JPH01234217A - 樹脂封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回路基板上に設けられたＩＣ等の電子部品を熱
硬化性樹脂や樹脂封止する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ＣＰＵ、メモリチップ等のＩＣチップな装備した
ＩＣカードの開発が急速に進歩している。

このＩＣカードは、従来の磁気カードに比べてその記憶
！量が大きいので、銀行の預金通帳やクレジットカード
の代りに利用しようと考えられている。

従来のＩＣカード及びＩＣカードに収納されるＩＣモジ
ュールを第５図〜第１１図を用いて説明する。第５図は
従来のＩＣカードの外観斜視図、第６図は第５図のＡ−
Ａ断面図、第７図はＩＣカードのカード基体を示す外観
斜視図、第８図は従来のＩＣＣチップ樹脂正正方法工程
を示す断面図、第９図は従来のＩｄモジュールを示す外
観斜視図、第１０図は従来の他のＩＣモジュールを示す
外観斜視図、第１１図は第１０図のＩＣモジエールをＩ
Ｃカードに収納した状態を示す断面図である。

図において、ＩＣカード６０は表面に複数のデータ入出
力端子３３ａが設けられており、全体の形状は第７図に
示したプラスチック製のカード基体６１で決められてい
る。第６図に示すごと（。

このカード基体３１には、封止凹部３１ａ及び基板凹部
３１Ｃが形成されており、この封止凹部３１ａ及び基板
凹部３１Ｃ内にはＣＰＵ、メモリチップ等のＩＣチップ
３３ｂを回路基板３３にボンディングし、ＩＣチップ３
３ｂに樹脂による封止部３４を形成したＩＣＣモジ−ル
３２が収納固定される。

ＩＣカード６０は、カード基体６１の封止凹部３１ａ及
び基板凹部３１Ｃ内にＩＣ’モジュール３２を収納固定
した後、カード基体３１の両面にオーバーシート６５を
覆って構成される。又第６図に示す各素子の関係はＩＣ
モジュール３２は、封止部６４の上面が封止凹部３１ａ
の底面に当接して厚味が規制され、又回路基板６６の外
周が基板凹部３１Ｃの内周に係合して平面位置が規制さ
れている。

一般にＩＣカード３０は厚さが約０．８朋であり。

携帯時や使用時に受ける外力によって破壊されないよう
にするため、ある程度の曲げに耐える柔軟性が必要であ
る。そのため、カード基体３１の柔軟性はもちろん必要
であるとともに、ＩＣモジエール６２は、曲げによって
ＩＣチップ３３ｂの割れやボンディングワイヤーの断線
等が生じない様に、剛性が高く、又耐湿性にすぐれた樹
脂で封止する必要がある。しかも上記の如く薄いカード
基体６１の封止凹部３１ａの底面に封止部６４の上面が
当接して厚味が規制、されるので、封止部６４は、厚味
のバラツキが生じないように外形状を管理しなければな
らない。従って、従来から多用しているＩＣチップ上に
溶融樹脂を滴下させるポツティング封正方法では、封止
部３４の厚味にバラツキが生じ易いので、ＩＣモジュー
ル６２の封止部３４は、形状精度が良く、かつ剛性の高
い熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールド方法で
形成するのが最適であった。

第８図に基づいて従来のトランスファーモールドによる
ＩＣチップの樹脂封止方法を説明する。

第８図に於いて、３６は下金型であり、その上面にはＩ
Ｃチップ３３ｂをボンディングした回路基板３３が載置
される。３７はキャビティー３７ａが形成された上金型
であり、上金型３７はキャビティー３７ａがＩＣチップ
３３ｂの上面を覆うように下金型３６上に固定される。

上金型３７にはゲート溝３９ａとランナー溝４０ａが形
成されており、この上金型３７と下金型３６の合せ面及
び上金型６７と回路基板６６の合せ面には、樹脂３８を
キャビティー３７８に導（ランナー４０及びゲート３９
が構成され、いわゆるサイドゲート方式のトランスファ
ーモールド方法になる。

封止部３４を形成するには、加熱、溶融した樹＠６８を
プランジャー４１でランナー４０へ注入し、ゲート６９
を通った樹脂６８をキャビティー３７ａ内に充填するこ
とによって形成される。樹＠３８が硬化したら上金型６
７を外して封止部３４が形成されたＩＣモジュール３２
を取出すが。

前述した如（上金型６７と回路基板６６の合わせ面にゲ
ート３９が構成されるため、ＩＣモジュール３２の回路
基板６３上には、第９図に示す如（封止部３４につなが
ってゲート残り３４ａが形成されてしまう。このゲート
残り３４ａは回路基板３３の面３３Ｃとの接着性が高い
ので、１点鎖線で示すゲート残り３４′ａを折取る時に
、その力がゲート残り３４ａに及び回路基板６６０面３
３Ｇを剥離してしまい、場合によっては回路パターンま
でも切断してしまうという問題があった。更に従来のＩ
Ｃモジュール３２の回路基板３６上には、ゲート残り３
４ａが残ってしまうので、第７図に示す如（カード基体
６１の塞板凹部３１Ｃ内にさらに、ゲート残り６４ａを
収納するための溝部３１ｂを形成する必要がある。

しかし前述した如（カード基体６１はプラスチック製で
あるため、封止凹部３１ａ、溝部３１ｂ及び基板凹部３
１Ｃはカード基体３１を射出成形によって作る時に同時
に成形されるが、射出成形によってカード基体６１に封
止凹部３１ａ、溝部３１ｂ及び基板凹部３１Ｃを同時に
成形しようとすると、射出成形型の中を流れるプラスチ
ックは、第７図に示すように溝部３１ｂをさげて矢印Ｂ
。

Ｃの様に回り込んで流れるため、それぞれのプラスチッ
クの流れが破線りの位置で不完全接合する結果となる。

前述した通りＩＣカード３０は、曲げに耐え得る柔軟性
を必要としているが、カード基体６１の一部に上記の様
なプラスチックの不完全接合部りが生じると、少しの曲
げでも不完全接合部りから亀裂が発生してしまい、カー
ド基体３１が割れてしまう問題があった。そこでカード
基体６１に溝部３１ｂを形成しな（ても良いようにする
ため、ＩＣモジュール３２０回路基板６３上にゲート残
り３４ａを形成しないでＩＣチップ３３ｂを封止できる
トランスファーモールド方法が望まれていた。

しかるに前記従来の樹脂封止方法の持つ欠点を解決する
樹脂封止方法が、特公昭６１−４６０４９号公報に提案
されている。

この樹脂封止方法は、上金型と下金型の間に、樹脂封止
が施される電子部品が搭載された回路基板と、樹脂封止
位置や形状を決めるキャビティーが設けられたキャビテ
ィープレートを介在させ、このキャビティープレートと
の合せ面になる下金型の上面に設けたランナー溝及びゲ
ート溝を通してキャビティー内に封止樹脂を充填する、
いわゆるサイドゲート方式のトランスファーモールド方
法である。尚、ゲート溝はキャビティーの上部開口部側
に位置するように構成されている。

この樹脂封止方法によれば封止樹脂が導かれるゲート溝
が、キャビティープレートによって回路基板３３上から
封止部３４の上部へ移行されるため、第１０図に一点鎖
線で示す如（回路基板３３上のゲート残り３４ａは存在
せず、第９図に示す従来例の問題点は解消される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記の樹脂封止方法では、キャビティー内
へ封止樹脂が充填される時、ゲート溝がキャビティーの
上部開口部側、即ち封止部６４の上端面に位置するよう
に構成されているので、第１０図に示す様にゲート残り
３４ｂが封止部６４の上端面に突出してしまう。従って
このゲート残り３４ｂが付いたままのＩＣモジエール３
２をカード基体４６の凹部４３ａ内に収納しようとする
と、第１１図に示すようにゲート残り３４ｂが凹部４３
ａの底面に肖接して封止部３４の上面と凹部４３ａの底
面の間にスキ間が生じ％−Ｉ　Ｃモジュール３２０部分
でカードの厚味が規格より厚くなってしまう問題があっ
た。そのため、封止部３４を形成した後ゲート残り３４
ｂをヤスリによって取除く面倒な作業が必要になるとい
う信頼性上の問題がある。

更に前述の樹脂封止方法によれば、下記の如（金型のメ
ンテナンス上の問題もある。即ち、封止部３４の剛性を
高めるため、封止樹脂にガラス繊維を混合したものを使
用する場合が多い。この場合、細（なっているゲート溝
がガラス繊維によって激しく摩滅してしまい、一定期間
ごとにゲート溝を設けた部材を交換する必要があるが、
上記の樹脂封止方法によれば、ゲート溝が下金型に形成
されており、前記ゲット溝の摩滅時に高価な下金型をそ
っくり交換しなければならなかったので、金型の費用が
高くついてしまう問題があった。

そこでゲート溝の摩滅対策として、摩滅の激しいゲート
溝を設けた金型の一部分のみを交換可能な構造にした樹
脂成形方法が種々利用されており、たとえば特開昭６２
−１３３１２号公報に記載されている。

この樹脂成形方法では、樹脂を注入するための孔が設け
られたスプルを交換可能なプツシ具で構成し、このスプ
ルプツシ２を固定側入子に設け、固定側入子と可動側入
子の合わせ面に形成されるキャビティーとスプルブツシ
ュの孔を連通゛させることにより、射出シリンダからス
プルブツシュの孔に溶融樹脂を射出させて、キャビティ
ー内に樹脂を充填するいわしゆるピンゲート方式の樹脂
成形方法である。キャビティー内への樹脂充填が完了し
、樹脂が硬化したら、成形品とスプルブツシュ内の硬化
樹脂を取除いて再度樹脂成形が行なわれる。

この樹脂成形方法では、一番摩滅の激しい樹脂注入孔で
あるスプルを交換可能なブツシュで構成しているので、
摩滅が激しい時はスプルプツシ−のみを簡単に交換する
ことができる。

しかしながらこの樹脂成形方法、では、使用する樹脂が
熱可塑性樹脂の場合と、熱硬化性樹脂の場合とで次の様
な違いが生じる。

即ち、熱可塑性樹脂は、熱収縮率が大きいので金型との
離型が良（、又硬化しても靭性があるので、スプルブツ
シュの孔の中で硬化した樹脂でも容易に孔から引き抜い
て取除くことができる。

これに対し熱硬化性樹脂は、熱収縮が小さいので金型の
表面に食い付き、離型が悪い。しかも硬化するとほとん
ど靭性がないので、スプルブツシュの孔の中から硬化し
た樹脂を引き抜こうとすると、硬化した樹脂がスプルブ
ツシュの孔の中で折れ、樹脂が残ってしまう問題があっ
た。

そのため、熱硬化性樹脂を使用する場合は、このような
ビンゲート方式の樹脂成形方法を利用するのが困難なの
で、前述したサイドゲート方式のトランスファーモール
ド方法を用いるのが一般的であった。

そこで本発明は、上述の各従来技術が有する欠点を解決
し、熱硬化性樹脂による樹脂封止方法において、封止部
の上面にゲート残りが突出しないようにゲートを構成で
き、且つ摩滅の激しいゲート溝を容易に交換することが
できる樹脂封止方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は次のような方法
を成している。即ち、上型と下型との間に樹脂封止が施
される基板とともに、樹脂封止位置や形状を決めるキャ
ビティーが設けられたキャビティープレートを介在させ
てｍｔｔｈを前記キャビティー内に充填する樹脂封止方
法において、前記キャビティープレートにゲート溝を設
けることにより、前記キャビティーの側面にサイドゲー
トを構成し、樹脂を前記サイドゲートな通して前記キャ
ビティー内へ充填することを特徴としている。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図ｔａ）〜ｔｄ）は本発明の樹脂封止方法の工程を示
す断面図、第２図は回路基板上にキャビティープレート
を載せた状態を示す外観斜視図、第３図はＩＣモジュー
ルを示す外観斜視図、第４図はＩＣカードの要部断面図
である。

まず第１図（ａｌに基づいて、本実施例の樹脂封止方法
で使用される各構成部品を説明する。

１は上金型であり、後述するキャビティープレート６が
配置される上金型凹部１ａと、案内穴１ｂと、封止樹脂
が投入される上ボッ）ＩＧが形成されて丸＞本。２は下
金型であり、下ボッ）２ａと、ランナー溝２ｂと、電子
部品１０がボンディングされた回路基板４を配置するた
めの下金型凹部２Ｃが形成されている。又下金型２には
、上金型１、キャビティープレート３、回路基板４を位
置決めするためのガイドビン５が設けられるとともに、
下ボッ）２ａと下金型凹部２Ｃの底面側には、回路基板
４に封止部を形成した後、回路基板４を硬化した封止樹
脂とともに下金型２から取出すためのノックアウトビン
７．８．９が配置されている。６は封止部の位置及び外
形形状を決めるキャビティ６ａが形成されたキャビティ
ープレートであり、第２図に示す如く上面側には、キャ
ビティー３ａに向って先細になるゲート溝６ｂが形成さ
れている。更にキャビティープレート３及び回路基板４
には、それぞれガイドピン５が貫通するガイド穴３ｃ、
４ａが設けられている。

次に本実施例の樹脂封止方法の工程を、第１図［ａ）〜
（ｅ）及び第２図に基づいて説明するとともに、第３図
、第４図に基づいてＩＣモジュール及びＩＣカードへの
ＩＣモジュール収納構造を説明する。

本実施例の樹脂封止方法における各構成部品の上下配置
は、第１図（ａ）に示す通りであり、回路基板４は、電
子部品１０が上面になるよう、下金型２のガイドピン５
をガイド穴４ａに貫通させ、下金型凹部２Ｃに配置する
。次にキャビティープレート６は、ゲート溝６ｂを上面
側に向けた状態でガイド穴６Ｃにガイドピン５を貫通さ
せ、回路基板４上面に配置する。更に上金型１は、回路
基板４及びキャビティープレート３を貫通したガイドピ
ン５に案内穴１ｂを合わせ、キャビティープレート６と
回路基板４を挾み込んで下金型２上に重ねられる。これ
によって第１図（ｂ）に示す様にキャビティープレート
３は上金型凹部１ａに固定され、回路基板４は下金型凹
部２Ｃに固定されるとともに、キャビティープレート３
のゲート溝６ｂと上金型１の間には、キャビティー６ａ
の側面に連結するサイトゲ−十３　ｄが構成され、又下
金型２のランナー溝２ｂと上金型１０間にはランナー２
ｄが構成される。

次に、第１図（ｂ）に示す如（上ボット１Ｃからガラス
繊維を混合した熱硬化性樹脂である封止樹脂１１を入れ
、下ポット２ａにて加熱・溶融する。

そして封止樹脂１１を押込むためのプランジ＋　−１２
を上ポット１Ｃから下ボッ）２ａに下降させることによ
り、封止樹脂１１はランナー２ｄ、サイドゲート３ｄを
通ってキャビティー３ａ内に充填され、電子部品１０の
周囲のみを封止する。

キャビティープレート３のゲート溝６ｂは前述の如（封
止樹脂１１の通過によって摩滅しやすいが、ゲート溝６
ｂが摩滅したときは、キャビティープレート６のみを交
換するだけで良い。

次にキャビティー６ａ内に充填された封止樹脂１１が硬
化し、回路基板４に封止部１３が形成されたら上金型１
が上方に外される。そして第１図（Ｃ）に示す如く、ノ
ックアウトビン７．８．９を上方に突出することにより
、回路基板４は、封止部１３につながって硬化したサイ
トゲ−）３ｄ、ランナー２ｄ、下ボット２ａの封止樹脂
１１とともに下金型凹部２Ｃから取外される。

そして第１図（ｄ）に示す如く、サイドゲート３ｄの部
分を上方又は左右方向に折り曲げれば、封止部１３から
不用な封止樹脂１１を簡単に分離でき。

同時にキャビティープレート６と封止部１３が形成され
た回路基板４も分離できる。更に第３図に示す如く回路
基板４を所定形状にカットすることにより、ＩＣモジュ
ール１７が完成する。前述した如くサイドゲート３ｄは
、キャビティー３ａの側面に連結しているので、第１図
（ｄ）及び第３図に示す如（ゲート残りＩＳａは封止部
１６の側面に突出する。

５Ｅ　成したＩＣモジュール１７は、第４図に示す如く
封止部１６をカード基体４２の凹部４２ａ底面に向けて
収納され、最後にカード基体４２０両面をオーバーシー
ト６５で覆ってＩＣカード４４が完成するが、従来技術
でも述べた如く、ＩＣモジ１−ル１７は、回路基板４の
外周が凹部４２ａに於ける基板凹部４２０ａの内周に係
合して平面位置が規制されるので、封止部１３の側面に
ゲート残り１３ａが突出しても、封止部１６が収納され
る封止凹部４２０ｂの内周を前記封止部１３の外径より
も径太に形成することによって、ゲート残り１３ａを収
納することが可能となる。

〔発明の効果〕

上記のごと（本発明によれば、上金型と下金型の間にゲ
ート溝を形成したキャビティープレートを介在させるこ
とによって回路基板面から離れた位置にサイドゲートを
形成し、該サイドゲートを用いてキャビティー内に熱硬
化性樹脂よりなる封止樹脂を注入する方式であるため、
完成モジュールに於けるゲート残りを回路基板上や、封
止部上面を避けて封止部側面に、形成することが可能と
なり、薄型封止を必要とするＩＣカード等の実装には最
適なモジュールを提供することができる。

又、サイドゲート構造であるため、ゲート部への樹脂づ
まりの心配がなく、さらにゲート溝が摩滅した場合には
従来の高価な金型交換の代りに製作が容易でコストの廉
いキャビティープレートのみの交換で対応出来るため金
型のメンテナンスの面に於いても有利になる等、熱硬化
性樹脂を用いたモジュールの封止方法に於いて犬なる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係り、第１図（ａ）〜（ｄ
）は本、発明の一実施例である慟脂封正方法の工程を示
す要部断ｍ１図、第一図は回路基板にキャビティープレ
ートを取付けた状態を示す外観斜視図、第３図はＩＣ％
′ジュールを示す外観斜視図、第４図はＩＣカードの要
！断面図、第５図は従来のＩＣカードの外観斜視図、第
６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７図は従来のＩＣカー
ドのカード基体を示す外観斜視図、第８図は従来のＩＣ
Ｃチップ樹脂正正方法工程を示す断面図、第９図は従来
のＩＣモジ−−ルを示す外観斜視図、第１０図は従来の
他のＩＣモジュールを示す外観斜視図、第１１図は第１
０図のＩＣモジュールをＩＣカードに収納した状態を示
す断面図である。 １・・・・・・上金型、 ２・・・・・・下金型、 ６・・・・・・キャビティープレート。 ６ａ・・・・・・キャビティー、 ３ｂ・・・・・・ゲート溝、 ６ｄ・・・・・・サイドゲート、 ４・・・・・・回路基板。 １０・・・・・・電子部品。 １１・・・・・・封止Ｗ脂、 １６・・・・・・封止部。 １３ａ・・・・・・ゲート残り。 第１図 （ａ） 第１図 （ｂ） フファー 第１図 り４Ｆビコ 第１図 （ｄ） 第３図 ＩＣ辷シ；−ル ア 篤４図 第５図 第６１ゴ 第７図 窮８図 下　９　図 η ３ｃ 第　１０　８ ア 下°］ｆご・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上金型と下金型との間に樹脂封止が施される基板とと
   もに、樹脂封止位置や形状を決めるキャビティーが設け
   られたキャビティープレートを介在させて樹脂を前記キ
   ャビティー内に充填する樹脂封止方法において、前記キ
   ャビティープレートにゲート溝を設けることにより、前
   記キャビティーの側面にサイドゲートを構成し、樹脂を
   前記サイドゲートを通して前記キャビティー内へ充填す
   ることを特徴とする樹脂封止方法。