JP2013110299A - 複合モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂層により電子部品が封止された複合モジュールが備える実装基板の反りを低減する。
【解決手段】実装基板２の一方主面に実装された電子部品３を封止する樹脂層４を備える複合モジュール１において、樹脂層４の内部にダミー部材５を設けることで、樹脂層４を形成する樹脂の総量を減らし、複合モジュール１が備える実装基板２の反りを低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、実装基板の一方主面に実装された電子部品を封止する樹脂層を備える複合モジュールに関する。

モジュールの外部などから入射する不要な電磁波は、モジュールの配線基板に実装される電子部品に対するノイズの原因となるため、配線基板の表面とその表面に実装される電子部品を金属製のケースで覆い、外部から入射する不要な電磁波を遮断する技術が提案されている。

ところで、近年の電子機器の小型化に伴って、その内部に実装される回路モジュールの小型化が要求されているが、上記したような、金属ケースを備える構成では、モジュールの小型化が困難である。そこで、従来では、図６に示すように、配線基板５０１上に実装された電子部品５０２を絶縁性の樹脂５０３で封止し、その表面を導電性の樹脂５０４で被覆する技術が提案されている（特許文献１参照）。この場合、導電性の樹脂５０４を配線基板５０１上に形成された接地用の電極５０５と接続させているため、外部からの不要な電磁波を遮断することができる。また、絶縁性の樹脂５０３の表面に膜状の導電性樹脂５０４を形成するため、従来の金属ケースを備える構成と比較して、モジュールの小型化を図ることができる。

特開２００４−１７２１７６号（段落００１９、００２３、図１等参照）

しかしながら、従来の技術では、配線基板の表面と電子部品を樹脂により封止する必要があるため、樹脂と配線基板との線膨張係数の違いに起因する配線基板の反りが生じる場合がある。このような場合、モジュールを、例えば、マザー基板に実装する際に実装不良が発生したり、マザー基板とモジュールの接合信頼性が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、樹脂層を形成する樹脂の総量を減らし、実装基板の反りを抑制できる複合モジュールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の複合モジュールは、実装基板の一方主面に実装された電子部品を封止する樹脂層を備える複合モジュールにおいて、前記樹脂層の内部にダミー部材が設けられていることを特徴としている（請求項１）。

また、前記実装基板は、前記一方主面に形成された接地用のグランド電極を有し、前記ダミー部材は、前記電子部品との対向面に形成された外部電極を有し、前記ダミー部材の前記外部電極と、前記実装基板の前記グランド電極とが電気的に接続されていることが好ましい（請求項２）。

また、前記電子部品としてＩＣが前記実装基板に実装されており、前記ダミー部材が前記ＩＣを囲うように配置されていてもよい（請求項３）。

また、複数の前記電子部品が前記実装基板に実装されており、前記ダミー部材が、前記複数の電子部品のうち、前記実装基板の前記一方主面からの高さが最も高い電子部品よりも低い位置に配置されることが好ましい（請求項４）。

また、前記ダミー部材が前記電子部品間に配置されていてもよい（請求項５）。

また、前記ダミー部材が、前記樹脂層を形成する樹脂よりも小さい線膨張係数を有することが好ましい（請求項６）。

また、前記ダミー部材の前記樹脂層との接触面の少なくとも一部に凹凸が形成されていることが好ましい（請求項７）。

また、前記ダミー部材が、チップ部品であってもかまわない（請求項８）。

請求項１の発明によれば、実装基板の一方主面に実装された電子部品を封止する樹脂層の内部にダミー部材が設けられる。

モジュールが備える実装基板の反りは、樹脂層を形成する樹脂の総量に比例して大きくなるため、樹脂層の内部にダミー部材を設けることにより、樹脂層を形成する樹脂の総量を減らすことができ、実装基板の反りを抑制することができる。

請求項２の発明によれば、実装基板は一方主面に形成された接地用のグランド電極を有し、ダミー部材は、電子部品との対向面に形成された外部電極を有する。そして、ダミー部材の外部電極と実装基板のグランド電極とが電気的に接続されているため、ダミー部材に形成された外部電極により、実装基板上に実装された電子部品に対して照射される外部からの不要な電磁波を遮断することができる。

請求項３の発明によれば、実装基板上にＩＣが実装され、ダミー部材がＩＣを囲うように配置される。また、ダミー部材は、ＩＣとの対向面に形成された外部電極を有し、その外部電極が実装基板上に形成された接地用のグランド電極に接続されているため、ＩＣの周りがシールドされた状態になり、ＩＣに対して照射される実装基板上に実装された他の電子部品からの不要な電磁波を遮断することができる。

請求項４の発明によれば、複数の電子部品が実装基板に実装され、ダミー部材が、複数の電子部品のうち、実装基板の一方主面からの高さが最も高い電子部品よりも低い位置に配置されるため、ダミー部材が他の電子部品より実装基板の一方主面からの高さが高くなり、これにより樹脂層を形成する樹脂の量が増加することを防止することができる。

請求項５の発明によれば、ダミー部材が電子部品間に配置されるため、ダミー部材の電子部品との対向面に外部電極を形成する場合には、電子部品間のシールド効果を得ることができる。

請求項６の発明によれば、ダミー部材が樹脂層を形成する樹脂よりも小さい線膨張係数を有するため、さらに、複合モジュールが備える実装基板の反りを低減することができる。

請求項７の発明によれば、ダミー部材の樹脂層との接触面の少なくとも一部に凹凸が形成されるため、ダミー部材と樹脂層との接触面積が増え、ダミー部材と樹脂層との密着強度を向上させることができる。

請求項８の発明によれば、チップ部品をダミー部材として使用するため、電子部品が実装されていない位置にある電極上に端子電極のあるチップ部品を実装することで、チップ部品を他の電子部品と同時に実装することができ、ダミー部材を搭載する工程を省略することができる。

本発明の第１実施形態にかかる複合モジュールの平面図である。 図１の複合モジュールのＡ−Ａ’断面図である。 図１のダミー部材の部分斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかる複合モジュールの断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる複合モジュールの断面図である。 従来の複合モジュールの一例を示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態にかかる複合モジュールについて、図１〜３を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態にかかる複合モジュールの平面図を示し、図２は複合モジュールのＡ−Ａ’断面図を示し、図３は図１の一点鎖点で囲まれた領域Ｂにおけるダミー部材の斜視図を示す。なお、図１において、説明を簡単にするために、実装基板の表面および電子部品を封止する樹脂層を図示省略している。

この実施形態における複合モジュール１は、図１に示すように、主面や内層に信号伝送用の配線電極（図示せず）や接地用のグランド電極（図示せず）が形成された実装基板２と、Ｌ、Ｃ、Ｒ、フィルタなどの受動部品やスイッチＩＣ、ＲＦ−ＩＣなどの能動部品から構成される電子部品３と、実装基板の表面（実装面）と電子部品を封止する樹脂層４と、ダミー部材５とを備え、例えば、携帯電話に搭載するスイッチモジュール、近距離無線通信用のモジュールや無線ＬＡＮモジュールとして使用される。

実装基板２としては、ガラスエポキシ樹脂基板、低温同時焼成セラミック多層基板（ＬＴＣＣ多層基板）やセラミック単層基板などが挙げられる。例えば、ＬＴＣＣ多層基板の製造方法は、アルミナおよびガラスなどの混合粉末が有機バインダおよび溶剤などと一緒に混合されたスラリーがシート化されたセラミックグリーンシートの所定の位置にレーザ加工などによりビアホールが形成され、形成されたビアホールにＡｇやＣｕなどを含む導体ペーストが充填されて、層間接続用のビア導体が形成され、導体ペーストによる印刷により種々の電極パターンが形成される。その後、各セラミックグリーンシートを積層、圧着することによりセラミック積層体を形成して、約１０００℃前後の低い温度で低温焼成して形成される。なお、このような実装基板２は、複数の実装基板２を配列した基板集合体を形成し、各実装基板２それぞれにおいて、必要な電子部品３などを実装し、実装基板２の表面や電子部品３を樹脂によりモールドした後、ダイシングなどにより個々の実装基板２に分割して製造される。

電子部品３は、上記したように、Ｌ、Ｃ、Ｒ、フィルタなどの受動部品やスイッチＩＣ、ＲＦ−ＩＣなどの能動部品から構成され、半田リフローや超音波接合など、一般的な表面実装技術を用いて実装基板の表面に実装される。

ダミー部材５は、この実施形態では、実装基板２と同じ材質のものを使用し、図１に示すように、ＩＣ３ａを囲うような形状および位置に配置される。また、ダミー部材５は、図３に示すように、ＩＣ３ａとの対向面を含む両側面に外部電極５ａが形成されるとともに実装基板２との対向面（実装面との対向面）に実装用電極５ｂが形成され、外部電極５ａと実装用電極５ｂとが一体的に形成されることにより両電極５ａ，５ｂが電気的に接続している。そして、図２に示すように、実装基板２の表面に形成された接地用のグランド電極６と実装用電極５ｂとが半田（図示せず）または導電性接着剤（図示せず）などを介して電気的に接続される。なお、実装用電極５ｂは、ダミー部材５の実装基板２との対向面の全面に形成してかまわない。

また、この実施形態では、ダミー部材５は、実装基板２に実装される複数の電子部品３のうち、実装基板２の実装面からの高さが最も高い電子部品３ａよりも低い位置に配置される。

なお、ダミー部材５は、ＩＣ３ａを囲うように配置されるだけでなく、例えば、別のダミー部材５を他の電子部品３間に配置してもかまわない。この場合、上記したＩＣ３ａを囲うダミー部材５と同様に、ダミー部材５の側面に外部電極５ａを形成するとともに実装基板２との対向面に実装用電極５ｂを形成し、その実装用電極５ｂを、実装基板２の表面に形成した接地用のグランド電極６に半田や導電性樹脂により接続すればよい。また、ＩＣ３ａが平面視で矩形の場合であって、実装基板２の縁端部に配置されているとき、ダミー部材５を実装基板２の縁端部を除く３辺もしくは２辺に配置することでＩＣ３ａを囲んでもよい。

実装基板２の表面と電子部品３を封止する樹脂層４を形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。なお、樹脂層４は、実装基板２に電子部品３やダミー部材５を実装した後に、ディスペンサにより樹脂を塗布したり、印刷技術を用いることにより形成される。

したがって、上記した実施形態によれば、ダミー部材５がＩＣ３ａの周りを囲うように配置され、ＩＣ３ａおよびダミー部材５を樹脂層４により封止することにより、樹脂層４の内部にダミー部材５が設けられるため、樹脂層４を形成する樹脂の総量を減らすことができ、複合モジュール１が備える実装基板２の反りを低減することができる。

また、ダミー部材５は、実装基板２に実装される複数の電子部品３のうち、実装基板２の実装面からの高さが最も高い電子部品３ａよりも低い位置に配置されるため、ダミー部材５が電子部品３ａよりも高くなることにより、樹脂層４を形成する樹脂の総量が増加することを防止することができる。

また、ＩＣ３ａを囲うように配置されたダミー部材５の側面には、実装基板２の表面に形成された接地用のグランド電極６と実装用電極５ｂを介して電気的に接続された外部電極５ａが形成されるため、実装基板２に実装される他の電子部品３や外部からＩＣ３ａに対して照射される不要な電磁波を抑えることができる。また、他の電子部品３間にダミー部材５を配置した場合にも、両電子部品３間で相互に照射される不要な電磁波を遮断することができる。

また、ダミー部材５は、実装基板２と同じ材質で形成されるため、ダミー部材５を実装基板２に配置したときに、ダミー部材５と実装基板２との線膨張係数の違いに起因する実装基板２の反りを防止することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態にかかる複合モジュールについて、図４を参照して説明する。図４は本発明の第２実施形態にかかる複合モジュールの断面図を示す。

この実施形態が、図２で説明した第１実施形態と異なるところは、第１実施形態のダミー部材５がＩＣ３ａを囲うように配置されているのに対して、図４に示すように、ダミー部材５が電子部品３の下に配置され、ダミー部材５には、実装基板２の表面に形成された実装電極７と電子部品３とを電気的に接続させるためのビア導体８が形成されている点である。その他の構成は、第１実施形態と同じであるため、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

このように構成することにより、樹脂層４を形成する樹脂の総量を減らすことができ、複合モジュール１ａが備える実装基板２の反りを低減することができる。また、ダミー部材５により、電子部品３の実装基板２の表面（一方主面）からの高さを揃えることができるため、電子部品３と実装基板２の表面を樹脂層４により封止したときに、電子部品３の高さの高低から生じる樹脂層４表面の凸凹を抑制することができる。

また、ダミー部材５に形成されたビア導体８が、実装基板２の表面に形成された接地用のグランド電極に接続されているような場合には、ビア導体８によりシールド効果が得られるため、ダミー部材５の両側に実装された電子部品３のアイソレーション特性を向上させることができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態にかかる複合モジュールについて図５を参照して説明する。図５は、本発明の第３実施形態にかかる複合モジュールの断面図である。

この実施形態が、図２で説明した第１実施形態と異なるところは、図５に示すように、ダミー部材５がチップ部品９で形成されている点である。その他の構成は第１実施形態と同じであるので、同一符号を付すことにより説明を省略する。

このように構成することにより、ダミー部材５であるチップ部品９を他の電子部品３と同時に実装することができるため、複合モジュール１ｂの製造時間の短縮を図ることができる。

なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した第１実施形態では、ダミー部材５に外部電極５ａと実装用電極５ｂを形成したが、ダミー部材５に外部電極５ａおよび実装用電極５ｂを形成しなくてもかまわない。この場合、絶縁性の接着剤により実装基板２とダミー部材５とを接着させればよい。このようにすることでも、樹脂層を形成する樹脂の総量を減らすことができるため、複合モジュール１が備える実装基板２の反りを低減することができる。

また、ダミー部材５の両側面に外部電極５ａを形成する必要はなく、どちらか一方の側面のみに外部電極５ａを形成する構成であってもかまわない。このような場合であっても、ダミー部材５の両側に実装される両電子部品３が相互に照射する不要な電磁波を遮断することができる。

また、上記した第１および第２実施形態では、ダミー部材５を実装基板２と同じ材質で形成したが、例えば、セラミック、ガラスエポキシ樹脂、テフロン（登録商標）のように、樹脂層４を形成する樹脂よりも小さな線膨張係数を有する材料で形成してもかまわない。特に、実装基板２よりも線膨張係数の小さな材料を使用すれば、実装基板２にダミー部材５を実装したときに、樹脂層４の応力に抗するような応力が働くため、複合モジュール１ａ，１ｂが備える実装基板２の反りをさらに低減することができる。

また、ダミー部材５を実装基板２の表面に実装される電子部品３と同程度の大きさに分割して実装基板２上に配置してもかまわない。このようにすることで、ダミー部材５を電子部品３と同様に扱うことができるため、電子部品３を実装する実装装置を用いて、電子部品３とともに実装基板２にダミー部材５を配置することができる。

また、ダミー部材５は、樹脂層４との接触面の一部にダミー電極などを形成するなどして、ダミー部材５の表面に凸凹を形成してもかまわない。このようにすることで、ダミー部材５と樹脂層４との接触面積が増加するため、ダミー部材５と樹脂層４との接着強度の向上を図ることができる。

１，１ａ，１ｂ 複合モジュール
２ 実装基板
３ 電子部品
３ａ ＩＣ
４ 樹脂層
５ ダミー部材
５ａ 外部電極
５ｂ 実装用電極
９ チップ部品

Claims (8)

1. 実装基板の一方主面に実装された電子部品を封止する樹脂層を備える複合モジュールにおいて、
   前記樹脂層の内部にダミー部材が設けられていることを特徴とする複合モジュール。
2. 前記実装基板は、前記一方主面に形成された接地用のグランド電極を有し、
   前記ダミー部材は、前記電子部品との対向面に形成された外部電極を有し、
   前記ダミー部材の前記外部電極と、前記実装基板の前記グランド電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の複合モジュール。
3. 前記電子部品としてＩＣが前記実装基板に実装されており、
   前記ダミー部材が前記ＩＣを囲うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の複合モジュール。
4. 複数の前記電子部品が前記実装基板に実装されており、
   前記ダミー部材が、前記複数の電子部品のうち、前記実装基板の前記一方主面からの高さが最も高い電子部品よりも低い位置に配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の複合モジュール。
5. 前記ダミー部材が前記電子部品間に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の複合モジュール。
6. 前記ダミー部材が前記樹脂層を形成する樹脂よりも小さい線膨張係数を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の複合モジュール。
7. 前記ダミー部材の前記樹脂層との接触面の少なくとも一部に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の複合モジュール。
8. 前記ダミー部材が、チップ部品であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の複合モジュール。
   

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