JP4159348B2

JP4159348B2 - Circuit device manufacturing method

Info

Publication number: JP4159348B2
Application number: JP2002371025A
Authority: JP
Inventors: 剛相星; 春彦境
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP2004207275A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路装置およびその製造方法に関し、特に、回路装置の側面部に導電パターンを露出させる回路装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における回路装置では、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。このような要求を満たすために開発された回路装置の一例として、例えば図１１に示すような回路装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
回路装置１００は、分離溝１０９により電気的に分離された複数個の導電パターン１０４と、導電パターン１０４上に固着された回路素子１０６と、半導体素子である回路素子１０６Ａと導電パターン１０４Ｂとを電気的に接続する金属細線１０８と、導電パターン１０４の裏面を露出させて導電パターン１０４、回路素子１０６を封止する絶縁性樹脂１０９とから構成されている。
【０００４】
上述から明らかなように、回路装置１００は、セラミック基板等の支持基板を不要として構成されている。従って。回路装置１００は軽量・薄型のものと成っていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−０７６２４６号公報（第７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来型の回路装置１００では、外部との電気的接続を行う導電パターン１０４は、回路装置の裏面に露出していた。そして、リフロー工程等により、半田等のロウ材を導電パターン１０４の裏面に付着させることで、実装基板等への回路装置１００の実装を行っていた。しかしながら、実装後に於いては、回路装置１００の裏面と実装基板の僅かな隙間に、ロウ材が形成されているので、ロウ材が適切な形状を呈しているか否かの良否判定を視覚的に行うことは困難であった。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みて成され、本発明の主な目的は、導電パターンが回路装置の側面に露出することで、回路装置と実装基板との接合を行うロウ材の良否判定を視覚的に行うことができる回路装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路装置の製造方法は、導電部材から成る基板を加工し、アイランドおよび取り出し電極を構成すると共に、内側に面する側面に段差部が設けられた導電パターンから成る複数のユニットを形成する工程と、前記基板の前記各ユニットの前記アイランドに回路素子を固着する工程と、前記基板の前記各ユニットの前記導電パターンおよび前記回路素子を絶縁性樹脂により封止すると共に、前記導電パターンの前記段差部に前記絶縁性樹脂を回り込ませる工程と、前記各ユニットの周辺部の前記導電パターンを裏面からエッチングすることにより、前記導電パターンを貫通する露出溝を形成して、前記露出溝から前記絶縁性樹脂を露出させる工程と、前記基板および前記絶縁性樹脂を切断して前記各ユニットに分離することで、前記露出溝が設けられた箇所の前記導電パターンを側面に露出させる工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の回路装置の製造方法は、導電部材から成る基板を加工し、アイランドおよび取り出し電極を構成すると共に、内側に面する側面に段差部が設けられて上面にメッキ膜が形成された導電パターンから成る複数のユニットを形成する工程と、前記基板の前記各ユニットの前記アイランドに回路素子を固着する工程と、前記基板の前記各ユニットの前記導電パターンおよび前記回路素子を絶縁性樹脂により封止すると共に、前記導電パターンの前記段差部に前記絶縁性樹脂を回り込ませる工程と、前記各ユニットの周辺部の前記導電パターンを裏面からエッチングすることにより、前記導電パターンを貫通する露出溝を形成して、前記露出溝から前記メッキ膜を露出させる工程と、前記基板および前記絶縁性樹脂を切断して前記各ユニットに分離することで、前記露出溝が設けられた箇所の前記導電パターンを側面に露出させる工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（回路装置１０の構成を説明する第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の回路装置１０Ａは、アイランド１１Ａおよびアイランド１１Ａに近接して配置された取り出し電極１１Ｂを少なくとも形成する導電パターン１１と、アイランド１１Ａに固着された回路素子１３と、導電パターン１１の表裏面を一体に封止する絶縁性樹脂１６とを備え、絶縁性樹脂１６の側面よりも内側に凹んだ凹部１５を有する導電パターン１１を露出させる構成となっている。このような各構成要素を以下にて説明する。図１（Ａ）は回路装置１０Ａの断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ’面から見た回路装置１０Ａの平面図であり、図１（Ｃ）はロウ材１６を介して回路装置１０Ａを実装した状態の断面図である。
【００１１】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、アイランド１１Ａおよび取り出し電極１１Ｂを構成する導電パターン１１は、銅等の金属から形成される。ここでは、回路素子１３が実装される１つのアイランド１１Ａと、金属細線１４を介して回路素子１３と電気的に接続される２つの取り出し電極１１Ｂが形成されている。また、導電パターン１１の断面形状は、その上部が下部よりも大きく形成され、上部が側方にせり出す形状となっている。従って、導電パターン１１のせり出した上部の裏面に絶縁性樹脂１６が回り込むので、導電パターン１１が絶縁性樹脂１６により表裏一体に封止されている。また、導電パターン１１の裏面は、絶縁性樹脂１６の裏面から露出している。また、導電パターン１１の表面には、Ａｇメッキ等のメッキ膜１２が形成されても良い。
【００１２】
凹部１５は、絶縁性樹脂１６から成る回路装置の側面に露出した導電パターン１１を窪ませることにより形成されている。ここでは、周辺部の導電パターン１１に段差を設けることで、凹部１５を形成している。従って、凹部１５の断面では、側面および上面には導電パターン１１が露出している。
【００１３】
回路素子１３は、ベアのトランジスタチップが採用され、アイランド１１Ａ上面に半田等のロウ材を介して実装されている。また、トランジスタ以外の素子を採用することも可能であり、チップ抵抗、チップコンデンサ、ダイオード等を回路素子１３として採用することもできる。更にＩＣチップを回路素子１３として採用することができる。この場合は、回路装置１０Ａの中央部にＩＣチップが配置され、ＩＣチップを囲むように複数個の取り出し電極１１Ｂが設けられる。
【００１４】
絶縁性樹脂１６としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれも採用することができる。
【００１５】
図１（Ｃ）を参照して、ロウ材１６を介して回路装置１０Ａを実装基板２０上の導電路２１に実装した場合の構成に関して説明する。
【００１６】
ロウ材１６は、回路装置１０Ａの側面に形成された導電パターン１１の凹部１５に形成されている。導電パターン１１の材料である銅等の金属は、半田等のロウ材１６の濡れ性が非常に良いので、凹部１６の側面および上面にロウ材１６が濡れて接触する。また、ロウ材１６は、回路素子１３の実装領域の外部にも延在している。従って、ロウ材１６による実装工程の後に、ロウ材１６の付着状況を視覚的に確認することができる。
【００１７】
更に、凹部１５は周辺部の導電パターン１１に段差を設けることにより形成されているので、凹部１５の高さは導電パターン１１の厚みよりも低い。従って、凹部１５によりロウ材１６の大きさを規制することができるので、ロウ材１６を小さく形成することができる。このことから、回路素子１３の実装に係る面積を小さくすることができる。
【００１８】
図２を参照して、他の形態の回路装置１０Ｂを参照する。この図に示す回路装置１０Ｂの基本的な構成は、図１を参照して説明した回路装置１０Ａと同様であり、凹部１５の形状が異なる。図２（Ａ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ’面から見た回路装置１０Ｂの断面図であり、図２（Ｂ）は回路装置１０Ｂの平面図であり、図２（Ｃ）はロウ材１６を介して回路装置１０Ｂを実装した状態の断面図である。
【００１９】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、凹部１５は、周辺部の導電パターン１１を一様に窪ませることで形成されている。従って、凹部１５の側面には内側に窪んだ導電パターン１１の側面が露出し、凹部１５の上面には、絶縁性樹脂１６が露出する。
【００２０】
図２（Ｃ）を参照して、ロウ材１６を介して回路装置１０Ｂを実装基板２０上の導電路２１に固着した状態を説明する。
【００２１】
ロウ材１６は、凹部１５に露出した導電パターン１１の側面と導電路２１に付着して、両者の電気的接続および固着を行っている。ここでは、凹部１５の側面には導電パターン１１が露出し、凹部１５の上面には絶縁性樹脂１６が露出している。絶縁性樹脂１６は半田等のロウ材１６の濡れ性が悪い材料であるので、凹部１５の上面に露出する絶縁性樹脂１６にはロウ材１６は付着しない。このことから、ロウ材１６は導電パターン１１の側面に主に付着し、露出した導電パターン１１の側面上部から導電路２１に弧を描くようにロウ材１６は形成される。従って、ロウ材１６が形成される領域を、回路装置１０Ｂの平面領域内に収納させることが可能となり、回路装置１０Ｂの実装に係る面積を小さくすることができる。
【００２２】
図３を参照して、他の形態の回路装置１０Ｃを参照する。この図に示す回路装置１０Ｃの基本的な構成は、図１を参照して説明した回路装置１０Ａと同様であり、凹部１５の形状が異なる。図３（Ａ）は回路装置１０Ｃの断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ’面から見た回路装置１０Ｃの平面図であり、図３（Ｃ）はロウ材１６を介して回路装置１０Ｃを実装した状態の断面図である。
【００２３】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、回路装置１０Ｃが有する凹部１５は、周辺部の導電パターン１１を厚み方向に内側に一様に凹ませることで形成される。そして、導電パターン１１の表面に形成されるメッキ膜１２が、凹部１５の上面に露出している。
【００２４】
図３（Ｃ）を参照して、ロウ材１６を介して回路装置１０Ｃを実装基板２０上の導電路２１に固着した状態を説明する。ここでは、凹部１５の側面は導電パターン１１が露出し、凹部１５の上面にはメッキ膜１２の裏面が露出している。銅等の金属から形成される導電パターン１１は半田等のロウ材１６の濡れ性が良く、Ａｇ等の金属から成るメッキ膜１２も半田等のロウ材１６の濡れ性に優れている。従って、凹部１５の側面および上面にロウ材１６が付着するので、台形の断面形状となる。上記のことから、ロウ材１６は、回路装置１０Ｃの実装領域外にはみ出すので、実装を行った後にロウ材１６の良否判断を視覚的に行うことができる。
【００２５】
（回路装置の製造方法を説明する第２の実施の形態）
図４から図１０を参照して本発明の回路装置１０の製造方法を説明する。本発明の回路装置の製造方法は、導電部材から成る基板３１を加工し、基板３１上にアイランド１１Ａおよび取り出し電極１１Ｂを構成する導電パターン１１から成る複数のユニット３２を設ける工程と、基板３１全体を粘着シート３７に貼り付ける工程と、基板３１の前記各ユニット３２のアイランド１１Ａに回路素子を固着する工程と、基板３１の各ユニット３２を絶縁性樹脂１６により封止した後に基板３１から粘着シート３７を剥がす工程と、各ユニット３２の周辺部の導電パターン１１を裏面からエッチングすることにより露出溝３９を形成する工程と、基板３１を切断し各ユニット３２に分離することで、露出溝３９が設けられた箇所の導電パターン１１を側面に露出させる工程とを有する。このような各工程を以下にて説明する。
【００２６】
本発明の第１の工程は、図４および図５に示すように、導電部材から成る基板３１を加工し、基板３１上にアイランド１１Ａおよび取り出し電極１１Ｂを構成する導電パターン１１から成る複数のユニット３２を設けることにある。
【００２７】
先ず、図４に示すように、基板３１上には、１個の回路装置１０に対応するユニット３２を複数個分、例えば３０個分を３行１０列に縦横に配置して１つのブロック３３を形成する。そして、ある程度の間隔を開けて、複数個のブロック３３が基板３１に配置されている。基板３１の厚さは、例えば、厚さが約０．１〜０．２ｍｍの一枚の銅フレームから成る。
【００２８】
図５を参照して、各ユニット３２の詳細な形状を説明する。図５（Ａ）は基板３１に形成した複数個のユニット３２を示す平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の基板３１のＡ−Ａ線方向断面図である。
【００２９】
図５（Ａ）に示す導電パターン１１より成る各ユニット３２は、基板３１の表面からパンチングにより打ち抜くことで形成することができる。また、基板３１の表面および裏面からエッチングを行うことでも、各ユニット３２を形成する導電パターン１１を形成することが可能である。エッチングにより導電パターン１１を形成する場合に於いて、基板３１の表面をカバーするエッチングマスクと、基板３１の裏面をカバーするエッチングマスクとを異なる形状にすることにより、図５（Ｂ）に示すような断面構造に形成することができる。即ち、導電パターン１１の上部が下部よりも側方にせり出す構造にすることができる。
【００３０】
この工程により、アイランド１１Ａ、取り出し電極１１Ｂ、アイランド１１Ａと取り出し電極１１Ｂとの連結部３５、アイランド１１Ａ間の連結部３５が基板３１上に形成される。そして、基板３１上には点線で囲んだ各ユニット３２が、例えば長辺×短辺が１．０ｍｍ×０．８ｍｍの矩形形状を有しており、これらは互いに０．０２〜０．０５μｍの間隔を隔てて縦横に配置されている。前記間隔は後の工程でのダイシングラインとなる。
【００３１】
そして、導電パターン１１は、各ユニット３２内においてアイランド１１Ａと取り出し電極１１Ｂを形成し、これらのパターンは各ユニット３２内において同一形状である。アイランド１１Ａは回路素子１３を搭載する箇所であり、取り出し電極１１Ｂは半導体素子の電極パッド３０とワイヤ接続する箇所である。アイランド１１Ａからは２本の連結部３５が連続したパターンで延長される。これらの線幅はアイランド１１Ａよりも狭い線幅で、例えば０．２ｍｍの線幅で延在する。連結部３５はダイシングライン４１を超えて隣のユニット３２のアイランド１１Ａに連結する。更に、取り出し電極１１Ｂからは各々連結部３５が、連結部３５とは直行する方向に延在し、ダイシングライン４０を越えて隣のユニット３２のアイランド１１Ａに連結する。そして、連結部３５は更に、ユニット３２群の周囲を取り囲む共通連結部（図示せず）に連結する。このように連結部３５が延在することによって、各ユニット３２のアイランド１１Ａと取り出し電極１１Ｂとを共通接続する。このことで、基板３１をパンチングまたはエッチングにより打ち抜くことで形成される各ユニット３２のアイランド１１Ａおよび取り出し電極１１Ｂは、基板３１に固定される。
【００３２】
本発明の第２の工程は、図６に示すように、基板３１全体を粘着シート３７に貼り付けることにある。
【００３３】
前述した第１の工程で説明したように、基板３１をパンチングおよびエッチングすることにより、アイランド１１Ａ、取り出し電極１１Ｂ、等の複数の集合ブロック３３が形成された基板３１裏面にシート３７を貼り合わせる。そのことにより、複数の集合ブロック３３が形成された基板３１はシート３７上に一体に支持され、また、シート３７は後工程の絶縁性樹脂１６形成時に絶縁性樹脂１６のストッパーとして用いられる。
【００３４】
ここで、シート３７としては、後工程のダイボンディング工程、ワイヤーボンディング工程、絶縁性樹脂形成工程等を考慮して、耐熱性に優れたポリイミドシートや耐熱ＰＥＴ等が用いられる。
【００３５】
本発明の第３の工程は、図７に示したように、基板３１の前記各ユニット３２のアイランド１１Ａに回路素子を固着することにある。
【００３６】
基板３１の各ユニット３２毎に、アイランド１１Ａ表面にＡｇペーストなどの導電ペーストによって回路素子１３をダイボンドする。そして、回路素子１３の電極パッドと取り出し電極１１Ｂとを、例えば、Ａｕ線より成る金属細線１４により電気的に接続する。このとき、金属細線１４は超音波ワイヤーボンディングにより、ボンディングパッド部にはボールボンディングし、取り出し電極１１Ｂ側はステッチボンディングし接続する。回路素子１３としては、例えばバイポーラトランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ等の３端子の能動素子を形成している。バイポーラ素子を搭載した場合は、アイランド１１Ａ裏面に形成された外部電極がコレクタ端子であり、取り出し電極１１Ｂ裏面に各々形成された外部電極がベース・エミッタ電極となる。
【００３７】
アイランド１１Ａ上には導電ペーストとの接着性を考慮して銀メッキや金メッキを施す場合もある。また、取り出し電極１１Ｂ上には金属細線１４の接着性を考慮して銀メッキやニッケルメッキが施されても良い。
【００３８】
次に、本発明の第４の工程は、図８に示すように、基板３１の各ユニット３２を絶縁性樹脂１６により封止した後に基板３１から粘着シート３７を剥がすことにある。
【００３９】
ここでは、トランスファーモールドにより一括して基板３１上に絶縁性樹脂１６を形成する場合と、ポッティングにより基板３１上の各集合ブロック３３毎に共通の絶縁性樹脂１６を形成する場合がある。
【００４０】
ここでは、トランスファーモールドにより一括して基板３１上に絶縁性樹脂１６を形成する場合について説明する。トランスファーモールドにより絶縁性樹脂１６を形成する場合には、共通の金型（図示せず）を準備し金型のキャビティ内にシート３７が貼られた基板３１を設置する。このとき、シート３７により裏面が平坦面になった基板３１と金型の底面とが当接するので、絶縁性樹脂１６裏面には平坦面を形成することができる。そして、シート除去後には、絶縁性樹脂１６裏面からは導電パターン１１の裏面が露出する。一方、絶縁性樹脂１６表面においては、金型により平坦面を形成することができ、また、絶縁性樹脂１６の厚みも一回で確実に形成することができる。この工程では、絶縁性樹脂１６の膜厚を０．３〜１．０ｍｍに成形することができる。
【００４１】
そして、トランスファーモールドにより絶縁性樹脂１６を形成する場合のメリットとしては、上記したように、複数の集合ブロック３３を有する基板３１の大きさを共通しておけば、共通金型で行うことができる。つまり、例えば１つの集合ブロック３３に１２０個の回路素子１３を搭載し、基板３１上に５つの集合ブロック３３が形成されている場合は、６００個全ての回路素子１３を一回のモールド工程で被覆することができる。そのことにより、製造工程を短縮することができ、また、製造コストも大幅に低減することができる。
【００４２】
本発明の第５の工程は、図９を参照して、各ユニット３２の周辺部の導電パターン１１を裏面からエッチングすることにより露出溝３９を形成することにある。露出溝３９に形成される導電パターン１１の側面は、図１から図３に示した回路装置の凹部１５となる。
【００４３】
露出溝３９の形成方法は３つの方法が考えられる。図９（Ａ）から図９（Ｃ）を参照して、この各方法を以下に詳述する。
【００４４】
図９（Ａ）を参照して、第１の方法は、露出溝３９を導電パターン１１よりも浅く形成することで露出溝３９に導電パターン１１を露出させる方法である。先ず、露出溝３９が形成される領域の導電パターン１１裏面を露出させて、絶縁性樹脂１６の裏面から露出する導電パターン１１にエッチングレジスト３８を形成する。そして、ウェットエッチング等によりエッチングを進行させて、分離溝３９が導電パターン１１の表面に到達させる前に、エッチングをストップさせる。このことにより、所定の深さを有する分離溝３９が形成される。後の工程で、分離溝３９が設けられた箇所をダイシングすることにより、各ユニット３２を分離すると、例えば図１に示しような凹部１５を有する回路装置が製造される。
【００４５】
図９（Ｂ）を参照して、第２の方法は、分離溝の底面に絶縁性樹脂１６を露出させる方法である。先ず、上述した第１の方法と同様にエッチングレジスト３８を形成する。次に、エッチングを進行させることにより露出溝３９を形成して、露出溝３９が形成される箇所の厚み方向の導電パターン１１を全てエッチングする。このことにより、露出溝３９の底部には、導電パターン１１の上面に形成されたメッキ膜１２が露出する。次に、メッキ膜１２に反応するエッチング液を用いて分離溝３９を更にエッチングすることにより、分離溝３９の底部に露出したメッキ膜１２を除去する。以上の方法により、露出溝３９の底部には絶縁性樹脂１６が露出する。そして、第１の方法で説明したダイシングにより各ユニット３２を分離すると、例えば図２に示すような回路装置１０Ｂが製造される。
【００４６】
図９（Ｃ）を参照して、第３の方法は、分離溝の底面にメッキ膜１２を露出させる方法である。この方法は、上述した第２の方法に於いて、分離溝３９の底部に露出したメッキ膜１２を除去せずに残存させることにより行われる。従って、この方法では図３にて説明した回路装置１０Ｃに示すような回路装置１０Ｂが製造される。
【００４７】
本発明の第６の工程は、図１０を参照して、基板３１を切断し各ユニット３２に分離することで露出溝３９が設けられた箇所の導電パターン１１を側面に露出させることにある。そして、露出溝３９が分離されることで、各回路装置の凹部１５が形成される。
【００４８】
ここでは、基板３１にマトリックス状に設けられた各ユニット３２を、一点鎖線で示すダイシングラインに沿って、ダイシングすることにより各回路装置１０に分離する。上記の工程により、図１から図３に示すような回路装置１０が製造される。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の回路装置では、アイランド１１Ａおよび取り出し電極１１Ｂを少なくとも形成する導電パターン１１を、絶縁性樹脂１６の側面に設けた凹部１５から露出させている。従って、ロウ材１６を介して回路装置１０を実装基板上の導電路２１に実装すると、露出した導電パターン１１の側面にロウ材１６が付着して、フィレットが形成され、ロウ材１６の接続状況を視覚的に確認することができる。
【００５０】
更に、凹部１５の上面に絶縁性樹脂１６を露出させることにより、濡れ性の良くない絶縁性樹脂１６から成る凹部の上面には、ロウ材１６が付着せず、凹部１５の側面に露出した導電パターン１１の側面のみにロウ材１６が付着する。従って、ロウ材１６が回路装置の実装領域内に収納され、回路装置１０の実装に係る面積を小さくすることができる。
【００５１】
本発明の回路装置の製造方法では、１つの回路装置１０を構成するアイランド１１Ａおよび取り出し電極１１Ｂから成るユニット３２を基板３１上にマトリックス状に形成して、回路素子１３の固着および絶縁性樹脂１６による封止を行った後に、絶縁性樹脂１６の裏面から露出溝３９を形成することにより、上述した凹部１５を形成している。従って、露出溝３９の深さを調節することにより、凹部１５の形状を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路装置を説明するための断面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図２】本発明の回路装置を説明するための断面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図３】本発明の回路装置を説明するための断面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図４】本発明の回路装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図５】本発明の回路装置の製造方法を説明するための平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図６】本発明の回路装置の製造方法を説明するための平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の回路装置の製造方法を説明するための平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図８】本発明の回路装置の製造方法を説明するための断面図（Ａ）、平面図（Ｂ）である。
【図９】本発明の回路装置の製造方法を説明するための断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図１０】本発明の回路装置の製造方法を説明するための平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図１１】従来の回路装置を説明するための断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a circuit device that exposes a conductive pattern on a side surface portion of the circuit device and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventional circuit devices are required to be reduced in size, thickness, and weight because they are employed in mobile phones, portable computers, and the like. As an example of a circuit device developed to satisfy such a requirement, there is a circuit device as shown in FIG. 11 (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
The circuit device 100 electrically connects a plurality of conductive patterns 104 electrically separated by the separation grooves 109, a circuit element 106 fixed on the conductive pattern 104, a circuit element 106A that is a semiconductor element, and a conductive pattern 104B. The thin metal wires 108 are connected to each other, and the conductive pattern 104 is exposed to expose the back surface of the conductive pattern 104, and the insulating resin 109 is used to seal the circuit element 106.
[0004]
As is apparent from the above, the circuit device 100 is configured without a support substrate such as a ceramic substrate. Therefore. The circuit device 100 was light and thin.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-076246 A (page 7, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional circuit device 100 as described above, the conductive pattern 104 for electrical connection with the outside is exposed on the back surface of the circuit device. Then, the circuit device 100 is mounted on a mounting board or the like by attaching a brazing material such as solder to the back surface of the conductive pattern 104 by a reflow process or the like. However, since the brazing material is formed in a slight gap between the back surface of the circuit device 100 and the mounting substrate after mounting, it is visually determined whether the brazing material has an appropriate shape. It was difficult to do.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object of the present invention is to determine whether or not the brazing material is bonded to the circuit device and the mounting substrate by exposing the conductive pattern to the side surface of the circuit device. It is an object of the present invention to provide a circuit device that can be visually performed and a manufacturing method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the method of manufacturing a circuit device according to the present invention, a substrate made of a conductive member is processed to form an island and a take-out electrode, and a plurality of units each formed of a conductive pattern provided with a stepped portion on the side facing inward. A step of fixing circuit elements to the islands of the units of the substrate, sealing the conductive patterns of the units of the substrates and the circuit elements with an insulating resin, and The step of causing the insulating resin to wrap around the stepped portion and the conductive pattern in the peripheral portion of each unit are etched from the back surface to form an exposed groove penetrating the conductive pattern, and the insulation from the exposed groove. exposing a sexual resin, said cutting the substrate and the insulating resin to separate each unit, the dew Characterized in that it comprises a step of exposing the conductive pattern of a portion groove provided on a side surface, a.
[0009]
The method of manufacturing a circuit device according to the present invention processes a substrate made of a conductive member to form an island and an extraction electrode, and is provided with a stepped portion on the side facing inward and a plating film formed on the upper surface. Forming a plurality of units comprising: fixing a circuit element to the island of each unit of the substrate; sealing the conductive pattern and the circuit element of the unit of the substrate with an insulating resin And the step of causing the insulating resin to wrap around the stepped portion of the conductive pattern and etching the conductive pattern in the peripheral portion of each unit from the back surface to form an exposed groove penetrating the conductive pattern. Te, thereby exposing the plating film from the exposed groove, said cutting the substrate and the insulating resin each unit By separating, characterized in that it comprises the steps of exposing the conductive pattern of locations where the exposed groove is provided on the side surface.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment illustrating the configuration of the circuit device 10)
Referring to FIG. 1, a circuit device 10A according to the present invention includes an island 11A and a conductive pattern 11 that forms at least an extraction electrode 11B disposed in proximity to the island 11A, a circuit element 13 fixed to the island 11A, Insulating resin 16 that integrally seals the front and back surfaces of conductive pattern 11 is configured to expose conductive pattern 11 having recess 15 that is recessed inward from the side surface of insulating resin 16. Each of these components will be described below. 1A is a cross-sectional view of the circuit device 10A, FIG. 1B is a plan view of the circuit device 10A viewed from the AA ′ plane in FIG. 1A, and FIG. It is sectional drawing of the state which mounted 10 A of circuit devices through the brazing material 16. FIG.
[0011]
Referring to FIGS. 1A and 1B, conductive pattern 11 constituting island 11A and extraction electrode 11B is formed of a metal such as copper. Here, one island 11A on which the circuit element 13 is mounted, and two extraction electrodes 11B that are electrically connected to the circuit element 13 through the fine metal wires 14 are formed. The cross-sectional shape of the conductive pattern 11 is such that the upper part is formed larger than the lower part and the upper part protrudes to the side. Accordingly, since the insulating resin 16 wraps around the upper back surface of the conductive pattern 11 that protrudes, the conductive pattern 11 is sealed with the insulating resin 16 in an integrated manner. Further, the back surface of the conductive pattern 11 is exposed from the back surface of the insulating resin 16. Further, a plating film 12 such as Ag plating may be formed on the surface of the conductive pattern 11.
[0012]
The recess 15 is formed by recessing the conductive pattern 11 exposed on the side surface of the circuit device made of the insulating resin 16. Here, the recess 15 is formed by providing a step in the peripheral conductive pattern 11. Therefore, in the cross section of the recess 15, the conductive pattern 11 is exposed on the side surface and the upper surface.
[0013]
The circuit element 13 employs a bare transistor chip, and is mounted on the upper surface of the island 11A via a brazing material such as solder. Further, an element other than a transistor can be employed, and a chip resistor, a chip capacitor, a diode, or the like can be employed as the circuit element 13. Further, an IC chip can be employed as the circuit element 13. In this case, an IC chip is arranged at the center of the circuit device 10A, and a plurality of extraction electrodes 11B are provided so as to surround the IC chip.
[0014]
As the insulating resin 16, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be employed.
[0015]
With reference to FIG. 1C, a configuration when the circuit device 10 A is mounted on the conductive path 21 on the mounting substrate 20 through the brazing material 16 will be described.
[0016]
The brazing material 16 is formed in the recess 15 of the conductive pattern 11 formed on the side surface of the circuit device 10A. Since the metal such as copper, which is the material of the conductive pattern 11, has very good wettability of the brazing material 16 such as solder, the brazing material 16 gets wet and contacts the side surface and the upper surface of the recess 16. Further, the brazing material 16 extends to the outside of the mounting area of the circuit element 13. Therefore, after the mounting process using the brazing material 16, the adhesion state of the brazing material 16 can be visually confirmed.
[0017]
Further, since the recess 15 is formed by providing a step in the peripheral conductive pattern 11, the height of the recess 15 is lower than the thickness of the conductive pattern 11. Therefore, since the size of the brazing material 16 can be regulated by the recess 15, the brazing material 16 can be formed small. For this reason, the area related to the mounting of the circuit element 13 can be reduced.
[0018]
With reference to FIG. 2, the circuit device 10B of another form is referred. The basic configuration of the circuit device 10B shown in this figure is the same as that of the circuit device 10A described with reference to FIG. 1, and the shape of the recess 15 is different. 2A is a cross-sectional view of the circuit device 10B viewed from the AA ′ plane in FIG. 2A, FIG. 2B is a plan view of the circuit device 10B, and FIG. It is sectional drawing of the state which mounted the circuit device 10B through the brazing material 16. FIG.
[0019]
Referring to FIGS. 2A and 2B, the recess 15 is formed by uniformly denting the conductive pattern 11 in the peripheral portion. Therefore, the side surface of the conductive pattern 11 recessed inward is exposed on the side surface of the recess 15, and the insulating resin 16 is exposed on the upper surface of the recess 15.
[0020]
With reference to FIG. 2C, a state in which the circuit device 10B is fixed to the conductive path 21 on the mounting substrate 20 via the brazing material 16 will be described.
[0021]
The brazing material 16 adheres to the side surface of the conductive pattern 11 exposed in the concave portion 15 and the conductive path 21 to electrically connect and fix the both. Here, the conductive pattern 11 is exposed on the side surface of the recess 15, and the insulating resin 16 is exposed on the upper surface of the recess 15. Since the insulating resin 16 is a material having poor wettability of the brazing material 16 such as solder, the brazing material 16 does not adhere to the insulating resin 16 exposed on the upper surface of the recess 15. Therefore, the brazing material 16 is mainly attached to the side surface of the conductive pattern 11, and the brazing material 16 is formed so as to draw an arc from the upper part of the exposed side surface of the conductive pattern 11 to the conductive path 21. Accordingly, the region where the brazing material 16 is formed can be accommodated in the planar region of the circuit device 10B, and the area for mounting the circuit device 10B can be reduced.
[0022]
With reference to FIG. 3, a circuit device 10C of another form is referred to. The basic configuration of the circuit device 10C shown in this figure is the same as the circuit device 10A described with reference to FIG. 1, and the shape of the recess 15 is different. 3A is a cross-sectional view of the circuit device 10C, FIG. 3B is a plan view of the circuit device 10C viewed from the AA ′ plane of FIG. 3A, and FIG. It is sectional drawing of the state which mounted 10 C of circuit devices through the brazing material 16. FIG.
[0023]
With reference to FIGS. 3A and 3B, the recess 15 included in the circuit device 10C is formed by uniformly denting the conductive pattern 11 of the peripheral portion inward in the thickness direction. The plating film 12 formed on the surface of the conductive pattern 11 is exposed on the upper surface of the recess 15.
[0024]
With reference to FIG. 3C, a state in which the circuit device 10C is fixed to the conductive path 21 on the mounting substrate 20 via the brazing material 16 will be described. Here, the conductive pattern 11 is exposed on the side surface of the recess 15, and the back surface of the plating film 12 is exposed on the upper surface of the recess 15. The conductive pattern 11 formed of a metal such as copper has good wettability of the brazing material 16 such as solder, and the plating film 12 made of metal such as Ag is also excellent in the wettability of the brazing material 16 such as solder. Accordingly, since the brazing material 16 adheres to the side surface and the upper surface of the recess 15, a trapezoidal cross-sectional shape is obtained. From the above, since the brazing material 16 protrudes outside the mounting area of the circuit device 10C, it is possible to visually determine whether the brazing material 16 is good or bad after mounting.
[0025]
(Second Embodiment Explaining Circuit Device Manufacturing Method)
A method for manufacturing the circuit device 10 of the present invention will be described with reference to FIGS. The circuit device manufacturing method of the present invention includes a step of processing a substrate 31 made of a conductive member and providing a plurality of units 32 made of the conductive pattern 11 constituting the island 11A and the extraction electrode 11B on the substrate 31, and the entire substrate 31. The step of adhering to the adhesive sheet 37, the step of fixing the circuit element to the island 11A of each unit 32 of the substrate 31, the unit 32 of the substrate 31 being sealed with the insulating resin 16, and then the adhesive sheet from the substrate 31. 37, the step of forming the exposed groove 39 by etching the conductive pattern 11 in the peripheral portion of each unit 32 from the back surface, and the substrate 31 is cut and separated into each unit 32, so that the exposed groove 39 is formed. And a step of exposing the conductive pattern 11 at the provided location to the side surface. Each of these steps will be described below.
[0026]
In the first step of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, a substrate 31 made of a conductive member is processed, and a plurality of units consisting of conductive patterns 11 constituting islands 11 A and extraction electrodes 11 B are formed on the substrate 31. 32 is provided.
[0027]
First, as shown in FIG. 4, on the substrate 31, a plurality of units 32 corresponding to one circuit device 10, for example, 30 units are arranged vertically and horizontally in 3 rows and 10 columns to form one block 33. Form. A plurality of blocks 33 are arranged on the substrate 31 with a certain interval. The substrate 31 has a thickness of, for example, a single copper frame having a thickness of about 0.1 to 0.2 mm.
[0028]
The detailed shape of each unit 32 will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a plan view showing a plurality of units 32 formed on the substrate 31, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the substrate 31 in FIG.
[0029]
Each unit 32 formed of the conductive pattern 11 shown in FIG. 5A can be formed by punching from the surface of the substrate 31 by punching. Further, the conductive pattern 11 for forming each unit 32 can be formed also by performing etching from the front surface and the back surface of the substrate 31. When the conductive pattern 11 is formed by etching, the etching mask that covers the surface of the substrate 31 and the etching mask that covers the back surface of the substrate 31 have different shapes, as shown in FIG. It can be formed in a simple cross-sectional structure. That is, a structure in which the upper part of the conductive pattern 11 protrudes to the side from the lower part can be obtained.
[0030]
By this step, the island 11A, the extraction electrode 11B, the connection portion 35 between the island 11A and the extraction electrode 11B, and the connection portion 35 between the islands 11A are formed on the substrate 31. Each unit 32 surrounded by a dotted line on the substrate 31 has a rectangular shape having, for example, a long side × short side of 1.0 mm × 0.8 mm, which are 0.02 to 0.05 μm from each other. They are arranged vertically and horizontally at intervals. The interval becomes a dicing line in a later process.
[0031]
The conductive pattern 11 forms an island 11A and an extraction electrode 11B in each unit 32, and these patterns have the same shape in each unit 32. The island 11A is a place where the circuit element 13 is mounted, and the extraction electrode 11B is a place where wire connection is made to the electrode pad 30 of the semiconductor element. Two connecting portions 35 are extended from the island 11A in a continuous pattern. These line widths are narrower than the island 11A and extend with a line width of 0.2 mm, for example. The connecting portion 35 is connected to the island 11 A of the adjacent unit 32 beyond the dicing line 41. Further, each of the connecting portions 35 extends from the extraction electrode 11B in a direction perpendicular to the connecting portion 35, and is connected to the island 11A of the adjacent unit 32 beyond the dicing line 40. The connecting portion 35 is further connected to a common connecting portion (not shown) surrounding the unit 32 group. By extending the connecting portion 35 in this way, the island 11A and the extraction electrode 11B of each unit 32 are connected in common. Thus, the island 11 A and the extraction electrode 11 B of each unit 32 formed by punching out the substrate 31 by punching or etching are fixed to the substrate 31.
[0032]
The second step of the present invention is to affix the entire substrate 31 to the adhesive sheet 37 as shown in FIG.
[0033]
As described in the first step, the sheet 37 is bonded to the back surface of the substrate 31 on which the plurality of collective blocks 33 such as the island 11A and the extraction electrode 11B are formed by punching and etching the substrate 31. Accordingly, the substrate 31 on which the plurality of collective blocks 33 are formed is integrally supported on the sheet 37, and the sheet 37 is used as a stopper for the insulating resin 16 when the insulating resin 16 is formed in a later process.
[0034]
Here, as the sheet 37, a polyimide sheet, heat-resistant PET, or the like having excellent heat resistance is used in consideration of a subsequent die bonding process, a wire bonding process, an insulating resin forming process, and the like.
[0035]
The third step of the present invention is to fix the circuit elements to the islands 11A of the respective units 32 of the substrate 31, as shown in FIG.
[0036]
For each unit 32 of the substrate 31, the circuit element 13 is die-bonded to the surface of the island 11A with a conductive paste such as an Ag paste. Then, the electrode pad of the circuit element 13 and the extraction electrode 11B are electrically connected by, for example, a thin metal wire 14 made of Au wire. At this time, the fine metal wire 14 is ball-bonded to the bonding pad portion by ultrasonic wire bonding, and the take-out electrode 11B side is connected by stitch bonding. As the circuit element 13, for example, a three-terminal active element such as a bipolar transistor or a power MOSFET is formed. When a bipolar element is mounted, the external electrodes formed on the back surface of the island 11A are collector terminals, and the external electrodes formed on the back surface of the extraction electrode 11B are base / emitter electrodes.
[0037]
In some cases, silver plating or gold plating may be applied on the island 11A in consideration of adhesion to the conductive paste. In addition, silver plating or nickel plating may be performed on the extraction electrode 11B in consideration of the adhesiveness of the fine metal wires 14.
[0038]
Next, the fourth step of the present invention is to peel off the adhesive sheet 37 from the substrate 31 after sealing each unit 32 of the substrate 31 with the insulating resin 16 as shown in FIG.
[0039]
Here, there are a case where the insulating resin 16 is formed on the substrate 31 at once by transfer molding, and a case where the common insulating resin 16 is formed for each aggregate block 33 on the substrate 31 by potting.
[0040]
Here, a case will be described in which the insulating resin 16 is formed on the substrate 31 all at once by transfer molding. When the insulating resin 16 is formed by transfer molding, a common mold (not shown) is prepared, and the substrate 31 on which the sheet 37 is attached is placed in the cavity of the mold. At this time, the substrate 31 whose back surface is flattened by the sheet 37 abuts the bottom surface of the mold, so that a flat surface can be formed on the back surface of the insulating resin 16. After the sheet is removed, the back surface of the conductive pattern 11 is exposed from the back surface of the insulating resin 16. On the other hand, on the surface of the insulating resin 16, a flat surface can be formed by a mold, and the thickness of the insulating resin 16 can be surely formed at one time. In this step, the insulating resin 16 can be formed to a thickness of 0.3 to 1.0 mm.
[0041]
And, as described above, if the insulating resin 16 is formed by transfer molding, as described above, if the size of the substrate 31 having the plurality of collective blocks 33 is made common, it can be performed by a common mold. . That is, for example, when 120 circuit elements 13 are mounted on one collective block 33 and five collective blocks 33 are formed on the substrate 31, all 600 circuit elements 13 can be formed in one molding process. Can be coated. As a result, the manufacturing process can be shortened, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
[0042]
The fifth step of the present invention is to form an exposed groove 39 by etching the conductive pattern 11 in the peripheral portion of each unit 32 from the back surface with reference to FIG. The side surface of the conductive pattern 11 formed in the exposed groove 39 becomes the recess 15 of the circuit device shown in FIGS.
[0043]
There are three possible methods for forming the exposed groove 39. Each method will be described in detail below with reference to FIGS. 9 (A) to 9 (C).
[0044]
Referring to FIG. 9A, the first method is a method of exposing the conductive pattern 11 to the exposed groove 39 by forming the exposed groove 39 shallower than the conductive pattern 11. First, the back surface of the conductive pattern 11 in the region where the exposed groove 39 is formed is exposed, and an etching resist 38 is formed on the conductive pattern 11 exposed from the back surface of the insulating resin 16. Then, the etching is advanced by wet etching or the like, and the etching is stopped before the separation groove 39 reaches the surface of the conductive pattern 11. As a result, a separation groove 39 having a predetermined depth is formed. When each unit 32 is separated by dicing a portion where the separation groove 39 is provided in a later step, for example, a circuit device having a recess 15 as shown in FIG. 1 is manufactured.
[0045]
Referring to FIG. 9B, the second method is a method in which the insulating resin 16 is exposed on the bottom surface of the separation groove. First, an etching resist 38 is formed in the same manner as the first method described above. Next, the exposed groove 39 is formed by advancing etching, and the conductive pattern 11 in the thickness direction of the portion where the exposed groove 39 is formed is etched. As a result, the plating film 12 formed on the upper surface of the conductive pattern 11 is exposed at the bottom of the exposed groove 39. Next, the separation groove 39 is further etched using an etchant that reacts with the plating film 12, thereby removing the plating film 12 exposed at the bottom of the separation groove 39. With the above method, the insulating resin 16 is exposed at the bottom of the exposed groove 39. Then, when the units 32 are separated by the dicing described in the first method, for example, a circuit device 10B as shown in FIG. 2 is manufactured.
[0046]
Referring to FIG. 9C, the third method is a method in which the plating film 12 is exposed on the bottom surface of the separation groove. This method is performed by leaving the plating film 12 exposed at the bottom of the separation groove 39 without removing it in the second method described above. Therefore, in this method, a circuit device 10B as shown in the circuit device 10C described in FIG. 3 is manufactured.
[0047]
The sixth step of the present invention is to expose the conductive pattern 11 at the side where the exposed groove 39 is provided by cutting the substrate 31 and separating it into units 32 with reference to FIG. And the recessed part 15 of each circuit apparatus is formed because the exposure groove | channel 39 is isolate | separated.
[0048]
Here, each unit 32 provided in a matrix on the substrate 31 is separated into circuit devices 10 by dicing along dicing lines indicated by alternate long and short dash lines. Through the above steps, the circuit device 10 as shown in FIGS. 1 to 3 is manufactured.
[0049]
【The invention's effect】
In the circuit device of the present invention, the conductive pattern 11 forming at least the island 11A and the extraction electrode 11B is exposed from the recess 15 provided on the side surface of the insulating resin 16. Therefore, when the circuit device 10 is mounted on the conductive path 21 on the mounting substrate via the brazing material 16, the brazing material 16 adheres to the exposed side surface of the conductive pattern 11, and a fillet is formed. Can be confirmed visually.
[0050]
Furthermore, by exposing the insulating resin 16 to the upper surface of the recess 15, the brazing material 16 does not adhere to the upper surface of the recess made of the insulating resin 16 having poor wettability, and the conductive material exposed on the side surface of the recess 15. The brazing material 16 adheres only to the side surface of the pattern 11. Therefore, the brazing material 16 is accommodated in the mounting area of the circuit device, and the area for mounting the circuit device 10 can be reduced.
[0051]
In the method of manufacturing a circuit device according to the present invention, units 32 including islands 11A and extraction electrodes 11B constituting one circuit device 10 are formed in a matrix on a substrate 31 to fix the circuit elements 13 and insulate resin 16. After sealing by the above, the above-mentioned recess 15 is formed by forming the exposed groove 39 from the back surface of the insulating resin 16. Therefore, the shape of the recess 15 can be changed by adjusting the depth of the exposed groove 39.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view (A), a plan view (B), and a cross-sectional view (C) for explaining a circuit device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view (A), a plan view (B), and a cross-sectional view (C) for explaining a circuit device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view (A), a plan view (B), and a cross-sectional view (C) for explaining a circuit device of the present invention.
FIG. 4 is a plan view for explaining the circuit device manufacturing method of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a circuit device of the present invention. FIGS.
6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a circuit device of the present invention.
7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a circuit device according to the present invention.
FIGS. 8A and 8B are a cross-sectional view (A) and a plan view (B) for explaining a method of manufacturing a circuit device according to the present invention. FIGS.
9A, 9B, 9C and 9D are a cross-sectional view (A), a cross-sectional view (B), and a cross-sectional view (C) for explaining a method for manufacturing a circuit device of the present invention.
10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a circuit device according to the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a conventional circuit device.

Claims

Processing a substrate made of a conductive member to form an island and a take-out electrode, and forming a plurality of units made of a conductive pattern provided with a stepped portion on the side facing the inside;
Fixing a circuit element to the island of each unit of the substrate;
Sealing the conductive pattern and the circuit element of each unit of the substrate with an insulating resin, and wrapping the insulating resin around the step portion of the conductive pattern;
Etching the conductive pattern in the periphery of each unit from the back surface to form an exposed groove penetrating the conductive pattern, and exposing the insulating resin from the exposed groove ;
And cutting the substrate and the insulating resin into the respective units to expose the conductive pattern at the side where the exposed groove is provided on a side surface. Production method.

Processing a substrate made of a conductive member to form an island and an extraction electrode, and forming a plurality of units having a conductive pattern in which a step portion is provided on a side surface facing inward and a plating film is formed on an upper surface ; ,
Fixing a circuit element to the island of each unit of the substrate;
Sealing the conductive pattern and the circuit element of each unit of the substrate with an insulating resin, and wrapping the insulating resin around the step portion of the conductive pattern;
Etching the conductive pattern in the peripheral part of each unit from the back surface to form an exposed groove penetrating the conductive pattern, and exposing the plating film from the exposed groove ;
And cutting the substrate and the insulating resin into the respective units to expose the conductive pattern at the side where the exposed groove is provided on a side surface. Production method.