CN102164453A - 电路模块 - Google Patents

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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于，提供一种具有优越的散热性、并能将电子元器件(电路元器件)牢固地固定于电路基板的电路模块。在电路基板(12)上，在主面(S2)上设有凹部(G)。IC芯片(14)安装于凹部(G)内。填充绝缘性树脂(16)，使其填埋凹部(G)。通孔导体(V1～V5)设置于绝缘性树脂(16)。接地电极(18)对填充有绝缘性树脂(16)的凹部(G)进行覆盖。通孔导体(V1～V5)的一端与接地电极(18)相接触。通孔导体(V1～V5)的另一端与IC芯片(14)相接触。

Description

电路模块
技术领域
本发明涉及一种电路模块，特别是将电子元器件安装于电路基板而形成的电路模块。
背景技术
作为现有的电路模块，例如，已知有专利文献1中所揭示的混合模块。混合模块由电路基板、电路元器件、导热性树脂、以及散热板构成。电路基板是内部设有电路的基板。另外，电路基板的背面设有凹部。电路元器件例如是半导体集成电路，被安装于凹部内。设置散热板，使其封住凹部。导热性树脂设置于散热板与电路元器件之间。在具有上述结构的混合模块中，从电路元器件放出的热量经由导热性树脂及散热板向混合模块外放出。由此，混合模块具有优异的散热性。
然而，在专利文献1所揭示的混合模块中，无法将电路元器件牢固地固定于电路基板上。更具体而言，导热性树脂只设置于散热板与电路元器件之间。这是因为，若将导热性树脂填充于整个凹部，则电路元器件所放出的热量会传导至电路基板内，使电路基板变形。因此，电路元器件的周围存在空洞。因此，在凹部内，电路元器件未牢固地固定于电路基板上。其结果是，在混合模块中，来自外部的冲击会导致电路基板与电路元器件之间发生断线。
专利文献1：日本专利特开平11-220226号公报
发明内容
因而，本发明的目的在于，提供一种具有优异的散热性、并能将电子元器件(电路元器件)牢固地固定于电路基板上的电路模块。
本发明的一个实施方式所涉及的电路模块的特征在于，包括：主面设有凹部的电路基板；安装于所述凹部内的电子元器件；被填充以对所述凹部进行填埋的绝缘性树脂；以及设置于所述绝缘性树脂的通孔导体，所述通孔导体的一端从所述绝缘性树脂露出，所述通孔导体的另一端与所述电子元器件相接触。
根据本发明，具有优异的散热性，并且能将电子元器件(电路元器件)牢固地固定于电路基板上。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的电路模块的外观立体图。
图2是图1的电路模块的分解立体图。
图3是沿图1的电路模块的A-A的截面构造图。
图4是电路模块的电路基板的分解立体图。
标号说明
G 凹部
S1、S2 主面
V1～V5 通孔导体
10 电路模块
12 电路基板
13 基板主体
14 IC芯片
16 绝缘性树脂
18 接地电极
20 连接盘
22 外部电极
24 片状元器件
30 IC基板
32 凸点
34 接地电极
40a～40f 陶瓷生片
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式所涉及的电路模块进行说明。
(电路模块的结构)
图1是本发明的一个实施方式所涉及的电路模块10的外观立体图。图2是图1的电路模块10的分解立体图。图3是沿图1的电路模块10的A-A的截面构造图。在图1或图3中，将电路模块10的法线方向定义为z轴方向。另外，在沿z轴方向俯视时，将电路模块10的长边方向定义为x轴方向，将电路模块10的短边方向定义为y轴方向。
电路模块10例如安装于未图示的母板等上，是用作为移动电话的发送电路的一部分的高频模块。如图1及图2所示，电路模块10包括电路基板12、IC芯片(电子元器件)14、绝缘性树脂16、接地电极18、片状元器件24、以及通孔导体V1～V5。电路基板12例如是LTCC(低温烧结陶瓷(LowTemperature Co-fired Ceramics))基板。电路基板12包含基板主体13、连接盘20、以及外部电极22。基板主体13是具有主面S1、S2的板状多层基板，内部包含未图示的电路。主面S1是位于比主面S2更靠近z轴方向的正方向一侧的面。如图2所示，基板主体13的主面S2上设有凹部G。在从z轴方向的负方向一侧俯视时，凹部G是呈长方形的凹处，如图2所示，具有底面B。
连接盘20是多个设置于主面S1上的安装电极。在主面S2上，外部电极22是多个沿各边排列设置的安装电极。外部电极22在电路模块10安装于母板上时，焊接于母板的连接盘上。此外，在图1至图3中，只对代表性的连接盘20及外部电极22标注了参考标号。
IC芯片14例如是移动电话的发送电路的功率放大器等。如图2及图3所示，IC芯片14安装于凹部G内，包含IC基板30、凸点32、以及接地电极34。IC基板30是板状的半导体基板，内部包含集成电路。凸点32是多个设置于IC基板30的z轴方向的正方向一侧的主面上的焊球。IC芯片14经由凸点32，安装于设置于凹部G的底面B上的连接盘(未图示)上。接地电极34是设置于IC基板30的z轴方向的负方向一侧的主面上的电极，被施加了接地电位。如图3所示，具有上述结构的IC芯片14收纳于凹部G内而不超出凹部G。
绝缘性树脂16例如由环氧树脂构成，被填充以对凹部G进行填埋。即，在凹部G内填充绝缘性树脂16，使基板主体13与IC芯片14之间不产生间隙。而且，如图3所示，使绝缘性树脂16的z轴方向的负方向一侧的面与主面S2的凹部G以外的部分成为一个平面。绝缘性树脂16例如具有低于基板主体13的导热性。
接地电极18是被设置为覆盖填充有绝缘性树脂16的凹部G的、长方形的电极。即，在从z轴方向的负方向一侧俯视时，接地电极18遮盖了凹部G。接地电极18在IC芯片14安装于母板上时，焊接于母板的接地电极上。
通孔导体V1～V5设置于绝缘性树脂16，更具体而言，如图2及图3所示，是沿z轴方向对绝缘性树脂16进行贯通的连接导体。通孔导体V1～V5采用对沿z轴方向贯通绝缘性树脂16的通孔填充导电性材料的结构。该导电性材料具有高于绝缘性树脂16的导热性。
通孔导体V1～V5的z轴方向的正方向一侧的端部与IC芯片14相接触，更准确而言，是与IC芯片14的接地电极34相接触。通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部从绝缘性树脂露出，更准确而言，是与接地电极18相接触。据此，接地电极18与接地电极34电连接。
另外，如图2及图3所示，通孔导体V1～V5具有以下形状：即，随着其从z轴方向的正方向一侧向负方向一侧延伸，其直径变大。即，在沿z轴方向(即，通孔导体V1～V5的延伸方向)俯视时，通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部的面积大于通孔导体V1～V5的z轴方向的正方向一侧的端部的面积。而且，通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部由多种面积所形成。即，通孔导体V1～V5存在多种直径。在电路模块10中，通孔导体V3的直径大于通孔导体V1、V2、V4、V5的直径。
片状元器件24是片状线圈或片状电容器等电子元器件，如图1(a)所示，利用焊接等安装于电路基板12的连接盘20上。片状元器件24、IC芯片14、以及外部电极22利用设置于基板主体13内的电路相互电连接。
(电路模块的制造方法)
下面，参照附图对电路模块10的制造方法进行说明。图4是电路模块10的电路基板12的分解立体图。此外，以下只制作了一块电路基板12，但实际上将同时制作多块电路基板12。
首先，如图4所示，准备陶瓷生片40a～40f。在陶瓷生片40d～40f中，设有成为凹部G的空白区域R1～R3。空白区域R1～R3通过对陶瓷生片40d～40f进行穿孔加工来形成。
接着，对陶瓷生片40a～40f形成未图示的通孔导体。通孔导体构成设置于基板主体13内的电路的一部分。通孔导体按照以下步骤形成。对陶瓷生片40a～40f的规定位置照射激光束，以形成通孔。接着，对通孔填充导电性材料。
接着，对陶瓷生片40a～40f形成连接盘20及导体层。导体层构成设置于基板主体13内的电路的一部分。导体层及连接盘20通过例如对陶瓷生片40a～40f利用丝网印刷法涂布导电性糊料来形成。
接着，对陶瓷生片40a～40f进行层叠、压接。据此，得到未烧成的基板主体13。之后，在规定条件下对未烧成的基板主体13进行烧成。
接着，如图2及图3所示，将IC芯片14安装于凹部G的底面B上。具体而言，将IC芯片14载放于底面B上，进行回流。由此，凸点32固接于底面B上的连接盘上。之后，将绝缘性树脂16填充于凹部G内。由此，IC芯片14牢固地固定于凹部G内。
接着，在绝缘性树脂16中形成通孔导体V1～V5。具体而言，对绝缘性树脂16照射激光束，以形成通孔。然后，对通孔填充导电性材料。
接着，通过利用丝网印刷法涂布导电性糊料，在主面S2上形成接地电极18及外部电极22。经过上述工序，完成电路模块10。
(效果)
如以下说明的那样，电路模块10具有优异的散热性。具体而言，在电路模块10中，通孔导体V1～V5的z轴方向的正方向一侧的端部与IC芯片14相接触，通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部从绝缘性树脂16露出。而且，通孔导体V1～V5的导电性材料具有高于绝缘性树脂16的导热性。因此，IC芯片14所放射出的热量经由通孔导体V1～V5，向电路模块10外放射。其结果是，电路模块10具有优异的散热性。
特别是在电路模块10中，通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部与接地电极18相接触。因此，接地电极18起到散热板的作用。其结果是，在电路模块10中，可以获得更优异的散热性。
另外，在电路模块10中，可以将IC芯片14牢固地固定于电路基板12上。更具体而言，在专利文献1所揭示的混合模块中，导热性树脂只设置于散热板与电路元器件之间。这是因为，若将导热性树脂填充于整个凹部，则电路元器件所放出的热量会传导至电路基板内，使电路基板变形。因此，电路元器件的周围存在空洞。因此，在凹部内，电路元器件未牢固地固定于电路基板上。其结果是，在混合模块中，来自外部的冲击会导致电路基板与电路元器件之间发生断线。
另一方面，在电路模块10中，IC芯片14所放射出的热量通过通孔导体V1～V5向电路模块10外放射。因此，绝缘性树脂16由环氧树脂等具有一般的导热性的树脂所形成。因而，在电路模块10中，还可以在IC芯片14的周围填充绝缘性树脂16。由此，IC芯片14利用绝缘性树脂16被牢固地固定于凹部G内。
另外，在电路模块10中，由于IC芯片14被绝缘性树脂16所覆盖，因此IC芯片14和电路基板12的安装部分不露出至外部。因此，即使在高温多湿的环境下，IC芯片14的凸点32及设置于凹部G的底面B的连接盘也不容易发生腐蚀。因而，可以在高温多湿的环境下使用电路模块10。
另外，相对于专利文献1的混合模块的凹部具有两级结构，电路模块10的凹部G具有一级结构。因此，与该混合模块相比，可以容易地制作电路模块10。
另外，在电路模块10中，在沿z轴方向俯视时，通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部的面积大于通孔导体V1～V5的z轴方向的正方向一侧的端部的面积。因此，通孔导体V1～V5与接地电极18的接触面积变大。据此，可以提高电路模块10的散热性。
另外，在IC芯片14中，存在发热量相对较大的部分和发热量相对较小的部分。因而，在电路模块10中，通孔导体V1～V5的z轴方向的负方向一侧的端部由多种面积所形成。具体而言，在电路模块10中，通孔导体V3的直径大于通孔导体V1、V2、V4、V5的直径。据此，可以使直径相对较大的通孔导体V3与发热量相对较大的部分相接触，使直径相对较小的通孔导体V1、V2、V4、V5与发热量相对较小的部分相接触。其结果是，在电路模块10中，可以实现高效率的散热。
(其它实施方式)
电路模块10并不限于采用上述实施方式所揭示的结构。因而，电路模块10在其要点的范围内可以进行变更。例如，在沿z轴方向俯视时，通孔导体V1～V5也可以以不均匀的密度分布。所谓不均匀的密度是指，在绝缘性树脂16的表面上，每单位面积的通孔导体V1～V5的占有率不固定的状态。据此，可以提高散热量相对较大部分的通孔导体V1～V5的分布密度，降低散热量相对较小部分的通孔导体V1～V5的分布密度。其结果是，在电路模块10中，可以实现高效率的散热。
另外，在电路模块10中，绝缘性树脂16由均匀的材料所形成。然而，绝缘性树脂16也可以有两种以上的绝缘性树脂所形成。具体而言，绝缘性树脂16由第一绝缘性树脂及具有高于该第一绝缘性树脂的导热性的第二绝缘性树脂所形成。而且，第一绝缘性树脂填充得比第二绝缘性树脂更接近凹部G的底面B。据此，IC芯片14所放射出的热量主要经由第二绝缘性树脂、通孔导体V1～V5、以及接地电极18，被电路模块10所放射。其结果是，可以防止IC芯片14所放射出的热量经由第一绝缘性树脂向至电路基板12传导。因而，可以防止电路基板12因热量而变形。
工业上的实用性
如上所述，本发明对于电路模块是有用的，特别是在具有优异的散热性、并且可以将电子元器件(电路元器件)牢固地固定于电路基板这点上较为优异。

Claims (8)

1.一种电路模块，其特征在于，包括：
主面设有凹部的电路基板；
安装于所述凹部内的电子元器件；
被填充以对所述凹部进行填埋的绝缘性树脂；以及
设置于所述绝缘性树脂的通孔导体，
所述通孔导体的一端从所述绝缘性树脂露出，
所述通孔导体的另一端与所述电子元器件相接触。
2.如权利要求1所述的电路模块，其特征在于，
所述电路模块还包括对填充有所述绝缘性树脂的所述凹部进行覆盖的第一接地电极，
所述通孔导体的一端与所述第一接地电极相接触。
3.如权利要求1或2所述的电路模块，其特征在于，
所述电子元器件包含第二接地电极，
所述通孔导体的另一端与所述第二接地电极相接触。
4.如权利要求1至3的任一项所述的电路模块，其特征在于，
在沿所述通孔导体的延伸方向俯视时，该通孔导体的一端的面积大于该通孔导体的另一端的面积。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电路模块，其特征在于，
设置有多个所述通孔导体，在沿所述通孔导体的延伸方向俯视时，该通孔导体以不均匀的密度分布。
6.如权利要求1至5的任一项所述的电路模块，其特征在于，
设置有多个所述通孔导体，所述多个通孔导体的一端由多种面积所形成。
7.如权利要求1至6的任一项所述的电路模块，其特征在于，
所述绝缘性树脂由第一绝缘性树脂及具有高于该第一绝缘性树脂的导热性的第二绝缘性树脂所形成，
所述第一绝缘性树脂填充得比第二绝缘性树脂更接近所述凹部的底部。
8.如权利要求1至7的任一项所述的电路模块，其特征在于，
所述通孔导体由向通孔填充导电性材料而构成。
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