JP2944589B2 - Cob実装基板及び該基板へのicチップ実装方法 - Google Patents

Cob実装基板及び該基板へのicチップ実装方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電話機等の
小型高密度プリント基板実装、特にCOB(チップオン
ボード)実装に関し、SMT(表面実装技術)実装との
混載実装におけるCOB実装基板及びICチップの実装
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、COBを行うプリント基板の製造
に関するプロセスは、一般に基板に配線パターンを形成
しワイヤーボンディングに必要な金メッキを行ってい
る。その代表的な事例を特開昭63−175438号公
報をもって説明すると、ボンディングパッドの領域以外
をレジストして金メッキを行い、その後レジストを剥離
する。次にそのようにして出来上がったプリント基板に
COB実装を行うに当たって、ボンディングパッド部が
汚れないようにする手段として印刷等による保護膜で覆
い、チップ部品等を実装するべきメッキ、例えば半田メ
ッキを行い、チップ部品等をプリント基板へ実装後、前
記の保護膜を剥離し、そこへICチップを実装し、ワイ
ヤーボンディングによりICチップとプリント基板のボ
ンディングパッド部を接続するというものである。これ
はワイヤーボンディング接続を行うには金メッキ部分の
汚れ、例えば下地のニッケルメッキの金メッキへの混入
汚れや、当然プロセス中の取り扱いにおける付着物等が
無いようにする一つの手段として保護膜という方法が示
されたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】プリント基板を作るプ
ロセスにおいて金メッキを行うが、その時に汚れがつか
なくする方法と、出来上がったプリント基板にICチッ
プを実装する前にいろいろ実装する場合に汚れがつかな
くするという二つの手段があるが、近年プリント基板は
機器の小型化にともない、パターンはファイン化の一途
をたどり、いわゆるビルドアップ基板と称し、コアー基
板の両面に絶縁層を塗布しメッキ法によってパターンを
形成していく方法が行われている。ところが、この基板
におけるワイヤーボンディングによる実装を行う場合、
表面の樹脂には、例えば硝子繊維等による補強がされて
いるわけでないため、コアー基板に比べ軟らかく、又、
ワイヤーボンディング時には基板を加熱しながら行われ
ているのが一般的で、それに伴い更に軟らかくなってし
まう。そのような状態の所にワイヤーボンディングを行
うと、ボンディング時にパッド部へ押し付ける荷重が逃
げてしまうためうまく接続出来なかったり、あるいは接
続できてもシェアー強度が弱くなってしまうこともあ
り、信頼性的に問題がでやすい。
【0004】従来の基板のように金メッキの汚れをなく
すことを主眼に行われてきている対策では、ワイヤーボ
ンディング実装を行うこれらのビルドアッププリント基
板には以下のような実装上の問題が出てしまうものであ
った。
【0005】第一の問題点は、前述のようにビルドアッ
プ基板におけるボンディングパッドを表面層に設けるこ
とはボンディング時に加熱されることにより軟化し、ボ
ンディングの信頼性に影響を与えやすく、コアー基板上
にボンディングパッドを設ける必要がある。そのために
はビルドアップ層の一部を除去する必要があり、フォト
ビアの穴と一緒にエッチングにより除去する場合、フォ
トビアの穴とボンディングパッド部の穴では面積が異な
るためエッチングの条件が難しくなる、という問題があ
る。コアー基板を露出させる別の方法として必要部分を
機械的に削り込むことも出来るが、内部のパッド部を精
度よく露出させる工事が必要で、パッド部の厚みを厚く
するなどして工夫をしているが歩留まりがよくないのが
実状である。
【0006】第二の問題点は、落ち込んだコアー層に金
メッキを行うため一般にメッキを無電解メッキとする必
要があり、ボンディングパッドのような微少な面積にメ
ッキを付けるには困難があり、安定して作るための条件
は狭くなり、管理が大変という難点がある。
【0007】第三の問題点は、出来上がった基板に実装
する場合、ワイヤーボンディングによる実装と、いわゆ
るSMTの半田付けによる実装の組合せにおける金メッ
キ部の汚れ対策が必要で、印刷等による保護膜形成を行
いSMTを行ったのち、保護膜を剥離しワイヤーボンデ
ィングを行う方法が従来行われているが、凹みの部分に
印刷を行う必要があり、印刷の手間がいることと、剥離
の手間がかかり、凹みの部分を除去しなければならない
ため剥離性の良いものを使用する必要がある。これは汚
れの付き易さと裏腹な条件である。
【0008】第四の問題点は、ワイヤーボンディング実
装を行ったものは修理が出来ないというように考えられ
ている。そのため、最後にICをボンディングし特性を
検査したところICの不具合ということになると、全て
廃棄せざるを得ないため、ICの歩留まりによってパネ
ル又は装置の不具合となってしまい、コストインパクト
が大きすぎる場合がある。
【0009】本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑
み、プリント基板の製造段階及び実装段階において、C
OBのワイヤーボンディングにおけるボンディングパッ
ドの金メッキの汚れを防止し、さらにCOB実装後にも
修理可能なごときCOB実装基板及び該基板へのICチ
ップ実装方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ファイ
ンパターンのプリント基板の一つの例として、ビルドア
ッププリント基板での手段を述べると、コアー基板の表
面にボンディングパッド及び配線パターン形成後、金メ
ッキを行い、その後ビルドアップ層を形成し、配線パタ
ーン形成を行う。次に、COBのワイヤーボンディング
パッド部上に形成されたビルドアップ層をレーザーによ
り取り除き、ボンディングパッド部を露出させた構成及
びそのための工程からなるものである。
【0011】或いは、従来と全く同じプロセスで作られ
た基板の場合、既に露出されたボンディングパッド部
を、最後にレーザーにより、清浄な表面状態にすること
もできるという特徴を有しており、さらに実装プロセス
への適用と組み合わせると、以下のような作用効果をも
たらすことが出来る。
【0012】ボンディングパッドをレーザーにて露出さ
せる(または照射する)ことによって、ボンディングパ
ッド面の全ての汚れ(有機物が多い)を昇華させてしま
うことで清浄なパッド面を得ることが出来る。そのため
チップ部品等を先に半田付け実装し、その後ボンディン
グパッド部をレーザーにて露出させることもでき、わざ
わざ保護膜を形成することも必要でなくなり、保護膜の
弊害、剥離の手間が無くなる。また、ボンディングパッ
ド部を機械加工により形成する等の問題も無くすことが
出来る。更に、ICチップのワイヤーボンディングを行
ってしまった後にICチップの不具合があった場合、修
理が出来る特徴を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0014】本発明の第一の実施の形態は、ビルドアッ
プ基板での製造プロセスにおけるレーザーによるボンデ
ィングパッド部の露出方法を示す。
【0015】本発明の第二の実施の形態では、出来上が
った基板に実装するプロセスでのレーザーによるボンデ
ィングパッド部の清浄面を得る方法を示す。
【0016】本発明の第三の実施の形態は、IC実装し
た後の修理に関する方法を示す。
【0017】それぞれについて説明すると、第一の実施
の形態は、図1(a),(b),(c)にプリント基板
の断面と、ボンディングパッド部の一部上部面から見た
所を示すように、ビルドアッププリント基板の製造プロ
セスにおいて、まず図1(a)に示すように基板コアー
層1上に両面にビルドアップ層2を形成し、その上に回
路パターン3を形成するものであるが、その後に、図1
(b)に示すようにレーザーにより基板コアー層1上に
設けたボンディングパッド部4の上のビルドアップ樹脂
層5をほぼボンディングパッド部4の大きさに近い面積
で取り除くプロセスで作ったことを特徴としている。符
号6はその除去された穴を示す。また、図1(c)に示
す上部面のボンディングパッド部4の破線で示された部
分はレーザー未加工で露出されていない状態、一部実線
で示されているところは既加工の部分を意味している。
レーザーによりビルドアップ樹脂層5を除去することに
よって、露出されたボンディングパッド部4の面は汚れ
がない清浄面として生成できるものである。
【0018】次に、実装プロセスとの組合せにおける第
二の実施の形態であるが、前述のように、プリント基板
の状態でボンディングパッド部を露出する事をせずに、
図1(b)に示すように周囲に半田付実装するSMT部
品7を実装した後、レーザーにより前述と同様にビルド
アップ層2の樹脂層を取り除きボンディングパッド部4
を露出させることを特徴としている。その後、ICチッ
プ8をマウントした後、ICチップ8のパッドと前記プ
リント基板の露出されたボンディングパッド部4をワイ
ヤーボンディングにて接続するものである。このプロセ
スにする事によって、ボンディングパッド部4の色々な
製造工程で生ずる汚れを完全になくすことが出来、半田
付実装とボンディング実装との混載においても、従来の
ごとき印刷等によりボンディングパッド部をわざわざ保
護する手間が無くなるものである。
【0019】次に、第三の実施の形態について説明す
る。図2(a),(b),(c),(d)は要部である
ICチップ実装部分について主要なプロセスを示したも
ので、SMT実装部を省略している。
【0020】順をおって説明すると図2(a)におい
て、プリント基板10の上に封止樹脂12により実装封
止されたICチップ11があり、修理する場合はこのI
Cチップ11を取り替えたいということであり、まず、
図2(b)に示すように前記のICチップ部11を封止
樹脂12とともに機械加工にてプリント基板10の表面
の近くまで平らに削り取る。その後、図2(C)に示す
ようにレーザーによりボンディングパッド部を塞いでい
る封止樹脂12を除去する。符号13はその除去された
穴を示す。このようにして通常のICチップをプリント
基板の上に実装し得る状態が出来上がったことになるの
で、次に図2(d)に示すように新たなICチップ11
aをプリント基板10上に実装し、ボンディングワイヤ
ー14によりワイヤーボンディングを行い、樹脂封止1
2aにより封止するという方法でICチップを取り替え
修理が出来るものである。
【0021】この実施の形態は、従来不可能とされてき
たCOBの修理に関するものであり、本発明の方法を行
うことにより可能となることが特徴で、COB実装の発
展に貢献出来る特徴を有する。
【0022】レーザーによる樹脂の除去に関しては、ボ
ンディングパッド部表面を痛めてはいけないので、殆ど
金に反射する波長のもの(CO2 レーザー、YAGレー
ザーなど)で行うことにより可能となり、樹脂層は除去
でき、ボンディングパッド部は清浄な面として露出でき
る特徴を有する。また、実用化の面でボンディングパッ
ド部は修正も加味し、少し長円形のパッドとするとよ
い。
【0023】以上説明した実施の形態のさらなる応用と
して、既にボンディングパッド部が露出されているプリ
ント基板において、ICチップをダイボンディングした
後にボンディングパッド部をレーザー加工にすることに
より、金メッキパッド面を清浄にすることが出来る。こ
れは一般にダイボンディングするときには接着剤にて固
定するので100数十度に加熱しながら行うため、ボン
ディングパッド部は金メッキの表面が汚れ易い状況を作
り出すが、その汚れを取り除くことにより信頼性の高い
接続を行うことが出来ることになる。
【0024】以上説明した本発明の実施の形態において
は、ビルドアッププリント基板ファイン化の製法と高密
度実装の目的のCOB実装との目的に合致した方法を提
示しているが、これに限定することなく、従来のプリン
ト基板においても、配線パターンと共にボンディングパ
ッド部を設け、その上にソルダーレジストを行い、ボン
ディングパッド部のみレーザー加工にてソルダーレジス
トを除去することによって、上述したと同様の効果を得
るようにすることもできる。
【0025】
【発明の効果】プリント基板実装の必要段階でレーザー
加工により樹脂部を除去することにより、汚れのない清
浄なボンディングパッド部の面を露出することができ、
ボンディングに必要な金メッキの汚れのないパッドを得
ることができる効果がある。
【0026】また〔発明が解決しようとする課題〕で指
摘した第一から第三までの問題が無くなり、ワイヤーボ
ンディング実装を行うのに信頼性の高い接続が可能とな
ること、さらに〔発明が解決しようとする課題〕の第四
の問題について新たにCOB実装した後にも修理できる
方法が得られ、IC実装後の修理を可能とし、ICの歩
留まりに起因する実装後の部品を含めた廃棄という事態
を無くすことが出来ること、という効果がある。
【0027】このように、従来は全く不可能とされてい
たことへの見通しが得られることで、生産面、コスト
面、保守面でICのワイヤーボンディング実装の普及に
つながり、より小型化、軽量化へ貢献することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一および第二の実施の形態における
レーザによるボンディングパッド部の露出状況を示し、
(a)は基板製造段階、(b)は実装段階のそれぞれ断
面図、(c)は平面図である。
【図2】本発明の第三の実施の形態における修理段階の
状況を(a)ないし(d)にて順次に示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板コアー層 2 ビルドアップ層 3 回路パターン 4 ボンディングパッド部 5 ビルドアップ樹脂層 6 穴 7 SMT部品 8 ICチップ 10 プリント基板 11、11a ICチップ 12、12a 封止樹脂 13 穴 14 ボンディングワイヤー

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 COB実装を行うプリント基板におい
    て、ボンディングパッド部を覆うように設けた樹脂部を
    レーザー加工により取り除き前記ボンディングパッド部
    を露出させたことを特徴とするCOB実装基板。
  2. 【請求項2】 COB実装を行うプリント基板におい
    て、ボンディングパッド部を覆うように設けた樹脂部を
    レーザー加工により取り除き前記ボンディングパッド部
    を露出させる工程と、このボンディングパッド部にIC
    チップを実装する工程とからなることを特徴とするCO
    B実装基板へのICチップ実装方法。
  3. 【請求項3】 SMT部品を混載実装してCOB実装を
    行うプリント基板において、SMT部品が実装された状
    態のプリント基板にボンディングパッド部を覆うように
    設けた樹脂部をレーザー加工により取り除き前記ボンデ
    ィングパッド部を露出させたことを特徴とするCOB実
    装基板。
  4. 【請求項4】 SMT部品を混載実装してCOB実装を
    行うプリント基板において、SMT部品が実装された状
    態のプリント基板にボンディングパッド部を覆うように
    設けた樹脂部をレーザー加工により取り除き前記ボンデ
    ィングパッド部を露出させる工程と、このボンディング
    パッド部にICチップを実装する工程とからなることを
    特徴とするCOB実装基板へのICチップ実装方法。
  5. 【請求項5】 COB実装を行うプリント基板におい
    て、COBのIC実装部を機械的に平面に加工して削除
    する工程と、ボンディングパッド部を覆っている封止樹
    脂部をレーザー加工により取り除き前記ボンディングパ
    ッド部を露出させる工程と、前記平面加工面に新たなI
    Cチップを実装する工程とからなることを特徴とするC
    OB実装基板へのICチップ実装方法。
  6. 【請求項6】 前記プリント基板がSMT部品を混載実
    装していることを特徴とする請求項5記載のCOB実装
    基板へのICチップ実装方法。
  7. 【請求項7】 プリント基板に予め露出して設けられた
    ボンディングパッド部をレーザー加工により清浄な金メ
    ッキ表面にしうることを特徴とするCOB実装基板。
  8. 【請求項8】 前記レーザー加工に使用するレーザーが
    CO2レーザー、YAGレーザーなど金に対する反射率
    の高い波長のものであることを特徴とする請求項1ない
    し7のいずれかに記載のCOB実装基板及び該基板への
    ICチップ実装方法。
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