JP4519226B2

JP4519226B2 - プリント基板の研磨装置

Info

Publication number: JP4519226B2
Application number: JP32275099A
Authority: JP
Inventors: 裕誉小川
Original assignee: Noda Screen Co Ltd
Current assignee: Noda Screen Co Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: JP2001138202A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板の表面を研磨する研磨装置に関するものであり、特に、所要の領域を確実かつ高精度に平坦化することが可能な研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント基板の小型化・高密度化の要望がますます高まり、ビルドアップ法による多層プリント基板の製造技術や、フリップチップ法による半導体チップ実装技術等の開発によって、端子のさらなる狭ピッチ化が進められている。
【０００３】
例えばビルドアップ法による多層プリント基板の製造においては、スクリーン印刷等によって下層回路パターン間を樹脂で埋め込み、その後に樹脂表面を研摩することにより下層回路パターンを露出させ、その上に上層回路パターンを積層させる方法が従来より提案されている。この種の研摩には、外周面に砥粒を固定したホイールを高速回転させるバフ研磨装置が用いられるのが一般的である。
【０００４】
しかし、このような研磨装置を使用する場合、基板自体が完全に平坦であればよいが、実際には、基板自体がうねりを有することがあるため、次のような問題を生ずる。従来のバフ研磨装置では、基板の全体に１本のホイールを押し付ける構成であるから、基板のうち高く盛り上がった部分がまず研磨され、その部分の研摩が進むと、次に低い部分の研摩が始まることになり、その結果、基板全域の中で研摩量が均一にならないという問題がある。
【０００５】
特に、例えばプリント基板表面に高密度で多数のパッドを形成し、そのパッド群の上に、微小な突起電極（バンプ）を形成したフリップチップを実装するフリップチップ方式では、チップが実装される小さな回路パターンを、一枚のプリント基板上に複数形成して複数取りとする場合が多い。このような場合、基板全域中のどの箇所でも研摩量を均一にするとともに、更に狭い領域内すなわち個々の回路パターン内での高い平坦性も要望される。
【０００６】
この点に関し、従来の研磨装置では、基板にうねりがあれば、基板全域において研摩量を均一化し難くなり、また、各回路パターン内での平坦性も得難く、歩留まりが悪くなりやすいという問題があった。
【０００７】
さらに、上述したような大型のバフロールを用いるバフ研摩や、研摩面全体に研摩ベルトを押し付けるベルトサンダー研摩では、研摩面積が大きいため脱落砥粒や切削屑等の異物がプリント基板との接触面から排除され難く、そのために、これらの異物がプリント基板に押し付けられて表面を傷つけることがあるという欠点もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、プリント基板にうねりがあっても、所要の領域を高精度に平坦化させることができる研磨装置を提供することを目的とする。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１の発明のプリント基板の研磨装置は、表面に砥粒が固定された研磨シートと、その研磨シートの裏面に当接させて該研磨シートをプリント基板の表面に押し当てるバックアップ機構とを備え、研摩シートをプリント基板に対して摺動させることによりプリント基板を研摩するものであって、バックアップ機構が、研磨シートに押し当てられその当接面を平坦にした複数の押圧部材と、該押圧部材を進退可能に支持するベース部と、各押圧部材をそれぞれ独立にシート方向に付勢する付勢手段とを備えているものにおいて、研磨シートは、ベース部に支持された一対のローラに巻き取り可能に巻き付けられているとともに、バックアップ機構には、ベース部をプリント基板に対して偏心回転または往復運動可能とするモータが一体に連結されており、モータを駆動させることによりベース部を介して研磨シートが押圧部材と一連にプリント基板に対して偏心回転または往復運動を行うことにより、プリント基板の表面を研磨するようにしたところに特徴を有する。
【００１０】
また、請求項２の発明は、所定の単位導電パターンが繰り返し形成されてなるプリント基板を研摩する請求項１に記載の研磨装置であって、各押圧部材の研磨シートに対向する面が、該プリント基板の各単位導電パターンの形成領域を覆う形状に形成されているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のプリント基板の研磨装置であって、研磨シートは研磨時には微速送りされてローラに巻き取られるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプリント基板の研磨装置であって、押圧部材はほぼ千鳥格子状に配列されているところに特徴を有する。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４に記載のプリント基板の研磨装置であって、押圧部材がプリント基板の送り方向に偶数列設けられているところに特徴を有する。
そして請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のプリント基板の研磨装置であって、付勢手段はエアシリンダにより構成され、各押圧部材が同一の空気圧によって研磨シートに対し押し当てられるところに特徴を有する。
【００１４】
【発明の作用・効果】
上記請求項１の発明によれば、研摩シートは複数の押圧部材を裏面から当接させることによりプリント基板の表面に押圧され、その状態で研摩シートがプリント基板に対して摺動される。ここで、各押圧部材はベース部に対して進退可能に支持されているから、例えばプリント基板が完全に平坦でなく、一部の領域だけが高くなるようなうねりがある状態であっても、その領域に対応する押圧部材はベース部からの進出量が少なくなり、高い部分を過剰に研磨してしまうことを防止できる。そして、各押圧部材の研摩シートへの当接面は平坦にされているから、その押圧部材によって研摩シートを押し当てられた領域内では完全な平坦面に仕上げることができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、押圧部材の研摩シートへの当接面は、プリント基板に形成された所定の単位導電パターン領域を覆う形状に形成されているから、各単位導電パターン毎にその面内を確実に平坦研摩することができるという効果を奏する。
【００１６】
請求項３の発明によれば、研磨シートは巻き取り式になっており研磨時に微速送りされるので、例えば研摩シートのある箇所に偏摩耗等が生じた場合でも、常時次に送られてくる研摩シートの研摩面で基板表面の研摩が行われ、基板の研摩状態を均一に保つことが可能である。また、研磨シート全体もほぼ均一に使用することが可能で無駄がないとともに、研摩シートの取り替え回数が少なくて済み、手間がかからないという効果を奏する。
【００１７】
請求項４の発明によれば、押圧部材はほぼ千鳥格子状に配列されているから、各押圧部材を単に縦横隣り合わせて配置する場合に比べて各押圧部材間にできる隙間部分が大きく、脱落砥粒や切削屑等の異物を研摩面から排除し易い。また、バックアップ機構の形状が簡素化されるので、設計・製作が容易である。さらに、各押圧部材間の隙間部分も交互に研摩される構成であるので、基板全体を研摩することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項５の発明によれば、押圧部材がプリント基板の送り方向に偶数列設けられているから、列の異なる各単位導電パターンがそれぞれ同回数研摩される。また、研摩シートの各部分も同回数使用されるので、シートの使用状態を均一にすることができて無駄がない。
【００１９】
請求項６の発明によれば、各押圧部材が研磨シートに対して一定の押圧力となる構成であるから、例えば基板がうねりを有する場合でも、各領域の研磨強さを均一にすることが可能であり、基板全体を同様の研摩状態とすることができるという効果を奏する。
【００２０】
【実施形態】
以下、本発明を単位導電パターンが繰り返し形成された複数取りのプリント基板への研磨装置に適用した一実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。
図１は本実施形態の研磨装置１０の概略側面図である。研磨装置１０は、両端がロール状に巻回される研磨シート１１と、その裏面に当接して研摩シート１１をプリント基板３０に押圧するバックアップ機構１２と、バックアップ機構１２を駆動するモータ２１とをそれぞれ対向状態で一対備えてなる。
【００２１】
研摩シート１１は、長尺帯状に形成されており、図２に示すように、例えばアセテートフィルムやＰＥＴフィルム等の弾性を有する可撓性平板状のベースフィルム１１ａの表面に、砥粒１１ｂを樹脂１１ｃによって均一平面的に支持固定させたものである。
【００２２】
バックアップ機構１２は、図３および図４に示すように、硬質プラスチック等の硬質材料からなる複数の角柱状の押圧部材１３と、その押圧部材１３を挿通させる角孔１４ａを備えて押圧部材１３を進退可能に支持する平板状のベース部１４とを備えている。押圧部材１３の研摩シート１１への当接面は、図５に示すプリント基板３０の各単位導電パターン３１の形成領域をほぼ覆う平坦な四角形状に形成されており、斜め方向に隣り合う押圧部材１３，１３間に若干の隙間を有するように、千鳥格子状に配列されている。これら押圧部材１３は、プリント基板３０の送り方向に偶数列となるように設けられている。
【００２３】
ベース部１４の裏面側には、各角孔１４ａに対応して個別にエアシリンダ１５が取り付けられている。エアシリンダ１５のロッド１５ａは押圧部材１３に連結されており、エアシリンダ１５の作動によって押圧部材１３を角孔１４ａに沿って進退させることができる。また、各エアシリンダ１５は同一の圧縮空気タンク（図示せず）に連結されており、エアシリンダ１５に供給された空気圧により押圧部材１３を研摩シート１１方向に付勢する。なお、押圧部材１３のベース部１４に対するストロークは、例えば約１ｍｍとなるように設定されている。また、エアシリンダ１５は、ベース部１４を背面から一括に被覆する箱状のカバー１６により覆われている。
【００２４】
カバー１６の上下に位置して、一対のローラ１７，１７（図１参照）がベース部１４に固定して設けられており、上述した研摩シート１１の両端部は、このローラ１７，１７にそれぞれ巻回されている。なお、図示はしないが、ローラ１７，１７には研摩シート１１を巻き取るためのモータが設けられている。
【００２５】
また、カバー１６の背面側には、フレーム２０に固定されたモータ２１が位置している。モータ２１の回転軸２２はカバー１６側に向かって延び、その先端には回転板２３が取り付けられており、その回転板２３に、回転軸２２と偏心して連結軸２４が突設されている。この連結軸２４はベース部１４に固定されていて、モータ２１を駆動することにより回転軸２２を中心としてベース部１４を小半径で回転させることができる。
【００２６】
さらに、研磨装置１０の上下には、左右に所定の距離を介して複数対の搬送ローラ１８，１８が上下に並んで設けられている。これらの搬送ローラ１８，１８は、プリント基板３０を両側から挟んで一定速度で回転し、プリント基板３０を研摩シート１１，１１間で下から上へ搬送する。また、プリント基板３０の研磨装置１０からの送出位置近くには、研摩面に研摩液を流し込むためのノズル１９が設けられている。
【００２７】
次に、上記構成の研磨装置１０によって、図５に示すような、両面に単位導電パターン３１を繰り返し形成してなるプリント基板３０を研摩する場合の作用について説明する。
プリント基板３０が研磨装置１０内に搬送されると、研摩シート１１がバックアップ機構１２の押圧部材１３によってプリント基板３０表面に押圧されるとともに、モータ２１の駆動により研摩シート１１と押圧部材１３とが一連に偏心回転駆動される。これにより、研摩シート１１がプリント基板３０上を摺動し、研摩が行われる。この時、研摩シート１１の裏面に当接している各押圧部材１３は、同一の圧縮空気タンクに連結された等しい空気圧のエアシリンダ１５によってそれぞれ研摩シート１１側に付勢されているから、各押圧部材１３が当接している研摩シート１１の各領域は、どこも同等の押圧力でプリント基板３０を押圧する。また、プリント基板３０がうねりを有する場合には、図６に示すように、プリント基板３０が高い部分で押圧部材１３のベース部１４からの進出量が少なくなり、結局、研摩シート１１はプリント基板３０の形状に沿った状態となり、どの領域も同等の強さで研摩が行われる。
【００２８】
なお、研摩中には、研摩シート１１はプリント基板３０の搬送方向とは反対側に微速送りされている。さらに、研摩中には、研磨シート１１とプリント基板３０との間に研磨液をノズル１９から流す。
【００２９】
次に、図７を参照して、各単位導電パターン３１の研摩がどのように進行するかを説明する。図７は図５に示したプリント基板３０の概略平面図である。プリント基板３０が研磨装置１０内に搬送されると、まず、基板３０の先端側第１段目に形成された単位導電パターン３１（図中最上段）から順に研摩が行われる。この時、各押圧部材１３は、上述したように各単位導電パターン３１の形成領域をほぼ覆う形状に形成されているとともに、千鳥格子状の配列となっているから、図７（ａ）中２点波線で示す領域に研摩シート１１が押圧され、研摩が行われる。プリント基板３０の搬送が進むと、研摩領域は基板３０の先端側から第２段目に形成された単位導電パターン３１まで進み、やがて図７（ｂ）の２点波線で示す領域が研摩される。さらに搬送が進むと、図７（ｃ）の２点波線で示す領域が研摩される。この時、第１段目の２点波線中の単位導電パターン３１は、２度目の研摩が行われていることになる。
このようにしてプリント基板３０の搬送が徐々に進み、研磨装置１０から抜け出すと、各単位導電パターン３１は最終的には同回数研摩が行われたこととなる。
【００３０】
このような本発明の研磨装置１０によれば、上述したように、研摩シート１１の裏面に当接している押圧部材１３はエアシリンダ１５によって研摩シート１１に対して一定の押圧力となっている。従って、もしもプリント基板３０が一部の領域だけが高くなるようなうねりを有する場合でも、図６に示すように、押圧部材１３が一定の圧力で研摩シート１１に当接するようにベース部１４からその進出量を変化させ、押圧部材１３が当接するどの領域も同等の強さで研摩を行うことが可能である。
【００３１】
そして、上述したように、各押圧部材１３の研摩シート１１への当接面は平坦であるとともに、各単位導電パターン３１の形成領域をほぼ覆う形状となっているので、各単位導電パターン３１はそれぞれ同一面内で研摩が行われ、少なくともその領域内では完全に平坦化される。
【００３２】
さらに、押圧部材１３は千鳥格子状に配列され互い違いの配置となっているから、研摩によって排出される切削屑や脱落砥粒等の異物が研摩面から排除され易く、研摩中のプリント基板３０の表面に傷が付き難いという優れた効果を奏する。
また、研摩シート１１はプリント基板３０の搬送方向と反対方向に微速送りされるので、使用された古いシート部分が巻き取られ、未使用の新しい部分を次々と使用することができる。
さらに、研摩シート１１が微速送りされることに加え、押圧部材１３が基板３０の搬送方向に偶数列設けられているから、研摩シート１１の磨り減り具合を一様にすることができて、無駄がない。また、列の異なる各単位導電パターン３１の研摩を、それぞれ同回数行うことができるという効果を奏する。
【００３３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３４】
（１）上記実施形態では、各押圧部材１３に個別にエアシリンダ１５を設ける構成としたが、これに限らず、例えば図８に示すように、ベース部１４の裏面に全ての押圧部材１３の基端部を覆う扁平な箱状部材４０を設けて圧力室４１を構成し、この圧力室４１内に圧力空気を供給することにより、各押圧部材１３を押し出し方向に付勢する構成としてもよい。
【００３５】
（２）上記実施形態では、研摩シート１１をプリント基板３０の搬送方向と反対方向に微速送りさせたが、同方向に微速送りさせてもよい。この場合も、研摩シート１１全体を均一に使用できるという効果を奏する。
【００３６】
（３）上記実施形態では、バックアップ機構１２を偏心回転駆動させる構成としたが、単なる往復駆動させる構成としてもよい。
【００３７】
（４）上記実施形態では、研摩シート１１とプリント基板３０との間に研摩液を流す湿式研摩方式としたが、乾式研摩方式としてもよい。
【００３８】
（５）上記実施形態では両面研摩の構成としたが、片面研摩としてもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の研磨装置を示す概略側面図
【図２】同じく研摩シートの部分拡大断面図
【図３】同じくバックアップ機構の斜視図
【図４】同じくバックアップ機構の概略断面図
【図５】同じくプリント基板の斜視図
【図６】同じく研磨時の概略断面図
【図７】同じくプリント基板の概略平面図
【図８】本発明の他の実施形態の押圧部材の概略断面図
【符号の説明】
１０…研磨装置
１１…研摩シート
１２…バックアップ機構
１３…押圧部材
１４…ベース部
１５…エアシリンダ（付勢手段）
３０…プリント基板
３１…単位導電パターン

Claims

表面に砥粒が固定された研磨シートと、その研磨シートの裏面に当接させて該研磨シートをプリント基板の表面に押し当てるバックアップ機構とを備え、前記研摩シートを前記プリント基板に対して摺動させることにより前記プリント基板を研摩するものであって、
前記バックアップ機構が、前記研磨シートに押し当てられその当接面を平坦にした複数の押圧部材と、該押圧部材を進退可能に支持するベース部と、前記各押圧部材をそれぞれ独立にシート方向に付勢する付勢手段とを備えているものにおいて、
前記研磨シートは、前記ベース部に支持された一対のローラに巻き取り可能に巻き付けられているとともに、
前記バックアップ機構には、前記ベース部を前記プリント基板に対して偏心回転または往復運動可能とするモータが一体に連結されており、
前記モータを駆動させることにより前記ベース部を介して前記研磨シートが前記押圧部材と一連に前記プリント基板に対して偏心回転または往復運動を行うことにより、前記プリント基板の表面を研磨するようにしたことを特徴とするプリント基板の研磨装置。
所定の単位導電パターンが繰り返し形成されてなるプリント基板を研摩する請求項１に記載の研磨装置であって、
前記各押圧部材の前記研磨シートに対向する面が、該プリント基板の各単位導電パターンの形成領域を覆う形状に形成されていることを特徴とするプリント基板の研磨装置。
前記研磨シートは研磨時には微速送りされて前記ローラに巻き取られることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント基板の研磨装置。
前記押圧部材はほぼ千鳥格子状に配列されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプリント基板の研磨装置。
前記押圧部材が前記プリント基板の送り方向に偶数列設けられていることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板の研磨装置。
前記付勢手段はエアシリンダにより構成され、各押圧部材が同一の空気圧によって前記研磨シートに対し押し当てられることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のプリント基板の研磨装置。