JP6218511B2 - 切断装置及び切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、被切断物を切断して個片化された複数の電子部品を製造する切断装置及び切断方法に関するものである。

プリント基板やリードフレームなどからなる基板を格子状の複数の領域に仮想的に区画して、各々の領域にチップ状の素子を装着した後、基板全体を樹脂封止したものを封止済基板という。この封止済基板を回転刃などを使用した切断装置によって切断し、各領域単位に個片化したものが電子部品となる。

従来から、切断装置を用いて封止済基板の所定領域を回転刃などの切断機構によって切断している。例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array Package）製品は、次のようにして切断される。まず、基板載置位置において、封止済基板の基板側の面（ボール面）を上にした状態で切断用テーブル上に載置して吸着する。次に、封止済基板のボール面を対象にしてアライメント（位置合わせ）する。この時、ボール面に設けられたアライメントマークを撮像機構を用いて検出する。アライメントマークと複数の領域を区切る仮想的な切断線との位置関係は、設計値として予め判明している。したがって、それらの位置関係に基づいて、仮想的な切断線の位置を設定する。次に、封止済基板を吸着した切断用テーブルを基板切断位置に移動させる。基板切断位置において、切削水を封止済基板の切断個所に噴射するとともに、切断機構によって封止済基板に設定された切断線に沿って切断する。封止済基板を切断することによって個片化された電子部品が製造される。

切断装置を用いて封止済基板の切断を繰り返していくと、切断機構に装着した回転刃によって発生する摩擦熱、封止済基板に噴射する切削水、切断用テーブルに対する熱伝導など、様々な要因により封止済基板はアライメントした後に温度変化によって熱変形する。したがって、アライメントした時点と切断する直前とでは封止済基板に設定された切断線の位置がずれることがある。切断線の位置がずれた状態で切断すると、電子部品の破損や劣化を起こすおそれがある。

切断線の位置ずれを計測して補正する技術として、「切削装置を用いて板状物を切削する切削方法であって、前記基準線と前記ブレード検出手段との間隔をＤに設定し、前記切削予定位置と前記基準線との位置合わせを実施し、該切削予定位置と該基準線との位置合わせが一度実施された状態で、（略）、前記ブレード検出手段で前記切削ブレードまでの距離ｄを検出し、前記基準線と前記ブレード検出手段との間隔Ｄに対して、前記切削ブレードの位置を（ｄ−Ｄ）で補正して板状物を切削する」切削方法が提案されている（例えば、特許文献１の段落［００１１］）。

特開２００９−２０６３６２号公報

しかしながら、上記のような切削方法では、次のような課題が発生する。上記の方法によると、切削装置において切削ブレードの位置ずれは補正するが、板状物の熱変形については考慮していない。板状物は切削時に切削水によって冷やされるので、板状物自体も熱変形する（収縮する）。さらに、アライメントする間や移動する間に、冷やされた切断用テーブルに対して熱伝導することによって板状物は熱変形する（収縮する）。上記の方法ではアライメントすることによって切削予定位置を設定した後は、板状物の熱変形による切削予定位置のずれ量を検出していない。したがって、板状物の熱変形によるずれ量が大きいと切削予定位置の位置ずれが発生した状態で板状物を切断してしまうおそれがある。

加えて、近年、電子部品の小型化がますます進む一方、電子部品の生産効率を高めるために、基板を大型化して、１枚の基板から取り出す電子部品の数を増やしたいという要求が強くなっている。これに伴い、１枚の基板を切断するのに要する時間も増大している。この課題を解決するために、切断装置にも生産性を向上することが求められる。その一つの対策として切断用テーブルを２個設けた、所謂ツインカットテーブル方式の切断装置が広く使われるようになってきている。

ツインカットテーブル方式の切断装置では、一方の切断用テーブルにおいて被切断物の切断が完了するまで、他方の切断用テーブルにおいては待ち時間が発生することがある。この待ち時間の間に、切削水などによって冷やされた切断用テーブルに対する熱伝導により被切断物に熱変形が生じる。一方の切断用テーブルにおいて被切断物を切断するのに要する時間が長くなると、他方の切断用テーブルにおいては待ち時間が長くなり、被切断物の切断線のずれ量が大きくなる。基板が大型化し、１枚の基板を切断するのに要する時間が増えるにつれて、被切断物の熱変形によるずれ量が大きな問題となってきている。

本発明は上記の課題を解決するもので、切断装置において、切断機構に一体化して設けられた撮像機構を用いて被切断物を切断する直前にアライメントを行い、当初のアライメント時点からのずれ量を補正して切断することを可能とした切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る切断装置は、複数のアライメントマークを有する被切断物を複数の切断線に沿って切断する切断機構と、被切断物が載置されるステージと、ステージを基板載置位置と基板切断位置との間において移動させる移動機構と、基板載置位置と基板切断位置との間における移動と切断機構による切断とを少なくとも制御する制御部とを備え、基板切断位置に置かれた被切断物を切断機構を使用して切断する切断装置であって、被切断物が切断される被加工点に向かって切削水を噴射する噴射手段と、基板載置位置において被切断物を撮像する第１の撮像手段と、基板切断位置において被切断物を撮像する第２の撮像手段とを備え、第１の撮像手段によって撮像された複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を利用して、制御部が切断線の位置を設定し、第２の撮像手段によって撮像された複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を利用して、制御部が切断線の位置を補正し、補正された切断線に沿って切断機構が被切断物を切断することを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、ステージは２個設けられ、２個のステージはそれぞれ基板載置位置と基板切断位置との間を移動することができ、２個のステージのうち第１のステージが基板切断位置に位置した状態において被切断物が切断される間に、２個のステージのうち第２のステージが基板載置位置に位置した状態において切断線の位置が設定されることを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、切断機構は回転刃を有し、第２の撮像手段は回転刃が切断する切断線を撮像するように配置され、第２の撮像手段はカーフチェック用カメラを兼ねることを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、切断機構と第２の撮像手段とは一体的に構成され、切断機構が移動することによって第２の撮像手段が移動することを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、被切断物は半導体ウェーハであることを特徴とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る切断方法は、複数のアライメントマークを有する被切断物をステージに載置する工程と、ステージを基板載置位置と基板切断位置との間において移動させる工程と、基板切断位置に置かれた被切断物を複数の切断線に沿って切断機構を使用して切断する工程とを備えた切断方法であって、基板載置位置において、第１の撮像手段を使用して複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を撮像する第１の工程と、第１の工程において撮像されたアライメントマークを利用して切断線の位置を設定する工程と、基板切断位置において、第２の撮像手段を使用して複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を撮像する第２の工程と、第２の工程において撮像されたアライメントマークを利用して切断線の位置を補正する工程と、被切断物が切断される被加工点に向かって切削水を噴射する工程と、補正された切断線に沿って被切断物を切断する工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、ステージは２個設けられ、２個のステージのうち第１のステージに第１の被切断物を載置する工程と、第１のステージを基板載置位置と基板切断位置との間において移動させる工程と、２個のステージのうち第２のステージに第２の被切断物を載置する工程と、第２のステージを基板載置位置と基板切断位置との間において移動させる工程と、第１のステージを基板切断位置に位置させて第１の被切断物を切断する工程と、第１のステージを移動させる工程と第１の被切断物を切断する工程との少なくとも一部において、第２のステージを基板載置位置に位置させて第２の被切断物において切断線の位置を設定する工程を実行することを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、切断機構は回転刃を有し、回転刃が切断する切断線を第２の撮像手段によって撮像する工程と、切断線における切断溝に関する検査を行う工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、切断機構と第２の撮像手段とは一体的に構成され、切断機構を移動させることによって第２の撮像手段を移動させる工程を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、被切断物は半導体ウェーハであることを特徴とする。

本発明によれば、切断装置において、被切断物の切断を開始するまでに待ち時間が発生しても、アライメントした時点のアライメントマークの座標位置と切断する直前のアライメントマークの座標位置とを検出することによって、アライメントした時点からの切断線のずれ量を補正することができる。したがって、被切断物の切断線の位置を補正して、補正した切断線に沿って切断することが可能になる。

本実施例に係るツインカットテーブル方式の切断装置を示す概略平面図である。 封止済基板の概要を示す外観図であり、図２（ａ）は基板側から見た平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は側面図である。 ツインカットテーブル方式の切断装置において、本実施例に係る各切断用テーブルの動作を示す概略タイムテーブルである。 封止済基板をアライメントする状態を示す概略平面図であり、図４（ａ）はプリアライメント時点、図４（ｂ）は切断する直前のアライメント状態を示す。 封止済基板の変形例を示す図であり、図５（ａ）は基板側から見た平面図、図５（ｂ）は正面図である。

ツインカットテーブル方式の切断装置において、スピンドルユニットに一体化して設けられたカーフチェック用のカメラを用いることによって、封止済基板を切断する直前に再度アライメントマークを検出する。このことにより、プリアライメントによって設定した切断線からのずれ量を、封止済基板が収縮した状態において補正して、切断直前の補正した切断線に沿って封止済基板を切断する。

実施例として、図１〜図５を参照して本発明に係る切断装置について説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

図１は、本実施例に係るツインカットテーブル方式の切断装置１を示す概略平面図である。切断装置１は、被切断物を複数の電子部品に個片化する。切断装置１は、受け入れユニットＡと切断ユニットＢと洗浄ユニットＣと検査ユニットＤと収容ユニットＥとを、それぞれ構成要素（モジュール）として有する。

各構成要素（各ユニットＡ〜Ｅ）は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能であり、それぞれが予想される要求仕様に応じた異なる複数の仕様を有するようにして予め用意される。各構成要素Ａ〜Ｅを含んで切断装置１が構成される。

受け入れユニットＡにはプレステージ２が設けられる。前工程の装置である樹脂封止装置から、被切断物に相当する封止済基板３がプレステージ２に受け入れられる。封止済基板３（例えば、ＢＧＡ方式の封止済基板）は、基板側の面（ボール面）を上にしてプレステージ２に配置される。

封止済基板３は、リードフレームやプリント基板などの回路基板と、回路基板における格子状の複数の領域に装着され受動素子又は能動素子を含むチップと、一括して成形された硬化樹脂からなる封止樹脂とを有する。

切断ユニットＢには２個の切断用テーブル４Ａ、４Ｂが設けられる。切断装置１は、所謂、ツインカットテーブル方式の切断装置である。２個の切断用テーブル４Ａ、４Ｂは、移動機構（図示なし）によって、それぞれ図のＹ方向に移動可能であり、かつ、θ方向に回動可能である。切断用テーブル４Ａ、４Ｂの上には切断用ステージ５Ａ、５Ｂが取り付けられる。切断ユニットＢは、基板載置部６と基板切断部７と基板洗浄部８とから構成される。

基板載置部６には、アライメント用のカメラ９が設けられる。カメラ９は、基板載置部６において独立してＸ方向に移動可能である。封止済基板３は、基板載置部６においてカメラ９によってボール面に形成されたアライメントマークが検出され、仮想的な切断線の位置が設定される。

基板切断部７には、切断機構として２個のスピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂが設けられる。２個のスピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂは、独立してＸ方向及びＺ方向に移動可能である。２個のスピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂには、それぞれ回転刃１１Ａ、１１Ｂが設けられる。これらの回転刃１１Ａ、１１Ｂは、それぞれＹ方向に沿う面内において回転することによって封止済基板３を切断する。したがって、本実施例では、２個の切断機構（スピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂ）が基板切断部７に設けられる。

各スピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂには、高速回転する回転刃１１Ａ、１１Ｂによって発生する摩擦熱を抑えるために切削水を噴射する切削水用ノズル１２Ａ、１２Ｂが設けられる。切削水は回転刃１１Ａ、１１Ｂが封止済基板３を切断する被加工点に向かって噴射される。さらに、スピンドルユニット１０Ｂ側には、回転刃１１Ｂによって切断された切断溝（カーフ）の位置、幅、欠け（チッピング）の有無などを検査するためのカーフチェック用のカメラ１３が一体化して設けられる。カメラ１３は、回転刃１１Ｂが切断する切断線上を撮像するようにして設けられる。本実施例においては、スピンドルユニット１０Ｂ側にカメラ１３を設けた場合について示しているが、スピンドルユニット１０Ａ側に設けてもよい。あるいは、２個のスピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂの両方にカメラ１３を設けてもよい。

基板洗浄部８においては、封止済基板３を切断して個片化された複数の電子部品Ｐからなる集合体１４のボール面を洗浄する洗浄機構（図示なし）が設けられている。

洗浄ユニットＣには、個片化された各電子部品Ｐの樹脂側の面（モールド面）を洗浄する洗浄機構１５が設けられている。洗浄機構１５には、Ｙ方向を軸にして回転可能であるようにして洗浄ローラ１６が設けられている。モールド面を洗浄する洗浄機構１５の上方には、複数の電子部品Ｐからなる集合体１４が配置される。集合体１４は、ボール面側を搬送機構（図示なし）によって吸着されて固定されている。すなわち、モールド面を下にして搬送機構に固定されている。搬送機構はＸ方向及びＺ方向に移動可能である。この搬送機構が下降してＸ方向に往復移動することによって、集合体１４のモールド面が洗浄ローラ１６により洗浄される。

検査ユニットＤには検査用ステージ１７が設けられる。封止済基板３を切断して個片化された複数の電子部品Ｐからなる集合体１４は、検査用ステージ１７に一括して移載される。検査用ステージ１７はＸ方向に移動可能であり、かつ、Ｙ方向を軸にして回転できるように構成されている。個片化された複数の電子部品Ｐ（例えば、ＢＧＡ製品）からなる集合体１４は、樹脂側の面（モールド面）及び基板側の面（ボール面）を検査用のカメラ１８によって検査されて、良品と不良品とに選別される。検査済みの電子部品Ｐからなる集合体１４は、インデックステーブル１９に市松模様状（checker flag pattern状）又は格子状に移載される。検査ユニットＤには、インデックステーブル１９に配置された電子部品Ｐをトレイに移送するため複数の移送機構２０が設けられる。

収容ユニットＥには良品を収容する良品用トレイ２１と不良品を収容する不良品用トレイ（図示なし）とが設けられる。移送機構２０によって良品と不良品とに選別された電子部品Ｐが各トレイに収容される。図においては、良品用トレイ２１を1個のみ示しているが、良品用トレイ２１は複数個収容ユニットＥ内に設けられる。

切断装置１において、封止済基板３の移動、封止済基板３における切断線の位置の設定、切断機構による封止済基板３の切断、洗浄機構によるボール面及びモールド面の洗浄、個片化された電子部品Ｐの検査や収容など、すべての処理は、例えば、受け入れユニットＡ内に設けられた制御部ＣＴＬによって制御される。本実施例では、受け入れユニットＡ内に設けられた制御部ＣＴＬによって、すべての処理が制御される場合を示した。これに限らず、他のユニット内に制御部ＣＴＬを設けてもよい。また、切断から洗浄するまでの処理、及び、検査から収容するまでの処理を別々の制御部を設けて制御することも可能である。

図２は封止済基板３の概要を示す外観図である。図２（ａ）は封止済基板３を基板側から見た平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は側面図をそれぞれ示す。封止済基板３は、基板部２２と硬化樹脂からなる封止樹脂部２３とから構成される。封止済基板３は、基板側の面（ボール面）３ａと樹脂側の面（モールド面）３ｂとを有する。封止済基板３のボール面３ａには、アライメントマーク２４(図の＋で示すマーク)が長手方向及び短手方向に沿って多数形成されている。長手方向及び短手方向に沿って形成されるアライメントマーク２４の数は、封止済基板３の大きさや個片化される電子部品Ｐの数に対応して決められる。

基板載置部６に設けられたアライメント用のカメラ９（図１参照）によりアライメントマーク２４の座標位置を複数個検出することによって、仮想的な切断線（境界線）２５の位置が設定される。切断線２５は、封止済基板３の短手方向を切断する切断線２５Ｓと長手方向を切断する切断線２５Ｌとがそれぞれ設定される。切断線２５Ｓと切断線２５Ｌとで囲まれた領域２６がそれぞれ電子部品Ｐに対応する。切断線２５Ｓ、２５Ｌを設定するために検出するアライメントマーク２４の数は製品に応じて任意に決めることができる。

図３は、図１に示した本実施例に係るツインカットテーブル方式の切断装置１において、切断ユニットＢにおける切断用テーブル４Ａ及び４Ｂの動作を説明する概略タイムテーブルであり、ＳＴＡＲＴから下方に時間が経過していくタイムテーブルとして示す。図３において、符号ＬＤはロード（Load）、ＰＡはプリアライメント（Pre Alignment）、ＣＴは切断（Cut）、ＷＤは洗浄＆乾燥（Wash＆Dry）、ＵＬはアンロード（Unload）、ＷＴは待ち時間（Wait）、ＡＡは切断直前の追加アライメント（Additional Alignment）の各状態を示す。Ｓ１、Ｓ２、・・、Ｓ５は、１枚の封止済基板３を対象として、切断用テーブル４Ａ、４Ｂにおいて、ロード（ＬＤ）からアンロード（ＵＬ）するまでの工程（Steps）を、それぞれ１本の下向きの矢印で示す。

図１〜図３を参照して、各切断用テーブル４Ａ、４Ｂにおいて封止済基板３を切断する一連の工程について説明する。最初に、切断用テーブル４Ａにおいて封止済基板３を切断して複数の電子部品Ｐに個片化するまでの動作について説明する。図１に示すように、基板載置部６において、切断用テーブル４Ａに取り付けられた切断用ステージ５Ａに封止済基板３がボール面３ａを上にして載置される（図３のＬＤ１）。次に、アライメント用のカメラ９を用いて、封止済基板３のボール面３ａに形成されたアライメントマーク２４を長手方向及び短手方向について検出して座標位置を測定する。アライメントマーク２４を検出する個数は、封止済基板３の大きさや電子部品Ｐの数によって任意に決められる。この検出したアライメントマーク２４の座標位置に基づいて、封止済基板３を切断する仮想的な切断線２５Ｓ及び２５Ｌを短手方向及び長手方向についてそれぞれ設定する（図３のＰＡ１）。

次に、切断用テーブル４Ａを基板載置部６から基板切断部７に移動させる。基板切断部７においては、２個のスピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂに設けられた回転刃１１Ａ、１１Ｂによって封止済基板３を切断する。まず、封止済基板３の長手方向をＸ方向（図１参照）に対して平行に載置した状態で、切断用テーブル４Ａをスピンドルユニット１０Ａ、１０Ｂに向かって（図１の＋Ｙ方向へ）移動させる。回転刃１１Ａ、１１Ｂに封止済基板３を進入させることよって、封止済基板３の短手方向に沿う各切断線２５Ｓ（図２参照）に沿って封止済基板３を切断する。切断する際には、切削水用ノズル１２から回転刃１１Ａ、１１Ｂと封止済基板３とが接触する被加工点に切削水を噴射する。次に、切断用テーブル４Ａを９０度回転させ、封止済基板３の長手方向に沿う各切断線２５Ｌ（図２参照）に沿って封止済基板３を切断する。このようにして、切断用テーブル４Ａに載置された封止済基板３は、切断線２５Ｓ及び切断線２５Ｌに沿って切断され、各領域２６を形成する。この領域２６がそれぞれ個片化された電子部品Ｐとなる（図３のＣＴ１）。

この場合には、まず、封止済基板３の短手方向に沿う各切断線２５Ｓに沿って封止済基板３を切断し、次に、長手方向に沿う各切断線２５Ｌに沿って封止済基板３を切断した。これに限らず、まず、長手方向に沿う各切断線２５Ｌに沿って封止済基板３を切断し、次に、短手方向に沿う各切断線２５Ｓに沿って封止済基板３を切断してもよい。

次に、個片化された複数の電子部品Ｐからなる集合体１４を一括して吸着したまま、切断用テーブル４Ａを基板切断部７から基板洗浄部８に移動させる。基板洗浄部８においては、電子部品Ｐのボール面３ａを洗浄して乾燥させる（図３のＷＤ１）。洗浄及び乾燥が終了した電子部品Ｐの集合体１４は、搬送機構（図示なし）によってボール面３ａが一括して吸着され、洗浄ユニットＣに搬送される（図３のＵＬ１）。

ここまで説明してきた動作が、図３のＳ１に示すように切断用テーブル４Ａに載置された最初の封止済基板３を個片化して洗浄工程へ送るまでの一連の工程を示す。すなわち、ロード（ＬＤ１）→プリアライメント（ＰＡ１）→切断（ＣＴ１）→洗浄＆乾燥（ＷＤ１）→アンロード（ＵＬ１）までの工程を行うことによって、封止済基板３は複数の電子部品Ｐからなる集合体１４に個片化され、次の洗浄ユニットＣへ一括して搬送される。

切断用テーブル４Ａのロード（ＬＤ１）が完了した後、切断用テーブル４Ｂにおいて、同じようにしてロード（ＬＤ２）→プリアライメント（ＰＡ２）→切断（ＣＴ２）→洗浄＆乾燥（ＷＤ２）→アンロード（ＵＬ２）までの一連の工程を開始する。しかしながら、切断用テーブル４Ｂは、切断用テーブル４Ａの各工程における処理が完了するまでは、その工程に進むことができない。したがって、図３のＳ２の動作においては、切断用テーブル４Ｂにおけるプリアライメント（ＰＡ２）が完了した後において、切断用テーブル４ＡのＳ１における切断（ＣＴ１）が完了するまでには待ち時間（ＷＴ２）が発生する。言い換えれば、切断用テーブル４Ａの切断（ＣＴ１）が完了した後に、切断用テーブル４Ｂにおいて切断（ＣＴ２）を開始する。このように、一方の切断用テーブルにおいて切断（ＣＴ）が完了するまでは、他方の切断用テーブルにおいて待ち時間（ＷＴ）が発生する。

切断用テーブル４Ａ、４Ｂにおいて、切断を継続していくと、切断（ＣＴ）を開始するまでの待ち時間（ＷＴ）の間に、封止済基板３は切削水などの影響を受けて熱変形する（収縮する）。したがって、プリアライメント（ＰＡ）時点に設定した切断線２５Ｓ、２５Ｌに対して、切断する直前の切断線２５Ｓ、２５Ｌにおいて位置ずれが発生するおそれがある。位置ずれが発生した状態で切断を行うと、電子部品Ｐの破損や劣化を起こすおそれがある。

図１に示すように、基板載置部６においては、封止済基板３は常温（２０〜２５℃）の雰囲気の下においてプリアライメントが行われる。一方、基板切断部７においては、回転刃１１Ａ、１１Ｂの摩擦熱を抑えるため切削水用ノズル１２Ａ、１２Ｂから切削水が封止済基板３に噴射される。切断する条件によって異なるが、切削水は雰囲気温度よりも低温である１０℃〜１５℃に冷却される場合がある。冷却効果を高めるために、切削水をさらにもっと低い温度に冷却する場合もある。

冷却効果を高めるために、切削水用ノズル１２とは別に回転刃１１Ａ、１１Ｂの両側から被加工点に冷却水を噴射する冷却用ノズル（図示なし）が設けられる場合もある。この冷却用ノズルを回転刃１１Ａ、１１Ｂの両側に１個だけでなく、複数個設けることによって、冷却効果をさらに高めることもある。冷却水も切削水と同様に１０℃〜１５℃に冷却される。

この切削水及び冷却水によって、封止済基板３、切断用テーブル４Ａ、４Ｂ、切断用ステージ５Ａ、５Ｂが冷却される。封止済基板３、切断用テーブル４Ａ、４Ｂ、切断用ステージ５Ａ、５Ｂは、それぞれが冷却されることによって、それらを構成する材料に応じて常温の状態から収縮する。

切断用テーブル４Ａは、切断（ＣＴ１）完了後、基板切断部７から基板洗浄部８に移動しボール面３ａを洗浄＆乾燥（ＷＤ１）した後、基板載置部６に戻ってくる。基板載置部６に戻った切断用テーブル４Ａ及び切断用ステージ５Ａは、それぞれが切削水及び冷却水によって冷やされた状態とほぼ同じ温度を保っている。図３のＳ３で示すように、基板載置部６において新たな封止済基板３が切断用テーブル４Ａ上に載置される（ＬＤ３）。切断用テーブル４Ａ上に載置された封止済基板３は常温の雰囲気の下でプリアライメント（ＰＡ３）が行われる。しかし、他方の切断用テーブル４Ｂにおいては切断（ＣＴ２）中なので、この切断（ＣＴ２）が完了するまで、切断用テーブル４Ａは切断（ＣＴ３）を待つ（ＷＴ３）。

従来の技術によれば、この待ち時間（ＷＴ３）の間に、切断（ＣＴ１）時に冷やされた状態の切断用テーブル４Ａ及び切断用ステージ５Ａに対する熱伝導によって封止済基板３は冷やされて収縮する。収縮することによって、プリアライメント（ＰＡ３）時点に設定した切断線２５Ｓ及び２５Ｌに対して実際の切断線２５Ｓ及び２５Ｌの位置にずれが発生する。この切断線２５Ｓ及び２５Ｌのずれ量は待ち時間（ＷＴ３）が長くなればさらに大きくなる。

従来の技術によれば、例えば、図３の実施例においては、ロード（ＬＤ）は１０秒、プリアライメント（ＰＡ）は３０秒、切断（ＣＴ）は１２０秒、洗浄＆乾燥（ＷＤ）は３０秒、アンロード（ＵＬ）は１０秒、追加のアライメント（ＡＡ）は１０秒の時間を要する。そうすると、Ｓ３の工程においては、待ち時間（ＷＴ３）は５０秒となり、この間に封止済基板３は冷やされて収縮する。近年は、封止済基板３が大型化し、電子部品Ｐの取れ数が増え、切断線全体の長さが増えているので、この待ち時間（ＷＴ）も長くなる傾向にある。したがって、封止済基板３が収縮する収縮量も大きくなり、切断線２５Ｓ、２５Ｌのずれ量も大きくなる。

一方、本発明によれば、Ｓ３の工程における待ち時間（ＷＴ３）の間に発生したずれ量を補正するため、切断（ＣＴ３）の直前に追加のアライメント（ＡＡ３）を行う。言い換えれば、切断用テーブル４Ｂにおいて切断（ＣＴ２）が完了した直後に、切断用テーブル４Ａにおいて追加のアライメント（ＡＡ３）を行う。追加のアライメント（ＡＡ３）は、スピンドルユニット１０Ｂ（図１参照）に一体化して設けられたカーフチェック用のカメラ１３を用いて行う。このカーフチェック用のカメラ１３を追加のアライメント（ＡＡ３）に用いることによって、切断（ＣＴ３）直前において切断線２５Ｓ、２５Ｌにおけるずれ量を補正する。

追加のアライメント（ＡＡ３）を行うことによって、切断（ＣＴ３）する直前のアライメントマーク２４の座標位置を検出してプリアライメント（ＰＡ３）時点からのずれ量を補正することが可能になる。したがって、切削水や冷却水の影響によって封止済基板３が収縮した状態においても、プリアライメント（ＰＡ３）によって設定した切断線２５Ｓ、２５Ｌに基づいて、封止済基板３を切断する直前に切断線２５Ｓ、２５Ｌにおけるずれ量を補正することができる。待ち時間（ＷＴ３）が長くなればなるほど、本発明の効果はより顕著になる。

このようにして、切断用テーブル４Ａ、４Ｂにおいて封止済基板３を切断する直前に、追加のアライメント（ＡＡ）を行うことによって、収縮した封止済基板３の切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置を補正して、補正した切断線２５Ｓ、２５Ｌに沿って切断することが可能となる。

図４は、プリアライメント時点、及び、切断直前の追加アライメント時点のアライメント状態について示す。図４（ａ）はプリライメント時点の封止済基板３を基板側から見た平面図、図４（ｂ）は、切断直前の追加アライメント時点の封止済基板３を基板側から見た平面図である。切断直前の封止済基板３は長手方向、短手方向とも収縮して小さくなっている。図４においては、切断用テーブル４Ａ上に載置された封止済基板３の短手方向における切断線２５Ｓについて設定及び補正する場合について説明する。

図４（ａ）は、基板載置部６（図１参照）に設けられたアライメント用のカメラ９を用いてプリアライメントする状態を示す。例えば、封止済基板３のボール面３ａに設けられたアライメントマーク２４を１０個検出して、その座標位置を測定する場合について示す。図１に示すように、アライメント用のカメラ９はＸ方向にのみ移動可能である。Ｙ方向については切断用テーブル４Ａを移動させることによって、カメラ９を相対的にＹ方向に移動させることができる。このように、カメラ９をＸ方向に移動させ、かつ、切断用テーブル４ＡをＹ方向に移動させることによって、封止済基板３のボール面３ａに設けられたアライメントマーク２４を検出して、座標位置を測定する。カメラ９はＸ方向にのみ移動可能であり、アライメントマーク２４はリニアスケールを使用することによって基準点からのＸ座標が測定される。

アライメントマーク２４−１、２４−２、２４−３、・・・、２４−１０の順に各１０個のアライメントマークを検出して、長手方向における各位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）のＸ座標（Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ１Ｃ、Ｘ１Ｄ、Ｘ１Ｅ）を２点測定する。まず、アライメント用のカメラ９をＸ方向に移動させ、アライメントマーク２４−１のＸ座標（Ｘ１Ａ）を測定する。次に、切断用テーブル４ＡをＹ方向に移動させ、アライメントマーク２４−２のＸ座標（Ｘ１Ａ）を測定する。次に、カメラ９をＸ方向に移動させ、アライメントマーク２４−３のＸ座標（Ｘ１Ｂ）を測定する。次に、切断用テーブル４ＡをＹ方向に移動させ、アライメントマーク２４−４のＸ座標（Ｘ１Ｂ）を測定する。このようにして、アライメントマーク２４−１０まで１０点のＸ座標を測定する。

封止済基板３の長手方向の各位置（Ａ〜Ｅ）について、アライメントマークのＸ座標が２点測定される。測定した２点のＸ座標を平均化して各位置（Ａ〜Ｅ）のＸ座標を求める。平均化したＸ座標及び各アライメントマーク２４間の距離に基づいて、短手方向に沿って切断する仮想的な各切断線２５ＳのＸ座標の位置をそれぞれ設定する。

図４（ｂ）は、基板切断部７（図１参照）において、スピンドルユニット１０Ｂに設けられたカーフチェック用のカメラ１３によって、切断する直前の収縮した封止済基板３をアライメントする状態を示す。カメラ１３はＸ方向にのみ移動可能である。この場合には、カメラ１３をＸ方向に移動させ、Ａ、Ｅの位置におけるアライメントマーク２４−２、２４−１０のＸ座標（Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｅ）を測定する。

プリアライメント時点に測定したＸ座標と切断する直前に測定したＸ座標とを比較して収縮した量を計算する。計算した収縮量に基づき短手方向に沿う各切断線２５ＳのＸ座標を補正する。こうすることによって、封止済基板３が収縮した状態においても短手方向を切断する各切断線２５Ｓについて正しく補正することが可能になる。

本実施例では、短手方向の切断線２５Ｓの位置を設定及び補正するために、プリアライメント時点は１０個のアライメントマーク２４のＸ座標を測定し、切断直前の追加アライメント時点には２個のアライメントマーク２４のＸ座標を測定した。これに限らず、製品に応じてさらに精度を上げたい場合にはもっと多くの数のアライメントマーク２４を測定して、短手方向の切断線２５Ｓの位置を設定及び補正してもよい。

同様にして、長手方向に沿って切断する各切断線２５Ｌ（図２参照）について補正する。このように、本発明によると、切削水や冷却水の影響によって熱変形した（収縮した）封止済基板３を、切断する直前に切断線２５Ｓ、２５Ｌについて補正して切断することが可能になる。このことによって、電子部品Ｐの破損や劣化を防止することができる。

図５は封止済基板３の変形例を示す。図５（ａ）は封止済基板３を基板側から見た平面図、図５（ｂ）は正面図をそれぞれ示す。封止済基板３は、基板部２２と４つのブロック単位に分割された封止樹脂部２７とから構成される。基板部２２と封止樹脂部２７との線膨張係数の差が大きい場合は、封止樹脂部２７を４つのブロック単位に分割することによって、硬化樹脂が硬化する際に収縮することに起因する封止樹脂部２７の反りを抑えることができる。また、リードフレーム材料としてＣｕ（銅）合金を用いる場合には、Ｃｕの線膨張係数が大きいので、封止樹脂部２７を複数のブロック単位に分割することは反りの低減に効果的である。封止済基板３の反りを抑えることによってアライメントの精度を向上することができる。

基板部２２に線膨張係数の大きい材料が使われると、切削水や冷却水の影響によって熱変形する量（収縮量）が大きくなる。収縮量が大きくなると、封止済基板３における切断線２５Ｓ、２５Ｌのずれ量も大きくなる。したがって、切断直前に切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置を補正して切断することがより重要となる。本発明によれば、基板材料として線膨張係数の大きい材料を用いても、切断する直前に切断線２５Ｓ、２５Ｌのずれ量を補正することができるので、収縮した状態でも切断すべき正しい切断線２５Ｓ、２５Ｌに沿って切断することが可能になる。

ここまで説明してきたように、ツインカットテーブル方式の切断装置１においては、一方の切断機構が切断を完了するまでは、他方の切断機構に待ち時間が発生する。この待ち時間の間に、封止済基板３は切削水や冷却水によって冷やされた切断用テーブル４Ａ、４Ｂや切断用ステージ５Ａ、５Ｂに対する熱伝導によって冷やされる。この影響によって、待ち時間の間に封止済基板３は熱変形を受けて収縮する。したがって、プリアライメント時点に設定された封止済基板３の仮想的な切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置にずれが生じてくる。

本発明によれば、スピンドルユニット１０Ｂに一体化して設けられたカーフチェック用のカメラ１３を用いることによって、封止済基板３を切断する直前にアライメントマーク２４を検出して座標位置を測定する。このことにより、切断する直前の封止済基板３の切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置を確認する。すなわち、プリアライメント時点に加えて切断する直前にアライメントマーク２４の座標位置を確認する。したがって、プリアライメント時点から封止済基板３の切断を開始するまでの待ち時間において封止済基板３が収縮した場合においても、プリアライメント時点の切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置と切断する直前の切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置とを比較してプリアライメント時点からのずれ量を補正することができる。封止済基板３が切削水や冷却水の影響により収縮した状態においても切断する直前に切断すべき正しい切断線２５Ｓ、２５Ｌの位置に補正して切断することが可能となり、電子部品Ｐの破損や劣化を防止することができる。

近年は、封止済基板３の大型化がますます進み、１枚の封止済基板３から取り出す電子部品Ｐの数も増えているので、切断線全体の長さが増えている。特に、ツインカットテーブル方式の切断装置において、このことにより、１枚の封止済基板３を切断するのに要する時間が増えている。したがって、待ち時間も増える傾向にある。このような状況においては、プリアライメント時点から切断する直前までに生ずる熱変形によって発生する切断線のずれ量をきちんと把握することが重要となる。したがって、本発明のように、切断する直前にアライメントを行って切断線２５Ｓ、２５Ｌのずれ量を補正した上で封止済基板３を切断することは非常に有効な方法となる。

なお、本実施例ではスピンドルユニット１０Ｂに設けられたカーフチェック用のカメラ１３を用いて、切断する直前にアライメントマーク２４を検出して座標位置を測定した。これに限らず、プリアライメント時点に使用したアライメント用のカメラ９を用いて、切断する直前にアライメントマーク２４を検出することも可能である。

また、本体フレームのひずみ等の経時変化が生じて、カーフチェック用のカメラ１３の取り付け位置が変動したとしても、スピンドルユニット１０Ｂの回転刃１１Ｂが切断する切断線上を撮像するようにカーフチェック用カメラ１３の撮像位置を調整することができる。したがって、アライメントマーク２４の正しい座標位置を測定して封止済基板３を切断することができる。

また、本発明は２個の切断用テーブルを有するツインカットテーブル方式の切断装置１に限らず、１個の切断用テーブルを有するシングルカットテーブル方式の切断装置についても適用できる。

被切断物としては、封止済基板３の他に半導体ウェーハを使用してもよい。半導体ウェーハの各領域には電子回路が作り込まれているので、切断後の各領域に相当する部分（半導体チップ）が電子部品Ｐとなる。

本発明によれば、プリアライメントした時点の切断線の位置を切断する直前に補正することが可能となる。したがって、本発明は歩留まりの向上、信頼性の向上、生産性の向上に大きく寄与し、工業的にも非常に価値の高いものである。

また、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

１ 切断装置
２ プレステージ
３ 封止済基板（被切断物、第１の被切断物、第２の被切断物）
３ａ ボール面
３ｂ 基板面
４Ａ、４Ｂ 切断用テーブル
５Ａ、５Ｂ 切断用ステージ（ステージ、第１のステージ、第２のステージ）
６ 基板載置部
７ 基板切断部
８ 基板洗浄部
９ アライメント用のカメラ（第１の撮像手段）
１０Ａ、１０Ｂ スピンドルユニット（切断機構）
１１Ａ、１１Ｂ 回転刃
１２Ａ、１２Ｂ 切削水用ノズル（噴射手段）
１３ カーフチェック用のカメラ（第２の撮像手段）
１４ 複数の電子部品Ｐからなる集合体
１５ 洗浄機構
１６ 洗浄ローラ
１７ 検査用ステージ
１８ 検査用のカメラ
１９ インデックステーブル
２０ 移送機構
２１ 良品用トレイ
２２ 基板部
２３ 封止樹脂部
２４ アラメントマーク
２５、２５Ｓ、２５Ｌ 切断線
２６ 領域
２７ 封止樹脂部
Ａ 受け入れユニット
Ｂ 切断ユニット
Ｃ 洗浄ユニット
Ｄ 検査ユニット
Ｅ 収容ユニット
Ｐ 電子部品
ＣＴＬ 制御部
ＬＤ ロード（Load）
ＰＡ プリアライメント（Pre Alignment）
ＣＴ 切断（Cut）
ＷＤ 洗浄＆乾燥（Wash＆Dry）
ＵＬ アンロード（Unload）
ＷＴ 待ち（Wait）
ＡＡ 追加アライメント（Additional Alignment）
Ｓ 工程（Steps）

Claims (12)

1. 複数のアライメントマークを有する被切断物を複数の切断線に沿って切断する切断機構と、前記被切断物が載置されるステージと、前記ステージを基板載置位置と基板切断位置との間において移動させる移動機構と、前記基板載置位置と前記基板切断位置との間における移動と前記切断機構による切断とを少なくとも制御する制御部とを備え、前記基板切断位置に置かれた前記被切断物を前記切断機構を使用して切断する切断装置であって、
   前記基板切断位置において、前記被切断物が切断される被加工点に向かって切削水を噴射する噴射手段と、
   前記基板載置位置において前記被切断物を撮像する第１の撮像手段と、
   前記基板切断位置において、前記噴出手段から噴出された切削水の影響により冷却された前記被切断物を撮像する第２の撮像手段とを備え、
   前記第１の撮像手段によって撮像された前記複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を利用して、前記制御部が前記切断線の位置を設定し、
   前記第２の撮像手段によって撮像された前記複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を利用して、前記制御部が前記切断線の位置を補正し、
   補正された前記切断線に沿って前記切断機構が前記被切断物を切断することを特徴とする切断装置。
2. 請求項１に記載された切断装置において、
   前記ステージは２個設けられ、
   ２個の前記ステージはそれぞれ前記基板載置位置と前記基板切断位置との間を移動することができ、
   ２個の前記ステージのうち第１のステージが前記基板切断位置に位置した状態において前記被切断物が切断される間に、２個の前記ステージのうち第２のステージが前記基板載置位置に位置した状態において前記切断線の位置が設定されることを特徴とする切断装置。
3. 請求項２に記載された切断装置において、
   前記切断機構は回転刃を有し、
   前記第２の撮像手段は前記回転刃が切断する前記切断線を撮像するように配置され、
   前記第２の撮像手段はカーフチェック用カメラを兼ねることを特徴とする切断装置。
4. 請求項３に記載された切断装置において、
   前記切断機構と前記第２の撮像手段とは一体的に構成され、
   前記切断機構が移動することによって前記第２の撮像手段が移動することを特徴とする切断装置。
5. 請求項４に記載された切断装置において、
   前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする切断装置。
6. 請求項４に記載された切断装置において、
   前記被切断物は半導体ウェーハであることを特徴とする切断装置。
7. 複数のアライメントマークを有する被切断物をステージに載置する工程と、前記ステージを基板載置位置と基板切断位置との間において移動させる工程と、前記基板切断位置に置かれた前記被切断物を複数の切断線に沿って切断機構を使用して切断する工程とを備えた切断方法であって、
   前記基板載置位置において、第１の撮像手段を使用して前記複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を撮像する第１の工程と、
   前記第１の工程において撮像された前記アライメントマークを利用して前記切断線の位置を設定する工程と、
   前記基板切断位置において、第２の撮像手段を使用して前記複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を撮像する第２の工程と、
   前記第２の工程において撮像された前記アライメントマークを利用して前記切断線の位置を補正する工程と、
   前記基板切断位置において、前記被切断物が切断される被加工点に向かって切削水を噴射する工程と、
   補正された前記切断線に沿って前記被切断物を切断する工程とを備え、
   前記第２の工程では、前記切削水を噴出する工程による影響により冷却された前記被切断物の前記複数のアライメントマークのうち少なくとも一部を撮像することを特徴とする切断方法。
8. 請求項７に記載された切断方法において、
   前記ステージは２個設けられ、
   ２個の前記ステージのうち第１のステージに第１の被切断物を載置する工程と、
   前記第１のステージを前記基板載置位置と前記基板切断位置との間において移動させる工程と、
   ２個の前記ステージのうち第２のステージに第２の被切断物を載置する工程と、
   前記第２のステージを前記基板載置位置と前記基板切断位置との間において移動させる工程と、
   前記第１のステージを前記基板切断位置に位置させて前記第１の被切断物を切断する工程と、
   前記第１のステージを移動させる工程と前記第１の被切断物を切断する工程との少なくとも一部において、前記第２のステージを前記基板載置位置に位置させて前記第２の被切断物において前記切断線の位置を設定する工程を実行することを特徴とする切断方法。
9. 請求項８に記載された切断方法において、
   前記切断機構は回転刃を有し、
   前記回転刃が切断する前記切断線を前記第２の撮像手段によって撮像する工程と、
   前記切断線における切断溝に関する検査を行う工程とを備えることを特徴とする切断方法。
10. 請求項９に記載された切断方法において、
    前記切断機構と前記第２の撮像手段とは一体的に構成され、
    前記切断機構を移動させることによって前記第２の撮像手段を移動させる工程を備えることを特徴とする切断方法。
11. 請求項１０に記載された切断方法において、
    前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする切断方法。
12. 請求項１０に記載された切断方法において、
    前記被切断物は半導体ウェーハであることを特徴とする切断方法。

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