JP2010080701A - モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とカバーとの接続強度が足りなかった。
【解決手段】基板１１の上面に装着された電子部品１３により構成された電気回路１５と、電気回路１５を覆う金属製のカバー１８と、カバー１８と電気的に接続されるとともに、基板１１の上面に設けられたグランド端子１６と、電子部品１３が埋設された樹脂埋設部２３とを備え、グランド端子１６に導体片１７が装着され、少なくともこの導体片１７の上面と側面のうちのいずれか一方が樹脂埋設部２３より露出し、この導体片１７の露出部分においてカバー１８と導体片１７とが接続されたものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波機器等に用いるモジュールに関するものである。

従来のモジュールは、図１２に示すように、基板１と、この基板１の上面に装着された電子部品２により構成された電気回路３と、この電気回路３を覆う金属製のカバー４と、このカバー４と電気的に接続されるとともに、基板１の上面に設けられたグランド端子５とを備え、このグランド端子５とカバー４とは半田６で装着されていた。

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が知られている。
特開平１１−３３０７６５号公報

しかしながらこのような従来のモジュールでは、基板１の上面に設けられたグランド端子５にカバー４を当接させ、この当接部を半田６で接着しているのみであり、基板１とカバー４との間に十分な接着強度が得られなかった。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、基板とカバー間の十分な接着強度を有するモジュールを提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明のモジュールは、グランド端子に装着された導体片を設け、この導体片とカバーとが接続されて電気回路がシールドされたものである。これにより、所期の目的を達成することができる。

以上のように本発明によれば、グランド端子に装着された導体片を設け、この導体片とカバーとが接続されて電気回路がシールドされたものであり、グランド端子とカバーとの間に導体片を介在させ、この導体片を介してグランド端子とカバーとが接続されているので、接触面積を大きくとることができ、基板とカバー間の十分な接続強度を得ることができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるモジュールの断面図である。図１において、基板１１の上面には導電部材で形成されたパターン１２が敷設されており、このパターン１２上には電子部品１３が半田１４で固着されて電気回路１５を構成している。

電気回路１５を構成するパターン１２は、基板１１の周縁部へ導出され接続端子を形成している。また、基板１１の周縁部１１ａには、グランド端子１６が形成されている。このグランド端子１６には、半田１４で固着された導体片１７が立設されている。そしてこの基板１１の電子部品１３搭載側には、電子部品１３や導体片１７が熱硬化性の樹脂２３ａで埋設された樹脂埋設部２３が形成されている。そして金属製のカバー１８が、樹脂埋設部２３に埋設された電気回路１５を覆うように被せられている。ここで、導体片１７の側面はこの樹脂埋設部２３から露出しており、カバー１８の側面１８ｂに半田１４で固着されている。なお、本実施の形態では導体片１７の側面においてカバー１８と半田付けしたが、これは導体片１７の上面とカバー１８の天面１８ａとを半田付けしても良い。なおこの場合、導体片１７の上の樹脂を研磨などによって除去し、導体片１７の上面を樹脂埋設部２３から露出させる。

以上のように、本実施の形態におけるモジュール２０は、導体片１７がグランド端子１６に半田１４で確りと固着されるとともに、導体片１７の側面あるいは上面とカバー１８の側面１８ｂあるいは天面１８ａの間も半田１４で確りと固着されている。このように夫々が面で固着されているので、基板１１とカバー１８間の十分な接続強度を得ることができる。

また、グランド端子１６から導体片１７を介してカバー１８に接続されているので、カバー１８もグランド電位となる。従って、カバー１８がシールド効果を有することになり、取り扱いが容易であるばかりではなく、シールド効果を必要とする高周波機器に使用するモジュールに適したものである。

次に本実施の形態におけるモジュールの製造方法について説明する。図２は、モジュール２０を構成する夫々の基板１１が複数個連結されて親基板２１を構成した要部平面図であり、図３は実装工程におけるモジュールの断面図である。図２、図３に示すように、グランド端子１６は、親基板２１を構成する夫々の基板１１にまたがって大グランド端子１６ａを形成している。そして実装工程２５では、基板１１上に電子部品１３や大導体片１７ａが装着される。なお、大導体片１７ａは大グランド端子１６ａ上に基板１１間をまたがって実装される。

図４は、埋設工程におけるモジュールの断面図である。図４において、埋設工程３１は、実装工程２５の後で、基板１１の電子部品１３搭載面側に、電子部品１３や大導体片１７ａが樹脂内に埋設された樹脂埋設部２３を形成する。本実施の形態では、基板１１の電子部品１３搭載面側全面にクリーム状の熱硬化性樹脂を印刷し、その後で加熱により樹脂を硬化させることにより樹脂埋設部を形成している。

そして埋設工程３１の後で、基板１１の周縁部１１ａに沿って、樹脂埋設部２３、基板１１および大導体片１７ａとが一気に切断される。これにより大導体片１７ａが切断され、基板１１の周縁部に導体片１７が形成される。この切断によって、導体片１７の側面を樹脂埋設部２３から露出させる。供給工程は、切断されたモジュールの上面にクリーム状の半田１４を塗布する。

図５（ａ）は、本実施の形態における搭載工程でのモジュールの要部側面図であり、図５（ｂ）は同、要部拡大断面図である。図５において、この搭載工程は、供給工程の後でカバー１８を基板１１へ装着する。そして加熱することによって、この導体片１７とカバー１８とが半田１４で固着される。

なおこのとき、カバー１８において導体片１７に対応する位置には、カバー１８の天面１８ａから側面１８ｂにかけて連続したスリット１８ｃを設けておく。これにより樹脂埋設部２３上に塗布された半田は、スリット１８ｃに沿って、カバー１８の側面１８ｂへと流れ込み、カバー１８と導体片１７とは半田付け接続される。

このようにグランド端子１６と、このグランド端子１６に固着される導体片１７は、基板１１の周縁部１１ａ近傍に形成されているので、基板１１の中央部には電気回路１５を能率よく配置することができる。即ち、デッドスペースが少なくなるので、小型化されたモジュール２０が実現できる。

（実施の形態２）
以下本実施の形態におけるモジュール２０の他の製造方法について、図面を用いて説明する。本実施の形態におけるモジュール２０は、実施の形態１に対し、基板１１はカバー１８を搭載する工程まで親基板２１に連結された状態のままで製造される点が異なるものである。図６は本実施の形態におけるモジュールの製造フローチャートであり、図７、図９と図１０は各製造工程を示す断面図であり、図１１は、同、モジュール２０の断面図である。なおこれらの図面において図１から図５と同じものには同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。

図７、図３において実装工程２５では、親基板２１上に敷設されたパターン１２に電子部品１３を載置する。また、大グランド端子１６ａに大導体片１７ａを載置する。そして、これらの電子部品１３と大導体片１７ａを半田１４で親基板２１に固着する。そして、図６、図４に示すように埋設工程３１では、実装工程２５の後で、基板１１の電子部品１３搭載面側に、電子部品１３や大導体片１７ａが樹脂２３ａ内に埋設された樹脂埋設部２３を形成する。

図７は、本実施の形態における第１の切断工程２６におけるモジュールの断面図であり、図８は導体片の要部拡大図である。図６、図７において、第１の切断工程２６は、埋設工程３１の後で、大導体片１７ａの中央をダイシング刃（図示せず）で切断し、導体片１７へと分割する。ここで、第１の切断工程２６における切断方法は２種類の切断方法がある。即ち、図８（ａ）に示すように大導体片１７ａ及び親基板２１の途中２１ａまで切断する方法と、図８（ｂ）に示すように大導体片１７ａの高さ１７ｆの途中まで切断する方法との２つがあり、夫々用途に応じて使い分けることが重要である。いずれにせよこの第１の切断工程２６によって、導体片１７の側面が樹脂埋設部２３から露出させることが重要である。

第１の切断工程２６の後、図９に示すように、樹脂埋設部２３において導体片１７の上方となる位置にクリーム状の半田１４を供給する供給工程２７を実施する。樹脂埋設部２３の上面は全て親基板２１から同じ高さとしているので、スクリーン印刷で容易に半田１４を印刷することができる。従って、半田１４の供給は能率的に行うことができる。また、供給工程２７において、クリーム状の半田１４を用いたが、これは導電性のある接続部剤であれば、何れでも使用することができる。

図１０は、同、搭載工程におけるモジュールの断面図である。図６、図１０において、搭載工程２８は、供給工程２７の後で、樹脂埋設部２３を覆うように基板１１上へ金属製のカバー１８を搭載する搭載工程２８を実施する。この搭載工程２８では、カバー１８の側面１８ｂと導体片１７の側面とが対向するように装着される。このとき、カバー１８の天面１８ａと電子部品１３との間には樹脂２３ａが挿入されているので、カバー１８の天面１８ａが何れの電子部品１３に当たることはなく、別途カバー１８の天面１８ａの内面に絶縁性フィルムなどを貼り付ける必要もない。

次に図６において、接続・固定工程２９では、カバー１８を搭載する搭載工程２８が終了したらクリーム半田１４ａを加熱して、カバー１８と導体片１７とを接続固定する。そしてこの接続・固定工程２９の後、第２の切断工程３０を実施する。この第２の切断により、図１１に示すように親基板２１から基板１１に切断されてモジュール２０は完成する。以上のように、本実施の形態におけるモジュール２０の製造方法は、第２の切断工程３０まで親基板２１の状態で製造するので、製造効率や検査効率が良い。また、親基板２１の状態で製造するので、取り扱いも容易である。

では以下のそれぞれの切断方法について詳細に説明する。先ず、図８（ａ）を用いて１つ目の切断方法を説明する。図８（ａ）は、第１の切断方法の例である。これは、親基板２１の周縁部１１ａ近傍に装着された大導体片１７ａの中央を導体片１７の高さ１７ｆの全部と親基板２１の途中まで同一面で切断することにより、切断面２２ｅを形成したものである。

この切断面２２ｅを形成した後、カバー１８を装着して、最後に親基板２１の残り部分を切断して切断面２２ｆを形成したものである。そしてこの切断面２２ｆを形成する第２の切断により、親基板２１から基板１１に分割される。

この場合、切断面２２ｅを形成する第１の切断において、親基板２１の途中２１ａまで切断しているので、カバー１８の側面１８ｂをこの親基板２１の途中２１ａの深さまで伸ばす（侵入させる）ことができる。このように側面１８ｂを伸ばすことにより、高周波のシールド性能を向上させるとともに、モジュール２０の強度をカバー１８により増大させることができる。

図８（ｂ）は、第２の切断方法であり、親基板２１の周縁部１１ａ近傍に装着された大導体片１７ａの中央を導体片１７の高さ１７ｆの途中までの切断により、第１の切断面２２ａを形成する。そしてこの切断面２２ａを形成した後、カバー１８を装着して、最後に大導体片１７ａ中央の残り部分と、親基板２１の全部を同一面で切断して切断面２２ｂを形成する。これにより接続面２２ｂを形成する第２の切断により、親基板２１から基板１１に分割される。従って接続面２２ｂは、導体片１７側の切断面２２ｃと基板２１側の切断面２２ｄとから成ることとなる。

この場合、接続面２２ａを形成する第１の切断において、大導体片１７ａ中央に導体片１７の残り部１７ｅが形成されて、導体片１７は隣の基板１１の導体片１７の残り部１７ｅで連結された状態にあるので、親基板２１としての強度が増すことと成り、親基板２１の取り扱いが容易となる。

ここで、図３において、カバー１８は、四角形をした天面１８ａと、この天面１８ａの縁面から垂直に垂れ下がった側面１８ｂとで断面「コ」の字状の箱型に形成されている。この側面１８ｂの高さ（長さ）１８ｃをｈ１とする。また、導体片１７の側面側を第１の切断面２２ｅとし、その高さ１７ｆをｈ２とすると、ｈ２の方がｈ１より大きい関係としている。このことにより、カバー１８が基板１１から浮くことはなく、導体片１７の上面を形成する第１の接続部１７ｂと、導体片１７の下面を形成する第２の接続部１７ｃで、基板１１とカバー１８とを確りと半田固着することができる。

なお、本実施の形態では、導体片１７の側面をカバー１８の側面１８ｂとを接続したが、さらに導体片１７の上面とカバー１８の天面１８ａとを接続すると良い。これによりさらにカバー１８を確実に基板１１へ固定できる。なお、この場合、埋設工程３１と搭載工程２８との間に研削工程を設ける。この研削工程では、樹脂埋設部２３の上面を研削（あるいは研磨）することにより、導体片１７の上面を樹脂２３ａから露出させることにより容易に導体片１７の上面を露出させることができる。

本発明にかかるモジュールは、カバーとの接続強度が大きいので、高周波用の電子部品モジュールとして有用である。

本発明の実施の形態１におけるモジュールの断面図 同、親基板の状態での要部平面図 同、実装工程におけるモジュールの断面図 同、埋設工程におけるモジュールの断面図 （ａ）同、搭載工程でのモジュールの要部側面図、（ｂ）同、要部拡大断面図 実施の形態２におけるモジュールの製造方法のフローチャート 同、切断工程におけるモジュールの断面図 （ａ）同、第１の切断方法の説明図、（ｂ）同、第２の切断方法の説明図 同、供給工程におけるモジュールの断面図 同、搭載工程におけるモジュールの断面図 同、モジュールの断面図 従来のモジュールの断面図

符号の説明

１１ 基板
１３ 電子部品
１５ 電気回路
１６ グランド端子
１７ 導体片
１８ カバー
２０ モジュール
２３ 樹脂埋設部

Claims (9)

1. 基板と、この基板の上面に装着された電子部品により構成された電気回路と、この電気回路を覆う金属製のカバーと、このカバーと電気的に接続されるとともに、前記基板の上面に設けられたグランド端子と、前記電子部品が埋設された樹脂埋設部とを備え、前記グランド端子に導体片が装着され、少なくともこの導体片の上面と側面のうちのいずれか一方が前記樹脂埋設部より露出し、この導体片の露出部分において前記カバーと前記導体片とが接続されたモジュール。
2. グランド端子は、基板の周縁部近傍に形成された請求項１に記載のモジュール。
3. カバーは、電子回路の上方に配置される天面と、この天面の周縁部に立設されたカバー側面とを有し、このカバー側面と対向する面側における導体片の側面には第１の切断面を設け、この第１の切断面の高さは、前記カバー側面の高さより高くした請求項２に記載のモジュール。
4. 導体片において第１の切断面と同じ面側に第２の切断面を設け、この第２の切断面と前記第１の切断面との間に段差を設けるとともに、基板には前記第２の切断面と同一平面上に第３の切断面を設けた請求項２に記載のモジュール。
5. 導体片が装着された周縁部に対応する基板の側面には第２と、この第２の切断面に連続して、前記第２の切断面の下方に形成された第３の切断面とを設け、少なくとも前記第２の切断面と前記第１の切断面とは同一平面上とした請求項２に記載のモジュール。
6. 請求項１に記載のモジュールの製造方法において、基板上に電子部品を実装するとともに、導体片をグランド端子へ実装する実装工程と、この実装工程の後で、少なくとも前記電子部品を樹脂で埋設する埋設工程と、この埋設工程の後で前記導体片の上方となる位置に導電性の接続部材を供給する供給工程と、この供給工程の後で、前記電子部品を覆うようにカバーを搭載する搭載工程と、この搭載工程の後で、前記接続部材を加熱して前記カバーと前記導体片とを接続・固定する接続・固定工程を有するモジュールの製造方法。
7. 基板は、複数個の基板が連結された親基板の状態で接続・固定工程まで製造され、この接続・固定工程の後で、前記親基板から前記基板に切断される切断工程を有する請求項６に記載のモジュールの製造方法。
8. 埋設工程と供給工程との間に、導体片の途中まで切断する第１の切断工程と、接続・固定工程の後で、前記途中まで切断した導体片と基板とを同一平面で切断する第２の切断工程を有する請求項７に記載のモジュールの製造方法。
9. 埋設工程と供給工程との間に、導体片と基板とを同一平面で切断する第１の切断工程と、接続・固定工程の後で、前記基板のみを切断する第２の切断工程を有する請求項７に記載のモジュールの製造方法。

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