(57)【要約】【課題】本発明は特性の信頼性の良好なモジュールを提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は、この課題を解決するため、樹脂基板２２に実装された半導体素子２４ａと、この半導体素子２４ａが埋設された樹脂部２５と、この樹脂部２５の表面を覆うシールド金属膜２６と、樹脂基板２２の表面に設けられたグランドパターン２７とを備え、銅箔２４ｃとグランドパターン２７とは少なくとも樹脂基板２２の周縁部近傍にまで敷設されて、そのグランドパターン２７と樹脂部２５との間には、下面に銅箔２４ｃが形成された樹脂製の補強部材２４ｂがはんだ２３によって実装される。これにより、少なくともグランドパターン２７と補強部材２４ｂのいずれか一方が側面にまで導出されて、シールド金属膜２６と接続される。これにより、樹脂部２５と樹脂基板２２との間の剥離やクラックが生じにくくできる。【選択図】図１
2011211023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に装着された電子部品と、この電子部品が埋設されるとともに、前記基板の少なくとも上面に形成された樹脂部と、この樹脂部の表面を覆うシールド金属膜と、前記基板の表面に設けられたグランドパターンとを備え、少なくとも前記基板の側面の上部と前記樹脂部の側面とが同一平面状に形成されたモジュールにおいて、前記グランドパターンと前記樹脂部との間には樹脂製の補強部材と、この補強部材の下面に形成された銅箔とを設け、前記銅箔と前記グランドパターンとは少なくとも前記基板の周縁部近傍にまで敷設され、前記銅箔と前記グランドパターンとがはんだで接続され、少なくとも前記グランドパターンと前記補強部材のいずれか一方は前記モジュールの側面にまで導出されて、前記シールド金属膜と接続されたモジュール。
【請求項２】
接続部材の側面には切断面が形成され、この切断面と樹脂部の側面とは同一平面上に形成された請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
銅箔は前記接続部材の下面において切断面側の端部まで敷設され、この端部において前記銅箔と前記シールド金属膜とが接続された請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
シールド金属膜は、スパッタ薄膜とした請求項１に記載のモジュール。
【請求項５】
基板は両面基板とした請求項２または４に記載のモジュール。
【請求項６】
請求項１に記載のモジュールの製造方法であって、複数個の前記基板が連結部で連結された状態で、前記基板の上面に電子部品と補強部材とを装着し、その後で前記電子部品と前記補強部材とを覆うように樹脂部を形成し、その後で前記連結部において前記樹脂部と少なくとも前記基板の上部とを除去することにより、前記モジュール側面に少なくともグランドパターンと銅箔とのいずれか一方を露出させ、その後で前記シールド金属膜を形成し、前記補強部材を実装する工程では、前記補強部材を銅箔が前記グランドパターン側を向く方向で前記グランドパターン上にはんだつけし、前記シールド金属膜を形成する工程では、前記グランドパターンと前記シールド金属膜とを電気的に接続するモジュールの製造方法。
【請求項７】
シールド金属膜を形成する工程ではスパッタによって金属薄膜を形成する請求項６に記載のモジュールの製造方法。
【請求項８】
グランドパターンと前記補強部材のいずれか一方がモジュールの側面にまで導出されて、シールド金属膜と接続され、樹脂部を形成する工程では、樹脂槽の上方に電子部品が下方を向く方向で樹脂基板を載置し、前記樹脂槽へ投入された非流動状態の前記樹脂が流動可能となるまで軟化させるとともに、前記樹脂基板と前記樹脂との間に形成される空間の空気を吸引し、その後で電子部品を前記軟化した樹脂へ浸漬するとともに、前記基板下面を前記樹脂の液面へ接触させ、その後で前記樹脂を圧縮して、前記樹脂を前記樹脂基板と前記補強部材との間の隙間へ強制的に流入させ、その後で前記樹脂を硬化して前記樹脂基板上に前記樹脂部を形成する請求項７に記載のモジュールの製造方法。
【請求項９】
グランドパターンと銅箔とのいずれか一方を露出させる工程では、連結部において基板の下部が連結された状態とし、シールド金属膜を形成する工程の後で前記連結部を切断する請求項７に記載のモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板上に実装された電子部品が樹脂で覆われ、前記電子部品によって構成された回路がシールドされたモジュールとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のモジュール１について図面を用いて説明する。図１４は、従来のモジュール１の断面図であり、図１５は同、モジュール１の製造フローチャートである。図１４、図１５において、プリント基板２は、熱硬化性の樹脂基板であり、このプリント基板２の上面に電子部品３が実装されている。なお、電子部品３は半導体素子であり、半導体素子とプリント基板２との間は、ワイヤボンディングによって接続されている。ここで、プリント基板２上には、半導体素子以外の電子部品３も装着され、これら電子部品３によって高周波回路が形成されている。プリント基板２の上面には樹脂部４が形成され、この樹脂部４内には電子部品３が埋設されている。そして、プリント基板２の上面の周縁部には高周波回路のグランドと接続された接続パターン５が形成されている。
【０００３】
シールド膜６はスパッタによる薄膜であり、この樹脂部４の上面と側面ならびにプリント基板２の側面を覆うように形成されている。ここで、接続パターン５はプリント基板２の上面に設けられ、その端部が樹脂部４の側面から露出するように設けられ、この露出部でシールド膜６と電気的に接続している。
【０００４】
次に、以上のような従来のモジュール１の製造方法について説明する。実装工程１１では、プリント基板２が複数個連結された状態で、それぞれのプリント基板２上に電子部品３を実装する。トランスファ成型工程１２は、実装工程１１の後でプリント基板２の上面に、電子部品３を覆うように樹脂部４を形成する工程である。ここで、樹脂部４を形成する樹脂４ａには、熱硬化性の樹脂が用いられている。
【０００５】
分割工程１３は、トランスファ成型工程１２の後で、ダイシング回転歯などによってプリント基板２同士の連結部２２ａを切断するとともに、樹脂部４の側面から接続パターン５が露出するようにする。シールド膜形成工程１４は、分割工程１３の後で、スパッタによって、樹脂部４の上面と側面およびプリント基板２の側面にシールド膜６を形成し、モジュール１が完成する。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９３１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のプリント基板２の周縁部において樹脂部４は接続パターン５上に形成される。ところが、接続パターン５は金属であるので、樹脂部４は接続パターン５に対し密着力が小さくなり、分割工程１３における切断により、樹脂部４とプリント基板２との界面において剥離（クラック）が生じ易くなる。そしてこの箇所より水分が浸入し、樹脂部４が吸湿すると、回路の特性を変化させてしまい易くなる。特に高周波回路においては、この吸湿によって樹脂部４の誘電率が変化するので、高周波特性への影響は非常に顕著である。
【０００９】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、信頼性が良好なモジュールを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために基板上に装着された電子部品が埋設されるとともに、前記基板の少なくとも上面に形成された樹脂部と、この樹脂部の表面を覆うシールド金属膜と、前記基板の表面に設けられたグランドパターンとを備え、少なくとも前記基板の側面の上部と前記樹脂部の側面とが同一平面状に形成されたモジュールにおいて、前記グランドパターンと前記樹脂部との間には樹脂製の補強部材と、この補強部材の下面に形成された銅箔とを設け、前記銅箔と前記グランドパターンとは少なくとも前記基板の周縁部近傍にまで敷設され、前記銅箔と前記グランドパターンとがはんだで接続され、少なくとも前記グランドパターンと前記補強部材のいずれか一方は前記モジュールの側面にまで導出されて、前記シールド金属膜と接続されたものである。これにより所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、基板と、この基板上に装着された電子部品と、この電子部品が埋設されるとともに、前記基板の少なくとも上面に形成された樹脂部と、この樹脂部の表面を覆うシールド金属膜と、前記基板の表面に設けられたグランドパターンとを備え、少なくとも前記基板の側面の上部と前記樹脂部の側面とが同一平面状に形成されたモジュールにおいて、前記グランドパターンと前記樹脂部との間には樹脂製の補強部材と、この補強部材の下面に形成された銅箔とを設け、前記銅箔と前記グランドパターンとは少なくとも前記基板の周縁部近傍にまで敷設され、前記銅箔と前記グランドパターンとがはんだで接続され、少なくとも前記グランドパターンと前記補強部材のいずれか一方は前記モジュールの側面にまで導出されて、前記シールド金属膜と接続されたモジュールであり、これにより基板と樹脂部との界面での剥離が起こりにくくでき、信頼性の良好なモジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態における高周波モジュールの断面図
【図２】同、高周波モジュールの製造フローチャート
【図３】同、実装工程における高周波モジュールの断面図
【図４】同、樹脂部形成工程における高周波モジュールの断面図
【図５】同、分割工程における高周波モジュールの断面図
【図６】（ａ）同、第２の例の高周波モジュールの断面図、（ｂ）同、第３の例の高周波モジュールの断面図、（ｃ）同、第４の例の高周波モジュールの断面図
【図７】同、樹脂部形成装置の概略断面図
【図８】同、樹脂部形成工程の製造フローチャート
【図９】同、樹脂基板搭載工程における樹脂部形成装置の断面図
【図１０】同、浸漬工程における樹脂部形成装置の断面図
【図１１】同、圧縮流入工程における樹脂部形成装置の断面図
【図１２】同、第５の例の高周波モジュールの断面図
【図１３】同、第５の例の高周波モジュールの製造フローチャート
【図１４】従来の高周波モジュールの断面図
【図１５】同、高周波モジュールの製造フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施の形態における高周波モジュール２１（モジュールの一例として用いている）について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における高周波モジュール２１の断面図である。なお図１において、図１５と同じものには同じ番号を用い、その説明は簡略化している。図１において、樹脂基板２２（基板の一例として用いた）は、ガラス・エポキシ基材の両面基板であり、本実施の形態における樹脂基板２２は厚みが０．１５ｍｍである。
【００１５】
この樹脂基板２２上には、はんだ２３によって半導体素子２４ａ（電子部品の一例として用いた）と補強部材２４ｂやチップ部品（図示せず）とが、実装されている。ここで補強部材２４ｂは樹脂製であり、この補強部材２４ｂの下面には銅箔２４ｃが設けられ、この銅箔２４ｃにはんだ２３が接続されることによって、樹脂基板２２へ装着される。
【００１６】
本実施の形態において半導体素子２４ａは、厚みが０．３５ｍｍのチップサイズパッケージによる半導体であり、はんだバンプによって樹脂基板２２へフェイスダウンの状態でフリップチップ実装されている。なお、本実施の形態において、バンプ間のピッチが約０．２５ｍｍであるので、バンプ間の隙間は約０．１２ｍｍであり、半導体素子２４ａと樹脂基板２２との間の間隔は、約０．１２ｍｍである。またチップ部品と樹脂基板２２との間の間隔は、約０．８ｍｍである。
【００１７】
ここで、半導体素子２４ａには高周波回路の一部が形成されており、この半導体素子２４ａやチップ部品（図示せず）などが樹脂基板２２へ実装されることによって、樹脂基板２２上に高周波回路（例えば受信回路や送信回路など）が形成されている。なお、本実施の形態において半導体素子２４ａははんだバンプによって樹脂基板２２へ接続されているが、これは半導体素子２４ａにスタッドバンプなどを形成し、ＡＣＦやＡＣＰあるいはＮＣＦやＮＣＰなどによって樹脂基板２２へ実装しても構わない。
【００１８】
樹脂部２５は、樹脂基板２２の上面側に形成され、半導体素子２４ａ、補強部材２４ｂやチップ部品などが埋設されている。なお本実施の形態において、補強部材２４ｂの側面は、樹脂部２５の側面から露出している。なお、本実施の形態における樹脂部２５には、エポキシ系の熱硬化性樹脂を用いている。そして、シールド金属膜２６は、樹脂部２５の表面（上面と４側面全体）を覆うように形成されている。ここで、シールド金属膜２６は、厚みが約１マイクロメートルのスパッタによる薄膜であるので、非常に薄くかつ緻密な（ピンホールなどの少ない）膜が形成できる。さらに、シールド金属膜２６は導電性の良好な銅を用いている。したがって、シールド性が良好であり、妨害などに強い高周波モジュール２１を実現できる。
【００１９】
ここで、樹脂基板２２の表層にはグランドパターン２７が形成されている。本実施の形態におけるグランドパターン２７は樹脂基板２２の周縁部にまで導設されており、樹脂基板２２の側面にはグランドパターン２７の露出部が形成される。そして、この露出部において、グランドパターン２７とシールド金属膜２６とが接続される。また銅箔２４ｃは、補強部材２４ｂの側面側（モジュールの側面側）の端部にまで導設される。これにより、補強部材２４ｂの側面には銅箔２４ｃの露出部が形成され、この露出部で銅箔２４ｃとシールド金属膜２６とが接続される。
【００２０】
なお本実施の形態においてグランドパターン２７は、接続導体２９ａを介して、樹脂基板２２の下面の装着パッド３０ａへと接続される。そして、高周波モジュール２１が親基板（図示なし）へと装着される場合、この装着パッド３０ａは親基板のグランドへと接続される。これにより、樹脂基板２２上に構成された高周波回路の上方向と横方向とが、シールド金属膜２６によって囲まれることとなるので、高周波回路で処理される（または発生する）高周波信号が外部へ漏洩したり、あるいは外部で発生した高周波ノイズが高周波モジュール２１内の高周波回路へ飛び込むことが少なくでき、妨害に対して強い高周波モジュール２１を実現できる。
【００２１】
また本実施の形態において、グランドパターン２７は高周波回路のグランドとは接続していない。つまり高周波回路のグランドは樹脂基板２２の表面のグランド端子２８へと接続され、樹脂基板２２の上下の面の間を導通させる接続導体２９ｂを介して、樹脂基板２２の下面の装着パッド３０ｂ導出されている。このように、高周波回路のグランドと、シールド金属膜２６とが高周波的（電気的）に分離されているので、高周波回路の高周波信号がシールド金属膜２６から外部へと放射されることや、シールド金属膜２６へ飛び乗った高周波ノイズが高周波回路内へ進入することを発生しにくくできる。
【００２２】
次に以上のような高周波モジュール２１の製造方法について、図面を用いて説明する。図２は、本実施の形態における高周波モジュールの製造フローチャートであり、図３は同、実装工程における高周波モジュールの断面図であり、図４は同、樹脂部形成工程における高周波モジュールの断面図であり、図５は同、分割工程における高周波モジュールの断面図である。なお、図２から図５において、図１や図１４、図１５と同じものには同じ番号を用い、その説明は簡略化している。
【００２３】
図２、図３において実装工程５１では、樹脂基板２２が複数個連結された状態で、半導体素子２４ａや補強部材２４ｂやチップ部品を樹脂基板２２へ装着し、樹脂基板２２上に高周波回路を形成する。本実施の形態における実装工程５１では、樹脂基板２２の上面にクリーム状のはんだ２３を印刷し、半導体素子２４ａ、補強部材２４ｂやチップ部品を装着して、これらの部品を樹脂基板２２へリフローはんだ付けする。なお、半導体素子２４ａの下面側には高周波回路が形成され、この半導体素子２４ａは、高周波回路の形成面が樹脂基板２２と対向する方向（フェイスダウン）でフリップチップ装着される。
【００２４】
本実施の形態においてグランドパターン２７は、隣接する基板の間（連結部２２ａ）をまたがるように形成されている。つまり、隣り合う樹脂基板２２におけるグランドパターン２７は一直線に形成される。そしてこのように形成されたグランドパターン２７上に補強部材２４ｂが実装される。このとき補強部材２４ｂは、銅箔２４ｃ面側がグランドパターン２７側を向く方向でグランドパターン上に装着され、はんだ２３によってグランドパターン２７と接続される。本実施の形態において、グランドパターン２７と銅箔２４ｃとは同じ大きさであり、これらが対向するように装着される。これにより補強部材２４ｂは、隣接する樹脂基板２２同士の間（連結部２２ａ）をまたぐようにして装着される。
【００２５】
ここで、補強部材２４ｂはチップ部品と同様の形状をなしている。したがって、他のチップ部品と同時に汎用の部品実装機で装着可能である。また、補強部材２４ｂの下面には全面に銅箔２４ｃが形成されている。従って、片面銅張り基板を所定の大きさに切断して作成できるので、非常に安価である。また本実施の形態においては、ガラス・エポキシ基材の片面基板を用いるので、強度も高い。なお、本実施の形態において、隣接する樹脂基板２２間の間隔（連結部２２ａの幅）は、０．４ｍｍである。そこで本実施の形態においては、補強部材２４ｂの長さを２ｍｍとしている。これにより、それぞれの樹脂基板２２上に搭載された補強部材２４ｂの長さは、約０．８ｍｍとなる。なお、本実施の形態における補強部材２４ｂの幅は１．２５ｍｍであり、高さが０．４ｍｍである。
【００２６】
そして実装工程５１では、半導体素子２４ａ、補強部材２４ｂやチップ部品の実装が完了した後に、高周波回路の特性検査が行われる。この検査において、所定の特性範囲外となるものは、修正作業が行われ、所定の特性を満足させる。なおこの修正作業としては、定数の異なるチップ部品へ取替え作業や、パターンインダクタのトリミングなどを行う。
【００２７】
図２、図４において樹脂部形成工程５２は、実装工程５１の後で樹脂基板２２の上面に樹脂部２５を形成する工程である。なお、本実施の形態における樹脂部２５には、熱硬化性の樹脂２５ａが用いられる。
【００２８】
図２、図５において分割工程５３では、樹脂部形成工程５２の後で、連結された樹脂基板２２を連結部２２ａで切断し、個片の状態へと分割する。具体的には、樹脂基板２２の連結部２２ａ上に形成された樹脂部２５と樹脂基板２２の連結部２２ａと補強部材２４ｂとが切断されて、個々の樹脂基板２２へと分割される。これによって、樹脂部２５や補強部材２４ｂ、樹脂基板２２には切断面が形成され、この切断面がそれぞれの側面をなすこととなるので、これらは一直線上に形成されることとなる。そしてこの分割によって、樹脂基板２２の側面にはグランドパターン２７の露出部が形成され、補強部材２４ｂの側面には銅箔２４ｃの露出部が形成される。なお、本実施の形態における分割工程５３では、ダイシング回転歯を用いて切断しており、隣接する樹脂基板２２間の間隔（連結部２２ａの幅）は、０．４ｍｍである。そして補強部材２４ｂの長さを２ｍｍとしているので、それぞれの樹脂基板２２上に搭載された補強部材２４ｂの長さは、約０．８ｍｍとなる。
【００２９】
シールド金属膜形成工程５４は分割工程５３の後で、樹脂部２５の表面（上面と側面）と樹脂基板２２の側面とにシールド金属膜２６を形成する工程であり、スパッタにより樹脂部２５の表面（上面と側面）と樹脂基板２２の側面とに金属のスパッタ薄膜を形成する。これにより、シールド金属膜２６は分割工程５３の後で形成されるので、ダイシング回転歯によってシールド金属膜２６に傷が生じにくくできる。これは特に、本実施の形態のように膜厚が薄い場合に重要である。このようにすることで、本実施の形態のようにスパッタ薄膜の厚みが１マイクロメートルであっても傷の発生などを少なくできる。そしてシールド金属膜形成工程５４の後で、高周波モジュール２１に対して最終の特性検査が行われて、高周波モジュール２１が完成する。
【００３０】
ここでシールド金属膜２６は、樹脂基板２２の側面に設けられたグランドパターン２７の露出部と補強部材２４ｂの側面に形成された銅箔２４ｃの露出部およびはんだ２３の切断面とでグランドパターン２７と接続されることとなる。従って、装着パッド３０ｂとシールド金属膜２６との間でのインダクタンス値を小さくできるので、シールド金属膜２６へ飛び乗った高周波ノイズは装着パッド３０ｂを介して、確実にグランドへと落とすことができる。従って、非常に妨害に強い高周波モジュール２１を実現できる。なお発明者らはこのような補強部材２４ｂを、樹脂基板２２の各辺に対してそれぞれ１個の補強部材２４ｂを装着すれば、十分に妨害を排除できる電子チューナを実現できることを確認した。
【００３１】
以上の製造方法によればグランドパターン２７と補強部材２４ｂの銅箔２４ｃとの間は、はんだ２３によって強固に接続されている。また、補強部材２４ｂは樹脂であるので、樹脂部２５に対して密着性が良好である。これにより、分割工程５３における切断時のストレスに対しても、樹脂部２５と樹脂基板２２との界面や、樹脂部２５と補強部材２４ｂとの界面などでの剥離を発生しにくくできる。従って、シールド金属膜２６にクラックなどが生じにくくなり、樹脂部２５が吸水しにくくでき、信頼性が良好な高周波モジュール２１を実現できる。さらに、グランドパターン２７は樹脂基板２２の表面に設けることができるので、樹脂基板２２として両面基板を用いることもできる。従って、安価な高周波モジュール２１を実現できる。
【００３２】
特に、本例における高周波モジュール２１では、グランドパターン２７が樹脂基板２２の外周縁部まで敷設され、銅箔２４ｃは補強部材２４ｂの露出面側の端部まで敷設されている。これにより、はんだ２３も切断面まで設けられることとなるので、補強部材２４ｂとグランドパターン２７との間は、非常に強固に接続されることとなる。従って、分割工程５３での切断時などのストレスに対しても、シールド金属膜２６にクラックが生じにくくできる。
【００３３】
なお、本実施の形態における実装工程５１では、隣接する樹脂基板２２の連結部２２ａをまたがるように補強部材２４ｂを装着し、分割工程５３で補強部材２４ｂを分割することで、隣接する樹脂基板２２を同時に形成している。これにより、実装工程５１での実装点数を少なくできるので、実装に要する工数を削減でき、実装コストを安価にできる。しかし補強部材２４ｂは、少なくとも樹脂基板２２の外周縁をまたぐように実装すればよい。つまり、実装工程５１において補強部材２４ｂを隣接の樹脂基板２２上までまたがないように実装しても良い。そして特にこれは、隣接する樹脂基板２２のグランドパターン２７同士が一直線上に並ばないような場合に有用であり、グランドパターン２７の配置の自由度が大きくなる。
【００３４】
また、本実施の形態では、補強部材２４ｂに片面銅張り基板を用いたが、これは多層基板を用いても良い。ただしこの場合、多層基板の上面の銅箔を全面除去し、補強部材２４ｂの上面は樹脂面が露出した状態としておくことが重要である。このように多層基板を用い、その内層導体も切断面まで敷設しておけば、内層導体でもシールド金属膜２６と接続することが可能となる。これにより、さらにシールド金属膜２６にクラックが生じにくくできる。
【００３５】
図６（ａ）は、本実施の形態における第２の例の高周波モジュールの断面図であり、図６（ｂ）は同、第３の例の高周波モジュールの断面図であり、図６（ｃ）は同、第４の例の高周波モジュールの断面図である。なお、これらの図において、図１や図１４と同じものには同じ番号を用い、その説明は簡略化している。
【００３６】
図６（ａ）に示す第２の例の高周波モジュール２１において、補強部材２４ｂは樹脂基板２２の周縁部の近傍に装着される。本例では、補強部材２４ｂと樹脂基板２２の周縁部との間は、約０．２ｍｍとしている。つまりこの例における補強部材２４ｂの側面は樹脂部２５から露出せず、補強部材２４ｂの側面と高周波モジュール２１の側面のシールド金属膜２６との間にも樹脂部２５が形成されたものである。ただし、この場合グランドパターン２７が樹脂基板２２の周縁部まで敷設され、この周縁部にグランドパターン２７の露出部が形成される。そして、この露出部においてシールド金属膜２６とグランドパターン２７とが接続されている。この場合、補強部材２４ｂは樹脂製であるので、樹脂２５ａと補強部材２４ｂの側面との間の密着性は非常に良好である。そして、樹脂基板２２の周縁部の近傍に補強部材２４ｂがはんだ２３によって固定されているので、樹脂部２５と樹脂基板２２との間でのクラックなどは発生しにくくなる。さらにこの例の場合、補強部材２４ｂを小さくできるので、安価な補強部材２４ｂを実現できる。
【００３７】
次に、図６（ｂ）に示す第３の例における高周波モジュール２１では、第１の例に対し、樹脂基板２２の周縁部の上方において、補強部材２４ｂの下面に銅箔２４ｃの不形成部を有している点が異なる。すなわちこの例の場合、グランドパターン２７が樹脂基板２２側面から露出し、シールド金属膜２６と接続されることとなる。また分割工程５３において補強部材２４ｂは切断され、補強部材２４ｂは樹脂部２５の側面から露出する。これにより、銅箔２４ｃおよびはんだ２３は側面に露出しない。従って、補強部材２４ｂの銅箔２４ｃの不形成部とグランドパターン２７との間の隙間にも樹脂部２５が形成されることとなる。なおこの例の場合に、銅箔２４ｃの不形成部の幅は約０．２ｍｍとしている。
【００３８】
次に、図６（ｃ）に示す第４の例における高周波モジュール２１では、第１の例に対し、グランドパターン２７が樹脂基板２２の周縁部の近傍にまで敷設されている点が異なる。すなわち、樹脂基板２２の周縁部にはグランドパターン２７の不形成部が形成され、銅箔２４ｃは樹脂部２５の側面から露出し、シールド金属膜２６と接続される。これにより、グランドパターン２７の不形成部と銅箔２４ｃとの間の隙間にも樹脂部２５が形成されることとなる。そして、第３の例や第４の例における高周波モジュール２１においても、補強部材２４ｂが樹脂基板２２の周縁部近傍にはんだ付けされるので、樹脂部２５と樹脂基板２２との界面などでのクラックが生じにくくできる。そして、これら第２から第４の例における高周波モジュール２１では、分割工程５３においてはんだ２３が切断されない。従って、はんだ２３のバリなどを生じにくくすることができる。
【００３９】
なお、上記第３や第４の例における高周波モジュール２１では、銅箔２４ｃの不形成部とグランドパターン２７との間や、グランドパターン２７の不形成部と銅箔２４ｃとの間などの非常に狭い隙間へ樹脂を充填する必要がある。そこで、本実施の形態における樹脂部形成工程５２は、以下のようにすることで、狭い隙間へ樹脂を充填している。
【００４０】
では以下に、樹脂部形成工程５２のステップについて、図面を用いて詳細に説明する。樹脂部形成工程５２において、樹脂基板２２上に樹脂部２５を形成するための樹脂部形成装置６１について説明する。図７は、本実施の形態における樹脂部形成装置６１の概略断面図である。図７において、樹脂基板搭載部６２は、樹脂基板２２が搭載されるものであり、本実施の形態では半導体素子２４ａが下方を向く方向で、樹脂基板２２が装着される。従って、樹脂基板搭載部６２には樹脂基板２２を吸着する構成を設けている。
【００４１】
この樹脂基板搭載部６２の下方には、樹脂２５ａが投入される空間を有した樹脂槽６３が設けられている。ここで、樹脂槽６３は上下方向へと可動する。また、樹脂槽６３の底部６３ａは、樹脂槽６３全体の動きとは独立して、単独に垂直（図７における上下方向）方向へ可動できる構造となっている。そしてこれら樹脂基板搭載部６２や樹脂槽６３には加熱手段が設けられており、これらによって樹脂基板２２や樹脂２５ａを加熱する。また、樹脂部形成装置６１にはコンプレッサなどが設けられ、樹脂槽６３内や樹脂槽６３と樹脂基板搭載部６２との間の空気を吸引することで、樹脂部２５の形成をほぼ真空状態下で行うことができるようになっている。
【００４２】
図８は本実施の形態における樹脂部形成工程の製造フローチャートであり、図９は樹脂基板搭載工程における樹脂部形成装置の断面図である。なお、これらの図８、図９において、図１から図８と同じものには同じ番号を用い、その説明は簡略化している。このような樹脂部形成装置６１を用いた場合の樹脂部形成工程５２について、図８の工程の順序に従って、詳細に説明する。
【００４３】
図８、図９において、軟化工程７１は実装工程５１の後で、樹脂基板２２を樹脂基板搭載部６２へ搭載するとともに、樹脂槽６３内へ非流動状態（未溶融）の樹脂２５ａを投入し、加熱して樹脂２５ａを流動可能な状態となるまで軟化させる。そしてこの処理に並行して、樹脂２５ａと樹脂基板２２間の空間６４の空気が吸引される。この吸引は空間６４がほぼ真空状態となるまで行われ、樹脂２５ａが完全に溶融を完了した後に止められる。ここで、樹脂基板２２は半導体素子２４ａやチップ部品の搭載面側が下方を向くように搭載される。なお本実施の形態における樹脂槽６３や樹脂基板搭載部６２は予め樹脂２５ａが溶融する温度にまで加熱しているので、短時間に樹脂２５ａを軟化させることができる。
【００４４】
また本実施の形態において、樹脂槽６３へ投入前の樹脂２５ａは粉末状であり、計量容器などによって計量された所定量の樹脂２５ａが樹脂槽６３へと投入される。ここで樹脂２５ａは、第１の温度範囲内では流動性を有せず、この第１の温度より高い第２の温度範囲内では流動性を生じ、この第２の温度より高い温度で硬化する熱硬化性樹脂を用いる。このように樹脂２５ａを樹脂槽６３へ投入する段階で、樹脂２５ａは粉末であるので、精度良く計量することができる。また、計量や投入の自動化も容易である。
【００４５】
発明者らは樹脂部形成装置６１を用いて、以下のような手順で軟化工程７１を行った。予め加熱手段によって樹脂基板搭載部６２と樹脂槽６３との温度を樹脂２５ａが溶融する（流動性を生じる）温度以上であり、樹脂２５ａが硬化する温度範囲（第３の温度範囲）未満の温度（第２の温度範囲）となるように加熱しておく。本実施の形態における樹脂２５ａは、約１４０℃未満の温度では流動性が小さく、約１４０℃から約１７５℃において最も軟化して流動性を生じ、それを超える温度で硬化するエポキシ系の熱硬化性樹脂を用いている。したがって本実施の形態では、樹脂基板搭載部６２と樹脂槽６３との温度を第２の温度範囲上限の１７５℃に設定している。
【００４６】
ここで、樹脂基板搭載部６２は図７における水平方向へとスライドできる構造を有しており、この樹脂基板搭載部６２がスライドすることによって、樹脂槽６３の上方が開放状態となる。そこで、規定量の樹脂２５ａが樹脂槽６３の上方から投入される。これにより即時、樹脂２５ａへの加熱が開始されることとなる。一方樹脂基板搭載部６２はスライドすることによって、下方が開放状態となるので、この樹脂基板２２装着部の下面には、半導体素子２４ａ（チップ部品）や補強部材２４ｂが下方となる向きで樹脂基板２２が吸着される。そして、再度樹脂基板搭載部６２がスライドして、樹脂槽６３の上方の位置で停止する。このようにして、樹脂２５ａの投入と樹脂基板２２の搭載が完了すると、空間６４の空気の吸引を開始する。そして樹脂２５ａが完全に流動可能な状態にまで溶融した後に、吸引を停止し、その真空状態を維持する。
【００４７】
なお、本実施の形態における樹脂部形成装置６１では、樹脂基板搭載部６２が水平にスライドしたが、これは樹脂槽６３がスライドしても構わない。また、樹脂基板搭載部６２と樹脂槽６３の少なくともいずれか一方を、上下方向へと移動させるだけでも良い。ただしこの場合、樹脂槽６３と樹脂基板搭載部６２との間の距離が、樹脂２５ａの投入や樹脂基板２２の搭載作業が可能な程度まで開くようにしておく。
【００４８】
図１０は、浸漬工程における樹脂部形成装置の断面図である。図１０において、図１から図９と同じものには同じ番号を用い、その説明は簡略化している。図１０において、浸漬工程７２は軟化工程７１の後で、流動可能な状態に溶融した樹脂２５ａの中に、半導体素子２４ａやチップ部品を浸漬し、樹脂基板２２の下面を溶融した樹脂２５ａの液面へと接触させる工程である。
【００４９】
例えばこの工程は、以下のようにして行われる。樹脂槽６３と底部６３ａとをほぼ同じ速度で上方（図９矢印方向）へ移動させて、樹脂基板２２が樹脂槽６３と樹脂基板搭載部６２との間に挟まれるようにする。このとき、樹脂槽６３と樹脂基板２２との間に隙間が生じないようにすることが必要であり、そのために樹脂槽６３において、樹脂基板２２の下面と当接する箇所にはゴムパッキン（図示せず）などが設けられる。そして、樹脂槽６３は規定の位置（樹脂槽６３が樹脂基板２２と当接する位置）まで上昇した後に停止する。この状態では、樹脂２５ａの液面は、樹脂基板２２の下面とはまだ接触しないようにしてある。これにより、樹脂２５ａが樹脂槽６３から溢れ出すことを少なくできる。ただしこのとき、半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）や補強部材２４ｂは樹脂２５ａの液面と接触させておくことが望ましい。これは、樹脂２５ａの表面張力によって、樹脂２５ａが半導体素子２４ａ（チップ部品）や補強部材２４ｂの側面に沿って這い上がり（あるいはその一部が、半導体素子２４ａ（チップ部品）あるいは補強部材２４ｂと樹脂基板２２との間の狭い隙間へ入り込み）、後の圧縮流入工程７３において樹脂２５ａが半導体素子２４ａ（チップ部品）や補強部材２４ｂと樹脂基板２２との間の非常に狭い隙間へ充填され易くなるためである。一方、底部６３ａは樹脂部２５の移動が停止した後も上方へと移動を続ける。これによって、樹脂２５ａの液面と樹脂基板２２の下面とが接触することとなる。
【００５０】
図１１は、圧縮流入工程７３における樹脂部形成装置６１の断面図である図１１において、図１から図１０と同じものには同じ番号を用い、その説明は簡略化している。図１１に示すように、浸漬工程７２が完了すれば、一見半導体素子２４ａ（チップ部品）や補強部材２４ｂは完全に樹脂２５ａ内に埋設が完了しているよう見える。ところが、半導体素子２４ａ（チップ部品）や補強部材２４ｂと樹脂基板２２との間の隙間の中には、樹脂２５ａが充填されていない箇所も存在している。
【００５１】
そこで、浸漬工程７２の後で圧縮流入工程７３を行なう。この圧縮流入工程７３では樹脂２５ａを（図１１矢印方向へ）圧縮し、この圧力によって未充填の隙間へ樹脂２５ａを強制的に流入させる。このとき、樹脂槽６３と樹脂基板２２とで囲まれた空間は、半導体素子２４ａ（チップ部品）あるいは補強部材２４ｂと樹脂基板２２間の隙間の未充填の箇所を除き、樹脂２５ａによって埋まっている。従って、樹脂２５ａを圧縮しても底部６３ａはほとんど上昇することはなく、樹脂２５ａの圧力のみが上昇することとなる。そして、この圧力が規定値となるまで加圧を続け、その圧力を維持する。なお、この圧縮流入工程７３において樹脂２５ａの温度は、第２の温度範囲内とすることが重要である。これにより、半導体素子２４ａやチップ部品と樹脂基板２２との間の隙間へ確実に樹脂２５ａを充填させることができる。
【００５２】
なお、本実施の形態においてはんだ２３は錫、銀系の鉛フリーはんだであり、その融点は約２００℃である。このようにはんだ２３の融点を第２の温度範囲より高いはんだを用いているので、圧縮流入工程７３においてはんだ２３が溶融することもないので、半導体素子２４ａ（チップ部品）あるいは補強部材２４ｂと樹脂基板２２間の電気的接続が外れたりしにくくできる。
【００５３】
硬化工程７４は、圧縮流入工程７３の後で、樹脂２５ａの温度が第２の温度範囲を超える温度（第３の温度範囲）となるまでさらに加熱することによって、樹脂２５ａを硬化する。これによって、樹脂基板２２上に樹脂部２５が形成されることとなる。なお、少なくとも樹脂２５ａの流動性がなくなるまでの間は、この硬化工程７４においても圧縮流入工程７３で加えられた圧力を維持する。これにより、確実に半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）や補強部材２４ｂと樹脂基板２２との間の狭い隙間に樹脂２５ａを完全に充填できることとなり、ボイドなどが生じにくい高周波モジュール２１を実現できる。
【００５４】
そして、シールド金属膜形成工程５４では、スパッタによって樹脂２５ａ部の表面にスパッタ薄膜を形成している。従って、非常に緻密であり、ピンホールなどの少ないシールド金属膜２６を形成できる。したがって、シールド性が良好であり、ノイズなどによる誤動作などの起こしにくい高周波モジュール２１を実現できる。
【００５５】
ところが、スパッタによる薄膜は非常に薄いので、膜に微細な傷などがあると、樹脂２５ａの内部応力（あるいはそのストレスによる変形）や分割工程５３（分割工程９２）によるストレスなどが原因で、クラックなどへと進行する可能性が高くなる。特に、樹脂部２５と樹脂基板２２との間の線膨張係数の違いなどにより、樹脂部２５と樹脂基板２２との界面部へ応力が集中し易く、この界面でのクラックが生じ易い。そこで、浸漬工程７２では半導体素子２４ａやチップ部品が浸漬し、圧縮流入工程７３では樹脂２５ａを圧縮し、半導体素子２４ａやチップ部品と樹脂基板２２との間の隙間へ樹脂２５ａを埋設するわけである。このようにすることで、トランスファ成型に比べて樹脂２５ａの流れの不均等さなどに起因する内部応力を小さくできる。これにより、樹脂基板２２や樹脂部２５の残留応力が小さくなり、それらの歪（変形）も小さくできるので、シールド金属膜２６のストレスも小さくでき、シールド金属膜２６の剥離（クラック）が発生しにくい高周波モジュール２１を実現できる。したがって、高湿環境下においても樹脂部２５へ吸湿しにくくでき、信頼性の良好な高周波モジュール２１を実現できる。
【００５６】
また、圧縮流入工程７３で圧力を加えるので、樹脂２５ａは半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）と樹脂基板２２との間の非常に狭い隙間へも確実に充填できる。また、半導体素子２４ａやチップ部品には、圧縮流入工程７３においてのみ圧力が加わるので、半導体素子２４ａやチップ部品へかかる応力を小さくできる。したがって、半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）や樹脂基板２２の変形が小さくなるので、半導体素子２４ａ上の高周波回路とシールド金属膜２６との間や、半導体素子２４ａ上の高周波回路と樹脂基板２２との間、さらには樹脂基板２２とシールド金属膜２６との間の距離などのばらつきが小さくできる。これによりこれらの間のもつ浮遊容量の値のばらつきが小さくできるので、ばらつきの少ない高周波モジュール２１を実現できる。
【００５７】
また、浸漬工程７２では半導体素子２４ａやチップ部品が浸漬されるのみであり、圧縮流入工程７３で樹脂２５ａに流れが発生するので、樹脂２５ａの流れる距離は、トランスファ成型に比べて非常に短い。したがって、硬化後において樹脂２５ａの流れの不均等さなどによる内部応力も小さくできる。これによって、さらに半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）、樹脂基板２２や樹脂部２５自身の歪（変形）などを小さくできるので、さらに浮遊容量の値のばらつきを小さくできるので、高周波回路の特性のばらつきの小さな高周波モジュール２１を実現できる。
【００５８】
特に本実施の形態では半導体素子２４ａをフェイスダウンにてフリップチップ実装しているので、半導体素子２４ａと樹脂基板２２との間が非常に近くなる。したがって、半導体素子２４ａに形成された高周波回路とグランドパターン２７との間には大きな浮遊容量を持つこととなり、特にこの浮遊容量のばらつきは、半導体素子２４ａの高周波回路の特性に大きな影響を与えることとなる。そしてこのことは、樹脂２５ａ内に高周波回路を埋設する上において非常に重要な点である。つまり、実装工程５１における高周波特性の検査において、合格範囲と判断したものにおいても、半導体素子２４ａ、樹脂基板２２や樹脂部２５自身の歪が大きいと樹脂部２５を形成した後に不合格となる恐れがある。しかし樹脂部２５が形成された後においては、修理することが非常に困難であるので、廃棄する以外に方策はなく、歩留まりが非常に悪化することとなる。そこで、以上のような製造法を用い、樹脂２５ａの流れる距離を小さくすることで、樹脂２５ａ内部に残る残留応力を小さくし、半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）、樹脂基板２２や樹脂部２５自身などにかかる応力を小さくする。これにより、樹脂部２５形成後での高周波特性のばらつきを小さくでき、歩留まりの良好な高周波モジュール２１を実現できる。
【００５９】
さらに加えて、この残留応力を小さくすることは、高周波モジュール２１の特性の長期信頼性にも大きな影響を及ぼす。つまり、温度変化などによって、樹脂部２５や樹脂基板２２に伸縮が生じ、樹脂部２５内の内部応力の分布が変化すると考えられる。これにより、半導体素子２４ａや樹脂基板２２や樹脂部２５などの歪量が変化し、その結果半導体素子２４ａと樹脂基板２２との間や、半導体素子２４ａとシールド金属膜２６との間などの浮遊容量の値が製造段階の値より変化することが考えられる。そこで、上記製造方法により、内部応力を小さくできるので、温度変化などに対しても長期にわたり安定した特性を維持できる高周波モジュール２１を実現できる。
【００６０】
そしてもちろん、圧縮流入工程７３で樹脂２５ａを強制的に隙間へ充填するので、印刷法やポッテイングなどによる方法に比べ、半導体素子２４ａ（チップ部品）あるいは補強部材２４ｂと樹脂基板２２との間にも確実に樹脂２５ａを充填できることは言うまでもない。したがって、非常に信頼性も良好な高周波モジュール２１を実現できる。
【００６１】
そして圧縮圧力によって半導体素子２４ａやチップ部品の破壊も少なくでき、また半導体素子２４ａの変形も小さくできるので、半導体素子２４ａの厚みを薄くすることができる。したがって、従来のトランスファ成型に比べ、半導体素子２４ａやチップ部品の上部に形成される樹脂部２５の厚みが薄くても、これら半導体素子２４ａやチップ部品の上部へ確実に樹脂部２５を形成できる。これは、半導体素子２４ａ（あるいはチップ部品）の上部の樹脂部２５は、浸漬工程７２で浸漬することで形成されるためである。これにより薄型の高周波モジュール２１を実現できる。本実施の形態では、厚みが０．８ｍｍの高周波モジュール２１を実現している。
【００６２】
なお発明者らは、上記製造方法を用い、厚みが０．５ｍｍの高周波モジュール２１の実現にも成功している。この場合、樹脂基板２２の厚みが０．１ｍｍ、半導体素子２４ａの厚みが０．２５ｍｍと非常に薄いが、変形も小さく、特性ばらつきの小さな高周波モジュール２１を実現できている。また、半導体素子２４ａと樹脂基板２２との間や、補強部材２４ｂと樹脂基板２２との間が０．０８ｍｍと非常に狭いが、この隙間に対しても樹脂２５ａを確実に充填できた。そして、半導体素子２４ａ（チップ部品）や補強部材２４ｂの上部の樹脂部２５の厚みが０．０７ｍｍと非常に薄いが、厚みの安定した樹脂部２５ａを形成できている。
【００６３】
次に本実施の形態における第５の例の高周波モジュール８１について図面を用いて説明する。図１２は、第５の例における高周波モジュールの断面図である。第１の例の高周波モジュール２１では、樹脂基板２２の側面は樹脂部２５の側面と一直線上であり、シールド金属膜２６は樹脂基板２２の側面下端まで形成されている。しかし、この例における高周波モジュール８１は、第１の例における高周波モジュール２１に比べ、樹脂基板２２の側面下部に段付部８２が形成されている点と、シールド金属膜２６は樹脂基板２２の側面において段付部８２の上端まで形成される点が異なる。ただし、樹脂基板２２の側面における段付部８２より上部は、樹脂部２５の側面と一直線上にあり、グランドパターン２７の露出部も樹脂基板２２の側面において段付部８２より上部に形成される。
【００６４】
では、第５の例における高周波モジュール８１の製造方法について図面を用いて説明する。図１３は、第５の例における高周波モジュールの製造フローチャートである。なお、図１３において、図２と同じ工程には同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。図１３において、樹脂部形成工程５２までの工程は、第１の例の高周波モジュール２１の製造方法と同じである。樹脂部形成工程５２の後で溝形成工程９１が行われる。この溝形成工程９１では、グランドパターン２７、補強部材２４ｂや銅箔２４ｃが樹脂基板２２側面から露出するように溝を形成する。ただし、樹脂基板２２を個片の状態へ切断せず、樹脂基板２２の連結部２２ａは残して連結された状態としておく。
【００６５】
この溝形成工程９１の後でシールド金属膜形成工程５４が行われ、樹脂部２５の周囲（上面と側面）および樹脂基板２２に形成された溝部分（段付部８２の上面と、樹脂基板２５の側面において段付部８２の上側）にシールド金属膜２６を形成する。そして、このシールド金属膜形成工程５４の後で、分割工程９２が行われる。この分割工程９２では、溝よりも幅の狭いダイシング回転歯などで、溝より狭い幅で樹脂基板２２の連結部２２ａを切断する。このようにすることで、分割工程９２においてシールド金属膜２６の切断によるストレスを小さくでき、シールド金属膜２６へ傷などがつきにくくできる。したがって、良好なシールドを実現できる。そしてこの例の場合、シールド金属膜形成工程５４を樹脂基板２２が連結された状態で行うことができる。また、シールド金属膜形成工程５４と分割工程９２との間に、特性検査工程を設ければ、その検査も連結状態で行うことができるので、非常に生産性が良好である。そしてこの例の場合における高周波モジュール８１においても、補強部材２４ｂによって樹脂部２５と樹脂基板２２との間の界面でクラックが発生しにくくできる。
【００６６】
なお、この第５の例における高周波モジュール８１に対し、上記第２から第４の例における補強部材２４ｂを用いても良い。また、この第５の例における補強部材２４ｂも連結部２２ａをまたがらなくもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明にかかるモジュールは、良好な信頼性を得るという効果を有し、電子機器などに搭載する高周波モジュール等に用いると有用である。
【符号の説明】
【００６８】
２１  モジュール
２２  樹脂基板
２３  はんだ
２４ａ  半導体素子
２４ｂ  補強部材
２４ｃ  銅箔
２５  樹脂部
２６  シールド金属膜
２７  グランドパターン
【図１】
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【図２】
2011211023.tif 000004
【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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