WO2018101383A1 - 高周波モジュール - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a high-frequency module including a shield.
- Some high-frequency modules mounted on portable terminal devices and the like form a shield film on the surface of the resin layer that seals the mounted components in order to prevent external noise from affecting the mounted components.
- a plurality of components are mounted on this type of high-frequency module.
- some components may cause problems when covered with a shield film. Therefore, conventionally, a high-frequency module in which a shield film is formed only in a necessary portion has been proposed.
- a high-frequency module in which a shield film is formed only in a necessary portion has been proposed. For example, as shown in FIG. 4, in the high-frequency module 100 described in Patent Document 1, a plurality of components 102 a to 102 c are mounted on the upper surface of the wiring board 101, and the components 102 a to 102 c are sealed with a sealing resin layer 103. Is done.
- the surface of the sealing resin layer 103 is covered with the shield film 104.
- the opening 104a is provided in the shield film 104 at a position located above the central component 102b. According to this configuration, when the component 102b is a component that emits LED light, light can be transmitted through the opening 104a.
- noise that has entered from the opening 104a of the shield film 104 may affect the components 102a and 102c that need to be shielded via the sealing resin layer 103.
- the shield characteristic with respect to 102c deteriorates.
- the present invention has been made in view of the above-described problems.
- a component 102b that does not require a shield and components 102a and 102c that require a shield are mixed in a mounted component, the shield that is not necessary for the component is shielded.
- An object of the present invention is to provide a technique capable of surely shielding a part that needs to be shielded while avoiding it.
- a high-frequency module includes a wiring board, a first component and a second component mounted on one main surface of the wiring board, and the one main surface of the wiring board.
- a sealing resin layer that seals the first component and the second component, and a shield disposed between the first component and the second component in the sealing resin layer A member, a shield film covering at least a part of the surface of the sealing resin layer, and a first connection conductor formed on the wiring board and having one end exposed from the one main surface of the wiring board,
- the sealing resin layer has a contact surface that contacts the one principal surface of the wiring board, a facing surface that faces the corresponding contact surface, and a side surface that connects the edges of the contact surface and the facing surface.
- the shield film has a facing surface covering the facing surface of the sealing resin layer. And a side surface covering portion that covers the side surface of the sealing resin layer, and the facing surface covering portion of the shield film is viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board. Sometimes, the portion overlapping the first component is covered, but the portion overlapping the second component is not covered, and the first connection conductor is formed on the one main surface of the wiring board.
- the shield resin is arranged along the shield member at a position overlapping the shield member, and one end in the thickness direction of the sealing resin layer of the shield member is opposed to the sealing resin layer. And the other end is connected to the first connection conductor, and the first component is connected to the opposing surface covering portion of the shielding film.
- the side surface covering portion and the shield It is characterized by being surrounded by the wood.
- the shield film does not cover the region overlapping the second component on the opposing surface of the sealing resin layer, and thus it is possible to prevent the shield from being formed on the second component. . Further, since the first component is surrounded by the shield film and the shield member, both the noise leaking from the second component side and the noise from the outside can be shielded against the first component. . Moreover, since the 1st connection conductor provided in the wiring board is connected to a shield member, the shield characteristic with respect to a 1st component further improves. In addition, since the first connection conductor is disposed at a position overlapping with the shield member, for example, when forming the shield member, a laser beam is used when a groove is formed in the sealing resin layer by laser processing. Damage to the wiring board can be reduced by the first connection conductor.
- the substrate further includes a substrate side surface covering portion that covers the side surface of the wiring board, and the shield electrode is disposed so that a part of the edge is located at an edge of the other main surface of the wiring board, and is used as a shield film. It may be connected.
- the shield characteristic of the first component is further improved.
- the first connection conductor is connected to the shield electrode by a second connection conductor, and the first component is the shield film, the shield member, the shield electrode, and the first connection conductor. It may be surrounded by the second connection conductor.
- the first component is surrounded by the shield film, the shield member, the shield electrode, the first connection conductor, and the second connection conductor.
- the shield characteristics can be further improved.
- the shield film does not cover the region overlapping the second component on the opposing surface of the sealing resin layer, it is possible to prevent the shield from being formed on the second component. . Further, since the first component is surrounded by the shield film and the shield member, both the noise leaking from the second component side and the noise from the outside can be shielded against the first component. . Moreover, since the 1st connection conductor provided in the wiring board is connected to a shield member, the shield characteristic with respect to a 1st component further improves. In addition, since the first connection conductor is disposed at a position overlapping with the shield member, for example, when forming the shield member, a laser beam is used when a groove is formed in the sealing resin layer by laser processing. Damage to the wiring board can be reduced by the first connection conductor.
- FIG. 1A is a cross-sectional view of the high-frequency module
- FIG. 1B is a view when viewed from the direction of arrow a in FIG. 1C
- FIG. 1C is a plan view.
- the high-frequency module 1 a includes a multilayer wiring board 2 (corresponding to “wiring board” of the present invention) and a plurality of components 3 a mounted on the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2. , 3b, the sealing resin layer 4 laminated on the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2, the shield film 6 covering a part of the surface of the sealing resin layer 4, and the sealing resin layer 4 And a plurality of metal pins 5a, for example, mounted on a mother board or the like of an electronic device using a high-frequency signal.
- a multilayer wiring board 2 corresponding to “wiring board” of the present invention
- components 3 a mounted on the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2.
- 3b the sealing resin layer 4 laminated on the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2
- the shield film 6 covering a part of the surface of the sealing resin layer 4
- a plurality of metal pins 5a for example, mounted on a mother board or the like of an electronic device using a
- the multilayer wiring board 2 is formed by laminating a plurality of insulating layers 2a to 2d made of, for example, a low-temperature co-fired ceramic or glass epoxy resin.
- the mounting electrodes 7a for mounting the components 3a and 3bc and the surface layer electrodes 7b connected to the metal pins 5a are provided. Is formed.
- a plurality of external electrodes 8 for external connection are formed on the lower surface 20b of the multilayer wiring board 2 (corresponding to “the other main surface of the wiring board” of the present invention).
- each first via conductor 10a connected to the surface layer electrode 7b is disposed at a position where it overlaps with one metal pin 5a when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2.
- the metal pins 5a are arranged along the arrangement direction.
- Each set of the surface layer electrode 7b connected to one metal pin 5a and the first via conductor 10a connected thereto corresponds to the “first connection conductor” of the present invention.
- the mounting electrode 7a, the surface layer electrode 7b, the external electrode 8, and the internal wiring electrode 9 are all made of a metal generally employed as a wiring electrode such as Cu, Ag, or Al.
- Each first via conductor 10a is made of a metal such as Ag or Cu.
- Each mounting electrode 7a, surface layer electrode 7b, and external electrode 8 may be plated with Ni / Au.
- the components 3a and 3b are composed of semiconductor elements formed of a semiconductor such as Si or GaAs, and chip components such as a chip inductor, a chip capacitor, and a chip resistor, and are multilayer wiring boards by a general surface mounting technique such as solder bonding. 2 is implemented.
- the component 3b surrounded by the shield film 6 and each metal pin 5a is composed of a semiconductor element.
- the part 3b surrounded by the shield film 6 and each metal pin 5a corresponds to the “first part” of the present invention, and the other part 3a corresponds to the “second part” of the present invention.
- the sealing resin layer 4 is laminated on the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2 so as to cover the components 3a and 3b and the metal pins 5a.
- the sealing resin layer 4 can be formed of a resin that is generally employed as a sealing resin such as an epoxy resin.
- the upper surface 40a of the sealing resin layer 4 corresponds to the “opposing surface of the sealing resin layer” of the present invention, and the lower surface 40b corresponds to the “abutting surface of the sealing resin layer” of the present invention.
- the shield film 6 has an upper surface covering portion 6a (corresponding to the “opposing surface covering portion” of the present invention) that covers the upper surface 40a of the sealing resin layer 4 and a side surface covering portion 6b that covers the side surface 40c.
- the upper surface covering portion 6a of the shield film 6 is as viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2 in the upper surface 40a of the sealing resin layer 4.
- the region that overlaps the component 3b is covered, but the region that overlaps the other component 3a is formed in a shape that does not cover.
- the upper surface covering portion 6a of the shield film 6 is formed in a horizontally long rectangular shape having an area larger than that of the component 3b, and the component 3b is disposed so as to be accommodated in the shield film 6. Further, when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2, a pair of short side and long side of the upper surface covering portion 6 a of the shield film 6 is the end of the upper surface 40 a of the sealing resin layer 4. It is formed so as to overlap the edge.
- the side surface covering portion 6b of the shield film 6 covers a part of the side surface 40c of the sealing resin layer 4 and a part of the side surface 20c of the multilayer wiring board 2 as shown in FIG.
- the side surface covering portion 6 b of the shield film 6 is connected to the upper surface covering portion 6 a where the upper surface covering portion 6 a of the shield film 6 overlaps the edge of the upper surface 40 a of the sealing resin layer 4.
- the shield film 6 is connected to a ground internal wiring electrode (not shown) exposed from the side surface 20 c of the multilayer wiring board 2.
- the shield film 6 can be formed in a multilayer structure having an adhesion film laminated on the upper surface 40a of the sealing resin layer 4, a conductive film laminated on the adhesion film, and a protective film laminated on the conductive film.
- the adhesion film is provided to increase the adhesion strength between the conductive film and the sealing resin layer 4 and can be formed of a metal such as SUS, for example.
- the conductive film is a layer that bears the substantial shielding function of the shield film 6 and can be formed of, for example, any one of Cu, Ag, and Al.
- the protective film is provided to prevent the conductive film from being corroded or scratched, and can be formed of, for example, SUS.
- Each metal pin 5a (corresponding to the “shield member” of the present invention) is connected to the multilayer wiring board 2 with the upper end connected to the upper surface covering portion 6a of the shield film 6 and the lower end connected to the surface electrode 7b. Is erected on the upper surface 20a. Each metal pin 5a is connected to the surface electrode 7b by solder or the like. Further, as shown in FIG. 1C, each metal pin 5 a is sealed in the upper surface covering portion 6 a of the shield film 6 when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2.
- the pair of short sides and long sides overlapping the edge of the upper surface 40a of the resin layer 4 are arranged in an L shape along the remaining set of short sides and long sides. Therefore, when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2, the component 3 b is surrounded by each metal pin 5 a and the side surface covering portion 6 b of the shield film 6.
- Each metal pin 5a is formed by, for example, shearing a wire made of a metal material generally employed as a wiring electrode such as Cu, Au, Ag, Al, or a Cu-based alloy.
- each metal pin 5a is formed in a columnar shape with substantially the same thickness and length.
- interval of an adjacent connection conductor are 1/4 or less (wavelength) or less of the frequency of the noise assumed, respectively.
- the metal pins 5a may be aligned with no gap. When arranged in this way, the function as a shield by each metal pin 5a can be improved.
- a via conductor can be used instead of the metal pin 5a.
- a via hole penetrating the sealing resin layer 4 in the thickness direction is formed by a laser at the position of each surface layer electrode 7 b and the via hole is filled with a conductive paste.
- Each via conductor can be formed by, for example, applying via fill plating.
- the part 3b is surrounded by the shield film 6 and the plurality of metal pins 5a, whereas the other parts 3a are not covered by the shield film 6, and thus the shield.
- by enclosing the component 3b with the shield film 6 and the plurality of metal pins 5a it is possible to reliably prevent both noise from the outside of the component 3b and noise radiated from the other components 3a.
- the first via conductors 10a are arranged at substantially the same intervals as the respective metal pins 5a. It arranges along the arrangement direction of 5a. In this way, since these first via conductors 10a can also function as a part of the shield for the component 3b, the shield characteristic for the component 3b can be further improved.
- a through hole via hole
- the multilayer wiring board 2 is damaged by the laser beam. There is a risk.
- the first via conductor 10a immediately below each surface layer electrode 7b as in this embodiment, damage caused by laser light can be mitigated by the first via conductor 10a.
- the shield is formed between the components by arranging the plurality of metal pins 5a at a predetermined interval, but the configuration of the shield between the components can be changed as appropriate.
- a shield wall 5b (corresponding to the “shield member” of the present invention) may be formed between the part 3b and another part 3a to form a shield member.
- the shield wall 5 b is formed in an L shape when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2, and surrounds the component 3 b with the side surface covering portion 6 b of the shield film 6.
- the shield wall 5b can be formed, for example, by forming a groove in the sealing resin layer 4 with a laser.
- the upper end in the thickness direction of the sealing resin layer 4 in the shield wall 5 b is exposed from the upper surface 40 a of the sealing resin layer 4 and connected to the upper surface covering portion 6 a of the shield film 6.
- the lower end in the thickness direction of the sealing resin layer 4 on the shield wall 5b is exposed from the lower surface 40b of the sealing resin layer 4 and connected to a surface layer conductor (not shown) formed on the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2. Is done.
- the surface layer conductor is formed in an L-shape which is substantially the same shape as the shield wall 5b at a position overlapping the shield wall 5b when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2.
- the surface layer conductor is connected to a ground electrode (not shown) formed on the multilayer wiring board 2, and when the shield wall 5b is connected to the surface layer conductor, the shield film 6 and the shield wall 5b are grounded.
- the shield wall 5b is formed by, for example, irradiating the upper surface 40a of the sealing resin layer 4 with laser light to form a groove (L-shaped) penetrating the thickness direction of the sealing resin layer 4, The groove can be formed by filling a conductive paste or the like.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the high-frequency module 1b.
- the high-frequency module 1b according to this embodiment is different from the high-frequency module 1a according to the first embodiment described with reference to FIG. 1 in that the shield configuration for the component 3b is different as shown in FIG. Since other configurations are the same as those of the high-frequency module 1a of the first embodiment, description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.
- the shield electrode 11 is formed on the lower surface 20b of the multilayer wiring board 2.
- the shield electrode 11 is formed in substantially the same shape (rectangular shape) as the upper surface covering portion 6a of the shield film 6 and overlaps with the upper surface covering portion 6a when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the multilayer wiring board 2. Placed in. In this case, a pair of short sides and long sides of the shield electrode 11 is disposed at a position overlapping the edge of the lower surface 20b of the multilayer wiring board 2, and is connected to the side surface covering portion 6b of the shield film 6 at the overlap position.
- the shield electrode 11 has an opening 11a, and a part of the external electrode 8 is disposed in the opening 11a.
- the shield electrode 11 is connected to the ground electrode of the external mother substrate and grounded together with the shield film 6.
- Each surface layer electrode 7b and the plurality of first via conductors 10a are all connected to the shield electrode 11 via the plurality of pad electrodes 9a and the plurality of second via conductors 10b.
- the second via conductors 10 b and the pad electrodes 9 a are alternately arranged in the thickness direction of the multilayer wiring board 2.
- the plurality of first via conductors 10 a, the plurality of second via conductors 10 b, and the plurality of pad electrodes 9 a that connect one surface layer electrode 7 b and the shield electrode 11 are perpendicular to the upper surface 20 a of the multilayer wiring board 2. When viewed from the direction, all of them are arranged at positions that substantially overlap the surface electrode 7b.
- each surface layer electrode 7 b is connected to the shield electrode 11 linearly in the thickness direction of the multilayer wiring board 2.
- a set of each second via conductor 10b excluding the via conductor 10a and a plurality of pad electrodes 9a corresponds to the “second connection conductor” of the present invention.
- the interval between the adjacent second connection conductors is preferably equal to or less than 1 / 4 ⁇ (wavelength) of the assumed noise. However, it is preferable that adjacent second connection conductors do not contact each other.
- the interval between the adjacent second connection conductors (the plurality of second via conductors 10b and the plurality of pad electrodes 9a) is substantially the same as the interval between the adjacent metal pins 5a.
- the shield characteristic for the component 3b can be improved.
- the component 3b is surrounded by the shield film 6, the plurality of metal pins 5a, the shield electrode 11, and the plurality of connection conductors, it is possible to shield against noise from all directions, and the shielding characteristic for the component 3b is improved. Further improve.
- a part of the external electrodes 8 can be arranged in the formation region of the shield electrode 11, so that the degree of freedom of arrangement of the external electrodes 8 can be improved. it can.
- the connection between one surface layer electrode 7b and the shield electrode 11 is performed by the first via conductor 10a, the plurality of second via conductors 10b, and the plurality of pad electrodes 9a has been described.
- a structure may be employed in which the second connection conductor is formed by connecting only a plurality of via conductors without forming the electrode 9a.
- the surface layer electrode 7b and the shield electrode 11 do not necessarily have to be connected linearly, and each surface layer electrode 7b and the shield electrode 11 are connected to the wiring electrodes formed on the main surfaces of the respective insulating layers 2a to 2d, and It suffices if they are connected via a plurality of via conductors penetrating the insulating layers 2a to 2d.
- the component 3b is a configuration surrounded by the upper surface covering portion 6a of the shield film, the side surface covering portion 6b, the shield members 5a and 5b, the shield electrode 11, and the first and second connection conductors,
- a part of the second via conductors 10b and the pad electrodes 9a forming the second connection conductors are displaced from the position overlapping the metal pins 5a by being routed with a structure that increases due to restrictions on the wiring area. Also good.
- the number of insulating layers and wiring layers constituting the multilayer wiring board 2 can be changed as appropriate.
- the present invention relates to various high-frequency modules including a sealing resin layer that covers a component mounted on a wiring board, a shield that covers the surface of the sealing resin layer, and a shield that prevents mutual interference of noise between components. Can be applied to.
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Abstract
シールドが不要な部品にはシールドを行わないようにしつつ、シールドが必要な部品に対するシールドを確実に行うことができる高周波モジュールを提供する。 高周波モジュール1aは、多層配線基板2と、多層配線基板2に実装され、封止樹脂層4に封止される複数の部品3a,3bと、多層配線基板2の上面20aに立設された複数の金属ピン3aと、封止樹脂層4の表面の一部を被覆するシールド膜6とを備える。シールド膜6のうち、封止樹脂層4の上面40aを被覆する上面被覆部6aは、所定の部品3bの上は被覆するが、他の部品3aの上は被覆しないように形成され、所定の部品3bが複数の金属ピン5aとシールド膜6とにより囲まれる。
Description
本発明は、シールドを備える高周波モジュールに関する。
携帯端末装置などに搭載される高周波モジュールには、外部からのノイズが実装部品に影響するのを防止するために、実装部品を封止する樹脂層の表面にシールド膜を形成するものがある。この種の高周波モジュールには、複数の部品が実装されるが、部品によっては、シールド膜で覆われると不具合が生じるものがある。そこで、従来、必要箇所のみにシールド膜が形成された高周波モジュールが提案されている。例えば、図4に示すように、特許文献1に記載の高周波モジュール100は、配線基板101の上面に複数の部品102a~102cが実装され、各部品102a~102cが封止樹脂層103により封止される。また、封止樹脂層103の表面が、シールド膜104で被覆される。このとき、シールド膜104には、中央の部品102bの上方に位置する箇所に開口部104aが設けられる。この構成によれば、部品102bがLED光を発する部品の場合に、開口部104aから光を透過させることができる。
しかしながら、上記した従来の高周波モジュール100では、シールド膜104の開口部104aから侵入したノイズが、封止樹脂層103を介してシールドが必要な部品102a,102cに影響するおそれがあり、部品102a,102cに対するシールド特性が低下する。
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、実装部品の中にシールドが不要な部品102bと必要な部品102a,102cとが混在する場合に、シールドが不要な部品にはシールドを行わないようにしつつ、シールドが必要な部品に対するシールドを確実に行うことができる技術を提供することを目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明の高周波モジュールは、配線基板と、前記配線基板の一方主面に実装された第1の部品および第2の部品と、前記配線基板の前記一方主面と前記第1の部品と前記第2の部品とを封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層内において、前記第1の部品と前記第2の部品との間に配置されたシールド部材と、少なくとも前記封止樹脂層の表面の一部を被覆するシールド膜と、前記配線基板に形成され、一端が前記配線基板の前記一方主面から露出した第1接続導体とを備え、前記封止樹脂層は、前記配線基板の前記一方主面に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面と、前記当接面と前記対向面の端縁同士を繋ぐ側面とを有し、前記シールド膜は、前記封止樹脂層の前記対向面を被覆する対向面被覆部と、前記封止樹脂層の前記側面を被覆する側面被覆部とを有し、前記シールド膜の前記対向面被覆部は、前記配線基板の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1の部品と重なる部分は被覆するが、前記第2の部品と重なる部分は被覆しないように形成され、前記第1接続導体は、前記配線基板の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに、前記シールド部材に重なる位置において、前記シールド部材に沿って配列され、前記シールド部材の前記封止樹脂層の厚み方向の一端が、前記封止樹脂層の前記対向面から露出して前記シールド膜の前記対向面被覆部に接続されるとともに、他端が、前記第1接続導体と接続し、前記第1の部品は、前記シールド膜の前記対向面被覆部と、前記側面被覆部と、前記シールド部材とにより囲まれていることを特徴としている。
この構成によれば、シールド膜は、封止樹脂層の対向面のうち、第2の部品に重なる領域を被覆しないため、第2の部品に対してはシールドを形成しないようにすることができる。また、第1の部品は、シールド膜と、シールド部材とで囲まれるため、第1の部品に対しては、第2の部品側から漏れるノイズと外部からのノイズの両方を遮蔽することができる。また、配線基板に設けられた第1接続導体が、シールド部材に接続されるため、第1の部品に対するシールド特性がさらに向上する。また、第1接続導体が、シールド部材と重なる位置に配置されることになるため、例えば、シールド部材を形成する際に、封止樹脂層にレーザ加工で溝を形成する場合には、レーザ光が配線基板に与えるダメージを第1接続導体で軽減することができる。
また、前記配線基板の他方主面に設けられ、前記配線基板の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに前記第1の部品と重なるシールド電極をさらに備え、前記シールド膜は、前記配線基板の側面を被覆する基板側面被覆部をさらに有し、前記シールド電極は、端縁の一部が前記配線基板の前記他方主面の端縁に位置するように配置されてシールド膜に接続されていてもよい。
この構成によれば、配線基板の他方主面からのノイズを、シールド電極で遮蔽することができるため、第1の部品のシールド特性がさらに向上する。
また、前記第1接続導体は、第2接続導体により前記シールド電極に接続され、前記第1の部品が、前記シールド膜と、前記シールド部材と、前記シールド電極と、前記第1接続導体と、前記第2接続導体とにより囲まれていてもよい。
この構成によれば、第1の部品が、前記シールド膜と、前記シールド部材と、前記シールド電極と、前記第1接続導体と、前記第2接続導体とにより囲まれるため、第1の部品に対するシールド特性をより一層向上させることができる。
本発明によれば、シールド膜は、封止樹脂層の対向面のうち、第2の部品に重なる領域を被覆しないため、第2の部品に対してはシールドを形成しないようにすることができる。また、第1の部品は、シールド膜と、シールド部材とで囲まれるため、第1の部品に対しては、第2の部品側から漏れるノイズと外部からのノイズの両方を遮蔽することができる。また、配線基板に設けられた第1接続導体が、シールド部材に接続されるため、第1の部品に対するシールド特性がさらに向上する。また、第1接続導体が、シールド部材と重なる位置に配置されることになるため、例えば、シールド部材を形成する際に、封止樹脂層にレーザ加工で溝を形成する場合には、レーザ光が配線基板に与えるダメージを第1接続導体で軽減することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態にかかる高周波モジュール1aについて、図1を参照して説明する。なお、図1(a)は高周波モジュールの断面図、(b)は(c)の矢印a方向から見たときの図、(c)は平面図である。
本発明の第1実施形態にかかる高周波モジュール1aについて、図1を参照して説明する。なお、図1(a)は高周波モジュールの断面図、(b)は(c)の矢印a方向から見たときの図、(c)は平面図である。
この実施形態にかかる高周波モジュール1aは、図1に示すように、多層配線基板2(本発明の「配線基板」に相当)と、該多層配線基板2の上面20aに実装された複数の部品3a,3bと、多層配線基板2の上面20aに積層された封止樹脂層4と、封止樹脂層4の表面の一部を被覆するシールド膜6と、封止樹脂層4内に立設された複数の金属ピン5aとを備え、例えば、高周波信号が用いられる電子機器のマザー基板等に搭載される。
多層配線基板2は、例えば、低温同時焼成セラミックやガラスエポキシ樹脂などで形成された複数の絶縁層2a~2dが積層されて成る。多層配線基板2の上面20a(本発明の「配線基板の一方主面」に相当)には、各部品3a,3bcの実装用の実装電極7aや、各金属ピン5aに接続される表層電極7bが形成される。多層配線基板2の下面20b(本発明の「配線基板の他方主面」に相当)には、外部接続用の複数の外部電極8が形成される。また、隣接する絶縁層2a~2d間それぞれに、各種の内部配線電極9が形成されるとともに、多層配線基板2の内部には、異なる絶縁層2a~2dに形成された内部配線電極9同士を接続するための複数の第1ビア導体10aが形成される。また、表層電極7bは、いずれも多層配線基板2に形成された所定の第1ビア導体10a接続される。したがって、表層電極7bに接続される各第1ビア導体10aは、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、いずれも一の金属ピン5aと重なる位置にそれぞれ配置されることになり、各金属ピン5aの配列方向に沿って配列される。なお、一の金属ピン5aに接続される表層電極7bと、これに接続される第1ビア導体10aのセットそれぞれが、本発明の「第1接続導体」に相当する。
なお、実装電極7a、表層電極7b、外部電極8および内部配線電極9は、いずれもCuやAg、Al等の配線電極として一般的に採用される金属で形成されている。また、各第1ビア導体10aは、AgやCu等の金属で形成されている。なお、各実装電極7a、表層電極7b、外部電極8には、Ni/Auめっきがそれぞれ施されていてもよい。
部品3a,3bは、SiやGaAs等の半導体で形成された半導体素子や、チップインダクタ、チップコンデンサ、チップ抵抗等のチップ部品で構成され、半田接合などの一般的な表面実装技術により多層配線基板2に実装される。なお、この実施形態では、シールド膜6と各金属ピン5aに囲まれた部品3bは半導体素子で構成されている。ここで、シールド膜6および各金属ピン5aに囲まれた部品3bが本発明の「第1の部品」に相当し、その他の部品3aが本発明の「第2の部品」に相当する。
封止樹脂層4は、各部品3a,3bおよび各金属ピン5aを被覆して多層配線基板2の上面20aに積層される。封止樹脂層4は、エポキシ樹脂等の封止樹脂として一般的に採用される樹脂で形成することができる。なお、封止樹脂層4の上面40aが、本発明の「封止樹脂層の対向面」に相当し、下面40bが、本発明の「封止樹脂層の当接面」に相当する。
シールド膜6は、封止樹脂層4の上面40aを被覆する上面被覆部6a(本発明の「対向面被覆部」に相当)と側面40cを被覆する側面被覆部6bとを有する。シールド膜6の上面被覆部6aは、図1(c)に示すように、封止樹脂層4の上面40aのうち、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、部品3bと重なる領域は被覆するが、他の部品3aと重なる領域は被覆しない形状に形成される。この場合、シールド膜6の上面被覆部6aは、部品3bよりも大なる面積を有する横長矩形状に形成されるとともに、部品3bが、シールド膜6内に収まるように配置される。また、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、シールド膜6の上面被覆部6aの一組の短辺と長辺が、封止樹脂層4の上面40aの端縁に重なるように形成される。シールド膜6の側面被覆部6bは、図1(b)に示すように、封止樹脂層4の側面40cの一部と、多層配線基板2の側面20cの一部とを被覆する。そして、シールド膜6の側面被覆部6bは、シールド膜6の上面被覆部6aにおける、封止樹脂層4の上面40aの端縁に重なるところで、上面被覆部6aと接続される。なお、シールド膜6は、多層配線基板2の側面20cから露出したグランド用の内部配線電極(図示省略)に接続されている。
シールド膜6は、封止樹脂層4の上面40aに積層された密着膜と、密着膜に積層された導電膜と、導電膜に積層された保護膜とを有する多層構造で形成することができる。ここで、密着膜は、導電膜と封止樹脂層4との密着強度を高めるために設けられたものであり、例えば、SUSなどの金属で形成することができる。導電膜は、シールド膜6の実質的なシールド機能を担う層であり、例えば、Cu、Ag、Alのうちのいずれかの金属で形成することができる。保護膜は、導電膜が腐食したり、傷が付いたりするのを防止するために設けられたものであり、例えば、SUSで形成することができる。
各金属ピン5a(本発明の「シールド部材」に相当)は、いずれも上端がシールド膜6の上面被覆部6aに接続されるとともに下端が表層電極7bに接続された状態で、多層配線基板2の上面20aに立設される。各金属ピン5aは、半田などにより表層電極7bに接続される。また、各金属ピン5aは、図1(c)に示すように、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、シールド膜6の上面被覆部6aのうち、封止樹脂層4の上面40aの端縁に重なる一組の短辺と長辺とは異なる残りの一組の短辺と長辺に沿ってL字状に配列される。したがって、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、部品3bは、各金属ピン5aとシールド膜6の側面被覆部6bとで囲まれることになる。
各金属ピン5aは、Cu、Au、Ag、AlやCu系の合金などの配線電極として一般的に採用される金属材料からなる線材をせん断加工するなどして形成される。また、この実施形態では、各金属ピン5aは、略同じ太さおよび長さで円柱状に形成されている。なお、隣接する金属ピン5aの間隔および隣接する接続導体の間隔は、それぞれ想定されるノイズの周波数の1/4λ(波長)以下であることが好ましい。また、金属ピン5a同士が隙間なく整列されていても良い。このように配置すると、各金属ピン5aによるシールドとしての機能を向上させることができる。
なお、金属ピン5aに代わりにビア導体を用いることもできる。この場合、封止樹脂層4を形成したあとに、各表層電極7bの位置において、レーザで封止樹脂層4を厚み方向に貫通するビア孔を形成し、該ビア孔に導電性ペーストを充填したり、ビアフィルめっきを施したりするなどして各ビア導体を形成することができる。
したがって、上記した実施形態によれば、部品3bについては、シールド膜6と複数の金属ピン5aとで囲まれるのに対して、他の部品3aについては、シールド膜6に覆われないため、シールドが必要な部品3bに対しては、シールドを形成し、シールドが不要な他の部品3aに対しては、シールドを形成しないように構成することができる。また、部品3bをシールド膜6と複数の金属ピン5aとで囲むことにより、部品3bに対する外部からのノイズと、他の部品3aから輻射されるノイズの両方を確実に防止することができる。また、各金属ピン5aに接続される表層電極7bは、いずれも第1ビア導体10aに接続されるため、これらの第1ビア導体10aが、各金属ピン5aと略同じ間隔で、各金属ピン5aの配列方向に沿って配列される。このようにすると、これらの第1ビア導体10aも部品3bに対するシールドの一部として機能させることができるため、部品3bに対するシールド特性をさらに向上させることができる。また、金属ピン5aをビア導体で代用する場合は、封止樹脂層4にレーザ光で貫通孔(ビア孔)を形成することになるが、この場合は、レーザ光で多層配線基板2が破損するおそれがある。しかしながら、この実施形態のように各表層電極7bの真下に第1ビア導体10aを配置することで、レーザ光によるダメージを第1ビア導体10aで緩和することができる。
(シールド部材の変形例)
上記した実施形態では、複数の金属ピン5aを所定の間隔で配置することにより部品間にシールドを形成したが、部品間におけるシールドの構成は適宜変更することができる。例えば、図2に示すように、部品3bと他の部品3aとの間にシールド壁5b(本発明の「シールド部材」に相当)を形成してシールド部材としてもよい。この場合、シールド壁5bは、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、L字状に形成され、シールド膜6の側面被覆部6bとの間で部品3bを囲む。なお、シールド壁5bは例えば封止樹脂層4にレーザで溝を形状することによって形成することが出来る。
上記した実施形態では、複数の金属ピン5aを所定の間隔で配置することにより部品間にシールドを形成したが、部品間におけるシールドの構成は適宜変更することができる。例えば、図2に示すように、部品3bと他の部品3aとの間にシールド壁5b(本発明の「シールド部材」に相当)を形成してシールド部材としてもよい。この場合、シールド壁5bは、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、L字状に形成され、シールド膜6の側面被覆部6bとの間で部品3bを囲む。なお、シールド壁5bは例えば封止樹脂層4にレーザで溝を形状することによって形成することが出来る。
また、シールド壁5bにおける封止樹脂層4の厚み方向の上端が、封止樹脂層4の上面40aから露出し、シールド膜6の上面被覆部6aに接続される。一方、シールド壁5bにおける封止樹脂層4の厚み方向の下端が、封止樹脂層4の下面40bから露出して、多層配線基板2の上面20aに形成された表層導体(図示省略)に接続される。表層導体は、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、シールド壁5bと重なる位置であって、シールド壁5bと略同形状のL字状に形成される。また、表層導体は、多層配線基板2に形成されたグランド電極(図示省略)に接続されており、シールド壁5bが表層導体に接続されると、シールド膜6およびシールド壁5bが接地される。なお、シールド壁5bの形成方法は、例えば、封止樹脂層4の上面40aにレーザ光を照射して、封止樹脂層4の厚み方向を貫通する溝(L字状)を形成し、該溝に導電性ペーストを充填するなどして形成することができる。
この構成によれば、上記した実施形態と同様の効果が得られるとともに、シールド部材を複数の金属ピン5aで形成する場合のような隣接する金属ピン5a間の隙間がなくなるため、部品3bに対するシールド特性をさらに向上させることができる。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態にかかる高周波モジュール1bについて、図3を参照して説明する。なお、図3は高周波モジュール1bの断面図である。
本発明の第2実施形態にかかる高周波モジュール1bについて、図3を参照して説明する。なお、図3は高周波モジュール1bの断面図である。
この実施形態にかかる高周波モジュール1bが、図1を参照して説明した第1実施形態の高周波モジュール1aと異なるところは、図3に示すように、部品3bに対するシールドの構成が異なることである。その他の構成は、第1実施形態の高周波モジュール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、多層配線基板2の下面20bに、シールド電極11が形成される。シールド電極11は、シールド膜6の上面被覆部6aと略同一形状(矩形)に形成され、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、上面被覆部6aと重なる位置に配置される。この場合、シールド電極11の一組の短辺と長辺が、多層配線基板2の下面20bの端縁に重なる位置に配置され、当該重なる位置において、シールド膜6の側面被覆部6bに接続される。また、シールド電極11には、開口部11aが形成されており、該開口部11a内に一部の外部電極8が配置される。なお、シールド電極11は、外部のマザー基板のグランド電極に接続され、シールド膜6とともに接地される。
各表層電極7bと複数の第1ビア導体10a(第1接続導体)は、いずれも複数のパッド電極9aと、複数の第2ビア導体10bとを介してシールド電極11に接続される。この場合、第2ビア導体10bおよびパッド電極9aは、多層配線基板2の厚み方向で交互に配置される。また、一の表層電極7bとシールド電極11とを接続する複数の第1ビア導体10a、複数の第2ビア導体10bおよび複数のパッド電極9aは、多層配線基板2の上面20aに対して垂直な方向から見たときに、全てが表層電極7bに略重なる位置に配置される。したがって、各表層電極7bそれぞれが、多層配線基板2の厚み方向に直線的にシールド電極11に接続される。ここで、一の表層電極7bとシールド電極11とを接続する第1ビア導体10a、複数の第2ビア導体10bおよび複数のパッド電極9aのうち、最上層の絶縁層2aに形成された第1ビア導体10aを除く各第2ビア導体10bおよび複数のパッド電極9aのセットが、本発明の「第2接続導体」に相当する。ここで、隣接する第2接続導体の間隔は想定されるノイズの1/4λ(波長)以下であることが望ましい。但し、隣接する第2接続導体同士が当接しないのが好ましい。これは特に多層配線基板がセラミックである場合にセラミック基板の割れが発生する虞があるからである。この構成によれば、隣接する第2接続導体(複数の第2ビア導体10bおよび複数のパッド電極9a)の間隔は、隣接する金属ピン5aの間隔と略同じとなる。
したがって、この実施形態によれば、多層配線基板2の下面20b側からのノイズをシールド電極11で遮蔽することができるため、部品3bに対するシールド特性を向上させることができる。また、部品3bが、シールド膜6、複数の金属ピン5a、シールド電極11、複数の接続導体により囲まれるため、あらゆる方向からのノイズに対してもシールドが可能になり、部品3bに対するシールド特性がさらに向上する。
また、シールド電極11に開口部11aを形成することにより、シールド電極11の形成領域に、一部の外部電極8を配置することができるため、外部電極8の配置の自由度を向上させることができる。
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、上記した各実施形態の構成を組合わせてもよい。
また、第2実施形態では、一の表層電極7bとシールド電極11との接続を、第1ビア導体10a、複数の第2ビア導体10bと複数のパッド電極9aで行う場合について説明したが、パッド電極9aを形成せずに、複数のビア導体のみを連結して第2接続導体を形成する構造であってもよい。また、表層電極7bとシールド電極11とを必ずしも直線的に接続する必要はなく、各表層電極7bとシールド電極11とが、各絶縁層2a~2dの主面に形成された配線電極と、各絶縁層2a~2dを貫通する複数のビア導体とを介して接続されていればよい。部品3bが、前記シールド膜の上面被覆部6aと、側面被覆部6bと、シールド部材5a,5bと、シールド電極11と、第1、第2接続導体とによって囲まれている構成であれば、例えば、第2接続導体を形成する一部の第2ビア導体10bとパッド電極9aが、配線エリアの制約等により大きくなる構造で引き回されることにより、金属ピン5aに重なる位置からずれていても良い。
また、多層配線基板2を構成する絶縁層や配線層の層数は、適宜変更することができる。
本発明は、配線基板に実装された部品を被覆する封止樹脂層と、封止樹脂層の表面を被覆するシールドと、部品間のノイズの相互干渉を防止するシールドとを備える種々の高周波モジュールに適用することができる。
1a~1b 高周波モジュール
2 多層配線基板(配線基板)
3a 部品(第2の部品)
3b 部品(第1の部品)
4 封止樹脂層
5a 金属ピン(シールド部材)
5b シールド壁(シールド部材)
6 シールド膜
7b 表層電極(第1接続導体)
9a パッド電極(第2接続導体)
10a 第1ビア導体(第1接続導体)
10b 第2ビア導体(第2接続導体)
11 シールド電極
2 多層配線基板(配線基板)
3a 部品(第2の部品)
3b 部品(第1の部品)
4 封止樹脂層
5a 金属ピン(シールド部材)
5b シールド壁(シールド部材)
6 シールド膜
7b 表層電極(第1接続導体)
9a パッド電極(第2接続導体)
10a 第1ビア導体(第1接続導体)
10b 第2ビア導体(第2接続導体)
11 シールド電極
Claims (3)
- 配線基板と、
前記配線基板の一方主面に実装された第1の部品および第2の部品と、
前記配線基板の前記一方主面と前記第1の部品と前記第2の部品とを封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層内において、前記第1の部品と前記第2の部品との間に配置されたシールド部材と、
少なくとも前記封止樹脂層の表面の一部を被覆するシールド膜と、
前記配線基板に形成され、一端が前記配線基板の前記一方主面から露出した第1接続導体とを備え、
前記封止樹脂層は、前記配線基板の前記一方主面に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面と、前記当接面と前記対向面の端縁同士を繋ぐ側面とを有し、
前記シールド膜は、前記封止樹脂層の前記対向面を被覆する対向面被覆部と、前記封止樹脂層の前記側面を被覆する側面被覆部とを有し、
前記シールド膜の前記対向面被覆部は、前記配線基板の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1の部品と重なる部分は被覆するが、前記第2の部品と重なる部分は被覆しないように形成され、
前記第1接続導体は、前記配線基板の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに、前記シールド部材に重なる位置において、前記シールド部材に沿って配列され、
前記シールド部材の前記封止樹脂層の厚み方向の一端が、前記封止樹脂層の前記対向面から露出して前記シールド膜の前記対向面被覆部に接続されるとともに、他端が、前記第1接続導体と接続し、
前記第1の部品は、前記シールド膜の前記対向面被覆部と、前記側面被覆部と、前記シールド部材とにより囲まれている
ことを特徴とする高周波モジュール。 - 前記配線基板の他方主面に設けられ、前記配線基板の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに前記第1の部品と重なるシールド電極をさらに備え、
前記シールド膜は、前記配線基板の側面を被覆する基板側面被覆部をさらに有し、
前記シールド電極は、端縁の一部が前記配線基板の前記他方主面の端縁に位置するように配置されてシールド膜に接続され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。 - 前記第1接続導体は、第2接続導体により前記シールド電極に接続され、
前記第1の部品が、前記シールド膜と、前記シールド部材と、前記シールド電極と、前記第1接続導体と、前記第2接続導体とにより囲まれていることを特徴とする請求項2に記載の高周波モジュール。
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- 2017-11-30 WO PCT/JP2017/042967 patent/WO2018101383A1/ja active Application Filing
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