JP2003218472A - モジュールおよび表面実装モジュール - Google Patents
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Abstract
ュールの各回路要素を評価できるようにする。また、基
板に実装したモジュール全体を評価できるようにする。 【解決手段】 モジュール基板と、該モジュール基板上
に互いに絶縁して形成され、各々が独立した機能を有す
る複数の回路要素とを含み、各回路要素の動作により所
定の機能を実現するモジュールであって、複数の回路要
素の各々が、モジュール基板の表面に、互いに絶縁され
た端子を備えた、モジュールを提供する。また、モジュ
ール表面の端子の少なくとも2つを電気的に接続する結
線配線を有し、モジュールに電力を供給するベース基板
とをさらに備え、ベース基板から供給された電力に基づ
いて結線配線を介して接続された各回路要素を動作さ
せ、所定の機能を実現する表面実装モジュールを提供す
る。
Description
ルの構成に関する。
11を示す斜視図である。モジュール111は、高周波
高出力増幅器等の高周波回路である。モジュール111
の多層基板6上には、独立した機能の単位である回路要
素7および回路要素8が設けられている。回路要素7お
よび回路要素8は、チップ部品3や配線4を含む。チッ
プ部品3、配線4は、ビアホール5により内層の配線や
LCR素子に接続されている。
との接続を説明する。モジュール111は、ベース基板
2の表面に、リフロー等の方法により半田付けされて実
装される。図12は、モジュール111(図11)の裏
面の構成を示す図である。図から明らかなように、モジ
ュール111(図11)は、その裏面に、複数の電極9
および比較的大きな接地電極10を有する。モジュール
111とベース基板2上の配線4(図11)とは、モジ
ュール111裏面の4隅に設けられた複数の電極9を介
して接続される。一方の接地電極10は、ベース基板2
上の接地配線40(図11)とハンダ等により接続され
ている。接地電極10は、電極9以外のほぼ残りの面積
を占めており、それにより、良好な放熱特性および高周
波特性を確保できる。
て、モジュール111の回路要素7および回路要素8
は、モジュール111の内部または表面で電気的に接続
されて構成される。各回路要素7、8の特性はばらつき
があるため、モジュール111の製造時に各回路要素毎
にそのRF(Radio Frequency)特性を評価し、選別、
調整を行えばモジュール111の歩留まりは向上する。
7、8がモジュール111に実装されている場合には、
別々に回路要素を評価できない。したがって、モジュー
ル111全体の歩留まりが悪く、製造コストが高くなっ
てしまっていた。
後であっても、モジュールの各回路要素を評価できるよ
うにすることである。また、基板に実装したモジュール
全体を評価できるようにすることである。
モジュール基板と、該モジュール基板上に互いに絶縁し
て形成され、各々が独立した機能を有する複数の回路要
素とを含み、各回路要素の動作により所定の機能を実現
するモジュールであって、前記複数の回路要素の各々
が、前記モジュール基板の表面に、互いに絶縁された端
子を備えている。これにより上記目的が達成される。
ル基板、および、該モジュール基板上に互いに絶縁して
形成され、各々が独立した機能を有する複数の回路要素
を含むモジュールであって、前記複数の回路要素の各々
が、前記モジュール基板の表面に互いに絶縁された端子
を有するモジュールと、モジュール表面の前記端子の少
なくとも2つを電気的に接続する結線配線を有し、モジ
ュールに電力を供給するベース基板とを備えており、ベ
ース基板から供給された電力に基づいて前記結線配線を
介して接続された各回路要素を動作させ、所定の機能を
実現する。これにより上記目的が達成される。
記モジュール基板の第1の面と反対側の第2の面に形成
されていてもよい。
させる接地電極をさらに備え、ベース基板は、モジュー
ルの前記接地電極と接続して接地させ、前記結線配線を
囲む接地配線をさらに備えており、前記結線配線と前記
接地電極とは、コプレーナ線路を形成してもよい。
させる接地電極をさらに備え、ベース基板は、モジュー
ルの前記接地電極と接続して接地させる接地電極をさら
に備えており、前記結線配線と前記接地電極とは、スロ
ット線路を形成してもよい。
囲んでいてもよい。
面の周辺部に配置されていてもよい。
ュール基板、該モジュール基板上に互いに絶縁して形成
され、各々が独立した機能を有する複数の回路要素であ
って、各々が、前記回路要素が設けられた前記モジュー
ル基板の第1の面と反対側の第2の面に、導電体により
電気的に接続された端子を有する複数の回路要素、およ
び、前記複数の回路要素を接地させる接地電極を有する
モジュールと、モジュールの前記接地電極と接続して接
地させ、モジュールに電力を供給するベース基板とを備
え、ベース基板から供給された電力に基づいて前記結線
配線を介して接続された各回路要素を動作させ、所定の
機能を実現するとために、前記第2の面は、外周面から
後退した位置に第3の面を有し、前記端子は、該第3の
面に形成されている。これにより上記目的が達成され
る。
ポッティングされていてもよい。
てもよい。
プ、および、金属の少なくとも1つであってもよい。
記モジュール基板の面に形成されていてもよい。
発明の実施の形態を説明する。
よる、評価ボード12に実装したモジュール1を示す斜
視図である。モジュール1は、高周波高出力増幅器等の
高周波回路であり、概して、誘電体基板上に回路をアセ
ンブリしたものをいう。例えば、モジュール1は、80
0MHz以上の高周波回路である。モジュール1の多層
基板6上には、独立した機能の単位である回路要素7お
よび回路要素8が設けられている。回路要素7および回
路要素8は、チップ部品3や配線4を含む。チップ部品
3、配線4は、ビアホール5により内層の配線やLCR
素子に接続されている。モジュール1は、各回路要素の
動作により所定の機能、例えば、高周波高出力増幅機能
を実現する。
および回路要素8は、モジュール1の内部および表面で
は結線されていないことである。本発明によれば、各回
路要素の端子は、それぞれ絶縁されており、モジュール
1が設けられる基板(図示せず)上で端子を結線する。
2は、モジュール1(図1)の裏面の構成を示す図であ
る。モジュール1(図1)は、その裏面に、複数の電極
9、接地電極10、および回路要素7の端子13、およ
び、回路要素8の端子14を有する。電極および端子の
各々は、電気的に接続されておらず、互いに絶縁状態で
ある。図示されるように、回路要素7の端子13、およ
び、回路要素8の端子14は、モジュール1(図1)の
裏面の中央部に設けられている。また、回路要素7の端
子13、および、回路要素8の端子14は、接地電極1
0で囲まれていない、すなわち分離して配置した接地電
極10の間に設けられている。
成されたモジュール1が、どのように評価ボード12と
接続されるかを説明する。モジュール1は、モジュール
1裏面のほぼ4隅に設けられた複数の電極9(図2)を
介して、評価ボード12上の配線4と接続される。ま
た、モジュール1裏面の2つの接地電極10(図2)の
うち、回路要素7の端子13(図2)寄りの接地電極1
0(図2)は、評価ボード12上の接地配線40と接続
される。
回路要素8の端子14(図2)は、評価ボード12に設
けられた評価用配線11と接触して電気的に結線され
る。この接続により、回路要素7および回路要素8を別
々に評価することができる。留意すべきは、モジュール
1のいずれの接地電極10(図2)も、評価用配線11
とショートしないように構成されていることである。す
なわち、モジュール1の接地電極10(図2)は、評価
線路11と接触する位置には設けられていない。このよ
うに、回路要素7、8をモジュール1内では結線せず、
それらの各端子をモジュール1の裏面に設け、評価ボー
ド12を介して結線するようにしたので、回路要素7、
8の高周波特性を別々に評価できる。さらに、その評価
結果を用いて回路要素7、8の各々を選別、調整するこ
とにより、高い歩留まりでモジュールを製造できるの
で、モジュールの製造コストを低減できる。さらに、モ
ジュール1の裏面に評価用端子を設けたため、チップ部
品等を多数実装するモジュール1最上層の面積を確保で
き、設計の自由度も高くできる。
が、どのようにベース基板と接続されるかを説明する。
ベース基板に接続されたモジュールは、ベース基板と一
体となって表面実装モジュールを形成し、ベース基板か
ら電力を供給されて各回路要素の動作により所定の機能
を実現する。図3は、ベース基板表面の配線パターンを
示す図である。図には、モジュールが実装される位置が
点線16で示されている。モジュール1の端子13、1
4(図2)は、ベース基板上の結線配線15と結線さ
れ、互いに電気的に接続される。モジュール1の接地電
極10(図2)は、結線配線15を囲むように設けられ
た接地配線40と接続される。または、モジュール1の
接地電極10(図2)は、結線配線15を挟むように結
線配線15の両側に設けた接地配線(図示せず)と接続
してもよい。
または結線配線15を挟むように、接地配線40を対称
に設けてコプレーナ線路を構成したので、電界を接地配
線と結線配線の間に閉じ込めることができる。すなわ
ち、結線配線15を囲むように、または結線配線15を
挟む接地配線40を、結線配線15から等距離に対称に
配置することにより、ベース基板の下層の影響や、モジ
ュール1の多層基板の上層の影響を受け難くなる。よっ
て、高周波特性を損なうことなく両回路素子7、8(図
1)を結線できる。モジュール1と、ベース基板とを接
続した後は、従来と同様に、基板の表面に実装されたモ
ジュール(すなわち表面実装モジュール)として種々の
用途に供される。いうまでもなく、表面実装モジュール
全体の評価も可能である。
端子13、14(図2)を、モジュール1(図1)裏面
のほぼ中央部に設けたので、モジュール1の周辺部から
の電磁気的な影響を受けにくくなり、モジュール周辺に
他の端子を配置できる。よって、モジュール1を実装す
る際の自由度が高まる。また、本実施の形態によれば、
モジュール1裏面の接地電極10(図2)が、回路要素
7、8の端子13、14(図2)を囲まないようにした
ので、評価ボード上で評価用配線11をモジュールの接
地電極と離した状態で評価できる。よって、評価用配線
11を他の配線4と同一面上に形成でき、容易に評価ボ
ードを製作できるとともに、低コスト化が実現できる。
形態1におけるモジュールと、ベース基板の別の構成を
説明する。なお、モジュールの表面的な構成は、図1に
示す構成と同様であるので、その説明は省略する。
面の配線パターンを示す図である。また図5は、実施の
形態2によるモジュールの裏面を示す図である。まず図
5を参照すると、図3に示す構成と比較して、電極9の
数が異なっていることが理解される。すなわち、実施の
形態2では、モジュール裏面の1つの辺に3つの電極9
が設けられている。また、これに伴い、接地電極10の
形状も変更されている。なお、回路要素7、8(図1)
の端子13、14の形状および位置は変更されていな
い。
対する、図4のパターンを説明する。図4には、モジュ
ールが実装される位置が点線16で示されている。隣接
して設けられた3本の配線4は、モジュールの1つの辺
に設けられた3つの電極9(図5)と接続される。3本
の配線4が設けられる基板上の辺には、接地配線40は
設けられていない。これにより、配線4を複数(例えば
3以上)設けて空いた領域を有効利用でき、よって、モ
ジュールの電極の数も柔軟に設定できる。また、信号線
路である結線配線15と、接地電極である接地配線40
とが、同一平面に設けられている。換言すれば、配線4
と、接地配線40とは、スロット線路を構成している。
電界が接地配線40と結線配線15との間に閉じ込めら
れるので、ベース基板の下層の影響や、モジュールの上
層部分の影響を受けにくくできる。
5つとし、1つの辺に3つ、別の辺には2つ位置すると
して説明した。しかし当業者であれば、電極9の数およ
び位置は適宜変更でき、それに伴って接地電極10の位
置および形状も変更できることが理解される。
に実装した実施の形態3によるモジュールの断面図であ
る。実施の形態3のモジュールの裏面は、回路要素の端
子13、14の周辺領域が、裏面の外周部分に対して窪
んでいる。すなわち、回路要素の端子13、14は、モ
ジュール裏面の外周面から後退した平面(凹部)に設け
られている。端子13、14がベース基板2から一定の
距離だけ離れているので、ベース基板2からの影響を受
けにくくなる。なお、図には、回路要素7、8(図1)
全体は示されておらず、その一部(チップ部品3、配線
4、ビアホール5)が示されている。
要素の端子13、14を結線する。結線は、各端子1
3、14を用いて各回路要素の高周波特性を評価し、回
路要素の選別および調整をした後に行われる。高周波特
性の評価の際の構成は、図7を参照して後述する。ボン
ディグワイヤ17が結線されると、凹部にポッティング
材料18が満たされる。ポッティング材料18は、ガラ
スや樹脂等で構成され、ボンディグワイヤ17を固定す
ると共に、リフロー時にハンダが端子13、14まで上
ってきて、端子がショートすることを防ぐ。
評価する際の、モジュールと評価ボード12の断面図で
ある。モジュールを評価ボード12に接触させることに
より、各回路要素の高周波特性を評価することができ
る。ただし、モジュールの端子13、14が凹部に設け
られていることから、評価ボード12の評価用配線11
は、モジュールが設けられる側に突出して設けられてお
り、端子13、14と電気的接続を確保する。なお、こ
の図でも、回路要素の一部(チップ部品3、配線4、ビ
アホール5)のみを示す。
に端子を設け、高周波特性を評価して、選別・調整した
後に端子をワイヤにより結線する。よって、高い歩留ま
りでモジュールを製造できるので、モジュールの製造コ
ストを低減できる。さらに、モジュール1の裏面に後に
結線される評価用端子を設けたため、チップ部品等を多
数実装するモジュール1最上層の面積を確保でき、設計
の自由度も高くできる。
ボンディグワイヤ17により結線した。しかし、ボンデ
ィグワイヤ17に代えて、LCRチップ部品、金属チッ
プ半導体装置等を利用して結線してもよい。
よる、プローブ針19を用いたモジュールの評価を説明
する図である。モジュール裏面には、実施の形態3と同
様に凹部が設けられている。図8の凹部にはさらに、接
地電極10が設けられている。以下では、端子14を有
する回路要素を評価する例を説明する。
置し、モジュールの電極9と評価ボード12上の配線4
を接触させ、電気的に接続する。この状態で、RF(Ra
dioFrequency)用のプローブ針19を回路要素の端子1
4と接地電極10に接触させる。このように、プローブ
針19を用いて回路要素の評価を行うことにより、マイ
クロ波帯における不要な反射や損失を生ずることなく、
特定の回路要素のみを評価できる。なお、この高周波特
性の評価の後に、実施の形態3と同様に、モジュール裏
面の凹部の端子13、14がワイヤ等により結線され、
凹部にポッティング材が満たされる。
分に接地電極10と2つの回路要素の端子13,14を
設けたので、プローブ針19の信号針と接地針とを、比
較的近接したモジュールの端子と接地電極とにそれぞれ
コンタクトさせ、各回路要素の高周波特性を個別に評価
できる。その評価結果を用いて回路要素の各々を選別、
調整することにより、高い歩留まりでモジュールを製造
できるので、モジュールの製造コストを低減できる。ま
た実施の形態3のモジュールと同様、ベース基板2から
一定の距離だけ離れているので、ベース基板2からの影
響を受けにくくなる。
配線4とを接続したが、これら全てについてプローブ針
とコンタクトしても良い。また単一の接地電極10のみ
を使用した例を説明したが、接地電極を2ヵ所以上設け
て、いわゆるGSG接続を形成してもよい。
よる、ベース基板2に実装した半導体装置の断面図であ
る。実施の形態5、および、後述の実施の形態6では、
半導体を構成要素に含むモジュール、または、モジュー
ルを実装した基板(表面実装モジュール)のうち、モジ
ュールおよび/または基板が半導体を構成要素に含む表
面実装モジュールを半導体装置と称する。本実施の形態
では、半導体装置は、GaAs,Si等の半導体基板2
3と、その表面に設けられた種々の回路要素とを含む。
図には、回路要素として、配線4、FET20、MIM
キャパシタ21とが示されている。基板23の裏面の電
極9,13,14は表層の回路とビアホール5を介して
接続されている。また電極9,13,14は、半田や金
で製造されたバンプ22によりベース基板2と接続され
る。一方の回路要素の電極13と、他方の回路要素の電
極14とは、バンプ22、および、ベース基板2上の結
線配線15を介して結線される。
チップまたはウエハの状態で半導体基板裏面の各電極に
プローブ針19(図8)をコンタクトさせて行うことが
できる。よって、実施の形態1〜4におけるモジュール
の場合と同様に、半導体装置に含まれる各回路要素の高
周波評価を、その部分毎に実行できる。その評価結果を
用いて回路要素の各々を選別、調整することにより、高
い歩留まりで半導体装置を製造できるので、半導体装置
の製造コストを低減できる。また、半導体装置にて回路
を形成して調整・選別するようにしたので、実施の形態
1のモジュールと比較して、より小型化、軽量化でき
る。
装置とベース基板2とを接続した。しかし、バンプ22
に代えて、半田リフロー、樹脂ボンド等の他の手段によ
ってベース基板2と接続してもよい。
による、ベース基板2に実装した半導体装置の断面図で
ある。実施の形態5の半導体装置との相違点は、半導体
装置が裏返しに配置されるフリップチップ構成を採用し
たこと、およびそれに伴い、裏面までの電気的接続を確
保するビアホール5が省略されたことである。フリップ
チップ構成を採用したので、本実施の形態による半導体
装置は、半導体装置の一面に全ての回路要素およびバン
プ形成用パッドが設けられている。半導体装置の回路要
素は、フリップチップ実装時に、ベース基板上の結線配
線15によってベース基板2と接続される。
チップまたはウエハの状態で、半導体基板の回路要素の
各電極に、プローブ針19(図8)をコンタクトさせて
行うことができる。よって、実施の形態1〜4における
モジュールの場合と同様に、半導体装置に含まれる各回
路要素の高周波評価を、その部分毎に実行できる。その
評価結果を用いて回路要素の各々を選別、調整すること
により、高い歩留まりで半導体装置を製造できるので、
半導体装置の製造コストを低減できる。また、半導体装
置をフリップチップ配置したので、ビアホールが不要と
なり、実施の形態5による半導体装置と比較して、より
低コスト化できる。また、半導体装置に回路分離したパ
ッドを設けたので、実施の形態1のモジュールと比較し
て、より小型化できる。
た。本明細書では、回路要素が2つの場合を説明した
が、回路要素は3以上存在していてもよい。この場合に
は、モジュールまたは半導体装置には、各回路要素に対
応した、互いに絶縁された電極が設けられ、ベース基板
上で導通させればよい。
は互いに絶縁されており、モジュール基板の表面にも、
互いに絶縁された端子を備えている。これにより、各回
路要素の高周波特性等をモジュール形成後でも別々に評
価できる。評価結果を用いて回路要素の各々を選別、調
整することにより、高い歩留まりでモジュールを製造で
きる。よってモジュールの製造コストを低減できる。
モジュールが設けられるベース基板上の結線配線により
電気的に接続されるので、ベース基板から供給された電
力に基づいて結線配線を介して接続された各回路要素を
動作させ、所定の機能を実現できる。
とは反対側のモジュールの裏面に端子を設けるので、チ
ップ部品等を多数実装するモジュールの最上層の面積を
確保でき、設計の自由度も高くできる。
ように、または結線配線を挟むように、ベース基板上に
接地配線を設けてコプレーナ線路を構成する。また、本
発明によれば、例えば、ベース基板の接地配線を偏って
配置してスロット線路を形成する。これにより、電界を
接地配線と結線配線の間に閉じ込めることができ、ベー
ス基板の下層の影響や、モジュール基板の上層の影響を
受け難くなる。よって、高周波特性を損なうことなく回
路素子を結線できる。
要素の反対側の面の外周から後退した平面(凹部)に設
けられている。端子がベース基板から一定の距離だけ離
れているので、ベース基板からの影響を受けにくくな
る。これらは導電体(例えば、導電性ワイヤ、導電性チ
ップ、および、金属)により接続される。
れた凹部がポッティングされている。これにより、導電
体を固定すると共に、モジュールとベース基板とを、リ
フローする際、ハンダが端子まで上ってきて、端子がシ
ョートすることを防ぐ。
は、回路要素の端子が設けられた凹部に設けられてい
る。これにより、モジュール評価時に、プローブ針19
の信号針と接地針とを、比較的近接したモジュールの端
子と接地電極とにそれぞれコンタクトさせ、各回路要素
の高周波特性を個別に評価できる。
要素が設けられたモジュール基板の面に形成されてい
る。したがって、モジュールはベース基板に対していわ
ゆるフリップチップ構成を採用することができ、回路要
素側の面からその反対側の面にいたるまでの接続路(ビ
アホール)が不要となり、製造コストを低くできる。
モジュールを示す斜視図である。
る。
ターンを示す図である。
図である。
モジュールの断面図である。
の、モジュールと評価ボードの断面図である。
ジュールの評価を説明する図である。
半導体装置の断面図である。
た半導体装置の断面図である。
ある。
品、 4 配線、 5ビアホール、 6 多層基板、
7,8 回路要素、 9 電極、 10 接地電極、
11 評価用配線、 12 評価ボード、 13、14
端子、 15結線配線
Claims (12)
- 【請求項1】 モジュール基板と、該モジュール基板上
に互いに絶縁して形成され、各々が独立した機能を有す
る複数の回路要素とを含み、各回路要素の動作により所
定の機能を実現するモジュールであって、 前記複数の回路要素の各々が、前記モジュール基板の表
面に、互いに絶縁された端子を備えた、モジュール。 - 【請求項2】 モジュール基板、および、該モジュール
基板上に互いに絶縁して形成され、各々が独立した機能
を有する複数の回路要素を含むモジュールであって、前
記複数の回路要素の各々が、前記モジュール基板の表面
に互いに絶縁された端子を有するモジュールと、 モジュール表面の前記端子の少なくとも2つを電気的に
接続する結線配線を有し、モジュールに電力を供給する
ベース基板とを備え、ベース基板から供給された電力に
基づいて前記結線配線を介して接続された各回路要素を
動作させ、所定の機能を実現する、表面実装モジュー
ル。 - 【請求項3】 前記端子は、前記回路要素が設けられた
前記モジュール基板の第1の面と反対側の第2の面に形
成されている、請求項2に記載の表面実装モジュール。 - 【請求項4】 モジュールは、前記複数の回路要素を接
地させる接地電極をさらに備え、 ベース基板は、モジュールの前記接地電極と接続して接
地させ、前記結線配線を囲む接地配線をさらに備えてお
り、前記結線配線と前記接地電極とは、コプレーナ線路
を形成する、請求項3に記載の表面実装モジュール。 - 【請求項5】 モジュールは、前記複数の回路要素を接
地させる接地電極をさらに備え、 ベース基板は、モジュールの前記接地電極と接続して接
地させる接地電極をさらに備えており、前記結線配線と
前記接地電極とは、スロット線路を形成する、請求項3
に記載の表面実装モジュール。 - 【請求項6】 モジュールの前記接地電極は、前記端子
を囲む、請求項4に記載の表面実装モジュール。 - 【請求項7】 モジュールの前記接地電極は、前記第2
の面の周辺部に配置される、請求項5に記載の表面実装
モジュール。 - 【請求項8】 モジュール基板、該モジュール基板上に
互いに絶縁して形成され、各々が独立した機能を有する
複数の回路要素であって、各々が、前記回路要素が設け
られた前記モジュール基板の第1の面と反対側の第2の
面に、導電体により電気的に接続された端子を有する複
数の回路要素、および、前記複数の回路要素を接地させ
る接地電極を有するモジュールと、 モジュールの前記接地電極と接続して接地させ、モジュ
ールに電力を供給するベース基板とを備え、ベース基板
から供給された電力に基づいて前記結線配線を介して接
続された各回路要素を動作させ、所定の機能を実現す
る、表面実装モジュールであって、 前記第2の面は、外周面から後退した位置に第3の面を
有し、前記端子は、該第3の面に形成されている、表面
実装モジュール。 - 【請求項9】 前記導電体を覆うように、前記第3の面
がポッティングされている、請求項8に記載の表面実装
モジュール。 - 【請求項10】 前記接地電極は、第3の面に形成され
ている、請求項8に記載の表面実装モジュール。 - 【請求項11】 前記導電体は、導電性ワイヤ、導電性
チップ、および、金属の少なくとも1つである、請求項
8〜10に記載の表面実装モジュール。 - 【請求項12】 前記端子は、前記回路要素が設けられ
た前記モジュール基板の面に形成されている、請求項2
に記載の表面実装モジュール。
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