JP2807838B2

JP2807838B2 - 半導体集積素子の樹脂封止用孔版および樹脂封止方法

Info

Publication number: JP2807838B2
Application number: JP1322221A
Authority: JP
Inventors: 敦史奥野; 孝一良永井; 常一橋本
Original assignee: NIPPON RETSUKU KK
Current assignee: NIPPON RETSUKU KK
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH03181142A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電気配線基板の表面実装に於ける半導体集
積素子の樹脂封止用孔版および樹脂封止方法に関する。

従来の技術近時、電気配線基板例えばプリント配線基板の表面実
装に於ては、その高密度化にともない、半導体集積素子
（以下単に「素子」という）を裸状態でプリント基板
（以下単に「基板」という）に搭載した後、素子と基板
をボンディングする傾向にある。この場合、基板上に裸
状態で搭載された素子を、品質維持などを目的として、
電気絶縁性樹脂で封止することが必要となる。

従来、素子の樹脂封止法としては、空気圧作動方式の
ディスペンサーを用いて、基板上に搭載の素子上に液状
封止樹脂を滴下させて封止する、所謂ポッテイング法が
提案されている。しかしながら、ポッテイング法には以
下の様な問題点があり、好ましくない。

（イ）素子を封止する樹脂が半球状の外観形状となり、
厚みの中央を最大として外周に至る程、漸次薄くなるの
で、均一な樹脂封止性が得られない。

（ロ）通常四角形である素子を樹脂封止すると、樹脂層
が半球状となって、余分な部分まで封止されるので、搭
載部分の高密度化の点から好ましくない。

（ハ）LSIなど大型の素子は、樹脂を数回に別けて滴下
して封止されるが、封止後の外観が一様となりにくく、
厚みも不均一となり、樹脂封止性が不安定である。

（ニ）一回の滴下によって一個の素子を封止する方式で
あるので、生産性がよくない。

（ホ）一回の滴下から次の滴下に移る際、樹脂に糸引き
現象がみられることがあり、糸引きによって基板を汚す
虞れがある。

発明が解決しようとする問題点本発明者は、基板上の素子の搭載パターンと同一パタ
ーンで通孔が形成された孔版を用い、第１図に示す様
に、孔版（３）の通孔（ａ）と基板（１）上の素子
（５）の位置合せを行ない、通孔（ａ）と素子（５）の
間に、素子封止に必要な空隙（７）を形成し、この空隙
（７）内に通孔（ａ）を通じて液状封止樹脂をスキージ
の作動により押込み充填することにより、従来技術の問
題点を解消し得ることを見出し、先に特許出願した（特
開昭64−82639号）。

上記方法によれば、確かに、素子を良好に封止できる
が、以下の様な問題点があり、一層の改良が必要である
ことが判明した。

（ヘ）孔版を作成する際、通孔を形成することにより、
孔版材料の持つ残留応力の均衡がくずれ、応力集中が起
こり、孔版に反り、うねりなどが生じる。そのため、均
一な樹脂封止性が得られない可能性がある。

（ト）基板と孔版の接触面積が大きいため、毛細現象に
より、基板と孔版の隙間から封止樹脂が滲み出る。

（チ）基板に素子を搭載して封止した後、改めて他の部
品（抵抗、コンデンサ、コイルなど）を搭載しなければ
ならず、工程が繁雑である。

問題点を解決するための手段本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた
結果、下面側から上向きに凹入るザグリ部を備えた孔版
を用いる場合には、孔版にそり、うねりなどが生ずるこ
とがなくなり、より確実により均一な樹脂封止性が得ら
れ、且つ基板と孔版との隙間から封止樹脂が滲み出すこ
とがなくなり、しかも上記ザグリ部内に樹脂封止を必要
としない他の部品を収納できるので、基板上に素子及び
他の部品を全て搭載した後でも、素子の樹脂封止を行い
得ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、下記半導体集積素子の封止用孔版
および封止方法を提供するものである。

電気配線基板上に搭載されている樹脂封止対象の半
導体集積素子の搭載パターンと同一パターンで通孔部が
形成され、且つ、通孔部と通孔部との間及び／又は通孔
部と縁部との間に下面側から上向きに凹入するザグリ部
が設けられ、該ザグリ部内に上記基板上に予め搭載され
ている樹脂封止を必要としない他の部品を収納できる構
成になっていることを特徴とする半導体集積素子の樹脂
封止用孔版。

電気配線基板上に搭載の半導体集積素子を孔版印刷
手段を適用して樹脂封止するに際し、上記基板上に樹脂
封止を必要としない他の部品を予め搭載しておき、孔版
として請求項１記載の孔版を適用し、該孔版のザグリ部
材に上記他の部品を収納した状態で半導体集積素子の樹
脂封止を行うことを特徴とする樹脂封止方法。

実施例本発明孔版につき、添付図面にもとづき説明する。

第２乃至４図は、本発明孔版の一実施例を示す図面で
あり、第２図は平面図、第３図は第２図の破線ｐにおけ
る断面図、第４図は底面図を示す。

本発明孔版（３）の材質は特に制限されないが、例え
ば、銅、ニッケル、ステンレススチールなどの金属が好
ましい。孔版の厚みは、素子の厚みよりも大きければ特
に制限されず、素子の厚みに応じて適宜選択すれば良
い。通常は、1.0〜5.0mm程度とすれば良い。

本発明孔版（３）は、通孔（ａ）を有している。該通
孔（ａ）は、基板上の素子の搭載パターンと同一のパタ
ーン、すなわち、基板上に搭載された素子の平面形状と
相似形で且つこれよりも大きく形成されており、第７図
に示される様に、素子（５）と同心となるように位置合
わせしたとき、素子（５）の全周面に均一巾の空隙
（７）を形成する。このような構成により、樹脂封止面
積を最小限とすることが可能となる。

通孔（ａ）の有効高さは、上記素子（５）の厚みより
も大きければ特に制限されず、得ようとする封止樹脂層
（図示せず）の厚みなどに応じて適宜選択決定すればよ
い。

通孔（ａ）の直径又は一辺の長さは特に制限されない
が、通常100mm程度未満、好ましくは30mm程度未満とす
る。100mmを超えると、後に詳述する様に、不都合な点
が生じる虞れがあるので、通孔（ａ）の上端部に、孔版
（３）の上面に連続して多孔膜を形成しても良い。例え
ば、第５図に示される様に、通孔（ａ）の上端部に小通
孔（a₂）を有する多孔膜（a₁）を形成しても良い。多孔
膜（a₁）の開口面積（すなわち小通孔（a₂）の全面積）
は特に制限されないが、通常、通孔（ａ）全面積の30〜
70％程度とすれば良い。開口面積があまり小さいと、ス
キージによる液状封止樹脂の押出し充填を妨げる虞れが
ある。小通孔（a₂）の孔径は、通常0.2〜2.0mm程度とす
れば良い。

通孔の形成は、例えばエッチング処理などの通常の孔
版印刷法に従って行なうことができる。

一方、本発明孔版（３）の下面には、通孔（ａ）と縁
部（ｂ）との間にザグリ部（ｃ）が設けられている。さ
らに図示しないが、孔版に２個以上の通孔が形成されて
いる場合には、通孔と通孔の間にも、ザグリ部を設けて
も良い。ザグリ部を設けることにより、本発明の種々の
効果が得られる。ザグリ部の大きさ、深さなどは、基板
上の素子以外の部品およびその搭載パターンに応じて適
宜選択すれば良い。ザグリ部の形成は、通孔の形成と同
様にして行なうことができる。

本発明の方法は、上記特定構造の孔版を使用する以外
は、特開昭64−82639号に記載の方法と同様に行なうこ
とができる。

例えば、第６図に示す工程順に従って行なえば良い。
第６図（イ）に示される第１工程に於て、孔版（３）が
スクリーン印刷機（図示せず）の所定位置に、一方基板
（１）が上記印刷機のスライドテーブル（９）上に、そ
れぞれ固定され、更に孔版（３）上に所定量の液状封止
樹脂（11）が供給される。次に上記印刷機を作動させ
て、孔版（３）の通孔（ａ）（第７図参照）と、基板
（１）上に搭載の素子（５）との位置合わせが行なった
後、孔版（３）が基板（１）面に押付けられ、通孔
（ａ）内にこれに対応する上記素子（５）が同心状に収
納される。

この収納後の状態が第７図に拡大して示され、通孔
（ａ）とこれに収納された素子（５）との間には、素子
（５）の樹脂封止に必要な空隙（７）が形成されてい
る。なお孔版（３）の下面には、第５図に示される様
に、通孔（ａ）およびザグリ部（ｃ）を除いて、各種乳
剤（例えばPVA系）の感光膜（ｄ）を形成してもよい。
感光膜は、素子（５）の樹脂封止操作時に基板面に当接
し、クッショ層及びシール層として機能する。また膜厚
を選択することにより、孔版（３）の肉厚を調整でき
る。図７に示すように、ザグリ部（ｃ）内には樹脂封止
を必要としない他の部品（13）が収納されている。

上記第６図（イ）の工程で、樹脂封止に必要な空隙
（７）が形成された後は、第６図（ロ）に示される様
に、液状封止樹脂（11）がドクターナイフ（15）の作動
をして薄層状に広げられる。次に第６図（ハ）に示され
る様に、スキージ（17）を作動させて、樹脂（11）が通
孔（ａ）を通じて空隙（７）内に押出し充填される。而
して、この押出し充填後、孔版（３）を当初の位置まで
退去させることにより、第６図（ニ）に示される様に、
素子（５）が樹脂層（11′）で封止される。孔版（３）
の基板（１）面への押付けと、スキージ（17）による樹
脂（11）の押出し充填を同時に行なってもよい。封止後
は、常法に従い樹脂を硬化させればよい。

このように、本発明孔版を適用することにより、基板
上に素子に加え樹脂封止を必要としない他の部品を予め
搭載した状態で、上記素子の樹脂封止を行い得る。

なお、通孔（ａ）の直径又は一辺の長さが100mmを超
えるような大きいものである場合、孔版（３）の基板
（１）面への押付けと、スキージ（17）による樹脂（1
1）の押出し充填を同時に行なうと、ドクターナイフ（1
5）による液状封止樹脂（11）の返しを行なう際に液だ
れが生じたり、或いはスキージ（17）による樹脂（11）
の押出し充填時にスキージ（17）下端のゴム質の部分が
通孔（ａ）に食い込み、樹脂層（11′）の上面を湾入さ
せる可能性がある。これを防止するために、上述した様
に、通孔（ａ）の上端部に多孔膜（a₁）を形成してもよ
い（第５図）。

封止に用いられる液状樹脂（11）としては、シリコン
樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹
脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂な
どの公知の樹脂或いは樹脂組成物を用いることができ
る。その中でも、例えば、液状エポキシ樹脂、芳香族ジ
アミンと第４級フォスフォニウム塩との反応生成物であ
る硬化剤、難燃剤、無機質充填物などを含有する一液性
エポキシ樹脂組成物などが好ましい。

また、液状樹脂の粘度は、特に制限されないが、充填
性、封止樹脂層が硬化する迄の形状維持性などを考慮す
ると、常温で200〜2000ポイズ程度とするのがよい。

液状樹脂の粘度が高い場合には、第８図に示す様な構
造を有するスキージ（17）を用いて、押出し充填を行な
ってもよい。該スキージ（17）は、ホルダー（19）の下
端に、２等辺三角状の押出し部材（21）と、該部材（2
1）の進行方向前面側の傾斜面（23）と、直線で結べる
ように連接され、インキ返しに相当する傾斜板（25）を
備えている。傾斜板（25）の傾斜角度θは、通常30〜70
゜程度とすればよい。押出し部材（21）および傾斜板
（21）は、いずれもゴム製（例えばウレタンゴム、SB
R、ネオプレンゴム、ブチルゴムなど）のものが好まし
く、80〜90゜程度の硬度（JIS6301規格）を持ち、通常
のスキージの硬度（65゜〜75゜）よりも材質的に多少硬
いものが用いられる。このようなスキージ（17）を用い
ることにより、粘度の高い液状封止樹脂（11）の押出し
充填を支障なく行なうことができる。

発明の効果本発明によれば、下記の様な優れた効果が達成され
る。

Ｉ）本発明孔版はザグリ部を有しているので、その製造
時に、反り、うねりなどが生じない。そのため、封止樹
脂の厚みがより均一となり、安定でより確実な樹脂封止
効果が得られる。

II）本発明孔版にザグリ部が形成されているため、基板
と孔版との隙間から封止樹脂が滲み出すことがない。

III）本発明孔版にザグリ部が形成されているため、基
板上に素子およびその他の部品をすべて搭載した後で
も、素子の樹脂封止を行ない得る。且つ、素子を最小面
積で樹脂封止し得るので、基板の高密度化に対処でき
る。

IV）封止樹脂層の厚みのコントロールが容易である。

Ｖ）プリトン基板上に搭載されたすべての半導体集積素
子を、一度に樹脂封止できるので、生産性に優れる。

VI）LSI,VLSIなど大型のものであっても、一回の操作で
樹脂封止できるので、樹脂の糸引き現象が発生せず、基
板の汚染を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は特開昭64−82639号に記載の方法の概略説明
図、第２図乃至第５図は本発明孔版の一例を示す図面、
第６図（イ）〜（ニ）は本発明方法の一実施状況を工程
順に示す概略図、第７図は孔版の通孔と基板上の半導体
集積素子の位置合わせ状況を示す拡大断面図、第８図は
本発明法に適用される好ましいスキージの一例を示す縦
断側面図である。図において、（ａ）は通孔部、（a₁）は多孔膜、（a₂）
は小通孔、（ｂ）は縁部、（ｃ）はザグリ部、（ｄ）は
感光膜、（１）はプリント基板、（３）は孔版、（５）
は半導体集積素子、（７）は樹脂封止に必要な空隙、
（９）はスクリーン印刷機のスライドテーブル、（11）
は液状封止樹脂、（11′）は樹脂層、（13）は半導体集
積素子以外の部品、（15）はドクターナイフ、（17）は
スキージ、（19）はホルダー、（21）は押出し部材と、
（23）は傾斜面、（25）は傾斜板である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気配線基板上に搭載されている樹脂封止
対象の半導体集積素子の搭載パターンと同一パターンで
通孔部が形成され、且つ、通孔部と通孔部の間及び／又
は通孔部と縁部との間に下面側から下向きに凹入するザ
グリ部が設けられ、該ザグリ部内に上記基板上に予め搭
載されている樹脂封止を必要としない他の部品を収納で
きる構成になっていることを特徴とする半導体集積素子
の樹脂封止用孔版。
【請求項２】電気配線基板上に搭載の半導体集積素子を
孔版印刷手段を適用して樹脂封止するに際し、上記基板
上に樹脂封止を必要としない他の部品を予め搭載してお
き、孔版として請求項１記載の孔版を適用し、該孔版の
ザグリ部内に上記他の部品を収納した状態で半導体集積
素子の樹脂封止を行うことを特徴とする樹脂封止方法。