WO2018168591A1 - モジュール - Google Patents
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Abstract
設計自由度が高く、放熱特性が優れたモジュールを提供する。 モジュール1bは、多層配線基板2と、該多層配線基板2の上面20aに実装された実装部品3a~3dと、各実装部品3a~3dを封止する封止樹脂層4と、封止樹脂層4の上面4aに形成された複数の凹部40と、各凹部40に配設された放熱体5aとを備え、実装部品3b、3dは、実装部品3a、3cよりも発熱しない部品であり、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、実装部品3a、3cに重なる領域に配置される凹部40の底と、実装部品3a、3cとの間隔W1は、実装部品3b、3dに重なる領域に配置される凹部40の底と、実装部品3b、3dとの間隔W3よりも短い。
Description
本発明は、放熱部材を備えるモジュールに関する。
通信端末装置などの電子機器のマザー基板には、種々のモジュールが実装される。この種のモジュールには、配線基板に各種のチップ部品が実装され、これらのチップ部品が樹脂で封止されるものがある。実装されているチップ部品のうち、例えば、ICなどの半導体素子は、モジュールの使用時に発熱する。発生した熱がモジュールに溜まると、特性が低下するおそれがあるため、実装部品から発生した熱を放熱可能なモジュールが提案されている。例えば、図11に示すように、特許文献1に記載のモジュール100は、配線基板101の上面101aにIC102が載置され、ワイヤボンディングにより配線基板101の電極に接続される。また、IC102の上面102aにはスペーサ103が配設され、これらの部品が封止樹脂層104で封止される。スペーサ103の上側の樹脂は、レーザ等で除去されることにより、封止樹脂層104の上面104aからスペーサ103が露出し、該露出部を含む封止樹脂層104の上面104aに、放熱部材105が配設される。このように構成すると、IC102から発生した熱は、スペーサ103から放熱部材105に伝達され、外部へ放熱される。
しかしながら、従来のモジュール100は、封止樹脂層104にレーザ光を照射して穴を空けるため、IC102に対するダメージ軽減のためにスペーサ103が必要になり、モジュール100の設計自由度が低下する。
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、設計自由度が高く、放熱特性が優れた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、前記配線基板の主面に実装された第1部品および第2部品と、前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第1部品および前記第2部品を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、前記凹部に配設され、放熱素体から構成される放熱部材とを備え、前記第2部品は、前記第1部品よりも発熱しない部品であり、前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1部品に重なる第1領域と、前記第2部品に重なる第2領域とを有し、前記凹部は、前記第1部品および前記第2部品まで到達しておらず、前記放熱部材の前記第1領域の前記凹部の底から前記第1部品までの距離は、前記放熱部材の前記第2領域の前記凹部の底から前記第2部品までの距離よりも短いことを特徴としている。
この構成によれば、放熱部材は封止樹脂層の対向面に形成された凹部に配設されるため、従来のモジュールのように、放熱部材の配置場所をレーザ加工で形成する際に、部品へのダメージ防止用のスペーサを部品と放熱部材との間に配置する必要がなく、モジュールの設計自由度が向上する。また、発熱部品である第1部品は放熱部材との距離が短いため、放熱部材により第1部品から発生する熱を効率よく放熱することができる。
また、上記した目的を達成するために、本発明の他のモジュールは、配線基板と、前記配線基板の主面に実装された第3部品と、前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第3部品を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、前記凹部に配設され、放熱素体から構成される放熱部材とを備え、前記第3部品は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、第1部品内領域と、該第1部品内領域よりも発熱する第2部品内領域とを有し、前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1部品内領域に重なる領域と、前記第2部品内領域に重なる領域とを有し、前記凹部は、前記第3部品まで到達しておらず、前記放熱部材の前記第2部品内領域に重なる領域の前記凹部の底から前記第3部品までの距離は、前記放熱部材の前記第1部品内領域に重なる領域の前記凹部の底から前記第3部品までの距離よりも短いことを特徴としている。
この構成によれば、放熱部材は封止樹脂層の対向面に形成された凹部に配設されるため、従来のモジュールのように、放熱部材の配置場所をレーザ加工で形成する際に、部品へのダメージ防止用のスペーサを部品と放熱部材との間に配置する必要がなく、モジュールの設計自由度が向上する。また、第3部品の中で発熱領域となる第2部品内領域は放熱部材との距離が短いため、放熱部材により第2部品内領域から発生する熱を効率よく放熱することができる。
また、前記放熱部材は、複数の前記凹部に配設された複数の前記放熱素体から構成され、前記複数の放熱素体のいくつかは、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1部品および前記第2部品にいずれにも重ならない領域に配置されていてもよい。
この構成によれば、放熱部材が複数の放熱素体で構成され、配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、第1、第2部品に重なる領域と、重ならない領域の両方に放熱素体が配置される。例えば、配線基板の主面に対して垂直な方向から見たときに、発熱部品(第1部品)に重なる領域のみに放熱部材を配置する場合は、放熱部材と封止樹脂層の樹脂との線膨張係数の差によって、放熱部材と封止樹脂層との間で剥離が生じるおそれがある。しかしながら、この構成のように放熱部材を複数の放熱素体で構成すると、放熱部材と封止樹脂層との接触面積が増えるため、両者の線膨張係数の差によって、放熱素体と封止樹脂層との間で剥離が生じるのを防止することができる。また、放熱素体を第1、第2部品に重なる領域と、重ならない領域の両方に配置することで、放熱素体を分散させることができるため、放熱部材と封止樹脂層の樹脂との線膨張係数の差によって、封止樹脂層が変形したり、封止樹脂層が配線基板から剥がれたりするのを抑えることができる。
また、前記放熱部材は、複数の前記凹部に配設された複数の前記放熱素体から構成され、前記複数の放熱素体のいくつかは、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第3部品に重ならない領域に配置されていてもよい。
この構成によれば、放熱部材が複数の放熱素体で構成され、配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、第3部品に重なる領域と、重ならない領域の両方に放熱素体が配置される。放熱部材を複数の放熱素体で構成すると、放熱部材と封止樹脂層との接触面積が増えるため、両者の線膨張係数の差によって、放熱素体と封止樹脂層との間で剥離が生じるのを防止することができる。また、放熱素体を第3部品に重なる領域と、重ならない領域の両方に配置することで、放熱素体を分散させることができるため、放熱部材と封止樹脂層の樹脂との線膨張係数の差によって、封止樹脂層が変形したり、封止樹脂層が配線基板から剥がれたりするのを抑えることができる。更に放熱素体と封止樹脂間の剥がれを抑制する事が出来る。
また、本発明の他のモジュールは、配線基板と、前記配線基板の主面に実装された第4部品および第5部品と、前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第4部品および前記第5部品を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、前記凹部に配設され、放熱素体から構成される放熱部材とを備え、前記第5部品は、前記第4部品よりも発熱しない部品であり、前記凹部は、前記第4部品まで到達しておらず、前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第4部品に重なる領域があるが、前記第5部品には重なる領域がないことを特徴としている。
この構成によれば、例えば第5部品が熱の影響による特性変動を起こしやすい部品の場合は、第5部品と重なる領域に放熱部材を配置しないようにすることで、第5部品に対する放熱部材からの熱伝導による熱影響を無くす事が出来ることから、実装部品の発熱量やモジュールのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。
また、本発明の他のモジュールは、配線基板と、前記配線基板の主面に実装された第6部品と、前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第6部品を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、前記凹部に配設された放熱部材とを備え、前記第6部品は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、第1部品内領域と、該第1部品内領域よりも発熱する第2部品内領域とを有し、前記凹部は、前記第6部品まで到達しておらず、前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第2部品内領域に重なる領域があるが、前記第1部品内領域には重なる領域がないことを特徴としている。
この構成によれば、第1部品内領域に対する放熱部材からの熱伝導による熱影響を無くす事が出来るため、実装部品の発熱量やモジュールのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。
また、前記複数の放熱素体は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、等間隔に配列されていてもよい。
この構成によれば、放熱素体と封止樹脂層の樹脂との線膨張係数の差か生じる応力が、封止樹脂層内で均一化できるため、封止樹脂層が変形したり、封止樹脂層が配線基板から剥がれたりするのをさらに抑えることができる。
また、前記放熱部材と接触した状態で前記封止樹脂層の前記対向面を被覆するシールド膜をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、部品から発生した熱をシールド膜からも放熱することができるため、モジュールの放熱特性のさらなる向上を図ることができる。
本発明によれば、放熱部材は封止樹脂層の対向面に形成された凹部に配設されるため、従来のモジュールのように、放熱部材の配置場所をレーザ加工で形成する際に、部品へのダメージ防止用のスペーサを部品と放熱部材との間に配置する必要がなく、モジュールの設計自由度が向上する。また、第3部品の中で発熱領域となる第2部品内領域は放熱部材との距離が短いため、放熱部材により第2部品内領域から発生する熱を効率よく放熱することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態にかかるモジュール1aについて、図1~図3を参照して説明する。なお、図1は図2のA-A矢視断面図、図2はモジュール1aのシールド膜6を除いた状態の平面図、図3は放熱体5aの配置を説明するための図である。
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~図3を参照して説明する。なお、図1は図2のA-A矢視断面図、図2はモジュール1aのシールド膜6を除いた状態の平面図、図3は放熱体5aの配置を説明するための図である。
この実施形態にかかるモジュール1aは、図1および図2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実装部品3a~3d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の表面を被覆するシールド膜6と、封止樹脂層4に設けられた複数の放熱体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、高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「配線基板の主面」に相当)には、各実装部品3a~3dの実装用の実装電極7が形成される。多層配線基板2の下面20b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ビア導体10が形成される。なお、実装電極7、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、各ビア導体10は、AgやCu等の金属で形成されている。なお、各実装電極7、各外部電極8には、Ni/AuめっきやNi/Pd/Auめっき或いはNi/Snめっきがそれぞれ施されていてもよい。
実装部品3a~3dは、ICやPA(パワーアンプ)などの半導体素子や、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、各実装部品3a~3dのうち、実装部品3a、3c(本発明の「第1部品」または「第3部品」に相当)がモジュール1aの通電時に発熱量が多い部品で、残りの実装部品3b,3d(本発明の「第2部品」に相当)が、これらの実装部品3a,3cよりも発熱量が少ない部品となっている。また、実装部品3aにおいては、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(以下、平面視という場合もある。)、発熱量が多い領域(図1の領域H参照)と、少ない領域(図1の領域L参照)とがある。
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され、各実装部品3a~3dを封止する。また、封止樹脂層4は、多層配線基板2に当接する下面4b(本発明の「封止樹脂層の当接面」に相当)と、該下面4bに対向する上面4a(本発明の「封止樹脂層の対向面」に相当)と、側面4cとを有し、上面4aには、複数の凹部40が形成される。また、これらの凹部40それぞれに放熱体5aが配設される。
各放熱体5aは、例えば、封止樹脂層4の上面4aにレーザ加工などにより複数の凹部40を形成し、これらの凹部40に例えば導電性ペーストを充填したり、凹部40の形状に合わせた金属柱或いは金属成分を主成分とするペースト充填によって高熱伝導性物質を各凹部40嵌め込んだりするなどして各凹部40に配設される。すなわち、凹部に密着するように、導電性ペーストや金属柱が配設されている。各凹部40は、図2に示すように、開口の輪郭が正六角形に形成されており、これにより各放熱体5aが六角柱状に形成される。また、各放熱体5aが略等間隔で配列されるように各凹部40が形成される。具体的には、図3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、一の放熱体5a(基準放熱体5a)の中心点0を正六角形Fの中心とすると、隣接する他の放熱体5aの中心点A1,A2,B1,B2,C1,C2が当該正六角形の頂点に位置するように各放熱体5aが配置される。このように各放熱体5aが配置されると、基準放熱体5aに隣接する各放熱体5aは、当該基準放熱体5aとの距離が同じとなる、すなわち、各放熱体5aが等間隔に配列されることになる。
また、正六角形Fの対角線のうち中心点0を通るものは3本あり、そのうちの一つである対角線L1(破線)上は、中心点A1、中心点0、中心点A2が配置される。ここで、中心点A1の放熱体5aの一組の平行な辺、基準放熱体5aの一組の平行な辺、中心点A2の一組の平行な辺は、いずれも対角線L1に垂直な方向に配置され、これらの6つ辺が平行に配置される。残りの対角線L2(一点鎖線)上に中心点B1,B2をもつ放熱体5aの各辺の配置関係や、L3(二点鎖線)上に中心点C1、C2を持つ放熱体5aの各辺の配置関係も同様である。このような各放熱体5aの配置によれば、放熱体5aと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差から生じる応力が、隣接する放熱体5a同士で相殺され易くなるため、放熱体5aと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差に起因する、放熱体5aと封止樹脂層4との界面の剥離や、封止樹脂層4の変形を抑えることができる。
また、この実施形態では、各放熱体5aが配設される凹部40の深さ(封止樹脂層4の厚み方向の深さ)は、凹部40の形成位置によって異なる。例えば、図1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、実装部品3aに重なる凹部40のうち、発熱量が多い領域H(本発明の「第2部品内領域」に相当)に重なる凹部40の底と、実装部品3aの上面3a1との間隔W1は、発熱量が少ない領域L(本発明の「第1部品内領域」に相当)に重なる凹部40の底と、実装部品3aの上面3a1との間隔W2よりも狭くなるように、各凹部40が形成される。すなわち、この実施形態では、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、発熱量が多い領域Hに重なる放熱体5aは実装部品3aとの距離を近づけ、発熱量が少ない領域Lに重なる放熱体5aは実装部品3aとの距離を離すことができるように、各凹部40の深さが設定されている。いずれの場合においても、凹部の底と、各実装部品との間には、封止樹脂層が存在しており、部品表面まで貫通はしていない。なお、放熱体5aの1つ1つが本発明の「放熱素体」に相当し、各放熱体5aをまとめた複数の放熱体5aが本発明の「放熱部材」に相当する。
シールド膜6は、封止樹脂層4の表面(上面4a、側面4c)と多層配線基板2の側面20cとを被覆する。また、各放熱体5aは、封止樹脂層4の上面4aにおいて、シールド膜6に接続される。シールド膜6は、多層配線基板2の側面20cに露出したグランド電極(図示省略)に接続される。
シールド膜6は、封止樹脂層4の上面4a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(図示せず)。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。
したがって、上記した実施形態によれば、封止樹脂層4の上面20aに複数の凹部40が形成され、これらの凹部40に各放熱体5aが配設されるが、各凹部40の底と、各実装部品3a~3dとの間には一定の間隔W1、W2が保たれるため、従来のモジュールのように、放熱部材の配置場所をレーザ加工で形成する際に、部品へのダメージ防止用のスペーサを部品と放熱部材との間に配置する必要がない。また、実装部品3a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、発熱量が多い領域Hと、少ない領域Lとがあり、平面視で領域Hと重なる領域に配置される放熱体5aの実装部品3aの上面3a1との距離(間隔W1)は、領域Lと重なる領域に配置される放熱体5aの実装部品3aの上面3a1との距離(間隔W2)よりも短いため、実装部品3aが発する熱を効率よく放熱することができる。また、例えば、発熱量の少ない領域Lと放熱体5aとの距離についても、発熱量の多い領域Hと放熱体5aとの距離(間隔W1)と同じすると、発熱量が少ない領域Lの温度も上昇してしまい、特定変動や特性低下が生じるおそれがある。しかしながら、この実施形態では、平面視で領域Lと重なる領域に配置される放熱体5aの実装部品3aの上面3a1との距離(間隔W2)が、領域Hと重なる領域に配置される放熱体5aの実装部品3aの上面3a1との距離(間隔W1)よりも長いため、このような特性変動や特性低下を抑えることができる。また、実装部品3aの領域Lでは放熱体5aとの距離が長いため、当該領域Lでの実装部品3aの上面3a1と放熱体5aとの間のスペースを他の部材の配置スペースとして利用でき、モジュール1aの設計自由度を高めることができる。
また、各放熱体5a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、実装部品3a~3dに重なるか否かに関わらず、略等間隔に分散して配置される。例えば、平面視で発熱部品(実装部品3a、3c)に重なる領域のみに放熱部材を配置する場合は、放熱部材と封止樹脂層の樹脂との線膨張係数の差によって、放熱部材と封止樹脂層との間で剥離が生じるおそれがある。しかしながら、この実施形態のように放熱部材を複数の放熱体5aで構成すると、放熱部材(放熱体5a)と封止樹脂層4との接触面積が増えるため、両者の線膨張係数の差によって、放熱体5aと封止樹脂層4との間で剥離が生じるのを防止することができる。また、放熱体5aを分散配置することで、放熱部材(放熱体5a)と封止樹脂層4の樹脂との線膨張係数の差によって、封止樹脂層4が変形したり、封止樹脂層4の変形に伴う応力などにより、封止樹脂層4が多層配線基板2から剥がれたりするのを抑えることができる。また、多層配線基板自体の反りも抑制することができる。
また、各放熱体5aは、シールド膜6に接続されるため、実装部品3a、3cから発生した熱をシールド膜6からも放熱することができるため、モジュール1aの放熱特性のさらなる向上を図ることができる。
(放熱体の配置の変形例)
この実施形態では、各放熱体5aが平面視で等間隔に配置されるようにしたが、例えば、図4に示すように、基本的には各放熱体5aを等間隔に配置するが、平面視で熱の影響による特性変動を起こしやすい部品或いは発熱量が少ない一部の実装部品3bに重なる領域には、放熱体5aを配置しないようにしてもよい。この構成によると、実装部品3a~3dそれぞれの放熱量や実装部品3a~3dのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。なお、本変形例において、発熱部品である実装部品3aが本発明の「第4部品」に相当し、発熱しにくい部品である実装部品3bが本発明の「第5部品」に相当する。
この実施形態では、各放熱体5aが平面視で等間隔に配置されるようにしたが、例えば、図4に示すように、基本的には各放熱体5aを等間隔に配置するが、平面視で熱の影響による特性変動を起こしやすい部品或いは発熱量が少ない一部の実装部品3bに重なる領域には、放熱体5aを配置しないようにしてもよい。この構成によると、実装部品3a~3dそれぞれの放熱量や実装部品3a~3dのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。なお、本変形例において、発熱部品である実装部品3aが本発明の「第4部品」に相当し、発熱しにくい部品である実装部品3bが本発明の「第5部品」に相当する。
<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5および図6を参照して説明する。なお、図5はモジュール1bの断面図であって、図6のB-B矢視断面図、図6はモジュール1bのシールド膜6を除いた状態の平面図である。
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5および図6を参照して説明する。なお、図5はモジュール1bの断面図であって、図6のB-B矢視断面図、図6はモジュール1bのシールド膜6を除いた状態の平面図である。
この実施形態にかかるモジュール1bが、図1~図3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5および図6に示すように、各放熱体5bの配置と横断面形状が異なることと、放熱体5bが配設される凹部40の深さ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、各放熱体5bは、図6に示すように、平面視形状(横断面形状)が円形を有する円柱状に形成され、マトリクス状に配列される(分散配置)。そのため、第1実施形態と同様に、平面視で実装部品3a~3dに重ならない領域にも放熱体5bが配置される。また、この実施形態では、図5に示すように、発熱部品である実装部品3aと平面視で重なる領域(本発明の「第1領域」に相当)に形成される全ての凹部40の底と、実装部品3aの上面3a1との間隔は、W1で統一される。また、非発熱部品である実装部品3b、3dと平面視で重なる領域(本発明の「第2領域」に相当)に形成される凹部40の底と、実装部品3b(非発熱部品)の上面3b1との間隔は、W1よりも長いW3で形成される。
この構成によると、部品へのダメージ防止用のスペーサを部品と放熱部材との間に配置する必要がない。また、実装部品3aが発する熱を効率よく放熱することができる。また、特性変動や特性低下を抑えることができる。また、凹部40の開口の輪郭が円形になるため、凹部40をレーザ加工で容易に形成することができる。なお、この実施形態でも、図4を参照して説明した第1実施形態のモジュール1aの変形例と同様に、平面視で非発熱部品と重なる領域に、放熱体5bを配置しないようにしてもよい。
(放熱体5bの配置の変形例)
この実施形態では、各放熱体5bをマトリクス状に配列したが、第1実施形態と同様に、等間隔に配列するようにしてもよい。この場合、図7に示すように、多層配線基板2に上面20aに対して垂直な方向から見たときに、一の放熱体5bの中心を正六角形の中心に配置したときに、隣接する他の放熱体5bの中心が、当該正六角形の各頂点に配置される。この構成によれば、放熱体5bと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差から生じる応力が、隣接する放熱体5b同士で相殺され易くなるため、放熱体5bと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差に起因する、放熱体5bと封止樹脂層4との界面の剥離や、封止樹脂層4の変形を抑えることができる。
この実施形態では、各放熱体5bをマトリクス状に配列したが、第1実施形態と同様に、等間隔に配列するようにしてもよい。この場合、図7に示すように、多層配線基板2に上面20aに対して垂直な方向から見たときに、一の放熱体5bの中心を正六角形の中心に配置したときに、隣接する他の放熱体5bの中心が、当該正六角形の各頂点に配置される。この構成によれば、放熱体5bと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差から生じる応力が、隣接する放熱体5b同士で相殺され易くなるため、放熱体5bと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差に起因する、放熱体5bと封止樹脂層4との界面の剥離や、封止樹脂層4の変形を抑えることができる。
<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8および図9を参照して説明する。なお、図8はモジュール1cの断面図であって、図9のC-C矢視断面図、図9はモジュール1cのシールド膜6を除いた状態の平面図である。
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8および図9を参照して説明する。なお、図8はモジュール1cの断面図であって、図9のC-C矢視断面図、図9はモジュール1cのシールド膜6を除いた状態の平面図である。
この実施形態にかかるモジュール1cが、図5および図6を参照して説明した第2実施形態のモジュール1bと異なるところは、図8および図9に示すように、凹部40の形状およびこの凹部40に配設される放熱体5cの形状とが異なることである。その他の構成は、第2実施形態のモジュール1b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、凹部40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、ハニカム状の溝に形成され、当該溝に放熱体5cが配設される。また、第2実施形態と同様、平面視で発熱部品(実装部品3a、3c)と重なる凹部40の底と、発熱部品(実装部品3a、3c)の上面3a1、3c1との間隔W1は、非発熱部品(実装部品3b)と重なる凹部40の底と、非発熱部品(実装部品3b)の上面3b1との間隔W3よりも狭くなるように凹部40が形成される。
この構成によれば、部品へのダメージ防止用のスペーサを部品と放熱部材との間に配置する必要がない。また、実装部品3aが発する熱を効率よく放熱することができる。また、特性変動や特性低下を抑えることができる。また、放熱体5cがハニカム状に形成されるため、放熱体5cと封止樹脂層4の樹脂の線膨張係数の差に起因する、放熱体5cと封止樹脂層4との界面の剥離や、封止樹脂層4の変形をさらに抑えることができる。
(放熱体5cの変形例)
この実施形態において、図4を参照して説明した第1実施形態の放熱体5aの配置の変形例と同様に、平面視で発熱量が少ない一部の実装部品3bに重なる領域には、放熱体5cを配置しないようにしてもよい。この構成によると、実装部品3a~3dそれぞれの放熱量や実装部品3a~3dのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。
この実施形態において、図4を参照して説明した第1実施形態の放熱体5aの配置の変形例と同様に、平面視で発熱量が少ない一部の実装部品3bに重なる領域には、放熱体5cを配置しないようにしてもよい。この構成によると、実装部品3a~3dそれぞれの放熱量や実装部品3a~3dのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。
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や変形例の構成を組合わせてもよい。
また、上記した第1、第2実施形態では、各放熱体5a、5bの横断面形状が正六角形、円形の場合について説明したが、例えば、矩形など、適宜変更することができる。
また、上記した各実施形態において、シールド膜6がなくてもよい。
また、上記した第1実施形態において、実装部品3aの発熱量が少ない領域Lと平面視で重なる箇所には、放熱体5aを配置しないようにしてもよい。このようにすると、発熱量の少ない領域Lに対する放熱体5aからの熱伝導による熱影響を無くす事が出来るため、実装部品の発熱量やモジュールのサイズに応じた自由度の高い放熱構造が可能になる。なお、この場合の実装部品3aが、本発明の「第6部品」に相当する。
また、本発明は、配線基板に実装された部品から発生する熱を放熱する放熱部材を備える種々のモジュールに適用することができる。
1a~1c モジュール
2 多層配線基板(配線基板)
3a,3c 部品(第1部品、第3部品、第4部品、第6部品)
3b 部品(第2部品、第5部品)
3d 部品(第2部品)
5a,5b 放熱体(放熱素体)
5c 放熱体(放熱部材)
40 凹部
2 多層配線基板(配線基板)
3a,3c 部品(第1部品、第3部品、第4部品、第6部品)
3b 部品(第2部品、第5部品)
3d 部品(第2部品)
5a,5b 放熱体(放熱素体)
5c 放熱体(放熱部材)
40 凹部
Claims (8)
- 配線基板と、
前記配線基板の主面に実装された第1部品および第2部品と、
前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第1部品および前記第2部品を封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、
前記凹部に配設され、放熱素体から構成される放熱部材とを備え、
前記第2部品は、前記第1部品よりも発熱しない部品であり、
前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1部品に重なる第1領域と、前記第2部品に重なる第2領域とを有し、
前記凹部は、前記第1部品および前記第2部品まで到達しておらず、
前記放熱部材の前記第1領域の前記凹部の底から前記第1部品までの距離は、前記放熱部材の前記第2領域の前記凹部の底から前記第2部品までの距離よりも短い
ことを特徴とするモジュール。 - 配線基板と、
前記配線基板の主面に実装された第3部品と、
前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第3部品を封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、
前記凹部に配設され、放熱素体から構成される放熱部材とを備え、
前記第3部品は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、第1部品内領域と、該第1部品内領域よりも発熱する第2部品内領域とを有し、
前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1部品内領域に重なる領域と、前記第2部品内領域に重なる領域とを有し、
前記凹部は、前記第3部品まで到達しておらず、
前記放熱部材の前記第2部品内領域に重なる領域の前記凹部の底から前記第3部品までの距離は、前記放熱部材の前記第1部品内領域に重なる領域の前記凹部の底から前記第3部品までの距離よりも短い
ことを特徴とするモジュール。 - 前記放熱部材は、複数の前記凹部に配設された複数の前記放熱素体から構成され、
前記複数の放熱素体のいくつかは、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第1部品および前記第2部品にいずれにも重ならない領域に配置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。 - 前記放熱部材は、複数の前記凹部に配設された複数の前記放熱素体から構成され、
前記複数の放熱素体のいくつかは、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第3部品に重ならない領域に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のモジュール。 - 配線基板と、
前記配線基板の主面に実装された第4部品および第5部品と、
前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第4部品および前記第5部品を封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、
前記凹部に配設され、放熱素体から構成される放熱部材とを備え、
前記第5部品は、前記第4部品よりも発熱しない部品であり、
前記凹部は、前記第4部品まで到達しておらず、
前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第4部品に重なる領域があるが、前記第5部品には重なる領域がない
ことを特徴とするモジュール。 - 配線基板と、
前記配線基板の主面に実装された第6部品と、
前記配線基板に当接する当接面と、該当接面に対向する対向面とを有し、前記第6部品を封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層の前記対向面に形成された凹部と、
前記凹部に配設された放熱部材とを備え、
前記第6部品は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、第1部品内領域と、該第1部品内領域よりも発熱する第2部品内領域とを有し、
前記凹部は、前記第6部品まで到達しておらず、
前記放熱部材は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第2部品内領域に重なる領域があるが、前記第1部品内領域には重なる領域がない
ことを特徴とするモジュール。 - 前記複数の放熱素体は、前記配線基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、等間隔に配列されていることを特徴とする請求項3または4に記載のモジュール。
- 前記放熱部材と接触した状態で前記封止樹脂層の前記対向面を被覆するシールド膜をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のモジュール。
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