WO2023281847A1 - モジュール - Google Patents

Abstract

モジュール（１０１）は、第１面（１ａ）を有する基板（１）と、第１面（１ａ）に実装された第１部品（３１）と、第１面（１ａ）の少なくとも一部および第１部品（３１）の少なくとも側面を封止する第１封止樹脂（６１）と、第１封止樹脂（６１）の基板（１）から遠い側の面を覆い、接地されている第１シールド膜（８１）とを備える。第１部品（３１）の基板（１）から遠い側の面が第１封止樹脂（６１）から露出しており、第１部品（３１）の第１封止樹脂（６１）から露出している面を第１露出面（３１ｅ）とすると、第１露出面（３１ｅ）と第１シールド膜（８１）との間には、部分的に第１露出面（３１ｅ）を覆う第１保護膜（５１）が、第１露出面（３１ｅ）にも第１シールド膜（８１）にも接するように配置されている。

Description

モジュール

　本発明は、モジュールに関するものである。

　基板の表面にチップ状の半導体ダイを実装し、これを樹脂で封止し、さらにこの上面および側面をシールド層で覆った構成が、米国特許ＵＳ１０，８０４，２１７Ｂ２（特許文献１）に開示されている。半導体ダイの上面は、封止樹脂から露出しており、シールド膜に接している。

米国特許ＵＳ１０，８０４，２１７Ｂ２

　シールド膜を形成する前に半導体ダイなどのチップ状部品の上面を封止樹脂から確実に露出させるためには、チップ状部品を完全に覆うように封止樹脂を一旦形成した後で、上面に研削加工を施すという方法が採用されうる。チップ状部品の一部も除去する程度の深さにまで研削加工を施すことによって、チップ状部品の上面と封止樹脂の上面とが同一平面上に露出する構成を得ることができる。

　しかし、この研削加工によってチップ状部品の上面には多数の研削傷が形成される。多数の研削傷の中には、ある程度以上大きなものも含まれる場合がある。以下では、「研削傷」といった場合には、ある程度以上大きなものを指すものとする。

　研削傷がある状態で、封止樹脂およびチップ状部品の上面を覆うように、スパッタなどの成膜方法でシールド膜を形成しても、正常に成膜されない場合がある。たとえば温度変化によりシールド膜が収縮しようとしたときなどには、研削傷を起点としてシールド膜の剥離が起こりうる。シールド膜の剥離は、研削傷の長さが長くなるほど発生しやすくなる。これは、シールド膜を剥離させる応力が研削傷の長さに比例して大きくなるからである。シールド膜が剥離すれば、モジュールのシールド特性が劣化する。

　そこで、本発明は、部品の天面に形成された研削傷に起因したシールド膜の剥離を起こりにくくすることができるモジュールを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に基づくモジュールは、第１面を有する基板と、上記第１面に実装された第１部品と、上記第１面の少なくとも一部および上記第１部品の少なくとも側面を封止する第１封止樹脂と、上記第１封止樹脂の上記基板から遠い側の面を覆い、接地されている第１シールド膜とを備え、上記第１部品の上記基板から遠い側の面が上記第１封止樹脂から露出しており、上記第１部品の上記第１封止樹脂から露出している面を第１露出面とすると、上記第１露出面と上記第１シールド膜との間には、部分的に上記第１露出面を覆う第１保護膜が、上記第１露出面にも上記第１シールド膜にも接するように配置されている。

　本発明によれば、第１部品の第１露出面にたとえ研削傷があったとしても、第１保護膜によって、研削傷は短く分断され、シールド膜を剥離させる応力も分断されて小さくなるので、部品の天面に形成された研削傷に起因したシールド膜の剥離を起こりにくくすることができる。

本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第１の斜視図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第２の斜視図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの断面図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第１シールド膜を取り去った状態での部分拡大平面図である。 図４におけるＶ－Ｖ線に関する矢視断面図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第１露出面における、第１保護膜と研削傷とが交差している箇所およびその近傍の部分拡大平面図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第１の変形例の、第１シールド膜を取り去った状態での部分拡大平面図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第２の変形例の、第１シールド膜を取り去った状態での部分拡大平面図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの製造方法の第１の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの製造方法の第２の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの製造方法の第３の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの製造方法の第４の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの製造方法の第５の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの製造方法の第１の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２におけるモジュールの断面図である。 本発明に基づく実施の形態３におけるモジュールの断面図である。 本発明に基づく実施の形態４におけるモジュールの断面図である。

　図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。

　（実施の形態１）
　図１～図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールについて説明する。本実施の形態におけるモジュール１０１の斜視図を図１に示す。モジュール１０１を斜め下から見たところを図２に示す。モジュール１０１の断面図を図３に示す。

　モジュール１０１は、第１面１ａを有する基板１と、第１面１ａに実装された第１部品３１と、第１面１ａの少なくとも一部および第１部品３１の少なくとも側面を封止する第１封止樹脂６１と、第１封止樹脂６１の基板１から遠い側の面を覆い、接地されている第１シールド膜８１とを備える。第１部品３１の基板１から遠い側の面が第１封止樹脂６１から露出している。第１部品３１の第１封止樹脂６１から露出している面を第１露出面３１ｅとすると、第１露出面３１ｅと第１シールド膜８１との間には、部分的に第１露出面３１ｅを覆う第１保護膜５１が、第１露出面３１ｅにも第１シールド膜８１にも接するように配置されている。

　基板１の第１面１ａには、複数の電極１７が配置されている。電極１７を介して、第１面１ａに部品４ａ，４ｂおよび第１部品３１が実装されている。基板１は、第１面１ａと反対側の面として第２面１ｂを有する。第２面１ｂには、複数の外部端子１５が配置されている。図３に示すように、基板１の内部には、ＧＮＤ導体パターン１６が配置されている。ＧＮＤ導体パターン１６は基板１の側面に露出している。第１シールド膜８１は、基板１の側面においてＧＮＤ導体パターン１６と電気的に接続されている。

　モジュール１０１から第１シールド膜８１を取り去ったと仮定して第１部品３１およびその近傍を真上から見たところを図４に示す。第１露出面３１ｅを部分的に覆うように、格子状の第１保護膜５１が配置されている。第１保護膜５１は、第１部品３１の外形よりはみ出すように配置されている。第１保護膜５１の端は、第１部品３１の外で第１封止樹脂６１の上に載っている。第１露出面３１ｅには研削傷６が形成されている。ここでは、説明のために、代表して１本の研削傷６を表示しているが、１つの第１部品３１において複数の研削傷６が存在していてもよい。また、１つの第１露出面３１ｅの中に必ずしも研削傷６が存在するとは限らない。

　図４におけるＶ－Ｖ線に関する矢視断面図を図５に示す。研削傷６は、第１露出面３１ｅにおける凹部として存在する。この研削傷６の内部は、第１保護膜５１によって満たされている。ここで示す例では、第１保護膜５１の幅は、研削傷６の幅よりも広い。ただし、第１保護膜５１の幅は、研削傷６の幅よりも必ずしも広くなくてもよい。第１保護膜５１は、第１露出面３１ｅから突出する凸部のように形成されている。第１保護膜５１を覆うように第１シールド膜８１が形成されている。第１保護膜５１が第１露出面３１ｅから突出していることを反映して、第１シールド膜８１には凸部７が形成されている。第１保護膜５１と研削傷６とが交差している箇所を平面的に見たところを、図６に示す。第１保護膜５１は、金属で形成されていてもよく、樹脂で形成されていてもよい。

　本実施の形態では、第１露出面３１ｅにたとえ研削傷６があったとしても、第１露出面３１ｅと第１シールド膜８１との間に、部分的に第１露出面３１ｅを覆う第１保護膜５１が配置されているので、第１保護膜５１によって、研削傷６は短く分断される。その結果、部品の天面に形成された研削傷に起因したシールド膜の剥離を起こりにくくすることができる。

　本実施の形態で示したように、第１保護膜５１は、線状であることが好ましい。この構成を採用することにより、少ない面積の第１保護膜５１によって、効率良く研削傷６を分断することができるからである。

　本実施の形態では、第１保護膜５１の各辺が第１部品３１の外形のいずれかの辺と平行である例を示したが、平行でなくてもよい。

　本実施の形態では、第１保護膜５１が格子状である例を示したが、格子状以外であってもよい。本実施の形態では、第１保護膜５１の格子をなす各辺は、互いに平行であるが、平行でなくてもよい。本実施の形態では、第１保護膜５１の格子をなす各辺は、等間隔で配置されているが、等間隔でなくてもよい。

　本実施の形態では、第１保護膜５１は直線の組合せによって形成されていたが、第１保護膜５１は、直線とは限らず、折れ線、曲線を含んでいてもよい。また、第１保護膜５１は、連続した線とは限らず、点線、破線のような断続的なパターンであってもよい。

　本実施の形態では、第１保護膜５１が研削傷６に重なっている箇所では、研削傷６の凹部の内部を第１保護膜５１が埋めているものとして説明したが、第１保護膜５１が研削傷６の凹部の内部を埋めることなく、研削傷６の上を蓋のように塞ぐ形であってもよい。

　たとえば線状の第１保護膜５１が研削傷６に交差する場合、第１保護膜５１は、研削傷６のうち線状の第１保護膜５１が重なっている部分だけでなく、その周辺にまで広がって研削傷６を覆っていてもよい。たとえば第１保護膜５１を形成する際に、第１保護膜５１の材料が研削傷６の内部を伝って毛細管現象によって広がることもありうるが、そのように広がった構成であってもよい。言い換えれば、第１露出面３１ｅは、研削傷６を有し、第１保護膜５１は、研削傷６の内部を通って延在する部分を含んでもよい。このように、第１保護膜５１が広がって形成されていれば、研削傷６を起点とした第１シールド膜８１の剥離を防止する効果は高まるので、好ましい。

　本実施の形態で示したように、第１保護膜５１は、格子状であることが好ましい。この構成を採用することにより、研削傷６が延在する方向とは無関係に、より確実に研削傷６を分断することができるからである。

　なお、第１保護膜５１のパターンは、第１露出面３１ｅに存在しうる研削傷を一定の長さ以下に分断することができるパターンであれば、格子状以外のパターンであってもよい。第１保護膜５１のパターンは、たとえば図７に示すようなものであってもよい。図７に示した例では、六角形を連ねたパターン、すなわち、ハニカム状のパターンとなっている。

　さらに、第１保護膜５１のパターンは、たとえば図８に示すようなものであってもよい。図８では、ストライプ状のパターンとなっている。この場合、ストライプを構成する直線と平行な方向に延在する研削傷は分断できない可能性があるが、研削傷が生じる方向がある程度予測できる場合には、研削傷を分断するようにストライプの方向を適宜設定した上で、第１保護膜５１をストライプ状のパターンとしてもよい。

　（製造方法）
　図９～図１２を参照して、本実施の形態におけるモジュール１０１を得るための製造方法について説明する。モジュール１０１を得るためには、実際には、複数の基板１に相当するサイズの集合基板を用いて製造工程を進めた後で、集合基板を個別のモジュール１０１のサイズに分断するという方法を採用してもよいが、ここでは、個別の基板１のサイズで図示し、説明する。

　まず、図９に示すように、基板１を用意する。基板１は、第１面１ａと、第１面１ａの逆側の面である第２面１ｂとを有する。第１面１ａには、複数の電極１７が配置されている。第２面１ｂには、複数の外部端子１５が配置されている。基板１の内部には、ＧＮＤ導体パターン１６が配置されている。

　図１０に示すように、第１面１ａに部品４ａ，４ｂおよび第１部品３１を実装する。これらの部品は、複数の電極１７を介して実装される。

　図１１に示すように、第１封止樹脂６１を形成する。第１面１ａは、第１封止樹脂６１によって覆われる。第１面１ａに部品４ａ，４ｂおよび第１部品３１はいずれも第１封止樹脂６１によって覆われる。部品４ａ，４ｂおよび第１部品３１の中で最も背が高いものは第１部品３１であるが、第１部品３１の上面も第１封止樹脂６１によって覆われる。

　図１２に示すように、研削ツール１０を用いて上面を研削する。研削ツール１０は、矢印９０に示すように回転しながら側方に進行する。ただし、図１２では、研削ツール１０は模式的に図示されている。実際の研削ツール１０はこのような形状、サイズを有するとは限らない。研削ツール１０の進行の仕方も、図１２に示した通りとは限らない。研削加工を終えると、図１３に示すように、第１部品３１の上面が第１露出面３１ｅとして露出する。第１露出面３１ｅと第１封止樹脂６１の上面とが同一平面上に位置するようになる。

　図１４に示すように、第１露出面３１ｅに第１保護膜５１を形成する。第１保護膜５１は、インクジェット、印刷、フォトリソグラフィなどの公知技術を用いて形成することができる。第１保護膜５１は、ディスペンサなどによるスキャンによって形成してもよい。

　あるいは、第１保護膜５１が金属製である場合には、以下の方法によって第１保護膜５１を作成してもよい。まず、図１３に示した上面にフォトリソグラフィによってレジストパターンを形成する。さらに第１露出面３１ｅおよび第１封止樹脂６１の上面の全体にめっきなどにより金属膜を形成する。その後、レジストパターンを剥離する。こうすることによって、めっき膜がレジストパターン上に載っていた部分では、めっき膜はレジストパターンと共に剥離する。レジストパターンに載ることなく第１露出面３１ｅまたは第１封止樹脂６１の上面に直接めっき膜が形成されていた部分では、めっき膜が残る。こうして、金属製の第１保護膜５１が形成される。

　図１４に示した構造体に対して、スパッタリングを行なうことによって、上面および側面を覆うように第１シールド膜８１を形成する。第１保護膜５１は、第１シールド膜８１によって覆われる。こうして、図３に示したモジュール１０１を得ることができる。

　（実施の形態２）
　図１５を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるモジュールについて説明する。本実施の形態におけるモジュール１０２の断面図を図１５に示す。モジュール１０２の基本的な構成は、実施の形態１で説明したモジュール１０１と同様である。モジュール１０２においては、さらに以下の構成を備える。

　モジュール１０２においては、基板１は、第１面１ａとは反対側に第２面１ｂを有する。モジュール１０２は、さらに、第２面１ｂに実装された第２部品３２と、第２面１ｂの少なくとも一部および第２部品３２の少なくとも側面を封止する第２封止樹脂６２とを備える。すなわち、モジュール１０２は、両面実装構造となっている。

　第２面１ｂには、第２部品３２の他に部品４ｃも実装されている。第２封止樹脂６２は、第２部品３２および部品４ｃを完全に覆っている。第２封止樹脂６２を貫通するように、柱状電極１８が配置されている。柱状電極１８は、第２面１ｂと第２封止樹脂６２の下面とをつないでいる。柱状電極１８の下端には、外部端子１９が形成されている。

　本実施の形態においても、実施の形態１で説明した効果を得ることができる。本実施の形態では、両面実装構造を採用しているので、基板１の限られた面積により多くの部品を実装することができる。

　（実施の形態３）
　図１６を参照して、本発明に基づく実施の形態３におけるモジュールについて説明する。本実施の形態におけるモジュール１０３の断面図を図１６に示す。モジュール１０３の基本的な構成は、実施の形態２で説明したモジュール１０２と同様である。モジュール１０３においては、さらに以下の構成を備える。

　モジュール１０３は、第２封止樹脂６２の基板１から遠い側の面を覆い、接地されている第２シールド膜８２を備える。第２部品３２の基板１から遠い側の面が第２封止樹脂６２から露出している。第２部品３２の第２封止樹脂６２から露出している面を第２露出面３２ｅとすると、第２露出面３２ｅと第２シールド膜８２との間には、部分的に第２露出面３２ｅを覆う第２保護膜８２が、第２露出面３２ｅにも第２シールド膜８２にも接するように配置されている。

　第２シールド膜８２は、第１シールド膜８１とつながっていてもよい。モジュール１０３は、第２封止樹脂６２の下面に外部端子１９ａ，１９ｂを備える。外部端子１９ａ，１９ｂはそれぞれ柱状電極１８の下端に接続されている。外部端子１９ａは、ＧＮＤ端子であり、第２シールド膜８２と接している。外部端子１９ｂは、信号端子であり、第２シールド膜８２から離隔している。第２シールド膜８２には開口部が形成されており、信号端子である外部端子１９ｂは、第２シールド膜８２とは接しないように、この開口部の中に配置されている。

　第２保護膜５２は、真下から見たときには、たとえば第１保護膜５１と同様に何らかのパターンとなっている。たとえば格子状となっていてよい。第２保護膜５２のパターンは、第２露出面３２ｅに存在しうる研削傷を一定の長さ以下に分断することができるパターンであればよい。

　本実施の形態においても、実施の形態１で説明した効果を得ることができる。本実施の形態では、第１シールド膜８１の剥離だけでなく、第２シールド膜８２の剥離も防止することができる。

　（実施の形態４）
　図１７を参照して、本発明に基づく実施の形態４におけるモジュールについて説明する。本実施の形態におけるモジュール１０４の断面図を図１７に示す。モジュール１０４の基本的な構成は、実施の形態１で説明したモジュール１０１と同様である。モジュール１０４においては、さらに以下の構成を備える。

　モジュール１０４においては、第１封止樹脂６１は、第１面１ａの全体を覆うのではなく一部のみを覆っている。第１面１ａには、電極１７の他に電極２２，２３が配置されている。電極２２を介してコネクタ２１が実装されている。コネクタ２１は第１封止樹脂６１によって覆われていない。第１シールド膜８１は、第１封止樹脂６１を覆っているが、コネクタ２１は、第１封止樹脂６１の外側に位置するので、コネクタ２１は第１シールド膜８１によって電磁的に遮蔽されていない。電極２３は、第１面１ａの第１封止樹脂６１によって覆われる領域と覆われない領域との境目に位置する。電極２３は、第１シールド膜８１と電気的に接続されている。第２面１ｂには、アンテナ２０が配置されている。アンテナ２０は、導電膜によって形成されている。

　本実施の形態においても、実施の形態１で説明した効果を得ることができる。本実施の形態では、アンテナ２０を用いて通信を行なうことができる。

　（参考技術）
　以下に参考技術について説明する。この参考技術は、実施の形態１を変形したものである。

　線状に形成される第１保護膜が研削傷に交差する際に、その交差点において研削傷を完全には覆わない構成も考えられる。すなわち、線状の第１保護膜が研削傷をまたぐ箇所では連続しておらず、第１保護膜が研削傷によって分断された形も考えられる。第１シールド膜は、線状の第１保護膜の盛り上がった形状を反映して凹凸形状を有する。第１保護膜と研削傷との交差点においては、第１シールド膜の端部が生じうるが、交差点の周辺においては、第１シールド膜は波板のような形状となり、線状の第１保護膜は、第１シールド膜の変形を補強する梁のような役割を果たす。波板は山の稜線方向には変形しにくくなり、波板の山の稜線方向に平行に梁を追加した構造においてはさらに変形しにくくなることと同様に、第１シールド膜は剥離変形しにくくなる。したがって、第１シールド膜の剥離の発生を抑制することができる。線状の第１保護膜は、物理的成膜方法によって形成することができる。線状の第１保護膜は、マスク、フォトリソグラフィなどの公知のパターニング技術を用いて形成することができる。

　なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　１　基板、１ａ　第１面、１ｂ　第２面、４ａ，４ｂ，４ｃ　部品、６　研削傷、７　凸部、１０　研削ツール、１５，１９，１９ａ，１９ｂ　外部端子、１６　ＧＮＤ導体パターン、１７，２２，２３　電極、１８　柱状電極、２０　アンテナ、２１　コネクタ、３１　第１部品、３１ｅ　第１露出面、３２　第２部品、３２ｅ　第２露出面、５１　第１保護膜、５２　第２保護膜、６１　第１封止樹脂、６２　第２封止樹脂、８１　第１シールド膜、８２　第２シールド膜、９０　矢印、１０１，１０２，１０３，１０４　モジュール。

Claims (6)

1. 　第１面を有する基板と、
   　前記第１面に実装された第１部品と、
   　前記第１面の少なくとも一部および前記第１部品の少なくとも側面を封止する第１封止樹脂と、
   　前記第１封止樹脂の前記基板から遠い側の面を覆い、接地されている第１シールド膜とを備え、
   　前記第１部品の前記基板から遠い側の面が前記第１封止樹脂から露出しており、
   　前記第１部品の前記第１封止樹脂から露出している面を第１露出面とすると、
   　前記第１露出面と前記第１シールド膜との間には、部分的に前記第１露出面を覆う第１保護膜が、前記第１露出面にも前記第１シールド膜にも接するように配置されている、モジュール。
2. 　前記第１保護膜は、線状である、請求項１に記載のモジュール。
3. 　前記第１保護膜は、格子状である、請求項２に記載のモジュール。
4. 　前記基板は、前記第１面とは反対側に第２面を有し、
   　前記モジュールは、さらに、
   　前記第２面に実装された第２部品と、
   　前記第２面の少なくとも一部および前記第２部品の少なくとも側面を封止する第２封止樹脂とを備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のモジュール。
5. 　前記第２封止樹脂の前記基板から遠い側の面を覆い、接地されている第２シールド膜を備え、
   　前記第２部品の前記基板から遠い側の面が前記第２封止樹脂から露出しており、
   　前記第２部品の前記第２封止樹脂から露出している面を第２露出面とすると、
   　前記第２露出面と前記第２シールド膜との間には、部分的に前記第２露出面を覆う第２保護膜が、前記第２露出面にも前記第２シールド膜にも接するように配置されている、請求項４に記載のモジュール。
6. 　前記第１露出面は、研削傷を有し、前記第１保護膜は、前記研削傷の内部を通って延在する部分を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のモジュール。

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