JP5219721B2 - ダイシングフレーム用金型 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ収容用のフレームを成形するダイシングフレーム用金型に関するものである。

従来のダイシングフレームは、図示しないが、例えばφ３００ｍｍ（１２インチ）の半導体ウェーハを収容するフレームを備え、このフレームの下面に、半導体ウェーハを粘着保持するダイシングテープが着脱自在に粘着されることにより構成されている。フレームは、金型の第一、第二の型に成形材料が射出充填されることにより、中空の板形、換言すれば、リング形に成形される。

このようなダイシングフレームは、ダイシングテープ上に粘着された半導体ウェーハがダイヤモンドブレードにより複数のダイ（チップ）にダイシングされ、ダイシングテープを含む全体がＵＶ照射され、エキスパンド装置上に上方から圧下されてダイシングテープが半径外方向に延伸されるとともに、複数のダイが相互に接触しないようその間隔が拡大された後、ダイが個々にピックアップして移送される（特許文献１、２参照）。

ところで、従来のダイシングフレームは、エキスパンド装置上に圧下されてダイシングテープが半径外方向に延伸されるが、この際、ダイシングテープの材質に起因してフレームからダイシングテープが位置ずれしたり、剥離するという問題がある。係る問題を解消する手段として、フレームの内周面と下面とが形成するコーナ部を半径０．２ｍｍ以下のシャープな形状に形成する方法が提案されている。
特開２００７‐０４８８８４号公報 特開２００７‐０４８８８５号公報

しかしながら、係る方法を採用する場合には、フレームからダイシングテープがずれたり、剥離するのを抑制することができるものの、フレームの成形時に第一、第二の型の分割面やフレームの内周面下部に薄皮バリが発生しやすいので、この薄皮バリにより、エキスパンドの際、ダイシングテープの切断を招くという問題が考えられる。特に、ダイが小さく多い場合には、ダイシングテープのエキスパンド量を増大させる必要があり、このときには、薄皮バリにより、ダイシングテープの周縁部が切断してしまうおそれが考えられる。

また、フレームの下面にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）付きダイシングテープを粘着してダイシングする場合、半導体ウェーハとダイアタッチフィルムとの物性が著しく異なるため、半導体ウェーハをカットすることができるものの、ダイアタッチフィルムを適切にカットすることができず、結果として多数のバリの発生を招くという問題がある。この問題を解消する手段として、ダイアタッチフィルムに溝入れした後やステルスレーザダイシング後、半導体ウェーハ全体を冷却してエキスパンドする方法（冷却エキスパンド法）が提示されている。

しかし、係る方法では、フレームのコーナ部がシャープな形なので、例え薄皮バリが発生していなくても、冷却してエキスパンドする際、孔が開いてダイシングテープの損傷を招くおそれがある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、バリの発生に伴うダイシングテープの切断を抑制し、冷却エキスパンド法により冷却してエキスパンドする場合にも、ダイシングテープの損傷を防ぐことのできるダイシングフレーム用金型を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、第一、第二の型を型締めして成形材料を充填することにより、半導体ウェーハをダイシングテープを介して収容するフレームを中空板形に成形するものであって、
第一、第二の型の分割面を、フレームのダイシングテープが粘着される下面から上面方向に０．３〜０．６ｍｍ移動させ、フレームの内周面と下面とが形成するコーナ部を半径０．２〜０．５ｍｍの形状に形成したことを特徴としている。

なお、フレームのコーナ部は、フレームの内周面上方から下方向に向かうに従い徐々にフレームの半径内方向に傾斜する第一の傾斜面と、この第一の傾斜面からフレームの下面方向に向かうに従い徐々にフレームの半径外方向に傾斜する第二の傾斜面とを含み、第一の傾斜面とフレームの下面とが形成する角度を９０°未満とし、第二の傾斜面とフレームの下面とが形成する角度を９０°以上９５°以下とすることができる。

本発明によれば、第一、第二の型の分割面がフレームの下面から上方向にずれて形成され、しかも、フレームのコーナ部が従来のようなシャープな形ではないので、例え第一、第二の型の分割面から成形材料が漏れてバリを生じさせても、フレームの内周面下部にバリが発生するのを抑制することができる。また、例え冷却エキスパンド法が採用される場合にも、ダイシングテープの剥離を招いたり、ダイシングテープが損傷するのを防ぐことができる。

本発明によれば、バリの発生に伴うダイシングテープの切断を抑制し、例え冷却エキスパンド法により冷却してエキスパンドする場合にも、ダイシングテープの損傷を防ぐことのできるという効果がある。

また、第一の傾斜面とフレームの下面とが形成する角度を９０°未満とし、第二の傾斜面とフレームの下面とが形成する角度を９０°〜９５°とすれば、金型からフレームを容易に取り出すことができ、しかも、ダイシング時の水圧の影響でフレームからダイシングテープが剥がれるのを抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明に係るダイシングフレーム用金型の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態におけるダイシングフレーム用金型は、図１ないし図５に示すように、相対向する第一、第二の型１・２を型締めし、この型締めした第一、第二の型１・２に溶融した成形材料を充填することにより、半導体ウェーハＷを収容するダイシングフレーム１０のフレーム１１を射出成形する金型である。

金型を構成する第一、第二の型１・２は、図４に示すように、一方が固定側とされ、他方が固定側に対して接離可能な可動側とされており、これら固定側と可動側とが図示しないガイドピンやガイドピンブシュの嵌合により一体化される。この第一、第二の型１・２の分割面、すなわちパーティングライン３には、フレーム１１用のキャビティが加工される。

半導体ウェーハＷは、図１に示すように、例えばφ３００ｍｍの薄いシリコンウェーハからなり、表面にパターン描画が施されるとともに、裏面がバックグラインドされ、バックグラインド工程からダイシング工程に供された後、切削水を供給されながらダイヤモンドブレード４により複数のダイｄにダイシングされる。この半導体ウェーハＷは、φ３００ｍｍのサイズでも良いが、特に限定されるものではなく、φ２００ｍｍや４５０ｍｍ等のサイズでも良い。

ダイシングフレーム１０のフレーム１１は、図１ないし図３に示すように、第一、第二の型１・２に樹脂を含む所定の成形材料が射出されることにより、樹脂製の中空板形に成形され、平坦な下面１２に、中空１３を覆う別体のダイシングテープ２２が着脱自在に後から粘着されており、このダイシングテープ２２を介して半導体ウェーハＷを嵌合収容するよう機能する。

フレーム１１の成形材料としては、例えば流動性、寸法安定性、低磨耗性、精密成形に優れるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、強度や剛性を確保するカーボンファイバー、及び炭酸カルシウムが混合混練された材料があげられる。また、ポリフェニレンスルフィドとポリアミドから選択された少なくとも１種の樹脂、及び強度や耐薬品性等に優れるホウ酸アルミニウムウィスカーが混合された材料があげられる。

フレーム１１は、図１ないし図３に示すように、半導体ウェーハＷよりも大きい厚さ２〜３ｍｍのリング形に形成され、内周面１４が傾斜して形成されており、外周面の前後左右がそれぞれ直線的に切り欠かれるとともに、外周面の前部には、位置決め用の一対のノッチ１５が左右に並べて切り欠かれる。フレーム１１の表面後部には、左右横方向に伸びる収納穴１６が一体的に凹み成形され、この収納穴１６内に、ＲＦＩＤシステム１７のＲＦタグ１８が装着される。

ＲＦＩＤシステム１７は、図２に示すように、電波により内部メモリがアクセスされ、フレーム１１と共に移動するＲＦタグ１８と、このＲＦタグ１８との間で電波や電力を送受信するアンテナユニット１９と、ＲＦタグ１８との交信を制御するリーダ／ライタ２０と、このリーダ／ライタ２０を制御するコンピュータ２１とを備えて構成される。アンテナユニット１９とリーダ／ライタ２０とは、別々に構成されるが、必要に応じて一体化される。また、リーダ／ライタ２０の制御に特に支障を来たさなければ、コンピュータ２１の代わりに各種のコントローラが使用される。

このようなフレーム１１は、工業規格ＡＳＴＭ Ｄ７９０における曲げ弾性率が２５〜５０ＧＰａ、好ましくは２５〜４０ＧＰａの範囲内とされ、かつＡＳＴＭ Ｄ７９０における曲げ強度が１５０〜６００ＭＰａ、好ましくは１５０〜４００ＭＰａの範囲内とされる。これは、フレーム１１の曲げ弾性率や曲げ強度が上記範囲から外れた場合には、フレーム１１の強度が低下したり、フレーム１１が容易に破損してしまうからである。

ダイシングテープ２２は、例えば粘着剤がダイｄに付着するのを抑制するエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等からなるポリオレフィン系フィルムと、このポリオレフィン系フィルムの表面に塗布されて半導体ウェーハＷを粘着するアクリル系の粘着剤とを備えた薄い平面円板形に形成され、フレーム下面１２の被接着領域に接着されてその中空１３を閉塞する。フレーム１１の裏面１２は、そのままでも良いが、略スパイク状の凸凹に粗くしてダイシングテープ２２との接着強度を向上させることもできる。

さて、本実施形態における第一、第二の型１・２のパーティングライン３は、図５に示すように、フレーム１１の内周面下部に薄皮バリが発生しないよう、フレーム１１のダイシングテープ２２が粘着される下面１２から上面方向に０．３〜０．６ｍｍ移動して位置付けられ、フレーム１１の内周面下部と下面１２とが形成するコーナ部３０は、半径０．２〜０．５ｍｍのアール形状に形成される。

第一、第二の型１・２のパーティングライン３がフレーム１１の下面１２から０．３〜０．６ｍｍ上方に偏移して形成されるのは、０．３ｍｍ未満の場合には、パーティングライン３に薄皮バリが発生したときに、エキスパンド作業に支障を来たすからである。逆に、０．６ｍｍを超える場合には、ダイシング時の水圧の影響を受け易いので、フレーム１１とダイシングテープ２２との間に切削水が浸入してダイシングテープ２２の剥離を招くからである。

コーナ部３０が半径０．２〜０．５ｍｍのアール形状に形成されるのは、この範囲内の場合には、冷却エキスパンド法が用いられる際にもダイシングテープ２２が切れたり、ダイシングテープ２２がフレーム１１から剥がれるおそれがないからである。逆に、係る範囲から外れる場合には、高エキスパンド時に、ダイシングテープ２２の種類により、ダイシングテープ２２がフレーム１１から剥がれるおそれがあるからである。

コーナ部３０は、同図に示すように、フレーム１１の内周面１４上方から下方向に向かうに従い徐々にフレーム１１の半径内方向に傾斜する第一の傾斜面３１と、この第一の傾斜面３１の下端からフレーム１１の下面１２方向に向かうに従い徐々にフレーム１１の半径外方向に傾斜する第二の傾斜面３２とから形成され、第一の傾斜面３１とフレーム１１の下面（ダイシングテープ２２でも良い）１２との形成する角度θ１が９０°未満に調整され、第二の傾斜面３２とフレーム１１の下面１２との形成する角度θ２が９０°以上９５°以下とされる。

第一の傾斜面３１とフレーム１１の下面１２とが形成する角度θ１が９０°未満なのは、９０°以上の場合には、ダイシング時の水圧の影響でダイシングテープ２２が剥離するおそれがあるという理由に基づく。また、第二の傾斜面３２とフレーム１１の下面１２との形成する角度θ２が９０°以上９５°以下なのは、９０°未満の場合には、金型からのフレーム１１の脱型に支障を来たし、９５°を超える場合には、ダイシング時の水圧の影響でダイシングテープ２２が剥離するおそれがあるという理由に基づく。

上記構成によれば、フレーム１１の成形時にフレーム１１の内周面下部に薄皮バリが発生するのを抑制防止することができるので、薄皮バリにより、エキスパンド時にダイシングテープ２２の切断を招くことがない。これは、ダイｄが小さく多く、ダイシングテープ２２のエキスパンド量を増大させる必要がある場合にも同様である。さらに、冷却エキスパンド法が採用される場合にも、ダイシングテープ２２の剥離を招いたり、孔が開いてダイシングテープ２２が損傷するのを有効に防止することができる。

本発明に係るダイシングフレーム用金型の実施形態におけるダイシング状態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係るダイシングフレーム用金型の実施形態におけるＲＦＩＤシステムを模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係るダイシングフレーム用金型の実施形態におけるダイシングフレームを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るダイシングフレーム用金型の実施形態を模式的に示す部分断面説明図である。 図４のＶ部を模式的に示す拡大説明図である。

符号の説明

１ 第一の型
２ 第二の型
３ パーティングライン（分割面）
１１ フレーム
１２ 下面
１３ 中空
１４ 内周面
２２ ダイシングテープ
３０ コーナ部
３１ 第一の傾斜面
３２ 第二の傾斜面
ｄ ダイ
Ｗ 半導体ウェーハ
θ１ 第一の傾斜面とフレームの下面とが形成する角度
θ２ 第二の傾斜面とフレームの下面とが形成する角度

Claims (1)

1. 第一、第二の型を型締めして成形材料を充填することにより、半導体ウェーハをダイシングテープを介して収容するフレームを中空板形に成形するダイシングフレーム用金型であって、
   第一、第二の型の分割面を、フレームのダイシングテープが粘着される下面から上面方向に０．３〜０．６ｍｍ移動させ、フレームの内周面と下面とが形成するコーナ部を半径０．２〜０．５ｍｍの形状に形成したことを特徴とするダイシングフレーム用金型。

Images