JPWO2013035655A1 - モジュール基板 - Google Patents
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Abstract
基板の周縁部だけでなく、実装した複数の電子部品の間にも複数の柱状の接続端子を配置することにより、基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができるモジュール基板を提供する。基板5の一方の面に複数の電子部品4、4hを実装し、絶縁樹脂3にて封止してある。複数の柱状の接続端子2、7が基板5の周縁部及び一又は複数の小領域8に配置されており、一又は複数の小領域8は、基板5の周縁部を除く基板5上であって、複数の電子部品4、4hを実装していない位置に設定されている。
Description
本発明は、基板の一方の面に複数の電子部品を実装し、絶縁樹脂にて封止してあるモジュール基板に関し、特に基板の周縁部だけでなく、実装された複数の電子部品の間にも複数の柱状の接続端子が配置されているモジュール基板に関する。
従来、基板の周縁部に複数の柱状のポストを形成し、内部接続用電極を封止する絶縁樹脂の天面から柱状のポストを露出させることにより、柱状のポストを外部電極として用いる回路基板が多々開発されている。例えば特許文献1では、半導体チップを搭載した配線基板の周縁部に柱状の導電性ポストを配置し、配線基板を封止する樹脂封止部から導電性ポストの一部を露出させることで外部電極を形成する半導体集積回路素子の製造方法が開示されている。
また、特許文献2では、回路素子を配置した有機基板の周縁部に複数の柱状又は棒状に形成した内部接続用電極を連結板が上になるように固定し、連結板を覆うように樹脂封止する。樹脂封止された内部接続用電極の表面を、少なくとも連結板が無くなるまで研磨あるいは研削することにより平坦化し、内部接続用電極を露出させて外部接続用電極として用いる半導体装置の製造方法が開示されている。
しかし、特許文献1及び2の構成では、基板の周縁部にのみ複数の柱状のポスト(内部接続用電極)が形成されているので、柱状のポストの内側に、実装された電子部品等を封止する封止材、モールド材等の絶縁樹脂を注入した場合、基板の周縁部に配置した柱状のポスト周辺に絶縁樹脂が集まりやすく、柱状のポストが存在しない基板の中央近傍では絶縁樹脂の厚みが薄くなるおそれがあった。基板の中央近傍で絶縁樹脂の厚みが薄くなった場合、絶縁樹脂の平坦化が困難となり、実装基板への実装時にフラックス樹脂の溜まり、あるいはエア噛み等の原因となるという問題点があった。
また、例えば特許文献3では、基板の周縁部以外の部分にも柱状のポストを配置した複合モジュールの製造方法が開示されている。しかし、シールド効果を高めるために点在させているに過ぎず、柱状のポストが存在しない基板の中央近傍で絶縁樹脂の厚みが薄くなるおそれが解消されているものではない。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、基板の周縁部だけでなく、実装した複数の電子部品の間にも複数の柱状の接続端子を配置することにより、基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができるモジュール基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係るモジュール基板は、基板の一方の面に複数の電子部品を実装し、絶縁樹脂にて封止してあるモジュール基板において、複数の柱状の接続端子が前記基板の周縁部及び一又は複数の小領域に配置されており、一又は複数の前記小領域は、前記基板の周縁部を除く前記基板上であって、複数の前記電子部品を実装していない位置に設定されていることを特徴とする。
上記構成では、基板の一方の面に複数の電子部品を実装し、絶縁樹脂にて封止してある。複数の柱状の接続端子が基板の周縁部及び一又は複数の小領域に配置されており、一又は複数の小領域は、基板の周縁部を除く基板上であって、複数の電子部品を実装していない位置に設定されている。これにより、基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。また、基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができるので、モジュール基板を実装基板に実装する場合、フラックス樹脂が絶縁樹脂の天面に溜まることがなく、エア噛み等の発生を抑制することもできる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記小領域は、複数の前記電子部品の間に設定されていることが好ましい。
上記構成では、小領域は、複数の電子部品の間に設定されているので、絶縁樹脂の天面の凹みを効果的に抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。また、絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができるので、モジュール基板を実装基板に実装する場合、フラックス樹脂が絶縁樹脂の天面に溜まることがなく、エア噛み等の発生を抑制することもできる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記小領域に配置された柱状の接続端子は、高さが低い電子部品と該電子部品に最も近接している柱状の接続端子との間の距離が、高さが高い電子部品と該電子部品に最も近接している柱状の接続端子との間の距離よりも短くなるよう配置されていることが好ましい。
上記構成では、小領域に配置された柱状の接続端子は、高さが低い電子部品と該電子部品に最も近接している柱状の接続端子との間の距離が、高さが高い電子部品と該電子部品に最も近接している柱状の接続端子との間の距離よりも短くなるよう配置されている。これにより、高さが低い電子部品と最も近接している柱状の接続端子との間の距離を狭めてあるので、高さが低い電子部品近傍で凹みやすい絶縁樹脂の天面を効果的に平坦に維持することができ、結果として基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記小領域は、前記基板の周縁部に配置された柱状の接続端子から最大限離れた位置に設定されていることが好ましい。
上記構成では、小領域は、基板の周縁部に配置された複数の柱状の接続端子から最大限離れた位置に設定されているので、基板の周縁部に配置してある柱状の接続端子から離れるほど凹みやすい絶縁樹脂の天面を効果的に平坦に維持することができ、結果として基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記基板は矩形であり、前記小領域は、前記基板の対角線の交点を含む位置に設定されていることが好ましい。
上記構成では、基板が矩形であり、小領域は、基板の対角線の交点を含む位置に設定されているので、基板の周縁部に配置してある柱状の接続端子から最も離れた基板の中央近傍で凹みやすい絶縁樹脂の天面を効果的に平坦に維持することができ、結果として基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記小領域には、複数の前記柱状の接続端子が十字状に配置されていることが好ましい。
上記構成では、小領域には、複数の柱状の接続端子が十字状に配置されているので、複数の柱状の接続端子の周辺部分で凹みやすい絶縁樹脂の天面を効果的に平坦に維持することができ、結果として基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。
また、本発明に係るモジュール基板は、複数の前記柱状の接続端子は接地電極と接続されていることが好ましい。
上記構成では、複数の柱状の接続端子は接地電極と接続されているので、接地不良になるおそれが少なく、モジュール特性を向上させることが可能となる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記小領域は、熱により動作が変動する電子部品に隣接する位置に設定されていることが好ましい。
上記構成では、小領域は、熱により動作が変動する電子部品に隣接する位置に設定されているので、放熱性を向上させることができ、熱による電子部品の動作不良を未然に防止することが可能となる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記絶縁樹脂の天面が平坦であることが好ましい。
上記構成では、絶縁樹脂の天面が平坦であるので、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができ、モジュール基板を実装基板に実装する場合、フラックス樹脂が絶縁樹脂の天面に溜まることがなく、エア噛み等の発生を抑制することも可能となる。
また、本発明に係るモジュール基板は、前記基板の他方の面に複数の前記電子部品が実装されていることが好ましい。
上記構成では、基板の他方の面にも複数の電子部品が実装されているので電子部品の実装密度を高めることができ、モジュール基板を小型化することが可能となる。
上記構成によれば、基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。また、基板の中央近傍で絶縁樹脂の天面の凹みを抑制することができるので、モジュール基板を実装基板に実装する場合、フラックス樹脂が絶縁樹脂の天面に溜まることがなく、エア噛み等の発生を抑制することもできる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図7は、従来のモジュール基板の構成を示す平面図及び断面図である。図7(a)は、従来のモジュール基板1の平面図であり、複数の柱状の接続端子2は基板5の周縁部に配置されている。また図7(b)は、従来のモジュール基板1の断面図であり、複数の柱状の接続端子2の基板5の一方の面からの高さが、電子部品(SMD)4の基板5の一方の面からの高さよりも高くなるようにしてある。
実装した電子部品4を絶縁樹脂3にて封止した場合、基板5の周縁部に配置されている複数の柱状の接続端子2の近辺では絶縁樹脂3の天面6を平坦に維持することができるものの、基板5の周縁部に配置してある複数の柱状の接続端子2から離れるほど絶縁樹脂3の天面6が凹み、結果として基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6が凹む。これにより、絶縁樹脂3の天面6を平坦にする、いわゆる平坦化が困難となり、実装基板への実装時にフラックス樹脂の溜まり、あるいはエア噛み等の原因となる。
そこで本実施の形態では、複数の柱状の接続端子を、基板5の周縁部を除く基板5上であって、電子部品4を実装していない位置にも配置する。図1は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の構成を示す平面図及び断面図である。図1(a)は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の平面図であり、複数の柱状の接続端子2を基板5の周縁部に配置するとともに、基板5の中央近傍の小領域8にも複数の柱状の接続端子7を配置する。なお、図1(a)においては、説明のために小領域8を境界線で示しているが、あくまでも境界線は仮想線である。他の図面においても同様である。また図1(b)は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の断面図であり、複数の柱状の接続端子2、7ともに、基板5の一方の面からの高さが、電子部品(SMD)4、4hの基板5の一方の面からの高さよりも高くなるようにしてある。
したがって、基板5の周縁部に配置されている柱状の接続端子2の近辺だけでなく、基板5の中央近傍の電子部品4、4hを実装していない位置に設定された小領域8に配置されている複数の柱状の接続端子7の近辺においても、絶縁樹脂3の天面6を平坦に維持することができる。すなわち、基板5の周縁部に配置してある複数の柱状の接続端子2から離れた位置、例えば基板5の中央近傍であっても絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂3の天面6を平坦又は平坦に近い形状に維持することができる。これにより、絶縁樹脂3を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。また、基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができるので、モジュール基板1を実装基板に実装する場合、フラックス樹脂が絶縁樹脂3の天面6に溜まることがなく、エア噛み等の発生を抑制することもできる。
図1の例では一の小領域8を設定しているが、実際には、複数の小領域8を設定しないと、基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制する効果は半減する。したがって、複数の柱状の接続端子7が配置される複数の小領域8を、基板5の周縁部を除く基板5上であって、電子部品4、4hを実装していない位置に設定することが好ましい。
小領域8は、基板5の中央近傍に設定することに限定されるものではなく、基板5の周縁部を除く基板5上であって、電子部品4、4hを実装していない位置に設定すれば足りる。図2は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の他の構成を示す平面図である。
図2に示すように、基板5の中央近傍ではなく、基板5の周縁部を除く基板5上であって、電子部品4、4hを実装していない位置、例えば電子部品4と電子部品4hとの間、電子部品4、4hと基板5の周縁部に配置されている複数の柱状の接続端子2との間等であれば、どこにでも小領域8を設定することができる。例えば隣接する電子部品4と電子部品4hとの間に小領域8を設定することにより、絶縁樹脂3の天面6の凹みを効果的に抑制することができる。
また、電子部品4と電子部品4hとの高さが異なる場合には、高さが低い電子部品4と電子部品4に最も近接している柱状の接続端子7との間の距離(図3(a)に示すb)が、高さが高い電子部品4hと電子部品4hに最も近接している柱状の接続端子7との間の距離(図3(a)に示すa)よりも短くなるよう、複数の柱状の接続端子7を配置することが好ましい。高さが低い電子部品4と最も近接している柱状の接続端子7との間の距離を狭めてあるので、高さが低い電子部品4付近で凹みやすい絶縁樹脂3の天面6を効果的に平坦に維持することができ、結果として絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができるからである。
図3は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の製造工程を示す断面図である。まず、図3(a)に示すように、外形が矩形である集合基板100の表面電極9のうち、所望の表面電極9上に半田10を印刷する。集合基板100としては、LTCC(低温同時焼成セラミックス:Low Temperature Co−fired Ceramics)基板、有機基板等、特に限定されるものではない。
LTCC基板として集合基板100を作成する場合、まずPETフィルム上にセラミックスラリーをコーティングした後、乾燥させ、厚み10〜200μmのセラミックグリーンシートを作成する。作成したセラミックグリーンシートに金型、レーザ等により直径略0.1mmのビアホールをPETフィルム側から形成する。
次に、銀又は銅を主成分とする金属粉、樹脂、有機溶剤を混練した電極ペーストをビアホール内に充填して乾燥させる。そして、セラミックグリーンシート上に同等の電極ペーストを所望のパターンにスクリーン印刷等し、乾燥させる。
この状態で複数のセラミックグリーンシートを積み重ね、圧力100〜1500kg/cm2 、温度40〜100℃にて圧着する。その後、電極ペーストが銀を主成分とする場合には空気中で略850℃、銅を主成分とする場合には窒素雰囲気中で略950℃にて焼成し、電極にNi/Sn又はNi/Au等を湿式メッキ等で成膜することで、集合基板100を作成する。
次に、図3(b)に示すように、半田10が印刷されている表面電極9上に複数の電子部品4、4hを配置するとともに、複数の柱状の接続端子2を、モジュール基板1に個片化した場合に基板5の周縁部となる表面電極9上に配置する。複数の柱状の接続端子7は、モジュール基板1に個片化した場合に基板5の周縁部を除く基板5上であって、複数の電子部品4、4hを実装していない位置に設定された小領域8に配置する。
そして、図3(c)に示すように、リフロー装置を用いて印刷してある半田10を溶融させ、配置された電子部品4、4h及び複数の柱状の接続端子2、7を集合基板100に接合する。余分なフラックス等の有機物は、ウェット式の洗浄装置、又はドライ式の洗浄装置を用いて除去する。
次に、図3(d)に示すように、樹脂シート(絶縁樹脂)3aをラミネートする。樹脂シート3aには、PETフィルム上に複合樹脂を成型して半硬化させたものを用いる。複合樹脂は、エポキシ、フェノール、シアネート等の熱硬化性樹脂と、Al2 O3 、SiO2 、TiO2 等の無機フィラーとを混合させた複合材料である。樹脂シート3aをラミネートする場合、所望の厚みを有するスペーサを、集合基板100の周囲に配置することにより、ラミネートした樹脂シート3aに所望の厚みを確保することができる。この状態の集合基板100をオーブンに入れて、樹脂シート3aを完全に硬化させることで、絶縁樹脂3により電子部品4、4hが封止される。
本実施の形態では、上述したように集合基板100の一方の面のみに樹脂シート3aをラミネートして硬化させているが、集合基板100の両面に電子部品4、4hを実装してある場合、一方の面、他方の面を別個にラミネートして硬化させても良いし、両面を一括してラミネートして硬化させても良い。
そして、封止した絶縁樹脂3の天面6を、図示しないローラ型ブレード等で研磨する。複数の柱状の接続端子2、7の高さが、半田10等の接合状態の相違によりばらついている場合であっても、絶縁樹脂3の天面6を研磨した結果として、絶縁樹脂3の天面6から露出した複数の柱状の接続端子2、7の断面形状は略一致する。したがって、モジュール基板1を実装基板に確実に接続することができる。
最後に図3(e)に示すように、ダイサー等で集合基板100を分断してモジュール基板1に個片化する。もちろん、個片化されたモジュール基板1に導電性ペースト等によりシールド層を形成しても良い。
以上のように本実施の形態によれば、基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂3を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。また、基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができるので、モジュール基板1を実装基板に実装する場合、フラックス樹脂が絶縁樹脂3の天面6に溜まることがなく、エア噛み等の発生を抑制することもできる。
なお、複数の柱状の接続端子2、7は、接地電極と接続していても良い。この場合、シールド層を経由することなく、短い経路で接地することができるので、接地不良となるおそれが少なく、モジュール特性を向上させることが可能となる。
また、複数の柱状の接続端子7を配置する一又は複数の小領域8は、基板5の周縁部を除く基板5上であって、電子部品4、4hを実装していない位置に設定すれば足りるが、基板5の中央近傍に設定することがより好ましい。例えば絶縁樹脂3の天面6は、基板5の周縁部に配置してある複数の柱状の接続端子2から離れるほど凹みやすく、小領域8を基板5の中央近傍に設定することにより、基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができるからである。
具体的には、小領域8を、矩形の基板5の対角線の交点を含む位置に設定することが好ましい。基板5の周縁部に配置してある複数の柱状の接続端子2から離れるほど凹みやすい絶縁樹脂3の天面6を効果的に平坦に維持することができ、結果として基板5の中央近傍で絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂3を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができるからである。
図4は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の他の構成を示す平面図である。図4に示すように、矩形の基板5の対角線の交点を含む位置に小領域8が設定されており、小領域8に複数の柱状の接続端子7が十字状に配置されている。小領域8に複数の柱状の接続端子7が十字状に配置されているので、複数の柱状の接続端子7の周辺部分で凹みやすい絶縁樹脂3の天面6を効果的に平坦に維持することができる。複数の柱状の接続端子7が十字状に配置されていることにより、基板5の周縁部に配置されている複数の柱状の接続端子2で囲まれた領域を小サイズのセル51に見かけ上区分することができる。これにより、基板5の周縁部に配置されている複数の柱状の接続端子2に加わる絶縁樹脂3の表面張力を小サイズのセル51それぞれに分散することができ、その結果、全体として絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができ、絶縁樹脂3を平坦化する工程を簡略化、あるいは省略することができる。なお、図4では、説明を簡単にするためにセル51を境界線で示しているが、あくまでも境界線は仮想線であることは言うまでもない。
小領域8は、矩形の基板5の対角線の交点を含む位置に設定することに限定されるものではなく、例えば基板5が矩形ではない場合、基板5の周縁部に配置してある複数の柱状の接続端子2から最大限離れた位置に設定すれば良い。基板5の周縁部に配置されている複数の柱状の接続端子2から離れるほど凹みやすい絶縁樹脂3の天面6を効果的に平坦に維持することができ、結果として絶縁樹脂3の天面6の凹みを抑制することができるからである。
さらに、小領域8は、例えばIC等の熱により動作が変動する電子部品4、4hに隣接する位置に設定することが好ましい。発生した熱が複数の柱状の接続端子7を介して逃げやすいので、電子部品4、4hの放熱性を向上させることができ、熱による電子部品4、4hの動作不良を未然に防止することができるからである。
図5は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の他の構成を示す平面図である。図5に示すモジュール基板1は、基板5の中央近傍に熱により動作が変動する電子部品4、例えばICが配置してある。そして、電子部品4を四方から囲むように4つの小領域8をL字状に設定し、各小領域8に3本の柱状の接続端子7が配置されている。小領域8が、熱により動作が変動する電子部品4に隣接する位置に配置されているので、電子部品4が発熱した場合であっても熱は複数の柱状の接続端子7を介して逃げやすく、熱による電子部品4の動作不良を未然に防止することが可能となる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施の形態では基板5の一方の面に電子部品4、4hが実装されている場合について説明しているが、特にこれに限定されるものではなく、基板5の両面に電子部品4、4hが実装されていても良い。
図6は、本発明の実施の形態に係るモジュール基板1の、基板5の両面に複数の電子部品4、4hが実装してある場合の構成を示す断面図である。図6に示すように、基板5の両面に複数の電子部品4、4hを実装してあり、基板5の両面が絶縁樹脂3で封止されている。
図6では、モジュール基板1を実装基板に接続する複数の柱状の接続端子2、7は、基板5の一方の面にのみ配置されている。複数の柱状の接続端子2、7が配置されていない側の複数の電子部品4、4hは、絶縁樹脂3で封止されていても良いし、封止されていなくても良い。基板5の両面に複数の電子部品4、4hを実装することにより、電子部品4、4hの実装密度を高めることができ、モジュール基板1を小型化することが可能となる。
1 モジュール基板
2、7 柱状の接続端子
3 絶縁樹脂
4、4h 電子部品
5 基板
6 天面
8 小領域
2、7 柱状の接続端子
3 絶縁樹脂
4、4h 電子部品
5 基板
6 天面
8 小領域
Claims (10)
- 基板の一方の面に複数の電子部品を実装し、絶縁樹脂にて封止してあるモジュール基板において、
複数の柱状の接続端子が前記基板の周縁部及び一又は複数の小領域に配置されており、
一又は複数の前記小領域は、前記基板の周縁部を除く前記基板上であって、複数の前記電子部品を実装していない位置に設定されていることを特徴とするモジュール基板。 - 前記小領域は、複数の前記電子部品の間に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のモジュール基板。
- 前記小領域に配置された柱状の接続端子は、高さが低い電子部品と該電子部品に最も近接している柱状の接続端子との間の距離が、高さが高い電子部品と該電子部品に最も近接している柱状の接続端子との間の距離よりも短くなるよう配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のモジュール基板。
- 前記小領域は、前記基板の周縁部に配置された柱状の接続端子から最大限離れた位置に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のモジュール基板。
- 前記基板は矩形であり、
前記小領域は、前記基板の対角線の交点を含む位置に設定されていることを特徴とする請求項4に記載のモジュール基板。 - 前記小領域には、複数の前記柱状の接続端子が十字状に配置されていることを特徴とする請求項4又は5に記載のモジュール基板。
- 複数の前記柱状の接続端子は接地電極と接続されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のモジュール基板。
- 前記小領域は、熱により動作が変動する電子部品に隣接する位置に設定されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のモジュール基板。
- 前記絶縁樹脂の天面が平坦であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のモジュール基板。
- 前記基板の他方の面に複数の前記電子部品が実装されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のモジュール基板。
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