TW201343368A - 封裝用樹脂片材之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於廉價地製造用以對搭載於基板上之複數個電子零件進行絕緣封裝之封裝用樹脂片材，並抑制氣泡混入於封裝用樹脂片材中。於第1步驟中，將半硬化狀態之樹脂體22配置於由相對向之一對按壓板23、25與設置於外周側之側板24所圍成之空間26內。於第2步驟中，將空間26內抽成真空，將樹脂體22以低於硬化溫度之溫度加熱，並藉由按壓板23、25以0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下之按壓速度進行按壓而使其延伸。藉此，製作封裝用樹脂片材11。

Description

封裝用樹脂片材之製造方法
本發明係關於一種用於對搭載於基板上之複數個電子零件進行絕緣封裝之封裝用樹脂片材之製造方法。
於基板上搭載有複數個電子零件之電子零件模組為了保護電子零件免受濕氣、外部接觸等之影響，而以覆蓋基板及電子零件之方式形成有封裝樹脂層。該封裝樹脂層係藉由在搭載有電子零件之基板上載置半硬化狀態(B階段)之封裝用樹脂片材，並對載置之封裝用樹脂片材進行加熱及按壓而形成。
圖10(A)至圖10(C)係表示使用封裝用樹脂片材205製造電子零件模組200之一般例之圖。如圖10(A)所示，於電路基板201上形成有電路圖案202，於電路圖案202上經由導電性接著劑203而搭載有電子零件204。
如圖10(B)所示，於搭載有電子零件204之電路基板201之上方配置封裝用樹脂片材205。其後，利用兩個平板206夾住電路基板201及封裝用樹脂片材205，並對封裝用樹脂片材205進行加熱、按壓。藉此，電子零件204埋設於封裝用樹脂片材205中，且封裝用樹脂片材205藉由加熱而硬化，成為封裝樹脂層209。
圖10(C)所示者係藉由上述之過程而製作之電子零件模組200，電子零件204及電路基板201係由硬化之封裝樹脂層209覆蓋而封裝。
至此為止係電子零件模組200之製造過程之說明。以下，對電子 零件模組200之製造過程中所使用之封裝用樹脂片材205之製造方法進行說明。
上述封裝用樹脂片材205之製造方法例如記載於專利文獻1(日本專利特開2009-29930號公報)中。根據專利文獻1，利用圖11所示之塗佈裝置101將液狀之樹脂組合物102塗佈於支持膜103之上表面上，將自脫模膜輥104陸續送出之脫模膜105重疊於樹脂組合物102之上表面，並利用按壓輥106按壓樹脂組合物102，藉此製造封裝用樹脂片材205。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-29930號公報
然而，於專利文獻1所記載之封裝用樹脂片材205之製造方法中，由於必需塗佈裝置101、脫模膜輥104、按壓輥106等昂貴之設備，故而有封裝用樹脂片材205之製造成本變高之問題。
又，於如專利文獻1所記載般在支持膜103之上表面塗佈液狀之樹脂組合物102之方法中，由於液狀之樹脂組合物102濡濕擴散，故而難以製造厚度較大之封裝用樹脂片材205。
進而，於如專利文獻1所記載般在支持膜103之上表面塗佈液狀之樹脂組合物102並重疊脫模膜105之製造方法中，有於塗佈時在樹脂組合物102之內部夾帶氣泡，並將該氣泡封入支持膜103與脫模膜105之間的情況。就耐濕性、外部遮斷性之觀點而言，較理想為電子零件模組200之封裝樹脂層209中未混入氣泡。為此，較理想為於電子零件模組200之製造過程中所使用封裝用樹脂片材205中氣泡之混入亦較少，但利用專利文獻1所記載之製造方法有氣泡殘留於樹脂組合物102 之內部之情況。
本發明所欲解決之課題在於減少與上述封裝用樹脂片材205之製造方法有關之問題。
本發明係一種封裝用樹脂片材之製造方法，其係用以對搭載於基板上之複數個電子零件進行絕緣封裝之封裝用樹脂片材之製造方法，且包括如下步驟：樹脂體配置步驟，其將成為封裝用樹脂片材之材料之半硬化狀態之樹脂體配置於由相對向之一對按壓板與設置於按壓板之外周側之側板所圍成之空間內；及延伸步驟，其將所圍成之空間內抽成真空，並以低於樹脂體之硬化溫度之溫度加熱樹脂體，且藉由按壓板以0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下之按壓速度對樹脂體進行按壓而使其延伸。
較佳為於樹脂體配置步驟中，在樹脂體與按壓板之間插入經實施脫模處理之保護膜，且於延伸步驟中，對樹脂體進行按壓而使其於保護膜上延伸。
或者較佳為對按壓板實施有脫模處理，且於延伸步驟中，對樹脂體進行按壓而使其於按壓板之面方向上延伸。
根據本發明，可無需昂貴之設備而廉價地製造膜厚較大之封裝用樹脂片材。又，可抑制封裝用樹脂片材之內部之氣泡之殘留。
11、205‧‧‧封裝用樹脂片材
12‧‧‧保護膜
20‧‧‧模具
21‧‧‧液狀樹脂
22‧‧‧樹脂體
23、25‧‧‧按壓板
24‧‧‧側板
26‧‧‧空間
30‧‧‧按壓裝置
31‧‧‧受壓板
32‧‧‧加壓板
33‧‧‧加熱器
34‧‧‧加壓伺服機構
35‧‧‧基座板
36‧‧‧頂板
37‧‧‧支柱
38‧‧‧真空機構
101‧‧‧塗佈裝置
102‧‧‧樹脂組合物
103‧‧‧支持膜
104‧‧‧脫模膜輥
105‧‧‧脫模膜
106‧‧‧按壓輥
200‧‧‧電子零件模組
201‧‧‧電路基板
202‧‧‧電路圖案
203‧‧‧導電性接著劑
204‧‧‧電子零件
206‧‧‧平板
209‧‧‧封裝樹脂層
b‧‧‧氣泡
e‧‧‧箭頭
w‧‧‧旋渦
圖1係自正面觀察封裝用樹脂片材11之剖面圖。
圖2(A)-(E)係依序表示本發明之第1實施形態之封裝用樹脂片材11之製造步驟之圖。
圖3係圖2(C)中所表示之步驟中之按壓裝置30之概略圖。
圖4係表示按壓時之按壓速度與封裝用樹脂片材11中確認到之氣 泡數之關係之圖。
圖5(A)-(E)係改變按壓板時之按壓速度之情形之封裝用樹脂片材11之表面之照片。
圖6(A)、(B)係說明延伸樹脂體22時之樹脂體22之外周附近之情況之圖。
圖7係表示封裝用樹脂片材11之樹脂黏度與厚度不均之關係之圖。
圖8係表示封裝用樹脂片材11之溫度與黏度之關係之圖。
圖9(A)-(E)係依序表示本發明之第2實施形態之封裝用樹脂片材11之製造步驟之圖。
圖10(A)-(C)係表示使用封裝用樹脂片材205製造電子零件模組200之一般例之圖。
圖11係表示先前技術中之封裝用樹脂片材205之製造方法之圖。
[第1實施形態]
於在基板上搭載有複數個電子零件之電子零件模組中，為了對電子零件進行絕緣封裝而使用封裝用樹脂片材。如圖1所示，封裝用樹脂片材11呈平板形狀，厚度為0.1 mm~3.5 mm。封裝用樹脂片材11之材料為絕緣樹脂(例如環氧樹脂)，為了提高機械強度而於絕緣樹脂中含有例如二氧化矽或氧化鋁作為填料。
為了保護封裝用樹脂片材11之表面而於封裝用樹脂片材11之兩個主面安裝有保護膜12。保護膜12之材料例如為PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)、PTFE(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)等。於保護膜12之表面實施有利用聚矽氧樹脂等之脫模處理，於在電子零件模組之製造過程中使用封裝用樹脂片材11之情形時，係剝離保護膜12而使用。
參照圖2(A)至圖2(E)及圖3，對封裝用樹脂片材11之製造方法進行說明。
如圖2(A)所示，準備有底之圓筒形之模具20，將液狀樹脂21倒入模具20中，利用熱處理使其成為半硬化狀態而製作樹脂體22。
樹脂體22係含有填料之絕緣樹脂，且係成為封裝用樹脂片材11之材料者。所謂半硬化狀態係指硬化反應之中間階段之狀態，亦稱為B階段。為了使液狀樹脂21成為半硬化狀態，於環氧樹脂之情形時，藉由40℃~160℃之溫度於烘箱中進行5分鐘~120分鐘加熱處理。
樹脂體22可使用在溫度60℃下為120 Pa．s~1800 Pa．s之黏度者。此時之黏度係使用TA Instruments公司製造之AR550於工具尺寸 8 mm、測定厚度550 μm、頻率1 Hz、應變0.1%之條件下測定之值。
如圖2(B)所示，準備用以將封裝用樹脂片材11成形之下側之按壓板23，於按壓板23之主面之外周側配置側板24。側板24可為殼體，亦可以形成環狀之方式配置複數個板材。同時，於按壓板23之主面且由側板24圍成之區域內配置保護膜12，進而將圖2(A)之步驟中製作之樹脂體22配置於保護膜12上之中央。
按壓板23、側板24只要為即便按壓亦可維持形狀之材質即可，例如可使用不鏽鋼或鋁。側板24係用以決定成形之封裝用樹脂片材11之厚度之構件，亦考慮保護膜12之厚度而設定。於保護膜12之厚度為0.05 mm之情形時，亦可採用側板24之厚度為0.2 mm~3.6 mm之範圍內者。
如圖2(C)所示，以與圖2(B)之步驟中配置之保護膜12及按壓板23相對向之方式，於樹脂體22之上方依序配置另一保護膜12及上側之按壓板25。藉此，成為樹脂體22配置於由相對向之一對按壓板23、25與設置於側方之側板24所圍成之空間26內之狀態。
此處，對封裝用樹脂片材11之製造步驟中所使用之按壓裝置進行 說明。圖3係圖2(C)中所示之步驟中之按壓裝置30之概略圖。如圖3所示，樹脂體22及保護膜12係配置於由一對按壓板23、25與設置於側方之側板24所圍之空間26內。於該狀態下藉由按壓裝置30使空間26內減壓而對樹脂體22進行加熱、按壓。
於按壓板25之上側設置有加壓板32，於按壓板23之下側設置有受壓板31。加壓板32及受壓板31中分別內置有加熱器33。藉由該加熱器33而經由按壓板23、25加熱樹脂體22。
又，以包圍加壓板32及受壓板31之方式設置真空機構38。真空機構38係藉由未圖示之真空源而抽成真空。於側板24上在水平方向開有未圖示之貫通孔，通過該貫通孔，空間26內亦被抽成真空而成為減壓狀態。
於加壓板32之上側連接有加壓伺服機構34之驅動軸。藉由使加壓伺服機構34之驅動軸下降而按壓加壓板32及按壓板25，結果樹脂體22受到按壓。再者，加壓伺服機構34係設置於頂板36之中央，頂板36係固定於立於下方之基座35之支柱37上。
此處再次參照圖2對封裝用樹脂片材11之製造方法進行說明。使用上述按壓裝置30，如圖2(D)所示，使一對按壓板23、25於相互靠近之方向上移動。藉此，位於按壓板23、25之間之樹脂體22沿保護膜12之面方向延伸而使封裝用樹脂片材11成形。
樹脂體22延伸時之加熱溫度為低於樹脂體22之硬化溫度之溫度(例如40℃~160℃)。由一對按壓板23、25與側板24圍成之空間26內之由減壓所形成之壓力為5000 Pa以下。由按壓板23、25產生之按壓速度為0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下。於下文敍述將按壓速度設定於該範圍內之原因。
藉由圖2(D)中所示之步驟之樹脂體22之延伸，底面積706.5 mm2~1962.5 mm2、高度5 mm~30 mm之樹脂體22成形為面積16900 mm2、厚度0.1 mm~3.5 mm之封裝用樹脂片材11。第1實施形態較佳為應用於該範圍內。
圖2(D)中所示之步驟後，解除由按壓板23、25產生之按壓力，並且將按壓板23、25及側板24所圍成之空間26進行大氣開放。藉此，製作如圖2(E)所示之雙面附有保護膜12之封裝用樹脂片材11。
於圖2(D)之步驟中，將樹脂體22一面加熱一面延伸，其加熱溫度為低於樹脂體22之硬化溫度之溫度，成形之封裝用樹脂片材11亦保持半硬化狀態。因此，於使用封裝用樹脂片材11之電子零件模組200之製造過程(參照圖8)中，可將電子零件埋設於封裝用樹脂片材11中並進行封裝。
樹脂體22雖然多少會於夾帶氣泡之狀態下延伸，但由於此時空間26內被抽成真空，故而可使向外散出之力作用於夾帶之氣泡而有效地去除氣泡。
樹脂體22延伸時之由按壓板23、25產生之按壓速度為0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下。該按壓速度係藉由加壓伺服機構34而正確地設定。藉由將按壓速度設定為該範圍內，可減少殘留於封裝用樹脂片材11中之氣泡。
圖4係表示按壓板23、25對樹脂體22之相對按壓速度與封裝用樹脂片材11中確認到之氣泡數之關係之圖。封裝用樹脂片材11大致係藉由上述製造方法而製作。氣泡係藉由將製作後之封裝用樹脂片材11置於加熱減壓環境下(例如溫度100℃、壓力200 Pa)使氣泡表面化而測定。氣泡數係存在於100 mm2封裝用樹脂片材11中之直徑0.1 mm以上之大小之氣泡數。樣品數n=10。如圖4所示，於按壓速度為0.09 mm/秒以上之情形時，氣泡數平均為4個以上，與此相對，於按壓速度為0.06 mm/秒以下之情形時，氣泡穩定變少。
圖5(A)至圖5(E)係表示改變按壓速度之情形之封裝用樹脂片材11 之表面之照片。各照片之面積為10000 mm2。照片係將製作後之封裝用樹脂片材11置於加熱減壓環境下(例如溫度100℃、壓力200 Pa)並使氣泡表面化之圖。於按壓速度為0.45 mm/秒、0.225 mm/秒之情形時，於表面可視認大量之氣泡，於按壓速度為0.06 mm/秒、0.009 mm/秒、0.0004 mm/秒之情形時，氣泡數減少。
根據該等情況可知，若將由按壓板23、25產生之按壓速度設定於0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下之範圍內，則可減少殘留於封裝用樹脂片材11中之氣泡數。再者，作為按壓速度之下限值之0.004 mm/秒係設定為加壓伺服機構34可穩定地輸出按壓力之按壓速度。
參照圖6，說明樹脂體22延伸時之樹脂體22之外周附近之情況。圖6(A)係表示按壓速度為0.45 mm/秒之情形之圖，圖6(B)係表示按壓速度為0.06 mm/秒之情形之圖。
如圖6(A)及圖6(B)所示，於樹脂體22在箭頭e方向上延伸時，在位於保護膜12之界面附近之樹脂體22之內部產生旋渦w。圖6(A)中，由於按壓速度較大，故而未於樹脂體22之外周而於稍靠內產生旋渦w。因此，樹脂體22之外周附近之氣體夾帶於旋渦w中而成為氣泡b，氣泡b殘留於樹脂體22之內部。與此相對，於圖6(B)中，由於按壓速度較小，故而於樹脂體22之外周產生旋渦w。因此，於樹脂體22之外周附近被夾帶之氣泡b藉由樹脂體22於箭頭e方向之擴散及伴隨於此之旋渦w之移動而被引導至樹脂體22之外周前端。藉由真空機構38(參照圖3)之抽真空而使被引導至外周前端之氣泡b之排出至外部之力起作用，可抑制樹脂體22之內部之氣泡b之殘留。
又，第1實施形態中所使用之保護膜12之表面上實施有脫模處理。由於藉由實施脫模處理而具有降低保護膜12之表面之摩擦力之效果，故而樹脂體22延伸時之滑動性變良好，可減少夾帶氣泡b。進而，保護膜12可於每次製造封裝用樹脂片材11時進行更換，故而無需 考慮脫模處理之劣化，可良好地再現樹脂體22延伸時之滑動狀態。
又，根據第1實施形態，由於只要準備按壓裝置30及特定之模具20即可，故而可不使用昂貴之設備而製造封裝用樹脂片材11。又，若使用按壓裝置30，則可藉由側板24之設定而製造膜厚相對較大之封裝用樹脂片材11。
製造之封裝用樹脂片材11較佳於溫度60℃下為120Pa．s~1800 Pa．s之黏度。此時之黏度係使用TA Instruments公司製造之AR550於工具尺寸 8 mm、測定厚度550 μm、頻率1 Hz、應變0.1%之條件下測定之值。封裝用樹脂片材11之厚度係於封裝用樹脂片材11之兩個主面附有保護膜12之狀態下自其上利用反射型之雷射位移計測定之值。圖7係表示封裝用樹脂片材11之樹脂黏度與厚度不均之關係之圖，封裝用樹脂片材11之樹脂黏度為120 Pa．s~1800 Pa．s時，封裝用樹脂片材11之厚度不均為10 μm以下，與此相對，樹脂黏度為100 Pa．s時，厚度不均為15 μm以上，樹脂黏度為6000 Pa．s時之厚度不均甚至有20 μm以上。再者，封裝用樹脂片材11之厚度不均係3σ之數值，樣品數n=20。
又，圖8係表示封裝用樹脂片材11之溫度與黏度之關係之一例之圖。如圖8所示，若溫度變高，則黏度有降低之傾向，於溫度為60℃時黏度為1800 Pa．s，而於溫度為120℃時黏度為20 Pa．s。藉由提昇溫度而將樹脂之黏度降低至20 Pa．s，可使封裝用樹脂片材11於硬化前流動化而將樹脂材料填充至電子零件與基板之間。
[第2實施形態]
參照圖9(A)至圖9(E)，對第2實施形態之封裝用樹脂片材11之製造方法進行說明。第2實施形態係不使用保護膜12(參照圖2)而直接於按壓板23、25之間製造封裝用樹脂片材11之方法。再者，對與第1實施形態共通之構成、製造條件省略詳細之說明。又，按壓過程中所使 用之按壓裝置30與第1實施形態相同故省略說明。
如圖9(A)所示，準備有底之圓筒形之模具20，將液狀樹脂21倒入模具20中，利用熱處理使其成為半硬化狀態而製作樹脂體22。
如圖9(B)所示，準備用以將封裝用樹脂片材11成形之下側之按壓板23，於按壓板23之主面之外周側配置側板24。同時，於按壓板23之主面且由側板24所圍成之區域內之中央，配置圖9(A)之步驟中所製作之樹脂體22。側板24係用以決定成形之封裝用樹脂片材11之厚度之構件。惟於第2實施形態中，由於不使用保護膜12，故而無需考慮保護膜12之厚度。又，於與樹脂體22抵接之按壓板23之面上實施有利用聚矽氧樹脂等之脫模處理。
如圖9(C)所示，以與圖9(B)中配置之按壓板23相對向之方式於樹脂體22之上方配置上側之按壓板25。藉此，成為將樹脂體22配置於由相對向之一對按壓板23、25與設置於側方之側板24所圍成之空間26內之狀態。再者，於與樹脂體22抵接之按壓板25之面上亦實施有利用聚矽氧樹脂等之脫模處理。
如圖9(D)所示，藉由使一對按壓板23、25於相互靠近之方向上移動，而使位於按壓板23、25之間之樹脂體22沿按壓板23、25之面方向延伸，而使封裝用樹脂片材11成形。樹脂體22延伸時，樹脂體22被加熱至低於硬化溫度之溫度。由相對向之一對按壓板23、25與設置於側方之側板24所圍成之空間26被抽成真空。按壓板23、25之按壓速度為0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下。
於圖9(D)中所示之步驟後，解除由按壓板23、25產生之按壓力，並且將由按壓板23、25及側板24所圍成之空間26進行大氣開放。藉此，製作如圖9(E)所示之封裝用樹脂片材11。
第2實施形態中所使用之按壓板23、25之表面上實施有脫模處理。藉由實施脫模處理而有降低按壓板23、25之表面之摩擦力之效 果，故而樹脂體22延伸時之滑動性變良好，可減少夾帶氣泡。
根據第2實施形態，可不使用保護膜12而製造封裝用樹脂片材11。因此可更廉價地製造封裝用樹脂片材11。
11‧‧‧封裝用樹脂片材
12‧‧‧保護膜
20‧‧‧模具
21‧‧‧液狀樹脂
22‧‧‧樹脂體
23、25‧‧‧按壓板
24‧‧‧側板
26‧‧‧空間

Claims (3)

  1. 一種封裝用樹脂片材之製造方法，其特徵在於：其係用以對搭載於基板上之複數個電子零件進行絕緣封裝之封裝用樹脂片材之製造方法，且包括如下步驟：樹脂體配置步驟，其將成為封裝用樹脂片材之材料之半硬化狀態之樹脂體配置於由相對向之一對按壓板與設置於上述按壓板之外周側之側板所圍成之空間內；及延伸步驟，其將上述圍成之空間內抽成真空，並以低於上述樹脂體之硬化溫度之溫度加熱上述樹脂體，且藉由上述按壓板以0.004 mm/秒以上且0.06 mm/秒以下之按壓速度對上述樹脂體進行按壓而使其延伸。
  2. 如請求項1之封裝用樹脂片材之製造方法，其中於上述樹脂體配置步驟中，在上述樹脂體與上述按壓板之間插入經實施脫模處理之保護膜，且於上述延伸步驟中，對上述樹脂體進行按壓而使其於上述保護膜之面方向上延伸。
  3. 如請求項1之封裝用樹脂片材之製造方法，其中上述按壓板經實施脫模處理，且於上述延伸步驟中，對上述樹脂體進行按壓而使其於上述按壓板之面方向上延伸。
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