JP6604873B2 - 加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、パッケージ基板等の被加工物を加工するための加工方法に関する。

複数のデバイスが樹脂によって封止されたパッケージ基板は、例えば、ストリート等と呼ばれる分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削され、各デバイスに対応する複数のチップ（パッケージデバイス）へと分割される。分割後のチップは、例えば、収容機構によってトレーに並べられ、次の工程へと送られる（例えば、特許文献１参照）。

近年では、チップの収容に要する時間の短縮と、収容機構の簡略化とを併せて実現する分割装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この分割装置では、まず、保持テーブル上で分割されたチップを吸引パッドによって吸引、保持し、乾燥テーブルへと搬送する。

乾燥テーブル上で乾燥された複数のチップは、例えば、ブラシで掃き出されて落下し、下方のチップ収容容器に収容される。この分割装置によれば、チップを１個ずつピックアップしてトレーに並べる必要がないので、チップの収容に要する時間を短縮しながら収容機構を簡略化できる。

特開２００１−２３９３６号公報 特開２０１３−６５６０３号公報

しかしながら、上述のように、分割後のチップを落下させて収容する方法では、落下の際の衝撃等によってチップが損傷し易い。本発明はかかる問題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、チップが損傷する可能性を低く抑えた加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、交差する複数の分割予定ラインが設定された被加工物を加工する加工方法であって、被加工物を保持テーブルで保持する保持ステップと、該保持テーブルで保持した被加工物を該分割予定ラインに沿って分割し複数のチップを形成する分割ステップと、該分割ステップを実施した後、該保持テーブルに保持された複数の該チップを該保持テーブルから搬出してチップガイドへと落下させることで複数の該チップを該チップガイドの下方に配置されたチップ収容容器に収容する収容ステップと、を備え、該収容ステップでは、複数の該チップを予め該チップガイドの内部に供給された液体中で落下させて該チップ収容容器に収容する加工方法が提供される。本発明の一態様において、該収容ステップでは、複数の該チップをブラシによって掃き出すことで該チップガイドへと落下させても良い。

本発明の一態様に係る加工方法では、複数のチップを落下させてチップ収容容器へと収容する際に、液体中でチップを落下させるので、この液体が緩衝材となって、落下の際の衝撃等を緩和させる。そのため、落下の際の衝撃等によってチップが損傷する可能性を低く抑えることができる。

分割装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 チップ収容ユニットの構成例を模式的に示す図である。 図３（Ａ）は、保持ステップを説明するための斜視図であり、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、分割ステップを説明するための側面図である。 収容ステップを説明するための図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る加工方法は、保持ステップ（図３（Ａ）参照）、分割ステップ（図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）参照）及び収容ステップ（図４参照）を含む。

保持ステップでは、複数の分割予定ラインが設定された被加工物を保持テーブルで保持する。分割ステップでは、保持テーブルに保持された被加工物を分割予定ラインに沿って分割し、複数のチップを形成する。

収容ステップでは、複数のチップを保持テーブルから搬出してチップ収容容器へと落下させ、このチップ収容容器に複数のチップを収容する。この時、チップを液体中で落下させる。以下、本実施形態に係る加工方法について詳述する。

まず、本実施形態の加工方法で用いられる装置の例を説明する。図１は、分割装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、分割装置２は、各構成要素を収容、搭載するための筐体４を備えている。

筐体４は、概ね水平な第１面４ａと、第１面４ａの後端（Ｘ軸方向の一端）から上方（Ｚ軸方向の一方）に広がる第２面４ｂと、第１面４ａの前端（Ｘ軸方向の他端）から下方（Ｚ軸方向の他方）に広がる第３面４ｃと、を有する階段状に形成されている。

第２面４ｂの左右方向一方側（Ｙ軸方向の一方側）の位置には、開口４ｄが形成されており、開口４ｄの内部には、カセットエレベータ６が配置されている。カセットエレベータ６には、昇降機構（不図示）が連結されており、この昇降機構の動力によってカセットエレベータ６は昇降する。

カセットエレベータ６の上面には、パッケージ基板に代表される板状の被加工物１１（図３（Ａ）等参照）を収容可能なカセット８が載せられる。カセットエレベータ６が配置された開口４ｄの前方には、上述した被加工物１１を仮置きするための仮置きユニット１２が設けられている。

仮置きユニット１２は、例えば、互いに平行な状態を維持しながら接近、離隔される一対のガイドレール１４ａ，１４ｂを含む。ガイドレール１４ａ，１４ｂの近傍には、カセット８に収容されている被加工物１１を把持して引き出すための搬出機構１６が配置されている。

この搬出機構１６は、被加工物１１を把持するための把持部１６ａをカセットエレベータ６側に備え、筐体４の第１面４ａを前後方向（Ｘ軸方向）に移動する。ガイドレール１４ａ，１４ｂは、搬出機構１６によってカセット８から引き出された被加工物１１を挟み込んで所定の位置に合わせる。

開口４ｄの斜め上方には、左右方向に長いスリット４ｅが形成されており、このスリット４ｅ内には、第１搬送アーム１８が配置されている。第１搬送アーム１８の基端側（後端側）には、移動機構（不図示）が連結されており、この移動機構の動力によって第１搬送アーム１８は左右方向に移動する。

第１搬送アーム１８の先端部（前端部）には、エアシリンダ等の昇降機構２０を介して吸引パッド２２及び撮像ユニット２４が連結されている。吸引パッド２２には、吸引源（不図示）が接続されている。この吸引源によって吸引パッド２２の下面に負圧を発生させることで、被加工物１１を吸引パッド２２で吸引、保持できる。

第１面４ａの中央部には、第２面４ｂに跨る開口４ｆが形成されている。この開口４ｆ内には、Ｘ軸移動テーブル２６、Ｘ軸移動テーブル２６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）及びＸ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー２８が配置されている。

Ｘ軸移動テーブル２６上には、被加工物１１を吸引、保持するための保持テーブル（保持手段）３０が配置されている。保持テーブル３０は、内部に流路（不図示）が形成された治具ベース３２を含む。治具ベース３２は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。

治具ベース３２の上面には、被加工物１１に対応する保持治具３４が装着される。保持治具３４は、例えば、樹脂等の材料でなる矩形状の平板であり、その上面は、被加工物１１を吸引、保持するための保持面になっている。

保持治具３４の保持面側には、被加工物１１の分割予定ライン（ストリート）１５（図３（Ａ）参照）に対応する逃げ溝（不図示）が形成されている。逃げ溝の上端は、保持面に開口している。この逃げ溝により、保持面は、分割後の被加工物１１に対応する複数の領域に区画される。

逃げ溝によって区画された各領域には、保持治具３４を上下に貫通する貫通孔が形成されている。保持治具３４を治具ベース３２の上面に載せると、各貫通孔は、治具ベース３２の内部に形成された流路に接続される。この流路は、開閉弁（不図示）を介して吸引源（不図示）に接続されている。

被加工物１１を保持テーブル３０によって吸引、保持するには、まず、仮置きユニット１２で所定の位置に合わせた被加工物１１を吸引パッド２２で吸引、保持し、保持治具３４の保持面に載せる。その後、治具ベース３２の流路と吸引源との間にある開閉弁を開くことで、被加工物１１を保持テーブル３０によって吸引、保持できる。

筐体４の内部には、被加工物１１を切削するための切削ユニット３６が配置されている。切削ユニット３６は、切削ユニット移動機構（不図示）によって支持されており、Ｘ軸移動機構及び防塵防滴カバー２８の上方を移動する。なお、この分割装置２には、２組以上の切削ユニット３６が設けられていても良い。

また、切削ユニット３６は、スピンドル（不図示）の一端側に装着された円環状の切削ブレード３８を備えている。スピンドルの他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、切削ブレード３８は、スピンドルを介して回転駆動源から伝達される回転力によって回転する。

保持テーブル３０によって被加工物１１を吸引、保持した後には、例えば、回転させた切削ブレード３８を対象の分割予定ライン１５に沿って被加工物１１に切り込ませる。これにより、被加工物１１を対象の分割予定ライン１５に沿って分割できる。全ての分割予定ライン１５に沿って被加工物１１を分割することで、複数のチップ２１（図４参照）が完成する。

開口４ｆの上方には、分割後の被加工物１１（すなわち、複数のチップ２１）の上面を洗浄するための上面洗浄ユニット４０が配置されている。また、スリット４ｅの斜め上方には、左右方向に長いスリット４ｇが形成されており、このスリット４ｇには、第２搬送アーム４２が配置されている。

第２搬送アーム４２の基端側（後端側）には、移動機構（不図示）が連結されており、この移動機構の動力によって第２搬送アーム４２は左右方向に移動する。第２搬送アーム４２の先端部（前端部）には、エアシリンダ等の昇降機構４４を介して吸引パッド４６が連結されている。

吸引パッド４６には、分割後の被加工物１１に対応する複数の貫通孔が形成されている。また、各貫通孔には、吸引源（不図示）が接続されている。この吸引源によって吸引パッド４６の下面に負圧を発生させることで、分割後の被加工物１１を吸引パッド４６で吸引、保持できる。

開口４ｆの左右方向他方側（Ｙ軸方向の他方側）には、分割後の被加工物１１の下面を洗浄するための下面洗浄ユニット４８が設けられている。下面洗浄ユニット４８の左右方向他方側には、分割後の被加工物１１を仮置きするための仮置きテーブル５０が配置されている。

分割後の被加工物１１は、例えば、吸引パッド４６で吸引、保持され、保持テーブル３０から搬出される。その後、分割後の被加工物１１は、下面洗浄ユニット４８で下面を洗浄された後に、仮置きテーブル５０に載せられる。

スリット４ｇの下方には、左右方向に長いスリット４ｈが形成されている。このスリット４ｈは、仮置きテーブル５０に対応する位置に設けられている。また、スリット４ｈには、チップ収容アーム５２が配置されている。

チップ収容アーム５２の基端側（後端側）には、移動機構（不図示）が連結されており、この移動機構の動力によってチップ収容アーム５２は左右方向に移動する。チップ収容アーム５２の先端部（前端部）には、エアシリンダ等の昇降機構５４を介して前後方向に長いブラシ５６が連結されている。

ブラシ５６の前後方向の長さは、被加工物１１の前後方向の長さ及び仮置きテーブル５０の前後方向の長さよりも長くなっている。そのため、ブラシ５６を仮置きテーブル５０に接触する高さまで下降させて、チップ収容アーム５２を左右方向に移動させれば、仮置きテーブル５０上にある複数のチップ２１（分割後の被加工物１１）をブラシ５６で掃き出すことができる。

筐体４の内部の仮置きテーブル５０に隣接する位置には、複数のチップ２１を収容するためのチップ収容ユニット５８が設けられている。図２は、チップ収容ユニット５８の構成例を模式的に示す図である。図２に示すように、チップ収容ユニット５８は、ブラシ５６で掃き出された複数のチップ２１を案内するためのチップガイド６０を備えている。

チップガイド６０は、下方に向かって窄んだ錘状の上部６０ａと、幅が一定である柱状の下部６０ｂと、を含む漏斗状に構成されている。上部６０ａの上端には、開口６０ｃが形成されている。この開口６０ｃは、第１面４ａの仮置きテーブル５０に隣接する位置に配置される。

ブラシ５６によって左右方向他方側へと掃き出された複数のチップ２１は、開口６０ｃを通じてチップガイド６０の内部へと落下する。下部６０ｂの下端には、複数のチップ２１を排出するための開口６０ｄが形成されている。チップガイド６０内を落下した複数のチップ２１は、開口６０ｄを通じてチップガイド６０の下方へと排出される。

チップガイド６０の下方には、開口６０ｄから排出された複数のチップ２１を収容するためのチップ収容容器６２が配置されている。チップ収容容器６２は、網状の底面を持つ収容部６２ａと、作業者等によって把持される把持部６２ｂと、を含んでいる。開口６０ｄを通じてチップガイド６０から排出された複数のチップ２１は、例えば、収容部６２ａの底面に配列される。

なお、この分割装置２には、チップ収容容器６２を水平方向に揺らすための搖動機構、振動機構等が設けられても良い。複数のチップ２１を収容部６２ａの底面に配列する際にチップ収容容器６２を水平方向に揺らすことで、複数のチップ２１の重なりを抑制できる。もちろん、作業者の手作業等によってチップ収容容器６２を水平方向に揺らすこともできる。

チップガイド６０の上方には、チップガイド６０の内部に純水等の液体２３（図４参照）を供給するための配管６４が配置されている。配管６４の上流側は、開閉弁６６を介して液体供給源６８に接続されている。チップ２１をチップ収容容器６２に収容する際は、この液体供給源６８から供給される液体２３によってチップガイド６０の内部を満たす。

チップ収容容器６２の下方には、チップガイド６０の開口６０ｄから排出された液体２３を受ける液体受けパン７０が配置されている。液体受けパン７０の底面には、配管７２が接続されており、液体受けパン７０に溜まった液体２３は、配管７２を通じて分割装置２の外部へと排出される。なお、配管７２の下流側を液体供給源６８等に接続すれば、液体２３を循環させることもできる。

図１に示すように、チップ収容容器６２の一部（代表的には、把持部６２ｂ）は、筐体４の第３面４ｃに露出しており、作業者等は、チップ収容容器６２を筐体４の外部へと引き出すことができる。そのため、チップ収容容器６２に収容された複数のチップ２１を容易に回収できる。

なお、筐体４の第３面４ｃ側には、分割装置２に対する指示等を入力するための操作パネル７４が設置されている。また、筐体４の第２面４ｂには、各種情報を表示するためのモニタ７６が設けられている。

次に、上述した分割装置２を用いて実施される本実施形態の加工方法について説明する。本実施形態に係る加工方法では、まず、板状の被加工物１１を保持テーブル３０で保持する保持ステップを実施する。図３（Ａ）は、保持ステップを説明するための斜視図である。

図３（Ａ）に示すように、被加工物１１は、平面視で矩形状に形成された金属枠体１３を含んでいる。金属枠体１３は、例えば、４２アロイ（鉄とニッケルとの合金）や銅等の金属で構成されており、デバイス領域と、このデバイス領域を囲む外周余剰領域と、を備える。

デバイス領域は、例えば、金属枠体１３の上面（表面）に設定された交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１５によって複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣやＬＥＤ、ＭＥＭＳ等のデバイス１７が配置されている。また、金属枠体１３の下面（裏面）側には、複数のデバイス１７を封止するための樹脂層１９が形成されている。

この被加工物１１を分割予定ライン１５に沿って切断、分割することで、樹脂によって封止された複数のチップ（パッケージデバイス）が完成する。なお、本実施形態では、平面視で矩形状のパッケージ基板を被加工物１１として用いるが、被加工物１１の材質、形状、構造等に制限はない。例えば、半導体ウェーハ、樹脂基板、金属基板、セラミックス基板等を被加工物１１として用いることもできる。

保持ステップでは、まず、保持治具３４に形成された逃げ溝に対して分割予定ライン１５が重なるように、被加工物１１を保持治具３４の保持面に載せる。次に、治具ベース３２の流路と吸引源との間にある開閉弁を開いて、被加工物１１に吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１１は、保持テーブル３０によって吸引、保持される。

保持ステップの後には、被加工物１１を分割予定ライン１５に沿って複数のチップ２１に分割する分割ステップを実施する。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、分割ステップを説明するための側面図である。この分割ステップでは、まず、保持テーブル３０と切削ブレード３８と相対的に移動、回転させて、例えば、第１方向に伸びる分割予定ライン１５の延長線上に切削ブレード３８を合わせる。

次に、図３（Ｂ）に示すように、切削ブレード３８を逃げ溝に侵入する高さまで下降させる。そして、回転させた切削ブレード３８と、保持テーブル３０とを対象の分割予定ライン１５に対して平行な方向に相対的に移動させる。これにより、対象の分割予定ライン１５に沿って切削ブレード３８を切り込ませ、被加工物１１を分割できる。

対象の分割予定ライン１５に沿って被加工物１１を分割した後には、図３（Ｃ）に示すように、被加工物１１と接触しない高さまで切削ブレード３８を上昇させる。次に、保持テーブル３０と切削ブレード３８とを相対的に移動させて、例えば、隣接する分割予定ライン１５の延長線上に切削ブレード３８を合わせる。そして、回転させた切削ブレード３８と、保持テーブル３０とをこの分割予定ライン１５に対して平行な方向に相対的に移動させる。

上述の手順を繰り返し、第１方向に伸びる全ての分割予定ライン１５に沿って被加工物１１を分割した後には、例えば、保持テーブル３０を回転させて、第２方向に伸びる分割予定ライン１５に沿って被加工物１１を分割する。全ての分割予定ライン１５に沿って被加工物１１を分割し、複数のチップ２１が形成されると、分割ステップは終了する。

分割ステップの後には、複数のチップ２１を保持テーブル３０から搬出してチップ収容容器６２へと落下させ、このチップ収容容器６２に複数のチップ２１を収容する収容ステップを実施する。図４は、収容ステップを説明するための図である。

収容ステップでは、まず、保持テーブル３０上の複数のチップ２１を吸引パッド４６で吸引、保持し、保持テーブル３０から搬出する。次に、下面洗浄ユニット４８上で吸引パッド４６を移動させ、複数のチップ２１の下面を洗浄する。その後、吸引パッド４６を仮置きテーブル５０上に移動させて、吸引パッド４６による吸引を解除する。これにより、複数のチップ２１は、仮置きテーブル５０上に載せられる。

複数のチップ２１を仮置きテーブル５０上に載せた後には、ブラシ５６を仮置きテーブル５０に接触する高さまで下降させて、チップ収容アーム５２を左右方向一方側から左右方向他方側に移動させる。これにより、仮置きテーブル５０上にある複数のチップ２１をブラシ５６で掃き出して、チップ収容ユニット５８（チップガイド６０）の開口６０ｃへと投入できる。

なお、複数のチップ２１を開口６０ｃへと投入する前には、図４に示すように、開閉弁６６を開き、液体供給源６８から供給される液体２３によってチップガイド６０の内部を満たしておく。これにより、開口６０ｃへと投入された複数のチップを液体２３中で落下させることができる。

開口６０ｄを通じてチップガイド６０から排出される複数のチップ２１は、収容部６２ａの底面に配列される。チップ収容容器６２に収容された複数のチップ２１は、任意のタイミングで回収され、次の工程へと搬送される。なお、次の工程としては、チップ２１を乾燥させる乾燥ステップや、チップ２１を検査する検査ステップ等がある。

以上のように、本実施形態に係る加工方法では、複数のチップ２１を落下させてチップ収容容器６２へと収容する際に、液体２３中でチップ２１を落下させるので、この液体２３が緩衝材となって、落下の際の衝撃等を緩和させる。そのため、落下の際の衝撃等によってチップ２１が損傷する可能性を低く抑えることができる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、図４に示すように、チップガイド６０へと液体２３を供給すると共に、チップガイド６０から液体２３を排出しながら複数のチップ２１を落下させているが、液体２３中でチップ２１を落下させる態様に制限はない。

例えば、チップ収容容器６２等に液体２３の排出を制御するための制御機構を設け、チップガイド６０に液体２３を貯留しても良い。この場合、例えば、チップガイド６０に液体２３を貯留した状態で複数のチップ２１を落下させ、チップガイド６０から液体２３を排出した後にチップ収容容器６２に収容されたチップ２１を回収すれば良い。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 分割装置
４ 筐体
４ａ 第１面
４ｂ 第２面
４ｃ 第３面
４ｄ，４ｆ 開口
４ｅ，４ｇ，４ｈ スリット
６ カセットエレベータ
８ カセット
１２ 仮置きユニット
１４ａ，１４ｂ ガイドレール
１６ 搬出機構
１６ａ 把持部
１８ 第１搬送アーム
２０ 昇降機構
２２ 吸引パッド
２４ 撮像ユニット
２６ Ｘ軸移動テーブル
２８ 防塵防滴カバー
３０ 保持テーブル（保持手段）
３２ 治具ベース
３４ 保持治具
３６ 切削ユニット
３８ 切削ブレード
４０ 上面洗浄ユニット
４２ 第２搬送アーム
４４ 昇降機構
４６ 吸引パッド
４８ 下面洗浄ユニット
５０ 仮置きテーブル
５２ チップ収容アーム
５４ 昇降機構
５６ ブラシ
５８ チップ収容ユニット
６０ チップガイド
６０ａ 上部
６０ｂ 下部
６０ｃ，６０ｄ 開口
６２ チップ収容容器
６２ａ 収容部
６２ｂ 把持部
６４ 配管
６６ 開閉弁
６８ 液体供給源
７０ 液体受けパン
７２ 配管
７４ 操作パネル
７６ モニタ
１１ 被加工物
１３ 金属枠体
１５ 分割予定ライン（ストリート）
１７ デバイス
１９ 樹脂層
２１ チップ
２３ 液体

Claims (2)

1. 交差する複数の分割予定ラインが設定された被加工物を加工する加工方法であって、
   被加工物を保持テーブルで保持する保持ステップと、
   該保持テーブルで保持した被加工物を該分割予定ラインに沿って分割し複数のチップを形成する分割ステップと、
   該分割ステップを実施した後、該保持テーブルに保持された複数の該チップを該保持テーブルから搬出してチップガイドへと落下させることで複数の該チップを該チップガイドの下方に配置されたチップ収容容器に収容する収容ステップと、を備え、
   該収容ステップでは、複数の該チップを予め該チップガイドの内部に供給された液体中で落下させて該チップ収容容器に収容することを特徴とする加工方法。
2. 該収容ステップでは、複数の該チップをブラシによって掃き出すことで該チップガイドへと落下させることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。

Images