JP2014192347A - 樹脂封止型電子機器およびそれを備えた電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止型電子機器を実装基板に実装する際に行われるリフロー処理等による接続の膨張に起因する電子部品の浮き上がりの抑制を可能とする樹脂封止型電子機器を提供する。
【解決手段】この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、基板と、基板の一方主面に接続電極を介して実装される電子部品と、基板の一方主面において、前記電子部品を樹脂により被覆して形成される樹脂封止部とを含む。そして、電子部品の実装側主面および天面のうち少なくとも一方に、拘束部が形成され、かつ前記拘束部に前記樹脂が充填され、拘束部に充填される樹脂と基板の一方主面に位置する樹脂とが連続して形成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子部品が樹脂封止された樹脂封止型電子機器およびそれを備えた電子装置に関する。

特許文献１に示される樹脂封止型電子機器１は、図６に示すように、電子部品２がはんだ３および端子電極を介して、基板４に実装され、樹脂封止部５により樹脂封止されている。このような構造の樹脂封止型電子機器１は、たとえば、以下のように製造される。

図７は、従来の樹脂封止型電子機器１の製造工程を模式的に示した説明図である。まず、図７（ａ）に示すように、電子部品２がはんだ３を介して基板４に実装される。そして、図７（ｂ）に示すように、電子部品２を封止するように基板４上に封止樹脂が塗布される。続いて、図７（ｃ）に示すように、樹脂封止型電子機器１の低背化のために、研削機により樹脂封止部５における基板４の実装面側とは反対の面が研磨される。このように、樹脂封止型電子機器１の低背化のためには、研削機等により樹脂封止部５の上面側を研削している。この樹脂封止型電子機器１の低背化のためには、極力、樹脂封止部５の部分を研削することが望ましい。

一方、さらなる樹脂封止型電子機器１の低背化のために、図７（ｄ）に示すように、電子部品２の天面を含めて研磨されることも検討されている。

特開２０００−２９４６９２号公報

しかしながら、樹脂封止型電子機器１の低背化のために樹脂封止部５の天面を研削し過ぎると、図８に示すように、当該樹脂封止型電子機器を他の部材（樹脂封止型電子機器の実装対象となる実装基板であるマザー基板等）に実装する際のリフロー（再加熱）処理時に、はんだ２が再溶融・膨張し、ＩＣ等の電子部品２が、矢印で示す方向に浮き上がってしまうという問題が生じてしまう。このようにリフロー処理により電子部品２が浮き上がってしまうと、樹脂封止型電子機器１の低背化の妨げとなり、さらに電子部品２が浮き上がってしまうと、はんだ３部分も露出してしまう虞があった。このような電子部品２の浮き上がりは、樹脂封止部５を研削することにより、電子部品２上の樹脂封止部５を全てまたはかなり薄くまで削り取ってしまうため、上述の浮き上がりを樹脂封止部５で抑制しきれなくなるために生じる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、樹脂封止型電子機器を実装基板に実装する際に行われるリフロー処理等による接続電極の膨張に起因する電子部品の浮き上がりの抑制を可能とする樹脂封止型電子機器を提供することである。

この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、基板と、基板の一方主面に接続電極を介して実装される電子部品と、基板の一方主面において、前記電子部品を樹脂により被覆して形成される樹脂封止部と、を含み、電子部品は、実装側主面および実装側主面に対して反対側の天面を備え、電子部品の実装側主面または天面のうち少なくとも一方に、拘束部が形成され、かつ拘束部に樹脂が充填され、拘束部に充填される樹脂と基板の一方主面に位置する樹脂とが連続していることを特徴とする、樹脂封止型電子機器である。
また、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が、電子部品を平面視した際に、電子部品の中央部に配置されていることが好ましい。
さらに、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、電子部品の天面に形成される拘束部が、接続電極と対向する位置に配置されていることが好ましい。
また、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が電子部品に複数形成されていることが好ましい。
さらに、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が電子部品の天面から実装側主面に達する貫通孔により形成されることが好ましい。
また、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が樹脂の充填される開口部側に向かって広くなるように断面視テーパ形状であることが好ましい。
さらに、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、電子部品の天面が樹脂封止部から露出していることが好ましい。
この発明にかかる電子装置は、本発明にかかる樹脂封止型電子機器が、他の部材に実装用電極を介して接続され、実装されていることを特徴とする、電子装置である。

この発明にかかる樹脂封止型電子機器によれば、樹脂封止部を形成する樹脂が、拘束部に充填され、充填されたその樹脂と基板の一方主面に位置する樹脂とが連続して形成されるので、樹脂と電子部品との接触面積を増加させることができ、基板と電子部品との接合強度を向上させうる樹脂封止型電子機器を得ることができる。したがって、接続電極の膨張等による電子部品の浮き上がりを抑制することができる。
また、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が、電子部品を平面視したとき、その電子部品の中央部に形成されると、電子部品を樹脂封止部の樹脂により拘束したとき、安定して電子部品の浮き上がるのを抑制できる樹脂封止型電子機器を得ることができる。
さらに、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、電子部品の天面に形成される拘束部が、接続電極と対向する位置に配置されると、リフロー処理等に起因する接続電極の膨張による電子部品の浮き上がりに対して、直接的に抑制できる位置に配置していることから、より電子部品の浮き上がりを抑制することができる樹脂封止型電子機器を得ることができる。
また、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、電子部品に対して複数形成されると、電子部品と樹脂封止部との接触面積を増加させることができることから、電子部品の浮き上がりをより抑制することができる樹脂封止型電子機器を得ることができる。
さらに、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が電子部品の天面から実装側主面に達する貫通孔により形成されると、樹脂封止部の樹脂と電子部品との接合強度がさらに増加することから、より電子部品の浮き上がりの抑制効果の向上した樹脂封止型電子機器を得ることができる。
また、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、拘束部が樹脂の充填される開口部側に向かって広くなるように断面視テーパ形状に形成されると、樹脂封止部の樹脂が電子部品に形成される拘束部に充填されやすくなり、より電子部品と樹脂封止部との接合強度が向上することから、さらなる電子部品の浮き上がりを抑制させることができる樹脂封止型電子機器を得ることができる。
さらに、この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、電子部品の天面が樹脂封止部から露出していると、少なくとも部分的にさらなる低背化を可能とする樹脂封止型電子機器を得ることができる。
この発明にかかる電子装置よれば、本発明にかかる樹脂封止型電子機器が他の部材に実装用電極を介して接続され、実装しているので、たとえば、他の部材に実装する際に行われるリフロー処理等による接続電極の膨張に対して、電子部品の浮き上がりが抑制された樹脂封止型電子機器が実装されていることから、電子装置は低背化され、かつ信頼性の高い電子装置を得ることができる。

この発明によれば、樹脂封止型電子機器を実装基板に実装する際に行われるリフロー処理等による接続電極の膨張に起因する電子部品の浮き上がりの抑制を可能とする樹脂封止型電子機器が得られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第１の実施の形態の一例を示す断面模式図である。 この発明にかかる樹脂封止型電子機器の製造工程を模式的に示した説明図である。 この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第２の実施の形態の一例を示す平面図である。 この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第３の実施の形態の一例を示す断面模式図である。 この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第４の実施の形態の一例を示す断面模式図である。 従来の樹脂封止型電子機器の断面模式図である。 従来の樹脂封止型電子機器の製造工程を模式的に示した説明図である。 従来の樹脂封止型電子機器において、電子部品が浮き上がった状態を示す説明図である。

（樹脂封止型電子機器）
図１は、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第１の実施の形態の一例を示す断面模式図である。図１において示される樹脂封止型電子機器１０は、基板１２、接続電極１４、電子部品１６および樹脂封止部１８を含む。

基板１２は、電子部品１６を実装するために設けられる。基板１２は、たとえば、矩形板状に形成される。基板１２は、一方主面１２ａを含む。基板１２は、たとえば、プリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）あるいはセラミックス基板（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）等である。基板１２は、単層基板でも多層基板でもよい。一方主面１２ａ上には、電子部品１６が接続電極１４を介して電気的に接続され、電子部品１６が基板１２に実装される。この接続電極１４は、たとえば、はんだによるバンプ電極として形成される。接続電極１４の材料としては、たとえば、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕが用いられる。

また、図示していないが、基板１２の一方主面１２ａ上には、電子部品１６を実装するための端子電極が形成されている。また、同様に図示していないが、基板１２の一方主面１２ａ上には、たとえば、配線導体として、Ｃｕの導電性ペーストをスクリーン印刷したり、Ｃｕ電極をエッチングしたりすることにより、配線がパターニングして形成されている。そして、その配線上にＮｉとＡｕめっきを施して、前述の端子電極と接続されるように形成されている。

電子部品１６は、たとえば、矩形板状に形成される。電子部品１６は、実装側主面１６ａおよび天面１６ｂを含む。天面１６ｂは、実装側主面１６ａとは反対側の面である。電子部品１６が基板１２に実装されたとき、電子部品１６の実装側主面１６ａと基板１２の一方主面１２ａとが対向するように実装される。樹脂封止型電子機器１０において使用される電子部品１６としては、たとえば、ベアチップＩＣや無線ＬＡＮ等の通信用モジュールが挙げられる。

電子部品１６の実装側主面１６ａおよび天面１６ｂのうち少なくとも一方に、拘束部２０が形成される。拘束部２０は、後述するように、基板１２の一方主面１２ａに樹脂により樹脂封止部１８が形成されることで電子部品１６を封止するときに、その樹脂と電子部品１６との接触面積を増加させるために形成される。図１に示す樹脂封止型電子機器１０では、拘束部２０は、電子部品１６の天面１６ｂ上に、断面視凹形状に２か所の凹部が形成されている。そして、電子部品１６の天面１６ｂに拘束部２０の開口部２０ａが形成される。

基板１２の一方主面１２ａ上には、電子部品１６を封止するように樹脂が塗布されることで樹脂封止部１８が形成される。この樹脂封止部１８に用いられる樹脂の材料としては、たとえば、エポキシ樹脂が用いられる。電子部品１６において断面視凹形状の凹部に形成された拘束部２０の開口部２０ａから樹脂が充填される。この拘束部２０に充填された樹脂と基板１２の一方主面１２ａ上に位置する樹脂とが連続して形成される。

なお、本実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０のように、電子部品１６に形成される拘束部２０が、断面視凹形状の凹部に形成される場合、この凹部の深さが深いほど、樹脂封止部１８の樹脂と電子部品１６との接触面積が増加するため、リフロー処理等による接続電極１４が膨張した場合に、電子部品１６の浮き上がりを抑制する効果が向上する。

さらに、拘束部２０は、電子部品１６において複数形成されるのが望ましい。拘束部２０が複数形成されることで、電子部品１６と樹脂封止部１８の樹脂との接触面積を増加させることができることから、電子部品１６の浮き上がりをより抑制することが可能となる。

上述した樹脂封止型電子機器１０は、以下に述べる製造方法によって作製される。図２は、本発明にかかる樹脂封止型電子機器１０の製造工程を模式的に示した説明図である。

まず、図２（ａ）に示すように、基板１２に電子部品１６が接続電極１４を介して接続される。電子部品１６の天面１６ｂには予め拘束部２０が、断面視凹形状の凹部に形成されている。
続いて、図２（ｂ）に示すように、トランスファ成型などの手法を用いて樹脂により電子部品１６が封止され、基板１２上に樹脂封止部１８が形成される。このとき、拘束部２０である断面視凹形状の凹部にも樹脂が充填される。そして、図２（ｃ）に示すように、樹脂封止部１８において実装される基板１２側とは反対側の面が、研削機（たとえば、ダイサーやグラインダー等）を用いて研削され、所望の樹脂封止型電子機器１０が得られる。

本実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０によれば、樹脂封止部１８を形成する際に、樹脂が断面視凹形状の凹部に形成された拘束部２０に充填され、この拘束部２０に充填された樹脂と基板１２の一方主面１２ａに位置している樹脂とが連続して形成されることから、樹脂と電子部品１６との接触面積を増加させることができるとともに、樹脂封止部１８により、基板１２と電子部品１６との接合強度を増加させることができる。したがって、この樹脂封止型電子機器１０を他の実装基板に実装する際のリフロー処理時に接続電極１４が再溶融し、膨張することに起因する電子部品１６の浮き上がりを抑制することができる。

また、上述したように、本実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０は、電子部品１６の浮き上がりを抑制することができるので、電子部品１６が浮き上がることに起因して、接続電極１４が樹脂封止部１８から露出することによる不良のリスクを低減することができ、接続信頼性を向上させることができる。加えて、電子部品１６の浮き上がりが抑制されることで、樹脂封止型電子機器１０の低背化を実現することができる。さらに、従来よりも、樹脂封止部１８の研削が可能となることから、樹脂封止型電子機器１０のさらなる低背化を実現することができる。

次に、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第２の実施の形態について説明する。図３は、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第２の実施の形態の一例を示す平面図である。なお、この実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０’において、図１に記載の樹脂封止型電子機器１０と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０’は、図３に示すように、電子部品１６を平面視した際に、拘束部２０が、電子部品１６の中央部にも形成されている。なお、図３に示される各拘束部２０も、電子部品１６に対して、断面視凹形状に形成されている。

この樹脂封止型電子機器１０’では、上述の樹脂封止型電子機器１０と同様の効果を奏するとともに、次の効果も奏する。
すなわち、第２の実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０’において、電子部品１６の中央部に拘束部２０が配置されることにより、電子部品１６の端部に拘束部２０が配置する場合に比べて、より安定して電子部品１６の浮き上がりを抑制することが可能となる。

次に、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第３の実施の形態について説明する。図４は、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第３の実施の形態の一例を示す断面模式図である。なお、この実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０’’において、図１に記載の樹脂封止型電子機器１０と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

第３の実施の形態にかかるこの樹脂封止型電子機器１０’’は、図４に示すように、電子部品１６の天面１６ｂにおいて拘束部２０が形成される位置が、接続電極１４と対向する位置に形成されている。そして、電子部品１６において断面視凹形状の凹部に形成された拘束部２０の開口部２０ａから樹脂が充填される。

この樹脂封止型電子機器１０’’では、上述の樹脂封止型電子機器１０と同様の効果を奏するとともに、次の効果も奏する。
すなわち、第３の実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０’’において、電子部品１６の天面１６ｂにおいて接続電極１４と対向する位置に拘束部２０が形成されるので、リフロー処理等に起因する接続電極１４の膨張による電子部品１６の浮き上がり対して、直接的に抑制できる位置にその拘束部２０が配置していることから、電子部品１６の浮き上りをより抑制することが可能となる。

次に、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第４の実施の形態について説明する。図５は、この発明にかかる樹脂封止型電子機器の第４の実施の形態の一例を示す断面模式図である。なお、この実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１１０において、図１に記載の樹脂封止型電子機器１０と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

第４の実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１１０は、電子部品１６に形成される拘束部１２０が、樹脂封止型電子機器１０とは異なり、電子部品１６の天面１６ｂから実装側主面１６ａに達する貫通孔として２ヵ所形成されている。そして、電子部品１６の天面１６ｂに拘束部１２０の開口部１２０ａが形成される。この貫通孔として形成された拘束部１２０の開口部１２０ａから樹脂封止部１８を形成する樹脂が充填される。そして、貫通孔として形成された拘束部１２０に充填される樹脂と基板１２の一方主面１２ａ上に位置する樹脂とが連続して形成される。

また、図５に示すように、電子部品１６の天面１６ｂに形成される開口部１２０ａの径は、実装側主面１６ａに形成される貫通孔の径よりも大きくなるように断面視テーパ形状となるような貫通孔が形成されている。

なお、拘束部１２０は、電子部品１６を平面視した際に、電子部品１６の中央部に形成されるのが望ましい。また、拘束部１２０は、電子部品１６において複数形成されるのが望ましい。

この樹脂封止型電子機器１１０では、上述の樹脂封止型電子機器１０と同様の効果を奏するとともに、次の効果も奏する。
すなわち、第４の実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１１０において、貫通孔として形成された拘束部１２０に樹脂が充填されることにより、樹脂封止部１８の樹脂と電子部品１６との接合強度がさらに増加することから、リフロー処理等による接続電極１４の膨張等に起因する電子部品１６の浮き上がりの抑制効果をより向上させることができる。

また、樹脂封止型電子機器１１０では、拘束部１２０が開口部１２０ａに向かって広くなるような断面視テーパ形状となるように形成されることから、樹脂封止部１８の樹脂が拘束部１２０に充填されやすくなるため、より電子部品１６と樹脂封止部１８との接合強度が向上する。したがって、本実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１１０によれば、電子部品１６の浮き上がりをより抑制することができる。

加えて、たとえば、樹脂封止型電子機器１１０では、樹脂封止部１８において実装される基板１２側とは反対側の面が、研削機を用いて研削され、さらに、電子部品１６の天面１６ｂが研削されても、リフロー処理等による接続電極１４の膨張等に起因する電子部品１６の浮き上がりを抑制することができ、その結果、さらなる樹脂封止型電子機器１１０の低背化が可能となる。

（電子装置）
上述の実施の形態にかかる樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’，１１０は、他の部材に、たとえば、実装基板等に対してはんだ等を介して電気的に接続され、樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’，１１０が実装基板等に実装されることで、所望の電子装置を得ることができる。

この電子装置を得るために、樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’，１１０を実装基板等に実装する際にリフロー処理等されて、その結果、接続電極１４が膨張しても、樹脂封止部１８により電子部品１６の浮き上がることが抑制されている。したがって、樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’，１１０を実装基板等に実装されることにより得られる電子装置は、電子部品１６の浮き上がりによる不具合の発生が抑制されていることから、低背化され、かつ信頼性の高い電子装置を得ることができる。

なお、上述の実施の形態における樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’，１１０において、電子部品１６は、樹脂封止部１８により完全に覆われているが、これに限るものではない。すなわち、拘束部２０に充填される樹脂と基板１２の一方主面１２ａ上に位置する樹脂とが連続して形成されていれば、電子部品１６の天面１６ｂの一部が樹脂封止部１８より露出されていてもよい。樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’，１１０において、少なくとも部分的に、さらなる低背化を可能とすることができる。

また、上述の実施の形態における樹脂封止型電子機器１０，１０’，１０’’では、電子部品１６に形成される拘束部２０が、断面視凹形状の凹部に形成されているが、これに限るものではなく、開口部２０ａ側に向かって広くなるような断面視テーパ形状に形成されてもよい。

一方、上述の実施の形態における樹脂封止型電子機器１１０では、電子部品１６に形成される拘束部１２０が、断面視テーパ形状の貫通孔として形成されているが、これに限るものではなく、円柱状に形成されていてもよい。

この発明にかかる樹脂封止型電子機器は、電子部品が樹脂により封止された電子機器であって、薄型化が求められる電子機器に対して好適に用いられる。

１０、１０’、１０’’、１１０ 樹脂封止型電子機器
１２ 基板
１２ａ 一方主面
１４ 接続電極
１６ 電子部品
１６ａ 実装側主面
１６ｂ 天面
１８ 樹脂封止部
２０、１２０ 拘束部
２０ａ、１２０ａ 開口部

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板の一方主面に接続電極を介して実装される電子部品と、
   前記基板の一方主面において、前記電子部品を樹脂により被覆して形成される樹脂封止部と、
   を含み、
   前記電子部品は、実装側主面および実装側主面に対して反対側の天面を備え、
   前記電子部品の前記実装側主面または前記天面のうち少なくとも一方に、拘束部が形成され、かつ前記拘束部に前記樹脂が充填され、
   前記拘束部に充填される前記樹脂と前記基板の一方主面に位置する前記樹脂とが連続していることを特徴とする、樹脂封止型電子機器。
2. 前記拘束部が、前記電子部品を平面視した際に、前記電子部品の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型電子機器。
3. 前記電子部品の前記天面に形成される前記拘束部が、前記接続電極と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型電子機器。
4. 前記拘束部が、前記電子部品に複数形成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樹脂封止型電子機器。
5. 前記拘束部が、前記電子部品の前記天面から前記実装側主面に達する貫通孔により形成されることを特徴とする、請求項１、請求項２または請求項４に記載の樹脂封止型電子機器。
6. 前記拘束部が、前記樹脂の充填される開口部側に向かって広くなるような断面視テーパ形状であ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樹脂封止型電子機器。
7. 前記電子部品の前記天面が、前記樹脂封止部から露出していることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の樹脂封止型電子機器。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の樹脂封止型電子機器が、他の部材に実装用電極を介して接続され、実装されていることを特徴とする、電子装置。

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