JP2010003924A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザでトリミングする際に、レーザがチップに入射するのを防ぐことができる回路基板を提供する。
【解決手段】レーザトリミングにより機能調整を行う回路基板において、表面に配線３０が設けられた基板１０と、配線３０と電気的に接続して基板１０に搭載されたチップ４０と、基板１０及び配線３０上でチップ４０の真下部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第１遮光膜２０と、基板１０及び配線３０上でチップ４０の周辺部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第２遮光膜２２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップを搭載する回路基板に関し、特にレーザトリミングにより機能調整を行う回路基板に関する。

近年では、電子回路の電流調整や電圧調整には印刷・焼成された抵抗をレーザによって切削し、抵抗値を調整するレーザトリミングが用いられている。レーザで抵抗をトリミングする際に、レーザがチップに入射した場合には、チップを構成する半導体素子がレーザによって励起されて起電力を発生させ、回路が誤動作してしまうことがある。

レーザではないが、チップへの光の入射を防ぐ方法として、チップの表面及び裏面自体に遮光膜を設ける方法が提案されている（例えば、特許文献1参照）。また、チップの表面及びガラス基板に遮光膜を設けて、チップに垂直に進む垂直光、及びガラス基板に斜めに入射してガラス基板内を反射して進む斜光がチップに入射することを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１で記載されたチップの表面及び裏面自体に遮光膜を設ける方法、及び特許文献２で記載されたチップの表面及びガラス基板に遮光膜を設る方法では、チップを製造するプロセスが増加することになり、構造難度及びコストも上がってしまう問題があった。

また、レーザでトリミングする際に、レーザがチップに入射するのを防ぐために、チップに遮光カバーを被せたり、抵抗をチップから離して配置したりしているので、チップ周辺の部品搭載密度が低くなる問題があった。
特許３５４７９４０号公報 特開平９−５７７０号公報

本発明は、レーザでトリミングする際に、レーザがチップに入射するのを防ぐことができる回路基板を提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、レーザトリミングにより機能調整を行う回路基板において、表面に配線が設けられた基板と、配線と電気的に接続して基板に搭載されたチップと、基板及び配線上でチップの真下部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第１遮光膜と、基板及び配線上でチップの周辺部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第２遮光膜とを備える回路基板であることを要旨とする。

本発明によれば、レーザでトリミングする際に、レーザがチップに入射するのを防ぐことができる回路基板を提供することができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る回路基板は、図１及び図２に示すように、レーザトリミングにより機能調整を行う回路基板において、表面に配線３０が設けられた基板１０と、配線３０と電気的に接続して基板１０に搭載されたチップ４０と、基板１０及び配線３０上でチップ４０の真下部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第１遮光膜２０と、基板１０及び配線３０上でチップ４０の周辺部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第２遮光膜２２とを備える。レーザトリミングに用いるレーザとしては、基板１０に設けられた印刷・焼成された抵抗を切削することができて、基板１０に対してダメージや害を与えることのないレーザを用いる。レーザトリミングに用いるレーザには、例えば、ＹＡＧレーザ（１０５６ｎｍ）を用いることができる。

基板１０は、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して透過性を有するセラミック基板及びガラスエポキシ等の樹脂基板等を採用することができる。基板１０は、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して透過性を有することで、レーザを吸収してダメージや害を受けることを防ぐ。基板１０上に設けられる配線３０は、基板１０の表面上に設計された導体パターンである。配線３０の厚さは、１５μｍ程度である。配線３０上には、配線３０とチップ４０を電気的に接続するためのはんだバンプ５０が設けられている。

チップ４０は、モノリシック集積回路（ＭＩＣ）チップ及びトランジスタチップ等の半導体チップである。チップ４０は、フリップチップ化されている。チップ４０は、はんだバンプ５０により配線３０と電気的に接続される。そのときのはんだバンプの高さは、４０〜５０μｍ程度である。

第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２は、レーザトリミングに用いるレーザを吸収する機能を有する。第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２がレーザを吸収することによって、第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２に到達したレーザを実質的に遮光する。また、第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２は、絶縁性を有する。第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２は、絶縁性であることで、配線３０上に配置した場合においても、配線３０間の短絡を防止することができる。第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２は、例えば、絶縁性の磁性インク及びガラス等により形成される第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２の厚さは、２０μｍ程度である。

第１遮光膜２０は、基板１０側からレーザがチップ４０に入射するのを防ぐ。第１遮光膜２０は、基板１０上でチップ４０の真下部の全面に配置されることが好ましい。第１遮光膜２０がチップ４０の真下部の全面に配置されることにより、基板１０側からチップ４０に入射するレーザを完全に遮光することができる。

第２遮光膜２２は、チップ４０の周辺部で反射したレーザがチップ４０の側面に入射するのを防ぐ。第２遮光膜２２は、基板１０及び配線３０上でチップ４０の周辺部の全域に配置されることが好ましい。第２遮光膜２２がチップ４０の周辺部の全域に配置されることにより、チップ４０の側面に入射するレーザを完全に遮光することができる。

レーザトリミングについて、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）に示すように、回路基板には、抵抗６０ａ〜６０ｇが配置されている。抵抗６０ａ〜６０ｇは、レーザトリミング用抵抗である。抵抗６０ａ〜６０ｇは、ガラス等の保護コート（図示せず）により被覆されている。レーザトリミングとは、抵抗６０ａ〜６０ｇの抵抗体の一部または全部をレーザで切除したり特性変化を起こさせたりすることにより、電気的特性を所望の値に設定するレーザ加工である。レーザトリミングの一例として、図３（ｂ）に示すように、抵抗６０ｂ、６０ｄ、６０ｆの一部をレーザで切除して、電気的特性を所望の値に設定する。レーザトリミングをしながら測定プローブで電気的特性を同時に測定し、設定値になったところでトリミングを終了する。

レーザトリミングにより照射されるレーザのうち、チップ４０の近辺に進行するレーザＬ１，Ｌ２，Ｌ３について、図４を参照しながら説明する。レーザＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、例えば、レーザ加工（トリミング）時に発生する散乱光である。レーザＬ１は、基板１０に入射したレーザであり、基板１０内で散乱と反射を繰り返して斜行するレーザである。基板１０内を散乱と反射を繰り返して進行したレーザＬ１は、第１遮光膜２０に到達し、第１遮光膜２０で吸収されて消失する。レーザＬ２は、直に第２遮光膜２２に入射したレーザである。レーザＬ２は、第２遮光膜２２で吸収されて消失する。レーザＬ３は、配線３０で反射して進行するレーザである。レーザＬ３は、第２遮光膜２２に到達し、第２遮光膜２２で吸収されて消失する。レーザＬ３のように配線３０で反射して進行するレーザのうち、第２遮光膜２２に到達しないレーザは、そのまま大気に放出される。したがって、チップ４０の近辺に進行するレーザＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２のいずれかにより遮光されることで、チップ４０に到達するレーザはない。

以下に、実施の形態に係る回路基板を図５の工程断面図を参照しながら説明する。

（イ）まず、図５（ａ）に示すように、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して透過性を有する基板１０を用意する。ここでは、基板１０として、例えばセラミック基板を用意する。

（ロ）次に、図５（ｂ）に示すように、基板１０の表面に所望の回路パターン（回路設計）をパターンニングして、配線３０を周知の印刷技術によって配置する。

（ハ）次に、図５（ｃ）に示すように、レーザトリミング用抵抗である抵抗６０を周知の印刷技術によって所望の個所に配置する。

（ニ）次に、図５（ｄ）に示すように、抵抗６０上に保護コート７０を周知の印刷技術によって配置する。保護コート７０は、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して透過性を有するガラス等の材料からなる。

（ホ）次に、図５（ｅ）に示すように、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する遮光性素材を周知の印刷技術によって所望の個所に配置し、第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２とする。第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２は、一度の印刷処理によって同時に形成することが可能である。

（へ）次に、図５（ｆ）に示すように、チップ４０をはんだバンプ５０を介して配線３０上に搭載する。

（ト）次に、図５（ｇ）に示すように、ＹＡＧレーザ等を抵抗６０に照射して、レーザトリミングを行う。レーザトリミングではレーザ光が当たった個所の保護コート７０は高温となり、溶けて抵抗６０の切除部へ流れ込む（図示せず）。

以上の工程により、実施の形態に係る回路基板が形成される。

本発明の実施の形態に係る回路基板によれば、第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２により、レーザでトリミングする際に、レーザがチップに入射するのを防ぐことができる。第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２によってレーザがチップに入射するのを防ぐことができるので、レーザでトリミングする際にチップに遮光カバーを被せたり、抵抗をチップから離して配置したりする必要がなくなるので、チップ周辺の部品搭載密度を高くすることができる。

また、本発明の実施の形態に係る回路基板によれば、第１遮光膜２０及び第２遮光膜２２は、周知の印刷技術によって容易に形成することができるので、構造難度及びコストが上がることもない。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。

例えば、実施の形態において、レーザトリミングは抵抗体の一部または全部をレーザで切除したり特性変化を起こさせたりすることにより、電気的特性を所望の値に設定するレーザ加工であると記載したが、レーザトリミングの対象は抵抗だけでなく、コンデンサ、インダクタンス、及び配線等を対象とすることもできる。

この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施の形態に係る回路基板の模式的断面図である。 本発明の実施の形態に係る回路基板の模式的平面図である。 レーザトリミングを説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る回路基板におけるチップ近辺で進行するレーザの挙動を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る回路基板の形成する方法を示す工程断面図である。

符号の説明

１０…基板
２０…第１遮光膜
２２…第２遮光膜
３０…配線
４０…チップ
５０…バンプ
６０，６０ａ〜６０ｇ…抵抗
７０…保護コート
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…レーザ

Claims (5)

1. レーザトリミングにより機能調整を行う回路基板において、
   表面に配線が設けられた基板と、
   前記配線と電気的に接続して前記基板に搭載されたチップと、
   前記基板及び前記配線上で前記チップの真下部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第１遮光膜と、
   前記基板及び前記配線上で前記チップの周辺部に配置され、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して遮光性を有する第２遮光膜
   とを備えることを特徴とする回路基板。
2. 前記基板は、レーザトリミングに用いるレーザ光に対して透過性を有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 前記第１遮光膜は、絶縁性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板。
4. 前記第２遮光膜は、絶縁性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路基板。
5. レーザトリミングに用いるレーザは、ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路基板。

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