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発明の名称 パッケージ基板の分割方法および分割装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−242643(P2007−242643A)
公開日 平成19年9月20日(2007.9.20)
出願番号 特願2006−42282(P2006−42282)
出願日 平成18年2月20日(2006.2.20)
代理人 【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
発明者 荒井 一尚
要約 課題
切削ブレードによる金属層の切削時の負担を軽減して切削ブレードの寿命を延ばすことができるようにする。

解決手段
超硬チップ40aによって分割予定ラインCLを罫書き、金属枠体10に所定深さの罫書き溝41を形成した後に、罫書き溝41に切削ブレード42を位置づけて金属枠体10と充填樹脂24とを切断してQFN構造のパッケージ基板26を個々のデバイス22毎に分割するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】
デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が形成された金属枠体と、前記分割予定ラインによって区画された領域に配設された複数のデバイスと、前記複数のデバイスが配設された側に樹脂が充填され金属層と樹脂層とで前記デバイスがパッケージングされたパッケージ基板をデバイス毎に分割するパッケージ基板の分割方法であって、
スクライブ手段によって前記分割予定ラインを罫書き、前記金属層に所定深さの罫書き溝を形成する溝形成工程と、
該溝形成工程で形成された前記罫書き溝に切削手段の切削ブレードを位置づけて前記金属層と前記樹脂層とを切断して前記パッケージ基板を個々のデバイス毎に分割する分割工程と、
を含むことを特徴とするパッケージ基板の分割方法。
【請求項2】
前記溝形成工程において形成する前記罫書き溝の深さは、前記金属層の厚みの1/2以上であることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ基板の分割方法。
【請求項3】
デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が形成された金属枠体と、前記分割予定ラインによって区画された領域に配設された複数のデバイスと、前記複数のデバイスが配設された側に樹脂が充填され金属層と樹脂層とで前記デバイスがパッケージングされたパッケージ基板をデバイス毎に分割するパッケージ基板の分割装置であって、
前記分割予定ラインを罫書き、前記金属層に所定深さの罫書き溝を形成するスクライブ手段と、
該スクライブ手段で形成された前記罫書き溝に位置づけられて前記金属層と前記樹脂層とを切断して前記パッケージ基板を個々のデバイス毎に分割する切削ブレードを有する切削手段と、
を備えたことを特徴とするパッケージ基板の分割装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が形成された金属枠体と、分割予定ラインによって区画された領域に配設された複数のデバイスと、複数のデバイスが配設された側に樹脂が充填され金属層と樹脂層とでデバイスがパッケージングされたパッケージ基板をデバイス毎に分割するパッケージ基板の分割方法および分割装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、IC,LSI等のデバイスが形成されたウェーハは、ダイシング装置などの分割装置によって個々のデバイスに分割されパッケージングされて、携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。
【0003】
ここで、デバイスをパッケージングする技術の一つに、QFN(Quad Flat Non-leadedPackage)と称される技術がある。QFNと称されるこの技術は、デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が形成された厚みが150μm程度の金属枠体と、分割予定ラインによって区画された領域に配設された複数のデバイスと、複数のデバイスが配設された側に被覆されて形成された厚みが500μm程度の樹脂層と、でデバイスをパッケージングするというものである。
【0004】
このようなQFNによって構成されたパッケージ基板は、パッケージの樹脂充填工程後のダイシング工程で切削ブレードによって分割予定ラインを切削することにより個々のデバイス毎に分割される(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】特開2003−124421号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、ダイシング装置の切削手段に装着された切削ブレードで金属枠体に形成された分割予定ラインを切削すると、切削ブレードの目詰りや磨耗が生じやすく、高価な切削ブレードの寿命が短くなってしまうという問題点がある。
【0007】
この問題点に対して、金属枠体の分割予定ラインの裏側部分にあらかじめエッチング処理により金属層が1/2程度の薄さとなるように凹部を形成しておくことで切削ブレードの負担を軽減する対策を講じているものもあるが、新たにエッチング工程を必要とし工程が増えるだけでなく、マスクも必要とし、処理時間もかかってしまうという問題点を生ずる。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削ブレードによる金属層の切削時の負担を軽減して切削ブレードの寿命を延ばすことができるパッケージ基板の分割方法および分割装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るパッケージ基板の分割方法は、デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が形成された金属枠体と、前記分割予定ラインによって区画された領域に配設された複数のデバイスと、前記複数のデバイスが配設された側に樹脂が充填され金属層と樹脂層とで前記デバイスがパッケージングされたパッケージ基板をデバイス毎に分割するパッケージ基板の分割方法であって、スクライブ手段によって前記分割予定ラインを罫書き、前記金属層に所定深さの罫書き溝を形成する溝形成工程と、該溝形成工程で形成された前記罫書き溝に切削手段の切削ブレードを位置づけて前記金属層と前記樹脂層とを切断して前記パッケージ基板を個々のデバイス毎に分割する分割工程と、を含むことを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係るパッケージ基板の分割方法は、上記発明において、前記溝形成工程において形成する前記罫書き溝の深さは、前記金属層の厚みの1/2以上であることを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係るパッケージ基板の分割装置は、デバイスが配設される領域を区画する分割予定ラインに沿って複数の電極が形成された金属枠体と、前記分割予定ラインによって区画された領域に配設された複数のデバイスと、前記複数のデバイスが配設された側に樹脂が充填され金属層と樹脂層とで前記デバイスがパッケージングされたパッケージ基板をデバイス毎に分割するパッケージ基板の分割装置であって、前記分割予定ラインを罫書き、前記金属層に所定深さの罫書き溝を形成するスクライブ手段と、該スクライブ手段で形成された前記罫書き溝に位置づけられて前記金属層と前記樹脂層とを切断して前記パッケージ基板を個々のデバイス毎に分割する切削ブレードを有する切削手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係るパッケージ基板の分割方法および分割装置は、金属枠体の分割予定ラインにスクライブ手段によって罫書き溝を形成することで金属層の一部または全部を取り除いた後に、該罫書き溝部分を切削ブレードで切断するようにしたので、金属枠体にエッチング処理を要することなく切削ブレードの負担を軽減させることができ、もって切削ブレードの目詰りや磨耗を減少させることができ、切削ブレードの寿命を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明を実施するための最良の形態であるパッケージ基板の分割方法および分割装置について図面を参照して説明する。
【0014】
まず、QFNによるパッケージ基板の作製方法および個々のデバイスへの分割方法の概要について説明する。図1は、パッケージ基板のベースとなる金属枠体10の一部を示す平面図である。金属枠体10は、例えば3mm×5mm程度の大きさのデバイスパッケージを10×30個分程度を同時に形成し得る大きさの矩形シート状のものであり、例えば銅などの導電性が良好で厚さ150μm程度の金属板をエッチング加工またはプレス加工することにより所定形状にパターン形成されている。
【0015】
金属枠体10は、個々のデバイスが配設される領域を区画するよう升目状に形成されたストリート11部分によるフレーム構造を有している。また、金属枠体10は、各ストリート11部分によって区画される開口部の中央部に、半導体チップ等のデバイスを搭載するための矩形状のダイパッド12と、対応するストリート11部分の四隅から対角線上に延在してダイパッド12を支持する4本のサポートバー13とを有する。また、金属枠体10は、各ストリート11部分からダイパッド12側に向けて櫛歯状に延在させた複数本ずつの電極14を有する。ここで、隣り合う2つのダイパッド12に対応する各電極14はストリート11部分を介して電気的に接続された状態で一体に形成されている。また、ストリート11部分の中央は、デバイスパッケージの製造工程において最終的にパッケージ基板をデバイス毎に分割するための分割予定ラインCLとして設定されている。なお、サポートバー13部分は、最終的にデバイスパッケージの外面に露出しないように金属枠体10において他の部分よりも薄くなるようにエッチングされて形成されている。
【0016】
図2は、図1中のA−A線断面部分で示すQFNによるパッケージ基板の作製方法および個々のデバイスへの分割方法の工程図である。まず、図2(a)に示すように、図1に示したような金属枠体10の裏面には樹脂充填のためのQFN用アセンブリテープ21を接着しておく。次いで、図2(b)に示すように、金属枠体10の各ダイパッド12上にエポキシ系樹脂等の接着剤を塗布し、半導体チップ等の個々のデバイス22の裏面側をダイパッド12上に接着する。さらに、各デバイス22の各電極と金属枠体10における対応する各電極14の内部電極部とをボンディングワイヤ23によって電気的に接続する。
【0017】
次に、図2(c)に示すように、一括モールディング方式により、金属枠体10のデバイス22が配設されている側の全面を充填樹脂24で厚さ500μm程度に被覆する。そして、QFN用アセンブリテープ21を金属枠体10から剥離して除去することにより、各デバイス22が金属枠体10による金属層と充填樹脂24による樹脂層25とによりパッケージングされたパッケージ基板26が完成する。さらに、充填樹脂24の表面側に支持テープ27を接着した後、図2(d)に示すように、パッケージ基板26を裏返して分割予定ラインCL部分で切断することにより、デバイス22毎のデバイスパッケージ30が完成するように分割する。この切断工程において、ストリート11部分が全幅に渡って除去され、各電極14が電気的に独立した状態となる。この後、支持テープ27上から個々のデバイスパッケージ30を取り出す。
【0018】
図3は、分割された一つのデバイスパッケージ30の外観構造を示す斜視図である。デバイスパッケージ30は、例えば3mm×5mm程度の大きさである。図3に示すように、外部接続端子となる各電極14の外部電極部分が充填樹脂24と同一面上に露出する。また、サポートバー13部分の表面は充填樹脂24により被覆されており、外部に露出しない。
【0019】
ここで、本実施の形態は、図2(d)に示したようなパッケージ基板26をデバイス22毎に分割する分割工程に特徴を有する。図4は、本実施の形態の分割工程を示す説明図である。まず、図4(a)に示すように、直径2mm程度で回転自在なそろばん珠形状の超硬チップ40aを備えるスクライブ手段40を用いて、金属枠体10のストリート11の中央に設定された分割予定ラインCLに沿って分割予定ラインCを罫書くことにより、図4(b)に示すように、金属枠体10(金属層)に所定深さの罫書き溝41を形成する(溝形成工程)。この罫書き溝41は、超硬チップ40aの形状に従い、例えば断面V字状に形成される。また、この罫書き溝41の深さは、望ましくは、金属枠体10(金属層)の厚みの1/2以上であり、さらに望ましくは、図5に示すように金属枠体10(金属層)の厚みと同等で充填樹脂24に達する程の深さであることがよい。また、スクライブ手段は、超硬チップ40aを利用したものに代えて、バイトであってもよい。
【0020】
次いで、図4(c)に示すように、罫書き溝41に高速回転する切削ブレード42が装着された切削手段の切削ブレード42を位置づけて罫書き溝41部分で金属枠体10(金属層)と充填樹脂24とを支持テープ27に達するまで切断することにより、パッケージ基板26を個々のデバイス22毎に分割し、デバイスパッケージ30を完成する(分割工程)。ここで、切削ブレード42は、例えばダイアモンド砥粒をNiメッキした電鋳ブレードであって、切削幅がストリート11部分の全幅相当とされている。
【0021】
ここで、図4(a)〜(c)に示したような溝形成工程と分割工程とは、それぞれ別個の装置を用いて別個に行うようにしてもよいが、図6に示すような切削装置を用いて一括して行うようにしてもよい。図6は、分割処理用の切削装置の構成例を示す概略斜視図である。切削装置50は、パッケージ基板26を保持するチャックテーブル51と、パッケージ基板26を支持したダイシングフレームFを支持するフレームクランプ51aと、チャックテーブル51に保持されたパッケージ基板26に作用して溝形成および切削を行う分割処理部52とを有する。チャックテーブル51は、図示しない駆動源に連結されて回転可能である。また、チャックテーブル51を支持する移動基台53は、ボールネジ、ナット、パルスモータ等による送り機構によってX軸方向に移動可能に設けられている。
【0022】
また、分割処理部52は、ハウジング54によって回転可能に支持されたスピンドル55の先端に装着された切削ブレード42から構成された切削手段56の切削ブレード42と、スクライブ手段40が有する超硬チップ40aとをX軸方向に併設させて備えている。また、スクライブ手段40の−X軸方向隣りには、パッケージ基板26のストリート11(分割予定ラインCL)を検出するための図示しないアライメント部を備えている。アライメント部は、パッケージ基板26の表面を撮像する可視光線用や赤外線用のカメラ57を有し、このカメラ57によって取得した画像を基に、あらかじめ記憶されているキーパターンとのパターンマッチングなどの処理を行うことで、溝形成や切断を行うべきストリート11部分を検出し、分割予定ラインCLや罫書き溝41への位置づけに供する。
【0023】
分割処理部52(切削手段56およびスクライブ手段40)は、ボールネジ、ナット、パルスモータ等による図示しない切り込み送り機構によってZ軸方向に昇降移動可能に設けられ、また、ボールネジ、ナット、パルスモータ等による図示しない割り出し送り機構によってY軸方向に移動可能に設けられている。
【0024】
また、切削装置50は、カセット部58、搬出入手段59、搬送手段60、洗浄手段61および搬送手段62を備える。カセット部58は、パッケージ基板26が貼付けられたダイシングフレームFを複数枚収納するものである。搬出入手段59は、カセット部58に収納されたダイシングフレームFを搬送手段60が搬送可能な載置領域に搬出するとともに、パッケージ基板26が処理済みのダイシングフレームFをカセット部58に搬入するものである。搬送手段60は、搬出入手段59によって載置領域に搬出されたダイシングフレームFをチャックテーブル51上に搬送するものである。また、洗浄手段61は、パッケージ基板26が分割処理部52による処理済みのダイシングフレームFを洗浄するものである。搬送手段62は、パッケージ基板26が分割処理部52による処理済みのダイシングフレームFをチャックテーブル51上から洗浄手段61へ搬送するものである。
【0025】
パッケージ基板26は、金属枠体10側を上にしてチャックテーブル51上に載置されて保持される。そして、チャックテーブル51が+X軸方向に移動することで、パッケージ基板26がカメラ57の直下に位置づけられ、カメラ57によって撮像される。その撮像画像を基にアライメント部によってストリート11が検出されるとともに、このストリート11と超硬チップ40aとのY軸方向の位置合わせが行われる。さらに、チャックテーブル51を+X軸方向に移動させるとともに、切り込み送り部によって超硬チップ40aを所定位置まで下降させ、検出されたストリート11の中央の分割予定ラインCLに対して超硬チップ40aを切り込ませることにより、分割予定ラインCLに沿ってストリート11部分を罫書き、罫書き溝41を形成する。
【0026】
そして、割り出し送り部によって超硬チップ40aをストリート11の間隔ずつ割り出し送りさせながら順次同様の罫書きを行う。同一方向のストリート11に全て罫書き溝41を形成した後は、チャックテーブル51を90度回転させて縦横を入れ替えて同様の罫書きを行うことによって、パッケージ基板26の表面上の全てのストリート11に罫書き溝41が形成される。
【0027】
その後、切削ブレード42による切断を行うために、チャックテーブル51を+X軸方向に移動させるとともに、切削ブレード42を高速回転させながら切り込み送り部によって所定位置まで下降させ、位置づけられた罫書き溝41に向けて切削ブレード42を切り込ませることにより、罫書き溝41(分割予定ラインCL)に沿ってストリート11部分を切断する。
【0028】
そして、割り出し送り部によって切削ブレード42を罫書き溝41(ストリート11)の間隔ずつ割り出し送りさせながら順次同様の切断を行う。同一方向のストリート11を全て切断した後は、チャックテーブル51を90度回転させて縦横を入れ替えて同様の切断を行うことによって、パッケージ基板26の全てのストリート11が切断により除去され、デバイス22毎にデバイスパッケージ30が分割形成される。
【0029】
なお、本実施の形態では、超硬チップ40aによる罫書き溝41の形成が全て終了してから切削ブレード42による切断を行うようにしたが、1本の罫書き溝41が形成される毎に、切削ブレード42による切断を続けて行うように、溝形成と切断とをストリート11単位で交互に行うようにしてもよい。
【0030】
上述したように本実施の形態によれば、金属枠体10の分割予定ラインCLにスクライブ手段40の超硬チップ40aによって罫書き溝41を形成することで金属層(金属枠体10)の一部または全部を取り除いた後に、該罫書き溝41部分を切削ブレード42で切削することで切断してデバイス22毎に分割させるようにしたので、金属枠体10に金属層を薄くするためのエッチング処理を要することなく切削ブレード42の負担を軽減させることができ、もって高価な切削ブレード42の目詰りや磨耗を減少させることができ、切削ブレード42の寿命を向上させることができる。
【0031】
また、本実施の形態によれば、超硬チップ40aによって形成する罫書き溝41の深さを金属層(金属枠体10)の厚みの1/2以上としているので、金属層を薄くするためのエッチング処理を行うことなく、エッチング処理を行った場合と同等以上の切削ブレード42の負担軽減効果を発揮させることができる。特に、形成する罫書き溝41の深さを充填樹脂24に達する程に深くすれば、より一層切削ブレード42の負担を軽減させることができる。
【0032】
また、本実施の形態によれば、スクライブ手段40と切削手段56とが併設された切削装置50を用いているので、1台の切削装置50で罫書き溝41の形成とストリート11の切断とを一括して処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】パッケージ基板のベースとなる金属枠体の一部を示す平面図である。
【図2】図1中のA−A線断面部分で示すQFNによるパッケージ基板の作製方法および個々のデバイスへの分割方法の工程図である。
【図3】分割された一つのデバイスパッケージの外観構造を示す斜視図である。
【図4】本実施の形態の分割工程を示す説明図である。
【図5】罫書き溝の断面図である。
【図6】分割処理用の切削装置の構成例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【0034】
10 金属枠体
14 電極
22 デバイス
24 充填樹脂
25 樹脂層
26 パッケージ基板
40 スクライブ手段
41 罫書き溝
42 切削ブレード
56 切削手段
CL 分割予定ライン




 

 


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