WO2022009777A1

WO2022009777A1 - モジュール

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Publication number: WO2022009777A1
Application number: PCT/JP2021/024981
Authority: WO
Inventors: 哲也小田
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-01-13
Also published as: US20230144540A1; CN219610413U

Abstract

モジュール（１０１）は、第１面（１ａ）を有する基板（１）と、第１面（１ａ）に実装され、基板（１）から遠い側の面の少なくとも一部が第１導電膜（７１）で覆われた第１部品（４１）と、第１面（１ａ）および第１部品（４１）を覆うように配置された封止樹脂（６）と、封止樹脂（６）の基板（１）から遠い側の面の少なくとも一部を覆うシールド膜（８）とを備える。シールド膜（８）は、第１導電膜（７１）の少なくとも一部と重なる第１シールド部分（８１）と、第２シールド部分（８２）とを含む。第１シールド部分（８１）は、シールド膜（８）を分断して封止樹脂（６）に入り込む深さで形成された溝（５）によって、第２シールド部分（８２）から隔離されている。第１シールド部分（８１）は、電気的に独立している。

Description

モジュール

　本発明は、モジュールに関するものである。

　近年、スマートフォンなどの電子機器の内部での部品点数増加、および電子機器の小型化および低背化に伴い、電子機器内で使用される電子部品同士の間でのノイズ干渉が問題となっている。ノイズ干渉を防ぐために、通信用モジュール製品にシールド膜を用いることが求められている。たとえば特開２０１５－５７８０２号公報（特許文献１）には、シールド膜を備える回路モジュールが記載されている。この回路モジュールは、絶縁性樹脂からなる封止体を備え、封止体の外面を覆うようにシールド膜が設けられている。このようなシールド膜を形成するためには、一般的に、めっき、スパッタといった方法が用いられる。

　また、１つのモジュールの中では、同一基板上に複数の電子部品が実装されうるが、同一基板上の異なる電子部品同士の間でのノイズ干渉が問題となる場合もある。このような電子部品同士の間でのノイズ干渉を抑制するために、たとえば特許第６６２４０２６号（特許文献２）に記載されているように、電子部品自体の上面および側面にシールド膜を設けた構造の電子部品（以下「シールド膜付き電子部品」という。）も提案されている。

特開２０１５－５７８０２号公報特許第６６２４０２６号

　以下、「シールド膜付き電子部品」といった場合、「シールド膜」という文言が用いられているが、この電子部品の外面に備わるシールド膜状のものは、必ずしも接地されているとは限らず、何らかの配線の役割を担っている場合も含む。

　シールド膜付き電子部品を基板に実装し、これを覆うように樹脂による封止を行なってさらにその封止樹脂の上面にシールド膜を形成してモジュールを構成することができる。この際に、シールド膜付き電子部品の上面と、封止樹脂の上面との間に十分な距離があいていない場合、電子部品の上面に形成されたシールド膜と、モジュールの封止樹脂の上面に設けられたシールド膜との間で、信号の伝搬が起こりうるので、所望の特性を得られないおそれがある。

　一般的に、モジュールの封止樹脂の外面に設けられるシールド膜は、基板側面に露出させたグランド配線と電気的に接続させるなどの方法で接地され、接地されていることによって、シールド効果が発揮できるように設計されている。一方、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜は、接地されているとは限らず、ＬまたはＣの配線の一部として用いられることも多い。その場合、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜は、モジュールの封止樹脂の外面に設けられるシールド膜に比べて、電位が異なるので、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜と、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜との間で寄生容量が発生しうる。このような寄生容量が発生することも、モジュールとしての性能低下の要因となる。

　また、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜が接地されている場合であっても、以下のように寄生容量が発生する場合がある。ノイズ信号を低抵抗率の導電膜であるシールド膜を介して接地電極に流すということが、シールドの原理であり、ここでは、シールド膜の抵抗が０であることが理想である。しかし、現実的にはシールド膜には一定の抵抗率があるので、ノイズ信号を流しきれず、シールド膜としての電位は理想的な接地電位にならず、ノイズ信号に応じて電位が変動する。モジュールが高周波を扱う場合、場所によるノイズの位相差が顕著になるので、離れた場所では電位の位相差による影響が出てくる。これらにより、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜と、シールド膜付き電子部品の外面に設けられたシールド膜との間で寄生容量が発生しうると考えられる。

　そこで、本発明は、シールド膜付き電子部品に備わるシールド膜と、モジュールの封止樹脂の表面に設けられたシールド膜との間での寄生容量の発生を抑制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。

　上記目的を達成するため、本発明に基づくモジュールは、第１面を有する基板と、上記第１面に実装され、上記第１面に垂直な方向における上記基板から遠い側の面の少なくとも一部が第１導電膜で覆われた第１部品と、上記第１面および上記第１部品を覆うように配置された封止樹脂と、上記第１面に垂直な方向における上記封止樹脂の上記基板から遠い側の面の少なくとも一部を覆うシールド膜とを備え、上記シールド膜は、上記第１面に垂直な方向から見たとき、上記第１導電膜の少なくとも一部と重なる第１シールド部分と、上記第１シールド部分とは異なる第２シールド部分とを含み、上記第１シールド部分は、上記シールド膜を分断して上記封止樹脂に入り込む深さで形成された溝によって、上記第２シールド部分から隔離されており、上記第１シールド部分は、電気的に独立している。

　本発明によれば、電気的に独立した第１シールド部分が、第１部品の第１導電膜の少なくとも一部と重なる位置関係にあるので、シールド膜付き電子部品に備わるシールド膜と、モジュールの封止樹脂の表面に設けられたシールド膜との間での寄生容量の発生を抑制することができる。

本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの平面図である。図１におけるＩＩ－ＩＩ線に関する矢視断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの第１部品およびその近傍の拡大断面図である。本実施の形態におけるモジュールの製造方法の第１の工程の説明図である。本実施の形態におけるモジュールの製造方法の第２の工程の説明図である。本実施の形態におけるモジュールの製造方法の第３の工程の説明図である。本実施の形態におけるモジュールの製造方法の第４の工程の説明図である。本実施の形態におけるモジュールの製造方法の第５の工程の説明図である。本発明に基づく実施の形態２におけるモジュールの断面図である。本発明に基づく実施の形態３におけるモジュールの断面図である。本発明に基づく実施の形態４におけるモジュールの断面図である。

　図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。

　（実施の形態１）
　図１～図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールについて説明する。本実施の形態におけるモジュール１０１の平面図を図１に示す。図１におけるＩＩ－ＩＩ線に関する矢視断面図を、図２に示す。

　本実施の形態におけるモジュール１０１は、第１面１ａを有する基板１と、第１面１ａに実装され、第１面１ａに垂直な方向における基板１から遠い側の面の少なくとも一部が第１導電膜７１で覆われた第１部品４１と、第１面１ａおよび第１部品４１を覆うように配置された封止樹脂６と、第１面１ａに垂直な方向における封止樹脂６の基板１から遠い側の面の少なくとも一部を覆うシールド膜８とを備える。基板１は、第１面１ａの反対側の面として第２面１ｂを有する。基板１は、樹脂基板であっても、セラミック基板であってもよい。基板１は、多層基板であってもよい。すなわち、基板１は、樹脂多層基板であってもよく、セラミック多層基板であってもよい。第１部品４１は、第１導電膜７１を含む。

　シールド膜８は、第１面１ａに垂直な方向から見たとき、第１導電膜７１の少なくとも一部と重なる第１シールド部分８１と、第１シールド部分８１とは異なる第２シールド部分８２とを含む。第１シールド部分８１は、シールド膜８を分断して封止樹脂６に入り込む深さで形成された溝５によって、第２シールド部分８２から隔離されている。第１シールド部分８１は、電気的に独立している。ここでいう「電気的に独立している」とは、他のいずれの導電体とも電気的に接続されておらず、いわゆるフロート状態にあることを意味する。すなわち、第１シールド部分８１は、第２シールド部分８２と導通していないだけでなく、他の部分とも電気的に接続されていない。第１部品４１およびその近傍を拡大したところを図３に示す。断面図で見たとき、溝５は、テーパ状となっており、深い部分にいくほど幅が狭くなっている。溝５の側面のうちの封止樹脂６の上面に近い一部においては、溝５の側面はシールド膜８によって覆われている。溝５は、たとえば図３に示すように、第１部品４１の上面より深い位置まで掘られてもよい。

　シールド膜８は、たとえばスパッタにより形成された膜であってもよい。シールド膜８は、複数層からなる積層構造であってもよい。シールド膜８は、たとえば３層構造であってもよい。シールド膜８は、たとえば、密着層と、導電層と、保護層とを含む３層構造であってもよい。密着層は、たとえばＳＵＳ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉなどで形成されていてもよい。導電層は、たとえばＣｕで形成されていてもよい。保護層は、たとえばＳＵＳ、Ｔｉ、Ｎｉなどで形成されていてもよい。

　本実施の形態では、第１シールド部分８１は、溝５によって第２シールド部分８２から隔離されているので、第１導電膜７１の少なくとも一部と第１シールド部分８１とが重なる位置関係にあるとしても、寄生容量は発生しない。このモジュール１０１では、シールド膜付き電子部品としての第１部品４１がシールド膜として第１導電膜７１を備えているが、このシールド膜と、モジュールの封止樹脂の表面に設けられたシールド膜との間での寄生容量の発生を抑制することができる。

　本実施の形態で示したように、第１面１ａに垂直な方向から見たとき、溝５は、第１部品４１を取り囲むように配置されていることが好ましい。この構成を採用することにより、第１部品４１に対応する第１シールド部分８１は周囲の第２シールド部品８２からは完全に孤立した状態とすることができ、電気的な独立性を確保することができる。こうすることで、寄生容量の発生をより確実に抑制することができる。

　本実施の形態で示したように、溝５は、深い部分にいくほど幅が狭くなるテーパ形状であることが好ましい。この構成を採用することにより、シールド膜８が溝５の奥までは形成されにくくなり、第１シールド部分８１が溝５によって第２シールド部分８２から隔離された構成を作製することが容易となる。製造方法についての詳細は、後述する。

　第１シールド部分８１および第２シールド部分８２の各々は、溝５の側面の一部を覆う部分をそれぞれ含んでいてもよい。この構成を採用することにより、容易に作製することができる。

　（製造方法）
　図４～図８を参照して、本実施の形態におけるモジュールの製造方法について説明する。まず、図４に示すように、基板１０を用意する。基板１０は、複数個のモジュールに相当する大きなサイズの基板である。基板１０は、「集合基板」とも呼ばれる。基板１０は、第１面１ａと、第１面１ａの反対側の面としての第２面１ｂとを有する。次に、図５に示すように、基板１０の第１面１ａに第１部品４１を実装する。このとき、必要に応じて他の部品も実装してよい。図５では、一例として部品４５，４６も実装されている。ここでは、１個のモジュールに相当する部分に注目して図示しているが、基板１０は、集合基板であるので、各モジュールに相当する領域においてそれぞれ部品の実装が行なわれる。ここでは、片面実装の場合を示しているが、両面実装であってもよい。すなわち、第２面１ｂにも部品が実装されてもよい。

　図６に示すように、封止樹脂６が形成される。封止樹脂６は、第１面１ａおよび第１面１ａに実装された部品を覆うように形成される。封止樹脂６を形成するためには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、液状樹脂のディッピングなどの方法を採用することができる。ここでは、片面実装の場合を示しているが、両面実装の場合には、第２面１ｂおよび第２面１ｂに実装された部品を覆うように、もうひとつの封止樹脂が形成される。

　さらに図７に示すように、封止樹脂６に溝５を形成する。溝５は、たとえばレーザ加工によって形成することができる。溝５は、アスペクト比が高い形状で形成される。

　溝５を形成するのと同時に、または、溝５を形成する前後で、封止樹脂６の上面には、溝５とは別に、文字、記号、目印などを形成してもよい。これには、レーザ加工を用いてもよく、たとえばインクジェットなどの方法を用いてもよい。

　次に、図８に示すように、集合基板から個別のモジュールのサイズに分割する。基板１０は分割されて基板１となる。この分割のためには、ダイサ、レーザ、スクライブなどの公知技術を用いることができる。基板１の側面には、第２シールド層と電気的に接続されるための配線が露出する。

　次に、封止樹脂６の上面および側面を覆うようにシールド膜を形成する。シールド膜の形成には、スパッタ、スプレーなどの方法を用いることができる。こうして、図２に示したようにシールド膜８が形成される。シールド膜８が複数層からなる場合には、複数回の成膜を行なう。シールド膜８をスプレーによって形成する場合には、溝５の底部にはシールド膜８が形成されないように、斜めから吹き付ける方法を採用してもよい。こうして、図２に示したように、モジュール１０１が得られる。このあと、必要に応じて、製品の洗浄、測定、外観検査、梱包を行なう。

　（実施の形態２）
　図９を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるモジュールについて説明する。図９には、両面実装構造を有するモジュール１０２が示されている。モジュール１０２においては、基板１の第２面１ｂにも１以上の部品が実装されている。第１面１ａおよび第１面１ａに実装された部品は封止樹脂６ａに覆われている。第２面１ｂおよび第２面１ｂに実装された部品は、封止樹脂６ａとは別に形成された封止樹脂６ｂによって覆われている。封止樹脂６ｂを貫通するように外部接続端子１５が設けられている。外部接続端子１５は、たとえば柱状導体であってよく、第２面１ｂに接続されている。外部接続端子１５の下端は、封止樹脂６ｂから露出している。外部接続端子１５の下面は、めっき膜などで覆われていてもよい。

　本実施の形態では、両面実装構造を採用しているので、限られた面積の基板１に対して、より多くの部品を実装することができる。したがって、モジュールに高機能をもたせることが容易となる。

　（実施の形態３）
　図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態３におけるモジュールについて説明する。図１０に示されるモジュール１０３では、基板１の第１面１ａに、第１部品４１の他に第２部品４２も実装されている。第２部品４２は、第２導電膜７２を含む。

　モジュール１０３は、第１面１ａに実装され、基板１から遠い側の面の少なくとも一部が第２導電膜７２で覆われた第２部品４２を備える。第１部品４１の方が第２部品４２よりも背が高い。言い換えれば、第１部品４１の上面は、第２部品４２の上面に比べて、第１面１ａから遠い位置にある。

　シールド膜８は、第１面１ａに垂直な方向から見たとき、第１部品４１の第１導電膜７１の少なくとも一部と重なる第１シールド部分８１を含む。すなわち、第１部品４１の上方には、第１シールド部分８１がある。しかし、本実施の形態では、第２部品４２の上方には、第１シールド部分８１はなく、他の部分と同様に第２シールド部分８２が広がっている。

　このように、基板１の第１面１ａに、導電膜を有する複数の部品が実装されている場合に、最も背が高い部品に対応する領域のみに第１シールド部分８１が設けられる構成であってもよい。

　本実施の形態では、第１シールド部分８１は、他の部分から電気的に独立しているので、寄生容量は発生しないが、電磁波を遮蔽するためには寄与しない。このように電磁波を遮蔽するために寄与するものがない状態の無防備な領域は、なるべく少ない方が好ましいところ、本実施の形態では、基板１の第１面１ａに複数の部品が実装されている中で最も背が高い部品に対応する領域のみに第１シールド部分８１が設けられているので、無防備な領域を最小限に抑えることができる。

　一般的に、導電膜を有する部品の中で最も背が高い部品においては、寄生容量の問題が発生しやすいところであるが、本実施の形態では、最も背が高い部品にのみ第１シールド部分８１を配置しているので、寄生容量の問題を効率良く解消することができる。

　背の高いシールド付き部品を配置して、第１部品４１の上方に第１シールド部分８１を設けることにより、このシールド付き部品のシールド膜と第１シールド部分８１との間での寄生容量を抑制しつつ、他の電子部品から溝５を通じてモジュールの外へ出て行くノイズを、この背の高いシールド付き部品によって抑制することができる。

　（実施の形態４）
　図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態４におけるモジュールについて説明する。図１１に示されるモジュール１０４では、基板１の第１面１ａに、第１部品４１の他に第２部品４２も実装されている。第２部品４２は、第２導電膜７２を含む。実施の形態３と異なり、本実施の形態では、第２部品４２に対応する領域にも第１シールド部分８１が設けられている。

　基板１の第１面１ａに、導電膜を有する複数の部品が実装されている構成であって、複数の部品のそれぞれにおいて寄生容量の問題を解消したい場合には、本実施の形態で示したように、複数の部品のそれぞれにおいて第１シールド部分８１を配置してもよい。

　第１シールド部分８１がある領域では、電磁波を遮蔽するために寄与するものがない状態となるが、寄生容量の問題を解消することが重視される場合には、このような構成も有意義である。

　本実施の形態では、複数の部品のそれぞれにおいて寄生容量の問題を解消することができる。

　実施の形態３，４では、導電膜を備えた部品が２個実装されている例を示したが、そのような部品の数は３以上であってもよい。そのような場合、必要に応じて、最も背が高い部品に対応する領域のみに第１シールド膜８１を設けてもよく、所望のいくつかの部品に対応する領域のみに第１シールド膜８１を設けてもよく、全ての部品に対応する領域にそれぞれ第１シールド膜８１を設けてもよい。また、複数の部品に対して一括して重なるように１つの第１シールド膜８１を設けてもよい。

　なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
　なお、今回開示した上記実施の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。本発明の範囲は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を含むものである。

　１　基板、１ａ　第１面、１ｂ　第２面、５　溝、６，６ａ，６ｂ　封止樹脂、８　シールド膜、１５　外部接続端子、４１　第１部品、４２　第２部品、４５，４６，４７　部品、７１　第１導電膜、７２　第２導電膜、８１　第１シールド部分、８２　第２シールド部分、１０１，１０２，１０３，１０４　モジュール。

Claims

　第１面を有する基板と、
　前記第１面に実装され、前記第１面に垂直な方向における前記基板から遠い側の面の少なくとも一部が第１導電膜で覆われた第１部品と、
　前記第１面および前記第１部品を覆うように配置された封止樹脂と、
　前記第１面に垂直な方向における前記封止樹脂の前記基板から遠い側の面の少なくとも一部を覆うシールド膜とを備え、
　前記シールド膜は、前記第１面に垂直な方向から見たとき、前記第１導電膜の少なくとも一部と重なる第１シールド部分と、前記第１シールド部分とは異なる第２シールド部分とを含み、前記第１シールド部分は、前記シールド膜を分断して前記封止樹脂に入り込む深さで形成された溝によって、前記第２シールド部分から隔離されており、前記第１シールド部分は、電気的に独立している、モジュール。
　前記第１面に垂直な方向から見たとき、前記溝は、前記第１部品を取り囲むように配置されている、請求項１に記載のモジュール。
　前記溝は、深い部分にいくほど幅が狭くなるテーパ形状である、請求項１または２に記載のモジュール。
　前記第１シールド部分および前記第２シールド部分の各々は、前記溝の側面の一部を覆う部分をそれぞれ含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のモジュール。
　前記第１面に実装され、前記基板から遠い側の面の少なくとも一部が第２導電膜で覆われた第２部品を備え、
　前記第１部品の上面は、前記第２部品の上面に比べて、前記第１面から遠い位置にある、請求項１から４のいずれか１項に記載のモジュール。