模塑封裝的制作方法

本申請基于2014年1月23日提出的日本專利申請第2014－10397號，這里通過參照引用其記載內容。

技術領域

本公開涉及將由模塑樹脂構成的基板的一面中的一部分封固、使其余部分露出的半模塑型的模塑封裝。

背景技術：

以往，作為這種半模塑型的模塑封裝，提出了一種具備基板、搭載在基板的一面上的電子零件、和將基板的一面與設在基板的一面上的電子零件一起封固的模塑樹脂的結構(參照專利文獻1)。

這里，基板由印刷基板等樹脂構成，是一面(也稱作第一面)和另一面(也稱作第二面)處于表面背面的板面關系的結構。并且，在該結構中，基板的與一面相反側的另一面從模塑樹脂露出。

這里，模塑樹脂還以將基板的一面的一部分封固而使該一面的其余部分露出的方式配置在基板的一面上。即，基板的一面的一部分為被模塑樹脂封固的封固部，該一面的其余部分為從模塑樹脂露出的露出部。這基于在基板的一面的露出部上搭載不被模塑樹脂封固的其他零件、或用露出部上的配線等與外部連接等理由。

本發明者們關于模塑封裝發現了以下情況。

在上述以往的結構的情況下，在基板中的封固部和露出部，存在因模塑樹脂的有無帶來的封裝厚度的差異、或線膨脹系數的差異等構造上或物性上的差異。

因此，因為這些差異，在基板中，與封固部相比，露出部熱變形變大，通過該熱變形差，應力集中在基板的封固部與露出部的邊界部。于是，在 該邊界部發生基板的裂紋、或模塑樹脂的剝離等損傷。

此外，本發明者們基于生產性的觀點，推進了以MAP(Molded Array Packaging：模塑陣列封裝)成形制作模塑封裝。根據該MAP成形，在將相連狀態的基板用模塑樹脂一并封固后，將基板與模塑樹脂一起切斷并單片化，從而形成1個封裝。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本公開特許公報2013－152971號

技術實現要素：

本公開是鑒于上述情況而做出的，目的在于：在由MAP成形制作、用模塑樹脂將基板的一面中的一部分封固并使其余部分露出的半模塑型的模塑封裝中，適當地抑制在基板上的封固部與露出部的邊界部發生的對基板及模塑樹脂的損傷。

根據本公開的一技術方案，提供一種半模塑型的模塑封裝，具備：基板，由樹脂構成，一面(第一面)和另一面(第二面)處于表面板面和背面板面的關系；電子零件，搭載于基板的第一面；以及模塑樹脂，設于基板的第一面，將基板的第一面與電子零件一起封固；基板的第二面從模塑樹脂露出。

模塑樹脂以將基板的第一面的一部分即封固部封固并使第一面的其余部分作為露出部露出的方式配置于基板的第一面。模塑樹脂從基板的第一面的上方觀察時的平面形狀呈矩形。呈平面矩形的模塑樹脂的4個側面中的至少1個側面為與基板的端面位于同一平面的端部側面。模塑樹脂的4個側面中的至少1個側面為位于基板的一面上的封固部與露出部的邊界部并且從基板的第一面向第一面上延伸的邊界部側面(32)。邊界部側面中的至少與基板的第一面接觸的下端部側的部位為傾斜面，該傾斜面以相對于基板的第一面的傾斜角為銳角的方式相對于基板的第一面傾斜。傾斜角是30度以上75度以下。

如本公開那樣，在模塑封裝中，如果使傾斜角為75度以下，則能夠使在基板的邊界部發生的應力變小到在制品的品質保證方面沒有實質問題的 程度的不發生基板裂紋的水平。

此外，如果使傾斜角為30度以上，則能夠使作為傾斜面的邊界部側面的模塑樹脂的部分的機械強度變大到在制品的品質保證方面沒有實質問題的程度的不發生破裂的水平。

這樣，根據本公開，通過使模塑樹脂的邊界部側面為上述傾斜面、使其傾斜角為30度以上75度以下，能夠適當地抑制在基板上的封固部與露出部的邊界部發生的對基板及模塑樹脂的損傷。

附圖說明

關于本公開的上述及其他目的、特征及優點，根據參照附圖的下述詳細說明會變得更明確。

圖1是有關本公開的第1實施方式的模塑封裝的概略剖視圖。

圖2是圖1的概略性的俯視圖。

圖3是表示傾斜角θ與在基板的邊界部發生的斷裂應力及邊界部側面上的模塑樹脂的部分的斷裂強度之間的關系的曲線圖。

圖4是有關本公開的第2實施方式的模塑封裝的概略剖視圖。

圖5是有關本公開的第3實施方式的模塑封裝的概略剖視圖。

圖6是有關本公開的另一實施方式的模塑封裝的俯視圖。

具體實施方式

本發明者們關于通過MAP成形制作的半模塑型的模塑封裝進行了專門研究。

在此情況下，模塑樹脂以將基板的一面中的封固部封固而使露出部露出的方式配置在基板的一面上，典型地，基板的一面的從上方觀察時的平面形狀呈矩形。即，模塑樹脂的平面形狀的外輪廓由4個側面規定。于是，本發明者們關于這樣的平面矩形的模塑樹脂進行了研究。

這里，根據MAP成形，平面矩形的模塑樹脂的4個側面中的至少1個側面，作為MAP成形后的模塑樹脂及基板的切斷面，成為與基板的端面位于同一平面的側面、即端部側面(參照圖1、圖2等)。

模塑樹脂采用將基板的一面的一部分封固、使其余部分露出的結構。 因此，模塑樹脂的4個側面中的至少1個側面位于基板的一面中的封固部與露出部的邊界部，成為從基板的一面向該一面上延伸的側面、即邊界部側面。另外，該模塑樹脂的邊界部側面由將模塑樹脂成形的模具的內表面形成。

這里，本發明者們認為，為了使在邊界部發生的對基板及模塑樹脂的損傷變小，只要將模塑樹脂的邊界部側面做成從與基板的一面之間的接觸部分傾斜的傾斜面就可以。這樣，在被做成該傾斜面的邊界部側面，成為模塑樹脂的厚度朝向與基板的一面之間的接觸部即下端部側逐漸變薄的結構，所以可以想到在該基板的邊界部發生的應力被緩和，能夠抑制上述損傷。

但是，如果使該傾斜面的傾斜角過小，則在該傾斜面的部分有可能模塑樹脂變得過薄。由于該傾斜面中的模塑樹脂的部分的機械強度變小，所以在該部分，有可能有模塑樹脂的破裂等。

所以，關于這樣的做成傾斜面的結構，實驗性地調查了傾斜角與在上述基板的邊界部發生的應力及上述模塑樹脂的機械強度之間的關系。結果，發現了最優的傾斜角。本公開是基于這樣的研究結果做出的。

以下，基于附圖對本公開的實施方式進行說明。另外，在以下的各實施方式中，對于相互相同或等同的部分，為了實現說明的簡略化而在圖中賦予相同的標號。

(第1實施方式)

參照圖1、圖2對有關本公開的第1實施方式的模塑封裝P1進行描述。該模塑封裝P1例如搭載在汽車等車輛中，被作為用來驅動車輛用的各種電子裝置的裝置使用。另外，在圖2所示的平面圖中，透過模塑樹脂30而將位于模塑樹脂30的內部的構成要素用實線表示。

本實施方式的模塑封裝P1大體上具備：一面11和另一面12處于表面背面的板面關系的基板10、搭載在基板10的一面11上的電子零件20、21、以及設在基板10的一面11上、將基板10的一面11與電子零件20、21一起封固的模塑樹脂30。

另外，在基板10中，一面11相當于第一面，另一面12相當于第二面。

這里，基板10的與一面11相反側的另一面12從模塑樹脂30露出。 這樣，模塑封裝P1是半模塑型的模塑封裝。

基板10由印刷基板等樹脂構成。典型地，基板10呈平面矩形的板狀。這里，如圖2所示，對于基板10而言，一面11和另一面12為表面的板面和背面的板面，呈由4個端面13規定外輪廓的矩形板狀。這里，在基板10的一面11，設有用來搭載并連接電子零件20、21的線區(wire land)40及零件區41。

作為電子零件20、21，可以舉出能夠搭載到基板10的一面11上的表面安裝零件、或者通孔安裝零件等。這里，作為電子零件而表示了IC芯片20和無源元件21。

IC芯片20經由焊料或Ag膏等未圖示的安裝材料固定在基板10的一面11上，通過Au或Al等的鍵合線22連接于線區40。此外，無源元件21是電容器或電阻等，它也通過未圖示的上述安裝材料而接合于零件區41。

模塑樹脂30由通常在該種模塑封裝中使用的模塑材料構成，根據需要，在該樹脂中含有氧化鋁或二氧化硅等填充劑。該模塑樹脂30通過傳遞模塑法(transfer molding method)或壓力模塑法(compression molding method)等的模具形成。

模塑樹脂30以將基板10的一面11的一部分即封固部1a封固并使該一面11的其余部分作為露出部1b露出的方式配置在基板10的一面11上。這里，基板10的一面中的封固部1a是搭載有上述電子零件20、21的部位，露出部1b是通過露出部1b上的未圖示的配線等而與外部連接的部位。

封固部1a相當于基板的第一面的封固部，露出部1b相當于基板的第一面的露出部。

這樣的模塑封裝P1通過MAP成形來制造。即，利用模具將相連狀態的基板10用模塑樹脂30一并封固后，將基板10與模塑樹脂30一起切斷并單片化，從而形成模塑封裝P1。

這里，基板10的一面11的從上方觀察時的模塑樹脂30的平面形狀如圖2所示，為基于MAP成形而得到的典型的矩形。即，模塑樹脂30被做成由4個側面31、32規定外輪廓的矩形板狀。

此外，模塑樹脂30中的與基板10的一面11相反側的板面即上表面33為整體平坦的平坦面。這是因為，根據MAP成形，由于用模具將模塑樹脂 30成形，所以與通過鑄封(potting)等成形的模塑樹脂不同，模塑樹脂30的上表面33成為與模具的內表面對應的平坦面。另外，在鑄封成形的情況下，典型地，模塑樹脂的上表面為凸曲面。

并且，該呈平面矩形的模塑樹脂30的4個側面31、32中的3個側面為與基板10的端面13位于同一平面的端部側面31。另一方面，模塑樹脂30的4個側面31、32中的其余1個側面位于基板10的一面11中的封固部1a與露出部1b的邊界部，為從基板10的一面11向該一面11上延伸的邊界部側面32。

側面31相當于模塑樹脂的端部側面，側面32相當于模塑樹脂的邊界部側面。

這里，模塑樹脂30的端部側面31構成為通過將上述MAP成形的模塑樹脂30及基板10切斷而形成的切斷面。另一方面，模塑樹脂30的邊界部側面32構成為通過模具的內表面成形的面。

并且，該邊界部側面32被做成相對于基板10的一面11傾斜以使其與基板10的一面11所成的角度即相對于基板10的一面11的傾斜角θ為銳角的傾斜面。

傾斜角θ相當于邊界部側面的傾斜角。

這里，邊界部側面32從與基板10的一面11接觸的下端部32a到與模塑樹脂30的上表面33之間的邊界即上端部32b具有均勻的傾斜角θ。即，邊界部側面32的整體為具有傾斜角θ的傾斜面。

這里，在本實施方式中，設該傾斜角θ為30度以上75度以下。這是為了利用由在車輛中使用時的冷熱循環發生的熱變形、來抑制在基板10的封固部1a與露出部1b的邊界部發生的對基板10及模塑樹脂30的損傷。關于該傾斜角θ的范圍的根據在后面敘述。

這里，對于模塑封裝P1中的基板10及模塑樹脂30的材質、尺寸，描述具體例。另外，該具體例是該種典型的模塑封裝的材質及尺寸。

首先，基板10及模塑樹脂30由聚丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、環氧類樹脂等典型的樹脂材料構成。此外，關于基板10的厚度(即板厚)及模塑樹脂30的厚度(即板厚)，雖然沒有特別規定，但優選的是模塑樹脂30比基板10厚。

例如，當設基板10的厚度為1時，模塑樹脂30的厚度優選的是2.5～5。在滿足這樣的厚度關系的基礎上，例如基板10的厚度是0.6～1.6mm左右，模塑樹脂30的厚度是2.0～6.0mm左右。

此外，關于基板10的物性，優選的是線膨脹系數為8～20ppm，楊氏模量為10～40GPa。關于模塑樹脂30的物性，優選的是線膨脹系數為9～20ppm，楊氏模量為10～30GPa。

這里，參照圖3，對將上述傾斜角θ設為30度以上75度以下的根據進行敘述。該圖3是對于模塑封裝P1采用在上述具體例中所示那樣的典型的材質及尺寸、通過對其進行實驗及研究而求出的曲線圖。

在圖3中，示出了確認將傾斜角θ改變時的在基板10的邊界部發生的斷裂應力、和邊界部側面32處的模塑樹脂30的部分的斷裂強度而得到的結果。這里，橫軸表示傾斜角θ，左方的縱軸表示作為黑圈標繪的上述基板10的斷裂應力，右方的縱軸表示作為白方塊標繪的上述模塑樹脂30的斷裂強度。

在圖3中，上述基板10的斷裂應力是由于上述熱變形而在基板10的邊界部對基板10發生裂紋的應力。該斷裂應力通過仿真求出，以標準偏差－4σ的概率將通過熱變形而在基板10中發生裂紋的值標準化為1，在圖3中表示相對值。

此外，在圖3中，上述模塑樹脂30的斷裂強度是作為傾斜面的邊界部側面32處的模塑樹脂30的部分通過上述熱變形而發生破裂的強度。另外，所謂邊界部側面32處的模塑樹脂30的部分，如圖1、圖2所示，是模塑樹脂30中的位于邊界部側面32的正下方的部分。

該部分由于邊界部側面32是傾斜面，所以與模塑樹脂30中的位于上表面33的正下方的部分相比較薄。這里，模塑樹脂30的斷裂強度通過實驗等求出，以標準偏差+4σ的概率將通過熱變形而在模塑樹脂30的該部分發生破裂的值標準化為1，在圖3中表示相對值。

如圖3所示，基板10的斷裂應力及模塑樹脂30的斷裂強度隨著模塑樹脂30的邊界部側面32的傾斜角θ變大而變大，隨著該傾斜角θ變小而變小。

即，如果傾斜角θ變大，則在邊界部側面32處的模塑樹脂30的部分， 由于該模塑樹脂30變厚所以斷裂強度變大，但相反地基板10的斷裂應力也變大，所以容易發生基板10的裂紋。另一方面，如果傾斜角θ變小，則基板10的斷裂應力變小，但相反地在邊界部側面32處的模塑樹脂30的部分，由于該模塑樹脂30變薄，所以容易發生破裂。

本發明者們關于基板10的斷裂應力及模塑樹脂30的斷裂強度，將成為作為比標準偏差4σ嚴格的基準的標準偏差6σ的值作為基準。在圖3中，將上述斷裂應力的成為標準偏差－6σ的值0.8用A1表示，將上述斷裂強度的成為標準偏差6σ的值1.2用B1表示。

首先，關于基板10的斷裂應力，當傾斜角θ是75度時，為0.8即標準偏差－6σ的值A1。由此，傾斜角θ設為75度以下。如果這樣使傾斜角θ為75度以下，則能夠以標準偏差6σ的概率防止因上述熱變形造成的基板的裂紋發生。

即，能夠使在基板的邊界部發生的應力變小到在制品的品質保證方面沒有實質問題的程度的不發生基板裂紋的水平。

另一方面，關于模塑樹脂30的斷裂強度，當傾斜角θ是30度時，為1.2即標準偏差+6σ的值B1。由此，傾斜角θ設為30度以上。如果這樣使傾斜角θ為30度以上，則能夠以標準偏差6σ的概率防止因上述熱變形造成的模塑樹脂的破裂的發生。

即，能夠使作為傾斜面的邊界部側面處的模塑樹脂的部分的機械強度變大到在制品的品質保證方面沒有實質問題的程度的不發生破裂的水平。

如以上這樣，根據本實施方式，如果使傾斜角θ為30度以上75度以下，則能夠以在制品的品質保證方面沒有實質問題的水平抑制基板10的封固部1a與露出部1b的邊界部的基板10的裂紋發生以及模塑樹脂30的破裂發生。因此，能夠適當地抑制在該邊界部發生的對基板10及模塑樹脂30的損傷。

(第2實施方式)

關于本公開的第2實施方式的模塑封裝P2，參照圖4，以與上述第1實施方式的不同點為中心進行描述。

在上述第1實施方式中，模塑樹脂30的邊界部側面32的整體為具有傾斜角θ的傾斜面。相對于此，在本實施方式中，邊界部側面32為兩級傾 斜結構，與基板10的一面11接觸的下端部32a側的部位321和上端部32b側的部位322之間的邊界以凹陷的方式彎曲。

下端部32a側的部位321也可以稱作第一部位。上端部32b側的部位322也可以稱作第二部位。

具體而言，在本實施方式中，邊界部側面32中的下端部32a側的部位321是具有上述傾斜角θ的傾斜面，上端部32b側的部位322為相對于基板10的一面11的傾斜角θ2大于上述傾斜角θ且在90度以下的面。即，下端部32a側的部位321的傾斜角θ是30度≦θ≦75度，上端部32b側的部位322的傾斜角θ2是θ<θ2≦90度。傾斜角θ相當于第一傾斜角，傾斜角θ2相當于第二傾斜角。

通過采用這樣的兩級傾斜結構，在模塑樹脂30的邊界部側面32的部分，能夠使模塑樹脂30的較薄部分較少。具體而言，即使使傾斜角θ變小，模塑樹脂30中的位于下端部32a側的部位的正下方的部分變薄，但與其相比，在位于上端部32b側的部位322的正下方的部分也能夠確保厚度。

因此，在本實施方式中，在抑制封固部1a與露出部1b的邊界部處的模塑樹脂30的破裂這一點上是優選的。如果考慮這一點，則如圖4所示，模塑樹脂30中的位于下端部32a側的部位的正下方的部分的寬度W在傾斜角θ為30度的情況下優選為0.5mm以下。

此外，在本實施方式中，由于邊界部側面32處的下端部32a側的部位321的傾斜面結構與上述第1實施方式是同樣的，所以也與上述同樣，能夠抑制上述邊界部的基板10的裂紋發生及模塑樹脂30的破裂發生。

即，如果是模塑樹脂30的邊界部側面32中的至少下端部32a側的部位321為具有30度～75度的傾斜角θ的傾斜面的結構，則能夠適當地抑制在上述邊界部發生的對基板10及模塑樹脂30的損傷。

(第3實施方式)

參照圖5對有關本公開的第3實施方式的模塑封裝P3進行說明。在本實施方式中，在基板10的一面11的露出部1b上，作為沒有被模塑樹脂30封固的其他零件而搭載有無源元件23。該無源元件23是從在上述第1實施方式的無源元件21中能夠采用的元件中選擇的，但作為該其他零件，也可以是無源元件以外的表面安裝零件或通孔安裝零件。

(其他實施方式)

另外，在上述各實施方式中，模塑樹脂30的4個側面中的3邊是端部側面31，其余的1邊是邊界部側面32，但并不限定于此，如圖6所示，也可以該4邊的側面中的兩邊是端部側面31，其余的兩邊是邊界部側面32。

進而，雖然沒有圖示，但也可以該4邊的側面中的1邊是端部側面31，其余的3邊是邊界部側面32。即，作為模塑樹脂30，只要在4個側面中端部側面31、邊界部側面32分別至少有1個就可以。

此外，在上述第2實施方式中，也可以做成使邊界部側面32的上端部32b側的部位322更多級地傾斜的結構。但是，在此情況下，也需要上端部32b側的部位322的多個傾斜面的傾斜角大于下端部32a側的部位321的傾斜角θ且在90度以下。

此外，本公開并不限定于上述實施方式，可以在本公開所記載的范圍內適當變更。此外，上述各實施方式不是相互無關的，除了明顯不能組合的情況以外，可以適當組合，此外，上述各實施方式并不限定于上述圖示例。