JP6218526B2 - 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。被切断物である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、封止済基板における樹脂封止された面の反対面であって接続用ボールが存在する面（ボール面）を上にした状態で切断用テーブルに封止済基板を載置して吸着する。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（境界線）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、封止済基板の切断個所に切削水を噴射するとともに、封止済基板に設定された切断線に沿って切断機構を使用して切断する。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１枚の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、封止済基板と切削水との温度差に起因する熱勾配、切断用テーブルに対する熱伝導などの様々な要因により、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ことがある。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、被切断物である板状物の温度変化による熱変形については考慮していない。室温（雰囲気温度）に対して切削水の温度を意図的に低くした場合、又は、室温に対して切削水の温度が低くなってしまったような場合には、被切断物や切断用テーブルは切削時に切削水によって冷やされてしまい、被切断物自体も熱変形する（熱収縮する）。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被切断物は熱変形する（熱収縮する）。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、被切断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、被切断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被切断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。被切断物が大型化し、一方の切断用テーブルにおいて１枚の被切断物を切断するのに要する時間が増えると、他方の切断用テーブルにおいては待ち時間が長くなる。この待ち時間の間に、被切断物は切削水などの影響を受けて熱変形する（熱収縮する）ことがある。したがって、アライメント時点に設定した切断線に対して、切断する直前の切断線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、電子部品の破損や劣化を起こすおそれがある。

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、室温に対して切削水の温度が変化した（低くなった）場合においても、アライメントされる前の被切断物を予め切削水と同じ温度に冷却することによって、アライメント時点から切断するまでの間において熱変形を抑制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、被切断物を搬送する搬送機構と、被切断物が載置されるステージと、ステージに載置された被切断物が有する切断線の位置を位置合わせして設定する位置合わせ機構と、回転刃を使用して切断線に沿って被切断物を切断する切断機構と、回転刃と被切断物とが接する被加工点に室温より低い温度の切削水を噴射する噴射機構とを備える切断装置であって、搬送機構又はステージの少なくともいずれかに設けられ被切断物を冷却する第１の冷却機構を備え、第１の冷却機構によって被切断物が切削水の温度に基づいて冷却された後に、被切断物における切断線の位置が位置合わせ機構によって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、ステージは複数個設けられ、複数個のステージのうち１個のステージに載置された被切断物が切断されている間において、搬送機構によって搬送される被切断物が冷却されること、又は、残りのステージに載置された被切断物が冷却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、搬送機構又はステージの少なくともいずれかに設けられた通路を流動する冷却用媒体によって被切断物が冷却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、搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに載置された前記被切断物に冷却用媒体が吹き付けられることによって前記被切断物が冷却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、第１の冷却機構はペルチェ素子を有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、搬送機構に引き渡される前における被切断物を冷却する第２の冷却機構を備え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、回路基板に装着された電子部品のチップが硬化樹脂によって樹脂封止された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、被切断物は電子回路が作り込まれた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、被切断物を搬送機構に引き渡す工程と、搬送機構を使用して被切断物をステージまで搬送する工程と、被切断物をステージに載置する工程と、ステージに載置された被切断物が有する切断線の位置を位置合わせして設定する工程と、ステージに載置された被切断物を切断線に沿って回転刃を使用して切断する工程と、被切断物と回転刃とが接する被加工点に室温より低い温度の切削水を噴射する工程とを備えた切断方法であって、設定する工程までの間の少なくとも一部において切削水の温度に基づいて冷却する工程を備え、設定する工程では、切削水の温度に基づいて冷却された後の被切断物を対象として切断線の位置を設定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、ステージは複数個設けられ、切断する工程では、複数個のステージのうち１個のステージに載置された被切断物を切断し、冷却する工程では、１個のステージに載置された被切断物が切断されている間において切断されている被切断物とは別の被切断物を冷却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、冷却する工程では、搬送機構又はステージの少なくともいずれかに設けられた通路に冷却用媒体を流動させることによって被切断物を冷却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、冷却する工程では、搬送機構又はステージの少なくともいずれかに載置された被切断物に冷却用媒体を吹き付けることによって被切断物を冷却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、冷却する工程では、搬送機構又はステージの少なくともいずれかに設けられたペルチェ素子を使用して被切断物を冷却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、冷却する工程では、被切断物を搬送機構に引き渡す前の段階において被切断物を冷却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、被切断物は、回路基板に装着された電子部品のチップが硬化樹脂によって樹脂封止された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、被切断物は電子回路が作り込まれた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、位置合わせする時点までにおいて、切削水と同じ設定温度に予め被切断物を冷却する。このことによって、位置合わせした時点から切断するまでの間において、被切断物の熱変形を抑制することができる。したがって、位置合わせした時点から切断するまでの間において、被切断物の切断線の位置がずれることが抑制されるので、切断線に沿って正確に切断することができる。

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）はボール面の側から見た平面図、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。 本実施例に係る搬送機構と冷気生成機構との構成を示す概略構成図である。

ツインカットテーブル方式の切断装置において、冷気生成機構から冷気をローダーに供給する。ローダーの冷却部に形成された冷却用通路に冷気を流動させることによって、固定部に吸着された封止済基板を冷却する。封止済基板を切削水の設定温度と同じになるように予め冷却することで、封止済基板を切断する状態と同じになるように収縮させる。収縮した状態でアライメントを行うので、切断線の位置がずれることなく切断線に沿って正確に切断することができる。

実施例として、図１〜図４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。なお、本実施例においては、室温（雰囲気温度）に対して切削水の温度を意図的に低くした（冷却した）場合について説明する。

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と供給ユニットＢと切断ユニットＣと洗浄ユニットＤと検査ユニットＥと収容ユニットＦ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〜Ｆ）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〜Ｆを含んで切断装置１が構成される。

受け入れユニットＡには基板装填部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が基板装填部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、ボール面を上にして基板装填部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。

供給ユニットＢにはプレステージ４及びローダー５が設けられる。ローダー５はＸ方向及びＺ方向に移動可能である。また、ローダー５をθ方向に回動可能に構成することもできる。封止済基板３は、プレステージ４において位置決めされた後、ローダー５によって吸着されて切断ユニットＣに搬送される。

本実施例においては、供給ユニットＢに圧縮空気供給機構６と、圧縮空気を冷却用媒体としての冷気に変換する冷気生成機構７とが設けられる。圧縮空気供給機構６から圧縮空気が冷気生成機構７に供給される。冷気生成機構７において、供給された圧縮空気が冷気と暖気とに変換される。ローダー５は、封止済基板３を吸着することによって固定する固定部と封止済基板３を冷却する冷却部とから構成される。冷気生成機構７から冷気がローダー５の冷却部に供給され、この冷気によって固定部に吸着された封止済基板３が冷却される。なお、ローダー５においてクランプなどの方法において封止済基板３を固定してもよい。さらに、封止済基板３を冷却するための冷却槽ＢＴを設けることもできる。詳細については後述する。

切断ユニットＣには２個の切断用テーブル８Ａ、８Ｂが設けられる。切断用テーブル８Ａ、８Ｂに、吸着、クランプ、粘着テープなどを使用して封止済基板３が固定される。２個の切断用テーブル８Ａ、８Ｂ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８Ａ、８Ｂの上には切断用ステージ９Ａ、９Ｂが取り付けられる。切断ユニットＣは、基板載置部１０と基板切断部１１と基板洗浄部１２とから構成される。

基板載置部１０には、アライメント用のカメラ１３が設けられる。カメラ１３は、基板載置部１０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１０においてカメラ１３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、制御部ＣＴＬ（後述）によって仮想的な切断線の位置が設定される。

基板切断部１１には、切断機構として２個のスピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂが設けられる。２個のスピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂ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１４Ａ、１４Ｂには、それぞれ回転刃１５Ａ、１５Ｂが設けられる。これらの回転刃１５Ａ、１５Ｂ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１４Ａ、１４Ｂ）が基板切断部１１に設けられる。

各スピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂには、高速回転する回転刃１５Ａ、１５Ｂ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１６Ａ、１６Ｂが設けられる。切削水は回転刃１５Ａ、１５Ｂ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１４Ｂ側には、回転刃１５Ｂ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１７が設けられる。カメラ１７は、回転刃１５Ｂが切断する切断線を撮像する。カメラ１７は、２個のスピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂのどちらか一方に設けられる。あるいは、２個のスピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂの両方にカメラ１７を設けてもよい。

基板洗浄部１２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１８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。

基板載置部１０には、ボール面が洗浄された電子部品Ｐの集合体１８を洗浄ユニットＤに搬送するアンローダー１９が設けられる。アンローダー１９はＸ方向及びＺ方向に移動可能である。また、アンローダー１９はθ方向に回動可能に構成することもできる。

洗浄ユニットＤには、個片化された電子部品Ｐの封止樹脂側の面（モールド面）を洗浄する洗浄機構２０が設けられている。洗浄機構２０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２１が設けられている。モールド面を洗浄する洗浄機構２０の上方には、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１８が配置される。集合体１８は、ボール面をアンローダー１９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アンローダー１９に固定されている。アンローダー１９をＸ方向に往復移動させることによって、集合体１８のモールド面が洗浄ローラ２１によって洗浄される。

検査ユニットＥには検査用ステージ２２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１８は、アンローダー１９によって検査用ステージ２２に一括して移載される。検査用ステージ２２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１８は、モールド面及びボール面を検査用のカメラ２３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１８は、インデックステーブル２４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Ｅには、インデックステーブル２４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２５が設けられる。

収容ユニットＦには良品を収容する良品用トレイ２６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２５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２６を２個設けた場合を示しているが、良品用トレイ２６は３個以上設けてもよい。

切断装置１において、封止済基板３の移動や搬送、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の検査や収納など、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できる。

以下、切削水を冷却することについて説明する。図１に示すように、基板載置部１０においては、封止済基板３は常温（例えば、２０〜２５℃）の雰囲気の下においてアライメントが行われる。一方、基板切断部１１においては、回転刃１５Ａ、１５Ｂの摩擦熱を抑えるため切削水用ノズル１６Ａ、１６Ｂ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は、切削水は室温（雰囲気温度）よりも低温である所定温度（設定温度）に、例えば、１０℃〜１５℃に冷却される場合がある。冷却効果を高めるため、切削水がさらにもっと低い温度に冷却される場合もある。

冷却効果を高めるために、切削水用ノズル１６Ａ、１６Ｂとは別に回転刃１５Ａ、１５Ｂ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１５Ａ、１５Ｂ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じ設定温度に冷却される。

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８Ａ、８Ｂ、切断用ステージ９Ａ、９Ｂがそれぞれ冷却される。封止済基板３、切断用テーブル８Ａ、８Ｂ、切断用ステージ９Ａ、９Ｂ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室温の状態から収縮する。

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をボール面の側から見た平面図、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２７と硬化樹脂からなる封止樹脂部２８とから構成される。封止済基板３は、ボール面３ａとモールド面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２９(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２９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１０に設けられたアライメント用のカメラ１３（図１参照）によりアライメントマーク２９の座標位置を複数個検出することによって、設計値として予め判明しているアライメントマーク２９と仮想的な切断線（境界線）３０との位置関係に基づいて、切断線３０の位置が設定される。切断線３０としては、封止済基板３の短手方向に沿う切断線３０Ｓと長手方向に沿う切断線３０Ｌとがそれぞれ設定される。切断線３０Ｓと切断線３０Ｌとで囲まれた領域３１がそれぞれ電子部品Ｐに対応する。切断線３０Ｓ、３０Ｌを設定するために検出するアライメントマーク２９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Ｃにおける切断用テーブル８Ａ及び８Ｂの動作を説明する概略タイムテーブルである。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）の各状態を示す。Ｓ１、Ｓ２、・・、Ｓ５は、それぞれ１枚の封止済基板３を対象として、ロード（ＬＤ）からアンロード（ＵＬ）するまでの工程（Steps）であって、それぞれ１本の下向きの矢印で示される。

図１〜図３を参照して、各切断用テーブル８Ａ、８Ｂ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。切断用テーブル８Ａ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１０において、切断用テーブル８Ａに取り付けられた切断用ステージ９Ａ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１３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２９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２９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２９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３０Ｓ及び３０Ｌの位置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８Ａを基板載置部１０から基板切断部１１に移動させる。基板切断部１１においては、２個のスピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂに設けられた回転刃１５Ａ、１５Ｂ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８Ａをスピンドルユニット１４Ａ、１４Ｂに向かって（図１の＋Ｙ方向へ）移動させる。回転刃１５Ａ、１５Ｂに向かって封止済基板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３０Ｓ（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、回転刃１５Ａ、１５Ｂと封止済基板３とが接触する被加工点に切削水用ノズル１６Ａ、１６Ｂから切削水を噴射する。なお、基板切断部１１において、二点鎖線で示す切断テーブル８Ａ（図１参照）などの位置は切断が行われた後の位置を示している。

次に、切断用テーブル８Ａ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３０Ｌ（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８Ａに載置された封止済基板３は、各切断線３０Ｓ及び各切断線３０Ｌに沿って切断され、各領域３１を形成する。この領域３１がそれぞれ個片化された電子部品Ｐとなる（図３のＣＴ１）。

上述した動作では、まず、封止済基板３の短手方向に沿う各切断線３０Ｓ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３０Ｌ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３０Ｌ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３０Ｓ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１８を一括して吸着したまま、切断用テーブル８Ａを基板切断部１１から基板洗浄部１２に移動させる。基板洗浄部１２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）。

電子部品Ｐのボール面３ａの洗浄及び乾燥が終了した後、切断用テーブル８Ａを基板洗浄部１２から基板載置部１０に移動させる。ここまでの工程は、モールド面３ｂを切断用ステージ９Ａに吸着した状態で、ボール面３ａを上にして処理が行われる。

次に、基板載置部１０において、アンローダー１９を下降させ切断用ステージ９Ａに配置されていた電子部品Ｐのボール面３ａを一括して吸着する。アンローダー１９によって吸着された電子部品Ｐの集合体１８は洗浄ユニットＤ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８Ａ上にボール面を上にして載置された最初の封止済基板３を個片化して次の洗浄ユニットＤに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１８に個片化され、次の工程へ一括して搬送される。

切断用テーブル８Ａのロード（ＬＤ１）が完了した後、切断用テーブル８Ｂ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８Ｂは、切断用テーブル８Ａ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８Ｂ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８ＡのＳ１における切断（ＣＴ１）が完了するまでに待ち時間（ＷＴ２）が発生する。言い換えれば、切断用テーブル８Ａの切断（ＣＴ１）が完了した直後に、切断用テーブル８Ｂ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。

ところで、図３のＳ１における洗浄＆乾燥（ＷＤ１）後に、切断用テーブル８Ａは基板洗浄部１２から基板載置部１０に戻り、アンローダー１９に電子部品Ｐの集合体１８を引き渡す。基板載置部１０に戻った切断用テーブル８Ａ及び切断用ステージ９Ａ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１０において新たな封止済基板３が切断用テーブル８Ａ上に載置される（ＬＤ３）。切断用テーブル８Ａ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８Ｂ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８Ａ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８Ａ及び切断用ステージ９Ａ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３０Ｓ及び３０Ｌの位置に対して実際の切断線３０Ｓ及び３０Ｌの位置にずれが発生する。この切断線３０Ｓ及び３０Ｌ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４０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３０Ｓ、３０Ｌ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）の間に切断線のずれ量が発生しないように、封止済基板３を予め冷却する。すなわち、封止済基板３をプリアライメントする前に、切削水の設定温度（Ｔ℃）まで封止済基板３を冷却する。このようにすることで、プリアライメントした時点から切断するまでの間、封止済基板３を常に切削水と同じ設定温度に保つことができる。したがって、プリアライメント以降に温度変化による熱変形を受けることがなくなり、プリアライメントした時点から切断するまでの間において封止済基板３に設定した切断線の位置にずれが発生しない。なお、切削水と冷却水の温度が異なる場合には、どちらかのより低い設定温度まで封止済基板３を冷却する。

このようにして、切断用テーブル８Ａ、８Ｂにおいて、プリアライメントする前から常に封止済基板３を切削水の設定温度まで冷却することによって、プリアライメント後の収縮を防ぐことができる。したがって、封止済基板３に設定した切断線３０Ｓ、３０Ｌの位置が、プリアライメントした時点から切断するまでの間においてずれないので、切断線３０Ｓ、３０Ｌに沿って正確に切断することができる。

封止済基板３を冷却する際の温度は、切削水の設定温度Ｔ℃と厳密に同じ温度でなくてもよい。冷却する目標の温度が切削水の設定温度Ｔ℃付近の温度（例えば、（Ｔ＋α）℃）であって、温度差α℃に起因する封止済基板３の収縮量が切断線３０Ｓ、３０Ｌのずれ量に実質的に影響を与えなければよい。なお、切断線３０Ｓ、３０Ｌのずれ量の許容値を、電子部品の寸法、特性に応じて予め定めてもよい。

図４は、本実施例に係る搬送機構と冷気生成機構との構成を示す概略構成図である。図４を用いて、具体的に封止済基板３を冷却する機構について説明する。圧縮空気供給機構６から圧縮空気が冷気生成機構７の圧縮空気供給口３２に供給される。ここで示す冷気生成機構７は所謂ボルテックスチューブと呼ばれるものである。圧縮空気は冷気生成機構７の内部を複雑に移動することによって、最終的に暖気と冷気とに変換される。暖気は暖気排出口３３から排出され、冷気は冷気吐出口３４から吐出され搬送機構であるローダー５に供給される。冷気は冷気生成機構７から可動配管を経由してローダー５に供給される。

ローダー５は、封止済基板３を吸着して固定する固定部３５と封止済基板３を冷却する冷却部３６とから構成される。固定部３５には封止済基板３を吸着する吸着路３７が設けられ、冷却部３６には冷気生成機構７から供給された冷気が流動する冷却用通路３８が設けられる。冷却用通路３８は、矩形状又は網目状の通路として冷却部３６内に形成され、固定部３５及び固定部３５に吸着された封止済基板３の全面を均等に冷却する。ローダー５は、封止済基板３を吸着して、図１に示すようにＸ方向及びＺ方向に移動可能である。また、必要に応じてローダー５をθ方向に回動可能に構成することもできる。

ローダー５において、冷却部３６に形成された冷却用通路３８を流動する冷気によって、固定部３５に吸着された封止済基板３が冷却される。封止済基板３は、切削水の設定温度と同じ温度になるように、制御部ＣＴＬ（図１参照）によって冷気の温度が制御される。封止済基板３は、切削水と同じ設定温度まで冷やされることによって、常温状態から収縮する。このようにして、封止済基板３は、ローダー５によって切削水と同じ設定温度まで冷やされて収縮した状態で切断用テーブル８Ａ、８Ｂに搬送される。したがって、ローダー５の冷却部３６は冷却機構として機能する。

基板載置位置１０において、封止済基板３は、冷やされて収縮した状態でプリアライメントされる。したがって、封止済基板３において、切断線３０Ｓ、３０Ｌの位置は冷やされて収縮した状態で設定される。このようにすることで、封止済基板３を切断するまでに待ち時間が発生したとしても、ローダー５による冷却、及び、切削水や冷却水によって冷やされた切断用テーブル８Ａ、８Ｂや切断用ステージ９Ａ、９Ｂに対する熱伝導によって、封止済基板３は切削水と同じ設定温度に維持される。したがって、プリアライメントした時点から切断するまでの間において熱変動はなくなり、熱変形が生じることがない。このようにして、封止済基板３に設定した切断線３０Ｓ、３０Ｌの位置が、プリアライメントした時点から切断するまでの間においてずれないので、切断線３０Ｓ、３０Ｌに沿って正確に切断することができる。

封止済基板３を冷却する冷却機構として、ペルチェ効果を利用したペルチェ素子を使用して封止済基板３を冷却してもよい。さらに、ボルテックスチューブを使用せずに、ローダー５の冷却部３８に水や空気などの冷却用媒体を直接供給することによってローダー５を介して封止済基板３を冷却してもよい。また、ローダー５において冷却用媒体を封止済基板３に吹き付けてもよい。

加えて、切断用テーブル８Ａ、８Ｂ又は切断用ステージ９Ａ、９Ｂに封止済基板３を冷却する機構を追加してもよい。この場合も、ローダー５と同様に、ボルテックスチューブ、ペルチェ素子、冷却用媒体などを用いることによって、封止済基板３を冷却することができる。また、切断用ステージ９Ａ、９Ｂにおいて、冷却用媒体を封止済基板３に吹き付けてもよい。

さらに、切断装置１に冷却槽ＢＴ（図１参照）を設けることができる。冷却槽ＢＴ内に切削水と同じ設定温度に設定した冷却水を供給する。封止済基板３をプレステージ４に配置する前に、この冷却槽ＢＴに浸漬させることによって封止済基板３を切削水と同じ設定温度に冷却する。ローダー５をＹ方向にも移動可能な構成にして、冷却槽ＢＴで冷やされた封止済基板３を切断用テーブル８Ａ、８Ｂに搬送することもできる。冷却槽ＢＴに供給する冷却水は、切削用ノズル１６Ａ、１６Ｂから噴射した切削水を回収して再利用することもできる。冷却槽ＢＴに代えて、ローダー５の冷却部３６と同様の構成を有する冷却版を使用してもよい。

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、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。従来の技術によれば、この待ち時間の間に、切削水や冷却水によって冷やされた切断用テーブル８Ａ、８Ｂや切断用ステージ９Ａ、９Ｂに対する熱伝導によって封止済基板３は冷やされる。この影響によって、待ち時間の間に封止済基板３は熱変形によって収縮する。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３０Ｓ、３０Ｌの位置にずれが生じてくる。

一方、本発明によれば、冷気生成機構７から供給された冷気がローダー５の冷却部３６に形成された冷却用通路３８を流動することによって、固定部３５及び固定部３５に吸着された封止済基板３を冷却する。ローダー５によって、封止済基板３はプリアライメントする前に冷やされて収縮する。封止済基板３を切削水の設定温度と同じになるように冷却することによって、封止済基板３は収縮した状態を切断が完了するまで維持する。このようにすることで、プリアライメント時点に設定した封止済基板３の切断線３０Ｓ、３０Ｌの位置がずれることなく、切断線３０Ｓ、３０Ｌに沿って正確に切断することができる。したがって、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の間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、封止済基板３を予め冷却することによって、切断する状態と同じ状態にしてプリアライメントを行い、切断線３０Ｓ、３０Ｌの位置ずれが発生することを防止することは非常に有効な方法となる。

また、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、本発明を適用できる。切断装置１が３個以上の切断用テーブルを有する場合においても、本発明を適用することができる。

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、各領域に相当する部分が切断後の電子部品Ｐ（半導体チップ）に対応する。

本発明によれば、封止済基板を予め冷却することによって、切断する状態の切断線の位置をプリアライメント時点に設定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 基板装填部
３ 封止済基板（被切断物）
３ａ ボール面
３ｂ モールド面
４ プレステージ
５ ローダー（搬送機構、第１の冷却機構）
６ 圧縮空気供給機構
７ 冷気生成機構
８Ａ、８Ｂ 切断用テーブル
９Ａ、９Ｂ 切断用ステージ（ステージ、第１の冷却機構）
１０ 基板載置部
１１ 基板切断部
１２ 基板洗浄部
１３ アライメント用のカメラ
１４Ａ、１４Ｂ スピンドルユニット（切断機構）
１５Ａ、１５Ｂ 回転刃
１６Ａ、１６Ｂ 切削水用ノズル（噴射機構）
１７ カーフチェック用のカメラ
１８ 複数の電子部品からなる集合体
１９ アンローダー
２０ 洗浄機構
２１ 洗浄ローラ
２２ 検査用ステージ
２３ 検査用のカメラ
２４ インデックステーブル
２５ 移送機構
２６ 良品用トレイ
２７ 基板部
２８ 封止樹脂部
２９ アライメントマーク
３０、３０Ｓ、３０Ｌ 切断線
３１ 領域
３２ 圧縮空気供給口
３３ 暖気排出口
３４ 冷気吐出口
３５ 固定部
３６ 冷却部（第１の冷却機構）
３７ 吸着路
３８ 冷却用通路（通路）
Ａ 受け入れユニット
Ｂ 供給ユニット
Ｃ 切断ユニット
Ｄ 洗浄ユニット
Ｅ 検査ユニット
Ｆ 収容ユニット
ＢＴ 冷却槽（第２の冷却機構）
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）
Ｓ 工程（Steps）

Claims (16)

1. 被切断物を搬送する搬送機構と、前記被切断物が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記被切断物が有する切断線の位置を位置合わせして設定する位置合わせ機構と、回転刃を使用して前記切断線に沿って前記被切断物を切断する切断機構と、前記回転刃と前記被切断物とが接する被加工点に室温より低い温度の切削水を噴射する噴射機構とを備える切断装置であって、
   前記搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに設けられ前記被切断物を冷却する第１の冷却機構を備え、
   前記第１の冷却機構によって前記被切断物が前記切削水の温度に基づいて冷却された後に、前記被切断物における前記切断線の位置が前記位置合わせ機構によって設定され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、
   前記ステージは複数個設けられ、
   複数個の前記ステージのうち１個の前記ステージに載置された前記被切断物が切断されている間において、前記搬送機構によって搬送される前記被切断物が冷却されること、又は、残りの前記ステージに載置された前記被切断物が冷却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、
   前記搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに設けられた通路を流動する冷却用媒体によって前記被切断物が冷却されることを特徴とする切断装置。
4. 請求項２に記載された切断装置において、
   前記搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに載置された前記被切断物に冷却用媒体が吹き付けられることによって前記被切断物が冷却されることを特徴とする切断装置。
5. 請求項２に記載された切断装置において、
   前記第１の冷却機構はペルチェ素子を有することを特徴とする切断装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載された切断装置において、
   前記搬送機構に引き渡される前における前記被切断物を冷却する第２の冷却機構を備えることを特徴とする切断装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載された切断装置において、
   前記被切断物は、回路基板に装着された電子部品のチップが硬化樹脂によって樹脂封止された封止済基板であることを特徴とする切断装置。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載された切断装置において、
   前記被切断物は電子回路が作り込まれた半導体ウェーハであることを特徴とする切断装置。
9. 被切断物を搬送機構に引き渡す工程と、前記搬送機構を使用して前記被切断物をステージまで搬送する工程と、前記被切断物を前記ステージに載置する工程と、前記ステージに載置された前記被切断物が有する切断線の位置を位置合わせして設定する工程と、前記ステージに載置された前記被切断物を前記切断線に沿って回転刃を使用して切断する工程と、前記被切断物と前記回転刃とが接する被加工点に室温より低い温度の切削水を噴射する工程とを備えた切断方法であって、
   前記設定する工程までの間の少なくとも一部において前記所定の温度まで前記被切断物を冷却する工程を備え、
   前記設定する工程では、前記切削水の温度に基づいて冷却された後の前記被切断物を対象として前記切断線の位置を設定す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、
    前記ステージは複数個設けられ、
    前記切断する工程では、複数個の前記ステージのうち１個の前記ステージに載置された前記被切断物を切断し、
    前記冷却する工程では、１個の前記ステージに載置された前記被切断物が切断されている間において切断されている前記被切断物とは別の前記被切断物を冷却す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、
    前記冷却する工程では、前記搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに設けられた通路に冷却用媒体を流動させることによって前記被切断物を冷却す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、
    前記冷却する工程では、前記搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに載置された前記被切断物に冷却用媒体を吹き付けることによって前記被切断物を冷却することを特徴とする切断方法。
13. 請求項１０に記載された切断方法において、
    前記冷却する工程では、前記搬送機構又は前記ステージの少なくともいずれかに設けられたペルチェ素子を使用して前記被切断物を冷却することを特徴とする切断方法。
14. 請求項９〜１３のいずれかに記載された切断方法において、
    前記冷却する工程では、前記被切断物を前記搬送機構に引き渡す前の段階において前記被切断物を冷却することを特徴とする切断方法。
15. 請求項９〜１４のいずれかに記載された切断方法において、
    前記被切断物は、回路基板に装着された電子部品のチップが硬化樹脂によって樹脂封止された封止済基板であることを特徴とする切断方法。
16. 請求項９〜１４のいずれかに記載された切断方法において、
    前記被切断物は電子回路が作り込まれた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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