KR102267989B1 - Processing method of package substrate - Google Patents

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마사야 다케우치
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치카라 아이카와
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

열 확산 기판 상에 디바이스가 배치되며 수지에 의해 밀봉되어 구성되는 패키지 기판의 분할을, 버어를 발생시키는 일없이, 효율적으로 행한다.
절삭 블레이드(32)를 열 확산 기판(11)에 달하지 않는 깊이까지 수지에 절입시켜 분할 예정 라인(14)을 따라 절삭하여 수지(13)를 잔존시키는 절삭홈 형성 공정과, 수지(13)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 적외 레이저 광선을 절삭홈을 따라 조사하여 잔존하는 수지를 절단하는 수지 절단 공정과, 노출된 열 확산 기판(11)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 분할 예정 라인(14)을 따라 열 확산 기판(11)을 절단하여 개개의 패키지 디바이스로 분할하는 분할 공정을 실시함으로써, 수지(13)의 절단과 열 확산 기판(11)의 절단에 요하는 시간을 각각 단축하며, 전체로서 패키지 기판의 분할에 요하는 시간을 단축한다.A device is disposed on a heat-diffusion substrate, and the package substrate, which is configured to be sealed with resin, is efficiently divided without generating burrs.
A cutting groove forming process in which the cutting blade 32 is cut into the resin to a depth not reaching the heat diffusion substrate 11 and cut along the division scheduled line 14 to leave the resin 13; A resin cutting step of cutting the remaining resin by irradiating an infrared laser beam of a wavelength having absorptivity along the cutting groove, and irradiating a laser beam of a wavelength having an absorptivity to the exposed heat diffusion substrate 11 to divide the line ( 14), by performing a division process of cutting the heat diffusion substrate 11 and dividing it into individual package devices, the time required for cutting the resin 13 and cutting the heat diffusion substrate 11 is shortened, respectively, The time required for division of the package substrate as a whole is shortened.

Description

패키지 기판의 가공 방법{PROCESSING METHOD OF PACKAGE SUBSTRATE}Processing method of package substrate {PROCESSING METHOD OF PACKAGE SUBSTRATE}

본 발명은 패키지 기판을 개개의 패키지 디바이스로 분할하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of dividing a package substrate into individual package devices.

열 확산 기판 상에 복수의 디바이스를 배치하고, 에폭시 수지나 실리콘 수지 등으로 디바이스를 밀봉하여 구성되는 패키지 기판은, 인접하는 디바이스 사이를 절삭 등에 의해 절단함으로써 개개의 디바이스마다의 패키지 디바이스로 분할된다. 열 확산 기판에는, 방열성이 높으며 염가인 것 등의 이유로부터, 스테인레스, 구리 등의 금속이 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).A package substrate constituted by arranging a plurality of devices on a heat diffusion substrate and sealing the devices with an epoxy resin, a silicone resin, or the like is divided into package devices for individual devices by cutting between adjacent devices by cutting or the like. Metals, such as stainless steel and copper, are used for heat-diffusion board|substrates from reasons, such as having high heat dissipation property and being cheap (for example, refer patent document 1).

또한, 패키지 기판의 분할에는, 수지만을 절삭 블레이드로 절단하고, 열 확산 기판에 대해서는 레이저 가공에 의해 절단하는 방법이나(일본 특허 출원 제2013-168794호), 수지 및 열 확산 기판의 쌍방을 레이저 가공에 의해 절단하는 방법도 생각되어 있다(일본 특허 출원 제2014-153646호).In the division of the package substrate, only the resin is cut with a cutting blade and the heat diffusion substrate is cut by laser processing (Japanese Patent Application No. 2013-168794), and both the resin and the heat diffusion substrate are laser cut. A method of cutting by processing is also considered (Japanese Patent Application No. 2014-153646).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-224683호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-224683

그러나, 회전하는 절삭 블레이드를 패키지 기판에 절입시켜 절삭하면, 금속제의 열 확산 기판이 절단된 부분에 버어가 생기기 쉽다. 수지만을 절삭 블레이드로 절단하고, 열 확산 기판을 레이저 가공에 의해 절단하면, 버어의 발생을 방지할 수는 있지만, 수지의 절단 시에 절삭 블레이드의 선단이 열 확산 기판에 접촉하기 때문에 절삭 저항이 커져, 절삭 속도를 높일 수 없다. 한편, 레이저 가공에 의해 수지를 절단하는 경우는, 절단면이 타는 것을 방지하기 위해, 펄스 레이저 광선의 출력을 억제하여 복수회 어블레이션시켜 절단할 필요가 있어, 절단에 시간이 걸려 생산성의 관점에서 문제가 있다. 이 문제는, 수지가 두꺼워질수록 현저해진다.However, when the rotating cutting blade is cut into the package substrate and cut, burrs are likely to form in the portion where the metal heat diffusion substrate is cut. If only the resin is cut with a cutting blade and the heat diffusion substrate is cut by laser processing, the occurrence of burrs can be prevented, but when cutting the resin, the cutting resistance is reduced because the tip of the cutting blade contacts the heat diffusion substrate. large, and the cutting speed cannot be increased. On the other hand, in the case of cutting the resin by laser processing, in order to prevent the cutting surface from burning, it is necessary to cut by suppressing the output of the pulsed laser beam and ablating it a plurality of times, and the cutting takes time and is a problem from the viewpoint of productivity. there is This problem becomes more remarkable, so that resin becomes thick.

본 발명은, 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 열 확산 기판 상에 디바이스가 배치되며 수지에 의해 밀봉되어 구성되는 패키지 기판의 분할을, 버어를 발생시키는 일없이, 효율적으로 행하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to efficiently perform division of a package substrate in which a device is disposed on a heat diffusion substrate and is sealed with resin, without generating burrs.

본 발명은, 열 확산 기판의 표면에 격자형으로 형성된 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 각각 디바이스가 배치되며, 복수의 디바이스를 수지에 의해 피복하여 수지층을 형성한 패키지 기판을 분할 예정 라인을 따라 분단하여 개개의 패키지 기판으로 분할하는 패키지 기판의 가공 방법으로서, 패키지 기판의 열 확산 기판측을 유지 수단에 의해 유지하고, 절삭 블레이드를 분할 예정 라인에 위치시켜서 열 확산 기판에 달하지 않는 깊이까지 수지에 절입시켜 분할 예정 라인을 따라 절삭함으로써 수지를 잔존시키며, 분할 예정 라인을 따라 절삭홈을 형성하는 절삭홈 형성 공정과, 절삭홈 형성 공정이 실시되고 열 확산 기판측이 유지 수단에 의해 유지되는 패키지 기판의 분할 예정 라인을 따라 형성된 절삭홈을 따라, 수지에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 적외 레이저 광선을 조사하여, 잔존하는 수지를 절단하는 수지 절단 공정과, 수지 절단 공정이 실시되어 열 확산 기판측이 유지 수단에 의해 유지된 패키지 기판의 분할 예정 라인을 따라, 노출된 열 확산 기판에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 분할 예정 라인을 따라 열 확산 기판을 절단하여 개개의 패키지 디바이스로 분할하는 분할 공정을 포함한다.In the present invention, each device is arranged in a plurality of regions partitioned by a division scheduled line formed in a grid pattern on the surface of a heat diffusion substrate, and a package substrate in which a plurality of devices are coated with a resin to form a resin layer is divided A method of processing a package substrate that is divided along a line and divided into individual package substrates, wherein the heat diffusion substrate side of the package substrate is held by a holding means, and the cutting blade is positioned at a dividing line to a depth not reaching the heat diffusion substrate A cutting groove forming process of forming a cutting groove along a scheduled division line and a cutting groove forming process are performed, and the heat diffusion substrate side is held by a holding means A resin cutting step of cutting the remaining resin by irradiating an infrared laser beam having a wavelength having absorption to the resin along a cutting groove formed along a line to be divided in the package substrate to be divided, and a resin cutting step, the heat diffusion substrate The heat diffusion substrate is irradiated with a laser beam of a wavelength having absorptivity to the exposed heat diffusion substrate along the division line of the package substrate held by the holding means, and the heat diffusion substrate is cut along the division line to individual package devices. It includes a dividing step of dividing.

수지 절단 공정에서 이용하는 적외 레이저 광선은, CO2 레이저이며, 펄스 폭이 10 ㎱∼10 ㎲인 것이 바람직하다.The infrared laser beam used in the resin cutting step is a CO 2 laser, and it is preferable that the pulse width is 10 μs to 10 μs.

본 발명에서는, 열 확산 기판을 절삭 블레이드로 절삭하지 않기 때문에, 버어의 발생을 방지하며 절삭 속도가 저하하는 것을 방지할 수 있고, 수지의 절단을 절삭과 레이저 가공으로 행하기 때문에, 수지의 절단에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 수지의 절단과 열 확산 기판의 절단에 요하는 시간을 각각 단축할 수 있어, 전체로서 패키지 기판의 분할에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 절삭과 레이저 가공에 의해 수지의 절단을 행함으로써, 수지가 두꺼운 패키지 기판이라도 절단에 요하는 시간이 길어지는 일이 없어, 생산성이 저하하지 않는다.In the present invention, since the heat diffusion substrate is not cut with a cutting blade, generation of burrs can be prevented and the cutting speed can be prevented from lowering. The time required can be shortened. Therefore, the time required for cutting the resin and cutting the heat diffusion substrate can be shortened, respectively, and the time required for dividing the package substrate as a whole can be shortened. Further, by cutting the resin by cutting and laser processing, the time required for cutting does not increase even for a package substrate having a thick resin, and productivity does not decrease.

도 1은 가공 장치의 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 패키지 기판의 예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 절삭홈 형성 공정을 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 절삭홈이 형성된 패키지 기판을 나타내는 확대 단면도이다.
도 5는 수지 절단 공정을 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은 분할 공정을 나타내는 확대 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows the example of a processing apparatus.
2 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a package substrate.
3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a cutting groove forming process.
4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a package substrate in which a cutting groove is formed.
5 is an enlarged cross-sectional view showing a resin cutting step.
6 is an enlarged cross-sectional view showing a division process.

도 1에 나타내는 가공 장치(1)는, 피가공물을 유지하는 유지 수단(2)과, 유지 수단(2)에 유지된 피가공물에 대하여 절삭 가공을 실시하는 절삭 수단(3)과, 유지 수단(2)에 유지된 피가공물에 대하여 레이저 가공을 실시하는 제1 레이저 가공 수단(4) 및 제2 레이저 가공 수단(5)을 구비하고 있다.The processing apparatus 1 shown in Fig. 1 includes a holding means 2 for holding a workpiece, a cutting means 3 for cutting the workpiece held by the holding means 2, and a holding means ( 1st laser processing means 4 and 2nd laser processing means 5 which perform laser processing with respect to the to-be-processed object hold|maintained in 2) are provided.

유지 수단(2)은, 평면형으로 형성된 유지면(20)과, 피가공물의 분단하여야 하는 분할 예정 라인에 대응하는 위치에 종횡으로 형성된 홈(21)과, 홈(21)에 의해 구획된 영역에 각각 구비한 흡인 구멍(22)을 구비하고 있다. 유지 수단(2)의 하방에는, 유지 수단(2)을 회전시키는 회전 수단(23)이 배치되어 있다.The holding means 2 includes a holding surface 20 formed in a planar shape, a groove 21 formed vertically and horizontally at a position corresponding to a line to be divided into which the workpiece is to be divided, and a region partitioned by the groove 21 . Each provided suction hole 22 is provided. Below the holding means 2, the rotating means 23 for rotating the holding means 2 is arrange|positioned.

절삭 수단(3)은, Y축 방향의 축심을 갖는 스핀들(30)과, 스핀들(30)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(31)과, 스핀들(30)의 선단에 장착된 절삭 블레이드(32)를 구비하고 있다.The cutting means 3 includes a spindle 30 having an axial center in the Y-axis direction, a housing 31 rotatably supporting the spindle 30 , and a cutting blade 32 mounted on the tip of the spindle 30 . is provided

제1 레이저 가공 수단(4)은, 제1 조사 헤드(40)와, 제1 조사 헤드(40)에 어시스트 가스를 유입시키는 어시스트 가스 도입부(41)를 구비하고 있다. 또한, 제2 레이저 가공 수단(5)은, 제2 조사 헤드(50)와, 제2 조사 헤드(50)에 어시스트 가스를 유입시키는 어시스트 가스 도입부(51)를 구비하고 있다.The 1st laser processing means 4 is equipped with the 1st irradiation head 40 and the assist gas introduction part 41 which introduces the assist gas into the 1st irradiation head 40 . Moreover, the 2nd laser processing means 5 is equipped with the 2nd irradiation head 50 and the assist gas introduction part 51 which makes the assist gas flow into the 2nd irradiation head 50 .

유지 수단(2)은, 가공 이송 수단(6)에 의해 X축 방향으로 가공 이송된다. 가공 이송 수단(6)은, X축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(60)와, 볼 나사(60)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(61)과, 볼 나사(60)를 회동시키는 모터(62)와, 볼 나사(60)에 나사 결합하는 너트를 내부에 구비하며 바닥부가 가이드 레일(61)에 미끄럼 접촉하는 이동판(63)을 구비하고, 모터(62)가 볼 나사(60)를 회동시킴으로써, 가이드 레일(61)에 의해 가이드되어 이동판(63)이 X축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이동판(63)이 X축 방향으로 이동함으로써, 이동판(63)에 의해 지지된 회전 수단(23) 및 유지 수단(2)도 X축 방향으로 이동한다.The holding means 2 is machine-feed by the machining-feeding means 6 in the X-axis direction. The processing transfer means 6 includes a ball screw 60 having an axis in the X-axis direction, a pair of guide rails 61 arranged parallel to the ball screw 60 , and a motor for rotating the ball screw 60 . (62) and a nut screwed to the ball screw (60) provided therein, and a bottom part is provided with a moving plate (63) in sliding contact with the guide rail (61), and the motor (62) is a ball screw (60) By rotating it, it is guided by the guide rail 61 and has a structure in which the moving plate 63 moves in the X-axis direction. And when the moving plate 63 moves in the X-axis direction, the rotation means 23 and the holding means 2 supported by the moving plate 63 also move in the X-axis direction.

가공 이송 수단(6) 및 유지 수단(2)은, 인덱스 이송 수단(7)에 의해 Y축 방향(X축 방향으로 대하여 수평에 직교하는 방향)으로 인덱스 이송된다. 인덱스 이송 수단(7)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(70)와, 볼 나사(70)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(71)과, 볼 나사(70)를 회동시키는 모터(72)와, 볼 나사(70)에 나사 결합하는 너트를 내부에 구비하며 바닥부가 가이드 레일(71)에 미끄럼 접촉하는 이동판(73)을 구비하고, 모터(72)가 볼 나사(70)를 회동시킴으로써, 가이드 레일(71)에 의해 가이드되어 이동판(73)이 Y축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 이동판(73)의 상면에는 가공 이송 수단(6)이 배치되어 있고, 이동판(73)이 Y축 방향으로 이동함으로써, 가공 이송 수단(6) 및 유지 수단(2)도 Y축 방향으로 이동한다.The machining feed means 6 and the holding means 2 are index fed by the index feed means 7 in the Y-axis direction (direction orthogonal to the X-axis direction horizontally). The index feed means 7 includes a ball screw 70 having an axial center in the Y-axis direction, a pair of guide rails 71 arranged parallel to the ball screw 70 , and a motor for rotating the ball screw 70 . (72) and a moving plate (73) having a nut screwed to the ball screw (70) therein, and having a bottom portion slidingly contacting the guide rail (71), and the motor (72) is a ball screw (70) By rotating it, it is guided by the guide rail 71 and has a structure in which the moving plate 73 moves in the Y-axis direction. A machining feed means 6 is disposed on the upper surface of the moving plate 73 , and when the moving plate 73 moves in the Y-axis direction, the machining feed means 6 and the holding means 2 also move in the Y-axis direction. do.

절삭 수단(3)은, 절입 이송 수단(8)에 의해 Z축 방향(X축 방향 및 Y축 방향에 대하여 직교하는 방향)으로 절입 이송된다. 절입 이송 수단(8)은, Z축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(80)와, 볼 나사(80)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(81)과, 볼 나사(80)를 회동시키는 모터(82)와, 볼 나사(80)에 나사 결합하는 너트를 내부에 구비하며 측부가 가이드 레일(81)에 미끄럼 접촉하는 승강판(83)을 구비하고, 모터(82)가 볼 나사(80)를 회동시킴으로써, 가이드 레일(81)에 의해 가이드되어 승강판(83)이 Z축 방향으로 승강하는 구성으로 되어 있다. 승강판(83)의 측면에는 절삭 수단(3)이 고정되어 있고, 승강판(83)이 Z축 방향으로 승강함으로써, 절삭 수단(3)도 Z축 방향으로 이동한다.The cutting means 3 is cut feed by the cut feed means 8 in the Z-axis direction (direction orthogonal to an X-axis direction and a Y-axis direction). The cutting feed means 8 includes a ball screw 80 having an axial center in the Z-axis direction, a pair of guide rails 81 arranged parallel to the ball screw 80 , and a motor for rotating the ball screw 80 . (82) and a lifting plate 83 having a nut screwed to the ball screw 80 therein and slidingly contacting the guide rail 81 at the side, and the motor 82 is the ball screw 80 By rotating the , it is guided by the guide rail 81 and the lifting plate 83 is raised and lowered in the Z-axis direction. The cutting means 3 is fixed to the side surface of the lifting plate 83 , and when the lifting plate 83 moves up and down in the Z-axis direction, the cutting means 3 also moves in the Z-axis direction.

제1 레이저 가공 수단(4) 및 제2 레이저 가공 수단(5)은, 승강 수단(9)에 의해 승강 가능하게 지지되어 있다. 승강 수단(9)은, Z축 방향의 축심을 갖는 볼 나사(90)와, 볼 나사(90)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(91)과, 볼 나사(90)를 회동시키는 모터(92)와, 볼 나사(90)에 나사 결합하는 너트를 내부에 구비하며 측부가 가이드 레일(91)에 미끄럼 접촉하는 승강판(93)을 구비하고, 모터(92)가 볼 나사(90)를 회동시킴으로써, 가이드 레일(91)에 의해 가이드되어 승강판(93)이 Z축 방향으로 승강하는 구성으로 되어 있다. 승강판(93)의 측면에는 지지대(94)를 통해 제1 레이저 가공 수단(4) 및 제2 레이저 가공 수단(5)이 고정되어 있고, 승강판(93)이 Z축 방향으로 승강함으로써, 제1 레이저 가공 수단(4) 및 제2 레이저 가공 수단(5)도 Z축 방향으로 이동한다.The 1st laser processing means 4 and the 2nd laser processing means 5 are supported by the raising/lowering means 9 so that raising/lowering is possible. The lifting means 9 includes a ball screw 90 having an axial center in the Z-axis direction, a pair of guide rails 91 arranged parallel to the ball screw 90, and a motor for rotating the ball screw 90 ( 92) and a lifting plate 93 having a nut screw-coupled to the ball screw 90 therein, the side of which is in sliding contact with the guide rail 91, and the motor 92 uses the ball screw 90 By rotating it, it is guided by the guide rail 91, and it has a structure in which the raising/lowering plate 93 moves up and down in the Z-axis direction. The first laser processing means 4 and the second laser processing means 5 are fixed to the side surface of the lifting plate 93 through the support 94, and the lifting plate 93 is raised and lowered in the Z-axis direction, The first laser processing means 4 and the second laser processing means 5 also move in the Z-axis direction.

이하에서는, 이와 같이 구성되는 가공 장치(1)를 이용하여, 도 2에 나타내는 패키지 기판(10)을 가공하는 방법에 대해서 설명한다. 이 패키지 기판(10)은, 열 확산 기판(11)과, 열 확산 기판(11)의 표면(110)에 배치된 복수의 디바이스(12)와, 복수의 디바이스(12)를 수지에 의해 피복한 피복층(13)으로 구성되어 있다. 열 확산 기판(11)은, 예컨대 스테인레스, 구리 등에 의해 형성되어 방열성이 높으며 저렴한 금속 기판이나, 알루미나 세라믹 기판 등이 있다. 한편, 수지층(13)을 구성하는 수지는, 예컨대, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등이며, 그 두께는, 예컨대 1 ㎜ 정도이다.Hereinafter, the method of processing the package substrate 10 shown in FIG. 2 using the processing apparatus 1 comprised in this way is demonstrated. The package substrate 10 includes a heat diffusion substrate 11 , a plurality of devices 12 disposed on a surface 110 of the heat diffusion substrate 11 , and a plurality of devices 12 coated with a resin. It is comprised by the coating layer (13). The heat diffusion substrate 11 is formed of, for example, stainless steel, copper, or the like, and has high heat dissipation property and is inexpensive metal substrate, alumina ceramic substrate, or the like. On the other hand, the resin constituting the resin layer 13 is, for example, an epoxy resin, a silicone resin, or the like, and the thickness thereof is, for example, about 1 mm.

각 디바이스(12)는, 열 확산 기판(11)의 표면(110)에 격자형으로 형성된 분할 예정 라인(14)에 의해 구획된 영역에 배치되어 있다. 이 패키지 기판(10)은, 분할 예정 라인(14)을 따라 분단함으로써, 개개의 디바이스(12)마다의 패키지 디바이스로 분할된다.Each device 12 is arranged in a region partitioned by divisional lines 14 formed in a grid shape on the surface 110 of the heat diffusion substrate 11 . This package substrate 10 is divided|segmented along the division|segmentation schedule line 14, and is divided|segmented into package devices for each individual device 12. As shown in FIG.

(1) 절삭홈 형성 공정(1) Cutting groove forming process

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 패키지 기판(10)은, 열 확산 기판(10)측이 유지 수단(2)의 유지면(20)에 유지되며, 수지층(13)의 상면이 노출된 상태가 된다. 그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타낸 절삭 수단(3)을 구성하는 절삭 블레이드(32)를 고속 회전시켜 분할 예정 라인(14)의 상방에 위치시키고, 절삭 블레이드(32)를 수지층(13)에 절입시켜, 절삭 블레이드(32)의 하단이 열 확산 기판(11)에 달하지 않는 깊이까지 절삭 블레이드(32)를 하강시키며, 도 1에 나타낸 가공 이송 수단(6)에 의해 유지 수단(2)을 X축 방향으로 가공 이송한다. 그렇게 하면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 분할 예정 라인(14)을 따라 절삭홈(15)이 형성된다. 열 확산 기판(11)에 달하지 않는 깊이까지 절삭 블레이드(32)를 절입시킴으로써, 수지층(13)에는, 절삭홈(15)의 하방에, 절삭 블레이드(32)에 의해 절삭되지 않는 부분인 수지 잔존부(16)가 형성된다. 본 공정은, 예컨대, 이하의 가공 조건에서 행해진다.2 and 3 , the package substrate 10 has the heat diffusion substrate 10 side held on the holding surface 20 of the holding means 2 and the upper surface of the resin layer 13 is exposed. become a state Then, as shown in Fig. 3, the cutting blade 32 constituting the cutting means 3 shown in Fig. 1 is rotated at high speed to be positioned above the division scheduled line 14, and the cutting blade 32 is placed above the resin layer. (13), lowering the cutting blade 32 to a depth where the lower end of the cutting blade 32 does not reach the heat diffusion substrate 11, and the holding means ( 2) is processed in the X-axis direction. Then, as shown in FIG. 4, the cutting groove 15 is formed along the division schedule line 14. As shown in FIG. By cutting the cutting blade 32 to a depth that does not reach the heat diffusion substrate 11 , in the resin layer 13 , the resin remains below the cutting groove 15 , which is a portion not cut by the cutting blade 32 . A portion 16 is formed. This step is performed, for example, under the following processing conditions.

절삭 블레이드의 두께: 200[㎛]Cutting blade thickness: 200 [㎛]

절삭 블레이드의 직경: 52[㎜]Diameter of cutting blade: 52[mm]

절삭 블레이드의 회전 속도: 20000[rpm]Cutting blade rotation speed: 20000 [rpm]

가공 이송 속도: 100[㎜/초]Machining feed rate: 100 [mm/sec]

이러한 절삭을, 도 1에 나타낸 인덱스 이송 수단(7)에 의해, 인접하는 분할 예정 라인(14) 사이의 간격만큼 절삭 수단(3)을 Y축 방향으로 인덱스 이송하면서, 같은 방향의 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 행한 후, 유지 수단(2)을 90도 회전시키고 나서 동일한 절삭을 행함으로써, 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 절삭홈(15)을 형성한다.This cutting is carried out by index feeding means 7 shown in Fig. 1, while index feeding the cutting means 3 in the Y-axis direction by the interval between adjacent division scheduled lines 14, all the division scheduled lines in the same direction. After carrying out according to (14), the cutting grooves 15 are formed along all the division scheduled lines 14 by rotating the holding means 2 by 90 degrees and then performing the same cutting.

절삭홈 형성 공정에서는, 열 확산 기판(11)에 달하지 않는 깊이까지 절삭 블레이드(32)를 절입시킴으로써, 열 확산 기판(11)에 절삭 블레이드가 절입되지 않기 때문에, 절삭 저항의 증가에 따른 절삭 속도의 저하를 막을 수 있다.In the cutting groove forming process, by cutting the cutting blade 32 to a depth that does not reach the heat diffusion substrate 11, the cutting blade is not cut into the heat diffusion substrate 11, so the cutting speed due to the increase in cutting resistance is reduced. decline can be prevented.

(2) 수지 절단 공정(2) resin cutting process

다음에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 절삭홈 형성 공정이 실시된 패키지 기판(10)의 열 확산 기판(11)측이 유지 수단(2)에 의해 유지된 상태로, 분할 예정 라인(14)의 상방에, 제1 레이저 가공 수단(4)을 구성하는 제1 레이저 조사 헤드(40)를 위치시킨다. 그리고, 집광 렌즈(42)를 통하여, 분할 예정 라인(14)에 형성된 절삭홈(15)을 따라, 수지층(13)을 구성하는 수지에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선(LB1)을 수지층(13)에 대하여 조사한다. 레이저 광선(LB1)의 조사 시는, 어시스트 가스 도입부(41)로부터 어시스트 가스를 도입하여, 조사 헤드(40)로부터 분출시킨다. 본 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건에서 행해진다.Next, as shown in FIG. 5 , in a state where the heat diffusion substrate 11 side of the package substrate 10 on which the cutting groove forming process has been performed is held by the holding means 2 , the dividing line 14 is Above, the 1st laser irradiation head 40 which comprises the 1st laser processing means 4 is located. Then, through the condensing lens 42, along the cutting groove 15 formed in the dividing line 14, a laser beam LB1 having a wavelength having absorptivity to the resin constituting the resin layer 13 is applied to the resin layer. (13) is investigated. When irradiating the laser beam LB1 , the assist gas is introduced from the assist gas introduction unit 41 and blown out from the irradiation head 40 . This step is performed, for example, under the following processing conditions.

레이저 광선의 파장: CO2 레이저(9.2∼10.6[㎛])Wavelength of laser beam: CO 2 laser (9.2-10.6 [㎛])

반복 주파수: 100[㎑]Repetition frequency: 100[kHz]

펄스 폭: 10[㎱]∼10[㎲]Pulse width: 10 [㎱] to 10 [㎲]

평균 출력: 40[W]Average power: 40 [W]

집광 스폿 직경: φ100[㎛]Condensing spot diameter: φ100 [μm]

가공 이송 속도: 600[㎜/초]Machining feed rate: 600 [mm/sec]

어시스트 가스: 1[㎫]Assist gas: 1 [MPa]

레이저 광선(LB1)은, 수지층(13)의 수지 잔존부(16)에 집광한다. 그리고, 도 1에 나타낸 가공 이송 수단(6)에 의해 유지 수단(2)을 X축 방향으로 가공 이송한다. 그렇게 하면, 분할 예정 라인(14)을 따라 어블레이션 가공이 행해져 수지 절단홈(17)이 형성된다. 레이저 광선(LB1)은, 수지에 대하여 흡수성을 가지며, 열 확산 기판(11)에 대하여 흡수가 작기 때문에, 열 확산 기판(11)이 어블레이션 가공되는 경우는 없으며, 수지 잔존부(16)만이 가공되어 수지 절단홈(17)이 형성되고, 수지층(13)이 절단된다. 수지층(13)이 절단됨으로써, 그 부분으로부터, 열 확산 기판(11)의 표면(110)이 노출된다.The laser beam LB1 is focused on the resin remaining portion 16 of the resin layer 13 . And the holding means 2 is machine-feeded in the X-axis direction by the machining-feeding means 6 shown in FIG. Then, the ablation process is performed along the dividing line 14, and the resin cutting groove 17 is formed. Since the laser beam LB1 has absorptivity to resin and has low absorption with respect to the heat diffusion substrate 11, the heat diffusion substrate 11 is not subjected to ablation processing, and only the resin remaining portion 16 is processed. The resin cutting groove 17 is formed, and the resin layer 13 is cut. When the resin layer 13 is cut, the surface 110 of the heat diffusion substrate 11 is exposed from the portion.

이러한 레이저 가공을, 도 1에 나타낸 인덱스 이송 수단(7)에 의해, 인접하는 분할 예정 라인(14) 사이의 간격만큼 절삭 수단(3)을 Y축 방향으로 인덱스 이송하면서, 같은 방향의 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 행한 후, 유지 수단(2)을 90도 회전시키고 나서 동일한 절삭을 행함으로써, 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 수지 절단홈(17)을 형성한다.In this laser processing, all division schedules in the same direction are performed while index feeding the cutting means 3 in the Y-axis direction by the interval between adjacent division scheduled lines 14 by the index feeding means 7 shown in Fig. 1 . After carrying out along the line 14, the resin cutting grooves 17 are formed along all the division|segmentation schedule lines 14 by rotating the holding means 2 by 90 degrees and then performing the same cutting.

수지 절단 공정에서는, 수지 절단홈(17)의 양측면이 타는 것을 방지하는 관점에서, 레이저 광선의 출력을 너무 높게 할 수 없기 때문에, 유지 수단(2)을 몇 왕복인가 시키면서 레이저 광선(LB1)의 조사를 행할 필요가 생기는 경우도 있지만, 절삭홈 형성 공정에서 수지층(13)이 미리 절삭되어 있기 때문에, 절삭홈 형성 공정을 실시하지 않고 레이저 가공만으로 수지를 절단하는 경우와 비교하면, 수지의 절단에 요하는 시간을 단축할 수 있다.In the resin cutting step, from the viewpoint of preventing the both sides of the resin cutting groove 17 from burning, the laser beam output cannot be made too high, so the laser beam LB1 is irradiated while the holding means 2 is reciprocated several times. In some cases, it may be necessary to perform the cutting process, but since the resin layer 13 is cut in advance in the cutting groove forming step, the cutting of the resin is difficult compared to the case where the resin is cut only by laser processing without performing the cutting groove forming step. The time required can be shortened.

(3) 분할 공정(3) division process

다음에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 수지 절단 공정이 실시된 패키지 기판(10)의 열 확산 기판(11)측이 유지 수단(2)에 의해 유지된 상태로, 분할 예정 라인(14)의 상방에, 제2 레이저 가공 수단(5)을 구성하는 제2 레이저 조사 헤드(50)를 위치시킨다. 그리고, 집광 렌즈(52)를 통하여, 분할 예정 라인(14)에 형성된 수지 절단홈(17)을 따라, 열 확산 기판(11)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선(LB2)을 조사하여, 분할 예정 라인(14)을 따라 열 확산 기판(11)을 절단한다. 레이저 광선(LB2)의 조사 시는, 어시스트 가스 도입부(51)로부터 어시스트 가스를 도입하여, 조사 헤드(50)로부터 분출시킨다. 본 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건에서 행해진다.Next, as shown in FIG. 6 , the heat diffusion substrate 11 side of the package substrate 10 subjected to the resin cutting step is held by the holding means 2 above the division scheduled line 14 . In, the second laser irradiation head 50 constituting the second laser processing means 5 is positioned. Then, through the condensing lens 52, along the resin cutting groove 17 formed in the dividing line 14, the heat diffusion substrate 11 is irradiated with a laser beam LB2 having an absorptive wavelength, and divided The heat diffusion substrate 11 is cut along the predetermined line 14 . When irradiating the laser beam LB2 , the assist gas is introduced from the assist gas introduction unit 51 and blown out from the irradiation head 50 . This step is performed, for example, under the following processing conditions.

레이저 광선의 파장: YAG 레이저 또는 파이버 레이저(1.06[㎛])Wavelength of laser beam: YAG laser or fiber laser (1.06 [㎛])

반복 주파수: 20[㎑]Repetition frequency: 20 [kHz]

펄스 폭: 가변Pulse Width: Variable

평균 출력: 150∼500[W]Average power: 150 to 500 [W]

집광 스폿 직경: φ50[㎛]Condensing spot diameter: φ50 [μm]

가공 이송 속도: 160[㎜/초]Machining feed rate: 160 [mm/sec]

어시스트 가스: 1[㎫]Assist gas: 1 [MPa]

레이저 광선의 평균 출력, 펄스 폭은, 열 확산 기판(11)의 재질 또는 두께에 따라 변경한다. 예컨대, 열 확산 기판(11)이 열을 전달하기 쉬운 구리에 의해 구성되는 경우는, 레이저 광선의 출력 에너지에 의한 열의 전달을 억제하기 위해 펄스 폭을 짧게 하고, 또한 평균 출력을 크게 하면 좋다. 또한, 열 확산 기판(11)의 두께는 100 ㎛∼300 ㎛이며, 두께가 두꺼워지면, 평균 출력을 크게 하거나 펄스 폭을 길게 하여 가공한다.The average output power and pulse width of the laser beam are changed according to the material or thickness of the heat diffusion substrate 11 . For example, when the heat diffusion substrate 11 is made of copper that easily transmits heat, the pulse width may be shortened and the average output may be increased in order to suppress the transfer of heat by the output energy of the laser beam. In addition, the thickness of the heat diffusion substrate 11 is 100 micrometers - 300 micrometers, and when thickness becomes thick, an average output is enlarged or a pulse width is lengthened and processed.

레이저 광선(LB2)은, 수지 절단홈(17)의 하방의 열 확산 기판(11)에 집광한다. 그리고, 도 1에 나타낸 가공 이송 수단(6)에 의해 유지 수단(2)을 X축 방향으로 가공 이송한다. 그렇게 하면, 분할 예정 라인(14)을 따라 기판 절단홈(18)이 형성된다. 이때, 레이저 가공에 의해 생긴 부스러기는, 홈(21)에 낙하하기 때문에, 기판 절단홈(18)의 측면 등에 부착하지 않는다.The laser beam LB2 is focused on the heat diffusion substrate 11 below the resin cutting groove 17 . And the holding means 2 is machine-feeded in the X-axis direction by the machining-feeding means 6 shown in FIG. Then, the substrate cutting groove 18 is formed along the dividing line 14 . At this time, in order to fall into the groove|channel 21, the debris produced by laser processing does not adhere to the side surface of the board|substrate cutting groove|channel 18, etc.

이러한 레이저 가공을, 도 1에 나타낸 인덱스 이송 수단(7)에 의해, 인접하는 분할 예정 라인(14)의 간격만큼 유지 수단(2)을 Y축 방향으로 인덱스 이송하면서, X축 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 행한 후, 유지 수단(2)을 90도 회전시키고 나서 동일한 레이저 가공을 행함으로써, 모든 분할 예정 라인(14)을 따라 기판 절단홈(18)이 형성되면, 패키지 기판(10)이 개개의 디바이스(12)마다의 패키지 디바이스로 분할된다.All of the laser processing extending in the X-axis direction while index-feeding the holding means 2 in the Y-axis direction by the interval of the adjacent dividing line 14 by the index feeding means 7 shown in FIG. After carrying out along the division scheduled line 14, by rotating the holding means 2 by 90 degrees and then performing the same laser processing, when the substrate cutting grooves 18 are formed along all the division scheduled lines 14, the package substrate (10) is divided into package devices for each individual device (12).

분할 공정에서는, 절삭 블레이드를 사용하지 않고, 레이저 가공에 의해 열 확산 기판(11)을 절단하기 때문에, 기판 절단홈(18)의 양측면에 버어가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 분할 공정에서는, 레이저 광선(LB2)의 출력을 높게 하는 것이 가능하기 때문에, 한번의 가공 이송으로 기판 절단홈(18)을 형성할 수 있다.In the division process, since the heat diffusion substrate 11 is cut by laser processing without using a cutting blade, generation of burrs on both sides of the substrate cutting groove 18 can be prevented. In addition, in the division process, since it is possible to make the output of the laser beam LB2 high, the board|substrate cutting groove|channel 18 can be formed by one processing transfer.

1: 가공 장치
2: 유지 수단
20: 유지면 21: 홈 22: 흡인 구멍 23: 회전 수단
3: 절삭 수단
30: 스핀들 31: 하우징 32: 절삭 블레이드
4: 제1 레이저 가공 수단
40: 제1 조사 헤드 41: 어시스트 가스 도입부 42: 집광 렌즈
5: 제2 레이저 가공 수단
50: 제2 조사 헤드 51: 어시스트 가스 도입부 52: 집광 렌즈
6: 가공 이송 수단
60: 볼 나사 61: 가이드 레일 62: 모터 63: 이동판
7: 인덱스 이송 수단
70: 볼 나사 71: 가이드 레일 72: 모터 73: 이동판
8: 절입 이송 수단
80: 볼 나사 81: 가이드 레일 82: 모터 83: 승강판
9: 승강 수단
90: 볼 나사 91: 가이드 레일 92: 모터 93: 승강판 94: 지지대
10: 패키지 기판
11: 열 확산 기판 110: 표면
12: 디바이스 13: 피복층 14: 분할 예정 라인
15: 절삭홈 16: 수지 잔존부 17: 수지 절단홈 18: 기판 절단홈1: processing device
2: means of maintenance
20: holding surface 21: groove 22: suction hole 23: rotation means
3: cutting means
30: spindle 31: housing 32: cutting blade
4: first laser processing means
40: first irradiation head 41: assist gas introduction part 42: condensing lens
5: second laser processing means
50: second irradiation head 51: assist gas introduction part 52: condensing lens
6: Machining feed means
60: ball screw 61: guide rail 62: motor 63: moving plate
7: Index conveying means
70: ball screw 71: guide rail 72: motor 73: moving plate
8: Infeed conveying means
80: ball screw 81: guide rail 82: motor 83: lift plate
9: means of elevating
90: ball screw 91: guide rail 92: motor 93: lifting plate 94: support
10: package substrate
11: heat diffusion substrate 110: surface
12: device 13: coating layer 14: line to be divided
15: cutting groove 16: resin remaining part 17: resin cutting groove 18: substrate cutting groove

Claims (2)

열 확산 기판의 표면에 격자형으로 형성된 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 각각 디바이스가 배치되며, 상기 복수의 디바이스를 수지에 의해 피복하여 수지층을 형성한 패키지 기판을 상기 분할 예정 라인을 따라 분단하여 개개의 패키지 기판으로 분할하는 패키지 기판의 가공 방법으로서,
패키지 기판의 상기 열 확산 기판측을 유지 수단에 의해 유지하고, 절삭 블레이드를 상기 분할 예정 라인에 위치시켜서 상기 열 확산 기판에 달하지 않는 깊이까지 상기 수지에 절입시켜 상기 분할 예정 라인을 따라 절삭함으로써 상기 수지를 잔존시키며, 상기 분할 예정 라인을 따라 절삭홈을 형성하는 절삭홈 형성 공정과,
상기 절삭홈 형성 공정이 실시되고 상기 열 확산 기판측이 유지 수단에 의해 유지되는 패키지 기판의 상기 분할 예정 라인을 따라 형성된 상기 절삭홈을 따라, 상기 수지에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 적외 레이저 광선을 조사하여, 상기 잔존하는 수지를 절단하는 수지 절단 공정과,
상기 수지 절단 공정이 실시되어 상기 열 확산 기판측이 유지 수단에 의해 유지된 패키지 기판의 상기 분할 예정 라인을 따라, 노출된 상기 열 확산 기판에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여 상기 분할 예정 라인을 따라 상기 열 확산 기판을 절단하여 개개의 패키지 디바이스로 분할하는 분할 공정을 포함하는 패키지 기판의 가공 방법.Each device is arranged in a plurality of regions partitioned by a division line formed in a grid pattern on the surface of the heat diffusion substrate, and a package substrate in which a resin layer is formed by covering the plurality of devices with a resin is separated from the division line. As a method of processing a package substrate divided according to the division into individual package substrates,
The resin by holding the heat diffusion substrate side of the package substrate by holding means, positioning a cutting blade on the predetermined division line to cut into the resin to a depth not reaching the heat diffusion substrate, and cutting along the division predetermined line A cutting groove forming process of remaining and forming a cutting groove along the scheduled division line;
The resin is irradiated with an infrared laser beam having a wavelength having absorptivity to the resin along the cutting groove formed along the predetermined dividing line of the package substrate in which the cutting groove forming step is performed and the heat diffusion substrate side is held by the holding means. and a resin cutting step of cutting the remaining resin;
A laser beam of a wavelength having absorptivity is irradiated to the exposed heat diffusion substrate along the predetermined division line of the package substrate on which the resin cutting step is performed and the heat diffusion substrate side is held by the holding means, and a dividing step of cutting the heat diffusion substrate along a line and dividing it into individual package devices. 제1항에 있어서, 상기 수지 절단 공정에서 이용하는 적외 레이저 광선은, CO2 레이저이며, 펄스 폭이 10 ㎱∼10 ㎲인 패키지 기판의 가공 방법.The method for processing a package substrate according to claim 1, wherein the infrared laser beam used in the resin cutting step is a CO 2 laser and has a pulse width of 10 μs to 10 μs.
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