JPS596512B2 - 樹脂パツケ−ジ方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば電子部品類などの樹脂パッケージ方
式に関し、さらに詳しくは流動浸せき塗装などによりパ
ッケージをする前にあらかじめ電子部品などの被パッケ
ージ物に液状の熱硬化性樹脂とこの液状樹脂に対して沈
でん可能な無機質の充填剤よりなる第１の保護層を形成
させた後従来法により樹脂パッケージして第２の保護層
を設けるようにした特に電子部品類のパッケージに好適
の信頼性の高い樹脂パッケージ方式に関するものである
。

電子部品には薄膜抵抗、ＩＣ、ハイブリッドＩＣ）トラ
ンジスター、ダイオードなどがあり、種々の環境条件で
の信頼性向上をはかるため、パッケージが施される。

一般に当業界では、低コストが可能な樹脂パッケージに
移行しているのが現状である。この樹脂パッケージには
トランスファーモールド、キヤステング、デイツピング
、ドロツピング、タブレット、ポツテングなどの方法が
あるが、量産性がよく材料ロスのない無公害省資源型の
粉体塗装の一種である流動浸せき塗装法を適用すること
は有益なことである。

上記流動浸せき塗装とは多孔板を介して流動槽に粉体塗
料を入れ、多孔板の下部より気体を導入することにより
粉体塗料を流動させ、この流動粉体中にあらかじめ該粉
体塗料の隅点以上に加熱した被塗装物を浸せきすること
により表面に塗膜を形成させ、後加熱することにより性
質のすぐれた塗膜を形成するものである。この工程をく
り返し行なうことにより膜厚は０．２〜３ｍｍまでの範
囲の広い塗膜が得られる。このような流動浸せき塗装に
より電子部品類を樹脂パッケージする方法も知られてい
るが、−４０℃〜１５０℃のヒートサイクルで２００サ
イクル以上の性能を保持し、耐水性のすぐれた樹脂パッ
ケージを行なうことは不可能であつた。一方、樹脂パッ
ケージを行なう前に予め被パッケージ物の表面にシリコ
ンゴムを塗布して回路素子などを保護する方法も知られ
ているが、上記シリコンゴムはエポキシ樹脂などパッケ
ージ用樹脂との接着性が悪いために上記したような厳し
いヒートサイクルテストでしばしばワレが発生するこい
う欠点があつた。

この発明は上記欠点を排除するためになされたものであ
り、ヒートサイクルに強いパツケージ方式を提供するも
のである。

本発明の特徴は、被パツケージ物の表面に、該表面に接
近するほど無機質充填剤濃度を高くして熱膨脹率を低く
した第１の樹脂保護層を形成し、この第１の保護層を囲
繞する如く形成した第２の樹脂保護層を設けたことにあ
る。

上記第１の保護層を形成するには、例えば沈でん可能な
無機質充填剤を含む熱硬化性樹脂を被パツケージ物の所
望の表面に塗布して上記充填剤を沈でんさせる第１の方
法、または熱硬化性樹脂を被パツケージ物の表面に塗布
した後、上記樹脂に対し沈でん可能な充填剤を上記塗膜
上にふりかけ塗膜中に沈降させる第２の方法などが好適
に用いられる。

上記第１の保護層に用いられる液状の熱硬化性樹脂とし
ては、特に制限はなく例えばエポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂などをあげることができる。

これらは室温硬化型または加熱硬化型のどちらでもよい
。これらは硬化時に粘度が低いものほど上記無機質充填
剤の沈でんを促進させるので好都合であり、また上記熱
硬化性樹脂は、耐湿性を重視すればガラス転移温度（以
下Ｔ，と略す）の高いほど有利であり、素子の保護を重
視すれば、Ｔｇの低いものほど有利である。

またこの発明に用いられる無機質充填剤としては、例え
ばアルミナ、ガラスシリカ、石英、炭酸カルシウム、マ
イカなどが好適なものとしてあげられる。

なお上記以外にも一般的に充填剤として用いられている
ものはいずれも使用可能である。なお上記第１の保護層
に用いる熱硬化性樹脂および充填剤は吸水、吸湿による
電食を防ぐことが要求される場合にはイオン性の不純物
の少ないものを用いることが好ましい。上記第１の方法
により第１の保護層を形成する場合には、無機質充填剤
の粒子径は、３０〜４００メツシユの粒度範囲のものが
好ましく、熱硬化性樹脂に充填してよく脱胞混合するこ
とが重要である。

また無機質充填剤の配合量は１０〜８０ｗｔ７０、望ま
しくは３０〜６０ｗｔ％が好適でこれより少ないとこの
発明の効果が減少し、多いと充填不可能になる。上記第
１の方法を行なうには上記熱硬化性樹脂と無機質粉末を
常法により混合した後、熱硬化性樹脂中の充填剤が沈で
んしないようによく撹拌し、電子部品類などの被パツケ
ージ物の所定部に塗布する必要がある。塗布された樹脂
中の沈でん可能な充填剤は、被パツケージ物上に、電子
部品であれば素子の上に沈でんし、素子の近傍は充填剤
濃度が高く熱膨脹係数の小さな樹脂層が形成され、塗布
膜の表層部は樹脂分の多い層ができる。なお、充填剤が
よく沈でんした状態で硬化または半硬化することが好ま
しい。なお、上記塗布を行なう場合には厚さが０．２ｍ
ｍ以上となるようにすることが好ましく、これよりも薄
いと本発明の効果が少ないものとなる。

さらに、上記充填剤の沈でんは、硬化中に行なわれるよ
うにすることも容易である。一方、上記第２の方法によ
つて第１の保護層を形成するには、熱硬化性樹脂の塗布
厚さは、被パツケージ物が電子部品であれば素子がかく
れる程度で０．２〜１ｍＴＬが良好である。

なお、塗布方法は特に限定されず、要は樹脂膜が形成さ
れれば良い。また、無機質充填剤の粒子径は１０〜１５
０メツシユのものが好適に用いられる。粒子径は上記範
囲よりも大きいと電子部品類の仕上り形状が不均一にな
り、耐ヒートサイクル性が向上しない。またこれより小
さいと液状の熱硬化性樹脂中に沈でんしないため、高充
填化が不可能である。無機質充填剤の充填量は液状の熱
硬化性樹脂膜の上に無機質充填剤が露出する程度に充填
する。無機質充填剤はあらかじめ加熱したものを用いれ
ば熱硬化性樹脂中にすみやかに沈でんするため作業性が
よい。上記のようにして熱硬化性樹脂の塗膜中に無機質
充填剤を入れて沈でんさせ、樹脂を硬化または半硬化す
ることにより第１の保護膜を形成される。以上のように
して第１の保護層を形成した後は、該第１の保護膜を囲
繞する如く第２の保護膜を公知の従来技術により形成す
ることにより容易に本発明の樹脂パツケージ方式を得る
ことができる。

以下実施例について本発明をさらに具体的に説明する。
実施例 １ エピコート８１５（シエル社、商品名）１００９とエポ
メートＢＯＯ２（昧の素社、商品名）５０９との混合物
に粒度４０−１５０メツシユの石英粉末を１５０９添加
してライカイ機にて脱胞混合し、第１の保護層に用いる
樹脂液を用意した。

次にアルミナ基板上に形成された膜抵抗、半導体チツプ
、コンデンサーチツプなどの素子からなるハイブリツド
ＩＣを水平に置き、上記素子表面に上記樹脂液をハケで
０．６ｍｍ厚に塗布し、室温で２時間放置したところ樹
脂は硬化しており、硬化樹脂中の石英粉末の密度は素子
表面に近いほど高いものであつた。次にこの基板にエポ
キシ粉鉢下２５６（ソーマル工業社製）を用いて公知の
従来技術により流動浸漬塗装し、厚さ約１ｍｍの塗膜（
第２の保護層）を形成させた。比較のため第１の保護層
を設けないハイブリツドＩＣを同様に流動浸せき塗装し
た。

このようにして得られた２種類のハイブリツドＩＣの樹
脂パツケージ品、各１０コについて−４０℃〜１５０℃
のヒートサイクルテストを行つた結果、第１の保護層を
設けないものは１０コ中７コが１サイクル以下でワレが
発生し、ワレのない３コも素子の特性変化による致命不
良であつた。

これに対しこの発明によるハイブリツドＩＣは、２００
サイクル後も、ワレや素子の特性変化がなく良好なもの
であつた。実施例 ２ アルミナ磁器の表面に形成されたコンデンサーＩＣ、ダ
イオード、薄膜抵抗、導体よりなるハイブリツドＩＣの
素子上にポリシン／ボライト（日本ゼオンＫ．Ｋ）より
なる二液性ポリウレタン樹脂を約０．４ｍｍの厚さに塗
布し、あらかじめ８『Ｃに加熱しておいた３０〜６０メ
ツシユの石英粉末をふりかけポリウレタン樹脂膜上に石
英が出る程度にした。

ふりかけられた石英は素子の上に沈でんし、ポリウレタ
ンと石英の樹脂層ができた。厚さは約０．８ｍｍであつ
た。これを室温で２時間放置するとポリウレタンが硬化
した。このハイブリツドＩＣを上記実施例１と同様にエ
ポキシ粉末Ｆ２５６（ソーマル工業社製）により流動浸
せき塗装し約０．５ｍｍの厚さの塗膜を形成させた。比
較のために無処理の同一のハイブリツドＩＣをエポキシ
粉末Ｆ２５６で約０．５ｍｍ厚さと１．３ｍ！厚さの流
動浸せき塗装したハイブリツドＩＣを製作した。上記の
ようにして作成された各々１０コの樹脂パツケージ品を
準備し、−４『Ｃ〜１５０℃のヒートサイクルテストを
実施した結果、本発明のハイブリツドＩＣは２００サイ
クル後もワレおよび電気特性の不良発生がなかつたが、
本発明の処理の施してない約０．５龍パツケージ品およ
び１．３ｍｍパツケージ品ともにすべて１０サイクル以
下でワレまたは、電気特性不良を起した。以上の結果よ
り明らかなように本発明の方式によるパツケージ品は特
にヒートサイクルに強い良好な性能のものであつた。

なお、第１及び第２の方法に限定されるものでないこと
は勿論であるが、これらの方法はいずれも簡単であるか
ら量産・自動化に適し、また安価でもある。

また、第１の保護層は、ハイブリツドＩＣなどの電子部
品類の場合には基板上に形成された素子の部品をカバー
していれば十分であるが、勿論裏面を含めた全面に設け
ても差支えない。

ところで上記説明では本発明を主に電子部品類の樹脂パ
ツケージに利用する場合について述べたがこれに限定さ
れないことは勿論であり例えば精密機械部品など他の物
品のパツケージにも利用できることはいうまでもない。

以上説明した通り、この発明によれば無公害で材料ロス
をなくし、特に冷熱のヒートサイクルに強いパツケージ
品を得ることができるという効果があり、とくに第１保
護層中の充填剤が単に該保護層中に平均的に分散されて
いるものとは異なり、被パツケージ表面側に近づくほど
充填剤濃度が高く、換言すれば熱膨張係数が低くなつて
いるため、上記ヒートサイクルによる上記第１保護層の
ワレ、とくに被パツケージ側でのワレをの発生をいつそ
う確実に防止できる利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被パッケージ物の表面に形成された上記表面に接近
   するほど無機質充填剤濃度の高い第１の樹脂保護層およ
   びこの第１の保護層を囲繞する如く形成された第２の樹
   脂保護層を備えたことを特徴とする樹脂パッケージ方式
   。 ２ 被パッケージ物が電子部品である特許請求の範囲第
   １項記載の樹脂パッケージ方式。 ３ 電子部品が、基板とこの基板上に形成された回路素
   子からなる特許請求の範囲第２項記載の樹脂パッケージ
   方式。