JP2013165153A

JP2013165153A - 電子部品モジュール及び該電子部品モジュールの製造方法

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Publication number: JP2013165153A
Application number: JP2012027124A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hatase; 稔畑瀬
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP5919860B2

Abstract

【課題】シールド効果を維持しつつ、低背化することができる電子部品モジュール及び該電子部品モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】実装基板１１の一方の面に一又は複数の電子部品１２を実装してある。電子部品１２の天面は絶縁されており、実装基板１１の接地電極１６は、実装基板１１の電子部品１２の実装面又は側面に露出しており、電子部品１２の天面及び側面、並びに接地電極１６の露出面を覆う金属膜２２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、実装された電子部品に、直接導電性ペーストを塗布することにより低背化することができる電子部品モジュール及び該電子部品モジュールの製造方法に関する。

昨今の携帯機器の普及に伴い、携帯機器の軽薄短小化への要求は著しい。また、携帯機器の設計の自由度を高めるべく、それに用いる電子部品モジュールについても低背化の要求が高まっている。一方で、電界漏れによる周辺機器への影響も無視することができず、十分なシールド効果を得ることができる構造が要求される。

そこで、例えば特許文献１では、基板上に実装した電子部品の表面に非導電性（絶縁性）粘着層を有し、非導電性粘着層を覆うシート状の金属層を備える電子機器端末のシールド構造が開示されている。シート状の金属層は、導電性粘着層を介して基板上の接地端子と電気的に接続されており、シールド層として機能する。

また、特許文献２では、回路基板上に電子部品を実装し、実装した電子部品を樹脂で封止して封止体とし、封止体の表面を金属膜で覆うことによりシールド層を形成するモジュール部品の製造方法が開示されている。接地電極は回路基板の側面から露出しており、回路基板の側面において金属膜と接地電極とが導通し、シールド層を形成している。

特開２００９−０８１４００号公報特開２０１０−０８０９６８号公報

しかし、特許文献１では、シート状の金属層の構成が複雑であり、製造コストを抑制することが困難であるという問題点があった。また、特許文献２では、封止体の分だけ厚みが増し、モジュール部品を低背化することが困難であるという問題点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、シールド効果を維持しつつ、低背化することができる電子部品モジュール及び該電子部品モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る電子部品モジュールは、実装基板の一方の面に一又は複数の電子部品を実装してある電子部品モジュールであって、前記電子部品の天面は絶縁されており、前記実装基板の接地電極は、前記実装基板の前記電子部品の実装面又は側面に露出しており、前記電子部品の天面及び側面、並びに前記接地電極の露出面を覆う金属膜を備えることを特徴とする。

上記構成では、実装基板の電子部品の実装面又は側面に露出している接地電極と、電子部品の天面及び側面に直接形成された金属膜とを電気的に接続することにより、金属膜をシールド層として機能させることができるとともに、電子部品を封止する樹脂層が不要となるので、電子部品モジュール全体として低背化することが可能となる。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、前記接地電極は、前記実装基板の前記電子部品の実装面に露出していることが好ましい。

上記構成では、接地電極は実装基板の電子部品の実装面に露出しているので、実装基板の電子部品の実装面にて接地電極と金属膜とを電気的に接続することができ、金属膜をシールド層として機能させることができる。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、前記接地電極は、前記実装基板の側面に露出していることが好ましい。

上記構成では、接地電極は実装基板の側面に露出しているので、実装基板の側面にて接地電極と金属膜とを電気的に接続することができ、金属膜をシールド層として機能させることができる。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、前記実装基板は、前記電子部品の実装面と反対側の面に外部接地電極を備え、前記接地電極は、前記外部接地電極と導通されていることが好ましい。

上記構成では、接地電極は、実装基板が電子部品の実装面と反対側の面に備える外部接地電極とビア等を介して導通されているので、外部接地電極の配置の自由度が増し、マザー基板へ接続する場合の電子部品モジュールの占有面積を小さくすることが可能となる。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、前記実装基板は、一又は複数の電子部品を内蔵してあることが好ましい。

上記構成では、天面に電極を有する等、天面に金属膜を設けた場合に絶縁性が損なわれる電子部品を実装基板に内蔵することにより、金属膜形成時に短絡することを回避することが可能となる。

また、本発明に係る電子部品モジュールは、前記実装基板に内蔵されている電子部品は、チップコンデンサ又はチップインダクタのいずれかであることが好ましい。

上記構成では、実装基板に内蔵されている電子部品は、チップコンデンサ又はチップインダクタのいずれかであるので、電子部品モジュール全体として小型化することが可能となる。

次に、上記目的を達成するために本発明に係る電子部品モジュールの製造方法は、内部に接地電極が形成された実装基板の一方の面に一又は複数の電子部品を実装してある電子部品モジュールの製造方法であって、前記実装基板の前記電子部品の実装面又は前記実装基板が配列された集合基板の前記電子部品の実装面に、複数の電子部品を実装する工程と、実装された電子部品の天面、側面及び接地電極を少なくとも覆うよう導電性ペーストを塗布する工程と、塗布された導電性ペーストを加熱硬化させる工程と、前記集合基板を分断して個片化する工程とを含むことを特徴とする。

上記構成では、実装基板の電子部品の実装面又は側面に露出している接地電極と、実装部品の天面及び側面に直接形成された金属膜とを電気的に接続することにより、金属膜をシールド層として機能させることができるとともに、電子部品を封止する樹脂層が不要となるので、電子部品モジュール全体として低背化することが可能となる。

また、本発明に係る電子部品モジュールの製造方法は、前記接地電極は、前記実装基板の前記電子部品の実装面又は側面から露出し、加熱硬化させた前記導電性ペーストと接続していることが好ましい。

上記構成では、接地電極は、実装基板の電子部品の実装面又は側面から露出し、加熱硬化させた導電性ペーストと確実に接続することができるので、シールド効果を損なうことがない。

上記構成によれば、実装基板の電子部品の実装面又は側面に露出している接地電極と、電子部品の天面及び側面に直接形成された金属膜とを電気的に接続することにより、金属膜をシールド層として機能させることができるとともに、電子部品を封止する樹脂層が不要となるので、電子部品モジュール全体として低背化することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る電子部品モジュールの金属膜形成前の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態１に係る電子部品モジュールの金属膜形成後の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態２に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態２に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態２に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態３に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態３に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態３に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。本発明の実施の形態３に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子部品モジュールの金属膜形成前の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態１に係る電子部品モジュール１は、一例として１０．０ｍｍ×１０．０ｍｍ×１．２ｍｍの直方体形状をしており、セラミック、ガラス、エポキシ樹脂等からなる回路基板（実装基板）１１の上面（一方の面）にＩＣ等の半導体素子からなる電子部品１２が実装されている。

電子部品１２は、いわゆるＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）構造を有し、底面の格子状に配列された半球状の半田で形成された端子電極（以下、半田バンプ）１５を有している。また、実装される電子部品１２の天面は絶縁されている。したがって、天面に導電性ペーストを塗布した場合であっても、短絡しない。なお、電子部品１２は１個に限定されるものではなく、電子部品モジュールの機能に応じて複数個の電子部品を実装しても良い。

回路基板１１は、例えば上面が長方形である厚さ略０．５ｍｍの樹脂基板である。回路基板１１は、チップインダクタ、チップコンデンサ、チップ抵抗（以下、ＬＣＲチップ）等の電子部品１３を内蔵している。電子部品１３を内蔵する回路基板１１の製造方法は、以下の通りである。例えば銅箔に半田ペーストを配置し、ＬＣＲチップ等を実装した後にリフロー洗浄する。その後、エポキシ樹脂で封止して、封止したエポキシ樹脂を硬化させ、銅箔を実装用ランド２３等に加工したプリント基板を少なくとも二層重ね合わせて回路基板１１を形成する。内蔵する電子部品１３は、天面が絶縁されている必要はなく、天面及び側面に電極が露出している受動部品である。特に限定するものではないが、整合回路を一つの電子部品モジュール内で構成できることから、電子部品１３は、チップコンデンサ又はチップインダクタのいずれかであることが好ましい。

また、回路基板１１は、実装面に接地電極１６と実装用ランド２３とを備え、実装面と反対側の面には、外部の実装基板と接続するための外部接地電極１７及び外部接続端子１８を備えている。電子部品１２、１３と外部接地電極１７又は外部接続端子１８との導通は、例えば回路基板１１内部のビア電極１４を介して行われる。ビア電極１４は、例えば上記のプリント基板に硬化させたエポキシ樹脂側から実装用ランド２３等に向けてレーザを照射して有底ビアホールを形成し、ビアホールの内部を導電体で充填することにより形成される。

図２は、本発明の実施の形態１に係る電子部品モジュール１の金属膜形成後の構成を示す模式図である。図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る電子部品モジュール１は、実装された電子部品１２の天面に、導電性ペースト２０を直接塗布する。すなわち、電子部品１２を樹脂等で封止することなく、例えば刷毛塗り等により直接塗布する。刷毛塗りにより導電性ペースト２０を塗布する場合、電子部品１２の下部には導電性ペースト２０が侵入しにくく、半田バンプ１５と短絡するおそれが少ない。

また、導電性ペースト２０の粘性により電子部品１２の側面にも膜が形成される。すなわち、導電性ペースト２０を硬化させることにより、電子部品１２と回路基板１１との間の間隙部分２１にも、半田バンプ１５と接触しないように金属膜２２を形成することができる。導電性ペースト２０を塗布した後、オーブン等により１８０℃で１時間加熱することにより、導電性ペースト２０を硬化させて金属膜２２を形成する。

導電性ペースト２０としては、例えばＡｇペーストを用いる。もちろんＡｇペーストに限定されるものではなく、Ｃｕペースト、カーボンペースト等を用いても良い。

以上のように本実施の形態１によれば、回路基板１１の電子部品１２の実装面又は側面に露出している接地電極１６と、実装された電子部品１２の天面及び側面に直接形成された金属膜２２とを電気的に接続することにより、金属膜２２をシールド層として機能させることができるとともに、電子部品１２を封止する樹脂層が不要となるので、電子部品モジュール１全体として低背化することが可能となる。

なお、導電性ペースト２０を塗布するのではなく、ＡＣＰ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ：異方性導電ペースト）、ＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ：異方性導電フィルム）等を用いて金属膜２２を形成しても良い。この場合、電子部品１２と回路基板１１との間に間隙部分２１は生じないので、より容易に金属膜２２を形成することが可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態２に係る電子部品モジュールは、接地電極が回路基板の内部に形成されている点で実施の形態１とは相違する。図３乃至図６は、本発明の実施の形態２に係る電子部品モジュールの製造方法を説明するための模式図である。図３は、集合基板１０の上面（一方の面）に電子部品１２を実装した状態を、図４は、切り込み部１９を形成した状態を、図５は、導電性ペースト２０を塗布した状態を、図６は、電子部品モジュール１に個片化した状態を、それぞれ示している。

まず、図３に示すように、内部に接地電極１６が形成されている回路基板１１を配列してある集合基板１０の上面に複数の電子部品１２を実装する。電子部品１２と集合基板１０の実装用ランド２３とを、半田バンプ１５を溶融させることにより接続する。なお、本実施の形態２では必須ではないが、集合基板１０と電子部品１２との間にアンダーフィル樹脂を充填しても良い。

次に、図４に示すように、電子部品モジュール１を切り出す境界部分にて、集合基板１０の電子部品１２の実装面から、集合基板１０の内部に形成された接地電極１６が露出する深さまで、ダイサー等を用いて溝状の切り込み部１９を形成する。切り込み部１９は、例えば幅０．５ｍｍ程度、深さ０．３ｍｍ程度である。接地電極１６が露出する深さまで切り込み部１９を形成することにより、集合基板１０についてはハーフカットされた状態となり、接地電極１６を切り込み部１９の側面から確実に露出させることができ、後の工程にて導電性ペースト２０と電気的に接続することができる。

そして、図５に示すように、電子部品１２の天面及び側面、集合基板１０の電子部品１２の実装面、切り込み部１９の側面及び底面を覆うように導電性ペースト２０を塗布する。導電性ペースト２０の粘度は、塗布時は比較的高めであり、切り込み部１９の開口部を覆うように塗布することにより、導電性ペースト２０が切り込み部１９に入り込み、切り込み部１９の側面及び底面が覆われる。

導電性ペースト２０を塗布する場合、集合基板１０の側面まで覆うように塗布することが好ましい。導電性ペースト２０を、集合基板１０の側面まで覆うように塗布することで、集合基板１０の周縁部から切り出される電子部品モジュール１についても、回路基板１１の側面から露出している接地電極１６と導電性ペースト２０とを電気的に接続することができるからである。

その後、集合基板１０をオーブン等により１８０℃で１時間加熱することにより、導電性ペースト２０を硬化させて、例えば膜厚２０〜５０μｍの金属膜２２をシールド層として形成する。なお、導電性ペースト２０は、刷毛塗りだけでなく、例えば印刷、蒸着、スパッタ等の方法により塗布しても良い。

そして、図６に示すように、集合基板１０を電子部品モジュール１を切り出す境界部分にてダイサー等で分断することにより、集合基板１０は、電子部品モジュール１に個片化される。分断する場合に用いるブレードは、切り込み部１９の側面に形成された金属膜２２が研削されないよう、切り込み部１９を形成する場合に用いるブレードより幅を小さくする。例えば金属膜２２の厚みは２０〜５０μｍであるので、集合基板１０の分断に用いるブレードの幅は、切り込み部１９の形成に用いたブレードの幅よりも１００μｍ以上小さいことが好ましい。なお、集合基板１０の電子部品１２の実装面からだけでなく、実装面と反対側の面から集合基板１０の途中であって切り込み部１９に到達しない深さのブレイク用切り込み部を形成しておいても良い。

また、外部の実装基板等と接続するための外部接続端子１８は、金属膜２２と接触することがないよう、回路基板１１の金属膜２２を形成している側と反対側の面に設けてある。外部接続端子１８と電子部品１２、１３とは、ビア電極１４を介して接続されている。

以上のように本実施の形態２によれば、回路基板１１の電子部品１２の実装面又は側面に露出している接地電極１６と、実装された電子部品１２の天面及び側面に直接形成された金属膜２２とを電気的に接続することにより、金属膜２２をシールド層として機能させることができるとともに、電子部品１２を封止する樹脂層が不要となるので、電子部品モジュール１全体として低背化することが可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態３に係る電子部品モジュールは、接地電極が回路基板の内部に形成されており、しかもダイサーシートを用いて電子部品モジュールを製造する点で実施の形態１及び２とは相違する。図７乃至図１０は、本発明の実施の形態３に係る電子部品モジュール１の製造方法を説明するための模式図である。図７は、集合基板１０の上面（一方の面）に電子部品１２を実装した状態を、図８は、切り込み部１９を形成した状態を、図９は、導電性ペースト２０を塗布した状態を、図１０は、電子部品モジュール１に個片化した状態を、それぞれ示している。

まず、図７に示すように、内部に接地電極１６が形成された回路基板１１を配列してある集合基板１０の上面に複数の電子部品１２を実装する。電子部品１２と集合基板１０の実装用ランド２３とを、半田バンプ１５を溶融させることにより接続する。なお、本実施の形態３では必須ではないが、集合基板１０と電子部品１２との間にアンダーフィル樹脂を充填しても良い。

次に、図８に示すように、集合基板１０の下面にダイサーシート３０を張り付け、電子部品モジュール１を切り出す境界部分にて、集合基板１０の電子部品１２の実装面から、集合基板１０をフルカットし、ダイサーシート３０の内部に到達する深さまで、ダイサー等を用いて溝状の切り込み部１９を形成する。切り込み部１９は、例えば幅０．５ｍｍ程度、深さ０．３ｍｍ程度である。ダイサーシート３０の内部に到達する深さまで切り込み部１９を形成することにより、集合基板１０についてはフルカットされた状態となり、接地電極１６を切り込み部１９の側面から確実に露出させることができ、後の工程にて導電性ペースト２０と電気的に接続することができる。

そして、図９に示すように、電子部品１２の天面及び側面、集合基板１０の電子部品１２の実装面、切り込み部１９の側面及び底面を覆うように導電性ペースト２０を塗布する。導電性ペースト２０の粘度は、塗布時は比較的高めであり、切り込み部１９の開口部を覆うように塗布することにより、導電性ペースト２０が切り込み部１９に入り込み、切り込み部１９の側面及び底面が覆われる。

その後、集合基板１０をオーブン等により１８０℃で１時間加熱し、導電性ペースト２０を硬化させて、例えば膜厚２０〜５０μｍの金属膜２２をシールド層として形成する。なお、導電性ペースト２０は、刷毛塗りだけでなく、例えば印刷、蒸着、スパッタ等の方法により塗布しても良い。

そして、図１０に示すように、集合基板１０からダイサーシート３０を剥離することにより、集合基板１０は、電子部品モジュール１に個片化される。

以上のように本実施の形態３によれば、回路基板１１の電子部品１２の実装面又は側面に露出している接地電極１６と、実装された電子部品１２の天面及び側面に直接形成された金属膜２２とを電気的に接続することにより、金属膜２２をシールド層として機能させることができるとともに、電子部品１２を封止する樹脂層が不要となるので、電子部品モジュール１全体として低背化することが可能となる。

なお、上述した実施の形態１乃至３は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることは言うまでもない。

１電子部品モジュール
１１回路基板（実装基板）
１２、１３電子部品
１４ビア電極
１５半田バンプ
１６接地電極
１７外部接地電極
１８外部接続端子
１９切り込み部
２０導電性ペースト
２２金属膜

Claims

実装基板の一方の面に一又は複数の電子部品を実装してある電子部品モジュールであって、
前記電子部品の天面は絶縁されており、
前記実装基板の接地電極は、前記実装基板の前記電子部品の実装面又は側面に露出しており、
前記電子部品の天面及び側面、並びに前記接地電極の露出面を覆う金属膜を備えることを特徴とする電子部品モジュール。
前記接地電極は、前記実装基板の前記電子部品の実装面に露出していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品モジュール。
前記接地電極は、前記実装基板の側面に露出していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品モジュール。
前記実装基板は、前記電子部品の実装面と反対側の面に外部接地電極を備え、
前記接地電極は、前記外部接地電極と導通されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子部品モジュール。
前記実装基板は、一又は複数の電子部品を内蔵してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子部品モジュール。
前記実装基板に内蔵されている電子部品は、チップコンデンサ又はチップインダクタのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の電子部品モジュール。
内部に接地電極が形成された実装基板の一方の面に一又は複数の電子部品を実装してある電子部品モジュールの製造方法であって、
前記実装基板の前記電子部品の実装面又は前記実装基板が配列された集合基板の前記電子部品の実装面に、複数の電子部品を実装する工程と、
実装された電子部品の天面、側面及び接地電極を少なくとも覆うよう導電性ペーストを塗布する工程と、
塗布された導電性ペーストを加熱硬化させる工程と、
前記集合基板を分断して個片化する工程と
を含むことを特徴とする電子部品モジュールの製造方法。
前記接地電極は、前記実装基板の前記電子部品の実装面又は側面から露出し、
加熱硬化させた前記導電性ペーストと接続していることを特徴とする請求項７に記載の電子部品モジュールの製造方法。