WO2019167908A1 - 高周波モジュール - Google Patents

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WO2019167908A1
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wiring board
resin layer
frequency module
sealing resin
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喜人 大坪
将太 佐藤
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株式会社村田製作所
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    • H01L2924/301Electrical effects
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Definitions

  • the present invention relates to a module in which a component that generates heat is mounted on a substrate and has a heat dissipation structure.
  • heat dissipation measures may be taken in order to suppress adverse effects on the components due to heat generation.
  • a module with such a heat dissipation measure for example, there is an electronic component module 100 described in Patent Document 1 shown in FIG.
  • a conventional electronic component module 100 shown in FIG. 19 includes an electronic component 104 in which an integrated circuit 102 mounted on a substrate 101 is sealed with a sealing resin 103, an electromagnetic wave shielding layer 105, and a heat dissipation layer 106. Since the heat dissipation layer 106 serving as a heat dissipation structure is disposed, heat released during the operation of the electronic component 104 is efficiently discharged from the heat dissipation layer 106 to prevent the electronic component 104 from deteriorating in function or the like. Can do.
  • a plurality of built-in components may be mounted on the electronic component module 100.
  • the heat of the heat generating component may be transmitted to the other components, and the other components may change their characteristics due to the heat.
  • the distance between the heat dissipation layer 106 and other components becomes closer, so that when the electronic component module 100 is mounted with components that are easily affected by heat. Measures to suppress the influence of heat are necessary for such parts.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-frequency module that suppresses the influence of heat on other components while ensuring a heat dissipation structure for the components that generate heat.
  • a high-frequency module has 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 contact surface that is in contact with the contact surface, a facing surface that faces the contact surface, a side surface that connects edges of the contact surface and the facing surface, and a recess is formed in the facing surface;
  • a sealing resin layer that seals the component and the second component; and a heat dissipating member that is disposed on the facing surface of the sealing resin layer, wherein the recess is formed on the one main surface of the wiring board.
  • the concave portion formed on the facing surface of the sealing resin layer creates a space between the first component, which is a component that is easily affected by heat, and the heat radiating member.
  • the heat generated from the two components is released to the outside of the high-frequency module by the heat radiating member, and the heat of the heat radiating member that is generated can be prevented from being transmitted to the first component, and the influence of the heat on the first component can be suppressed.
  • a first groove deeper than the recess is formed on the facing surface of the sealing resin layer, and the first groove is formed between the first component and the second component, You may connect with the recessed part.
  • the first component that is easily affected by heat and the second component that generates heat are mounted next to each other on the one main surface of the wiring board, the first component and the second component are not separated from each other.
  • the groove in the first part it is possible to suppress the heat generated from the second part from affecting the first part.
  • a second groove deeper than the recess is formed on the facing surface of the sealing resin layer, and the second groove is viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board. Sometimes, it may be formed so as to surround the first component and connected to the recess.
  • the concave portion may be composed of a plurality of small depressions formed at a position overlapping the first component when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board.
  • the concave portion may be formed in substantially the same shape as the first component when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board.
  • a through groove reaching the end of the sealing resin layer from the recess is formed in the facing surface of the sealing resin layer. May be.
  • the air in the concave portion may expand due to heat, the high-frequency module can be prevented from being deformed by the air expanded due to heat by forming the escape groove.
  • the second component may be higher than the first component from the one main surface of the wiring board, and the second component may be exposed from the facing surface of the sealing resin layer.
  • the heat dissipation efficiency can be further improved by exposing the second component, which is a component that generates heat, from the facing surface of the sealing resin layer and bringing it into contact with the heat dissipation member.
  • a wiring board a first component and a second component mounted on one main surface of the wiring substrate; a contact surface that contacts the one main surface of the wiring substrate; and a facing surface that faces the corresponding contact surface.
  • a sealing resin layer that seals the first component and the second component, and has a side surface that connects the edges of the abutting surface and the opposing surface, and has a cavity formed therein.
  • a heat radiating member disposed on the facing surface of the sealing resin layer, and the cavity reaches the facing surface of the sealing resin layer from a surface opposite to the mounting surface of the first component. The height may be such that the first component overlaps the first component when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board.
  • the influence of the heat generated from the second component on the first component can be suppressed by the hollow portion formed inside the sealing resin layer. Moreover, the heat dissipation structure according to the necessity of heat dissipation of the second component can be realized.
  • the hollow portion may be formed in substantially the same shape as the first component when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board.
  • the cavity formed inside the sealing resin layer is formed in substantially the same shape as the first component when viewed from the direction perpendicular to the one main surface of the wiring board. The influence which the heat generated from two parts exerts on the first part can be further suppressed.
  • a wiring board a first component and a second component mounted on one main surface of the wiring substrate; a contact surface that contacts the one main surface of the wiring substrate; and a facing surface that faces the corresponding contact surface. And a sealing resin layer that seals the first component and the second component, and a surface that faces the sealing resin layer. And a heat radiating member formed with a recess, and the recess may be disposed at a position overlapping the first component when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board. .
  • the recess is formed at a position overlapping the first component of the heat dissipation member, the heat dissipation member that generates heat due to the heat generated from the second component is prevented from affecting the first component. can do.
  • the recess may be formed in substantially the same shape as the first component when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board.
  • the recess formed in the heat radiating member has substantially the same shape as the first component, the influence of the heat generated from the second component on the first component can be further suppressed.
  • a heat radiating fin may be provided on a surface opposite to the facing surface of the heat radiating member, and the concave portion may be disposed in the heat radiating fin.
  • a more efficient heat dissipation structure can be formed by providing the heat dissipation fins.
  • it further includes a third groove formed on the facing surface of the sealing resin layer, and the third groove is viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the wiring board. It may be formed so as to surround the first part.
  • a shield film that covers at least the facing surface and the side surface of the sealing resin layer may be provided.
  • the sealing resin layer and the heat radiating member do not come into contact with each other due to the concave portion of the sealing resin layer formed at the position of the first component which is a component that is susceptible to heat, the heat to the first component
  • a high-frequency module that secures heat dissipation of the second component, which is a component that generates heat, while suppressing the influence of the above.
  • it is a component that generates heat while suppressing the influence of heat on the first component by a cavity in the sealing resin layer formed at a position corresponding to the first component that is susceptible to heat. It is possible to provide a high-frequency module that ensures heat dissipation of a certain second component.
  • the second component that is a component that generates heat while suppressing the influence of heat on the first component by the recess of the heat radiating member formed at a position corresponding to the first component that is susceptible to heat. It is possible to provide a high-frequency module that ensures heat dissipation.
  • FIG. 2 is a plan view of a state in which a shield film and a heat radiating member of the high frequency module of FIG. 1 are removed. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is sectional drawing of the high frequency module concerning 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a state in which a shield film and a heat radiating member of the high frequency module of FIG. 6 are removed. It is sectional drawing of the high frequency module concerning 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a plan view of a state in which a part of the heat radiating member of the high frequency module of FIG. 9 is removed. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is sectional drawing of the high frequency module concerning 5th Embodiment of this invention. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is a figure which shows the modification of the high frequency module of FIG. It is sectional drawing of the conventional high frequency module.
  • FIGS. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 2 is a plan view of the high-frequency module 1a with the shield film 5 and the heat dissipation member 6 removed.
  • the high-frequency module 1 a includes a wiring board 2, a first component 3 a, a second component 3 b, and a third component 3 c mounted on the upper surface 20 a of the wiring substrate 2.
  • the shield film 5 to be covered and the heat radiation member 6 laminated on the shield film 5 on the upper surface 4a of the sealing resin layer 4 are provided, and are mounted on, for example, a mother substrate of an electronic device using a high-frequency signal.
  • the wiring board 2 is formed by laminating a plurality of insulating layers 2a to 2c formed of, for example, a low-temperature co-fired ceramic, a high-temperature co-fired ceramic, glass epoxy resin, or the like.
  • Mounting electrodes 7 for mounting the components 3a to 3c are formed on the upper surface 20a of the wiring board 2, and a plurality of external electrodes 8 for external connection are formed on the lower surface 20b of the wiring board 2.
  • Various internal wiring electrodes 9 and ground electrodes (not shown) are formed between the adjacent insulating layers 2a to 2c.
  • a plurality of via conductors 10 for connecting the internal wiring electrodes 9 formed in the different insulating layers 2a to 2c are formed inside the wiring board 2.
  • the mounting electrode 7, the external electrode 8, and the internal wiring electrode 9 are all formed of a metal generally employed as a wiring electrode such as Cu, Ag, or Al.
  • Each via conductor 10 is made of a metal such as Ag or Cu.
  • Each mounting electrode 7 and each external electrode 8 may be plated with Ni / Au.
  • the first part 3a is a part that easily changes its characteristics due to the influence of heat, and examples thereof include parts such as an inductor and a capacitor.
  • the second component 3b is a component that generates heat, and examples thereof include components such as an IC and a power amplifier.
  • the third component 3c is a component other than the first component 3a and the second component 3b.
  • the components 3a to 3c are mounted on the upper surface 20a of the wiring board 2 by a general surface mounting technique such as solder bonding. Note that the upper surface 30 b of the second component 3 b is exposed from the upper surface 4 a of the sealing resin layer 4 and connected to the shield film 5.
  • the sealing resin layer 4 is formed of a resin generally employed as a sealing resin such as an epoxy resin, and seals the components 3a to 3c.
  • the sealing resin layer 4 includes a lower surface 4b (corresponding to the “contact surface of the sealing resin layer” of the present invention) that contacts the wiring board 2 and an upper surface 4a (corresponding to the “sealing surface of the present invention”). And a side surface 4c.
  • a recess 11 is formed on the upper surface 4 a of the sealing resin layer 4. As shown in FIG. 2, when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the wiring substrate 2, the recess 11 is formed in a position substantially overlapping with the first component 3a in the same shape as the first component 3a. . In addition, the recessed part 11 may be larger than the 1st component 3a.
  • the shield film 5 covers the surface (the upper surface 4 a and the side surface 4 c) of the sealing resin layer 4 and the side surface 20 c of the wiring substrate 2.
  • the shield film 5 is connected to a ground electrode (not shown) exposed on the side surface 20 c of the wiring board 2.
  • the shield film 5 is formed in a multilayer structure having an adhesion film laminated on the upper surface 4a and the side surface 4c 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 5 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.
  • the heat dissipation member 6 is a plate-like metal placed on the upper surface 4 a of the sealing resin layer 4. By disposing the heat dissipating member 6 in this way, heat generated from the second component 3b can be released to the outside of the high frequency module 1a.
  • the shield film 5 is formed so as to cover the upper surface 4 a and the side surface 4 c of the sealing resin layer 4, the heat dissipation member 6 is placed on the shield film 5.
  • a hollow portion 12 is formed between the heat radiating member 6 and the first component 3a by the concave portion 11 formed on the upper surface 4a of the sealing resin layer 4.
  • the recess 11 is formed between the first component 3 a and the heat radiating member 6, the heat generated from the second component 3 b is transferred to the first component via the heat radiating member 6. It is possible to prevent the influence on 3a. In this case, since the heat radiating member 6 covers the entire upper surface 4a of the sealing resin layer 4, the influence of heat on the first component 3a can be suppressed without reducing the heat radiating efficiency of the second component 3b. .
  • the first groove 13 that is a groove continuously formed in the recess 11 may be formed on the upper surface 4 a of the sealing resin layer 4. Since the cavity 12 extends between the first component 3a and the second component 3b by forming the first groove 13, the first component 3a is prevented from being affected by heat from the side surface. Can do.
  • channel 14 may be formed so that the circumference
  • the recess 11 may be formed by a plurality of small recesses 15 (corresponding to “small recesses” of the present invention). In this case, since the contact area between the heat radiating member 6 and the sealing resin layer 4 is increased, the heat radiating efficiency can be further improved.
  • FIGS. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 7, and FIG. 7 is a plan view of the high-frequency module 1e with the shield film 5 and the heat dissipation member 6 removed.
  • the high-frequency module 1e according to this embodiment differs from the high-frequency module 1a according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 in that, as shown in FIGS. The point is that a through groove 16 is formed toward the side surface 4 c of the layer 4. 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.
  • a through groove 16 is formed from the recess 11a, which is one of the recesses formed on the upper surface 4a of the sealing resin layer 4, toward the side surface 4c of the sealing resin layer 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the high-frequency module 1f.
  • the high-frequency module 1f according to this embodiment differs from the high-frequency module 1a of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 in that a cavity is formed inside the sealing resin layer 4 as shown in FIG. The point is that the portion 17 is formed. 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 cavity portion 17 is formed at a position overlapping the first component 3a when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the wiring board 2.
  • the hollow portion 17 is formed, for example, by laminating the sealing resin layer 4 after applying wax on the upper surface 30a of the first component 3a (corresponding to the “opposite surface of the first component” of the present invention). Can do. This is because the wax is melted by the heat generated when the sealing resin layer 4 is cured to form the cavity portion 17.
  • FIGS. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 10, and FIG. 10 is a plan view of the high-frequency module 1g with a part of the heat radiating member 6 removed.
  • the high-frequency module 1g according to this embodiment differs from the high-frequency module 1a of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 in the sealing resin layer 4 as shown in FIGS. Is that a recess is not formed and a recess is formed in the heat dissipating member 6. 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 heat dissipating member 6 has a two-layer structure of a lower layer 6a and an upper layer 6b, and the lower layer 6a of the heat dissipating member 6 has an upper surface 20a of the wiring board 2 as shown in FIG.
  • a hole 18 having substantially the same shape as that of the first component 3a is formed at a position overlapping the first component 3a.
  • the heat dissipation member 6 has a two-layer structure, so that the heat dissipation efficiency can be further improved.
  • the air hole 21 may be formed in the upper layer 6b of the heat radiating member 6 like the high frequency module 1h shown in FIG.
  • the air hole 21 is provided at a position overlapping the hole 18 formed in the lower layer 6 a of the heat dissipation member 6 when viewed from the direction perpendicular to the upper surface 20 a of the wiring board 2.
  • the upper layer of the heat radiating member 6 may be the heat radiating fins 6c.
  • the heat dissipation efficiency can be further improved.
  • the recessed part 22 may be formed in the radiation fin 6c like the high frequency module 1j shown in FIG.
  • the concave portion 22 is formed at a position overlapping the first component 3a when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the wiring board 2.
  • the heat radiating member 6 may be formed of only the heat radiating fins 6c.
  • a recess 19 may be formed in the heat radiating member 6, and a third groove 23 may be formed around the first component 3 a of the sealing resin layer 4.
  • a fourth groove 24 may be further formed around the second component 3b as in the module 11 shown in FIG. By surrounding the second component 3b, which is a component that generates heat, with the fourth groove 24, it is possible to prevent other components from being affected by the heat generated from the second component 3b.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the high-frequency module 1m.
  • the high-frequency module 1m according to this embodiment differs from the high-frequency module 1g of the fourth embodiment described with reference to FIGS. 9 to 10 in that the heat dissipating member 6 is one layer of the lower layer 6a as shown in FIG. It is a point formed only by. 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 heat dissipating member 6 is formed only of the lower layer 6a, and a hole 18 is provided at a position overlapping the first component 3a when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the wiring board 2.
  • the heat radiating member 6 is disposed on the upper surface 4 a of the sealing resin layer 4.
  • the first component 3a from being affected by the heat generated from the second component 3b by forming the hole 18 only at a position overlapping the first component 3a. Since the heat dissipating member 6 is disposed at a position other than the position overlapping the first component 3a, the influence on the first component 3a can be suppressed without reducing the heat dissipating efficiency.
  • the heat radiating member 6 is provided with a notch 25 and includes the first component 3a when viewed from a direction perpendicular to the upper surface 20a of the wiring board 2.
  • a configuration in which the heat dissipation member 6 is not disposed in the area may be employed.
  • the second component 3 b may not be exposed from the upper surface 4 a of the sealing resin layer 4. Further, the shield film 5 may not be formed.
  • the present invention can be applied to various high-frequency modules having a shield.
  • High-frequency module 2 Wiring board (wiring board) 20a Upper surface (one main surface) 3a 1st part 3b 2nd part 4 Sealing resin layer 4a Upper surface (opposing surface) 6 heat radiating member 6c heat radiating fin 11 concave portion 13 first groove 14 second groove

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Abstract

発熱する部品の放熱効率を維持しつつ、熱により特性変動が起こる部品への影響を抑制する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、配線基板2と、該配線基板2の上面20aに実装された熱により特性変動が起きやすい第1部品3aと、発熱する部品である第2部品3bと、各部品3a~3cを被覆する封止樹脂層4と、封止樹脂層4の表面を覆うシールド膜5と、封止樹脂層4の上面4aに配設された放熱部材6とを備える。封止樹脂層4の上面4aには、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、凹部11が形成されている。凹部11により、第2部品3bから発生した熱が、第1部品3aに対して影響を及ぼすことを防ぐことができる。

Description

高周波モジュール
 本発明は、基板に発熱する部品が実装されており、放熱構造を有するモジュールに関する。
 配線基板の実装面に発熱する部品が実装されたモジュールでは、発熱による部品への悪影響を抑制するために、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19に示す特許文献1に記載の電子部品モジュール100がある。
 図19に示される従来の電子部品モジュール100は、基板101に実装された集積回路102が封止樹脂103により封止された電子部品104と、電磁波シールド層105と、放熱層106とを備える。放熱構造としての放熱層106が配置されているため、電子部品104の動作時に放出される熱が、放熱層106から効率よく外部に排出され、電子部品104の機能低下等の発生を防止することができる。
特開2017-45932号公報(段落0019~0034、段落0042、図1等参照)
 ところで、電子部品モジュール100に複数の内蔵部品が搭載される場合がある。たとえば、発熱する部品とその他の部品が電子部品モジュール100に搭載されたときに、発熱部品の熱が他の部品に伝達され、他の部品がその熱により特性変動を起こしてしまうことがある。また、電子部品モジュール100の低背化が進むと、放熱層106と他の部品との距離がさらに近くなるため、電子部品モジュール100に熱の影響を受けやすい部品が搭載されている場合には、そのような部品に対して、熱の影響を抑える対策が必要である。
 本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、発熱する部品の放熱構造は確保しつつ、他の部品への熱の影響を抑えた高周波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部品および第2部品と、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つなぐ側面とを有し、前記対向面に凹部が形成されており、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配設された放熱部材とを備え、前記凹部は、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部品と重なる位置に配置されていることを特徴としている。
 この構成によれば、封止樹脂層の対向面に形成された凹部により、熱の影響を受けやすい部品である第1部品と放熱部材との間に空間ができるため、発熱する部品である第2部品から発生した熱を放熱部材により高周波モジュールの外部に放出するとともに、発熱した放熱部材の熱が第1部品に伝わることを抑制し、第1部品に対する熱の影響を抑えることができる。
 また、前記封止樹脂層の前記対向面に、前記凹部よりも深い第1の溝が形成され、前記第1の溝は、前記第1部品と前記第2部品との間に形成され、前記凹部とつながっていてもよい。
 この構成によれば、配線基板の一方主面に、熱の影響を受けやすい第1部品と発熱する第2部品が隣り合って実装されている場合に、第1部品と第2部品との間に溝を形成することで、第2部品から発生した熱が第1部品に影響を及ぶのを抑制することができる。
 また、前記封止樹脂層の前記対向面に、前記凹部よりも深い第2の溝が形成され、前記第2の溝は、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部品を囲むように形成され、前記凹部とつながっていていてもよい。
 この構成によれば、熱の影響を受けやすい第1部品の周囲を溝で囲むことにより、第1部品が第2部品から発生する熱の影響を受けるのを抑制することができる。
 また、前記凹部は、前記配線基板の前記一方主面に垂直な方向から見たときに、前記第1部品と重なる位置に形成された複数の小さい窪みからなっていてもよい。
 この構成によれば、放熱部材と封止樹脂層の対向面との接触面積を増やすことができるため放熱効率を向上させつつ、第1部品に対する熱の影響を抑えることができる。
 また、前記凹部は、前記配線基板の前記一方主面に垂直な方向から見たときに、前記第1部品と略同じ形状で形成されていてもよい。
 この場合、配線基板の一方主面に垂直な方向から見たときに、熱の影響を受けやすい部品である第1部品と略同じ形状の凹部が形成されるため、第2部品から発生した熱が第1部品に対して及ぼす影響をより抑えることができる。
 また、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、前記封止樹脂層の前記対向面に、前記凹部から前記封止樹脂層の端部に達する抜け溝が形成されていてもよい。
 この構成によれば、封止樹脂層の対向面に形成された凹部は、封止樹脂と放熱部材により囲まれているため、空気が閉じ込められた状態となっており、第2部品から発生した熱により凹部の空気が膨張する恐れがあるが、抜け溝を形成することによって、熱により膨張した空気によって高周波モジュールが変形するのを防止することができる。
 また、前記第2部品は前記第1部品よりも前記配線基板の前記一方主面からの高さが高く、前記第2部品は前記封止樹脂層の前記対向面から露出していてもよい。
 この構成によれば、発熱する部品である第2部品を封止樹脂層の対向面から露出させて放熱部材に接触させることにより、より放熱効率を向上させることができる。
 また、配線基板と、前記配線基板の一方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つなぐ側面とを有し、内部に空洞部が形成されており、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配設された放熱部材とを備え、前記空洞部は、前記第1部品の実装面と反対側の面から前記封止樹脂層の前記対向面に達しない高さで形成され、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部品と重なる位置に配置されていてもよい。
 この構成によれば、封止樹脂層の内部に形成された空洞部により、第2部品から発生した熱の第1部品への影響を抑制することができる。また、第2部品の放熱の必要性に応じた放熱構造を実現することができる。
 また、前記空洞部は、前記配線基板の前記一方主面に垂直な方向から見たときに、前記第1部品と略同じ形状で形成されていてもよい。
 この場合、封止樹脂層の内部に形成された空洞部が、配線基板の一方主面に対して垂直な方向から見たときに、第1部品と略同じ形状で形成されているため、第2部品から発生した熱が第1部品に対して及ぼす影響をより抑えることができる。
 また、配線基板と、前記配線基板の一方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つなぐ側面とを有し、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、前記封止樹脂層に対向する面に凹部が形成された放熱部材とを備え、前記凹部は、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部品に重なる位置に配置されていてもよい。
 この構成によれば、放熱部材の第1部品と重なる位置に凹部が形成されているため、第2部品から発生した熱により発熱した放熱部材が、第1部品に対して影響を与えるのを防止することができる。
 また、前記凹部は、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部品と略同じ形状で形成されていてもよい。
 この場合、放熱部材に形成された凹部が、第1部品と略同じ形状であるため、第2部品から発生した熱が第1部品に対して及ぼす影響をより抑えることができる。
 また、前記放熱部材の前記対向する面と反対側の面に放熱フィンを備え、前記放熱フィンに前記凹部が配置されていてもよい。
 この構成によれば、放熱フィンを備えることにより、さらに効率的な放熱構造を形成することができる。
 また、前記封止樹脂層の前記対向面に形成された第3の溝をさらに備え、前記第3の溝は、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部品を囲むように形成されていてもよい。
 この構成によれば、第1部品を囲むような溝が形成されているため、第1部品への熱の影響をさらに抑えることができる。
 前記封止樹脂層の前記対向面と前記側面とを少なくとも被覆するシールド膜を備えていてもよい。
 この場合、外部からの電磁波の影響を抑制した高周波モジュールを提供することができる。
 本発明によれば、熱の影響を受けやすい部品である第1部品の位置に形成された封止樹脂層の凹部により、封止樹脂層と放熱部材が接触しないため、第1部品への熱の影響を抑制しつつ、発熱する部品である第2部品の放熱性を確保した高周波モジュールを提供することができる。また、熱の影響を受けやすい部品である第1部品に相当する位置に形成された、封止樹脂層内の空洞部により、第1部品への熱の影響を抑制しつつ、発熱する部品である第2部品の放熱性を確保した高周波モジュールを提供することができる。また、熱の影響を受けやすい部品である第1部品に相当する位置に形成された、放熱部材の凹部により、第1部品への熱の影響を抑制しつつ、発熱する部品である第2部品の放熱性を確保した高周波モジュールを提供することができる。
本発明の第1実施形態にかかる高周波モジュールの断面図である。 図1の高周波モジュールのシールド膜および放熱部材を除いた状態の平面図である。 図1の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図1の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図1の高周波モジュールの変形例を示す図である。 本発明の第2実施形態にかかる高周波モジュールの断面図である。 図6の高周波モジュールのシールド膜および放熱部材を除いた状態の平面図である。 本発明の第3実施形態にかかる高周波モジュールの断面図である。 本発明の第4実施形態にかかる高周波モジュールの断面図である。 図9の高周波モジュールの放熱部材の一部を除いた状態の平面図である。 図9の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図9の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図9の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図9の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図9の高周波モジュールの変形例を示す図である。 本発明の第5実施形態にかかる高周波モジュールの断面図である。 図16の高周波モジュールの変形例を示す図である。 図16の高周波モジュールの変形例を示す図である。 従来の高周波モジュールの断面図である。
 <第1実施形態>
 本発明の第1実施形態にかかる高周波モジュール1aについて、図1および図2を参照して説明する。なお、図1は図2のA-A矢視断面図、図2は高周波モジュール1aのシールド膜5および放熱部材6を除いた状態の平面図である。
 この実施形態にかかる高周波モジュール1aは、図1および図2に示すように、配線基板2と、該配線基板2の上面20aに実装された第1部品3a、第2部品3bおよび第3部品3cと、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の上面4a(本発明の「封止樹脂層の対向面」に相当する)と、側面4cとを被覆するシールド膜5と、封止樹脂層4の上面4aのシールド膜5に積層された放熱部材6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。
 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~2cが積層されて成る。配線基板2の上面20aには各部品3a~3cの実装用の実装電極7が形成されるとともに、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~2c間それぞれに、各種の内部配線電極9やグランド電極(図示省略)が形成される。さらに、配線基板2の内部には、異なる絶縁層2a~2c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めっきがそれぞれ施されていてもよい。
 第1部品3aは、熱の影響により特性変動を起こしやすい部品であり、たとえば、インダクタ、コンデンサ等の部品が挙げられる。第2部品3bは、発熱する部品であり、たとえば、ICやパワーアンプ等の部品が挙げられる。第3部品3cは、第1部品3aおよび第2部品3b以外の部品である。各部品3a~3cは、半田接合などの一般的な表面実装技術により配線基板2の上面20aに実装される。なお、第2部品3bの上面30bは、封止樹脂層4の上面4aから露出してシールド膜5に接続している。
 封止樹脂層4は、エポキシ樹脂等、封止樹脂として一般的に採用される樹脂で形成され、各部品3a~3cを封止する。また、封止樹脂層4は、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とを有する。封止樹脂層4の上面4aには、凹部11が形成されている。図2に示すように、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、凹部11は第1部品3aに重なる位置に、第1部品3aとほぼ同じ形状で形成されている。なお、凹部11は、第1部品3aよりも大きくてもよい。
 シールド膜5は、封止樹脂層4の表面(上面4a、側面4c)と配線基板2の側面20cとを被覆する。また、シールド膜5は、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5は、封止樹脂層4の上面4aおよび側面4c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5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。
 放熱部材6は、封止樹脂層4の上面4aに載置された板状の金属である。このように放熱部材6を配置することで、第2部品3bから発生する熱を高周波モジュール1aの外部へ放出することができる。なお、本実施形態では、封止樹脂層4の上面4aおよび側面4cを覆うようにシールド膜5が形成されているため、放熱部材6はシールド膜5上に載置されている。
 ここで、本実施形態においては、封止樹脂層4の上面4aに形成された凹部11により、放熱部材6と第1部品3aとの間に空洞部12ができる。このため、第2部品3bから発生した熱により放熱部材6が発熱した場合でも、第1部品3aへ封止樹脂層の上面4a側から熱が伝達するのを防止することができる。
 したがって、上記した実施形態によれば、第1部品3aと放熱部材6との間に凹部11が形成されているため、第2部品3bから発生した熱が、放熱部材6を介して第1部品3aに影響を与えるのを防止することができる。この場合、放熱部材6は封止樹脂層4の上面4aの全体を覆っているため、第2部品3bの放熱効率を下げることなく、第1部品3aへの熱の影響を抑制することができる。
 (凹部の変形例1)
 図3に示す高周波モジュール1bのように、封止樹脂層4の上面4aに、凹部11に連続して形成された溝である第1の溝13が形成されていてもよい。第1の溝13が形成されることにより、第1部品3aと第2部品3bとの間にも空洞部12が及ぶため、第1部品3aが側面から熱の影響を受けるのを防止することができる。
 (凹部の変形例2)
 また、図4に示す高周波モジュール1cのように、第2の溝14が第1部品3aの周囲を囲むように形成されていてもよい。この場合、第1部品3aへの熱の影響をさらに抑制することができる。
 (凹部の変形例3)
 また、図5に示す高周波モジュール1dのように、凹部11が複数の小凹部15(本発明の「小さい窪み」に相当する)により形成されていてもよい。この場合、放熱部材6と封止樹脂層4との接触面積が増えるため、放熱効率をより向上することができる。
 <第2実施形態>
 本発明の第2実施形態にかかる高周波モジュール1eについて、図6~図7を参照して説明する。なお、図6は図7のB-B矢視断面図、図7は高周波モジュール1eのシールド膜5および放熱部材6を除いた状態の平面図である。
 この実施形態にかかる高周波モジュール1eが、図1~図2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6および図7に示すように、凹部11から封止樹脂層4の側面4cに向かって抜け溝16が形成されている点である。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。
 この実施形態では、封止樹脂層4の上面4aに形成された凹部のうちの1つである凹部11aから、封止樹脂層4の側面4cに向かって抜け溝16が形成されている。抜け溝16が形成されることにより、凹部11aと放熱部材6とで囲まれた空洞部12から外部へ空気を抜くことができる。
 この構成によれば、第1実施形態の高周波モジュール1aと同様の効果に加えて、空洞部12に閉じ込められた空気が熱により膨張して高周波モジュール1dが変形することを防止することができる。
 <第3実施形態>
 本発明の第3実施形態にかかる高周波モジュール1fについて、図8を参照して説明する。なお、図8は高周波モジュール1f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1fが、図1~図2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8に示すように、封止樹脂層4の内部に空洞部17が形成されている点である。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。
 この実施形態では、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、第1部品3aと重なる位置に空洞部17が形成されている。空洞部17は、たとえば、第1部品3aの上面30a(本発明の「第1部品の反対面」に相当する)にワックスを塗布した後で封止樹脂層4を積層することにより形成することができる。封止樹脂層4を硬化する際の熱でワックスが溶けて空洞部17となるためである。
 この構成によれば、第1部品3aの上面30aが封止樹脂層4に接触していないため、第1部品3aに対する熱の影響をさらに抑制することができる。
 <第4実施形態>
 本発明の第4実施形態にかかる高周波モジュール1gについて、図9~図10を参照して説明する。なお、図9は図10のC-C矢視断面図、図10は高周波モジュール1gの放熱部材6の一部を除いた状態の平面図である。
 この実施形態にかかる高周波モジュール1gが、図1~図2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9および図10に示すように、封止樹脂層4には凹部が形成されず、放熱部材6に凹部が形成されている点である。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。
 この実施形態では、放熱部材6が、下層6aと上層6bとの2層構造となっており、放熱部材6の下層6aには、図10に示すように、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、第1部品3aと重なる位置に、第1部品3aと略同じ形状の孔18が形成されている。孔18が形成された放熱部材6の下層6aに放熱部材6の上層6bを積層することにより、放熱部材6に凹部19が設けられた形状となっている。
 この構成によると、第1実施形態の高周波モジュール1aと同様の効果に加えて、放熱部材6が2層構造となっているため、より放熱効率を向上させることができる。
 (放熱部材の変形例1)
 図11に示す高周波モジュール1hのように、放熱部材6の上層6bに空気孔21が形成されていてもよい。空気孔21は、配線基板2の上面20aに垂直な方向から見たときに、放熱部材6の下層6aに形成された孔18と重なる位置に設けられる。このようにすることで、放熱部材6の凹部19に閉じ込められた空気を外部に逃がすことができるため、熱により空気が膨張して高周波モジュール1hが変形することを防止することができる。
 (放熱部材の変形例2)
 また、図12に示す高周波モジュール1iのように、放熱部材6の上層が放熱フィン6cであってもよい。この場合、さらに放熱効率を向上させることができる。また、図13に示す高周波モジュール1jのように、放熱フィン6cに凹部22が形成されていてもよい。凹部22は、配線基板2の上面20aに垂直な方向から見たときに、第1部品3aと重なる位置に形成されている。なお、この場合、放熱部材6が放熱フィン6cのみで形成されていてもよい。
 (封止樹脂層の変形例)
 また、図14に示すモジュール1kのように、放熱部材6に凹部19が形成され、さらに、封止樹脂層4の第1部品3aの周囲に第3の溝23が形成されていてもよい。第3の溝23が形成されることにより、第1部品3aに対する熱の影響をさらに抑制することができる。また、図15に示すモジュール1lのように、第2部品3bの周囲にさらに第4の溝24が形成されていてもよい。発熱する部品である第2部品3bを第4の溝24で囲むことにより、第2部品3bから発生する熱により他の部品が影響を受けることを防止することができる。
 <第5実施形態>
 本発明の第5実施形態にかかる高周波モジュール1mについて、図16を参照して説明する。なお、図16は高周波モジュール1m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1mが、図9~図10を参照して説明した第4実施形態の高周波モジュール1gと異なるところは、図16に示すように、放熱部材6が下層6aの1層だけで形成されている点である。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。
 この実施形態では、放熱部材6が下層6aのみで形成され、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、第1部品3aと重なる位置に形成された孔18が設けられた放熱部材6が、封止樹脂層4の上面4aに配置されている。
 この構成によると、第1部品3aと重なる位置にだけ、孔18を形成することで、第1部品3aが第2部品3bから発生する熱の影響を受けることを防止することができる。第1部品3aと重なる位置以外には、放熱部材6が配置されているため、放熱効率を低下させることなく、第1部品3aへの影響を抑えることができる。
 (放熱部材の変形例)
 図17および図18に示す高周波モジュール1nのように、放熱部材6に切欠き部25が設けられ、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、第1部品3aを含むエリアには放熱部材6が配置されないような構成であってもよい。
 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。たとえば、上記した各実施形態や変形例の構成を組み合わせてもよい。
 また、第2部品3bは、封止樹脂層4の上面4aから露出していなくてもよい。また、シールド膜5が形成されていなくてもよい。
 本発明は、シールド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~1n  高周波モジュール
 2  配線基板(配線基板)
 20a 上面(一方主面)
 3a 第1部品
 3b 第2部品
 4  封止樹脂層
 4a 上面(対向面)
 6  放熱部材
 6c 放熱フィン
 11 凹部
 13 第1の溝
 14 第2の溝

Claims (14)

  1.  配線基板と、
     前記配線基板の一方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つなぐ側面とを有し、前記対向面に凹部が形成されており、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配設された放熱部材とを備え、
     前記凹部は、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部品と重なる位置に配置されている
     ことを特徴とする高周波モジュール。
  2.  前記封止樹脂層の前記対向面に、前記凹部よりも深い第1の溝が形成され、
     前記第1の溝は、前記第1部品と前記第2部品との間に形成され、前記凹部とつながっ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。
  3.  前記封止樹脂層の前記対向面に、前記凹部よりも深い第2の溝が形成され、
     前記第2の溝は、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部品を囲むように形成され、前記凹部とつながっ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。
  4.  前記凹部は、前記配線基板の前記一方主面に垂直な方向から見たときに、前記第1部品と重なる位置に形成された複数の小さい窪みからなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  5.  前記凹部は、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部品と略同じ形状で形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  6.  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、前記封止樹脂層の前記対向面に、前記凹部から前記封止樹脂層の端部に達する抜け溝が形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  7.  前記第2部品は前記第1部品よりも前記配線基板の前記一方主面からの高さが高く、前記第2部品は前記封止樹脂層の前記対向面から露出していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  8.  配線基板と、
     前記配線基板の一方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つなぐ側面とを有し、内部に空洞部が形成されており、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配設された放熱部材とを備え、
     前記空洞部は、前記第1部品の実装面と反対側の面から前記封止樹脂層の前記対向面に達しない高さで形成され、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部品と重なる位置に配置されている
     ことを特徴とする高周波モジュール。
  9.  前記空洞部は、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部品と略同じ形状で形成されていることを特徴とする請求項8に記載の高周波モジュール。
  10.  配線基板と、
     前記配線基板の一方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つなぐ側面とを有し、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、
     前記封止樹脂層に対向する面に凹部が形成された放熱部材とを備え、
     前記凹部は、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部品に重なる位置に配置されている
     ことを特徴とする高周波モジュール。
  11.  前記凹部は、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部品と略同じ形状で形成されていることを特徴とする請求項10に記載の高周波モジュール。
  12.  前記放熱部材の前記対向する面と反対側の面に放熱フィンを備え、前記放熱フィンに前記凹部が配置されていることを特徴とする請求項10または11に記載の高周波モジュール。
  13.  前記封止樹脂層の前記対向面に形成された第3の溝をさらに備え、
     前記第3の溝は、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部品を囲むように形成されていることを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
  14.  前記封止樹脂層の前記対向面と前記側面とを少なくとも被覆するシールド膜を備えることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
     
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