説明

パッケージ基板の加工方法

【課題】 反りがあるパッケージ基板でも加工を可能とするパッケージ基板の加工方法を提供することである。
【解決手段】 反りを有するパッケージ基板の加工方法であって、複数のパッケージ基板が収容されたカセットから該パッケージ基板を搬出してチャックテーブル上に載置する搬送ステップと、該パッケージ基板を押圧しながら加熱して反りを解消する反り解消ステップと、該反り解消ステップを実施した後、該パッケージ基板を該チャックテーブルで吸引保持する吸引保持ステップと、該チャックテーブルで吸引保持された該パッケージ基板に加工を施す加工ステップと、を具備したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、反りを有するパッケージ基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、LSI等の回路が形成された複数の半導体チップがリードフレームやプリント基板にマウントされて各電極がボンディング接続された後、樹脂によって封止されることでCSP(Chip Size Package)基板やBGA(Ball Grid Array)基板等のパッケージ基板が形成される。
【0003】
その後、パッケージ基板を切削ブレード等でダイシングして個片化することで樹脂封止された個々の半導体デバイスが製造される。このようにして製造された半導体デバイスは、携帯電話やパソコン等の電子機器に広く利用されている。
【0004】
近年の電子機器の小型化・薄型化に伴って、半導体デバイスも小型化・薄型化が切望されており、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体チップが樹脂封止されたパッケージ基板の樹脂封止面を研削して薄化したいとの要望や、プリント基板上にマウントされた半導体チップの裏面を研削して薄化したいという要望がある。
【0005】
これらの研削には、例えば特開2008−272866号公報に開示されるようなグラインダと呼ばれる研削装置が広く使用される。このような研削装置は、パッケージ基板等の被研削物を吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルで保持された被研削物に対向して配設された研削砥石とを備え、研削砥石が被研削物に当接した状態で摺動することにより研削が遂行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−272866号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところが、パッケージ基板は複数の材質が積層されることで形成されている上、樹脂によって半導体チップを封止する際の熱の影響や、リードフレームやプリント基板に半導体チップをマウントする際のリフロー加熱の影響等により、パッケージ基板には反りが生じ易い。
【0008】
反りのあるパッケージ基板を研削装置のチャックテーブルで吸引保持しようとしても、パッケージ基板とチャックテーブルとが密接しない部分から負圧がリークして、パッケージ基板を保持できず、その結果fcパッケージ基板を研削できないという問題がある。更に、このような反りのあるパッケージ基板を切削装置で切削して個々のパッケージへと分割する際にも、研削装置と同様の問題がある。
【0009】
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、反りがあるパッケージ基板でも加工を可能とするパッケージ基板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】
【0010】
本発明によると、反りを有するパッケージ基板の加工方法であって、複数のパッケージ基板が収容されたカセットから該パッケージ基板を搬出してチャックテーブル上に載置する搬送ステップと、該パッケージ基板を押圧しながら加熱して反りを解消する反り解消ステップと、該反り解消ステップを実施した後、該パッケージ基板を該チャックテーブルで吸引保持する吸引保持ステップと、該チャックテーブルで吸引保持された該パッケージ基板に加工を施す加工ステップと、を具備したことを特徴とするパッケージ基板の加工方法が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明のパッケージ基板の加工方法によると、パッケージ基板をチャックテーブルで吸引保持する前に、パッケージ基板を押圧しながら加熱することでパッケージ基板の応力が解放されて反りが解消される。従って、反りのあるパッケージ基板でもチャックテーブルでの吸引保持が可能となり、加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】パッケージ基板(CSP基板)の平面図である。
【図2】図1に示したパッケージ基板の裏面図である。
【図3】本発明のパッケージ基板の加工方法を実施するのに適した研削装置の斜視図である。
【図4】基板搬送ロボット及びカセット部分の斜視図である。
【図5】基板搬送ロボットのハンドの裏面図である。
【図6】カセット載置台部分の斜視図である。
【図7】カセット内からパッケージ基板を取り出す様子を示す断面図である。
【図8】図7に続いてカセット内からパッケージ基板を取り出す様子を示す断面図である。
【図9】仮置き台の拡大斜視図である。
【図10】仮置き台上にパッケージ基板を載置する様子を示す説明図である。
【図11】図11(A)はチャックテーブル上に反りを有するパッケージ基板を載置した状態の側面図、図11(B)は反り解消ステップを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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を参照すると、本発明の加工方法の対象となるパッケージ基板の一例の平面図が示されている。パッケージ基板2はCSP基板であり、矩形状の金属フレーム4を有している。金属フレーム4の外周余剰領域5及び非チップ領域5aによって囲繞された領域には、図示の例では3つのチップ領域6a,6b,6cが存在する。
【0014】
各チップ領域6a,6b,6cにおいては、互いに直交するように格子状に設けられた第1及び第2分割予定ライン8a,8bによって区画された各領域にチップ形成部10が画成され、個々のチップ形成部10には複数の電極12が形成されている。チップ形成部10の裏面側には半導体チップがDAF(Die Attach Film)で貼着されている。
【0015】
各電極12同士は金属フレーム4にモールドされた樹脂により絶縁されている。第1分割予定ライン8a及び第2分割予定ライン8bを切削することにより、その両側に各半導体チップの電極12が現れる。金属フレーム4の四隅には丸穴18が形成されている。図2を参照すると、図1に示されたパッケージ基板2の裏面図が示されている。各チップ領域6a,6b,6cの裏面側はモールド樹脂16で覆われている。
【0016】
図3を参照すると、パッケージ基板2の裏面を研削するのに適した研削装置20の斜視図が示されている。研削装置20は、段差のあるベース22a,22bを有している。ベース22aには凹部23が形成されており、この凹部23中に基板搬送ロボット24が収容されている。
【0017】
26はカセット載置台であり、カセット載置台26上に複数のパッケージ基板2を収容したカセット28が搭載されている。カセット28は図示しないカセットエレベータによりZ軸方向(高さ方向)に移動される。
【0018】
30は基板搬送ロボット24によりカセット28中から搬出されたパッケージ基板を仮置きして位置決めする仮置きテーブルである。仮置きテーブル30に隣接して、搬送パッド34を有する基板搬入機構(ローディングアーム)32が配設されており、基板搬入機構32に隣接して搬送パッド92を有する基板搬出機構(アンローディングアーム)90が配設されている。基板搬出機構90に隣接して、スピンナ洗浄装置94が配設されている。
【0019】
ベース22bの後方には二つのコラム44a,44bが垂直に立設されている。コラム44aには、上下方向に伸びる一対のガイドレール46が固定されている。この一対のガイドレール46に沿って粗研削ユニット48が上下方向に移動可能に装着されている。
【0020】
粗研削ユニット48は、そのハウジング58が一対のガイドレール46に沿って上下方向に移動する移動基台50に取り付けられている。粗研削ユニット48は、ハウジング58と、ハウジング58中に回転可能に収容されたスピンドル60と、スピンドル60を回転駆動するモータ62と、スピンドル60の先端に固定された複数の粗研削用の研削砥石66を有する研削ホイール64を含んでいる。
【0021】
粗研削ユニット48は、粗研削ユニット48を一対の案内レール46に沿って上下方向に移動するボールねじ52とパルスモータ54とから構成される粗研削ユニット移動機構56を備えている。パルスモータ54を駆動すると、ボールねじ52が回転し、移動基台50が上下方向に移動される。
【0022】
他方のコラム44bにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール68が固定されている。この一対のガイドレール68に沿って仕上げ研削ユニット70が上下方向に移動可能に装着されている。
【0023】
仕上げ研削ユニット70は、そのハウジング80が一対のガイドレール68に沿って上下方向に移動する移動基台72に取り付けられている。仕上げ研削ユニット70は、ハウジング80と、ハウジング80中に収容されたスピンドル82と、スピンドル82を回転駆動するモータ84と、スピンドル82の先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石88を有する研削ホイール86を含んでいる。
【0024】
仕上げ研削ユニット70は、仕上げ研削ユニット70を一対の案内レール68に沿って上下方向に移動するボールねじ74とパルスモータ76とから構成される仕上げ研削ユニット移動機構78を備えている。パルスモータ76を駆動すると、ボールねじ74が回転し、仕上げ研削ユニット70が上下方向に移動される。
【0025】
研削装置20は、コラム44a,44bの前側のベース22b上に回転可能に搭載されたターンテーブル36を具備している。ターンテーブル36は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印Aで示す方向に回転される。
【0026】
ターンテーブル36には、互いに円周方向に120度離間して3個のチャックテーブル38が水平面内で回転可能に配置されている。各チャックテーブル38は、ポーラスセラミックスによって矩形状に形成された2個の吸着領域40を有しており、吸着領域40の保持面上に載置されたパッケージ基板2を真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【0027】
ターンテーブル36に配設された3個のチャックテーブル38は、ターンテーブル36を適宜回転することにより、基板搬入・搬出領域、粗研削ユニット48により粗研削を実施する粗研削加工領域、仕上げ研削ユニット70により仕上げ研削を実施する仕上げ研削加工領域、及び基板搬入・搬出領域に順次移動される。
【0028】
基板搬入・搬出領域に位置づけられたチャックテーブル38に隣接して、加熱押圧パッド42が配設されている。加熱押圧パッド42は、旋回可能及びZ軸方向に移動可能に構成されている。
【0029】
図4を参照すると、基板搬送ロボット24のシリンダハウジング96内には図示しないエアシリンダが収容されており、先細部98aを有するハンド98がエアシリンダに連結されている。
【0030】
図5に示すように、ハンド98の裏面には6個の第1吸引部100が配設されている。各第1吸引部100の周りにはスポンジ、ゴム等の摩擦力発生部材102が配設されている。ハンド先細部98aの先端部近傍には第2吸引部104が配設されている。
【0031】
本実施形態のハンド98では、第1吸引部100及び第2吸引部104からそれぞれエアを噴出することにより、搬送するパッケージ基板2との間にベルヌーイの定理により吸引力を発生させ、パッケージ基板2をハンド98で吸引保持する。
【0032】
図4及び図6に示すように、カセット28の開口部から前方に伸長して一対のガイドレール106がカセット載置台26に配設されている。ガイドレール106間の幅はパッケージ基板2の幅よりも僅かばかり広くなるように設定されている。各ガイドレール106には、基板姿勢矯正部材108とストッパ110が取り付けられている。
【0033】
次に図7及び図8を参照して、基板搬送ロボット24によりカセット28中からパッケージ基板2を取り出す動作について説明する。図7(A)に示すように、カセット28がカセット載置台26の上面から上方に突出している場合には、カセットエレベータを駆動して図7(B)に示すように、最上位のパッケージ基板2がカセット載置台26の上面と概略同一高さとなるようにカセット28を矢印Z1方向に移動する。
【0034】
次いで、基板搬送ロボット24のエアシリンダを駆動して、図7(C)に示すように、ハンド98を矢印Y1方向に移動してハンド先細部98aをカセット28中に挿入し、第2吸引部104で最上層のパッケージ基板2を吸引保持する。
【0035】
第2吸引部104でパッケージ基板2を吸引保持した状態で、図7(D)に示すように、ハンド98を矢印Y2方向に移動してパッケージ基板2の先端部がストッパ110に当接するまでパッケージ基板2を引き出す。
【0036】
図8(A)に示すように、パッケージ基板2の第2吸引部104による吸引保持を解除してから、図8(B)に示すように、ハンド98を再び矢印Y1方向に移動してハンド先細部98aをカセット28中に挿入し、第1吸引部100でパッケージ基板2を吸引保持する。
【0037】
ハンド98の第1吸引部100でパッケージ基板2を吸引保持した状態で、図8(C)に示すように、ハンド98をカセット載置台26の上面から僅かばかり上昇させ、この状態で基板搬送ロボット24を旋回動作させることにより、パッケージ基板2を仮置きテーブル30まで搬送する。
【0038】
最上層のパッケージ基板2がカセット28から搬出されると、カセット28は最上層のパッケージ基板2がカセット載置台26の上面と概略同一高さとなるように矢印Z2方向に上昇される。
【0039】
図9を参照すると、仮置きテーブル30の拡大斜視図が示されている。仮置きテーブル30は、中央に設けられた隔壁114により分離された第1載置部112a及び第2載置部112bを有している。
【0040】
各載置部112a,112bにはコーナー規制部116及び互いに直交する方向にスライド可能な位置決め部材118,120が配設されている。仮置きテーブル30は垂直方向に伸長する軸122周りに回転可能に搭載されている。
【0041】
基板搬送ロボット24により搬送されるパッケージ基板2の仮置きテーブル30に対する受け渡し位置は予め制御プログラムにより決められている。よって、図10(A)に示すように、基板搬送ロボット24により搬送されてきたパッケージ基板2は仮置きテーブル30の第1載置部112aに載置される。次いで、仮置きテーブル30を軸122周りに180度回転して図10(B)に示す状態を得た後、次のパッケージ基板2が図10(C)に示すように第2載置部112bに載置される。
【0042】
仮置きテーブル30上に二つのパッケージ基板2が載置されて位置決めされた後、ローディングアーム32の搬送パッド34で仮置きテーブル30上の二つのパッケージ基板2を吸引保持して、ローディングアーム32を旋回することにより、基板搬入・搬出領域に位置づけられたチャックテーブル38の吸引領域40上にパッケージ基板2を載置する。
【0043】
チャックテーブル38の吸引領域40上に載置されたパッケージ基板2は、図11(A)に示すように反りを有しているため、このままではパッケージ基板2をチャックテーブル38で吸引保持しようとしても負圧がリークして吸引保持することができない。
【0044】
よって、本実施形態では、加熱押圧パッド42を図11(A)に示すように、基板搬入・搬出領域に位置づけられたチャックテーブル38の上方位置まで旋回した後、図11(B)に示すように、所定圧力でパッケージ基板2をチャックテーブル38に押し付けながらパッケージ基板2を加熱する。この加熱温度はパッケージ基板2の種類によって異なるが、例えば60℃〜80℃程度に加熱する。
【0045】
この押圧加熱により、パッケージ基板2の応力が解放されて反りが解消される。よって、チャックテーブル38の吸引領域40でパッケージ基板2を吸引保持し、ターンテーブル36を矢印A方向(時計回り方向)に120度回転して、パッケージ基板2を保持したチャックテーブル38を粗研削加工領域に位置づける。
【0046】
粗研削加工領域では、チャックテーブル38を所定回転数(例えば300rpm)で回転するとともに、粗研削ユニット48の研削ホイール64を所定回転数(例えば6000rpm)で回転しながらパッケージ基板2の裏面の研削加工を実施する。
【0047】
粗研削が終了すると、ターンテーブル36を矢印A方向に更に120度回転して、粗研削の終了したパッケージ基板2を保持したチャックテーブル38を仕上げ研削加工領域に位置づけ、仕上げ研削ユニット70による仕上げ研削を実施する。仕上げ研削が終了すると、仕上げ研削が終了したパッケージ基板2を保持したチャックテーブル38を矢印A方向に更に120度回転して、基板搬入・搬出領域に位置づける。
【0048】
基板搬入・搬出領域に位置づけられたチャックテーブル38の吸引保持を解除した後、アンローディングアーム90の搬送パッド92で仕上げ研削の終了したパッケージ基板2を吸引保持し、アンローディングアーム90が旋回することによりスピンナ洗浄装置94まで搬送する。
【0049】
スピンナ洗浄装置94では、純水等の洗浄液を噴射しながら研削されたパッケージ基板2をスピン洗浄するとともに、洗浄終了後スピン乾燥する。スピンナ洗浄装置94で洗浄及び乾燥されたパッケージ基板2は、基板搬送ロボット24で吸引保持されてカセット28内に戻される。
【0050】
上述した実施形態では、加熱押圧パッド42でパッケージ基板2をチャックテーブル38に所定圧力で押圧しながら加熱することで、パッケージ基板2の反りを解消しているが、本発明の反り解消ステップはこれに限定されるものではない。
【0051】
例えば、ローディングアーム32の搬送パッド34に加熱機構を組み込み、ローディングアーム32の搬送パッド34でパッケージ基板2を仮置きテーブル30に押圧しながら加熱することにより、パッケージ基板2の反りを解消するようにしてもよい。この場合には、加熱押圧パッド42を省略することができる。
【0052】
また上述した実施形態では、本発明のパッケージ基板の加工方法を研削装置に適用した例について説明したが、本発明の加工方法は、研磨装置、切削装置、レーザ加工装置等の他の加工装置にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【0053】
2 パッケージ基板(CSP基板)
10 チップ形成部
16 モールド樹脂
20 研削装置
24 基板搬送ロボット
28 カセット
30 仮置きテーブル
32 基板搬入機構(ローディングアーム)
34 搬送パッド
36 ターンテーブル
38 チャックテーブル
40 吸引領域
42 加熱押圧パッド
48 粗研削ユニット
64 研削ホイール
70 仕上げ研削ユニット
86 研削ホイール
90 基板搬出機構(アンローディングアーム)
94 スピンナ洗浄装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
反りを有するパッケージ基板の加工方法であって、
複数のパッケージ基板が収容されたカセットから該パッケージ基板を搬出してチャックテーブル上に載置する搬送ステップと、
該パッケージ基板を押圧しながら加熱して反りを解消する反り解消ステップと、
該反り解消ステップを実施した後、該パッケージ基板を該チャックテーブルで吸引保持する吸引保持ステップと、
該チャックテーブルで吸引保持された該パッケージ基板に加工を施す加工ステップと、
を具備したことを特徴とするパッケージ基板の加工方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2011−192781(P2011−192781A)
【公開日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−57313(P2010−57313)
【出願日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】