JP3915658B2

JP3915658B2 - 電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP3915658B2
Application number: JP2002315462A
Authority: JP
Inventors: 修田島
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004152930A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電池パック等に用いられる過充電防止回路等を有する電子部品及びその製造方法に関し、詳しくは、配線基板の所定の領域に封止材を被覆させてなる電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、電池パックには、過充電及び過放電を防止する電子回路が形成された電子部品を内蔵するものがある。この電子部品は、所定の印刷配線パターンが形成された配線基板の一主面上にＩＣチップやＣＲ部品等のチップ部品が実装されている。このような電池パックに限定されず、様々な電子機器には、配線基板にチップ部品が実装された電子部品を内蔵している。
【０００３】
この電子部品は、配線基板に対してチップ部品（チップ抵抗、チップコンデンサー，ＦＥＴ，ＩＣ等）を実装した後、この電子部品を封止樹脂で封止し、これをブレードで切断個片化することにより製造される。いわゆる１枚の配線基板から電子部品の多数個取りを可能とし、これにより生産性の向上を図っている。この製造方法は、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）といわれるものであり、小型・軽量化を図ることができる。
【０００４】
ＣＯＢ型の電子部品においては、チップ部品や配線等の防水保護等のため、樹脂による封止処理が行なわれていた。その樹脂封止処理は、作業性や製造コストの面からエポキシ樹脂等の液状樹脂を使用し、所定の領域に形成するためにメタルマスクを用いた印刷方法やディスペンサーを用いた塗布方法で行なわれていた。この樹脂封止処理は、液状樹脂を使用するため、樹脂メタルマスク内に注入された液状樹脂は、メタルマスクを外すと樹脂を硬化するまでの間に流れ広がる。そこで、液状樹脂の流れを止めるために、従来、封止領域又は非封止領域を取囲むように樹脂材料等で堤防状の囲いを形成した後に樹脂の流れを防止していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００１−２２３３０２号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の樹脂の流れ防止は、単に半田等で形成されたバリア層又は堤防状の層で樹脂の流れを塞き止めるもので、確実に塞き止めるには樹脂がバリア層を乗り越えない高さ（半田の膜厚）又は十分な距離（樹脂塗布位置からバリア層までの距離）が必要とされる。然るに、液状樹脂の流れ防止を確実に行なうためには、半田の厳密な高さ管理が必要であった。また、半田等でのバリア層形成では複雑な形状及び小面積な封止領域を形成することは困難であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、確実に液状樹脂の広がりを止めて樹脂封止領域を規制すると共に複雑な形状及び小面積な封止領域を形成することが可能な電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、基板上に配線パターンを形成する工程と、上記配線パターンを覆ってレジスト層を形成する工程と、上記レジスト層上に樹脂封止領域を囲むようにレジストパターンを形成する工程と、チップ部品を実装する工程と、マスク開口部が上記レジストパターンで囲まれた領域内に配置されるように樹脂メタルマスクを設置する工程と、上記樹脂メタルマスクのマスク開口部内に液状樹脂を注入する工程と、上記樹脂メタルマスクを除去する工程と、上記液状樹脂を熱硬化する工程と上記基板を所定間隔で個片化する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、配線基板の所定の樹脂封止領域を囲むように断面形状が略四角形状な凸部または凹部のエッジ部に生ずる表面張力で液状樹脂の流れを抑えるようにしており、樹脂を塞き止める構造ではないので凸部の高さまたは凹部の深さに依存すること無く、樹脂の広がりが確実に樹脂封止領域内に規制される。また、上記凸部または凹部は、レジストで形成されるのでその断面形状がエッジを有する略四角形状で形成され、複雑な形状にも対応可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電子部品及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した電子部品の第１の実施例を示すものである。電子部品１０は、配線基板１上には例えば銅等の金属材料からなる配線パターン２が形成されており、この配線パターン２を覆ってレジスト層３が形成されている。レジスト層３は、例えばフォトレジスト等からなるものであり、配線パターン２を腐食等から保護するためや所定の位置に半田を盛るためのものである。このレジスト層３は、基板１上に全面に形成されるが、配線パターン２の接続ランド部等、後述のチップ部品等と電気的接続を図る必要がある部分においては、これを露出させるための開口部が形成されている。
【００１３】
そして、この配線パターン２と接続される例えばＩＣなどのチップ部品４が実装され、樹脂５によって封止されている。ここで、樹脂５の両端部には、樹脂封止領域を囲むように断面形状が略四角形状なレジストパターンである凸部６が形成されており、樹脂５はこの凸部６のエッジに作用する表面張力よって広がりが抑えられている。
【００１４】
図２は、個片化前の配線基板１の平面図を示す。図２において、樹脂５は実線囲われた領域で、凸部６は実線と点線で囲われた領域である。樹脂５は例えば外部端子との接続端子等の非封止領域７が設けられ、この非封止領域７は凸部６によって形成される。この様にレジストパターンである凸部６は、複雑な封止形状に対応可能である。なお、配線基板１は樹脂５を形成後、スクラブラインＡに沿ってカッティングされ個片化することで電子部品１０を形成する。
【００１５】
次に、電子部品１０を作製するための製造方法について説明する。図３（ａ）〜図３（ｇ）は、本発明を適用した樹脂封止プロセスの一例を示すものである。
【００１６】
図３（ａ）〜図３（ｂ）は、配線基板作製プロセスであり、先ず、図３（ａ）に示すように、基板１１上にＣｕパターンを配線パターン１２として形成する。Ｃｕパターンは、例えば銅張り積層基板を用い、表面の銅箔をフォトリソ技術及びエッチングによりパターニングして形成する。配線パターン１２形成後、配線パターン２を覆ってレジスト層１３をフォトリソ技術等の手法により形成する。これが１回目のレジスト形成である。レジスト層１３には、例えばフォトレジストが用いられ、配線パターン１２のランド部等に対応して開口部を形成しておく。
【００１７】
次に、図３（ｃ）に示すように、２回目のレジスト形成を行う。この２回目のレジスト形成では、樹脂封止領域に対応して、これを囲む枠状のレジストパターンの凸部１４を形成する。したがって、この凸部１４には、フォトレジストを用い、フォトリソ技術によりパターニングする。あるいは、印刷技術を利用して形成することもできるが、エッジ形状をシャープなものとするためには、フォトリソ技術によってパターニングすることが好ましい。なお、この凸部１４は、例えば厚さ３０〜５０μｍ程度、幅０．３ｍｍ程度に形成する。また、その形状としては、エッジに生ずる表面張力を大きなものとするため、なるべくシャープな形状であることが好ましい。
【００１８】
次いで、図３（ｄ）に示すように、チップ部品１５を実装する。チップ部品１５としては、ベアチップやＣＲ部品等、回路構成に応じて任意のものを実装すればよい。
【００１９】
チップ部品１５を実装した後、図３（ｅ）に示すように、樹脂メタルマスク１６をセットする。この樹脂メタルマスク１６は、樹脂をポッティングするためのマスク開口部１６ａを有しており、このマスク開口部１６ａが凸部１４の内側に入るように配置する。ここで、樹脂メタルマスク１６のマスク開口部１６ａの高さや開口端から凸部１４のエッジまでの距離が重要であり、これを樹脂の粘度に応じて適正な値に設定することが好ましい。例えば、マスク開口部１６ａの開口端から凸部１４の外周エッジまでの距離をＬ、マスク開口部１６ａのマスク高さをＨとし、液状樹脂の粘度がレベル高さで１．４〜１．９ｍｍであるとき、Ｌ≧０．６×Ｈとすることが好ましい。これにより、樹脂の流れによる広がりを確実に抑えることができる。
尚、上記レベル高さとは、セラミック基板上に０．６５ｇの樹脂を滴下し、１００℃の温度で１時間保持し熱硬化後の基板表面からの樹脂の高さのことである。
【００２０】
次に、図３（ｆ）に示すように、上記樹脂メタルマスク１６のマスク開口部１６ａに液状樹脂１７を注入（ポッティング）する。液状樹脂１７としては、例えばエポキシ樹脂等を用いる。
【００２１】
続いて、図３（ｇ）に示すように、樹脂メタルマスク１６を取り除く。これにより、液状樹脂１７が流れ出すが、上記レジストパターン１４のエッジに働く表面張力により樹脂１７の広がりがここで止まる。この状態で樹脂１７を熱硬化し、個片化することで、図１に示す電子部品１０が完成する。
【００２２】
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
図４は、第２の実施例である電子部品２０を説明するため図である。尚、図４において、第１の実施例の説明で用いた図１乃至図３に示した構成と同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
前記した第１の実施例では、レジスト層３上に形成したレジストパターンの凸部６のエッジに作用する表面張力によって、樹脂５の広がりを抑える構成としていた。これに対して本実施例では、レジスト層３に凹部２１を設け、この凹部２１のエッジに作用する表面張力によって、樹脂５の広がりを抑える構成としたことを特徴とするものである。
【００２４】
電子部品２０は、配線基板１上に配線パターン２が形成されており、この配線パターン２を覆ってレジスト層３が形成され、そのレジスト層３の所定の位置に凹部２１が形成されている。凹部２１は、配線パターン２の接続ランド部等やチップ部品４等と電気的接続を図るための開口部と同時にレジスト層３に形成される。
【００２５】
そして、配線パターン２と接続される例えばＩＣなどのチップ部品４が実装され、樹脂５によって封止される。ここで、樹脂５の両端部には、樹脂封止領域を囲むように凹部２１が形成されており、樹脂５はこの凹部２１のエッジに作用する表面張力によって広がりが抑えられている。
【００２６】
次に、電子部品２０を作製するための製造方法について説明する。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明を適用した樹脂封止プロセスの一例を示すものである。
【００２７】
図５（ａ）〜図５（ｂ）は、配線基板作製プロセスであり、先ず、図５（ａ）に示すように、基板１１上にＣｕパターンを配線パターン１２として形成する。そして、図５（ｂ）に示すように配線パターン１２形成後、配線パターン２を覆って例えばフォトレジストからなるレジスト層１３をフォトリソ技術等の手法により形成する。レジスト層１３には、配線パターン１２のランド部等に対応する開口部と樹脂封止領域に対応し、これを囲む枠状の凹部２２を形成する。なお、この凹部２２は、例えば深さ（フォトレジストの膜厚に相当）２〜３μｍ程度、幅０．３ｍｍ程度に形成する。また、その形状としては、エッジに生ずる表面張力を大きなものとするため、なるべくシャープな形状であることが好ましい。
【００２８】
次いで、図５（ｃ）に示すように、チップ部品１５を実装する。チップ部品１５としては、ベアチップやＣＲ部品等、回路構成に応じて任意のものを実装すればよい。
【００２９】
チップ部品１５を実装した後、図３（ｄ）に示すように、樹脂メタルマスク１６をセットする。この樹脂メタルマスク１６は、樹脂をポッティングするためのマスク開口部１６ａを有しており、このマスク開口部１６ａが凹部２２の内側に入るように配置する。ここで、樹脂メタルマスク１６のマスク開口部１６ａの高さや開口端から凹部２２のエッジまでの距離が重要であり、これを樹脂の粘度に応じて適正な値に設定することが好ましい。例えば、マスク開口部１６ａの開口端から凹部２２の内周エッジまでの距離をＬ、マスク開口部１６ａのマスク高さをＨとし、液状樹脂の粘度がレベル高さで１．４〜１．９ｍｍであるとき、Ｌ≧０．６×Ｈとすることが好ましい。これにより、凹部２２のエッジに作用する表面張力によって樹脂の流れによる広がりを確実に抑えることができる。
【００３０】
次に、樹脂メタルマスク１６のマスク開口部１６ａに液状樹脂１７を注入（ポッティング）する。液状樹脂１７としては、例えばエポキシ樹脂等を用いる。
【００３１】
続いて、図５（ｅ）に示すように、樹脂メタルマスク１６を取り除く。これにより、液状樹脂１７が流れ出すが、上述した凹部２２のエッジに作用する表面張力により樹脂１７の広がりがここで止まる。この状態で樹脂１７を熱硬化し、個片化することで、図１に示す電子部品２０が完成する。
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、確実に樹脂の流れを抑えて樹脂封止領域を規制することができる。狭い範囲に樹脂をポッティングする場合、いかに流れる部分を抑え込むかが重要になるが、本発明は表面張力をうまく活用したものであり、工程的にも容易であり、有効であり効果も大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施例の電子部品の一例を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した第１の実施例の個片化前の電子部品を示す平面図である。
【図３】本発明を適用した第１の実施例の製造方法の一例を示す断面図であり、（ａ）は配線パターン形成工程、（ｂ）はレジスト層形成工程、（ｃ）は凸部形成工程、（ｄ）はチップ部品実装工程、（ｅ）は樹脂メタルマスク設置工程、（ｆ）は液状樹脂注入工程、（ｇ）は樹脂メタルマスク除去及び樹脂硬化工程を示す。
【図４】本発明を適用した第２の実施例の電子部品の一例を示す断面図である。
【図５】本発明を適用した第２の実施例の製造方法の一例を示す断面図であり、（ａ）は配線パターン形成工程、（ｂ）は凹部形成工程、（ｃ）はチップ部品実装工程、（ｄ）は樹脂メタルマスク設置工程、（ｅ）は樹脂メタルマスク除去及び樹脂硬化工程を示す。
【符号の説明】
１，１１基板
２，１２配線パターン
３，１３レジスト層
４，１５チップ部品
５樹脂
６，１４凸部
１６樹脂メタルマスク
１７液状樹脂
２１，２２凹部

Claims

基板上に配線パターンを形成する工程と、
上記配線パターンを覆ってレジスト層を形成する工程と、
上記レジスト層上に樹脂封止領域を囲むようにレジストパターンを形成する工程と、
チップ部品を実装する工程と、
マスク開口部が上記レジストパターンで囲まれた領域内に配置されるように樹脂メタルマスクを設置する工程と、
上記樹脂メタルマスクのマスク開口部内に液状樹脂を注入する工程と、
上記樹脂メタルマスクを除去する工程と、
上記液状樹脂を熱硬化する工程と
上記基板を所定間隔で個片化する工程と
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
上記マスク開口部の開口端からレジストパターンの外周エッジまでの距離をＬ、マスク開口部のマスク高さをＨとし、液状樹脂の粘度が所定の粘度であるとき、Ｌ≧０．６×Ｈであることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。