JP3223298B2 - 電子部品の製造法 - Google Patents
電子部品の製造法Info
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Description
による電子部品の製造法に関する。
号に於いて、気密ケーシング内で、孔版印刷手段を適用
して真空下で電子部品素子の樹脂封止を行う方法を提供
した。この樹脂封止法によれば、気泡を含まず形崩れの
ない樹脂封止層を完全自動化のもとに形成でき、高品
質,高性能の電子部品を一貫した連続ラインのもとに製
造することが可能になり、電子部品の品質,性能の向上
と価格の引き下げに寄与でき、注目されている。
脂封止法は、通常の製造条件下では特に問題はないが、
その後の研究により、例えば孔版の通孔部の開口面積が
小さい場合や通孔部の上下幅が比較的大きい場合には、
樹脂封止後、常圧に戻したときに、封止樹脂層が嵩減り
し、樹脂封止厚みにばらつきを生ずる恐れがあることが
判明した。
場合であっても、高品質,高性能の製品を高生産性のも
とに製造できる、電子部品の製造法を提供することを目
的としてなされたものである。
載の電子部品素子の樹脂封止を、気密ケーシング内で孔
版印刷手段を適用して真空下で行うに際し、スキージの
作動により往路と復路の2回、液状封止樹脂の孔版通孔
部内への押し込み充填を行い、スキージの往路の移動の
間は、気密ケーシング内を所定の真空度に保持し、往路
と復路の切り替え時に気密ケーシング内の真空度を一旦
常圧又は常圧に近づくように低下させ、スキージの復路
の移動時に、気密ケーシング内を、往路移動時の真空度
より高くならない範囲の真空度に保持することを特徴と
する電子部品の製造法に係る。
素子の樹脂封止を、気密ケーシング内で孔版印刷手段を
適用して真空下で行うに際し、スキージの作動により往
路と復路の2回、液状封止樹脂の孔版通孔部内への押し
込み充填を行い、スキージの往路の移動の間は、気密ケ
ーシング内を所定の真空度に保持し、往路と復路の切り
替え時に気密ケーシング内の真空度を一旦常圧又は常圧
に近づくように低下させる電子部品の製造法であって、
前記気密ケーシングに、真空発生装置に直接接続する主
ラインと、予備真空タンクを介し上記真空発生装置に接
続する補助ラインとの2系統を備え、予備真空タンク内
は上記真空発生装置の作動により予め真空に保持してお
き、真空孔版印刷開始時に於ける気密ケーシング内の真
空復帰を、補助ラインからの予備真空タンクによる吸気
と、主ラインからの真空発生装置作動による吸気との併
用により行うことを特徴とする電子部品の製造法に係
る。斯かる2系統による吸気を行うことにより、気密ケ
ーシング内の真空復帰時間の短縮を計ることができる。
は、スキージの往路移動時には10〜0.1torrの
真空度に保持され、往路と復路の切り替え時に、往路移
動時の真空度との間に、少なくとも30torrの圧力
差が生ずるように真空度を低下させることが好ましい。
置を適用して実施した場合につき説明する。図1,2に
示すように本発明製造法を実施するための装置は、気密
ケーシング1を具備し、該ケーシング1は上,下部に分
かれ、下部ケーシング1Bは設置固定され、上部ケーシ
ング1Aは昇降装置(図示せず)の作動をして、下部ケ
ーシング1Bとの間で気密を保持する降下位置(図2参
照)と、下部ケーシング1Bとの間に、搬送口2を形成
できる上昇位置(図1参照)との間を昇降移動すること
ができる。
テーブル搬送用コンベア3が、また内側に搬送用ローラ
装置4が同一高さとなるように水平に設置され、樹脂封
止対象の部品5を載置したテーブル6を、上記コンベア
3及び搬送ローラ装置4の作動をして搬送口2を通じ気
密ケーシング1内に出入りさせることが出来る。部品5
は、基板5aと該基板5a上に裸状態で搭載された電子
部品素子5bとを備え、該素子5bを樹脂封止すること
により電子部品が得られる。
4を基準に、その下方側に、駆動装置(図示せず)の作
動をして昇降される昇降台7が、また上方側に、定位置
を保持する孔版8がそれぞれ設置されている。
え、該板状部7a,7aに於いて、上記ローラ装置4の
ローラ4a,4a間の間隔9,9を通って上下方向に移
動でき、ローラ装置4により気密ケーシング1内の所定
部位まで搬入されて来た上記テーブル6を受け取ること
が出来る構成になっている。
8の上方側の位置に於いて、駆動装置(図示せず)の作
動をして水平方向に往復移動可能な走行台10が設置さ
れ、該走行台10上には前後一対のスキージ11a,1
1bと液状封止樹脂の供給ノズル12とが備えられてい
る。スキージ11a,11bは、昇降装置(図示せず)
の作動をして、孔版8の上面に接する降下位置と、孔版
8から離れる上昇位置との間を個別に昇降移動できる構
成になっている。
方近傍に開口し、基端側は供給ホース13を通じ、気密
ケーシング1外に設置の液状封止樹脂の供給装置14に
接続されている。供給装置14内には、予め外部で脱泡
処理された液状封止樹脂入り容器(図示せず)がセット
され、、コック16の開閉操作毎に、供給装置14から
供給ホース13及び供給ノズル12を通じ孔版8上に所
定量の液状封止樹脂15(図2参照)を供給することが
出来る。供給装置14からの液状封止樹脂の供給には、
加圧押し出し手段等を適用できる。
に真空発生装置17(例えば真空ポンプ)が設置され、
該真空発生装置17と気密ケーシング1とは2系統のラ
イン18,19を介し接続され、一系統の主ライン18
は直結で第1バルブ20を備え、他の一系統の補助ライ
ン19の途中には予備真空タンク21が介在され、該タ
ンク21の両側に第2と第3のバルブ22、23が備え
られている。また、気密ケーシング1には、真空度を常
圧に向けて低下させるための第4バルブ24付の吸気口
25が備えられている。
し、上部ケーシング1Aは上昇位置を保持し、上,下ケ
ーシング1A,1B間の搬送口2は開いている。而し
て、この図1に示す状態で、搬送コンベア3及び搬送ロ
ーラ装置4の作動をしてテーブル6並びに該テーブル6
上に載置の部品5をケーシング1内の所定位置まで搬入
し、且つローラ装置4上に於いてテーブル6上の部品5
と孔版8との位置決めを行う。しかる後、昇降台7を上
昇させて上記テーブル6を受け取ると共に更に上昇を継
続させテーブル6を孔版8の下面に接触させ、テーブル
6ひいては部品5の孔版8に対する所定位置へのセット
を終える。
1Aを降下位置まで移動し、下部ケーシング1Bとの間
で搬送口2を閉じ、気密ケーシング1内を気密に保持す
る。
24閉の状態から第3バルブ23を開き、予備真空タン
ク21内を連続運転中の真空発生装置17に連通し、予
備真空タンク21内が所定の真空度に達した後は、該バ
ルブ23を閉じ、予備真空タンク21内を予め所定の真
空度に保持しておく。
気密に保持した後は、第2バルブ22開により該ケーシ
ング1内を予備真空タンク21内に連通し減圧する一
方、第1バルブ20開により真空発生装置17に連通
し、気密ケーシング1内が所定の真空度に達した後は、
バルブ20,22閉により、気密ケーシング1内を所定
の真空度に保持する。
路用スキージ11bを降下させ孔版8面に接触させる一
方、その前方側に供給装置14から所定量の液状封止樹
脂15を供給し、しかる後、走行台10の往路走行移動
につれスキージ11bの作動をして上記樹脂15を孔版
8の通孔部8a内に押し込み充填する。
吸気口25上のバルブ24を開にし、真空度を低下さ
せ、低下後は、再びバルブ24を閉じる。
使用済みスキージ11bを上方へ退去させ、これに代わ
り他の一方のスキージ11aを降下させ孔版8面に接触
させると共にその移動方向前方側に供給装置14より所
定量の液状封止樹脂15を供給し、真空度低下操作を終
えた後(通常1〜5秒経過後)、復路での封止樹脂の押
し込み充填を行い、押し込み充填後、スキージ11aを
上昇位置に退去させる。復路での樹脂の押し込み充填操
作は、気密ケーシング1内を、往路での真空度よりも高
くならない範囲で真空に保持した状態で行うことが空気
の巻き込み防止ために望ましいが、復路での封止樹脂の
押し込み充填量は嵩減り相当分であり余り多くないの
で、常圧で行っても特に問題はない。 次いで、気密ケ
ーシング1内を真空に保持した状態のままで昇降台7を
降下させ、孔版8からの離型操作を行うと共にテーブル
6をロール装置4上に戻し、しかる後、上部ケーシング
1Aを上昇させてケーシング1内を常圧に戻し、同時に
搬送口2を開く。
動によりテーブル6をケーシング1外に搬出し、処理済
み部品5を新しい部品と取り替えることにより、図1の
状態に戻り、次の操作に備えることが出来る。
充填操作の間を利用して、再び所定の真空度に保持さ
れ、次の操作に備えている。
を連続的に樹脂封止して行くことが出来、樹脂封止後、
封止樹脂層を常法通り加熱硬化させることにより電子部
品が得られる。
によれば、樹脂封止対象の部品5の基板5aは平坦であ
り、該基板5aの平坦面上に電子部品素子5bが搭載さ
れている。 図3は、往路での封止樹脂の押し込み充填
操作を終えた直後の状況を誇張して示し、孔版8の通孔
部8aの下端部には、未充填部aが残っている。この未
充填部aの発生は、通孔部8aの開口面積が小さい場合
や上下幅が比較的大きい場合に顕著に起こる。
ケーシング1内の真空度を低下させた後の状況を示す説
明図であり、未充填部aとケーシング1内との真空度の
差により液状封止樹脂15が未充填部a内に押し込ま
れ、この押し込みにより、未充填部aが消去する一方、
通孔部8aの上端部では、通孔部8a内充填の液状封止
樹脂15が嵩減りしている。この差圧による押し込み
は、1〜5秒、通常は2〜3秒程度あれば充分である。
示し、復路の押し込み充填で嵩減り分が補充され、通孔
部8a内には下端から上端まで隙間の発生無しに所定量
の液状封止樹脂15が充填され、よって孔版による転写
印刷後に於いて、封止樹脂厚みにばらつきが生ずること
がなくなる。
している。本実施形態に於いては、図6に示すように、
樹脂封止対象の部品5の基板5aは凹所26を備え、該
凹所26内に電子部品素子5bが収納され、該電子部品
素子5bの周囲には封止樹脂充填のための周隙27が形
成されている。電子部品素子5bの回路(図示せず)と
基板5aの回路(図示せず)とは、ワイヤー28によっ
て接続され、ワイヤー28と基板回路との接続部28a
は凹所26の近傍に位置している。
樹脂の印刷開始時の状況を示し、気密ケーシング1(図
示せず)内は第1実施形態と同様に真空に保持されてい
る。因みに孔版8の通孔部8aは電子部品素子5bをワ
イヤー28の基板回路側との接続部28aを含めて樹脂
封止するために、該接続端部28aを収納できる大きさ
に形成されている。
路でのスキージ11a作動による封止樹脂の押し込み充
填を終えた直後の樹脂充填状況を示し、周隙27の底部
に於いて未充填部aが発生している。
での樹脂充填操作後、気密ケーシング内の真空度を大気
圧乃至大気圧に近づくよう低下させた時の状況を示し、
差圧により未充填部aが消去する一方、通孔部8a内充
填の液状封止樹脂15は嵩減りしている。
復路終了時点の樹脂充填状況を示し、復路での樹脂の押
し込み充填により嵩減り分が補充され、液状封止樹脂1
5は孔版通孔部8a内に孔版8上面と略々面一となるよ
うに充填され、またその内部から未充填部が略々完全に
消去されている。
子部品素子5bはワイヤー28の基板回路との接続部2
8aを含めて液状封止樹脂15により封止され、未充填
部の消去と嵩減りの問題を同時に解消でき、高品質,高
性能の電子部品の製造が可能になる。
5bの搭載状況を示している。上記素子5bは基板5a
上のダイパッド部51にダイボンド層52を介し接着固定
され、ダイボンド層52の周辺部に於いてはダイパッド
部51と電子部品素子5bとの間に隙間cが発生してい
る。この隙間cは封止時に樹脂の未充填部を発生させる
要因になり、未充填部の発生はダイボンド層52の剥離
の原因になり、好ましくない。
作時における差圧により上記の隙間c内にも確実に封止
樹脂が充填されることになり、ダイボンド層52の剥離
の危険性を一掃できる。
造することができる各種の電子部品の例が封止前と封止
後に分けて示されている。
した電子部品の例である。図14,15には図13と同
一タイプのものが示され、図14は貫通型の凹所26の
下口26aが絶縁板,フィルム,シート,金属板等の閉
塞部材29で閉じられている点で、また図15は、基板
5aが金属板5a1と絶縁層5a2から構成されている点
で、図13のものと構成を相違し、それ以外は実質的に
異なる所がない。
適用して形成するタイプのものが示され、図16は電子
部品素子5bとして図13〜15と同一タイプのものが
示されている。図17は電子部品素子5bが発光素子で
あり、封止樹脂として透光性のものが使用される。図1
8は電子部品素子5bがフリップチップであり、バンプ
5cに基づく隙間5d内へは、未充填部の消去操作時
(図4参照)の差圧により封止樹脂が強制的に充填され
る。
凹所26が貫通型で下口26aが基板5a裏面に形成の
回路31により閉塞されており、該回路31上に電子部
品素子5bが接着剤層(図示せず)を介し接着固定さ
れ、ワイヤー28は一端側が上記素子5bの上面の回路
(図示せず)に、他端側は基板5aに貫通形成の導通孔
32内に於いて、該導通孔32の下端を閉塞している回
路31に接続されている。封止樹脂15は、基板の凹所
26内と導通孔32内とに充填されることに加え、その
周辺の基板面上を覆い、電子部品素子5bとワイヤー2
8とを樹脂封止している。
多層であり、凹所26内に設置された電子部品素子5b
は、ワイヤー28により内層回路及び外層回路(図示せ
ず)に接続され、それ以外の構成は図13のものと実質
的に異なるところがない。
凹所26の上端開口26bが狭くなっている以外は、図
13に示すタイプのものと実質的に異なるところがな
く、図22には、電子部品素子5bとしてフリップチッ
プを設置した例が示されている。
を備え、該貫通孔33の下口33aを電子部品素子5b
により閉塞するタイプの電子部品が示され、図23に於
いては、上記素子5bの上面の回路(図示せずは)は、
ワイヤー28を介し基板5bの上面の回路(図示せず)
に、また図24に於いては基板5aの内層の回路(図示
せず)に接続されている。
に示すように、種々の電子部品の製造に適用できる。
操作時に於ける気密ケーシング1内の真空度は特に制限
はないが、高及び中真空度の保持は、気密ケーシング1
の強度や気密保持性に厳しい制限を受けるのばかりでな
く、次回の真空印刷に際する真空復帰に時間がかかるこ
とになるので低真空度で充分であり、例えば10〜0
1.torr、好ましくは0.1〜5torr、より好ましくは
2〜0.1torr程度の低真空度に保持される。真空度が
10torrより低くなり常圧に近づくと、樹脂層中に気泡
を発生する恐れがあるので、好ましくない。
ーシング1内の真空度の大気圧に向かう低下は、これが
あまり小さすぎると差圧による樹脂の押し込み充填が不
充分となり、孔版通孔部8a内に樹脂の未充填部aが残
存する恐れがあるので、往路に於ける気密ケーシング1
内の真空度との間に少なくとも30torr程度、好ましく
は30〜60torr程度の差圧を生じさせることが必要で
あり、最大で常圧迄低下させてもよい。
た嵩減り量だけを押し込み充填により補えばよいので、
樹脂の押し込み充填量は少なく、空気を巻き込む可能性
は少ないので、気密ケーシング1内は常圧であっても良
いが、より一層確実に気泡の混入を防止するために、真
空状態に保持することが好ましい。真空に保持する場
合、往路での真空度より高くなると、孔版通孔部内充填
の樹脂が浮き上がり傾向となる恐れがあるので、往路で
の真空度より高くならない範囲に、止めることが好まし
く、通常は往路と同程度の真空度に保持される。
と復路の切り替え時に、気密ケーシング1内を一旦常圧
に戻してから真空に保持するようにしてもよいし、或い
は気密ケーシング内を真空範囲内での低下に止め、この
真空度のままで或いは真空度をさらに高めて往路での押
し込み充填操作を行うようにしても良い。
ケーシング1内を真空状態に保持した状態で行うことが
好ましい。図25は離型操作時に於ける液状封止樹脂の
糸引き状況を示し、糸切れ時に、封止樹脂層15a内に
気泡bが含まれる恐れがある。離型操作を真空保持状態
で行うことにより、樹脂層15a内に気泡が含まれると
いう危険性を一掃できる。因みに、孔版印刷適用により
封止樹脂層を形成する場合、樹脂層が硬化するまでの
間、界面張力による封止樹脂層の形状保持が必要なの
で、液状封止樹脂としては比較的高粘度、例えば200
〜2000ポイズ程度の高粘度のものが使用される。而
して、図25に示すような糸引き現象による気泡混入の
危険性があり、離型操作時の真空保持は、上記気泡混入
防止に有効である。
生装置17と予備真空タンク21を併用するのは、該ケ
ーシング1内が所定の真空度に達するまでの時間を短縮
するためであり、併用の場合には、真空発生装置17の
作動単独の場合に比べ、操作条件にもよるが、真空復帰
に要する時間を1/2〜1/8程度短縮することが可能に
なる。尚、上記タンク21の容積は、あまり小さすぎる
と時間短縮効果に乏しく、またあまり大きすぎても設置
スペースに問題を生ずるので、気密ケーシング1の容積
の1/3〜3倍程度が適当である。また予備真空タンク
21内の真空度は、耐圧仕様にすると設備費が高価にな
るので、気密ケーシング1内の所定真空度と同程度の真
空度で充分である。
定の真空度に到達させるまでに要する時間を示すグラフ
であり、実線は併用型、破線は単独型の場合を示してい
る。本発明のように真空発生装置17と予備真空タンク
21とを併用する場合(容積比:1対1)には、実線で
示すように気密ケーシング内を常圧から10torrの真空
度に到達させるまでに要する時間は約30秒であるのに
対し、真空発生装置単独の場合には約3分かかり、本発
明では真空復帰に要す時間を約1/6程度短縮でき、そ
の分、生産性を向上できる。
が小さい場合や通孔部の上下幅が比較的大きい等の厳し
い製造条件であっても、高品質,高性能の製品を高生産
性のもとに製造できる電子部品の製造法を提供できる。
印刷開始前の状態を概略的に示す縦断面図である。
面図である。
充填状況を概略的に示す縦断面図である。
ケーシング内の真空度を低下させた後の樹脂充填状況を
概略的に示す縦断面図である。
況を概略的に示す縦断面図である。
の部品の概略説明図である。
図である。
略的に示す説明図でる。
図である。
明図である。
る。
品素子の下面周辺部に隙間が発生している状況を概略的
に示す説明図である。
部品の例を封止前と封止後に分けて示す説明図である。
階的に示す説明図である。
場合(本発明)と、真空発生装置単独(比較例)の場合
との気密ケーシング内真空復帰に要する時間を比較して
示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に搭載の電子部品素子の樹脂封止
を、気密ケーシング内で孔版印刷手段を適用して真空下
で行うに際し、スキージの作動により往路と復路の2
回、液状封止樹脂の孔版通孔部内への押し込み充填を行
い、スキージの往路の移動の間は、気密ケーシング内を
所定の真空度に保持し、往路と復路の切り替え時に気密
ケーシング内の真空度を一旦常圧又は常圧に近づくよう
に低下させ、スキージの復路の移動時に、気密ケーシン
グ内を、往路移動時の真空度より高くならない範囲の真
空度に保持することを特徴とする電子部品の製造法。 - 【請求項2】 基板上に搭載の電子部品素子の樹脂封止
を、気密ケーシング内で孔版印刷手段を適用して真空下
で行うに際し、スキージの作動により往路と復路の2
回、液状封止樹脂の孔版通孔部内への押し込み充填を行
い、スキージの往路の移動の間は、気密ケーシング内を
所定の真空度に保持し、往路と復路の切り替え時に気密
ケーシング内の真空度を一旦常圧又は常圧に近づくよう
に低下させる電子部品の製造法であって、 前記気密ケーシングに、真空発生装置に直接接続する主
ラインと、予備真空タンクを介し上記真空発生装置に接
続する補助ラインとの2系統を備え、予備真空タンク内
は上記真空発生装置の作動により予め真空に保持してお
き、真空孔版印刷開始時に於ける気密ケーシング内の真
空復帰を、補助ラインからの予備真空タンクによる吸気
と、主ラインからの真空発生装置作動による吸気との併
用により行うことを特徴とする電子部品の製造法。 - 【請求項3】 気密ケーシング内は、スキージの往路移
動時には10〜0.1torrの真空度に保持され、往
路と復路の切り替え時に、往路移動時の真空度との間
に、少なくとも30torrの圧力差が生ずるように真
空度を低下させることを特徴とする請求項1又は2に記
載の電子部品の製造法。 - 【請求項4】 基板が平坦であり、該基板の平坦面上に
電子部品素子が搭載されていることを特徴とする請求項
1〜3の何れかに記載の電子部品の製造法。 - 【請求項5】 基板が凹所を備え、該基板の凹所内に電
子部品素子が周囲に封止樹脂の充填間隙を存して搭載さ
れていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載
の電子部品の製造法。 - 【請求項6】 基板が、該基板上に搭載の電子部品素子
により下口側が閉塞された貫通孔からなる凹所を備え、
該基板の回路と上記素子の回路とを接続するワイヤーが
上記凹所内に収納され、上記凹所の部分に供給される封
止樹脂により上記素子の回路面、ワイヤー及びワイヤー
の回路との接続部が樹脂封止されることを特徴とする請
求項1〜3の何れかに記載の電子部品の製造法。
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