JP4702370B2 - Circuit module manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、平板状の配線基板と枠状の端子板とを接合した回路モジュールの製造方法およびその製造方法により製造された回路モジュールに関するものである。 The present invention relates to a circuit module manufacturing method in which a flat wiring board and a frame-shaped terminal plate are joined, and a circuit module manufactured by the manufacturing method.
従来、実装密度を高めて小型化できる回路モジュールとして、特許文献1〜4に記載のものがある。この回路モジュールは、平板状の配線基板の表面に複数の接続電極を形成するとともに、枠状の端子板の表面に前記複数の接続電極に対応する複数の接続電極を形成し、配線基板の表面に端子板の表面を対向させて、配線基板の接続電極と端子板の接続電極とをはんだなどの接合材を用いて接合したものである。端子板の内側の配線基板の表面には、半導体素子のような回路部品が搭載され、この回路部品を覆うように、端子板の内側面と配線基板の表面とで構成されるキャビティに樹脂が充填される。
Conventionally, there are those described in
キャビティに樹脂を充填するのは、配線基板上に搭載された回路部品の保護(回路部品がワイヤボンディングで配線基板に接続される場合には、ワイヤーよれによる短絡防止、ベアチップやフリップチップの場合には微細端子間への異物混入による短絡等の防止)と機械的強度向上とを目的としている。そのため、樹脂に求められる特性は、ワイヤや微細端子間の隙間に入り込む流動性や、基板との良好な密着性などが不可欠である。よって、樹脂は塗布時の粘度が低く、基板にぬれ広がり易いことが好ましい。 Fill the cavity with resin to protect the circuit components mounted on the wiring board (when the circuit components are connected to the wiring board by wire bonding, to prevent short circuit due to wire twisting, in the case of bare chip or flip chip The purpose of this is to prevent short circuiting or the like due to foreign matter mixing between fine terminals) and to improve mechanical strength. For this reason, the properties required for the resin are indispensable for the fluidity to enter the gaps between the wires and the fine terminals and the good adhesion to the substrate. Therefore, it is preferable that the resin has a low viscosity at the time of application and easily wets and spreads on the substrate.
ところが、前記のように配線基板の接続電極と端子板の接続電極とをはんだなどの導電性接合材を用いて接合した場合、隣合う接合材間には必ず隙間が発生するので、粘度の低い樹脂はこの隙間を通り抜けてしまう。隙間を通り抜けた樹脂は、以下のような問題を引き起こす。すなわち、配線基板が子基板状態のときに樹脂を塗布する場合には、樹脂が基板の外周からはみ出し、そのはみ出しによる寸法不良や外観不良、外形寸法バラツキの増大による品質低下を引き起こす。さらに、基板の裏面側へ樹脂が回り込むことで、表面実装用の端子電極を覆ってしまい、配線基板を別の実装基板に実装する際に接続不良を引き起こす可能性がある。また、配線基板が集合基板状態のときに樹脂を塗布する場合には、集合基板を子基板に分割(ブレイク)するためのブレイク溝を、外周へはみ出た樹脂が埋めてしまうことがある。そのため、ブレイク強度が上がってしまい、ブレイク不良による生産性の低下を引き起こす。
そこで、本発明の好ましい実施形態の目的は、配線基板と端子板とで構成されるキャビティに樹脂を充填する場合に、樹脂が外部へ流れ出すのを防止できる回路モジュールの製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of a preferred embodiment of the present invention is to provide a circuit module manufacturing method capable of preventing the resin from flowing out when the resin formed in the cavity constituted by the wiring board and the terminal plate is filled. is there.
前記目的を達成するため、本発明の好ましい実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、表面に配置された複数の接続電極を有する平板状の配線基板と、前記複数の接続電極に対応する複数の接続電極を有する枠状の端子板とを準備する工程と、前記配線基板の複数の接続電極と前記端子板の複数の接続電極とをそれぞれ個別に導電性接合材を介して接合する工程と、前記端子板の内側面と前記配線基板の表面とで構成されるキャビティ内に、回路部品を搭載する工程と、前記端子板の内側面と前記配線基板の表面との間に、両者の隙間を埋める第1の樹脂材料を塗布する工程と、前記第1の樹脂材料を塗布した後、前記回路部品を覆うように、第2の樹脂材料を前記キャビティに充填する工程と、を有し、前記第1の樹脂材料は、前記第2の樹脂材料に比べて、硬化前における同一温度・同一雰囲気下での粘度が高く、かつ前記導電性接合材間の隙間を通って外部へ流れ出すのを防止できる程度の粘度を有し、前記第1の樹脂材料を、前記導電性接合材間の隙間を満たし、かつ前記導電性接合材の周面の一部が外部に開放された位置で終端となるように塗布することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a circuit module according to a preferred embodiment of the present invention includes a flat wiring board having a plurality of connection electrodes arranged on a surface, and a plurality of connection electrodes corresponding to the plurality of connection electrodes. A step of preparing a frame-shaped terminal plate having a connection electrode, a step of individually bonding a plurality of connection electrodes of the wiring board and a plurality of connection electrodes of the terminal plate via a conductive bonding material, A step of mounting circuit components in a cavity constituted by the inner surface of the terminal board and the surface of the wiring board, and a gap between the inner surface of the terminal board and the surface of the wiring board, A step of applying a first resin material to be filled; and a step of filling the cavity with a second resin material so as to cover the circuit component after the first resin material is applied , The first resin material is the first resin material. Compared to the resin material, the viscosity at the same temperature and in the same atmosphere before curing is high, and the viscosity is such that it can be prevented from flowing out through the gap between the conductive bonding materials. A resin material is applied so that a gap between the conductive bonding materials is filled and a part of a peripheral surface of the conductive bonding material is terminated at a position opened to the outside. It is.
本発明では、まず平板状の配線基板と枠状の端子板とを準備する。配線基板の表面には複数の接続電極が設けられ、端子板には配線基板の接続電極に対応する複数の接続電極が形成されている。これら対応する接続電極同士を半田や導電性接着剤などの導電性接合材で接合する。接合によって、隣合う導電性接合材間には隙間が形成される。次に、端子板より内側の配線基板の表面に、回路部品を搭載する。なお、回路部品の搭載は、配線基板に端子板を接合する前、後、さらには同時でもよい。回路部品は、配線基板に対して半田などを用いて表面実装してもよいし、フェースアップで搭載した後、ワイヤーボンディングしてもよく、あるいはバンプを用いてフェースダウン実装してもよい。次に、端子板の内側面と配線基板の表面とで構成されるキャビティに封止用樹脂(第2の樹脂材料)を充填するのであるが、封止用樹脂の充填の前に、端子板の内側面と配線基板の表面との間に、両者の隙間を埋める第1の樹脂材料を環状に塗布する。第1の樹脂材料は、封止用樹脂を充填した時、封止用樹脂がその流動性によって接合材間の隙間を通って外部へ流れ出るのを防止するためのシーリング材としての役割を持つものである。第1の樹脂材料は少なくとも端子板と配線基板との隙間を埋めるものであればよく、必ずしも接合材間の隙間に入り込む必要はない。なお、第1の樹脂材料の塗布は、回路部品を搭載する後であることが好ましいが、回路部品を搭載する前でもよい。第1の樹脂材料によって端子板と配線基板との隙間を埋めた後、キャビティに封止用樹脂である第2の樹脂材料を充填する。第2の樹脂材料はレベリング性のよい任意の材料を用いることができるので、充填後の樹脂表面を平坦にすることができ、回路部品の周囲にも容易に回り込むことができ、しかも充填時間を短縮できる。端子板と配線基板との隙間が第1の樹脂材料によって埋められているので、第2の樹脂材料が接合材間の隙間を通って外部へ流れ出すのを確実に防止できる。 In the present invention, first, a flat wiring board and a frame-shaped terminal board are prepared. A plurality of connection electrodes are provided on the surface of the wiring board, and a plurality of connection electrodes corresponding to the connection electrodes of the wiring board are formed on the terminal board. These corresponding connection electrodes are joined together with a conductive bonding material such as solder or a conductive adhesive. By the bonding, a gap is formed between the adjacent conductive bonding materials. Next, circuit components are mounted on the surface of the wiring board inside the terminal board. The circuit components may be mounted before, after, and at the same time before joining the terminal board to the wiring board. The circuit component may be mounted on the surface of the wiring board using solder or the like, or may be wire-bonded after being mounted face-up, or may be mounted face-down using bumps. Next, the sealing resin (second resin material) is filled into the cavity formed by the inner surface of the terminal board and the surface of the wiring board. Before filling the sealing resin, the terminal board A first resin material that fills the gap between the inner side surface and the surface of the wiring board is annularly applied. The first resin material has a role as a sealing material for preventing the sealing resin from flowing out through the gap between the bonding materials due to its fluidity when the sealing resin is filled. It is. The first resin material only needs to fill at least the gap between the terminal board and the wiring board, and does not necessarily enter the gap between the bonding materials. The application of the first resin material is preferably after the circuit component is mounted, but may be performed before the circuit component is mounted. After filling the gap between the terminal board and the wiring board with the first resin material, the cavity is filled with a second resin material that is a sealing resin. As the second resin material, any material having a good leveling property can be used, so that the resin surface after filling can be flattened, can easily go around the circuit component, and the filling time can be reduced. Can be shortened. Since the gap between the terminal board and the wiring board is filled with the first resin material, it is possible to reliably prevent the second resin material from flowing out through the gap between the bonding materials.
第1の樹脂材料と第2の樹脂材料とは異なる成分組成を有するものであることが望ましいが、異なる成分組成とは、異なる樹脂で構成される場合のほか、母材となる樹脂は同じで、添加物の量や種類が異なる場合も含む。配線基板の接続電極および端子板の接続電極は、枠状(4辺)に配置されたもののほか、2辺に配置されたものでもよく、さらには3辺に配置されたものでもよい。接続電極が4辺に配置されている場合には、第1の樹脂材料が接合材間の隙間を通って外部へ流出しないような粘度以上に設定すればよいが、2辺または3辺に接続電極が配置されている場合には、少なくとも1辺は接合材(接続電極)が設けられていないため、端子板と配線基板との間で流動が停止するように第1の樹脂材料の粘度を設定する必要がある。 Although it is desirable that the first resin material and the second resin material have different component compositions, the different component compositions are the same as the base material resin, in addition to the case where they are composed of different resins. This includes cases where the amount and type of additives are different. The connection electrode of the wiring board and the connection electrode of the terminal board may be arranged on two sides, in addition to those arranged in a frame shape (four sides), and may be arranged on three sides. When the connection electrodes are arranged on four sides, the first resin material may be set to have a viscosity or higher so as not to flow outside through the gap between the bonding materials, but connected to two or three sides. When the electrode is arranged, since at least one side is not provided with a bonding material (connection electrode), the viscosity of the first resin material is set so that the flow stops between the terminal board and the wiring board. Must be set.
第1の樹脂材料は、第2の樹脂材料に比べて、硬化前における同一温度・同一雰囲気下での粘度が高く、かつ導電性接合材間の隙間を通って外部へ流れ出すのを防止できる程度の粘度を有するのがよい。第1の樹脂材料の粘度が高いので、何らの追加的処理を行うことなく外部への流れ出しを防止できる。第1の樹脂材料の粘度が高いといっても、ある程度の流動性を有するため、端子板と配線基板との隙間を通り、導電性接合部材間の隙間に入り込む可能性があるが、第1の樹脂材料の表面張力により接合部材の間で流動を止めることができる程度がよい。ここで、高い粘度とは、配線基板と端子板の隙間に若干入りこむ程度であってもよいし、導電性接合材間の隙間に入り込む程度であってもよく、100Pa・s以上、好ましくは200Pa・s以上(25℃、5rpm)がよい。なお、硬化前の粘度が高い樹脂材料とは、常温時(塗布時)だけでなく、流動性のよくなる高温域においても、同様に粘度が高いことが必要である。 The first resin material has a higher viscosity at the same temperature and the same atmosphere before curing than the second resin material, and can prevent the first resin material from flowing out through the gap between the conductive bonding materials. It is good to have a viscosity of Since the first resin material has a high viscosity, it can be prevented from flowing out to the outside without any additional treatment. Even if the viscosity of the first resin material is high, the first resin material has a certain degree of fluidity, and thus may pass through the gap between the terminal board and the wiring board and enter the gap between the conductive bonding members. It is preferable that the flow can be stopped between the joining members by the surface tension of the resin material. Here, the high viscosity may be a level that slightly enters the gap between the wiring board and the terminal board, or may be a level that enters the gap between the conductive bonding materials, and is 100 Pa · s or more, preferably 200 Pa. -S or more (25 degreeC, 5 rpm) is good. The resin material having a high viscosity before curing needs to have a high viscosity not only at room temperature (at the time of application) but also in a high temperature range where fluidity is improved.
第2の樹脂材料として粘度の高い樹脂を使用すると、レベリング性が悪くなり、キャビティに充填した際に表面が塗布時の波うった形状を維持してしまい、平坦にならないことがある。また、粘度の高い樹脂は塗布時間が長くかかるという工法上の問題のほか、基板との密着性が悪く、安定した封止性が得られないこともある。したがって、第2の樹脂材料としては、粘度が低い(レベリング性のよい)樹脂材料を用いるのがよく、好ましくは100Pa・s以下(25℃、5rpm)がよい。 When a resin having a high viscosity is used as the second resin material, the leveling property is deteriorated, and when the cavities are filled, the surface maintains a wavy shape at the time of application and may not be flat. Moreover, in addition to the problem in the construction method that a resin having a high viscosity takes a long coating time, the adhesiveness with the substrate is poor, and a stable sealing property may not be obtained. Therefore, as the second resin material, it is preferable to use a resin material having a low viscosity (good leveling property), and preferably 100 Pa · s or less (25 ° C., 5 rpm).
第1の樹脂材料を第2の樹脂材料より高い粘度とした場合に、第1の樹脂材料と第2の樹脂材料を共に熱硬化型樹脂材料とし、第1の樹脂材料と第2の樹脂材料とを同時に熱硬化させる工程をさらに有するのがよい。この場合には、第1の樹脂材料を塗布し、第2の樹脂材料を充填した後で、第1,第2の樹脂材料を同時に熱硬化させることができる。つまり、硬化処理は1回で済むので、処理工数を減らすことができ、回路部品などへの熱影響を少なくすることができる。 When the viscosity of the first resin material is higher than that of the second resin material, the first resin material and the second resin material are both thermosetting resin materials, and the first resin material and the second resin material are used. It is preferable to further include a step of thermally curing these. In this case, after the first resin material is applied and the second resin material is filled, the first and second resin materials can be thermally cured simultaneously. In other words, since the curing process only needs to be performed once, the number of processing steps can be reduced, and the thermal influence on the circuit components and the like can be reduced.
第1の樹脂材料と第2の樹脂材料を熱硬化型樹脂と無機フィラーとの混合樹脂組成物とし、第1の樹脂材料に含まれる無機フィラーの含有率を第2の樹脂材料に含まれる無機フィラーの含有率より高くしてもよい。この場合には、無機フィラーの含有率によって粘度を自由に調整することができる。なお、第1と第2の樹脂材料の母材となる熱硬化性樹脂を同系統とした場合には、同一温度で熱硬化させることができるとともに、硬化状態での両者の接合性がよく、剥離等の発生を防止できる。 The first resin material and the second resin material are mixed resin compositions of a thermosetting resin and an inorganic filler, and the content of the inorganic filler contained in the first resin material is inorganic contained in the second resin material. You may make it higher than the content rate of a filler. In this case, the viscosity can be freely adjusted by the content of the inorganic filler. In addition, when the thermosetting resin used as the base material of the first and second resin materials is the same system, the thermosetting resin can be thermoset at the same temperature, and the bonding property of both in the cured state is good. Generation | occurrence | production of peeling etc. can be prevented.
第1の樹脂材料として放射線硬化型または放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料を使用し、第2の樹脂材料として熱硬化型樹脂材料を使用し、第1の樹脂材料を塗布する工程と第2の樹脂材料を充填する工程との間に、第1の樹脂材料に放射線を照射して硬化させる工程を設けてもよい。第1の樹脂材料として放射線硬化型または放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料を使用した場合には、粘性の低い樹脂を使用しても、その流動を放射線を照射することで停止させることができるため、第1の樹脂材料が接合材間の隙間を通って外部へ流れ出てしまうのを防止できる。この場合には、塗布作業の時間を短縮でき、かつ基板との密着性もよい。放射線としては、紫外線、電子線、可視光線、赤外線、遠赤外線などあらゆる放射線を含む。特に、紫外線、電子線、可視光線は、短時間で樹脂の外表面を硬化させることができる点で望ましい。なお、第1の樹脂材料として放射線硬化型または放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料のいずれを使用してもよいが、第2の樹脂材料が熱硬化型の場合には、放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料が望ましい。 A step of applying a first resin material using a radiation curable resin or a radiation curable / thermosetting resin material as the first resin material, and using a thermosetting resin material as the second resin material; A step of irradiating the first resin material with radiation and curing it may be provided between the step of filling the resin material. When a radiation-curing type or radiation-curing / thermosetting resin material is used as the first resin material, the flow can be stopped by irradiating the radiation even if a low-viscosity resin is used. Therefore, it is possible to prevent the first resin material from flowing out through the gap between the bonding materials. In this case, the time for the coating operation can be shortened and the adhesion to the substrate is good. Examples of radiation include all types of radiation such as ultraviolet rays, electron beams, visible rays, infrared rays, and far infrared rays. In particular, ultraviolet rays, electron beams, and visible rays are desirable in that the outer surface of the resin can be cured in a short time. Either a radiation curable type or a radiation curable / thermosetting resin material may be used as the first resin material, but when the second resin material is a thermosetting type, radiation curable / thermosetting is used. A dual-use resin material is desirable.
第1の樹脂材料を、導電性接合材間の隙間を満たし、かつ導電性接合材の周面の少なくとも一部が外部に開放された位置で終端となるように塗布するのがよい。第1の樹脂材料を導電性接合材に到達する前で終端となるように塗布してもよいし、導電性接合材の周囲全周を取り巻く位置で終端となるように塗布してもよいが、後者の場合には、第1の樹脂材料が導電性接合材の周囲全周を取り巻いているため、前者に比べて接合材を補強する効果が高く、かつ接合材間の絶縁性を高めることができる。但し、接合材が半田の場合、半田がマザーボード等への実装時の熱で溶融・膨張すると、半田フラッシュ現象が発生する可能性がある。つまり、樹脂により完全に覆われた半田は、溶融・膨張により樹脂と基板との界面を引き剥がし、その僅かな隙間に溶融した半田が流れ込み、ショート不良を発生させる可能性がある。これに対し、第1の樹脂材料を、導電性接合材間の隙間を満たし、かつ導電性接合材の周面の一部が外部に開放された位置で終端となるように塗布した場合には、接合材の補強効果と絶縁性の向上効果の他に、溶融により膨張した半田を開放部から逃がすことができるので、半田フラッシュ現象を防止できる。 It is preferable to apply the first resin material so that the gap between the conductive bonding materials is filled, and at least a part of the peripheral surface of the conductive bonding material is terminated at a position open to the outside. The first resin material may be applied so as to be terminated before reaching the conductive bonding material, or may be applied so as to be terminated at a position surrounding the entire circumference of the conductive bonding material. In the latter case, since the first resin material surrounds the entire circumference of the conductive bonding material, the effect of reinforcing the bonding material is higher than that of the former, and the insulation between the bonding materials is improved. Can do. However, when the bonding material is solder, a solder flash phenomenon may occur if the solder melts and expands due to heat during mounting on a motherboard or the like. That is, the solder completely covered with the resin may peel off the interface between the resin and the substrate due to melting / expansion, and the molten solder may flow into a slight gap between them, which may cause a short circuit failure. On the other hand, when the first resin material is applied so that the gap between the conductive bonding materials is filled and a part of the peripheral surface of the conductive bonding material is terminated to the outside In addition to the effect of reinforcing the bonding material and the effect of improving the insulation, the solder expanded by melting can be released from the open portion, so that the solder flash phenomenon can be prevented.
第1の樹脂材料は、塗布後に流動しないようなチキソ性を有するものを使用してもよい。第1の樹脂材料がチキソ性を有する場合には、塗布後の形状を硬化するまで保持できるので、塗布管理が容易であり、第1の樹脂材料が接合材間の隙間を通って外部へ流れ出てしまうのを確実に防止できる。 The first resin material may have a thixotropy that does not flow after application. When the first resin material has thixotropy, the shape after application can be maintained until it is cured, so that application management is easy and the first resin material flows out through the gap between the bonding materials. Can be reliably prevented.
端子板の裏面に、端子板の厚み方向に延びる導電体を介して接続電極と電気的に接続された端子電極を形成してもよい。この場合には、端子板の端子電極を回路モジュールをマザーボードなどに実装する際の端子電極として用いることができる。端子板の厚み方向に延びる導電体としては、端子板の内部を貫通するビアホール導体であってもよいし、スルーホールでもよく、さらに端子板の外側面または内側面に形成されたパターン電極であってもよい。 You may form the terminal electrode electrically connected with the connection electrode through the conductor extended in the thickness direction of a terminal board on the back surface of a terminal board. In this case, the terminal electrode of the terminal plate can be used as a terminal electrode when the circuit module is mounted on a mother board or the like. The conductor extending in the thickness direction of the terminal plate may be a via-hole conductor penetrating the inside of the terminal plate or a through-hole, and may be a pattern electrode formed on the outer or inner surface of the terminal plate. May be.
配線基板の裏面に、配線基板の表面に搭載した回路部品とは別の回路部品を実装してもよい。このようにすれば、配線基板の両面に電子部品を搭載することができ、実装密度を高めることができる。 A circuit component different from the circuit component mounted on the front surface of the wiring board may be mounted on the back surface of the wiring board. If it does in this way, an electronic component can be mounted on both surfaces of a wiring board, and a mounting density can be raised.
配線基板は複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板であり、端子板は樹脂基板であってもよい。配線基板としてセラミック多層基板を用いた場合、配線基板の内部に複雑な回路を構成できるので、回路密度を高めることができる。また、端子板として樹脂基板を用いると、この回路モジュールをマザーボードなどに実装したとき、マザーボードと配線基板との熱膨張差を樹脂基板が吸収できるため、望ましい。 The wiring board may be a ceramic multilayer board formed by laminating a plurality of ceramic layers, and the terminal board may be a resin board. When a ceramic multilayer substrate is used as the wiring substrate, a complicated circuit can be formed inside the wiring substrate, so that the circuit density can be increased. In addition, it is desirable to use a resin substrate as the terminal board because the resin substrate can absorb the thermal expansion difference between the motherboard and the wiring substrate when the circuit module is mounted on a motherboard or the like.
以上のように、本発明によれば、第1の樹脂材料によって端子板と配線基板との隙間を埋めた後、キャビティに第2の樹脂材料を充填するようにしたので、第2の樹脂材料としてレベリング性のよいものを使用でき、充填後の第2の樹脂材料の表面を平坦にすることができ、回路部品の周囲にも容易に回り込ませることができる。また、第2の樹脂材料が接合材間の隙間を通って外部へ流れ出すのを、第1の樹脂材料によって確実に阻止できるため、外観不良や外部との接続不良、ブレイク不良などの発生を防止できる。 As described above, according to the present invention, after filling the gap between the terminal board and the wiring board with the first resin material, the cavity is filled with the second resin material. A material having good leveling property can be used, and the surface of the second resin material after filling can be flattened and can be easily wrapped around the circuit component. In addition, the first resin material can reliably prevent the second resin material from flowing out through the gap between the bonding materials, thereby preventing the occurrence of poor appearance, poor external connection, breakage, etc. it can.
(第1実施形態)
図1〜図4は本発明にかかる回路モジュールの第1実施形態を示す。この回路モジュールAは、平板状の配線基板1に枠状の端子板10を接合した構造となっている。(First embodiment)
1 to 4 show a first embodiment of a circuit module according to the present invention. This circuit module A has a structure in which a frame-shaped
配線基板1は、例えばLTCC(Low-Temperature Co-firable Ceramic:低温焼結セラミック)などの複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板であり、一主面には複数のランド電極2が形成され、その上に複数の回路部品3が接続されている。また、配線基板1の表層や内層には銀や銅を主とする電極パターンが設けられており、キャパシタやインダクタのような受動素子パターンや回路部品3と受動素子とを接続するための配線パターンを形成している。この例では、回路部品3はランド電極2にはんだ付けされた例えば積層型セラミックコンデンサ等の表面実装部品と、ランド電極2にバンプを介してフェースダウン実装された例えば半導体デバイス等の表面実装部品との組み合わせであるが、これに限るものではない。ランド電極2は、配線基板1の内部に設けられたビアホール導体4および内部配線5を介して他主面に形成された複数の接続電極6または複数のパッド電極7と接続されている。接続電極6は、図4に示すように配線基板1の外周部近傍に枠状に配置されている。パッド電極7は枠状に配置された接続電極6より内側の領域に形成されており、配線基板1の他主面に搭載された集積回路素子などの回路部品8とボンディングワイヤ9を介して接続されている。この例では、配線基板1の他主面に集積回路素子8を搭載したが、積層型セラミックコンデンサ等の表面実装部品や半導体デバイス等のフェースダウン実装部品などを搭載してもよい。なお、配線基板1は樹脂基板であってもよい。
The
端子板10は枠状の樹脂基板よりなり、その外形寸法は配線基板1と同一あるいはやや小さく、端子板10を配線基板1の他主面に導電性接合材20を介して接合することによって、キャビティ11が形成される。接合材20を含む端子板10の厚みは、配線基板1の他主面に搭載されたボンディングワイヤ9を含む回路部品8の高さより厚く設定されている。配線基板1の他主面と対向する端子板10の一主面には、配線基板1の接続電極6と対向する複数の接続電極12が枠状に配置されている。また、端子板10の他主面には、接続電極12と対応する複数の端子電極13(図4参照)が形成されており、接続電極12と端子電極13とは、端子板10を厚み方向に貫通するビアホール導体14を介して相互に接続されている。端子電極13は、この回路モジュールAをマザーボード等の実装基板に実装する際、実装基板の電極と接続される。なお、端子板10は枠状のセラミック板であってもよい。なお、層間接続導体が金属薄板を折り曲げ加工した薄板状導体であり、端子板10がこの薄板状導体を樹脂でモールド成型してなるモールド樹脂性の端子板であることが特に好ましい。層間接続導体が金属薄板を折り曲げ加工したものであれば、端子板10に応力が加わったとしても、層間接続導体が断線することなく、接続信頼性を確保できる。
The
配線基板1の接続電極6と、端子板10の接続電極12とは、それぞれ半田や導電性接着剤などの導電性接合材20を介して電気的に接続され、かつ機械的に接合されている。この例では、接合材20として半田を用いた。
The
端子板10と配線基板1とで形成されるキャビティ11のうち、端子板10の内周面には環状に第1の樹脂材料21が塗布・硬化されており、端子板10と配線基板1との隙間が第1の樹脂材料21によって埋められている。キャビティ11の残りの領域には第2の樹脂材料22が充填・硬化されており、ボンディングワイヤ9を含む回路部品8の全体が第2の樹脂材料22の中に埋設されている。接合材20を含む端子板10の厚みは、ボンディングワイヤ9を含む回路部品8の高さより厚いので、樹脂材料22が端子板10より突出することはない。
Of the
第1の樹脂材料21と第2の樹脂材料22は同系統または同質の熱硬化型樹脂と無機フィラーとの混合樹脂組成物で構成されている。特に、第1の樹脂材料21に含まれる無機フィラーの含有率は第2の樹脂材料22に含まれる無機フィラーの含有率より高く、そのために第1の樹脂材料21の塗布時の粘度は第2の樹脂材料22の充填時の粘度より高く設定されている。特に、第1の樹脂材料21は、第2の樹脂材料22に比べて、硬化前における同一温度・同一雰囲気下での粘度が高く、かつ接合材20間の隙間を通って外部へ流れ出すのを防止できる程度の粘度を有するのがよい。一方、第2の樹脂材料22は、レベリング性がよく、ボンディングワイヤ9の隙間や回路部品8の周囲に容易に回り込むことができる流動性を持つものがよい。なお、図1では、第2樹脂材料22の表面がキャビティ11内の中央部付近で凸状になるように設けられているが、中央部付近で凹状になっていてもよい。
The
第1,第2の樹脂材料21,22の母材となる熱硬化性樹脂としては、例えば耐熱性、耐湿性に優れたエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などを用いることができ、無機フィラーとしては、例えばアルミナ、シリカ、チタニアなどを用いることができる。なお、第1,第2の樹脂材料21,22と端子板10を構成する樹脂とが同系統または同質であれば、樹脂材料21,22と端子板10との接合性も良好となる。
As the thermosetting resin that becomes the base material of the first and
ここで、回路モジュールAの製造方法を、図5,図6を参照して説明する。図5の(a)は、配線基板1を準備した状態を示す。ここでは、接続電極6とパッド電極7とが配線基板1の上側を向くように配置されている。図5の(b)は、配線基板1の接続電極6に対して、端子板10の接続電極12を接合材20を介して接続した状態を示す。接合材20として半田を使用した場合には、リフロー半田付けを行うことで、量産性を高めることができる。配線基板1と端子板10との間に配置された各接合材20間には、隙間δ(図3参照)が形成される。図5の(c)は、端子板10で囲まれた配線基板1の上面に回路部品8を搭載するとともに、ボンディングワイヤ9によって回路部品8とパッド電極7とを接続した状態を示す。
Here, a method of manufacturing the circuit module A will be described with reference to FIGS. FIG. 5A shows a state in which the
図6の(a)は、端子板10と配線基板1とで構成されたキャビティ11内であって、端子板10の内周面に沿って第1の樹脂材料21を塗布した状態を示す。塗布には、ディスペンサなどの自動塗布装置を用いることができる。第1の樹脂材料21は、その塗布時における粘度が高く(例えば100Pa・s以上、好ましくは200Pa・s以上(25℃、5rpm))、そのため樹脂材料21は配線基板1と端子板10との隙間を埋め、接合材20間の隙間δを通って外部へ流れ出すことがない。この例では樹脂材料21が接合材20間の隙間δを満たし、接合材20の周面の一部が外部に開放された位置で終端となるように塗布されている(図3参照)。そのため、樹脂材料21が接合材20を補強して接合強度を高めることができ、かつ樹脂材料21が接合材20間の絶縁性を高めることができる。さらに、接合材20の周面の一部が外部へ露出しているので、回路モジュールAをマザーボード等へ実装する際の熱で接合材(半田)20が溶融・膨張しても、膨張した圧力を開放部から逃がすことができので、半田フラッシュ現象を防止できる。なお、この段階で第1の樹脂材料21を加熱硬化させてもよいが、この例では硬化させない。なお、第1の樹脂材料21は回路部品8およびボンディングワイヤ9に付着しないように塗布するのがよい。
FIG. 6A shows a state in which the
図6の(b)は、第1の樹脂材料21が塗布されたキャビティ11内に第2の樹脂材料22を充填した状態を示す。第2の樹脂材料22は第1の樹脂材料21に比べて粘度が低い樹脂(100Pa・s以下(25℃、5rpm)がよい)であるため、流動性がよく、ワイヤ9の隙間や回路部品8の周囲へ容易に流れ込むことができる。端子板10と配線基板1との隙間は第1の樹脂材料21で既に埋められているので、流動性のよい第2の樹脂材料22であっても、端子板10と配線基板1との隙間を通って外部へ漏れ出ることがない。
FIG. 6B shows a state in which the
その後、第1の樹脂材料21と第2の樹脂材料22を同時に熱硬化させる。両方の樹脂材料21,22が同系統(または同質)の熱硬化型樹脂よりなる場合には、同一温度で硬化するので、熱処理工程が簡易になるとともに、複数回の熱サイクルを回路部品8に与えずに済む。樹脂材料21,22を硬化させることにより、回路部品8を保護する保護層が形成されるが、その保護層は端子板10の端子電極13より外部へ突出することがない。最後に、図6の(c)のように、配線基板1の裏面側にあるランド電極2に回路部品3を接続することによって、回路モジュールAが完成する。
Thereafter, the
(第2実施形態)
前記実施形態では、図3,図6の(a)に示すように、第1の樹脂材料21が接合材20間の隙間δを満たした位置で終端となるように塗布した例を示したが、図7の(a)に示すように、第1の樹脂材料21が接合材20に到達することなく、端子板10と配線基板1との間で終端となるように塗布してもよい。第1の樹脂材料21としてさらに高粘度の材料あるいはチキソ性を有する材料を使用した場合、樹脂材料21が塗布時の形態を保持するため、上述のように接合材20に到達することなく端子板10と配線基板1との間で終端とさせることができる。また、図7の(b)は、第1の樹脂材料21が接合材20を完全に取り巻くように塗布した例である。これは、第1の樹脂材料21として比較的粘度の低い材料を用いた場合であり、第1の樹脂材料21が必要以上に広がらないように、熱風や熱線を用いて第1の樹脂材料(熱硬化性樹脂の場合)21の流動を止めてもよい。(Second Embodiment)
In the said embodiment, as shown to (a) of FIG. 3, FIG. 6, although the
(第3実施形態)
図8は、第1の樹脂材料21の塗布方法の他の例を示す。この実施形態では、第1の樹脂材料21として、放射線硬化型または放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料を使用したものである。例えば、紫外線照射型樹脂または紫外線・熱硬化両用型樹脂を使用すればよい。なお、第2の樹脂材料は上述と同様に熱硬化型樹脂材料を使用している。(Third embodiment)
FIG. 8 shows another example of a method for applying the
この場合には、第1の樹脂材料21をディスペンサなどで塗布した後、第1の樹脂材料21が接合材20間の隙間を満たした段階で、紫外線などの放射線UVを照射する。図8では、放射線の照射箇所を端子板10の外側としたが、内側であってもよい。外側の場合には、接合材20間の隙間を満たした樹脂材料21が硬化するため、それ以上の流出を防止できる。内側の場合には、樹脂材料21が接合材20間の隙間を満たした段階で、放射線の照射によってキャビティ側に面する樹脂材料21が硬化するので、樹脂材料21がそれ以上流れ出るのを防止できる。放射線の照射は、樹脂材料21の流動を止める程度でよいので、1〜数秒程度の短時間で済み、硬化に時間を要しない。
In this case, after applying the
第1の樹脂材料21として、放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料を使用した場合には、上述のように放射線の照射によって樹脂材料21を仮硬化させた状態で、第2の樹脂材料22を充填し、その後で熱処理することで両方の樹脂材料21,22を同時に本硬化させることができる。放射線硬化型または放射線硬化・熱硬化両用型樹脂材料は、塗布時の粘度が比較的低いので、塗布時間を短縮できる。
When a radiation-curing / thermosetting resin material is used as the
(第4実施形態)
図9は、枠状の端子板として種々の変形例を示したものである。図9の(a)は、端子板10Aの表面の接続電極12と裏面の端子電極(図示せず)とを側面に形成した接続用パターン電極15によって接続した例である。接続用パターン電極15は、端子板10Aの外側面または内側面のいずれに形成してもよい。図9の(b)は、端子板10Bの表面の接続電極12と裏面の端子電極13とをスルーホール16によって接続した例である。スルーホール16は、端子板10Bを厚み方向に貫通する穴の内面に電極を形成したものである。図9の(c)は、端子板10Cの表面の接続電極12と裏面の端子電極(図示せず)とを側面に形成した接続用パターン電極17によって接続した例であるが、接続用パターン電極17が凹溝の内面に形成されたものである。図9の(d)は、端子板10Dの表面の接続電極12と裏面の端子電極(図示せず)とを、ビアホール導体(図示せず)と、側面に形成した凹溝構造の接続用パターン電極18とで接続した例である。特に、グランド電極などのはんだ量の多い電極(ランドの大きい電極)12aに接続用パターン電極18を適用した例である。グランド電極などの広い面積の電極は、はんだ溶融による熱膨張の影響を最も受けやすいからである。(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows various modified examples of the frame-shaped terminal board. FIG. 9A shows an example in which the
前記各実施形態では、子基板状態の配線基板1を準備し、この配線基板1に端子板10を接合する例について説明したが、集合基板状態の配線基板1を準備し、その配線基板1に複数の端子板10を接合し、回路部品8の搭載、樹脂材料21,22の塗布・充填後、子基板に分割する方法を用いてもよい。集合基板を子基板にチョコレートブレイクで分割する場合、樹脂材料21,22が分割線(ブレイク溝)まではみ出ないので、ブレイク不良を防止できる。本発明の配線基板は平板状であるが、平板状とはその表面が完全に平面である場合だけでなく、浅い凹凸部が形成されたものでもよい。例えば、特許文献1に示されるように配線基板に浅い凹部を形成し、その中に回路部品を搭載するようにしてもよい。前記各実施形態では、配線基板の接続電極および端子板の接続電極を、共に枠状すなわち4辺すべてに配置したが、2辺あるいは3辺に接続電極を配置してもよい。この場合も、第1の樹脂材料21によって配線基板1と端子板10との隙間を埋めることができるので、第2の樹脂材料22が外部へ流れ出すのを防止できる。
In each of the above embodiments, the example in which the
Claims (7)
前記配線基板の複数の接続電極と前記端子板の複数の接続電極とをそれぞれ個別に導電性接合材を介して接合する工程と、
前記端子板の内側面と前記配線基板の表面とで構成されるキャビティ内に、回路部品を搭載する工程と、
前記端子板の内側面と前記配線基板の表面との間に、両者の隙間を埋める第1の樹脂材料を塗布する工程と、
前記第1の樹脂材料を塗布した後、前記回路部品を覆うように、第2の樹脂材料を前記キャビティに充填する工程と、を有し、
前記第1の樹脂材料は、前記第2の樹脂材料に比べて、硬化前における同一温度・同一雰囲気下での粘度が高く、かつ前記導電性接合材間の隙間を通って外部へ流れ出すのを防止できる程度の粘度を有し、
前記第1の樹脂材料を、前記導電性接合材間の隙間を満たし、かつ前記導電性接合材の周面の一部が外部に開放された位置で終端となるように塗布することを特徴とする回路モジュールの製造方法。Preparing a flat wiring board having a plurality of connection electrodes arranged on the surface, and a frame-shaped terminal board having a plurality of connection electrodes corresponding to the plurality of connection electrodes;
A step of individually connecting a plurality of connection electrodes of the wiring board and a plurality of connection electrodes of the terminal board via a conductive bonding material;
Mounting circuit components in a cavity formed by the inner surface of the terminal board and the surface of the wiring board;
Applying a first resin material that fills the gap between the inner surface of the terminal board and the surface of the wiring board;
Filling the cavity with a second resin material so as to cover the circuit component after applying the first resin material ;
The first resin material has a higher viscosity at the same temperature and the same atmosphere before curing than the second resin material, and flows out to the outside through the gap between the conductive bonding materials. Has a viscosity that can be prevented,
The first resin material is applied so as to fill a gap between the conductive bonding materials and terminate at a position where a part of a peripheral surface of the conductive bonding material is open to the outside. method of manufacturing a circuit module.
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