JP5345475B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段を備えた切削装置であって、特に、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等の基板を保持する基板用保持テーブルを供えた切削装置に関する。

例えば、半導体パッケージの製造プロセスにおいては、ＬＳＩ等の回路が形成された複数の半導体チップがリードフレームにマウントされてボンディングされた後、ガラスエポキシ等の樹脂によって封止されることでＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板が形成される。そして、切削装置によって分割予定ラインに沿ってパッケージ基板が切削されることで、半導体チップとほぼ同一サイズのパッケージへと分割される。

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（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いる。パッケージ基板は固定治具を介して保持テーブルに搭載される。

固定治具は負圧によってパッケージ基板を保持するものであり、切削するパッケージ基板の分割予定ラインに対応した領域に切削ブレードの逃げ溝が形成され、分割された後の個々のパッケージを保持するために、各パッケージに対応する領域には負圧を伝達するための吸引口が形成されている（例えば、特開２００１−２４００３号公報参照）。

パッケージサイズが異なるパッケージ基板を切削する際には、切削するパッケージ基板に対応した固定治具へと交換することで、一台の切削装置で異なるパッケージサイズのパッケージ基板を切削可能である。

一方、樹脂によって半導体チップを封止する際、熱によって基板には反りが生じ易い。反りのあるパッケージ基板を切削装置の保持テーブルで吸引保持しようとしても、パッケージ基板と保持テーブルとが密接していない部分から負圧がリークしてパッケージ基板を吸引保持できず、反りの大きいパッケージ基板は切削できないという問題がある。

そこで、特開２０００−１２４１６１号公報では、反りのあるパッケージ基板を分割する基板の分割方法が提案されている。この方法では、予めパッケージ基板を小片に分割する（大分割する）ことで反り量を低減させた後、切削装置の保持テーブルで分割されたパッケージ基板を吸引保持して個々のパッケージへと分割している。

特開２００１−２４００３号公報 特開２０００−１２４１６１号公報

ところが反りが大きいパッケージ基板では、通常の切削装置とは別の装置を用いて大分割するか、又はパッケージ基板にテープを貼着して環状フレームへ装着し、この環状フレームをクランプで固定することにより大分割を行う必要があり、工程が複雑化するとともに他の装置やテープ、フレームなどが別途必要となり、不経済であるという問題がある。

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、反りのあるパッケージ基板を経済的に分割可能な切削装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、分割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が配設されるとともに樹脂で封止されたパッケージング基板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ング基板を切削する切削ブレードを含む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、該パッケージング基板を保持する保持面の該分割予定ラインに対応する位置に形成された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、該パッケージング基板を吸着するための負圧を該保持テーブルに伝達する負圧伝達部とを備え、該パッケージ基板は、互いに離間した複数のデバイス領域と隣接するデバイス領域の間の非デバイス領域とを備え、該保持テーブルは各デバイス領域に対応する複数の吸引領域を備えており、該負圧伝達部は、該パッケージ基板を大分割して反りを低減する際に該パッケージ基板を吸引保持する該各吸引領域の中央部に連通する複数の中央領域負圧伝達部と、該中央領域負圧伝達部に対して独立して作用し、該パッケージ基板を個々のパッケージへと分割する際に該中央領域負圧伝達部とともに該パッケージ基板を吸引保持する該各吸引領域の外周部に連通する複数の外周領域負圧伝達部とから構成されることを特徴とする切削装置が提供される。

請求項２記載の発明によると、分割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が配設されるとともに樹脂で封止されたパッケージング基板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ング基板を切削する切削ブレードを含む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、該パッケージング基板を保持する保持面の該分割予定ラインに対応する位置に形成された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、該パッケージング基板を吸着するための負圧を該保持テーブルに伝達する負圧伝達部とを備え、該パッケージ基板は、互いに離間した複数のデバイス領域と隣接するデバイス領域の間の非デバイス領域とを備え、該保持テーブルは該デバイス領域に対応する複数の吸引領域と隣接する吸引領域の間の非吸引領域とを備えており、該負圧伝達部は、該パッケージ基板を大分割して反りを低減する際に該パッケージ基板を吸引保持する該複数の吸引領域及び非吸引領域に渡る領域の中央部分に連通する中央領域負圧伝達部と、該中央領域負圧伝達部に対して独立して作用し、該パッケージ基板を個々のパッケージへと分割する際に該中央領域負圧伝達部とともに該パッケージ基板を吸引保持する該中央部分を囲繞する前記領域内の外周部に連通する外周領域負圧伝達部とから構成されることを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の切削装置によると、保持テーブル上に載置されたパッケージ基板を、中央領域負圧伝達部に連通する一部の吸引孔を介して吸引保持することで、負圧のリークを防止し、反ったパッケージ基板でも保持テーブルで安定して吸引保持できる。

この状態でパッケージ基板を大分割することにより基板の反りを減少し、中央領域負圧伝達部に加えて外周領域負圧伝達部も同時に作用させることにより、保持テーブルの全ての吸引孔を作動してパッケージ基板を保持テーブルで保持しながら、パッケージ基板を個々のパッケージに分割できる。

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。 固定治具の平面図である。 図６（Ａ）は第１実施形態に係る固定治具の各吸引領域を中央吸引領域と外周吸引領域とに分けて示す固定治具の平面図、図６（Ｂ）は固定治具が治具ベース上に搭載されて構成される第１実施形態の保持テーブルの縦断面図である。 第１実施形態の治具ベースの斜視図である。 図８（Ａ）は第２実施形態に係る固定治具の吸引領域を中央吸引領域と外周吸引領域とに分けて示す固定治具の平面図、図８（Ｂ）は固定治具が治具ベース上に搭載されて構成される第２実施形態の保持テーブルの縦断面図である。 大分割後のパッケージ基板の平面図である。

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、本発明の切削装置で分割するのに適した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。

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、分割予定ライン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の分割予定ライン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吸引孔２４が各デバイス１４毎に形成されている。

固定治具２０は、パッケージ基板２の３つのデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃに対応する３つの吸引領域２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有している。各吸引領域２５ａ〜２５ｃはパッケージ基板２の個々のパッケージ（ＣＳＰ）を吸引するための複数の吸引孔２４を有している。

固定治具２０の各角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の四隅の近辺をこれら２個の突出部２６にそれぞれ当接させることにより、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を、図４に示す切削装置の治具ベース３２上に搭載することにより、パッケージ基板２を保持する保持テーブル（図６（Ｂ）参照）３４が構成される。保持テーブル３４はＸ軸方向に移動可能であるとともに回転可能である。

パッケージ基板２を保持テーブル３４上に載置し、治具ベース３２に吸引力を作用させると、図３に示した固定治具２０の吸引孔２４にそれぞれ吸引力が作用し、パッケージ基板２が固定治具２０で吸引保持される。

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の切削すべき分割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を介して保持テーブル３４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分割予定ライン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軸方向に移動して分割予定ライン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。

図５を参照すると、図３に示した固定治具に類似した固定治具２０の平面図が示されている。図５では、図３に示した突出部２６が省略されている。固定治具２０は、パッケージ基板２の各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃに対応した３つの吸引領域２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有している。各吸引領域２５ａ〜２５ｃはパッケージ基板２の各ＣＳＰに対応した複数の吸引孔２４を有している。

図６（Ａ）を参照すると、第１実施形態の吸引モードに係る各吸引領域を中央吸引領域と外周吸引領域とに分けて示した固定治具２０の平面図が示されている。この第１実施形態の吸引モードによると、各吸引領域２５ａ〜２５ｃは中央吸引領域５０と、中央吸引領域５０を囲繞する外周吸引領域５２とに分かれており、中央吸引領域５０及び外周吸引領域５２はそれぞれ独立して吸引可能である。

図６（Ｂ）を参照すると、図６（Ａ）に示す固定治具２０を治具ベース３２上に搭載して構成される第１実施形態の保持テーブル３４の縦断面図が示されている。治具ベース３２は、固定治具２０の各中央吸引領域５０に連通する３個の中央領域負圧伝達部５４と、各外周吸引領域５２に連通する３個の外周領域負圧伝達部６０を有している。

各中央領域負圧伝達部５４は切替弁５６を介して吸引源５８に接続されており、各外周領域負圧伝達部６０は切替弁６２を介して吸引源５８に接続されている。６４は固定治具２０を治具ベース３２で吸引保持するための治具用負圧伝達部であり、切替弁６６を介して吸引源５８に接続されている。図７は第１実施形態に係る治具ベース３２の斜視図を示している。

以下、このように構成された第１実施形態の保持テーブル３４を使用したパッケージ基板２０の分割方法について説明する。一般的に、パッケージ基板２０は反りを有しているため、全ての吸引孔２４を開けてパッケージ基板２０を吸引保持しようとすると、パッケージ基板２０が浮き上がった吸引孔２４では負圧のリークが起こり、パッケージ基板２０を安定して吸引保持することができない。よって、本実施形態では、各吸引領域２５ａ〜２５ｃを中央吸引領域５０と外周吸引領域５２とに分け、それぞれ独立して吸引できるように構成した。

まず、パッケージ基板２０を大分割してその反りを低減するのに際し、切替弁６６を切り替えて固定治具２０を治具ベース３２で吸引保持するとともに、切替弁５６を切り替えて各吸引領域２５ａ，２５ｂ，２５ｃの中央吸引領域５０を吸引源５８に接続し、パッケージ基板２を中央吸引領域５０のみで吸引保持する。この時、外周吸引領域５２は吸引動作していない。

各中央吸引領域５０は比較的面積が小さいため、パッケージ基板２０に例え反りがあったとしても、負圧のリークを起こすことなくパッケージ基板２０を中央吸引領域５０で安定して吸引保持することができる。

このように中央吸引領域５０でパッケージ基板２０を吸引保持した状態で、切削ブレード４０でパッケージ基板２０を切削して、図９に示すようにパッケージ基板２を４分割（大分割）する。７６は分割溝である。このようにパッケージ基板２を大分割すると、大分割されたパッケージ基板２の反り量が低減される。

このようにパッケージ基板２を大分割した後に、切替弁６２を切り替えて各外周吸引領域５２を吸引源５８に接続し、中央吸引領域５０に加えて外周吸引領域５２でパッケージ基板２を吸引保持する。

パッケージ基板２は大分割されてその反りが低減されているため、外周吸引領域５２でパッケージ基板２を吸引保持しても負圧のリークが起こることなくパッケージ基板２を安定して吸引保持することができる。

よって、パッケージ基板２が中央吸引領域５０及び外周吸引領域５２で吸引保持された状態で、切削ブレード４０で各分割予定ライン８ａ，８ｂを切削してパッケージ基板２を個々のパッケージ（ＣＳＰ）に分割する。

図８（Ａ）を参照すると、本発明第２実施形態に係る吸引モードにより吸引領域を中央吸引領域と外周吸引領域とを分けて示した固定治具２０Ａの平面図が示されている。本実施形態では、３つの吸引領域２５ａ，２５ｂ，２５ｃと隣接する吸引領域と吸引領域との間の非吸引領域に渡る大きな領域を５１とし、この領域５１を中央吸引領域５０Ａと外周吸引領域５２Ａに分割する。

図８（Ｂ）を参照すると、治具ベース３２Ａ上に固定治具２０Ａを搭載して構成された第２実施形態の保持テーブル３４Ａの縦断面図が示されている。固定治具２０Ａの中央吸引領域５０Ａは、中央領域負圧伝達部５４Ａ及び切替弁５６を介して吸引源５８に接続され、固定治具２０Ａの外周吸引領域５２Ａは、外周領域負圧伝達部６０Ａ及び切替弁６２を介して吸引源５８に接続される。一方、治具ベース３２Ａ上に搭載された固定治具２０Ａは、治具用負圧伝達部６４Ａ及び切替弁６６を介して吸引源５８に接続される。

以下、このように構成された第２実施形態の保持テーブル３４Ａの作用について説明する。固定治具２０Ａを治具ベース３２Ａ上に搭載して、切替弁６６を切り替えて治具用負圧伝達部６４Ａを吸引源５８に接続すると、固定治具２０Ａが治具ベース３２Ａにより吸引保持される。

この状態で、切替弁５６を切り替えて中央領域負圧伝達部５４Ａを吸引源５８に接続すると、固定治具２０Ａの中央吸引領域５０Ａが吸引源５８に連通され、固定治具２０Ａ上に搭載されたパッケージ基板２が固定治具２０Ａの中央吸引領域５０Ａで吸引保持される。

このようにパッケージ基板２を固定治具２０Ａの比較的面積の小さい中央吸引領域５０Ａで吸引保持するため、パッケージ基板２に例え反りがあっても負圧のリークを起こすことなくパッケージ基板２を安定して保持することができ、パッケージ基板２を図９に示すように大分割（４分割）することができる。

パッケージ基板２を大分割した後、切替弁６２を切り替えて外周領域負圧伝達部６０Ａを吸引源５８に接続し、中央吸引領域５０Ａに加えて外周吸引領域５２Ａも吸引源５８に連通させる。

これにより、パッケージ基板２は固定治具２０Ａの３つの吸引領域２５ａ，２５ｂ，２５ｃの全域で吸引保持されるが、パッケージ基板２は大分割されてその反り量が低減されているため、パッケージ基板２を安定して吸引保持することができる。

よって、パッケージ基板２を固定治具２０Ａの３つの吸引領域２５ａ〜２５ｃで安定して吸引保持しながら、切削ブレード４０で各分割予定ライン８ａ，８ｂを切削してパッケージ基板２を個々のパッケージ（ＣＳＰ）に分割することができる。

２ パッケージ基板
６ａ，６ｂ，６ｃ デバイス領域
８ａ，８ｂ 分割予定ライン
２０ 固定治具
２２ 逃げ溝
２４ 吸引孔
２５ａ〜２５ｃ 吸引領域
３０ 切削装置
３２ 治具ベース
３４，３４Ａ 保持テーブル
４０ 切削ブレード
５０，５０Ａ 中央吸引領域
５２，５２Ａ 外周吸引領域
５４ 中央領域負圧伝達部
６０ 外周領域負圧伝達部

Claims (2)

1. 分割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が配設されるとともに樹脂で封止されたパッケージング基板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ング基板を切削する切削ブレードを含む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、該パッケージング基板を保持する保持面の該分割予定ラインに対応する位置に形成された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、
   該パッケージング基板を吸着するための負圧を該保持テーブルに伝達する負圧伝達部とを備え、
   該パッケージ基板は、互いに離間した複数のデバイス領域と隣接するデバイス領域の間の非デバイス領域とを備え、該保持テーブルは各デバイス領域に対応する複数の吸引領域を備えており、
   該負圧伝達部は、該パッケージ基板を大分割して反りを低減する際に該パッケージ基板を吸引保持する該各吸引領域の中央部に連通する複数の中央領域負圧伝達部と、
   該中央領域負圧伝達部に対して独立して作用し、該パッケージ基板を個々のパッケージへと分割する際に該中央領域負圧伝達部とともに該パッケージ基板を吸引保持する該各吸引領域の外周部に連通する複数の外周領域負圧伝達部とから構成されることを特徴とする切削装置。
2. 分割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が配設されるとともに樹脂で封止されたパッケージング基板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ング基板を切削する切削ブレードを含む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、該パッケージング基板を保持する保持面の該分割予定ラインに対応する位置に形成された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、
   該パッケージング基板を吸着するための負圧を該保持テーブルに伝達する負圧伝達部とを備え、
   該パッケージ基板は、互いに離間した複数のデバイス領域と隣接するデバイス領域の間の非デバイス領域とを備え、該保持テーブルは該デバイス領域に対応する複数の吸引領域と隣接する吸引領域の間の非吸引領域とを備えており、
   該負圧伝達部は、該パッケージ基板を大分割して反りを低減する際に該パッケージ基板を吸引保持する該複数の吸引領域及び非吸引領域に渡る領域の中央部分に連通する中央領域負圧伝達部と、
   該中央領域負圧伝達部に対して独立して作用し、該パッケージ基板を個々のパッケージへと分割する際に該中央領域負圧伝達部とともに該パッケージ基板を吸引保持する該中央部分を囲繞する前記領域内の外周部に連通する外周領域負圧伝達部とから構成されることを特徴とする切削装置。

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