JP2005251827A - モジュール部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】異なる回路ブロックを同一モジュール内に内包したモジュール部品に関し、シールド用の金属キャップを実装する実装ランドにより小型化が難しいという課題を解決し、小型化と信頼性の向上を図れるモジュール部品を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の異なる回路ブロックが形成された回路基板１と、この回路基板１の各回路ブロックに実装された電子部品６と、この電子部品６を各回路毎に樹脂で一体に被覆した封止体７と、この封止体７の外表面に形成されたシールド電極８からなり、このシールド電極８を導電性樹脂９を介して回路基板１上に形成されたグランド電極４に接続する構成にしたことにより、少ないグランド電極４との接続面積で電気シールドができるために小型化を図ることができ、かつ、回路基板１の加工が一切不要なために回路基板１の強度を低下させることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器、通信機器等に使用される電気シールドを有したモジュール部品に関するものである。
従来、この種のモジュール部品は小型化あるいは薄型化、さらには多機能化が要求されており、しかも高速信号化やデジタル化に伴い回路のブロックの構成も多岐に亘っており、これらの要求を満たすためには同一のモジュール内に個別の回路ブロックをお互いの干渉のない状態でできるだけ近接して配置することが求められている。
図５はこの種の従来のモジュール部品の構成を示した斜視図、図６は図５のＡ−Ａ線における断面図であり、このモジュール部品は１枚の回路基板上に２つの回路ブロックを形成したものである。
同図において、１は複数層の内層電極を有する回路基板であり、この回路基板１は一般にガラスエポキシ基板が多く用いられている。２はこの回路基板１上に形成された導体パターン、３は回路基板１に形成されたスルーホール、４は回路基板１上に形成されたグランド電極である。６は回路基板１に実装された電子部品、５はこの電子部品６を接合する半田である。１１は電気シールド用の金属キャップであり、この金属キャップ１１は表面にめっきを施したアルミや銅板を所望の形状にプレス成形して構成され、各回路ブロック毎に実装された電子部品６群を覆うように被せられ、回路基板１の側面や表層の何点かでグランド電極４と半田付けにより接合されている。
また、上記金属キャップ１１は、回路基板１に接合する際の位置精度の向上や接合強度の安定化を目的として、回路基板１に切り込みや開放孔を設けたり、金属キャップ１１にも折り曲げ加工を施すことが多く取り入れられているものである。
また、回路基板１との接続点と金属キャップ１１の構造を変えることにより電気シールドの効果を向上させたり、あるいは複数の回路基板に異なる回路ブロックを形成し、夫々に電気シールドを施した後、重ね合わせるという方法も提案されている。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
特開平０７−３０２９９号公報 特開平１１−１５０３９１号公報
しかしながら上記従来のモジュール部品では、金属キャップ１１を回路基板１に実装するために、回路基板１の表面に金属キャップ１１毎に実装ランドを設けなければならないため、実装部品の小型化や回路構成の複雑化に伴い１モジュールに形成する回路ブロック数が上昇すると金属キャップ１１実装のためのランド面積が増えてしまい、実装部品の実装数に制限が出てくるという課題があった。
また、モジュール部品には落下試験等の耐衝撃性が要求されるため、金属キャップ１１の機械的強度面から板厚の薄型化には限界があるという課題もあった。
また、実装ランドを可能な限り小さくし、かつ接合強度の向上や位置合わせ精度の向上を図るために回路基板１に切り欠きを設けたり、貫通孔を設けたりすることもできるが、この場合には回路基板１の強度が低下したり、作製コストが上昇したりするために好ましくないものであった。
本発明はこのような従来の課題を解決し、小型化と信頼性の向上を両立することが可能なモジュール部品を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために本発明は、複数の異なる回路ブロックが形成された回路基板と、この回路基板の各回路ブロック毎に夫々実装された電子部品と、この電子部品を各回路毎に樹脂で一体に被覆した封止体と、この封止体の外表面に形成されたシールド用の金属層からなり、この金属層を金属粉と熱硬化性樹脂からなる導電性樹脂を介して回路基板上に形成されたグランド電極に接続した構成にしたものである。
以上のように本発明によるモジュール部品は、少ないグランド電極との接続面積で電気シールドができるために小型化を図ることができるばかりでなく、異なる封止体の間は隙間無くグランド電極に接続できるために封止体間の電気的結合を抑制することができる。
また、回路基板の加工が一切不要なために回路基板の強度を低下させることがないという格別の効果が得られるものである。
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、３に記載の発明について説明する。
図１は本発明の実施の形態１によるモジュール部品の構成を示した斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図であり、このモジュール部品は１枚の回路基板上に２つの回路ブロックを形成したものである。
同図において、１は複数層の内層電極を有する回路基板、２はこの回路基板１上に形成された導体パターン、３は回路基板１に形成されたスルーホール、４は回路基板１上に形成されたグランド電極であり、特に回路基板１の外周部と一部の導体パターン２は回路基板１のグランド層とスルーホール３により接続されてグランド電極４を形成した構造になっている。６は回路基板１に実装されて導体パターン２に接続された電子部品、５はこの電子部品６を接合する半田である。
７は各回路ブロック毎に実装された電子部品６を樹脂で被覆した封止体、８はこの封止体７の外表面に形成された金属層からなるシールド電極、９はこのシールド電極８と上記グランド電極４を接続した導電性樹脂である。
なお、本実施の形態では、上記回路基板１として、内層２層、表層上下１層の４層構造のガラスエポキシ基板を用いた。なお、スルーホール３は貫通型でも良いが封止体７の下になる部分には目止めが必要となる。また、表層配線にはＣｕ配線を形成し、この表面にＡｕめっきを施したが、Ｃｕ配線のままでも構わない。但し、この場合には後述する導電性樹脂塗布までの間にＣｕ電極が酸化しないようにする対策が必要となる。
次に、このように構成された本実施の形態によるモジュール部品の製造方法について説明すると、まず、回路基板１の表層配線の上にスクリーン印刷によりクリーム状の共晶半田５を印刷し、この上に電子部品６を実装して半田リフローを行った後、洗浄した。
続いて、Ａｇ粉をエポキシ樹脂と混合した導電性樹脂９をマイクロディスペンサを用いてグランド電極４上に高さ５０μｍ、幅５０μｍの半円状の断面になるように塗布形成し、これを乾燥機に入れて１５０℃で３０分間放置して硬化させた。硬化後の膜厚は４０μｍであった。なお、電子部品６の実装は共晶半田５でなくても構わなく、実装用の導電性樹脂でも良いが、この場合には乾燥工程を１回にした方が効果的である。
続いて、エポキシ樹脂と酸化物が混合された封止用樹脂を型枠を用いて回路基板１の表層に流し込み、これを１２時間放置することによって封止用樹脂を硬化させて封止体７を形成した。
続いて、ダイシング装置を用いて封止体７に切り込みを入れ、封止体７の厚みが２０〜３０μｍになるようにすることにより上記導電性樹脂９を露出させた後、封止体７の外表面ならびに導電性樹脂９上に無電界めっきと電気めっきにより厚み５〜１５μｍのＣｕ導体からなるシールド電極８を形成して本実施の形態のモジュール部品を作製した。
このように構成された本実施の形態によるモジュール部品は、電気シールドに金属キャップを用いていないために金属キャップの実装用ランドが不要になり、かつシールド間の距離を短くすることができるようになり、この結果、全体としてモジュール部品を小型化することができるものである。また、回路基板１に切り欠き等の加工を施さないために折り曲げ試験において高い強度を得ることができる。また、封止体７の外周を全てグランド電極４に接続することができるので高いシールド効果が実現できるものである。
なお、本実施の形態においては導電性樹脂９としてコストを抑制する目的でＡｇ粉を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の貴金属粉を用いても同様の効果を得ることができる。また、非金属のＣｕ粉を用いることも可能であるが、この場合には硬化工程を窒素雰囲気等にするか、市販のＡｇコートＣｕ粉を用いる等の方法が必要である。
また、金属粉として固有抵抗の高いＮｉやＳｎ、Ｆｅ等を用いた場合には封止体７の表層の接地が不十分になり、十分な回路特性が得られなかった。
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明する。
本実施の形態は上記実施の形態１におけるモジュール部品の回路基板外周部におけるシールド電極とグランド電極の接続が異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
図３は本発明の実施の形態２によるモジュール部品の構成を示した斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線における断面図であり、このモジュール部品は１枚の回路基板上に２つの回路ブロックを形成したものである。
同図において８は金属層からなるシールド電極であり、このシールド電極８とグランド電極４との接続は回路基板１の中央部においては導電性樹脂９を介して行っているのは実施の形態１と同様であるが、回路基板１の外周部においては、回路基板１の内層として設けられたグランド層にシールド電極８を直接接続した構成にしたものである。
このような構成にすることにより、導電性樹脂９の塗布幅分の小型化が可能になるばかりでなく、導電性樹脂９の塗布作業は比較的時間が掛かることから作業時間の短縮を図ることも可能になり、生産性の向上とコストダウンを図ることができるようになるものである。
本発明によるモジュール部品は、異なる回路ブロックを同一モジュールにシールド性を保ったままで内包することが可能で、かつ、従来品に比べて小型で高密度の実装ができることから各種電子機器、通信機器等に用いられる電気シールドを有するモジュール部品として有用である。
本発明の実施の形態１によるモジュール部品の構成を示した斜視図 図１のＡ−Ａ線における断面図 本発明の実施の形態２によるモジュール部品の構成を示した斜視図 図３のＡ−Ａ線における断面図 従来のモジュール部品の構成を示した斜視図 図５のＡ−Ａ線における断面図
符号の説明
１ 回路基板
２ 導体パターン
３ スルーホール
４ グランド電極
５ 半田
６ 電子部品
７ 封止体
８ シールド電極
９ 導電性樹脂

Claims (3)

  1. 複数の異なる回路ブロックが形成された回路基板と、この回路基板の各回路ブロック毎に夫々実装された電子部品と、この電子部品を各回路毎に樹脂で一体に被覆した封止体と、この封止体の外表面に形成されたシールド用の金属層からなり、この金属層を金属粉と熱硬化性樹脂からなる導電性樹脂を介して回路基板上に形成されたグランド電極に接続したモジュール部品。
  2. 回路基板の外周部における金属層を回路基板の内部に設けられた配線層のグランド電極に直接接続した請求項１に記載のモジュール部品。
  3. 導電性樹脂の金属粉の主成分がＡｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕのいずれかである請求項１または２に記載のモジュール部品。
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