JP2020035820A - モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザマークの視認性を向上させること。【解決手段】基板上にフリップチップ搭載された複数のベアチップと、前記複数のベアチップを封止するように前記基板上に設けられた樹脂を含む封止部と、を備え、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップの間と重なる第１領域の少なくとも一部は、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップとそれぞれ重なる複数の第２領域のうち少なくとも１つの第２領域より凹んでおり、前記少なくとも１つの第２領域にレーザマークが設けられ、前記第１領域にレーザマークが設けられていないモジュール。【選択図】図２

Description

本発明はモジュールおよびその製造方法に関し、例えば基板上に複数のベアチップを搭載するモジュールおよびその製造方法に関する。

基板上に複数のベアチップを搭載し、ベアチップを封止するように樹脂を設けることが知られている。樹脂を形成する方法として例えば真空印刷法を用いることが知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１５−０５７８１５号公報

しかしながら、複数のベアチップを封止した樹脂上にレーザマークを形成すると、視認性が悪化することがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、レーザマークの視認性を向上させることを目的とする。

本発明は、基板上にフリップチップ搭載された複数のベアチップと、前記複数のベアチップを封止するように前記基板上に設けられた樹脂を含む封止部と、を備え、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップの間と重なる第１領域の少なくとも一部は、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップとそれぞれ重なる複数の第２領域のうち少なくとも１つの第２領域より凹んでおり、前記少なくとも１つの第２領域にレーザマークが設けられ、前記第１領域にレーザマークが設けられていないモジュールである。

上記構成において、前記少なくとも１つの第２領域は、前記第１領域より平坦である構成とすることができる。

上記構成において、前記レーザマークは、前記複数の第２領域のうち面積の最も大きい第２領域に設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記レーザマークは、前記複数のベアチップのうち最も上面の位置が高いベアチップに対応する第２領域に設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記基板上に搭載されたベアチップ以外の電子部品を備え、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記電子部品と重なる第３領域に前記レーザマークは設けられていない構成とすることができる。

上記構成において、前記第１領域は前記少なくとも１つの第２領域に対し５μｍ以上凹む構成とすることができる。

上記構成において、前記レーザマークが設けられた第２領域は前記封止部の角部に設けられる構成とすることができる。

上記構成において、前記封止部の上面は前記樹脂の上面である構成とすることができる。

上記構成において、前記封止部は、前記樹脂を覆う金属層を含み、前記封止部の上面は前記金属層の上面である構成とすることができる。

本発明は、基板上に複数のベアチップを搭載する工程と、前記複数のベアチップを封止するように前記基板上に封止部に含まれる樹脂を真空印刷法を用い形成する工程と、を含み、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップの間と重なる第１領域にレーザマークを形成せず、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップとそれぞれ重なる複数の第２領域の少なくとも１つの第２領域にレーザマークを形成する工程と、を含むモジュールの製造方法である。

本発明によれば、レーザマークの視認性を向上させることができる。

図１は、実施例１に係るモジュールの平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ断面図である 図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係るモジュールの製造方法を示す断面図である。 図４は、比較例１に係るモジュールの製造方法を示す断面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例１の変形例１および２に係るモジュールの断面図である。

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

図１は、実施例１に係るモジュールの平面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１では、封止部３０の図示を省略している。図１および図２に示すように、基板１０上にベアチップ２０ａおよび２０ｂ並びに電子部品２０ｃが搭載されている。ベアチップ２０ａおよび２０ｂは、例えばシリコン基板等の半導体基板を有する集積回路であり、パッケージングされていない半導体チップである。電子部品２０ｃは例えばチップコンデサ、チップインダクタおよび／またはチップ抵抗等の受動部品である。ベアチップ２０ａは平面の面積が最も大きいベアチップであり、基板１０の角部に搭載されている。

基板１０は複数の絶縁層１０ａから１０ｃを有する。絶縁層１０ａから１０ｃは例えば樹脂層またはセラミックス層である。基板１０の上面および下面にそれぞれランド１２および端子１８が設けられている。絶縁層１０ｂおよび１０ｃの上面に配線層１４が設けられている。絶縁層１０ａから１０ｃを貫通する貫通電極１６が設けられている。端子１８は配線層１４および貫通電極１６を介しランド１２に電気的に接続されている。

ベアチップ２０ａおよび２０ｂの下面にパッド２２が設けられている。バンプ２４によりランド１２とパッド２２とが接合されている。これにより、ベアチップ２０ａおよび２０ｂは基板１０上にフリップチップ実装されている。電子部品２０ｃの電極とランド１２とが接合層２５により接合されている。ランド１２、配線層１４、貫通電極１６、端子１８およびパッド２２は、例えば銅、金、アルミニウムまたはニッケル等の金属層である。バンプ２４は例えば半田バンプ、金バンプまたは銅バンプ等の金属バンプである。接合層２５は例えば半田または金属ペースト等の導電性接合層である。

基板１０上にベアチップ２０ａおよび２０ｂ並びに電子部品２０ｃを封止するように、封止部３０が設けられている。封止部３０は例えばエポキシ樹脂またはフェノール樹脂等の封止樹脂である。封止部３０の上面３２のうちベアチップ２０ａおよび２０ｂに重なる領域５０ａおよび５０ｂはほぼ平坦である。ベアチップ２０ａおよび２０ｂの間の領域５２の上面３２には凹部３４が設けられている。封止部３０の上面３２のうち電子部品２０ｃと重なる領域５３は凹部３４より高くなっている。レーザマーク３５は領域５０ａに設けられ、領域５２に設けられていない。レーザマーク３５は、例えば製品の型番、製造番号および／またはピン配置を示す、文字および／または記号を含む識別符号である。

基板１０の厚さをＴ１、基板１０の上面からベアチップ２０ａの上面までの高さをＴ２、ベアチップ２０ａ上の封止部３０の厚さをＴ３、凹部３４の深さをＴ４とする。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は、例えば０．１ｍｍから１ｍｍ、０．１ｍｍから０．９ｍｍ、０．１ｍｍから０．５ｍｍおよび５μｍから５０μｍであり、典型的には例えば０．５ｍｍ、０．９ｍｍ、０．４ｍｍおよび２０μｍである。

図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係るモジュールの製造方法を示す断面図である。図２に図示した絶縁層１０ａから１０ｃ、ランド１２、配線層１４、貫通電極１６、端子１８およびパッド２２等の図示を省略している。図３（ａ）に示すように、基板１０上にベアチップ２０ａおよび２０ｂをフリップチップ搭載する。基板１０上に電子部品２０ｃを搭載する。

図３（ｂ）に示すように、基板１０上にベアチップ２０ａ、２０ｂおよび電子部品２０ｃを封止する封止部３０を形成する。封止部３０は、例えば真空印刷法を用い形成する。真空印刷法では、減圧雰囲気中で樹脂をスキージすることで封止部３０となる熱硬化型樹脂を形成する。その後、加圧雰囲気で加熱することで熱硬化型樹脂を硬化させ封止部３０を形成する。真空印刷法では、樹脂をスキージするときにベアチップ２０ａと２０ｂとの間に気泡が残存しても、樹脂を硬化させるときに、気泡が潰れるため、封止部３０内に気泡が残存し難い。しかし、ベアチップ２０ａ、２０ｂおよび電子部品２０ｃ間の封止部３０内の気泡が潰れると、封止部３０の上面３２に凹部３４が形成される。

また、この印刷法では、上方に開放された凹部にベアチップ２０ａ、２０ｂおよび電子部品２０ｃ等が搭載された基板１０が配置され、開放された凹部の上面にスクリーンを配置して、ペースト状の樹脂をスキージする。このため、ベアチップ２０ａ、２０ｂおよび電子部品２０ｃなどの高さの違う上部に沿ってスキージがなぞられ、ペースト状の樹脂は、おおよそその凹凸に沿って樹脂の表面にも凹凸が形成される。一方、トランスファーモールドのように上下金型内の空間に溶融樹脂を注入する方法では、溶けた樹脂に圧力を加えて封止するため、封止部３０の上面３２は、金型の内面をトレースし、平坦になる。このように、真空印刷では、トランスファーモールドと比して、顕著に封止樹脂表面に凹凸が発生し、以下に述べる問題が発生する。

図３（ｃ）に示すように、封止部３０の上面３２のベアチップ２０ａと重なる領域５０ａにレーザマーク３５を形成する。レーザマーク３５は封止部３０の上面にレーザ光３６を照射することにより形成される。レーザ光３６は、紫外線、可視光または赤外線であり、例えばＹＡＧ（またはＹＶＯ_４）レーザの基本波（波長が１．０６μｍ）、ＹＡＧ（またはＹＶＯ_４）レーザの第２高調波（波長が０．５３μｍ）または第３高調波（波長が０．３５５μｍ）、またはＣＯ_２レーザ（波長が１０．６μｍ）である。レーザ光３６は封止部３０の上面において焦点を結ぶように調整されている。封止部３０の上面３２にレーザ光３６が照射されると、封止部３０の上面３２に凹部３４より浅い溝および／または変質層が形成される。溝および／または変質層によりレーザマーク３５が形成される。

図３（ｄ）に示すように、基板１０および封止部３０を切断することでモジュールが個片化される。切断には、ダイシングブレードを用いたダイシング法等を用いる。

［比較例１］
図４は、比較例１に係るモジュールの製造方法を示す断面図である。図２に図示した絶縁層１０ａから１０ｃ、ランド１２、配線層１４、貫通電極１６、端子１８およびパッド２２等の図示を省略している。図４に示すように、ベアチップ２０ａ上の領域５０ａとベアチップ２０ａと電子部品２０ｃとの間の領域５２にレーザ光３６を照射しレーザマーク３５を形成する。レーザ光の焦点を領域５０ａの上面３２に合わせると、領域５２の凹部３４内の上面３２に焦点が合わない。このため、領域５２では、レーザマーク３５の視認性が悪くなる。

また、ベアチップ２０ａおよび２０ｂ間の封止部３０の上面３２に凹部３４が形成されると、ベアチップ２０ａおよび２０ｂの角部５５の封止部３０が薄くなる。領域５０ａおよび５０ｂから領域５２にかけてレーザマーク３５を形成すると、レーザ光３６を照射したときにベアチップ２０ａおよび２０ｂの角に熱が加わり、ベアチップ２０ａおよび２０ｂが劣化しやすくなることがある。

実施例１によれば、複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂが基板１０上にフリップチップ搭載されている。封止部３０は、複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂを封止するように基板１０上に設けられた樹脂を有する。封止部３０の上面３２のうち基板１０の厚さ方向において複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂの間と重なる領域５２（第１領域）の少なくとも一部は、封止部３０の上面のうち複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂとそれぞれ重なる複数の領域５０ａおよび５０ｂ（第２領域）のうち少なくとも１つの領域５０ａより凹んでいる。

このような封止部３０の上面３２に設けられるレーザマーク３５は、領域５０ａに設けられ、領域５２に設けられていない。これにより、図３（ｃ）のように、略平坦な領域５０ａのみにレーザマーク３５を形成するためレーザマーク３５の視認性を高めることができる。また、ベアチップ２０ａおよび２０ｂの角部５５の封止部３０にレーザ光３６を照射しないため、ベアチップ２０ａおよび２０ｂの劣化を抑制できる。

封止部３０の上面３２の領域５０ａが略平坦とは、例えばレーザマーク３５の視認性が高まる程度に平坦との意味であり、例えば領域５２の凹部３４に比べ平坦との意味である。凹部３４の深さＴ４は、レーザマーク３５の視認性が悪くなる程度に深い。例えばＴ４は１μｍ以上であり、例えば１０μｍ以上である。

レーザマーク３５の溝および／または変質層を除く領域５０ａは、領域５２より平坦である。これにより、レーザマーク３５の視認性を高めることができる。

レーザマーク３５は、封止部３０の上面３２のうち領域５０ａのみに設けられている。これにより、レーザマーク３５を略平坦な上面３２のみに設けることができる。よって、レーザマーク３５の視認性を高めることができる。

レーザマーク３５は、複数の領域５０ａおよび５０ｂのうち面積の最も大きい領域５０ａに設けられている。平面面積の大きなベアチップ２０ａ上の領域５０ａは平坦な面積が最も大きい。これにより、大きなレーザマーク３５を形成できる。

複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂの上面の位置が異なるとき、すなわち複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂの上面の基板１０の上面からの高さが異なるとき、上面の低いベアチップ２０ｂ上の領域５０ｂは凹むことがありうる。そこで、レーザマーク３５は、複数のベアチップ２０ａおよび２０ｂのうち最も上面の位置が高いベアチップ２０ａに対応する領域５０ａに設けられている。これにより、より平坦な上面３２にレーザマーク３５を形成できる。よって、レーザマーク３５の視認性を向上できる。

基板１０上にベアチップ以外の電子部品２０ｃが搭載されている。封止部３０の上面３２のうち基板１０の厚さ方向において電子部品２０ｃと重なる領域５３（第３領域）にレーザマークは設けられていない。電子部品２０ｃの上面はベアチップ２０ａおよび２０ｂに比べ平坦でない。これにより、領域５３は領域５０ａより平坦でない。そこで、領域５３にはレーザマーク３５を形成しない。これにより、レーザマーク３５の視認性を向上できる。

ベアチップ２０ａおよび２０ｂのうち平面面積の最も大きいベアチップ２０ａの平面面積が小さい場合、封止部３０の上面３２には凹凸が形成されやすい。そこで、平面面積の最も大きいベアチップ２０ａの平面面積が封止部３０の平面面積の１／４以下であるとき、領域５０ａのみにレーザマーク３５を形成することが好ましい。平面面積の最も大きいベアチップ２０ａの平面面積が封止部３０の平面面積の１／６以下が好ましく、１／１０以下がより好ましい。レーザマーク３５を形成する領域を確保するため、ベアチップ２０ａの平面面積が封止部３０の平面面積の１／２０以上が好ましい。

領域５２が領域５０ａに対し５μｍ以上凹むとき（すなわちＴ４が５μｍ以上のとき）、領域５２にレーザマーク３５を形成すると、レーザマーク３５の視認性が悪くなる。よって、領域５０ａのみにレーザマーク３５を形成することが好ましい。Ｔ４は１０μｍ以上が好ましい。Ｔ４は１００μｍ以下であることが好ましい。

レーザマーク３５がモジュールの方向を識別する場合、レーザマーク３５は封止部３０の上面３２の角部に、例えば一番ピンを示すように設けられる。そこで、ベアチップ２０ａを封止部３０の角部に設ける。これにより、レーザマーク３５が設けられた領域５０ａは封止部３０の角部に設けられる。

領域５０ａの平坦性を向上させるためには、厚さＴ３はＴ２より小さいことが好ましい。厚さＴ３はＴ２の１／２以下がより好ましい。

レーザマーク３５は、複数の領域５０ａおよび５０ｂに形成されていてもよい。レーザマーク３５は複数の領域５０ａおよび５０ｂのうち１つの領域５０ａのみに形成されていてもよい。

封止部３０の樹脂を真空印刷法を用い形成する場合、領域５０ａおよび５０ｂの上面３２は平坦になり、領域５２の上面３２は凹みやすい。よって、領域５０ａにのみレーザマーク３５を形成することが好ましい。樹脂をポッチング法または印刷法等を用い形成した場合においても、領域５２の上面３２が凹む場合、レーザマーク３５を領域５０ａのみに形成することが好ましい。

［実施例１の変形例］
実施例１の変形例１および２は、アンテナを有する無線モジュールの例である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例１の変形例１および２に係るモジュールの断面図である。図５（ａ）に示すように、基板１０の上面にアンテナ４２が設けられている。基板１０の回路領域５４の上面に、ベアチップ２０ａ、２０ｂおよび電子部品２０ｃが搭載されている。ベアチップ２０ａ、２０ｂ、電子部品２０ｃおよびアンテナ４２を封止するように、樹脂３０ａが設けられている。アンテナ４２上の樹脂３０ａは回路領域５４の樹脂３０ａより薄い。回路領域５４の樹脂３０ａの表面に金属層４０が設けられている。金属層４０は、例えば銅層である。樹脂３０ａと金属層４０は封止部３０を形成する。

ベアチップ２０ａ、２０ｂおよび電子部品２０ｃ並びに基板１０内の配線層により電子回路が形成される。電子回路は、例えばアンテナ４２に送信信号となる高周波信号を出力する。電子回路には、例えばアンテナ４２が受信した受信信号が入力される。金属層４０は、電子回路からの電波の漏洩等を抑制するシールド層である。

樹脂３０ａは、例えば真空印刷法により形成される。領域５０ａおよび５０ｂの樹脂３０ａの上面は略平坦であり、領域５０ａの上面に凹部が形成されている。金属層４０の上面４１は樹脂３０ａの上面が反映される。これにより、領域５０ａの上面４１は略平坦であり、領域５２の上面４１は領域５０ａに対し凹む凹部４４が形成される。そこで、レーザマーク３５を領域５０ａに形成し、領域５２に形成しない。これにより、レーザマーク３５の視認性を高めることができる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

図５（ｂ）に示すように、アンテナ４２は基板１０の下面に設けられている。アンテナ４２が設けられた領域には樹脂３０ａは設けられていない。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

実施例１の変形例１および２のように、封止部３０は、樹脂３０ａを覆う金属層４０を含む。封止部３０の上面は金属層４０の上面でもよい。封止部３０の上面が金属層４０の場合も、領域５０ａのみにレーザマーク３５を形成することで、レーザマーク３５の視認性を高めることができる。

実施例１およびその変形例では、ベアチップ２０ａおよび２０ｂを例に説明したが、上面が略平坦なモールドパッケージでもよい。この場合、モールドパッケージは、基板１０に半田等で実装されている。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 基板
２０ａ、２０ｂ ベアチップ
２０ｃ 電子部品
３０ 封止部
３０ａ 樹脂
３２、４１ 上面
３４、４４ 凹部
４０ 金属層
５０ａ、５０ｂ、５２、５３ 領域

Claims (10)

1. 基板上にフリップチップ搭載された複数のベアチップと、
   前記複数のベアチップを封止するように前記基板上に設けられた樹脂を含む封止部と、
   を備え、
   前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップの間と重なる第１領域の少なくとも一部は、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップとそれぞれ重なる複数の第２領域のうち少なくとも１つの第２領域より凹んでおり、前記少なくとも１つの第２領域にレーザマークが設けられ、前記第１領域にレーザマークが設けられていないモジュール。
2. 前記少なくとも１つの第２領域は、前記第１領域より平坦である請求項１に記載のモジュール。
3. 前記レーザマークは、前記複数の第２領域のうち面積の最も大きい第２領域に設けられている請求項１または２に記載のモジュール。
4. 前記レーザマークは、前記複数のベアチップのうち最も上面の位置が高いベアチップに対応する第２領域に設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のモジュール。
5. 前記基板上に搭載されたベアチップ以外の電子部品を備え、
   前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記電子部品と重なる第３領域に前記レーザマークは設けられていない請求項１から４のいずれか一項に記載のモジュール。
6. 前記第１領域は前記少なくとも１つの第２領域に対し５μｍ以上凹む請求項１から５のいずれか一項に記載のモジュール。
7. 前記レーザマークが設けられた第２領域は前記封止部の角部に設けられる請求項１から６のいずれか一項に記載のモジュール。
8. 前記封止部の上面は前記樹脂の上面である請求項１から７のいずれか一項に記載のモジュール。
9. 前記封止部は、前記樹脂を覆う金属層を含み、
   前記封止部の上面は前記金属層の上面である請求項１から７のいずれか一項に記載のモジュール。
10. 基板上に複数のベアチップを搭載する工程と、
    前記複数のベアチップを封止するように前記基板上に封止部に含まれる樹脂を真空印刷法を用い形成する工程と、
    を含み、
    前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップの間と重なる第１領域にレーザマークを形成せず、前記封止部の上面のうち前記基板の厚さ方向において前記複数のベアチップとそれぞれ重なる複数の第２領域の少なくとも１つの第２領域にレーザマークを形成する工程と、
    を含むモジュールの製造方法。

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