JP2003283168A - 表面実装型電子部品 - Google Patents

表面実装型電子部品

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JP2003283168A
JP2003283168A JP2002089852A JP2002089852A JP2003283168A JP 2003283168 A JP2003283168 A JP 2003283168A JP 2002089852 A JP2002089852 A JP 2002089852A JP 2002089852 A JP2002089852 A JP 2002089852A JP 2003283168 A JP2003283168 A JP 2003283168A
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聡浩 坂ノ上
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    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で熱抵抗が小さい表面実装型電子部品を
提供する。 【解決手段】 本発明の表面実装型電子部品10は、回
路基板1と、該回路基板1の上面に搭載する発熱性が大
きい電子部品素子3と、前記回路基板1の下面に形成し
マザーボードと接合する複数の端子電極6と、前記回路
基板1の上面を覆うシールドケース2とから成り、シー
ルドケース2の内面と前記発熱量が大きい電子部品素子
3とを接合するとともに、回路基板1の上面とシールド
ケース2の内面との間に金属支持体4が接合されている
構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品素子を搭
載した表面実装型電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の表面実装型電子部品について、図
5に示すような構造が提案されている。この表面実装型
電子部品50は、発熱性が大きい電子部品素子53が、
回路基板51上に実装され、回路基板51の上面を覆う
金属製のシールドケース52の内面と接合している。こ
のような構造にすることで、回路基板51とシールドケ
ース52を固定すると共に、発熱性が大きい電子部品素
子53は熱をシールドケース52に伝熱することで熱抵
抗を下げていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、シールドケ
ース52の厚みが部品の高さ制限の等により充分に取れ
ない場合があり、このような場合、シールドケース52
の熱容量が足りないので、熱抵抗を充分に下げることが
できない。
【0004】また、発熱性が大きい電子部品素子53の
接合面積が小さいときは、シールドケース52との接着
面積が小さくなり、接合力が不十分となり、回路基板5
1からシールドケース52が外れてしまうという問題が
あった。その為、シールドケース52はキャップ部から
回路基板51の側面に対向するように延出した脚部と回
路基板51の側面に形成した端面電極とを半田59で接
合して接合力を高めていた。
【0005】しかしながらこの方法では、シールドケー
ス52を接合して固定するために回路基板51の側面に
端面電極が必要であり、端面電極を形成するためには、
回路基板51の側面に端面スルーホール等を形成しなく
てはならず、表面実装型電子部品50を小型にすること
が困難であった。
【0006】本発明は上述の課題に鑑みて案出されたも
のであり、その目的は、回路基板上に搭載する発熱性が
大きい電子部品素子とシールドケースとを接合する表面
実装型電子部品において、小型の接合面積の電子部品素
子を用いてもシールドと充分な接合強度が得られ、か
つ、熱抵抗が小さい表面実装型電子部品を提供するもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明では、回路基板と、該回路基板の上面に搭載
する発熱性が大きい電子部品素子と、前記回路基板の下
面に形成しマザーボードと接合する複数の端子電極と、
前記回路基板の上面を覆うシールドケースとから成る表
面実装型電子部品において、前記シールドケースの内面
と前記発熱量が大きい電子部品素子とを接合するととも
に、前記回路基板の上面と前記シールドケースの内面と
の間に金属支持体が接合されていることを特徴とする。
【0008】また、前記発熱性が大きい電子部品素子は
前記回路基板の上面にフェイスダウンボンディングによ
り搭載して成ることを特徴とする。
【0009】さらに、前記回路基板の上面又は下面に、
熱により電気特性が変動する電子部品素子を搭載して成
ることを特徴とする。
【作用】本発明の構成によれば、発熱性が大きい電子部
品素子は回路基板の上面を覆うシールドケースの内面と
接合しているので、発生した熱はシールドケースに伝熱
される。そして、シールドケースは回路基板の上面と接
続する金属支持体と接続しているので、シールドケース
の熱の一部は金属支持体に伝熱される。従って、熱の伝
導経路が分散されて伝熱経路が長くなるため、発熱性が
大きい電子部品素子から発生した熱はシールドケースに
吸熱されやすく発熱性が大きい電子部品素子の熱抵抗が
小さくなり、その結果、表面実装型電子部品の温度上昇
を抑えることができる。
【0010】また、発熱性が大きい電子部品素子から基
板に伝わる熱量は少ないので、熱により電気特性が変動
する電子部品素子を同じ回路基板上に実装することが可
能である。
【0011】また、シールドケースは発熱性が大きい電
子部品素子と金属支持体とで固定されているので、回路
基板とシールドケースの接合強度が充分に取れ、かつ、
固定位置が複数になることで接合が安定する。
【0012】また、発熱性が大きい電子部品素子をフェ
イスダウンボンディングにより回路基板に搭載する構成
においては、部品外部からの衝撃等によってバンプにか
かる応力が金属支持体に分散されるので、電気的に断線
しにくくなり、バンプを回路基板に固定するためのアン
ダーフィル樹脂を入れなくてすみ、製造コストを抑える
ことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の表面実装型電子部
品を図面に基づいて詳説する。
【0014】図1は本発明の表面実装型電子部品の外観
斜視図であり、図2は本発明の表面実装型電子部品の断
面図である。表面実装型電子部品10は、回路基板1に
発熱性の大きい電子部品素子3、チップ部品5がそれぞ
れ搭載されシールドケース2で回路基板1の上面を覆っ
ている。
【0015】回路基板1は、絶縁層を積層して成るセラ
ミック多層基板であり、不図示であるが所望の配線を内
蔵することで実装密度を高めることができる。内蔵する
配線には主としてタングステン(W)やモリブデン(M
o)などが使われてきたが、最近では低温焼成セラミッ
クスが出現し銀(Ag)や銅(Cu)などの低インピー
ダンス材料も使われている。回路基板1の下面には複数
の端子電極6が形成され、マザーボードと半田を介して
接合される。また、端子電極6の表面には防錆や半田濡
れ性を考慮してメッキ処理される。このようなメッキ処
理は金(Au)メッキが一般的であり、例えば、金(A
u)メッキの下にニッケル(Ni)などの中間メッキを
形成することが望ましい。
【0016】電子部品素子3は、発熱性の大きいICな
どの半導体素子であり、材料はSiO2やGaAsなど
の基板にアルミニウム(Al)などの配線が形成され、
例えば電気信号の増幅に用いられるパワーアンプは複数
のトランジスタで構成されており、大量の熱が増幅回路
から発生する。電子部品素子3の下面はバンプ23によ
って、回路基板2の上面に形成された配線パターン(不
図示)にフェイスダウンボンディングされている。ま
た、電子部品素子1と回路基板2との間にアンダーフィ
ル樹脂24を形成して接合力を強化している。
【0017】チップ部品5は、例えばダイオード、コン
デンサ、抵抗等の発熱性が小さく、特に気密封止などを
必要としない部品であり、半田等により回路基板1上面
に形成され配線パターン(不図示)と接合する。
【0018】金属支持体4は、回路基板1の上面に搭
載、接合する。接合には半田等が使われるので、半田濡
れ性が良好にするために、表面をはんだメッキまたはS
nメッキを施した物を用いる。金属支持体4の材料に
は、鉄(Fe)、洋白またはりん青銅を用いる。形状
は、上面に平面部のある円柱型が使いやすいが、角柱型
でもかまわない。そして、回路基板1の上面に搭載した
ときの高さが電子部品素子3と同じ高さになるように設
計されている。電子部品素子3を回路基板1に搭載する
のは、回路基板1に直接樹脂で接合しても良いが、回路
基板1の上面に電極パッド(不図示)を配設しておいて
半田等により接合する方法を用いれば他のチップ部品5
等と同じ工程で処理できるので工程を増やさなくてす
む。また、この電極パッドは独立したパターンであって
も良いが、図に示すように、回路基板1に内蔵したビア
ホール導体9と接続されても良い。ビアホール導体9が
グランド電位に接続されている場合(不図示)には、こ
れにより、シールドケース2のグランドを強化すること
ができシールド性を高めることができる。
【0019】シールドケース2は、図に示すように断面
が凹状に形成され回路基板1の上面を覆うように構成さ
れている。このシールドケース2は表面実装型電子部品
10を物理的に保護するだけでなく、電磁波を遮蔽する
作用が求められる。電磁波を遮蔽するため金属材料であ
るが、鉄(Fe)、洋白、りん青銅等のバネ性のある材
料が使われる。また、シールドケース2の内側には金属
支持体4と接合するので、半田濡れのためにスズ(S
n)メッキなどが形成されている。なお、シールドケー
ス2は断面凹状に形成したが、これに限定されることな
く平板状のものでも構わない。
【0020】また、シールドケース2の接合に関して
は、電子部品素子3の上面と金属支持体4の上面が、シ
ールドケース2の内面と接合する。接合する材料には半
田等を用いるが、回路基板1の上面に搭載した部品と接
合する半田よりも低温で溶融するものであれば、先の工
程で搭載したチップ部品等を接合している半田が再溶融
して部品の位置ずれ等が発生しなくなる。
【0021】本発明の特徴的なところは、回路基板1に
搭載した電子部品素子3の上面と金属支持体4の上面
が、シールドケース2の内面と接合していることであ
る。
【0022】シールドケース2の固定を、電子部品素子
3だけでなく、金属支持体4も使用するので、例えば電
子部品素子3を1つしか搭載しない場合でも安定して回
路基板1にシールドケース2を固定させることが出来
る。従って、従来のように回路基板1の側面と固定する
必要が無くなり、端面電極等を形成しなくてすむ。端面
電極等を形成しない回路基板1は、安価であり、小型に
することができる。そして、表面実装型電子部品10は
小型になり、端面電極が形成されていないランドグリッ
ドアレイ構造になるので、マザーボードの実装占有面積
も小さくすることが出来る。
【0023】また、シールドケース2は、りん青銅等の
金属材料であるため回路基板1よりもはるかに熱伝導性
が良い。例えば、代表的なセラミック基板材料である熱
伝導率が、アルミナ多層基板では20W/mK以下であ
るのに対し、りん青銅は50W/mK以上であるので、
電子部品素子3より発生した熱は、回路基板1よりもシ
ールドケース2の方に主に伝熱する。更に、シールドケ
ース2全体に素早く伝熱するので、シールドケース2自
体の温度は上がりにくい。
【0024】更に、本発明のシールドケース2は金属支
持体4と接合しており、金属支持体4もシールドケース
2と同様にりん青銅等の金属材料であるため、熱が金属
支持体4にも伝わりやすい。
【0025】更に、回路基板1のビアホール導体9に接
続されていれば、金属支持体4からビアホール導体9に
熱が伝わるので、シールドケース2の温度上昇を抑える
のにより有利である。また、これ以外にも、シールドケ
ース2全体にいきわたった熱は、空気中に放熱される。
【0026】以上のような理由から、本発明のシールド
ケース2は、従来のものに比べて熱容量が大きく温度上
昇しにくいものとなっている。従って、電子部品素子3
は、発生した熱が温度の上がりにくいシールドケースに
効率よく伝熱されるので、温度が上がりにくくなり、熱
抵抗が小さくなる。
【0027】他の例では、電子部品素子3の搭載に関し
て、ワイヤーボンディングよりも部品を小型化が可能で
ある点からフェイスダウンボンディングを用いる方法が
最近特に用いられており、このような構造の本発明にお
ける例を図3に示す。電子部品素子3は、バンプ38に
より電気的に接続して、一般的にはアンダーフィル樹脂
等により、接合を強化している。
【0028】また、本発明では、アンダーフィル樹脂に
限定されず、フェイスダウンボンディングにおいて、例
えば落下衝撃などで外部からの応力が発生した場合で
も、金属支持体34にも応力が分散されるので、バンプ
38への応力が大きすぎて断線するという危険が少な
い。従って本発明ではアンダーフィル樹脂を用いなくて
も良い。しかしながら、さらに接合強度を向上させるた
めに用いても良い。
【0029】また他の例では、熱により特性が変化しや
すい電子部品素子を搭載した表面実装型電子部品の例を
図4に示す。電子部品素子72は回路基板41に形成さ
れたキャビティ71に収納されている。図ではフェイス
ダウンボンディングにより搭載している。例えば、Li
TaO3等を材料とした弾性表面波素子は、温度変化に
より周波数特性が変化しやすく、水蒸気等により周波数
特性が変動するという問題があるので気密封止する必要
がある。
【0030】本発明の構成では、発熱性が大きい電子部
品素子から発生した熱はシールドケースに吸熱されやす
いので回路基板41の温度は上昇しにくくなっているの
で、キャビティ71に収納された電子部品素子72にも
熱は伝わりにくい。従って、電子部品素子72は、温度
が上昇しにくくなる構造になっているので、特性が変化
しにくい。また、弾性表面波素子の他に、水晶振動子を
含む他の圧電素子を搭載する場合においても、本発明の
構造であれば温度による特性の変化が少ない。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明の表面実装型電子部
品は、回路基板の上面とシールドケースの内面とを、電
子部品素子と金属支持体とで接合しているので、小型で
熱抵抗が小さい表面実装型電子部品を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面実装型電子部品の外観斜視図であ
る。
【図2】本発明の表面実装型電子部品の断面図である。
【図3】本発明の表面実装型電子部品の他の例の断面図
である。
【図4】本発明の表面実装型電子部品の他の例の断面図
である。
【図5】従来の表面実装型電子部品の断面図である。
【符号の説明】
10・・・・・・・・表面実装型電子部品 1、31・・・・・・回路基板 2、32・・・・・・シールドケース 3、33・・・・・・発熱性の大きい電子部品素子 4、34・・・・・・金属支持体 5、35・・・・・・チップ部品 6、36・・・・・・端子電極 9・・・・・・・・・ビアホール導体 23、74・・・・・バンプ 24・・・・・・・・アンダーフィル樹脂 71・・・・・・・・キャビティ 72・・・・・・・・熱により特性が変動する電子部品 73・・・・・・・・蓋体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 25/18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板と、該回路基板の上面に搭載す
    る発熱性が大きい電子部品素子と、前記回路基板の下面
    に形成しマザーボードと接合する複数の端子電極と、前
    記回路基板の上面を覆うシールドケースとから成る表面
    実装型電子部品において、 前記シールドケースの内面と前記発熱量が大きい電子部
    品素子とを接合するとともに、前記回路基板の上面と前
    記シールドケースの内面との間に金属支持体が接合され
    ていることを特徴とする表面実装型電子部品。
  2. 【請求項2】前記発熱性が大きい電子部品素子は前記回
    路基板の上面にフェイスダウンボンディングにより搭載
    して成ることを特徴とする請求項1記載の表面実装型電
    子部品。
  3. 【請求項3】前記回路基板の上面又は下面に、熱により
    電気特性が変動する電子部品素子を搭載して成る請求項
    1又は2記載の表面実装型部品。
JP2002089852A 2002-03-27 2002-03-27 表面実装型電子部品 Withdrawn JP2003283168A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10757845B2 (en) 2016-09-21 2020-08-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. High-frequency component provided with a shield case

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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