JPH02205390A - 電気配線基板の表面実装に於ける電気部品の樹脂封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気配線基板の表面実装に於ける電気部品の樹
脂封止方法に関する。

従来技術とその問題点 近時、電気配線基板例えばプリント配線基板の表面実装
に於ては、その高密度化にともない、半導体集積素子な
どの電気部品を裸状態でプリント基板に直接搭載し、該
部品とプリント基板との電気的接続が行なわれる傾向に
ある。この場合プリント基板上に裸状態で搭載された電
気部品は品質維持などを目的として電気絶縁性樹脂で封
止することが必要となる。

従来このような電気部品の樹脂封止法として、第６図に
示されるように、空気圧作動方式のデイスペンサー（ａ
）を用いて、プリント基板（ｂ）上に搭載の電気部品（
ｅ）上に液状封止樹脂（ｄ）を滴下させ封止する、所謂
ポツティング法が提案されているが、このポツティング
法は次の通りの問題点があった。尚第７図はポツティン
グ法による上記部品（Ｃ）の封止状態を示す平面図、第
８図は同縦断面図である。

■第８図に示されるように電気部品（Ｃ）を封止する樹
脂（ｄ）が半球状の外観形状となり厚みが中央を最大と
して外周に至る程、漸次薄くなるので、均一な樹脂封止
性が得られない。

■第７図に示されるように、上記部品（Ｃ）は通常四角
形であるのに対し、これを封止する樹脂（ｄ）は円形と
なるので、過剰の封止面積が必要となり、搭載部分の高
密度化に鑑み好ましくない。

■ボッティングに際し、樹脂（ｄ）の滴下是は部品（Ｃ
）の寸法によって適宜状めることができるが、滴下後の
樹脂（ｄ）の厚み制御が困難である。

■ＬＳＩ等大型のものでは樹脂（ｄ）の滴下を数回に別
けておこなう事が必要となり、これでは封止後の外観が
一様となりに＜＜、厚みも不均一となり、樹脂封止性が
不安定となる。

■−回の滴下によって一個の部品（ｃ）を封止して行く
方式であるので生産性がよくない。

＠−回の滴下から次の滴下に移る際、樹脂に糸引き現象
がみられることがあり、糸引きによってプリント基板（
ｂ）を汚す虞れがある。

本願出願人は、先に電気配線基板の表面実装に於ける半
導体集積素子の樹脂封止を孔版印刷技術を適用して行な
う樹脂封止法を提案した（例えば特願昭６２−２４２２
００号参照）。この先願発明によれば、上記従来の問題
点を解消し得るが、孔版印刷を多数回繰返すうちに、印
刷インクとして用いる液状樹脂が裏回りし、この裏回り
した樹脂が、封止樹脂層の周りから薄くはみ出すように
印刷され、このはみ出し部が原因で封止樹脂層が形崩れ
し、寸法精度が低下することが判明した。

第９図は封止樹脂層の形崩れ状況を示し、封止樹脂層（
ｄｌ）は印刷直後は図に実線で示されるように所定の寸
法精度を保持するが、硬化するまでの過程で樹脂層（ｄ
ｌ）を構成している液状樹脂の一部がはみ出し部（ｄ２
）側へ流動して行き、図に仮想線で概略的に示されるよ
うに形崩れを生じ、寸法精度を低下することになる。

本発明はこのような先願発明の問題点を一掃することを
目的としてなされたものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、電気配線基板の表面実装に於て、該基板上に
裸状態で搭載された電気部品を孔版印刷手段を適用して
樹脂封止する方法であって、上記孔版は、上記部品の搭
載パターンと同一の通孔パターンを有し、各通孔の下端
には、下端が上記基板面と線接触するような形状の環状
通孔縁部が形成され、上記孔版の各通孔と上記部品の位
置合せを行ない且つ通孔と部品間に、部品封止に必要な
空隙を形成した後、この空隙内に上記通孔を通じて、液
状封止樹脂をスキージの作動により押込み充填すること
を特徴とする電気配線基板の表面実装に於ける電気部品
の樹脂封止方法に係る。

本発明に於て、電気配線基板上に裸状態で搭載される電
気部品として、半導体集積素子その他、抵抗器、ホトカ
プラ、コンデンサ、センサ、トランジスタ、サイリスタ
、ダイオード、トランス、バリスタ、オペアンプ、フィ
ルタ、コイル、スイッチ、リレーなどを例示できる。半
導体集積素子は、ＳＳＩ、ＭＳＩ、ＬＳ　Ｉ、ＶＬＳ　
Ｉなどの単体に加え、ハイブリッドＩＣのような複合化
したものであってもよい。

作　　　　用 本発明樹脂封止法によれば孔版の通孔の下端部に形成さ
れた通孔縁部が、印刷インキとして用いる液状樹脂の裏
回り傾向を軽減する働きをし、同時に印刷時に各通孔の
周りに於て、孔版下面と基板面との間に間隔を形成し裏
回り液状樹脂が基板面に印刷されることを防止する働き
をするので、多数回に亘る印刷によって、も封止樹脂層
に付属してはみ出し部が同時印刷されるということがな
くなり、よって孔版印刷手段の適用により、基板面の所
定部位に、はみ出し部のない封止樹脂層を、繰返し安定
確実に印刷することができる。孔版印刷により形成され
た封止樹脂層は、はみ出し部を有する場合は、硬化する
までの過程でその一部が徐々にはみ出し部側へ流動して
行き形崩れを生ずるが、はみ出し部がない場合は界面張
力の働きで、硬化するまでの間所定形状を安定確実に保
持し、よって所定寸法通りの封止樹脂層の印刷形成が可
能となる。

実施例 以下に本発明の一実施例を添附図面にもとづき説明する
と、次の通りである。

第１図（イ）〜（ロ）は、本発明法の一実施状況を工程
順に示す概略説明図であり、本発明法の実施に際しては
、プリント基板（１）上に裸状態で搭載された電気部品
（２）の搭載パターンと同一の通孔パターン（第１図で
は省略されている）を有する孔版（３）が用いられる。

第１図（イ）に示された第１工程に於て、孔版（３）が
スクリーン印刷機（図示せず）の所定位置に、また基板
（１）が上記印刷機のスライドテーブル（４）上に、そ
れぞれ固定セットされ、更に上記孔版（３）上に所定量
の液状封止樹脂（５）が供給される。次に上記印刷機の
作動をして、孔版（３）の通孔（３ａ）（第２図参照）
と、基板（１）上に搭載の電気部品（２）との位置合わ
せが行なわれた後、孔版（３）が基板（１）面に押付け
られ、各通孔（３ａ）内にこれに対応する上記部品（２
）が同心状に収納される。

この収納後の状態が第２図に拡大して示され、通孔（３
ａ）とこれに収納された部品（２）との間には、部品（
２）の樹脂封止に必要な空隙（６）が形成されている。

第２図に示されるように樹脂封止に必要な空隙（６）が
形成された後は、第１図（イ）に示されるように液状封
止樹脂（５）がスキージ（７）の作動をして、通孔（３
ａ）を通じて上記空隙（６）内に押出し充填される。而
して、この押出し充填後に上記孔版（３）を当初の位置
まで退去させることにより、同図（ロ）に示されるよう
に樹脂層（５ａ）で封止された部品（２）が得られる。

尚孔版（３）の基板（１）面への押付けと、スキージ（
７）による上記樹脂（５）の押出し充填を同時操作的に
行なうようにしてもよい。

本発明法に従い樹脂封止された電気部品（２）の状況が
第３図及び第４図に拡大して示されている。本発明法に
於ては、第４図に示されるように封止樹脂層（５ａ）の
全体の厚みが略々均一となり、また通孔（３ａ）の寸法
、形状を部品（２）に合わせて任意に選択決定できるの
で、第３図に示されるように上記部品（２）の平面形状
と相似形のもとに樹脂封止でき、最小の樹脂封止面積に
よって、安定で確実な樹脂封止効果が得られる。

また電気部品（２）の搭載個数とは関係なしに、プリン
ト基板（１）を−単位として処理できるので、生産性に
優れる。更にＬＳ　Ｉ、ＶＬＳ　Ｉなど大型のものであ
っても、これに合わせて通孔（３ａ）を形成すればよい
ので、大型、小型の如何に拘らず、−回の操作によって
樹脂封止の目的を達成できる。

孔版印刷手段を適用して封止樹脂層を印刷し形成する場
合、孔版の退去時に、通孔の部分に於て液状樹脂の糸引
き現象を生じ、糸切れ後に於ては、下部側は封止樹脂層
側に、また上部側は、通孔に付着残存している液状樹脂
側にそれぞれ収縮して吸収される。この場合第１０図に
示されるように、孔版（３′）の通孔（３ａ’）の下端
縁部が、基板面に面で接触されるような構造のものでは
、糸切れ後の液状樹脂糸状物（５’　ｂ＋　）が第１０
図（イ）に示される状態から収縮して、通孔（３’　　
ａ）に付着残存している液状樹脂（５’　ｂ２）側に吸
収される際、第１０図（ロ）に示されるように僅かに裏
回りし、この裏回り液状樹脂（５’ｂ３）が、次の印刷
時に、基板面との接触により、第１０図（ハ）に示され
るように、押し潰されて拡がり、次回に於ては、第１０
図（ニ）に示されるようにこの押し潰され拡がった裏回
り液状樹脂（５’ｂ３）から糸引きが生じ、糸切れ後に
於ては、これが裏回りの部分に収縮吸収され、第１０図
（ホ）〜（へ）に示されるように、液状樹脂の裏回りが
拡がって行く。

従って第１０図に示されるような構造の孔版を用いて封
止樹脂層を印刷形成した場合は、液状樹脂の裏回りによ
り、第９図に示されるように封止樹脂層にはみ出し部が
同時印刷されることになり、封止樹脂層の形崩れひいて
は寸法精度の低下を招く虞れを生ずる。

本発明ではこのような問題を解消するために、孔版（３
）の各通孔（３ａ）の下端部に、下端部が基板（１）面
と線で接触するような形状の環状の通孔縁部（３ｂ）を
形成している。

この通孔縁部（３ｂ）の働きを第５図にもとづき説明す
ると、糸切れ後の液状樹脂糸状物（５ｂ、）は、同図（
イ）に示す状態より収縮し、同図（ロ）に示すように通
孔（３ａ）内壁に付着残存する液状樹脂（５ｂ２）に吸
収されるが、通孔縁部（３ｂ）の下端は、基板（１）面
と線接触するような形状、例えば図示のように鋭角形状
を呈し、従って孔版裏面への裏回り傾向は、第１０図の
直角をなす形状のものより遥かに軽減される。

更に印刷時には、第５図（ロ）に示されるように、通孔
縁部（３ｂ）の周りには、孔版（３）下面と基板（１）
面との間に間隔（８）が形成されるので、仮に裏回りが
生じても、裏回り液状樹脂が押潰しにより拡大されたり
、更には基板（１）面に印刷されるということがなくな
る。

よって本発明法によれば、多数回例えば数千回乃至数百
回に亘り印刷を繰返しても、封止樹脂層にはみ出し部が
印刷されることがなくなり、所定寸法通りの封止樹脂層
の印刷形成が可能となる。

本発明法に於て用いられる孔版（３）の材質は特に制限
されないが、通常は金属例えば銅、アルミ又はステンレ
ススチール製のものが用いられる。

孔版（３）に対する通孔（３ａ）の形成は、通常の孔版
印刷に於ける孔版の作製と同様に例えばエツチング処理
により行なわれる。

通孔（３ａ）の深さは、部品（２）の厚みより大きいこ
とが必要であり、通常は０．１〜５．　０ａｒｍの範囲
内より、部品（２）の厚みに応じ適宜選択決定される。

部品（２）の厚みが、種類により種々異なる場合は、最
大厚みを基準にして、通孔（３ａ）の深さを設定する。

通孔（３ａ）下端部の通孔縁部（３ｂ）の形成は、例え
ばエツチング法の適用により通孔（３ａ）と同時に形成
するようにしてもよいし、或は、別部品を孔版に取付け
るようにしてもよい。別部品の場合は孔版と必ずしも同
一材質である必要はなく、孔版を金属、通孔縁部をプラ
スチックとしてもよい。この通孔縁部（３ｂ）は印刷時
に液状樹脂のシールとして機能することが必要であり、
環状に形成される。

通孔縁部（３ｂ）は、下端が基板（１）面と線接触する
ような形状を有していることが必要であり、通常は図示
のように断面三角状に形成されるが、場合によっては薄
い板状に形成されていてもよい。薄い板状の場合、下端
を基板（１）面に線接触させる必要上、少なくとも下端
の肉厚は、０．０５〜０．５關程度の範囲にあることが
適当である。通孔縁部（３ｂ）の高さは、特に制限され
ないが、孔版（３）下面と基板（１）面との間に、充分
な間隔（８）（第５図参照）をとるために、０．０５〜
２．０ｍｍ程度の範囲内から、通孔（３ａ）の深さに応
じ適宜選択決定される。

通孔（３ａ）の上端は、図示のように全体が開口され、
開口率１００％であることが好ましいが、開口率３０％
を下限として、多孔部により閉じられていてもよい。

孔版（３）に形成される通孔（３ａ）は対応する部品（
２）の平面形状と相似形で且つこれよりも大きく形成さ
れ、第２図に示されるように部品（２）と同心となるよ
うに位置合わせしたとき、部品（２）の全周面に均−巾
の空隙（６）を形成する。このような構成により樹脂封
止面積を最小限に小さ（することが可能となる。通孔（
３ａ）の有効高さは、上記部品（２）の厚みよりも大き
いことが必要であり、この有効高さは、得ようとする封
止樹脂層（５ａ）の厚みによって適宜選択決定すればよ
い。

液状封止樹脂（５）としては、シリコン樹脂、ＵＶ樹脂
、エポキシ樹脂などを主成分とする公知の各種の樹脂組
成物を用いることができる。好ましい液状封止樹脂（５
）として、液状エポキシ樹脂、芳香族ジアミンと第４級
フォスフオニウム塩との反応生成物である硬化剤、難燃
剤及び無機質充填物を必須成分として含有する一液性エ
ボキシ樹脂組成物を例示できる。また樹脂（５）の粘度
は常温で２００〜２０００ポイズ程度の範囲にあること
が好ましく、これより高粘度となるとスキージ（７）に
よる押出し充填が困難となり、また低粘度となると、封
止樹脂層（５ａ）の硬化までの形状維持が困難となるの
で、いずれも好ましくない。

スキージ（７）の形状については、−膜内に使用されて
いる、例えば平スキージ、角スキージもしくは剣先スキ
ージなどその他いろいろな形状で、印刷することが可能
である。材質はゴム製（例えばウレタンゴム、ＳＢＲ，
ネオブレンゴム及びブチルゴム）であって、８０°〜９
０°程度の硬度（ＪＩ８　６３０１規格）を持って印刷
できるが、それ以上の硬度を必要とする場合は、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ＡＢＳ等の
材質のものか、もしくは、アルミ、鉄などの金属材質の
ものを用いる。このようなスキージ（７）を用いること
により、液状封止樹脂（５）の押出し充填を支障なく達
成できる。

効　　　　果 本発明樹脂封止法によれば、次の通りの効果が得られる
。

■　封止樹脂層（５ａ）の厚みが均一となり、安定で確
実な樹脂封止効果が得られる。

■　最小の樹脂封止面積での樹脂封止が可能となり、部
品搭載の高密化に対処できる。

■　封止樹脂層（５ａ）の厚みは、通孔（３ａ）の有効
高さによって決まるので、厚みのコントロールが容易と
なる。

■　ＬＳＩなど大型のものでも一回の操作で樹脂封止で
き、部品（２）の大型、小型の如何に拘らず安定した樹
脂封止が可能となる。

■　部品（２）の搭載個数に拘らず、プリント基板（１
）を基準にして、１回の操作によって１枚のプリント基
板（１）を処理でき、生産性に優れる。また−回の操作
で終了するので樹脂の糸引き現象の発生はなく、封止樹
脂による基板（１）の汚染を防止できる。

■　印刷インキとして用いる液状樹脂の裏回りが実質的
になくなり、寸法精度のよい封止樹脂層（５ａ）を印刷
形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（ロ）は本発明樹脂封止法の−実施状況
を工程順に示す概略説明図、第２図は孔版の通孔と基板
上の電気部品の位置合わせ状況を示す拡大断面図、第３
図は電気部品の樹脂封止状況を概略的に示す平面図、第
４図は同縦断面図、第５図は本発明法に於ける印刷イン
キの裏回り防止の原理説明図、第６図は従来のデイスペ
ンサー法の一例を示す概略説明図、第７図はその樹脂封
止状況を示す平面図、第８図は同縦断面図、第９図は印
刷インキ裏口りにより生ずる封止樹脂層の形崩れ状況を
概略的に示す説明図、第１０図はフラット孔版に於ける
印刷インキの裏回り状況をは略的に示す原理説明図であ
る。 図に於て、（１）はプリント基板、（２）は電気部品、
（３）は孔版、（３ａ）はその通孔、（３ｂ）は通孔縁
部、（４）は印刷機のスライドテーブル、（５）は液状
封止樹脂、（６）は空隙、（７）はスキージである。 （以　上） 第 図 −工・。 第 図 ｂ 第 図 第 図 第 図 第１０ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気配線基板の表面実装に於て、該基板上に裸状
   態で搭載された電気部品を孔版印刷手段を適用して樹脂
   封止する方法であって、上記孔版は、上記部品の搭載パ
   ターンと同一の通孔パターンを有し、各通孔の下端には
   、下端が上記基板面と線接触するような形状の環状通孔
   縁部が形成され、上記孔版の各通孔と上記部品の位置合
   せを行ない且つ通孔と部品間に、部品封止に必要な空隙
   を形成した後、この空隙内に上記通孔を通じて、液状封
   止樹脂をスキージの作動により押込み充填することを特
   徴とする電気配線基板の表面実装に於ける電気部品の樹
   脂封止方法。