WO2020196752A1 - モジュール - Google Patents
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Abstract
電子部品(120)は、第1主面(111)上に配置されている。複数の第1接続端子(150A)の各々は、第2主面(112)上に配置されている。第2接続端子(150B)は、第2主面(112)上に配置されている。基板(110)を第2主面(112)側から見たときに、第2接続端子(150B)の面積は、複数の第1接続端子(150A)の各々の面積より大きい。基板(110)を第2主面(112)側から見たときに、第2接続端子(150B)は、複数の第1接続端子(150A)同士を結ぶ直線上に配置されている。
Description
本発明は、モジュールに関する。
モジュールの構成を開示した文献として、特開2015-012250号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載されたモジュールは、主基板と、発熱部品と、他の部品と、第1の樹脂層と、第2の樹脂層と、第3の樹脂層と、接続導体とを備えている。発熱部品は、主基板の一方主面に実装されている。他の部品は、主基板の他方主面に実装されている。第1の樹脂層は、主基板の一方主面および発熱部品を樹脂材料により被覆して形成されている。第2の樹脂層は、第1の樹脂層よりも筐体の一壁面に近接して配置されている。第3の樹脂層は、主基板の他方主面および他の部品を第1の樹脂層と同じ樹脂材料により被覆して形成されている。接続導体は、第3の樹脂層に設けられ、一端が主基板の他方主面に接続され、他端が第3の樹脂層の表面に露出してマザーボードに接続される。
従来のモジュールにおいては、基板上に、マザー基板と接続するための複数の接続端子が設けられる。近年、モジュールの小型化が求められており、各接続端子間の間隔が狭くなってきている。接続端子の間隔が狭くなると、接続端子間のアイソレーションの劣化が生じてしまう。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、接続端子間のアイソレーションを高めることで、モジュールの電気的特性を向上できる、モジュールを提供する。
本発明に基づくモジュールは、基板と、電子部品と、第1封止樹脂と、複数の第1接続端子と、第2接続端子と、第2封止樹脂とを備えている。基板は、第1主面と、第1主面と逆を向く第2主面とを有している。電子部品は、第1主面上に配置されている。第1封止樹脂は、電子部品を封止しつつ第1主面上に設けられている。複数の第1接続端子の各々は、第2主面上に配置されている。第2接続端子は、第2主面上に配置されている。第2封止樹脂は、複数の第1接続端子および第2接続端子の各々の、第2主面側とは反対側の端部を露出させつつ第2主面上に設けられている。基板を第2主面側から見たときに、第2接続端子の面積は、複数の第1接続端子の各々の面積より大きい。基板を第2主面側から見たときに、第2接続端子は、複数の第1接続端子同士を結ぶ直線上に配置されている。
本発明によれば、接続端子間のアイソレーションを高めることで、モジュールの電気的特性を向上できる。
以下、本発明の各実施形態に係るモジュールについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るモジュールの構成を示す底面図である。図2は、図1に示したモジュールをII-II線矢印方向から見た断面図である。図3は、図1に示したモジュールをIII-III線矢印方向から見た断面図である。
図1は、本発明の実施形態1に係るモジュールの構成を示す底面図である。図2は、図1に示したモジュールをII-II線矢印方向から見た断面図である。図3は、図1に示したモジュールをIII-III線矢印方向から見た断面図である。
図1から図3に示すように、本発明の実施形態1に係るモジュール100は、基板110と、電子部品120と、少なくとも1つの他の部品130と、第1封止樹脂140と、複数の第1接続端子150Aと、第2接続端子150Bと、第2封止樹脂160とを備えている。本発明の実施形態1に係るモジュールは、たとえば、たとえば、図示しないマザー基板に実装される。
図2および図3に示すように、基板110は、第1主面111と、第1主面111とは逆を向く第2主面112とを有している。本実施形態において、基板110は、図示しない複数の層で構成されている。具体的には、基板110はセラミック多層基板である。なお、基板110は樹脂多層基板であってもよい。
基板110は、配線113を有している。本実施形態において、配線113は多層配線である。なお、図2および図3においては、配線113の配線パターンを模式的に示している。
図1に示すように、本実施形態において、基板110は、第2主面112側から見たときに、複数の角部114を有している。基板110は、第2主面112側から見たときに矩形形状の外形を有している。
なお、基板110の第2主面112側から見たときの外形は、矩形形状に限定されない。この場合、複数の角部114の各々は、基板110を第2主面112側から見たときに、内角が90度未満の鋭角であってもよいし、内角が90度超180度未満の鈍角であってもよい。
図2および図3に示すように、電子部品120は、第1主面111上に配置されている。本実施形態において、電子部品120は、ICなどの発熱部品である。
電子部品120は、複数の接続電極121を有している。電子部品120は、半田などの接合部材により接続電極121と基板110とを互いに接続することで、基板110の第1主面111上に実装されている。接続電極121は、Cu、AgまたはAlなどの金属で構成されている。
図2に示すように、少なくとも1つの他の部品130は、第1主面111上に配置されている。少なくとも1つの他の部品130は、配線113と電気的に接続している。少なくとも1つの他の部品130は、第1の他の部品130Aを含んでいる。
本実施形態において、第1の他の部品130Aは、基板110の第1主面111上の略中央に配置されている。本実施形態において、第1の他の部品130Aは、ICなどの発熱部品である。
第1の他の部品130Aは、複数の接続電極131を有している。第1の他の部品130Aは、半田などの接合部材により接続電極131と基板110とを互いに接続することで、基板110の第1主面111上に実装されている。接続電極131は、Cu、AgまたはAlなどの金属で構成されている。
本実施形態に係るモジュール100は、複数の他の部品130を備えている。図1および図2示すように、複数の他の部品130は、第2主面112上に配置された第2の他の部品130Bをさらに含んでいる。
本実施形態において、第2の他の部品130Bは、基板110の第2主面112上の略中央に配置されている。第2の他の部品130Bは、ICなどの発熱部品である。
図2および図3に示すように、第1封止樹脂140は、電子部品120と少なくとも1つの他の部品130とを封止しつつ第1主面111上に設けられている。本実施形態においては、第1封止樹脂140は、電子部品120と複数の他の部品130とを封止しつつ第1主面111上に設けられている。具体的には、第1封止樹脂140は、基板110上のうち、電子部品120と複数の他の部品130が接続されている部分を除く全面にわたって配置されている。
第1封止樹脂140は、たとえば、エポキシ樹脂で構成されている。エポキシ樹脂には、シリカフィラー、または、熱伝導率が比較的高いアルミナフィラーが含まれていてもよい。
図2および図3に示すように、複数の第1接続端子150Aの各々は、第2主面112上に配置されている。複数の第1接続端子150Aの各々は、電子部品120および少なくとも1つの他の部品130の少なくとも一方と電気的に接続されている。
本実施形態においては、複数の第1接続端子150Aの各々は、電子部品120と、配線113を介して互いに電気的に接続されていてもよい。複数の第1接続端子150Aの各々は、複数の他の部品130のいずれかと、配線113を介して互いに電気的に接続されていてもよいし、基板110を貫通する図示しない柱状導体を介して互いに電気的に接続されていてもよい。
複数の第1接続端子150Aの各々は、第2主面112側とは反対側の端面において、マザー基板の端子に接続される。複数の第1接続端子150Aの各々は、信号端子、またはグランド端子である。なお、複数の第1接続端子150Aの各々は、電源端子であってもよい。
図1に示すように、本実施形態において、複数の第1接続端子150Aの各々は、基板110を第2主面112側から見たときに、円形状の外形を有しているが、複数の第1接続端子150Aの各々の外形は特に限定されない。複数の第1接続端子150Aは、基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子150Bとともに、第2の他の部品130Bを囲むように矩形環状の仮想線L上に配置されている。
図2および図3に示すように、第2接続端子150Bは、第2主面112上に配置され、電子部品120と電気的に接続されている。具体的には、第2接続端子150Bは、基板110に設けられた複数の柱状導体151を介して電子部品120と接続されている。なお、電子部品120は、複数の柱状導体151とは別に、配線113と電気的に接続されていてもよい。
なお、本実施形態に係るモジュールは、他の部品130として、さらに第3の他の部品を備えていてもよい。図4は、本発明の実施形態1の変形例に係るモジュールの構成を示す底面図である。図4に示すように、本実施形態の変形例に係るモジュール100aは、第3の他の部品130Cをさらに備えている。第3の他の部品130Cは、第2の他の部品130Bとともに第2主面112上に配置されている。複数の第1接続端子150Aは、基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子150Bとともに、第3の他の部品130Cを囲むように矩形環状の仮想線L上に配置されている。本発明の実施形態1の変形例に係るモジュール100aの他の構成は、本発明の実施形態1に係るモジュール100の構成と同様である。
本発明の実施形態1に係るモジュール100において、複数の柱状導体151は、基板110を第2主面112側から見たときに、マトリックス状に配置されている。複数の柱状導体151の各々は、基板110を第1主面111から第2主面112まで貫通している。図2および図3では、複数の柱状導体151の各々は、基板110において配線113と接続されているように見えるが、実際には、複数の柱状導体151の各々は、基板110において、配線113と直接的に接続されていない。
第2接続端子150Bは、基板110を第2主面112側から見たときに、電子部品120と重なる位置に配置されている。
第2接続端子150Bは、第2主面112側とは反対側の端面において、マザー基板の端子に接続される。本実施形態において、第2接続端子150Bは、グランド端子である。
図1に示すように、本実施形態において、第2接続端子150Bは、基板110を第2主面112側からみたときに、矩形状の外形を有している。基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子150Bの面積は、複数の第1接続端子150Aの各々の面積より大きい。
基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子150Bは、複数の第1接続端子150A同士を結ぶ直線上に配置されている。すなわち、第2接続端子150Bは、複数の第1接続端子150A間に配置されている。第2接続端子150Bは、第2接続端子150Bの長手方向が、矩形環状の上記仮想線Lに沿うように配置されている。
複数の第1接続端子150A、第2接続端子150Bおよび複数の柱状導体151の各々は、Cu、Au、AgまたはAlなどの金属で構成されている。
本実施形態において、複数の第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bの各々は、上記金属で構成されたピンを、はんだ、または、導電性接着材により第2主面112上に実装することで形成してもよい。複数の第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bの各々は、第2封止樹脂160に形成されたビア孔に、上記金属を含む導電ペーストを充填する、または、ビアフィルメッキを行うことで形成してもよい。あるいは、複数の第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bの各々は、突起電極であってもよい。
本実施形態において、図2および図3に示した柱状導体151は、基板110を構成する複数の層を積層したときに、複数の層の各々に形成されたビア導体が基板110の積層方向に連なり合うことにより、形成される。上記ビア導体は、レーザなどを用いて基板110を構成する複数の層にビア孔を形成した後、上記金属を含む導電ペーストを充填する、または、ビアフィルメッキを行うことで形成することができる。
図1から図3に示すように、第2封止樹脂160は、複数の第1接続端子150A、第2接続端子150Bおよび第2の他の部品130Bの各々の、第2主面112側とは反対側の端部を露出させつつ第2主面112上に設けられている。本実施形態において、第2封止樹脂160は、複数の第1接続端子150A、第2接続端子150Bおよび第2の他の部品130Bの各々が接続されている部分を除く全面にわたって配置されている。
第2封止樹脂160は、たとえば、エポキシ樹脂で構成されている。エポキシ樹脂には、シリカフィラー、または、熱伝導率が比較的高いアルミナフィラーが含まれていてもよい。
本実施形態に係るモジュール100は、シールド層170をさらに備えている。シールド層170は、第1封止樹脂140の上面、および、第1封止樹脂140、基板110および第2封止樹脂160の各々の周側面の全体を被覆するように設けられている。シールド層は、Cu、AgまたはAlなどの金属で構成されている。
上記のように、本発明の実施形態1に係るモジュール100においては、図1に示すように、基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子150Bの面積が、複数の第1接続端子150Aの各々の面積より大きい。また、基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子150Bは、複数の第1接続端子150A同士を結ぶ直線上に配置されている。
これにより、第1接続端子150A間のアイソレーションを高めて、モジュール100の電気的特性を向上できる。特に、第2接続端子150Bを挟むように配置されている複数の第1接続端子150Aの各々が信号端子である場合、基板110を第2主面112側から見たときの第2接続端子150Bの面積が、第1接続端子150Aの面積よりも大きいため、これら信号端子間の距離を大きくすることができ、アイソレーション特性をより改善することができる。
また、本発明の実施形態1に係るモジュール100においては、電子部品120が発熱部品である。第2接続端子150Bは、基板110を第2主面112側から見たときに、電子部品120と重なる位置に配置されている。
これにより、面積が比較的大きい第2接続端子150Bが電子部品120の発する熱を効率的に放熱しつつ、面積が比較的小さい複数の第1接続端子150Aによって、モジュール100の小型化が可能となる。
本実施形態においては、第2接続端子150Bは、基板110に設けられた複数の柱状導体151を介して電子部品120と接続されている。
これにより、複数の柱状導体151を介して電子部品120の発する熱を効率的に放熱することができる。
(実施形態2)
以下、本発明の実施形態2に係るモジュールについて説明する。本発明の実施形態2に係るモジュールは、第2接続端子の位置が本発明の実施形態1に係るモジュール100と異なる。よって、本発明の実施形態1に係るモジュールと同様である構成については説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態2に係るモジュールについて説明する。本発明の実施形態2に係るモジュールは、第2接続端子の位置が本発明の実施形態1に係るモジュール100と異なる。よって、本発明の実施形態1に係るモジュールと同様である構成については説明を繰り返さない。
図5は、本発明の実施形態2に係るモジュールの構成を示す底面図である。図5に示すように、本発明の実施形態2に係るモジュール200においては、第2接続端子250Bは、基板110を第2主面112側から見たときに、L字状の外形を有している。
基板110を第2主面112側から見たときに、第2接続端子250Bの少なくとも一部は、複数の第1接続端子150A同士を結ぶ直線に対して直交するように延在している。これにより、第1接続端子150A間のアイソレーションをさらに高めることができる。
第2接続端子250Bは、基板110を第2主面112側から見たときに、複数の第1接続端子150Aのうち1つの第1接続端子250Aを、少なくとも仮想線Lの内周側で囲うように配置されている。これにより、上記第1接続端子250Aにおける電気信号が、第2接続端子250Bを挟んで対向する他の第1接続端子150Aへ、仮想線Lの内周側から回り込むことによって到達することを抑制できる。よって、上記第1接続端子250Aと、他の第1接続端子150Aとのアイソレーションをさらに高めることができる。本実施形態においては、上記第1接続端子250Aは、基板110の角部114の近傍に配置されている。具体的には、上記第1接続端子250Aは、矩形環状の仮想線Lの頂点上に配置されている。
(実施形態3)
以下、本発明の実施形態3に係るモジュールについて説明する。本発明の実施形態3に係るモジュールは、第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bとは異なる接続端子をさらに備えている点で、本発明の実施形態1に係るモジュール100とは異なる。よって、本発明の実施形態1に係るモジュール100と同様である点については、説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態3に係るモジュールについて説明する。本発明の実施形態3に係るモジュールは、第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bとは異なる接続端子をさらに備えている点で、本発明の実施形態1に係るモジュール100とは異なる。よって、本発明の実施形態1に係るモジュール100と同様である点については、説明を繰り返さない。
図6は、本発明の実施形態3に係るモジュールの構成を示す底面図である。図6に示すように、本発明の実施形態3に係るモジュール300は、少なくとも1つの第3接続端子350Cをさらに備えている。本実施形態において、モジュール300は、複数の第3接続端子350Cを備えている。
少なくとも1つの第3接続端子350Cは、第2主面112上に配置されている。少なくとも1つの第3接続端子350Cは、本発明の実施形態1における第1接続端子150Aと同様にして、電子部品120および少なくとも1つの他の部品130の少なくとも一方と電気的に接続されている。
本実施形態において、少なくとも1つの第3接続端子350Cは、グランド端子であってもよいし、電源端子であってもよい。
図6に示すように、本実施形態において、少なくとも1つの第3接続端子350Cは、基板110第2主面側から見たときに、円形状の外形を有しているが、少なくとも1つの第3接続端子350Cの外形は特に限定されない。
図6に示すように、基板110を第2主面112側から見たときに、少なくとも1つの第3接続端子350Cの面積は、複数の第1接続端子150Aの各々の面積より大きい。本実施形態において、基板110を第2主面112側から見たときに、少なくとも1つの第3接続端子350Cの面積は、第2接続端子150Bの面積より小さい。
また、少なくとも1つの第3接続端子350Cは、複数の第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bのいずれよりも、基板110の角部114の近くに配置されている。具体的には、少なくとも1つの第3接続端子350Cは、矩形環状の仮想線Lの頂点上に配置されている。本実施形態においては、4つの第3接続端子350Cの各々が、矩形環状の仮想線Lの4つの頂点上にそれぞれ配置されている。
第3接続端子350Cは、Cu、Au、AgまたはAlなどの金属で構成されている。第3接続端子350Cは、第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bの各々を形成する上記の方法のうちいずれの方法で形成されてもよい。
マザー基板にモジュール300が実装された場合、第2主面112上に設けられる接続端子のうち基板110の角部114近傍に設けられる端子と、マザー基板とを接続する半田などの接合部材には、大きな繰り返し歪みが加わる。本実施形態においては、角部近傍に位置する第3接続端子350Cの面積を比較的大きくすることで、上記繰り返し歪みによって生じる接合部材の疲労破壊による、マザー基板との接合信頼性の低下を抑制することができる。これとともに、面積が比較的小さい複数の第1接続端子150Aによって、モジュール300の小型化が可能となる。
(実施形態4)
以下、本発明の実施形態4に係るモジュールについて説明する。本発明の実施形態4に係るモジュールは、第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bとは異なる接続端子をさらに備えている点で、本発明の実施形態1に係るモジュール100とは異なる。よって、本発明の実施形態1に係るモジュール100と同様である点については、説明を繰り返さない。
以下、本発明の実施形態4に係るモジュールについて説明する。本発明の実施形態4に係るモジュールは、第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bとは異なる接続端子をさらに備えている点で、本発明の実施形態1に係るモジュール100とは異なる。よって、本発明の実施形態1に係るモジュール100と同様である点については、説明を繰り返さない。
図7は、本発明の実施形態4に係るモジュールの構成を示す底面図である。図8は、図7に示したモジュールをVIII-VIII線矢印方向から見た断面図である。
図7および図8に示すように、本発明の実施形態4に係るモジュール400は、第4接続端子450Dをさらに備えている。本発明の実施形態4においては、図1および図2に示した本発明の実施形態1における第2の他の部品130Bは設けられていない。
図8に示すように、第4接続端子450Dは、基板110の第2主面112上に配置され、第1の他の部品130Aと電気的に接続されている。具体的には、第4接続端子450Dは、複数の柱状導体451を介して第1の他の部品130Aと接続されている。
複数の柱状導体451は、基板110を第2主面112側から見たときに、マトリックス状に配置されている。複数の柱状導体451の各々は、基板110を第1主面111から第2主面112まで貫通している。複数の柱状導体451の各々は、基板110において、配線113と直接的に接続されていない。
第4接続端子450Dは、基板110を第2主面112側から見たときに、第1の他の部品130Aと重なる位置に配置されている。
第4接続端子450Dは、第2主面112側とは反対側において、マザー基板の端子に接続される。本実施形態において、第4接続端子450Dは、グランド端子であってもよいし、電源端子であってもよい。
図7に示すように、本実施形態において、第4接続端子450Dは、基板110を第2主面112側からみたときに、円形状の外形を有している。なお、第4接続端子450Dの外形は、円形状に限定されない。基板110を第2主面112側から見たときに、第4接続端子450Dの面積は、複数の第1接続端子150Aの各々の面積より大きい。
基板110を第2主面112側から見たときに、第4接続端子450Dは、複数の第1接続端子150A同士を結ぶ直線上に配置されている。第4接続端子450Dは、基板110の第2主面112の略中央に配置されている。第4接続端子450Dは、矩形環状の上記仮想線Lの内周側に配置されている。
第4接続端子450Dは、Cu、Au、AgまたはAlなどの金属で構成されている。第4接続端子450Dは、第1接続端子150Aおよび第2接続端子150Bの各々を形成する上記の方法のうちいずれの方法で形成されてもよい。
本実施形態においては、第4接続端子450Dが複数の第1接続端子150A同士を結ぶ直線上に配置される。これにより、第4接続端子450Dによっても、端子間アイソレーションを高めて、モジュール400の電気的特性をさらに向上できる。
上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100,100a,200,300,400 モジュール、110 基板、111 第1主面、112 第2主面、113 配線、114 角部、120 電子部品、121,131 接続電極、130 他の部品、130A 第1の他の部品、130B 第2の他の部品、130C 第3の他の部品、140 第1封止樹脂、150A,250A 第1接続端子、150B,250B 第2接続端子、151,451 柱状導体、160 第2封止樹脂、170 シールド層、350C 第3接続端子、450D 第4接続端子。
Claims (5)
- 第1主面と、該第1主面と逆を向く第2主面とを有する基板と、
前記第1主面上に配置された電子部品と、
前記電子部品を封止しつつ前記第1主面上に設けられた第1封止樹脂と、
前記第2主面上に配置された複数の第1接続端子と、
前記第2主面上に配置された第2接続端子と、
前記複数の第1接続端子および前記第2接続端子の各々の、第2主面側とは反対側の端部を露出させつつ前記第2主面上に設けられた第2封止樹脂とを備え、
前記基板を第2主面側から見たときに、前記第2接続端子の面積は、前記複数の第1接続端子の各々の面積より大きく、
前記基板を前記第2主面側から見たときに、前記第2接続端子は、前記複数の第1接続端子同士を結ぶ直線上に配置されている、モジュール。 - 前記電子部品は発熱部品であり、
前記第2接続端子は、前記基板を前記第2主面側から見たときに、前記電子部品と重なる位置に配置されている、請求項1に記載のモジュール。 - 前記第2接続端子は、前記基板を前記第2主面側から見たときに、前記複数の第1接続端子のうち1つの第1接続端子を囲うように配置されている、請求項1または請求項2に記載のモジュール。
- 前記第2主面上に配置された少なくとも1つの第3接続端子をさらに備え、
前記基板を前記第2主面側から見たときに、前記少なくとも1つの第3接続端子の面積は、前記複数の第1接続端子の各々の面積より大きく、
前記少なくとも1つの第3接続端子は、前記複数の第1接続端子および前記第2接続端子のいずれよりも、前記基板の角部の近くに配置されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のモジュール。 - 前記第2接続端子は、前記基板に設けられた複数の柱状導体を介して前記電子部品と接続されている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモジュール。
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