JP6311501B2 - 剥離きっかけ作製装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャリアに全層ビルドアップ基板を形成したビルドアップ基板における全層ビルドアップ基板をキャリアから剥離するための剥離きっかけ作製装置及び方法に関する。

近年、電子機器における高機能化及び軽薄短小化の要求からＩＣチップやＬＳＩ等の電子部品では高密度集積化が急速に進んでおり、これに伴い電子部品を搭載するパッケージ基板には、従来にも増して高密度配線化及び多端子化が求められている。最近では、このようなパッケージ基板として、コア基板を有さないコアレス配線基板が提案されている（例えば特許文献１参照）。コアレス配線基板は、樹脂材料（高分子材料）からなる誘電体層と導体層とが交互に形成された高密度配線化が可能なビルドアップ層を主体とし、コア基板を省略することで全体の配線長を短くして高周波用途に対応するものである。

コア基板を備えないコアレス配線基板を安定的に製造する方法として、金属箔を表裏面に備えた補強基板を使用してコアレス基板を形成する方式が提案されている（例えば特許文献２参照）。

この製造方法では、補強基板上の表面に剥離可能な金属箔が配置されてなる金属箔付き補強基板の上に、金属箔を覆い囲む形で樹脂シートを形成して配線基板の主面とし、さらに金属パターンと樹脂シートとを交互に積層して、配線基板となるべき配線積層部を形成した後、配線積層部と補強基板とを金属箔部分から剥離する。補強基板から剥離した配線積層部に付着している金属箔をエッチング等により除去することで、コアレス基板となる配線積層体が得られる。

ところで、従来、全層ビルドアップ基板である配線積層部を補強基板（以後キャリアと云う）から剥離することは、人手で行っていた。人が手作業で全層ビルドアップ基板をキャリアから剥離する工程では、基板剥離に必要な剥離きっかけ作製も人の手作業にて作製される。そして、人が手作業で剥離きっかけ作製をする際、剥離治具等を用いて剥離界面を探す。

人が手作業で剥離きっかけを作製する際は、手に伝わってきた感触を頼りに力加減を行い、剥離治具の操作をすることで基板へのダメージを抑えつつ剥離きっかけを作製することができる。しかしながら剥離きっかけを手作業で作製する場合、作業員毎に仕上がり具合や作業時間にバラツキ等が生じ生産性の低下要因となる。さらに、基板を手で取扱うことで曲げ、折れ等による配線積層部での断線や落下等による破損等の基板品質低下や不良品発生に繋がる。

特開２００４−１８６２６５号公報 特許第４５４２２０１号公報

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、キャリアに形成された全層ビルドアップ基板に変形、欠損、欠陥を発生させずにキャリアから全層ビルドアップ基板を剥離するための剥離きっかけを自動で作製することを課題とする。

本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１の発明では、キャリアに全層ビルドアップ基板を形成したビルドアップ基板における全層ビルドアップ基板をキャリアから剥離するための剥離きっかけを作製する装置であって、
きっかけ刃を、キャリア中点から全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試み、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めなかった場合、きっかけ刃を、さらに全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試みることを、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めるまで繰り返す手段を有することを特徴とする剥離きっかけ作製装置としたものである。

また請求項２の発明は、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めた場合、きっかけ刃を刺し込むことで形成した全層ビルドアップ基板とキャリアとの隙間に、圧縮空気を吐出する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の剥離きっかけ作製装置としたものである。

また請求項３の発明は、圧縮空気を吐出しつつ、きっかけ刃を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の端へ向かって平行移動する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の剥離きっかけ作製装置としたものである。

また請求項４の発明は、任意の指定した力できっかけ刃を刺し込む手段と、きっかけ刃に作用する力を検知する手段と、きっかけ刃の位置を把握する手段とを有し、
請求項１記載の手段は、きっかけ刃を任意の指定した力で刺し込んだ場合、きっかけ刃に作用する力ときっかけ刃の位置を検知しながら一定のピッチ間隔できっかけ刃を移動させ剥離界面を探索し、剥離界面へきっかけ刃を刺し込む手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の剥離きっかけ作製装置としたものである。

また請求項５の発明は、キャリアに全層ビルドアップ基板を形成したビルドアップ基板における全層ビルドアップ基板をキャリアから剥離するための剥離きっかけを作製する方法であって、
きっかけ刃を、キャリア中点から全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試み、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めなかった場合、きっかけ刃を、さらに全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試みることを、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めるまで繰り返す工程を含むことを特徴とする剥離きっかけ作製方法としたものである。

また請求項６の発明は、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めた場合、きっかけ刃を刺し込むことで形成した全層ビルドアップ基板とキャリアとの隙間に、圧縮空気を吐出する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の剥離きっかけ作製方法としたものである。

また請求項７の発明は、圧縮空気を吐出しつつ、きっかけ刃を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の端へ向かって平行移動する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の
剥離きっかけ作製方法としたものである。

また請求項８の発明は、任意の指定した力できっかけ刃を刺し込む工程と、きっかけ刃に作用する力を検知する工程と、きっかけ刃の位置を把握する工程とを含み、
請求項５に記載の工程は、きっかけ刃を任意の指定した力で刺し込んだ場合、きっかけ刃に作用する力ときっかけ刃の位置を検知しながら一定のピッチ間隔できっかけ刃を移動させ剥離界面を探索し、剥離界面へきっかけ刃を刺し込む工程を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の剥離きっかけ作製方法としたものである。

請求項１及び５に係る発明は、きっかけ刃を、キャリア中点から全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試み、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めなかった場合、きっかけ刃を、さらに全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試みることを、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めるまで繰り返すので、キャリアと全層ビルドアップ基板との剥離界面を探索し、この剥離界面にきっかけ刃を刺し込むことができる。
このため、請求項１及び５に係る発明は、キャリアに形成された全層ビルドアップ基板に変形、欠損、欠陥を発生させずにキャリアから全層ビルドアップ基板を剥離するための剥離きっかけを自動で作製することができる。

請求項２及び６に係る発明は、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めた場合、きっかけ刃を刺し込むことで形成した全層ビルドアップ基板とキャリアとの隙間に、圧縮空気を吐出するので、剥離きっかけを基板端から基板中央へ深く形成することができる。

請求項３及び７に係る発明は、圧縮空気を吐出しつつ、きっかけ刃を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の端へ向かって平行移動するので、ビルドアップ基板の一辺に亘って剥離きっかけを作製できる。

請求項４及び８に係る発明は、任意の指定した力できっかけ刃を刺し込み、きっかけ刃に作用する力を検知し、きっかけ刃の位置を把握して、きっかけ刃を任意の指定した力で刺し込んだ場合、きっかけ刃に作用する力ときっかけ刃の位置を検知しながら一定のピッチ間隔できっかけ刃を移動させ剥離界面を探索し、剥離界面へきっかけ刃を刺し込むので、キャリアと全層ビルドアップ基板との剥離界面の探索を精度よく行うことができる。

以上、本発明によれば、キャリアに形成された全層ビルドアップ基板に変形、欠損、欠陥を発生させずにキャリアから全層ビルドアップ基板を剥離するための剥離きっかけを自動で作製できるという効果が得られる。また、基板端面状態が悪く画像センサで基板端面を正確に捉えることができない場合であっても、ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面を精度よく探索できるので、剥離きっかけを効率的かつ自動で作製できるという効果がある。

本発明の実施形態における剥離きっかけ自動作製の概略を示す図。 きっかけ自動作製時の基板固定方法を示す剥離きっかけ装置の側面図。 表側全層ビルドアップ基板の各位置座標認識を示す図。 キツツキ動作の概略を示す図。 横引き動作の概略を示す剥離きっかけ装置の平面図。 裏側全層ビルドアップ基板の各位置座標認識を示す図。

以下に、本発明の一実施形態を説明する。

先ず、本発明の剥離きっかけ作製装置を説明する。

本発明の剥離きっかけ作製装置は、図２に示すように、ステージ１８と、自動きっかけ作製機１３とを備える。

自動きっかけ作製機１３は、図２に示すように、剥離具１４を備える。

剥離具１４は、図１に示すように、圧縮空気１６の吐出口ときっかけ刃５とを固定する手段を有する。

ステージ１８は、図２に示すように、ビルドアップ基板１を載置し、図２の左右に移動可能な手段を有する。ビルドアップ基板１は、キャリア３の表側の面に表側全層ビルドアップ基板２が形成され、キャリア３の裏側の面に裏側全層ビルドアップ基板３が形成されたものである。

ステージ１８は、ビルドアップ基板１をステージに固定するために、図２に示すように、基板押さえ１０と基板端押さえ１１とを有する。基板押さえ１０と基板端押さえ１１とを用いてビルドアップ基板１を固定する時、剥離きっかけを作製する辺はステージ１８から迫出した状態にするため、位置決めピン１２を設ける。

ビルドアップ基板１の剥離きっかけを作製する部分ときっかけ刃５とを撮像する画像センサ１５を、図５に示すように設ける。

画像センサ１５は、図３のようにビルドアップ基板１ときっかけ刃５との位置関係を撮像し、撮像画像からビルドアップ基板１やきっかけ刃５の状態が正常でない場合は、アラーム発報し、自動きっかけ作製機１３に停止指令を発信する手段を有する。

自動きっかけ作製機１３は、撮像画像から、きっかけ刃５の現在の位置座標を取得し、また、きっかけ刃５を最初に刺し込む位置座標を算出する手段を有する。
また、きっかけ刃５を最初に刺し込む位置へ移動させ、任意に設定した力でビルドアップ基板１に刺し込む手段を有する。

自動きっかけ作製機１３は、任意に設定した力できっかけ刃５を刺し込み、きっかけ刃５に作用した力の検知とその時の位置座標を確認し、位置座標に変化が無い場合きっかけ刃５を一度引き任意に設定した距離移動し、再度きっかけ刃５をビルドアップ基板１へ刺し込む動作を繰り返し、剥離界面を探索する手段を有する。

次に、本発明の剥離きっかけ作製装置を用いて、キャリア３の表裏面に形成された全層ビルドアップ基板２、４に剥離きっかけを作製する方法について説明する。

剥離きっかけは基板の４隅の１箇所または、４辺の１辺もしくは、基板全周に作製でも構わない。以下に、例として、４辺のうち１辺に剥離きっかけを作製した場合について説明する。

まず、図２のようにビルドアップ基板１をステージ１８に載せる。
ステージ１８に載せたビルドアップ基板１を基板端が５０ｍｍ程度ステージ１８から迫出した状態になるよう移動させる。
この時、ビルドアップ基板１を停止させる位置には昇降式の位置決めピン１２があり、この位置決めピン１２に接触するまでビルドアップ基板１を移動する。さらに、位置決めピン１２とビルドアップ基板１とを接触させることでアライメントを行う。

アライメントを施したビルドアップ基板１を基板押さえ１０と基板端押さえ１１とで保持する。

きっかけ刃５を画像センサ１５の撮像位置へ移動させ図３のような状態にし、基板端ときっかけ刃５とを撮像する。

自動きっかけ作製機１３は、撮影画像からビルドアップ基板１の厚みとキャリア中点７の位置座標とを算出し、また、撮像時のきっかけ刃先端６の位置座標を認識する。さらに、キャリア中点７の位置座標から表側全層ビルドアップ基板２方向に任意の距離オフセットした位置を最初にきっかけ刃５を刺し込む位置とする。

自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５を最初に刺し込む位置へ移動させた後、１０Ｎ程度の力でビルドアップ基板１に刺し込む。自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５がビルドアップ基板１に刺さった時に作用した力を検知する。また、自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５を１０Ｎ程度で刺し込み続けた時のきっかけ刃５の移動量も検知する。
自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５を１０Ｎ程度の力で刺し込んでも移動距離に変化が無い時は、差し込んだ所は表側全層ビルドアップ基板２とキャリア３との剥離界面ではないと判断する。
このように判断すると、自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５をビルドアップ基板１に刺し込むのを一旦中止しきっかけ刃５を引き戻す。
そして、自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５を表側全層ビルドアップ基板２側に２０μｍ移動させ、再度１０Ｎ程度の力できっかけ刃５をビルドアップ基板１に刺し込む。
自動きっかけ作製機１３は、この剥離界面を探索する図４のようなキツツキ動作を行い剥離界面を見つける。

１０Ｎ程度の力できっかけ刃５をビルドアップ基板１に刺し込み、きっかけ刃５が３ｍｍ程度挿入することができた場所が表側全層ビルドアップ基板２とキャリア３との剥離界面である。

自動きっかけ作製機１３は、表側全層ビルドアップ基板２とキャリア３との剥離界面にきっかけ刃５を３ｍｍ程度挿入し、図１に示すように、きっかけ刃５を表側全層ビルドアップ基板２とキャリア３との剥離界面に挿入することで形成した表側全層ビルドアップ基板２とキャリア３との隙間に、圧縮空気１６を０．４ＭＰａ程度の圧力で吐出する。圧縮空気１６を隙間に吐出することで全層ビルドアップ基板２を剥離しやすいよう、剥離きっかけを基板端から基板中央方向に５０ｍｍ程度、表側全層ビルドアップ基板２が剥離された状態を作る。
この時、圧縮空気１６の吐出口とビルドアップ基板１とのクリアランスは１ｍｍ程度が好ましい。

自動きっかけ作製機１３は、図１のように圧縮空気１６を吐出しつつ、図５に示すように、きっかけ刃５を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の端へ向かって平行移動する。もう一方の基板端をきっかけ刃５が十分通過した位置で停止し、圧縮空気１６も停止する。これで表側全層ビルドアップ基板２への剥離きっかけ作製ができる。

きっかけ刃５を再度画像センサ１５の撮像位置に移動させ、図６のように基板端ときっかけ刃５を撮像する

自動きっかけ作製機１３は、図６のような撮影画像からキャリア上面エッジ８の位置座標ときっかけ刃先端６の位置座標とを認識する。認識したキャリア上面エッジ８から製品の設計寸法値を元にキャリア中点７の位置座標を算出する。算出したキャリア中点７の位置座標から裏側全層ビルドアップ基板４側に任意の距離オフセットした位置を最初にきっかけ刃５を刺し込む位置とする。
また、画像センサ１５は、撮像画像からきっかけ刃５の状態を確認し、欠け等の形状に変化があればアラームを発報し自動きっかけ作製機１３を停止させる。

自動きっかけ作製機１３は、きっかけ刃５を最初に刺し込む位置へ移動させ、１０Ｎ程度の力でビルドアップ基板１に刺し込む。表側全層ビルドアップ基板２の時と同様に図４のキツツキ動作を行い裏側全層ビルドアップ基板４とキャリア３との剥離界面の探索をする。

１０Ｎ程度の力できっかけ刃５をビルドアップ基板１に刺し込み、きっかけ刃５が３ｍｍ程度挿入することができた場所が裏側全層ビルドアップ基板４とキャリア３との剥離界面である。

自動きっかけ作製機１３は、裏側全層ビルドアップ基板４とキャリア３との剥離界面を見つけ、きっかけ刃５を３ｍｍ程度挿入する。その時形成した隙間に圧縮空気１６を０．４ＭＰａ程度の圧力で吐出し、表側全層ビルドアップ基板２の時と同様に、図５のようにきっかけ刃５を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の基板端に向かって水平移動し、十分通過した位置できっかけ刃５を停止し、圧縮空気１６の吐出も停止する。
これで、裏側全層ビルドアップ基板４への剥離きっかけ作製が完了する。

基板押さえ１０と基板端押さえ１１とを解除し、ビルドアップ基板１を基板投入位置へ移動させ、ビルドアップ基板１を払い出し剥離きっかけ作製動作が完了する。

１…ビルドアップ基板
２…表側全層ビルドアップ基板
３…キャリア
４…裏側全層ビルドアップ基板
５…きっかけ刃
６…きっかけ刃先端
７…キャリア中点
８…キャリア上面エッジ
１０…基板押さえ
１１…基板端押さえ
１２…位置決めピン
１３…自動きっかけ作製機
１４…剥離具
１５…画像センサ
１６…圧縮空気
１８…ステージ

Claims (8)

1. キャリアに全層ビルドアップ基板を形成したビルドアップ基板における全層ビルドアップ基板をキャリアから剥離するための剥離きっかけを作製する装置であって、
   きっかけ刃を、キャリア中点から全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試み、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めなかった場合、きっかけ刃を、さらに全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試みることを、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めるまで繰り返す手段を有することを特徴とする剥離きっかけ作製装置。
2. きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めた場合、きっかけ刃を刺し込むことで形成した全層ビルドアップ基板とキャリアとの隙間に、圧縮空気を吐出する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の剥離きっかけ作製装置。
3. 圧縮空気を吐出しつつ、きっかけ刃を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の端へ向かって平行移動する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の剥離きっかけ作製装置。
4. 任意の指定した力できっかけ刃を刺し込む手段と、きっかけ刃に作用する力を検知する手段と、きっかけ刃の位置を把握する手段とを有し、
   請求項１記載の手段は、きっかけ刃を任意の指定した力で刺し込んだ場合、きっかけ刃に作用する力ときっかけ刃の位置を検知しながら一定のピッチ間隔できっかけ刃を移動させ剥離界面を探索し、剥離界面へきっかけ刃を刺し込む手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の剥離きっかけ作製装置。
5. キャリアに全層ビルドアップ基板を形成したビルドアップ基板における全層ビルドアップ基板をキャリアから剥離するための剥離きっかけを作製する方法であって、
   きっかけ刃を、キャリア中点から全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試み、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めなかった場合、きっかけ刃を、さらに全層ビルドアップ基板側に、任意の距離移動させて、全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込むことを試みることを、きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めるまで繰り返す工程を含むことを特徴とする剥離きっかけ作製方法。
6. きっかけ刃を全層ビルドアップ基板とキャリアとの剥離界面に刺し込めた場合、きっかけ刃を刺し込むことで形成した全層ビルドアップ基板とキャリアとの隙間に、圧縮空気を吐出する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の剥離きっかけ作製方法。
7. 圧縮空気を吐出しつつ、きっかけ刃を刺し込んだ基板端と同じ辺のもう一方の端へ向かって平行移動する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の剥離きっかけ作製方法。
8. 任意の指定した力できっかけ刃を刺し込む工程と、きっかけ刃に作用する力を検知する工程と、きっかけ刃の位置を把握する工程とを含み、
   請求項５に記載の工程は、きっかけ刃を任意の指定した力で刺し込んだ場合、きっかけ刃に作用する力ときっかけ刃の位置を検知しながら一定のピッチ間隔できっかけ刃を移動させ剥離界面を探索し、剥離界面へきっかけ刃を刺し込む工程を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の剥離きっかけ作製方法。