JP2019149465A

JP2019149465A - 回路モジュール

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Publication number: JP2019149465A
Application number: JP2018033424A
Authority: JP
Inventors: 修一滝澤; Shuichi Takizawa; 賢一川畑; Kenichi Kawabata
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-09-05

Abstract

【課題】絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が高い回路モジュールを提供する。【解決手段】回路モジュール２は、上面に、複数の配線層１４、及び、配線層１４以外の非配線部Ｓ１を有する配線構造体と、配線構造体４の上面に配置され、配線構造体４と対向する面に、複数の端子部１８、及び、端子部１８以外の非端子部Ｓ２ｂを有する電子部品６ｂと、電子部品６ｂの端子部１８と配線構造体４の配線層１４とをそれぞれ接続する複数の接続部２２と、配線構造体４の上面に設けられて電子部品６ｂ及び接続部２２を埋め込み、電子部品６ｂの非端子部Ｓ２ｂと配線構造体４の非配線部Ｓ１との間に位置する隙間封止部Ｐを有する絶縁樹脂層８と、電子部品６ｂの非端子部Ｓ２ｂと絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に設けられた第１密着層４２と、配線構造体４の非配線部Ｓ１と絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に設けられた第２密着層４４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、回路モジュールに関する。

配線構造体と、配線構造体の上面に配置された電子部品と、電子部品を埋め込む絶縁樹脂層とを備える回路モジュールが知られている。

特開２０１０−１１４２９１号公報

しかしながら、従来の回路モジュールでは、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が十分ではない。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が高い回路モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る回路モジュールは、上面に、複数の配線層、及び、配線層以外の非配線部を有する配線構造体と、配線構造体の上面に配置され、配線構造体と対向する面に、複数の端子部、及び、端子部以外の非端子部を有する電子部品と、電子部品の端子部と配線構造体の配線層とをそれぞれ接続する複数の接続部と、配線構造体の上面に設けられて電子部品及び接続部を埋め込み、電子部品の非端子部と配線構造体の非配線部との間に位置する隙間封止部を有する絶縁樹脂層と、電子部品の非端子部と絶縁樹脂層の隙間封止部との間に設けられた第１密着層と、配線構造体の非配線部と絶縁樹脂層の隙間封止部との間に設けられた第２密着層と、を備える。

上記回路モジュールでは、電子部品と絶縁樹脂層の隙間封止部との間に第１密着層が設けられ、配線構造体と絶縁樹脂層の隙間封止部との間に第２密着層が設けられている。したがって、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が高い。

本発明の一側面に係る回路モジュールでは、第１密着層及び第２密着層が、シランカップリング剤の反応物を含んでよい。かかる態様によれば、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が更に向上し易い。

本発明の一側面に係る回路モジュールでは、上記シランカップリング剤がアミノ基を含んでよい。かかる態様によれば、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が更に向上し易い。

本発明の一側面に係る回路モジュールでは、電子部品の非端子部と配線構造体の非配線部との間隔が、１０〜１００μｍであってよい。かかる態様によれば、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が更に向上し易い。

本発明の一側面に係る回路モジュールは、電子部品を複数備えてよく、少なくとも１つの電子部品の非端子部と配線構造体の非配線部との間隔と、別の少なくとも１つの電子部品の非端子部と配線構造体の非配線部との間隔とが互いに異なってよい。かかる態様によれば、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が更に向上し易い。

本発明によれば、絶縁樹脂層と、電子部品及び配線構造体との密着性が高い回路モジュールが提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る回路モジュールの断面図である。図２は、図１に示される回路モジュールの断面の一部ＩＩの拡大図である。図３は、本発明の一実施形態に係る回路モジュールの断面図である。図４は、図３に示される回路モジュールの断面の一部ＩＶの拡大図である。

以下、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付す。本明細書に記載される数値範囲の上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。

図１及び２を参照して、本実施形態に係る回路モジュール２を説明する。回路モジュール２は、配線構造体４と、電子部品６ａ，６ｂと、接続部２０，２２と、絶縁樹脂層８と、第１密着層４２と、第２密着層４４と、金属層１０と、を備える。

配線構造体４は、絶縁層２４と、絶縁層２４の上面に設けられた複数の配線層１２，１４とを有する。配線構造体４の上面は、複数の配線層１２，１４と、配線層１２，１４以外の非配線部Ｓ１（絶縁層２４の上面）とに分けられる。絶縁層２４の材料は、例えば、樹脂、セラミック、樹脂含浸ガラス繊維等であってよい。樹脂は、エポキシ樹脂等であってよい。セラミックは、アルミナ等であってよい。セラミックは、ＬＴＣＣ（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ−ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃｓ）、ＨＴＣＣ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ−ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃｓ）等であってよい。樹脂含浸ガラス繊維は、ＣＣＬ（ＣｏｐｐｅｒＣｌａｄＬａｍｉｎａｔｅ）等であってよい。配線層１２，１４の材料は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等であってよい。図示は省力するが、絶縁層２４、配線層１２,１４の少なくとも一部の表面上にソルダーレジストなど、絶縁層２４と異なる絶縁層が形成されていてもよい。

電子部品６ａは、配線構造体４の上面に配置されている。電子部品６ａは、本体部３６、及び、本体部３６の裏面に設けられた複数の端子部３７を備える。図示は省略するが、本体部３６には、各端子部３７に電気的に接続された電気回路が設けられている。

電子部品６ｂは、配線構造体４の上面に配置されている。電子部品６ｂは、本体部１６、及び、本体部１６の両側端部にそれぞれ設けられた一対以上の端子部１８を備える。図示は省略するが、本体部１６には、各端子部１８に電気的に接続された電気回路が設けられている。

電子部品６ａ，６ｂは、例えば、コンデンサ、インダクタ、抵抗体、半導体、ＳＡＷ（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）フィルタ等であってよい。コンデンサは、積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ−ＬａｙｅｒＣｅｒａｍｉｃＣａｐａｃｉｔｏｒ）等であってよい。インダクタは、樹脂系、アルミナ系、フェライト系、金属系等の材料で構成されていてよい。電子部品６ａ，６ｂは、集積回路（ＩＣ）であってもよい。

電子部品６ａの配線構造体４と対向する面は、複数の端子部３７と、端子部３７以外の非端子部Ｓ２ａとに分けられる。電子部品６ｂの配線構造体４と対向する面は、一対以上の端子部１８と、端子部１８以外の非端子部Ｓ２ｂとに分けられる。

各電子部品の非端子部と配線構造体４の非配線部Ｓ１との間隔Ｄは、例えば、１０〜１００μｍであってよい。間隔Ｄが上記範囲内である場合、絶縁樹脂層８と、電子部品及び配線構造体４との密着性が更に向上し易い。

電子部品６ａの非端子部Ｓ２ａと配線構造体４の非配線部Ｓ１との間隔と、別の電子部品６ｂの非端子部Ｓ２ｂと配線構造体４の非配線部Ｓ１との間隔とは互いに異なってよい。この場合、絶縁樹脂層８と、電子部品６ｂ及び配線構造体４との密着性が更に向上し易い。

各接続部２０は、電子部品６ａの各端子部３７と配線構造体４の各配線層１２とを電気的に接続する。本実施形態において、接続部２０は、電子部品６ａの端子部３７に設けられたハンダバンプのリフローにより形成することができる。各接続部２２は、電子部品６ｂの各端子部１８と配線構造体４の各配線層１４とを電気的に接続する。接続部２２は、電子部品６ｂの端子部１８上に設けられた印刷ハンダのリフローにより形成できる。

絶縁樹脂層８は、配線構造体４の上面に設けられている。絶縁樹脂層８は、電子部品６ａ，６ｂを埋め込んでいる。絶縁樹脂層８は、樹脂を含む層である。樹脂は、例えば、エポキシ樹脂等であってよい。絶縁樹脂層８は、樹脂のみからなっていても、樹脂に加えて他の成分を含んでもよい。絶縁樹脂層８は、例えば、フィラーを含んでよい。

絶縁樹脂層８は、電子部品６ｂの非端子部Ｓ２ｂと配線構造体４の非配線部Ｓ１との間に位置する隙間封止部Ｐを有する。絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐは、電子部品６ａの非端子部Ｓ２ａと配線構造体４の非配線部Ｓ１との間にも設けられている。

第１密着層４２は、電子部品６ａ，６ｂと絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとを接着する。第１密着層４２は、電子部品６ａの非端子部Ｓ２ａと、電子部品６ａの非端子部Ｓ２ａの直下に位置する絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に設けられている。図１では、第１密着層４２は、電子部品６ａの本体部３６の表面全体に設けられている。また、第１密着層４２は、電子部品６ｂの非端子部Ｓ２ｂと、電子部品６ｂの非端子部Ｓ２ｂの直下に位置する絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に設けられている。図１では、第１密着層４２は、電子部品６ｂの本体部１６の表面全体に設けられている。

第１密着層４２は、例えば、シランカップリング剤の反応物を含んでよい。シランカップリング剤は、例えば、アミノ基、ベンゼン環等を含んでよい。シランカップリング剤は、分子鎖の末端にアミノ基を有してよい。シランカップリング剤は、炭素原子と炭素原子との間に、窒素原子を有してよい。シランカップリング剤は、−Ｃ−ＮＨ_２で表される基、下記化学式（１）で表される基、−ＣＨ_２−ＮＨ−ＣＨ_２−で表される基、下記化学式（２）で表される基等を含んでよい。

［式（２）中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、炭素数１〜８のアルキル基を表す。］

シランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製のＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−６０２）、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−６０３）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−９０３）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（商品名：ＫＢＥ−９０３）、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン（商品名：ＫＢＥ−９１０３）、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−５７３）等であってよい。

シランカップリング剤の分子量は、例えば、１５０〜３５０、又は１５０〜３００であってよい。シランカップリング剤の最小被覆面積は、例えば、２５０〜４５０ｍ^２／ｇ、又は３００〜４５０ｍ^２／ｇであってよい。

シランカップリング剤は、１種を単独で又は２種以上を組合せて用いることができる。

第１密着層４２の厚みは、例えば、５〜２００ｎｍであってよい。

第２密着層４４は、配線構造体４と絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとを接着する。第２密着層４４は、配線構造体４の非配線部Ｓ１と、配線構造体４の非配線部Ｓ１の直上に位置する絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に設けられている。

第２密着層４４は、例えば、シランカップリング剤の反応物を含んでよい。シランカップリング剤は、例えば、アミノ基、ベンゼン環等を含んでよい。シランカップリング剤は、分子鎖の末端にアミノ基を有してよい。シランカップリング剤は、炭素原子と炭素原子との間に、窒素原子を有してよい。シランカップリング剤は、−Ｃ−ＮＨ_２で表される基、上記化学式（１）で表される基、−ＣＨ_２−ＮＨ−ＣＨ_２−で表される基、上記化学式（２）で表される基等を含んでよい。シランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製のＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−６０２）、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−６０３）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−９０３）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（商品名：ＫＢＥ−９０３）、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン（商品名：ＫＢＥ−９１０３）、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−５７３）等であってよい。シランカップリング剤の分子量は、例えば、１５０〜３５０、又は１５０〜３００であってよい。シランカップリング剤の最小被覆面積は、例えば、２５０〜４５０ｍ^２／ｇ、又は３００〜４５０ｍ^２／ｇであってよい。シランカップリング剤は、１種を単独で又は２種以上を組合せて用いることができる。第２密着層４４の材料は、第１密着層４２の材料と同じであっても、異なってもよい。

第２密着層４４の厚みは、例えば、５〜２００ｎｍであってよい。

金属層１０は、絶縁樹脂層８の上面及び側面、並びに、配線構造体４の側面に設けられている。金属層１０は、電子部品の電磁シールドもしくは配線層として機能する。金属層１０は、金属を含む層である。金属層１０の材料は、電磁シールドもしくは配線の材料であれば特に限定されない。金属層１０の材料は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅなどの導電性元素または磁性元素で構成されていればよい。金属層１０は、単一層または複数層等であってよい。金属層１０は形成されていなくてもよい。

本実施形態に係る回路モジュール２は、例えば、以下の方法によって製造することができる。ただし、回路モジュール２の製造方法は、以下の方法に限定されるものではない。

まず、配線構造体４及び電子部品６ａ，６ｂを用意する。公知のリフロー法などにより、接続部２０，２２を介して配線構造体４の配線層と各電子部品６ａ，６ｂの端子部とを接続して、積層体を得る。

次いで、積層体を、第１密着層４２及び第２密着層４４の原料であるシランカップリング剤を含む液体に浸ける。積層体を液体から取り出し、乾燥させる。

次いで、配線構造体４の上面に絶縁樹脂層８を形成し、電子部品６ａ，６ｂを封止する。絶縁樹脂層８の形成方法は、例えば、トランスファー成形、コンプレッション成形、印刷法、ラミネート法、注型法等であってよい。

その後、絶縁樹脂層８の上面及び側面に金属層１０を形成する。金属層１０の形成方法は、例えば、めっき、スパッタリング等であってよい。

本実施形態に係る回路モジュール２では、電子部品６ａ，６ｂと絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に第１密着層４２が設けられ、配線構造体４と絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に第２密着層４４が設けられている。したがって、絶縁樹脂層８と、電子部品６ａ，６ｂ及び配線構造体４との密着性が高い。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、回路モジュール２において、配線構造体４が有する絶縁層２４の下面に配線層が更に設けられていてもよい。絶縁層２４の内部に配線層が更に設けられていてもよい。配線構造体４は、単層であっても、多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。配線構造体４は、絶縁層２４の上面に設けられた絶縁被覆層を更に備えてよい。絶縁被覆層は、配線層１２，１４の一部を覆っていてよい。絶縁被覆層は、例えば、ソルダーレジスト層等であってよい。

回路モジュール２において、電子部品の数は２つであるが、少なくとも１つあればよく、１つ、或いは、３つ以上であってよい。電子部品のサイズ及び形状も特に限定されない。電子部品の端子部の数、配線構造体の配線層の数、及び、接続部の数も特に限定されない。

回路モジュール２において、第１密着層４２は、少なくとも、１つの電子部品の非端子部と絶縁樹脂層８の隙間封止部Ｐとの間に設けられていればよい。

上記の回路モジュール２の製造において、第１密着層４２及び第２密着層４４は、上記積層体を、シランカップリング剤を含む液体に浸けることにより設けられたが、積層体を、シランカップリング剤を含むガスに曝すことにより設けられてもよい。

回路モジュール２において、金属層１０は、絶縁樹脂層８の上面及び側面、並びに配線構造体４の側面に設けられているが、これらに設けられていなくてもよい。

図３及び４に示す回路モジュール５２のように、電子部品６ａ，６ｂの絶縁樹脂層８と接する全ての面、接続部２０，２２の絶縁樹脂層８と接する全ての面、及び、配線構造体４の絶縁樹脂層８と接する全ての面にわたって、第１密着層４２又は第２密着層４４が設けられてもよい。

２，５２…回路モジュール、４…配線構造体、６ａ，６ｂ…電子部品、８…絶縁樹脂層、１０…金属層、１２，１４…配線層、１６，３６…本体部、１８，３７…端子部、２０，２２…接続部、２４…絶縁層、４２…第１密着層、４４…第２密着層。

Claims

上面に、複数の配線層、及び、前記配線層以外の非配線部を有する配線構造体と、
前記配線構造体の上面に配置され、前記配線構造体と対向する面に、複数の端子部、及び、前記端子部以外の非端子部を有する電子部品と、
前記電子部品の前記端子部と前記配線構造体の前記配線層とをそれぞれ接続する複数の接続部と、
前記配線構造体の上面に設けられて前記電子部品及び前記接続部を埋め込み、前記電子部品の前記非端子部と前記配線構造体の前記非配線部との間に位置する隙間封止部を有する絶縁樹脂層と、
前記電子部品の前記非端子部と前記絶縁樹脂層の前記隙間封止部との間に設けられた第１密着層と、
前記配線構造体の前記非配線部と前記絶縁樹脂層の前記隙間封止部との間に設けられた第２密着層と、
を備える、回路モジュール。
前記第１密着層及び前記第２密着層が、シランカップリング剤の反応物を含む、請求項１に記載の回路モジュール。
前記シランカップリング剤がアミノ基を含む、請求項２に記載の回路モジュール。
前記電子部品の前記非端子部と前記配線構造体の前記非配線部との間隔が、１０〜１００μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路モジュール。
前記電子部品を複数備え、
少なくとも１つの前記電子部品の前記非端子部と前記配線構造体の前記非配線部との間隔と、別の少なくとも１つの前記電子部品の前記非端子部と前記配線構造体の前記非配線部との間隔とが互いに異なる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路モジュール。