JP5709370B2 - 切削装置及び切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、パッケージ基板を切削するのに適した切削装置及び該切削装置を用いた切削方法に関する。

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、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂によって封止することでＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板が形成される。

パッケージ基板は格子状に形成された分割予定ラインを有しており、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を切削することで、半導体チップとほぼ同一サイズのＣＳＰ等の半導体パッケージへと分割される。

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（例えば、特開２００１−２４００３号公報参照）。

切削装置の保持テーブルは、切削装置に組み込まれ吸引源に接続された治具ベースと、治具ベース上に取り外し可能に配設された保持治具とから構成される。保持治具は載置されるパッケージ基板の分割予定ラインに対応する領域に切削ブレード用逃げ溝を有しており、逃げ溝で区画される各領域に吸引孔を有している。

異なる半導体パッケージサイズのパッケージ基板を加工する際には、加工すべきパッケージ基板専用の保持治具へと交換することで、一台の切削装置で複数種類のパッケージ基板を加工することが可能である。

一方、個々の半導体パッケージには複数の電極が形成されており、分割予定ラインに沿ってパッケージ基板を切削すると、半導体パッケージの側面（切断面）に複数の電極が露出する。

特開２００１−２４００３号公報

切削ブレードでパッケージ基板を切削すると、切削時に発生する加工熱によって電極が切削方向に伸びて隣の電極に達し、短絡が生じてしまうという問題がある。また、加工熱によって半導体パッケージの表裏両面側にはチッピングと呼ばれる欠けやクラックが大きく発生する。

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、電極の伸びやチッピング、クラックの発生等の不良の発生を防止可能な切削装置及び切削方法を提供することである。

請求項１記載の発明によると、互いに直交する複数の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基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持されたパッケージ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、該パッケージ基板を保持する保持面と、該保持面に保持されるパッケージ基板の直交する分割予定ラインに対応する位置に形成された直交する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有する保持治具と、該吸引孔に負圧を伝達する負圧伝達部と、該保持治具が載置される載置面とを有する治具ベースとから構成され、該保持治具は、該切削ブレード用逃げ溝の全ての交差点位置に開口する複数の流体噴出孔を含み、該治具ベースは、該流体噴出孔に連通して流体供給源に接続される流体供給路を含む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、請求項１記載の切削装置を用いてパッケージ基板を切削する切削方法であって、前記保持テーブル上にパッケージ基板を載置するステップと、前記吸引源を作動させて該保持テーブルで該パッケージ基板を吸引保持するステップと、該保持テーブルで吸引保持された該パッケージ基板の前記分割予定ラインを前記切削ブレードで切削するとともに、前記流体供給源を作動させて前記流体噴出孔から前記切削ブレード用逃げ溝内に流体を供給して該切削ブレードを冷却するステップと、を具備したことを特徴とする切削方法が提供される。

本発明によると、パッケージ基板の切削中に切削ブレード用逃げ溝中に流体が供給されるので、切削ブレードは流体により冷却されて加工熱の上昇を防止し、不良の発生を防止することができる。

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。 切削装置の一部破断斜視図である。 図４（Ａ）は第１実施形態の保持治具の平面図、図４（Ｂ）は保持ベース上に搭載された第１実施形態の保持治具の縦断面図である。 図５（Ａ）は第２実施形態の保持治具の平面図、図５（Ｂ）は保持ベース上に搭載された第２実施形態の保持治具の縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。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に備わった電極と電極１２とが接続されている。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３を参照すると、パッケージ基板２を切削するのに適した切削装置２０の一部破断斜視図が示されている。切削装置２０は吸引路２４及び流体供給路２６を有する治具ベース２２を備えており、この治具ベース２２上に保持治具２８が吸引保持されて保持テーブル３０を構成する（図４（Ｂ）参照）。

切削装置２０には、スピンドル３１の先端部に切削ブレード３２が装着されて構成される切削手段（切削ユニット）３４が配設されている。更に、切削ユニット３４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３６が配設されている。アライメント手段３６は、顕微鏡及びＣＣＤカメラ等から構成される撮像手段３８を含んでいる。

図４（Ａ）を参照すると、第１実施形態の保持治具２８の平面図が示されている。図４（Ｂ）は保持治具２８を治具ベース２２上に搭載して構成される第１実施形態の保持テーブル３０の縦断面図である。

保持治具２８は、パッケージ基板２を保持する保持面２８ａと、保持面２８ａに保持されるパッケージ基板２の分割予定ライン８ａ，８ｂ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４０と、切削ブレード用逃げ溝４０で区画された各領域に形成された複数の吸引孔４２を有している。更に、少なくとも一つの切削ブレード用逃げ溝４０の底部には切削液、冷却エア等の流体を噴出する流体噴出孔４４が形成されている。

図４（Ｂ）に示すように、保持治具２８を治具ベース２２上に搭載して、治具ベース２２に形成された治具用負圧伝達部４６をソレノイド切替弁４８を介して吸引源５０に接続し、吸引源５０を作動して治具用負圧伝達部４６に負圧を作用させることにより保持治具２８は治具ベース２２に吸引保持される。

各吸引孔４２は治具ベース２２に形成された負圧伝達部５２、吸引路２４及びソレノイド切替弁５４を介して吸引源５０に接続されている。従って、パッケージ基板２を保持治具２８上に位置決めして搭載し、ソレノイド切替弁５４を連通位置に切り替えて負圧伝達部５２を吸引源５０に接続すると、パッケージ基板２は保持治具２８に吸引保持される。

切削ブレード用逃げ溝４０の底部に形成した流体噴出孔４４は、治具ベース２２に形成した流体供給路２６、ソレノイド切替弁５６を介して流体供給源５８に接続されている。よって、ソレノイド切替弁５６を連通位置に切り替えて、流体供給源５８からの流体を流体噴出孔４４から噴出させると、各切削ブレード用逃げ溝４０内に流体が供給される。

以下、このように構成された保持テーブル３０上にパッケージ基板２を搭載して、パッケージ基板２を個々の半導体パッケージへと分割する場合について説明する。保持治具２８を介して保持テーブル３０で保持されたパッケージ基板２は、保持テーブル３０を＋Ｘ軸方向に移動することにより撮像手段３８の直下に位置づけられ、撮像手段３８によって切削すべき領域が撮像されて、アライメント手段３６で分割予定ライン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３２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３２とのＹ軸方向の位置合わせを行う。

流体噴出孔４４から流体を噴出して各切削ブレード用逃げ溝４０内に流体を供給しながら切削ブレード３２で位置合わせされた分割予定ライン８ａ又は８ｂを切削する。この切削時に切削ブレード３２は切削ブレード用逃げ溝４０内に嵌入するが、逃げ溝４０内は流体で満たされているので切削ブレード３２は流体で冷却されて加工熱の上昇が防止され、電極が切削方向に伸びて隣の電極に接触して生じる短絡等の不良の発生を防止することができる。流体供給源５８から供給する流体としては、冷却された純水等の切削液又は冷却エア等が考えられる。

図５（Ａ）を参照すると、本発明第２実施形態の保持治具２８Ａの平面図が示されている。図５（Ｂ）は治具ベース２２上に保持治具２８Ａを搭載して構成された第２実施形態の保持テーブル３０Ａの縦断面図である。

本実施形態の保持治具２８Ａは、縦横に伸びる切削ブレード用逃げ溝４０の交差点全てに流体噴出孔４４が開口している。よって本実施形態では、全ての切削ブレード用逃げ溝４０内に満遍なく冷却用流体を供給することができる。本実施形態の保持テーブル３０Ａの他の構成は、図４に示した第１実施形態と同様である。

図５に示した実施形態では、切削ブレード用逃げ溝４０の交差点の全てに流体噴出孔４４を設けているが、全ての交差点に流体噴出孔４４を開口せずに、複数箇所の交差点に流体噴出孔４４を設けるようにしてもよい。また、切削ブレード用逃げ溝４０の側面に流体噴出孔４４を形成するようにしてもよい。

上述した各実施形態によると、切削ブレード用逃げ溝４０中に流体噴出孔４４を介して冷却用の流体が供給されているので、パッケージ基板２の切削中に保持治具２８，２８Ａの切削ブレード用逃げ溝４０中に嵌入した切削ブレード３２は冷却用流体により冷却されながら切削が遂行される。よって、加工熱の発生が防止され、切削時に発生する加工熱によって電極が切削方向に伸びて隣の電極に接触して生じる短絡等の不良の発生を防止できる。

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
２２ 治具ベース
２８ 保持治具
３０ 保持テーブル
３２ 切削ブレード
４０ 切削ブレード用逃げ溝
４２ 吸引孔
４４ 流体噴出孔

Claims (2)

1. 互いに直交する複数の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基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持されたパッケージ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、
   該パッケージ基板を保持する保持面と、該保持面に保持されるパッケージ基板の直交する分割予定ラインに対応する位置に形成された直交する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有する保持治具と、
   該吸引孔に負圧を伝達する負圧伝達部と、該保持治具が載置される載置面とを有する治具ベースとから構成され、
   該保持治具は、該切削ブレード用逃げ溝の全ての交差点位置に開口する複数の流体噴出孔を含み、
   該治具ベースは、該流体噴出孔に連通して流体供給源に接続される流体供給路を含むことを特徴とする切削装置。
2. 請求項１記載の切削装置を用いてパッケージ基板を切削する切削方法であって、
   前記保持テーブル上にパッケージ基板を載置するステップと、
   前記吸引源を作動させて該保持テーブルで該パッケージ基板を吸引保持するステップと、
   該保持テーブルで吸引保持された該パッケージ基板の前記分割予定ラインを前記切削ブレードで切削するとともに、前記流体供給源を作動させて前記流体噴出孔から前記切削ブレード用逃げ溝内に流体を供給して該切削ブレードを冷却するステップと、
   を具備したことを特徴とする切削方法。

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