(57)【要約】【課題】デバイスパッケージへの溶融物の固着を防止できるパッケージ基板の加工方法を提供する。【解決手段】セラミックス基板（１３）と、セラミックス基板の一方の面（１３ａ）に配置された複数のデバイスチップ（１７）と、セラミックス基板の一方の面全体を被覆する樹脂でなる被覆層（１９）と、を備えたパッケージ基板（１１）を加工するパッケージ基板の加工方法であって、被覆層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線（Ｌ１）をパッケージ基板の被覆層側から照射して、パッケージ基板に設定された分割予定ライン（１５）に沿う第１のレーザー加工溝（２３）を被覆層に形成する第１のレーザー加工溝形成工程と、第１のレーザー加工溝形成工程の後、セラミックス基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線（Ｌ２）をパッケージ基板のセラミックス基板側から照射して、分割予定ラインに沿う第２のレーザー加工溝（２５）をセラミックス基板に形成する第２のレーザー加工溝形成工程と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板と、該セラミックス基板の一方の面に配置された複数のデバイスチップと、該セラミックス基板の該一方の面全体を被覆する樹脂でなる被覆層と、を備えたパッケージ基板を加工するパッケージ基板の加工方法であって、
該被覆層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パッケージ基板の該被覆層側から照射して、該パッケージ基板に設定された分割予定ラインに沿う第１のレーザー加工溝を該被覆層に形成する第１のレーザー加工溝形成工程と、
該第１のレーザー加工溝形成工程の後、該セラミックス基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パッケージ基板の該セラミックス基板側から照射して、該分割予定ラインに沿う第２のレーザー加工溝を該セラミックス基板に形成する第２のレーザー加工溝形成工程と、を備えることを特徴とするパッケージ基板の加工方法。
【請求項２】
前記第２のレーザー加工溝形成工程の後、超音波を付与した液体に前記パッケージ基板を浸漬して洗浄する洗浄工程をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ基板の加工方法。
【請求項３】
前記デバイスチップとしてＬＥＤを備えた前記パッケージ基板を加工することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の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、ＬＥＤ等のデバイスチップを封止したパッケージ基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等のデバイスチップをパッケージする際には、例えば、Ａｌ２Ｏ３等の材料でなるセラミックス基板の表面に複数のデバイスチップを配列した後、このセラミックス基板の表面側を光透過性のモールド樹脂で被覆して、パッケージ基板を形成する。隣接するデバイスチップ間に設定された分割予定ライン（ストリート）に沿ってパッケージ基板を分割することで、デバイスチップがパッケージされた複数のデバイスパッケージを得ることができる。
【０００３】
上述したパッケージ基板の分割は、例えば、レーザー光線によるアブレーションを利用する方法で実施される。しかしながら、この方法では、アブレーションによって発生する溶融物がセラミックス基板の裏面側に固着して、デバイスチップの品質を低下させる可能性が高かった。そこで、パッケージ基板を加工する前に、溶融物が収容される溝を分割予定ラインに沿ってセラミックス基板の裏面側に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７２９００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、上述の方法では、セラミックス基板の裏面側に溶融物が固着し難くなる一方で、パッケージ基板を分割して得られるデバイスパッケージの側面には、溝に収容された溶融物がそのまま残留、固着してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイスパッケージへの溶融物の固着を防止できるパッケージ基板の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、セラミックス基板と、該セラミックス基板の一方の面に配置された複数のデバイスチップと、該セラミックス基板の該一方の面全体を被覆する樹脂でなる被覆層と、を備えたパッケージ基板を加工するパッケージ基板の加工方法であって、該被覆層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パッケージ基板の該被覆層側から照射して、該パッケージ基板に設定された分割予定ラインに沿う第１のレーザー加工溝を該被覆層に形成する第１のレーザー加工溝形成工程と、該第１のレーザー加工溝形成工程の後、該セラミックス基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パッケージ基板の該セラミックス基板側から照射して、該分割予定ラインに沿う第２のレーザー加工溝を該セラミックス基板に形成する第２のレーザー加工溝形成工程と、を備えることを特徴とするパッケージ基板の加工方法が提供される。
【０００８】
本発明において、前記第２のレーザー加工溝形成工程の後、超音波を付与した液体に前記パッケージ基板を浸漬して洗浄する洗浄工程をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
また、本発明において、前記デバイスチップとしてＬＥＤを備えた前記パッケージ基板を加工しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るパッケージ基板の加工方法では、セラミックス基板を被覆する樹脂でなる被覆層に第１のレーザー加工溝を形成した後、パッケージ基板のセラミックス基板側からレーザー光線を照射してセラミックス基板に第２のレーザー加工溝を形成するので、セラミックス基板から発生する溶融物の大部分は、被覆層に形成された第１のレーザー加工溝に収容されることになる。
【００１１】
被覆層は樹脂で形成されているので、セラミックス基板から発生する溶融物は第１のレーザー加工溝に固着し難く、簡単な洗浄工程で除去される。このように、本発明に係るパッケージ基板の加工方法では、パッケージ基板を加工して形成されるデバイスパッケージへの溶融物の固着を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】パッケージ基板の加工方法に用いられるレーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、パッケージ基板の構成例を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、パッケージ基板の構成例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、第１のレーザー加工溝形成工程を模式的に示す断面図であり、図３（Ｂ）は、第２のレーザー加工溝形成工程を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係るパッケージ基板の加工方法は、第１のレーザー加工溝形成工程（図３（Ａ）参照）、第２のレーザー加工溝形成工程（図３（Ｂ）参照）、及び洗浄工程を含む。
【００１４】
第１のレーザー加工溝形成工程では、セラミックス基板の第１面を被覆する樹脂製の被覆層に対して吸収され易い波長のレーザー光線を照射し、パッケージ基板に設定された分割予定ライン（ストリート）に沿う第１のレーザー加工溝を被覆層に形成する。なお、この第１のレーザー加工溝は、被覆層の露出する表面側からセラミックス基板との界面に達するように形成される。
【００１５】
第２のレーザー加工溝形成工程では、セラミックス基板に対して吸収され易い波長のレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿う第２のレーザー加工溝をセラミックス基板に形成する。なお、この第２のレーザー加工溝は、セラミックス基板の第２面側から第１面に達するように形成される。
【００１６】
洗浄工程では、超音波を付与した液体にパッケージ基板を浸漬して洗浄する。被覆層は樹脂で形成されており、セラミックス基板から発生する溶融物が固着し難いので、この洗浄工程によって、第１のレーザー加工溝に残留した溶融物を簡単に除去できる。以下、本実施形態に係るパッケージ基板の加工方法について詳述する。
【００１７】
まず、パッケージ基板の加工方法に用いられるレーザー加工装置の構成例について説明する。図１は、パッケージ基板の加工方法に用いられるレーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のレーザー加工装置２は、各構造が搭載される基台４を備えている。
【００１８】
基台４の上面には、チャックテーブル６をＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させる水平移動機構８が設けられている。水平移動機構８は、基台４の上面に固定されＸ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１０を備えている。
【００１９】
Ｘ軸ガイドレール１０には、Ｘ軸移動テーブル１２がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１２の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１０に平行なＸ軸ボールネジ１４が螺合されている。
【００２０】
Ｘ軸ボールネジ１４の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールネジ１４を回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１２はＸ軸ガイドレール１０に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイドレール１０に隣接する位置には、Ｘ軸方向においてＸ軸移動テーブル１２の位置を検出するためのＸ軸スケール１８が設置されている。
【００２１】
Ｘ軸移動テーブル１２の表面（上面）には、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２０が固定されている。Ｙ軸ガイドレール２０には、Ｙ軸移動テーブル２２がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動テーブル２２の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２０に平行なＹ軸ボールネジ２４が螺合されている。
【００２２】
Ｙ軸ボールネジ２４の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ２６でＹ軸ボールネジ２４を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル２２はＹ軸ガイドレール２０に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸ガイドレール２０に隣接する位置には、Ｙ軸方向においてＹ軸移動テーブル２２の位置を検出するためのＹ軸スケール２８が設置されている。
【００２３】
Ｙ軸移動テーブル２２の表面側（上面側）には、支持台３０が設けられており、この支持台３０の上部には、パッケージ基板１１を吸引、保持するチャックテーブル６が配置されている。図２（Ａ）は、パッケージ基板１１の構成例を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、パッケージ基板１１の構成例を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、本実施形態のパッケージ基板１１は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等の放熱性に優れた無機材料でなる円形のセラミックス基板１３を備える。このセラミックス基板１３は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１５で複数の領域に区画されており、各領域の第１面（一方の面）１３ａ側には、それぞれ、ＬＥＤ（発光素子、デバイスチップ）１７が配置されている。
【００２５】
ＬＥＤ１７は、セラミックス基板１３の第１面１３ａ側全体を被覆する被覆層１９によって封止されている。被覆層１９は、例えば、シリコーン、エポキシ等の樹脂で形成され、ＬＥＤ１７から放射される光を透過する。被覆層１９の表面１９ａには、各デバイスチップ１７に対応するドーム状のレンズ２１が配置されており、ＬＥＤ１７から放射された光は、このレンズ２１で集光される。
【００２６】
なお、セラミックス基板１３の第１面１３ａには、ＬＥＤ以外のデバイスチップを配置しても良い。また、その場合には、例えば、光を透過し難い材料で被覆層１９を形成し、レンズ２１等を省略することもできる。セラミックス基板１３の材質、形状等にも制限はなく、例えば、矩形のセラミックス基板等を用いても良い。
【００２７】
図１に示すように、チャックテーブル６の表面（上面）は、上述したパッケージ基板１１を吸引、保持する保持面６ａとなっている。この保持面６ａは、チャックテーブル６の内部に形成された吸引路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。チャックテーブル６の下方には、回転駆動源（不図示）が設けられており、チャックテーブル６は、この回転駆動源によってＺ軸方向に平行な回転軸の周りに回転する。
【００２８】
水平移動機構８の後方には、柱状の支持構造３２が設けられている。支持構造３２の上部には、Ｙ軸方向に伸びる支持アーム３４が固定されており、この支持アーム３４の先端部には、チャックテーブル６上のパッケージ基板１１にパルス発振されたレーザー光線を照射するレーザー照射ユニット３６が設けられている。
【００２９】
レーザー照射ユニット３６に隣接する位置には、パッケージ基板１１の上面（被覆層１９の表面１９ａ）側を撮像するカメラ３８が設けられている。カメラ３８でパッケージ基板１１等を撮像して形成された画像は、例えば、パッケージ基板１１とレーザー照射ユニット３６との位置等を調整する際に使用される。
【００３０】
チャックテーブル６、水平移動機構８、レーザー照射ユニット３６、カメラ３８等の各構成要素は、制御ユニット（不図示）に接続されている。制御ユニットは、パッケージ基板１１が適切に加工されるように各構成要素の動作を制御する。
【００３１】
次に、本実施形態に係るパッケージ基板の加工方法について説明する。本実施形態に係るパッケージ基板の加工方法では、はじめに、被覆層１９に第１のレーザー加工溝を形成する第１のレーザー加工溝形成工程を実施する。図３（Ａ）は、第１のレーザー加工溝形成工程を模式的に示す断面図である。
【００３２】
第１のレーザー加工溝形成工程では、まず、セラミックス基板１３の第２面１３ｂに粘着テープ３１を貼り付ける。次に、この粘着テープ３１と保持面６ａとが対面するようにパッケージ基板１１をチャックテーブル６に載せ、保持面６ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、パッケージ基板１１は、被覆層１９の表面１９ａ側が上方に露出した状態でチャックテーブル６に吸引、保持される。
【００３３】
次に、チャックテーブル６を移動、回転させて、レーザー加工ユニット３６を加工対象となる分割予定ライン１５の上方に合わせる。そして、図３（Ａ）に示すように、被覆層１９に吸収され易い波長（吸収性を有する波長）のレーザー光線Ｌ１をレーザー加工ユニット３６から被覆層１９に向けて照射しながら、チャックテーブル６を加工対象の分割予定ライン１５に平行な方向に移動させる。
【００３４】
すなわち、被覆層１９に吸収され易い波長のレーザー光線Ｌ１を、パッケージ基板１１の被覆層１９側から分割予定ライン１５に沿って照射する。これにより、被覆層１９をレーザー光線Ｌ１でアブレーションさせて、分割予定ライン１５に沿う第１のレーザー加工溝２３を形成できる。
【００３５】
例えば、厚さが５０μｍ〜３００μｍの被覆層１９に第１のレーザー加工溝２３を形成する場合の加工条件は、次のように設定される。
波長：９．３μｍ〜９．４μｍ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
移動速さ（加工送り速さ）：１８０ｍｍ／ｓ
出力：１６．２Ｗ
加工回数：２回（２ｐａｓｓ）
【００３６】
ただし、加工条件はこれに限定されない。加工条件は、少なくとも、被覆層１９のセラミックス基板１３側の界面１９ｂに達する深さの第１のレーザー加工溝２３を形成できる範囲で調整されれば良い。この手順を繰り返し、全ての分割予定ライン１５に沿って第１のレーザー加工溝２３が形成されると、第１のレーザー加工溝形成工程は終了する。
【００３７】
第１のレーザー加工溝形成工程の後には、セラミックス基板１３に第２のレーザー加工溝を形成する第２１のレーザー加工溝形成工程を実施する。図３（Ｂ）は、第２のレーザー加工溝形成工程を模式的に示す断面図である。
【００３８】
第２のレーザー加工溝形成工程では、まず、粘着テープ３１をパッケージ基板１１から剥離する。また、パッケージ基板１１に対応する治具４１をチャックテーブル６の保持面６ａに載せる。この治具４１の上面４１ａ側には、パッケージ基板１１のレンズ２１に対応する凹部４３が形成されている。凹部４３の底には、治具４１の下面４１ｂに達する吸引路４５が接続されている。
【００３９】
次に、被覆層１９の表面１９ａと治具４１の上面４１ａとが対面するようにパッケージ基板１１を治具４１に載せ、チャックテーブル６の保持面６ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、パッケージ基板１１は、セラミックス基板１３の第２面１３ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル６に吸引、保持される。
【００４０】
次に、チャックテーブル６を移動、回転させて、レーザー加工ユニット３６を加工対象となる分割予定ライン１５の上方に合わせる。そして、図３（Ｂ）に示すように、セラミックス基板１３に吸収され易い波長（吸収性を有する波長）のレーザー光線Ｌ２をレーザー加工ユニット３６からセラミックス基板１３に向けて照射しながら、チャックテーブル６を加工対象の分割予定ライン１５に平行な方向に移動させる。
【００４１】
すなわち、セラミックス基板１３に吸収され易い波長のレーザー光線Ｌ２を、パッケージ基板１１のセラミックス基板１３側から分割予定ライン１５に沿って照射する。これにより、セラミックス基板１３をレーザー光線Ｌ２でアブレーションさせて、分割予定ライン１５に沿う第２のレーザー加工溝２５を形成できる。
【００４２】
例えば、厚さが１００μｍ〜１２００μｍのセラミックス基板１３に第２のレーザー加工溝２５を形成する場合の加工条件は、次のように設定される。
波長：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
移動速さ（加工送り速さ）：８０ｍｍ／ｓ
出力：２００Ｗ
加工回数：１回（１ｐａｓｓ）
【００４３】
ただし、加工条件はこれに限定されない。加工条件は、少なくとも、セラミックス基板１３の第１面１３ａに達する深さの第２のレーザー加工溝２５を形成できる範囲で調整されれば良い。この手順を繰り返し、全ての分割予定ライン１５に沿って第２のレーザー加工溝２５が形成され、パッケージ基板１１が複数のデバイスパッケージに分割されると、第２のレーザー加工溝形成工程は終了する。
【００４４】
第２のレーザー加工溝形成工程の後には、超音波を付与した純水（液体）にパッケージ基板１１（デバイスパッケージ）を浸漬して洗浄する洗浄工程を実施する。本実施形態では、被覆層１９に第１のレーザー加工溝２３を形成した後、セラミックス基板１３に第２のレーザー加工溝２５を形成しているので、セラミックス基板１３から発生する溶融物の大部分は、被覆層１９に形成された第１のレーザー加工溝２３に収容されることになる。
【００４５】
また、被覆層１９は樹脂で形成されているため、セラミックス基板１３から発生する溶融物は被覆層１９に固着し難くなっている。よって、洗浄工程においてパッケージ基板１１を超音波洗浄することで、第１のレーザー加工溝２３に残留したパッケージ基板１１の溶融物を簡単に除去できる。なお、洗浄工程は、超音波洗浄以外の方法で実施されても良い。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係るパッケージ基板の加工方法では、セラミックス基板１３を被覆する樹脂でなる被覆層１９に第１のレーザー加工溝２３を形成した後、パッケージ基板１１のセラミックス基板１３側からレーザー光線Ｌ２を照射してセラミックス基板１３に第２のレーザー加工溝２５を形成するので、セラミックス基板１３から発生する溶融物の大部分は、被覆層１９に形成された第１のレーザー加工溝２３に収容されることになる。
【００４７】
被覆層１９は樹脂で形成されているので、セラミックス基板１３から発生する溶融物は第１のレーザー加工溝２３に固着し難く、簡単な洗浄工程で除去される。このように、本実施形態に係るパッケージ基板の加工方法では、パッケージ基板１１を加工して形成されるデバイスパッケージへの溶融物の固着を防止できる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。また、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。
【符号の説明】
【００４９】
１１  パッケージ基板
１３  セラミックス基板
１３ａ  第１面（一方の面）
１３ｂ  第２面
１５  分割予定ライン（ストリート）
１７  ＬＥＤ（発光素子、デバイスチップ）
１９  被覆層
１９ａ  表面
１９ｂ  界面
２１  レンズ
２３  第１のレーザー加工溝
２５  第２のレーザー加工溝
３１  粘着テープ
４１  治具
４１ａ  上面
４１ｂ  下面
４３  凹部
４５  吸引路
Ｌ１，Ｌ２  レーザー光線
２  レーザー加工装置
４  基台
６  チャックテーブル
６ａ  保持面
８  水平移動機構
１０  Ｘ軸ガイドレール
１２  Ｘ軸移動テーブル
１４  Ｘ軸ボールネジ
１６  Ｘ軸パルスモータ
１８  Ｘ軸スケール
２０  Ｙ軸ガイドレール
２２  Ｙ軸移動テーブル
２４  Ｙ軸ボールネジ
２６  Ｙ軸パルスモータ
２８  Ｙ軸スケール
３０  支持台
３２  支持構造
３４  支持アーム
３６  レーザー照射ユニット
３８  カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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