JP6525643B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、被切断物を切断して個片化された複数の製品を製造する製造装置及び製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method for cutting a workpiece and manufacturing a plurality of singulated products.
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、それぞれの領域にチップ状の素子(例えば、半導体チップ)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。回転刃などを使用した切断機構によって封止済基板を切断し、それぞれの領域単位に個片化したものが製品になる。 A substrate consisting of a printed circuit board, a lead frame, etc. is virtually partitioned into a plurality of grid-like areas, and chip-like elements (for example, semiconductor chips) are mounted in the respective areas, and then the entire board is resin-sealed Things are called sealed substrates. The sealed substrate is cut by a cutting mechanism using a rotary blade or the like, and separated into individual area units to become a product.
従来から、製造装置を使用し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。まず、切断用テーブルに取り付けられた切断用治具の上に封止済基板を載置して吸着する。次に、封止済基板をアライメント(位置合わせ)する。アライメントすることによって、複数の領域を区切る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と切断機構とを相対的に移動させる。切削水を封止済基板の切断箇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封止済基板を切断する。封止済基板を切断することによって個片化された製品が製造される。 Conventionally, a predetermined area of a sealed substrate is cut by a cutting mechanism such as a rotary blade using a manufacturing apparatus. First, the sealed substrate is placed and adsorbed on the cutting jig attached to the cutting table. Next, the sealed substrate is aligned (aligned). By alignment, positions of virtual cutting lines that separate a plurality of regions are set. Next, the cutting table holding the sealed substrate is moved relative to the cutting mechanism. The cutting water is sprayed to the cut portion of the sealed substrate, and the sealed substrate is cut along a cutting line set on the sealed substrate by the cutting mechanism. A singulated product is manufactured by cutting the sealed substrate.
半導体の微細化の進展に伴い、製造される製品がますます小さくなる傾向にある。一辺が2mm以下のサイズを有する製品も増えている。製品が小さくなると、切断用治具の吸着孔の径も小さくなり、製品を吸着する吸着力が小さくなる。製品を吸着する吸着力が小さくなると、例えば、回転刃による加工負荷や切削水などの外力によって、個片化された製品が切断用治具の所定位置からずれたり飛散したりするという現象が発生する。これらの現象が発生すると、製品に欠けや割れなどが発生し、製品の品質を著しく低下させる。加えて、製品の歩留まりを大きく悪化させる。したがって、製品が小さい場合には、切断用テーブルの移動速度を通常の速度より遅くする(例えば、通常の速度の1/10程度にする)など、加工負荷を小さくするようにして切断している。 With the progress of miniaturization of semiconductors, manufactured products tend to be smaller and smaller. Products having a size of 2 mm or less per side are also increasing. As the product becomes smaller, the diameter of the suction holes of the cutting jig also becomes smaller, and the adsorption force for adsorbing the product becomes smaller. When the adsorption force for adsorbing the product decreases, for example, a phenomenon occurs in which the separated product is displaced or scattered from the predetermined position of the cutting jig due to an external force such as processing load by the rotary blade or cutting water. Do. When these phenomena occur, chipping or cracking occurs in the product and the quality of the product is significantly reduced. In addition, the product yield is greatly degraded. Therefore, when the product is small, cutting is performed so as to reduce the processing load, such as making the moving speed of the cutting table slower than the normal speed (for example, about 1/10 of the normal speed). .
近年、携帯電話やパソコンなどの電子機器は小型化、多機能化が進展し、高密度に実装することができる実装技術が強く要求されている。高密度実装技術の一つとして、銅(Cu)や42アロイ(Fe−Ni)などの金属からなるリ−ドフレームを用いて製造されるQFN(Quad Flat Non-leaded Package)と呼ばれる製品(半導体装置)が注目されている。リ−ドフレームの所定領域(ダイパッド)に搭載された複数の半導体チップを一括して樹脂封止し、切断線に沿って切断することによってQFNが製造される。以下、QFNを製造するためにリ−ドフレームに搭載された複数の半導体チップを一括して樹脂封止した封止済基板をQFN基板、QFN基板を個片化することによって製造された製品をQFN製品という。 2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as mobile phones and personal computers have become smaller and more multifunctional, and a mounting technology that can be mounted at high density is strongly required. A product called a quad flat non-leaded package (QFN) manufactured using a lead frame made of a metal such as copper (Cu) or 42 alloy (Fe-Ni) as one of the high density mounting techniques Devices) are attracting attention. A plurality of semiconductor chips mounted in a predetermined area (die pad) of the lead frame are collectively resin-sealed, and cut along a cutting line to manufacture a QFN. Hereinafter, a product manufactured by singulating a QFN substrate and a QFN substrate with a sealed substrate in which a plurality of semiconductor chips mounted on a lead frame are collectively resin-sealed to manufacture a QFN is manufactured. It is called a QFN product.
QFN基板の切断部は、リードフレームに含まれる細長い部分(タイバー)と樹脂封止された封止樹脂との多層構造体になっている。回転刃によって金属と封止樹脂とを一括して切断する際には、異なる材質からなる金属と封止樹脂とを含む多層構造体を一括して切断するので加工負荷が大きくなる。特に、リードフレームの材料として延性材料(弾性限界を超えた応力によっても物体が破壊されずに引き延ばされる性質を有する材料)である銅が使用される場合には、回転刃の目詰りが発生しやすい。加えて、加工負荷が更に大きくなる。加工負荷が大きくなると、個片化された製品が切断用治具の所定位置からずれたり飛散したりしやすくなる。QFN基板を個片化する場合には、通常の封止済基板を個片化する場合よりも更に切断用テーブルの移動速度を遅くして切断しなければならない。したがって、QFN製品を製造する際の生産性が低下するという問題がある。 The cut portion of the QFN substrate is a multilayer structure of an elongated portion (tie bar) included in the lead frame and a resin-sealed sealing resin. When the metal and the sealing resin are collectively cut by the rotary blade, the multilayer structure including the metal and the sealing resin made of different materials is collectively cut, which increases the processing load. In particular, when copper, which is a ductile material (a material having a property that allows an object to be stretched without being broken even by a stress exceeding the elastic limit), is used as the material of the lead frame, clogging of the rotary blade occurs. It's easy to do. In addition, the processing load is further increased. When the processing load is increased, the separated products are easily displaced or scattered from the predetermined position of the cutting jig. In the case of singulating the QFN substrate, the moving speed of the cutting table must be further lowered than in the case of singulating the normal sealed substrate. Therefore, there is a problem that the productivity at the time of manufacturing the QFN product is reduced.
QFN等の半導体装置を製造するに際して、半導体装置の生産性の向上を図ることができる半導体装置ユニットとして、「(略)、リードフレームに設けられた複数の半導体素子搭載部に各々半導体素子が搭載され、(略)、各半導体素子が封止樹脂により封止されてなり、(略)前記封止樹脂により構成される各半導体装置の外周に沿って切断することにより複数の半導体装置を得ることが可能な半導体装置ユニットにおいて、(略)複数の半導体装置を得る際に切断する切断箇所に沿って、前記封止樹脂の上面に凹部が形成されている」半導体装置ユニットが提案されている(例えば、特許文献1の段落〔0012〕、図1、図2参照)。
As a semiconductor device unit that can improve the productivity of semiconductor devices when manufacturing semiconductor devices such as QFN, “(abbreviated), each semiconductor element is mounted on a plurality of semiconductor element mounting portions provided on a lead frame A plurality of semiconductor devices are obtained by cutting the semiconductor devices along the outer periphery of each of the semiconductor devices formed of the sealing resin. In the semiconductor device unit that can be integrated, a concave portion is formed on the upper surface of the sealing resin along a cutting portion which is cut when obtaining (substantially) a plurality of semiconductor devices. For example, paragraph [0012] of
この従来技術によれば、封止樹脂の上面に凹部を形成するために、金型部材の内面に凸部を形成する(特許文献1の段落〔0034〕、図5参照)。したがって、封止樹脂を形成するための金型部材(成形型)の製造コストが増大するという問題がある。加えて、特許文献1に開示された半導体装置ユニット(QFNユニット)10は、切断する際に粘着シートを使用して切断することによって製造される(例えば、特許文献1の段落〔0030〕、図4参照)。したがって、切断(個片化)することによって製品を製造する際のランニングコストが増大するという問題がある。
According to this prior art, in order to form a recessed part in the upper surface of sealing resin, a convex part is formed in the inner surface of a metal mold | die member (refer the stage of
本発明は、製品を製造する際の生産性の低下と、成形型の製造コストの増大と、製品を製造する際のランニングコストの増大との少なくともいずれか一つを抑制して、被切断物を個片化して製品を製造することができる製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。 The present invention suppresses the reduction in productivity at the time of manufacturing the product, the increase in the manufacturing cost of the mold, and the increase in the running cost at the time of manufacturing the product to suppress the workpiece. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of manufacturing a product by singulating.
上記の課題を解決するために、本発明に係る製造装置は、第1の方向に沿う複数の第1の切断線と第1の方向に交わる第2の方向に沿う複数の第2の切断線と、複数の第1の切断線及び複数の第2の切断線によってそれぞれ囲まれる複数の領域とを有する被切断物を切断することによって、複数の領域のそれぞれに対応する複数の製品を製造する際に使用される製造装置であって、被切断物が載置されるテーブルと、被切断物を切断する回転刃と、テーブルと回転刃とを相対的な移動速度によって相対的に移動させる移動機構と、少なくとも回転刃の回転と移動機構による移動とを制御する制御部とを備え、制御部は、製造装置が次の動作を行うように製造装置を制御することを特徴とする製造装置。
(1)複数の第1の切断線において、回転刃が被切断物を第1の移動速度によって切断する第1の動作。
(2)複数の第2の切断線において、回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを第2の移動速度によって切削することによって、切削溝を形成する第2の動作。
(3)切削溝において、回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを第3の移動速度によって切断する第3の動作。
In order to solve the above problems, a manufacturing apparatus according to the present invention comprises a plurality of first cutting lines along a first direction and a plurality of second cutting lines along a second direction intersecting the first direction. Manufacturing a plurality of products corresponding to each of the plurality of regions by cutting an object having a plurality of regions respectively surrounded by the plurality of first cutting lines and the plurality of second cutting lines Movement used to move the table relatively on which the object to be cut is placed, the rotary blade for cutting the object to be cut, the table and the rotary blade relative to each other at a relative moving speed What is claimed is: 1. A manufacturing apparatus comprising: a mechanism; and a control unit that controls at least rotation of a rotary blade and movement by a moving mechanism, wherein the control unit controls the manufacturing apparatus to perform the following operation.
(1) A first operation in which the rotary blade cuts the object at a first moving speed at a plurality of first cutting lines.
(2) A second operation of forming the cutting groove by cutting the thickness of a part of the total thickness of the object to be cut by the second moving speed at the plurality of second cutting lines.
(3) In the cutting groove, a third operation in which the rotary blade cuts the remaining thickness of the total thickness of the object at a third moving speed.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は、基板と、基板における複数の領域においてそれぞれ設けられた機能素子とを少なくとも有することを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described manufacturing apparatus, the object to be cut at least includes a substrate and functional elements respectively provided in a plurality of regions in the substrate.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は、基板と、基板における複数の領域においてそれぞれ設けられた機能素子と、機能素子を保護する封止樹脂とを少なくとも有することを特徴とする。 In the manufacturing apparatus according to the present invention, in the manufacturing apparatus described above, the object to be cut includes at least a substrate, functional elements provided respectively in a plurality of regions in the substrate, and a sealing resin for protecting the functional elements. It features.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、基板はリードフレームであり、回転刃の厚さがリードフレームに含まれるタイバーの幅よりも大きいことを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing apparatus, the substrate is a lead frame, and the thickness of the rotary blade is larger than the width of the tie bar included in the lead frame.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、複数の製品はQFNであることを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing apparatus, the plurality of products are QFNs.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、第3の移動速度が第2の移動速度に比較して同じこと又は遅いことを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing apparatus, the third moving speed is the same as or slower than the second moving speed.
上記の課題を解決するために、本発明に係る製造方法は、第1の方向に沿う複数の第1の切断線と、第1の方向に交わる第2の方向に沿う複数の第2の切断線と、複数の第1の切断線及び複数の第2の切断線によってそれぞれ囲まれる複数の領域とを有する被切断物を切断することによって、複数の領域のそれぞれに対応する複数の製品を製造する製造方法であって、被切断物が載置されるテーブルと、被切断物を切断する回転刃と、テーブルと回転刃とを相対的な移動速度によって相対的に移動させる移動機構とを有する製造装置を準備する工程と、複数の第1の切断線において、回転刃が被切断物を第1の移動速度によって切断する第1の工程と、複数の第2の切断線において、回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを第2の移動速度によって切削することによって、切削溝を形成する第2の工程と、切削溝において、回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを第3の移動速度によって切断する第3の工程とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the manufacturing method according to the present invention comprises a plurality of first cutting lines along a first direction and a plurality of second cuttings along a second direction intersecting the first direction. A plurality of products corresponding to each of the plurality of regions are manufactured by cutting an object having a line and a plurality of regions respectively surrounded by the plurality of first cutting lines and the plurality of second cutting lines. Manufacturing method, comprising a table on which a workpiece is placed, a rotary blade for cutting the workpiece, and a moving mechanism for relatively moving the table and the rotary blade at a relative moving speed A step of preparing the manufacturing apparatus, a first step of the rotary blade cutting the object at a first moving speed at the plurality of first cutting lines, and a rotary blade at the plurality of second cutting lines The thickness of a portion of the total thickness of the workpiece is The second step of forming the cutting groove by cutting by the speed, and the third step of cutting the remaining thickness of the entire thickness of the object to be cut by the third moving speed in the cutting groove And.
本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、被切断物は、基板と、基板における複数の領域においてそれぞれ設けられた機能素子とを少なくとも有することを特徴とする。 The manufacturing method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing method, the workpiece has at least a substrate and functional elements respectively provided in a plurality of regions in the substrate.
本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、被切断物は、基板と、基板における複数の領域においてそれぞれ設けられた機能素子と、機能素子を保護する封止樹脂とを少なくとも有することを特徴とする。 In the manufacturing method according to the present invention, in the manufacturing method described above, the object to be cut includes at least a substrate, functional elements provided respectively in a plurality of regions in the substrate, and a sealing resin for protecting the functional elements. It features.
本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、基板はリードフレームであり、回転刃の厚さがリードフレームに含まれるタイバーの幅よりも大きいことを特徴とする。 The manufacturing method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing method, the substrate is a lead frame, and the thickness of the rotary blade is larger than the width of the tie bar included in the lead frame.
本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、複数の製品はQFNであることを特徴とする。 The manufacturing method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing method, the plurality of products are QFNs.
本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、第3の移動速度が第2の移動速度に比較して同じこと又は遅いことを特徴とする。 The manufacturing method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned manufacturing method, the third moving speed is the same as or slower than the second moving speed.
本発明によれば、制御部は、複数の第1の切断線において回転刃が被切断物を切断する第1の動作と、複数の第2の切断線において回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって切削溝を形成する第2の動作と、切削溝において回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを切断する第3の動作を制御する。このことによって、多層構造体からなる被切断物を個片化して製品を製造する際の加工負荷を小さくすることができる。したがって、製品がテーブルの所定位置からずれたり飛散したりすることを防止できる。よって、第1に、製品を製造する際の生産性の低下を抑制できる。第2に、成形型の内面に凸部を形成する必要がないので、成形型の製造コストの増大を抑制できる。第3に、粘着シートを使用する必要がないので、製品を製造する際のランニングコストの増大を抑制できる。 According to the present invention, the control unit performs the first operation in which the rotary blade cuts the object at the plurality of first cutting lines, and the rotary blade has the full thickness of the object at the plurality of second cutting lines. Control the second operation of forming the cutting groove by cutting the thickness of a part of the thickness and the third operation of cutting the remaining thickness of the entire cutting material in the cutting groove by the rotary blade Do. By this, the processing load at the time of individualizing the to-be-cut object which consists of a multilayer structure and manufacturing a product can be made small. Therefore, it is possible to prevent the product from shifting or scattering from the predetermined position of the table. Therefore, firstly, it is possible to suppress a decrease in productivity when manufacturing a product. Second, since it is not necessary to form a protrusion on the inner surface of the mold, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the mold. Third, since it is not necessary to use a pressure-sensitive adhesive sheet, it is possible to suppress an increase in running cost when manufacturing a product.
図7に示されるように、QFN基板1に格子状に設定された複数の切断線に沿って、QFN基板1を3段階に分けて切断する。まず、QFN基板1の長手方向に沿う切断線9において、リードフレーム2のタイバー6の厚さにほぼ相当する部分を切削して切削溝23を形成する(ハーフカットする)。次に、QFN基板1の短手方向に沿う切断線10において、QFN基板の厚さのすべて(全厚さ)に相当する部分を、言い換えればリードフレーム2と封止樹脂8とを、一括して切断する(フルカットする)。次に、QFN基板1の長手方向に沿う切削溝23において、残っている封止樹脂8の厚さに相当する部分を切断する。切削溝23において封止樹脂8の部分のみを切断することによって、最終的にQFN基板1をQFN製品13に個片化する際の加工負荷を小さくすることができる。したがって、QFN製品13が切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることを防止できる。
As shown in FIG. 7, the
本発明に係る製造装置の実施例1について、図1〜図7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。 A first embodiment of a manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. Any figure in the present application document is schematically drawn with omission or exaggeration, as appropriate, for the sake of clarity. About the same component, the same numerals are attached and explanation is omitted suitably.
図1に示されるように、QFN基板1はリードフレーム2を有する。リードフレーム2には、半導体チップ(機能素子)3がそれぞれ搭載される半導体チップ搭載部(ダイパッド)4が格子状に配列されている。リードフレーム2は、銅(Cu)や42アロイ(Fe−Ni)などの金属からなり、表面に鉛フリーのはんだメッキ処理(図示なし)がされている。各ダイパッド4の周囲には多数のリード5が配置される。図1においては、半導体チップ3の電極(図示なし)に接続されるリード5が、ダイパッド4の周囲の各辺にそれぞれ4個配置されている。各ダイパッド4の周囲に配置された多数のリード5は、リードフレーム2において格子状に配列された金属枠であるタイバー6にそれぞれつながっている。
As shown in FIG. 1, the
図1(a)においては、長手方向(図では上下方向)に沿って4個、短手方向(図では左右方向)に沿って3個、合計12個のダイパッド4を配列したリードフレーム2を示した。例えば、一辺が2mm以下の小さなQFN製品であれば、1枚のQFN基板1に4,000〜6,000個程度の半導体チップ3が搭載される。
In FIG. 1A, a
図1(b)に示されるように、各ダイパッド4にはそれぞれ半導体チップ3が搭載される。各半導体チップ3に設けられた電極(図示なし)は、金線又は銅線からなるボンディングワイヤ7を介して、ダイパッド4の周囲に配置されたリード5に電気的に接続される。リードフレーム2のダイパッド4に搭載されたすべての半導体チップ3及びボンディングワイヤ7は、封止樹脂8によって一括して樹脂封止される。QFN基板1は、リードフレーム2と封止樹脂8とを有する多層構造体である。QFN基板1は最終的に切断されて個片化される被切断物である。
As shown in FIG. 1B, the
図1(a)に示されるように、QFN基板1において、長手方向に沿って配列されたタイバー6の中心線上に長手方向に沿う複数の切断線9が設定される。同様に、短手方向に沿って配列されたタイバー6の中心線上に短手方向に沿う複数の切断線10が設定される。複数の切断線9と複数の切断線10とは、QFN基板1において仮想的に設定された格子状の切断線である。
As shown in FIG. 1A, in the
図1(b)に示されるように、切断線9及び切断線10におけるQFN基板1の切断部の構造は、金属からなるタイバー6の上に封止樹脂8が形成された多層構造体(2層構造体)である。したがって、タイバー6と封止樹脂8とが積層された多層構造体を切断することによって、QFN基板1が個片化される。複数の切断線9と複数の切断線10とによって囲まれた複数の領域11が、それぞれ個片化されたQFN製品に対応する。
As shown in FIG. 1B, the structure of the cut portion of the
図2(a)に示されるように、QFN基板1の複数の切断線9及び複数の切断線10に沿って、例えば、回転刃12を有する切断機構(図示なし)を使用してQFN基板1が切断される。この場合には、タイバー6の幅よりも厚い回転刃12を使用してQFN基板1が切断される。回転刃12の厚さがタイバー6の幅よりも大きいので、回転刃12によってタイバー6が全幅にわたって切断される。したがって、切断が完了した後には、タイバー6は完全に除去される。図2(a)においては、例えば、リードフレーム2のタイバー6の幅が0.2mmに形成され、厚さが0.3mmの回転刃12を使用してQFN基板1が切断される。
As shown in FIG. 2A, along the plurality of cutting
図2(b)に示されるように、QFN基板1を切断して個片化することによって、QFN製品13が製造される。タイバー6が完全に除去されることによって、タイバー6につながっていたそれぞれのリード5はタイバー6から切り離される。したがって、個片化されたQFN製品13の各リード5は、タイバー6からそれぞれ分離されて電気的に独立した端子になる。電気的に独立した端子であるリード5は、ボンディングワイヤ7を介して半導体チップ3の電極(図示なし)に接続されている。QFN製品13は、平面視した場合に製品の外部に電気的接続用のリードを持たないノンリード型の製品である。製品の外部にリードを持たないので、製品の実装面積を小さくすることができる。なお、図2においては、QFN基板1及びQFN製品13の内部の状態を示すために、封止樹脂8の図示を省略している。
As shown in FIG. 2B, the QFN substrate 13 is cut into pieces to manufacture the QFN product 13. By completely removing the
図3(a)、(b)は、個片化されたQFN製品13を下面から見た状態をそれぞれ示している。QFN製品13の下面の4辺には電気的に独立した端子であるリード5がそれぞれ配列されている。図3においては、各辺にそれぞれ4個のリード5が配列されている。個片化されたQFN製品13において、ダイパッド4の下面4a及び各リード5の下面5a(図1(a)、(b)参照)はメッキ処理がされた当初の状態をそのまま維持している。しかしながら、回転刃12によって切断された各リード5の側面5bは、切断されることによってメッキ処理がされてない元の金属が露出した状態になる。したがって、メッキ処理がされているリード5の下面5aが、QFN製品13の電極として使用される。QFN製品13の各リード5の下面5aが、例えば、プリント基板(PCB:Printed Circuit Board)などにはんだによって接続されてQFN製品13が使用される。
FIGS. 3A and 3B show the individualized QFN product 13 as viewed from the bottom. On the four sides of the lower surface of the QFN product 13, leads 5 which are electrically independent terminals are arranged. In FIG. 3, four
図4に示されるように、切断用テーブル14は、製造装置においてQFN基板1を切断して個片化するためのテーブルである。切断用テーブル14には、製品に対応した切断用治具15が取り付けられる。切断用治具15は、金属プレート16と金属プレート16の上に固定された樹脂シート17とを備える。樹脂シート17には、機械的な衝撃を緩和するために適度な柔軟性が求められる。樹脂シート17は、例えば、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂などによって形成されることが好ましい。製造装置の運用コストを低減するために、切断用テーブル14は複数の製品に対して共通化され、切断用治具15のみが製品の大きさや数に対応して取り替えられる。
As shown in FIG. 4, the cutting table 14 is a table for cutting the
切断用治具15の樹脂シート17には、QFN基板1における複数の領域11をそれぞれ吸着して保持する複数の台地状の突起部18が設けられる。図4(a)においては、長手方向に6個、短手方向に3個、合計18個の突起部18を示している。切断用治具15には、複数の突起部18の表面から樹脂シート17と金属プレート16とを貫通する複数の吸着孔19がそれぞれ設けられる。複数の吸着孔19は、切断用テーブル14に設けられた空間20にそれぞれつながる。切断用テーブル14の空間20は外部に設けられる吸引機構(図示なし)に接続される。QFN基板1における複数の領域11は、それぞれ対応する吸着孔19によって切断用治具15に吸着される。
The
図4(a)に示されるように、例えば、図1に示したQFN基板1の長手方向に沿う切断線9に対応するように、長手方向に沿う複数の切断溝21が設けられる。同様に、短手方向に沿う切断線10に対応するように、短手方向に沿う複数の切断溝22が設けられる。複数の切断溝21は樹脂シート17(切断用治具15)の長手方向に沿って、複数の切断溝22は樹脂シート17(切断用治具15)の短手方向に沿って、それぞれ形成される。複数の切断溝21及び複数の切断溝22の深さ(突起部18の上面から各溝の内底面までの距離)は、0.5mm〜1.0mm程度に設定される。
As shown in FIG. 4A, for example, a plurality of cutting
図5〜図7を参照して、QFN基板1を切断して個片化する工程を説明する。まず、図5に示されるように、QFN基板1におけるリードフレーム2の側の面を上にして、QFN基板1を切断用テーブル14に載置する。この状態において、製造装置の切断用テーブル14は、短手方向がX方向に沿って、長手方向がY方向に沿って配置される。
The steps of cutting the
QFN基板1を切断用テーブル14に載置した状態において、QFN基板1の各領域11は、切断用テーブル14の上に固定された吸着治具15の突起部18の上にそれぞれ載置される。したがって、QFN基板1の長手方向に沿う複数の切断線9は、吸着治具15の長手方向に沿って形成された複数の切断溝21の上に配置される。同様に、QFN基板1の短手方向に沿う複数の切断線10は、吸着治具15の短手方向に沿って形成された複数の切断溝22(図4(a)参照)の上に配置される。切断用テーブル14の所定位置にQFN基板1を載置した状態で、切断用治具15に設けられた各吸着孔19によってQFN基板1の各領域11をそれぞれ吸着する。切断用治具15が各領域11をそれぞれ吸着することによって、QFN基板1を切断用テーブル14に固定する。
In a state where the
次に、切断用テーブル14と切断機構(図示なし)とを相対的に移動させる。「相対的に移動させる」という文言には次の3つの態様が含まれる。それらの態様は、切断用テーブル14を固定して切断機構を移動させる態様、切断機構を固定して切断用テーブル14を移動させる態様、及び、切断用テーブル14と切断機構との双方を移動させる態様である。実施例1においては、切断機構を固定して、切断用テーブル14を移動させる態様を示す。具体的には、切断機構に取り付けられた回転刃12を使用してQFN基板1を切断する態様を示す。
Next, the cutting table 14 and the cutting mechanism (not shown) are relatively moved. The term "relatively move" includes the following three aspects. In these embodiments, the cutting table 14 is fixed to move the cutting mechanism, the cutting mechanism is fixed to move the cutting table 14, and both the cutting table 14 and the cutting mechanism are moved. It is an aspect. In the first embodiment, the cutting mechanism is fixed and the cutting table 14 is moved. Specifically, an embodiment is shown in which the
図5に示されるように、製造装置において、切断用テーブル14は、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。切断機構(図示なし)は、X方向及びZ方向に移動可能であり、回転刃12は、切断機構とともにX方向及びZ方向に移動する。本実施例においては、タイバー6の幅よりも厚い回転刃12を使用する(図2参照)。
As shown in FIG. 5, in the manufacturing apparatus, the cutting table 14 is movable in the Y direction of the drawing and rotatable in the θ direction. The cutting mechanism (not shown) is movable in the X and Z directions, and the rotary blade 12 moves in the X and Z directions with the cutting mechanism. In the present embodiment, a rotary blade 12 thicker than the width of the
次に、図5(b)に示されるように、QFN基板1の外側において、切断機構に取り付けられた回転刃12を下降させる。回転刃12の下端が、QFN基板1が有するリードフレーム2の下面、具体的にはQFN基板1の長手方向に沿って配置されたタイバー6(図1参照)の下面よりも深くなる位置まで、回転刃12を下降させる。回転刃12の下端が、リードフレーム2の下面よりも0.1mm〜0.2mm程度深くなるように、回転刃12を下降させることが好ましい。回転刃12を、QFN基板1の長手方向に沿う切断線9の位置に合わせて、例えば、30,000〜40,000rpm程度で高速回転させる。次に、移動機構(図示なし)を使用して切断用テーブ14を+Y方向に向かって移動させる。例えば、面積が大きい通常の製品を切断する際の条件と同じ移動速度(例えば、200mm/秒)で移動させる。高速回転している回転刃12によって、QFN基板1の長手方向に沿う切断線9に沿って、リードフレーム2が形成されている部分(リードフレーム2の厚さにほぼ相当する部分)を切削する。言い換えれば、切断線9に沿って、実質的にリードフレーム2のみを切断する。
Next, as shown in FIG. 5B, the rotary blade 12 attached to the cutting mechanism is lowered on the outside of the
回転刃12の下端が、リードフレーム2の下面よりも深くなる位置まで下降しているので、リードフレーム2のタイバー6(図1参照)が形成されている部分(リードフレーム2の厚さにほぼ相当する部分)が、タイバー6の全幅にわたって切削される。QFN基板1の長手方向に沿う切断線9に沿って、封止樹脂8の一部が切削され、封止樹脂8の大部分が切削されないで残る。この状態で、切削溝23(図5(a)に示される太い破線の部分)が、QFN基板1の長手方向に沿って形成される。QFN基板1の長手方向に設定されたすべての切断線9に沿って、リードフレーム2が形成されている部分(リードフレーム2の厚さにほぼ相当する部分)を切削する。図5(a)においては、図の左側の切断線9から順次切削する。
Since the lower end of the rotary blade 12 is lowered to a position where the lower end of the rotary blade 12 is deeper than the lower surface of the
封止樹脂8を切断する際の加工負荷に比べて、延性材料からなるリードフレーム2を切断する際の加工負荷は、回転刃12が目詰まりしやすいので大きくなる。したがって、QFN基板1において、加工負荷が大きいリードフレーム2のタイバー6(図1参照)が形成されている部分(リードフレーム2の厚さにほぼ相当する部分)を、まず切削する。
The processing load when cutting the
次に、図6(a)に示されるように、回転機構(図示なし)を使用して切断用テーブル14を90度回転させる。この状態で、QFN基板1の短手方向に沿う切断線10が、Y方向に沿って配置される。QFN基板1の長手方向には、長手方向の切断線9に沿って切削溝23(図に示される太い破線の部分)が形成されている。
Next, as shown in FIG. 6A, the cutting table 14 is rotated by 90 degrees using a rotation mechanism (not shown). In this state, a cutting
次に、図6(b)に示されるように、QFN基板1の外側において、回転刃12の下端が、QFN基板1が有する封止樹脂8の下面よりも深くなる位置まで、回転刃12を下降させる。回転刃12の下端が、封止樹脂8の下面よりも0.1mm〜0.2mm程度深くなるように、回転刃12を下降させることが好ましい。次に、回転刃12をQFN基板1の短手方向に沿う切断線10の位置に合わせて高速回転させる。次に、移動機構(図示なし)を使用して切断用テーブ14を+Y方向に向かって、通常の移動速度である200mm/秒で移動させる。高速回転している回転刃12によって、QFN基板1の短手方向に設定された切断線10に沿って、リードフレーム2及び封止樹脂8が形成されている部分(QFN基板1の全厚さに相当する部分)を一括して切断する。
Next, as shown in FIG. 6B, on the outer side of the
回転刃12の下端が、封止樹脂8の下面よりも深くなる位置まで下降しているので、リードフレーム2のタイバー6(図1参照)及び封止樹脂8が形成されている部分が、タイバー6の全幅にわたって切断される。この状態で、スリット状の切断跡24(図6(a)に示される太い実線の部分)が、QFN基板1の短手方向に沿って形成される。QFN基板1の短手方向に沿ってQFN基板1の全厚さに相当する部分が切断されることにより、中間体25(図において網掛けで示される部分)が形成される。中間体25には、短手方向に配列された3個の領域11がつながっている。中間体25は、2本の切断線10に対応する切断跡24によって分離される。QFN基板1の短手方向に設定されたすべての切断線10に沿って、リードフレーム2及び封止樹脂8が形成されている部分を一括して切断する。図6(a)においては、図の左側の切断線10から順次切断する。この過程において、QFN基板1の両端(図6(a)では左端及び右端)における不要部は、切り離されて除去される。
Since the lower end of the rotary blade 12 is lowered to a position where the lower end of the rotary blade 12 is deeper than the lower surface of the sealing
QFN基板1の短手方向に沿って、リードフレーム2と封止樹脂8とが積層された多層構造体であるQFN基板1を一括して切断する。リードフレームは延性材料であるので切断する際に回転刃12が目詰まりしやすく、加工負荷が大きくなる。したがって、リードフレーム2又は封止樹脂8を単独で切断する場合に比べて、リードフレーム2と封止樹脂8とを一括して切断するので加工負荷は更に大きくなる。しかしながら、この状態では、短手方向に配列された3個の領域11が有するそれぞれの吸着孔19(図4参照)によって、中間体25は切断用治具15に安定して吸着されている。したがって、切断用テーブル14を通常の移動速度で移動させてQFN基板1を短手方向に沿って切断した場合においても、中間体25が切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることがない。実際のQFN基板1においては、短手方向に40個〜60個程度の領域11が配列されているので、中間体25は切断用治具15に安定して吸着される。
The
次に、図7(a)に示されるように、回転機構(図示なし)を使用して切断用テーブル14を90度回転させる。この状態で、QFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23が、Y方向に沿って配置される。QFN基板1の短手方向に沿って形成された切断跡24が、X方向に沿って配置される。QFN基板1の短手方向に沿ってQFN基板1の全厚さに相当する部分が切断されたそれぞれの切断跡24によって、6個の中間体25がそれぞれ互いに分離されている。
Next, as shown in FIG. 7A, the cutting table 14 is rotated by 90 degrees using a rotation mechanism (not shown). In this state, the cutting
次に、図7(b)に示されるように、中間体25の集合体の外側において、回転刃12の下端が、QFN基板1が有する封止樹脂8の下面よりも深くなる位置まで、回転刃12を下降させる。回転刃12の下端が、封止樹脂8の下面よりも0.1mm〜0.2mm程度深くなるように、回転刃12を下降させることが好ましい。次に、回転刃12をQFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23(図7(a)に示される太い破線の部分)の位置に合わせて高速回転させる。次に、切断用テーブ14を+Y方向に向かって、通常の移動速度である200mm/秒で移動させる。高速回転している回転刃12によって、QFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23に沿って、封止樹脂8が形成されている残りの部分(封止樹脂8の厚さにほぼ相当する部分)を切断する。
Next, as shown in FIG. 7B, on the outside of the assembly of intermediates 25, the lower end of the rotary blade 12 is rotated to a position where the lower end of the rotary blade 12 is deeper than the lower surface of the sealing
回転刃12の下端が、封止樹脂8の下面よりも深くなる位置まで下降しているので、切削溝23に沿って、封止樹脂8が形成されている残りの部分がすべて切断される。この状態で、QFN基板1の全厚さに相当する部分が切断された切断跡26(図7(a)に示される太い実線の部分)が、QFN基板1の長手方向に沿って形成される。QFN基板1の長手方向に沿って形成されたすべての切削溝23に沿って、封止樹脂8が形成されている残りの部分を切断する。図7(a)においては、図の左側の切削溝23から順次切断する。この過程において、QFN基板1の両端(図7(a)では左端及び右端)における不要部は、切り離されて除去される。
Since the lower end of the rotary blade 12 is lowered to a position where the lower end of the rotary blade 12 is deeper than the lower surface of the sealing
QFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23に沿って、封止樹脂8の残りの部分を切断することによって、QFN基板1が長手方向に沿って完全に切断される。このことによって、図7(a)に示されるように、短手方向に沿って形成された切断跡24と長手方向に沿って形成された切断跡26とによって個片化されたQFN製品13がそれぞれ製造される。
By cutting the remaining portion of the sealing
図7(b)に示されるように、製造されたQFN製品13は、それぞれ対応する吸着孔19によって切断用治具15に吸着される。最後に中間体25を切断して個片化する際の加工負荷が大きい場合には、QFN製品13が切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることがある。本実施例では、QFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23に沿って、封止樹脂8が形成されている残りの部分を最後に切断してQFN製品13に個片化する。したがって、QFN製品13に個片化する際には、実質的に封止樹脂8の厚さに相当する部分のみを切断するので加工負荷を小さくすることができる。最終的に個片化する際の加工負荷を小さくすることができるので、切断用テーブル14を通常の移動速度で移動させてQFN基板1をQFN製品13に個片化した場合においても、QFN製品13が切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることを防止することができる。
As shown in FIG. 7 (b), the manufactured QFN products 13 are adsorbed to the cutting jig 15 by the corresponding adsorption holes 19 respectively. Finally, when the processing load at the time of cutting and singulating the intermediate 25 is large, the QFN product 13 may be displaced or scattered from the predetermined position of the cutting jig 15. In this embodiment, along the cutting
本実施例においては、QFN基板1をQFN製品13に個片化する場合において、QFN基板1に設定された複数の切断線に沿って、QFN基板1を3段階に分けて切断する。まず、QFN基板1の長手方向に沿って設定された切断線9に沿って、リードフレーム2が形成されている部分を切削する。この工程では、切断用テーブル14を通常の移動速度である200mm/秒で移動させて、リードフレーム2の厚さに相当する部分のみを切削する。このことによって、QFN基板1の長手方向に沿って、QFN基板1の全厚さのうち一部分の厚さに相当する部分が切削される。次に、QFN基板1の短手方向に沿って、リードフレーム2と封止樹脂8とが積層された多層構造体を一括して切断する。この工程では、切断用テーブ14を通常の移動速度である200mm/秒で移動させて、QFN基板1の短手方向に沿ってQFN基板1の全厚さに相当する部分を切断する。次に、QFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23に沿って、封止樹脂8が形成されている残りの部分を切断する。この工程では、切断用テーブル14を通常の移動速度である200mm/秒で移動させて、QFN基板1を長手方向に沿って完全に切断する。QFN基板1を3段階に分けて切断することによって、QFN基板1をQFN製品13に個片化する。
In the present embodiment, when the
本実施例によれば、最後にQFN基板1の長手方向に沿って形成された切削溝23に沿って、封止樹脂8が形成されている残りの部分のみを切断する。このことによって、QFN基板1をQFN製品13に個片化する。最後に封止樹脂8が形成されている残りの部分のみを切断するので、QFN製品13に個片化する際の加工負荷を小さくすることができる。したがって、面積が大きい通常の製品を切断する際の条件と同じ移動速度で切断用テーブル14を移動させてQFN製品13に個片化した場合においても、QFN製品13が切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることを防止できる。一辺が2mm以下の小さなサイズを有するQFN製品を製造する場合においても、切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることを防止できる。したがって、QFN製品の品質や歩留まりを向上させることができる。
According to the present embodiment, finally, only the remaining portion in which the sealing
本実施例によれば、面積が大きい通常の製品を個片化する場合と同様に、切断用テーブル14の移動速度と同じ移動速度である200mm/秒で移動させてQFN基板1を切断して個片化することができる。通常の移動速度と同じ移動速度で切断用テーブル14を移動させてQFN基板1を切断した場合においても、QFN製品13が切断用治具15の所定位置からずれたり飛散したりすることを防止できる。これにより、従来の方法である、最後に切断して個片化する際の切断用テーブル14の移動速度を1/10程度に遅くして個片化する方法を採用する必要がなくなる。したがって、従来の2段階で切断する場合に比べて、本実施例のように3段階に分けてQFN基板1を切断することによって、実質的な切断用テーブル14の移動速度を向上させることができる。したがって、製造装置の生産性を向上させることができ、製造装置の運用コストを低減することができる。
According to this embodiment, as in the case of dividing an ordinary product having a large area into pieces, the
「通常の移動速度と同じ移動速度」という文言は、実質的に同じ移動速度であることを意味する。通常の製造装置の移動速度に比較してある製造装置の移動速度に多少の遅速があったとしても、その製造装置が通常の製造装置に比較して同じ程度のUPH(Unit Per Hour)を実現できれば、「通常の移動速度と同じ移動速度」であると考えることができる。 The phrase "the same moving speed as the normal moving speed" means that the moving speed is substantially the same. Even if the moving speed of a manufacturing device is somewhat slower than that of a normal manufacturing device, the manufacturing device achieves the same degree of UPH (Unit Per Hour) as compared to a normal manufacturing device. If possible, it can be considered as "the same moving speed as the normal moving speed".
特に、近年におけるQFN基板1の大型化とQFN製品13の小型化との進展に伴い、1枚のQFN基板1を切断して多数のQFN製品13を製造する場合における回転刃12の走行距離が長大になっている。本発明によれば、1枚のQFN基板1を切断する際に回転刃12の走行距離が長大である場合において、最後に切断して個片化する際の切断用テーブル14の移動速度を通常の移動速度の1/10程度にする必要がない。このことに起因して、製造装置の生産性を向上させることができるという点において、従来の技術に比較して本発明は顕著な効果を奏する。
In particular, as the size of the
加えて、リードフレーム2のタイバー6において、リードフレーム2の厚さに相当する部分のみを回転刃12が切削する。この場合には、QFN基板1の全厚さを一括して回転刃12が切断する場合に比較して、QFN基板1と回転刃12とがそれぞれ受ける加工負荷が低減される。このことによって、製品の上縁付近におけるリード5の側面5bが回転刃12の回転方向に引きずられて変形するという不具合(特に、リードフレーム2の材質が銅の場合に発生しやすい)が防止される。
In addition, in the
なお、本実施例によれば、通常の製品を個片化する場合と同様に、切断用テーブル14の移動速度を通常と同じ移動速度である200mm/秒にして、次の工程を行ってQFN基板1を個片化した。それは、QFN基板1の全厚さのうち一部分の厚さに相当する部分を切削する工程、QFN基板1の全厚さに相当する部分を切断する工程、及び、全厚さのうち残りの厚さに相当する部分を切削する工程である。これに限らず、QFN基板1の全厚さに相当する部分を切断する場合には、通常の移動速度よりも遅い移動速度で切断用テーブル14を移動させてQFN基板1を切断してもよい。被切断物がいっそう大きい難切削性を有する場合においては、例えば、移動速度を通常の移動速度の2/5〜1/2程度にしてもよい。
According to this embodiment, as in the case of singulating a normal product, the moving speed of the cutting table 14 is set to 200 mm / sec, which is the same as the normal moving speed, and the next step is performed to perform the QFN. The
本発明に係る製造装置の実施例2について、図8を参照して説明する。図8に示されるように、製造装置27は、被切断物(多層構造体)を複数の製品に個片化する装置である。製造装置27は、基板供給モジュールAと基板切断モジュールBと検査モジュールCとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素(各モジュールA〜C)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。 A second embodiment of the manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the manufacturing apparatus 27 is an apparatus for singulating a workpiece (multilayer structure) into a plurality of products. The manufacturing apparatus 27 includes the substrate supply module A, the substrate cutting module B, and the inspection module C as components. Each component (each module AC) is removable and replaceable with respect to the other component.
基板供給モジュールAには基板供給機構28が設けられる。被切断物に相当するQFN基板1が、基板供給機構28から搬出され、移送機構(図示なし)によって基板切断モジュールBに移送される。基板供給モジュールAには、製造装置27の動作や切断条件などを設定して制御する制御部CTLが設けられる。
The substrate supply module A is provided with a substrate supply mechanism 28. The
図8に示される製造装置27は、シングルカットテーブル方式の製造装置である。したがって、基板切断モジュールBには、1個の切断用テーブル14が設けられる。切断用テーブル14は、移動機構29によって図のY方向に移動可能であり、かつ、回転機構30によってθ方向に回動可能である。切断用テーブル14には切断用治具15(図4参照)が取り付けられ、切断用治具15の上にはQFN基板1が載置されて吸着される。
The manufacturing apparatus 27 shown in FIG. 8 is a single-cut table type manufacturing apparatus. Therefore, the substrate cutting module B is provided with one cutting table 14. The cutting table 14 is movable in the Y direction in the drawing by the moving
基板切断モジュールBには、切断機構としてスピンドル31が設けられる。製造装置27は、1個のスピンドル31が設けられるシングルスピンドル構成の製造装置である。スピンドル31は、独立してX方向とZ方向とに移動可能である。スピンドル31には回転刃12が取り付けられる。スピンドル31には、高速回転する回転刃12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(図示なし)が設けられる。切断用テーブル14とスピンドル31とを相対的に移動させることによってQFN基板1を切断する。回転刃12は、Y方向とZ方向とを含む面内において回転することによってQFN基板1を切断する。
The substrate cutting module B is provided with a spindle 31 as a cutting mechanism. The manufacturing apparatus 27 is a manufacturing apparatus of a single spindle configuration in which one spindle 31 is provided. The spindle 31 is movable independently in the X and Z directions. The rotary blade 12 is attached to the spindle 31. The spindle 31 is provided with a cutting water nozzle (not shown) for injecting cutting water to suppress the frictional heat generated by the rotating blade 12 rotating at high speed. The
基板切断モジュールBにおいて、まず、QFN基板1の長手方向に沿う切断線に沿ってQFN基板1の全厚さのうち一部分の厚さが切削される。次に、回転機構30によってQFN基板1を90度回転させ、QFN基板1の短手方向に沿う切断線に沿ってQFN基板1の全厚さに相当する部分が切断される。次に、回転機構30によってQFN基板1を90度回転させ、QFN基板1の長手方向に沿う切削溝に沿ってQFN基板1の全厚さのうち残りの厚さに相当する部分が切断される。3段階に分けてQFN基板1を切断することによって、QFN製品13が製造される(図5〜図7参照)。
In the substrate cutting module B, first, the thickness of a part of the total thickness of the
検査モジュールCには検査用テーブル32が設けられる。検査用テーブル32には、QFN基板1を切断して個片化された複数のQFN製品13からなる集合体、すなわち、切断済のQFN基板33が載置される。複数のQFN製品13は、検査用のカメラ(図示なし)によって検査され、良品と不良品とに選別される。良品はトレイ34に収容される。
The inspection module C is provided with an inspection table 32. On the inspection table 32, an assembly of a plurality of QFN products 13 obtained by cutting the
なお、本実施例においては、製造装置27の動作、QFN基板1の搬送、QFN基板1の切断、QFN製品13の検査など、すべての動作や制御を行う制御部CTLを基板供給モジュールA内に設けた。これに限らず、制御部CTLを他のモジュール内に設けてもよい。
In the present embodiment, the controller CTL for performing all operations and control such as the operation of the manufacturing apparatus 27, the transport of the
本実施例においては、シングルカットテーブル方式であって、シングルスピンドル構成の製造装置27を説明した。これに限らず、シングルカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置や、ツインカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置などにおいても、本発明を適用できる。 In the present embodiment, the manufacturing apparatus 27 of the single-cut table type and single-spindle configuration has been described. The present invention can be applied not only to this, but also to a manufacturing apparatus with a twin-spindle configuration using a single-cut table system and a manufacturing apparatus using a twin-spin-table configuration using a twin-spindle configuration.
各実施例においては、まず、QFN基板1の長手方向に沿う切断線に沿ってQFN基板1の全厚さのうち一部分の厚さを切削し、次に、短手方向に沿う切断線に沿ってQFN基板1の全厚さに相当する部分を切断し、最後に、長手方向に沿う切削溝に沿ってQFN基板1の全厚さのうち残りの厚さの部分を切断した。これに限らず、変形例として、まず、QFN基板1の短手方向に沿う切断線に沿ってQFN基板1の全厚さのうち一部分の厚さを切削し、次に、長手方向に沿う切断線に沿ってQFN基板1の全厚さに相当する部分を切断し、最後に、短手方向に沿う切削溝に沿ってQFN基板1の全厚さのうち残りの厚さの部分を切断してもよい。
In each embodiment, first, the thickness of a portion of the total thickness of the
各実施例においては、被切断物として、長手方向と短手方向とを持つ矩形の形状を有するQFN基板1を切断する場合を示した。これに限らず、正方形の形状を有するQFN基板を切断する場合にも本発明を適用できる。
In each of the embodiments, the case where the
各実施例においては、被切断物として、リードフレーム2上に封止樹脂8を形成したQFN基板1を切断する場合を示した。これに限らず、被切断物における基板として、ガラスエポキシ積層板、プリント配線板、セラミックス基板、金属ベース基板、フィルムベース基板などを使用し、その上に封止樹脂を形成した封止済基板についても本発明を適用できる。
In each example, the case where the
機能素子としては、IC(Integrated Circuit )、トランジスタ、ダイオードなどの半導体素子の他に、センサ、フィルタ、アクチュエータ、発振子などが含まれる。1個の領域に複数個の機能素子が搭載されてもよい。 The functional elements include, in addition to semiconductor elements such as integrated circuits (ICs), transistors, and diodes, sensors, filters, actuators, oscillators, and the like. A plurality of functional elements may be mounted in one area.
各実施例においては、切断用テーブル14に取り付けられた切断用治具15(図4参照)を使用して被切断物を固定する構成に本発明を適用した。これに限らず、粘着テープを使用して被切断物を固定する構成に本発明を適用してもよい。 In each of the embodiments, the present invention is applied to a configuration in which the object to be cut is fixed using the cutting jig 15 (see FIG. 4) attached to the cutting table 14. The present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a configuration in which an object to be cut is fixed using an adhesive tape.
更に、シリコン半導体や化合物半導体のウェーハがウェーハ状態のまま一括樹脂封止されたウェーハレベルパッケージのような実質的に円形の形状を有する被切断物を切断する場合においても、ここまで説明した内容を適用できる。本発明における被切断物は、2種類以上の材料によって構成される多層構造体であればよい。 Furthermore, even in the case of cutting an object having a substantially circular shape such as a wafer level package in which wafers of silicon semiconductors and compound semiconductors remain in a wafer state in a batch resin-sealed manner, the contents described above will be described. Applicable The object to be cut in the present invention may be a multilayer structure composed of two or more types of materials.
本発明に係る製造装置は、QFN基板1などの多層構造体を切断することによってQFN製品13などの製品を製造する際に、次のように動作する。その動作は、最終的にQFN製品13などを製造する工程(最終工程)において、その最終工程よりも前に形成された切削溝23において回転刃12がQFN基板1を切断する動作である。このことに基づいて、製造装置が次の順に動作するように制御されてもよい。第1に、短手方向に沿う複数の切断線10に沿って、QFN基板1の全厚さに相当する部分を切断する。
The manufacturing apparatus according to the present invention operates as follows when manufacturing a product such as the QFN product 13 by cutting a multilayer structure such as the
第2に、長手方向に沿う複数の切断線9に沿ってQFN基板1の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって、切削溝23を形成する。第3に、長手方向に沿う複数の切断線9に沿って形成された切削溝23において、QFN基板1における全厚さのうち残りの部分を切断する。
Second, the cutting
本発明によれば、最終工程よりも前の工程において形成された切削溝23において、回転刃12がQFN基板1などの多層構造体を切断して、最終的にQFN製品13などを製造する。このことを満たせば、QFN基板1をテーブル切断用テーブル14に載置する際に、リードフレーム2の側の面を下にして載置してもよい。
According to the present invention, in the cutting
本発明の要点は、被切断物を切断することによって個片化された複数個の製品を製造する際に、次の構成を採用することである。その構成は、最終的に複数個の製品を製造する工程(最終工程)において、その最終工程よりも前の工程において形成された切削溝において切断刃が被切断物を切断することである。言い換えれば、本発明の要点は、被切断物を切断することによって個片化された複数個の製品を製造する際に、最終工程において被切断物の全厚さのうち残る一部分の厚さを切断することである。 The gist of the present invention is to adopt the following configuration when manufacturing a plurality of individualized products by cutting a material to be cut. The configuration is that a cutting blade cuts a workpiece in a cutting groove formed in a step prior to the final step in a step of finally producing a plurality of products (final step). In other words, the gist of the present invention is that when manufacturing a plurality of individualized products by cutting the material to be cut, the thickness of the remaining portion of the total thickness of the material to be cut in the final step It is to cut.
この本発明の要点を満たせば、被切断物は、多層構造体であってもよく、実質的な単層構造体であってもよい。実質的な単層構造体の例として、主面に電子回路、アクチュエータなどとして機能する機能素子が形成された、Si、SiC、SiN、GaN、ダイヤモンド、サファイアなどの材料からなる基板(ウェーハ)が挙げられる。他に、単層構造体の例として、ガラス、セラミックス系材料が挙げられる。これらの材料は硬脆性材料なので、材料が切断される際にチッピング(欠け)、クラック(ひび)などの不具合が発生しやすい。 If the point of the present invention is satisfied, the object to be cut may be a multilayer structure or a substantially single layer structure. As an example of a substantial single layer structure, a substrate (wafer) made of a material such as Si, SiC, SiN, GaN, diamond, sapphire or the like is provided with a functional element functioning as an electronic circuit, an actuator or the like on the main surface. It can be mentioned. Other examples of the single layer structure include glass and ceramic materials. Since these materials are hard and brittle materials, defects such as chipping and cracks are likely to occur when the material is cut.
本発明によれば、実質的な単層構造体を切断して最終的に製品を完成させる場合において、加工負荷を低減できる。これによって、第1に、切断用治具における所定の位置から製品がずれたり飛散したりすることを防止できる。したがって、製品を製造する際に良品率を向上できる。第2に、製品におけるチッピング、クラックなどの不具合の発生を防止できる。したがって、製品を製造する際に製品の品質を向上できる。 According to the present invention, processing load can be reduced in the case of cutting a substantially single layer structure to finally complete the product. First, it is possible to prevent the product from shifting or scattering from the predetermined position in the cutting jig. Therefore, the yield rate can be improved when manufacturing a product. Second, it is possible to prevent the occurrence of defects such as chipping and cracks in the product. Therefore, the quality of the product can be improved when manufacturing the product.
被切断物が多層構造体である場合、及び、実質的な単層構造体である場合のいずれにおいても、本発明に係る製造装置は次の3つの動作を行う。
(1)第1の方向に沿う複数の切断線において、回転刃が被切断物の全厚さに相当する部分を切断する。
(2)第1の方向に交わる第2の方向に沿う複数の切断線において、回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって、切削溝を形成する。
(3)第2の方向に沿って形成された切削溝において、回転刃が被切断物の全厚さのうち残りの厚さの部分を切断する。
The manufacturing apparatus according to the present invention performs the following three operations in any of the cases where the object to be cut is a multilayer structure and the case where the object is a substantially single layer structure.
(1) In a plurality of cutting lines along the first direction, the rotary blade cuts a portion corresponding to the total thickness of the object to be cut.
(2) The cutting groove is formed by cutting the thickness of a part of the total thickness of the object at a plurality of cutting lines along a second direction intersecting the first direction.
(3) In the cutting groove formed along the second direction, the rotary blade cuts the remaining thickness portion of the total thickness of the object to be cut.
上述した (1)〜 (3)の動作が行われる順序は、動作 (1)、動作 (2)、動作 (3)の順序でもよく、動作 (2)、動作 (1)、動作 (3)の順序でもよい。 The order in which the operations (1) to (3) described above are performed may be the order of operation (1), operation (2), operation (3), operation (2), operation (1), operation (3) The order of
上述した動作 (2)においては、回転刃が被切断物の全厚さのうち上側における一部分の厚さを切削する。上述した動作 (3)においては、回転刃が被切断物の全厚さのうち下側において残る厚さ(全厚さから、動作 (2)において切削した一部分の厚さを差し引いた残りの厚さ)を切断する。したがって、動作 (2)及び動作 (3)のいずれの場合においても、回転刃が被切断物の全厚さを一括して切断する場合に比較して、回転刃と被切断物とが受ける加工負荷が低減される。このことによって、動作 (2)においては、製品の上縁付近におけるチッピング、クラックなどの不具合の発生を防止できる。動作 (3)においては、切断用治具における所定の位置から製品がずれたり飛散したりすることを防止できる。 In the operation (2) described above, the rotary blade cuts the thickness of a part of the total thickness of the object on the upper side. In the operation (3) described above, the remaining thickness obtained by subtracting the thickness of the portion cut in the operation (2) from the thickness remaining on the lower side of the entire thickness of the rotary blade (the entire thickness of the object to be cut Cut). Therefore, in either case of operation (2) and operation (3), the processing that the rotary blade and the object to be cut receive compared to the case where the rotary blade cuts the entire thickness of the object at once. The load is reduced. This can prevent the occurrence of defects such as chipping and cracks near the upper edge of the product in operation (2). In operation (3), it is possible to prevent the product from shifting or scattering from a predetermined position on the cutting jig.
被切断物がいっそう大きい硬度を有する場合又は被切断物がいっそう大きい脆性を有する場合においては、言い換えれば、被切断物がいっそう大きい難切削性を有する場合においては、本発明に係る製造装置は次の4つの動作を行う。
(1)第1の方向に沿う複数の切断線において、回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって、切削溝を形成する。
(2)第1の方向に沿って形成された切削溝において、回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを切断する。
(3)第1の方向に交わる第2の方向に沿う複数の切断線において、回転刃が被切断物の全厚さのうち一部分の厚さを切削することによって、切削溝を形成する。
(4)第2の方向に沿って形成された切削溝において、回転刃が被切断物の全厚さのうち残る厚さを切断する。
In the case where the object to be cut has an even greater hardness or in the case where the object to be cut has an even greater brittleness, in other words, if the object to be cut has an even greater difficulty in cutting, the manufacturing apparatus according to the present invention Perform four actions.
(1) At a plurality of cutting lines along the first direction, the rotary blade forms a cutting groove by cutting a thickness of a part of the total thickness of the object to be cut.
(2) In the cutting groove formed along the first direction, the rotary blade cuts the remaining thickness of the total thickness of the object to be cut.
(3) The cutting groove is formed by cutting a thickness of a part of the total thickness of the object at a plurality of cutting lines along the second direction intersecting the first direction.
(4) In the cutting groove formed along the second direction, the rotary blade cuts the remaining thickness of the total thickness of the object to be cut.
上述した4つの動作は、被切断物が多層構造体である場合、及び、実質的な単層構造体である場合のいずれにおいても適用される。上述した (1)〜 (4)の動作が行われる順序は次の2つの順序をいずれも満たせばよい。第1に、動作 (1)の後に動作 (2)が行われることである。第2に、動作 (3)の後に動作 (4)が行われることである。回転機構30による切断用テーブル14の回転回数(図5〜図8参照)を最少にするという見地から、動作の順序が、動作 (1)、動作 (2)、動作 (3)、動作 (4)の順序、又は、動作 (3)、動作 (4)、動作 (1)、動作 (2) の順序であることが好ましい。上述した4つの動作を適切に行うことにより、製品の上縁付近におけるチッピング、クラックなどの発生と、切断用治具における所定の位置からの製品のずれ、飛散などの発生とを、防止できる。 The four operations described above apply both when the object to be cut is a multilayer structure and when it is a substantially single layer structure. The order in which the operations (1) to (4) described above are performed may satisfy both of the following two orders. First, operation (2) is performed after operation (1). Second, operation (4) is performed after operation (3). From the viewpoint of minimizing the number of rotations of the cutting table 14 by the rotation mechanism 30 (see FIGS. 5 to 8), the operation sequence is the operation (1), the operation (2), the operation (3), the operation (4) It is preferable that the order of (1) or (3), (4), (1), and (2) be followed. By appropriately performing the four operations described above, it is possible to prevent the occurrence of chipping, cracks and the like in the vicinity of the upper edge of the product and the occurrence of displacement and scattering of the product from a predetermined position in the cutting jig.
まとめると、被切断物が大きい難切削性を有する場合において、本発明に係る製造装置は次の動作を行う。第1の方向に沿う複数の切断線において、回転刃が被切断物をN段階の切削によって切断する(Nは、N≧1なる整数)。第2の方向に沿う複数の切断線において、回転刃が被切断物をM段階の切削によって切断する(Mは、M≧2なる整数)。被切断物の難切削性が切削する方向によって異なる場合には、大きい難切削性を有する方向に沿って切断する段階数を、小さい難切削性を有する方向に沿って切断する段階数よりも大きくすることができる。 In summary, in the case where the object to be cut has a large difficulty in cutting, the manufacturing apparatus according to the present invention performs the following operation. The rotary blade cuts the object by N stages of cutting at a plurality of cutting lines along the first direction (N is an integer such that N ≧ 1). At a plurality of cutting lines along the second direction, the rotary blade cuts the object by M-step cutting (M is an integer such that M ≧ 2). When the difficult-to-cut property of the object to be cut differs depending on the cutting direction, the number of steps of cutting along the direction of high hard-to-cut property is greater than the number of steps of cutting along the direction of low hard-to-cut can do.
本発明は、上述した各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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be arbitrarily and appropriately combined, changed, or selected and adopted as needed without departing from the scope of the present invention. It is.
1 QFN基板(被切断物)
2 リードフレーム(基板)
3 半導体チップ(機能素子)
4 ダイパッド
4a ダイパッドの下面
5 リード
5a リードの下面
5b リードの側面
6 タイバー
7 ボンディングワイヤ
8 封止樹脂
9 切断線(第1の切断線、第2の切断線)
10 切断線(第2の切断線、第1の切断線)
11 領域
12 回転刃
13 QFN製品(製品)
14 切断用テーブル(テーブル)
15 切断用治具
16 金属プレート
17 樹脂シート
18 突起部
19 吸着孔
20 空間
21、22 切断溝
23 切削溝
24、26 切断跡
25 中間体
27 製造装置
28 基板供給機構
29 移動機構
30 回転機構
31 スピンドル
32 検査用テーブル
33 切断済のQFN基板
34 トレイ
A 基板供給モジュール
B 基板切断モジュール
C 検査モジュール
CTL 制御部
1 QFN substrate (object to be cut)
2 Lead frame (substrate)
3 Semiconductor chip (functional device)
4 die pad 4a lower surface of
10 cutting line (second cutting line, first cutting line)
11 area 12 rotary blade 13 QFN product (product)
14 Table for cutting (table)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Jig for cutting 16
Claims (10)
前記被切断物が載置されるテーブルと、
前記被切断物を切断する回転刃と、
前記テーブルと前記回転刃とを相対的な移動速度によって相対的に移動させる移動機構と、
少なくとも前記回転刃の回転と前記移動機構による移動とを制御する制御部とを備え、 前記制御部は、前記製造装置が次の第1から第3の動作を第2の動作、第1の動作、第3の動作の順で行うように前記製造装置を制御し、第1から第3の動作によって前記被切断物を個片化することを特徴とする製造装置。
(1)前記複数の第1の切断線において、前記回転刃が前記被切断物を第1の移動速度によって切断する第1の動作。
(2)前記複数の第2の切断線において、前記回転刃が前記被切断物の全厚さのうち前記基板を含む一部分の厚さを第2の移動速度によって切削することによって、切削溝を形成する第2の動作。
(3)前記切削溝において、前記回転刃が前記被切断物の全厚さのうち前記封止樹脂からなる残りの厚さを第3の移動速度によって前記第2の動作と同方向に切断する第3の動作。 A plurality of first cutting lines along a first direction, a plurality of second cutting lines along a second direction intersecting the first direction, the plurality of first cutting lines and the plurality of first lines the second cutting line have a plurality of regions each surrounded, functional element on the substrate by cutting the object to be cut which is sealed by a sealing resin, the plurality corresponding to each of the plurality of regions A manufacturing apparatus used when manufacturing a product,
A table on which the object is placed;
A rotary blade for cutting the workpiece;
A moving mechanism that relatively moves the table and the rotary blade according to a relative moving speed;
The control unit controls at least the rotation of the rotary blade and the movement by the moving mechanism, and the control unit is configured to control the manufacturing apparatus to perform the following first to third operations, the second operation, and the first operation. And controlling the manufacturing apparatus so as to be performed in the order of a third operation, and singulating the workpiece by the first to third operations .
(1) A first operation in which the rotary blade cuts the object at a first moving speed at the plurality of first cutting lines.
(2) In the plurality of second cutting lines, the rotary blade cuts the thickness of a portion including the substrate out of the total thickness of the object to be cut at a second moving speed, thereby the cutting groove is formed. The second operation to form.
(3) In the above cutting groove, the rotary blade is cutting the second operation in the same direction remaining thickness composed of the sealing resin of the total thickness of the third movement speed of the object to be cut Third action.
前記被切断物は、前記基板と、前記基板における前記複数の領域においてそれぞれ設けられた前記機能素子とを少なくとも有することを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to claim 1,
The object to be cut, the substrate and the manufacturing apparatus characterized by having at least a said functional element provided respectively in said plurality of regions in said substrate.
前記基板はリードフレームであり、
前記回転刃の厚さが前記リードフレームに含まれるタイバーの幅よりも大きいことを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to claim 2 ,
The substrate is a lead frame,
A manufacturing apparatus characterized in that a thickness of the rotary blade is larger than a width of a tie bar included in the lead frame.
前記複数の製品はQFNであることを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to claim 3 ,
A manufacturing apparatus characterized in that the plurality of products are QFNs.
前記第3の移動速度が前記第2の移動速度に比較して同じこと又は遅いことを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to claim 1,
A manufacturing apparatus characterized in that the third moving speed is the same as or slower than the second moving speed.
前記被切断物が載置されるテーブルと、前記被切断物を切断する回転刃と、前記テーブルと前記回転刃とを相対的な移動速度によって相対的に移動させる移動機構とを有する製造装置を準備する工程と、
前記複数の第1の切断線において、前記回転刃が前記被切断物を第1の移動速度によって切断する第1の工程と、
前記複数の第2の切断線において、前記回転刃が前記被切断物の全厚さのうち前記基板を含む一部分の厚さを第2の移動速度によって切削することによって、切削溝を形成する第2の工程と、
前記切削溝において、前記回転刃が前記被切断物の全厚さのうち前記封止樹脂からなる残りの厚さを第3の移動速度によって前記第2の工程と同方向に切断する第3の工程とを含み、
前記第1の工程から第3の工程は、第2の工程、第1の工程、第3の工程の順で行われ、前記第1から前記第3の工程によって前記被切断物が個片化することを特徴とする製造方法。 A plurality of first cutting lines along a first direction, a plurality of second cutting lines along a second direction intersecting the first direction, the plurality of first cutting lines and the plurality of first lines the second cutting line have a plurality of regions each surrounded, functional element on the substrate by cutting the object to be cut which is sealed by a sealing resin, the plurality corresponding to each of the plurality of regions A manufacturing method for manufacturing a product,
A manufacturing apparatus having a table on which the object to be cut is placed, a rotary blade for cutting the object, and a moving mechanism for relatively moving the table and the rotary blade at a relative moving speed. The step of preparing
A first step of the rotary blade cutting the workpiece at a first moving speed at the plurality of first cutting lines;
In the plurality of second cutting lines, the rotary blade forms a cutting groove by cutting the thickness of a portion including the substrate among the total thickness of the workpiece at a second moving speed. 2 processes,
In the cutting groove, a third cutting the remaining thickness consisting of the sealing resin of the total thickness of said rotary blade is the object to be cut to a third second step in the same direction by the movement speed of the and a process,
The first to third steps are performed in the order of a second step, a first step, and a third step, and the workpiece is separated into pieces by the first to third steps. manufacturing method characterized by.
前記被切断物は、前記基板と、前記基板における前記複数の領域においてそれぞれ設けられた前記機能素子とを少なくとも有することを特徴とする製造方法。 In the manufacturing method according to claim 6 ,
The object to be cut, the substrate and the manufacturing method characterized by comprising at least a said functional element provided respectively in said plurality of regions in said substrate.
前記基板はリードフレームであり、
前記回転刃の厚さが前記リードフレームに含まれるタイバーの幅よりも大きいことを特徴とする製造方法。 In the manufacturing method according to claim 7 ,
The substrate is a lead frame,
A manufacturing method characterized in that a thickness of the rotary blade is larger than a width of a tie bar included in the lead frame.
前記複数の製品はQFNであることを特徴とする製造方法。 In the manufacturing method according to claim 8 ,
The plurality of products are QFNs.
前記第3の移動速度が前記第2の移動速度に比較して同じこと又は遅いことを特徴とする製造方法。 In the manufacturing method according to claim 6 ,
The manufacturing method characterized in that the third moving speed is the same as or slower than the second moving speed.
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