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JP2017054956A - 被加工物の支持治具 - Google Patents

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Abstract

【課題】非常に簡単な構成でダイシングテープを用いない被加工物の加工及び搬出入を可能にした被加工物の支持治具の提供。【解決手段】交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域を有する板状の被加工物を吸引保持するチャックテーブル６と、被加工物を分割予定ラインに沿って複数のチップに分割する切削ユニット３２とを備えた加工装置で用いる被加工物の支持治具４２である。一方の面で被加工物を支持し、反対側の面でチャックテーブルの保持面を覆う支持プレート４４と、被加工物の全体を覆う面積を有し、支持された被加工物を支持プレートと挟持する押さえ板とを備える。支持プレートは、被加工物の分割予定ラインに対応する複数の逃げ溝４８と、分割されたチップを保持する領域に形成された複数の貫通穴５０とを有し、被加工物をチャックテーブルから搬出する際は、被加工物を支持プレートと押さえ板とで挟持して搬出する。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物をチップに分割する際に支持する被加工物の支持治具に関する。
半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハ、セラミックス基板、樹脂パッケージ、ガラス板等は切削装置かレーザー加工装置で個々のチップに分割される。通常、分割によって複数のチップに分割された後もハンドリング性が良いように、被加工物は外周が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着された形態のフレームユニットとして、切削装置やレーザー加工装置等に投入される。
しかしながら、フレームユニットで用いるダイシングテープは使い捨てであるため、コストアップの原因となる。被加工物の種類によっては、加工後のチップの取り扱いが比較的粗くても問題ない被加工物もある。
例えば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等の樹脂基板やセラミックス基板等がそれに当たり、これらの被加工物を切削する際にはテープレス加工を実現する切削装置が提案されている。
特開２００１−０８５４４９号公報 特開２００１−０２４００３号公報 特開２０１５−００２３３６号公報
しかし、テープレス加工を実現する従来の切削装置では、１チップ毎にチップをソートする搬送機構が複雑で高価なため、比較的安価な切削装置又は安価なデバイスでは導入が難しいという課題があった。
特許文献３に開示されたテープレスダイサーでは、マニュアルタイプの搬送機構を持たない切削装置に、チップ飛ばしノズルとチップケースを追加することで、安価にテープレスの切削装置を実現しているが、チップをエアーで吹き飛ばしてチップケース内に収容するため、オペレータはチップケースからチップを取り出し、再度チップをチップケースに詰め直す必要があったり、チップケース内に収容されないチップも発生するという課題があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非常に簡単な構成でダイシングテープを用いない被加工物の加工及び搬出入を可能にした被加工物の支持治具を提供することである。
本発明によると、交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域を有する板状の被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を該分割予定ラインに沿って複数のチップに分割する加工手段と、を備えた加工装置で用いる被加工物の支持治具であって、一方の面で被加工物を支持し、該一方の面と反対側の他方の面で該チャックテーブルの保持面を覆う支持プレートと、該被加工物の全体を覆う面積を有し、該支持プレートの該一方の面に支持された被加工物を該支持プレートと挟持する押さえ板と、を備え、該支持プレートは、支持する被加工物の該分割予定ラインに対応する複数の溝部と、該交差された溝部に区画され分割されたチップを保持する領域に形成された複数の貫通穴と、を有し、該加工手段でチップに分割された被加工物を該チャックテーブルから搬出する際は、該被加工物を該支持プレートと該押さえ板とで挟持して搬出することを特徴とする被加工物の支持治具が提供される。
好ましくは、被加工物の支持治具は、支持プレートの該一方の面の被加工物を支持する領域に被覆された弾性部材を更に備えている。
本発明の被加工物の支持治具によると、非常にシンプルな構成でダイシングテープを用いない被加工物の加工及び搬出入を可能にした被加工物の支持治具が提供される。
本発明の支持治具が適用可能な切削装置の斜視図である。 本発明第１実施形態に係る支持治具で被加工物を挟持する状態を示す斜視図である。 チャックテーブルで支持治具の支持プレートを吸引保持する様子を示す断面図である。 支持治具を介してチャックテーブルに保持された被加工物を切削している状態の一部断面側面図である。 図５（Ａ）は複数のチップに分割された被加工物上に押さえ板を載置した状態の断面図、図５（Ｂ）は支持治具の支持プレートと押さえ板とで複数のチップに分割された被加工物を挟持してチャックテーブルから搬出する様子を示す断面図である。 本発明第２実施形態に係る支持治具の断面図である。
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、本発明実施形態に係る被加工物の支持治具が適用可能な切削装置２の斜視図が示されている。図１に示す切削装置２は、人手で被加工物をチャックテーブル６上に載置したりチャックテーブル６から搬出するマニュアルタイプの切削装置である。
４は切削装置２のベースであり、ベース４にはチャックテーブル６が回転可能且つ図示しない加工送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。チャックテーブル６の周囲にはウォーターカバー８が配設されており、このウォーターカバー８とベース４に渡り加工送り機構の軸部を保護するための蛇腹１０が連結されている。
ベース４の後方には門型形状のコラム１２が立設されている。コラム１２にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール１４が固定されている。コラム１２にはＹ軸移動ブロック１６がボールねじ１８と図示しないパルスモーターとからなるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）２０によりガイドレール１４に沿ってＹ軸方向に移動可能に搭載されている。
Ｙ軸移動ブロック１６にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール２２が固定されている。Ｙ軸移動ブロック１６上には、Ｚ軸移動ブロック２４がボールねじ２６とパルスモーター２８とからなるＺ軸移動機構３０によりガイドレール２２に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。
Ｚ軸移動ブロック２４には切削ユニット３２が取り付けられており、切削ユニット３２のスピンドルハウジング３４中には図４に示すスピンドル３６が回転可能に収容されており、スピンドル３６の先端部には切削ブレード３８が着脱可能に取り付けられている。Ｚ軸移動ブロック２４には更に、顕微鏡及びカメラを有する撮像ユニット４０が取り付けられている。
図２を参照すると、本発明第１実施形態に係る被加工物の支持治具４２で被加工物の一種であるパッケージ基板１１を支持する様子を示す斜視図が示されている。パッケージ基板１１は矩形状の樹脂基板１３を有しており、格子状に形成された分割予定ライン１５に区画された各領域１７の裏面側にデバイスが搭載されており、各デバイスは樹脂１９により封止されている。
支持治具４２は、一方の面（表面）でパッケージ基板１１を支持し、他方の面（裏面）でチャックテーブル６の保持面７ａ（図３参照）を覆う支持プレート４４と、支持プレート４４に支持されたパッケージ基板１１を支持プレート４４と共に挟持する押さえ板４６とから構成される。
好ましくは、支持プレート４４及び押さえ板４６とも硬質の樹脂から形成される。支持プレート４４を樹脂から形成することにより、安価になると共にデバイスチップに対応した大量の吸着部の成型及び穴開けが容易になる。
支持プレート４４はその表面にパッケージ基板１１の大きさに対応した高さが一段高い保持部４５を有しており、保持部４５には互いに直交するように切削ブレードの逃がし溝４８が複数形成されており、逃がし溝４８により保持部４５が複数の保持領域４５ａに分割されている。
図３に示すように、各保持領域４５ａには貫通穴５０が形成されている。各保持領域４５ａ上には貫通穴５０に連通する穴５２ａを有するゴム等の弾性部材５２が貼着されている。
図５に示すように、押さえ板４６は支持プレート４４上に支持されたパッケージ基板１１を上方から押さえるため、押さえ板４６の直径はパッケージ基板１１の対角線の長さより大きく形成されている。
以下、上述のように構成された支持治具４２の使用方法について説明する。まず、図３に示すように、支持治具４２の支持プレート４４をチャックテーブル６上に載置する。この時、ポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部７は電磁切替弁５４を遮断位置に位置付けることにより、吸引源５６との連通を絶たれている。
支持プレート４４をチャックテーブル６上に載置した後、パッケージ基板１１を支持プレート４４の保持部４５上に載置し、電磁切替弁５４を連通位置に切り替えることにより、吸引保持部７を吸引源５６に接続する。これにより、チャックテーブル６の吸引保持部７を介して貫通穴５０に負圧が作用し、パッケージ基板１１が支持プレート４４の保持部４５上に吸引保持される。
パッケージ基板１１を支持治具４２の支持プレート４４を介してチャックテーブル６で吸引保持した後、図４に示すように、高速回転する切削ブレード３８でパッケージ基板１１の分割予定ライン１５に沿って切り込み、チャックテーブル６を図１でＸ１方向に加工送りすることにより、パッケージ基板１１を切削する。
この時、切削ブレード３８の先端は支持プレート４４の保持部４５に形成されたブレード逃げ溝４８を通して回転するため、切削ブレード３８で支持プレート４４を傷つけることはない。
切削ユニット３２をＹ軸方向に割り出し送りしながら、第１の方向に伸長するパッケージ基板１１の分割予定ライン１５を次々と切削する。次いで、チャックテーブルを９０°回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１５を同様に切削して、図５に示すように、パッケージ基板１１を個々のデバイスパッケージ２３に分割する。
パッケージ基板１１の分割が修了した状態が図５（Ａ）に示されている。次いで、図５（Ｂ）に示すように、電磁切替弁５４を遮断位置に切り替えてチャックテーブル６の吸引保持部７の吸引源５６との連通を遮断した後、支持治具４２の支持プレート４４と押さえ板４６とでパッケージ基板１１を挟持した状態でオペレータが個々のデバイスパッケージ２３に分割した状態のパッケージ基板１１をチャックテーブル６から搬出する。
本実施形態の被加工物の支持治具４２では、個々のデバイスパッケージ２３に分割後のパッケージ基板１１を支持プレート４４と押さえ板４６で挟んで搬出できるため、非常に安価で且つ簡単な構成で切削加工後のパッケージ基板１１を確実に搬出することができる。
図６を参照すると、本発明第２実施形態に係る支持治具及びチャックテーブルの断面図が示されている。支持治具４２Ａの支持プレート４４Ａは、支持プレート４４Ａをチャックテーブル６Ａに位置合わせするための一対の位置決めピン５８を有しており、チャックテーブル６Ａにはこれらのピン５８が嵌合するピン穴９が形成されている。
支持プレート４４Ａには更に、パッケージ基板１１を支持プレート４４Ａの保持部４５Ａに位置合わせするための一対の突き当てピン６０が保持部４５Ａの一辺又は隣合う二辺に沿って形成されている。
押さえ板４６Ａは、支持プレート４４Ａの保持部４５Ａ及び保持部４５Ａ上に載置されたパッケージ基板１１を収容するための矩形状の凹部６２を有している。従って、押さえ板４６Ａは、凹部６２に対応する薄肉部６４ａと薄肉部６４ａを囲繞する厚肉部６４ｂとから構成されている。
押さえ板４６Ａは互いに１８０°離間した一対の回動可能なラッチ６６を有している。押さえ板４６Ａの薄肉部４６ａには、支持プレート４４Ａの貫通穴５０に対応した複数の貫通穴６５が形成されている。押さえ板４６Ａは更に、支持プレート４４Ａの突き当てピン６０が収容される収容部６８を有している。
このように構成された本実施形態の使用方法について以下に説明する。まず、支持治具４６Ａの支持プレート４４Ａを、一対の位置決めピン５８をチャックテーブル６Ａのピン穴９に嵌合するようにして、チャックテーブル６Ａ上に位置決めして載置する。次いで、パッケージ基板１１を支持プレート４４Ａの突き当てピン６０に突き当てて保持部４５Ａ上に載置し、パッケージ基板１１を支持プレート４４Ａの保持部４５Ａで吸引保持する。
次いで、図４に示すのと同様に、高速回転する切削ブレード３８でパッケージ基板１１の分割予定ライン１５を切削して、パッケージ基板１１を個々のデバイスパッケージ２３に分割する。
パッケージ基板１１の分割が終了したならば、パッケージ基板１１の吸引保持を解除し、押さえ板４６Ａのラッチ６６を支持プレート４４Ａに係合して、支持治具４２Ａの支持プレート４４Ａと押さえ板４６Ａとでパッケージ基板１１を挟持した状態で、オペレータが個々のデバイスチップ２３に分割した状態のパッケージ基板１１をチャックテーブル６Ａから搬出する。
本実施形態の被加工物の支持治具４２Ａでは、押さえ板４６Ａのラッチ６６が支持プレート４４Ａに係合した状態でパッケージ基板１１をチャックテーブル６Ａから搬出できるため、パッケージ基板１１の搬送時に支持プレート４４Ａと押さえ板４６Ａとがずれることがない。
また、押さえ板４６Ａの薄肉部６４ａには複数の貫通穴６５が形成されているため、パッケージ基板１１を個々のデバイスパッケージ２３に分割して支持治具４２Ａで挟持して搬送した後、又は搬送中に分割したパッケージ基板１１を洗浄したり乾燥したりすることができる。
上述した各実施形態では、本発明実施形態に係る被加工物の支持治具４２，４２Ａをパッケージ基板１１に適用した例について説明したが、被加工物はパッケージ基板に限定されるものではなく、セラミックス基板、生セラミックス基板、樹脂基板、ガラス板等を支持するために同様に利用することができる。
２ 切削装置
６ チャックテーブル
７ 吸引保持部
７ａ 保持面
１１ パッケージ基板
１３ 金属フレーム
１５ 分割予定ライン
１７ デバイス領域
１９ 封止樹脂
３２ 切削ユニット
３８ 切削ブレード
４２，４２Ａ 被加工物の支持治具
４４，４４Ａ 支持プレート
４５，４５Ａ 保持部
４５ａ 保持領域
４６，４６Ａ 押さえ板
４８ 逃げ溝
５０ 貫通穴
５２ 弾性部材
５６ 吸引源

Claims (3)

  1. 交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域を有する板状の被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を該分割予定ラインに沿って複数のチップに分割する加工手段と、を備えた加工装置で用いる被加工物の支持治具であって、
    一方の面で被加工物を支持し、該一方の面と反対側の他方の面で該チャックテーブルの保持面を覆う支持プレートと、
    該被加工物の全体を覆う面積を有し、該支持プレートの該一方の面に支持された被加工物を該支持プレートと挟持する押さえ板と、を備え、
    該支持プレートは、支持する被加工物の該分割予定ラインに対応する複数の溝部と、該交差された溝部に区画され分割されたチップを保持する領域に形成された複数の貫通穴と、を有し、
    該加工手段でチップに分割された被加工物を該チャックテーブルから搬出する際は、該被加工物を該支持プレートと該押さえ板とで挟持して搬出することを特徴とする被加工物の支持治具。
  2. 該支持プレートの該一方の面の該被加工物を支持する領域に被覆された弾性部材を更に備えた請求項１記載の被加工物の支持治具。
  3. 該支持プレートは樹脂で構成されている請求項１又は２記載の被加工物の支持治具。
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