JP6111168B2 - パッケージ基板の分割方法 - Google Patents

Description

本発明は、パッケージ基板を切削して分割するパッケージ基板の分割方法に関する。

携帯電話機やパソコン等の電気機器は、より軽量化、小型化が求められており、かかる要望に応えるために、半導体デバイスを小型化できるパッケージ技術として、デバイスサイズパッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれる技術が開発されている。そして、ＣＳＰ技術の一つとして、ＱＦＮ（Quad Flat Non-lead Package）と呼ばれるパッケージ技術が実用化されている。

このパッケージ技術においては、複数のデバイスが格子状に配置されて樹脂によりモールドされ、デバイスが配置されたデバイス部が長辺側（第一の方向）の外周端材と短辺側（第二の方向）の外周端材とによって囲まれているパッケージ基板（矩形基板）を分割予定ラインに沿って切断することにより、パッケージングされたデバイスサイズパッケージに分割される。そして、矩形基板の分割に使用する装置として、矩形基板を直接保持して搬送し、切削装置において保持治具に矩形基板を直接吸引保持して切削加工を行い、分割後はデバイスパッケージをトレーに収容する装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、デバイスサイズの小型化の要請（３ｍｍ角以下への小型化の要請）にともない、従来のように、矩形基板を保持治具に直接固定して切削加工を行うと、個々のデバイスサイズが小さく吸引面積が小さいために、デバイスパッケージが飛散したり、加工時に動いてしまったりして、製品不良となるおそれがある。このような問題が生じるのを回避する方法としては、矩形基板の裏面側に保護テープを貼着し、切削ブレードを保護テープまで切り込ませて分割する方法があり、矩形基板の裏面に保護テープが貼着された状態で矩形基板が分割された後に、保護テープからデバイスを効率良くピックアップする装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２３９３６号公報 特開２００６−１５６７７７号公報

しかし、近年の矩形基板は、矩形基板１枚あたりのデバイス数を増やすために、短辺側の外周端材の幅が非常に狭くなりつつあり、上記特許文献２記載の方式のように、デバイスのピックアップ時に短辺側の外周端材を把持する方式を採用できないことがある。

本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、矩形基板の短辺側の外周端材を把持できない場合においても、矩形基板の裏面に貼着された保護テープを剥離し、複数のデバイスを効率良くピックアップできるようにすることにある。

本発明は、第一の方向及び第一の方向に垂直な第二の方向に形成された分割予定ラインによって区画されて表面に複数のパッケージデバイスが形成されたデバイス部とデバイス部を囲繞して形成された外周端材とを有し、第一の方向には中間端材により連結された２以上のデバイス部が並び且つ第二の方向は１つのデバイス部からなる矩形形状に形成されたパッケージ基板を分割予定ラインに沿って分割するパッケージ基板の分割方法であって、パッケージ基板と同等の大きさの保護テープをパッケージ基板の裏面に貼着する保護テープ貼着工程と、保護テープ貼着工程を実施した後に、パッケージ基板の第二の方向の外周端材及び中間端材とデバイス部との境界の分割予定ラインに対応する位置に形成され切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝及び保護テープを介してデバイス部を吸引保持する吸引孔を備えた保持テーブルに、保護テープ側を当接させてパッケージ基板を吸引保持する保持工程と、保持工程を実施した後に、第二の方向の外周端材及び中間端材とデバイス部との境界の分割予定ラインに沿って逃がし溝まで切削ブレードを切り込ませてパッケージ基板及び保護テープを切削し、各デバイス部に分離するとともに、第二の方向の外周端材及び中間端材を裏面に貼着された保護テープとともに保持テーブルから除去する第二の方向端材除去工程と、第二の方向端材除去工程を実施した後に、切削ブレードを保護テープの厚さ方向途中まで切り込ませてデバイス部の複数の分割予定ラインに沿って切削を行い、複数のパッケージデバイスに分割するデバイス部分割工程と、デバイス部分割工程を実施した後に、デバイス部ごとに、第一の方向の外周端材を保護テープとともに把持手段により把持して複数のパッケージデバイスの裏面側から保護テープを剥離し、剥離された複数のパッケージデバイスをバルク収容手段にバルク収容する保護テープ剥離工程と、から構成され、デバイス部分割工程において、デバイス部の第二の方向の分割予定ラインを切削する際に、第一の方向の外周端材に切り残し部を残して切削ブレードを切り込ませること、を特徴とする。

本発明では、デバイス部分割工程において切り残し部を残すことにより、第一の方向の外周端材がデバイス部ごとに残るため、保護テープ剥離工程において、第一の方向の外周端材を把持することができる。したがって、第二の方向の外周端材を把持できない場合であっても、第一の方向の外周端材を把持して保護テープを剥離し、パッケージデバイスをバルク収容することができる。

パッケージ基板及び保持テーブルを示す分解斜視図。 第二の方向端材除去工程を示す平面図。 第二の方向端材除去工程を示す正面図。 デバイス部分割工程において第二の方向の分割予定ラインを切削する状態を示す平面図。 デバイス部分割工程において第二の方向の分割予定ラインを切削する状態を示す正面図。 デバイス部分割工程において第一の方向の分割予定ラインを切削する状態を示す平面図。 デバイス部分割工程において第一の方向の分割予定ラインを切削する状態を示す正面図。 デバイス部分割工程終了後の各デバイスブロックを示す斜視図。 保護テープ剥離工程を示す断面図。 デバイス部分割工程終了後の各デバイスブロックの別の例を示す斜視図。 デバイス部分割工程において第二の方向の分割予定ラインを切削する状態の別の例を示す正面図。

図１に示すパッケージ基板１は、第一の方向に延びる辺を長辺とし、第一の方向に対して垂直な第二の方向に延びる辺を短辺とする矩形状に形成されている。パッケージ基板１は、第一の方向に、中間端材２１，２１により連結された２以上（図１の例では３つ）のデバイス部３１、３２、３３が並び、第二の方向には、１つのデバイス部３１，３２，３３みがそれぞれ並んでいる。

３つのデバイス部３１，３２，３３は、外周端材４０によって囲繞されている。外周端材４０は、第一の方向の外周端材４１ａ，４１ｂと、第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂとから構成されている。図示していないが、第一の方向の外周端材４１ａ，４１ｂの裏面には、パッケージ基板１を保持する保持テーブル７に対する位置決め用の孔が形成されているため、第一の方向の外周端材４１ａ，４１ｂは、その幅が、第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂよりも広く形成されている。

各デバイス部３１，３２，３３の表面には、第一の方向の分割予定ライン５１及び第二の方向の分割予定ライン５２によって区画された領域に複数のパッケージデバイス６が形成されている。第一の方向の分割予定ライン５１は、デバイス部３１，３２，３３の内部だけでなく、第一の方向の外周端材４１ａとデバイス部３１，３２，３３との境界、及び、第一の方向の外周端材４１ｂとデバイス部３１，３２，３３との境界にも存在している。同様に、第二の方向の分割予定ライン５２は、デバイス部３１，３２，３３の内部だけでなく、第二の方向の外周端材４２ａとデバイス部３１との境界，デバイス部３１と中間端材２１との境界、中間端材２１とデバイス部３２との境界、デバイス部３２と中間端材２２との境界、中間端材２２とデバイス部３３との境界、及び、デバイス部３３と第二の方向の外周端材４２ｂにも存在している。

以下では、このように構成されるパッケージ基板１を、分割予定ライン５１，５２に沿って分割し、分割により形成された個々のパッケージデバイス６を所定の場所に収容する方法について説明する。

（１）保護テープ貼着工程
図１に示すように、パッケージ基板１の裏面１ｂに保護テープＴを貼着する。この保護テープＴは、パッケージ基板１と同等の大きさを有しており、パッケージ基板１が分割された後も、各パッケージデバイス６がばらばらにならないように保持する役割を有している。保護テープＴの貼着には、例えば特開２０１１−２４３８８６号公報に記載されたテープ貼着装置を使用することができる。

（２）保持工程
保護テープ貼着工程を実施した後に、図１に示す保持テーブル７においてパッケージ基板１の保護テープＴ側を吸引保持する。この保持テーブル７の表面７ａのうち、第二の方向の外周端材４２ａとデバイス部３１との境界、デバイス部３１と中間端材２１との境界、中間端材２１とデバイス部３２との境界、デバイス部３２と中間端材２２との境界、中間端材２２とデバイス部３３との境界、及び、デバイス部３３と第一の方向の外周端材４２ｂとの境界の分割予定ライン５２に対応する位置には、分割予定ライン５２の切削に用いる切削ブレード８の切れ刃８０を逃がす逃がし溝７０が形成されている。また、保持テーブル７の表面７ａのうち、各パッケージデバイス６に対応する位置には、図示しない吸引源に連通した吸引孔７１が形成されている。

パッケージ基板１に形成された各パッケージデバイス６が各吸引孔７１に対面するようにパッケージ基板１を位置合わせし、パッケージ基板１の裏面１ｂに貼着された保護テープＴを保持テーブル７の表面７ａに当接させ、吸引孔７１に吸引力を作用させると、保護テープ７を介してデバイス部３１，３２，３３が吸引保持される。

（３）第二の方向端材除去工程
保持工程を実施した後に、図２に示すように、第二の方向の外周端材４２ａとデバイス部３１との境界、デバイス部３１と中間端材２１との境界、中間端材２１とデバイス部３２との境界、デバイス部３２と中間端材２２との境界、中間端材２２とデバイス部３３との境界、及び、デバイス部３３と第一の方向の外周端材４２ｂとの境界の分割予定ライン５２に沿って、回転する切削ブレード８を、パッケージ基板１の表面１ａ側から切り込ませて切削を行う。具体的には、最初に、回転する切削ブレード８を、第二の方向の外周端材４２ａとデバイス部３１との境界の第二の方向の分割予定ライン５２の延長線上に位置付けるとともに、図３に示すように、切削ブレード８の切れ刃８０の下端が逃がし溝７０に達する高さに切削ブレード８を位置付け、その状態から、切削ブレード８とパッケージ基板１を保持した保持テーブル７とを第二の方向に相対移動させ、分割予定ライン５２に切削ブレード８を切り込ませる。そして、さらに切削ブレード８とパッケージ基板１とを第一の方向に相対移動させ、切削ブレード８の切れ刃８０が第一の方向の外周端材４１ｂから抜けると、その分割予定ライン５２の切削を終了する。かかる切削により、分割予定ライン５２に切削溝５２０が形成される。切削中は、切削ブレード８とパッケージ基板１との接触部に、切削水が供給される。

切削時は、図３に示すように、切削ブレード８の切れ刃８０の先端が、保持テーブル７の逃がし溝７０まで達するように切削ブレード８を切り込ませることで、パッケージ基板１及び保護テープＴが切削される。このようにして、第二の方向の外周端材４２ａとデバイス部３１との境界、デバイス部３１と中間端材２１との境界、中間端材２１とデバイス部３２との境界、デバイス部３２と中間端材２２との境界、中間端材２２とデバイス部３３との境界、及び、デバイス部３３と第一の方向の外周端材４２ｂとの境界の分割予定ライン５２をすべて切削すると、これらの境界に切削溝５２０が形成され、図４に示すように、第一の方向の外周端材４１ａ，４１ｂが分断されて形成された外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ及び各デバイス部３１，３２，３３をそれぞれ含むデバイスブロック３１０，３２０，３３０と、第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂと、中間端材２１，２２とに分離される。そして、第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂ及び中間端材２１，２２は、その裏面に貼着された保護テープＴとともに、切削ブレード８の回転力と切削水の勢いとによって、保持テーブル７から飛ばされて除去される。一方、デバイス部３１，３２，３３は、保持テーブル７の吸引孔７１に作用する吸引力によって、保持テーブル７に保持されたままの状態となっている。このようにして第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂ及び中間端材２１，２２を先に除去することにより、後に第一の方向の分割予定ライン５１を切削するときに第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂ及び中間端材２１，２２を切削せずに済むため、切削ブレード８の切れ刃８０に目詰まりが生じにくく、切削品質を良好とすることができる。

（４）デバイス部分割工程
第二の方向端材除去工程を実施した後に、第一の方向の分割予定ライン５１及び第二の方向の分割予定ライン５２に沿って切削を行い、複数のパッケージデバイス６に分割する。

デバイス分割工程では、まず最初に、図４に示すように、各デバイス部３１，３２，３３に形成された第二の方向の分割予定ライン５２（図２参照）を切削する。この切削は、例えばいわゆるチョッパートラバースカットにより行う。すなわち、回転する切削ブレード８を第二の方向の分割予定ライン５２の上方に位置させ、そこから切削ブレード８を降下させていき、切削ブレード８の切れ刃８０を一方の第一の方向の外周端材４３ａの表面から切り込ませる。このとき、図５に示すように、切削ブレード８の切れ刃８０を保護テープＴの厚さ方向途中まで切り込ませる。次に、切削ブレード８の高さを維持したまま、パッケージ基板１を保持した保持テーブル７と切削ブレード８とを第二の方向に相対移動させ、分割予定ライン５２に沿って切削を行う。そして、切削ブレード８の切れ刃８０の先端が他方の第一の方向の外周端材４３ｂの途中に位置した段階で、切削ブレード８を上昇させ、その分割予定ライン５２の切削を終了する。このような切削を、デバイス部３１，３２，３３に形成された第二の方向のすべての分割予定ライン５２について行い、切削溝５２１を形成する。このように、デバイス部３１，３２，３３の第二の方向の分割予定ライン５２を切削する際には、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを第二の方向に完全切断せず、切り残し部４３０ａ，４４０ａ，４５０ａ，４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを残すことにより、デバイスブロック３１０，３２０，３３０としての形を維持する。

次に、図６に示すように、第一の方向の分割予定ライン５１を切削する。具体的には、回転する切削ブレード８を、第一の方向の分割予定ライン５１の延長線上に位置付けるとともに、図７に示すように、切削ブレード８の切れ刃８０の下端が保護テープＴの厚さ方向途中に位置する高さに切削ブレード８を位置付け、その状態から、切削ブレード８とパッケージ基板１を保持した保持テーブル７とを第一の方向に相対移動させ、デバイス部３３の分割予定ライン５１に切削ブレード８を切り込ませる。そして、さらに切削ブレード８とパッケージ基板１とを第一の方向に相対移動させ、切削ブレード８の切れ刃８０がデバイス部３１から抜けると、その分割予定ライン５１の切削を終了する。かかる切削により、分割予定ライン５１に切削溝５１０が形成される。

このような切削を、第一の方向のすべての分割予定ライン５１について行うと、図８に示すように、すべての分割予定ライン５１，５２に沿って縦横に切削溝５１０，５２０が縦横に切削され、個々のパッケージデバイス６に分割される。各パッケージデバイス６は、図１に示した吸引孔７１に作用する吸引力によって、保護テープＴを介して保持されており、第二の方向の両端には第一の方向に延びる外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂが存在している。

このように、デバイス部分割工程では、第二の方向の分割予定ライン５２については、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを完全切断せず、切り残し部４３０ａ，４４０ａ，４５０ａ，４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを残存させたため、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂは分割されていない。

（５）保護テープ剥離工程
デバイス部分割工程を実施した後に、図８に示した３つのデバイスブロック３１０，３２０，３３０を、例えば図９に示すデバイス収容装置９にそれぞれ搬送する。このデバイス収容装置９は、剥離ステージ９０と、落とし込みテーブル９１と、保護テープＴ及び第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを把持する把持手段９２と、バルク収容手段９３とを備えている。

各デバイスブロック３１０，３２０，３３０は、保護テープＴを下側にして剥離ステージ９０に載置される。そして、例えば第一の方向の外周端材４３ａを保護テープＴとともに把持手段９２により把持し、把持手段９２を斜め下方に引きながら複数のパッケージデバイス６の裏面側から保護テープＴを剥離する。保護テープＴから剥離された複数のパッケージデバイス６は、落とし込みテーブル９１に移載され、その後、バルク収容手段９３に落下して収容される。このような落とし込みをデバイス部３１，３２，３３ごとに行うと、パッケージ基板１を構成していたすべてのパッケージデバイス６がバルク収容手段９３に収容される。

デバイス部分割工程では、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを完全切断せず、切り残し部４３０ａ，４４０ａ，４５０ａ，４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを残存させたため、保護テープ剥離工程では、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを把持することができる。したがって、第二の方向の外周端材４２ａ，４２ｂの幅が狭いために把持部９２によって把持できない場合でも、デバイス収容装置９を用いて保護テープＴを剥離することができる。

なお、上記例では、デバイス部分割工程において、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａと第一の方向の外周端材４３ｂ，４４ｂ，４５ｂの双方に切り残し部４３０ａ，４４０ａ，４５０ａ，４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを残したが、一方の第一の方向の外周端材については完全切断し、切り残し部を残さなくてもよい。例えば、図１０に示すように、第一の方向の外周端材４３ｂ，４４ｂ，４５ｂにのみ切り残し部４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを残し、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａには切り残し部を残さないように切削することもできる。この場合は、デバイス部分割工程において、図１１に示すように、回転する切削ブレード８を、第二の方向の分割予定ライン５２の第二の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａ側の延長線上でかつ、切削ブレード８の切れ刃８０の下端が保護テープＴの厚さ方向途中に位置する高さに位置付け、その状態から、切削ブレード８とパッケージ基板１を保持した保持テーブル７とを第二の方向に相対移動させ、分割予定ライン５２に切削ブレード８を切り込ませる。そして、さらに切削ブレード８とパッケージ基板１とを第一の方向に相対移動させ、切削ブレード８の切れ刃８０が第一の方向の外周端材４３ｂ，４４ｂ，４５ｂに達すると、切削ブレード８を上昇させて分割予定ライン５２の切削を終了する。

図４及び図５に示したチョッパートラバースカットのように、パッケージ基板１の表面１ａに対して垂直な方向に切削ブレード８を降下させる場合は、降下速度を速くすると切削ブレード８の切れ刃８０に偏磨耗が生じやすく、切れ刃８０が割れやすい。一方、切削ブレード８の降下速度を遅くすると、生産性が低下する。しかし、図１１に示したように、第一の方向の外周端材４３ａ，４４ａ，４５ａには切り残し部を残さないように切削する場合は、分割予定ライン５２に対する切り込み時に切削ブレード８を降下させていく必要がなく、最初からパッケージ基板１に対して切削ブレード８の切れ刃８０が相対的に第二の方向に移動するため、切れ刃８０に偏磨耗が生じにくく、生産性の低下も防ぐことができる。

図１０に示したように、第一の方向の外周端材４３ｂ，４４ｂ，４５ｂにのみ切り残し部４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを残した場合は、保護テープ剥離工程では、図９に示したデバイス収容装置９において、切り残し部４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂを有する第一の方向の外周端材４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを把持部９２によって把持すれば、保護テープＴを剥離することができる。

１：パッケージ基板 １ａ：表面 １ｂ：裏面
２１，２２：中間端材
３１，３２，３３：デバイス部
３１０，３２０，３３０：デバイスブロック
４０：外周端材
４１ａ，４１ｂ：第一の方向の外周端材 ４２ａ，４２ｂ：第二の方向の外周端材
４３ａ，４４ａ，４５ａ，４３ｂ，４４ｂ，４５ｂ：第一の方向の外周端材
４３０ａ，４４０ａ，４５０ａ，４３０ｂ，４４０ｂ，４５０ｂ：切り残し部
５１：第一の方向の分割予定ライン ５１０：切削溝
５２：第二の方向の分割予定ライン ５２０：切削溝
６：パッケージデバイス
Ｔ：保護テープ
７：保持テーブル ７ａ：表面 ７０：逃がし溝 ７１：吸引孔
８：切削ブレード ８０：切れ刃
９：デバイス収容装置
９０：剥離ステージ ９１：落とし込みテーブル ９２：把持手段
９３：バルク収容手段

Claims (1)

1. 第一の方向及び該第一の方向に垂直な第二の方向に形成された分割予定ラインによって区画されて表面に複数のパッケージデバイスが形成されたデバイス部と該デバイス部を囲繞して形成された外周端材とを有し、該第一の方向には中間端材により連結された２以上の該デバイス部が並び且つ該第二の方向は１つの該デバイス部からなる矩形形状に形成されたパッケージ基板を該分割予定ラインに沿って分割するパッケージ基板の分割方法であって、
   該パッケージ基板と同等の大きさの保護テープを該パッケージ基板の裏面に貼着する保護テープ貼着工程と、
   該保護テープ貼着工程を実施した後に、該パッケージ基板の該第二の方向の該外周端材及び該中間端材と該デバイス部との境界の分割予定ラインに対応する位置に形成され切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝及び該保護テープを介して該デバイス部を吸引保持する吸引孔を備えた保持テーブルに、該保護テープ側を当接させて該パッケージ基板を吸引保持する保持工程と、
   該保持工程を実施した後に、該第二の方向の該外周端材及び該中間端材と該デバイス部との境界の分割予定ラインに沿って該逃がし溝まで切削ブレードを切り込ませて該パッケージ基板及び該保護テープを切削し、各デバイス部に分離するとともに、該第二の方向の該外周端材及び該中間端材を裏面に貼着された保護テープとともに該保持テーブルから除去する第二の方向端材除去工程と、
   該第二の方向端材除去工程を実施した後に、該切削ブレードを該保護テープの厚さ方向途中まで切り込ませて該デバイス部の複数の分割予定ラインに沿って切削を行い、該複数のパッケージデバイスに分割するデバイス部分割工程と、
   該デバイス部分割工程を実施した後に、該デバイス部ごとに、該第一の方向の外周端材を該保護テープとともに把持手段により把持して該複数のパッケージデバイスの裏面側から該保護テープを剥離し、剥離された該複数のパッケージデバイスをバルク収容手段にバルク収容する保護テープ剥離工程と、から構成され、
   該デバイス部分割工程において、該デバイス部の該第二の方向の分割予定ラインを切削する際に、該第一の方向の外周端材に切り残し部を残して該切削ブレードを切り込ませること、を特徴とするパッケージ基板の分割方法。

Images