(57)【要約】      （修正有）【課題】電子基板において、配線や端子の露出部分を樹脂により確実に被覆して、直接プローブすることにより不正にデータをモニタリング、解析することを防止する。【解決手段】電子基板は、配線を備える配線基板１上に電子部品４が配置されてなる。電子部品の端子の露出部分には樹脂コーティング５がなされる。樹脂コーティングにより、基板上の露出部分に対して、外部から電気的に接触して信号やデータをモニタリングすることが防止される。また、樹脂コーティングされている電子部品と、それに隣接する半導体素子２との間にはダミー素子９が設けられる。これにより、塗布した樹脂が半導体素子側へ流れることが防止できる。よって、電子部品に対して十分な量の樹脂を適用することができ、樹脂コーティングを確実に行うことができる。【選択図】図５
2007294664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線を有する配線基板と、
前記配線基板上に配置された半導体素子及び電子部品と、を備え、
前記電子部品の少なくとも端子の露出部分は樹脂コーティングされており、
前記樹脂コーティングされている電子部品と、当該電子部品に隣接する半導体素子との間には、ダミー素子が配置されていることを特徴とする電子基板。
【請求項２】
前記ダミー素子の高さは、前記樹脂コーティングされている電子部品の高さより高いことを特徴とする請求項１に記載の電子基板。
【請求項３】
前記ダミー素子は、平面形状が矩形であり、前記電子部品に隣接する半導体素子の当該ダミー素子と隣接する辺と、当該ダミー素子の長手方向とが略平行となるように前記配線基板上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子基板。
【請求項４】
前記ダミー素子は、前記配線基板の配線と電気的に接続されていないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子基板。
【請求項５】
配線を有する配線基板上に半導体素子及び電子部品を配置する部品配置工程と、
電子部品と、当該電子部品に隣接する半導体素子との間にダミー素子を配置するダミー素子配置工程と、
前記電子部品の少なくとも端子の露出部分に樹脂コーティングを施すコーティング工程と、を有することを特徴とする電子基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や抵抗素子などの電子部品が配置された電子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器においては、プリント配線基板上に半導体素子や電子部品が装着された基板（以下、「電子基板」と呼ぶ。）が用いられる。通常、電子基板上に設けられた配線や、半導体素子、抵抗素子などの電子部品の端子は露出されており、その配線や端子に外部から電気的に接触（以下、「プローブ」とも呼ぶ。）することにより、信号を検出することができる。しかし、電子基板内を通る信号は、機密情報である場合や、著作権の保護対象である場合などがあり、そのような場合にはユーザによる不正なモニタリングや解析を防止する必要がある。このため、露出した端子を樹脂などにより被覆する方法が考えられる。しかし、端子に対して液状の樹脂を塗布した場合に、その樹脂が被覆すべき領域外へ流れてしまうと、被覆が不十分となってしまうことがある。
【０００３】
なお、特許文献１には、半導体のワイヤボンディングにおいて、注入樹脂の流動に起因するワイヤ流れを防止する手法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７７０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、電子基板において、配線や端子の露出部分を樹脂により確実に被覆して、直接プローブすることにより不正にデータをモニタリング、解析することを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、電子基板であって、配線を有する配線基板と、前記配線基板上に配置された半導体素子及び電子部品と、を備え、前記電子部品の少なくとも端子の露出部分は樹脂コーティングされており、前記樹脂コーティングされている電子部品と、当該電子部品に隣接する半導体素子との間には、ダミー素子が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項５に記載の発明は、電子基板の製造方法であって、配線を有する配線基板上に半導体素子及び電子部品を配置する部品配置工程と、電子部品と、当該電子部品に隣接する半導体素子との間にダミー素子を配置するダミー素子配置工程と、前記電子部品の少なくとも端子の露出部分に樹脂コーティングを施すコーティング工程と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好適な実施形態では、電子基板は、配線を有する配線基板と、前記配線基板上に配置された半導体素子及び電子部品と、を備え、前記電子部品の少なくとも端子の露出部分は樹脂コーティングされており、前記樹脂コーティングされている電子部品と、当該電子部品に隣接する半導体素子との間には、ダミー素子が配置されている。
【０００９】
上記の電子基板は、各種電子機器の基板として構成することができ、配線を備える配線基板上に電子部品が配置されてなる。電子部品としては、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子と、抵抗、コンデンサ、インダクタなどのチップ部品とが含まれる。電子部品の少なくとも端子の露出部分には樹脂コーティングがなされる。樹脂コーティングにより、端子の露出部分に対して、外部から電気的に接触して信号やデータをモニタリングすることが防止される。また、樹脂コーティングされている電子部品と、それに隣接する半導体素子との間にはダミー素子が設けられている。これにより、電子部品に対して液状の樹脂を塗布してコーティングを施す際に、塗布した樹脂が半導体素子側へ流れることが防止できる。よって、電子部品に対して十分な量の樹脂を適用することができ、樹脂コーティングを確実に行うことができる。
【００１０】
上記の電子基板の一態様では、前記ダミー素子の高さは、前記樹脂コーティングされている電子部品の高さより高い。これにより、電子部品に塗布された樹脂がダミー素子を越えて半導体素子側へ流れることを抑制できる。
【００１１】
上記の電子基板の他の一態様では、前記ダミー素子は、平面形状が矩形であり、前記電子部品に隣接する半導体素子の当該ダミー素子と隣接する辺と、当該ダミー素子の長手方向とが略平行となるように前記配線基板上に配置されている。これにより、ダミー素子はその長さ全体で樹脂の流れを阻止することができ、樹脂の流れ止めとして高い効果を得ることができる。
【００１２】
上記の電子基板の他の一態様では、前記ダミー素子は、前記配線基板の配線と電気的に接続されていない。これにより、電子基板上に形成された電子回路に対してダミー素子が電気的に影響を与えることが防止できる。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、電子基板の製造方法は、配線を有する配線基板上に半導体素子及び電子部品を配置する部品配置工程と、電子部品と、当該電子部品に隣接する半導体素子との間にダミー素子を配置するダミー素子配置工程と、前記電子部品の少なくとも端子の露出部分に樹脂コーティングを施すコーティング工程と、を有する。
【００１４】
この方法によって製造された電子基板では、基板上の露出部分に対して樹脂コーティングがなされる。その際、ダミー素子が樹脂の不要な流れを阻止するので、対象となる電子部品のコーティング品質を高めることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００１６】
図１は、本発明を適用した電子基板の概略構成を示す平面図である。図１において、プリント配線基板１（以下、単に「配線基板」とも呼ぶ。）には、予め配線パターンが形成されている。なお、図１においては図示を省略しているが、配線基板１には、基板表面に配線が設けられるとともに、基板内部にも配線が設けられている。以下の説明では、配線基板１の内部に設けられた配線を「内層配線」と呼び、配線基板１の表面に設けられた配線（即ち、配線基板１上で露出している配線）を「表面配線」と呼ぶことにする。
【００１７】
配線基板１上には、半導体素子２及び３が配置されている。なお、半導体素子とは、ＩＣ、ＬＳＩなどを含む概念である。半導体素子２は、いわゆるＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプであり、平坦なパッケージの下面に外部入出力用のパッドが並んで設けられたものである。一方、半導体素子３は、いわゆるＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）タイプであり、外部入出力用の端子をパッケージの四辺に配置したものである。
【００１８】
また、配線基板１上には、さらに抵抗素子などのチップ部品４が設けられている。なお、チップ部品とは、抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルタ素子などの各種チップを含む概念である。本明細書では、「電子部品」の語は、半導体素子とチップ部品を含む概念とする。また、各種電子部品が設けられた状態の配線基板１を「電子基板」と呼ぶこととする。
【００１９】
図１に示すように、ＱＦＰタイプの半導体素子３は、その四辺に設けられた端子部分が樹脂５によりコーティングされている。一般的にＩＣやＬＳＩなどの端子情報はユーザが入手可能である。ＱＦＰタイプの半導体素子３は端子が露出しているので、そのままでは外部からのプローブができてしまう。しかし、端子を樹脂５でコーティングすることにより、端子への電気的な接触ができなくなるので、信号をモニタリングすることは不可能となる。なお、ＢＧＡタイプの半導体素子２の場合は、たとえ端子情報が入手できたとしても、パッケージ下面に設けられた端子に接触することは不可能に近いので、樹脂コーティングを施していない。
【００２０】
また、抵抗などのチップ部品４も必要に応じて、樹脂５によりコーティングされる。チップ部品４は、ＩＣやＬＳＩなどの半導体素子と比べて一般的に小型であるので、端子部分のみでなく、部品全体を樹脂によりコーティングすればよい。さらには、配線基板１の表面に露出状態で設けられた表面配線７ｂも、必要に応じて樹脂５によりコーティングされる。配線基板１においては、機密性のある信号の配線は可能な限り配線基板１内部の内層配線を用いるが、例えば半導体素子の端子との接続部などは配線基板１の表面に表面配線を設けなければならない場合がある。そのような箇所に、上記のように樹脂５がコーティングされる。これにより、端子や配線を直接プローブすることにより、内部を通る信号をモニタリングすることが防止される。
【００２１】
コーティングに用いる樹脂５としては、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。エポキシ樹脂は、一般ユーザが入手可能なアルコール系、塗料用シンナーなどにより溶解しない。また、コーティングされた樹脂５を化学的に破壊するには工業用途のエポキシ溶解溶剤や発煙硝酸が必要となるため、一般的には困難である。また、樹脂５を機械的に破壊する場合は、粘着強度が大幅に低下する２００°Ｃ以上に加熱しながら樹脂５を削り取る必要があり、これも困難である。このように、エポキシ樹脂などにで露出部分をコーティングすることにより、外部からプローブすることによる不正な信号のモニタリングを防止することができる。
【００２２】
なお、図１の例では、樹脂５によるコーティングは、半導体素子３の四辺に沿って施されているが、半導体素子３全体を覆うように施しても構わない。また、図１においては説明の便宜上、樹脂５が半透明であり、被覆された端子が見えるように図示されているが、実際には樹脂５は半透明であっても不透明であってもよい。特に、樹脂５を不透明にすれば、各端子の位置を特定することも難しくなり、信号のモニタリングの防止効果はさらに高まる。
【００２３】
また、電子基板における部品の配置を、ユーザが目視で配線パターンを追跡することにより信号の流れが理解できるようなデザインとしないことも有効である。例えば、バスラインなどの回路上にはダンピング抵抗などの部品を配置することが多い。その場合、バスラインの本数や配置に特徴を持ちやすいので、そのような場所には部分的に樹脂コーティングを行うことが望ましい。即ち、基本的には、露出した端子や配線の部分をコーティングすればよいが、上記のように露出していない内層配線であっても、それが見えることにより信号の流れなどが推定されやすい場合には、そのような内層配線上にも不透明な樹脂によるコーティングを施すことが好ましい。この場合の樹脂コーティングは目隠しとして機能する。
【００２４】
図２は、図１に示した電子基板における、ＱＦＰタイプの半導体素子３の切断線Ｘ１−Ｘ２に沿った部分断面図である。配線基板１の内部には内層配線７ａが設けられており、配線基板１の表面には表面配線７ｂが設けられている。そして、内層配線７ａと表面配線７ｂは導通穴８（ビアホール：Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）により電気的に接続されている。
【００２５】
また、配線基板１上には、半導体素子３のパッケージが配置されており、半導体素子３の端子３ａは表面配線７ｂ上で半田６により半田付けされている。この半田付けされた部分を覆うように、樹脂５がコーティングされている。即ち、樹脂５は、配線基板１上の表面配線７ｂ、半導体素子３の端子３ａ及びそれらの半田付け部分を含む全ての露出部分を覆っている。これにより、配線基板１の配線と半導体素子３の端子との接続部分を外部からプローブすることが防止される。
【００２６】
図３は、電子基板上に設けられる電子回路の一例を示すブロック図である。この電子回路１０は、音楽データの再生回路であり、信号ソース１１からＣＰＵ１２へ暗号化された音楽データＳ１が出力される。ＣＰＵ１２は、この音楽データＳ１を音楽データＳ２として復号ＩＣ１３へ供給する。復号ＩＣ１３は、音楽データＳ２を復号化し、暗号化されていないデータ（以下、「生データ」と呼ぶ。）Ｓ３としてＣＰＵ１２へ送る。ＣＰＵ１２は、生データＳ３を生データＳ４として再生ＩＣ１４へ送る。再生ＩＣ１４は、生データＳ４に対して必要な信号処理を行い、音声信号Ｓ５として図示しない再生ユニットへ送る。
【００２７】
上記の例では、暗号化されていない状態の生データＳ３及びＳ４のモニタリングを特に防止する必要がある。従って、ＣＰＵ１２、復号ＩＣ１３及び再生ＩＣ１４のうちＱＦＰタイプの半導体素子については、生データＳ３及びＳ４が入出力される端子の部分に、図２に例示する方法で樹脂コーティングを施す。また、生データＳ３及びＳ４が流れる半導体素子間の配線のうち表面配線となっている箇所には樹脂コーティングを施す。また、これらの配線上に例えば抵抗などの電子部品が設けられている場合には、その電子部品にも樹脂コーティングを施す。これにより、生データＳ３及びＳ４のモニタリングが防止できる。
【００２８】
なお、図３においては説明の便宜上、データＳ１〜Ｓ４を１本のデータ線で示しているが、実際には、１つのデータは複数ビットのデジタルデータで構成され、複数本のデータ線により１つの音楽データが入出力されることが多い。このような場合には、安全性の面からは全ての信号線をコーティングすることが好ましい。しかし、全てのデータ線をコーティングするとその分コストが増大することになる。また、樹脂コーティング箇所が多いほど、基板の故障、修理などの必要が生じた場合の手間が増大してしまう。よって、複数本のデータ線全部ではなく、一部についてのみ樹脂コーティングを行うこととしてもよい。また、データ線のみならず、制御信号線のいくつかを樹脂コーティングすることとしてもよい。
【００２９】
次に、本発明の特徴部分であるダミー素子の配置について説明する。図４（ａ）は、抵抗素子を樹脂コーティングした例を示す平面図であり、図４（ｂ）はその断面図である。図４（ａ）において、３つの抵抗のうち中央にある抵抗４ｘがコーティングの対象となる部品であるとする。この場合、抵抗４ｘに対して樹脂５を塗布すると、塗布した状態の樹脂５は液状であるため、それに隣接するＢＧＡタイプの半導体素子２の方向へ流れる。特に、図４（ｂ）に示すように、ＢＧＡタイプの半導体素子２は、パッケージの下面に入出力用のパッド２ａが設けられているため、パッケージ自体は配線基板１の表面から浮いた状態となっており、配線基板１とパッケージとの間に液状の樹脂５が流れ込み易い。このため、半導体素子２の方へ流れた分だけ、抵抗４ｘのコーティングに使用される樹脂５の量が減少することとなり、その結果、抵抗４ｘのコーティングが不十分となるという問題が生じる。また、このように半導体素子２の下に樹脂５が流れ込むと、樹脂５により半導体素子２が配線基板１に接着される。よって、修理などの必要が生じたときに半導体素子２を取り外すことが困難となるという不具合も同時に生じる。
【００３０】
そこで、本実施例ではダミー素子を使用する。図５にダミー素子を使用した場合の樹脂コーティング例を示す。図５（ａ）は、ダミー素子を用いて抵抗素子を樹脂コーティングした例を示す平面図であり、図５（ｂ）はその断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、コーティング対象部品である抵抗４ｘと、それに隣接するＢＧＡタイプの半導体素子２との間にダミー素子９を配置する。これにより、抵抗４ｘに対して塗布した液状の樹脂５は半導体素子２の方へ流れるが、ダミー素子９により流動を妨げられ、半導体素子２までは到達しない。即ち、ダミー素子９は、樹脂５の流動を阻止する壁（流れ止め）として機能する。従って、塗布した樹脂５を抵抗４ｘのコーティングに効果的に使用することができ、抵抗４ｘのコーティングが不十分となることを防止できる。同時に、半導体素子２が配線基板１に接着されてしまうことも防止できる。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、ダミー素子９の高さは、コーティング対象部品である抵抗４ｘの高さよりも高いことが好ましい。これにより、抵抗４ｘに塗布した樹脂５がダミー素子９を乗り越えて半導体素子２側へ流れることが防止できる。なお、ダミー素子としては、抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルタ素子などの各種電子部品を使用することができる。但し、一般的には抵抗などは比較的高さが低いが、コンデンサ、インダクタ、フィルタ素子などは比較的高さが高い。特に、コンデンサ、インダクタなどはその容量、インダクタンスなどによって高さが変わるので、必要な高さのダミー素子として使用しやすい。
【００３２】
また、ダミー素子９は、その両端子を設置（ＧＲＯＵＮＤ）電位とする、又は電気的に非接続状態とするなどして、電子基板に設けられた回路に対して影響を与えないようにすることが望ましい。
【００３３】
図６（ａ）に２つのダミー素子を用いた場合の樹脂コーティング例を示す。複数のダミー素子９を配置すれば、より広い範囲で樹脂の流れ止め効果を得ることができる。この場合、図示のように、ある程度狭い間隔で複数のダミー素子を並べて配置すれば、それらの間に間隙が存在しても、樹脂がその間隙に流れ込むことは少ない。
【００３４】
上記のように樹脂の流れ止めとして機能するという観点から、ダミー素子９は、その平面形状が矩形である場合、長手方向と、それに隣接する半導体素子の辺の方向とが略平行となるように配置されることが好ましい。即ち、図６（ａ）において、ダミー素子９の長手方向Ｄ２と、それに隣接する半導体素子２の辺２ｂの方向Ｄ１とは略平行となっている。これにより、ダミー素子９は樹脂の流れを効率よく制止することができる。なお、図６（ａ）は２つのダミー素子９を用いた場合を示しているが、図５（ａ）に示すように、１つのダミー素子９を用いる場合でも、その長手方向と、隣接する半導体素子の辺の方向が略平行となることが好ましい。
【００３５】
図６（ｂ）に他の樹脂コーティング例を示す。この例では、３つの抵抗４ｘがコーティング対象部品となっており、樹脂５を塗布する図示しないノズルなどが矢印Ｄ３の方向に移動することにより３つの抵抗４ｘに順に樹脂５を塗布する。このような場合、ダミー素子９は、樹脂を塗布するノズルの移動方法Ｄ３に対して、その長手方向Ｄ２が略垂直となるように配置されることが好ましい。これは、塗布した樹脂５はノズルの移動方向Ｄ３に流動しやすいため、それに対して長辺が垂直となるようにダミー素子９を配置することが効果的だからである。
【００３６】
次に、電子基板の製造方法について説明する。図７は、本発明による電子基板の製造方法を示すフローチャートである。まず、回路設計に従って内面配線及び表面配線が形成された配線基板１が作製される（ステップＳ１１）。次に、配線基板１上の対応箇所に、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子、抵抗、コンデンサなどのチップ部品、並びにダミー素子を取り付ける（ステップＳ１２）。次に、半導体素子やチップ部品が取り付けられた配線基板１上の必要箇所に、樹脂コーティングを施す（ステップＳ１３）。具体的には、熱硬化性の樹脂を微小なノズルなどから滴下して塗布し、必要に応じて加熱することにより樹脂を硬化させる。こうして電子基板の必要箇所に樹脂コーティングが施される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を適用した電子基板の概略構成を示す平面図である。
【図２】ＱＦＰタイプの半導体素子の切断線Ｘ１−Ｘ２に沿った部分断面図である
【図３】電子基板上に設けられる電子回路の一例を示すブロック図である。
【図４】ダミー素子を用いない樹脂コーティングの例を示す。
【図５】ダミー素子を用いた場合の樹脂コーティング例を示す。
【図６】ダミー素子を用いた樹脂コーティングの他の例を示す。
【図７】本発明による電子基板の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１  配線基板
２、３  半導体素子
４  チップ部品
５  樹脂
６  半田
７  配線
８  導通穴
【図１】
2007294664.tif 000003
【図２】
2007294664.tif 000004
【図３】
2007294664.tif 000005
【図４】
2007294664.tif 000006
【図５】
2007294664.tif 000007
【図６】
2007294664.tif 000008
【図７】
2007294664.tif 000009