JP2519477B2

JP2519477B2 - 電気配線基板の表面実装に於ける半導体集積素子の樹脂封止方法

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Publication number: JP2519477B2
Application number: JP62242200A
Authority: JP
Inventors: 敦史奥野; 雅次郎井ノ上; 常一橋本
Original assignee: NIPPON RETSUKU KK
Current assignee: NIPPON RETSUKU KK
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1987-09-25
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPS6482639A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は電気配線基板の表面実装に於ける半導体集積
素子の樹脂封止方法に関する。

従来技術とその問題点近時、電気配線基板例えばプリント配線基板の表面実
装に於ては、その高密度化にともない、半導体集積素子
を裸状態でプリント基板に直接搭載し、該素子とプリン
ト基板との電気的接続が行なわれる傾向にある。この場
合プリント基板上に裸状態で搭載された半導体集積素子
は品質維持などを目的として電気絶縁性樹脂で封止する
ことが必要となる。

従来このような半導体集積素子の樹脂封止法として、
第６図に示されるように、空気圧作動方式のディスペン
サー（ａ）を用いて、プリント基板（ｂ）上に搭載の半
導体集積素子（ｃ）上に液状封止樹脂（ｄ）を滴下させ
封止する、所謂ポッテイング法が提案されているが、こ
のポッテイング法は次の通りの問題点があった。尚第７
図はポッテイング法による上記素子（ｃ）の封止状態を
示す平面図、第８図は同縦断面図である。

ｉ第８図に示されるように半導体集積素子（ｃ）を封
止する樹脂（ｄ）が半球状の外観形状となり厚みが中央
を最大として外周に至る程、漸次薄くなるので、均一な
樹脂封止性が得られない。

ii 第７図に示されるように、上記素子（ｃ）は通常四
角形であるのに対し、これを封止する樹脂（ｄ）は円形
となるので、過剰の封止面積が必要となり、搭載部分の
高密度化に鑑み好ましくない。

iii ポッテイングに際し、樹脂（ｄ）の滴下量は素子
（ｃ）の寸法によって適宜決めることができるが、滴下
後の樹脂（ｄ）の厚み制御が困難である。

iv LSI等大型のもでは樹脂（ｄ）の滴下を数回に別け
ておこなう事が必要となり、これでは封止後の外観が一
様となりにくく、厚みも不均一となり、樹脂封止性が不
安定となる。

ｖ一回の滴下によって一個の素子（ｃ）を封止して行
く方式であるので生産性がよくない。

vi 一回の滴下から次の滴下に移る際、樹脂に糸引き現
象がみられることがあり、糸引きによってプリント基板
（ｂ）を汚す虞れがある。

本発明のこのような従来の問題点を一層することを目
的としてなされたものである。

問題点を解決するた手段本発明は、電気配線基板の表面実装に於て、該基板上
に裸状態で搭載された半導体集積素子を樹脂封止するに
際し、上記素子の搭載パターンと同一の通孔パターンを
有していると共に、下面にクッション性シール層を有す
る孔版を用い、孔版の通孔と上記素子との位置合せ状態
のもとに、孔版下面のクッション性シール層を配線基版
面に押圧密着することにより、通孔と該通孔内収納の素
子との間に、樹脂封止に必要な、上端開口、下端閉塞の
空隙を形成した後、この空隙内に上記通孔の上端開口を
通じて、常温で200ポイズ以上であってスキージによる
押込みが可能な粘度を有する液状封止樹脂をステージの
作動により押込み充填し、この押込み充填により上記素
子を樹脂層で被覆し、次いで樹脂層がいまだ液の状態に
ある間に孔版を退去させ、しかる後に、樹脂層の硬化を
計ることを特徴とする、電気配線基板の表面実装に於け
る半導体集積素子の樹脂封止方法に係る。

実施例以下に本発明の一実施例を添付図面にもとづき説明す
ると次の通りである。

第１図（イ）〜（ニ）は、本発明法の一実施状況を工
程順に示す概略説明図であり、本発明法の実施に際して
は、プリント基板（１）上に裸状態で搭載された半導体
集積素子（２）の搭載パターンと同一の通孔パターン
（第１図では省略されている）を有する孔版（３）（第
２図参照）が用いられる。孔版（３）の下面には各種乳
剤（例えばPVA）の感光膜から構成されていて、液状封
止樹脂（５）に対し離型性を有するクッション性シール
層（3b）が形成されている。

第１図（イ）に示された第１工程に於て、孔版（３）
がスクリーン印刷機（図示せず）の所定位置に、一方基
板（１）が上記印刷機のスライドテーブル（４）上に、
それぞれ固定セットされ、更に上記孔版（３）上に所定
量の液状封止樹脂（５）が供給される。次に上記印刷機
の作動をして、孔版（３）の通孔（3a）（第２図参照）
と、基板（１）上に搭載の半導体集積素子（２）との位
置合わせが行なわれた後、孔版（３）が下面のクッショ
ン性シール層（3b）に於て基板（１）面に押付けられ、
各通孔（3a）内にこれに対応する上記素子（２）が同心
状に収納される。

この収納後の状態が第２図に拡大して示され、通孔
（3a）とこれに収納された素子（２）との間には、樹脂
封止に必要な、上端開口、下端閉塞の空隙（６）が形成
されている。空隙（６）の下端の周りには、孔版（３）
とプリント基板（１）との接触部が生ずるが、この接触
部に於ては孔版（３）の下面のクッション性シール層
（3b）がプリント基板（１）面に押圧密着されるので、
接触部に安定確実にシールされる。第２図に示されるよ
うに樹脂封止に必要な空隙（６）が形成された後は、第
１図（ロ）に示されるように液状封止樹脂（５）がドク
ターナイフ（７）の作動をして薄層状に拡げられ、次に
同図（ハ）に示されるようにスキージ（８）の作動をし
て、上記樹脂（５）が通孔（3a）の上端開口を通じて上
記空隙（６）内に押出し充填される。而して、この押出
し充填後に上記孔版（３）を当初の位置まで退去させる
ことにより、同図（ニ）に示されるように樹脂層（5a）
で封止された素子（２）が得られる。

空隙（６）内への液状封止樹脂（５）の押出し充填時
に、該樹脂（５）が孔版（３）の下面と、これと接触す
るプリント基板（１）面との間に浸入し、所謂裏回りが
生ずると、孔版（３）の退去時に裏回り樹脂による糸引
き現象が生じ、糸引きによってプリント基板（１）面が
汚染される虞がある。

本発明では孔版（３）の下面に形成したクッション性
シール層（3b）により、孔版（３）とプリント基板
（１）との接触部をシールすることができるので、樹脂
液の裏回りが生ずることがなくなり、裏回り樹脂により
懸念される糸引き現象ひいては糸引きによるプリント基
板（１）面の汚染の問題を一掃できる。

樹脂封止を終えた後は、常法に従い樹脂の硬化を計る
こととにより全ての作業を完了する。

本発明法に従い樹脂封止がされた半導体集積素子
（２）の状況が第３図及び第４図に拡大して示されてい
る。本発明法に於ては、第４図に示されるように封止樹
脂層（5a）の全体の厚みが略々均一となり、また通孔
（3a）の寸法、形状を素子（２）に合わせて任意に選択
決定できるので、第３図に示されるように上記素子
（２）の平面形状と相似形のもとに樹脂封止でき、最小
の樹脂封止面積によって、安定で確実な樹脂封止効果が
得られる。また半導体集積素子（２）の搭載個数とは関
係なしに、プリント基板（１）の一単位として処理でき
るので、生産性に優れる。更にLSI.VLSIなど大型のもの
であっても、これに合わせて通孔（3a）を形成すればよ
いので、大型、小型の如何に拘らず、一回の操作によっ
て樹脂封止の目的を達成できる。

本発明法に於て用いられる孔版（３）の材質は、金属
例えば銅、ニッケル又はステンレススチール等が適当で
あり、通孔（3a）の形成は、孔版印刷に於ける孔版の形
成と同様に、例えばエッチング処理により行なわれる。
孔版（３）の厚みは素子（２）の厚みよりも大きいこと
が必要であり、通常は、0.1〜5.0mmの範囲から適宜選択
決定される。

孔版（３）に形成される通孔（3a）は素子（２）の平
面形状と相似形で且つこれよりも大きく形成され、第２
図に示されるように素子（２）と同心となるように位置
合わせしたとき、素子（２）の全周面に均一巾の空隙
（６）を形成する。このような構成により樹脂封止面積
を最小限に小さくすることが可能となる。通孔（3a）の
有効高さは、上記素子（２）の厚みよりも大きいことが
必要であり、この有効高さは、得ようとする封止樹脂層
（5a）の厚みによって適宜選択決定すればよい。

通孔（3a）の直径又は一辺の長さが3mmを超えると、
ドクター（７）による液状封止樹脂（５）の返しを行な
う際、液だれ〔孔版（３）の基板（１）面への押付け
と、スキージ（８）による樹脂（５）の押出し充填を同
時に行なう場合〕を生じたり、或いはスキージ（８）に
より樹脂（５）の押出し充填時にスキージ（８）下端の
ゴム質の部分が通孔（3a）内にくい込み樹脂層（5a）の
上面を湾入させるなどの好ましくない結果を招く虞れが
あるので、このような比較的大きな通孔（3a）に対して
は、第２図に示されるように、その上端部に多孔部（3a
₁）を形成することができる。

多孔部（3a₁）の開口面積があまり小さいと、スキー
ジ（８）による液状封止樹脂（５）の押出し充填を妨げ
る虞れがあるので、30〜70％程度の開口面積を有してい
ることが好ましい。また多孔部（3a₁）に形成される小
通孔（3a₂）の孔径は0.2〜2.0mm程度の範囲から適宜選
択決定される。

液状封止樹脂（５）としては、シリコン樹脂、エポキ
シ樹脂その他公知の各種の樹脂組成物を用いることがで
きる。好ましい液状封止樹脂（５）として、液状エポキ
シ樹脂、芳香族ジアミンと第４級フォスフォニウム塩と
の反応生成物である硬化剤、難燃剤及び無機質充填物を
必須成分として含有する一液性エポキシ樹脂組成物を例
示できる。また樹脂（５）の粘度は常温で200〜2000ポ
イズ程度の範囲にあることが好ましく、これより高粘度
となるとスキージ（８）により押出し充填が困難とな
り、また低粘度となると、封止樹脂層（5a）の硬化まで
の形状維持が困難となるので、いずれも好ましくない。

素子（２）の封止の用いられる液状封止樹脂（５）は
通常の孔版印刷に用いられる印刷インキに比較すると、
高粘度であるので、通常のスキージでは液状封止樹脂
（５）の押出し充填を充分確実に行い得ない場合があ
り、第５図に示されるような構造のスキージ（８）を用
いることが好ましい。図示のスキージ（８）はホルダー
（8a）の下端に、２等辺三角状の押出し部材（8b）と、
該部材（8b）の進行芳香前面側の傾斜面（8b₁）と直線
で結べるように連接された、インキ返しに相当する傾斜
板（8c）を具備し、傾斜板（8c）は、いずれもゴム性
（例えばウレタンゴム、SBR、ネオプレンゴム及びブチ
ルゴム）であって、80゜〜90゜程度の硬度（JIS6301規
格）を持ち、通常のスキージの硬度（65゜〜75゜）より
も材質的に多少硬いものが用いられる。このようなスキ
ージ（８）を用いることにより液状封止樹脂（５）の押
出し充填を支障なく達成できる。

効果本発明樹脂封止法によれば、次の通りの効果が得られ
る。

ｉ封止樹脂層（5a）の厚みが均一となり、安定で確実
な樹脂封止効果が得られる。

ii 最小の樹脂封止面積での樹脂封止が可能となり、部
品搭載の高密化に対処できる。

iii 封止樹脂層（5a）の厚みは、通孔（3a）の有効高
さによって決まるので、厚みのコントロールが容易とな
る。

iv LSIなど大型のものでも一回の操作で樹脂封止で
き、素子（２）の大型、小型の如何に拘らず安定した樹
脂封止が可能となる。

ｖ素子（２）の搭載個数に拘らず、プリント基板
（１）を基準にして、１回の操作によって１枚のプリン
ト基板（１）を処理でき、生産性に優れる。

vi 孔版の下面への樹脂液の裏回りを防止できるので、
樹脂の糸引き現象の発生がなく、封止樹脂による基板
（１）面の汚染を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（ニ）は本発明樹脂封止法の一実施状況
を工程順に示す概略説明図、第２図は孔版の通孔と基板
上の半導体集積素子の位置合わせ状況を示す拡大断面
図、第３図は半導体集積素子の樹脂封止状況を概略的に
示す平面図、第４図は同縦断面図、第５図は本発明法に
適用される好ましいスキージの一例を示す縦断側面図、
第６図は従来のディスペンサー法の一例を示す概略説明
図、第７図はその樹脂封止状況を示す平面図、第８図は
同縦断面図である。図に於て、（１）はプリント基板、（２）は半導体集積
素子、（３）は孔版、（3a）はその通孔、（４）は印刷
機のスライドテーブル、（５）は液状封止樹脂、（６）
は空隙、（７）はドクタナイフ、（８）はスキージであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−44315（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−65062（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−99874（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気配線基板の表面実装に於て、該基板上
に裸状態で搭載された半導体集積素子を樹脂封止するに
際し、上記素子の搭載パターンと同一の通孔パターンを
有していると共に、下面にクッション性シール層を有す
る孔版を用い、孔版の通孔と上記素子との位置合せ状態
のもとに、孔版下面のクッション性シール層を配線基板
面に押圧密着することにより、通孔と該通孔内収納の素
子との間に、樹脂封止に必要な、上端開口、下端閉塞の
空隙を形成した後、この空隙内に上記通孔の上端開口を
通じて、常温で200ポイズ以上であってスキージによる
押込みが可能な粘度を有する液状封止樹脂をスキージの
作動により押込み充填し、この押込み充填により上記素
子を樹脂層で被覆し、次いで樹脂層がいまだ液の状態に
ある間に孔版を退去させ、しかる後に、樹脂層の硬化を
計ることを特徴とする、電気配線基板の表面実装に於け
る半導体集積素子の樹脂封止方法。