JP6536539B2 - Electronic circuit package using composite magnetic sealing material - Google Patents
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Description
本発明は電子回路パッケージに関し、特に、モールド材料として複合磁性材料を用いた電子回路パッケージに関する。 The present invention relates to an electronic circuit package, and more particularly to an electronic circuit package using a composite magnetic material as a mold material.
近年、スマートフォンなどの電子機器は、高性能な無線通信回路及びデジタルチップが採用され、使用する半導体ICの動作周波数も上昇する傾向にある。さらに複数の半導体ICを最短配線で接続する2.5D構造や3D構造をもったシステムインパッケージ(SIP)化が加速し、電源系回路のモジュール化も今後増加していくと予測される。さらに多数の電子部品(インダクタ、コンデンサ、抵抗、フィルターなどの受動部品、トランジスタ、ダイオードなどの能動部品、半導体ICなどの集積回路部品、並びに、その他電子回路構成に必要な部品の総称)がモジュール化された電子回路モジュールも今後益々増加していくことが予測され、これらを総称した電子回路パッケージがスマートフォンなどの電子機器の高機能化および小型化、薄型化により高密度実装される傾向にある。これらの傾向は、一方でノイズによる誤動作及び電波障害が顕著となることを示し、従来のノイズ対策では誤動作や電波障害を防止することが困難である。このため、近年においては、電子回路パッケージのセルフシールド化が進み、導電性ペーストもしくはメッキやスパッタ法による電磁気シールドの提案及び実用化がなされているが、今後はさらに高いシールド特性が要求される。 In recent years, high-performance wireless communication circuits and digital chips have been adopted for electronic devices such as smart phones, and the operating frequency of the semiconductor IC to be used tends to rise. Furthermore, system-in-package (SIP) integration with a 2.5D structure or 3D structure in which a plurality of semiconductor ICs are connected by shortest wiring is accelerated, and modularization of power supply circuits is expected to increase in the future. Furthermore, modularization of a large number of electronic components (passive components such as inductors, capacitors, resistors, and filters, active components such as transistors and diodes, integrated circuit components such as semiconductor ICs, and other components necessary for the electronic circuit configuration) It is predicted that the number of electronic circuit modules will increase further in the future, and electronic circuit packages that collectively refer to these tend to be mounted at high density due to the high functionality, miniaturization, and thinning of electronic devices such as smartphones. These tendencies, on the other hand, indicate that malfunction and radio wave interference become noticeable due to noise, and it is difficult to prevent malfunction and radio wave interference with conventional noise countermeasures. For this reason, in recent years, the development of self shielding of electronic circuit packages has progressed, and proposals and practical applications of electromagnetic shielding by conductive paste or plating or sputtering have been made, but in the future, higher shielding properties are required.
これを実現すべく、近年においては、モールド材料自体に磁気シールド特性をもたせた電子回路パッケージが提案されている。例えば、特許文献1には、電子回路パッケージ用のモールド材料として、酸化被膜を有する軟磁性体粉末を添加した複合磁性封止材料が開示されている。 In order to realize this, in recent years, an electronic circuit package in which the mold material itself has a magnetic shielding property has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a composite magnetic sealing material to which a soft magnetic powder having an oxide film is added as a mold material for an electronic circuit package.
しかしながら、従来の複合磁性封止材料は熱膨張係数が大きいという問題があった。このため、複合磁性封止材料とパッケージ基板又は電子部品との間において熱膨張係数のミスマッチが生じ、その結果、モールド成形後にストリップ形状を有する集合基板の状態で大きなソリが生じたり、個品化した後の電子回路パッケージが実装リフロー時に接続性に問題が発生するほどの大きなソリが発生することがあった。以下、この現象について説明する。 However, the conventional composite magnetic sealing material has a problem that the thermal expansion coefficient is large. For this reason, a mismatch in thermal expansion coefficient occurs between the composite magnetic sealing material and the package substrate or the electronic component, and as a result, a large warp occurs in the state of an aggregate substrate having a strip shape after molding, or individualization After that, there is a case where a warp that is large enough to cause a problem in connectivity at the time of mounting reflow of the electronic circuit package is generated. Hereinafter, this phenomenon will be described.
近年、半導体パッケージや電子部品モジュールには、種々の構造体が提案および実用化されているが、現在の主流は、有機多層基板上に半導体ICなどの電子部品を実装し、その上部及び周囲を樹脂封止材料でモールド成形した構造が一般的である。このような構造を有する半導体パッケージ又は電子部品モジュールは、集合基板の状態でモールド成形された後、ダイシング等による個品化処理によって作製される。 In recent years, various structures have been proposed and put to practical use in semiconductor packages and electronic component modules, but the current mainstream is to mount electronic components such as semiconductor ICs on an organic multilayer substrate and A structure molded by a resin sealing material is generally used. A semiconductor package or an electronic component module having such a structure is fabricated by molding in the state of a collective substrate and then singulated by dicing or the like.
この構造は、物性の異なる有機多層基板と樹脂封止材料がいわゆるバイメタルを構成するため、熱膨張係数の差、ガラス転移、モールド材料の硬化収縮などの要因でソリが発生する。これを抑えるためには、熱膨張係数などの物性をできるだけ一致させる必要がある。近年、半導体パッケージや電子回路モジュールに使用される有機多層基板は、低背化の要求によりますます薄厚化および多層化が進む傾向にある。これを達成しつつ、薄い基板のハンドリング性を確保するための高剛性および低熱膨張化を実現すべく、ガラス転移温度の高い基板材料を使用したり、基板材料に熱膨張率の低いフィラーを添加したり、より低熱膨張係数であるガラスクロスを使用することが一般的となっている。 In this structure, since the organic multilayer substrate having different physical properties and the resin sealing material constitute a so-called bimetal, warpage occurs due to factors such as the difference in thermal expansion coefficient, glass transition, and cure shrinkage of the mold material. In order to suppress this, it is necessary to make physical properties, such as a thermal expansion coefficient, correspond as much as possible. In recent years, organic multilayer substrates used for semiconductor packages and electronic circuit modules tend to be increasingly thinner and multilayer due to the demand for lower height. While achieving this, use a substrate material with a high glass transition temperature or add a filler with a low coefficient of thermal expansion to the substrate material to achieve high rigidity and low thermal expansion to ensure thin substrate handling. It is common to use glass cloth which has a lower coefficient of thermal expansion.
一方で、基板に搭載される半導体IC及び電子部品とモールド材料との間の物性差も応力を発生させるため、モールド材の界面剥離、電子部品やモールド材のクラックなど、種々の問題を引き起こす。半導体ICにはシリコンが使用されるが、シリコンの熱膨張係数は3.5ppm/℃であり、セラミックコンデンサ、インダクタなどの焼成型チップ部品の熱膨張係数は10ppm/℃程度である。 On the other hand, the physical property difference between the semiconductor IC and the electronic component mounted on the substrate and the mold material also causes stress, which causes various problems such as interfacial peeling of the mold material and cracks of the electronic component and the mold material. Silicon is used for the semiconductor IC, but the thermal expansion coefficient of silicon is 3.5 ppm / ° C., and the thermal expansion coefficient of fired chip parts such as ceramic capacitors and inductors is about 10 ppm / ° C.
このため、モールド材料にも低熱膨張化が要求されており、10ppm/℃を切るような材料が市販されている。モールド材料を低熱膨張化する手法としては、低熱膨張のエポキシ樹脂の採用はもちろん、0.5ppm/℃と熱膨張係数の非常に低い溶融シリカを封止樹脂に高い充填率にて配合する手法が用いられている。 For this reason, low thermal expansion is also required for the molding material, and a material having a temperature of less than 10 ppm / ° C. is commercially available. As a method to lower the thermal expansion of the mold material, a method of blending fused silica with a very low thermal expansion coefficient of 0.5 ppm / ° C as well as using a low thermal expansion epoxy resin to the sealing resin at a high filling rate It is used.
一方、一般的な磁性材料は熱膨張係数が高い。このため、特許文献1に記載されているように、モールド樹脂に一般的な軟磁性体粉末を添加した複合磁性封止材料は、目的とする低熱膨張係数を達成することができないという問題があった。 On the other hand, general magnetic materials have a high thermal expansion coefficient. For this reason, as described in Patent Document 1, there is a problem that a composite magnetic sealing material in which a general soft magnetic powder is added to a mold resin can not achieve an intended low thermal expansion coefficient. The
したがって、本発明は、熱膨張係数の低い複合磁性封止材料をモールド材料として用いた電子回路パッケージを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic circuit package using a composite magnetic sealing material having a low thermal expansion coefficient as a mold material.
本発明による電子回路パッケージは、基板と、前記基板の表面に搭載された電子部品と、前記電子部品を埋め込むよう前記基板の前記表面を覆う磁性モールド樹脂と、を備え、前記磁性モールド樹脂は、樹脂材料と、前記樹脂材料に配合され、配合比が30〜85体積%であるフィラーとを備え、前記フィラーは、Feに、Niを主成分とする金属材料を32〜39重量%含有する磁性フィラーを含み、これにより前記磁性モールド樹脂の熱膨張係数が15ppm/℃以下である。 The electronic circuit package according to the present invention comprises a substrate, an electronic component mounted on the surface of the substrate, and a magnetic mold resin covering the surface of the substrate so as to embed the electronic component, the magnetic mold resin being A resin material and a filler compounded in the resin material and having a compounding ratio of 30 to 85% by volume, wherein the filler contains 32 to 39% by weight of a metal material containing Ni as a main component in Fe. A filler is included, whereby the thermal expansion coefficient of the magnetic mold resin is 15 ppm / ° C. or less.
本発明によれば、熱膨張係数が低い磁性フィラーを用いていることから、複合磁性封止材料からなる磁性モールド樹脂の熱膨張係数を15ppm/℃以下とすることが可能となる。このため、基板のソリ、モールド材の界面剥離、モールド材のクラックなどを防止することが可能となる。 According to the present invention, since the magnetic filler having a low thermal expansion coefficient is used, the thermal expansion coefficient of the magnetic mold resin made of the composite magnetic sealing material can be 15 ppm / ° C. or less. Therefore, it is possible to prevent warping of the substrate, peeling of the interface of the molding material, and cracking of the molding material.
本発明において、前記金属材料は、前記磁性フィラーの全体に対して0.1〜8重量%のCoをさらに含んでいても構わない。これによれば、複合磁性封止材料からなる磁性モールド樹脂の熱膨張係数をより低下させることが可能となる。 In the present invention, the metal material may further contain 0.1 to 8% by weight of Co based on the whole of the magnetic filler. According to this, it is possible to further reduce the thermal expansion coefficient of the magnetic mold resin made of the composite magnetic sealing material.
本発明において、前記フィラーは、非磁性フィラーをさらに含んでいても構わない。これによれば、複合磁性封止材料からなる磁性モールド樹脂の熱膨張係数をより低下させることが可能となる。この場合、前記磁性フィラーと前記非磁性フィラーの合計に対する前記非磁性フィラーの量は、1〜40体積%であることが好ましい。これによれば、十分な磁気特性を確保しつつ、複合磁性封止材料からなる磁性モールド樹脂の熱膨張係数をより低下させることが可能となる。この場合、前記非磁性フィラーは、SiO2,ZrW2O8,(ZrO)2P2O7,KZr2(PO4)3及びZr2(WO4)(PO4)2からなる群より選ばれた少なくとも一つの材料を含むことが好ましい。これらの材料は熱膨張係数が非常に低い、或いは、負の値を有していることから、複合磁性封止材料からなる磁性モールド樹脂の熱膨張係数をよりいっそう低下させることが可能となる。 In the present invention, the filler may further contain a nonmagnetic filler. According to this, it is possible to further reduce the thermal expansion coefficient of the magnetic mold resin made of the composite magnetic sealing material. In this case, the amount of the nonmagnetic filler relative to the total of the magnetic filler and the nonmagnetic filler is preferably 1 to 40% by volume. According to this, it is possible to further reduce the thermal expansion coefficient of the magnetic mold resin made of the composite magnetic sealing material while securing sufficient magnetic properties. In this case, the nonmagnetic filler is selected from the group consisting of SiO 2 , ZrW 2 O 8 , (ZrO) 2 P 2 O 7 , KZr 2 (PO 4 ) 3 and Zr 2 (WO 4 ) (PO 4 ) 2. It is preferred to include at least one material. Since these materials have very low thermal expansion coefficients or negative values, it is possible to further reduce the thermal expansion coefficients of the magnetic mold resin comprising the composite magnetic sealing material.
本発明において、前記磁性フィラーの形状は略球状であることが好ましい。これによれば、複合磁性封止材料中における磁性フィラーの割合を高めることが可能となる。 In the present invention, the shape of the magnetic filler is preferably approximately spherical. According to this, it is possible to increase the ratio of the magnetic filler in the composite magnetic sealing material.
本発明においては、前記磁性フィラーの表面が絶縁コートされていることが好ましく、前記絶縁コートの膜厚が10nm以上であることがより好ましい。これによれば、複合磁性封止材料からなる磁性モールド樹脂の体積抵抗率を例えば1010Ω・cm以上に高めることができ、電子回路パッケージ用のモールド材料に求められる絶縁特性を確保することが可能となる。 In the present invention, the surface of the magnetic filler is preferably insulating coated, and the thickness of the insulating coating is more preferably 10 nm or more. According to this, it is possible to increase the volume resistivity of the magnetic mold resin made of the composite magnetic sealing material to, for example, 10 10 Ω · cm or more, and to secure the insulation property required for the mold material for the electronic circuit package. It becomes possible.
本発明において、前記樹脂材料は熱硬化性樹脂材料であることが好ましく、前記熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂及びイミド樹脂からなる群より選ばれた少なくとも一つの材料を含むことが好ましい。 In the present invention, the resin material is preferably a thermosetting resin material, and the thermosetting resin material is at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a urethane resin, a silicone resin and an imide resin. It is preferred to include two materials.
本発明による電子回路パッケージは、前記電子部品と前記磁性モールド樹脂との間に設けられた非磁性部材をさらに備えていても構わない。これによれば、電子部品と磁性モールド樹脂が近接することによる、電子部品の特性の変動などを抑制することができる。 The electronic circuit package according to the present invention may further include a nonmagnetic member provided between the electronic component and the magnetic mold resin. According to this, it is possible to suppress the fluctuation of the characteristics of the electronic component and the like due to the proximity of the electronic component and the magnetic mold resin.
本発明による電子回路パッケージは、前記基板に設けられた電源パターンに接続されるとともに、前記磁性モールド樹脂を覆う金属膜をさらに備えることが好ましい。これによれば、電磁気シールド機能と磁気シールド機能を併せ持つ複合シールド構造を得ることが可能となる。 The electronic circuit package according to the present invention preferably further comprises a metal film which is connected to a power supply pattern provided on the substrate and which covers the magnetic mold resin. According to this, it is possible to obtain a composite shield structure having both an electromagnetic shielding function and a magnetic shielding function.
この場合、前記金属膜は、Au、Ag、Cu及びAlからなる群から選ばれた少なくとも1つの金属を主成分とすることが好ましく、前記金属膜の表面が酸化防止被覆で覆われていることがより好ましい。また、前記電源パターンは前記基板の側面に露出しており、前記金属膜は前記基板の前記側面に露出した前記電源パターンと接していることが好ましい。これによれば、金属膜を電源パターンに容易かつ確実に接続することが可能となる。 In this case, the metal film preferably contains at least one metal selected from the group consisting of Au, Ag, Cu and Al as a main component, and the surface of the metal film is covered with an anti-oxidation coating. Is more preferred. Preferably, the power supply pattern is exposed on the side surface of the substrate, and the metal film is in contact with the power supply pattern exposed on the side surface of the substrate. According to this, it is possible to easily and reliably connect the metal film to the power supply pattern.
このように、本発明による電子回路パッケージは、熱膨張係数が小さい磁性モールド樹脂をモールド材料として用いていることから、磁気シールド特性を確保しつつ、基板のソリ、モールド材の界面剥離、モールド材のクラックなどを防止することが可能となる。 As described above, the electronic circuit package according to the present invention uses magnetic mold resin having a small thermal expansion coefficient as a mold material, so that warpage of the substrate, peeling of the interface of the mold material, molding material can be obtained while securing the magnetic shield characteristics. Cracks and the like can be prevented.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による電子回路パッケージ11Aの構成を示す断面図である。
First Embodiment
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an electronic circuit package 11A according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態による電子回路パッケージ11Aは、基板20と、基板20に搭載された複数の電子部品31,32と、電子部品31,32を埋め込むよう基板20の表面21を覆う磁性モールド樹脂40とを備えている。 As shown in FIG. 1, the electronic circuit package 11A according to the present embodiment includes a substrate 20, a plurality of electronic components 31 and 32 mounted on the substrate 20, and a surface 21 of the substrate 20 so as to embed the electronic components 31 and 32. And a magnetic mold resin 40 for covering.
本実施形態による電子回路パッケージ11Aの種類については特に限定されないが、例えば、高周波信号を取り扱う高周波モジュールや、電源制御を行う電源モジュール、2.5D構造や3D構造をもったシステムインパッケージ(SIP)、無線通信用またはデジタル回路用半導体パッケージなどが挙げられる。図1においては、2つの電子部品31,32のみを図示しているが、実際にはより多くの電子部品が内蔵されている。 The type of the electronic circuit package 11A according to the present embodiment is not particularly limited. For example, a high frequency module that handles high frequency signals, a power supply module that performs power control, and a system in package (SIP) having a 2.5D structure or 3D structure And semiconductor packages for wireless communication or digital circuits. Although only two electronic components 31 and 32 are illustrated in FIG. 1, more electronic components are actually incorporated.
基板20は、内部に多数の配線が埋め込まれた両面および多層配線構造を有しており、FR−4、FR−5、BT、シアネートエステル、フェノール、イミドなど熱硬化性樹脂ベースの有機基板、液晶ポリマーなど熱可塑性樹脂ベースの有機基板、LTCC基板、HTCC基板、フレキシブル基板など種類は問わない。本実施形態では基板20が4層構造であり、基板20の表面21及び裏面22に形成された配線層と、内部に埋め込まれた2層の配線層を有している。基板20の表面21には、複数のランドパターン23が形成されている。ランドパターン23は、電子部品31,32と接続するための内部電極であり、両者はハンダ24(或いは導電性ペースト)を介して電気的且つ機械的に接続される。一例として、電子部品31はコントローラなどの半導体チップであり、電子部品32はキャパシタやコイルなどの受動部品である。電子部品の一部(例えば薄型化された半導体チップなど)は、基板20に埋め込まれていても構わない。 The substrate 20 has a double-sided and multi-layered wiring structure in which a large number of wirings are embedded, and an organic substrate based on a thermosetting resin such as FR-4, FR-5, BT, cyanate ester, phenol, imide, There is no limitation on types such as organic resin substrates based on thermoplastic resins such as liquid crystal polymers, LTCC substrates, HTCC substrates, flexible substrates and the like. In the present embodiment, the substrate 20 has a four-layer structure, and includes wiring layers formed on the front surface 21 and the back surface 22 of the substrate 20, and two wiring layers embedded inside. A plurality of land patterns 23 are formed on the surface 21 of the substrate 20. The land pattern 23 is an internal electrode for connecting to the electronic components 31 and 32, and both are electrically and mechanically connected via the solder 24 (or conductive paste). As an example, the electronic component 31 is a semiconductor chip such as a controller, and the electronic component 32 is a passive component such as a capacitor or a coil. A part of the electronic component (for example, a thinned semiconductor chip or the like) may be embedded in the substrate 20.
ランドパターン23は、基板20の内部に形成された内部配線25を介して、基板20の裏面22に形成された外部端子26に接続される。実使用時においては、電子回路パッケージ11Aが図示しないマザーボードなどに実装され、マザーボード上のランドパターンと電子回路パッケージ11Aの外部端子26が電気的に接続される。ランドパターン23、内部配線25及び外部端子26を構成する導体の材料としては、銅、銀、金、ニッケル、クロム、アルミニウム、パラジウム、インジウムなどの金属もしくはその金属合金であっても構わないし、樹脂やガラスをバインダーとした導電材料であっても構わないが、基板20が有機基板またはフレキシブル基板である場合は、コストや導電率などの観点より銅、銀を用いることが好ましい。これら導電材料の形成方法としては、印刷、メッキ、箔ラミネート、スパッタ、蒸着、インクジェットなどの方法を用いることができる。 The land pattern 23 is connected to an external terminal 26 formed on the back surface 22 of the substrate 20 through an internal wiring 25 formed inside the substrate 20. In actual use, the electronic circuit package 11A is mounted on a motherboard (not shown) or the like, and the land pattern on the motherboard and the external terminal 26 of the electronic circuit package 11A are electrically connected. As a material of the conductor which comprises the land pattern 23, the internal wiring 25, and the external terminal 26, metals, such as copper, silver, gold, nickel, chromium, aluminum, palladium, indium, or its metal alloy may be sufficient, and resin Alternatively, a conductive material containing glass as a binder may be used, but when the substrate 20 is an organic substrate or a flexible substrate, it is preferable to use copper or silver from the viewpoint of cost, conductivity, and the like. As a method of forming these conductive materials, methods such as printing, plating, foil lamination, sputtering, vapor deposition, and ink jet can be used.
磁性モールド樹脂40は、電子部品31,32を埋め込むよう基板20の表面21を覆って設けられている。磁性モールド樹脂40は、モールド部材であるとともに、磁気シールドとしても機能する。本実施形態においては、磁性モールド樹脂40の側面42と基板20の側面27が同一平面を構成している。磁性モールド樹脂40の詳細については後述するが、従来の磁性モールド樹脂と比べて熱膨張係数が非常に小さい(例えば15ppm/℃以下)複合磁性封止材料によって構成されている。磁性モールド樹脂40は、電子部品31,32やランドパターン23と接することから、その体積抵抗率は十分に高い必要があり、具体的には1010Ω・cm以上であることが好ましい。 The magnetic mold resin 40 is provided to cover the surface 21 of the substrate 20 so as to embed the electronic components 31 and 32. The magnetic mold resin 40 is a mold member and also functions as a magnetic shield. In the present embodiment, the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 and the side surface 27 of the substrate 20 constitute the same plane. Although the details of the magnetic mold resin 40 will be described later, the magnetic mold resin 40 is made of a composite magnetic sealing material having a very small thermal expansion coefficient (eg, 15 ppm / ° C. or less) as compared to the conventional magnetic mold resin. Since the magnetic mold resin 40 is in contact with the electronic components 31 and 32 and the land pattern 23, its volume resistivity needs to be sufficiently high, and specifically, it is preferable to be 10 10 Ω · cm or more.
尚、高周波インダクタなどの電子部品は、磁性モールド樹脂40との距離が近すぎると、インダクタンス値などの特性が設計値から変動してしまうことがある。このような場合、当該電子部品の一部又は全部を非磁性部材で覆うことにより、特性の変動を低減することができる。図2は、変形例による電子回路パッケージ11Bの構成を示す断面図であり、電子部品32が非磁性部材50で覆われている点において、図1に示した電子回路パッケージ11Aと相違している。非磁性部材50としては、一般的な樹脂を用いることができる。このような非磁性部材50を電子部品32と磁性モールド樹脂40との間に介在させれば、電子部品32と磁性モールド樹脂40との距離が離れるため、インダクタンス値などの特性の変動を低減することが可能となる。 In the case of an electronic component such as a high frequency inductor, if the distance to the magnetic mold resin 40 is too short, the characteristics such as the inductance value may fluctuate from the design value. In such a case, the variation in characteristics can be reduced by covering a part or all of the electronic component with a nonmagnetic member. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an electronic circuit package 11B according to a modification, which differs from the electronic circuit package 11A shown in FIG. 1 in that the electronic component 32 is covered with a nonmagnetic member 50. . As the nonmagnetic member 50, general resin can be used. If such a nonmagnetic member 50 is interposed between the electronic component 32 and the magnetic mold resin 40, the distance between the electronic component 32 and the magnetic mold resin 40 is increased, so that the fluctuation of characteristics such as the inductance value is reduced. It becomes possible.
次に、本実施形態による電子回路パッケージ11Aの製造方法について説明する。 Next, a method of manufacturing the electronic circuit package 11A according to the present embodiment will be described.
図3〜図5は、電子回路パッケージ11Aの製造方法を説明するための工程図である。 3 to 5 are process diagrams for explaining the method of manufacturing the electronic circuit package 11A.
まず、図3に示すように、多層配線構造を有する集合基板20Aを用意する。集合基板20Aの表面21には複数のランドパターン23が形成されており、集合基板20Aの裏面22には複数の外部端子26が形成されている。また、集合基板20Aの内層には、複数の内部配線25が形成されている。なお、図3に示す破線aは、その後のダイシング工程において切断されるべき部分を指している。 First, as shown in FIG. 3, a collective substrate 20A having a multilayer wiring structure is prepared. A plurality of land patterns 23 are formed on the front surface 21 of the collective substrate 20A, and a plurality of external terminals 26 are formed on the back surface 22 of the collective substrate 20A. Further, a plurality of internal wirings 25 are formed in the inner layer of the collective substrate 20A. The broken line a shown in FIG. 3 indicates a portion to be cut in the subsequent dicing step.
次に、図3に示すように、ランドパターン23に接続されるよう、集合基板20Aの表面21に複数の電子部品31,32を搭載する。具体的には、ランドパターン23上にハンダ24を供給した後、電子部品31,32を搭載し、リフローを行うことによって電子部品31,32をランドパターン23に接続すればよい。 Next, as shown in FIG. 3, the plurality of electronic components 31 and 32 are mounted on the surface 21 of the collective substrate 20A so as to be connected to the land pattern 23. Specifically, after the solder 24 is supplied onto the land pattern 23, the electronic components 31 and 32 may be mounted, and the electronic components 31 and 32 may be connected to the land pattern 23 by reflow.
次に、図4に示すように、電子部品31,32を埋め込むよう、磁性モールド樹脂40によって集合基板20Aの表面21を覆う。磁性モールド樹脂40の形成方法としては、トランスファー成形、コンプレッション成型、インジェクション成形、注型、真空注型、ディスペンス、スリットノズルによる方法などを用いることができる。 Next, as shown in FIG. 4, the surface 21 of the collective substrate 20 </ b> A is covered with the magnetic mold resin 40 so as to embed the electronic components 31 and 32. As a method of forming the magnetic mold resin 40, a method using transfer molding, compression molding, injection molding, casting, vacuum casting, dispensing, a slit nozzle, or the like can be used.
そして、図5に示すように、破線aに沿って集合基板20Aを切断することにより基板20を個片化すれば、本実施形態による電子回路パッケージ11Aが完成する。 Then, as shown in FIG. 5, if the substrate 20 is separated by cutting the collective substrate 20A along the broken line a, the electronic circuit package 11A according to the present embodiment is completed.
次に、磁性モールド樹脂40を構成する複合磁性封止材料について詳細に説明する。 Next, the composite magnetic sealing material constituting the magnetic mold resin 40 will be described in detail.
図6は、磁性モールド樹脂40を構成する複合磁性封止材料の構成を説明するための模式図である。 FIG. 6 is a schematic view for explaining the configuration of the composite magnetic sealing material constituting the magnetic mold resin 40. As shown in FIG.
図6に示すように、磁性モールド樹脂40を構成する複合磁性封止材料2は、樹脂材料4と、樹脂材料4に配合された磁性フィラー6及び非磁性フィラー8からなる。特に限定されるものではないが、樹脂材料4は熱硬化性樹脂材料を主成分とすることが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂又はイミド樹脂を主成分とすることが好ましく、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂系の半導体封止材料に用いられる主剤及び硬化剤を用いることがより好ましい。 As shown in FIG. 6, the composite magnetic sealing material 2 constituting the magnetic mold resin 40 is composed of a resin material 4, and a magnetic filler 6 and a nonmagnetic filler 8 blended in the resin material 4. Although not particularly limited, the resin material 4 preferably contains a thermosetting resin material as a main component. Specifically, an epoxy resin, a phenol resin, a urethane resin, a silicone resin or an imide resin is preferably used as a main component, and a main agent and a curing agent used for an epoxy resin or a phenol resin-based semiconductor sealing material may be used. More preferable.
最も好ましいのは、末端に反応性のエポキシ基を持つエポキシ樹脂で、各種硬化剤および硬化促進剤と組み合わせることができる。エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、フェノキシ、ナフタレン、多官能タイプ(ジシクロペンタジエン型等)、ビフェニルタイプ(2官能)および特殊構造タイプが挙げられ、低熱膨張化できるビフェニル、ナフタレン、ジシクロペンタジエン型などは有用である。硬化剤または硬化促進剤の例としては、アミン系化合物脂環族ジアミン、芳香族ジアミン、その他のアミン系(イミダゾール、3級アミン)、酸無水物系化合物(主に高温硬化剤)、フェノール樹脂(ノボラック型、クレゾールノボラック型など)、アミノ樹脂、ジシアンジアミド、ルイス酸錯化合物が挙げられる。材料の混錬方法は、ニーダーや3本ロール、ミキサーなど公知の方法を適宜用いればよい。 Most preferable is an epoxy resin having a reactive epoxy group at the end, which can be combined with various curing agents and curing accelerators. Examples of epoxy resins include bisphenol A type, bisphenol F type, phenoxy, naphthalene, multifunctional type (such as dicyclopentadiene type), biphenyl type (bifunctional) and special structure type, and biphenyl capable of low thermal expansion, Naphthalene, dicyclopentadiene type and the like are useful. Examples of curing agents or curing accelerators include amine compounds alicyclic diamines, aromatic diamines, other amine compounds (imidazole, tertiary amines), acid anhydride compounds (mainly high-temperature curing agents), phenol resins (Novolak type, cresol novolac type, etc.), amino resin, dicyandiamide, Lewis acid complex compounds. As a method of kneading the material, a known method such as a kneader, three rolls, or a mixer may be appropriately used.
磁性フィラー6は、Fe−Ni系材料からなり、Niを主成分とする金属材料を32重量%、39重量%以下含む。残りの61〜68重量%を占める元素はFeである。磁性フィラー6の配合比は、複合磁性封止材料2の全体に対して30体積%以上、85体積%以下である。これは、磁性フィラー6の配合比が30体積%未満であると、十分な磁気特性を得ることが困難だからであり、磁性フィラー6の配合比が85体積%を超えると、流動性など封止材料に必要な諸特性を確保することが困難だからである。 The magnetic filler 6 is made of an Fe—Ni-based material, and contains 32 wt% or less and 39 wt% or less of a metal material containing Ni as a main component. The element that occupies the remaining 61 to 68% by weight is Fe. The compounding ratio of the magnetic filler 6 is 30% by volume or more and 85% by volume or less with respect to the entire composite magnetic sealing material 2. This is because it is difficult to obtain sufficient magnetic properties when the compounding ratio of the magnetic filler 6 is less than 30% by volume, and when the compounding ratio of the magnetic filler 6 exceeds 85% by volume, sealing such as fluidity is performed. It is because it is difficult to secure various properties required for the material.
Niを主成分とする金属材料は、少量のCoを含んでいても構わない。つまり、Niの一部がCoによって置換されていても構わない。これによれば、複合磁性封止材料2の熱膨張係数をより低下させることが可能となる。Coの添加量は、磁性フィラー6の全体に対して0.1重量%以上、8重量%以下であることが好ましい。 The metal material containing Ni as a main component may contain a small amount of Co. That is, part of Ni may be replaced by Co. According to this, the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2 can be further reduced. The addition amount of Co is preferably 0.1% by weight or more and 8% by weight or less based on the whole of the magnetic filler 6.
磁性フィラー6の形状については特に限定されないが、高充填化するためには球状とし、最密充填となるように複数の粒度分布のフィラーをブレンド、配合してもよい。また、磁性フィラー6を略球形とすれば、電子部品に対するモールド時のダメージを低減することもできる。特に、最密充填化又は高充填化のためには、磁性フィラー6の形状が真球であることが好ましい。磁性フィラー6は、タップ密度が高く、粉末比表面積が小さいことが好ましい。磁性フィラー6の形成方法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心ディスクアトマイズ法などの方法があり、中でも、高いタップ密度を得ることができるとともに、比表面積を小さくできるガスアトマイズ法が最も好ましい。 The shape of the magnetic filler 6 is not particularly limited, but in order to achieve high packing, it may be spherical, and fillers of a plurality of particle size distributions may be blended and blended so as to achieve close packing. In addition, when the magnetic filler 6 has a substantially spherical shape, damage to the electronic component during molding can also be reduced. In particular, for close packing or high packing, it is preferable that the shape of the magnetic filler 6 is a true sphere. The magnetic filler 6 preferably has a high tap density and a small powder specific surface area. As a method of forming the magnetic filler 6, there are methods such as a water atomizing method, a gas atomizing method, a centrifugal disc atomizing method, etc. Among them, a gas atomizing method which can obtain a high tap density and can reduce the specific surface area is most preferable.
特に限定されるものではないが、磁性フィラー6の表面は、流動性、密着性、絶縁性向上のために、Si,Al,Ti,Mgなどの金属の酸化物、或いは、有機材料からなる絶縁コート7で覆われている。複合磁性封止材料2の体積抵抗率を十分に高めるためには、絶縁コート7の膜厚を10nm以上とすることが好ましい。絶縁コート7は、磁性フィラー6の表面に熱硬化性材料をコート処理、又は、テトラエチルオキシシラン若しくはテトラメチルオキシシランの金属アルコキシドの脱水反応によって酸化膜を形成してもよく、酸化ケイ素のコート被膜形成が最も好ましい。さらにその上に有機官能性カップリング処理を施すとさらに好適である。 Although not particularly limited, the surface of the magnetic filler 6 is an insulation made of an oxide of a metal such as Si, Al, Ti, Mg, or an organic material in order to improve fluidity, adhesion, and insulation. It is covered with a coat 7. In order to sufficiently increase the volume resistivity of the composite magnetic sealing material 2, the film thickness of the insulating coat 7 is preferably 10 nm or more. The insulating coating 7 may be coated with a thermosetting material on the surface of the magnetic filler 6, or may be formed into an oxide film by dehydration reaction of metal alkoxide of tetraethyloxysilane or tetramethyloxysilane, and a coated film of silicon oxide Formation is most preferred. Furthermore, it is more preferable to apply an organic functional coupling treatment thereon.
本実施形態による複合磁性封止材料2は、非磁性フィラー8を含んでいる。非磁性フィラー8としては、SiO2,ZrW2O8,(ZrO)2P2O7,KZr2(PO4)3又はZr2(WO4)(PO4)2など、磁性フィラー6よりも熱膨張係数の小さい材料、或いは、熱膨張係数が負の値を有する材料を用いることが好ましい。このような非磁性フィラー8を複合磁性封止材料2に添加すれば、熱膨張係数をよりいっそう低減させることが可能となる。また、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムのような難燃剤や、着色のためのカーボンブラックや顔料又は染料、滑り性、流動性、分散・混錬性向上のために100nm以下の粒径の表面処理されたナノシリカや、離型性向上のためのワックス成分などを添加しても構わない。但し、本発明において、磁性モールド樹脂40を構成する複合磁性封止材料が非磁性フィラーを含むことは必須でない。 The composite magnetic sealing material 2 according to the present embodiment includes the nonmagnetic filler 8. As the nonmagnetic filler 8, it is more preferable than the magnetic filler 6 such as SiO 2 , ZrW 2 O 8 , (ZrO) 2 P 2 O 7 , KZr 2 (PO 4 ) 3 or Zr 2 (WO 4 ) (PO 4 ) 2 It is preferable to use a material having a small thermal expansion coefficient or a material having a negative thermal expansion coefficient. If such a nonmagnetic filler 8 is added to the composite magnetic sealing material 2, the thermal expansion coefficient can be further reduced. In addition, flame retardants such as aluminum oxide and magnesium oxide, carbon black for coloring, pigments or dyes, surface-treated with a particle size of 100 nm or less to improve slipperiness, fluidity, and dispersion / mixability. Nano silica, or a wax component for improving releasability may be added. However, in the present invention, it is not essential that the composite magnetic sealing material constituting the magnetic mold resin 40 contains a nonmagnetic filler.
また、密着性や流動性向上のために、磁性フィラー6や非磁性フィラー8の表面に有機官能性カップリング処理を施してもよい。有機官能性カップリング処理は、公知の湿式または乾式で行えばよく、インテグラルブレンド法であってもよい。また、濡れ性などの向上のため、磁性フィラー6や非磁性フィラー8の表面を熱硬化性樹脂でコートしてもよい。 Further, in order to improve adhesion and fluidity, the surface of the magnetic filler 6 and the nonmagnetic filler 8 may be subjected to an organic functional coupling treatment. The organic functional coupling treatment may be performed by a known wet or dry method, and may be an integral blend method. In addition, the surface of the magnetic filler 6 and the nonmagnetic filler 8 may be coated with a thermosetting resin to improve the wettability and the like.
非磁性フィラー8を添加する場合、磁性フィラー6と非磁性フィラー8の合計に対する非磁性フィラー8の量は1体積%以上、40体積%以下であることが好ましい。換言すれば、磁性フィラー6の1体積%以上、40体積%以下を非磁性フィラー8で置換することができる。これは、非磁性フィラー8の添加量が1体積%未満では、非磁性フィラー8を添加した効果をほとんど得ることができないからであり、非磁性フィラー8の添加量が40体積%を超えると、磁性フィラー6の量が少なくなりすぎ、十分な磁気特性を確保することが困難となるからである。 When nonmagnetic filler 8 is added, the amount of nonmagnetic filler 8 relative to the total of magnetic filler 6 and nonmagnetic filler 8 is preferably 1% by volume or more and 40% by volume or less. In other words, 1% by volume or more and 40% by volume or less of the magnetic filler 6 can be replaced with the nonmagnetic filler 8. This is because when the addition amount of the nonmagnetic filler 8 is less than 1% by volume, the effect of adding the nonmagnetic filler 8 can hardly be obtained, and when the addition amount of the nonmagnetic filler 8 exceeds 40% by volume, This is because the amount of the magnetic filler 6 is too small, and it becomes difficult to secure sufficient magnetic characteristics.
複合磁性封止材料2の形態は、液状及び固形状のどちらでもよく、成形方法に応じた主剤及び硬化剤の選択によって形態が異なる。固形状の複合磁性封止材料2は、トランスファー成形用であればタブレット形状とすれば良く、インジェクション成型用又はコンプレッション成型用であれば顆粒状とすれば良い。また、複合磁性封止材料2を用いたモールド成形方法については、トランスファー成形、コンプレッション成型、インジェクション成形、注型、真空注型、真空印刷、印刷、ディスペンス、スリットノズルによる方法などがあり、適宜選択できる。成形条件は、使用する主剤、硬化剤、硬化促進材の組み合わせから適宜選択すればよく、成形後、必要に応じアフターキュアを施しても構わない。 The form of the composite magnetic sealing material 2 may be either liquid or solid, and the form is different depending on the selection of the main agent and the curing agent according to the molding method. The solid composite magnetic sealing material 2 may be tablet-shaped for transfer molding, and may be granular-shaped for injection molding or compression molding. Further, as a molding method using the composite magnetic sealing material 2, transfer molding, compression molding, injection molding, casting, vacuum casting, vacuum printing, printing, dispensing, a method using a slit nozzle, etc. can be appropriately selected. it can. The molding conditions may be appropriately selected from the combination of the main agent to be used, the curing agent, and the curing accelerator, and after curing, after curing may be performed if necessary.
図7は、磁性フィラー6のNi比率と複合磁性封止材料2の熱膨張係数及び透磁率との関係を示すグラフである。図7に示すグラフは、磁性フィラー6が実質的にFeとNiのみからなる場合であって、複合磁性封止材料2の全体に対する磁性フィラー6の添加量が70体積%であり、且つ、複合磁性封止材料2に非磁性フィラー8が添加されていない場合を示している。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the Ni ratio of the magnetic filler 6 and the thermal expansion coefficient and the magnetic permeability of the composite magnetic sealing material 2. The graph shown in FIG. 7 shows the case where the magnetic filler 6 consists essentially of Fe and Ni, and the addition amount of the magnetic filler 6 with respect to the entire composite magnetic sealing material 2 is 70% by volume, and the composite is The case where the nonmagnetic filler 8 is not added to the magnetic sealing material 2 is shown.
図7に示すように、磁性フィラー6のNi比率が32重量%以上、39重量%以下である場合、複合磁性封止材料2の熱膨張係数は特異的に低くなり、条件によっては10ppm/℃以下となる。本条件下では、Ni比率が約35重量%である場合に最も低い熱膨張係数(約9.3ppm/℃)が得られている。一方、透磁率に関してはNi比率との相関は小さく、図7に示すNi比率の範囲ではμ=12〜13である。 As shown in FIG. 7, when the Ni ratio of the magnetic filler 6 is 32% by weight or more and 39% by weight or less, the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2 becomes specifically low, and 10 ppm / ° C. depending on the conditions. It becomes below. Under the conditions, the lowest thermal expansion coefficient (about 9.3 ppm / ° C.) is obtained when the Ni ratio is about 35% by weight. On the other hand, the magnetic permeability is small in correlation with the Ni ratio, and in the range of the Ni ratio shown in FIG.
このような特性が得られるのは、Ni比率が上記の範囲である場合、熱膨張と磁気歪みによる体積変化が相殺し合うインバー特性が発現するためである。このような材料はインバー材と呼ばれ、高い精度が求められる金型の材料として知られているが、複合磁性封止材料に配合する磁性フィラーの材料として使用されることはなかった。本発明らは、インバー材のもつ磁気特性及び低熱膨張係数に着目し、これを磁性フィラーの材料として用いることにより、磁気シールド性を有し、且つ、熱膨張係数の小さい複合磁性封止材料2を実現している。 Such characteristics are obtained because when the Ni ratio is in the above-mentioned range, an inbar characteristic in which the volume change due to the thermal expansion and the magnetostriction offset each other is expressed. Such a material is called an invar material and is known as a material of a mold requiring high accuracy, but it has never been used as a material of a magnetic filler to be compounded in a composite magnetic sealing material. The present invention pays attention to the magnetic property and low thermal expansion coefficient of invar material, and by using this as a material of magnetic filler, a composite magnetic sealing material 2 having magnetic shielding property and small thermal expansion coefficient 2 Is realized.
図8は、磁性フィラー6のNi比率と複合磁性封止材料2の熱膨張係数との関係を示すグラフである。図8に示すグラフは、磁性フィラー6が実質的にFeとNiのみからなる場合であって、複合磁性封止材料2の全体に対する磁性フィラー6の添加量が50体積%、60体積%または70体積%であり、且つ、複合磁性封止材料2に非磁性フィラー8が添加されていない場合を示している。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Ni ratio of the magnetic filler 6 and the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2. The graph shown in FIG. 8 shows the case where the magnetic filler 6 substantially consists of only Fe and Ni, and the addition amount of the magnetic filler 6 with respect to the entire composite magnetic sealing material 2 is 50% by volume, 60% by volume or 70%. It is a volume%, and the case where the nonmagnetic filler 8 is not added to the composite magnetic sealing material 2 is shown.
図8に示すように、磁性フィラー6の添加量が50体積%、60体積%および70体積%のいずれであっても、磁性フィラー6のNi比率が32重量%以上、39重量%以下である場合に、複合磁性封止材料2の熱膨張係数は特異的に低くなることが分かる。熱膨張係数の値は、磁性フィラー6の添加量が多いほど低くなる。したがって、磁性フィラー6の添加量が少ない場合(例えば30体積%である場合)は、溶融シリカなどからなる非磁性フィラー8をさらに添加することによって、複合磁性封止材料2の熱膨張係数を15ppm/℃以下とすればよい。具体的には、磁性フィラー6と非磁性フィラー8の合計添加量を全体の50体積%以上、85体積%以下とすれば、複合磁性封止材料2の熱膨張係数を十分に(例えば15ppm/℃以下)小さくすることができる。 As shown in FIG. 8, even if the addition amount of the magnetic filler 6 is any of 50% by volume, 60% by volume and 70% by volume, the Ni ratio of the magnetic filler 6 is 32% by weight or more and 39% by weight or less In this case, it is understood that the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2 is specifically lowered. The value of the thermal expansion coefficient decreases as the amount of addition of the magnetic filler 6 increases. Therefore, when the addition amount of the magnetic filler 6 is small (for example, 30% by volume), the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2 is 15 ppm by further adding the nonmagnetic filler 8 made of fused silica or the like. The temperature should be less than / ° C. Specifically, if the total addition amount of the magnetic filler 6 and the nonmagnetic filler 8 is 50 volume% or more and 85 volume% or less of the whole, the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2 is sufficiently (for example, 15 ppm / Or less).
図9は、磁性フィラー6のNi比率と複合磁性封止材料2の透磁率との関係を示すグラフである。図9に示すグラフは、図8に示すグラフと同様、磁性フィラー6が実質的にFeとNiのみからなる場合であって、複合磁性封止材料2の全体に対する磁性フィラー6の添加量が50体積%、60体積%または70体積%であり、且つ、複合磁性封止材料2に非磁性フィラー8が添加されていない場合を示している。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the Ni ratio of the magnetic filler 6 and the magnetic permeability of the composite magnetic sealing material 2. Similar to the graph shown in FIG. 8, the graph shown in FIG. 9 shows the case where the magnetic filler 6 consists essentially of Fe and Ni, and the addition amount of the magnetic filler 6 is 50 with respect to the entire composite magnetic sealing material 2. It is a volume%, 60 volume%, or 70 volume%, and the case where the nonmagnetic filler 8 is not added to the composite magnetic sealing material 2 is shown.
図9に示すように、磁性フィラー6の添加量が50体積%、60体積%および70体積%のいずれであっても、Ni比率と透磁率の相関は小さいことが分かる。透磁率の値は、磁性フィラー6の添加量が多いほど高くなる。 As shown in FIG. 9, it is understood that the correlation between the Ni ratio and the magnetic permeability is small regardless of the addition amount of the magnetic filler 6 being any of 50% by volume, 60% by volume and 70% by volume. The value of the magnetic permeability increases as the amount of addition of the magnetic filler 6 increases.
図10は、磁性フィラー6のCo比率と複合磁性封止材料2の熱膨張係数及び透磁率との関係を示すグラフである。図10に示すグラフは、磁性フィラー6に含まれるNiとCoの和が37重量%であって、複合磁性封止材料2の全体に対する磁性フィラー6の添加量が70体積%であり、且つ、複合磁性封止材料2に非磁性フィラー8が添加されていない場合を示している。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the Co ratio of the magnetic filler 6 and the thermal expansion coefficient and the magnetic permeability of the composite magnetic sealing material 2. The graph shown in FIG. 10 shows that the sum of Ni and Co contained in the magnetic filler 6 is 37% by weight, and the addition amount of the magnetic filler 6 with respect to the entire composite magnetic sealing material 2 is 70% by volume, The case where the nonmagnetic filler 8 is not added to the composite magnetic sealing material 2 is shown.
図10に示すように、磁性フィラー6にCoが含まれていない(Co=0重量%)場合に比べ、磁性フィラー6を構成するNiが8重量%以下のCoで置換されている場合には、複合磁性封止材料2の熱膨張係数がより低下することが分かる。但し、Coによる置換量が10重量%であると、かえって熱膨張係数が高くなる。したがって、Coの添加量は、磁性フィラー6の全体に対して0.1重量%以上、8重量%以下であることが好ましい。 As shown in FIG. 10, compared with the case where Co is not contained in the magnetic filler 6 (Co = 0% by weight), when Ni constituting the magnetic filler 6 is replaced with Co at 8% by weight or less. The thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2 is further reduced. However, when the amount of substitution by Co is 10% by weight, the thermal expansion coefficient is rather high. Therefore, the addition amount of Co is preferably 0.1% by weight or more and 8% by weight or less based on the whole of the magnetic filler 6.
図11は、非磁性フィラー8の添加比率と複合磁性封止材料2の熱膨張係数との関係を示すグラフである。図11に示すグラフは、磁性フィラー6と非磁性フィラー8の和が全体の70体積%であって、磁性フィラー6が64重量%のFeと36重量%のNiからなり、非磁性フィラー8がSiO2からなる場合を示している。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the addition ratio of the nonmagnetic filler 8 and the thermal expansion coefficient of the composite magnetic sealing material 2. The graph shown in FIG. 11 shows that the sum of the magnetic filler 6 and the nonmagnetic filler 8 is 70% by volume, and the magnetic filler 6 consists of 64% by weight of Fe and 36% by weight of Ni, and the nonmagnetic filler 8 is It shows the case of SiO 2 .
図11に示すように、非磁性フィラー8の割合が増えると熱膨張係数が小さくなるが、その割合が磁性フィラー60体積%に対し、非磁性フィラー40体積%を超えると熱膨張係数の低減効果がほぼ飽和する。したがって、非磁性フィラー8の量は、磁性フィラー6と非磁性フィラー8の合計に対して1体積%以上、40体積%以下であることが好ましい。 As shown in FIG. 11, the coefficient of thermal expansion decreases as the proportion of nonmagnetic filler 8 increases, but when the proportion exceeds 40% by volume of nonmagnetic filler relative to 60% by volume of magnetic filler, the thermal expansion coefficient reducing effect Is almost saturated. Therefore, the amount of the nonmagnetic filler 8 is preferably 1% by volume or more and 40% by volume or less based on the total of the magnetic filler 6 and the nonmagnetic filler 8.
図12は、磁性フィラー6の表面に形成する絶縁コート7の有無と体積抵抗率との関係を示すグラフである。磁性フィラー6の材料は、組成A(Fe=64重量%、Ni=36重量%)及び組成B(Fe=63重量%、Ni=32重量%、Co=5重量%)の2種類であり、絶縁コート7は厚さ40nmのSiO2である。いずれも磁性フィラー6も、カット径が32μmであり、粒径D50が20μmである。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the presence or absence of the insulating coat 7 formed on the surface of the magnetic filler 6 and the volume resistivity. The materials of the magnetic filler 6 are two types of composition A (Fe = 64 wt%, Ni = 36 wt%) and composition B (Fe = 63 wt%, Ni = 32 wt%, Co = 5 wt%), The insulating coat 7 is SiO 2 with a thickness of 40 nm. The magnetic filler 6 also has a cut diameter of 32 μm and a particle diameter D50 of 20 μm.
図12に示すように、組成A及び組成Bのいずれにおいても、絶縁コート7によって被覆することにより、磁性フィラー6の体積抵抗率が大幅に増大することが分かる。また、絶縁コート7によって被覆すると、測定時における圧力依存性も低下することが分かる。 As shown in FIG. 12, it can be seen that the volume resistivity of the magnetic filler 6 is significantly increased by coating with the insulating coat 7 in any of the composition A and the composition B. In addition, it can be seen that, when covered with the insulating coat 7, the pressure dependency at the time of measurement is also reduced.
図13は、磁性フィラー6の表面に形成する絶縁コート7の膜厚と体積抵抗率との関係を示すグラフである。図13に示すグラフは、磁性フィラー6が64重量%のFeと36重量%のNiからなる場合を示している。磁性フィラー6の粒径は、図12における粒径と同様である。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the film thickness of the insulating coat 7 formed on the surface of the magnetic filler 6 and the volume resistivity. The graph shown in FIG. 13 shows the case where the magnetic filler 6 is composed of 64% by weight of Fe and 36% by weight of Ni. The particle size of the magnetic filler 6 is the same as the particle size in FIG.
図13に示すように、磁性フィラー6を10nm以上の絶縁コート7によって被覆することにより、磁性フィラー6の体積抵抗率が大幅に増大することが分かる。特に、磁性フィラー6を30nm以上の絶縁コート7によって被覆すると、測定時における圧力にかかわらず非常に高い体積抵抗率が得られることが分かる。 As shown in FIG. 13, it can be seen that the volume resistivity of the magnetic filler 6 is significantly increased by covering the magnetic filler 6 with the insulating coating 7 of 10 nm or more. In particular, when the magnetic filler 6 is coated with the insulating coating 7 of 30 nm or more, it can be seen that a very high volume resistivity can be obtained regardless of the pressure at the time of measurement.
図14は、磁性フィラー6の体積抵抗率と複合磁性封止材料2の体積抵抗率との関係を示すグラフである。 FIG. 14 is a graph showing the relationship between the volume resistivity of the magnetic filler 6 and the volume resistivity of the composite magnetic sealing material 2.
図14に示すように、磁性フィラー6の体積抵抗率と複合磁性封止材料2の体積抵抗率は比例関係にあることが分かる。特に、磁性フィラー6の体積抵抗率が105Ω・cm以上であれば、複合磁性封止材料2の体積抵抗率を1010Ω・cm以上とすることができる。複合磁性封止材料2の体積抵抗率が1010Ω・cm以上であれば、電子回路パッケージ用のモールド材料として用いた場合に十分な絶縁性を確保することができる。 As shown in FIG. 14, it can be seen that the volume resistivity of the magnetic filler 6 and the volume resistivity of the composite magnetic sealing material 2 are in a proportional relationship. In particular, when the volume resistivity of the magnetic filler 6 is 10 5 Ω · cm or more, the volume resistivity of the composite magnetic sealing material 2 can be 10 10 Ω · cm or more. When the volume resistivity of the composite magnetic sealing material 2 is 10 10 Ω · cm or more, sufficient insulation can be secured when used as a mold material for an electronic circuit package.
以上説明したように、本実施形態による電子回路パッケージ11A,11Bは、磁性モールド樹脂40の材料として熱膨張係数が非常に小さい複合磁性封止材料2を用いていることから、磁気シールド特性を有しつつ、温度変化に伴う基板のソリ、モールド材の界面剥離、モールド材のクラックなどを防止することが可能となる。 As described above, since the electronic circuit packages 11A and 11B according to the present embodiment use the composite magnetic sealing material 2 having a very small thermal expansion coefficient as the material of the magnetic mold resin 40, they have magnetic shield characteristics. In addition, it is possible to prevent the warping of the substrate, the interface peeling of the mold material, the crack of the mold material and the like due to the temperature change.
<第2の実施形態>
図15は、本発明の第2の実施形態による電子回路パッケージ12Aの構成を示す断面図である。
Second Embodiment
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the electronic circuit package 12A according to the second embodiment of the present invention.
図15に示すように、本実施形態による電子回路パッケージ12Aは、磁性モールド樹脂40の平面サイズが基板20の平面サイズよりも僅かに小さく、これにより、基板20の表面21の外周部が磁性モールド樹脂40から露出している点において、図1に示した第1の実施形態による電子回路パッケージ11Aと相違している。その他の構成は、第1の実施形態による電子回路パッケージ11Aと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 15, in the electronic circuit package 12A according to the present embodiment, the planar size of the magnetic mold resin 40 is slightly smaller than the planar size of the substrate 20, whereby the outer peripheral portion of the surface 21 of the substrate 20 is a magnetic mold It differs from the electronic circuit package 11A according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that the resin 40 is exposed. The other configuration is the same as that of the electronic circuit package 11A according to the first embodiment, and therefore the same components are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
本実施形態による電子回路パッケージ12Aが例示するように、本発明において、磁性モールド樹脂40の側面42が基板20の側面27と同一平面を構成していることは必須でなく、磁性モールド樹脂40の方が小さくても構わない。 As exemplified by the electronic circuit package 12A according to the present embodiment, in the present invention, it is not essential that the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 and the side surface 27 of the substrate 20 constitute the same plane. It does not matter if it is smaller.
図16〜図18は、電子回路パッケージ12Aの製造方法を説明するための工程図である。 16 to 18 are process diagrams for explaining the method of manufacturing the electronic circuit package 12A.
まず、図16に示すように、あらかじめ切断された基板20を用意し、その表面21のランドパターン23に接続されるよう、複数の電子部品31,32を搭載する。具体的には、ランドパターン23上にハンダ24を供給した後、電子部品31,32を搭載し、リフローを行うことによって電子部品31,32をランドパターン23に接続すればよい。 First, as shown in FIG. 16, the substrate 20 cut in advance is prepared, and the plurality of electronic components 31 and 32 are mounted so as to be connected to the land pattern 23 on the surface 21 thereof. Specifically, after the solder 24 is supplied onto the land pattern 23, the electronic components 31 and 32 may be mounted, and the electronic components 31 and 32 may be connected to the land pattern 23 by reflow.
次に、図17に示すように、電子部品31,32が搭載された基板20を金型80にセットする。そして、図18に示すように、金型80の流路81から磁性モールド樹脂40の材料である複合磁性材料を注入し、加圧及び加熱を行う。これにより、本実施形態による電子回路パッケージ12Aが完成する。 Next, as shown in FIG. 17, the substrate 20 on which the electronic components 31 and 32 are mounted is set in the mold 80. Then, as shown in FIG. 18, the composite magnetic material, which is the material of the magnetic mold resin 40, is injected from the flow path 81 of the mold 80, and pressurization and heating are performed. Thus, the electronic circuit package 12A according to the present embodiment is completed.
このように、基板20を先に個片化してから磁性モールド樹脂40を形成しても構わない。 As described above, the magnetic mold resin 40 may be formed after the substrate 20 is singulated first.
<第3の実施形態>
図19は、本発明の第3の実施形態による電子回路パッケージ13Aの構成を示す断面図である。
Third Embodiment
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of the electronic circuit package 13A according to the third embodiment of the present invention.
図19に示すように、本実施形態による電子回路パッケージ13Aは、磁性モールド樹脂40の上面41及び側面42、並びに、基板20の側面27を覆う金属膜60をさらに備えている点において、図1に示した第1の実施形態による電子回路パッケージ11Aと相違している。また、内部配線25のうち、符号の末尾にGが付された内部配線25は、電源パターンであり、その一部は基板20の側面27に露出している。電源パターン25Gは、典型的には、接地電位が与えられるグランドパターンであるが、固定電位が与えられるパターンであればグランドパターンに限定されるものではない。その他の構成は、第1の実施形態による電子回路パッケージ11Aと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 19, the electronic circuit package 13A according to the present embodiment further includes a metal film 60 covering the upper surface 41 and the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 and the side surface 27 of the substrate 20. It differs from the electronic circuit package 11A according to the first embodiment shown in FIG. Further, among the internal wirings 25, the internal wirings 25 having G at the end of the reference numeral are power supply patterns, and a part thereof is exposed to the side surface 27 of the substrate 20. The power supply pattern 25G is typically a ground pattern to which a ground potential is applied, but it is not limited to the ground pattern as long as it is a pattern to which a fixed potential is applied. The other configuration is the same as that of the electronic circuit package 11A according to the first embodiment, and therefore the same components are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
金属膜60は電磁気シールドであり、Au、Ag、Cu及びAlからなる群から選ばれた少なくとも1つの金属を主成分とすることが好ましい。金属膜60はできるだけ低抵抗であることが好ましく、コストなどを鑑みるとCuを用いることが最も好ましい。また、金属膜60の外側表面は、SUS,Ni,Cr,Ti,黄銅などの防食性の金属、或いは、エポキシ、フェノール、イミド、ウレタン、シリコーンなどの樹脂からなる酸化防止被覆で覆われていることが好ましい。これは、金属膜60は熱、湿度などの外部環境で酸化劣化するため、これを抑制及び防止するために上記処理を施すことが好ましい。金属膜60の形成方法は、スパッタリング法、蒸着法、無電解メッキ法、電解メッキ法など公知の方法より適時選択すればよく、金属膜60を形成する前に密着性向上前処理であるプラズマ処理、カップリング処理、ブラスト処理、エッチング処理などを施しても良い。さらに、金属膜60の下地として、チタンやクロム、SUSなどの高密着性金属膜を事前に薄く形成しても構わない。 The metal film 60 is an electromagnetic shield, and preferably contains at least one metal selected from the group consisting of Au, Ag, Cu and Al as a main component. The metal film 60 preferably has a resistance as low as possible, and in view of cost and the like, it is most preferable to use Cu. Further, the outer surface of the metal film 60 is covered with an anti-corrosion coating made of a corrosion-resistant metal such as SUS, Ni, Cr, Ti, or brass, or a resin such as epoxy, phenol, imide, urethane, or silicone. Is preferred. Since the metal film 60 is oxidatively degraded in the external environment such as heat and humidity, it is preferable to apply the above-mentioned treatment in order to suppress and prevent this. The method of forming the metal film 60 may be appropriately selected from known methods such as a sputtering method, a vapor deposition method, an electroless plating method, and an electrolytic plating method, and plasma treatment which is an adhesion improvement pretreatment before forming the metal film 60. , Coupling treatment, blasting treatment, etching treatment, etc. may be performed. Furthermore, as a base of the metal film 60, a high adhesion metal film such as titanium, chromium, or SUS may be thinly formed in advance.
図19に示すように、基板20の側面27には電源パターン25Gが露出しており、金属膜60は基板20の側面27を覆うことによって電源パターン25Gと接続されている。 As shown in FIG. 19, the power supply pattern 25G is exposed on the side surface 27 of the substrate 20, and the metal film 60 is connected to the power supply pattern 25G by covering the side surface 27 of the substrate 20.
金属膜60と磁性モールド樹脂40の界面における抵抗値は、106Ω以上であることが好ましい。これによれば、電磁波ノイズが金属膜60に入射することにより生じる渦電流がほとんど磁性モールド樹脂40に流れ込まないことから、渦電流の流入による磁性モールド樹脂40の磁気特性の低下を防止することが可能となる。金属膜60と磁性モールド樹脂40の界面における抵抗値とは、両者が直接接している場合には磁性モールド樹脂40の表面抵抗を指し、両者間に絶縁膜が存在する場合には、絶縁膜の表面抵抗を指す。尚、金属膜60と磁性モールド樹脂40の界面における抵抗値は、全面に亘って106Ω以上であることが好ましいが、部分的に抵抗値が106Ω未満である領域が存在しても構わない。 The resistance value at the interface between the metal film 60 and the magnetic mold resin 40 is preferably 10 6 Ω or more. According to this, since the eddy current generated by the electromagnetic wave noise entering the metal film 60 hardly flows into the magnetic mold resin 40, it is possible to prevent the deterioration of the magnetic characteristics of the magnetic mold resin 40 due to the inflow of the eddy current. It becomes possible. The resistance value at the interface between the metal film 60 and the magnetic mold resin 40 refers to the surface resistance of the magnetic mold resin 40 when the two are in direct contact with each other. Point to surface resistance. The resistance value at the interface between the metal film 60 and the magnetic molding resin 40 is preferably 10 6 Ω or more over the entire surface, but even if there is a region where the resistance value is partially less than 10 6 Ω I do not care.
磁性モールド樹脂40の表面抵抗値は、基本的に、磁性モールド樹脂40の体積抵抗率とおおよそ一致する。したがって、磁性モールド樹脂40の体積抵抗率が1010Ω・cm以上であれば、基本的に、磁性モールド樹脂40の表面抵抗値も1010Ω以上となる。しかしながら、図5を用いて説明したように、磁性モールド樹脂40は製造時においてダイシングされるため、切断面(つまり側面42)に磁性フィラー6が露出することがあり、この場合は、体積抵抗率に比べて側面42の表面抵抗値が低くなる可能性がある。同様に、低背化や粗面化を目的として磁性モールド樹脂40の上面41を研削した場合にも、上面41に軟磁性金属からなる磁性フィラー6が露出することがあり、この場合は、体積抵抗率に比べて上面41の表面抵抗値が低くなる可能性がある。その結果、磁性モールド樹脂40の体積抵抗率が1010Ω・cm以上であっても、磁性モールド樹脂40の表面抵抗値が1010Ω未満となることがあるが、このような場合であっても、磁性モールド樹脂40の表面抵抗値が106Ω以上であれば、渦電流の流入を防止することができる。 The surface resistivity of the magnetic mold resin 40 basically agrees with the volume resistivity of the magnetic mold resin 40. Therefore, when the volume resistivity of the magnetic mold resin 40 is 10 10 Ω · cm or more, basically, the surface resistance value of the magnetic mold resin 40 is also 10 10 Ω or more. However, as described with reference to FIG. 5, since the magnetic mold resin 40 is diced at the time of manufacture, the magnetic filler 6 may be exposed on the cut surface (that is, the side surface 42). In this case, the volume resistivity The surface resistance value of the side surface 42 may be lower than that in FIG. Similarly, even when the upper surface 41 of the magnetic mold resin 40 is ground for the purpose of reducing the height or roughening, the magnetic filler 6 made of soft magnetic metal may be exposed on the upper surface 41. In this case, the volume The surface resistance of the upper surface 41 may be lower than the resistivity. As a result, even if the volume resistivity of the magnetic mold resin 40 is 10 10 Ω · cm or more, the surface resistance value of the magnetic mold resin 40 may be less than 10 10 Ω. In such a case, Also, if the surface resistance value of the magnetic mold resin 40 is 10 6 Ω or more, the inflow of the eddy current can be prevented.
また、磁性モールド樹脂40の上面41又は側面42の表面抵抗値が106Ω未満に低下する場合は、磁性モールド樹脂40の上面41又は側面42に薄い絶縁材料を形成すればよい。図20は、第1の変形例による電子回路パッケージ13Bの構成を示す断面図であり、磁性モールド樹脂40の上面41及び側面42と金属膜60の間に薄い絶縁膜70が介在している点において、図19に示した電子回路パッケージ13Aと相違している。このような絶縁膜70を介在させれば、磁性モールド樹脂40の上面41又は側面42の表面抵抗値が106Ω未満に低下している場合であっても、金属膜60と磁性モールド樹脂40の界面における抵抗値を106Ω以上とすることが可能となり、渦電流による磁気特性の低下を防止することが可能となる。 When the surface resistance value of the upper surface 41 or the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 is reduced to less than 10 6 Ω, a thin insulating material may be formed on the upper surface 41 or the side surface 42 of the magnetic mold resin 40. FIG. 20 is a cross-sectional view showing the configuration of the electronic circuit package 13B according to the first modification, in which the thin insulating film 70 is interposed between the metal film 60 and the top surface 41 and the side surface 42 of the magnetic mold resin 40. Are different from the electronic circuit package 13A shown in FIG. If such an insulating film 70 is interposed, even if the surface resistance value of the upper surface 41 or the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 is reduced to less than 10 6 Ω, the metal film 60 and the magnetic mold resin 40 It is possible to make the resistance value at the interface of 10 6 Ω or more, and it is possible to prevent the deterioration of the magnetic characteristics due to the eddy current.
図21は、本実施形態の第2の変形例による電子回路パッケージ13Cの構成を示す断面図である。 FIG. 21 is a cross-sectional view showing a configuration of an electronic circuit package 13C according to a second modified example of the present embodiment.
図21に示すように、本実施形態の第2の変形例による電子回路パッケージ13Cは、磁性モールド樹脂40の平面サイズが基板20の平面サイズよりも僅かに小さく、これにより、基板20の表面21の外周部が磁性モールド樹脂40から露出している点において、図19に示した電子回路パッケージ13Aと相違している。その他の構成は、図19に示した電子回路パッケージ13Aと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 21, in the electronic circuit package 13C according to the second modification of the present embodiment, the planar size of the magnetic mold resin 40 is slightly smaller than the planar size of the substrate 20, whereby the surface 21 of the substrate 20 is obtained. Is different from the electronic circuit package 13A shown in FIG. 19 in that the outer peripheral portion of the magnetic resin is exposed from the magnetic mold resin 40. Since the other configuration is the same as that of the electronic circuit package 13A shown in FIG. 19, the same elements will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
本変形例による電子回路パッケージ13Cが例示するように、本発明において、磁性モールド樹脂40の側面42が基板20の側面27と同一平面を構成していることは必須でなく、磁性モールド樹脂40の方が小さくても構わない。 As exemplified by the electronic circuit package 13C according to the present modification, in the present invention, it is not essential that the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 and the side surface 27 of the substrate 20 constitute the same plane. It does not matter if it is smaller.
また、第3の変形例である図22に示す電子回路パッケージ13Dに示すように、金属膜60が基板20の側面27を覆わない構造であっても構わない。この場合、基板20の表面21のうち、磁性モールド樹脂40から露出する外周部に電源パターン28Gが設けられており、この電源パターン28Gが金属膜60に接している。これにより、金属膜60にはグランド電位などの固定電位が与えられる。 Further, as shown in an electronic circuit package 13D shown in FIG. 22 which is a third modified example, the metal film 60 may not cover the side surface 27 of the substrate 20. In this case, a power supply pattern 28 G is provided on an outer peripheral portion of the surface 21 of the substrate 20 exposed from the magnetic mold resin 40, and the power supply pattern 28 G is in contact with the metal film 60. As a result, the metal film 60 is given a fixed potential such as a ground potential.
図23は、本実施形態の第4の変形例による電子回路パッケージ13Eの構成を示す断面図である。 FIG. 23 is a cross-sectional view showing the configuration of an electronic circuit package 13E according to a fourth modification of the present embodiment.
図23に示すように、本実施形態の第4の変形例による電子回路パッケージ13Eは、磁性モールド樹脂40の平面サイズが基板20の平面サイズよりも僅かに大きい点において、図19に示した電子回路パッケージ13Aと相違している。その他の構成は、図19に示した電子回路パッケージ13Aと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 23, the electronic circuit package 13E according to the fourth modification of this embodiment has the electrons shown in FIG. 19 in that the planar size of the magnetic mold resin 40 is slightly larger than the planar size of the substrate 20. It differs from the circuit package 13A. Since the other configuration is the same as that of the electronic circuit package 13A shown in FIG. 19, the same elements will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
本変形例による電子回路パッケージ13Eが例示するように、本発明において、基板20よりも磁性モールド樹脂40の方が大きな平面サイズを有していても構わない。 As exemplified in the electronic circuit package 13E according to the present modification, in the present invention, the magnetic mold resin 40 may have a larger plane size than the substrate 20.
このように、本実施形態による電子回路パッケージ13A〜13Eは、磁性モールド樹脂40を用いるとともに、その表面が金属膜60で覆われていることから、複合シールド構造を得ることができる。これにより、低背化を実現しつつ、電子部品31,32から放射される電磁波ノイズや、外部から電子部品31,32に入射する電磁波ノイズを効果的に遮蔽することができる。特に、本実施形態による電子回路パッケージ13A〜13Eは、電子部品31,32から放射される電磁波ノイズをより効果的に遮蔽することができる。これは、電子部品31,32から発生した電磁波ノイズが磁性モールド樹脂40を通過する際にその一部が吸収され、吸収されなかった電磁波ノイズの一部が金属膜60で反射し、磁性モールド樹脂40を再び通過するからである。このように、磁性モールド樹脂40は入射した電磁波ノイズに対して2度作用するので、電子部品31,32から放射される電磁波ノイズを効果的に遮蔽することができる。 As described above, since the electronic circuit packages 13A to 13E according to the present embodiment use the magnetic mold resin 40 and the surface thereof is covered with the metal film 60, a composite shield structure can be obtained. Thereby, it is possible to effectively shield electromagnetic wave noise emitted from the electronic components 31 and 32 and electromagnetic wave noise incident on the electronic components 31 and 32 from the outside while realizing a reduction in height. In particular, the electronic circuit packages 13A to 13E according to the present embodiment can shield electromagnetic wave noise emitted from the electronic components 31 and 32 more effectively. This is because when the electromagnetic wave noise generated from the electronic components 31 and 32 passes through the magnetic mold resin 40, a part of the electromagnetic wave noise absorbed is absorbed, and a part of the electromagnetic wave noise not absorbed is reflected by the metal film 60 and the magnetic mold resin Because it passes 40 again. As described above, since the magnetic molding resin 40 acts twice on the incident electromagnetic wave noise, the electromagnetic wave noise emitted from the electronic components 31 and 32 can be effectively shielded.
また、本実施形態による電子回路パッケージ13A〜13Eにおいて、磁性モールド樹脂40の体積抵抗率を1010Ω・cm以上とすれば、モールド部材に求められる十分な絶縁性を確保することができる。しかも、磁性モールド樹脂40と金属膜60の界面における抵抗値を106Ω以上とすれば、電磁波ノイズが金属膜60に入射することにより生じる渦電流がほとんど磁性モールド樹脂40に流れ込まない。このため、渦電流の流入による磁性モールド樹脂40の磁気特性の低下を防止することが可能となる。 Further, in the electronic circuit packages 13A to 13E according to the present embodiment, when the volume resistivity of the magnetic mold resin 40 is 10 10 Ω · cm or more, sufficient insulation required for the mold member can be secured. Moreover, when the resistance value at the interface between the magnetic mold resin 40 and the metal film 60 is 10 6 Ω or more, the eddy current generated by the electromagnetic wave noise incident on the metal film 60 hardly flows into the magnetic mold resin 40. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the magnetic properties of the magnetic mold resin 40 due to the inflow of the eddy current.
図24は、電子回路パッケージ13Aのノイズ減衰量を示すグラフであり、基板20の厚さが0.25mmであり、磁性モールド樹脂40の厚さが0.50mmである場合を示している。金属膜60についてはCuとNiの積層膜とし、Cuの膜厚が異なる2種類の金属膜60について評価している。具体的には、サンプルAの金属膜60は4μmのCuと2μmのNiが積層された構成を有し、サンプルBの金属膜60は7μmのCuと2μmのNiが積層された構成を有している。比較のため、磁性フィラー6を含まないモールド材料を用いたサンプルC,Dの値も示されている。サンプルCの金属膜60は4μmのCuと2μmのNiが積層された構成を有し、サンプルDの金属膜60は7μmのCuと2μmのNiが積層された構成を有している。 FIG. 24 is a graph showing the noise attenuation amount of the electronic circuit package 13A, and shows a case where the thickness of the substrate 20 is 0.25 mm and the thickness of the magnetic mold resin 40 is 0.50 mm. The metal film 60 is a laminated film of Cu and Ni, and two metal films 60 having different thicknesses of Cu are evaluated. Specifically, the metal film 60 of sample A has a structure in which 4 μm of Cu and 2 μm of Ni are stacked, and the metal film 60 of sample B has a structure in which 7 μm of Cu and 2 μm of Ni are stacked. ing. For comparison, values of samples C and D using a mold material containing no magnetic filler 6 are also shown. The metal film 60 of sample C has a configuration in which 4 μm of Cu and 2 μm of Ni are stacked, and the metal film 60 of sample D has a configuration in which 7 μm of Cu and 2 μm of Ni are stacked.
図24に示すように、磁性フィラー6を含まないモールド材料を用いた場合と比べ、磁性フィラー6を含む複合磁性封止材料2を用いると、特に100MHz以下の周波数帯におけるノイズ減衰量が高まることが分かる。また、金属膜60については、厚さが厚い方が高いノイズ減衰特性を得ることができる。 As shown in FIG. 24, compared with the case where the molding material containing no magnetic filler 6 is used, the amount of noise attenuation particularly in the frequency band of 100 MHz or less is increased when the composite magnetic sealing material 2 containing the magnetic filler 6 is used. I understand. Further, as for the metal film 60, higher noise attenuation characteristics can be obtained as the thickness is larger.
図25〜図27は、電子回路パッケージ13Aに含まれる金属膜60の膜厚とノイズ減衰量との関係を示すグラフである。図25は20MHz、図26は50MHz、図27は100MHzにおけるノイズ減衰量を示している。比較のため、磁性フィラー6を含まないモールド材料を用いた場合の値も示されている。 25 to 27 are graphs showing the relationship between the film thickness of the metal film 60 included in the electronic circuit package 13A and the noise attenuation amount. FIG. 25 shows noise attenuation at 20 MHz, FIG. 26 at 50 MHz, and FIG. 27 at 100 MHz. For comparison, values when using a mold material not containing the magnetic filler 6 are also shown.
図25〜図27に示すように、いずれの周波数帯においても、金属膜60の厚さが厚いほど、高いノイズ減衰特性が得られることが分かる。また、いずれの周波数帯においても、磁性フィラー6を含まないモールド材料を用いた場合と比べ、磁性フィラー6を含む複合磁性封止材料2を用いることにより、高いノイズ減衰特性が得られることが分かる。 As shown in FIG. 25 to FIG. 27, it can be seen that the higher the thickness of the metal film 60 is, the higher the noise attenuation characteristic can be obtained in any frequency band. In addition, it is understood that high noise attenuation characteristics can be obtained by using the composite magnetic sealing material 2 including the magnetic filler 6 as compared to the case where the mold material including no magnetic filler 6 is used in any frequency band. .
図28は、電子回路パッケージ11A(金属膜無)と電子回路パッケージ13A(金属膜有)の昇温及び降温時における基板20のソリ量を示すグラフである。比較のため、図29には、磁性フィラー6をSiO2からなる非磁性フィラーで置き換えた場合の値が示されている。 FIG. 28 is a graph showing the amount of warpage of the substrate 20 at the time of temperature rise and fall of the electronic circuit package 11A (without metal film) and the electronic circuit package 13A (with metal film). For comparison, FIG. 29 shows values when the magnetic filler 6 is replaced with a nonmagnetic filler made of SiO 2 .
図28に示すように、金属膜60を有する電子回路パッケージ13Aの方が、金属膜60を持たない電子回路パッケージ11Aよりも温度変化による基板20のソリが小さいことが分かる。また、図28と図29を比較すると明らかなように、磁性フィラー6を含む複合磁性封止材料2を用いた電子回路パッケージ11A,13Aのソリ特性は、SiO2からなる非磁性フィラーを含むモールド材料を用いた場合とほぼ同等である。 As shown in FIG. 28, it can be seen that the warping of the substrate 20 due to the temperature change is smaller in the electronic circuit package 13A having the metal film 60 than in the electronic circuit package 11A having no metal film 60. Further, as apparent from comparison between FIG. 28 and FIG. 29, the warping characteristics of the electronic circuit packages 11A and 13A using the composite magnetic sealing material 2 including the magnetic filler 6 are the mold including the nonmagnetic filler made of SiO 2 It is almost equivalent to the case of using the material.
<第4の実施形態>
図30は、本発明の第4の実施形態による電子回路パッケージ14Aの構成を示す断面図である。
Fourth Embodiment
FIG. 30 is a cross-sectional view showing the configuration of the electronic circuit package 14A according to the fourth embodiment of the present invention.
図30に示すように、本実施形態による電子回路パッケージ14Aは、基板20及び金属膜60の形状が相違する点を除き、図19に示した第3の実施形態による電子回路パッケージ13Aと同一である。このため、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 30, the electronic circuit package 14A according to the present embodiment is the same as the electronic circuit package 13A according to the third embodiment shown in FIG. 19 except that the shapes of the substrate 20 and the metal film 60 are different. is there. For this reason, the same symbols are given to the same elements, and duplicate explanations are omitted.
本実施形態においては、基板20の側面27が階段状となっている。具体的には、側面上部27aよりも側面下部27bが突出した形状を有している。そして、金属膜60は、基板20の側面全体に形成されているのではなく、側面上部27aと段差部分27cを覆うように設けられており、側面下部27bは金属膜60で覆われていない。本実施形態においても、基板20の側面上部27aにて電源パターン25Gが露出していることから、この部分を介して金属膜60が電源パターン25Gに接続される。 In the present embodiment, the side surface 27 of the substrate 20 is stepped. Specifically, it has a shape in which the side lower portion 27b protrudes more than the side upper portion 27a. The metal film 60 is not formed on the entire side surface of the substrate 20, but is provided so as to cover the side upper portion 27a and the step portion 27c, and the side lower portion 27b is not covered by the metal film 60. Also in the present embodiment, since the power supply pattern 25G is exposed at the side surface upper portion 27a of the substrate 20, the metal film 60 is connected to the power supply pattern 25G through this portion.
図31及び図32は、電子回路パッケージ14Aの製造方法を説明するための工程図である。 31 and 32 are process diagrams for explaining the method of manufacturing the electronic circuit package 14A.
まず、図3及び図4を用いて説明した方法により、集合基板20Aの表面21に磁性モールド樹脂40を形成した後、図31に示すように、ダイシング位置を示す破線aに沿って溝43を形成する。本実施形態においては、電源パターン25Gがダイシング位置である破線aを横切っているため、破線aに沿って集合基板20Aを切断すると、基板20の側面27からは電源パターン25Gが露出する。溝43は、磁性モールド樹脂40を完全に切断し、且つ、集合基板20Aを完全には切断しない深さとする。これにより、溝43の内部に磁性モールド樹脂40の側面42と、基板20の側面上部27a及び段差部分27cが露出することになる。ここで、側面上部27aの深さとしては、少なくとも電源パターン25Gが露出する深さに設定する必要がある。 First, after the magnetic mold resin 40 is formed on the surface 21 of the collective substrate 20A by the method described with reference to FIGS. 3 and 4, as shown in FIG. 31, the groove 43 is formed along the broken line a indicating the dicing position. Form. In this embodiment, since the power supply pattern 25G crosses the broken line a which is the dicing position, the power supply pattern 25G is exposed from the side surface 27 of the substrate 20 when the collective substrate 20A is cut along the broken line a. The groove 43 completely cuts the magnetic mold resin 40 and does not cut the collective substrate 20A completely. As a result, the side surface 42 of the magnetic mold resin 40 and the upper side surface 27 a and the step portion 27 c of the substrate 20 are exposed inside the groove 43. Here, the depth of the side upper portion 27a needs to be set to a depth at which at least the power supply pattern 25G is exposed.
次に、図32に示すように、スパッタリング法、蒸着法、無電解メッキ法、電解メッキ法などを用いて金属膜60を形成する。これにより、磁性モールド樹脂40の上面41及び溝43の内部が金属膜60によって覆われる。この時、基板20の側面上部27aに露出する電源パターン25Gは、金属膜60に接続されることになる。 Next, as shown in FIG. 32, a metal film 60 is formed by sputtering, evaporation, electroless plating, electrolytic plating, or the like. Thereby, the upper surface 41 of the magnetic mold resin 40 and the inside of the groove 43 are covered with the metal film 60. At this time, the power supply pattern 25G exposed to the side surface upper portion 27a of the substrate 20 is connected to the metal film 60.
そして、破線aに沿って集合基板20Aを切断することにより基板20を個片化すれば、本実施形態による電子回路パッケージ14Aが完成する。 Then, the substrate 20 is singulated by cutting the collective substrate 20A along the broken line a, whereby the electronic circuit package 14A according to the present embodiment is completed.
このように、本実施形態による電子回路パッケージ14Aの製造方法によれば、溝43を形成していることから、集合基板20Aを個片化する前に金属膜60を形成することができ、金属膜60の形成が容易かつ確実となる。 As described above, according to the method of manufacturing the electronic circuit package 14A according to the present embodiment, since the groove 43 is formed, the metal film 60 can be formed before the collective substrate 20A is singulated. The formation of the membrane 60 is easy and reliable.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is needless to say that they are included in the scope.
<複合磁性封止材料の作成>
主剤としてDIC社製830S(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、硬化剤として主剤に対し0.5当量の日本カーバイド工業社製DicyDD(ジジアンジアミド)、硬化促進剤として主剤に対し1wt%の四国化成工業社製C11Z−CN(イミダゾール)をそれぞれ使用し、樹脂材料を調製した。
<Creating a composite magnetic sealing material>
830S (bisphenol A type epoxy resin) made by DIC as a main agent, 0.5 equivalent of Dicy DD (dizian diamide) made by Nippon Carbide Industries Co., Ltd. as a curing agent, 0.5 wt% to the main agent, 1 wt% of Shikoku Kasei Kogyo as a curing agent A resin material was prepared by using C11 Z-CN (imidazole) manufactured by corporation.
上記の樹脂材料に、図33に示す組成を有する磁性フィラーを50体積%、60体積%または70体積%加え、よく混錬してペーストを得た。なお、ペースト化できない場合は適時ブチルカルビトールアセテートを加えた。このペーストを厚み約300μmとなるように塗布し、100℃で1時間、130℃で1時間、150℃で1時間、180℃で1時間の順に熱硬化させ、硬化物シートを得た。組成1(比較例)は、一般にPBパーマロイと呼ばれる磁性材料である。 A magnetic filler having the composition shown in FIG. 33 was added to the above resin material at 50% by volume, 60% by volume or 70% by volume, and thoroughly kneaded to obtain a paste. In addition, when it was not possible to paste, butyl carbitol acetate was added timely. The paste was applied to a thickness of about 300 μm and thermally cured in the following order: 100 ° C. for 1 hour, 130 ° C. for 1 hour, 150 ° C. for 1 hour, and 180 ° C. for 1 hour. Composition 1 (comparative example) is a magnetic material generally called PB permalloy.
<熱膨張係数の測定>
上記の硬化物シートを長さ12mm、幅5mmにカットし、TMAを用いて室温から200℃まで5℃/分で昇温させ、ガラス転移温度より低い50℃〜100℃の温度範囲での膨張量から熱膨張係数を算出した。測定の結果を図34に示す。図34には、磁性フィラーの代わりにSiO2からなる非磁性フィラーを用いた場合の結果も示されている。
<Measurement of thermal expansion coefficient>
The above-mentioned cured product sheet is cut into a length of 12 mm and a width of 5 mm, and the temperature is raised from room temperature to 200 ° C. at 5 ° C./min using TMA, and expansion at a temperature range of 50 ° C. to 100 ° C. lower than the glass transition temperature The thermal expansion coefficient was calculated from the amount. The results of the measurement are shown in FIG. FIG. 34 also shows the result in the case of using a nonmagnetic filler made of SiO 2 instead of the magnetic filler.
図34に示すように、組成2及び組成3の磁性フィラーを用いた場合、組成1の磁性フィラー(比較例)を用いた場合と比べて、熱膨張係数が大幅に小さくなった。特に、添加量が60体積%以上である場合には、SiO2からなる非磁性フィラーを用いた場合と同等の熱膨張係数が得られ、添加量が70体積%である場合には、熱膨張係数が10ppm/℃以下であった。 As shown in FIG. 34, when the magnetic fillers of composition 2 and composition 3 were used, the thermal expansion coefficient was significantly smaller than when the magnetic filler of composition 1 (comparative example) was used. In particular, when the addition amount is 60% by volume or more, the thermal expansion coefficient equivalent to the case of using the nonmagnetic filler made of SiO 2 is obtained, and when the addition amount is 70% by volume, the thermal expansion The coefficient was 10 ppm / ° C. or less.
<透磁率の測定>
上記の硬化物シートを外径7.9mm、内径3.1mmのリング形状にカットし、アジレント社製インピーダンスアナライザーE4991のマテリアルアナライザー機能を用いて、10MHzの実効透磁率(μ')を測定した。測定の結果を図35に示す。
<Measurement of permeability>
The above-mentioned cured product sheet was cut into a ring shape having an outer diameter of 7.9 mm and an inner diameter of 3.1 mm, and an effective permeability (μ ′) of 10 MHz was measured using a material analyzer function of Impedance Analyzer E4991 manufactured by Agilent. The results of the measurement are shown in FIG.
図35に示すように、組成2及び組成3の磁性フィラーを用いた場合に得られる透磁率は、組成1の磁性フィラー(比較例)を用いた場合に得られる透磁率とほぼ同等であった。 As shown in FIG. 35, the magnetic permeability obtained when the magnetic filler of composition 2 and composition 3 was used was almost equivalent to the magnetic permeability obtained when the magnetic filler of composition 1 (comparative example) was used .
<考察>
組成2及び組成3の磁性フィラーを樹脂材料に添加してなる複合磁性封止材料は、SiO2からなる非磁性フィラーを用いた場合と同等の熱膨張係数が得られるとともに、PBパーマロイからなる磁性フィラーを用いた場合と同等の透磁率を得ることができた。このため、組成2または組成3の磁性フィラーを樹脂材料に添加してなる複合磁性封止材料を電子回路パッケージ用の封止材として用いれば、基板のソリ、モールド材の界面剥離、モールド材のクラックなどを防止しつつ、高い磁気シールド特性を得ることが可能となる。
<Discussion>
A composite magnetic sealing material formed by adding magnetic fillers of composition 2 and composition 3 to a resin material provides a thermal expansion coefficient equivalent to that obtained when using a nonmagnetic filler made of SiO 2 , and a magnetic material made of PB permalloy The same permeability as in the case of using the filler could be obtained. Therefore, if a composite magnetic sealing material formed by adding a magnetic filler of composition 2 or 3 to a resin material is used as a sealing material for an electronic circuit package, warpage of the substrate, peeling of the interface of the molding material, molding material It is possible to obtain high magnetic shield characteristics while preventing cracks and the like.
2 複合磁性封止材料
4 樹脂材料
6 磁性フィラー
7 絶縁コート
8 非磁性フィラー
11A,11B,12A,13A〜13E,14A 電子回路パッケージ
20 基板
20A 集合基板
21 基板の表面
22 基板の裏面
23 ランドパターン
24 ハンダ
25 内部配線
25G 電源パターン
26 外部端子
27 基板の側面
27a 基板の側面上部
27b 基板の側面下部
27c 基板の段差部分
28G 電源パターン
31,32 電子部品
40 磁性モールド樹脂
41 磁性モールド樹脂の上面
42 磁性モールド樹脂の側面
43 溝
50 非磁性部材
60 金属膜
70 絶縁膜
80 金型
81 流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Composite magnetic sealing material 4 Resin material 6 Magnetic filler 7 Insulating coat 8 Nonmagnetic filler 11A, 11B, 12A, 13A to 13E, 14A Electronic circuit package 20 Substrate 20A Assembly substrate 21 Front surface 22 Substrate back surface 23 Land pattern 24 Solder 25 Internal wiring 25G Power supply pattern 26 External terminal 27 Substrate side 27a Substrate side upper part 27b Substrate side lower part 27c Substrate stepped part 28G Power supply pattern 31, 32 Electronic parts 40 Magnetic mold resin 41 Magnetic mold resin upper surface 42 Magnetic mold Resin side 43 Groove 50 Nonmagnetic member 60 Metal film 70 Insulating film 80 Mold 81 Flow path
Claims (21)
前記基板の表面に搭載された電子部品と、
前記電子部品を埋め込むよう前記基板の前記表面を覆う磁性モールド樹脂と、を備え、
前記磁性モールド樹脂は、
樹脂材料と、
前記樹脂材料に配合され、配合比が30〜85体積%であるフィラーと、を備え、
前記フィラーは、Feに、Niを主成分とする金属材料を32〜39重量%含有する磁性フィラーを含み、これにより磁性モールド樹脂の熱膨張係数が15ppm/℃以下であり、
前記磁性フィラーの表面が絶縁コートされており、
前記絶縁コートの膜厚が20nm以上である、電子回路パッケージ。 A substrate,
An electronic component mounted on the surface of the substrate;
And a magnetic mold resin covering the surface of the substrate so as to embed the electronic component.
The magnetic mold resin is
Resin material,
And a filler mixed in the resin material and having a blending ratio of 30 to 85% by volume,
The filler, the Fe, the metal material mainly composed of Ni includes a magnetic filler containing 32-39 wt%, thereby Ri der thermal expansion coefficient of the magnetic molding resin 15 ppm / ° C. or less,
The surface of the magnetic filler is insulating coated,
The film thickness of the insulating coat Ru der than 20 nm, the electronic circuit package.
前記基板の表面に搭載された電子部品と、
前記電子部品を埋め込むよう前記基板の前記表面を覆う磁性モールド樹脂と、を備え、
前記磁性モールド樹脂は、
樹脂材料と、
前記樹脂材料に配合され、配合比が30〜85体積%であるフィラーと、を備え、
前記フィラーは、Feに、Niを主成分とする金属材料を32〜39重量%含有する磁性フィラーを含み、これにより磁性モールド樹脂の熱膨張係数が15ppm/℃以下であり、
前記磁性フィラーの表面が絶縁コートされており、
前記絶縁コートの膜厚が10nm以上であり、
前記磁性モールド樹脂の体積抵抗率が10 10 Ω・cm以上である、電子回路パッケージ。 A substrate,
An electronic component mounted on the surface of the substrate;
And a magnetic mold resin covering the surface of the substrate so as to embed the electronic component.
The magnetic mold resin is
Resin material,
And a filler mixed in the resin material and having a blending ratio of 30 to 85% by volume,
The filler, the Fe, the metal material mainly composed of Ni includes a magnetic filler containing 32-39 wt%, thereby Ri der thermal expansion coefficient of the magnetic molding resin 15 ppm / ° C. or less,
The surface of the magnetic filler is insulating coated,
The thickness of the insulating coat is 10 nm or more.
The volume resistivity of the magnetic molding resin Ru der 10 10 Ω · cm or more, electronic circuit package.
前記基板の表面に搭載された電子部品と、
前記電子部品を埋め込むよう前記基板の前記表面を覆う磁性モールド樹脂と、を備え、
前記磁性モールド樹脂は、
樹脂材料と、
前記樹脂材料に配合され、FeにNiを主成分とする金属材料を32〜39重量%含有する磁性フィラーと、
前記樹脂材料に配合された非磁性フィラーと、を備え、
前記磁性フィラーの配合量は、全体の30〜85体積%であり、
前記磁性フィラーと前記非磁性フィラーの合計配合量は、全体の50〜85体積%であり、
前記磁性フィラーの表面が厚さ20nm以上の絶縁コートで覆われている、電子回路パッケージ。 A substrate,
An electronic component mounted on the surface of the substrate;
And a magnetic mold resin covering the surface of the substrate so as to embed the electronic component.
The magnetic mold resin is
Resin material,
A magnetic filler containing 32 to 39% by weight of a metal material containing Ni as a main component in Fe, which is blended in the resin material;
And a nonmagnetic filler blended in the resin material,
The compounding amount of the magnetic filler is 30 to 85% by volume of the whole,
The total amount of the non-magnetic filler and said magnetic filler, Ri 50-85 vol% der of the total,
Wherein the surface of the magnetic filler that is covered with a thickness of 20nm or more insulating coating, an electronic circuit package.
前記基板の表面に搭載された電子部品と、
前記電子部品を埋め込むよう前記基板の前記表面を覆う磁性モールド樹脂と、を備え、
前記磁性モールド樹脂は、
樹脂材料と、
前記樹脂材料に配合され、FeにNiを主成分とする金属材料を32〜39重量%含有する磁性フィラーと、
前記樹脂材料に配合された非磁性フィラーと、を備え、
前記磁性フィラーの配合量は、全体の30〜85体積%であり、
前記磁性フィラーと前記非磁性フィラーの合計配合量は、全体の50〜85体積%であり、
前記磁性フィラーの表面が厚さ10nm以上の絶縁コートで覆われており、
体積抵抗率が10 10 Ω・cm以上である、電子回路パッケージ。 A substrate,
An electronic component mounted on the surface of the substrate;
And a magnetic mold resin covering the surface of the substrate so as to embed the electronic component.
The magnetic mold resin is
Resin material,
A magnetic filler containing 32 to 39% by weight of a metal material containing Ni as a main component in Fe, which is blended in the resin material;
And a nonmagnetic filler blended in the resin material,
The compounding amount of the magnetic filler is 30 to 85% by volume of the whole,
The total amount of the non-magnetic filler and said magnetic filler, Ri 50-85 vol% der of the total,
The surface of the magnetic filler is covered with an insulating coating having a thickness of 10 nm or more,
Der Ru, electronic circuit package or a volume resistivity of 10 10 Ω · cm.
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