JPH1174420A - 表面実装型チップ部品及びその製造方法 - Google Patents
表面実装型チップ部品及びその製造方法Info
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Abstract
響で信頼性を欠く。 【解決手段】 LED素子収納凹部12を形成したエポ
キシ樹脂製の立体成形した絶縁基板1に、一対の上面電
極2a、2bと下面電極3a、3bと、上下面電極と連
なる側面電極4a、4bを形成する。一方の上面電極2
a上にLED素子5を固着し、他方の上面電極2b上に
ボンディングワイヤー6を接続し、エポキシ樹脂よりな
る封止樹脂8で封止する。LED素子収納凹部12の底
面及び上方に広がる4面の傾斜面には、上面電極と干渉
しない空きスペースに、光反射用のダミーパターンが施
されて、上方への輝度アップが図られる。絶縁基板と封
止樹脂が共にエポキシ材で線膨張係数が一致するので、
基板と樹脂の剥離の恐れがなく、LED素子に与えるダ
メージの心配もない。高信頼性で安価な表面実装型チッ
プ部品が得られる。
Description
器、OA機器及び一般電子機器に使用される表面実装型
チップ部品及びその製造方法に関する。
とともに小型化、軽量化を追求している。そのため電子
部品をプリント基板上に実装し、樹脂封止するものが多
い。表面実装型チップ部品の多くは略平行六面体形状を
しており、プリント基板上の配線パターンに半田付け等
の固着手段で接続される。
について、図面に基づいてその概要を説明する。
部品及びその製造方法を示し、図7は、ガラスエポキシ
材よりなる集合絶縁基板の部分平面図。図8は、単個の
電極パターン平面図。図9は、LED素子の斜視図。図
10〜図15は、各工程を示す部分斜視図。図16は、
単個の表面実装型チップ部品の斜視図。図21は、図1
6のA−A線断面図である。
ップ部品10について説明する。ガラエポ樹脂材よりな
る絶縁基板1aの上面側に対向する一対の上面電極2
a、2bを設け、該一対の上面電極2a、2bは、それ
ぞれその裏面に下面電極3a、3bと、その側面に、前
記上面電極2a、2b及び下面電極3a、3bと連なる
側面電極(スルーホール電極)4a、4bが形成されて
いる。前記一方の上面電極2aのAuメッキされたダイ
ボンドパターンに導電性接着剤9(銀ペースト)でLE
D素子5の一方の電極をダイポンドする。他方の上面電
極2bのAuメッキされたワイヤーボンドパターンに、
LED素子5の他方の電極をボンディングワイヤー(A
u線)6でワイヤーボンドして接続されている。
れたLED素子5をとり囲むように、液晶ポリマー材で
樹脂成形され、上方に開口した窓部7aを有する下面に
接着剤9aを印刷した回路封止枠7を絶縁基板1aに接
着して一体化している。前記窓部7aの傾斜面7bは、
LED素子5の上面方向の輝度向上の機能を有してい
る。
6と、その接続部を保護するために、前記回路封止枠7
の上面と面一になるように、窓部7a内にエポキシ樹脂
よりなる封止樹脂8を注入して、樹脂封止することによ
り、表面実装型チップ部品10が完成される。
プ部品10の製造方法について、その概要を説明する。
図7において、集合絶縁基板形成工程は、略四角形状を
したガラスエポキシ樹脂材よりなる上下両面が銅箔張り
された多数個取りする集合絶縁基板1Aは、各列毎に複
数個のスルーホール11をマトリックス状にNC切削等
で加工し、前記集合絶縁基板1Aのスルーホール11の
内面を含む全表面を無電解、電解メッキにより銅メッキ
層を形成する。
を合わせ、露光、現像、エッチング後レジストを剥離す
る。更に、液状レジストを塗付し、マスク合わせ、露
光、現像後、電解メッキによりニッケルメッキ層を形成
し、電解メッキにより金メッキ層を形成する。
は、図8(図7の点線円で囲むA部)に示すように、対
向する一対の上面電極2a、2bと、下面側に対向する
一対の図示しない下面電極及び、前記上面電極2a、2
b及び前記下面電極と連なるようにスルーホール電極4
a、4bが形成される。
に、ジャンクション5aを挟み、N層5bとP層5cで
形成されている。LED素子5のダイボンド工程は、図
10に示すように、LED素子5の一方の電極5dを、
集合絶縁基板1Aに形成されている、個々の絶縁基板の
一方の上面電極2aにダイボンディングして導電性接着
剤9等の固着手段で固着する。ワイヤーボンド工程は、
図11において、LED素子5の他方の電極5eを、個
々の絶縁基板の他方の上面電極2bに示すごとくボンデ
ィングワイヤー6で接続する。
に示すように、液晶ポリマー材よりなる集合回路封止枠
7Aは、前記集合絶縁基板1A上にダイボンドされたL
ED素子5の位置に合致するように、所定間隔に複数個
の窓部7aが成形されている。前記集合回路封止枠7A
は、その下面に事前に接着剤9a等を印刷しておき、L
ED素子5の周囲を取り囲むように、位置合わせして集
合絶縁基板1Aに接着して一体化する。
記集合回路封止枠7Aの各窓部7a内に、LED素子5
及びボンディングワイヤー6の接続部を保護するため
に、エポキシ樹脂よりなる封止樹脂8で、集合回路封止
枠7Aの上面と略面一になるように樹脂封止する。表面
実装型チップ部品集合体10Aが完成される。
装型チップ部品集合体10Aを、直交する2つのカット
ライン2(X方向のカットラインはスルーホール11上
を通る)に沿ってダイシング等の切断手段で単個に分割
することにより、図16で示す表面実装型チップ部品1
0が完成される。
従来の他の表面実装型チップ部品及びその製造方法に係
わり、図17は、MID基板よりなる集合絶縁基板の部
分平面図。図18は、単個の電極パターン平面図。図1
9(a)〜(d)は、各工程を示す部分斜視図。図20
は、単個の表面実装型チップ部品の斜視図。図22は、
図20のB−B線断面図である。
板1bは液晶ポリマー材よりなり、成形部品と立体的な
三次元回路を一体化させた射出成形回路部品で、上述し
た絶縁基板と回路封止枠の製造プロセスに比べて、回路
形成及び一体化組立が合理化されている。
子収納凹部12が、すり鉢状に形成されている。前記L
ED素子収納凹部12を含み、上面側に対向する一対の
上面電極2a、2bと、下面側に対向する一対の下面電
極3a、3b及び、前記上面電極2a、2b及び前記下
面電極3a、3bと連なるように側面電極(長穴スルー
ホール電極)4a、4bが形成されている。上述と同様
に、前記一対の上面電極の一方の上面電極2aの底部
に、LED素子5がダイボンドされ、他方の上面電極2
bにAuワイヤ等よりなるボンディングワイヤ6で接続
されている。前記LED素子5の周囲を囲むすり鉢状の
LED素子収納凹部12は、Auメッキされているの
で、LED素子5から発光した光を上面方向に反射し、
集光させるので、輝度向上が図られる。
収納凹部12に、LED素子5及びボンディングワイヤ
ー6と、その接続部を保護するために、エポキシ樹脂等
の封止樹脂8で封止して、表面実装型チップ部品20が
完成される。
上述した従来方法と同様に、多数個取りする集合基板の
状態で行う。集合絶縁基の構成は、図17に示すような
略四角形状をした、液晶ポリマー材よりなる集合絶縁基
板1Bの各列毎に長穴スルーホール11a及び各列間で
所定間隔に複数個のLED素子収納凹部12を射出成形
で形成した成形品と、図18(図17の点線円で囲むB
部)に示すような、三次元の電極パターンが、一体的に
メッキ処理された構成となっている。
は、LED素子5のダイボンド工程、(b)は、ワイヤ
ーボンディング工程、(c)は、樹脂封止工程、(d)
は切断工程を示すものであり、上述した従来技術と同様
であるので説明は省略する。
脂基板及びMID基板の信頼性試験における膨張及び収
縮のメカニズムを示す断面図である。
び液晶ポリマー樹脂よりなるMID基板において、充填
されたエポキシ樹脂が膨張する状態を示し、図21で
は、充填した封止樹脂8と絶縁基板1aとは同じエポキ
シ材で相性が良く、相互間の密着性の点でも問題がな
い。しかし、回路封止枠7の材料は充填した封止樹脂8
と異なる液晶ポリマー材であるため、両者の線膨張係数
が少し異なる。また、図22では、立体成形の絶縁基板
1bの材料が液晶ポリマーであるため、充填した封止樹
脂8と材質が異なるため、両者の線膨張係数が少し異な
り、両者の密着性の点で問題がある。充填した封止樹脂
8が膨張すると、図の矢印C方向に樹脂は制約の無い上
方に向かって膨らむ。この時、図21に示すような、封
止樹脂8と回路封止枠7との界面及び、図22に示すよ
うな、封止樹脂8と絶縁基板1b(液晶ポリマー材)と
の界面では、線膨張係数の差からズレが生じ、接着を剥
がすような力が上方に働く。また、ボンディングワイヤ
ー6及びLED素子5にも上方に持ち上げるような力が
働く。
び液晶ポリマー樹脂よりなるMID基板において、充填
されたエポキシ樹脂が収縮する状態を示し、上述と同様
に、図23の封止樹脂8(エポキシ樹脂)と回路封止枠
7(液晶ポリマー)、図24の封止樹脂8(エポキシ樹
脂)と絶縁基板1b(液晶ポリマー)と材料が異なるた
め、両者の線膨張係数が少し異なり、両者の密着性の点
で問題がある。充填した封止樹脂8が収縮すると、図の
矢印Dに示すように、樹脂は内部に向かって縮む。この
応力をLED素子5が受けることになる。
た2つの従来の表面実装型チップ部品には次のような問
題点がある。即ち、上述したように、信頼性試験におい
て、温度サイクル試験とか、高温通電試験等の過酷な環
境条件で製品が使用された場合、線膨張係数の小さい、
前記液晶ポリマー材よりなる回路封止枠とか、立体成形
基板は、それほど膨張・収縮しないのに対し、線膨張係
数の大きいエポキシ樹脂よりなる封止樹脂が、大いに膨
張・収縮するので、両者の間にズレを生じる。その結
果、充填樹脂が膨張した場合は、回路封止枠、立体成形
基板の界面で剥離が生じる。また、収縮した場合は、樹
脂の応力が、脆弱なLED素子に加わりLED素子の特
性を劣化させてしまう恐れがある等、表面実装型チップ
部品の信頼性の点で問題があった。
を使用し、絶縁基板に別体の回路封止枠を導電性接着剤
等で一体化するので、金型による回路封止枠の成形、接
着剤の印刷、絶縁基板との一体化工程等を要し、コスト
アップになる。
板を使用し、成形基板のワイヤーボンディング面が平滑
でないため、ワイヤーボンディング不良が発生し、組立
工程の歩留りに悪影響を及ぼしてしまう等のさまざまな
問題があった。
のであり、その目的は、絶縁基板及び充填する封止樹脂
に、線膨張係数の略同一な材料を使用することにより、
信頼性が向上し、回路封止枠を使用しない、寸法精度の
高い立体成形基板で、製品のコストダウン及び歩留りが
向上し、更に、輝度性能のアップを図った安価な表面実
装型チップ部品及びその製造方法を提供するものであ
る。
に、本発明における表面実装型チップ部品は、樹脂材よ
りなる絶縁基板の上面側に対向する一対の上面電極を設
け、該一対の上面電極は、それぞれその裏面に下面電極
と、その側面に、前記上面電極及び前記下面電極と連な
る側面電極を形成して、前記一方の上面電極に電子素子
の一方の電極を、他方の上面電極に前記電子素子の他方
の電極をそれぞれ接続し、樹脂封止してなる表面実装型
チップ部品において、前記絶縁基板及び封止樹脂は共に
エポキシ樹脂材よりなり、前記絶縁基板に形成された電
極面は、エボキシ樹脂の表面にメッキで形成されている
ことを特徴とするものである。
形成された立体成形基板であることを特徴とするもので
ある。
ダイボンドされた電子素子は、その周囲を前記上面電極
パターンに干渉しない空きスペースに形成された光反射
用のダミーパターンで囲まれていることを特徴とするも
のである。
板表面にメッキで形成されていることを特徴とするもの
である。
絶縁基板はLED素子収納凹部が形成された立体成形基
板で、絶縁基板及び封止樹脂は共にエポキシ樹脂材より
なり、前記絶縁基板に形成された電極面は、エボキシ樹
脂の表面にメッキで形成されていることを特徴とするも
のである。
品の製造方法は、エポキシ樹脂よりなる多数個取りする
集合絶縁基板の各列間に長穴スルーホール、及び前記長
穴スルーホールの間で所定の間隔に電子素子収納凹部を
形成し、前記長穴スルーホール内面を含む全表面に銅メ
ッキ層を形成し、メッキレジストをラミネートし、露
光、現像後パターンマスクを形成し、パターンエッチン
グ後、Niメッキ、Auメッキ処理を行い電極パターン
を有する立体成形基板を形成する集合絶縁基板形成工程
と、前記集合絶縁基板の電子素子収納凹部に形成された
一方の上面電極から延びるダイボンドパターン上に、前
記電子素子を導電性接着剤でダイボンドする電子素子ダ
イボンド工程と、前記集合絶縁基板の電子素子収納凹部
に形成された他方の上面電極から延びるワイヤーボンド
パターン上に、電子素子からのボンディングワイヤーを
接続して電気導通をとるワイヤーボンド工程と、前記ボ
ンディングワイヤーと電子素子を保護するために前記電
子素子収納凹部にエポキシ樹脂よりなる封止樹脂を注入
する樹脂封止工程と、前記各工程を経て形成された前記
表面実装型チップ部品集合体を直交する2つのカットラ
インに沿って切断して単個の表面実装型チップ部品に分
割する切断工程とからなることを特徴とするものであ
る。
とを特徴とするものである。
る表面実装型チップ部品について説明する。図1は、本
発明の実施の形態である表面実装型チップ部品の斜視図
である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で
示す。
エポキシ樹脂等よりなる立体成形した絶縁基板であり、
絶縁基板1には、LED素子収納凹部12の底面にLE
D素子5を固着し、前記底面及び上方に広がる4面の傾
斜面には、上面電極2a、2bと干渉しない空きスペー
スに、上面電極2a、2bと共にAuメッキされたLE
Dの光反射用ダミーパターン13が形成されている。絶
縁基板1の上面側及び傾斜面に対向する一対の上面電極
2a、2bと、下面に下面電極3a、3bと、前記上面
電極2a、2b及び下面電極3a、3bと連なるように
側面電極4a、4bが形成されている。前記一方の上面
電極2aと、その端部のダイボンドパターンは共にAu
メッキされ、ダイボンドパターンには、導電性接着剤9
の固着手段でLED素子5を固着し、前記他方の上面電
極2bと、その端部のワイヤーボンドパターンは共にA
uメッキされ、ワイヤーボンドパターンには、Auワイ
ヤ等よりなるボンディングワイヤ6がワイヤボンディン
グされている。8は、前記絶縁基板1と同材のエポキシ
樹脂等の封止樹脂で、LED素子5と接続部を保護する
ために、絶縁基板1の上面と略面一になるように樹脂封
止されている。以上の構成より表面実装型チップ部品3
0が形成されている。
部品30の製造方法について説明する。図2及び図4に
おいて、集合絶縁基板形成工程は、略四角形状をしたエ
ポキシ樹脂よりなる上下両面が銅箔張りされた多数個取
りする集合絶縁基板1Cに、所定の間隔で各列毎に複数
個の長穴スルーホール11A及び各列間で所定間隔に複
数個のLED素子収納凹部12が形成される立体成形基
板である。前記集合絶縁基板1Cの全表面を無電解メッ
キにより銅メッキ層を形成し、裏面レジストシルク印
刷、エッチング(メッキ密着性向上)、キャタリスト
(Ni無電解のためPb,Sn触媒担持)、アクセレー
ター(活性化処理)、レジスト露光(レジスト硬化)、
レジスト剥離、無電解Niメッキ、レジスト剥離、電気
Niメッキ、Auメッキフラッシュ+Auメッキ、水洗
いの各工程を経てエポキシ樹脂からなる立体成形の集合
絶縁基板が形成される。
2の点線円で囲むC部)に示すように、LED素子収納
凹部12の傾斜面及び底部に延びる、対向する一対の上
面電極2a、2bと、前記LED素子収納凹部12の底
面及び底面周囲4面の傾斜面に、上面電極2a、2bと
干渉しない空きスペースに、Auメッキで形成された光
反射用のダミーパターン13が形成されている。下面側
には対向する一対の図示しない下面電極及び、前記上面
電極2a、2b及び前記下面電極と連なる側面電極4
a、4bが形成されている。
及びワイヤーボンド工程は、図4(a)に示すLED素
子5を、個々のLED素子収納凹部12内の底面に延び
る一方の上面電極2aの端部であるダイボンドパターン
に導電性接着剤9で固着する。他方の上面電極2bの端
部であるワイヤーボンドパターンにはLED素子5から
ボンディングワイヤー6で接続する。
は、前記LED素子収納凹部12内に、LED素子5及
びボンディングワイヤー6の接続部を保護するために、
集合絶縁基板1Cと同材のエポキシ樹脂の封止樹脂8
で、集合絶縁基板1Cの上面と略面一になるように樹脂
封止することにより表面実装型チップ部品集合体30A
が形成される。切断工程は、前記表面実装型チップ部品
集合体30Aを、直交する2つのカットライン2のX、
Y(X方向のカットランは長穴スルーホール11A上を
通る)に沿ってスライシング又はダイシング等の切断手
段で単個に分割することにより、図1で示す表面実装型
チップ部品30が完成される。
表面実装型チップ部品において、立体成形基板及び封止
樹脂は共に同じエポキシ材のため、線膨張係数が同じな
ので、膨張・収縮の際に、基板と充填樹脂が共に、伸び
縮し、基板と樹脂の境目が剥がれる恐れがない。また、
LED素子への応力の心配もなく、製品寿命の点で効果
が極めて大きく、信頼性が向上する。
それらの電極パターンと干渉しない空きスペースに、光
反射用のダミーパターンを同時に形成できるので、余計
な工程を掛けず、上面方向への輝度アップを図ることが
できる。
ないので、金型が不要となり、更に、回路封止枠への接
着剤の印刷、これを基板と一体化する作業も不要とな
る。また、従来のMID基板が抱えていた、基板の悪い
品質(ワイヤーボンディング面が平滑でない)に起因す
る組立工程の歩留りダウンが解消される。
基板に安価なエポキシ樹脂材を使用して寸法精度の高い
立体成形基板を作り、多数個取りするので、信頼性に優
れた表面実装型チップ部品を安価に大量に製造すること
ができる。
部品の斜視図である。
面図である。
である。
である。
イヤーボンド工程を示す集合絶縁基板の部分斜視図であ
る。
程を示す表面実装型チップ部品集合体の部分斜視図であ
る。
集合絶縁基板の部分平面図である。
である。
を示す集合絶縁基板の部分斜視図である。
ワイヤーボンド工程を示す集合絶縁基板の部分斜視図で
ある。
を示す部分斜視図である。
視図である。
示す表面実装型チップ部品集合体の部分斜視図である。
表面実装型チップ部品に切断する切断工程を示す部分斜
視図である。
ある。
を示す集合絶縁基板の部分平面図である。
面図である。
工程、樹脂封止工程、切断工程を示す集合絶縁基板の部
分斜視図である。
図である。
おける膨張のメカニズムを示す図16のA−A線断面図
である。
おける膨張のメカニズムを示す図20のB−B線断面図
である。
おける収縮のメカニズムを示す図16のA−A線断面図
である。
おける収縮のメカニズムを示す図20のB−B線断面図
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 樹脂材よりなる絶縁基板の上面側に対向
する一対の上面電極を設け、該一対の上面電極は、それ
ぞれその裏面に下面電極と、その側面に、前記上面電極
及び前記下面電極と連なる側面電極を形成して、前記一
方の上面電極に電子素子の一方の電極を、他方の上面電
極に前記電子素子の他方の電極をそれぞれ接続し、樹脂
封止してなる表面実装型チップ部品において、前記絶縁
基板及び封止樹脂は共にエポキシ樹脂材よりなり、前記
絶縁基板に形成された電極面は、エボキシ樹脂の表面に
メッキで形成されていることを特徴とする表面実装型チ
ップ部品。 - 【請求項2】 前記絶縁基板は電子素子収納凹部が形成
された立体成形基板であることを特徴とする請求項1記
載の表面実装型チップ部品。 - 【請求項3】 前記絶縁基板の電子素子収納凹部にダイ
ボンドされた電子素子は、その周囲を前記上面電極パタ
ーンに干渉しない空きスペースに形成された光反射用の
ダミーパターンで囲まれていることを特徴とする請求項
1記載の表面実装型チップ部品。 - 【請求項4】 前記ダミーパターンは、前記絶縁基板表
面にメッキで形成されていることを特徴とする請求項3
記載の表面実装型チップ部品。 - 【請求項5】 前記電子素子はLED素子で、前記絶縁
基板はLED素子収納凹部が形成された立体成形基板
で、絶縁基板及び封止樹脂は共にエポキシ樹脂材よりな
り、前記絶縁基板に形成された電極面は、エボキシ樹脂
の表面にメッキで形成されていることを特徴とする請求
項1記載の表面実装型チップ部品。 - 【請求項6】 エポキシ樹脂よりなる多数個取りする集
合絶縁基板の各列間に長穴スルーホール、及び前記長穴
スルーホールの間で所定の間隔に電子素子収納凹部を形
成し、前記長穴スルーホール内面を含む全表面に銅メッ
キ層を形成し、メッキレジストをラミネートし、露光、
現像後パターンマスクを形成し、パターンエッチング
後、Niメッキ、Auメッキ処理を行い電極パターンを
有する立体成形基板を形成する集合絶縁基板形成工程
と、前記集合絶縁基板の電子素子収納凹部に形成された
一方の上面電極から延びるダイボンドパターン上に、前
記電子素子を導電性接着剤でダイボンドする電子素子ダ
イボンド工程と、前記集合絶縁基板の電子素子収納凹部
に形成された他方の上面電極から延びるワイヤーボンド
パターン上に、電子素子からのボンディングワイヤーを
接続して電気導通をとるワイヤーボンド工程と、前記ボ
ンディングワイヤーと電子素子を保護するために前記電
子素子収納凹部にエポキシ樹脂よりなる封止樹脂を注入
する樹脂封止工程と、前記各工程を経て形成された前記
表面実装型チップ部品集合体を直交する2つのカットラ
インに沿って切断して単個の表面実装型チップ部品に分
割する切断工程とからなることを特徴とする表面実装型
チップ部品の製造方法。 - 【請求項7】 前記電子素子がLED素子であることを
特徴とする請求項5記載の表面実装型チップ部品の製造
方法。
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