JP4900432B2 - 樹脂封止型電子部品の製造方法及び樹脂封止型電子部品の集合体 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂封止型電子部品の製造方法及び樹脂封止型電子部品の集合体に関する。

近年、携帯電話等の移動体通信機器や電子機器の小型化、高機能化に伴い、電子部品にも小型化、高機能化が益々求められている。このような要望に対応するため、樹脂多層基板やセラミック多層基板などの積層型電子部品が普及している。

一般的に、積層型電子部品は、樹脂やセラミックから成る多層基板上にＩＣ等の能動部品やチップコンデンサ等の受動部品等、複数の電子部品が実装され、これらの電子部品を機械的あるいは電磁的に保護するため、金属ケースまたは封止樹脂でそれらを覆った構成となっている。

このうち、封止樹脂を備えるタイプの積層型電子部品は、一般に、
（１）親基板の作製・準備、（２）電子部品の搭載、（３）樹脂での封止、（４）親基板の分離・分割
の各工程を経て製造される。

ここで、上記（３）の工程では、一般的に、半硬化状態の樹脂シートを親基板に対面させて圧着し、熱硬化させる。しかし、親基板とほぼ同じ面積の樹脂シートを圧着し、熱硬化させると、親基板と樹脂シートの線膨張差により、親基板と樹脂シートが部分的に剥離するという問題が発生する。また、親基板と樹脂シートが部分的に剥離すると、剥離した空隙部にリフロー時にはんだフラッシュが発生する場合がある。

そこで、親基板と樹脂シートの剥離を防止するための構成が、特許文献１に開示されている。特許文献１によると、親基板の一方主面に親基板の側面まで伸びる溝部を形成し、樹脂シートを前記親基板の一方主面上に前記溝部を覆うように圧着させる。前記溝部に樹脂シートが充填されることでアンカー効果を発揮し、親基板と樹脂シートの剥離を防止することが提案されている。

ＷＯ２００５／０７１７４５

図１１に示すように、上記特許文献１の構成は、ブレイク用の溝部７を親基板１の一方主面上に、親基板１の一方側面から他方側面まで設けている。しかしながら、親基板１の周縁部であって、溝部７の間の稜線部５から樹脂シートが剥がれるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するため、親基板と樹脂シートなどの樹脂層との間の密着性を向上させ、親基板と樹脂層との剥離を防止する樹脂封止型電子部品の製造方法および樹脂封止型電子部品の集合体を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、本発明は、以下のように構成した樹脂封止型電子部品の製造方法および樹脂封止型電子部品の集合体を提供する。

本発明に係わる樹脂封止型電子部品の製造方法は、複数の子基板を集合してなる子基板領域と、前記子基板領域の周囲に設けられたマージン領域とを備える親基板であって、前記マージン領域に認識マークを有する親基板を用意する第１の工程、前記子基板領域上に表面実装部品を搭載する第２の工程、前記表面実装部品を覆うように半硬化状態の樹脂層を設ける第３の工程、前記樹脂層を硬化させる第４の工程、前記親基板を前記認識マークに基づき分割して、前記表面実装部品が樹脂封止された子基板を取り出す第５の工程、を備える、樹脂封止型電子部品の製造方法において、前記第２の工程では、前記マージン領域のうち、前記認識マークよりも子基板領域よりに突起物を設けるとともに、前記子基板領域に前記表面実装部品を搭載するための接合材を設ける工程を有し、前記接合材であるはんだを印刷した後、前記突起物となる部分に受動部品を搭載し、前記第３の工程では、前記樹脂層を前記突起物も覆うように設ける。

上記製造方法において、好ましくは、前記突起物は、前記子基板領域の外周に沿うように環状に設けられる。

上記製造方法において、好ましくは、前記突起物は、少なくとも、前記認識マークと、前記子基板領域に備える前記複数の子基板間の境界とを結ぶ線上を除いて、前記子基板領域の外周に沿うように設けられる。

上記製造方法において、好ましくは、前記第２の工程は、前記子基板領域に前記表面実装部品を搭載するための接合材を設ける工程を有しており、この工程を実施すると同時に、前記突起物となる接合材を前記マージン領域に設ける。この場合、前記表面実装部品を搭載するための接合材を設ける作業と、前記突起物となる接合材を設ける作業を一度に実施することが可能となる。

上記製造方法において、好ましくは、前記第２の工程は、前記接合材がはんだであり、前記はんだを印刷すると同時に、前記突起物となるはんだを印刷する。この場合、前記表面実装部品を搭載するための接合材と、前記突起物となる接合材に同じ材料を使用することができるので、製造条件を統一でき、同時作業が行いやすくなる。

上記製造方法において、好ましくは、前記第２の工程は、前記マージン領域のうち前記認識マークよりも子基板領域よりに位置し、前記子基板領域に隣接する部分に、前記突起物を設ける。前記樹脂層は前記突起物を覆うように設けるが、この場合、前記突起物が子基板領域に隣接する部分にあり、前記認識マークから離れているため、半硬化状態の樹脂層を設ける第３の工程、または前記樹脂層を硬化させる第４の工程において、樹脂が認識マークまで流動し、認識マークを覆うことを抑制することができる。これにより認識マークが確認できるので、ダイサーなどで子基板に分割する作業が容易に行える。

上記製造方法において、好ましくは、前記複数の子基板は、Ｇ子基板とＮＧ子基板を含んでおり、前記第２の工程において、前記Ｇ子基板だけでなく、前記ＮＧ子基板にも前記表面実装部品を搭載しておく。子基板領域において、通常はＮＧ子基板には表面実装部品を搭載しない。しかし、ＮＧ子基板にも表面実装部品を搭載することにより、ＮＧ子基板においても表面実装部品がアンカー効果を発揮し、樹脂層全体のアンカー効果をより高め、剥離を防止することができる。

上記製造方法において、好ましくは、前記第２の工程は、前記表面実装部品が能動部品と受動部品を含む場合、前記ＮＧ子基板に搭載する表面実装部品として前記受動部品のみを選択する。この場合、コスト的に高価なＩＣチップ等の能動部品を搭載しないので、生産コストを抑えることができる。

また、本発明に係わる樹脂封止型電子部品の集合体は、複数の子基板を集合してなる子基板領域と、前記子基板領域の周囲に設けられたマージン領域と、前記マージン領域に設けられた認識マークと、を有し、前記子基板領域上に、表面実装部品ならびに前記表面実装部品を被う樹脂層が設けられている樹脂封止型電子部品の集合体において、前記マージン領域には前記認識マークよりも子基板領域よりに突起物が設けられており、前記突起物となる部分に受動部品が搭載され、前記突起物は前記樹脂層に被われている。

本発明によれば、子基板領域の周囲に設けられたマージン領域に突起物が設けられ、この突起物が樹脂層に覆われている。この突起物がアンカー効果を発揮し、子基板領域とマージン領域の境界部分において、樹脂層が剥離するのを防止することができる。

本発明の実施の形態１による樹脂封止型電子部品の製造方法を説明するためのもので、同図（Ａ）は親基板の平面図、同図（Ｂ）は親基板における子基板領域の要部平面図である。 実施の形態１においてＢＡＤマークが付与された状態の親基板の平面図である。 実施の形態１においてはんだペーストが塗布された状態の親基板を示し、同図（Ａ）は親基板の平面図、同図（Ｂ）は親基板における子基板領域の要部平面図である。 実施の形態１において表面実装部品が実装された状態の親基板における子基板領域の要部平面図である。 実施の形態１において親基板におけるマージン領域上の表面電極にはんだが固着された状態を示す要部断面図である。 実施の形体１において樹脂シート加熱圧着、硬化後の親基板を示し、同図（Ａ）は親基板の平面図、同図（Ｂ）は親基板におけるマージン領域の要部断面図である。 実施の形態１の変形例１を示し、同図（Ａ）は樹脂シート加熱圧着、硬化後の親基板の要部平面図、同図（Ｂ）は親基板におけるマージン領域の要部断面図である。 実施の形態１の変形例２を示し、同図（Ａ）は樹脂シート加熱圧着、硬化後の親基板における子基板領域の要部平面図、同図（Ｂ）は同子基板領域の要部断面図である。 実施の形態２を示し、同図（Ａ）は樹脂シート加熱圧着、硬化後の親基板の平面図、同図（Ｂ）は親基板におけるマージン領域の要部断面図である。 実施の形態２の変形例１を示し、同図（Ａ）は樹脂シート加熱圧着、硬化後の親基板の平面図、同図（Ｂ）は親基板におけるマージン領域の要部断面図である。 従来の親基板と樹脂シートの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１に係わる樹脂封止型電子部品の製造方法について、図１〜図６を参照しながら説明する。

まず、図１（Ａ）に示す親基板１０を準備する。親基板１０は、その一方の主面１４に境界線１１ａで示すように、複数の子基板１３が格子状に配置されてなる子基板領域１１と、子基板領域１１の周囲に設けられたマージン領域１２から構成されている。親基板１０は例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いた銅張積層基板、同単層基板及び、セラミック多層基板等で構成されており、親基板１０の一方の主面１４には、所定のパターンで金属膜が形成されている。

すなわち、マージン領域１２には、前記子基板領域１１の周縁部に沿って線状の表面電極２１が形成されている。さらに、マージン領域１２には、子基板領域１１の境界線１１ａの延長線上に認識マーク２４が形成されている。表面電極２１は認識マーク２４よりも子基板領域１１よりに配置されている。なお、認識マークはダイサーなどで親基板を子基板に分割する際の目印として利用される。また、図１（Ｂ）に示すように、子基板１３には、表面電極２５，２６が形成されている。

次に、子基板１３毎に、外観チェックや導通チェックを行う。チェックの結果、外観不良や導通不良の子基板には、ＮＧ子基板１３ａとして認識できるよう、図２に示すようにＢＡＤマーク３１が付与される。なお、これらのチェックで異常がなかった基板はＧ子基板１３ｂとして扱われ、ＢＡＤマーク３１は付与されない。

次に、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、親基板１０の一方の主面１４に、マスクを用いてはんだペーストをスクリーン印刷し、子基板領域１１の表面電極２５上にはんだペースト４２を配置すると同時に、マージン領域１２上に備えた線状の表面電極２１にもはんだペースト４１を配置する。この時、前記外観チェック及び、導通チェックでＮＧと判定されたＮＧ子基板１３ａにも同様に、表面電極２５上にはんだペースト４２が配置される。なお、子基板１３の表面電極２６は、はんだバンプが形成されているＩＣなどの能動部品を搭載するためのランド電極であり、この段階では、はんだペーストは配置されない。

次に、子基板１３の表面電極２５に配置されたはんだペースト４２上に、図４に示すようにチップコンデンサなどの表面実装部品（受動部品）５１を実装し、子基板１３の表面電極２６にはＩＣなどの表面実装部品（能動部品）５２を実装する。この時、図２に示すようにＮＧ子基板１３ａに付与した前記ＢＡＤマーク３１を実装機が認識するので、ＮＧ子基板１３ａにはこれらの受動部品５１，能動部品５２は実装されない。

その後、親基板１０をリフロー炉に入れ、加熱処理し、はんだペースト及びはんだバンプを溶融した後、冷却する。この段階で、溶融したはんだが固化し、受動部品５１，能動部品５２は表面電極２５，２６に固着される。この時、マージン領域１２の要部断面図を表す図５に示すように、マージン領域に備えられた線状の表面電極２１とその上の固化したはんだ４３により突起物４０が形成される。

次に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、表面実装部品が実装されている親基板１０の一方の主面１４に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する、半硬化状態（Ｂステージ）の樹脂シート６０を、前記線状の表面電極２１上に形成されたはんだ４３による突起部４０を覆うように被せ、加熱圧着する。加熱圧着により、半硬化状態の樹脂シート６０は受動部品５１，能動部品５２の隙間にも充填されると共に、前記突起物４０を跨ぐように親基板１０の一方の主面１４に圧着される。その後、オーブンで硬化する。

最後に、マージン領域１２に配置された認識マーク２４を目印にして境界線１１ａに沿って、親基板１０をダイサーでフルカットする。

以上の工程を経て、個々の樹脂封止型電子部品を得る。

従来は、親基板１０と樹脂シート６０の線膨張差によって、樹脂シート６０が親基板１０から剥がれる場合があった。しかし、本実施の形態１によれば、親基板１０のマージン領域１２に、線状の突起物４０を設けることで、アンカー効果を発揮し、樹脂シート６０と親基板１０の密着性を高め、樹脂シート６０の剥がれを防止することができる。

これにより、親基板１０を分割して完成させた良品の樹脂封止型電子部品をリフロー炉で実装する際、はんだフラッシュの発生を防止することができる。

親基板１０がガラスエポキシ樹脂を用いた銅張積層基板や同単層基板の場合は、セラミック多層基板と比べて、基板表面が滑らかなため、特に顕著な効果を奏することができる。

また、マージン領域１２に形成された線状の表面電極２１は、認識マーク２４よりも子基板領域１１よりに配置されているため、樹脂シート６０を加熱圧着、熱硬化させる作業、および硬化させる作業において、樹脂シートが認識マーク２４まで流動して、これを覆うことを抑制することができる。これにより認識マークが確認できるので、ダイサーなどで子基板に分割する作業が容易に行える。

さらに、本実施の形態１では、図１１に示す従来例のように、親基板１０にブレイク用の溝がないので、親基板の面積を有効に活かせ、表面実装部品間の間隔を比較的疎にすることができる。その結果、樹脂シートが表面実装部品間に入りやすくなり、アンカー効果を発揮しやすくなる。また、ブレイク用溝がないので、同一サイズの親基板から、より多くの子基板を配置することが可能となる。

本実施の形態１の変形例１を図７に示す。図７（Ａ）は親基板１０に表面実装部品を実装した後、樹脂シート６０を加熱圧着し、硬化させた状態の要部平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のマージン領域１２の要部断面図である。親基板１０のマージン領域１２上に形成された線状の表面電極２１には、はんだ４３が固着されてなる突起物４０に加えて、チップコンデンサ等の表面実装部品（受動部品）５３が、はんだ４３で固着され、突起物４１が形成されている。また、半硬化状態の樹脂シート６０がこの突起物４０，４１を覆うように親基板１０の一方の主面１４に被せられ、加熱圧着された後、硬化されている。

本実施の形態１の変形例１では、突起物４０に加えて、線状の表面電極２１上に受動部品５３がはんだ４３で固着されてなる突起物４１が設けられている。これにより、実施の形態１の場合と比較して、よりアンカー効果を発揮し、樹脂シート６０が親基板１０から剥離することを防止できる。なお、受動部品５３は、樹脂シート６０が親基板１０から剥離しないよう、数や配置が決められる。また、受動部品５３は認識マーク２４と子基板領域１１上に点線で示した境界線１１ａを結ぶ線状を除くように配置した方が、ダイサーでカットし子基板に分割する際の抵抗が少なくなり、より好ましい。

本実施の形態１の変形例２について、図８を参照しながら説明する。図８（Ａ）はＮＧ子基板１３ａにも、表面実装部品（受動部品）５１を搭載し、リフロー炉で加熱処理した後、樹脂シート６０を被せて加熱圧着し、硬化した状態のＮＧ子基板１３ａ部の平面図である。また、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の状態のＮＧ子基板１３ａ部の断面図である。ＮＧ子基板１３ａにも受動部品５１を実装することで、この表面実装部品がアンカー効果を発揮し、Ｇ子基板１３ｂにだけ表面実装部品を実装した場合に比べ、樹脂シート６０が親基板１０から剥離するのをより確実に防止できる。
（実施の形態２）
実施の形態２に係わる樹脂封止型電子部品の製造方法について、図９を参照しながら説明する。図９（Ａ）は親基板１０ａに表面実装部品を実装した後、樹脂シート６０を加熱圧着し、硬化させた状態の親基板１０ａの平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のマージン領域１２ａの要部断面図である。本実施の形態２は、実施の形態１と略同じであり、以下では同じ構成部分には同じ符号を用い、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態１と異なり、図９（Ａ）に示す親基板１０ａは、マージン領域１２ａ上に形成されている線状の表面電極２２が、認識マーク２４と子基板領域１１の境界線１１ａとを結ぶダイサーカットのライン上を除いて配置されている。実施の形態２の各工程は、実施の形態１と同じである。すなわち、親基板１０ａを準備し、親基板１０ａの一方の主面１４ａに備える子基板領域１１の表面電極とマージン領域１２ａに形成された線状の表面電極２２に、はんだペーストを印刷する。次に、Ｇ子基板の表面電極に表面実装部品を搭載し、リフロー炉に入れ、加熱処理を行う。さらに、親基板１０ａの一方の主面１４ａに半硬化状態の樹脂シート６０を、線状の表面電極２２上に固着されたはんだ４４による突起物４０ａを覆うように被せ、加熱圧着した後、オーブンで硬化する。最後に、上記親基板１０ａをダイサーでカットする。

本実施の形態２では、ダイサーカットを行う認識マーク２４と子基板領域１１の境界線１１ａを結ぶ、ダイサーカットを行うライン上を除いて突起物４０ａを配置しているので、ダイサーカットを行う際の抵抗を小さくすることができる。

なお、線状の表面電極２２は、親基板１０ａの４隅の表面電極がＬ字状に形成されていることで、親基板１０ａの対角線方向にかかる応力に対してもアンカー効果を発揮することができる。

本実施の形態２の変形例１を、図１０に示す。図１０（Ａ）は親基板１０ｂに表面実装部品を実装した後、樹脂シート６０を加熱圧着し、硬化させた状態の親基板１０ｂの平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のマージン領域１２ｂの要部断面図である。マージン領域１２ｂに形成された線状の表面電極２３は、認識マーク２４と子基板領域１１の境界線１１ａとを結ぶダイサーカットのライン上を除いて配置される。また、表面電極２３は、その長さを実施の形態２よりもさらに短くし、より複数の表面電極を形成することで、突起物４０ｂが実施の形態２よりも多く配置される。これにより、突起物４０ｂによるアンカー効果をより発揮することができ、樹脂シート６０と親基板１０ｂの密着性をより高めることができる。

なお、実施の形態２及び実施の形態２の変形例１においても、ＮＧ子基板上に受動部品のみを実装し、ＮＧ子基板１３ａのアンカー効果を発揮させることがより好ましい。

また、実施の形態１および実施の形態２において、樹脂層は半硬化状態の樹脂シートを親基板に被せた後、熱圧着、熱硬化させて形成したが、液状の樹脂を塗布した後、熱硬化させて形成しても良い。

１ セラミック多層基板
７，８ 溝
１０，１０ａ，１０ｂ 親基板
１１ 子基板領域
１２，１２ａ，１２ｂ マージン領域
１３ 子基板
１３ａ ＮＧ子基板
１３ｂ Ｇ子基板
１４，１４ａ，１４ｂ 親基板の一方の主面
２４ 認識マーク
３１ ＢＡＤマーク
４０，４０ａ，４０ｂ 突起物
４１ はんだペースト（マージン領域の表面電極用）
４２ はんだペースト（子基板領域の表面電極用）
４３，４４，４５ はんだ
５１，５３ 表面実装部品（受動部品）
５２ 表面実装部品（能動部品）
６０，６１ 樹脂シート

Claims (9)

1. 複数の子基板を集合してなる子基板領域と、前記子基板領域の周囲に設けられたマージン領域とを備える親基板であって、前記マージン領域に認識マークを有する親基板を用意する第１の工程、
   前記子基板領域上に表面実装部品を搭載する第２の工程、
   前記表面実装部品を覆うように半硬化状態の樹脂層を設ける第３の工程、
   前記樹脂層を硬化させる第４の工程、
   前記親基板を前記認識マークに基づき分割して、前記表面実装部品が樹脂封止された子基板を取り出す第５の工程、
   を備える、樹脂封止型電子部品の製造方法において、
   前記第２の工程では、前記マージン領域のうち、前記認識マークよりも子基板領域よりに突起物を設けるとともに、前記子基板領域に前記表面実装部品を搭載するための接合材を設ける工程を有し、前記接合材であるはんだを印刷した後、前記突起物となる部分に受動部品を搭載し、
   前記第３の工程では、前記樹脂層を前記突起物も覆うように設ける、
   ことを特徴とする樹脂封止型電子部品の製造方法。
2. 前記突起物は、前記子基板領域の外周に沿うように環状に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
3. 前記突起物は、少なくとも、前記認識マークと、前記子基板領域に備える前記複数の子基板間の境界とを結ぶ線上を除いて、前記子基板領域の外周に沿うように設けられる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
4. 前記第２の工程は、前記子基板領域に前記表面実装部品を搭載するための接合材を設ける工程を有しており、この工程を実施すると同時に、前記突起物となる接合材を前記マージン領域に設ける、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
5. 前記第２の工程において、前記接合材ははんだであり、前記はんだを印刷すると同時に、前記突起物となるはんだを印刷する、請求項４に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
6. 前記第２の工程は、前記マージン領域のうち前記認識マークよりも子基板領域よりに位置し、前記子基板領域に隣接する部分に、前記突起物を設ける、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
7. 前記複数の子基板は、Ｇ子基板とＮＧ子基板を含んでおり、前記第２の工程は、前記Ｇ子基板だけでなく、前記ＮＧ子基板にも前記表面実装部品を搭載しておく、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
8. 前記第２の工程は、前記表面実装部品が能動部品と受動部品を含む場合、前記ＮＧ子基板に搭載する表面実装部品として前記受動部品のみを選択する、請求項７に記載の樹脂封止型電子部品の製造方法。
9. 複数の子基板を集合してなる子基板領域と、前記子基板領域の周囲に設けられたマージン領域と、前記マージン領域に設けられた認識マークと、を有し、前記子基板領域上に、表面実装部品ならびに前記表面実装部品を被う樹脂層が設けられている樹脂封止型電子部品の集合体において、
   前記マージン領域には前記認識マークよりも子基板領域よりに突起物が設けられており、前記突起物となる部分に受動部品が搭載され、前記突起物は前記樹脂層に被われている、ことを特徴とする樹脂封止型電子部品の集合体。