(57)【要約】【課題】本発明は、実装基板に確実な半田付けができる電極を備えた表面実装型半導体電子部品の製造方法およびそれを用いて製造した表面実装型半導体電子部品を提供する。【解決手段】絶縁基板２の両面に配設された導体パターン３を内周面に金属導電膜４を施したスルーホールを介して電気的に導通させ、スルーホールの途中まで充填するようにスルーホールの開口部を２層のレジスト層６，７で覆った両面スルーホールプリント基板を形成する。そして、スルーホールに連結された各導体パターン３上にＬＥＤベアチップ１０と受光ベアチップ１１を固定して各ベアチップ１０，１１の下部電極と導体パターン３とを電気的に接続し、各ベアチップの上部電極は各ベアチップが配置された導体パターン３とは分離されたスルーホール５に連結された導体パターン３にワイヤ１２を介して電気的に接続する。そして各ベアチップおよびワイヤを覆うように光透過性樹脂で封止する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の両面に多数の独立した導体パターンが配設され、内周面に金属導電膜が施されたスルーホールを介して前記両面の導体パターンが導通するようにした両面スルーホールプリント基板の前記スルーホールの一方の開口部を塞ぐ工程と、前記両面スルーホール基板の前記スルーホールの開口部を塞いだ面の導体パターン上に半導体ベアチップを配置する工程と、前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記半導体ベアチップを覆うように樹脂封止を行なう工程とを有することを特徴とする表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記開口部を塞ぐ工程は、前記開口部から前記スルーホールの途中までを第２の樹脂により塞ぐことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂を圧入する際の成形温度より高いガラス転移温度を有する樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記第２の樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２または３の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記開口部を塞ぐ工程は、前記スルーホールの上部に第１レジスト膜を形成し、該第１レジスト膜の上面に第２レジスト膜を形成して２層のレジスト膜で構成されることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記第１レジスト膜は、前記スルーホールの途中までを塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記開口部を塞ぐ工程は、前記両面スルーホールプリント基板において、前記導体パターンの少なくとも前記半導体ベアチップが配置される位置の近傍および前記半導体ベアチップに一方の端部が接続されたワイヤの他方の端部が接続される位置の近傍を除いた部分に接着シートを備えた絶縁シートが貼着されることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記接着シートは、プリプレグであり、該プリプレグに含浸された熱硬化性樹脂が前記スルーホールの途中までを塞ぐことを特徴とする請求項７に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁シートは、前記両面スルーホールプリント基板の絶縁基板と同一部材であることを特徴とする請求項７または８の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体ベアチップを配置する工程は、前記半導体ベアチップが発光素子と受光素子のうち何れか一方または両方の組合わせであることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた前記成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記樹脂封止を行なう方法は、トランスファ成形であることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂封止によって光学レンズ部が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項１３】
前記請求項１から１２の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法を用いて製造された表面実装型半導体電子部品。
【請求項１４】
絶縁基板の両面に多数の独立した導体パターンが配設され、内周面に金属導電膜が施されたハーフスルーホールを介して前記両面の導体パターンが導通するようにした両面スルーホールプリント基板の前記ハーフスルーホールの一方の開口部から前記ハーフスルーホールの途中まで充填材で塞ぎ、前記開口部を塞いだ面の導体パターン上に半導体ベアチップを配置し、前記半導体ベアチップを覆うように樹脂封止が行なわれていることを特徴とする表面実装型半導体電子部品。
【請求項１５】
前記充填材はレジスト材、樹脂、もしくはプリプレグであることを特徴とする請求１４に記載の表面実装型半導体電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型半導体電子部品の製造方法に関し、詳しくは、半導体ベアチップが配置されたプリント基板をセットした成形金型内に流動性樹脂を圧入して半導体ベアチップを樹脂封止する工程を有する表面実装型半導体電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、電子部品においても小型化、表面実装化への取組みが強力に推進されている。表面実装型の小型電子部品の一例として発光ダイオード（ＬＥＤ）が挙げられるが、表面実装型の発光ダイオード（以降、チップタイプＬＥＤと言う）の製造方法は、絶縁基板の両面に導体パターンが配設されたプリント基板の一方の導体パターン上に導電性接着剤を介して縦および横に一定の間隔で多数のＬＥＤベアチップを配置し、ＬＥＤベアチップをプリント基板に固定すると同時にＬＥＤベアチップの下部電極と導体パターンとを電気的に接続する。また、ＬＥＤベアチップの上部電極は、ＬＥＤベアチップが配置された導体パターンとは分離された導体パターンにワイヤを介して接続され、電気的な導通が図られている。なお、プリント基板を作製するに当たっては、ＬＥＤベアチップが配置される導体パターンおよびワイヤが接続される導体パターンは、内周面にメッキ等によって金属導電膜が施されたスルーホールを介して反対面の導体パターンによる電極パッドと電気的に接続される。
【０００３】
そして、プリント基板のＬＥＤベアチップが配置された面（以降、部品面と言う）は、ＬＥＤベアチップおよびワイヤを振動や衝撃等の外部応力および水分や塵埃等の外部環境から保護すると同時に、ＬＥＤベアチップから放射される光の配光を制御するレンズ機能を持たせるように光透過性樹脂で封止されている。但し、この封止工程では光透過性樹脂がスルーホールに進入し、プリント基板の裏面（以降、半田面と言う）まで回り込んで電極パッドを覆うことになり、電極パッドへの半田付けが不良な製品になってしまう。これを防止するために、光透過性樹脂で封止する前にスルーホールを全長に亘って導電部材で充填し、光透過性樹脂がスルーホールの部品面からプリント基板の半田面に回り込まないようにしたものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００４】
また、両面に導体パターンが形成されたプリント基板のスルーホールを設ける位置にある半田面の導体パターンを取り除き、半田面側からレーザ、ドリル等の加工によって部品面の導体パターンを残してスルーホール用の穴をあけ、その後、穴の内周面にメッキ等によって金属導電膜を施すと共に、半田面の導体パターンが取り除かれた位置にも金属導電膜を施して電極パッドを再形成し、部品面の導体パターンと半田面の電極パッドとをスルーホールを介して導通させたものもある（例えば、特許文献２および特許文献３参照。）。
【０００５】
このような処理を施したプリント基板が光透過樹脂で封止された後は、各ＬＥＤベアチップ単位でスルーホールを均等に２分割するように縦、横にダイシングされて１枚のプリント基板から多数のチップタイプＬＥＤが生産される。
【特許文献１】特開平１１−７４４１０号公報（第４−６頁、第１図）
【特許文献２】特開平８−２１３６６０号公報（第４−８頁、第１，８図）
【特許文献３】特開平９−１８１３５９号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器に搭載された電子部品が長期に亘って完全な機能を維持するためには、電子機器に組込まれるプリント基板に電子部品を強固に取付けて電気的接続を確実なものにする必要があり、そのためには電極パッドに対する半田付けが重要な役割を担ってくる。その際、小型化された電子部品においては、電極パッドは非常に小さいものとなるため、電子部品の半田付に使用される電極の形状が半田付けの信頼性に大きく影響することになる。特に上述したようなスルーホールの全長に亘って導電部材を充填した表面実装型の電子部品をスルーホールの面を電子機器のプリント基板に対向するように実装する場合には、スルーホールが半分にダイシングされて（以降、ハーフスルーホールと言う）平面となった導電部材の表面は半田付けに必要なフラックスが十分に行き渡らず、半田付が不完全な状態でプリント基板に固定されることになる。さらに、平面状の電極パッドのみの半田付部は、充填されていないハーフスルーホールと電極パッドが連結した立体的な半田付部を形成した場合に比較してフラックスおよび半田の延びが不十分で半田付性に劣るところがある。
【０００７】
また、両面に導体パターンが形成されたプリント基板のスルーホールを設ける位置にある半田面の導体パターンを取り除き、レーザ或いはドリルによって導体パターンまで到達する穴を設け、穴の内周面にメッキ等によって金属導電膜を施してスルーホールを形成する方法は、プリント基板を作製する過程に導体パターンを除去する工程が必要になること、また、１枚のプリント基板で電子部品の多数取りを行なうためにプリント基板には多数のスルーホールが設けてあり、それをレーザで形成するには多くの時間を有すること、また、ドリルによってスルーホール用の穴を形成する場合は導体パターンをドリルの歯が貫通しないように、しかも導体パターンにプリント基板の絶縁物が残らないように加工することが要求され、穴の深さの設定、再現性およびこれらを満足するために必要とされる作業精度等を考慮すると製品の歩留まりが大きな問題となる。従って、このような方法でスルーホールを形成するには、加工工数に係わる時間や手間の増加および完成品の歩留まりの低下による製品コストの上昇が問題となる。また、スルーホールのダイシング時に発生するバリによってスルーホールに直角な方向に設けられた電極パッドに半田が上がるのが阻害され、電極パッド全面まで半田が十分行き渡らず、固定強度が弱い半田付けになってしまうという問題点がある。
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、電子機器に組み込まれるプリント基板に実装するときに信頼性の高い半田付けが確保できるような表面実装型半導体電子部品を低コストで製造する方法およびそれを用いて製造される表面実装型半導体電子部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、絶縁基板の両面に多数の独立した導体パターンが配設され、内周面に金属導電膜が施されたスルーホールを介して前記両面の導体パターンが導通するようにした両面スルーホールプリント基板の前記スルーホールの一方の開口部を塞ぐ工程と、前記両面スルーホール基板の前記スルーホールの開口部を塞いだ面の導体パターン上に半導体ベアチップを配置する工程と、前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記半導体ベアチップを覆うように樹脂封止を行なう工程とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記開口部を塞ぐ工程は、前記開口部から前記スルーホールの途中までを第２の樹脂により塞ぐことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂を圧入する際の成形温度より高いガラス転移温度を有する樹脂であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項２または３の何れか１項において、前記第２の樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１において、前記開口部を塞ぐ工程は、前記スルーホールの上部に第１レジスト膜を形成し、該第１レジスト膜の上面に第２レジスト膜を形成して２層のレジスト膜で構成されることを特徴とするものである。請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記第１レジスト膜は、前記スルーホールの途中までを塞ぐことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項１において、前記開口部を塞ぐ工程は、前記両面スルーホールプリント基板において、前記導体パターンの少なくとも前記半導体ベアチップが配置される位置の近傍および前記半導体ベアチップに一方の端部が接続されたワイヤの他方の端部が接続される位置の近傍を除いた部分に接着シートを備えた絶縁シートが貼着されることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記接着シートは、プリプレグであり、該プリプレグに含浸された熱硬化性樹脂が前記スルーホールの途中までを塞ぐことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項９に記載された発明は、請求項７または８の何れか１項において、前記絶縁シートは、前記両面スルーホールプリント基板の絶縁基板と同一部材であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１０に記載された発明は、請求項１から９の何れか１項において、前記半導体ベアチップを配置する工程は、前記半導体ベアチップが発光素子と受光素子のうち何れか一方または両方の組合わせであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１１に記載された発明は、請求項１から１０の何れか１項において、前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた前記成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記樹脂封止を行なう方法は、トランスファ成形であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１２に記載された発明は、請求項１１において、前記樹脂封止によって光学レンズ部が形成されることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１３に記載された発明は、請求項１から１２の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項１４に記載された発明は、絶縁基板の両面に多数の独立した導体パターンが配設され、内周面に金属導電膜が施されたハーフスルーホールを介して前記両面の導体パターンが導通するようにした両面スルーホールプリント基板の前記ハーフスルーホールの一方の開口部から前記ハーフスルーホールの途中まで充填材で塞ぎ、前記開口部を塞いだ面の導体パターン上に半導体ベアチップを配置し、前記半導体ベアチップを覆うように樹脂封止が行なわれていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項１５に記載された発明は、請求項１４において、前記充填材はレジスト材、樹脂、もしくはプリプレグであることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の好適な実施の形態を図１から図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２４】
本発明に係わる第1実施例は、最初に絶縁基板の両面に導体パターンが配設されたプリント基板において図１の（ａ）から（ｅ）に示す工程によってスルーホールの部品面側の開口部を塞ぐ処理を行なう。まず、（ａ）に示すように、絶縁基板２の両面に導体パターン３と導体パターンで形成された電極パッド１９が配設された両面プリント基板に貫通穴を設け、穴の内周面にメッキ等によって金属導電膜４を施してスルーホール５を形成し、スルーホール５を介して両面の導体パターン３と電極パッド１９を導通させる。次に（ｂ）に示すように、導体パターン３、電極パッド１９およびスルーホール５の金属導電膜４の各表面をケミカルエッチングやサンドブラスト等によって荒らして（粗化処理）表面積を大きくする。そして、アクリル系の液状レジスト（第1レジスト）６をスルーホール５の貫通穴全体に充填すると同時に両面スルーホールプリント基板１両面のスルーホール開口部９、９′周辺部の導体パターン３および電極パッド１９を覆う。次に（ｃ）に示すように、両面スルーホールプリント基板１の半田面の方向から３００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの紫外線で露光した後、有機溶剤で現像して半田面側の電極パッド１９を覆った第1レジスト６およびスルーホール５に充填された第1レジスト６を半田面側からスルーホール５の途中まで除去する。スルーホール５内の第1レジスト６を除去する深さＤは、紫外線のエネルギー、紫外線を照射する時間等を制御することにより調整する。なお、第１レジスト６と接触する面を粗化処理して表面積を大きくしてあるため、第１レジスト６の接着強度が強く、強固なものになっている。次に（ｄ）に示すように、両面スルーホールプリント基板１の部品面のスルーホール５の開口部９を塞ぐように覆った第1レジスト６を更にアクリル系の第２レジスト７で覆う。そして最後に（ｅ）に示すように、半田面側のスルーホール５の第1レジスト６が除去されて露出した金属導電膜４と電極パッド（図２に示す半田面方向からみた斜視図の電極パッド１９）１９に金メッキ８を施してプリント基板の処理が完了する。ここで、両面スルーホールプリント基板１の絶縁基板２の厚み０．７２ｍｍ、導電パターン３および電極パッド１９（Ｃｕ膜上にＮｉおよびＡｕ膜を形成した状態）の厚み１８〜４５μｍ、スルーホール５用貫通穴の直径０．３５ｍｍにおいては、スルーホール５内の第1レジスト６が除去される深さＤは約０．４ｍｍ、部品面の導体パターン３表面から第２レジスト７の表面までの厚みは約７０μｍが好ましいが必ずしもこの値に拘る必要はない。
【００２５】
なお、スルーホール５にレジスト６，７を充填して部品面側の開口部９を塞ぐのは、上述したように、両面スルーホールプリント基板１に配置されたＬＥＤベアチップ１０、受光ベアチップ１１およびワイヤ１２を保護するために光透過性樹脂１３で封止するが、そのときトランスファ成形で行われる場合、成形時の成形圧力（トランスファ成形の際の成形材料注入圧力）で光透過性樹脂１３がスルーホール５に進入し、両面スルーホールプリント基板１の半田面まで回り込んで電極パッド１９を覆うことになり、電極パッド１９への半田付けが不可能な製品になってしまうことを防止するためのものである。但し、１層のレジストでは加圧された光透過性樹脂１３がスルーホール５に浸入するのを阻止するには限界があるため、レジストを２層構造とし光透過樹脂１３のスルーホール５への進入防止を確実なものにしている。
【００２６】
このようにスルーホール５の処理が行なわれた両面スルーホールプリント基板１の部品面に１対の半導体ベアチップを配置する工程および半導体ベアチップを光透過性樹脂で封止する工程を経た状態が図３に示されており、スルーホール５に連結された各導体パターン３上にＬＥＤベアチップ１０と受光ベアチップ１１が導電性接着剤（図示せず）を介して多数配置され、両面スルーホールプリント基板１に固定されると同時に各チップ１０，１１の下部電極と導体パターン３とが電気的に接続されている。また、各チップ１０，１１の上部電極は、各チップ１０，１１が配置された導体パターン３とは分離されたスルーホール５に連結された導体パターン３にワイヤ１２を介して接続され、電気的な導通が図られている。
【００２７】
そして、多数のＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１が配置された面に各チップ１０，１１およびワイヤ１２を振動や衝撃等の外部応力および水分や塵埃等の外部環境から保護すると同時に、ＬＥＤベアチップから放射される光の配光を制御するレンズ１４機能を持たせるように両面スルーホールプリント基板１の部品面を覆うように光透過性樹脂１３で封止されている。この光透過性樹脂１３で封止する方法は、例えばトランスファ成形で行なわれ、各チップ１０，１１およびワイヤ１２が配置された両面スルーホールプリント基板１を金型内にセットして型締めされ、金型内に流動性の光透過性樹脂１３を圧入して成形によって行なわれる。尚、このときの成形条件としては、プレス機型締圧力は約２０ｔ、プランジャ径はφ３５ｍｍ（プランジャ面積は９．６ｃｍ２）、プランジャ射出圧力は約１ｔ、金型温度は約１６０℃、成形圧力は各チップ１０，１１と電極を結ぶワイヤが変形しないこと等を考慮すると８０ｋｇ／ｃｍ２から１２０ｋｇ／ｃｍ２が最適である。このような条件のトランスファ成形によって樹脂封止が行なわれた場合、上述したような第１レジスト膜のみでスルーホールの途中まで充填した時は、樹脂の成形圧力を受けてスルーホールに充填されたレジストがスルーホール内を半田面側に移動し、約２０％の確率でスルーホール内に樹脂が浸入して樹脂漏れを発生し、半田付不良を誘発する原因となった。そこで、レジストを２層構造に形成することで、樹脂漏れの発生率を殆んど０％にすることができた。そして、光透過性樹脂１３で封止が完了した後、１対のＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１単位でスルーホール５を均等に２分割するように２点鎖線に沿って縦、横にダイシングされて１枚のプリント基板から多数の図４に示すような表面実装型半導体電子部品１５が生産される。
【００２８】
そして、ダイシングによって分割された個々の表面実装型半導体電子部品１５を電子機器に組み込まれるプリント基板に実装した状態を示した断面図が第５図である。表面実装型半導体電子部品は電子機器に組み込まれるプリント基板１６に表面実装型半導体電子部品１５のハーフスルーホール５′の面を対向するように配置され、プリント基板１６の導電パターン１７と表面実装型半導体電子部品１５のハーフスルーホール５′の第１レジスト６が除去されて露出した金属導電膜４および電極パッド１９とを半田１８によって接合されて、固定と電気的導通が図られている。このような接合形態では、プリント基板１６に対して表面実装型半導体電子部品１５のハーフスルーホール５′面とそれに直角な面に設けられた電極パッド１９との両面が立体的に半田１８によって接続されるため、プリント基板１６に対して強固な固定が確保されている。したがって、実装された表面実装型半導体電子部品１５に振動や応力が加わることによる接触不良が原因で電子機器の不具合が生じる頻度が顕著に減少するものである。
【実施例２】
【００２９】
本発明に係わる第２実施例は、上述した第１実施例において示した図１の（ａ）〜（ｃ）の工程によってスルーホールの部品面側の開口部９を塞ぐ処理を行う。この工程は第１実施例においては、レジスト材料によって二層の膜を形成するものであったが、本実施例では、スルーホール５にエポキシ樹脂を充填し、その後レーザ加工等により半田面側のエポキシ樹脂の一部を除去してスルーホール内壁の金属導電膜４を露出させるものである。従って、スルーホール５に充填する充填材にエポキシ樹脂を用いることによって１回の充填工程で処理できるために製造工数の低減が図られるという利点がある。ところで、スルーホール５に充填するエポキシ樹脂は光透過性樹脂のトランスファ成形時の成形温度よりも高いガラス転移温度を有することが望ましく、本実施例では、ガラス転移温度が１８０〜２２０℃のエポキシ樹脂を使用した。その後、第１実施例と同様の工程で部品面に半導体ベアチップを載置した後、光透過性樹脂で封止して表面実装型半導体電子部品を組み上げる。
【００３０】
ここで、トランスファ成形によって光透過性樹脂で半導体ベアチップを封止する成形温度が１５０℃程度の高温であるのに対して、第１実施例でスルーホールを塞ぐために使用したアクリル系レジスト材料のガラス転移温度は１１０〜１２０℃、本実施例でスルーホールに充填するために使用したエポキシ樹脂のガラス転移温度は１８０〜２２０℃であった。成形温度よりも転移温度が高い方が軟化やトランスファ成形による光透過性樹脂のスルーホールへの浸入を確実に防止することができる。さらに、本実施例の利点は、封止樹脂となる光透過性成樹脂との密着性がレジストよりもエポキシ樹脂のほうが良く、歩留まりの向上および耐久性の向上が期待できることである。また、プリント基板の材質がエポキシ樹脂である場合には、基板と充填材料との熱膨張係数差を低減できるため、デバイスの耐熱性の向上も期待できる。
【実施例３】
【００３１】
図６は、本発明に係わる第３実施例の表面実装型半導体電子部品が１枚の両面スルーホールプリント基板上に多数個取りで形成された状態を示す部分平面図である。両面スルーホールプリント基板１にＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１を配置し、光透過性樹脂１３で部品面を封止するのは上述した第１実施例と同様であるが、光透過性樹脂１３で封止するときにスルーホール５に光透過性樹脂１３が流れ込まないようにスルーホール５を塞ぐ方法が異なっている。この場合、接着性を有する樹脂フィルム（プリプレグ）２０をスルーホール５の部品面側の開口部９に配置し、プリプレグ２０を介してさらにその上に両面スルーホールプリント基板１の絶縁基板２と同一の部材からなる絶縁材シート２１を熱圧着する。このように、２層にスルーホール５の開口部９を塞ぐことにより封止成形時の射出圧力によって光透過樹脂１３がスルーホー１３へ進入することを確実に防止している。ここで使用されるプリプレグ２０は炭素繊維、ガラス繊維或いはアラミド繊維等にエポキシ樹脂等の未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、これを、スルーホール５の開口部９に設けることにより、流れ出した熱硬化性樹脂によってスルーホールの途中までが充填される。このとき、スルーホール５への充填の深さは繊維に含浸される熱硬化性樹脂の量を調整することにより制御される。また、光透過性樹脂１３のスルーホール５への流れ込み防止の効果が損なわれないように、充填された熱硬化性樹脂に気泡、クラックおよび異物の混入がないような管理が行なわれている。さらに、多数のスルーホール５の１ヵ所毎にこのような処理をすることは非常に時間を費やす作業になるため、プリプレグ２０および絶縁シート２１は必要な部分で構成されるシート状に形成されて両面スルーホールプリント基板１上に一括で貼り付けられる。なお、スルーホール５の開口部９を塞ぐ絶縁シート２１を両面スルーホールプリント基板１の絶縁基板２と同一の部材にするのは、絶縁シート２１を両面スルーホールプリント基板１に貼り付けるときに圧力および熱を加えるため、冷却過程で熱膨張係数の違いによって両者の間に応力が加わり、最悪の場合は剥離が生じる可能性がある。このため熱膨張係数が同一の材料を使用することにより応力の発生を防ぎ、貼り付けの確実性を確保するためである。
【００３２】
このようにスルーホール５の処理が行なわれた両面スルーホールプリント基板１の部品面には実施例１と同様に、スルーホール５に連結された各導体パターン３上に1対のＬＥＤベアチップ１０と受光ベアチップ１１が導電性接着剤（図示せず）を介して多数配置され、プリント基板に固定されると同時に各チップ１０，１１の下部電極と導体パターン３とが電気的に接続されている。また、各チップ１０，１１の上部電極は、各チップ１０，１１が配置された導体パターン３とは分離されたスルーホール５に連結された導体パターン３にワイヤ１２を介して接続され、電気的な導通が図られている。
【００３３】
そして、両面スルーホールプリント基板１の部品面は、ＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１を覆うように光透過性樹脂１３で封止され、２点鎖線に沿ってスクライブされて図７に示すような個々の表面実装型半導体電子部品１５に分割される。
【００３４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、スルーホールの開口部を塞ぐ充填材に関しては、ガラス転移温度が高い樹脂であれば使用可能であり、半導体ベアチップの封止工程において光透過性樹脂の種類、成形温度、後工程等の条件に対応して適宜選択されるものである。また、スルーホールを塞ぐ方法に関しても、治具等を使用してあらかじめスルーホールの途中まで樹脂を充填する方法、スルーホールに充填後にエッチングあるいはプラズマ照射等の手法によって半田面側の樹脂の一部を除去する方法等が考えられる。
【００３５】
上述したように、本発明では、スルーホールの開口部を２層に塞ぐことにより、ＬＥＤベアチップおよび受光ベアチップが配置された部品面をトランスファ成形によって封止するに当たり、成形時の成形圧力が８０ｋｇ／ｃｍ２から１２０ｋｇ／ｃｍ２の光透過性樹脂がスルーホールに進入するのを確実に阻止することができる。従って、封止樹脂がスルーホールに進入してプリント基板の半田面まで回り込み、電極パッドを覆って電極パッドへの半田付けが不可能な製品になることを防止することができる。
【００３６】
また、スルーホールを塞ぐ時に使用されるレジストは印刷、スプレー等の方法で、接着シートを有する絶縁シートは貼り付けで共に一括形成される。従って、作業工数が少なく、製造コストを安くできる。
【００３７】
また、スルーホールの開口部を覆う２層の部材のうち、スルーホールに接する部材がスルーホールの途中までしか充填されないため、多数個取りで構成されて個々の表面実装型半導体電子部品に分割されるときにスルーホールが半分に分割されたハーフスルーホールに絶縁材が充填されないで金属導電膜が露出した部分が存在する。これにより、表面実装型半導体電子部品が実装されるプリント基板に対して表面実装型半導体電子部品のハーフスルーホール面とそれに直角な面に設けられた電極パッドの両面に立体的に半田接続が行なわれるため、実装基板に対して強固な固定が確保される。また、スルーホールが均等に２分割されたハーフスルーホールの切断部に発生する導体パターンのバリは、スルーホールの穴を除いた部分に限定される。従って、バリによって電極パッドに半田が上がるのが阻害され、電極パッド全面まで半田が十分行き渡らず、固定強度が弱い半田付けになってしまうということが回避される。すなわち、電子機器に組み込まれたプリント基板に実装された表面実装型半導体電子部品に振動や応力が加わることで接触不良が発生し、それが原因で電子機器に不具合が生じるといったトラブルが少なくなる。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第1実施例に係わる両面スルーホールプリント基板の工程図を示す部分断面図であり、（ａ）はスルーホールの構成を示す図、（ｂ）は第１レジストの形成を示す図、（ｃ）は第１レジストの部分除去を示す図、（ｄ）は第２レジストの形成を示す図、（ｅ）はスルーホールの第1レジスト除去部の金属導電膜および電極パッドへの金メッキの形成を示す図である。
【図２】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品を半田面方向から見た斜視図である。
【図３】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品をプリント基板上に多数個取りで形成した状態の平面図である。
【図４】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品を部品面方向から見た斜視図である。
【図５】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品の実装状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施例に係わる表面実装型半導体電子部品をプリント基板上に多数個取りで形成した状態の平面図である。
【図７】本発明の第３実施例に係わる表面実装型半導体電子部品を部品面方向から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１        両面スルーホールプリント基板
２        絶縁基板
３        導体パターン
４        金属導電膜
５        スルーホール  
５′      ハーフスルーホール
６        第１レジスト
７        第２レジスト
８        金メッキ
９        開口部
９′      開口部
１０        ＬＥＤベアチップ
１１        受光ベアチップ
１２        ワイヤ
１３        光透過性樹脂
１４        レンズ
１５        表面実装型半導体電子部品
１６        プリント基板
１７        導体パターン
１８        半田
１９        電極パッド
２０        プリプレグ
２１        絶縁シート
【図１】
2005039177.tif 000003
【図２】
2005039177.tif 000004
【図３】
2005039177.tif 000005
【図４】
2005039177.tif 000006
【図５】
2005039177.tif 000007
【図６】
2005039177.tif 000008
【図７】
2005039177.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月15日(2004.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の両面に多数の独立した導体パターンが配設され、内周面に金属導電膜が施されたスルーホールを介して前記両面の導体パターンが導通するようにした両面スルーホールプリント基板の前記スルーホールの一方の開口部を塞ぐ工程と、前記両面スルーホール基板の前記スルーホールの開口部を塞いだ面の導体パターン上に半導体ベアチップを配置する工程と、前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記半導体ベアチップを覆うように樹脂封止を行なう工程とを有することを特徴とする表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記開口部を塞ぐ工程は、前記開口部から前記スルーホールの途中までを第２の樹脂により塞ぐことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂を圧入する際の成形温度より高いガラス転移温度を有する樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記開口部を塞ぐ工程は、前記スルーホールの上部に第１レジスト膜を形成し、該第１レジスト膜の上面に第２レジスト膜を形成して２層のレジスト膜で構成されることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記第１レジスト膜は、前記スルーホールの途中までを塞ぐことを特徴とする請求項４に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記開口部を塞ぐ工程は、前記両面スルーホールプリント基板において、前記導体パターンの少なくとも前記半導体ベアチップが配置される位置の近傍および前記半導体ベアチップに一方の端部が接続されたワイヤの他方の端部が接続される位置の近傍を除いた部分に接着シートを備えた絶縁シートが貼着されることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記半導体ベアチップを配置する工程は、前記半導体ベアチップが発光素子と受光素子のうち何れか一方または両方の組合わせであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた前記成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記樹脂封止を行なう方法は、トランスファ成形であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂封止によって光学レンズ部が形成されることを特徴とする請求項８に記載の表面実装型半導体電子部品の製造方法。
【請求項１０】
絶縁基板上に多数の独立した導体パターンが両面に配設された、両面スルーホールプリント基板と、
金属導電膜が施された内周面と両端に開口部を有し、前記導体パターンを貫通するように前記両面スルーホールプリント基板に配設されるハーフスルーホールと、
前記開口部のうち、一方の開口部から前記内周面の途中までを塞ぐ充填材と、
前記充填材側の前記両面スルーホールプリント基板の導体パターン上に配置される半導体ベアチップと、
前記半導体ベアチップを覆うように封止する樹脂と、
を備えることを特徴とする表面実装型半導体電子部品。
【請求項１１】
前記充填材がレジスト材、エポキシ樹脂、及びプリプレグのうち少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１０に記載の表面実装型半導体電子部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型半導体電子部品の製造方法に関し、詳しくは、半導体ベアチップが配置されたプリント基板をセットした成形金型内に流動性樹脂を圧入して半導体ベアチップを樹脂封止する工程を有する表面実装型半導体電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、電子部品においても小型化、表面実装化への取組みが強力に推進されている。表面実装型の小型電子部品の一例として発光ダイオード（ＬＥＤ）が挙げられるが、表面実装型の発光ダイオード（以降、チップタイプＬＥＤと言う）の製造方法は、絶縁基板の両面に導体パターンが配設されたプリント基板の一方の導体パターン上に導電性接着剤を介して縦および横に一定の間隔で多数のＬＥＤベアチップを配置し、ＬＥＤベアチップをプリント基板に固定すると同時にＬＥＤベアチップの下部電極と導体パターンとを電気的に接続する。また、ＬＥＤベアチップの上部電極は、ＬＥＤベアチップが配置された導体パターンとは分離された導体パターンにワイヤを介して接続され、電気的な導通が図られている。なお、プリント基板を作製するに当たっては、ＬＥＤベアチップが配置される導体パターンおよびワイヤが接続される導体パターンは、内周面にメッキ等によって金属導電膜が施されたスルーホールを介して反対面の導体パターンによる電極パッドと電気的に接続される。
【０００３】
そして、プリント基板のＬＥＤベアチップが配置された面（以降、部品面と言う）は、ＬＥＤベアチップおよびワイヤを振動や衝撃等の外部応力および水分や塵埃等の外部環境から保護すると同時に、ＬＥＤベアチップから放射される光の配光を制御するレンズ機能を持たせるように光透過性樹脂で封止されている。但し、この封止工程では光透過性樹脂がスルーホールに進入し、プリント基板の裏面（以降、半田面と言う）まで回り込んで電極パッドを覆うことになり、電極パッドへの半田付けが不良な製品になってしまう。これを防止するために、光透過性樹脂で封止する前にスルーホールを全長に亘って導電部材で充填し、光透過性樹脂がスルーホールの部品面からプリント基板の半田面に回り込まないようにしたものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００４】
また、両面に導体パターンが形成されたプリント基板のスルーホールを設ける位置にある半田面の導体パターンを取り除き、半田面側からレーザ、ドリル等の加工によって部品面の導体パターンを残してスルーホール用の穴をあけ、その後、穴の内周面にメッキ等によって金属導電膜を施すと共に、半田面の導体パターンが取り除かれた位置にも金属導電膜を施して電極パッドを再形成し、部品面の導体パターンと半田面の電極パッドとをスルーホールを介して導通させたものもある（例えば、特許文献２および特許文献３参照。）。
【０００５】
このような処理を施したプリント基板が光透過樹脂で封止された後は、各ＬＥＤベアチップ単位でスルーホールを均等に２分割するように縦、横にダイシングされて１枚のプリント基板から多数のチップタイプＬＥＤが生産される。
【特許文献１】特開平１１−７４４１０号公報（第４−６頁、第１図）
【特許文献２】特開平８−２１３６６０号公報（第４−８頁、第１，８図）
【特許文献３】特開平９−１８１３５９号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器に搭載された電子部品が長期に亘って完全な機能を維持するためには、電子機器に組込まれるプリント基板に電子部品を強固に取付けて電気的接続を確実なものにする必要があり、そのためには電極パッドに対する半田付けが重要な役割を担ってくる。その際、小型化された電子部品においては、電極パッドは非常に小さいものとなるため、電子部品の半田付に使用される電極の形状が半田付けの信頼性に大きく影響することになる。特に上述したようなスルーホールの全長に亘って導電部材を充填した表面実装型の電子部品をスルーホールの面を電子機器のプリント基板に対向するように実装する場合には、スルーホールが半分にダイシングされて（以降、ハーフスルーホールと言う）平面となった導電部材の表面は半田付けに必要なフラックスが十分に行き渡らず、半田付が不完全な状態でプリント基板に固定されることになる。さらに、平面状の電極パッドのみの半田付部は、充填されていないハーフスルーホールと電極パッドが連結した立体的な半田付部を形成した場合に比較してフラックスおよび半田の延びが不十分で半田付性に劣るところがある。
【０００７】
また、両面に導体パターンが形成されたプリント基板のスルーホールを設ける位置にある半田面の導体パターンを取り除き、レーザ或いはドリルによって導体パターンまで到達する穴を設け、穴の内周面にメッキ等によって金属導電膜を施してスルーホールを形成する方法は、プリント基板を作製する過程に導体パターンを除去する工程が必要になること、また、１枚のプリント基板で電子部品の多数取りを行なうためにプリント基板には多数のスルーホールが設けてあり、それをレーザで形成するには多くの時間を有すること、また、ドリルによってスルーホール用の穴を形成する場合は導体パターンをドリルの歯が貫通しないように、しかも導体パターンにプリント基板の絶縁物が残らないように加工することが要求され、穴の深さの設定、再現性およびこれらを満足するために必要とされる作業精度等を考慮すると製品の歩留まりが大きな問題となる。従って、このような方法でスルーホールを形成するには、加工工数に係わる時間や手間の増加および完成品の歩留まりの低下による製品コストの上昇が問題となる。また、スルーホールのダイシング時に発生するバリによってスルーホールに直角な方向に設けられた電極パッドに半田が上がるのが阻害され、電極パッド全面まで半田が十分行き渡らず、固定強度が弱い半田付けになってしまうという問題点がある。
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、電子機器に組み込まれるプリント基板に実装するときに信頼性の高い半田付けが確保できるような表面実装型半導体電子部品を低コストで製造する方法およびそれを用いて製造される表面実装型半導体電子部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、絶縁基板の両面に多数の独立した導体パターンが配設され、内周面に金属導電膜が施されたスルーホールを介して前記両面の導体パターンが導通するようにした両面スルーホールプリント基板の前記スルーホールの一方の開口部を塞ぐ工程と、前記両面スルーホール基板の前記スルーホールの開口部を塞いだ面の導体パターン上に半導体ベアチップを配置する工程と、前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記半導体ベアチップを覆うように樹脂封止を行なう工程とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記開口部を塞ぐ工程は、前記開口部から前記スルーホールの途中までを第２の樹脂により塞ぐことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂を圧入する際の成形温度より高いガラス転移温度を有する樹脂であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１において、前記開口部を塞ぐ工程は、前記スルーホールの上部に第１レジスト膜を形成し、該第１レジスト膜の上面に第２レジスト膜を形成して２層のレジスト膜で構成されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項４において、前記第１レジスト膜は、前記スルーホールの途中までを塞ぐことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１において、前記開口部を塞ぐ工程は、前記両面スルーホールプリント基板において、前記導体パターンの少なくとも前記半導体ベアチップが配置される位置の近傍および前記半導体ベアチップに一方の端部が接続されたワイヤの他方の端部が接続される位置の近傍を除いた部分に接着シートを備えた絶縁シートが貼着されることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項１から６の何れか１項において、前記半導体ベアチップを配置する工程は、前記半導体ベアチップが発光素子と受光素子のうち何れか一方または両方の組合わせであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項１から７の何れか１項において、前記半導体ベアチップを配置した前記両面スルーホール基板がセットされた前記成形金型内に第１の樹脂を圧入することによって前記樹脂封止を行なう方法は、トランスファ成形であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項９に記載された発明は、請求項８において、前記樹脂封止によって光学レンズ部が形成されることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１０に記載された発明は、請求項１から９の何れか１項において、絶縁基板上に多数の独立した導体パターンが両面に配設された、両面スルーホールプリント基板と、
金属導電膜が施された内周面と両端に開口部を有し、前記導体パターンを貫通するように前記両面スルーホールプリント基板に配設されるハーフスルーホールと、
前記開口部のうち、一方の開口部から前記内周面の途中までを塞ぐ充填材と、
前記充填材側の前記両面スルーホールプリント基板の導体パターン上に配置される半導体ベアチップと、
前記半導体ベアチップを覆うように封止する樹脂と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１１に記載された発明は、請求項１０において、前記充填材がレジスト材、エポキシ樹脂、及びプリプレグのうち少なくとも何れかであることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の好適な実施の形態を図１から図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係わる第1実施例は、最初に絶縁基板の両面に導体パターンが配設されたプリント基板において図１の（ａ）から（ｅ）に示す工程によってスルーホールの部品面側の開口部を塞ぐ処理を行なう。まず、（ａ）に示すように、絶縁基板２の両面に導体パターン３と導体パターンで形成された電極パッド１９が配設された両面プリント基板に貫通穴を設け、穴の内周面にメッキ等によって金属導電膜４を施してスルーホール５を形成し、スルーホール５を介して両面の導体パターン３と電極パッド１９を導通させる。次に（ｂ）に示すように、導体パターン３、電極パッド１９およびスルーホール５の金属導電膜４の各表面をケミカルエッチングやサンドブラスト等によって荒らして（粗化処理）表面積を大きくする。そして、アクリル系の液状レジスト（第1レジスト）６をスルーホール５の貫通穴全体に充填すると同時に両面スルーホールプリント基板１両面のスルーホール開口部９、９′周辺部の導体パターン３および電極パッド１９を覆う。次に（ｃ）に示すように、両面スルーホールプリント基板１の半田面の方向から３００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの紫外線で露光した後、有機溶剤で現像して半田面側の電極パッド１９を覆った第1レジスト６およびスルーホール５に充填された第1レジスト６を半田面側からスルーホール５の途中まで除去する。スルーホール５内の第1レジスト６を除去する深さＤは、紫外線のエネルギー、紫外線を照射する時間等を制御することにより調整する。なお、第１レジスト６と接触する面を粗化処理して表面積を大きくしてあるため、第１レジスト６の接着強度が強く、強固なものになっている。次に（ｄ）に示すように、両面スルーホールプリント基板１の部品面のスルーホール５の開口部９を塞ぐように覆った第1レジスト６を更にアクリル系の第２レジスト７で覆う。そして最後に（ｅ）に示すように、半田面側のスルーホール５の第1レジスト６が除去されて露出した金属導電膜４と電極パッド（図２に示す半田面方向からみた斜視図の電極パッド１９）１９に金メッキ８を施してプリント基板の処理が完了する。ここで、両面スルーホールプリント基板１の絶縁基板２の厚み０．７２ｍｍ、導電パターン３および電極パッド１９（Ｃｕ膜上にＮｉおよびＡｕ膜を形成した状態）の厚み１８〜４５μｍ、スルーホール５用貫通穴の直径０．３５ｍｍにお
いては、スルーホール５内の第1レジスト６が除去される深さＤは約０．４ｍｍ、部品面の導体パターン３表面から第２レジスト７の表面までの厚みは約７０μｍが好ましいが必ずしもこの値に拘る必要はない。
【００２１】
なお、スルーホール５にレジスト６，７を充填して部品面側の開口部９を塞ぐのは、上述したように、両面スルーホールプリント基板１に配置されたＬＥＤベアチップ１０、受光ベアチップ１１およびワイヤ１２を保護するために光透過性樹脂１３で封止するが、そのときトランスファ成形で行われる場合、成形時の成形圧力（トランスファ成形の際の成形材料注入圧力）で光透過性樹脂１３がスルーホール５に進入し、両面スルーホールプリント基板１の半田面まで回り込んで電極パッド１９を覆うことになり、電極パッド１９への半田付けが不可能な製品になってしまうことを防止するためのものである。但し、１層のレジストでは加圧された光透過性樹脂１３がスルーホール５に浸入するのを阻止するには限界があるため、レジストを２層構造とし光透過樹脂１３のスルーホール５への進入防止を確実なものにしている。
【００２２】
このようにスルーホール５の処理が行なわれた両面スルーホールプリント基板１の部品面に１対の半導体ベアチップを配置する工程および半導体ベアチップを光透過性樹脂で封止する工程を経た状態が図３に示されており、スルーホール５に連結された各導体パターン３上にＬＥＤベアチップ１０と受光ベアチップ１１が導電性接着剤（図示せず）を介して多数配置され、両面スルーホールプリント基板１に固定されると同時に各チップ１０，１１の下部電極と導体パターン３とが電気的に接続されている。また、各チップ１０，１１の上部電極は、各チップ１０，１１が配置された導体パターン３とは分離されたスルーホール５に連結された導体パターン３にワイヤ１２を介して接続され、電気的な導通が図られている。
【００２３】
そして、多数のＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１が配置された面に各チップ１０，１１およびワイヤ１２を振動や衝撃等の外部応力および水分や塵埃等の外部環境から保護すると同時に、ＬＥＤベアチップから放射される光の配光を制御するレンズ１４機能を持たせるように両面スルーホールプリント基板１の部品面を覆うように光透過性樹脂１３で封止されている。この光透過性樹脂１３で封止する方法は、例えばトランスファ成形で行なわれ、各チップ１０，１１およびワイヤ１２が配置された両面スルーホールプリント基板１を金型内にセットして型締めされ、金型内に流動性の光透過性樹脂１３を圧入して成形によって行なわれる。尚、このときの成形条件としては、プレス機型締圧力は約２０ｔ、プランジャ径はφ３５ｍｍ（プランジャ面積は９．６ｃｍ２）、プランジャ射出圧力は約１ｔ、金型温度は約１６０℃、成形圧力は各チップ１０，１１と電極を結ぶワイヤが変形しないこと等を考慮すると８０ｋｇ／ｃｍ２から１２０ｋｇ／ｃｍ２が最適である。このような条件のトランスファ成形によって樹脂封止が行なわれた場合、上述したような第１レジスト膜のみでスルーホールの途中まで充填した時は、樹脂の成形圧力を受けてスルーホールに充填されたレジストがスルーホール内を半田面側に移動し、約２０％の確率でスルーホール内に樹脂が浸入して樹脂漏れを発生し、半田付不良を誘発する原因となった。そこで、レジストを２層構造に形成することで、樹脂漏れの発生率を殆んど０％にすることができた。そして、光透過性樹脂１３で封止が完了した後、１対のＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１単位でスルーホール５を均等に２分割するように２点鎖線に沿って縦、横にダイシングされて１枚のプリント基板から多数の図４に示すような表面実装型半導体電子部品１５が生産される。
【００２４】
そして、ダイシングによって分割された個々の表面実装型半導体電子部品１５を電子機器に組み込まれるプリント基板に実装した状態を示した断面図が第５図である。表面実装型半導体電子部品は電子機器に組み込まれるプリント基板１６に表面実装型半導体電子部品１５のハーフスルーホール５′の面を対向するように配置され、プリント基板１６の導電パターン１７と表面実装型半導体電子部品１５のハーフスルーホール５′の第１レジスト６が除去されて露出した金属導電膜４および電極パッド１９とを半田１８によって接合されて、固定と電気的導通が図られている。このような接合形態では、プリント基板１６に対して表面実装型半導体電子部品１５のハーフスルーホール５′面とそれに直角な面に設けられた電極パッド１９との両面が立体的に半田１８によって接続されるため、プリント基板１６に対して強固な固定が確保されている。したがって、実装された表面実装型半導体電子部品１５に振動や応力が加わることによる接触不良が原因で電子機器の不具合が生じる頻度が顕著に減少するものである。
【実施例２】
【００２５】
本発明に係わる第２実施例は、上述した第１実施例において示した図１の（ａ）〜（ｃ）の工程によってスルーホールの部品面側の開口部９を塞ぐ処理を行う。この工程は第１実施例においては、レジスト材料によって二層の膜を形成するものであったが、本実施例では、スルーホール５にエポキシ樹脂を充填し、その後レーザ加工等により半田面側のエポキシ樹脂の一部を除去してスルーホール内壁の金属導電膜４を露出させるものである。従って、スルーホール５に充填する充填材にエポキシ樹脂を用いることによって１回の充填工程で処理できるために製造工数の低減が図られるという利点がある。ところで、スルーホール５に充填するエポキシ樹脂は光透過性樹脂のトランスファ成形時の成形温度よりも高いガラス転移温度を有することが望ましく、本実施例では、ガラス転移温度が１８０〜２２０℃のエポキシ樹脂を使用した。その後、第１実施例と同様の工程で部品面に半導体ベアチップを載置した後、光透過性樹脂で封止して表面実装型半導体電子部品を組み上げる。
【００２６】
ここで、トランスファ成形によって光透過性樹脂で半導体ベアチップを封止する成形温度が１５０℃程度の高温であるのに対して、第１実施例でスルーホールを塞ぐために使用したアクリル系レジスト材料のガラス転移温度は１１０〜１２０℃、本実施例でスルーホールに充填するために使用したエポキシ樹脂のガラス転移温度は１８０〜２２０℃であった。成形温度よりも転移温度が高い方が軟化やトランスファ成形による光透過性樹脂のスルーホールへの浸入を確実に防止することができる。さらに、本実施例の利点は、封止樹脂となる光透過性成樹脂との密着性がレジストよりもエポキシ樹脂のほうが良く、歩留まりの向上および耐久性の向上が期待できることである。また、プリント基板の材質がエポキシ樹脂である場合には、基板と充填材料との熱膨張係数差を低減できるため、デバイスの耐熱性の向上も期待できる。
【実施例３】
【００２７】
図６は、本発明に係わる第３実施例の表面実装型半導体電子部品が１枚の両面スルーホールプリント基板上に多数個取りで形成された状態を示す部分平面図である。両面スルーホールプリント基板１にＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１を配置し、光透過性樹脂１３で部品面を封止するのは上述した第１実施例と同様であるが、光透過性樹脂１３で封止するときにスルーホール５に光透過性樹脂１３が流れ込まないようにスルーホール５を塞ぐ方法が異なっている。この場合、接着性を有する樹脂フィルム（プリプレグ）２０をスルーホール５の部品面側の開口部９に配置し、プリプレグ２０を介してさらにその上に両面スルーホールプリント基板１の絶縁基板２と同一の部材からなる絶縁材シート２１を熱圧着する。このように、２層にスルーホール５の開口部９を塞ぐことにより封止成形時の射出圧力によって光透過樹脂１３がスルーホー１３へ進入することを確実に防止している。ここで使用されるプリプレグ２０は炭素繊維、ガラス繊維或いはアラミド繊維等にエポキシ樹脂等の未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、これを、スルーホール５の開口部９に設けることにより、流れ出した熱硬化性樹脂によってスルーホールの途中までが充填される。このとき、スルーホール５への充填の深さは繊維に含浸される熱硬化性樹脂の量を調整することにより制御される。また、光透過性樹脂１３のスルーホール５への流れ込み防止の効果が損なわれないように、充填された熱硬化性樹脂に気泡、クラックおよび異物の混入がないような管理が行なわれている。さらに、多数のスルーホール５の１ヵ所毎にこのような処理をすることは非常に時間を費やす作業になるため、プリプレグ２０および絶縁シート２１は必要な部分で構成されるシート状に形成されて両面スルーホールプリント基板１上に一括で貼り付けられる。なお、スルーホール５の開口部９を塞ぐ絶縁シート２１を両面スルーホールプリント基板１の絶縁基板２と同一の部材にするのは、絶縁シート２１を両面スルーホールプリント基板１に貼り付けるときに圧力および熱を加えるため、冷却過程で熱膨張係数の違いによって両者の間に応力が加わり、最悪の場合は剥離が生じる可能性がある。このため熱膨張係数が同一の材料を使用することにより応力の発生を防ぎ、貼り付けの確実性を確保するためである。
【００２８】
このようにスルーホール５の処理が行なわれた両面スルーホールプリント基板１の部品面には実施例１と同様に、スルーホール５に連結された各導体パターン３上に1対のＬＥＤベアチップ１０と受光ベアチップ１１が導電性接着剤（図示せず）を介して多数配置され、プリント基板に固定されると同時に各チップ１０，１１の下部電極と導体パターン３とが電気的に接続されている。また、各チップ１０，１１の上部電極は、各チップ１０，１１が配置された導体パターン３とは分離されたスルーホール５に連結された導体パターン３にワイヤ１２を介して接続され、電気的な導通が図られている。
【００２９】
そして、両面スルーホールプリント基板１の部品面は、ＬＥＤベアチップ１０および受光ベアチップ１１を覆うように光透過性樹脂１３で封止され、２点鎖線に沿ってスクライブされて図７に示すような個々の表面実装型半導体電子部品１５に分割される。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、スルーホールの開口部を塞ぐ充填材に関しては、ガラス転移温度が高い樹脂であれば使用可能であり、半導体ベアチップの封止工程において光透過性樹脂の種類、成形温度、後工程等の条件に対応して適宜選択されるものである。また、スルーホールを塞ぐ方法に関しても、治具等を使用してあらかじめスルーホールの途中まで樹脂を充填する方法、スルーホールに充填後にエッチングあるいはプラズマ照射等の手法によって半田面側の樹脂の一部を除去する方法等が考えられる。
【００３１】
上述したように、本発明では、スルーホールの開口部を２層に塞ぐことにより、ＬＥＤベアチップおよび受光ベアチップが配置された部品面をトランスファ成形によって封止するに当たり、成形時の成形圧力が８０ｋｇ／ｃｍ２から１２０ｋｇ／ｃｍ２の光透過性樹脂がスルーホールに進入するのを確実に阻止することができる。従って、封止樹脂がスルーホールに進入してプリント基板の半田面まで回り込み、電極パッドを覆って電極パッドへの半田付けが不可能な製品になることを防止することができる。
【００３２】
また、スルーホールを塞ぐ時に使用されるレジストは印刷、スプレー等の方法で、接着シートを有する絶縁シートは貼り付けで共に一括形成される。従って、作業工数が少なく、製造コストを安くできる。
【００３３】
また、スルーホールの開口部を覆う２層の部材のうち、スルーホールに接する部材がスルーホールの途中までしか充填されないため、多数個取りで構成されて個々の表面実装型半導体電子部品に分割されるときにスルーホールが半分に分割されたハーフスルーホールに絶縁材が充填されないで金属導電膜が露出した部分が存在する。これにより、表面実装型半導体電子部品が実装されるプリント基板に対して表面実装型半導体電子部品のハーフスルーホール面とそれに直角な面に設けられた電極パッドの両面に立体的に半田接続が行なわれるため、実装基板に対して強固な固定が確保される。また、スルーホールが均等に２分割されたハーフスルーホールの切断部に発生する導体パターンのバリは、スルーホールの穴を除いた部分に限定される。従って、バリによって電極パッドに半田が上がるのが阻害され、電極パッド全面まで半田が十分行き渡らず、固定強度が弱い半田付けになってしまうということが回避される。すなわち、電子機器に組み込まれたプリント基板に実装された表面実装型半導体電子部品に振動や応力が加わることで接触不良が発生し、それが原因で電子機器に不具合が生じるといったトラブルが少なくなる。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第1実施例に係わる両面スルーホールプリント基板の工程図を示す部分断面図であり、（ａ）はスルーホールの構成を示す図、（ｂ）は第１レジストの形成を示す図、（ｃ）は第１レジストの部分除去を示す図、（ｄ）は第２レジストの形成を示す図、（ｅ）はスルーホールの第1レジスト除去部の金属導電膜および電極パッドへの金メッキの形成を示す図である。
【図２】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品を半田面方向から見た斜視図である。
【図３】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品をプリント基板上に多数個取りで形成した状態の平面図である。
【図４】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品を部品面方向から見た斜視図である。
【図５】本発明の第1実施例に係わる表面実装型半導体電子部品の実装状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施例に係わる表面実装型半導体電子部品をプリント基板上に多数個取りで形成した状態の平面図である。
【図７】本発明の第３実施例に係わる表面実装型半導体電子部品を部品面方向から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１        両面スルーホールプリント基板
２        絶縁基板
３        導体パターン
４        金属導電膜
５        スルーホール  
５′      ハーフスルーホール
６        第１レジスト
７        第２レジスト
８        金メッキ
９        開口部
９′      開口部
１０        ＬＥＤベアチップ
１１        受光ベアチップ
１２        ワイヤ
１３        光透過性樹脂
１４        レンズ
１５        表面実装型半導体電子部品
１６        プリント基板
１７        導体パターン
１８        半田
１９        電極パッド
２０        プリプレグ
２１        絶縁シート