(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板の上面に配線パターンを含んだ樹脂層を形成するパッケージ基板の加工方法であって、
金属基板の上面に金属基板に対し吸収性を有する波長のレーザ光線を照射させ金属基板を反らせる反り形成工程と、
該反り形成工程の後、該金属基板の上面に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
該樹脂層形成工程の後、該金属基板を分割予定ラインに沿って分割溝を形成して分割する分割工程と、を備え、
該反り形成工程の前に、該レーザ光線を照射していない該金属基板の上面に該樹脂層を形成した後、該金属基板の反り量を測定する工程を行い、
該反り形成工程で、該反り量に基づいて該金属基板に対するレーザ光線の加工条件が調整されるパッケージ基板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属基板に樹脂層が積層されたパッケージ基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パッケージ基板の製造では、基板上の配線パターンにデバイスチップが配置された後に、樹脂モールド等によってパッケージングされている。基板上の配線パターンは、樹脂製のグリーンシートで配線パターンを挟んで熱圧着することで形成される（例えば、特許文献１参照）。ベースとなる基板としては、熱対策や腐食対策のためにセラミック基板、プラスチック基板、ステンレス基板等が使用される。特に、熱対策には、薄く形成することができると共に熱を伝達させるというメリットが得られるステンレス基板が使用されている。
【０００３】
ステンレス基板上に樹脂を加熱して樹脂層を形成すると、ステンレス鋼と樹脂との熱膨張係数の違いから、樹脂層の冷却後にステンレス基板に凸状の反り（湾曲）が発生する。ステンレス基板をベースとするパッケージ基板の分割する方法としては、専用の加工テーブルを用意してパッケージ基板の反りを矯正する方法が考えられる。また、パッケージ基板を反らした状態で加工テーブルに保持して分割する方法（例えば、特許文献２参照）や、パッケージ基板の反り量を測定して、反り量の小さなパッケージ基板だけを選択して加工する方法（例えば、特許文献３参照）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１４２６２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４０５４２号公報
【特許文献３】特開２０１４−０７３５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、パッケージ基板を反らせたまま加工テーブル上に保持して加工することができるが、十分な加工精度を得ることが難しい。また、特許文献３に記載の方法では、反り量を測定するための測定器が必要になると共に、反りの大きなパッケージ基板はカセットに返却されるため加工することができない。さらに、パッケージ基板に反り応力を残した状態、すなわちパッケージ基板の上面側と下面側の応力バランスが崩れた状態で、反りを矯正して個々のパッケージに分割すると、分割後のパッケージに反りが発生するという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、パッケージ基板の反りを抑えて容易に分割することができるパッケージ基板の加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のパッケージ基板の加工方法は、金属基板の上面に配線パターンを含んだ樹脂層を形成するパッケージ基板の加工方法であって、金属基板の上面に金属基板に対し吸収性を有する波長のレーザ光線を照射させ金属基板を反らせる反り形成工程と、該反り形成工程の後、該金属基板の上面又は下面に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、該樹脂層形成工程の後、該金属基板を分割予定ラインに沿って分割溝を形成して分割する分割工程と、を備え、該反り形成工程の前に、該レーザ光線を照射していない該金属基板の上面に該樹脂層を形成した後、該金属基板の反り量を測定する工程を行い、該反り形成工程で、該反り量に基づいて該金属基板に対するレーザ光線の加工条件が調整される。
【０００８】
この構成によれば、レーザ光線の照射による金属基板の反りが、樹脂層の形成による金属基板の反りによって相殺される。すなわち、樹脂層の形成時に金属基板が反ることを想定し、樹脂層の形成前にレーザ光線によって金属基板を逆向きに反らせておくことで、樹脂層の形成後に金属基板の反りを低減することができる。よって、専用の加工テーブルや反り量を測定する測定器などの部材が不要となり、簡易な装置構成で反りを抑えて、パッケージ基板を個々のパッケージに精度よく分割することができる。また、パッケージ基板の上面側及び下面側の応力バランスが整えられるため、分割後のパッケージに大きな反りが生じることがない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、樹脂層の形成時に金属基板が反ることを想定し、樹脂層の形成前に金属基板を逆向き反らせておくことで、樹脂層の形成後に金属基板の反りを低減して、パッケージ基板を個々のパッケージに精度よく分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態のパッケージ基板の断面図である。
【図２】本実施の形態の反り形成工程の一例を示す図である。
【図３】本実施の形態の樹脂層形成工程の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態の分割工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態のパッケージ基板の断面図である。なお、図１のパッケージ基板は一例を示すものであり、金属基板に樹脂層を積層して形成されるものであれば、どのように構成されてもよい。
【００１２】
図１に示すように、パッケージ基板Ｗは、略長方形の金属基板１０の上面に配線層２０が積層され、配線層２０上のデバイスチップＣがモールド樹脂層３０で封止されて一体的にパッケージングされている。パッケージ基板Ｗの上面は格子状の分割予定ライン（不図示）によって区画されており、分割予定ラインによって区画された各領域に各デバイスチップＣが含まれている。パッケージ基板Ｗは、チャックテーブル６１上に吸引保持された状態で、分割予定ラインに沿って切断されることでデバイスチップＣを含む個々のパッケージ（例えば、CSP：Chip  Size  Package）に分割される。
【００１３】
ところで、金属基板１０には加熱された樹脂によって配線層２０（樹脂層）が形成されているため、金属と樹脂との熱膨張係数の違いによって金属基板１０に反りが発生する。この場合、金属基板１０は長方形に形成されているため、長辺方向又は短辺方向のいずれか一方においてドーム状に湾曲している。この金属基板１０をベースとしたパッケージ基板Ｗには反りが残るため、パッケージ基板Ｗをチャックテーブル６１に吸引保持させることが難しい。仮にパッケージ基板Ｗをチャックテーブル６１に保持することができたとしても、パッケージ基板Ｗを個々のパッケージに精度よく分割することができない。
【００１４】
例えば、小型チップ用のパッケージ基板Ｗは分割ラインを狭くする必要があり、パッケージ基板Ｗの小さな反りが分割精度に大きく影響する。また、パッケージ基板Ｗをチャックテーブル６１上で平坦になるように専用治具で矯正して分割することも考えられる。しかしながら、パッケージ基板Ｗの上面側と下面側の応力バランスが崩れたまま、パッケージ基板Ｗを平坦に矯正して分割しても、分割後の個々のパッケージに反りが残ってしまう。このように、金属基板１０に対する配線層２０の形成時の反りの影響によって、パッケージ基板Ｗを個々のパッケージに適切に分割することが難しい。
【００１５】
そこで、本実施の形態では、金属基板１０に対する配線層２０（樹脂層）の形成前に、金属基板１０に対してレーザフォーミングを実施することで、配線層２０の形成時の反りとは逆向きの反りを生じさせている。これにより、配線層２０の形成時の反りをレーザフォーミングによる金属基板１０の反りで相殺させて、配線層２０の形成後の金属基板１０の応力バランスを整えている。金属基板１０の上面側と下面側の応力バランスを整えることによって、金属基板１０をベースとしたパッケージ基板Ｗの反りを抑え、パッケージ基板Ｗを個々のパッケージに精度よく分割することができる。
【００１６】
なお、レーザフォーミングとは、金属基板１０の表面にレーザ光線を照射して、金属基板１０に局所的な熱塑性変形を起こさせる曲げ加工技術である。レーザフォーミングは、金属基板１０の表面にレーザ光線を断続的に照射し、各照射箇所が冷却される際に局所的に収縮することで金属基板１０に反りを形成している。また、熱塑性変形によって金属基板１０に反りが形成されているため、レーザフォーミング後に金属基板１０がスプリングバックすることがなく、金属基板１０に所望の反りを維持することが可能である。
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態のパッケージ基板の加工方法について説明する。図２は反り形成工程、図３は樹脂層形成工程、図４は分割工程のそれぞれ一例を示す図である。なお、以下のパッケージ基板の加工方法は一例を示すものであり、適宜変更が可能である。
【００１８】
図２Ａに示すように、先ず反り形成工程が実施される。反り形成工程では、ステンレス基板等の金属基板１０の上面に、金属基板１０に対し吸収性を有する波長のレーザ光線を照射して金属基板１０を反らせている。この場合、金属基板１０がレーザフォーミング装置に搬入され、レーザフォーミング装置の加工テーブル４１上に金属基板１０が載置される。金属基板１０は加工テーブル４１に対して保持具４２によって上面を露出させた状態で保持される。また、加工ヘッド４３が金属基板１０の上方に位置付けられ、加工テーブル４１がＸ軸方向に加工送りされながら、金属基板１０の上面にレーザ光線が断続的に照射される。これにより、レーザ光線の各照射位置で金属基板１０の上面側と下面側の応力バランスが崩される。
【００１９】
続いて、加工ヘッド４３がＹ方向に１ピッチ分だけＹ軸方向にインデックス送りされ、さらに加工テーブル４１がＸ軸方向に加工送りされながら、金属基板１０の上面にレーザ光線が断続的に照射される。この動作が繰り返されることで、金属基板１０の表面全域に所定ピッチでレーザ光線が照射される。加工テーブル４１から金属基板１０が取り外されることで、保持具４２から金属基板１０が解放されて金属基板１０に反りが形成される。なお、配線層２０（図３参照）に対するデバイスチップＣ（図３参照）の配設前にレーザフォーミングが実施されるため、レーザフォーミングの熱がデバイスチップＣに悪影響を与えることがない。
【００２０】
なお、図２Ｂに示すように、レーザフォーミングによる金属基板１０の反り方向及び反り量は、後段の樹脂層形成工程における金属基板１０の反り方向及び反り量を想定して調節される。この場合、事前にレーザフォーミングしていない金属基板１０の上面に樹脂シートの加圧加熱によって配線層２０を形成して、金属基板１０に対して配線層２０を形成したときの反り量が測定される。レーザフォーミングしていない金属基板１０に実際に配線層２０を形成することによって、樹脂とステンレス鋼との熱膨張係数の違いや配線パターン等に応じた金属基板１０の反り方向及び反り量を想定することが可能になっている。
【００２１】
反り形成工程では、この金属基板１０の反り方向及び反り量に基づいて、金属基板１０に対するレーザ光線の照射面及び加工条件が変更される。金属基板１０が上向きの凸状に反る場合には金属基板１０の上面にレーザ光線が照射され、金属基板１０が下向きの凹状に反る場合には金属基板１０の下面にレーザ光線が照射される。また、金属基板１０の反り量が大きな場合にはレーザ光線の照射間隔（ピッチ）が狭められ、金属基板１０の反り量が小さな場合にはレーザ光線の照射間隔が広げられる。このように、金属基板１０に対してレーザ光線が当たる面を変えることで反り方向が調節され、金属基板１０に対するレーザ光線の照射間隔を調整することによって金属基板１０の反り量が調整される。
【００２２】
例えば、図２Ｂに示す例では、レーザフォーミングしていない金属基板１０に配線層２０が形成されると、配線層２０が膨張して金属基板１０が上向きの凸状に反りが生じている。このため、図２Ａに示すように、反り形成工程では、レーザフォーミングによって金属基板１０が下向きの凹状に反るように金属基板１０の上面にレーザ光線が照射されている。なお、レーザ光線の照射間隔は、加工テーブル４１の送り速度、加工ヘッド４３のインデックス間隔等の加工条件を変更することで調節される。また、金属基板１０の反り量は、光学式の高さセンサ等で測定されてもよいし、オペレータによってスケールで測定されてもよい。なお、配線層２０の形成時の金属基板１０の反り方向及び反り量が既知であれば、事前に金属基板１０に配線層２０を形成して反り方向及び反り量を確認する必要はない。
【００２３】
図３Ａに示すように、反り形成工程の後には樹脂層形成工程が実施される。樹脂層形成工程では、先ず配線層形成工程が実施される。配線層形成工程では、金属基板１０の上面に配線層２０が形成される。この場合、金属基板１０が樹脂層成形装置内に搬入され、樹脂層形成装置内の加工テーブル５１上に金属基板１０が載置される。金属基板１０は加工テーブル５１に対して保持具５２によって上面を露出させた状態で保持され、保持具５２によって金属基板１０の反りが抑えられている。この金属基板１０の上面には、配線パターン２１を挟んだ樹脂シート２２が載置される。
【００２４】
また、樹脂シート２２の上方にはヒータ５３が位置付けられており、ヒータ５３によって樹脂シート２２が加熱加圧されることで金属基板１０の上面に配線層２０が形成される。ヒータ５３に加熱された樹脂層が膨張することで、金属基板１０に対してレーザフォーミングによる反りとは逆向きの反りが発生する。レーザフォーミングによる金属基板１０の反りが、配線層２０の形成による金属基板１０の反りによって相殺され、金属基板１０の上面側と下面側の応力バランスが整えられる。このように、配線層２０の形成前に金属基板１０に逆向きに反らしておくことで、配線層２０の形成後に金属基板１０の反りが低減される。
【００２５】
図３Ｂに示すように、樹脂層形成工程では、配線層形成工程の後にデバイスチップ搬送工程が実施される。デバイスチップ搬送工程では、配線層２０上にデバイスチップＣが搬送される。この場合、加工テーブル５１に保持された金属基板１０の上方に搬送手段５５が移動され、搬送手段５５に保持されたデバイスチップＣが金属基板１０の配線層２０上に配設される。配線層２０上のデバイスチップＣは、デバイスチップＣのバンプを介して配線パターン２１に電気的に接続される。このように、配線層２０上のチップ搭載位置に向けて、搬送手段５５によってデバイスチップＣが搬送される。
【００２６】
図３Ｃに示すように、樹脂層形成工程では、デバイスチップ搬送工程の後にモールド樹脂層形成工程が実施される。モールド樹脂層形成工程では、配線層２０上のデバイスチップＣがモールド樹脂で封止されてモールド樹脂層３０が形成される。この場合、加工テーブル５１に保持された金属基板１０の上方にディスペンサ５６が移動され、ディスペンサ５６から供給されたモールド樹脂によってデバイスチップＣがパッケージングされる。このようにして、金属基板１０の上面に配線パターン２１を含む樹脂層が積層されたパッケージ基板Ｗが形成される。
【００２７】
なお、本実施の形態では、金属基板１０上に配線層２０が形成された時の反りを想定して、事前にレーザフォーミングによって金属基板１０に反りが形成される構成にしたが、この構成に限定されない。金属基板１０上に配線層２０と共にモールド樹脂層３０が形成された時の反りを想定して、事前にレーザフォーミングによって金属基板１０に反りが形成されてもよい。すなわち、金属基板１０に反りを生じさせる樹脂層が配線層２０であってもよいし、金属基板１０に反りを生じさせる樹脂層が配線層２０及びモールド樹脂層３０であってもよい。
【００２８】
図４に示すように、樹脂層形成工程の後には分割工程が実施される。分割工程では、金属基板１０が分割予定ラインに沿って分割溝３５が形成されることで分割される。この場合、パッケージ基板Ｗがレーザ加工装置に搬入され、レーザ加工装置のチャックテーブル６１上にパッケージ基板Ｗが載置される。パッケージ基板Ｗは反りが取り除かれて略平坦になっているため、チャックテーブル６１の保持面にパッケージ基板Ｗが吸引保持される。また、チャックテーブル６１の保持面には格子状の逃げ溝３６が形成されており、この逃げ溝３６にパッケージ基板Ｗの分割予定ラインが位置合わせされている。
【００２９】
また、パッケージ基板Ｗの分割予定ラインに対して加工ヘッド６２が位置合わせされ、加工ヘッド６２からパッケージ基板Ｗに対して吸収性を有する波長のレーザ光線が照射される。そして、チャックテーブル６１がＸ軸方向に加工送りされることで、分割予定ラインに沿ってパッケージ基板Ｗがフルカットされる。一本の分割予定ラインに沿ってパッケージ基板Ｗがフルカットされると、隣の分割予定ラインに加工ヘッド６２が位置合わせされてパッケージ基板Ｗがフルカットされる。この加工動作が繰り返されることで、パッケージ基板Ｗが個々のパッケージＰに分割される。
【００３０】
このように、パッケージ基板Ｗの反りが低減されているため、パッケージ基板Ｗをチャックテーブル６１に吸引保持させた状態で、パッケージ基板Ｗを個々のパッケージＰに精度よく分割することができる。また、パッケージ基板Ｗから反りを低減した状態で、パッケージ基板Ｗを分割するため、分割後の個々のパッケージＰに大きな反りが残ることがない。また、レーザ加工によってパッケージ基板Ｗを分割するため、分割ラインを狭くすることができ、特に小型チップ用のパッケージ基板Ｗを精度よく分割することが可能になっている。
【００３１】
分割工程では、アブレーション加工によってパッケージ基板Ｗを個々のパッケージＰに分割する構成にしたが、パッケージ基板Ｗを個々のパッケージＰに分割可能であれば、どのような方法でパッケージ基板Ｗを分割してもよい。例えば、切削ブレードを用いたブレードダイシングでパッケージ基板Ｗを分割してもよい。なお、アブレーションとは、レーザービームの照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。
【００３２】
以上のように、本実施の形態のパッケージ基板Ｗの加工方法によれば、レーザフォーミングによる金属基板１０の反りが、配線層２０の形成による金属基板１０の反りによって相殺される。すなわち、配線層２０の形成時に金属基板１０が反ることを想定し、配線層２０の形成前にレーザフォーミングによって金属基板１０を逆向きに反らせておくことで、配線層２０の形成後に金属基板１０の反りを低減することができる。よって、専用の加工テーブルや反り量を測定する測定器などの部材が不要となり、簡易な装置構成で反りを抑えて、パッケージ基板Ｗを個々のパッケージＰに精度よく分割することができる。また、パッケージ基板Ｗの上面側及び下面側の応力バランスが整えられているため、分割後のパッケージＰに大きな反りが生じることがない。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００３４】
例えば、上記した本実施の形態において、金属基板１０の上面にレーザ光線を照射する構成にしているが、金属基板１０の材質と配線層２０の材質の熱膨張係数に応じてレーザ光線の照射方向は適宜変更される。
【００３５】
また、上記した本実施の形態において、樹脂装置形成工程で生じる金属基板１０の反りを相殺するように、反り形成工程において金属基板１０に反りを生じさせる構成にしているが、金属基板１０の反りは完全に相殺されなくてもよい。金属基板１０には、分割工程においてチャックテーブル６１上にパッケージ基板Ｗを吸引保持できる程度の反りが残っていてもよい。
【００３６】
また、上記した本実施の形態において、樹脂層形成工程は、配線層２０上にデバイスチップＣを配設した後にデバイスチップＣをモールドで封止して樹脂層を形成する構成にしているが、この構成に限定されない。樹脂装置形成工程は、金属基板１０上に配線パターン２１を含む樹脂層を形成する構成であればよく、例えば、金属基板１０上に配線層２０を形成することで樹脂層を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上説明したように、本発明は、パッケージ基板の反りを抑えて容易に分割することができるという効果を有し、特に、金属基板に樹脂層が積層されたパッケージ基板の加工方法に有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  金属基板
２０  配線層（樹脂層）
２１  配線パターン
２２  樹脂シート
３０  モールド樹脂層（樹脂層）
３５  分割溝
Ｗ  パッケージ基板
【図１】
0006615583.tif 000002
【図２】
0006615583.tif 000003
【図３】
0006615583.tif 000004
【図４】
0006615583.tif 000005