WO2014119449A1 - モジュール基板の製造方法、電子機器 - Google Patents

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WO2014119449A1
WO2014119449A1 PCT/JP2014/051258 JP2014051258W WO2014119449A1 WO 2014119449 A1 WO2014119449 A1 WO 2014119449A1 JP 2014051258 W JP2014051258 W JP 2014051258W WO 2014119449 A1 WO2014119449 A1 WO 2014119449A1
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WO
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thermosetting resin
opening
resin sheet
jig
component
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/051258
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English (en)
French (fr)
Inventor
剛 鳥成
豊田 英志
祐作 清水
Original Assignee
日東電工株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1316Moulded encapsulation of mounted components

Definitions

  • the present invention relates to a module substrate manufacturing method and an electronic apparatus.
  • thermosetting resin sheet As a resin sealing method, a method using a liquid resin or a molding compound resin is known. These methods require dedicated dies and frame jigs, and are expensive. Therefore, in recent years, a method of resin sealing using a thermosetting resin sheet has been proposed. By using a thermosetting resin sheet, a dedicated mold and a frame jig are not required, so that cost reduction can be expected and time reduction can also be expected.
  • thermosetting resin sheet the manufacturing method of the metal base circuit board using the thermosetting resin sheet. Specifically, an insulating sheet having an opening is disposed in the thermosetting resin sheet layer on the substrate, and a heat conductive member, another thermosetting resin sheet, a heat radiation land, and an electronic component are disposed in the opening. Describes a method of manufacturing a metal base circuit board capable of dissipating heat generated in an electronic component to a metal plate via a heat dissipation land and a heat conduction path member.
  • thermosetting resin sheet an electronic component mounted on the substrate may be damaged.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a module substrate that can prevent damage to components mounted on the substrate.
  • the inventor of the present application has studied to solve the above conventional problems, and as a result, a component mounted on a substrate by using a thermosetting resin sheet having a specific composition having an opening and a jig for adjusting a thickness having an opening.
  • the present invention has been completed by finding out that the damage can be prevented.
  • the present invention relates to a module substrate manufacturing method using a substrate on which at least one component is mounted, a thermosetting resin sheet, and a thickness adjusting jig.
  • the thermosetting resin sheet has a first opening.
  • the thickness adjusting jig has a second opening.
  • the method for manufacturing a module substrate of the present invention includes a step (A) of stacking the substrate and the thermosetting resin sheet so that the component is accommodated in the first opening, and the first opening. And a step (B) of stacking the thermosetting resin sheet and the thickness adjusting jig such that the second opening is opposed to the second opening.
  • the component Since the component is accommodated in the first opening (the escape hole for avoiding the component) of the thermosetting resin sheet, the component can be prevented from being damaged. Further, when the thermosetting resin sheet and the thickness adjusting jig are stacked, the first opening and the second opening are opposed to each other, and the first opening and the second opening are communicated with each other. Even if the thermosetting resin sheet is thinned by pressing or the like and the component penetrates the first opening, the component can be accommodated in the second opening, and damage to the component can be prevented.
  • thermosetting resin sheet since a thermosetting resin sheet is used, a dedicated mold and a frame jig are not required, so that cost reduction can be expected. Manufacturing time can be shortened.
  • the manufacturing method of the module substrate is a method of manufacturing a module substrate having the unsealed portion using a jig corresponding to the shape of the unsealed portion.
  • thermosetting resin sheet has a third opening, and in the step (A), the substrate and the thermosetting resin sheet are arranged so that the component is accommodated in the first opening. It is preferable to include a step (A-2) of inserting a jig into the third opening after the step (A-1) of overlapping and the step (A-1).
  • the jig is inserted to fill the third opening, it is possible to prevent the third opening 13 from being filled with the thermosetting resin. That is, the third opening can be an unsealed portion.
  • the jig is preferably pipe-shaped.
  • the manufacturing method of the module substrate includes a step (C) of pressing using a parallel plate press. This eliminates the need for a dedicated mold or frame jig required when using a compression molding machine or a transfer molding machine, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the module substrate manufacturing method does not use a mold and a frame jig. Since no mold or frame jig is used, the manufacturing cost can be reduced.
  • thermosetting resin sheet preferably includes a thermosetting resin sheet portion and a sheet disposed on the thermosetting resin sheet portion. Thereby, contact with a thermosetting resin sheet part and the jig for thickness adjustment can be prevented, and contamination, such as resin adhesion to the jig for thickness adjustment, can be prevented.
  • the thermosetting resin sheet part preferably contains an inorganic filler, and the content of the inorganic filler in the thermosetting resin sheet part is preferably 65 to 95% by weight.
  • the content of the inorganic filler is 65% by weight or more, the handling property when producing the first opening is excellent.
  • the content of the inorganic filler is 95% by weight or less, the possibility of breakage during handling of the thermosetting resin sheet is low.
  • the present invention also relates to an electronic device using a module substrate obtained by the manufacturing method. Since the electronic device uses a module substrate in which component damage is prevented, the electronic device has high reliability.
  • the present invention includes a step of stacking a substrate and a thermosetting resin sheet, and housing a component disposed on the substrate in a first opening of the thermosetting resin sheet, and the thermosetting resin sheet and thickness adjustment
  • the present invention relates to a module substrate manufacturing method including a step of overlapping a jig and connecting a first opening of a thermosetting resin sheet and a second opening of a thickness adjusting jig.
  • (A) is a schematic plan view of a board
  • (B) is a model front view of a board
  • (A) is a schematic plan view of a thermosetting resin sheet.
  • (B) is a schematic front view of a thermosetting resin sheet. It is a model top view of the jig for thickness adjustment.
  • (A) is a schematic plan view of the laminated body in Embodiment 1.
  • FIG. (B) is a schematic cross-sectional view when the laminate is cut along line AB in (a). It is a schematic cross section which shows the mode of the parallel plate press in Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic cross section which shows the mode of the parallel plate press in Embodiment 2.
  • (A) is a schematic plan view of a board
  • (B) is a schematic cross-sectional view when the substrate is cut along the CD line in (a). It is a schematic cross section of the laminated body of a board
  • substrate and a thermosetting resin sheet. It is a schematic cross section which shows a mode that the jig was inserted. It is a schematic cross section which shows a mode that the jig for thickness adjustment was piled up on the laminated body. It is a schematic cross section which shows the mode of the parallel plate press in Embodiment 3. It is a schematic plan view of a jig. 6 is a schematic cross-sectional view of a laminated body in Embodiment 4. FIG.
  • the method for producing a module substrate of the present invention includes a step (A) of stacking the substrate 1 and the thermosetting resin sheet 10 so that the component 2 is accommodated in the first opening 12 of the thermosetting resin sheet 10; And a step (B) of stacking the thermosetting resin sheet 10 and the thickness adjusting jig 21 so that the first opening 12 and the second opening 22 of the thickness adjusting jig 21 face each other.
  • a step (A) of stacking the substrate 1 and the thermosetting resin sheet 10 so that the component 2 is accommodated in the first opening 12 of the thermosetting resin sheet 10
  • a step (B) of stacking the thermosetting resin sheet 10 and the thickness adjusting jig 21 so that the first opening 12 and the second opening 22 of the thickness adjusting jig 21 face each other.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of the substrate 1.
  • FIG. 1B is a schematic front view of the substrate 1.
  • a plurality of components 2 are mounted on the substrate 1. That is, a plurality of components 2 are arranged on the substrate 1.
  • Examples of such a substrate 1 include a printed wiring board, a rigid board, a flexible board, and a rigid / flexible board.
  • the component 2 examples include electronic components such as a semiconductor element (such as a semiconductor package), a capacitor, a connector, a resistor, a diode, a transistor, and an integrated circuit (IC).
  • the component 2 is accommodated in a first opening 12 of a thermosetting resin sheet 11 described later.
  • the substrate 1 is provided with a plurality of holes 3 (FIG. 1A).
  • Examples of the holes 3 include screw holes.
  • the substrate 1 is usually provided with various wirings (not shown).
  • FIG. 2A is a schematic plan view of the thermosetting resin sheet 10.
  • FIG. 2B is a schematic front view of the thermosetting resin sheet 10.
  • the thermosetting resin sheet 10 has a first opening 12.
  • the first opening 12 is formed at a position corresponding to the component 2 of the substrate 1 (a position where the component 2 can be accommodated when the thermosetting resin sheet 10 is stacked on the substrate 1).
  • the shape of the first opening 12 (the shape when the thermosetting resin sheet 10 is viewed in plan view) is not particularly limited as long as the shape can accommodate the component 2, but the shape corresponding to the component 2 is preferable (FIG. 2). (A)).
  • the first opening 12 is also preferably circular.
  • the size of the first opening 12 (the area of the opening 12 when the thermosetting resin sheet 10 is viewed in plan) is not particularly limited as long as it is a size that can accommodate the component 2, and can be set as appropriate. For example, it is 100 to 130% of the size of the component 2, and preferably 101 to 120%.
  • thermosetting resin sheet 10 has the 3rd opening part 13 ((a) of FIG. 2).
  • the third opening 13 is formed at a position corresponding to the hole 3 of the substrate 1 (a position where the third opening 13 faces the hole 3 when the thermosetting resin sheet 11 is overlapped on the substrate 1).
  • the below-mentioned jig 71 can be inserted in the 3rd opening part 13 (it demonstrates in Embodiment 3).
  • the shape of the third opening 13 (the shape when the thermosetting resin sheet 10 is viewed in plan) is not particularly limited, but a shape corresponding to the hole 3 is preferable ((a) in FIG. 2).
  • the third opening 13 is also preferably circular.
  • the size of the third opening 13 (the area of the third opening 13 when the thermosetting resin sheet 10 is viewed in plan) is preferably the same size as the hole 3. For example, it is 100 to 130% of the size of the hole 3, and preferably 101 to 120%.
  • the thermosetting resin sheet 10 is usually a thermosetting resin sheet 11 (thermosetting resin sheet portion 11) and a sheet disposed on the thermosetting resin sheet 11. 14.
  • a thermosetting resin sheet 11 thermosetting resin sheet portion 11
  • the marking property and the like can be improved by processing the surface of the sheet 14 into a satin finish.
  • the sheets 14 may be disposed on both surfaces of the thermosetting resin sheet 11. In this case, it can be suitably used by peeling off one sheet 14.
  • a conventionally known separator can be used as the sheet 14.
  • the constituent material of the sheet 14 include polyester, polyethylene terephthalate (PET), polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)), and polyimide.
  • thermosetting resin sheet 11 preferably contains an inorganic filler.
  • the inorganic filler is not particularly limited, and various conventionally known fillers can be used.
  • quartz glass, talc, silica (fused silica, crystalline silica, etc.), alumina, aluminum nitride, silicon nitride And boron nitride powder may be used alone or in combination of two or more.
  • a silica powder from the point that the linear expansion coefficient of the cured body of the thermosetting resin sheet 11 can be reduced and warpage after sealing can be suppressed, and among the silica powders, a fused silica powder is used. It is more preferable.
  • the fused silica powder include spherical fused silica powder and crushed fused silica powder. From the viewpoint of fluidity, it is particularly preferable to use a spherical fused silica powder. Among them, those having an average particle size in the range of 0.1 to 100 ⁇ m are preferable, and those having a range of 0.3 to 54 ⁇ m are particularly preferable.
  • the average particle diameter can be derived by using a sample arbitrarily extracted from the population and measuring it using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
  • the content of the inorganic filler in the thermosetting resin sheet 11 is preferably 65% by weight or more, more preferably 80% by weight or more. A water absorption can be reduced as it is 65 weight% or more.
  • the content of the inorganic filler in the thermosetting resin sheet 11 is preferably 95% by weight or less, more preferably 90% by weight or less. When it is 95% by weight or less, kneading can be performed without any trouble during resin production.
  • the thermosetting resin sheet 11 preferably contains an epoxy resin and a phenol resin.
  • the epoxy resin is not particularly limited.
  • triphenylmethane type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, modified bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, modified bisphenol F type epoxy resin, dicyclopentadiene type Various epoxy resins such as an epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, and a phenoxy resin can be used. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy equivalent is 150 to 250 and the softening point or the melting point is 50 to 130 ° C., solid at room temperature.
  • triphenylmethane type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, and biphenyl type epoxy resin are preferable.
  • a bisphenol F type epoxy resin is preferred.
  • the phenol resin is not particularly limited as long as it causes a curing reaction with the epoxy resin.
  • a phenol novolak resin, a phenol aralkyl resin, a biphenyl aralkyl resin, a dicyclopentadiene type phenol resin, a cresol novolak resin, a resole resin, or the like is used.
  • These phenolic resins may be used alone or in combination of two or more.
  • phenolic resin those having a hydroxyl equivalent weight of 70 to 250 and a softening point of 50 to 110 ° C. are preferably used from the viewpoint of reactivity with the epoxy resin, and in particular, phenol novolak from the viewpoint of high curing reactivity. Resin can be used suitably. From the viewpoint of reliability, low hygroscopic materials such as phenol aralkyl resins and biphenyl aralkyl resins can also be suitably used.
  • the mixing ratio of epoxy resin and phenol resin is such that the total of hydroxyl groups in phenol resin is 0.7 to 1.5 equivalents per 1 equivalent of epoxy groups in epoxy resin. It is preferable to use 0.9 to 1.2 equivalents.
  • the total content of the epoxy resin and the phenol resin in the thermosetting resin sheet 11 is preferably 1% by weight or more, more preferably 4% by weight or more. When it is 1% by weight or more, good resin strength can be secured.
  • the total content of the epoxy resin and the phenol resin in the thermosetting resin sheet 11 is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, and still more preferably 10% by weight or less. A moldability is favorable in it being 20 weight% or less.
  • thermosetting resin sheet 11 preferably contains an elastomer.
  • the elastomer imparts flexibility necessary for sealing of the electronic component to the thermosetting resin sheet 11, and the structure is not particularly limited as long as such an effect is exhibited.
  • various acrylic copolymers such as polyacrylates, styrene acrylate copolymers, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), isoprene rubber, acrylonitrile rubber, etc.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • isoprene rubber acrylonitrile rubber, etc.
  • Polymers can be used.
  • an acrylic copolymer is used.
  • styrene copolymer is preferable, a polystyrene / polyisobutylene copolymer is more preferable, and a styrene-isobutylene-styrene block copolymer is further preferable in terms of excellent thermal stability and easy handling as a solid. preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the acrylic copolymer can be synthesized, for example, by radical polymerization of an acrylic monomer mixture having a predetermined mixing ratio by a conventional method.
  • a method for radical polymerization a solution polymerization method in which an organic solvent is used as a solvent or a suspension polymerization method in which polymerization is performed while dispersing raw material monomers in water are used.
  • polymerization initiator used in this case examples include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis-4- Methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, other azo or diazo polymerization initiators, peroxide polymerization initiators such as benzoyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide are used.
  • a dispersing agent such as polyacrylamide or polyvinyl alcohol.
  • the content of the elastomer is preferably 5 parts by weight or more, more preferably 25 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total content of the epoxy resin and the phenol resin. When it is 25 parts by weight or more, flexibility can be added, handling properties can be improved, the resin can be wound around a roll, and a roll can be formed.
  • the elastomer content is preferably 60 parts by weight or less, more preferably 40 parts by weight or less. The resin flow at the time of shaping
  • thermosetting resin sheet 11 preferably contains a curing accelerator.
  • the curing accelerator is not particularly limited as long as it allows curing to proceed. From the viewpoint of curability and storage stability, organophosphorus compounds such as triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and imidazole. System compounds are preferably used. These curing accelerators may be used alone or in combination with other curing accelerators.
  • the content of the curing accelerator is preferably 1 part by weight or more, more preferably 2.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total content of the epoxy resin and the phenol resin. When it is 1 part by weight or more, it can be sufficiently cured. Further, the content of the curing accelerator is preferably 4.5 parts by weight or less, more preferably 3.5 parts by weight or less. Curing shrinkage at the time of hardening can be reduced as it is 4.5 weight part or less.
  • thermosetting resin sheet 11 preferably contains a pigment. By containing the pigment, scratches and dirt on the surface of the thermosetting resin sheet 11 can be prevented, and the marking property can be improved.
  • the pigment is not particularly limited, and may be an inorganic pigment or an organic pigment.
  • inorganic pigments include ceramic pigments such as glass fine powder, glass balloons, and ceramic beads; metal strip pigments such as aluminum, iron, zirconium, and cobalt; titanium oxide, magnesium oxide, barium oxide, calcium oxide, Metal oxide pigments such as zinc oxide, zirconium oxide, yttrium oxide, indium oxide, sodium titanate, silicon oxide, nickel oxide, manganese oxide, chromium oxide, iron oxide, copper oxide, cerium oxide, aluminum oxide; iron oxide- Complex oxide pigments such as manganese oxide, iron oxide-chromium oxide, copper oxide-magnesium oxide; metal pigments such as Si and Al, Fe, magnesium, manganese, nickel, titanium, chromium, calcium; iron-chromium, bismuth- Manganese, iron-manganese, manganese-yttrium Alloy pigments; mica, silicon nitride, glitter, and barium sulfate.
  • ceramic pigments such as glass fine powder, glass balloons, and ceramic beads
  • metal strip pigments
  • organic pigments examples include azo pigments, azomethine pigments, lake pigments, thioindigo pigments, anthraquinone pigments, perylene pigments, perinone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, dioxazine pigments, and phthalocyanines.
  • pigments such as pigments, quinphthalone pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments and carbon pigments. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the pigment is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.8 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total content of the epoxy resin and the phenol resin. Marking property can be improved as it is 0.1 weight part or more.
  • the pigment content is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or less. When it is 10 parts by weight or less, the resin viscosity can be lowered and the moldability can be improved.
  • thermosetting resin sheet 11 preferably contains a flame retardant.
  • the flame retardant is not particularly limited, and examples thereof include metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, iron hydroxide, calcium hydroxide, and tin hydroxide; phosphazene compounds.
  • metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, iron hydroxide, calcium hydroxide, and tin hydroxide
  • phosphazene compounds include FP-100 (Fushimi Pharmaceutical).
  • the content of the flame retardant is preferably 5 parts by weight or more, more preferably 20 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total content of the epoxy resin and the phenol resin. When it is 5 parts by weight or more, flame retardancy can be added to the resin.
  • the content of the flame retardant is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less. If it is 50 parts by weight or less, the resin can be produced without hindrance.
  • thermosetting resin sheet 11 can mix
  • thermosetting resin sheet 11 can be manufactured by a general method. For example, the above components are uniformly dissolved or dispersed in an organic solvent such as methyl ethyl ketone to prepare a varnish, and then the varnish is applied onto the sheet 14 and dried. Thereafter, the first opening 12 and the third opening 13 are formed by punching or the like. Thereby, the thermosetting resin sheet 11 is obtained.
  • an organic solvent such as methyl ethyl ketone
  • thermosetting resin sheet 11 is also preferably manufactured by kneading extrusion. Thereby, the thermosetting resin sheet 11 which can be easily formed into a sheet, has few voids, and has a uniform thickness is obtained.
  • a method for producing by kneading extrusion for example, a method of plastic working a kneaded product obtained by kneading the respective components into a sheet shape is preferable.
  • a kneaded material is prepared by melting and kneading a thermosetting resin, an elastomer, an inorganic filler, a curing accelerator and the like with a known kneader such as a mixing roll, a pressure kneader, and an extruder.
  • the kneaded material is plastically processed into a sheet shape.
  • the upper limit of the temperature is preferably 140 ° C. or less, and more preferably 130 ° C. or less.
  • the lower limit of the temperature is preferably equal to or higher than the softening point of each component described above, for example, 30 ° C or higher, and preferably 50 ° C or higher.
  • the kneading time is preferably 1 to 30 minutes.
  • the kneaded material after melt-kneading is preferably subjected to plastic working in a high temperature state without cooling.
  • the plastic working method is not particularly limited, and examples thereof include a flat plate pressing method, a T die extrusion method, a screw die extrusion method, a roll rolling method, a roll kneading method, an inflation extrusion method, a coextrusion method, and a calendering method.
  • the plastic working temperature is preferably not less than the softening point of each component described above, and is 40 to 150 ° C., preferably 50 to 140 ° C., more preferably 70 to 120 ° C. in consideration of the thermosetting property and moldability of the epoxy resin. is there.
  • the thickness of the thermosetting resin sheet 10 may be thicker or thinner than the thickness (height) of the component 2. However, it is preferably thicker than the part 2 because it prevents damage to the part.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the thickness adjusting jig 21.
  • the thickness adjusting jig 21 has a second opening 22.
  • the second opening 22 is formed at a position corresponding to the component 2 of the substrate 1 (a position where the component 2 can be accommodated when the thickness adjusting jig 21 is stacked on the substrate 1).
  • the shape of the second opening 22 (the shape when the thickness adjusting jig 21 is viewed in plan) is preferably a shape corresponding to the component 2 (FIG. 3).
  • the second opening 22 is also preferably circular.
  • the size of the second opening 22 (the area of the second opening 22 when the thickness adjusting jig 21 is viewed in plan) is not particularly limited as long as it is a size that can accommodate the component 2, and is appropriately set. it can. For example, it is 100 to 130% of the size of the component 2, and preferably 101 to 120%.
  • the thickness adjusting jig 21 has a fourth opening 23 (FIG. 3).
  • the fourth opening 23 is formed at a position corresponding to the hole 3 of the substrate 1 (a position where the fourth opening 23 faces the hole 3 when the thickness adjusting jig 21 is overlapped on the substrate 1). Yes.
  • the below-mentioned jig 71 can be accommodated in the 4th opening part 23 (it demonstrates in Embodiment 3).
  • the shape of the fourth opening 23 (the shape when the thickness adjusting jig 21 is viewed in plan) is not particularly limited, but a shape corresponding to the hole 3 is preferable (FIG. 3).
  • the fourth opening 23 is also preferably circular.
  • the size of the fourth opening 23 (the area of the fourth opening 23 when the thickness adjusting jig 21 is viewed in plan) is preferably the same size as the hole 3. For example, it is 100 to 130% of the size of the hole 3, and preferably 101 to 120%.
  • the material which comprises the jig 21 for thickness adjustment is not specifically limited,
  • resin such as a polytetrafluoroethylene (Teflon (trademark)), polyethylene, a polycarbonate, a polypropylene; Metals, such as aluminum and stainless steel; Silicone rubber, Acrylic rubber And rubber. A composite material combining these may also be used. Of these, metals are preferred for reasons such as heat resistance and accuracy such as thickness.
  • the thickness of the thickness adjusting jig 21 can be set as appropriate.
  • the method for manufacturing a module substrate of the present invention includes a step (A) and a step (B).
  • the order of the steps (A) and (B) is not particularly limited, and the step (B) may be performed after the step (A), or the step (A) may be performed after the step (B).
  • Step (A) As shown in FIGS. 4A and 4B, in step (A), the substrate 1 and the thermosetting resin sheet 10 are overlapped so that the component 2 is accommodated in the first opening 12. Specifically, the thermosetting resin sheet 10 is stacked on the substrate 1 so that the surface (component mounting surface) on which the component 2 of the substrate 1 is mounted and the thermosetting resin sheet 11 face each other. Thereby, the component 2 is accommodated in the 1st opening part 12 which the thermosetting resin sheet 10 has.
  • thermosetting resin sheet 10 and the thickness adjusting member are arranged so that the first opening 12 and the second opening 22 face each other.
  • the jig 21 is overlapped.
  • the thickness adjusting jig 21 is stacked on the sheet 14 included in the thermosetting resin sheet 10.
  • stacked in this order is obtained. Since the first opening 12 and the second opening 22 are stacked so as to face each other, the first opening 12 and the second opening 22 communicate with each other.
  • thermosetting resin sheet 11 Since the first opening 12 and the second opening 22 communicate with each other, even if the thermosetting resin sheet 11 is thinned by a press described later and the component 2 penetrates the first opening 12, the component 2 It can accommodate in the 2nd opening part 22, and damage to the components 2 can be prevented.
  • the laminated body 31 is pressed using a parallel plate press. Specifically, the laminate 31 is disposed between the lower plate 61 and the upper plate 62 of the parallel plate press, and then the jig 41 is stacked on the laminate 31 as necessary, and the laminate 31 is placed under reduced pressure. Press. The movement of the lower plate 61 and the upper plate 62 in the pressing direction can be stopped by a spacer (frame jig) 63.
  • the laminate 31 may be disposed between the lower plate 61 and the upper plate 62 of the parallel plate press.
  • a conventionally known one can be used.
  • a flat plate can be used.
  • the spacer (frame jig) 63 is used to adjust the thickness of the module substrate.
  • the thickness of the spacer 63 may be set as appropriate.
  • the pressing pressure can be appropriately set, but is preferably 1 kg / cm 2 or more, more preferably 3 kg / cm 2 or more. When it is 1 kg / cm 2 or more, the substrate 1 and the thermosetting resin sheet 11 are firmly wetted, so that they can be bonded together favorably. On the other hand, the pressing pressure is preferably 25 kg / cm 2 or less, more preferably 20 kg / cm 2 or less. If it is 25 kg / cm 2 or less, breakage of the substrate 1, the wafer, the component 2 on the substrate 1, and the like can be prevented.
  • the press temperature can be set as appropriate. Preferably it is 30 degreeC or more, More preferably, it is 50 degreeC or more. On the other hand, the press temperature is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 180 ° C. or lower.
  • the pressing time is not particularly limited, but is usually 0.5 to 30 minutes.
  • the pressure under reduced pressure is preferably 30 Torr or less, more preferably 20 Torr or less. If it is 30 Torr or less, voids can be reduced favorably. Although the minimum of the pressure under pressure reduction is not specifically limited, For example, it is 0.1 Torr or more.
  • the thickness adjusting jig 21 is removed from the laminate 31 to obtain a molded body.
  • the molded body includes a substrate 1, a thermosetting resin sheet 11 disposed on the substrate 1, and a sheet 14 disposed on the thermosetting resin sheet 11.
  • the module substrate can be obtained by removing the sheet 14 from the molded body as necessary, and then autoclaving and thermosetting.
  • the autoclave conditions are not particularly limited.
  • the conditions can be carried out under conditions of a temperature of 50 to 200 ° C. and 0.01 to 100 kg / cm 2 .
  • the module substrate obtained by the manufacturing method can be suitably used for electronic equipment.
  • thermosetting resin sheet 10 the total thickness of the thermosetting resin sheet 11 and the sheet 14
  • Embodiment 2 demonstrates the case where the thickness of the thermosetting resin sheet 10 is thinner than the thickness of the components 2.
  • FIG. Note that the description of the contents described in the first embodiment is omitted.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state of the parallel plate press in the second embodiment. As shown in FIG. 6, even if the thickness of the thermosetting resin sheet 10 is thinner than the thickness of the component 2, the component 2 can be accommodated in the second opening 22, and damage to the component 2 can be prevented.
  • FIG. 7A is a schematic plan view of the substrate 1.
  • FIG. 7B is a schematic cross-sectional view when the substrate 1 is cut along the CD line in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a laminate of the substrate 1 and the thermosetting resin sheet 10.
  • Step (A-1) In step (A-1), the substrate 1 and the thermosetting resin sheet 10 are stacked so that the component 2 is accommodated in the first opening 12. Specifically, the thermosetting resin sheet is placed on the component mounting surface of the substrate 1 so that the component 2 is accommodated in the first opening 12 and the third opening 13 and the hole 3 face each other. 10 is piled up. Thus, the component 2 is accommodated in the first opening 12 of the thermosetting resin sheet 10 and the third opening 13 and the hole 3 are connected.
  • FIG. 8 shows a state in which the third opening 13 and the hole 3 communicate with each other.
  • Step (A-2) After step (A-1), step (A-2) is performed.
  • step (A-2) the jig 71 is inserted into the third opening 13 and the hole 3. Since the jig 71 fills the third opening 13 and the hole 3, the third opening 13 and the hole 3 can be unsealed. That is, since the jig 71 fills the third opening 13 and the hole 3, it is possible to prevent the third opening 13 and the hole 3 from being filled with the thermosetting resin.
  • the shape of the jig 71 is not particularly limited as long as it is a rod shape, but a pipe shape is preferable.
  • the thickness of the jig 71 can be set as appropriate.
  • the length of the jig 71 is preferably shorter than the thickness (length) of a laminate 32 described later. As will be described later, the thickness of the module substrate to be manufactured can be adjusted by adjusting the length of the jig 71.
  • the material which comprises the jig 71 is not specifically limited, For example, what was illustrated by the above-mentioned jig 21 for thickness adjustment can be used.
  • thermosetting resin sheet 10 and the thickness adjusting jig 21 are stacked so as to face each other.
  • stacked in this order is obtained.
  • the third opening portion 13 and the fourth opening portion 23 are stacked so as to face each other, the third opening portion 13 and the fourth opening portion 23 communicate with each other.
  • FIG. 10 shows a state in which the third opening 13 and the fourth opening 23 communicate with each other.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state of the parallel plate press in the third embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of a jig.
  • the laminated body 32 is pressed using a parallel plate press. Specifically, the laminated body 32 is disposed between the lower plate 61 and the upper plate 62 of the parallel plate press machine, and then a jig 81 is stacked on the laminated body 32 as necessary, and pressed under reduced pressure.
  • the jig 81 has a fifth opening 82.
  • the fifth opening 82 is formed at a position corresponding to the component 2 of the substrate 1 (a position where the component 2 can be accommodated when the jig 81 is stacked on the substrate 1).
  • the shape of the fifth opening 82 (the shape when the jig 81 is viewed in plan) is not particularly limited as long as it can accommodate the component 2, but a shape according to the component 2 is preferable (FIG. 12).
  • the fifth opening 82 is also preferably circular.
  • the size of the fifth opening 82 (the area of the fifth opening 82 when the jig 81 is viewed in plan) is not particularly limited as long as the size can accommodate the component 2 and can be set as appropriate. For example, it is 100 to 200% of the size of the component 2, and preferably 101 to 150%.
  • the thickness adjusting jig 21 and the jig 81 of the stacked body 32 are overlapped so that the second opening 22 and the fifth opening 82 face each other. Thereby, the 2nd opening part 22 and the 5th opening part 82 communicate (not shown). As a result, the first opening 12, the second opening 22, and the fifth opening 82 communicate (not shown).
  • the component 2 can be accommodated in the 1st opening part 12, the 2nd opening part 22, and the 5th opening part 82, and the failure
  • the jig 71 can exhibit a function as a spacer (can exhibit a function similar to that of the spacer 63 in the first embodiment), and thus the spacer does not have to be used. This is because the jig 71 receives the press load during pressing. Therefore, the thickness of the module substrate to be manufactured can be adjusted by adjusting the length of the jig 71.
  • a module substrate in which the third opening 13 and the hole 3 are not sealed can be manufactured.
  • the jig 71 is thicker than the hole 3.
  • the substrate 1 on which the component 2 is mounted on one side has been described.
  • the component 2 may be mounted on both sides.
  • steps (A) to (C) can be applied to both sides.
  • thermosetting resin sheet 10 for thickness adjustment, although the case where the shape of the external shape (outer periphery) when these were planarly viewed was demonstrated, this invention is not limited to this, May be different.
  • thermosetting resin sheet 10 As described above, for example, a step of disposing the thermosetting resin sheet 10 on the substrate 1 and housing the component 2 disposed on the substrate 1 in the first opening 12 of the thermosetting resin sheet 10; Disposing the thickness adjusting jig 21 on the thermosetting resin sheet 10 and connecting the first opening 12 of the thermosetting resin sheet 10 and the second opening 22 of the thickness adjusting jig 21.
  • a module substrate can be suitably manufactured by the method of including.
  • thermosetting resin sheets A and B [Components and blending ratios used in the production of thermosetting resin sheets A and B] The components used in the production of the thermosetting resin sheet will be described.
  • Epoxy resin YSLV-80XY (bisphenol F type epoxy resin) manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. 3.4 parts phenol resin: MEH7851S (phenol biphenylene) manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd. 3.6 parts
  • Elastomer SIBSTER 072T manufactured by Kaneka Corporation Polystyrene / polyisobutylene resin) 3 parts curing accelerator: TPP-K (phosphorus catalyst) manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd. 0.1 part pigment: carbon black MA600 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.
  • Flame retardant Fushimi
  • Fushimi phosphonitrile acid phenyl ester
  • inorganic filler FB-9454 (fused spherical silica, average particle size 21 ⁇ m) 88 parts made by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • thermosetting resin sheet A The above components were blended with a mixer in accordance with the above blending ratio, and then kneaded with a biaxial two-strand kneader to obtain a resin composition.
  • a PET film was set on a lower press plate of a parallel plate press, and a resin composition obtained by kneading on the PET film was set. And it pressed in the state which set another PET film on the resin composition.
  • a thermosetting resin sheet A with a PET film was obtained (PET film thickness 0.05 mm, thermosetting resin sheet thickness 2.0 to 2.1 mm).
  • Thermosetting Resin Sheet B The above components having the above blending ratio were mixed with a mixed solution containing methyl ethyl ketone and toluene at a ratio of 50:50 to prepare a mixture having a component concentration of 90% by weight.
  • a varnish for coating was obtained by stirring the mixture for 10 minutes at 2000 rpm using a rotation and revolution mixer (Shinki Co., Ltd., Nertaro Awatori).
  • the coating varnish was coated on a 50 ⁇ m thick silicone-treated PET film (Mitsubishi Chemical: MRF50) and then dried at 110 ° C. for 10 minutes with a hot air dryer to obtain a thin resin sheet having a thickness of 100 ⁇ m.
  • thermosetting resin sheet having a thickness of 2 mm.
  • SIBSTAR 072T which is an elastomer, is difficult to dissolve in methyl ethyl ketone.
  • Example 1 The items used in Example 1 will be described.
  • Printed circuit board 1 Printed circuit board with heat sink (thickness 14.5mm) on which semiconductor packages, capacitors, etc. are mounted
  • Thermosetting resin sheet 1 A part relief hole (opening) is formed at a position corresponding to the semiconductor package and capacitor of the printed wiring board 1 by punching the thermosetting resin sheet A produced by the above method.
  • Thickness adjusting jig 1-1 A component escape hole (opening) formed at a position corresponding to a mounted component such as a semiconductor package or a capacitor on the printed wiring board 1 (resin, thickness 15 mm)
  • Thickness adjusting jig 1-2 Plate-shaped jig (metal, thickness 25-31 mm) Spacer 1: Height 73mm
  • thermosetting resin sheet 1 was stacked on the component mounting surface of the printed wiring board 1, and the semiconductor package and the capacitor were accommodated in the component escape hole of the thermosetting resin sheet 1.
  • the thickness adjusting jig 1-1 was placed on the thermosetting resin sheet 1, and the component escape hole of the thermosetting resin sheet 1 and the component escape hole of the thickness adjusting jig 1-1 were connected.
  • a flat plate thickness adjusting jig 1-2 was laminated thereon.
  • the laminate obtained above was pressed using a parallel plate press (press temperature: 175 ° C., preheating time: 10 minutes, pressing pressure: 18 kg / cm 2 , pressing time: 5 minutes, vacuum degree: 10 Torr. ). After the pressing, a molded body composed of the printed wiring board 1 and the thermosetting resin sheet 1 was taken out and thermally cured by an autoclave to obtain a module substrate.
  • Example 2 A module substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the following items were used and the press temperature was 130 ° C.
  • Printed circuit board 2 Printed circuit board (thickness: 1.45 mm) on which semiconductor packages, capacitors, etc.
  • Thermosetting resin sheet 2 By punching the thermosetting resin sheet A produced by the above method, a component relief hole (opening portion) is formed at a position corresponding to a mounted component such as a semiconductor package or a capacitor on the printed wiring board 2 ): Thickness adjustment jig 2-1: A component relief hole (opening) formed at a position corresponding to the semiconductor package and capacitor of the printed wiring board 2 (made of resin, thickness 15 mm) Thickness adjusting jig 2-2: Plate-shaped jig (metal, thickness 25-31 mm) Spacer 2: Height 60mm
  • Example 3 The items used in Example 3 will be described.
  • Printed wiring board 3 Printed wiring board (thickness 1.55 mm) on which semiconductor packages, capacitors, etc. are mounted on both sides of the board
  • Thermosetting resin sheet 3 By punching the thermosetting resin sheet A produced by the above method, a component relief hole (opening portion) is formed at a position corresponding to a mounting component such as a semiconductor package or a capacitor on the printed wiring board 3.
  • Thickness adjusting jig 3-1 A component relief hole (opening) formed at a position corresponding to the semiconductor package and capacitor of the printed wiring board 3 (made of resin, thickness 15 mm)
  • Thickness adjusting jig 3-2 Flat plate-shaped jig (metal, thickness 25 to 31 mm)
  • Spacer 3 Height 60mm 22 mm pedestal: pedestal with a recess or opening (thickness 22 mm) 9 mm pedestal: pedestal with a recess or opening (thickness 9 mm)
  • the printed wiring board 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the printed wiring board 3 was placed on the 22 mm pedestal and then laminated, the pressing temperature was 130 ° C., and the pressing time was 6 minutes. One side of this was heat-cured and sealed. Then, the printed wiring board 3 after single-sided sealing was placed on a 22 mm pedestal, the other side was sealed, and a module board with both sides sealed was obtained.
  • Example 4 It is the same as that of Example 1 except that the thermosetting resin sheet B is used instead of the thermosetting resin sheet A.
  • Example 5 It is the same as that of Example 2 except that the thermosetting resin sheet B is used instead of the thermosetting resin sheet A.
  • Example 6 It is the same as that of Example 3 except having replaced with the thermosetting resin sheet A and using the thermosetting resin sheet B.
  • FIG. 6 is the same as that of Example 3 except having replaced with the thermosetting resin sheet A and using the thermosetting resin sheet B.
  • thermosetting resin sheets 1 to 3 were excellent in handling properties and were not damaged during handling.
  • the semiconductor package and the capacitor could be released (accommodated) in the component escape hole (opening), and the semiconductor package and the capacitor were not damaged.

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Abstract

 基板に搭載された部品の破損を防止できるモジュール基板の製造方法を提供する。 少なくとも1つの部品(2)が搭載された基板(1)、熱硬化性樹脂シート及び厚み調整用冶具(21)を用い、前記熱硬化性樹脂シートは、第1の開口部を有し、前記厚み調整用冶具は、第2の開口部を有し、前記第1の開口部に前記部品が収容されるように、前記基板と前記熱硬化性樹脂シートとを重ねる工程、及び前記第1の開口部と前記第2の開口部とが対向するように、前記熱硬化性樹脂シートと前記厚み調整用冶具とを重ねる工程を含むモジュール基板の製造方法に関する。

Description

モジュール基板の製造方法、電子機器
本発明はモジュール基板の製造方法及び電子機器に関する。
樹脂封止する方法として、液状樹脂やモールディングコンパウンド樹脂を用いる方法が知られている。これらの方法は、専用の金型や、枠冶具が必要であり、コストが高い。そこで、近年では、熱硬化性樹脂シートを用いて樹脂封止する方法が提案されている。熱硬化性樹脂シートを用いることで、専用の金型や、枠冶具が不要となるため、コストの低減が期待でき、また、時間の短縮も期待できる。
特許文献1では、熱硬化性樹脂シートを用いた金属ベース回路基板の製造方法が記載されている。具体的には、基板上の熱硬化性樹脂シート層に、開口を有する絶縁シートを配置し、その開口に熱伝導部材、他の熱硬化性樹脂シート、放熱ランド及び電子部品を配置し、これにより、電子部品で発生した熱を放熱ランド及び熱伝導経路部材を介して金属板へ放熱することが可能な金属ベース回路基板の製造方法が記載されている。
特開2011-210948号公報
しかしながら、熱硬化性樹脂シートを用いて封止すると、基板に搭載された電子部品などが破損する場合がある。
本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、基板に搭載された部品の破損を防止できるモジュール基板の製造方法を提供することを目的とする。
本願発明者は、上記従来の問題点を解決すべく検討した結果、開口部を有する特定組成の熱硬化性樹脂シート及び開口部を有する厚み調整用冶具を用いることにより、基板に搭載された部品の破損を防止できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、少なくとも1つの部品が搭載された基板、熱硬化性樹脂シート及び厚み調整用冶具を用いるモジュール基板の製造方法に関する。前記熱硬化性樹脂シートは、第1の開口部を有する。前記厚み調整用冶具は、第2の開口部を有する。本発明のモジュール基板の製造方法は、前記第1の開口部に前記部品が収容されるように、前記基板と前記熱硬化性樹脂シートとを重ねる工程(A)、及び前記第1の開口部と前記第2の開口部とが対向するように、前記熱硬化性樹脂シートと前記厚み調整用冶具とを重ねる工程(B)を含む。
熱硬化性樹脂シートの第1の開口部(部品を避ける為の逃げ孔)に部品を収容するため、部品の破損を防止できる。また、熱硬化性樹脂シートと厚み調整用冶具とを重ねる際に、第1の開口部と第2の開口部とを対向し、第1の開口部及び第2の開口部を連絡するので、プレスなどにより熱硬化性樹脂シートが薄くなり、部品が第1の開口部を貫通しても、部品を第2の開口部に収容でき、部品の破損を防止できる。
また、熱硬化性樹脂シートを用いるので、専用の金型や、枠冶具が不要となるため、コストの低減が期待できる。製造時間を短縮できる。
前記モジュール基板の製造方法は、未封止部分の形状に応じた冶具を用いて前記未封止部分を有するモジュール基板を製造する方法であることが好ましい。
前記熱硬化性樹脂シートは第3の開口部を有し、前記工程(A)は、前記第1の開口部に前記部品が収容されるように、前記基板と前記熱硬化性樹脂シートとを重ねる工程(A-1)、及び前記工程(A-1)の後、前記第3の開口部に冶具を挿入する工程(A-2)を含むことが好ましい。
これによれば、冶具を挿入して第3の開口部を埋めるため、第3の開口部13が熱硬化性樹脂によって埋まることを防止することが可能である。すなわち、第3の開口部を未封止部分とすることができる。前記冶具は、パイプ状であることが好ましい。
前記モジュール基板の製造方法は、平行平板プレス機を用いてプレスする工程(C)を含むことが好ましい。これにより、圧縮成型機、トランスファー成型機を用いる場合に必要とされる専用の金型や枠冶具が不要となり、製造コストを低減できる。
前記モジュール基板の製造方法は、金型及び枠冶具を用いないことが好ましい。金型や枠冶具を用いないので、製造コストを低減できる。
前記熱硬化性樹脂シートは、熱硬化性樹脂シート部、及び前記熱硬化性樹脂シート部上に配置されたシートを備えることが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂シート部と厚み調整用冶具との接触を防ぐ事が可能で、厚み調整用冶具への樹脂付着等の汚染を防止できる。
前記熱硬化性樹脂シート部は無機充填剤を含み、前記熱硬化性樹脂シート部中の前記無機充填剤の含有量が65~95重量%であることが好ましい。無機充填剤の含有量が65重量%以上であると、第1の開口部を作製する際のハンドリング性に優れている。一方、無機充填剤の含有量が95重量%以下であると、熱硬化性樹脂シートの取り扱い時に破損する可能性が低い。
本発明はまた、前記製造方法により得られたモジュール基板を用いた電子機器に関する。前記電子機器は、部品の破損が防止されたモジュール基板を用いるため、信頼性が高い。
本発明は、基板と熱硬化性樹脂シートとを重ねて、熱硬化性樹脂シートの第1の開口部に基板上に配置された部品を収容する工程と、熱硬化性樹脂シートと厚み調整用冶具とを重ねて、熱硬化性樹脂シートの第1の開口部と厚み調整用冶具の第2の開口部とを連結する工程を含むモジュール基板の製造方法に関する。
本発明によれば、基板に搭載された部品の破損を防止できる。
(a)は、基板の模式平面図である。(b)は、基板の模式正面図である。 (a)は、熱硬化性樹脂シートの模式平面図である。(b)は、熱硬化性樹脂シートの模式正面図である。 厚み調整用冶具の模式平面図である。 (a)は、実施形態1における積層体の模式平面図である。(b)は、(a)のA-B線で積層体を切断した際の模式断面図である。 実施形態1における平行平板プレスの様子を示す模式断面図である。 実施形態2における平行平板プレスの様子を示す模式断面図である。 (a)は、基板の模式平面図である。(b)は、(a)のC-D線で、基板を切断した際の模式断面図である。 基板及び熱硬化性樹脂シートの積層体の模式断面図である。 冶具を挿入した様子を示す模式断面図である。 積層体に厚み調整用冶具を重ねた様子を示す模式断面図である。 実施形態3における平行平板プレスの様子を示す模式断面図である。 冶具の模式平面図である。 実施形態4における積層体の模式断面図である。
本発明のモジュール基板の製造方法は、熱硬化性樹脂シート10の第1の開口部12に部品2が収容されるように、基板1と熱硬化性樹脂シート10とを重ねる工程(A)、及び第1の開口部12と厚み調整用冶具21の第2の開口部22とが対向するように、熱硬化性樹脂シート10と厚み調整用冶具21とを重ねる工程(B)を含む。
まず、実施形態1~4で使用する基板1、熱硬化性樹脂シート10及び厚み調整用冶具21について説明する。
[基板]
図1の(a)は、基板1の模式平面図である。図1の(b)は、基板1の模式正面図である。
図1の(a)、(b)に示すように、基板1には複数の部品2が搭載されている。すなわち、複数の部品2が基板1上に配置されている。このような基板1としては、プリント配線基板、リジット基板、フレキシブル基板、リジット・フレキシブル基板などが挙げられる。
部品2としては、例えば、半導体素子(半導体パッケージなど)、コンデンサ、コネクタ、抵抗、ダイオード、トランジスタ、集積回路(IC)などの電子部品が挙げられる。部品2は、後述の熱硬化性樹脂シート11の第1の開口部12に収容される。
基板1には複数の孔3が設けられている(図1の(a))。孔3としては、例えば、ねじ孔などが挙げられる。
また、基板1には、通常、各種配線なども設けられている(図示せず)。
[熱硬化性樹脂シート]
図2の(a)は、熱硬化性樹脂シート10の模式平面図である。図2の(b)は、熱硬化性樹脂シート10の模式正面図である。
図2の(a)に示すように、熱硬化性樹脂シート10は、第1の開口部12を有する。第1の開口部12は、基板1の部品2に対応する位置(基板1に熱硬化性樹脂シート10を重ねた場合に、部品2を収容可能な位置)に形成されている。
第1の開口部12の形状(熱硬化性樹脂シート10を平面視したときの形状)は部品2を収容可能な形状であれば特に限定されないが、部品2に応じた形状が好ましい(図2の(a))。例えば、部品2が円形状である場合には、第1の開口部12も円形状であることが好ましい。
第1の開口部12の大きさ(熱硬化性樹脂シート10を平面視したときの開口部12の面積)は、部品2を収容可能な大きさであれば特に限定されず、適宜設定できる。例えば、部品2の大きさの100~130%であり、好ましくは101~120%である。
また、熱硬化性樹脂シート10は、第3の開口部13を有する(図2の(a))。第3の開口部13は、基板1の孔3に対応する位置(基板1に熱硬化性樹脂シート11を重ねた場合に、第3の開口部13が孔3と対向する位置)に形成されている。なお、第3の開口部13には、後述の冶具71を挿入できる(実施形態3にて説明)。
第3の開口部13の形状(熱硬化性樹脂シート10を平面視したときの形状)は特に限定されないが、孔3に応じた形状が好ましい(図2の(a))。例えば、孔3が円形状である場合には、第3の開口部13も円形状であることが好ましい。
第3の開口部13の大きさ(熱硬化性樹脂シート10を平面視したときの第3の開口部13の面積)は、孔3と同程度の大きさが好ましい。例えば、孔3の大きさの100~130%であり、好ましくは101~120%である。
図2の(b)に示すように、熱硬化性樹脂シート10は、通常、熱硬化性樹脂シート11(熱硬化性樹脂シート部11)、及び熱硬化性樹脂シート11上に配置されたシート14を備える。これにより、熱硬化性樹脂シート11と、厚み調整用冶具21又はプレス天板面などとの接触を防ぐ事ができ、厚み調整用冶具21又はプレス天板への樹脂付着等の汚染を防止できる。またシート14の表面を梨地状などに加工することで、マーキング性などを向上できる。なお、熱硬化性樹脂シート11の両面に、シート14が配置されていてもよい。この場合、一方のシート14を剥離することで好適に使用できる。シート14としては、従来公知のセパレーターを使用できる。シート14の構成材料としては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))、ポリイミドなどが挙げられる。
熱硬化性樹脂シート11は、無機充填剤を含むことが好ましい。
無機充填剤は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種充填剤を用いることができ、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ(溶融シリカや結晶性シリカ等)、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素の粉末が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
なかでも、熱硬化性樹脂シート11の硬化体の線膨張係数を低減し、封止後の反りを抑制できるという点から、シリカ粉末を用いることが好ましく、シリカ粉末のなかでも溶融シリカ粉末を用いることがより好ましい。溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。なかでも、平均粒径が0.1~100μmの範囲のものを用いることが好ましく、0.3~54μmの範囲のものを用いることが特に好ましい。
なお、平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
熱硬化性樹脂シート11中の無機充填剤の含有量は、好ましくは65重量%以上、より好ましくは80重量%以上である。65重量%以上であると、吸水率を低下できる。熱硬化性樹脂シート11中の無機充填剤の含有量は、好ましくは95重量%以下、より好ましくは90重量%以下である。95重量%以下であると、樹脂作製時に支障なく混練りできる。
熱硬化性樹脂シート11は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂を含むことが好ましい。
エポキシ樹脂としては、特に限定されるものではない。例えば、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等の各種のエポキシ樹脂を用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。
エポキシ樹脂の硬化後の靭性及びエポキシ樹脂の反応性を確保する観点からは、エポキシ当量150~250、軟化点もしくは融点が50~130℃の常温で固形のものが好ましく、なかでも、信頼性の観点から、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。柔軟性という点から、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂との間で硬化反応を生起するものであれば特に限定されるものではない。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、レゾール樹脂等が用いられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂との反応性の観点から、水酸基当量が70~250、軟化点が50~110℃のものを用いることが好ましく、なかでも硬化反応性が高いという観点から、フェノールノボラック樹脂を好適に用いることができる。また、信頼性の観点から、フェノールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂のような低吸湿性のものも好適に用いることができる。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、硬化反応性という観点から、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計が0.7~1.5当量となるように配合することが好ましく、より好ましくは0.9~1.2当量である。
熱硬化性樹脂シート11中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは4重量%以上である。1重量%以上であると、樹脂強度を良好に確保できる。熱硬化性樹脂シート11中のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量は、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下、更に好ましくは10重量%以下である。20重量%以下であると、成型性が良好である。
熱硬化性樹脂シート11は、エラストマーを含むことが好ましい。
エラストマーは、電子部品の封止に必要な可撓性を熱硬化性樹脂シート11に付与するものであり、このような作用を奏するものであれば特にその構造を限定するものではない。例えば、ポリアクリル酸エステル等の各種アクリル系共重合体、スチレンアクリレート系共重合体、ブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、エチレン-酢酸ビニルコポリマー(EVA)、イソプレンゴム、アクリロニトリルゴム等のゴム質重合体を用いることができる。なかでも、エポキシ樹脂へ分散させやすく、またエポキシ樹脂との反応性も高いために、得られる熱硬化性樹脂シートの耐熱性や強度を向上させることができるという観点から、アクリル系共重合体を用いることが好ましい。また、熱安定性に優れ、固形物としてハンドリングがしやすいという点から、スチレン系共重合体が好ましく、ポリスチレン・ポリイソブチレン系共重合体がより好ましく、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体がさらに好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併せて用いてもよい。
なお、アクリル系共重合体は、例えば、所定の混合比にしたアクリルモノマー混合物を、定法によってラジカル重合することにより合成することができる。ラジカル重合の方法としては、有機溶剤を溶媒に行う溶液重合法や、水中に原料モノマーを分散させながら重合を行う懸濁重合法が用いられる。その際に用いる重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、その他のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド及びメチルエチルケトンパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が用いられる。なお、懸濁重合の場合は、例えばポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールのような分散剤を加えることが望ましい。
エラストマーの含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量100重量部に対して、好ましくは5重量部以上、より好ましくは25重量部以上である。25重量部以上であると、柔軟性を付加でき、取り扱い性を向上でき、樹脂をロールに巻き取ること、ロール状にすることができる。
また、エラストマーの含有量は、好ましくは60重量部以下、より好ましくは40重量部以下である。60重量部以下であると、成型時の樹脂流動を低減できる。
熱硬化性樹脂シート11は、硬化促進剤を含むことが好ましい。
硬化促進剤は、硬化を進行させるものであれば特に限定されるものではないが、硬化性と保存性の観点から、トリフェニルホスフィンやテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等の有機リン系化合物や、イミダゾール系化合物が好適に用いられる。これら硬化促進剤は、単独で用いても良いし、他の硬化促進剤と併用しても構わない。
硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量100重量部に対して、好ましくは1重量部以上、より好ましくは2.5重量部以上である。1重量部以上であると、充分に硬化できる。また、硬化促進剤の含有量は、好ましくは4.5重量部以下、より好ましくは3.5重量部以下である。4.5重量部以下であると、硬化時の硬化収縮を低減できる。
熱硬化性樹脂シート11は、顔料を含むことが好ましい。顔料を含有することにより、熱硬化性樹脂シート11表面の傷や汚れを防止でき、尚且つマーキング性を向上できる。
顔料としては特に限定されず、無機系顔料であってもよいし、有機系顔料であってもよい。
無機系顔料としては、例えば、ガラス微粉末、ガラスバルーン、セラミックビーズ等のセラミック系顔料;アルミニウム、鉄、ジルコニウム、コバルト等の金属細片系顔料;酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、チタン酸ナトリウム、酸化ケイ素、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化クロム、酸化鉄、酸化銅、酸化セリウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物系顔料;酸化鉄-酸化マンガン、酸化鉄-酸化クロム、酸化銅-酸化マグネシウム等の複合酸化物顔料;SiとAlやFe、マグネシウム、マンガン、ニッケル、チタン、クロム、カルシウム等の金属系顔料;鉄-クロム、ビスマス-マンガン、鉄-マンガン、マンガン-イットリウム等の合金系顔料;マイカ、窒化ケイ素、光輝顔料、硫酸バリウム等が挙げられる。
有機系顔料としては、例えば、アゾ系顔料、アゾメチン系顔料、レーキ系顔料、チオインジゴ系顔料、アントラキノン系顔料、ぺリレン系顔料、ぺリノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、キニフタロン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、カーボン系顔料等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
顔料の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは0.8重量部以上である。0.1重量部以上であると、マーキング性を向上できる。また、顔料の含有量は、好ましくは10重量部以下、より好ましくは3重量部以下である。10重量部以下であると、樹脂粘度を低下でき、成形性を向上できる。
熱硬化性樹脂シート11は、難燃剤を含むことが好ましい。
難燃剤としては特に限定されないが、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化鉄、水酸化カルシウム、水酸化スズ等の金属水酸化物;ホスファゼン化合物;等が挙げられる。なかでも、硬化後の強度を特定範囲に良好に調整できるという理由から、ホスファゼン化合物が好ましい。ホスファゼン化合物としては、例えば、FP-100(伏見製薬所製)等が挙げられる。
難燃剤の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量100重量部に対して、好ましくは5重量部以上、より好ましくは20重量部以上である。5重量部以上であると、樹脂に難燃性を付加できる。また、難燃剤の含有量は、好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。50重量部以下であると、支障なく樹脂作製ができる。
なお、熱硬化性樹脂シート11は、上記の各成分以外に必要に応じて、シランカップリング剤等他の添加剤を適宜配合できる。
熱硬化性樹脂シート11は、一般的な方法で製造できる。例えば、前記各成分をメチルエチルケトン等の有機溶剤に均一に溶解あるいは分散させ、ワニスを調製し、次いで、ワニスをシート14上に塗布し乾燥させる。その後、打ち抜き加工などにより第1の開口部12及び第3の開口部13を形成する。これにより、熱硬化性樹脂シート11が得られる。
熱硬化性樹脂シート11は、混練押出により製造することも好ましい。これにより、シート状に容易に成形でき、ボイドが少なく、厚みが均一な熱硬化性樹脂シート11が得られる。
混練押出により製造する方法としては、例えば、前記各成分を混練して得られる混練物をシート状に塑性加工する方法が好ましい。
具体的には、熱硬化性樹脂、エラストマー、無機充填材及び硬化促進剤などをミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機などの公知の混練機で溶融混練することにより混練物を調製し、得られた混練物をシート状に塑性加工する。混練条件として、温度の上限は、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。温度の下限は、上述の各成分の軟化点以上であることが好ましく、例えば30℃以上、好ましくは50℃以上である。混練の時間は、好ましくは1~30分である。
溶融混練後の混練物は、冷却することなく高温状態のままで塑性加工することが好ましい。塑性加工方法としては特に制限されず、平板プレス法、Tダイ押出法、スクリューダイ押出法、ロール圧延法、ロール混練法、インフレーション押出法、共押出法、カレンダー成形法などが挙げられる。塑性加工温度としては上述の各成分の軟化点以上が好ましく、エポキシ樹脂の熱硬化性および成形性を考慮すると、例えば40~150℃、好ましくは50~140℃、さらに好ましくは70~120℃である。
熱硬化性樹脂シート10の厚み(熱硬化性樹脂シート11及びシート14の合計厚み)は、部品2の厚み(高さ)より厚くても薄くてもよい。しかし、部品の破損を防ぐという理由から、部品2より厚いことが好ましい。
[厚み調整用冶具]
図3は、厚み調整用冶具21の模式平面図である。
厚み調整用冶具21は、第2の開口部22を有する。第2の開口部22は、基板1の部品2に対応する位置(基板1上に厚み調整用冶具21を重ねた場合に、部品2を収容可能な位置)に形成されている。
第2の開口部22の形状(厚み調整用冶具21を平面視したときの形状)は、部品2に応じた形状が好ましい(図3)。例えば、部品2が円形状である場合には、第2の開口部22も円形状であることが好ましい。
第2の開口部22の大きさ(厚み調整用冶具21を平面視したときの第2の開口部22の面積)は、部品2を収容可能な大きさであれば特に限定されず、適宜設定できる。例えば、部品2の大きさの100~130%であり、好ましくは101~120%である。
また、厚み調整用冶具21は、第4の開口部23を有する(図3)。第4の開口部23は、基板1の孔3に対応する位置(基板1に厚み調整用冶具21を重ねた場合に、第4の開口部23が孔3と対向する位置)に形成されている。
なお、第4の開口部23には、後述の冶具71を収容できる(実施形態3にて説明)。
第4の開口部23の形状(厚み調整用冶具21を平面視したときの形状)は特に限定されないが、孔3に応じた形状が好ましい(図3)。例えば、孔3が円形状である場合には、第4の開口部23も円形状であることが好ましい。
第4の開口部23の大きさ(厚み調整用冶具21を平面視したときの第4の開口部23の面積)は、孔3と同程度の大きさが好ましい。例えば、孔3の大きさの100~130%であり、好ましくは101~120%である。
厚み調整用冶具21を構成する材料は特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどの樹脂;アルミ、ステンレスなどの金属;シリコンゴム、アクリルゴムなどのゴムが挙げられる。これらを組み合わせた複合材料でもよい。なかでも、耐熱性、厚みなどの精度という理由から、金属が好ましい。
厚み調整用冶具21の厚みは適宜設定できる。
[製造方法]
本発明のモジュール基板の製造方法は、工程(A)及び工程(B)を含む。工程(A)、(B)の順序は特に限定されず、工程(A)の後に工程(B)を行ってもよく、工程(B)の後に工程(A)を行ってもよい。
以下の説明では、基板1、熱硬化性樹脂シート10及び厚み調整用冶具21を用いた場合について説明する。
(実施形態1)
工程(A)
図4の(a)(b)に示すように、工程(A)では、第1の開口部12に部品2が収容されるように、基板1と熱硬化性樹脂シート10とを重ねる。
具体的には、基板1の部品2を搭載する面(部品搭載面)と、熱硬化性樹脂シート11とが対向するように、基板1に熱硬化性樹脂シート10を重ねる。これにより、熱硬化性樹脂シート10が有する第1の開口部12に、部品2を収容する。
工程(B)
図4の(a)(b)に示すように、工程(B)では、第1の開口部12と第2の開口部22とが対向するように、熱硬化性樹脂シート10と厚み調整用冶具21とを重ねる。
具体的には、熱硬化性樹脂シート10が備えるシート14の上に厚み調整用冶具21を重ねる。これにより、基板1、熱硬化性樹脂シート11、シート14及び厚み調整用冶具21がこの順に積層された積層体31を得る。第1の開口部12と第2の開口部22とが対向するように重ねるので、第1の開口部12及び第2の開口部22が連絡する。
第1の開口部12及び第2の開口部22が連絡するので、後述のプレスにより熱硬化性樹脂シート11が薄くなり、部品2が第1の開口部12を貫通しても、部品2を第2の開口部22に収容でき、部品2の破損を防止できる。
工程(C)
図5に示すように、工程(C)では、積層体31を平行平板プレス機を用いてプレスする。具体的には、平行平板プレス機の下板61及び上板62の間に積層体31を配置し、次いで必要に応じて積層体31の上に冶具41を重ね、減圧下で積層体31をプレスする。下板61及び上板62のプレス方向の移動は、スペーサー(枠冶具)63によってストップさせることができる。
なお、積層体31の上に冶具41を重ねた後、平行平板プレス機の下板61及び上板62の間に積層体31を配置してもよい。
冶具41は従来公知のものを使用できる。例えば、平板状のものなどを使用できる。
スペーサー(枠冶具)63は、モジュール基板の厚さを調整するために使用する。スペーサー63の厚みは、適宜設定すればよい。
プレス圧力は適宜設定できるが、好ましくは1kg/cm以上であり、より好ましくは3kg/cm以上である。1kg/cm以上であると、基板1及び熱硬化性樹脂シート11間でしっかりと濡れるため、良好に貼り合わせできる。一方、プレス圧力は、好ましくは25kg/cm以下、より好ましくは20kg/cm以下である。25kg/cm以下であると、基板1、ウエハ、基板1上の部品2などの破損を防止できる。
プレス温度は適宜設定できる。好ましくは30℃以上であり、より好ましくは50℃以上である。一方、プレス温度は、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは180℃以下である。
プレス時間は特に限定されないが、通常0.5~30分である。
減圧下の圧力は、好ましくは30Torr以下、より好ましくは20Torr以下である。30Torr以下であると、ボイドを良好に減らすことができる。減圧下の圧力の下限は特に限定されないが、例えば、0.1Torr以上である。
プレス後、積層体31から厚み調整用冶具21を取り除き、成型体を得る。成型体は、基板1、基板1上に配置された熱硬化性樹脂シート11、及び熱硬化性樹脂シート11上に配置されたシート14を備える。
必要に応じて成型体からシート14を取り除いた後、オートクレーブし、熱硬化させることで、モジュール基板を得ることができる。
オートクレーブ条件は特に限定されないが、例えば、温度50~200℃、0.01~100kg/cm条件で行うことができる。
前記製造方法により得られたモジュール基板は、電子機器に好適に使用できる。
(実施形態2)
実施形態1では、熱硬化性樹脂シート10の厚み(熱硬化性樹脂シート11及びシート14の合計厚み)が、部品2の厚み(高さ)より厚い場合について説明した。実施形態2では、熱硬化性樹脂シート10の厚みが、部品2の厚みより薄い場合について説明する。なお、実施形態1で説明した内容は、その説明を省略する。
図6は、実施形態2における平行平板プレスの様子を示す模式断面図である。
図6に示すように、熱硬化性樹脂シート10の厚みが、部品2の厚みより薄くても、部品2を第2の開口部22に収容でき、部品2の破損を防止できる。
(実施形態3)
未封止部分の形状に応じた冶具を用いて、未封止部分を有するモジュール基板を製造する場合について説明する。すなわち、実施形態3では、熱硬化性樹脂シート10と基板1とを重ね、熱硬化性樹脂シート10の第3の開口部13と基板1の孔3とを連絡した後、第3の開口部13及び孔3の連結孔に冶具71を挿入する。冶具71が第3の開口部13及び孔3を埋めるため、第3の開口部13及び孔3が熱硬化性樹脂によって埋まることを防止できる。したがって、冶具71の挿入部分(連結孔)を未封止状態にできる。
なお、実施形態1、2で説明した内容は、その説明を省略する。
図7の(a)は、基板1の模式平面図である。図7の(b)は、(a)のC-D線で、基板1を切断した際の模式断面図である。
図8は基板1及び熱硬化性樹脂シート10の積層体の模式断面図である。
工程(A-1)
工程(A-1)では、第1の開口部12に部品2が収容されるように、基板1と熱硬化性樹脂シート10とを重ねる。
具体的には、第1の開口部12に部品2が収容されるように、かつ第3の開口部13と孔3とが対向するように基板1の部品搭載面に、熱硬化性樹脂シート10を重ねる。
これにより、熱硬化性樹脂シート10が有する第1の開口部12に部品2を収容するとともに、第3の開口部13及び孔3を連絡する。図8は、第3の開口部13及び孔3が連絡した様子を示している。
工程(A-2)
工程(A-1)の後、工程(A-2)を行う。図9に示すように、工程(A-2)では、第3の開口部13及び孔3に冶具71を挿入する。冶具71が第3の開口部13及び孔3を埋めるため、第3の開口部13及び孔3を未封止とすることができる。すなわち、冶具71が第3の開口部13及び孔3を埋めるため、第3の開口部13及び孔3が熱硬化性樹脂によって埋まることを防止できる。
冶具71の形状は棒状である限り特に限定されないが、パイプ状が好適である。冶具71の太さは、適宜設定できる。
図10に示すように、冶具71の長さは、後述の積層体32の厚み(長さ)より短いことが好ましい。なお、後述するように、冶具71の長さを調整することで、製造するモジュール基板の厚さを調整できる。
冶具71を構成する材料は特に限定されず、例えば、前述の厚み調整用冶具21で例示したものを使用できる。
工程(B)
図10に示すように、工程(B)では、第1の開口部12と第2の開口部22とが対向するように、かつ、第3の開口部13と第4の開口部23とが対向するように熱硬化性樹脂シート10と厚み調整用冶具21とを重ねる。これにより、基板1、熱硬化性樹脂シート11、シート14及び厚み調整用冶具21がこの順に積層された積層体32を得る。第3の開口部13と第4の開口部23とが対向するように重ねるので、第3の開口部13及び第4の開口部23が連絡する。図10は、第3の開口部13及び第4の開口部23が連絡した様子を示している。
工程(C)
図11は、実施形態3における平行平板プレスの様子を示す模式断面図である。
図12は、冶具の模式平面図である。
図11に示すように、工程(C)では、積層体32を平行平板プレス機を用いてプレスする。具体的には、平行平板プレス機の下板61及び上板62の間に積層体32を配置し、次いで必要に応じて積層体32の上に冶具81を重ね、減圧下で、プレスする。
図12に示すように、冶具81は、第5の開口部82を有する。第5の開口部82は、基板1の部品2に対応する位置(基板1に冶具81を重ねた場合に、部品2を収容可能な位置)に形成されている。
第5の開口部82の形状(冶具81を平面視したときの形状)は部品2を収容可能な形状であれば特に限定されないが、部品2に応じた形状が好ましい(図12)。例えば、部品2が円形状である場合には、第5の開口部82も円形状であることが好ましい。
第5の開口部82の大きさ(冶具81を平面視したときの第5の開口部82の面積)は、部品2を収容可能な大きさであれば特に限定されず、適宜設定できる。例えば、部品2の大きさの100~200%であり、好ましくは101~150%である。
この工程では、第2の開口部22と第5の開口部82とが対向するように、積層体32の厚み調整用冶具21と冶具81とを重ねる。これにより、第2の開口部22及び第5の開口部82が連絡する(図示せず)。この結果、第1の開口部12、第2の開口部22及び第5の開口部82が連絡する(図示せず)。
このため、部品2を第1の開口部12、第2の開口部22及び第5の開口部82に収容でき、部品2の破損を防止できる。
実施形態3では、冶具71は、スペーサーとしての機能を発揮できる、(実施形態1のスペーサー63と同様の機能を発揮できる)ため、スペーサーを使用しなくともよい。プレス時に冶具71がプレス荷重を受け止めるためである。よって、冶具71の長さを調整することで、製造するモジュール基板の厚さを調整できる。
以上の方法により、第3の開口部13及び孔3が未封止のモジュール基板を製造できる。
(実施形態4)
実施形態3では、孔3より細い冶具71を用い、第3の開口部13及び孔3に冶具71を挿入する場合について説明したが、実施形態4では、孔3より太い冶具71を用い、第3の開口部13には挿入するが孔3には挿入しない場合について説明する。
図13において、冶具71は孔3より太い。このような冶具71を用いることで、孔3に挿入せずとも、第3の開口部13が未封止であり、かつ孔3も未封止のモジュール基板を製造できる。
以上の説明では、片面に部品2が搭載されている基板1について説明した。しかし、部品2は両面に搭載されていてもよい。この場合、両面に対して、工程(A)~(C)を適用できる。
また、厚み調整用冶具21の他に、厚みを調整できる冶具41、81を用いる場合について説明した。冶具41、81を用いることで、部品2が大型である場合であっても、部品2の破損を防止できる。またプレス範囲を調整できる。
なお、基板1、熱硬化性樹脂シート10及び厚み調整用冶具21について、これらを平面視したときの外形(外周)の形状が同一の場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、異なっていてもよい。
以上のとおり、例えば、基板1上に熱硬化性樹脂シート10を配置して、熱硬化性樹脂シート10の第1の開口部12に基板1上に配置された部品2を収容する工程と、熱硬化性樹脂シート10上に厚み調整用冶具21を配置して、熱硬化性樹脂シート10の第1の開口部12と厚み調整用冶具21の第2の開口部22とを連結する工程を含む方法により、モジュール基板を好適に製造できる。
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、各例中、部は特記がない限りいずれも重量基準である。
[熱硬化性樹脂シートA、Bの作製で使用した成分及び配合割合]
熱硬化性樹脂シートの作製で使用した成分について説明する。
エポキシ樹脂:新日鐵化学社製のYSLV-80XY(ビスフェノールF型エポキシ樹脂) 3.4部
フェノール樹脂:明和化成社製のMEH7851S(フェノールビフェニレン) 3.6部
エラストマー:カネカ社製のSIBSTER 072T(ポリスチレン・ポリイソブチレン系樹脂) 3部
硬化促進剤:北興化学工業社製のTPP-K(リン系触媒) 0.1部
顔料:三菱化学社製のカーボンブラックMA600 0.1部
難燃剤:伏見製薬所製のFP-100(ホスホニトリル酸フェニルエステル) 1.8部
無機充填剤:電気化学工業社製のFB-9454(溶融球状シリカ、平均粒子径21μm) 88部
[熱硬化性樹脂シートAの作製]
上記配合比にしたがって上記各成分をミキサーでブレンドした後に、2軸2条混練機により混練りして樹脂組成物を得た。平行平板プレス機のプレス下板にPETフィルムをセットし、PETフィルム上に混練して得られた樹脂組成物をセットした。そして、樹脂組成物上に別のPETフィルムをセットした状態でプレスを行った。これにより、PETフィルム付きの熱硬化性樹脂シートAを得た(PETフィルムの厚み0.05mm、熱硬化性樹脂シートの厚み2.0~2.1mm)。
[熱硬化性樹脂シートBの作製]
上記配合比の上記各成分と、メチルエチルケトン及びトルエンを50:50で含む混合液とを混合し、成分濃度90重量%の混合物を作製した。混合物を自転公転式ミキサー(シンキ―社製、あわとり練太郎)を用いて、2000rpmで10分間撹拌することで、塗工用ワニスを得た。塗工用ワニスを厚み50μmのシリコーン処理PETフィルム(三菱化学製:MRF50)上に塗工し、次いで熱風乾燥機で110℃10分間乾燥することにより、厚さ100μmの薄型樹脂シートを得た。20枚の薄型樹脂シートを真空ラミネーターにより、積層温度60℃、真空度10Torr、ラミネート速度30m/sで積層することにより、厚さ2mmの熱硬化性樹脂シートを得た。なお、メチルエチルケトンとトルエンを含む混合液を使用したのは、エラストマーであるSIBSTAR 072Tがメチルエチルケトンに溶解しにくいためである。
[実施例1]
実施例1で使用したアイテムについて説明する。
プリント配線基板1:半導体パッケージ、コンデンサなどを搭載した放熱板付きプリント配線基板(厚み14.5mm)
熱硬化性樹脂シート1:上記方法で作製した熱硬化性樹脂シートAに打ち抜き加工を施すことによって、プリント配線基板1の半導体パッケージ、コンデンサに対応する位置に部品逃げ孔部(開口部)を形成したもの
厚み調整用冶具1-1:プリント配線基板1の半導体パッケージ、コンデンサなど搭載部品に対応する位置に部品逃げ孔部(開口部)を形成したもの(樹脂製、厚み15mm)
厚み調整用冶具1-2:平板形状の冶具(金属製、厚み25~31mm)
スペーサー1:高さ73mm
プリント配線基板1の部品搭載面に熱硬化性樹脂シート1を重ね、熱硬化性樹脂シート1の部品逃げ孔部に、半導体パッケージ及びコンデンサを収容した。
次いで、熱硬化性樹脂シート1の上に厚み調整用冶具1-1を重ね、熱硬化性樹脂シート1の部品逃げ孔部と厚み調整用冶具1-1の部品逃げ孔部を連絡した。その上に平板状の厚み調整用冶具1-2を積層した。
上記で得られた積層体を、平行平板プレス機を用いてプレスした(プレス温度:175℃、予備加熱時間:10分、プレス圧力:18kg/cm、プレス時間:5分、真空度:10Torr)。プレス後、プリント配線基板1及び熱硬化性樹脂シート1からなる成型体を取り出し、これをオートクレーブにより熱硬化させ、モジュール基板を得た。
[実施例2]
以下のアイテムを使用した点、及びプレス温度が130℃である点以外は、実施例1と同様の方法でモジュール基板を得た。
プリント配線基板2:半導体パッケージ、コンデンサなどを搭載したプリント配線基板(厚み1.45mm)
熱硬化性樹脂シート2:上記方法で作製した熱硬化性樹脂シートAに打ち抜き加工を施すことによって、プリント配線基板2の半導体パッケージ、コンデンサなど実装部品に対応する位置に部品逃げ孔部(開口部)を形成したもの
厚み調整用冶具2-1:プリント配線基板2の半導体パッケージ、コンデンサに対応する位置に部品逃げ孔部(開口部)を形成したもの(樹脂製、厚み15mm)
厚み調整用冶具2-2:平板形状の冶具(金属製、厚み25~31mm)
スペーサー2:高さ60mm
[実施例3]
実施例3で使用したアイテムについて説明する。
プリント配線基板3:半導体パッケージ、コンデンサなどを基板両面に搭載したプリント配線基板(厚み1.55mm)
熱硬化性樹脂シート3:上記方法で作製した熱硬化性樹脂シートAに打ち抜き加工を施すことによって、プリント配線基板3の半導体パッケージ、コンデンサなど実装部品に対応する位置に部品逃げ孔部(開口部)を形成したもの
厚み調整用冶具3-1:プリント配線基板3の半導体パッケージ、コンデンサに対応する位置に部品逃げ孔部(開口部)を形成したもの(樹脂製、厚み15mm)
厚み調整用冶具3-2:平板形状の冶具(金属製、厚み25~31mm)
スペーサー3:高さ60mm
22mm台座:凹部又は開口部を有する台座(厚み22mm)
9mm台座:凹部又は開口部を有する台座(厚み9mm)
22mm台座上にプリント配線基板3を載置した後に積層した点、プレス温度が130℃である点、及びプレス時間が6分である点以外は、実施例1と同様の方法でプリント配線基板3の片面を熱硬化し、封止した。
その後、22mm台座上に片面封止後のプリント配線基板3を載置し、もう一方の面を封止し、両面が封止されたモジュール基板を得た。
[実施例4]
熱硬化性樹脂シートAに代えて、熱硬化性樹脂シートBを使用した点以外は実施例1と同様である。
[実施例5]
熱硬化性樹脂シートAに代えて、熱硬化性樹脂シートBを使用した点以外は実施例2と同様である。
[実施例6]
熱硬化性樹脂シートAに代えて、熱硬化性樹脂シートBを使用した点以外は実施例3と同様である。
[結果]
実施例1~6において、熱硬化性樹脂シート1~3は、ハンドリング性に優れ、取り扱い時に破損することがなかった。実施例1~6では、部品逃げ孔部(開口部)に、半導体パッケージ、コンデンサを逃がす(収容する)ことができ、半導体パッケージ、コンデンサが破損することがなかった。
1   基板
2   部品
3   孔
10  熱硬化性樹脂シート
11  熱硬化性樹脂シート部
12  第1の開口部
13  第3の開口部
14  シート
21  厚み調整用冶具
22  第2の開口部
23  第4の開口部
31  積層体
32  積層体
41  冶具
61  下板
62  上板
63  スペーサー
71  冶具
81  冶具
82  第5の開口部

Claims (9)

  1. 少なくとも1つの部品が搭載された基板、熱硬化性樹脂シート及び厚み調整用冶具を用い、
    前記熱硬化性樹脂シートは、第1の開口部を有し、
    前記厚み調整用冶具は、第2の開口部を有し、
    前記第1の開口部に前記部品が収容されるように、前記基板と前記熱硬化性樹脂シートとを重ねる工程(A)、及び
    前記第1の開口部と前記第2の開口部とが対向するように、前記熱硬化性樹脂シートと前記厚み調整用冶具とを重ねる工程(B)
    を含むモジュール基板の製造方法。
  2. 未封止部分の形状に応じた冶具を用いて、前記未封止部分を有するモジュール基板を製造する請求項1に記載のモジュール基板の製造方法。
  3. 前記熱硬化性樹脂シートは第3の開口部を有し、
    前記工程(A)は、
    前記第1の開口部に前記部品が収容されるように、前記基板と前記熱硬化性樹脂シートとを重ねる工程(A-1)、及び
    前記工程(A-1)の後、前記第3の開口部に冶具を挿入する工程(A-2)を含む請求項1又は2に記載のモジュール基板の製造方法。
  4. 前記冶具は、パイプ状である請求項3に記載のモジュール基板の製造方法。
  5. 平行平板プレス機を用いてプレスする工程(C)を含む請求項1~4のいずれかに記載のモジュール基板の製造方法。
  6. 金型及び枠冶具を用いない請求項1~5のいずれかに記載のモジュール基板の製造方法。
  7. 前記熱硬化性樹脂シートは、熱硬化性樹脂シート部、及び前記熱硬化性樹脂シート部上に配置されたシートを備える請求項1~6のいずれかに記載のモジュール基板の製造方法。
  8. 前記熱硬化性樹脂シート部は無機充填剤を含み、
    前記熱硬化性樹脂シート部中の前記無機充填剤の含有量が65~95重量%である請求項7に記載のモジュール基板の製造方法。
  9. 請求項1~8のいずれかに記載の方法により得られたモジュール基板を用いた電子機器。
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