JP2013247339A - 電子部品モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁シールド特性及び接続信頼性を向上させることが可能であり、また、耐電特性及び電気特性の低下を防止することができる電子部品モジュール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上の電子部品２及びモールド樹脂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。導電性シールド５１は、Ｃｕ等の第１のフィラー及びＳｎ₋Ｂｉ等の第２のフィラーを含み、接地用配線１１に接続されている。また、第２のフィラーは、２５０℃以下の温度で溶融し、且つ、第１のフィラーと溶融結合するものであり、第１のフィラー及び第２のフィラーの少なくとも何れか一方は、還元剤によって腐食される金属を含む。さらに、導電性シールド５１を形成する際には、大気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上に塗布された導電性ペーストを加熱する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品モジュール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おり、電子部品モジュールに対しても、更なる小型化や低背化（薄層化、薄型化）が熱望されている。このような小型化及び低背化の要求に対し、上記の金属ケースを電磁シールドとして備えるものは、側壁の高さを十分に確保することができず、基板表面にランドが設けられたモジュール上に金属ケースを載置して、ランドと平板状金属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、高密度実装及びモジュール部品を小型化する観点から好ましくない。

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約９０質量％程度含有している場合があり、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）を確保するのが困難であり、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）。これに対し、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が未だ十分に満たされていない。

また、導電性、経済性、低温での溶融特性等の観点から、互いに異なる特定の材料で形成された第１のフィラー及び第２のフィラーを含む導電性シールド（電磁シールド層）を用いることが有用な場合がある。しかし、フィラーの材質によっては、フィラーの表面に酸化膜が形成（材料の腐食）され、これに起因して、フィラー同士の溶融結合による良好な接合が得られなくなり、導電性シールドの導電抵抗（体積抵抗値）が過度に増大してしまうといった不都合が生じてしまう。そこで、そのような不都合を防止するべく、フィラー表面の酸化膜を除去するには、導電性シールドを形成するためのフィラーを含む導電性ペースト等に予め還元剤（酸化防止剤）を添加することが有用であるが、還元剤を多量に添加すると、別の問題を生じてしまう。

すなわち、かかる還元剤としては、特にカルボン酸を含むものが有用であるものの、そのような還元剤を用い、且つ、フィラー中にその還元剤によって腐食される金属が含まれていると、その金属の腐食に起因してフィラー自体が腐食されてしまい、フィラー同士の良好な溶融結合が得られず、結局、導電性シールドの導電性が低下(体積抵抗値が増大)してしまう。また、カルボン酸を含む還元剤が導電性シールド中に残留すると、導電性シールドに接続する接地用配線まで腐食されてしまい、それに起因して、導電性シールドが形成された電子部品モジュールの耐電特性及び電気特性が低下してしまうという不都合がある。

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、更なる低背化と、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配線との接続信頼性の向上が可能であり、しかも、導電性シールドの形成において還元剤を用いた場合でも、導電性シールドの優れた導電性を実現することができ、且つ、電子部品モジュールの耐電特性及び電気特性の低下を防止することができる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の製造方法は、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に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、且つ、基板に設けられた接地用配線に接続するように、導電性シールドを設ける工程とを有し、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、硬化前の熱硬化性樹脂、並びに、カルボン酸（分子骨格に単数又は複数のカルボキシル基を含むもの）を含む還元剤を含む導電性ペーストを、大気に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下で加熱することにより形成され、且つ、基板に設けられた接地用配線に接続され、第２のフィラーは、２５０℃以下の温度で溶融し、且つ、第１のフィラーと溶融結合するものであり、第１のフィラー及び第２のフィラーの少なくとも何れか一方は、還元剤によって腐食される金属を含むものである。

このように構成された電子部品モジュールの製造方法においては、導電性シールドを設ける工程で、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を設け、その導電性シールドが、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、導電経路（導電パス）が形成されている。これに対し、本発明によって製造される電子部品モジュールでは、かかる物理接触による導電経路に加えて、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、第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で溶融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のフィラーが溶融して、第２のフィラー同士が溶融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溶融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。

なお、ここで「溶融結合」とは、上述の如く、第２のフィラーが一旦溶融して、第２のフィラー同士、及び、第１のフィラーと形成する結合を示し、その結合によって、金属間化合物（ＩＭＣ：Inter Metallic Compound）、複合金属、合金等が形成される結合様式を含む。

また、導電性シールドが、それらの第１のフィラー及び第２のフィラー、硬化前の熱硬化性樹脂、並びに、カルボン酸を含む還元剤を含む前駆体としての導電性ペーストから形成されるので、その導電性ペーストを加熱硬化する際に、第１のフィラー及び第２のフィラーの表面に形成され得る酸化膜が除去される。

さらに、導電性シールドを形成する工程においては、導電性ペーストを、大気（圧）に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下（すなわち低酸素濃度雰囲気下）で加熱するので、第１のフィラー及び第２のフィラーの表面に形成され得る酸化膜の生成自体が抑制される。これにより、第２のフィラーによる溶融結合の形成を確保するために必要な還元剤の量（導電性ペーストへの添加量）を低減することができる。その結果、第１のフィラー及び第２のフィラーの少なくとも何れか一方に含まれる「還元剤によって腐食される金属」の腐食を抑止した状態で溶融結合を形成することが可能となる。また、還元剤の添加量を削減することができるので、加熱硬化によって形成された導電性シールド内に残留する還元剤の量も軽減される。

また、具体的には、大気（圧）に比して酸素濃度を減少させた雰囲気における酸素濃度を６３０００ｐｐｍ以下にすると好適である。

さらに、還元剤が、第１のフィラー及び第２のフィラーの少なくとも何れか一方のうち、還元剤によって腐食される金属を含むフィラーの合計量に対して５質量％以下の割合で含まれるように、導電性ペーストを調製してもよい。

またさらに、第１のフィラーがＣｕを含むものである場合に、特に有効である。

更に具体的には、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種の金属を含むものを挙げることができる。

また、第１のフィラー及び第２のフィラーが、導電性シールドに対して５０〜９５質量％の割合（導電性ペーストの状態における含有割合ではなく、それが加熱硬化されて形成された結果物である導電性シールドにおける含有割合を示す）で含まれるようにしても好適である。

以上のことから、本発明の電子部品モジュールの製造方法によれば、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、第２のフィラーが、２５０℃以下の温度領域で溶融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、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）に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下で加熱硬化させて導電性シールドを形成するので、導電性ペーストに添加する還元剤の添加量を低減した状態でも第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溶融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。また、還元剤の添加量を削減することができ、これにより、導電性シールドの内部に残留する還元剤も少なくすることができるので、導電性シールドが接続する接地用配線の腐食を抑制することができ、その結果、電子部品モジュールとしての優れた耐電特性及び電気特性を実現することが可能となる。

（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。 実施例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。 比較例２、実施例２、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時の測定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、真空ラミネートや真空プレス等の既知の手法によって、例えば樹脂シート等を積層することにより、配線層上に更なる絶縁層を形成し、さらに、ビア開口、無電解メッキ及び電解メッキ、パターニング工程を繰り返すことにより、多層化された基板１を得る（図１（Ａ）：基板を準備する工程）。

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。具体的には、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シート状又はフィルム状材料、樹脂をクロスや不織布等に含浸させた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、その場合、積層する絶縁層は、適宜のペーストを塗布又は印刷等の手法によって形成してもよい。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。なお、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。また、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、例えば、Ｃｕを含むものが挙げられ、より具体的には、Ｃｕの腐食（酸化）を抑制するために、Ｃｕ粉末をギ酸化したり、Ａｇ又は有機膜でコーティングしたりしたＣｕを主成分とするものを例示することができる。

また、第２のフィラーは、２５０℃以下の温度領域で溶融結合を形成するもの（低温で溶融する金属フィラー）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を好ましく使用することができ、特に、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（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、導電性ペーストを加熱して硬化させる工程においては、大気（圧）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。これは、導電性及び経済性に優れるという観点から、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）を用いる場合に特に有効である。

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１のフィラー及び第２のフィラーの少なくとも何れか一方のうちで、還元剤によって腐食する金属を含む金属フィラーの合計量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、還元剤の種類は、カルボン酸を含むものであれば特に制限されず、例えば、アビエチン酸（ロジン酸、シルビン酸）に代表されるロジン成分材料、セバシン酸、ステアリン酸、オレイン酸、レブリン酸等の分子骨格（構造）中にカルボキシル基を含む有機酸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。

このように図２（Ｂ）に示す導電性ペースト５０が塗布・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）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６３０００ｐｐｍ以下、特に好ましくは３０００ｐｐｍ以下に保持（制御、管理）するとより好適である。

こうして、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が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、Ｃｕを含む第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）の温度領域で溶融結合を形成する第２のフィラー（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）の温度領域で溶融結合を形成する第２のフィラー（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のフィラーが溶融されて、第２のフィラー同士が溶融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も溶融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溶融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が溶融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溶融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、第２のフィラーが２５０℃以下の低温で溶融する金属であるので、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。より具体的には、Ｓｎ単独では、溶融温度が約２３２℃であり、Ｓｎ−Ａｇの共晶系では、溶融温度が２２０℃程度となり、また、Ｓｎ−Ｂｉの共晶系では、１８０℃以下、共晶付近の組成によっては１４０℃程度の低温での溶融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、強固な溶融結合による金属間化合物（ＩＭＣ）を生じる。或いは、かかる溶融結合による金属間化合物の形成及び成長により、いわゆるネックグロースを生じると言うこともできる（ただし、作用機序はこれらに限定されない。）。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、上述の如く低温での溶融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表面に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）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のフィラーとして平均粒径５μｍのＡｇコートＣｕ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割合は、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及び図５は、それぞれ比較例１及び実施例１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及び図５に示す写真に記載されているスケールの１目盛りは２μｍ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のフィラーに複数の第２のフィラーの粒子が溶融結合によって金属間化合物（ＩＭＣ）を形成（言わばネックグロース）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領域）同士が、溶融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及び実施例２）
比較例１実施例１で調製した導電性ペーストを用い、それぞれ、比較例２及び実施例２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及び実施例２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及び実施例２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２、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近傍磁界評価の測定結果を示すグラフである。

これらの結果より、実施例２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２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）
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３）
第１のフィラーとして平均粒径５μｍのＡｇコートＣｕ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、エポキシ樹脂（液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂及びイミダゾール系の硬化剤）及びブチルカルビトールアセテート及びカルボン酸を含む還元剤を用いて調整した。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、１５０℃で２０分及び１８０℃で６０分の条件で加熱硬化させた。このとき、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以下に制御して加熱硬化を行い、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電子部品モジュールを作製した。

［試験評価３：導電性シールドの断面観察（溶融結合の状態）］
比較例３及び実施例３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３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３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１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溶融結合によって金属間化合物（ＩＭＣ）を形成（言わばネックグロース）し、一体に接合されたもの同士が、溶融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。

（実施例４）
導電性ペーストに、還元剤としてのグルタル酸を、第１のフィラー及び第２のフィラーで還元剤によって腐食される金属が含まれるフィラーの合計量に対してそれぞれ１．５、２．２、３．０、５．０、及び８．５質量％の含有割合で添加し、且つ、導電性ペーストの加熱硬化時の雰囲気中の酸素濃度をそれぞれ２１００００（酸素濃度制御なし）、６３０００、２８０００、１５０００、７０００、５０００、３０００、１５００、５００ｐｐｍに制御したこと以外は、実施例３と同様にして実施例４の複数の電子部品モジュールを作製した。

［試験評価４：還元剤の含有割合と酸素濃度の影響（１）］
実施例４で得た種々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、試験評価１と同様にして、電子顕微鏡により拡大観察した。その結果を表１に示す。表中、「◎」は、第１のフィラー（Ｃｕ粉末）と第２のフィラー（Ｓｎ−Ｂｉ粉末）が溶融接合しており、当初添加したＳｎ−Ｂｉ粉末が１断面中に確認できなかったことを示す。また、「○」は、殆どの第１のフィラー（Ｃｕ粉末）と第２のフィラー（Ｓｎ−Ｂｉ粉末）が溶融接合しており、当初添加したＳｎ−Ｂｉ粉末が１断面中に１〜２個程度確認できたことを示す。さらに、「△」は、一部に第１のフィラー（Ｃｕ粉末）と第２のフィラー（Ｓｎ−Ｂｉ粉末）が溶融接合している状態が認められ、且つ、当初添加したＳｎ−Ｂｉ粉末の形状も有意に確認できたことを示す。またさらに、「×」は、還元剤を添加しなかったものとの優位な差異が確認できなかったことを示す。

これらの結果より、導電性ペーストが塗布された基板の周囲の雰囲気中の酸素濃度を、６３０００ｐｐｍ以下、特に好ましくは３０００ｐｐｍ以下に保持すれば、還元剤の使用量の削減の観点から優位であることが理解される。

［試験評価５：還元剤の含有割合と酸素濃度の影響（２）］
実施例４で得た種々の電子部品モジュールにおける導電性シールドの体積抵抗値を、４探針法（ＪＩＳ Ｋ ７１９４における１点測定）により測定した。得られた結果を表２に示す。表中、「◎」は、体積抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下であったことを示し、「○」は、体積抵抗値が１．０×１０^-3を超え且つ１．０×１０^-4Ω・ｃｍ未満であったことを示し、「△」は、体積抵抗値が１．０×１０^-2を超え且つ１．０×１０^-3Ω・ｃｍ未満であったことを示し、「×」は、体積抵抗値が１０^-2Ω・ｃｍよりも高かったことを示す。

これらの結果より、導電性ペーストが塗布された基板の周囲の雰囲気中の酸素濃度を、６３０００ｐｐｍ以下、特に好ましくは３０００ｐｐｍ以下に保持すれば、導電性シールドの導体抵抗（体積抵抗値）を低減して更に優れた電気的特性延いてはシードル特性の発現が可能であることが理解される。

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、本発明の電子部品モジュール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、しかも、導電性シールドの形成において還元剤を用いた場合でも、導電性シールドの優れた導電性を実現することができ、且つ、電子部品モジュールの耐電特性及び電気特性の低下を防止することができる。したがって、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に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、且つ、前記基板に設けられた接地用配線に接続するように、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は、互いに異なる第１のフィラー及び第２のフィラー、硬化前の熱硬化性樹脂、並びに、カルボン酸を含む還元剤を含む導電性ペーストを、大気に比して酸素濃度を減少させた雰囲気下で加熱することにより形成され、且つ、前記基板に設けられた接地用配線に接続され、
   前記第２のフィラーは、２５０℃以下の温度で溶融し、且つ、前記第１のフィラーと溶融結合するものであり、
   前記第１のフィラー及び前記第２のフィラーの少なくとも何れか一方は、前記還元剤によって腐食される金属を含むものである、
   電子部品モジュールの製造方法。
2. 前記大気に比して酸素濃度を減少させた雰囲気における当該酸素濃度を６３０００ｐｐｍ以下にする、
   請求項１記載の電子部品モジュールの製造方法。
3. 前記還元剤は、前記第１のフィラー及び第２のフィラーの少なくとも何れか一方のうち、前記還元剤によって腐食される金属を含むフィラーの合計量に対して５質量％以下の割合で、前記導電性ペーストに含まれる、
   請求項１又は２記載の電子部品モジュールの製造方法。
4. 前記第１のフィラーは、Ｃｕを含む、
   請求項１〜３の何れか１項記載の電子部品モジュールの製造方法。
5. 前記第２のフィラーは、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１〜４の何れか１項記載の電子部品モジュールの製造方法。
6. 前記第１のフィラー及び前記第２のフィラーは、前記導電性シールドに対して５０〜９５質量％の割合で含まれる、
   請求項１〜５の何れか１項記載の電子部品モジュールの製造方法。