JP2021118292A - パッケージ基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージチップの生産効率の低下を抑制することができるパッケージ基板の加工方法を提供すること。【解決手段】パッケージ基板の加工方法は、パッケージ基板を準備する準備ステップＳＴ１と、第１分割予定ラインの両端側で外周余剰領域に未分割領域を設定し、未分割領域を除いた第１分割予定ラインを切削ブレードで切削し第１分割予定ラインに沿った貫通溝を形成する第１切削ステップＳＴ２と、第１切削ステップＳＴ２を実施した後、露出した電極の端部をメッキするメッキステップＳＴ３と、メッキステップを実施した後、第２分割予定ラインに沿ってパッケージ基板を一端から他端までパッケージ基板の厚み方向にフルカットすることでパッケージ基板を複数のパッケージチップへと分割する第２切削ステップＳＴ４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、パッケージ基板の加工方法に関する。

金属プレートに搭載されたチップを樹脂により封止したパッケージ基板は、切削装置により複数のパッケージチップへと分割され、実装基板に実装される（例えば、特許文献１参照）。

パッケージチップは、実装時には露出する銅等からなる電極が実装基板の電極に半田を用いて接合される。パッケージチップは、接合に際して半田濡れ性を高めるために、電極にメッキが施される。

電気機器の小型化に伴い、パッケージチップのサイズも例えば１ｍｍ角以下と小型化が進んでいる。このために、パッケージチップは、電極の面積も小さくなることから接合を強化すべく、また、接合状態の確認を容易にすべく、電極の実装面側の端部のみならず電極の側面側の端部にもメッキを施すことで、電極の実装面側から側面に至る端部に半田を接合することが行われている。

この技術は、Ｗｅｔｔａｂｌｅ Ｆｌａｎｋと呼ばれ、分割予定ラインをハーフカットしてハーフカット溝に電極を露出させた後、メッキを施し、次いでハーフカットに使用した切削ブレードよりも細い切削ブレードでフルカットすることでメッキされた電極を有するパッケージチップを形成していた。

特開２０１９−１０２７５７号公報

しかしながら、Ｗｅｔｔａｂｌｅ Ｆｌａｎｋと呼ばれる技術は、ハーフカット用の切削ブレードとフルカット用の切削ブレードの２種を準備する必要があり管理が煩雑になる上、作業者が切削ブレードの装着時に取り違え、誤った切削ブレードでパッケージ基板を切削して破損させてしまうおそれもあり、改善が切望されていた。

また、Ｗｅｔｔａｂｌｅ Ｆｌａｎｋと呼ばれる技術は、パッケージ基板をハーフカットした後に、メッキを施し、その後、フルカットするため、パッケージチップに分割するために、切削加工を各分割予定ラインに２回行う必要があり、パッケージチップに分割するための所要時間が長時間化して、パッケージチップの生産効率が低下する傾向であった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パッケージチップの生産効率の低下を抑制することが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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパッケージ基板の加工方法は、パッケージ基板の加工方法であって、第１方向に伸長する複数の第１分割予定ラインと、該第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２分割予定ラインと、を有し、該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとで区画されたチップを複数含むチップ領域と該チップ領域を囲繞する外周余剰領域と、を備え、各該第１分割予定ライン上のみに該第１分割予定ラインを横断する複数の電極が形成されたパッケージ基板を準備する準備ステップと、該第１分割予定ラインの両端側で該外周余剰領域に未分割領域を設定し、該未分割領域を除いた該第１分割予定ラインを切削ブレードで切削し該第１分割予定ラインに沿った貫通溝を形成して該貫通溝の側壁に該電極を露出させる第１切削ステップと、該第１切削ステップを実施した後、露出した該電極の端部をメッキするメッキステップと、該メッキステップを実施した後、該第２分割予定ラインに沿ってパッケージ基板を一端から他端まで該パッケージ基板の厚み方向にフルカットすることでパッケージ基板を複数のパッケージチップへと分割する第２切削ステップと、を備えたことを特徴とする。

本願発明は、パッケージチップの生産効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法の加工対象のパッケージ基板の平面図である。 図２は、図１に示されたパッケージ基板を裏側から見た平面図である。 図３は、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法の流れを示すフローチャートである。 図４は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第１切削ステップにおいて第１分割予定ラインの一端部に切削ブレードを切り込ませる状態を一部断面で示す側面図である。 図５は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第１切削ステップにおいて第１分割予定ラインの他端部に切り込んだ切削ブレードを上昇させる状態を一部断面で示す側面図である。 図６は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第１切削ステップ後のパッケージ基板の平面図である。 図７は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法のメッキステップ後のパッケージ基板の要部の断面図である。 図８は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第２切削ステップのパッケージ基板と切削ブレードとの位置関係を示す側面図である。 図９は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第２切削ステップ後のパッケージ基板の平面図である。 図１０は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法により個々に分割されたパッケージチップが実装基板に実装された状態の要部の断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法の加工対象のパッケージ基板の平面図である。図２は、図１に示されたパッケージ基板を裏側から見た平面図である。図３は、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法の流れを示すフローチャートである。

（パッケージ基板）
実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、図１及び図２に示すパッケージ基板１を個々のパッケージチップ２に分割する加工方法である。実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法の加工対象のパッケージ基板１は、図１に示すように、基板である金属プレート３と、金属プレート３に搭載されたチップ４と、チップ４を被覆したモールド樹脂５とを備える。

金属プレート３は、金属により構成され、かつ平面形状が矩形の平板状に形成され、図２に示すように、チップ領域３１と、チップ領域３１を囲繞する外周余剰領域３２とが設けられている。即ち、パッケージ基板１は、チップ領域３１と、外周余剰領域３２とを備える。実施形態１において、チップ領域３１は、三つ設けられているが、チップ領域３１の数は、三つに限定されない。実施形態１では、三つのチップ領域３１は、金属プレート３の長手方向に間隔あけて配置されている。チップ領域３１は、図１に示すように、金属プレート３の長手方向と平行な第１方向３３に伸長する複数の第１分割予定ライン３４と、金属プレート３の幅方向と平行でかつ第１方向３３に交差（実施形態１では、直交）する第２方向３５に伸長する第２分割予定ライン３６とを有している。また、チップ領域３１は、第１分割予定ライン３４と第２分割予定ライン３６とで区画された領域にチップ４を搭載している。チップ４が搭載された領域は、図１中の裏側の金属プレート３の一方の表面２９（図２に示す）側にチップ４を搭載している。即ち、チップ領域３１は、第１分割予定ライン３４と第２分割予定ライン３６とで区画されたチップ４を複数含む。

チップ４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、あるいやＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路である。また、第１分割予定ライン３４上のみにチップ４と図示しないワイヤにより接続された電極３７が複数形成されている。これら複数の電極３７は、第２方向３５と平行に第１分割予定ライン３４を横断する方向に延在している。実施形態１では、電極３７は、第２分割予定ライン３６上には設けられていない。電極３７は、チップ４が搭載された領域の第２方向３５の隣に設けられ、金属プレート３と同様に金属により構成されている。実施形態１では、電極３７は、銅合金により構成されており、切削加工により長手方向の中央が切断される。

モールド樹脂５は、熱可塑性樹脂により構成され、金属プレート３の一方の表面２９側に図２に示すように積層されて、チップ４及びワイヤを封止（被覆）している。実施形態１では、モールド樹脂５は、金属プレート３の一方の表面２９側では、図２に示すように、チップ領域３１を封止（被覆）している。また、モールド樹脂５は、金属プレート３の図１中の手前側の他方の表面３８側では、図１に示すように、チップ４を搭載した領域と電極３７とを露出させた状態で分割予定ライン３４，３６内を封止している。

こうして、パッケージ基板１は、実施形態１では、金属プレート３に搭載されたチップ４がモールド樹脂５で被覆され、かつ切削加工により切削される第１分割予定ライン３４のみに電極３７が配置された所謂ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）基板である。実施形態１では、パッケージ基板１は、本発明では、ＱＦＮ基板であるが、本発明では、これに限定されることなく、例えば、ＣＳＰ（Chip Scale Packaging）基板やＢＧＡ（Ball grid array）でも良い。

パッケージ基板１は、分割予定ライン３４，３６の中央が切削加工により切断されるとともに、電極３７の長手方向の中央が切断されて、個々のパッケージチップ２に分割される。パッケージチップ２は、金属プレート３の領域と、複数の電極３７と、金属プレート３の領域の一方の表面２９側に搭載され電極３７とワイヤに接続されたチップ４と、領域の一方の表面２９側に積層されてチップ４を被覆したモールド樹脂５とを備える。

また、実施形態１では、パッケージ基板１は、図１に示すように、金属プレート３の他方の表面３８側の第１方向３３の両端部に切削加工時の切削位置を示すアライメント用のマーク６が設けられている。

実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、図３に示すように、準備ステップＳＴ１と、第１切削ステップＳＴ２と、メッキステップＳＴ３と、第２切削ステップＳＴ４とを備える。

（準備ステップ）
準備ステップＳＴ１は、前述した構成のパッケージ基板１を準備するステップである。実施形態１では、パッケージ基板１を準備すると、第１切削ステップＳＴ２に進む。

（第１切削ステップ）
図４は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第１切削ステップにおいて第１分割予定ラインの一端部に切削ブレードを切り込ませる状態を一部断面で示す側面図である。図５は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第１切削ステップにおいて第１分割予定ラインの他端部に切り込んだ切削ブレードを上昇させる状態を一部断面で示す側面図である。図６は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第１切削ステップ後のパッケージ基板の平面図である。

第１切削ステップＳＴ２は、第１分割予定ライン３４の両端側で外周余剰領域３２に未分割領域２４（図６に示す）を設定し、未分割領域２４を除いた第１分割予定ライン３４を図４に示す切削ブレード２１で切削し第１分割予定ライン３４に沿った貫通溝２２を形成して貫通溝２２の側壁２３に電極３７を露出させるステップである。実施形態１において、第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、パッケージ基板１のモールド樹脂５側を図示しないチャックテーブルの保持面に吸引保持する。

第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、撮像ユニットでパッケージ基板１の金属プレート３の他方の表面３８側を撮像し、アライメントを遂行して、回転中の切削ブレード２１と第１方向３３とを平行にする。また、実施形態１において、第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、図４に実線で示すように、三つのチップ領域３１のうちの第１方向３３の一端部に位置する一つのチップ領域３１の第１分割予定ライン３４のパッケージ基板１の外周側の端部の上方に切削ブレード２１の下端を位置付ける。なお、実施形態１では、切削装置２０が、切削ブレード２１の下端を第１分割予定ライン３４の外周余剰領域３２とチップ領域３１との境界３９の上方に位置付ける。

第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が切削ブレード２１をチャックテーブルに向けて下降させて、図４に点線で示すようにパッケージ基板１を貫通するまで、切削ブレード２１をパッケージ基板１に切り込ませる。第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、切削ブレード２１が三つのチップ領域３１のうちの第１方向３３の他端部に位置する他の一つのチップ領域３１の第１分割予定ライン３４のパッケージ基板１の外周側の端部に向かうように、切削ブレード２１とチャックテーブルとを第１方向３３に沿って相対的に移動させる。

第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、切削ブレード２１が図５に実線で示すように三つのチップ領域３１のうちの第１方向３３の他端部に位置する他の一つのチップ領域３１の第１分割予定ライン３４のパッケージ基板１の外周側の端部に位置すると、図５に点線で示すように、パッケージ基板１から間隔をあける位置まで切削ブレード２１を上昇させる。なお、実施形態１では、切削装置２０が、切削ブレード２１の下端が第１分割予定ライン３４の外周余剰領域３２とチップ領域３１との境界３９に位置すると、切削ブレード２１を上昇させる。

こうして、第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、切削ブレード２１で三つのチップ領域３１の第１分割予定ライン３４を一端部と他端部とに亘って切削加工して、パッケージ基板１及び第１分割予定ライン３４を横断する電極３７を切断し、第１分割予定ライン３４に沿った貫通溝２２をパッケージ基板１に形成する。第１切削ステップＳＴ２では、切削装置２０が、１本の第１分割予定ライン３４に貫通溝２２を形成した後、切削ブレード２１とチャックテーブルとを第２方向３５に相対的に移動させるなどして、同様に他の第１分割予定ライン３４に貫通溝２２を形成する。

このように、実施形態１において、第１切削ステップＳＴ２では、各第１分割予定ライン３４の一端部の外周余剰領域３２とチップ領域３１との境界３９に切削ブレード２１を切り込ませ、各第１分割予定ライン３４の他端部の外周余剰領域３２とチップ領域３１との境界３９から切削ブレード２１を上昇させるので、図６に示すように、第１分割予定ライン３４の第１方向３３の両端側で外周余剰領域３２に貫通溝２２が形成されていない未分割領域２４を設定（形成）し、未分割領域２４を除いた第１分割予定ライン３４を切削ブレード２１で切削して、貫通溝２２を形成する。また、貫通溝２２は、パッケージ基板１を貫通しているので、貫通溝２２の側壁２３に、電極３７を露出させることとなる。

実施形態１では、第１切削ステップＳＴ２において、図６に示すように、全ての第１分割予定ライン３４に貫通溝２２を形成すると、メッキステップＳＴ３に進む。

（メッキステップ）
図７は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法のメッキステップ後のパッケージ基板の要部の断面図である。メッキステップＳＴ３は、第１切削ステップＳＴ２を実施した後、露出した電極３７の端部３７１，３７２をメッキするステップである。なお、実施形態１では、第１切削ステップＳＴ２後のパッケージ基板１では、電極３７の貫通溝２２の側壁２３に電極３７の端部３７１が露出しているとともに、他方の表面３８に電極３７の端部３７２が露出している。

実施形態１において、メッキステップＳＴ３では、周知の電界メッキにより、電極３７に錫を含んだ金属をメッキする。なお、実施形態１では、第１切削ステップＳＴ２後のパッケージ基板１では、電極３７の貫通溝２２の側壁２３と電極３７の他方の表面３８とに電極３７の端部３７１，３７２が露出しているので、図７に示すように、これらの端部３７１，３７２上にメッキ層７が形成される。メッキ層７は、錫を含んで金属により構成される。

実施形態１では、メッキステップＳＴ３において、図７に示すように、電極３７の端部３７１，３７２にメッキ層７を形成すると、第２切削ステップＳＴ４に進む。

（第２切削ステップ）
図８は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第２切削ステップのパッケージ基板と切削ブレードとの位置関係を示す側面図である。図９は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法の第２切削ステップ後のパッケージ基板の平面図である。図１０は、図３に示されたパッケージ基板の加工方法により個々に分割されたパッケージチップが実装基板に実装された状態の要部の断面図である。

第２切削ステップＳＴ４は、メッキステップＳＴ３を実施した後、第２分割予定ライン３６に沿ってパッケージ基板１を一端から他端までパッケージ基板１の厚み方向にフルカットすることでパッケージ基板１を複数のパッケージチップ２へと分割するステップである。第２切削ステップＳＴ４では、切削装置４０が、パッケージ基板１のモールド樹脂５側を図示しないチャックテーブルの保持面に吸引保持する。

第２切削ステップＳＴ４では、切削装置４０が、撮像ユニットでパッケージ基板１の金属プレート３の他方の表面３８側を撮像し、アライメントを遂行して、回転中の切削ブレード４１と第２方向３５とを平行にする。なお、実施形態１において、第２切削ステップＳＴ４で用いられる切削ブレード４１の厚みは、第１切削ステップＳＴ２で用いられる切削ブレード２１の厚みと等しい。実施形態１において、第２切削ステップＳＴ４では、切削装置４０が、図８に示すように、切削ブレード４１の下端をパッケージ基板１のモールド樹脂５の表面よりも下方でかつ複数の第２分割予定ライン３６のうちいずれかと第２方向３５に並ぶ位置に位置付ける。

第２切削ステップＳＴ４では、切削装置４０が、切削ブレード４１がパッケージ基板１に近付く方向に、切削ブレード４１とチャックテーブルとを第２方向３５に沿って相対的に移動させる。第２切削ステップＳＴ４では、切削装置４０が、切削ブレード４１を第２分割予定ライン３６に沿ってパッケージ基板１に切り込ませ、切削ブレード４１によりパッケージ基板１の外周余剰領域３２とチップ領域３１とを第２方向３５の全長に亘って第２分割予定ライン３６に沿って切断する。第２切削ステップＳＴ４では、切削装置４０が、外周余剰領域３２とチップ領域３１とを第２方向３５の全長に亘って第２分割予定ライン３６に沿って切断すると、切削ブレード４１を上昇させた後、切削ブレード４１とチャックテーブルとを第１方向３３に相対的に移動させるなどして、切削ブレード４１によりパッケージ基板１の外周余剰領域３２とチップ領域３１とを第２方向３５の全長に亘って同様に他の第２分割予定ライン３６を切断する。

実施形態１では、第２切削ステップＳＴ４において、図９に示すように、パッケージ基板１の外周余剰領域３２とチップ領域３１とを第２方向３５の全長に亘って全ての第２分割予定ライン３６に沿って切断すると、パッケージ基板の加工方法を終了する。こうして、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、パッケージ基板１を個々のパッケージチップ２に分割する。

実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法により分割されたパッケージチップ２は、電極３７の端部３７１，３７２に形成されたメッキ層７が半田８等により図１０に示すように実装基板９に固定されて、実装基板９に実装される。

以上、説明したように、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、第１分割予定ライン３４を横断する電極３７が複数形成され、第２分割予定ライン３６に電極３７が形成されていないパッケージ基板１を準備する。パッケージ基板の加工方法は、外周余剰領域３２に未分割領域２４を設定し第１分割予定ライン３４に沿って貫通溝２２を形成することで、チップ領域３１の第１分割予定ライン３４を切断し、外周余剰領域３２の未分割領域２４でパッケージ基板１が繋がった状態に切削される。パッケージ基板の加工方法は、外周余剰領域３２に未分割領域２４を設定し第１分割予定ライン３４に沿って貫通溝２２を形成したパッケージ基板１にメッキを施すため、パッケージチップ２の金属プレート３の他方の表面３８側の電極３７の端部３７２のみならずパッケージチップ２の側壁２３側の電極３７の端部３７１にもメッキ層７を施すことができる。

さらに、パッケージ基板の加工方法は、第２分割予定ライン３６に沿ってパッケージ基板１を切断することで個々のパッケージチップ２に分割できる。従来のように第１、第２分割予定ライン３４，３６の双方をハーフカットした後、第１、第２分割予定ライン３４，３６をフルカットするのではなく、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、第１分割予定ライン３４に貫通溝２２を形成し、第２分割予定ライン３６を切断するので、各分割予定ライン３４，３６を一度のみ切削することとなり、従来に比べて切削時間を短縮でき生産性を向上できる。よって、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、パッケージチップ２の生産効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、第１分割予定ライン３４に貫通溝２２を形成し、第２分割予定ライン３６を切断するので、第１切削ステップＳＴ２と第２切削ステップＳＴ４とで厚みが等しい切削ブレード２１，４１を用いることができる。その結果、実施形態１に係るパッケージ基板の加工方法は、切削ブレード２１，４１の装着ミスによりパッケージ基板１等が破損することを抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ パッケージ基板
２ パッケージチップ
４ チップ
２２ 貫通溝
２３ 側壁
２４ 未分割領域
３１ チップ領域
３２ 外周余剰領域
３３ 第１方向
３４ 第１分割予定ライン
３５ 第２方向
３６ 第２分割予定ライン
３７ 電極
３７１，３７２ 端部
ＳＴ１ 準備ステップ
ＳＴ２ 第１切削ステップ
ＳＴ３ メッキステップ
ＳＴ４ 第２切削ステップ

Claims (1)

1. パッケージ基板の加工方法であって、
   第１方向に伸長する複数の第１分割予定ラインと、該第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２分割予定ラインと、を有し、該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとで区画されたチップを複数含むチップ領域と該チップ領域を囲繞する外周余剰領域と、を備え、各該第１分割予定ライン上のみに該第１分割予定ラインを横断する複数の電極が形成されたパッケージ基板を準備する準備ステップと、
   該第１分割予定ラインの両端側で該外周余剰領域に未分割領域を設定し、該未分割領域を除いた該第１分割予定ラインを切削ブレードで切削し該第１分割予定ラインに沿った貫通溝を形成して該貫通溝の側壁に該電極を露出させる第１切削ステップと、
   該第１切削ステップを実施した後、露出した該電極の端部をメッキするメッキステップと、
   該メッキステップを実施した後、該第２分割予定ラインに沿ってパッケージ基板を一端から他端まで該パッケージ基板の厚み方向にフルカットすることでパッケージ基板を複数のパッケージチップへと分割する第２切削ステップと、を備えたパッケージ基板の加工方法。

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