JPH1093251A - 多層プリント基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁性樹脂の厚さの変動による影響を受けず
に、簡単な構成で、高精度の切削加工を行うことを可能
とする多層プリント基板の加工方法を提供することであ
る。 【解決手段】 多層プリント基板１において、絶縁層３
の厚さＨを測定し、矩形部分111 の略中央を含んでそれ
よりも小さい範囲を、ガイド片２Ａの上面21Ａよりも浅
い深さで絶縁層３を削り、上面21Ａの上に絶縁樹脂層を
僅かに厚さｔだけ残留させた後、レーザ光Ｒを照射して
ガイド片２Ａの上の残留絶縁樹脂層を焼失させて除去
し、ガイド片２Ａの上面21Ａを露出させる。次に、ガイ
ド片２Ａの上面21Ａを基準面として、絶縁層３の削り代
を測定した後、露出したガイド片２Ａの上面21Ａを基準
面として、ドリルピット15で矩形部分111 全体の削り出
し加工を行い、矩形部分111 全体にわたって内層回路２
の上面21を露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント基板
上にＩＣベアチップ即ちＬＳＩチップを表面実装するた
めの多層プリント基板の加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器に用いられる基板におい
て、電子機器の小型化や薄型化等の要求に応えるため、
様々な形状並びに構造のＬＳＩパッケージ並びに多層プ
リント基板が案出されている。例えば、ＬＳＩパッケー
ジについては、ピン数の多いＬＳＩパッケージの主流と
してはプラスチックＱＦＰ（quad flat package ）が用
いられているが、ピン数を増加させることに限界があっ
た。そこで、上記プラスチックＱＦＰに代えて、裏面に
多数のピンをアレイ状に配置した表面実装型のＬＳＩパ
ッケージが用いられるようになってきた。表面実装型Ｌ
ＳＩパッケージとして一例を挙げると、多層プリント基
板の裏面に球状のハンダをアレイ状に配置して入出力端
子を形成し、ＩＣベアチップ（ＬＳＩチップ）を多層プ
リント基板の表面上に載置して樹脂で封止して成るＢＧ
Ａ（ball grid array ）が用いられている。

【０００３】ＢＧＡは、一例として図７に示すように、
多層プリント基板ａの裏面に球状のハンダをアレイ状に
配置して成る入出力端子ｂを設け、多層プリント基板ａ
の表面にＩＣベアチップ（ＬＳＩチップ）ｃを載置し、
入出力端子ｂに接続された導体（リード）ｄと、ＩＣベ
アチップｃとをボンディング・ワイヤｅで接続し、外周
の導体ｄをソルダ・レジストｆで覆い、全体を樹脂から
成る封止剤ｇで封止している。以上、ＬＳＩパッケージ
についてのみ述べてきたが、ＩＣベアチップを実装する
通常の多層プリント基板においても、同様の構成を備え
ている。

【０００４】多層プリント基板のＩＣベアチップを実装
する部位を削り出す手段として、一般に機械加工が用い
られているが、絶縁性樹脂の厚さが一定ではないため
に、樹脂表面から内層回路までの深さが変化することに
なり、削り過ぎ、或いは削り残しを生じるという問題が
あった。この問題を解決するための手段が提案されてお
り、例えば図８に示すように、内層回路ｈと、外側に設
けた外層回路ｊと、両回路ｈ，ｊの間に設けられた絶縁
層ｋとを備えた多層プリント基板ａにおいて、多層プリ
ント基板ａの外表面ｍの高さｗを測定した後、設計値ま
たは試し加工等で得られた多層プリント基板ａの外表面
ｍから内層回路ｈの外表面ｎまでの深さｓを、上記実測
面である多層プリント基板ａの外表面ｍを基準面として
座ぐり加工により切削することが行われている。また、
特開昭63−245995号公報に記載されたものは、ドリルピ
ットと内層回路との接触により、両者が通電状態になる
電気回路を設けて、内層回路の表面高さ即ち切削深さを
検知し、座ぐり加工により切削している。さらに、主軸
支持機構に支持された座ぐり用ドリルビットと、主軸支
持機構の主軸の送り方向に向けて移動可能のプローブと
を備え、このプローブに高周波電流を印加して多層プリ
ント基板の内層回路に渦電流を発生させ、発生した渦電
流による高周波磁界を検出し、検出された高周波磁界の
強さに基づき前記ドリルビットと前記内層回路の表面と
の間の距離を算出し、この算出値に基づいて前記主軸の
送り量を制御するものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多層プリント基板の加工方法においては、特別な計
測装置が必要で高価になるとともに、多層プリント基板
の外表面の平滑性が十分でないことが多く、高精度で内
層回路を削りだすことが困難であるという問題があっ
た。また、過電流を用いて計測するものにおいては、特
殊な装置を必要として切削機械装置が高価になるととも
に、多層プリント基板の内層ボンディング端子回路の形
状によって発生する渦電流に強弱が生じて渦電流による
高周波磁界が変化し、検出された高周波磁界の強さに変
動が生じて、算出するドリルビットと被切削部との距離
が正確に測定できない恐れがあるという問題があった。
さらに、多層プリント基板の表面側にも銅箔等で外層
ボンディング端子回路が形成されているために、外層ボ
ンディング端子回路にも渦電流が発生して高周波磁界が
発生する恐れがあり、内層ボンディング端子回路で発生
する高周波磁界に干渉することになって、ドリルビット
と被切削部との距離が正確に測定できない恐れがあると
いう問題があった。

【０００６】本発明の目的は、絶縁性樹脂の厚さの変動
による影響を受けずに、簡単な構成で、高精度の切削加
工を行うことを可能とする多層プリント基板の加工方法
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の多層プリント基板の加工方法は、ＩＣベアチ
ップを表面実装するプリント基板の加工方法であって、
絶縁層の外表面の高さを測定した後、内部回路の上面よ
りも僅かに高い位置まで機械加工で削り出して凹部を形
成し、その後該凹部内にレーザ光を照射して内部回路の
上面に残留した絶縁層を除去し、凹部内に露出した内部
回路の上面の高さを測定した後、内部回路の上面の高さ
を加工の基準面とし、該基準面から絶縁層の外表面位置
までの絶縁層を削ることにより、絶縁性樹脂層の厚さの
バラツキの影響を受けること無く、削りだす部分の中央
位置で内層回路の上面高さを測定できるから、露出させ
る回路位置に近い場所で測定でき、精度を高くすること
ができる。また、削りだし加工機に特別な構成を必要と
せず、絶縁性樹脂層を設けるに当たって特別な加工精度
を必要としないものである。ＩＣベアチップを表面実装
するプリント基板の加工方法であって、実装位置の略中
央に、内層回路と同じ厚さの金属製のガイド片を配設
し、絶縁層の外表面の高さを測定した後、内部回路の上
面即ちガイド片の上面よりも僅かに高い位置まで機械加
工で削り出して凹部を形成し、その後該凹部内にレーザ
光を照射してガイド片の上に残留した絶縁層を除去し、
凹部内に露出したガイド片の上面の高さを測定した後、
ガイド片の上面の高さを加工の基準面とし、該基準面か
ら絶縁層の外表面位置までの絶縁層を削ることにより、
絶縁性樹脂層の厚さのバラツキの影響を受けること無
く、削りだす部分の中央位置で内層回路と等しい厚さの
ガイド片の上面高さを測定できるから、露出させる回路
位置に近い場所で測定でき、精度を高くすることができ
る。また、削りだし加工機に特別な構成を必要とせず、
絶縁性樹脂層を設けるに当たって特別な加工精度を必要
としないものである。さらに、ガイド片を設けることに
よって、実装位置の略中央にレーザ光を照射すれば良い
ことになり、レーザ光の照射位置の決定が容易で、照射
による除去工程に要する時間も短縮できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照して
説明する。図６において、本発明の加工方法を適用して
製作した多層プリント基板について説明する。多層プリ
ント基板１の基板１Ａの一側面に内層回路２を予め形成
し、その上に絶縁層となる樹脂層３を適宜位置に設け
て、内層回路２の導体部分であるパッド20を露出させ、
他の部分を樹脂などの絶縁層３で被覆する。

【０００９】ＩＣベアチップ４を、本実施例では対向し
て配設されている内層回路２のパッド20の間に載置し、
ボンディングワイヤ５を用いてＩＣベアチップ４とパッ
ド20とをボンディング接続する。なお、内層回路２のパ
ッド20は、ＩＣベアチップを挟んで両側に対向して設け
られたものに限定されるわけではなく、ＩＣベアチップ
の全周或いは三方を囲むように、或いは一方に設けても
良いことは当然である。

【００１０】ＩＣベアチップ４の周囲に絶縁層３の厚さ
による段差が形成されて流れ防止ダムとなり、ＩＣベア
チップ４を載置した部分を覆って樹脂等の封止剤６が流
し込まれる際に、不要な部分にまで封止剤６が流出する
ことを防止する。ＩＣベアチップ４を載置した部分を覆
う封止剤６が流し込まれ、ＩＣベアチップ４とボンディ
ングワイヤ５及びパッド20を封止剤６で被覆して保護し
ている。絶縁層３の外側面と内層回路２とを接続するた
めに、絶縁層３の所定位置にバイアホール７を絶縁層３
を貫通して穿設し、内層回路２をバイアホール７内にお
いて露出させた後、メッキ70によってバイアホール７内
の内層回路２と絶縁層３の外側面とを電気的に接続し、
絶縁層３の外側面でメッキ70に接続された外側回路71が
設けられている。

【００１１】外側回路71は、絶縁層３の外側面におい
て、電子部品等に接続する外部パッド72を備えており、
外部パッド72と、別に絶縁層３の外側面に設けられた電
子部品実装用パッド73とに電子部品８の脚をハンダ付け
する。なお、本実施例においては、多層プリント基板の
一側面にのみＩＣベアチップを設けたものについて述べ
てきたが、多層プリント基板の両側面に、それぞれ内層
回路を設け、上記実施例と同様にしてＩＣベアチップを
設けることができることは勿論である。また、上記電子
部品８に代えて、ＩＣベアチップを接続することもでき
る。

【００１２】図１乃至図５を参照して本発明の加工方法
の一例について説明する。図２において、多層プリント
基板１の基板１Ａの表面に、部品実装に合わせた導体回
路である内層回路２及び実装位置である矩形部分111 の
略中央に内層回路２と同じ高さのガイド片２Ａをエッチ
ング加工等によって形成した後、その上から絶縁層とな
る樹脂を塗布して基板１Ａの全面に絶縁層３を形成し、
エッチング加工により絶縁層３の外表面30上に回路形成
を行い、外層回路71、外部パッド72、電子部品実装用パ
ッド73等を設けて形成された多層プリント基板１におい
て、絶縁層３の厚さＨ、即ち絶縁層３の外表面30と絶縁
層３の内表面（基板１Ａの外表面）31との間の距離Ｈを
測定する。

【００１３】図３において、ＩＣベアチップ４を載置す
る矩形部分111 内において、矩形部分111 の略中央を含
んでそれよりも小さい範囲を、露出させたい内層回路２
の上面21及びガイド片２Ａの上面21Ａよりも浅い深さ
で、絶縁層３を外表面30側から座ぐり加工装置のドリル
ピット15により削り出し、ガイド片２Ａの上面21Ａの上
に絶縁樹脂層を僅かに厚さｔだけ残留させて予備凹所16
を形成する。ここで、絶縁樹脂層の残留厚さｔは、零よ
り大きな適宜の値で良いものであるが、ガイド片２Ａの
上面21Ａと絶縁層３の外表面30との間の距離の１／２以
下にすると良い。

【００１４】次に、図４に示すように、レーザ光照射装
置17からレーザ光Ｒを、上記削り出した予備凹所16内に
照射するものであるが、予備凹所16内の底面の下にガイ
ド片２Ａが存在している部位、即ち略中央部に照射し
て、ガイド片２Ａの上の残留絶縁樹脂層を焼失させて除
去し、予備凹所16内に位置するガイド片２Ａの上面21Ａ
を露出させる。なお、レーザ光照射装置としては、ガイ
ド片２Ａを損傷させることなく絶縁樹脂層のみを焼失さ
せるようにしてある。露出したガイド片２Ａの上面21Ａ
を削り出し測定基準面として、該上面21Ａの高さを測定
する（図５参照）ことにより、ガイド片２Ａの上方、即
ち内層回路２の上方に位置する絶縁層３の削り代を正確
に測定できる。次に、図１に示すように、露出したガイ
ド片２Ａの上面21Ａを削り出し測定基準面として、ドリ
ルピット15で矩形部分111 全体の削り出し加工を行い、
矩形部分111 全体にわたって内層回路２の上面21を露出
させ、ＩＣベアチップ４を載置する矩形部分111 を形成
する。

【００１５】上記構成によると、内層回路２の上面21に
絶縁樹脂層のみを焼失させるレーザ光Ｒを照射するもの
であるから、該上面21より深く削られることは無く、ま
た、小さい範囲で良いから僅かの照射量で済むものであ
る。また、レーザ光Ｒを照射することにより、容易に且
つ高い精度をもって必要な範囲の絶縁層３を除去し、内
層回路２の上面21を確実に露出させることができるか
ら、機械加工を行う基準面（削り出し測定基準面）とし
て内層回路２の上面21を採用することができ、内層回路
２の上面21の高さ位置を測定確認することによって、絶
縁層３の厚さのバラツキ及び絶縁層３の外表面の凹凸等
に左右されること無く、削り代を正確に定めることがで
き、精度の高い削り出し加工を行うことができる。ま
た、予備凹所16は実装位置の矩形部分111 よりも小さい
面積であるから、高精度の切削は要求されず、簡単且つ
速やかに削ることができる。さらに、削りだし加工機に
特別な構成を必要とせず、絶縁性樹脂層を設けるに当た
って特別な加工精度を必要としないものである。

【００１６】なお、上記実施例においては、内層回路と
同じ厚さのガイド片を設けたものについてのみ述べてい
るが、ガイド片を設けること無く、内層回路だけでも良
いものであり、この場合、実装位置の内層回路が下に存
在する位置（通常は、実装位置の周辺部）を削って予備
凹所を形成し、予備凹所の底部にレーザ光を照射しても
良いものである。この構成によると、ガイド片を設ける
必要が無く、一層簡単な構成で、絶縁層の厚さのバラツ
キ及び絶縁層の外表面の凹凸等に左右されること無く、
削り代を正確に定めることができ、精度の高い削り出し
加工を行うことができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているか
ら、以下に述べるとおりの効果を奏する。絶縁層の外表
面の高さを測定した後、内部回路の上面よりも僅かに高
い位置まで機械加工で削り出して凹部を形成し、その後
該凹部内にレーザ光を照射して内部回路の上面に残留し
た絶縁層を除去し、凹部内に露出した内部回路の上面の
高さを測定した後、内部回路の上面の高さを加工の基準
面とし、該基準面から絶縁層の外表面位置までの絶縁層
を削ることにより、絶縁性樹脂層の厚さのバラツキの影
響を受けること無く、削りだす部分の中央位置で内層回
路の上面高さを測定できるから、露出させる回路位置に
近い場所で測定でき、精度を高くすることができる。ま
た、削りだし加工機に特別な構成を必要とせず、絶縁性
樹脂層を設けるに当たって特別な加工精度を必要としな
いものである。また、実装位置の略中央に、内層回路と
同じ厚さの金属製のガイド片を配設し、絶縁層の外表面
の高さを測定した後、内部回路の上面即ちガイド片の上
面よりも僅かに高い位置まで機械加工で削り出して凹部
を形成し、その後該凹部内にレーザ光を照射してガイド
片の上に残留した絶縁層を除去し、凹部内に露出したガ
イド片の上面の高さを測定した後、ガイド片の上面の高
さを加工の基準面とし、該基準面から絶縁層の外表面位
置までの絶縁層を削ることにより、絶縁性樹脂層の厚さ
のバラツキの影響を受けること無く、削りだす部分の中
央位置で内層回路と等しい厚さのガイド片の上面高さを
測定できるから、露出させる回路位置に近い場所で測定
でき、精度を高くすることができる。また、削りだし加
工機に特別な構成を必要とせず、絶縁性樹脂層を設ける
に当たって特別な加工精度を必要としないものである。
さらに、ガイド片を設けることによって、実装位置の略
中央のみにレーザ光を照射すれば良いことになり、レー
ザ光の照射位置の決定が容易で、照射による除去工程に
要する時間も短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の多層プリント基板の機械加工方法の
説明図である。

【図２】 本発明の多層プリント基板の加工方法の説明
図である。

【図３】 本発明の多層プリント基板の加工方法の説明
図である。

【図４】 本発明の多層プリント基板のレーザ照射によ
る加工方法の説明図である。

【図５】 本発明の多層プリント基板の加工方法の説明
図である。

【図６】 本発明を適用した表面実装型ＬＳＩパッケー
ジの一例を示す断面図である。

【図７】 従来の表面実装型ＬＳＩパッケージの一例を
示す断面図である。

【図８】 従来の多層プリント基板の加工方法の説明図
である。

【符号の説明】 １ 多層プリント基板、２ 内層回路、３ 絶縁層、４
ＩＣベアチップ ５ ボンディングワイヤ、６ 封止剤、７ バイアホー
ル、20 パッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣベアチップを表面実装するプリント
   基板の加工方法であって、絶縁層の外表面の高さを測定
   した後、内部回路の上面よりも僅かに高い位置まで機械
   加工で削り出して凹部を形成し、その後該凹部内にレー
   ザ光を照射して内部回路の上面に残留した絶縁層を除去
   し、凹部内に露出した内部回路の上面の高さを測定した
   後、内部回路の上面の高さを加工の基準面とし、該基準
   面から絶縁層の外表面位置までの絶縁層を削ることによ
   って、内層回路を露出させることを特徴とする多層プリ
   ント基板の加工方法。
2. 【請求項２】 ＩＣベアチップを表面実装するプリント
   基板の加工方法であって、実装位置の略中央に、内層回
   路と同じ厚さの金属製のガイド片を配設し、絶縁層の外
   表面の高さを測定した後、内部回路の上面即ちガイド片
   の上面よりも僅かに高い位置まで機械加工で削り出して
   凹部を形成し、その後該凹部内にレーザ光を照射してガ
   イド片の上に残留した絶縁層を除去し、凹部内に露出し
   たガイド片の上面の高さを測定した後、ガイド片の上面
   の高さを加工の基準面とし、該基準面から絶縁層の外表
   面位置までの絶縁層を削ることによって、内層回路を露
   出させることを特徴とする多層プリント基板の加工方
   法。