JPWO2012023332A1 - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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伸明 小川
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Abstract

製造コストを低減でき、基板表面のデザインの自由度が向上する電子部品及びその製造方法を提供する。基板12と、基板12の第1の主面12aに実装された第1の電子部品2,4と、基板12の第1の主面12a及び第1の電子部品2,4を被覆する第1の樹脂層20と、基板12の第2の主面12bに実装された第2の電子部品6と、基板12の第2の主面12b及び第2の電子部品6を被覆する第2の樹脂層30と、導電性を有するシールド層42と、基板12の側面12sに達するように基板12に形成された接地電極18とを備える。シールド層42は、第1の樹脂層20と、基板12の側面12sと、第2の樹脂層30の基板12に隣接する部分とを覆うように連続して一体に形成され、接地電極18に接して接地電極18と電気的に接続されている。

Description

本発明は電子部品及びその製造方法に関し、詳しくは、シールド層を備えた電子部品及びその製造方法に関する。
従来、図7の断面図に示すように、基板111の上下両面に、部品112,113を内蔵する樹脂層114,115が配置された電子部品110において、樹脂層114の上面に金属膜のシールド層116を形成する構成が提案されている。シールド層116は、樹脂層111を貫通する接続端子117を介して、基板111の上面に形成された接地電極(図示せず)と接続される(例えば、特許文献1参照)。
特許4042785号公報
図7の構成は、樹脂層114に接続端子117を形成する工程、すなわち、シールド層116を基板111に電気的に接続するためだけに行う工程が必要となるため、製造コストが高くなる。また、基板111の上面には、基板111とシールド層116とを電気的に接続するための接地電極を形成する必要があるため、基板のデザインに制約がある。
本発明は、かかる実情に鑑み、製造コストを低減でき、基板のデザインの自由度が向上する電子部品及びその製造方法を提供しようとするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した電子部品を提供する。
電子部品は、(a)互いに対向する第1及び第2の主面と前記第1及び第2の主面の間に延在する側面とを有する基板と、(b)前記基板の第1の主面に実装された第1の電子部品と、(c)前記基板の第2の主面に実装された第2の電子部品と、(d)前記基板の前記第1の主面に、前記第1の主面及び前記第1の電子部品を被覆するように形成された第1の樹脂層と、(e)前記基板の前記第2の主面に、前記第2の主面及び前記第2の電子部品を被覆するように形成された第2の樹脂層と、(f)前記第1の樹脂層と、前記基板と、前記第2の樹脂層の前記基板に隣接する部分とを覆うように連続して一体に形成された、導電性を有するシールド層と、(g)前記基板に、前記基板の前記側面に達するように形成され、前記シールド層に接して前記シールド層と電気的に接続された接地電極とを備える。
上記構成によれば、シールド層を形成するときに、同時に、基板の側面に達している接地電極にシールド層を電気的に接続することができるので、シールド層と基板とを電気的に接続するためだけに行う工程が不要である。シールド層は、基板の側面で接地電極と電気的に接続されるため、基板の第1の主面には、第1の樹脂層を貫通する接続端子と接続される接地電極を設ける必要がない。
好ましくは、前記第2の樹脂層は、前記基板の前記第2の主面に接する第1の主面と、前記第1の主面に対向する第2の主面と、前記第1の主面と前記第2の主面との間に延在する側面とを有する。前記シールド層は、前記第2の樹脂層の前記側面に、前記第2の樹脂層の前記第2の主面との間に間隔を設けて形成されている。
この場合、第2の樹脂層の第2の主面に、電子部品を他の回路基板等に実装するための外部電極を設けたときに、シールド層と他の回路基板等との間に間隔が設けられるため、シールド層と他の回路基板等との間の絶縁を容易に確保することができる。
好ましくは、前記シールド層が導電性樹脂により形成されている。
導電性樹脂を用いると、金属箔を用いる方法でシールド層を形成する場合と比較して、シールド層を容易に形成することができる。
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した電子部品の製造方法を提供する。
電子部品の製造方法は、(i)互いに対向する第1及び第2の主面を有し、分割されて複数の個基板となる部分を含む基板の前記個基板となる部分に、それぞれ、前記個基板となる部分の外縁に達する接地電極が形成され、前記個基板となる部分の前記第1の主面に、それぞれ、第1の電子部品が実装され、前記個基板となる部分の前記第2の主面に、それぞれ、第2の電子部品が実装され、前記第1の主面に前記第1の主面及び前記第1の電子部品を被覆する第1の樹脂層が形成され、前記第2の主面に前記第2の主面及び前記第2の電子部品を被覆する第2の樹脂層が形成された集合基板を準備する第1の工程と、(ii)前記基板が前記個基板に分割されるように、前記第1の樹脂層の前記基板とは反対側の主面から、前記第1の樹脂層と、前記基板と、前記第2の樹脂層の前記基板側部分とを切断して、前記集合基板に有底溝を形成し、前記基板の切断面に前記接地電極を露出させる第2の工程と、(iii)露出させた前記接地電極に接して電気的に接続されるように、前記有底溝内と前記第1の樹脂層の前記基板とは反対側の前記主面とに、導電性を有する材料を用いて、シールド層を形成する第3の工程と、(iv)前記集合基板を、前記基板の分割された前記個基板に沿って切断して個片に分割する第4の工程とを備える。
上記第3の工程において、シールド層を形成するときに、同時に、基板の切断面に露出している接地電極にシールド層を電気的に接続することができるので、シールド層と基板とを電気的に接続するためだけに行う工程が不要である。シールド層は、基板の切断面で接地電極と電気的に接続されるため、基板の第1の主面には、第1の樹脂層を貫通する接続端子と接続される接地電極を設ける必要がない。
本発明によれば、シールド層と基板とを電気的に接続するためだけに行う工程が不要であるため、製造コストを低減できる。また、基板の第1の主面には、第1の樹脂層を貫通する接続端子と接続される接地電極を設ける必要がないため、基板の第1の主面には、第1の樹脂層を貫通する接続端子と接続される接地電極を設ける場合に比べ、基板のデザインの自由度が向上する。
電子部品の製造工程を示す断面図である。(実施例1) 電子部品の製造工程を示す断面図である。(実施例1) 電子部品の拡大断面図である。(実施例1) 電子部品の断面図である。(実施例1) 電子部品の断面図である。(実施例2) 電子部品の断面図である。(実施例3) 電子部品の断面図である。(従来例)
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図6を参照しながら説明する。
<実施例1> 実施例1の電子部品10について、図1〜図4を参照しながら説明する。
図4は、電子部品10の断面図である。図4に示すように、電子部品10は、基板12の第1の主面である上面12aと、上面12aに実装された第1の電子部品2,4とが、第1の樹脂層20で被覆されている。また、基板12の第2の主面である下面12bと、下面12bに実装された第2の電子部品6とが、第2の樹脂層30で被覆されている。基板12の上面12aと下面12bに実装される電子部品2,4,6は、表面実装部品であり、例えば、半導体等の能動素子、あるいは、コンデンサ、インダクタ、抵抗等の受導素子である。電子部品2,4,6は、それぞれ樹脂層20,30により封止されている。
第2の樹脂層30の下面30bには、電子部品10を他の回路基板等に実装するための外部電極34が形成されている。外部電極34は、第2の樹脂層30を貫通する接続端子32を介して、基板12の下面12bに形成された端子電極15に電気的に接続されている。
基板12は、セラミック基板やガラスエポキシ等の樹脂基板であり、上面12a及び下面12bには、電子部品2,4,6を実装するための実装電極13,14,16が形成されている。
基板12の内部には、基板12の側面12sに達する接地電極18が形成されている。接地電極18は、基板12内の不図示の配線パターンや層間接続導体を介して、基板12の下面12bに形成された端子電極15に電気的に接続され、接続端子32、外部電極34を介して、接地される。
基板12がセラミック多層基板で形成されると、高密度な配線形成が可能であり基板厚みを薄くすることができ、電子部品10の低背化が容易である。通常、セラミック基板を薄くすると割れやすいが、両側に配置された樹脂層20,30によって補強され、割れが防止されるため、基板12となるセラミック多層基板を薄くすることができる。
樹脂層20,30は、エポキシ系樹脂などの合成樹脂に、シリカ等の無機化合物がフィラーとして混入されており、熱伝導性が高められている。
電子部品10の表面には、導電性樹脂により、導電性を有するシールド層42が形成されている。シールド層42は、第1の樹脂層20の上面20a及び側面20sと、基板12の側面12sと、第2の樹脂層30の側面30sのうち基板12側の部分30pとに連続して一体に形成されている。第2の樹脂層30の側面30sのうち基板12とは反対側の部分30qと、シールド層42の側面42sとは、同一面に含まれるように形成されている。
シールド層42は、第2の樹脂層30の下面30bとの間に間隔を設けるように形成されている。これにより、外部電極34とシールド層42との絶縁を確保することができ、外部電極34を介して電子部品10が実装される他の回路基板等と、シールド層42との間の絶縁も容易に確保することができる。
図3の拡大断面図に示すように、シールド層42は、基板12の側面12sに達している接地電極18に接して電気的に接続されているので、基板12の上面12aには、第1の樹脂層20を貫通する接続端子を介してシールド層42の天面部42aと接続するための接地電極を設ける必要がない。そのため、基板12のデザインの自由度が上がる。
図4に示すように、シールド層42は、基板12の上面12aに実装された第1の樹脂層20内の電子部品2,4の周囲を覆うように形成され、導電性を有するので、電子部品2,4に対して電磁波(電界と磁界またはその両方)の侵入や漏洩を阻止する。
図示していないが、基板12の下面12bに形成され、基板12の側面12sの外縁に達している下面側の接地電極パターンに、シールド層42が接して電気的に接続される構成としてもよい。あるいは、基板12の上面12aに形成され、基板12の側面12sの外縁に達している上面側の接地電極パターンに、シールド層42が接して電気的に接続される構成としてもよい。
シールド層42と接する接地電極18は、基板12の内部において下面12b側に配置するほど、基板12の上面12aに実装された電子部品2,4に対するシールド特性が向上する。シールド層42が、基板12の下面12bに形成された接地電極パターンと接する構成にすると、電子部品2,4に対するシールド特性が最もよくなる。基板12の下面12bに第2の樹脂層30が配置されているため、基板12の下面12bに接地電極を配置することが可能であり、特性のよい電子部品を提供することができる。
シールド層42は、第2の樹脂層30にまで達しているため、第2の樹脂層30に配置されている電子部品6に対してもシールド効果が得られる。
シールド層42は、第1の樹脂層20から、基板12の側面12sを横断して、第2の樹脂層30にまで達しているため、接着強度を高めることができる。シールド層42が接着される第1の樹脂層20の側面20sと、基板12の側面12sと、第2の樹脂層30の側面30sのうち基板12側とは、詳しくは後述するが、第1の樹脂層20側から第2の樹脂層30に達する有底溝40(図1(b)参照)を形成することにより形成される。
第1の樹脂層20及び第2の樹脂層30は基板12に比べ柔らかく、熱に弱いので、有底溝形成工程において形成される有底溝の側面は、第1の樹脂層20及び第2の樹脂層30の方が基板12よりも荒れやすい。すなわち、基板12の側面12sよりも、第1の樹脂層20の側面20s及び第2の樹脂層30の側面30sのうち基板12側の部分30pの方が荒れやすい。シールド層42の先端部は、より荒れた第2の樹脂層30の側面30sのうち基板12側の部分30pに配置されるため、接着強度が高まる。
また、シールド層42が導電性材料と樹脂とを含み、第1及び2の樹脂層20,30と同種の材料である樹脂を含む場合、シールド層42は第1及び2の樹脂層20,30に対してより強固な接着強度が得られる。
一方、基板12がセラミック基板の場合、シールド層42は、異種材料であるセラミック基板とは十分に密着せず、剥がれやすい。基板12がプリント基板場合は、プリント基板の厚み方向の熱膨張係数がシールド層42の熱膨張係数より大きいため、シールド層42は基板12から剥がれやすい。
しかし、シールド層42は、基板12の側面12sを横断して基板12の両側の第1及び第2の樹脂層20,30に相対的に強く接着されるため、シールド層が基板の側面の途中まで形成され、シールド層の端部が基板の側面で終わっている場合に比べ、シールド層の接着強度を高めることができる。
次に、電子部品10の製造方法について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1及び図2は、電子部品10の製造工程を示す断面図である。電子部品10は、集合基板の状態で作製した後、個片に分割する。
(1)まず、図1(a)に示すように、基板12に電子部品2,4,6が実装され、樹脂層20,30で覆われた集合基板を準備する。
具体的には、基板12の下面12bに電子部品6を実装した後、第2の樹脂層30を形成するための半硬化状態の樹脂シートの一方主面に基板12の下面12bが対向するように基板12を配置するとともに、半硬化状態の樹脂シートの他方主面に、外部電極34を形成するための銅箔を配置し、加熱圧着する。
樹脂シートは、熱硬化性樹脂(エポキシ、フェノール、シアネート等)中に無機フィラー(Al、SiO、TiO等)を混合したものである。半硬化状態とは、Bステージ状態又はプリプレグ状態をさす。半硬化状態の樹脂シートは、加熱圧着によって、基板12の下面12bに圧着し、同時に電子部品6と基板12との間の隙間にも充填される。真空引きしながら樹脂シートを圧着すれば、樹脂内のボイドの発生を防げる。
樹脂シートには、予め、レーザー等で、貫通孔を形成した後、貫通孔内に、導電性樹脂(Au、Ag、Cu、Ni等の金属粒子とエポキシ、フェノール、シアネート等の熱硬化性樹脂の混合物)を充填することにより、接続端子32を形成しておく。
加熱圧着時に、銅箔は、接続端子32と接するように位置決めする。また、基板12は、基板12の下面12bに形成された端子電極15に接続端子32が接するように位置決めする。
加熱圧着により、樹脂シートに設けられた接続端子32が硬化し、基板12の下面12bの端子電極15と導通すると同時に、銅箔とも導通する。
樹脂シートの加熱硬化後、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離の各工程を経て、銅箔をパターニングすることにより、外部電極34を形成する。
次いで、基板12の下面12bに第2の樹脂層30が圧着された状態で、基板12の上面12aに設けた実装電極13,14に電子部品2,4を実装する。次いで、第2の樹脂層30と同様に、基板12の上面12aに、第1の樹脂層20を形成するための半硬化状態の樹脂シートを配置し、加熱圧着し、樹脂シートを硬化させて、第1の樹脂層20を形成する。
(2)次いで、図1(b)に示すように、集合基板を個基板に分割するための仮想分割線11に沿って、第1の樹脂層20側から第2の樹脂層30に達する有底溝40を加工する。有底溝40は、第1の樹脂層20と基板12とを完全に切断し、第2の樹脂層30の途中までの深さとなるように形成する。
セラミック基板は途中の深さで切断を終了するとクラックや破損が生じるが、基板12を完全に切断するため、基板12がセラミック基板であっても、そのような問題は生じない。
有底溝40を形成することにより、基板12の切断面、すなわち基板12の側面12sには、仮想分割線11の近傍に達し、あるいは仮想分割線11を横断するように基板12の内部に予め形成された接地電極18が露出する。
(3)次いで、図2(c)に示すように、有底溝40内と第1の樹脂層20の上面20aとにシールド層42を形成する。例えば、有底溝40内に、導電性材料と樹脂とを含むシールド剤を塗布し、スピンコートにより第1の樹脂層20の上面20aに薄く均一に塗り拡げた後、シールド剤を硬化させることにより、シールド層42を形成する。真空状態でシールド剤を塗布するなど、スピンコート以外の方法でシールド層42を形成してもよい。
シールド層42は、基板12の切断面、すなわち基板12の側面12sに露出した接地電極18に接して電気的に接続される。
(4)次いで、図2(d)に示すように、ダイシングブレード50等を用いて、有底溝40内に形成されたシールド層42と第2の樹脂層30とを、仮想分割線11に沿って切断し、個片に分割する。このとき、有底溝40内に形成されたシールド層42は分割され、分割された切断面によってシールド層42の側面42が形成される。
仮想分割線11に沿ってシールド層42と第2の樹脂層30にブレイク溝を形成し、ブレイクすることにより、個片に分割してもよい。
以上の(1)〜(4)の工程により、電子部品10が完成する。
なお、本実施例においては、接続端32は樹脂シートに形成された貫通孔に導電性樹脂を充填して形成されているが、基板12にピンなどの金属端子を実装した後に、樹脂シートを加熱圧着させることで接続端子32を形成してもよい。
電子部品10は、シールド層42の形成と同時に、基板12の側面12sに達している接地電極18にシールド層42が接続される。そのため、シールド層と基板とを電気的に接続するためだけに行う工程が不要であり、製造コストを低減できる。
<実施例2> 実施例2の電子部品10aについて、図5を参照しながら説明する。図5は、電子部品10aの断面図である。
図5に示すように、実施例2の電子部品10aは、実施例1の電子部品10と略同様に形成されている。以下では、実施例1と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例1との相違点を中心に説明する。
実施例2の電子部品10aは、実施例1の電子部品10と異なり、第2の樹脂層30の側面30t全体が、基板12の側面12s及び第1の樹脂層20の側面20sとともに同一面内に含まれるように形成されており、シールド層44の側面44sと、第2の樹脂層30の側面30tとの間には段差44tが形成されている。
電子部品10aは、実施例1の電子部品10と略同じ工程によって作製することができる。すなわち、実施例1の電子部品10を作製する(2)の工程において、第2の樹脂層30の途中までの深さの有底溝40を形成する代わりに、第2の樹脂層30を完全に切断して、集合基板を個片に分割した後、ディッピングにより、第1の樹脂層20と基板12と第2の樹脂層30の基板12側の部分とを覆うシールド層44を連続して一体に形成する。
電子部品10aは、シールド層44の形成と同時に、基板12の側面12sに達している接地電極18にシールド層44が接続される。そのため、シールド層を基板側に電気的に接続するためだけに行う工程が不要であり、製造コストを低減できる。
基板12の上面12aには、第1の樹脂層20を貫通する接続端子を介してシールド層44の天面部44aと接続するための接地電極を設ける必要がないため、基板12のデザインの自由度が上がる。
<実施例3> 実施例3の電子部品10bについて、図6を参照しながら説明する。図6は、電子部品10bの断面図である。
実施例2の電子部品10bは、実施例1の電子部品10と略同じ工程によって作製することができる。すなわち、実施例1の電子部品10を作製する(3)の工程において、シールド層46をスパッタリングにより形成する以外は、実施例1と同じ工程で作製する。
シールド層46は金属膜であるため、有底溝40の内周面と底面とに沿って薄く形成される。そのため、シールド層46には、有底溝40の内周面と底面とに沿って形成された側面46sに続き、有底溝40の底面に沿って形成された段面46tが形成されている。
電子部品10bは、シールド層46の形成と同時に、基板12の側面12sに達している接地電極18にシールド層46が接続される。そのため、シールド層を基板側に電気的に接続するためだけに行う工程が不要であり、製造コストを低減できる。
基板12の上面12aには、第1の樹脂層を貫通する接続端子を介してシールド層46の天面部46aと接続するための接地電極を設ける必要がないため、基板12のデザインの自由度が上がる。
<まとめ> 以上に説明した電子部品は、シールド層と基板とを電気的に接続するためだけに行う工程が不要であるため、製造コストを低減できる。また、基板の上面には、第1の樹脂層を貫通する接続端子を介してシールド層の天面部と接続するための接地電極を設ける必要がないため、基板のデザインの自由度が向上する。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
例えば、シールド層を、めっきにより形成してもよい。
10,10a,10b 電子部品
11 仮想分割線
12 基板
12a 上面(第1の主面)
12b 下面(第2の主面)
13,14 実装電極
15 端子電極
16 実装電極
18 接地電極
20 第1の樹脂層
20a 上面
20s 側面
30 第2の樹脂層
30b 側面(第2の主面)
30s,30t 側面
32 接続端子
34 外部電極
40 有底溝
42 シールド層
42a 天面部
42s 側面
44 シールド層
44a 天面部
44s 側面
44t 段差
46 シールド層
46a 天面部
46s 側面
46t 段面
50 ダイシングブレード

Claims (4)

  1. 互いに対向する第1及び第2の主面と前記第1及び第2の主面の間に延在する側面とを有する基板と、
    前記基板の第1の主面に実装された第1の電子部品と、
    前記基板の第2の主面に実装された第2の電子部品と、
    前記基板の前記第1の主面に、前記第1の主面及び前記第1の電子部品を被覆するように形成された第1の樹脂層と、
    前記基板の前記第2の主面に、前記第2の主面及び前記第2の電子部品を被覆するように形成された第2の樹脂層と、
    前記第1の樹脂層と、前記基板と、前記第2の樹脂層の前記基板に隣接する部分とを覆うように連続して一体に形成された、導電性を有するシールド層と、
    前記基板に、前記基板の前記側面に達するように形成され、前記シールド層に接して前記シールド層と電気的に接続された接地電極と、
    を備えたことを特徴とする電子部品。
  2. 前記第2の樹脂層は、前記基板の前記第2の主面に接する第1の主面と、前記第1の主面に対向する第2の主面と、前記第1の主面と前記第2の主面との間に延在する側面とを有し、
    前記シールド層は、前記第2の樹脂層の前記側面に、前記第2の樹脂層の前記第2の主面との間に間隔を設けて形成されたことを特徴とする、請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記シールド層が導電性樹脂により形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電子部品。
  4. 互いに対向する第1及び第2の主面を有し、分割されて複数の個基板となる部分を含む基板の前記個基板となる部分に、それぞれ、前記個基板となる部分の外縁に達する接地電極が形成され、前記個基板となる部分の前記第1の主面に、それぞれ、第1の電子部品が実装され、前記個基板となる部分の前記第2の主面に、それぞれ、第2の電子部品が実装され、前記第1の主面に前記第1の主面及び前記第1の電子部品を被覆する第1の樹脂層が形成され、前記第2の主面に前記第2の主面及び前記第2の電子部品を被覆する第2の樹脂層が形成された集合基板を準備する第1の工程と、
    前記基板が前記個基板に分割されるように、前記第1の樹脂層の前記基板とは反対側の主面から、前記第1の樹脂層と、前記基板と、前記第2の樹脂層の前記基板側部分とを切断して、前記集合基板に有底溝を形成し、前記基板の切断面に前記接地電極を露出させる第2の工程と、
    露出させた前記接地電極に接して電気的に接続されるように、前記有底溝内と前記第1の樹脂層の前記基板とは反対側の前記主面とに、導電性を有する材料を用いて、シールド層を形成する第3の工程と、
    前記集合基板を、前記基板の分割された前記個基板に沿って切断して個片に分割する第4の工程と、
    備えたことを特徴とする電子部品の製造方法。
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