JP6156085B2 - モールドパッケージの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被封止部品を熱硬化性樹脂部材で封止し、熱硬化性樹脂部材の表面を熱可塑性樹脂部材で封止してなるモールドパッケージ、および、そのようなモールドパッケージの製造方法に関する。
従来より、部品が実装された基板等よりなる被封止部品と、被封止部品を封止する熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材と、熱硬化性樹脂部材の表面を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材と、を備えるモールドパッケージが提案されている(特許文献1参照)。
このようなパッケージは、熱硬化性樹脂は、被封止部品に対する粘度や線膨張係数の点で好ましく、熱可塑性樹脂は、成形物の寸法精度や靭性がよいという利点を生かしたものである。たとえば、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂等、熱可塑性樹脂としては、PPS(ポリフェニレンサルファイド)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等が挙げられる。
このようなモールドパッケージの一般的な製造方法は、次の通りである。まず、被封止部品を、熱硬化性樹脂部材の原料である熱硬化性樹脂素材で被覆し、これを加熱して硬化完了させて熱硬化性樹脂部材を形成する熱硬化モールド工程、つまり一次成形を行う。次に、熱可塑性樹脂部材の原料である熱可塑性樹脂素材にて熱硬化性樹脂部材の表面を被覆した状態で、加熱することにより熱可塑性樹脂部材を形成する熱可塑モールド工程、つまり二次成形を行う。こうして、モールドパッケージができあがる。
特許第3620184号公報
しかしながら、このようなモールドパッケージにおいては、熱硬化性樹脂に対する熱可塑性樹脂の密着性が悪いため、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との界面で剥離が生じやすい。
そこで、上記従来公報では、熱可塑モールド工程後に、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との界面のうち外部に露出する部分を被覆するように、別の充填材料を配置している。しかし、この場合、充填材料を別途用いる必要が生じることから、パッケージ形状の制約やコストアップ等の点で問題がある。
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、被封止部品を熱硬化性樹脂部材で封止し、熱硬化性樹脂部材の表面を熱可塑性樹脂部材で封止してなるモールドパッケージにおいて、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との密着性の向上を図ることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、基板(11)上に電子部品(12)を有する被封止部品(10)と、被封止部品を封止する熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材(20)と、熱硬化性樹脂部材の表面を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材(30)と、を備えるモールドパッケージの製造方法であって、以下の各工程を備えたものとしている。
すなわち、請求項1の製造方法は、基板(11)上に電子部品(12)を有する被封止部品を用意する用意工程と、
熱硬化性樹脂部材の原料として、第1の硬化温度T1を有する第1の熱硬化性樹脂(21a、21b、21c)、および、第1の硬化温度T1よりも高い硬化温度T2を有する第2の熱硬化性樹脂(22a、22c、22d)を用い、被封止部品を第1の熱硬化性樹脂で被覆しつつ、第1の熱硬化性樹脂の表面を第2の熱硬化性樹脂で被覆した状態で、第1の硬化温度T1以上且つ第2の硬化温度T2未満の温度で加熱することにより、第1の熱硬化性樹脂を硬化完了させつつ第2の熱硬化性樹脂を半硬化状態とする熱硬化モールド工程と、
熱可塑性樹脂部材の原料としての熱可塑性樹脂素材(30a)にて、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂(22b)の表面を被覆した状態で、加熱することにより、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂の硬化を完了させつつ熱可塑性樹脂部材を形成する熱可塑モールド工程と、を備えることを特徴としている。
それによれば、硬化温度の異なる2種類の熱硬化性樹脂を用いることで、1種類の場合に比べて、熱硬化モールド工程において熱硬化性樹脂部材の内部側では硬化が完了し表面側のみ半硬化とされた状態を、確実に形成しやすい。
そして、熱可塑モールド工程に供される熱硬化性樹脂部材の表面は、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂とされているので、当該表面には、熱可塑性樹脂素材と結合可能な反応基が存在する。そのため、熱可塑モールド工程では、硬化完了した熱硬化性樹脂に比べて、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との化学結合等によって強固な接合を実現することができる。
そして、熱可塑モールド工程では、熱可塑性樹脂部材が形成されるとともに、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂の硬化が完了することで熱硬化性樹脂部材が形成される。よって、本発明によれば、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との密着性の向上を図ることができ、ひいては、これら両部材間の剥離を防止することができる。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
本発明の第1実施形態にかかるモールドパッケージP1を示す概略断面図である。 図1に示されるモールドパッケージの製造方法を示す工程図である。 本発明の第2実施形態にかかるモールドパッケージP2を示す概略断面図である。 図3に示されるモールドパッケージの製造方法を示す工程図である。 本発明の第3実施形態にかかるモールドパッケージP3を示す概略断面図である。 図5に示されるモールドパッケージの製造方法を示す工程図である。 図6に続くモールドパッケージの製造方法を示す工程図である。 本発明の第4実施形態にかかるモールドパッケージP4を示す概略断面図である。 図8に示されるモールドパッケージの製造方法を示す工程図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
また、以下の各実施形態では、熱硬化モールド工程で用いられる樹脂原料としての第1の熱硬化性樹脂素材、第2の熱硬化性樹脂素材は、それぞれ状態により、符号を変えてある。すなわち、括弧内を符号として、第1の熱硬化性樹脂素材は、顆粒状(21a)、流動状態(21b)、半硬化状態(21c)とし、第2の熱硬化性樹脂素材は、顆粒状(22a)、フィルム状(22c)、流動状態(22d)としている。また、熱硬化モールド工程完了後の半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材は、符号22bとしている。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかるモールドパッケージP1について、図1を参照して述べる。このモールドパッケージP1は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
本実施形態のモールドパッケージP1は、大きくは、被封止部品10と、被封止部品10を封止する熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材20と、熱硬化性樹脂部材20の表面を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材30と、を備えるものである。
被封止部品10は、本実施形態では、基板11と、この基板11に搭載された電子部品12と、基板11と電子部品12とを結線して電気的に接続するワイヤ13と、を備えて構成されている。
ここで、基板11としては、たとえばリードフレームや、セラミック配線基板、プリント配線基板等が挙げられる。また、電子部品12としては、基板11に実装される部品であればよく、たとえば半導体チップやセラミック素子等が挙げられる。また、ワイヤ13は、典型的には、金やアルミ等のボンディングワイヤなどである。
熱硬化性樹脂部材20は、被封止部品10を封止する熱硬化性樹脂よりなる第1の部材21と、第1の部材21の表面を封止するように設けられた熱硬化性樹脂よりなる第2の部材22と、の2層構成よりなる。ここで、第2の部材22を構成する熱硬化性樹脂の硬化温度T2は、第1の部材21を構成する熱硬化性樹脂の硬化温度T1よりも高いものとされている。
具体的には、第2の部材22を構成する熱硬化性樹脂は、第1の部材21を構成する熱硬化性樹脂よりもガラス転移温度Tgが高いものとされている。たとえば、第1の部材21および第2の部材22を構成する熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂等をベースとするものである。
ここで、硬化温度T1、T2を変えることは、ベース樹脂の末端分子構造を変形する方法、樹脂に含有される硬化剤を変える方法があるが、これら両方法を採用したり、いずれか一方の方法のみを採用したりすればよい。
また、ここでは、熱硬化性樹脂部材20は、被封止部品10の基板11における電子部品12の実装面側を封止しているが、基板11における当該実装面とは反対側の面は、熱硬化性樹脂部材20より露出している。つまり、本実施形態では、被封止部品10がハーフモールドされた構成とされている。
そして、図1に示されるように、熱可塑性樹脂部材30は、熱硬化性樹脂部材20の表層を構成する第2の部材22に接した状態で、熱硬化性樹脂部材20を封止している。ここでは、熱可塑性樹脂部材30は、熱硬化性樹脂部材20の表面全体ではなく、当該表面の一部を封止している。この熱可塑性樹脂部材30は、たとえば、コネクタケースや収納ケース等を構成するものである。
次に、図2を参照して、本実施形態のモールドパッケージP1の製造方法について述べる。まず、基板11上に、図示しないダイボンド材等を用いて電子部品12を搭載し、固定する。そして、基板11と電子部品12との間でワイヤボンディング等を行い、これらの間をワイヤ13で接続する。これにより、被封止部品10が用意される(被封止部品用意工程)。
次に、図2(a)、(b)に示されるように、コンプレッション成形(圧縮成形)による熱硬化モールド工程を行う。この工程では、熱硬化性樹脂部材20の原料として、第1の硬化温度T1を有する第1の熱硬化性樹脂素材21a、および、第1の硬化温度T1よりも高い第2の硬化温度T2を有する第2の熱硬化性樹脂素材22aを用いる。
第1の熱硬化性樹脂素材21aは、第1の部材21の原料であって第1の部材21を構成する熱硬化性樹脂であり、第2の熱硬化性樹脂素材22aは、第2の部材22の原料であって第2の部材22を構成する熱硬化性樹脂である。
そして、本実施形態では、第1の熱硬化性樹脂素材21a、第2の熱硬化性樹脂素材22aの両者ともに顆粒状のものである。また、限定するものではないが、たとえば、第1の熱硬化性樹脂素材21aの硬化温度T1は150℃程度であり、第2の熱硬化性樹脂素材22aの硬化温度T2は200℃程度である。
ここで、本実施形態の熱硬化モールド工程では、コンプレッション成形用の金型を用いる。ここでは、金型は下型100のみ示しているが、実際には、下型100内の樹脂を圧縮する図示しない上型が備えられている。
また、下型100の内面には、テトラフルオロエチレン等よりなる離型用フィルム40が配置されている。後述するように、本実施形態の熱硬化モールド工程では、表面が半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bである成形体を、下型100から取り外すのであるが、この離型用フィルム40の役割は、その取り外しの際の樹脂離れを良くすることにある。
そして、本実施形態の熱硬化モールド工程では、図2(a)に示されるように、下型100内にて底側に第2の熱硬化性樹脂素材22aを配し、その上に第1の熱硬化性樹脂素材21aを配する。
次に、本実施形態の熱硬化モールド工程では、この下型100内の第1の熱硬化性樹脂素材21aに対し、図示しない上型を用いて被封止部品10を埋め込む。これにより、金型内にて、被封止部品10を顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aで被覆しつつ、顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aの表面を顆粒状の第2の熱硬化性樹脂素材22aで被覆した状態が形成される。
そして、本実施形態の熱硬化モールド工程では、この状態で、図示しない上型と下型100による圧縮を行いつつ、金型内の樹脂素材に対して加熱を行う。つまり、コンプレッション成形による加熱を行う。この加熱は、第1の硬化温度T1以上且つ第2の硬化温度T2未満の温度(たとえば180℃程度)で行うようにする。
この加熱により、顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aは溶融して硬化完了し、それとともに、顆粒状の第2の熱硬化性樹脂素材22aは溶融して半硬化状態とされる。つまり、この加熱の完了により、図2(b)に示されるように、第1の部材21と、その表面に配置された半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bとができあがる。
さらに言うならば、第2の熱硬化性樹脂素材22aの硬化温度T2が第1の熱硬化性樹脂素材21aの硬化温度T1に比べて高いため、この加熱の際に、第2の熱硬化性樹脂素材22aは、粘度が緩やかに変化し、第1の熱硬化性樹脂素材21aが硬化した段階では、まだ、半硬化状態を保っている。
なお、顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aの方が、顆粒状の第2の熱硬化性樹脂素材22aよりも柔らかく、先に溶融し、顆粒状の第2の熱硬化性樹脂素材22aと混ざることもある。しかし、顆粒状の第2の熱硬化性樹脂素材22aの層厚さを十分に厚くしておけば、問題は無くなる。
こうして、第1の熱硬化性樹脂素材21aが硬化完了して第1の部材21になり、且つ、その表面に半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bが配置された成形体を、金型100より取り外す。ここまでが、本実施形態の熱硬化モールド工程である。
次に、図2(c)に示される熱可塑モールド工程を行う。この工程では、熱可塑性樹脂部材30の原料としてのPPSやPBT等よりなる熱可塑性樹脂素材30aにて、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの表面を被覆した状態とする。この状態は、図示しない金型を用いて熱可塑性樹脂素材30aを射出成形することで実現できる。
そして、この状態で、熱可塑性樹脂素材30aの成形熱で加熱することにより、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化を完了させつつ、熱可塑性樹脂部材30を形成する。半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化が完了することで第2の部材22となり、熱硬化性樹脂部材20が形成される。
なお、熱可塑性樹脂素材30aは射出成形可能な軟らかい状態のものであり、熱可塑性樹脂部材30は、できあがりの製品つまり固化した状態のものである。こうして、この熱可塑モールド工程により、熱硬化性樹脂部材20および熱可塑性樹脂部材30が形成され、本実施形態のモールドパッケージP1ができあがる。
ここで、この熱可塑モールド工程は、上記した熱硬化モールド工程よりも高い温度で行うものである。具体的には、熱可塑性樹脂部材30として、成形温度が第2の熱硬化性樹脂素材22aの硬化温度T2よりも高い温度であるものを用いる。
これにより、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化完了が容易になる。そのようなものが、たとえば上記したPPSやPBTである、限定するものではないが、たとえば当該成形温度は300℃程度である。以上のように、本実施形態の製造方法により、モールドパッケージP1ができあがる。
ところで、本実施形態によれば、硬化温度T1、T2の異なる2種類の熱硬化性樹脂素材21a、22aを用いている。そのため、従来の1種類の熱硬化性樹脂素材の場合に比べて、熱硬化モールド工程において熱硬化性樹脂部材20の内部側では硬化が完了し表面側のみ半硬化とされた状態を、確実に形成しやすい。
そして、熱可塑モールド工程に供される熱硬化性樹脂部材20の表面は、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bとされているので、当該表面には、熱可塑性樹脂素材30aと結合可能な反応基が存在する。
限定するものではないが、たとえば、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの表面には、水酸基が存在し、熱可塑モールド工程では、この水酸基が熱可塑性樹脂素材30aの炭素と結合して、C=O結合を形成する。
そのため、熱可塑モールド工程では、硬化完了した熱硬化性樹脂上に熱可塑性樹脂部材を設ける場合に比べて、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との化学結合が形成されるから、強固な界面接合を実現することができる。
そして、熱可塑モールド工程では、熱可塑性樹脂部材30が形成されるとともに、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化が完了することで熱硬化性樹脂部材20が形成される。よって、本実施形態によれば、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との密着性の向上を図ることができ、ひいては、これら両部材間の剥離を防止することができる。
また、本実施形態においては、熱硬化性樹脂部材20において、第1の部材21はシリカ等よりなるフィラーを含有したものとし、第2の部材22は含有せずに樹脂のみとするようにしてもよい。
被封止部品10の封止に寄与している第1の部材21、すなわち第1の熱硬化性樹脂素材21aについては、電子部品12や基板11との熱膨張係数差の低減のために、フィラーを含有させることが好ましい。しかし、第2の部材22、すなわち第2の熱硬化性樹脂素材22aについては、熱可塑性樹脂部材30との密着に特化されるので、フィラーは混ぜる必要がない。
通常、熱可塑性樹脂の線膨張係数は、熱硬化性樹脂の線膨張係数よりも大きい。そのため、この場合、線膨張係数の大きさは、第1の部材21、第2の部材22、熱可塑性樹脂部材30の順に大きいものとなる。
つまり、第2の部材22が、第1の部材21と熱可塑性樹脂部材30との線膨張係数差を緩和する層として存在するため、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との界面の応力を低減させ、接合信頼性を確保できるという点で有効である。
また、本実施形態では、下型100に離型用フィルム40を設けているので、第2の熱硬化性樹脂素材22aについては、通常添加される離型剤を添加する必要がない。この離型剤を添加すると、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との接合性が低下しがちであり、この点でも本実施形態は有利である。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について、上記第1実施形態との相違を中心に述べる。本実施形態は、熱硬化モールド工程に用いる素材を上記第1実施形態に対して一部変更したものである。
まず、本実施形態のモールドパッケージP2ついて、図3を参照して述べる。このモールドパッケージP2は、上記第1実施形態のパッケージP1と同様の構成であり、被封止部品10と、被封止部品10を封止する熱硬化性樹脂部材20と、熱硬化性樹脂部材20の表面を封止する熱可塑性樹脂部材30と、を備える。
そして、このモールドパッケージP2においても、熱硬化性樹脂部材20は、被封止部品10を封止する第1の部材21と、第1の部材21の表面を封止する第2の部材22と、を備え、第2の部材22に接した状態で、熱可塑性樹脂部材30が熱硬化性樹脂部材20を封止している。
なお、上記図1の例では、第2の部材22は第1の部材21の下表面のみに設けられたが、本実施形態では、図2に示されるように、第2の部材22は第1の部材21の下表面から側面に渡って広く設けられている。本実施形態も、被封止部品10がハーフモールドされた構成とされている。
次に、図4を参照して、本実施形態のモールドパッケージP2の製造方法について述べる。まず、上記同様、被封止部品10を用意する(被封止部品用意工程)。次に、図4(a)、(b)に示されるように、コンプレッション成形(圧縮成形)による熱硬化モールド工程を行う。
ここで、本実施形態の熱硬化モールド工程では、熱硬化性樹脂部材20の原料として、第1の硬化温度T1を有する第1の熱硬化性樹脂素材21aは、上記同様、顆粒状のものを用いる。
一方、第1の硬化温度T1よりも高い第2の硬化温度T2を有する第2の熱硬化性樹脂素材22cは、フィルム状のものを用いる。このフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cは、半硬化状態、たとえばBステージ状態にてシート成形されたものである。
つまり、この半硬化状態でフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cを用いる本実施形態の場合、第2の熱硬化性樹脂素材は、すでに原料の段階で半硬化状態が実現されている。なお、このフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cにおいても、上記第1実施形態の顆粒状のものと同様、フィラーや離型剤を含まないものにできる。
そして、本実施形態の熱硬化モールド工程では、図4(a)に示されるように、離型用フィルム40が配置された下型100内にて、底側にフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cを配し、その上に顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aを配する。
次に、本実施形態の熱硬化モールド工程では、上記同様、第1の熱硬化性樹脂素材21aに被封止部品10を埋め込む。これにより、金型内にて、被封止部品10を顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aで被覆しつつ、顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aの表面をフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cで被覆した状態が形成される。
そして、本実施形態の熱硬化モールド工程では、この状態で、上記同様、第1の硬化温度T1以上且つ第2の硬化温度T2未満の温度で、コンプレッション成形による加熱を行う。この加熱により、顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材21aは溶融して硬化完了し、フィルム状の熱硬化性樹脂素材22cは半硬化状態を維持する。
そのため、本実施形態においても、この加熱の完了により、図4(b)に示されるように、第1の部材21と、その表面に配置された半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bとを備える成形体ができあがる。そして、この成形体を、金型100より取り外す。ここまでが、本実施形態の熱硬化モールド工程である。
次に、図4(c)に示される熱可塑モールド工程を行う。この工程では、上記第1実施形態と同様に、射出成形等によって、熱可塑性樹脂部材30の原料としての熱可塑性樹脂素材30aにて、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの表面を被覆した状態とする。
そして、この状態で、熱可塑性樹脂素材30aの成形熱で加熱が行われ、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化完了と、熱可塑性樹脂部材30の形成とがなされる。こうして、本実施形態の熱可塑モールド工程によっても、熱硬化性樹脂部材20および熱可塑性樹脂部材30が形成され、モールドパッケージP2ができあがる。
そして、本実施形態の製造方法によっても、上記第1実施形態と同様に、熱硬化モールド工程において、熱硬化性樹脂部材20の表面側を半硬化状態としているから、熱可塑モールド工程では、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との化学結合が形成され、強固な界面接合が実現される。
そのため、本実施形態によっても、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との密着性の向上を図ることができ、ひいては、これら両部材間の剥離を防止することができる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について、上記第1実施形態との相違を中心に述べる。本実施形態は、熱硬化モールド工程をトランスファー成形で行うものとしたところが、主として上記第1実施形態と相違するものである。
まず、本実施形態のモールドパッケージP3ついて、図5を参照して述べる。このモールドパッケージP3は、上記第1実施形態のパッケージP1と同様、被封止部品10と、被封止部品10を封止する熱硬化性樹脂部材20と、熱硬化性樹脂部材20の表面を封止する熱可塑性樹脂部材30と、を備える。そして、熱硬化性樹脂部材20は、被封止部品10側の第1の部材21と、表面側の第2の部材22と、を備えるものとされている。
ここで、本実施形態では、熱硬化性樹脂部材20は、被封止部品10の基板11における電子部品12の実装面側および当該実装面とは反対側の面を封止している。つまり、上記実施形態がハーフモールド構成であったのに対して、本実施形態はフルモールド構成とされている。
次に、図6および図7を参照して、本実施形態のモールドパッケージP3の製造方法について述べる。まず、上記同様、被封止部品10を用意する(被封止部品用意工程)。
次に、図6、図7に示されるように、トランスファーモールド法を用いて熱硬化モールド工程を行う。この熱硬化モールド工程では、第1の熱硬化性樹脂素材21bによる1回目のトランスファー成形を行い、次に、第2の熱硬化性樹脂素材22dによる2回目のトランスファー成形を行う。
ここで、本実施形態の熱硬化モールド工程では、金型200、300を用いたトランスファー成形を行うことから、熱硬化性樹脂部材20の原料は、金型200、300に注入可能な流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bおよび第2の熱硬化性樹脂素材22dとする。これら流動状態のものは、金型200、300の図示しないポット内に投入された固形原料(タブレット)を加熱することで流動状態とされる。
そして、1回目のトランスファー成形は、図6(a)に示されるように第1の金型200を用いて行う。この第1の金型200は、通常のトランスファー成形に用いられるものと同様であり、ここでは、内面に離型用フィルム40が貼り付けられている。
そして、図6(b)に示されるように、この第1の金型200内に、被封止部品10を設置した状態で、流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bを注入する。そして、第1の金型200内で流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bを加熱することにより、半硬化状態とする。これにより、図6(c)に示されるように、被封止部品10が半硬化状態とされた第1の熱硬化性樹脂素材21cで被覆される。
そして、このものを第1の金型200より取り出し、次に、図7(a)、(b)に示されるように、第2の金型300を用いて2回目のトランスファー成形を行う。この第2の金型300は、通常のトランスファー成形に用いられるものと同様であり、ここでは、内面に離型用フィルム40が貼り付けられている。
そして、図7(a)に示されるように、この第2の金型300内に、半硬化状態の第1の熱硬化性樹脂素材21cで被覆された被封止部品10を設置し、流動状態の第2の熱硬化性樹脂素材22dを注入する。これにより、半硬化状態の第1の熱硬化性樹脂素材21cの表面が、流動状態の第2の熱硬化性樹脂素材22dで被覆した状態となる。
この状態で、第2の金型300内の温度を上記同様、第1の硬化温度T1以上且つ第2の硬化温度T2未満の温度として、加熱を行う。この加熱により、半硬化状態の第1の熱硬化性樹脂素材21cを硬化完了させつつ、流動状態の第2の熱硬化性樹脂素材22dが半硬化状態となるようにする。
この加熱の完了により、図7(b)に示されるように、第1の部材21と、その表面に配置された半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bとを備える成形体ができあがる。そして、この成形体を、第2の金型300より取り外す。ここまでが、本実施形態の熱硬化モールド工程である。
次に、図7(c)に示される熱可塑モールド工程を行う。この工程では、上記第1実施形態と同様に、熱可塑性樹脂素材30aを用いた射出成形等により、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化完了と、熱可塑性樹脂部材30の形成とを行う。こうして、本実施形態の熱可塑モールド工程によっても、熱硬化性樹脂部材20および熱可塑性樹脂部材30が形成され、モールドパッケージP3ができあがる。
そして、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様に、熱可塑モールド工程では、表面側を半硬化状態とされた熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との間で化学結合が形成され、強固な界面接合が実現される。そのため、本実施形態によっても、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との密着性の向上を図ることができ、ひいては、これら両部材間の剥離を防止することができる。
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態は、上記第3実施形態と同様、熱硬化モールド工程をトランスファー成形で行うものとしたところが、主として上記第1実施形態と相違するものである。ここで、本実施形態では、熱硬化モールド工程を上記第3実施形態とは一部変更しており、この変更点を中心に述べることとする。
まず、本実施形態のモールドパッケージP4ついて、図8を参照して述べる。このモールドパッケージP4は、上記第3実施形態のパッケージP3と同様の構成とされている。すなわち、被封止部品10と、熱硬化性樹脂部材20と、熱可塑性樹脂部材30と、を備え、熱硬化性樹脂部材20は、第1の部材21と第2の部材22と、を備えるフルモールド構成とされている。
次に、図9を参照して、本実施形態のモールドパッケージP4の製造方法について述べる。まず、上記同様、被封止部品10を用意する(被封止部品用意工程)。
次に、図9(a)、(b)に示されるように、トランスファーモールド法を用いて熱硬化モールド工程を行う。上記第3実施形態では、熱硬化モールド工程は、2回のトランスファー成形を行うものであったが、本実施形態は1回のトランスファー成形で済むようにしたものである。
ここで、本実施形態の熱硬化モールド工程では、トランスファー成形用の金型400を用いたトランスファー成形を行う。そして、熱硬化性樹脂部材20の原料としては、金型400に注入可能な流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bと、半硬化状態でフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cと、を用いる。
そして、本実施形態の熱硬化モールド工程では、図9(a)に示されるように、金型400の内面に離型用フィルム40を貼り付け、さらに予めフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cを貼り付けておく。
そして、図9(b)に示されるように、この金型400内に、被封止部品10を設置した状態で、流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bを注入する。こうすることにより、被封止部品10を流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bで被覆しつつ、この第1の熱硬化性樹脂素材21bの表面をフィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材22cで被覆した状態が形成される。
この状態で、金型400内の温度を上記同様、第1の硬化温度T1以上且つ第2の硬化温度T2未満の温度に維持して樹脂素材の加熱を行う。この加熱により、流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材21bは硬化完了し、フィルム状の熱硬化性樹脂素材22cは半硬化状態を維持する。
そのため、この加熱の完了により、図9(c)に示されるように、第1の部材21と、その表面に配置された半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bとを備える成形体ができあがる。そして、この成形体を、金型400より取り外す。ここまでが、本実施形態の熱硬化モールド工程である。
次に、図9(d)に示される熱可塑モールド工程を行う。この工程は、上記第3実施形態と同様に行う。こうして、本実施形態の熱可塑モールド工程によっても、熱硬化性樹脂部材20および熱可塑性樹脂部材30が形成され、モールドパッケージP4ができあがる。
そして、本実施形態によっても、上記第3実施形態と同様に、熱可塑モールド工程では、表面側を半硬化状態とされた熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との間で化学結合が形成され、強固な界面接合が実現される。そのため、本実施形態によっても、熱硬化性樹脂部材20と熱可塑性樹脂部材30との密着性の向上を図ることができ、ひいては、これら両部材間の剥離を防止することができる。
ここで、上記第2〜第4の各実施形態においても、上記第1実施形態と同様、半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材22bの硬化完了を容易にするために、熱可塑モールド工程は、熱硬化モールド工程よりも高い温度で行うことが望ましい。
(他の実施形態)
なお、被封止部品10としては、上記した基板11に電子部品12を実装したものに限定されるものではない。被封止部品10としては、熱硬化性樹脂部材20で封止されるものならばよく、たとえば基板11単体でもよいし、電子部品12単体でもよいし、その他、各種の部品等が挙げられる。
また、上記各実施形態に示したように、熱硬化モールド工程に用いる第1の熱硬化性樹脂素材は、符号21aで示す顆粒状のもの、符号21bで示す金型注入可能な流動状態のもの、符号21cで示す半硬化状態のものであった。一方、熱硬化モールド工程に用いる第2の熱硬化性樹脂素材は、符号22aで示す顆粒状のもの、符号22cで示す半硬化状態でフィルム状のもの、符号22dで示す金型注入可能な流動状態のものであった。
つまり、これら第1の熱硬化性樹脂素材21a〜21cおよび第2の熱硬化性樹脂素材22a、22c、22dは、最終的な硬化完了した熱硬化性樹脂ではなく、硬化完了前の状態の熱硬化性樹脂である。そして、上記各実施形態では、これら各状態のものを適宜組み合わせて、コンプレッション成形やトランスファー成形を用いて、熱硬化モールド工程を行い、第1の熱硬化性樹脂素材を硬化完了させつつ第2の熱硬化性樹脂素材を半硬化状態とした。
ここで、熱硬化モールド工程が適切に行えるならば、これら第1の熱硬化性樹脂素材21a〜21cおよび第2の熱硬化性樹脂素材22a、22c、22dの各状態の組み合わせについて、上記実施形態以外の組み合わせを用いてもよい。
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
10 被封止部品
20 熱硬化性樹脂部材
21 熱硬化性樹脂部材の第1の部材
21a 顆粒状の第1の熱硬化性樹脂素材
21b 流動状態の第1の熱硬化性樹脂素材
21c 半硬化状態の第1の熱硬化性樹脂素材
22 熱硬化性樹脂部材の第2の部材
22a 顆粒状の第2の熱硬化性樹脂素材
22b 半硬化状態の第2の熱硬化性樹脂素材
22c フィルム状の第2の熱硬化性樹脂素材
30 熱可塑性樹脂部材
30a 熱可塑性樹脂素材

Claims (5)

  1. 基板(11)上に電子部品(12)を有する被封止部品(10)と、前記被封止部品を封止する熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材(20)と、前記熱硬化性樹脂部材の表面を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材(30)と、を備えるモールドパッケージの製造方法であって、
    前記被封止部品を用意する用意工程と、
    前記熱硬化性樹脂部材の原料として、第1の硬化温度T1を有する第1の熱硬化性樹脂(21a、21b、21c)、および、第1の硬化温度T1よりも高い硬化温度T2を有する第2の熱硬化性樹脂(22a、22c、22d)を用い、
    前記被封止部品を前記第1の熱硬化性樹脂で被覆しつつ、前記第1の熱硬化性樹脂の表面を前記第2の熱硬化性樹脂で被覆した状態で、前記第1の硬化温度T1以上且つ前記第2の硬化温度T2未満の温度で加熱することにより、前記第1の熱硬化性樹脂を硬化完了させつつ前記第2の熱硬化性樹脂を半硬化状態とする熱硬化モールド工程と、
    前記熱可塑性樹脂部材の原料としての熱可塑性樹脂素材(30a)にて、前記半硬化状態の前記第2の熱硬化性樹脂(22b)の表面を被覆した状態で、加熱することにより、前記半硬化状態の前記第2の熱硬化性樹脂の硬化を完了させつつ前記熱可塑性樹脂部材を形成する熱可塑モールド工程と、を備えることを特徴とするモールドパッケージの製造方法。
  2. 前記熱硬化モールド工程では、コンプレッション成形用の金型(100)内にて、前記被封止部品を顆粒状の前記第1の熱硬化性樹脂(21a)で被覆しつつ、顆粒状の前記第1の熱硬化性樹脂の表面を顆粒状もしくは半硬化状態でフィルム状の前記第2の熱硬化性樹脂(22a、22c)で被覆した状態として、コンプレッション成形により前記加熱を行うことにより、
    前記第1の熱硬化性樹脂を硬化完了させつつ前記第2の熱硬化性樹脂を半硬化状態とすることを特徴とする請求項1に記載のモールドパッケージの製造方法。
  3. 前記熱硬化モールド工程では、第1の金型(200)を用いてトランスファー成形を行うことにより前記被封止部品を半硬化状態とされた前記第1の熱硬化性樹脂(21c)で被覆し、
    続いて、第2の金型(300)を用いてトランスファー成形を行うことにより更に前記半硬化状態の前記第1の熱硬化性樹脂の表面を前記第2の熱硬化性樹脂(22d)で被覆した状態とし、
    この状態で、前記第2の金型内にて、前記加熱を行うことにより、前記第1の熱硬化性樹脂を硬化完了させつつ前記第2の熱硬化性樹脂を半硬化状態とすることを特徴とする請求項1に記載のモールドパッケージの製造方法。
  4. 前記熱硬化モールド工程では、金型(400)の内面に半硬化状態でフィルム状の前記第2の熱硬化性樹脂(22c)を貼り付けて、前記第1の熱硬化性樹脂によるトランスファー成形を行うことにより、前記被封止部品を前記第1の熱硬化性樹脂(21b)で被覆しつつ、当該第1の熱硬化性樹脂の表面を当該フィルム状の前記第2の熱硬化性樹脂で被覆した状態とし、
    この状態で、前記金型内にて、前記加熱を行うことにより、前記第1の熱硬化性樹脂を硬化完了させつつ前記第2の熱硬化性樹脂を半硬化状態とすることを特徴とする請求項1に記載のモールドパッケージの製造方法。
  5. 前記熱可塑モールド工程は、前記熱硬化モールド工程よりも高い温度で行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のモールドパッケージの製造方法。
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