JPH11220285A - ハイブリッドモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造効率が高く小型化に適したハイブリッド
モジュール及びその製造法を提供する。 【解決手段】 グリーンシートを積層してなる多層基板
から形成された回路基板１１にチップ状電子部品１２や
半導体素子１３を実装し、さらにケース１５を被装した
ハイブリッドモジュール１０において、回路基板１１の
側面に凹部１１ａを設けるとともに、前記ケース１５は
係止片１５ａを前記凹部１１ａに係止して回路基板１１
に装着している。これにより、ハイブリッドモジュール
１０の全体寸法を小型化することができる。また、前記
凹部１１ａをグリーンシートに切り欠きを設けることに
より形成することができるので、製造効率が高いものと
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路パターンが形
成された回路基板に、積層コンデンサや半導体部品等の
回路部品を実装して電子回路を形成するハイブリッドモ
ジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のハイブリッドモジュール
としては、図５に示すようなものが知られている。図５
は、従来のハイブリッドモジュールのケース一部を切り
欠いた斜視図である。このハイブリッドモジュール１０
０は、回路基板１０１上にチップ状電子部品１０２及び
発熱性を有する半導体素子１０３等の回路部品を実装
し、さらに回路基板１０１上にケース１０４を被装した
ものである。

【０００３】この回路基板１０１は、矩形のグリーンシ
ートを複数枚積層して形成された多層基板である。この
回路基板１０１の側面にケース１０４を装着するための
突起１０１ａが設けられている。この突起１０１ａは、
これに対応する張り出し部を縁部に設けたグリーンシー
トを積層することにより形成される。また、回路基板１
０１の側面には親回路基板と接続するための複数の端子
電極１０１ｂが形成されている。この端子電極１０１ｂ
は、親回路基板に形成された回路パターンに半田付けさ
れる。

【０００４】チップ状電子部品１０２は回路基板１０１
上に形成された回路パターン１０５に半田付けされてい
る。また、半導体素子１０３は、半田バンプを介して回
路パターン１０５上に接合されている。チップ状電子部
品１０２は、例えば積層コンデンサであり、半導体素子
１０３は、例えばＦＥＴである。

【０００５】ケース１０４は、回路基板１０１及びこれ
に実装されたチップ状電子部品１０２等を物理的に保護
するとともに、電気的・磁気的にシールドするためのも
のである。ケース１０４は、箱状の金属部材であり、係
止片１０４ａを前記突起１０１ａに係止して回路基板１
０１に被装している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たハイブリッドモジュール１００では、回路基板１０１
に設けられた突起１０１ａの突起高さだけ全体寸法が大
きくなるため小型化に適さないものであった。また、ハ
イブリッドモジュール１００を取り扱う際に、例えば、
親回路基板への搭載の際に、この突起１０１ａが搭載機
器等に引っ掛かる場合があり、作業効率が低下する場合
もあった。さらに、前述したように、この突起１０１ａ
は、これに対応する張り出し部を縁部に設けたグリーン
シートを、該張り出し部のないグリーンシートとともに
積層して形成されている。ここで、張り出し部を有する
グリーンシートは、他のグリーンシートよりも全体寸法
が大きくなることから、これらとは別工程により作成す
る必要がある。従って、このハイブリッドモジュール１
００は、製造効率が悪いという難点を有していた。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、製造効率が高く小型
化に適したハイブリッドモジュール及びその製造法を提
供することにある。

【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、請求項１の発明は、回路基板と、回路基板に実装し
た回路部品と、回路基板上面に被装したケースとを備え
たハイブリッドモジュールにおいて、前記回路基板は回
路基板上面が開口しない凹部を側面に備え、前記ケース
は係止片を備えるとともに該係止片を前記凹部に係止し
て回路基板上面に被装していることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、回路基板側面に設けられ
た凹部が回路基板上面には開口していないため、ケース
の係止片が凹部に係止され、ケースの上方への移動が規
制される。即ち、ケースは、その係止片を凹部に係止し
て回路基板上面を被装する。従って、回路基板の側面に
突出部を設けることなくケースを被装することができる
ので、ハイブリッドモジュールの全体寸法を小さくする
ことができる。さらに、回路基板の側面に突出部がない
ため、ハイブリッドモジュールの取扱いが容易となる。

【００１０】好適な態様の一例として、請求項２の発明
では、請求項１のハイブリッドモジュールにおいて、前
記回路基板は前記凹部に対応する切り欠きが縁部に設け
られたグリーンシートを積層した多層基板からなること
を特徴とするものを挙げる。

【００１１】このハイブリッドモジュールは、前記凹部
を、グリーンシートの縁部に切り欠きを設けることによ
り形成することができるので、その製造が容易なものと
なる。特に、この種のハイブリッドモジュールの製造工
程においては、グリーンシートに回路部品を収容するた
めの孔や積層時に層間を接続するためのビアホールを打
ち抜く工程を有していることが多い。従って、このよう
な場合には、これら工程と前記切り欠きを設ける工程と
を同時に行うことができるので、このハイブリッドモジ
ュールは製造効率の高いものとなる。

【００１２】また、請求項３の発明は、複数のグリーン
シートを積層した多層基板からなり回路基板上面が開口
しない凹部を側面に備える回路基板と、回路基板に実装
した回路部品と、前記凹部に係止する係止片を備え前記
回路基板上面に被装したケースとを備えたハイブリッド
モジュールの製造方法において、第１のグリーンシート
の縁部に前記凹部に対応する切り欠きを形成し、該第１
のグリーンシートと切り欠きが形成されてない第２のグ
リーンシートとを積層して回路基板を作成する工程と、
前記回路基板の凹部に係止片が係止されるように前記ケ
ースを被装する工程とを備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、回路基板を形成するグリ
ーンシートに切り欠きを形成することにより、請求項１
及び２記載のハイブリッドモジュールを効率良く製造す
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態にかかるハ
イブリッドモジュール及びその製造方法について図１及
び図２を参照して説明する。本実施の形態では、高周波
電力増幅用のハイブリッドモジュールについて説明す
る。図１はハイブリッドモジュールのケース一部を切り
欠いた分解斜視図、図２は回路基板の構造を説明する分
解斜視図である。

【００１５】このハイブリッドモジュール１０は、図１
に示すように、回路基板１１と、回路基板１１に実装さ
れた複数のチップ状電子部品１２と、発熱性を有する半
導体素子１３と、半導体素子１３に発生する熱を親回路
基板に伝達する放熱板１４と、回路基板１１を被装する
ケース１５を主たる構成要素とする。このハイブリッド
モジュール１０は、放熱板１４が付設された底面を親回
路基板に対向させて実装される。ここで、このハイブリ
ッドモジュール１０の外観寸法としては、例えば、約７
ｘ７ｘ２ｍｍ³である。

【００１６】回路基板１１は、図１及び図２に示すよう
に、直方体形状のアルミナを主体としたセラミック製の
多層基板からなる。即ち、回路基板１１は、絶縁体層１
１−１〜１１−４を積層して形成された４層の多層基板
である。各絶縁体層１１−１〜１１−４の表面及び内層
には回路パターン１７及び回路パターン１７を層間で接
続するビアホール１８が形成されている。回路基板１１
の各側面の中央部には、ケース１５を装着するための凹
部１１ａがそれぞれ１つずつ形成されている。この凹部
１１ａは、回路基板１１の底面から、回路基板の一層分
の高さを有した半筒状に形成されている。即ち、最下層
となる絶縁体層１１−４は、縁部に凹部１１ａに対応す
る切り欠き２０を有している。また、回路基板１１の側
面には、親回路基板と接続するための端子電極１６が形
成されている。この端子電極１６は回路基板１１の側面
に設けられた半筒状の端子電極溝１１ｂに形成されてい
る。即ち、絶縁体層１１−１〜１１−４は、端子電極溝
１１ｂに対応する切り欠き２１を有している。さらに、
この回路基板１１の底面には、それぞれ半導体素子１３
及び放熱板１４を実装し、収容するための２段構造のキ
ャビティ（図示省略）が設けられている。即ち、絶縁体
層１１−３の中央部にはキャビティに対応する孔２２が
設けられ、絶縁体層１１−４の中央部にはキャビティに
対応する孔２３が設けられている。

【００１７】チップ状電子部品１２は、ハイブリッドモ
ジュール１０を構成する電子部品であり、例えば、積層
コンデンサや、積層インダクタ等である。このチップ状
電子部品１２は、回路基板１１の表面に形成された回路
パターン１７に実装されている。

【００１８】半導体素子１３は、ハイブリッドモジュー
ル１０を構成する電子部品であり、発熱性を有するもの
である。例えばＧａＡｓＭＥＳ型ＦＥＴ等である。この
半導体素子１３は複数のバンプ１３ａを備えており、各
バンプ１３ａはキャビティ内に形成された回路パターン
１７に接続している。半導体素子１３と回路基板１１と
の間には、半導体素子１３を保護するための封止樹脂
（図示省略）が充填されている。

【００１９】放熱板１４は、半導体素子１３の発熱を親
回路基板へ放熱するためのもので、回路基板１１のキャ
ビティを塞ぐように半導体素子１３に接着している。放
熱板１４と半導体素子１３とは、熱的密着性を高めるた
めに放熱樹脂（図示省略）を接着剤として接着されてい
る。この放熱板１４は熱伝導性の高い材料から形成され
ており、例えば４２アロイ（ニッケル：鉄＝４２：５８
の合金）から形成されている。また、この放熱板１４
は、半田濡れ性を向上させるためにメッキ処理が施され
ている。このメッキ処理としては、例えばＡｕメッキで
ある。

【００２０】端子電極１６は、親回路基板と接続するた
めのものでり、回路基板１１の表面及び内層に形成され
た回路パターン１７と導通接続している。この端子電極
１６は、前述したように、回路基板１１の側面に設けら
れた端子電極溝１１ｂに形成されている。この端子電極
１６は、導電性ペーストを塗布し、これを焼き付けて形
成されたものである。

【００２１】ケース１５は、ハイブリッドモジュール１
０を物理的に保護するとともに、電気的・磁気的ノイズ
を外部からシールドし、さらには外部へのノイズの放射
を防ぐためのものである。このケース１５は、下面が開
口した箱状のものであり、例えば、銅を材料としたもの
である。このケース１５の各側面下端の中央部には、ケ
ース１５を回路基板１１に装着するための係止片１５ａ
が設けられている。この係止片１５は、回路基板１１の
凹部１１ａに係止するように、先端がＬ字状に折り曲が
っている。

【００２２】次に、このハイブリッドモジュール１０の
製造方法について図３を参照して説明する。ここでは、
複数のハイブリッドモジュールを製造する工程を説明す
る。図３はグリーンシートの平面図である。

【００２３】まず、以下のようにして４層構造の回路基
板１１を製造する。即ち、アルミナ系のセラミック材料
が分散するスラリーを作成する。次に、このスラリーか
らドクターブレード法等を用いて４枚のグリーンシート
Ｓ１〜Ｓ４を作成する。

【００２４】次に、図３に示すように、各グリーンシー
トＳ１〜Ｓ４に複数個のハイブリッドモジュールに対応
するビアホールや回路パターンを各パターンが隣り合う
ように形成する。まず、第１のグリーンシートＳ１に、
前記絶縁体層１１−１に対応する孔及び回路パターンを
形成する。即ち、絶縁体層１１−１に設けられるビアホ
ール（図３では図示省略）を打ち抜くとともに、端子電
極１６を形成する位置に端子電極溝１１ｂに対応する切
り欠き２１を設ける。この後に、回路パターン１７及び
端子電極１６に対応する位置に導電性ペーストを塗布す
る。これによりビアホール及び切り欠き２１に導電性ペ
ーストが充填される。同様にして、第２のグリーンシー
トＳ２を加工する。

【００２５】次に、第３のグリーンシートＳ３に、絶縁
体層１１−３に設けられるキャビティに対応する孔２２
及び端子電極溝１１ｂに対応する切り欠き２１を設ける
とともに、端子電極１６に対応する位置に導電性ペース
トを塗布する。

【００２６】次に、第４のグリーンシートＳ４に、絶縁
体層１１−４に設けられるキャビティに対応する孔２３
及び端子電極溝１１ｂに対応する切り欠き２１を設ける
とともに、ケース装着用の凹部１１ａに対応する切り欠
き２０を打ち抜く。さらに、端子電極１６に対応する位
置に導電性ペーストを塗布する。

【００２７】次に、これら第１〜第３のグリーンシート
Ｓ１〜Ｓ４を順番に積層し、圧着してシート積層体を作
成する。次に、このシート積層体をハイブリッドモジュ
ールの単位大きさに裁断して単位積層体を得る。この裁
断は、図３に示すように、端子電極１６に対応する孔２
２の中心を結ぶ線をカットラインとして裁断する。これ
により、裁断された単位積層体の側面には、凹部１１ａ
に対応する凹部及び端子電極溝１１ｂに対応する溝が露
出する。次に、この単位積層体を所定温度で焼成して回
路基板１１が得られる。

【００２８】次に、回路基板１１の底面に設けられたキ
ャビティ（図示省略）内の回路パターン１７に半導体素
子１３を超音波併用熱圧着等により接続する。次に、こ
のキャビティに封止樹脂を注入し、さらに、放熱板１４
を放熱樹脂を用いて半導体素子１３に接着する。これに
より、キャビティ内に半導体素子１３が実装されるとと
もに、回路基板１１の底面に放熱板１４が露出する。さ
らに、回路基板１１の上面に、回路パターン１７に接続
するようにチップ状電子部品１２を半田付けして実装す
る。

【００２９】最後に、ケース１５を回路基板１１に被装
する。即ち、ケース１５の係止片１５ａが回路基板１１
の凹部１１ａに係止されるように装着する。これによ
り、ハイブリッドモジュール１０が得られる。

【００３０】以上詳述したように、本実施の形態にかか
るハイブリッドモジュールでは、回路基板１１の側面に
突出部を設けることなくケース１５を被装することがで
きるので、ハイブリッドモジュール１０の全体寸法を小
さくすることができる。また、回路基板１１の側面に突
出部がないため、ハイブリッドモジュール１０の取扱い
が容易となる。さらに、このハイブリッドモジュール１
０は、凹部１１ａをグリーンシートに切り欠きを縁部に
設けることにより形成することができるので、その製造
が容易なものとなる。特に、この種のハイブリッドモジ
ュール１０の製造工程においては、キャビティやビアホ
ールを打ち抜く工程と前記切り欠きを設ける工程とを同
時に行うことができるので、ハイブリッドモジュール１
０の製造効率が高いものとなる。

【００３１】尚、図４に示すように、ケース１５を装着
するために凹部１１ａに加えて他の凹部１１ｃを設けて
もよい。ここで、図４は回路基板１１の側面を拡大した
斜視図である。この凹部１１ｃは、凹部１１ａが回路基
板１１上面に開口しないのに対して、回路基板１１上面
に開口している。また、この凹部１１ｃは、凹部１１ａ
の上部に回路基板１１の一層分の厚みを隔てて設けたも
のである。さらに、回路基板１１の凹部１１ａと凹部１
１ｃの間の側面は、ケース１５の係止片の厚みを吸収す
るためにわずかに窪んでいる。ケース１５の係止片１５
ａは、この凹部１１ａ及び１１ｃに対応してＬ字状に折
り曲げたり、コ字状に折り曲げればよい。

【００３２】また、回路基板１１の凹部１１ａに、端子
電極溝１１ｂと同様に導体ペーストを塗布し、ハイブリ
ッドモジュール１０の端子電極１６’としてもよい。こ
の場合には、この端子電極１６’をケースの係止片１５
ａとともに親回路基板に実装すると、ケース１５のシー
ルド効果がより高いものとなる。特に、この端子電極１
６’をグランド接続するとよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、回路基板の側面に突出部を設けることなくケー
スを被装することができるので、ハイブリッドモジュー
ルの全体寸法を小さくすることができる。また、回路基
板の側面に突出部がないため、ハイブリッドモジュール
の取扱いが容易となる。

【００３４】また、請求項２の発明によれば、前記凹部
を、グリーンシートの縁部に切り欠きを設けることによ
り形成することができるので、その製造が容易なものと
なる。特に、この種のハイブリッドモジュールの製造工
程においては、グリーンシートに回路部品を収容するた
めの孔や積層時に層間を接続するためのビアホールを打
ち抜く工程を有していることが多い。従って、このよう
な場合には、これら工程と前記切り欠きを設ける工程と
を同時に行うことができるので、このハイブリッドモジ
ュールは製造効率の高いものとなる。

【００３５】さらに、請求項３の発明によれば、回路基
板を形成するグリーンシートに切り欠きを形成すること
により、請求項１及び２記載のハイブリッドモジュール
を効率良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッドモジュールのケース一部を切り欠
いた分解斜視図

【図２】回路基板の構造を説明する分解斜視図

【図３】グリーンシートの平面図

【図４】回路基板の側面を拡大した斜視図

【図５】従来のハイブリッドモジュールのケース一部を
切り欠いた斜視図

【符号の説明】

１０…ハイブリッドモジュール、１１…回路基板、１１
ａ…凹部、１１ｂ…端子電極溝、１２…チップ状電子部
品、１３…半導体素子、１４…放熱板、１５…ケース、
１５ａ…係止片、１６…端子電極、１７…回路パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 一樹 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 海老原 均 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板と、回路基板に実装した回路部
   品と、回路基板上面に被装したケースとを備えたハイブ
   リッドモジュールにおいて、 前記回路基板は回路基板上面が開口しない凹部を側面に
   備え、前記ケースは係止片を備えるとともに該係止片を
   前記凹部に係止して回路基板上面に被装していることを
   特徴とするハイブリッドモジュール。
2. 【請求項２】 前記回路基板は前記凹部に対応する切り
   欠きが縁部に設けられたグリーンシートを積層した多層
   基板からなることを特徴とする請求項１記載のハイブリ
   ッドモジュール。
3. 【請求項３】 複数のグリーンシートを積層した多層基
   板からなり回路基板上面が開口しない凹部を側面に備え
   る回路基板と、回路基板に実装した回路部品と、前記凹
   部に係止する係止片を備え前記回路基板上面に被装した
   ケースとを備えたハイブリッドモジュールの製造方法に
   おいて、 第１のグリーンシートの縁部に前記凹部に対応する切り
   欠きを形成し、該第１のグリーンシートと切り欠きが形
   成されてない第２のグリーンシートとを積層して回路基
   板を作成する工程と、 前記回路基板の凹部に係止片が係止されるように前記ケ
   ースを被装する工程とを備えたことを特徴とするハイブ
   リッドモジュールの製造方法。