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JP6785735B2 - 切断装置及び半導体パッケージの搬送方法 - Google Patents

切断装置及び半導体パッケージの搬送方法 Download PDF

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Description

本発明は、切断装置及び半導体パッケージの搬送方法に関する。
従来技術として、例えば、特許文献１に加工物保持用チャックが開示されている。この加工物保持用チャックは、別々にされるべき複数の部品１４及び該部品１４の屑領域２４を備える加工物１３を、保持するチャックであって、加工物１３を保持するように構成された加工物保持装置と、部品１４を保持するように作動する第１圧力手段と、部品１４が別々にされる間にチャック１０の真上にある加工物１３の屑領域２４を保持するように作動する第２圧力手段と、部品１４が別々にされた後で第１及び第２圧力手段を選択的に作動解除する手段と、第２圧力手段の作動を解除し及び第１圧力手段の作動を維持するとき、洗浄によってチャック１０から屑領域２４を自動的に除去する洗浄手段と、備える。
特許第３９４００７６号公報
特許文献１に開示された加工物保持用チャックでは、部品１４は、第１の真空源１６によって供給される第１圧力手段によってチャック１０上に保持される。屑領域２４は、第２の真空源３２によって供給される第２圧力手段によってチャック１０上に保持される。これらの第１の真空源１６及び第２の真空源３２は独立かつ個別に制御し得る。すなわち、この加工物保持用チャックは、部品１４を保持するための第１の真空源１６と屑領域２４を保持するための第２の真空源３２とを有する。このことは、加工物保持用チャックにおいて真空吸引機構を２系統設けることになる。したがって、加工物保持用チャックの構成が複雑になり、加工物保持用チャックの製造コストが増大するという課題を有する。
本発明は上記の課題を解決するもので、搬送機構に半導体パッケージと不要部分とを分離させる分離機構を設けることによって、切断テーブルの構成を簡略化することができる切断装置及び半導体パッケージの搬送方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る切断装置は、複数の半導体チップが樹脂封止されたワークを載置するテーブルと、ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断機構と、切断機構によって切断された複数の半導体パッケージを吸着して搬送する搬送機構とを備え、搬送機構は複数の半導体パッケージをそれぞれ吸引する複数の吸引孔と、半導体パッケージと不要部分とを分離させる分離機構とを備える。
上記の課題を解決するために、本発明に係る半導体パッケージの搬送方法は、複数の半導体チップが樹脂封止されたワークをテーブルに載置する載置工程と、ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断工程と、複数の半導体パッケージを搬送機構に設けられた複数の吸引孔にそれぞれ吸着して搬送する搬送工程とを備え、搬送工程では、半導体パッケージと不要部分とを分離させる分離工程を含む。
本発明によれば、搬送機構に半導体パッケージと不要部分とを分離させる分離機構を設けることによって、切断テーブルの構成を簡略化することができる。
本発明に係る切断装置の概要を示す平面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、図１に示した切断装置で切断されるパッケージ基板を示す概要図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図２に示したパッケージ基板を半導体パッケージと不要部分とに切断する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、パッケージ基板を半導体パッケージと不要部分とに切断した状態を示す概要図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、実施形態１において、半導体パッケージを搬送する搬送機構を示す概要図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図５に示した搬送機構によって半導体パッケージと不要部分とを分離させ、半導体パッケージのみを搬送機構によって搬送する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、実施形態２において、半導体パッケージを搬送する搬送機構を示す概要図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態３の搬送機構によって半導体パッケージと不要部分とを分離させ、半導体パッケージのみを搬送機構によって搬送する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態４の搬送機構によって半導体パッケージと不要部分とを分離させ、半導体パッケージのみを搬送機構によって搬送する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、実施形態５の搬送機構によって半導体パッケージと不要部分とを分離させ、半導体パッケージのみを搬送機構によって搬送する工程を示す概略工程断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態６の搬送機構によって半導体パッケージと不要部分とを分離させ、半導体パッケージのみを搬送機構によって搬送する工程を示す概略工程断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。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。
〔実施形態１〕
（切断装置の構成）
図１を参照して、本発明に係る切断装置の構成について説明する。本実施形態においては、例えば、切断する対象物（ワーク）として、半導体チップが装着された基板を樹脂封止したパッケージ基板を切断する場合について説明する。図１に示されるように、切断装置１は、例えば、パッケージ基板２を供給する基板供給モジュールＡとパッケージ基板２を切断する切断モジュールＢと切断されて個片化された半導体パッケージを検査する検査モジュールＣとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素は、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る。
基板供給モジュールＡには、パッケージ基板２を供給する基板供給部３が設けられる。パッケージ基板２は、例えば、基板と、基板が有する複数の領域に装着された複数の半導体チップと、複数の領域が一括して覆われるようにして形成された封止樹脂とを有する。パッケージ基板２は、搬送機構（図示なし）によって、基板供給モジュールＡから切断モジュールＢに搬送される。
切断モジュールＢには、パッケージ基板２を吸着して切断するための切断テーブル４が設けられる。切断テーブル４の上には、パッケージ基板２を吸着するための吸着ジグ（図３参照）が取り付けられる。切断テーブル４は、移動機構５によって図のＹ方向に移動可能である。かつ、切断テーブル４は、回転機構６によってθ方向に回転可能である。
切断モジュールＢには、パッケージ基板２を切断して複数の半導体パッケージに個片化する切断機構としてスピンドル７が設けられる。切断装置１は、例えば、１個のスピンドル７が設けられるシングルスピンドル構成の切断装置である。スピンドル７は、独立してＸ方向及びＺ方向に移動可能である。スピンドル７には、パッケージ基板２を切断するための回転刃８が装着される。
スピンドル７には、高速回転する回転刃８に向かって切削水を噴射する切削水用ノズル、冷却水を噴射する冷却水用ノズル、切断屑などを洗浄する洗浄水を噴射する洗浄水用ノズル（いずれも図示なし）等が設けられる。切断テーブル４とスピンドル７とを相対的に移動させることによってパッケージ基板２が切断される。
切断モジュールＢに２個のスピンドルが設けられるツインスピンドル構成の切断装置にすることも可能である。さらに、切断テーブルを２個設けて、それぞれの切断テーブルにおいてパッケージ基板２を切断するツインカットテーブル構成にすることも可能である。ツインスピンドル構成、ツインカットテーブル構成にすることによって切断装置の生産性を向上させることができる。
検査モジュールＣには、パッケージ基板２を切断して個片化された複数の半導体パッケージ９を吸着して搬送する搬送機構１０が設けられる。搬送機構１０は、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能である。搬送機構１０は、個片化された複数の半導体パッケージ９を一括して吸着して搬送する。
検査モジュールＣには、個片化された複数の半導体パッケージ９を吸着して検査するための検査テーブル１１が設けられる。搬送機構１０によって、複数の半導体パッケージ９は検査テーブル１１の上に一括して載置される。複数の半導体パッケージ９は、検査用のカメラ１２によって表面及び裏面が検査される。
検査テーブル１１で検査された複数の半導体パッケージ９は良品と不良品とに区別される。移送機構（図示なし）によって良品は良品用トレイ１３に、不良品は不良品用トレイ（図示なし）にそれぞれ移送されて収納される。
基板供給モジュールＡには制御部ＣＴＬが設けられる。制御部ＣＴＬは、切断装置１の動作、パッケージ基板２の搬送、パッケージ基板２の切断、個片化された半導体パッケージ９の搬送、半導体パッケージ９の検査、半導体パッケージ９の収納等を制御する。本実施形態においては、制御部ＣＴＬを基板供給モジュールＡに設けた。これに限らず、制御部ＣＴＬを他のモジュールに設けても良い。また、制御部ＣＴＬは、複数に分割して、基板供給モジュールＡ、切断モジュールＢ及び検査モジュールＣのうちの少なくとも２つのモジュールに設けても良い。
（パッケージ基板の構成）
図２を参照して、本実施形態において切断されるパッケージ基板２の構成について説明する。図２（ｂ）に示されるように、パッケージ基板２は、基板１４と基板１４の主面側に装着された複数の半導体チップ１５と複数の半導体チップ１５を覆うように形成された封止樹脂１６とを備える。半導体チップ１５は、例えば、ボンディングワイヤ又はバンプ（いずれも図示なし）等を介して基板１４に接続される。
図２（ａ）に示されるように、パッケージ基板２には、パッケージ基板２を切断して複数の半導体パッケージ９（図１参照）に個片化するため互いに交差する複数の切断予定線１７が仮想的に設定される。複数の半導体チップ１５は、複数の切断予定線１７によって囲まれる複数の半導体パッケージ形成領域１８にそれぞれ装着される。複数の切断予定線１７によって囲まれる複数の半導体パッケージ形成領域１８が、個片化されることにより半導体パッケージ９となる。
本実施形態に示すパッケージ基板２においては、複数の切断予定線１７によって、複数の半導体パッケージ９を形成する半導体パッケージ形成領域１８と半導体パッケージの形成に寄与しない不用部分となる複数の不用部分形成領域１９とが設定される。複数の不用部分形成領域１９は、半導体パッケージ形成領域１８に隣接して設定される不用部分形成領域１９ａと半導体パッケージ形成領域１８の角部に設定される不用部分形成領域１９ｂとに分類される。
（切断テーブルの構成）
図３を参照して、本実施形態において使用される切断テーブル４の構成について説明する。図３（ａ）に示されるように、切断テーブル４は、切断装置１においてパッケージ基板２を切断して個片化するためのテーブルである。切断テーブル４には、パッケージ基板２に対応した吸着ジグ２０が取り付けられる。吸着ジグ２０は、金属プレート２１と金属プレート２１の上に固定された樹脂シート２２とを備える。
吸着ジグ２０には、パッケージ基板２に設定された複数の半導体パッケージ形成領域１８を吸引する第１吸引孔２３と複数の不用部分形成領域１９（１９ａ、１９ｂ）を吸引する第２吸引孔２４とがそれぞれ設けられる。複数の第１吸引孔２３及び複数の第２吸引孔２４は、それぞれ切断テーブル４に形成された空間２５につながる。切断テーブル４の空間２５は、開口部２６を介して吸引機構２７に接続される。吸引機構２７としては、例えば、真空ポンプ等が使用される。一つの吸引機構２７によって、パッケージ基板２に設定された複数の半導体パッケージ形成領域１８及び複数の不用部分形成領域１９（１９ａ、１９ｂ）を切断テーブル４に吸着することができる。すなわち、切断テーブル４の吸着機構を１系統の吸着機構によって構成することができる。したがって、切断テーブル４において、パッケージ基板２又は個片化された半導体パッケージ９を吸着する吸着機構の構成を簡略化することができる。
吸着ジグ２０の樹脂シート２２には、パッケージ基板２に設定された複数の切断予定線１７に対応するように複数の切断逃げ溝２８が形成される。パッケージ基板２を切断する際に、この切断逃げ溝２８内を回転刃８が通過することにより、吸着ジグ２０（樹脂シート２２）を傷つけて切断屑等が発生することを抑制することができる。
（パッケージ基板の切断）
図３〜４を参照して、パッケージ基板２を切断して複数の半導体パッケージと複数の不用部分とに個片化する工程について説明する。
図３（ａ）に示されるように、まず切断テーブル４にパッケージ基板２を載置する。厳密には、切断テーブル４に取り付けられた吸着ジグ２０の上にパッケージ基板２を載置するが、便宜上、切断テーブル４にパッケージ基板２を載置すると表現する。パッケージ基板２に設定された切断予定線１７が、吸着ジグ２０に形成された切断逃げ溝２８の上に重なるようにパッケージ基板２を載置する。
次に、吸引機構２７を使用してパッケージ基板２を切断テーブル４に吸着する。パッケージ基板２において、半導体パッケージ形成領域１８は、第１吸引孔２３、空間２５及び開口部２６を介して切断テーブル４に吸着される。不用部分形成領域１９（１９ａ、１９ｂ）は、第２吸引孔２４、空間２５及び開口部２６を介して切断テーブル４に吸着される。本出願書類においては、図３（ａ）に示されるように、パッケージ基板、半導体パッケージ、不用部分等を吸引していることを明確にするために吸引している吸引力２９を細い矢印によって示す。次に、スピンドル７（図１参照）に装着された回転刃８を、最も外側に設定された切断予定線１７の上に配置する。
次に、図３（ｂ）に示されるように、回転刃８を下降させて、パッケージ基板２の最も外側に設定された切断予定線１７に沿ってパッケージ基板２を切断する。パッケージ基板２の外周部は切断テーブル４に吸着されていないので、切断されることによって外周端材３０として切断テーブル４から除去される。このようにして、最も外側に設定された切断予定線１７に沿ってパッケージ基板２を切断する。この結果、パッケージ基板２の外周部はすべて外周端材３０として切断テーブル４から除去される。次に、スピンドル７に装着された回転刃８を、半導体パッケージ形成領域１８の内側に設定された切断予定線１７の上に配置する。
次に、図３（ｃ）に示されるように、回転刃８を下降させて、すべての切断予定線１７に沿ってパッケージ基板２を切断する。複数の切断予定線１７に対応する位置には複数の切断溝（カーフ）３１が形成される。パッケージ基板２は、複数の切断溝３１によって複数の半導体パッケージ９と複数の不用部分３２とに個片化される。複数の半導体パッケージ９は、第１吸引孔２３を介して切断テーブル４に吸着される。複数の不用部分３２は、第２吸引孔２４を介して切断テーブル４にそれぞれ吸着される。複数の半導体パッケージ９及び複数の不用部分３２は、同じ吸引機構２７（１系統の吸着機構）を使用して切断テーブル４に一括して吸着される。したがって、切断テーブル４において、複数の半導体パッケージ９及び複数の不用部分３２を吸着する吸着機構の構成を簡略化することができる。かつ、切断テーブル４の製造コストを抑制することができる。
図４（ａ）に示されるように、すべての切断予定線１７に沿ってパッケージ基板２を切断することによって、半導体パッケージ形成領域１８（図２（ａ）参照）は半導体パッケージ９に、不用部分形成領域１９ａ（図２（ａ）参照）は不用部分３２ａに、不用部分形成領域１９ｂ（図２（ａ）参照）は不用部分３２ｂにそれぞれ個片化される。半導体パッケージ９は、第１吸引孔２３を介して切断テーブル４に吸着される。不用部分３２ａ、３２ｂは、第２吸引孔２４を介して切断テーブル４に吸着される。
パッケージ基板２を切断する際には、切断による切断屑や汚れ等が半導体パッケージ９の表面及び側面に残ることがある。これらの切断屑や汚れ等は、さらに半導体パッケージ９を洗浄することによって取り除く。洗浄後は、エアや窒素などのガスを吹き付けて半導体パッケージ９を乾燥させる。しかしながら、半導体パッケージ９を乾燥させた状態においても、乾燥が十分でないと切断溝３１の内部に水分が残る場合がある。切断溝３１の内部に水分が残ると、不用部分３２ａ、３２ｂが水分によって半導体パッケージ９にくっつくという不具合が発生することがある。
（搬送機構の構成）
図５を参照して、本実施形態において使用される搬送機構の構成について説明する。搬送機構３３は、半導体パッケージ９と不用部分３２（３２ａ、３２ｂ）とを分離して、半導体パッケージ９のみを吸着して搬送する搬送機構である。
図５（ｂ）に示されるように、搬送機構３３は、基台３４と基台３４の下面に取り付けられた吸着ジグ３５とを備える。吸着ジグ３５は、例えば、金属プレート３６と金属プレート３６の下面に固定された樹脂シート３７とを備える。樹脂シート３７を設けることによって、物理的な衝撃を緩和することができる。吸着ジグ３５は、個片化された複数の半導体パッケージ９及び複数の不用部分３２（３２ａ、３２ｂ）に対応するように作製される。吸着ジグを、金属プレート又は樹脂シートのみで構成することもできる。
吸着ジグ３５には、個片化された複数の半導体パッケージ９を吸引する複数の吸引孔３８がそれぞれ設けられる。複数の吸引孔３８は、搬送機構３３の基台３４に形成された空間３９につながる。基台３４の空間３９は、開口部４０を介して吸引機構４１に接続される。吸引機構４１としては、例えば、真空ポンプ等が使用される。吸引機構４１によって、複数の半導体パッケージ９が搬送機構３３に吸着される。したがって、搬送機構３３においては、複数の半導体パッケージ９を吸着するために１系統の吸着機構が設けられる。
図５（ａ）に示されるように、吸着ジグ３５には交差する連続した複数の凹部４２が設けられる。連続した複数の凹部４２には、複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応する位置に複数の突起状の弾性部材４３がそれぞれ設けられる。突起状の弾性部材４３は、例えば、ゴムなどの伸縮可能な弾性部材であることが好ましい。突起状の弾性部材４３は、円柱状、円錐状、円錐柱状、角柱状、角錐状、角錐柱状の形状等に形成される。図５においては、例えば、円錐柱状に形成された弾性部材を示す。弾性部材４３は、吸着ジグ３５の表面から突出するように設けられる。
図５（ｂ）に示されるように、半導体パッケージ９の厚さをａ、吸着ジグ３５の表面から弾性部材４３の表面までの高さをｂとすると、ａ＜ｂとなるように弾性部材４３の高さを設定することが好ましい。ａ＜ｂに設定することで、aよりもｂの方が長くなるので、ａ＞ｂに比べて半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとをより分離しやすくなる。突起状の弾性部材４３を設けることによって、個片化された半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることが可能となる。突起状の弾性部材４３は、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させる分離機構として機能する。突起状の弾性部材４３が不用部分３２ａ、３２ｂを分離させた状態で、搬送機構３３が複数の半導体パッケージ９を吸着して搬送することができる。
本実施形態においては、複数の凹部４２を交差する連続した複数の凹部として吸着ジグ３５に形成した。これに限らず、複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応する位置に複数の独立した凹部を形成して、これらの凹部に複数の突起状の弾性部材を設けてもよい。
（半導体パッケージの搬送）
図６を参照して、個片化された不用部分３２ａ、３２ｂが半導体パッケージ９にくっついた場合であっても、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させて、半導体パッケージ９のみを吸着して搬送する方法について説明する。
図６（ａ）に示されるように、パッケージ基板２を個片化することによって、半導体パッケージ９は、第１吸引孔２３を介して切断テーブル４に吸着され、不用部分３２ａ、３２ｂは、第２吸引孔２４を介して切断テーブル４に吸着される。半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとは同じ（１系統の）吸引機構２７（図３参照）よって切断テーブル４に吸着される。
次に、搬送機構３３の複数の吸引孔３８を複数の半導体パッケージ９に対応するように配置し、搬送機構３３の複数の弾性部材４３を複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応するように配置する。この場合には、半導体パッケージ９の厚さａと吸着ジグ３５の表面から弾性部材４３の表面までの高さｂとの関係は、ａ＜ｂとなる。
次に、図６（ｂ）に示されるように、搬送機構３３を下降させていく。搬送機構３３を下降させることによって、まず弾性部材４３の先端が不用部分３２ａ、３２ｂに接触する。さらに、搬送機構３３を下降させることによって、弾性部材４３が圧縮され弾性変形する。圧縮された弾性部材４３の弾性復元力によって、弾性部材４３が不用部分３２ａ、３２ｂを切断テーブル４に押し付ける。さらに、搬送機構３３を下降させることによって、搬送機構３３に取り付けられた吸着ジグ３５（樹脂シート３７）の表面が半導体パッケージ９に接触する。弾性部材４３はさらに圧縮され、不用部分３２ａ、３２ｂをテーブル４にさらに押し付ける。
次に、搬送機構３３の吸着ジグ３５が半導体パッケージ９に接触した状態で、切断テーブル４において半導体パッケージ９及び不用部分３２ａ、３２ｂに対する吸着を解除する。次に、吸着ジグ３５の吸引孔３８を介して半導体パッケージ９を搬送機構３３に吸着する。この状態において、半導体パッケージ９の吸着動作は切断テーブル４から搬送機構３３へと移行する。不用部分３２ａ、３２ｂは、切断テーブル４への吸着が解除され、弾性部材４３によって切断テーブル４に押し付けられる。
次に、図６（ｃ）に示されるように、搬送機構３３が複数の半導体パッケージ９を吸着した状態で搬送機構３３を上昇させる。不用部分３２ａ、３２ｂは、弾性部材４３によって切断テーブル４に押し付けられている。したがって、不用部分３２ａ、３２ｂが半導体パッケージ９にくっついていた場合であっても、弾性部材４３によって半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることができる。吸着ジグ３５の表面から弾性部材４３の表面までの高さｂを、半導体パッケージ９の厚さａよりも大きくしているので、弾性部材４３が初期の状態(高さ)に戻った時には、半導体パッケージの側面と不用部分３２ａ、３２ｂの側面とを切り離すことができる。ａ＜ｂに設定することで、aよりもｂの方が長くなるので、ａ＞ｂに比べて半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとをより分離しやすくなる。このことにより、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとをより安定して分離させることができる。したがって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させて、半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。
（作用効果）
本実施形態の切断装置１は、複数の半導体チップが樹脂封止されたワークであるパッケージ基板２を載置する切断テーブル４と、パッケージ基板２を複数の半導体パッケージ９と複数の不要部分３２ａ、３２ｂとに切断する切断機構であるスピンドル７と、スピンドル７によって切断された複数の半導体パッケージ９を吸着して搬送する搬送機構３３とを備え、搬送機構３３は複数の半導体パッケージ９をそれぞれ吸引する複数の吸引孔３８と、半導体パッケージ９と不要部分３２ａ、３２ｂとを分離させる分離機構である弾性部材４３とを備える構成としている。
本実施形態の半導体パッケージ９の搬送方法は、複数の半導体チップが樹脂封止されたワークであるパッケージ基板２を切断テーブル４に載置する載置工程と、パッケージ基板２を複数の半導体パッケージ９と複数の不要部分３２ａ、３２ｂとに切断する切断工程と、複数の半導体パッケージ９を搬送機構３３に設けられた複数の吸引孔３８にそれぞれ吸着して搬送する搬送工程とを備え、搬送工程では、半導体パッケージ９と不要部分３２ａ、３２ｂとを分離させる分離工程を含む。
この構成によれば、切断装置１において、搬送機構３３は複数の半導体パッケージ９を吸着する複数の吸引孔３８と、半導体パッケージ９と不要部分３２ａ、３２ｂとを分離させる複数の弾性部材４３とを備える。半導体パッケージ９に不用部分３２ａ、３２ｂがくっついた場合であっても、弾性部材４３によって半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることができる。したがって、搬送機構３３は、半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。このことにより、切断テーブル４における吸着機構を１系統にして、半導体パッケージ９と不要部分３２ａ、３２ｂとを一括して吸着することが可能となる。したがって、切断テーブル４の構成を簡略化して製造コストを低減することができる。
より詳細には、本実施形態によれば、切断装置１において、切断テーブル４は、複数の半導体パッケージ９を吸引する第１吸引孔２３と複数の不用部分３２ａ、３２ｂを吸引する第２吸引孔２４とを備える。第１吸引孔２３及び第２吸引孔２４は同じ（１系統の）吸引機構２７に接続される。搬送機構３３は、複数の半導体パッケージ９を吸引する吸引孔３８と、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させる弾性部材４３とを備える。
搬送機構３３に設けられた弾性部材４３によって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させて、搬送機構３３は半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。切断テーブル４においては、複数の半導体パッケージ９と複数の不要部分３２ａ、３２ｂとを同じ（１系統の）吸引機構２７を使用して吸着することができる。したがって、切断テーブル４の構成を簡略化して製造コストを低減することができる。
〔実施形態２〕
（搬送機構の構成）
図７を参照して、実施形態２において使用される搬送機構の構成について説明する。実施形態１との違いは、分離機構としての弾性部材を連続して凹部に形成したことである。それ以外の構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、搬送機構４４は、基台３４と基台３４の下面に取り付けられた吸着ジグ４５とを備える。実施形態１と同様に、吸着ジグ４５は、金属プレート３６と金属プレート３６の下面に固定された樹脂シート３７とを備える。吸着ジグ４５において、複数の吸引孔３８、空間３９、開口部４０、吸引機構４１及び複数の凹部４２の構成も実施形態１と同じである。複数の凹部４２は、交差する連続した複数の凹部として吸着ジグ４５に形成される。
連続した複数の凹部４２には、複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応するように突起状の弾性部材４６が連続して設けられる。突起状の弾性部材４６は、ゴムなどの伸縮可能な弾性部材であることが好ましい。弾性部材４６は、吸着ジグ３５の表面から突出するように設けられる。
図７（ｂ）に示されるように、半導体パッケージ９の厚さをａ、吸着ジグ４５の表面から弾性部材４６の表面までの高さをｂとすると、ａ＜ｂとなるように弾性部材４６の高さが設定される。実施形態１と同様に、吸着ジグ４５の表面から弾性部材４６の表面までの高さｂを、半導体パッケージ９の厚さａよりも大きくしているので、弾性部材４６が初期の状態に戻った時には、半導体パッケージの側面と不用部分３２ａ、３２ｂの側面とを切り離すことができる。したがって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させて、半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。
本実施形態によれば、連続した弾性部材４６によって半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させる。連続した弾性部材４６を吸着ジグ４５に設けているので、より安定して半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることができる。したがって、搬送機構４４は、半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。切断テーブル４においては、複数の半導体パッケージ９と複数の不要部分３２ａ、３２ｂとを同じ（１系統の）吸引機構２７を使用して吸着することができ、切断テーブル４の構成を簡略化することができる。
〔実施形態３〕
（搬送機構の構成及び動作）
図８を参照して、実施形態３において使用される搬送機構の構成及び動作について説明する。実施形態１との違いは、分離機構として弾性体に支持された棒状部材を用いたことである。それ以外の構成は実施形態１と基本的に同じなので説明を省略する。なお、図８においては、搬送機構の開口部４０及び吸引機構４１の図示を省略している。
図８（ａ）に示されるように、搬送機構４７は、基台３４と基台３４の下面に取り付けられた吸着ジグ４８とを備える。吸着ジグ４８は、金属プレート４９と金属プレート４９の下面に固定された樹脂シート３７とを備える。
吸着ジグ４８には、複数の半導体パッケージ９を吸引する複数の吸引孔５０がそれぞれ設けられる。さらに、吸着ジグ４８には、複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応する位置に複数の独立した凹部５１（図８（ｂ）参照）がそれぞれ設けられる。複数の独立した凹部５１には、例えば、弾性体５２に支持された棒状部材５３がそれぞれ設けられる。弾性体５２としては、例えば、圧縮コイルばねなどが使用される。棒状部材５３は、上下方向に移動することが可能である。棒状部材５３の形状は、例えば、円柱状、円錐状、円錐柱状、角柱状、角錐状、角錐柱状の形状等に形成される。棒状部材５３は、吸着ジグ４８の表面から突出するように設けられる。
図８（ａ）に示されるように、半導体パッケージ９の厚さをａ、吸着ジグ４８の表面から棒状部材５３の先端までの高さをｃとすると、ａ＜ｃとなるように棒状部材５３の長さを設定する。ａ＜ｃに設定することで、aよりもｃの方が長くなるので、ａ＞ｃに比べて半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとをより分離しやすくなる。棒状部材５３を設けることによって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることが可能となる。棒状部材５３が、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させる分離機構として機能する。
図８（ａ）〜（ｃ）に示されるように、棒状部材５３が、不用部分３２ａ、３２ｂをテーブル４に押し付けることによって、棒状部材５３が半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させる。したがって、棒状部材５３が不用部分３２ａ、３２ｂを分離させた状態で、搬送機構４７が複数の半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。本実施形態においても、実施形態１と同様の効果を奏する。
〔実施形態４〕
（搬送機構の構成及び動作）
図９を参照して、実施形態４において使用される搬送機構の構成及び動作について説明する。実施形態１との違いは、分離機構として吸着ジグにヒータを設けたことである。それ以外の構成は実施形態１と基本的に同じなので説明を省略する。なお、図９においても、搬送機構の開口部４０及び吸引機構４１の図示を省略している。
図９（ａ）に示されるように、搬送機構５４は、基台３４と基台３４の下面に取り付けられた吸着ジグ５５とを備える。吸着ジグ５５は、金属プレート５６と金属プレート５６の下面に固定された樹脂シート３７とを備える。
吸着ジグ５５には、複数の半導体パッケージ９を吸引する複数の吸引孔５７がそれぞれ設けられる。さらに、吸着ジグ５５には、複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応する位置に複数のヒータ５８がそれぞれ設けられる。複数のヒータ５８は、複数の不用部分３２ａ、３２ｂに対応する位置にそれぞれ独立して設けてもよいし、交差する連続した複数のヒータとして設けてもよい。
図９（ｂ）に示されるように、搬送機構５４を下降させて吸着ジグ５５（樹脂シート３７）を半導体パッケージ９に接触させる。この状態でヒータ５８を加熱する。切断溝３１の内部に（半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとの間に）水分が残った場合であっても、ヒータ５８からの輻射熱によって水分を除去することが可能となる。ヒータ５８によって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることができる。したがって、ヒータ５８が不用部分３２ａ、３２ｂを分離させた状態で、搬送機構５４が複数の半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。本実施形態においても、実施形態１と同様の効果を奏する。
〔実施形態５〕
（搬送機構の構成及び動作）
図１０を参照して、実施形態５において使用される搬送機構の構成及び動作について説明する。実施形態１との違いは、分離機構として搬送機構に設けられたガス噴射孔にガスを供給するガス供給機構を設けたことである。それ以外の構成は実施形態１と基本的に同じなので説明を省略する。
図１０（ａ）に示されるように、搬送機構５９は、基台６０と基台６０の下面に取り付けられた吸着ジグ６１とを備える。吸着ジグ６１は、金属プレート６２と金属プレート６２の下面に固定された樹脂シート６３とを備える。
搬送機構５９には、複数の半導体パッケージ９を吸引する複数の吸引孔６４がそれぞれ設けられる。複数の吸引孔６４は、基台６０と吸着ジグ６１（金属プレート６２及び樹脂シート６３）を貫通するように形成される。複数の吸引孔６４は、それぞれ吸引機構４１に接続される。
搬送機構５９には、複数の不用部分３２ａ、３２ｂにガスを噴射する複数のガス噴射孔６５がそれぞれ設けられる。複数のガス噴射孔６５は、基台６０と吸着ジグ６１を貫通するように形成される。複数のガス噴射孔６５は、それぞれガス供給機構６６に接続される。ガスとしては、エア又は窒素などが使用される。
図１０（ａ）に示されるように、不用部分３２ａ、３２ｂが半導体パッケージ９にくっついて搬送機構５９に持ち上げられる場合がある。そのような場合には、図１０（ｂ）に示されるように、ガス供給機構６６からガス噴射孔６５にガス６７（太い矢印で示す）を供給する。ガス噴射孔６５からガス６７を噴射することによって、半導体パッケージ９にくっついていた不用部分３２ａ、３２ｂを下に落とすことができる。
ガス噴射孔６５からガス６７を噴射することによって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることができる。したがって、不用部分３２ａ、３２ｂを分離させた状態で、搬送機構５９が複数の半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。本実施形態においても、実施形態１と同様の効果を奏する。
〔実施形態６〕
（搬送機構の構成及び動作）
図１１を参照して、実施形態６において使用される搬送機構の構成及び動作について説明する。実施形態１との違いは、分離機構として搬送機構（基台）の開口部にガス供給機構を接続したことである。それ以外の構成は実施形態１と基本的に同じなので説明を省略する。
図１１（ａ）に示されるように、搬送機構６８は、基台３４と基台３４の下面に取り付けられた吸着ジグ６９とを備える。吸着ジグ６９は、金属プレート７０と金属プレート７０の下面に固定された樹脂シート７１とを備える。
吸着ジグ６９には、複数の半導体パッケージ９を吸引する複数の吸引孔７２がそれぞれ設けられる。複数の吸引孔７２は、基台３４に形成された空間３９及び開口部４０をそれぞれ介して吸引機構４１に接続される。さらに、基台３４の開口部４０は、エア又は窒素を供給するガス供給機構７３に接続される。ガス供給機構７３は、搬送機構に設けてもよいし、例えば、工場内に配置されているガス供給機構を使用してもよい。
図１１（ａ）に示されるように、複数の半導体パッケージ９及び複数の不用部分３２ａ、３２ｂを切断テーブル４に吸着した状態で、搬送機構６８を複数の半導体パッケージ９の少し上方で停止させる。
図１１（ｂ）〜（ｃ）に示されるように、ガス供給機構７３から開口部４０、空間３９及び複数の吸引孔７２を介して、ガス７４（太い矢印で示す）を複数の半導体パッケージ９及び複数の不用部分３２ａ、３２ｂに向かって噴射する。ガス７４を噴射しながら搬送機構６８と切断テーブル４とを相対的に移動させる。半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとの間に水分が残った場合でも、ガス７４によって水分を除去することが可能となる。ガス７４によって、半導体パッケージ９と不用部分３２ａ、３２ｂとを分離させることができる。したがって、不用部分３２ａ、３２ｂを分離させた状態で、搬送機構６８が複数の半導体パッケージ９のみを吸着して搬送することができる。本実施形態においても、実施形態１と同様の効果を奏する。
各実施形態においては、切断する対象物（ワーク）として、半導体チップが装着された基板を樹脂封止したパッケージ基板（封止済み基板）を使用した場合について説明した。パッケージ基板としては、ＢＧＡパッケージ基板、ＬＧＡパッケージ基板、ＣＳＰパッケージ基板などが使用される。さらには、ウェーハレベルパッケージにも本発明を適用することができる。また、切断する対象物（ワーク）として、半導体チップが装着されたリードフレームを樹脂封止したパッケージリードフレーム（封止済みリードフレーム）にも本発明を適用することができる。
以上のように、上記実施形態の切断装置は、複数の半導体チップが樹脂封止されたワークを載置するテーブルと、ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断機構と、切断機構によって切断された複数の半導体パッケージを吸着して搬送する搬送機構とを備え、搬送機構は複数の半導体パッケージをそれぞれ吸引する複数の吸引孔と、半導体パッケージと不要部分とを分離させる分離機構とを備える構成としている。
この構成によれば、分離機構によって半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の切断装置では、分離機構は、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられた弾性部材である。
この構成によれば、分離機構として弾性部材によって、半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の切断装置では、分離機構は、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられ、弾性体によって支持された棒状部材である。
この構成によれば、分離機構として弾性体によって支持された棒状部材によって、半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の切断装置では、分離機構は、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられたヒータである。
この構成によれば、分離機構としてヒータによって、半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の切断装置では、分離機構は、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられたガス噴射孔にガスを供給するガス供給機構である。
この構成によれば、分離機構としてガス供給機構から供給されたガスによって、半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の切断装置では、テーブルは複数の半導体パッケージをそれぞれ吸引する複数の第１吸引孔と複数の不要部分をそれぞれ吸引する複数の第２吸引孔とを備え、複数の第１吸引孔と複数の第２吸引孔とは同じ吸引機構に接続される構成としている。
この構成によれば、複数の半導体パッケージと複数の不要部分とを同じ吸引機構を使用してテーブルに吸着することができる。したがって、テーブルの構成を簡略化して製造コストを低減することができる。
上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、複数の半導体チップが樹脂封止されたワークをテーブルに載置する載置工程と、ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断工程と、複数の半導体パッケージを搬送機構に設けられた複数の吸引孔にそれぞれ吸着して搬送する搬送工程とを備え、搬送工程では、半導体パッケージと不要部分とを分離させる分離工程を含む。
この方法によれば、搬送工程において、半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、分離工程では、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられた弾性部材によって不要部分をテーブルに押し付けることにより半導体パッケージと不要部分とを分離させる。
この方法によれば、弾性部材によって不要部分をテーブルに押し付けることにより半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、分離工程では、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられ、弾性体に支持された棒状部材によって不要部分をテーブルに押し付けることにより半導体パッケージと不要部分とを分離させる。
この方法によれば、弾性体に支持された棒状部材によって不要部分をテーブルに押し付けることにより半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、分離工程では、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられたヒータにより半導体パッケージと不要部分との間に残る水分を低減させることによって半導体パッケージと不要部分とを分離させる。
この方法によれば、ヒータにより半導体パッケージと不要部分との間に残る水分を低減させることによって半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、分離工程では、搬送機構において複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられたガス噴射孔にガスを供給し、不要部分にガスを噴射することによって半導体パッケージと不要部分とを分離させる。
この方法によれば、ガス噴射孔にガスを供給することにより半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。したがって、搬送機構は、半導体パッケージのみを吸着して搬送することができる。
さらに、上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、分離工程では、さらに、搬送機構に設けられた複数の吸引孔にガスを供給し、搬送機構とテーブルとを相対的に移動させることによって複数の吸引孔から噴射されるガスにより半導体パッケージと不要部分との間に残る水分を低減させる水分低減工程を含む。
この方法によれば、搬送機構に設けられた吸引孔にガスを供給し、吸引孔からガスを噴射する。吸引孔から噴射されるガスにより半導体パッケージと不要部分との間に残る水分を低減させる。したがって、半導体パッケージと不要部分とを分離させることができる。
さらに、上記実施形態の半導体パッケージの搬送方法は、切断工程では、同じ吸引機構を使用して複数の半導体パッケージと複数の不要部分とをテーブルに吸着する。
この方法によれば、同じ吸引機構を使用して複数の半導体パッケージと複数の不要部分とをテーブルに吸着することができる。したがって、テーブルの構成を簡略化して製造コストを低減することができる。
本発明は、上述した各実施形態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 パッケージ基板（ワーク）
３ 基板供給部
４ 切断テーブル（テーブル）
５ 移動機構
６ 回転機構
７ スピンドル（切断機構）
８ 回転刃
９ 半導体パッケージ
１０、３３、４４、４７、５４、５９、６８ 搬送機構
１１ 検査テーブル
１２ 検査用のカメラ
１３ 良品用トレイ
１４ 基板
１５ 半導体チップ
１６ 封止樹脂
１７ 切断予定線
１８ 半導体パッケージ形成領域
１９、１９ａ、１９ｂ 不用部分形成領域
２０ 吸着ジグ
２１ 金属プレート
２２ 樹脂シート
２３ 第１吸引孔
２４ 第２吸引孔
２５ 空間
２６ 開口部
２７ 吸引機構
２８ 切断逃げ溝
２９ 吸引力
３０ 外周端材
３１ 切断溝
３２、３２ａ、３２ｂ 不用部分
３４、６０ 基台
３５、４５、４８、５５、６１、６９ 吸着ジグ
３６、４９、５６、６２、７０ 金属プレート
３７、６３、７１ 樹脂シート
３８、５０、５７、６４、７２ 吸引孔
３９ 空間
４０ 開口部
４１ 吸引機構
４２ 凹部
４３、４６ 弾性部材（分離機構）
５１ 凹部
５２ 弾性体
５３ 棒状部材（分離機構）
５８ ヒータ（分離機構）
６５ ガス噴射孔
６６、７３ ガス供給機構（分離機構）
６７、７４ ガス
Ａ 基板供給モジュール
Ｂ 切断モジュール
Ｃ 検査モジュール
ＣＴＬ 制御部
ａ 半導体パッケージの厚さ
ｂ 吸着ジグの表面から弾性部材の表面までの高さ
ｃ 吸着ジグの表面から棒状部材の表面までの高さ

Claims (6)

  1. 複数の半導体チップが樹脂封止されたワークを載置するテーブルと、
    前記ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断機構と、
    前記切断機構によって切断された前記複数の半導体パッケージを吸着して搬送する搬送機構とを備え、
    前記搬送機構は前記複数の半導体パッケージをそれぞれ吸引する複数の吸引孔と、前記半導体パッケージと前記不要部分とを分離させる分離機構とを備え、
    前記分離機構は、前記搬送機構において前記複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられた弾性部材である、切断装置。
  2. 複数の半導体チップが樹脂封止されたワークを載置するテーブルと、
    前記ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断機構と、
    前記切断機構によって切断された前記複数の半導体パッケージを吸着して搬送する搬送機構とを備え、
    前記搬送機構は前記複数の半導体パッケージをそれぞれ吸引する複数の吸引孔と、前記半導体パッケージと前記不要部分とを分離させる分離機構とを備え、
    前記分離機構は、前記搬送機構において前記複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられ、弾性体によって支持された棒状部材である、切断装置。
  3. 前記テーブルは前記複数の半導体パッケージをそれぞれ吸引する複数の第１吸引孔と前記複数の不要部分をそれぞれ吸引する複数の第２吸引孔とを備え、
    前記複数の第１吸引孔と前記複数の第２吸引孔とは同じ吸引機構に接続される、請求項１又は２のいずれか１項に記載の切断装置。
  4. 複数の半導体チップが樹脂封止されたワークをテーブルに載置する載置工程と、
    前記ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断工程と、
    前記複数の半導体パッケージを搬送機構に設けられた複数の吸引孔にそれぞれ吸着して搬送する搬送工程とを備え、
    前記搬送工程では、前記半導体パッケージと前記不要部分とを分離させる分離工程を含み、
    前記分離工程は、前記搬送機構において前記複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられた弾性部材によって前記不要部分を前記テーブルに押し付けることにより前記半導体パッケージと前記不要部分とを分離させる、半導体パッケージの搬送方法。
  5. 複数の半導体チップが樹脂封止されたワークをテーブルに載置する載置工程と、
    前記ワークを複数の半導体パッケージと複数の不要部分とに切断する切断工程と、
    前記複数の半導体パッケージを搬送機構に設けられた複数の吸引孔にそれぞれ吸着して搬送する搬送工程とを備え、
    前記搬送工程では、前記半導体パッケージと前記不要部分とを分離させる分離工程を含み、
    前記分離工程は、前記搬送機構において前記複数の不要部分に対応する位置にそれぞれ設けられ、弾性体に支持された棒状部材によって前記不要部分を前記テーブルに押し付けることにより前記半導体パッケージと前記不要部分とを分離させる、半導体パッケージの搬送方法。
  6. 前記切断工程では、同じ吸引機構を使用して前記複数の半導体パッケージと前記複数の不要部分とを前記テーブルに吸着する、請求項４又は５のいずれか１項に記載の半導体パッケージの搬送方法。
JP2017171960A 2017-09-07 2017-09-07 切断装置及び半導体パッケージの搬送方法 Active JP6785735B2 (ja)

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