(57)【要約】【課題】  これまでの基板の製造プロセス、および樹脂封止工程を含むモジュールの組み立てプロセスの工程数を増やすことなく、溶融はんだの流れ込みによる電極間ショート不良が起きない構造を実現するモジュールを提供する。【解決手段】  ハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品１３を含む複数の電子部品が配線基板３０にはんだ２０で電気的に接続され、樹脂４０で複数の電子部品が封止され、受動部品１３と配線基板４０との間には、受動部品１３の電極１３ａと配線基板３０の電極３０ａとを接続するはんだ２０と、はんだ２０間に形成されている樹脂層として、配線基板３０上に形成されたソルダーレジスト８０と、受動部品１３とソルダーレジスト８０とを接着する、ソルダーレジスト８０よりも熱膨張係数の低い封止用の樹脂４０とを備えている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記はんだ間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、前記配線基板上に形成された第１の樹脂層と、前記受動部品と前記第１の樹脂層とを接着する、前記第１の樹脂層の樹脂よりも熱膨張係数の低い樹脂で構成された第２の樹脂層とを備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記はんだ間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、前記配線基板上に形成された第１の樹脂層と、前記受動部品と前記第１の樹脂層とに挟まれた空間に充填された、前記第１の樹脂層よりも熱膨張係数が低い第２の樹脂層とを備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項３】
焼結体の両端に電極が形成された受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品の焼結体と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記焼結体と前記配線基板との間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、前記配線基板上に形成された第１の樹脂層と、前記受動部品と前記第１の樹脂層とを接着する、前記第１の樹脂層の樹脂よりも熱膨張係数の低い樹脂で構成された第２の樹脂層とを備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項４】
焼結体の両端に電極が形成された受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品の焼結体と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記焼結体と前記配線基板との間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、前記配線基板上に形成された第１の樹脂層と、前記焼結体と前記第１の樹脂層とに挟まれた空間に充填された、前記第１の樹脂層よりも熱膨張係数が低い第２の樹脂層とを備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のモジュールにおいて、
前記複数の電子部品を封止した樹脂と前記第２の樹脂層の樹脂とが同じ樹脂であることを特徴とするモジュール。
【請求項６】
請求項５記載のモジュールにおいて、
前記複数の電子部品を封止した樹脂は、フィラーが含有されているか、または前記第２の樹脂層の樹脂よりも多くのフィラーが含有されていることを特徴とするモジュール。
【請求項７】
請求項６記載のモジュールにおいて、
前記第２の樹脂層の樹脂が、前記複数の電子部品を封止するプロセスで前記複数の電子部品を封止した樹脂の一部として形成されたことを特徴とするモジュール。
【請求項８】
請求項７記載のモジュールにおいて、
前記複数の電子部品を封止するプロセスは、減圧トランスファーモールド法であることを特徴とするモジュール。
【請求項９】
両端に電極が形成された受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記はんだ間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記はんだとの間に配置された、前記第１の樹脂層よりも熱膨張係数の低い第２の樹脂層とを備え、
前記第２の樹脂層が、前記第１の樹脂層と前記受動部品に接着されていることを特徴とするモジュール。
【請求項１０】
両端に電極が形成された受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記はんだ間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層と前記はんだとの間に配置された、前記第１の樹脂層よりも熱膨張係数の低い第２の樹脂層とを備え、
前記第２の樹脂層は、前記第１の樹脂層と前記受動部品との間を充填していることを特徴とするモジュール。
【請求項１１】
両端に電極が形成された受動部品を含む複数の電子部品と、前記複数の電子部品がはんだで電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に接続された前記複数の電子部品を封止した樹脂とを備え、
前記受動部品と前記配線基板との間に、前記受動部品の電極と前記配線基板の電極とを接続するはんだと、前記はんだ間に形成されている樹脂層とを有し、
前記樹脂層は、第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層よりも熱膨張係数が低く、前記第１の樹脂層を側方から挟み込む位置に形成された第２の樹脂層とを備えていることを特徴とするモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュールの技術に関し、特に、受動部品が配線基板に搭載されたモジュールの構造およびモジュールの製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、一つ以上および複数個の半導体、コンデンサ、抵抗、リアクタンス等の受動部品およびその他の電子部品を、一つの配線基板にはんだや導電性接着剤等を用いて実装し、ある機能を持たせたものをモジュールと呼ぶ。この搭載部品の中にハイパワーアンプチップを含むものをハイパワーアンプモジュールと呼ぶ。チップは、ＳｉまたはＧａＡｓであり、チップと基板を接続する配線はＡｕワイヤーまたはＡｕ、Ｃｕ、はんだなどのバンプで行われている。また、モジュールは信頼性の観点から、樹脂や金属キャップによって封止されているが、量産性やコストの点で樹脂封止されるものが多い。
【０００３】
ハイパワーアンプモジュールは、顧客にてマザーボードと呼ばれる基板にはんだを用いて実装される（以下、この顧客での実装を２次実装と呼ぶ）。モジュールの２次実装用はんだには融点１８３℃のＳｎ３７Ｐｂ共晶はんだを、モジュール内部の部品接続には、Ｓｎ３７Ｐｂ共晶はんだのリフロー温度よりも融点の高いはんだ、たとえばＳｎ−Ａｇ系のはんだを用い、２次実装する際のリフロー加熱で内部のはんだが溶融しないように温度階層がつけられていた。しかし、近年のはんだの鉛フリー化に伴い、２次実装用のはんだも、ＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＳｂ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系などのはんだが使用されるようになってきた。このため、モジュール内部のはんだの融点は、２次実装に用いるはんだの融点と十分な温度差を確保できず、２次実装時にモジュール内で溶融する。
【０００４】
また、接着剤の中にＡｇのフィラーを充填させたＡｇペーストとよばれる導電性接着剤も電子部品接続のためのモジュール内部接続用はんだの代替材として使用されはじめている。Ａｇペーストは電極間を、接着剤の硬化収縮によるＡｇフレークの密着や、他の金属粒子の溶融により部分的にＡｇの電気的導通をとる材料である。しかし、Ａｇペーストをチップダイボンディング部分に用いた際の欠点として、環境から吸湿した場合に基板電極への密着性が劣化する点、微細接続に対応不十分な点、プロセス管理が困難な点、コストが高い点がある。
【０００５】
本発明では、上述のようなモジュール接続および、内部接続はんだにＰｂフリーはんだを用いた場合について、モジュールの２次実装時で内部のはんだが溶融しても、受動部品電極間のはんだショートが発生しない構造を提案する。
【０００６】
例えば、特許文献１や特許文献２には、モジュール内部の部品の接合に、２次実装で溶融する低融点はんだを用いている例が記載されている。両者とも、２次実装により溶融したモジュール内はんだが電極間ショートを起こすことを防ぐ構造が記載されている。
【０００７】
特許文献１では、受動部品下の実装基板表面のソルダーレジストを一部除去することにより、封止樹脂の充填を良好にしてはんだ流出を防止し、電極間ショートを防ぐ方法が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、部品下の実装基板との間に、ショート防止樹脂を注入することによってはんだ流出を防止し、電極間ショートをなくす方法が記載されている。この例では、受動部品を実装する基板電極の端部にはソルダーレジストを形成しているが、受動部品電極間の焼結体と相対する部品下の位置にはソルダーレジストは形成されていない。また、受動部品電極間の焼結体と実装基板とが対向する面以外の受動部品表面の電極部上にもショート防止樹脂を形成している。
【特許文献１】特開２００４−１０３９９８号公報
【特許文献２】特開２００４−９５８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記のようなモジュールにおいて、樹脂封止を行うハイパワーアンプモジュールの部品接合に２次実装用はんだと同様のＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＳｂ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系などのはんだを用いた場合、２次実装時にモジュール内部で再溶融するという問題が発生する。
【００１０】
例えば、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの場合、溶融時の体積膨張を見積もると約３％である。樹脂封止を行った密閉された空間では、この体積膨張分のはんだの逃げ場がなく、図１２に示すように、溶融したはんだ２０が受動部品１３と封止した樹脂４０の間を割って、はんだ２０が流れ込む現象（Ｘ部）が発生する。この流れ込んだはんだ２０が二つの電極間をつなぐ場合、電気的なショート不良となり、モジュールの信頼性が低下する原因となる。
【００１１】
他にも、図１３に示すように、受動部品１３下の配線基板３０の表面との間の隙間に封止した樹脂４０が完全に充填されない箇所がある場合（Ｙ部）は、膨張分のはんだ２０がその未充填部に流れ込む現象が発生する。前記図１２の場合と同様に、この樹脂４０の未充填部が二つの電極間にまたがっている場合、２電極間が電気的にショートして不良となり、信頼性を損なう原因となる。
【００１２】
特に、環境から水分を取り込み吸湿したモジュールは、樹脂と部品の界面の接着力が低下し、その後の２次実装時に水が水蒸気になるときの体積膨張、またはモジュールの熱変形、またははんだの溶融膨張、あるいはその組み合わせにより、樹脂と部品または樹脂と基板の界面が剥離し、その隙間にはんだが流入するショート不良の発生率が高くなる。
【００１３】
上述のような、樹脂封止を行うモジュール内部にＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＳｂ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系などのはんだを用いた構造について、２次実装で発生するはんだの流出によるショート不良を防止する実装構造に関して、前記特許文献１では、部品下のソルダーレジストを除く構造が示されている。しかしながら、この構造では封止樹脂の未充填部が全てなくなることを保証できない。また、十分に封止樹脂が隙間に充填された場合でも、部品の表面状態によっては部品底部の部品表面と封止樹脂の接着面が弱く、はんだ膨張により界面が剥離してはんだが流れ込むことが実験により確認されている。また、前記特許文献２では、樹脂封止前に別のショート防止樹脂を塗布して硬化させるという方法が記載されているが、プロセスが複雑になることが懸念される。
【００１４】
そこで、本発明では、これまでの基板の製造プロセス、および樹脂封止工程を含むモジュールの組み立てプロセスの工程数を増やすことなく、溶融はんだの流れ込みによる電極間ショート不良が起きない構造を実現するモジュールを提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
本発明は、受動部品を含む複数の電子部品が配線基板にはんだで電気的に接続され、樹脂で複数の電子部品が封止されているモジュールに適用されるものである。特に、受動部品は、焼結体の両端に電極が形成された構造や、単に両端に電極が形成された構造などに適用可能である。
【００１８】
このようなモジュールにおいて、受動部品と配線基板との間には、受動部品の電極と配線基板の電極とを接続するはんだと、はんだ間に形成されている樹脂層とを有する。この樹脂層は、配線基板上に形成された第１の樹脂層と、受動部品と第１の樹脂層とを接着する、第１の樹脂層の樹脂よりも熱膨張係数の低い樹脂で構成された第２の樹脂層とを備えている。
【００１９】
あるいは、第２の樹脂層は、受動部品と第１の樹脂層とに挟まれた空間に充填された構造や、第１の樹脂層とはんだとの間に配置されて、第１の樹脂層と受動部品に接着されている構造、第１の樹脂層と受動部品との間を充填している構造、第１の樹脂層を側方から挟み込む位置に形成された構造などに適用可能である。
【００２０】
すなわち、本発明においては、ショート不良を防止するために、受動部品下に第１の樹脂層（ソルダーレジスト）を形成し、部品搭載後の第２の樹脂層（封止樹脂）による封止はトランスファーモールド法を用いて細い隙間まで樹脂を充填させたモジュール構造を採用する。このモジュールの作製方法は、たとえば以下のとおりである。
【００２１】
まず、配線基板上の基板電極に対応する位置にはんだのペーストを印刷し、半導体、受動部品、その他の電子部品を搭載する。次に、部品を搭載した配線基板を所定の温度に加熱してはんだを溶融させて、部品の接続を行う。必要であれば、このはんだ接続部周辺に残ったフラックスを洗浄し、その後、部品を搭載した配線基板全体を脱湿ベーク、プラズマ洗浄する。プラズマ洗浄後に、ワイヤーボンディングを行って配線作業を完了し、最後にトランスファーモールド法により部品周りの細かい隙間まで樹脂を充填して封止を行う。このトランスファーモールドにより、微細な隙間まで封止樹脂を充填することが、ショート防止構造として非常に大切である。特に、減圧トランスファーモールド法を行うと、高い充填性が得られる。トランスファーモールドの直前に、再度、プラズマ洗浄を行っても良い。なお、ワイヤーボンディングの他に、フリップチップボンディングを行う構造もある。
【発明の効果】
【００２２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２３】
本発明によれば、樹脂封止を行うモジュール中の部品接続に鉛フリーはんだを用いた場合でも、２次実装時のはんだ溶融による電極間ショートの発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２５】
本発明の実施の形態においては、モジュールの一例として、ハイパワーアンプモジュールを例に説明するが、これに限定されるものではなく、受動部品を含む複数の電子部品が配線基板にはんだ等で電気的に接続され、樹脂で複数の電子部品が封止されているモジュール全般に広く適用可能である。
【００２６】
（ハイパワーアンプモジュールの構成）
図１〜図４により、本発明の実施の形態によるハイパワーアンプモジュールの構成の一例を説明する。図１および図２はワイヤボンディング方式によるモジュール、図３および図４はフリップチップボンディング方式によるモジュールを示し、また、図１および図３はモジュールの平面図（封止樹脂を除いた状態）、図２および図４はモジュールの断面図（主要部品を切断した部分）を示す。
【００２７】
図１および図２に示すように、本実施の形態のワイヤボンディング方式によるハイパワーアンプモジュールは、受動部品を含む複数の電子部品１０と、複数の電子部品１０がはんだ２０で電気的に接続された配線基板３０と、配線基板３０に接続された複数の電子部品１０を封止した樹脂４０などから構成される。
【００２８】
複数の電子部品１０には、ハイパワーアンプが形成されているアンプチップ１１と、モジュールを制御する制御チップ１２と、コンデンサや抵抗などの受動部品１３が含まれる。アンプチップ１１は、Ｓｉや、ＧａＡｓなどの化合物半導体である。受動部品１３は、詳細は後述（図５）するが、焼結体の両端に電極が形成された構造からなる。
【００２９】
このハイパワーアンプモジュールにおいては、特に、配線基板３０の主面上に受動部品１３が搭載され、受動部品１３の電極１３ａと配線基板３０の電極３０ａとがはんだ２０で電気的に接続され、この電極１３ａ，３０ａを接続したはんだ２０の間の構造については後述する（図６または図９）。
【００３０】
また、配線基板３０の主面上には、アンプチップ１１および制御チップ１２がはんだまたはＡｇペースト５０で搭載され、配線基板３０の電極とアンプチップ１１および制御チップ１２の電極とがＡｕワイヤー６０で電気的に接続されている。
【００３１】
図３および図４に示すように、本実施の形態のフリップチップボンディング方式によるハイパワーアンプモジュールは、前記ワイヤボンディング方式によるハイパワーアンプモジュールと同様に、アンプチップ１１、制御チップ１２、コンデンサや抵抗などの受動部品１３を含む複数の電子部品１０と、複数の電子部品１０がはんだ２０で電気的に接続された配線基板３０と、配線基板３０に接続された複数の電子部品１０を封止した樹脂４０などから構成される。
【００３２】
このハイパワーアンプモジュールにおいては、配線基板３０の電極とアンプチップ１１および制御チップ１２の電極とがＡｕ、Ｃｕ、はんだなどのボール状、円柱状、角柱状などのバンプ７０、または金ワイヤーバンプ（葱坊主型形状）で電気的に接続されており、それ以外はワイヤボンディング方式によるハイパワーアンプモジュールと同様の接続形態となっている。
【００３３】
（実施の形態１）
＜受動部品の接続構造＞
図５〜図７により、実施の形態１のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品の構造、受動部品の接続構造の一例を説明する。図５は受動部品の斜視図（はんだが接続された状態）の一例を示す。図６および図７は受動部品の電極と配線基板の電極とを接続したはんだ間の構造において、はんだ間に隙間を空けてソルダーレジストを設ける場合を示し、また、図６は接続構造の断面図、図７は接続前の基板の平面図（ソルダーレジストを形成した状態）示す。
【００３４】
ここでは、受動部品１３に、たとえば図５に示すような、積層セラミックコンデンサを用いた場合について説明する。このセラミックコンデンサは、いわゆる０６０３サイズのもので、セラミック誘電体からなる六面体（縦０．６ｍｍ×横０．３ｍｍ、高さ０．３ｍｍ）の焼結体の内部に、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ導体からなる複数枚ずつの内層電極が交互に積層状に配置されている。内層電極が露出する側面（対向する２面）には、Ｓｎ（Ｐｂを含む場合もある）からなる薄膜状の外部端子となる電極１３ａが内層電極と導通した状態で形成されている。この電極１３ａのサイズは、０．３ｍｍ×（０．１〜０．２ｍｍ）である。図５の受動部品には、この電極１３ａに、部品を配線基板３０へ実装する時の状態ではんだ２０が接続されている。
【００３５】
このセラミックコンデンサを実装する配線基板３０は、例えば、コア層とビルドアップ層、ソルダーレジスト、銅配線からなるＰＣＢ基板で、Ｃｕ電極の表面はＮｉ、Ａｕめっきが形成されている場合もある。セラミックコンデンサを搭載するために用いる１対の電極３０ａの大きさは、例えばそれぞれ０．３５ｍｍ×０．２４ｍｍで、電極間のピッチは０．４２ｍｍである。この電極間には、図６に示すように、たとえば０．１ｍｍの幅、厚さ０．０４５ｍｍで樹脂などによる絶縁材料からなるソルダーレジスト８０が形成されている。図６に示すように、ソルダーレジスト８０は、必要部分を開口するように作成する。部品下に形成されたソルダーレジスト８０は、図６において手前と奥で周りのソルダーレジスト８０とつながっている（図７）。
【００３６】
このように、本実施の形態における受動部品１３の接続構造は、図６（図７）に示すように、セラミックコンデンサ等の受動部品１３と配線基板３０との間に、受動部品１３の電極１３ａと配線基板３０の電極３０ａとを接続するはんだ２０と、このはんだ２０間に形成されている樹脂層とを有し、この樹脂層が、第１の樹脂層であるソルダーレジスト８０と、このソルダーレジスト８０よりも熱膨張係数が低く、ソルダーレジスト８０を側方から挟み込む位置に形成された第２の樹脂層である樹脂４０とを備えている。この樹脂４０は、電子部品１０を封止するプロセスで電子部品１０を封止した樹脂の一部として形成され、フィラーが含有されている。
【００３７】
＜ハイパワーアンプモジュールの製造方法＞
図８により、実施の形態１のハイパワーアンプモジュールの製造方法の一例を説明する。図８はハイパワーアンプモジュールの組み立て工程の製造フローを示す。ここでは、主に、受動部品１３であるセラミックコンデンサを配線基板３０にはんだ２０で実装する場合を説明する。
【００３８】
まず、はんだペーストを配線基板３０上の電極３０ａに対応する位置に印刷する（Ｓ１）。はんだペーストは、例えばＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＳｂ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系などのはんだ粉にロジン、溶剤、チキソ剤、活性剤などからなるフラックスを１０〜２０ｗｔ％加えたものである。この印刷は、印刷面積の開口部を持つマスクを配線基板３０上に設置し、その上からスキージではんだペーストを塗布することにより行い、印刷厚は例えば７０μｍで、印刷サイズは例えば０．３５ｍｍ×０．２４ｍｍである。
【００３９】
そして、この印刷したはんだペーストの上に、セラミックコンデンサ等の受動部品１３を自動搭載機等で搭載する（Ｓ２）。次に、受動部品１３を搭載した配線基板３０を所定の温度条件に設定したリフロー炉の中もしくはホットプレートの上に置き、加熱によってはんだ２０を溶融し、その後、冷却してはんだ２０を凝固させて受動部品１３と配線基板３０の電極１３ａ，３０ａ間の接続を行う（Ｓ３）。搭載時に発生する受動部品１３の配線基板３０の電極３０ａに対する微小なずれは、はんだ２０の溶融時に発生するはんだ自身のセルフアライメント効果により大部分は修正される。
【００４０】
さらに、受動部品１３をはんだ２０で接続した配線基板３０は、はんだ２０の接続部付近に残ったフラックスを洗浄する（Ｓ４）。その後、脱湿ベークを例えば１００〜２００℃で１ｈ〜１２ｈ行う（Ｓ５）。脱湿ベークを終了した配線基板３０は、プラズマ洗浄を例えば１０〜３００秒行う（Ｓ６）。
【００４１】
続いて、プラズマ洗浄を行った配線基板３０は、減圧トランスファーモールド法により樹脂４０による封止を行う（Ｓ９）。この封止する樹脂４０は、例えばエポキシ系樹脂を主体とした樹脂からなり、熱膨張率の調整のためにセラミックのフィラーを例えば６０〜９７％含有させたものである。減圧トランスファーモールド法は、一般的なトランスファーモールドと同様に金型に樹脂４０を流し込むことにより封止樹脂を形成する方法であるが、樹脂４０を流し込む際、金型の中が減圧状態に保たれている特徴がある。金型の中を減圧状態にすることにより、受動部品１３下の例えば数μｍの狭い隙間にも封止した樹脂４０が充填される。受動部品１３下の、受動部品１３の底部とソルダーレジスト８０の上部間の数μｍの隙間にも封止した樹脂４０が充填されることが、実験により確認されている。
【００４２】
その後、減圧トランスファーモールド法により樹脂４０により封止した配線基板３０は、例えば１００〜２００℃で３０分〜９時間ベークし、樹脂４０の硬化を行う（Ｓ１０）。１枚の基板には、一般的に複数個のモジュールを取れる配線パターンが作り込まれている。このため、樹脂４０が硬化したモジュール基板を、モジュール毎に個片に分離する（Ｓ１１）。これにより、モジュールが完成する。モールド法による樹脂封止方法は、前記の方法（複数個のモジュールが取れる配線パターンが作り込まれた基板全体を封止する方法）以外にも、個片に分けられたモジュールを複数個並べて一括で封止する方法や、モジュールを１つ１つ個別に封止する方法などを含む。
【００４３】
例えば、複数個のモジュールを取れる配線パターンが作り込まれた１枚の基板上に、前記図１に示したワイヤボンディング方式によるモジュールが２次元的に複数個形成された基板の主面を示した図が図１４であり、また、前記図３に示したフリップチップボンディング方式によるモジュールが２次元的に複数個形成された基板の主面を示した図が図１５である。
【００４４】
なお、以上においては、セラミックコンデンサの受動部品１３を搭載することを主に説明したが、抵抗等の他の受動部品の搭載についても同様に行われる。また、ハイパワーアンプモジュールには、受動部品の他に、アンプチップ１１および制御チップ１２などが搭載されるので、これらの電子部品は、Ｓ６のプラズマ洗浄後に、アンプチップ１１および制御チップ１２上の電極と配線基板３０上の電極とをＡｕワイヤーまたはバンプ、あるいはその併用で接続し（Ｓ７）、プラズマ洗浄を行った後に（Ｓ８）、Ｓ９のトランスファーモールドに移行する。
【００４５】
このようにして完成したモジュールは、顧客にて２次実装が行われる。この２次実装により、受動部品１３の接続用のはんだ２０は再溶融し、はんだ２０の体積は約３％膨張する。はんだ３０の膨張は、封止した樹脂４０に囲まれた密閉空間で起きるため、膨張時の圧力により周りの樹脂４０は変形するが、同時に、従来は、この圧力により受動部品１３の底部とその下に充填された樹脂４０の間の接着力が弱い場合、そこに剥離が発生し、溶融したはんだ２０が流れ込むことにより、ショート不良となっていた（図１２）。
【００４６】
これに対して、本実施の形態の、ソルダーレジスト８０を図６のように形成した場合では、はんだ２０が流れ込むことはなく、ショート不良は発生しないことが実験により判明した（後述する図１１）。また、従来は、受動部品１３の下に封止した樹脂４０の未充填の隙間がある場合（図１３）には、この未充填空間に、２次実装時の加熱で溶融したはんだ２０が流れ込み、電極間のショート不良となることも確認されていることから、本実施の形態では、減圧トランスファーモールド法により封止する樹脂４０を隙間なく充填し、はんだ２０の流れ出しを防止する。
【００４７】
このようにして、本実施の形態によるハイパワーアンプモジュールの構造では、樹脂４０による封止を行うモジュール中の部品接続に鉛フリーのはんだ２０を用いた場合でも、２次実装時のはんだ２０の溶融による電極間ショートの発生を防ぐことができる。
【００４８】
（実施の形態２）
＜受動部品の接続構造＞
図９，図１０により、実施の形態２のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品の接続構造の一例を説明する。図９および図１０は受動部品の電極と配線基板の電極とを接続したはんだ間の構造において、はんだ間に隙間を空けずにソルダーレジストを設ける場合を示し、また、図９は接続構造の断面図、図１０は接続前の基板の平面図（ソルダーレジストを形成した状態）示す。
【００４９】
本実施の形態は、前記実施の形態１における、セラミックコンデンサ等の受動部品下のソルダーレジストの形状を変えて、前記実施の形態１と同様のはんだの流れ出し防止効果を与えたものである。以下、本実施の形態の実装構造について説明するが、本実施の形態は前記実施の形態１の実装構造および実装プロセスと同様の方法を採用するため、前記実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００５０】
図９，図１０に示すように、セラミックコンデンサ等の受動部品１３を搭載するための配線基板３０上の銅による電極３０ａは、金めっきが施されている。この配線基板３０の最表面には、樹脂などによる絶縁材料からなる保護膜のソルダーレジスト８０が形成されており、このソルダーレジスト８０は各電極３０ａ上に電極サイズより一回り小さい開口部を持つ。この開口部は、例えば０．３２ｍｍ×０．２２ｍｍの大きさである。この開口部から電極３０ａの表面が部分的に露出した状態となっている。
【００５１】
この電極３０ａ上にはんだペーストを塗布し、受動部品１３を搭載した後にリフローを行い、受動部品１３と配線基板３０側の電極３０ａを接続する。配線基板３０の電極３０ａ上のソルダーレジスト８０を形成した部分には、はんだ２０は濡れ広がらず、図９のような接続部形状となる。この後、トランスファーモールド法により、樹脂４０による封止を行い、同時に受動部品１３下などの空間にも樹脂４０を充填させる。封止した樹脂４０はベークすることによって硬化させる。受動部品１３の周りの最終形状は、図９のような構造になる。受動部品１３の中央部（電極でない部分）の下は、配線基板３０側にソルダーレジスト８０、受動部品１３側に封止した樹脂４０が充填された構造となる。
【００５２】
このように、配線基板３０の最表面のソルダーレジスト８０が配線基板３０の電極３０ａ上に及ぶ範囲に形成されている場合も、受動部品１３のセラミック表出部分下にソルダーレジスト８０が存在する場合は、前記実施の形態１と同様にはんだ２０の流れ込み防止の効果が得られる。さらに、本実施の形態では、配線基板３０の電極３０ａをソルダーレジスト８０で覆うことが出来るため、配線基板３０の電極自体の形状が制約を受けないという効果も得られる。
【００５３】
（ショート不良率実験結果）
図１１により、前記実施の形態１および２における受動部品の接続構造を採用したモジュール、従来の受動部品の接続構造を採用したモジュールについて行った、ショート不良率の実験結果を説明する。図１１はショート不良率の実験結果を示す。
【００５４】
今回、本発明者による実験では、図１２（従来構造）、図６（実施の形態１の構造）、図９（実施の形態２の構造）で作製したモジュールを、高温高湿条件に放置した後、２次実装を想定したリフローを行い、不良が発生するか否かを調べた。例えば、温度３０℃、湿度７０％の条件で一週間放置した後に、２次実装を想定したリフローを行って不良が発生しなければ、そのモジュールは信頼性においてＪＥＤＥＣ規格のＬｅｖｅｌ３に相当する。
【００５５】
図１２に示すように、受動部品１３下にはソルダーレジスト８０が存在せず、封止用の樹脂４０のみが充填されている場合では、ショート不良が発生（３／７００）したのに比べて、図６のように、受動部品１３下に一部ソルダーレジスト８０が形成されている場合にはショート不良が発生しなかった（０／７００）。同様に、図９のように、受動部品１３下の全面および配線基板３０の電極３０ａ上の一部にまたがってソルダーレジスト８０が形成されている場合にも、ショート不良が発生しなかった（０／１４００）。
【００５６】
受動部品１３下にソルダーレジスト８０を形成することにより、ショート不良を防止する効果が得られた理由は、ソルダーレジスト８０の高い熱膨張率があげられる。２次実装を想定したリフロー時の、内部のはんだ２０が溶融している２５０℃〜２７５℃付近では、ソルダーレジスト８０の熱膨張率は、一般的には１５０ｐｐｍ程度である。それに対して、部品周りに充填している封止用の樹脂４０の熱膨張率は、一般的に３０〜４０ｐｐｍ程度である。封止用の樹脂４０の熱膨張率が低い理由は、セラミックのフィラーなどを添加して熱膨張率が５〜２０ｐｐｍである配線基板３０の熱膨張率との差を小さくして、温度サイクル試験での破壊を防ぐために熱膨張率を調整しているからである。
【００５７】
この熱膨張率の低い部品周りの樹脂４０に比べて、受動部品１３下に形成されたソルダーレジスト８０の熱膨張率が大きいことにより、はんだ２０の溶融温度付近では、受動部品１３の底面には下からソルダーレジスト８０の熱膨張起因の押し上げ力が働いている。また、はんだ２０の溶融温度での部品周りの樹脂４０の弾性率は、熱膨張率を下げるためにセラミックのフィラーを添加したことなどにより０．１〜１０ＧＰａ程度であり、ソルダーレジスト８０の弾性率０．０１〜１ＧＰａよりも高い。このため、受動部品１３は下から上方向に力が働いてもあまり移動せずに、ソルダーレジスト８０の膨張による押上げる応力を受動部品１３の底面が受ける状態となる。
【００５８】
上記のメカニズムにより、受動部品１３下の樹脂４０は受動部品１３の底面に押し付けられ、溶融したはんだ２０が受動部品１３の底面と樹脂４０との間に入り込むことを防止していると考えられる。
【００５９】
上記のように、受動部品１３下の配線基板３０上にソルダーレジスト８０を形成している場合にも、受動部品１３下に樹脂４０の未充填空間があれば、その空間にはんだ２０は流入し、ショート不良となる。このような微小な未充填部分を形成しないため、トランスファーモールド法により、樹脂４０による封止を行う。トランスファーモールド法は減圧トランスファーモールド法を含む。減圧トランスファーモールド法は、トランスファーモールド用の金型の中を減圧下に置くことにより、封止する樹脂４０の高い充填性を得ることが容易である。
【００６０】
以上述べてきたように、受動部品１３下に熱膨張率の大きいソルダーレジスト８０を形成し、このソルダーレジスト８０と受動部品１３の底面の間の微細な隙間にまで封止する樹脂４０を充填させることにより、２次実装におけるモジュール内のはんだ２０の溶融原因のショート不良を防止することが可能である。
【００６１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、モジュールの技術に関し、特に、受動部品が配線基板に搭載されたハイパワーアンプモジュールなどのモジュールの構造およびモジュールの製造方法に適用して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態によるハイパワーアンプモジュールにおいて、ワイヤボンディング方式によるモジュールを示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態によるハイパワーアンプモジュールにおいて、ワイヤボンディング方式によるモジュールを示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態によるハイパワーアンプモジュールにおいて、フリップチップボンディング方式によるモジュールを示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態によるハイパワーアンプモジュールにおいて、フリップチップボンディング方式によるモジュールを示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品の接続構造（はんだ間に隙間を空けてソルダーレジストを設ける場合）を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品の接続前の基板（はんだ間に隙間を空けてソルダーレジストを設ける場合）を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１のハイパワーアンプモジュールの組み立て工程を示す製造フローである。
【図９】本発明の実施の形態２のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品の接続構造（はんだ間に隙間を空けずにソルダーレジストを設ける場合）を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２のハイパワーアンプモジュールにおいて、受動部品の接続前の基板（はんだ間に隙間を空けずにソルダーレジストを設ける場合）を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１および２、従来の受動部品の接続構造を採用したモジュールについて行った、ショート不良率の実験結果を示す説明図である。
【図１２】従来の受動部品の接続構造において、溶融したはんだが受動部品と封止した樹脂の間を割って流れ込む現象を示す断面図である。
【図１３】従来の受動部品の接続構造において、受動部品下の配線基板の表面との間の隙間に封止した樹脂が完全に充填されない箇所がある場合を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態において、１枚の基板上にワイヤボンディング方式によるモジュールが２次元的に複数個形成された基板の主面を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態において、１枚の基板上にフリップチップボンディング方式によるモジュールが２次元的に複数個形成された基板の主面を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…電子部品、１１…アンプチップ、１２…制御チップ、１３…受動部品、１３ａ…電極、２０…はんだ、３０…配線基板、３０ａ…電極、４０…樹脂、５０…はんだまたはＡｇペースト、６０…Ａｕワイヤー、７０…バンプ、８０…ソルダーレジスト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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