JP2013207213A - 電子部品モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁シールドによる電磁ノイズの遮蔽性能、及び、電磁シールドとグラウンドパターン等の配線との接続信頼性を、従来に比して向上させることが可能な電子部品モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】電子部品モジュール１００は、基板１に実装された電子部品２とその基板１の表面を覆うようにモールド樹脂３が設けられており、さらに、そのモールド樹脂３を覆うように導電性シールド５１が形成されたものである。この導電性シールド５１は、互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを含み、且つ、基板１の側面１２に露出する接地用配線１１に接続されている。また、第１のフィラーの平均粒径は、接地用配線１１の厚さの１／２以下とされており、さらに、第２のフィラーとして、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものが用いられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品モジュール、及びその製造方法に関する。

電子機器に用いられるＩＣチップ等の半導体装置といった能動部品や、コンデンサ（キャパシタ）、インダクタ（コイル）、サーミスタ、抵抗等の受動部品等の電子部品が一の基板上に実装された電子部品モジュールとしては、従来、外部からの電磁ノイズに対する保護、及び／又は、モジュール自体からの電磁ノイズの漏洩を防止するべく、金属ケースでモジュールを覆ったものや金属ケースに収納されたものや、モジュール上の電子部品をモールド樹脂で覆い且つその表層に金属めっきによる電磁シールド層を設けたものが知られている。

ところで、近年、電子機器の更なる小型化、薄型化、高密度実装化が要求されている。このような要求に対し、上記の金属ケースを電磁シールドとして備える電子部品モジュールは、基板の側壁の高さを十分に確保することができないため、基板の側壁において金属ケースを接合することがかなわず、基板表面にランドが設けられたモジュール上に平板状金属ケースを載置して、ランドと金属ケースを半田等で接合した構造にならざるを得ない。そうすると、ランド部分がデッドスペースとなってしまい、そこには電子部品を搭載できず、また、配線層を形成することもできないので、小型化及び高密度実装を行う上で好ましくない。

また、上記のモールド樹脂上に金属めっきによる電磁シールド層を設けたものは、めっき形成に多種の薬液を使用する場合が多いため、基板や電子部品へダメージを与えるおそれがある。さらに、めっき工程に要する時間が比較的長く、且つ、装置規模も比較的大きくなるため、生産性が低下するといった不都合もある。加えて、トランスファーモールドに代表されるモールド樹脂には溶融シリカ等のフィラーが９０質量％前後含有されている場合があり、モールド樹脂中のフィラーと金属めっきとの間の密着強度（接着強度）が小さいため、金属めっきの剥離や歩留まりの低下といった問題も想起される。

これらに対し、例えば特許文献１には、配線層を有する配線基板の電極と回路部品を半田又は導電性接着剤で接続し、それらを覆う絶縁樹脂の表層（天面）に導電箔を形成し、さらに、その導電箔と配線基板のグラウンドパターン（接地用配線）とを、絶縁樹脂の側面に設けた導電性物質を介して電気的に接続することにより、電磁シールド層を形成した電子部品モジュールが記載されている。また、その電磁シールド層に使用される導電性物質としては、金属粒子と熱硬化性樹脂とが混合されてなる導電性樹脂組成物が例示されており、金属粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等が挙げられている。

特開２００５−１５９２２７号公報

しかし、本発明者が、上記特許文献１記載の従来の電子部品モジュールについて、電磁シールド層による電磁ノイズの遮蔽性能、及び、電磁シールド層と基板におけるグラウンドパターンとの接続信頼性等について鋭意検討したところ、その電磁ノイズの遮蔽性能及び接続信頼性は、未だ不十分であることが判明した。

特に、近時の例えば携帯端末機器用の電子部品モジュールに対しては、その全高を１．５ｍｍ以下、さらには、１ｍｍ以下にするような低背化の要求があり、こうなると、電子部品が搭載される基板の厚さを０．５ｍｍよりも薄くする必要がある（この場合、基板の配線層の厚さは、例えば数十μｍ以下となってしまう）ところ、従来の電磁シールド層の構成では、基板側面に露出させたグラウンドパターンと電磁シールド層を確実に接続することが困難であり、電子部品モジュールに対する上記の要求を十分に満たすことはできない。

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、更なる低背化に寄与することができ、電磁シールドによる電磁ノイズの遮蔽性能（電磁シールド特性）、及び、電磁シールドとグラウンドパターン等の配線との接続信頼性を、従来に比して向上させることが可能な電子部品モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による電子部品モジュールは、基板と、その基板の表面に実装された電子部品と、基板の表面及び電子部品を覆うように設けられたモールド樹脂と、そのモールド樹脂を覆うように設けられた導電性シールドとを備えており、導電性シールドは、性状や物性等が互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを含み、且つ、基板の側面に露出する接地用配線（接地電位に接続される配線、配線パターン、グラウンドパターン等）に接続されており、第１のフィラーの平均粒径が、接地用配線の厚さの１／２以下、好ましくは１／３以下であり、第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものである。

このように構成された基板モジュールにおいては、基板の表面上に実装された電子部品が埋設されたモールド樹脂を覆うように導電性シールドが設けられており、その導電性シールドは、基板の側面に露出する接地用配線に接続されることにより、電磁ノイズに対する遮蔽体として機能する。

ここで、一般に、上記特許文献１等に記載の金属粒子（フィラー）を含む導電性樹脂組成物から電磁シールドが形成されている従来の電子部品モジュールにおいては、電磁シールドに含まれる金属粒子同士が物理的に接触することによってのみ、導電経路（導電パス）が形成されている。これに対し、本発明による電子部品モジュールでは、導電性シールドが、例えば材質及び粒径（粒径分布、粒度分布）が互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを含んでおり、これらの物理的な接触のみだけではなく、第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成することにより導電経路が形成される。

すなわち、導電性シールドを形成する際に、その前駆体（導電性シールドを形成するための導電性ペースト等）が所定の温度に加熱されると、第２のフィラーが溶融、又は、その表面が活性化されて、第２のフィラー同士が金属結合を形成して互いに接合され、また、それのみならず、第１のフィラーと第２のフィラー、及び、第２のフィラーと接地用配線が金属結合によって接合される。その結果、導電性シールドの緻密性が高められ、且つ、導電性シールド自体及び導電性シールドと接地用配線との機械的な強度及び電気的な接続信頼性が向上される。

そして、本発明者が鋭意研究を進めた結果、第１のフィラーの平均粒径が、接地用配線の厚さの１／２以下であると、電磁シールドによる電磁ノイズの遮蔽性能（シールド特性）、及び、電磁シールドと接地用配線との接続信頼性を、従来に比して更に一層向上させ得ることが確認された。

また、導電性シールドが、熱硬化性又は熱可塑性を有する樹脂又は樹脂組成物を含んでおり、第２のフィラーが、その樹脂又は樹脂組成物の硬化温度未満の温度領域で金属結合を形成するものであっても好適である。

通常、硬化前の樹脂を加熱した場合、温度が上昇するにつれて、樹脂の粘度が一旦低下（軟化）した後、樹脂の硬化反応が始まると、樹脂の粘度は徐々に増大し、やがて全体が硬化する。このとき、第２のフィラーが、その樹脂又は樹脂組成物の硬化温度未満の温度領域で金属結合を形成するものであれば、樹脂が硬化する以前に、第２のフィラー同士、第１のフィラーと第２のフィラー、及び、第２のフィラーと接地用配線が金属結合によって接合され、樹脂の硬化により、その接合状態が強固に保持されるので、導電性シールド自体及び導電性シールドと接地用配線との機械的な強度及び電気的な接続信頼性が更に向上される。

具体的には、第１のフィラーが、主として、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉのうちの少なくも１種の金属を含み、第２のフィラーが、主として、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくも１種の金属を含む構成が挙げられる。

より具体的には、第２のフィラーとしては、ナノフィラー又は低温で溶融する金属フィラーを例示することができる。ナノフィラーの材質としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、及びＡｕの少なくとも何れか１種が挙げられ、これらのなかでは、経済性及び耐腐食酸化性の観点からＡｇが特に好ましい。また、低温で溶融する金属フィラーの材質としては、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくとも何れか１種が挙げられ、Ｓｎを主材（主成分）として、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくとも何れか１種を含むものがより好適である。

さらに、導電性シールドにおける第１のフィラー及び第２のフィラーの含有割合、つまり、導電性シールド全体に対するフィラーの合計量の割合割合が、５０〜９５質量％であっても好適である。

また、本発明による電子部品モジュールの製造方法は、前述した本発明の電子部品モジュールを有効に製造するための方法であって、基板を準備する工程と、基板の表面に電子部品を実装する工程と、基板の表面及び電子部品を覆うようモールド樹脂を設ける工程と、モールド樹脂を覆うように導電性シールドを設ける工程とを有しており、導電性シールドを設ける工程においては、導電性シールドとして、互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを含むものを用い、且つ、導電性シールドを基板の側面に露出する接地用配線に接続するとともに、このとき、第１のフィラーの平均粒径が、接地用配線の厚さの１／２以下であり、第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものである。

ここで、導電性、経済性、低温での溶融特性等の観点から、特定の材料で形成された第１のフィラー及び第２のフィラーを用いる場合、材質によっては、材料の腐食（酸化）に起因して、金属結合による良好な接合が得られなくなったり、導電抵抗（体積抵抗値）が過度に増大してしまったりといった不都合が生じる可能性がある。それを防止するには、導電性シールドを形成するための導電性ペースト等に還元剤（酸化防止剤）を添加することが有用であるものの、還元剤の添加量を過剰に増大させると、酸化膜の生成防止及び酸化膜の除去の対象であるフィラー以外の金属が却って腐食され易くなってしまったり、或いは、導電性ペーストの保存性（安定性）が悪化してしまったりといった別の問題が生じ得る。

そこで、導電性シールドを設ける工程においては、第１のフィラーとして、Ｃｕからなるもの、又は、主としてＣｕを含むものを用い、且つ、第２のフィラーとして、Ａｇよりも腐食し易い（酸化され易い）金属からなるもの、又は、主としてＡｇよりも腐食し易い金属を含むものを用い、導電性シールドを設ける工程が、第１のフィラー及び第２のフィラーを含む導電性ペーストをモールド樹脂上に塗布する工程と、大気圧下に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下で塗布された導電性ペーストを加熱して硬化させる（ことにより導電性シールドを形成する）工程とを含むようにしても好適である。

更に具体的には、導電性シールドを設ける工程においては、第２のフィラーとして、Ｓｎ及びＢｉからなるもの、又は、主としてＳｎ及びＢｉを含むものを用いることを好ましい態様として例示することができる。

また、導電性ペーストを加熱して硬化させる工程においては、酸素濃度を、大気圧下における酸素濃度の３０％以下にするようにしても好適である。

またさらに、導電性シールドを設ける工程においては、導電性ペーストとして、第２のフィラーに対して５質量％以下の還元剤を含むものを用いるように構成してもよい。

さらにまた、導電性ペーストを加熱して硬化させる工程においては、導電性ペーストの周囲の大気の少なくとも一部を不活性ガスで置換すること若しくは還元性ガスで置換すること、又は、導電性ペーストの周囲を減圧することにより、酸素濃度を減少させた雰囲気を形成するようにしても好ましい。

本発明の電子部品モジュールによれば、基板の表面及び電子部品を覆うモールド樹脂を更に覆うように、且つ、基板の側面に露出する接地用配線に接続され設けられた導電性シールドが、第１のフィラーと第２のフィラーを含み、その第１のフィラーの平均粒径が、接地用配線の厚さの１／２以下であり、第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものであるので、電磁ノイズの遮蔽性能（シールド特性）、並びに、導電性シールド（電磁シールド）自体及び導電性シールドと接地用配線との機械的な強度及び電気的な接続信頼性を、従来に比して格段に向上させることができる。

また、第１のフィラーとして、Ｃｕからなるもの、又は、主としてＣｕを含むものを用い、且つ、第２のフィラーとして、Ａｇよりも腐食し易い金属からなるもの、又は、主としてＡｇよりも腐食し易い金属を含むものを用いたときに、モールド樹脂上に塗布したそれらを含む導電性ペーストを、大気圧下に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下で加熱して硬化させるようにすれば、第１のフィラー、第２のフィラー、及び接地用配線のそれぞれの金属結合による良好な接合を実現することができ、導電抵抗（体積抵抗値）の過度の増大を抑制することができるとともに、導電性シールドを形成するための導電性ペースト等に添加する還元剤の添加量を削減して、Ｃｕの腐食や導電性ペーストの保存性（安定性）を向上させることも可能となる。

（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明による電子部品モジュールの製造方法の好適な一実施形態により本発明の電子部品モジュールを製造している状態を示すプロセスフロー図（一部断面図）である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による電子部品モジュールの製造方法の好適な一実施形態により本発明の電子部品モジュールを製造している状態を示すプロセスフロー図（一部断面図）である。 本発明による電子部品モジュールの好適な一実施形態を示す一部断面図である。 比較例１の電子部品モジュールにおける導電性シールドの断面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１及び実施例２の電子部品モジュールにおける導電性シールドの断面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。 比較例２、実施例４、ブランク、及び、参照例のパワーマネジメントモジュールに対するシールド特性を近傍磁界で評価した結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。さらに、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。またさらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。

図１（Ａ）〜（Ｄ）及び図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による電子部品モジュールの製造方法の好適な一実施形態により本発明の電子部品モジュールを製造している状態を示すプロセスフロー図（一部断面図）であり、具体的には、ワークボードとして、複数の電子部品を内蔵する集合基板を作製した後、それから電子部品モジュールの個品（個片）を得る手順の一例を示す図である。また、図３は、そうして得られた本発明による電子部品モジュールの好適な一実施形態を示す一部断面図である。

ここでは、まず、例えばガラスエポキシ等から形成された絶縁層の片面又は両面にＣｕ箔等の金属膜が貼合されてなるワークボード、すなわち片面又は両面ＣＣＬ（Copper Clad Laminate）を用意する。次に、それをドリル及びレーザ穿孔してビアを開口し、さらに、無電解メッキ及び電解メッキを施した後、金属層を公知の手法によってパターニングする。次に、その少なくとも一面に例えば樹脂シート等を真空ラミネートや真空プレス等の既知の手法によって積層し、さらにビアを開口し、無電解めっき及び電解めっきを行い、パターニングを行う工程を繰り返すことにより、配線層上に更なる絶縁層が形成された基板１を得る（図１（Ａ）：基板を準備する工程）。このように、基板１は、多層構造を有している。

また、基板１内の配線層のパターンの一部は、接地用配線１１（グラウンドパターン）として機能し、図１（Ａ）〜（Ｄ）及び図２（Ａ）〜（Ｃ）においては、その接地用配線１１の一部を示す。接地用配線１１の材質としては、特に制限されず、上述したＣｕの他、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｆｅ、Ｔｉ、ＳＵＳ材等の金属導電材料が挙げられ、これらのなかでは、導電率やコストの観点からＣｕ等が好ましい（図示しない他の配線層についても同様である。）。

また、基板１の絶縁層に用いる材料は、シート状又はフィルム状に成型可能なものであれば特に制限されず使用可能であり、また、塗布又は印刷用のペースト状に加工可能なものであっても十分に使用可能である。例えば、適宜の樹脂材料、樹脂に、シリカや金属酸化物粉末等の各種フィラーを添加した材料、樹脂に繊維等を配合した材料、樹脂をクロスや不織布等に含浸させ材料等を挙げることができ、電気特性、機械特性、吸水性、リフロー耐性等の観点から、適宜選択して用いることができる。さらに、基板１としては、配線層と絶縁層を更に多重に積層した多層配線基板としてもよく、また、例えば、通常のプリント基板（ＰＣＢ）やＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板であっても、もちろんよい。

次いで、適宜の方法で、基板１に、その内部の配線に接続するビア導体を設け、また、それに接続する所定の配線パターン、ランド等を、基板１の表面に設けた後、その基板１の表面上に電子部品２を載置し、基板１上の配線に半田や導電性接着剤等で接続し固定する（図１（Ｂ）：基板の表面に電子部品を実装する工程）。この電子部品２は、例えば、ベアチップ状態の半導体ＩＣ（ベアチップ：ダイ（Die））といった能動部品や、コンデンサ（キャパシタ）、インダクタ（コイル）、サーミスタ、抵抗等の受動部品等であり、電子部品モジュールの個品の製品エリア毎に、単数又は複数の電子部品２を所定位置に搭載する。

それから、電子部品２が平置された基板１上に、それらの電子部品２及び基板１の表面を覆うように、モールド樹脂３を設ける（図１（Ｃ）：モールド樹脂を設ける工程）。このときの形成手法としては、特に制限されず、例えば、トランスファー、コンプレッション、印刷、ラミネート、注型等が挙げられる。次に、モールド樹脂３が設けられた基板１を、後述するダイシングのための例えば平板状をなす支持体４に貼合等によって固定する（図１（Ｄ））。

次いで、ダイシングブレード等を用いて、その基板１における電子部品モジュールの個品の製品エリアに対応する位置で、ＸＹ方向にダイシング（切削）する（図２（Ａ））。ダイシングは、モールド樹脂３を個品の製品エリアで分割しつつ、支持体４は完全に切断することなく、その支持体４の上層部分までスリットＫ（深溝）が形成されるように実施する。これにより、基板１の側面１２に接地用配線１１を露出させる。ここでは、基板１を完全に分断するようにスリットＫを形成しているが、基板１を完全に分断する必要はなく、基板１の側面１２に接地用配線１１が露出する程度の深さまでダイシングを行い、スリットＫを形成してもよい。なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）においては、ダイシングによって、個品の製品エリアから分断された基板１、モールド樹脂３、及び接地用配線１１を、それぞれ符号１’、３’、及び１１’で示す（後記の導電性シールド５１においても同様とする。）。

それから、ダイシングによって形成されたトレンチ状のスリットＫの内部空間、及び、モールド樹脂３の天面（上面）に、熱硬化性又は熱可塑性を有する樹脂又は樹脂組成物、金属フィラー、溶剤、適宜の添加剤（表面処理剤、還元剤（酸化防止剤）等）を含む導電ペースト５０を塗布又は充填し、所定の加熱条件において、その導電性ペーストを硬化させて導電性シールド５１を形成する（図２（Ｂ）：導電性ペーストをモールド樹脂上に塗布する工程、及び導電性ペーストを加熱して硬化させる工程を含む導電性シールドを設ける工程）。なお、図２（Ｂ）において併記した符号５０，５１は、導電ペースト５０から導電シールド５１が形成されることを示す。

ここで、本実施形態で用いられる導電性ペースト５０（最終的に導電性シールド５１）に含まれる金属フィラーとしては、性状や物性等が互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを用いる。第１のフィラーは、ベースフィラーと呼ばれることがあるものであり、本発明においては、その平均粒径（球状換算の体積メジアン径：ｄ５０）が、接地用配線１１の厚さの１／２、好ましくは１／３以下のものであり、且つ、主として、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉのうちの少なくも１種の金属を含むものである。

また、第２のフィラーは、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものであって、主として、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくも１種の金属を含むものである。かかる第２のフィラーとしては、いわゆるナノフィラー（ナノサイズの微粒子フィラー）、及び／又は、低温で溶融する金属フィラーを好ましく使用することができる。この場合、ナノフィラーの材質としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、及びＡｕの少なくとも何れか１種が挙げられ、これらのなかでは、経済性及び耐腐食性の観点からＡｇが特に好ましい。また、低温で溶融する金属フィラーの材質としては、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくとも何れか１種が挙げられ、Ｓｎを主材として、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくとも何れか１種を含むものがより好適である。

また、特に制限されないが、導電性ペースト５０に含まれる金属フィラーの含有割合（第１のフィラー及び第２のフィラーの合計量の含有割合）を、最終的な導電性シールド５１において、５０〜９５質量％となるように調製すると好適である。さらに、導電性ペースト５０における第１のフィラー（ベースフィラー）と第２のフィラー（ナノフィラー及び／又は低温で溶融する金属フィラー）との配合比も特に制限されず、例えば、最終的な導電性シールド５１において、第１のフィラー：第２のフィラー＝９５：５〜３０：７０（質量比）の範囲内の値となるように調製すると好適である。

また、図２（Ｂ）に示す導電性シールドを設ける工程において、導電性及び経済性に優れる観点から、第１のフィラーとして、Ｃｕからなるもの、又は、主としてＣｕを含むものを用い、且つ、第２のフィラーとして、Ａｇよりも腐食し易い（酸化され易い）金属からなるもの、又は、主としてＡｇよりも腐食し易い金属を含むもの（例えば、Ｓｎ及びＢｉからなるもの、又は、主としてＳｎ及びＢｉを含むもの）を用いる場合、導電性ペーストを加熱して硬化させる工程においては、大気圧下に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下で、モールド樹脂３上及びスリットＫの内部空間に塗布・充填された導電性ペースト５０の加熱・硬化を実施することが好ましい。

こうすることにより、第１のフィラー及び第２のフィラーの酸化を有効に抑止することができ、また、必要とされる還元剤の含有量を低減させること、例えば、第２のフィラーに対する還元剤の含有割合を５質量％以下とすることが可能となる。なお、ここで用いる還元剤の種類は特に制限されず、例えば、アビエチン酸に代表されるロジン成分材料、各種アミン又はその塩、セバシン酸、ステアリン酸、オレイン酸、レブリン酸等のカルボン酸を有する有機酸等を好ましく例示することができ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を適宜混合して用いてもよい。また、第１のフィラーとして用いるＣｕの腐食（酸化）を更に抑制するために、Ｃｕ粉末をギ酸化したり、Ａｇ又は有機膜でコーティングされたものを用いたりしても好適である。

このように図２（Ｂ）に示す導電性ペースト５０が塗布又は充填された基板１の周囲の雰囲気中の酸素濃度を大気圧下に比して減少させる手法としては、例えば、少なくともその基板１上の導電性ペースト５０の周囲の大気の少なくとも一部を、不活性ガスで置換すること、若しくは、還元性ガスで置換すること、又は、少なくともその基板１上の導電性ペースト５０の周囲を減圧することが挙げられる。このとき、より具体的には、図２（Ｂ）に示す導電性ペースト５０が塗布及び充填された基板１の周囲の雰囲気中の酸素濃度を、大気圧下における酸素濃度の３０％以下、特に好ましくは１．５％以下に保持（制御、管理）するとより好適である。

このようにして、図２（Ｂ）に示す如く導電性ペースト５０を加熱硬化させて導電性シールド５１を形成した後、例えば、図２（Ａ）におけるダイシングに用いたダイシングブレードよりも刃幅が狭いダイシングブレードを用い、導電性シールド５１で形成されたスリットＫの位置でダイシングを実施（図２（Ｃ））し、さらに、その図２（Ｃ）に示す状態の基板１を支持体４から剥離することにより、図３に示す本発明による電子部品モジュールの好適な一実施形態である電子部品モジュール１００を得る。

同図に示すとおり、電子部品モジュール１００においては、電子部品２が埋設されたモールド樹脂３の天面、並びに、モールド樹脂３及び基板１の側面１２を覆うように導電性シールド５１が形成されており、その導電性シールド５１が、基板１の側面１２に露出した接地用配線１１に接続されている。また、導電性シールド５１は、上述したとおり、接地用配線１１の厚さの１／２以下、好ましくは１／３以下の平均粒径を有する第１のフィラー（ベースフィラー）、及び、２５０℃以下（導電性ペースト５０に含まれる樹脂又は樹脂組成物の硬化温度未満）の温度領域で金属結合を形成する第２のフィラー（ナノフィラー、低温で溶融する金属フィラー）を含んでなるものである。

このように構成された電子部品モジュール１００及びその製造方法によれば、まず、基板１の表面上に実装された電子部品２が埋設されたモールド樹脂３を覆うように導電性シールド５１が設けられており、その導電性シールド５１が、基板１の側面１２に露出した接地用配線１１に接続されているので、電子部品モジュール１００は、導電性シールド５１によって、外部からの電磁ノイズが遮蔽され、また、電子部品モジュール１００の内部から発生し得る電磁ノイズが外部へ漏洩することが抑止される。

また、導電性シールド５１を形成するための導電性ペースト５０に、２５０℃以下（導電性シールド５０に含まれる樹脂又は樹脂組成物の硬化温度未満）の温度領域で金属結合を形成する第２のフィラー（ナノフィラー、低温で溶融する金属フィラー）が含まれているので、導電性ペースト５０を加熱硬化する際に、従来に比して緻密な導電性シールド５１を形成させることができる。

すなわち、導電性ペースト５０が所定の温度に加熱されると、第２のフィラーが溶融（低温で溶融する金属フィラーの場合）、又は、その表面が活性化されて（ナノフィラーの場合）、第２のフィラー同士が金属結合を形成して互いに接合され、また、それのみならず、第１のフィラーと第２のフィラー、及び、第２のフィラーと接地用配線１１も金属結合によって接合される。その結果、導電性シールド５１の緻密性が高められ、且つ、導電性シールド５１自体及び導電性シールド５１と接地用配線１１との機械的な強度及び電気的な接続信頼性を向上させることができる。

より具体的には、導電性ペースト５０が加熱されてその温度が上昇するにつれ、導電性ペースト５０に含まれる溶剤成分が揮散した後、導電性ペースト５０に含まれる樹脂の粘度が一旦低下（軟化）し、それから、樹脂の硬化反応が進行し始めると、樹脂の粘度は徐々に増大し、やがて全体が硬化する。このとき、第２のフィラーは、その樹脂又は樹脂組成物の硬化温度未満の温度領域で金属結合を形成するので、樹脂が硬化する以前に、第２のフィラー同士、第１のフィラーと第２のフィラー、及び、第２のフィラーと接地用配線１１が金属結合によって接合され、樹脂の硬化により、その接合状態が強固に保持される。したがって、導電性シールド５１自体及び導電性シールド５１と接地用配線１１との機械的な強度及び電気的な接続信頼性を一層向上させることが可能になる。

換言すれば、従来の電子部品モジュールの電磁シールド層においては、金属フィラーの物理的な接触によって導電パスが形成されるのに対し、電子部品モジュール１００においては、上述の如く、第１のフィラー、第２のフィラー、及び接地用配線が、第２のフィラーによって生起される金属結合によって互いに接合されることにより遥かに多くの導電経路（導電パス）が高密度で形成されるので、機械的な強度及び電気的な接続信頼性を格段に高めることができる。また、同様の理由により、導電安定性をも高めることが可能となる。

さらに、そのようにして、基板１の側面１２に露出した接地用配線１１と導電性シールド５１が確実に接続されるので、電子部品モジュール１００の更なる低背化（薄層化）延いては小型化に寄与することができる。またさらに、緻密及び強固並びに高い電磁シールド特性を有する導電性シールド５１が実現されるので、モールド樹脂３上の導電性シールド５１の厚さをより薄くすることができ、電子部品モジュール１００を一層低背化することが可能となる。

しかも、そのようにして導電性シールド５１の厚さの範囲を広げることができるので、種々の電子部品モジュール１００に対して要求される電磁シールド特性及び周波数に応じた厚さを有する導電性シールド５１を極めて簡易且つ効率よく形成することができる。その結果、例えば、いわゆるパワー系からＲＦ系といった幅広い製品へ適用させることが可能になるとともに、生産性を向上させてコストを低減し、また、リードタイムを格段に短縮することができる。

加えて、上述したような優れた電磁シールド特性及び接続信頼性を達成することでき、これにより、従来と同様の電磁シールド効果を得るために必要な金属フィラーの含有量を低減させ得るので、その場合には、材料コストの更なる低減を図ることもできる。さらにまた、そのようにして、導電性ペースト５０中の金属フィラーの含有割合を減少させることにより、その分、導電性ペースト５０中の樹脂含有量を増大させることができるので、導電性シールド５１とモールド樹脂３との密着性を高めることもできる。

また、この第２のフィラーが金属結合を形成する態様としては、第２のフィラーがナノフィラーである場合、フィラーの粒径が小さくなればなるほど、その粒子表面積に対する活性化エネルギーが低下するので、完全に溶融しなくとも比較的低温で焼結（ネックグロース）し易くなる。例えば、粒径が３０〜５０μｍ程度のＡｇ（銀ナノフィラー）の場合、１５０℃程度で焼結し得る。なお、その際、Ａｇの酸化も考えられるが、Ａｇは、その程度の温度に加熱されると、自己浄化作用によって酸化が防止されるので、そのような場合には、導電性ペースト５０に還元剤を添加しなくてよいか、或いは、還元剤の添加量を軽減することができる。

また、第２のフィラーが低溶融温度金属の場合、例えば、第２のフィラーとして、Ｓｎを主材（主成分）とし、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくとも何れか１種を含むものを用いると、それらの混合割合を変化させることによって所望の溶融温度を実現することができる。例えば、Ｓｎ単独では、溶融温度が約２３２℃であり、Ｓｎ−Ａｇの共晶付近の組成では、溶融温度が２２０℃程度となり、また、Ｓｎ−Ｂｉ系では、１８０℃以下、共晶付近の組成では１４０℃程度の低溶融温度を実現することができ、導電性ペースト５０に含まれる樹脂の硬化温度よりも十分に低い温度で溶融し、強固な金属結合によるネックグロースを生じる。さらに、１８０℃以下の溶融温度であれば、導電性ペースト５０を加熱した際に、基板１（特にＰＣＢ）及びモールド樹脂３への熱的影響を緩和することができるので、プロセス管理上好適である。

ところで、かかるＳｎ−Ｂｉの共晶系の低温で溶融する金属フィラーは、上述の如く低溶融温度を実現することができるものの、Ａｇ等に比して酸化され易いので、導電性ペースト５０に還元剤を添加することが好ましい。しかし、還元剤の添加量を過剰に増大させると、例えばＳｎ−Ｂｉの共晶系の低温で溶融する金属フィラーの腐食を防止したり生成した酸化膜の除去に効果的であるものの、それ以外の金属、例えば第１のフィラー（ベースフィラー）として用いるＣｕが腐食され易くなってしまったり、或いは、導電性ペースト５０の保存性（安定性）が悪化してしまったりといった不都合が生じ得る。

これに対し、本実施形態において前述したように、図２（Ｂ）に示す導電性ペースト５０が塗布及び充填された基板１の周囲の雰囲気中の酸素濃度を大気圧下に比して減少させる（すなわち、周囲雰囲気又は環境の酸素濃度を低減させるように調整する）ことにより、第２のフィラーとしてのＳｎ−Ｂｉの共晶系の低温で溶融する金属フィラーの酸化を十分に抑制することができる。これにより、酸化物に起因して導電性ペースト５０から形成される導電性シールド５１の導電抵抗（体積抵抗値）が増大してしまうといった電気的特性の劣化を防止することができ、また、還元剤の使用量を削減して、Ｃｕ等の腐食を抑制したり、導電性ペースト５０の保存性の悪化を抑止したりすることが可能となる。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明についてさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（比較例１）
平均粒径６μｍのＣｕコートＡｇを金属フィラーとして含む導電性ペースト（タツタ電線社製ＡＥ１２４４）を用い、図３に示す本発明による電子部品モジュール１００と同様の構成を有する電子部品モジュールを作製した。

（実施例１）
第１のフィラー（ベースフィラー）としての平均粒径５μｍのＡｇ扁平粉、第２のフィラーとしての平均粒径３０ｎｍのＡｇナノフィラー、エポキシ樹脂（液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びイミダゾール）、及び、ブチルカルビトールアセテートから導電性ペーストを調製した。この導電性ペーストにおける第１のフィラー及び第２のフィラーの合計含有量は、エポキシ樹脂に対し９０質量％であった。この導電性ペーストを、メタルマスク印刷を用いて、基板１及びモールド樹脂３上に印刷した後、それを、７０℃で３０分、及び、１６０℃で６０分で加熱硬化させて導電性シールド５１の硬化被膜を形成し、図３に示す電子部品モジュール１００と同様の構成を有する本発明による電子部品モジュールを作製した。

（実施例２）
第１のフィラーとして平均粒径５μｍのＣｕコートＡｇ扁平粉を用い、第２のフィラーとして平均粒径５μｍのＳｎ−Ｂｉ球状粉を用いたこと以外は、実施例１と同様にして本発明による電子部品モジュールを作製した。導電性ペーストにおける第１のフィラー及び第２のフィラーの合計含有量は、エポキシ樹脂に対し９０質量％であった。

［試験評価１：導電性シールドの断面観察（ネックグロースの状態）］
図４並びに図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、比較例１並びに実施例１及び実施例２で得た電子部品モジュールにおける導電性シールドの断面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。なお、これらの図４並びに図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す写真に記載されているスケールの１目盛りは２０μｍである。図４に示す結果より、比較例１の電子部品モジュールの導電性シールドにおいては、個々の金属フィラー（写真において、比較的明るい灰色の個々の円状領域）が単に物理的に接触している状態が確認された。

また、図５（Ａ）に示す結果より、実施例１の電子部品モジュールの導電性シールドにおいては、第１のフィラー及び第２のフィラーの個々の粒子を明瞭に弁別することはできず、第１のフィラーと第２のフィラーが金属結合によってネックグロースし、略一体に接合されている状態（写真において、その大部分を占める比較的明るい灰色の帯状領域）が確認された。

さらに、図５（Ｂ）に示す結果より、実施例２の電子部品モジュールの導電性シールドにおいても、第１にフィラー及び第２のフィラーの個々の粒子を明瞭に弁別することはできず、第１のフィラーに複数の第２のフィラーの粒子が金属結合によってネックグロースし、一体に接合されたもの（写真において、比較的明るい灰色の非円状状域）同士が、金属結合によって更に接合されて連結している状態が確認された。

（比較例２並びに実施例３及び実施例４）
比較例１並びに実施例１及び実施例２で調製した導電性ペーストを用い、それぞれ、比較例２並びに実施例３及び実施例４の電子部品モジュールとしてのパワーマネジメントモジュールを作製した。モジュール個品の外形寸法は、１１ｍｍ×１１ｍｍとした。作製手順は、先述した実施形態で述べたのと同様に、基板（集合基板）上に電子部品を実装し、それをモールド樹脂で覆った後、ＸＹ方向にスリットをダイシングで形成し、真空印刷にて、モールド樹脂の天面、並びに、モールド樹脂及び基板の側面に、導電性ペーストを塗布し、それを加熱硬化させてから、個品化した。

［試験評価２：電磁シールド特性］
比較例２並びに実施例３及び実施例４で得たパワーマネジメントモジュールに対し、１〜１０００ＭＨｚの周波数領域において近傍磁界評価を実施した。また、導電性シールドを有しないこと以外は、比較例２並びに実施例３及び実施例４と同様に作製したパワーマネジメントモジュール（ブランク）、及び、導電性ペーストから形成した導電性シールドに代えて金属ケースシールドを有するパワーマネジメントモジュール（参照例）についても、同様の近傍磁界評価を実施した。図６は、比較例２、実施例４、ブランク、及び、参照例のパワーマネジメントモジュールに対するシールド特性を近傍磁界で評価した結果を示すグラフである。

これらの結果より、実施例４のもの（図示矢印Ｅ４で示すチャート）は、ブランク（図示矢印ＢＫで示すチャート）、及び、比較例２のもの（図示矢印Ｃ２で示すチャート）に比して、１〜１０００ＭＨｚの非常に広範囲の周波数領域に亘って電磁シールド特性（シールド性能）が格段に優れることが確認された。また、実施例４のもの（図示矢印Ｅ４で示すチャート）は、参照例のもの（図示矢印ＭＣで示すチャート）に比しても、特に１〜３００ＭＨｚ１の広範囲の周波数領域に亘って電磁シールド特性（シールド性能）が格段に優れることが確認された。

（比較例３並びに実施例５及び実施例６）
比較例２並びに実施例３及び実施例４で調製した導電性ペーストを用い、厚さが互いに異なる４層の配線導体（接地用配線層に相当）を有する基板（集合基板）を用いたこと以外は、基本的に、比較例２並びに実施例３及び実施例４と同様にして、比較例３並びに実施例５及び実施例６の電子部品モジュールを作製した。

基板の厚さは０．３ｍｍであり、その基板に設けられた４層の配線導体の厚さを、それぞれ１２μｍ、１８μｍ、２５μｍ、及び３５μｍとした。また、モールド樹脂（厚さ０．５ｍｍ）の形成には、トランスファーモールドを用い、そのダイシングにおいては、幅０．４ｍｍのスリットを形成して、基板の側面に４層の配線導体を露出させた。さらに、導電性ペーストの塗布は、真空印刷（メタルマスク厚５０μｍ）を用いて行った。導電性ペーストのモールド樹脂天面における厚さは、２０〜３０μｍであった。

［試験評価３：導電性シールドと配線導体の接続部位の断面観察（接続信頼性）］
比較例３並びに実施例５及び実施例６で得た電子部品モジュールにおける導電性シールドと４層の配線導体との断面を電子顕微鏡写真により拡大観察した。導電性シールドと各配線導体と接続状態の評価結果を表１に示す。表中、「○」は良好、「△」は不十分、「×」は不良であったことを示す。

これらの結果より、比較例３の電子部品モジュールでは、配線導体の厚さ３５μｍ以上でないと、導電性シールドと配線導体との確実な接続を実現することができないのに対し、実施例５及び６の電子部品モジュールでは、厚さ１０μｍ（このとき、第１のフィラーの平均粒径５μｍは、接地用配線に相当する配線導体の厚さの１／２である。）程度の極めて薄い配線導体であっても、導電性シールドとその配線導体との接続状態が良好であることが判明した。

なお、比較例の電子部品モジュールにおいて、金属フィラーをより細かくし、且つ、扁平状の粉体を使用して、金属フィラーの含有割合を極度に大きくすることにより、薄い配線導体との接続性の改善を試みたものの、金属フィラーのＢＥＴ値が過度に高くなり、ペースト化することが困難であった。また、その際、大量の溶剤が必要となり、ダイシングで形成したスリットに充填した導電性ペーストから、その溶剤を除去するには、長い乾燥時間を要すること、ボイド発生が顕著になること等の不都合が生じることも判明した。

（比較例４）
平均粒径６μｍのＡｇコートＣｕを金属フィラーとして含む導電性ペースト（タツタ電線社製ＡＥ３０３０）を用い、図３に示す本発明による電子部品モジュール１００と同様の構成を有する電子部品モジュールを作製した。

（実施例７）
第１のフィラーとして平均粒径５μｍのＣｕコートＡｇ扁平粉を用い、第２のフィラーとして平均粒径５μｍのＳｎ−Ｂｉ球状粉を用い、ブチルカルビトールアセテート及びカルボン酸を用いたこと、導電性ペーストを１５０℃で２０分及び１８０℃で６０分の条件で加熱したこと、並びに、導電性ペーストの加熱硬化時の雰囲気中の酸素濃度を５００ｐｐｍ以下に制御したこと以外は、実施例１と同様にして本発明による電子部品モジュールを作製した。

［試験評価４：導電性シールドの断面観察（ネックグロースの状態）］
比較例４並びに実施例７で得た電子部品モジュールにおける導電性シールドの断面を、試験評価１と同様に、電子顕微鏡により拡大観察した。その結果、比較例４の電子部品モジュールの導電性シールドにおいては、上述した比較例１と同様に、個々の金属フィラー（写真において、比較的明るい灰色の個々の円状領域）が単に物理的に接触している状態が確認された。一方、実施例７の電子部品モジュールの導電性シールドにおいては、上述した実施例２と同様に、第１にフィラー及び第２のフィラーの個々の粒子を明瞭に弁別することはできず、第１のフィラーに複数の第２のフィラーの粒子が金属結合によってネックグロースし、一体に接合されたもの同士が、金属結合によって更に接合されて連結している状態が確認された。

なお、上述したとおり、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。

以上説明したとおり、本発明の電子部品内蔵モジュール及びその製造方法によれば、基板が更に低背化及び薄層化された場合でも、電磁シールドによる電磁ノイズの遮蔽性能（電磁シールド特性）、及び、電磁シールドとそれが接続されるグラウンドパターン等の配線との接続信頼性を向上させることができるので、本発明は、電子部品を内蔵する機器、装置、システム、各種デバイス等、特に小型化及び高性能化が要求されるもの（例えば、小型携帯端末機器）、及びそれらの製造に広く且つ有効に利用することができる。

１，１’…基板、２…電子部品、３，３’…モールド樹脂、４…支持体、１１，１１’…接地用配線、１２…側面、５０…導電性ペースト、５１，５１’…導電性シールド、１００…電子部品モジュール、Ｋ…スリット。

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板の表面に実装された電子部品と、
   前記基板の表面及び前記電子部品を覆うように設けられたモールド樹脂と、
   前記モールド樹脂を覆うように設けられた導電性シールドと、
   を備え、
   前記導電性シールドは、互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを含み、且つ、前記基板の側面に露出する接地用配線に接続されており、
   前記第１のフィラーの平均粒径が、前記接地用配線の厚さの１／２以下であり、
   前記第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものである、
   電子部品モジュール。
2. 前記導電性シールドが、樹脂又は樹脂組成物を含んでおり、
   前記第２のフィラーが、前記樹脂又は樹脂組成物の硬化温度未満の温度領域で金属結合を形成するものである、
   請求項１記載の電子部品モジュール。
3. 前記第１のフィラーが、主として、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉのうちの少なくも１種の金属を含み、
   前記第２のフィラーが、主として、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、及びＳｂのうちの少なくも１種の金属を含む、
   請求項１又は２記載の電子部品モジュール。
4. 前記第２のフィラーが、ナノフィラー又は低温で溶融する金属フィラーである、
   請求項１〜３の何れか１項記載の電子部品モジュール。
5. 前記導電性シールドにおける前記第１のフィラー及び前記第２のフィラーの含有割合が、５０〜９５質量％である、
   請求項１〜４の何れか１項記載の電子部品モジュール。
6. 基板を準備する工程と、
   前記基板の表面に電子部品を実装する工程と、
   前記基板の表面及び前記電子部品を覆うようモールド樹脂を設ける工程と、
   前記モールド樹脂を覆うように導電性シールドを設ける工程と、
   を有し、
   前記導電性シールドを設ける工程においては、前記導電性シールドとして、互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラーを含むものを用い、且つ、前記導電性シールドを前記基板の側面に露出する接地用配線に接続し、
   前記第１のフィラーの平均粒径が、前記接地用配線の厚さの１／２以下であり、
   前記第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で金属結合を形成するものである、
   電子部品モジュールの製造方法。