WO2016080333A1 - モジュール - Google Patents

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heat radiating
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健太郎 藤永
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株式会社村田製作所
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    • H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets

Definitions

  • the present invention relates to a module in which an electronic component is mounted on a wiring board, and more particularly to a module in which a heat radiator that radiates heat generated from the electronic component is provided on the wiring board.
  • Some modules mounted on a mother board of an electronic device have electronic components mounted on a wiring board.
  • a heat generating component such as an IC may be used as an electronic component. Since the heat generated from the heat generating components affects the characteristics of other electronic components in the module and other components mounted together on the mother board, a heat dissipation measure for the heat generating components is required.
  • the module 100 described in Patent Document 1 shown in FIG. 7 includes a wiring board 101 in which a plurality of insulating layers are stacked, an IC 102 and a surface mounting component 103 mounted on the upper surface of the wiring board 101, and a wiring A heat dissipation mechanism is provided inside the substrate 101.
  • This heat dissipation mechanism is composed of a conductor film 104 disposed immediately below the IC 102 and a plurality of via conductors 105 (so-called thermal vias) provided through the wiring substrate 101 under the conductor film 104. ing.
  • the conductor film 104 has a function of transferring heat generated from the IC 102 to each via conductor 105. According to this heat dissipation mechanism, the heat generated from the IC 102 is dissipated to the outside of the module 100 through the via conductor 105 disposed immediately below the IC 102, so that the influence on other components due to the heat generated by the IC 102 is suppressed. Can do.
  • each via conductor 105 serving as a heat dissipation path is provided through the wiring substrate 101 directly under the IC 102.
  • the heat of the IC 102 intensively passes through the inside of the wiring board 101, there is a problem that the heat tends to accumulate inside the wiring board 101.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and in a module in which an electronic component is mounted on a wiring board, a heat dissipation mechanism for heat generated from the electronic component is provided, and heat is hardly accumulated on the wiring board. With the goal.
  • a module of the present invention is provided on a wiring board in which a plurality of insulating layers are laminated, an electronic component mounted on one main surface of the wiring board, and the wiring board, A heat dissipator that is partly in contact with the electronic component and electrically insulated from the electronic component, and the heat dissipator has a heat dissipating portion that includes a through conductor penetrating at least one of the insulating layers. The heat dissipating part is partly exposed on the side surface of the wiring board.
  • the heat dissipating body is provided as a heat dissipating mechanism on the wiring board, the heat from the electronic component can be dissipated by the heat dissipating body.
  • heat of the electronic component can be dissipated from the side surface of the wiring substrate. That is, unlike the prior art, it is not necessary to provide a thermal via penetrating through the wiring board directly under the electronic component, so that it is possible to suppress heat from being accumulated inside the wiring board in the process of heat dissipation from the electronic component.
  • an electromagnetic shielding material for the electronic component may be further provided, and the part of the heat radiating portion may be in contact with the electromagnetic shielding material. Since the electromagnetic shielding material is generally formed of a material having high thermal conductivity, the heat dissipation efficiency of heat from the electronic component can be improved when the heat dissipation portion contacts the electromagnetic shielding material.
  • the heat dissipating body has a heat transfer portion disposed at a position near the one main surface of the wiring board and transmitting heat of the electronic component to the heat dissipating portion.
  • a heat dissipation path is formed in which heat from the electronic component is transferred to the heat dissipation portion via the heat transfer portion, efficient heat dissipation by the heat dissipator is possible.
  • the heat transfer section is disposed at a position near one main surface of the wiring board, the design flexibility of the wiring pattern in the wiring board is improved as compared with the conventional configuration in which the thermal via penetrating the wiring board is provided. Can be improved.
  • the heat transfer section includes an in-plane conductor formed at a boundary between the one insulating layer forming the one main surface of the wiring board and the other insulating layer adjacent thereto, An inner conductor may be connected to the heat dissipation part. If it does in this way, an in-plane conductor can be arrange
  • the heat radiator may have a connection portion that connects the heat dissipation portion and a ground electrode for external connection formed on the other main surface of the wiring board. If it does in this way, when a module is mounted in a mother board, the heat from an electronic component can be transmitted to the mother board side via a ground electrode. Further, when the heat radiating body and the electromagnetic shielding material are connected, it is possible to improve the shielding characteristic for the electronic component by the electromagnetic shielding material.
  • the wiring board is provided with the heat radiating body as the heat radiating mechanism, the heat from the electronic component can be radiated by the heat radiating body.
  • heat of the electronic component can be dissipated from the side surface of the wiring substrate. That is, unlike the prior art, it is not necessary to provide a thermal via that penetrates the wiring board directly below the heat generating component, and therefore it is possible to suppress heat from being accumulated on the wiring substrate in the process of heat dissipation from the electronic component.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the module 1a.
  • a part of the wiring pattern formed on the wiring board 2 is not shown.
  • a module 1a includes a wiring board 2 and a plurality of electronic components 3a mounted on the upper surface of the wiring board 2 (corresponding to “one main surface of the wiring board” of the present invention). , 3b, a heat dissipating body 4 provided on the wiring board 2, and an electromagnetic shielding material 5 for the electronic components 3a, 3b, and is mounted on an electronic device such as a mobile phone using a high frequency signal.
  • the wiring board 2 is formed in a multilayer structure composed of a plurality of laminated insulating layers 2a.
  • a ground electrode 6 for external connection is formed on the lower surface of the wiring board 2 (corresponding to “the other main surface of the wiring board” of the present invention).
  • a material for forming each insulating layer 2a for example, glass epoxy resin or ceramic can be used.
  • a low temperature co-fired ceramic (LTCC) is used to form the insulating layer 2a.
  • the electronic components 3a and 3b are surface-mounted components such as semiconductor components (IC) formed of Si, GaAs, and chip components such as chip capacitors, chip inductors, and chip resistors.
  • the electronic components 3a Is composed of an IC which is a heat generating component.
  • the heat radiating body 4 forms a heat dissipation path for radiating heat generated from the electronic component 3a.
  • the heat transfer section 4b is formed of a contact conductor film 7a, a plurality of via conductors 7b, and a heat transfer conductor film 7c.
  • the contact conductor film 7 a is formed in the mounting region of the electronic component 3 a on the upper surface of the wiring board 2.
  • the electronic component 3a is fixed to the contact conductor film 7a with an adhesive or solder, and the electronic component 3a and the contact conductor film 7a are in contact with or almost in contact with each other. Therefore, the contact conductor film 7 a functions as an entrance when heat from the electronic component 3 a is transferred to the radiator 4.
  • Each via conductor 7b is formed directly below the electronic component 3a of the uppermost insulating layer 2a (corresponding to “one insulating layer forming one main surface of the wiring board” of the present invention), and the upper end is a contact conductor. Each is connected to the film 7a.
  • the heat transfer conductor film 7c is an in-plane conductor formed at the boundary between the uppermost insulating layer 2a and the insulating layer 2a adjacent thereto (second insulating layer from the top), and the lower end of each via conductor 7b. Is connected to the heat radiating portion 4a.
  • the contact conductor film 7a and the heat transfer conductor film 7c can be formed by screen printing using a conductive paste containing a metal such as Cu or Al, for example.
  • Each via conductor 7b can be formed by filling a via hole formed in the insulating layer 2a with a conductive paste containing Cu, Al, or the like, or performing via fill plating.
  • the arrangement position of the heat transfer conductor film 7 c is not limited to the above-described case, and may be arranged at a position near the upper surface of the wiring board 2.
  • the “position closer to the upper surface of the wiring board 2” means a position on the upper surface side than the middle in the thickness direction of the wiring board 2.
  • the heat dissipating part 4 a is disposed close to the side surface of the wiring board 2, and a part of the heat radiating part 4 a is exposed on the side surface of the wiring board 2.
  • the heat radiating portion 4a is composed of a columnar through conductor that penetrates a plurality of layers (six layers in this embodiment) of the insulating layer 2a, the upper end is connected to the heat transfer conductor film 7c, and the lower end is a connection described later. Connected to the conductor film 8a.
  • the heat radiating portion 4a is formed of a general conductor that forms a wiring electrode, such as Cu or Al.
  • connection portion 4c is composed of a connection conductor film 8a connected to the lower end of the heat radiation portion 4a and a plurality of via conductors 8b connecting the connection conductor film 8a and the ground electrode 6.
  • the connecting conductor film 8a is a surface formed at the boundary between the lowermost insulating layer 2a that forms the lower surface of the wiring board 2 and the insulating layer 2a adjacent to the insulating layer 2a (second insulating layer 2a from the bottom). It is an inner conductor and is formed of the same material and method as the other conductor films 7a and 7c.
  • Each via conductor 8b is formed in the lowermost insulating layer 2a, and has an upper end connected to the connection conductor film 8a and a lower end connected to the ground electrode 6.
  • Each via conductor 8b is also formed of the same material and method as the above-described via conductors 7b.
  • the radiator 4 is in contact with or substantially in contact with the electronic component 3a at the contact conductor film 7a, but is electrically insulated from the electronic component 3a.
  • a sealing resin layer 9 for sealing the electronic components 3a and 3b is formed on the upper surface of the wiring substrate 2, for example.
  • the resin for forming the sealing resin layer 9 a general material for sealing an electronic component such as an epoxy resin can be used.
  • the sealing resin layer 9 can be formed by a coating method, a printing method, a compression mold method, a transfer mold method, or the like.
  • the electromagnetic shielding material 5 is provided so as to cover the surface of the sealing resin layer 9 and the side surface of the wiring substrate 2, and blocks unnecessary electromagnetic waves on the electronic components 3 a and 3 b mounted on the upper surface of the wiring substrate 2.
  • the electromagnetic shielding material 5 is formed of, for example, a metal film or a conductive resin film.
  • the electromagnetic shield material 5 is in electrical connection with a portion exposed from the side surface of the wiring board 2 of the heat radiating portion 4a, and heat from the electronic component 3a is transmitted through the electromagnetic shield material 5 to radiate heat. It is configured to be able to. That is, in this embodiment, the electromagnetic shielding material 5 is used not only as a member that blocks unnecessary electromagnetic waves, but also as a member that radiates heat from the electronic component 3a.
  • the electromagnetic shielding material 5 is electrically connected to the ground electrode 6 through the radiator 4 and grounded.
  • the electromagnetic shielding material 5 when it is a metal film, it can be formed by sputtering, and when it is a conductive resin, it can be formed by, for example, spin coating.
  • the module 1 a is connected to the module 1 a through which heat generated from the electronic component 3 a is dissipated from the electromagnetic shielding material 5 via the radiator 4 and the ground electrode 6 via the radiator 4.
  • a heat dissipation path is formed on the mother board.
  • each insulating layer 2a is formed of ceramic
  • the wiring board 2 is a general method for manufacturing a ceramic multilayer substrate. Preparation of ceramic green sheets (insulating layer 2a), lamination of each sheet, pressure bonding, It is formed through each step of firing.
  • each via conductor 7b, 8b and other via conductors are formed on each sheet by a known method.
  • Various in-plane conductors including the contact conductor film 7 a, the heat transfer conductor film 7 c, the connection conductor film 8 a, and the ground electrode 6 are formed on the main surface of the predetermined sheet.
  • These in-plane conductors can be formed by, for example, screen printing using a conductive paste containing a metal filler such as Cu or Al.
  • a via conductor 10 having a diameter larger than that of the via conductors 7b and 8b is formed at a position straddling the dicing line DL.
  • the via conductors 10 are stacked when the sheets are stacked to form a continuous body of via conductors 10 and serve as a basis for the heat radiating portions 4a of the adjacent modules 1a.
  • the electronic components 3a and 3b are surface-mounted (see FIG. 2 (a)).
  • half cutting is performed with a dicer along the dicing line DL.
  • dicing is performed leaving the lowermost insulating layer 2a.
  • the continuum of the via conductors 10 is cut substantially evenly to form a heat radiating portion 4 a that is partially exposed from the side surface of the wiring board 2.
  • the exposed surface of the heat radiating part 4a is formed in a so-called flush state, which is flush with the side surface of the wiring board 2.
  • the electromagnetic shielding material 5 is formed so as to cover the surface of the sealing resin layer 9 and the side surface of the wiring board 2.
  • the electromagnetic shielding material 5 can be formed of a metal film or a conductive resin film. In the case of a metal film, it can be formed by, for example, a sputtering method, and in the case of a conductive resin film, it can be formed by, for example, a spin coating method.
  • the electromagnetic shielding material 5 is formed so as to cover the exposed surface of the heat radiating portion 4a, so that the both 5 and 4a are electrically connected.
  • the remaining insulating layer 2a (the lowermost insulating layer 2a) is cut into pieces by a dicer to complete the module 1a.
  • a shallow groove may be formed in the dicing line DL on the back surface of the wiring board 2 and may be separated into pieces by breaking.
  • the wiring board 2 is provided with the heat radiating body 4 as a heat radiating mechanism, so that the heat generated from the electronic component 3 a can be radiated by the heat radiating body 4.
  • the heat radiating part 4 a of the heat radiating body 4 since a part of the heat radiating part 4 a of the heat radiating body 4 is exposed on the side surface of the wiring board 2, the heat of the electronic component 3 a can be radiated from the side surface of the wiring board 2. That is, unlike the prior art, it is not necessary to provide a thermal via that penetrates the wiring board directly under the electronic component, and thus it is possible to suppress heat from being accumulated inside the wiring board 2 during the heat dissipation process from the electronic component 3a. it can.
  • the heat radiating part 4a is in contact with the electromagnetic shielding material 5 having a high thermal conductivity, it is possible to improve the heat radiation characteristics for radiating the heat of the electronic component 3a.
  • the electromagnetic shielding material 5 is grounded to improve the shielding characteristics, the electromagnetic shielding material 5 is generally connected to a ground electrode. Therefore, in the conventional module, the ground electrode (in-plane conductor) formed inside the wiring board is formed so as to reach the side surface of the wiring board, and the ground electrode and the electromagnetic shielding material exposed on the side surface of the wiring board are formed. A connection method may be employed. In this case, since the connection area between the ground electrode and the electromagnetic shielding material is small, the connection reliability is poor. However, in this embodiment, since the electromagnetic shielding material 5 is connected to the exposed surface of the heat radiating portion 4a, the connection area between the two can be widened, thereby improving the connection reliability. Moreover, since the connection area of both the thermal radiation part 4a and the electromagnetic shielding material 5 becomes large, both connection resistance can be lowered
  • the heat transfer part 4b is disposed near the upper surface of the wiring board 2 and is connected to the heat radiating part 4a located on the side surface of the wiring board 2 above the wiring board 2, the electronic component of the wiring board 2 An empty space can be easily secured in the area directly below 3a. Therefore, the design freedom of the wiring pattern in the wiring board 2 can be improved as compared with the configuration in which the thermal via penetrating the conventional wiring board 2 is provided. Further, in the heat transfer part 4b, the contact conductor film 7a is connected to the heat dissipation part 4a by the heat transfer conductor film 7c formed inside the wiring board 2 (the upper surface of the insulating layer 2a that is the second layer from the top). The degree of freedom in designing the mounting surface (upper surface) of the wiring board 2 is improved as compared with the case where the circuit board 2 is extended to the side surface and connected to the heat radiation portion 4a.
  • the heat radiating body 4 is connected to the ground electrode 6 connected to the ground electrode of the mother board, the heat from the electronic component 3a can be radiated to the mother board side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the module 1b.
  • the module 1b according to this embodiment is different from the module 1a of the first embodiment described with reference to FIG. 1 in that the configuration of the heat radiating part 4a and the heat transfer part 4b of the heat radiating body 4 is as shown in FIG. Is different. Since other configurations are the same as those of the module 1a of the first embodiment, the description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.
  • the upper end of the heat radiating part 4a is formed so as to be exposed on the upper surface of the wiring board 2.
  • the heat transfer part 4b is composed only of the contact conductor film 7a, and the contact conductor film 7a is formed to extend to the side surface side of the wiring board 2 to a position where it can be connected to the upper end of the heat dissipation part 4a.
  • the design space inside the wiring board 2 can be widened because the via conductors 7b and the heat transfer conductor film 7c are not provided in the heat transfer section 4b. Further, since the heat transfer portion 4b that forms a part of the heat dissipation path does not pass through the inside of the wiring board 2, heat accumulation inside the wiring board 2 can be reduced.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the module 1c.
  • the module 1c according to this embodiment is different from the module 1a according to the first embodiment described with reference to FIG. 1 in that the connecting portion 4c is not provided in the radiator 4 as shown in FIG.
  • the configuration of the heat radiating part 4a is different and the ground electrode 6 is not provided. Since other configurations are the same as those of the module 1a of the first embodiment, the description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.
  • the heat radiating body 4 is not provided with the connecting portion 4c, but is extended until the lower end of the heat radiating portion 4a is exposed on the lower surface of the wiring board 2. Then, the lower end of the heat radiating part 4a is connected to the ground electrode of the mother board with solder or the like.
  • connection portion 4c the design space inside the wiring board 2 can be widened because the connection portion 4c is not provided.
  • connection portion 4c since a part of the heat dissipation path (connection portion 4c) passing through the inside of the wiring board 2 is eliminated, heat accumulation inside the wiring board 2 can be reduced.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the module 1d.
  • the module 1d according to this embodiment differs from the module 1c according to the third embodiment described with reference to FIG. 4 in that a ground electrode 6a for external connection is provided on the lower surface of the wiring board 2, as shown in FIG. It is provided. Since other configurations are the same as those of the module 1c of the third embodiment, the description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.
  • the same effect as that of the module 1c of the third embodiment can be obtained. Further, since the ground electrode 6a is provided on the lower surface of the wiring board 2, the connection area with the ground electrode of the mother board can be widened as compared with the module 1c of the third embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the module 1e.
  • the module 1e according to this embodiment is different from the module 1a of the first embodiment described with reference to FIG. 1 in that the radiator 4 further includes a plurality of radiating via conductors 11, as shown in FIG. It is that. Since other configurations are the same as those of the module 1a of the first embodiment, the description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.
  • each heat radiation via conductor 11 penetrating each insulating layer 2a disposed between the heat transfer conductor film 7c and the connection conductor film 8a are provided directly below the electronic component 3a.
  • Each heat dissipation via conductor 11 has an upper end connected to the heat transfer conductor film 7c and a lower end connected to the connection conductor film 8a.
  • the heat dissipation path is increased by each heat dissipation via conductor 11, the heat dissipation characteristics of the heat generated from the electronic component 3a can be further improved.
  • the heat from the electronic component 3a passes through the inside of the wiring board 2, but part of the heat from the electronic component 3a is radiated through the heat radiating portion 4a. Therefore, heat accumulated in the wiring board 2 can be reduced as compared with the conventional module 1a.
  • the electromagnetic shielding material 5 may not be provided.
  • the radiator 4 does not need to be electrically connected to the ground electrode 6 or the electromagnetic shield material 5, the radiator 4 need not be formed of a conductor, and a material having high thermal conductivity may be substituted. .
  • the wiring board 2 may have a single layer structure.
  • the present invention can be widely applied to various modules in which a wiring board is provided with a heat radiator that dissipates heat generated from electronic components.

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Abstract

　配線基板に電子部品が実装されたモジュールにおいて、電子部品から発生する熱の放熱機構を備えつつ、配線基板に熱が溜まらないようにする。　モジュール１ａは、電子部品３ａと、その一方主面に電子部品３ａが実装されるとともに、電子部品３ａから発生する熱を放熱するための放熱体４が設けられた配線基板２とを備え、放熱体４は、一部が配線基板２の側面に露出して設けられた放熱部４ａを有する。この場合、放熱部４ａは、一部が配線基板２の側面に露出して設けられるため、電子部品３ａからの熱を配線基板２の側面から放熱することができる。すなわち、従来のように、電子部品の真下の配線基板を貫通するサーマルビアを設ける必要がないため、電子部品３ａからの熱の放熱過程で配線基板２の内部に熱が溜まるのを低減できる。

Description

モジュール
　本発明は、配線基板に電子部品が実装されたモジュールに関し、詳しくは、電子部品から発生する熱を放熱する放熱体が配線基板に設けられたモジュールに関する。
　電子機器のマザー基板などに実装されるモジュールの中には、配線基板に電子部品が実装されたものがある。この種のモジュールでは、電子部品にＩＣなどの発熱部品が使用される場合がある。発熱部品から発生する熱は、モジュール内の他の電子部品や、マザー基板に一緒に実装される他の部品などの特性に影響を与えるため、発熱部品に対する放熱対策が要求されている。
　そこで、従来では、配線基板に放熱機構が設けられたモジュールが提案されている。例えば、図７に示す特許文献１に記載のモジュール１００は、複数の絶縁層が積層されて成る配線基板１０１と、配線基板１０１の上面に実装されたＩＣ１０２および表面実装部品１０３とを備え、配線基板１０１の内部に放熱機構が設けられる。この放熱機構は、ＩＣ１０２の直下に配置された導電体膜１０４と、該導電体膜１０４の下で配線基板１０１を貫通して設けられた複数のビア導体１０５（いわゆる、サーマルビア）で構成されている。導電体膜１０４は、ＩＣ１０２から発生した熱を各ビア導体１０５に伝える機能を担っている。この放熱機構によると、ＩＣ１０２から発生した熱は、その真下に配置されたビア導体１０５を伝ってモジュール１００の外部に放熱されるため、ＩＣ１０２の発熱に起因する他の部品への影響を抑えることができる。
特開２００５－１９１４３５号公報（段落００３８～００５０、図１等参照）
　しかしながら、従来のモジュール１００では、放熱経路となる各ビア導体１０５が、ＩＣ１０２直下の配線基板１０１を貫通して設けられる。この場合、ＩＣ１０２の熱が配線基板１０１の内部を集中的に通ることになるため、配線基板１０１の内部で熱が溜まりやすいという課題があった。
　本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、配線基板に電子部品が実装されたモジュールにおいて、電子部品から発生する熱の放熱機構を備えつつ、配線基板に熱が溜まりにくくすることを目的とする。
　上記した目的を達成するために、本発明のモジュールは、複数の絶縁層が積層されてなる配線基板と、前記配線基板の一方主面に実装された電子部品と、前記配線基板に設けられ、その一部が前記電子部品に接触しつつ前記電子部品とは電気的に絶縁された放熱体とを備え、前記放熱体は、少なくとも１つの前記絶縁層を貫通する貫通導体からなる放熱部を有し、前記放熱部は、一部が前記配線基板の側面に露出して設けられていることを特徴としている。
　この場合、配線基板には放熱機構として放熱体が設けられるため、電子部品からの熱を当該放熱体により放熱することができる。また、放熱体の放熱部は、一部が配線基板の側面に露出して設けられるため、電子部品の熱を配線基板の側面から放熱することができる。すなわち、従来のように、電子部品の真下の配線基板を貫通するサーマルビアを設ける必要がないため、電子部品からの熱の放熱過程で配線基板の内部に熱が溜まるのを抑えることができる。
　また、前記電子部品用の電磁シールド材をさらに備え、前記放熱部の前記一部が、前記電磁シールド材に接触していてもよい。電磁シールド材は、一般的に熱伝導率の高い材料で形成されているため、放熱部が電磁シールド材に接触することで、電子部品からの熱の放熱効率を向上することができる。
　また、前記放熱体は、前記配線基板の前記一方主面寄りの位置に配設されて、前記電子部品の熱を前記放熱部に伝える伝熱部を有するのが好ましい。この場合、電子部品からの熱が、伝熱部を介して放熱部に伝熱されるという放熱経路が形成されるため、放熱体による効率的な放熱が可能になる。また、伝熱部が配線基板の一方主面寄りの位置に配設されるため、従来の配線基板を貫通するサーマルビアを設ける構成と比較して、配線基板内の配線パターンの設計自由度を向上することができる。
　また、前記伝熱部は、前記配線基板の前記一方主面を形成する一の前記絶縁層およびこれに隣接する他の前記絶縁層との境界に形成された面内導体を有し、前記面内導体が前記放熱部と接続されていてもよい。このようにすると、面内導体を配線基板の一方主面の近くに配置することができる。そのため、放熱部を配線基板の周縁部に配置して面内導体に接続した場合に、従来の配線基板を貫通するサーマルビアを設ける構成と比較して、配線基板内の配線パターンの設計自由度を向上することができる。
　また、前記放熱体は、前記放熱部と、前記配線基板の他方主面に形成された外部接続用のグランド電極とを接続する接続部を有していてもよい。このようにすると、モジュールをマザー基板に実装した場合に、電子部品からの熱をグランド電極を介してマザー基板側に伝熱することができる。また、放熱体と電磁シールド材とを接続した場合は、電磁シールド材による電子部品に対するシールド特性を向上することができる。
　本発明によれば、配線基板には放熱機構としての放熱体が設けられるため、電子部品からの熱を当該放熱体により放熱することができる。また、放熱体の放熱部は、一部が配線基板の側面に露出して設けられるため、電子部品の熱を配線基板の側面から放熱することができる。すなわち、従来のように、発熱部品の直下の配線基板を貫通するサーマルビアを設ける必要がないため、電子部品からの熱の放熱過程で配線基板に熱が溜まるのを抑えることができる。
本発明の第１実施形態にかかるモジュールの断面図である。 図１のモジュールの製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかるモジュールの断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるモジュールの断面図である。 本発明の第４実施形態にかかるモジュールの断面図である。 本発明の第５実施形態にかかるモジュールの断面図である。 従来のモジュールの断面図である。
　＜第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態にかかるモジュール１ａについて、図１を参照して説明する。なお、図１はモジュール１ａの断面図である。なお、図１では、配線基板２に形成される配線パターンの一部を図示省略している。
　この実施形態にかかるモジュール１ａは、図１に示すように、配線基板２と、配線基板２の上面（本発明の「配線基板の一方主面」に相当）に実装された複数の電子部品３ａ，３ｂと、配線基板２に設けられた放熱体４と、電子部品３ａ，３ｂ用の電磁シールド材５とを備え、高周波信号が使用される携帯電話機等の電子機器などに搭載される。
　配線基板２は、積層された複数の絶縁層２ａから成る多層構造で形成される。ここで、配線基板２の下面（本発明の「配線基板の他方主面」に相当）には、外部接続用のグランド電極６が形成される。各絶縁層２ａを形成する材料には、例えば、ガラスエポキシ樹脂やセラミックを使用することができる。なお、この実施形態では、絶縁層２ａを形成するものとして、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）が使用されている。
　電子部品３ａ，３ｂは、ＳｉやＧａＡｓなどで形成された半導体素子（ＩＣ）や、チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗などのチップ部品などの表面実装部品であり、この実施形態では、電子部品３ａが発熱部品であるＩＣで構成されている。
　放熱体４は、電子部品３ａから発生した熱を放熱するための放熱経路を形成するもので、放熱部４ａと、電子部品３ａの熱を放熱部４ａに伝える伝熱部４ｂと、放熱部４ａとグランド電極６とを接続する接続部４ｃを有している。
　伝熱部４ｂは、接触導体膜７ａと、複数のビア導体７ｂと、伝熱導体膜７ｃとで形成されている。ここで、接触導体膜７ａは、配線基板２の上面の電子部品３ａの実装領域に形成されている。電子部品３ａは接触導体膜７ａに接着剤や半田などで固定され、電子部品３ａと接触導体膜７ａとは接触またはほぼ接触した状態にある。そのため、接触導体膜７ａは、電子部品３ａからの熱が放熱体４を伝熱する際の入り口として機能する。各ビア導体７ｂは、最上層の絶縁層２ａ（本発明の「配線基板の一方主面を形成する一の絶縁層」に相当）の電子部品３ａの真下に形成されており、上端が接触導体膜７ａにそれぞれ接続されている。
　伝熱導体膜７ｃは、最上層の絶縁層２ａとこれに隣接する絶縁層２ａ（上から２番目の絶縁層）との境界に形成された面内導体であり、各ビア導体７ｂそれぞれの下端が接続されるとともに、放熱部４ａに接続される。接触導体膜７ａおよび伝熱導体膜７ｃは、例えば、ＣｕやＡｌなどの金属を含有する導電性ペーストを用いたスクリーン印刷で形成することができる。また、各ビア導体７ｂは、絶縁層２ａに形成したビアホールにＣｕやＡｌなどを含有する導電性ペーストを充填したり、ビアフィルめっきをするなどして形成することができる。なお、伝熱導体膜７ｃの配置位置は、上述の場合に限らず、配線基板２の上面寄りの位置に配置されていればよい。ここで「配線基板２の上面寄りの位置」とは、配線基板２の厚み方向の中間よりも上面側の位置を意味する。
　放熱部４ａは、配線基板２の側面に近接配置され、その一部が配線基板２の側面に露出して設けられる。この実施形態では、放熱部４ａは、複数層（この実施形態では６層）の絶縁層２ａを貫通する柱状の貫通導体からなり、上端が伝熱導体膜７ｃに接続され、下端が後述する接続導体膜８ａに接続される。なお、放熱部４ａは、ＣｕやＡｌなど、配線電極を形成する一般的な導体で形成されている。
　接続部４ｃは、放熱部４ａの下端に接続された接続導体膜８ａと、該接続導体膜８ａとグランド電極６とを接続する複数のビア導体８ｂとで構成されている。接続導体膜８ａは、配線基板２の下面を形成する最下層の絶縁層２ａと、この絶縁層２ａに隣接する絶縁層２ａ（下から２番目の絶縁層２ａ）との境界に形成された面内導体であり、他の導体膜７ａ，７ｃと同様の材料、方法で形成されている。各ビア導体８ｂは、最下層の絶縁層２ａに形成されており、上端が接続導体膜８ａに接続され、下端がグランド電極６にそれぞれ接続される。なお、各ビア導体８ｂも、上述の各ビア導体７ｂと同様の材料、方法で形成されている。なお、この実施形態では、放熱体４は、接触導体膜７ａの部分で電子部品３ａに接触またはほぼ接触しているが、電子部品３ａとは電気的に絶縁されている。
　配線基板２の上面には、例えば、各電子部品３ａ，３ｂを封止する封止樹脂層９が形成される。この封止樹脂層９を形成する樹脂は、例えば、エポキシ樹脂など、電子部品を封止する一般的な材料を使用することができる。なお、封止樹脂層９は、塗布方式、印刷方式、コンプレッションモールド方式、トランスファモールド方式などで形成することができる。
　電磁シールド材５は、封止樹脂層９の表面および配線基板２の側面を被覆して設けられ、配線基板２の上面に実装された電子部品３ａ，３ｂに対する不要な電磁波を遮断する。ここで、電磁シールド材５は、例えば、金属膜や導電性樹脂膜で形成されている。また、電磁シールド材５は、放熱部４ａの配線基板２の側面から露出した部分と接触して電気的な接続がとられており、電子部品３ａからの熱が電磁シールド材５を伝って放熱できるように構成されている。すなわち、この実施形態では、電磁シールド材５は、不要な電磁波を遮断する部材としてだけでなく、電子部品３ａからの熱を放熱する部材としても使用される。また、電磁シールド材５は、放熱体４を介してグランド電極６に電気に接続されて接地される。なお、電磁シールド材５が金属膜である場合は、スパッタリング法で形成することができ、導電性樹脂の場合は、例えば、スピンコートなどで形成することができる。
　以上のような構成により、モジュール１ａには、電子部品３ａから発生した熱が、放熱体４を介して電磁シールド材５から放熱される経路と、放熱体４を介してグランド電極６と接続されるマザー基板に放熱される経路とが形成される。
　（モジュール１ａの製造方法）
　次に、モジュール１ａの製造方法の一例について、図２を参照して説明する。なお、以下では、複数のモジュール１ａの集合体を形成した後に、個片化して１つのモジュール１ａを形成する場合について説明する。なお、図２では、集合体の中で、隣接する２つのモジュール１ａのみを図示している。
　まず、配線基板２を準備する。この実施形態では、各絶縁層２ａがセラミックで形成されており、配線基板２はセラミック多層基板の製造方法として一般的な、セラミックグリーンシート（絶縁層２ａ）の準備、各シートの積層、圧着、焼成の各工程を経て形成される。
　ここで、セラミックグリーンシートを準備する際、各シートに、各ビア導体７ｂ，８ｂを含やその他のビア導体を周知の方法で形成する。また、所定のシートの主面には、接触導体膜７ａ、伝熱導体膜７ｃ、接続導体膜８ａ、グランド電極６を含む種々の面内導体を形成する。これらの面内導体は、例えば、ＣｕやＡｌなどの金属フィラを含有する導電性ペーストを用いたスクリーン印刷などで形成することができる。なお、最上層のシートと最下層のシートを除く各シートそれぞれには、ダイシングラインＤＬを跨ぐ位置に各ビア導体７ｂ，８ｂよりも大径のビア導体１０を形成する。各ビア導体１０は、各シートが積層されたときに積み上げられてビア導体１０の連続体を成し、隣り合うモジュール１ａそれぞれの放熱部４ａの基礎となる。
　各シートの焼成により配線基板２が完成した後は、電子部品３ａ，３ｂを表面実装する（図２（ａ）参照）。
　次に、図２（ｂ）に示すように、ダイシングラインＤＬに沿って、ダイサーでハーフカットを行う。この実施形態では、最下層の絶縁層２ａを残してダイシングを行う。このとき、各ビア導体１０の連続体は略均等に縦断されて、一部が配線基板２の側面から露出する放熱部４ａが形成される。なお、放熱部４ａの露出面は、配線基板２の側面と同一平面を成す、いわゆる、面一状態で形成される。
　次に、図２（ｃ）に示すように、封止樹脂層９の表面および配線基板２の側面を被覆するように電磁シールド材５を形成する。電磁シールド材５は、金属膜または導電性樹脂膜で形成することができ、金属膜の場合は例えばスパッタリング法、導電性樹脂膜の場合は例えばスピンコート法で形成することができる。なお、電磁シールド材５が、放熱部４ａの露出面も覆うように形成されることで、両者５，４ａが電気的に接続される。
　最後に、図２（ｄ）に示すように、残りの絶縁層２ａ（最下層の絶縁層２ａ）をダイサーでカットすることで個片化して、モジュール１ａが完成する。ここで、配線基板２の裏面のダイシングラインＤＬに浅い溝を作って、ブレイクすることで個片化するようにしてもよい。
　したがって、上記した実施形態では、配線基板２には放熱機構としての放熱体４が設けられるため、電子部品３ａから発生した熱を当該放熱体４により放熱することができる。また、放熱体４の放熱部４ａは、一部が配線基板２の側面に露出して設けられるため、電子部品３ａの熱を配線基板２の側面から放熱することができる。すなわち、従来のように、電子部品の真下の配線基板を貫通するサーマルビアを設ける必要がないため、電子部品３ａからの熱の放熱過程で配線基板２の内部に熱が溜まるのを抑えることができる。
　また、放熱部４ａが、熱伝導率の高い電磁シールド材５に接触しているため、電子部品３ａの熱を放熱する放熱特性を向上することができる。
　また、電磁シールド材５は、接地されることで、シールド特性が向上するため、一般的に電磁シールド材５はグランド電極に接続される。そこで、従来のモジュールでは、配線基板の内部に形成されたグランド電極（面内導体）を配線基板の側面に達するように形成し、配線基板の側面に露出した当該グランド電極と電磁シールド材とを接続する方法が採られる場合がある。この場合、グランド電極と電磁シールド材との接続面積が小さいため、接続信頼性が悪い。しかしながら、この実施形態では、電磁シールド材５が、放熱部４ａの露出面と接続する構成であるため、両者の接続面積を広くすることができ、これにより接続信頼性を向上することができる。また、放熱部４ａと電磁シールド材５の接続面積が大きくなることで、両者の接続抵抗を下げることができるため、電磁シールド材５によるシールド特性が向上する。
　また、伝熱部４ｂが配線基板２の上面寄りの位置に配設されて、配線基板２の上側で配線基板２の側面に位置する放熱部４ａと接続されるため、配線基板２の電子部品３ａの真下の領域に空きスペースを容易に確保することができる。したがって、従来の配線基板２を貫通するサーマルビアを設ける構成と比較して、配線基板２内の配線パターンの設計自由度を向上することができる。また、伝熱部４ｂでは、配線基板２の内部（上から２層目の絶縁層２ａの上面）に形成された伝熱導体膜７ｃで放熱部４ａと接続させるため、接触導体膜７ａを配線基板２の側面まで延出させて放熱部４ａと接続させる場合と比較して、配線基板２の実装面（上面）の設計自由度が向上する。
　また、放熱体４は、マザー基板の接地電極に接続されるグランド電極６に接続されるため、電子部品３ａからの熱をマザー基板側にも放熱することができる。
　＜第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態にかかるモジュール１ｂについて、図３を参照して説明する。なお、図３はモジュール１ｂの断面図である。
　この実施形態にかかるモジュール１ｂが、図１を参照して説明した第１実施形態のモジュール１ａと異なるところは、図３に示すように、放熱体４の放熱部４ａと伝熱部４ｂの構成が異なることである。その他の構成は、第１実施形態のモジュール１ａと同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。
　この場合、放熱部４ａの上端が配線基板２の上面に露出するように形成される。一方、伝熱部４ｂは、接触導体膜７ａのみで構成され、当該接触導体膜７ａは、放熱部４ａの上端と接続できる位置まで配線基板２の側面側に延出形成される。
　この構成によると、伝熱部４ｂに各ビア導体７ｂおよび伝熱導体膜７ｃを設けない分、配線基板２の内部の設計スペースを広くすることができる。また、放熱経路の一部を形成する伝熱部４ｂが配線基板２の内部を通らないため、配線基板２の内部の熱溜まりを低減することができる。
　＜第３実施形態＞
　本発明の第３実施形態にかかるモジュール１ｃについて、図４を参照して説明する。なお、図４はモジュール１ｃの断面図である。
　この実施形態にかかるモジュール１ｃが、図１を参照して説明した第１実施形態のモジュール１ａと異なるところは、図４に示すように、放熱体４に接続部４ｃが設けられていないことと、放熱部４ａの構成が異なることと、グランド電極６が設けられていないことである。その他の構成は、第１実施形態のモジュール１ａと同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。
　この場合、放熱体４に接続部４ｃが設けられない代わりに、放熱部４ａの下端が配線基板２の下面に露出するまで延出形成される。そして、放熱部４ａの下端がマザー基板の接地電極に半田などで接続されることになる。
　この構成によれば、接続部４ｃを設けない分、配線基板２の内部の設計スペースを広くすることができる。また、配線基板２の内部を通る放熱経路の一部（接続部４ｃ）がなくなるため、配線基板２の内部の熱溜まりを低減することができる。
　＜第４実施形態＞
　本発明の第４実施形態にかかるモジュール１ｄについて、図５を参照して説明する。なお、図５はモジュール１ｄの断面図である。
　この実施形態にかかるモジュール１ｄが、図４を参照して説明した第３実施形態のモジュール１ｃと異なるところは、図５に示すように、配線基板２の下面に外部接続用のグランド電極６ａが設けられていることである。その他の構成は、第３実施形態のモジュール１ｃと同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。
　この構成によれば、第３実施形態のモジュール１ｃと同様の効果を得ることができる。また、配線基板２の下面にグランド電極６ａが設けられているため、第３実施形態のモジュール１ｃと比較して、マザー基板の接地電極との接続面積を広くすることができる。
　＜第５実施形態＞
　本発明の第５実施形態にかかるモジュール１ｅについて、図６を参照して説明する。なお、図６はモジュール１ｅの断面図である。
　この実施形態にかかるモジュール１ｅが、図１を参照して説明した第１実施形態のモジュール１ａと異なるところは、図６に示すように、放熱体４がさらに複数の放熱ビア導体１１を有していることである。その他の構成は、第１実施形態のモジュール１ａと同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。
　この場合、伝熱導体膜７ｃと接続導体膜８ａとの間に配置された各絶縁層２ａを貫通する複数の放熱ビア導体１１が、電子部品３ａの真下に設けられる。各放熱ビア導体１１それぞれは、上端が伝熱導体膜７ｃに接続されるとともに、下端が接続導体膜８ａに接続される。
　この構成によると、各放熱ビア導体１１により放熱経路が増えるため、電子部品３ａから発生する熱の放熱特性をさらに向上することができる。なお、この場合は、従来のモジュール１００と同様に、電子部品３ａからの熱が配線基板２の内部を通ることになるが、電子部品３ａからの熱の一部は放熱部４ａを通って放熱されるため、従来のモジュール１ａと比較して、配線基板２の内部に溜まる熱を低減することができる。
　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、各実施形態において、電磁シールド材５を設けなくてもよい。
　また、放熱体４がグランド電極６や電磁シールド材５と電気的な接続を要しない場合は、放熱体４を導体で形成する必要はなく、熱伝導率の高い材料で代用してもかまわない。
　また、配線基板２が単層構造であってもかまわない。
　また、本発明は、配線基板に電子部品から発生する熱を放熱する放熱体が設けられた種々のモジュールに広く適用することができる。
　１ａ～１ｅ　　モジュール
　２　　配線基板
　２ａ　　絶縁層
　３ａ，３ｂ　　電子部品
　４　　放熱体
　４ａ　　放熱部（貫通導体）
　４ｂ　　伝熱部
　４ｃ　　接続部
　５　　電磁シールド材
　６，６ａ　　グランド電極
　７ｃ　　伝熱導体膜（面内導体）
 

Claims (5)

  1. 　複数の絶縁層が積層されてなる配線基板と、
    　前記配線基板の一方主面に実装された電子部品と、
    　前記配線基板に設けられ、その一部が前記電子部品に接触しつつ前記電子部品とは電気的に絶縁された放熱体とを備え、
    　前記放熱体は、少なくとも１つの前記絶縁層を貫通する貫通導体からなる放熱部を有し、
    　前記放熱部は、一部が前記配線基板の側面に露出して設けられていることを特徴とするモジュール。
  2. 　前記電子部品用の電磁シールド材をさらに備え、
    　前記放熱部の前記一部が、前記電磁シールド材に接触していることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
  3. 　前記放熱体は、前記配線基板の前記一方主面寄りの位置に配設されて、前記電子部品の熱を前記放熱部に伝える伝熱部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のモジュール。
  4. 　前記伝熱部は、前記配線基板の前記一方主面を形成する一の前記絶縁層およびこれに隣接する他の前記絶縁層との境界に形成された面内導体を有し、
    　前記面内導体が前記放熱部と接続されていることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
  5. 　前記放熱体は、前記放熱部と、前記配線基板の他方主面に形成された外部接続用のグランド電極とを接続する接続部を有す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モジュール。
     
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