JP2015130379A - 樹脂封止製品の製造方法および樹脂封止製品 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止製品の製造歩留まりを向上することのできる技術を提供する。【解決手段】基板面に電子部品１２が実装された実装領域部と、電子部品１２と電気的に接続された複数の配線が基板面より突出して形成されたコネクタ領域部とが隣り合わせで設けられた配線基板１１を用意する。次いで、段差のあるコネクタ領域部Ｂをレジスト１５で均す。次いで、キャビティ５１を有する樹脂封止金型５０を用いて、実装領域部をキャビティ５１内に収容し、段差が均されたコネクタ領域部をクランプした後、電子部品１２が実装された実装領域部を樹脂封止することによって、樹脂封止部を形成し、樹脂封止部から露出したコネクタ領域部の複数の配線を外部接続端子として形成する。【選択図】図１１

Description

本発明は、樹脂封止製品の製造技術に適用して有効な技術に関する。

特開平１−１６９９３６号公報（以下、「特許文献１」という。）および特開平２−２９００３２号公報（以下、「特許文献２」という。）には、リードフレームの長手方向の一方側を上下の金型で片持ち支持（片持ちクランプ）し、他方側をキャビティ内に配置して樹脂封止する技術が記載されている。ここで、キャビティ内に配置されたリードフレームの他方側は、特許文献１に記載の技術では進退動するピンで支持され、特許文献２に記載の技術では固定されたピンで支持されるように構成されている。

特開平１−１６９９３６号公報 特開平２−２９００３２号公報

本発明者らは、電子部品が実装された実装領域部と、電子部品と電気的に接続された外部接続端子が形成されたコネクタ領域部とを有する配線基板を備え、電子部品とともに実装領域部の基板部分も内包するよう樹脂封止され、コネクタ領域部の基板部分が露出された樹脂封止製品の製造技術について検討している。

例えば、上型、下型を含んで構成された樹脂封止金型を用いて、コネクタ領域部の基板部分をクランプし（片持ちすることになる。）、キャビティ内に配置された実装領域部の基板部分を樹脂封止することが考えられる。この配線基板を下型にセットする際に、コネクタ領域部の基板部分は下型に接するが、実装領域部の基板部分はキャビティ内に配置されるため接するところがなく、実装領域の基板部分の自重によって配線基板が傾き、クランプすることができない場合がある。

そこで、特許文献１、２に記載のようなリードフレームに対する技術を用いて、キャビティ内に実装領域部の基板部分を支持する支持ピンを樹脂封止金型に設け、配線基板を傾かせることなく位置を固定させることが考えられる。しかしながら、支持ピンを設けることで、樹脂封止部の表面にピン痕跡が残ってしまうことや、樹脂封止部に孔が形成されてしまうことなどが考えられる。

樹脂封止部（パッケージ面）のピン痕跡などにより、電子部品を充分に保護できない場合には、その樹脂封止製品は、信頼性が低下するため不良品（外観不良）となり、製造歩留まりが低下してしまう。また、コネクタ領域部の基板部分を単に樹脂封止金型でクランプすると外部接続端子が押し潰された状態となり、そこが腐蝕などのダメージを被る場合には、その樹脂封止製品は、信頼性が低下するため不良品（接点不良）となり、製造歩留まりが低下してしまう。

本発明の目的は、樹脂封止製品の製造歩留まりを向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明の一実施形態における樹脂封止製品の製造方法は、以下の工程を含む。（ａ）基板面に電子部品が実装された第１領域部と、前記電子部品と電気的に接続された複数の配線が前記基板面より突出して形成された第２領域部とが隣り合わせで設けられた配線基板を用意する工程；（ｂ）前記第２領域部の前記複数の配線間に形成された段差のうち、少なくとも前記第１領域部との境界部分を含んでレジストで均す工程；（ｃ）キャビティを有する樹脂封止金型を用いて、前記第１領域部を前記キャビティ内に収容し、前記段差が均された前記第２領域部をクランプした後、前記電子部品が実装された前記第１領域部を樹脂封止することによって、樹脂封止部を形成し、前記樹脂封止部から露出した前記第２領域部の前記複数の配線を外部接続端子として形成する工程。

これによれば、配線間の段差を均してクランプするので、配線へのダメージによる接点不良の発生を防止することができる。また、配線間の段差を均してクランプし、樹脂封止するので、キャビティからの樹脂漏れを防止する（樹脂止めする）ことができる。

前記一実施形態における樹脂封止製品の製造方法において、前記（ｃ）工程では、前記段差が均された前記第２領域部を金型面に吸引しながらクランプすることが好ましい。

これによれば、配線基板を樹脂封止金型により安定して載置でき、配線基板を容易に片持ち支持することができる。また、キャビティ内で配線基板を支持することなく樹脂封止部を形成することができるため、樹脂封止部の外観不良の発生を防止することができる。

また、前記一実施形態における樹脂封止製品の製造方法において、前記（ｂ）工程では、前記複数の配線のそれぞれの表面と前記レジストの表面とが面一となるように均すことが好ましい。

これによれば、配線間だけでなく配線表面をも覆う（オーバーラップ）工程の後、レジストから配線表面を露出させる工程が必要なくなり、製造工程を簡略化することができる。

また、前記一実施形態における樹脂封止製品の製造方法において、前記（ｂ）工程では、スクリーン印刷によって、レジストを塗布することが好ましい。

これによれば、必要な部分にのみレジストを容易に塗布することができ、また重ね塗りすることで厚くすることもできる。

本発明の一実施形態における樹脂封止製品は、基板面に電子部品が実装された第１領域部と、前記電子部品と電気的に接続された複数の配線が前記基板面より突出して形成された第２領域部とが隣り合わせで設けられた配線基板と、前記第２領域部の前記複数の配線間に形成された段差のうち、少なくとも前記第１領域部との境界部分を含んで均しているレジストと、前記電子部品が実装された前記第１領域部を樹脂封止して形成された樹脂封止部と、を備え、前記樹脂封止部から露出している前記第２領域部の前記複数の配線が、外部接続端子として形成されている。

これによれば、第２領域部の段差（凹部）がレジストで均されて配線間がレジストで埋められる。配線間をレジストで保護することによって樹脂封止製品の信頼性を向上することができる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば次のとおりである。本発明の一実施形態によれば、樹脂封止製品の製造歩留まりを向上することができる。

本発明の一実施形態における樹脂封止製品の模式的斜視図である。 図１に示す樹脂封止製品の樹脂封止前の状態の模式的斜視図である。 本発明の一実施形態における製造工程中の樹脂封止製品の模式的平面図である。 図３のＸ方向からみた製造工程中の樹脂封止製品の模式的側面図である。 図３に続く製造工程中の樹脂封止製品の模式的平面図である。 図５のＸ方向からみた製造工程中の樹脂封止製品の模式的側面図である。 図５に続く製造工程中の樹脂封止製品の模式的平面図である。 図７のＸ方向からみた製造工程中の樹脂封止製品の模式的側面図である。 図７に続く製造工程中の樹脂封止製品の模式的平面図である。 図９のＸ方向からみた製造工程中の樹脂封止製品の模式的側面図である。 本発明の一実施形態における樹脂封止金型の模式的断面図である。 本発明の他の実施形態における樹脂封止製品の模式的平面図である。

以下の本発明における実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

また、構成要素の数（個数、数値、量、範囲などを含む）については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態における樹脂封止製品１０について、特に、図１、図２を参照して説明する。図１は、樹脂封止製品１０の模式的斜視図である。また、図２は、樹脂封止製品１０の樹脂封止前の状態（配線基板１１の状態）の模式的斜視図である。なお、樹脂封止製品１０としては、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの電子製品に適用することができる。

樹脂封止製品１０は、隣り合わせに設けられた実装領域部Ａ（第１領域部）およびコネクタ領域部Ｂ（第２領域部）を有する配線基板１１（電子基板）を備えている。配線基板１１は、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂などの絶縁樹脂を含浸させてなる基板上に回路（配線）が形成されたものである。

実装領域部Ａでは、基板面に半導体チップ（マイクロコントローラ）、コンデンサ、コイル、抵抗、水晶発振子などの電子部品１２（機能部品）が実装されている。なお、本実施形態では、配線基板１０の片面のみに電子部品１２が実装されている場合について説明するが、両面に実装されている場合であってもよい。

コネクタ領域部Ｂでは、電子部品１２と電気的に接続された配線１３（例えば、銅を含む導体）が基板面を覆う絶縁層より厚みをもって突出して形成されて露出している。このように配線層１３が基板面から突出しているため、コネクタ領域部Ｂでは、段差１４（図４に示すような配線１３の表面と基板面との段差）が形成されている。

本実施形態では、複数の配線１３は、コネクタの外部接続端子１７（機構部品）として用いられるため、実装領域部Ａ側から外側へ平行して延在している。段差１４は、配線１３間のものや、配線１３の最も外側のもの（本実施形態では、この段差も配線間の段差に含んで説明している。）として形成されている。なお、本実施形態では、配線基板１０の両面に複数の配線１３が設けられて、段差１４が形成されている場合について説明するが、片面のみに複数の配線１３が設けられて、段差１４が形成されている場合であってもよい。

また、樹脂封止製品１０は、コネクタ領域部Ｂの複数の配線１３間に形成された段差１４のうち、実装領域部Ａとの境界部分を含んで段差１４を均しているレジスト１５を備えている。レジスト１５としては、例えば、アクリル系樹脂やビニルエステル系樹脂などをベースとして構成されたものを用いることができる。コネクタ領域部Ｂでは、段差１４（例えば、２０μｍ程度）をレジスト１５で埋められて緩和された状態となっている。本実施形態では、複数の配線１３のそれぞれの表面と段差１４（凹部）に埋められたレジスト１５の表面とが面一となるように均されて、コネクタ領域部Ｂが平坦化している。

また、樹脂封止製品１０は、電子部品１２および実装領域部Ａ（配線基板１１の一部）を樹脂封止して形成された樹脂封止部１６を備えている。樹脂封止製品１０では、樹脂封止部１６から露出しているコネクタ領域部Ｂの複数の配線１３が、外部接続端子１７として形成されている。本実施形態では、実装領域部Ａ側のコネクタ領域部Ｂの一部分も樹脂封止部１６によって樹脂封止されている。

このように、樹脂封止製品１０では、コネクタ領域部Ｂの段差１４がレジスト１５で均されて配線１３間がレジスト１５で埋められている。これによれば、配線１３間をレジスト１５で保護することとなり、樹脂封止製品１０の信頼性を向上することができる。また、樹脂封止製品１０は、平面視矩形状の樹脂封止部１６の一辺からコネクタ領域部Ｂが突き出る構成であるが、コネクタ領域部Ｂの表面が均されている。このため、樹脂封止部１６と突き出たコネクタ領域部Ｂとの境界から、樹脂封止部１６内へ水分が侵入するのを防いでいる。すなわち、コネクタ領域部Ｂの段差１４をレジスト１５で均すことによって、吸湿による樹脂封止製品１０の信頼性が低下するのを防止している。

次に、本発明の実施形態における樹脂封止製品１０の製造方法について、特に、図３〜図１０を参照して説明する。図３、図５、図７、図９は、製造工程中の樹脂封止製品１０の模式的平面図である。また、図４、図６、図８、図１０は、図３などのＸ方向からみた製造工程中の樹脂封止製品１０の模式的側面図である。

まず、図３、図４に示すように、隣り合わせの実装領域部Ａおよびコネクタ領域部Ｂを有する配線基板１１を用意する。実装領域部Ａでは電子部品１２が実装されている。また、コネクタ領域部Ｂでは、電子部品１２と電気的に接続され、基板面より突出して厚みのある配線１３が複数設けられて段差１４が形成されている。

続いて、図５、図６に示すように、コネクタ領域部Ｂの段差１４（凹部）の位置および大きさと対応する開口部２１を有する、スクリーン印刷用のマスク２０（例えば、メタルマスク、スクリーンメッシュマスク）を用意する。なお、図５、図６では、開口部２１の位置を明解にするためにそれにハッチングを付している。

次いで、配線基板１１のコネクタ領域部Ｂを覆うように配線基板２０にマスク２０を配置し、スキージ（図示せず）を用いて、レジスト液（レジストインキ）を段差１４に埋めるようにして塗布し、ＵＶ（Ultra-Violet）光照射または加熱して硬化させる。このようなスクリーン印刷によって、図７、図８に示すように、段差１４のあるコネクタ領域部Ｂをレジスト１５で埋めて均す。本実施形態では、配線基板１１の両面側のコネクタ領域部Ｂをレジスト１５で均している。なお、図７、図８では、レジスト１５の位置を明解にするためにそれにハッチングを付している。

スクリーン印刷を用いることによって、必要な部分にのみレジストを容易に塗布することができ、また重ね塗りすることで厚くすることもできる。本実施形態では、複数の配線１３のそれぞれの表面とレジスト１５の表面とが面一となるように均している。このように面一とすることで、レジスト１５から配線１３表面を露出させる工程が必要なくなり、製造工程を簡略化することができる。なお、コネクタ領域部Ｂを均すには、別のマスク２０を用いて配線１３間だけでなく配線１３表面を覆うこと（オーバーラップ）もでき、このような場合にはレジスト１５から配線１３表面を露出させる工程が必要となってくる。

続いて、キャビティ５１を有する樹脂封止金型５０（図１１参照）を用いて、図９、図１０に示すように、樹脂封止部１６を形成し、樹脂封止部１６から露出するコネクタ領域部Ｂの複数の配線１３を外部接続端子１７として形成する。

ここで、本発明の実施形態における樹脂封止金型５０について、特に、図１１を参照して説明する。図１１は、樹脂封止金型５０の模式的断面図である。なお、図１１は断面図ではあるが、説明を明解にするために、配線基板１１上に実装された電子部品１２にもハッチングを付している。

樹脂封止金型５０は、キャビティ５１が形成される一対の金型（上型５２、下型５３）と、公知のトランスファ機構（図示せず）と、吸引機構６０と、を備えている。樹脂封止金型５０は、例えば、上型５２を固定型、下型５３を可動型として（あるいは、上型５２を可動型、下型５３を固定型としたり、上型５２および下型５３を可動型としたりすることもできる。）、公知の型開閉機構を用いて型開き、型閉じできるように構成されている。なお、図１１では、型閉じした状態の樹脂封止金型５０を示している。

上型５２および下型５３のそれぞれには、キャビティ５１を構成するために、金型パーティング面から凹むキャビティ凹部が形成されている。また、下型５２には、配線基板１１のコネクタ領域部Ｂを載置させるために、金型パーティング面から凹む載置部５４（載置凹部）が形成されている。この載置部５４と下型５３のキャビティ凹部とは連続する凹部を構成している。

吸引機構６０は、載置部５４の底部である金型面に一端が開口する吸引孔６１と、吸引孔６１の他端と連通する吸引ポンプ６２とを備えている。この吸引機構６０は、下型５３の金型面にセットされた配線基板１１（すなわち、載置部５４に載置された配線基板１１のコネクタ領域部Ｂ）を吸引するものである。これにより、配線基板１１を下型５３に吸着させて、片持ち支持を安定させることができる。

このような樹脂封止金型５０を用いて樹脂封止するには、まず、樹脂封止金型５０が型開きした状態で、電子部品１２および実装領域部Ａがキャビティ５１（キャビティ凹部）内の位置となるように、載置部５４に配線基板１１のコネクタ領域部Ｂを載置する。本実施形態では、コネクタ領域部Ｂが均されているため、これをローダのチャック機構で吸着することができ、配線基板１１を容易に搬送（供給）して、載置することができる。

また、本実施形態では、載置部５４に載置される配線基板１１のコネクタ領域部Ｂが均されているため、これを吸引機構６０によって吸着させることができる。この吸引機構６０を用いることで、用いない場合よりも、配線基板１１を安定した状態で載置させることができ、配線基板１１を容易に片持ち支持することができる。

次いで、樹脂封止金型５０を型閉じして、段差１４が均されたコネクタ領域部Ｂを金型面（載置部５４の底部）で吸引しながらクランプする。このとき、配線基板１１の両面側のコネクタ領域部Ｂのそれぞれは、上型５２のキャビティ凹部縁部および下型５３のキャビティ凹部の縁部に当接する。本実施形態では、配線基板１１の両面側のコネクタ領域部Ｂで段差１４が形成されているが、レジスト１５によって両面側のコネクタ領域部Ｂが均されている。このため、クランプ時には、樹脂封止金型５０と配線基板１１のコネクタ領域部Ｂとが密着することとなる。

次いで、トランスファ機構によって、電子部品１２および実装領域部Ａを樹脂封止する。具体的には、型閉じされた状態で、ポットに供給された樹脂をプランジャによって、金型カルおよびランナ・ゲートを経てキャビティ５１まで樹脂を圧送する。そして、キャビティ５１内を樹脂で充填した後、加熱・硬化することによって樹脂封止部１６（図１参照）を形成することができる。その後は、樹脂封止金型５０を型開きして、樹脂封止部１６が形成された配線基板１１（成形品）を取り出すことによって、樹脂封止工程の一サイクルが終了する。

このように、本実施形態では、配線１３間の段差１４を均してクランプするので、クランプ時の配線１３へのダメージによる接点不良の発生を防止することができる。また、配線１３間の段差１４を均してクランプして樹脂封止するので、キャビティ５１からの樹脂漏れを防止する（樹脂止めする）ことができる。また、キャビティ５１内で配線基板１１の実装領域部Ａを支持することなく樹脂封止部１６を形成することができるため、樹脂封止部１６の外観不良の発生を防止することができる。すなわち、本実施形態の樹脂封止製品１０の製造方法によれば、樹脂封止製品１０の製造歩留まりを向上することができる。

ところで、本実施形態では、段差１４のあるコネクタ領域部Ｂ全体をレジスト１５で均して樹脂封止製品１０を製造する場合について説明している。これに限らず、図１２に示すように、コネクタ領域部Ｂの複数の配線１３間に形成された段差１４のうち、少なくとも実装領域部Ａとの境界部分（実装領域部Ａ側の部分）を含んでレジスト１５で均して樹脂封止製品１０Ａを製造する場合であっても構わない。なお、図１２は、樹脂封止製品１０Ａの模式的平面図である。

このような樹脂封止製品１０Ａであっても、コネクタ領域部Ｂにおける配線１３間の段差１４が均された部分（実装領域部Ａ側の部分）をクランプするので、配線１３へのダメージによる接点不良の発生を防止することができる。また、コネクタ領域部Ｂにおける配線１３間の段差１４が均された部分（実装領域部Ａ側の部分）をクランプして樹脂封止するので、キャビティ５１からの樹脂漏れを防止する（樹脂止めする）ことができる。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施形態では、複数の配線のそれぞれの表面と段差に埋められたレジストの表面とが面一となるように、段差が均されている場合について説明した。このような面一に限らず、樹脂封止金型（クランプ時の上型と下型のキャビティ凹部縁部の合わさり目）によってレジストが押し潰されること（潰し代）を考慮して、レジストを面一よりも僅かに多くなるようにして段差を均すこともできる。

また、前記実施形態では、スクリーン印刷を用いて、段差のあるコネクタ領域部をレジストで均す場合について説明した。これに限らず、スプレー法などを用いて、段差のあるコネクタ領域部をレジストで均すこともできる。

１０ 樹脂封止製品
１１ 配線基板
１２ 電子部品
１３ 配線
１４ 段差
１５ レジスト
１６ 樹脂封止部
１７ 外部接続端子
５０ 樹脂封止金型
５１ キャビティ
Ａ 実装領域部（第１領域部）
Ｂ コネクタ領域部（第２領域部）

Claims (5)

1. 以下の工程を含むことを特徴とする樹脂封止製品の製造方法：
   （ａ）基板面に電子部品が実装された第１領域部と、前記電子部品と電気的に接続された複数の配線が前記基板面より突出して形成された第２領域部とが隣り合わせで設けられた配線基板を用意する工程；
   （ｂ）前記第２領域部の前記複数の配線間に形成された段差のうち、少なくとも前記第１領域部との境界部分を含んでレジストで均す工程；
   （ｃ）キャビティを有する樹脂封止金型を用いて、前記第１領域部を前記キャビティ内に収容し、前記段差が均された前記第２領域部をクランプした後、前記電子部品が実装された前記第１領域部を樹脂封止することによって、樹脂封止部を形成し、前記樹脂封止部から露出した前記第２領域部の前記複数の配線を外部接続端子として形成する工程。
2. 請求項１記載の樹脂封止製品の製造方法において、
   前記（ｃ）工程では、前記段差が均された前記第２領域部を金型面に吸引しながらクランプすることを特徴とする樹脂封止製品の製造方法。
3. 請求項１または２記載の樹脂封止製品の製造方法において、
   前記（ｂ）工程では、前記複数の配線のそれぞれの表面と前記レジストの表面とが面一となるように均すことを特徴とする樹脂封止製品の製造方法。
4. 請求項１、２または３記載の樹脂封止製品の製造方法において、
   前記（ｂ）工程では、スクリーン印刷によって、レジストを塗布することを特徴とする樹脂封止製品の製造方法。
5. 基板面に電子部品が実装された第１領域部と、前記電子部品と電気的に接続された複数の配線が前記基板面より突出して形成された第２領域部とが隣り合わせで設けられた配線基板と、
   前記第２領域部の前記複数の配線間に形成された段差のうち、少なくとも前記第１領域部との境界部分を含んで均しているレジストと、
   前記電子部品が実装された前記第１領域部を樹脂封止して形成された樹脂封止部と、
   を備え、
   前記樹脂封止部から露出している前記第２領域部の前記複数の配線が、外部接続端子として形成されていることを特徴とする樹脂封止製品。

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