CN107342266B - 电子部件模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子部件模块及其制造方法,上述电子部件模块具有在对磁噪声具备有效的屏蔽效果的同时不会发生剥离的磁屏蔽层,且具备对电子设备的组装和制造的简化、低高度化的影响较小、通用性较高的结构。电子部件模块100具有基板101、形成于主表面101a的电子部件102、以使用密封树脂密封电子部件102的方式形成的树脂模制层110和形成于树脂模制层110的树脂表面110A的薄膜磁屏蔽层170,薄膜磁屏蔽层170具有含有由薄膜单位屏蔽层121~160层压而成的屏蔽体多重结构的薄膜多重屏蔽层119,薄膜单位屏蔽层121~160具有软磁性层121a~160a和应力差异金属层121b~160b的层压结构。
Description
技术领域
本发明涉及多个电子部件按照电子设备的功能、用途进行汇集的电子部件模块及其制造方法。
背景技术
近年来,电子设备的多功能化有了显著进展,伴随着小型化和生产效率的提升,模块化正加速进行。模块化是指,将电子设备作为具有功能性的统一的“模块”按元件进行分割,使各个元件之间的接口简单化、规则化。具有功能性的统一而汇集的多个电子部件被称作电子部件模块,存在例如Bluetooth(注册商标)、Wi-Fi等无线模块、将电源电路作为一个元件的电源管理模块、将传感器和传感器启动电路作为一个元件的传感器模块等各种电子部件模块。
另一方面,在电子设备中,如果多功能化得到发展,则在各个模块中产生的无用辐射和干涉波有可能对其他模块造成不良影响。因此,在以往的电子设备中,常常在内部设置屏蔽构件来减小无用辐射和干涉波的影响。例如,在专利文献1中公开了如下所述的移动电话终端。在该移动电话终端中,在基板一方配置有磁屏蔽片,使之覆盖几乎所有安装于基板一方的多个电子部件,在基板的另一方也配置有磁屏蔽片,使之覆盖基板的另一方的至少配置有电源线的部分。
另外,在专利文献2中公开了如下所述的半导体装置封装结构。在该半导体装置封装结构中,在覆盖形成于基板上的半导体芯片等多个元件的树脂封装体的表面上,形成有具备晶种层(seed layer)、第一屏蔽层、第二屏蔽层以及保护层的电磁干扰屏蔽层。
而且,在专利文献3中,公开了一种在收纳线圈单元的线圈盒的内面粘贴有铜屏蔽体和含有磁片的屏蔽体的车辆。另外,在专利文献4中,公开了一种半导体装置,上述半导体装置具备由多个含有磁屏蔽膜和缓冲膜的结构体层压而成的异质结构磁屏蔽体。
专利文献
专利文献1:日本特开2007-104049号公报
专利文献2:美国专利第9,269,673B1号说明书
专利文献3:日本特开2014-75975号公报
专利文献4:日本特开2010-278418号公报
发明内容
通过上述专利文献1中公开的技术,可减小对调幅波接收功能产生影响的噪声。另外,通过上述专利文献2中公开的技术,可减小引起电磁干扰的电磁噪声。
但是,在专利文献1中公开的移动电话终端中,在一个基板上安装有多个按照功能分组的电子部件,该各组分别被分体的金属制屏蔽罩覆盖。因此,在专利文献1的现有技术中,一块基板必须被形状不同的多个金属制屏蔽罩覆盖,因而移动电话终端的组装工作要花费工夫,难以简化制造。另外,分组后的多个电子部件被安装于一个基板上,并在该基板整体形成一个磁屏蔽片。因为多个电子部件未以小组单位进行划分(未模块化),所以即使只对一组进行变更、交换,也必须对基板上所有的组进行变更、交换,因此,专利文献1中公开的移动电话终端存在缺乏通用性的问题。
而且,因为磁屏蔽片必须配置于基板的两面,所以磁屏蔽体的存在对终端内部的低高度化产生影响,而存在难以减小移动电话终端的厚度的问题。
另一方面,当电子部件模块包含像感应体一样会产生电流磁场的电子部件时,为了能够有效减弱该电流磁场,期望使大量的磁通以穿透磁屏蔽体的截面的方式通过该磁屏蔽体的内侧,即,期望使磁通穿透磁屏蔽体。
但是,例如,如果增加专利文献2的第二屏蔽层的厚度,使大量的磁通穿透第二屏蔽层,则存在伴随厚度的增加,第二屏蔽层的内部应力累积,使第二屏蔽层变得容易剥离的问题。
因此,在现有技术中,难以使磁屏蔽层在对磁噪声具备有效的屏蔽效果的同时不发生剥离。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种电子部件模块及其制造方法,上述电子部件模块具有在对磁噪声具备有效的屏蔽效果的同时不会发生剥离的磁屏蔽层,且具备对电子设备的组装和制造的简化、低高度化的影响较小、通用性较高的结构。
为了解决上述问题,本发明的特征在于,电子部件模块具有基板、至少一个电子部件、树脂模制层以及薄膜磁屏蔽层,上述电子部件形成于该基板一侧的主表面,上述树脂模制层以使用密封树脂密封该电子部件的方式形成,上述薄膜屏蔽层形成于该树脂模制层的与主表面相对的树脂表面,该薄膜磁屏蔽层具有薄膜多重屏蔽层,薄膜多重屏蔽层具有由多个薄膜单位屏蔽层层压而成的屏蔽体多重结构,薄膜单位屏蔽层具有软磁性层和应力差异金属层的层压结构,软磁性层由软磁性材料构成,应力差异金属层由与该软磁性层应力方向不同的应力差异金属材料构成。
在上述电子部件模块中,由于薄膜单位屏蔽层具有软磁性层和应力差异金属层的层压结构,软磁性层的内部应力被应力差异金属层的内部应力抵消。由于薄膜磁屏蔽层具有这样的由多个薄膜单位屏蔽层层压而成的屏蔽体多重结构,内部应力得到缓和,而且,由于软磁性层层叠,可以确保对磁噪声有效的磁性层整体的膜厚较大。
另外,在上述电子部件模块的情况下,优选地,薄膜单位屏蔽层为以如下方式形成的溅射薄膜或蒸镀薄膜:软磁性层的膜厚被设定为大于应力差异金属层的膜厚,其大小为应力差异金属层的膜厚的20倍至60倍,并且软磁性层显示拉伸应力且应力差异金属层显示压缩应力,或者软磁性层显示压缩应力且应力差异金属层显示拉伸应力。
进一步优选地,薄膜磁屏蔽层进一步具有粘合晶种层、电磁波屏蔽层以及保护层,上述粘合晶种层直接形成于树脂模制层的树脂表面,上述电磁波屏蔽层层压于该粘合晶种层和薄膜多重屏蔽层之间,上述保护层直接形成于薄膜多重屏蔽层,该粘合晶种层、保护层使用与应力差异金属材料相同的金属材料而形成,且电磁波屏蔽层使用铜、银、铝以及其他导电性金属材料而形成。
能够使薄膜磁屏蔽层也形成于树脂模制层的与树脂表面相交的树脂侧面。
另外,优选地,树脂模制层优选为在树脂表面和与该树脂表面相交的树脂侧面之间形成弯曲面或连接端面,该连接端面和树脂表面所构成的角以及该连接端面和树脂侧面所构成的角均设定为钝角,树脂模制层的树脂侧面以及弯曲面或连接端面均形成有薄膜磁屏蔽层。
进一步优选地,树脂模制层在与所述树脂表面的各所述电子部件之间相对应的部件间对应位置形成有凹部,所述薄膜磁屏蔽层也形成于该凹部的内表面。
作为软磁性层的软磁性材料,可使用铁镍系合金、铁、铁系合金、或FeCrSi合金。
另外,作为应力差异金属材料,可使用Cr或W、Ag、Au、Cu、AlN。
作为应力差异金属材料,可使用Cr或W、Ag、Au、Cu、AlN,作为粘合晶种层和保护层的材料,可使用Cr。
而且,本发明提供一种电子部件模块的制造方法,其包括:
树脂模制层形成工序以及薄膜磁屏蔽层形成工序,上述树脂模制层形成工序为,以使用密封树脂将形成于基板的一侧的主表面的至少一个电子部件密封的方式形成树脂模制层;上述薄膜屏蔽层形成工序为,在该树脂模制层的与上述主表面相对的树脂表面形成薄膜磁屏蔽层,该薄膜磁屏蔽层形成工序具有薄膜多重屏蔽层形成工序,上述薄膜多重屏蔽层形成工序为,通过反复进行形成具有软磁性层和应力差异金属层的层压结构的薄膜单位屏蔽层的薄膜单位屏蔽层形成工序,来形成具有由多个薄膜单位屏蔽层层压而成的屏蔽体多重结构的薄膜多重屏蔽层,软磁性层由软磁性材料构成,应力差异金属层由与该软磁性层的应力方向不同的应力差异金属材料构成。
在上述制造方法中,优选地,薄膜单位屏蔽层形成工序为,使用由软磁性材料构成的靶材,通过溅射或蒸镀形成显示拉伸应力的薄膜作为软磁性层,并且使用由应力差异金属材料构成的靶材,通过溅射或蒸镀形成以显示压缩应力的方式形成的薄膜作为应力差异金属层,或者,通过溅射或蒸镀形成显示压缩应力的薄膜作为软磁性层,并且使用由应力差异金属材料构成的靶材,通过溅射或蒸镀形成以显示拉伸应力的方式形成的薄膜作为应力差异金属层。
另外,优选地,所述薄膜磁屏蔽层形成工序进一步具有:
粘合晶种层形成工序以及保护层形成工序,上述粘合晶种层形成工序为,在上述树脂表面形成粘合晶种层;上述保护层形成工序为,在薄膜多重屏蔽层形成保护层,使用Cr或W、Ag、Au、Cu、AlN作为应力差异金属材料来进行薄膜单位屏蔽层形成工序,并且使用Cr作为粘合晶种层和保护层的材料来进行粘合晶种层形成工序和保护层形成工序。
进一步优选地,薄膜磁屏蔽层形成工序进一步具有电磁波屏蔽层形成工序,上述电磁波屏蔽层形成工序为使用铜、银、铝以及其他导电性金属材料在粘合晶种层形成电磁波屏蔽层。
本发明的其他侧面、特点以及优点,通过结合附图的以下详细说明会更加明确。附图为本文件公开范围的一部分,也为作为图示本发明的原理原则的一个示例。
如上详述,根据本发明可得到一种电子部件模块及其制造方法,上述电子部件模块具有在对磁噪声具备有效的屏蔽效果的同时不会发生剥离的磁屏蔽层,且具备对电子设备的组装和制造的简化、低高度化的影响较小、通用性较高的结构。
附图说明
图1为本发明的实施方式所涉及的电子部件模块的图7中沿1-1线横截的截面图。
图2为被图1的虚线包围的部分Q2的放大截面图。
图3为被图1的虚线包围的部分Q3的放大截面图。
图4为变形例所涉及的电子部件模块的图3所对应的截面图。
图5为其他变形例所涉及的电子部件模块的图3所对应的截面图。
图6(a)为模式性地表示通过如图1所示薄膜磁屏蔽层的磁噪声的图,(b)为模式性地表示通过如图4所示变形例所涉及的薄膜磁屏蔽层的磁噪声的图,(c)为模式性地表示通过如图5所示其他变形例所涉及的薄膜磁屏蔽层的磁噪声的图。
图7为表示安装有含有图1的电子部件模块的多个电子部件模块的电子设备的内部结构的主要部分。
图8为表示本发明的实施方式所涉及的电子部件模块的制造工序的平面图。
图9为表示图8的后续工序的平面图。
图10为表示图9的后续工序的平面图。
图11为表示电子部件模块的变形例所涉及的制造工序,表示图8的后续工序的平面图。
图12为沿图9的12-12线横截的截面图。
图13为沿图10的13-13线横截的截面图。
图14为沿图11的14-14线横截的截面图。
图15为图14的后续工序的截面图。
图16为形成于变形例所涉及的形成于电子部件模块的薄膜多重屏蔽层的图2所对应的截面图。
图17为表示薄膜磁屏蔽层形成工序的执行顺序的图。
图18为其他变形例所涉及的电子部件模块的图1所对应的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明,对同一元件使用同一符号,并省略重复说明。
(电子部件模块的结构)
首先,参照图1~图3、图7,对本发明实施方式所涉及的电子部件模块的结构进行说明。其中,图1为本发明的实施方式所涉及的电子部件模块100的沿图7中的1-1线的截面图,图2为将图1的被虚线包围的部分Q2放大后的截面图,图3为将图1的被虚线包围的部分Q3放大后的截面图。图7为表示安装有含有电子部件模块100的多个电子部件模块100B、100C、100D的电子设备200的内部结构的主要部分的平面图。
如图1所示,电子部件模块100具有基板101、形成于基板101上的多个电子部件102、树脂模制层110和薄膜磁屏蔽层170。在电子部件模块100中,多个电子部件102具有功能性的统一地被汇集。如图7所示,电子部件模块100与其他电子部件模块100B、100C、100D一同收容于电子设备200(如图7所示的电子设备200为多功能移动电话)的内部。在电子设备200的情况下,其内部收容有电池102B,在电池102B的邻接的区域安装有电子部件模块100、100B、100C、100D。
基板101可以为使用树脂等形成的印刷电路基板(PCB)。多个电子部件102形成于基板101的一侧的主表面101a上。在多个电子部件102中,至少含有可产生磁噪声的电子部件(例如,感应体)。如图7所示,在电子部件模块100中,作为多个电子部件102,含有感应体L1、L2和电容器C1、C2。应予说明,虽未图示,但作为电子部件102,也可含有具备集成电路的IC芯片、电源装置、电阻元件。
树脂模制层110以使用密封树脂密封电子部件102的方式形成。例如,密封树脂使用填充有通过二氧化硅(SiO2)形成的填充物(未图示)的环氧树脂而形成。如图1、图3所示,树脂模制层110具有树脂表面110A和树脂侧面110B。树脂表面110A为树脂模制层110的表面中的与主表面101a相对的表面。树脂侧面110B为树脂模制层110的侧面,为与树脂表面110A相交的表面。
如图3所详示,薄膜磁屏蔽层170形成于树脂模制层110的树脂表面110A和树脂侧面110B。薄膜磁屏蔽层170的在树脂表面110A上直接形成的部分为磁屏蔽层170A,在树脂侧面110B上直接形成的部分为磁屏蔽体170B。薄膜磁屏蔽层170形成为与基板101的尺寸(纵横均为几mm左右的大小)相比,厚度极小的薄膜状(薄膜磁屏蔽层170的膜厚是基板101的尺寸的1/500到1/50左右的大小)。
如图2所示,薄膜磁屏蔽层170具有薄膜多重屏蔽层119、粘合晶种层161、电磁波屏蔽层162和保护层163。
薄膜多重屏蔽层199具有屏蔽体多重结构。屏蔽体多重结构是指多个薄膜单位屏蔽层层压而成的结构。在图2中,通过层压从薄膜单位屏蔽层121、122、123至158、159、160为止的40层(为了方便图示,省略123至158),形成薄膜多重屏蔽层119。至少层压10层左右的薄膜单位屏蔽层121即可,也可层压41层以上。
而且,薄膜单位屏蔽层121、122、123至158、159、160分别具有应力差异金属层121a、122a、123a至158a、159a、160a和软磁性层121b、122b、123b至158b、159b、160b(为了方便图示,省略123a至158a、123b至158b)。
软磁性层121b、122b、123b至158b、159b、160b使用软磁性材料通过溅射(或者也可以是蒸镀)形成为薄膜状。例如,可使用铁镍系合金(坡莫合金:NiFe、超坡莫合金、镍铁铜系高磁导率合金(Mu-metal)、镍铁铌系高磁导率合金(Hardperm)等)、铁及铁系合金(电磁软铁、硅钢、铁硅铝磁性合金、铝铁高导磁合金、珀明德铁钴系高导磁率合金等)、铁氧体化合物、FeCrSi合金以及其他含有Ni或Fe的金属材料。软磁性层121b~160b可形成为例如0.25μm至0.5μm左右的膜厚。或者也可形成为0.01μm至0.25μm左右的膜厚。图2表示软磁性层121b~160b使用坡莫合金(NiFe)作为软磁性材料并形成相同的膜厚的情况。应予说明,在本实施方式中,蒸镀是指使金属、氧化物等蒸发,并使之附着在材料的表面的表面处理或形成薄膜的方法。蒸镀中存在物理蒸镀(PVD:Physical Vapor Deposition)和化学蒸镀(CVD:Chemical Vapor Deposition)。
应力差异金属层121a、122a、123a至158a、159a、160a使用应力差异金属材料通过溅射(或者也可以是蒸镀)形成为薄膜状。应力差异金属材料是指,可与软磁性层应力方向不同的金属材料(可具有与软磁性层方向不同的内部应力的金属材料)。作为应力差异金属材料,例如,可使用Cr。此外,也可使用W(钨)或Ag、Au、Cu、AlN。应力差异金属层121a~160a可形成为例如0.01μm左右的膜厚,或者0.001μm至0.01μm左右的膜厚。如图2所示的应力差异金属层121a~160a形成为相同的膜厚。
详细情况后述,应力差异金属层121a~160a分别通过溅射(或者也可以是蒸镀),以应力模式P1的方式形成。应力差异金属层121a~160a在以应力模式图P1的方式形成的情况下,显示压缩应力。另外,应力差异金属层121a~160a也可以应力模式P2的方式形成。此时,应力差异金属层121a~160a形成为显示拉伸应力。
而且,软磁性层121b~160b的膜厚设定为大于应力差异金属层121a~160a的膜厚。在本实施方式中,软磁性层121b~160b的膜厚设定为至少为应力差异金属层121a~160a的膜厚的20倍至60倍的大小。
软磁性层121b~160b和应力差异金属层121a~160a各自的内部应力朝向相反的方向,应力的方向不同。软磁性层121b~160b和应力差异金属层121a~160a为分别通过溅射(或者也可以是蒸镀),以应力模式P1或应力模式P2的方式形成的薄膜(以蒸镀的方式形成的薄膜为蒸镀薄膜)。
应力模式(stress pattern)是指软磁性层121b~160b和应力差异金属层121a~160a各自的应力的组合方式,在本实例方式中为P1或P2。在应力模式P1的情况下,软磁性层121b~160b显示拉伸应力,应力差异金属层121a~160a显示压缩应力。在应力模式P2的情况下,软磁性层121b~160b显示压缩应力,应力差异金属层121a~160a显示拉伸应力(详细情况后述)。
粘合晶种层161直接形成于树脂模制层110的树脂表面110A和树脂侧面110B上。粘合晶种层161为电磁波屏蔽层162通过电镀形成时的基底层,具有将该电磁波屏蔽层162粘合于树脂表面110A和树脂侧面110B上的效果(粘合作用)。在本实施方式中,粘合晶种层161使用与应力差异金属材料相同的Cr而形成。粘合晶种层161可以形成为例如0.01μm至0.1μm左右的膜厚。
如图3所详示,磁波屏蔽层162直接形成于粘合晶种层161上。电磁波屏蔽层162层压于薄膜多重屏蔽层119和粘合晶种层161之间。电磁波屏蔽层162使用铜(Cu)、银(Ag)等导电性良好的金属材料而形成。电磁波屏蔽层162可以形成例如0.5μm至5μm左右的膜厚。
保护层163直接形成于薄膜多重屏蔽层119的表面。保护层163配置于薄膜磁屏蔽层170的最外侧,具有保护薄膜多重屏蔽层119的作用。保护层163与粘合晶种层161同样地,使用与应力差异金属材料相同的Cr而形成。保护层163可以形成为例如0.01μm至5μm左右的膜厚。
(电子部件模块的制造方法)
然后,参照图8、9、10、12、13,对电子部件模块100的制造方法进行说明。电子部件模块以如下的方式制造。
首先,在基板101的主表面101a上,含有感应体L1、L2、电容器C1、C2的多个电子部件102安装于各模块区域99。各模块区域99分别为之后成为电子部件模块100的区域。
之后,执行树脂模制层形成工序。如图8所示,在此工序中,在基板101的主表面101a上涂布密封树脂108从而形成树脂模制层110。
接着,如图9、12所示,使用未图示的切割锯等在基板101和树脂模制层110上沿纵向和横向分别形成多条切割线CL,从而将基板101和树脂模制层110划分为多个模块区域99。应予说明,在基板101的背面(与主表面101a相对的表面)上,粘贴有具有与基板101相同程度的大小的未图示的切割片187(参照图12)。而且,使得切割锯虽然将到达切割片187,但切割片187不会被切割,从而形成切割线CL。如图12所示,此时,沿着切割线CL的槽部103形成于各模块区域99之间。图12表示模块区域99A、99B和它们之间的槽部103。
然后,执行薄膜磁屏蔽层形成工序。如图10、图13所示,在薄膜磁屏蔽层形成工序中,薄膜磁屏蔽层170形成于树脂模制层110。此时,在执行薄膜磁屏蔽层形成工序之前,由于槽部103形成于各模块区域99之间,因此薄膜磁屏蔽层170也进入槽部103的内侧,不仅形成于树脂表面110A,还形成于树脂侧面110B。进而,由于槽部103也形成于基板101,所以薄膜磁屏蔽层170也形成于基板101的侧面。
应予说明,在该工序之前,多个模块区域99从切割片187转移到磁屏蔽形成用片材188(参照图13)。图10、图13表示进行了该转移之后。此时,调整各模块区域99的位置,使各模块区域99之间的间隔大于形成切割线CL时的间隔(这点未图示)。由此,在树脂侧面110B和基板101的侧面形成薄膜磁屏蔽层170。
而且,如图17所示,薄膜磁屏蔽层形成工序包括:粘合晶种层形成工序S1、电磁波屏蔽层形成工序S2、薄膜多重屏蔽层形成工序S3和保护层形成工序S4。在薄膜磁屏蔽层形成工序中,粘合晶种层形成工序S1、电磁波屏蔽层形成工序S2、薄膜多重屏蔽层形成工序S3和保护层形成工序S4如图17所示顺序执行。
在粘合晶种层形成工序S1中,上述粘合晶种层161形成于树脂表面110A和树脂侧面110B。在粘合晶种层形成工序S1中,使用Cr制造的靶材,通过溅射形成粘合晶种层161。
在电磁波屏蔽层形成工序S2中,上述电磁波屏蔽层162形成于粘合晶种层161。在电磁波屏蔽层形成工序S2中,使用由铜、银、铝及其他导电性良好的金属材料制造的靶材,通过溅射形成电磁波屏蔽层162。
在薄膜多重屏蔽层形成工序S3中,通过在同样的条件下反复执行薄膜单位屏蔽层形成工序,从而形成具有上述屏蔽体多重结构的薄膜多重屏蔽层119。在每次执行薄膜单位屏蔽层形成工序时依次层压从薄膜单位屏蔽层121至薄膜单位屏蔽层160的40层。
而且,薄膜单位屏蔽层形成工序包括软磁性层形成工序和应力差异金属层形成工序。在软磁性层形成工序中,使用由坡莫合金等上述软磁性材料构成的靶材(未图示)。而且,在软磁性层形成工序中,通过溅射(或蒸镀),以应力模式P1或P2的方式形成薄膜。该薄膜作为软磁性层121b~160b直接形成于应力差异金属层121a~160a上。
在应力差异金属层形成工序中,使用由Cr等应力差异金属材料构成的靶材(未图示)。而且,在应力差异金属层形成工序中,通过溅射(或蒸镀),以应力模式P1或P2的方式形成薄膜。该薄膜作为应力差异金属层121a~160a直接形成于电磁波屏蔽层162、软磁性层121b~159b上。
在保护层形成工序S4中,上述保护层163形成于薄膜多重屏蔽层119的软磁性层160b上。在保护层形成工序S4中,与粘合晶种层形成工序S1和应力差异金属层形成工序相同,使用Cr制造的靶材,通过溅射形成保护层163。
(电子部件模块的作用效果)
如以上说明所述,电子部件模块100具有薄膜磁屏蔽层170,因此具有以下的作用效果。薄膜磁屏蔽层170具有薄膜多重屏蔽层119,该薄膜多重屏蔽层119具有屏蔽体多重结构。
薄膜磁屏蔽层170形成为与基板101的尺寸相比厚度极小的薄膜状,并直接形成于树脂模制层110的树脂表面110A和树脂侧面110B上,而不形成于基板101的背面侧。因此,即使电子部件模块100收容于电子设备200的内部,该薄膜磁屏蔽层170对电子设备200的低高度化产生的影响也极小。
另一方面,为了有效阻隔电子部件102产生的磁噪声,优选通过导磁率高的材料,即软磁性材料来形成薄膜磁屏蔽层170,以使磁通容易穿透薄膜磁屏蔽层170的内部。不仅如此,还优选使得穿透薄膜磁屏蔽层170内部的磁通不会发生饱和。因此,优选增加薄膜磁屏蔽层170的厚度,使得更多的磁通穿透薄膜磁屏蔽层170。
对于这点,例如,在专利文献2中公开的现有技术中,加大了其磁屏蔽片(第二屏蔽层)的厚度。此时,随着厚度的增加,磁屏蔽片的内部应力也增大。于是,磁屏蔽片与基板的粘合力减弱,磁屏蔽片变得容易剥离。如果磁屏蔽片剥离,就可能无法有效阻隔磁噪声。
另一方面,薄膜磁屏蔽层170的薄膜多重屏蔽层119中,各薄膜单位屏蔽层121~160具有应力差异金属层121a~160a和软磁性层121b~160b的层压结构。应力差异金属层121a~160a和软磁性层121b~160b以上述应力模式P1的方式形成。因此,应力差异金属层121a~160a形成为显示压缩应力,并且,软磁性层121b~160b形成为显示拉伸应力。
而且,由于薄膜单位屏蔽层121~160具有这样的层压结构,因此在软磁性层121b~160b的内部产生的应力分别与在应力差异金属层121a~160a内部产生的应力相抵消。这是由于软磁性层121b~160b的内部应力和应力差异金属层121a~160a的内部应力朝着大致相反(逆)的方向。
于是,具有屏蔽体多重结构的薄膜多重屏蔽层119的整体的内部应力得到缓和,所以将不会产生薄膜多重屏蔽层119剥离的问题。
另一方面,由溅射形成的薄膜(溅射薄膜)显示压缩应力。然而,已知使用由Cr构成的靶材制造的溅射薄膜在特定条件下形成时,内部应力从压缩应力变为拉伸应力,从而形成为具有拉伸应力。已知除Cr外,由W(钨)或Ag、Au、Cu、通过反应溅射形成的AlN薄膜在特定条件下形成时也会显示拉伸应力。
特定条件(在本实施方式中,因为是内部应力发生变化时的条件,所以也称作“应力变化条件”)是指,例如,溅射薄膜的膜厚、用于溅射的氩气(Ar)等稀有气体的压力、蒸镀速度等。例如,当使用由Cr构成的靶材制造溅射薄膜时,可将膜厚为0.3μm以下,Ar气的压力为0.67Pa~1.67Pa左右作为应力变化条件。在按照应力变化条件形成的溅射薄膜的情况下,内部应力呈拉伸应力。应力差异金属层121a~160a可按照这样的应力变化条件,形成为显示拉伸应力。
对此,由于软磁性层121b~160b为溅射薄膜,所以也可形成为显示压缩应力。由于这相当于应力模式P2,所以薄膜单位屏蔽层121~160也可以上述应力模式P2的方式形成。因此,薄膜多重屏蔽层119也可具有按照这样的应力变化条件形成为显示拉伸应力的应力差异金属层121a~160a和显示压缩应力的软磁性层121b~160b的层压结构。
通常在以溅射、蒸镀、电镀的方式形成磁性层的情况下,因为磁性层将被制成薄膜,所以对电子部件模块的低高度化较为有效。为了提高这些磁性层的导磁率,优选在成膜后进行磁性退火处理。
但是,在电子部件模块中,从安装的电子部件、连接部分的材料来看,在磁性层成膜后,对该磁性层进行磁性退火处理较为困难。
另外,如上所述,如果为使更多的磁通穿透而增加磁性层的膜厚(例如1μm~1.5μm左右),则会产生磁性层剥离的问题。
因此,在电子部件模块100中,各软磁性层121b~160b形成为不产生剥离问题的程度的膜厚。但即使如此,由于各软磁性层121b~160b具有拉伸张力,因此在各软磁性层121b~160b之间设有形成为具有压缩应力的应力差异金属层121a~160a。这是为了利用应力差异金属层121a~160a的压缩应力来抵消各软磁性层121b~160b的拉伸应力,从而缓和磁屏蔽层整体的内部应力,并通过软磁性层121b~160b的多重化,尽可能增大磁性层整体的膜厚。
由此,可得到对磁噪声具有有效的屏蔽效果并且不会发生剥离的薄膜磁屏蔽层170。在电子部件模块100中,这样的薄膜磁屏蔽层170不进行磁性退火处理便可形成。
在薄膜磁屏蔽层170中,由于层压多个薄膜单位屏蔽层121,因此可确保软磁性层所占的区域较大。因此,在薄膜磁屏蔽层170中,可确保磁通穿透的部分较大,所以更多的磁通将穿透薄膜磁屏蔽层170。薄膜磁屏蔽层170的内部比其他部分更容易通过磁噪声。因此,从其他电子部件模块产生的磁噪声比起其他部分,更容易通过薄膜磁屏蔽层170的内部,从而在电子部件102中迂回。另外,磁噪声从电子部件102产生后,通过薄膜磁屏蔽层170的内部,而不易泄漏至薄膜磁屏蔽层170的外部。于是,不会发生从其他电子部件模块产生的磁噪声到达电子部件102和从电子部件102产生的磁噪声泄漏至电子部件模块100的外部的情况,因此,对于磁噪声可得到有效的屏蔽效果。
而且,将软磁性层121b~160b的膜厚设定为大于应力差异金属层121a~160a,为20倍到60倍。即,将应力差异金属层121a~160a的膜厚控制为软磁性层121b~160b的膜厚的1/20至1/60的大小。因此,在薄膜磁屏蔽层170中,尽可能地增大对磁通的通过有效的软磁性层121b~160b所占的比例,并尽可能地减小对磁通的通过无用的应力差异金属层121a~160a所占的比例。这样,可以在不增加薄膜磁屏蔽层170整体的膜厚的同时,使更多的磁通穿透薄膜磁屏蔽层170。因而,在减小电子部件模块100对电子设备200的低高度化的影响的同时确保有效的屏蔽效果。
另外,由于薄膜磁屏蔽层170为由薄膜状的软磁性层121b~160b重叠形成,所以可减小各软磁性层121b~160b的结晶大小。因此,在各软磁性层121b~160b中,穿透内部的磁通的方向形成为大致平面方向(沿着基板101的方向)。因此,磁噪声在薄膜磁屏蔽层170的内部朝沿着树脂模制层110的树脂表面110A和树脂侧面110B的方向传播,所以可得到更有效的屏蔽效果。
而且,由于薄膜磁屏蔽层170不仅形成于沿着树脂表面110A的部分,还形成于沿着树脂侧面110B的部分,所以可有效阻隔将从侧面部分侵入的磁噪声和从侧面部分放射(泄漏)的磁噪声。因而,电子部件模块100具备较高的屏蔽效果。
另一方面,在电子部件模块100中,在一个基板101上形成具有功能性的统一的多个电子部件102。不在基板101上形成不需要功能性的统一的电子部件。在基板101中,由于不需要通过形状不同的多个金属制屏蔽罩进行覆盖,因此对电子设备200的组装工作不需要花费必要量以上的工夫,可简化制造。另外,由于在每个基板101形成具有功能性的统一的电子部件102,因此电子部件模块100在其他的电子设备上的安装、更换方面的制约较小,因此通用性较高。
进而,薄膜磁屏蔽层170由于具有粘合晶种层161,其形成于树脂模制层110,因此薄膜磁屏蔽层170牢固地粘合于树脂模制层110。而且,薄膜磁屏蔽层170具有保护层163,因此也具有薄膜多重屏蔽层119的保护效果。由于具有电磁波屏蔽层162,所以电子部件模块100具有电磁波的屏蔽效果。
而且,这些粘合晶种层161、保护层163使用与应力差异金属层121a相同的Cr而形成,因此,它们的材料可与应力差异金属层121a共用。因此,可削减电子部件模块100的制造阶段的工夫,能够使电子部件模块100易于制造。
[变形例1]
如图3所示,上述电子部件模块100在树脂模制层110的角部,树脂表面110A与树脂侧面110B垂直相交。而且,薄膜磁屏蔽层170形成为覆盖该垂直相交部分。电子部件模块100也可具有如图4所示的树脂模制层111和薄膜磁屏蔽层171,来替代树脂模制层110和薄膜磁屏蔽层170。
树脂模制层111与树脂模制层110相比不同点在于,其具有树脂表面111A和树脂侧面111B以及弯曲面111R。薄膜磁屏蔽层171与薄膜磁屏蔽层170相比不同点在于,其具有磁屏蔽层171A、171B、171R。在磁屏蔽层171A、171B、171R中,磁屏蔽层171R配置于磁屏蔽层171A和171B之间。
弯曲面111R配置于树脂表面111A和树脂侧面111B之间。弯曲面111R为平滑地连接树脂表面111A与树脂侧面111B的弯曲的曲面。形成于该弯曲面111R上的部分为磁屏蔽层171R。
另外,电子部件模块100也可具有如图5所示的树脂模制层112和薄膜磁屏蔽层172,来替代树脂模制层110和薄膜磁屏蔽层170。
树脂模制层112与树脂模制层110相比不同点在于,其具有树脂表面112A和树脂侧面112B以及连接端面112C。薄膜磁屏蔽层172与薄膜磁屏蔽层170相比不同点在于,其具有磁屏蔽层172A、172B、172C。在磁屏蔽层172A、172B、172C中,磁屏蔽层172C配置于磁屏蔽层172A和172B之间。
连接端面112C配置于树脂表面112A和树脂侧面112B之间。虽然连接端面112C平坦地形成,但树脂表面112A和连接端面112C所成的角β1与树脂表面112B和连接端面112C所成的角β2均设定为钝角(130度到140度左右)。形成于该连接端面112C上的部分为磁屏蔽层172C。
而且,如图6(a)所示,在薄膜磁屏蔽层170的情况下,在角部附近垂直相交。电子部件形成为,通过流过的电流产生的磁场描绘圆形。因此,可能会产生,穿透薄膜磁屏蔽层170内部的磁通ms1,在弯曲成垂直相交状的角部附近泄漏至薄膜磁屏蔽层170的外部的问题。
对此,如图6(b)所示,在薄膜磁屏蔽层171的情况下,由于弯曲面111R配置于角部附近,穿透其内部的磁通ms2能够比较顺畅地通过内部,降低泄漏至外部风险。另外,如图6(c)所示,在薄膜磁屏蔽层172的情况下,由于弯曲面112C配置于角部附近,穿透其内部的磁通ms3能够比较顺畅地通过内部,降低泄漏至外部风险。
因此,电子部件模块100通过具备薄膜磁屏蔽层171、172,对磁噪声可得到更有效的效果。
在形成如上所述的薄膜磁屏蔽层171、172时,树脂模制层111、112也可形成于基板101。因此,如图9所示,也可通过形成切割线CL,改变槽部103形成时的切割锯,执行加工角部的加工工序,使槽部103的截面上出现弯曲面111R或连接端面112C。另外,除切割锯以外,也可使用实施预先角部加工的模具(未图示)。切割线CL形成后,可使用切削夹具切割角部,也可在角部实施喷砂来研磨角部。
[变形例2]
在电子部件模块100中,构成薄膜多重屏蔽层119的各薄膜单位屏蔽层121~160的软磁性层121b~160b和应力差异金属层121a~160a分别形成相同的膜厚。本发明中的“薄膜单位屏蔽层”是指构成屏蔽体多重结构的一个汇总的层,不仅包含各层的膜厚相等的情况,还包含各层膜厚不等的情况。
例如,电子部件模块100也可具有如图16所示的薄膜多重屏蔽层219。薄膜多重屏蔽层219与薄膜多重屏蔽层119相比不同点在于,其具有薄膜单位屏蔽层222、223,来替代薄膜单位屏蔽层122、123。薄膜单位屏蔽层222、223分别与薄膜单位屏蔽层122、123相比不同点在于,分别具有应力差异金属层122a、123a和软磁性层222b、223b。软磁性层222b、223b与软磁性层122b、123b相比,其膜厚不同,软磁性层按121b>222b>223b的顺序膜厚逐渐减小。
像薄膜多重屏蔽层119一样,在各薄膜单位屏蔽层121~160中,在软磁性层121b~160b的膜厚一定的情况下,有可能出现各薄膜单位屏蔽层121~160对某种特定的磁噪声共振,屏蔽效果降低的问题。
但是,即使是这种情况,像薄膜多重屏蔽层219一样,由于其具有膜厚不同的薄膜单位屏蔽层222、223,可减小各薄膜单位屏蔽层121、222、223~160对某种特定的磁噪声共振的风险。这样,可减小屏蔽效果降低的风险。
[变形例3]
在上述实施方式中,如图9、图10所示,槽部形成后,薄膜磁屏蔽层170形成。此外,如图11、图14、图15所示,薄膜磁屏蔽层170先于槽部103形成,之后形成槽部103,也可形成电子部件模块100E、100F。这样,如图15所示,至少在树脂表面上形成有薄膜磁屏蔽层170。
薄膜单位屏蔽层121、222、223~160具有软磁性层121b~160b直接形成于应力差异金属层121a~160a上的2层结构,也可具有应力差异金属层121a~160a直接形成于软磁性层121b~160b上的2层结构。即,若对图2进行描述,则软磁性层121b和应力差异金属层122a形成薄膜单位屏蔽层121,电子部件模块100也可具有含有与之相同的2层结构的薄膜单位屏蔽层的多重结构。
[变形例4]
如图18所示,电子部件模块100也可具有如图5所示的树脂模制层112和薄膜磁屏蔽层172,来替代树脂模制层113和薄膜磁屏蔽层173。树脂模制层113与树脂模制层112相比不同点在于,其具有V字凹部113a、113b、113c。V字凹部113a、113b、113c的截面均为大致呈V字的槽状槽部,分别形成于树脂表面112A的感应体L1、L2、电容器C1、C2之间对应的位置(也称作部件间对应位置)。例如,V字凹部113a形成于感应体L1、L2之间对应的位置。另外,薄膜磁屏蔽层173与薄膜磁屏蔽层172相比不同点在于,其也形成于V字凹部113a、113b、113c的内表面。
例如,从感应体L1产生的磁通以感应体L1为中心形成为圆环状。由于V字凹部113a、113b、113c的截面大致呈V字,薄膜磁屏蔽层173的V字槽部113a附近的形状,相比薄膜磁屏蔽层172更以感应体L1为中心呈近似于圆环状的形状。因此,从感应体L1产生的磁通通过V字槽部113a附近时,顺利通过,可减小泄漏部的风险。
因此,电子部件模块100通过具备薄膜磁屏蔽层173,可得到对磁噪声更有效的效果。
以上说明是对本发明的实施方式进行的说明,并不限制该发明的装置和方法,可以容易地实施各种变形例。另外,将各实施方式中的构成元件、功能、特征或方法步骤适当组合构成的装置或方法也包含在本发明中。
产业上的可利用性
通过应用本发明,可得到一种电子部件模块及其制造方法,上述电子部件模块具有在具备对磁噪声的有效屏蔽效果的同时不剥离的磁屏蔽层,且具备简化电子设备的组装和制造、对低高度化的影响较小、通用性较高的结构。本发明可利用于电子部件模块及其制造方法。
Claims (13)
1.一种电子部件模块,其具有:
基板;
至少一个电子部件,所述电子部件形成于该基板的一侧的主表面;
树脂模制层,所述树脂模制层以使用密封树脂密封该电子部件的方式形成;以及
薄膜磁屏蔽层,所述薄膜屏蔽层形成于该树脂模制层的与所述主表面相对的树脂表面,
该薄膜磁屏蔽层具有薄膜多重屏蔽层,所述薄膜多重屏蔽层具有由多个薄膜单位屏蔽层层压而成的屏蔽体多重结构,
所述薄膜单位屏蔽层具有软磁性层和应力差异金属层的层压结构,所述软磁性层由软磁性材料构成,所述应力差异金属层由与该软磁性层应力方向不同的应力差异金属材料构成。
2.如权利要求1所述的电子部件模块,其中,
所述薄膜单位屏蔽层为以如下方式形成的溅射薄膜或蒸镀薄膜:所述软磁性层的膜厚被设定为大于所述应力差异金属层的膜厚,其大小为所述应力差异金属层的膜厚的20倍至60倍,并且所述软磁性层显示拉伸应力且所述应力差异金属层显示压缩应力,或者所述软磁性层显示压缩应力且所述应力差异金属层显示拉伸应力。
3.如权利要求1或2所述的电子部件模块,其中,
所述薄膜磁屏蔽层进一步具有:
粘合晶种层,所述粘合晶种层直接形成于所述树脂模制层的所述树脂表面;
电磁波屏蔽层,所述电磁波屏蔽层层压于该粘合晶种层和所述薄膜多重屏蔽层之间;以及
保护层,所述保护层直接形成于所述薄膜多重屏蔽层,
该粘合晶种层、保护层使用与所述应力差异金属材料相同的金属材料而形成,且所述电磁波屏蔽层使用铜、银、铝以及其他导电性金属材料而形成。
4.如权利要求1或2所述的电子部件模块,其中,所述薄膜磁屏蔽层也形成于所述树脂模制层的与所述树脂表面相交的树脂侧面。
5.如权利要求1或2所述的电子部件模块,其中,
所述树脂模制层在所述树脂表面和与该树脂表面相交的树脂侧面之间形成弯曲面或连接端面,该连接端面和所述树脂表面所成的角以及该连接端面和所述树脂侧面所成的角均设定为钝角,在所述树脂模制层的所述树脂侧面以及所述弯曲面或连接端面也形成有所述薄膜磁屏蔽层。
6.如权利要求1或2所述的电子部件模块,其中,
所述树脂模制层在与所述树脂表面的各所述电子部件之间相对应的部件间对应位置形成有凹部,所述薄膜磁屏蔽层也形成于该凹部的内表面。
7.如权利要求1或2所述的电子部件模块,其中,作为所述软磁性层的所述软磁性材料,使用铁镍系合金、铁、铁系合金、或FeCrSi合金。
8.如权利要求1或2所述的电子部件模块,其中,作为所述应力差异金属材料,可使用Cr或W、Ag、Au、Cu、AlN。
9.如权利要求3所述的电子部件模块,其中,作为所述应力差异金属材料,使用Cr或W、Ag、Au、Cu、AlN,作为所述粘合晶种层和所述保护层的材料,使用Cr。
10.一种电子部件模块的制造方法,其包括:
树脂模制层形成工序,所述树脂模制层形成工序为,以使用密封树脂将形成于基板的一侧的主表面的至少一个电子部件密封的方式形成树脂模制层;以及
薄膜磁屏蔽层形成工序,所述薄膜屏蔽层形成工序为,在该树脂模制层的与所述主表面相对的树脂表面形成薄膜磁屏蔽层,
该薄膜磁屏蔽层形成工序具有薄膜多重屏蔽层形成工序,所述薄膜多重屏蔽层形成工序为,通过反复进行形成具有软磁性层和应力差异金属层的层压结构的薄膜单位屏蔽层的薄膜单位屏蔽层形成工序,来形成具有由多个所述薄膜单位屏蔽层层压而成的屏蔽体多重结构的薄膜多重屏蔽层,所述软磁性层由软磁性材料构成,所述应力差异金属层由与该软磁性层的应力方向不同的应力差异金属材料构成。
11.如权利要求10所述的电子部件模块的制造方法,其中,
所述薄膜单位屏蔽层形成工序为,使用由所述软磁性材料构成的靶材,通过溅射或蒸镀形成显示拉伸应力的薄膜作为所述软磁性层,并且使用由所述应力差异金属材料构成的靶材,通过溅射或蒸镀形成以显示压缩应力的方式形成的薄膜作为所述应力差异金属层,或者,通过溅射或蒸镀形成显示压缩应力的薄膜作为所述软磁性层,并且使用由所述应力差异金属材料构成的靶材,通过溅射或蒸镀形成以显示拉伸应力的方式形成的薄膜作为所述应力差异金属层。
12.如权利要求10或11所述的电子部件模块的制造方法,其中,
所述薄膜磁屏蔽层形成工序进一步具有:
粘合晶种层形成工序,所述粘合晶种层形成工序为,在所述树脂表面形成粘合晶种层;以及
保护层形成工序,所述保护层形成工序为,在所述薄膜多重屏蔽层形成保护层,
使用Cr或W、Ag、Au、Cu、AlN作为所述应力差异金属材料来进行所述薄膜单位屏蔽层形成工序,并且使用Cr作为所述粘合晶种层和所述保护层的材料来进行所述粘合晶种层形成工序和保护层形成工序。
13.如权利要求12所述的电子部件模块的制造方法,其中,
所述薄膜磁屏蔽层形成工序进一步具有电磁波屏蔽层形成工序,所述电磁波屏蔽层形成工序为,使用铜、银、铝及其他导电性金属材料在所述粘合晶种层形成电磁波屏蔽层。
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