WO2007099677A1 - 機能素子実装モジュール及びその製造方法、これに用いる樹脂封止プレート、樹脂封止用基板構造体 - Google Patents

機能素子実装モジュール及びその製造方法、これに用いる樹脂封止プレート、樹脂封止用基板構造体 Download PDF

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opening
sealing
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Yoshihito Horita
Shiyuki Kanisawa
Takahiro Asada
Yoshihiro Yoneda
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Sony Chemical & Information Device Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a functional element mounting module in which functional elements such as an optical functional element mounted on a substrate are sealed with a resin, and a method for manufacturing the same, and in particular, sealing using a capillary phenomenon.
  • the present invention relates to a novel functional element mounting module infiltrated with a sealing resin and a manufacturing method thereof.
  • the present invention relates to a resin sealing plate and a resin sealing substrate structure used in carrying out the manufacturing method.
  • An optical functional element which is a representative example of a functional element, is widely used for an optical pickup or the like built in a drive device for an optical disk such as a CD, MD, or DVD.
  • a light receiving element or a light emitting element is used as an optical functional element, it is necessary to mount the light receiving part and the light emitting part without covering the functional part with the substrate.
  • the light receiving part or the light emitting part is mounted on the wiring board. It is done to be mounted and sealed in a transparent receptacle.
  • FIG. 13 shows an example of a functional element mounting module in which an optical functional element is enclosed in a package having a hollow structure.
  • the optical functional element 101 is mounted on the wiring board 102 with the functional part facing up, and a translucent member 104 is attached via a frame-shaped spacer 103 so as to cover the functional part.
  • the optical functional element 101 is, for example, a light receiving element or a light emitting element, it is necessary to receive or emit light through the translucent member 104.
  • the translucent member 104 is made of a material having high light transmissivity (for example, glass). Need to form.
  • the applicant of the present application has proposed a structure in which an optical functional element is face-down bonded to a glass substrate and a cover member is attached to cover the mounted optical functional element (see, for example, Patent Document 1).
  • the optical functional element mounting module disclosed in Patent Document 1 the optical functional element is face-down bonded to a glass substrate, and a cover member is attached to cover the mounted optical functional element.
  • the space between the optical functional element and the glass substrate is not filled with underfill, leaving a hollow structure. Yes.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-79457
  • the overall height of the module tends to increase, which is disadvantageous in terms of miniaturization. is there.
  • the reliability that makes it difficult to ensure a sealed structure is impaired.
  • the sealing is insufficient, air may enter the electrode / cage and the electrode of the functional element may deteriorate, and the characteristics may deteriorate during long-term use.
  • the light-transmitting member 104 constituting the package is required to have a high degree of light transmission, and an expensive material such as glass must be used. From the viewpoint of protecting the encapsulated functional element 101, strength is also required, and it is necessary to increase the thickness to some extent. In this case, however, there is a possibility that a decrease in light transmittance may be a problem.
  • the present invention has been proposed in view of the inconveniences of the prior art, and can easily realize a sealing structure by sealing a functional element or an electrode with a grease, and it can be operated with no particular operation.
  • a functional element mounting module and a method of manufacturing the same which can eliminate the coating of the functional element of the functional element without sealing, and can ensure sufficient light transmittance.
  • the present invention can realize downsizing of the functional element mounting module, and can reduce the manufacturing cost while maintaining the reliability of the functional element for a long time, and the manufacturing thereof.
  • the purpose is to provide a method.
  • an object of the present invention is to provide a resin sealing plate and a resin sealing substrate structure used in the manufacturing method. Means for solving the problem
  • the functional element mounting module of the present invention includes a substrate on which a functional element having a functional part is mounted, and an opening corresponding to the functional part of the functional element.
  • a resin sealing plate disposed opposite to the substrate at a predetermined interval, and the distance between the substrate and the resin sealing plate is 200 m to 1000 m, and the substrate and the resin sealing plate A sealing resin is permeated and filled in between, and an opening is formed in the sealing resin corresponding to the opening of the resin sealing plate. It faces the opening of fat.
  • the method for manufacturing a functional element mounting module includes a resin sealing in which an opening corresponding to the functional part of the functional element is provided on a substrate on which the functional element having the functional part is mounted.
  • the plates are arranged to face each other at a predetermined interval, and a sealing resin is infiltrated and filled into the gap between the substrate and the resin sealing plate using a capillary phenomenon.
  • the sealing resin is supplied to the gap
  • the sealing is caused by capillary action.
  • the fat is drawn between the substrate and the sealing resin plate and is permeated and filled between the substrate and the resin sealing plate.
  • the resin sealing plate has an opening corresponding to the functional part of the functional element, and the sealing resin to be infiltrated and filled between the substrate and the sealing resin plate
  • the surface tension at the opening edge of the opening prevents entry into the opening.
  • the functional part of the functional element is not covered with the sealing resin, for example, sufficient light transmission is ensured.
  • an opening is formed in the resin sealing plate that requires no special operation in order to prevent permeation and filling of the sealing resin and intrusion into the opening.
  • the osmotic filling is naturally performed by the capillary phenomenon and the surface tension of the sealing resin.
  • a frame part for controlling the flow of the sealing resin is formed on both sides of the functional element, and one of the open end side of the space constituted by these frame parts is liquid. It is also effective to supply sealing resin. By disposing the frame portion, the flow of the sealing resin is regulated in one direction and the permeation filling is performed smoothly.
  • the sealing resin A resin flow control mechanism that functions to narrow the flow path of the sealing resin may be provided on the open end side opposite to the open end to which is supplied.
  • the sealing resin may not wrap around to the downstream position of the opening. If the said resin flow control mechanism is provided, it will become easy for a sealing resin to go around to the back side of the said opening part.
  • a frame for damming the sealing resin is formed around the functional element, and the sealing resin is dropped therein using, for example, a dispenser. It is also conceivable to place a resin sealing plate having the opening on the top. However, in this case, it is necessary to precisely control the amount of the sealing resin dripped, and it is necessary to use a high-precision dispenser. For example, if a small amount of sealing grease is dripped, excessive sealing grease may enter the opening (that is, on the functional part of the functional element) when pressed by the resin sealing plate. is there. In addition, after dripping the sealing resin, the opening of the resin sealing plate needs to be aligned with the functional part and placed quickly, leading to increased man-hours and complicated processes. Become.
  • the sealing resin since the sealing resin is infiltrated and filled, the sealing resin does not supply excessively, and the sealing resin is sealed with the substrate.
  • the drawing of the sealing resin stops spontaneously. Therefore, accuracy is not required for the supply of the sealing resin, and a highly accurate dispenser or the like is not required.
  • the sealing resin is supplied and no other work is required (for example, placing the resin sealing plate). After the sealing resin is dropped, the resin sealing plate is struck before curing. This reduces the number of man-hours required for mounting and simplifies the process.
  • the resin sealing plate of the present invention is a resin sealing plate used in the method for manufacturing a functional element mounting module, and includes an opening corresponding to the functional part of the functional element, and a surface tension. It is characterized by having a resin flow control opening that controls the flow of the resin.
  • the resin sealing substrate structure of the present invention includes a substrate on which a functional element having a functional part is mounted, and an opening provided corresponding to the functional part of the functional element.
  • a grease sealing plate disposed oppositely with a gap, and the substrate has a frame portion formed as a convex portion on both sides of the functional element, and the resin sealing plate is supported by the frame portion. Further, they are arranged to face each other with the predetermined interval.
  • This resin sealing substrate structure is also applied to the manufacturing method of the functional element mounting module. Since the frame portions are formed on both sides of the functional element, the flow of the sealing resin is reduced. It is regulated in the direction of smoothing and smooth permeation filling is realized. In addition, the structure is such that the resin sealing plate is supported by the rear side force and the frame portion, so that the rigidity of the resin sealing plate is ensured and the handling becomes easy and A state in which the opening of the sealing plate is accurately aligned with the functional part of the functional element is realized.
  • the present invention it is possible to perform the resin sealing with high reliability without covering the functional part of the functional element with the resin.
  • sealing the resin there is no need for a high-precision dispenser that does not require any special operation, and it is possible to efficiently manufacture a functional element mounting module with low-cost equipment. Since the functional element mounting module to be manufactured does not use a package for sealing, the overall height of the module can be reduced, and the miniaturization can be realized.
  • manufacturing costs can be greatly reduced.
  • the basic idea of the manufacturing method of the present invention is to infiltrate and fill the liquid sealing resin between the substrate and the resin sealing plate using the capillary phenomenon.
  • a resin sealing plate 3 is disposed to face the substrate 2 on which the functional element 1 is mounted at a predetermined interval.
  • the functional element 1 mounted on the substrate 2 may be any element as long as it is necessary to prevent the functional part la from being covered with the sealing resin.
  • an optical functional element can be mentioned, and a light receiving element, a light emitting element and the like can be exemplified.
  • connection structure of the functional element 1 to the substrate 2 is arbitrary.
  • the electrode formed on the substrate 2 and the terminal electrode of the functional element 1 are electrically connected by wire bonding or bump connection, for example. Good.
  • the functional element 1 is mounted on the substrate 2 with the functional part la facing upward in the figure.
  • the substrate 2 is formed with wiring and electrodes for incorporating the functional element 1 into a part of a circuit, and a so-called printed wiring board or the like can be used.
  • the material of the substrate 2 has an arbitrary force and a certain degree of rigidity.
  • a glass epoxy substrate or a ceramic substrate can be used. Considering the manufacturing cost and the ease of cutting during dicing, a glass epoxy substrate is preferred.
  • the resin sealing plate 3 can also be made of any material, but since it needs to be cut when dicing into the functional element mounting module, it should be cut easily to some extent. Is preferred. From such a point of view, for example, a glass epoxy substrate or the like can be used after various plastic plates and wirings are formed. Glass epoxy substrates are inexpensive and useful for reducing manufacturing costs.
  • the distance D is appropriately set. If the distance D is too large, the sealing resin cannot form a meniscus, and it may be difficult to fill using a capillary phenomenon. Accordingly, the distance D between the substrate 2 and the resin sealing plate 3 is preferably 1000 m or less. The lower limit is not particularly specified, but if the distance D is too small, the upper surface of the functional element 1 is in contact with the resin sealing plate 3 and the viewpoint power of sealing the functional element 1 is not preferable.
  • a force S of 200 / zm to: L 000 m is preferable, and the distance d between the upper surface of the functional element 1 and the lower surface of the resin sealing plate 3 is appropriate according to the thickness of the functional element 1 It is preferable to set so.
  • the distance d is preferably set to 100 m to 600 ⁇ m around the functional part la of the functional element 1.
  • the resin sealing plate 3 it is necessary to form an opening 3 a corresponding to the functional part la of the functional element 1 as shown in FIG.
  • the opening 3a By forming the opening 3a in the resin sealing plate 3, it is possible to prevent the sealing resin from entering the opening 3a (on the functional part la) using surface tension. . Therefore, it is preferable that the size of the opening 3a is set slightly larger than the size of the functional part la of the functional element 1. It is preferable that the opening edge force of the opening 3a is a distance to the functional part la when the projection is performed on a plane w is preferably 100 m to 800 m. More preferably, it is 500 ⁇ m to 700 ⁇ m.
  • the shape of the opening 3a may be designed according to the shape of the functional part la of the functional element 1. Also, here, the force that makes the opening 3a rectangular As shown in Fig. 2 (a), when the opening 3a is rectangular, each corner of the rectangle can be chamfered in an arc shape. It is. Furthermore, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the opening 3a can be circular or elliptical. If there are corners in the opening 3a, the surface tension does not work evenly in the vicinity of the opening 3a when the sealing resin is infiltrated and filled, which will be described later, which may hinder the function of the opening 3a. As described above, it is possible to eliminate such inconvenience by making the corners arc-shaped, circular, or elliptical.
  • a liquid sealing resin 5 is dropped using a dispenser 4 or the like near the open portion of the substrate 2 and the resin sealing plate 3 that are arranged to face each other. .
  • the substrate 2 is extended, and the sealing resin 5 is dropped thereon.
  • the amount of the sealing resin 5 to be dripped is not required to be accurate, and may be an amount sufficient to fill the gap between the substrate 2 and the resin sealing plate 3. Therefore, when supplying the sealing resin 5, a dispenser with high accuracy is not necessary, and an inexpensive dispenser with low coating accuracy can be used.
  • thermosetting resin or an ultraviolet-curing resin can be used.
  • Epoxy resin which is a kind of thermosetting resin, is a material that also has a viewpoint of ensuring sealing quality.
  • the sealing resin 5 needs to be liquid when dropped onto the substrate 2. Supply By making the sealing resin 5 to be liquefied, osmotic filling by capillary action becomes possible. At this time, if the viscosity of the sealing resin 5 is too high, the osmotic filling may not be performed smoothly. Therefore, the viscosity of the sealing resin 5 is preferably set to lOPa's or less.
  • the viscosity of the sealing resin 5 is the viscosity on the substrate 2. For example, when the substrate 2 is heated, the viscosity can be set by the heating. is there.
  • the sealing resin 5 When the sealing resin 5 is dropped on the substrate 2 and a part of the sealing resin 5 comes into contact with the edge of the resin sealing plate 3, the liquid sealing resin 5 is formed by capillary action. It is drawn into the gap between the substrate 2 and the resin sealing plate 3 to perform permeation filling. In this osmotic filling, a necessary and sufficient amount of sealing resin 5 is filled between the substrate 2 and the resin sealing plate 3 without any operation, and the functional element 1 is sealed with the resin. Will be.
  • the opening 3a of the resin sealing plate 3 the sealing resin 5 that has penetrated due to the capillary phenomenon is blocked, and entry into the opening 3a is prevented.
  • the liquid sealing resin 5 reaches the opening edge of the opening 3a, a meniscus is formed in the sealing resin 5 due to surface tension and does not enter the opening 3a.
  • the sealing resin 5 is cured by heating.
  • the curing time may be set according to the type of the sealing resin 5 and may be a time sufficient for the sealing resin 5 to cure.
  • the resin sealing plate 3 is also fixed and plays a role of protecting the functional element 1 together with the sealing resin 5.
  • the sealing resin 5 is cured, it is cut out in a chip shape corresponding to each functional element 1 by dicing to obtain a functional element mounting module.
  • Fig. 3 (b) shows a state of filling the sealing resin 5 by the permeation filling.
  • the gap is filled with the sealing resin 5, and the functional element 1 is in a good resin sealing state.
  • the functional part la of the functional element 1 is not covered with the sealing resin 5 but exposed to the opening 5a of the sealing resin 5 formed corresponding to the opening 3a of the resin sealing plate 3. It will be in the form to face.
  • the sealing resin 5 when an ultraviolet curable resin is used for the sealing resin 5, it is possible to perform the permeation filling using ultraviolet irradiation together. However, in this case, as shown in FIG. 4, it is preferable to irradiate ultraviolet rays only in the vicinity of the opening 3 a provided in the resin sealing plate 3. If the ultraviolet ray is irradiated only in the vicinity of the opening 3a, the permeated sealing resin 5 can be cured in the vicinity of the opening 3a, and the sealing resin 5 in combination with the surface tension. Can be reliably prevented from entering into the opening 3a. If ultraviolet rays spread and, for example, the entire resin sealing plate 3 is irradiated with ultraviolet rays, the sealing resin 5 that is permeated and filled may be inadvertently cured, so care must be taken.
  • the ultraviolet irradiation should be carried out before the sealing resin 5 is permeated or during the permeation of the sealing resin 5 as necessary. There is no.
  • the sealing resin 5 is cured by heating after the permeation filling.
  • the functional element mounting module is manufactured without sealing the functional element 1 and without covering the functional part la with the sealing resin 5.
  • this functional element mounting module for example, when the functional element 1 is an optical functional element, short wavelength laser light such as blue-violet laser light can be input / output without being attenuated. Further, there is no need to protect the functional element 1 with a package, and there is no need for expensive glass with a special coating necessary in this case.
  • 5 (a) and 5 (b) show an example in which the frame portion 6 is formed as a convex portion having a predetermined height on both sides of the functional element 1.
  • FIG. Except that the frame portion 6 is formed on both sides of the functional element 1, it is the same as the above-described embodiment.
  • the frame portion 6 is provided on both sides of the functional element 1, thereby restricting the flow direction of the sealing resin 5 to one direction [the direction of the arrow in FIG. 5 (b)]. .
  • the resin flow is stable for each functional element 1. Sealed grease 5 Smooth and reliable permeation filling is performed.
  • the frame portion 6 also serves as a spacer for setting a gap between the substrate 2 and the resin sealing plate 3.
  • the resin sealing plate 3 is placed on the substrate 2 with the back surface supported by the frame portion 6. Therefore, the distance between the substrate 2 and the resin sealing plate 3 is determined by the height of the frame portion 6.
  • the frame portion 6 is formed on the substrate 2, and the structure to which the resin sealing plate 3 is attached so as to be supported by the frame portion 6 is defined as a substrate structure for resin sealing. If it is used as a body, if the flow of the sealing resin 5 can be controlled, there is also an advantage that the rigidity of force is increased and the handling becomes easy.
  • the functional elements 1 are arranged in a matrix on the substrate 2 and the openings 3a are formed in a matrix on the resin sealing plate 3 having a large area, the substrate 2 is not strong enough. May be difficult to handle. In such a case, if the resin sealing plate 3 is attached so as to be supported by the frame portion 6, it will reinforce each other and increase its rigidity, and it can be handled in the same way as a single hard substrate.
  • the frame portion 6 is disposed on both sides of the functional element 1, and both ends of the space surrounded by the frame portion 6 are open, and the sealing resin 5 is supplied from one open end, Infiltrate the sealing resin 5 toward the other open end.
  • the functional elements 1 are arranged in a matrix
  • the frame portions 6 are arranged between the functional elements 1, the frame portions 6 are formed on both sides of each functional element 1.
  • the frame portion 6 is formed in three directions and the sealing resin 5 is supplied from one open end. In this case, an air escape route in the space surrounded by the frame portion 6 is also possible. There is a concern that bubbles will remain.
  • the formation position of the frame portion 6 is not limited to only both sides of the functional element 1 as long as air escape routes can be secured.
  • the frame portion 6 surrounds the periphery of each functional element 1 so that the area is larger than the size of the functional element mounting module to be finally diced, and the air is removed from the position where the functional element mounting module force to be diced is removed. It is also possible to form holes.
  • the functional element 1 is fixed on the substrate 2 and a wire is provided between the electrode lb of the functional element 1 and the electrode 2a of the substrate 2. Bonded and electrically connected by wire 7. Further, the electrode 2a of the substrate 2 is connected to the external connection electrode 2b provided on the back side of the substrate 2 via the via conductor 2c, and therefore, an external circuit is connected to the external connection electrode 2b. Thus, the functional element 1 is incorporated in an external circuit.
  • the planar layout of the electrode 1lb of the functional element 1 and the electrode 2a of the substrate 2 is as shown in FIG.
  • the wire 7 is usually drawn to a position higher than the height of the functional element 1, the height of the frame portion 6 is set higher than the height of the wire 7, and the It is necessary that the sealing plate 3 is not in contact with the wire 7.
  • the filling method of the sealing resin 5 is the same as that of the previous embodiment.
  • the liquid sealing resin 5 is supplied onto the substrate 2 with a dispenser or the like, and the substrate 2 and the resin sealing plate 3 are subjected to capillary action. Osmotic filling between.
  • the flow of the sealing resin 5 is regulated in one direction by the action of the frame portion 6 and is gradually permeated to one end force of the functional element 1 toward the other end portion, thereby realizing smooth permeation filling.
  • Fig. 6 (b) shows the filling state of the sealing resin 5.
  • an opening 5a is also formed in the sealing resin 5, and the functional part la of the functional element 1 faces the opening 5a. It is the same as the form.
  • the sealing resin 5 is cured by heating, and dicing (cutting) into each functional element mounting module is performed.
  • the dicing is performed along a scribe line (indicated by the SS line in the figure), whereby the functional element mounting module having a predetermined chip size is divided.
  • the divided functional element mounting module is shown in Fig. 6 (c).
  • the manufactured functional element mounting module has a shape in which the electrode lb of the functional element 1 and the electrode 2a of the substrate 2 are covered (molded) with the sealing resin 5, and the external environmental force is also protected, providing long-term reliability. It is designed to ensure sex.
  • the electrodes lb, 2a are formed, for example, as aluminum pads and may corrode when exposed to air or the like. However, in this example, the electrodes lb, 2a are sealed with the sealing resin 5 and are therefore corroded. There is no deterioration. On the other hand, the functional part la of the functional element 1 is exposed facing the opening part 5a of the sealing resin 5 and the opening part 3a of the resin sealing plate 3, and thus, for example, light is present on the functional part la. There is nothing to prevent transmission.
  • a minute convex portion lc is provided around the functional portion la of the functional element 1, and the inside of the opening 3a (functional It is also possible to reliably prevent the sealing resin 5 from entering the part la).
  • the manufacturing method of the minute projection lc is not particularly limited, but from the viewpoint of diverting an existing semiconductor process, a material for forming the protective film (passivation film) of the functional element 1 (for example, polyimide) is used. It is preferable to form by photolithography technology.
  • the minute projections lc are formed in a ring shape around the functional part la, it is possible to reliably prevent the sealing resin 5 from entering the functional element 1 side.
  • the shape of the minute convex portion 1c is not limited to an annular shape as long as it is determined according to the shape of the functional portion la, and may be, for example, a rectangular shape or a rectangular shape.
  • FIG. 8 (b) shows the resin sealing state when the micro-projections lc are formed. The sealing resin 5 is blocked by the action of the opening edge of the opening 3a on the resin sealing plate 3 side, and is blocked by the minute convex part lc on the functional element 1 side.
  • a groove surrounding the functional portion la is formed in the passivation film, and this is used as a stubber for the sealing resin 5 like the fine convex portion lc. Kotochi is pretty.
  • a protective film 8 covering the opening 3a of the resin sealing plate 3 may be attached as shown in FIG.
  • the protective film 8 for example, It is possible to prevent foreign matters from adhering to the functional part la while the functional element mounting module is stored. Further, if a peelable film is used for the protective film 8 and is peeled off when the functional element mounting module is used, light entering and exiting the functional part la can be prevented.
  • the protective film 8 is attached by covering the opening 3a of the resin sealing plate 3 as described above, for example, reflow or the like is performed to mount the functional element mounting module on another substrate or the like. If it does, the air in the space on the said functional part la may expand
  • the flow of the sealing resin 5 is unidirectional as shown in Fig. 11 (a).
  • the sealing resin 5 that has flown so as to avoid the opening 3a of the resin sealing plate 3 does not sufficiently wrap around the back side (downstream side) of the opening 3a, and the The grease sealing of functional element 1 may be insufficient.
  • it is effective to provide a resin flow control mechanism 10 that partially blocks the resin flow downstream of the opening 3a and controls the flow path.
  • the resin flow control mechanism 10 for controlling the resin flow is provided by narrowing the resin flow path from both sides, the sealed resin 5 It will flow inward on the downstream side of the opening 3a, and a sufficient amount of sealing resin will also flow around the downstream part of the opening 3a. Is done.
  • the resin flow control mechanism 10 may be formed as an opening 2d on the substrate 2 side, for example, as shown in FIG. 12 (a).
  • the opening 2d has the function of hindering the flow of the liquid sealing resin 5 due to surface tension, like the opening 3a of the previous resin sealing plate 3, and functions as the resin flow control mechanism. To do.
  • FIG. 12 (b) it is also possible to form a resin flow control opening 3b in addition to the opening 3a on the resin sealing plate 3 side. Sealing When the openings for supplying the resin 5 are formed in the resin sealing plate, the resin flow control opening 3b and the sealing resin supply opening are formed with the openings 3a interposed therebetween. It will be.
  • the resin flow control opening 3b has the function of hindering the flow of the liquid sealing resin 5 due to surface tension, similarly to the opening 3a and the opening 2d on the substrate 2 side. Functions as a fat flow control mechanism. Further, the frame portion 6 may be provided with a protruding portion 6a that blocks the flow of the sealing resin 5, thereby controlling the flow of the resin.
  • FIG. 1 schematically shows the arrangement of a substrate and a resin sealing plate, where (a) is a side view and (b) is a plan view.
  • FIG. 2 shows an example of the shape of the opening provided in the resin sealing plate.
  • A is a rectangular opening with a corner having an arc shape
  • (b) is a circular opening
  • (c ) Indicates an elliptical opening.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of permeation filling of the sealing resin, (a) shows the sealing resin dropping step, and (b) shows the permeation filling step.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the state of ultraviolet irradiation.
  • FIG. 5 shows an example in which frame portions are provided on both sides of a functional element, (a) is an exploded perspective view, and (b) is a schematic perspective view showing an assembled state.
  • FIG. 6 shows a resin sealing step
  • (a) is a schematic cross-sectional view showing a functional element mounting structure and an arrangement state of the resin sealing plate
  • (b) is a sealing resin filling state
  • (C) is a schematic sectional drawing which shows the functional element mounting module after dicing.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a functional element mounting structure.
  • FIG. 8 shows the state of permeation and filling when minute convex portions are provided around the functional portion
  • (a) is a schematic cross-sectional view before penetration of the sealing resin
  • (b) is the sealing resin. It is a schematic sectional drawing which shows the filling state of.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state where a protective film is stuck on the resin sealing plate.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state where a gas discharge port is formed.
  • FIG. 11 A schematic diagram for explaining the flow of the sealing resin.
  • (A) shows the flow of the resin when the flow of the resin is restricted in one direction by the frame, and
  • (b) shows the flow of the resin.
  • the flow of greaves when the flow path is narrowed by the oil flow control mechanism is shown.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing a specific example of a resin flow control mechanism, where (a) is an example formed as an opening on a substrate, and (b) is formed as an opening on a resin sealing plate. Example, (c) shows an example formed on the frame.
  • FIG. 13 is a schematic sectional view showing an example of a conventional functional resin sealing structure.

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Description

明 細 書
機能素子実装モジュール及びその製造方法、これに用いる樹脂封止プレ ート、樹脂封止用基板構造体
技術分野
[0001] 本発明は、基板上に実装された光機能素子等の機能素子が榭脂封止された機能 素子実装モジュール及びその製造方法に関するものであり、特に、毛細管現象を利 用して封止榭脂を浸透充填した新規な機能素子実装モジュール及びその製造方法 に関する。また、本発明は、前記製造方法を実施する際に用いられる榭脂封止プレ ート及び榭脂封止用基板構造体に関する。
背景技術
[0002] 機能素子の代表例である光機能素子は、 CDや MD、 DVD等の光ディスクの駆動 装置に内蔵される光ピックアップ等に広く用いられている。そして、光機能素子として 受光素子や発光素子を用いる場合、受光部や発光部等の機能部を基板で塞ぐこと なく実装することが必要であり、例えば配線基板上に受光部や発光部を上に向けて 実装し、透明ノ ッケージの中に封入することが行われて 、る。
[0003] 図 13は、中空構造を有するパッケージ内に光機能素子を封入した機能素子実装 モジュールの一例を示すものである。光機能素子 101は、配線基板 102上に機能部 を上にして実装されており、これを覆う形で枠状のスぺーサ 103を介して透光性部材 104が取り付けられている。光機能素子 101が例えば受光素子や発光素子である場 合、透光性部材 104を介して受光あるいは発光する必要があり、透光性部材 104は 光透過性が高い材料 (例えばガラス等）により形成する必要がある。
[0004] あるいは、光機能素子をガラス基板にフェースダウンボンディングし、実装された光 機能素子を覆ってカバー部材を取り付ける構造も本願出願人によって提案されてい る (例えば、特許文献 1を参照)。特許文献 1に開示される光機能素子実装モジユー ルでは、光機能素子がガラス基板にフェースダウンボンディングされるとともに、実装 された光機能素子を覆ってカバー部材が取り付けられて ヽる。光機能素子とガラス基 板との間はアンダーフィルが充填されることなく空間のままとされ、中空構造とされて いる。
特許文献 1：特開 2005 - 79457号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、前記図 13に示す中空構造を有するパッケージ内に機能素子を封入 する構造を採用した場合、モジュール全体の高さが高くなる傾向にあり、小型化の点 で不利である。また、その製造を考えた場合、組み立てが煩雑であるばかりか、確実 に密閉構造とすることが難しぐ信頼性を損なうことも懸念される。例えば封止が不十 分であると、ノ¾ /ケージ内に空気が侵入して機能素子の電極が劣化することがあり、 長期使用の際に特性が低下するおそれがある。さらに、パッケージを構成する透光 性部材 104については、高度な光透過性が要求され、ガラス等の高価な材料を使用 せざるを得ない。封入した機能素子 101を保護するという観点からは、強度も要求さ れ、厚さをある程度厚くする必要があるが、この場合、光透過性の低下等が問題とな るおそれもある。
[0006] 特許文献 1に記載される光機能素子実装モジュールにお！ヽても、光機能素子を力 バー部材で保護する必要があり、同様の問題がある。特に、基板にガラス基板を使 用せざるを得ず、コストの上昇は避けられない。また、フェースダウンボンディングとい う特殊な技術が必要であり、通常の実装及びワイヤボンディングによる配線等と比べ て、実装に際して様々な変更が必要になる等の問題がある。
[0007] 本発明は、前記従来技術の有する不都合に鑑みて提案されたものであり、機能素 子や電極の榭脂封止による密封構造を簡単に実現することができ、しかも何ら格別 な操作を行わなくても機能素子の機能部については封止榭脂による被覆を排除する ことが可能で、光透過性を十分に確保することが可能な機能素子実装モジュール及 びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、機能素子実装モジュ ールの小型化を実現することができ、製造コストを削減しながら機能素子の信頼性を 長期に亘り維持することが可能な機能素子実装モジュール及びその製造方法を提 供することを目的とする。さらに本発明は、前記製造方法に用いる榭脂封止プレート 及び榭脂封止用基板構造体を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0008] 前述の目的を達成するために、本発明の機能素子実装モジュールは、機能部を有 する機能素子が実装された基板と、前記機能素子の機能部に対応して開口部が設 けられ前記基板と所定の間隔をもって対向配置される榭脂封止プレートとを備え、前 記基板と榭脂封止プレートとの間隔が 200 m〜1000 mとされ、これら基板と榭 脂封止プレート間に封止榭脂が浸透充填されるとともに、前記封止榭脂に前記榭脂 封止プレートの開口部に対応して開口部が形成され、前記機能素子の機能部が前 記封止榭脂の開口部に臨んでいることを特徴とする。また、本発明の機能素子実装 モジュールの製造方法は、機能部を有する機能素子が実装された基板に対して、前 記機能素子の機能部に対応して開口部が設けられた榭脂封止プレートを所定の間 隔をもって対向配置し、前記基板と榭脂封止プレートの間隙に毛細管現象を利用し て封止榭脂を浸透充填することを特徴とする。
[0009] 機能素子が実装された基板と榭脂封止プレートとを適正な間隔 (例えば 1000 μ m 以下)で対向配置し、その間隙に封止榭脂を供給すると、毛細管現象によって封止 榭脂は前記基板と封止榭脂プレートの間に引き込まれ、基板と榭脂封止プレート間 に浸透充填される。このとき、榭脂封止プレートには、機能素子の機能部に対応して 開口部が形成されており、前記基板と封止榭脂プレートの間に浸透充填される封止 榭脂は、この開口部の開口縁における表面張力によって開口部内への入り込みが 阻止される。その結果、前記機能素子の機能部が前記封止榭脂で覆われることはな ぐ例えば光透過性が十分に確保される。
[0010] 本発明にお 、ては、前記封止榭脂の浸透充填や開口部内への侵入を防止するた めに格別な操作は必要なぐ前記榭脂封止プレートに開口部を形成しておけば、毛 細管現象及び封止榭脂の表面張力によって自ずと前記浸透充填が行われる。
[0011] 前記浸透充填を行うに際しては、機能素子の両側に封止榭脂の流れを制御する枠 部を形成し、これら枠部によって構成される空間の一方の開放端側カゝら液状の封止 榭脂を供給することも有効である。前記枠部を配置することで、封止榭脂の流れが一 方向に規制され、浸透充填が円滑に行われる。
[0012] また、前記枠部の配置により封止榭脂の流れを一方向に規制した場合、封止榭脂 が供給される開放端とは反対側の開放端側に、前記封止榭脂の流路を狭めるように 機能する榭脂流れ制御機構を設けてもよい。封止榭脂を一方向に流した場合、封止 榭脂の前記開口部の下流位置への回り込みが不足することがある。前記榭脂流れ制 御機構を設ければ、封止榭脂が前記開口部の裏側にも回り込み易くなる。
[0013] 封止榭脂の充填方法としては、例えば機能素子の周囲に封止榭脂を堰き止める枠 を形成しておき、この中に例えばデイスペンサを用いて封止榭脂を滴下し、この上に 前記開口部を有する榭脂封止プレートを載置することも考えられる。し力しながら、こ の場合には、滴下する封止榭脂量を精密に制御する必要があり、高精度なディスぺ ンサを使用する必要がある。例えば、滴下する封止榭脂量が少しでも多いと、榭脂封 止プレートで押さえ付けた際に、過剰な封止榭脂が開口部内 (すなわち機能素子の 機能部上）に侵入するおそれがある。また、封止榭脂の滴下の後、榭脂封止プレート の開口部を機能部に位置合わせして速やかに載置する必要があり、工数の増加を 招き工程を煩雑ィ匕する原因にもなる。
[0014] これに対して、本発明の製造方法では、封止榭脂を浸透充填しているので封止榭 脂が過剰に供給されることはなぐ封止榭脂が基板と榭脂封止プレート間の隙間を満 たした時点で封止榭脂の引き込みが自然と停止する。したがって、封止榭脂の供給 には精度が要求されず、高精度なデイスペンサ等は不要である。また、封止榭脂を 供給して力も他の作業 (例えば榭脂封止プレートの載置等）は不要であり、封止榭脂 の滴下後、硬化前にあわてて榭脂封止プレートを載置する等の必要もなぐ工数の 削減や工程の簡略ィ匕に繋がる。
[0015] 一方、本発明の榭脂封止プレートは、前記機能素子実装モジュールの製造方法に 用いられる榭脂封止プレートであって、機能素子の機能部に対応する開口部と、表 面張力を利用して榭脂の流れを制御する榭脂流れ制御用開口部を有することを特 徴とする。この榭脂封止プレートを前記機能素子実装モジュールの製造方法に適用 することで、機能素子の機能部上への封止榭脂の侵入が抑えられ、また機能素子の 周囲全体において榭脂封止が確実に行われる。
[0016] また、本発明の榭脂封止用基板構造体は、機能部を有する機能素子が実装された 基板と、前記機能素子の機能部に対応して開口部が設けられ前記基板と所定の間 隔をもって対向配置される榭脂封止プレートとを備え、前記基板には前記機能素子 の両側位置に枠部が凸部として形成されており、前記榭脂封止プレートは前記枠部 によって支持されて前記所定の間隔をもって対向配置されていることを特徴とする。
[0017] この榭脂封止用基板構造体も前記機能素子実装モジュールの製造方法に適用さ れるものであり、機能素子の両側位置に枠部が形成されているので、封止榭脂の流 れがー方向に規制され、円滑な浸透充填が実現される。それに加えて、前記榭脂封 止プレートを背面側力 前記枠部で支持した構造とされて 、るので、榭脂封止プレ ートの剛性が確保され、取り扱いが容易となるとともに、榭脂封止プレートの開口部が 機能素子の機能部に精度良く位置合わせされた状態が実現される。
発明の効果
[0018] 本発明によれば、機能素子の機能部を榭脂で覆うことなく信頼性の高!、榭脂封止 を行うことが可能である。また、榭脂封止に際しては、何ら格別な操作を行う必要もな ぐ高精度なデイスペンサ等も不要であり、低価格な設備で効率良く機能素子実装モ ジュールを製造することが可能である。製造される機能素子実装モジュールにお 、て は、封止のためのパッケージを用いていないので、モジュール全体の高さを抑えるこ とができる等、小型化を実現することができ、また機能素子や電極等が榭脂封止され て空気と接触することもないので、長期信頼性を確保することも可能である。さらに、 ガラス製のパッケージや基板を使用する必要がないので、製造コストも大幅に削減す ることがでさる。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明を適用した機能素子実装モジュール及びその製造方法について、図 面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の榭脂封止プレートや榭脂封止用基板 構造体については、製造方法の説明の中で併せて説明する。
[0020] 先ず、本発明を適用した機能素子実装モジュールの製造方法の基本構成につい て説明する。本発明の製造方法は、液状の封止榭脂を毛細管現象を利用して基板 と榭脂封止プレートの間に浸透充填するというのが基本的な考えであり、その実施に 際しては、図 1 (a)に示すように、機能素子 1が実装された基板 2上に所定の間隔で 榭脂封止プレート 3を対向配置する。 [0021] 基板 2に実装する機能素子 1は、機能部 laが封止榭脂によって被覆されるのを避 ける必要があるものであれば如何なるものであってもよい。具体的には、光機能素子 を挙げることができ、受光素子や発光素子等を例示することができる。また、機能素 子 1の基板 2への接続構造も任意であり、例えばワイヤボンディングやバンプ接続等 により基板 2に形成された電極と機能素子 1の端子電極とが電気的に接続されてい ればよい。前記機能素子 1は、機能部 laを図中上方に向けて基板 2に実装される。
[0022] 前記基板 2は、前記機能素子 1を回路の一部に組み込むための配線や電極が形 成されたものであり、いわゆるプリント配線基板等が使用可能である。この場合、基板 2の材質は任意である力 ある程度の剛性を有することが好ましぐ例えばガラスェポ キシ基板やセラミック基板等を用いることができる。製造コストやダイシングの際の切 断の容易さ等を考慮すると、ガラスエポキシ基板が好適である。
[0023] 前記榭脂封止プレート 3も任意の材質とすることができるが、機能素子実装モジュ ールへのダイシングの際に切断する必要があることから、ある程度切断が容易な材質 であることが好ましい。このような観点から、例えば各種プラスチック板や配線等が形 成されて ヽな 、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。ガラスエポキシ基板は安 価であり、製造コストを削減する上でも有用である。
[0024] 前記基板 2と榭脂封止プレート 3とを対向配置するに際しては、その間隔 Dを適正 に設置することが好ましい。前記間隔 Dがあまり大きすぎると、封止榭脂がメニスカス を形成することができず、毛細管現象を利用した充填が難しくなるおそれがある。した がって、前記基板 2と榭脂封止プレート 3の間隔 Dは、 1000 m以下とすることが好 ましい。下限は特に規定されないが、前記間隔 Dがあまり小さすぎると、機能素子 1の 上面が榭脂封止プレート 3と接触し機能素子 1の榭脂封止という観点力 は好ましく ない。したがって、 200 /z m〜： L 000 mとするの力 S好ましく、さらに機能素子 1の厚さ に応じて機能素子 1の上面と榭脂封止プレート 3の下面の間の間隔 dが適正になるよ うに設定することが好ましい。
[0025] ここで、前記機能素子 1の上面と榭脂封止プレート 3の下面の間の間隔 dは、機能 素子 1の上面と榭脂封止プレート 3の下面とが接していなければ (すなわち d=0でな ければ)よいが、封止榭脂の円滑な浸透充填を考えると、適正な値に設定することが 好ましい。具体的には、機能素子 1の機能部 la周辺において、前記間隔 dを 100 m〜600 μ mとすることが好ましい。
[0026] 前記榭脂封止プレート 3には、図 1 (b)に示すように、前記機能素子 1の機能部 la に対応して開口部 3aを形成しておく必要がある。榭脂封止プレート 3に開口部 3aを 形成しておくことで、表面張力を利用して開口部 3a内 (機能部 la上)への封止榭脂 の侵入を防止することが可能である。したがって、前記開口部 3aの大きさは前記機能 素子 1の機能部 laの大きさよりも若干大きく設定することが好ましぐ平面投影した時 の前記開口部 3aの開口縁力も機能部 laまでの距離 wは、 100 m〜800 mとす ることが好ましい。より好ましくは、 500 μ m〜700 μ mである。
[0027] 前記開口部 3aの形状は、機能素子 1の機能部 laの形状に応じて設計すればよい 。また、ここでは開口部 3aを矩形状とした力 図 2 (a)に示すように、開口部 3aを矩形 状とする場合に、矩形の各角を円弧状に面取りした形状とすることも可能である。さら には、図 2 (b)や図 2 (c)に示すように、開口部 3aを円形や楕円形とすることも可能で ある。前記開口部 3aに角部が存在すると、後述の封止榭脂の浸透充填に際して、開 口部 3a近傍で表面張力が均等に働かず、開口部 3aの機能に支障をきたす可能性 がある。前記のように角部を円弧状としたり円形、楕円形とすることで、このような不都 合を解消することが可能になる。
[0028] 次に、図 3 (a)に示すように、対向配置した基板 2と榭脂封止プレート 3の開放部近 傍にディスペンサ 4等を用いて液状の封止榭脂 5を滴下する。通常は、基板 2を延長 しておき、この上に前記封止榭脂 5を滴下することになる。滴下する封止榭脂 5の量 については精度を要求されず、前記基板 2と榭脂封止プレート 3間の間隙を満たす に足る量とすればよい。したがって、封止榭脂 5の供給に際しては、精度の高いディ スペンサは不要であり、塗布精度の低い安価なデイスペンサを使用することが可能で ある。
[0029] 前記封止榭脂 5としては、任意の材料を用いることができるが、例えば熱硬化榭脂 や紫外線硬化榭脂等を用いることが可能である。熱硬化榭脂の 1種であるエポキシ 系榭脂は、封止品質確保の観点力も好ま 、材料である。
[0030] 前記封止榭脂 5は、基板 2上に滴下した時点で液状であることが必要である。供給 する封止榭脂 5を液状とすることで、毛細管現象による浸透充填が可能になる。この とき、封止榭脂 5の粘度が高すぎると浸透充填が円滑に行われない可能性があり、し たがって前記封止榭脂 5の粘度は lOPa ' s以下とすることが好ましい。なお、前記封 止榭脂 5の粘度は、前記基板 2上での粘度であり、例えば基板 2が加熱されている場 合には、当該加熱により前記粘度となるように設定することも可能である。
[0031] 前記封止榭脂 5を基板 2上に滴下し、封止榭脂 5の一部が榭脂封止プレート 3の端 縁に接触すると、毛細管現象により液状の封止榭脂 5は基板 2と榭脂封止プレート 3 の間隙に引き込まれ、浸透充填が行われる。この浸透充填においては、何らの操作 をしなくても必要十分な量の封止榭脂 5が基板 2と榭脂封止プレート 3の間に充填さ れ、機能素子 1が榭脂封止されることになる。ここで、榭脂封止プレート 3の開口部 3a においては、毛細管現象により浸透してきた封止榭脂 5がブロックされ、開口部 3a内 への侵入が阻止される。液状の封止榭脂 5が開口部 3aの開口縁に到達すると、表面 張力により封止榭脂 5にメニスカスが形成され、開口部 3a内に入り込むことがない。
[0032] 前述の浸透充填の後、加熱して封止榭脂 5を硬化する。硬化時間は、封止榭脂 5 の種類に応じて設定すればよぐ封止榭脂 5が硬化するに足る時間とすればよい。前 記封止榭脂 5の硬化により、榭脂封止プレート 3も固着され、封止榭脂 5とともに機能 素子 1を保護する役割を果たす。封止榭脂 5の硬化後、ダイシングにより各機能素子 1に対応してチップ状に切り出し、機能素子実装モジュールとする。
[0033] 図 3 (b)は、前記浸透充填による封止榭脂 5の充填状態を示すものである。封止榭 脂 5により前記間隙が満たされ、機能素子 1については、良好な榭脂封止状態となつ ている。一方、機能素子 1の機能部 la上は封止榭脂 5で覆われることはなぐ榭脂封 止プレート 3の開口部 3aに対応して形成される封止榭脂 5の開口部 5aに露呈して臨 む形となる。
[0034] なお、例えば封止榭脂 5に紫外線硬化榭脂を用いた場合には、紫外線照射を併用 して前記浸透充填を行うことも可能である。ただし、この場合、図 4に示すように、榭脂 封止プレート 3に設けられた開口部 3aの近傍にのみ紫外線が照射されるようにするこ とが好ましい。開口部 3aの近傍にのみ紫外線を照射すれば、浸透してきた封止榭脂 5を前記開口部 3a近傍で硬化することができ、前記表面張力と相俟って封止榭脂 5 の開口部 3a内への侵入を確実に阻止することができる。紫外線が広がって例えば榭 脂封止プレート 3全体に紫外線が照射されると、浸透充填される封止榭脂 5が不用意 に硬化してしまう可能性があるので注意を要する。
[0035] 前記紫外線照射は、前記封止榭脂 5を浸透させる前から、あるいは封止榭脂 5の浸 透中に適宜行えばよぐこの紫外線照射で封止榭脂を完全に硬化させる必要はない 。封止榭脂 5の硬化は、浸透充填の後、加熱することにより行う。
[0036] 以上により機能素子 1が榭脂封止されるとともに機能部 laが封止榭脂 5により覆わ れることのな 、機能素子実装モジュールが製造される。この機能素子実装モジユー ルでは、例えば機能素子 1が光機能素子である場合、青紫レーザ光のような短波長 レーザ光等も減衰させずに入出力することができる。また、機能素子 1をパッケージで 保護する必要もなぐこの場合に必要な特殊なコーティングを施した高価なガラス等 も必要ない。
[0037] 前述の実施形態が本発明の基本的な構成に対応するものであるが、実際の機能 素子実装モジュールの製造に際しては、種々の変形を加えてより効率的な浸透充填 を実現するようにしてもよい。例えば、多数の機能素子 1を一括して榭脂モールドする 場合、基板上に機能素子をマトリクス状に配列するとともに、大面積を有する榭脂封 止プレートに開口部をマトリクス状に形成し、前記浸透充填を行えばよいが、この場 合には浸透する封止榭脂 5の流れが何ら規制を受けないので、均一な充填が難しく なる可能性もある。このような場合には、各機能素子 1の両側に枠部を形成して封止 榭脂の流れを一方向に規制することが有効である。
[0038] 以下、前記のような枠部を利用して封止榭脂の流れを制御した実施形態について 説明する。図 5 (a) , (b)は、機能素子 1の両側に枠部 6を所定の高さの凸部として形 成した例を示すものである。前記枠部 6を機能素子 1の両側に形成した他は、前述の 実施形態と同様である。
[0039] 前記枠部 6は、これを機能素子 1の両側に設けることで、封止榭脂 5の流れの方向 を一方向 [図 5 (b)の矢印方向]に規制するという役割を果たす。これにより、例えば 基板 2上に多数の機能素子 1を配列して、毛細管現象を利用した浸透充填により一 括して榭脂封止する場合にも、各機能素子 1毎に樹脂の流れが安定し、封止榭脂 5 の円滑且つ確実な浸透充填が行われる。
[0040] また、前記枠部 6は、前記基板 2と榭脂封止プレート 3間において、これらの間隙を 設定するスぺーサの役割も果たす。前記榭脂封止プレート 3は、前記枠部 6によって 背面を支持された状態で基板 2上に載置される。したがって、前記枠部 6の高さによ つて基板 2と榭脂封止プレート 3の間隔が決まる。
[0041] 前述のように、基板 2上に枠部 6を形成し、この枠部 6で支持する形で榭脂封止プレ ート 3が取り付けられた構造体を榭脂封止用基板構造体として用いれば、前記封止 榭脂 5の流れの制御が可能になるば力りでなぐ剛性が増して取り扱いが容易になる という利点も有する。基板 2上に機能素子 1をマトリクス状に配列するとともに、大面積 を有する榭脂封止プレート 3に開口部 3aをマトリクス状に形成する場合、基板 2ゃ榭 脂封止プレート 3の強度不足により取り扱いが難しくなるおそれがある。このような場 合、枠部 6で支持する形で榭脂封止プレート 3を取り付ければ、互いに補強し合って 剛性が増し、 1枚の硬質基板と同様に取り扱うことが可能である。
[0042] 前記枠部 6は機能素子 1の両側に配置し、枠部 6で囲まれる空間の両端を開放す るのが基本であり、一方の開放端から封止榭脂 5を供給し、他方の開放端に向けて 封止榭脂 5を浸透させる。例えば前記機能素子 1がマトリクス状に配列される場合、 機能素子 1間にそれぞれ枠部 6を配置すれば、各機能素子 1については両側に枠部 6が形成されることになる。ここで、前記枠部 6を三方に形成し、 1つの開放端から封 止榭脂 5を供給することも考えられるが、この場合には枠部 6で囲まれた空間内の空 気の逃げ道がなくなり、気泡の残存等が懸念される。
[0043] ただし、空気の逃げ道さえ確保することができれば、前記枠部 6の形成位置は前記 機能素子 1の両側のみに限られない。例えば、前記のように枠部 6を三方に形成した 場合にも、例えば榭脂封止プレート 3に空気を逃がすための孔部を形成すれば、気 泡の残存のない浸透充填を行うことが可能になる。したがって、最終的にダイシング する機能素子実装モジュールの大きさよりも大面積となるように枠部 6によって各機能 素子 1の周囲を囲み、ダイシングする機能素子実装モジュール力 外れる位置に空 気を抜くための孔を形成することも可能である。前記のように機能素子 1を囲んで枠 部 6を形成する場合、封止榭脂 5を滴下するための榭脂供給孔も形成する必要があ る。したがって、このような場合には、機能素子 1の機能部 laに対応する開口部 3aを 挟んで一端側に榭脂供給孔を、これとは反対側に空気抜き孔を形成した榭脂封止 プレート 3を用いる。
[0044] 次に、前記枠部 6を形成して榭脂封止を行うプロセスにつ 、て説明する。榭脂封止 の手法自体は先の実施形態と同様であり、毛細管現象を利用して封止榭脂 5を浸透 充填する。ここでは機能素子 1の基板 2への実装構造を説明した上で、前記封止榭 脂 5の浸透充填による機能素子実装モジュールの製造方法について説明する。
[0045] 本実施形態では、図 6 (a)に示すように、機能素子 1は基板 2上に固定されるととも に、機能素子 1の電極 lbと基板 2の電極 2aとの間がワイヤボンディングされ、ワイヤ 7 によって電気的に接続されている。また、基板 2の電極 2aは、基板 2の裏面側に設け られた外部接続用電極 2bとビア導体 2cを介して接続されており、したがって前記外 部接続用電極 2bに外部回路を接続することで、前記機能素子 1が外部回路に組み 込まれることになる。機能素子 1の電極 lbや基板 2の電極 2aの平面配置は図 7に示 す通りである。
[0046] なお、前記ワイヤ 7は、通常、前記機能素子 1の高さよりも高い位置まで引き出され ているので、前記枠部 6の高さを前記ワイヤ 7の高さよりも高く設定し、榭脂封止プレ ート 3が前記ワイヤ 7と接触しな 、ようにする必要がある。
[0047] 封止榭脂 5の充填方法は先の実施形態と同様であり、基板 2上に液状の封止榭脂 5をデイスペンサ等で供給し毛細管現象によって基板 2と榭脂封止プレート 3の間に 浸透充填する。このとき、封止榭脂 5の流れが前記枠部 6の働きにより一方向に規制 され、機能素子 1の一端部力 他端部に向力つて次第に浸透され、円滑な浸透充填 が実現される。封止榭脂 5の充填状態を図 6 (b)に示す。榭脂封止プレート 3に設け られた開口部 3aに対応して封止榭脂 5にも開口部 5aが形成され、この開口部 5aに 機能素子 1の機能部 laが臨むことも先の実施形態と同様である。
[0048] 封止榭脂 5を充填した後、例えば加熱により封止榭脂 5を硬化し、各機能素子実装 モジュールへのダイシング (切断)を行う。前記ダイシングは、スクライブライン（図中、 S— S線で示す。）に沿って行い、これにより所定のチップサイズを有する機能素子実 装モジュールに分割される。分割された機能素子実装モジュールを図 6 (c)に示す。 [0049] 作製される機能素子実装モジュールは、機能素子 1の電極 lbや基板 2の電極 2aが 封止榭脂 5によって被覆 (モールド)された形になり、外部環境力も保護されて長期信 頼性を確保するようになっている。前記電極 lb, 2aは、例えばアルミニウムパッドとし て形成されており、空気等に触れると腐食のおそれがあるが、本例の場合、封止榭 脂 5により封止されているので、腐食等により劣化することはない。一方、機能素子 1 の機能部 laは、封止榭脂 5の開口部 5a及び榭脂封止プレート 3の開口部 3aに臨ん で露呈しており、したがって前記機能部 la上には例えば光の透過を妨げるものは何 もない。
[0050] 前述の封止榭脂 5の浸透充填に際しては、図 8 (a)に示すように、例えば機能素子 1の機能部 laの周囲に微小凸部 lcを設け、開口部 3a内 (機能部 la上)への封止榭 脂 5の侵入を確実に防止するようにしてもよい。微小凸部 lcの作製方法は特に限定 されることはないが、既存の半導体プロセスを流用するという観点からは、機能素子 1 の保護膜 (パッシベーシヨン膜)形成用の材料 (例えばポリイミド)を用い、フォトリソ技 術により形成することが好まし 、。
[0051] 前記微小凸部 lcを機能部 laの周隨こリング状に形成しておけば、機能素子 1側に おいて封止榭脂 5の侵入を確実に阻止することが可能である。なお、前記微小凸部 1 cの形状は、機能部 laの形状に応じて決めればよぐ円環状に限らず、例えば方形 環状，矩形環状等であってもよい。前記微小凸部 lcを形成した場合の榭脂封止状 態を図 8 (b)に示す。封止榭脂 5は、榭脂封止プレート 3側では開口部 3aの開口縁の 作用によってブロックされ、機能素子 1側では前記微小凸部 lcによってブロックされ ている。
[0052] また、前記微小凸部 lcを形成する代わりに，前記パッシベーシヨン膜に機能部 la を囲む溝を形成し、これを前記微小凸部 lcと同様、封止榭脂 5のストツバとして用い ることち可會である。
[0053] 以上の製造プロセスで作製される機能素子実装モジュールにおいては、機能素子 1の機能部 laが露呈しており、これを保護するものがない。そこで、前記機能部 laを 保護する目的で、図 9に示すように、榭脂封止プレート 3の開口部 3aを覆う保護フィ ルム 8を貼り付けるようにしてもよい。前記保護フィルム 8を貼り付けることで，例えば 機能素子実装モジュールを保管している間に機能部 la上に異物が付着するのを防 止することができる。また、前記保護フィルム 8に剥離可能なフィルムを用い、機能素 子実装モジュール使用時にこれを剥離するようにすれば、機能部 laへの入出光を妨 げることちない。
[0054] なお、前記のように榭脂封止プレート 3の開口部 3aを塞 、で保護フィルム 8を貼り付 けた場合、例えば機能素子実装モジュールを他の基板等に実装するためにリフロー 等を行うと、前記機能部 la上の空間内の空気が膨張する可能性がある。そこで、前 記榭脂封止プレート 3の保護フィルム貼着面に溝を形成する等により、ガス排出口 9 を形成しておくことが好ましい。前記ガス排出口 9を形成しておくことにより、リフロー の際に前記空間内で膨張した空気 (ガス)を速やかに排出することが可能である。ま た、前記ガス排出口 9の形成は、前記空間内における結露を防止するという機能も有 する。
[0055] 前述のように機能素子 1の両側に枠部 6を設けて封止榭脂の浸透充填を行う場合、 図 11 (a)に示すように、封止榭脂 5の流れは一方向に規制されるが、榭脂封止プレ ート 3の開口部 3aを避けるように流れた封止榭脂 5が当該開口部 3aの後ろ側（下流 側）に十分回り込まず、この部分での機能素子 1の榭脂封止が不十分になる可能性 がある。このような不都合を解消するためには、前記開口部 3aの下流側に樹脂の流 れを一部堰き止め、流路を制御する榭脂流れ制御機構 10を設けることが有効である
[0056] 例えば、図 11 (b)に示すように、榭脂の流路を両側から狭める形で榭脂流れを制 御する榭脂流れ制御機構 10を設ければ、封止榭脂 5は開口部 3aの下流側で内側 に向力つて流れるようになり、開口部 3aの下流部分にも十分な量の封止榭脂が回り 込み、この部分にっ 、ても十分な榭脂封止が行われる。
[0057] 前記榭脂流れ制御機構 10は、例えば図 12 (a)に示すように、基板 2側に開口部 2d として形成すればよい。この開口部 2dは、先の榭脂封止プレート 3の開口部 3aと同 様、表面張力により液状の封止榭脂 5の流れを妨げる働きを有し、前記榭脂流れ制 御機構として機能する。あるいは、図 12 (b)に示すように、榭脂封止プレート 3側に、 前記開口部 3aの他、榭脂流れ制御用開口部 3bを形成することも可能である。封止 榭脂 5を供給する開口部を榭脂封止プレートに形成する場合には、各開口部 3aを挟 んで榭脂流れ制御用開口部 3bと封止榭脂供給用開口部とが形成されることになる。 この榭脂流れ制御用開口部 3bにつ 、ても、開口部 3aや基板 2側の開口部 2dと同様 、表面張力により液状の封止榭脂 5の流れを妨げる働きを有し、前記榭脂流れ制御 機構として機能する。さらには、枠部 6に封止榭脂 5の流れを妨げる突出部 6aを設け 、これにより榭脂の流れを制御するようにしてもょ 、。
[0058] 以上、本発明の実施形態について説明してきた力 本発明がこれら実施形態に限 定されるものではないことは言うまでもない。例えば各構成要素の形状、寸法等につ V、ては種々変更が可能である。
図面の簡単な説明
[0059] [図 1]基板と榭脂封止プレートの配置状態を模式的に示すものであり、（a)は側面図 、 (b)は平面図である。
[図 2]榭脂封止プレートに設けられる開口部の形状例を示すものであり、 (a)は角部を 円弧状とした矩形の開口部、（b)は円形の開口部、（c)は楕円形の開口部を示す。
[図 3]封止榭脂の浸透充填の様子を模式に示す図であり、 (a)は封止榭脂滴下工程 、（b)は浸透充填工程を示す。
[図 4]紫外線照射の様子を模式的に示す図である。
[図 5]機能素子の両側に枠部を設けた例を示すものであり、（a)は分解斜視図、 (b) は組み付けた状態を示す概略斜視図である。
[図 6]榭脂封止工程を示すものであり、 (a)は機能素子の実装構造及び榭脂封止プ レートの配置状態を示す概略断面図、（b)は封止榭脂充填状態を示す概略断面図、 (c)はダイシング後の機能素子実装モジュールを示す概略断面図である。
[図 7]機能素子の実装構造を示す概略平面図である。
[図 8]機能部の周囲に微小凸部を設けた場合の浸透充填の様子を示すものであり、 ( a)は封止榭脂浸透前の概略断面図、（b)は封止榭脂の充填状態を示す概略断面図 である。
[図 9]榭脂封止プレート上に保護フィルムを貼着した状態を示す概略断面図である。
[図 10]ガス排出口を形成した状態を示す概略断面図である。 [図 11]封止榭脂の流れを説明する模式図であり、 (a)は枠部によって榭脂流れを一 方向に規制した場合の榭脂の流れの様子を示し、 (b)は榭脂流れ制御機構により流 路を狭めた場合の榭脂の流れの様子を示す。
[図 12]榭脂流れ制御機構の具体例を示す概略斜視図であり、 (a)は基板に開口部と して形成した例、（b)は榭脂封止プレートに開口部として形成した例、（c)は枠部に 形成した例を示す。
[図 13]従来の機能樹脂の封止構造の一例を示す概略断面図である。
符号の説明
1 機能素子、 la 機能部、 2 基板、 2a 電極、 2b 外部接続用電極、 2c ビア導体 、 2d 開口部、 3 榭脂封止プレート、 3a 開口部、 3b 榭脂流れ制御用開口部、 4 デイスペンサ、 5 封止榭脂、 6 枠部、 6b 突出部、 7 ワイヤ、 8 保護フィルム、 9 ガス排出口、 10 榭脂流れ制御機構

Claims

請求の範囲
[1] 機能部を有する機能素子が実装された基板と、前記機能素子の機能部に対応して 開口部が設けられ前記基板と所定の間隔をもって対向配置される榭脂封止プレート とを備え、 前記基板と榭脂封止プレートとの間隔が 200 m〜1000 mとされ、こ れら基板と榭脂封止プレート間に封止榭脂が浸透充填されるとともに、前記封止榭 脂に前記榭脂封止プレートの開口部に対応して開口部が形成され、前記機能素子 の機能部が前記封止榭脂の開口部に臨んでいることを特徴とする機能素子実装モ ジュール。
[2] 前記機能素子の表面と前記榭脂封止プレートの間隔が 100 μ m〜600 μ mである ことを特徴とする請求項 1記載の機能素子実装モジュール。
[3] 前記榭脂封止プレートに形成された開口部が略矩形状であり、且つ矩形の各角部 が円弧状とされた形状とされていることを特徴とする請求項 1または 2記載の機能素 子実装モジュール。
[4] 前記榭脂封止プレートに形成された開口部が円形または楕円形であることを特徴と する請求項 1または 2記載の機能素子実装モジュール。
[5] 機能部を有する機能素子が実装された基板に対して、前記機能素子の機能部に 対応して開口部が設けられた榭脂封止プレートを所定の間隔をもって対向配置し、 前記基板と榭脂封止プレートの間隙に毛細管現象を利用して封止榭脂を浸透充 填することを特徴とする機能素子実装モジュールの製造方法。
[6] 前記基板と榭脂封止プレートの間隔を 1000 m以下とすることを特徴とする請求 項 5記載の機能素子実装モジュールの製造方法。
[7] 前記機能素子の両側に封止榭脂の流れを制御する枠部を形成し、これら枠部によ つて構成される空間の一方の開放端側カゝら液状の封止榭脂を供給することを特徴と する請求項 5記載の機能素子実装モジュールの製造方法。
[8] 前記封止榭脂が供給される開放端とは反対側の開放端側に、前記封止榭脂の流 路を狭めるように機能する榭脂流れ制御機構を設けることを特徴とする請求項 7記載 の機能素子実装モジュールの製造方法。
[9] 前記榭脂流れ制御機構として、前記榭脂封止プレートまたは基板に榭脂流れ制御 用開口部を形成することを特徴とする請求項 8記載の機能素子実装モジュールの製 造方法。
[10] 前記浸透充填の際に前記封止榭脂の粘度を lOPa' s以下とすることを特徴とする 請求項 5から 9のいずれか 1項記載の機能素子実装モジュールの製造方法。
[11] 前記浸透充填の後、前記封止榭脂を熱硬化することを特徴とする請求項 5から 10 のいずれか 1項記載の機能素子実装モジュールの製造方法。
[12] 前記封止榭脂として紫外線硬化榭脂を用い、前記榭脂封止プレートの開口部近傍 に紫外線を照射しながら前記浸透充填を行うことを特徴とする請求項 5から 11のいず れか 1項記載の機能素子実装モジュールの製造方法。
[13] 前記封止榭脂の硬化後、榭脂封止プレートの開口部を塞いで榭脂封止プレート上 に保護フィルムを貼り合わせることを特徴とする請求項 5から 12のいずれか 1項記載 の機能素子実装モジュールの製造方法。
[14] 前記封止榭脂の浸透充填の前に、前記機能素子の機能部を囲む凸部を形成する ことを特徴とする請求項 5から 13のいずれか 1項記載の機能素子実装モジュールの 製造方法。
[15] 請求項 5から 14のいずれか 1項記載の機能素子実装モジュールの製造方法に用
V、られる榭脂封止プレートであって、
機能素子の機能部に対応する開口部と、表面張力を利用して榭脂の流れを制御 する榭脂流れ制御用開口部を有することを特徴とする榭脂封止プレート。
[16] 前記機能素子の機能部に対応する開口部は略矩形状であり、且つ矩形の各角部 が円弧状とされた形状とされていることを特徴とする請求項 15記載の榭脂封止プレ ート。
[17] 前記機能素子の機能部に対応する開口部がマトリクス状に配列されるとともに、各 開口部に対応して封止榭脂の流路を両側力 狭めるように機能する一対の榭脂流 れ制御用開口部が形成されて 、ることを特徴とする請求項 15または 16記載の榭脂 封止プレート。
[18] 前記機能素子の機能部に対応する開口部を挟んで前記榭脂流れ制御用開口部と は反対側位置に封止榭脂供給用開口部が形成されて!ヽることを特徴とする請求項 1 5から 17のいずれか 1項記載の榭脂封止プレート。
[19] 機能部を有する機能素子が実装された基板と、前記機能素子の機能部に対応して 開口部が設けられ前記基板と所定の間隔をもって対向配置される榭脂封止プレート とを備え、
前記基板には前記機能素子の両側位置に枠部が凸部として形成されており、前記 榭脂封止プレートは前記枠部によって支持されて前記所定の間隔をもって対向配置 されて ヽることを特徴とする榭脂封止用基板構造体。
[20] 前記基板に封止榭脂の流路を狭めるように機能する榭脂流れ制御用開口部が形 成されていることを特徴とする請求項 19記載の榭脂封止用基板構造体。
[21] 前記榭脂封止プレートが請求項 15から請求項 18のいずれか 1項記載の榭脂封止 プレートであることを特徴とする請求項 19または 20記載の榭脂封止用基板構造体。
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