JP5767268B2 - 回路モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電磁シールド機能を有する回路モジュール及びその製造方法に関する。
基板上に複数の電子部品が実装され、各種電子機器に搭載される回路モジュールが知られている。このような回路モジュールには、一般に、モジュール外部への電磁波の漏洩及び外部からの電磁波の侵入を防止する電磁シールド機能を有する構成が採用される。
さらに、回路モジュール内に実装される電子部品の多様化、高機能化に伴い、これら複数の電子部品間の電磁的な干渉を防止するための工夫も種々提案されている。例えば特許文献１には、モールド樹脂層を貫通して回路基板に達するスリットが基板上の２つの電子部品の間に形成され、スリット内に導電性樹脂が充填された回路モジュールが記載されている。また特許文献２には、回路ブロック間のシールド導体壁が、回路基板に実装された複数の導体部品によって、あるいは、モールド樹脂に形成された溝に充填された導体ペースト又は導体塗料よって形成されたモジュールが記載されている。
特開２０１０−２２５６２０号公報（段落［0034］） 特開２０１２−０１９０９１号公報（段落［0023］、［0034］）
しかしながら特許文献１に記載の構成では、モールド樹脂層を貫通するスリットの形成にダイシング法が採用されているため、スリットの形状が直線的なものに限られ、曲折あるいは分岐したスリットを形成できない。内部シールドの形状が限定的となり、部品の実装レイアウトに制限がある。さらにダイシング法ではスリットの深さを高精度に制御することができないため、スリットの底部とスリット直下の配線層との電気的なコンタクトが困難である。
一方、特許文献２に記載の構成では、回路基板上に実装された複数の導体部品によってシールド導体壁が構成されているため、部品点数及び実装工数の増加による生産コストの上昇を抑えられない。
また特許文献２には、導体ペースト又は導体塗料が充填される溝をモールド樹脂のレーザ加工によって形成することが記載されている。この方法ではレーザ光の強度を調整して上記溝を形成するようにしているが、レーザ光強度が高すぎると基板上の配線に与えるダメージを回避することができず、レーザ光強度が低すぎるとモールド樹脂の加工効率が低下し生産性を確保できないため、最適なレーザ強度の設定が困難であるという問題がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、シールド形状の設計自由度が高く、配線層とシールド間の電気的接続を確保できる回路モジュール及びその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る回路モジュールは、配線基板と、複数の電子部品と、封止層と、導電性シールドと、導体層とを具備する。
前記配線基板は、第１の領域と第２の領域とを含む実装面と、前記実装面とは反対側の端子面とを有する。
前記複数の電子部品は、前記第１の領域と前記第２の領域とに実装される。
前記封止層は、前記複数の電子部品を被覆し、絶縁性材料で構成され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成された溝部を有する。
前記導電性シールドは、前記封止層の外表面を被覆する第１のシールド部と、前記溝部に設けられた第２のシールド部とを有する。
前記導体層は、前記実装面に設けられ前記端子面と前記第２のシールド部とを電気的に接続する配線部と、前記配線部に設けられ前記配線部の前記第２のシールド部との接続領域を部分的に厚くする厚付け部とを有する。
また本発明の一形態に係る回路モジュールの製造方法は、実装面上の第１の領域と第２の領域とに複数の電子部品が実装され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界の少なくとも一部に金属部品が実装された配線基板を準備することを含む。
前記実装面に前記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層が形成される。
前記封止層の表面にレーザ光を照射することで、前記封止層に前記金属部品が露出する深さの溝部が前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成される。
前記溝部内に導電性樹脂を充填し、前記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドが形成される。
さらに本発明の他の形態に係る回路モジュールの製造方法は、実装面上の第１の領域と第２の領域とに複数の電子部品が実装され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界の少なくとも一部に金属層で厚付けされた導体層を有する配線基板を準備することを含む。
前記実装面に前記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層が形成される。
前記封止層の表面に第１のレーザ光を照射することで、前記封止層に前記導体層が露出する直前の深さの溝部が前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成される。
前記導体層の前記金属層が設けられる領域の直上位置における前記溝部の底部に第２のレーザ光を照射することで、前記領域が前記溝部を介して露出される。
前記溝部内に導電性樹脂を充填し、前記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドが形成される。
本発明の第１の実施形態に係る回路モジュールを示す斜視図である。 上記回路モジュールの平面図である。 上記回路モジュールにおける電子部品が実装された回路基板の平面図である。 図２の［Ａ］−［Ａ］線方向断面図である。 図２の［Ｂ］−［Ｂ］線方向断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は電子部品の配置工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は封止層の形成工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）はハーフカット工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は溝部の形成工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は導電性シールドの形成工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は個片化工程を示す平面図、（Ｂ）はその要部断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る回路モジュールを示す要部断面図である。 上記回路モジュールを示す他の要部断面図である。 上記回路モジュールの製造方法を説明する図であって、（Ａ）は第１のレーザ加工処理を示す要部断面図、（Ｂ）は第２のレーザ加工処理を示す要部断面図である。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールは、配線基板と、複数の電子部品と、封止層と、導電性シールドと、導体層とを具備する。
前記配線基板は、第１の領域と第２の領域とを含む実装面と、前記実装面とは反対側の端子面とを有する。
前記複数の電子部品は、前記第１の領域と前記第２の領域とに実装される。
前記封止層は、前記複数の電子部品を被覆し、絶縁性材料で構成され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成された溝部を有する。
前記導電性シールドは、前記封止層の外表面を被覆する第１のシールド部と、前記溝部に設けられた第２のシールド部とを有する。
前記導体層は、前記実装面に設けられ前記端子面と前記第２のシールド部とを電気的に接続する配線部と、前記配線部に設けられ前記配線部の前記第２のシールド部との接続領域を部分的に厚くする厚付け部とを有する。
厚付け部は、配線部の第２のシールド部との接続領域を部分的に厚くする機能を有するため、樹脂層の溝部をレーザ加工によって形成する場合に、レーザ光の照射による配線部の焼損が回避される。すなわち、配線部の少なくとも厚付け部が設けられる領域においては他の領域よりも早くレーザ光が到達するが、当該厚付け部が配線部に代わって切削加工を受けるため、レーザ照射による切断あるいは焼損から配線部を効果的に保護することができる。これにより、配線部と溝部に設けられた第２のシールド部との電気的な接続が確保されるとともに、溝部を任意の形状に形成できるようになるためシールド形状の設計自由度が高められる。
前記厚付け部は、前記溝部の端部近傍に設けられてもよい。
溝部の端部とは、溝部の始端あるいは終端、すなわち溝部をレーザ加工で形成する際のレーザ光の照射開始位置あるいは照射終了位置をいう。また、溝部の端部近傍とは、当該端部の直下位置とその周辺位置を含む。
前記厚付け部は、前記溝部が曲折する部位あるいは分岐する部位の直下に設けられてもよい。
このような位置は他の位置よりもレーザ光が幾度と照射されるため、配線部の受ける影響が大きい。このため溝部の曲折部位に配線部が存在する場合には、当該曲折部位に対応する配線部上に厚付け部を設けることで、レーザ光の照射から配線部を保護することが可能になる。
ここで、溝部が曲折する部位には、溝部が緩くあるいは鋭く折れ曲がった屈曲部位や、緩くカーブした湾曲部位等が含まれる。また、溝部が分岐する部位には、複数の溝部が交差する部位や、Ｔ字状に結合される部位等が含まれる。
前記厚付け部は、前記接続領域に形成された半田、銅、ニッケル又は真鍮を含む金属層であってもよい。
半田、銅、ニッケル、真鍮等は、レーザ光に対して高い反射率を有するため、厚付け部としての金属層を反射層として機能させることができる。これによりレーザ光から配線部を効果的に保護することができる。
前記厚付け部は、前記接続領域に実装された金属部品であってもよい。
すなわち厚付け部は配線部とは別の部材で構成されてもよく、これによりシールド形状に応じて配線部上の所望の位置に厚付け部を設けることができ、設計自由度を更に向上させることができる。また、金属部品は電気の良導体であるため、第２のシールド部と配線部との良好な電気的接続を実現できる。さらに上記金属部品は第２のシールド部の直下に位置する配線部全域にわたって実装される必要はないので、部品点数及び実装工数の増加を抑制することができる。
前記厚付け部は、前記接続領域に形成されたスルーホールビアであってもよい。
このような構成によっても、配線部を部分的に厚くすることができるため、レーザ光の照射から配線部を効果的に保護することができる。
前記第２のシールド部は、前記溝部内に充填された導電性樹脂の硬化物であってもよいし、前記溝部の内壁に堆積されたメッキ膜又はスパッタ膜であってもよい。
本発明の一実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、実装面上の第１の領域と第２の領域とに複数の電子部品が実装され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界の少なくとも一部に金属部品が実装された配線基板を準備することを含む。
前記実装面に前記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層が形成される。
前記封止層の表面にレーザ光を照射することで、前記封止層に前記金属部品が露出する深さの溝部が前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成される。
前記溝部内に導電性樹脂を充填し、前記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドが形成される。
さらに本発明の他の実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、実装面上の第１の領域と第２の領域とに複数の電子部品が実装され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界の少なくとも一部に金属層で厚付けされた導体層を有する配線基板を準備することを含む。
前記実装面に前記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層が形成される。
前記封止層の表面に第１のレーザ光を照射することで、前記封止層に前記導体層が露出する直前の深さの溝部が前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成される。
前記導体層の前記金属層が設けられる領域の直上位置における前記溝部の底部に第２のレーザ光を照射することで、前記領域が前記溝部を介して露出される。
前記溝部内に導電性樹脂を充填し、前記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドが形成される。
上記各回路モジュールの製造方法によれば、溝部の形成にレーザ加工法を採用しているので、例えばダイシング法で溝部を形成する場合と比較して、溝部を任意の形状に形成できるようになる。これによりシールド形状の設計自由度を高めることができる。また、溝部の形成領域の少なくとも一部に金属部品または金属層が設けられているため、レーザ光の照射から配線基板及びその表面に形成された配線部を保護することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る回路モジュールを示す図であり、図１は斜視図、図２は平面図、図３は、電子部品が実装された回路基板の平面図、図４は、図２の［Ａ］−［Ａ］線方向断面図、そして図５は、図２の［Ｂ］−［Ｂ］線方向断面図である。
なお各図において、Ｘ，Ｙ及びＺの各軸は相互に直交する３軸方向を示しており、このうちＺ軸方向は回路モジュールの厚み方向に対応する。なお理解容易のため、各部の構成は誇張して示されており、各図において部材の大きさや部材間の大きさの比率は、必ずしも対応しているとは限らない。
［回路モジュールの構成］
本実施形態に係る回路モジュール１００は、配線基板２と、複数の電子部品３と、封止層４と、導電性シールド５と、導体層１０とを有する。
回路モジュール１００は、全体として略直方体形状で構成される。大きさは特に限定されず、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿った長さがそれぞれ１０ｍｍ〜５０ｍｍで構成され、本実施形態において一辺が約３５ｍｍの略正方形に構成される。また、厚みも特に限定されず、例えば１ｍｍ〜３ｍｍで構成され、本実施形態において約２ｍｍで構成される。
回路モジュール１００は、配線基板２上に複数の電子部品３が配置され、それらを被覆するように封止層４及び導電性シールド５が形成される。以下、回路モジュール１００の各部の構成について説明する。
（配線基板）
配線基板２は、例えば回路モジュール１００全体の寸法と同一の略正方形に構成された実装面２ａと、その反対側の端子面２ｂとを有し、厚みが例えば約０．４ｍｍのガラスエポキシ系多層配線基板で構成される。配線基板２の絶縁層を構成する材料は、上述のガラスエポキシ系材料に限られず、例えば絶縁性セラミック材料等も採用可能である。
配線基板２の配線層は、典型的には銅箔で構成され、配線基板２の表面、裏面及び内層部にそれぞれ配置される。上記配線層は、それぞれ所定形状にパターニングされることで、実装面２ａに配置された上層配線部２３ａ、端子面２ｂに配置された下層配線部２３ｂ、及び、それらの間に配置された内層配線部２３ｃをそれぞれ構成する。上層配線部２３ａは、電子部品３が実装されるランド部を含み、下層配線部２３ｂは、回路モジュール１００が実装される電子機器の制御基板（図示略）と接続される外部接続端子を含む。各層の配線部はそれぞれビア導体２３ｖを介して相互に電気的に接続される。
また上記配線層は、グランド（ＧＮＤ）電位に接続される第１のＧＮＤ端子２４ａ及び第２のＧＮＤ端子２４ｂを含む。第１のＧＮＤ端子２４ａは、配線基板２の上面周縁部に形成された段差部２ｃに隣接して配置され、段差部２ｃに配置された第１のシールド部５１（導電性シールド５）の内面と接続される。第１のＧＮＤ端子２４ａは、上層配線部２３ａの一部として形成されてもよいし、内層配線部２３ｃの一部として形成されてもよい。
第２のＧＮＤ端子２４ｂは、内層配線部２３ｃを介して第１のＧＮＤ端子２４ａと接続される。第２のＧＮＤ端子２４ｂは、下層配線部２３ｂの一部として形成され、上記制御基板のグランド配線に接続される。
実装面２ａは、第２のシールド部５２（導電性シールド５）によって複数の領域に区画されており、本実施形態では、第１の領域２Ａと、第２の領域２Ｂと、第３の領域２Ｃとを有する。図示の例において第１〜第３の領域２Ａ〜２Ｃは、それぞれ大きさ、形状の異なる矩形状に形成されるが、三角形状や五角形以上の他の多角形状、さらには円形状、楕円形状のような任意の幾何学形状で形成されてもよい。また実装面２ａ上に区画される領域数は、上述の３つに限られず、２つ又は４つ以上であってもよい。
（電子部品）
複数の電子部品３は、実装面２ａ上の第１、第２及び第３の領域２Ａ〜２Ｃ上にそれぞれ実装されている。典型的には、複数の電子部品３としては、集積回路（ＩＣ）、コンデンサ、インダクタ、抵抗、水晶振動子、デュプレクサ、フィルタ、パワーアンプ等の各種部品が含まれる。
これらの部品には、動作時に電磁波を周囲に発生する部品や、当該電磁波の影響を受け易い部品が含まれる。典型的には、これらのような部品は第２のシールド部５２（導電性シールド５）によって仕切られた相互に異なる領域上に実装される。以下、第１の領域２Ａ上に実装された単数又は複数の電子部品３を電子部品３１とも称し、第２の領域２Ｂ上に実装された単数又は複数の電子部品３を電子部品３２とも称する。そして第３の領域２Ｃ上に実装された単数又は複数の電子部品３を電子部品３３とも称する。
複数の電子部品３は、典型的には、はんだ、接着剤、ボンディングワイヤ等により、実装面２ａ上にそれぞれ実装される。
（封止層）
封止層４は、複数の電子部品３１，３２を被覆するように実装面２ａ上に形成された絶縁性材料で構成される。封止層４は、第２のシールド部５２により、第１の領域２Ａ側と第２の領域２Ｂ側と第３の領域２Ｃ側とに分割される。実施形態において封止層４は、例えばシリカやアルミナが添加されたエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で構成される。封止層４の形成方法は特に限定されず、例えばモールド成形法によって形成される。
封止層４は、第１の領域２Ａと第２の領域２Ｂと第３の領域２Ｃとの境界に沿って形成された溝部４１を有する。溝部４１は、封止層４の上面からＺ軸方向に沿った所定の深さで形成される。本実施形態では、溝部４１は、その底面が実装面２ａに配置された導体層１０の上面に達する深さで形成される。
溝部４１の形成方法は特に限定されないが、後述するように本実施形態ではレーザ加工技術によって溝部４１が形成される。
（導電性シールド）
導電性シールド５は、第１のシールド部５１と、第２のシールド部５２とを有する。第１のシールド部５１は、封止層４の外表面（封止層４の上面及び側面を含む表面をいう。以下同様。）を被覆するように構成され、回路モジュール１００の外装シールドとして機能する。第２のシールド部５２は、封止層４の溝部４１に設けられ、回路モジュール１００の内装シールドとして機能する。
導電性シールド５は、封止層４の外表面及び溝部４１の内部に充填された導電性樹脂材料の硬化物からなり、より具体的には、例えばＡｇやＣｕ等の導電性粒子が添加されたエポキシ樹脂が採用される。あるいは、導電性シールド５は、封止層４の外表面及び溝部４１の内壁に堆積されたメッキ膜又はスパッタ膜であってもよい。
このような構成により、第１のシールド部５１及び第２のシールド部５２を同一工程で形成することが可能となる。また、第１のシールド部５１と第２のシールド部５２とを一体的に形成することが可能となる。
（導体層）
導体層１０は、配線部１１と、厚付け部１２とを有する。
配線部１１は、実装面２ａに設けられ、特に第１〜第３の領域２Ａ〜２Ｃの境界部の少なくとも一部に形成される。すなわち配線部１１は、第２のシールド部５２と少なくとも一部が接続される領域（接続領域）を有していればよく、例えば、配線部１１が第２のシールド部５２の直下領域にのみ形成されてもよいし、それ以外の領域にも形成されていてもよい。
配線部１１は、上層配線部２３ａの一部を構成し、典型的には上層配線部２３ａと同等の厚み（例えば１０μｍ〜１５μｍ）を有する。配線部１１は、図示せずともビア導体２３ｖ及び内層配線部２３ｃを介して端子面２ｂ上の第２のＧＮＤ端子２４ｂと接続される。
配線部１１は、典型的には、銅配線で形成されるが、その上にＮｉＡｕメッキが施されてもよい。これによりレーザ光に対する反射率が高まり、溝部４１の形成時にレーザダメージを低減することができる。
厚付け部１２は、封止層４の溝部４１と対向する配線部１１上の少なくとも一部に設けられ、配線部１１の第２のシールド部５２との接続領域を部分的に厚くするために設けられる。厚付け部１２は、溝部４１の形成工程においてレーザ光の照射から配線部１１を保護するためもので、例えば図５に示すように溝部４１の端部４１ａの近傍に設けられる。
ここで、溝部４１の端部４１ａとは、溝部４１の始端あるいは終端、すなわち溝部４１をレーザ加工で形成する際のレーザ光の照射開始位置あるいは照射終了位置をいう。端部４１ａ近傍とは、当該端部４１ａの直下位置とその周辺位置を含む。端部４１ａの直下位置に厚付け部１２が設けられる例としては、端部４１ａの直下に配線部１１が位置する場合が挙げられ、端部４１ａ直下の周辺位置に厚付け部１２が設けられる例としては、端部４１ａ直下の周辺位置に配線部１１が位置する例が挙げられる。
厚付け部１２は、溝部４１が曲折する部位あるいは溝部４１が分岐する部位（以下、曲折部位等ともいう。）の直下に設けられてもよい。このような位置は他の位置よりもレーザ光が幾度と照射されるため、当該位置に配線部１１が位置する場合に、当該配線部１１の受ける影響が大きい。このため溝部４１の曲折部位等に配線部１１が存在する場合には、当該曲折部位等に対応する配線部１１上に厚付け部１２を設けることで、レーザ光の照射から配線部１１を保護することが可能になる。
ここで、溝部４１が曲折する部位には、溝部４１が緩くあるいは鋭く折れ曲がった屈曲部位や、緩くカーブした湾曲部位等が含まれる。また、溝部４１が分岐する部位には、複数の溝部が交差する部位や、Ｔ字状に結合される部位等が含まれる。例えば、第１及び第２の領域２Ａ，２Ｂの境界線と、第２及び第３の領域２Ｂ，２Ｃの境界線との交点２４に厚付け部１２Ａが設けられときの様子を図２及び図３に示す。
本実施形態において厚付け部１２は、配線部１１上の第２のシールド部５２との接続領域に実装された金属部品１２０で構成される（図４、図５）。金属部品１２０は、配線部１１に対して半田や導電性ペーストを介して接合されることで、配線部１１と電気的かつ機械的に接続される。金属部品１２０は、配線部１１上に固定されることが好ましく、これにより不用意な位置変動が防止される。
金属部品１２０の構成材料は特に限定されず、例えば、半田、銅、ニッケル又は真鍮等の金属部品で構成される。また金属部品１２０として、溝部４１の形成に使用されるレーザ光に対して高い反射率特性を有する金属材料を用いることで、配線部１１の上記接続領域をレーザ光の照射から効果的に保護することができる。
また厚付け部１２を配線部１１とは別部材の金属部品１２０で構成することにより、第２のシールド部５２の形状に応じて配線部１１上の所望の位置に厚付け部１２を設けることができ、設計自由度を更に向上させることができる。また、金属部品１２０は電気の良導体であるため、第２のシールド部５２と配線部１１との良好な電気的接続を実現できる。さらに金属部品１２０は第２のシールド部５２の直下に位置する配線部１１全域にわたって実装される必要はないので、部品点数及び実装工数の増加を抑制することができる。
金属部品１２０（厚付け部１２）の厚みは特に限定されないが、少なくとも、溝部４１の形成時に照射されるレーザ光によって、溝部４１直下の配線部１１の溶断あるいは過剰な切削を防止できる厚みが必要とされる。また厚付け部１２は厚く形成するほど、直下の配線部１１の保護効果は高まるが、溝部４１を所望の深さに形成することが困難となり、その結果、第２のシールド部５２の高さも低くなることでシールド効果が低下するおそれがある。すなわち厚付け部１２の厚みは、配線部１１の保護機能と第２のシールド部５２による所期のシールド効果を確保できる範囲に適宜設定可能である。
一方、図５に示すように、第２のシールド部５２の底部（すなわち溝部４１の底部）と配線部１１との間には、絶縁層４２が介在していてもよい。絶縁層４２は、典型的には、封止層４を構成する樹脂材料と同一の材料又は当該樹脂材料の分解生成物で構成される。すなわち絶縁層４２は、レーザ加工法で溝部４１を形成した際に配線部１１の表面に残留した封止層４の一部であってもよいし、レーザ照射熱による封止層構成材料の分解生成物であってもよい。
絶縁層４２は第２のシールド部５２と配線部１１との間の導通を阻害するものの、厚付け部１２（金属部品１２０）を介して両者間の良好な導通が確保されるため、シールド機能に支障を来たすことはない。また、絶縁層４２が配線部１１の表面に介在するように溝部４１を形成することで、レーザ光が直接配線部１１へ照射されることを防止し、配線部１１の保護を図ることができる。
金属部品１２０（厚付け部１２）の大きさも特に限定されないが、例えば、溝部４１の形成に用いられるレーザ光のスポット径よりも大きな面積で形成される。また金属部品１２０は、溝部４１直下の配線部１１（接続領域）を被覆できる大きさで形成されることで、配線部１１の保護の実効を図ることができる。典型的には、金属部品１２０は、溝部４１の幅（溝幅）よりも大きな幅で形成される。
［回路モジュールの製造方法］
次に、本実施形態の回路モジュール１００の製造方法について説明する。
図６〜１２は、回路モジュール１００の製造方法を説明する図である。また図７〜図１２の各図において、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＸ軸方向から見た要部断面図である。本実施形態に係る回路モジュールの製造方法は、集合基板の準備工程と、電子部品の実装工程と、封止層の形成工程と、ハーフカット工程と、溝部の形成工程と、導電性シールドの形成工程と、裁断工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
（集合基板の準備工程）
図６は、集合基板２５の構成を模式的に示す上面図である。集合基板２５は、複数枚の配線基板２が面付けされた大面積の基板で構成される。図６に複数の配線基板２を区画する分離ラインＬを示す。この分離ラインＬは仮想的なものであってもよいし、集合基板２５上に実際に印刷等により描かれていてもよい。
集合基板２５上には、後述する各工程を経て導電性シールド５までが形成され、最後の裁断工程において分離ラインＬに沿って裁断（フルカット）されることで、１枚の集合基板２５から複数の回路モジュール１００が作製される。また、図示されていないが、集合基板２５の内部には、配線基板２を構成するそれぞれの領域毎に、所定の配線パターン（１１、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｖ，２４ａ、２４ｂ等）が形成されている。
なお図示の例では、一枚の集合基板２５から４枚の配線基板２が切り出される例を示しているが、切り出される配線基板２の枚数は特に限定されない。例えば、集合基板２５として、約１５０ｍｍ四方の略正方形で構成される基板を用いた場合には、約３５ｍｍ四方の配線基板２が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ４個ずつ、計１６個配列される。また集合基板２５として、典型的には、一辺がそれぞれ１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度の矩形状の基板が採用される。
（電子部品の実装工程）
図７（Ａ），（Ｂ）は、電子部品３（３１〜３３）の実装工程と、金属部品１２０の配置工程とを説明する図であり、集合基板２５（配線基板２）上に電子部品３１〜３３及び金属部品１２０が配置された態様を示す。
本工程では、複数の電子部品３１〜３３が、各実装面２ａ上の第１の領域２Ａと第２の領域２Ｂと第３の領域２Ｃとにそれぞれ実装される。電子部品３１〜３３の実装方法としては、例えばリフロー方式が採用される。具体的には、まず、はんだペーストが実装面２ａ上の所定のランド部にスクリーン印刷法等により塗布され、次に、はんだペーストを介して複数の電子部品３１〜３３が所定のランド部にそれぞれ搭載される。その後、電子部品３１〜３３が搭載された集合基板２５をリフロー炉へ装入し、はんだペーストをリフローすることで、各電子部品３１〜３３が実装面２ａ上に電気的・機械的に接合される。
（金属部品の配置工程）
本工程では更に、各実装面２ａに複数の金属部品１２０が配置される。各金属部品１２０は、各領域２Ａ〜２Ｃの境界線上に位置する配線部１１上の所定領域（第２のシールド部５２との接続領域）にそれぞれ配置される。これらの領域は、後述する溝部４１の形成位置に対応し、特に本実施形態では、溝部４１の端部近傍に対応する。本工程は、上述の電子部品３１〜３３の実装工程と同時にリフロー方式によって実装面２ａに実装される（図７（Ｂ））。
（封止層の形成工程）
図８（Ａ），（Ｂ）は、封止層４の形成工程を説明する図であり、封止層４が実装面２ａ上に形成された態様を示す。
封止層４は、複数の電子部品３１〜３３と金属部品１２０とを被覆するように、集合基板２５の実装面２ａ上に形成される。封止層４の形成方法は特に限定されず、例えば、型を用いたモールド成形法、型を用いないポッティング成形法等が適用可能である。また、液状又はペースト状の封止樹脂材料をスピンコート法、スクリーン印刷法により実装面２ａ上に塗布した後、熱処理を施して硬化させてもよい。
（ハーフカット工程）
図９（Ａ），（Ｂ）は、ハーフカット工程を説明する図である。本工程では、例えばダイサーにより、分離ラインＬに沿って、封止層４の上面から集合基板２５の内部に達する深さのカット溝Ｃが形成される。カット溝Ｃは、集合基板２５（配線基板２）の段差部２ｃを形成する。カット溝Ｃの深さは特に限定されないが、集合基板２５上のＧＮＤ端子２４ａを分断できる深さで形成される。
（溝部の形成工程）
図１０（Ａ），（Ｂ）は、溝部４１の形成工程を説明する図である。溝部４１は、各実装面２ａ上の領域２Ａ〜２Ｃ間の境界に沿って形成される。すなわち溝部４１は、第１の領域２Ａと第２、第３の領域２Ｂ，２Ｃとの境界に沿って形成される第１の溝部４１ａと、第２の領域２Ｂと第３の領域２Ｃとの境界に沿って形成される第２の溝部４１ｂとを有する。
溝部４１の形成には、レーザ加工法が用いられる。レーザ光としては、典型的には、ＣＯ2（炭酸ガス）レーザ、ＹＡＧレーザ等が用いられる。レーザ光は連続波でもよいしパルス波でもよい。レーザ光は、封止層４の上面側から第２のシールド部５２の設置領域に照射される。レーザ光の照射領域の樹脂材料は、部分的に溶融あるいは蒸散することで除去される。レーザ光は、例えば、封止層４の上面において一定パワー及び速度で走査され、これによりほぼ均等な深さで溝部４１が形成される。スキャン回数は１度に限られず、複数回繰り返されてもよい。
溝部４１の幅は特に限定されないが、当該幅が小さくなるほど第２のシールド部５２を構成する導電性樹脂の充填性が低下し、当該幅が大きくなるほど電子部品３の実装領域が狭くなるとともにモジュールの小型化に対応できなくなる。本実施形態では溝部４１の幅は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの大きさに設定される。
溝部４１の深さは、典型的には、溝部４１の底部が実装面２ａの近傍に達する深さに形成される。本実施形態では溝部４１は、金属部品１２０に達する深さで形成される。これにより封止層４に金属部品１２０が露出する深さの溝部４１が、各領域２Ａ〜２Ｃの境界に沿って形成される。この際、金属部品１２０は、レーザ光の照射により上面が切削されてもよい。要は、金属部品１２０がその直下の配線部１１の代わりにレーザ照射を受けることで、配線部１１のオープン不良、配線部１１の形状変化による抵抗値の増加を阻止できればよい。
さらに本実施形態によれば、金属部品１２０が溝部４１（４１ａ，４１ｂ）の端部近傍に設けられているため、レーザ光の照射量が比較的多い溝部４１の始端及び終端に位置する配線部１１をレーザ光から効果的に保護することができる。
溝部４１の形成手順は特に限定されず、第１の溝部４１ａの形成後に第２の溝部４１ｂが形成されてもよいし、第２の溝部４１ｂの形成後に第１の溝部４１ａが形成されてもよい。またレーザ光の発振波長、発振パワー等は特に限定されず、封止層４を構成する樹脂材料、金属部品１２０のレーザ光耐性等に応じて適宜設定可能である。一例として、１スキャン当たりの深さが０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の加工レートで樹脂を除去できるレーザパワーに設定される。
（導電性シールドの形成工程）
図１１（Ａ），（Ｂ）は、導電性シールド５の形成工程を説明する図である。導電性シールド５は、封止層４上に形成される。これにより、封止層４の外表面を被覆する第１のシールド部５１と、溝部４１に設けられる第２のシールド部５２と、が形成される。
本実施形態において、導電性シールド５は、導電性樹脂あるいは導電性塗料を封止層４の表面に塗布あるいは充填することで形成される。形成方法は特に限定されず、例えば、型を用いたモールド成形法、型を用いないポッティング成形法等が適用可能である。また、液状又はペースト状の封止樹脂材料をスピンコート法、スクリーン印刷法により封止層４上に塗布した後、熱処理を施して硬化させてもよい。また、溝部４１への導電性樹脂の充填効率を高めるため、当該工程を真空雰囲気中で実施されてもよい。
第２のシールド部５２は、溝部４１内に充填される。これにより、溝部４１の底面にて露出された金属部品１２０と接合される。本実施形態においては、第１のシールド部５１と第２のシールド部５２とがそれぞれ同一の材料で構成されているため、第１のシールド部５１と第２のシールド部５２との間の電気的導通と、両シールド部５１，５２間の所期の接合強度が確保される。
第１のシールド部５１を構成する導電性樹脂は、封止層４に形成されたカット溝Ｃにも充填されることにより、カット溝Ｃに臨む基板２上のＧＮＤ端子２４ａと接合される。これにより、第１のシールド部５１とＧＮＤ端子２４ａとが電気的・機械的に相互に接続される。
導電性シールド５の形成には、メッキ法あるいはスパッタ法等の真空成膜方法が採用されてもよい。前者の場合、集合基板２５をメッキ浴中に浸漬し、封止層４の外表面及び溝部４１の内壁面にメッキ膜を堆積させることで、導電性シールド５を形成することができる。後者の場合、集合基板２５を真空チャンバに装填し、導電性材料からなるターゲットをスパッタして封止層４の外表面及び溝部４１の内壁面にスパッタ膜を堆積させることで、導電性シールド５を形成することができる。この場合、溝部４１の内部はメッキ膜又はスパッタ膜で充填される必要はない。
（裁断工程）
図１２（Ａ），（Ｂ）は、裁断工程を説明する図である。本工程においては、集合基板２５が分離ラインＬに沿ってフルカットされることにより、複数の回路モジュール１００が個片化される。分離に際しては、例えばダイサー等が用いられる。本実施形態において、カット溝Ｃ内にも導電性シールド５が充填されるため、分離ラインＬにて分離した際に、配線基板２と導電性シールド５（第１のシールド部５１）とが同一の裁断面を有するように構成される。これにより、封止層４の表面（上面及び側面）と配線基板２の側面の一部を被覆する導電性シールド５を備えた回路モジュール１００が作製される。
［本実施形態の作用］
以上の各工程により、回路モジュール１００が製造される。本実施形態に係る回路モジュールの製造方法によれば、モジュール外部への電磁波の漏洩及び外部からの電磁波の侵入を防止する第１のシールド部５１と、モジュール内部における複数の電子部品間の電磁的な干渉を防止する第２のシールド部５２とを有する導電性シールド５を備えた回路モジュール１００を製造することができる。
また本実施形態によれば、第２のシールド部５２が設けられる封止層４の溝部４１の形成にレーザ加工法が採用されているため、ダイシング法で当該溝部を形成する場合と比較して、溝部４１を任意の形状（例えば、屈曲形状、ジグザグ形状、湾曲形状等）に形成できる。これにより第２のシールド部５２の設計自由度が高められる。
また一般に、レーザカットにより封止層に溝を形成する場合、溝底部に存在する配線パターンにダメージを与えずに確実に樹脂のみを加工するための最適なレーザパワーの調整は困難を極める。また、溝底部にスミア（樹脂やフィラーの残渣）が残留するため、後工程としてデスミア処理が必要とされる。デスミア処理は、通常、ドライエッチングで物理的に除去する方法や、強アルカリ性の薬液等を用いて化学的に除去する方法が採用されるが、溝のアスペクト比（幅／深さ）が大きくなるほど処理が困難となる。このため、溝内に導電性樹脂を充填しても、その直下の配線パターンとの電気的接続が阻害されるため、良好なシールド性能を確保することができない場合があった。
そこで本実施形態では、第２のシールド部５２をＧＮＤ端子へ導く導体層１０を配線部１１と厚付け部１２（金属部品１２０）で構成することで、溝部４１の形成時に厚付け部１２をレーザによる過剰な条件で加工することでスミアを残留させることなく厚付け部１２を溝部４１の底部に露出させ、さらに配線部１１をレーザ照射から保護するようにしている。これにより溝部４１に設けられる第２のシールド部５２と配線部１１との間の電気的導通を確保することができるとともに、レーザにより配線部１１を焼き切ることなく溝部４１を安定かつ容易に形成することができる。
また本実施形態においては、特にシールド効果が重視される要所にあらかじめ厚付け部１２（金属部品１２０）を配置して配線部１１を厚付けするという手段を採用している。これにより、少なくともこの厚付け部１２の設けられる領域では他の領域よりも早くレーザが到達するので、上述のようにレーザで厚付け部１２が多少削られたとしてもその下の配線部１１が焼き切られることを防止できる。また他の領域においてはレーザ加工を寸止めする効果によりダメージを受けることがない。
さらに本実施形態ではレーザ加工法により溝部４１を形成するようにしているため、ダイシング法で溝部を形成する場合と比較して高い深さ精度が得られる。また溝部４１直下の配線部１１がレーザ光に対して高反射率特性を有する材料（半田、銅、ニッケル、真鍮、金メッキ等）で構成されるため、レーザダメージから配線部１１を効果的に保護される。このように本実施形態によれば溝部４１の直下に配線部１１を形成できるため、配線設計自由度の高い回路モジュール１００を提供することができる。
＜第２の実施形態＞
図１３及び図１４は、本発明の第２の実施形態に係る回路モジュールを示す要部の側断面図であり、それぞれ図４及び図５に示した断面図に対応する。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
本実施形態の回路モジュール２００は、配線部１１の第２のシールド部５２との接続領域を部分的に厚くする厚付け部の構成が第１の実施形態と異なる。すなわち本実施形態の導体層２０は、配線基板２の実装面２ａに設けられ端子面２ｂと第２のシールド部５２とを電気的に接続する配線部１１と、配線部１１に設けられ配線部１１の第２のシールド部５２との接続領域を部分的に厚くする厚付け部２２とを有し、厚付け部２２は金属層２２０で構成される。
金属層２２０は、配線基板２の絶縁層に埋設され、配線部１１の一部の領域に接続される。上記一部の領域は、典型的には、第１の実施形態と同様に溝部４１の端部４１ａ近傍、あるいは、溝部４１が曲折あるいは曲折する部位の直下が挙げられる。
金属層２２０は、配線部１１を内層配線部２３ｃへ接続するするスルーホールビアであってもよい。この場合、上記スルーホールビアは、内部が導電材料で充填されたプラグ構造のビアで構成される。
金属層２２０は、配線部１１の厚みを部分的に厚くする機能を有する。導電材料の種類は特に限定されないが、半田、銅、ニッケル、真鍮等の金属材料が好ましい。
金属層２２０は、直上の配線部１１がレーザ光により部分的に切削されたとしても導体層２０のオープン不良等を回避できる程度の十分な体積を有する。これにより第２のシールド部５２と第２のＧＮＤ端子２４ｂとの電気的導通を確保することができる。したがって金属層２２０の厚み、大きさは、上記導体層２０の機能を確保できる厚み、大きさで形成される。具体的に、金属層２２０の厚みは、例えば配線部１１の厚み以上で形成される。
次に、回路モジュール２００の製造方法について説明する。図１５（Ａ），（Ｂ）は、回路モジュール２００の製造方法を説明する要部の断面図であって、溝部４１の形成工程を示している。
なお、集合基板の準備工程においては、あらかじめ配線部１１の所定領域に金属層２２が設けられた導体層２０を有する配線基板２（集合基板２５）が用意される。また、電子部品の実装工程、封止層の形成工程、ハーフカット工程、導電性シールドの形成工程、裁断工程等は上述の第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態において溝部４１は、第１のレーザ加工処理と、第２のレーザ加工処理とを経て形成される。
第１のレーザ加工処理では、図１５（Ａ）に示すように、封止層４の表面に第１のレーザ光を照射することで、封止層４に導体層２０が露出する直前の深さの溝部４１が各領域２Ａ〜２Ｃの境界に沿って形成される。
第１のレーザ加工処理では、封止層４のほぼ全厚に近い深さの溝部４１が形成されるため、第１のレーザ光としては、配線部１１の表面に所定厚みの絶縁層４２を残しつつ効率よく溝部４１を形成できる発振条件が採用される。絶縁層４２の厚みは特に限定されず、例えば５μｍ〜１０μｍである。第１のレーザ光には例えばＣＯ2レーザが採用される。ＣＯ2レーザは樹脂と金属との吸収係数の差が大きいため、効率よく溝部４１を形成することができる。
第２のレーザ加工処理では、図１５（Ｂ）に示すように、導体層２０の金属層２２０が設けられる領域の直上位置における溝部４１の底部に第２のレーザ光を照射することで、当該領域が溝部４１を介して露出させられる。
第２のレーザ加工処理では、金属層２２０が設けられる配線部１１の各領域を被覆する絶縁層４２に第２のレーザ光を照射することで、溝部４１と配線部１１とを連絡するビア４１ｖがそれぞれ形成される。これにより第２のシールド部５２の形成工程において溝部４１に充填される導電性樹脂がビア４１ｖを介して導体層２０と接続され、第２のシールド部５２の良好なシールド効果が確保される。
第２のレーザ光は、薄皮状の絶縁層４２を加工できるのに十分なレーザパワーに設定される。これにより直下の配線部１１のレーザダメージを低減することができる。第２のレーザ光には例えばＹＡＧレーザが用いられる。これによりビア４１ｖにスミアを生じさせることなく絶縁層４２を加工することができる。
以上のようにして第２のシールド部５２が設けられる溝部４１が形成される。本実施形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態によれば、厚付け部２２が配線部１１の底部に設けられた金属層２２０で構成されているため、実装面２ａの電子部品の実装領域を確保でき、これによりモジュールの小型化を図ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば以上の各実施形態では、導体層１０，２０を構成する配線部１１を配線基板２の上層配線部２３ａの一部として形成したが、これに限られず、上層配線部２３ａとは別の配線層で構成されてもよい。この場合、上層配線部２３ａよりも厚い配線層を用いて配線部１１が構成されてもよく、これによりレーザ照射から配線部１１の耐久性をさらに高めることができる。
また以上の第２の実施形態では、金属層２２が配線部１１の下面（底部）に設けられたが、これに代えて、配線部の上面に金属層が設けられてもよい。この場合、金属層は、第１の実施形態で示した金属部品と同様な機能を果たし、第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
さらに以上の実施形態では、配線基板２がプリント配線基板で構成される例を説明したが、これに限られず、例えばシリコン基板等の半導体基板で配線基板が構成されてもよい。また、電子部品３はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）部品等の各種アクチュエータであってもよい。
２…配線基板
３…電子部品
４…封止層
５…導電性シールド
１０，２０…導体層
１１…配線部
１２，２２…厚付け部
４１…溝部
５１…第１のシールド部
５２…第２のシールド部
１００，２００…回路モジュール
１２０…金属部品
２２０…金属層

Claims (7)

  1. 第１の領域と第２の領域とを含む実装面と、前記実装面とは反対側の端子面とを有する配線基板と、
    前記第１の領域と前記第２の領域とに実装された複数の電子部品と、
    前記複数の電子部品を被覆し、絶縁性材料で構成され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成された溝部と前記溝部の底部に形成された絶縁層とを有する封止層と、
    前記封止層の外表面を被覆する第１のシールド部と、前記溝部に設けられた第２のシールド部とを有する、導電性樹脂の硬化物で構成された導電性シールドと、
    前記実装面に設けられ前記端子面と前記第２のシールド部とを電気的に接続する配線部と、前記配線部に設けられ前記配線部の前記第２のシールド部との接続領域を部分的に厚くする複数の厚付け部とを有し、前記配線基板の厚み方向における前記複数の厚付け部の前記配線部からの高さが前記絶縁層の厚みよりも大きい導体層と
    を具備する回路モジュール。
  2. 請求項１に記載の回路モジュールであって、
    前記厚付け部は、前記溝部の端部近傍に設けられる
    回路モジュール。
  3. 請求項１に記載の回路モジュールであって、
    前記厚付け部は、前記溝部が曲折する部位の直下に設けられる
    回路モジュール。
  4. 請求項１に記載の回路モジュールであって、
    前記厚付け部は、前記溝部が分岐する部位の直下に設けられる
    回路モジュール。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路モジュールであって、
    前記厚付け部は、前記接続領域に形成された半田、銅、又はニッケルを含む金属層である
    回路モジュール。
  6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路モジュールであって、
    前記厚付け部は、前記接続領域に実装された金属部品である
    回路モジュール。
  7. 実装面上の第１の領域と第２の領域とに複数の電子部品が実装され、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に複数の金属部品が実装された配線基板を準備し、
    前記実装面に前記複数の電子部品を被覆する絶縁性材料で構成された封止層を形成し、
    前記封止層の表面にレーザ光を照射することで、前記封止層に前記金属部品が露出し前記実装面の近傍に達する深さの溝部を前記第１の領域と前記第２の領域との境界に沿って形成し、
    前記溝部内に導電性樹脂を充填し、前記封止層の外表面を導電性樹脂で被覆することで導電性シールドを形成する
    回路モジュールの製造方法。
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