JP2019091866A - 電子素子の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
また、電子部品と電磁波シールド層の間隔を狭めることが可能になり、電子素子を薄型化し、密着した絶縁保護層、及び電磁波シールド層を介して、電子部品の発熱を効率よく除去することもできる。
第1実施形態について、図1〜6を用いて説明する。
図1は、第1実施形態に係る電子素子の構成を示す分解斜視図であり、図2〜図4は、第1実施形態に係る電子素子の構成例(電子基板に接合した状態)を示す縦断面図(図1中のA−A線断面図)である。
図5、図6は、第1実施形態に係る電子素子の製造工程断面図である。
図1〜6においては、絶縁性の部材として絶縁性シート材、導電性の部材として導電性シート材を用いた例を用いて説明するが、これらに限定されない。
(電子素子)
本発明に係る電子素子は、実装面を備える配線基板と、該配線基板の前記実装面上に実装された複数の電子部品とを備える電子基板、該電子基板上に設けられ、前記電子部品を包含する絶縁保護層、該絶縁保護層上に設けられ、前記電子部品を包含する電磁波シールド層、および該電磁波シールド層に接触させて電磁波シールド層を接地するグランド部を有する。
電子基板は、実装面を備える配線基板と、該配線基板の前記実装面上に実装された複数の電子部品とを備える。
電子基板100は、配線基板110と、この配線基板110の実装面101上に実装された複数の電子部品(半導体チップ)120とを備えている。
絶縁保護層は、電子基板上に設けられ、前記電子部品を包含する。
絶縁保護層は、後述する絶縁性の材料により形成する工程により製造される。絶縁保護膜は電磁波シールド層が電子部品の接続端子と接触し短絡することを防止するための層である。
電磁波シールド層は、絶縁保護層上に設けられ、前記電子部品を包含するとともに、グランド部と接触させて接地される。
電磁波シールド層は、後述する導電性の材料により形成する工程により製造される。電磁波シールド層は、電子部品から発せられるノイズを遮蔽するとともに外部からのノイズの侵入をカットするための層である。
電磁波シールド層平均厚さは、特に限定されないが、2〜500μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましい。電磁波シールド層の平均厚さを前記範囲とすることにより電磁波シールド層の機械的強度の低下を防止しつつ、電磁波シールド層の薄型化を図ることができる。
グランド部は、電磁波シールド層に接触させて電磁波シールド層を接地する役割をはたし、電磁波シールド層2hを接地(基準電位に接続)することができればよく、その形態や形状は、特に限定されるものではない。
具体的には、配線基板110が、基板111と、この基板111上に形成された配線112およびグランド配線113を有し、グランド配線113が、グランド部となる。
グランド配線113は、配線112を避けるようにして配線基板110の周囲に枠状、または半導体チップ120の間に点状、直線状に形成される。
図1に示すように、このグランド配線113により、実装面101が第1〜第3の実装領域101a〜101cに区画されている。これらの実装領域101a〜101cには、それぞれ、所定の半導体チップ120が実装されている。
具体的には、配線基板110が、基板111と、この基板111上に形成された配線112、およびこの基板111の側面に形成されたグランド配線113Gを有し、グランド配線113Gが、グランド部となる。そして、電磁波シールド層2hの露出領域2haを電子基板100の側面まで延長させて該側面を被覆する。これにより、延長領域2hbがグランド配線113Gと接触して、電磁波シールド層2hが電子基板100に固定される。
具体的には、電磁波シールド層2の上面(電子部品120と反対側の面)に、導電性を有するグランド部材113Xが接触配置される。このグランド部材113Xは、接地機能を有する機器本体、または該機器本体を通じて或は直接接地する機能を有する導電性部材等、電磁波シールド層2hに接触配置することで該導電層を接地し、電位差を0にすることができるものであれば、どのようなものであってもよい。
続いて、本発明に係る電子素子の製造方法について説明する。
本発明の電子素子の製造方法は、電子基板上に、絶縁保護層を、絶縁性の材料により形成する第1工程、および前記絶縁保護層上に、電磁波シールド層を、導電性の材料により形成する第2工程を備える。
本実施形態における電子素子の製造方法を、図5及び図6を用いて説明する。
第1工程は、電子基板上に、絶縁保護層を、絶縁性の材料により形成する工程である。
この前記絶縁保護層を、絶縁性の材料により形成する第1工程は、
(i)絶縁性シート材を、電子基板上に積層後、加熱圧着して絶縁保護層を形成する工程、および
(ii)絶縁性樹脂組成物を、電子基板上に塗布後、前記絶縁性樹脂組成物を硬化させて絶縁保護層を形成する工程、
のいずれか一方であることが好ましい。
絶縁性の材料として、絶縁性シート材を用いる場合、加熱圧着による熱及びキュアによって絶縁性シート材が本硬化(Cステージ)し、電子部品及び電子基板上に絶縁保護層を形成する。
本実施形態は、平面視で基板の全領域に絶縁性シート材3により絶縁保護膜3hを形成する方法であり、図5(1a)に示すように、実装面101を備える配線基板110と、該配線基板110の前記実装面上に実装された複数の電子部品120とを備える電子基板100上に、少なくとも平面視で電子基板100よりも大きいサイズの絶縁性シート材3を配置し、加熱圧着することにより、絶縁性シート材3が半導体チップ120の表面に密着し、電子部品120を包含する絶縁保護層3を形成する。
その後、図5(1b)に示すように、第2工程において形成される電磁波シールド層が、グランド部と接続できるように、不要な部分の絶縁保護層30aは除去され、図5(1c)に示す、電子基板上に設けられ、電子部品を包含する絶縁保護層が形成される。
絶縁性シート材は、非導電性のシート材であって、例えば、後述する絶縁性樹脂組成物をシート化することで得ることができる。絶縁性シート材3は未硬化(Aステージ)または半硬化状態(Bステージ)であり、加熱圧着による熱及びキュアによって本硬化(Cステージ)し、絶縁保護層を形成する。
絶縁性樹脂組成物を剥離シート上に塗工した後、半硬化、硬化または固化させて用いても良い。
絶縁性樹脂組成物は、絶縁性樹脂および硬化剤を含有する。
絶縁性樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、嫌気硬化性樹脂、反応硬化性樹脂等が挙げられるが、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂のうちの少なくとも一方が好ましい。絶縁性樹脂として、硬化性樹脂、特に、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂のうちの少なくとも一方を用いることによる効果は、後に説明する。
絶縁性の材料として、絶縁性樹脂組成物を用いる場合、組成物を塗布後、前記絶縁性樹脂組成物を硬化させ、電子部品及び電子基板上に絶縁保護層を形成する。
絶縁性樹脂組成物としては、絶縁性シート材を形成するために用いた組成物と同じものを用いることができる。
絶縁樹脂組成物を塗布する方法は、高い段差部にある電子部品を絶縁保護する場合に有効である。また、絶縁シートを用いる工法と比べて、熱プレス装置を導入するコストを削減できる他、熱プレス時の加圧による電子部品の損傷リスクを抑えることができる。
第2工程は、前記絶縁保護層上に、電磁波シールド層を、導電性の材料により形成する工程である。
電磁波シールド層を導電性の材料により形成する方法としては、導電ペーストを塗工した後乾燥キュアする方法、蒸着、スパッタ、メッキ等によって金属膜を形成する方法、及び導電スプレーを塗布する方法、少なくとも樹脂及び導電性粒子を含み、導電性を有する導電性シート材を用い、電磁波シールド層を形成する方法等が挙げられる。
導電性シート材を用いる方法は、絶縁保護層上に導電性シート材を積層し加熱圧着することで樹脂が硬化して電磁波シールド層を形成する方法であり、簡便で溶剤が揮発する工程や廃液処理する工程がないためコスト及び環境安全性の点から好ましい。
本実施形態では、例えば、図6に示すように、電磁波シールド層を形成する。
図6(2a)に示すように、基板111上に形成された配線112およびグランド配線(グランド部)113とで構成されている場合、絶縁保護層上に、電子部品を包含するように導電性シート材2を配置し、加熱圧着することで、電磁波シールド層2hを形成する。このとき、絶縁保護膜3より外部に露出する電磁波シールド層2hの露出領域2haがグランド配線113に接触して、電磁波シールド層2hが電子基板100に固定(接合)される。これにより、電子素子10が得られる。
本願における導電性とは、シート抵抗値が1Ω/□以下であることを言う。導電性シート材は絶縁保護層上に積層され、熱圧着されて硬化することで電磁波シールド層となる。電磁波シールド層も同様にシート抵抗値が1Ω/□以下でありシート抵抗値をこの領域とすることで十分な電磁波シールド性を発現することができる。導電性シート材2が熱圧着されて形成された本実施形態の電磁波シールド層2hは、図2に示すように樹脂21の固化物または硬化物と導電性粒子22とを含む樹脂層で構成されていることが好ましい。このときの樹脂は、絶縁性樹脂組成物で説明した樹脂を用いることができる。
また、導電性シート材2を金属層で構成する場合、この金属層は、導電性粒子22において挙げる金属粒子と同様の金属を用いて形成することができる。
次に、第1実施形態とは異なる製造方法の一例について説明する。第2実施形態に係る製造方法は、以下の点を除く基本的な構造および製造方法が上記第1実施形態と同様である。即ち、第2実施形態においては、あらかじめ配線基板上の対応する実装領域の大きさに対応してカットされ、平面視で電磁波シールド層より小さいサイズを備える絶縁性シート材を用いて、絶縁保護層を形成する点で、第1実施形態と相違する。なお、以降の図において、同一の要素部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
この方法では、図8(1a’)に示すように、実装面101を備える配線基板110と、該配線基板110の前記実装面上に実装された複数の電子部品120とを備える電子基板100上に、平面視で電磁波シールド層より小さいサイズを備える絶縁性シート材3’を配置し、加熱圧着による熱及びキュアによって本硬化(Cステージ)することにより、絶縁性シート材3’が半導体チップ120の表面に密着し、電子部品120を包含する絶縁保護層3’hを形成する。
第3実施形態に係る製造方法は、以下の点を除く基本的な構造および製造方法が上記第1実施形態と同様である。即ち、第3実施形態においては、絶縁性シート材が、電磁波シールド層の領域内に開口部を有し、該開口部を介して、前記導電層と前記グランド配線とを接触させて前記導電層を接地する点で、第1実施形態と相違する。なお、以降の図において、同一の要素部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
このとき、開口部30は、電磁波シールド層の領域内であって、電磁波シールド層と、グランド部とが、接続できる部位に形成される。
その後、第2工程において、導電性の材料により電磁波シールド層2hを形成することで、開口部30に流入した電磁波シールド層とグランド部とが接地されるとともに、電磁波シールド層2hを配線基板110に接続(接合)することができる。
第4実施形態に係る製造方法は、以下の点を除く基本的な構造および製造方法が上記第1実施形態と同様である。即ち、第4実施形態においては、電子素子の製造方法として、複数の電子素子を有する電子素子支持基板から、多数の電子素子を同時に得る点で、第1実施形態と相違する。なお、以降の図において、同一の要素部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
その後、図13に示すように、第2工程において形成される電磁波シールド層が、グランド部と接続するための不要部分(不図示)の除去ともに、個片化するための、各電子基板間の不要な絶縁保護膜を除去して溝部300を形成し、電子基板上に設けられ、電子部品を包含する絶縁保護層とする。
(I)縦横アレイ状に配置された電子基板全体に絶縁保護層を形成した後、電子基板間の不要な絶縁保護層を除去する工程、および
(II)縦横アレイ状に配置された個々の電子基板毎に絶縁保護層を形成する工程
のいずれか一方であることが好ましい。
これが、電子基板上に、絶縁保護層を、絶縁性の材料により形成する第1工程である。
図13に示すように、絶縁保護膜3h上に導電性シート材を配置して加熱圧着すると、電子基板間の溝部300に電磁波シールド層が流入し、電子基板100を包含した各絶縁保護膜3hを電磁波シールド層2hによって包含することができる。
ここで、グランド部が、配線基板の実装面側に設けられたグランド配線を有する場合には、電磁波シールド層2hの露出領域を配線基板のグランド配線に接触させた後、硬化性樹脂を硬化させることにより、その硬化物により当該接触部分において電磁波シールド層2hと電子基板100とを接合(固定)することができる。
これが、前記絶縁保護層上に、電磁波シールド層を、導電性の材料により形成する第2工程である。
これが、電子基板間で前記電磁波シールド層を切断することにより、個片化された電子素子を形成する第3工程である。
支持基板上に、複数の前記電子基板を縦横アレイ状に配置し、前記絶縁保護層を、複数の前記電子基板上に、絶縁性の材料により形成する第1工程、
前記絶縁保護層上に、前記電磁波シールド層を、導電性の材料により形成する第2工程、および
前記電子基板間で前記電磁波シールド層を切断することにより、個片化された電子素子を形成する第3工程を備える電子素子の製造方法であることが好ましい。
2ha 露出領域
2hb 延長領域
2h 電磁波シールド層
3 絶縁性シート材
3a 第1の絶縁性シート材
3b 第2の絶縁性シート材
3c 第3の絶縁性シート材
3h 絶縁保護層
10 電子素子
21 樹脂
22 導電性粒子
30 開口部
30a 除去部
100 電子基板
101 実装面
101a 第1の実装領域
101b 第2の実装領域
101c 第3の実装領域
110 配線基板
111 基板
112 配線
113 グランド配線
120 電子部品(半導体チップ)
300 溝部
400 支持基板
500 切断工具
Claims (8)
- 実装面を備える配線基板と、該配線基板の前記実装面上に実装された複数の電子部品とを備える電子基板、
該電子基板上に設けられ、前記電子部品を包含する絶縁保護層、
該絶縁保護層上に設けられ、前記電子部品を包含する電磁波シールド層、および
該電磁波シールド層に接触させて電磁波シールド層を接地するグランド部
を有する電子素子の製造方法であって、
前記絶縁保護層を、絶縁性の材料により形成する第1工程、および
前記絶縁保護層上に、前記電磁波シールド層を、導電性の材料により形成する第2工程
を備える電子素子の製造方法。 - 導電性の材料が、導電性シート材である、請求項1記載の電子素子の製造方法。
- 絶縁保護層を、絶縁性の材料により形成する第1工程が、
(i)絶縁性シート材を、電子基板上に積層後、加熱圧着して絶縁保護層を形成する工程、および
(ii)絶縁性樹脂組成物を、電子基板上に塗布後、前記絶縁性樹脂組成物を硬化させて絶縁保護層を形成する工程、
のいずれか一方であることを特徴とする請求項1または2記載の電子素子の製造方法。 - 前記グランド部は、前記配線基板の実装面側に設けられたグランド配線を含み、
前記絶縁保護層は、前記電磁波シールド層の領域内に開口部を有し、
該開口部を介して、前記電磁波シールド層と前記グランド配線とを接触させて前記電磁波シールド層を接地する
請求項1〜3いずれか1項記載の電子素子の製造方法。 - 前記配線基板の前記実装面は、前記グランド配線により区画され、所定の前記電子部品を実装する複数の実装領域を備え、
前記少なくとも1つの絶縁保護層は、前記各実装領域に対応して設けられた絶縁層を有する請求項4記載の電子素子の製造方法。 - 前記グランド部は、前記配線基板の側面に設けられたグランド配線を含み、
前記絶縁保護層は、平面視で前記電磁波シールド層よりも小さいサイズを備え、
前記電磁波シールド層は、前記絶縁保護層から露出する露出領域において、前記グランド配線に接触させて前記電磁波シールド層を接地する
請求項1〜3いずれか1項記載の電子素子の製造方法。 - 実装面を備える配線基板と、該配線基板の前記実装面上に実装された複数の電子部品とを備える電子基板、
該電子基板上に設けられ、前記電子部品を包含する絶縁保護層、
該絶縁保護層上に設けられ、前記電子部品を包含する電磁波シールド層、および
該電磁波シールド層に接触させて電磁波シールド層を接地するグランド部
を有する電子素子の製造方法であって、
支持基板上に、複数の前記電子基板を縦横アレイ状に配置し、
前記絶縁保護層を、複数の前記電子基板上に、絶縁性の材料により形成する第1工程、
前記絶縁保護層上に、前記電磁波シールド層を、導電性の材料により形成する第2工程、および
前記電子基板間で前記電磁波シールド層を切断することにより、個片化された電子素子を形成する第3工程
を備える電子素子の製造方法。 - 前記絶縁保護層を、複数の前記電子基板上に、絶縁性の材料により形成する第1工程は、
(I)縦横アレイ状に配置された電子基板全体に絶縁保護層を形成した後、電子基板間の不要な絶縁保護層を除去する工程、および
(II)縦横アレイ状に配置された個々の電子基板毎に絶縁保護層を形成する工程
のいずれか一方であることを特徴とする請求項7記載の電子素子の製造方法。
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