JP2020004823A - 回路モジュール及び回路モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図3(b)に示すように、インダクタ電極22は、積層された複数の配線板により構成されている。図3(b)及び図4〜図6に示すように、配線板は、最上層に配置される第1配線板23と、最下層に配置される第2配線板24と、第1配線板23と第2配線板24との間に配置された複数の接続配線板25とを備える。第1配線板23と第2配線板24は、積層された複数の接続配線板25によって接続されている。第1配線板23と第2配線板24と接続配線板25は、電子部品20の面に沿った方向(本実施形態では、第1方向X)において、螺旋状のコイルとなるように接続されている。インダクタ電極22は、第2配線板24を配線基板10の第1主面11に接続する接続ピン26をさらに有する。なお、図3(b)では、インダクタ電極22を分かり易くするため、図2に示すコイルコア21及びヒートシンク30のそれぞれを省略して示している。
図4は、高さ方向Zにおいて電子部品20のうちの配線基板10とは反対側の面を形成する第1シート60を示している。図5は、高さ方向Zにおいて電子部品20のうちの配線基板10側の面を形成する第2シート70を示している。図6は、高さ方向Zにおいて第1シート60と第2シート70との間に配置される第3シート80を示している。図4〜図6に示すように、本実施形態では、高さ方向Zにおいて第1シート60と第2シート70との間に複数の第3シート80を配置した状態で第1シート60、第2シート70、及び複数の第3シート80を積層することにより、接続ピン26以外の電子部品20及びヒートシンク30が形成される。本実施形態では、第1シート60の板厚、第2シート70の板厚、及び第3シート80の板厚は互いに等しい。なお、第1〜第3シート60,70,80の板厚は任意に変更可能である。一例では、第1〜第3シート60,70,80のうちの1つ又は2つのシートの板厚が第1〜第3シート60,70,80のうちの残りのシートの板厚と異なってもよい。また第3シート80の枚数は、任意に変更可能である。一例では、第3シート80は、1枚であってもよい。なお、第1シート60は上層シートに対応し、第2シート70は下層シートに対応し、第3シート80は中層シートに対応する。本実施形態では、上層シートは、高さ方向Zにおいてコイルコア21のうちの配線基板10とは反対側の端面を構成するシートである。下層シートは、高さ方向Zにおいてコイルコア21のうちの配線基板10側の端面を構成し、接続ピン26が接続されるシートである。
第2導電部73aのうちの第1方向Xの一方側の端部である第1端部73eの第2方向Yの位置と、第2導電部73aのうちの第1方向Xの他方側の端部である第2端部73fの第2方向Yの位置とは、互いに異なる。第2導電部73aは、平面視において第1方向X及び第2方向Yとは異なる第3方向に延びる傾斜部73gを有する。
次に、図7〜図24を参照して、回路モジュール1の製造方法について説明する。
図7に示すように、回路モジュール1の製造方法は、第1シート状部材形成工程(ステップS10)、第2シート状部材形成工程(ステップS20)、組合せ工程(ステップS30)、積層工程(ステップS31)、焼成工程(ステップS32)、部品実装工程(ステップS40)、インダクタ実装工程(ステップS50)、リフロー工程(ステップS51)、封止樹脂形成工程(ステップS52)、及び切断工程(ステップS53)を含む。組合せ工程(ステップS40)は、第1シート状部材と第2シート状部材とを組み合せる工程である。
第1シート状部材形成工程は、シート形成工程(ステップS11)及び導電部形成工程(ステップS12)を含む。
第2シート状部材形成工程では、例えば板材(図示略)をエッチング等によって加工することにより、図10、図13、及び図16に示す複数のヒートシンク母材130を形成する。
第2貫通孔135は、中間連結部132に設けられている。第2貫通孔135は、平面視において、例えば矩形状に形成されている。一例では、第2貫通孔135は、長手方向を第2方向Yとして形成されている。また一例では、第2貫通孔135の第2方向Yの長さは、第1部分131A,131Bの第2方向Yの長さよりも長い。
第1シート状部材形成工程と第2シート状部材形成工程とを実施した後、組合せ工程を実施する。組合せ工程は、第1組合せ工程、第2組合せ工程、及び第3組合せ工程を含む。
次に、積層工程は、第1積層工程、第2積層工程、及び第3積層工程を含む。
第1積層工程は、複数の第3組合せシート160を積層する。複数の第3組合せシート160は、積層方向において隣り合う第3組合せシート160が、第3組合せシート160の面方向において互いにずれるように積層される。第3組合せシート160の面方向において互いにずれるように積層される構成の一例を図17に示す。図17では、便宜上、積層方向の一方側(図17の紙面下側)の第3組合せシート160を「第3組合せシート160A」と規定し、積層方向の他方側(図17の紙面上側)の第3組合せシート160を「第3組合せシート160B」と規定する。
焼成工程では、積層母材170を例えば加圧して第1〜第3組合せシート140,150,160を密着させた状態で、所定条件で焼成する。
部品実装工程は、電子部品実装工程(ステップS41)及び接続ピン実装工程(ステップS42)を含む。
図21(b)に示すように、接続ピン実装工程では、配線基板10の第1主面11に、はんだ180を供給する。次に、図21(c)に示すように、配線基板10の第1主面11に接続ピン26を配置し、図21(b)に示すはんだ180によって第1主面11に接続ピン26を接続する。
次に、部品実装工程及び積層工程を実施した後、インダクタ実装工程及びリフロー工程を実施する。
次に、リフロー工程を実施した後、封止樹脂形成工程を実施する。
図23に示すように、封止樹脂190を形成する。封止樹脂190は、配線基板10の第1主面11から積層母材170を覆うように形成される。このため、配線基板10の第2主面12は封止樹脂190から露出している。封止樹脂190の形成には、金型を用いたモールド方式、ディスペンス方式、印刷方式等を用いることができる。
次に、切断工程を実施する。
図24に示すように、4つの回路モジュール1を形成するため、第1方向X及び第2方向Yのそれぞれに沿って切断する。切断方法としては、例えば周知のダイシング加工を用いることができる。このような工程を経て、4つの回路モジュール1が製造される。なお、図24では、切断位置を分かり易く示すために封止樹脂190を省略して示している。実際には、封止樹脂190も併せて切断されている。
本実施形態の作用について説明する。
電子部品20は、インダクタ電極22に電流が流れることに起因して発熱する。より詳細には、インダクタ電極22に電流が流れることによってインダクタ電極22が発熱する。インダクタ電極22の熱は、コイルコア21に伝わる。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)回路モジュール1は、配線基板10と、配線基板10の第1主面11に配置される発熱性の電子部品20と、配線基板10の第1主面11及び電子部品20を封止する封止樹脂40と、一部が封止樹脂40に埋め込まれたヒートシンク30とを備える。この構成によれば、ヒートシンク30の一部が封止樹脂40に埋め込まれるため、電子部品20とヒートシンク30との間の距離、すなわち電子部品20からヒートシンク30までの伝熱経路を短くすることができる。このため、封止樹脂40の外部にヒートシンクが配置される構成と比較して、電子部品20からヒートシンク30に伝熱し易くなる。したがって、回路モジュール1の放熱性能の低下を抑制できる。
上記実施形態は本開示に関する回路モジュール及び回路モジュールの製造方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関する回路モジュール及び回路モジュールの製造方法は上記実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、又は上記実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下の変更例において、上記実施形態の形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・上記実施形態では、電子部品20のコイルコア21の第1方向Xの両端部に配置されているが、コイルコア21の配置位置及び個数の少なくとも一方は任意に変更可能である。一例では、ヒートシンク30は、コイルコア21の第2方向Yの両端部に配置されてもよい。またヒートシンク30は、コイルコア21の第1方向Xの両端部及びコイルコア21の第2方向Yの両端部の4箇所に配置されてもよい。またヒートシンク30は、高さ方向Zにおいて、コイルコア21のうちの配線基板10とは反対側の端面に接触するように配置されてもよい。
・上記実施形態の回路モジュール1において、図26に示すように、封止樹脂40は、配線基板10の第1主面11、及び第1主面11に実装された電子部品51を露出するように設けられてもよい。この場合、封止樹脂40は、電子部品20のコイルコア21の全体と、インダクタ電極22の一部及びヒートシンク30の一部とを封止する。封止樹脂40は、インダクタ電極22を構成する第1配線板23、第2配線板24、及び接続配線板25を封止する。そして、インダクタ電極22を構成する接続ピン26は、封止樹脂40の底面41から突出している。図26に示されるとおり、封止樹脂40は、高さ方向Zにおいて、第1主面11から離間して配置されている。
例えば、図27に示す回路モジュール1は、コイルコア21、インダクタ電極22、及び封止樹脂40を有する。封止樹脂40は、インダクタ電極22を構成する第1配線板23、第2配線板24、及び接続配線板25を封止する。そして、インダクタ電極22を構成する接続ピン26の端面26aが封止樹脂40の底面41と面一となるように形成されている。そして接続ピン26の端面26aには、外部接続端子としてのはんだバンプ28が形成されている。図27に示すとおり、接続ピン26の高さ方向Zの長さは、上記実施形態の接続ピン26の高さ方向Zの長さよりも短い。
例えば、第1シート状部材21xは、凸部21yに代えて、凹部21zを有してもよい。この場合、第2シート状部材31は、凹部31aに代えて、凸部31bを有してもよい。一例では、図28(a)に示すように、凹部21zは、第1シート状部材21xの第2方向Yの両端部に形成されている。第1シート状部材21xの面方向において、凹部21zは、第1シート状部材21xの側面が凹むように形成されている。凸部31bは、第2方向Yにおいて、第2シート状部材31のうちの第1シート状部材21xが配置される側の端部に形成されている。凸部31bは、凹部21zに係合している。
・上記実施形態の回路モジュール1において、第2シート70から第2ヒートシンク部72A,72Bの少なくとも一方を省略してもよい。
上記実施形態及び上記各変更例から把握される技術的思想について以下に記載する。
(付記1)第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する配線基板と、前記配線基板の前記第1主面に配置される磁性体を含む発熱性の電子部品と、前記配線基板の前記第1主面及び前記電子部品を封止する封止樹脂と、一部が前記封止樹脂に埋め込まれたヒートシンクと、を備える回路モジュールの製造方法であって、複数のシートを積層して、前記磁性体及び前記ヒートシンクを形成する工程を有する、回路モジュールの製造方法。
10…配線基板
11…第1主面(実装面)
12…第2主面
20…電子部品(インダクタ)
21…コイルコア(磁性体、積層体)
21w…凹凸部
21x…第1シート状部材
21y…凸部
21z…凹部
22…インダクタ電極
27…凹凸構造
30…ヒートシンク
31…第2シート状部材
31a…凹部
31b…凸部
31c…凹凸部
40…封止樹脂
51…電子部品
60…第1シート(上層シート)
61…第1本体部
61c…貫通孔
62A,62B…第1ヒートシンク部
63,63a,63b,63c…第1導電部
70…第2シート(下層シート)
71…第2本体部
71c,71d,71e,71f…貫通孔
72A,72B…第2ヒートシンク部
73,73a,73b,73c,73d…第2導電部
80…第3シート(中層シート)
81…第3本体部
81c…貫通孔
82A,82B…第3ヒートシンク部
83,83a,83b,83c,83d,83e,83f…第3導電部
Claims (22)
- 第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する配線基板と、
前記配線基板の前記第1主面に配置される発熱性の電子部品と、
前記配線基板の前記第1主面及び前記電子部品を封止する封止樹脂と、
一部が前記封止樹脂に埋め込まれたヒートシンクと、
を備える回路モジュール。 - 前記電子部品は、磁性体を有し、
前記ヒートシンクは、前記磁性体に接するように配置されている
請求項1に記載の回路モジュール。 - 前記磁性体の表面の一部には、凹凸構造が設けられ、
前記ヒートシンクは、凹凸構造を有し、
前記磁性体の凹凸構造と、前記ヒートシンクの凹凸構造とは嵌合している
請求項2に記載の回路モジュール。 - 前記磁性体は、第1シート状部材を積層してなる積層体を有する
請求項2又は3に記載の回路モジュール。 - 前記ヒートシンクは、第2シート状部材を積層してなる積層体を有する
請求項2〜4のいずれか一項に記載の回路モジュール。 - 前記電子部品は、磁性体からなるコイルコアと、前記コイルコア内に一部が配置されたインダクタ電極とを有する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の回路モジュール。 - 磁性体を含むコイルコアと、前記コイルコア内に一部が配置されたインダクタ電極と、を備えたインダクタと、
前記コイルコアに密着して配置されたヒートシンクと、
前記コイルコア及び前記インダクタ電極を封止するとともに、前記ヒートシンクの一部を埋め込む封止樹脂と、
を有する、回路モジュール。 - 前記インダクタが実装された配線基板を有し、
前記封止樹脂は、前記配線基板の主面のうちの前記インダクタが実装される実装面を封止する
請求項7に記載の回路モジュール。 - 前記配線基板の前記実装面に実装された電子部品をさらに有する
請求項8に記載の回路モジュール。 - 請求項6〜9のいずれか一項に記載の回路モジュールの製造方法であって、
複数のシートを積層して、前記コイルコアと前記インダクタ電極と前記ヒートシンクとを形成する工程を有する
回路モジュールの製造方法。 - 上層シート、下層シート、及び中層シートを有し、前記上層シートと前記下層シートとの間に前記中層シートが配置されるように積層された回路モジュールであって、
前記上層シートは、第1導電部と、前記第1導電部を取り囲むように形成される第1本体部と、を有し、
前記中層シートは、第2導電部と、前記第2導電部を取り囲むように形成される第2本体部と、を有し、
前記下層シートは、前記第1導電部と前記第2導電部とを接続する第3導電部と、前記第3導電部を取り囲むように形成される第3本体部と、前記第3本体部において前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートの積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第3本体部と対向した状態で前記第1本体部に取り付けられる第3ヒートシンク部と、を有する
回路モジュール。 - 前記上層シートは、前記第1本体部において前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートの積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第1本体部と対向した状態で前記第1本体部に取り付けられる第1ヒートシンク部をさらに有する
請求項11に記載の回路モジュール。 - 前記下層シートは、前記第2本体部において前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートの積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第2本体部と対向した状態で前記第2本体部に取り付けられる第2ヒートシンク部をさらに有する
請求項11又は12に記載の回路モジュール。 - 前記上層シートは、前記第1本体部において前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートの積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第1本体部と対向した状態で前記第1本体部に取り付けられる第1ヒートシンク部をさらに有し、
前記下層シートは、前記第2本体部において前記積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第2本体部と対向した状態で前記第2本体部に取り付けられる第2ヒートシンク部をさらに有し、
前記積層方向から見て、前記第1ヒートシンク部、前記第2ヒートシンク部、及び前記第3ヒートシンク部は少なくとも一部が互いに重なるように配置されている
請求項11に記載の回路モジュール。 - 前記第1導電部、前記第2導電部、及び前記第3導電部はそれぞれ、複数個設けられ、
複数の前記第3導電部は、前記第3本体部の前記面方向のうちの第1方向に間隔をあけて2つ設けられ、かつ、前記第3本体部の前記面方向のうちの前記第1方向と直交する第2方向に間隔をあけて複数個設けられ、
前記第1導電部は、前記第1方向に間隔をあけて設けられた前記第3導電部を繋ぐように前記第1方向に沿って延びるように設けられ、
前記第2導電部は、前記第1方向に間隔をあけて設けられた前記複数の第3導電部のうちの前記第2方向において位置が異なる前記第3導電部を繋ぐように前記第2本体部の前記面方向のうちの前記第1方向及び前記第2方向とは異なる第3方向に沿って延びるように設けられ、
前記複数の前記第2導電部のうちの2つは、前記第1導電部、前記第2導電部、及び前記第3導電部からなる導電経路の端部を構成している
請求項11〜14のいずれか一項に記載の回路モジュール。 - 積層された前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートからなる積層体を、前記第1本体部、前記第2本体部、前記第3本体部、及び前記第3ヒートシンク部の一部を封止する封止樹脂をさらに有する
請求項11〜15のいずれか一項に記載の回路モジュール。 - 前記積層体が実装される第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する配線基板をさらに有し、
前記封止樹脂は、前記配線基板の前記第1主面を封止している
請求項16に記載の回路モジュール。 - 請求項11〜17のいずれか一項に記載の回路モジュールの製造方法であって、
前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートを積層する積層工程と、
積層した前記上層シート、前記中層シート、及び前記下層シートを焼成する焼成工程と、
を有する回路モジュールの製造方法。 - 前記積層工程において、前記中層シートを複数枚積層し、複数枚の前記中層シートの少なくとも1枚は、前記中層シートの主面に沿う面方向において他の前記中層シートからずれて積層されている
請求項18に記載の回路モジュールの製造方法。 - 前記積層工程において、前記上層シート及び前記下層シートの少なくとも一方は、前記中層シートの主面に沿う面方向において前記中層シートからずれて積層されている
請求項18又は19に記載の回路モジュールの製造方法。 - 前記上層シートは、前記第1本体部において前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートの積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第1本体部と対向した状態で前記第1本体部に取り付けられる第1ヒートシンク部をさらに有し、
前記下層シートは、前記第2本体部において前記積層方向と直交する面である主面に沿う面方向において前記第2本体部と対向した状態で前記第2本体部に取り付けられる第2ヒートシンク部をさらに有し、
前記第1本体部と前記第1ヒートシンク部とを組合せ、前記第2本体部と前記第2ヒートシンク部とを組合せ、前記第3本体部と前記第3ヒートシンク部とを組合せる組合せ工程をさらに有する
請求項18〜20のいずれか一項に記載の回路モジュールの製造方法。 - 前記焼成工程によって製造された、前記上層シート、前記下層シート、及び前記中層シートの積層体を、樹脂によって前記第3ヒートシンク部の一部が埋設されるように封止する封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程を有する
請求項18〜21のいずれか一項に記載の回路モジュールの製造方法。
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