JPH07202075A - 半導体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】不要輻射の放射を防止した半導体モジュールに
おいて、その製造工程数の削減、モジュールの小型化を
図ること。 【構成】半導体素子を含む電子部品４１ａ〜４１ｄを表
面が導体層で被覆された配線基板３０に実装および配線
し、そして、配線基板３０から切り出された配線基板４
３を折り曲げ、この配線基板４３から、不要輻射の放射
を遮断する金属ケースとして機能する筐体を形成するこ
とにより、配線基板４３と金属ケースとが一体となった
半導体モジュール４４を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体モジュールに係
り、特に不要輻射の低減を考慮した半導体モジュールの
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報通信機器等の電子機器から放
射される電磁波により、他の電子機器が悪影響を受けな
いように、不要幅射の低減について規制（例えばＶＣＣ
Ｉ）がひかれている。このため、不要幅射のレベルを規
制値以下にするために種々の技術が研究・開発されてい
る。

【０００３】例えば、情報通信機器用の半導体モジュー
ルの場合には、次のようにして不要幅射の低減を図って
いる。

【０００４】図１１，図１２は、従来の情報通信機器用
の半導体モジュールの構成を示す斜視図であり、図１１
は配線基板８２に筐体としての金属ケース８１が被さっ
た状態を示し、図１２は配線基板８２に金属ケース８１
を被せる前の状態を示している。

【０００５】配線基板８２上には能動電子部品８５ａや
受動電子部品８５ｂ〜８５ｆの電子部品が搭載されてお
り、この配線基板８２は外部接続用端子８３ａ〜８３ｄ
を介して他の配線基板等に接続されるようになってい
る。

【０００６】金属ケース８１は電波の不要幅射を低減す
るための遮断部材であり、この金属ケース８１は電子部
品８５ａ〜８５ｆを実装した配線基板８２に保持部８４
ａ，８４ｂにおいてはんだ付けされ、機械的な保持と接
地電極面に電気的な導通をとっている。

【０００７】このように構成された半導体モジュールに
よれば、電子部品８５ａ〜８５ｆおよび配線基板から放
射される電磁波は、金属ケース８１によって吸収された
り、減衰されたりして、半導体モジュールの外部に漏れ
る電磁波を低減できるようになる。

【０００８】しかしながら、従来の半導体モジュールに
は以下のような問題があった。

【０００９】すなわち、電波の不要幅射を低減するため
に配線基板８２と別個の金属ケース８１が必要になる結
果、金属ケース８１となる金属板の加工、金属ケース８
１の取り付けという工数の増加や、価格の上昇や、金属
ケース８１の機械的強度を確保するために厚い配線基板
８２を使用しなければならず、モジュールの小型化が困
難になるなどの種々の問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、半導体モ
ジュールからの不要輻射を低減するために、筐体として
配線基板と別個の金属ケースを用いていたので、製造工
程数の増加や、モジュールの小型化が困難であるなどの
種々の問題があった。

【００１１】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、従来よりも問題が少な
い不要輻射を低減できる半導体モジュールを提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体モジュールは、半導体素子を含む
複数の電子部品を配線基板に実装および配線してなる半
導体モジュールにおいて、前記配線基板を導体層で被覆
し、且つ前記配線基板を折り曲げて前記半導体モジュー
ルの筐体とした構成になっている。

【００１３】

【作用】本発明の半導体モジュールによれば、半導体モ
ジュールの筐体が導体層で被覆された配線基板を折り曲
げて形成され、配線基板と金属ケースとが一体になった
構成になっているので、配線基板と金属ケースとが別個
である従来の半導体モジュールの場合のように、製造工
程数が増加したり、モジュールの小型化が困難になると
いう問題がない。

【００１４】すなわち、本発明の場合、金属ケースの役
割を果たす筐体は配線基板から形成されることになる
が、配線基板は金属ケースに比べて一般に薄く、配線基
板を折り曲げた後、はんだ等を用いなくても機械的に接
着でき、従来のように配線基板を金属ケースを取り付け
るための特別の接着工程が無くなり、製造工程数の削減
が図れるようになる。

【００１５】また、上述したように、金属ケースの役割
を果たす筐体が配線基板から形成されることにより、従
来のように金属ケースの機械的強度を確保するために、
厚い配線基板を使用する必要が無くなり、モジュールの
小型化が図れる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例に係る情報通
信機器用の半導体モジュールの斜視上面図、図２は同半
導体モジュールの斜視下面図、図３は図２のＡ−Ａ´に
沿う断面斜視図である。

【００１８】半導体モジュールは、大きく分けて、配線
基板１１と、この配線基板１１の裏面に形成された外部
接続用端子１２ａ〜１２ｆと、配線基板１１の主面側に
実装された電子部品１３ａ〜１３ｄと、これら電子部品
１３ａ〜１３ｄをモールドする樹脂１４とから構成され
ている。本実施例では、半導体チップをパッケージに収
めたものを電子部品１３ｂとしている。

【００１９】配線基板１１は箱型の形状をしており、こ
の配線基板１１は、筐体として使用されるとともに、不
要輻射を低減するための従来の金属ケースの役割も果た
している。

【００２０】すなわち、従来の場合、配線基板と金属ケ
ースとは別個のものであったが、本実施例の半導体モジ
ュールは、後述するように、配線基板となる基板を切っ
たり、折り曲げたりして、箱型に組み立てることによ
り、配線基板と金属ケースとが一体的な構造になってい
る。

【００２１】外部接続用端子１２ａ〜１２ｆは、半導体
モジュールと外部との電気的な接続を取るためのもので
ある。電子部品１３ａ〜１３ｄは配線基板１１の主面上
に実装され、モールド樹脂１４で覆われることで機械的
な保護がなされている。

【００２２】図４は、配線基板１１の具体的な構成を示
す断面図である。図中、２１ａ，２１ｂはアラミドエポ
キシ、ポリイミド等の絶縁材料で形成された絶縁基板を
示している。

【００２３】これら絶縁基板２１ａ，２１ｂ上には、電
子部品を実装したり、電子部品間の電気的な接続を取る
ための導体層２２ａ，２２ｂが設けられている。これら
導体層２２ａ，２２ｂは、銅、ニッケル、金等の金属材
料で形成されている。

【００２４】導体層２２ｂは、絶縁基板２１ａに開孔さ
れたスルーホール２３ａ，２３ｃを介して導体層２２ａ
に接続している。また、導体層２２ａは、スルーホール
２３ｂ，２３ｄを介して、導体層２４，パッド２５に接
続している。配線基板１１の表面および裏面は、外部と
の電気的な接続を取るための領域を除いて、ソルダーレ
ジスト膜２６ａ、２６ｂにより被覆されている。

【００２５】図５および図６は、本実施例の半導体モジ
ュールの製造方法を示す工程図である。

【００２６】まず、図５（ａ）に示すように、アラミド
エポキシなどよりなる絶縁基板３２の両面に、銅などよ
りなる導体層３１ａ、３１ｂを固着する。絶縁基板３２
の厚みは、例えば、アラミドエポキシの場合で６０μｍ
程度以上である。また、導体層３１ａ，３１ｂの厚み
は、１０〜８０μｍ程度である。

【００２７】すなわち、本実施例では、絶縁基板３２の
主面側に微細な配線層を形成するために導体層３１ｂを
薄く、一方、裏面側には機械的強度の保持のため、導体
層３１ａを厚く形成する。

【００２８】例えば、裏面には３００〜５００μｍ程度
の大きな外部接続用端子のパターンを形成する場合であ
れば、導体層３１ａの厚さは８０μｍ程度まで厚くして
もかまわない。

【００２９】次に図５（ｂ）に示すように、導体層３１
ａ，３１ｂ上にドライフィルムや液状レジスト等のエッ
チングレジスト膜（不図示）を塗布、硬化、パターニン
グして、レジストパターンを形成した後、導体層３１ａ
をエッチングし、開口パターン３３ａ，３３ｂを形成す
る。この後、上記エッチングレジスト膜を除去する。

【００３０】上記エッチングは、例えば、過硫酸アンモ
ニウムなどの溶液を用いて行ない、そして、エッチング
レジスト膜の除去は、例えば、アセトンなどの溶液を用
いて行なう。

【００３１】また、開口パターン３３ａ，３３ｂの径
は、後工程に形成されるスルーホールのそれに等しく、
通常、絶縁基板３２の厚みと同等以上にとる。

【００３２】次に図５（ｃ）に示すように、開口パター
ン３３ａ，３３ｂをマスクとして、エキシマレーザなど
のレーザ照射を行ない、開口パターン３３ａ，３３ｂの
開孔内の絶縁基板３２を除去して、スルーホール３４
ａ、３４ｂを形成する。

【００３３】次に図５（ｄ）に示すように、スルーホー
ル３４ａ，３４ｂ内の側壁にそれぞれ導体層３５ａ，３
５ｂを形成し、絶縁基板３２上の導体層３１ａをパター
ニングすることにより、導体パターンを形成する。導体
層３５ａ，３５ｂは、例えば、多層基板の製造に用いら
れている、無電解銅メッキと電解銅メッキとを併用する
方法で形成する。

【００３４】次に図５（ｅ）図に示すように、全面に絶
縁層３６を形成してプリプレグした後、この絶縁層３６
上に銅箔でラミネートされた導体層３１ｃを形成する。
通常、絶縁層３６の厚さは６０μｍ程度以上、そして、
導体層３１ｃの厚さは１０〜８０μｍ程度である。

【００３５】次に図５（ｆ）に示すように、絶縁層３６
にスルーホール３４ｃおよび導体層３５ｃを形成し、導
体パターンを作成する。これらの形成方法は、図５
（ｂ）〜（ｄ）で示した方法と同様な方法でなされる。

【００３６】なお、絶縁基板３２の主面上に形成した導
体層は２層であるが、１層のみ、若しくは３層以上と多
層化することも可能である。

【００３７】次に図５（ｇ）に示すように、導体層３１
ｃをパターニングして導体パターンを形成し、そして、
導体層３１ａをパターニングして絶縁基板３２の裏面に
外部接続用端子パターン３７ａ，３７ｂを形成する。更
に、導体層３１ａ，３１ｃのうち、電子部品が実装され
るパターンや、外部接続用端子パターン３７ａ、３７ｂ
以外の表面を覆うソルダーレジスト膜３８ａ，３８ｂを
形成する。ここで、導体層３１ｃからなる導体パターン
の形成は図５（ｂ）で示した方法と同様な方法でなされ
る。

【００３８】以上の工程により形成された配線基板３０
の平面図を図６（ａ）に示す。同図中、４０は配線パタ
ーンを示し、図５（ｇ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ´に沿う
断面図に相当する。

【００３９】次に第６（ｂ）に示すように、電子部品４
１ａ〜４１ｄをはんだや導電性の樹脂を用いて配線基板
３０上に実装する。同図には、半導体チップとして表面
実装用のパッケージに収められているものが示されてい
るが、パッケージに収められていない半導体チップ、い
わゆるベアチップをフェースアップ実装、フェースダウ
ン実装することも可能である。

【００４０】次に図６（ｃ）に示すように、電子部品上
にモールド樹脂４２を塗布・硬化する。通常、モールド
樹脂はエポキシ系の樹脂が使用されるが、シリコーン樹
脂を使用しても良い。

【００４１】次に図６（ｄ）に示すように、金型とプレ
スなどを用いて、配線基板３０から実際のモジュールと
なる配線基板４３が切り出される。通常、モジュールと
なる配線基板４３は元の配線基板３０に比較して小さい
ため、同一配線基板３０上に複数の配線基板４３を形成
することにより、生産性を向上できる。なお、同図には
切り出された複数個のうちの１つの配線基板４３が示さ
れている。

【００４２】最後に、図６（ｅ）に示すように、配線基
板４３を折曲げて箱型にすることにより、半導体モジュ
ール４４が完成する。

【００４３】ここで、はんだ等を用いなくても配線基板
４３は薄いため、７２は機械的に接着されるので、はん
だ付け等の接着工程が省け、工程数の削減が図れる。こ
のような機械的な接着は配線基板４３の裏面がＣｕで形
成されている場合でその厚さが３５μｍで可能である。

【００４４】かくして本実施例によれば、筐体が導体層
で被覆された配線基板を折り曲げて形成され、配線基板
と金属ケースとが一体になった構成になっているので、
配線基板と金属ケースとが別個である従来の半導体モジ
ュールの場合のように、工程数が増加したり、モジュー
ルの小型化が困難になるという問題がない。

【００４５】すなわち、本実施例の場合、筐体（金属ケ
ース）は配線基板から形成されることになるが、配線基
板は金属ケースに比べて一般に薄く、配線基板を折り曲
げた後、はんだ等を用いなくても機械的に接着でき、従
来のように配線基板を金属ケースを取り付けるための特
別の接着工程が無くなり、工程数が低減する。

【００４６】また、筐体（金属ケース）が配線基板から
形成されることにより、従来のように金属ケースの機械
的強度を確保するために、厚い配線基板を使用する必要
が無くなり、半導体モジュールの小型化が図れる。

【００４７】図７は、本発明の第２の実施例に係る情報
通信機器用の半導体モジュールの断面斜視図である。

【００４８】本実施例が先の実施例と異なる点は、モジ
ュール内の底部の他に、上部にもモールド樹脂１４ａで
封止された電子部品１３ｅ〜１３ｈが設けられ、配線
（不図示）が配線基板１１の側面にも形成されているこ
とにある。このような構成を採用することで実装密度を
より高くできる。

【００４９】図８は、本発明の第３の実施例に係る情報
通信機器用の半導体モジュールの斜視下面図、図９は図
８の半導体モジュールをマザーボードに実装したものの
断面図、図１０は図８の半導体モジュールの配線基板の
断面図である。

【００５０】本実施例が第１および第２の実施例と異な
る点は、図８に示すように、半導体モジュールの裏面に
外部接続用端子５１を囲むように不要輻射防止用の電極
５５ａが設けられていることにある。

【００５１】この電極５５ａは、図１０に示すように、
半導体モジュールの筐体となる配線基板に形成された導
体層をパターニングにより形成し、更に導体層を覆うソ
ルダレジスト膜６１を枠状にパターニングすることによ
り形成される。この導体層のパターニングより外部接続
用端子５１も同時に形成される。なお、図中、６２は絶
縁基板を示し、６３，６４は導体層を示している。

【００５２】半導体モジュール５２は、図９に示すよう
に、マザーボード５３に接続され、マザーボード側の接
地電極５４と半導体モジュール側の不要輻射防止用の電
極５５ａとを接地用バンプ５５で接続することにより、
外部接続用端子５１や、外部接続用端子５１とマザーボ
ード５３とを接続する信号用バンプ５５から放射される
不要輻射を低減できる。

【００５３】本実施例では、不要輻射防止用の電極とし
て、切れ目のない枠形状の電極５０を用いたが、不要輻
射を抑えるのに支障がなければ、切れ目の入った電極を
用いても良い。

【００５４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、上記実施例では、情報通信機
器用の半導体モジュールについて説明したが、本発明は
他の電子機器の半導体モジュールにも適用できる。

【００５５】また、上記実施例では、電子部品が全てモ
ールド樹脂で覆われている場合について説明したが、一
部の電子部品のみをモールド樹脂で覆うようにしても良
い。

【００５６】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施できる。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、導
体層で被覆された配線基板を折曲げて形成された筐体を
金属ケースとして使用することにより、製造工程数の削
減、モジュールの小型化を達成しながら、電波障害の防
止に対して優れた半導体モジュールを実現できるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る情報通信機器用の
半導体モジュールの斜視上面図

【図２】同半導体モジュールの斜視下面図

【図３】図２の半導体モジュールのＡ−Ａ´に沿う断面
斜視図

【図４】配線基板１１の具体的な構成を示す断面図

【図５】第１の実施例の半導体モジュールの前半の製造
方法を示す工程図

【図６】第１の実施例の半導体モジュールの後半の製造
方法を示す工程図

【図７】本発明の第２の実施例に係る情報通信機器用の
半導体モジュールの断面斜視図

【図８】本発明の第３の実施例に係る情報通信機器用の
半導体モジュールの斜視下面図

【図９】図８の半導体モジュールをマザーボードに実装
したものの断面図

【図１０】図８の半導体モジュールの配線基板の断面図

【図１１】従来の情報通信機器用の半導体モジュールの
構成を示す斜視図

【図１２】従来の情報通信機器用の半導体モジュールの
構成を示す斜視図

【符号の説明】

１１…配線基板 １２ａ〜１２ｆ…外部接続用端子 １３ａ〜１３ｄ…電子部品 １４…樹脂 ２１ａ，２１ｂ…絶縁基板 ２２ａ，２２ｂ…導体層 ２３ａ〜２３ｄ…スルーホール ２４…導体層 ２５…パッド ２６ａ，２６ｂ…ソルダーレジスト膜 ３０…配線基板 ３１ａ〜３１ｃ…導体層 ３２…絶縁基板 ３３ａ，３３ｂ…開口パターン ３４ａ，３４ｂ…スルーホール ３５ａ，３５ｂ…導体層 ３６…絶縁層 ３７…外部接続用端子パターン ３８ａ，３８ｂ…ソルダーレジスト膜 ４０…配線パターン ４１ａ〜４１ｄ…電子部品 ４２…モールド樹脂 ４３…配線基板 ４４…半導体モジュール ５０…不要輻射防止用の電極 ５１…外部接続用端子 ５２…半導体モジュール ５３…マザーボード ５４…接地電極 ５５…信号用バンプ ６１…ソルダーレジスト膜 ６２…絶縁基板 ６３…導体層 ６４…導体層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子を含む複数の電子部品を配線基
   板に実装および配線してなる半導体モジュールであっ
   て、前記配線基板が導体層で被覆され、且つ前記配線基
   板を折り曲げて前記半導体モジュールの筐体が形成され
   ていることを特徴とする半導体モジュール。