JP2011096910A - 回路基板構造体、これを用いた回路モジュールおよび回路モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装作業性が良好で、信頼性の高い回路モジュールを提供する。
【解決手段】そこで本発明の回路基板構造体Ｓは、絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部１０Ｓと、前記基板部１０Ｓに形成された回路パターン部２１とを具備してなる回路基板ユニットＵ１と、前記基板部１０Ｓと一体成型され、前記回路基板ユニットＵ１を相互に接続するとともに、分断可能部１４を具備するフレーム部１１とを具備し、素子チップ搭載後、分断可能部１４で個々の回路モジュールに分割したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板構造体、これを用いた回路モジュールおよび回路モジュールの製造方法に係り、特に、ＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）パッケージを用いた回路モジュールに関する。

電子回路を形成するガラス・エポキシ基板やフレキシブル基板などのプリント配線基板は、電子部品を上下の両面に実装するという平面的な構造を持つものが通常であったが、さらなる高機能化を図るうえで、電子機器の小型化・薄型化が進められている。
このような背景のもと、ＭＩＤ技術が脚光をあびている。
ＭＩＤは、金型を用いた、樹脂やセラミックスの成形品表面に立体的に銅箔パターンを形成した部品（パッケージ）であり、機構部品としての機械的機能と、プリント配線基板としての電気的機能とを持ち合わせていることから、機能の複合化、電子部品の小型化、モジュール部品点数の削減、回路モジュール基板の組み立て工数の削減が可能となる。

このように、ＭＩＤの工法を用いることで容易に立体実装が可能となる。
本出願人は、特許文献１では、ＭＩＤの工法を用いて圧力センサが形成されており、また特許文献２では、ＭＩＤの工法を用いたカメラモジュールなど、種々のデバイスを提案している。
このようにＭＩＤの工法を用いることで電子部品を理想の位置に配置できるため、高密度実装だけでなく、電気的なノイズや周囲環境の影響を最小に抑えることが可能となる。このような回路モジュール１０２の一例を図２０に示す、また実装基板１００へ実装状態を図２１に示す。１１０は回路基板、１２１は回路パターンであり、素子搭載部としての凹部１１３に素子チップ１２０が搭載され、ボンディングワイヤ１２２を介して回路パターン１２１に電気的に接続されるとともに、実装基板１００上のパッド１０１に対してもボンディングワイヤ１２２を介して電気的に接続される。

しかしながら、近年、パッケージは小型化が進み、パッケージ単品では実装工程におけるハンドリングが煩雑になり、非効率である。
また、実装効率を向上するために複数個のパッケージに対して一度に素子を実装する場合は、パーツフィーダなどを用いてパッケージを整列させる必要がある。
さらにまた、図２２に示すような、円柱などのパッケージでは、回転防止や位置決めが困難であり、ＭＩＤの特徴である三次元形状の自由度に制約が発生する。
また、図２３に示すように、素子チップの実装に先立ち、パッケージとしての回路基板１１０の電気的な特性検査を行うために回路パターン部１２１のパッド部にプローブ１２３をあてると、パッド部を傷つけてしまい、後に、ワイヤボンディングやフリップチップ（ダイレクトボンディング）などにより、素子を実装する際、接続不良を生じ易いという問題が生じている。

実装効率を向上するために、特許文献３に示すように、複数の素子搭載部を連続形成したリードフレームを用いて、リードフレーム上の素子搭載部に、順次発光ダイオードなどの素子チップを搭載し、樹脂封止を行った後、リードフレームのフレーム部を削除し、個々の発光装置に分割するという方法もかねてより提案されてきた。
しかしながら、この方法では素子チップ搭載後に樹脂封止工程が必要であり、実装作業性が充分ではなかった。

特開２００８−１２８６７９号公報 特開２００８−１２４９２３号公報 特開２００８−３１６４４４号公報

このように、更なるパッケージの微細化に伴い、実装作業性を向上し信頼性の高い電子部品を提供することへの要求が高まってきている。
また、大量生産にあたり、プローブ検査を容易にするとともに、プローブ検査に起因するパッドの損傷を低減し、歩留まりを向上することは、深刻な問題であった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、実装作業性が良好な、回路基板構造体を提供することを目的とする。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、実装作業性が良好で、信頼性の高い回路モジュールを提供することを目的とする。

そこで本発明の回路基板構造体は、絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部と、前記基板部に形成された回路パターン部とを具備してなる回路基板ユニットと、前記基板部と一体成型され、前記回路基板ユニットを相互に接続するとともに、分断可能部を具備するフレーム部とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、フレーム部によって回路基板ユニットが相互に接続されているため、微細化に際しても、ばらばらになることがなく、取扱が容易である。
また、複数の回路基板ユニットを一体形成で形成する構造であるため、チャッキングによって個片を傷つけたりすることなく形成可能である。
さらにまた、多数個取りのシートで一括して実装や組み立てを行うことができるため、生産性が向上する。また素子チップの搭載や、ワイヤボンディングなどの電気的接続時における、位置決めも容易であり、実装精度の向上をはかることができる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記基板部が、素子搭載領域に相当する領域に凹部を形成しており、前記回路パターン部は、前記凹部から、前記凹部を囲む領域に伸張する回路パターンを含む。
この構成によれば、凹部を有する立体配線基板においても、フレーム部で固定されているため、安定で取り扱いが容易である。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記フレーム部が、２本の平行なサイドレールを具備し、前記基板部の両端を接続されたものを含む。
この構成によれば、２本の平行なサイドレールによって基板部の両側が接続されているため、安定でかつ位置精度良く作業や搬送を行うことができる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記サイドレールの内の少なくとも一方に、所定の間隔で配設された送り穴を形成してなるものを含む。
この構成によれば、送り穴の活用により、位置合わせがより容易となり、実装精度の向上が可能となる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記サイドレールが、前記基板部よりも肉厚となるように構成されたものを含む。
この構成によれば、小型の回路基板であっても、実装時の安定性が良好で、作業性の向上を図ることができる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記回路パターンが、前記サイドレール上まで到達するように形成されており、前記サイドレール上に、プローブ用パッドを構成するものを含む。
この構成によれば、プローブテストを行った後に、切除することができるため、本来ワイヤボンディングなどで用いられるパッドの損傷による接続不良を低減することができる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記サイドレールと前記基板部との間に、前記分断可能部としての分断溝が形成され、肉薄部を構成してなるものを含む。
この構成によれば、分断が容易となる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記回路パターンが、前記分断溝に沿って形成されたものを含む。
この構成によれば、分断溝を超えてプローブ用パッドでのプローブテストを実現することが出来、その後に切除すればよいものとなる。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記絶縁性材料が、樹脂またはセラミックである。
この構成によれば、射出成型や、プレス成型、押し出し成型、テープ成型などの方法で容易に成形することができ、成形性が容易である。

また、本発明は、上記回路基板構造体において、前記回路パターン部が、前記基板部に形成された厚膜導体層であるものを含む。
この構成によれば、樹脂またはセラミック上に印刷などの方法でパターンを形成し、焼成することにより、容易に回路パターン部を形成することができる。

また、本発明は、絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部と、前記基板部に形成された回路パターン部とを具備してなる回路基板構造体と、前記素子搭載領域に搭載された素子チップとを具備した回路モジュールであって、前記基板部の少なくとも１つの面の一部に、破断によって形成された粗面部を有する。
この構成によれば、回路基板構造体に、素子チップを実装した後、フレーム部を分離することで、個別に分断することで、基板部の少なくとも１つの面の一部に、破断によって形成された粗面部を有するため、この領域を、実装基板との接続部とすることで接合性を向上することができる。

また、本発明は、上記回路モジュールにおいて、前記回路パターン部が、前記粗面部に隣接する領域まで伸長してなるものを含む。
この構成によれば、回路パターン部が粗面部に隣接する領域まで伸長しているため、半田接合を行う場合にも半田接合性が向上する。

また、本発明の回路モジュールの製造方法は、絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部を具備してなる回路基板ユニットと、前記基板部と一体成型され、前記回路基板ユニットを相互に接続するとともに、分断可能部を具備するフレーム部とを具備した回路基板構造体の形状加工を行う工程と、前記回路基板構造体に回路パターン部を形成する工程と、前記素子搭載部に、素子チップを搭載するとともに前記回路パターン部に前記素子チップとを電気的に接続する素子搭載工程と、前記分断可能部で、前記フレーム部を分断し、前記回路基板ユニット毎に分割する工程とを含む。
この構成によれば、フレーム部によって回路基板ユニットが相互に接続されているため、微細化に際しても、取扱が容易である。

また一体形成であるため、チャッキングによって個片を傷つけたりすることなく形成可能である。
さらにまた多数個取りのシートで一括して実装や組み立てを行うことができるため、生産性の向上をはかることができる。また素子チップの搭載や、ワイヤボンディングなどの電気的接続時における、位置決めも容易であり、実装精度の向上をはかることができる。

さらにまた、分割する工程においては、素子搭載領域側の面が基板部の表面に対して垂直で、フレーム側の面が傾斜面となるようにパンチの切断刃を当てて切断するようにするのが望ましい。この垂直な面に対する傾斜面のなす角度θは６０度以下とするのが望ましい。

また、分断可能部は、基板部よりも肉薄となっているのが望ましい。さらにまた、分断可能部は、あらかじめ形成された切り込みを具備していてもよく、その場合はフレーム部の肉厚部よりも内側に位置しているのが望ましい。

また、本発明は、上記回路モジュールの製造方法において、前記回路パターン部を形成する工程が、前記フレーム部まで到達するように回路パターンを形成するとともに、前記フレーム部上に、プローブ用パッドを構成するものであり、前記素子搭載工程後、前記プローブ用パッドを用いて、プローブテストを行う工程を含み、前記分割する工程は、前記プローブ用パッドとともに、前記フレーム部を切除する工程を含む。
この構成によれば、プローブテストを行った後、プローブテスト用のパッドを含めてフレーム部を切除すればよいため、テスト用パッドを大きく取ることができ、テスト工程が容易となる。また、プローブテストに際してワイヤボンディング用のパッドを使用するのではなく、別途プローブテスト用のパッドが設けられており、完成時には切除されるため、大型化を招くことなく、またワイヤボンディング用のパッドに損傷を与えることなく、プローブテストを実施することができる。

本発明によれば、フレーム部によって回路基板ユニットが相互に接続された、多数個取りのシートで一括して実装や組み立てを行うことができるため、微細化に際しても、取扱が容易で、生産性の向上をはかることができる。
また、一体形成であるため、チャッキングによって個片を傷つけたりすることがない。
さらにまた、素子チップの搭載や、ワイヤボンディングなどの電気的接続時における、位置決めも容易であり、実装精度の向上をはかることができる。
加えて、検査用のプローブパッドをフレーム部に形成しておき、検査後、最後に切除すればよいため、本来のボンディングパッドを検査に使用する必要がなく、信頼性の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態１の回路基板構造体の斜視図 本発明の実施の形態１の回路基板構造体に搭載される素子チップを示す斜視図 図１に示した回路基板構造体に素子チップを搭載した状態（回路モジュール構造体）を示す斜視図 同回路モジュール構造体の検査工程を示す斜視図 同回路モジュール構造体の切断工程を示す断面図 同回路モジュール構造体を示す斜視図 同回路モジュール構造体の変形例の切断工程を示す説明図 同回路モジュール構造体の変形例の切断工程を示す説明図 同回路モジュール構造体の変形例を示す図 同回路モジュール構造体の変形例を示す図 本発明の実施の形態２の回路モジュール構造体の斜視図 本発明の実施の形態２の回路モジュールの断面図 本発明の実施の形態３の分割方法を示す要部拡大断面図 本発明の実施の形態３の分割方法を示す要部拡大断面図 本発明の実施の形態１の回路モジュール１を実装基板に実装した状態（実施の形態４）を示す図 本発明の実施の形態４の要部拡大断面図 本発明の実施の形態５の回路基板構造体の斜視図 本発明の実施の形態５の回路モジュールを示す図 （ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施の形態５の回路モジュールの製造工程を示す図 従来例の回路基板を示す図 従来例の回路基板を示す図 従来例の回路基板を示す図 従来例の回路モジュールの検査工程を示す図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の回路基板構造体を示す斜視図、図２は、この回路基板構造体に搭載される素子チップを示す斜視図、図３は、図１に示した回路基板構造体に素子チップを搭載した状態（回路モジュール構造体）を示す斜視図、図４は同回路モジュール構造体の検査工程を示す斜視図、図５は同回路モジュール構造体の切断工程を示す断面図、図６は同回路モジュール構造体を示す斜視図、図７及び８は同回路モジュール構造体の切断工程を示す説明図である。

本実施の形態の回路モジュール１は、図１乃至図３に示すように、多数個取りのシートで一括して回路基板構造体を形成し、実装工程、検査工程を経て、最後に個々の回路モジュールに分割することによって形成されることを特徴とするものである。
この実装に用いられる回路基板構造体Ｓは、絶縁性の樹脂材料で構成され、素子搭載領域となる凹部１３を有する基板部１０Ｓと、基板部１０Ｓに形成された回路パターン部２１とを具備してなる回路基板ユニットＵ１と、基板部１０Ｓと一体成型され、回路基板ユニットＵ１を相互に接続するとともに、分断可能部１４を具備する２本の平行なサイドレール１１ａ、１１ｂからなるフレーム部１１とを具備したことを特徴とする。

ここでは、基板部１０Ｓが、素子搭載領域１３に相当する領域に凹部を形成しており、この凹部から、凹部を囲む領域に伸張する回路パターン部２１を有している。そしてさらにこの回路パターン部は、サイドレール上まで伸長し、検査用パッド２１Ｐを構成する。

なお、サイドレール１１ａ、１１ｂには所定の間隔で送り穴１５が形成されており、連続形成のために順送りを行うための穴としてだけでなく、位置決め用の基準穴としても機能する。

また、サイドレール１１ａ、１１ｂと基板部１０Ｓとの間に位置する、分断可能部１４は、肉薄部を構成しており、パンチによる力の印加により、たわみを生じるように構成されている。

この回路モジュールは、図６に示すように、側面に、フレーム部１１の分断によって形成された粗面領域を有している。そしてこの回路モジュールは、主表面である第１の面１０Ａに形成された凹部にジャイロセンサを構成する素子チップ２０を搭載した回路基板１０で構成され、この第１の面１０Ａの凹部を囲む領域に回路パターン部２１が伸長し、接続用の端子電極（２１）を構成している。なおここではこの第１の面１０Ａに対向する第２の面１０Ｂには、端子電極は形成されていない。

そしてこの回路基板１０が、後述するように、実装基板としてのプリント配線基板に当接され、第１の面１０Ａに形成されたこの端子電極と、前記実装基板１００との間が半田層を介して固着されている。ここでこの回路基板１０は、第1の面１０Ａに素子搭載領域を構成する凹部１３が形成された立体基板である。そして、実装基板１００上に形成された配線パターンからなるパッド１０１上に、半田接合される。ここで回路基板１０上の実装面のパッド（図示せず）に接続される配線導体層（図示せず）、素子チップ実装面に形成されるダイパッド（素子搭載領域）及びボンディングパッドを含む回路パターン部２１は、立体成型により形成された樹脂基板上にスパッタリング法で下地層を形成し、この下地層上にメッキ層を形成して、形成される。素子チップ２０と回路基板１０との接続はワイヤ２２を介してワイヤボンディングにより達成される。

製造に際しては、第１の面１０Ａにジャイロセンサが搭載されるため、回路基板１０を含む回路基板構造体については、第１の面１０Ａの方向性が維持されるように設計され、製造される。

ここでは、まず射出成形法により図３（ａ）に示すように、回路基板１０を構成する基板部１０Ｓ、フレーム部１１、凹部１３、分断可能部１４、送り穴１５を具備した立体基板を形成する。

そしてこの立体基板上に回路パターン部２１を形成する。形成に際しては、まず、立体基板の表面の全面に、無電解めっきあるいはＣＶＤやスパッタリング等を行うことにより導電性薄膜からなる下地層を形成する。ここでは無電解の銅めっきあるいはスパッタリングによる銅薄膜を形成する。そして、立体基板の表面にレーザビームを照射することで当該照射部分の下地層をパターニングし選択的に除去する。ここでレーザビームは、ガルバノミラー等で走査することにより形成すべき配線導体層の輪郭に沿って立体基板の表面を移動しつつ照射され、下地層のうち配線導体層のパターンに一致した部分と配線導体層のパターンに一致しない部分との境界領域の下地層を除去する。従って、立体基板の表面にはレーザビームが照射された輪郭内側の下地層（回路パターン部２１のパターンに一致した下地層）と、下地層の輪郭に沿った部分のみがレーザビーム照射で除去されたパターンに一致しない部分の下地層（図示せず）とが残ることになる。但し、隣接する回路パターン部２１の間隔が狭い場合においては、上述のように輪郭部分だけでなく回路パターン部２１間の下地層を全てレーザビーム照射で除去することも可能である。

続いて、図３（ｂ）に示すように、回路パターン部２１のパターンに一致した下地層の上に電気めっきにより銅などのめっき層を厚付けすることで表面導体層を形成し、下地層のある部分以外の不要なめっき層をエッチングで除去すれば、所望の回路パターンが形成された回路基板ユニットＵ１を含む回路基板構造体Ｓを得ることができる。

このように、表面に回路パターン部２１を有する回路基板１０を設計し、この回路基板１０上に素子チップ２０を配する。そして、図４（ａ）に示すようにワイヤボンディングにより回路パターン部２１と素子チップ２０との電気的接続を行う。
そして、図４（ｂ）に示すように、プローブ２０１を検査用パッド２１Ｐに接触させ、検査装置２００でプローブ検査を行う。
そして不良品を判別し、マーキングを行う。
こののち図５に示すように個別の回路モジュールに分断し、図６に示すような回路モジュールを得る。図示しないが、素子チップ実装後、凹部１３には封止樹脂を充填しておく。

ここで、分断に際しては、図７及び８に要部拡大図を示すように、素子搭載領域側の面が基板部の表面に対して垂直で、フレーム側の面が傾斜面となるようにパンチの切断刃を当てて切断する。検査用パッド２１Ｐの形成されていない面（下面）を支持し、フレーム部１１の上側から力を加える。これにより、分断箇所で回路パターン部２１の剥がれが生じたりすることなく、分断可能である。この垂直な面に対する傾斜面のなす角度θは６０度以下とするのが望ましい。

また、分断可能部１４は、基板部１０Ｓよりも肉薄となっているため、たわみやすく分断が容易となる。このように、分断可能部１４は、フレーム部１１の肉厚部よりも内側に位置しているのが望ましい。

なお、変形例として図９に示すように、フレーム部１１は基板部１０Ｓと同一の肉厚で構成してもよい。この場合、望ましくは分断可能部にミシン目などの切り込みを形成しておく。

また、回路パターンは図１０に回路モジュール構造体Ｍを示すように、基板部の第１の面１０Ａ上においても幅広のボンディングパッド２１Ｂを形成するようにしてもよい。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態の回路モジュールは、図１１に個々の回路モジュールに分割前の回路モジュール構造体Ｍの斜視図および図１２に同回路モジュールの断面図を示すように、フリップチップにより、ＬＥＤなどの素子チップ２０Ｓを基板部１０Ｓに搭載したものである。ここでは回路パターン部２１は、素子搭載部から両側に導出され、２端子素子を構成している。他は前記実施の形態１の回路モジュールと同様に形成されており、複数の回路基板ユニットをフレーム部１１で連結された状態で実装がなされ、最後に分断可能部１４で分断されるように構成されている。

この構成によっても、本実施の形態の回路モジュール２は、前記実施の形態１の回路モジュールと同様、検査用パッド２１Ｐを用いて、効率よく順次検査を行うことができ、検査後、検査用パッドを切除すればよいため、ボンディングパッドに損傷を与えることなく、信頼性の高い回路モジュールを生産性よく形成することができるという効果を奏功する。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態では、回路基板構造体にジャイロセンサなどの素子チップを搭載し、個々の回路モジュールを形成するための、分割方法に関するものである。図１３および図１４は本発明の実施の形態３の分割方法を示す要部拡大断面図である。

前記実施の形態１では、分断可能部として、フレーム部１１よりも基板部１０Ｓを肉薄となる回路モジュール側では表面に対して垂直となるように形成したが、本実施の形態では図１３に要部断面図を示すように、断面対称となるように形成したＶ溝２４を用い、Ｖ溝２４の内壁にも回路パターン部２１を形成したものである。

このようにＶ溝２４とすることで、配線パターンの形成が容易となり、検査用パッド２１Ｐで検査を行った後、図１４に示すように、このＶ溝２４を分断可能部として、パンチＰを用いてフレーム部１１の切除を行い、個々の回路モジュールに分割する。

このように、本実施の形態では、Ｖ溝が形成されているため切除が容易となる。

（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。
図１５は本発明の実施の形態１の回路モジュール１を実装基板１００上に実装した状態を示す図、図１６はその要部拡大断面図である。
前記実施の形態１で、得られた回路モジュールは、切断領域が他の領域よりも粗となっている。この粗面領域１０Ｒに、半田層３０をなじませ、接合を強固にしている。
ここでは、スペーサ部材として、弾性体である、発泡ウレタンに、銅などのメタルを含浸させた、メタル含浸ウレタン４２を用いている。

実装基板への実装に際しては、実装基板１００上に、スペーサ部材４２としてのメタル含浸ウレタンからなるブロックを固着し、半田層３０を形成した後、回路基板１０上に素子チップ２０を搭載した回路モジュールを位置合わせし、所望の温度に加熱し、半田リフローを行い、半田が回路基板１０の側壁の粗面領域１０Ｒまで到達するようにし、回路基板１０と実装基板１００上のパッド１０１と回路パターン部２１とを接続する。

接続に際しては、まず、実装基板１００上に、ディスペンサにより供給量を制御しながら半田層３０を形成する。このとき、回路基板１０上の対応する領域にも端子電極配線として回路パターン部２１を形成しておくとともに、実装基板１００上にもパッド１０１を形成しておく。
そして半田層３０と回路基板１０の第１の面１０Ａおよび第３の面１０Ｃを当接させる。ここでは第１の面１０Ａが素子搭載面を構成し、第２の面１０Ｂは第１の面１０Ａに対向する面であり、第３の面１０Ｃは側面である。

そして半田リフロー温度に加熱し、冷却することで硬化するに際し、半田層３０が分断によって形成された回路基板１０の側壁の粗面領域１０Ｒの凹部に浸透しつつ固化収縮し、回路モジュールと実装基板１００との距離が近づくことで、隙間なく端子電極としての配線パターン２１と、実装基板１００上のパッド１０１とが、電気的に接続される。

この時、スペーサ部材の存在により、若干の切断面で突出部があったとしても、実装基板１００に接触したりすることなく装着できるとともに、半田層３０の存在領域を十分にとることができ、かつ回路モジュールが粗面となっているため、より強固な接続が可能となる。

このように、回路パターン部２１と、実装基板１００上のパッド１０１との間を接続する半田層３０の体積を増大することができ、実装時の熱負荷によるクラックの発生を抑制することができる。さらにスペーサ部材４２が熱伝導性を有するため、回路モジュール上の素子の発熱を効率よく放熱することで、温度上昇を抑制することができる。また、実装時における半田溶融時における熱効率も良好で、不要な加熱が皆無となる。

加えて上記構成によれば、ジャイロセンサなど、方向性がきわめて重要なセンサデバイスの実装においても高精度の角度を維持することが可能となる。
また、熱伝導性を有しかつ弾性体であるメタル含浸ウレタン４２が回路基板と実装基板との熱膨張率の差を吸収し、かつ熱伝導性を有するため、ボンディング時の熱伝導性も良好でかつ、放熱性も良好であり、信頼性の高い実装構造を実現することができる。

なお、前記実施の形態では、ジャイロセンサなどセンサチップを搭載した回路モジュール（センサモジュール）について説明したが、センサモジュールに限定されることなく、携帯端末などに搭載されるモジュールや、壁面に取り付けられるＬＥＤ照明用のＬＥＤモジュールなど種々の回路モジュールに適用可能である。

（実施の形態５）
図１７は本発明の実施の形態５の回路基板構造体を示す斜視図、図１８は、この回路基板構造体を用いた回路モジュールであるカメラモジュールを示す断面図、図１９（ａ）乃至（ｅ）は、この回路基板構造体を用いた回路モジュールであるカメラモジュールの製造工程を示す工程断面図である。
本実施の形態では、図１７に示すように、前記実施の形態１乃至４と同様にフレーム部１１で連結した回路基板構造体Ｓを構成している。そして本発明は、この回路基板構造体Ｓを用い、図１８に示すように、貫通穴２３を有する回路基板１０上に素子チップ２０を搭載するとともに両面を透光性部材５０およびレンズ部６０で封止した回路モジュール２を構成するものである。回路基板構造体の状態で素子チップ２０の搭載だけでなく、フィルタなどの透光性部材５０および、レンズ部６０を装着する工程を、フレーム部１１で一体形成された状態で行い、最後に分断可能部１４で分断するようにしたことを特徴とする。

部品点数が多いため実装作業性が悪いが、本実施の形態の方法を用いることにより、位置決め工程、検査工程をはじめ実装作業性が良好となり、微細化に際してもより信頼性の高いイメージセンサを搭載した回路モジュール２としてのカメラモジュールを製造することができる。

本実施の形態の回路モジュール２は、図１９（ａ）乃至（ｅ）に示すように、多数個取りのシートで一括して、素子チップの搭載およびフィルタなどの透光性部材５０および、レンズ部６０を固着して回路モジュール構造体Ｍを形成し、実装や検査工程を経て、最後に個々の回路モジュール２に分割することによって形成されることを特徴とするものである。

まず、この実装に用いられる回路基板構造体Ｓは、図１７に斜視図を示すように、絶縁性の樹脂材料で構成され、素子搭載領域となる貫通穴部２３を有する基板部１０Ｓと、基板部１０Ｓに形成された回路パターン部２１とを具備してなる回路基板ユニットＵ１と、基板部１０Ｓと一体成型され、回路基板ユニットＵ１を相互に接続するとともに、分断可能部１４を具備する２本の平行なサイドレール１１ａ、１１ｂからなるフレーム部１１とを具備したことを特徴とする。

ここでは、基板部１０Ｓが、素子搭載領域に相当する領域に凹部１３を形成しており、この凹部１３の内側にさらに貫通穴２３が形成されており、凹部１３から凹部１３を囲む領域に伸張する回路パターン部２１を有している。そしてさらにこの回路パターン部２１は、サイドレール１１ａ、１１ｂ上まで伸長し、検査用パッド２１Ｐを構成する。

なお、サイドレール１１ａ、１１ｂには所定の間隔で送り穴１５が形成されており、連続形成のために順送りを行うための穴としてだけでなく、位置決め用の基準穴としても機能する。

また、サイドレール１１ａ、１１ｂと基板部１０Ｓとの間に位置する、分断可能部１４は、肉薄部を構成しており、パンチによる力の印加により、たわみを生じるように構成されている。

次にこの回路基板構造体を用いた回路モジュールの製造方法について説明する。
まず、図１９（ａ）に示すように、貫通穴２３を有する射出成型などの方法により樹脂製の回路基板構造体の形状加工を行う。
そして、図１９（ｂ）に示すように、回路パターン部２１のパターンに一致した下地層の上に電気めっきにより銅などのめっき層を厚付けすることで表面導体層を形成し、下地層のある部分以外の不要なめっき層をエッチングで除去すれば、所望の回路パターン部２１が形成された回路基板ユニットＵ１を含む回路基板構造体Ｓを得ることができる。

そして、この回路基板１０上に素子チップ２０を配する。そして、図１９（ｃ）に示すようにフリップチップ法により回路パターン部２１のボンディングパッドに形成されたバンプ２５と素子チップ２０との電気的接続を行う。
こののち、図１９（ｄ）に示すように、透光性部材５０を固着するとともにレンズ部６０を固着する。

そして、プローブ２０１を検査用パッド２１Ｐに接触させ、検査装置２００でプローブ検査を行う。
そして不良品を判別し、マーキングを行う。
こののち図１９（ｅ）に示すように分断可能部１４にパンチをあて、個別の回路モジュールに分断し、回路モジュール２を得る。

このカメラモジュールは、フィルタやレンズなどの付属部品を装着する必要があり、位置決めが困難であるが、本実施の形態のように回路基板構造体を用いることにより、容易に位置決めを行うことが可能である。

なお、前記実施の形態では素子搭載領域に凹部を形成した立体配線基板を回路基板として用いた例について説明したが、平板状の回路基板、あるいはさらに複雑な形状の立体配線基板にも適用可能である。ここで素子チップの搭載された回路基板を樹脂などで覆うことでパッケージを構成する場合もあるが、回路基板自体が素子チップを囲み、パッケージとしての役割を果たす場合もある。

また、前記実施の形態では、回路基板として射出成形によって形成した樹脂製の立体基板を用いたが、セラミック基板でもよくまた、グリーンシートを用いた積層基板を用いてもよい。ここでは例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック：Low Temperature Co-fired Ceramics）からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを印刷して所定のパターンを形成し、複数のグリーンシートを絶縁層として用いて、適宜一体的に積層し、焼結することにより内部導体層を備えた絶縁層（誘電体層）として製造することが出来る。これらの誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを複成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が適用可能である。ここで、誘電率は５〜１５程度の材料を用いる。なお、セラミック誘電体材料の他に、樹脂積層基板や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いてなる積層基板を用いることも可能である。また、前記セラミック基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック：High Temperature Co-fired Ceramics）技術を用いて、誘電体材料をＡｌ_２Ｏ_３を主体とするものとし、内部導体層として伝送線路等をタングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体として構成しても良い。

また、グリーンシートに限定されることなく、他のセラミックにも適用可能であり、またガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの樹脂基板を用いた場合、プリプレグを用いた積層基板などにも適用可能である。

１、２ 回路モジュール
Ｍ 回路モジュール構造体
１０ 回路基板
１０Ｓ 基板部
Ｓ 回路基板構造体
１０Ａ 第１の面
１０Ｂ 第２の面
１０Ｃ 第３の面
１０Ｒ 粗面領域
１１ フレーム部
１１ａ，１１ｂ サイドレール
１３ 凹部
１４ 分断可能部
１５ 送り穴
２０ 素子チップ
２１ 回路パターン部
２１Ｐ 検査用パッド
２１Ｂ ボンディングパッド
２２ ボンディングワイヤ
２３ 貫通穴
２５ バンプ
３０ 半田層
１００ 実装基板（プリント配線基板）
１０１ パッド
１１０ 回路基板
２００ 検査装置
２０１ プローブ

Claims (14)

1. 絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部と、
   前記基板部に形成された回路パターン部とを具備してなる回路基板ユニットと、
   前記基板部と一体成型され、前記回路基板ユニットを相互に接続するとともに、分断可能部を具備するフレーム部とを具備した回路基板構造体。
2. 請求項１に記載の回路基板構造体であって、
   前記基板部は、素子搭載領域に相当する領域に凹部を形成しており、
   前記回路パターン部は、前記凹部から、前記凹部を囲む領域に伸張する回路パターンを含む回路基板構造体。
3. 請求項１または２に記載の回路基板構造体であって、
   前記フレーム部は、２本の平行なサイドレールを具備し、
   前記基板部の両端で接続された回路基板構造体。
4. 請求項３に記載の回路基板構造体であって、
   前記サイドレールの内の少なくとも一方に、所定の間隔で配設された送り穴を形成してなる回路基板構造体。
5. 請求項４に記載の回路基板構造体であって、
   前記サイドレールは、前記基板部よりも肉厚となるように構成された回路基板構造体。
6. 請求項４に記載の回路基板構造体であって、
   前記回路パターンは、前記サイドレール上まで到達するように形成されており、前記サイドレール上に、プローブ用パッドを構成する回路基板構造体。
7. 請求項６に記載の回路基板構造体であって、
   前記サイドレールと前記基板部との間に、前記分断可能部としての分断溝が形成され、肉薄部を構成してなる回路基板構造体。
8. 請求項７に記載の回路基板構造体であって、
   前記回路パターンは、前記分断溝に沿って形成された回路基板構造体。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の回路基板構造体であって、
   前記絶縁性材料は、樹脂またはセラミックである回路基板構造体。
10. 請求項９に記載の回路基板構造体であって、
    前記回路パターン部は、前記基板部に形成された厚膜導体層である回路基板構造体。
11. 絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部と、
    前記基板部に形成された回路パターン部とを具備してなるパッケージ構造体と、
    前記素子搭載領域に搭載された素子チップとを具備した回路モジュールであって、
    前記基板部の少なくとも１つの面の一部に、破断によって形成された粗面部を有する回路モジュール。
12. 請求項１１に記載の回路モジュールであって、
    前記回路パターン部は、前記粗面部に隣接する領域まで伸長してなる回路モジュール。
13. 絶縁性材料で構成され、素子搭載領域を有する基板部を具備してなる回路基板ユニットと、
    前記基板部と一体成型され、前記回路基板ユニットを相互に接続するとともに、分断可能部を具備するフレーム部とを具備した回路基板構造体の形状加工を行う工程と、
    前記回路基板構造体に回路パターン部を形成する工程と、
    前記素子搭載部に、素子チップを搭載するとともに前記回路パターン部に前記素子チップとを電気的に接続する素子搭載工程と、
    前記分断可能部で、前記フレーム部を分断し、前記回路基板ユニット毎に分割する工程とを含む回路モジュールの製造方法。
14. 請求項１３に記載の回路モジュールの製造方法であって、
    前記回路パターン部を形成する工程は、前記フレーム部まで到達するように回路パターンを形成するとともに、前記フレーム部上に、プローブ用パッドを構成するものであり、
    前記素子搭載工程後、前記プローブ用パッドを用いて、プローブテストを行う工程を含み、
    前記分割する工程は、前記プローブ用パッドとともに、前記フレーム部を切除する工程とを含む回路モジュールの製造方法。

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