JP3951185B2

JP3951185B2 - 電子部品

Info

Publication number: JP3951185B2
Application number: JP2003289552A
Authority: JP
Inventors: 聡磯田; 良治杉浦; 英樹吉田
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2005064087A

Description

本発明は、電子部品または電子部品素子を搭載するための配線基板および配線基板を使用した端面電極を有するチップ型の電子部品に関する。

一般的には配線基板を貫通する貫通導通穴（スルーホール穴）を有する配線基板の場合には、配線基板に実装搭載した電子部品素子、電子部品などを保護するための被覆材料（モールド樹脂など）が配線基板の貫通導通穴を通じて配線基板の反対面側に流出し樹脂の漏れだし不良が発生する。
また、電子部品をマザ−ボ−ドに実装搭載する際のフラックス、半田、半田ペーストなどが電子部品内へ侵入したり、配線基板と実装搭載した電子部品素子、または電子部品との密着不良が発生する。
従って、樹脂漏れを防止するため配線基板の貫通導通穴内部に充填材料を充填した貫通導通穴は穴内部の全体に絶縁性の充填材料を充填するため、穴の内壁にある導体層が被覆され半田付が困難となり他の配線基板と接続するための端面電極とすることができない。

ＩＣフラットパッケージ、半導体回路素子、発光素子、受光素子などをマザ−ボ−ド等の他の配線基板と接続するための端面電極を有するチップ型の電子部品において、従来ではチップ部品を製造する過程で電子部品素子をワイヤ・ボンディング実装や表面面付実装した後、電子部品等を保護するためモールド樹脂などの被覆材で電子部品やボンディング・ワイヤを樹脂モールドしている。
この工程で、配線基板のスルーホール穴などの貫通導通穴を通じてモールド樹脂が電子部品の搭載面と反対側にある接続ランドや、半田付けの必要となるスルーホール穴内、または配線基板の外部へ接続するための端面電極などにモールド樹脂が付着して、半田接続不良が発生する。
従って、モールド樹脂などで被覆する工程の前に、配線基板のスルーホール穴などの貫通穴に耐熱性粘着テープやフィルム膜でマスキングする工程が必要となっている。

特に、半導体回路素子、発光素子、受光素子などの電子部品用素子からなる電子部品を表面面付実装用のチップ型電子部品とするには、相手方の配線基板と接続するための電極が必要であり、この電極としてチップ型電子部品の端面に端面電極を設定することが多い。
前記の端面電極は、スルーホール穴を穴の中央付近で半分に切断する、いわゆる半導体素子を超精密に切断する方法であるダイシングカットで加工して端面電極を形成し、チップ部品のはんだ付け代にしている。
前記、端面電極とするためのスルーホール穴は、電子部品素子やボンディング・ワイヤをモールド樹脂で被覆した後、ダイシングカットし、スルーホール穴の壁面を半田付け代とするため、スルーホール穴内にモールド樹脂の漏れだしは防止しなければならない。
さらに、マザ−ボ−ド等の他の配線基板に半田付けする際、半田がマスキング材の下にしみ込み、電子部品素子などを搭載する配線基板と実装搭載した電子部品素子、または電子部品との密着不良が発生する。

電子部品を搭載する配線基板の製造方法は、絶縁性基材、または両面銅張り積層板に穴あけをする工程、前記の基材や積層板の表面と、貫通孔の内壁に銅めっき層を形成する工程、次にシルクスクリーン印刷法や写真法でエッチングレジストを施してからエッチングして導体回路を形成する工程、その次に所定のスルーホール穴の片方の穴端面をフィルム膜で塞ぐマスキング工程、その次に露出している表面導体および非貫通導通穴にＮｉ−ＡｕめっきやＮｉ−Ａｇめっき等の表面めっきをする工程で配線基板を製造する。
ただし、ＡｕめっきやＡｇめっきはシアン濃度が高く、めっき液温が高いため、特にＡｇめっきに耐えるフィルムレジストは無いため、Ｎｉ−Ａｇめっきの後にフィルム膜で塞ぐマスキング工程としている。
その後、配線基板に電子部品を実装し搭載する工程、電子部品素子やボンディング・ワイヤを樹脂封止し硬化する工程、所定の非貫通導通穴の中央付近をダイシングカットする工程とで表面面付実装用のチップ型電子部品としている。
特開平１１−２５１７０４号公報

ＡｕめっきやＡｇめっき、特にＡｇめっきに耐える配線基板の両面の外層導体を貫通する貫貫通導通穴の片方の端面上をマスキングする絶縁性閉塞体を形成するものである。
また、配線基板に電子部品または電子部品素子を実装し、前記の電子部品素子などを実装した面を樹脂封止する際、樹脂封止における高圧のモールド樹脂の封止圧力と高温度に耐える配線基板の両面の外層導体を貫通する貫貫通導通穴の片方の端面上を塞ぐ絶縁性閉塞体を形成するものである。

Ｎｉ−ＡｕめっきやＮｉ−Ａｇめっき等の表面めっき層を形成する際、所定の貫通導通穴の片方の端面上をフィルム膜などで塞ぐマスキング工程の後に露出している表面導体および非貫通導通穴にＮｉ−ＡｕめっきやＮｉ−Ａｇめっきをする。前記めっき処理によって配線基板の非貫通導通穴の片方の穴端面上を塞いだフィルム膜などのマスキング材と配線基板との密着力が低下し、フィルム膜が剥がれたり浸みだしてモールド樹脂で実装した面を封止するモールド樹脂がフィルム膜が剥がれたりめっき液が浸みだして非貫通導通穴内にモールド樹脂が流出し樹脂の漏れだし不良が発生する。

また、チップ型電子部品はマザ−ボ−ド等の他の配線基板と接続する端面電極が必要であり、この端面電極とする面は半田付性のよい導体層で形成され、配線基板やチップ型電子部品の端面に露呈していることが条件となる。
つまり、所定の貫通導通穴の片方の端面上をマスキング材などの絶縁性閉塞体で塞ぐ非貫通導通穴において、絶縁膜状体はトランスファモ−ルド法の樹脂封止における高圧のモールド樹脂の封止圧力と高温度に耐えることと、穴端面に接する面の絶縁性閉塞体は穴内部に陥没しないことが端面電極とするためには重要である。従って、フィルム膜状体が非貫通導通穴の穴端面と平坦面で接するから良好である。

上記課題を解決するため本発明の請求項１は、配線基板の両面の外層導体を貫通し、導通している貫通導通穴の片方の穴端面上を塞ぐフィルム膜状体と、このフィルム膜状体の上面を被覆する絶縁性塗布物との２層からなる絶縁性閉塞体で塞いで非貫通導通穴を形成した配線基板と、この配線基板に電子部品または電子部品素子を実装し、前記の部品又は素子を実装した面をモールド樹脂で封止した後、前記の非貫通導通穴のほぼ中央部を分割切断してなる端面電極とを有する電子部品である。
尚、本発明の配線基板は、片面基板や多層配線基板でもよく、前記の非貫通導通穴は部品搭載や電子部品を被覆する下部、および端面電極とする所定の箇所に設置することができる。

また、本発明の請求項２は、請求項１において、絶縁性閉塞体で塞いで非貫通導通穴を形成した後、露出している導体部分にＡｕめっき又はＡｇめっき層を形成する電子部品である。
前記の配線基板に電子部品または電子部品素子を実装し、前記の電子部品を実装した面をモールド樹脂で封止し硬化した後、前記の非貫通導通穴のほぼ中央部を分割切断して端面電極を形成する。

（１）ＡｕめっきやＡｇめっき処理をした非貫通導通穴を有する配線基板でもモールド樹脂などの封止工程で接着剤、封止材料などが配線基板の非貫通導通穴内へ流出することがなくなった。

（２）樹脂封止における高圧のモールド樹脂の封止圧力と高温度に耐える貫通導通穴上の片方の穴端面上を塞ぐ２層からなる絶縁性閉塞体で塞いだ非貫通導通穴を形成することにより配線基板の非貫通導通穴内へ流出することがなくなり半田接続不良が発生しなくなった。

（３）前記の配線基板を使用し、この配線基板に電子部品または電子部品素子を実装し、実装面をモールド樹脂で封止した後、前記の非貫通導通穴のほぼ中央部を分割切断してなる電子部品の端面電極をマザ−ボ−ド等の他の配線基板に半田付けする際、半田が絶縁性閉塞体の下にしみ込み、電子部品素子などを搭載する配線基板と実装搭載した電子部品素子、または電子部品との密着不良が発生することがなくなった。

配線基板となる絶縁性基材はガラスエポキシ基材、フェノール基材、合成樹脂基材、ポリイミド樹脂基材、ＢＴレジン（ビスマレィミドートリアジン樹脂）基材、変性ＢＴレジン基材またはセラミック等の絶縁性基材のいずれでもよい。
本発明を実施するため電子部品を搭載する配線基板の製造方法は、絶縁性基材、または両面銅張り積層板に穴あけをする工程、前記の基材や積層板の表面と、貫通孔の内壁に銅めっき層を形成する工程、次にシルクスクリーン印刷法や写真法でエッチングレジストを施してからエッチングして導体回路を形成する工程、ワイヤ・ボンディング性または良好な半田付性を有する異質の金属めっき層となるＮｉ−ＡｕめっきやＮｉ−Ａｇめっき等の表面めっき層を形成する工程、その次に所定の貫通導通穴の片方の穴端面上をフィルム膜で塞ぐマスキング工程、あるいわマスキング工程後に露出している表面導体および非貫通導通穴にＮｉ−ＡｕめっきやＮｉ−Ａｇめっき等の表面めっきをする工程などで配線基板を製造する。

その後、配線基板に電子部品を実装し搭載する工程、電子部品素子やボンディング・ワイヤを樹脂封止し硬化する工程、所定の非貫通導通穴の中央付近をダイシングカットする分割切断工程とで表面面付実装用のチップ型電子部品としている。

絶縁性基材としてガラス・エポキシ基材で１８μｍまたは３５μｍの銅箔で全体の厚さが０．２mmの基板材料を用い、ドリルまたはレ−ザ−光で所望の箇所に所定の貫通穴を穴あけする。
次に、銅張り積層板の両方の表面と貫通穴の内壁に無電解めっき、電解めっきにより導体層の厚みを１０μｍ〜２５μｍ形成する。
その次に、シルクスクリーン印刷法やフォト工法によって、所定の箇所に所望するパタ−ン形状のエッチングレジストを形成して不要な金属導体をエッチングして銅箔を溶解除去する。
その後エッチングレジスト膜を剥離除去して、所望する上部外層表面導体、下部外層表面導体、および絶縁性基材の両面の外層表面導体を電気的に導通させる貫通穴内部の導体層からなる貫通導通穴を形成する。

つまり図４に示すように所望する絶縁性基材１の両面の外層表面導体である上部外層表面導体２、下部外層表面導体４、および絶縁性基材１の両面の外層表面導体を電気的に導通させる貫通穴の穴内部の導体層５からなる貫通導通穴３を形成する。
その次に所定の貫通導通穴の片方の穴端面上をフィルム膜状体と、このフィルム膜状体の上面を被覆する絶縁性塗布物の２層の絶縁性閉塞体で塞いで非貫通導通穴を形成した後、表面めっき層を形成する配線基板である。

図１に示す本発明の実施例１の配線基板について説明する。
まず、図４の通常の貫通導通穴３において、絶縁性基材１の両面の外層表面導体である上部外層表面導体２、下部外層表面導体４、および絶縁性基材１の両面の外層表面導体を電気的に導通させる貫通穴の穴内部の導体層５からなる貫通導通穴３を形成する。
次にワイヤ・ボンディング性または良好な半田付性を有する異質の金属めっき層となるＮｉ−Ａｇめっきの表面めっき層６を上部外層表面導体２、下部外層表面導体４、および貫通穴の穴内部の導体層５の上部に形成する。
その後、図１に示すように、所定の貫通導通穴３の片方の穴端面をこの貫通導通穴３の穴端面に接するフィルム膜１１と、該フィルム膜１１の上面を耐めっき性の良い絶縁膜状体で被覆する絶縁性塗布物１２の２層の構成からなる絶縁性閉塞体１５で塞いだ非貫通導通穴７を形成する配線基板である。

つまりチップ部品を実装搭載する上部外層表面導体２と、貫通導通穴３の片方の穴端上面を塞ぐように穴端面に接するフィルム膜１１を光硬化性の感光性フィルムＳＲ−２３００Ｇ（日立化成工業株式会社製、商品名）、ＰＦＲ８００ＡＵＳ４０２（太陽インキ株式会社製、商品名）、ＤＭ５０３０（ニチゴ−モ−トン社製、商品名）などを真空ラミネーターで使用してラミネートし、露光し、現像、乾燥、後露光および１００℃〜１５０℃で４０分〜９０分間加熱硬化して２５μｍ〜７５μｍの厚さの耐熱性の良好な薄い絶縁性フィルム膜１１と、このフィルム膜１１の上面を被覆する耐めっき性の強い１０μｍ〜４０μｍの厚さの絶縁性塗布物１２とを形成することにより貫通導通穴３の片方の穴端面を２層の絶縁性閉塞体１５で塞ぐ非貫通導通穴７を形成するものである。

絶縁性塗布物１２は柔軟な塗布膜として耐めっき性の強い被膜、および高圧のモールド樹脂の封止圧力と高温度に耐える被膜であることが必要となる。つまり、絶縁性塗布物１２は液状レジスト、スクリ−ン印刷によるレジストインク、ＵＶインク、熱硬化性インクでも良い。

次に、本発明の実施例２の配線基板について説明する。
図２に示すように、貫通導通穴３の穴端面に接するフィルム膜１１と、該フィルム膜１１の上面を耐めっき性の良い絶縁膜状体で被覆する絶縁性塗布物１２の２層の構成からなる絶縁性閉塞体１５で塞いだ非貫通導通穴７を形成した後に、電子部品素子や電子部品を配線基板にワイヤ・ボンディングする場合や半田付性の高品質などで必要な場合には、外層表面導体（上部外層表面導体２、下部外層表面導体４）および非貫通導通穴７の穴内部の導体層５の上面にＮｉ−Ａｕめっき、Ｎｉ−Ａｇめっき、またはＮｉ−Ｓｎめっき、あるいは半田めっきなどの通常の金属導体層とは異質の金属からなる表面めっき層６を形成するものである。

図３に基づいて、本発明による実施例３のチップ型電子部品を説明する。
前記の工程でできた配線基板に、電子部品素子４０や電子部品を接着剤や半田ペ−ストで配線基板１０の所定箇所に搭載固定し、電子部品素子４０や電子部品と配線基板１０の接続ランドをボンディング・ワイヤ４１でワイヤ・ボンディングをして電気的に接続する。次に封止樹脂３５で電子部品素子４０の搭載面全体を樹脂封止する。なお、実装搭載電子部品素子４０が面付部品の形状であるならばリフロー半田による面付実装をして配線基板１０の接続ランドに電気的に接続することもできる。
また、電子部品素子４０や電子部品を実装搭載する作業は個別に分割した配線基板１０に実装搭載することは作業効率が悪るくなり、次の樹脂封止する工程で封止樹脂が流出しやすくなるため、配線基板の両面の外層導体を貫通し、かつ導通している貫通導通穴の片方の穴端面を該穴端面に接するフィルム膜と、該フィルム膜の上面を被覆する絶縁性塗布物の２層の絶縁性閉塞体１５で塞いだ非貫通導通穴のほぼ中央部を分割切断して端面電極を形成するための配線基板である。図２の工程で形成される非貫通導通穴７で個別の配線基板１０をマトリックス状に多数列、多数段に接続した集合配線基板として部品実装を施こすことが多い。

この後で、図３に示すような端面電極用の片方の穴端面を２層の絶縁性閉塞体１５で閉塞した非貫通穴５のほぼ中央部を超精密に切断する方法であるダイシングカットで切断加工して端面電極として形成する。
片方の穴端面が貫通導通穴の穴端面に接するフィルム膜１１と、該フィルム膜１１の上面を耐めっき性の良い絶縁膜状体で被覆する絶縁性塗布物１２の２層の構成からなる絶縁性閉塞体１５で塞がれ閉口している半円筒形状やＵ字溝、長穴形溝などの導通溝を端面電極として形成して半田付け代にしている。
前記の切断する方法はダイシングカットに限定されるものではなくレーザー光切断でもよい。

本発明は、電子部品または電子部品素子を搭載するための配線基板および配線基板を使用した端面電極を有するチップ型の電子部品に関するものであるが特に、半導体回路素子、受発光素子などの電子部品用素子を表面面付するチップ型電子部品に端面電極を設定するものに利用できる。

本発明による実施例１の配線基板の断面図。本発明による実施例２の配線基板の断面図。本発明による実施例３のチップ型電子部品の断面図。配線基板の貫通導通穴を説明するための断面図。

符号の説明

１…絶縁性基材、２…上部外層表面導体、３…貫通導通穴、４…下部外層表面導体、５…穴内部の導体層、６…表面めっき層、７…非貫通導通穴、
１０…配線基板、１１…フィルム膜、１２…絶縁性塗布物、１５…絶縁性閉塞体、３０…チップ型部品、３５…封止樹脂、４０…電子部品素子、４１…ボンディング・ワイヤ

Claims

配線基板の両面の外層導体を貫通し、導通している貫通導通穴の片方の穴端面上を塞ぐフィルム膜状体と、このフィルム膜状体の上面を被覆する絶縁性塗布物との２層からなる絶縁性閉塞体で塞いで非貫通導通穴を形成した配線基板と、この配線基板に電子部品または電子部品素子を実装し、前記の部品又は素子を実装した面をモールド樹脂で封止した後、前記の非貫通導通穴のほぼ中央部を分割切断してなる端面電極とを有する電子部品。
請求項１において、絶縁性閉塞体で塞いで非貫通導通穴を形成した後、露出している導体部分にＡｕめっき又はＡｇめっき層を形成する電子部品。