JP2007142297A - Method of manufacturing package component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に実装された電子部品を封止樹脂によって覆うことにより形成されたパッケージ部品を製造するパッケージ部品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a package component manufacturing method for manufacturing a package component formed by covering an electronic component mounted on a substrate with a sealing resin.
電子機器には、基板に実装された半導体素子などの電子部品を樹脂封止した構造のパッケージ部品が用いられる。このようなパッケージ部品の製造過程においては、基板に電子部品を実装した後の樹脂封止に先立って基板表面を改質することを目的としたプラズマ処理が行われる(例えば特許文献1,2参照)。このプラズマ処理は、基板表面にアルゴンガスや酸素ガスのプラズマを照射することにより行われ、これにより基板表面の濡れ性が向上し、封止樹脂との密着性が改善されるという効果を得る。
パッケージ部品においては一般に複数の電子部品が近接して配置され、これらの電子部品のうち、ワイヤボンディング後の半導体素子やバンプ接合されたフリップチップなど特定の電子部品のみが樹脂封止の対象となる。このため樹脂封止に際しては、対象となる電子部品のみを覆って樹脂を塗布する必要がある。ところが前述のように表面改質のためのプラズマ処理を行うと基板表面の濡れ性が向上するため、基板表面に塗布された樹脂が基板表面に沿って外側に濡れ拡がり易くなり、濡れ拡がった樹脂が隣接の電子部品と接触する不具合が生じる場合がある。 In package parts, a plurality of electronic parts are generally arranged close to each other, and among these electronic parts, only specific electronic parts such as semiconductor elements after wire bonding and flip-chips with bump bonding are subjected to resin sealing. . For this reason, at the time of resin sealing, it is necessary to cover only the target electronic component and apply the resin. However, since the wettability of the substrate surface is improved when the plasma treatment for surface modification is performed as described above, the resin applied to the substrate surface easily spreads outward along the substrate surface, and the wet spread resin May come into contact with adjacent electronic components.
このような不具合を防止するため上述の特許文献例においては、表面改質のためのプラズマ処理に際し、処理範囲を封止対象の電子部品のエリアに限定するためのマスキングを施す方法を用いていた。このため、基板種類毎に専用のマスクを準備してプラズマ処理時に各基板に装着する必要があり、表面改質のためのプラズマ処理に多大な手間とコストを要していた。このように従来方法においては、封止対象範囲のみに封止樹脂を良好な密着性で形成することが困難であるという問題があった。 In order to prevent such inconvenience, in the above-mentioned patent document example, a masking method for limiting the processing range to the area of the electronic component to be sealed was used in the plasma processing for surface modification. . For this reason, it is necessary to prepare a dedicated mask for each substrate type and attach it to each substrate at the time of plasma processing, which requires a great deal of labor and cost for plasma processing for surface modification. As described above, the conventional method has a problem that it is difficult to form the sealing resin with good adhesion only in the range to be sealed.
そこで本発明は、封止対象範囲のみに封止樹脂を良好な密着性で形成することができるパッケージ部品の製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the package components which can form sealing resin with favorable adhesiveness only in the sealing object range.
本発明のパッケージ部品の製造方法は、基板に実装された電子部品を封止樹脂で覆って形成されたパッケージ部品を製造するパッケージ部品の製造方法であって、前記基板に前記電子部品を実装する部品実装工程と、前記電子部品が実装された前記基板の表面を、減圧雰囲気下において酸素ガスもしくはアルゴンガスを用いたプラズマ処理によって改質して、前記表面の濡れ性を向上させる表面改質工程と、前記表面改質後の前記基板の表面において前記封止樹脂による封止範囲の外縁部に設定された撥液領域にフッ素系ガスを用いた大気圧プラズマを吹き付けることにより、前記撥液領域の表面の濡れ性を低下させる大気圧プラズマ処理工程と、前記大気圧プラズマ処理後の前記封止範囲に封止樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、塗布された前記封止樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを含む。 A method for manufacturing a package component according to the present invention is a method for manufacturing a package component that is formed by covering an electronic component mounted on a substrate with a sealing resin, and the electronic component is mounted on the substrate. A component mounting step and a surface modification step for improving the wettability of the surface by modifying the surface of the substrate on which the electronic component is mounted by plasma treatment using oxygen gas or argon gas in a reduced pressure atmosphere And spraying atmospheric pressure plasma using a fluorine-based gas on the liquid repellent area set at the outer edge of the sealing range by the sealing resin on the surface of the substrate after the surface modification, An atmospheric pressure plasma treatment step for reducing the surface wettability, a resin application step for applying a sealing resin to the sealing range after the atmospheric pressure plasma treatment, and And a resin curing step of curing the Kifutome resin.
本発明によれば、基板の表面の濡れ性を改善するための表面改質後に、封止樹脂による
封止範囲の外縁部にフッ素系ガスを用いた大気圧プラズマを吹き付けて表面の濡れ性を低下させることにより、封止対象範囲のみに封止樹脂を良好な密着性で形成することができる。
According to the present invention, after surface modification for improving the surface wettability of the substrate, atmospheric pressure plasma using a fluorine-based gas is sprayed on the outer edge of the sealing range by the sealing resin to improve the surface wettability. By lowering, the sealing resin can be formed with good adhesion only in the sealing target range.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1、図2、図3は本発明の一実施の形態のパッケージ部品の製造方法の工程説明図、図4は本発明の一実施の形態のパッケージ部品の製造方法において用いられる大気圧プラズマ発生装置の部分断面図、図5は本発明の一実施の形態のパッケージ部品の製造方法の工程説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1, 2, and 3 are process explanatory views of a method for manufacturing a package component according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an atmospheric pressure plasma generator used in the method for manufacturing a package component according to an embodiment of the present invention FIG. 5 is a process cross-sectional view of a method for manufacturing a package component according to an embodiment of the present invention.
図1、図2、図3を参照して、パッケージ部品の製造方法について説明する。このパッケージ部品は、基板に実装された電子部品を封止樹脂で覆って形成されるものである。図1(a)に示すように、基板1には、電子部品2、電子部品3が実装される(部品実装工程)。電子部品2は上面に回路形成面2aが形成された半導体チップであり、電子部品3は両端に半田接合用の接続用端子3aが設けられた抵抗やコンデンサなどの矩形チップ部品である。
With reference to FIGS. 1, 2, and 3, a method for manufacturing a package component will be described. This package component is formed by covering an electronic component mounted on a substrate with a sealing resin. As shown in FIG. 1A, the
図1(b)に示すように、電子部品2は基板1に接着剤4によって接着された後、回路形成面2aの電極と基板1上の電極1aとをワイヤ5によって接続するワイヤボンディングの対象となる。また電子部品3は接続用端子3aを基板1上に設けられた電極1bに半田フィレット6によって半田接合することにより実装される(図3(a)参照)。ここで、基板1において電子部品2と電子部品3とは近接して実装されており、電極1aと電極1bとは挟間隔で配置されている。
As shown in FIG. 1B, after the
次に部品実装後の基板1は、図1(c)に示すプラズマ処理装置7に送られる。プラズマ処理装置7は真空密の真空チャンバ8によって形成された処理室8aの内部に放電電極9を配置した構成となっており、プラズマ処理対象の基板1は放電電極9上に載置される。プラズマ処理に際しては、処理室8a内を真空排気して減圧し、次いで処理室8a内に酸素ガスやアルゴンガスなどのプラズマ発生用ガスを供給しながら、高周波電源10によって放電電極9に高周波電圧を印加する。
Next, the
これにより処理室8a内には、酸素ガスやアルゴンガスのプラズマ(斜線部11参照)が発生し、これにより基板1の上面のプラズマ処理が行われる。このプラズマ処理により、基板1の表面が改質され、表面の濡れ性が向上する。すなわちここでは、電子部品が実装された前記基板の表面を、減圧雰囲気下において酸素ガスもしくはアルゴンガスを用いたプラズマ処理によって改質して、表面の濡れ性を向上させる(表面改質工程)。
As a result, plasma of oxygen gas or argon gas (see the hatched portion 11) is generated in the processing chamber 8a, whereby plasma processing of the upper surface of the
ここで基板1の表面改質について説明する。基板1の樹脂表面層を構成するポリイミドなどの樹脂は各種の有機結合によって構成されており、樹脂表面層には炭素単結合基(C−C)やカルボニル基(C=O)など、炭素と酸素、水素等を含む原子同士が固有の形態で結合した有機結合が多数存在する。有機結合はそれぞれ固有の結合エネルギを有しており、この結合エネルギ値より大きなエネルギが外部から与えられることによって、これらの有機結合は分解する。
Here, the surface modification of the
基板1の表面改質を目的としたプラズマ処理においては、樹脂表面層に存在する複数種類の有機結合のうち、カルボニル基など親水性の有機結合基を残して、他の結合基を選択的に除去することが可能なプラズマ処理条件が設定される。すなわち、プラズマによって発生する荷電粒子のエネルギを制御することにより、結合エネルギの大きいカルボニル基などの有機結合基を残して、結合エネルギの低い炭素単結合基等を選択的に除去することが可能なエネルギ域の荷電粒子を衝突させるようにする。これにより、基板1の樹脂表面
層ではカルボニル基など親水性の有機結合基の割合が増加し、濡れ性が大幅に向上する。水接触角測定による濡れ性評価の結果によれば、プラズマ処理前の基板表面での水接触角が約70°であったものが、プラズマ処理後の基板表面で水接触角は約10°まで低下している。
In the plasma treatment for the purpose of surface modification of the
次に表面改質後の基板1は、大気圧プラズマ処理工程に送られる。ここでは、図2(a)に示すように、大気圧プラズマ処理装置12を用いた撥液領域形成が行われる。ここで図4を参照して大気圧プラズマ処理装置12の構造を説明する。大気圧プラズマ処理装置12は、大気圧下で発生したプラズマを噴射するプラズマノズル13を備えている。プラズマノズル13には、ガス供給装置(図示省略)によってフッ素系ガスを成分とするプラズマ発生用ガス14が供給される。プラズマ発生用ガス14は、プラズマノズル13内部を通過する過程で高周波電源部15による電界中でプラズマ化し、フッ素ラジカルを含む大気圧プラズマジェット14aとなってノズル孔13aから下方へ噴射される。プラズマノズル13は、多関節ロボットやXYZテーブル機構などの移動機構30に装着されている。移動機構30は、封止樹脂による封止範囲の外縁部の位置を示す座標データを記憶部31より読み取って、プラズマノズル13をこの外縁部となる位置に沿って移動させる。
Next, the
大気圧プラズマ処理においては、プラズマノズル13から大気圧プラズマジェット14aを基板1の表面に対して噴射しながら、プラズマノズル13を電子部品2の周囲で、所定の軌跡で移動させながら周回させる。これにより、図3(b)に示すように、電子部品2の周囲には、基板1の表面がフッ素系ガスの大気圧プラズマによって処理された幅約0.1mmの線状の処理領域、すなわち一旦表面改質されて濡れ性が向上した樹脂表面層に、フッ素ラジカルが作用することによって濡れ性が低下した撥液領域16が、閉形状で形成される。ここで、電子部品2と電子部品3とは近接して実装されているため、図3(b)に示すように、撥液領域16は屈曲軌跡で電極1aと電極1bとの挟間隔の中間を通過している。
In the atmospheric pressure plasma treatment, the atmospheric pressure plasma jet 14a is jetted from the plasma nozzle 13 onto the surface of the
この撥液領域16においては、大気圧プラズマジェット14a中のフッ素ラジカルが、基板1の表面樹脂層のカルボニル基などの親水基と結合している。これにより、撥液領域16では図1(c)に示す表面改質によって一旦向上した濡れ性が大幅に低下し、表面改質工程によって約10°程度にまで低下した水接触角は、上述の大気圧プラズマ処理により、80°〜85°程度まで増大する。すなわちここでは、表面改質後の基板1の表面において、封止樹脂による封止範囲の外縁部に設定された撥液領域16に、フッ素系ガスを用いた大気圧プラズマを吹き付けることにより、前記撥液領域の表面の濡れ性を低下させる(大気圧プラズマ処理工程)。
In the
次に、大気圧プラズマ処理工程後の基板1の表面の封止範囲に封止樹脂を塗布する(樹脂塗布工程)。すなわち図2(b)に示すように、塗布ノズル17から熱硬化性の封止樹脂18を吐出させることにより、電子部品2を対象に設定された封止範囲を封止樹脂18によって覆う。この樹脂塗布において、封止樹脂18は基板1の表面で塗布点から外側に向かって流動するが、前述のように封止範囲の外縁部には濡れ性が低下した撥液領域16が形成されていることから、図3(c)に示すように、封止樹脂18は撥液領域16を越えて外側に流動することなく、所定の封止範囲のみを覆う。これにより、電子部品2に近接して電子部品3が実装されて、電極1aと電極1bとが近接して配置されている場合にあっても、封止樹脂18が電子部品3の領域まで拡がることによる不具合が発生しない。
Next, sealing resin is apply | coated to the sealing range of the surface of the board |
この後、封止樹脂18が塗布された基板1はキュア炉に送られ、ここで基板1を所定温度で加熱することにより、封止樹脂18を硬化させる(樹脂硬化工程)。これにより、図2(c)に示すように、基板1に、電子部品2、電子部品3を実装し、電子部品2を封止樹脂18で覆ったパッケージ部品の製造が完了する。
Thereafter, the
上記説明したように、本発明のパッケージ部品の製造方法においては、基板の表面の濡れ性を改善するための表面改質後に、封止樹脂による封止範囲の外縁部にフッ素系ガスを用いた大気圧プラズマを吹き付けて表面の濡れ性を低下させるようにしている。これにより、基板種類毎に専用のマスクを準備してプラズマ処理時に各基板に装着する手間とコストを要することなく、封止対象範囲のみに封止樹脂を良好な密着性で形成することができる。 As described above, in the method for manufacturing a package component according to the present invention, after the surface modification for improving the wettability of the surface of the substrate, a fluorine-based gas is used at the outer edge of the sealing range by the sealing resin. Atmospheric pressure plasma is sprayed to reduce surface wettability. This makes it possible to form a sealing resin with good adhesion only in a sealing target range without preparing a dedicated mask for each type of substrate and attaching it to each substrate during plasma processing. .
なお、実装対象の電子部品が、図5(a)、(b)に示す電子部品22のように、下面に半田バンプ22aが設けられたバンプ付き部品であるような場合には、電子部品22と基板1Aとの間は狭隙間となり、プラズマ処理による表面改質効果が及びにくい。このような場合には、図1(c)に示すプラズマ処理において、酸素ガスをプラズマ発生用ガスとして用いる。
When the electronic component to be mounted is a bumped component having solder bumps 22a on the lower surface, such as the
これにより、図5(c)に示すように、プラズマ放電によって発生した酸素ラジカルO*が電子部品22と基板1Aとの間の隙間に侵入し、酸素ラジカルO*の化学作用によって隙間内が表面改質される。すなわち、プラズマによって発生したイオンなどの物理作用が及びにくい狭隘箇所を処理対象とするような場合においても、酸素ガスをプラズマ発生用ガスとして用いることにより、良好な表面改質効果を得ることができる。
As a result, as shown in FIG. 5C, oxygen radicals O * generated by plasma discharge enter the gap between the
本発明のパッケージ基板の製造方法は、封止樹脂を封止対象範囲のみに良好な密着性で形成することができるという効果を有し、基板に実装された電子部品を封止樹脂で覆って形成されたパッケージ部品の製造において有用である。 The method for manufacturing a package substrate of the present invention has an effect that the sealing resin can be formed with good adhesion only in the sealing target range, and the electronic component mounted on the substrate is covered with the sealing resin. Useful in the manufacture of formed package parts.
1 基板
2 電子部品
3 電子部品
7 プラズマ処理装置
12 大気圧プラズマ処理装置
14a 大気圧プラズマジェット
16 撥液領域
18 封止樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記基板に前記電子部品を実装する部品実装工程と、
前記電子部品が実装された前記基板の表面を、減圧雰囲気下において酸素ガスもしくはアルゴンガスを用いたプラズマ処理によって改質して、前記表面の濡れ性を向上させる表面改質工程と、
前記表面改質後の前記基板の表面において前記封止樹脂による封止範囲の外縁部に設定された撥液領域にフッ素系ガスを用いた大気圧プラズマを吹き付けることにより、前記撥液領域の表面の濡れ性を低下させる大気圧プラズマ処理工程と、
前記大気圧プラズマ処理後の前記封止範囲に封止樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
塗布された前記封止樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを含むことを特徴とするパッケージ部品の製造方法。
A package component manufacturing method for manufacturing a package component formed by covering an electronic component mounted on a substrate with a sealing resin,
A component mounting step of mounting the electronic component on the substrate;
A surface modification step for improving the wettability of the surface by modifying the surface of the substrate on which the electronic component is mounted by a plasma treatment using oxygen gas or argon gas in a reduced pressure atmosphere;
By spraying atmospheric pressure plasma using a fluorine-based gas to the liquid repellent region set at the outer edge of the sealing range by the sealing resin on the surface of the substrate after the surface modification, the surface of the liquid repellent region Atmospheric pressure plasma treatment process to reduce the wettability of
A resin application step of applying a sealing resin to the sealing range after the atmospheric pressure plasma treatment;
And a resin curing step of curing the applied sealing resin.
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