(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集合回路基板に設けた複数の回路領域にそれぞれ回路部品を実装し、
前記集合回路基板の周辺に額縁状のモールド枠を接着して、その内側に樹脂を注入し、
前記モールド枠およびその内側の前記樹脂層の上に集合上板を乗せて樹脂を硬化させ、前記集合回路基板と前記モールド枠と前記樹脂層と前記集合上板を一体化した後、
この一体化物を各回路領域別に切断することにより、前記回路部品を樹脂中に封入して、前記集合回路基板を分割した個別の回路基板と前記集合上板を分割した個別の上板で挟持した構造を得る電子回路のパッケージ方法。
【請求項２】
集合回路基板に設けた複数の回路領域にそれぞれ回路部品を実装し、
前記集合回路基板および別に用意した集合上板の周囲を、ある一辺の一部または全部を開口して注入口としたモールド枠を挟んで接合し、
この接合体を注入口を上に向けて立てた姿勢にして、前記注入口から樹脂を注入し硬化させて、前記集合回路基板と前記モールド枠と前記樹脂層と前記集合上板を一体化した後、
この一体化物を各回路領域別に切断することにより、前記回路部品を樹脂中に封入して、前記集合回路基板を分割した個別の回路基板と前記集合上板を分割した個別の上板で挟持した構造を得る電子回路のパッケージ方法。
【請求項３】
集合回路基板に設けた複数の回路領域にそれぞれ回路部品を実装し、
前記回路部品に当接させて集合上板を配置することにより前記集合回路基板と前記集合上板の間隔を定め、
前記集合回路基板と前記集合上板の周囲を樹脂の注入口を残して封止テープで封止し、前記注入口から樹脂を注入し硬化させて、前記集合回路基板と前記樹脂層と前記集合上板を一体化した後、
この一体化物を各回路領域別に切断することにより、前記回路部品を樹脂中に封入して、前記集合回路基板を分割した個別の回路基板と前記集合上板を分割した個別の上板で挟持した構造を得る電子回路のパッケージ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板上にＩＣチップを始めとする小型の電子回路部品を実装し、樹脂を注入して回路部品を樹脂中に埋設する電子回路モジュールのパッケージ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板に各種の回路部品を搭載して一定の機能を持つモジュールを構成する電子回路は、多様な種類のものが現れるとともに小型化が進み、電子機器に表面実装するのに適したものが普及しつつある。このような小型回路のパッケージとして、図４に示すのは発明者らが従来から製造しているもので、寸法の一例を上げれば縦横１０ｍｍ以下、高さ５ｍｍ以下程度である。図４（Ａ）のものはそのＢ−Ｂ断面を同図（Ｂ）に示すが、回路基板１０１にＩＣチップ１０２やチップ抵抗、チップ・コンデンサ等の回路部品１０３を実装し、回路基板１０１周辺の一部または全部にモールド枠１０４を接合し、その内側にエポキシ等の樹脂１０５を注入して回路部品を埋設し、金属のシールド・ケース１０６を取り付けたものである。シールド・ケース１０６に開けた窓１０７は、回路中の光電素子のための光の通路である。
【０００３】
図４（Ｃ）も上記と同系統のパッケージで、そのＤ−Ｄ断面を同図（Ｄ）に示すが、回路基板１０１の両側に樹脂の乗ってない箇所１０８がある。このパッケージにも金属のシールド・ケース１０６を取り付けてある。
【０００４】
上記のような電子回路の製造は、多数の電子回路となる領域を縦横に格子状に配置した集合回路基板を用いて、各領域に回路部品を実装し、樹脂を注入して硬化させた後これを切断して個々の電子回路に分割することにより能率よく行われる。図５にそのようなパッケージ方法の一例を示す。
【０００５】
図５（Ａ）にて、集合回路基板１には多数の電子回路となる領域が配置してあり、各領域にそれぞれ回路部品２をチップ・マウンタ等によって実装する。次に同図（Ｂ）にて、集合回路基板１の回路部品搭載面に樹脂成形品のモールド枠３をエポキシ系接着剤などで接合する。モールド枠３には個々の回路領域に対応する多くの窓４が開けてあり、各領域の回路部品２はそれぞれこの窓の中に収まる。次いで同図（Ｃ）のようにモールド枠３の各窓４に樹脂５を充填する。そして樹脂５を硬化させた後、図５（Ｄ）のように各回路領域の境界線である切断線６に沿って全体を縦横に切断するダイシングを行う。切断した各部分が個々の電子回路７となり、必要に応じてシールド・ケースをつけて完成する。これは図４（Ａ）、（Ｂ）の電子回路に相当するものである。
【０００６】
図５のモールド枠３は窓４が格子状に設けてあるが、窓４を各行または各列で一つにつないで短冊形の窓にしたものを平行に配置してもよい。その場合、図５（Ｄ）で切り離した電子回路７の平行な２辺にモールド枠が残り、他の２辺はモールド枠がなく樹脂の切断面となる。
【０００７】
図６に、集合回路基板に回路部品を実装し樹脂をモールドした状態の断面図をいくつか示す。図６（Ａ）は図５のパッケージ方法のものである。図６（Ｂ）は、樹脂、レジスト材等で作ったモールド・リブ８を集合回路基板１に接合しておくもので、これは同図（Ａ）のモールド枠３よりも高さが低く、樹脂の根元の部分で領域を定めている。このような背の低いモールド・リブ８は樹脂が硬化した後に剥して除去することがあり、その場合、電子回路は図４（Ｃ）のように基板上に樹脂のない部分１０８があるものとなる。図６（Ｃ）ではモールド枠やリブを用いず、樹脂成形用の金型９によって樹脂をモールドする。回路部品の実装後、金型９を回路基板１に当接させ、各回路領域に対応するキャビティ１０に樹脂５を注入して回路部品２を封入する。この方法によるパッケージは完成品にモールド枠が残らず、図４（Ｃ）、（Ｄ）に相当するものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の電子回路のパッケージ方法は次の点で改良の余地がある。すなわち、図６の断面図に見るように、これらはいずれも集合回路基板１の一方の面、すなわち部品の実装面だけに樹脂を乗せた構造であり、硬化に伴う樹脂の収縮などによって集合回路基板１に反りを生じる傾向がある。図６（Ａ）、図６（Ｂ）のようにモールド枠３やモールド・リブ８を集合回路基板１に接合したり、図６（Ｃ）のように金型９に壁１１を設けて集合回路基板１に樹脂を充填しない部分を残すのは、基板の反りを押さえるためであるが、モールド枠や樹脂のない部分が集合回路基板上で一定の面積を占めるから、製品の小型化や多数個取りによる取り個数を制限する要因となる。しかし、みだりにモールド枠や樹脂のない部分を省くと基板の反りを招く。
【０００９】
また、樹脂の引けや高さのばらつきによって回路部品が露出することを防ぎ、回路部品を樹脂中で確実に保護するために、回路部品の高さに対し樹脂の厚さに多少の余裕を設けねばならず、製品の薄型化が制限される。
本発明はこれらの問題を解決して、小型、薄型化や多数個取りによる取り個数の増量に適する電子回路のパッケージ方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子回路のパッケージ方法は、回路部品を実装した回路基板を上板で覆い、回路基板と上板の間に封止用の樹脂を充填し硬化させて全体を一体化するものである。すなわち、回路基板と上板が回路部品を封入した樹脂層をサンドイッチ状に挟持するから、これまでのように回路基板の片面側だけに樹脂があるものと違って、回路基板の反りが確実に防がれる。
【００１１】
具体的方法として、切り離して多数の回路基板にするための集合回路基板の各回路領域に、それぞれ回路部品を実装し、集合回路基板の周囲に額縁状のモールド枠を接着してモールド枠内に樹脂を注入し、集合回路基板と同程度の大きさの集合上板を載せて樹脂を硬化させ全体を接合する。そして各回路領域を区分する切断線に沿ってダイシングすることにより電子回路のパッケージを得るのである。
【００１２】
別の方法として、集合回路基板に接着するモールド枠として、３辺が閉じて１辺が開いているもの、あるいは１辺の一部に途切れた箇所を設けたものを集合回路基板に接着し、この上に集合上板を接着して箱状にし、モールド枠の途切れた部分である注入口から樹脂を注入して硬化させ、各回路領域を区分する切断線に沿ってダイシングする。
【００１３】
さらに別の方法では、集合回路基板に実装した回路部品に集合上板を当接させて乗せる。つまり回路部品のうちもっとも背の高いものを集合回路基板と集合上板の間隔を決めるスペーサに用いる。このように集合回路基板と集合上板を重ねておいて、周囲を封止テープで封止する。ただし周囲を全部ふさがず、一部、樹脂の注入口として開けておく。そして注入口から樹脂を注入して硬化させ、各回路領域を区分する切断線に沿ってダイシングする。
【００１４】
上板には絶縁材を用いるなり、あるいは回路部品の表面が十分に絶縁されていて短絡の恐れがないならば、金属板を用いるなりする。絶縁塗装した金属板を用いたり、絶縁材の上板に金属層を重ねるなりしてもよく、このように金属板や金属層を設けることにより遮蔽機能が得られ、従来のようなシールド・ケースを用いなくとも信頼性が保たれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明による電子回路のパッケージ方法の第１の実施形態を示す。
図１（Ａ）にて、１は集合回路基板で個々の電子回路の基板となる領域を多数含んでおり、チップ・マウンタによって各領域にそれぞれ回路部品２を実装する。３は樹脂製のモールド枠で額縁状であり、これを接着剤で集合回路基板１に接着する。次に同図（Ｂ）にて、モールド枠３の内側に樹脂５を注入して回路部品を樹脂５中に封入する。次に同図（Ｃ）にて、接着剤で集合上板１２をモールド枠３上に接着し、樹脂５を硬化させて集合回路基板１、モールド枠３および集合上板１２の全体を接合する。これを同図（Ｄ）に示すように各回路領域の境界線である切断線６に沿ってダイシングすれば、１枚の集合回路基板１からパッケージされた電子回路７が多数個取りされる。モールド枠３は厚さが回路部品の中で最も背の高いものと同じかそれよりやや厚い程度であればよい。
【００１６】
図２は本発明の第２の実施形態である。まず、同図（Ａ）のように回路部品２を実装した集合回路基板１、モールド枠３、それから集合上板１２を接着剤で一体に接合する。この実施形態ではモールド枠３は４辺が閉じたものでなく、１辺がなくて開口しているものを用いる。図２（Ｂ）の左側はこうして箱型に接合したものを立てた様子で、モールド枠３が上辺で開口している箇所は樹脂の注入口１３となる。モールド枠３は一辺を全部除くのでなく、同図の右側のもののように、上辺の一部に途切れた箇所を設けて注入口１３にしてもよい。同図（Ｃ）のように注入口１３から樹脂５を注入して箱の内部を充填する。樹脂５を硬化させて切断線６に沿ってダイシングすれば、多数の電子回路パッケージが得られる。
【００１７】
図３は本発明の第３の実施形態で、この方法では先の二つの実施形態のようにモールド枠を用いることをしない。同図（Ａ）にて、集合回路基板１に実装した回路部品２の上に集合上板１２を重ねる。これを側面から見た状態を同図（Ａ′）に示すが、集合上板１２は下面が回路部品２のうち一番背の高いものに接して乗っており、回路部品２を集合回路基板１と集合上板１２の間隔を決めるスペーサに使っているのである。ワイヤ・ボンディングしたＩＣチップはスペーサに適しないが、通常、電子回路はこれよりも背の高い回路部品を含んでいる。次にこのように重ねた集合回路基板１と集合上板１２の周囲を、図３（Ｂ）に示すように注入口１３を残して粘着性テープ等の封止テープ１４で封止する。同図（Ｃ）のように注入口１３から樹脂５を注入して内部を充填し、樹脂５を硬化させて封止テープ１４を剥し、切断線６に沿ってダイシングする。
【００１８】
集合上板１２は、絶縁材であれば短絡を起こしたりせずに下面を回路部品２に当接させることができる。製品の薄型化のため、強度の許す範囲で極力薄手の材料（例えば０．１ｍｍ前後）を用いる。モジュールの機能によってはフォト・トランジスタ、フォト・ダイオード、ＬＥＤ等の受光、発光の光電素子を含むから、その場合は集合上板１２は光を通すことが必要で、光の強度に応じて透明または半透明の樹脂材料等を用いる。しかし他方に遮光を要する回路部品があるなら、その箇所は集合上板１２にマスク印刷などを施しておく。
【００１９】
回路部品２の表面が十分に絶縁性であれば集合上板１２を金属板にでき、金属上板からはシールド作用が得られる。シールド作用の安定のために金属の上板を回路基板の接地パターンに接続するには、例えば接地パターン上に接地用のばね片や導電エラストマ等を置いて上板の下面に当接させるなどの構造を取ることができる。金属上板は、シールド作用以外にも遮光性や放熱性に優れるという利点がある。
金属上板の下面を絶縁塗装などして回路部品に当接させてもよい。金属上板を接地するには、下面の絶縁被覆を一部省き、ここに前記の接地用ばね片等が当接するようにする。
【００２０】
以上、本発明の実施形態をいくつか示したが、これらで見たようなモールド枠３や封止テープ１４を使わず、治具や取り付け具を用いて本発明の方法を行うこともできる。詳細は省くが、例えば図１の方法の場合、集合回路基板１の周囲に樹脂注入のための壁を設けるのにモールド枠３を接合するのでなく、周囲に壁のある箱状の治具の中に集合回路基板１を置いて樹脂を注入し、集合上板１２を乗せる方法でもよい。あるいは図２や図３の方法の場合、上方が開いた「コ」の字型の治具に集合回路基板１と集合上板１２を取り付けることによって周辺の３方をふさぎ、開口部から樹脂を注入、硬化させてもよい。治具の幅を増せば１個の治具に集合回路基板１と集合上板１２を何組も平行に取り付けられるから、能率よく回路のパッケージを行える。このような方法も本発明の範囲内である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明による電子回路のパッケージ方法によれば、樹脂が回路基板と上板で挟まれているので、電子回路を多数個取りする面積の大きな集合回路基板を用いる製造方法において基板の反りを防ぐことができ、加工精度や歩留まりが向上する。ダイシングして完成した電子回路は周囲が樹脂面であってモールド枠を含まず、樹脂の乗ってない基板領域もないから製品の面積を小さくでき、１枚の集合回路基板からの電子回路の取り個数が増えて製造コストが下がる。電子回路が上板で保護されているので、従来使えなかったような柔らかい樹脂を使うことが可能になって生産性が上がり、また、電子回路の用途や雰囲気に応じて最適の樹脂を選ぶことができて製品の信頼性が高まる。回路基板と上板の間隔はモールド枠や回路部品をスペーサにして定まるから、製品の高さのばらつきがなくなりパッケージの厚さを薄くできる。更に、製品の上面がフラットな上板で構成されているためマウンターによるマウントを確実にすることができる。従って、電子機器への実装が容易になる。このように本発明の電子回路のパッケージ方法は電子回路の生産性の向上と小型化、薄型化を可能にし、ひいてはこのような回路を用いた電子機器の低廉化、小型化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子回路のパッケージ方法の一実施形態の手順を示す斜視図である。
【図２】本発明の電子回路のパッケージ方法の別の実施形態の手順を示す斜視図である。
【図３】本発明の電子回路のパッケージ方法のさらに別の実施形態の手順を示す斜視図である。
【図４】従来の電子回路のパッケージで、図（Ａ）、（Ｃ）はそれぞれ外観図、図（Ｂ）、（Ｄ）はそれぞれ図（Ａ）、（Ｃ）のＢ−Ｂ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。
【図５】従来の電子回路のパッケージ方法の手順を示す斜視図である。
【図６】従来の電子回路のパッケージ方法において、回路部品を実装した集合回路基板に樹脂をモールドした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  集合回路基板
２、１０３  回路部品
３、１０４  モールド枠
５、１０５  樹脂
６  切断線
７  電子回路
８  モールド・リブ
９  金型
１２  集合上板
１３  注入口
１４  封止テープ
１０１  回路基板
１０２  ＩＣチップ
１０６  シールド・ケース
【図１】
0003859318.tif 000002
【図２】
0003859318.tif 000003
【図３】
0003859318.tif 000004
【図４】
0003859318.tif 000005
【図５】
0003859318.tif 000006
【図６】
0003859318.tif 000007