CN108695146A - 板状被加工物的加工方法 - Google Patents

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Abstract

提供板状被加工物的加工方法，对在分割预定线上或与分割预定线对应的区域层叠有金属的板状被加工物进行加工，与以往相比能够提高加工速度。该加工方法对在分割预定线上或与分割预定线对应的区域层叠有金属的板状被加工物进行加工，该加工方法具备：保持步骤，在使该金属露出的状态下利用卡盘工作台对板状被加工物进行保持；第一切削步骤，在实施该保持步骤后，利用第一切削刀具沿着该分割预定线对板状被加工物进行切削，形成分割所述金属的切削槽；第二切削步骤，在实施该第一切削步骤后，利用第二切削刀具对该切削槽进行切削，将板状被加工物完全切断，在该第一切削步骤中，一边对板状被加工物供给包含有机酸和氧化剂的切削液，一边执行切削。

Description

板状被加工物的加工方法
技术领域
本发明涉及板状被加工物的加工方法，其对在分割预定线上或与分割预定线对应的区域层叠有金属的板状被加工物进行加工。
背景技术
半导体晶片等晶片具有在被交叉的两条以上的分割预定线所划分的各区域分别形成有器件的表面，通过沿着分割预定线对晶片进行切削而将晶片分割成各个器件芯片。
在这样的晶片中，为了使器件的电特性良好，有在背面形成有金属膜的晶片，若利用切削刀具对金属膜进行切削，则切削刀具会产生堵塞，若利用产生了堵塞的切削刀具对晶片进行切削，则存在晶片产生裂纹、或刀具发生破损的问题。
另外，为了测定器件的电特性，还有在分割预定线上层叠有TEG(Test ElementGroup，测试元件组)的晶片，若沿着分割预定线对这样的晶片进行切削，则也存在切削刀具产生堵塞的问题。
作为在分割预定线上存在金属的其它板状被加工物，可以举出封装基板。在这样的封装基板的加工方法中，封装基板被切削刀具从形成有两个以上电极的电极面侧进行切削而被分割成各个封装。若利用切削刀具从电极面侧对封装基板进行切削，则存在切削时电极产生毛刺的问题。
为了防止切削刀具的堵塞，在日本特开平9-55573号公报中提出了下述方法：代替切削刀具，而利用超硬锯片对具备金属电极的被加工物进行切削。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-55573号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1所公开的切削方法中，由于超硬锯片与切削刀具不同，其不具有自锐性，因此会立即变钝，存在刀具更换频率高、作业性差的问题。
另一方面，若利用切削刀具对金属进行切削，则除了切削刀具的堵塞外，被切削刀具所切削的金属伸长，产生毛刺或阻力。通常，加工进给速度越快，则切削负荷越大，与之相伴所产生的加工热也提高，因而大量产生毛刺、阻力。因此，为了防止加工品质的劣化，提高加工进给速度也是困难的。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种板状被加工物的加工方法，其对在分割预定线上或与分割预定线对应的区域层叠有金属的板状被加工物进行加工，与以往相比能够提高加工速度。
用于解决课题的手段
根据本发明，提供一种板状被加工物的加工方法，该加工方法对在分割预定线上或与分割预定线对应的区域层叠有金属的板状被加工物进行加工，其特征在于，该加工方法具备下述步骤：保持步骤，在使该金属露出的状态下利用卡盘工作台对板状被加工物进行保持；第一切削步骤，在实施该保持步骤后，利用第一切削刀具沿着该分割预定线对板状被加工物进行切削，形成分割所述金属的切削槽；和第二切削步骤，在实施该第一切削步骤后，利用第二切削刀具对该切削槽进行切削，将板状被加工物完全切断，在该第一切削步骤中，一边对板状被加工物供给包含有机酸和氧化剂的切削液，一边执行切削。
发明效果
根据本发明的加工方法，利用切削刀具分两次在厚度方向上进行切削，因此表观上进行切削的被加工物的厚度变薄，与一次将被加工物完全切断的情况相比，能够提高加工速度。
此外，由于一边供给包含有机酸和氧化剂的切削液一边进行切削，因此，利用切削液所含的有机酸对金属进行改性而抑制了延展性，从而抑制了毛刺的产生。利用切削液所含的氧化剂使形成于金属表面的膜质发生变化，金属失去延展性而容易被切削，加工性得到促进。
附图说明
图1是封装基板的表面图。
图2是封装基板的背面图。
图3是示出保持步骤的放大截面图。
图4是示出第一切削步骤的放大截面图。
图5的(A)是示出使用与第一切削步骤中使用的切削刀具相同的切削刀具所实施的第二切削步骤的放大截面图，图5的(B)是示出使用薄的切削刀具所实施的第二切削步骤的放大截面图。
图6的(A)是一边供给纯水一边实施第一切削步骤后的封装基板的电极部分的截面图，图6的(B)是一边供给包含有机酸和氧化剂的切削液一边实施第一切削步骤后的电极部分的截面图。
图7是示出一边供给水或切削液一边实施第一切削步骤后的平均端子电极间距离的图表。
图8是示出用于在第一切削步骤中供给切削液的其它方式的喷嘴的侧视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。参照图1，示出了作为本发明的加工方法的对象的封装基板的一例的俯视图。封装基板2例如具有矩形状的基底基板4，基底基板4具有：形成有两个以上电极12的电极面4a；和与电极面4a相反一侧的密封面4b。
在本实施方式中，在被基底基板4的外周剩余区域5和非器件区域5a所围绕的区域，存在三个器件区域6a、6b、6c。基底基板4例如由金属框架构成。
在各器件区域6a、6b、6c中，划分出被相互垂直地纵横设置的第一和第二分割预定线8a、8b所划分的两个以上的器件搭载部10，在各个器件搭载部10形成有两个以上的电极12。
各电极12彼此被模塑于基底基板4的树脂所绝缘。通过对第一分割预定线8a和第二分割预定线8b进行切削，在其两侧出现各器件的电极12。
在基底基板4的器件搭载部10分别安装有器件，各器件的电极和基底基板4的电极12例如利用金丝进行连接。如图2所示，在各器件区域6a、6b、6c的背面、即基底基板4的密封面4b上形成有树脂密封部18，各器件被树脂所密封。
接着，参照图3至图7，对本发明实施方式的板状被加工物的加工方法进行说明。在本实施方式中，对采用封装基板2作为板状被加工物的例子进行说明。
首先，如图3所示，实施保持步骤，在使形成于封装基板2的分割预定线8a、8b上的电极12露出的状态下，隔着治具工作台20而利用未图示的切削装置的卡盘工作台对封装基板2进行吸引保持。
对于治具工作台20，形成经由切削装置的卡盘工作台与吸引源连接的吸引路22、和在封装基板2的全切割时使切削刀具的尖端退出的刀具退刀槽24，刀具退刀槽24与封装基板2的分割预定线8a、8b对应。
若使封装基板2的分割预定线8a、8b与刀具退刀槽24对齐而将封装基板2载置于治具工作台20上，并使吸引路22经由切削装置的卡盘工作台而与吸引源连接，则负压被导入吸引路22，封装基板2隔着治具工作台20被吸引保持到卡盘工作台。
在实施保持步骤后，实施第一切削步骤，利用切削刀具26沿着分割预定线8a、8b对封装基板2进行切削，形成分割电极12的切削槽32。
在该第一切削步骤中，如图4所示，一边从配置于切削刀具26的两侧的切削液供给喷嘴28供给包含有机酸和氧化剂的切削液30一边较浅地对封装基板2进行切削，形成分割电极12的切削槽32。
作为可用作有机酸的氨基酸，可以举出甘氨酸、二羟基乙基甘氨酸、双甘氨肽、羟基乙基甘氨酸、N-甲基甘氨酸、β-丙氨酸、L-丙氨酸、L-2-氨基丁酸、L-正缬氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-正亮氨酸、L-别异亮氨酸、L-异亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-脯氨酸、肌氨酸、L-鸟氨酸、L-赖氨酸、牛磺酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-别苏氨酸、L-高丝氨酸、L-甲状腺素、L-酪氨酸、3,5-二碘-L-酪氨酸、β-(3,4-二羟基苯基)-L-丙氨酸、4-羟基-L-脯氨酸、L-半胱氨酸、L-甲硫氨酸、L-乙硫氨酸、L-羊毛硫氨酸、L-胱硫醚、L-胱氨酸、L-磺基丙氨酸、L-谷氨酸、L-天冬氨酸、S-(羧甲基)-L-半胱氨酸、4-氨基丁酸、L-天冬酰胺、L-谷氨酰胺、氮杂丝氨酸、L-刀豆氨酸、L-瓜氨酸、L-精氨酸、δ-羟基-L-赖氨酸、甲胍基乙酸、L-犬尿氨素、L-组氨酸、1-甲基-L-组氨酸、3-甲基-L-组氨酸、L-色氨酸、放线菌素C1、麦角硫因、蜂毒明肽、血管紧张素I、血管紧张素II和抗痛素等。其中，优选甘氨酸、L-丙氨酸、L-脯氨酸、L-组氨酸、L-赖氨酸、二羟基乙基甘氨酸。
另外，作为可用作有机酸的氨基多元酸，可以举出亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、羟基乙基亚氨基二乙酸、次氮基三亚甲基膦酸、乙二胺-N,N,N’,N’-四亚甲基磺酸、1,2-二氨基丙烷四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、反式环己烷二胺四乙酸、乙二胺邻羟基苯基乙酸、乙二胺二琥珀酸(SS体)、β-丙氨酸二乙酸、N-(2-羧酸乙基)-L-天冬氨酸、N,N’-双(2-羟基苄基)乙二胺-N,N’-二乙酸等。
此外，作为可用作有机酸的羧酸，可以举出甲酸、乙醇酸、丙酸、乙酸、丁酸、戊酸、己酸、草酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、苹果酸、琥珀酸、庚二酸、巯基乙酸、乙醛酸、氯乙酸、乙酰甲酸、乙酰乙酸、戊二酸等饱和羧酸；丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、富马酸、马来酸、中康酸、柠康酸、乌头酸等不饱和羧酸；苯甲酸类、甲基苯甲酸、邻苯二甲酸类、萘甲酸类、均苯四甲酸、萘二酸等环状不饱和羧酸等。
作为氧化剂，可以使用例如过氧化氢、过氧化物、硝酸盐、碘酸盐、高碘酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐、高锰酸盐、铈酸盐、钒酸盐、臭氧水和银(II)盐、铁(III)盐及其有机络盐等。
另外，可以在切削液30中混合防蚀剂。通过混合防蚀剂，能够防止封装基板2所含的金属的腐蚀(溶出)。作为防蚀剂，优选使用例如在分子内具有3个以上氮原子且具有稠环结构的芳杂环化合物、或者在分子内具有4个以上氮原子的芳杂环化合物。此外，芳香环化合物优选包含羧基、磺基、羟基、烷氧基。具体而言，优选为四唑衍生物、1,2,3-***衍生物以及1,2,4-***衍生物。
作为可用作防蚀剂的四唑衍生物，可以举出：在形成四唑环的氮原子上不具有取代基并且在四唑的5位上导入有选自由磺基、氨基、氨基甲酰基、酰胺基、氨磺酰基以及磺酰胺基组成的组中的取代基、或者被选自由羟基、羧基、磺基、氨基、氨基甲酰基、酰胺基、氨磺酰基以及磺酰胺基组成的组中的至少1种取代基所取代的烷基的物质。
另外，作为可用作防蚀剂的1,2,3-***衍生物，可以举出在形成1,2,3-***环的氮原子上不具有取代基并且在1,2,3-***的4位和/或5位上导入有选自由羟基、羧基、磺基、氨基、氨基甲酰基、酰胺基、氨磺酰基以及磺酰胺基组成的组中的取代基、或者被选自由羟基、羧基、磺基、氨基、氨基甲酰基、酰胺基、氨磺酰基以及磺酰胺基组成的组中的至少1种取代基所取代的烷基或芳基的物质。
另外，作为可用作防蚀剂的1,2,4-***衍生物，可以举出在形成1,2,4-***环的氮原子上不具有取代基并且在1,2,4-***的2位和/或5位上导入有选自由磺基、氨基甲酰基、酰胺基、氨磺酰基以及磺酰胺基组成的组中的取代基、或者被选自由羟基、羧基、磺基、氨基、氨基甲酰基、酰胺基、氨磺酰基以及磺酰胺基组成的组中的至少1种取代基所取代的烷基或芳基的物质。
一边从切削液供给喷嘴28供给包含有机酸和氧化剂的切削液30，一边实施第一切削步骤，因此利用切削液所含的有机酸将形成电极12的金属改性而抑制延展性，从而抑制毛刺的产生。此外，利用氧化剂使形成于电极表面的膜质发生变化，电极12失去延展性而容易被切削，能够促进加工性。
此处，参照图6和图7，对于一边供给纯水一边实施第一切削步骤的情况、和一边供给上述切削液一边实施第一切削步骤的情况下，封装基板2的电极12的伸长为何种程度进行了考察。
用于实验的封装基板2的相邻电极12间的距离为100μm，一边供给纯水一边实施第一切削步骤时的加工进给速度为40mm/秒，一边供给包含有机酸和氧化剂的切削液30一边实施第一切削步骤时的加工进给速度为100mm/秒。
图6的(A)是一边供给纯水一边实施第一切削步骤时的沿着分割预定线8a、8b进行切断加工后的封装基板2的截面图，图6的(B)是一边供给包含有机酸和氧化剂的切削液30一边对封装基板2的分割预定线8a、8b进行切削加工时的截面图。
参照图6的(A)可知，一边供给纯水一边实施第一切削步骤的情况下，电极12的伸长大，还可看到相邻的电极12彼此短路的部位。
另一方面，图6的(B)所示的一边供给切削液一边实施第一切削步骤的情况下，观察到电极12的伸长明显变小。认为这是因为，利用切削液30所含的有机酸对金属进行改性而抑制了延展性，从而也抑制了毛刺的产生。
接着，对图7的图表进行考察。图7的图表示出了在封装基板2的相邻的电极12间的距离为100μm的情况下，一边供给纯水或包含有机酸和氧化剂的切削液一边沿着分割预定线8a进行切削时的平均端子间距离。
供给纯水时的第一切削步骤的加工进给速度为40mm/秒，一边供给包含有机酸和氧化剂的切削液30一边实施第一切削步骤时的加工进给速度为100mm/秒。
参照图7的图表可知，在一边供给纯水一边实施第一切削步骤的情况下，切削后的相邻平均端子间的距离为38.0μm，在一边供给切削液30一边实施第一切削步骤的情况下，切削后的相邻平均端子间距离为80.8μm。
平均端子间距离短意味着，由于切削使端子12大幅伸长；平均端子间距离长意味着，切削导致的端子12的伸长小。
此外，若一边供给切削液30一边实施第一切削步骤，则利用切削液30中的氧化剂使形成于金属表面的膜质发生变化，金属失去延展性而容易被切削，因此能够将加工进给速度加快至100mm/秒，而一边供给纯水一边实施第一切削步骤时的加工进给速度40mm/秒，由此明显可知，一边供给切削液30一边实施第一切削步骤时加工进给速度提高。
在本发明实施方式的加工方法中，在实施第一切削步骤后，实施第二切削步骤，利用第二切削刀具对切削槽34进行切削，将封装基板2完全切断。如图5的(A)所示，该第二切削步骤的第一实施方式利用与第一切削步骤中使用的切削刀具相同的切削刀具26，通过切削槽34切入至治具工作台20的刀具退刀槽24，将封装基板2完全切断。
在第二切削步骤的第二实施方式中，如图5的(B)所示，使用比第一切削步骤中使用的切削刀具26薄的切削刀具26A来实施第二切削步骤。该情况下，利用切削刀具26A在切削槽34的中央部分切入至治具工作台20的刀具退刀槽24，将封装基板2完全切断。
无论哪种实施方式，均是一边对切削刀具26、26A进行分度进给，一边将在第一方向上延伸的全部分割预定线8a完全切断，之后将对治具工作台20进行保持的切削装置的卡盘工作台旋转90°，然后将在第二方向上延伸的全部分割预定线8b完全切断，由此能够将封装基板2分割成各个CSP(Chip Size Package，芯片尺寸封装)。
在上述实施方式中，对将本发明的加工方法应用于封装基板2的例子进行了说明，但本发明的加工方法不限定于此，作为板状被加工物，例如层叠有作为背面电极的厚度为几μm的导电体膜(由Ti、Ni、Au等构成的多层金属膜)的晶片、在表面的分割预定线上形成有TEG的晶片等也同样地能够应用本发明的加工方法。
另外，在上述第一切削步骤中，从夹持切削刀具26的一对喷嘴28供给了切削液30，但对于用于供给切削液30的喷嘴的方式没有特别限制。图8是示出用于供给切削液30的其它方式的喷嘴的侧视图。如图8所示，变形例的切削单元25除了具有切削刀具26和一对喷嘴28以外，还具有配置于切削刀具26的切削方向前方的喷嘴(喷淋喷嘴)38。
通过从该喷嘴38供给切削液30，容易将切削液30供给到电极12部分，形成电极12的金属被改性而抑制延展性，从而抑制毛刺的产生。
特别是，如图8所示，若使喷嘴38的喷射口朝向斜下方(例如，切削刀具26的加工点附近)，则容易将切削液30供给到电极12，能够更有效地对形成电极12的金属进行改性。需要说明的是，图8中使用了一对喷嘴28以及喷嘴38，但也可以仅单独使用喷嘴38。
符号说明
2 封装基板
6a、6b、6c 器件区域
8a、8b 分割预定线
12 电极
18 树脂密封部
20 治具工作台
24 刀具退刀槽
26、26a 切削刀具
28 切削液供给喷嘴
30 切削液
32、34、36 切削槽
38 喷嘴(喷淋喷嘴)

Claims (3)

1.一种板状被加工物的加工方法，该加工方法对在分割预定线上或与分割预定线对应的区域层叠有金属的板状被加工物进行加工，其特征在于，
该加工方法具备下述步骤：
保持步骤，在使该金属露出的状态下利用卡盘工作台对板状被加工物进行保持；
第一切削步骤，在实施该保持步骤后，利用第一切削刀具沿着该分割预定线对板状被加工物进行切削，形成分割所述金属的切削槽；和
第二切削步骤，在实施该第一切削步骤后，利用第二切削刀具对该切削槽进行切削，将板状被加工物完全切断，
在该第一切削步骤中，一边对板状被加工物供给包含有机酸和氧化剂的切削液，一边执行切削。
2.如权利要求1所述的板状被加工物的加工方法，其中，该第一切削刀具兼用作该第二切削刀具。
3.如权利要求1所述的板状被加工物的加工方法，其中，该第二切削刀具比该第一切削刀具薄。
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