JP6849058B2 - 回路モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、回路モジュールおよびその製造方法に関するものである。
半導体パッケージと称するものが特開2011−258920号公報(特許文献1)に記載されている。特許文献1では、半導体装置パッケージは、基板を備えている。基板の表面に電子部品が実装されている。電子部品は絶縁性のモールド部によって封止されている。基板の側面にキャビティが形成されている。キャビティ内に電極が形成されている。モールド部の外面を覆ってキャビティに形成された電極と電気的に接続されるように導電性のシールド部が形成されている。
特開2011−258920号公報
特許文献1に記載された構成においては、基板の側面にキャビティすなわち凹みを形成し、キャビティ内の電極とシールド部との電気的接続を実現しているが、このようなキャビティには、事実上、1種類程度の配線しか配置することができない。キャビティを基板の側面に形成する場合、キャビティの形成精度は一般的な配線パターンの形成精度、位置合わせ精度に比べて劣る。したがって、キャビティおよびその周辺は余裕をもった寸法で設計せざるを得ないこととなり、基板内部のうち基板の側面近傍の領域にデッドスペースが大きくなってしまう。こうなると、回路モジュールの小型化の妨げとなる。また、モールド部の外面を覆うシールド部の剥離を十分に防止することができていなかった。
本発明は、シールド部としての導電性膜が剥離しにくい、回路モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に基づく回路モジュールは、主表面を有する配線基板と、上記主表面に実装された電子部品と、上記主表面上において上記電子部品の少なくとも一部を覆う封止樹脂とを備え、上記封止樹脂の側面の少なくとも一部に凹みが形成されており、少なくとも上記凹みが導電性膜で覆われている。
本発明によれば、回路モジュールにおいて、シールド部としての導電性膜を剥離しにくくすることができる。
本発明に基づく実施の形態1における回路モジュールの断面図である。 本発明に基づく実施の形態1における回路モジュールの側面図である。 本発明に基づく実施の形態1における回路モジュールの変形例の側面図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法のフローチャートである。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第1の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第2の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第3の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第4の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第5の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第6の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法の第7の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態3における回路モジュールの断面図である。 本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法の第1の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法の第2の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法の第3の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法の第4の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法の第5の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法の第6の工程の説明図である。
図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。
(実施の形態1)
図1〜図3を参照して、本発明に基づく実施の形態1における回路モジュールについて説明する。本実施の形態における回路モジュールの断面図を図1に示す。
本実施の形態における回路モジュール101は、主表面1uを有する配線基板1と、主表面1uに実装された電子部品3と、主表面1u上において電子部品3の少なくとも一部を覆う封止樹脂4とを備える。封止樹脂4は、主表面1uと電子部品3との接合部の少なくとも一部を覆う。封止樹脂4の側面11に凹み7が形成されている。凹み7は、主表面1uと封止樹脂4との接合部に形成されている。少なくとも凹み7が導電性膜6で覆われている。導電性膜6は、封止樹脂4の内部に配置されたものを外界からシールドするために設けられたものである。したがって、導電性膜6は封止樹脂4の外表面の大部分を覆っている。本実施の形態で示すように、導電性膜6は封止樹脂4の外表面の全体を覆っていることが好ましい。
本明細書等における「主表面」とは、配線基板の主面そのものだけでなく、たとえば配線基板の主面上にある電極、接地用配線、実装用ランド、配線パターンなどを含むものとする。
ここで示す例では、主表面1u上には、電子部品3の他に電子部品2も実装されている。主表面1uには電極13,14が配置されている。電子部品2は、電極13の上に実装されている。電子部品3は、その下面に複数のボール電極22を備える。ボール電極22はそれぞれ電極14に電気的に接続されている。ここで示す例では、主表面1uには接地用配線5も配置されている。電子部品2は封止樹脂4によって完全に覆われている。電子部品3は封止樹脂4によって部分的に覆われている。電子部品3の上面の一部は封止樹脂4によって覆われていない。
回路モジュール101を、図1における左側から見たところを図2に示す。封止樹脂4を覆う導電性膜6が見えている。凹み7はこのように、回路モジュールの1つの辺を端から端まで結ぶように設けられていてもよい。凹み7は図2に示したように1つの辺の全体に設けられているとは限らず、図3に示すように、1つの辺のうちの一部のみに設けられていてもよい。
ここでは、配線基板1の内部構造を図示していないが、配線基板1の内部には配線が適宜形成されていてよい。配線基板1に部品が内蔵されていてもよい。配線基板1の下面に外部電極が配置されていてもよい。
本実施の形態では、導電性膜6が凹み7の形状に沿って形成されることにより、この部分では導電性膜6自体の厚みが増す傾向にあり、結果的に導電性膜6が剥離しにくくなる。本実施の形態では、封止樹脂4の側面11に凹み7が形成されているので、配線基板1の側面には凹みを形成する必要がない。本実施の形態では、凹み7が導電性膜6で覆われているので、凹み7を利用して導電性膜6との所望の電気的接続を行なうことができる。図1に示した例では、右側の凹み7においては、導電性膜6と接地用配線5との電気的接続が行なわれている。本実施の形態では、配線基板1内部のうち配線基板1の側面近傍の領域にデッドスペースを生じることなく所望の配線とシールド部としての導電性膜6との接続を良好に確保することができる。
凹み7の形状に沿って導電性膜6を形成するだけでなく、たとえば凹み7を全て満たすように導電性膜6を形成してもよい。その場合、導電性膜6が凹み7によって封止樹脂4の内部に入り込んだ形状となるので、導電性膜6が封止樹脂4から不所望に剥離することをより確実に防止することができる。
本実施の形態における回路モジュール101は、たとえばいわゆるプリント基板に無線LAN用トランシーバICおよび周辺部品を搭載した無線LANモジュールであってよい。
図1の右側においては、凹み7の内部に接地用配線5が露出する構成となっているが、これはあくまで一例である。凹み7の内部に露出する配線は、接地用配線5以外の種類の配線であってもよい。また、図1の左側に示されているように、凹み7に配線が露出していない構成であってもよい。図1の左側の凹み7においては、凹み7を導電性膜6が覆っているが、この箇所で導電性膜6と他の配線とが接続されているわけではない。凹み7は、図1に示したように封止樹脂4の側面のうち配線基板1に近い位置に設けるだけでなく、封止樹脂4の側面のうち配線基板1から上方に離れた位置に設けられてもよい。
本実施の形態で示したように、主表面1uに接地用配線5が配置されており、凹み7の内部において導電性膜6が接地用配線5と接続していることが好ましい。この構成を採用することにより、凹み7の内部を利用して導電性膜6と接地用配線5とを安定して接続することができる。導電性膜6と接地用配線5とはある程度の面積を以て接続されるので、配線の厚みが薄くても接続抵抗を抑えることができる。
本実施の形態で示したように、主表面1uの一部または電子部品3の一部が封止樹脂4に覆われずに導電性膜6に覆われていることが好ましい。本実施の形態で示した例は、電子部品3の一部が封止樹脂4に覆われずに導電性膜6に覆われている。この構成を採用することにより、電子部品3において発生する熱は、導電性膜6を通じて速やかに放熱することができる。一般的に、通信速度が上がることによってトランシーバICの発熱量が著しく増大する傾向にあり、放熱性能を改善することが求められているが、電子部品3がトランシーバICである場合には、この構成を採用することにより、放熱性能を改善することができ、速い通信速度にも対応することが可能となる。
電子部品3の上面と導電性膜6とが接する箇所においては、熱応力が繰返し作用することとなるので、接続信頼性が問題となる。本実施の形態で示したように、電子部品3の上面と導電性膜6とが接する箇所において封止樹脂4に凹み9を設けることが好ましい。この構成を採用することにより、接続信頼性を増すことができる。凹み9は導電性膜6によって埋まっていてもよい。なお、凹み9の存在は、必須ではない。
本実施の形態で例示したように、封止樹脂4によって完全に覆われた電子部品2と、封止樹脂4によって覆われない領域を有する電子部品3とが混在していてもよい。電子部品2の存在は必須ではない。
本実施の形態では、凹み7を断面図で見たときの形状は、下側が直線であり、上側が円弧であるように表示されている。すなわち、四分の一円のような形状で表示されている。しかし、これはあくまで模式的に示したものであり、実際には、四分の一円のような形状とは限らない。上側が円弧状とも限らない。凹み7は、たとえば断面図で見たときに長方形や台形であってもよい。
(実施の形態2)
図4を参照して、本発明に基づく実施の形態2における回路モジュールの製造方法について説明する。本実施の形態における回路モジュールの製造方法のフローチャートを図4に示す。
本実施の形態における回路モジュールの製造方法は、電子部品を主表面に搭載した配線基板の、前記主表面の一部および前記主表面に配置された配線の一部のうち少なくともいずれかの表面に、封止樹脂をはじく性質を有する材料によって第1材料部を形成する工程S1と、前記電子部品の少なくとも一部を覆いかつ前記第1材料部を部分的に覆うように前記主表面を液状の封止樹脂で被覆して前記封止樹脂を硬化する工程S2と、前記第1材料部を除去することによって前記配線基板と前記封止樹脂との接合部に隣接する位置で前記封止樹脂の側面に凹みを形成する工程S3と、少なくとも前記凹みを覆うように導電性膜を形成する工程S4とを含む。
各工程について、以下に詳しく説明する。まず、図5に示すように、集合基板状態の配線基板1を用意する。配線基板1の主表面1uに、接地用配線5、電極13,14を形成する。
図6に示すように、電極13を利用して電子部品2を実装する。電極14を利用して電子部品3を実装する。
工程S1として、図7に示すように、電子部品2,3を主表面1uに搭載した配線基板1の、主表面1uの一部および主表面1uに配置された配線の一部のうち少なくともいずれかの表面に、封止樹脂をはじく性質を有する材料によって第1材料部21aを形成する。この際に、第1材料部21aの他に、電子部品3の上面の一部を覆うように第1材料部21bを形成してもよい。第1材料部21bも第1材料部21aと同じ材料で形成してよい。「封止樹脂をはじく性質を有する材料」とは、たとえばシリコーン樹脂である。
具体的には、配線基板1の主表面1uに電子部品2,3をはんだ付けにより実装した後、液状のシリコーン樹脂をディスペンサで塗布することとしてよい。塗布に当たっては、ディスペンサに代えてインクジェット印刷などの方法を採用してもよい。塗布後に温度を上げる。この際、温度はたとえば120℃まで上げることとしてよい。これにより、シリコーン樹脂が硬化する。
工程S2として、図8に示すように、封止樹脂4を形成する。封止樹脂4はたとえばエポキシ系の液体樹脂であってよい。封止樹脂4の材料となるための液体樹脂は、第1材料部21a,21bによってはじかれる。封止樹脂4は、第1材料部21a,21bに一部乗り上げた状態に形成される。封止樹脂4の材料となるための液体樹脂は、塗布後に温度を上げて硬化させる。この際、温度はたとえば150℃まで上げることとしてよい。
工程S3として、第1材料部21aを除去することによって、図9に示すように、配線基板1と封止樹脂4との接合部に隣接する位置で封止樹脂4の側面11に凹み7を形成する。この際に、同時に第1材料部21bも除去され、凹み9が形成される。凹み9は、封止樹脂4のうち電子部品3の上面に乗り上げている部分において側方に向かって凹んでいる。凹み9が形成されることによって、電子部品3の上面が露出する領域が拡大されている。なお、第1材料部21a,21bの除去のためには、シリコーン溶解剤による溶解を行なってから脱脂および洗浄の処理を行なうこととすればよい。この脱脂および洗浄の処理は、この後の工程S4で行なうべき導電性膜6の形成の前処理を兼ねることとしてもよい。
工程S4として、図10に示すように、導電性膜6を形成する。導電性膜6の形成は、たとえば銀ペーストの塗布によって行なってもよい。
図11に示すように、ダイシングにより回路モジュールを個片化する。ダイシングにより領域25が除去された結果、集合基板から複数の回路モジュールが得られる。こうして、図1に示した回路モジュール101が得られる。
なお、「封止樹脂をはじく性質を有する材料」としては、シリコーン樹脂に代えてフッ素樹脂を用いることもできる。
本実施の形態では、実施の形態1で説明したような回路モジュールを容易に得ることができる。こうして得られる回路モジュールにおいては、配線基板1内部のうち配線基板1の側面近傍の領域にデッドスペースを生じることなく所望の配線とシールド部としての導電性膜6との接続を良好に確保することができる。
本実施の形態では、封止樹脂4に対して特別な削り出し工程を行なうことなく、封止樹脂4の側面11に凹み7を形成することができるので、歩留まりが向上し、製造コストを低減することができる。
なお、本実施の形態で示した例では、接地電位と接続された配線すなわち接地用配線5がダイシングラインに沿って、配置されている。この配線は、工程S2で封止樹脂4を形成するより前に工程S1で第1材料部21aによって覆われているので、工程S3で第1材料部21aを除去したときには接地用配線5が直接露出する。したがって、工程S4で導電性膜6を形成する際には、導電性膜6と接地用配線5とが直接の面接触となり、両者は安定して電気的に接続される。
本実施の形態で例示したように、第1材料部を形成する工程S1では、電子部品3の一部の表面を覆うように第1材料部21bを形成することとしてもよい(図7参照)。こうすることにより、工程S2では封止樹脂4が第1材料部21bの端部に乗り上げるように形成され(図8参照)、工程S3で第1材料部21bを除去することにより凹み9が形成される(図9参照)。こうすることにより、電子部品3の上面が導電性膜6に直接接する領域の面積を大きくすることができるので、電子部品3から生じる熱をより効率良く導電性膜6に伝えることができる。これにより、効率良く放熱することができる。
(実施の形態3)
図12を参照して、本発明に基づく実施の形態3における回路モジュールについて説明する。本実施の形態における回路モジュールの断面図を図12に示す。
本実施の形態における回路モジュール102は、主表面1uを有する配線基板1と、主表面1uに実装された電子部品2,31,32と、主表面1u上において電子部品2,31,32の少なくとも一部を覆う封止樹脂4とを備える。封止樹脂4の側面11の少なくとも一部に凹み7が形成されている。少なくとも凹み7が導電性膜6で覆われている。ここで示す例では、主表面1u上には、電子部品2,31,32が実装されている。電子部品31,32はたとえばコンデンサであってよい。電子部品31,32はたとえば積層セラミックコンデンサであってよい。電子部品31,32は端子電極を備え、前記端子電極の少なくとも一部が封止樹脂4に覆われずに導電性膜6に覆われている。
電子部品31はたとえば図12に示すように、左右両端に端子電極を備える。これら2つの端子電極が配線基板1の電極16に接続されるようにして、電子部品31は実装されている。電子部品31の2つの端子電極のうち一方は、封止樹脂4に覆われていない領域を有し、この領域においては導電性膜6が電子部品31の端子電極に直接接している。
電子部品32はたとえば図12に示すように、上下両端に端子電極を備える。これら2つの端子電極のうち下端にある端子電極が配線基板1の電極17に接続されるようにして、電子部品32は実装されている。電子部品32の上端にある端子電極は、封止樹脂4に覆われていない領域を有し、この領域においては導電性膜6が電子部品32の上端の端子電極に直接接している。
本実施の形態においても、実施の形態1と同様の効果を奏することができる。本実施の形態では、個々の電子部品31,32の端子電極に導電性膜6を直接接続させることができるので、導電性膜6と同じ電位を各端子電極に与えることができる。導電性膜6が接地用配線5に接続されている場合には、このように配置された導電性膜6を介して電子部品31,32の端子電極を接地することができる。
(実施の形態4)
図13を参照して、本発明に基づく実施の形態4における回路モジュールの製造方法について説明する。
まず、図13に示すように、集合基板状態の配線基板1を用意する。配線基板1の主表面1uに、接地用配線5、電極13,16,17を形成する。
図14に示すように、電極13を利用して電子部品2を実装する。電極16を利用して電子部品31を実装する。電極17を利用して電子部品32を実装する。ここで示す例では、電子部品31は横長の姿勢となるよう実装されており、電子部品32は縦長の姿勢となるように実装されている。
工程S1として、図15に示すように、電子部品2,3を主表面1uに搭載した配線基板1の、主表面1uの一部および主表面1uに配置された配線の一部のうち少なくともいずれかの表面に、封止樹脂をはじく性質を有する材料によって第1材料部21aを形成する。この際に、第1材料部21aの他に、電子部品31の上面の一部を覆うように第1材料部21cを形成してもよい。電子部品32の上面の一部を覆うように第1材料部21dを形成してもよい。第1材料部21c,21dも第1材料部21aと同じ材料で形成してよい。「封止樹脂をはじく性質を有する材料」の種類および塗布方法の詳細については、実施の形態2で説明したのと同様である。
工程S2として、図16に示すように、封止樹脂4を形成する。封止樹脂4の詳細については、実施の形態2で説明したのと同様である。
図17に示すように、ダイシングにより回路モジュールを個片化する。ダイシングにより領域25が除去された結果、集合基板から複数の回路モジュールが得られる。こうして、図18に示す構造が得られる。さらに、工程S4として、導電性膜6を形成する。導電性膜6の形成方法については、実施の形態2で説明したのと同様である。こうして、図12に示す回路モジュール102が得られる。本実施の形態では、個片化した後で工程S4を行なっているので、配線基板1の側面を覆うように導電性膜6を形成することができる。導電性膜6は、配線基板1の側面の下端にまで達していてもよい。
本実施の形態で示したように、配線基板1の側面を覆うように導電性膜6が延在していることが好ましい。この構成を採用することにより、シールド性能を高めることができる。実施の形態1では、配線基板1の側面は導電性膜6によって覆われていなかったが、実施の形態1においても、本実施の形態のように、配線基板1の側面が導電性膜6によって覆われていてもよい。導電性膜6が配線基板1の側面まで覆うか否かは、導電性膜6の形成と集合基板からの個片化のためのダイシングとのいずれを先に行なうかによって、適宜選択することができる。
本実施の形態では、実施の形態3で説明したような回路モジュールを容易に得ることができる。
これまでの実施の形態では、いくつかの電子部品を登場させたが、配線基板1に実装される電子部品の種類、形状、サイズ、個数、位置、姿勢などはあくまで説明の便宜のために一例として示したものであって、このとおりであるとは限らない。
なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
1 配線基板、1u 主表面、2,3 電子部品、4 封止樹脂、5 接地用配線、6 導電性膜、7,9 凹み、11 側面、13,14,16,17 電極、21a,21b,21c,21d 第1材料部、22 ボール電極、23 端子電極、25 (切断により除去される)領域、31,32 電子部品、101,102 回路モジュール。

Claims (9)

  1. 主表面を有する配線基板と、
    前記主表面に実装された電子部品と、
    前記主表面と前記電子部品との接合部の少なくとも一部を覆う封止樹脂とを備え、
    前記封止樹脂の側面のうち高さ方向の一部であって前記主表面と前記封止樹脂との接合部に隣接する部分に凹みが形成されており、
    前記電子部品はコンデンサを含み、
    少なくとも前記凹みが導電性膜で覆われている、回路モジュール。
  2. 前記主表面に接地用配線が配置されており、前記凹みの内部において前記導電性膜が前記接地用配線と接続している、請求項1に記載の回路モジュール。
  3. 前記主表面の一部または前記電子部品の一部が前記封止樹脂に覆われずに前記導電性膜に覆われている、請求項1または2に記載の回路モジュール。
  4. 前記電子部品は端子電極を備え、
    前記端子電極の少なくとも一部が前記封止樹脂に覆われずに前記導電性膜に覆われている、請求項1から3のいずれかに記載の回路モジュール。
  5. 前記配線基板の側面を覆うように前記導電性膜が延在している、請求項1から4のいずれかに記載の回路モジュール。
  6. 前記凹みは、前記封止樹脂の全ての側面を周回するように形成されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の回路モジュール。
  7. 前記凹みは、前記封止樹脂の1つの側面のみに形成されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の回路モジュール。
  8. 電子部品を主表面に搭載した配線基板の、前記主表面の一部および前記主表面に配置された配線の一部のうち少なくともいずれかの表面に、封止樹脂をはじく性質を有する材料によって第1材料部を形成する工程と、
    前記電子部品の少なくとも一部を覆いかつ前記第1材料部を部分的に覆うように前記主表面を液状の封止樹脂で被覆して前記封止樹脂を硬化する工程と、
    前記第1材料部を除去することによって前記配線基板と前記封止樹脂との接合部に隣接する位置で前記封止樹脂の側面に凹みを形成する工程と、
    少なくとも前記凹みを覆うように導電性膜を形成する工程とを含む、回路モジュールの製造方法。
  9. 前記第1材料部を形成する工程では、前記電子部品の一部の表面を覆うように前記第1材料部を形成する、請求項に記載の回路モジュールの製造方法。
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