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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5950561
(24)【登録日】2016年6月17日
(45)【発行日】2016年7月13日
(54)【発明の名称】発光素子パッケージ基板の加工方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/301 20060101AFI20160630BHJP
【ＦＩ】
H01L21/78 Q
H01L21/78 L
【請求項の数】1
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2011-271867(P2011-271867)
(22)【出願日】2011年12月13日
(65)【公開番号】特開2013-125756(P2013-125756A)
(43)【公開日】2013年6月24日
【審査請求日】2014年11月14日
(73)【特許権者】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100142804
【弁理士】
【氏名又は名称】大上 寛
(72)【発明者】
【氏名】谷本 亮治
【審査官】
中田 剛史
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００２−１５８３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２８３６５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２１２６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−１４０９４０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／３０１
Ｈ０１Ｌ ３３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子が搭載されたベース基板と、貫通孔を備え該ベース基板に接着された枠体と、該貫通孔内に該発光素子を位置付けた該枠体の該貫通孔に注入される透光性モールド樹脂と、からなる発光素子パッケージ基板の加工方法であって、
該透光性モールド樹脂が露出するように該発光素子パッケージ基板をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該チャックテーブルで保持された該発光素子パッケージ基板にバイトを回転させながら作用させて、該透光性モールド樹脂および該枠体を旋削して該枠体に規定される分割予定ライン上に流出した該透光性モールド樹脂を除去する旋削ステップと、
該旋削ステップが実施された該発光素子パッケージ基板を該枠体に規定された該分割予定ラインに沿って切削し、個々の発光素子パッケージに分割する分割ステップと、
を備えたことを特徴とする発光素子パッケージ基板の加工方法。
該透光性モールド樹脂が露出するように該発光素子パッケージ基板をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該チャックテーブルで保持された該発光素子パッケージ基板にバイトを回転させながら作用させて、該透光性モールド樹脂および該枠体を旋削して該枠体に規定される分割予定ライン上に流出した該透光性モールド樹脂を除去する旋削ステップと、
該旋削ステップが実施された該発光素子パッケージ基板を該枠体に規定された該分割予定ラインに沿って切削し、個々の発光素子パッケージに分割する分割ステップと、
を備えたことを特徴とする発光素子パッケージ基板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透光性モールド樹脂で発光素子が封止される発光素子パッケージ基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発光素子パッケージ基板は、ＬＥＤ等の発光素子を金属やセラミックス、樹脂等の基板の表面に実装し、発光面を光を透過する透光性モールド樹脂で被覆することで形成される。この発光素子パッケージ基板は、個々の発光素子パッケージ（光デバイス）へと分割され、発光素子パッケージは照明器具や各種電子機器のバックライト等に用いられる。
【0003】
発光素子パッケージ基板の形成方法には種々の形態があるが、その中でも貫通孔を持った樹脂製の枠体で発光素子を囲み、枠体と基板とで形成された空間に透光性モールド樹脂を注入して発光素子を封止する形態の発光素子パッケージ基板の形成方法が多く採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１−０３６１５４号公報
【特許文献2】特開２００９−２８３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、このような形態の発光素子パッケージ基板では、注入した透光性モールド樹脂が枠体上に流れ出したまま硬化している場合がある。
【0006】
このような場合に、ダイシング装置等の高速回転する切削ブレードにて枠体を切断し、個々の発光素子パッケージ（チップＬＥＤ）に分割すると、流れ出した透光性モールド樹脂がバリの発生の原因となってしまう。
【0007】
そして、バリの発生を抑えながら切断するのは非常に難しく、分割後においてバリを除去するのも困難であるという問題を抱えていた。
【0008】
本発明はこのような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、透光性モールド樹脂が注入された発光素子パッケージ基板について、バリの発生を抑えながら切断が可能であり、また、分割された個々の発光素子パッケージについてもバリを存在させないようにするための加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明では、発光素子が搭載されたベース基板と、貫通孔を備えベース基板に接着された枠体と、貫通孔内に発光素子を位置付けた枠体の貫通孔に注入される透光性モールド樹脂と、からなる発光素子パッケージ基板の加工方法であって、透光性モールド樹脂が露出するように発光素子パッケージ基板をチャックテーブルで保持する保持ステップと、チャックテーブルで保持された発光素子パッケージ基板にバイトを回転させながら作用させて、透光性モールド樹脂および枠体を旋削して枠体に規定される分割予定ライン上に流出した透光性モールド樹脂を除去する旋削ステップと、旋削ステップが実施された発光素子パッケージ基板を枠体に規定された該分割予定ラインに沿って切削し、個々の発光素子パッケージに分割する分割ステップと、を備えたことを特徴とする発光素子パッケージ基板の加工方法が提供される。
【発明の効果】
【0010】
本発明の加工方法では、枠体上に流出した透光性モールド樹脂および樹脂製の枠体を予めバイトによって切削加工することで、枠体上に流出した透光性モールド樹脂を容易に除去できる。
【0011】
これにより、切削ブレードによる分割ステップにおいて、枠体上に流出した透光性モールド樹脂に起因するバリの発生がなく、また、分割がなされる際にもバリが発生しないという効果を奏することができる。
【0012】
さらには、透光性モールド樹脂の上面が平坦化されることにより、発光素子からの光は透光性モールド樹脂をムラを生じさせること無く透過し、発色のばらつきを抑制することができ、発光素子パッケージとしての商品価値を向上できるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明にかかる加工方法により加工される発光素子パッケージ基板の斜視図である。
【図2】本発明にかかる加工方法により加工される発光素子パッケージ基板の断面図である。
【図3】発光素子パッケージ基板を構成する枠体とベース基板について示す斜視図である。
【図4】本発明の加工方法において旋削ステップを実施するのに適した切削装置の斜視図である。
【図5】バイトホイールの斜視図である。
【図6】バイトユニットの分解斜視図である。
【図8】透光性モールド樹脂を除去する旋削ステップについて示す模式図である。
【図10】溢れ出た透光性モールド樹脂が除去された発光素子パッケージ基板の斜視図である。
【図11】分割ステップを実施するのに適した切削装置の斜視図である。
【図12】分割ステップにて切削がなされる発光素子パッケージ基板の分割予定ラインについて示す発光素子パッケージ基板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明にかかる加工方法で加工するのに適した発光素子パッケージ基板Ｐの斜視図、図２は同じく断面図を示している。発光素子パッケージ基板Ｐは、図３に示すように、ＬＥＤ等の発光素子Ｄ，Ｄが実装されたベース基板Ｂに対し、貫通孔ｈ，ｈが形成された枠体Ｗを接着させることで、両者を積層配置させた構成としている。
【0015】
ベース基板Ｂ上の発光素子Ｄ，Ｄは縦横方向に均等間隔で配置されており、この発光素子Ｄ，Ｄの配置に一致するように、枠体Ｗの貫通孔ｈ，ｈが縦横方向に均等間隔で配置され、各貫通孔ｈ，ｈ内に発光素子Ｄ，Ｄが収められる。ベース基板Ｂと枠体Ｗは、例えば、樹脂等にて構成される。
【0016】
貫通孔ｈ，ｈが形成されない部位においては、図１に示すように、分割が予定される分割予定ラインＳ１，Ｓ２が規定され、この分割予定ラインＳ１，Ｓ２に沿って分断されることにより、個々の発光素子パッケージに分割される。分割予定ラインＳ１，Ｓ２は、互いに直交するように規定される。
【0017】
そして、図１に示すように、ベース基板Ｂの上面と、枠体Ｗの貫通孔ｈにて仕切られる空間ｋには、透光性モールド樹脂ｍが注入されて発光素子Ｄが透光性モールド樹脂ｍによって封止される。
【0018】
以上のようにして、発光素子Ｄ，Ｄが搭載されたベース基板Ｂと、貫通孔ｈを備えベース基板Ｂに接着された枠体Ｗと、貫通孔ｈ内に発光素子Ｄを位置付けて枠体Ｗの貫通孔ｈに注入される透光性モールド樹脂ｍと、からなる発光素子パッケージ基板Ｐが構成される。
【0019】
透光性モールド樹脂ｍは空間ｋに隙間無く注入され、発光素子Ｄを完全に封止するものであり、透光性モールド樹脂ｍの一部が枠体上に流れ出したまま硬化している場合がある。図１及び図２においては、透光性モールド樹脂ｍが枠体Ｗの表面Ｗａ上に溢れ出ていることが示されている。
【0020】
このように、枠体Ｗの表面Ｗａ上に溢れ出た透光性モールド樹脂ｍが存在すると、後に個々の発光素子パッケージに分割するための加工を行う際に、透光性モールド樹脂ｍに起因するバリが発生する不具合に繋がってしまう。
【0021】
そこで、本実施形態では、以下に説明する加工方法によって、透光性モールド樹脂ｍに起因するバリの発生を抑制することとしている。
【0022】
本実施形態は、発光素子Ｄ，Ｄが搭載されたベース基板Ｂと、貫通孔ｈ，ｈを備えベース基板Ｂに接着された枠体Ｗと、貫通孔ｈ，ｈ内に発光素子Ｄ，Ｄを位置付けた枠体Ｗの貫通孔ｈ，ｈに注入される透光性モールド樹脂ｍと、からなる発光素子パッケージ基板Ｐの加工方法とするものである。
【0023】
次に、図４に示されるバイト切削装置２を用いた透光性モールド樹脂ｍの除去について説明する。このバイト切削装置２においては、以下で詳述されるように、透光性モールド樹脂ｍが露出するように発光素子パッケージ基板Ｐをチャックテーブル３０で保持する保持ステップと、チャックテーブル３０で保持された発光素子パッケージ基板Ｐにバイト５４（切削刃５６）を回転させながら作用させて、透光性モールド樹脂ｍおよび枠体Ｗを旋削して枠体上に流出した透光性モールド樹脂ｍを除去する旋削ステップが実施される。
【0024】
図４に示すバイト切削装置２において、４はバイト切削装置２のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
【0025】
この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【0026】
バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２（図７参照）と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に着脱可能に装着されたバイトホイール２５とを含んでいる。バイトホイール２５にはバイトユニット２６が着脱可能に取り付けられている。
【0027】
バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【0028】
ベース４の中間部分にはチャックテーブル３０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３３は蛇腹であり、チャックテーブル移動機構をカバーする。被加工物となる発光素子パッケージ基板Ｐは、環状フレームＦに固定される粘着テープＴに接着され、被加工物ユニットＵとしてチャックテーブル３０上に保持される。
【0029】
ベース４の前側部分には、第１の被加工物カセット３２と、第２の被加工物カセット３４と、被加工物搬送用ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、被加工物搬入機構（ローディングアーム）４２と、被加工物搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。
【0030】
また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル３０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル３０が装置手前側の被加工物搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、チャックテーブル３０に向かって洗浄水を噴射する。
【0031】
図５を参照すると、バイトホイール２５の斜視図が示されている。バイトホイール２５は、環状のホイール基台５０と、ホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対象位置のホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と同一重量に調整されるバランス取り用錘（カウンターバランス）６６とから構成される。バイトホイール２５は矢印Ｒ方向に回転されて発光素子パッケージ基板Ｐの表面に溢れ出て硬化した透光性モールド樹脂ｍ（図２参照）を切削する。
【0032】
バイトユニット２６は、図６の分解斜視図に示すように、略直方体形状のシャンク（バイトシャンク）５２と、シャンク５２に着脱可能に取り付けられたバイト５４とから構成される。バイト５４は板状を呈しており、長手方向の一端部の表面側にはダイアモンド等で所定形状に形成された切削刃５６が固着されている。バイト５４にはねじ５８が挿入される丸穴５９が形成されている。
【0033】
シャンク５２の一側面には、バイト５４の厚さと同等の深さを有するピット６０が形成されている。ピット６０にはねじ穴６１が形成されている。バイト５４をシャンク５２のピット６０内に挿入し、バイト５４の丸穴５９を通してねじ５８をねじ穴６１に螺合することにより、バイト５４がシャンク５２に固定される。
【0034】
図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ホイール基台５０には直方体形状の取り付け穴６２と、取り付け穴６２に開口するねじ穴６３が形成されている。バイトユニット２６のシャンク５２をホイール基台５０に形成された取り付け穴６２中に挿入し、ねじ６４をねじ穴６３に螺合して締め付けることにより、バイトユニット２６がホイール基台５０に固定される。
【0035】
次に、図８及び図９（Ａ）（Ｂ）を参照して、流出した透光性モールド樹脂ｍを除去する旋削加工について説明する。発光素子パッケージ基板Ｐの表面には、図９（Ａ）の拡大断面図に示すように、枠体Ｗの表面Ｗａ上に溢れ出た透光性モールド樹脂ｍが存在しており、この透光性モールド樹脂ｍを除去するものである。
【0036】
スピンドル２２を約２０００ｒｐｍで回転させつつ、バイトホイール送り機構１８を駆動してバイトユニット２６の切削刃５６を枠体Ｗの表面Ｗａに所定深さ切り込ませ、チャックテーブル３０を矢印Ｙ方向に１ｍｍ／ｓの送り速度で移動させる。
【0037】
これにより、表面Ｗａ上に溢れ出た透光性モールド樹脂ｍ、更には、表面Ｗａの表層部分が旋削される。この旋削加工時には、チャックテーブル３０は回転させずにＹ軸方向に加工送りされる。
【0038】
チャックテーブル３０に吸引保持された発光素子パッケージ基板Ｐの左端が切削刃５６の取り付け位置を通過すると、発光素子パッケージ基板Ｐの旋削が終了し、図９（Ａ）において高さＷ１の位置にあった枠体Ｗの表面Ｗａは、図９（Ｂ）に示すように、高さＷ２の位置まで旋削される。
【0039】
そして、高さＷ２の位置まで切削される過程において、枠体Ｗの表面Ｗａ上に溢れ出て硬化していた透光性モールド樹脂ｍは除去される。これにより、図９（Ｂ）に示すように、透光性モールド樹脂ｍの表面ｍａと、枠体Ｗの表面Ｗａとによって一連の平坦面Ｐａが構成される。
【0040】
以上のように旋削加工（旋削ステップ）がなされることで、図１０に示すように、枠体Ｗの表面Ｗａに透光性モールド樹脂ｍが溢れ出ていることのない、平坦面Ｐａを有する発光素子パッケージ基板Ｐが実現されることになる。
【0041】
そして、以上のように旋削ステップが実施された発光素子パッケージ基板Ｐを枠体Ｗに形成された分割予定ラインＳ１，Ｓ２（図１２参照）に沿って切削し、個々の発光素子パッケージに分割する分割ステップを実施することで、個々の発光素子パッケージを製造することができる。
【0042】
この分割ステップは、例えば、図１１に示す切削装置７０にて実施することができる。なお、切削装置７０については、本実施形態のように切削ブレード９１を高速回転させる切削ユニット９０を備える構成とするほか、レーザービームにより切削加工を行うレーザー加工装置にて構成することも考えられる。
【0043】
図１１に示される切削装置７０は切削ブレード９１を高速回転させる切削ユニット９０を備える切削装置であり、チャックテーブル７４において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル７４が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、切削ユニット９０を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動させることにより被加工物が切削される構成となっている。
【0044】
例えば、発光素子パッケージ基板Ｐをダイシング（切削加工）する場合は、発光素子パッケージ基板Ｐを粘着テープ（ダイシングテープＴ）を介して環状フレームＦに保持してなる被加工物ユニットＵが、チャックテーブル７４に載置されて吸引保持される。
【0045】
チャックテーブル７４は切削送り手段８０によってＸ軸方向に移動可能となっており、切削ユニット９０と一体に形成された撮像ユニット７３（カメラ）を有するアライメントユニット７２によって、図１２に示すように、チャックテーブル７４に吸引保持された発光素子パッケージ基板Ｐの切削すべき領域である分割予定ラインＳ１，Ｓ２が検出され、その分割予定ラインＳ１，Ｓ２と切削ブレード９１とのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。
【0046】
切削送り手段８０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール８６と、Ｘ軸ガイドレール８６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台８８と、Ｘ軸移動基台８８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ８１と、Ｘ軸ボールねじ８１を回転駆動するＸ軸パルスモータ８２とから構成される。
【0047】
チャックテーブル７４を回転可能に指示する支持基台８４はＸ軸移動基台８８に固定されており、Ｘ軸パルスモータ８２に駆動されてＸ軸ボールねじ８１が回転することによって、チャックテーブル７４がＸ軸方向に移動される。
【0048】
一方、切削ユニット９０は、ガイド手段９４によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段９４は、チャックテーブル７４の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム９５と、垂直コラム９５の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール９６と、Ｙ軸ガイドレール９６と平行に配設されたボールねじ９８と、ボールねじ９８に連結されたＹ軸パルスモータ９７と、を有して構成される。
【0049】
Ｙ軸ガイドレール９６は、支持部材７６をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、支持部材７６に備えたナット（図示せず）がボールねじ９８に螺合されている。
【0050】
Ｙ軸パルスモータ９７に駆動されてボールねじ９８が回転することにより、支持部材７６がＹ軸方向に移動される。支持部材７６には、切削ユニット９０が取り付けられた移動部材７７が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、Ｚ軸パルスモータ７８を駆動すると、移動部材７７がＺ軸方向に移動される。
【0051】
以上の実施形態により、本発明を実施することができる。そして、本発明の加工方法を用いることで、枠体Ｗ上に流出した透光性モールド樹脂ｍおよび樹脂製の枠体Ｗを予めバイト５４（切削刃５６）によって切削加工（旋削加工）することで、枠体上に流出した透光性モールド樹脂ｍを容易に除去できる。
【0052】
これにより、切削ブレード９１による分割のための分割ステップにおいて、枠体Ｗ上に流出した透光性モールド樹脂ｍに起因するバリの発生がなく、また、分割がなされる際にもバリが発生しないという効果を奏することができる。
【0053】
さらには、透光性モールド樹脂ｍの上面が平坦化されることにより、発光素子Ｄからの光は透光性モールド樹脂ｍをムラを生じさせること無く透過し、発色のばらつきを抑制することができ、発光素子パッケージとしての商品価値を向上できるという効果も奏する。
【符号の説明】
【0054】
２ バイト切削装置１０ バイト切削ユニット
２５ バイトホイール
２６ バイトユニット
３０ チャックテーブル
５４ バイト
５６ 切削刃
Ｂ ベース基板
Ｄ 発光素子
ｈ 貫通孔
ｋ 空間
ｍ 透光性モールド樹脂
Ｐ 発光素子パッケージ基板
Ｗ 枠体