JP3563672B2

JP3563672B2 - 高周波モジュール及びその製造方法

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Publication number: JP3563672B2
Application number: JP2000191158A
Authority: JP
Inventors: 賢一前田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002009207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話やパソコン、その他の情報携帯機器などに利用される無線データ送受信用の高周波モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高周波モジュールとその製造工程について図１１を参照して説明する。先ず、同図（ａ）に示すように、基板３１上の所定位置に半田ペースト３２を塗布する。尚、この基板３１は複数の領域３０に区切られており、その領域３０ごとに各製造工程の処理が施されてそれぞれが１個の高周波モジュールとなるように構成されている。
【０００３】
次に、半田ペースト３２上に電子部品３３を実装し（同図（ｂ）参照）、これらの電子部品３３を電磁遮蔽するために金属製のシールドケース３４を基板３１に固定する（同図（ｃ）参照）。そして、同図（ｄ）に示すように板金から成るアンテナ３５を基板３１の穴３１ａ（同図（ｃ）参照）に嵌合して取り付ける。
【０００４】
この後、該基板３１の裏面に設けられているパターン（図示せず）とアンテナ３５とを半田付けにて接続して高周波回路とする。そして、同図（ｅ）に示すように各領域３０ごとに基板３１を分割し、電気性能検査を経て完成品となる（同図（ｆ）参照）。尚、高周波回路は図１２に示すように、アンテナ３５とＲＦ送受信部３７１と変復調部３７２と信号処理部３７３にて構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の高周波モジュールには、基板３１の表面に設けられた電子部品３３に対してそのすぐ裏面に電磁遮蔽のための金属膜３６（図１１（ｆ）参照）が形成されている。電磁遮蔽を効果的に行うには電子部品３３が設けられた範囲よりも広い範囲を金属膜３６で覆う必要があることから、基板３１の裏面に他の部品などを搭載することはできず、電子部品３３やシールドケース３４、アンテナ３５は基板３１の表面に集約しなければならない。従って、基板３１はある程度の大きさが必要となる。
【０００６】
また、アンテナ３５を基板３１の裏面に半田付けするとき基板３１の姿勢を保持するのが難しく半田付け後の補正も必要となる。故に、得られた高周波モジュールの品質が安定しない上に製造工程の自動化が困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題をかんがみて成されたものであり、装置の小型化と製造工程の自動化による低コスト化を達成した高周波モジュールとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の高周波モジュールは、いずれも板金から成る複数のリード端子、少なくとも１つ以上のリード端子の一端につながったダイボンディングパッド部、及びアンテナと前記ダイボンディングパッド部上及びその周辺部に搭載された集積回路チップとその他の電子部品とを電気的に接続して成る高周波回路を各リード端子の他端が露出するように樹脂モールドで封止した樹脂モールド体を備えており、該樹脂モールド体のアンテナ以外を封止した部分に金属製の箱形のシールドケースを上からかぶせて成るものである。
【０００９】
つまり、本発明の高周波モジュールは高周波回路を極力集積化したチップを用いた構成である。そして、該集積回路チップはその下側に板金から成るリード端子のダイボンディングパッド部が位置し、上側とその周囲を樹脂モールドを介して金属製のシールドケースが囲んでおり、電磁遮蔽がなされている。
【００１０】
また、この高周波モジュールは複数のリード端子のうち一部が高周波回路の接地側に接続されると共にシールドケースに電気的に接続されており、該シールドケースには外部装置に接続されるケース端子が延在している。従って、このケース端子によって高周波回路とシールドケースの接地接続がなされる。
【００１１】
また、本発明の高周波モジュールの製造方法は、平行な２本のタイバーと該タイバーから延びる複数の第１リード部及び第２リード部といくつかの第１リード部の先端につながったダイボンディングパッド部と第２リード部の先端につながったアンテナとが板金にて形成されて成るリードフレームを用意し、ダイボンディングパッド部上に集積回路チップを搭載し、その周辺部にその他の電子部品を搭載して該回路とアンテナと第１リード部とを電気的に接続して高周波回路を形成する工程と、該高周波回路を樹脂モールドで封止して樹脂モールド体を形成する工程と、第１リード部をリード端子として樹脂モールド体より露出させるように各第１及び第２リード部をタイバーより切り離す工程と、樹脂モールド体のアンテナ以外を封止した部分に金属製の箱形のシールドケースを上からかぶせる工程とから成る。
【００１２】
つまり、この製造方法ではリードフレームを用いていることから、樹脂モールド体を各第１及び第２リード部でタイバーから切り離す工程までは、自動機にてリードフレームを移送しながら各工程の処理を行うことができる。
【００１３】
このとき、第２リード部には厚さの薄くなったハーフカット部が形成されており、このハーフカット部まで樹脂モールドで封止する。そして、このハーフカット部で樹脂モールド体をタイバーから切り離す。これによって、第２リード部は樹脂モールド体から常に露出しないように切断される。
【００１４】
また、樹脂モールド体にシールドケースをかぶせる工程は、平行な２本のタイバーと、矩形の天面部の四方に側壁部を設けた略十字型平板のケース部と、タイバーから延びて先端が天面部につながった第３リード部とが板金にて形成されて成るケースフレームを用意し、側壁部を折り上げてケース部を箱形に成形する段階と、樹脂モールド体を集積回路チップがダイボンディングパッド部の下側に位置する向きにしてアンテナ以外を封止した部分をケース部に収納して固定する段階と、第３リード部がケース部から延在してケース端子となるようにケース部を第３リード部でタイバーから切り離してシールドケースとする段階とから成る。
【００１５】
つまり、この工程ではタイバーを備えたケースフレームを用いていることから、ケース部を第３リード部でタイバーから切り離す段階までは、自動機にてケースフレームを移送しながら各段階の処理を行うことができる。
【００１６】
ここで、ケースフレームの第３リード部がその両側に間隔をあけて側壁部が位置するように天面部につながっていると、高周波モジュール完成品となったときケース端子はシールドケースの側壁部と間隔をあけて延在する。
【００１７】
また、樹脂モールド体をケース部に収納して固定する段階では、ケース部内の所定位置に予め導電性接着剤を塗布しておいて、該導電性接着剤に高周波回路の接地側に接続されたリード端子を接触させる。これによって、シールドケースと高周波回路の接地側のリード端子とが電気的に接続される。
【００１８】
また、樹脂モールド体をケース部に収納して固定する段階の後に、該高周波回路の電気性能検査を行う。つまり、ケース部と樹脂モールド体にタイバーが付いた状態にあるので自動機にて移送しながら性能検査を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の高周波モジュールの外観斜視図である。この高周波モジュールは高周波回路を構成する集積回路チップやその他電子部品、アンテナを樹脂モールド１にて封止し、集積回路チップやその他電子部品を封止した第１樹脂モールド部１ａにだけ電磁遮蔽のための金属製のシールドケース２をかぶせて成るものである。尚、第２樹脂モールド部１ｂにはアンテナが封止されている。
【００２０】
第１樹脂モールド部１ａの側方からはそのモールド樹脂内で高周波回路に接続されているリード端子３が露出していると共に、シールドケース２からはケース端子４が延在している。このリード端子３及びケース端子４は該高周波モジュールを外部装置（図示せず）に接続するために半田付けがなされる部分である。
【００２１】
ここで、ケース端子４とその両側に隣接するシールドケース２の側壁部１２２ｂには間隔Ｌが設けられている。これによって、半田付けの際にケース端子４から半田付け部分への熱伝導が抑えられて半田付けに要する時間が短くなる。また、該ケース端子４と外部装置を接続した後では外部装置から高周波モジュールへの熱伝導が抑えられてその影響を軽減できる。
【００２２】
次に、上記本実施形態の高周波モジュールの製造方法について説明する。先ず、第１工程ではリードフレーム上に集積回路チップやその他電子部品を搭載して高周波回路を形成する。
【００２３】
図２にこのリードフレーム５の構成を示す。５１は該リードフレーム５を自動機で移送するための送り穴５１ａが設けられた２本の平行なタイバー、５２はダイボンディングパッド部、５３は電子部品搭載部、６はアンテナ、５４，５５はタイバー５１から延びてダイボンディングパッド部５２及び電子部品搭載部５３につながった第１リード部、５６はアンテナ６につながった第２リード部である。この第２リード部５６のアンテナ６寄りには切り欠き加工によって薄くなったハーフカット部５６ａが形成されている。
【００２４】
このリードフレーム５上に集積回路チップやその他電子部品が搭載される。その状態を図３に示す。集積回路チップ７はダイボンディングパッド部５２（図２参照）に搭載され、その他の電子部品８はそれぞれ電子部品搭載部５３に搭載される。そして、これらの集積回路チップ７、その他の電子部品８、第１リード部５４，５５、及びアンテナ６が電気的に接続されて高周波回路が出来上がる。特に、この高周波回路では第１リード部５５は接地側に接続される。
【００２５】
このように、高周波回路を極力集積化した集積回路チップ７を用いたり、リードフレーム５内にアンテナ６を設けると、従来技術に比べて部品数が減るので構成が簡素化する。また、製造工程数も削減される。
【００２６】
次に、第２工程では高周波回路９（図３中、一点鎖線）内を樹脂モールドにて封止する。図４には封止された状態を示している。図中、１ａは集積回路チップ７及び電子部品８を封止した第１樹脂モールド部、１ｂはアンテナ６を封止した第２樹脂モールド部である。
【００２７】
次に、第３工程では第１及び第２樹脂モールド部１ａ，１ｂより露出した第１リード部５４，５５と第２リード部５６を所定の位置にて切断する。即ち、第１リード部５４，５５は第１樹脂モールド部１ａから多少露出するように切断する。
【００２８】
また、第２リード部５６は図３に示すハーフカット部５６ａで切断する。このとき、該ハーフカット部５６ａまで樹脂モールドで封止されるので、専用の切断装置を用いなくても第２樹脂モールド部１ｂより外側の切り残しや切断位置のばらつきが生じずに切断できる。従って、アンテナ６は均一な形状が確保されて電波の送受信性能が安定する。
【００２９】
第１及び第２リード部５４，５５，５６を切断して成る樹脂モールド体１０を図５に示す。この図に示すように、第１リード部５４はその先端が水平に成形されてリード端子３となる。また、高周波回路の接地側に接続された第１リード部５５は、第１樹脂モールド体１ａの側面に沿って折り上げられて接地端子１１となる。
【００３０】
次に、第４工程では樹脂モールドにシールドケースを取り付ける。その第１段階として先ず、ケースフレームを成形する。図６にこのケースフレーム１２の構成を示す。１２１は該ケースフレーム１２を自動機で移送するための送り穴１２１ａが設けられた２本の平行なタイバー、１２２は矩形の天面部１２２ａの四方に側壁部１２２ｂが設けられた略十字型平板のケース部である。ここでは、一点鎖線Ａにおいて側壁部１２２ｂを上向きに折り曲げてケース部１２２を箱形に成形する。
【００３１】
尚、１２３はタイバー１２１から延びて天面部１２２ａにつながった第３リード部である。各第３リード部１２３の両側には間隔Ｌをあけて側壁部１２２ｂが位置している。
【００３２】
図７には箱形になったケース部１２２を示している。次の第２段階ではこのケース部１２２内に樹脂モールド体１０の第１樹脂モールド部１ａを収納する。このとき、モールド樹脂体１０は第３工程を経た状態（図５参照）から裏返しにして収納される。つまり、第１樹脂モールド部１ａ内では集積回路チップ７がダイボンディングパッド部５２の下側に位置している。
【００３３】
ここで、樹脂モールド体１０はその側面に沿って接地端子１１が設けられていることから、ケース部１２２内の適所に予め導電性接着剤１３を塗布しておき、該導電性接着剤１３を介して接地端子１１とケース部１２２とを電気的に接続する。これによって、樹脂モールド体１０をケース部１２２に固定する工程と接地接続の工程とを同時に行うことができ、工程数が削減される。また、接地接続を露出させないので好ましい。
【００３４】
樹脂モールド体１０がケース部１２２内に収納された後、向かい合う１組の側壁部１２２ｂにそれぞれ形成されている突片１２２ｃを内側に折り曲げる。該突片１２２ｃは、図８に示すように、第１樹脂モジュール部１ａの凹部１ｃに嵌合して樹脂モールド体１０をケース部１２２に固定する。
【００３５】
ここで、高周波回路の予備性能検査を行う。図９に示すように、樹脂モールド体１０とケースフレーム１２とは図８に示した状態のまま、樹脂モールド体１０のリード端子３に電気計測器に接続された電気プローブ２０を接触させることで性能検査を行う。このように、タイバー１２１が付いた状態であると自動機で送りながら性能検査を行うことができる。
【００３６】
次に、樹脂モールドにシールドケースを取り付ける第４工程の第３段階では、予備性能検査が終了して図８に示した状態にある樹脂モールド体１０とケース部１２２とを、第３リード部１２３で切断してタイバー１２１から切り離す。そして、該第３リード部１２３を所定の形状となるように成形し、樹脂モールド体１０とケース部１２２を裏返すと図１に示す高周波モジュールとなる。図１中、２はケース部１２２から成るシールドケースであり、４は第３リード部１２３を成形して成るケース端子である。即ち、図６に示す各第３リード部１２３の両側に設けた間隔Ｌが、図１に示す各ケース端子４の両側の間隔Ｌとなる。
【００３７】
この後、従来技術と同様に、完成した高周波モジュールの高周波回路の電気性能検査を行う。即ち、図１０に示すように、リード端子３とケース端子４に電気計測器に接続された電気プローブ２０を接触させることで性能検査を行う。
【００３８】
尚、本実施形態の高周波モジュールは外部装置に対して水平取り付けとなる構成であるが、これに限らないのはもちろんである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波モジュールは、集積回路チップとその他の電子部品とを樹脂モールドで封止したモジュールに電磁遮蔽用のシールドケースを取り付けるという構成にすることで、必要部品が統合、集約されて小型化を達成している。また、シールドケースと高周波回路の接地接続についても考慮された構成となっている。
【００４０】
また、本発明の高周波モジュールの製造方法は、リードフレームを用いることで部品の供給や各工程の処理を自動機にて行うことができる。特に、タイバーを有するケースフレームからシールドケースを製造する構成であると、部品の供給やシールドケースの成形、樹脂モールド体の取付を自動機にて行うことができる。従って、効率のよい処理が可能となり、製造コストの低減が達成される。また、各工程の装置を連結させるといっそう効率の高い製造が可能である。
【００４１】
また、リードフレームの第２リード部に厚さの薄くなったハーフカット部を形成し、該ハーフカット部まで樹脂モールドにて封止していると、常に同じ位置でアンテナをタイバーから切り離すことができる。つまり、アンテナの形状が一定になるので電波の送受信性能のばらつきが生じにくい構成となる。
【００４２】
また、ケースフレームからシールドケースを製造する構成であると、ケース部とタイバーとを連結するための第３リード部がこのシールドケースの接地端子となる。つまり、シールドケースに特別に接地端子を設ける必要がない。
【００４３】
また、ケース端子とシールドケースの側壁部とに間隔をあけることで、該ケース端子を介して高周波モジュールと外部装置との間で熱が伝導するのを抑制する。従って、該ケース端子の半田付けが短時間で完了できる。また、高周波モジュールが外部からの熱の影響を受けることがない。
【００４４】
また、樹脂モールド体の接地端子である第１リード部とケースフレームのケース部とは、導電性接着剤を用いることによりケース部へ樹脂モールド体を収納するだけで接続できる。従って、樹脂モールド体とケース部との固定と電気的接続の処理が同時に行うことができ、工程が簡略化される。さらに、この接地接続はケースフレーム内に位置して露出しないので好ましい。その上、樹脂モールド体の接地端子とシールドケースとを電気的に接続することで、外部装置への接地接続はシールドケースのケース端子だけですむ。
【００４５】
また、樹脂モールド体をケースフレームのケース部に収納して固定する段階の後では、この樹脂モールド体とケース部にはタイバーが付いていることから、高周波回路の電気性能検査を自動機にて行うことができる。従って、この段階での検査は短時間で簡単に実施できるので問題ない。また、最終検査とあわせて２段階の検査が実施されるので歩留まりと製品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる高周波モジュールの一実施形態を示した外観斜視図である。
【図２】本発明にかかる高周波モジュールの製造方法の一実施形態であって、この製造に用いられるリードフレームの正面図である。
【図３】上記リードフレームに集積回路チップを実装した状態を示す斜視図である。
【図４】上記リードフレームを樹脂モールドで封止した状態を示す斜視図である。
【図５】樹脂モールド体を示す外観斜視図である。
【図６】本実施形態の製造に用いられるケースフレームの斜視図である。
【図７】上記ケースフレームと樹脂モールド体との組立を示す説明図である。
【図８】上記ケースフレームに取り付けられた樹脂モールド体を示す斜視図である。
【図９】予備電気性能検査を示す説明図である。
【図１０】最終の電気性能検査を示す説明図である。
【図１１】従来の高周波モジュールの製造方法を示す説明図である。
【図１２】高周波回路のブロック図である。
【符号の説明】
１樹脂モールド体
１ａ第１樹脂モールド体
１ｂ第２樹脂モールド体
２シールドケース
３リード端子
４ケース端子
６アンテナ
７集積回路チップ
９高周波回路
１０樹脂モールド体
５２ダイボンディングパッド部

Claims

いずれも板金から成る複数のリード端子、少なくとも１つ以上の前記リード端子の一端につながったダイボンディングパッド部、及びアンテナと前記ダイボンディングパッド部上及びその周辺部に搭載された集積回路チップとその他の電子部品とを電気的に接続して成る高周波回路を前記各リード端子の他端が露出するように樹脂モールドで封止した樹脂モールド体を備えており、該樹脂モールド体の前記アンテナ以外を封止した部分に金属製の箱形のシールドケースを上からかぶせて成ることを特徴とする高周波モジュール。
複数の前記リード端子のうち一部は前記高周波回路の接地側に接続されると共に前記シールドケースに電気的に接続されており、該シールドケースには外部装置に接続されるケース端子が延在していることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
平行な２本のタイバーと該タイバーから延びる複数の第１リード部及び第２リード部といくつかの前記第１リード部の先端につながったダイボンディングパッド部と前記第２リード部の先端につながったアンテナとが板金にて形成されて成るリードフレームを用意し、前記ダイボンディングパッド部上に集積回路チップを搭載し、その周辺部にその他の電子部品を搭載して該回路と前記アンテナと前記第１リード部とを電気的に接続して高周波回路を形成する工程と、
該高周波回路を樹脂モールドで封止して樹脂モールド体を形成する工程と、
前記第１リード部をリード端子として前記樹脂モールド体より露出させるように前記各第１及び第２リード部を前記タイバーより切り離す工程と、
前記樹脂モールド体の前記アンテナ以外を封止した部分に金属製の箱形のシールドケースを上からかぶせる工程と、
から成ることを特徴とする高周波モジュールの製造方法。
前記第２リード部には厚さの薄くなったハーフカット部が形成されており、該ハーフカット部まで樹脂モールドで封止すると共に該ハーフカット部で前記タイバーから切り離すことを特徴とする請求項３に記載の高周波モジュールの製造方法。
前記樹脂モールド体に前記シールドケースをかぶせる工程は、平行な２本のタイバーと矩形の天面部の四方に側壁部を設けた略十字型平板のケース部と前記タイバーから延びて先端が前記天面部につながった第３リード部とが板金にて形成されて成るケースフレームを用意し、前記側壁部を折り上げて前記ケース部を箱形に成形する段階と、
前記樹脂モールド体を前記集積回路チップが前記ダイボンディングパッド部の下側に位置する向きにして前記アンテナ以外を封止した部分を前記ケース部に収納して固定する段階と、
前記第３リード部が前記ケース部から延在してケース端子となるように、前記ケース部を前記第３リード部で前記タイバーから切り離して前記シールドケースとする段階と、
から成ることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の高周波モジュールの製造方法。
前記ケースフレームの前記第３リード部はその両側に間隔をあけて前記側壁部が位置するように、前記天面部につながっていることを特徴とする請求項５に記載の高周波モジュールの製造方法。
前記樹脂モールド体を前記ケース部に収納して固定する段階では、前記ケース部内の所定位置に予め導電性接着剤を塗布しておいて、該導電性接着剤に前記高周波回路の接地側に接続された前記リード端子を接触させることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の高周波モジュールの製造方法。
前記樹脂モールド体を前記ケース部に収納して固定する段階の後に、前記高周波回路の電気性能検査を行うことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の高周波モジュールの製造方法。