TWI661900B - 磨削裝置及矩形基板之磨削方法 - Google Patents

磨削裝置及矩形基板之磨削方法 Download PDF

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Abstract

本發明之課題為提供一種可抑制磨削輪的大型化之磨削裝置及矩形基板之磨削方法。解決手段為磨削矩形基板的正面或背面的磨削裝置，特徵在於，其包括工作夾台、磨削組件、磨削進給組件及移動組件。該工作夾台具有吸引保持矩形基板之保持面，該磨削組件將用以磨削被保持於該工作夾台上的矩形基板的磨削輪支撐成可旋轉，該磨削進給組件相對於該工作夾台之保持面於垂直方向上磨削進給該磨削組件，該移動組件在與該工作夾台之保持面為平行的方向上使該工作夾台及該磨削組件相對地移動。且該工作夾台上配置有用以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板之夾持組件，並將該配置成環狀的磨削磨石之外徑設定成比矩形基板的短邊還要小。

Description

磨削裝置及矩形基板之磨削方法 發明領域
本發明是關於適用於磨削大型封裝基板等矩形基板的磨削裝置以及使用該磨削裝置的矩形基板之磨削方法。
發明背景
在半導體元件的製程中，形成有LSI等電路的複數個半導體晶片是被安裝在引線框架或印刷電路基板上，而在將半導體晶片的電極結合(bonding)連接到基板的電極之後，利用樹脂密封正面或背面，以形成CSP(Chip Size Package)基板或BGA(Ball Grid Array)基板等封裝基板。
之後，利用切削刀片等切割封裝基板而做成單片化，以製造出以樹脂密封的一個個半導體元件(參照例如日本專利特開2009-253058號)。如此進行而製造出的半導體元件被廣泛地應用在行動電話及個人電腦等各種電子機器上。
隨著近年來的電子設備的小型化、薄型化，半導體元件也被期望能小型化、薄型化，在半導體元件的製程中，有欲將半導體晶片被樹脂密封之封裝基板的樹脂密封 面磨削而薄化之要求，或欲將安裝在印刷電路基板上的半導體晶片之背面磨削而薄化之要求。
在該等磨削中，會廣泛地使用像例如日本專利特開2008-272866號公報中所揭示之稱為研磨機(grinder)的磨削裝置。磨削裝置包括吸引保持封裝基板等被磨削物的工作夾台，以及具有面對保持在工作夾台上的被磨削物而被配置的磨削磨石之磨削輪，並可在磨削磨石已抵接於被磨削物的狀態下藉由滑移來執行磨削。
為了使CSP基板等封裝基板也能將被覆於背面之密封樹脂的厚度形成為均一，可利用磨削裝置來磨削密封樹脂(參照例如日本專利特開2011-192781號公報)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2009-253058號公報
專利文獻2：日本專利特開2008-272866號公報
專利文獻3：日本專利特開2011-192781號公報
發明概要
但是，近年來CSP基板等封裝基板大型化成例如500mm×700mm，伴隨著該情形，磨削裝置的磨削輪也被大型化，而有磨削輪的更換變得困難之問題。又，伴隨著磨削輪的大型化而有磨削裝置也不得不大型化之問題。
本發明是有鑑於這樣的問題點而作成的發明，其 目的在於提供一種可抑制磨削輪的大型化的磨削裝置及矩形基板之磨削方法。
根據第1項記載之發明，是提供一種磨削矩形基板的正面或背面之磨削裝置，該磨削裝置的特徵在於，其包括：具有吸引保持矩形基板之保持面的工作夾台、將用以磨削被保持於該工作夾台上的矩形基板的磨削輪支撐成可旋轉之磨削組件、相對於該工作夾台之保持面於垂直方向上磨削進給該磨削組件的磨削進給組件，及在與該工作夾台之保持面為平行的方向上使該工作夾台及該磨削組件相對地移動之移動組件，且該工作夾台上配置有用以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板之夾持組件，並將該配置成環狀的磨削磨石之外徑設定成比矩形基板的短邊還要小。
根據第2項記載之發明，是提供一種使用第1項記載的磨削裝置來磨削矩形基板的矩形基板之磨削方法，該矩形基板之磨削方法的特徵在於：使該夾持組件作動以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板，並將磨削輪的磨削磨石定位成通過矩形基板的旋轉中心，以使工作夾台旋轉，並且使磨削輪旋轉來磨削矩形基板的中央部，之後，解除該夾持組件，並且藉由該移動組件一邊使該磨削輪離開矩形基板的旋轉中心一邊磨削矩形基板。
根據第3項記載之發明，是提供一種使用第1項記載的磨削裝置來磨削矩形基板的矩形基板之磨削方法，該 矩形基板之磨削方法的特徵在於：使該夾持組件作動以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板，並作動該移動組件以在沿著矩形基板的長邊或短邊的方向上相對地移動該工作夾台與該磨削輪來磨削避開該夾持組件的區域，之後，解除該夾持組件，並且藉由該移動組件一邊使該磨削輪離開矩形基板的旋轉中心一邊磨削被該夾持組件夾持過的未磨削區域。
根據本發明之磨削裝置，由於將配置成環狀的磨削磨石之外徑設定為比矩形基板的短邊還要小，所以能夠抑制磨削輪的大型化並且使磨削輪的更換變得容易。又，由於可將磨削輪小型化，所以能夠抑制磨削裝置的大型化。
此外，由於具備夾持組件，因此即便是已彎曲的矩形基板要保持在工作夾台上也變得可行，且即使是已彎曲的大型矩形基板也能對其整面進行磨削。
2‧‧‧磨削裝置
4‧‧‧基座
6‧‧‧支柱
8‧‧‧導軌
10‧‧‧磨削單元(磨削組件)
11‧‧‧矩形封裝基板
11a‧‧‧正面
11b‧‧‧背面(未磨削區域)
11c‧‧‧磨削區域
12‧‧‧主軸殼體
13‧‧‧基板
14‧‧‧支撐部
15‧‧‧分割預定線
16‧‧‧移動基台
17‧‧‧晶片形成部
18‧‧‧主軸
19‧‧‧半導體晶片
20‧‧‧馬達
21‧‧‧樹脂(密封樹脂)
22‧‧‧輪座
24‧‧‧磨削輪
26‧‧‧輪基台
28‧‧‧磨削磨石
30‧‧‧滾珠螺桿
32‧‧‧脈衝馬達
34‧‧‧磨削單元進給機構
36‧‧‧工作夾台機構
38‧‧‧工作夾台
38a‧‧‧保持面
40‧‧‧防水蓋
42、44‧‧‧伸縮囊
46‧‧‧操作面板
48‧‧‧夾具(夾持組件)
A‧‧‧晶圓裝卸位置
B‧‧‧磨削位置
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1是本發明實施形態之磨削裝置的立體圖。
圖2(A)是封裝基板的正面側立體圖，圖2(B)是封裝基板的背面側立體圖，圖2(C)是封裝基板的局部放大側面圖。
圖3(A)是顯示本發明第1實施形態之磨削方法的示意立體圖，圖3(B)及圖3(C)是其示意平面圖。
圖4(A)是顯示本發明第2實施形態之磨削方法的示意立體圖，圖4(B)及圖4(C)是其示意平面圖。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式詳細地說明本發明之實施形態。參照圖1，所示為本發明之實施形態的磨削裝置2之外觀立體圖。4是磨削裝置2的基座，基座4的後方立設有支柱6。在支柱6上固定有於上下方向上延伸的一對導軌8。
沿著該對導軌8以可於上下方向上移動之形式裝設有磨削單元(磨削組件)10。磨削單元10具有主軸殼體12及保持主軸殼體12的支撐部14，且支撐部14是被安裝在可沿著一對導軌8於上下方向上移動的移動基台16上。
磨削單元10包括可旋轉地收納在主軸殼體12中的主軸18、旋轉驅動主軸18的馬達20、固定於主軸18的前端之輪座22，及可裝卸地裝設在輪座22上的磨削輪24。
如圖3(A)所示，磨削輪24是由環狀的輪基台26，及在輪基台26之下表面外周部貼附成環狀的複數個磨削磨石28所構成。配置成環狀的磨削磨石28之外徑是設定成比圖2所示之封裝基板11的短邊還要小。
磨削裝置2包括有磨削單元進給機構34，其是由用以使磨削單元10沿著一對導軌8在上下方向上移動的滾珠螺桿30及脈衝馬達32所構成。當驅動脈衝馬達32後，滾珠螺桿30即會旋轉，而使移動基台16在上下方向上被移動。
基座4上配置有工作夾台機構36。工作夾台機構36具有工作夾台38，工作夾台38可旋轉，並且可藉由圖未 示的移動機構而於Y軸方向上在晶圓裝卸位置A及面對磨削單元10的磨削位置B之間移動。
工作夾台38包括由多孔陶瓷等多孔性構件所形成的保持面38a。在工作夾台38的四個角上配置有夾具(夾持組件)48，用以夾持固定翹曲之矩形基板的四個角。
在工作夾台38的周圍配置有防水蓋40，且涵蓋這個防水蓋40與基座4的前端部及後端部之範圍配置有伸縮囊42、44。在基座4的前方側配置有供磨削裝置2之操作人員輸入磨削條件等的操作面板46。
參照圖2(A)，所示為CSP基板等封裝基板11的正面側立體圖。圖2(B)是封裝基板11的背面側立體圖。在印刷電路基板或金屬框架等的基板13的正面上形成有被形成為格子狀的複數條分割預定線15，且在以分割預定線15所劃分的各區域中界定形成有晶片形成部17。
在各個晶片形成部17中形成有複數個電極。在晶片形成部17的背面側上以DAF(晶片接合膜((Die Attach Film))貼附有半導體晶片19。如圖2(C)所示，搭載於基板13之背面側的半導體晶片19是以樹脂21密封。封裝基板11具有例如500mmx700mm的尺寸。
在本實施形態的磨削裝置2中，是利用具有矩形狀的保持面38a之工作夾台38吸引保持封裝基板11的正面11a側，並使背面的樹脂21露出以利用磨削輪24將樹脂21磨削而薄化成預定的厚度。
本實施形態的磨削裝置2的其中一個特徵是在矩 形的工作夾台38之四個角上設置有夾具48。藉由在工作夾台38上配置有夾具48，可以夾持翹曲的封裝基板等矩形基板的四個角而利用工作夾台38吸引保持矩形基板，而實施磨削。
以下，參照圖3及圖4，說明使用了上述實施形態的磨削裝置2之矩形基板之磨削方法。參照圖3(A)，所示為顯示本發明第1實施形態之磨削方法的示意立體圖。圖3(B)及圖3(C)為其示意平面圖。在圖3(A)中省略了夾具48，在圖3(A)~圖3(C)中省略了吸引保持封裝基板11的工作夾台38。
在第1實施形態的磨削方法中，首先使夾具48作動，以藉由夾具48夾持被保持在工作夾台38上的矩形之封裝基板11。藉由像這樣夾持封裝基板11的四個角，可以矯正具有翹曲的封裝基板11，而能以工作夾台38的吸引保持面38a吸引保持封裝基板11。
在以夾具48夾持封裝基板11而以工作夾台38吸引保持封裝基板的狀態下，如圖3(A)及圖3(B)所示，將磨削輪24的磨削磨石28定位成通過封裝基板11的旋轉中心，以在使工作夾台38朝箭頭a方向以例如300rpm旋轉時，使磨削輪24朝箭頭b所示之方向以例如6000rpm旋轉，並且驅動磨削單元進給機構34以使磨削輪24的磨削磨石28接觸於封裝基板11的背面11b。然後，以預定的磨削進給速度使磨削輪24朝下方磨削進給預定量，以磨削封裝基板11的背面中央部。11c為已磨削的區域。
當封裝基板11的中央部的磨削結束後，即可解除 夾具48。即使解除夾具48，因為封裝基板11的中央部的磨削區域11c為已薄化的狀態，所以可以用工作夾台38維持封裝基板的吸引保持。
如此，可在以工作夾台38的吸引保持面38a吸引保持封裝基板11的狀態下，如圖3(C)所示，一邊藉由工作夾台38的移動機構將封裝基板11從其旋轉中心朝箭頭Y1方向移動(亦即，使磨削輪24離開封裝基板11的旋轉中心)一邊磨削封裝基板11之背面11b的整個面。11c是已磨削的區域。
參照圖4(A)，所示為本發明第2實施形態之磨削方法的示意立體圖。圖4(B)及圖4(C)為其示意平面圖。在圖4(A)~圖4(C)中省略了工作夾台38，在圖4(A)中省略了夾具48。
在第2實施形態的磨削方法中，如圖4(B)所示，是使夾具48作動以夾持被吸引保持在工作夾台38上的封裝基板11之四個角。然後，作動工作夾台38的移動機構以在箭頭Y2方向上移動工作夾台38(亦即，將工作夾台38與磨削輪24在沿著封裝基板11的長邊的方向上相對地移動)，以磨削避開夾具48的區域之封裝基板11的背面11b。
之後，將工作夾台38旋轉90°後，在沿著封裝基板11的短邊的方向上將工作夾台38與磨削輪24相對地移動，以磨削避開夾具48的區域之封裝基板11的背面11b。藉此，可在封裝基板11的背面11b形成十字形的磨削區域11c。
之後，在解除夾具48，而以工作夾台38的吸引保 持面38a吸引保持封裝基板11的狀態下，將旋轉的磨削磨石28定位成通過封裝基板11的旋轉中心，並一邊使磨削輪24離開封裝基板11的旋轉中心(亦即，一邊使工作夾台38朝箭頭Y1方向移動)一邊磨削被夾具48夾持過的未磨削區域11b。
在上述之實施形態的磨削方法中，雖然是針對將本發明的磨削方法應用到矩形的封裝基板11之例作說明，但是被磨削物並不受限於此，本發明之磨削裝置及磨削方法不僅是對封裝基板，在磨削矩形的基板，特別是具有翹曲的矩形的基板之正面或背面的用途上也可同樣地應用。

Claims (2)

  1. 一種矩形基板之磨削方法，是使用磨削裝置來磨削矩形基板的矩形基板之磨削方法，前述磨削裝置包括：工作夾台，具有吸引保持矩形基板之保持面；磨削組件，將用以磨削被保持於該工作夾台上的矩形基板的磨削輪支撐成可旋轉；磨削進給組件，相對於該工作夾台之保持面於垂直方向上磨削進給該磨削組件；及移動組件，在與該工作夾台之保持面為平行的方向上使該工作夾台及該磨削組件相對地移動，且該工作夾台上配置有用以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板之夾持組件，該磨削輪是由環狀之輪基台與成環狀配置在該輪基台之下表面外周部之複數個磨削磨石所構成，並將該配置成環狀的磨削磨石之外徑設定成比矩形基板的短邊還要小，前述磨削方法之特徵在於：使該夾持組件作動以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板，並將磨削輪的磨削磨石定位成通過矩形基板的旋轉中心，使工作夾台旋轉，並且使磨削輪旋轉來磨削矩形基板的中央部，之後，解除該夾持組件，並且藉由該移動組件一邊使該磨削輪離開矩形基板的旋轉中心一邊磨削矩形基板。
  2. 一種矩形基板之磨削方法，是使用磨削裝置來磨削矩形基板的矩形基板之磨削方法，前述磨削裝置包括：工作夾台，具有吸引保持矩形基板之保持面；磨削組件，將用以磨削被保持於該工作夾台上的矩形基板的磨削輪支撐成可旋轉；磨削進給組件，相對於該工作夾台之保持面於垂直方向上磨削進給該磨削組件；及移動組件，在與該工作夾台之保持面為平行的方向上使該工作夾台及該磨削組件相對地移動，且該工作夾台上配置有用以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板之夾持組件，該磨削輪是由環狀之輪基台與成環狀配置在該輪基台之下表面外周部之複數個磨削磨石所構成，並將該配置成環狀的磨削磨石之外徑設定成比矩形基板的短邊還要小，前述磨削方法之特徵在於：使該夾持組件作動以夾持被保持在該工作夾台上的矩形基板，並作動該移動組件以在沿著矩形基板的長邊或短邊的方向上相對地移動該工作夾台與該磨削輪來磨削避開該夾持組件的區域，之後，解除該夾持組件，並且藉由該移動組件一邊使該磨削輪離開該矩形基板的旋轉中心一邊磨削被該夾持組件夾持過的未磨削區域。
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