JP2005276980A

JP2005276980A - 回路部品内蔵モジュールの製造方法

Info

Publication number: JP2005276980A
Application number: JP2004086242A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishitomi; 裕之石富; Masaaki Katsumata; 雅昭勝又; Eiji Kawamoto; 英司川本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】各種電子機器、通信機器等に用いられる回路部品内蔵モジュールの製造方法に関するものであり、３層のめっき被膜からなり、耐環境性、電磁波シールド性に優れたものである。
【解決手段】集合回路基板１１を単一回路基板１６毎に切断し、切断により分割した単一回路基板１６の絶縁体１４の表面および切断面に無電解銅めっきにて第１の金属層１７、電解銅めっきにて第２の金属層１８、銅の酸化を防止するために金属めっきにて第３の金属層１９をそれぞれ形成したことを特徴とする回路部品内蔵モジュールの製造方法である。
【選択図】図８

Description

本発明は、各種電子機器、通信機器等に用いられる回路部品内蔵モジュールの製造方法に関するものである。

従来の電気シールドを有する回路部品内蔵モジュールの製造方法を図９に示す。このシールドめっき形成方法では、まず図９（ａ）に示すように集合回路基板１は、いずれかの層にグランドパターン２を有している。集合回路基板１の単一基板毎にＩＣ、チップ抵抗、チップコンデンサなどの回路部品３を所定の位置に塔載し、ダイボンド、ワイヤボンド、リフローなどの手段で集合回路基板１に実装する。次いで、図９（ｂ）に示すように集合回路基板１の上面全体に無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる絶縁樹脂を充填し、集合回路基板１の上に均一な厚さの絶縁体４を形成して実装部品を封止する。

その後、図９（ｃ）に示すように、ダイシングラインに沿って絶縁体４の上から格子状に切り込みを入れ、集合回路基板１の下半部を残した状態でハーフダイシングを行う。このハーフダイシングによって絶縁体４は単一回路基板毎に溝５が形成されると共に、集合回路基板１の上半部にも切り込みが入るため、グランドパターン２の一端部も集合回路基板１から露出することになる。

そして、図９（ｄ）に示すように、ハーフダイシングが終了した絶縁体４の表面に、ニッケルめっき層６をグランドパターン２と導通させるように形成することで電子部品パッケージの電磁波シールドを行い、単一回路基板に分割して、図９（ｅ）のような回路部品内蔵モジュールを形成する。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−１６３５８３号公報

しかしながら、電磁波シールドめっきの被膜方法として、単一基板毎に溝を形成して、グランドパターンを露出してからめっきを行っているが、溝の幅が狭いためにめっき液の侵入が困難で溝部分の均一なるめっき被膜形成は難しく、めっき被膜形成不完全による製品不良が多いという問題点を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、回路部品内蔵モジュールのシールド性向上に対応し、電子機器の小型化、低背化、軽量化、高周波化に十分なシールド効果を容易に実現する回路部品内蔵モジュールの製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、グランドパターンを有する集合回路基板に少なくとも一つ以上の電子部品からなる回路部品を実装し、前記回路部品を絶縁体により封止、硬化させ、次に前記集合回路基板の封止体を形成していない面側をテープまたはフォトレジストによりマスキングを行い、その後前記集合回路基板を単一基板毎に切断し、次に切断により分割した回路基板の絶縁体の表面および切断面に無電解銅めっきにて第１の金属層、電解銅めっきにて第２の金属層、銅の酸化を防止するために金属めっきにて第３の金属層をそれぞれ形成し、その後マスキングに使用したテープまたはフォトレジストを剥離することを特徴とし、電子機器の小型化、低背化、軽量で電磁波シールド性に優れた回路部品内蔵モジュールを構成することができる。

以上のように本発明は、集合回路基板を個片に分割した後に導体層を形成することにより、回路部品内蔵モジュールのシールド性を向上させることができ、低背化、軽量化、高周波化に十分なシールド効果を有する回路部品内蔵モジュールを提供することができる。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜７に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

図１〜８は、本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法を示したものである。まず図１に示すように、単一回路基板毎にダイシングされる集合回路基板１１のいずれかの層（本実施の形態では多層回路基板の２層目）にグランドパターン１２を有している。この集合回路基板１１にＩＣ、チップ抵抗、チップコンデンサなどの回路部品１３を所定の位置に塔載し、ダイボンド、ワイヤボンド、リフローなどの手段で実装する。次いで、図２に示すように、集合回路基板１１の上面全体に無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を充填し、熱処理により硬化させて集合回路基板１１の上に耐湿性、耐候性、絶縁性、耐熱性に優れた均一な厚さの絶縁体１４を形成して回路部品１３を樹脂封止し、絶縁体１４の厚さを揃えるため研削盤で表面研削を行う。

その後、めっき液の侵入を防ぐために、集合回路基板１１の絶縁体１４が形成されていない面にテープ１５によってマスキングを行う。テープ１５は、めっき工程および熱処理工程において剥がれないようなもので、かつ、容易な作業によって剥がれるものを使用する。それを満たすものとしては、たとえば、紫外線照射によって剥がれる表面保護テープが特に好ましい。

次に、図３に示すように集合回路基板１１をダイシングラインに沿ってダイシングし、単一回路基板１６に分割する。このダイシングによって、グランドパターン１２の一端部も集合回路基板１１から露出することになる。

その後、図４のような単一回路基板１６を、無電解銅めっきの前処理としてまずアミノカルボン酸塩等の活性剤で絶縁体１４の表面の脱脂、コンディショニングを行い、過硫酸ナトリウム、硫酸混合液で表面を軽くエッチングし、硫酸でデスミアを行う。前処理後、パラジウムを絶縁体１４の表面に付与させ、無電解銅めっき液で銅めっきを行い、図５に示すように、約１μｍの厚さの第１の金属層１７を形成する。

ここで、無電解銅めっきだけではめっき被膜の緻密さ、被膜物性が劣るため、第２、第３の金属層１８，１９を形成する。以下、その方法について説明する。

第１の金属層１７を形成後、ジエタノールアミン、硫酸混合液で表面を脱脂し、硫酸で表面を活性化する。その後硫酸銅めっき液で電解銅めっきを行い、図６に示すように約１〜５μｍの厚さで第２の金属層１８を形成する。

次に、ジエタノールアミン、硫酸混合液で表面を脱脂し、過硫酸ナトリウム、硫酸混合液で電解銅めっき被膜上の酸化膜を軽くエッチングして除去した後、硫酸で酸活性する。その後銅の酸化防止層からなる電解錫めっきを行い、図７に示すような約１〜６μｍの厚さの電解錫めっき被膜からなる第３の金属層１９を形成する。このようにして、電磁波シールド層が得られる。

ここで第３の金属層１９を形成した後、１００℃、１時間の熱処理を行うと、絶縁体１４とめっき被膜との密着性はさらに向上する。さらに、第１、第２の金属層１７，１８のめっき被膜形成後に、それぞれ１００℃、１時間の熱処理を行うと、絶縁体１４とめっき被膜との密着性はよりいっそう向上する。

なお、電解錫めっきを行うとき、錫めっき浴を周波数１５〜６０Ｈｚの振動攪拌をすることにより錫めっき浴の流動性が良くなり、めっき析出速度が向上し、めっき時間の短縮化が図れると共に、ダイシングした単一回路基板１６の側面部へのめっきカバーリング性が著しく向上し、より電磁波シールド性効果が向上する。

また、錫めっき被膜よりなる第３の金属層１９を形成した単一回路基板１６を、ピーク温度２３０〜３００℃のはんだリフロー炉に通すことにより、錫めっき被膜が溶融し、より緻密な被膜となり耐候性が一段と向上する。

なお、第３の金属層１９の形成方法として、スルファミン酸ニッケルめっき液により１〜２μｍの電解ニッケルめっき被膜を形成してもよく、また、次亜リン酸ナトリウムを還元剤とする無電解Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）浴でＮｉ−Ｐめっき被膜を形成してもよい。特に、塩水噴霧試験など環境試験においては純ニッケル被膜より、リンを含有することで著しく耐環境特性は向上する。特にＰを６％〜１０％含有することで、Ｎｉ−Ｐ被膜の耐環境性は著しく向上する。

また、第３の金属層１９の他の形成方法として、３価クロムあるいは６価クロムめっき液により１〜６μｍの電解クロムめっき被膜を形成しても、同等の電磁波シールド層を得ることができる。

そして、図８に示すように、マスキングしていたテープ１５を剥がすことにより回路部品内蔵モジュールが完成する。

なお、本実施の形態では、図２の工程において、テープ１５のかわりに、フォトレジストを貼付、露光し、マスキングする工程であっても良い。この露光工程で用いられる光源は、紫外線を豊富に発生するもの、例えば、水銀灯、カーボンアーク灯、キセノンランプ、メタルハライドランプが好ましい。フォトレジストを用いた場合、図７の工程では、レジスト剥離液を用いて、レジストを除去する工程となる。

以上のように、本実施の形態では、基板を切断し、個片に分割した後に金属層を形成するので、切断された単一回路基板の表面および側面に確実に電磁波シールド層が形成されることになり、その結果外部の電界ノイズ、磁界ノイズから電子部品をシールドすることができ、これにより、電子部品パッケージ内部から発生する電界ノイズ、磁界ノイズを外部に放出することがないため、他の周辺の電子部品、電子機器に電波障害を与えることもない。

本発明は、絶縁体との密着性、耐環境性、電磁波シールド効果に優れた電磁波シールド被膜を有し、各種電子機器、通信機器等に用いられる回路部品内蔵モジュール及びそのシールド被膜形成技術として有用である。

本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図本発明の実施の形態１における回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図従来の回路部品内蔵モジュールの製造方法の製造工程図

符号の説明

１１集合回路基板
１２グランドパターン
１３回路部品
１４絶縁体
１５テープ
１６単一回路基板
１７第１の金属層
１８第２の金属層
１９第３の金属層

Claims

グランドパターンを有する集合回路基板に少なくとも一つ以上の電子部品からなる回路部品を実装し、前記回路部品を絶縁体により封止、硬化させ、次に前記集合回路基板の絶縁体を形成していない面側をテープまたはフォトレジストによりマスキングを行い、その後前記集合回路基板を単一基板毎に切断し、次に切断により分割した回路基板の絶縁体表面および切断面に無電解銅めっきにて第１の金属層、電解銅めっきにて第２の金属層、銅の酸化を防止するために金属めっきにて第３の金属層をそれぞれ形成し、その後マスキングに使用したテープまたはフォトレジストを剥離する回路部品内蔵モジュールの製造方法。
第３の金属層を錫めっきにて形成する請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
錫めっき時に１５〜６０Ｈｚの周波数で振動撹拌を行う請求項２に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
錫めっき後、２３０〜３００℃の温度ではんだリフローを行う請求項２に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
第３の金属層をニッケルめっきにて形成する請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
ニッケルめっきにて形成する第３の金属層はリンを６〜１０％含有する請求項５に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
第３の金属層をクロムめっきにて形成する請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。