技术领域
[0001] 本发明涉及用于对在表面呈格子状地形成多个分割预定线的被加工物进行分割的分割装置。
相关背景技术
[0002] 便携电话及个人计算机等电气设备被要求更加轻量化、小型化，对于半导体芯片的封装技术也开发了被称作CSP（Chip Size Package：芯片尺寸封装）的小型封装的制造技术。
[0003] 作为与CSP相关的技术，例如被称作QFN（Quad Flat Non-lead Package：四边扁平无引脚封装）的封装技术已经被实用化。
[0004] 排列了这种封装的封装基板通过沿着分割预定线被切断，被一个个地分割为封装后的CSP，分割后的封装尺寸逐年减小。
[0005] 并且，在将这种封装基板分割为一个个封装的加工中，如半导体晶片中的分割加工那样，考虑将半导体晶片粘贴到安装于框的粘接带并进行搬送的加工。
[0006] 但是，封装基板与半导体晶片相比存在以下情况：加工时间短、分割也容易（切削加工时间短），并且在将封装基板粘贴到了粘接带的结构中，粘接带在整体成本中所占比例较高。
[0007] 因此，期望在不使用带的情况下进行封装基板的分割加工，从而开发了如下装置：直接搬送/固定封装基板，并在分割后将成为了芯片（圆片）的封装收纳到搬送托盘（例如参照专利文献1。）。
[0008] 【专利文献1】日本特开2001-23936号公报
[0009] 但是，由于将芯片逐个地转移到搬送托盘进行收纳，因此存在其工序耗费时间的问题。
[0010] 此外，对于不需要逐个细心地收纳芯片、比较难以破损的芯片（封装），还进行了过分细心的处理（过度专业化）。
[0011] 此外，在分割加工时，对于在保持台排列成封装基板的一个个封装，直接进行吸引固定并进行了沿着分割预定线的切削，但由于封装的尺寸过小且吸引面积减小，因此存在以下问题：在加工中芯片移动，无法进行良好的切削。
具体实施方式
[0037] 以下，参照附图说明本发明的分割装置的实施方式。
[0038] 图1中示出了用于沿着分割预定线切断保持台31所保持的封装基板1的分割装置2。在分割装置2的装置壳体20的中央部，配设有保持作为被加工物的封装基板1的被加工物保持机构3、和用于对被加工物保持机构3所保持的封装基板1进行切削的切削单元（切削构件）4。
[0039] 被加工物保持机构3具备对封装基板1进行吸引保持的保持台31（保持构件）、和支承保持台31的保持台支承构件32。
[0040] 图2示出了封装基板1和保持台31的立体图，在保持台31的上表面31c形成有排列多个吸引孔31k而成的吸引保持部31m。
[0041] 吸引保持部31m的吸引孔31k与未图示的吸引构件连通，并配置在分别与封装基板1的由第1分割预定线10a和第2分割预定线10b划分为格子状的多个区域对应的位置处。
[0042] 在吸引保持部31m中设定有应载置封装基板1的载置规定的位置31h，在该载置规定的位置31h载置封装基板1，并且通过在吸引孔31k处吸引各划分区域，将封装基板1吸引保持到保持台31。
[0043] 在保持台31的上表面31c形成有在保持台31的长度方向N上延伸的两个退刀槽31e、31f。该退刀槽31e、31f用于避开后述的切削刀的切削刃以使其不切入到保持台31。
[0044] 退刀槽31e、31f设置成与封装基板1的在长度方向N延伸的第1分割预定线10a中的、分别配置在封装基板1的短度方向M的两端部分的端部线10d、10e一致。
[0045] 封装基板1在俯视时呈长方形，在通过长度方向N的第1分割预定线10a、和短度方向M的第2分割预定线10b划分为格子状的区域中，配置有通过合成树脂部进行了模塑的芯片尺寸封装（CSP）10c。
[0046] 在封装基板1的短度方向M中，将处于端部线10d、10e的外侧的部位作为边角料部分10f、10g进行去除并废弃。
[0047] 在封装基板1的一个侧面（表面或背面）粘贴有片状的具有粘接性的带10T。该带10T粘贴到被粘贴的封装基板的一个侧面整体来防止在切削中芯片尺寸封装移动的情况，用于使得在切削后一个个芯片尺寸封装10c没有偏差，构成为具有与封装基板1相等的大小。
[0048] 具体将后述，如上述那样形成的封装基板1沿着第1分割预定线10a和第2分割预定线10b被切断并被一个个地分割为封装后的芯片尺寸封装10c。
[0049] 此外，如图1所示，构成被加工物保持机构3的保持台支承构件32构成为通过未图示的旋转驱动机构，在将保持台31维持为水平的同时使其旋转。此外，保持台支承构件32通过未图示的X轴方向移动构件，在图1所示的搬入/搬出区域33、与进行切削单元4的加工的加工区域45之间移动。
[0050] 切削单元4具备：沿着与X轴方向正交的分度进给方向（Y轴方向）配设的主轴壳体41、被所述主轴壳体41支承成能够旋转的主轴42、安装在主轴42的末端部的切削刀43、以及配设在切削刀43的两侧的切削液供给喷嘴44。
[0051] 主轴壳体41构成为通过未图示的Y轴方向移动构件沿Y轴方向移动。主轴42由未图示的伺服电机等驱动源驱动旋转。在图示的实施方式中，切削刀43采用以金属或树脂粘结剂将金刚石磨粒结合后的圆盘状的垫片式刀。切削液供给喷嘴44与未图示的切削液供给构件连接，将切削液供给到由切削刀43进行切削的切削部。
[0052] 在配置有切削单元4的加工区域45的入口部位，配设有用于对在加工区域45中进行切削加工后的封装基板1的上表面进行清洗的上表面清洗装置5。该上表面清洗装置5配设在构成被加工物保持机构3的保持台31的移动路径的上侧，对保持在保持台31上并由切削单元4切削加工后的封装基板1的上表面喷射清洗液。
[0053] 在被加工物保持机构3的Y轴方向的一侧设有盒载置区域6a，所述盒载置区域6a对收纳有加工前的封装基板1的盒进行载置，在盒载置区域6a配设有通过未图示的升降构件沿上下方向移动的第一载置台60。在该第一载置台60上载置收纳有多张封装基板1的盒6。在盒载置区域6a的前侧配设有临时放置收纳在盒6中的封装基板1并进行对位的临时放置机构7、和用于将收纳在盒6中的封装基板1搬出到临时放置机构7的被加工物搬出机构8。
[0054] 在临时放置机构7与搬入/搬出区域33之间配设有被加工物搬入装置（被加工物搬入构件）9，该被加工物搬入装置9用于将搬出到临时放置机构7并进行了对位的加工前的封装基板1搬送至定位在搬入/搬出区域33的保持台31上。该被加工物搬入装置9由下述部件构成：吸引保持封装基板1的上表面的吸引保持垫91、支承吸引保持垫91并使吸引保持垫91沿上下方向移动的气缸机构92、支承气缸机构92的工作臂93、以及使工作臂93沿Y轴方向移动的未图示的工作臂移动构件。
[0055] 并且，通过以上的结构，将被加工物搬出机构8和被加工物搬入装置9构成为将封装基板1从载置在第一载置台60上的盒6搬送到保持台31的搬送构件发挥功能。
[0056] 被加工物搬入装置9的气缸机构92具备摄像装置18，该摄像装置18用于检测由定位于搬入/搬出区域33的保持台31所保持的封装基板1的应加工区域。该摄像装置18由显微镜或CCD照相机等光学构件构成。
[0057] 在被加工物保持机构3的Y轴方向上，在夹着保持台支承构件32而与临时放置机构7处于相反侧的部位处，配设有用于对切削加工后的封装基板1的下表面进行清洗的下表面清洗装置（下表面清洗构件）13。在本实施方式中，该下表面清洗装置13构成为具有：构成为能够旋转的由海绵等构成的一对清洗辊13a；和向清洗辊13a供给清洗液的未图示的清洗液供给构件。
[0058] 在清洗辊13a的侧方配设有干燥台14，该干燥台14用于向清洗后的封装基板1的下表面吹出干燥空气来使其干燥。该干燥台14例如能够用从多个孔喷出由未图示的干燥空气源供给的干燥空气的结构实现。
[0059] 在清洗辊13a的上方设置有用于将保持台31上的封装基板1搬送到干燥台14的被加工物搬送装置17。被加工物搬送装置17构成为具有：对载置于保持台31的被分割为一个个芯片的加工后的被加工物的上表面进行吸引保持的吸引保持垫17a；支承吸引保持垫17a并使吸引保持垫17a沿Z轴方向（上下方向）移动的气缸机构17b；支承气缸机构17b的工作臂17c；以及使工作臂17c沿Y轴方向移动的未图示的驱动装置。
[0060] 另外，在吸引保持垫17a，在与切削封装基板1而构成的多个芯片尺寸封装（CSP）对应的多个区域中分别形成有吸引孔，通过该吸引孔对各芯片尺寸封装进行吸引保持。
[0061] 被加工物搬送装置17构成为在将封装基板1从保持台31搬送到干燥台14的过程中，通过适当驱动气缸机构17b和工作臂17c，用下表面清洗装置13对封装基板1的下表面进行清洗，然后将封装基板1搬送到干燥台14。
[0062] 在干燥台14的上方配设有上表面干燥装置16，该上表面干燥装置16用于向清洗后的封装基板1的上表面吹出干燥空气来使其干燥。该上表面干燥装置16构成为具有喷出干燥空气的喷出喷嘴16a、用于在支承喷出喷嘴16a的同时使其沿上下方向移动的气缸机构16b、支承气缸机构16b的工作臂16c、和使工作臂16c沿Y轴方向移动的未图示的移动构件。
[0063] 在干燥台14的侧方设置有堆叠盒载置区域38，该堆叠盒载置区域38用于载置可层叠多张已切削的封装基板1来进行收纳的堆叠盒35。
[0064] 在堆叠盒载置区域38中的处于装置壳体20的前表面的部位，设置有用于使堆叠盒35进行出入的拉出件34。
[0065] 由干燥台14进行干燥后的封装基板1通过被加工物收纳装置36搬送到堆叠盒35，并在堆叠盒35内以层叠的方式进行收纳。
[0066] 被加工物收纳装置36构成为具有：对载置于干燥台14的干燥后的封装基板1的上表面进行吸引保持的吸引保持垫36a；支承吸引保持垫36a并使吸引保持垫36a沿Z轴方向（上下方向）移动的气缸机构36b；支承气缸机构36b的工作臂36c；以及使工作臂36c沿Y轴方向移动的未图示的驱动装置。
[0067] 能够通过以上的结构，实现用于实施本发明的装置结构。即，一种分割装置2，其沿着多个分割预定线对作为被加工物的封装基板1进行分割，所述封装基板1在表面呈格子状地形成多个分割预定线10a、10b并具有由多个分割预定线10a、10b划分而成的多个区域，在该分割装置2中，设为具有以下部件的结构：盒载置区域6a，其对收纳有加工前的封装基板1的盒6进行载置，该加工前的封装基板1在背面粘贴与封装基板1相等大小的粘接带T；被加工物搬出机构（被加工物搬出构件）8，其将载置于盒载置区域6a的盒6所收纳的加工前的封装基板1搬出到临时放置机构（临时放置构件）7；保持台31，其经由粘接带T对封装基板1进行吸引保持；未图示的X轴方向移动构件（移动构件），其使保持台31移动到对封装基板1进行搬入和搬出的搬入/搬出区域33和加工区域45；以及被加工物搬入装置（被加工物搬入构件）9，其将搬出到临时放置机构（临时放置构件）7的加工前的封装基板1搬入到定位于搬入/搬出区域33的保持台31。
[0068] 设为还具有以下部件的结构：摄像装置（摄像构件）18，其拍摄保持台31所保持的封装基板1的应加工区域；切削单元（切削构件）4，其配设于加工区域45且具有切削刀43，该切削刀43对由保持台31吸引保持的加工前的封装基板1进行切削；上表面清洗装置5和下表面清洗装置13，它们分别作为通过对多个芯片进行清洗的清洗构件进行工作，所述多个芯片是通过由切削单元4沿着多个分割预定线10a、10b对封装基板1进行切削而将它们分割为一个个而得到的；干燥台14和上表面干燥装置16，它们分别作为对清洗后的多个芯片进行干燥的干燥构件进行工作。
[0069] 除此以外，还具有：被加工物搬送装置（被加工物搬送构件）17，其具有吸引保持垫17a，该吸引保持垫17a在与定位于搬入/搬出区域33的保持台31所载置的多个芯片对应的区域中具有多个吸引孔，所述被加工物搬送装置17将定位于搬入/搬出区域33的保持台31所载置的被粘贴到粘接带T并被分割为一个个芯片后的封装基板1搬送到干燥台14；
堆叠盒载置区域38，其对上部开口的堆叠盒35进行载置，所述堆叠盒35按照每个粘接带T层叠并收纳通过干燥台14干燥、被粘贴到粘接带T并被分割为一个个芯片后的封装基板1；
以及被加工物收纳装置（被加工物收纳构件）36，其按照每个粘接带T将粘贴到粘接带T且被分割为一个个芯片并由干燥台14干燥后的封装基板1从上方插入到堆叠盒35。
[0070] 并且，设为了还具备控制装置（控制构件）70（图1）的结构，所述控制装置70对构成分割装置2的以下部件进行控制：被加工物搬出机构（被加工物搬出构件）8、使保持台31移动的X轴方向移动构件（移动构件）、被加工物搬入装置（被加工物搬入构件）9、摄像装置（摄像构件）18、切削单元（切削构件）4、干燥台14、上表面干燥装置16（干燥构件）、被加工物搬送装置（被加工物搬送构件）17以及被加工物收纳装置（被加工物收纳构件）36。
[0071] 接着，对如上那样构成的分割装置2进行的加工的例子进行说明。
[0072] 图3是示出通过切削单元4对被保持台31吸引保持的封装基板1的端部线10d进行切削加工的情形的剖视图。
[0073] 将切削刀43设为使其下降到Z轴方向的规定的位置并使其高速旋转的状态、并在X轴方向（图1）对保持台支承构件32进行加工进给，由此切削刀43切入封装基板1的端部线10d，以贯通封装基板1和粘接带T的方式进行全切割。此时，切削刀43进入到退刀槽31e，因此避免了向保持台31的切入。
[0074] 由此，保持台31在与作为被加工物的封装基板1的长度侧的分割预定线10a、10a中的两端的分割预定线对应的区域中具有避开切削刀43的切削刃的一对退刀槽31e、31f，在与通过分割预定线10a、10a划分的多个区域对应的区域中分别具有吸引孔31k、31k，经由粘接带T对封装基板1即被加工物进行了吸引保持。
[0075] 由此，能够从封装基板1去除处于封装基板1的短度方向M的端部的边角料部分10f。此外，对于另一方的边角料部分10g，也同样能够通过进行端部线10e的切削，如图4所示那样设为从封装基板1中去除边角料部分10f、10g后的状态。
[0076] 图4是示出通过切削单元4对被保持台31吸引保持的封装基板1的分割预定线10a进行切削加工的情形的剖视图。
[0077] 将切削刀43设为使其下降到Z轴方向的规定的位置并使其高速旋转的状态、并在X轴方向（图1）对保持台支承构件32进行加工进给，由此切削刀43切入封装基板1的分割预定线10a，以贯通封装基板1的方式进行切割。此时，为了避免切入到保持台31，切削刀43的Z轴方向的高度位置被设定为贯通封装基板1、但不贯通粘接带T那样的高度位置。
[0078] 这样进行对分割预定线10a的切削加工。另外，切削刀43在Y轴方向被分度进给，针对封装基板1的在长度方向延伸的分割预定线10a进行切削加工，然后通过保持台支承构件32的旋转使保持台31旋转90度，进行针对封装基板1的在长度方向延伸的分割预定线10b（图2）的切削加工。
[0079] 通过以上的使用图3和图4所说明的内容，如图5所示，封装基板1成为被分割为一个个芯片（芯片尺寸封装10c）后的状态。但是，一个个芯片10c、10c由于是被粘贴到粘接带T的状态，因此成为排列在粘接带T的表面的状态。
[0080] 并且，在该加工中，由于能够经由粘接带T可靠保持被加工物，因此即使芯片尺寸较小也能够维持良好的加工状态，并且还能够将粘接带T的面积抑制到与被加工物同等的所需最低限度的面积，对于粘接带T能够减少上述成本。
[0081] 另外，如图2所示，在封装基板1中，对于长度方向N的端部的边角料部分10j、10k，是最终可去除并废弃的部分，但没有进行图3所示的利用全切割的去除加工。这是由于考虑到例如在从粘接带T剥离各芯片的工序时，将边角料部分10j、10k用作搬送用的被把持部等。
[0082] 图6是示出被加工物收纳装置36进行的从干燥台14对封装基板1的拾取的侧视图。吸引保持垫36a通过工作臂36c（图1）被定位到干燥台14的上方，并且通过气缸机构36b从待机高度H1下降到作用高度H2。
[0083] 在将吸引保持垫36a下降作用高度H2后开始进行吸引，通过吸引保持垫36a吸引保持封装基板1，成为能够从干燥台14拾取封装基板1的状态。
[0084] 图7是示出被加工物收纳装置36进行的封装基板1的搬送的侧视图。吸引保持垫36a在通过气缸机构36b保持封装基板1的状态下使其上升到待机高度H1，并通过工作臂36c（图1）使其移动到堆叠盒载置区域38。
[0085] 在堆叠盒载置区域38中配置有堆叠盒35，在该堆叠盒35的底板35a上，重叠载置有封装基板1。
[0086] 堆叠盒35的上方开放，能够使封装基板1和吸引保持垫36a从上方进入到堆叠盒35内。
[0087] 堆叠盒35具有可沿上下方向移动的底板35a，能够在该底板35a上层叠配置封装基板1。由此，通过将封装基板1层叠并收纳到堆叠盒35内，与将封装基板1一个个地收纳到搬送托盘的以往方式相比，能够在短时间内进行封装基板1的搬出，能够实现效率良好的封装基板1的处理。
[0088] 堆叠盒35的底板35a通过设置于上下移动的杆37a的上端部的支承台37b从下方被支承。该支承台37b的高度被控制为堆叠盒35内的底板35a的高度、或者载置于最上部的封装基板1的上表面高度被控制为规定的高度H3。该规定的高度H3被设定为与干燥台14的上表面14a的高度大致相同。
[0089] 图8是示出被加工物收纳装置36进行的封装基板1的向堆叠盒35的收纳的图。吸引保持垫36a通过工作臂36c（图1）被定位到堆叠盒35的上方，并且通过气缸机构36b从待机高度H1下降到作用高度H2。
[0090] 在将吸引保持垫36a下降作用高度H2后停止吸引，解除吸引保持垫36a对封装基板1的吸引保持，成为将封装基板1载置到已经载置到了底板35a的封装基板1上的状态。
[0091] 另外，如图8所示，在干燥台14中，通过被加工物搬送装置17搬送接下来要搬送到堆叠盒35的封装基板1并实施干燥处理。
[0092] 图9是示出到达被加工物收纳装置36进行的封装基板1的拾取的过程的图。吸引保持垫36a通过气缸机构36b再次上升到待机高度H1，并且通过工作臂36c（图1）移动到干燥台14的上方。
[0093] 与此处的吸引保持垫36a的移动同时，将杆37a移动到下方来降低底板35a的位置，载置到最上部的封装基板1的上表面高度被设置成规定的高度H3。
[0094] 通过该设置，如图8所示，通过在堆叠盒35内使吸引保持垫36a下降到作用高度H2，能够在已经收纳的封装基板1上载置新的封装基板1。
[0095] 并且，在以上的实施方式中，由于吸引保持垫36a的上下方向的位置可以被设定为待机高度H1和作用高度H2这两个位置，因此能够通过使用了气缸机构36b的简易控制，实施封装基板1的从干燥台14向堆叠盒35的收纳。
