JPWO2020017582A1 - モジュール - Google Patents

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main surface
module
sealing resin
height
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English (en)
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喜人 大坪
喜人 大坪
強 秦
強 秦
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

モジュール（１０１）は、第１主面（３１）を有する配線基板（１）と、第１主面（３１）に実装され、第１の高さＨ１を有する第１部品（４１）と、第１主面（３１）に実装され、第１の高さＨ１より低い第２の高さＨ２を有する第２部品（４２）と、第１主面（３１）を覆いつつ第１部品（４１）と第２部品（４２）とを覆うように配置される封止樹脂（３）とを備える。第１部品（４１）と第１主面（３１）との間の接続に用いられている第１接続端子（５１）に比べて、第２部品（４２）と第１主面（３１）との間の接続に用いられている第２接続端子（５２ａ）の方が、高さが高い。第１部品（４１）の第１主面（３１）から遠い側の表面および第２部品（４２）の第１主面（３１）から遠い側の表面は、封止樹脂（３）から露出している。

Description

本発明は、モジュールに関するものである。
実装高さが異なる複数の電子部品が実装されたプリント基板と、放熱板と、モールド樹脂とを備える電子装置が特開２０１１−１５９９３０号公報（特許文献１）に記載されている。圧縮された状態で配置された熱伝導性バンプが複数の電子部品と放熱板とを熱結合している。
特開２０１１−１５９９３０号公報
特許文献１に記載された構成においては、高さが異なる電子部品は、放熱板までの距離が異なるので、各電子部品に接続されている熱伝導性バンプの高さが異なることとなる。熱伝導性バンプの高さが大きい場合、放熱経路が長くなるので、電子部品から放熱板への放熱性が劣化する。したがって、電子部品の高さによって、放熱性に差が生じることとなる。
そこで、本発明は、部品ごとの放熱性の差が生じにくい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主面を有する配線基板と、上記第１主面に実装され、第１の高さを有する第１部品と、上記第１主面に実装され、上記第１の高さより低い第２の高さを有する第２部品と、上記第１主面を覆いつつ上記第１部品と上記第２部品とを覆うように配置される封止樹脂とを備える。上記第１部品と上記第１主面との間の接続に用いられている第１接続端子に比べて、上記第２部品と上記第１主面との間の接続に用いられている第２接続端子の方が、高さが高い。上記第１部品の上記第１主面から遠い側の表面および上記第２部品の上記第１主面から遠い側の表面は、上記封止樹脂から露出している。
本発明によれば、第１部品および第２部品は、部品自体の高さが異なるにも関わらず、同等に効率良く放熱することができるので、部品ごとの放熱性の差が生じにくいモジュールとすることができる。また、第１部品および第２部品が共に封止樹脂から露出しているので、熱伝導性バンプを用いて放熱する構造に比べ、放熱性を向上させることができる。
本発明に基づく実施の形態１におけるモジュールの断面図である。 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。 本発明に基づく実施の形態５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５におけるモジュールを他の部材に実装したものの断面図である。 本発明に基づく実施の形態６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７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。ここでいうモジュールは、部品内蔵モジュールと呼ばれるものであってよい。
図１に示すように、モジュール１０１は、第１主面３１を有する配線基板１と、第１部品４１と、第２部品４２と、封止樹脂３とを備える。第１部品４１は、第１主面３１に実装され、第１の高さＨ１を有する。第２部品４２は、第１主面３１に実装され、第１の高さより低い第２の高さＨ２を有する。封止樹脂３は、第１主面３１を覆いつつ第１部品４１と第２部品４２とを覆うように配置されている。ここで「覆うように」と表記したが、封止樹脂３は、第１部品４１と第２部品４２を完全に覆っているわけではなく、後述のように、第１部品４１および第２部品４２のいずれにおいても、一部の面は封止樹脂３から露出している。そして、第１部品４１と第１主面３１との間の接続に用いられている第１接続端子５１に比べて、第２部品４２と第１主面３１との間の接続に用いられている第２接続端子５２ａの方が、高さが高い。第１部品４１の第１主面３１から遠い側の表面および第２部品４２の第１主面３１から遠い側の表面は、封止樹脂３から露出している。
配線基板１は、樹脂基板であってもよく、セラミック基板であってもよい。配線基板１は、コア基板とも呼ばれるものであってよい。配線基板１は、図１に例示するように複数の絶縁層２の積層体であってもよい。絶縁層２は、樹脂層であってもよく、セラミック層であってもよい。
ここで示す例では、配線基板１は、第１主面３１の反対側の面として第２主面３２を有する。第２主面３２には、外部接続電極１１が配置されている。外部接続電極１１は、絶縁層２を貫通する導体ビア１４に電気的に接続されている。
配線基板１の第１主面３１には接続電極１３が配置されている。さらに、電子部品４１と接続電極１３とを接続するための第１接続端子５１が配置されている。ここで示す例では、第１接続端子５１は、はんだである。第１接続端子５１は、はんだ以外の何らかの導電体であってもよい。第１接続端子５１は、たとえば厚み方向に延在する単一の導電体として形成されてもよい。第１接続端子５１は、たとえばはんだバンプであってもよい。
第１部品４１の下方では、接続電極１３に電気的に接続するように、導体ビア１２が配置されている。導体ビア１２は、絶縁層２を貫通するように配置されている。第２部品４２の下方に示すように、導体ビア１２は第１主面３１に直接露出していてもよい。第２部品４２は電極４２ａを有する。第２接続端子５２ａは、電極４２ａと導体ビア１２とを電気的に接続している。ここで示す例では、第２接続端子５２ａは２個の導体ビアを厚み方向に積み連ねたものであるが、第２接続端子は厚み方向に延在する単一の導電体として形成されてもよい。第２接続端子５２ａは３個以上の導体ビアを厚み方向に積み連ねたものであってもよい。
ここで、第１接続端子５１に比べて、第２接続端子５２ａの方が、背が高くなっていることにより、第１部品４１の上面と、第２部品４２の上面とは同じ高さになっている。すなわち、第１部品４１の上面と、第２部品４２の上面とは同一面内に位置している。第１部品４１の上面と、第２部品４２の上面とが同じ高さになっていることは必須ではなく、両者が異なる高さになっていてもよいが、その場合も、第１部品４１の上面と、第２部品４２の上面との両方が封止樹脂３から露出している。ここでは、配線基板１の上側に第１部品４１および第２部品４２がある例を用いて説明しているので、両部品の上面の位置に注目して説明したが、第１部品４１および第２部品４２があるのは、配線基板１の上側とは限らず、下側であってもよい。その場合には、両部品の下面の位置について同様のことがいえる。
第１主面３１には、第１部品４１および第２部品４２以外の部品が実装されていてもよい。図１に示した例では、部品４８も第１主面３１に実装されている。チップ部品４９ａ，４９ｂも第１主面３１に実装されている。部品４８の上面は、封止樹脂３から露出していることが、好ましい。部品４８の上面は、第１部品４１の上面および第２部品４２の上面に対して同一面内に位置していることが、好ましい。
ここで示した例では、第１部品４１および第２部品４２はＩＣである。部品４８もＩＣである。チップ部品４９ａ，４９ｂは、たとえばコンデンサであってよい。ここではチップ部品４９ａ，４９ｂはコンデンサであるものとするが、チップ部品の種類はこれに限らない。チップ部品は、たとえばインダクタであっても抵抗であってもよい。チップ部品４９ａ，４９ｂに加えて、あるいはチップ部品４９ａ，４９ｂに代えて、他の種類の部品が実装されていてもよい。
本実施の形態では、第１部品４１の第１主面３１から遠い側の表面および第２部品４２の第１主面３１から遠い側の表面は、封止樹脂３から露出しているので、第１部品４１で生じた熱および第２部品４２で生じた熱は、封止樹脂３によって妨げられることなく、外部に放出することができる。したがって、第１部品４１および第２部品４２は、部品自体の高さが異なるにも関わらず、同等に効率良く放熱することができる。したがって、部品ごとの放熱性の差が生じにくいモジュールとすることができる。
（実施の形態２）
図２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。本実施の形態におけるモジュール１０２は、基本的な構成については、実施の形態１で説明したモジュール１０１と同様である。一方、以下の点に関しては、モジュール１０１と異なる。
モジュール１０２は、第１部品４１、第２部品４２、および封止樹脂３を覆うように配置されたシールド膜６を備える。モジュール１０２においては、第１部品４１および第２部品４２はシールド膜６に接触している。シールド膜６はたとえば金属膜であってよい。シールド膜６は、配線基板１の側面も覆っていることが好ましい。
ここで示す例では、第１部品４１および第２部品４２はシールド膜６に面接触している。図２に示した例では、部品４８もシールド膜６に接触している。部品４８もシールド膜６に面接触している。
本実施の形態では、シールド膜６が設けられているので、第１部品４１または第２部品４２から発する電磁波を遮蔽することができ、外部に電磁的影響を及ぼすことを防止することができる。あるいは、外部の電磁波が、第１部品４１または第２部品４２に影響を及ぼすことを防止することができる。また、シールド膜６は、金属などのように熱伝導性に優れた材料で形成することができ、本実施の形態では、第１部品４１および第２部品４２はシールド膜６に接触しているので、第１部品４１および第２部品４２で生じた熱を、シールド膜６を介して効率良く放出することができる。したがって、放熱性に優れたモジュールを実現することができる。
第１部品４１および第２部品４２がシールド膜６に面接触していれば、より効率良く放熱することができるので、好ましい。
（実施の形態３）
図３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。本実施の形態におけるモジュール１０３は、基本的な構成については、実施の形態２で説明したモジュール１０２と同様である。一方、以下の点に関しては、モジュール１０２と異なる。
モジュール１０３は、第２部品４２と第１主面３１との間に、第１主面３１に実装された他の部品９を備える。部品９は、たとえばチップ部品であってよい。部品９の高さは、第２接続端子５２ａの高さより小さい。部品９の上面と第２部品４２の下面との間には隙間があいていてよい。
本実施の形態では、第２部品４２と第１主面３１との間に、第１主面３１に実装された他の部品９を備えることとしているので、第２部品４２と他の部品９とが厚み方向に重ねるように配置されている。このように重なる位置に配置することで、限られた面積により多くの部品を実装することに貢献している。本実施の形態では、省スペース化を図ることができる。
なお、ここでは、実施の形態２で説明したモジュール１０２に部品９を追加した構成のものをモジュール１０３として説明したが、実施の形態１で説明したモジュール１０１に部品９を追加したものも考えられる。
（実施の形態４）
図４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。本実施の形態におけるモジュール１０４は、基本的な構成については、実施の形態１で説明したモジュール１０１と同様である。一方、以下の点に関しては、モジュール１０１と異なる。
モジュール１０４は、放熱板７を備える。第１部品４１および第２部品４２は放熱板７に接触している。放熱板７は、たとえば金属板であってよい。放熱板７は、封止樹脂３よりも熱伝導性に優れた材料で形成されていればよい。図４に示した例では、部品４８も放熱板７に接触している。
ここで示す例では、第１部品４１および第２部品４２は放熱板７に面接触している。
本実施の形態では、第１部品４１および第２部品４２が放熱板７に接触しているので、第１部品４１および第２部品４２で発生した熱を、放熱板７を介して効率良く放出することができる。ここでは、放熱板７が平板である例を示したが、放熱板７は平板状の部材とは限らず、異なる形状を有していてもよい。たとえば、放熱板７が放熱フィンを備えていてもよい。
（実施の形態５）
図５を参照して、本発明に基づく実施の形態５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１０５は、基本的な構成については、実施の形態１で説明したモジュール１０１と同様であるが、モジュール１０１に比べて上下逆となっている。図５に示すように、モジュール１０５においては、配線基板１の下面が第１主面３１となっており、上面が第２主面３２となっている。モジュール１０５は、接続導体１５を備える。接続導体１５は、第１主面３１に形成された電極に電気的に接続されており、封止樹脂３を貫通している。接続導体１５は棒状の導電体である。接続導体１５は金属ピンであってもよい。接続導体１５は複数の導体ビアを積み重ねたものであってもよい。第２部品４２は第１主面３１に実装され、第２接続端子５２ｂによって、第１主面３１に設けられた接続電極と電気的に接続されている。第２接続端子５２ｂは、めっき、はんだバンプ、ストライプバンプ、ピラーバンプなどのうちのいずれかであってもよい。
図６には、モジュール１０５を部材５０１の表面５０１ｕに実装したところを示す。第１主面３１は、モジュール１０５を他の部材５０１に実装する際に他の部材５０１の側を向く面である。部材５０１は、たとえばマザー基板であってよい。
本実施の形態では、第１部品４１の第１主面３１から遠い側の表面および第２部品４２の第１主面３１から遠い側の表面は、封止樹脂３から露出しており、なおかつ、第１主面３１は、モジュール１０５を他の部材５０１に実装する際に、他の部材５０１の側を向く面であるので、第１部品４１および第２部品４２の封止樹脂３から露出する面は、部材５０１の表面５０１ｕに当接するか、あるいはたとえ当接していなくても少なくとも接近することができる。したがって、第１部品４１および第２部品４２でそれぞれ発生した熱は、部材５０１を通じて放熱することができる。したがって、第１部品４１および第２部品４２は、部品自体の高さが異なるにも関わらず、同等に効率良く放熱することができる。したがって、部品ごとの放熱性の差が生じにくいモジュールとすることができる。
効率良く放熱するためには、第１部品４１および第２部品４２は、部材５０１に接触していることが好ましい。第１部品４１および第２部品４２は、部材５０１に面接触していることがさらに好ましい。
（実施の形態６）
図７を参照して、本発明に基づく実施の形態６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１０６は、基本的な構成については、実施の形態５で説明したモジュール１０５と同様であるが、モジュール１０５に比べて以下の点で異なる。
モジュール１０６においては、配線基板１は、第１主面３１の反対側に第２主面３２を有し、第２主面３２に第３部品４３が実装されている。第３部品４３は、たとえばＩＣであってよい。また、第３部品４３の、第２主面３２から遠い側の表面は、封止樹脂３から露出していてもよい。その場合、第３部品４３はシールド膜６に面接触していることになり、第３部品４３で発生した熱を効率よく放出することができる。モジュール１０６においては、第１主面３１の側だけでなく第２主面３２の側も封止樹脂３によって覆われている。第２主面３２には第３部品４３の他に複数のチップ部品４９が実装されている。ここで示したのはあくまで一例であって、実際には、第２主面３２に実装される部品は、ＩＣであってもチップ部品であってもその他の種類の部品であってもよく、個数は何個であってもよい。
シールド膜６は、モジュール１０６の下面以外を覆うように形成されている。第２主面３２に実装された全ての部品は封止樹脂３に覆われているが、さらにその封止樹脂３をシールド膜６が覆っている。シールド膜６は、封止樹脂３を覆うだけでなく、配線基板１の側面を覆い、さらに、第１主面３１に配置された封止樹脂３の側面を覆っている。
本実施の形態においても、実施の形態５で述べたのと同様の効果を得ることができる。さらに本実施の形態では、配線基板１の第１主面３１だけでなく第２主面３２にも部品が実装されているので、限られた面積でより多くの部品を実装した構成とすることができる。
ここでは、シールド膜６を備える例を示したが、シールド膜６がない構成であってもよい。シールド膜６が形成される範囲は、図７に示したものに限らない。
（実施の形態７）
図８を参照して、本発明に基づく実施の形態７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１０７は、基本的な構成については、実施の形態６で説明したモジュール１０６と同様であるが、モジュール１０６に比べて以下の点で異なる。
モジュール１０７は、第２部品４２と第１主面３１との間に、第１主面３１に実装された他の部品９を備える。部品９は、たとえばチップ部品であってよい。部品９の高さは、第２接続端子５２ａの高さより小さい。部品９の下面と第２部品４２の上面との間には隙間があいていてよい。
本実施の形態においても、実施の形態６で述べたのと同様の効果を得ることができる。さらに本実施の形態では、第２部品４２と第１主面３１との間に、第１主面３１に実装された他の部品９を備えることとしているので、第２部品４２と他の部品９とが厚み方向に重ねるように配置されている。このように重なる位置に配置することで、実施の形態３で述べたような効果を得ることができる。
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 配線基板、２ 絶縁層、３ 封止樹脂、６ シールド膜、７ 放熱板、８ 部材、９ 部品、１１ 外部接続電極、１２，１４ 導体ビア、１３ 接続電極、１５ 接続導体、１８ 接続端子、３１ 第１主面、３２ 第２主面、４１ 第１部品、４２ 第２部品、４２ａ 電極、４８ 部品、４９，４９ａ，４９ｂ チップ部品、５１ 第１接続端子、５２ａ，５２ｂ 第２接続端子、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７ モジュール、５０１ 部材、５０１ｕ 表面。

Claims (6)

  1. 第１主面を有する配線基板と、
    前記第１主面に実装され、第１の高さを有する第１部品と、
    前記第１主面に実装され、前記第１の高さより低い第２の高さを有する第２部品と、
    前記第１主面を覆いつつ前記第１部品と前記第２部品とを覆うように配置される封止樹脂とを備え、
    前記第１部品と前記第１主面との間の接続に用いられている第１接続端子に比べて、前記第２部品と前記第１主面との間の接続に用いられている第２接続端子の方が、高さが高く、
    前記第１部品の前記第１主面から遠い側の表面および前記第２部品の前記第１主面から遠い側の表面は、前記封止樹脂から露出している、モジュール。
  2. 前記第１部品、前記第２部品、および前記封止樹脂を覆うように配置されたシールド膜を備え、前記第１部品および前記第２部品は前記シールド膜に接触している、請求項１に記載のモジュール。
  3. 放熱板を備え、前記第１部品および前記第２部品は前記放熱板に接触している、請求項１に記載のモジュール。
  4. 前記第１主面は、前記モジュールを他の部材に実装する際に前記他の部材の側を向く面である、請求項１に記載のモジュール。
  5. 前記配線基板は、前記第１主面の反対側に第２主面を有し、
    前記第２主面に第３部品が実装されている、請求項４に記載のモジュール。
  6. 前記第２部品と前記第１主面との間に、前記第１主面に実装された他の部品を備える、請求項１から５のいずれかに記載のモジュール。
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