JP5466785B1 - 回路モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】シールド形状の設計自由度が高く、レーザ光の照射から基板上の配線を保護し、配線層とシールド間の電気的接続を確保できる回路モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る回路モジュール１００は、配線基板２と、複数の電子部品３と、封止層４と、導電性シールド５とを具備する。配線基板２は、第１の領域と第２の領域とを含む実装面２ａと、実装面２ａの第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され、最表層がＡｕ又はＡｇで構成された導体パターン１０とを有する。封止層４は、複数の電子部品３を被覆し、絶縁性材料で構成され、上記境界に沿って形成され上記導体パターンの最表層の少なくとも一部が露出する深さの溝部４１を有する。導電性シールド５は、封止層４の外表面を被覆する第１のシールド部５１と、溝部４１に設けられ導体パターン１０と電気的に接続する第２のシールド部５２とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁シールド機能を有する回路モジュール及びその製造方法に関する。
基板上に複数の電子部品が実装され、各種電子機器に搭載される回路モジュールが知られている。このような回路モジュールには、一般に、モジュール外部への電磁波の漏洩及び外部からの電磁波の侵入を防止する電磁シールド機能を有する構成が採用される。
さらに、回路モジュール内に実装される電子部品の多様化、高機能化に伴い、これら複数の電子部品間の電磁的な干渉を防止するための工夫も種々提案されている。例えば特許文献１には、モールド樹脂層を貫通して回路基板に達するスリットが基板上の２つの電子部品の間に形成され、スリット内に導電性樹脂が充填された回路モジュールが記載されている。また特許文献２には、回路ブロック間のシールド導体壁が、回路基板に実装された複数の導体部品によって、あるいは、モールド樹脂に形成された溝に充填された導体ペースト又は導体塗料によって形成されたモジュールが記載されている。
特開２０１０−２２５６２０号公報 特開２０１２−０１９０９１号公報
しかしながら特許文献１に記載の構成では、モールド樹脂層を貫通するスリットの形成にダイシング法が採用されているため、スリットの形状が直線的なものに限られ、曲折あるいは分岐したスリットを形成できない。内部シールドの形状が限定的となり、部品の実装レイアウトに制限がある。さらにダイシング法ではスリットの深さを高精度に制御することができないため、スリットの底部とスリット直下の配線層との電気的なコンタクトが困難である。
一方、特許文献２に記載の構成では、回路基板上に実装された複数の導体部品によってシールド導体壁が構成されているため、部品点数及び実装工数の増加による生産コストの上昇を抑えられない。
また特許文献２には、導体ペースト又は導体塗料が充填される溝をモールド樹脂のレーザ加工によって形成することが記載されている。この方法ではレーザ光の強度を調整して上記溝を形成するようにしているが、レーザ光強度が高すぎると基板上の配線に与えるダメージを回避することができず、レーザ光強度が低すぎるとモールド樹脂の加工効率が低下し生産性を確保できないため、最適なレーザ強度の設定が困難であるという問題がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、シールド形状の設計自由度が高く、レーザ光の照射から基板上の配線を保護し、配線層とシールド間の電気的接続を確保できる回路モジュール及びその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る回路モジュールは、配線基板と、複数の電子部品と、封止層と、導電性シールドとを具備する。
上記配線基板は、第１の領域と第２の領域とを含む実装面と、上記実装面の第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され、最表層がＡｕ又はＡｇで構成された導体パターンとを有する。
上記複数の電子部品は、上記第１の領域と上記第２の領域とに実装される。
上記封止層は、上記複数の電子部品を被覆し、絶縁性材料で構成され、上記境界に沿って形成され上記導体パターンの最表層の少なくとも一部が露出する深さの溝部を有する。
上記導電性シールドは、上記封止層の外表面を被覆する第１のシールド部と、上記溝部に設けられ上記導体パターンと電気的に接続する第２のシールド部とを有する。
また本発明の一形態に係る回路モジュールの製造方法は、実装面上の第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され実装面とは反対側の端子面と電気的に接続される導体パターンが形成された配線基板を準備することを含む。
上記導体パターンの表面にＡｕ又はＡｇ層が形成される。
上記第１の領域と上記第２の領域とに複数の電子部品が実装される。
上記実装面に上記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層が形成される。
上記封止層の表面にレーザ光を照射することで、上記封止層に上記導体パターンの最表層の少なくとも一部が露出する深さの溝部が上記境界に沿って形成される。
上記溝部内に導電性樹脂を充填し、上記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドが形成される。
本発明の実施形態に係る回路モジュールの平面図である 図１の［Ａ］−［Ａ］線方向断面図である。 上記回路モジュールの要部の拡大断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は電子部品の配置工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は封止層の形成工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）はハーフカット工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は溝部の形成工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は導電性シールドの形成工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は個片化工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールは、配線基板と、複数の電子部品と、封止層と、導電性シールドとを具備する。
上記配線基板は、第１の領域と第２の領域とを含む実装面と、上記実装面の第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され、最表層がＡｕ又はＡｇで構成された導体パターンとを有する。
上記複数の電子部品は、上記第１の領域と上記第２の領域とに実装される。
上記封止層は、上記複数の電子部品を被覆し、絶縁性材料で構成され、上記境界に沿って形成され上記導体パターンの最表層の少なくとも一部が露出する深さの溝部を有する。
上記導電性シールドは、上記封止層の外表面を被覆する第１のシールド部と、上記溝部に設けられ上記導体パターンと電気的に接続する第２のシールド部とを有する。
上記導体パターンは、最表層がＡｕ（金）又はＡｇ（銀）で構成されているため、Ｃｕ等の他の金属と比較して、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）等のレーザ光に対して高い反射率特性を有する。したがって、上記レーザ光を用いて樹脂層の溝部を形成する場合に、レーザ光の照射による導体パターンの焼損あるいは切断から導体パターンを効果的に保護することができる。これにより、導体パターンと溝部に設けられた第２のシールド部との電気的な接続が確保されるとともに、溝部を任意の形状に形成できるようになるためシールド形状の設計自由度が高められる。
上記配線基板は、上記実装面とは反対側に配置され上記導体パターンと電気的に接続される端子面をさらに有していてもよい。
これにより、導体パターンを電子機器の制御基板を介してグランド電位に接続可能となるため、第２のシールド部のシールド特性を高めることができる。
上記配線基板は、実装面を被覆し導体パターンの最表層の少なくとも一部を露出する開口部を有する、絶縁性の保護層を有していてもよい。
これにより、導体パターンの表面にＡｕ又はＡｇ層を容易に形成することができる。さらに、上記保護層によって封止層の実装面上への密着性を高めることができる。
上記導体パターンは、Ａｕ又はＡｇからなる単層構造で構成されてもよいし、２種以上の金属の積層体で構成されてもよい。典型的には、導体パターンは、Ｃｕ（銅）で構成された第１の金属層と、上記第１の金属層の表面に形成されたＡｕ又はＡｇで構成された第２の金属層とを含む。これにより配線基板を比較的低廉に構成できるとともに、Ａｕ又はＡｇ層を必要領域に選択的に形成することができる。
上記導体パターンは、Ｃｕよりも融点の高い金属材料で構成される第３の金属層を、上記第１の金属層と上記第２の金属層との間に配置してもよい。
これにより、導体パターンの耐熱性が高まり、レーザ光の照射によって上記第２の金属層が焼損した場合でも上記第３の金属層が上記第１の金属層を保護することが可能となる。
第２のシールド部は、上記溝部内に充填された導電性樹脂の硬化物であってもよいし、上記溝部の内壁に堆積されたメッキ膜又はスパッタ膜であってもよい。
レーザ光としては、気体レーザ、固定レーザ、半導体レーザ等の加工用レーザとして用いられる種々のレーザ光が採用可能であるが、Ａｕ又はＡｇが他の金属よりも高い反射率特性と低い吸収率特性とを有する波長（例えば５００ｎｍ以上）のレーザ光が好ましく、典型的には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザ、ＣＯ2レーザ等が採用される。これにより、導体パターンを適切に保護しつつ、溝部を任意の形状に形成することが可能となる。さらに、比較的波長の長いレーザ光を用いることで上記各金属層へのレーザ光の吸収を低下させ、レーザ光の照射による上記各金属層へのダメージを低減することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、第１の領域と第２の領域とを含む実装面上に、上記実装面上の第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され実装面とは反対側の端子面と電気的に接続される導体パターンが形成された配線基板を準備することを含む。
上記導体パターンの表面にＡｕ又はＡｇ層が形成される。
上記第１の領域と上記第２の領域とに複数の電子部品が実装される。
上記実装面に上記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層が形成される。
上記封止層の表面にレーザ光を照射することで、上記封止層に上記導体パターンの最表層の少なくとも一部が露出する深さの溝部が上記境界に沿って形成される。
上記溝部内に導電性樹脂を充填し、上記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドが形成される。
上記Ａｕ又はＡｇ層を形成する工程としては、例えば上記実装面上に、上記導体パターンの最表層の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁性の保護層を形成し、上記保護層をマスクとしてＡｕ又はＡｇ層を形成してもよい。
これにより、導体パターンの表面にＡｕ又はＡｇ層を容易に形成することができる。さらに、上記保護層によって封止層の実装面上への密着性を高めることができる。
上記溝部を形成する工程は、例えば上記封止層の表面にＮｄ−ＹＡＧレーザ光を照射することで形成することができる。これにより、導体パターンを適切に保護しつつ、溝部を任意の形状に形成することが可能となり、さらに、比較的波長の長いレーザ光を用いることで上記各金属層へのレーザ光の吸収を低下させ、レーザ光の照射による上記各金属へのダメージを低減することが可能となる。
上記回路モジュールの製造方法によれば、溝部の形成にレーザ加工法を採用しているので、例えばダイシング法で溝部を形成する場合と比較して、溝部を任意の形状に形成できるようになる。これによりシールド形状の設計自由度を高めることができる。また、溝部の形成領域の最表層にＡｕ又はＡｇ層が設けられているため、レーザ光の照射から配線基板及びその表面に形成された導体パターンを保護することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１〜３は、本発明の一実施形態に係る回路モジュールを示す図であり、図１は上面図、図２は、図１の［Ａ］−［Ａ］線方向断面図、そして図３は、図２の拡大断面図である。
なお各図において、Ｘ，Ｙ及びＺの各軸は相互に直交する３軸方向を示しており、このうちＺ軸方向は回路モジュールの厚み方向に対応する。なお理解容易のため、各部の構成は誇張して示されており、各図において部材の大きさや部材間の大きさの比率は、必ずしも対応しているとは限らない。
［回路モジュールの構成］
本実施形態に係る回路モジュール１００は、配線基板２と、複数の電子部品３（３１〜３３）と、封止層４と、導電性シールド５とを有する。
回路モジュール１００は、全体として略直方体形状で構成される。大きさは特に限定されず、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿った長さがそれぞれ１０ｍｍ〜５０ｍｍで構成され、本実施形態において一辺が約３５ｍｍの略正方形に構成される。また、厚みも特に限定されず、例えば１ｍｍ〜３ｍｍで構成され、本実施形態において約２ｍｍで構成される。
回路モジュール１００は、配線基板２上に複数の電子部品３が配置され、それらを被覆するように封止層４及び導電性シールド５が形成される。以下、回路モジュール１００の各部の構成について説明する。
（配線基板）
配線基板２は、例えば回路モジュール１００全体の寸法と同一の略正方形に構成された実装面２ａと、その反対側の端子面２ｂとを有し、厚みが例えば約０．４ｍｍのガラスエポキシ系多層配線基板で構成される。配線基板２の絶縁層を構成する材料は、上述のガラスエポキシ系材料に限られず、例えば絶縁性セラミック材料等も採用可能である。
配線基板２の配線層は、典型的にはＣｕ等の導電性材料で構成され、配線基板２の表面、裏面及び内層部にそれぞれ配置される。上記配線層は、それぞれ所定形状にパターニングされることで、実装面２ａに配置された上層配線パターン２３ａ、端子面２ｂに配置された下層配線パターン２３ｂ、及び、それらの間に配置された内層配線パターン２３ｃをそれぞれ構成する。上層配線パターン２３ａは、電子部品３が実装されるランド部と、第２のシールド部５２（導電性シールド５）と接続される導体パターン１０とを含む。下層配線パターン２３ｂは、回路モジュール１００が実装される電子機器の制御基板（図示略）と接続される外部接続端子を含む。上記配線層の各層はそれぞれビア導体２３ｖを介して相互に電気的に接続される。
また上記配線層は、グランド（ＧＮＤ）電位に接続される第１のＧＮＤ端子２４ａ及び第２のＧＮＤ端子２４ｂを含む。第１のＧＮＤ端子２４ａは、配線基板２の上面周縁部に形成された段差部２ｃに隣接して配置され、段差部２ｃに配置された第１のシールド部５１（導電性シールド５）の内面と接続される。第１のＧＮＤ端子２４ａは、上層配線パターン２３ａの一部として形成されてもよいし、内層配線パターン２３ｃの一部として形成されてもよい。
第２のＧＮＤ端子２４ｂは、内層配線パターン２３ｃを介して第１のＧＮＤ端子２４ａと接続される。第２のＧＮＤ端子２４ｂは、下層配線パターン２３ｂの一部として形成され、上記制御基板のグランド配線に接続される。
実装面２ａは、第２のシールド部５２（導電性シールド５）によって複数の領域に区画されており、本実施形態では、第１の領域２Ａと、第２の領域２Ｂと、第３の領域２Ｃとを有する。図示の例において第１〜第３の領域２Ａ〜２Ｃは、それぞれ大きさ、形状の異なる矩形状に形成されるが、三角形状や五角形以上の他の多角形状、さらには円形状、楕円形状のような任意の幾何学形状で形成されてもよい。また実装面２ａ上に区画される領域数は、上述の３つに限られず、２つ又は４つ以上であってもよい。
導体パターン１０は、下層の第１の金属層１１と最表層の第２の金属層１２とその間に配置された第３の金属層とを有し、上記実装面２ａ上の各領域の境界に沿って形成され、シールド部５２と電気的に接続される。
第１の金属層１１は、上層配線パターン２３ａの一部を構成し、典型的にはＣｕで構成される。第１の金属層１１の厚みは特に限定されず、例えば１０μｍ〜１５μｍの厚みを有する。第１の金属層１１は、ビア導体２３ｖ及び内層配線部２３ｃを介して端子面２ｂ上の第２のＧＮＤ端子２４ｂと接続される。
第２の金属層１２は、Ａｕ又はＡｇで構成され、本実施形態では、Ａｕで構成される。第２の金属層１２の厚みは特に限定されず、後述する溝部４１の加工用レーザから第１の金属層１１を保護できる厚みで形成され、例えば１μｍ〜１０μｍである。
第３の金属層１３は、第１の金属層１１よりも融点の高い金属材料で構成され、例えば第１の金属層１１がＣｕの場合は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）等が挙げられる。第３の金属層１３の厚みも特に限定されず、例えば１μｍ〜１０μｍである。第３の金属層１３は、導体パターン１０の耐熱性を高めるとともに、上記加工用レーザの照射により第２の金属層１２が焼損した場合にレーザ光の照射から第１の金属層１１を保護する機能を有する。なお第３の金属層１３は、必要に応じて省略されてもよい。
第２の金属層１２及び第３の金属層１３は、第１の金属層１１の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁性の保護層６（図３参照）をマスクとして形成された、メッキ膜又はスパッタ膜で構成されてもよい。
（電子部品）
複数の電子部品３は、実装面２ａ上の第１、第２及び第３の領域２Ａ〜２Ｃ上にそれぞれ実装されている。典型的には、複数の電子部品３としては、集積回路（ＩＣ）、コンデンサ、インダクタ、抵抗、水晶振動子、デュプレクサ、フィルタ、パワーアンプ等の各種部品が含まれる。
これらの部品には、動作時に電磁波を周囲に発生する部品や、当該電磁波の影響を受け易い部品が含まれる。典型的には、これらのような部品は第２のシールド部５２（導電性シールド５）によって仕切られた相互に異なる領域上に実装される。以下、第１の領域２Ａ上に実装された単数又は複数の電子部品３を電子部品３１とも称し、第２の領域２Ｂ上に実装された単数又は複数の電子部品３を電子部品３２とも称する。そして第３の領域２Ｃ上に実装された単数又は複数の電子部品３を電子部品３３とも称する。
複数の電子部品３は、典型的には、はんだ、接着剤、異方性接着シート、ボンディングワイヤ等により、実装面２ａ上にそれぞれ実装される。
（封止層）
封止層４は、複数の電子部品３１，３２を被覆するように実装面２ａ上に形成された絶縁性材料で構成される。封止層４は、第２のシールド部５２により、第１の領域２Ａ側と第２の領域２Ｂ側と第３の領域２Ｃ側とに分割される。実施形態において封止層４は、例えばシリカやアルミナが添加されたエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で構成される。封止層４の形成方法は特に限定されず、例えばモールド成形法によって形成される。
封止層４は、第１の領域２Ａと第２の領域２Ｂと第３の領域２Ｃとの境界に沿って形成された溝部４１を有する。溝部４１は、封止層４の上面からＺ軸方向に沿った所定の深さで形成される。本実施形態では、溝部４１は、典型的には、その底面が実装面２ａに配置された導体パターン１０の第２の金属層１２に達する深さで形成されるが、上記底面の少なくとも一部が第２の金属層１２に達する深さで形成されていればよい。
溝部４１の形成方法は特に限定されないが、本実施形態ではレーザ加工技術によって溝部４１が形成される。加工用レーザは特に限定されないが、本実施形態では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）が用いられる。
（導電性シールド）
導電性シールド５は、第１のシールド部５１と、第２のシールド部５２とを有する。第１のシールド部５１は、封止層４の外表面（封止層４の上面及び側面を含む表面をいう。以下同様。）を被覆するように構成され、回路モジュール１００の外装シールドとして機能する。第２のシールド部５２は、封止層４の溝部４１に設けられ、回路モジュール１００の内装シールドとして機能する。
導電性シールド５は、封止層４の外表面及び溝部４１の内部に充填された導電性樹脂材料の硬化物からなり、より具体的には、例えばＡｇやＣｕ等の導電性粒子が添加されたエポキシ樹脂が採用される。あるいは、導電性シールド５は、封止層４の外表面及び溝部４１の内壁に堆積されたメッキ膜又はスパッタ膜であってもよい。
このような構成により、第１のシールド部５１及び第２のシールド部５２を同一工程で形成することが可能となる。また、第１のシールド部５１と第２のシールド部５２とを一体的に形成することが可能となる。
［回路モジュールの製造方法］
次に、本実施形態の回路モジュール１００の製造方法について説明する。
図４〜１０は、回路モジュール１００の製造方法を説明する図である。また図５〜１０の各図において、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＸ軸方向から見た要部断面図である。本実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、集合基板の準備工程と、電子部品の実装工程と、封止層の形成工程と、ハーフカット工程と、溝部の形成工程と、導電性シールドの形成工程と、裁断工程とを有する。以下、各工程について説明する。
（集合基板の準備工程）
図４は、集合基板２５の構成を模式的に示す上面図である。集合基板２５は、複数枚の配線基板２が面付けされた大面積の基板で構成される。図４に複数の配線基板２を区画する分離ラインＬを示す。この分離ラインＬは仮想的なものであってもよいし、集合基板２５上に実際に印刷等により描かれていてもよい。
なお図示の例では、一枚の集合基板２５から４枚の配線基板２が切り出される例を示しているが、切り出される配線基板２の枚数は特に限定されない。例えば、集合基板２５として、約１５０ｍｍ四方の略正方形で構成される基板を用いた場合には、約３５ｍｍ四方の配線基板２が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ４個ずつ、計１６個配列される。また集合基板２５として、典型的には、一辺がそれぞれ１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度の矩形状の基板が採用される。
集合基板２５上には、後述する各工程を経て導電性シールド５までが形成され、最後の裁断工程において分離ラインＬに沿って裁断（フルカット）されることで、１枚の集合基板２５から複数の回路モジュール１００が作製される。また、図示されていないが、集合基板２５の内部には、配線基板２を構成するそれぞれの領域毎に、所定の配線パターンが形成されている。
配線基板２上の各領域の境界には、第１の金属層１１と第２の金属層１２と第３の金属層１３から構成される導体パターン１０が形成されている。導体パターン１０の第２の金属層１２及び第３の金属層１３の形成方法は特に限定されず、メッキ法あるいはスパッタ法等の真空成膜方法が採用されてもよい。
本実施形態では、導体パターン１０の第２の金属層１２及び第３の金属層１３は、図３に示したように絶縁性の保護層６をマスクに用いて形成される。まず、配線基板２の実装面２ａ上に、第１の金属層１１（上層配線パターン２３ａ）を被覆するようにレジスト材料を塗布し、レジスト材料を所定形状にパターニングすることで、保護層６を形成する。続いて、保護層６をマスクとして、第１の金属層１１の表面に、電解メッキ法等で第３の金属層１３及び第２の金属層１２を順に形成する。
（電子部品の実装工程）
図５（Ａ），（Ｂ）は、電子部品３（３１〜３３）の実装工程を説明する図であり、集合基板２５（配線基板２）上に電子部品３１〜３３が配置された態様を示す。
本工程では、複数の電子部品３１〜３３が、各実装面２ａ上の第１の領域２Ａと第２の領域２Ｂと第３の領域２Ｃとにそれぞれ実装される。電子部品３１〜３３の実装方法としては、例えばリフロー方式が採用される。具体的には、まず、はんだペーストが実装面２ａ上の所定のランド部にスクリーン印刷法等により塗布され、次に、はんだペーストを介して複数の電子部品３１〜３３が所定のランド部にそれぞれ搭載される。その後、電子部品３１〜３３が搭載された集合基板２５をリフロー炉へ装入し、はんだペーストをリフローすることで、各電子部品３１〜３３が実装面２ａ上に電気的・機械的に接合される。
（封止層の形成工程）
図６（Ａ），（Ｂ）は、封止層４の形成工程を説明する図であり、封止層４が実装面２ａ上に形成された態様を示す。
封止層４は、複数の電子部品３１〜３３を被覆するように、集合基板２５の実装面２ａ上に形成される。封止層４の形成方法は特に限定されず、例えば、型を用いたモールド成形法、型を用いないポッティング成形法等が適用可能である。また、液状又はペースト状の封止樹脂材料をスピンコート法、スクリーン印刷法により実装面２ａ上に塗布した後、熱処理を施して硬化させてもよい。
（ハーフカット工程）
図７（Ａ），（Ｂ）は、ハーフカット工程を説明する図である。本工程では、例えばダイサーにより、分離ラインＬに沿って、封止層４の上面から集合基板２５の内部に達する深さのカット溝Ｃが形成される。カット溝Ｃは、集合基板２５（配線基板２）の段差部２ｃを形成する。カット溝Ｃの深さは特に限定されないが、集合基板２５上のＧＮＤ端子２４ａを分断できる深さで形成される。
（溝部の形成工程）
図８（Ａ），（Ｂ）は、溝部４１の形成工程を説明する図である。溝部４１は、各実装面２ａ上の領域２Ａ〜２Ｃ間の境界に沿って形成される。すなわち溝部４１は、第１の領域２Ａと第２、第３の領域２Ｂ，２Ｃとの境界に沿って形成される第１の溝部４１ａと、第２の領域２Ｂと第３の領域２Ｃとの境界に沿って形成される第２の溝部４１ｂとを有する。
溝部４１の形成には、Ｎｄ−ＹＡＧレーザが用いられる。レーザ光は連続波でもよいしパルス波でもよい。レーザ光は、封止層４の上面側から第２のシールド部５２の設置領域に照射される。レーザ光の照射領域の樹脂材料は、部分的に溶融あるいは蒸散することで除去される。レーザ光は、例えば、封止層４の上面において一定パワー及び速度で走査され、これによりほぼ均等な深さで溝部４１が形成される。スキャン回数は１度に限られず、複数回繰り返されてもよい。
溝部４１の幅は特に限定されないが、当該幅が小さくなるほど第２のシールド部５２を構成する導電性樹脂の充填性が低下し、当該幅が大きくなるほど電子部品３の実装領域が狭くなるとともにモジュールの小型化に対応できなくなる。本実施形態では溝部４１の幅は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの大きさに設定される。
溝部４１の深さは、典型的には、溝部４１の底部が実装面２ａの近傍に達する深さに形成される。本実施形態では溝部４１は、導体パターン１０の第２の金属層１２に達する深さで形成される。これにより封止層４に導体パターン１０の第２の金属層１２が露出する深さの溝部４１が、各領域２Ａ〜２Ｃの境界に沿って形成される。この際、レーザ光に対する反射率が比較的高く、吸収率が比較的低いＡｕ又はＡｇで構成される第２の金属層１２が、溝部４１の底部に達したレーザ光を反射する。これにより、第２の金属層１２の下部に配置された第１の金属層１１が効果的に保護される。
溝部４１の形成手順は特に限定されず、第１の溝部４１ａの形成後に第２の溝部４１ｂが形成されてもよいし、第２の溝部４１ｂの形成後に第１の溝部４１ａが形成されてもよい。また、溝部４１はハーフカット工程の前に形成されてもよい。
（導電性シールドの形成工程）
図９（Ａ），（Ｂ）は、導電性シールド５の形成工程を説明する図である。導電性シールド５は、封止層４上に形成される。これにより、封止層４の外表面を被覆する第１のシールド部５１と、溝部４１に設けられる第２のシールド部５２とが形成される。
本実施形態において、導電性シールド５は、導電性樹脂あるいは導電性塗料を封止層４の表面に塗布あるいは充填することで形成される。形成方法は特に限定されず、例えば、型を用いたモールド成形法、型を用いないポッティング成形法等が適用可能である。また、液状又はペースト状の封止樹脂材料をスピンコート法、スクリーン印刷法により封止層４上に塗布した後、熱処理を施して硬化させてもよい。また、溝部４１への導電性樹脂の充填効率を高めるため、当該工程は真空雰囲気中で実施されてもよい。
第２のシールド部５２は、溝部４１内に充填される。これにより、溝部４１の底面にて露出された導体パターン１０の第２の金属層１２と接合される。本実施形態においては、第１のシールド部５１と第２のシールド部５２とがそれぞれ同一の材料で構成されているため、第１のシールド部５１と第２のシールド部５２との間の電気的導通と、両シールド部５１，５２間の所期の接合強度が確保される。
第１のシールド部５１を構成する導電性樹脂は、封止層４に形成されたカット溝Ｃにも充填されることにより、カット溝Ｃに臨む基板２上のＧＮＤ端子２４ａと接合される。これにより、第１のシールド部５１とＧＮＤ端子２４ａとが電気的・機械的に相互に接続される。
導電性シールド５の形成には、メッキ法あるいはスパッタ法等の真空成膜方法が採用されてもよい。前者の場合、集合基板２５をメッキ浴中に浸漬し、封止層４の外表面及び溝部４１の内壁面にメッキ膜を堆積させることで、導電性シールド５を形成することができる。後者の場合、集合基板２５を真空チャンバに装填し、導電性材料からなるターゲットをスパッタして封止層４の外表面及び溝部４１の内壁面にスパッタ膜を堆積させることで、導電性シールド５を形成することができる。この場合、溝部４１の内部はメッキ膜又はスパッタ膜で充填される必要はない。
（裁断工程）
図１０（Ａ），（Ｂ）は、裁断工程を説明する図である。本工程においては、集合基板２５が分離ラインＬに沿ってフルカットされることにより、複数の回路モジュール１００が個片化される。分離に際しては、例えばダイサー等が用いられる。本実施形態において、カット溝Ｃ内にも導電性シールド５が充填されるため、分離ラインＬにて分離した際に、配線基板２と導電性シールド５（第１のシールド部５１）とが同一の裁断面を有するように構成される。これにより、封止層４の表面（上面及び側面）と配線基板２の側面の一部を被覆する導電性シールド５を備えた回路モジュール１００が作製される。
［本実施形態の作用］
以上の各工程により、回路モジュール１００が製造される。本実施形態に係る回路モジュールの製造方法によれば、モジュール外部への電磁波の漏洩及び外部からの電磁波の侵入を防止する第１のシールド部５１と、モジュール内部における複数の電子部品間の電磁的な干渉を防止する第２のシールド部５２とを有する導電性シールド５を備えた回路モジュール１００を製造することができる。
また本実施形態によれば、第２のシールド部５２が設けられる封止層４の溝部４１の形成にレーザ加工法が採用されているため、ダイシング法で当該溝部を形成する場合と比較して、溝部４１を任意の形状（例えば、屈曲形状、ジグザグ形状、湾曲形状等）に形成できる。これにより第２のシールド部５２の設計自由度が高められる。
また一般に、レーザカットにより封止層に溝を形成する場合、溝底部に存在する配線パターンにダメージを与えずに確実に樹脂のみを加工するための最適なレーザパワーの調整は困難を極める。また、溝底部にスミア（樹脂やフィラーの残渣）が残留するため、後工程としてデスミア処理が必要とされる。デスミア処理は、通常、ドライエッチングで物理的に除去する方法や、強アルカリ性の薬液等を用いて化学的に除去する方法が採用されるが、溝のアスペクト比（幅／深さ）が大きくなるほど処理が困難となる。このため、溝内に導電性樹脂を充填しても、その直下の配線パターンとの電気的接続が阻害されるため、良好なシールド性能を確保することができない場合があった。
そこで本実施形態では、第２のシールド部５２をＧＮＤ端子へ導く導体パターン１０の最表層をレーザ光に対する反射率が比較的高いＡｕ又はＡｇ層（第２の金属層１２）で構成している。このため、レーザパワーが過剰な場合でも導体パターン１０の焼損を防止できるため、レーザパワーの制御管理負担を軽減できるとともに、作業性、生産性を向上させることができる。また、溝底部にスミアが残留しない過剰な条件で加工しても、第１の金属層１１をレーザ照射から保護することが可能となる。さらに、第２の金属層１２が焼損した場合にも、第３の金属層１３によって、第１の金属層１１が保護される。これにより溝部４１に設けられる第２のシールド部５２と第１の金属層１１との間の電気的導通を確保することができるとともに、レーザ光により第１の金属層１１を焼き切ることなく溝部４１を安定かつ容易に形成することができる。
さらに本実施形態ではレーザ加工法により溝部４１を形成するようにしているため、ダイシング法で溝部を形成する場合と比較して高い深さ精度が得られる。また導体パターン１０の最表層である第２の金属層１２がレーザ光に対して高反射率特性を有するＡｕ又はＡｇで構成されるため、レーザダメージから第１の金属層１１を効果的に保護し、さらに第２の金属層１２がレーザ照射によって切削されても、第１の金属層１１よりも熱に強い第３の金属層１３により、第１の金属層１１を保護することができる。このように本実施形態によれば溝部４１の直下に導体パターン１０を形成できるため、配線設計自由度の高い回路モジュール１００を提供することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば本実施形態では、配線基板２がプリント配線基板で構成される例を説明したが、これに限られず、例えばシリコン基板等の半導体基板で配線基板が構成されてもよい。また、電子部品３はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）部品等の各種アクチュエータであってもよい。
２…配線基板
３（３１〜３３）…電子部品
４…封止層
５…導電性シールド
６…保護層
１０…導体パターン
１１…第１の金属層
１２…第２の金属層
１３…第３の金属層
４１…溝部
５１…第１のシールド部
５２…第２のシールド部
１００…回路モジュール

Claims (10)

  1. 第１の領域と第２の領域とを含む実装面と、前記実装面上の第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され、最表層がＡｕ又はＡｇで構成された導体パターンとを有し、前記導体パターンは、第１の金属層と、前記第１の金属層の表面に形成されＡｕ又はＡｇで構成された第２の金属層と、前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に配置され前記第１の金属層よりも融点の高い金属材料で構成された第３の金属層とを含む配線基板と、
    前記第１の領域と前記第２の領域とに実装された複数の電子部品と、
    前記境界に沿って形成され前記導体パターンの最表層の少なくとも一部が露出する深さの溝部を有し、前記複数の電子部品を被覆する絶縁性の封止層と、
    前記封止層の外表面を被覆する第１のシールド部と、前記溝部に設けられ前記導体パターンと電気的に接続する第２のシールド部とを有する導電性シールドと
    を具備する回路モジュール。
  2. 請求項１に記載の回路モジュールであって、
    前記配線基板は、前記実装面とは反対側の端子面をさらに有し、
    前記導体パターンは前記端子面と電気的に接続される
    回路モジュール。
  3. 請求項１又は２に記載の回路モジュールであって、
    前記配線基板は、前記実装面を被覆する絶縁性の保護層をさらに有し、前記保護層は前記導体パターンの最表層の少なくとも一部を露出する開口部を有する
    回路モジュール。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路モジュールであって、
    前記第１の金属層は、Ｃｕで構成される
    回路モジュール。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路モジュールであって、
    前記第２のシールド部は、前記溝部内に充填された導電性樹脂の硬化物である
    回路モジュール。
  6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路モジュールであって、
    前記第２のシールド部は、前記溝部の内壁に堆積されたメッキ膜又はスパッタ膜である
    回路モジュール。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回路モジュールであって、
    前記溝部は、レーザ加工により形成される
    回路モジュール。
  8. 第１の領域と第２の領域とを含む実装面上に、前記実装面上の第１の領域と第２の領域との境界に沿って形成され実装面とは反対側の端子面と電気的に接続される第１の金属層が形成された配線基板を準備し、
    前記第１の金属層の表面にＡｕ又はＡｇ層で構成された第２の金属層を形成し、
    前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に、前記第１の金属層よりも融点の高い金属材料で構成された第３の金属層を形成し、
    前記第１の領域と前記第２の領域とに複数の電子部品を実装し、
    前記実装面に前記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層を形成し、
    前記封止層の表面にレーザ光を照射することで、前記封止層に前記第２の金属層の少なくとも一部が露出する深さの溝部を前記境界に沿って形成し、
    前記溝部内に導電性樹脂を充填し、前記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドを形成する
    回路モジュールの製造方法。
  9. 請求項８に記載の回路モジュールの製造方法であって、
    前記第２の金属層および前記第３の金属層を形成する工程は、
    前記実装面上に、前記第１の金属層の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁性の保護層を形成し、
    前記保護層をマスクとして、前記第３の金属層および前記第２の金属層を順に形成することを含む
    回路モジュールの製造方法。
  10. 請求項８又は９に記載の回路モジュールの製造方法であって、
    前記溝部は、前記封止層の表面にＮｄ−ＹＡＧレーザ光を照射することで形成される
    回路モジュールの製造方法。
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