JP6482618B2 - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、加工装置及び加工方法に関する。
従来技術として、例えば、特許文献１には、パッケージ基板の加工方法が開示されている。このパッケージ基板の加工方法は、交差する複数の分割予定ライン２５で区画された基板１２上のチップ領域に配設された複数のデバイスチップ２０と、該デバイスチップ２０の外周に形成された複数の柱状導体電極２２と、複数の該デバイスチップ２０と該柱状導体電極２２とを被覆する樹脂封止層２４と、を有するパッケージ基板１０の加工方法であって、少なくとも該複数の柱状導体電極２２が埋設された領域の該樹脂封止層２４を切削ブレード３２で切削してパッケージ基板１０の仕上げ厚みより深い切削溝３３を形成し、該切削溝３３の溝底に該柱状導体電極２２の端面２２ａを露出させる切削ステップと、該切削ステップを実施した後、パッケージ基板１０の該樹脂封止層２４とともに該基板１２上に配設された該複数のデバイスチップ２０を研削砥石４６で研削してパッケージ基板１０を該仕上げ厚みへと薄化する研削ステップと、を備えたことを特徴とする。
特開２０１４−２２０４４３号公報
特許文献１に開示されたパッケージ基板の加工方法では、切削ブレード３２で樹脂封止層２４を切削してパッケージ基板１０の仕上げ厚みより深い切削溝３３を形成する。しかしながら、この切削溝３３の深さを制御する手段又は測定する手段が開示されておらず、切削溝３３の深さ（切削量）にばらつきが発生するおそれがある。
本発明は上記の課題を解決するもので、ワークの研削量のばらつきを抑制することができる加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る加工装置は、ワークを加工する加工装置であって、ワークを載置するテーブルと、ワークを研削する研削機構と、ワークのワーク厚み方向における少なくともワークの一部の位置を測定する測定機構とを備え、研削機構は研削砥石を有し、測定機構によって測定された測定値に基づき、ワーク厚み方向における研削砥石の位置が制御される。
上記の課題を解決するために、本発明に係る加工方法は、基板と、基板に装着された複数の半導体素子と、半導体素子の周囲に配置された複数の突起状電極と、少なくとも複数の半導体素子及び複数の突起状電極を覆う封止樹脂とを有するワークを加工する加工方法であって、基板に加工予定線を設定する設定工程と、ワークのワーク厚み方向における少なくともワークの一部の位置を測定機構によって測定する測定工程と、ワークを研削砥石によって研削する研削工程と、測定機構によって測定された測定値に基づき、ワーク厚み方向における研削砥石の位置を制御する制御工程とを含む。
本発明によれば、ワークの研削量のばらつきを抑制することができる。
本発明に係る実施形態１の切断装置の概要を示す平面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、図１に示した切断装置に設けられた測定機構の構成を示す概要図であり、（ａ）はワークを研削する前の状態を示す概要図、（ｂ）はワークを研削中にワークの高さ位置を測定している状態を示す概要図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図２に示した測定機構によって研削前及び研削後のワークの高さ位置を測定する過程を示す概要図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１で使用される封止済基板を示す概要図であり、（ａ）は樹脂封止前の平面図、（ｂ）は樹脂封止前の正面図、（ｃ）は樹脂封止後の正面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図４に示した封止済基板を使用して、ＰｏＰ型半導体装置を製造する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、実施形態２において、加工予定線に沿って研削工程と切断工程とを順次行う工程を示す概略工程断面図である。 本発明に係る実施形態３の切断装置の概要を示す平面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図７に示した切断装置において、図４に示した封止済基板を使用して、ＰｏＰ型半導体装置を製造する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、実施形態４において、加工予定線に沿って粗い研削加工と仕上げ研削加工とを順次行う工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、実施形態５で使用される封止済基板を使用して、ＰｏＰ型半導体装置を製造する工程を示す概略工程断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。なお、本出願書類において、「半導体素子」とは、樹脂等によって封止されていない所謂半導体チップ、および半導体チップの少なくとも一部が樹脂等によって封止された形態のものを含む。本出願書類において、「研削」とは、砥石の粒子によってワークの表面を削り取ること（grinding ）、「切断」とは、ワークを複数の領域に断ち切ること（cutting ）を意味する。
〔実施形態１〕
（切断装置の構成）
図１を参照して、本発明に係る加工装置の一例として、例えば、切断装置の構成について説明する。図１に示されるように、切断装置１は、例えば、ワークとして封止済基板２を供給する供給モジュールＡと封止済基板２を研削及び切断する研削・切断モジュールＢと切断されて個片化された個片化物（製品又は半製品に相当する）を検査する検査モジュールＣとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。
供給モジュールＡには、封止済基板２を供給する基板供給部３が設けられる。封止済基板２は、例えば、基板と、基板が有する複数の領域に装着された複数の半導体チップと、複数の領域が一括して覆われるようにして形成された封止樹脂とを有する。封止済基板２を切断して個片化された複数の領域がそれぞれ製品又は半製品に相当する。封止済基板２は、搬送機構（図示なし）によって、供給モジュールＡから研削・切断モジュールＢに搬送される。
研削・切断モジュールＢには、封止済基板２を載置して研削及び切断するための切断テーブル４が設けられる。切断テーブル４の上には、封止済基板２を吸着するための吸着用ジグ（図２参照）が取り付けられる。切断テーブル４は、移動機構５によって図のＹ方向に移動可能である。かつ、切断テーブル４は、回転機構６によってθ方向に回転可能である。切断テーブル４の上方には、例えば、切断テーブル４の高さ位置を測定するための変位センサ７が設けられる。変位センサ７としては、例えば、接触式変位センサ、光学式変位センサ、超音波式変位センサ等が使用される。
研削・切断モジュールＢには、２個のスピンドル８、９が設けられる。例えば、封止済基板２の一部分を研削する研削機構としてのスピンドル８と、封止済基板２を複数の領域に切断する切断機構としてのスピンドル９とが設けられる。スピンドル８には、封止済基板２の一部分を研削するために厚さが厚い（幅が大きい）研削砥石１０が装着される。スピンドル９には、封止済基板２を切断するために厚さが薄い（幅が小さい）回転刃１１が装着される。
スピンドル８には、研削砥石１０に加工水を噴射する加工水噴射ノズル１２と封止済基板２の高さ位置を測定するための変位センサ７とが設けられる。加工水としては、研削砥石１０を冷却する冷却水、研削によって生じた研削屑などを除去する洗浄水等が使用される。変位センサ７は、切断テーブル４の上方に設けられた変位センサと同じものである。図１に示されるように、例えば、変位センサ７は、平面視してスピンドル８の両側に設けられる。変位センサ７は、スピンドル８の両側に設けてもよいし、どちらか一方の側にだけ設けてもよい。変位センサ７によって、研削前の少なくとも一部の封止済基板２の高さ位置、研削後の少なくとも一部の封止済基板２の高さ位置及び切断テーブル４の高さ位置を測定することができる。
さらに、研削後の少なくとも一部の封止済基板２の表面状態を撮像するためのカメラ（図２参照）を、スピンドル８に設けることができる。カメラには、例えば、撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor ）センサ等が組み込まれる。
スピンドル９には、回転刃１１に加工水を噴射する加工水噴射ノズル１３と回転刃１１によって切断された封止済基板２の切断溝（カーフ）を撮像するためのカメラ１４とが設けられる。加工水としては、回転刃１１の目詰まりを抑制する切削水、回転刃１１を冷却する冷却水、切断によって生じた端材などを除去する洗浄水等が使用される。
切断装置１は、１個の切断テーブル４と２個のスピンドル８、９とが設けられるシングルテーブル、ツインスピンドル構成の切断装置である。スピンドル８、９は、それぞれ独立してＸ方向及びＺ方向に移動可能である。切断テーブル４とスピンドル８とを相対的に移動させることによって封止済基板２が研削砥石１０によって研削される。切断テーブル４とスピンドル９とを相対的に移動させることによって封止済基板２が回転刃１１によって切断される。
本実施形態においては、研削・切断モジュールＢに、封止済基板２を研削する研削機構としてのスピンドル８と、封止済基板２を切断する切断機構としてのスピンドル９とを、それぞれ１個設けた場合を示した。これに限らず、研削機構として粗加工及び仕上加工をそれぞれ行う２個のスピンドルと切断機構として１個のスピンドルとを設けることができる。さらには、研削機構及び切断機構としてのスピンドルをそれぞれ２個設けることも可能である。
検査モジュールＣには、封止済基板２を切断して個片化された複数の個片化物１５（製品又は半製品に相当する）を載置して検査するための検査テーブル１６が設けられる。搬送機構（図示なし）によって、複数の個片化物１５が、切断テーブル４から検査テーブル１６の上に一括して搬送される。複数の個片化物１５は、検査用のカメラ１７によって表面状態などを検査される。
検査テーブル１６で検査された個片化物１５は良品と不良品とに区別される。移送機構（図示なし）によって良品は良品用トレイ１８に、不良品は不良品用トレイ（図示なし）にそれぞれ移送されて収納される。
供給モジュールＡには制御部ＣＴＬが設けられる。制御部ＣＴＬは、切断装置１の動作、封止済基板２の搬送、封止済基板２の研削及び切断、切断された個片化物１５の搬送、個片化物１５の検査及び収納等を制御する。本実施形態においては、制御部ＣＴＬを供給モジュールＡに設けた。これに限らず、制御部ＣＴＬを他のモジュールに設けてもよい。また、制御部ＣＴＬは、複数に分割して、供給モジュールＡ、研削・切断モジュールＢ及び検査モジュールＣのうちの少なくとも２つのモジュールに設けてもよい。
（測定機構の構成）
図２を参照して、研削砥石１０によって研削された封止済基板２の研削量を測定及び制御する測定機構の構成について説明する。なお、便宜上、封止済基板２において、研削する前の部分を研削前の部分として封止済基板２の研削前部２ａ、研削した後の部分を研削済みの部分として封止済基板２の研削済部２ｂと定義する。
図２に示されるように、スピンドル８は、スピンドルを保持するスピンドル保持部８ａに設けられる。測定機構１９は、例えば、スピンドル保持部８ａに設けられた２個の変位センサ７ａ、７ｂと切断テーブル４に設けられた変位センサ７ｃと制御部２０とによって構成される。スピンドル保持部８ａに設けられた２個の変位センサ７ａ、７ｂと切断テーブル４に設けられた変位センサ７ｃとは、同じ種類の変位センサであってもよいし、違う種類の変位センサであってもよい。変位センサとして、例えば、光学式変位センサが用いられる。なお、変位センサ７ａ、７ｂ、７ｃの基準点を切断テーブル４の表面位置などで予め一致させておき、各変位センサ間の誤差を取り除いておくことが望ましい。
スピンドル保持部８ａを駆動機構２１によりＺ方向に昇降させることによって、スピンドル８及び研削砥石１０はＺ方向に昇降する。駆動機構２１によってスピンドル８を下降させることにより、封止済基板２の厚み方向（図においてｈで示す部分）における研削砥石１０の下端位置が制御される。スピンドル８及び研削砥石１０は、駆動機構（図示なし）によってＸ方向に移動することができる。
図２（ｂ）に示されるように、研削砥石１０を−Ｚ方向に一定量下降させることにより、封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の下端位置が設定される。研削砥石１０を反時計回り方向に高速回転させ、切断テーブル４を＋Ｙ方向に移動させることによって、封止済基板２が研削砥石１０によって研削される。
変位センサ７ａは、主に封止済基板２を研削する前の封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置を測定するためのセンサである。変位センサ７ｂは、主に封止済基板２を研削した後の封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置を測定するためのセンサである。変位センサ７ｃは、切断テーブル４の高さ位置を測定するためのセンサである。変位センサ７ａ、７ｂ、７ｃによって測定されたそれぞれの高さ位置は制御部２０に記憶され、制御部２０によって演算処理される。
変位センサ７ａによって測定された封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置と変位センサ７ｂによって測定された封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置とを比較することによって、封止済基板２の研削量を求めることができる。変位センサ７ａ、７ｂは切断テーブル４の高さ位置を測定することもできる。さらに、スピンドル保持部８ａに設けられた変位センサ７ｂの外側に、封止済基板２の研削済部２ｂの表面状態を検査するためのカメラ２２を設けることができる。なお、変位センサ７ａ、７ｂ及びカメラ２２は厳密にはスピンドル保持部８ａに設けられるが、本出願書類においては、便宜上、スピンドル８に設けられると言う場合がある。
切断テーブル４の上には、封止済基板２を吸着して保持するための吸着ジグ２３が取り付けられる。封止済基板２は、吸着ジグ２３の上に載置されて切断テーブル４に吸着される。封止済基板２を研削する際に、加工水噴射ノズル１２から封止済基板２と研削砥石１０との加工点に向かって加工水２４が噴射される。
（研削量の測定方法）
図３を参照して、測定機構１９によって封止済基板２の研削量を測定し、研削量を制御する方法について説明する。なお、図３においては、便宜上、駆動機構２１、加工水噴射ノズル１２、制御部２０及び変位センサ７ｃを省略している。
まず、図３（ａ）に示されるように、スピンドル８に設けられたスピンドルモータ（図示なし）によって研削砥石１０を反時計回り方向に高速回転させる。次に、駆動機構２１（図２参照）によってスピンドル８を−Ｚ方向に一定量下降させる。この段階で、封止済基板２の表面から封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の下端位置が設定される。言い換えれば、封止済基板２の表面から一定の深さｄ０の位置に研削砥石１０の下端位置を合わすようにスピンドル８を下降させる。この深さｄ０が、封止済基板２を研削する研削量に相当する。このようにして、封止済基板２を研削する狙いの研削量（研削深さ）を制御する。
次に、切断テーブル４を一定の速度ｖで＋Ｙ方向に移動させる。切断テーブル４が変位センサ７ａの下方を通過する際に、変位センサ７ａによって切断テーブル４の高さ位置ｈ０を測定する。切断テーブル４の高さ位置ｈ０を、変位センサ７ａの基準高さ位置に設定する。この切断テーブル４の高さ位置ｈ０を制御部２０（図２参照）に記憶させる。
次に、図３（ｂ）に示されるように、切断テーブル４をさらに＋Ｙ方向に移動させる。封止済基板２の研削前部２ａが変位センサ７ａの下方を通過する際に、変位センサ７ａによって研削前部２ａの高さ位置ｈ１を測定する。この研削前部２ａの高さ位置ｈ１を制御部２０（図２参照）に記憶させる。この研削前部２ａの高さ位置ｈ１が、封止済基板２を研削する前の相対的な高さ位置に相当する。厳密には、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１と切断テーブル４の高さ位置ｈ０との差分（ｈ１−ｈ０）が、切断テーブル４の表面から封止済基板２の研削前部２ａの表面までの高さに相当する。封止済基板２の研削前部２ａが変位センサ７ａの下方を通過する間において、研削前部２ａの高さ位置ｈ１をずっと連続して測定する。
次に、図３（ｃ）に示されるように、切断テーブル４をさらに＋Ｙ方向に移動させる。封止済基板２の研削前部２ａと研削砥石１０とが接触することによって、研削前部２ａが研削砥石１０によって表面から一定の深さｄ０まで一定量研削される。封止済基板２の研削前部２ａが研削砥石１０を通り過ぎることによって封止済基板２の研削済部２ｂが形成される。
切断テーブル４をさらに＋Ｙ方向に移動させると、切断テーブル４が変位センサ７ｂの下方を通過する。切断テーブル４が変位センサ７ｂの下方を通過する際に、変位センサ７ｂによって切断テーブル４の高さ位置ｈ０を測定する。切断テーブル４の高さ位置ｈ０を、変位センサ７ｂの基準高さ位置に設定する。この切断テーブル４の高さ位置ｈ０を制御部２０（図２参照）に記憶させる。変位センサ７ｂが測定した切断テーブル４の高さ位置ｈ０と変位センサ７ａが測定した切断テーブル４の高さ位置ｈ０とは、変位センサ７ａ、７ｂの基準点を予め一致させておけば基本的に同じ値を示すことになる。
次に、図３（ｄ）に示されるように、切断テーブル４をさらに＋Ｙ方向に移動させる。封止済基板２の研削済部２ｂが変位センサ７ｂの下方を通過する際に、変位センサ７ｂによって研削済部２ｂの高さ位置ｈ２を測定する。この研削済部２ｂの高さ位置ｈ２を制御部２０（図２参照）に記憶させる。封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２と切断テーブル４の高さ位置ｈ０との差分（ｈ２−ｈ０）が、切断テーブル４の表面から封止済基板２の研削済部２ｂの表面までの高さに相当する。封止済基板２の研削済部２ｂが変位センサ７ｂの下方を通過する間において、研削済部２ｂの高さ位置ｈ２をずっと連続して測定する。
変位センサ７ａ及び変位センサ７ｂが測定した切断テーブル４の高さ位置ｈ０が同じ値であれば、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１と変位センサ７ｂによって測定された封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２とを比較することによって、封止済基板２の研削量ｄを簡単に求めることができる。
変位センサ７ａが測定した切断テーブル４の表面から封止済基板２の研削前部２ａの表面までの高さ（ｈ１−ｈ０）と、変位センサ７ｂが測定した切断テーブル４の表面から封止済基板２の研削済部２ｂの表面までの高さ（ｈ２−ｈ０）との差分が封止済基板２の研削量ｄに相当する。したがって、封止済基板２の研削量ｄは、ｄ＝（ｈ１−ｈ０）−（ｈ２−ｈ０）＝（ｈ１−ｈ２）となる。したがって、変位センサ７ａ、７ｂが測定した切断テーブル４の高さ位置ｈ０が同じ値であれば、封止済基板２の研削量ｄを、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１と封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２との差分（ｈ１−ｈ２）によって求めることができる。
変位センサ７ａ及び変位センサ７ｂが測定した切断テーブル４の高さ位置ｈ０が異なる場合であっても、変位センサ７ａが測定した切断テーブル４の表面から封止済基板２の研削前部２ａの表面までの高さと、変位センサ７ｂが測定した切断テーブル４の表面から封止済基板２の研削済部２ｂの表面までの高さとをそれぞれ求め、これらを比較することによって封止済基板２研削量を求めることができる。制御部２０が演算処理をすることによって、封止済基板２研削量を求めることができる。
このようにして、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１、封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２及び切断テーブル４の高さ位置ｈ０をそれぞれ求めることによって、封止済基板２の研削量を求めることができる。
本実施形態においては、封止済基板２が変位センサ７ａの下方を通過した時点から封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１をずっと連続して測定する。同様に、封止済基板２が変位センサ７ｂの下方を通過した時点から封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２をずっと連続して測定する。したがって、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１と封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２とを比較することによって、封止済基板２の研削量ｄ＝（ｈ１−ｈ２）をずっと連続して測定することができる
切断テーブル４は一定の速度ｖで移動するので、変位センサ７ａ、７ｂは、封止済基板２の端部から同じ距離の位置において封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１、封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２をそれぞれ連続して測定することになる。したがって、制御部２０が連続して測定された封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１、研削済部２ｂの高さ位置ｈ２を演算処理することによって、その場・その時点（in situ ）における封止済基板２の研削量ｄを精度よく測定することができる。したがって、封止済基板２の研削量ｄを常に正確に把握することが可能となる。
次に、図３（ｅ）に示されるように、切断テーブル４をさらに＋Ｙ方向に移動させる。封止済基板２の研削済部２ｂがカメラ２２の下方を通過する際に、カメラ２２によって研削済部２ｂを撮像する。このことによって、封止済基板２の研削済部２ｂの研削状態に異常がないかどうかを検査することができる。
切断装置１のスピンドル８に、測定機構１９として２個の変位センサ７ａ、７ｂ及びカメラ２２を設けることによって、封止済基板２の研削量ｄを連続して測定することができ、封止済基板２の研削量ｄを常に正確に把握することができる。さらに、封止済基板２の研削済部２ｂの研削状態をカメラ２２によって常に確認することができる。したがって、封止済基板２の研削に異常があった場合には早期に発見することができる。
ここまで述べてきた一連の動作が、１回の研削によって封止済基板２を一定量研削する動作となる。１回の研削によって狙いの研削量（研削深さ）まで研削できない場合には、このような動作を繰り返し行うことにより封止済基板２を狙いの研削量まで研削する。本実施形態では、測定機構１９に設けられた変位センサ７ａ、７ｂによって封止済基板２の研削量ｄを連続して測定することができる。その測定した研削量をフィードバックすることにより、研削砥石１０の下端位置を調整して研削量を制御することが可能となる。
本実施形態においては、測定機構１９として２個の変位センサ７ａ、７ｂをスピンドル８に設けた。これに限らず、１個の変位センサをスピンドルに設けてもよい。この場合には、１個の変位センサによって、切断テーブル４の高さ位置ｈ０、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１及び封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２をそれぞれ測定する。これらの測定値を制御部２０で演算処理することによって、封止済基板２研削量を求めることができる。
本実施形態においては、切断テーブル４の高さ位置を測定するために変位センサ７ｃを切断テーブル４の上方にも設けた。このことによって、例えば、加工水による切断テーブル４の冷却や加工熱による切断テーブル４の発熱などの影響も検知することが可能となる。したがって、切断テーブル４が伸縮や変形したとしても、常に切断テーブル４の高さ位置を把握することができる。このことにより、切断テーブル４の高さ位置の変動を封止済基板２の高さ位置に補正して、封止済基板２の研削量を求めることができる。なお、切断テーブル４の高さ位置の変動が無視できるような範囲であれば、変位センサ７ｃを省略することができる。
本実施形態においては、測定機構１９に設けられた制御部２０に、切断テーブル４の高さ位置ｈ０、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１及び封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２をそれぞれ記憶させ、これらの測定値に基づき封止済基板２の研削量ｄを求めた。これに限らず、切断装置１に設けられた制御部ＣＴＬ（図１参照）に、これらの測定値を記憶させて封止済基板２の研削量を求めてもよい。
（封止済基板の構成）
図４を参照して、本実施形態において使用される封止済基板の構成について説明する。図４（ｃ）に示されるように、封止済基板２は、基板２５と基板２５の主面側に装着された複数の半導体チップ２６と半導体チップ２６の周囲に配置された複数の突起状電極であるはんだボール２７と複数の半導体チップ２６及び複数のはんだボール２７を覆うように形成された封止樹脂２８とを備える。半導体チップ２６は、例えば、バンプ２９を介して基板２５に接続される。封止済基板２の裏面側には、外部電極となる複数のはんだボール３０が設けられる。封止済基板２は、厚み方向において高さｈを有する封止済基板である。本実施形態において示す封止済基板２は、例えば、ＰｏＰ（ Package on Package ）型半導体装置を構成する下部パッケージを製作するための封止済基板である。
図４（ａ）に示されるように、それぞれの半導体チップ２６と半導体チップ２６の周囲に配置された複数のはんだボール２７とは、基板２５に仮想的に設定され互いに交差する複数の加工予定線３１によって囲まれる領域３２に設けられる。複数の加工予定線３１は、基板２５に設けられたアライメントマーク（図示なし）等を、切断装置１に設けられたアライメント用のカメラ（図示なし）で確認することによって、基板２５に仮想的な加工予定線として設定される。複数の加工予定線３１によって囲まれる複数の領域３２が、ＰｏＰ型半導体装置を構成する下部パッケージに相当する。なお、半導体チップ２６の周囲に配置される突起状電極は、はんだボールに限らない。例えば、銅（Ｃｕ）などからなる導電性を有する突起状の電極であればよい。
（電子部品の製造方法）
図５（ａ）〜（ｅ）を参照して、本実施形態における電子部品（ＰｏＰ型半導体装置）の製造方法について説明する。
まず、図５（ａ）に示されるように、基板２５の複数の領域３２にバンプ２９を介して複数の半導体チップ２６をそれぞれ装着する。次に、それぞれの半導体チップ２６の周囲に接続用の突起状電極となる複数のはんだボール２７を配置する。次に、基板２５の裏面側に外部電極となる複数のはんだボール３０を配置する。
次に、図５（ｂ）に示されるように、複数の半導体チップ２６と複数のはんだボール２７とを覆うように封止樹脂２８を形成する。ここまでの工程によって、封止済基板２が作製される。なお、本実施形態では、封止樹脂２８を形成する前に外部電極となる複数のはんだボール３０を配置した。これに限らず、封止樹脂２８を形成した後に複数のはんだボール３０を配置してもよい。
次に、図５（ｃ）に示されるように、切断装置１の切断テーブル４（図１〜３参照）の上に封止済基板２を載置する。図３（ｃ）〜（ｄ）においては、切断テーブル４を省略している。切断装置１の研削機構としてのスピンドル８（図１〜３参照）に装着された研削砥石１０を、封止済基板２に設定された加工予定線３１の上に配置する。封止済基板２に設定された加工予定線３１に沿って、封止済基板２における封止樹脂２８を一定量研削する。この場合には、基板２５に配置された複数のはんだボール２７の上部が露出するまで封止樹脂２８を研削する。研削砥石１０は、少なくとも加工予定線３１の両側に配置された複数のはんだボール２７上の封止樹脂２８を研削することが可能な幅を有する。
スピンドル８に設けられた測定機構１９（図２〜３参照）により封止樹脂２８の研削量を測定し、はんだボール２７の上部が露出するまで封止樹脂２８を研削砥石１０によって研削する。この結果、封止済基板２には、はんだボール２７の上部を露出させる開口部３３が形成される。さらに、スピンドル８に設けられたカメラ２２（図２〜３参照）によってはんだボール２７の上部が露出したかどうかを確認する。
このようにして、封止済基板２に設定されたすべての加工予定線３１（図４（ａ）参照）に沿って封止済基板２を研削する。この結果、封止済基板２に設定された複数の加工予定線３１に沿って、複数の開口部３３が形成される。ここまでの工程によって、研削工程が完了する。
次に、図５（ｄ）に示されるように、研削工程が完了した後に、切断装置１の切断機構としてのスピンドル９（図１参照）に装着された回転刃１１を、封止済基板２の開口部３３に設定されている加工予定線３１の上に配置する。封止済基板２に設定された加工予定線３１に沿って封止樹脂２８の残りの部分及び基板２５を回転刃１１によって切断する。この結果、封止済基板２には切断溝３４が形成される。
封止済基板２に設定されたすべての加工予定線３１（図４（ａ）参照）に沿って封止済基板２を切断する。このことにより、複数の切断溝３４によって封止済基板２はそれぞれの領域３２に個片化される。ここまでの工程によって、ＰｏＰ型半導体装置を構成する複数の下部パッケージ３５が製造される。図５（ｃ）〜（ｄ）の工程が、切断装置１によって実行される。
次に、図５（ｅ）に示されるように、下部パッケージ３５に配置された接続用のはんだボール２７と上部パッケージ３６に配置された接続用のはんだボール３７とを接続することによって、電子部品の一つの形態であるＰｏＰ型半導体装置３８が完成する。上部パッケージ３６は、例えば、ロジック半導体チップ３９とメモリ半導体チップ４０とが積層され、それぞれの半導体チップがボンディングワイヤ４１を介して基板４２に接続される。ロジック半導体チップ３９とメモリ半導体チップ４０とは、封止樹脂４３によって覆われる。
本実施形態においては、基板２５にバンプ２９を介して複数の半導体チップ２６をそれぞれ装着した。これに限らず、すでに樹脂封止された半導体素子を基板に装着してもよい。さらに、複数の半導体チップ又は複数の半導体素子を装着するマルチモジュール構成にすることもできる。本出願書類においては、半導体チップも半導体素子の一つの形態に含まれる。
本実施形態においては、研削砥石１０によってはんだボール２７上の封止樹脂２８を研削した。さらに、研削砥石１０を使用して半導体チップ２６上の封止樹脂２８を研削することもできる。さらに、樹脂封止された半導体素子が装着された場合であれば、研削砥石１０によって、封止樹脂２８に加えて装着された半導体素子の一部分を研削することも可能である。
（作用効果）
本実施形態の加工装置の一つの形態である切断装置１は、ワークとなる封止済基板２を加工する加工装置であって、封止済基板２を載置する切断テーブル４と、封止済基板２を研削する研削機構であるスピンドル８と、封止済基板２の厚み方向における少なくとも封止済基板２の一部の位置を測定する測定機構１９とを備え、スピンドル８は研削砥石１０を有し、測定機構１９によって測定された測定値に基づき、封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の位置が制御される構成としている。
本実施形態の加工方法は、基板２５と、基板２５に装着された複数の半導体素子である半導体チップ２６と、半導体チップ２６の周囲に配置された複数の突起状電極であるはんだボール２７と、少なくとも複数の半導体チップ２６及び複数のはんだボール２７を覆う封止樹脂２８とを有するワークである封止済基板２を加工する加工方法であって、基板２５に加工予定線３１を設定する設定工程と、封止済基板２の厚み方向における少なくとも封止済基板２の一部の位置を測定機構１９によって測定する測定工程と、封止済基板２を研削砥石１０によって研削する研削工程と、測定機構１９によって測定された測定値に基づき、封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の位置を制御する制御工程とを含む。
この構成によれば、切断装置１は、封止済基板２を研削するスピンドル８を有する。スピンドル８は、封止済基板２を研削する研削砥石１０と封止済基板２の研削量を測定する測定機構１９とを備える。測定機構１９によって封止済基板２の高さ位置を測定して、封止済基板２の研削量を求める。研削量を求めることによって、封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の位置を制御する。したがって、封止済基板２の研削量のばらつきを抑制することができる。
より詳細には、本実施形態によれば、切断装置１は、封止済基板２の一部分を研削する研削機構としてのスピンドル８を有する。スピンドル８は、封止済基板２を研削する幅が大きい研削砥石１０と研削砥石１０によって研削された封止済基板２の研削量を測定する測定機構１９とを備える。測定機構１９を、スピンドル８に設けられた２個の変位センサ７ａ、７ｂと制御部２０とによって構成する。２個の変位センサ７ａ、７ｂによって、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１と封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２とを測定する。これらの高さ位置ｈ１、ｈ２を比較することによって、封止済基板２の研削量ｄを求める。変位センサ７ａ、７ｂによって、封止済基板２の正確な研削量ｄを求めることができる。このことにより、封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の深さを制御することが可能となる。したがって、封止済基板２の研削量のばらつきを抑制することができる。
本実施形態によれば、スピンドル８に設けた２個の変位センサ７ａ、７ｂによって、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１と封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２とを連続して測定する。したがって、その場・その時点（in situ ）における封止済基板２の研削量ｄを連続して測定することができる。したがって、封止済基板２の研削量ｄを精度よく求めることができる。かつ、封止済基板２の研削量ｄを常に把握することができる。このことにより、測定機構１９によって求めた研削量を、封止済基板２の厚み方向における研削砥石１０の深さ位置に精度よくフィードバックすることができる。
本実施形態によれば、封止済基板２の研削量ｄを連続して測定することができるので、封止済基板２の研削量ｄを常に把握することができる。このことにより、例えば、研削砥石１０が磨耗することによって研削量が減少するような場合であっても、測定機構１９によってその変化を検知することができる。したがって、研削砥石１０が磨耗した場合であっても、その研削量をフィードバックすることにより、研削砥石１０の位置を調整して研削量を制御することが可能となる。
本実施形態によれば、切断装置１において、研削機構としてのスピンドル８と切断機構としてのスピンドル９とを設ける。したがって、同一装置において、封止済基板２の研削と切断との双方を行うことができる。従来のように、研削装置と切断装置の双方を準備する必要がないので、設備コストを抑制することができる。加えて、電子部品の製造コストを抑制することができる。かつ、切断装置１の生産性を向上することができる。
本実施形態によれば、封止済基板２の研削済部２ｂの状態を撮像するカメラ２２を設ける。したがって、封止済基板２の研削済部２ｂの表面状態を検査することができる。このことにより、ＰｏＰ型半導体装置３８の製造において、下部パッケージ３５に配置されたはんだボール２７の上部が正常に露出しているか否かを明確に確認することができる。したがって、封止済基板２の研削量が不足することによる不良の発生を抑制することができる。
〔実施形態２〕
（封止済基板の加工方法）
図６を参照して、実施形態２において、封止済基板２の研削工程と切断工程とを効率よく実行する加工方法について説明する。実施形態１との違いは、一つの加工予定線において研削工程を行った後に続けて切断工程も行うことである。それ以外の工程は実施形態１と同じなので説明を省略する。
まず、図６（ａ）に示されるように、スピンドル８（図１参照）に装着された研削砥石１０を封止済基板２の最も外側に設定された加工予定線３１ａの上に配置する。次に、研削砥石１０を下降させ加工予定線３１ａに沿って封止済基板２を研削する。研削砥石１０によって加工予定線３１ａ上に開口部３３ａが形成される。この工程においては、スピンドル９（図１参照）に装着された回転刃１１は封止済基板２の外で待機している。
次に、図６（ｂ）に示されるように、スピンドル８、９を移動させて、研削砥石１０を加工予定線３１ｂの上に配置し、回転刃１１を加工予定線３１ａの上に配置する。次に、研削砥石１０を下降させ加工予定線３１ｂに沿って封止済基板２を研削し、開口部３３ｂを形成する。同時に、回転刃１１を下降させ加工予定線３１ａに沿って封止済基板２を切断する。加工予定線３１ａに沿って切断溝３４ａが形成される。
次に、図６（ｃ）に示されるように、スピンドル８、９を移動させて、研削砥石１０を加工予定線３１ｃの上に配置し、回転刃１１を加工予定線３１ｂの上に配置する。次に、研削砥石１０を下降させ加工予定線３１ｃに沿って封止済基板２を研削し、開口部３３ｃを形成する。同時に、回転刃１１を下降させ加工予定線３１ｂに沿って封止済基板２を切断する。加工予定線３１ｂに沿って切断溝３４ｂが形成される。
図６（ｄ）〜（ｆ）に示されるように、この工程を順次繰り返すことによって、すべての加工予定線３１ａ〜３１ｅに沿って、開口部３３ａ〜３３ｅ及び切断溝３４ａ〜３４ｅを形成する。加工予定線３１ａ〜３１ｅに直交する加工予定線についても同様の工程を実施することによって、封止済基板２をそれぞれの領域に個片化する。
本実施形態によれば、２つのスピンドル８、９を使用して、研削工程と切断工程とを連続して実施する。一つの加工予定線において、研削砥石１０による研削工程を行った後に続けて回転刃１１による切断工程を行う。このことにより、ツインスピンドル構成の切断装置１を用いて効率よく研削工程と切断工程とを行うことができる。したがって、切断装置１の生産性を向上させることができる。
〔実施形態３〕
（切断装置の構成）
図７を参照して、実施形態３に係る加工装置の他の例である切断装置の構成について説明する。実施形態１で示した切断装置１との違いは、研削・切断モジュールＢを研削モジュールと切断モジュールとにさらに分割したことである。それ以外の構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。
図７に示されるように、切断装置４４は、封止済基板２を供給する供給モジュールＡと封止済基板２を研削する研削モジュールＢ１と封止済基板２を切断する切断モジュールＢ２と切断されて個片化された個片化物を検査する検査モジュールＣとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。供給モジュールＡ及び検査モジュールＣは実施形態１と同じである。
研削モジュールＢ１には、封止済基板２を載置して研削するための研削テーブル４５が設けられる。研削テーブル４５は実施形態１に示した切断テーブル４と同じものであり、移動機構５、回転機構６及び変位センサ７も実施形態１と同じである。
研削モジュールＢ１には、研削機構として２個のスピンドル４６、４７が設けられる。例えば、封止済基板２を粗加工するためのスピンドル４６と封止済基板２を仕上加工するためのスピンドル４７とが設けられる。スピンドル４６、４７に装着する研削砥石を使い分けることによって、封止済基板２を粗加工又は仕上加工することができる。研削砥石を構成する砥粒の種類や粒度（砥粒の数）を最適化することによって、封止済基板２を粗加工又は仕上加工することができる。
例えば、粒度（砥粒の数）を最適化することによって、封止済基板２を粗加工又は仕上加工することができる。スピンドル４６に粒度が小さい（砥粒の数が少ない）研削砥石４８を装着することによって、封止済基板２を粗加工することができる。スピンドル４７に粒度が大きい（砥粒の数が多い）研削砥石４９を装着することによって、封止済基板２を仕上加工することができる。
さらに別の方法として、砥粒の種類を選択することによって、封止済基板２を粗加工又は仕上加工することができる。例えば、硬度が最も高い（硬い）超砥粒として、ダイヤモンド、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）等を使用することによって、封止済基板２を粗加工することができる。超砥粒よりは硬度が低い（柔らかい）一般砥粒として、例えば、ＧＣ砥石（グリーンカーボナイト：緑色炭化ケイ素系砥石）等を使用することによって、封止済基板２を仕上加工することができる。
スピンドル４６、４７には、研削砥石４８、４９にそれぞれ加工水を噴射する加工水噴射ノズル１２と封止済基板２の高さ位置を測定するための変位センサ７とが設けられる。変位センサ７は、実施形態１に示した変位センサと同じものである。この場合も、変位センサ７はスピンドル４６、４７の両側にそれぞれ設けられる。変位センサ７によって、封止済基板２の研削前部２ａの高さ位置ｈ１及び封止済基板２の研削済部２ｂの高さ位置ｈ２（図２〜３参照）を測定することができる。さらに、封止済基板２の研削済部２ｂの表面状態を撮像するためのカメラ（図２〜３参照）を設けることができる。
切断モジュールＢ２には、切断テーブル４と切断機構としてのスピンドル９とが設けられる。スピンドル９は、実施形態１に示したスピンドルと同じものである。スピンドル９には、封止済基板２を切断するための回転刃１１が装着される。実施形態１と同様に、スピンドル９には、加工水を噴射する加工水噴射ノズル１３と切断溝を撮像するためのカメラ１４とが設けられる。なお、切断モジュールＢ２を、ツインテーブル、ツインスピンドル構成にすることもできる。
なお、加工装置４４において、封止済基板に対して研削工程を行い、切断工程を別の工程（装置）で行う場合には、切断モジュールＢ２を省略することができる。この場合には、加工装置４４は研削装置として機能する。
（電子部品の製造方法）
図８（ａ）〜（ｆ）を参照して、実施形態３における電子部品（ＰｏＰ型半導体装置）の製造方法について説明する。図８（ａ）〜（ｂ）に示されるように、封止済基板２を作製するまでの工程は実施形態１と同じである。
次に、図８（ｃ）に示されるように、切断装置４４の研削テーブル４５（図７参照）の上に封止済基板２を載置する。切断装置４４の粗加工用のスピンドル４６（図７参照）に装着された研削砥石４８によって封止済基板２を研削する。封止済基板２に設定された加工予定線３１に沿って、封止済基板２における封止樹脂２８を一定量研削する。この場合には、例えば、基板２５に配置されたはんだボール２７の上部が露出する直前まで研削するように研削量を制御する。研削量は、スピンドル４６に設けられた測定機構（図示なし）によって制御される。この結果、封止済基板２には浅い開口部５０が形成される。スピンドル４６には粗加工用の、例えば、粒度が小さい（砥粒の数が少ない）研削砥石４８を装着しているので、封止樹脂２８を速く研削することができる。封止済基板２に設定されたすべての加工予定線３１（図４（ａ）参照）に沿って研削を行うことにより、複数の浅い開口部５０を形成する。
次に、図８（ｄ）に示されるように、切断装置４４の仕上加工用のスピンドル４７（図７参照）に装着された研削砥石４９によって封止済基板２を研削する。封止済基板２に設定された加工予定線３１に沿って、封止済基板２における封止樹脂２８を一定量研削する。この場合には、基板２５に配置されたはんだボール２７の上部が露出するように研削量を制御する。研削量は、スピンドル４７に設けられた測定機構（図示なし）によって制御される。この結果、封止済基板２には、はんだボール２７の上部を露出させる深い開口部５１が形成される。スピンドル４７には仕上加工用の、例えば、粒度が大きい（砥粒の数が多い）研削砥石４９を装着しているので、封止樹脂２８を精度よく研削することができる。封止済基板２に設定されたすべての加工予定線３１（図４（ａ）参照）に沿って研削を行うことにより、複数の深い開口部５１を形成する。ここまでの工程によって、研削工程が完了する。
実施形態１と同様に、封止樹脂２８の粗加工及び仕上加工の研削量は、スピンドル４６及び４７に設けられた測定機構（図示なし）によって測定され、狙いの研削量が制御される。さらに、スピンドル４７に設けられたカメラ（図示なし）によって、はんだボール２７の上部が露出したかどうかを確認することができる。
次に、図８（ｅ）に示されるように、研削工程が完了した後に、封止済基板２を研削テーブル４５から切断テーブル４（図７参照）に移載する。切断装置４４の切断用のスピンドル９（図７参照）に装着された回転刃１１を、封止済基板２の開口部５１に設定されている加工予定線３１の上に配置する。封止済基板２に設定された加工予定線３１に沿って封止樹脂２８の残りの部分及び基板２５を回転刃１１によって切断する。この結果、封止済基板２には切断溝５２が形成される。
封止済基板２に設定されたすべての加工予定線３１（図４（ａ）参照）に沿って封止済基板２を切断する。このことにより、切断溝５２によって封止済基板２はそれぞれの領域３２に個片化される。ここまでの工程によって、ＰｏＰ型半導体装置を構成する複数の下部パッケージ３５が製造される。製造方法は異なるが、下部パッケージ３５は実施形態１の製造方法で製造されたものと同じである。図８（ｃ）〜（ｅ）の工程が、切断装置４３によって実行される。
次に、図８（ｆ）に示されるように、下部パッケージ３５に配置された接続用のはんだボール２７と上部パッケージ３６に配置された接続用のはんだボール３７とを接続することによって、電子部品の一つの形態であるＰｏＰ型半導体装置３８が完成する。上部パッケージ３６は実施形態１で示した上部パッケージと同じものである。
本実施形態によれば、研削モジュールＢ１に、研削機構として２個のスピンドル４６、４７を設ける。スピンドル４６には、粗加工をするために粒度が小さい研削砥石４８を装着する。スピンドル４７には、仕上加工をするために粒度が大きい研削砥石４９を装着する。研削砥石４８によって封止樹脂２８を速く研削し、研削砥石４９によって封止樹脂２８を精度よく仕上げることができる。したがって、封止済基板２を速くかつ精密に研削することができ、研削品質を向上させることができる。
〔実施形態４〕
（封止済基板の加工方法）
図９を参照して、実施形態４において、封止済基板２の粗加工の研削工程と仕上げの研削工程とを効率よく実行する加工方法について説明する。実施形態３との違いは、一つの加工予定線において粗加工の研削工程を行った後に続けて仕上げの研削工程を行うことである。それ以外の工程は実施形態３と同じなので説明を省略する。
まず、図９（ａ）に示されるように、スピンドル４６（図７参照）に装着された研削砥石４８を封止済基板２の最も外側に設定された加工予定線３１ａの上に配置する。次に、研削砥石４８を下降させ加工予定線３１ａに沿って封止済基板２を研削する。研削砥石４８によって加工予定線３１ａ上に浅い開口部５０ａ（はんだボール２７の上部が露出する直前の開口部；図８（ｃ）参照）が形成される。この工程においては、スピンドル４７（図７参照）に装着された研削砥石４９は封止済基板２の外で待機している。
次に、図９（ｂ）に示されるように、スピンドル４６、４７を移動させて、研削砥石４８を加工予定線３１ｂの上に配置し、研削砥石４９を加工予定線３１ａの上に配置する。次に、研削砥石４８を下降させ加工予定線３１ｂに沿って封止済基板２を研削し、浅い開口部５０ｂを形成する。同時に、研削砥石４９を下降させ加工予定線３１ａに沿って封止済基板２を研削する。加工予定線３１ａに沿って深い開口部５１ａ（はんだボール２７の上部が露出する開口部；図８（ｄ）参照）が形成される。
次に、図９（ｃ）に示されるように、スピンドル４６、４７を移動させて、研削砥石４８を加工予定線３１ｃの上に配置し、研削砥石４９を加工予定線３１ｂの上に配置する。次に、研削砥石４８を下降させ加工予定線３１ｃに沿って封止済基板２を研削し、浅い開口部５０ｃを形成する。同時に、研削砥石４９を下降させ加工予定線３１ｂに沿って封止済基板２を研削する。加工予定線３１ｂに沿って深い開口部５１ｂが形成される。
図９（ｄ）〜（ｆ）に示されるように、この工程を順次繰り返すことによって、すべての加工予定線３１ａ〜３１ｅに沿って粗加工による浅い開口部５０ａ〜５０ｅを形成し、続けて仕上加工による深い開口部５１ａ〜５１ｅを形成する。加工予定線３１ａ〜３１ｅに直交する加工予定線についても同様の工程を実施することによって、複数の深い開口部を形成する。
本実施形態によれば、２つのスピンドル４６、４７を使用して、粗加工の研削工程と仕上げの研削工程とを連続して実施する。一つの加工予定線において、研削砥石４８による粗加工を行った後に続けて研削砥石４９による仕上加工を行う。このことにより、ツインスピンドル構成の研削機構を用いて効率よく精度のよい研削工程を行うことができる。したがって、切断装置４４における研削生産性を向上させることができ、研削品質を向上させることができる。
〔実施形態５〕
（電子部品の製造方法）
図１０（ａ）〜（ｅ）を参照して、実施形態５における電子部品（ＰｏＰ型半導体装置）の製造方法について説明する。
まず、図１０（ａ）に示されるように、基板５３において、直交する加工予定線５４によって囲まれる複数の領域５５にバンプ５６を介して半導体チップ５７をそれぞれ装着する。次に、それぞれの半導体チップ５７の周囲に接続用の電極となる複数のはんだボール５８を多重に配置する。この場合には、複数のはんだボール５８が半導体チップ５７の周囲に４重に配置される。次に、基板５３の裏面側に外部電極となる複数のはんだボール５９を配置する。
次に、図１０（ｂ）に示されるように、複数の半導体チップ５７と複数のはんだボール５８とを覆うように封止樹脂６０を形成する。ここまでの工程によって、封止済基板６１が作製される。
次に、例えば、切断装置１の切断テーブル４（図１参照）の上に封止済基板６１を載置する。切断装置１の研削機構としてのスピンドル８（図１参照）に装着された研削砥石１０によって封止済基板６１を研削する。封止済基板６１に設定された加工予定線５４に沿って、封止済基板６１を研削する。この場合には、基板５３に配置されたはんだボール５８の上部が露出するまで封止済基板６１をする。この結果、封止済基板６１には、はんだボール５８の上部を露出させる開口部６２が形成される。
本実施形態においては、半導体チップ５７の周囲に複数のはんだボール５８が４重に配置される。４重に配置されたはんだボール５８上の封止樹脂６０を研削砥石１０によって一括して研削し、複数のはんだボール５８の上部をすべて露出させる。このことにより、複数のはんだボール５８が狭いピッチで配置された場合であっても、はんだボール５８とはんだボール５８との間の封止樹脂６０をそのままの状態で残すことができる。したがって、隣り合うはんだボール５８同士が短絡することを抑制することができる。
次に、図１０（ｄ）に示されるように、切断装置１の切断機構としてのスピンドル９（図１参照）に装着された回転刃１１を、封止済基板６１の加工予定線５４の上に配置する。封止済基板６１に設定された加工予定線５４に沿って封止樹脂６０の残りの部分及び基板５３を回転刃１１によって切断する。この結果、封止済基板６１には切断溝６３が形成される。封止済基板６１に設定されたすべての加工予定線５４に沿って封止済基板６１を切断する。ここまでの工程によって、ＰｏＰ型半導体装置を構成する複数の下部パッケージ６４が製造される。図１０（ｃ）〜（ｄ）の工程が、切断装置１によって実行される。
次に、図１０（ｅ）に示されるように、下部パッケージ６４に配置された接続用のはんだボール５８と上部パッケージ６５に配置された接続用のはんだボール６６とを接続することによって、ＰｏＰ型半導体装置６７が完成する。上部パッケージ６５は、基板６８にバンプ６９を介して半導体チップ７０が装着され、半導体チップ７０は封止樹脂７１によって覆われている。
本実施形態によれば、半導体チップ５７の周囲に配置された４重のはんだボール５８の上部を研削砥石１０によって一括して露出させる。したがって、複数のはんだボール５８が狭いピッチで配置された場合であっても、隣り合うはんだボール５８同士が短絡することを抑制することができる。このことにより、複数のはんだボール５８を狭ピッチで多重に配置することができ、下部パッケージ６４の面積を小さくすることが可能となる。
各実施形態においては、ワークとして、封止済基板を使用した場合について説明した。封止済基板としては、ＢＧＡ封止済基板、ＬＧＡ封止済基板、ＣＳＰ封止済基板などが使用される。さらには、ウェーハレベルパッケージにも本発明を適用することができる。
以上のように、上記実施形態の加工装置は、ワークを加工する加工装置であって、ワークを載置するテーブルと、ワークを研削する研削機構と、ワークのワーク厚み方向における少なくともワークの一部の位置を測定する測定機構とを備え、研削機構は研削砥石を有し、測定機構によって測定された測定値に基づき、ワーク厚み方向における研削砥石の位置が制御される構成としている。
この構成によれば、測定機構によってワークのワーク厚み方向における位置を測定して、ワークの研削量を求めることができる。ワークの研削量を求めることによって、ワークのワーク厚み方向における研削砥石の位置を制御することができる。したがって、ワークの研削量のばらつきを抑制することができる。
さらに、上記実施形態の加工装置では、測定機構は、少なくともワークの高さ位置を測定する変位センサを備える構成としている。
この構成によれば、変位センサによってワークの高さ位置を測定することができる。ワークの高さ位置を測定することによってワークの研削量を求めることができる。
さらに、上記実施形態の加工装置では、測定機構は、さらにワークを検査する検査機構を備える構成としている。
この構成によれば、検査機構によってワークの研削状態を検査することができる。したがって、ワークが正常に研削されたか否かを確認することができる。
さらに、上記実施形態の加工装置では、研削機構は、さらに粗加工を行う第１研削機構と仕上加工を行う第２研削機構とを備える構成としている。
この構成によれば、第１研削機構によってワークを粗加工し、第２研削機構によってワークの仕上加工を行う。したがって、ワークをより精密に研削することができ、研削品質を向上させることができる。
さらに、上記実施形態の加工装置は、さらにワークを切断する切断機構を備える構成としている。
この構成によれば、加工装置において、ワークの研削とワークの切断とを同一装置で行うことができる。したがって、加工装置の生産性を向上させることができる。
さらに、上記実施形態の加工装置では、研削機構及び切断機構は研削・切断モジュールに設けられる構成としている。
この構成によれば、研削・切断モジュールにおいて、ワークの研削とワークの切断とを行うことができる。同一モジュールにおいて研削と切断とができるので、加工装置の面積が増大することを抑制することができる。
さらに、上記実施形態の加工装置では、研削機構は研削モジュールに設けられ、切断機構は切断モジュールに設けられる構成としている。
この構成によれば、加工装置において、研削モジュールでワークの研削を行ない、切断モジュールでワークの切断を行う。このことにより、研削モジュールにおいて、粗加工と仕上加工とを行うことができる。したがって、ワークをより精密に研削することが可能となる。
上記実施形態の加工方法は、基板と、基板に装着された複数の半導体素子と、半導体素子の周囲に配置された複数の突起状電極と、少なくとも複数の半導体素子及び複数の突起状電極を覆う封止樹脂とを有するワークを加工する加工方法であって、基板に加工予定線を設定する設定工程と、ワークのワーク厚み方向における少なくともワークの一部の位置を測定機構によって測定する測定工程と、ワークを研削砥石によって研削する研削工程と、測定機構によって測定された測定値に基づき、ワーク厚み方向における研削砥石の位置を制御する制御工程とを含む。
この方法によれば、測定機構によってワークのワーク厚み方向における位置を測定して、ワークの研削量を求めることができる。ワークの研削量を求めることによって、ワークのワーク厚み方向における研削砥石の位置を制御することができる。したがって、ワークの研削量のばらつきを抑制することができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、制御工程では、加工予定線に沿って封止樹脂の一部分を研削砥石によって研削することにより複数の突起状電極の上部が露出するように研削砥石の位置を制御する。
この方法によれば、加工予定線に沿って封止樹脂の一部分を研削砥石によって研削する。測定機構の測定値に基づいて研削砥石の位置を制御して封止樹脂を研削するので、突起状電極の上部を安定して露出させることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、研削工程では、粗く研削する第１研削工程と精密に研削する第２研削工程とを含む。
この方法によれば、第１研削工程でワークを粗加工し、第２研削工程でワークの仕上加工を行う。したがって、ワークをより精密に研削することができ、研削品質を向上させることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、研削工程では、一つの加工予定線に沿って第１研削工程を行った後、別の加工予定線に沿って第１研削工程を行う際に、一つの加工予定線に沿って第２研削工程を行う。
この方法によれば、一つの加工予定線に沿って第１研削工程を行った後に第２研削工程を続けて行う。ワークの粗加工と仕上加工とを連続して行うので、ワークの研削効率をより向上させることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、測定工程では、変位センサによってワークの高さ位置を測定する。
この方法によれば、変位センサによってワークの高さ位置を測定する。ワークの高さ位置を測定することによってワークの研削量を求めることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、測定工程では、研削前のワークの高さ位置を測定する第１測定工程と研削後のワークの高さ位置を測定する第２測定工程とを備え、第１測定工程及び第２測定工程においてそれぞれ測定したワークの高さ位置を比較することよってワークの研削量を求める。
この方法によれば、第１測定工程で研削前のワークの高さ位置を測定し、第２測定工程で研削後のワークの高さ位置を測定する。研削前のワークの高さ位置と研削後のワークの高さ位置とを比較することよってワークの研削量を求めることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、加工予定線に沿って封止樹脂の残り部分と基板とを回転刃によって切断する切断工程を含む。
この方法によれば、ワークを研削した後にワークの切断を続けて行う。同一装置で研削と切断とを続けて行うことができる。したがって、ワークの加工生産性を向上させることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法は、切断工程では、一つの加工予定線に沿って研削工程を行った後、別の加工予定線に沿って研削工程を行う際に、一つの加工予定線に沿って切断工程を行う。
この方法によれば、一つの加工予定線に沿って研削工程を行った後に切断工程を続けて行う。ワークの研削と切断とを連続して行うので、ワークの加工生産性をより向上させることができる。
さらに、上記実施形態の加工方法では、複数の突起状電極は、半導体素子の周囲を１重又は多重に取り囲む。
この方法によれば、半導体素子の周囲を多重に取り囲んだ複数の突起状電極の上部を一括して露出させる。したがって、複数の突起状電極が狭いピッチで配置された場合であっても、隣り合う突起状電極同士が短絡することを抑制することができる。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。
１、４４ 切断装置（加工装置）
２、６１ 封止済基板（ワーク）
２ａ 封止済基板の研削前部
２ｂ 封止済基板の研削済部
３ 基板供給部
４ 切断テーブル（テーブル）
５ 移動機構
６ 回転機構
７、７ａ、７ｂ、７ｃ 変位センサ
８ スピンドル（研削機構）
８ａ スピンドル保持部
９ スピンドル（切断機構）
１０、４８、４９ 研削砥石
１１ 回転刃
１２、１３ 加工水用ノズル
１４、１７ カメラ
１５ 個片化物
１６ 検査テーブル
１８ 良品用トレイ
１９ 測定機構
２０ 制御部
２１ 駆動機構
２２ カメラ（検査機構）
２３ 吸着ジグ
２４ 加工水
２５、４２、５３、６８ 基板
２６、５７ 半導体チップ（半導体素子）
２７、５８ はんだボール（突起状電極）
２８、４３、６０、７１ 封止樹脂
２９、５６、６９ バンプ
３０、５９ はんだボール
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、５４ 加工予定線
３２、５５ 領域
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、６２ 開口部
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、５２、６３ 切断溝
３５、６４ 下部パッケージ
３６、６５ 上部パッケージ
３７、６６ はんだボール
３８、６７ ＰｏＰ型半導体装置
３９ ロジック半導体チップ
４０ メモリ半導体チップ
４１ ボンディングワイヤ
４５ 研削テーブル（テーブル）
４６ スピンドル（第１研削機構）
４７ スピンドル（第２研削機構）
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ 浅い開口部
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ 深い開口部
７０ 半導体チップ
Ａ 供給モジュール
Ｂ 研削・切断モジュール
Ｂ１ 研削モジュール
Ｂ２ 切断モジュール
Ｃ 検査モジュール
ＣＴＬ 制御部
ｈ 封止済基板の高さ
ｄ０ 表面からの深さ
ｖ 速度
ｈ０ 切断テーブルの高さ位置
ｈ１ 封止済基板の研削前部の高さ位置
ｈ２ 封止済基板の研削済部の高さ位置
ｄ 研削量

Claims (14)

  1. 樹脂封止されたワークを研削加工する加工装置であって、
    前記ワークを載置するテーブルと、
    前記ワークの封止樹脂を研削する研削機構と、
    研削される前の前記ワークの上面の高さ位置及び研削された後の前記ワークの上面の高さ位置を測定する測定機構とを備え、
    前記研削機構は研削砥石を有し、
    前記測定機構によって測定された前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置と前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置との比較に基づき、前記ワークの厚み方向における前記研削砥石の位置が制御される、加工装置。
  2. 前記測定機構は、さらに
    前記テーブルの上面の高さ位置を測定し、
    前記測定機構によって測定した前記テーブルの上面の高さ位置を、前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置、及び前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置各々の基準とする、請求項１に記載の加工装置。
  3. 前記測定機構は、
    前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置を測定する第１の変位センサと、
    前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置を測定する第２の変位センサと
    を備える、請求項１又は２に記載の加工装置。
  4. 前記第１の変位センサ及び前記第２の変位センサは、各々、前記テーブルの上面の高さ位置を測定し、
    前記第１の変位センサによって測定した前記テーブルの上面の高さ位置を、前記第１の変位センサによって測定した前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置の基準とし、
    前記第２の変位センサによって測定した前記テーブルの上面の高さ位置を、前記第２の変位センサによって測定した前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置の基準とする、請求項３に記載の加工装置。
  5. 前記測定機構は、前記テーブルの上面の高さ位置を測定する第３の変位センサを備える、請求項２に記載の加工装置。
  6. 前記測定機構は、さらに前記ワークを検査する検査機構を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の加工装置。
  7. 前記加工装置は、さらに前記ワークを切断する切断機構を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の加工装置。
  8. 基板と、前記基板に装着された複数の半導体素子と、前記半導体素子の周囲に配置された複数の突起状電極と、少なくとも前記複数の半導体素子及び前記複数の突起状電極を覆う封止樹脂とを有するワークを研削加工する加工方法であって、
    前記基板に加工予定線を設定する設定工程と、
    前記ワークの前記封止樹脂を研削砥石によって研削する研削工程と、
    研削される前の前記ワークの上面の高さ位置及び研削された後の前記ワークの上面の高さ位置を測定する測定工程と、
    前記測定工程において測定した前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置と前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置との比較に基づき、前記ワークの厚み方向における前記研削砥石の位置を制御する制御工程とを含む、加工方法。
  9. 前記測定工程において、前記テーブルの上面の高さ位置を測定し、
    前記制御工程において、前記測定した前記テーブルの上面の高さ位置を、前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置、及び前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置各々の基準とする、請求項８に記載の加工方法。
  10. 前記測定工程において、
    第１の変位センサによって前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置を測定し、
    第２の変位センサによって前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置を測定する、請求項８又は９に記載の加工方法。
  11. 前記測定工程において、前記第１の変位センサ及び前記第２の変位センサは、各々、前記テーブルの上面の高さ位置を測定し、
    前記第１の変位センサによって測定した前記テーブルの上面の高さ位置を、前記第１の変位センサによって測定した前記研削される前の前記ワークの上面の高さ位置の基準とし、
    前記第２の変位センサによって測定した前記テーブルの上面の高さ位置を、前記第２の変位センサによって測定した前記研削された後の前記ワークの上面の高さ位置の基準とする、請求項１０に記載の加工方法。
  12. 第３の変位センサによって前記テーブルの上面の高さ位置を測定する、請求項９に記載の加工方法。
  13. 前記制御工程では、前記加工予定線に沿って前記封止樹脂の一部分を前記研削砥石によって研削することにより前記複数の突起状電極の上部が露出するように前記研削砥石の位置を制御する、請求項８から１２のいずれか１項に記載の加工方法。
  14. さらに、前記加工予定線に沿って前記封止樹脂の残り部分と前記基板とを回転刃によって切断する切断工程を含む、請求項１３に記載の加工方法。
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