JP2018093014A - 無線モジュール、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板にアンテナと電子回路を実装し、樹脂により封止してなる無線モジュールのコストを削減する。【解決手段】基板を用意し、前記基板の電子部品配置領域および前記アンテナ配置領域に、粘性または流動性のある樹脂材料を被覆し、前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成した後に、電子部品配置領域と前記アンテナ配置領域に対応する前記樹脂層が実質平坦面と成る様に研削または研磨し、前記平坦化された前記樹脂層に、粘性または流動性のあるシールド材料を被覆することにより解決するものである。【選択図】図５Ｃ

Description

本発明は、無線モジュール、およびその製造方法に関する。

近年、電波を送信又は受信可能な電子回路とアンテナを同一基板上に実装してなる超小型の無線モジュールが、ウェアラブル機器をはじめとする様々な電子機器に搭載されている。

また、このような無線モジュールにおいて、電子回路から生じるノイズの漏えいを防止するために、基板上の電子回路を樹脂で封止し、樹脂の表面を金属層で覆うようにした技術が開発されている。

このような無線モジュールでは、基板上に塗付した樹脂を硬化させることで樹脂層を形成し、その表面にシールド用の金属層を形成している。特に電子回路の配置領域は、電子部品が配置され、アンテナの配置領域は、電子部品の厚みから比べると、極めて薄いアンテナの導電パターンが形成される。そのため、この電子部品の厚みとアンテナの厚みが影響して、ポッティング法や印刷法により塗布された樹脂層の表面は、電子部品の上は、基板から高い所が表面になり、アンテナの部分は、電子部品の部分よりも低い所で表面となる。

また樹脂層の厚みを考えると、硬化前の樹脂層は、流動性がある事もあり、アンテナの配置領域の部分は、樹脂の厚みが厚く形成される。

つまり樹脂の表面は、電子部品の配置領域側から、アンテナの配置領域に渡り、その高さは減少し、しかもアンテナの配置領域の樹脂厚の方が流れ込んで厚いので、この厚み分だけ、樹脂の硬化収縮が大きい。更には、スキージを使った印刷の場合、スキージが、アンテナの配置領域の方の樹脂層をかき出すため、更にその高低差は、拡大する
よって樹脂層の表面は平坦にはならない。そのため、樹脂層の表面を被覆する金属層が、印刷法からなるＡｇペースト等の導電ペーストとか、スピンコート法の液状塗布材であると、流動性があることから、その厚さは、樹脂の凹みの部分で厚くなり、その分、金属層の材料である導電ペーストの使用量が増加する傾向がある。

つまり凹みの部分は、余計にシールド材が必要になる。しかもこの導電ペーストや塗布材は、金、銀、ニッケル等の金属粉を高分散させたものであり、樹脂層に比べて高価であるため、導電ペーストの使用量増加は無線モジュールのコストアップの要因となる。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、基板にアンテナと電子回路を実装し、樹脂により封止してなる無線モジュールのコスト削減を可能とすることを一つの目的とする。

本発明の１つの側面に係る無線モジュールの製造方法は、
電子部品配置領域に設けられた電子部品と、表面、内層および裏面の少なくとも一つに形成され、前記電子部品配置領域と隣接したアンテナ配置領域に設けられ、アンテナとして機能する導電パターンと、を有する基板を用意し、
前記基板の電子部品配置領域および前記アンテナ配置領域に、粘性または流動性のある樹脂材料を被覆し、
前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成した後に、電子部品配置領域と前記アンテナ配置領域に対応する前記樹脂層が実質平坦面と成る様に研削または研磨し、
前記平坦化された前記樹脂層に、粘性または流動性のあるシールド材料を被覆する事で解決するものである。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

本発明によれば、基板にアンテナと電子回路を実装し、樹脂により封止してなる無線モジュールのコストを削減することが可能となる。更には、耐電圧特性、耐環境性能の向上された無線モジュールが可能となる。

本実施形態に係る無線モジュールの断面図である。 本実施形態に係る無線モジュールの外観斜視図である。 本実施形態に係る無線モジュールの外観斜視図である。 本実施形態に係る無線モジュールの断面図である。 本実施形態に係る無線モジュールの製造方法を説明するための図である。 本実施形態に係る無線モジュールの製造方法を説明するための図である。 本実施形態に係る無線モジュールの製造方法を説明するための図である。 本実施形態に係る無線モジュールの製造方法を説明するための図である。 本実施形態に係る無線モジュールの製造方法を説明するための図である。 本実施形態に係る無線モジュールの製造方法を説明するための図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る無線モジュール及び無線モジュールの製造方法について説明する。なお、図面において共通の構成要素には同一の参照符号が付されている。

＜概要＞
まず簡単に本実施形態の概要を再度説明する。図１（ｄ）は、樹脂層がどの様に形成されるか説明したものである。

符号５００は、基板、符号２１０、２２０は、半導体素子、チップ抵抗、チップコンデンサまたは水晶振動子などの電子部品、１００は、基板の表または裏に配置されたアンテナ（プリント基板のＣｕパターンにより形成されたもの）である。尚、半導体素子は、ベアチップをフェイスアップで実装するもの、ＷＬＰの様にフェイスダウンで実装するもの、また樹脂封止されたパッケージ等がある。どちらにしても、表面、裏面および側面から成る六面体である。

またこの基板は、無線モジュール単体が必要な構成要素を１ユニットとし、大判基板にマトリックス状にこのユニットが並んだもので、ここでは隣接した二つのユニットが示されている。

図１（ｄ）に示す様に、基板５００の電子部品配置領域５０１には、半導体素子２１０や電子部品２２０が実装され、電子部品配置領域５０１と隣接するアンテナ配置領域（５０２または５０４）にはアンテナ１００が設けられている。尚、アンテナ１００は、基板５００の表、裏、または内層で形成され、基板５００の表裏の層や内層に用いられる導電パターンと同一材料であり、プリント基板では、Ｃｕ、セラミック基板では、導電ペーストの焼結から成る。またアンテナ１００は、基板５００の表、裏および内層のどちらに配置しても良い事から、裏側には点線でアンテナを図示した。

この状態の基板５００が用意され、続いて樹脂材料を使った被覆の工程に入る。具体的には、ポッティング法や印刷法が採用される。ポッティングは、流動性の樹脂を上から滴下して被覆するものである。印刷法は、メタルマスクやシルクマスクを採用し、マスクの上に設けた流動性のあるインクをスキージでこすり、マスクの裏面に配置された基板５００の上に樹脂を塗布するものである。

電子部品配置領域５０１に配置される部品で一番高さの高いものは、半導体素子２１０、ここでは、ＬＳＩチップで、高さは、０．４ｍｍである。またディスクリートでは、チップコンデンサが０．２ｍｍである。そしてアンテナ１００のパターンは、厚みが０．０２ｍｍである。つまり、最高背の電子部品２１０との高低の差は、０．３８ｍｍ、ほぼアンテナ１００の厚みを無視した、ＬＳＩの厚み分だけの高低差がある。尚、ここではＬＳＩチップ２１０が一番高背であったが、ものによっては、他の物が最高背となる場合もある。

よって、普通に塗布すると、樹脂材料の流動性と粘度で、点線Ｌ１で示す様な高低差が発生する。高背な電子部品２１０には、その高さが高く、アンテナ１００の部分は、その高さが低くなり、そこに粘度のある樹脂が設けられるので、その高低をトレースするかのように樹脂層３００の表面が形成される。ここでは、波の様な「うねり」とでも表現したい。また印刷法では、スキージがテフロン（登録商標）などの樹脂製であり、その弾性より、アンテナ１００の上の樹脂を大きくかき取ってしまう。しかも樹脂は、粘性を有する為、この高低差を維持する傾向が高く、更にこの高低差を拡大させる。よって斜線で示すＲ１は、シールド材料の溜まり場となる。また半導体素子２１０の上の角部は、Ｐ１に示す様に、その樹脂厚が薄くなって塗布される。

つまり流動性のあるシールド材料４００は、電子部品２１０、２２０の上では、比較的薄く、アンテナの配置領域５０２では、樹脂層３００が凹んでいるため、シールド材料が溜まってしまい、その厚みは、厚くなってしまう。よってこの溜まり部Ｒ１の部分は、導電材料を余計に消費している部分でもある。シールド材は、金属や貴金属が用いられる為、コストアップとなってしまう。

またここのＰ１は、樹脂層３００もシールド層４００も薄くなってしまう部分であり、「うねり」があると耐電圧の低下、耐環境性の低下につながってしまう。

そこで本実施形態では、電子部品配置領域５０１と前記アンテナ配置領域５０２（５０４）に対応する前記樹脂層３００が実質平坦面と成る様に研削または研磨している。

例えば、凹部の最下部の高さ（基板表面からの高さ）Ｈ２が、一番厚い電子部品（最高背部品）２１０の高さＨ１よりも高くなるように、例えばラインＬ２の様に、樹脂材料を塗布すれば、電子部品配置領域５０１と前記アンテナ配置領域５０２（５０４）に対応する前記樹脂層３００を、ラインＬ３の部分で、実質平坦面と成る様に研削または研磨が可能となる。

この研磨・研削の一例として、具体的には、ダイシング装置を採用し、ダイシングブレードで研磨している。幅のあるダイシングブレードでＹ方向つまりラインＬ３に沿って、実質平坦面と成る様に第１の領域を研磨し、その後、第１の領域と一部が重なる様にＸ方向にずらし、Ｙ方向に第２の領域を研磨する。この工程を繰り返す事で、電子部品配置領域５０１と前記アンテナ配置領域５０２に対応する前記樹脂層３００が、Ｌ３のレベルで実質平坦面と成る。

尚、最高背部がＬＳＩのチップ裏面の場合、この研磨・研削でこの裏面を露出させても良いが、一般には、１００μｍの厚みを残して研磨・研削される。

この後に粘性または流動性のあるシールド材料を被覆するが、樹脂層３００がＬ３の所で、実質平坦化されているため、一定の厚みで、余計な消費部分も無くシールド層４００を形成できる。

尚、Ｌ３の位置は、ダイシング装置の加工精度や要求される封止樹脂の厚みによって変動する。更に、シールド材は、Ａｇ、Ｐｄ、ＰｔまたはＣｕなどの金属粉が混入された粘性のある導電樹脂ペーストを、印刷法で印刷して形成できる。

またスピン法でも可能である。これは、前記導電ペーストよりも更に粘度が低く、液体に近いコート剤をスピンコートする。材料としては、樹脂、金属粉、溶剤でなる。

どちらにしても、被覆されたシールド材料は、熱が加わり、硬化処理を経る事でシールド層４００が形成される。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、前述した工程を経て実現された無線モジュール１０００である。

図１（ａ）は、基板５００の上に、電子部品２１０（または２２０）を実装し、アンテナ１００は、基板５００の裏または表に形成されたものである。図１（ａ）の様に電子部品配置領域５０１と前記アンテナ配置領域５０２（５０４）に対応する前記樹脂層３００が実質平坦面と成る様に、Ｌ３の所で研磨されているので、シールド層４００は、一定の膜厚で形成でき、余分に厚い部分Ｒ１を無くなる。

尚、図１（ａ）〜（ｃ）に於いて、表面に近い所に設けられた点線は、図１（ｄ）のＬ３の部分で、研磨・研削装置で平坦化処理された事を示すものである。

また符号Ｗは、シールド層４００と一体で、電子部品配置領域５０１とアンテナ領域５０２を区画するシールド層４００の側壁である。

続いて図１（ｂ）、図１（ｃ）は、図１（ｄ）で、Ｌ３のラインで研磨し、シールド層４００を形成した後に、アンテナ領域５０２に対応する所の樹脂層３００、シールド層４００を、少なくとも表面から下層に向かい研削または研磨したものである。ここもダイシング装置で、取り除いている。

その結果、封止層の表面は、角部領域Ｐ１も含めて、図の右から左まで、研磨により実質平坦となっている。その結果、シールド層３００は、角部に於いて、部分的に薄くなる部分を無くす事ができ、耐電圧の低下、耐環境性の低下を抑止でき、シールド性能を高める事が出来る。

尚、図１（ｃ）は、ラインＬ２で示す凹凸を緩和する為に、半導体素子（最高背の素子）２１０とアンテナ領域５０２の間、または半導体素子（最高背の素子）２１０と隣のアンテナ領域５０２との間に、アンテナ１００よりも厚く、半導体素子（最高背の素子）２１０よりも薄い電子部品２２０を配置し、ラインＬ１の凹凸を緩和している。その結果、Ｌ２で示す削除部分の量を減らせ、工程の短縮、材料の廃棄量の削減を達成できる。尚、ここの半導体素子２１０よりも薄い電子部品２２０は、チップコンデンサ、チップ抵抗、水晶振動子等が考えられる。

＜第１実施形態＞
＝＝無線モジュール＝＝
図２〜図４に、本実施形態に係る無線モジュール１０００を示す。図２及び図３は、無線モジュール１０００の外観斜視図であり、図４は、無線モジュール１０００の断面図である。

本実施形態では、無線モジュール１０００を平面視したときに、後述する基板５００の表面（一方の面）において、電子部品配置領域５０１と第１アンテナ領域５０２とが並ぶ方向をｙ軸方向（以下y方向）とし、鉛直方向をｚ軸方向（以下z方向）とし、ｙ軸及びｚ軸に直交する方向をｘ軸方向（以下x方向）とする。

無線モジュール１０００は、基板５００、電子部品２００、アンテナ１００、樹脂層３００、及びシールド層４００を備えて構成されている。

基板５００は、図４に示すように、電子部品２００にグランド電位を供給するグランド層５１０が内層に形成された多層基板である。また基板５００は、ｘ方向及びｙ方向沿う４つの辺を有する略矩形状の板であり、板厚（ｚ方向の幅）は１ｍｍ（ミリメートル）以下、例えば０．３ｍｍ程度である。

グランド層５１０は、基板５００の面に沿って平面状に形成される、表面または内層に形成される導電パターンである。

また基板５００の一方の面（図２においては、表面である）には、電子部品配置領域５０１と第１アンテナ領域５０２とが重複することなくｙ方向に隣接して並ぶように設けられており、他方の面（図２において裏面である）には、電極領域５０３と第２アンテナ領域５０４とが、重複することなくｙ方向に、隣接して並ぶように設けられている。こ
電極領域５０３は、電子部品配置領域５０１とは反対側の領域であり、第２アンテナ領域５０４は、基板５００の裏面のうちの第１アンテナ領域５０２とは反対側の領域である。

電子部品２００は、ＩＣ（Integrated Circuit）のような、半導体素子を含む。この半導体素子は、ベアチップがフェイスアップまたはフェイスダウンで実装されたものである。また、樹脂あるいはセラミック製のパッケージによって半導体チップを封止してなる集積回路素子２１０である。また電子部品２００は、チップ抵抗、チップコンデンサ、コイルのような受動素子、または水晶振動子などのディスクリートの電子部品２２０と、を含む。電子部品２００は、基板５００の表面の電子部品配置領域５０１に装着されている。

基板５００は、表、内層および裏面には導電パターンが形成されており、スルーホールやＶｉａを介して多層配線構造となっており、これらの電子部品２００を実装する事で、所定の機能を実現している。

ここでは、電子部品２００は、これらの集積回路素子２１０や電子部品２２０によって構成される発振回路を有し、以下に述べるアンテナ１００を用いて電波を送信又は受信する。

なお図１に示すように、電子部品２００は、基板５００の表面の電子部品配置領域５０１に装着され、実質、第１アンテナ領域５０２には装着されない。

アンテナ１００は、基板５００の裏面の第２アンテナ領域５０４に形成される導電パターンによって構成される。図３には、アンテナ１００が、基板の裏側の第２アンテナ領域５０４に形成されている様子が示される。

また図４に示すように、電子部品２００とアンテナ１００は、アンテナ接続部１００Ａによって電気的に接続されている。アンテナ接続部１００Ａは、基板５００に形成される導電パターンや、ｖｉａまたはスルーホールから成る。また導電パターンは、配線、この配線の端部と接続される電極、パッド等から成る。

本実施形態に係る無線モジュール１０００は、アンテナ１００が基板５００の裏面（第２アンテナ領域５０４）に形成されているが、基板５００の表面（第１アンテナ領域５０２）に形成されていても良い。

アンテナ１００が基板５００の裏面に形成されている場合は、電子部品２００内のノイズ源となる集積回路素子２１０から放射されたノイズが基板５００の裏側のアンテナ１００に到達するためには、基板５００を構成する樹脂や様々な導電パターンを通過する必要がある。つまりこの間に、導電パターンが位置する事により、アンテナ１００が集積回路素子２１０から放射されるノイズの影響を受けにくくなるようにしている。

図２に戻って、樹脂層３００は、電子部品２００を封止するべく、電子部品配置領域５０１に形成されている。樹脂層３００は、電子部品配置領域５０１の全体に形成されていても良いし、電子部品配置領域５０１のうち電子部品２００が装着されている部分のみに形成されていても良い。樹脂層３００は、絶縁材料からなり、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂により構成される。尚、樹脂層３００の形成方法については後述する。

シールド層４００は、金、銀、白金、ニッケルまたはＣｕ等の金属粉を、樹脂に分散させた導電ペーストであり、樹脂層３００の表面に塗付した後に硬化させることで形成される。本実施形態では一例として銀ペーストを用いている。

このように、電子部品２００を樹脂層３００で封止した上で、樹脂層３００の表面を導電性を有するシールド層４００で覆うので、金属ケースを用いることなく電子部品２００から生じるノイズの漏えいを低減させることが可能となる。これにより、導電モジュール１０００を小型化することが可能となる。

また図４に示すように、本実施形態に係る無線モジュール１０００は、ＬＮ１で示す無線モジュール１０００の端面において、シールド層４００が基板５００の内部のグランド層５１０と電気的に接続するように形成されている。このような態様によって、シールド層４００をワイヤ等の他の手段を用いて接地する必要がなくなるため、無線モジュール１０００の構造が簡単化でき、部品点数の減少によって無線モジュール１０００の故障率を低減させ、信頼性の向上を図ることが可能となる。

なおＬＮ１は、無線モジュール１０００の一方の端面を示し、ＬＮ３は無線モジュール１０００の他方の端面を示す。そしてＬＮ２は、電子部品配置領域５０１と第１アンテナ領域５０２との境界を示す。また、ＬＮ２は、電極領域５０３と第２アンテナ領域５０４との境界でもある。

図２（ｂ）は、図１（ａ）を模式的に示したもので、電子部品配置領域５０１から第１アンテナ領域５０２まで、樹脂封止され、この樹脂表面にシールド層４００が５面に渡り被覆されたものであり、それ以外は、図２（ａ）と同じである。尚、シールド層４００の側壁Ｗやアンテナ１００は、図面の都合で省略した。

＝＝無線モジュールの製造方法＝＝
つぎに、図５Ａ〜図５Ｆを参照しながら、本実施形態に係る無線モジュール１０００の製造方法を説明する。

なお、本実施形態に係る無線モジュール１０００の製造方法は、図１（ｃ）の無線モジュールを中心に説明している。しかし根幹となる部分は、図１（ａ）も図１（ｂ）も殆ど同じであるため、このフローの中で説明して終わりとする。

また図１（ｄ）でも述べたが、複数の無線モジュール１０００をマトリックス状に並べた大判基板８００で形成し、最終的には、個片化することにより製造される。その為、必要により、図５Ａ（ｂ）の様に、大判基板８００も図示して説明している。尚、破線Ｃは、カットラインであり、図５Ａ（ｂ）の１点鎖線Ｃに相当する。

まず、図５Ａに示すように基板５００の形成プロセスの中でアンテナ１００を形成する（アンテナ形成工程）。

基板５００は、通常のプロセスで形成され、例えば多層基板から成る。この多層基板には、表、裏、そしてその間をつなぐ内層の導電パターンが絶縁層の間に作り込まれ、ｖｉａやスルーホールなどを介して電気的に接続される。この製造工程の中でアンテナも形成される。

図５Ａ（ａ）では、基板５００の裏面、第２アンテナ領域５０４に形成されるため、基板５００の裏の導電パターン、具体的には、外部接続パッドと形成工程で一緒に形成される。そして電子部品と電気的に接続され、アンテナ１００の機能を持つようになる。またここでパッドは、Ｃｕから成り、アンテナ１００のパターンもＣｕから成る。尚、基板５００の表側に形成しても良いし、内層で形成しても良い。

またアンテナ形成工程と同時に、アンテナ１００以外にも、基板５００内部のグランド層５１０やアンテナ接続部１００Ａも形成される。この際に、グランド層５１０は、基板５００を切断位置Ｃで切断した際に、切断面にグランド層５１０が露出するように形成される。

つぎに、図５Ａに示すように、基板５００の表面の電子部品配置領域５０１に電子部品２００を装着する（電子回路装着工程）。この時、本実施形態では、集積回路素子２１０と第１アンテナ領域５０２との間に電子部品２２０が配置されている。これは、図１（ａ）〜図１（ｃ）も説明したい為であり、図１（ａ）や図１（ｂ）の無線モジュールでは省略される。

この様に、電子部品２２０が設けられる事で、下に述べる樹脂層形成工程で、基板５００上に形成される樹脂層３００の上面に生じる凹凸をなだらかにすることができる。詳細は後述する。

電子部品２００としては、半導体素子２１０などの能動素子、チップ抵抗、チップコンデンサ等の受動部品、更には水晶振動子などの電子部品が該当する。尚、半導体素子２１０は、ベアチップをフェイスダウンしたもの、フェイスアップしたもの、樹脂やセラミックで封止したパッケージされた半導体素子２１０も含まれる。これら電子部品２００と導電パターンが接続され、所定の機能が実現される。

ここまでで、電子部品２００およびアンテナ１００が実装された基板５００が用意される事になる。

次に、図５Ｂに示すように、基板５００の表面を樹脂材料で覆い、マトリックス状に並んだ全てのユニットを覆う様に樹脂層３００が形成される（樹脂層形成工程）。

この樹脂層３００は、図５Ｂの如く、印刷法により形成されたり、ポッティング法で形成されたりする。

印刷法に於いては、基板５００の上にメタルマスク（不図示）またはスクリーンマスク（不図示）が置かれ、このマスクの上に粘性があり、流動性を示す樹脂材料が塗布される。そして図５Ｂに示したスキージ６００により、マスクをこすりながら、マスク下の基板５００に樹脂材料が塗り広げられる。

前述したように、電子部品配置領域５０１に配置される電子部品２００で一番高さの高いものは、ここでは、ＬＳＩチップ２１０であり、高さは、例えば０．４ｍｍである。また受動素子２２０として、チップコンデンサが実装され０．２ｍｍである。そして図５Ｂでは、アンテナ１００のパターンが裏側に形成されているが、表に形成されたとしても、その厚みは０．０２ｍｍである。

つまり、アンテナ１００が裏であれば、基板５００からの高低の差は０．４ｍｍ、アンテナ１００が表でも、高低の差は、０．３８ｍｍであり、ほぼアンテナ１００の厚みを無視したＬＳＩの厚み分だけの高低差がある。よって、印刷法でもポッティング法でも、樹脂材料の流動性と粘度で、図１（ｄ）で示す様な高低差が発生する。また印刷法では、スキージ６００が弾力のある樹脂から成り、アンテナ１００の上の樹脂は、半導体素子、チップ裏面やパッケージの裏面等の硬い部材が無い事から、樹脂材料を大きくかき取ってしまう。

よって図１（ｄ）でも説明した様に、凹み部の底部が、最高背な電子部品２１０、例えば半導体素子２１０の頭部Ｈ１を超える様な高さＨ３で覆う様に、樹脂材料を塗る事が大事な事と成る。つまりラインＬ２で示す様に、多少厚く塗り、第１アンテナ領域５０２の樹脂材料がかき取られても、後述する硬化工程の後で、高背な電子部品２１０より、樹脂層３００の凹み部の底部が高くなるように被覆される。

尚、ポッティング法でも同様である。印刷法とは異なり、ノズルから樹脂材料を流すだけであるが、やはり高低の差がある事から、凹み部の底部が、高背な電子部品２１０、例えば半導体素子２１０の頭部Ｈ１を超える様な高さＨ３で覆う事が必要となる。

尚、第１アンテナ領域５０２は、有っても薄い導電パターンであり、低くなっている事から、樹脂がゆっくりと流れる場合があり、電子部品配置領域５０１の樹脂厚よりも樹脂厚が厚く被覆される。この場合、厚い分だけその硬化収縮も大きいが、この分も含めて塗布厚が調整される。

続いて、硬化の工程となる。例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂は、化学反応による硬化過程で、架橋が始まり、硬化収縮が発生する。また熱可塑性樹脂では、そのまま冷やす事で固まる。

その結果、図５Ｂに示す通り、凹んだ部分が、高背部品２１０、例えば半導体素子２１０の頂部よりもやや高い位置で、硬化した状態となる。この場合「うねり」はあるが、研磨・研削をかけても、電子部品配置領域５０１から第１アンテナ領域５０２まで平坦に仕上げられる。

続いて図５Ｃに示す様に、切削装置または研磨装置により、表面を平らにする工程に入る。

この装置として、一般的なのは、ダイシング装置７００である。

ここでは、電子部品配置領域５０１と前記アンテナ配置領域５０２または５０４に対応する前記樹脂層３００が実質平坦面と成る様に研削または研磨する。半導体素子２１０の頂部が、耐湿劣化せず、耐電圧特性も維持可能な厚みとする。またＷＬＰなどのフリップチップでは、チップ裏面が上と成る。この場合、必要によっては、チップ裏面と樹脂層３００が同一平面となる様に研削しても良い。

この結果、電子部品配置領域５０１と前記アンテナ配置領域５０２に対応する前記樹脂層３００が実質平坦面と成る。その結果、シールド層４００の形成に於いて、課題に述べた溜まり部が形成されず、均一な膜厚のシールド層４００が形成可能となる。

ダイシング装置７００は、右から左へと１ストローク削ったら、Ｘ方向にずらし、研削面が一部重なる様にして右から左へと削る。この様な動作を繰り返して、樹脂層３００全面を平坦に研削・研磨する。

その後、図５Ｄ（ｂ）に示すように、実線で示す樹脂層３００に、１点鎖線で示す溝３１０、３２０、３３０を形成する。

無線モジュール１０００の側面までシールド層４００が形成されるためには、溝３１０、３２０の形成が必要となる。

溝３３０は、長辺側の二つの側面を形成する溝で、基板５００の手前、または基板５００の内層までハーフダイシングする。更に溝３２０は、ＬＮ１側のグランドラインを露出させる溝で、基板５００の内層までハーフダイシングされる。更に溝３１０は、基板５００の表面または内層まで到達させた溝３１０が形成される。

そして図５Ｅに示すように、樹脂層３００の表面に、溝３１０、３２０、３３０の内側も含めて、
流動性・粘性のあるシールド材料が設けられる。例えば、前述した印刷法で形成する場合、Ａｇペーストが印刷により形成される。平坦な樹脂層３００の上をスキージ６００でこすることから、実質同じ膜厚のシールド層４００が形成される。またスピン工法では、溶剤に溶かされた樹脂と金属粉の入った溶液が回転の遠心力により、薄く伸びで塗布される。（シールド層形成工程）。

どちらにしても、樹脂層３００は、「うねり」が解消された平坦な面が形成され、その上にシールド層４００が形成される。そのため、溝３１０、３２０、３３０に入り、膜厚の一定なシールド膜が形成できる。

このとき、溝３２０の内側に形成されたシールド層４００は、基板５００の内部のグランド層５１０と導通する。

その後、シールド層４００の四つの側面が残る様にフルカットすれば図１（ａ）の無線モジュール１０００が実現できる。

尚、図１（ｂ）、図１（ｃ）では、第１アンテナ領域５０２の樹脂層３００とシールド層４００を削除する為、次の工程へと進む。

図５Ｆは、この削除工程を説明するものである。図５Ｆに示すように、基板５００の表面全体に形成した樹脂層３００及びシールド層４００のうち、第１アンテナ領域５０２に形成した樹脂層３００及びシールド層４００を、研磨・研削装置を用いた切削加工を行うことによって除去する（除去工程）。

ここでもダイシング装置７００を用いて切削し、図５Ｆ（ｂ）のＤ１、Ｄ２で示す部分を上下にダイシングブレードを通過させ、削っている。

つまり図５Ｆ(ａ)に於いて、シールド層４００の左右の側壁が残る様に削っている。第１アンテナ領域５０２側のシールド層４００や樹脂層３００は、全て削り取っても良いし、一部残しても良い。このような態様によって、電子部品配置領域５０１に、５面の樹脂層３００及びシールド層４００を形成することができる。

なおこのとき、基板５００を露出させるように、第１アンテナ領域５０２から樹脂層３００及びシールド層４００を除去すると以下のような効果が発生する。無線モジュール１０００の第１アンテナ領域５０２の部分における厚さがより薄くなり、第２アンテナ領域５０４に形成されたアンテナ１００によって送信又は受信される電波の強度が低下するのを防止し、アンテナ１００の送信感度及び受信感度の低下を抑制することが可能となる。

その後、電子部品配置領域５０１のシールド層４００の四つの側面が残る様にフルカットすれば図１（ｂ）、図１（ｃ）の無線モジュール１００が実現できる。

以上、本実施形態に係る無線モジュール１０００の製造方法によれば、基板５００にアンテナ１００と電子部品２００を実装して樹脂により封止してなる無線モジュール１０００において、シールド層４００を形成するために必要な導電ペーストの使用量を減らすことができ、製造コストを削減することが可能となる。

なお本発明は、除去工程において、第１アンテナ領域５０２に形成した樹脂層３００及びシールド層４００を切削加工によって除去する際に、基板５００の表面から樹脂層３００を完全に取り除くのではなく、所定の厚さで薄く残存させても良い。

また図１でも説明したが、電子部品配置領域５０１から第１アンテナ領域５０２まで一面に渡り平坦な表面であるから、シールド層３００と最高背の素子２１０との距離を確保できる。ここでは、半導体チップ２１０の角部とシールド層３００との距離は、近接することなく一定の厚みを確保できるので、耐電圧特性の向上、耐環境性能の向上が可能となる。

１００ アンテナ
１００Ａ アンテナ接続部
２００ 電子部品
２１０ 電子部品（集積回路素子）
２２０ 電子部品（ディスクリート）
３００ 樹脂層
３１０ 溝
３２０ 溝
３３０ 溝
４００ シールド層
５００ 基板
５０１ 電子部品配置領域
５０２ 第１アンテナ領域
５０３ 電極領域
５０４ 第２アンテナ領域
５１０ グランド層
６００ スキージ
７００ ダイシング装置
８００ 大判基板
１０００ 無線モジュール

Claims (10)

1. 電子部品配置領域に設けられた電子部品と、表面、内層および裏面の少なくとも一つに形成され、前記電子部品配置領域と隣接したアンテナ配置領域に設けられ、アンテナとして機能する導電パターンと、を有する基板を用意し、
   前記基板の電子部品配置領域および前記アンテナ配置領域に、粘性または流動性のある樹脂材料を被覆し、
   前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成した後に、電子部品配置領域と前記アンテナ配置領域に対応する前記樹脂層が実質平坦面と成る様に研削または研磨し、
   前記平坦化された前記樹脂層に、粘性または流動性のあるシールド材料を被覆する
   事を特徴とした無線モジュールの製造方法。
2. 請求項１に記載の無線モジュールの製造方法であって、
   前樹脂材料を被覆する工程は、
   前記粘性を有する樹脂を印刷法を用いて前記基板の前記一方の面に塗り広げる工程を含み、
   前記シールド材を被覆する工程は、流動性を有する前記シールド材を印刷塗布またはスピンコートすることを特徴とする無線モジュールの製造方法。
3. 請求項１に記載の無線モジュールの製造方法であって、
   前樹脂材料を被覆する工程は、
   前記粘性を有する樹脂をポッティング法により被覆する工程を含み、
   前記シールド材を被覆する工程は、流動性を有する前記シールド材を印刷塗布またはスピンコートすることを特徴とする無線モジュールの製造方法。
4. 前記アンテナとして機能する導電パターンが前記基板の表側に設けられており、
   前記導電パターンに対応する前記樹脂層および前記シールド層は、少なくとも表面から下層に向かい研削または研磨される請求項２または請求項３に記載の無線モジュールの製造方法。
5. 前記アンテナとして機能する導電パターンが前記基板の裏側に設けられており、
   前記導電パターンに対応する前記樹脂層および前記シールド層は、少なくとも表面から下層に向かい研削または研磨される請求項２または請求項３に記載の無線モジュールの製造方法。
6. 前記流動性を有する前記シールド材は、導電材が混入されたペースト材または導電材が混入された液体である請求項２または請求項３に記載の無線モジュールの製造方法。
7. 前記基板を用意する工程に於いて、
   電子部品配置領域の最高背の電子部品とアンテナ領域の間には、前記最高背の電子部品よりも低背の電子部品を配置させる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無線モジュールの製造方法。
8. 電子部品配置領域と、前記電子部品配置領域と隣接したアンテナ配置領域と、を有する基板と、
   前記電子部品配置領域に設けられた電子部品と、
   前記アンテナ領域の表側、内層および裏側の少なくとも一つに設けられた、アンテナとして機能する導電パターンと、
   前記電子部品および前記アンテナ配置領域を覆い、前記電子部品配置領域から前記アンテナ配置領域に渡り、研削または研磨により実質同一平面となって設けられた樹脂層と、
   前記樹脂層に被覆されたシールド層とを有する事を特徴とした無線モジュール。
9. 電子部品配置領域と、前記電子部品配置領域と隣接したアンテナ配置領域と、を有する基板と、
   前記電子部品配置領域に設けられた電子部品と、
   前記アンテナ領域の表側、内層および裏側の少なくとも一つに設けられた、アンテナとして機能する導電パターンと、
   前記電子部品を覆い、前記電子部品配置領域全域に渡り、研削または研磨により実質平面となって設けられた樹脂層と、
   前記樹脂層に被覆されたシールド層と
   を有する事を特徴とした無線モジュール。
10. 前記シールドの膜厚は、実質一定である請求項８または請求項９に記載の無線モジュール。

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