JP7798568B2 - パッケージ基板の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、パッケージ基板の加工方法に関するものであり、より詳しくは、電極部分を切削した際に生じるバリの伸長を抑制するための技術に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されるように、切削装置でパッケージ基板を切削して複数のチップ（パッケージチップ）に分割することが知られており、分割されたチップは後に実装基板に実装される。実装時には、はんだを用いてチップに露出する銅等からなる電極と実装基板の電極とが接合される。チップ側（パッケージ基板）の電極には、接合の際のはんだ濡れ性を高めるためのメッキが施される。

電気機器の小型化に伴い、チップサイズは例えば１ｍｍ角以下と小型化が進んでおり、電極の面積も小さくなる。このため、接合を強化することや、接合状態の確認を容易にすることが必要とされている。対策の一つとして、チップの実装面側の電極端部のみならず、チップ側面側の電極端部にもメッキを施すことが知られている。

この技術はＷｅｔｔａｂｌｅ Ｆｌａｎｋと呼ばれる。即ち、パッケージ基板の切削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ブレードよりも刃厚の薄いブレードでフルカットすることで、メッキされた電極を形成する技術である。

特開２０１９－１０２７５７号公報

ここで、電極は金属からなるため、切削ブレードで切削する際に、バリが生じることが懸念される。切削ブレードはパッケージ基板の表面側に切り込むため、特に、パッケージ基板の表面側にバリが伸長しやすく、伸長したバリが実装時に落下等することでと実装不良を引き起こすことが懸念される。

本発明は、以上の問題に鑑み、パッケージ基板を切削により分割する加工において、電極部分を切削した際に生じるバリの伸長を抑制するための新規な技術を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の一態様によれば、
表面に交差する複数の切削予定ラインが設定され、該切削予定ライン上に複数の電極が形成されたパッケージ基板の加工方法であって、該パッケージ基板の該表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、切削ブレードで該切削予定ラインに沿って該保護テープとともに該パッケージ基板を切削する切削ステップと、を備える、パッケージ基板の加工方法とする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削予定ラインには、該切削ブレードによる切り込みがされない非切削領域が設定され、該保護テープは、該非切削領域で切断されにないことにより分離することなく一枚のテープの形態を保ち、該切削ステップの後に一枚のテープの状態で剥離可能である、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削予定ラインは、第１方向に伸長する複数の第１切削予定ラインと、該第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２切削予定ラインと、を含み、該パッケージ基板は、該第１切削予定ラインと該第２切削予定ラインで区画されたチップを複数含むチップ形成領域と、該チップ形成領域を囲繞する余剰領域と、を備え、該第１切削予定ライン上に該第１切削予定ラインを横断する複数の電極が形成されるとともに該第２切削予定ライン上には電極が形成されず、該切削ステップでは、該第１切削予定ラインの両端側の該余剰領域を該非切削領域とし、該非切削領域を除いて該第１切削予定ラインに沿って切削する、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削ステップでは、パッケージ基板の表面側から該切削ブレードを各デバイスチップの側方において該電極が配置される電極領域に対して下降させ、該電極領域がチョッパーカットで切削され、該電極領域を除く他の領域により該非切削領域が構成される、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削予定ラインは、第１方向に伸長する複数の第１切削予定ラインと、該第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２切削予定ラインと、を含み、該第１切削予定ライン上に該第１切削予定ラインを横断する複数の電極が形成されるとともに、該第２切削予定ライン上に該第２切削予定ラインを横断する複数の電極が形成される、
または、
該第１切削予定ライン上に該第１切削予定ラインを横断する複数の電極が形成されるとともに、該第２切削予定ライン上には電極が形成されない、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削ステップでは、第１の刃厚を有した該切削ブレードで切削溝の下に切り残し部を形成するようにハーフカットし、該切削溝の側壁に該電極を露出させることとし、
該切削ステップを実施した後、該保護テープを該パッケージ基板から剥離するテープ剥離ステップと、
該テープ剥離ステップを実施した後、該電極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、該切削ブレードよりも薄い第２の刃厚を有する第２の切削ブレードで該切削予定ラインに沿って該切り残し部をフルカットするフルカットステップと、
を備える、パッケージ基板の加工方法とする。

本発明の一形態によれば、金属の電極を切削する際に、電極が保護テープにて保護されるため、バリの伸長が抑制され、バリの破片の形成や落下により、後の実装不良を効果的に抑制できる。

また、本発明の一形態によれば、切削後も一枚のテープの形態が保たれることで、保護テープを容易に剥離させることができる。また、保護テープの破片がパッケージ基板上に残ってしまうこともなく、保護テープの破片による不具合発生も防止できる。

（Ａ）はパッケージ基板の表面側の構成について示す図。（Ｂ）はパッケージ基板の裏面側の構成について示す図。 パッケージ基板の他の構成例について示す図。 パッケージ基板の切削方法の手順について示すフローチャート。 （Ａ）は保護テープ貼着ステップについて説明する図。（Ｂ）はパッケージ基板に保護テープを貼着した状態について示す図。 （Ａ）は保持ステップについて説明する図。（Ｂ）は切削ステップについて説明する図。 （Ａ）はテープ剥離ステップについて説明する図。（Ｂ）はメッキステップについて説明する図。 フルカットステップについて説明する図。 （Ａ）は切削ステップの一例について説明する平面図。（Ｂ）は切削ステップの一例について説明する側面図。（Ｃ）は切削ステップ後の保護テープについて示す図。 （Ａ）は切削ステップの他の例について説明する平面図。（Ｂ）は切削ステップの他の例について説明する側面図。（Ｃ）は切削ステップ後の保護テープについて示す図。 切削ステップ後の保護テープの他の例について示す図。

以下図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）に示すパッケージ基板１０は、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ－ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）パッケージ基板である。説明の便宜上、図１（Ａ）に示される面をパッケージ基板１０の表面１０ａとし、図１（Ｂ）に示される面をパッケージ基板１０の裏面１０ｂとする。なお、パッケージ基板１０の形態としては、ＱＦＮの形態に限るものではなく、切削予定ライン２４に沿って複数の電極が形成されるパッケージ基板について、本発明は広く適用可能である。

パッケージ基板１０は、金属プレート１２と、樹脂層１３と、を備える。図１（Ａ）に示すように、金属プレート１２は、平面形状が矩形の平板状に形成され、三つチップ形成領域２１と、チップ形成領域２１を囲繞する余剰領域２２とが形成されている。なお、チップ形成領域２１の数は特に限定されるものではない。

図１（Ａ）に示すように、各チップ形成領域２１には、チップ形成領域２１の面内において、互いに直交して交差するように複数の切削予定ライン２４が設定され、切削予定ライン２４によって区画される各領域にデバイスチップ２３が封止される。後述するように、各切削予定ライン２４に沿って切削加工をすることで、デバイスチップ２３が封止されたパッケージチップに個片化される。

図１（Ａ）に示すように、切削予定ライン２４は、第１方向Ｄ１に伸びる第１切削予定ライン２４１と、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に伸びる第２切削予定ライン２４２とを有する。各デバイスチップ２３の側方には、第１方向Ｄ１に沿うように電極２５が所定の間隔で設けられている。各電極２５は、デバイスチップ２３に対し図示せぬワイヤにより接続されるものであり、切削加工により切削予定ライン２４に沿って切削されて二つに分割される。

図１（Ｂ）に示すように、樹脂層１３は、熱可塑性樹脂により構成され、金属プレート１２の各チップ形成領域２１に搭載したデバイスチップ２３や図示せぬワイヤが封止される。樹脂層１３は、図１（Ｂ）に示す金属プレート１２の裏面側では、チップ形成領域２１の全体を封止（被覆）している。一方で、樹脂層１３は、図１（Ａ）に示す金属プレート１２の表面１０ａの側では、電極２５を露出させた状態で切削予定ライン２４の領域を封止している。

なお、図２に示すパッケージ基板１０Ａのように、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２に伸びる切削予定ライン２４１，２４２の上に電極２５が設けられるものであってもよい。

次に、本発明にかかるパッケージ基板の切削方法について説明する。図３は、切削方法の手順について示すフローチャートである。

以下の説明では、図１（Ａ）に示すパッケージ基板１０を加工対象として説明する。パッケージ基板１０は、表面１０ａに交差する複数の切削予定ライン２４を有し、第１方向Ｄ１に伸びる切削予定ライン２４上に複数の電極２５が形成されるものである。

＜保護テープ貼着ステップ＞
図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、パッケージ基板１０の表面１０ａに、保護テープ５を貼着するステップである。保護テープ５は、例えば、基材層上に糊層が形成され、紫外線照射により粘着力が低下するＵＶテープで構成することができ、糊層側がパッケージ基板１０の表面１０ａに貼着されて、パッケージ基板１０と一体化される。

＜保持ステップ＞
図５（Ａ）に示すように、パッケージ基板１０を切削装置５０の保持テープル５４で保持するステップである。図５（Ａ）の例では、切削予定ライン２４（第１切削予定ライン２４１）に沿って逃げ溝が形成された治具５６を介し、パッケージ基板１０が保持テープル５４にて吸引保持される。なお、パッケージ基板１０の樹脂層１３を図示せぬ粘着テープを介して保持テープル５４に貼着することで、パッケージ基板１０を保持テープル５４で保持することとしてもよい。

＜切削ステップ＞
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ブレード５１で切削予定ライン２４（第１切削予定ライン２４１）に沿って保護テープ５とともにパッケージ基板１０を切削するステップである。切削ブレード５１は、切削装置５０に設けられる図示せぬ切削ユニットのスピンドルの先端に固定され、上下方向（Ｚ軸方向）の所定の切り込み高さに設定されるとともに、高速回転駆動されるものである。

図５（Ｂ）は、ハーフカットの例を示すものである。切削予定ライン２４の位置において、切削ブレード５１は保護テープ５を介して電極２５に切り込み、電極２５の一部が切削により除去されて切削溝Ｍ１が形成される。ハーフカットは、図１（Ａ）に示す第１方向Ｄ１に伸びる全ての切削予定ライン２４について行う。

なお、図２に示すパッケージ基板１０Ａを加工対象とする場合には、第１方向Ｄ１に伸びる全ての切削予定ライン２４についてハーフカットを行った後、パッケージ基板１０を９０度回転させ、第２方向Ｄ２に伸びる全ての切削予定ライン２４についてもハーフカットを行う。

ここで、図５（Ｂ）に示すように、電極２５は金属からなるためバリが生じることが懸念されるが、保護テープ５が貼着されているため、パッケージ基板１０Ａの上面側にバリが伸長することが抑制されるとともに、バリが分離して飛散することも防がれる。

図５（Ｂ）に示すように、ハーフカットでは、第１の刃厚Ｗ１を有した切削ブレード５１でパッケージ基板１０を切削して切削溝Ｍ１を形成するとともに、切削溝Ｍ１の下に切り残し部１５が形成され、切削溝Ｍ１の側壁Ｍｓに電極２５が露出される。なお、電極２５については、切り残し部１５を存在させずに、完全に切断して二つに分断させることとしてもよい。

＜テープ剥離ステップ＞
図６（Ａ）に示すように、切削ステップを実施した後、保護テープ５をパッケージ基板１０から剥離するステップである。これにより、パッケージ基板１０の表面１０ａ側が露出し、電極２５も露出する。

＜メッキステップ＞
図６（Ｂ）に示すように、テープ剥離ステップを実施した後、電極２５をメッキするステップである。例えば、電解メッキにより、電極２５の表面を錫の薄膜２８で被覆する。これにより、Ｗｅｔｔａｂｌｅ Ｆｌａｎｋ構造が実現され、実装の際のはんだの濡れ性（接合性）が向上する。

＜フルカットステップ＞
図７に示すように、メッキステップを実施した後、切削ブレード５１よりも薄い第２の刃厚Ｗ２を有する第２の切削ブレード５２で切削予定ライン２４に沿って切り残し部１５（図５（Ｂ））をフルカットするステップである。

これにより、切削予定ライン２４に沿って、パッケージ基板１０が厚み方向において完全に切断されて切削溝Ｍ２が形成される。フルカットは、図１（Ａ）に示す第１方向Ｄ１に伸びる全ての切削予定ライン２４について行った後、パッケージ基板１０を９０度回転させ、第２方向Ｄ２に伸びる全ての切削予定ライン２４について行う。これにより、パッケージ基板１０がパッケージチップに個片化される。

以上に説明した加工方法においては、切削ステップにおいて金属の電極２５を切削する際に、電極２５が保護テープ５にて保護されるため、バリの伸長が抑制され、バリの破片の形成や落下により、後の実装不良を効果的に抑制できる。また、メッキステップにおいて薄膜を形成する際に、バリの存在によって悪影響が出ることを防止できる。

次に、保護テープ５を一枚のテープの状態で剥離可能する方法について説明する。
図８（Ａ）～（Ｃ）に示すように、切削ステップにおいて、切削予定ライン２４には、切削ブレード５１による切り込みがされない非切削領域Ｎａが設定され、保護テープ５は、非切削領域Ｎａで切断されにないことにより分離することなく一枚のテープの形態を保つこととするものである。

図１（Ａ）に示すパッケージ基板１０において、切削予定ライン２４は、第１方向Ｄ１に伸長する複数の第１切削予定ライン２４１と、第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２切削予定ライン２４２と、を含み、第１切削予定ライン２４１と第２切削予定ライン２４２で区画されたチップを複数含むチップ形成領域２１と、チップ形成領域２１を囲繞する余剰領域２２と、を備える。

図１（Ａ）に示すパッケージ基板１０には、第１切削予定ライン２４１上に第１切削予定ライン２４１を横断する複数の電極２５が形成される一方で、第２切削予定ライン２４２上には電極２５が形成されない。

図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ステップでは、第１切削予定ライン２４１の両端側の外周余剰領域２２を非切削領域Ｎａ（図８（Ａ）において斜線で示す領域）とし、非切削領域Ｎａを除く切削領域Ｎｂについて、第１切削予定ライン２４１に沿って切削する。

具体的には、図８（Ｂ）に示すように、第１方向Ｄ１における一端側の非切削領域Ｎａと切削領域Ｎｂの境界部分Ｋ１が切削ブレード５２の直下となるようにパッケージ基板１０を位置づけた後、切削ブレード５２を回転させつつ下降させてパッケージ基板１０に切り込ませる。次いで、パッケージ基板１０を第１方向Ｄ１に沿って加工送りし、反対側の非切削領域Ｎａと切削領域Ｎｂの境界部分Ｋ２まで切削を進めた後、切削ブレード５２を上昇させる。なお、この際には、図６（Ｂ）に示すように、切り残し部１５が形成されるようにハーフカットが行われる。

以上の切削においては、図８（Ｃ）に示すように、保護テープ５において、非切削領域Ｎａが切断されずに残ることとなり、非切削領域Ｎａで繋がれるようにして一枚のテープの形態を保つことができる。切削された箇所は、保護テープ５上にスリットＳとして残る。

以上のようにして、図８（Ｃ）に示すように、切削後も一枚のテープの形態が保たれることで、保護テープ５を容易に剥離させることができる。また、保護テープ５の破片がパッケージ基板１０上に残ってしまうこともなく、保護テープ５の破片による不具合発生も防止できる。

なお、図８（Ｃ）に示すように、保護テープ５を剥離した後は、図６（Ｂ）に示すメッキステップ、図７に示すフルカットステップを実施する。フルカットステップは、ハーフカットがされた第１方向の切削予定ラインと、ハーフカットがされていない第２方向の切削予定ラインについて行われる。

次に、保護テープ５を一枚のテープの状態で剥離可能する方法の別の例について説明する。
この方法では、図９（Ａ）～（Ｃ）に示すように、切削ステップでは、パッケージ基板１０Ａの表面側から切削ブレード５２をデバイスチップ２３の側方において電極２５が配置される電極領域Ｎｃに対して下降させ、電極領域Ｎｃがチョッパーカットで切削され、電極領域を除く他の領域により非切削領域Ｎａが構成される、ことするものである。

以下具体的に説明すると、図２に示すように、加工対象となるパッケージ基板１０Ａの切削予定ライン２４は、第１方向Ｄ１に伸長する複数の第１切削予定ライン２４１と、第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２切削予定ライン２４２と、を含む。第１切削予定ライン２４１上に第１切削予定ライン２４１を横断する複数の電極２５が形成されるとともに、第２切削予定ライン２４２上に第２切削予定ライン２４２を横断する複数の電極２５が形成される、つまり、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２において、各切削予定ラインに電極２５が形成される。

図９（Ａ）の拡大部分に示すように、パッケージ基板１０Ａにおいて、第１切削予定ライン２４１、及び、第２切削予定ライン２４２上に沿って各デバイスチップ２３の側方に複数の電極２５が配置される電極領域Ｎｃが構成される。

そして、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、電極領域Ｎｃについてチョッパーカットが行われる。具体的には、ある電極領域Ｎｃを切削ブレード５２の直下となるようにパッケージ基板１０を位置づけた後、切削ブレード５２を回転させつつ下降させて電極領域Ｎｃに切り込ませた後、切削ブレード５２を上昇させて切り込みを終える。次いで、パッケージ基板１０を第１方向Ｄ１に沿って移動させ、同様に、隣の電極領域Ｎｃを切削ブレード５２の直下に位置づけ、切削ブレード５２を下降させて当該電極領域Ｎｃに切り込ませた後、切削ブレード５２を上昇させて切り込みを終える。なお、このチョッパーカットの際には、図６（Ｂ）に示すように、切り残し部１５が形成される。

第１方向Ｄ１の第１切削予定ライン２４１上の電極領域Ｎｃについてチョッパーカットを行った後は、パッケージ基板１０Ａを９０度回転させて、第２方向Ｄ２の第２切削予定ライン２４２上の電極領域Ｎｃについても同様にチョッパーカットを行う。

チョッパーカットがされることで、図９（Ｃ）に示すように、保護テープ５において、電極領域Ｎｃの箇所のみが切断され、非切削領域Ｎａが切断されずに残ることとなり、非切削領域Ｎａで繋がれるようにして一枚のテープの形態を保つことができる。切削された箇所は、保護テープ５上にスリットＳとして残る。

以上のようにして、図９（Ｃ）に示すように、切削後も一枚のテープの形態が保たれることで、保護テープ５を容易に剥離させることができる。また、保護テープ５の破片がパッケージ基板１０Ａ上に残ってしまうこともなく、保護テープ５の破片による不具合発生も防止できる。

なお、図９（Ｃ）に示すように、保護テープ５を剥離した後は、図６（Ｂ）に示すメッキステップ、図７に示すフルカットステップを実施する。フルカットステップは、ハーフカットがされた第１方向と第２方向の切削予定ラインについて行われる。

また、図９（Ａ）～（Ｃ）を用いて説明した方法は、図２に示すように、第１、第２切削予定ライン２４１，２４２に沿って電極が配置されるパッケージ基板１０Ａを例としたが、図１（Ａ）に示すように、第１切削予定ライン２４１に沿ってのみ電極が配置されるパッケージ基板１０の加工においても実施することができる。この場合、切削ステップを終えた後の保護テープ５には、図１０に示すようなスリットが形成されることになる。

５ 保護テープ
１０ パッケージ基板
１０Ａ パッケージ基板
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１２ 金属プレート
１３ 樹脂層
１５ 切り残し部
２１ チップ形成領域
２２ 余剰領域
２２ 外周余剰領域
２３ デバイスチップ
２４ 切削予定ライン
２５ 電極
２８ 薄膜
５０１ 切削装置
５１ 切削ブレード
５２ 切削ブレード
５４ 保持テープル
５６ 治具
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｋ１ 境界部分
Ｋ２ 境界部分
Ｍ１ 切削溝
Ｍｓ 側壁
Ｎａ 非切削領域
Ｎｂ 切削領域
Ｎｃ 電極領域
Ｓ スリット
Ｗ１ 刃厚
Ｗ２ 刃厚
２４１ 第１切削予定ライン
２４２ 第２切削予定ライン

Claims (5)

1. 表面に交差する複数の切削予定ラインが設定され、該切削予定ライン上に複数の電極が形成されたパッケージ基板の加工方法であって、
   該パッケージ基板の該表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
   切削ブレードで該切削予定ラインに沿って該保護テープとともに該パッケージ基板を切削する切削ステップと、を備え、
   該切削予定ラインには、該切削ブレードによる切り込みがされない非切削領域が設定され、
   該保護テープは、該非切削領域で切断されにないことにより分離することなく一枚のテープの形態を保ち、
   該切削ステップの後に一枚のテープの状態で剥離可能である、
   パッケージ基板の加工方法。
2. 該切削予定ラインは、第１方向に伸長する複数の第１切削予定ラインと、該第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２切削予定ラインと、を含み、
   該パッケージ基板は、該第１切削予定ラインと該第２切削予定ラインで区画されたチップを複数含むチップ形成領域と、該チップ形成領域を囲繞する余剰領域と、を備え、
   該第１切削予定ライン上に該第１切削予定ラインを横断する複数の電極が形成されるとともに該第２切削予定ライン上には電極が形成されず、
   該切削ステップでは、
   該第１切削予定ラインの両端側の該余剰領域を該非切削領域とし、該非切削領域を除いて該第１切削予定ラインに沿って切削する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ基板の加工方法。
3. 該切削ステップでは、パッケージ基板の表面側から該切削ブレードを各デバイスチップの側方において該電極が配置される電極領域に対して下降させ、
   該電極領域がチョッパーカットで切削され、
   該電極領域を除く他の領域により該非切削領域が構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ基板の加工方法。
4. 該切削予定ラインは、第１方向に伸長する複数の第１切削予定ラインと、該第１方向に交差する第２方向に伸長する複数の第２切削予定ラインと、を含み、
   該第１切削予定ライン上に該第１切削予定ラインを横断する複数の電極が形成されるとともに、該第２切削予定ライン上に該第２切削予定ラインを横断する複数の電極が形成される、
   または、
   該第１切削予定ライン上に該第１切削予定ラインを横断する複数の電極が形成されるとともに、該第２切削予定ライン上には電極が形成されない、
   ことを特徴とする請求項３に記載のパッケージ基板の加工方法。
5. 該切削ステップでは、第１の刃厚を有した該切削ブレードで切削溝の下に切り残し部を形成するようにハーフカットし、該切削溝の側壁に該電極を露出させることとし、
   該切削ステップを実施した後、該保護テープを該パッケージ基板から剥離するテープ剥離ステップと、
   該テープ剥離ステップを実施した後、該電極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、該切削ブレードよりも薄い第２の刃厚を有する第２の切削ブレードで該切削予定ラインに沿って該切り残し部をフルカットするフルカットステップと、
   を備える、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパッケージ基板の加工方法。