JP2016093874A

JP2016093874A - パッケージ基板の加工方法

Info

Publication number: JP2016093874A
Application number: JP2014232501A
Authority: JP
Inventors: 武士坂本; Takeshi Sakamoto; 坂本　　武士
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-05-26

Abstract

【課題】バイトの磨耗を防止しつつ、デバイスチップを封止した樹脂を旋削加工できるようにする。【解決手段】本発明にかかるパッケージ基板の加工方法は、デバイスチップ４に樹脂２２を塗布して封止する樹脂層２３を形成する樹脂層形成工程と、樹脂層２３を半硬化させる半硬化工程と、半硬化した樹脂層２３をバイト旋削して樹脂を残存させ電極３を表出させる電極表出工程と、電極表出工程の後、残存した樹脂を完全硬化させることにより樹脂層２３ａを収縮させて電極３を突出させる電極突出工程とを備え、半硬化した樹脂層２３に対して効率よくバイト旋削できる上、バイトが過度に磨耗するのを防止することができる。また、電極表出工程を実施した後に電極突出工程を実施することで、残存した樹脂層２３を完全硬化させることにより収縮させて電極３を樹脂層２３から突出させることができ、電極３の接触不良を防止することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、パッケージ基板に対してバイトによる旋削を行うパッケージ基板の加工方法に関する。

近年、半導体デバイスの小型化及び大容量化にともない、従来のボンディングワイヤに代えてＴＳＶ（Through Silicon Via）と呼ばれる貫通電極を用いて基板上に積層された複数のデバイスチップ同士を接続する３次元実装技術が開発されている。

基板上に積層された複数のデバイスチップが樹脂封止されて構成されるパッケージ基板の製造過程において、複数のデバイスチップを貫通電極で接続する場合は、貫通電極の接触不良が発生しないように、相互に接触するデバイスチップの面に貫通電極が確実に接触する必要があるため、デバイスチップ同士が接触する面を均一な平面に形成することが重要となっている。

そのため、基板上に搭載されたデバイスチップを封止した封止樹脂を硬化させた後、基板を分割する前に、例えば研削装置を用いて研削加工することで、封止樹脂を薄化するとともにデバイスチップ同士が接触する面を均一な平面に形成している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２０１１−１８１６４１号公報

上記したような研削加工では、砥石でデバイスチップ同士が接触する面を削る際に電極を引きずるなどの不具合が発生することがあるため、バイトによる旋削を行うことも考えられているが、バイト旋削時に封止樹脂が完全に硬化していると、加工が困難となり、バイトが過度に磨耗してしまい、所望の加工ができないという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、バイトを磨耗させることなく、デバイスチップを封止した樹脂を旋削加工できるようにすることを目的としている。

本発明は、基板の上面に搭載される電極を備えたデバイスチップと、該デバイスチップを封止する樹脂層と、を備えたパッケージ基板の該樹脂層を削るパッケージ基板の加工方法であって、該デバイスチップを樹脂によって封止して該樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、該樹脂層形成工程で形成した該樹脂層を半硬化させる半硬化工程と、半硬化した該樹脂層をバイト旋削することにより該樹脂を残存させて該電極を表出させる電極表出工程と、該電極表出工程の後、残存した該樹脂を完全硬化させることにより該樹脂層を収縮させて該電極を突出させる電極突出工程と、を備える。

本発明に係るパッケージ基板の加工方法は、デバイスチップを封止した樹脂層を半硬化させる半硬化工程と、半硬化した樹脂をバイト旋削することで樹脂を残存させ電極を表出させる電極表出工程と、残存した樹脂を完全硬化させることで樹脂層を収縮させて電極を突出させる電極突出工程とを備えるため、半硬化した樹脂層に対して効率よくバイト旋削可能となるとともに、バイトが過度に磨耗するのを防ぐことができる。
また、電極表出工程を実施した後に電極突出工程を実施することから、残存した樹脂層を完全硬化させることにより収縮させて電極を樹脂層から突出させることができる。これにより、別のデバイスチップを積層して接続する際に電極の接触不良を防止することができる。

樹脂層形成工程を示す断面図である。半硬化工程を示す断面図である。電極表出工程を示す断面図である。電極突出工程を示す断面図である。

図１に示すパッケージ基板１は、ＴＳＶ（Through Silicon Via）を備えるパッケージ基板の一例である。パッケージ基板１は、基板２を有しており、その上面２ａには、内部を貫通して形成された電極３を備えるデバイスチップ４が搭載されている。一方、基板２の上面２ａと反対側にある面がチャックテーブル１０に保持される下面２ｂとなっている。以下では、パッケージ基板１に対してバイトによる旋削（以下では、「バイト旋削」と称する）を行う加工方法について説明する。

（１）樹脂層形成工程
図１に示すように、チャックテーブル１０でパッケージ基板１を吸引保持する。チャックテーブル１０は、パッケージ基板１を保持する保持面１１を有し、その内部には、吸引源１３に連通する吸引孔１２が複数形成されている。一方、チャックテーブル１０の上方には、樹脂を滴下する樹脂供給ノズル２０が配設されている。この樹脂供給ノズル２０には、樹脂の供給源となる樹脂供給源２１が接続されている。

まず、チャックテーブル１０の保持面１１にパッケージ基板１を載置し、基板２の上面２ａに搭載されたデバイスチップ４を上向きに露出させる。続いて吸引源１３が作動し、吸引孔１２を通じて保持面１１でパッケージ基板１を吸引保持する。

次いで、例えばスピンコートにより樹脂層を形成する。スピンコートによりパッケージ基板１のデバイスチップ４を封止する樹脂層を形成するときは、樹脂供給源２１が作動することにより、樹脂供給ノズル２０から基板２の上面２ａに向けて樹脂層を構成する液状の樹脂２２を滴下する。樹脂２２としては、加熱によって収縮するタイプの熱硬化性樹脂を使用することが好ましく、例えばエポキシ樹脂等を使用することができる。

滴下された樹脂２２は、チャックテーブル１０を所定の回転速度で回転させることで、遠心力により、基板２の上面２ａの全面にいきわたる。このようにして、図２に示すように、基板２の上面２ａに搭載された複数のデバイスチップ４を封止する樹脂層２３を形成する。

（２）半硬化工程
樹脂層形成工程を実施した後、図２に示す樹脂層２３を半硬化させる。半硬化とは、樹脂層が完全に硬化していない状態のことを意味する。例えば樹脂層２３を約１００℃で所定時間（たとえば30分）加熱することにより、樹脂層２３を半硬化させる。この半硬化工程は、後記のバイト旋削を行う電極表出工程前に必ず実施する。

（３）電極表出工程
半硬化工程を実施した後、図３に示すように、バイト旋削手段３０を用いて、半硬化した樹脂層２３をバイト旋削して電極３を表出させる。バイト旋削手段３０は、被加工物をバイト旋削するバイト３１と、バイト３１をチャックテーブル１０の保持面１１に対して水平に回転させるモータ３２と、バイト３１をチャックテーブル１０に対し接近及び離反する方向に昇降させる図示しない昇降部とを少なくとも備えている。

バイト旋削手段３０は、バイト３１を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、バイト３１をチャックテーブル１０に保持されたパッケージ基板１に接近する方向に所定の送り速度で所定の送り量だけ下降させる。そして、チャックテーブル１０を水平方向に移動させながら、保持面１１と水平方向に円運動するバイト３１の刃先を樹脂層２３に切り込ませてバイト旋削する。

ここで、樹脂層２３は、半硬化状態であるため、バイト３１を磨耗させることなくバイト旋削することが可能である。このようにしてバイト旋削を行い、デバイスチップ４を封止した樹脂層２３をわずかに残存させるとともに電極３を表出させる。

（４）電極突出工程
電極表出工程を実施した後、図４に示すように、チャックテーブル１０の上方側に配設されたヒータ４０を用いて樹脂層２３を加熱し、完全硬化させる。ヒータ４０は、例えば残存した樹脂層２３を約１００℃で半硬化工程よりも長い時間（たとえば60分〜90分）加熱することにより、樹脂層２３を完全に硬化させる。

樹脂層２３が完全に硬化するまで加熱すると、図４の部分拡大図に示すように、樹脂層２３が熱収縮するため、完全硬化前の樹脂層２３の体積よりも完全硬化後の樹脂層２３の体積が小さくなる。これにより、電極３を樹脂層２３の上面２３０からわずかに突出させることができる。

電極突出工程を実施するときは、樹脂層２３が半硬化の状態で薄化されているため、基板２の反りを抑えることができ、バイト旋削時に反りの影響を受けることがないことから、パッケージ基板１を均一な厚みに加工することができる。

なお、本発明の加工対象となるのは、ＴＳＶを有するパッケージ基板１には限定されない。例えばバンプと呼ばれる突起電極をデバイスチップに備えるパッケージ基板に対しても、本発明を適用することができる。

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、半硬化工程を実施した後に電極表出工程を実施するように構成したため、半硬化した樹脂層２３をバイト３１で効率よく旋削して所望の厚みに薄化し電極を表出させることができ、バイト３１が過度に磨耗するのを予防することができる。
また、電極表出工程を実施した後に電極突出工程を実施することにより、樹脂層２３を熱収縮させて電極３を突出させることができる。これにより、別のデバイスチップを積層して接続する際に電極３に接触不良が生じるのを防止することができる。

１：パッケージ基板２：基板２ａ：上面２ｂ：下面３：電極
４：デバイスチップ
１０：チャックテーブル１１：保持面１２：吸引孔１３：吸引源
２０：樹脂供給ノズル２１：樹脂供給源２２：樹脂２３：樹脂層
２３０：上面
３０：バイト旋削手段３１：バイト３２：モータ
４０：ヒータ

Claims

基板の上面に搭載される電極を備えたデバイスチップと、該デバイスチップを封止する樹脂層と、を備えたパッケージ基板の該樹脂層を削るパッケージ基板の加工方法であって、
該デバイスチップを樹脂によって封止して該樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
該樹脂層形成工程で形成した該樹脂層を半硬化させる半硬化工程と、
半硬化した該樹脂層をバイト旋削することにより該樹脂を残存させて該電極を表出させる電極表出工程と、
該電極表出工程の後、残存した該樹脂を完全硬化させることにより該樹脂層を収縮させて該電極を突出させる電極突出工程と、を備えるパッケージ基板の加工方法。