WO2018135555A1 - モジュール - Google Patents
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Abstract
発熱効果の向上が図られるとともに、マザー基板等へ安定して実装できるモジュールを提供する。 モジュール1は、配線基板2の一方主面2aに実装された発熱する第1部品3と、配線基板2の一方主面2aに実装された第2部品4と、第1部品3の天面3bを被覆しないように第1部品3および第2部品4を封止する封止樹脂層5と、第1部品3の天面3bに配置された放熱部6とを備え、一方主面2aを基準として、放熱部6の最も高い位置の高さは、封止樹脂層5の一方主面2aと対向する面と反対側の面のうちの最も高い面5aの位置の高さ以下である。
Description
本発明は、配線基板に実装された発熱する部品と、発熱した熱を放熱するための構造を有するモジュールに関する。
配線基板に発熱する部品が実装されたモジュールでは、加熱による部品の損傷を防ぐために、放熱対策が施される場合がある。このような放熱対策が施されたモジュールとして、例えば、図11(a)に示す特許文献1に記載の半導体装置100がある。
半導体装置100は、積層配線基板101と、導電性リード102と、導電性リード102によって積層配線基板101の半導体素子搭載面101aに保持されている、回路形成面103aおよび反回路形成面103bを有する半導体素子103と、半導体素子103の反回路形成面103bを除いて、導電性リード102および半導体素子103を被覆するように設けられた樹脂104とを有する。図11(a)に示すように、半導体装置100においては、半導体素子103の反回路形成面103bが樹脂104から露出している構造となっており、半導体装置冷却用の空気が直接半導体素子103と接触するようになっている。これにより、半導体装置100の放熱効果の向上を図っている。しかしながら、例えば通信に用いるバンドの数が多い場合には、半導体素子103の発熱量が大きくなり、半導体素子103の反回路形成面103bを樹脂104から露出させただけでは半導体装置100の冷却性能は十分ではない。
また、特許文献1には図11(b)に示す半導体装置120が記載されている。半導体装置120は、図11(b)に示すように、半導体素子103の反回路形成面103bに放熱用のフィン121を接合したものである。このフィン121により空気に直接接触する表面積を増大させ、これにより放熱効果の更なる向上を図っている。
しかしながら、上記した半導体装置120では、放熱用のフィン121が樹脂104より突出している。このような構造では、フィン121が半導体装置120をマザー基板等に実装する際に用いる吸引パッドの邪魔になるため、半導体装置120のマザー基板等への安定した実装が困難になる。
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、放熱効果の向上が図られるとともに、マザー基板等に安定して実装することができるモジュール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発熱する第1部品と、前記一方主面に実装された第2部品と、前記第1部品の実装される側の面と反対側の面の少なくとも一部を被覆せず、当該第1部品および前記第2部品を封止する封止樹脂層と、前記第1部品の前記反対側の面の少なくとも一部に配置された放熱部とを備え、前記一方主面を基準として、前記放熱部の最も高い位置の高さは、前記封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下であることを特徴としている。
この構成によれば、第1部品の反対側の面のうちの封止樹脂層により被覆されていない部分に配置された放熱部により放熱に寄与する部分の表面積が増大するため、放熱効果の向上が図られる。また、放熱部の最も高い位置の高さを封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下とすることにより放熱部が封止樹脂層の最も高い面より突出しなくなるため、放熱部が吸引パッドの邪魔にならずマザー基板等に安定して実装することができるとともに、モジュールの低背化を実現することができる。
また、前記放熱部の材質は金属であるとしてもよい。この構成によれば、第1部品が発する熱が放熱部全体に速やかに伝わるため、放熱効果の更なる向上が図られる。
また、前記封止樹脂層の表面、前記第1部品の前記反対側の面の前記少なくとも一部のうちの前記放熱部が配置されていない部分、前記放熱部の表面および前記配線基板の側面を被覆するシールド層をさらに備えるとしてもよい。この構成によれば、シールド層により放熱に寄与する部分の表面積がさらに増大するため、放熱効果の更なる向上が図られる。
また、前記放熱部は柱状または板状の構造を有するとしてもよい。この構成によれば、放熱部の構造の具体例を提供することができる。
本発明によれば、第1部品の反対側の面のうちの封止樹脂層により被覆されていない部分に配置された放熱部により放熱に寄与する部分の表面積が増大するため、放熱効果の向上が図られる。また、放熱部の最も高い位置の高さを封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下とすることにより放熱部が封止樹脂層の最も高い面より突出しなくなるため、放熱部が吸引パッドの邪魔にならずマザー基板等に安定して実装することができるとともに、モジュールの低背化を実現することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1について図1および図2を参照して説明する。なお、図1は第1実施形態に係るモジュール1の断面図であり、図2は図1のモジュール1のシールド前の平面図である。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1について図1および図2を参照して説明する。なお、図1は第1実施形態に係るモジュール1の断面図であり、図2は図1のモジュール1のシールド前の平面図である。
第1実施形態に係るモジュール1は、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ものである。モジュール1は、配線基板2と、配線基板2の一方主面2aに実装された第1部品3および複数の第2部品4と、第1部品3および各第2部品4などを封止する封止樹脂層5と、第1部品3の一方主面2aと対向する面(第1部品3の実装される側の面)3aと反対側の面(以下、「天面」という。)3bに配置された放熱部6と、封止樹脂層5の表面、第1部品3の天面3bの一部および放熱部6の表面を被覆するシールド層7と、実装電極8とを備える。
配線基板2は、例えば、低温同時焼成セラミックスやガラスエポキシ樹脂などで形成される。配線基板2の一方主面2aには第1部品3および各第2部品4のそれぞれが実装される複数のランド電極が形成され、他方主面2bには複数の実装電極8が形成され、配線基板2の表層および内層には複数のグランド電極、複数種類の配線電極9、および複数のビア導体が形成されている。ここで、各グランド電極は、例えば、配線基板2の側面から露出するように形成されている。また、配線基板2の他方主面2bの外部電極に半田バンプが形成されることによって実装電極8が構成されている。
また、各ランド電極、各外部電極、各グランド電極、および各配線電極9は、それぞれ、CuやAg、Al等の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、各ビア導体は、AgやCu等の金属で形成されている。なお、各ランド電極および各外部電極には、Ni/Auめっきがそれぞれ施されていてもよい。
第1部品3は発熱する部品であり、第1部品3として、例えば、IC、パワーアンプなどの半導体素子と、パワーインダクタやトランスなどの受動素子が挙げられる。また、各第2部品4はほとんど発熱しない部品であり、第2部品4として、例えば、インダクタ、コンデンサ、フィルタなどが挙げられる。
封止樹脂層5は、第1部品3の天面3bを除いて配線基板2の一方主面2aとこの一方主面2aに実装された第1部品3および各第2部品4を被覆するように設けられており、第1部品3の天面3bおよび放熱部6を被覆していない。また、封止樹脂層5に、一般的なシリカフィラー入りのエポキシ樹脂を用いることができる。なお、封止樹脂層5に高い熱伝導性を持たせるために、アルミナフィラー入りのエポキシ樹脂を封止樹脂層5に用いることもできる。
各放熱部6は、第1部品3の天面3bに配置されており、略円柱状をしている。また、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部6の最も高い位置は、封止樹脂層5の一方主面2aと対向する面と反対側の面のうちの最も高い面5aの位置より低くなっている。なお、シールド層7の形成後において、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部6の最も高い部分を覆うシールド層7の位置の高さは、封止樹脂層5の最も高い面5aを覆うシールド層7の位置の高さ以下となる。また、各放熱部6は、各種金属、カーボン材料などの熱伝導の高い材料で形成されている。なお、この第1実施形態では、封止樹脂層5の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲全てを取り囲むように第1部品3の天面3b以外の部分に存在する。
なお、第1実施形態では、15個の放熱部6が3行5列のマトリックス状に配置されているが、配置パターンや数はこれに限定されるものではない。また、各放熱部6は略円柱状以外の略直方体状などの他の柱状であってもよい。
シールド層7は、封止樹脂層5の表面(シールド前の封止樹脂層5の露出部分)、第1部品3の天面3bのうちの放熱部6が配置されていない部分、放熱部6の表面(シールド前の放熱部6の露出部分)および配線基板2の側面を被覆するように設けられている。シールド層7は、外部機器から放射される不要電磁波がモジュール1の第1部品3、各第2部品4および各配線電極等へ到来することを低減したり、モジュール1の第1部品3、各第2部品4および各配線電極等から放射される不要電磁波が外部へ漏洩することを低減したりするためのものである。また、シールド層7が配線基板2の側面から露出しているグランド電極と接触することで、シールド効果を上げることができる。
シールド層7は、例えば、密着層と、密着層に積層された導電層と、導電層に積層された耐食層とを有する多層構造で形成することができる。密着層は、導電層と封止樹脂層5等との密着強度を高めるために設けられるものであり、例えば、SUSなどの金属で形成することができる。導電層は、シールド層7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。耐食層は、導電層が腐食したり、傷が付いたりするのを防止するために設けられるものであり、例えば、SUSで形成することができる。
(モジュールの製造方法)
次に、モジュール1の製造方法について説明する。この第1実施形態では、複数のモジュール1の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール1が製造される。
次に、モジュール1の製造方法について説明する。この第1実施形態では、複数のモジュール1の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール1が製造される。
まず、一方主面2aに複数のランド電極が形成され、他方主面2bに複数の外部電極が形成されるとともに、表層または内層に複数のグランド電極、複数種類の配線電極9、複数のグランド電極および複数のビア導体等が形成された配線基板2の集合体を用意する。各ランド電極、各外部電極、各グランド電極、および各配線電極9については、Ag、Cu等の金属を含有する導電性ペーストをスクリーン印刷するなどしてそれぞれ形成することができる。また、各ビア導体については、レーザ等を用いてビアホールを形成した後、周知の方法により形成することができる。
次に、配線基板2の一方主面2aに、周知の表面実装技術を用いて第1部品3および複数の第2部品4を実装する。例えば、配線基板2のランド電極のうち所望のランド電極上に半田を印刷しておき、半田が印刷されているランド電極のうちの対応するランド電極上に第1部品3および各第2部品4を実装し、第1部品3および各第2部品4を実装した後、リフロー処理を行う。なお、リフロー処理後に必要に応じて配線基板2の集合体の洗浄を行う。
次に、配線基板2の一方主面2aおよびこの一方主面2aに実装された第1部品3および各第2部品4を被覆するように、配線基板2の一方主面2aに封止樹脂層5を形成する。封止樹脂層5の形成に、例えば、トランスファーモールド方式、コンプレッションモールド方式、液状樹脂工法、シート樹脂工法等を用いることができる。ここで、封止樹脂層5に、一般的なシリカフィラー入りのエポキシ樹脂を用いることができる。なお、封止樹脂層5に高い熱伝導性を持たせるために、アルミナフィラー入りのエポキシ樹脂を封止樹脂層5に用いることもできる。なお、封止樹脂層5の形成前に、必要に応じて配線基板2のプラズマ洗浄を行う。また、必要に応じて封止樹脂層5の本硬化を行う。
必要に応じて、配線基板2の所望の外部電極上に半田をスクリーン印刷したり、半田ボールを実装したり、めっき形成したりすることによって半田バンプを形成する。これによって実装電極8が形成される。
次に、封止樹脂層5のうち、第1部品3の天面3bを被覆する部分の樹脂をレーザ照射により除去し、第1部品3の天面3bを露出させる。ここで、レーザとして、例えば、UVレーザ、CO2レーザ、Greenレーザなどを使用することができる。
次に、第1部品3の天面3bに複数の放熱部6を形成する。この放熱部6には、各種金属およびカーボン材料等の熱伝導性の高い材料が用いられる。この放熱部6の形成の一例は以下の通りである。
第1部品3の天面3bのうち所望の箇所に、金属ナノ粒子を含有したインクをインクジェット法により吐出し、この吐出を少なくとも2回以上行ってインクを積み重ねる。そして、インクの吐出終了後に焼成により金属ナノ粒子を含有したインクを焼結させ、略円柱状をした放熱部6として硬化させる。ただし、インクの吐出回数は、配線基板2の一方主面2aを基準として、硬化後の各放熱部6の最も高い位置の高さが封止樹脂層5の最も高い面5aの位置の高さ以下になる回数である。
また、インクに含有される金属ナノ粒子の粒子径は500nmより小さいことが望ましい。500nmより大きい場合、焼成温度が高くなり、配線基板2の一方主面2aに実装されている第1部品3等などの信頼性が低下するからである。
また、金属ナノ粒子の材料としては、Cu、Ni、Co、Ag、Pd、Rh、Ru、Au、Pt、Ir等の遷移金属群の中から選択した少なくとも1種類の金属とすることが望ましい。また、選択した金属を単体で用いても良いし、合金として用いても良いし、金属の酸化物として用いても良い。
インクは1回吐出された状態で略楕円球状となる粘度を有することが望ましい。インクの粘度を高くしておくことにより吐出されたインクが濡れ広がりにくくなり、インクが吐出される都度、液球の形状が略楕円球状となって残留するため、放熱部6は幅が広い部分と狭い部分とを交互に有する略円柱状となる。なお、吐出されたインクが均等に濡れ広がると仮定した場合、放熱部6の横断面(第1部品3の天面3bと水平な面)の形状は略円形状となり、その径は50μm以上300μm以下であることが望ましい。放熱部6の径が小さすぎると、硬化時の収縮でヒビが入る可能性があるからである。一方、径が大きすぎると、第1部品3の天面3bに形成することができる放熱部6の数が少なくなって第1部品3の天面3bに配置可能な複数の放熱部6全体での表面積が小さくなるからである。
なお、焼成は、インクに含まれている金属ナノ粒子および分散剤の種類により、酸化雰囲気中または還元雰囲気中で行う。例えば、分散剤を早期に消失させるためには酸化雰囲気中で焼成することが望ましく、金属ナノ粒子に酸化物が含まれる場合には還元雰囲気中で焼成することが望ましい。酸化雰囲気中で焼成するか、還元雰囲気中で焼成するかは、流入させるガスの種類により制御することができる。例えば、酸化雰囲気中で焼成する場合には、空気、酸化ガス等を流入させれば良く、還元雰囲気中で焼成する場合には、水素ガス等を流入させれば良い。
放熱部6が第1部品3の天面3bに形成された後、ダイサーまたはレーザ加工により、モジュール1を個片化する。
次に、封止樹脂層5の表面、第1部品3の天面3bのうちの放熱部6が配置されていない部分、放熱部6の表面および配線基板2の側面を被覆するように、シールド層7を形成する。シールド層7の形成に、例えば、スパッタ方式、蒸着方式、ペースト塗布方式等を用いることができる。シールド層7は配線基板2のグランド電極と接続してもよい。
なお、必要に応じて、モジュール1の洗浄、印字、測定、外観検査、梱包を行い出荷する。
上記した第1実施形態によれば、第1部品3の天面3bに放熱部6を配置することにより、放熱に寄与する部分の表面積が増大するため、放熱効果の向上が図られる。さらに、封止樹脂層5の表面、第1部品3の天面3bの一部および放熱部6の表面をシールド層7により覆うことにより、放熱に寄与する部分の表面積がさらに増大するため、放熱効果の更なる向上が図られる。また、第1部品3から発せられた熱を、放熱部6、シールド層7、シールド層7に接続されたグランド電極、グランド電極に接続されたモジュール1の他方主面2bに形成された実装電極8を介してマザー基板等に逃がすがことができる。また、モジュール1の放熱効果が優れているので、第1部品3の負荷電流量を大きくすることができる。
また、配線基板2の一方主面2aを基準として、放熱部6の最も高い位置の高さを封止樹脂層5の最も高い面5aの位置の高さ以下とすることにより、放熱部6が封止樹脂層5の最も高い面5aより突出しなくなる、つまり、放熱部6の最も高い部分を覆うシールド層7の部分が封止樹脂層5の最も高い面5aを覆うシールド層7の部分より突出しなくなる。このため、吸引パッド20を用いてモジュール1をマザー基板等に実装する際に、図3に示すように、放熱部6が吸引パッド20の邪魔にならずマザー基板等に安定して実装することができる。また、封止樹脂層5の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲全てを取り囲むように存在するため、吸引パッド20による吸引時のリークを防止することができる。
また、放熱部6の材質を各種金属またはカーボン材料などの熱伝導率の高い材料とすることにより、第1部品3が発する熱が放熱部6全体に速やかに伝わるため、放熱効果の更なる向上が図られる。
<変形例1>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例1について図4を参照して説明する。なお、図4は変形例1に係るモジュール1Aの断面図である。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例1について図4を参照して説明する。なお、図4は変形例1に係るモジュール1Aの断面図である。
変形例1に係るモジュール1Aでは、封止樹脂層31は、第1部品3の天面3bのうち、高温になる部分を含む領域を被覆せず、残りの領域を被覆するように設けられている。ここで、第1部品3の天面3bのうちの高温になる部分は、天面3bに垂直な方向から見た平面視において、例えば、第1部品3が備える電源ブロックおよびパワーアンプブロックが存在する部分である。
モジュール1Aにおいて、放熱部6は第1部品3の天面3bのうちの高温になる部分を含む領域に配置される。これにより、第1部品3から発せられる熱が放熱部6に速やかに伝導することになるため、モジュール1Aは効率的な放熱を実現することができる。
<変形例2>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例2について図5を参照して説明する。なお、図5は変形例2に係るモジュール1Bの断面図である。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例2について図5を参照して説明する。なお、図5は変形例2に係るモジュール1Bの断面図である。
変形例2におけるモジュール1Bでは、封止樹脂層32は、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bおよびその天面3bの周辺部分の樹脂が除去されることにより形成されている。つまり、配線基板2の一方主面2aを基準として、封止樹脂層32の第1部品3の周辺部分の面5bの位置の高さが第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。
モジュール1Bでは、シールド層7の第1部品3側の面からシールド層7の外側の側面までの距離が短くなるので、モジュール1Bは効率的な放熱を実現することができる。
<変形例3>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例3について図6を参照して説明する。なお、図6(a)は変形例3に係るモジュール1Cの断面図であり、図6(b)は図6(a)のモジュール1Cのシールド前の平面図である。なお、変形例3において用いる「右」は、モジュール1Cの天面に垂直な方向から見た平面視(図6(b)の紙面)での「右」を指す。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例3について図6を参照して説明する。なお、図6(a)は変形例3に係るモジュール1Cの断面図であり、図6(b)は図6(a)のモジュール1Cのシールド前の平面図である。なお、変形例3において用いる「右」は、モジュール1Cの天面に垂直な方向から見た平面視(図6(b)の紙面)での「右」を指す。
変形例3におけるモジュール1Cでは、第1部品3が、配線基板2の一方主面2aに垂直な方向から見た平面視において、配線基板2の一方主面2a上の右側中央の端部付近に配置されている。さらに記載すると、第1部品3は、配線基板2の一方主面2a上に、当該一方主面2aの所定の辺(変形例3では「一方主面2aの右側の辺」が該当)に近接し、かつ、当該所定の辺と連続する2辺(変形例3では「一方主面2aの上側の辺」、「一方主面2aの下側の辺」が該当)のそれぞれに近接しない部分に配置されている。また、モジュール1Cでは、封止樹脂層33は、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bおよびその天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分の樹脂が除去されることにより形成されている。さらに記載すると、封止樹脂層33は、第1部品3の天面3b上の樹脂が除去されるとともに、一方主面2aの上記の所定の辺と天面3bの当該所定の辺と対向する辺との間の第1の部分(変形例3では「天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分」が該当)において当該第1の部分における封止樹脂層33の面が天面3bと略同一平面となるように樹脂が除去されることにより形成されている。つまり、配線基板2の一方主面2aを基準として、封止樹脂層33の第1部品3の周辺部分のうちの右側の周辺部分の面5cの位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。さらに記載すると、封止樹脂層33の上記の第1の部分の一方主面2aと対向する面と反対側の面の位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。なお、この変形例3では、封止樹脂層33の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲のうちの右側を除く周囲を取り囲むように存在する。さらに記載すると、封止樹脂層33の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bの周囲のうちの上記の所定の辺と対向する辺(変形例3では、「第1部品3の天面3bの右側の辺」が該当)を除く周囲を取り囲むように存在する。このため、放熱部6がモジュール1Cのマザー基板等への実装に際して吸引パッドを利用して、マザー基板等に安定して確実に実装することができる。また、シールド層7が接続されるグランド電極と近いため、放熱経路を短くすることができる。よって、更なる放熱効果の向上が図られる。
<変形例4>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例4について図7を参照して説明する。なお、図7は変形例4に係るモジュール1Dのシールド前の平面図である。なお、変形例4において用いる「左」、「右」、「上」、「下」は、モジュール1Dの天面に垂直な方向から見た平面視(図7の紙面)での「左」、「右」、「上」、「下」を指す。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例4について図7を参照して説明する。なお、図7は変形例4に係るモジュール1Dのシールド前の平面図である。なお、変形例4において用いる「左」、「右」、「上」、「下」は、モジュール1Dの天面に垂直な方向から見た平面視(図7の紙面)での「左」、「右」、「上」、「下」を指す。
変形例4におけるモジュール1Dでは、第1部品3が、配線基板2の一方主面2aに垂直な方向から見た平面視において、配線基板2の一方主面2a上の右下の端部付近に配置されている。さらに記載すると、第1部品3は、配線基板2の一方主面2a上に、当該一方主面2aの所定の辺(変形例4では「一方主面2aの右側の辺」が該当)および当該所定の辺に連続する2辺のうちの一方の辺(変形例4では「一方主面2aの下側の辺」が該当)に近接し、かつ、当該所定の辺に連続する2辺のうちの他方の辺(変形例4では「一方主面2aの上側の辺」が該当)に近接しない部分に配置されている。また、モジュール1Dでは、封止樹脂層34は、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bおよびその天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分および下側の周辺部分の樹脂が除去されることにより形成されている。さらに記載すると、封止樹脂層34は、第1部品3の天面3b上の樹脂が除去されるとともに、一方主面2aの上記の所定の辺と天面3bの当該所定の辺と対向する辺との間の第1の部分、一方主面2aの上記の一方の辺と天面3bの当該一方の辺と対向する辺との間の第2の部分、第1の部分の一方主面2aの上記の一方の辺と対向する辺と当該一方の辺との間の第3の部分(変形例4では、「天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分および下側の周辺部分」が第1の部分、第2の部分、および第3の部分に該当)において第1の部分、第2の部分、および第3の部分それぞれにおける封止樹脂層34の面が天面3bと略同一平面となるように樹脂が除去されることにより形成されている。つまり、配線基板2の一方主面2aを基準として、封止樹脂層34の第1部品3の周辺部分のうちの右側の周辺部分および下側の周辺部分を囲む周辺部分の面5dの位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。さらに記載すると、封止樹脂層34の上記の第1の部分、第2の部分、および第3の部分のそれぞれの一方主面2aと対向する面と反対側の面の位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。なお、この変形例4では、封止樹脂層34の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲のうちの左側および上側の周囲を取り囲むように存在する。さらに記載すると、封止樹脂層34の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bの周囲のうちの上記の所定の辺と対応する辺と反対側の辺(変形例4では、「第1部品3の天面3bの左側の辺」が該当)および上記の一方の辺と対応する辺と反対側の辺(変形例4では、「第1部品3の天面3bの上側の辺」が該当)を取り囲むように存在する。このため、放熱部6がモジュール1Dのマザー基板等への実装に際して吸引パッドを利用して、マザー基板等に安定して確実に実装することができる。また、シールド層7が接続されるグランド電極と近いため、放熱経路を短くすることができる。よって、更なる放熱効果の向上が図られる。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係るモジュール50について図8および図9を参照して説明する。なお、図8は第2実施形態に係るモジュール50の断面図であり、図9は図8のモジュール50のシールド前の平面図である。
本発明の第2実施形態に係るモジュール50について図8および図9を参照して説明する。なお、図8は第2実施形態に係るモジュール50の断面図であり、図9は図8のモジュール50のシールド前の平面図である。
第2実施形態に係るモジュール50が図1および図2を用いて説明した第1実施形態に係るモジュール1と異なる点は、図8および図9に示すように、放熱部51の形状が柱状ではなく板状をしている点である。その他の構成は第1実施形態に係るモジュール1と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。
各放熱部51は、第1部品3の天面3bに配置されており、略板状をしている。また、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部51の最も高い位置は、封止樹脂層5の一方主面2aと対向する面と反対側の面のうちの最も高い面5aの位置より低くなっている。なお、シールド層7の形成後において、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部51の最も高い部分を覆うシールド層7の位置の高さは、封止樹脂層5の最も高い面5aを覆うシールド層7の位置の高さ以下となる。また、各放熱部51は、各種金属、カーボン材料などの熱伝導の高い材料で形成されている。なお、この第2実施形態では、封止樹脂層5の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲全てを取り囲むように第1部品3の天面3b以外の部分に存在する。
なお、第2実施形態では、5個の放熱部51が並んで配置されているが、配置パターンや数はこれに限定されるものではない。
(モジュールの製造方法)
次に、モジュール50の製造方法について説明する。この第2実施形態では、複数のモジュール50の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール50が製造される。
次に、モジュール50の製造方法について説明する。この第2実施形態では、複数のモジュール50の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール50が製造される。
第1実施形態に係るモジュール1の製造方法と同様に、配線基板2の集合体を用意する工程から、封止樹脂層5の第1部品3の天面3bを覆う部分を除去する工程までの各工程を行う。
次に、第1部品3の天面3bに複数の放熱部51を形成する。この放熱部51には、各種金属およびカーボン材料等の熱伝導性の高い材料が用いられる。この放熱部51の形成の一例は以下の通りである。
第1部品3の天面3bのうち所望の箇所に熱硬化性接着剤を塗布する。なお、熱硬化性接着剤に金属フィラーを含む接着剤を用いることにより熱伝導性を良好にすることができる。
熱硬化性接着剤を塗布した後、塗布した熱硬化性接着剤上に放熱部51として金属製の板を実装する。金属製の板からなる各放熱部51を接着剤上に実装した状態において、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部51の最も高い位置の高さが封止樹脂層5の最も高い面5aの位置の高さ以下にする。ただし、金属製の板の材料として、Cu、Al、SUS、真鍮等を用いることができる。
第1実施形態に係るモジュール1の製造方法と同様に、モジュール50を個片化する工程以降の各工程を行う。
上記した第2実施形態に係るモジュール50によれば、第1実施形態に係るモジュール1と同様の効果が得られる。
<変形例1>
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例1について図10(a)を参照して説明する。なお、図10(a)は変形例1に係るモジュール50Aのシールド前の平面図である。変形例1に係るモジュール50Aでは、第1部品3の天面3bに配置される放熱部55がハニカム構造をしている。
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例1について図10(a)を参照して説明する。なお、図10(a)は変形例1に係るモジュール50Aのシールド前の平面図である。変形例1に係るモジュール50Aでは、第1部品3の天面3bに配置される放熱部55がハニカム構造をしている。
<変形例2>
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例2について図10(b)を参照して説明する。なお、図10(b)は変形例2に係るモジュール50Bのシールド前の平面図である。
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例2について図10(b)を参照して説明する。なお、図10(b)は変形例2に係るモジュール50Bのシールド前の平面図である。
変形例2に係るモジュール50Bでは、配線基板2の一方主面2aに複数の第1部品3および複数の第2部品4が搭載されている。各第1部品3の天面3bは第1実施形態に係るモジュール1と同様に、封止樹脂層5により被覆されていない。複数の第1部品3のうちの一の第1部品3の天面3bには、柱状をした放熱部6と板状の放熱部51とが混在して配置されている。また、複数の第1部品3のうちの他の第1部品3の天面3bには、ハニカム構造をした放熱部55が配置されている。なお、封止樹脂層5の最も高い面5aは、各第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、各第1部品3の天面3bの周囲を囲むように各第1部品3の天面3b以外の部分に存在する。
なお、板状の放熱部51およびハニカム構造をした放熱部55は、それぞれ、第1実施形態で説明したインクをインクジェット法により吐出する方法を利用して形成することができる。また、柱状の放熱部6は、第2実施形態の放熱部51と同様に、第1部品3の天面3bの所望の箇所に熱硬化性接着剤を塗布し、その上に柱状の棒を実装することによって形成することができる。
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うことができる。例えば、上記した各実施形態の内容および変形例の内容を組み合わせてもよい。
本発明は、配線基板に発熱する部品が実装されているとともに、放熱構造を有するモジュールに適用することができる。
1,1A,1B,1C,1D,50,50A,50B モジュール
2 配線基板
3 第1部品
4 第2部品
5,31,32,33,34 封止樹脂層
6,51,55 放熱部
7 シールド層
2 配線基板
3 第1部品
4 第2部品
5,31,32,33,34 封止樹脂層
6,51,55 放熱部
7 シールド層
Claims (4)
- 配線基板と、
前記配線基板の一方主面に実装された発熱する第1部品と、
前記一方主面に実装された第2部品と、
前記第1部品の実装される側の面と反対側の面の少なくとも一部を被覆せず、当該第1部品および前記第2部品を封止する封止樹脂層と、
前記第1部品の前記反対側の面の少なくとも一部に配置された放熱部と
を備え、
前記一方主面を基準として、前記放熱部の最も高い位置の高さは、前記封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下であることを特徴とするモジュール。 - 前記放熱部の材質は金属であることを特徴とする請求項1に記載のモジュール。
- 前記封止樹脂層の表面、前記第1部品の前記反対側の面の前記少なくとも一部のうちの前記放熱部が配置されていない部分、前記放熱部の表面および前記配線基板の側面を被覆するシールド層をさらに備える請求項1または2に記載のモジュール。
- 前記放熱部は柱状または板状の構造を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモジュール。
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