(57)【要約】【課題】樹脂を注入する際、剥がれや位置ズレなどが発生しない高精度な封止成形方法を提供する。【解決手段】積層体１１の封止成形方法であって、基板１５と、この基板１５の一面に保持され、一端を自由端、他端を固定端として舌片形状のコンデンサ素子１３を形成した金属箔１２を複数枚積層してなる積層体１１を、成形用金型に設けた有底の凹部１９に懸架した後、この凹部１９に溶融した樹脂２１を注入することで前記積層体１１に浸漬させて封止成形する成形方法であって、前記浸漬は、凹部１９に注入された樹脂２１の表面と略平行となるように積層体１１の主面から徐々に浸漬させて、一定時間前記樹脂２１を加圧した後硬化させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板の一面に保持され、一端を自由端、他端を固定端として舌片形状の素子を形成した金属箔を複数枚積層してなる積層体を、成形用金型に設けた有底の凹部上に懸架した後、この凹部に溶融した樹脂を注入することで前記積層体に浸漬させて封止成形する成形方法であって、前記浸漬は、凹部に注入された樹脂の表面と略平行となるように積層体の主面から徐々に浸漬させて、一定時間前記樹脂を加圧した後硬化させる積層体の封止成形方法。
【請求項２】
天面に積層体を載置する有底の凹部を有するとともに、この凹部へ溶融した樹脂を供給するためのプランジャーを設けた固定型と、前記凹部と対向して配置された移動型を、前記天面を分離面として上下自在に組合せた成形用金型であって、前記凹部の底面には、上下自在に挿通された圧縮プランジャーを設け、この圧縮プランジャーを下死点位置として積層体との空隙に溶融した樹脂を一定量蓄えた後、上昇させることで前記積層体の主面に略平行となるように前記樹脂を当接し徐々に浸漬させ、一定時間加圧して加熱硬化させる成形用金型。
【請求項３】
プランジャー部から凹部へ溶融した樹脂を供給するゲートを、圧縮プランジャーの下死点の側方に設けた請求項２に記載の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体などの電子部品を樹脂で封止成形するための封止成形方法とそれに用いる成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を小型で低コストに製造するため、大面積の基板上に複数個を同時に形成した後、個片に切断・分離する、いわゆるウエハプロセスが用いられている。
【０００３】
図８は、複数の半導体１を一つのパッケージに実装したＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ  ｃｈｉｐ  ｍｏｄｕｌｅ）の製造方法の一例である。下金型２と下面にキャビティとなる凹部３を備えた上金型４とで、一面に半導体１を実装した基板５の周縁部を挟持する。上金型４の四辺のうち、その一辺の下端面４ａには凹部３に連通する複数のゲート６を、一方でこのゲート６を設けた一辺に対向する対向辺の下端面４ｂには複数のメインエアーベント７を設けている。そして、ゲート６を設けた一辺と対向する対向辺の下端面４ｂの内側縁部に、凹部３およびメインエアーベント７に連通するサブエアーベント８を、前記対向辺に沿って設けている。そのため、プランジャー９から供給される樹脂１０は、ゲート６を介して基板５に対して略水平に広がるとともに、凹部３内の空気はサブエアーベント８、メインエアーベント７を介して排出され、気泡などを残留、混入させることなく基板５の表面は樹脂１０で封止成形される。最後にこの基板５を離型して取り出し、個片に切断するものである。
【０００４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−２６９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の方法は、プランジャー９で溶融した樹脂１０は、ゲート６を介して基板５の水平方向から供給される。そのため、グリーンシートや金属箔などを積層した積層体の樹脂封止に用いる場合、水平方向から供給される樹脂１０が層間に浸入するなどして剥離や位置ズレなどが生じ、封止成形の精度が低下するという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、封止成形の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そしてこの目的を達成するために本発明は、積層体の封止成形方法であって、基板と、この基板の一面に保持され、一端を自由端、他端を固定端として舌片形状の素子を形成した金属箔を複数枚積層してなる積層体を、成形用金型に設けた有底の凹部に懸架した後、この凹部に溶融した樹脂を注入することで前記積層体に浸漬させて封止成形する成形方法であって、前記浸漬は、凹部に注入された樹脂の表面と略平行となるように積層体の主面から徐々に浸漬させて、一定時間前記樹脂を加圧した後硬化させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る積層体の封止成形方法は、複数の素子を形成した金属箔を積層した積層体を樹脂で封止成形する際、溶融した樹脂の表面に対して、積層体の主面、すなわち素子を形成した面を略平行に維持しながら徐々に樹脂に浸漬し、一定時間加圧した後硬化させるものである。そのため、樹脂へ浸漬する際、積層体の主面には略垂直方向からの圧力のみしか印加されないので、浸漬した樹脂が素子を形成した金属箔の層間に浸入することがなく、その結果、剥離や位置ズレなどのない高精度に封止成形を行なうことができる作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の一実施の形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の封止成形方法を用いる被成形物である積層体の一例を説明するための斜視図である。説明をわかりやすくするため、最上層の一層を上方に分離して示している。
【００１１】
本実施の形態の積層体１１は、固体電解コンデンサを製造する際の中間体であり、弁作用を有するアルミニウムなどの金属箔１２に、略Ｈ字形状の貫通加工１４を行うことで、一端を自由端、他端を固定端とした舌片形状のコンデンサ素子１３を多数形成している。図面は簡略化しているが、金属箔１２にこれらのコンデンサ素子１３が一面に形成されているものである。
【００１２】
上記のコンデンサ素子１３上に銀や銅などを分散させた導電性ペーストを塗布して複数枚積層するとともに、各コンデン素子１３を電気的に接続した積層体１１である。このように積層することにより、各コンデンサ素子１３は並列接続され、一定の容量を得る。
【００１３】
コンデンサ素子１３は、基材となる金属箔１２の表面をエッチングなどにより粗面化して誘電体酸化皮膜層を形成した後に、導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンなどからなる導電体層を順に形成し、その表面を陰極とする。この陰極形成前に上記のコンデンサ素子１３は、誘電体酸化皮膜層上の一部を絶縁性レジストなどで被覆することで陰極と分離し、陽極とする。
【００１４】
上記のコンデンサ素子１３を形成した金属箔１２を積層して積層体１１とし、コンデンサ素子１３を含む積層体１１の周囲を樹脂で封止成形した後、ダイシングなどを用いて各コンデンサ素子１３を個片化する。そして、個片の一面からは各コンデンサ素子１３を積層し陰極を形成している導電性ペーストを、他面からは陽極となる絶縁性レジストを含む各コンデンサ素子１３の断面を露出させた後、めっきや導電性樹脂ペーストなどを塗布してそれぞれ陰極、陽極となる外部端子として取り出すものである。
【００１５】
上記の積層体１１を樹脂などの基板１５上に接着剤等を用いて仮固定した後、積層した各コンデンサ素子１３を含むその周囲を絶縁性の樹脂で封止成形して外装体を形成する。次にこの封止成形に用いる成形用金型の一実施の形態を説明する。
【００１６】
図２は、本発明の封止成形方法に用いる成形用金型の一実施の形態を説明するための断面図である。成形用金型を開放し、積層体を搬送、載置した状態である。
【００１７】
本実施の形態の成形用金型は加熱機構を有するとともに、固定型１６と移動型１７の二つの金型を組合せて構成されている。固定型１６の天面１６ａを分離面とし、固定型１６、移動型１７を挿通した位置決めピン１８に沿って移動型１７は上下に移動自在となっている。
【００１８】
固定型１６の天面１６ａには、積層体１１を載置、固定するための有底の凹部１９が設けられている。基板１５に仮固定された積層体１１は、この凹部１９に積層体１１を下方にして載置されており、両辺、すなわち紙面に対して奥と手前の二辺を支持することで凹部１９上に懸架されている。
【００１９】
また、この凹部１９に隣接してポット２０が設けられており、ペレット状の樹脂２１は、型締めしこのポット２０内で溶融された後、プランジャー２２を上昇させて加圧することにより凹部１９へ供給、注入されるものである。
【００２０】
また、凹部１９には、固定型１６を挿通して上下自在の突き出しピン２３が設けられており、封止成形して樹脂を加熱硬化し一定温度まで冷却後、この突き出しピン２３を上昇させることにより、固定型１６から成形品を押出し、離型する。
【００２１】
上述した固定型１６は、スペーサブロック２４ａ、ショルダーボルト２４ｂ、バネ２４ｃなどからなる付勢機構２４により、基台２５上に弾性的に支持されており、移動型１７を固定型１６に当接した後、さらにこの移動型１７を降下させることでこれら移動型１７と固定型１６をともに降下させることが可能である。凹部１９の底面には、圧縮プランジャー２６が配設されており、この圧縮プランジャー２６はその下端が基台２５に固定されるとともに、上端は固定型１６に摺動可能に挿通されている。そのため、付勢機構２４により固定型１６が降下、または上昇することにより、固定型１６に対して圧縮プランジャー２６の天面は相対的に上昇、または下降し、その結果、凹部１９の深さは変動する。
【００２２】
固定型１６が無負荷の状態、すなわち金型の開放時には、付勢機構２４により固定型１６は最上方に付勢されるとともに、圧縮プランジャー２６は固定型１６に対して下死点の位置にある。この下死点において圧縮プランジャー２６の天面は、積層体１１の底面に当接せず、一定量低い位置となるように調整されているものであり、この圧縮プランジャー２６の天面と積層体１１の底面との空隙に溶融した樹脂２１を一定量蓄えるものである。
【００２３】
このとき重要なのがポット２０からの樹脂の供給経路である。本実施の形態では、移動型１７の底面にインローブロック２７を設けてあり、固定型１６と移動型１７を型締めした際、このインローブロック２７と凹部１９の底面とは、一定の空隙、すなわち樹脂２１の供給口であるゲート２８を形成している。ポット２０内で溶融された樹脂２１は、ランナー（図示せず）、ゲート２８を介して凹部１９へ供給、注入される。このゲート２８の位置を圧縮プランジャー２６の下死点に対してその側方、すなわちゲート２８の下端を下死点以上とし、上端を積層体１１の底面未満となるように配置する。このように配置することにより、樹脂２１を凹部１９へ供給する際、積層体１１と接触させることなく、凹部１９の底面より樹脂２１を徐々に充填して一定量を蓄えることができる。その結果、積層体１１の層間に樹脂２１が浸入することがなく、層間の剥離や位置ズレの発生を防止することができる。
【００２４】
このようにして凹部１９に樹脂２１を一旦蓄えた後、移動型１７をさらに降下させて固定型１６を押し下げる。こうすることにより圧縮プランジャー２６を相対的に上昇させ、樹脂２１を積層体１１に略水平に当接させた後、一定圧で樹脂２１を浸漬させて封止成形するものである。
【００２５】
尚、移動型１７には圧力調整ピン２９が設けられており、浸漬させた際の余剰な樹脂２１を流入させることで、凹部１９内の樹脂２１が一定圧力となるように制御されている。
【００２６】
次にこの成形用金型を用いた封止成形方法の一例を、成形用金型の断面図を用いて順に説明する。
【００２７】
まず初めに図３に示すごとく、基板１５上に仮固定した積層体１１を、積層体１１を下面側として凹部１９へ載置し、ポット２０に、封止成形するペレット状の樹脂２１を供給する。このとき、積層体１１は二辺（紙面に対し奥と手前の二辺）を支持して凹部１９上に懸架される。また、圧縮プランジャー２６は、固定型１６に対して下死点の位置に有り、積層体１１の底面と当接せず、下方の位置にある。そのため、積層体１１の底面と圧縮プランジャー２６の天面との間には、一定量の空隙が設けられている。
【００２８】
次に、図４に示すごとく、移動型１７を下降させて固定型１６に軽く当接させることで積層体１１の二辺を挟持し、一旦停止させる。そしてポット２０で溶融させた樹脂２１を、ゲート２８を介して凹部１９に供給、注入し積層体１１の底面に当接しない程度に充填させる。このとき重要なのはゲート２８の位置と大きさである。すなわち、ゲート２８の下端は圧縮プランジャー２６の下死点に対して若干高い側方に設けるとともに、その径は、上端側が積層体１１の底面未満となるようにしておく。こうすることにより、溶融した樹脂２１はゲート２８近傍で積層体１１に当接することがなく、凹部１９の底面より注入され、徐々に充填されていく。その結果、樹脂２１が層間に入ることがなく、剥離や位置ズレなどが発生することがない。また、供給量のばらつきにより、凹部１９へ過剰な樹脂２１が供給され積層体１１の底面に達した場合であっても、樹脂２１は積層体１１の底面に略水平に当接するため、剥離や位置ズレが発生することがない。
【００２９】
尚、ゲート２８の下端を圧縮プランジャー２６の下死点より若干高い位置としたのは、積層体１１を挟持する際、圧縮プランジャー２６が若干量上昇するためである。ゲート２８の下端は、積層体１１を挟持する圧力、すなわち移動型１７による押圧力に応じて適宜その位置を調整する。
【００３０】
次に、図５に示すごとく、再度移動型１７を降下させて付勢機構２４を介して固定型１６をともに降下させる。この固定型１６の降下により、圧縮プランジャー２６は固定型１６に対して相対的に上昇し、凹部１９に蓄えられた溶融した樹脂２１を積層体１１に当接させるとともに、徐々に浸漬させる。このとき重要なのは、積層体１１への樹脂２１の浸漬とそのときの樹脂２１の流れである。圧縮プランジャー２６を上昇させることで、凹部１９に蓄えられた樹脂２１の表面は、積層体１１の底面に対して略平行な状態で当接することとなる。そのため、積層体１１に対して樹脂２１は略垂直に加圧されて浸漬されることとなるので、積層体１１の層間に樹脂２１が浸入することがなく、その結果、層間の剥離や位置ズレが発生しない高精度な封止成形を行うことができるものである。
【００３１】
このようにして積層体１１の周囲を樹脂２１で封止成形するとともに、さらに移動型１７を降下させることで樹脂２１を加圧圧縮させる。こうすることにより、本実施の形態の略Ｈ字形状の貫通部（図１の１４部分）などの狭隘な隙間へ樹脂２１を確実に充填させることができる。尚、加圧圧縮時、ポット２０または圧力調整ピン２９へ余剰な樹脂２１を流入させることで、凹部１９内の樹脂２１に過剰な圧力とならないように一定圧で制御する。こうすることにより、積層体１１に過大な負荷がかかることなく高精度に封止成形することができる。
【００３２】
次に、図６に示すごとく、固定型１６、移動型１７ともに樹脂２１を加熱硬化して一定温度以下まで冷却した後、移動型１７を上昇させることで、相対的に圧縮プランジャー２６を下降させて離型する。こうすることにより、成形品２９の底面から圧縮プランジャー２６を確実に離型させるとともに、さらに移動型１７を上昇させて金型を開放した後、突き押しピン２３を上昇させて成形品２９を突上げることで、図７に示す成形品２９を固定型１６から離型して取り出すものである。
【００３３】
尚、図７における２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄは、ポット２０から凹部１９までの供給経路に残留した樹脂２１が固化した部分であり、それぞれ、２９ａがポット２０、２９ｂがランナー、２９ｃがインローブロック２７、２９ｄがゲート２８に相当する。上述した封止成形方法では、わかりやすくするため、ポット２０から凹部１９までの供給経路を直線状として説明したが、図７に示すように、ゲート２８やインローブロック２７を、ポット２０を挟んで配置しても良い。こうすることにより、金型を小型化することができるとともに、一つのポット２０から複数のゲート２８に分けて凹部１９へ樹脂２１を供給することができるので、大面積の積層体１１であっても、気泡等が混入することなく安定して確実に封止成形することができる。
【００３４】
上記の成形用金型と封止成形方法を用いることにより、固体電解コンデンサなどの積層体を、層間の剥離や位置ズレなどを発生させることなく封止成形することができるとともに、積層体に形成した狭隘な隙間へ確実に樹脂を充填、封止することができる。その結果、積層体を高精度に封止成形することができる。
【００３５】
上記は、固体電解コンデンサを積層体の一例として説明したが、ウエハプロセスを用いて積層体を封止成形する他の電子部品に対しても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る積層体の封止成形方法は、複数の素子を形成した金属箔を積層した積層体を樹脂で封止成形する際、溶融した樹脂の表面に対して、積層体の主面、すなわち素子を形成した面を略平行に維持しながら徐々に樹脂に浸漬し、一定時間加圧した後硬化させるものである。そのため、樹脂へ浸漬する際、積層体の主面には略垂直方向からの圧力のみしか印加されないので、浸漬した樹脂が素子を形成した金属箔の層間に浸入することがなく、その結果、剥離や位置ズレなどのない高精度に封止成形を行なうことができる作用効果を奏するので、積層体などの電子部品を樹脂で封止成形するための封止成形方法とそれに用いる成形用金型に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の封止成形方法を用いる積層体の一例を説明する斜視図
【図２】本発明の成形用金型の一例を説明する断面図
【図３】本発明の封止成形方法を説明する成形用金型の断面図
【図４】本発明の封止成形方法を説明する成形用金型の断面図
【図５】本発明の封止成形方法を説明する成形用金型の断面図
【図６】本発明の封止成形方法を説明する成形用金型の断面図
【図７】本発明の封止成形方法を用いた成形品の一例を説明する斜視図
【図８】従来の成形用金型を説明する要部断面図
【符号の説明】
【００３８】
１１  積層体
１２  金属箔
１３  コンデンサ素子
１５  基板
１６  固定型
１７  移動型
１９  凹部
２２  プランジャー
２６  圧縮プランジャー
２８  ゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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