JP5005605B2 - パッケージ基板の切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削予定ラインによって区画された複数のデバイスからなる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パッケージ基板の切削方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された半導体チップを複数配列し更に樹脂封止して形成される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、切削装置によって切削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パッケージとして形成される。

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（半導体チップが存在し、樹脂封止される領域）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。

パッケージ基板を切削する切削装置は、パッケージ基板を吸引保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持されたパッケージ基板を切削する切削ブレードを備えた切削手段とを有しており、保持テーブルは切削中のパッケージが飛散しないように各パッケージに対応する複数の吸引口を有している。

従来のパッケージ基板の切削方法では、まず外周余剰領域及び非デバイス領域を切り離すために、デバイス領域の最外周の４辺の切削予定ラインに沿った切削加工が実施される。外周余剰領域及び非デバイス領域は保持テーブルにより吸引保持されていないため、切削加工中に基板から切り離されて切削水とともに排出される。

切削工程でパッケージ基板を吸引保持する保持テーブルは後のピックアップ工程でも使用されるのが一般的であり、ピックアップ工程の効率を上げるためにも切削工程中に非デバイス領域を保持テーブル上から除去することは重要である。
特開２００６−２６１５２５号公報

ところが、非デバイス領域が除去されたパッケージ基板を切削加工しようとすると、保持テーブルの加工送りに伴って次のような現象が生じる。すなわち、切削ブレードはパッケージ基板の切削方向に約５〜１０ｍｍの幅に渡り食い込むため、切削ブレードの一部はデバイス領域を切削し、他の一部は非デバイス領域が除去された何もない空間を切削する場合が発生する。

この状態で保持テーブルの切削送りが継続されると、切削ブレードはデバイス領域と非デバイス領域が除去された何もない空間とを同時に切削しつつ、次のデバイス領域を切削し始めることになる。

この時、切削ブレードの一部分のみがデバイス領域に挟持されている状態で次のデバイス領域に切削ブレードの先端が進入することになるので、切削ブレードが次のデバイス領域に接触する際に曲がったり、切削しようとしているチップサイズパッケージが動いてしまったりするという問題を生じる。

このようなチップサイズパッケージの動きがパッケージの吸着面積が小さい場合、例えば２×２ｍｍ以下程度のチップサイズパッケージにおいて特に顕著に発生する。切削ブレードが曲がった状態でデバイス領域に進入すると、或いは切削中にパッケージが動いてしまうと、切削ラインは曲がり、切削されるチップサイズパッケージは不良となってしまう。

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、切削ブレードの曲がり及び切削中のパッケージの動きを防止可能なパッケージ基板の切削方法を提供することである。

本発明によると、表面に平行に伸長する複数の第１切削予定ラインと、該第１切削予定ラインと直交する方向に伸長する複数の第２切削予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスを有し、複数のデバイスが配列されたデバイス領域が所定の間隔を持って該第１の切削予定ラインに平行な方向に複数配列され、隣接する該デバイス領域と該デバイス領域との間に非デバイス領域を有するパッケージ基板を、該パッケージ基板の前記デバイス領域に対応する領域のみを吸引保持し、該非デバイス領域に対応する領域は吸引保持しない保持テーブルと、該保持テーブルに保持されたパッケージ基板を切削する切削ブレードを有する切削手段とを備えた切削装置を用いて切削するパッケージ基板の切削方法であって、前記保持テーブルで前記パッケージ基板を吸引保持する保持工程と、複数の前記デバイス領域が配列される方向と平行に伸長する前記複数の第１切削予定ラインに沿って前記パッケージ基板を切削する第１切削工程と、該第１切削工程を実施した後、前記複数の第２切削予定ラインに沿って前記パッケージ基板を切削する第２切削工程と、を具備し、前記第１切削工程では、該パッケージ基板を切削して該非デバイス領域が該デバイス領域に繋がった複数の板状物へと該パッケージ基板を分離し、前記第２切削工程では、該第１切削工程で形成された複数の板状物を該第２切削予定ラインに沿って切削することで該デバイス領域を該デバイスを含む個々のパッケージに分割するとともに、該非デバイス領域を該デバイス領域から分離することを特徴とするパッケージ基板の切削方法が提供される。

本発明によると、第１切削工程で切削後の分割片がデバイス領域と非デバイス領域とを含むようにパッケージ基板の一方向を切削した後、第２切削工程で第１切削工程の切削方向に直交する方向を切削するので、第１切削工程での切削中に非デバイス領域が除去されることがなく、個々のパッケージに分割される第２切削工程で非デバイス領域を切削水とともに排出することが可能となる。その結果、切削された個々のパッケージの不良割合を低減することができる。

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、本発明の切削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、例えば矩形状の金属フレーム４を有しており、金属フレーム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、図示の例では３つのデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃが存在する。

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切削予定ライン８ａ，８ｂによって区画された複数のデバイス形成部１０が画成され、個々のデバイス形成部１０には複数の電極１２が形成されている。

各電極１２同士は金属フレーム４にモールドされた樹脂により絶縁されている。第１切削予定ライン８ａ及び第２切削予定ライン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２に示すように、デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの各デバイス形成部１０の裏面にはデバイス１４が形成されており、各デバイス１４に備えた電極と電極１２とは接続されている。

そして、デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの各デバイス１４は樹脂によって封止されて各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの裏面には樹脂封止部１６が形成されている。図１に示すように、金属フレーム４の四隅には丸穴１８が形成されている。

このように構成されたパッケージ基板２は、図３に示すような固定治具２０に固定され、切削予定ライン８ａ，８ｂを切削することにより、個々のパッケージ（デバイス）に分割される。

固定治具２０には、後述する切削装置の切削ブレードがパッケージ基板２の切削予定ライン８ａ，８ｂに切り込んだ際に固定治具２０と切削ブレードとの接触を回避するための複数の逃げ溝２２が形成されているとともに、パッケージ基板２に搭載された個々のデバイスを吸引するための複数の吸引口２４が各デバイス１４毎に形成されている。

固定治具２０の四隅には貫通孔２８が形成されており、更にこれらの貫通孔２８に隣接してそれぞれ２個の突出部、合計８個の突出部２６が形成されている。パッケージ基板２の四隅の近辺がこれら２個の突出部２６にそれぞれ当接されることにより、パッケージ基板２は固定治具２０に対して位置決め搭載される。

固定治具２０は、図４に示す切削装置３０の吸引テーブル３２に、各貫通孔２８が吸引テーブル３２の突出部３４に嵌合した状態で載置される。吸引テーブル３２はＸ軸方向に移動可能であるとともに回転可能であり、図示しない吸引源に連通する吸引部３６が設けられている。

パッケージ基板２が載置された固定治具２０を吸引テーブル３２上に載置し、吸引部３６から吸引力を作用させると、図３に示した固定治具２０の吸引口２４にそれぞれ吸引力が作用し、パッケージ基板２が吸引保持される。

図４に示した切削装置３０には、スピンドル３８の先端部に切削ブレード４０が装着されて構成される切削手段（切削ユニット）４２が配設されている。更に、切削手段４２と一体的にＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なようにパッケージ基板２の切削すべき切削予定ラインを検出するアライメント手段４４が配設されている。

固定治具２０を介して吸引テーブル３２に保持されたパッケージ基板２は、＋Ｘ軸方向に移動することによりアライメント手段４４の直下に位置付けられ、アライメント手段４４を構成するＣＣＤカメラ等の撮像部４６によって表面が撮像されて切削すべき切削予定ライン８ａ又は８ｂが検出される。アライメント終了後、切削ブレード３８をＹ軸方向に移動して切削予定ライン８ａ又は８ｂと切削ブレード３８とのＹ軸方向の位置合わせを行う。

次に、本発明のパッケージ基板の切削方法を図５を参照して説明する。本発明の切削方法では、矢印４８に示すようにパッケージ基板２の長手方向に伸長する一番外側の第１切削予定ライン８ａをまず切削する。

これにより、長手方向に伸長する外周余剰領域５が切り離される。次いで、隣接する第１切削予定ライン８ａに沿って切削し、長手方向に伸長する全ての第１切削予定ライン８ａに沿ってパッケージ基板２を切削する。

このような第１次切削工程を終了すると、パッケージ基板２は非常に細長い複数の板状物に分離されるが、多数の吸引口２４により板状物は吸引保持され、非デバイス領域５ａはデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃに繋がったままである。

パッケージ基板２の長手方向に沿った第１次切削工程では、非デバイス領域５ａがデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃに繋がったままパッケージ基板２が切削されるため、外周余剰領域５及び非デバイス領域５ａを全て落としてからデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの切削を行う従来の切削方法で見られた問題を起こすことなく、パッケージ基板２をスムーズに切削することができる。

第１次切削工程終了後、長手方向の第１切削予定ライン８ａに直交する第２切削予定ライン８ｂ方向、即ち矢印５０方向の第２次切削工程を実施する。この第２次切削工程では、パッケージ基板２の長手方向の外周余剰領域５は既に落とされており、非デバイス領域５ａはデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃとつながっているため、切削ブレード４０が何もない空間を切削することはなく、第２切削予定ライン８ｂに沿ったスムーズな切削を行うことができる。

この第２次切削工程では、パッケージ基板２の短手方向の外周余剰領域５及び非デバイス領域５ａは切削水とともに洗い流され、後には固定治具２０の吸引口２４により吸引保持された小片化された多数のデバイス（パッケージ）１４が残ることになる。

上述した本発明実施形態の切削方法によると、第１次切削工程での切削中に非デバイス領域５ａが除去されることはなく、個々のパッケージ（デバイス）１４に分割される第２次切削工程で非デバイス領域５ａを切削水とともに排出することが可能であるので、従来の切削方法で問題となっていた個々のパッケージ不良を極力低減することができる。

パッケージ基板の平面図である。 パッケージ基板の一部を拡大して示す側面図である。 パッケージ基板を固定治具に搭載する様子を示す斜視図である。 切削装置の一部破断斜視図である。 本発明実施形態の切削方法を説明する説明図である。

符号の説明

２ パッケージ基板
４ 金属フレーム
５ 外周余剰領域
５ａ 非デバイス領域
６ａ，６ｂ，６ｃ デバイス領域
８ａ，８ｂ 切削予定ライン
１０ デバイス形成部
１２ 電極
１４ デバイス
１６ 樹脂封止部
２０ 固定治具
２２ 逃げ溝
２４ 吸引口
３０ 切削装置
３２ 吸引テーブル
４０ 切削ブレード

Claims (1)

1. 表面に平行に伸長する複数の第１切削予定ラインと、該第１切削予定ラインと直交する方向に伸長する複数の第２切削予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスを有し、複数のデバイスが配列されたデバイス領域が所定の間隔を持って該第１の切削予定ラインに平行な方向に複数配列され、隣接する該デバイス領域と該デバイス領域との間に非デバイス領域を有するパッケージ基板を、
   該パッケージ基板の前記デバイス領域に対応する領域のみを吸引保持し、該非デバイス領域に対応する領域は吸引保持しない保持テーブルと、
   該保持テーブルに保持されたパッケージ基板を切削する切削ブレードを有する切削手段とを備えた切削装置を用いて切削するパッケージ基板の切削方法であって、
   前記保持テーブルで前記パッケージ基板を吸引保持する保持工程と、
   複数の前記デバイス領域が配列される方向と平行に伸長する前記複数の第１切削予定ラインに沿って前記パッケージ基板を切削する第１切削工程と、
   該第１切削工程を実施した後、前記複数の第２切削予定ラインに沿って前記パッケージ基板を切削する第２切削工程と、を具備し、
   前記第１切削工程では、該パッケージ基板を切削して該非デバイス領域が該デバイス領域に繋がった複数の板状物へと該パッケージ基板を分離し、
   前記第２切削工程では、該第１切削工程で形成された複数の板状物を該第２切削予定ラインに沿って切削することで該デバイス領域を該デバイスを含む個々のパッケージに分割するとともに、該非デバイス領域を該デバイス領域から分離することを特徴とするパッケージ基板の切削方法。

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