WO2016059699A1 - 樹脂封止モジュールの製造方法および樹脂封止モジュール - Google Patents
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- a resin-sealed module in which a substrate (a substrate with an electronic component) having electronic components mounted on the mounting surface is sealed with a resin is manufactured, for example, as follows.
- a substrate with electronic components is stored in a module case together with a liquid curable resin, and the resin surface is molded by pressing a mold member against the resin surface while immersed in the resin (see, for example, Patent Document 1). ).
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- the region formed by the gas layer 25 has a small surface roughness, the reflectance of light is higher than that of other regions. Since the planar view shape of this area is a shape unique to the resin sealing module 10, the resin sealing module 10 and other resins are based on the pattern of reflected light when the resin sealing module 10 is irradiated with light. Identification from the sealing module becomes possible.
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Abstract
Description
電子部品付き基板を液状硬化性樹脂とともにモジュールケース内に格納し、前記樹脂に浸漬した状態で、前記樹脂表面にモールド部材を押し当てることにより前記樹脂表面を成形する(例えば、特許文献1を参照)。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、前記樹脂表面に凹状欠陥が形成されるのを確実に防ぐことができる樹脂封止モジュールの製造方法および樹脂封止モジュールを提供することを課題とする。
このため、第一隔壁の内側空間に気体層を保持させ、この気体層によって液状硬化性樹脂の一部領域を押し下げることによって前記樹脂表面を成形することができる。
気体層により押し下げられる領域の前記樹脂はモールド部材に当接しないため、従来と比較して前記樹脂の表面のうちモールド部材に当接しない領域を拡大できる。そして、モールド部材に当接しない領域では気泡の残留が起こらないため、凹状欠陥が前記樹脂表面に形成されることを抑制できる。
以下、本発明の樹脂封止モジュールの製造方法の第一実施形態について説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る樹脂封止モジュール10の断面図であり、図2は、樹脂封止モジュール10の平面図である。図1は、図2のI-I’線に沿う断面図である。
電子部品3は、トランスや電解コンデンサなど比較的背の高い電子部品であり、プリント基板1の実装面1aのうち第一領域11に実装されている。
一方、電子部品2は、ICチップやチップ部品など比較的背の低い電子部品であり、プリント基板1の実装面1aのうち第一領域11とは異なる第二領域12に実装されている。
電子部品2は、電子部品3よりもプリント基板1の実装面1aからの高さ寸法が小さい。
プリント基板1は、モジュールケース6の底板6aに設けられた所定の高さの台座(図示せず)の上に載置することによって、底板6aから離間していることが望ましい。
なお、プリント基板1は、モジュールケース6の底板6aに接するようにモジュールケース6内に格納されていてもよい。また、プリント基板1は、裏面1bにチップ抵抗等の電子部品が実装されていてもよい。
封止樹脂4の表面4aの一部には、凹部5が形成されている。凹部5は、平面視において電子部品2を包含する領域に形成されている。
凹部5の底面である低位領域5aは、凹部5の外の領域(基準領域4b)より低くなっている。図1等に示す凹部5は、平面視矩形とされている(図2参照)。なお、凹部5の形状は図示例に限定されない。
低位領域5aにおける封止樹脂4の厚さT1は、基準領域4bにおける封止樹脂4の厚さT2よりも小さい。厚さT1は電子部品2の高さよりも大きいため、封止樹脂4は電子部品2を埋設している。
この凹部5における封止樹脂4の厚さT1は、電子部品2の高さよりも大きく、かつ基準領域4bにおける封止樹脂4の厚さT2よりも小さいため、封止樹脂4の機能を損なうことなく樹脂の使用量を削減し、樹脂封止モジュール10を軽量化することができる。
成形凸部5bは、後述する位置決め工程において(図3(d)参照)、凹部5の内側面から第一隔壁22の厚さ分だけ離れた位置に形成される。
成形凸部5bは、位置決め工程において、モールド部材20の第一隔壁22の内面の下端部分に、熱硬化性樹脂4Aの表面張力により形成されるため、内面5b1は、突出高さを増すほど傾斜角度(低位領域5aに対する傾斜角度)が大きくなるように湾曲している。
外面5b2は、第一隔壁22の内面に沿って形成されるため、実装面1aに対して垂直に形成される。
成形凸部5bは、後述する第一隔壁22に沿って形成されるため、平面視において環状となっている(図2参照)。
次に、樹脂封止モジュール10を製造する場合を例として、本発明の樹脂封止モジュールの製造方法の第一実施形態を、図3および図4を参照して説明する。
(実装工程)
図3(a)に示すように、プリント基板1の実装面1aの第一領域11に電子部品3を実装するとともに、第二領域12に電子部品2を実装することによって、電子部品付き基板7を得る。
図3(b)に示すように、プリント基板1の裏面1bがモジュールケース6の内底面(底板6aの内面)対向するように、電子部品付き基板7をモジュールケース6内に格納する。
図3(c)に示すように、モジュールケース6内に未硬化の液状の熱硬化性樹脂4A(例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂)を注入し、電子部品付き基板7を熱硬化性樹脂4A中に浸漬する。
次いで、図3(d)および図4に示すように、モールド部材20を用意する。
モールド部材20は、主板部21と、主板部21の第一主面21aから突出する第一隔壁22とを有する。
主板部21の平面視形状は、モジュールケース6の平面視形状に沿う矩形状とすることができる。
主板部21は、図3(d)に示すように、モジュールケース6内に配置したときに、モジュールケース6の側板6bとの間に隙間ができる程度の大きさであることが望ましい。
第一隔壁22は、熱硬化性樹脂4Aに浸漬したときに内側空間24に気体を保持できるように、孔部や切欠きがない筒状に形成されている。
第一隔壁22は、第一主面21aに対して垂直に形成されることが好ましい。第一隔壁22の第一主面21aからの突出高さは、凹部5における封止樹脂4に適切な厚さ(図1の厚さT1)を与えることができるように定められる。第一隔壁22の突出高さは、全周にわたって一定とされている。
第一隔壁22は筒状に形成されているため、内側空間24に気体層25を保持したまま熱硬化性樹脂4Aに浸漬される。気体層25は、モールド部材20が置かれた雰囲気の気体(通常は空気)からなる。
第一隔壁22内に気体層25が保持されるため、熱硬化性樹脂4Aの上面(表面)の一部領域4A1は、第一隔壁22およびその内部の気体層25によって押し下げられ、この領域4A1は他の領域より低く位置する。
モールド部材20は、押し下げられた領域4A1が、平面視において電子部品2を包含するように位置決めされる。
モールド部材20は、例えば、モジュールケース6の側板6bの内面に形成した係止凸部(図示略)に主板部21を載置することによって、高さ位置を定めることができる。
成形凸部5bは、第一隔壁22の内面の下端部分に、熱硬化性樹脂4Aの表面張力により形成されるため、内面5b1は、突出高さを増すほど傾斜角度(水平面に対する傾斜角度)が大きくなるように湾曲した形状となる。成形凸部5bの外面5b2は、第一隔壁22の内面によって形成されるため、実装面1aに対して垂直となる。成形凸部5bは、筒状の第一隔壁22に沿って形成されるため、平面視において環状となる(図2参照)。
次いで、モジュールケース6内の熱硬化性樹脂4Aを加熱して硬化させる。これにより、電子部品付き基板7を埋設する封止樹脂4が形成される。第一隔壁22および気体層25によって押し下げられた領域4A1は凹部5の低位領域5aとなる(図1参照)。
低位領域5aのうち気体層25によって押し下げられた領域(成形凸部5bの頂点より内側の領域)は、モールド部材20に接触していないため、モールド部材20に当接して成形された部分に比べて表面粗さは小さくなる。なお、表面粗さの指標としては、算術平均粗さRa(JIS B0601-2001)がある。
次いで、モールド部材20を封止樹脂4から取り外す。
以上の工程を経て、図1に示す樹脂封止モジュール10が得られる。
このため、第一隔壁22の内側空間24に気体層25を保持させ、第一隔壁22および気体層25によって熱硬化性樹脂4Aの領域4A1を押し下げることによって熱硬化性樹脂4Aの表面を成形することができる。
気体層25により押し下げられる領域4A1はモールド部材20に当接しないため、熱硬化性樹脂4Aの表面のうちモールド部材20に当接しない領域を拡大できる。そして、モールド部材20に当接しない領域では気泡の残留が起こらないため、気泡を原因として凹状欠陥が封止樹脂4表面に形成されることを抑制できる。
本発明の製造方法は、プリント基板1をモジュールケース6内に格納する前に、熱硬化性樹脂4Aをモジュールケース6内に注入してもよい。この場合の樹脂封止モジュールの製造方法は次の通りである。
以下、第一実施形態と共通の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
第一実施形態と同じように、プリント基板1の実装面1aに電子部品2,3を実装することによって電子部品付き基板7を得る。
モジュールケース6内に、液状の熱硬化性樹脂4Aを注入する。
電子部品付き基板7を、モジュールケース6内の熱硬化性樹脂4Aに浸漬する。
次に、第二実施形態に係る樹脂封止モジュール30について図5を参照して説明する。
図5に示すように、樹脂封止モジュール30は、封止樹脂4の表面4aに凹部35が形成されている。凹部35の底面35aは、第一低位領域35a1と、これより高い位置にある第二低位領域35a2とを有する。
第一低位領域35a1および第二低位領域35a2は、いずれも凹部35の外の領域(基準領域4b)より低く位置している。
第一低位領域35a1では、第二領域12に形成された電子部品2が封止樹脂4に埋設されている。
第二低位領域35a2では、第三領域13に形成された電子部品8が封止樹脂4に埋設されている。第三領域13は、実装面1aのうち第一領域11および第二領域12とは異なる領域である。
電子部品8は、電子部品3よりも実装面1aからの高さ寸法が小さく、かつ電子部品2よりも実装面1aからの高さ寸法が大きい。
次に、第二実施形態に係る樹脂封止モジュール30の製造方法について、図6を参照して説明する。
(実装工程)
図6に示すように、プリント基板1の実装面1aに電子部品2,3,8を実装することによって電子部品付き基板37を得る。
電子部品付き基板37をモジュールケース6内に格納する。
モジュールケース6内に熱硬化性樹脂4Aを注入し、電子部品付き基板37を熱硬化性樹脂4A中に浸漬する。
モールド部材40を用意する。モールド部材40は、主板部21と、主板部21の第一主面21aから突出する第一隔壁22および第二隔壁23とを有する。
第二隔壁23は、第一主面21aのうち、第一所定領域21a1とは異なる第二所定領域21a2を囲むように形成されている。
第二隔壁23は、第一隔壁22の外面に連設することができる。この構造では、第一隔壁22の一部と第二隔壁23とが第二所定領域21a2を囲む。
第二隔壁23の第一主面21aからの突出高さは、第一隔壁22の突出高さと同じであってもよいし、第一隔壁22の突出高さと異なっていてもよい。
図6に示す例では、第二隔壁23内の天面は第一隔壁22内の天面より高い位置にあるため、第二隔壁23内における樹脂液面の高さ位置の選択の自由度は高い。
通気口27は、外部のエアポンプ28(気体供給・排出手段)に接続されており、通気口27を通して第二隔壁23の内側空間26に対して気体(例えば空気)を供給または排出することができる。
熱硬化性樹脂4Aの上面(表面)のうち一部の領域4A1は、第一隔壁22および気体層25によって押し下げられる。領域4A1とは異なる一部領域である領域4A2は、第二隔壁23およびその内部の気体層29によって押し下げられる。
第一隔壁22および気体層25によって押し下げられた領域4A1は第一低位領域35a1となり、第二隔壁23および気体層29によって押し下げられた領域4A2は第二低位領域35a2となる(図5参照)。
図6では、第二隔壁23内の領域4A2の液面の高さは、第一隔壁22内の領域4A1の液面より高くされている。なお、領域4A1,A2の液面の高さ位置は、隔壁22,23の突出高さを調整することによって、任意に設定することができる。
以上の工程を経て、図5に示す樹脂封止モジュール30が得られる。
次に、第三実施形態に係る樹脂封止モジュール60について、図7を参照して説明する。
図7に示すように、樹脂封止モジュール60は、封止樹脂4の表面4aに、凹部65および凸部66が形成されている点で、図5の樹脂封止モジュール30と異なる。
凹部65の底面65aは、基準領域4bより低い低位領域65a1である。
凸部66の上面66aは、低位領域65a1および基準領域4bより高い高位領域66a1である。
次に、第二実施形態に係る樹脂封止モジュール60の製造方法について、図8を参照して説明する。
実装工程、格納工程、および注入工程は、第二実施形態の製造方法と同様である。
図8に示すように、第二実施形態で用いたものと同様のモールド部材40を用意する。モールド部材40の第二隔壁23内の天面は第一隔壁22内の天面より高く形成されている。
モールド部材40の第一隔壁22の一部を熱硬化性樹脂4Aに浸漬させると、領域4A1は、第一隔壁22および気体層25によって押し下げられる。
これらの工程によって、第一隔壁22内の領域4A1は基準領域4bより低い低位領域65a1となり、第二隔壁23内の領域4A2は基準領域4bより高い高位領域66a1となる。
以上の工程を経て、図7に示す樹脂封止モジュール60が得られる。
次に、第四実施形態に係る樹脂封止モジュール50について、図9を参照して説明する。
図9に示すように、樹脂封止モジュール50は、2つの電子部品付き基板7(7A,7B)を有し、これらがそれぞれ封止樹脂4(4C,4D)で覆われている。
詳しくは、樹脂封止モジュール50は、第一および第二電子部品付き基板7A,7Bと、電子部品付き基板7A,7Bを格納するモジュールケース6と、第一電子部品付き基板7Aを埋設する第一封止樹脂4Cと、第二電子部品付き基板7Bを埋設する第二封止樹脂4Dと、を備えている。
2つの電子部品付き基板7A,7Bは、実装面1aが向かい合うように配置されており、封止樹脂4C,4Dには、背の低い電子部品2が実装された第二領域12に重なる領域に、それぞれ凹部55,55が形成されている。
第一封止樹脂4Cの凹部55の低位領域55aは、第二封止樹脂4Dの基準領域4bに当接している。第二封止樹脂4Dの凹部55の低位領域55aは、第一封止樹脂4Cの基準領域4bに当接している。
封止樹脂4C,4Dは隙間なく形成され、互いに一体化していることが望ましい。
樹脂封止モジュール50は、次のようにして作製することができる。
電子部品付き基板7Aを用いて第一実施形態と同様にして樹脂封止モジュールを作製した後、この樹脂封止モジュールの封止樹脂4Cの上に電子部品付き基板7Bを配置する。この際、電子部品付き基板7Bは、封止樹脂4Cから離間して配置するのが好ましい。
電子部品付き基板7Bの上面および下面側に熱硬化性樹脂4Aを供給し、これを硬化させて封止樹脂4Dとする。
次に、第五実施形態に係る樹脂封止モジュールの製造方法について、図10を参照して説明する。
図10に示すように、この製造方法で用いるモールド部材70は、第一隔壁72の突出端部72aの端面73が、第一主面21aに対して傾斜している点で、第一実施形態の製造方法で用いられるモールド部材20と異なる。
図10(b)に示すように、端面73は、内縁73cから先端73dにかけて突出高さを増すように傾斜する内側傾斜面73aと、先端73dから外縁73eにかけて突出高さを減じるように傾斜する外側傾斜面73bとを有する。
図10(b)および図11に示すように、内側傾斜面73aに当接する領域には、熱硬化性樹脂4Aの表面張力により、成形凸部75bが形成されることがある。
次に、第五実施形態に係る樹脂封止モジュールの製造方法の変形例について、図12を参照して説明する。
図12に示すように、この製造方法で用いるモールド部材80は、第一隔壁82の突出端部82aの端面83が、全面にわたって同じ方向に傾斜した傾斜面である点で、図10に示すモールド部材70と異なる。
端面83は、内縁83cから外縁83eにかけて突出高さを増すように傾斜する傾斜面である。
モールド部材80を用いる場合でも、位置決め工程において、気泡は端面83の傾斜に沿って浮上するため、モールド部材80の表面に気泡が残留するのを防ぐことができる。よって、凹状欠陥が封止樹脂4表面に形成されることを抑制できる。
例えば、図1に示す第一実施形態の樹脂封止モジュール10では、第一領域11に電子部品3が実装され、第二領域12に電子部品2が実装されているが、実装面1aにおける電子部品2,3の実装位置は図示例に限定されない。例えば、領域11,12のうちいずれかに電子部品が実装されていない構造も可能である。
1a 実装面
2,3 電子部品
4 封止樹脂(樹脂)
4A 熱硬化性樹脂(未硬化の液状硬化性樹脂)
4A1 領域(押し下げられた領域)
5 凹部
6 モジュールケース
7,37 電子部品付き基板
10 樹脂封止モジュール
11 第一領域
12 第二領域
13 第三領域
20,40,70,80 モールド部材
21 主板部
21a 第一主面
21a1 第一所定領域
21a2 第二所定領域
22,72 第一隔壁
22a,72a,82a 突出端部
23 第二隔壁
24,26 内側空間
25、29 気体層
27 通気口
73,83 端面
73a 内側傾斜面
73b 外側傾斜面
83a 傾斜面
Claims (6)
- 基板と前記基板の実装面に実装された電子部品とを有する電子部品付き基板が樹脂封止された樹脂封止モジュールの製造方法であって、
前記実装面の一部である第一領域に電子部品を実装して前記電子部品付き基板を得る、実装工程と、
前記電子部品付き基板をモジュールケース内に格納する、格納工程と、
前記モジュールケース内に未硬化の液状硬化性樹脂を注入し、前記電子部品付き基板を前記液状硬化性樹脂に浸漬する、注入工程と、
主板部と前記主板部の第一主面から突出して前記第一主面の第一所定領域を囲む第一隔壁とを有するモールド部材を、前記第一隔壁の内側空間が、前記実装面のうち前記第一領域と異なる第二領域に対向するように位置決めする、位置決め工程と、
前記モジュールケース内の前記液状硬化性樹脂を硬化させる、硬化工程と、
前記モールド部材を前記硬化した樹脂から取り外す、取り外し工程と、を有し、
前記位置決め工程において、前記内側空間に気体層を保持しつつ前記第一隔壁の少なくとも突出端部を前記液状硬化性樹脂に浸漬することによって、前記気体層により前記液状硬化性樹脂の上面の一部領域を押し下げ、この領域を他の領域より低く位置させる樹脂封止モジュールの製造方法。 - 前記モールド部材は、前記第一主面から突出した第二隔壁を有し、
前記第二隔壁は、前記第一主面のうち前記第一所定領域と異なる第二所定領域を囲むように形成され、
前記主板部には、前記第二隔壁の内側に、前記主板部を貫通する通気口が形成され、
前記位置決め工程において、前記第二隔壁の内側空間が、前記実装面のうち前記第一領域および前記第二領域と異なる第三領域に対向するように前記モールド部材を位置決めする請求項1に記載の樹脂封止モジュールの製造方法。 - 前記位置決め工程において、前記通気口を通して前記第二隔壁の内側空間に対して気体を供給または排出することによって、前記第二隔壁内の前記液状硬化性樹脂の液面の高さ位置を調整する請求項2に記載の樹脂封止モジュールの製造方法。
- 前記第一隔壁の突出端部の端面は、前記主板部の前記第一主面に対して傾斜する傾斜面を有する請求項1~3のうちいずれか1項に記載の樹脂封止モジュールの製造方法。
- 請求項1~4のうちいずれか1項に記載の樹脂封止モジュールの製造方法によって製造された樹脂封止モジュールであって、
前記電子部品付き基板と、前記モジュールケースと、前記モジュールケース内に充填されて前記電子部品付き基板を埋設する封止樹脂と、を備え、
前記封止樹脂の表面には、前記モールド部材の前記第一隔壁および前記気体層によって凹部が形成され、
前記凹部の表面のうち前記気体層によって押し下げられた領域は、前記モールド部材に当接して成形された領域に比べて表面粗さが小さい樹脂封止モジュール。 - 基板と前記基板の実装面の一部である第一領域に実装された電子部品とを有する電子部品付き基板が、液状硬化性樹脂に浸漬した状態でモジュールケース内に格納されて前記液状硬化性樹脂が硬化することにより樹脂封止された樹脂封止モジュールの製造に用いられるモールド部材であって、
主板部と、前記主板部の第一主面から突出して前記第一主面の第一所定領域を囲む第一隔壁とを有し、
前記第一隔壁の内側空間に気体層を保持しつつ前記第一隔壁の少なくとも突出端部を前記モジュールケース内の未硬化の前記液状硬化性樹脂に浸漬することによって、前記気体層により前記液状硬化性樹脂の上面の一部領域が押し下げられるとともに、前記第一隔壁の内側空間が、前記電子部品付き基板の実装面のうち前記第一領域と異なる第二領域に対向するように位置決めされるモールド部材。
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