WO2011040030A1 - モジュールとその製造方法 - Google Patents

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metal film
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隆文 柏木
幸雄 堺
信広 多田
孝之 蛭間
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    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Definitions

  • the present invention relates to a module molded with resin and a method of manufacturing the same.
  • FIGS. 19A and 19B A conventional module will be described using FIGS. 19A and 19B.
  • 19A and 19B are cross-sectional views of a conventional module.
  • the conventional module 1 has a circuit board 4 and a component 6 such as a semiconductor chip mounted thereon, a multilayer ceramic capacitor, and a square chip resistor sealed with a sealing portion 3 made of epoxy resin. It has been stopped. Furthermore, a metal film 2 such as a metal paste is formed thereon.
  • the circuit board 4 is composed of a wire (not shown) formed of a copper foil pattern provided on the surface layer or the inner layer, a ground layer 5 formed of a copper foil pattern for shielding, and an epoxy layer 7 connecting these. There is.
  • the epoxy layer 7 is an interlayer insulating layer formed by impregnating a glass cloth or the like with an epoxy resin.
  • the metal film 2 is provided for shielding, and is connected to the epoxy layer 7 constituting the circuit board 4 and the ground layer 5 exposed on the wall surface.
  • a peeling portion 8 is generated in the vicinity of the connection portion between the metal film 2 and the ground layer 5.
  • the peeling portion 8 is a peeling portion (also referred to as a vacant portion) generated at the interface between the epoxy layer 7 and the ground layer 5 when the circuit board 4 is cut.
  • the exfoliation part 8 looks white by observation with a microscope etc., it may be called a whitening part.
  • FIG. 20 is a side view for explaining the peeling portion of the conventional module.
  • the peeling portion will be described in detail with reference to FIG. FIG. 20 corresponds to a side view before the metal film 2 made of conductive paste or the like is formed on the surface of the module 1.
  • peeling portions 8 a and 8 b are generated at the interface between the ground layer 5 exposed on the side surface of the circuit board 4 and the epoxy layer 7 in contact with the ground layer 5.
  • Such peeling portions 8a and 8b are likely to be generated on the cut surface of the circuit board 4 when the single circuit board 4 is divided into a plurality of pieces, for example, when it is cut by dicing or the like.
  • the circuit board 4 in which the peeling portions 8a and 8b are generated may affect the reliability. Even if the metal film 2 is provided on the peeling portions 8a and 8b generated once, it is difficult to re-adhere the interface between the epoxy layer 7 and the ground layer 5 made of copper foil which has been once separated. Since FIG. 20 is before the formation of the metal film 2, the metal film 2 is not shown.
  • a plurality of components 6 are mounted on one large circuit board, and a sealing structure (not shown) sealed by the sealing portion 3 is divided into a plurality of pieces by dicing or the like.
  • the peeling portions 8a and 8b are easily generated. This is because stress is likely to be concentrated on the peeling portions 8 a and 8 b when simultaneously dividing and cutting separate members such as the sealing portion 3 and the circuit board 4. That is, in the conventional circuit board 4, when the ground layer 5 is exposed to the end face (or cut surface) of the circuit board 4, peeling is caused at the interface between the ground layer 5 and the epoxy layer 7 adjacent to the ground layer 5. There has been a case where interfacial peeling like part 8 occurs.
  • the module according to the present invention comprises a circuit board incorporating copper foil in an insulating layer, an electronic component mounted on the circuit board, a sealing portion for sealing the electronic component, and a side surface of the circuit board And a metal film covering the surface of the sealing portion.
  • a part of the copper foil is exposed to the circuit board, the width of the exposed part of the copper foil is less than 200 ⁇ m, and the copper foil and the metal film are electrically connected through the exposed part.
  • a plurality of small electronic components are mounted on a single circuit board, and a large-sized sealing structure covered with a sealing portion made of a sealing resin is used to form a plurality of small sizes.
  • Split bodies can be formed at one time. At the time of division, peeling is unlikely to occur at the interface between the copper foil and the insulating layer, so that the electrical connection reliability of the module can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view for describing the exposed portion provided on the side surface of the circuit board of the module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view for describing a plurality of layers of exposed portions provided on the side surface of the circuit board of the module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view illustrating a plurality of layers of exposed portions provided on the side surface of the circuit board of the module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the module in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the module in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the module in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the module in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a perspective view of a module according to Embodiment 1 of the present invention before forming a metal film.
  • FIG. 7B is a perspective view after forming the metal film of the module in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8A is a top view of a copper foil pattern of the module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8B is a top view of the pattern of the copper foil that the module in the first embodiment of the present invention has.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9B is an enlarged cross-sectional view of a module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10C is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according
  • FIG. 10D is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the module in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10E is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view for explaining how a module is divided in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view illustrating how the module is divided in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view showing how a gap is provided when dividing the module in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view showing how to provide a void when dividing the module in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing a cross-sectional photograph of the module in the fourth embodiment of the present invention by a scanning electron microscope (SEM).
  • FIG. 14 is a schematic view of FIG.
  • FIG. 15A is a view showing a partially enlarged photograph of FIG.
  • FIG. 15B is a view showing a partial enlarged photograph of FIG. 13.
  • FIG. 16A is a schematic view of FIG. 15A.
  • FIG. 16B is a schematic view of FIG. 15B.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a metal film of a module according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the vicinity of a gap of a module according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view of a conventional module.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of a conventional module.
  • FIG. 20 is a side view for explaining the peeling portion of the conventional module
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the electronic component 107 such as a semiconductor chip, a multilayer ceramic capacitor, or a square chip resistor is mounted on the wiring 105 via a mounting portion 108 such as solder.
  • the mounting method of the mounting unit 108 is not limited to solder.
  • the reliability of the electronic component 107 is enhanced by covering the electronic component 107 with a sealing portion 109 made of an epoxy resin or the like to which a ceramic filler or the like is added.
  • FIG. 1 schematically shows how a plurality of copper foils 106 are connected to the metal film 102 in a staggered manner (that is, alternately displaced) on the side surface of the circuit board 110.
  • the epoxy layer 104 (insulating layer 104)
  • a material obtained by impregnating and curing glass fiber for example, woven glass fabric or non-woven glass fabric
  • an epoxy resin for example, one obtained by impregnating and curing an aramid fiber (for example, an aramid woven fabric or an aramid non-woven fabric) with an epoxy resin
  • the circuit board 110 incorporates one or more copper foils 106 in the epoxy layer 104.
  • sealing portion 109 a sealing material made of an epoxy resin or the like to which an inorganic filler or the like is added is used.
  • the projected area (or floor area) of the sealing portion 109 and the projected area (or floor area) of the circuit board 110 are substantially the same, it is not necessary to limit to this.
  • the projection area of the circuit board 110 may be smaller than the projection area of the sealing portion 109.
  • a liquid sealing resin also referred to as potting resin
  • the copper foil 106 electric copper or rolled copper is used. By selecting 12 ⁇ m, 18 ⁇ m, 36 ⁇ m or the like for the thickness of the copper foil 106, it is easy to process the exposed portion (for example, the width of the exposed portion 111 in FIG. 2 described later) from the circuit board 110 to less than 200 ⁇ m.
  • metal material such as Ni or Zn
  • a metal material such as Ni, which is excellent in rust resistance
  • the inner layer side of the metal film 102 be mainly made of copper. This is useful for reducing the connection resistance with the exposed portion of the copper foil 106 from the circuit board 110. Copper has a low electrical resistance and is excellent in shielding (EMI and EMC). Further, by using titanium or the like on the inner layer side of the metal film 102, adhesion between the metal film 102 and the circuit board 110 or the epoxy layer 104 can be improved. The method of forming the metal film 102 will be described with reference to FIGS. 6A and 6B described later.
  • FIG. 2 is a perspective view for describing the exposed portion 111 provided on the side surface of the circuit board of the module 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • the exposed part 111 is a part of the copper foil 106 contained in the circuit board 110 exposed to the side surface of the circuit board 110.
  • the width of the exposed portion 111 is indicated by arrows 112a, 112b, 112c,..., 112n (n is an integer). In FIG. 2, the exposed portion 111 is counted counterclockwise.
  • the width of the exposed portion 111 on the side surface of the circuit board 110 is preferably greater than the thickness of the copper foil 106 and less than 200 ⁇ m.
  • the width of the exposed portion 111 exceeds 200 ⁇ m, the peeled portions 8, 8a and 8b described with reference to FIGS. 19A and 19B and FIG. 20 may occur. If the width of the exposed portion 111 is less than the thickness of the copper foil 106, processing may be difficult. In the case where the plurality of exposed portions 111 are provided adjacent to each other on the same plane, it is desirable that the plurality of exposed portions 111 be separated by the thickness of the copper foil 106 used.
  • one or more copper foils 106 are embedded in the epoxy layer 104 constituting the circuit board 110.
  • the exposed part 111 is provided in the circumference
  • FIG. The exposed portion 111 is a portion in which a part of the ground pattern made of the copper foil 106 built in the circuit board 110 is exposed on the side surface by cutting (for example, dicing).
  • the top, bottom, left, and right of the exposed portion 111 are all covered with the epoxy layer 104.
  • the width of the exposed portion 111 is less than 200 ⁇ m (further, 150 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less depending on the application). By doing this, the contact area (or ratio thereof) between the copper foil 106 and the epoxy layer 104 on the upper, lower, left, and right sides of the exposed portion 111 can be relatively increased with respect to the exposed area of the exposed portion 111.
  • the height (or thickness) of the exposed portion 111 is determined by the thickness of the copper foil 106 that constitutes the exposed portion 111.
  • n is an integer represented by 1, 2, 3.
  • FIG. 3 is a perspective view for describing a plurality of layers of exposed portions provided on the side surface of the circuit board of the module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the copper foils 106 of a plurality of layers are provided to overlap with each other.
  • the exposed portion 111 a indicates the exposed portion 111 of the copper foil 106 in the second epoxy layer 104
  • the exposed portion 111 b indicates the exposed portion 111 of the copper foil 106 in the first epoxy layer 104.
  • the wiring 105 between the copper foil 106 and the copper foil 106 in which a plurality of layers are stacked via the epoxy layer 104.
  • the number of electrical connection points with the metal film 102 can be increased through the exposed portion 111, and thus the shielding effect can be further enhanced.
  • FIG. 4 is a schematic view illustrating a plurality of layers of exposed portions provided on the side surface of the circuit board of the module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 shows that a plurality of copper foils 106 are provided such that the exposed portions 111 do not overlap completely.
  • the electromagnetic waves leaking through the gap between the exposed portion 111 a and the exposed portion 111 b can be reduced by stacking so as not to completely overlap, that is, to be mutually offset.
  • making a part of the exposed portion 111a and the exposed portion 111b not overlap is referred to as a zigzag.
  • this does not prevent overlapping completely like a checkered pattern, and a state in which the exposed portion 111a and the exposed portion 111b partially overlap is also a kind of zigzag state, and the leakage reduction effect of electromagnetic waves is can get.
  • FIG. 4 is a schematic view, and the exposed portion 111a and a portion of the exposed portion 111b may overlap.
  • 5A, 5B, 6A, and 6B are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the module 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • the manner in which the electronic component 107 is mounted will be partially enlarged and described with reference to FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B.
  • the electronic component 107 is mounted on the circuit board 110. It is useful to mount a plurality of electronic components 107 on one large circuit board 110 and cut them later to form a plurality of modules 101 (not shown).
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing the electronic component 107 mounted on the circuit board 110. It is desirable to minimize the number of wirings 105 provided on the mounting surface side of the electronic component 107 of the circuit board 110 (that is, only the portion mounted by the mounting unit 108). When the surface of the wiring 105 provided on the mounting surface side of the electronic component 107 of the circuit board 110 is in contact with the sealing portion 109, problems such as insufficient adhesion and solder flash may occur.
  • FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views for explaining an example of a method of manufacturing the module 101.
  • FIG. The division body 113 is obtained by mounting a plurality of electronic components 107 on a single large circuit board 110, covering it with an epoxy resin or the like, forming a sealing portion 109, and then cutting it into pieces. The production of the split body 113 will be described again with reference to FIGS. 10A to 10E described later.
  • divisions 113 are formed. Thereafter, as shown in FIG. 6B, a metal film 102 is formed. By this, the adhesion between the exposed portion 111 of the copper foil 106 and the metal film 102 formed thereon can be enhanced.
  • FIG. 7A is a perspective view of a module according to Embodiment 1 of the present invention before forming a metal film.
  • FIG. 7B is a perspective view after forming the metal film of the module in Embodiment 1 of the present invention. The state of forming the metal film 102 so as to cover the exposed portion 111 will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a divided body 113 which is divided into a predetermined shape after the electronic component 107 (see FIG. 6A) mounted on the circuit board 110 is covered with a sealing material and a sealing portion 109 is formed. is there.
  • a plurality of electronic components 107 may be mounted on one circuit board 110, and the whole may be covered at once (or individually as needed) with a sealing material, and then divided into a plurality.
  • the division body 113 can be formed into a straight quadrilateral with four sides by a dicing apparatus or the like, and the workability can be enhanced.
  • the shape of the divided body 113 is desirably a quadrangle (a cuboid as a three-dimensional shape) such as a square or a rectangle when viewed from the upper surface.
  • a quadrangle a cuboid as a three-dimensional shape
  • the circuit board 110 and the sealing portion 109 can be simultaneously divided and cut by a dicing apparatus.
  • FIG. 7B is a perspective view showing a state after the metal film 102 is formed on the split body 113 by a sputtering apparatus.
  • the metal film 102 is preferably formed by sputtering.
  • the adhesion to the underlying epoxy layer 104 and the exposed portion 111 can be enhanced.
  • the copper foil 106 As shown to FIG. 7A, it is useful to make the copper foil 106 into two or more layers, and to shift at least one part or more of the exposed part 111 in the thickness direction.
  • the dotted line indicates the exposed portion 111 hidden below the metal film 102.
  • the exposed portions 111 are desirably provided on a plurality of side surfaces (preferably three side surfaces, and more preferably four side surfaces) of the circuit board 110.
  • FIGS. 8A and 8B are top views showing an example of the pattern of the copper foil 106 which the module 101 (see FIG. 7A) in the first embodiment of the present invention has.
  • the exposed portions 111 can be formed by dividing. 8A and 8B, the exposed portion 111a indicates the exposed portion 111 of the copper foil 106 in the second epoxy layer 104, and the exposed portion 111b indicates the exposed portion 111 of the copper foil 106 in the first epoxy layer 104. It shows.
  • exposed portions 111 as shown in FIGS. 2 to 4 and 7A can be formed on the side surfaces of the module 101.
  • Table 1 shows an example of the evaluation result of the relationship between the pattern width (the width of the exposed portion 111) of the exposed portion 111 made of the copper foil 106 exposed to the side surface of the circuit board 110 and the occurrence of the peeled portion. is there.
  • the whitening ratio in Table 1 means the presence or absence of peeling as the presence or absence of whitening, and indicates the incidence of peeling.
  • the preparation method of the evaluation sample of Table 1 is shown below.
  • the thickness of the copper foil 106 is 36 ⁇ m.
  • a module 101 substrate was produced as shown in FIGS. 6A, 6B, 7A, 7B, 8A, 8B.
  • the sealing portion 109 and the circuit board 110 were simultaneously cut into a predetermined shape (for example, 5 mm square) by a dicing apparatus. It is a result shown in Table 1 that the exposed part 111 exposed to the cut surface was observed with a microscope and the presence or absence of the generation of the peeled part was examined.
  • the pattern width in Table 1 is the width of the exposed portion indicated by the arrows 112a to 112n in FIGS. 2 to 4, and the unit is ⁇ m.
  • the whitening ratio sharply increases when the pattern width is not less than a certain value (for example, not less than 200 ⁇ m). This means that if a peeling portion is partially generated by dicing or the like, the peeling portion grows large. Alternatively, once the interface between the copper foil 106 and the epoxy layer 104 is peeled off, it means that the adhesive never adheres or adheres again.
  • a certain value for example, not less than 200 ⁇ m
  • peeling (or whitening) can be considered as follows. That is, the interface between the copper foil 106 and the epoxy layer 104 is not necessarily peeled off by dicing. When the copper foil 106 and the epoxy layer 104 are simultaneously diced, at least the adhesive force at the interface between the copper foil 106 and the epoxy layer 104 prevents the peeling force due to dicing until the threshold length (the width of the exposed portion). . However, if it exceeds the threshold length, the adhesion of at least the interface between the copper foil 106 and the epoxy layer 104 loses the peeling force by dicing, and peeling occurs. And when exfoliation occurs once, this exfoliation spreads more greatly.
  • the threshold is considered to be the length from the left and right of the exposed portion 111. This is because when the copper foil 106 is cut, the rate of occurrence of peeling is low for both the end of the exposed portion 111 where dicing starts and the end of the exposed portion 111 where dicing ends. This is because the peeling portion is most likely to occur at the central portion of the exposed portion 111.
  • a slit width An example of reduction of leakage noise by optimization of the gap between the exposed portion 111 and the exposed portion 111 (hereinafter referred to as a slit width) will be described with reference to Tables 2 and 3.
  • Table 2 is a table showing an example of the EMI evaluation of the slit width which is the gap between the plurality of exposed portions 111 and the exposed portion 111 and the leakage of the signal that becomes noise.
  • ⁇ in Table 2 represents the wavelength of unwanted radiation in the 2.4 GHz band generated in the module.
  • the staggered state indicates a state in which the exposed portions 111 provided on the plurality of copper foils 106 are alternately displaced in the thickness direction.
  • the parallel state as shown in FIG. 3 described above, the exposed portions 111 provided on the plurality of copper foils 106 are provided so as to overlap in the thickness direction.
  • Table 3 shows an example of the result of evaluating the relationship between the total length L of the ground connection and the EMI.
  • Table 3 is a table showing the 2.4 GHz shielding effect when the total length L of the ground connection is changed. It is the result of simulating the shielding effect when the connection state is reduced to 15%, with 100% being connected to the ground at the entire periphery of the module 101.
  • the total length L of the ground connection is 15% or more of the entire outer periphery of module 101 , It is understood that it is necessary.
  • the shielding effect of the module 101 of the conventional structure using the shield material of the metal cover structure is about -70 dB. From this, it is possible to realize a level at which there is no problem if the total length L of ground connection is approximately 20% or more with respect to the entire outer periphery of the module 101.
  • the upper limit of the total length L of the ground connection is preferably 50% or less, more preferably 75% or less (more preferably 80% or less). If it exceeds 80%, the metal film 102 may be peeled off.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views of a module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • a plurality of electronic components 107 are mounted on the top surface wiring 114 via the mounting unit 108.
  • the circuit board 110 has an upper inner layer wire 115 and a lower inner layer wire 117. Both the lower inner layer wiring 117 and the upper inner layer wiring 115 are also one of the inner layer wirings embedded in the circuit board 110. A part of the inner layer wiring is a ground pattern. Then, a part of the copper foil 106 (ground layer) constituting the inner layer wiring to be the ground pattern is exposed to the side surface of the circuit board 110 and becomes the exposed portion 111.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of the module 101 in the second embodiment.
  • the module 101 includes a circuit board 110, a sealing portion 109, and a metal film 102 covering them.
  • the metal film 102 is formed by a thin film method such as sputtering.
  • the circuit board 110 has an epoxy layer 104, one or more upper layer inner layer wirings 115, one or more lower layer inner layer wirings 117, a top surface wiring 114, and a back surface wiring 116.
  • the epoxy layer 104 is formed by impregnating a core material (not shown) such as glass fiber with an epoxy resin (not shown).
  • the upper surface wiring 114 is a wiring provided on the surface of the circuit board 110 on the sealing portion 109 side or the electronic component 107 side incorporated in the sealing portion 109, and the electronic component 107 is mounted via the mounting portion 108.
  • the back surface wiring 116 is a portion of the circuit board 110 that is not on the mold side, and is a wiring for mounting the module 101 on another circuit board (not shown) or a mother board (not shown).
  • the upward inner layer wiring 115 is one of the inner layer wirings built in the circuit board 110, and the shiny surface 120 of the copper foil 106 constituting the wiring is upward (that is, the upper surface wiring 114 side).
  • the rough surface 121 side of the upward inner layer wiring 115 is downward (that is, the back surface wiring 116 side).
  • the shiny surface 120 of the copper foil constituting the wiring is downward. That is, it is the opposite side of the sealing portion 109, that is, the back surface wiring 116 side.
  • the downward direction is a word for convenience and means on the opposite side of the mold.
  • the rough surface 121 side of the downward inner layer wiring 117 is upward (that is, the upper surface wiring 114 side).
  • a copper foil 106 sometimes called a single-sided glossy copper foil having a glossy surface 120 on one side and a rough surface 121 on the other side is used.
  • the glossy surface 120 is excellent in the pattern resolution at the time of exposure, and the rough surface 121 is excellent in the adhesiveness with the epoxy layer 104 side. Further, in order to make one surface of the copper foil a glossy surface 120 and the other surface a rough surface 121, it is useful to use a treatment liquid or a roughening treatment liquid.
  • the metal film 102 forms a metal film 102 serving as a shield on five surfaces of the module 101 (that is, five surfaces in total including the ceiling surface and four side surfaces) using a sputtering apparatus (not shown). doing.
  • a sputtering apparatus By forming the metal film 102 using a sputtering apparatus, it is possible to thin the metal film and further reduce the resistance of the metal film.
  • connection portion between the metal film 102 and the upper inner layer wiring 115 and the lower inner layer wiring 117 to be ground (upper inner layer wiring 115 and lower inner layer wiring 117 exposed to the cross section of the circuit board 110)
  • a dripping portion 118 and a second dripping portion 119 are formed.
  • the connection area between the upper inner wiring 115 and the lower inner wiring 117 and the metal film 102 can be expanded, and an effect of enhancing the shielding property can be obtained.
  • the "sagging" in the present invention corresponds to that generated during metal processing. Such drops are sometimes called “shear drop” or "shear droop" in English.
  • the film thickness of the metal film 102 on the side surface of the module 101 tends to be thinner than the film thickness on the ceiling surface side of the module 101 .
  • the connection area between the upper inner wiring 115 or the lower inner wiring 117 and the metal film 102 can be expanded.
  • the size of the second dripped portion 119 is any one or more of the width, area, and thickness of the sagging portion, and the lower side of the circuit substrate 110 is the mother substrate side for mounting the module 101 or the back surface wiring 116 side. is there.
  • FIG. 9B is a partially enlarged cross-sectional view of the vicinity of the first sag portion 118 and the second sag portion 119 of FIG. 9A.
  • the first sag portion 118 is formed on the glossy surface 120 side of the upward inner layer wiring 115
  • the second sag portion 119 is formed on the glossy surface 120 side of the downward inner layer wiring 117. .
  • the second dripping portion 119 has a predetermined size or more (preferably, 0.5 times to 10 times the thickness of the lower inner layer wiring 117). Is desirable. This is because the connection resistance between the internal wiring serving as the ground and the metal film 102 serving as the shield portion is reduced by enlarging the second sag 119 on the lower side of the circuit board 110 where the shielding performance is likely to deteriorate. In order to
  • the core material contained in the epoxy layer 104 prevents the epoxy resin contained in the epoxy layer 104 from being detached.
  • sealing portion 109 a sealing material made of an epoxy resin or the like to which an inorganic filler or the like for adjusting the thermal expansion coefficient or the like is added can be used.
  • the copper foil 106 constituting the upper surface wiring 114, the upper inner surface wiring 115, the lower inner surface wiring 117, the rear surface wiring 116, etc. electric copper or rolled copper is used.
  • the thickness of the copper foil as 12 ⁇ m, 18 ⁇ m, 36 ⁇ m or the like, the formation of the exposed portion (further, the first sag portion 118 and the second sag portion 119) from the circuit board 110 becomes easy.
  • Embodiment 3 an example of a method of manufacturing the module 101 (see FIG. 9A) will be described with reference to FIGS. 10A to 11B.
  • 10A to 10E are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the module 101 according to the third embodiment of the present invention.
  • a dicing tape can be used as the adhesive layer 122.
  • the dicing groove 123 corresponds to a dividing groove formed by dicing.
  • the electronic component 107 is mounted on the circuit board 110.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view showing the electronic component 107 mounted on the circuit board 110.
  • FIG. 10C is a cross-sectional view showing how the sealing portion 109 is formed on the circuit board 110 on which the electronic component 107 is mounted.
  • the sealing portion 109 can use a mold material (for example, an epoxy resin to which a ceramic filler or the like for adjusting the thermal expansion coefficient is added).
  • a mold, a press, a heating apparatus (these are not shown) etc. can be used for a mold.
  • Fixing the sample thus obtained on the adhesive layer 122 as shown in FIG. 10C facilitates division (or cutting) by a dicing apparatus (not shown).
  • FIG. 10D is a cross-sectional view showing how the sample produced in FIG. 10C is divided (or cut) into predetermined dimensions by a dicing apparatus.
  • FIG. 10E is a cross-sectional view for explaining how a metal film 102 is formed on the surface of the sample obtained in FIG. 10D using a sputtering apparatus (not shown).
  • the sample divided (or cut) individually may be replaced with another adhesive layer 122.
  • the upper surface wiring 114, the rear surface wiring 116, the upper inner layer wiring 115, the lower inner layer wiring 117, the solder resist, etc. formed on the surface of the circuit board 110 are used. Not shown.
  • a plurality of electronic components 107 are mounted on one circuit board 110, and the whole is covered at one time with a molding sealing material to form one large sealing structure.
  • the sealing structure can be divided (or cut) into a plurality of pieces by a dicing apparatus or the like to form individual modules (for example, the divided body 113 of FIG. 6A).
  • FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views for explaining how the circuit board 110 on which the electronic component 107 of the module 101 is mounted in accordance with the third embodiment of the present invention is divided.
  • FIG. 11A shows a state before dicing the circuit board 110
  • FIG. 11B shows a state after dicing the circuit board 110. As shown in FIG.
  • the circuit board 110 has one or more upper layer inner wiring 115, one or more lower layer inner wiring 117, and a plurality of epoxy layers 104 connecting these layers.
  • the upper surface wiring 114 and the rear surface wiring 116 provided on the front surface of the circuit board 110, the solder resist, the via portion connecting the plurality of inner layers, and the like are not shown.
  • one or more layers of the upper inner layer wiring 115 are formed on the upper surface wiring 114 side (not shown) provided on the upper side of the circuit board 110 with the glossy surface 120 facing.
  • One or more layers of the lower inner layer wiring 117 are formed with the glossy surface 120 directed to the back surface wiring 116 side (not shown) provided on the lower side of the circuit board 110.
  • the second sagging portion 119 is made larger than the first sagging portion 118.
  • FIG. 11B shows the state after dicing. As shown in FIG. 11B, a rotary blade (not shown) of the dicing apparatus is brought into contact with the circuit board 110 to form a dicing groove 123.
  • the first sagging portion 118 is a sagging portion generated on the glossy surface 120 of the upper inner layer wiring 115.
  • the sagging portion is a portion in which a portion of the copper foil becomes a sagging portion (or a kind of burr portion) as the rotating blade of the dicing rotates.
  • the upper inner layer wiring 115 is provided above the central portion of the circuit board 110 (that is, on the upper surface wiring 114 side).
  • the first sagging portion 118 generated on the glossy surface 120 side of the upper inner layer wiring 115 can be made larger than the sagging portion (not shown) generated on the rough surface 121 side of the upper inner layer wiring 115 .
  • the adhesion area between the cross section of the upper inner wiring 115 (including the first sag portion 118) and the metal film 102 is improved while the adhesion between the upper inner wiring 115 and the epoxy layer 104 is enhanced. It can be enlarged.
  • the lower inward layer interconnection 117 is provided below the central portion of the circuit board 110 (that is, on the side of the back surface interconnection 116).
  • the second dripping portion 119 generated on the glossy surface 120 side of the downward inner layer wiring 117 is made larger than the dripping portion (not shown) generated on the rough surface 121 side of the downward inner layer wiring 117.
  • the second sagging portion 119 generated on the glossy surface 120 side of the lower inner layer wiring 117 can be made larger than the sagging portion (not shown) generated on the rough surface 121 side of the upper inner layer wiring 115.
  • the second sag portion 119 generated on the glossy surface 120 side of the downward inner layer wiring 117 can be made larger than the first sag portion 118 provided on the glossy surface 120 side of the upward inner layer wiring 115.
  • the second sag portion 119 provided on the glossy surface 120 side of the downward inner layer wire 117 is made larger than the other sag portions so that the adhesion area between the lower inner layer wire 117 and the metal film 102 is obtained. Can be increased. This is because, when the metal film 102 is formed by sputtering, the metal film thickness becomes thinner on the lower side (rear surface wiring 116 side) than the upper side (upper surface wiring 114 side or sealing portion 109 side) of the circuit board 110. It is useful to solve the problem of increasing resistance.
  • Embodiment 4 A further improved module will be described using FIGS. 12A and 12B.
  • 12A and 12B are cross-sectional views showing how a gap is provided when dividing the module in the third embodiment of the present invention.
  • a void portion 124 is provided on the back surface side of the circuit board 110 (the surface facing the dicing groove 123 of the epoxy layer 104 sandwiched by the back surface wiring 116 and the lower inward layer wiring 117).
  • FIG. 12A shows that a part of the epoxy layer 104 (insulating layer 104) is cracked to form a void 124 during dicing.
  • FIG. 12B shows a state in which a part of the copper foil 106 (in the figure, the lower inner layer wiring 117) is filled in a part of the void 124 formed in FIG. 12A.
  • a void portion 124 is provided on the surface of the epoxy layer 104 sandwiched between the back surface wiring 116 and the downward inner layer wiring 117 facing the dicing groove 123.
  • the gap 124 can improve the adhesion between the lower inner layer wire 117 and the epoxy layer 104.
  • the insulating film 131 is provided on the outer side of the metal film 102, the insulation between the metal film 102 and the circuit board 110 can be enhanced by the air gap 124.
  • the characteristics of the module 101 can be enhanced by providing the plurality of air gaps 124 on the side surface of the epoxy layer 104 and filling the air gaps 124 with a part of the lower inner layer wiring and the like.
  • FIG. 13 is a view showing a cross-sectional photograph of the module in the fourth embodiment of the present invention by a scanning electron microscope (SEM).
  • FIG. 14 is a schematic view of FIG.
  • FIG. 13 is an example of a cross-sectional photograph by SEM (scanning electron microscope) of the circuit board 110 of the module 101 prepared by the inventors.
  • the magnification is 200 ⁇ and the scale shows a length of 100 ⁇ m.
  • the circuit board 110 has a glass fiber 125, a filler 126, a solder resist 127, and the like.
  • the module 101 includes a circuit board 110, an electronic component 107, a sealing portion 109, and a metal film 102.
  • the circuit board 110 is an epoxy layer 104 in which a core material (for example, glass fiber 125) is impregnated with an epoxy resin, an upper inner layer wiring 115 with a shiny surface 120 of copper foil upward, and a lower inner layer wiring 117 with a shiny surface 120 downward.
  • the circuit board 110 has a top wiring 114 and a back wiring 116.
  • the electronic component 107 is mounted on the top surface wiring 114.
  • the sealing portion 109 mold-seals the electronic component 107 on the circuit board.
  • the circuit board 110 has the upper inner layer wiring 115 exposed with the first sag portion 118 and the lower inner layer wiring 117 exposed with the second sag portion 119.
  • the surface of the sealing portion is covered with the metal film 102 by sputtering or the like.
  • a void portion 124 is provided on the side surface of the epoxy layer 104 constituting the module 101.
  • the second dripping portion 119 is enlarged.
  • a plurality of air gaps 124 are provided in the cross section of the epoxy layer 104 between the lower inner wiring 117 and the back wiring 116.
  • the second dripping portion 119 can be formed larger than the first dripping portion 118.
  • a plurality of air gaps 124 be provided on the side surface (or dicing groove 123) of the circuit board 110 (or epoxy layer 104).
  • plural includes one in which a part of one void portion 124 is branched into plural. This makes it easier to fill the void portion 124 with a portion of the copper foil if there is only one void portion 124 and if it is branched into plural, and adhesion with the insulating layer (or anchor effect) The effect of enhancing the
  • the air gap portion 124 be provided on each of the four side surfaces of the circuit board 110 (or the surface facing the four dicing grooves 123). By so doing, the void portion 124 can be easily filled with a portion of the copper foil on all sides of the module 101, and an effect of enhancing the adhesion (or anchor effect) with the epoxy layer 104 can be obtained.
  • the void portion 124 is a crack or a crack provided on the epoxy layer 104 side, in particular, on the cross section on the epoxy layer 104 side between the lower-level inner layer wiring 117 and the back surface wiring 116 (the back surface electrode is not shown). Is useful.
  • the second sag portion 119 can be enlarged by filling a part of the lower inner layer wire 117 as the second sag portion 119 in the void portion 124, and the metal film 102 and the lower inner layer wire 117.
  • the connection resistance with can be reduced.
  • FIGS. 15A, 15B, 16A, and 16B
  • FIGS. 15A and 15B are partial enlarged photographs of FIG. 13. 16A and 16B are schematic views of FIGS. 15A and 15B.
  • FIG. 15A is an enlarged view of a connection portion between the upper inner layer wiring 115 and the metal film 102 shown in FIG.
  • the contact area between the upper inner layer wiring 115 and the metal film 102 is increased, and the mutual adhesion is achieved. Strength and contact resistance can be reduced.
  • a sagging portion (not numbered) may be provided on the rough surface 121 side of the upper inner layer wiring 115, the size of the sagging portion is desirably suppressed to about the rough surface 121. Since the first sag portion 118 is formed by utilizing the low adhesion between the glossy surface 120 side of the upper inner layer wiring 115 and the epoxy layer 104 in contact with the glossy surface 120 side, the first sag portion 118 is formed large. be able to.
  • FIG. 15B is an enlarged view of a connection portion between the lower inner interconnection 117 shown in FIG. 13 and the metal film 102.
  • the second sag portion 119 on the glossy surface 120 side of the lower inner layer wiring 117, the contact area between the lower inner layer wiring 117 and the metal film 102 is increased, and the mutual adhesion is achieved. Strength and contact resistance can be reduced.
  • a sagging portion (not numbered) may be provided on the rough surface 121 side of the lower-layer inner layer wiring 117, the size of the sagging portion is desirably suppressed to about the rough surface 121.
  • the second dripping portion 119 is formed by utilizing the low adhesion between the glossy surface 120 side of the lower-layer inner layer wiring 117 and the epoxy layer 104 in contact with the glossy surface 120 side, the second sag portion 119 is formed large. be able to.
  • the scale indicates 100 ⁇ m.
  • the maximum length of the void portion 124 is less than 200 ⁇ m (desirably 100 ⁇ m or less), and the thickness (or height) of the void portion 124 is desirably 50 ⁇ m or less (desirably 30 ⁇ m or less).
  • the maximum length of the void portion 124 exceeds 200 ⁇ m or the thickness exceeds 50 ⁇ m, the suppression effect of the glass fiber 125 may be reduced.
  • FIG. 16A is a schematic view of a connection portion between the upper inner layer wiring 115 and the metal film 102 shown in FIG. 15A.
  • the contact area between the upper inner layer wiring 115 and the metal film 102 is increased and the mutual adhesion is achieved. Strength and contact resistance can be reduced.
  • FIG. 16B is a schematic view of a connection portion between the lower inner layer wire 117 and the metal film 102 shown in FIG. 15B.
  • the contact area between the lower inner wiring 117 and the metal film 102 is increased, and the mutual adhesion is achieved. Strength and contact resistance can be reduced.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining the metal film 102 of the module 101 in the fifth embodiment of the present invention.
  • the metal film 102 is composed of a base electrode layer 128, a copper electrode layer 129, and a surface electrode layer 130.
  • the base electrode layer 128 is for enhancing adhesion to the base circuit substrate 110 (for example, a cross section of an epoxy resin substrate formed by impregnating glass fiber with epoxy resin).
  • the base electrode layer 128 can be made of, for example, only the same metal element mainly composed of Ti, Ni, and Cr (preferably, any one of Ti, Ni, and Cr is 50 wt% or more).
  • the base electrode layer 128 may be a combination (may be an alloy) of one or more elements of Ti, Ni, and Cr and another metal element.
  • Ti, Ni, and Cr each have high adhesion to the circuit board 110 (in particular, an epoxy resin to be an insulating layer).
  • the thickness of the base electrode layer 128 is desirably 0.01 ⁇ m or more and 0.50 ⁇ m or less. If the thickness is less than 0.01 ⁇ m, the adhesion to the substrate may be reduced. If the thickness exceeds 0.50 ⁇ m, problems may occur in terms of cost.
  • the metal film thickness can be measured by observing the cross section with a scanning electron microscope (SEM) or using a metal film thickness meter.
  • SEM scanning electron microscope
  • the copper electrode layer 129 is a metal film mainly composed of Cu (a metal film containing 90 wt% or more, preferably 95 wt% or more of Cu).
  • the thickness of the copper electrode layer 129 is desirably 0.1 ⁇ m or more and 10.0 ⁇ m or less. If the thickness is less than 0.1 ⁇ m, the required shielding effect may not be obtained. If the thickness exceeds 10.0 ⁇ m, the film may be affected by residual stress or the like during film formation.
  • the surface electrode layer 130 is useful, for example, to function as an anticorrosion layer or an antioxidant layer of the copper electrode layer 129.
  • the alloy ratio of Ni—Cu can be adjusted by the alloy ratio of the target set in the sputtering apparatus.
  • the use of an alloy exhibiting weak magnetism (or non-magnetism) around 65% of Ni and 35% of Cu enables the thickness of the target to be increased, and the target replacement frequency can be reduced.
  • the thickness of the surface electrode layer 130 is desirably 0.1 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less.
  • the base electrode layer 128, the copper electrode layer 129, and the surface metal layer 130 are continuously formed by one sputtering apparatus, for example, without interrupting the vacuum or opening the sample into the atmosphere during film formation. It is desirable to form.
  • the surface metal layer 130 may be provided as needed.
  • a metal film is sputter-deposited continuously using a plurality of targets in one sputtering apparatus (preferably in one vacuum chamber). This can prevent an increase in resistance value at the interface with the base electrode layer 128, the copper electrode layer 129, and the surface metal layer 130 provided as needed. It is because formation of the oxide layer by exposing to air can be prevented.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the vicinity of the air gap 124 of the module according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a state in which the insulating film 131 is further provided on the metal film 102 for insulation will be described with reference to FIG.
  • the void portion 124 and the metal film 102 are covered with the insulating film 131.
  • the inside of the void portion 124 may be filled with the insulating film 131.
  • a curable resin such as a thermosetting resin (for example, an epoxy resin or the like) or a UV curable resin
  • a resin for example, a commercially available epoxy-based thermosetting resin material for coating
  • thermosetting resin to which a coloring material or an inorganic filler is added as the insulating film 131 as necessary.
  • a commercially available solder resist can be used as the insulating film 131.
  • the technique of printing or application is used. It is useful to use.
  • the resin material can be impregnated into the void 124 by heating to lower the viscosity.
  • the resin material can be impregnated to the inside of the void portion 124 by using a vacuum device (or a pressure device) in combination.
  • the growth of the void portion 124 (or a crack) can be suppressed.
  • a module excellent in EMI and EMC characteristics can be realized, and miniaturization of electronic equipment, high density mounting, and narrow adjacent mounting can be realized.
  • circuit board 101, 111a, 111b exposed portion 113 divided body 114 upper surface wiring 115 upper inner layer wiring 116 rear surface wiring 117 lower inner layer wiring 118 first sagging portion 119 second sagging Part 120: glossy surface 121: rough surface 122: adhesive layer 123: dicing groove 124: void portion 125: glass fiber 126: filler 127: solder resist 128: underlying electrode layer 129: copper electrode layer 130: surface electrode layer 131: insulating film

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Abstract

絶縁層の中に1層以上の銅箔が内蔵された回路基板と、この回路基板上に実装された電子部品と、この電子部品を回路基板上で封止する封止部と、回路基板の側面と、封止部の表面とを覆う金属膜と、を有するモジュールである。回路基板の側面に銅箔の一部が露出し、銅箔の露出部の幅は200μm未満であり、露出部を介して銅箔と金属膜とが電気的に接続されている。これにより、白化やクラック等の発生を防止する。

Description

モジュールとその製造方法
 本発明は、樹脂でモールド成型されたモジュールとその製造方法に関するものである。
 従来のモジュールについて、図19A、19Bを用いて説明する。
 図19A、19Bは、従来のモジュールの断面図である。図19A、19Bにおいて、従来のモジュール1は、回路基板4と、その上に実装された半導体チップ、積層セラミックコンデンサ、角チップ抵抗器等の部品6が、エポキシ樹脂からなる封止部3で封止されている。更にその上に金属ペースト等の金属膜2が形成されている。
 回路基板4は、その表層や内層に設けられた銅箔パターンからなる配線(図示せず)と、シールド用の銅箔パターンからなるグランド層5と、これらを接続するエポキシ層7から構成されている。なおエポキシ層7とは、ガラス織布等にエポキシ樹脂を含浸させてなる、層間絶縁層である。
 図19A、19Bにおいて、金属膜2は、シールドのために設けられており、回路基板4を構成するエポキシ層7や、その壁面に露出したグランド層5と接続している。
 図19Bにおいて、金属膜2と、グランド層5との接続部付近には、剥離部8が発生している。剥離部8とは、回路基板4を切断した場合に、エポキシ層7と、グランド層5との界面部分に発生する剥離部分(空き部分とも呼ばれる)である。なお剥離部8は、顕微鏡等の観察で白く見えるため、白化部と呼称される場合もある。
 図20は、従来のモジュールの剥離部について説明する側面図である。図20を用いて、剥離部について詳しく説明する。図20は、モジュール1の表面に導電性ペースト等からなる金属膜2が形成される前の側面図に相当する。
 図20に示すように、回路基板4の側面に露出したグランド層5と、グランド層5に接するエポキシ層7との界面には、剥離部8a、8bが発生していることが判る。
 こうした剥離部8a、8bは、一枚の回路基板4を複数に分割する際、例えば、ダイシング等で切断する際に、回路基板4の切断面に発生しやすい。
 こうした剥離部8a、8bが発生した回路基板4は、信頼性に影響する場合がある。一度発生した剥離部8a、8bの上に、金属膜2を設けたとしても、一度離れたエポキシ層7と銅箔からなるグランド層5との界面を再接着することは難しい。なお、図20は、金属膜2の形成前なので、金属膜2は図示していない。
 1枚の大型の回路基板の上に、複数個の部品6を実装し、更に封止部3で封止されてなる封止構造体(図示せず)を、ダイシング等で複数の個片に分割し、これをモジュール部品1とする場合に、剥離部8a、8bが発生しやすくなる。これは封止部3と回路基板4という別々の部材を同時に分割、切断する際に、剥離部8a、8bに応力が集中しやすいためである。すなわち従来の回路基板4において、回路基板4の端面(あるいは切断面)に、グランド層5を露出させた場合、このグランド層5と、グランド層5に隣接するエポキシ層7との界面に、剥離部8のような界面剥離が発生する場合があった。
 なおこの発明に関する先行技術文献としては、以下の特許文献1が知られている。
特開2006-286915号公報
 本発明のモジュールは、絶縁層の中に銅箔を内蔵する回路基板と、この回路基板上に実装された電子部品と、この電子部品を封止する封止部と、回路基板の側面と、封止部の表面と、を覆う金属膜と、を有するモジュールである。回路基板に銅箔の一部が露出し、銅箔の露出部の幅は200μm未満であり、露出部を介して銅箔と金属膜とが電気的に接続されている。この構成により本発明のモジュールは、信頼性と、シールド効果を高めることができる。
 更に、本発明のモジュールは、1枚の回路基板の上に、複数の電子部品が実装され、封止樹脂からなる封止部で覆われてなる大型の封止構造体から、複数の小型の分割体を一度に形成することができる。分割時に、銅箔と絶縁層との界面に剥離が発生しにくいため、モジュールの電気的な接続信頼性を向上させることができる。
図1は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの断面図である。 図2は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの回路基板の側面に設けた露出部について説明する斜視図である。 図3は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの回路基板の側面に設けた複数層の露出部について説明する斜視図である。 図4は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの回路基板の側面に設けた複数層の露出部について説明する模式図である。 図5Aは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図5Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図6Aは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図6Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図7Aは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの金属膜を形成する前の斜視図である。 図7Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの金属膜を形成した後の斜視図である。 図8Aは、本発明の実施の形態1におけるモジュールが有する銅箔のパターンの上面図である。 図8Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュールが有する銅箔のパターンの上面図である。 図9Aは、本発明の実施の形態2におけるモジュールの断面図である。 図9Bは、本発明の実施の形態2におけるモジュールの拡大断面図である。 図10Aは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図10Bは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図10Cは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図10Dは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図10Eは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの製造方法を説明する断面図である。 図11Aは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの分割する様子を説明する断面図である。 図11Bは、本発明の実施の形態3におけるモジュールの分割する様子を説明する断面図である。 図12Aは、本発明の実施の形態4におけるモジュールを分割する際に、空隙部を設ける様子を示す断面図である。 図12Bは、本発明の実施の形態4におけるモジュールを分割する際に、空隙部を設ける様子を示す断面図である。 図13は、本発明の実施の形態4におけるモジュールの走査型電子顕微鏡(SEM)による断面写真を示す図である。 図14は、図13の模式図である。 図15Aは、図13の部分拡大写真を示す図である。 図15Bは、図13の部分拡大写真を示す図である。 図16Aは、図15Aの模式図である。 図16Bは、図15Bの模式図である。 図17は、本発明の実施の形態5におけるモジュールの金属膜について説明する断面図である。 図18は、本発明の実施の形態6におけるモジュールの空隙部付近の断面図である。 図19Aは、従来のモジュールの断面図である。 図19Bは、従来のモジュールの断面図である。 図20は、従来のモジュールの剥離部について説明する側面図である。
 (実施の形態1)
 以下、本発明の実施の形態1におけるモジュールについて図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの断面図である。
 図1に示すように、回路基板110は、最表層に設けられた配線105と、内層に設けられた配線(内層に設けられた配線は図示していない)や、銅箔106(グランド層)を有している。
 そして半導体チップや、積層セラミックコンデンサ、角チップ抵抗器等の電子部品107は、半田等の実装部108を介して、配線105に実装されている。なお実装部108の実装方法は、半田に限定されない。
 セラミック製のフィラー等が添加されてなるエポキシ樹脂等からなる封止部109で電子部品107を覆うことにより、電子部品107の信頼性を高めている。
 図1では、複数の銅箔106が、回路基板110の側面で、千鳥状態(すなわち交互にずれる状態)で金属膜102に接続する様子を模式的に示している。
 エポキシ層104(絶縁層104)として、ガラス繊維(例えば、ガラス織布やガラス不織布)をエポキシ樹脂で含浸、硬化してなるものを用いることができる。あるいは、アラミド繊維(例えば、アラミド織布やアラミド不織布)をエポキシ樹脂で含浸、硬化してなるものを用いても良い。回路基板110はエポキシ層104中に1層以上の銅箔106を内蔵している。
 封止部109として、無機フィラー等を添加したエポキシ樹脂等からなる封止材を用いる。図1において、封止部109の投影面積(あるいは床面積)と、回路基板110の投影面積(あるいは床面積)とを、略同じとしているが、これに限定する必要は無い。
 例えば、回路基板110を、インターポーザーとした場合、回路基板110の投影面積が、封止部109の投影面積よりも小さくなる場合がある。電子部品107を、CPUのような半導体素子とし、インターポーザーとなる回路基板110の上にベアチップ実装した後、液状の封止樹脂(ポッティング樹脂ともいう)を、半導体素子の上に滴下しても良い。
 銅箔106としては、電気銅や圧延銅を用いる。銅箔106の厚みは、12μm、18μm、36μm等を選ぶことで、回路基板110からの露出部(例えば、後述する図2の露出部111の幅)を200μm未満に加工しやすい。
 なお銅の防錆の目的で、金属膜102にNiやZn等の金属材料を添加したり、合金化をすることは有用である。また複数層とすることも有用である。この場合、最表層には防錆性に優れたNi等の金属材料を用いることが望ましい。金属膜102の内層側は、銅を主体とすることが望ましい。これは回路基板110からの銅箔106の露出部との接続抵抗を下げるのに有用な為である。銅は、電気抵抗が低く、シールド性(EMI及びEMC)に優れているためである。また金属膜102の内層側に、チタン等を用いることで、金属膜102と回路基板110、あるいはエポキシ層104との密着性を高めることができる。なお金属膜102の形成方法については、後述する図6A、6Bで説明する。
 次に本願の特徴である、モジュール101を構成する回路基板110に内蔵した銅箔106の一部を露出してなる露出部111の形状について、図2を用いて説明する。
 図2は、本発明の実施の形態1におけるモジュール101の回路基板の側面に設けた露出部111について説明する斜視図である。露出部111は、回路基板110に内蔵される銅箔106の一部を、回路基板110の側面に露出したものである。露出部111の幅をそれぞれ、矢印112a、112b、112c、・・・、112nで示す(nは整数)。図2において、露出部111は、左回りに数えている。
 回路基板110の側面における露出部111の幅(矢印112a、112b、112n等で示す部分)は、それぞれ銅箔106の厚み以上で200μm未満が望ましい。露出部111の幅が200μmを超えると、前述した図19A、19Bや図20で説明した剥離部8、8a、8bが発生する場合がある。露出部111の幅を銅箔106の厚み未満とした場合、加工が難しくなる場合がある。なお複数の露出部111を同一平面上で隣接して設ける場合、複数の露出部111の間は、使用する銅箔106の厚み以上、離すことが望ましい。
 図2において、回路基板110を構成するエポキシ層104の中には1枚以上の銅箔106が内蔵されている。そして銅箔106の周囲(例えば、4辺の内2辺以上、更には3辺以上、更に望ましくは4辺全て)に、露出部111を設けている。露出部111とは、回路基板110に内蔵された銅箔106からなるグランドパターンの一部が、切断(例えば、ダイシング)によって、その側面に露出した部分である。露出部111の上下左右は、すべてエポキシ層104で覆われている。こうすることで、露出部111の上下左右の側面において露出部111と金属膜102との密着力を高められる。更に露出部111の幅を200μm未満(更には150μm以下、用途に応じては100μm以下)とする。こうすることで露出部111の露出面積に対して、露出部111の上下左右の側面における銅箔106とエポキシ層104との密着面積(あるいはその比率)を相対的に増加できる。なお露出部111の高さ(あるいは厚み)は、露出部111を構成する銅箔106の厚みで決まる。
 図2において、個々の露出部111の幅の合計を、グランド接続全長Lとする。すなわちグランド接続全長Lを、(矢印112aで示した幅)+(矢印112bで示した幅)+(矢印112cで示した幅)+(矢印112dで示した幅)+・・・+(矢印112nで示した幅)=(グランド接続全長L)とする。ここでn=1、2、3、・・・・・・で表される整数である。
 図3は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの回路基板の側面に設けた複数層の露出部について説明する斜視図である。
 図3において、複数層の銅箔106は、互いに重なるように設けられている。露出部111aは2層目のエポキシ層104における銅箔106の露出部111を示しており、露出部111bは1層目のエポキシ層104における銅箔106の露出部111を示している。
 なおエポキシ層104を介して複数層が積層された銅箔106と銅箔106との間に、配線105を設けることは有用である。図3に示すように、グランドパターンとなる銅箔106を複数層設けることで、露出部111を介して金属膜102との電気的接続箇所を増加できるため、更にシールド効果を高められる。
 図4は、本発明の実施の形態1におけるモジュールの回路基板の側面に設けた複数層の露出部について説明する模式図である。図4は、複数の銅箔106を、その露出部111が完全には重ならないように設けた様子を示している。完全には重ならないように、すなわち互いにずれるように積層することで、露出部111aと露出部111bとの隙間を漏洩する電磁波を低減できる。なお露出部111aと露出部111bとの一部が重ならないようにすることを、千鳥とよぶ。しかし、これは市松模様のように、完全に重ならないようにするものではなく、露出部111aと露出部111bとが部分的に重なる状態も、千鳥状態の一種であり、電磁波の漏洩低減効果が得られる。
 図4のように、露出部111を千鳥状態とすることで、銅箔106と、露出部111a、111bと、この銅箔106に接続された金属膜102との隙間の漏洩ノイズを低減する効果が得られる。なお図4は模式図であり、露出部111aと、露出部111bの一部が重なっても良い。
 次にモジュール101の製造方法の一例について、図5A、5B、6A、6Bを用いて説明する。
 図5A、5B、6A、6Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュール101の製造方法を説明する断面図である。図5A、5B、6A、6Bを用いて、電子部品107を実装する様子を、部分的に拡大して説明する。
 図5Aに示すように、回路基板110に電子部品107を実装する。なお1枚の大きな回路基板110の上に、複数個の電子部品107を実装し、後で切断し、複数個のモジュール101とすることは有用である(図示せず)。
 図5Bは、電子部品107を回路基板110に実装した様子を示す断面図である。回路基板110の電子部品107の実装面側に設ける配線105は、必要最小限とする(すなわち、実装部108で実装される部分のみだけとする)ことが望ましい。回路基板110の電子部品107の実装面側に設ける配線105の表面と、封止部109とが接した場合、密着不足や半田フラッシュ等の課題が発生する可能性があるからである。
 図6A、6Bは、モジュール101の製造方法の一例を説明する断面図である。分割体113は、大きな1枚の回路基板110の上に、複数個の電子部品107を実装し、エポキシ樹脂等で覆い、封止部109とした後、個片状に切断したものである。分割体113の製造については、後述する図10A~10Eで改めて説明する。
 図6Aに示すように、分割体113を形成する。その後、図6Bに示すように、金属膜102を形成する。こうすることで、銅箔106の露出部111と、その上に形成する金属膜102との密着性を高められる。
 図7Aは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの金属膜を形成する前の斜視図である。図7Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュールの金属膜を形成した後の斜視図である。図7A、7Bを用いて、露出部111を覆うように、金属膜102を形成する様子を説明する。
 図7Aは、回路基板110に実装された電子部品107(図6A参照)を、封止材で覆い封止部109を形成した後、所定形状に分割されてなる分割体113を示す斜視図である。なお1枚の回路基板110に、複数個の電子部品107を実装し、これら全体を一度に(あるいは必要に応じて個別に)封止材で覆った後、複数に分割しても良い。分割時にダイシング装置等で、分割体113を四辺がそれぞれ直線的な四辺形とすることができ、作業性を高められる。
 なお分割体113の形状は、上面から見たときに正方形や長方形などの四角形(立体的形状としては直方体)とすることが望ましい。このような構造にすることで、封止後の大きな構造体から、小さな複数の分割体113をダイシング装置等で容易に分割、切断することができる。なおこの分割の際に、回路基板110と封止部109とを、同時にダイシング装置で分割、切断することができる。
 図7Bは、分割体113の上に、金属膜102をスパッタ装置で形成した後の状態を示す斜視図である。なお金属膜102の形成はスパッタ法が望ましい。スパッタ法を用いることで、下地となるエポキシ層104や露出部111との密着力を高められる。なお必要に応じて、金属膜102の形成に、めっき工法や導電性ペーストを塗布することも可能である。
 図7Aに示すように、銅箔106を2層以上とし、少なくとも露出部111の一部以上を、厚み方向にずらすことは有用である。
 図7Bにおいて、点線は、金属膜102の下に隠れた露出部111を示す。なお露出部111は、回路基板110の複数側面(望ましくは3側面、更には4側面)に設けられることが望ましい。
 図8A、8Bは、本発明の実施の形態1におけるモジュール101(図7A参照)が有する銅箔106のパターンの一例を示す上面図である。図8A、8Bに示す銅箔106のパターンを複数個、回路基板110(図7A参照)に形成した後、分割することで、露出部111(図7A参照)を形成することができる。図8A、8Bにおいて、露出部111aは2層目のエポキシ層104における銅箔106の露出部111を示しており、露出部111bは1層目のエポキシ層104における銅箔106の露出部111を示している。
 図8A、8Bに示すように、銅箔106をパターニングしておくことで、モジュール101の側面に、図2~4、7Aで示したような露出部111を形成することができる。
 なお図8A、8Bに示すパターンを、厚み方向に積層することで、図7A、7Bに示したように、厚み方向に千鳥上の露出部111を形成することができる。
 次に、回路基板110の端部に露出させる銅箔106のパターン幅(露出部111の幅)の最適化について、表1、表2、表3を用いて説明する。
 表1は、回路基板110の側面に露出させる銅箔106からなる露出部111のパターン幅(露出部111の幅)と、剥離部の発生との関係について、評価した結果の一例を示すものである。表1における白化率とは、剥離の有無を白化の有無としたものであり、剥離の発生率を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の評価サンプルの作製方法を以下に示す。1枚の大きなエポキシ基板(N=10枚)に、図5A、5Bで示した2層の銅箔106を設けた。銅箔106の厚みは36μmである。更に図6A、6B、7A、7B、8A、8Bに示したようにしてモジュール101基板を作製した。最後に、封止部109と回路基板110とを同時にダイシング装置で所定形状(例えば、5mm角)に切断した。切断面に露出した露出部111を顕微鏡観察し、剥離部の発生の有無を調べたものが表1に示す結果である。
 表1におけるパターン幅とは、図2~図4の矢印112a~112nで示した露出部の幅であり、単位はμmである。
 表1における白化率は、1つの露出部111に、僅かであっても剥離やクラック等が発生した場合を発生(NG)とし、露出部111に剥離やクラック等がまったく発生していない場合を良品(OK)としている。そして、複数個の露出部111の合計に対して、NGの数を百分率で表したものである。
 表1より、露出部111の幅が、150μm以下の場合、剥離部が発生しないことが判る。また露出部111の幅が、200μm以上の場合、剥離部が発生しやすいことが判る。
 表1の結果より、パターン幅が一定以上(例えば、200μm以上)となると、白化率が急激に上昇することが判る。これは、ダイシング等によって、部分的に剥離部が発生した場合、その剥離部が大きく成長することを意味する。あるいは、銅箔106とエポキシ層104との界面が一度剥離してしまった後は、二度と密着しない、あるいは二度と接着しないことを意味する。
 これらの実験結果より、剥離(あるいは白化)について、以下のように考えることができる。すなわち、ダイシングすることで、必ず、銅箔106とエポキシ層104との界面が剥離する訳では無い。銅箔106とエポキシ層104とを同時にダイシングした場合、閾値となる長さ(露出部の幅)までは、少なくとも銅箔106とエポキシ層104との界面の接着力が、ダイシングによる剥離力を食い止める。しかし閾値となる長さを越えた場合、少なくとも銅箔106とエポキシ層104との界面の接着力が、ダイシングによる剥離力に負けてしまい、剥離を発生してしまう。そして一度剥離が発生した場合、この剥離は、更に大きく広がる。なおこの閾値とは、露出部111の左右からの長さと考えられる。これは、銅箔106を切断する際に、ダイシングがスタートする露出部111端部と、ダイシングが終了する露出部111端部とが、共に剥離の発生率が低いためである。そして露出部111の中央部分で、一番剥離部が発生しやすいためである。
 この結果より、封止部109と回路基板110とからなる封止構造体を分割する際に剥離や白化、クラック等が発生しやすいことが判る。なおこうした白化やクラックの発生には、封止部109の切断に伴い発生する削りカス(例えば、無機フィラー)の存在もその原因の一つと予想される。これは銅箔106の厚みを12μm~36μmまで変化させたにも係わらず、前述の表1と同様の結果が得られたことからも類推できる。
 露出部111と露出部111の隙間(以下、スリット幅とする)の最適化による、漏洩ノイズの低減例の一例について、表2、表3を用いて説明する。
 表2は、複数の露出部111と露出部111の隙間であるスリット幅と、ノイズとなる信号の漏洩についてEMI評価を行なった一例を示す表である。
 表2におけるλは、モジュール内で発生する2.4GHz帯の不要輻射の波長を表している。千鳥状態とは、図4に示したように、複数の銅箔106に設けた露出部111が、厚み方向で交互にずれるように設けた状態を示す。平行状態とは、前述の図3に示したように、複数の銅箔106に設けた露出部111を、厚み方向で重なるように設けた状態を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2で、数値が小さいほど、シールド効果が高い状態を示している。なお表2において、グランド接続長をLとした場合、L<(λ/8)である。またスリット幅Wは、W<3Lとしている。なお表2において、Wは3Lよりもやや小さい値とした。
 表2より、露出部111は、平行(銅箔106の厚み方向に略完全に一致した状態)とするより、千鳥(銅箔106の厚み方向に平行にずらした状態)とする方が良いことが判る。なお表2は、2.4GHzの基本周波数での評価結果である。
 表3は、グランド接続全長Lと、EMIとの関係について評価した結果の一例を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3は、グランド接続全長Lを変化させたときの2.4GHzのシールド効果を示した表である。モジュール101の全外周でグランドに接続されている状態を100%として、その接続状態を15%まで低減させた時のシールド効果をシミュレーションした結果である。
 表3で、数値が小さいほど、シールド効果が高い状態を示しており、-68dB以下のシールド効果(モジュール101使用)を得るためには、グランド接続全長Lがモジュール101の全外周の15%以上、必要であることが判る。
 金属カバー構造のシールド材を用いた従来構造のモジュール101のシールド効果が約-70dBである。これより、グランド接続全長Lは、モジュール101の全外周に対して、おおむね20%以上を確保すれば問題ないレベルが実現できる。
 なおグランド接続全長Lの上限は50%以下、更には75%以下(更には80%以下)が望ましい。80%を超えた場合、金属膜102が剥離する可能性があるからである。
 (実施の形態2)
 次に、銅箔の露出部111と、金属膜102との密着性の改善例について図面を用いて説明する。図9A、9Bは、本発明の実施の形態2におけるモジュールの断面図である。複数の電子部品107が、実装部108を介して、上面配線114に実装されている。
 回路基板110は、上向内層配線115と下向内層配線117とを有する。下向内層配線117も、上向内層配線115も、共に回路基板110に内蔵された内層配線の1つである。内層配線の一部が、グランドパターンとなる。そしてグランドパターンとなる内層配線を構成する銅箔106(グランド層)の一部が、回路基板110の側面に露出し、露出部111となる。
 図9Aは、実施の形態2におけるモジュール101の断面図である。図9Aに示すように、モジュール101は、回路基板110と、封止部109と、これらを覆う金属膜102と、を有している。金属膜102はスパッタ等の薄膜法で形成されている。
 回路基板110は、エポキシ層104と、1層以上の上向内層配線115と、1層以上の下向内層配線117と、上面配線114と、裏面配線116とを、有している。エポキシ層104はガラス繊維等の芯材(図示せず)にエポキシ樹脂(図示せず)を含浸して形成される。
 上面配線114は、回路基板110の、封止部109側、あるいは封止部109に内蔵された電子部品107側の表面に設けた配線であり、電子部品107を、実装部108を介して実装する部分に相当する。
 裏面配線116は、回路基板110の、モールド側でない部分であり、モジュール101を、他の回路基板(図示せず)やマザー基板(図示せず)に、実装するための配線である。
 上向内層配線115とは、回路基板110に内蔵された内層配線の1つであり、配線を構成する銅箔106の光沢面120が上向(すなわち、上面配線114側)である。なお上向内層配線115の粗面121側は、下向(すなわち、裏面配線116側)である。
 下向内層配線117は、配線を構成する銅箔の光沢面120が下向である。すなわち、封止部109の逆側すなわち裏面配線116側である。なお下向とは便宜上の言葉であり、モールドの逆側という意味である。なお下向内層配線117は粗面121側が、上向(すなわち、上面配線114側)である。なお、下向内層配線117および上向内層配線115として、片面が光沢面120で他面が粗面121の銅箔106(片面光沢の銅箔と呼ばれることもある)を用いる。これは光沢面120が露光時のパターン解像度に、粗面121がエポキシ層104側との密着性に、それぞれ優れているからである。また銅箔の、一面を光沢面120とし、他面を粗面121とするには、処理液、あるいは粗化処理液を用いることが有用である。
 図9A、9Bにおいて、金属膜102は、スパッタ装置(図示せず)を用いて、モジュール101の5面(即ち、天井面と4つの側面の合計5面)にシールドとなる金属膜102を形成している。スパッタ装置を用いて金属膜102を形成することで、金属膜の薄層化と、更に金属膜の低抵抗化が可能となる。
 また金属膜102と、グランドとなる上向内層配線115や下向内層配線117との接続部(回路基板110の断面に露出した上向内層配線115や下向内層配線117)に、第1のダレ部118と第2のダレ部119を形成する。これにより、上向内層配線115や下向内層配線117と、金属膜102との接続面積を広げることができ、シールド性を高める効果が得られる。本発明における「ダレ」とは金属加工時に発生するものに相当する。こうしたダレは、英語では“shear drop”あるいは“shear droop”と呼ばれることがある。これはスパッタ装置によって、モジュール101の5面に金属膜102を設けた場合、モジュール101の側面側の金属膜102の膜厚が、モジュール101の天井面側の膜厚より薄くなりやすいためである。さらに第1のダレ部118、第2のダレ部119を形成することで、上向内層配線115や下向内層配線117と、金属膜102との接続面積を広げることができる。こうして金属膜102の抵抗値を小さくすることで、更にシールド性を高める効果が得られる。
 また第1のダレ部118より、第2のダレ部119の大きさを大きくすることで、シールド性が低下しやすい回路基板110の下側において、グランドとなる下向内層配線117と、金属膜102との間の接続抵抗を小さくすることができる。すなわち、モジュール101の電気的な接続信頼性やシールド性を向上させることができる。ここでダレ部の大きさとはダレ部の幅、面積、厚みのいずれか1つ以上であり、回路基板110の下側とはモジュール101を実装するためのマザー基板側、あるいは裏面配線116側である。
 図9Bは、図9Aの第1のダレ部118や第2のダレ部119付近を部分拡大した断面図である。図9Bに示すように、上向内層配線115の光沢面120側には第1のダレ部118を、下向内層配線117の光沢面120側には第2のダレ部119を形成している。
 なお第1のダレ部118は小さくても良いが、第2のダレ部119は、一定以上の大きさ(望ましくは、下向内層配線117の厚みの0.5倍以上10倍以下)を有することが望ましい。これはシールド性が低下しやすい回路基板110の下側において、第2のダレ部119を大きくすることで、グランドとなる内部配線と、シールド部となる金属膜102との間の接続抵抗を小さくするためである。
 また、エポキシ層104に、ガラス繊維125等の芯材を含むものを用いることで、モジュール101の下部のエポキシ層104側の断面に割れ部分を設けた場合でも、割れ部分の成長を芯材で制御することができる。ここでモジュール101の下部とは、下向内層配線117と裏面配線116との間をいい、割れ部分とは例えば後述する空隙部124のことをいう。またクラック等が発生した場合でも、エポキシ層104に含まれる芯材が、エポキシ層104に含まれるエポキシ樹脂の欠落を防止する。
 なお封止部109は、熱膨張係数等の調整用の無機フィラ-等を添加したエポキシ樹脂等からなる封止材を用いることができる。
 上面配線114、上向内層配線115、下向内層配線117、裏面配線116等を構成する銅箔106としては、電気銅や圧延銅を用いる。銅箔の厚みは、12μm、18μm、36μm等を選ぶことで、その回路基板110からの露出部(更には第1のダレ部118、第2のダレ部119)の形成が容易となる。
 (実施の形態3)
 次に、実施の形態3として、モジュール101(図9A参照)の製造方法の一例について、図10A~図11Bを用いて説明する。
 図10A~10Eは、本発明の実施の形態3におけるモジュール101の製造方法を説明する断面図である。
 接着層122として、例えばダイシングテープを使うことができる。ダイシング溝123は、ダイシングによって形成された分割溝に相当する。
 図10Aに示すように、回路基板110に電子部品107を実装する。
 図10Bは、電子部品107を回路基板110に実装した様子を示す断面図である。
 図10Cは、電子部品107が実装された回路基板110に、封止部109を形成する様子を示す断面図である。封止部109は、モールド材料(例えば、エポキシ樹脂に熱膨張係数調整用のセラミックフィラ-等を添加したもの)を使うことができる。またモールドには、金型やプレス、加熱装置(これらは図示せず)等を用いることができる。
 こうして得たサンプルを、図10Cに示すように、接着層122の上に固定することで、ダイシング装置(図示せず)による分割(あるいは切断)が容易となる。
 図10Dは、図10Cで作成したサンプルを、ダイシング装置によって所定寸法に分割(あるいは切断)する様子を示す断面図である。
 図10Eは、図10Dで得たサンプルの表面に、スパッタ装置(図示せず)を用いて、金属膜102を形成する様子を説明する断面図である。なお図10Dから図10Eの状態において、個別に分割(あるいは切断)されたサンプルを、別の接着層122に張り替えても良い。
 なお図10A~10Eにおいて、回路基板110の表面に形成された、電子部品107の実装用の上面配線114や、裏面配線116、上向内層配線115や下向内層配線117、あるいはソルダーレジスト等は図示していない。
 以上、図10A~10Eに示すように、1枚の回路基板110に、複数個の電子部品107を実装し、これら全体を一度にモールド用の封止材で覆い、1つの大きな封止構造体とする。そして、図10Dに示すように、この封止構造体を、ダイシング装置等で、複数に分割(あるいは切断)することで、個々のモジュール(例えば図6Aの分割体113)とすることができる。
 次に、図11A、11Bを用いてモジュール101を分割する際の様子を更に詳しく説明する。図11A、11Bは、本発明の実施の形態3におけるモジュール101の電子部品107が実装された回路基板110を、分割する様子を説明する断面図である。
 図11Aは、回路基板110をダイシングする前、図11Bは、回路基板110をダイシングした後の状態をそれぞれ示す。
 図11Aに示すように、回路基板110は、1層以上の上向内層配線115と、1層以上の下向内層配線117と、これらを層間接続する複数のエポキシ層104と、を有している。なお図11A、11Bにおいて、回路基板110の表面に設けた上面配線114や裏面配線116、ソルダーレジスト、複数の内層間を層間接続するビア部分等は、図示していない。
 図11Aにおいて、上向内層配線115は、回路基板110の上側に設けた上面配線114側(図示せず)に、その光沢面120を向けた状態で1層以上が形成されている。下向内層配線117は、回路基板110の下側に設けた裏面配線116側(図示せず)に、その光沢面120を向けた状態で、1層以上が形成されている。
 次に図11Bに示すように、ダイシング溝123を形成することで、第1のダレ部118より第2のダレ部119を大きくする。
 図11Bは、ダイシングした後の状態を示す。図11Bに示すように、ダイシング装置の回転刃(図示せず)を回路基板110に当てて、ダイシング溝123を形成する。
 図11Bにおいて、第1のダレ部118とは、上向内層配線115の光沢面120に発生させたダレ部である。ここでダレ部とは、ダイシングの回転刃の回転に伴い、銅箔の一部がダレ部(あるいは一種のバリ部)となった部分である。
 図11Bに示すように、回路基板110の中央部より上(すなわち上面配線114側)に、上向内層配線115を設ける。これにより、上向内層配線115の光沢面120側に発生する第1のダレ部118を、上向内層配線115の粗面121側に発生したダレ部(図示せず)より大きくすることができる。この構成により、上向内層配線115とエポキシ層104との密着性を高めながらも、上向内層配線115の断面部分(第1のダレ部118を含む)と、金属膜102との密着面積を大きくすることができる。
 また図11Bに示すように、回路基板110の中央部より下(すなわち裏面配線116側)に、下向内層配線117を設ける。これにより、下向内層配線117の光沢面120側に発生させた第2のダレ部119を、下向内層配線117の粗面121側に発生したダレ部(図示せず)よりも大きくすることができる。また、下向内層配線117の光沢面120側に発生した第2のダレ部119を上向内層配線115の粗面121側に発生したダレ部(図示せず)より大きくすることができる。更に、下向内層配線117の光沢面120側に発生した第2のダレ部119を上向内層配線115の光沢面120側に設けた第1のダレ部118より大きくすることができる。このように、下向内層配線117の光沢面120側に設けた第2のダレ部119を、それ以外のダレ部より、大きくすることで、下向内層配線117と金属膜102との密着面積を大きくできる。これはスパッタで金属膜102を形成した場合、回路基板110の上側(上面配線114側、あるいは封止部109側)より下側(裏面配線116側)が、その金属膜厚が薄くなり、シート抵抗が増加する課題の解決に有用である。
 (実施の形態4)
 更に改良を加えたモジュールについて、図12A、12Bを用いて説明する。
 図12A、12Bは、本発明の実施の形態3におけるモジュールを分割する際に、空隙部を設ける様子を示す断面図である。
 図12Aにおいて、回路基板110の裏面側(裏面配線116と下向内層配線117で挟まれたエポキシ層104のダイシング溝123に面した面)に空隙部124を設ける。
 図12Aは、ダイシング時に、エポキシ層104(絶縁層104)の一部が割れ、空隙部124を形成する様子を示す。図12Bは、図12Aで形成された空隙部124の一部に、銅箔106(図では下向内層配線117)の一部が充填される様子を示す。
 図12A、12Bに示すように、ダイシング時に、裏面配線116と下向内層配線117で挟まれたエポキシ層104のダイシング溝123に面した面に空隙部124を設ける。空隙部124によって、下向内層配線117と、エポキシ層104との密着性を高められる。更に、金属膜102の外側に絶縁膜131を設ける際には、この空隙部124によって、金属膜102と、回路基板110の絶縁性を高めこともできる。
 以上のように、エポキシ層104の側面に複数の空隙部124を設け、この空隙部124に、下向内層配線の一部等を充填することで、モジュール101の特性を高められる。
 次に、図13、14を用いてモジュール101の回路基板110の構造について説明する。図13は、本発明の実施の形態4におけるモジュールの走査型電子顕微鏡(SEM)による断面写真を示す図である。図14は、図13の模式図である。
 図13は、発明者らが作成したモジュール101の回路基板110のSEM(走査型電子顕微鏡)による断面写真を示す図の一例である。図13において、倍率は200倍であり、スケールは100μmの長さを示している。回路基板110は、ガラス繊維125、フィラー126、ソルダーレジスト127などを有している。
 モジュール101は、回路基板110、電子部品107、封止部109、金属膜102を有している。回路基板110は芯材(例えばガラス繊維125)にエポキシ樹脂を含浸したエポキシ層104と、銅箔の光沢面120が上向きの上向内層配線115と、光沢面120が下向きの下向内層配線117とを有している。更に、回路基板110は上面配線114と、裏面配線116とを有している。電子部品107は上面配線114に実装されている。封止部109は電子部品107を回路基板上でモールド封止する。また、回路基板110は第1のダレ部118を伴って露出した上向内層配線115と、第2のダレ部119を伴って露出した下向内層配線117とを有している。スパッタ等による金属膜102によって封止部の表面は覆われる。
 そして、モジュール101を構成するエポキシ層104の側面に空隙部124を設ける。空隙部124に、下向内層配線117の一部を充填することで、第2のダレ部119を大きくしている。更に下向内層配線117と裏面配線116との間のエポキシ層104の断面に、複数の空隙部124を設ける。これにより、第1のダレ部118より第2のダレ部119を大きく形成することができる。スパッタ等で金属膜102を形成した場合、下側(即ち裏面配線116側)ほど、金属膜102の厚みが薄くなる。そのため、金属膜102のシート抵抗が増加し、グランドとなる銅箔との接続が難しくなるという課題の解決に有用である。
 図13、図14に示すように、空隙部124は、回路基板110(あるいはエポキシ層104)の側面(あるいは、ダイシング溝123)に、複数設けることが望ましい。なお複数とは、1つの空隙部124の一部が複数に枝分かれしているものも含む。これは空隙部124が1つだけであっても、複数に枝分かれしていれば、この空隙部124に銅箔の一部を充填しやすくなり、また絶縁層との密着性(あるいはアンカー効果)を高める効果が得られるためである。
 なお空隙部124は、回路基板110の4つの側面(あるいは4つのダイシング溝123に面した面)に、それぞれ設けることが望ましい。こうすることで、モジュール101の全ての側面で、この空隙部124に銅箔の一部を充填しやすくなり、またエポキシ層104との密着性(あるいはアンカー効果)を高める効果が得られる。
 空隙部124は、エポキシ層104側、特に下向内層配線117と裏面配線116(裏面電極は図示していない)との間のエポキシ層104側の断面に、設けたクラックや、割れとすることは有用である。
 空隙部124を、下向内層配線117と裏面配線116との間の、エポキシ層104内に設けることも、また有用である。また空隙部124に、下向内層配線117の一部を、第2のダレ部119として充填することで、第2のダレ部119を大きくすることができ、金属膜102と下向内層配線117との接続抵抗を小さくできる。
 また空隙部124を利用して、(すなわち空隙部124の一部に、下向内層配線117を構成する銅箔の一部をダイシング時に充填、あるいは押し込むことで)、第2のダレ部119を、より効果的に大きくできる。
 なお空隙部124を利用することで、第1のダレ部118より、第2のダレ部116を大きくしやすいことは言うまでも無い。また、空隙部124の内部に、金属膜102の一部が入っても良い。
 次に、図15A、15B、16A、16Bを用いて、更に詳しく説明する。
 図15A、15Bは、図13の部分拡大写真を示す図である。図16A、16Bは、図15A、15Bの模式図である。図15Aは、図13に示した上向内層配線115と、金属膜102との接続部分の拡大図である。図15Aに示すように、上向内層配線115の光沢面120側に第1のダレ部118を設けることで、上向内層配線115と、金属膜102との密着面積を増加させ、互いの密着強度や接触抵抗を小さくできる。なお上向内層配線115の粗面121側に、ダレ部(番号は付与していない)を設けても良いが、このダレ部の大きさは、粗面121程度に抑えることが望ましい。第1のダレ部118は、上向内層配線115の光沢面120側と、この光沢面120側に接したエポキシ層104との密着の低さを利用して形成されているため、大きく形成することができる。
 図15Bは、図13に示した下向内層配線117と、金属膜102との接続部分の拡大図である。図15Bに示すように、下向内層配線117の光沢面120側に第2のダレ部119を設けることで、下向内層配線117と、金属膜102との密着面積を増加させ、互いの密着強度や接触抵抗を小さくできる。なお下向内層配線117の粗面121側に、ダレ部(番号は付与していない)を設けても良いが、このダレ部の大きさは、粗面121程度に抑えることが望ましい。第2のダレ部119は、下向内層配線117の光沢面120側と、この光沢面120側に接したエポキシ層104との密着の低さを利用して形成されているため、大きく形成することができる。
 また空隙部124を設け、この空隙部124の一部に、下向内層配線117の一部を第2のダレ部119として充填することは有用である。
 なお図15Bに示すように、空隙部124として、クラック(あるいは割れ)を利用した場合、エポキシ層104に内蔵されたガラス繊維125によって、それ以上の成長が抑制されるので、信頼性等に影響を与えることはない。
 図15A、15Bにおいて、スケールは100μmを示している。空隙部124の最大長さは200μm未満(望ましくは100μm以下)、空隙部124の厚み(あるいは高さ)は、50μm以下(望ましくは30μm以下)が望ましい。空隙部124の最大長さが200μmを超え、あるいは厚みが50μmを超えた場合、ガラス繊維125による抑制効果が低下する場合がある。
 図16Aは、図15Aに示した上向内層配線115と、金属膜102との接続部分の模式図である。図16Aに示すように、上向内層配線115の光沢面120側に第1のダレ部118を設けることで、上向内層配線115と、金属膜102との密着面積を増加させ、互いの密着強度や接触抵抗を小さくできる。
 図16Bは、図15Bに示した下向内層配線117と、金属膜102との接続部分の模式図である。図16Bに示すように、下向内層配線117の光沢面120側に第2のダレ部119を設けることで、下向内層配線117と、金属膜102との密着面積を増加させ、互いの密着強度や接触抵抗を小さくできる。
 また空隙部124を設け、この空隙部124の一部に、下向内層配線117の一部を第2のダレ部119として充填することは有用である。
 (実施の形態5)
 次に、モジュール101(図9A参照)の応用例の一例について、図17を用いて説明する。図17は、本発明の実施の形態5におけるモジュール101の金属膜102ついて説明する断面図である。
 図17において、金属膜102は、下地電極層128、銅電極層129、表面電極層130から構成されている。
 ここで下地電極層128は、下地となる回路基板110(例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸してなるエポキシ樹脂基板の断面)との密着性を高めるためのものである。下地電極層128は、例えば、Ti、Ni、Crを主体とする(望ましくはTi、Ni、Crのいずれかが50wt%以上)同一金属元素だけとすることができる。または、下地電極層128は、Ti、Ni、Crの内の1つ以上の元素と、他の金属元素の組み合わせ(合金であっても良い)としても良い。Ti、Ni、Crは、それぞれ回路基板110(特に絶縁層となるエポキシ樹脂)に対する密着力が高い。なお下地電極層128の厚みは、0.01μm以上0.50μm以下が望ましい。厚みが0.01μm未満の場合、下地との密着性が低下する場合がある。また厚みが0.50μmを超えると、コスト面で課題が発生する場合がある。
 なお金属膜厚の測定は、断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することや、金属膜厚計を使って測定することができる。
 銅電極層129は、Cuを主体とする金属膜(Cuが90wt%以上、望ましくは95wt%以上含まれる金属膜)である。銅電極層129に含まれるCu元素の純度が90wt%未満と少ない場合、シート抵抗やシールド性に影響があるからである。銅電極層129の厚みは、0.1μm以上10.0μm以下が望ましい。厚みが0.1μm未満の場合、必要なシールド効果が得られない場合がある。厚みが10.0μmを超えると、成膜時の残留応力等の影響を受ける場合がある。
 また必要に応じて、表面電極層130を設けても良い。表面電極層130は、例えば、銅電極層129の防錆層、あるいは酸化防止層として機能させることは有用である。例えば、表面電極層130を、Ni-Cu合金とすることは有用である。なおNi-Cuの合金比率は、スパッタ装置にセットするターゲットの合金比率で調整できる。一般的なマグネトロンスパッタ装置で成膜する場合、Ni65%Cu35%付近の弱磁性(あるいは非磁性)を示す合金を使用すると、ターゲット厚を大きくすることができ、ターゲット交換頻度を低減できる効果がある。表面電極層130の厚みは、0.1μm以上1.0μm以下が望ましい。
 また下地電極層128、銅電極層129、表面金属層130は、一つのスパッタ装置で連続的に、例えば、真空を中断することなく、あるいは成膜中にサンプルを大気中に開放することなく、形成することが望ましい。表面金属層130は必要に応じて設ければよい。1つのスパッタ装置(望ましくは、一つの真空チャンバーの中で)で、連続的に複数のターゲットを用いて金属膜をスパッタで蒸着する。このことにより、下地電極層128、銅電極層129、更には必要に応じて設ける表面金属層130との界面における抵抗値の増加を防止できる。空気中に露出することによる酸化層の形成を防げるからである。
 (実施の形態6)
 次に、モジュール101(図9A参照)の応用例の一例について、図18を用いて説明する。図18は、本発明の実施の形態6におけるモジュールの空隙部124付近の断面図である。図18を用いて、金属膜102の上に、更に絶縁膜131を設けて、絶縁する様子について説明する。
 空隙部124や金属膜102は、絶縁膜131で覆われている。また空隙部124の内部にも、絶縁膜131を充填してもよい。空隙部124の表面を絶縁膜131で覆ったり、空隙部124の内部に絶縁膜131を充填したりすることにより、空隙部124の成長を抑制したり、信頼性を改善したりすることができる。
 なお絶縁膜131としては、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂等)やUV硬化樹脂等の硬化性樹脂を使うことで、回路基板110の信頼性を高められる。また絶縁膜131に、エポキシ樹脂との密着性や親和性の高い樹脂(例えば、市販のコーティング用のエポキシ系熱硬化性樹脂材料)を使うことは有用である。なお必要に応じて絶縁膜131に、着色材や無機フィラーを添加した熱硬化性樹脂を使うことは有用である。また市販のソルダーレジストを絶縁膜131として使用することもできる。
 絶縁膜131を、金属膜102の一部以上を覆うように(更には、空隙部124を覆うように)形成するには、印刷や塗布(スプレー、ディップ、浸漬、粉体塗装)の技術を使うことが有用である。また絶縁膜131を構成する樹脂材料(液状が望ましい)を印刷または塗布した後、加熱し低粘度化することで、空隙部124の中まで樹脂材料を含浸させることができる。また空隙部124の中まで樹脂材料を含浸させる際に、真空装置(あるいは加圧装置)を併用することで、空隙部124の中まで、樹脂材料を含浸させることができる。
 また空隙部124の内部に、絶縁膜131の一部を充填することで、空隙部124(あるいはクラック)の成長を抑制することができる。
 本発明のモジュールとその製造方法によって、EMIやEMC特性に優れたモジュールを実現でき、電子機器の小型化、高密度実装、更には狭隣接実装を実現することができる。
 101  モジュール
 102  金属膜
 104  エポキシ層(絶縁層)
 105  配線
 106  銅箔(グランド層)
 107  電子部品
 108  実装部
 109  封止部
 110  回路基板
 111,111a,111b  露出部
 113  分割体
 114  上面配線
 115  上向内層配線
 116  裏面配線
 117  下向内層配線
 118  第1のダレ部
 119  第2のダレ部
 120  光沢面
 121  粗面
 122  接着層
 123  ダイシング溝
 124  空隙部
 125  ガラス繊維
 126  フィラー
 127  ソルダーレジスト
 128  下地電極層
 129  銅電極層
 130  表面電極層
 131  絶縁膜

Claims (13)

  1. 絶縁層の中に銅箔を内蔵する回路基板と、
    前記回路基板上に実装された電子部品と、
    前記電子部品を封止する封止部と、
    前記回路基板の側面と、前記封止部の表面と、を覆う金属膜と、
    を有し、
    前記回路基板の側面に前記銅箔の一部が露出し、前記銅箔の露出部の幅は200μm未満であり、前記露出部を介して前記銅箔と前記金属膜とが電気的に接続されている
    モジュール。
  2. 前記銅箔は2層以上形成されており、前記露出部が互いに重なるように形成されている
    請求項1記載のモジュール。
  3. 前記銅箔は2層以上形成されており、前記露出部が千鳥状態に形成されている
    請求項1記載のモジュール。
  4. 絶縁層と、銅箔の光沢面が上向きの上向内層配線と、銅箔の光沢面が下向きの下向内層配線と、上面配線と、裏面配線と、を有する回路基板と、
    前記上面配線に実装された電子部品と、
    前記電子部品を封止する封止部と、
    前記回路基板の側面と、前記封止部の表面と、を覆う金属膜と、
    を有し、
    前記上向内層配線は第1のダレ部により前記回路基板の側面に露出し、前記下向内層配線は第2のダレ部により前記回路基板の側面に露出している
    モジュール。
  5. 前記第1のダレ部より、前記第2のダレ部の方が大きい
    請求項4に記載のモジュール。
  6. 前記第1のダレ部は、前記上向内層配線の前記光沢面に設けられ、
    前記第2のダレ部は、前記下向内層配線の前記光沢面に設けられている
    請求項4に記載のモジュール。
  7. 前記絶縁層の側面に空隙部を設け、前記空隙部に、前記下向内層配線の一部を充填した
    請求項4に記載のモジュール。
  8. 前記空隙部は、前記回路基板の切断面であって、前記裏面配線と前記下向内層配線との間の前記絶縁層の切断面に設けられている
    請求項7に記載のモジュール。
  9. 前記金属膜は、厚みが0.01μm以上0.50μm以下の下地電極層と、厚みが0.1μm以上10.0μm以下の銅電極層と、を有する
    請求項4に記載のモジュール。
  10. 前記銅電極層の上に、厚みが0.1μm以上1.0μm以下の表面電極層を設けた請求項9に記載のモジュール。
  11. 前記金属膜上に絶縁膜が形成されている
    請求項4に記載のモジュール。
  12. 絶縁層の中に銅箔を内蔵する回路基板上に、電子部品を実装する実装ステップと、
    前記電子部品を封止する封止ステップと、
    前記回路基板を複数の分割体に分割し、前記分割体の切断面に前記銅箔の一部が露出してなる露出部を形成する切断ステップと、
    前記分割体の5面を覆う金属膜を形成する金属膜形成ステップと、
    を有するモジュールの製造方法であって、
    前記銅箔の前記露出部の幅は200μm未満であり、
    前記金属膜形成ステップにおいて、前記銅箔と前記金属膜とが、前記露出部を介して、電気的に接続されることを特徴とする
    モジュールの製造方法。
  13. 絶縁層と、銅箔の光沢面が上向きの上向内層配線と、銅箔の光沢面が下向きの下向内層配線と、上面配線と、裏面配線と、を有する回路基板に電子部品を実装する実装ステップと、
    前記電子部品を封止する封止ステップと、
    前記回路基板を複数の分割体に分割し、前記分割体の切断面に前記上向内層配線および前記下向内層配線が露出する切断ステップと、
    前記分割体の5面を覆う金属膜を形成する金属膜形成ステップと、
    を有するモジュールの製造方法であって、
    前記切断ステップによって、前記上向内層配線に第1のダレ部を形成し、前記下向内層配線に前記第1のダレ部より大きい第2のダレ部を形成する
    モジュールの製造方法。
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