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JP5892388B2 - 樹脂封止型モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品が樹脂で封止された樹脂封止型モジュールに関する。
従来の樹脂封止型モジュールは、例えば特許文献１に記載のモジュールが知られている。以下に、図３を参照しながら、特許文献１に記載の樹脂封止型モジュールについて説明する。図３は樹脂封止型モジュールを示す断面図である。
樹脂封止型モジュール１００は、絶縁性基板１０１と、熱硬化性樹脂からなる封止樹脂層１０３で構成されている。封止樹脂層１０３には、次のようにして絶縁性基板１０１に実装されたＩＣチップ１０４や電子部品１０５が埋設されている。絶縁性基板１０１には配線導体１０２が形成されており、ＩＣチップ１０４は、はんだバンプ１０６により配線導体１０２と電気的に接続されている。また、電子部品１０５は、その電極端子１０７が配線導体１０２と電気的に接続されている。
特開２００７−０４２８２９号公報
このような樹脂封止型モジュール１００は、基板１０１に接する封止樹脂層１０３が熱硬化性樹脂のため、樹脂封止型モジュール１００を別の基板等に実装するための再リフロー時に、絶縁性基板１０１と封止樹脂層１０３の熱膨張係数差により絶縁性基板１０１に反りが生じる可能性がある。また、再リフロー時に絶縁性基板１０１とＩＣチップ１０４を接合しているはんだバンプ１０６が溶融膨張し、その応力により封止樹脂層１０３とＩＣチップ１０４、または封止樹脂層１０３と絶縁性基板１０１との間に剥離が生じる可能性がある。その結果、ショート不良を引き起こす可能性がある。
本発明はこれらの状況を鑑み、基板の上に配置された樹脂層を熱可塑性樹脂からなる樹脂層と熱硬化性樹脂からなる樹脂層の２層の樹脂層で構成することで、再リフロー時の基板の反りや、樹脂層と電子部品、樹脂層と基板との間に生じる剥離が抑制された樹脂封止型モジュールを提供しようとするものである。
本発明に係る樹脂封止型モジュールは、外部電極を備えた基板と、前記基板上に配置され、はんだによって前記基板に実装された電子部品と、前記電子部品周辺も含め前記基板全面を覆うように該基板上に配置され、前記はんだが埋設された、無機フィラーを含有し、軟化温度は前記はんだの融点以下である熱可塑性樹脂からなる均一な層厚の第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層の上に前記基板と接触しないように配置され、無機フィラーを含有した熱硬化性樹脂からなる第２の樹脂層とを備えることを特徴としている。
基板に接する樹脂層は熱可塑性樹脂からなるため、この樹脂封止型モジュールを別の基板等に実装するための再リフロー時に基板が熱膨張した際、樹脂層の軟化により基板の反りを抑制できる。
また、熱可塑性樹脂からなる樹脂層の上に熱硬化性樹脂からなる樹脂層を設けるため、再リフロー時の熱可塑性樹脂の軟化流動を抑制し、樹脂層の形状を維持することができる。さらに、熱可塑性樹脂からなる樹脂層を熱硬化性樹脂からなる樹脂層で覆うため、レーザー印字性を損なわない。
また、本発明に係る樹脂封止型モジュールは、好ましくは、前記第１の樹脂層を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度は、前記はんだの融点以下とすることができる。
この場合、基板と電子部品を接合しているはんだ部分は熱可塑性樹脂からなる樹脂層で封止されているため、再リフロー時にはんだが溶融膨張し応力が発生しても、軟化した樹脂層がその応力を逃すことが可能となる。その結果、樹脂層と電子部品、また樹脂層と基板との間に剥離が生じるのを抑制することが可能となる。
本発明によれば、基板に接する樹脂層は熱可塑性樹脂からなるため、この樹脂封止型モジュールを別の基板等に実装するための再リフロー時に基板が熱膨張した際、樹脂層の軟化により基板の反りを抑制できる。
本発明の実施形態に係る樹脂封止型モジュールの断面状態を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る樹脂封止型モジュールの製造方法を示す断面図である。 従来の樹脂封止型モジュールの断面状態を示す概略図である。
以下に、本発明の実施形態に係る樹脂封止型モジュールについて、図１および図２を参照して説明する。
樹脂封止型モジュール１は、基板２と第１の樹脂層９と第２の樹脂層１０を備えて構成されている。
基板２は、ガラスエポキシ樹脂で構成されており、底面に外部電極４、底面とは反対の面にランド３がそれぞれ形成されている。
第１の樹脂層９は、ＳｉＯ2からなる無機フィラーを含有したアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂で構成されており、この熱可塑性樹脂の軟化温度は１００〜２００℃である。第１の樹脂層９は、基板２のランド３が形成された面に配置されている。第１の樹脂層９にはＩＣ５やコンデンサ６が埋設されており、ＩＣ５は、はんだバンプ７によって基板２に形成されたランド３と接続されている。また、コンデンサ６は、はんだ８によってランド３に接続されている。
第２の樹脂層１０は、ＳｉＯ2からなる無機フィラーを含有したエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で構成されており、第１の樹脂層９の基板２とは反対の面に配置されている。
この樹脂封止型モジュール１を別の基板等に実装するための再リフロー時、リフローの温度は２２０〜２６０℃であるため、基板２はガラス転移温度を超えて熱膨張し、主として面方向に伸びる。一方、この基板２に接する第１の樹脂層９は熱可塑性樹脂からなり、軟化温度は１００〜２００℃であるため、再リフローの際、第１の樹脂層９は軟化する。第１の樹脂層９が軟化することで、基板２の伸びは第１の樹脂層９にほとんど伝わらず、その結果、基板２の反りを抑制することが可能となる。
第１の樹脂層９で封止されたはんだバンプ７やはんだ８の融点温度は約２２０℃である。前述の通り、第１の樹脂層９の軟化温度は１００〜２００℃である。再リフロー時、はんだバンプ７やはんだ８が溶融膨張し応力が発生した場合、第１の樹脂層９は軟化しているため、はんだバンプ７やはんだ８が溶融膨張した際の応力を逃がすことが可能となる。そのため、基板２と第１の樹脂層９の間や、はんだバンプ７と第１の樹脂層９の間、はんだ８と第１の樹脂層の間の剥離を防止でき、その結果、ショート不良の抑制が可能となる。
第１の樹脂層９の上には熱硬化性樹脂からなる第２の樹脂層１０が配置されている。すなわち、第１の樹脂層９は第２の樹脂層１０と基板２によって挟み込まれた状態である。再リフローの際、熱可塑性樹脂からなる第１の樹脂層９が軟化しても、第２の樹脂層１０と基板２により挟み込まれているため、第１の樹脂層９の流動は抑制される。また、樹脂封止型モジュールの上面は熱硬化性樹脂からなる第２の樹脂層１０で覆われているため、製品記号等を印字する際のレーザー印字性を損なわない。（図１）。
次に、本発明の樹脂封止型モジュールの製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の樹脂封止型モジュールの各製造工程を示す断面図である。
まず、Ｃｕの導体箔を有したガラスエポキシ樹脂からなる基板２を用意する。このＣｕ導体箔をエッチングして、所望のランド３及び外部電極４を形成する。（図２（ａ））。
次に、基板２に形成されたランド３のうち所定のランド上に、はんだペースト８を印刷する。はんだペースト８の上にコンデンサ６を載置し、次いでＩＣ５を載置した後、リフローで実装する。（図２（ｂ））。
次に、熱可塑性アクリル樹脂等を加温し流動化させた液状樹脂を用意する。この液状樹脂にはＳｉＯ2からなる無機フィラーが、無機フィラーを含む液状樹脂の重量に対して４０重量％〜９０重量％含有されている。この液状樹脂をディスペンス法等で基板２の上に塗布し、液状樹脂ではんだバンプ７やはんだ８を完全に覆う。この時、ＩＣ５やコンデンサ６は、その全てを液状樹脂で覆っても良いし、その一部のみを覆っても構わない。その後、真空脱法等で液状樹脂中の気泡を除去し、液状樹脂の融点以下まで冷却する。これにより、液状樹脂は第１の樹脂層９となる。（図２（ｃ））。
次に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる液状樹脂を用意する。この液状樹脂にはＳｉＯ2からなる無機フィラーが、無機フィラーを含む液状樹脂の重量に対して４０重量％〜９０重量％含有されている。この液状樹脂をディスペンス法等で第１の樹脂層９の上に塗布し、第１の樹脂層９に覆われていないＩＣ５やコンデンサ６を完全に覆う。その後、液状樹脂を加熱して硬化させることで第２の樹脂層１０となる。（図２（ｄ））。
なお、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる液状樹脂での製造方法を例示したが、フィラーを含有したシート状樹脂での製造も可能である。
１：樹脂封止型モジュール
２：基板
３：ランド
４：外部電極
５：ＩＣ
６：コンデンサ
７：はんだバンプ
８：はんだ
９：第１の樹脂層
１０：第２の樹脂層
１００：樹脂封止型モジュール
１０１：絶縁性基板
１０２：配線導体
１０３：封止樹脂層
１０４：ＩＣチップ
１０５：電子部品
１０６：バンプ
１０７：電極端子

Claims (1)

  1. 外部電極を備えた基板と、
    前記基板上に配置され、はんだによって前記基板に実装された電子部品と、
    前記電子部品周辺も含め前記基板全面を覆うように該基板上に配置され、少なくとも前記はんだが埋設された、無機フィラーを含有し、軟化温度は前記はんだの融点以下である熱可塑性樹脂からなる均一な層厚の第１の樹脂層と、
    前記第１の樹脂層の上に前記基板と接触しないように配置され、無機フィラーを含有した熱硬化性樹脂からなる第２の樹脂層と、
    を備えることを特徴とする樹脂封止型モジュール。
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