4及び図5に示すように、配線基板101と、複数のデバイスチップ102(図5のみに示す)と、封止剤103と、を備える。
配線基板101は、図5に示すように、絶縁性の絶縁板104と、絶縁板104の内部に設けられたグランドライン105とを備える。グランドライン105は、配線基板101の絶縁板104の内部に埋設され、導電性の金属により構成されている。また、配線基板101の表面101−1及び裏面101−2には、デバイスチップ102等に接続される電極や各種配線が形成されている。
また、配線基板101は、表面101−1側に複数のデバイスチップ102を実装するデバイス領域106と、デバイス領域106を囲繞する外周余剰領域107とが形成されている。実施形態1では、デバイス領域106は、配線基板101即ちパッケージ基板100一つに3つ形成されている。デバイス領域106は、格子状の複数の分割予定ライン108(図2に示す)によって区画された各領域にデバイスチップ102を実装している。外周余剰領域107は、デバイスチップ102が実装されていない。
デバイスチップ102は、配線基板101の表面101−1のデバイス領域106に実装されている。デバイスチップ102は、IC(Integrated Circuit)又はLSI(Large Scale Integration)等を備える。実施形態1において、デバイスチップ102は、ワイヤ109の一端が接続され、配線基板101の表面101−1にワイヤ109の他端が接続される、所謂ワイヤボンディングにより配線基板101の表面101−1に実装される。
封止剤103は、絶縁性の合成樹脂により構成され、各デバイス領域106に実装されたデバイスチップ102、及びワイヤ8を封止(被覆)している。即ち、実施形態1おいて、封止剤103は、パッケージ基板100一つあたり3つ設けられている。封止剤103は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、又はポリイミド樹脂等により構成される。
また、パッケージ基板100は、図3に示すように、配線基板101の裏面101−2側のデバイス領域106よりも外周に切削装置1によるアライメント時に分割予定ライン108の基準となるアライメントマーク110が形成されている。即ち、アライメントマーク110は、配線基板101の外周余剰領域107の裏面101−2に形成されている。アライメントマーク110は、分割予定ライン108との相対的な位置が予め定められている。実施形態1において、アライメントマーク110は、配線基板101の裏面101−2に形成される電極等と一緒に形成される。
実施形態1に係る切削装置1は、図1に示すように、保持テーブル10と、切削手段である切削ユニット20と、切削送り手段である図示しない切削送りユニットと、割り出し送り手段である割り出し送りユニット30と、切り込み送り手段である切り込み送りユニット40と、制御ユニット90とを少なくとも備える。
保持テーブル10は、パッケージ基板100の配線基板101の裏面101−2側を保持面11で吸引保持するものである。保持テーブル10は、図6に示すように、基台12と、ゴム部材13と、透明部材14とを備える。基台12は、ステンレス鋼等の金属から構成され、厚手の平盤状に形成されている。実施形態1において、基台12の平板形状は、パッケージ基板100の平面形状と同様に矩形状に形成され、パッケージ基板100の平面形状よりも小さく形成されている。実施形態1では、基台12の平面形状は、パッケージ基板100の3つの封止剤103を合わせた平面形状と同等に形成され、3つの封止剤103を合わせた平面形状よりも若干大きく形成されている。また、基台12は、上面12−1から凹の凹部12−2が形成されている。
ゴム部材13は、ゴムなどの弾性を有する合成樹脂から構成され、平板状に形成されている。ゴム部材13の平面形状は、基台12の上面12−1の平面形状と等しい。ゴム部材13は、上面12−1に重ねられた状態で基台12に取り付けられる。ゴム部材13の表面は、水平方向と平行なX軸方向と、水平方向と平行でかつX軸方向と直交するY軸方向との双方に沿って平坦に形成され、実施形態1では、パッケージ基板100の配線基板101の裏面101−2を保持する保持面11をなしている。
透明部材14は、ガラス(実施形態1では、石英ガラス)等の透明な材料で構成され、基台12及びゴム部材13の外周側を囲繞している。即ち、透明部材14は、保持テーブル10の保持面11に吸引保持したパッケージ基板100の配線基板101のアライメントマーク110に対応する位置に形成されている。なお、実施形態1では、透明部材14は、基台12及びゴム部材13を全周に亘って移動しているが、本発明では、これに限定されることなく、保持テーブル10の少なくともアライメントマーク110に対応する位置に形成されていれば良い。また、透明部材14の上面14−1は、保持面11と同一平面上に位置している。
また、保持テーブル10の保持面11は、切削ユニット20の切削ブレード21を逃がすための複数の切削ブレード用逃げ溝15と、複数の吸引孔16とを備える。切削ブレード用逃げ溝15及び吸引孔16とは、ゴム部材13に設けられ、保持面11上に開口している。切削ブレード用逃げ溝15は、保持面11に吸引保持したパッケージ基板100の分割予定ライン203に対応する位置に設けられかつ保持面11から凹に形成されている。吸引孔16は、切削ブレード用逃げ溝15で区画された各領域に形成されている(実施形態1では、各領域に一つ形成されている)。吸引孔16は、保持面11に吸引保持したパッケージ基板100のデバイスチップ102に対応する位置に設けられかつゴム部材13を貫通している。なお、本明細書において、対応する位置とは、Z軸方向に重なる位置を示している。
また、保持テーブル10は、吸引路17を備える。吸引路17は、ゴム部材13よりも下方の凹部12−2内と吸引源18とを開閉弁19を介して連通させている。即ち、吸引路17は、吸引孔16と吸引源18とを開閉弁19を介して連通させている。吸引源18は、例えば、真空ポンプで構成される。
実施形態1に係る切削装置1の保持テーブル10は、前述したように、切削ブレード用逃げ溝15と吸引孔16とを備えて、保持面11上にテープを介すことなく、直接、パッケージ基板100等を吸引保持する、所謂、治具チャックテーブルである。
保持テーブル10は、吸引源18により吸引孔16が吸引されることで、パッケージ基板100を保持面11に吸引保持する。また、保持テーブル10は、図示しない切削送りユニットによりX軸方向に移動自在な回転駆動源9に支持されている。回転駆動源9は、保持テーブル10を鉛直方向と平行なZ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。
切削ユニット20は、保持テーブル10で保持されたパッケージ基板100を切削する切削ブレード21を含むものである。切削ユニット20は、切削ブレード21を図示しないスピンドルによりY軸方向と平行な軸心回りに回転可能に支持する。切削ユニット20は、保持テーブル10に保持されたパッケージ基板100に対して、割り出し送りユニット30によりY軸方向に移動自在に設けられ、かつ、切り込み送りユニット40によりZ軸方向に移動自在に設けられている。
実施形態1では、切削ユニット20は、割り出し送りユニット30及び切り込み送りユニット40などを介して、装置本体2から立設した門型の支持フレーム3に設けられている。切削ユニット20は、割り出し送りユニット30及び切り込み送りユニット40により、保持テーブル10の保持面11の任意の位置に切削ブレード21を位置付け可能となっている。切削ブレード21は、略リング形状を有する極薄の切削砥石であり、導電性を有するものである。実施形態1では、切削ブレード21の切り刃は、厚み方向の中央が先端側に最も突出するように、先端に向かうに従って厚みが薄くなる山形に形成されている。
切削ユニット20は、割り出し送りユニット30によりY軸方向に割り出し送りされるとともに切り込み送りユニット40に切り込み送りされ、切削送りユニット30により保持テーブル10がX軸方向に切削送りされることにより、パッケージ基板100を切削する。
切削送りユニットは、保持テーブル10と切削ユニット20とを相対的にX軸方向に切削送りするものであり、実施形態1では、保持テーブル10をX軸方向に移動させる。割り出し送りユニット30は、切削ユニット20をY軸方向に割り出し送り(移動)するものである。切り込み送りユニット40は、切削ユニット20をZ軸方向に切り込み送り(移動)する。切削送りユニット、割り出し送りユニット30及び切り込み送りユニット40は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ31,41、ボールねじ31,41を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ42及び保持テーブル10又は切削ユニット20をX軸方向、Y軸方向又はZ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール33,43を備える。
また、切削装置1は、保持テーブル10に保持されたパッケージ基板100の配線基板101の面である裏面101−2を撮像する撮像手段である撮像ユニット50を備える。撮像ユニット50は、保持テーブル10に保持された切削前のパッケージ基板100のアライメントマーク110を撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子である。撮像ユニット50は、保持テーブル10に保持されたパッケージ基板100を撮像して、パッケージ基板100と切削ブレード21との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を取得し、取得した画像を制御ユニット90に出力する。
実施形態1では、撮像ユニット50は、昇降ユニット60によりZ軸方向に昇降自在なアーム63に取り付けられている。実施形態1では、昇降ユニット60は、切り込み送りユニット40により切削ユニット20とともにZ軸方向に昇降されるZ軸移動テーブル44に取り付けられたリニアシリンダ61と、リニアシリンダ61によりZ軸方向に昇降される昇降板62と、ロック機構68とを備える。昇降板62は、アーム63が取り付けられている。
実施形態1では、アーム63は、昇降板62がリニアシリンダ61により低い地点に位置付けられた状態で、昇降板62からZ軸方向に保持テーブル10の透明部材14よりも下側に延びた下方延在部64と、下方延在部64から図6に示すようにY軸方向に保持テーブル10に向かって透明部材14の下側、即ち保持面11吸引保持されたパッケージ基板100のアライメントマーク110の下方まで延びる水平延在部65とを備える。アーム63は、水平延在部65の先端に撮像ユニット50を取り付けている。
ロック機構68は、昇降板62に取り付けられたロックシリンダ66と、Z軸移動テーブル44に設けられたロック孔67とを備えている。ロック機構68は、昇降板62がリニアシリンダ61により図1中に実線で示す低い地点に位置付けられた状態でロックシリンダ66のロックピンがロック孔67に係合することで、昇降板62即ち撮像ユニット50の切削ユニット20に対する相対的な移動を規制する。ロック機構68は、撮像ユニット50がアライメントマーク110を撮像する際に、昇降板62がリニアシリンダ61により低い地点に位置付けられた状態でロックシリンダ66のロックピンがロック孔67に係合して、撮像ユニット50の切削ユニット20に対する相対的な移動を規制する。こうして、撮像ユニット50は、アライメントマーク110を撮像する際に、昇降板62がリニアシリンダ61により図1中に実線で示す低い地点に位置付けられた状態でロックシリンダ66のロックピンがロック孔67に係合することで、切削ユニット20と一体的に移動するように切削ユニット20に固定される。撮像ユニット50は、昇降板62がリニアシリンダ61により図1中に実線で示す低い地点に位置付けられた状態でロックシリンダ66のロックピンがロック孔67に係合することで、保持面11の下方に設置され、保持テーブル10の透明部材14を介してアライメントマーク110を撮像する。
また、ロック機構68は、撮像ユニット50のアライメントマーク110の撮像が終了すると、ロックシリンダ66のロックピンのロック孔67に対する係合を解除して、昇降板62即ち撮像ユニット50の切削ユニット20に対する相対的な移動を許容する。昇降ユニット60は、撮像ユニット50のアライメントマーク110の撮像が終了し、ロックシリンダ66のロックピンのロック孔67に対する係合を解除すると、リニアシリンダ61により昇降板62を図1中に二点鎖線で示す高い地点まで移動させる。
制御ユニット90は、切削装置1の上述した構成要素をそれぞれ制御して、パッケージ基板100に対する切削加工動作を切削装置1に実施させるコンピュータである。制御ユニット90は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット90の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置1を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置1の上述した構成要素に出力する。
また、制御ユニット90は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニット及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。
前述した構成の切削装置1は、保持テーブル10の保持面11にパッケージ基板100の配線基板101の裏面101−2側を吸引保持し、切削ブレード21の切り刃を分割予定ライン108に沿って封止剤103に切り込ませて切削し、図7に示すように、封止剤103に加工溝120を形成する。加工溝120は、切削ブレード21の切り刃が前述した山形に形成されているために、パッケージ基板100の配線基板101の表面101−1から裏面101−2に向かうにつれて幅が小さくなるように、断面V字状に形成されている。なお、実施形態1は、加工溝120は、配線基板101に切り込まずに封止剤103のみに形成されているが、本発明では、図7に示された形状に限定されない。
次に、本明細書は、実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法を説明する。図8は、実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法により製造される半導体パッケージの断面図である。図9は、実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法の流れを示すフローチャートである。図10は、図9に示された半導体パッケージの保持ステップを模式的に示す断面図である。図11は、図9に示された半導体パッケージの検出ステップを模式的に示す断面図である。図12は、図9に示された半導体パッケージの加工溝形成ステップを模式的に示す断面図である。図13は、図9に示された半導体パッケージのシールド層形成ステップを模式的に示す断面図である。
実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法は、図1に示す切削装置1を用いて、図7に示すように、パッケージ基板100を切削し、図8に示す半導体パッケージ200を製造する方法である。なお、図8に半導体パッケージ200は、パッケージ基板100と同一部分に同一符号を付して説明する。
実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法により製造される図8に示す半導体パッケージ200は、図7に示されたパッケージ基板100の加工溝120の内側面(側面ともいう)120−1及び封止剤103の上面103−1にシールド層130が形成された後、分割予定ライン108に沿って配線基板101が分割されて製造される。図8に示された半導体パッケージ200は、いわゆるEMI(Electro-Magnetic Interference)で遮断を要する全てのパッケージの半導体装置であり、外面のシールド層130によって周囲への電磁ノイズの漏洩を抑制するように構成されている。
半導体パッケージ200は、図8に示すように、配線基板101と、配線基板101の表面101−1に実装されたデバイスチップ102と、配線基板101の表面101−1及びデバイスチップ102を封止した封止剤103と、シールド層130とを備える。
シールド層130は、銅、チタン、ニッケル、金等のうち一つ以上導電性の金属により構成され、成膜された厚さ数μm以上の多層膜である。シールド層130は、配線基板101の表面101−1と平行な封止剤103の上面103−1と、上面103−1に連なり配線基板101に向かうにしたがって半導体パッケージ200の外側に向かう方向に傾斜した封止剤103の側面120−1上に形成されている。シールド層130は、デバイスチップ102からの電磁ノイズの周囲への漏洩を抑制する。
実施形態1に係るパッケージ基板の製造方法は、図9に示すように、保持ステップST1と、検出ステップST2と、加工溝形成ステップST3と、シールド層形成ステップST4と、分割ステップST5と、を備える。
保持ステップST1は、パッケージ基板100の配線基板101の裏面101−2側を保持テーブル10の保持面11に吸引保持するステップである。実施形態1において、保持ステップST1では、オペレータがパッケージ基板100の配線基板101を保持面11に載置し、加工内容情報を制御ユニット90に登録し、制御ユニット90がオペレータからの加工動作の開始指示を受け付けると、切削装置1により開始される。保持ステップST1では、切削装置1が、図10に示すように、開閉弁19により吸引孔16と吸引源18とを連通させて、吸引孔16を通して、保持面11にパッケージ基板100の配線基板101を吸引保持して検出ステップST2に進む。
検出ステップST2は、パッケージ基板100の保持テーブル10の保持テーブル10に保持されたパッケージ基板100の配線基板101の裏面101−2を撮像ユニット50で撮像し、分割予定ライン108を検出するステップである。検出ステップST2では、切削装置1が、昇降ユニット60に昇降板62を図1中に実線で示す低い地点に位置付けさせ、ロック機構68にロックシリンダ66のロックピンをロック孔67に係合させて、撮像ユニット50の切削ユニット20に対する相対的な移動を規制させる。また、検出ステップST2では、切削送りユニット等に保持面11上のパッケージ基板100を切削ユニット20の下方に移動させるとともに、撮像ユニット50を保持テーブル10の透明部材14の下方に移動させて、図11に示すように、撮像ユニット50を保持面11に吸引保持されたパッケージ基板100のアライメントマーク110の下方に位置付ける。
検出ステップST2では、切削装置1が、撮像ユニット50にパッケージ基板100のアライメントマーク110を撮像させて、パッケージ基板100の分割予定ライン108の位置を検出して、パッケージ基板100と切削ユニット20の切削ブレード21との位置合わせを行なうアライメントを遂行して、加工溝形成ステップST3に進む。このように、実施形態1において、アライメントは、配線基板101の裏面101−2に形成されているアライメントマーク110を基準に行う。なお、本願にてアライメントマーク110は分かり易く表現するために大きく図示してあり、図10等において保持テーブル10内部にめり込むように見えるが、アライメントマーク110は実際には配線基板101に形成された微小な凹凸であり保持テーブル10上に載置されている。
加工溝形成ステップST3は、検出ステップST2において検出された分割予定ライン108の位置に沿って配線基板101の表面101−1側から切削ブレード21で封止剤103を切削し、加工溝120を形成するステップである。加工溝形成ステップST3では、切削装置1が、各送りユニット30,40及び回転駆動源9に保持テーブル10と切削ユニット20の切削ブレード21とを分割予定ライン108に沿って相対的に移動させながら、図12に示すように、切削ブレード21を封止剤103に切り込ませて、封止剤103に加工溝120を形成する。加工溝形成ステップST3では、切削装置1が、全ての分割予定ライン108に沿って加工溝120を形成すると、切削ブレード21による切削及び保持テーブル10のパッケージ基板100の吸引保持を終了して、シールド層形成ステップST4に進む。
シールド層形成ステップST4は、加工溝形成ステップST3の実施後に、導電性材料で封止剤103の表面である上面103−1及び加工溝120の内側面120−1にシールド層130を形成するステップである。シールド層形成工程ST4では、スパッタリング装置の容器内にパッケージ基板100を収容し、スパッタリングにより導電性材料である金属を封止剤103の上面103−1側からパッケージ基板100に付着させてシールド層130を形成する。
このように、実施形態1では、シールド層形成ステップST4は、所謂スパッタリングによりシールド層130を形成するが、本発明では、電気めっきによりシールド層130を形成しても良い。半導体パッケージの製造方法は、図13に示すように、シールド層130を形成すると、分割ステップST5に進む。なお、シールド層形成ステップST4後において、パッケージ基板100は、図13に示すように、全ての分割予定ライン108に形成された加工溝120の内側面120−1及び封止剤103の上面103−1にシールド層130が形成される。
分割ステップST5は、シールド層形成ステップST4を実施した後に、加工溝形成ステップST3で用いた切削ブレード21よりも薄い図示しない切削ブレードによって加工溝120に沿って内側面120−1に形成されたシールド層130を除去しない幅で切り込み、パッケージ基板100を個々の半導体パッケージ200に分割するステップである。
なお、分割ステップST5で用いる切削ブレードは、切り刃の先端が切削ブレードの軸心に沿って略平坦に形成されている。実施形態1において、分割ステップST5では、切削装置が、パッケージ基板100の配線基板101の裏面101−2側を吸引保持し、検出ステップST2と同様のアライメントを遂行した後、パッケージ基板100と切削ブレードとを分割予定ライン108に沿って相対的に移動させながら切削ブレードを配線基板101の裏面101−2に達するまで加工溝120に切り込ませて、パッケージ基板100を個々の半導体パッケージ200に分割する。半導体パッケージの製造方法は、パッケージ基板100の全ての分割予定ライン108の加工溝120に切削ブレードを切り込ませると、終了する。
実施形態1に係る切削装置1は、保持テーブル10の少なくともアライメントマーク110と対応する位置が透明部材14となっており、保持テーブル10の下方から保持テーブル10に保持されたパッケージ基板100のアライメントを撮像可能な撮像ユニット50を備える。その結果、切削装置1は、配線基板101の裏面101−2側にアライメントマーク110が形成されたパッケージ基板100であっても、アライメントを遂行することができ、パッケージ基板100を分割予定ライン108に沿って加工することを可能とすることができるという効果を奏する。
実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法は、前述した切削装置1を用いるので、配線基板101の裏面101−2側にアライメントマーク110が形成されたパッケージ基板100であっても、アライメントを遂行することができ、パッケージ基板100を分割予定ライン108に沿って加工することを可能とすることができるという効果を奏する。
また、実施形態1に係る半導体パッケージの製造方法は、加工溝形成ステップST3において、パッケージ基板100の配線基板101の表面101−1から裏面101−2に向かうにしたがって徐々に幅が小さくなる加工溝120を形成するので、加工溝120の内側面120−1にシールド層130を形成することができる。
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図14は、実施形態2に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。図15は、実施形態2の変形例1に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。図16は、実施形態2の変形例2に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。図17は、実施形態2の変形例3に係る切削装置の保持テーブルを模式的に示す断面図である。なお、図14、図15、図16及び図17は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る切削装置1は、実施形態1の透明部材14の代わりに、保持テーブル10が保持テーブル10の保持面11に吸引保持されるパッケージ基板100のアライメントマーク110を配線基板101の裏面101−2側に露出させる露出手段80−1,80−2,80−3,80−4を備えていること以外、実施形態1と構成が同じである。
図14に示された保持テーブル10の露出手段80−1は、基台12及びゴム部材13の平面形状がパッケージ基板100の3つの封止剤103を合わせた平面形状と同等に形成され、3つの封止剤103を合わせた平面形状よりも若干大きく形成されて、アライメントマーク110を裏面101−2側に露出させる大きさに形成されている。
また、図15に示された保持テーブル10は、基台12及びゴム部材13の平面形状がパッケージ基板100の配線基板101の平面形状と同等に形成され、露出手段80−2が、保持面11に吸引保持したパッケージ基板100のアライメントマーク110と対応する位置に設けられかつゴム部材13及び基台12をZ軸方向に貫通してアライメントマーク110を裏面101−2側に露出させる大きさの孔である。また、露出手段80−2に該当する部分は透明部材で形成されてもよい。
また、図16に示された保持テーブル10は、ゴム部材13が実施形態1と同様の大きさに形成され、基台12が図14に示された保持テーブル10と同様の大きさに形成されて、露出手段80−3が、ゴム部材13の外周側でかつ保持テーブル10の保持面11に保持されたパッケージ基板100の配線基板101と基台12の上面12−1との間の空間である。空間は、検出ステップST2において、アーム63の水平延在部65即ち撮像ユニット50が侵入する。
また、図17に示された保持テーブル10は、基台12及びゴム部材13が図14に示された保持テーブル10と同様の大きさに形成されて、露出手段80−4が、基台12とゴム部材13との双方がガラス(実施形態1では、石英ガラス)等の透明な材料で構成されていることである。
実施形態2に係る切削装置1は、保持テーブル10が保持テーブル10の保持面11に吸引保持されるパッケージ基板100のアライメントマーク110を配線基板101の裏面101−2側に露出させる露出手段80−1,80−2,80−3,80−4を備えているので、配線基板101の裏面101−2側にアライメントマーク110が形成されたパッケージ基板100であっても、アライメントを遂行することができ、パッケージ基板100を分割予定ライン108に沿って加工することを可能とできるという効果を奏する。
なお、本発明は、上記実施形態等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。
1 切削装置
10 保持テーブル
11 保持面
14 透明部材
15 切削ブレード用逃げ溝
16 吸引孔
17 吸引路
20 切削ユニット(切削手段)
21 切削ブレード
50 撮像ユニット(撮像手段)
80−1,80−2,80−3,80−4 露出手段
100 パッケージ基板
101 配線基板
101−1 表面
101−2 裏面(面)
102 デバイスチップ
103 封止剤
103−1 上面(表面)
108 分割予定ライン
110 アライメントマーク
120 加工溝
120−1 内側面(側面)
200 半導体パッケージ
ST1 保持ステップ
ST2 検出ステップ
ST3 加工溝形成ステップ
ST4 シールド層形成ステップ

Claims (3)

  1. 配線基板の表面側に複数のデバイスチップが実装されるとともに樹脂で封止され、裏面側の外周に分割予定ラインの基準となるアライメントマークが形成されたパッケージ基板を切削する切削装置であって、
    該パッケージ基板の裏面側を保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルに保持された該パッケージ基板の面を撮像する撮像手段と、
    切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、を備えた切削装置であって、
    該保持テーブルは、
    複数の切削ブレード用逃げ溝と、
    該切削ブレード用逃げ溝で区画された各領域に形成された複数の吸引孔と、を備える保持面と、
    該吸引孔と吸引源とを連通させる吸引路と、を備え、
    該保持テーブルの少なくとも該アライメントマークに対応する位置は透明部材で形成され、
    該撮像手段は、該保持面の下方に設置され、該保持テーブルを介して該アライメントマークを撮像することを特徴とする切削装置。
  2. 配線基板の表面側に複数のデバイスチップが実装されるとともに樹脂で封止され、裏面側の外周に分割予定ラインの基準となるアライメントマークが形成されたパッケージ基板を切削する切削装置であって、
    該パッケージ基板の裏面側を保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルに保持された該パッケージ基板の面を撮像する撮像手段と、
    切削ブレードを回転可能に支持する切削手段と、を備えた切削装置であって、
    該保持テーブルは、
    複数の切削ブレード用逃げ溝と、
    該切削ブレード用逃げ溝で区画された各領域に形成された複数の吸引孔と、を備える保持面と、
    該吸引孔と吸引源とを連通させる吸引路と、
    該保持テーブルに保持される該パッケージ基板の該アライメントマークを該裏面側に露出させる露出手段と、を備え、
    該撮像手段は、該保持面の下方に設置され、該アライメントマークを撮像することを特徴とする切削装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の切削装置を用いてパッケージ基板を切削し、半導体パッケージを製造する半導体パッケージの製造方法であって、
    該パッケージ基板の裏面側を該保持テーブルに保持する保持ステップと、
    該パッケージ基板の該保持テーブルに保持された面を撮像し該分割予定ラインを検出する検出ステップと、
    検出された該分割予定ラインに沿って表面から該切削ブレードで切削し加工溝を形成する加工溝形成ステップと、
    該加工溝形成ステップの実施後に、導電性材料で封止剤の表面及び該加工溝の側面にシールド層を形成するシールド層形成ステップと、を備え、
    該加工溝の幅は、
    該パッケージ基板の該表面から該裏面に向かうにつれて小さくなるように形成されることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
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