WO2010021262A1 - 回路モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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西川 博
藤田 真
史聖 川原
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit module and a manufacturing method thereof, and more specifically to a circuit module in which an electronic component is mounted on a substrate and a manufacturing method thereof.
  • FIG. 14 is a process cross-sectional view of the method for manufacturing the circuit module 500 described in Patent Document 1.
  • an electronic component 504 is mounted on a substrate 502.
  • an insulating layer 506 is formed so as to cover the main surface of the substrate 502 and the electronic component 504.
  • a kerf 508 is formed.
  • a tip end portion 508 a which is a groove having a narrower width than the cut groove 508 is formed at the bottom of the cut groove 508.
  • a conductive resin is applied on the insulating layer 506 and in the cut groove 508 to form the shield layer 510.
  • the substrate 502 and the shield layer 510 are cut by a dicing device by a width W wider than the tip portion 508a.
  • the collective substrate is divided into individual circuit modules 500.
  • the air in the kerf 508 accumulates in the tip portion 508a when the shield layer 510 is formed. And since the front-end
  • the main surface of the insulating layer 506 on which the shield layer 510 is formed is flat. If a paste-like conductive resin is applied on such a flat insulating layer 506, it will grow too thin. As a result, in the method of manufacturing the circuit module 500, there is a possibility that a defective area where the conductive resin is not applied is generated in the shield layer 510.
  • an object of the present invention is to provide a circuit module that can reduce the occurrence of a defective area in which a conductive resin is not applied in a shield layer, and a manufacturing method thereof.
  • the method for manufacturing a circuit module according to the first aspect of the present invention includes a step of preparing a mother substrate, a step of mounting a plurality of electronic components on the main surface of the mother substrate, a main surface of the mother substrate, and A step of forming an insulator layer so as to cover the plurality of electronic components, and the insulating layer is formed so that irregularities are formed on a main surface of the insulator layer and the insulator layer has a predetermined thickness.
  • a circuit module covers a substrate, an electronic component mounted on the main surface of the substrate, the main surface of the substrate and the electronic component, and has an unevenness on the main surface. It is characterized by comprising an insulating layer provided and a shield layer made of a conductive resin provided on the main surface of the insulating layer.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a circuit module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional structural view taken along line AA of the circuit module of FIG. It is a disassembled perspective view of a circuit board. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is process sectional drawing of a circuit module. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is process sectional drawing of a circuit module. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is process sectional drawing of a circuit module. It is an external appearance perspective view at the time of preparation of a circuit module. It is process sectional drawing of a circuit module. It is a sectional structure figure of a circuit module concerning a modification
  • FIG. 1 is an external perspective view of a circuit module 10 according to an embodiment of the present invention. However, FIG. 1 is shown partially transparently so that the internal structure can be understood.
  • FIG. 2 is a cross-sectional structural view taken along line AA of the circuit module 10 of FIG.
  • the height direction is defined as the z-axis direction.
  • the short side direction when viewed in plan from the z-axis direction is defined as the x-axis direction
  • the long side direction is defined as the y-axis direction.
  • the x axis, the y axis, and the z axis are orthogonal to each other.
  • the circuit module 10 includes a circuit board 12, electronic components 14a and 14b, an insulator layer 16 and a shield layer 18 as shown in FIG.
  • the circuit board 12 is a printed board having a built-in circuit and external electrodes. The configuration of the circuit board 12 will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the circuit board 12.
  • the circuit board 12 is a so-called multilayer printed board, and includes insulator layers 30a to 30d, external electrodes 32, 34, 38, and 40, wirings 36, via-hole conductors V1 to V10, and a ground conductor G. It has a main surface S1 on the positive direction side.
  • the external electrodes 32, 34, 38, and 40, the wiring 36, and the via-hole conductors V1 to V10 are provided with reference numerals only for representative ones.
  • the insulator layers 30a to 30d have a rectangular shape and are made of glass epoxy or the like.
  • the insulator layers 30a to 30d may be made of ceramic.
  • the main surface on the positive side in the z-axis direction of the insulator layers 30a to 30d is referred to as the front surface, and the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the insulator layers 30a to 30d is referred to as the back surface.
  • External electrodes 32 are provided on the surface of the insulator layer 30a.
  • An electronic component 14 a is mounted on the external electrode 32.
  • Four external electrodes 34 are provided on the surface of the insulator layer 30a.
  • An electronic component 14 b is mounted on the external electrode 34.
  • the via-hole conductor V1 is provided so as to penetrate the insulator layer 30a in the z-axis direction, and is connected to the external electrode 32 at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the via-hole conductor V2 is provided so as to penetrate the insulator layer 30a in the z-axis direction, and is connected to the external electrode 34 at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the ground conductor G is a conductor layer that covers substantially the entire surface of the insulator layer 30b. Therefore, as shown in FIG. 3, the ground conductor G is in contact with the four sides of the insulator layer 30b. However, the ground conductor G is provided with blank portions B1 and B2 where no conductor layer is provided. Each of the via-hole conductors V4 and V5 is provided so as to penetrate the insulator layer 30b in the z-axis direction at a position overlapping the blank portions B1 and B2 when viewed in plan from the z-axis direction. Thereby, the via-hole conductors V4 and V5 are insulated from the ground conductor G.
  • the end portions on the positive side in the z-axis direction of the via-hole conductors V4 and V5 are respectively connected to the via-hole conductors V1 and V2 that overlap when viewed in plan from the z-axis direction. Further, end portions on the negative direction side of the via hole conductors V1 and V2 other than the via hole conductors V1 and V2 connected to the via hole conductors V4 and V5 are connected to the ground conductor G.
  • the via-hole conductors V3 and V6 are provided so as to penetrate the insulator layer 30b in the z-axis direction, and are connected to the ground conductor G at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the via-hole conductors V3 and V6 are provided at positions overlapping the via-hole conductors V1 and V2 when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the via-hole conductor V7 is provided so as to penetrate the insulator layer 30c in the z-axis direction, and is connected to the via-hole conductor V3 or the via-hole conductor V4 at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the via-hole conductor V8 is provided so as to penetrate the insulator layer 30c in the z-axis direction, and is connected to the via-hole conductor V5 or the via-hole conductor V6 at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the wiring 36 is provided on the surface of the insulator layer 30c and connects the via-hole conductors V7 to each other or between the via-hole conductors V7 and V8.
  • the via-hole conductor V9 is provided so as to penetrate the insulator layer 30d in the z-axis direction, and is connected to the via-hole conductor V7 at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the via-hole conductor V10 is provided so as to penetrate the insulator layer 30d in the z-axis direction, and is connected to the via-hole conductor V8 at the end on the positive direction side in the z-axis direction.
  • External electrodes 38 are provided on the back surface of the insulator layer 30d.
  • the external electrode 38 is connected to the end of the via-hole conductor V9 on the negative side in the z-axis direction.
  • Four external electrodes 40 are provided on the back surface of the insulator layer 30d.
  • the external electrode 40 is connected to the end of the via-hole conductor V10 on the negative direction side in the z-axis direction.
  • the external electrodes 38 and 40 are connected to the external electrodes of the mother board when the circuit board 12 is mounted on the mother board.
  • a ground potential is applied to the external electrodes 38 and 40 that are electrically connected to the ground conductor G.
  • circuit board 12 may include a capacitor, a coil, a microstrip line, and the like, for example.
  • the electronic component 14a is, for example, a semiconductor integrated circuit, and is mounted on the main surface S1 of the circuit board 12 as shown in FIGS.
  • a plurality of (for example, 16) external electrodes are provided on the main surface of the electronic component 14a on the negative side in the z-axis direction, and are connected to the external electrodes 32 of FIG. ing.
  • the electronic component 14b is a chip-type electronic component such as a noise filter, for example, and is mounted on the main surface S1 of the circuit board 12 as shown in FIGS.
  • a plurality of (for example, four) external electrodes are provided on the main surface of the electronic component 14b on the negative side in the z-axis direction, and are connected to the external electrodes 34 of FIG. ing.
  • the insulator layer 16 is made of an insulating resin (for example, epoxy resin) and covers the main surface S1 of the circuit board 12 and the electronic components 14a and 14b as shown in FIGS.
  • the insulator layer 16 serves to protect the main surface S1 of the circuit board 12 and the electronic components 14a and 14b, and to insulate the electronic components 14a and 14b from a shield layer 18 described later.
  • the main surface S2 located on the positive side in the z-axis direction of the insulator layer 16 is provided with irregularities. More specifically, the unevenness includes a plurality of grooves 20 and a plurality of protrusions 22 extending in the y-axis direction.
  • the grooves 20 and the protrusions 22 are provided so as to be alternately arranged in the x-axis direction.
  • the plurality of grooves 20 have the same shape in a cross section perpendicular to the y-axis direction
  • the plurality of protrusions 22 are perpendicular to the y-axis direction as shown in FIG. It has the same shape in various cross sections.
  • the plurality of grooves 20 and the plurality of protrusions 22 are arranged in the x-axis direction at equal intervals. That is, the main surface S2 is provided with irregularities having a periodic structure. In FIG. 1 and FIG. 2, the undulations of the groove 20 and the protrusion 22 are exaggerated from the actual one so that the state of the unevenness can be easily understood.
  • the shield layer 18 is made of a conductive resin provided on the main surface S2 of the insulator layer. Since the shield layer 18 has a relatively thin film thickness, the main surface of the shield layer 18 is formed with unevenness following the unevenness of the main surface of the insulator layer 16. The shield layer 18 covers the side surfaces of the insulator layer 16 that are located on both sides in the x-axis direction.
  • the shield layer 18 covers part of the side surface located on both sides of the circuit board 12 in the x-axis direction. Specifically, steps are provided on both sides of the main surface S1 of the circuit board 12 in the x-axis direction as shown in FIGS. That is, a part of both sides in the x-axis direction of the main surface S1 is scraped, so that the main surface S1 is positioned on the negative side in the z-axis direction from the main surface S1 and is positive in the z-axis direction as shown in FIG.
  • Surfaces S4 and S5 facing the direction side are formed. The surface S4 is located on the negative direction side in the x-axis direction, and the surface S5 is located on the positive direction side in the x-axis direction.
  • a surface S6 is formed so as to connect the main surface S1 and the surface S4, and a surface S7 is formed so as to connect the main surface S1 and the surface S5.
  • the surfaces S6 and S7 are surfaces orthogonal to the x-axis direction. Note that there is no step between the surface S6 and the side surface of the insulator layer 16 on the negative side in the x-axis direction. Similarly, there is no level difference between the surface S7 and the side surface of the insulator layer 16 on the positive side in the x-axis direction.
  • the ground conductor G is exposed from these surfaces S6 and S7 as shown in FIG.
  • the shield layer 18 covers the surfaces S4 to S7. Thereby, the shield layer 18 and the ground conductor G are connected. That is, the ground potential is applied to the ground conductor G. As a result, the shield layer 18 prevents noise from being radiated out of the circuit module 10 and noise from entering the circuit module 10.
  • circuit module manufacturing method Next, a method for manufacturing the circuit module 10 will be described with reference to the drawings. 4 to 6, FIG. 8 and FIG. 10 are external perspective views when the circuit module 10 is manufactured. 7, 9, and 11 are process cross-sectional views of the circuit module 10.
  • the mother board 112 is a collective board in which a plurality of circuit boards 12 are arranged in a matrix. In FIG. 4, 24 circuit boards 12 are arranged.
  • the mother substrate 112 may be prepared by manufacturing, or may be prepared by purchasing a finished product. Since the mother substrate 112 is a general one, a description of the manufacturing method thereof is omitted.
  • a plurality of electronic components 14 a and 14 b are mounted on the main surface S ⁇ b> 1 of the mother substrate 112.
  • the mother board 112 is partitioned into a plurality of circuit boards 12 by a one-dot chain line.
  • the alternate long and short dash lines in FIG. 4 is the cut line CLx
  • the alternate long and short dash line extending in the y-axis direction is the cut line CLy.
  • Cut lines CLx and CLy indicate dividing lines of the mother substrate 112.
  • electronic components 14a and 14b are solder-mounted one by one on the main surface S1 of each circuit board 12.
  • an insulator layer 116 is formed so as to cover the main surface S1 of the mother substrate 112 and the plurality of electronic components 14a and 14b. Specifically, an insulating resin is applied to the main surface S1 of the mother substrate 112 and the plurality of electronic components 14a and 14b by a dispenser. Then, the insulating resin is heated and cured.
  • the insulator layer 116 is formed so that irregularities are formed on the main surface S ⁇ b> 2 of the insulator layer 116 and the thickness of the insulator layer 116 becomes a predetermined thickness H.
  • a plurality of grooves 20 and a plurality of protrusions 22 extending in the y-axis direction are formed on the main surface S ⁇ b> 2 of the insulator layer 116.
  • the interval L2 between the plurality of grooves 20 and the interval L2 between the plurality of protrusions 22 are smaller than the width L1 of the circuit module 10 in the x-axis direction.
  • the dicer D1 is moved toward the negative side in the y-axis direction on the main surface S2 of the insulator layer 116, as shown in FIG. Thereafter, the dicer D1 is shifted to the positive direction side in the x-axis direction. Then, on the main surface S2 of the insulator layer 116, the dicer D1 is moved toward the negative direction side in the y-axis direction. By repeating this process, the entire main surface S2 of the insulator layer 116 is cut.
  • the cutting surface F of the dicer D1 has irregularities as shown in FIG. 7, and specifically has a convex part F1 and a concave part F2.
  • the convex portion F1 protrudes relatively to the negative direction side in the z-axis direction
  • the concave portion F2 is relatively recessed to the positive direction side in the z-axis direction.
  • the recessed part F2 is located in the positive direction side of the x-axis direction rather than the convex part F1.
  • the cutting surface F of the dicer D1 is flat in a new state. However, as described above, the dicer D1 moves toward the negative direction side in the y-axis direction and is shifted to the positive direction side in the x-axis direction. Therefore, the dicer D1 comes into contact with the negative side in the x-axis direction of the main surface S2 of the insulator layer 116 at the beginning of the cutting of the insulator layer 116. At this time, the dicer D1 does not contact the insulator layer 116 over the entire cutting surface F, but contacts the insulator layer 116 at the concave portion F2 located on the negative side in the x-axis direction. Therefore, the concave portion F2 wears preferentially compared to the convex portion F1. As a result, the cutting surface F has convex portions F1 and concave portions F2, as shown in FIG.
  • the insulator layer 116 When the insulator layer 116 is cut by the dicer D1 having the cutting surface F as described above, the insulator layer 116 is relatively ablated in the convex portion F1 to form the grooves 20. In addition, in the recess F2, the insulating layer 116 is relatively shaved to form the protrusions 22.
  • the width L4 of the dicer D1 in the x-axis direction is smaller than the width L1 of the circuit module 10 in the x-axis direction.
  • a plurality of grooves 20 and a plurality of protrusions 22 are formed in the circuit module 10 with a periodic structure.
  • the width L3 for shifting the dicer D1 to the positive direction side in the x-axis direction is smaller than the width L4 of the dicer D1 in the x-axis direction.
  • the thickness H of the insulator layer 116 is an average value of the distance from the main surface S1 of the mother substrate 112 to the main surface S2 of the insulator layer 116.
  • a plurality of grooves 42 extending in the y-axis direction are formed by a dicer D2 having a narrower width than the dicer D1.
  • the dicer D2 is advanced toward the negative side in the y-axis direction along the cut line CLy in FIG.
  • the bottom surface of the groove 42 does not reach the main surface of the mother substrate 112 on the negative side in the z-axis direction and is closer to the negative direction side in the z-axis direction than the ground conductor G.
  • the groove 42 is formed so as to reach. Thereby, the ground conductor G is exposed on the inner peripheral surface of the groove 42.
  • a conductive resin is applied on the main surface S ⁇ b> 2 of the insulator layer 116 and the inner peripheral surface of the groove 42 to form the shield layer 118.
  • the conductive resin is applied by spin coating. Specifically, the mother substrate 112 is placed on a turntable and the mother substrate 112 is rotated at a predetermined angular velocity. Then, a slurry-like conductive resin is dropped on the center of the insulator layer 116. Thereby, the conductive resin spreads thinly over the entire main surface S2 of the insulating layer 116 due to centrifugal force.
  • the conductive resin gradually spreads over the entire main surface S ⁇ b> 2 of the insulator layer 116 while accumulating in the grooves 20 and being caught by the protrusions 22. Thereby, it is prevented that the conductive resin is excessively stretched and a defective region where the conductive resin is not applied is generated in the shield layer 118. Thereafter, the shield layer 118 is cured.
  • the main surface S3 of the shield layer 118 is formed with unevenness following the unevenness of the main surface S2.
  • the mother substrate 112 on which the insulator layer 116 and the shield layer 118 are formed is divided to obtain a plurality of circuit modules 10. Specifically, a dicer having a width smaller than that of the dicer D2 is advanced along the cut lines CLx and CLy to cut the mother substrate 112. Through the above steps, the circuit module 10 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.
  • the main surface S2 of the insulator layer 116 is formed with unevenness (the groove 20 and the protrusion 22). Therefore, for example, when the conductive resin is applied to the main surface S2 of the insulator layer 116 by the spin coat method, the conductive resin spreads over the main surface S2 while being caught by the unevenness. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of a defective region where the conductive resin is not applied in the shield layer 118 due to excessive expansion of the conductive resin.
  • the generation of defective areas can be reduced for the following reasons. More specifically, if the gap between the groove 20 and the protrusion 22 is too wide, the conductive resin may be stretched too much. Therefore, in the circuit module 10 and the manufacturing method thereof, as shown in FIG. 7, the width L4 of the dicer D1 in the x-axis direction is smaller than the width L1 of the circuit module 10 in the x-axis direction. Further, the width L3 for shifting the dicer D1 in the x-axis direction is smaller than the width L4 in the x-axis direction of the dicer D1. As a result, a plurality of grooves 20 and protrusions 22 are formed on one circuit board 12. As a result, the gap between the groove 20 and the protrusion 22 is too wide to prevent the conductive resin from extending too much, and the generation of defective areas is reduced.
  • the occurrence of disconnection between the electronic components 14a and 14b and the circuit board 12 can be reduced as described below. More specifically, in the circuit module 10 and the manufacturing method thereof, the width L4 of the dicer D1 in the x-axis direction is smaller than the width L1 of the circuit module 10 in the x-axis direction.
  • the width L4 of the dicer D1 in the x-axis direction is smaller than the width L1 of the circuit module 10 in the x-axis direction.
  • FIG. 12 is a cross-sectional structure diagram of a circuit module 10a according to a modification.
  • FIG. 13 is a process cross-sectional view of the circuit module 10a according to the modification.
  • the difference between the circuit module 10a and the circuit module 10 is that the uneven shape of the main surface S2 of the insulator layer 16 is different. This is because the dicer D1 ′ in the method for manufacturing the circuit module 10a is different from the dicer D1 in the method for manufacturing the circuit module 10. Below, it demonstrates centering on this difference.
  • the main surface S2 of the insulator layer 16 of the circuit module 10a has irregularities smaller than the main surface S2 of the insulator layer 16 of the circuit module 10.
  • the circuit module 10a manufacturing method uses a relatively large dicer for cutting metal as the dicer D1 ′. More specifically, since the dicer D1 ′ is a dicer for cutting metal, it has a relatively high hardness compared to the dicer D1. Therefore, since the dicer D1 ′ is harder to wear than the dicer D1, the dicer D1 ′ does not have the convex portion F1 and the concave portion F2 unlike the dicer D1. Instead, the dicer D1 ′ has a relatively rough cutting surface F ′ even when it is not worn.
  • corrugation (the groove
  • corrugation of the main surface S2 of the insulator layer 16 of the circuit module 10 can be obtained in the main surface S2 of the insulator layer 16 of the circuit module 10a.
  • the circuit module 10a and the manufacturing method thereof as described above since the unevenness of the main surface S2 of the insulator layer 16 is reduced, it is easy to fill the unevenness of the main surface S2 with the shield layer 18. As a result, the main surface S3 of the shield layer 18 is planarized. Even if the dicer D1 ′ is relatively large as described above, by using the dicer D1 ′ having a rough surface, irregularities are formed on the main surface of the insulating layer 16 to generate a defective region to which the conductive resin is not applied. Can be reduced.
  • the main surface S2 of the insulator layer 116 may be cut by the dicer D1 having the flat cutting surface F.
  • the dicer D1 having the flat cutting surface F.
  • the present invention is useful for a circuit module and a method for manufacturing the circuit module, and is particularly excellent in that the generation of a defective area in which a conductive resin is not applied can be reduced in the shield layer.

Abstract

 導電性樹脂が塗布されない欠陥領域がシールド層に発生することを低減できる回路モジュール及びその製造方法を提供する。  マザー基板112を準備する。マザー基板112の主面S1上に、複数の電子部品14aを実装する。マザー基板112の主面S1及び電子部品14aを覆うように絶縁体層116を形成する。絶縁体層116の主面S2に溝20及び突起22が形成され、かつ、絶縁体層116の厚みが厚みHとなるように、絶縁体層116を切削する。絶縁層116の主面S2上に導電性樹脂を塗布して、シールド層118を形成する。絶縁体層116及びシールド層118が形成されたマザー基板112を分割して、複数の回路モジュールを得る。

Description

回路モジュール及びその製造方法
 本発明は、回路モジュール及びその製造方法に関し、より特定的には、基板上に電子部品が実装されてなる回路モジュール及びその製造方法に関する。
 従来の回路モジュール及びその製造方法に関連する発明としては、例えば、特許文献1に記載の回路モジュールの製造方法が知られている。以下に、図面を参照しながら、特許文献1に記載の回路モジュールの製造方法について説明する。図14は、特許文献1に記載の回路モジュール500の製造方法の工程断面図である。
 まず、図14(a)に示すように、基板502上に電子部品504を実装する。次に、図14(b)に示すように、基板502の主面及び電子部品504を覆うように絶縁層506を形成する。次に、図14(c)に示すように、切り溝508を形成する。この際、切り溝508の底部に、切り溝508よりも狭い幅の溝である先端部508aを形成する。次に、図14(d)に示すように、絶縁層506上及び切り溝508内に導電性樹脂を塗布して、シールド層510を形成する。最後に、先端部508aよりも広い幅Wだけ基板502及びシールド層510をダイシング装置により切削する。これにより、図14(e)に示すように、集合基板が個別の回路モジュール500に分割される。
 以上のような回路モジュール500の製造方法によれば、シールド層510の形成の際に、切り溝508内の空気が先端部508aに溜まる。そして、先端部508aは、回路モジュール500の分割時に削り取られるので、基板502及び絶縁層506とシールド層510との間に空気が介在することが低減される。その結果、シールド層510の基板502及び絶縁層506への密着性が向上する。
 ところで、図14に示すように、シールド層510が形成される絶縁層506の主面は、平坦である。このような平坦な絶縁層506上にペースト状の導電性樹脂を塗布すると、薄く伸びすぎてしまう。その結果、回路モジュール500の製造方法では、シールド層510において、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域が発生するおそれがある。
特開2008-42152号公報
 そこで、本発明の目的は、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域がシールド層に発生することを低減できる回路モジュール及びその製造方法を提供することである。
 本発明の第1の形態に係る回路モジュールの製造方法は、マザー基板を準備する工程と、前記マザー基板の主面上に、複数の電子部品を実装する工程と、前記マザー基板の主面及び前記複数の電子部品を覆うように絶縁体層を形成する工程と、前記絶縁体層の主面に凹凸が形成され、かつ、該絶縁体層の厚みが所定の厚みとなるように、該絶縁体層を切削する工程と、前記絶縁層の主面上に導電性樹脂を塗布して、シールド層を形成する工程と、前記絶縁体層及び前記シールド層が形成された前記マザー基板を分割して、複数の回路モジュールを得る工程と、を備えていること、を特徴とする。
 本発明の第2の形態に係る回路モジュールは、基板と、前記基板の主面上に実装されている電子部品と、前記基板の主面及び前記電子部品を覆い、かつ、主面に凹凸が設けられている絶縁体層と、前記絶縁体層の主面上に設けられている導電性樹脂からなるシールド層と、を備えていること、を特徴とする。
 本発明によれば、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域がシールド層に発生することを低減できる。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールの外観斜視図である。 図1の回路モジュールのA-Aにおける断面構造図である。 回路基板の分解斜視図である。 回路モジュールの作製時の外観斜視図である。 回路モジュールの作製時の外観斜視図である。 回路モジュールの作製時の外観斜視図である。 回路モジュールの工程断面図である。 回路モジュールの作製時の外観斜視図である。 回路モジュールの工程断面図である。 回路モジュールの作製時の外観斜視図である。 回路モジュールの工程断面図である。 変形例に係る回路モジュールの断面構造図である。 変形例に係る回路モジュールの工程断面図である。 特許文献1に記載の回路モジュールの製造方法の工程断面図である。
 以下に、本発明の実施形態に係る回路モジュール及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
(回路モジュールの構成)
 以下に、本発明の一実施形態に係る回路モジュールの構成について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る回路モジュール10の外観斜視図である。ただし、図1は、その内部構造を理解できるように一部透視して記載した。図2は、図1の回路モジュール10のA-Aにおける断面構造図である。以下では、略直方体状をなす回路モジュール10において、高さ方向をz軸方向と定義する。また、z軸方向から平面視したときの短辺方向をx軸方向と定義し、長辺方向をy軸方向と定義する。x軸、y軸、z軸は、互いに直交している。
 回路モジュール10は、図1に示すように、回路基板12、電子部品14a,14b、絶縁体層16及びシールド層18を備えている。回路基板12は、回路を内蔵していると共に、外部電極を有しているプリント基板である。以下に、図3を参照しながら、回路基板12の構成について説明する。図3は、回路基板12の分解斜視図である。
 回路基板12は、所謂多層プリント基板であり、絶縁体層30a~30d、外部電極32,34,38,40、配線36及びビアホール導体V1~V10、グランド導体Gを含んでおり、z軸方向の正方向側において主面S1を有している。図3において、外部電極32,34,38,40、配線36及びビアホール導体V1~V10については、代表的なものにのみ参照符号を付してある。
 絶縁体層30a~30dは、長方形状をなしており、ガラスエポキシなどにより構成されている。なお、絶縁体層30a~30dは、セラミックにより構成されていてもよい。以下では、絶縁体層30a~30dのz軸方向の正方向側の主面を表面と称し、絶縁体層30a~30dのz軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
 外部電極32は、絶縁体層30aの表面に16個設けられている。外部電極32には、電子部品14aが実装される。外部電極34は、絶縁体層30aの表面に4個設けられている。外部電極34には、電子部品14bが実装される。
 ビアホール導体V1は、絶縁体層30aをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部において外部電極32と接続されている。ビアホール導体V2は、絶縁体層30aをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部において外部電極34と接続されている。
 グランド導体Gは、絶縁体層30bの表面の略全面を覆う導体層である。よって、グランド導体Gは、図3に示すように、絶縁体層30bの4辺に接している。ただし、グランド導体Gには、導体層が設けられていない空白部B1,B2が設けられている。ビアホール導体V4,V5はそれぞれ、z軸方向から平面視したときに、空白部B1,B2と重なる位置において、絶縁体層30bをz軸方向に貫通するように設けられている。これにより、ビアホール導体V4,V5は、グランド導体Gとは絶縁されている。ビアホール導体V4,V5のz軸方向の正方向側の端部はそれぞれ、z軸方向から平面視したときに重なるビアホール導体V1,V2に接続されている。また、ビアホール導体V4,V5に接続されているビアホール導体V1,V2以外のビアホール導体V1,V2の負方向側の端部は、グランド導体Gに接続されている。
 ビアホール導体V3,V6は、絶縁体層30bをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部においてグランド導体Gに接続されている。また、ビアホール導体V3,V6はそれぞれ、z軸方向から平面視したときに、ビアホール導体V1,V2と重なる位置に設けられている。
 ビアホール導体V7は、絶縁体層30cをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部においてビアホール導体V3又はビアホール導体V4に接続されている。また、ビアホール導体V8は、絶縁体層30cをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部においてビアホール導体V5又はビアホール導体V6に接続されている。
 配線36は、絶縁体層30cの表面に設けられ、ビアホール導体V7同士又はビアホール導体V7,V8間を接続している。
 ビアホール導体V9は、絶縁体層30dをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部においてビアホール導体V7に接続されている。また、ビアホール導体V10は、絶縁体層30dをz軸方向に貫通するように設けられており、z軸方向の正方向側の端部においてビアホール導体V8に接続されている。
 外部電極38は、絶縁体層30dの裏面に16個設けられている。外部電極38には、ビアホール導体V9のz軸方向の負方向側の端部が接続されている。また、外部電極40は、絶縁体層30dの裏面に4個設けられている。外部電極40には、ビアホール導体V10のz軸方向の負方向側の端部が接続されている。外部電極38,40は、回路基板12がマザーボードに実装された際に、マザーボードの外部電極に接続される。そして、グランド導体Gに電気的に接続されている外部電極38,40には、接地電位が印加される。
 なお、回路基板12の内部構造については、グランド導体Gが設けられている点以外は、特に重要ではないので、これ以上の説明を省略する。ただし、回路基板12は、例えば、コンデンサやコイル、マイクロストリップライン等を内蔵していてもよい。
 電子部品14aは、例えば、半導体集積回路であり、図1及び図2に示すように、回路基板12の主面S1上に実装される。電子部品14aのz軸方向の負方向側の主面には、複数(例えば、16個)の外部電極(図示せず)が設けられており、図3の外部電極32とはんだ等により接続されている。
 電子部品14bは、例えば、ノイズフィルタ等のチップ型電子部品であり、図1及び図2に示すように、回路基板12の主面S1上に実装される。電子部品14bのz軸方向の負方向側の主面には、複数(例えば、4個)の外部電極(図示せず)が設けられており、図3の外部電極34とはんだ等により接続されている。
 絶縁体層16は、絶縁性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)からなり、図1及び図2に示すように、回路基板12の主面S1及び電子部品14a,14bを覆っている。絶縁体層16は、回路基板12の主面S1及び電子部品14a,14bを保護すると共に、電子部品14a,14bと後述するシールド層18とを絶縁する役割を果たしている。
 更に、絶縁体層16のz軸方向の正方向側に位置する主面S2には、凹凸が設けられている。より詳細には、凹凸は、y軸方向に延在している複数の溝20及び複数の突起22からなる。溝20及び突起22は、x軸方向に交互に並ぶように設けられている。更に、複数の溝20は、図2に示すように、y軸方向に垂直な断面において、同じ形状を有しており、複数の突起22は、図2に示すように、y軸方向に垂直な断面において同じ形状をなしている。そして、複数の溝20及び複数の突起22は、等間隔にx軸方向に並んでいる。すなわち、主面S2には、周期的な構造を有する凹凸が設けられている。なお、図1及び図2では、凹凸の様子を理解し易いように、溝20及び突起22の起伏を実際よりも誇張して記載した。
 シールド層18は、絶縁体層の主面S2上に設けられている導電性樹脂からなる。シールド層18は、比較的薄い膜厚を有しているので、シールド層18の主面には、絶縁体層16の主面の凹凸に倣った凹凸が形成されている。また、シールド層18は、絶縁体層16のx軸方向の両側に位置する側面を覆っている。
 更に、シールド層18は、回路基板12のx軸方向の両側に位置する側面の一部を覆っている。具体的には、回路基板12の主面S1のx軸方向の両側には、図1及び図2に示すように段差が設けられている。すなわち、主面S1のx軸方向の両側の一部が削り取られることにより、図2に示すように、主面S1よりもz軸方向の負方向側に位置し、かつ、z軸方向の正方向側を向く面S4,S5が形成されている。面S4は、x軸方向の負方向側に位置し、面S5は、x軸方向の正方向側に位置している。また、主面S1と面S4とを繋ぐように面S6が形成されていると共に、主面S1と面S5を繋ぐように面S7が形成されている。面S6,S7は、x軸方向に直交する面である。なお、面S6と絶縁体層16のx軸方向の負方向側の側面との間には段差が存在しない面一の状態である。同様に、面S7と絶縁体層16のx軸方向の正方向側の側面との間には段差が存在しない面一の状態である。
 グランド導体Gは、図2に示すように、これら面S6,S7から露出している。そして、シールド層18は、面S4~S7を覆っている。これにより、シールド層18とグランド導体Gとは接続されている。すなわち、グランド導体Gには、接地電位が印加される。その結果、シールド層18は、回路モジュール10外にノイズが放射されたり、回路モジュール10内にノイズが侵入したりすることを防止している。
(回路モジュールの製造方法)
 次に、回路モジュール10の製造方法について図面を参照しながら説明する。図4ないし図6、図8及び図10は、回路モジュール10の作製時の外観斜視図である。図7、図9及び図11は、回路モジュール10の工程断面図である。
 まず、図4に示すマザー基板112を準備する。マザー基板112は、複数の回路基板12がマトリクス状に配置された集合基板である。図4では、24個の回路基板12が配列されている。なお、マザー基板112は、作製することにより準備してもよいし、完成品を購入することにより準備してもよい。なお、マザー基板112は、一般的なものであるので、その製造方法の説明については省略する。
 次に、図4に示すように、マザー基板112の主面S1上に、複数の電子部品14a,14bを実装する。具体的には、マザー基板112は、一点鎖線により複数の回路基板12に区画されている。図4の一点鎖線の内、x軸方向に延びる一点鎖線は、カットラインCLxであり、y軸方向に延びる一点鎖線は、カットラインCLyである。カットラインCLx,CLyは、マザー基板112の分割線を示している。そして、各回路基板12の主面S1上に、1つずつ電子部品14a,14bをはんだ実装する。
 次に、図5に示すように、マザー基板112の主面S1及び複数の電子部品14a,14bを覆うように絶縁体層116を形成する。具体的には、マザー基板112の主面S1及び複数の電子部品14a,14b上にディスペンサにより絶縁性樹脂を塗布する。そして、絶縁性樹脂を加熱して硬化させる。
 次に、図6及び図7に示すように、絶縁体層116の主面S2に凹凸が形成され、かつ、絶縁体層116の厚みが所定の厚みHとなるように、絶縁体層116を切削する。本実施形態では、図7に示すように、y軸方向に延在する複数本の溝20及び複数本の突起22を絶縁体層116の主面S2に形成する。そして、図7に示すように、複数本の溝20の間隔L2、及び、複数本の突起22の間隔L2は、x軸方向における回路モジュール10の幅L1よりも小さい。
 絶縁体層116の切削についてより具体的に説明する。絶縁体層116を切削する工程では、図6に示すように、絶縁体層116の主面S2上において、y軸方向の負方向側に向かってダイサーD1を移動させる。その後、ダイサーD1をx軸方向の正方向側にずらす。そして、絶縁体層116の主面S2上において、y軸方向の負方向側に向かってダイサーD1を移動させる。この工程を繰り返すことにより、絶縁体層116の主面S2の全面を切削する。
 ここで、ダイサーD1の切削面Fは、図7に示すように凹凸を有し、具体的には、凸部F1及び凹部F2を有している。凸部F1は、相対的にz軸方向の負方向側に突出しており、凹部F2は、相対的にz軸方向の正方向側に窪んでいる。そして、凹部F2は、凸部F1よりもx軸方向の正方向側に位置している。ダイサーD1の切削面Fがこのような構造を有する理由は以下の通りである。
 ダイサーD1の切削面Fは、新品の状態では、平坦である。ところが、ダイサーD1は、前記の通り、y軸方向の負方向側に向かって移動し、x軸方向の正方向側へとずらされていく。したがって、ダイサーD1は、絶縁体層116の切削時の最初に、絶縁体層116の主面S2のx軸方向の負方向側の辺に接触する。このとき、ダイサーD1は、絶縁体層116に切削面Fの全体で接触するのではなく、x軸方向の負方向側に位置する凹部F2で絶縁体層116に接触する。そのため、凹部F2が凸部F1に比べて優先的に摩耗する。その結果、切削面Fは、図7に示すように、凸部F1及び凹部F2を有するようになる。
 上記のような切削面Fを有するダイサーD1により絶縁体層116を切削した場合、凸部F1では絶縁体層116が相対的に多く削られ溝20が形成される。また、凹部F2では絶縁体層116が相対的に少なく削られ突起22が形成される。
 また、図7に示すように、ダイサーD1のx軸方向における幅L4は、回路モジュール10のx軸方向における幅L1よりも小さい。これにより、回路モジュール10に複数本の溝20及び複数本の突起22が周期的構造を持って形成される。更に、図7に示すように、x軸方向の正方向側にダイサーD1をずらす幅L3は、ダイサーD1のx軸方向における幅L4より小さい。これにより、ダイサーD1が絶縁体層116の主面S1を通過する領域が重複するようになる。これにより、絶縁体層116が切削されない領域が残留することが防止される。
 なお、図7において、絶縁体層116の厚みHは、マザー基板112の主面S1から絶縁体層116の主面S2までの距離の平均値である。
 次に、図8に示すように、ダイサーD1よりも狭い幅を有するダイサーD2により、y軸方向に延在する複数の溝42を形成する。具体的には、図6のカットラインCLyに沿って、ダイサーD2をy軸方向の負方向側に向かって進行させる。この際、図9に示すように、溝42の底面が、マザー基板112のz軸方向の負方向側の主面に到達せず、かつ、グランド導体Gよりもz軸方向の負方向側に到達するように、溝42を形成する。これにより、溝42の内周面においてグランド導体Gが露出する。
 次に、図10及び図11に示すように、絶縁体層116の主面S2上及び溝42の内周面に導電性樹脂を塗布して、シールド層118を形成する。導電性樹脂の塗布をスピンコート法により行う。具体的には、マザー基板112を回転台上に配置し、所定角速度でマザー基板112を回転させる。そして、絶縁体層116の中心に対して、スラリー状の導電性樹脂を滴下する。これにより、導電性樹脂は、遠心力により絶縁体層116の主面S2全体に薄く広がる。この際、導電性樹脂は、溝20に溜まったり、突起22に引っ掛かったりしながら、徐々に、絶縁体層116の主面S2全体に広がっていく。これにより、導電性樹脂が伸びすぎて、シールド層118において、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域が発生することが防止される。この後、シールド層118を硬化させる。なお、シールド層118の主面S3には、主面S2の凹凸に倣った凹凸が形成される。
 次に、絶縁体層116及びシールド層118が形成されたマザー基板112を分割して、複数の回路モジュール10を得る。具体的には、ダイサーD2の幅よりも狭い幅を有するダイサーを、カットラインCLx,CLyに沿って進行させて、マザー基板112をカットする。以上の工程を経て、図1及び図2に示す回路モジュール10が完成する。
(効果)
 以上のような回路モジュール10及びその製造方法によれば、シールド層18において導電性樹脂が塗布されない欠陥領域が発生することを低減できる。より詳細には、特許文献1に記載の回路モジュール500の製造方法では、図14に示すように、シールド層510が形成される絶縁層506の主面は、平坦である。このような平坦な絶縁層506上にペースト状の導電性樹脂を塗布すると、薄く伸びすぎてしまう。その結果、回路モジュール500の製造方法では、シールド層510において、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域が発生するおそれがある。
 一方、回路モジュール10及びその製造方法では、絶縁体層116の主面S2には、凹凸(溝20及び突起22)が形成されている。そのため、例えば、スピンコート法により導電性樹脂を絶縁体層116の主面S2に塗布する際に、導電性樹脂は、凹凸に引っ掛かりながら主面S2全体に広がっていくようになる。そのため、導電性樹脂が伸びすぎて、シールド層118において、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域の発生を低減できる。
 また、回路モジュール10及びその製造方法では、以下の理由によっても、欠陥領域の発生を低減できる。より詳細には、溝20及び突起22の間隔が広すぎると、導電性樹脂が伸びすぎてしまうおそれがある。そこで、回路モジュール10及びその製造方法では、図7に示すように、ダイサーD1のx軸方向における幅L4は、回路モジュール10のx軸方向における幅L1よりも小さい。更に、x軸方向にダイサーD1をずらす幅L3は、ダイサーD1のx軸方向における幅L4よりも小さい。これにより、一つの回路基板12に複数本の溝20及び突起22が形成されるようになる。その結果、溝20及び突起22の間隔が広すぎて、導電性樹脂が伸びすぎてしまうことが防止され、欠陥領域の発生が低減される。
 また、回路モジュール10及びその製造方法では、以下に説明するように、電子部品14a,14bと回路基板12との間に断線が発生することを低減できる。より詳細には、回路モジュール10及びその製造方法では、ダイサーD1のx軸方向における幅L4は、回路モジュール10のx軸方向における幅L1よりも小さい。このように、比較的に狭い幅のダイサーD1により絶縁体層116の切削を行うと、絶縁体層116の単位時間当たりの切削量が少なくて済む。そのため、絶縁体層116の切削時にマザー基板112にかかる負荷が小さくて済む。その結果、絶縁体層116の切削時にマザー基板112に負荷がかかって、マザー基板112と電子部品14a,14bと間に断線が発生することが低減される。
(変形例)
 以下に、変形例に係る回路モジュール及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図12は、変形例に係る回路モジュール10aの断面構造図である。図13は、変形例に係る回路モジュール10aの工程断面図である。
 回路モジュール10aと回路モジュール10との相違点は、絶縁体層16の主面S2の凹凸の形状が異なっている点である。これは、回路モジュール10aの製造方法におけるダイサーD1'が、回路モジュール10の製造方法におけるダイサーD1と異なっているためである。以下に、かかる相違点を中心に説明を行う。
 図2及び図12に示すように、回路モジュール10aの絶縁体層16の主面S2は、回路モジュール10の絶縁体層16の主面S2よりも小さな凹凸を有している。これは、回路モジュール10aの製造方法では、ダイサーD1'として、金属を切削するための比較的大きなダイサーを用いているためである。より詳細には、ダイサーD1'は、金属を切削するためのダイサーであるので、ダイサーD1に比べて、比較的高い硬度を有している。故に、ダイサーD1'は、ダイサーD1に比べて、摩耗しにくいため、ダイサーD1のような凸部F1及び凹部F2を有していない。その代わり、ダイサーD1'は、摩耗していない状態であっても、比較的粗い切削面F'を有している。そして、回路モジュール10aの製造方法では、この切削面F'を利用して絶縁体層116の主面S2に凹凸(溝120及び突起122)を形成する。これにより、回路モジュール10aの絶縁体層16の主面S2において、回路モジュール10の絶縁体層16の主面S2の凹凸よりも小さな凹凸を得ることができる。
 以上のような回路モジュール10a及びその製造方法によれば、絶縁体層16の主面S2の凹凸が小さくなるので、シールド層18により主面S2の凹凸を埋めることが容易となる。その結果、シールド層18の主面S3が平坦化される。このように比較的大きなダイサーD1'であっても、表面の粗いダイサーD1'を用いることにより、絶縁体層16の主面に凹凸を形成して、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域の発生を低減させることができる。
 なお、回路モジュール10の製造方法において、平坦な切削面Fを有するダイサーD1によって、絶縁体層116の主面S2を切削してもよい。ただし、この場合、絶縁体層116の主面S2に凹凸を形成するために、ダイサーD1の絶縁体層116に対する切り込み深さを変化させる必要がある。
 本発明は、回路モジュール及びその製造方法に有用であり、特に、導電性樹脂が塗布されない欠陥領域がシールド層に発生することを低減できる点において優れている。
 F,F'  切削面
 F1 凸部
 F2 凹部
 G グランド導体
 S1~S3 主面
 10,10a 回路モジュール
 12 回路基板
 14a,14b 電子部品
 16,116 絶縁体層
 18,118 シールド層
 20,42,120 溝
 22,122 突起
 D1,D1',D2 ダイサー
 112 マザー基板

Claims (12)

  1.  マザー基板を準備する工程と、
     前記マザー基板の主面上に、複数の電子部品を実装する工程と、
     前記マザー基板の主面及び前記複数の電子部品を覆うように絶縁体層を形成する工程と、
     前記絶縁体層の主面に凹凸が形成され、かつ、該絶縁体層の厚みが所定の厚みとなるように、該絶縁体層を切削する工程と、
     前記絶縁層の主面上に導電性樹脂を塗布して、シールド層を形成する工程と、
     前記絶縁体層及び前記シールド層が形成された前記マザー基板を分割して、複数の回路モジュールを得る工程と、
     を備えていること、
     を特徴とする回路モジュールの製造方法。
  2.  前記絶縁体層を切削する工程では、第1の方向に延在する複数本の溝又は複数本の突起を該絶縁体層の主面に形成すること、
     を特徴とする請求項1に記載の回路モジュールの製造方法。
  3.  前記複数本の溝の間隔又は前記複数本の突起の間隔は、前記第1の方向に直交する第2の方向における前記回路モジュールの幅よりも狭いこと、
     を特徴とする請求項2に記載の回路モジュールの製造方法。
  4.  前記絶縁体層を切削する工程では、該絶縁体層の主面上において、前記第1の方向にダイサーを移動させた後、該第1の方向に直交する第2の方向に該ダイサーをずらして該第1の方向に移動させることを繰り返すこと、
     を特徴とする請求項2又は請求項3のいずれかに記載の回路モジュールの製造方法。
  5.  前記ダイサーの前記第2の方向における幅は、前記回路モジュールの該第2の方向における幅よりも小さいこと、
     を特徴とする請求項4に記載の回路モジュールの製造方法。
  6.  前記絶縁体層を切削する工程において、前記第2の方向に前記ダイサーをずらす幅は、該ダイサーの前記第2の方向における幅よりも小さいこと、
     を特徴とする請求項4又は請求項5のいずれかに記載の回路モジュールの製造方法。
  7.  前記ダイサーの切削面は、凹凸を有していること、
     を特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の回路モジュールの製造方法。
  8.  前記シールド層を形成する工程では、スピンコート法により、前記絶縁体層の主面上に導電性樹脂を塗布すること、
     を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の回路モジュールの製造方法。
  9.  基板と、
     前記基板の主面上に実装されている電子部品と、
     前記基板の主面及び前記電子部品を覆い、かつ、主面に凹凸が設けられている絶縁体層と、
     前記絶縁体層の主面上に設けられている導電性樹脂からなるシールド層と、
     を備えていること、
     を特徴とする回路モジュール。
  10.  前記凹凸は、第1の方向に延在する溝又は突起であること、
     を特徴とする請求項9に記載の回路モジュール。
  11.  前記溝又は前記突起は、所定間隔で複数設けられていること、
     を特徴とする請求項10に記載の回路モジュール。
  12.  前記絶縁体層の主面の凹凸に倣った凹凸が、前記シールド層の主面に形成されていること、
     を特徴とする請求項9ないし請求項11に記載の回路モジュール。
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