特許 6791581 パッケージ基板切断用治具テーブル

(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】6791581

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】パッケージ基板切断用治具テーブル

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20201116BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20201116BHJP

   B23Q 3/08 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 N

   H01L21/78 F

   B24B41/06 Z

   B23Q3/08 A

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-220827(P2016-220827)

(22)【出願日】2016年11月11日

(65)【公開番号】特開2018-78253(P2018-78253A)

(43)【公開日】2018年5月17日

【審査請求日】2019年9月20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】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(72)【発明者】

【氏名】金子 智洋

(72)【発明者】

【氏名】有福 法久

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０５４２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４９１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３３８０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｑ ３／０８

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パッケージ基板を切断加工する際に用いられるパッケージ基板切断用治具テーブルであって、
治具ベースと、
該治具ベース上に取り外し可能に装着される保持部材と、を備え、
該保持部材は、
該パッケージ基板を保持する保持面と、
該パッケージ基板の分割予定ラインに対応して該保持面側に形成された複数の切削ブレード用逃げ溝と、
該切削ブレード用逃げ溝で区画される該保持面の各領域に形成された吸引孔と、を有し、
動的粘弾性率の値が０．１６以上０．４１以下であることを特徴とするパッケージ基板切断用治具テーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッケージ基板を切断加工する際に用いられるパッケージ基板切断用治具テーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＳＰ（Chip Size Package）やＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）等のパッケージ技術では、複数のデバイスが樹脂等で封止されたパッケージ基板を分割予定ライン（ストリート）に沿って切断する。これにより、各デバイスに対応する複数のパッケージデバイスチップが得られる。

【0003】

上述のようなパッケージ基板を切削ブレードで切断する際には、専用に設計された治具テーブルでパッケージ基板を保持することが多い（例えば、特許文献１，２参照）。このような治具テーブルには、分割予定ラインに対応する切削ブレード用の逃げ溝と、分割予定ラインによって区画されるパッケージ基板の各領域を吸引するための複数の吸引孔とが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−４９１９３号公報

【特許文献2】特開２０１１−１１４１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した治具テーブルのパッケージ基板に接する部分は、通常、クロロプレンゴムを用いて形成されている。しかしながら、このクロロプレンゴムを用いて形成される治具テーブルには、加工時の振動が伝わり易く、パッケージ基板の加工品質を十分に高められないという問題があった。

【0006】

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、パッケージ基板の加工品質を高めることができるパッケージ基板切断用治具テーブルを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、パッケージ基板を切断加工する際に用いられるパッケージ基板切断用治具テーブルであって、治具ベースと、該治具ベース上に取り外し可能に装着される保持部材と、を備え、該保持部材は、該パッケージ基板を保持する保持面と、該パッケージ基板の分割予定ラインに対応して該保持面側に形成された複数の切削ブレード用逃げ溝と、該切削ブレード用逃げ溝で区画される該保持面の各領域に形成された吸引孔と、を有し、動的粘弾性率の値が０．１６以上０．４１以下であるパッケージ基板切断用治具テーブルが提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るパッケージ基板切断用治具テーブルでは、動的粘弾性率の値が０．１６以上０．４１以下の保持部材でパッケージ基板を保持するので、クロロプレンゴムを用いて形成される従来のパッケージ基板切断用治具テーブルに比べて、パッケージ基板の加工品質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２（Ａ）は、パッケージ基板の構成例を模式的に示す平面図であり、図２（Ｂ）は、パッケージ基板の構成例を模式的に示す底面図である。

【図3】図３（Ａ）は、パッケージ基板切断用治具テーブルの構成例を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、パッケージ基板切断用治具テーブルの構成例を模式的に示す図である。

【図4】図４（Ａ）は、チップの構成例を模式的に示す平面図であり、図４（Ｂ）は、チップの構成例を模式的に示す側面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の一部を拡大した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。図１は、本実施形態に係るパッケージ基板切断用治具テーブルが用いられる切削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、切削装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。

【0011】

基台４の上面には、Ｘ軸方向（前後方向、加工送り方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６、Ｘ軸移動テーブル６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８が設けられている。

【0012】

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールに平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

【0013】

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることで、Ｘ軸移動テーブル６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸移動テーブル６上には、パッケージ基板１１を吸引、保持するためのパッケージ基板切断用治具テーブル１０が配置されている。

【0014】

パッケージ基板切断用治具テーブル１０は、複数の流路を備えた治具ベース１２を備えている。この治具ベース１２は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（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１２の上面１２ａには、パッケージ基板１１に対応した保持部材１４が取り外し可能に装着される。パッケージ基板切断用治具テーブル１０の詳細については後述する。

【0015】

図２（Ａ）は、パッケージ基板１１の構成例を模式的に示す平面図であり、図２（Ｂ）は、パッケージ基板１１の構成例を模式的に示す底面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、パッケージ基板１１は、平面視で矩形状に形成された金属枠体１３を含む。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、複数のデバイス領域１５（本実施形態では、３個のデバイス領域１５）と、各デバイス領域１５を囲む外周余剰領域１７と、を有している。

【0016】

各デバイス領域１５は、交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１９でさらに複数の領域（本実施形態では、４８個の領域）に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等のデバイス（デバイスチップ）（不図示）が配置されている。

【0017】

また、金属枠体１３の裏面１３ｂ側には、複数のデバイスを封止する樹脂層２１が設けられている。樹脂層２１は、所定の厚みに形成されており、例えば、金属枠体１３の裏面１３ｂから僅かに突出している。この樹脂層２１によって、各デバイス領域１５の裏面１３ｂ側全体が覆われている。図２（Ａ）に示すように、金属枠体１３の表面１３ａ側には、各デバイスに対応する複数のステージ２３が設けられている。各ステージ２３の周囲（分割予定ライン１９を含む領域）には、複数の電極パッド２５（図４（Ａ）等参照）が形成されている。

【0018】

このパッケージ基板１１は、例えば、金属枠体１３の裏面１３ｂ側から各ステージ２３にデバイスを配置し、各デバイスの電極と、ステージ２３の周囲に配置された電極パッド２５とを金属ワイヤー（不図示）等で接続した後に、裏面１３ｂ側を樹脂層２１で封止することによって得られる。

【0019】

パッケージ基板１１を分割予定ライン１９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チップ）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１１を例示しているが、パッケージ基板１１の形状、構造、大きさ、材質等に制限はない。なお、このパッケージ基板１１の形状等に合わせて、パッケージ基板切断用治具テーブル１０（特に、保持部材１４）の形状等も調整される。

【0020】

図１に示すように、基台４の上面には、パッケージ基板１１を切削加工（切断加工）する切削ユニット１６を支持するための門型の支持構造１８が、開口４ａを跨ぐように配置されている。支持構造１８の前面上部には、切削ユニット１６をＹ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）及びＺ軸方向（上下方向）に移動させる切削ユニット移動機構２０が設けられている。

【0021】

切削ユニット移動機構２０は、支持構造１８の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２２を備えている。Ｙ軸ガイドレール２２には、切削ユニット移動機構２０を構成するＹ軸移動プレート２４がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動プレート２４の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２２に平行なＹ軸ボールネジ２６が螺合されている。

【0022】

Ｙ軸ボールネジ２６の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールネジ２６を回転させれば、Ｙ軸移動プレート２４は、Ｙ軸ガイドレール２２に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動プレート２４の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２８が設けられている。Ｚ軸ガイドレール２８には、Ｚ軸移動プレート３０がスライド可能に取り付けられている。

【0023】

Ｚ軸移動プレート３０の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２８に平行なＺ軸ボールネジ３２が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ３２の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３４でＺ軸ボールネジ３２を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３０は、Ｚ軸ガイドレール２８に沿ってＺ軸方向に移動する。

【0024】

Ｚ軸移動プレート３０の下部には、パッケージ基板１１を切削加工する切削ユニット１６が設けられている。また、切削ユニット１６に隣接する位置には、パッケージ基板１１の上面側を撮像するカメラ等の撮像ユニット３６が設けられている。切削ユニット移動機構２０で、Ｙ軸移動プレート２４をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１６及び撮像ユニット３６は割り出し送りされ、Ｚ軸移動プレート３０をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１６及び撮像ユニット３６は昇降する。

【0025】

切削ユニット１６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。また、切削ブレード３８の近傍には、切削ブレード３８及びパッケージ基板１１に対して純水等の切削液を供給する切削液供給ノズル４０が配置されている。

【0026】

図３（Ａ）は、パッケージ基板切断用治具テーブル１０（特に、保持部材１４）の構成例を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、パッケージ基板切断用治具テーブル１０の構成例を模式的に示す図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、保持部材１４は、平面視で矩形状の平板であり、その上面は、パッケージ基板１１を吸引、保持するための保持面１４ａになっている。

【0027】

保持部材１４の保持面１４ａ側には、パッケージ基板１１の分割予定ライン１９に対応する切削ブレード用逃げ溝１４ｃが形成されている。切削ブレード用逃げ溝１４ｃの上端は、保持面１４ａに開口している。この切削ブレード用逃げ溝１４ｃにより、保持面１４ａは、分割後のパッケージ基板１１に対応する複数の領域に区画される。

【0028】

切削ブレード用逃げ溝１４ｃの幅は、例えば、切削ブレード３８の幅より広く、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの深さは、例えば、切削ブレード３８の最大の切り込み深さより深い。そのため、パッケージ基板１１を分割予定ライン１９に沿って切削する際に切削ブレード３８を深く切り込ませても、保持部材１４と切削ブレード３８とが接触することはない。なお、保持部材１４は、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの深さよりも厚く形成される。

【0029】

切削ブレード用逃げ溝１４ｃによって区画された各領域には、保持部材１４を上下に貫通して保持面１４ａに開口する吸引孔１４ｄが形成されている。図３（Ｂ）に示すように、治具ベース１２の上面１２ａに保持部材１４を載せると、各吸引孔１４ｄは、治具ベース１２の上面１２ａ側の中央部分に形成された第１流路１２ｂに接続される。

【0030】

第１流路１２ｂは、バルブ４２ａを介して吸引源４４に接続されている。そのため、治具ベース１２の上面１２ａに載せられた保持部材１４の保持面１４ａにパッケージ基板１１を重ね、パッケージ基板１１の分割予定ライン１９を切削ブレード用逃げ溝１４ｃに合わせた状態でバルブ４２ａを開けば、パッケージ基板１１をパッケージ基板切断用治具テーブル１０によって吸引、保持できる。

【0031】

なお、治具ベース１２の外周部分には、保持部材１４を治具ベース１２に装着するための第２流路１２ｃが形成されている。この第２流路１２ｃは、バルブ４２ｂを介して吸引源４４に接続されている。そのため、治具ベース１２の上面１２ａに保持部材１４の下面１４ｂを接触させて、図３（Ｂ）に示すようにバルブ４２ｂを開けば、保持部材１４を治具ベース１２の上面１２ａに固定できる。

【0032】

この保持部材１４は、損失弾性率／貯蔵弾性率で表される動的粘弾性率の値が０．１６以上０．４１以下となる材質で構成される。これにより、切削ユニット１６（切削ブレード３８）等の影響でパッケージ基板１１が振動するのを防いで、パッケージ基板１１の加工品質を高めることができる。

【0033】

具体的には、動的粘弾性率の値が０．１６以上０．４１以下のウレタンゴムを用いて保持部材１４を構成すると良い。ただし、上記動的粘弾性率の値を満たしていれば、保持部材１４の具体的な材質に制限はない。ニトリルゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリルゴム、多硫化ゴム等を用いることもできる。

【0034】

なお、本実施形態では、セイコーインスツル株式会社製のＤＭＳ６１００を使用して測定される動的粘弾性率（すなわち、損失弾性率／貯蔵弾性率）の値を用いた。より具体的には、高さ２ｍｍ、直径８ｍｍの円柱状の試料を、温度が１１．５℃、周波数が２Ｈｚの条件で測定して得られる値を用いた。

【0035】

次に、上述したパッケージ基板切断用治具テーブル１０の性能を評価するために行った実験について説明する。本実験では、まず、上述したパッケージ基板切断用治具テーブル１０によって吸引、保持されたパッケージ基板１１の分割予定ライン１９に切削ブレード３８を切り込ませ、このパッケージ基板１１を切断して複数のチップを製造する。

【0036】

図４（Ａ）は、製造されるチップの構成例を模式的に示す平面図であり、図４（Ｂ）は、チップの構成例を模式的に示す側面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の一部を拡大した側面図である。パッケージ基板１１を分割予定ライン１９に沿って切断すると、図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すようなチップ（パッケージデバイスチップ）１が得られる。

【0037】

上述したように、パッケージ基板１１のステージ２３の周囲（分割予定ライン１９を含む領域）には、複数の電極パッド２５が形成されている。よって、このパッケージ基板１１を分割予定ライン１９に沿って切断すると、図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、分割予定ライン１９上の複数の電極パッド２５も切断される。

【0038】

この時、切削ユニット１６（切削ブレード３８）等の影響でパッケージ基板１１が振動すると、パッケージ基板１１の加工品質も低下してしまう。加工品質が低下すると、例えば、図４（Ｃ）に示す電極パッド２５間の距離（間隔）ｄが小さくなって、短絡等の不具合が発生し易くなる。

【0039】

そこで、本実験では、この電極パッド２５間の距離に基づいて、パッケージ基板切断用治具テーブル１０の性能を評価した。具体的には、動的粘弾性率の異なる複数の保持部材１４を用意し、各保持部材１４を用いて製造した複数のチップ１（各２０個）について電極パッド２５間の距離ｄ（１チップ当たり１２箇所、計２４０箇所）を測定した。比較例として、従来のクロロプレンゴムにより構成された保持部材を用いて同様の実験を行った。

【0040】

保持部材１４の材質としては、動的粘弾性率が０．１６、０．１８、０．４１の３種類のウレタンゴムを用いた。一方、比較例に係る保持部材を構成するクロロプレンゴムの動的粘弾性率は、０．１５であった。パッケージ基板１１を切断して複数のチップ１を製造する際の加工条件は、次の通りである。
切削ブレードの材質：レジンボンドブレード
切削ブレードの回転数：２００００ｒｐｍ
加工送り速度：３０ｍｍ／ｓ
切削液（水）の温度：１１．２℃〜１１．８℃
パッケージ基板のサイズ：７０ｍｍ×２１８ｍｍ×０．７ｍｍ
チップのサイズ：３ｍｍ×３ｍｍ×０．７ｍｍ

【0041】

実験の結果を表１に示す。なお、電極パッド２５間の距離としては、計２４０箇所で測定された値の平均値を示している。

【0042】

【表1】

【0043】

表１から、動的粘弾性率が０．１６以上０．４１以下の範囲で電極パッド２５間の距離が大きくなっており、少なくともこの範囲でパッケージ基板１１の加工品質が高められているのが分かる。なお、電極パッド２５間の距離は、動的粘弾性率の値が０．１６の場合に最大となっており、特に良好である。

【0044】

なお、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。

【符号の説明】

【0045】

２ 切削装置
４ 基台
４ａ 開口
６ Ｘ軸移動テーブル
８ 防塵防滴カバー
１０ パッケージ基板切断用治具テーブル
１２ 治具ベース
１２ａ 上面
１２ｂ 第１流路
１２ｃ 第２流路
１４ 保持部材
１４ａ 保持面
１４ｂ 下面
１４ｃ 切削ブレード用逃げ溝
１４ｄ 吸引孔
１６ 切削ユニット
１８ 支持構造
２０ 切削ユニット移動機構
２２ Ｙ軸ガイドレール
２４ Ｙ軸移動プレート
２６ Ｙ軸ボールネジ
２８ Ｚ軸ガイドレール
３０ Ｚ軸移動プレート
３２ Ｚ軸ボールネジ
３４ Ｚ軸パルスモータ
３６ 撮像ユニット
３８ 切削ブレード
４０ 切削液供給ノズル
４２ａ，４２ｂ バルブ
４４ 吸引源
１ チップ（パッケージデバイスチップ）
１１ パッケージ基板
１３ 金属枠体
１３ａ 表面
１３ｂ 裏面
１５ デバイス領域
１７ 外周余剰領域
１９ 分割予定ライン（ストリート）
２１ 樹脂層
２３ ステージ
２５ 電極パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】