JPH06114846A - 電子部品封止体製造用型枠、およびそれを用いた電子部品封止体の製造方法 - Google Patents
電子部品封止体製造用型枠、およびそれを用いた電子部品封止体の製造方法Info
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Abstract
して発光ダイオード、ダイオード、トランジスタ、LS
I素子、IC素子、CCD素子などの集積回路などのエ
レクトロニクス素子や、コンデンサー、抵抗体、コイ
ル、マイクロスイッチ、ディップスイッチなどを封止し
た電子部品封止体の製造において、繰り返し使用しても
変形しにくい型枠を得る。 【構成】 熱可塑性ノルボルネン樹脂を成形して電子部
品封止体製造用型枠1として用いる。
Description
型枠、およびそれを用いた電子部品封止体の製造方法に
関する。
チなどの電子部品は、金属やセラミクス、またはそれら
の組合せであり、空気酸化や水分による変質により機能
を害されることがある。そのため、通常、エポキシ樹脂
などの封止材により、空気や水分などを遮断した封止体
の形態で使用される。
を型枠中に型枠の表面に接触しないように配置し、型枠
内に封止材を注入し、硬化させることにより製造され
る。
め、金属製の型枠を使用するとコスト高となる。そこ
で、一般に、樹脂型、主としてポリメチルペンテンやポ
リフェニルサルファイト製のものが用いられている。し
かし、ポリメチルペンテンは結晶性の樹脂であるため、
この樹脂で製造された型枠は、エポキシ系樹脂を高温で
硬化させる際に熱による残留応力緩和による変形しやす
いという問題があり、成形精度の優れた電子部品封止体
を製造することは困難であり、また、型枠自体も、30
回程度の封止によって寿命とされていた。また、ポリフ
ェニルサルファイトは、脆いため、樹脂のみでは使用が
困難であり、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ等の充
填材を添加し補強して用いているが、充填材を添加する
と、型枠の表面が平滑でなくなり、製造した電子部品封
止体の表面も平滑でなくなるという問題があった。ま
た、ポリメチルペンテン製型枠に比較すると耐久性に優
れているが、それでも、型枠は100回程度の封止によ
って寿命とされていた。
で、長期の使用が可能な電子部品封止体製造用型枠の開
発を目指して鋭意努力の結果、熱可塑性飽和ノルボルネ
ン系樹脂を用いて電子部品封止体製造用型枠を作製する
ことにより、上記目的を達成できることを見いだし、本
発明を完成するに到った。
ば、熱可塑性ノルボルネン樹脂よりなる電子部品封止体
製造用型枠、およびこの型枠に電子部品を配置し、該型
枠に熱硬化性封止材を注入し、硬化させることを特徴と
する電子部品封止体の製造方法が提供される。
用いる熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、特開平3−
14882号や特開平3−122137号、特開平4−
63807号などで公知の樹脂であり、具体的には、ノ
ルボルネン系単量体の開環重合体、その水素添加物、ノ
ルボルネン系単量体の付加型重合体、ノルボルネン系単
量体とオレフィンの付加型重合体などが挙げられる。
平2−227424号、特開平2−276842号など
で公知の単量体であって、例えば、ノルボルネン、その
アルキル、アルキリデン、芳香族置換誘導体およびこれ
ら置換または非置換のオレフィンのハロゲン、水酸基、
エステル基、アルコキシ基、シアノ基、アミド基、イミ
ド基、シリル基等の極性基置換体、例えば、2−ノルボ
ルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、5,5−ジメ
チル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネ
ン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−エチリデン−
2−ノルボルネン、5−メトキシカルボニル−2−ノル
ボルネン、5−シアノ−2−ノルボルネン、5−メチル
−5−メトキシカルボニル−2−ノルボルネン、5−フ
ェニル−2−ノルボルネン、5−フェニル−5−メチル
−2−ノルボルネン、5−ヘキシル−2−ノルボルネ
ン、5−オクチル−2−ノルボルネン、5−オクタデシ
ル2−ノルボルネン等; ノルボルネンに一つ以上のシ
クロペンタジエンが付加した単量体、その上記と同様の
誘導体や置換体、例えば、1,4:5,8−ジメタノ−
1,2,3,4,4a,5,8,8a−2,3−シクロ
ペンタジエノナフタレン、6−メチル−1,4:5,8
−ジメタノ−1,4,4a,5,6,7,8,8a−オ
クタヒドロナフタレン、1,4:5,10:6,9−ト
リメタノ−1,2,3,4,4a,5,5a,6,9,
9a,10,10a−ドデカヒドロ−2,3−シクロペ
ンタジエノアントラセン等; シクロペンタジエンの多
量体である多環構造の単量体、その上記と同様の誘導体
や置換体、例えば、ジシクロペンタジエン、2,3−ジ
ヒドロジシクロペンタジエン等; シクロペンタジエン
とテトラヒドロインデン等との付加物、その上記と同様
の誘導体や置換体、例えば、1,4−メタノ−1,4,
4a,4b,5,8,8a,9a−オクタヒドロフルオ
レン、5,8−メタノ−1,2,3,4,4a,5,
8,8a−オクタヒドロ−2,3−シクロペンタジエノ
ナフタレン等; 等が挙げられる。
量体を重合させる場合には、本発明の効果を実質的に妨
げない範囲において共重合可能な他のシクロオレフィン
類等を併用して、共重合体とすることができる。開環重
合の場合の共重合可能なシクロオレフィンの具体例とし
ては、例えば、シクロペンテン、シクロオクテン、5,
6−ジヒドロジシクロペンタジエンなどのごとき反応性
の二重結合を1個以上有する化合物が例示される。
でよく、また、必要に応じて、公知の方法で、水素添加
することにより、熱可塑性ノルボルネン系水素添加樹脂
として用いてもよい。
ン系樹脂はTgが好ましくは100℃以上、より好まし
くは120℃以上、特に好ましくは130℃以上のもの
である。数平均分子量は、トルエン溶媒によるGPC
(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)法で測
定したポリスチレン換算値で、10,000〜200,
000、好ましくは20,000〜100,000、よ
り好ましくは25,000〜50,000である。数平
均分子量が小さすぎると機械的強度が劣り、大きすぎる
と成形性が悪くなる。
添加する場合、水素添加率は耐熱劣化性、耐光劣化性な
どの観点から、90%以上、好ましくは95%以上、よ
り好ましくは、99%以上とする。
必要に応じて、本発明の目的に応じた範囲で、老化防止
剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤、可撓性付与剤、可塑
剤、粘着付与剤、着色剤、滑剤や、ガラスファイバー、
ガラスビーズ、カーボンブラック、ホワイトカーボン、
炭酸カルシウム、タルク、クレーなどの無機充填剤、そ
の他の添加物を添加してもよい。
用の型枠は熱可塑性ノルボルネン系樹脂を成形して作製
する。成形方法は、特に限定されず、一般には、射出成
形によって製造される。射出成形する際の成形条件も特
に限定されず、熱可塑性ノルボルネン系樹脂の一般的な
成形方法でよい。
子部品封止体製造用の型枠は、電子部品封止体の封止部
分の成形に用いられる型枠であり、通常、一つの型枠
で、複数の封止ができるように、封止材を注入する部分
が複数設けられている。
型枠の一例を示す。この型枠1は封止材注入部2が五つ
一列に並んだ型枠を示すが、列は複数でもよく、一列当
りの封止材注入部の数も限定されない。封止材注入部が
列を成していなくてもよい。
部品およびそれと組み合わされた金属フレームが封止で
きるように、形状、大きさに基づいて決定され、さらに
それに基づいて、封止材注入部の形状、大きさに合わせ
て決められる。型枠1においては、直方体となっている
が、電子部品を封止できる形状、大きさである限り、形
状、大きさは特に限定されない。
発生した封止体を封止終了前に取り除いて、工程を効率
化するなどのために、型枠は透明性を有していることが
好ましい。型枠内の反応の状態を確かめられる程度の透
明性を有するために、光線透過率を好ましくは40%以
上、より好ましくは60%以上、特に好ましくは80%
以上にする。
で、1つの封止材注入部に注入すれば、他の封止材注入
部にも封止材がゆきわたるようにしてもよいが、電子部
品封止体の成形精度が求められる場合、硬化後に、溝や
穴によって生じる突出部分を除く工程が必要となるの
で、そのような溝や穴を設けないことが好ましい。その
場合、それぞれの封止材注入部に独立に封止材を注入し
なければならない。
ては、発光ダイオード、ダイオード、トランジスタ、L
SI素子、IC素子、CCD素子などの集積回路などの
エレクトロニクス素子や、コンデンサー、抵抗体、コイ
ル、マイクロスイッチ、ディップスイッチなどが挙げら
れる。
く、特にエレクトロニクス素子は、金属性のリードフレ
ームに固定して用いられる。このような電子部品には、
リードフレームを通じて、電流が流れたり、電圧がかか
る。
る電子部品の大きさ、形状、機能、使用目的などによっ
て決められる。また、固定する方法は電子部品を変質さ
せず、リードフレームと電子部品を絶縁しない方法であ
れば、特に限定されない。例えば、エポキシ銀ペースト
等のダイボンディングペーストで接着固定すればよい。
10の一例を示す。この金属フレームは5個の発光ダイ
オードが固定できるようになっていて、封止された後、
切断して5個の封止発光ダイオードを得るようになって
いる。
部11に発光ダイオードを固定し、発光ダイオードとリ
ードフレームの金線固定部12を金線でワイヤボンディ
ングして接続する。
明の型枠が使用できる限りにおいて、特に限定されな
い。例えば、フェノール系熱硬化性封止材、キシレン系
熱硬化性封止材、ジアリルフタレート系熱硬化性封止
材、不飽和ポリエステル系熱硬化性封止材、エポキシ系
熱硬化性封止材、アクリル系熱硬化性封止材、フラン系
熱硬化性封止材、アニリン系熱硬化性封止材、ポリウレ
タン系熱硬化性封止材、ポリブタジエン系熱硬化性封止
材、メラミンフェノール系熱硬化性封止材、シリコン系
熱硬化性封止材などが挙げられる。電気特性、機械強
度、耐熱性、成形工程での流れ性、電気部品の封止性の
観点から、エポキシ系熱硬化性封止材が好ましい。
は、特開昭61−188411号などで公知のものであ
って、基本的には、熱硬化性エポキシ化合物、硬化剤か
らなり、必要に応じて、または目的に応じて硬化促進
剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤、表面カップリ
ング剤などを添加したものである。
ず、公知のエポキシ化合物を用いればよい。硬化剤は、
フェノール系などの公知のエポキシ樹脂用硬化剤の他
に、イソシアネート類、その2量体、3量体、マレイミ
ド類、マレイミド類とポリアミンの付加物なども用いる
ことができる。硬化促進剤も公知のものでよく、例えば
フェノール系の硬化剤を用いる場合は、含窒素ヘテロ環
化合物を用いればよい。また、充填剤も特に限定されな
いが、炭酸カルシウム、シリカ、ケイ酸ジルコニウム、
ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、ガラスフ
ァイバー、ガラスビーズなどの無機充填剤を用いること
が好ましい。
に、電子部品が内壁に接触しないように配置し、封止材
を注入し、硬化させて封止する。
する方法は特に限定されない。型枠1を用いて、リード
フレーム10に発光ダイオードを固定して封止する場
合、例えば、図3に示す治具20を用いて、図4のよう
に型枠1、リードフレーム10を封止材注入部の内部空
間に配置すればよい。
り、型枠1を凹部22に挿入することにより、図4のよ
うに固定できる。リードフレーム20の穴13を治具2
0の凸部23に通すことにより、リードフレーム20に
固定された電子部品を型枠1の封止材注入部の空間に、
内壁に接触しないように配置できる。
れない。また、型枠に注入する封止材の量も、電子部品
が封止できる限り、特に限定されない。使用する封止材
の量の削減、硬化時間の短縮、回路基板上などで電子部
品の高密度化のなどの観点からは封止できる限りにおい
て、封止材の層を薄くすることが好ましい。しかし、封
止する目的である空気や水分などを遮断を完全にするた
めには、封止材の層を厚くすることが好ましい。
に塗布しておいたり、封止材に離型剤を配合しておいて
もよいが、一般に、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は
封止材、特に熱硬化性樹脂とは接着しにくいので、容易
に離型できる。離型剤塗布の作業量削減、封止体体への
不純物取り込み防止などの観点からは、離型剤を用いな
いことが好ましい。
の連結部16の下で切断して、封止体を切り放す。
る電子部品封止体とは、電子部品を封止材によって封止
したものであり、電子部品の形状、大きさなどに応じ
て、封止部分の形状が決定する。通常、一端が電子部品
と連結しており、他端が封止部分の外部に出ているリー
ド線により、電子部品に電流が流せるようになってい
る。それ以外は絶縁されている。
れているため、電子部品が空気中の酸素や、水分などと
接触することがない。
らに具体的に説明する。
製、ZEONEX 280、Tg140℃、数平均分子
量約28,000)を90℃で3時間予備乾燥させたも
のを、射出成形機(上型固定、下型可動型、立型射出成
形機さV−30/30型、株式会社山城精機製作所製)
を用いて、シリンダー温度300℃、金型温度100
℃、射出圧力500kgf/cm2の射出条件で射出成
形して、図1に示す電子部品封止体製造用型枠を成形し
た。
41.6mm、高さ20.0mm、封止材注入部2は、
幅4.00mm、長さ5.92mm、深さ10.0m
m、封止材注入部同士、または型枠外との隔壁3の厚さ
は2.0mmである。
ドフレーム(株式会社エノモト製のEME2003−2
を発光ダイオード5個分に切断したもので、図2に示す
形状である)、半導体PN接合子、金線で構成された発
光ダイオードチップ(定格電流20mA)が5つ連続し
たものを作製した。
連結部14は幅3.11mm、固定用の穴13は直径
1.58mmの円形で、中心間で7.62mm毎に設け
られている。また、穴13の各中心から、左右に1.2
7mmの位置を中心として、0.5mmの太さのリード
線15が垂直に下方に伸びている。リード線15は固定
用連結部14から21.53mmの間隔をあけて、幅
1.26mmの連結部16によって連結されている。リ
ード線は連結部16よりさらに下方に伸びており、連結
部16から先端の発光ダイオード固定部11までは1
0.17mm、同じく先端の金線固定部12までは1
0.32mmである。発光ダイオード固定部11は、直
径0.13mmの円板が水平に取り付けられている。こ
の円板部分を除くとリードフレームはの厚さは0.5m
mである。
ドフレーム20を、図3に示す固定治具20に図4に示
すように固定し、水平に保持した。
6.1mm、長さ61.9mm、高さ10.0mmであ
り、その中央に幅6.1mm、長さ41.9mm、深さ
8.0mmの凹部22が設けられている。基盤21に
は、凹部22の左右に円柱24が垂直に立っており、2
本の円柱24の間には、帯状固定具25が固定されてい
る。帯状固定具25には、凸部23がリードフレーム2
0の5つの穴13に合致するように設けられている。図
4に示すように、凹部22に型枠1を固定し、さらに、
凸部23に図2に示すリードフレームの穴13を通し
て、リードフレームを固定すると、発光ダイオードの中
心が、封止材注入部2の中心に位置するようになってい
る。
化シェルエポキシ社製、EP−826)100重量部に
4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸90重量部、2−
エチル−4−メチルイミダゾール1重量部を添加した封
止材を封止材注入部2の縁まで注入して、20時間、1
10℃に保って硬化させ、連続しているリードフレーム
20を連結部16のすぐ下で切断することにより、1つ
の型枠から5個の封止発光ダイオードを得た。
ダイオードを繰り返し得て、中央の封止材注入部2から
得られた封止発光ダイオードの中央部の幅を測定したと
ころ、1回目、30回目、50回目、100回目、15
0回目で、それぞれ、3.96mm、3.98mm、
4.01mm、4.04mm、4.06mmであった。
ン(TPX MX004、三井石油化学株式会社製)を
用い、射出条件をシリンダー温度300℃、金型温度8
0℃、射出圧力250kgf/cm2の射出条件で図1
で示す電子部品封止体製造用型枠を成形した。
光ダイオードを繰り返して得た。中央の熱硬化性組成物
注入部から得られた封止発光ダイオードの中央部の幅を
測したところ、1回目、30回目、50回目、100回
目で、それぞれ、3.95mm、4.12mm、4.2
9mm、4.45mmであった。
ルファイド(フォートロン 1140A1、ポリプラス
チック株式会社製)を用い、予備乾燥条件を140℃、
3時間、射出条件をシリンダー温度310℃、金型温度
150℃、射出圧力500kgf/cm2の射出条件で
図1で示す電子部品封止体製造用型枠を成形した。
品封止体を繰り返して得た。中央の熱硬化性組成物注入
部から得られた封止発光ダイオードの中央部の幅を測定
したところ、1回目、30回目、50回目、100回
目、150回目で、それぞれ、3.95mm、4.06
mm、4.11mm、4.25mm、4.39mmであ
った。
熱硬化性封止材の硬化の際に変形しにくく、従来の型枠
に比較して多くの回数の製造に用いることができる。
例を示す斜視図である。
示す正面図である。
である。
視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 熱可塑性ノルボルネン樹脂よりなる電子
部品封止体製造用型枠。 - 【請求項2】 請求項1記載の型枠に電子部品を配置
し、該型枠に熱硬化性封止材を注入し、硬化させること
を特徴とする電子部品封止体の製造方法。 - 【請求項3】 熱硬化性封止材がエポキシ系熱硬化性組
成物であることを特徴とする電子部品封止体の製造方
法。
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