JP3292923B2 - 電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法 - Google Patents
電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品又はプリ
ント配線板の樹脂封止方法に係り、特に、ベアチップに
封止樹脂を施す場合や、多層プリント配線板のバイホー
ルに導電性ペーストを充填して封止する場合等におい
て、樹脂に生じるピンホール、ボイド、空隙等の未充填
部分を除去することを目的とする電子部品又はプリント
配線板の樹脂封止方法に関する。
ント配線板の樹脂封止方法に係り、特に、ベアチップに
封止樹脂を施す場合や、多層プリント配線板のバイホー
ルに導電性ペーストを充填して封止する場合等におい
て、樹脂に生じるピンホール、ボイド、空隙等の未充填
部分を除去することを目的とする電子部品又はプリント
配線板の樹脂封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の技術として、本出願人が
先に出願した特公平６−６６３５０号公報に開示のもの
がある。この電子部品の樹脂封止方法は、基板上に搭載
したベアチップ等の電子部品の周囲をマスキングするた
めに孔版を載せ、周囲雰囲気を真空引きして負圧状態に
保持し、負圧状態で封止樹脂をスキージにて孔版印刷す
ることによって前記封止樹脂内の空気を脱泡しつつ封止
樹脂を施し、しかる後、周囲雰囲気を大気圧に戻して封
止樹脂を硬化させる方法である。この樹脂封止方法によ
れば、負圧状態で樹脂の脱泡を行いつつ樹脂印刷を為
し、更に負圧状態から大気圧に戻す際の圧力差により未
充填部の充填を図る（以下、この圧力差による充填を
「差圧充填」と称する。）ことができるという優れた効
果を有していた。
先に出願した特公平６−６６３５０号公報に開示のもの
がある。この電子部品の樹脂封止方法は、基板上に搭載
したベアチップ等の電子部品の周囲をマスキングするた
めに孔版を載せ、周囲雰囲気を真空引きして負圧状態に
保持し、負圧状態で封止樹脂をスキージにて孔版印刷す
ることによって前記封止樹脂内の空気を脱泡しつつ封止
樹脂を施し、しかる後、周囲雰囲気を大気圧に戻して封
止樹脂を硬化させる方法である。この樹脂封止方法によ
れば、負圧状態で樹脂の脱泡を行いつつ樹脂印刷を為
し、更に負圧状態から大気圧に戻す際の圧力差により未
充填部の充填を図る（以下、この圧力差による充填を
「差圧充填」と称する。）ことができるという優れた効
果を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、真空圧下でスキージにより孔版印刷した際
に生じた封止樹脂の未充填部に、真空圧（負圧）から大
気圧に戻す際の差圧充填によって樹脂が充填されると、
その充填された分だけ封止樹脂表面に凹みが発生すると
いう問題があった。
来技術では、真空圧下でスキージにより孔版印刷した際
に生じた封止樹脂の未充填部に、真空圧（負圧）から大
気圧に戻す際の差圧充填によって樹脂が充填されると、
その充填された分だけ封止樹脂表面に凹みが発生すると
いう問題があった。
【０００４】また、封止樹脂の未充填部分の形態によっ
ては、真空圧（負圧）から大気圧に戻す際の差圧充填に
よっても、前記未充填部分に樹脂を十分に充填できない
場合があった。そのような不具合の発生過程を以下に図
１６を参照して説明する。
ては、真空圧（負圧）から大気圧に戻す際の差圧充填に
よっても、前記未充填部分に樹脂を十分に充填できない
場合があった。そのような不具合の発生過程を以下に図
１６を参照して説明する。
【０００５】封止樹脂１を孔版２又は基板の孔に真空下
で印刷した後、封止樹脂内に、図１６（ａ）に示すよう
な未充填部分３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが発生する。未充
填部分３ａは、封止樹脂表面近傍に生じた残留空気、未
充填部分３ｂはスキージ圧不足や樹脂量不足等によって
生じた開口空隙部、未充填部分３ｃは版孔底部周縁の凹
み空隙部、未充填部分３ｄは封止樹脂１の深層部分に生
じた残留空気である。
で印刷した後、封止樹脂内に、図１６（ａ）に示すよう
な未充填部分３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが発生する。未充
填部分３ａは、封止樹脂表面近傍に生じた残留空気、未
充填部分３ｂはスキージ圧不足や樹脂量不足等によって
生じた開口空隙部、未充填部分３ｃは版孔底部周縁の凹
み空隙部、未充填部分３ｄは封止樹脂１の深層部分に生
じた残留空気である。
【０００６】封止樹脂表面近傍の未充填部分３ａは、外
部雰囲気と薄い樹脂膜で遮られており、真空圧から大気
圧に戻す際の圧力差によって前記樹脂膜が一旦破れる
が、圧力差の発生は瞬間的なものであるため、樹脂の流
動により破れた箇所が再び閉塞して空気溜が残留するこ
とがある（図１６（ｂ））。
部雰囲気と薄い樹脂膜で遮られており、真空圧から大気
圧に戻す際の圧力差によって前記樹脂膜が一旦破れる
が、圧力差の発生は瞬間的なものであるため、樹脂の流
動により破れた箇所が再び閉塞して空気溜が残留するこ
とがある（図１６（ｂ））。
【０００７】開口空隙部でなる未充填部分３ｂは、真空
圧から大気圧に戻す際の圧力差によっては充填されるこ
となく（開口空隙部に大気圧がかかり封止樹脂を押圧す
るためと考えられる。）、大気圧下で放置後、樹脂の流
動により図１６（ｃ）に示すように孔版２の版孔２ａを
塞ぐことはあっても未充填部分が尚残る。
圧から大気圧に戻す際の圧力差によっては充填されるこ
となく（開口空隙部に大気圧がかかり封止樹脂を押圧す
るためと考えられる。）、大気圧下で放置後、樹脂の流
動により図１６（ｃ）に示すように孔版２の版孔２ａを
塞ぐことはあっても未充填部分が尚残る。
【０００８】未充填部分３ｃ、３ｄは、十分な厚みの樹
脂によって外部雰囲気と遮断されており、真空圧から大
気圧へ戻す際の圧力差による加圧で収縮又は消滅する場
合が多いが、版孔が狭く深い場合や、樹脂の粘度が高い
場合には、樹脂の流動性が悪いことや、樹脂と版孔壁面
との摩擦等による抵抗によって低圧状態で残存する場合
もある。このような未充填部分３ｃ、３ｄは、大気圧放
置後、時間の経過と共に樹脂を通して外部より気体分子
が侵入し外部圧力（大気圧）と同等の圧力となり得る
が、体積は変化せずに維持されてしまう。
脂によって外部雰囲気と遮断されており、真空圧から大
気圧へ戻す際の圧力差による加圧で収縮又は消滅する場
合が多いが、版孔が狭く深い場合や、樹脂の粘度が高い
場合には、樹脂の流動性が悪いことや、樹脂と版孔壁面
との摩擦等による抵抗によって低圧状態で残存する場合
もある。このような未充填部分３ｃ、３ｄは、大気圧放
置後、時間の経過と共に樹脂を通して外部より気体分子
が侵入し外部圧力（大気圧）と同等の圧力となり得る
が、体積は変化せずに維持されてしまう。
【０００９】上記のような封止樹脂の未充填部は、より
高い圧力で封止樹脂を押し込む、封止樹脂の粘度を下げ
る、或いは、より高真空下で印刷する等によって、減少
させることができると考えられる。しかしながら、スキ
ージによる印刷では、押し込み圧に限界があって、一定
以上の圧力で樹脂を押し込むことができない。また、封
止樹脂の粘度を下げるとシリカ等の充填剤の減少等によ
り樹脂本来の性能を低下させ信頼性を低下させる。さら
に、より高い真空度を得るためには、能力の高い真空ポ
ンプや装置自体の高強度化・高気密化が要求され、設備
コストの大幅な上昇を来す。
高い圧力で封止樹脂を押し込む、封止樹脂の粘度を下げ
る、或いは、より高真空下で印刷する等によって、減少
させることができると考えられる。しかしながら、スキ
ージによる印刷では、押し込み圧に限界があって、一定
以上の圧力で樹脂を押し込むことができない。また、封
止樹脂の粘度を下げるとシリカ等の充填剤の減少等によ
り樹脂本来の性能を低下させ信頼性を低下させる。さら
に、より高い真空度を得るためには、能力の高い真空ポ
ンプや装置自体の高強度化・高気密化が要求され、設備
コストの大幅な上昇を来す。
【００１０】本発明は、上記従来法における問題点を解
決し、電子部品やプリント配線板の樹脂層における未充
填部分の発生を容易に防止することのできる電子部品又
はプリント配線板の樹脂封止方法を提供することを目的
とする。
決し、電子部品やプリント配線板の樹脂層における未充
填部分の発生を容易に防止することのできる電子部品又
はプリント配線板の樹脂封止方法を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、基
板上に搭載された電子部品素子を孔版印刷によって樹脂
封止するための樹脂層を形成する方法であって、真空雰
囲気中において、スキージの作動によって、前記孔版の
版孔を通して樹脂を充填するとともに孔版上に過剰供給
樹脂層を形成しつつ印刷する工程と、前記真空雰囲気か
ら大気圧雰囲気に戻す際の気圧差を利用して、前記過剰
供給樹脂層の樹脂の一部を前記版孔を通して押し込み充
填する工程と、前記気圧差を利用した樹脂の充填後に、
前記孔版上に残った過剰供給樹脂層を除去する工程と、
前記過剰供給樹脂層を除去した後、大気圧よりも高い圧
力の下で加熱しつつ樹脂を硬化させる工程と、を有する
ことを特徴とする電子部品の樹脂封止方法により達成さ
れる。
板上に搭載された電子部品素子を孔版印刷によって樹脂
封止するための樹脂層を形成する方法であって、真空雰
囲気中において、スキージの作動によって、前記孔版の
版孔を通して樹脂を充填するとともに孔版上に過剰供給
樹脂層を形成しつつ印刷する工程と、前記真空雰囲気か
ら大気圧雰囲気に戻す際の気圧差を利用して、前記過剰
供給樹脂層の樹脂の一部を前記版孔を通して押し込み充
填する工程と、前記気圧差を利用した樹脂の充填後に、
前記孔版上に残った過剰供給樹脂層を除去する工程と、
前記過剰供給樹脂層を除去した後、大気圧よりも高い圧
力の下で加熱しつつ樹脂を硬化させる工程と、を有する
ことを特徴とする電子部品の樹脂封止方法により達成さ
れる。
【００１２】また、本発明の上記目的は、プリント配線
板に形成されたホールへ樹脂を供給充填するための樹脂
充填方法であって、真空雰囲気中において、スキージの
作動によって、前記ホール内に樹脂を充填するとともに
プリント配線板上に過剰供給樹脂層を形成しつつ印刷す
る工程と、前記真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻す際の
気圧差を利用して、前記過剰供給樹脂層の樹脂の一部を
前記ホール内に押し込み充填する工程と、前記気圧差を
利用した樹脂の充填後に、前記プリント配線板上に残っ
た過剰供給樹脂層を除去する工程と、前記過剰供給樹脂
層を除去した後、大気圧よりも高い圧力の下で加熱しつ
つ樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする
プリント配線板の樹脂封止方法によって達成される。
板に形成されたホールへ樹脂を供給充填するための樹脂
充填方法であって、真空雰囲気中において、スキージの
作動によって、前記ホール内に樹脂を充填するとともに
プリント配線板上に過剰供給樹脂層を形成しつつ印刷す
る工程と、前記真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻す際の
気圧差を利用して、前記過剰供給樹脂層の樹脂の一部を
前記ホール内に押し込み充填する工程と、前記気圧差を
利用した樹脂の充填後に、前記プリント配線板上に残っ
た過剰供給樹脂層を除去する工程と、前記過剰供給樹脂
層を除去した後、大気圧よりも高い圧力の下で加熱しつ
つ樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする
プリント配線板の樹脂封止方法によって達成される。
【００１３】前記電子部品の樹脂封止方法及び前記プリ
ント配線板の樹脂封止方法において、前記真空雰囲気中
の圧力は、１０〜１０ 3 Ｐａであることが好ましい。
ント配線板の樹脂封止方法において、前記真空雰囲気中
の圧力は、１０〜１０ 3 Ｐａであることが好ましい。
【００１４】前記電子部品の樹脂封止方法及び前記プリ
ント配線板の樹脂封止方法において、前記加熱温度が６
０〜１８０℃、前記大気圧よりも高い圧力が、５×１０
5 〜２×１０ 6 Ｐａであることが好ましい。
ント配線板の樹脂封止方法において、前記加熱温度が６
０〜１８０℃、前記大気圧よりも高い圧力が、５×１０
5 〜２×１０ 6 Ｐａであることが好ましい。
【００１５】
【００１６】尚、本明細書において、「樹脂」の語は導
電性樹脂を含み、「プリント配線板」における「ホー
ル」とは、スルーホール、バイアホールのような孔状部
を意味する語として用いている。
電性樹脂を含み、「プリント配線板」における「ホー
ル」とは、スルーホール、バイアホールのような孔状部
を意味する語として用いている。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明に係る電子部品の樹脂封止
方法の好ましい実施形態について、以下に図面を参照し
て説明する。尚、真空下で所要箇所に樹脂を印刷した
後、大気圧下に戻す際の圧力差を利用して差圧充填を行
う点は上記した従来法と同様である。
方法の好ましい実施形態について、以下に図面を参照し
て説明する。尚、真空下で所要箇所に樹脂を印刷した
後、大気圧下に戻す際の圧力差を利用して差圧充填を行
う点は上記した従来法と同様である。
【００１８】本発明に係る電子部品の樹脂封止方法の第
１実施形態は、図１に示すように、真空下で封止樹脂１
を孔版印刷する際に、封止樹脂１を孔版２の厚みよりも
厚く過剰に印刷し、差圧充填の後、封止樹脂の過剰供給
樹脂層１ａを除去する点が従来と異なる。この例では、
孔版印刷の例を示したが、孔版の版孔に代えて、プリン
ト配線板のスルーホールや、多層プリント配線板のバイ
アホール等に導電性樹脂を充填して樹脂層を形成する場
合に適用することもできる。
１実施形態は、図１に示すように、真空下で封止樹脂１
を孔版印刷する際に、封止樹脂１を孔版２の厚みよりも
厚く過剰に印刷し、差圧充填の後、封止樹脂の過剰供給
樹脂層１ａを除去する点が従来と異なる。この例では、
孔版印刷の例を示したが、孔版の版孔に代えて、プリン
ト配線板のスルーホールや、多層プリント配線板のバイ
アホール等に導電性樹脂を充填して樹脂層を形成する場
合に適用することもできる。
【００１９】このようにして孔版２の版孔２ａを封止樹
脂１で完全に覆い尽くしてしまうことによって、従来の
ような孔版の表裏面に連通する開口空隙（図１６の(３
ｂ)）による未充填部分が形成されることはない。
脂１で完全に覆い尽くしてしまうことによって、従来の
ような孔版の表裏面に連通する開口空隙（図１６の(３
ｂ)）による未充填部分が形成されることはない。
【００２０】また、封止樹脂１の表面近傍に残留空気に
よる未充填部分３ａは、差圧充填後（即ち、周囲雰囲気
を大気圧に戻した後）に残っていても、過剰供給樹脂層
１ａを除去する際に併せて除去される。
よる未充填部分３ａは、差圧充填後（即ち、周囲雰囲気
を大気圧に戻した後）に残っていても、過剰供給樹脂層
１ａを除去する際に併せて除去される。
【００２１】更に、この状態で、封止樹脂１を真空下か
ら大気圧下に移すと、その際の圧力差によって版孔２ａ
の底部周縁の未充填部分３ｃは充填される。これは、前
記圧力差によって封止樹脂表面に圧力が加わることにな
るが、封止樹脂１の表面積が増している分だけ加わる圧
力、即ち封止樹脂を押し付ける圧力が増加することによ
るものと考えられる。
ら大気圧下に移すと、その際の圧力差によって版孔２ａ
の底部周縁の未充填部分３ｃは充填される。これは、前
記圧力差によって封止樹脂表面に圧力が加わることにな
るが、封止樹脂１の表面積が増している分だけ加わる圧
力、即ち封止樹脂を押し付ける圧力が増加することによ
るものと考えられる。
【００２２】次に、本発明に係る電子部品の樹脂封止方
法の第２実施形態について、以下に説明する。第２実施
形態の樹脂封止方法は、上記の第１実施形態の樹脂封止
方法に、更に加圧・加熱工程を付加したものである。
法の第２実施形態について、以下に説明する。第２実施
形態の樹脂封止方法は、上記の第１実施形態の樹脂封止
方法に、更に加圧・加熱工程を付加したものである。
【００２３】即ち、真空下で樹脂封止した後、大気圧に
戻して差圧充填を行い、次いで、更に、加圧加熱装置内
で加圧しつつ加熱する。加圧のための圧力は、５×１０
5 〜２×１０6 Ｐａが好ましく、加熱のための温度は、
６０〜１５０℃が好ましい。
戻して差圧充填を行い、次いで、更に、加圧加熱装置内
で加圧しつつ加熱する。加圧のための圧力は、５×１０
5 〜２×１０6 Ｐａが好ましく、加熱のための温度は、
６０〜１５０℃が好ましい。
【００２４】これは、加圧のための圧力が、５．０×１
０5 Ｐａより低いと、極めて微小な（直径数μｍ）気泡
にしか効果がなく、孔版印刷法によって樹脂封止を行っ
た場合に生じるような直径が数十〜数百μｍの気泡を品
質的に安全な程度の大きさ（直径１μｍ以下程度）にま
で縮小或いは消滅させることができず、加圧の圧力が、
２×１０6 Ｐａを越えると、圧力容器のコストが急激に
上昇し、経済的に不利になるからである。また、加熱の
ための温度が６０℃より低いと樹脂が硬化しないか或い
は硬化時間に長時間を要し、１５０℃より高いと、急激
な反応による発熱を伴う発泡或いは熱分解を起こすから
である。
０5 Ｐａより低いと、極めて微小な（直径数μｍ）気泡
にしか効果がなく、孔版印刷法によって樹脂封止を行っ
た場合に生じるような直径が数十〜数百μｍの気泡を品
質的に安全な程度の大きさ（直径１μｍ以下程度）にま
で縮小或いは消滅させることができず、加圧の圧力が、
２×１０6 Ｐａを越えると、圧力容器のコストが急激に
上昇し、経済的に不利になるからである。また、加熱の
ための温度が６０℃より低いと樹脂が硬化しないか或い
は硬化時間に長時間を要し、１５０℃より高いと、急激
な反応による発熱を伴う発泡或いは熱分解を起こすから
である。
【００２５】このような加圧・加熱工程を付加しても、
真空印刷時の真空度が低いと（低真空であると）、差圧
充填後に上記した封止樹脂表面近傍の気泡や封止孔底周
縁の空隙による未充填部分が尚残存している場合は、封
止樹脂表面に凹凸が形成されて硬化してしまうことがあ
る。更に、樹脂の粘度が加熱時においても高い場合は、
未充填部が尚残った状態で硬化してしまう場合がある。
真空印刷時の真空度が低いと（低真空であると）、差圧
充填後に上記した封止樹脂表面近傍の気泡や封止孔底周
縁の空隙による未充填部分が尚残存している場合は、封
止樹脂表面に凹凸が形成されて硬化してしまうことがあ
る。更に、樹脂の粘度が加熱時においても高い場合は、
未充填部が尚残った状態で硬化してしまう場合がある。
【００２６】そのため、真空印刷時の圧力を、１０〜１
０3 Ｐａ程度（０．０５〜１０torr程度）としておく
ことが望ましい。それによって、大気圧に戻す時に１０
3 Ｐａ以上の圧力上昇を伴わせて差圧充填を行い、次い
で、過剰供給樹脂層を除去した後、６０℃〜１５０℃、
５×１０5 〜２×１０6 Ｐａの高温加圧下で３０〜１８
０分程度放置して、封止樹脂を硬化させる。こうして、
尚残存する気泡の体積を、品質的に安全な程度の大きさ
（１μｍ以下程度）にまで縮小させ、或いは消滅させる
ことができる。
０3 Ｐａ程度（０．０５〜１０torr程度）としておく
ことが望ましい。それによって、大気圧に戻す時に１０
3 Ｐａ以上の圧力上昇を伴わせて差圧充填を行い、次い
で、過剰供給樹脂層を除去した後、６０℃〜１５０℃、
５×１０5 〜２×１０6 Ｐａの高温加圧下で３０〜１８
０分程度放置して、封止樹脂を硬化させる。こうして、
尚残存する気泡の体積を、品質的に安全な程度の大きさ
（１μｍ以下程度）にまで縮小させ、或いは消滅させる
ことができる。
【００２７】尚、工程の合理化を図るために、加圧硬化
を、樹脂がゲル化乃至は半硬化（完全な硬化で無い状
態）まで行った後、大気圧下において加熱硬化しても良
い。
を、樹脂がゲル化乃至は半硬化（完全な硬化で無い状
態）まで行った後、大気圧下において加熱硬化しても良
い。
【００２８】
【実施例】次に、本発明方法による実施例について図面
を参照して説明する。 ＜実施例１＞実験試料として、図２に示すように基板５
上に搭載したフリップチップ６を用い、これに樹脂封止
を施す。フリップチップ６は、バンプ７によって基板５
上に接合されている。
を参照して説明する。 ＜実施例１＞実験試料として、図２に示すように基板５
上に搭載したフリップチップ６を用い、これに樹脂封止
を施す。フリップチップ６は、バンプ７によって基板５
上に接合されている。
【００２９】ここで、フリップチップ６のチップサイズ
は１０×１０（ｍｍ2）、バンプ７の高さは０．０５
（ｍｍ）とした。従って、フリップチップ６と基板５と
の空隙の体積は、バンプ７の体積を無視すると、０．０
５×１０×１０＝５（ｍｍ3）となる。
は１０×１０（ｍｍ2）、バンプ７の高さは０．０５
（ｍｍ）とした。従って、フリップチップ６と基板５と
の空隙の体積は、バンプ７の体積を無視すると、０．０
５×１０×１０＝５（ｍｍ3）となる。
【００３０】先ず、１Ｔｏｒｒ（１．３３×１０2 Ｐ
ａ）の真空雰囲気中で、粘度が５０ポイズの封止樹脂を
用いて孔版２を用いて過剰供給樹脂層１ａを形成するよ
うに孔版印刷を行った。この状態では、図３に示すよう
に、フリップチップ６の上面及び周囲には封止樹脂１が
供給されるが、フリップチップ６と基板５との間の隙間
には封止樹脂が充填されていない。
ａ）の真空雰囲気中で、粘度が５０ポイズの封止樹脂を
用いて孔版２を用いて過剰供給樹脂層１ａを形成するよ
うに孔版印刷を行った。この状態では、図３に示すよう
に、フリップチップ６の上面及び周囲には封止樹脂１が
供給されるが、フリップチップ６と基板５との間の隙間
には封止樹脂が充填されていない。
【００３１】続いて、周囲雰囲気の圧力を大気圧（７６
０torr ＝ １．０３×１０5Ｐａ）に上昇させた時、フ
リップチップ６と基板５との隙間に存在していた樹脂未
充填部分８は、直径０．８ｍｍの円柱状の気泡としてフ
リップチップ６と基板５との間に残存していることが確
認された（図示せず）。
０torr ＝ １．０３×１０5Ｐａ）に上昇させた時、フ
リップチップ６と基板５との隙間に存在していた樹脂未
充填部分８は、直径０．８ｍｍの円柱状の気泡としてフ
リップチップ６と基板５との間に残存していることが確
認された（図示せず）。
【００３２】その気泡内の空気を理想気体と仮定し、温
度一定と見なして、ボイルの法則を適用すると、気泡内
の体積は、Ｖ′＝ＰＶ／Ｐ′より、 Ｖ′＝１．３３×１０2（Ｐａ）×５×１０-3（ｃｍ3）
／１．０３×１０5（Ｐａ）＝６．４６×１０-6（ｃ
ｍ3）＝６．４６×１０-3（ｍｍ3）となる。
度一定と見なして、ボイルの法則を適用すると、気泡内
の体積は、Ｖ′＝ＰＶ／Ｐ′より、 Ｖ′＝１．３３×１０2（Ｐａ）×５×１０-3（ｃｍ3）
／１．０３×１０5（Ｐａ）＝６．４６×１０-6（ｃ
ｍ3）＝６．４６×１０-3（ｍｍ3）となる。
【００３３】この時、未充填部分の円柱の底面の面積
は、６．４６×１０-3（ｍｍ3）／０．０５（ｍｍ）＝
０．１２９ｍｍ2 の円形であり、直径は、０．４０５ｍ
ｍと計算できる。
は、６．４６×１０-3（ｍｍ3）／０．０５（ｍｍ）＝
０．１２９ｍｍ2 の円形であり、直径は、０．４０５ｍ
ｍと計算できる。
【００３４】ところが、実際には、大気圧に戻した後、
樹脂身充填部は、直径０．８ｍｍの円柱状気泡として確
認された。
樹脂身充填部は、直径０．８ｍｍの円柱状気泡として確
認された。
【００３５】この時、この気泡の体積は、 （０．８／２）２×３．１４×０．０５＝０．０２５
（ｍｍ3）＝２．５×１０-2（ｍｍ3）であり、 この気泡の中の圧力Ｐ′は、 Ｐ′＝１．０３×１０5 （Ｐａ）×６．４５×１０
-3（ｍｍ3）／ [２．５×１０-2 ](ｍｍ3）＝２．６６
×１０4（Ｐａ）≒２００（Ｔｏｒｒ） となり、大気圧よりも低い圧力状態のままで留まってい
ることになる。
（ｍｍ3）＝２．５×１０-2（ｍｍ3）であり、 この気泡の中の圧力Ｐ′は、 Ｐ′＝１．０３×１０5 （Ｐａ）×６．４５×１０
-3（ｍｍ3）／ [２．５×１０-2 ](ｍｍ3）＝２．６６
×１０4（Ｐａ）≒２００（Ｔｏｒｒ） となり、大気圧よりも低い圧力状態のままで留まってい
ることになる。
【００３６】これは、気泡が大気圧に戻るまで収縮しよ
うとする力よりも、封止樹脂１の粘性及び封止樹脂１と
フリップチップ６或いは基板５との摩擦力が勝ってるた
めの考えられる。
うとする力よりも、封止樹脂１の粘性及び封止樹脂１と
フリップチップ６或いは基板５との摩擦力が勝ってるた
めの考えられる。
【００３７】この様態で、続いて、図外の加圧加熱装置
内で投入して、温度を１２０℃、圧力を１×１０6（Ｐ
ａ）の条件で、３０分間放置して樹脂を硬化させた。
内で投入して、温度を１２０℃、圧力を１×１０6（Ｐ
ａ）の条件で、３０分間放置して樹脂を硬化させた。
【００３８】このときには、まず温度上昇によって樹脂
は、ゲル化するまでの間に粘度を低下させるため、気泡
の体積の減少が期待できる。
は、ゲル化するまでの間に粘度を低下させるため、気泡
の体積の減少が期待できる。
【００３９】この時の、封止樹脂材料の温度変化を表す
グラフを図４に示した。この樹脂は、常温では５Ｐａ・
ｓの粘度であるが、１２０℃では４分後に最低粘度０．
２Ｐａ・ｓ）となり、その後、７分後にゲル化した。
グラフを図４に示した。この樹脂は、常温では５Ｐａ・
ｓの粘度であるが、１２０℃では４分後に最低粘度０．
２Ｐａ・ｓ）となり、その後、７分後にゲル化した。
【００４０】よって、この封止樹脂の粘度が２ポイズと
なった時点では、封止樹脂は流動しやすく、且つ、接触
壁面等との摩擦力も低下するはずであり、気泡内部の圧
力は上昇し、気泡の体積は減少して理論値に近づくと考
えられる。ところが、気体は温度の上昇と共に、体積の
膨張を起こすので、単に温度を上げて粘度を低下させる
だけでは効果が薄い。
なった時点では、封止樹脂は流動しやすく、且つ、接触
壁面等との摩擦力も低下するはずであり、気泡内部の圧
力は上昇し、気泡の体積は減少して理論値に近づくと考
えられる。ところが、気体は温度の上昇と共に、体積の
膨張を起こすので、単に温度を上げて粘度を低下させる
だけでは効果が薄い。
【００４１】ここで、理想気体の状態方程式ＰＶ＝ｎＲ
Ｔ（ｎ：気体のモル数）から、上記の常温（２９８Ｋ）
で、体積２．５×１０-2（ｍｍ3）、圧力２．６６×１
０4（Ｐａ）の気泡は、ｎＲ＝２．２３（Ｐａ・ｍｍ2／
Ｋ〕となり、１２０℃（３９３Ｋ）では、 Ｐ′＝ ｎＲＴ／Ｖ＝３．５１×１０4 （Ｐａ）の圧
力となり、 この圧力を常圧に向けて変化させる際に、体積膨張を起
こし、その体積Ｖ′は、 Ｖ′＝３．５１×１０4 （Ｐａ）×０．０２５（ｍ
ｍ2）／１．０３３×１０5（Ｐａ）＝８．５×１０
-3（ｍｍ3）となる。
Ｔ（ｎ：気体のモル数）から、上記の常温（２９８Ｋ）
で、体積２．５×１０-2（ｍｍ3）、圧力２．６６×１
０4（Ｐａ）の気泡は、ｎＲ＝２．２３（Ｐａ・ｍｍ2／
Ｋ〕となり、１２０℃（３９３Ｋ）では、 Ｐ′＝ ｎＲＴ／Ｖ＝３．５１×１０4 （Ｐａ）の圧
力となり、 この圧力を常圧に向けて変化させる際に、体積膨張を起
こし、その体積Ｖ′は、 Ｖ′＝３．５１×１０4 （Ｐａ）×０．０２５（ｍ
ｍ2）／１．０３３×１０5（Ｐａ）＝８．５×１０
-3（ｍｍ3）となる。
【００４２】理論値では、この体積は６．４６×１０-3
（ｍｍ3）であるので、１２０℃の加熱のみでは、計算
上でも未だ大きな気泡として残存することになる。
（ｍｍ3）であるので、１２０℃の加熱のみでは、計算
上でも未だ大きな気泡として残存することになる。
【００４３】しかしながら、ここに（樹脂が加熱によっ
て粘度を低下した状態）周囲雰囲気の圧力を高めること
によって、気体の膨張を抑え、且つ、さらにその体積を
減少させて押し潰すことが可能である。
て粘度を低下した状態）周囲雰囲気の圧力を高めること
によって、気体の膨張を抑え、且つ、さらにその体積を
減少させて押し潰すことが可能である。
【００４４】即ち、１×１０6（Ｐａ）の圧力をかける
ことによって、体積は、 Ｖ′＝０．００８５×１．０３３×１０5／１×１０6
＝０．０００９（ｍｍ3）となる。
ことによって、体積は、 Ｖ′＝０．００８５×１．０３３×１０5／１×１０6
＝０．０００９（ｍｍ3）となる。
【００４５】この時、円柱状を為す気泡の底面積は、
０．０００９／０．０５＝０．０１８（ｍｍ2）である
から、直径は、（０．０１８／３．１４）1/2＝０．０
７６（ｍｍ）となる。
０．０００９／０．０５＝０．０１８（ｍｍ2）である
から、直径は、（０．０１８／３．１４）1/2＝０．０
７６（ｍｍ）となる。
【００４６】つまり、計算上、直径７６μｍの気泡が残
存することになるが、この温度と圧力を保持して樹脂を
硬化させた後には、殆ど気泡の残存は見られなかった。
これは、加熱と加圧とによって、樹脂が内部気泡を抑え
る力が、気泡内の気体がその体積を保持する力よりも増
しているために、気泡内の気体がより押し潰されるため
と考えられる。 ＜実施例２＞次に、実験試料として多層プリント配線板
のバイアホールを用い、このバイアホールに銀ペースト
を本発明方法により充填した実施例を、図５〜図１０を
参照して以下に説明する。図５〜図１０において、１０
は多層プリント配線基板、１１はバイアホール、１２は
スルーホール、１３はソルダーレジスト、１４は内層配
線、１５は導体配線である。実験には、厚みが０．４ｍ
ｍ、スルーホール及びバイアホールの孔径が０．３ｍｍ
の多層プリント配線板を使用した。
存することになるが、この温度と圧力を保持して樹脂を
硬化させた後には、殆ど気泡の残存は見られなかった。
これは、加熱と加圧とによって、樹脂が内部気泡を抑え
る力が、気泡内の気体がその体積を保持する力よりも増
しているために、気泡内の気体がより押し潰されるため
と考えられる。 ＜実施例２＞次に、実験試料として多層プリント配線板
のバイアホールを用い、このバイアホールに銀ペースト
を本発明方法により充填した実施例を、図５〜図１０を
参照して以下に説明する。図５〜図１０において、１０
は多層プリント配線基板、１１はバイアホール、１２は
スルーホール、１３はソルダーレジスト、１４は内層配
線、１５は導体配線である。実験には、厚みが０．４ｍ
ｍ、スルーホール及びバイアホールの孔径が０．３ｍｍ
の多層プリント配線板を使用した。
【００４７】先ず、真空下（１Ｔｏｒｒ（＝１．３３×
１０2 Ｐａ））で、粘度１００Ｐａ・ｓの銀ペースト１
６をスキージ１７を用いて多層プリント配線板１０上
に、厚み０．２ｍｍ程度の過剰供給樹脂層１６ａを形成
して印刷する（図６）。尚、プリント配線板１０の底部
にマスキングテープ１８を施しておいて、スルーホール
１２からの銀ペースト１６の漏れを防ぐ。
１０2 Ｐａ））で、粘度１００Ｐａ・ｓの銀ペースト１
６をスキージ１７を用いて多層プリント配線板１０上
に、厚み０．２ｍｍ程度の過剰供給樹脂層１６ａを形成
して印刷する（図６）。尚、プリント配線板１０の底部
にマスキングテープ１８を施しておいて、スルーホール
１２からの銀ペースト１６の漏れを防ぐ。
【００４８】印刷直後は、バイアホール１１、スルーホ
ール１２の底部に、銀ペースト１６の未充填部分１９が
存在している（図７）。次いで、大気圧に向けて差圧充
填（１５０Ｔｏｒｒ（＝２×１０4 Ｐａ））を行うこと
によって、未充填部分１９′は、体積が減少するが、尚
残存していた（図８）。周囲雰囲気が完全に大気圧に戻
ったところで、過剰供給樹脂層１６ａを掻き取る（図
９）。
ール１２の底部に、銀ペースト１６の未充填部分１９が
存在している（図７）。次いで、大気圧に向けて差圧充
填（１５０Ｔｏｒｒ（＝２×１０4 Ｐａ））を行うこと
によって、未充填部分１９′は、体積が減少するが、尚
残存していた（図８）。周囲雰囲気が完全に大気圧に戻
ったところで、過剰供給樹脂層１６ａを掻き取る（図
９）。
【００４９】過剰供給樹脂層１６ａを除去した後、図外
の加圧加熱装置内に試料を入れ、圧力１．５×１０6
Ｐａ、温度１５０℃の下で約２０分間放置した結果、未
充填部分は消滅し、且つ圧力により圧縮されることで、
銀ペーストの密着が増し、導電性能が向上した（図１
０）。最後に表面に残った余分な銀ペーストを研磨して
除去し完成させた。 ＜実施例３＞次に、実験試料として基板の凹所に搭載さ
れた半導体チップを用い、これに本発明方法による樹脂
封止を施す実施例を、以下に図１１〜１５を参照して説
明する。図１１〜１５において、２０は基板、２１は半
導体チップ、２２はボンディングワイヤー、２３は封止
樹脂、２４は未充填部、２５はスキージを示す。
の加圧加熱装置内に試料を入れ、圧力１．５×１０6
Ｐａ、温度１５０℃の下で約２０分間放置した結果、未
充填部分は消滅し、且つ圧力により圧縮されることで、
銀ペーストの密着が増し、導電性能が向上した（図１
０）。最後に表面に残った余分な銀ペーストを研磨して
除去し完成させた。 ＜実施例３＞次に、実験試料として基板の凹所に搭載さ
れた半導体チップを用い、これに本発明方法による樹脂
封止を施す実施例を、以下に図１１〜１５を参照して説
明する。図１１〜１５において、２０は基板、２１は半
導体チップ、２２はボンディングワイヤー、２３は封止
樹脂、２４は未充填部、２５はスキージを示す。
【００５０】実験試料は、図１１に示すように、基板２
０の凹所に半導体チップ２１が搭載されており、半導体
チップ２１と基板２０上の図示しないボンディングパッ
トとがボンディングワイヤー２２によってワイヤーボン
ディングされている。
０の凹所に半導体チップ２１が搭載されており、半導体
チップ２１と基板２０上の図示しないボンディングパッ
トとがボンディングワイヤー２２によってワイヤーボン
ディングされている。
【００５１】先ず、真空下で過剰供給樹脂層２３ａを形
成するように封止樹脂１をスキージ２５のさ作動で孔版
２６を用いて孔版印刷により施す。この時、ワイヤー密
度が高いと、スキージ印刷ではボンディングワイヤー２
２の下部に樹脂が充填されず、未充填部２４が形成され
る（図１２）。これは、スキージ圧を高めると、ボンデ
ィングワイヤー２２を変形等させるため、スキージ圧は
低く設定されていることによる。
成するように封止樹脂１をスキージ２５のさ作動で孔版
２６を用いて孔版印刷により施す。この時、ワイヤー密
度が高いと、スキージ印刷ではボンディングワイヤー２
２の下部に樹脂が充填されず、未充填部２４が形成され
る（図１２）。これは、スキージ圧を高めると、ボンデ
ィングワイヤー２２を変形等させるため、スキージ圧は
低く設定されていることによる。
【００５２】このような状態で差圧充填を行うことによ
り、上記未充填部２４の体積が減少するが、尚、少量の
未充填部が残存する（図１３）。大気圧に戻した後、過
剰供給樹脂層２３ａを除去する（図１４）。その後、圧
力５×１０5 Ｐａ、温度１５０℃の条件で１時間放置
し、硬化させることにより、未充填部は完全に消滅した
（図１５）。
り、上記未充填部２４の体積が減少するが、尚、少量の
未充填部が残存する（図１３）。大気圧に戻した後、過
剰供給樹脂層２３ａを除去する（図１４）。その後、圧
力５×１０5 Ｐａ、温度１５０℃の条件で１時間放置
し、硬化させることにより、未充填部は完全に消滅した
（図１５）。
【００５３】以上の説明から明らかなように、本発明に
係る電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法によれ
ば、電子部品又はプリント配線板の樹脂層における未充
填部分の発生を、従来装置を用いて低コストでしかも容
易に防止することが可能となる。
係る電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法によれ
ば、電子部品又はプリント配線板の樹脂層における未充
填部分の発生を、従来装置を用いて低コストでしかも容
易に防止することが可能となる。
【図１】本発明に係る電子部品の樹脂封止方法の好まし
い工程を部分的に拡大して示す断面である。
い工程を部分的に拡大して示す断面である。
【図２】本発明に係る電子部品の樹脂封止方法による実
施例１を説明するための実験試料としての基板上に搭載
されたフリップチップを示す側面図である。
施例１を説明するための実験試料としての基板上に搭載
されたフリップチップを示す側面図である。
【図３】図２の実施例１において過剰供給樹脂層を施し
た状態を示す断面図である。
た状態を示す断面図である。
【図４】図２の実施例１において用いた樹脂の高温下で
の粘度の経時変化を示すグラフである。
の粘度の経時変化を示すグラフである。
【図５】本発明に係る電子部品の樹脂封止方法による実
施例２を説明するための実験試料としての多層プリント
配線板を示す断面図である。
施例２を説明するための実験試料としての多層プリント
配線板を示す断面図である。
【図６】図５の多層プリント配線板に樹脂をスキージ印
刷している状態を示す断面図である。
刷している状態を示す断面図である。
【図７】図６の印刷により過剰供給樹脂層が形成された
状態を示す多層プリント配線板の断面図である。
状態を示す多層プリント配線板の断面図である。
【図８】図７の状態から、差圧充填が行われた状態を示
す多層プリント配線板の断面図である。
す多層プリント配線板の断面図である。
【図９】図８の過剰供給樹脂層を除去した後の状態を示
す多層プリント配線板の断面図である。
す多層プリント配線板の断面図である。
【図１０】図９の状態から加圧加熱処理により、樹脂の
未充填部を充填した状態を示す多層プリント配線板の断
面図である。
未充填部を充填した状態を示す多層プリント配線板の断
面図である。
【図１１】本発明に係る電子部品の樹脂封止方法による
実施例３を説明するための実験試料として基板上にワイ
ヤーボンディングされた半導体チップを示す断面図であ
る。
実施例３を説明するための実験試料として基板上にワイ
ヤーボンディングされた半導体チップを示す断面図であ
る。
【図１２】図１１の基板上にスキージの作動によって樹
脂を印刷している状態を示す断面図である。
脂を印刷している状態を示す断面図である。
【図１３】図１２の印刷によて過剰供給樹脂層が形成さ
れ、差圧充填が行われた状態を示す断面図である。
れ、差圧充填が行われた状態を示す断面図である。
【図１４】図１３の過剰供給樹脂層が除去された状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１５】図１４の状態から加圧加熱処理を施した状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１６】従来の樹脂封止方法の工程を拡大して示す断
面図である。
面図である。
【符号の説明】 １ 封止樹脂 １ａ 過剰供給樹脂層 ２，２６ 孔版 ２ａ 版孔 １０ プリント配線板 １１ スルーホール １２ バイアホール １６ａ 過剰供給樹脂層 ２３ａ 過剰供給樹脂層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−40590（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−114620（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−40591（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−233536（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−297902（ＪＰ，Ａ) 特開2000−226526（ＪＰ，Ａ) 特開2000−228410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/56 H05K 3/28
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に搭載された電子部品素子を孔版
印刷によって樹脂封止するための樹脂層を形成する方法
であって、 真空雰囲気中において、スキージの作動によって、前記
孔版の版孔を通して樹脂を充填するとともに孔版上に過
剰供給樹脂層を形成しつつ印刷する工程と、 前記真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻す際の気圧差を利
用して、前記過剰供給樹脂層の樹脂の一部を前記版孔を
通して押し込み充填する工程と、 前記気圧差を利用した樹脂の充填後に、前記孔版上に残
った過剰供給樹脂層を除去する工程と、 前記過剰供給樹脂層を除去した後、大気圧よりも高い圧
力の下で加熱しつつ樹脂を硬化させる工程と、を有する
ことを特徴とする 電子部品の樹脂封止方法。 - 【請求項２】 プリント配線板に形成されたホールへ樹
脂を供給充填するための樹脂充填方法であって、 真空雰囲気中において、スキージの作動によって、前記
ホール内に樹脂を充填するとともにプリント配線板上に
過剰供給樹脂層を形成しつつ印刷する工程と、 前記真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻す際の気圧差を利
用して、前記過剰供給樹脂層の樹脂の一部を前記ホール
内に押し込み充填する工程と、 前記気圧差を利用した樹脂の充填後に、前記プリント配
線板上に残った過剰供給樹脂層を除去する工程と、前記過剰供給樹脂層を除去した後、大気圧よりも高い圧
力の下で加熱しつつ樹脂を硬化させる工程と、を有する
ことを特徴とするプリント配線板 の樹脂封止方法。 - 【請求項３】 前記真空雰囲気中の圧力が、１０〜１０
3 Ｐａであることを特徴とする請求項１記載の電子部品
の樹脂封止方法。 - 【請求項４】 前記真空雰囲気中の圧力が、１０〜１０
3 Ｐａであることを特徴とする請求項２記載のプリント
配線板の樹脂封止方法。 - 【請求項５】 前記加熱温度が６０〜１８０℃、前記大
気圧よりも高い圧力が、５×１０ 5 〜２×１０ 6 Ｐａであ
ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の樹脂封
止方法。 - 【請求項６】 前記加熱温度が６０〜１８０℃、前記大
気圧よりも高い圧力が、５×１０ 5 〜２×１０ 6 Ｐａ
であることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線
板の樹脂封止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30986899A JP3292923B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30986899A JP3292923B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127087A JP2001127087A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3292923B2 true JP3292923B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=17998275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30986899A Expired - Lifetime JP3292923B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 電子部品又はプリント配線板の樹脂封止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3292923B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3660626B2 (ja) | 2002-01-15 | 2005-06-15 | 株式会社野田スクリーン | 真空印刷装置 |
| JP4526902B2 (ja) * | 2004-08-13 | 2010-08-18 | 信越半導体株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| WO2017065236A1 (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | 住友精密工業株式会社 | 充填方法および充填装置 |
-
1999
- 1999-10-29 JP JP30986899A patent/JP3292923B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP2001127087A (ja) | 2001-05-11 |
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