(57)【要約】【課題】ボ−ルグリッドアレイ（ＢＧＡ）型パッケ−ジのグリッド基板を、樹脂を素材とした射出成形で製造できるようにするため、ワイヤ並みの０．２ｍｍ以下の薄い厚みを有し、平面平坦性に優れたニッケル・クロム合金製中子を得たい。【解決手段】テ−ブル４上に設けられた電磁チャック６上に弾性シ−ト２５を敷設し、その上にニッケル・クロム合金製シ−ト状物の薄い厚みのワ−ク２を載置させた後、電磁チャックの磁性で前記ワ−クを固定し、該ワ−クと回転する多孔質セラミック砥石車３とを相対的に移動させてワ−ク表面を研削することを特徴とする、シ−ト状物の表面平坦化方法。【選択図】　　　　　図１
2004009242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テ−ブル上に設けられた電磁チャック上に弾性シ−トを敷設し、その上にニッケル・クロム合金製シ−ト状物の薄い厚みのワ−クを載置させた後、電磁チャックの磁性で前記ワ−クを固定し、該ワ−クと回転する多孔質セラミック砥石車とを相対的に移動させてワ−ク表面を研削することを特徴とする、シ−ト状物の表面平坦化方法。
【請求項２】
ワ−クはニッケル・クロム合金製シ−ト状物であり、弾性シ−トが厚み０．２〜３ｍｍのゴム、エラストマ−および熱可塑性樹脂を素材とするシ−トより選ばれたものであり、多孔質セラミック砥石車の砥石幅はワ−クの幅より大きく、研削加工されたワ−クの厚みが０．０１〜１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載のシ−ト状物の表面平坦化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面研作装置の摺動テ−ブル上に設けられた電磁チャック上に厚みが０．０１〜１．０ｍｍと薄いスライシングされたニッケル・クロム合金製シ−ト状物よりなるワ−クを載置させた後、該ワ−クと回転する砥石車とを相対的に移動させてワ−ク表面を研削することによりワ−ク表面を平坦化する方法に関する。
加工されたワ−クは、鋳物金型の入れ子、中子、刺し子として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
外部接続用端子がボ−ル状になっており、かつ、格子状に配列したボ−ルグリッドアレイ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）型半導体装置（パッケ−ジ）は知られており（特開平１０−１１２４７２号、同１０−３１３０７４号、特開２００１−１５６５０号、同２００１−２２３２９３号、同２００１−２３７３３８号、米国特許第６３６５９７９号）、実用化されている。
【０００３】
このパッケ−ジ１３０は、例えば図３のパッケ−ジ下面図、図４のパッケ−ジ断面図に示すように、下面に金属配線（電極）１０７が被覆された金属ガラスファイバ−補強エポキシ樹脂基板またはポリイミドテ−プ基板１０２に設けられた通孔１１１に半田ボ−ル（バンプ）１１２が格子状に多数配列され、前記基板１０２の他方の面に着設され一端部が前記通孔に突出するインナ−リ−ド１０３ａをなすとともに他端部に複数の電極パッド１０３ｂが形成された導体層１０３と、前記インナ−リ−ド１０３ａに接続された半導体チップ１０９を中央に設けた構造となっている。半田ボ−ル（バンプ）１１２は、導体層１０３上に誘電体層１１３を介して接着されている（特開平１０−１１２４７２号）。
前述の特許公報群には他のパッケ−ジ構造を示すものもあるが、格子状に配列したボ−ルグリッドアレイを備えている点では共通する。
【０００４】
市販品のパッケ−ジの半田ボ−ル１１２，１１２のピッチは０．５〜１．２７ｍｍである。金属ガラスファイバ−補強エポキシ樹脂基板またはポリイミドテ−プ基板１０２に通孔１１６を穿孔するにはマッチドダイが用いられている（ＵＳＰ６，３６５，９７９）。
【０００５】
パッケ−ジの半田ボ−ル１１２のピッチをワイヤ−線並みの約０．２ｍｍとするとともに、通孔を有する基板を射出樹脂成形することで製造することが市場より要望されている。
【０００６】
本発明者らは、この通孔を形成する刺し子を射出金型に設け、この刺し子として反りがなく、表面平坦度が２μｍ以下、厚みが０．２ｍｍ以下の剛性の高い金属製シ−ト状物を用いれば可能であることを着想し、このワ−クの加工を平面研削装置を用いて加工して平坦化する検討を行なった。
【０００７】
テ−ブル上に設けられた電磁チャック上に金属製ワ−クを載置させた後、該ワ−クと回転する砥石とを相対移動させてワ−クを平面研削する平面研削装置は知られている（特開昭５５−８３５６７号、同５９−５９３４９号、同６１−１７３８５１号、特開平４−１３５５２号、特開２００１−２３９４３２号）。
【０００８】
図５と図６に平面研削装置の一例を示す。これら図において、１は平面研削装置、２はワ−ク、３は砥石車、４は左右方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台部、６は電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、８は操作盤、８ｂは砥石上下切り込み手動パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石軸頭、１１は砥石軸、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方向）に移動する昇降機構、１３はモ−タ−、１４は螺合体、１５はネジ軸、１６は軸受、１７は安全保護カバ−、１８は研削液供給ノズル、１９はベッド、２０はタンク、２１はフィルタ−、２２はポンプ、２３は砥石軸モ−タ−である。
【０００９】
テ−ブル４上に電磁チャック６が載置され、その上に加工されるワ−クが載せられ、ワ−ク表面に回転している砥石車３が接し、ワ−クと砥石車を相対移動させることによりワ−クは平面研削加工される。
加工の間、ワ−クを載せるテ−ブル４は左右方向または前後方向に移動する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
加工されるワ−クの厚みが厚いものであるときは、寸法精度に問題ないが、厚みが０．０１〜１．０ｍｍと薄いシ−ト状ワ−クであるときは、加工されるワ−クに１０〜５０μｍの反りがあった場合、電磁チャックの磁性によりワ−ク裏面全体が電磁チャック面に強制的に接触した状態で回転砥石により表面研削加工が行なわれ、加工が終了後、電磁チャックの磁性がｏｆｆにされると、加工されたワ−クの記憶されていた反りがワ−クに復元するので、表面が平坦な加工ワ−クを得ることができない。
本発明は、反りのない、表面平坦度が２μｍ以下、厚み０．０１〜１．０ｍｍのニッケル・クロム合金製シ−ト状物を得る加工方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、テ−ブル上に設けられた電磁チャック上に弾性シ−トを敷設し、その上にニッケル・クロム合金製シ−ト状物の薄い厚みのワ−クを載置させた後、電磁チャックの磁性で前記ワ−クを固定し、該ワ−クと回転する多孔質セラミック砥石車とを相対的に移動させてワ−ク表面を研削することを特徴とする、シ−ト状物の表面平坦化方法を提供するものである。
【００１２】
ワ−クと電磁チャックの間に弾性シ−トを介在させて薄い厚みのワ−クを電磁チャックの磁性により固定する際、図１ａに示すようにワ−クの反った一部が弾性シ−ト内に食い込まれる。この食い込んだ状態でワ−クは回転する多孔質セラミック砥石車により反りを解消する厚み以上表面研削されるので、加工終了後、電磁チャックの磁性が解放されてもワ−ク表面側は平坦性を保つ。ついで、これを反転し、逆側を平面研削することにより反りのない、表面平坦度が２μｍ以下、厚み１．０ｍｍ以下のシ−ト状物を得ることができる。
【００１３】
本発明の請求項２は、前記シ−ト状物の表面平坦化方法において、ワ−クはニッケル・クロム合金製シ−ト状物であり、弾性シ−トが厚み０．２〜３ｍｍのゴム、エラストマ−および熱可塑性樹脂を素材とするシ−トより選ばれたものであり、多孔質セラミック砥石車の砥石幅はワ−クの幅より大きく、研削加工されたワ−クの厚みが０．０１〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
電磁チャックの磁性が充分に作用し、ワ−クの反った部分の侵入が充分な厚みを有する弾性シ−トである。ニッケル・クロム合金製シ−ト状物を平坦に加工するには多孔質セラミック砥石が有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１ａは、本発明の薄物シ−ト片面の表面研削が終了した状態を示す部分正面図であり、図１ｂは片面が研削加工された薄物シ−トの断面図である。図２は、研削加工により両表面が平坦度２μｍ以下に平坦化された厚み０．２ｍｍ、頂上部幅２ｍｍ、基部幅４ｍｍ、高さ１２ｍｍのニッケル・クロム製ワ−クの斜視図であり、このワ−クはグリッド基板形成金型の通孔形成用の刺し子として用いられる。
【００１６】
ワ−ク表面の平坦化は、ワ−クの片面づつ、研削加工により行なわれる。
研削装置の左右方向に移動可能なテ−ブル４上に設けられた電磁チャック６上に弾性シ−ト２５を敷設し、その上に研削されるニッケル・クロム製シ−ト状物のワ−ク２を載置させた後、電磁チャック６の磁性を作動してワ−クを固定し、該ワ−ク２と回転する砥石車３とを相対移動させてワ−クを平面研削する。
反りの厚み方向分以上の厚みを表面研削した後は、砥石車３を上昇させ、テ−ブルの反転を終了させ、電磁チャックの脱磁を行ない、ワ−クを電磁チャックより取り外し、次いで、洗浄する。
砥石車の周速度は１，５００〜２，１００ｍ／分、テ−ブルのストロ−ク幅はワ−クの幅より左右に各々２〜５ｍｍ幅広い８〜５５ｍｍ、テ−ブルのストロ−ク回数数は１５０〜６００ストロ−ク／分が好ましい。
【００１７】
次に、電磁チャック６上の弾性シ−ト２５の上に片面が研削され、洗浄された前記ワ−クを載置させた後、電磁チャック６の磁性を作動してワ−クを固定し、該ワ−ク２と回転する砥石車３とを相対移動させてワ−クを平面研削する。この際、テ−ブル側のワ−ク片面は平坦化されているので弾性シ−トはあってもよいし、なくてもよい。また、弾性シ−ト２５の種類を先の研削に使用した弾性シ−トよりも硬い弾性シ−トに取り替えてもよい。
反りの厚み方向分以上の厚みを表面研削した後は、砥石車３を上昇させ、テ−ブルの反転を終了させ、電磁チャックの脱磁を行ない、ワ−クを電磁チャックより取り外し、次いで、洗浄し、両面が平坦化されたワ−ク（刺し子）を得る。
【００１８】
研削量は、スライシングされたワ−クの厚みにもよるが、ワ−クの表面側、裏面側とも１５〜２００μｍで、平坦度が２μｍ以下となる量である。
【００１９】
ワ−ク素材のニッケル・クロム合金としては、ＪＩＳ　Ｈ　５７０１に記載される鋳物用素材のＮＭＣｒＣ、ＮＣｒＦＣ、ＮＣＨＷ−１等ニッケル・クロム合金の他、粉末冶金ステンレス鋼３０４Ｌ（１９Ｃｒ・１０．５Ｎｉ・Ｆｅ）、粉末冶金ステンレス鋼３１６Ｌ（１７Ｃｒ・１３Ｎｉ・２．５Ｍｏ・Ｆｅ）などが挙げられる。
【００２０】
グリッド用通孔、コネクタピン用通孔を形成するに用いる金型の刺し子用のワ−クはシ−ト状で、ニッケル・クロム合金のブロックからワイヤ−放電加工された形状物を０．１〜１．５ｍｍの厚みにスライシングしたものが利用される。
【００２１】
砥石車３の砥石部分は、アルミナを主成分とする多孔質セラミックを素材としたレジノイドボンド砥石またはビトリファイドボンド砥石で、砥粒の粒度が４６〜７０番、結合度Ｄ〜Ｊ、組織が２〜９で、通気率が１５〜４５％のものが好ましい。商品としてはクレノ−トン株式会社のアルミナ砥石ＶＳＧまたはアルミナ砥石ＢＳＧ（商品名）、株式会社ノリタケカンパニ−リミッテッドのレジノイドセラミック砥石ＣＸ４６Ｉ７（商品名）、ＣＸ４６Ｊ７（商品名）が好ましい。
【００２２】
弾性シ−ト２５は、電磁チャックの磁性がワ−ク２に作用し、ワ−クの反りが侵入できる厚みを有するゴム、エラストマ−および熱可塑性樹脂を素材とするシ−トより選ばれたものが利用できる。シ−ト厚みは０．２〜３ｍｍが好ましい。
【００２３】
具体的には、ゴム物質としては、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴム、クロル化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、クロル化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴム、クロル化スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴム、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、クロル化スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、エチレン・プロピレン共重合体ゴムおよびエチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合体ゴムが挙げられる。これらは架橋されていてもよい。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、低密度ポリエチレン、直鎖線状ポリエチレン、軟質ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、クロロ・スルホン化ポリエチレン、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン−１共重合体、ポリブテン、ポリ（テトラフルオロエチレン）等が挙げられる。
【００２５】
エラストマ−としては、アクリルウレタンエラストマ−、シリコンエラストマ−、ウレタンエラストマ−および前記前記ゴム物質と熱可塑性樹脂との混合物よりなるエラストマ−が挙げられる。
混合物の場合、ゴム物質は両者中の１０〜９７重量％、好ましくは３０〜８５重量％、熱可塑性樹脂は９０〜３重量％、好ましくは７０〜１５重量％の割合で用いられる。ゴム物質は、シ−ト状物の圧縮性と、圧縮歪に対する戻りの目的で、熱可塑性樹脂はシ−ト状物の強度、硬度、耐熱性向上の目的で使用される。
【００２６】
弾性シ−ト２５は、発泡していなくても発泡していてもよい。
弾性シ−ト２５の物性としては、硬さ（ＪＩＳ　Ｋ−６３０１）が１０〜１００、好ましくは３５〜８５、引張強度（ＪＩＳ　Ｋ−６３０１）が３０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２、好ましくは５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、引張伸度（ＪＩＳ　Ｋ−６３０１）が５０〜１０００％、２００〜８００％、厚み　０．０３〜３ｍｍ、好ましくは、０．０５〜１．５ｍｍである。
【００２７】
弾性シ−ト２５は、導電性充填剤を１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％含有していて、シ−ト２５の表面固有抵抗値（ベックマン・インダストリアル社：Ｂｅｃｋｍａｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ）のデジタル・マルチメ−タ−表面固有抵抗測定機器　４４１０型で測定）が１ｘ１０１３Ω／□以下、好ましくは５ｘ１０１２〜１ｘ１０９Ω／□とすることにより、弾性シ−ト２５への不純物の付着が防止される。特に、導電性充填剤として、金属粉末や金属酸化物ではなく、導電性カ−ボンブラックを用いたときは弾性シ−トがより柔軟性を帯び、ワ−ク２のフィット性も向上する。
【００２８】
導電性カ−ボンブラックとしては、ファ−ネスブラック、チャンネルブラックなどの導電性フィラ−も使用できるが、揮発分含有量が２重量％以下、表面積が８００〜２，０００ｍ２、ジブチルフタレ−ト吸収量が２００〜６００ｍｌ／１００ｇ、平均粒度が１０〜５０ｎｍのケッチエンブラックと呼ばれる微粒子が導電性に優れ、ゴム物質、樹脂への分散性に優れ、弾性シ−トの柔軟性を他の導電性充填剤より向上させるので好ましい。
かかるカ−ボンブラックは、独国のデグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）社よりＰＲＩＮＴＥＸ　ＸＥの商品名で、三菱化学株式会社よりケッチエンブラックの商品名で入手できる。
【００２９】
実施例１
株式会社岡本工作機械製作所製のハイスピ−ドストロ−ク精密成形研削盤ＰＦＧ５００ＤＸＮＣ（商品名）を用い、該装置の砥石軸に砥石幅１３ｍｍ、直径１８０ｍｍの精密研削用多孔質アルミナセラミック砥石　ＳＧ６０Ｆ２Ｖを装着した。
また、中子用ワ−クとして、図２に示す頂上部幅２ｍｍ、基部幅４ｍｍ、高さ１２ｍｍ、厚み０．４ｍｍ寸法のニッケル・クロム合金ＮＭＣｒＣ製スライシングシ−トを用いた。
【００３０】
テ−ブル上の電磁チャック上に厚み１ｍｍのポリ（フッ化エチレン）シ−トを敷設し、このポリ（フッ化エチレン）シ−ト上に前記ワ−クの高さ方向が左右方向となるようにワ−クを寝かせ、ついで電磁チャックの電源をｏｎにしてワ−クを固定させた。
【００３１】
ついで、制御盤のＣＲＴ画面より基準点、加工開始点、テ−ブルの左右ストロ−ク幅を１６ｍｍ、ストロ−ク数を２４０ストロ−ク／分、砥石送り量０．０２ｍｍ／分、研削取り代量１００μｍ、砥石周速度１８００ｍ／分を設定し、ワ−ク面に研削液を供給しながらスタ−トボタンを押し、ワ−クの平面研削加工を開始させた。
【００３２】
ワ−クの片面の研削が終了した後、ワ−クを洗浄し、再び、片面研削された該ワ−クを電磁チャック上のポリ（フッ化エチレン）シ−ト上にワ−クの高さ方向が左右方向となるように、かつ、研削されていないワ−ク面が上向くようにワ−クを寝かせ、ついで電磁チャックの電源をｏｎにしてワ−クを固定させ、前記と同じ加工条件で研作を行なった。
【００３３】
両面が研削されたワ−クの厚みは、０．２０ｍｍであり、表面平坦度（Ｒｍａｘ）は、表面側が１．８５μｍ、裏面側が１．５４μｍと平坦であった。
【００３４】
実施例２
多孔質セラミック砥石として、株式会社ノリタケカンパニ−リミテドの砥石幅２０ｍｍ、直径３８０ｍｍのレジノイドボンド砥石　ＣＸ４６Ｉ７を用い、ニッケル・クロム合金としてＮＣｒＦＣを用いるる他は実施例１と同様にしてワ−クの研作を行なった。
【００３５】
両面が研削されたワ−クの厚みは、０．２０ｍｍであり、表面平坦度は表面側が１．８０μｍ、裏面側が１．６０μｍと平坦であった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のニッケル・クロム合金製薄物シ−ト状ワ−クの研削方法は、加工されたワ−クに所望の平坦度を出すことができる。
この両面が平坦化されたワ−クをＧＢＡ型パッケ−ジのグリッドの通孔形成用の刺し子に用いた金型のキャビティ内に液状反応型樹脂を射出成形、硬化または熱可塑性樹脂を溶融射出成形することによりＧＢＡ型パッケ−ジのグリッド基板を成形できる。よって、従来のテ−プサイジング加工、パンチ加工の２工程を経ることなく１工程の射出成形でグリッド基板を成形できる。この刺し子は厚みが薄いのでグリッド基板のグリッドの通孔をワイヤ線なみの０．２ｍｍ以下とすることができ、パ−ケ−ジサイズの縮小化もしくは実装密度の向上に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削方法を示す部分正面図（ａ）と片面研削加工された薄物シ−トの断面図（ｂ）である。
【図２】刺し子の斜視図である。
【図３】パッケ−ジの下面図である。（公知）
【図４】パッケ−ジの断面図である。（公知）
【図５】平面研削装置の斜視図である。（公知）
【図６】平面研削装置の側面図である。（公知）
【符号の説明】
１　　　　平面研削装置
２　　　　ワ−ク
３　　　　砥石車
４　　　　テ−ブル
６　　　　電磁チャック
７　　　　サドル
９　　　　コラム
１０　　　　砥石軸頭
２５　　　　弾性シ−ト
１３０　　　　パッケ−ジ
１１２　　　　半田ボ−ル
【図１】
2004009242.tif 000003
【図２】
2004009242.tif 000004
【図３】
2004009242.tif 000005
【図４】
2004009242.tif 000006
【図５】
2004009242.tif 000007
【図６】
2004009242.tif 000008