JP2005317935A

JP2005317935A - モジュール部品およびその製造方法

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Publication number: JP2005317935A
Application number: JP2005078880A
Authority: JP
Inventors: Shiroji Fujiwara; 城二藤原; Goji Himori; 剛司檜森; Michio Tsuneoka; 道朗恒岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】製造工程を増やすことなく十分なシールド効果を実現し、曲げ程度を保持し、そりの小さいモジュール部品を提供する。
【解決手段】基板１１上に、実装部品１２と、所望の回路ブロックに分割するための、導電性を有する仕切り１３とを実装し、この仕切り１３を形成していない部分に封止体１４を設けると共に、この封止体１４の表面に導電膜１６を設けることにより、前記所望の回路ブロックに対応した電気シールドを形成したモジュール部品である。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器、通信機器等に用いられる電気シールドを形成したモジュール部品およびその製造方法に関するものである。

従来の電気シールドを有するモジュール部品の製造方法を図１４に示す。図１４において、まず基板１上に実装部品３を実装し（図１４（ａ））、次に実装部品３を実装した基板１上に樹脂からなる封止体４を形成し（図１４（ｂ））、その後封止体４を形成した基板１上に所望の回路ブロックに分割する分割溝６を設け（図１４（ｃ））、次に封止体４及び分割溝６の表面にめっき等により金属膜２を形成し（図１４（ｄ））、モジュール部品を形成している。ここで、形成した金属膜２は、基板１のグランドパターン５に接続することで電気シールド効果および所望の回路ブロックごとのシールド効果を有している。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献として、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−１５０３９１号公報

しかしながら従来の電気シールド構造では、所望の回路ブロックを分割する分割溝６を設ける際に、金属膜２とグランドパターン５を導通させるために、基板１の第２層のグランドパターン５まで切り込みを入れる必要があり、基板１に切り込みが形成されることになる。この切り込みのためにモジュール部品の曲げ強度の保持や、そりの発生を抑えることが困難となる。その結果、分割した回路ブロック間配線の断裂といった回路動作不具合の原因となる。対策として、分割溝６を樹脂で埋め込み、モジュール部品の強度低下を防ぐという構造があるが、新たに樹脂を埋め込む工程を設けなければならないため、コストアップとなる。

本発明は上記問題点に鑑み、モジュール部品の曲げ強度を保ち、そりを小さくし、製造工程を簡略化し、十分なシールド効果を有するモジュール部品を実現することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、基板上に実装部品と、所望の回路ブロックに分割するための導電性を有する仕切りとを実装し、この仕切りを形成していない部分に封止体を設けると共に、この封止体の表面に導電膜を設けることにより、前記所望の回路ブロックに対応した電気シールドを形成したモジュール部品であり、これにより、十分な曲げ強度およびシールド効果を有し、また、所望の回路ブロックごとにシールドを形成するための分割溝を設ける必要が無いために、回路動作不具合の無いモジュール部品を得ることができる。

本発明のモジュール部品は、所望の回路ブロックごとのシールド形成において仕切りを形成しているので、分割溝を設ける必要が無いため、製造工程を簡略化することができ、モジュール部品の曲げ強度を保ち、そりを小さくし、分割した回路ブロック間の配線断裂といった回路動作不具合がなく、十分なシールド効果が得られることができ、形状の自由度が高いシールドを実現できる。

（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１〜２０に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるモジュール部品の製造工程図、図２は同実施の形態におけるモジュール部品の斜視図である。

図１において、まず、樹脂からなる基板１１上に、実装部品１２と、回路ブロックの仕切りが必要な部分に、所定の回路ブロックに対応した形状の導電性を有する物質からなる仕切り１３を実装する（図１（ａ））。

基板１１は、電源、グランド、高周波回路パターンなどが少なくとも２層以上の配線層にわたって形成されており、その表面の外周部にはグランドパターン１５が形成されている。

本実施の形態において、基板１１は、モジュール部品の個片の集合体であるので、実際には、少なくとも個片に必要な数の仕切り１３を形成する。

また、仕切り１３に用いる導電性物質は金属や導電性樹脂のような、樹脂を有する物質であればよい。

ここで導電性樹脂としては、例えば、プラスチックに導電性フィラーを配合した組成物を用いることが出来る。その場合のプラスチックは：ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の汎用プラスチック；ナイロン等の汎用エンジニアリングプラ；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー等の特殊エンジニアリングプラスチック；およびポリエステルエラストマー、ポリスチレンエラストマー等の熱可塑性エラストマーであってもよい。また、導電性フィラーとしては、例えば、ステンレスマイクロファイバ、カーボンファイバ、カーボンブラック、銅、ニッケル、銀などの金属粉、等を用いることが出来る。

次に、基板１１上に封止体１４を形成し（図１（ｂ））、封止体１４の上部を研磨することで、平坦にする。

ここで封止体１４の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの電気絶縁性のモールド樹脂を用いることが出来る。

その後、基板１１を切断し、個片のモジュール部品を形成する（図１（ｃ））。

次にこの封止体１４の仕切り１３の部分を除く表面を金属膜１６で覆う。この時、形成された導電膜はグランドパターン１５の少なくとも一部と導通する。それにより、基板１１上に所望の回路ブロックに対応した形状の電気シールドが形成されたモジュール部品が完成する（図１（ｄ））。

図２に二つのブロックに分割された回路モジュールを例示する。モジュール部品は、導電膜１６で覆われた封止体１４が、仕切り１３によってブロックに分割されているので、各ブロック間のシールド効果を得ることができる。

本実施の形態において、仕切り１３は導電性を有する物質からなるとしたが、本実施の形態の仕切り１３は、樹脂と導電性物質との組成物で形成されていても良いし、あるいはそれらの複合体であってもよい。このとき封止体１４は前記仕切り１３と同一の樹脂を用いる場合が好ましい。仕切り１３と封止体１４の材料を同一にし、熱膨張係数を合わせることで、モジュール部品のそりを防止することができる。

なお、基板１１はセラミック基板であってもよく、このとき仕切り１３はセラミック粉を添加した樹脂と導電性物質を用いて仕切り１３を構成することが好ましい。さらに封止体１４は前記仕切り１３と同一の樹脂を用いることが可能であり、仕切り１３と封止体１４の材料の熱膨張係数などをセラミック基板に近づけることで、モジュール部品のそりを防止することができ、さらにセラミックを使用することで、モジュール部品の曲げ強度を強化することができる。

また、仕切りに使用する導電性物質と基板１１に設けたグランドパターン１５とを、それぞれの所望の回路ブロック外周において、隙間無く接続することで、回路ブロック間の信号干渉やノイズ干渉を低減するために十分なシールド効果をもたらすことができる。

本実施の形態において、金属箔のような薄い導電性物質でシールドを構成する場合、仕切り１３の厚みを薄くすることが可能である。基板１１上の仕切り１３の占有面積を削減することにより、モジュール部品のサイズを小型化することが可能である。また、導電性樹脂を用いる場合、一般に導電性樹脂の熱膨張係数が低いことにより、モジュール部品を加熱した場合に仕切りが熱膨張により破損することを防止できる。

本実施の形態において、仕切り１３の断面形状は、図３に示すような矩形状の樹脂２１を金属膜２２で覆った仕切りを用いることが可能であり、基板１１のグランドパターン１５と仕切り１３の電気的接続がより確実なものとなり、モジュール部品作製における歩留まりを改善することが可能である。

また、図４に示すように、外周に金属膜２２を有する樹脂２１からなる仕切り１３の長手方向の断面形状が、基板１１と隣接する下部に突出部を有する形状、すなわち、逆Ｔ字型やＬ字型の断面形状であってもよい。この構成により、基板１１のグランドパターン１５と仕切り１３の電気的接続がより確実なものとなり、モジュール部品作製における歩留まりを改善することが可能である。

さらに、図５に示すように、導電性の壁として機能する金属膜２２と樹脂２１が積層された構造の仕切り１３を用いることができる。金属膜２２は、長手方向に略平行であって、かつ基板に対して鉛直方向に設けられる。なお、ここで長手方向とは、隣接する回路ブロックの境界と平行な方向に相当する。図５では、金属膜２２を２層用いた例を示すが、用途によっては単層であってもよく、逆に、十分なシールド効果を実現するために金属膜２２を３層以上用いても良い。

本実施の形態では、基板のグランドパターン１５と仕切り１３の導電性物質が導通するように実装を行った後、封止体１４形成後に、封止体１４の上部をモジュール部品の平坦性を保持するために研磨を行うが、その際、仕切り１３の鉛直方向に形成された導電性物質を表面に露出させることにより、後に封止体１４の表面に設ける導電膜１６と基板１１のグランドパターン１５とを、仕切り１３の導電性により導通させることができ、回路ブロック間の信号干渉やノイズ干渉を低減するために十分なシールド効果をもたらすことができる。

さらに、図５に示す仕切り１３は、金属膜２２を複数有しており、これによりさらに十分なシールド効果を得ることが可能である。また図５に示す仕切り１３は、仕切りの側面に樹脂を形成することが可能であり、基板１１上の仕切りに近接して存在する実装部品１２の電極と仕切り１３の導電性部分とが導通して、モジュール部品としての回路動作に不具合を生じることを防ぐことができる。

本実施の形態の仕切り１３は、導電膜１６を有する部分をグランドパターン１５の表面で接続されるように形成されている。さらに、仕切り１３の表面に露出した導電性物質とグランドパターン１５の表面の少なくとも１部を、半田または導電性樹脂を用いて電気的に接続してもよい。それにより、グランドパターン１５と導電膜１６の接続がより確実となり、回路ブロック間において十分なシールド効果を得ることができる。

次に、携帯電話用ＲＦモジュールに本発明を適用した実施の形態を、図６、図７を用いて説明する。図６にＲＦモジュールのブロック図、図７（ａ）にモジュール部品の断面図、図７（ｂ）に平面図を示している。このモジュール部品は、携帯電話の送受信回路とＶＣＯ回路を含むＬＯ（Local Oscillator）信号回路を一体化したモジュール部品である。このような一つのモジュールに複数の回路ブロック機能を持たせる場合、このモジュールのＶＣＯ１、ＶＣＯ２間の干渉、あるいはＶＣＯ１、ＶＣＯ２と、送信信号または受信信号などとの干渉が問題となる。本発明のモジュール部品を用いることにより上記の干渉を防止することができる。すなわち、本発明のモジュール部品を用いることにより、送信信号の変調精度、ＳＮ、又、受信系回路部の受信感度特性などを向上することができる。

また、従来ではＶＣＯを単独でシールドを行う必要があり、単独シールド形成後、モジュール部品全体をシールドしていたため、シールド形成のためのモジュール部品の高さが高くなってしまうと共に、モジュール部品の形状が大きくなっていた。本発明により、その課題を解決し、モジュール部品の小型化、低背化が可能である。

なお、図８に示すように、回路ブロックがそれぞれ機能の異なる独立した回路モジュールであっても良い。たとえば、図８において、３１：Bluetooth回路、３２：FMチューナー回路を一つのモジュール部品に集積したモジュール部品とすると、回路３１，３２が同時動作した場合でも相互に干渉することが無く、さらには回路３１，３２を装置に別々に設ける場合よりも、小型化を実現することが可能である。

なお、図９に示すように、回路３１，３２の回路ブロックが直線状に区切られていない場合でも、仕切りの形状により、回路ブロック間のシールド構造を自由にかつ、容易に実現することが可能である。従来は、ダイシングを行って回路ブロックを分割する方法があるが、その場合は分割溝が直線状で無ければならなかった。また、レーザー加工により、分割溝を設けることもできるが、その場合は深さ制御、加工時間などの問題がある。このように仕切りの形状を自由にすることで、回路ブロックのシールドを自由に設計することができる。

例えば、図１０に示すように、基板１１の内側に円状（図１０（ａ））または多角形状（図１０（ｂ））に連続して形成した仕切りを用いることが可能であり、他の回路ブロックに影響を及ぼす回路ブロックをその占有するレイアウトに関わらず、シールドすることができる。なお、図１０の円状の仕切り１３Ａまたは多角形状の仕切り１３Ｂが、基板１１Ａ，１１Ｂの縁に接していてもよい。

また、仕切り１３は、図１１に示すように基板１１の外縁部に接することなく形成したモジュール部品を使用することが可能であり、これにより、他の回路ブロックにとって不要な信号やノイズの原因となっている回路ブロックのみにシールドを施すことができる。

また、仕切り１３は、図１２に示すように少なくともＴ字状の平面形状を有する仕切りを使用することが可能であり、モジュール部品の回路ブロックを少なくとも２つ以上に分割することが可能となり、図１３に示すようなモジュール部品を実現することができる。

また、封止体１４を覆う導電膜１６は、封止体１４で覆ったモジュール部品をめっきすることにより容易にシールドを形成することが可能となる。

また、モジュール部品の仕切り上部に形成された導電性物質を、ダイシングまたはレーザーで除去することを施したモジュール部品でもよく、これにより、干渉を避けたい回路ブロックのシールド部分を独立させることにより、回路ブロック間のシールド効果を増大させることができる。

以上のように本発明は、所望の回路ブロックに分割する仕切りによって、所望の回路ブロック間を電気的に遮蔽することができ、また、回路基板に溝を設ける必要がないので、曲げ強度を保持し、そりに対しても良好なモジュール部品を提供することができる。

本発明にかかるモジュール部品は曲げ強度やそりを保つとともに、十分なシールド効果を得ることができ、複数の回路ブロック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におけるモジュール部品の製造工程図同実施の形態におけるモジュール部品の斜視図同実施の形態における仕切りの斜視図同実施の形態における仕切りの斜視図同実施の形態における仕切りの斜視図同実施の形態におけるモジュール部品のＲＦブロック図同実施の形態におけるＲＦモジュール部品の断面図同実施の形態におけるモジュール部品の平面図同実施の形態におけるモジュール部品の平面図同実施の形態におけるモジュール部品の仕切りの平面図同実施の形態におけるモジュール部品の仕切りの平面図同実施の形態におけるモジュール部品の仕切りの平面図同実施の形態におけるモジュール部品の斜視図従来のモジュール部品の製造工程図

符号の説明

１１基板
１２実装部品
１３仕切り
１４封止体
１５グランドパターン
１６金属膜

Claims

基板上に、実装部品と、所望の回路ブロックに分割するための、導電性を有する仕切りとを実装し、この仕切りを形成していない部分に封止体を設けるとともに、この封止体の表面に導電膜を設けることにより、前記所望の回路ブロックに対応した電気シールドを形成したモジュール部品。
基板は、樹脂基板であり、仕切りは、樹脂と導電性物質とで構成され、封止体に前記仕切りと同一の樹脂を用いた請求項１に記載のモジュール部品。
基板は、セラミック基板であり、仕切りは、セラミック粉を添加した樹脂と導電性物質とで構成され、封止体に前記仕切りと同一の樹脂を用いた請求項１に記載のモジュール部品。
仕切りの導電性物質は、金属箔である請求項２または３に記載のモジュール部品。
仕切りの導電性物質は、導電性樹脂である請求項２または３に記載のモジュール部品。
仕切りの断面形状は、矩形状である請求項１に記載のモジュール部品。
仕切りの断面形状は、上面に凸部を有する形状である請求項１に記載のモジュール部品。
仕切りは、導電性を有する壁を鉛直方向に設けた請求項１に記載のモジュール部品。
導電性を有する壁を設けた請求項８に記載のモジュール部品。
仕切りの側面は、樹脂が形成されている請求項１に記載のモジュール部品。
仕切りは、基板の内部を円状または多角形状に連続して形成した請求項１に記載のモジュール部品。
仕切りは、基板の外縁部に接することなく形成した請求項１１に記載のモジュール部品。
仕切りの平面形状は、少なくともＴ字形状を有する請求項１に記載のモジュール部品。
導電膜は、金属箔である請求項１に記載のモジュール部品。
導電膜は、導電性樹脂である請求項１に記載のモジュール部品。
基板上に、実装部品と、所望の回路ブロックに分割するための、導電性を有する仕切りとを実装し、次にこの仕切りを形成していない部分に封止体を形成し、その後この封止体の表面に導電膜を形成することにより、前記所望の回路ブロックに対応した電気シールドを形成したモジュール部品の製造方法。
封止体形成後にこの封止体を研磨し、仕切りの鉛直方向に形成された導電性物質を表面に露出させた請求項１６に記載のモジュール部品の製造方法。
仕切りの上部に形成された導電性物質を、ダイシングで除去する請求項１６に記載のモジュール部品の製造方法。
仕切りの上部に形成された導電性物質を、レーザーで除去する請求項１６に記載のモジュール部品の製造方法。
仕切りに形成された導電性物質と、封止体の表面に形成した導電膜とを電気的に接続させた請求項１６に記載のモジュール部品の製造方法。