JP2015109301A - 電子装置及び電子装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子装置1は、はんだボール50を介して互いに積層され、はんだボール50を介して電気的に接続され、それぞれに電子部品21,22及び電子部品41〜44が実装された複数の配線基板10,30を有する。電子装置1は、配線基板30の最下層に形成されたソルダレジスト層35の下面を被覆する磁性薄膜45と、最上層の配線基板30の上面に形成され、配線基板30に実装された電子部品41〜44を封止する封止樹脂62とを有する。電子装置1は、封止樹脂62の上面全面を被覆する磁性薄膜65と、配線基板10の最下層に形成されたソルダレジスト層15の下面を被覆する磁性薄膜25とを有する。
【選択図】図1
Description
以下、図1〜図7に従って第1実施形態を説明する。
図1に示すように、電子装置1は、複数(図1では、2つ)の半導体パッケージ2,3と、はんだボール50と、封止樹脂61,62と、磁性薄膜65とを有している。半導体パッケージ2は、はんだボール50を介して半導体パッケージ3と接続されている。
半導体パッケージ2は、配線基板10と、配線基板10の上面側に実装された電子部品21,22と、磁性薄膜25とを有している。
基板本体11としては、最表層に形成された配線パターン12,14が基板内部を通じて相互に電気的に接続された構造を有していれば十分である。このため、基板本体11の内部には配線層が形成されていてもよく、配線層が形成されていなくてもよい。例えば、基板本体11を厚さ方向に貫通する貫通電極によって上記配線パターン12,14が相互に電気的に接続される。この場合の基板本体11の材料としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、セラミックス、シリコンを用いることができる。また、上記貫通電極(ビア)は、例えばスルーホールビアやスタックビアを用いることができる。一方、基板本体11の内部に配線層が形成される場合には、例えば、複数の配線層が層間絶縁層を介して積層され、各層間絶縁層に形成されたビアと各配線層とによって上記配線パターン12,14が相互に電気的に接続される。この場合の基板本体11としては、例えば、コア基板を有するコア付きビルドアップ基板や、コア基板を有さないコアレス基板を用いることができる。
ソルダレジスト層15は、配線基板10の最表層(最下層)に形成されている。具体的には、ソルダレジスト層15は、配線パターン14の一部を被覆するように基板本体11の下面に積層されている。ソルダレジスト層15の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。ソルダレジスト層15の材料としては、例えば、感光性の絶縁性樹脂を好適に用いることができる。ソルダレジスト層15は、その下面が平滑な面となるように形成されている。例えば、ソルダレジスト層15の下面は、基板本体11の下面よりも表面粗度が低い。ソルダレジスト層15の下面の粗度は、例えば、表面粗さRa値で2〜10nm程度とすることができる。
μ=μ’−jμ”
で表わされる。虚数成分μ”は、電磁波の吸収に必要な磁気損失項である。磁性材は、共鳴周波数に応じた周波数帯域の電磁波を磁気損失特性により熱エネルギーに変換する。フェライトの共鳴周波数は、フェライトの組成に対応する。従って、フェライトの組成を適宜変更することにより、共鳴周波数を所望の値に設定することができる。そして、その組成のフェライトを用いることにより、共鳴周波数に応じた周波数帯域において、フェライトを透過する電磁波の強度を低減することが可能となる。
半導体パッケージ3は、配線基板30と、配線基板30の上面に実装された電子部品41〜44と、磁性薄膜45とを有している。
基板本体31としては、最表層に形成された配線パターン32,34が基板内部を通じて相互に電気的に接続された構造を有していれば十分である。このため、基板本体31の内部には配線層が形成されていなくてもよく、配線層が形成されていてもよい。例えば、基板本体31を厚さ方向に貫通する貫通電極によって上記配線パターン32,34が相互に電気的に接続される。この場合の基板本体31の材料としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、セラミックス、シリコンを用いることができる。また、上記貫通電極(ビア)は、例えばスルーホールビアやスタックビアを用いることができる。一方、基板本体31の内部に配線層が形成される場合には、例えば、複数の配線層が層間絶縁層を介して積層され、各層間絶縁層に形成されたビアと各配線層とによって上記配線パターン32,34が相互に電気的に接続される。この場合の基板本体31としては、例えば、コア基板を有するコア付きビルドアップ基板や、コア基板を有さないコアレス基板を用いることができる。
ソルダレジスト層35は、配線基板30の最下層に形成されている。具体的には、ソルダレジスト層35は、配線パターン34の一部を被覆するように基板本体31の下面に積層されている。ソルダレジスト層35の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。ソルダレジスト層35の材料としては、例えば、感光性の絶縁性樹脂を好適に用いることができる。ソルダレジスト層35は、その下面が平滑な面となるように形成されている。例えば、ソルダレジスト層35の下面は、基板本体31の下面よりも表面粗度が低い。ソルダレジスト層35の下面の粗度は、例えば、表面粗さRa値で2〜10nm程度とすることができる。
半導体パッケージ2と半導体パッケージ3との間の空間には、封止樹脂61が充填されている。この封止樹脂61によって、半導体パッケージ3が半導体パッケージ2に対して固定されるとともに、配線基板10に実装された電子部品21,22が封止される。すなわち、封止樹脂61は、半導体パッケージ2と半導体パッケージ3とを接着する接着剤として機能するとともに、電子部品21,22を保護する保護層として機能する。
2つの配線基板10,30のうち最上層の配線基板30の上面に、その上面に実装された電子部品41〜44を封止するとともに、上面が平滑面である封止樹脂62を形成するようにした。そして、封止樹脂62の上面に磁性薄膜65(フェライト膜)を形成するようにした。このため、平滑面上に磁性薄膜65を成膜することができるとともに、金属表面上ではなく、樹脂表面上に磁性薄膜65を成膜することができる。これにより、結晶構造が柱状である良好な磁性薄膜65を好適に形成することができる。
まず、図3(a)に示す工程では、配線基板10及び配線基板30に対応する構造体を製造する。これらの構造体は、公知の製造方法により製造することが可能であるが、その概略について、図3(a)を参照しながら説明する。
そして、図7に示す工程では、図6(b)に示した構造体を、切断線B1に沿ってダイシングブレードにより切断することにより、個々の電子装置1に個片化する。すなわち、切断線B1上の磁性薄膜65、基板本体11、ソルダレジスト層15及び磁性薄膜25を切断することにより、個々の電子装置1に個片化する。以上の製造工程を経て、複数の電子装置1を一括して製造することができる。本工程において、磁性薄膜65の外側面と、基板本体11、ソルダレジスト層15及び磁性薄膜25の外側面とが略面一に形成される。
(1)配線基板30の上面に、その上面に実装された電子部品41〜44を封止するとともに、上面が平滑面である封止樹脂62を形成し、その封止樹脂62の上面に磁性薄膜65を形成するようにした。このため、平滑面上に磁性薄膜65を成膜することができるとともに、金属表面上ではなく、樹脂表面上に磁性薄膜65を成膜することができる。これにより、結晶構造が柱状である良好な磁性薄膜65を好適に形成することができる。このような柱状の結晶構造を有する磁性薄膜65によって、電磁波の放射・混入を好適に抑制することができる。
なお、上記第1実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
以下、図11〜図14に従って第2実施形態を説明する。この実施形態の電子装置1Aは、磁性薄膜25,65が磁性薄膜25A,65Aに変更されている点が上記図10に示した変形例と異なっている。以下、第1実施形態および上記変形例との相違点を中心に説明する。なお、先の図1〜図10に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
そして、図14に示す工程では、図13(b)に示した構造体を、切断線B1に沿ってダイシングブレードにより切断することにより、個々の電子装置1Aに個片化する。すなわち、切断線B1上の磁性薄膜67、基板本体11、ソルダレジスト層15及び磁性薄膜25A(磁性薄膜26,27)を切断することにより、個々の電子装置1Aを個片化する。以上の製造工程を経て、複数の電子装置1Aを一括して製造することができる。本工程において、磁性薄膜67の外側面と、基板本体11、ソルダレジスト層15及び磁性薄膜25A(磁性薄膜26,27)の外側面とが略面一に形成される。
(7)電子装置1Aの最表面に、組成の異なる複数の磁性薄膜66及び磁性薄膜67(磁性薄膜26及び磁性薄膜27)を積層するようにした。すなわち、電子装置1Aの最表面に、共鳴周波数の異なる複数の磁性薄膜66,67(磁性薄膜26,27)を積層するようにした。したがって、これら複数の磁性薄膜66,67(磁性薄膜26,27)によって、広い周波数帯域の電磁波(ノイズ)の透過を抑制することができる。すなわち、複数の磁性薄膜66,67(磁性薄膜26,27)によって、高周波ノイズ及び低周波ノイズの透過を好適に抑制することができる。このため、仮に、電子装置1Aの設置位置の近くに低周波ノイズの発生源がある場合であっても、外部から電子装置1A内に混入する低周波ノイズの量を大幅に低減することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、磁性薄膜65,65Aを、封止樹脂62、ソルダレジスト層33、基板本体31、ソルダレジスト層35、磁性薄膜45,45A、封止樹脂61及びソルダレジスト層13の外側面全面を被覆するように形成した。しかし、電子装置1,1Aの外側面となる磁性薄膜65,65Aの形成領域は特に限定されない。
・上記第2実施形態における磁性薄膜66と磁性薄膜67との間に、それら磁性薄膜66,67との密着性が良い絶縁膜を設けるようにしてもよい。
・上記各実施形態における配線基板10,30に実装される電子部品の数及び種類は特に限定されない。また、電子部品の実装方法は特に限定されない。
・上記各実施形態におけるソルダレジスト層15を省略してもよい。この場合には、配線基板10の下面側に磁性薄膜25,25Aが形成される。例えば、基板本体11の下面に封止樹脂を形成し、その封止樹脂の下面に磁性薄膜25,25Aを形成するようにしてもよい。
・上記各実施形態における封止樹脂61を省略してもよい。
・上記各実施形態における実装用パッドP1,P4、接続用パッドP2,P5及び外部接続用パッドP3の平面形状は、円形状に限らず、例えば矩形状や五角形形状などの多角形状であってもよく、半円状や楕円状であってもよい。
1,1A 電子装置
2,3 半導体パッケージ
10 配線基板(最下層の配線基板、下側の配線基板)
30 配線基板(最上層の配線基板、上側の配線基板)
15 ソルダレジスト層
21,22 電子部品
41〜44 電子部品
25,25A 磁性薄膜(第2磁性薄膜)
35 ソルダレジスト層
45,45A 磁性薄膜(第1磁性薄膜)
61 封止樹脂(第2封止樹脂)
62 封止樹脂(第1封止樹脂)
62X,66X 溝部
65,65A 磁性薄膜(第2磁性薄膜)
26,66 磁性薄膜(第3磁性薄膜)
27,67 磁性薄膜(第4磁性薄膜)
Claims (10)
- 接続部材を介して互いに積層され、前記接続部材を介して電気的に接続され、それぞれに電子部品が実装された複数の配線基板と、
前記複数の配線基板のうち上下に隣接する2つの配線基板のうち上側の配線基板の最下層に形成されたソルダレジスト層の下面を被覆する第1磁性薄膜と、
前記複数の配線基板のうちの最上層の配線基板の上面に形成され、前記最上層の配線基板に実装された電子部品を封止する封止樹脂と、
前記封止樹脂の上面全面を被覆するとともに、前記複数の配線基板のうち最下層の配線基板の最表層に形成されたソルダレジスト層の下面を被覆する第2磁性薄膜と、
を有することを特徴とする電子装置。 - 前記第1磁性薄膜と前記第2磁性薄膜は、互いに異なる組成であることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
- 前記第1磁性薄膜の組成は、前記第1磁性薄膜の複素透磁率の虚数成分の周波数特性を、前記上下に隣接する2つの配線基板のうち下側の配線基板に実装された電子部品に応じた値とするように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子装置。
- 前記複数の配線基板のうちの所定の配線基板には、低周波ノイズを放射する電子部品が実装され、
前記所定の配線基板の直上に積層された前記上側の配線基板に形成された前記第1磁性薄膜は、マンガンと亜鉛を含む磁性材からなり、
前記第2磁性薄膜は、ニッケルと亜鉛を含む磁性材からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子装置。 - 前記第2磁性薄膜は、前記封止樹脂の上面を被覆する第3磁性薄膜と、前記第3磁性薄膜の上面を被覆する第4磁性薄膜とからなり、
前記第3磁性薄膜と前記第4磁性薄膜は、互いに異なる組成であり、
前記第3磁性薄膜の抵抗率は、前記第4磁性薄膜の抵抗率よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子装置。 - 前記第2磁性薄膜は、前記封止樹脂の外側面の少なくとも一部を被覆し、
前記第2磁性薄膜の外側面は、前記最下層の配線基板に形成された前記ソルダレジスト層の外側面と面一に形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子装置。 - 前記封止樹脂を第1封止樹脂としたときに、
前記上下に隣接する2つの配線基板の間に第2封止樹脂が形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子装置。 - 前記第2磁性薄膜は、前記第1封止樹脂の外側面、前記第2封止樹脂の外側面及び前記複数の配線基板の外側面を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項7に記載の電子装置。
- 電子装置に対応する構造体が形成される領域を有する、複数の配線基板を準備する工程と、
前記各配線基板の最下層に形成されたソルダレジスト層の下面に磁性薄膜を形成する工程と、
前記各配線基板に電子部品を実装する工程と、
前記複数の配線基板のうち一つの配線基板の上面を被覆する第1封止樹脂を形成する工程と、
前記第1封止樹脂が形成された配線基板が最上層となるように前記複数の配線基板を接続部材を介して互いに積層する工程と、
前記複数の配線基板のうち上下に隣接する2つの配線基板の間の空間を充填する第2封止樹脂を形成する工程と、
前記複数の配線基板が積層され、前記磁性薄膜及び前記第1封止樹脂及び前記第2封止樹脂が形成された構造体の所定箇所に、前記第1封止樹脂の上面側から溝部を形成する工程と、
前記溝部を充填するとともに、前記第1封止樹脂の上面全面を被覆する第2磁性薄膜を形成する工程と、
前記所定箇所における前記第2磁性薄膜及び前記複数の配線基板を切断して、個々の前記電子装置に分割する工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。 - 電子装置に対応する構造体が形成される領域を有する、複数の配線基板を準備する工程と、
前記各配線基板の最下層に形成されたソルダレジスト層の下面に磁性薄膜を形成する工程と、
前記複数の配線基板を接続部材を介して互いに積層する工程と、
前記積層された複数の配線基板のうちの最上層の配線基板の上面に電子部品を実装する工程と、
前記最上層の配線基板の上面に、前記電子部品を封止する第1封止樹脂を形成する工程と、
前記複数の配線基板が積層され、前記磁性薄膜及び前記第1封止樹脂が形成された構造体の所定箇所に、前記第1封止樹脂の上面側から溝部を形成する工程と、
前記溝部を充填するとともに、前記第1封止樹脂の上面全面を被覆する第2磁性薄膜を形成する工程と、
前記所定箇所における前記第2磁性薄膜及び前記複数の配線基板を切断して、個々の前記電子装置に分割する工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
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