TWI431677B - Segmentation method of packaging substrate - Google Patents

Description

封裝基板之分割方法 發明領域

本發明係有關於一種CSP基板、QFN基板等封裝基板之分割方法。

發明背景

隨著半導體之高積體化，如BGA(球柵陣列，Ball Grid Array)或QFN(四側無引腳扁平封裝，Quad Flat Non-leaded Package)等搭載有IC晶片半導體之封裝基板係藉由切塊裝置等加工裝置於被切削領域上進行加工，且形成為尺寸大致與半導體晶片相同之封裝體。

在此，一般之半導體晶圓係於進行為應切削之被切削領域與切削刀片之定位的對準後，切削業經對準之被切削領域，然後，各個被切削領域之間隔地一面分度進給切削刀片一面進行切削，即，對準係僅針對最初進行切削之被切削領域來進行，因此，進行切削之前提是所有被切削領域呈高精度平行地形成。

然而，實際上卻有各被切削領域之角度偏離之情形，特別是在CSP(晶片尺寸封裝，Chip Size Package)基板或QFN基板時，在樹脂鑄模時配線基板上產生應變，且各被切削領域之平行精度容易降低。在被切削領域未呈平行時，若設想如前述般所有被切削領域呈平行地形成而進行切削，則會切削到被切削領域以外之領域，例如晶片領域， 且會有損傷半導體元件之問題。

故，如針對所有被切削領域進行對準，並參照每個被切削領域之對準資訊而切削各被切削領域之方法(例如參照專利文獻1)，或測定配置於基板對邊之對準目標之距離，並利用加工線數進行分割且算出加工分度並進行切削之方法(例如參照專利文獻2)等，進行特殊之對準且比進行標準對準(以等間隔加工)更高精度地進行加工。

[專利文獻1]日本專利公開公報特開平9-52227號公報

[專利文獻2]特開2002-33295號公報

【發明內容】 發明揭示

然而，於應變大之基板中，在橫斷、切削封裝體長邊側之多數區塊時，於一線內之誤差大，且即使是如前述特殊之對準，亦會產生切削到被切削領域外等之問題，因此，針對封裝基板在最初每區塊地進行分割，且業經分割之每一區塊皆進行個別化等額外之程序會增加且沒有效率。

本發明係有鑑於前述問題，目的在提供一種即使是應變大的基板，亦可直接於具有應變之一片基板之狀態下有效且精度良好地進行切削加工之封裝基板之分割方法。

為了解決前述問題並達成目的，有關本發明之封裝基板之分割方法係使用切削裝置將封裝基板分割成各個封裝元件，且前述封裝基板係將藉由分割預定線劃分形成預定 數複數元件之區塊排列二塊以上且藉由剩餘連結部連結而形成者，又，前述切削裝置包含有：夾頭台，係保持前述封裝基板且可調整旋轉角度者；切削機構，係具有切削被保持於該夾頭台上之前述封裝基板之切削刀片，且可相對於前述夾頭台之表面朝垂直方向切入、退出者；切削進給機構，係進行切削進給，使前述夾頭台與前述切削機構相對地朝切削進給方向移動者；及分度進給機構，係進行分度進給，使前述夾頭台與前述切削機構相對地朝與前述切削進給方向正交之分度進給方向移動者。又，該封裝基板之分割方法包含有：測定程序，係測定被保持於前述夾頭台上之前述封裝基板之前述區塊單位所有分割預定線之角度；及切削程序，係利用所測定一區塊寬之分割預定線之角度，依序地進行分割預定線之切削，且，於前述切削程序中，在進行前述區塊藉由前述剩餘連結部朝前述切削進給方向排列、連結二塊以上之方向之切削時，反覆進行以下一連串動作，即：前述切削刀片切入前述剩餘連結部並進行一區塊之切削進給，若該切削刀片到達相鄰之前述剩餘連結部，則前述切削機構朝上方暫時地退出。

由於有關本發明之封裝基板之分割方法在藉由剩餘連結部連結之長邊側係以區塊單位測定傾斜角度，且利用一區塊寬之分割預定線之角度依序地改變封裝基板之旋轉角度並進行切削，因此，即使於應變大之基板時，亦可藉由良好精度進行切削加工，又，藉由在每次一區塊寬度份之 切削時皆反覆使切削刀片暫時地朝上方退出再使其於剩餘連結部切入之動作，而可直接於具有應變之一片基板之狀態下有效地進行處理。

用以實施發明之最佳形態

以下參照圖式，說明使用為本發明較佳實施形態之切削裝置的封裝基板之分割方法。

第1圖係顯示適用本發明實施形態之封裝基板之分割方法的切削裝置例之外觀透視圖，第2圖係顯示抽出其切削機構周圍之構造之透視圖。本實施形態之切削裝置10係將構成切削對象之CSP基板等封裝基板11沿著分割預定線進行切削，概略構造如第1圖所示，包含有夾頭台12、攝影機構13、切削機構20及控制機構30。

切削機構20包含有：主軸22，係裝設有切削刀片21且可自由裝卸者；及外殼23，係將該主軸22支持為可旋轉，並包含進行旋轉驅動之未圖示驅動源且呈圓筒狀者，又，切削刀片21係作用於被保持在夾頭台12上之封裝基板11並進行切削。

攝影機構13係搭載有用以將被保持於夾頭台12上之封裝基板11表面進行攝影之CCD攝影機等的顯微鏡，且為提供切削刀片21相對於應切削分割預定線之定位的對準用。如第2圖所示，該攝影機構13係於外殼23之側部設置成於X軸方向中與切削刀片21位於一直線上，且可與切削機構20一體地移動。

封裝基板11係透過保持帶T，於與框體F構成一體之狀態下保持於夾頭台12上，如第2圖所示，保持該封裝基板11之夾頭台12係與旋轉機構14連結且可於水平面內旋轉，旋轉機構14係固定於移動基台15上，在此，切削裝置10包含有用以進行切削動作所必須之進給動作的切削進給機構50、切入進給機構60及分度進給機構70。

切削進給機構50係用以使移動基台15朝X軸方向移動，藉此，使夾頭台12相對於切削機構20相對地朝X軸方向進行切削進給。切削進給機構50包含有：滾珠螺桿51，係配置於X軸方向者；脈衝馬達52，係與滾珠螺桿51之一端連結者；及一對導軌53，係排列成與滾珠螺桿51平行者，又，設置於移動基台15下部之未圖示螺帽係與滾珠螺桿51螺合。滾珠螺桿51係藉由脈衝馬達52驅動並旋轉，且移動基台15隨之受導軌53導引而朝X軸方向移動。

切入進給機構60係用以使支持切削機構20之外殼23的支持部16相對於壁部17相對地朝Z軸方向移動，藉此，使切削機構20升降並控制相對於封裝基板11之切入量。切入進給機構60包含有：滾珠螺桿61，係於壁部17之一側面配置於Z軸方向者；脈衝馬達62，係使該滾珠螺桿61旋動者；及一對導軌63，係排列成與滾珠螺桿61平行者，又，支持部16內部之未圖示螺帽係與滾珠螺桿61螺合。支持部16係藉由脈衝馬達62驅動，且隨著滾珠螺桿61之旋動而受導軌63導引並朝Z軸方向升降，又，受支持部16支持之切削機構20的切削刀片20亦朝Z軸方向升降，藉此，切削機構20可相對 於夾頭台11之表面朝垂直方向切入、退出。

分度進給機構70係用以使透過支持部16支持切削機構20之外殼23的壁部17朝Y軸方向移動，藉此，使切削機構20相對於夾頭台12相對地朝Y軸方向進行分度進給。分度進給機構70包含有：滾珠螺桿71，係配置於Y軸方向者；脈衝馬達72，係與滾珠螺桿71之一端連結者；及一對導軌73，係排列成與滾珠螺桿71平行者，又，設置於與壁部17一體地形成之移動基台18下部的未圖示螺帽係與滾珠螺桿71螺合。滾珠螺桿71係藉由脈衝馬達72驅動並旋轉，且移動基台18隨之受導軸73導引而朝Y軸方向移動。

控制機構30係於利用切削刀片21來進行之封裝基板11之切削時，控制攝影機構13、切削機構20、切削進給機構50、切入進給機構60及分度進給機構70等，且實行以下程序，即：測定程序，係測定被保持於夾頭台12上之封裝基板11之區塊單位所有分割預定線之角度者；及切削程序，係利用所測定一區塊寬之分割預定線之角度，依序地進行分割預定線之切削者。此時，於切削程序中，控制成在進行區塊藉由剩餘連結部朝切削進給方向排列、連結二塊以上之方向之切削時反覆以下一連串動作，即：切削刀片21係於剩餘連結部切入並進行一區塊之切削進給，若切削刀片21到達相鄰之剩餘連結部，則切削機構20係朝上方暫時地退出。

以下詳細說明於利用控制機構30之控制下所實行之本實施形態封裝基板11之分割方法，首先，於本實施形態中， 作成切削對象之封裝基板11係於球狀端子自內面突出之配線基板之表面上積層、結合一片或二片以上之半導體晶片，再利用樹脂將業已結合之半導體晶片進行鑄模，藉此，如第3圖所示，可構成一片基板。在此，封裝基板11係藉由剩餘連結部E連結複數區塊A、B、C、D且形成為細長矩形狀，又，前述複數區塊A、B、C、D係藉由分割預定線(街道)S劃分、形成預定數之複數CSP晶片等元件11a。於第3圖等中，顯示各由3×3=9個之元件11a所構成之四個區塊例，然而，封裝基板11更實際之構造係例如長邊方向之長度L為220mm，同時各由7×5=35個之元件11a所構成之五個區塊係透過寬度6.5mm之剩餘連結部E朝長邊方向連結。

又，於封裝基板11中，每分割預定線S地於區塊A~D外之位置形成對準圖案，在此，若著眼於封裝基板11之長邊方向，則規定長邊方向分割預定線S之位置的對準圖案係以區塊A~D單位形成為如A₁₁ 、A₁₄ 、B₁₁ 、B₁₄ 、C₁₁ 、C₁₄ 、D₁₁ 、D₁₄ 、A₂₁ 、~、A₄₁ 、A₄₄ 、B₄₁ 、B₄₄ 、C₄₁ 、C₄₄ 、D₄₁ 、D₄₄ ，規定短邊方向分割預定線S之位置的對準圖案亦同樣地形成。此種封裝基板11之應變大，且如第3圖所示，分割預定線S亦常常會彎曲成圓弧狀。

首先，欲切削被保持於夾頭台12上之封裝基板11時，最初必須進行應切削分割預定線與切削刀片21之Y軸方向的定位，故，藉由切削進給機構50使夾頭台12朝X軸方向移動，同時藉由分度進給機構70使攝影機構13朝Y軸方向移動，且將封裝基板11定位於攝影機構13之正下方，並將封 裝基板11之表面進行攝影。

在此，將各對準圖案依序地進行攝影並求取各對準圖案之X座標及Y座標，藉此，測定被保持於夾頭台12上之封裝基板11之區塊A~D單位所有分割預定線S相對於X軸方向的傾斜角度，舉例言之，如第4圖所示，藉由求取區塊A之對準圖案A₁₁ 、A₁₄ 之座標，求取分割預定線S₁₁ 相對於X軸方向之傾斜角度θ₁₁ ，並使其記憶在未圖示之記憶體中。又，藉由求取區塊B之對準圖案B₁₁ 、B₁₄ 之座標，求取分割預定線S₁₂ 相對於X軸方向之傾斜角度θ₁₂ ，且藉由求取區塊C之對準圖案C₁₁ 、C₁₄ 之座標，求取分割預定線S₁₃ 相對於X軸方向之傾斜角度θ₁₃ ，並藉由求取區塊D之對準圖案D₁₁ 、D₁₄ 之座標，求取分割預定線S₁₄ 相對於X軸方向之傾斜角度θ₁₄ ，且使其記憶在未圖示之記憶體中。以下有關分割預定線S₂₁ ~S₄₄ 亦同樣地求取傾斜角度，並使其記憶在未圖示之記憶體中，短邊方向之分割預定線亦依據對準圖案之座標，分別求取相對於Y軸方向之傾斜角度，並使其記憶在未圖示之記憶體中。

其次，利用所測定一區塊寬之分割預定線之角度，依序地進行分割預定線之切削，在此，說明長邊方向之切削。首先，如第5(a)圖所示，藉由旋轉機構14，就傾斜角度θ₁₁ 份使夾頭台12旋轉，藉此，將區塊A用之最初分割預定線S₁₁ 作成與X軸方向平行。又，藉由分度進給機構70，使切削機構20朝Y軸方向移動，藉此，使切削刀片21之Y座標位置與分割預定線S₁₁ 一致。又，於該狀態下，藉由切削進給機構 50，使夾頭台12朝-X軸方向移動，同時藉由切入進給機構60使切削機構20下降，且使高速旋轉之切削刀片21自封裝基板11端部之剩餘連結部E切入，並進行區塊A用一區塊份之切削進給，藉此，形成依從區塊A用之分割預定線S₁₁ 的***部(切削溝)K₁₁ 。

然後，若結束區塊A用一區塊寬度份之分割預定線S₁₁ 之全片切削，並到達與相鄰之下個區塊B間的剩餘連結部E，則藉由切入進給機構60使切削機構20朝上方暫時地退出，藉此，中斷切削動作。又，藉由旋轉機構14，就與分割預定線S₁₁ 間之相對角度(θ₁₂ -θ₁₁ )份使夾頭台12旋轉，藉此，如第5(b)圖所示，將區塊B用之分割預定線S₁₂ 作成與X軸方向平行。又，藉由分度進給機構70，使切削機構20朝Y軸方向移動，藉此，使切削刀片21之Y座標位置與分割預定線S₁₂ 一致。又，於該狀態下，藉由切削進給機構50，使夾頭台12朝-X軸方向移動，同時藉由切入進給機構60使切削機構20下降，且使高速旋轉之切削刀片21自封裝基板11之區塊A、B間之剩餘連結部E再度地切入，並進行區塊B用一區塊份之切削進給，藉此，形成依從區塊B用之分割預定線S₁₂ 的***部K₁₂ 。

然後，若結束區塊B用一區塊寬度份之分割預定線S₁₂ 之全片切削，並到達與相鄰之下個區塊C間的剩餘連結部E，則藉由切入進給機構60使切削機構20朝上方暫時地退出，藉此，中斷切削動作。又，藉由旋轉機構14，就與分割預定線S₁₂ 間之相對角度(θ₁₃ -θ₁₂ )份使夾頭台12旋轉，藉 此，如第5(c)圖所示，將區塊C用之分割預定線S₁₃ 作成與X軸方向平行。又，藉由分度進給機構70，使切削機構20朝Y軸方向移動，藉此，使切削刀片21之Y座標位置與分割預定線S₁₃ 一致。又，於該狀態下，藉由切削進給機構50，使夾頭台12朝-X軸方向移動，同時藉由切入進給機構60使切削機構20下降，且使高速旋轉之切削刀片21自封裝基板11之區塊B、C間之剩餘連結部E再度地切入，並進行區塊C用一區塊份之切削進給，藉此，形成依從區塊C用之分割預定線S₁₃ 的***部K₁₃ 。

再者，若結束區塊C用一區塊寬度份之分割預定線S₁₃ 之全片切削，並到達與相鄰之下個區塊D間的剩餘連結部E，則藉由切入進給機構60使切削機構20朝上方暫時地退出，藉此，中斷切削動作。又，藉由旋轉機構14，就與分割預定線S₁₃ 間之相對角度(θ₁₄ -θ₁₃ )份使夾頭台12旋轉，藉此，如第5(d)圖所示，將區塊D用之分割預定線S₁₄ 作成與X軸方向平行。又，藉由分度進給機構70，使切削機構20朝Y軸方向移動，藉此，使切削刀片21之Y座標位置與分割預定線S₁₄ 一致。又，於該狀態下，藉由切削進給機構50，使夾頭台12朝-X軸方向移動，同時藉由切入進給機構60使切削機構20下降，且使高速旋轉之切削刀片21自封裝基板11之區塊C、D間之剩餘連結部E再度地切入，並進行區塊D用一區塊份之切削進給，藉此，形成依從區塊D用之分割預定線S₁₄ 的***部K₁₄ 。

以後，針對各分割預定線S₂₁ ~S₄₄ 亦反覆同樣之動作， 藉此，如第6圖所示，形成依從長邊方向之各分割預定線S₁₁ ~S₄₄ 的***部K₁₁ ~K₄₄ 。另，依從短邊方向之各分割預定線之切削處理係如習知般進行。

即，若於封裝基板11上未具有應變時，舉例言之，分割預定線S₁₁ 、S₁₂ 、S₁₃ 、S₁₄ 部分可作成一條連續之分割預定線而藉由切削刀片21連續地切削，然而，於本實施形態中，考慮因封裝基板11之應變所造成之彎曲等，將一條應連續分割預定線作成分割預定線S₁₁ 、S₁₂ 、S₁₃ 、S₁₄ 而分割成複數線份，且每線份地決定其位置或角度，並依據其位置資訊或角度資訊，利用區塊單位之切碎機切削方式進行切削。在此，將一條應連續分割預定線分割成複數線份之邊界係作成區塊間之寬度6.5mm之剩餘連結部E，藉此，可將在一條應連續分割預定線途中改變角度所造成之影響作成最小限度。

依此，若藉由本實施形態之封裝基板11之分割方法，則由於在藉由剩餘連結部E連結之長邊側係以區塊單位測定傾斜角度，且利用一區塊寬之分割預定線之角度依序地改變封裝基板11之旋轉角度並進行切削，因此，即使於應變大之封裝基板11時，亦可藉由良好精度進行切削加工。又，由於在每次一區塊寬度份之切削時皆反覆使切削刀片21暫時地朝上方退出再使其於剩餘連結部E切入之動作，因此可直接於具有應變之一片封裝基板11之狀態下有效地進行處理。

本發明並未限於前述實施形態，只要是未脫離本發明 旨趣之範圍，則可進行各種變形，舉例言之，本實施形態係讀取所有對準圖案之座標並測定各分割預定線之位置、角度，然而，舉例言之，關於區塊A，亦可讀取配置於區塊A對邊之各二個對準圖案A₁₁ 、A₁₄ 、A₄₁ 、A₄₄ 之座標並測定其距離，且藉由分割預定線數進行等分割，藉此，決定分割預定線S₁₁ 、S₂₁ 、S₃₁ 、S₄₁ 之位置、角度。

又，本實施形態係說明如CSP基板之封裝基板11的適用例，然而，亦可為QFN基板，再者，被稱作次世代CSP之晶圓級CSP (WL-CSP)等亦可同樣地適用。

10‧‧‧切削裝置

11‧‧‧封裝基板

11a‧‧‧元件

12‧‧‧夾頭台

13‧‧‧攝影機構

14‧‧‧旋轉機構

15，18‧‧‧移動基台

16‧‧‧支持部

17‧‧‧壁部

20‧‧‧切削機構

21‧‧‧切削刀片

22‧‧‧主軸

23‧‧‧外殼

30‧‧‧控制機構

50‧‧‧切削進給機構

51，61，71‧‧‧滾珠螺桿

52，62，72‧‧‧脈衝馬達

53，63，73‧‧‧導軌

60‧‧‧切入進給機構

70‧‧‧分度進給機構

A，B，C，D‧‧‧區塊

E‧‧‧剩餘連結部

F‧‧‧框體

K‧‧‧***部

S‧‧‧分割預定線

T‧‧‧保持帶

第1圖係顯示適用本發明實施形態之封裝基板之分割方法的切削裝置例之外觀透視圖。

第2圖係顯示抽出第1圖之切削機構周圍之構造的透視圖。

第3圖係顯示封裝基板之概略平面圖。

第4圖係顯示有關封裝基板之分割預定線測定結果例之概略平面圖。

第5(a)至5(d)圖係依序地顯示封裝基板之分割處理例之概略平面圖。

第6圖係顯示封裝基板上所形成之***部例之概略平面圖。

11‧‧‧封裝基板

A，B，C，D‧‧‧區塊

E‧‧‧剩餘連結部

K₁₁ , K₁₂ , K₁₃ , K₁₄ ‧‧‧***部

Claims (1)

1. 一種封裝基板之分割方法，係使用切削裝置將封裝基板分割成各個封裝元件，且前述封裝基板係將藉由分割預定線劃分形成預定數複數元件之區塊排列二塊以上且藉由剩餘連結部連結而形成者，又，前述切削裝置包含有：夾頭台，係保持前述封裝基板且可調整旋轉角度者；切削機構，係具有切削被保持於該夾頭台上之前述封裝基板之切削刀片，且可相對於前述夾頭台之表面朝垂直方向切入、退出者；切削進給機構，係進行切削進給，使前述夾頭台與前述切削機構相對地朝切削進給方向移動者；及分度進給機構，係進行分度進給，使前述夾頭台與前述切削機構相對地朝與前述切削進給方向正交之分度進給方向移動者，又，該封裝基板之分割方法包含有：測定程序，係測定被保持於前述夾頭台上之前述封裝基板之前述區塊單位所有分割預定線之角度；及切削程序，係利用所測定一區塊寬之分割預定線之角度，依序地進行分割預定線之切削，且，於前述切削程序中，在進行前述區塊藉由前述剩餘連結部朝前述切削進給方向排列、連結二塊以上之方向之切削時，反覆進行以下一連串動作，即：前述切削刀片切入前述剩餘連結部並進行一區塊之切削進給，若該切削刀片到達相鄰之前述剩餘連結部，則前述切削機構朝上方暫時地退出。