(57)【要約】【課題】回路モジュールの絶縁樹脂の表面を金属層で被覆したものにおいて、金属層に開口部を形成する工程を簡略化すること。【解決手段】基板に実装された回路部品を絶縁樹脂で覆った回路モジュール素体を用意する（ステップＳＴ１０１）。回路モジュール素体を構成する絶縁樹脂の表面の少なくとも一部に第１金属層を形成する（ステップＳＴ１０２）。絶縁樹脂の表面に開口部を形成したい部分と、絶縁樹脂の表面に前記第１金属層を残したい部分との間に存在する第１金属層を除去する（ステップＳＴ１０３）。残したい部分の第１金属層に電流を流して、この部分に第２金属層を形成しつつ、開口部を形成する部分の第１金属層を取り除く（ステップＳＴ１０４）。【選択図】図２
2011155213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装された回路部品を絶縁樹脂で覆った回路モジュール素体を用意する工程と、
当該回路モジュール素体を構成する前記絶縁樹脂の表面の少なくとも一部に第１金属層を形成する工程と、
前記絶縁樹脂の表面から前記第１金属層を除去したい部分と、前記絶縁樹脂の表面に前記第１金属層を残したい部分との間に存在する前記第１金属層を除去する工程と、
前記残したい部分の前記第１金属層に電流を流して、当該残したい部分に第２金属層を形成しつつ、前記除去したい部分の前記第１金属層を取り除く工程と、
を含むことを特徴とする回路モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１金属層はレーザーで除去される請求項１に記載の回路モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記第２金属層の表面に、さらに第３金属層を形成する請求項１又は２に記載の回路モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記第１金属層及び前記第２金属層はＣｕであり、前記第３金属層はＮｉである請求項１から３のいずれか１項に記載の回路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、回路部品を覆った絶縁樹脂の表面に、開口部を有する金属層を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路モジュールは、複数の回路部品、例えば、受動素子や能動素子等を基板に実装して、ひとまとまりの機能を持った回路部品としたものである。例えば、特許文献１には、回路が受光、発光の光電素子を含む場合の光の通路として、回路を覆う樹脂の上面に設けられた金属層に、光を透過させるための窓を設けたものが開示されている。また、特許文献２には、回路部品間を仕切り、絶縁樹脂層の一部にシールド層を設けた回路モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６６５１号公報（０００９、００１３、図２）
【特許文献２】特開２００７−１５７８９１号公報（００３７、図１６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、上述した光を透過させるための窓をフォトエッチングによって形成する旨が開示されている。しかし、フォトエッチングによって窓を形成する場合、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去等の工程が必要になり、手間を要する。また、特許文献２には、絶縁樹脂層の一部にシールド層を設ける方法は言及されておらず、絶縁樹脂の表面を被覆する金属層に開口部を形成する工程を簡略化することについては改善の余地がある。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路モジュールの絶縁樹脂の表面を金属層で被覆したものにおいて、金属層に開口部を形成する工程を簡略化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回路モジュールの製造方法は、基板に実装された回路部品を絶縁樹脂で覆った回路モジュール素体を用意する工程と、当該回路モジュール素体を構成する前記絶縁樹脂の表面の少なくとも一部に第１金属層を形成する工程と、前記絶縁樹脂の表面から前記第１金属層を除去したい部分と、前記絶縁樹脂の表面に前記第１金属層を残したい部分との間に存在する前記第１金属層を除去する工程と、前記残したい部分の前記第１金属層に電流を流して、当該残したい部分に第２金属層を形成しつつ、前記除去したい部分の前記第１金属層を取り除く工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
この回路モジュールの製造方法は、絶縁樹脂の表面から第１金属層を除去したい部分と、絶縁樹脂の表面に第１金属層を残したい部分との間に存在する第１金属層を除去して、両方の部分を電気的に絶縁する。その後、残したい部分の第１金属層に電流を流して電解めっきすることにより、残したい部分の第１金属層に第２金属層を形成しつつ、除去したい部分の第１金属層を取り除く。これによって、回路モジュールを構成する絶縁層の表面に、開口部を有する金属層を形成する工程を簡略化できる。
【０００７】
本発明の望ましい態様としては、前記第１金属層はレーザーで除去されることが好ましい。このように、レーザーを用いることで設備を簡略化できるとともに、レーザーによる描画を制御することで、開口部の寸法や形状が変更された場合でも、容易に対応できる。
【０００８】
本発明の望ましい態様としては、前記第２金属層の表面に、さらに第３金属層を形成することが好ましい。これによって、例えば、第２金属層に耐食性の低い材料を用いた場合、耐食性の高い材料の第３金属層で第２金属層を被覆して、第２金属層を保護することができる。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記第１金属層及び前記第２金属層はＣｕであり、前記第３金属層はＮｉであることが好ましい。回路モジュールを構成する絶縁樹脂を金属層で被覆して電磁気シールドとしての機能を発揮させる場合、電気抵抗率の低いＣｕを用いることが好ましい。しかし、Ｃｕは耐食性が低いため、第１金属層及び第２金属層を耐食性の低いＣｕで形成し、第３金属層を耐食性の高いＮｉで形成する。これによって、耐食性の低いＣｕを耐食性の高いＮｉで保護することができる。
【００１０】
第１金属層、及び第２金属層、及び第３金属を構成する元素はＣｕ及びＮｉに限定されるものではなく、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎを用いてもよい。耐食性をさらに向上させるため、第１金属層〜第３金属層の少なくとも一つを複数の層で構成したり、第３金属層の表面に、耐食性の高い金属層をさらに形成したりしてもよい。また、第１金属層は、無電解Ｎｉめっきで形成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、回路モジュールの絶縁樹脂の表面を金属層で被覆したものにおいて、金属層に開口部を形成する工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法によって製造される回路モジュールの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図３−１】図３−１は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【図３−２】図３−２は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【図３−３】図３−３は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【図３−４】図３−４は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【図３−５】図３−５は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【図３−６】図３−６は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【図３−７】図３−７は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態は、本発明を限定するものではない。また、下記の実施形態で開示された構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法によって製造される回路モジュールの一例を示す斜視図である。図１に示すように、回路モジュール１は、複数の回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを基板３に実装して、ひとまとまりの機能を持つ電子部品としたものである。本実施形態において、回路モジュール１を構成する回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃとしては、例えば、キャパシタやコイル等の受動素子があるが、ダイオードやトランジスタ等の能動素子も回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃとして基板３上や基板３内に実装されることがある。また、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、これらに限定されるものではない。
【００１５】
図１に示すように、回路モジュール１は、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃが実装される基板３と、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを覆う絶縁樹脂４と、絶縁樹脂４の表面の少なくとも一部を被覆する金属層５とを含んで構成される。図１に示すように、回路モジュール１は、基板３に実装された回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃが絶縁樹脂４で覆われる。なお、回路モジュール１は、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃが搭載される側の基板３の表面（部品実装面という）も同時に絶縁樹脂４で覆われる。このように、回路モジュール１は、絶縁樹脂４で複数の回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び部品実装面を覆うことで、基板３及び複数の回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを一体化するとともに、強度を確保する。
【００１６】
複数の回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを覆った絶縁樹脂４の表面には、金属層５が形成される。本実施形態において、金属層５は複数の金属の層で構成される。金属層５は、絶縁樹脂４の表面を被覆することにより、絶縁樹脂４の内部に封入された回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを回路モジュール１の外部からの高周波ノイズや電磁波等から遮蔽したり、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃから放射される高周波ノイズ等を遮蔽したりする。このように、本実施形態において、金属層５は、電磁気シールドとして機能する。
【００１７】
図１に示すように、回路モジュール１は、金属層５に開口部６を有している。開口部６は、回路部品２Ｂと対向する部分に形成されている。開口部６に金属層５は存在せず、開口部６からは絶縁樹脂４が露出している。回路部品の中には、導電性を有する金属層５が近傍に設けられると電気的な特性が変化するものがある（例えば、コイル）。このため、このような回路部品と対向する部分に開口部６を設け、回路部品の電気的な特性の変化を抑制する。また、例えば、フォトダイオードのような受光素子やＬＥＤのような発光素子を基板３に実装した場合、少なくとも金属層５に光を透過させる部分を設ける必要がある。このような場合には、光を透過させる部分が開口部６となる。
【００１８】
絶縁樹脂４の表面を被覆する金属層５に開口部６を設ける場合、開口部６となる部分以外をマスクして、開口部６となる部分の金属層５をエッチングやブラスト処理によって除去する手法が考えられる。しかし、この方法は工程が多くなるため、回路モジュール１の生産性を低下させる。本実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、金属層５に開口部６を設ける際の工程を簡略化することにより、回路モジュール１の生産性を向上させるものである。次に、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法を説明する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の工程を示すフローチャートである。図３−１〜図３−７は、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法の説明図である。本実施形態に係る回路モジュールの製造方法により、例えば、図１に示す回路モジュール１を製造するにあたり、ステップＳＴ１０１において、まず、金属層５で絶縁樹脂４を被覆していない回路モジュール素体を用意する。
【００２０】
回路モジュール素体を用意するにあたっては、まず、図３−１に示すように、基板３に回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを実装する。これは、例えば、回路部品実装装置が回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを基板３上に載置し、その後、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃが載置された基板３を炉内で加熱する。これによって、回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃの端子と基板３の端子との間のハンダペーストを溶解させて、両者を接合する。回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃが基板３に実装されたら、例えば、樹脂充填装置を用いて、図３−２に示すように、絶縁樹脂４で基板３に実装された回路部品２Ａ、２Ｂ、２Ｃを覆う。このような工程によって、図３−２に示すような回路モジュール素体１ｐが完成する。
【００２１】
回路モジュール素体１ｐが完成したら、ステップＳＴ１０２へ進む。ステップＳＴ１０２において、回路モジュール素体１ｐを構成する絶縁樹脂４の表面の少なくとも一部に、第１金属層５Ａを形成する。本実施形態では、第１金属層５ＡをＣｕで構成する。第１金属層５Ａを形成するにあたっては、図３−３に示すように、まず、絶縁樹脂４の表面の第１金属層５Ａを形成する部分に前処理を施す。
【００２２】
本実施形態に係る回路モジュールの製造方法では、第１金属層５Ａを無電解めっきで形成するが、第１金属層５Ａと絶縁樹脂４との密着性を向上させるために、絶縁樹脂４の表面を粗くする、又はめっきのぬれ性を向上させる等の前処理を施す。この前処理は、例えば、ドライプロセスではＵＶやプラズマ等、ウエットプロセスでは過マンガン酸やクロム酸、濃硫酸等を用いたエッチングによって、絶縁樹脂４の表面に行われる。ドライプロセスは、絶縁樹脂４の表面におけるめっきのぬれ性を向上させる効果があり、ウエットプロセスは、絶縁樹脂４の表面を粗くする効果がある。前処理が終了すると、図３−３に示すように、絶縁樹脂４の表面４Ｓが粗くなる、又はめっきのぬれ性が向上する。次に、無電解めっきによって、図３−４に示すように絶縁樹脂４の表面に第１金属層５Ａを形成する。第１金属層５Ａが形成されたらステップＳＴ１０３に進む。
【００２３】
ステップＳＴ１０３においては、絶縁樹脂４の表面から第１金属層５Ａを除去したい部分、すなわち、図１に示す開口部６が形成される部分と、絶縁樹脂４の表面に第１金属層５Ａを残したい部分との間（境界部分）に存在する第１金属層５Ａを除去する。これによって、前記境界部分を顕在化させる。本実施形態では、レーザーを用いて境界部分の第１金属層５Ａを除去する。
【００２４】
本実施形態において、第１金属層５Ａを除去するレーザーにはＹＡＧレーザーを用いる。この他にも、ＹＶＯ４レーザー、ＦＡＹｂレーザー、ＣＯ２レーザー、グリーンレーザー等を用いることができる。ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＦＡＹｂレーザー、ＣＯ２レーザーは赤外光であり、グリーンレーザーは可視光である。このうち、ＹＡＧレーザーは、コンパクトで低コストであるという利点がある。
【００２５】
ステップＳＴ１０３において第１金属層５Ａを除去する場合、第１金属層５Ａの前記境界部分にレーザー光を照射して図１に示す開口部６の輪郭を描画する。これによって、図３−５に示すように、絶縁樹脂４の表面からは開口部６の輪郭の形に第１金属層５Ａが取り除かれて、前記境界部分が顕在化される。顕在化された前記境界部分を境界溝７という。境界溝７は、始点と終点とがつながった無端の連続した溝であり、開口部６の輪郭に沿って形成される。図３−５に示すように、境界溝７は絶縁樹脂４まで到達しており、境界溝７からは絶縁樹脂４が露出している。これによって、境界溝７は、自身で囲む部分の内側と外側とを分離する。この場合、境界溝７の外側における第１金属層５Ａの縁部が、図１に示す開口部６の輪郭線となる。
【００２６】
ステップＳＴ１０３が終了したら、ステップＳＴ１０４へ進む。ステップＳＴ１０４においては、残したい第１金属層５Ａの部分の表面に第２金属層を形成しつつ、除去したい部分、すなわち図１に示す開口部６が形成される部分の第１金属層５Ａを取り除く。この場合、本実施形態では、電解めっきによって第２金属層を形成しつつ、不要な第１金属層５Ａを取り除く。次に、この方法を説明する。なお、本実施形態においては、第２金属層も第１金属層５Ａと同じ材料のＣｕで構成する。
【００２７】
図３−５に示すように、境界溝７が形成された回路モジュール素体１ｐは、第１金属層５Ａを残したい部分、すなわち第２金属層を形成する部分に、直流電源９を介して第２金属材料８が電気的に接続される。この状態で第１金属層５Ａと第２金属材料８とをめっき液に浸して第１金属層５Ａを残したい部分に電流を流す、すなわち、電解めっきを施すと、第１金属層５Ａの表面に第２金属材料８が堆積する。
【００２８】
回路モジュール素体１ｐは、境界溝７によって第１金属層５Ａを除去したい部分と残したい部分とが分離されているので、両者は電気的に絶縁されている。このため、第１金属層５Ａを除去したい部分に電流は流れないので、この部分に第２金属材料８は堆積しない。めっき液は硫酸銅水溶液、ピロリン酸銅水溶液、シアン化銅水溶液といった第１金属層５Ａを構成するＣｕを溶解させる溶液である。したがって、電解めっき中に電流が流れない部分、すなわち、第１金属層５Ａを除去したい部分の第１金属層５Ａはめっき液に溶解する。このように、本実施形態では、電解めっきに用いるめっき液を利用したエッチングによって、除去したい部分の第１金属層５Ａを除去する。なお、電解めっきを利用したエッチングに加え、他のエッチングを実行することにより、第１金属層５Ａを確実に除去できるので好ましい。
【００２９】
このように、本実施形態では、第１金属層５Ａを残したい部分に電流を流して電解めっきをすることにより、前記残したい部分に第２金属層を形成しつつ、除去したい部分の第１金属層５Ａをめっき液に溶解させて取り除く。これによって、図３−６に示すように、第１金属層５Ａの残したい部分の表面に第２金属層５Ｂが形成され、第１金属層５Ａを除去したい部分には開口部６が形成される。なお、開口部６からは絶縁樹脂４が露出している。
【００３０】
ステップＳＴ１０３において、境界溝７によって第１金属層５Ａを除去したい部分と残したい部分とに分離する場合、図３−５に示す境界溝７の幅Ｗは、電解めっき中において、両者の電気的な絶縁を確保できる程度の大きさとする。この大きさは、５０μｍ以上あればよいが、あまり大きくすると境界溝７の形成に余分なエネルギーと時間とを要するので、大きくとも１００μｍ程度とすることが好ましい。
【００３１】
第１金属層５Ａは、無電解Ｎｉめっきで形成してもよい。この場合、ステップＳＴ１０４の電解めっきにおける、除去したい部分（図１に示す開口部６が形成される部分）の第１金属層５Ａを取り除く過程において、Ｎｉはめっき液に溶解しにくいため、除去されにくい。したがって、必要な厚さの第２金属層５Ｂが得られた場合に、Ｎｉの第１金属層５Ａが回路モジュール素体１ｐの表面に残っていることがある。この場合、除去したい部分を除いてレジストで覆った後、除去したい部分に残っているＮｉをエッチングにより除去する。これによって、第１金属層５ＡをＮｉの無電解めっきで形成した場合でも、確実に除去したい部分を回路モジュール素体１ｐから除去できる。
【００３２】
図１に示す回路モジュール１に必要な金属層５が第１金属層５Ａ及び第２金属層５Ｂで構成される場合、ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０４までの工程により、絶縁樹脂４の表面を金属層５で被覆するとともに、金属層５の一部に開口部６を形成することができる。第２金属層５Ｂの表面に、さらに第３金属層を形成する場合は、ステップＳＴ１０５へ進む。そして、図３−７に示すように、第３金属層５Ｃを形成する。第３金属層５Ｃは、第２金属層５Ｂと同様に、電解めっきによって形成される。
【００３３】
例えば、本実施形態において、第１金属層５Ａ及び第２金属層５ＢはＣｕであり、耐食性が低いので、これらを保護するため、耐食性の高い金属で第２金属層５Ｂの表面を被覆することがある。この場合、例えば、耐食性の高い金属としてＮｉを用い、これで第３金属層５Ｃを形成して第２金属層５Ｂの表面を被覆する。この場合、第１金属層５Ａと第２金属層５Ｂと第３金属層５Ｃとで、図１に示す金属層５が構成される。なお、第１金属層５Ａ及び第２金属層５ＢをＣｕ、第３金属層５ＣをＮｉとし、これらで構成される金属層５を電磁気シールドとして用いる場合、例えば、第１金属層５Ａの厚さは０．５μｍ〜１μｍ、第２金属層５Ｂの厚さは１０μｍ程度、第３金属層５Ｃの厚さは２μｍ〜３μｍとなる。
【００３４】
上述した工程により、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法によって、一部に開口部６を有する金属層５を絶縁樹脂４の表面に形成することができる。また、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法によって形成される第１金属層５Ａ及び第２金属層５Ｂ及び第３金属層５Ｃは、いずれも無電解めっき又は電解めっきによって形成される金属膜である。
【００３５】
開口部６となる部分以外をレジスト等でマスクし、開口部６となる部分の第１金属層５Ａをエッチングによって除去する場合、無電解めっきにより第１金属層５Ａを形成した後、次の７工程が必要になる。
（１）電解めっきにより第１金属層５Ａの表面に第２金属層５Ｂを形成する工程。
（２）第２金属層５Ｂの表面を粗くする前処理の工程。
（３）第２金属層５Ｂの表面にレジスト（ポジ型）を設ける工程。
（４）第１金属層５Ａ及び第２金属層５Ｂを残したい部分、すなわち開口部６以外の部分をマスクして、第１金属層５Ａ及び第２金属層５Ｂを除去する部分、すなわち開口部６となる部分のレジストに露光する工程。
（５）露光された部分のレジストを現像液で除去する現像工程。
（６）レジストから露出した部分、すなわち、開口部６となる部分の第１金属層５Ａ及び第２金属層５Ｂをエッチングにより除去する工程。
（７）残ったレジストを除去する工程。
【００３６】
これに対して、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法では、無電解めっきにより第１金属層５Ａを形成した後は、第１金属層５Ａに境界溝７を形成する工程（ステップＳＴ１０３）と、電解めっきにより第２金属層５Ｂを形成しつつ開口部６を形成する工程（ステップＳＴ１０４）との２工程で済む。このように、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、上述したマスク及びエッチングによる方法と比較して、大幅に少ない工程で開口部６を有する金属層５を形成できるので、回路モジュール１の生産性が向上する。
【００３７】
また、上述したマスク及びエッチングによる方法は、大掛かりな露光装置やレジスト除去設備、エッチング設備が必要になるが、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、レーザー描画装置とめっき装置があればよい。これによって、回路モジュール１を製造する際の設備投資を抑えることができる。さらに本実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、レーザー描画装置を制御することにより開口部６の寸法や形状を簡単に変更できる。これにより、開口部６の寸法、形状が変更になった場合でも、新たなマスクを用意する必要はないので、設計変更があった場合でも容易に対応できる。なお、本実施形態に係る回路モジュールの製造方法においては、金属層５を構成する金属の種類は上述したものに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明に係る回路モジュールの製造方法は、回路モジュールを構成する絶縁層の表面に、開口部を有する金属層を形成することに有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１  回路モジュール
１ｐ  回路モジュール素体
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ  回路部品
３  基板
４  絶縁樹脂
４Ｓ  表面
５  金属層
５Ａ  第１金属層
５Ｂ  第２金属層
５Ｃ  第３金属層
６  開口部
７  境界溝
８  第２金属材料
９  直流電源
【図１】
2011155213.tif 000003
【図２】
2011155213.tif 000004
【図３−１】
2011155213.tif 000005
【図３−２】
2011155213.tif 000006
【図３−３】
2011155213.tif 000007
【図３−４】
2011155213.tif 000008
【図３−５】
2011155213.tif 000009
【図３−６】
2011155213.tif 000010
【図３−７】
2011155213.tif 000011