(57)【要約】【課題】小型化することができ、製造コストの低減が容易である部品内蔵モジュールを提供する。【解決手段】部品内蔵モジュール１０は、部品２，４，６と被覆層２０とを備える。部品２，４，６は、互いに平行な一対の主面と、一対の主面の間に延在する側面とを有する。被覆層２０は、部品２，４，６の少なくとも一方の主面及び側面とを覆う。被覆層２０は、部品２，４，６から離れた面２０ａに、凹凸が形成された凹凸面２２を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な一対の主面と、該一対の主面の間に延在する側面とを有する部品と、
前記部品の少なくとも一方の前記主面と前記部品の前記側面とを覆う被覆層と、
を備え、
前記被覆層は、前記部品から離れた面に、凹凸が形成された凹凸面を有することを特徴とする部品内蔵モジュール。
【請求項２】
前記部品の前記一方の主面の法線方向から透視したとき、少なくとも前記部品の前記一方の主面に前記凹凸面が重なることを特徴とする、請求項１に記載の部品内蔵モジュール。
【請求項３】
前記凹凸面は、
少なくとも１群の互いに平行に延在する複数の溝により形成される溝面を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の部品内蔵モジュール。
【請求項４】
前記凹凸面は、
互いに平行に延在する第１群の複数の溝により形成される第１の溝面と、
前記第１群の溝と交差しかつ互いに平行に延在する第２群の複数の溝により形成される第２の溝面とを含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の部品内蔵モジュール。
【請求項５】
互いに平行に延在する前記溝は、隣接する前記溝の前記溝面同士が接していることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の部品内蔵モジュール。
【請求項６】
前記凹凸面に、導電材料を含む導電層が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の部品内蔵モジュール。
【請求項７】
前記凹凸面に沿って、前記導電層が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の部品内蔵モジュール。
【請求項８】
前記被覆層と前記部品の他方の前記主面とに対向して配置され、前記部品が実装されるセラミック基板をさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の部品内蔵モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は部品内蔵モジュールに関し、詳しくは部品を樹脂等の被覆材料に内蔵させてなる部品内蔵モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品内蔵モジュールに内蔵されている部品から発生する熱の放熱方法として、放熱用フィンが形成された放熱板を設けることが知られている。
【０００３】
例えば図７の断面図に示す部品内蔵モジュールは、セラミック基板１１０の凹部に実装された部品（半導体チップ）１０１が、アルミニウム等よりなり多数の放熱用フィンが形成された放熱板１２０と樹脂１１２，１１５とで覆われている。放熱板１２０は、接着剤１１８を介して、セラミック基板１１０、樹脂１１５及び部品１０１の上面に接着されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１０９９５２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放熱板１２０によって厚みが増すため、放熱板１２０は部品内蔵モジュールの小型化（低背化）を妨げる原因となる。また、放熱板１２０を設けると部品点数が増えるため、製造コストの低減が困難になる。
【０００５】
本考案は、かかる実情に鑑み、小型化することができ、製造コストの低減が容易である部品内蔵モジュールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、上記課題を解決するために、以下のように構成した部品内蔵モジュールを提供する。
【０００７】
部品内蔵モジュールは、部品と被覆層とを備える。前記部品は、互いに平行な一対の主面と、該一対の主面の間に延在する側面とを有する。前記被覆層は、前記部品の少なくとも一方の前記主面と前記部品の前記側面とを覆う。前記被覆層は、前記部品から離れた面に、凹凸が形成された凹凸面を有する。
【０００８】
上記構成において、被覆層は、部品から離れた面のうちの少なくとも一部分に凹凸面を有していればよい。被覆層の凹凸面により表面積を増やすことで、被覆層で覆われた部品からの発熱を、被覆層の凹凸面から効率よく放熱することができる。
【０００９】
上記構成によれば、放熱板をなくして、部品内蔵モジュールを小型化することができる。また、製造コストの低減も容易である。
【００１０】
好ましくは、前記部品の前記一方の主面の法線方向から透視したとき、少なくとも前記部品の前記一方の主面に前記凹凸面が重なる。
【００１１】
この場合、平面視して部品と重なる位置に被覆層の凹凸面を配置することにより、部品からの発熱をより効率よく放熱することができる。
【００１２】
好ましくは、前記凹凸面は、少なくとも１群の互いに平行に延在する複数の溝により形成される溝面を含む。
【００１３】
この場合、筋状の凹凸面を容易に形成することができる。すなわち、互いに平行に延在する溝は、ダイサー等を用いて容易に形成することができる。
【００１４】
好ましくは、前記凹凸面は、（ａ）互いに平行に延在する第１群の複数の溝により形成される第１の溝面と、（ｂ）前記第１群の溝と交差しかつ互いに平行に延在する第２群の複数の溝により形成される第２の溝面とを含む。
【００１５】
この場合、第１の溝面と第２の溝面により格子状の凹凸面が形成され、互いに平行に延在する１群の溝面のみによって筋状の凹凸面が形成される場合よりも、凹凸面の表面積を増やして放熱性を高めることができる。
【００１６】
好ましくは、互いに平行に延在する前記溝は、隣接する前記溝の前記溝面同士が接している。
【００１７】
この場合、隣接する溝同士が離れている場合よりも、凹凸面の表面積を増やして放熱性を高めることができる。
【００１８】
好ましくは、前記凹凸面に、導電材料を含む導電層が形成されている。
【００１９】
シールド層等として設ける導電層は熱も伝達しやすいため、導電層を追加することで、より放熱性を向上させることができる。
【００２０】
好ましくは、前記凹凸面に沿って、前記導電層が形成されている。
【００２１】
凹凸面に沿って導電層を形成すると、凹凸面に埋め込むように導電層を形成する場合よりも表面積が増えるため、放熱性がより向上する。
【００２２】
好ましくは、部品内蔵モジュールは、セラミック基板をさらに備える。前記セラミック基板は、前記被覆層と前記部品の他方の主面とに対向して配置され、前記部品が実装される。
【００２３】
この場合、セラミック基板に実装された部品からの発熱を、被覆層の凹凸面から放熱することができる。
【考案の効果】
【００２４】
本考案によれば、被覆層に凹凸面を形成することで、放熱性を確保しつつ、部品内蔵モジュールを小型化することができる。また、部品内蔵モジュールの製造コストの低減も容易である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本考案の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２６】
＜実施例１＞  実施例１の部品内蔵モジュール１０について、図１の断面図を参照しながら説明する。
【００２７】
図１に示すように、部品内蔵モジュール１０は、セラミック基板１２の上面１２ａに形成された外部電極１４に、半導体チップ２などの能動部品がフリップチップ実装もしくはベアチップ実装され、コンデンサなどの受動部品のチップ部品４，６が表面実装されている。実装される部品２，４，６は、互いに平行な一対の主面と、一対の主面の間に延在する側面とを有する。
【００２８】
なお、実装する部品の種類や部品の実装方法は任意に選択することができる。例えば、半導体チップ２をワイヤボンディングにより実装しても構わない。
【００２９】
セラミック基板１２の上面１２ａには、実装された半導体チップ２やチップ部品４，６を覆う被覆層として、絶縁性の樹脂を用いて樹脂層２０が形成されている。樹脂層２０は、少なくとも部品２，４，６のセラミック基板１２とは反対側の主面２ａ，４ａ，６ａを覆えばよい。また、樹脂以外の材料を用いて、被覆層を形成してもよい。
【００３０】
樹脂層２０の上面２０ａには、溝２４が形成されている。溝２４は、互いに平行に形成され、隣接する溝２４の間に間隔が設けられている。すなわち、樹脂層２０は、半導体チップ２やチップ部品４，６から離れた面に、凹凸が形成された凹凸面２２を有している。
【００３１】
凹凸面２２により樹脂層２０の表面積が大きくなるので、放熱機能が高まる。すなわち、半導体チップ２やチップ部品４，６からの発熱は、樹脂層２０に伝わり、被覆層２０の凹凸面２２から効率よく放熱される。これにより、半導体チップ２やチップ部品４，６を熱から保護し、長期寿命や高信頼性を実現することができる。
【００３２】
なお、樹脂層２０は、放熱機能が高まるので、樹脂よりも熱伝導率の高い無機フィラーを含有していることが好ましい。
【００３３】
凹凸面２２は、樹脂層２０の上面２０ａ全体に形成されていることは必ずしも必要ではないが、部品２，４，６からの発熱を効率よく放熱することができるように、少なくとも平面視して部品２，４，６と重なる部分に形成されることが好ましい。すなわち、部品２，４，６の一方の主面２ａ，４ａ，６ａ（セラミック基板１２とは反対側の主面）の法線方向（図１において上下方向）から透視したとき、凹凸面２２は、少なくとも部品２，４，６の一方の主面２ａ，４ａ，６ａに重なることが好ましい。
【００３４】
セラミック基板１２は、セラミックの絶縁層が積層されたセラミック多層基板である。セラミック基板１２の内部には、絶縁層の間に配置された配線層１５と、絶縁層を貫通するビア導体１６とを有する。また、セラミック基板１２の上面１２ａ及び下面１２ｂには、外部電極１４，１８が形成されている。
【００３５】
なお、セラミック多層基板の代わりに、単層のセラミック基板や、セラミック基板以外の絶縁基板、例えばプリント配線基板等を用いてもよい。
【００３６】
次に、部品内蔵モジュール１０の作製例について説明する。作製例では、複数個分を同時に作製した後、個片に分割する。
【００３７】
まず、出発原料として、ＢａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯを準備し、各出発原料を所定量秤量し、混合する。得られた混合物を１３００℃で２時間仮焼し、得られた仮焼物を粉砕して仮焼粉末を得る。次に、この仮焼粉末に、適当量のバインダ、可塑剤及び溶剤を加えて混練し、泥漿状の所謂セラミックスラリーを得た。
【００３８】
次に、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法を用いて厚さ１００μｍのシート状に形成し、セラミックグリーンシートを得た。このセラミックグリーンシートを、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍの矩形形状に切断した。
【００３９】
次に、この矩形のセラミックグリーンシートの所定の位置に直径２００μｍのビアホール（貫通孔）を形成した。
【００４０】
次に、Ｃｕ粉末、適当量のバインダ、フィラー、分散剤等からなるビア導体用ペーストを作製し、このビア導体用ペーストを、スクリーン印刷により、矩形のセラミックグリーンシート上に印刷し、セラミックグリーンシートのビアホールに充填した。
【００４１】
同様に、Ｃｕ粉末、適当量のバインダ、フィラー、分散剤等からなる導体ペーストを用いて、配線層や外部電極などの導体パターンを、矩形のセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷により形成した。
【００４２】
このとき、特に、樹脂層２０が設けられるセラミック基板１２の上面１２ａ側の外部電極１４を形成するための導体ペーストには、ガラスやＡｌ２Ｏ３などをフィラーとして適量入れたペーストを使用した。
【００４３】
次に、矩形のセラミックグリーンシートを複数枚積層し、圧着することにより、１ｍｍの厚みの積層体を得た。得られた積層体を、８００〜１０００℃の温度で５時間焼成し、セラミック多層基板を得た。
【００４４】
なお、セラミック多層基板の製造方法については上述の方法に限らず、他の製造方法を用いてもよい。
【００４５】
次に、コンデンサやインダクタなどの受動部品及び、ＩＣなど能動部品を、セラミック多層基板の表面に、汎用の鉛フリーはんだペースト（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を用いて、Ｎ２雰囲気、最大温度２４０〜２６０℃、保持時間２〜５分でリフローし、実装をおこなった。その後、溶剤を用いてフラックス洗浄を行い、実装基板を作製した。
【００４６】
次に、無機フィラーとしてシリカ、熱硬化性樹脂として液状エポキシ樹脂を準備し、シリカが９０重量％、液状エポキシ樹脂が１０重量％となるように秤量し、分散剤を加えて混合し、ペースト状の混合物を作製した。得られたペースト状の混合物（以下、「液状樹脂」とも言う。）を、部品が実装されたセラミック多層基板の上面に滴下して部品を覆い、４５〜１００℃に熱された真空オーブン内に設置し、１０−２〜１０−７Ｐａの減圧下に置く。これによって液状樹脂の流動性が増し、部品とセラミック多層基板との間の隙間に、液状樹脂、すなわちペースト状の混合物をボイドなく充填させた。
【００４７】
このようにして実装された部品が液状樹脂で覆われているセラミック多層基板を、１００℃で1時間加熱し、液状樹脂を架橋反応により硬化させた。これによって、実装された部品は、樹脂で封止される。
【００４８】
なお、液状樹脂を用いずに、樹脂封止してもよい。例えば、プリプレグ（Ｂステージ樹脂）を、部品が実装されたセラミック多層基板に圧着することにより、樹脂に部品を埋設し、その上で樹脂を硬化させる方法も可能である。
【００４９】
次いで、部品内蔵モジュールを個片に分割するための境界線に沿って樹脂層にセラミック基板に達する分割溝をダイシング加工するとともに、樹脂層の上面に凹凸面を形成するための溝をダイシング加工した。
【００５０】
凹凸面を形成するための溝は、樹脂層の上面に対して適宜な深さで切り込みながら送ることによって、直線状に形成した。溝は、ブレードの刃幅より大きいピッチで形成し、隣接する溝の間に間隔を設けた。凹凸面の形成には、刃幅が０．５〜２ｍｍ程度のブレードを用いることができるが、作製例では刃幅１．４７ｍｍのブレードを用いた。凹凸面を形成するための溝の深さ（ブレードの切り込み深さ）は、１０〜５０μｍが好ましい。すなわち、放熱効果を得るためには１０μｍ以上とすることが好ましく、部品内蔵モジュールの凹凸面をピックアップで支障なく吸着するためには５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００５１】
樹脂層の凹凸面は別の方法で形成することも可能であるが、部品内蔵モジュールを個片に分割するためのダイサーを用いて凹凸面を形成するための溝を加工すると、凹凸面を形成するためだけに特別な工程を追加する必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
以上のように樹脂層に凹凸面を形成することにより、樹脂層の材料使用量を減らしつつ表面積を増やすことで、樹脂層で覆われた部品からの発熱を、樹脂層の凹凸面側から有効に放熱することができる。そのため、放熱板をなくして、部品内蔵モジュールを小型化することができ、製造コストの低減も容易である。
【００５３】
また、発熱源となる内蔵部品の配置に応じて、凹凸面を形成するための溝の深さ、幅を変えることにより、熱伝導率の悪い樹脂そのものの体積を減らすことができるので、放熱性が増す。
【００５４】
さらに、部品内蔵モジュールが基板等に実装された後の状態や形状を考慮して、樹脂層の凹凸面を形成するための溝の断面形状や延在方向を設計することで、樹脂層の凹凸面を形成するための溝を、ファンやブロアーなどからの空気の流路として機能させることができる。これによって、積極的に放熱を助けることができる。
【００５５】
＜実施例２＞  実施例２の部品内蔵モジュール１０ａについて、図２を参照しながら説明する。
【００５６】
実施例２の部品内蔵モジュール１０ａは、実施例１の部品内蔵モジュールと略同様に構成されている。以下では、実施例１と同様の構成部分には同じ符号を用い、相違点を中心に説明する。
【００５７】
図２の断面図に示すように、実施例２の部品内蔵モジュール１０ａは、実施例１の部品内蔵モジュール１０に、電磁波ノイズの対策のためのシールド層として機能する導電層２８が追加されている。導電層２８は、樹脂層２０の凹凸面２２及び側面２６に沿って形成されている。
【００５８】
この場合、シールド性を強化するため、導電層２８はセラミック基板１２に設けられたグランド電極と接続していることが好ましい。このグランド電極がマザーボードのグランド電極と接続されていると、さらにシールド性を強化できるので、より好ましい。
【００５９】
導電層２８は、実施例１と同様に樹脂層２０にダイシング加工した後、すなわち、個片に分割するための分割溝と凹凸面２２を形成するための溝とを樹脂層２０にダイシング加工した後に、樹脂層２０上に導電性樹脂をスピンコートにより塗布し、硬化させることにより形成する。
【００６０】
導電層２８は、凹凸面２２に埋め込むように形成することも可能であるが、表面積が増え、放熱性が向上するように、図２に示すように凹凸面２２に沿って形成することが好ましい。そして、導電層２８に凹凸面が形成されていると、電磁波ノイズを吸収・拡散しやすくなり、シールド性も向上する。
【００６１】
導電層２８は熱を伝達しやすいため、導電層２８を追加することで、より放熱性を向上させることができる。
【００６２】
＜実施例３＞  実施例３の部品内蔵モジュール１１ａについて、図３及び図４を参照しながら説明する。
【００６３】
図３の斜視図に示すように、部品内蔵モジュール１１ａは、実施例１と同様に、樹脂層２０の上面に筋状の凹凸面２２ａがダイシング加工されている。この凹凸面２２ａは、実施例１と異なり、溝２４ａがブレードの幅以下のピッチで形成され、隣接する溝２４ａの溝面同士が接して境界線２４ｓが形成されている。このように隣接する溝２４ａの溝面同士が接すると、溝面同士が離れている場合よりも、表面積を増やすことができる。
【００６４】
また、溝２４ａは、湾曲した溝面を有している。この湾曲した溝面は、図４の説明図に示すように、刃先８ａが丸くなっているブレード８を、矢印８ｓで示すように、樹脂層２０の上面２０ａに切り込むことによって形成することができる。
【００６５】
ブレードの刃先は、加工に伴って磨耗し、角が丸くなると、通常は交換される。このように刃先が丸くなったブレードを用いて、凹凸面２２ａを形成する溝２４ａを形成することができる。そのため、製造コストの削減が可能となる。
【００６６】
例えば、新品のブレードで、まず、セラミック基板に達する分割溝をダイシング加工する。ブレードの刃先が丸くなったら、凹凸面２２ａを形成するための溝２４ａをダイシング加工する。これによって、ブレードを無駄なく利用することができる。
【００６７】
＜実施例４＞  実施例４の部品内蔵モジュール１１ｂについて、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００６８】
実施例４の部品内蔵モジュール１１ｂは、図５の斜視図に示すように、樹脂層２０に格子状の凹凸面２２ｂが形成されている。この凹凸面２２ｂは、溝２４ｂを、図６の説明図に示すように交差する２方向８ｘ，８ｙにダイシング加工することにより形成することができる。
【００６９】
すなわち、まず、実施例３と同様に、第１の方向８ｘと平行に、ブレードの刃幅以下のピッチで、樹脂層２０の上面２０ａに溝をダイシング加工し、隣接する溝の溝面同士が接する第１群の溝を形成する。次に、第２の方向８ｙ（例えば、第１の方向８ｘに対して直角方向）と平行に、ブレードの刃幅以下のピッチで溝をダイシング加工し、第１群の溝と交差しかつ隣接する溝の溝面同士が接する第２群の溝を形成する。これによって、樹脂層２０の上面２０ａには、第１群の溝の第１の溝面同士の境界線と第２群の溝の第２の溝面同士の境界線との交点２４ｔ付近が突起状に突出した格子状の凹凸面２２ｂが形成される。
【００７０】
格子状の凹凸面２２ｂは、筋状の凹凸面よりも表面積を増やすことができる。
【００７１】
＜まとめ＞  以上に説明したように、樹脂層に凹凸面が形成された部品内蔵モジュールは、小型化することができ、製造コストの低減が容易である。
【００７２】
なお、本考案は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００７３】
例えば、実施例３や実施例４の湾曲した凹凸面上に、実施例２のように導電層を形成してもよい。また、基板の両面に部品が実装された部品内蔵モジュールにおいて、基板の両側の部品をそれぞれ覆う被覆層の一方又は両方に凹凸面が形成されてもよい。
【００７４】
さらに、被覆層に埋設された部品の端子部分が露出する、基板を備えていない部品内蔵モジュールについても、被覆層に凹凸面を形成する本考案を適用することができる。このような部品内蔵モジュールは、例えば、基板の代わりに台板上に部品を配置して樹脂等で被覆層を形成した後、台板から取り外すことにより作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】部品内蔵モジュールの断面図である。（実施例１）
【図２】部品内蔵モジュールの断面図である。（実施例２）
【図３】部品内蔵モジュールの斜視図である。（実施例３）
【図４】凹凸面の形成方法を示す説明図である。（実施例３）
【図５】部品内蔵モジュールの斜視図である。（実施例４）
【図６】凹凸面の形成方法を示す説明図である。（実施例４）
【図７】部品内蔵モジュールの断面図である。（従来例）
【符号の説明】
【００７６】
２  半導体チップ（部品）
２ａ，４ａ，６ａ  主面
４，６  チップ部品（部品）
１０，１０ａ，１１ａ，１１ｂ  部品内蔵モジュール
１２  セラミック基板
２０  樹脂層（被覆層）
２０ａ  上面
２２，２２ａ，２２ｂ  凹凸面
２４，２４ａ，２４ｂ  溝
２８  導電層
【図１】
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【図２】
0003143888.tif 000004
【図３】
0003143888.tif 000005
【図４】
0003143888.tif 000006
【図５】
0003143888.tif 000007
【図６】
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【図７】
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