(57)【要約】【課題】金属カバーを用いることなく、電磁界シールド層を簡易に形成でき、かつ環境的にも配慮した回路部品内蔵モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも１つ以上の電子部品からなる回路部品１０４と、表層に前記回路部品を実装するための電極１０３を有し、少なくとも一層以上の配線層を有する配線基板１０２と、前記回路部品１０４をこの配線基板１０２の電極１０３とはんだまたは導電性接着剤１０５で接続しこれらを絶縁樹脂１０７で覆い、表層に導電箔１１４を形成し、前記導電箔１１４と配線基板１０２の接地用配線パターン１１１とを導電性物質１１５を用いて電気的接続をすることで電磁界シールド層を形成する回路部品内蔵モジュールである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の回路部品と、表層に前記回路部品を実装するための電極を有し少なくとも一層以上の配線層を有する配線基板と、前記回路部品をこの配線基板の電極と半田または導電性接着剤を用いて接続し、これらを無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる絶縁樹脂で覆い、表層に導電箔を形成し、前記導電箔と配線基板の接地用電極パターンとを導電性樹脂を用いて電気的接続して電磁界シールド層を形成した回路部品内蔵モジュール。
【請求項２】
少なくとも１つ以上の回路部品を半田または導電性接着剤を用いて配線基板に実装する工程と、前記電子部品を無機フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む混合物によって充填する工程と、充填した前記混合物の表層に導電箔を重ねる工程と、加圧・加熱することで前記熱硬化性樹脂を硬化させ前記導電箔を接着した絶縁樹脂を形成する工程と、前記絶縁樹脂の上から前記接地用電極パターンが露出するまで切断する工程と、
前記絶縁樹脂の溝周辺、さらに溝周辺に露出した接地用電極パターンの端部に導電性樹脂を充填する工程と、加熱することで導電性樹脂を硬化させて前記導電箔と前記接地用電極パターンとを電気的に接続する工程と、前記配線基板を単一配線基板毎に切断して一つ一つに個片化する工程からなる回路部品内蔵モジュールの製造方法。
【請求項３】
少なくとも１つ以上の電子部品からなる回路部品を半田または導電性接着剤を用いて配線基板に実装する工程と、無機フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む化合物を貫通孔を有する板状体に加工する工程と、前記貫通孔に熱硬化性の導電性物質を充填することによって熱硬化性の導電性物質が前記貫通孔に充填された板状体を形成する工程と、前記配線基板上にある接地用配線パターンと前記板状体にある貫通孔とを位置合わせして重ね、さらのその上に導電箔を重ねて加圧することによって前記回路部品が埋設された板状体を形成する工程と、前記板状体を加熱することによって前記熱硬化性樹脂及び前記導電性物質を硬化させて前記導電箔と前記接地用電極パターンとを電気的に接続する工程と、前記配線基板を単一基板毎に切断して一つ一つに個片化する工程からなる回路部品内蔵モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路部品内蔵モジュールに関し、特に、配線基板の上部に回路部品が配置され、これを絶縁樹脂で覆った回路部品内蔵モジュール及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に複数の回路部品を搭載してなる小型の電子機器が急速に普及してきた。この種の電子機器は従来、電磁界ノイズからの保護の目的で、金属ケースで部品を覆ったものや金属ケースに収納されたものが存在していた。また、これら金属ケースに代わる技術として、樹脂モールドされた回路部品内蔵モジュールが提案されている。
【０００３】
図４に従来の回路部品内蔵モジュール１を示す。図４の断面図に示すように回路パターン１１や電極３を複数層からなる配線基板２の表面に裏面電極１３を裏面に形成し、インナービア１０や回路パターン１２を内層に形成している。そして、回路部品４と電極３とをはんだまたは導電性接着剤５で接続した後、回路部品４を包み込むように配線基板２の表面上を絶縁樹脂７で覆い、表層に金属めっきによる電磁界用のシールド層１４を設けた回路部品内蔵モジュールである。
【０００４】
なお、この出願の発明に関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。
【特許文献１】特開平１１−１６３５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の回路部品内蔵モジュールでは、回路部品と配線基板をはんだまたは導電性接着剤で接続し、その上から絶縁樹脂で覆い、表層に金属めっきによる電磁界シールド構成としているが、絶縁樹脂上に金属めっきするために、絶縁樹脂と金属めっき間の密着強度が小さくなるという問題があり、めっきの剥離、製品不良の問題がつきまとう。また、めっきに用いる原材料が環境的に問題が生じる場合も多く、使用に際し注意を施す必要がある。
【０００６】
本発明は上記従来の問題を解決し、絶縁樹脂と接着強度に優れることで信頼性が高く、さらに環境上にも配慮した回路部品内蔵モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも１つ以上の回路部品と、表層に前記回路部品を実装するための電極を有し少なくとも一層以上の配線層を有する配線基板と、前記回路部品をこの配線基板の電極と半田または導電性接着剤を用いて接続し、これらを無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる絶縁樹脂で覆い、表層に導電箔を形成し、前記導電箔と配線基板の接地用電極パターンとを導電性樹脂を用いて電気的に接続して電磁界シールド層を形成した回路部品内蔵モジュールであり、これにより導電箔と接地用電極パターンとを電気的に接続することで、電磁界シールド層を有することができるという作用を有する。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、少なくとも１つ以上の回路部品を半田または導電性接着剤を用いて配線基板に実装する工程と、前記電子部品を無機フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む混合物によって充填する工程と、充填した前記混合物の表層に導電箔を重ねる工程と、加圧・加熱することで前記熱硬化性樹脂を硬化させ前記導電箔を接着した絶縁樹脂を形成する工程と、前記絶縁樹脂の上から前記接地用電極パターンが露出するまで切断する工程と、前記絶縁樹脂の溝周辺、さらに溝周辺に露出した接地用電極パターンの端部に導電性樹脂を充填する工程と、加熱することで導電性樹脂を硬化させて前記導電箔と前記接地用電極パターンとを電気的に接続する工程と、
前記配線基板を単一配線基板毎に切断して一つ一つに個片化する工程からなる回路部品内蔵モジュールの製造方法であり、これにより、容易に電磁界シールド層を設けた回路部品内蔵モジュールが製造できるという作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、少なくとも１つ以上の回路部品を半田または導電性接着剤を用いて配線基板に実装する工程と、無機フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む化合物を貫通孔を有する板状体に加工する工程と、前記貫通孔に熱硬化性の導電性物質を充填することによって熱硬化性の導電性物質が前記貫通孔に充填された板状体を形成する工程と、前記配線基板上にある接地用配線パターンと前記板状体内にある貫通孔とを位置合わせして重ね、さらにその上に導電箔を重ねて加圧することによって前記回路部品が埋設された板状体を形成する工程と、前記板状体を加熱することによって前記熱硬化性樹脂及び前記導電性物質を硬化させて前記導電箔と前記接地用電極パターンとを電気的に接続する工程と、前記配線基板を単一配線基板毎に切断して一つ一つに個片化する工程とを含む回路部品内蔵モジュールの製造方法であり、これにより、容易に電磁界シールド層を設けた回路部品内蔵モジュールが製造できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、少なくとも１つ以上の電子部品からなる回路部品と、表層に前記回路部品を実装するための電極を有し少なくとも一層以上の配線層を有する配線基板と、前記回路部品をこの配線基板の電極と半田または導電性接着剤を用いて接続し、これらを無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる絶縁樹脂で覆い、表層に導電箔を形成し、前記導電箔と配線基板の接地用電極パターンとを導電性樹脂を用いて電気的に接続して電磁界シールド層を形成した回路部品内蔵モジュールであり、これにより導電箔と接地用電極パターンとを電気的に接続することで、電磁界シールド層を有することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による回路部品内蔵モジュール１０１の断面図を示す。
【００１３】
図１において、配線基板１０２は表面に電極１０３や接地用配線パターン１１１を、裏面に裏面電極１１３を形成し、内部には配線パターン１１２やインナービア１１０を形成して表面の電極１０３と裏面の裏面電極１１３とを電気的に接続している多層配線基板である。この配線基板１０２の電極１０３と回路部品１０４がはんだまたは導電性接着剤１０５によって電気的に接続している。
【００１４】
回路部品１０４および電極１０３、接地用配線パターン１１１を覆うように絶縁樹脂１０７が設けられ、この絶縁樹脂の側面には導電性物質１１５を天面には導電箔１１４を配置した構成としている。
【００１５】
接地用配線パターン１１１、配線パターン１１２は、電気導電性を有する物質からなり、たとえば、Ｃｕ箔や導電性樹脂組成物からなる。本発明において配線パターン１１１,１１２はＣｕ箔を用いている。インナービア１１０はたとえば熱硬化性の導電性物質からなる。熱硬化性の導電物質としては、たとえば、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物を用いることができる。金属粒子としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどを用いることができる。Ａｕ、ＡｇまたはＣｕは導電性が高いために好ましく、Ｃｕは導電性が高くマイグレーションも少なく、また、低コストであるため特に好ましい。
【００１６】
熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために特に好ましい。この配線基板１０２上の所定の位置にはんだまたは導電性接着剤１０５を用いて回路部品１０４を実装している。回路部品１０４は、たとえば、能動部品および受動部品からなる。能動部品としては、たとえば、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子が用いられる。受動部品としては、抵抗、コンデンサまたはインダクタなどのチップ状部品や振動子、フィルタ等が用いられる。
【００１７】
はんだ１０５の場合にはＰｂ−Ｓｎ系の共晶はんだやＰｂフリーはんだ（例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ａｕ−Ｓｎ系またはＳｎ−Ｚｎ系）を用いることができるが、何れの場合も融点が２３０℃以下であって非耐熱性部品であっても使用することが可能である。
【００１８】
また、導電性接着剤１０５の場合には、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金などを熱硬化性樹脂で混練したものが使用できる。また、回路部品１０４を実装するためのはんだ１０５と回路部品内蔵モジュールをマザー基板（図示せず）へ実装するためのはんだは同一材料であってもかまわないし、異なる材料を用いてもかまわない。しかしながら、近年の環境問題への配慮を考えるとＰｂフリーはんだを用いる方が望ましい。
【００１９】
絶縁樹脂１０７は回路部品１０４を完全に覆うように形成している。絶縁樹脂１０７は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる。無機フィラーには、たとえば、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ2およびＢａＴｉＯ3などを用いることができる。熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、またはシアネート樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、耐熱性が高いために特に好ましい。そして、絶縁樹脂１０７の表層に導電箔１１４を形成している。導電箔１１４は、導電箔のみ絶縁樹脂１０７の表層に配置してもよいが、転写形成材を用いて導電箔１１４を絶縁樹脂１０７に接着させた後、キャリアを取り除く方法でもかまわない。
【００２０】
絶縁樹脂１０７の側面に形成した導電性物質１１５は、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物を用いることができる。金属粒子としては、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕまたはＮｉなどが用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が優れているので特に好ましい。導電箔１１４と接地用電極パターン１１１と導電性物質１１５を電気的に接続することで電磁界シールド層として作用させている。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２による回路部品内蔵モジュールの製造方法の一実施の形態を説明する。実施の形態２で用いられる材料及び回路部品は、実施の形態１で説明したものである。
【００２２】
図２（ａ）〜（ｇ）は、実施の形態２における回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図でこの回路部品内蔵モジュールが複数個配置されている（図示せず）。以下の説明では個片の状態で説明を行う。
【００２３】
まず、図２（ａ）に示すように表面に電極１０３や接地用配線パターン１１１を、裏面に裏面電極１１３を形成し、内部には配線パターン１１２やインナービア１１０を形成して表面の電極１０３と裏面の裏面電極１１３とを電気的に接続している多層配線基板を準備する。
【００２４】
その後、図２（ｂ）に示すように、多層配線基板上にある電極１０３の上にはんだまたは導電性接着剤１０５を印刷する。
【００２５】
その後、図２（ｃ）に示すように、電極１０３に回路部品１０４を実装する。熱処理を施すことによってはんだ１０５を溶解し、または導電性接着剤１０５を硬化させることによって、回路部品１０４ははんだまたは導電性接着剤１０５を介して電極１０３と電気的に接続することができる。
【００２６】
その後、図２（ｄ）に示すように、多層基板の上面の回路部品１０４を覆うように絶縁樹脂１０７を印刷する。
【００２７】
その後、図２（ｅ）に示すように、絶縁樹脂１０７上に導電箔１１４を置き熱処理することによって、絶縁樹脂１０７が硬化するとともに絶縁樹脂１０７と導電箔１１４が強固に接着する。熱処理は、絶縁樹脂１０７が硬化する温度以上の温度（たとえば、１００〜２６０℃）で行うことで絶縁樹脂１０７を硬化することができる。
【００２８】
その後、図２（ｆ）に示すように、絶縁樹脂１０７から接地用配線パターン１１１が露出するまで切断を行い、溝１１６を形成する。
【００２９】
その後、図２（ｇ）に示すように、溝１１６の内部に導電性物質１１５を充填した後、熱処理を施すことによって導電性物質１１５を硬化させた後、導電箔１１４と接地用配線パターン１１１を電気的に接続した後、切断することで個片化することができる。
【００３０】
なお、導電箔１１４は、導電箔のみ絶縁樹脂１０７の表層に配置してもよいが、転写形成材を用いて導電箔１１４を絶縁樹脂１０７に接着させた後、キャリアを取り除く方法でもかまわない。
【００３１】
上記製造方法によれば、実施の形態１で示した回路部品内蔵モジュールを容易に製造することができる。
【００３２】
以下に、実施の形態２によって作製された回路部品内蔵モジュールの信頼性を評価するために、吸湿はんだリフロー試験を行った。吸湿はんだリフロー試験は、１２５℃−２４ｈの条件でベーキングを行い、その後、８５℃、湿度８５％の条件の下で１６８時間放置後、ベルト式のリフロー試験器を用いて、最高温度２６０℃で１０秒のサイクルを３回繰り返すことで行った。
【００３３】
吸湿はんだリフロー試験において、本実施の形態２の回路部品内蔵モジュールの導電箔１１４−絶縁樹脂１０７−導電性物質１１５間にはクラックや剥離は発生しなかった。この試験から、導電箔１１４と導電性物質１１５の間で強固に接着していることがわかった。
【００３４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３による回路部品内蔵モジュールの製造方法を説明する。実施の形態３で用いられる材料及び回路部品は、実施の形態２で説明したものである。まず、図３（ａ）に示すように表面に電極１０３や接地用配線パターン１１１を、裏面に裏面電極１１３を形成し、内部には配線パターン１１２やインナービア１１０を形成して表面の電極１０３と裏面の裏面電極１１３とを電気的に接続している多層配線基板がある。
【００３５】
その後、図３（ｂ）に示すように、多層基板上にある電極１０３の上にはんだまたは導電性接着剤１０５を印刷する。
【００３６】
その後、図３（ｃ）に示すように、電極１０３に回路部品１０４を実装する。
【００３７】
その後、図３（ａ）〜（ｃ）の工程と平行して、図３（ｄ）に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物１１７を形成する。板状の混合物１１７は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを混合してペースト状混練物とし、そのペースト状混練物を一定の厚みに成形することによって形成することができる。
【００３８】
その後、板状の混合物１１７の所望の位置に貫通孔１１８を形成することによって、貫通孔１１８が形成された板状体を形成する。貫通孔１１８は、たとえば、レーザー加工、ドリルによる加工、金型による加工、またはパンチングによる加工で形成することができる。
【００３９】
その後、図３（ｅ）に示すように、貫通孔１１８に導電性樹脂組成物１１９を充填することによって、貫通孔１１８に導電性樹脂組成物１１９が充填された板状体を形成する。
【００４０】
図３（ａ）〜（ｃ）および図３（ｄ）〜（ｅ）に平行して、図３（ｆ）に示すように導電箔１１４を貼り付ける。その後、図３（ｇ）に示すように、図３（ｆ）の導電箔１１４、図３（ｅ）の板状体、図３（ｃ）の多層基板を位置合わせして導電箔１１４と導電性樹脂組成物１１９と接地用配線パターン１１１が密着するように重ねる。位置合わせして重ねたものを加圧することによって回路部品１０４が埋設された板状体を形成した後、これを加熱することによって、板状の混合物１１７および導電性樹脂組成物１１９中の熱硬化性樹脂を硬化させ、導電箔１１４と接地用配線パターン１１１とを電気的に接続させ、電磁界シールド層を形成する。
【００４１】
加熱は、板状の混合物１１７および導電性樹脂組成物１１９が硬化する温度以上の温度（たとえば、１００〜２６０℃）で行い、板状の混合物１１７は絶縁樹脂１０７となり、導電性樹脂組成物１１９は導電性物質１１５となる。
【００４２】
その後、基板を切断して個片化することで回路部品内蔵モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施の形態１で示した回路部品内蔵モジュールを容易に製造することができる。
【００４３】
以下に、実施の形態３によって作製された回路部品内蔵モジュールの信頼性を評価するために、吸湿はんだリフロー試験を行った。吸湿はんだリフロー試験は、実施の形態２と同様な条件で行った。
【００４４】
吸湿はんだリフロー試験において、本実施の形態３の回路部品内蔵モジュールの導電箔１１４−絶縁樹脂１０７−導電性物質１１５間にはクラックや剥離は発生しなかった。この試験から、導電箔１１４と導電性物質１１５の間で強固に接着していることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明の回路部品内蔵モジュールでは、電磁界シールド層における絶縁樹脂と導電箔および導電性樹脂との密着強度が高いため信頼性が高く、めっきを用いることもないので、環境にも配慮した回路部品内蔵モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１による回路部品内蔵モジュールの断面図
【図２】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態２による回路部品内蔵モジュールの製造方法の各工程の断面図
【図３】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態３による回路部品内蔵モジュールの製造方法の各工程の断面図
【図４】従来の回路部品内蔵モジュールの断面図
【符号の説明】
【００４７】
１０１  回路部品内蔵モジュール
１０２  配線基板
１０３  電極
１０４  回路部品
１０５  はんだ  または  導電性接着剤
１０７  絶縁樹脂
１１０  インナービア
１１１  接地用配線パターン
１１２  配線パターン
１１３  裏面電極
１１４  導電箔
１１５  導電性物質
１１６  溝
１１７  板状の混合物
１１８  貫通孔
１１９  導電性樹脂組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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