(57)【要約】【課題】  封止済基板をレーザ光にて切削する個片化工程において、切削時に生じたドロスの表面付着及び切断面への再溶着を防ぎ、効率的な個片化を可能にするとともに、個片化された電子部品の品質向上を図る。【解決手段】  セラミック基板１に装着された複数のチップ３を樹脂５によって一括して樹脂封止することにより形成された封止済基板４において、区画２毎に区分する区分線６に沿ってセラミック基板１に溝１１が設けられている。レーザ光９を照射するレーザ光照射機構１４と、封止済基板４を粘着したダイシングテープ７を配置する基台１３とを備えた切削装置にて、この区分線６に沿ってレーザ光９を照射し切削することによって、発生したドロス１０を溝１１内に収容する。ダイシングテープ７に粘着された個片化後の封止済基板４を、一括して次工程の所定の場所まで搬送する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と該回路基板に装着されたチップと該チップを樹脂封止する樹脂とを有する封止済基板を、レーザ光を使用して所定の線に沿って切削し個片化することによって電子部品を製造する電子部品製造用の切削装置であって、
粘着テープを介して前記封止済基板が粘着される基台と、
前記基台に固定された前記封止済基板の前記所定の線に向けて前記レーザ光を照射する照射機構と、
前記封止済基板の前記所定の線に向けてアシストガスを噴射する噴射機構とを備え、
前記所定の線は前記回路基板に予め設けられた薄層部に重なっていることを特徴とする電子部品製造用の切削装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電子部品製造用の切削装置であって、
前記薄層部は前記回路基板の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする電子部品製造用の切削装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された電子部品製造用の切削装置であって、
前記封止済基板における前記薄層部に重なる部分には、前記樹脂の薄い部分が設けられていることを特徴とする電子部品製造用の切削装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載された電子部品製造用の切削装置であって、
前記封止済基板が個片化された前記電子部品が粘着した前記粘着テープを、次工程の所定の場所まで搬送する搬送機構を設けたことを特徴とする電子部品製造用の切削装置。
【請求項５】
回路基板と該回路基板に装着されたチップと該チップを樹脂封止する樹脂とを有する封止済基板を、レーザ光を使用して所定の線に沿って切削し個片化することによって電子部品を製造する電子部品製造用の切削方法であって、
前記所定の線に重なるようにして予め薄層部が設けられた前記回路基板を有する前記封止済基板を準備する工程と
粘着テープを介して基台に前記封止済基板を粘着させる工程と、
前記所定の線に向けて前記レーザ光を照射することによって前記封止済基板を前記電子部品に個片化する工程と、
前記所定の線に向けてアシストガスを噴射する工程と、
前記電子部品が粘着されている前記粘着テープを搬送する工程とを備えたことを特徴とする電子部品製造用の切削方法。
【請求項６】
請求項６に記載された電子部品製造用の切削方法において、
前記個片化する工程では、前記所定の線の近傍において前記樹脂と前記回路基板とが溶融することによって生じたドロスの少なくとも一部が前記封止済基板における厚さで規定される範囲に収容されることを特徴とする電子部品製造用の切削方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載された電子部品製造用の切削方法において、
前記薄層部は前記回路基板の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする電子部品製造用の切削方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載された電子部品製造用の切削方法において、
前記薄層部は前記樹脂が形成されていない部分又は前記樹脂に重なっていることを特徴とする電子部品製造用の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ等のチップを複数個装着した基板が樹脂封止された封止済基板を所定の線に沿って切削し、個片化することによって複数の電子部品を製造する際に使用される、電子部品製造用の切削装置及び切削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームやプリント基板等からなる基板の一主面が樹脂等で封止された封止済基板を個片化する切削方法には、様々な種類の方法が開発され実用化されている。その１つに、レーザ光による熱エネルギーを用いた切削方法がある。この方法は、一般的に以下のようにして行なわれる。まず、基板において格子状に設けられた区画に少なくとも１個のチップを装着する。次に、基板に装着された複数のチップを、樹脂によって一括して樹脂封止する。これにより封止済基板が完成する。次に、封止済基板を区画毎に区分する線に沿ってレーザ光を照射することにより切削する。これによって、封止済基板が、複数の区画にそれぞれ対応する複数の電子部品に個片化される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３６１５１号（第４頁、第２図）
【０００４】
この方法で切削される基板には、一般的にプラスチック基板が用いられてきた。しかし、電気絶縁性、耐食性、耐摩耗性、放熱特性、強度の点でプラスチック基板よりも優れた特長を有するアルミナ等からなるセラミック基板の普及が進み、このセラミック基板の切削にこの方法が使用されるようになってきた。
【０００５】
レーザ光で切削を行う場合、切削後の個片化された電子部品の搬送作業が簡便となるよう、基板をダイシングテープ上に粘着したうえ、切削を行う。個片化された電子部品は、ダイシングテープに粘着された状態でダイシングテープ毎に次の工程を行う所定の場所まで搬送される。
【０００６】
しかしながら、アルミナ等のセラミック基板をレーザ光で切削する際、セラミックが溶解し切断部分にドロスが生じる。この溶解したドロスは、基板底面に粘着されたダイシングテープの存在により、鉛直方向（下向き）に移動できないため、水平方向に移動せざるを得ない。そのため、発生したドロスが基板の表面に付着する、又は基板の切削面に再溶着する等、個片化された電子部品の品質を確保することが困難であった。また、個片化された電子部品からドロスの除去をする処理作業が必要となり、効率的に個片化することができないという問題点が生じていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、封止済基板をレーザ光にて切削する個片化工程において、切削時に生じたドロスの表面付着及び切断面への再溶着を防ぎ、効率的な個片化を可能にするとともに、個片化された電子部品の品質向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、「課題を解決するための手段」と「発明の効果」と「発明を実施するための形態」との説明におけるかっこ内の符号は、説明における用語と図面に示された構成要素とを対比しやすくする目的で記載されたものである。また、これらの符号等は、「図面に示された構成要素に限定して、説明における用語の意義を解釈すること」を意味するものではない。
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明に係る切削装置は、回路基板（１）と該回路基板（１）に装着されたチップ（３）と該チップ（３）を樹脂封止する樹脂（５）とを有する封止済基板（４）を、レーザ光（９）を使用して所定の線（６）に沿って切削し個片化することによって電子部品を製造する電子部品製造用の切削装置であって、粘着テープ（７）を介して前記封止済基板（４）が粘着される基台（１３）と、前記基台（１３）に固定された前記封止済基板（４）の前記所定の線（６）に向けて前記レーザ光（９）を照射する照射機構（１４）と、前記封止済基板（４）の前記所定の線（６）に向けてアシストガス（１６）を噴射する噴射機構とを備え、前記所定の線（６）は前記回路基板（１）に予め設けられた薄層部（１１）に重なっていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る切削装置は、上述の電子部品製造用の切削装置において、前記薄層部（１１）は前記回路基板（１）の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る切削装置は、上述の電子部品製造用の切削装置において、前記封止済基板（４）における前記薄層部（１１）に重なる部分には、前記樹脂（５）が薄い部分が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る切削装置は、上述の電子部品製造用の切削装置において、前記封止済基板（４）が個片化された前記電子部品が粘着した前記粘着テープ（７）を、次工程の所定の場所まで搬送する搬送機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る切削方法は、回路基板（１）と該回路基板（１）に装着されたチップ（３）と該チップ（３）を樹脂封止する樹脂（５）とを有する封止済基板（４）を、レーザ光（９）を使用して所定の線（６）に沿って切削し個片化することによって電子部品を製造する電子部品製造用の切削方法であって、前記所定の線（６）に重なるようにして予め薄層部（１１）が設けられた前記回路基板（１）を有する前記封止済基板（４）を準備する工程と、粘着テープ（７）を介して基台（１３）に前記封止済基板（４）を粘着させる工程と、前記所定の線（６）に向けて前記レーザ光（９）を照射することによって前記封止済基板（４）を前記電子部品に個片化する工程と、前記所定の線（６）に向けてアシストガス（１６）を噴射する工程と、前記電子部品が粘着されている前記粘着テープ（７）を搬送する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る切削方法は、上述の電子部品製造用の切削方法において、前記個片化する工程では、前記所定の線（６）の近傍において前記樹脂（５）と前記回路基板（１）とが溶融することによって生じたドロス（１０）の少なくとも一部が前記封止済基板（４）における厚さで規定される範囲に収容されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る切削方法は、上述の電子部品製造用の切削方法において、前記薄層部（１１）は前記回路基板（１）の少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る切削方法は、上述の電子部品製造用の切削方法において、前記薄層部（１１）は前記樹脂（５）が形成されていない部分又は前記樹脂（５）に重なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、封止済基板（４）には、区画（２）毎に区分する所定の線（区分線）（６）に沿って予め溝（１１）を設ける。これにより、この区分線（６）に沿って切削されることによって発生したドロス（１０）の量が減少するとともに、ドロス（１０）が溝（１１）内に収容されやすくなる。この結果、ドロス（１０）が除去されやすくなるとともに、切断面もなめらかになるため、個片化された電子部品の品質を向上させることができる。さらに、溝（１１）を設けることでレーザ光（９）の照射によって溶解される溶解量が少なくなるので、作業時間が短縮できるとともに、溶解量の減少に伴って溶解によって発生するドロス（１０）も減少させることができ、切断面への再溶着を高い確率で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施例１に係る電子部品製造用の切削装置における、切削装置の要部と、封止済基板の下面に溝が設けられた当該基板の区分線に沿って当該基板が切削される状態とを示す断面図である。
【図２】図２は、下面に溝を設けた封止済基板をレーザ光照射によって切削する際に、生じたドロスが封止済基板の両面に形成された溝を含む厚さで規定される範囲内に収容される過程を示す断面図である。
【図３】図３は、実施例２において、セラミック基板の上下両面に溝を設けた封止済基板をレーザ光照射によって切削する際に、生じたドロスが封止済基板の両面に形成された溝を含む厚さで規定される範囲内に収容される過程を示す断面図である。
【図４】図４は、実施例３において、封止済基板の上下両面に溝を設けた封止済基板をレーザ光照射によって切削する際に、生じたドロスが封止済基板の両面に形成された溝を含む厚さで規定される範囲内に収容される過程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
切削装置の要部（１２）は、切削対象物である封止済基板（４）へレーザ光（９）を照射するレーザ光照射機構（１４）と、封止済基板（４）を粘着したダイシングテープ（７）を配置する基台（１３）とを備えている。レーザ光照射機構（１４）には、アシストガス（１６）を供給するアシストガス供給管（１７）が設けられ、レーザ光（９）の照射と同時に同軸方向からアシストガス（１６）が噴射される。封止済基板（４）は、セラミック基板（１）に装着された複数のチップ（３）を、樹脂（５）によって一括して樹脂封止することにより構成され、区画（２）毎に区分する所定の線（区分線）（６）が設けられている。この区分線（６）に沿って溝（１１）を設け、この区分線（６）に沿ってレーザ光（９）を照射し切削することによって、発生したドロス（１０）が溝（１１）を含む厚さで規定される範囲内に収容されやすくなる。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係る電子部品製造用の切削装置及び切削方法の実施例１を、図１及び図２を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、回路基板であるセラミック基板１には、格子状に設けられた区画２に少なくとも１個のチップ３（例えばLEDチップ）が装着されている。封止済基板４は、セラミック基板１に装着された複数のチップ３を、樹脂５によって一括して樹脂封止することにより構成される。さらに、封止済基板４には、区画２毎に区分する所定の線（以下「区分線６」という。）が仮想的に設けられている。封止済基板４の裏面（チップ３非装着面）は、ダイシングテープ７に粘着されている。封止済基板４は、ＬＥＤレンズ８が形成された面（チップ３装着面）が上向きとなるようダイシングテープ７に粘着される。このダイシングテープ７はレーザ光９が透過する素材を用いているため、基板の個片化時に切削されることはない。したがって、ダイシングテープ７により、封止済基板４の裏面（チップ３非装着面）は保護されるとともに、封止済基板４を個片化して形成された複数の電子部品が散乱することなく、次工程の所定の場所まで一括して搬送される。
【００２２】
セラミック基板１には、当該セラミック基板１を製造する工程において、切削時に生じたドロス１０（図２参照）が収容される溝１１を区分線６に沿って設ける。溝１１の幅及び形状については、切削幅及び使用するレーザ光９の発振器等に応じて適宜選択する。溝１１を形成する方法については、例えば、セラミック基板１をブレード等で切削する方法が挙げられる。
【００２３】
切削部分の要部１２は、封止済基板４を粘着したダイシングテープ７が貼着されることによって配置される基台１３と、レーザ光照射機構１４とから構成される。基台１３は、制御部（図示なし）の指示により、矢印θで示す方向に回転が自在であり、かつ、水平方向（矢印Ｘと矢印Ｙとで示す方向。）にも移動可能である。レーザ光照射機構１４は、基台１３に対して鉛直方向（矢印Ｚで示す方向。以下「Ｚ方向」という。）に移動可能に配設されている。
【００２４】
レーザ光照射機構１４を構成するレーザ光９の発振器１５は、セラミック基板１に用いられる物質の種類によって適宜選択する。例えば、ＹＡＧレーザ光発振器や炭酸ガスレーザ光発振器を用いる。また、封止済基板４に対してレーザ光照射機構１４から照射するビーム径についても、セラミック基板１に用いられるセラミック物質の種類によって適宜選択する。
切削時に封止済基板４の表面に発生するドロス１０の流出性を高めるため、切削部分に空気や窒素のような気体（以下、「アシストガス１６」という。）を、アシストガス供給管１７を使用して吹き込んでもよい。アシストガス１６には、空気や窒素の他、アルゴン、ヘリウム、酸素、二酸化炭素等を使用してもよい。
【００２５】
以下、区分線６に沿って溝１１が設けられたセラミック基板１がレーザ光９により切削される際の切削装置の動作を、図１を参照して説明する。
まず、基台１３の所定の場所にダイシングテープ７を設置する。次に、封止済基板４をダイシングテープ７の所定の場所に粘着する。次に、レーザ光照射機構１４より照射されたレーザ光９の焦点が封止済基板４のチップ３装着面に合うようレーザ光照射機構１４を＋Ｚ方向に移動させて封止済基板４に近づける。これと同時に、封止済基板４に設けられた区分線６のうち、切削開始地点となる所定の位置にレーザ光９の焦点が合わさるよう基台１３を移動させる。その後、レーザ光照射機構１４の先端から照射されたレーザ光９がセラミック基板１の上に設けられた区分線６に沿って移動するよう、最も効率よく切削できるルートで基台１３を移動させる。
【００２６】
図２（１）に示されるように、区分線６に沿ってレーザ光９の照射を行うことによって封止済基板４の上部を構成する樹脂５を溶解する。やがて溶解が進行し、図２（２）に示されるように、レーザ光９が樹脂５の下に設けられたセラミック基板１も溶解し、封止済基板４を貫通することにより、電子部品が区画２毎に分離形成される。アシストガス供給管１７から供給されたアシストガス１６が、レーザ光９の照射と同時に同軸方向から噴射される。レーザ光９が照射される部分の樹脂５及びセラミックが溶融して生じたドロス１０は、自らの重みとアシストガス１６の吹きつけにより、下方へ流動する。この結果、区分線６に沿って切削された切断面に発生したドロス１０が、形成された溝１１を含む厚さで規定される範囲内に収容されやすくなる（図２（３）参照）。以上より、ドロス１０が除去されるとともに、切断面もなめらかになるため、個片化された電子部品の品質が向上する。
【実施例２】
【００２７】
以下、本発明の実施例２を、図３を参照して説明する。
【００２８】
なお、実施例１と共通する構成要素及び動作については、説明の重複を避けるため省略する。
【００２９】
図３（１）に示されるように、区分線６に沿ってレーザ光９の照射を行うことによって封止済基板４の上部を構成する樹脂５を溶解する。やがて溶解が進行し、図３（２）に示されるように、レーザ光９が樹脂５の下に設けられたセラミック基板１も溶解し、封止済基板４を貫通することにより、電子部品が区画２毎に分離形成される。レーザ光９の照射と同時に同軸方向からアシストガス１６を供給する。レーザ光９が照射される部分の樹脂５及びセラミックが溶融して生じたドロス１０は、自らの重みとアシストガス１６の吹きつけにより、下方へ流動する。この結果、区分線６に沿って切削された切断面に発生したドロス１０が、形成された溝１１を含む厚さで規定される範囲内に収容されやすくなる（図３（３）参照）ため、ドロス１０が除去されやすくなるとともに、切断面もなめらかになり、個片化された電子部品の品質を向上させることができる。
【００３０】
さらに、実施例２では、セラミック基板１の上下両面に溝１１が設けられているため、レーザ光９にて切削するセラミック基板１の厚さは実施例１と比べて薄くなる。この結果、レーザ光９の照射によるセラミックの溶解量が実施例１と比較して少なくなる。アルミナ等のセラミック基板１は高い硬度を有するので、従来の方法によればその切削には時間がかかる。しかし、本実施例によれば、セラミックの溶解量を減らすことによって、エネルギー効率も向上し切削に要する時間が短縮される。
【実施例３】
【００３１】
以下、本発明の実施例３を、図４を参照して説明する。本実施例では、樹脂５における区分線６に重なる部分にも溝１１が設けられている。この場合には、溝１１は樹脂５に重なっていることになる。
【００３２】
なお、実施例１及び実施例２に共通する構成要素及び動作については、説明の重複を避けるため省略する。
【００３３】
図４（１）に示されるように、区分線６に沿ってレーザ光９の照射を行うことによって封止済基板４の上部を構成する樹脂５を溶解する。やがて溶解が進行し、図４（２）に示されるように、レーザ光９が樹脂５の下に設けられたセラミック基板１も溶解し、封止済基板４を貫通し、電子部品が区画２毎に分離形成される。レーザ光９の照射と同時に同軸方向からアシストガス１６を供給する。レーザ光９が照射される部分の樹脂５及びセラミックが溶融して生じたドロス１０は、自らの重みとアシストガス１６の吹きつけにより、下方へ流動する。この結果、区分線６に沿って切削された切断面に発生したドロス１０が形成された溝１１を含む厚さで規定される範囲内に収容されやすくなる（図４（３）参照）ため、ドロス１０が除去されやすくなるとともに、切断面もなめらかになり、個片化された電子部品の品質を向上させることができる。
【００３４】
さらに、実施例３では、封止済基板４の両面に溝１１が設けられているため、レーザ光９にて切削する封止済基板４の厚さが実施例１及び実施例２と比較して最も薄くなる。この結果、レーザ光９の照射による溶解量も実施例１及び実施例２と比較して最も少なくなる。溶解量を減らすことによって、ドロス１０の発生量もより少なくなり、切断面への再溶着を高い確率で防止することができる。
【００３５】
なお、実施例３で樹脂５に設けられた溝１１は、レーザ光９やブレード等によって形成される。また、樹脂封止する際に使用される金型構造によって、溝１１を形成してもよい。さらに、封止済基板４に、樹脂５が形成されていない部分を区分線６に重ねて設けてもよい。
【００３６】
また、ここまでの各実施例では、チップ３としてＬＥＤチップを、基板としてセラミック基板を、それぞれ有する封止済基板４について説明した。これに限らず、チップ３としてレーザダイオードチップを使用することもできる。更に、チップ３としてパワー半導体チップを、基板としてセラミック基板、リードフレーム、メタルベース基板、メタルコア基板等を、それぞれ使用することによって、パワー半導体部品を製造する際に本発明を適用することもできる。また、光半導体チップと上述したリードフレーム等を使用する際に本発明を適用してもよい。
【００３７】
また、本発明は、上述の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。
【符号の説明】
【００３８】
１    セラミック基板  
２    区画
３    チップ
４    封止済基板
５    樹脂
６    区分線（所定の線）
７    ダイシングテープ
８    ＬＥＤレンズ
９    レーザ光
１０  ドロス
１１  溝（薄層部）
１２  切削装置の要部
１３  基台
１４  レーザ光照射機構  
１５  発振器
１６  アシストガス
１７  アシストガス供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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