JP4292329B2 - Electronic component cutting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICパッケージ等の電子部品の切断装置に関する。更に詳しくは、樹脂をモールドされたICパッケージ等の配線板を製品である電子部品毎に切断するための電子部品の切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の高集積化に伴い、BGA(ball grid array)等のような、ICチップ等半導体が搭載され樹脂保護モールドされた配線板パッケージを、切断して半導体素子を製造すること、即ち樹脂の封止されたICパッケージを個々に切り出す方法は種々提案されている。
【0003】
半導体素子の形成されたチップ領域を分離する方法として、ダイアモンドブレードを用いたダイアモンドソー等により切断して行われる方法もその例の一つである。又、半導体基板をダイシングする前に、半導体基板の裏面にポリアミド系樹脂でコーテイングし、ダイシングテープに接着する等の処置がなされる場合もある。
【0004】
更に、分離の方法として、半導体基板を載置したテーブルの向きを変えることにより、高速回転する砥石で異なる方向の基板の切断を行うことも知られている。このような切断工程においては、予め切断前に複数の部品を多列化してテープ貼りを行っておき、また切断した後は製品に切粉が付着するのを除去するため洗浄液を使用して洗浄を行っているのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の製造方法は環境面や切断能率等個々に問題を抱えており、必ずしも効率を高めるものとは限らなかった。即ち、テープ貼りの点については、切断前にテープ貼りを要することに加え、テープ貼りの状態で切断した場合、切断中の砥石が目詰まりして、作業不能になったり、製品が不良になってしまう問題点があった。このため、切断効率が悪く加工時間を要する欠点ともなっていた。
【0006】
また、切断後の洗浄は洗浄水によっていたため、重金属の溶解のおそれがあり、環境問題上洗浄水をクリアにするため排水処理を特別に行い、結果的に特別な負担を要しコスト高になっていた。特にICパッケージの切断後の洗浄は大量の水を使用するのが一般的であり、排水路にそのまま流してしまうと銅などの重金属による公害発生の一因にもなってしまうおそれもあった。また、洗浄に水を使用することは、積層部分の剥離部分や細かい割れの部分に水が侵入し、積層部分が腐食し、又リークして不良品となるおそれも有していた。
【0007】
切断そのものは、同一砥石で配線板等が載置されたテーブルをインデックスして方向を変えながら、再度異なる方向の切断を同一砥石で行っている例が多く、異なる方向の切断を同時に行う方法に比べ、切断時間は長くなる。また、大量生産の場合は、ラインを構成して流れ作業を行う工程によっているが、一般的には専用ラインになってラインが固定化されるので、フレキシブル性に欠け、また高コストで設備のためのスペースも大きなものとなっていた。
【0008】
特に異なる配線板等に変更があった場合には、高価な治具や工具を変えねばならず、また、加工の熟練度も必要とし、交換のための時間も要していた。できあがった製品を回収し収納する場合も、切断後の状態から再び反転しソルダボール部を下に向けケース収納を行っていた。このため収納にも時間を要していた。このように、洗浄液を主として用いICパッケージ等の配線板を切断する従来の方法は、環境汚染に結び付き問題となっていた。このため、切断効率を高め、環境汚染のない切断方法が要望されていた。
【0009】
本発明は上述のような技術背景及び社会的背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、圧縮空気と昇華する噴射体を用い、冷却効果をあげて配線板を切断できるようにし、更に水を使用せず、環境汚染のない経済的で製造効率のよい電子部品の切断装置の提供にある。
本発明の他の目的は、昇華する噴射体を切断砥石に噴射させ、切断砥石の目詰まりを防止するようにし電子部品の生産効率を高めた電子部品の切断装置の提供にある。
本発明の更に他の目的は、昇華する噴射体を切断部に噴射させることにより付着する塵埃を容易に除去するようにした電子部品の切断装置の提供にある。
本発明の更に他の目的は、水を使用しないことで切断に関わるトータルコストを低減させるようにした電子部品の切断装置の提供にある。
本発明の更に他の目的は、切断中の電子部品を保護するため、切断工程の粉塵を集塵し、電子部品をクリーニングするようにして、電子部品の品質を高めた電子部品の切断装置の提供にある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明の電子部品の切断装置は、
搬送体で搬送され樹脂封止された板状の電子部品を位置決め固定する位置決め固定装置と、
この位置決め固定装置で位置決め固定された前記電子部品を切断するための切断加工装置と、
この切断加工装置の近傍に設けられて前記電子部品の切断部で圧縮空気を吹き付けるための圧縮空気噴射口体を有する圧縮空気供給装置と、
この切断加工装置の近傍に設けられて前記電子部品の切断部に昇華する冷却剤を噴射させる冷却剤噴射口体を有する冷却剤供給装置と
からなる電子部品の切断装置において、
前記冷却剤供給装置は、液体炭酸ガスを前記冷却剤噴射口体に供給しドライアイス粉末体を噴射させる装置であり、
前記圧縮空気噴射口体と前記冷却剤噴射口体とは、合体された部品である噴射口体(30)を構成し、前記圧縮空気と前記ドライアイス粉末体が前記噴射口体(30)の噴射口(30a)から噴射されることを特徴とする。
この併用は、効果的に冷却剤を切断部に空気の勢いで噴射させることができて冷却効果を高めて、切断部を冷却により硬化させて脆性破壊により切断効率を向上させ、かつ噴射により切断した切粉の除去を円滑にできる。
【0015】
更に、前記圧縮空気供給装置から前記圧縮空気噴射口体に供給される経路中に、又は前記冷却剤供給装置から前記冷却剤噴射口体に供給される経路中の少なくとも何れか一方の前記経路中に超音波発生装置を設けたものが良い。超音波振動を付与することにより、付着する塵埃を容易に除去することが可能となる。
【0016】
更に、前記切断加工装置の切断部に切断中に発生する粉塵を集塵するための集塵装置を設けたものが良い。更に、切断された前記電子部品をクリーニングするクリーニング装置を設けたものが良い。更に、切断された前記電子部品を収納するための収納装置を設けると良い。更に、前記冷却剤噴射口体、又は前記圧縮空気噴射口体を前記クリーニング装置のクリーニング部に設けたものが良い。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図1は、本発明の装置で切断される対象の電子部品1で、最終切断で製品化される部品の例を示している。図2は切断される前の電子部品で、板状の配線板3を示した全体形状図である。図3は、図2の部分を拡大した断面図を示し、図4は更に図3の部分を拡大した断面図を示している。以下その詳細を説明する。
【0018】
図1に示す電子部品1は本発明の装置で切断されたものを示し、一般にはICパッケージと称しICチップ2が組み込まれた電子部品である。配線板3は、電子部品1の切断前の板状のプリント基板のような配線板を示している。この配線板3は、電子関連部品の一つでICチップ2が複数個配列された集合体であり、全体を合成樹脂製の保護モールド8で保護している。このように、この配線板3はICパッケージの集合体をなしている。
【0019】
近年、このICパッケージは素子の高集積化が進み、それに伴ってICパッケージの高容量化が加速されている。しかし外形は小さくなり、ICパッケージそのものの技術は大きく発達している。その例として、携帯電話等に適用されるBGA(ball grid array)と称するものがある。このBGAは電極の狭ピッチ化を図り、小形化されたもので、リードをICパッケージの下面にエリアアレイ状に配置したものである。
【0020】
本発明は、前述したBGAに適用できるもので、このICパッケージを板状の配線板3から切断し単体の製品、即ち電子部品1として切り取る切断の技術に関する。次にこのICパッケージについて説明する。配線板3は、エポキシ系など熱硬化性樹脂の薄いフィルム6を複数枚貼り合わせて積層したものである。この薄いフィルム6間には銅等の金属リード線10が交叉しないように配線されており、また、上下のフィルム6、6a、6bの間を縫うように結線がなされている。ICチップ2はこのフィルム6の上に格子状に多列化されて複数個貼着されている。
【0021】
このICチップ2を搭載したICパッケージの下面には、ICチップ2と結線されているソルダボール7の端子が設けられている。このソルダボール7は実装を容易にすることで有効である。更に、ICチップ2の上面は、このICチップ2を保護するためボンディングワイヤ9を含めて保護モールド8によって被覆されている。この保護モールド8は、熱硬化性の薄い合成樹脂でできたものである。ボンディングワイヤ9はICチップ2からの結線である。
【0022】
配線板3は、このICパッケージの集合体で、ICパッケージのICチップ2間は凹部状、又は保護モールド8で被覆され同一平面になっており、外形は市販されている板状のチョコレート菓子に類似しており、一枚の板である。切断部はICチップ2の間の凹部であり、この配線板3には、光学的な認識装置で切断位置を認識するための切断位置マーク4,5が刻印、又は印刷されている。次に本発明の切断装置について詳述する。
【0023】
(切断装置Sの全体構成)
図5に本発明の切断装置Sの全体構成を示す外観図である。切断装置Sは、配線板3を搬送する搬送部11と、切断される配線板3の切断位置を認識し、配線板3を位置決め固定する固定装置、配線板3を切断する切断加工装置、この切断に伴って発生する粉塵を集塵する集塵装置、切断されたICパッケージである製品(電子部品1)のクリーニング装置、及び本発明の主要部をなす加工切断部を冷却し洗浄する冷却装置とを含む加工部12と、切断後の電子部品1を収納する収納部13からなっている。
【0024】
図5において、配線板3は切断装置Sに向かった左側より搬送部11を介して搬送される。図5の中央部は加工部12で、この加工部は2つの第1切断加工装置17,及び第2切断加工装置18とその関連の装置を有している。他に、これら切断加工に伴う各付属装置は、第1切断加工装置17に関連する装置としては、認識装置であるCCDカメラ15と、配線板3を載置する載置台19と、押止部材20と、第1切断加工装置17と、集塵装置23と、回転ブラシ41等が設置されている。図5には、第2切断加工装置18とこの第2切断加工装置18に付属するCCDカメラ16が示されている。
【0025】
第1切断加工装置17は、本実施の形態においては専用の2つの加工部を有しているので、前述した各付属装置は各切断加工装置にそれぞれ付属する。また、この各々の装置の動作を制御する制御装置14が加工部12の上部に設けられている。図5で図示された向かって右側には収納部13が配置されており、この内部には製品の搬出装置、製品収納箱等から構成されている。また、前述した加工部12には、後述する切断後の粉塵を集塵する集塵機、切断部を冷却、洗浄する冷却装置、クリーニング装置等が設けられている。
【0026】
更に、全体構成を概略説明する。図5に向かって左側に配置された搬送部11には搬送装置が設けられており、配線板3を保持して加工部12へ搬送される。搬送端近傍には認識装置であるCCDカメラ15が設けられており、配線板3に刻印された切断位置マーク4を認識するようになっている。加工部12に向かって左側の位置には、第1切断加工装置17が配置されており、第1切断加工装置17は配線板3の一方向のみを切断する装置である。切断された配線板3は帯状の配線板3に切断されてた後にシフトされ、搬送装置により第2切断加工装置18へ搬送される。このとき第2の認識装置であるCCDカメラ16は第2の切断位置マーク5を認識する。
【0027】
第2切断加工装置18は、第1切断加工装置17に対し90度向きを変えて第1切断加工装置17に隣接して設置されている。搬送装置により第1切断加工装置17から配線板3は、そのままの状態で2枚づつ第2切断加工装置18へ移載される。この配線板3は、途中前述のようにCCDカメラ16によって切断位置マーク5が認識されて、この切断位置マーク5が認識された位置を基準にして位置決め固定される。
【0028】
配線板3が位置決め固定された後、この配線板3は第1の切断方向に対し90度向きを変えた位置で位置決めされた後、第2切断加工装置18で切断される。この第1及び第2切断加工装置17,18の切断部に後述する噴射口体30が設けられ、冷却洗浄を行う。
【0029】
この第2切断加工装置18で切断された配線板3が電子部品1の原型となる。第2切断加工装置18から切断された後に搬送された配線板3はクリーニング工程に入り、回転ブラシ41によりブラッシングされる。このクリーニングの過程でブラッシングが終わると、配線板3は電子部品1の製品として反転され製品収納箱45に収納される。本発明は、このように一連の動作をシステム的に全自動化して集約し、各装置を一つにまとめ切断装置Sとしたものである。全体構成は以上のようになっているが、個々の装置について更に説明する。
【0030】
(切断装置Sの搬送部11)
切断装置Sの外部から搬送部11を介して搬送される配線板3は、図示していないが、搬送装置のローダー部によりソルダボール面を上にして所定の位置に位置決めされ搬送される。この搬送部11は収納庫も兼ねており、複数枚の配線板3を収納している。配線板3は、切断に際し、1枚づつローダー部によって切断加工装置17の方へ搬送される。
【0031】
(切断装置Sの加工部12)
この加工部12は、搬送された配線板3の位置決め固定装置である押止部材20、位置決めするための認識装置であるCCDカメラ15、固定された配線板3の第1切断加工装置17、及び第2切断加工装置18、第1切断加工装置17から第2切断加工装置18へ配線板3を搬送する搬送装置、搬送された配線板3を位置決め固定する位置決め固定装置(図示せず)、位置決め固定のためのCCDカメラ16、第1切断加工装置17、及び第2切断加工装置18で発生する粉塵を集塵する集塵装置23、第2切断加工装置18で切断された配線板3をクリーニングするクリーニング装置40等で構成されている。
【0032】
図6は、第1切断加工装置17に対応する位置決め固定装置である押止部材20を示す立体図である。搬送された配線板3は載置台19上に載置される。この載置台19は縦長の形状をなし、中央部に切り溝19aが設けられ上下に貫通している。この切り溝19aは切断加工時に回転切断工具27を通過させるための溝である。この切り溝19aの下に切断の際発生する粉塵を集塵するための集塵口22が接続されている。この集塵口22からの粉塵は集塵装置23に導かれる。
【0033】
従って、切断の際、載置台19の下部に発生した粉塵状の切粉は、吸引され集塵口22を介して集塵装置23に回収される。また、載置台19の切り溝19a周囲には、溝に沿って複数の小穴19bが貫通して設けられている。これは載置台19上の配線板3を吸着保持するためのもので、この小穴19bを通して配線板3を集塵装置23の吸引力で載置台19上に吸着する。このとき切断に伴って発生する粉塵を同時に吸引しているので、載置台19への吸引力はそれほど強いものではなく、補足的に使用されるものである。
【0034】
安定的に固定させる役目を持たせるためには、集塵装置23とは独立の専用の吸引固定装置を設けて吸引させるようにしたものであっても良い。この吸引力で保持する方法は、配線板3が比較的大きく、重量のあるものであれば必要はないが、配線板3が小さく、軽いものであると、必要性が生じてくる。配線板3はこの載置台19に載置される前に、認識装置、即ちCCDカメラ15の下を通過する。
【0035】
CCDカメラ15は、配線板3のソルダボール7の位置を図形認識するか又は、予め配線板3に設けられた切断位置マーク4を認識し、位置を特定する。CCDカメラ15と載置台19との位置関係は定められているので、配線板3が載置台19に載置されるときは、演算処理で回転切断工具27との正確な位置決めがなされる。次に正確に載置された配線板3は、この上方に待機している押止部材20により固定される。
【0036】
この押止部材20は載置台19に類似した構成になっており、載置台19との間で配線板3を挟持する。即ち、載置台19に載置された配線板3に向かって押止部材20が下がり、配線板3を挟む。この押止部材20にも載置台19同様に切り溝21があり、回転切断工具27が通過可能である。図示していないが、この押止部材20の下部には、弾力のある合成樹脂、ゴム等でできていて、通電、あるいは帯電を防止するための突起部が設けられている。この突起部により、配線板3が固定されるとき歪むのを防止すると共に、粉塵状の切り粉が周囲に散るのを防止している。
【0037】
前述したように配線板3を載置台19,押止部材20で挟持し固定した後、第1切断加工装置17で切断する。この第1切断加工装置17を図7によって説明する。図示しない搬送装置の端部に、第1切断加工装置17のベース24が固定されていて、このベース24の上部はガイドを形成しており、第1切断加工装置17のサドル25が進退自在に跨って案内される。
【0038】
この案内部にヘッド26が固定されている。ヘッド26の移動に対してはサドル以外にも移動軸があり、ヘッド26は、2つの軸線方向に移動するようになっている。しかし、配線板3側が移動する構成になっていれば、ヘッド26は、1軸線方向のみの移動でよい。配線板3は、1列づつ搬送されてくる。認識装置であるCCDカメラ15で切断位置マーク4を認識して配線板3の位置を特定して、配線板3は載置台19上に固定された後、ヘッド26の移動動作で配線板3を切断する。更に、これらの案内のための駆動装置は図示していないが、サーボモータ等であり、駆動機構はボールスクリュー(図示せず)を介して行われる。
【0039】
図8は、回転切断工具27の分解されたヘッド26の構成図であり、図9は回転切断工具27の取り付けられたヘッド26の構成図を示している。ヘッド26の構成をこの図に従い説明する。このヘッド26に回転切断工具27が回転自在に取り付けられている。この回転切断工具27は通常デイスク状の厚さが薄いダイヤモンド砥石であり、スピンドル26aに支持される。このスピンドル26aはヘッド26に支持され高速回転する。ヘッド26の外形は本実施の形態では角形としている。なお、図8の図示例とは異なり、ダイヤモンド砥石の厚さは薄いので実際の切断に関与する切れ刃のみをホルダーから突出させる。
【0040】
ヘッド26の4隅に貫通する通気穴26bを設けている(図8参照)。この通気穴26bを通して、切断に伴って発生する粉塵はヘッド26の後方へ吸引されるようになっている。吸引された粉塵は集塵ホース23bを介して集塵装置23に回収されるようになっている。ヘッド26の外形を角形としたが、円筒形にした場合は、通気穴26bに相当するものをパイプにしてもよい。このパイプを使用するときは、ヘッド26の前部に角形の仕切カバーを設けて支持すればよい。このようにすればヘッド26を角形とした場合と同じ効果を持たせることができる。しかし、角形にすることは、冷却のしやすい構成が可能であり、他の装置をこのヘッド26に取り付けることも可能である。
【0041】
一方、回転切断工具27は、スピンドル26aにフランジ28を介してボルト29によりボルト締めされている。更に、ヘッド26には、回転切断工具27回りの切断加工範囲を覆う状態で、工具カバー27aが設けられている。この工具カバー27aで封じ込まれた粉塵は、通気穴26bを通って集塵装置23に回収される。
【0042】
また、配線板3を回転切断工具27の下方におき、回転方向が下向きになるようにして回転させることで、切り粉は下側に導かれ、切り粉を上方に出さないような使用上の工夫もなされる。加工部12には、配線板3の方向を変え再度切断するための第2切断加工装置18が配置されているが、構成がほぼ同じで同じ機能を有するので、以後の説明は第1切断加工装置17を中心にする。
【0043】
図10は、第1切断加工装置17の切断部にドライアイスの粉末体30b(昇華する冷却剤)を吹き付けている状態の冷却装置の一部である噴射口体30を示している。この噴射口体30は3個設置され、それぞれの噴射口30aから配線板3を切断している第1切断加工装置17の回転切断工具27に向けてドライアイスの粉末体30bが噴射される。3つの噴射口30aは回転切断工具27の表裏に満遍なくドライアイスの粉末体30bを噴射できるように配置されている。この切断部の下方には図示していないが集塵装置が設けられ、切断に伴って発生する粉末状の切粉、及びドライアイス粉末体を含めた粉塵を吸引し集塵する。
【0044】
ドライアイスの粉末体30bは圧縮空気と一緒に噴射されるが、この噴射装置は図11及び図12に示すように圧縮空気供給装置31(冷却装置)と、冷却剤供給装置、即ちドライアイス供給装置(冷却装置)32とから構成されている。図11は圧縮空気供給装置31、及びドライアイス供給装置32のそれぞれのタンク即ち、圧縮空気タンク31aと圧縮貯留された液体炭酸ガスタンク32aを示し、圧縮空気供給装置31の供給口にはゲージ33と逆止弁付き流量調節器34が設けられ、ドライアイス供給装置32の供給口にもゲージ35と逆止弁付き流量調節器36が設けられている。
【0045】
図12は、これら圧縮空気タンク31a、32aを収納した装置によって切断部まで圧縮空気、及びドライアイスのもとになる液体炭酸ガスの供給システム構成を示している。圧縮空気供給装置31からの圧縮空気は流量調節器37を経て噴射口体30に導かれる。この供給経路に超音波発生器38を設け、圧縮空気をこの超音波発生器38を通過させることにより、この圧縮空気に超音波振動を与える。この超音波振動は必ずしも必要とするものでないが、付属させると効果的である。また、本実施の形態においては超音波装置を圧縮空気の供給経路に設けているが、液体炭酸ガスの供給経路に設けても同様の効果をもたらすので、どちら側に設置してもよい。
【0046】
ドライアイス供給装置32からも流量調節器39を経て粉末状のドライアイスのもとになる液体炭酸ガスが噴射口体30に導かれる。噴射口体30に導かれた液体炭酸ガスは噴射口30aから噴出開放されると昇華するが、このとき圧縮空気の噴射で外部に勢いよく吐出し瞬時に切断部にドライアイスの粉末体30bが霧状になって噴射口30aから噴射される。この噴射により、切断部を冷却し洗浄する。噴射口30aの大きさは切断対象等の切断条件によって穴面積を変えたものになる。
【0047】
切断条件に合う最適な噴射力を得るため、噴射圧力等を選定し流量調節器等の調節を行う。これらの調整は、制御装置14の操作パネルによって行われる。詳細は図示していないが、液晶表示の画面に条件を表示させ、必要な設定条件を入力して設定作業を行う。粉末状のドライアイスは外部に開放され切断部に噴射されると、昇華し周囲の熱を奪って切断部の冷却効果をもたらす。このとき圧縮空気に超音波振動が与えられているので、噴射された切断部品である配線板3は超音波振動を与えられ、通常の洗浄では除去し難い強固に付着した塵埃も除去することができる。
【0048】
また、切断時に発生する高温の切断熱を奪いこのドライアイス粉末の昇華熱で冷却に導くとともに、微粒のドライアイスが切断部に噴射されることで、付着塵埃等を強制的に除去する。これは細かい鉱物粉末を吹き付けて除去洗浄する場合の例にみられるように、ドライホーニング(別名ドライショットともいう。)の効果もある。更に、切断の回転切断工具27である砥石に噴射させることで砥石の目詰まりを防止することも可能である。これは、砥石が切断中に目詰まりを起こしても瞬時にショット効果で目詰まりを除去してしまうからである。
【0049】
前述した3つの噴射口30aは、このように切断部の切断部のみならず切断する砥石に対しても噴射させるように配置されている。このように本発明を適用することにより、水冷洗浄等を必要とすることなく、冷却洗浄することが可能となった上、目詰まり防止効果で砥石の切れ具合がよくなり、砥石の寿命を延ばすこととなった。切粉以外に有害物の発生はないので、この結果、切断装置の稼働率が向上し電子部品の生産性がよくなった。次に、切断後の切断部に発生する細かいバリ等があることを考慮しその除去をしなければならないが、以下その装置について説明する。
【0050】
図13は、クリーニング装置40を示している。このクリーニング装置40は、回転ブラシ41と、集塵ホース42と、スクレバー43、及びカバー44から構成されている。回転ブラシ41は円筒状に細ブラシを配列されたもので、対象が配線板3であるので、回転ブラシ41は柔らかい素材でできており、回転によりブラッシングして配線板3に付着した粉塵、あるいはバリ等を除去する。スクレバー43は櫛状のもので、アース線を介して回転ブラシ41に接触し、回転ブラシ41の帯電を除去するものである。
【0051】
この回転ブラシ41とスクレバー43を被覆してカバー44が設けられ、このカバー44の一端に集塵ホース42が取り付けられており、この集塵ホース42はブラッシングされた後の粉塵を集塵機に回収するためのものである。このクリーニング装置には、噴射口体30が取り付けられている。この噴射口体30は必ずしも必要とするものではないが、ブラッシングされている電子部品の洗浄をより確実にするために設置されると、前述同様の効果を奏する。更に、図示していないが、超音波振動を与えると尚一層効果的となる。
【0052】
(切断装置Sの製品収納箱45)
製品収納箱45は、クリーニングを終えた電子部品1を製品として収納する装置である。図示していないが挟持部材で把持された電子部品1を開放し、整頓された状態で製品収納箱45に収納搬送装置によって収納される。この収納形態は図示していないが、収納搬送装置のロボットにより3次元動作で行われる。製品収納箱45は、複数個準備され、1つの製品収納箱45が収納し終えると、外部へ搬出され、次の製品収納箱45が続いて所定位置に配され、同様の作業を継続する。
【0053】
本発明は、以上のような構成になっているが、次に動作の説明をする。ソルダボール面を上にして搬送されてきた配線板3は、CCDカメラ15により切断位置マーク4を認識して載置台19に位置決めされる。続いて上部に待機している押止部材20が下がってこの配線板3を固定する。この固定は押止部材20の下部にある突起部によっている。
【0054】
固定された後、第1切断加工装置17が載置台19と押止部材20の切り溝20aを通過して配線板3を回転切断工具27で切断し、細長い帯状の配線板3を切り出す。このとき、切断部に設けられた噴射口体30から昇華するドライアイスの粉末体30bを噴射させ、切断部及び回転切断工具27を冷却する。同時に集塵装置23により切粉等の粉塵を吸引して集塵する。切り出された配線板3は、向きを変えることなく、第2切断加工装置の載置台にCCDカメラ16により、切断位置マーク5を認識し位置決めされる。
【0055】
続いて第1切断加工装置17の場合と同様に、押止部材20が下降されて配線板3を固定する。固定後、第2切断加工装置17により切断し、板状の配線板3は電子部品になる。この切断は2列同送して同時に行われる。最終的に切断された配線板3は、電子部品1として棒状の挟持部材で挟持しクリーニング装置を通過させる。この搬送過程で電子部品1を表裏反転させる。クリーニングされ、ソルダボール面が下になった電子部品1をロボットにより製品として製品収納箱45に収納する。
【0056】
切断加工装置における回転切断工具27の砥石の厚みは厚いと切断に伴って発熱しやすく、また薄いと強度に限界が生じ割れやすくなってしまう。この厚さの選定は切断される配線板の条件に合わせ最適なものにする。また、冷却剤の噴射条件は、前述のように、操作パネルによって設定される。
【0057】
【発明の効果】
本発明の電子部品の切断装置は、切断装置の切断部に冷却水、洗浄水等での水使用による方法を行わず、昇華する冷却剤、例えばドライアイスの粉末体を使用し配線板を切断するようにした。このため、アルミや銅等のような低温度でも溶融し易い金属の付着を防止し、冷却効果が大きい上、ドライ洗浄であるので、洗浄水等に伴って発生する公害のおそれは解消された。また、切断砥石の目詰まりを防止できたことで、砥石の寿命は伸び電子部品の生産性が向上した。
【0058】
更に、付着するごみは微小なドライアイスの粉末体を吹き付けることでショット効果をもたらし容易に除去できるようになった。更に、洗浄水等を使用しないことで、洗浄水処理のための装置を要しないので、切断に伴うトータルコストは低減された。この結果、長時間、安定した切断作業が可能となり、品質の一定した製品ができることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の切断装置で切断された製品を示す斜視図である。
【図2】図2は、本発明の切断装置で切断する配線板の全体図である。
【図3】図3は、図2の部分拡大図を示す断面図である。
【図4】図4は、図3の部分拡大図を示す断面図である。
【図5】図5は、本発明の切断装置の全体を示す外観図である。
【図6】図6は、固定装置の構成を示す外観図である。
【図7】図7は、移動構成を示すヘッドの外観図である。
【図8】図8は、回転切断工具を分解した状態を示し、カバーを取り付けたヘッドの外観図である。
【図9】図9は、回転切断工具を組み付けた状態を示すヘッドの外観図である。
【図10】図10は、冷却装置を切断部に設けた平面図である。
【図11】図11は、空気供給装置の圧縮空気タンクとドライアイス供給装置の液体炭酸ガスタンクを示す側面図である。
【図12】図12は、冷却剤を噴射させるシステム構成を示す説明図である。
【図13】図13は、クリーニング装置を示す外観図である。
【符号の説明】
1…電子部品
2…ICチップ
3…配線板
4、5…切断位置マーク
7…ソルダボール
8…保護モールド
11…搬送部
12…加工部
13…収納部
14…制御装置
15、16…CCDカメラ
17,18…切断装置
19…載置台
20…押止部材
23…集塵装置
27…回転切断工具
30…噴射口体
31…圧縮空気供給装置
32…ドライアイス供給装置
38…超音波発生装置
40…クリーニング装置
45…製品収納箱[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component such as an IC package.ofIt relates to a cutting device. More specifically, an electronic component for cutting a wiring board such as an IC package molded with a resin for each electronic component that is a product.ofIt relates to a cutting device.
[0002]
[Prior art]
Along with the high integration of semiconductors, a semiconductor device is manufactured by cutting a wiring board package mounted with a semiconductor such as an IC chip, such as a BGA (ball grid array), and resin-molded, that is, sealing a resin. Various methods have been proposed for individually cutting off the stopped IC packages.
[0003]
As an example of a method for separating a chip region in which a semiconductor element is formed, a method of cutting with a diamond saw using a diamond blade is one example. In addition, before dicing the semiconductor substrate, a treatment such as coating the back surface of the semiconductor substrate with a polyamide-based resin and bonding it to a dicing tape may be performed.
[0004]
Further, as a separation method, it is also known to cut the substrate in different directions with a grindstone that rotates at high speed by changing the direction of the table on which the semiconductor substrate is placed. In such a cutting process, a plurality of parts are arranged in advance and taped before cutting, and after cutting, cleaning is performed using a cleaning liquid to remove chips adhering to the product. Is currently underway.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional manufacturing methods have individual problems such as environmental aspects and cutting efficiency, and have not always improved efficiency. In other words, regarding the point of tape application, in addition to requiring tape application before cutting, when cutting with the tape applied, the grinding stone being cut becomes clogged, making it impossible to work or the product becoming defective. There was a problem. For this reason, it has been a disadvantage that cutting efficiency is poor and processing time is required.
[0006]
In addition, since cleaning after cutting was performed with cleaning water, there is a risk of heavy metal dissolution. Due to environmental issues, wastewater treatment is specially performed to clear cleaning water, resulting in a special burden and high cost. It was. In particular, a large amount of water is generally used for cleaning after cutting the IC package. If the IC package is poured into the drainage channel as it is, there is a risk that it may cause pollution caused by heavy metals such as copper. In addition, the use of water for cleaning also has the risk that water will invade the peeled portions and fine cracked portions of the laminated portion, corroding the laminated portion, and leaking, resulting in a defective product.
[0007]
For the cutting itself, there are many examples in which the same grindstone is used to index the table on which the wiring board or the like is mounted and change the direction, and the cutting in the different direction is performed again with the same grindstone. In comparison, the cutting time becomes longer. In the case of mass production, it is based on the process of configuring the line and performing the flow work, but generally the line is fixed as a dedicated line, so it is not flexible and the equipment is expensive and expensive. The space for it was also large.
[0008]
In particular, when a different wiring board or the like is changed, expensive jigs and tools have to be changed, and skill of processing is required, and time for replacement is also required. Even when the finished product was collected and stored, the case was stored again with the solder ball part facing down after reversing from the state after cutting. For this reason, storage also took time. Thus, the conventional method of cutting a wiring board such as an IC package mainly using a cleaning solution has been a problem associated with environmental pollution. For this reason, the cutting method which raises cutting efficiency and does not have environmental pollution has been desired.
[0009]
The present invention has been made based on the above technical background and social background, and achieves the following objects.
An object of the present invention is to provide an electronic component that uses compressed air and a sublimating jet, makes it possible to cut a wiring board with a cooling effect, does not use water, and is environmentally friendly and economical.ofTo provide a cutting device.
Another object of the present invention is to improve the production efficiency of an electronic component by spraying a sublimation jetting body onto a cutting grindstone to prevent clogging of the cutting grindstone.ofTo provide a cutting device.
Still another object of the present invention is to provide an electronic component that easily removes dust adhering by spraying a sublimation spray body onto a cutting portion.ofTo provide a cutting device.
Still another object of the present invention is to reduce the total cost related to cutting by not using water.ofTo provide a cutting device.
Still another object of the present invention is to improve the quality of electronic components by collecting dust in the cutting process and cleaning the electronic components in order to protect the electronic components being cut.ofTo provide a cutting device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
The electronic component cutting device of the present invention comprises:
A positioning and fixing device for positioning and fixing a plate-shaped electronic component that is transported by a carrier and sealed with a resin;
A cutting device for cutting the electronic component positioned and fixed by the positioning and fixing device;
A compressed air supply device having a compressed air injection body provided near the cutting device for blowing compressed air at a cutting portion of the electronic component;
A coolant supply device having a coolant injection port provided near the cutting device for injecting a coolant to be sublimated to a cutting portion of the electronic component;
Electronic component cutting device comprisingIn
The coolant supply device supplies liquid carbon dioxide gas to the coolant injection port and sprays dry ice powder.ShootDeviceThe
The compressed air injection body and the coolant injection body are combined parts.The compressed air and the dry ice powder body are injected from the injection port (30a) of the injection port body (30).It is characterized by that.
This combination can effectively inject the coolant into the cutting part with air momentum, enhance the cooling effect, cure the cutting part by cooling, improve the cutting efficiency by brittle fracture, and cut by injection Smooth removal of chips can be achieved.
[0015]
Further, the compressed air jet is supplied from the compressed air supply device.ShootThe coolant injection into the passage supplied to the mouth or from the coolant supply device.ShootIn the route supplied to the mouthDuring the path of at least one ofWhat provided the ultrasonic generator is good. By applying ultrasonic vibration, it becomes possible to easily remove the adhering dust.
[0016]
Furthermore, it is preferable to provide a dust collector for collecting dust generated during cutting at the cutting portion of the cutting device. Further, it is preferable to provide a cleaning device for cleaning the cut electronic component. Furthermore, a storage device for storing the cut electronic component may be provided. Further, it is preferable that the coolant injection body or the compressed air injection body is provided in a cleaning unit of the cleaning device.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an electronic component 1 to be cut by the apparatus of the present invention, which is commercialized by final cutting. FIG. 2 is an overall shape diagram showing a plate-
[0018]
An electronic component 1 shown in FIG. 1 is an electronic component that is cut by the apparatus of the present invention and is generally called an IC package and is an electronic component in which an
[0019]
In recent years, the IC package has been highly integrated, and the capacity of the IC package has been accelerated accordingly. However, the outer dimensions have become smaller, and the technology of the IC package itself has been greatly developed. As an example, there is a so-called BGA (ball grid array) applied to a mobile phone or the like. This BGA is a miniaturized electrode with a narrower pitch, and leads are arranged in an area array on the lower surface of the IC package.
[0020]
The present invention is applicable to the above-described BGA, and relates to a cutting technique in which the IC package is cut from the plate-
[0021]
Terminals of
[0022]
The
[0023]
(Overall configuration of the cutting device S)
FIG. 5 is an external view showing the overall configuration of the cutting device S of the present invention. The cutting device S recognizes the cutting position of the
[0024]
In FIG. 5, the
[0025]
Since the
[0026]
Furthermore, the overall configuration will be outlined. The
[0027]
The
[0028]
After the
[0029]
The
[0030]
(Conveying
Although not shown, the
[0031]
(Processing
The
[0032]
FIG. 6 is a three-dimensional view showing a holding
[0033]
Accordingly, dust-like chips generated in the lower part of the mounting table 19 during the cutting are sucked and collected by the
[0034]
In order to have the role of stably fixing, a dedicated suction fixing device independent of the
[0035]
The
[0036]
The holding
[0037]
As described above, the
[0038]
The
[0039]
FIG. 8 is a configuration diagram of the
[0040]
Vent holes 26b penetrating the four corners of the
[0041]
On the other hand, the
[0042]
Further, by placing the
[0043]
FIG. 10 shows an
[0044]
The dry
[0045]
FIG. 12 shows a configuration of a supply system of liquid carbon dioxide gas that is a source of compressed air and dry ice up to a cutting section by an apparatus that stores these
[0046]
Also from the dry
[0047]
In order to obtain the optimal injection force that meets the cutting conditions, select the injection pressure and adjust the flow controller. These adjustments are performed by the operation panel of the
[0048]
Further, the high-temperature cutting heat generated at the time of cutting is taken away, and the dry ice powder sublimation heat leads to cooling, and fine dry ice is sprayed onto the cutting portion, thereby forcibly removing adhering dust and the like. This also has the effect of dry honing (also called dry shot), as seen in the case of removing and cleaning by spraying fine mineral powder. Furthermore, it is possible to prevent clogging of the grindstone by spraying it onto the grindstone which is the
[0049]
The three
[0050]
FIG. 13 shows the
[0051]
A
[0052]
(
The
[0053]
The present invention is configured as described above. Next, the operation will be described. The
[0054]
After being fixed, the
[0055]
Subsequently, as in the case of the
[0056]
If the thickness of the grindstone of the
[0057]
【The invention's effect】
Electronic component of the present inventionofIn the cutting device, the wiring board was cut using a sublimation coolant, for example, a dry ice powder, without using a method of using water such as cooling water or washing water at the cutting portion of the cutting device. For this reason, adhesion of metals that are easy to melt even at low temperatures such as aluminum and copper is prevented, the cooling effect is great, and since it is dry cleaning, the risk of pollution caused by cleaning water etc. has been eliminated . In addition, the clogging of the cutting grindstone was prevented, so that the life of the grindstone was extended and the productivity of electronic parts was improved.
[0058]
Further, the dust attached can be easily removed by spraying a fine dry ice powder to produce a shot effect. Furthermore, since no cleaning water or the like is used, no apparatus for cleaning water treatment is required, so that the total cost associated with cutting is reduced. As a result, stable cutting work can be performed for a long time, and a product with a constant quality can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a product cut by a cutting device of the present invention.
FIG. 2 is an overall view of a wiring board cut by the cutting device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a partially enlarged view of FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a partially enlarged view of FIG. 3;
FIG. 5 is an external view showing the entire cutting apparatus of the present invention.
FIG. 6 is an external view showing a configuration of a fixing device.
FIG. 7 is an external view of a head showing a moving configuration.
FIG. 8 is an external view of a head to which a cover is attached, showing a state in which the rotary cutting tool is disassembled.
FIG. 9 is an external view of a head showing a state where a rotary cutting tool is assembled.
FIG. 10 is a plan view in which a cooling device is provided at a cutting portion.
FIG. 11 is a side view showing a compressed air tank of an air supply device and a liquid carbon dioxide tank of a dry ice supply device.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a system configuration for injecting a coolant.
FIG. 13 is an external view showing a cleaning device.
[Explanation of symbols]
1 ... Electronic components
2 ... IC chip
3 ... Wiring board
4, 5 ... Cutting position mark
7 ... Solder balls
8 ... Protective mold
11 ... Conveying section
12 ... Machining part
13 ... Storage section
14 ... Control device
15, 16 ... CCD camera
17, 18 ... Cutting device
19 ... mounting table
20: Holding member
23 ... Dust collector
27 ... Rotary cutting tool
30 ... Injection nozzle
31 ... Compressed air supply device
32 ... Dry ice supply device
38 ... Ultrasonic generator
40 ... Cleaning device
45 ... Product storage box
Claims (6)
この位置決め固定装置で位置決め固定された前記電子部品を切断するための切断加工装置と、
この切断加工装置の近傍に設けられて前記電子部品の切断部で圧縮空気を吹き付けるための圧縮空気噴射口体を有する圧縮空気供給装置と、
この切断加工装置の近傍に設けられて前記電子部品の切断部に昇華する冷却剤を噴射させる冷却剤噴射口体を有する冷却剤供給装置と
からなる電子部品の切断装置において、
前記冷却剤供給装置は、液体炭酸ガスを前記冷却剤噴射口体に供給しドライアイス粉末体を噴射させる装置であり、
前記圧縮空気噴射口体と前記冷却剤噴射口体とは、合体された部品である噴射口体(30)を構成し、前記圧縮空気と前記ドライアイス粉末体が前記噴射口体(30)の噴射口(30a)から噴射される
ことを特徴とする電子部品の切断装置。A positioning and fixing device for positioning and fixing a plate-shaped electronic component that is transported by a carrier and sealed with a resin;
A cutting device for cutting the electronic component positioned and fixed by the positioning and fixing device;
A compressed air supply device having a compressed air injection body provided near the cutting device for blowing compressed air at a cutting portion of the electronic component;
In an electronic component cutting device comprising: a coolant supply device having a coolant injection port body that is provided in the vicinity of the cutting processing device and injects a coolant that sublimates the cutting portion of the electronic component .
The coolant supply apparatus, Ri apparatus der for morphism injection of dry ice powder material supplying liquid carbon dioxide into the coolant injection port body,
The compressed air injection port member and the cooling agent injection port body constitutes coalesced component der Ru injection port body (30), said dry ice powder body and the compressed air is the injection port body (30) The electronic device cutting apparatus is characterized by being ejected from an ejection port (30a) .
前記圧縮空気供給装置から前記圧縮空気噴射口体に供給される経路中に、又は前記冷却剤供給装置から前記冷却剤噴射口体に供給される経路中の少なくとも何れか一方の前記経路中に超音波発生装置を設けたことを特徴とする電子部品の切断装置。The electronic component cutting device according to claim 1 ,
The compressed from the air supply device in the path to be supplied to the compression air Kibuki morphism port body, or the coolant at least one of said pathway in the path to be supplied to the coolant jetting port body from the supply device cutting device for an electronic component, characterized in that a ultrasonic wave generating device.
前記切断加工装置の切断部に切断中に発生する粉塵を集塵するための集塵装置を設けたことを特徴とする電子部品の切断装置。The electronic component cutting device according to claim 1 or 2 ,
An electronic component cutting device, wherein a dust collecting device for collecting dust generated during cutting is provided at a cutting portion of the cutting processing device.
切断された前記電子部品をクリーニングするクリーニング装置を設けたことを特徴とする電子部品の切断装置。The electronic component cutting device according to claim 1 or 2 ,
An electronic component cutting apparatus comprising a cleaning device for cleaning the cut electronic component.
切断された前記電子部品を収納するための収納装置を設けたことを特徴とする電子部品の切断装置。The electronic component cutting device according to claim 1 or 2 ,
An electronic component cutting device comprising a storage device for storing the cut electronic component.
前記冷却剤噴射口体、又は前記圧縮空気噴射口体を前記クリーニング装置のクリーニング部に設けたことを特徴とする電子部品の切断装置。The electronic component cutting device according to claim 4 ,
The electronic component cutting device according to claim 1, wherein the coolant spray port body or the compressed air spray body is provided in a cleaning section of the cleaning device.
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