JP2007152471A - 研磨装置及びこの研磨装置を用いた電子機器基板研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 研磨すべき対象物の表面を全て研磨可能な、全面研磨装置を提供する。
【解決手段】 研磨ベルト５と、この研磨ベルト５を押圧する押出手段とを備え、上記押出手段が、平面を有する第１の押出部材２０と、この第１の押出部材平面と同一平面をなし、表面硬度が第１の押出部材とは異なる第２の押出部材１９と、第１及び第２の押出部材により形成される面を覆う滑面シート１２とを有する研磨装置である。
【選択図】 図５

Description

本発明は、研磨装置、特に電子機器基板の表面研磨に使用される研磨装置に関する。

図１は、従来使用されている研磨装置の概略図である。研磨すべき配線板１は、台座２に対して真空吸着により固定されており、研磨すべき面を上にしてある。研磨は、２つのホイール６、７にかけられた研磨ベルト５により行われ、この研磨ベルト５が、エアーシリンダ４により押しつけられるパッド３にて押され、配線板１の表面を研磨する。

図２は、図１に示すパッド３の詳細図である。パッド３は、エアーシリンダ４の稼働軸に固定された金属製のベースプレート８に対し、コルク９、ゴム１０、塩化ビニル製の樹脂成形板１１、フッ素コートシート１２をこの順番にて積層したものであり、コルク９及びゴム１０により衝撃を吸収し、樹脂成形板１１により研磨ベルトを強く押すようにしている。
フッ素コートカバー１２は、その表面にフッ素コートを行っており、回転する研磨ベルトの裏面にて、パッド３が滑るように配置されている。これにより、直接樹脂成形板１１が研磨ベルトに接触して押下するよりも、引っかかりが少なくなり、効率よく研磨することができる。

図３は、研磨する配線板の概略断面図を示すものであり、（ａ）が研磨前を示し、（ｂ）が研磨後を示す。配線板１は、図３（ａ）に示すように、基材１３の上に銅製の回路１４が配置され、更に回路１４を覆うように平坦化樹脂１５が積層されている。研磨は、この配線板１の表面から、回路１４をむき出しにするように行われ、むき出しにされた回路１４の上には、更に他の回路を積層して多層回路板を成形することとなる。
特開平９−２９８３５２号公報

しかしながら、図１及び図２に示す研磨装置は、基本的に平面を有する樹脂成形板１１が、研磨ベルト５を押下するので、研磨される面も平面となる。この際、配線板１が、その積層されるものを含み全て平面となっていれば良いが、現実には配線板１が薄くなればなるほど、歪みが大きくなり、研磨工程にて障害が発生する。

図４は、歪みのある配線板の概略断面図を示すものであり、（ａ）は研磨前を示し、（ｂ）は研磨後を示している。
図４（ａ）に示すように、歪みの発生している配線板１は、その表面にある平坦化樹脂１５の表面だけに歪みがあるのではなく、基材１３、回路１４にも歪みが発生している。このような配線板１を研磨すると、図４（ｂ）に示すように、研磨される領域と、研磨されずに凹部として残る領域とに別れてしまう。
非研磨領域では、その上に新たな回路を積層する際に、接着強度が弱くなり、結果として不良品の発生率を高めることとなる。

本発明は、研磨すべき対象物の表面を全て研磨可能な、全面研磨装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、研磨ベルトと、この研磨ベルトを押圧する押出手段とを備え、上記押出手段が、平面を有する第１の押出部材と、この第１の押出部材平面と同一平面をなし、表面硬度が第１の押出部材とは異なる第２の押出部材と、第１及び第２の押出部材により形成される面を覆う滑面シートとを有する研磨装置である。
（２）項（１）において、第１の押出部材が、合成樹脂成形品又は金属板である研磨装置。
（３）項（１）において、第２の押出部材が、気体又は液体を充填した押圧変形可能な充填容器である研磨装置。
（４）項（３）において、充填容器が、第１の押出部材を覆い、第１の押出部材平面部よりも広範囲な面を形成する研磨装置。
（５）項（１）乃至（４）の何れかにおいて、第１の押出部材の形成する平面が、第２の押出部材の形成する平面の中央に形成される研磨装置。
（６）項（１）乃至（５）の何れかにおいて、滑面シートが、研磨ベルトとの接触面にフッ素コート被膜を有する研磨装置。
（７）項（１）乃至（６）の何れかにおいて、第１及び第２の押出部材が、電動加圧シリンダ、又は、油圧若しくは空気圧シリンダにより押し引きされる研磨装置。
（８）項（１）乃至（７）の何れかに記載される研磨装置を用いた電子機器基板研磨方法。

本発明によれば、平面を有する第１の押出部材と、この第１の押出部材平面と同一平面をなし、表面硬度が第１の押出部材とは異なる第２の押出部材とを有するので、第２の押出部材が、研磨対象物の表面凹凸に追従することで、全面研磨を行うことができる。

第１の押出部材が、合成樹脂成形品又は金属板の場合、均一な表面を形成しやすく、特に歪みのない研磨対象物に対して、良好な全面研磨を行うことができる。

第２の押出部材が、気体又は液体を充填した押圧変形可能な充填容器である場合、第２の押出部材は、容易に研磨対象物の表面形状に変形し、全面研磨を行えると共に、押圧が均一となり、特定部分のみの極端な研磨をおこなうことがない。

充填容器が、第１の押出部材を覆い、第１の押出部材平面部よりも広範囲な面を形成する場合、第１の押出部材と、第２の押出部材との使い分けが容易に行え、特に第１の押出部材の形成する平面が、第２の押出部材の形成する平面の中央に形成される場合、単純に研磨対象物を研磨ベルトに通過させるだけでも、変形可能な第２の押出部材、硬質な第１の押出部材、変形可能な第２の押出部材、の順番にて通過し、より確実な全面研磨を行うことができる。

滑面シートが、研磨ベルトとの接触面にフッ素コート被膜を有する場合、研磨ベルト裏面と、滑面シートとの摩擦係数が低くなり、発熱を抑えることで基板の変形を防止し、更には、消耗品である滑面シートの交換を少ない頻度とすることができる。

第１及び第２の押出部材が、電動加圧シリンダ、又は、油圧若しくは空気圧シリンダにより押し引きされる場合、その押圧強さを調整することが容易であり、特に電動加圧シリンダを用いた場合には、微調整を行うことができる。

本発明の研磨装置を用いて、電子機器基板研磨を研磨した場合、全面研磨を行えることから、研磨後に他の回路を積層形成することが可能であり、不良率を大幅に下げることができる。また、変形し易い１００μｍ以下の厚みを有する基板であっても、容易に研磨を行うことができる。

本発明に用いる研磨ベルトは、その表面に研磨材を付着させたものであれば特に制限がなく、その回転速度、幅等を研磨対象物に合わせて適宜選択することができる。
研磨材としては、ダイヤモンド粒、炭化珪素、アルミナ粒等を用いることができ、特に炭化珪素を用いることが、粒径を変化させることで切削から仕上げ研磨まで幅広く適用でき、コストが低いことから好ましい。
また、研磨材の粒径は、特に制限されるものではないが、厚み１００μｍ以下の電子機器基板を研磨するのであれば、粒径３０μｍ前後のものを使用することが好ましく、この粒径のものを使用することで、研磨対象物の表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下とすることができる。
研磨ベルトへの研磨材の付着は、接着材を用いて行うことができる。また、研磨ベルトと研磨材との間に、クッション性能有する中間部材を配置することも可能であり、具体的には、粒径２５０μｍのコルク粒子を配置することが多い。
研磨ベルトの移動速度は、研磨対象物に、研磨量により適宜選択することができるが、具体的には、２００〜５００ｍ／分の移動速度とすることができる。

本発明に用いる第１の押出部材は、平面を有するものであれば特に制限されるものでなく、金属板、合成樹脂成形板等を適宜用いることができる。

本発明に用いる第２の押出部材は、表面硬度が、第１の押出部材と異なるものであれば特に制限されるものではなく、研磨対象物の表面追随性のより大きなものを用いることが好ましい。より具体的には、気体又は液体を充填した押圧変形可能な充填容器を用いることが好ましく、気体としては、空気を用いることができ、万一充填容器が破れ気体が漏れても、研磨対象物に影響を与えないものであれば窒素、酸素等、自由に選択して用いることができる。また、液体としては、水を用いることができ、気体同様に、万一充填容器が破れ液体が漏れても、研磨対象物に影響を与えないものであればその他の液体も用いることができる。
充填容器は、充填された気体又は液体により押圧変形可能なものであれば特に制限がなく、多層構造を有する軟質の合成樹脂製の袋等を用いることができる。

本発明に用いる滑面シートは、研磨ベルト裏面との摩擦係数を低くするものであれば特に制限されるものでなく、具体的には、その表面にフッ素コートしたものを使用することができる。また、滑面シートは、研磨ベルトと、押出部材との間で自在に変形するものを使用する。

図５は、本発明の研磨装置の１実施例を示す概略断面図である。研磨装置は、研磨ベルト５に押し当てられるパッド部１６と、このパッド部１６を上下させるシリンダ部１７とを有しており、研磨ベルト５の下面に設置された研磨対象物を、パッド部１６により押しつけられる研磨ベルト５により研磨する。

パッド部１６は、金属製のベースプレート１８に対し、内部に空間を設けるようにフッ素コートカバー１２を固定しており、この内部空間に、水充填容器１９と、エポキシ樹脂成形板２０とを配置している。

水充填容器１９は、厚さ０．３ｍｍの軟質塩化ビニル製であり、幅５０ｍｍ、長さ６００ｍｍ、厚み（全面加重時）８ｍｍとなる大きで、中に水を入れた後に気泡が混入しないように１辺を加熱シーラーにて封入している。

エポキシ樹脂成形板２０は、幅２０ｍｍ、長さ６００ｍｍ、厚み２ｍｍであり、前述した水充填容器１９と、フッ素コートカバー１２との間に配置してある。エポキシ樹脂成形板２０は、水充填容器１９の下面中央となるようにしてあり、研磨ベルト５の進行方向から順に、水充填容器１９にて押下される部分、エポキシ樹脂成形板２０にて押下される部分、水充填容器１９にて押下される部分となる。

図６は、図５に示す研磨装置にて研磨する前と、後との電子機器基板を示す概略断面図であり、（ａ）がけ研磨前、（ｂ）が研磨後を示している。
図６（ａ）に示すように、研磨前に歪みの発生している基板２１は、基材１３、この基材１３の上に成形された回路１４、この回路を覆う平坦化樹脂１５を備えており、回路１４の上に別な回路を多層形成するために、表面を研磨し、回路１４を露出させる。
研磨後は、図６（ｂ）に示すように、凹部２２の表面も研磨され、基板２１の上面全ての研磨を行うことができた。

従来例である研磨装置の概略図を示す。 図１に示すパッドの詳細図を示す。 平坦面を有する配線板の概略断面図であり、（ａ）は研磨前を示し、（ｂ）は図１に示す研磨装置にて研磨した後を示す。 歪みを有する配線板の概略断面図であり、（ａ）は研磨前を示し、（ｂ）は図１に示す研磨装置にて研磨した後を示す。 本発明の１実施例である研磨装置の概略断面図を示す。 歪みを有する配線板の概略断面図であり、（ａ）は研磨前を示し、（ｂ）は図５に示す研磨装置にて研磨した後を示す。

符号の説明

１…配線板、２…台座、３…パッド、４…エアーシリンダ、５…研磨ベルト、６…ホイール、７…ホイール、８…ベースプレート、９…コルク、１０…ゴム、１１…樹脂成形板、１２…フッ素コートカバー、１３…基材、１４…回路、１５…平坦化樹脂、１６…パッド部、１７…シリンダー部、１８…ベースプレート、１９…水充填容器、２０…エポキシ樹脂成形板、２１…基板、２２…凹部。

Claims (8)

1. 研磨ベルトと、この研磨ベルトを押圧する押出手段とを備え、上記押出手段が、平面を有する第１の押出部材と、この第１の押出部材平面と同一平面をなし、表面硬度が第１の押出部材とは異なる第２の押出部材と、第１及び第２の押出部材により形成される面を覆う滑面シートとを有する研磨装置。
2. 請求項１において、第１の押出部材が、合成樹脂成形品又は金属板である研磨装置。
3. 請求項１において、第２の押出部材が、気体又は液体を充填した押圧変形可能な充填容器である研磨装置。
4. 請求項３において、充填容器が、第１の押出部材を覆い、第１の押出部材平面部よりも広範囲な面を形成する研磨装置。
5. 請求項１乃至４の何れかにおいて、第１の押出部材の形成する平面が、第２の押出部材の形成する平面の中央に形成される研磨装置。
6. 請求項１乃至５の何れかにおいて、滑面シートが、研磨ベルトとの接触面にフッ素コート被膜を有する研磨装置。
7. 請求項１乃至６の何れかにおいて、第１及び第２の押出部材が、電動加圧シリンダ、又は、油圧若しくは空気圧シリンダにより押し引きされる研磨装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載される研磨装置を用いた電子機器基板研磨方法。
   
   

Images