JP2016201511A

JP2016201511A - 搬出治具

Info

Publication number: JP2016201511A
Application number: JP2015082551A
Authority: JP
Inventors: 加藤　拓也; Takuya Kato; 拓也加藤; 福岡　武臣; Takeomi Fukuoka; 武臣福岡; 正信金子; Masanobu Kaneko; 和宏国安; Kazuhiro Kuniyasu
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2016-12-01

Abstract

【課題】個々に分割されたチップの中から不良チップを容易に選別することができる搬出治具を提供する。【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を複数のチップに分割する分割手段とを具備する加工装置から複数のチップに分割された被加工物を搬出する搬出治具であって、複数のチップをそれぞれ吸引保持するチップ保持部を表面に備えた保持プレートと、保持プレートのチップ保持部に負圧を作用せしめる吸引手段と、保持プレートの裏面に配設された把持部材とを具備している。【選択図】図７

Description

本発明は、加工装置の被加工物保持手段に保持された板状の被加工物が加工手段によって分割された個々のチップを搬出するための搬出治具に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域を区画する分割予定ラインに沿って切断することにより個々のデバイスを製造している。このようにして分割されたデバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、半導体デバイスのパッケージもチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と称する小型化できるパッケージ技術が開発されている。ＣＳＰ技術の一つとして、ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄＰａｃｋａｇｅ（ＱＦＮ）と称するパッケージ技術が実用化されている。このＱＦＮと称するパッケージ技術は、デバイスの接続端子に対応した接続端子が複数形成されているとともにデバイス毎に区画する分割予定ラインが格子状に形成された銅板等の金属板に複数個のデバイスをマトリックス状に配設し、デバイスの裏面側から樹脂をモールディングした樹脂部によって金属板とデバイスを一体化することによりＣＳＰ基板（パッケージ基板）を形成する。このパッケージ基板を分割予定ラインに沿って切断することにより、個々にパッケージされたチップサイズパッケージに分割する。

上記パッケージ基板の切断は、一般に外周に切れ刃を有する切削ブレードを備えた切削装置によって施される。この切削装置は、分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝が格子状に形成されるとともに逃がし溝によって区画された複数の領域にそれぞれ吸引孔が設けられた保持テーブルを備え、該保持テーブル上にパッケージ基板を吸引保持し、切削ブレードを回転させつつ保持テーブルをパッケージ基板の分割予定ラインに沿って切削送り方向に相対移動することにより、パッケージ基板を分割予定ラインに沿って切断し、個々のチップサイズパッケージに分割する。なお、上記保持テーブルは、ステンレス鋼等の金属プレートからなり、表面にゴム等の可撓性部材からなる保持層を被覆して形成されている（例えば特許文献１参照）。

上述したようにパッケージ基板は分割予定ラインに沿って切断されることにより個々に分割されたチップサイズパッケージは、収容手段に収容され、チップサイズパッケージを選別するチップ選別工程に送られる。

特開２０１３−６５６０３号公報

上述したパッケージ基板は、個々のチップサイズパッケージに分割する前にチップの良否を検査する検査工程を実施し、不良品である場合にはチップサイズパッケージの裏面側である樹脂側に不良を示すマークが付けられる。そして、チップ選別工程においては、個々に分割されたチップサイズパッケージの中から裏面側である樹脂側に付けられた不良を示すマークを検出して不良チップを排除しているため、相当の時間を要し非効率的であるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、個々に分割されたチップの中から不良チップを容易に選別することができる搬出治具を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を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複数のチップに分割する分割手段と、を具備する加工装置から複数のチップに分割された被加工物を搬出する搬出治具であって、
複数のチップをそれぞれ吸引保持するチップ保持部を表面に備えた保持プレートと、該保持プレートの該チップ保持部に負圧を作用せしめる吸引手段と、該保持プレートの裏面に配設された把持部材と、を具備している、
ことを特徴とする搬出治具が提供される。

本発明による搬出治具は、複数のチップをそれぞれ吸引保持するチップ保持部を表面に備えた保持プレートと、該保持プレートのチップ保持部に負圧を作用せしめる吸引手段と、保持プレートの裏面に配設された把持部材とを具備しているので、加工装置の被加工物を保持するチャックテーブル上において分割手段によって複数のチップに分割された被加工物の表面に保持プレートのチップ保持部を対面させ吸引保持することにより、チャックテーブルから複数のチップに分割された被加工物を搬出することができる。
そして、把持部材を把持して保持プレートを反転することにより、保持プレートのチップ保持部に表面が吸引保持された複数のチップに分割された被加工物の裏面を表出せしめる。従って、複数に分割されたチップの裏面側に付けられた不良を示すマークMが容易に確認でき、不良のチップを容易に排除することができる。

本発明による搬出治具による被加工物の搬出作業が実施される加工装置としての切削装置の斜視図。図１に示す切削装置に装備される被加工物を保持するチャックテーブルの斜視図。図１に示す切削装置によって分割される被加工物としてのパッケージ基板の斜視図および断面図。図３に示すパッケージ基板における個々のデバイス（チップサイズパッケージ）の良否を検査する検査工程が実施され、不良のデバイス（チップサイズパッケージ）の裏面に不良を示すマークMが付けられている状態を示す斜視図。図１に示す切削装置によって図３に示すパッケージ基板を個々のデバイス（チップサイズパッケージ）に分割する分割工程の説明図。図５に示す分割工程が実施され個々に分割されたデバイス（チップサイズパッケージ）が図２に示すチャックテーブルに保持されている状態を示す斜視図。本発明に従って構成された搬出治具の斜視図。図７に示す搬出治具を構成する保持プレートを反転して表面をチャックテーブル上において個々に分割されたデバイス（チップサイズパッケージ）の表面に対面させた状態を示す斜視図。搬出治具を構成する保持プレートの表面に個々に分割されたデバイス（チップサイズパッケージ）を吸引保持した状態から再度反転した状態を示す斜視図。

以下、本発明に従って構成された搬出治具の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明による搬出治具が使用される加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。図１に示す切削装置２は、略直方体状の装置ハウジング２１を具備している。この装置ハウジング２１内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル機構３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。このチャックテーブル機構３は、矩形状のカバーテーブル３１と、該カバーテーブル３１に配設されたチャックテーブル３２とからなっている。チャックテーブル３２は、図２に示すように支持プレート３２１と、該支持プレート３２１上に配設された保持シート３２２とからなっている。支持プレート３２１は、矩形状に形成され、外周部には少なくとも２個の位置きめ穴３２１aが設けられている。保持シート３２２はゴム等の可撓性部材によって形成されており、後述する板状の被加工物としてのパッケージ基板の大きさに対応した保持面を表面に備えている。この保持シート３２２は、後述するパッケージ基板に設けられた分割予定ラインと対応する領域に後述する切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝３２２aが格子状に形成されるとともに逃がし溝３２２aによって区画された複数の領域にそれぞれ図示しない吸引手段に連通された複数の吸引孔３２２bが設けられている。このように構成されたチャックテーブル３２は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。また、チャックテーブル３２を含むチャックテーブル機構３は、図示しない切削送り手段によって矢印Ｘで示す切削送り方向（X軸方向）に移動せしめられるように構成されている。

図１に示す切削装置２は、分割手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。この分割手段としてのスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された外周に切れ刃を有する切削ブレード４３とを具備している。

また、切削装置２は、上記チャックテーブル３２上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、顕微鏡からなる光学系と撮像素子(CCD)を具備しており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図１を参照して説明を続けると、上記装置ハウジング２１には、図１に示す被加工物の着脱位置に位置付けられたチャックテーブル３２に隣接して切断された被加工物を回収する回収トレイ６が配設されている。

次に、上述した切削装置２によって切削加工される板状の被加工物としてのパッケージ基板について、図３の(a)および(b)を参照して説明する。
図３の(a)および(b)に示すパッケージ基板７は金属板７１を具備し、金属板７１に所定の方向に延びる複数の第１の分割予定ライン７１１と、該第１の分割予定ライン７１１と直交する方向に延びる複数の第２の分割予定ライン７１２が格子状に形成されている。第１の分割予定ライン７１１と第２の分割予定ライン７１２によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス（チップサイズパッケージ）７１３が配置されており、このデバイス７１３は金属板７１の裏面側から合成樹脂部７２によってモールディングされている。このように形成されたパッケージ基板７は、第１の分割予定ライン７１１および第２の分割予定ライン７１２に沿って切断され個々にパッケージされたデバイス７１３(チップ)に分割される。

上記のように構成されたパッケージ基板７は、個々のデバイス（チップサイズパッケージ）７１３の良否を検査する検査工程が実施され、不良品である場合には図４に示すようにチップサイズパッケージの裏面側である合成樹脂部７２側に不良を示すマークMが付けられる。

このように構成されたパッケージ基板７を上記切削装置２を用いて個々にパッケージされたデバイス７１３(チップ)に分割するには、切削装置２のチャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３２の保持シート３２２上にパッケージ基板７を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、パッケージ基板７は保持シート３２２上に吸引保持される（パッケージ基板保持工程）。

上記パッケージ基板保持工程を実施したならば、図示しない切削送り手段を作動してパッケージ基板７を保持したチャックテーブル３２を含むチャックテーブル機構３を撮像手段５の直下まで移動せしめる。チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３２が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５および図示しない制御手段によってパッケージ基板７の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段５および図示しない制御手段は、パッケージ基板７の所定方向に形成されている第１の分割予定ライン７１１と、第１の分割予定ライン７１１に沿って切削する切削ブレード４３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削加工すべき加工領域のアライメントを遂行する。また、パッケージ基板７に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる第２の分割予定ライン７１２に対しても、同様に切削加工すべき加工領域のアライメントが遂行される。

上述したように、パッケージ基板７の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行したならば、チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３２を切削ブレード４３による切削領域に移動し、図５の(a)に示すように所定の第１の分割予定ライン７１１の一端を切削ブレード４３の直下より図５の(a)において僅かに右側に位置付ける。そして、切削ブレード４３を矢印４３aで示す方向に回転しつつ図示しない切込み送り手段を作動して切削ブレード４３を矢印Ｚ１で示す方向に所定量切り込み送りし、所定の切り込み深さに位置付ける。この切り込み深さは、切削ブレード４３の切れ刃の外周縁がチャックテーブル３２の保持シート３２２に設けられた逃がし溝（図示せず）に達する位置に設定されている。次に、図示しない切削送り手段を作動してチャックテーブル３２を含むチャックテーブル機構３を図５の(a)において矢印X1で示す方向に所定の切削送り速度で移動する。そして、チャックテーブル３２に保持されたパッケージ基板７の所定の第１の分割予定ライン７１１の他端が図５の(b)に示すように切削ブレード４３の直下より僅かに左側に達したらチャックテーブル３２を含むチャックテーブル機構３の移動を停止するとともに、切削ブレード４３を矢印Ｚ２で示す方向に上昇せしめ、次に切削すべき第１の分割予定ライン７１１に割り出し送りして切削作業を繰り返す。この結果、パッケージ基板７は、第１の分割予定ライン７１１に沿って切断される(第１の切断工程)。

上述した第１の切断工程を実施したならば、チャックテーブル３２を９０度回動し、チャックテーブル３２に保持されたパッケージ基板７に形成された第２の分割予定ライン７１２を切削送り方向である矢印Xで示す方向に位置付ける、そして、パッケージ基板７に対して上記第１の切断工程と同様に全ての第２の分割予定ライン７１２に沿って切断作業を実施する（第２の切断工程）。

以上のようにして第１の切断工程および第２の切断工程が実施されたパッケージ基板７は、第１の分割予定ライン７１１および第２の分割予定ライン７１２に沿って切断され、図６に示すように個々のパッケージされたデバイス７１３(チップ)に分割される。このようにして第１の切断工程および第２の切断工程を実施したならば、チャックテーブル３２を含むチャックテーブル機構３は図１に示す被加工物着脱位置に戻される、そして、チャックテーブル３２に保持されている個々に分割されたパッケージされたデバイス７１３(チップ)は、チャックテーブル３２による吸引保持が解除された後、回収トレイ６側に向けて噴出される水とエアーとの混合流体によって回収トレイ６に回収される。しかるに、回収トレイ６に回収された個々に分割されたパッケージされたデバイス７１３(チップ)の中から上記不良を示すマークMが付けられた不良品を選別するためには相当の時間を要し非効率的である。そこで、本発明者等は、上記図４に示すようにパッケージ基板７の裏面である合成樹脂部７２側に付けられた不良を示すマークMが付けられたパッケージされたデバイス７１３(チップ)を容易に選別することができる搬出治具を発明した。

図７には、本発明に従って構成された搬出治具の斜視図が示されている。
図示の実施形態における搬出治具８は、上記チャックテーブル３２に保持されている個々に分割された複数のデバイス７１３(チップ)を吸引保持する保持プレート８１と、該保持プレート８１に負圧を作用せしめる吸引手段８２と、保持プレート８１を把持する把持部材８３と、保持プレート８１を支持する支持脚８４とからなっている。保持プレート８１は表面８１aに上記複数のデバイス７１３(チップ)を吸引保持するチップ保持部８１１を備えており、このチップ保持部８１１には上記チャックテーブル３２に保持されている個々に分割された複数のデバイス７１３(チップ)に対応する複数の吸引孔８１２が設けられている。このように複数の吸引孔８１２が設けられ保持プレート８１の一方の端面には、上記複数の吸引孔８１２に連通するとともに上記吸引手段８２に連通する吸引通路８１３が形成されている。また、保持プレート８１の表面８１aには、チップ保持部８１１を囲繞する外周領域に上記チャックテーブル３２を構成する支持プレート３２１に形成された２個の位置きめ穴３２１aに嵌合する２個の位置きめピン８１４が設けられている。

上記吸引手段８２は、吸引源８２１と該吸引源８２１に一端が接続されたフレキシブルホース８２２とからなっており、フレキシブルホース８２２の他端が上記保持プレート８１に設けられた吸引通路８１３に接続されている。
上記把持部材８３および支持脚８４について図８も参照して説明すると、把持部材８３は保持プレート８１の裏面８１bにおける長手方向中間部に配設され、支持脚８４は保持プレート８１の裏面８１bにおける４隅に配設されている。

図示の実施形態における搬出治具８は以上のように構成されており、以下その使用例について説明する。
搬出治具８を用いて上記チャックテーブル３２上において図６に示すように個々に分割されたデバイス７１３(チップ)を搬出するには、チャックテーブル３２を含むチャックテーブル機構３は図１に示す被加工物着脱位置に位置付ける。次に、搬出治具８の把持部材８３を把持して保持プレート８１を反転し、図８に示すように保持プレート８１の表面８１aをチャックテーブル３２に保持されている個々に分割されたデバイス７１３(チップ)の表面に対面させる。このとき、保持プレート８１の表面８１aに設けられた２個の位置きめピン８１４(図７参照)をチャックテーブル３２を構成する支持プレート３２１に形成された２個の位置きめ穴３２１a(図２および図６参照)に嵌合することにより、保持プレート８１を適正位置に位置付ける。このようにして、保持プレート８１を適正位置に位置付けたならば、チャックテーブル３２による個々に分割されたデバイス７１３(チップ)の吸引保持を解除するとともに、搬出治具８の吸引手段８２を作動する。この結果、搬出治具８を構成する保持プレート８１の表面８１aにおけるチップ保持部８１１に形成された複数の吸引孔８１２に負圧が作用し、チャックテーブル３２上の個々に分割されたデバイス７１３(チップ)は保持プレート８１のチップ保持部８１１に吸引保持される。

上述したように、保持プレート８１の表面８１aにおけるチップ保持部８１１に個々に分割されたデバイス７１３(チップ)を吸引保持したならば、把持部材８３を把持して搬出治具８をチャックテーブル３２上から搬出し、保持プレート８１を再度反転して図９に示すように支持脚８４を接地する。この結果、保持プレート８１の表面８１aにおけるチップ保持部８１１に個々に分割されたデバイス７１３(チップ)は、裏面である合成樹脂部７２側が表出された状態となり、合成樹脂部７２側に付けられた不良を示すマークMが容易に確認できる。従って、搬出治具８の吸引手段８２の作動を停止して保持プレート８１の表面８１aにおけるチップ保持部８１１によるデバイス７１３(チップ)の吸引保持を解除した後、不良を示すマークMが付けられた不良のデバイス７１３(チップ)を容易に排除することができる。

以上のようにして、保持プレート８１の表面８１aにおけるチップ保持部８１１に保持された複数のデバイス７１３(チップ)における不良のデバイス７１３(チップ)を排除したならば、保持プレート８１に保持されている良品のデバイス７１３(チップ)は次工程に送られる。

２：切削装置
３：チャックテーブル機構
３２：チャックテーブル
４：スピンドルユニット
４３：切削ブレード
６：回収トレイ
７：パッケージ基板
７１３：デバイス
８：搬出治具
８１：保持プレート
８２：吸引手段
８３：把持部材
８４：支持脚

Claims

被加工物を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複数のチップに分割する分割手段と、を具備する加工装置から複数のチップに分割された被加工物を搬出する搬出治具であって、
複数のチップをそれぞれ吸引保持するチップ保持部を表面に備えた保持プレートと、該保持プレートの該チップ保持部に負圧を作用せしめる吸引手段と、該保持プレートの裏面に配設された把持部材と、を具備している、
ことを特徴とする搬出治具。