TWI566283B - Packaging substrate processing methods - Google Patents

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TWI566283B TW102119770A TW102119770A TWI566283B TW I566283 B TWI566283 B TW I566283B TW 102119770 A TW102119770 A TW 102119770A TW 102119770 A TW102119770 A TW 102119770A TW I566283 B TWI566283 B TW I566283B
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Kazuma Sekiya
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Description

封裝基板之加工方法 發明領域
本發明是有關於一種封裝基板之加工方法，該封裝基板之加工方法是將於以於電極板之表面形成格子狀之分割預定線劃分之複數個區域分別配置元件且該元件從電極板之背面側以合成樹脂層成型之封裝基板沿著分割預定線分割。
發明背景
在半導體元件製程中，於約略圓板形狀之半導體晶圓之表面排列成格子狀的許多區域形成IC、LSI等元件，沿著劃分形成有該元件之各區域之分割預定線切斷，藉此，製造了諸個元件。如此進行而分割之元件被封裝而廣泛地利用於行動電話或個人電腦等電子機器。
行動電話或個人電腦等電子機器要求更輕量化、小型化，而開發有半導體元件之封裝亦可為晶片尺寸封裝(CSP)之可小型化的封裝技術。作為CSP技術之一，稱為Quad Flat Non-lead Package：四邊扁平無接腳(QFN)之封裝技術實用化。稱為此QFN之封裝技術是於形成有複數個對應於元件之連接端子之連接端子且依各元件劃分之分割 預定線形成格子狀之銅板等電極板將複數個元件配設成矩陣狀，藉由從元件之背面側業經以樹脂將元件成型之樹脂層將電極板及元件一體化，藉此，形成CSP基板(封裝基板)。藉將此封裝基板沿著分割預定線切斷，分割成個別封裝之封裝元件(晶片尺寸封裝)。
上述封裝基板之切斷一般以具有切削刀片之切削裝置施行。此切削裝置具有夾具，該夾具是於與分割預定線對應之區域形成有呈格子狀的退刀溝，且於以退刀溝劃分之複數個區域分別設有吸引孔，前述退刀溝是用以將切削刀片之切刀退刀，將封裝基板吸引保持於定位於保持台上之該夾具，一面使切削刀片旋轉，一面將保持台沿著封裝基板之分割預定線相對移動，將封裝基板沿著分割預定線切斷，分割成諸個封裝元件(例如參照專利文獻1)。
然而，上述封裝基板因電極板與從背面側將元件成型之樹脂部形成一體，而產生翹曲。於將如此產生翹曲之封裝基板分割成諸個封裝元件(晶片尺寸封裝)之際，有無法吸引保持於分割裝置之保持台之情形。為解決此種問題，提出一種加工方法，該加工方法是將封裝基板約略分割成可分散翹曲之程度後，分割成諸個封裝元件(晶片尺寸封裝)(例如參照專利文獻2)。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本專利公開公報2009-142992號
專利文獻2 日本專利公開公報2000-124161號
發明概要
而將封裝基板之合成樹脂層側吸引保持於將約略分割成可分散翹曲之程度之封裝基板依封裝元件(晶片尺寸封裝)吸引保持之夾具乃至保持台而分割時，隨著封裝元件漸小至3mm見方、2mm見方，有封裝元件之吸引力部份漏洩而封裝元件飛散的問題。
本發明是鑑於上述情況而發明者，其主要之技術課題在於提供一種封裝基板之加工方法，該封裝基板之加工方法是可在將封裝基板依各封裝元件確實地吸引保持而不致使封裝元件飛散下將封裝基板分割成諸個封裝元件。
為解決上述主要之技術課題，根據本發明，提供一種封裝基板之加工方法，其是將由複數條分割預定線於表面形成格子狀且於以該複數條分割預定線劃分之複數個區域配設有元件之電極板、及從該電極板之背面側將該元件成型之合成樹脂層構成的封裝基板沿著該複數條分割預定線分割成諸個封裝元件，特徵在於包含有內部應力釋放步驟、樹脂層平坦化步驟、封裝基板保持步驟、及封裝基板分割步驟，該內部應力釋放步驟是藉將封裝基板之電極板沿著所選擇之分割預定線切削，而形成釋放溝，以釋放封裝基板之內部應力；該樹脂層平坦化步驟是於實施內部應力釋放步驟後，研磨封裝基板之合成樹脂層，將其平坦 化；該封裝基板保持步驟是於實施樹脂層平坦化步驟後，將封裝基板之合成樹脂層側吸引保持於保持台上，該保持台是於與分割預定線對應之區域形成有呈格子狀的溝，且於以溝劃分之複數個區域分別設有吸引孔；該封裝基板分割步驟是將吸引保持於該保持台上之封裝基板沿著分割預定線分割。
由於本發明之封裝基板之加工方法包含有內部應力釋放步驟、樹脂層平坦化步驟、封裝基板保持步驟、及封裝基板分割步驟，該內部應力釋放步驟是藉將封裝基板之電極板沿著所選擇之分割預定線切削，而形成釋放溝，以釋放封裝基板之內部應力；該樹脂層平坦化步驟是研磨封裝基板之合成樹脂層，將其平坦化；該封裝基板保持步驟是將封裝基板之合成樹脂層側吸引保持於保持台上，該保持台是於與分割預定線對應之區域形成有呈格子狀的溝，且於以溝劃分之複數個區域分別設有吸引孔；該封裝基板分割步驟是將吸引保持於保持台上之封裝基板沿著分割預定線分割，故於實施封裝基板分割步驟之際，以作用於設在保持台之複數個吸引孔之負壓確實地吸引保持有諸個封裝元件。因而，即使將封裝基板沿著分割預定線切斷，亦不致使封裝元件飛散，而可確實地分割成諸個封裝元件。
2‧‧‧封裝基板
3‧‧‧切削裝置
4‧‧‧研磨裝置
5‧‧‧切削裝置
21‧‧‧電極板
21a‧‧‧表面
22‧‧‧合成樹脂層
22a‧‧‧下面(表面)
31‧‧‧保持台
32‧‧‧切削機構
33‧‧‧拍攝機構
41‧‧‧夾頭台
41a，323a，424a，424b，523a‧‧‧箭號
42‧‧‧研磨機構
51‧‧‧保持台
52‧‧‧切削機構
53‧‧‧拍攝機構
211‧‧‧第1分割預定線
212‧‧‧第2分割預定線
213‧‧‧封裝元件
251‧‧‧第1釋放溝
252‧‧‧第2釋放溝
253‧‧‧切斷溝
311‧‧‧黏著層
321，421，521‧‧‧心軸殼
322，422，522‧‧‧旋轉心軸
323，523‧‧‧切削刀片
423‧‧‧座
424‧‧‧磨輪
425‧‧‧基台
426‧‧‧磨石
427‧‧‧固緊螺栓
510‧‧‧吸引保持部
511，512‧‧‧退刀溝
513‧‧‧吸引孔
X，X1，Y，Z1，Z2‧‧‧箭號
圖1(a)、圖1(b)是以本發明之封裝基板之加工方 法加工之封裝基板的立體圖及截面圖。
圖2是顯示用以實施本發明封裝基板之加工方法之內部應力釋放步驟之切削裝置之主要部份的立體圖。
圖3(a)~圖3(c)是本發明封裝基板之加工方法之內部應力釋放步驟的說明圖。
圖4是業經實施本發明封裝基板之加工方法之內部應力釋放步驟之封裝基板的立體圖。
圖5是本發明封裝基板之加工方法之樹脂層平坦化步驟的說明圖。
圖6是業經實施本發明封裝基板之加工方法之樹脂層平坦化步驟之封裝基板的立體圖。
圖7是顯示用以實施本發明封裝基板之加工方法之封裝基板保持步驟及封裝基板分割步驟之切削裝置的主要部份之立體圖。
圖8是本發明封裝基板之加工方法之封裝基板保持步驟的說明圖。
圖9(a)、圖9(b)是本發明封裝基板之加工方法之封裝基板分割步驟的說明圖。
圖10是業經實施本發明封裝基板之加工方法之封裝基板分割步驟之封裝基板的立體圖。
用以實施發明之形態
以下，就本發明封裝基板之加工方法之較佳實施形態，參照附加圖式，進一步詳細地說明。
於圖1(a)及圖1(b)顯示作為被加工物之封裝基板之立體圖及截面圖。封裝基板2包含有電極板21，於電極板21之表面21a於預定方向延伸之複數條第1分割預定線211及於與該第1分割預定線211垂直相交之方向延伸之第2分割預定線212形成格子狀。於以第1分割預定線211及第2分割預定線212劃分之複數個區域分別配置有封裝元件213，此封裝元件213從電極板21之背面側以合成樹脂層22成型。如此構成之封裝基板2如在圖1(b)中以2點鏈線所示，稍微具有翹曲。此外，在本說明書中，裝設於電極板21之背面之合成樹脂層22在圖1(a)及圖1(b)中將下面22a(與裝設於電極板21之背面之面相反之側的面)定義為合成樹脂層22之表面22a。
要將上述封裝基板2沿著複數條第1分割預定線211及第2分割預定線212分割，乃實施內部應力釋放步驟，該內部應力釋放步驟首先是藉將封裝基板2之電極板21沿著所選擇之第1分割預定線211及第2分割預定線212切削，形成釋放溝，而釋放封裝基板2之內部應力。此內部應力釋放步驟是使用圖2所示之切削裝置來實施。圖2所示之切削裝置3包含有保持被加工物之保持台31、具有切削保持於該保持台31上之被加工物之切削刀片323的切削機構32、拍攝保持於保持台31上之被加工物之拍攝機構33。保持台31形成矩形，於上面配設有具擠進力之黏著層311。此外，保持台31藉圖中未示之旋轉設備構造成可旋轉。如此構成之保持台31以圖中未示之切削進給機構，於圖2中以箭號X所示 之加工進給方向移動，並且，以圖中未示之分度進給機構於以箭號Y顯示之分度進給方向移動。
上述切削機構32有實質上配置成水平之心軸殼321、旋轉自如地支撐於該心軸殼321之旋轉心軸322、裝設於該旋轉心軸322之前端部之切削刀片323，旋轉心軸322以配設於心軸殼321內之圖中未示之伺服馬達於以箭號323a顯示之方向旋轉。
上述拍攝機構33由顯微鏡或CCD照相機等光學機構構成，將所拍攝之圖像信號發送至圖中未示之控制機構。
以下，就使用上述切削裝置3來實施之內部應力釋放步驟來說明。
內部應力釋放步驟首先將上述封裝基板2之合成樹脂層22貼附於配設在保持台31之上面之黏著層311。如此於黏著層311貼附有合成樹脂層22側之封裝基板2藉黏著層311之擠進力翹曲被修正成某程度而保持成平板狀。因而，保持於保持台31上之封裝基板2是電極板21之表面21a形成為上側。如此進行，保持有封裝基板2之保持台31以圖中未示之切削進給機構定位於拍攝機構33之正下方。
當將保持台31定位於拍攝機構33之正下方時，執行以拍攝機構33及圖中未示之控制機構檢測封裝基板2之應切削加工之加工區域的校準作業。即，拍攝機構33及圖中未示之控制機構執行用以進行於構成封裝基板2之電極板21之表面21a於第1方向形成的第1分割預定線211與切削 刀片323之對位的型樣匹配等圖像處理，而完成切削區域之校準(校準步驟)。又，對於對形成於構成封裝基板2之電極板21之表面21a之上述第1方向垂相交的第2方向延伸之第2分割預定線212同樣地完成切削區域之校準。
當進行如以上進行而檢測保持於保持台31上之封裝基板2之切削區域的校準後，將保持有封裝基板2之保持台31移動至切削作業區域，如圖3(a)所示，將所選擇之預定第1分割預定線211之一端(在圖3(a)中為左端)定位於切削刀片323之正下方。然後，一面使切削刀片323往以箭號323a顯示之方向旋轉，一面進一步將切削刀片323從以2點鏈顯示之退避位置往以箭號Z1顯示之方向切入進給預定量。此切入進給位置設定成切削刀片323之外周緣到達合成樹脂層22之深度。如此進行，當實施切削刀片323之切入進給後，將保持台31於在圖3(a)中以箭號X1顯示之方向以預定切削進給速度移動，如圖3(b)所示，形成於保持在保持台31之封裝基板2之第1分割預定線211的另一端(在圖3(b)中為右端)到達比切削刀片323之正下方稍微左邊後，停止保持台31之移動，同時，使切削刀片323於以箭號Z2顯示之方向上升至以實線顯示之退避位置。結果，於封裝基板2形成如圖3(c)所示、沿著所選擇之預定第1分割預定線211(在圖中所示之實施形態中為寬度方向中心之第1分割預定線211)到達合成樹脂層22之第1釋放溝251(釋放溝形成步驟)。
接著，當如上述沿著所選擇之預定第1分割預定線211實施釋放溝形成步驟後，將保持台31旋動90度，沿著 保持於保持台31之封裝基板2之所選擇的預定第2分割預定線212，實施釋放溝形成步驟。
藉沿著如此選擇之預定第1分割預定線211及第2分割預定線212，實施釋放溝形成步驟，如圖4所示，封裝基板2之電極板21以沿著所選擇之預定第1分割預定線211形成之第1釋放溝251及沿著所選擇之預定第2分割預定線212形成之第2釋放溝252被切斷。結果，封裝基板2被釋放內部應力，而可去除翹曲(內部應力釋放步驟)。
當實施上述內部應力釋放步驟後，為去除以釋放溝亦無法矯正之合成樹脂層的彎曲，乃實施研磨封裝基板2之合成樹脂層而將之平坦化之樹脂層平坦化步驟。此樹脂層平坦化步驟使用圖5所示之研磨裝置來實施。圖5所示之研磨裝置4有保持被加工物之夾頭台41、研磨保持於該夾頭台41之被加工物之研磨機構42。夾頭台41具有於上面吸引保持上述封裝基板2之矩形吸引保持部，該引吸保持部連通於圖中未示之吸引機構。如此構成之夾頭台41以圖中未示之旋轉驅動設備往在圖5中以箭號41a顯示之方向旋轉。研磨機構42具有心軸殼421、旋轉自如地支撐於該心軸殼421且以圖中未示之旋轉驅動設備旋轉之旋轉心軸422、裝設於該旋轉心軸422之下端之座423、安裝於該座423之下面之磨輪424。此磨輪424由圓環狀基台425、於該基台425之下面裝設成環狀之磨石426構成，基台425以固緊螺栓427安裝於座423之下面。
使用上述研磨裝置4來實施上述樹脂層平坦化步 驟是如圖5所示，將業經實施上述內部應力釋放步驟之封裝基板2之電極板21側載置於具有與夾頭台41之上面(保持面)之封裝基板2相同之形狀、大小的吸引保持部。然後，以圖中未示之吸引機構將封裝基板2吸附保持於夾頭台41上。此時，由於封裝基板2實施上述內部應力釋放步驟而去除了翹曲，故可確實地吸引保持於夾頭台41之上面(保持面)。如此進行而吸引保持於夾頭台41上之封裝基板2是合成樹脂層22之表面22a形成為上側。當如此將封裝基板2吸引保持於夾頭台41上後，一面將夾頭台41往在圖5中以箭號41a顯示之方向以例如300rpm旋轉，一面使研磨機構42之磨輪424往在圖5中以箭號424a顯示之方向以例如6000rpm旋轉，而如圖5所示，使磨石426接觸為被加工面之封裝基板2之合成樹脂層22的表面22a，將磨輪424如以箭號424b所示，於下方(對夾頭台41之保持面垂直之方向)研磨進給預定量。結果，如圖6所示，構成封裝基板2之合成樹脂層22之表面22a被研磨而形成平坦。
如上述，當實施樹脂層平坦化步驟後，實施封裝基板保持步驟，該封裝基板保持步驟是將封裝基板2之合成樹脂層22側吸引保持於保持台上，該保持台是於與第1分割預定線211及第2分割預定線212對應之區域形成有呈格子狀的溝，且於以溝劃分之複數個區域分別設有吸引孔。此封裝基板保持步驟在圖7所示之切削裝置中實施。圖7所示之切削裝置5具有保持被加工物之保持台51、具有切削保持於該保持台51上之被加工物之切削刀片523之切削機構 52、拍攝保持於保持台51上之被加工物之拍攝機構53。保持台51是吸引保持上述封裝基板2之吸引保持部突出設於形成矩形之表面中央部。在吸引保持部510之上面(保持面)，將後述切削刀片之切刀退刀之退刀溝511及512於與形成於封裝基板2之第1分割預定線211及第2分割預定線212對應之區域形成格子狀。又，在吸引保持部510，於以第1及第2分割預定線212劃分之複數個區域形分別形成有吸引孔513，此吸引孔513連通於圖中未示之吸引機構。此外，保持台51以圖中未示之旋轉設備構造成可旋轉。如此構成之保持台51以圖中未示之切削進給機構往在圖7中以箭號X顯示之加工進給方向移動，同時，以圖中未示之分度進給機構往以箭號Y顯示之分度進給方向移動。
切削機構52具有實質上配置成水平之心軸殼521、旋轉自如地支撐於該心軸殼521之旋轉心軸522、裝設於該旋轉心軸522之前端部之切削刀片523，旋轉心軸522可以配設於心軸殼體521內之圖中未示之伺服馬達往以箭號523a所示之方向旋轉。
上述拍攝機構53由顯微鏡及CCD照相機等光學機構構成，將所拍攝之圖像信號發送至圖中未示之控制機構。
將業經實施上述樹脂層平坦化步驟之封裝基板2之合成樹脂層22側載置於為上述切削裝置5之保持台51之吸引保持部510之上面的保持面上。然後，藉使圖中未示之吸引機構作動，將封裝基板2吸引保持於保持台51上(封裝 基板保持步驟)。此時，載置於保持台51之吸引保持部510之上面之保持面上的封裝基板2之合成樹脂層22之表面22a經實施上述樹脂層平坦化步驟而形成平坦面，故密合於為保持台51之吸引保持部510之上面之保持面，而以作用於設於保持台51之吸引保持部510之複數個吸引孔513的負壓可確實地吸引保持諸個封裝元件213。如此進行，吸引保持於保持台51上之封裝基板2是電極板21之表面21a形成為上側。
當如上述，實施封裝基板保持步驟後，吸引保持有封裝基板2之保持台51以圖中未示之切削進給機構定位於拍攝機構53之正下方。當將保持台51定位於拍攝機構53之正下方時，執行以拍攝機構53及圖中未示之控制機構檢測封裝基板2之應切削加工之加工區域的校準作業。即，拍攝機構53及圖中未示之控制機構實施校準作業，該校準作業是拍攝形成於封裝基板2之第1分割預定線211及第2分割預定線212，以確認第1分割預定線211及第2分割預定線212是否與X軸方向及Y軸方向平行。若第1分割預定線211及第2分割預定線212不與X軸方向及Y軸方向平行時，使圖中未示之旋轉驅動機構作動，而調整成形成於保持在保持台51之封裝基板2之第1分割預定線211及第2分割預定線212與X軸方向及Y軸方向平行(校準步驟)。
當如上述，實施校準步驟後，將保持台51移動至加工區域，如圖9(a)所示，將預定之第1分割預定線211之一端定位於比切削刀片523之正下方在圖9(a)中稍微右邊。其 次，使切削刀片523往以箭號523a顯示之方向旋轉，同時，使切入進給機構作動，將切削刀片523從以2點鏈線顯示之退避位置於以箭號Z1顯示之方向切入進給預定量。此外，上述切入進給量設定為作為切削刀片523之切刀之外周緣到達形成於保持台51之保持部510之退刀溝511(參照圖7)的位置。然後，使圖中未示之X軸方向移動機構作動，將保持台51於在圖9(a)中以箭號X1顯示之方向以預定切削進給速度移動，當形成於保持在保持台51之封裝基板2之第1分割預定線211的另一端如圖9(b)所示，到達比切削刀片523之正下方稍微左邊後，停止保持台51之移動，同時使切削刀片523於以箭號Z2顯示之方向上升至以2點鏈線所示之退避位置。接著，分度進給至下個應切削之第1分割預定線211，反覆進行切削。結果，封裝基板2沿著第1分割預定線211以切斷溝253切斷(切削步驟)。
當沿著於封裝基板2形成於第1方向之所有第1分割預定線211實施上述切削步驟後，將保持台51旋動90度。然後，對保持台51沿著形成於與上述第1方向垂直相交之第2方向之所有第2分割預定線212，實施上述切削步驟。結果，保持於保持台51之封裝基板2沿著所有第1分割預定線211及第2分割預定線212以切斷溝253切斷。如此，藉沿著封裝基板2之所有第1分割預定線211及第2分割預定線212切斷，如圖10所示，可將封裝基板2分割成個別封裝之封裝元件213(封裝基板分割步驟)。此外，分割成諸個之封裝元件213吸引保持於保持台51之吸引保持部510，而以封裝基 板之狀態維持。惟，由於封裝基板2之不構成封裝元件之外周部未吸引保持於保持台51，故從保持台51作為端材而脫落。
由於在上述封裝基板分割步驟中，吸引保持於為保持台51之吸引保持部510之上面的保持面上之封裝基板2之合成樹脂層22的表面22a如上述，經實施樹脂層平坦化步驟而形成平坦面，故密合於作為保持台51之吸引保持部510之上面之保持面，藉作用於設在保持台51之吸引保持部510之複數個吸引孔513的負壓，可確實地吸引保持諸個封裝元件213。因而，即使將封裝基板2沿著第1分割預定線211及第2分割預定線212切斷，亦不致使封裝元件213飛散，而可確實地分割成諸個封裝元件213。
2‧‧‧封裝基板
4‧‧‧研磨裝置
21‧‧‧電極板
22‧‧‧合成樹脂層
22a‧‧‧下面(表面)
41‧‧‧夾頭台
41a‧‧‧箭號
42‧‧‧研磨機構
421‧‧‧心軸殼
422‧‧‧旋轉心軸
423‧‧‧座
424‧‧‧磨輪
424a，424b‧‧‧箭號
425‧‧‧基台
426‧‧‧磨石
427‧‧‧固緊螺栓

Claims (2)

  1. 一種封裝基板之加工方法，是將由電極板及合成樹脂層所構成的封裝基板沿著複數條分割預定線分割成諸個封裝元件，前述電極板是該複數條分割預定線於表面形成為格子狀，且於以該複數條分割預定線劃分之複數個區域配設有元件，前述合成樹脂層已從該電極板之背面側成型該元件，前述封裝基板之加工方法之特徵在於包含有：內部應力釋放步驟，是將封裝基板之電極板沿著所選擇之分割預定線切削，藉此形成釋放溝，以釋放封裝基板之內部應力；樹脂層平坦化步驟，是於實施內部應力釋放步驟後，研磨封裝基板之合成樹脂層，將其平坦化；封裝基板保持步驟，是於實施樹脂層平坦化步驟後，將封裝基板之合成樹脂層側吸引保持於保持台上，該保持台是於與分割預定線對應之區域形成有呈格子狀的溝，且於以溝劃分之複數個區域分別設有吸引孔；及封裝基板分割步驟，是將吸引保持於該保持台上之封裝基板沿著分割預定線分割。
  2. 如請求項1之封裝基板之加工方法，其中前述電極板是延伸越過實質上整體之前述封裝基板。
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