WO2018135555A1 - モジュール - Google Patents
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- the present invention relates to a heat generating component mounted on a wiring board and a module having a structure for dissipating the generated heat.
- heat dissipation measures may be taken to prevent damage to the components due to heating.
- a module with such a heat dissipation measure for example, there is a semiconductor device 100 described in Patent Document 1 shown in FIG.
- the semiconductor device 100 includes a multilayer wiring substrate 101, conductive leads 102, and a circuit formation surface 103a and an anti-circuit formation surface 103b that are held on the semiconductor element mounting surface 101a of the multilayer wiring substrate 101 by the conductive leads 102.
- the semiconductor element 103 includes a conductive lead 102 and a resin 104 provided so as to cover the semiconductor element 103 except for the anti-circuit formation surface 103 b of the semiconductor element 103.
- the semiconductor device 100 has a structure in which the anti-circuit forming surface 103b of the semiconductor element 103 is exposed from the resin 104, and the air for cooling the semiconductor device is directly supplied to the semiconductor element 103. To come into contact.
- the heat dissipation effect of the semiconductor device 100 is improved.
- the number of bands used for communication is large, the amount of heat generated by the semiconductor element 103 increases, and the cooling performance of the semiconductor device 100 can be improved by simply exposing the anti-circuit formation surface 103b of the semiconductor element 103 from the resin 104. Not enough.
- Patent Document 1 describes a semiconductor device 120 shown in FIG. As shown in FIG. 11B, the semiconductor device 120 has a heat dissipation fin 121 joined to the anti-circuit formation surface 103 b of the semiconductor element 103.
- the fin 121 increases the surface area in direct contact with the air, thereby further improving the heat dissipation effect.
- the heat radiation fins 121 protrude from the resin 104.
- the fin 121 obstructs the suction pad used when the semiconductor device 120 is mounted on the mother substrate or the like, and thus it is difficult to stably mount the semiconductor device 120 on the mother substrate or the like.
- the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a module that can improve the heat dissipation effect and can be stably mounted on a mother board or the like.
- a module of the present invention includes a wiring board, a first component that generates heat mounted on one main surface of the wiring board, a second component mounted on the one main surface, A sealing resin layer that seals the first component and the second component without covering at least a portion of the surface opposite to the surface on which the first component is mounted; and the first component A heat dissipating part disposed on at least a part of the opposite surface, and the height of the highest position of the heat dissipating part on the basis of the one main surface is the highest of the surfaces of the sealing resin layer It is characterized by being below the height of the surface position.
- the heat dissipating effect is improved. Is planned.
- the heat radiation part does not protrude from the highest surface of the sealing resin layer by setting the height of the highest position of the heat radiation part below the height of the highest surface position of the surface of the sealing resin layer, The heat dissipating part does not interfere with the suction pad and can be stably mounted on a mother board or the like, and the module can be reduced in height.
- the material of the heat radiating portion may be metal. According to this configuration, the heat generated by the first component is quickly transmitted to the entire heat dissipating part, so that the heat dissipating effect can be further improved.
- the surface of the sealing resin layer, the portion of the at least part of the surface on the opposite side of the first component where the heat dissipating part is not disposed, the surface of the heat dissipating part, and the side surface of the wiring board A shield layer for covering may be further provided. According to this configuration, the surface area of the portion contributing to heat dissipation is further increased by the shield layer, so that the heat dissipation effect can be further improved.
- the heat dissipating part may have a columnar or plate-like structure. According to this structure, the specific example of the structure of a thermal radiation part can be provided.
- the surface area of the part contributing to heat dissipation is increased by the heat dissipating part disposed in the part of the opposite surface of the first component that is not covered with the sealing resin layer, so that the heat dissipating effect is improved. Is planned.
- the heat radiation part does not protrude from the highest surface of the sealing resin layer by setting the height of the highest position of the heat radiation part below the height of the highest surface position of the surface of the sealing resin layer, The heat dissipating part does not interfere with the suction pad and can be stably mounted on a mother board or the like, and the module can be reduced in height.
- FIG. (A) is an example of sectional drawing of the conventional module
- (b) is another example of sectional drawing of the conventional module.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the module 1 according to the first embodiment
- FIG. 2 is a plan view of the module 1 of FIG. 1 before shielding.
- the module 1 according to the first embodiment is mounted on, for example, a mother board of an electronic device that uses a high-frequency signal.
- the module 1 seals the wiring board 2, the first component 3 and the plurality of second components 4 mounted on the one main surface 2 a of the wiring substrate 2, the first component 3 and each second component 4.
- the heat dissipating part 6 arranged, the surface of the sealing resin layer 5, a part of the top surface 3 b of the first component 3, the shield layer 7 covering the surface of the heat dissipating part 6, and the mounting electrode 8 are provided.
- the wiring board 2 is formed of, for example, low temperature co-fired ceramics or glass epoxy resin.
- a plurality of land electrodes on which the first component 3 and each second component 4 are mounted are formed on one main surface 2a of the wiring board 2, and a plurality of mounting electrodes 8 are formed on the other main surface 2b.
- a plurality of ground electrodes, a plurality of types of wiring electrodes 9 and a plurality of via conductors are formed on the surface layer and the inner layer of the substrate 2.
- each ground electrode is formed, for example, so as to be exposed from the side surface of the wiring board 2.
- the mounting electrode 8 is configured by forming solder bumps on the external electrodes on the other main surface 2 b of the wiring board 2.
- each land electrode, each external electrode, each ground electrode, and each wiring electrode 9 are each formed of a metal generally adopted as an electrode such as Cu, Ag, or Al.
- Each via conductor is formed of a metal such as Ag or Cu.
- Each land electrode and each external electrode may be plated with Ni / Au.
- the first component 3 is a component that generates heat.
- Examples of the first component 3 include semiconductor elements such as ICs and power amplifiers and passive elements such as power inductors and transformers.
- Each second component 4 is a component that hardly generates heat. Examples of the second component 4 include an inductor, a capacitor, and a filter.
- the sealing resin layer 5 covers one main surface 2a of the wiring board 2 except the top surface 3b of the first component 3, and the first component 3 and each second component 4 mounted on the one main surface 2a.
- the top surface 3b of the first component 3 and the heat radiating portion 6 are not covered.
- the sealing resin layer 5 can be made of a general epoxy resin containing silica filler. In order to give the sealing resin layer 5 high thermal conductivity, an epoxy resin containing an alumina filler can be used for the sealing resin layer 5.
- Each heat dissipating part 6 is disposed on the top surface 3b of the first component 3 and has a substantially cylindrical shape. Further, the highest position of each heat radiation portion 6 with respect to the one main surface 2a of the wiring board 2 is the highest surface 5a among the surfaces opposite to the one main surface 2a of the sealing resin layer 5. It is lower than the position. In addition, after the formation of the shield layer 7, the height of the position of the shield layer 7 covering the highest part of each heat radiating part 6 is the highest of the sealing resin layer 5 with respect to the one main surface 2 a of the wiring substrate 2. It becomes below the height of the position of the shield layer 7 which covers the surface 5a. Moreover, each heat radiating part 6 is formed with materials with high heat conductivity, such as various metals and carbon materials.
- the highest surface 5a of the sealing resin layer 5 is around the top surface 3b of the first component 3 in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3. It exists in parts other than the top
- each heat radiating portion 6 may have another column shape such as a substantially rectangular parallelepiped shape other than the substantially columnar shape.
- the shield layer 7 includes the surface of the sealing resin layer 5 (exposed portion of the sealing resin layer 5 before shielding), the portion of the top surface 3b of the first component 3 where the heat dissipation portion 6 is not disposed, the heat dissipation portion 6 Is provided so as to cover the surface (exposed portion of the heat radiation part 6 before shielding) and the side surface of the wiring board 2.
- the shield layer 7 reduces unnecessary electromagnetic waves radiated from external devices from reaching the first component 3, each second component 4, each wiring electrode, etc. of the module 1, This is to reduce the leakage of unnecessary electromagnetic waves radiated from the second component 4 and each wiring electrode to the outside. Further, the shielding effect can be enhanced by the contact of the shield layer 7 with the ground electrode exposed from the side surface of the wiring board 2.
- the shield layer 7 can be formed, for example, in a multilayer structure having an adhesion layer, a conductive layer laminated on the adhesion layer, and a corrosion-resistant layer laminated on the conductive layer.
- the adhesion layer is provided in order to increase the adhesion strength between the conductive layer and the sealing resin layer 5 and can be formed of, for example, a metal such as SUS.
- the conductive layer is a layer that bears the substantial shielding function of the shield layer 7 and can be formed of any metal of Cu, Ag, and Al, for example.
- the corrosion resistant layer is provided to prevent the conductive layer from being corroded or scratched, and can be formed of, for example, SUS.
- Module manufacturing method Next, a method for manufacturing the module 1 will be described. In the first embodiment, after an assembly of a plurality of modules 1 is formed, the module 1 is manufactured by being separated into pieces.
- a plurality of land electrodes are formed on one main surface 2a, a plurality of external electrodes are formed on the other main surface 2b, and a plurality of ground electrodes, a plurality of types of wiring electrodes 9, and a plurality of ground electrodes are formed on the surface layer or the inner layer.
- An assembly of wiring boards 2 on which a plurality of via conductors and the like are formed is prepared.
- Each land electrode, each external electrode, each ground electrode, and each wiring electrode 9 can be formed by screen printing a conductive paste containing a metal such as Ag or Cu.
- Each via conductor can be formed by a well-known method after forming a via hole using a laser or the like.
- the first component 3 and the plurality of second components 4 are mounted on the one main surface 2a of the wiring board 2 using a known surface mounting technique. For example, solder is printed on a desired land electrode among the land electrodes of the wiring board 2, and the first component 3 and each second component 4 are formed on the corresponding land electrode among the land electrodes on which the solder is printed. After mounting the first component 3 and each second component 4, reflow processing is performed. Note that the assembly of the wiring boards 2 is cleaned as necessary after the reflow process.
- a sealing resin layer is formed on one main surface 2a of the wiring board 2 so as to cover the one main surface 2a of the wiring board 2 and the first component 3 and each second component 4 mounted on the one main surface 2a. 5 is formed.
- the sealing resin layer 5 for example, a transfer mold method, a compression mold method, a liquid resin method, a sheet resin method, or the like can be used.
- the sealing resin layer 5 can be made of a general epoxy resin containing silica filler.
- an epoxy resin containing an alumina filler can be used for the sealing resin layer 5.
- plasma cleaning of the wiring board 2 is performed as necessary. Further, main curing of the sealing resin layer 5 is performed as necessary.
- solder bumps are formed by screen-printing solder on the desired external electrodes of the wiring board 2, mounting solder balls, or plating. As a result, the mounting electrode 8 is formed.
- the resin of the part which covers the top surface 3b of the 1st component 3 among the sealing resin layers 5 is removed by laser irradiation, and the top surface 3b of the 1st component 3 is exposed.
- a UV laser, a CO 2 laser, a Green laser, or the like can be used as the laser.
- the heat radiating portion 6 is made of a material having high thermal conductivity such as various metals and carbon materials.
- An example of the formation of the heat radiating portion 6 is as follows.
- the ink containing metal nanoparticles is ejected to a desired portion of the top surface 3b of the first component 3 by the ink jet method, and the ink is stacked at least twice. Then, after the ink discharge is finished, the ink containing the metal nanoparticles is sintered by baking, and is cured as a substantially cylindrical heat dissipation portion 6.
- the number of times ink is ejected is based on the one main surface 2a of the wiring board 2, and the height of the highest surface 5a of the sealing resin layer 5 is the height of the highest position of each heat radiation portion 6 after curing. Is the number of times
- the particle diameter of the metal nanoparticles contained in the ink is desirably smaller than 500 nm. This is because if the thickness is larger than 500 nm, the firing temperature becomes high and the reliability of the first component 3 and the like mounted on the one main surface 2a of the wiring board 2 is lowered.
- the metal nanoparticle material is preferably at least one metal selected from a transition metal group such as Cu, Ni, Co, Ag, Pd, Rh, Ru, Au, Pt, and Ir.
- the selected metal may be used alone, as an alloy, or as a metal oxide.
- the ink has a viscosity that is substantially elliptical when ejected once. Increasing the viscosity of the ink makes it difficult for the ejected ink to spread out and each time the ink is ejected, the shape of the liquid bulb remains as an approximately elliptical sphere. And a substantially cylindrical shape having alternating narrow portions.
- the cross section of the heat radiating portion 6 (the surface parallel to the top surface 3b of the first component 3) has a substantially circular shape with a diameter of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m. The following is desirable.
- the firing is performed in an oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere depending on the type of metal nanoparticles and dispersant contained in the ink. For example, it is desirable to fire in an oxidizing atmosphere in order to eliminate the dispersant early, and when the metal nanoparticles contain an oxide, it is desirable to fire in a reducing atmosphere. Whether to fire in an oxidizing atmosphere or in a reducing atmosphere can be controlled by the type of gas that flows. For example, in the case of firing in an oxidizing atmosphere, air, an oxidizing gas, or the like may be introduced. In the case of firing in a reducing atmosphere, hydrogen gas or the like may be introduced.
- the module 1 is separated into pieces by dicer or laser processing.
- the shield is formed so as to cover the surface of the sealing resin layer 5, the portion of the top surface 3 b of the first component 3 where the heat dissipating part 6 is not disposed, the surface of the heat dissipating part 6, and the side surface of the wiring board 2.
- Layer 7 is formed.
- a sputtering method, a vapor deposition method, a paste coating method, or the like can be used.
- the shield layer 7 may be connected to the ground electrode of the wiring board 2.
- the module 1 is cleaned, printed, measured, visually inspected, packed and shipped.
- the heat dissipating part 6 by disposing the heat dissipating part 6 on the top surface 3b of the first component 3, the surface area of the part contributing to heat dissipating increases, so that the heat dissipating effect is improved. Furthermore, since the surface of the sealing resin layer 5, a part of the top surface 3b of the first component 3 and the surface of the heat radiating portion 6 are covered with the shield layer 7, the surface area of the portion contributing to heat radiation is further increased. The effect is further improved. Further, the heat generated from the first component 3 is used to dissipate heat from the heat radiation portion 6, the shield layer 7, the ground electrode connected to the shield layer 7, and the mounting electrode formed on the other main surface 2b of the module 1 connected to the ground electrode. 8 can be released to the mother board or the like. Moreover, since the heat dissipation effect of the module 1 is excellent, the load current amount of the first component 3 can be increased.
- the heat radiating portion 6 It does not protrude from the highest surface 5 a of the sealing resin layer 5, that is, the portion of the shield layer 7 that covers the highest portion of the heat radiating portion 6 protrudes from the portion of the shield layer 7 that covers the highest surface 5 a of the sealing resin layer 5. Disappear. For this reason, when the module 1 is mounted on a mother board or the like using the suction pad 20, as shown in FIG. 3, the heat radiating portion 6 does not interfere with the suction pad 20 and is stably mounted on the mother board or the like. Can do.
- the highest surface 5 a of the sealing resin layer 5 exists so as to surround the entire periphery of the top surface 3 b of the first component 3 in a plan view as viewed from a direction perpendicular to the top surface 3 b of the first component 3. Therefore, leakage at the time of suction by the suction pad 20 can be prevented.
- the material of the heat radiating portion 6 a material having high thermal conductivity such as various metals or carbon materials, the heat generated by the first component 3 is quickly transmitted to the entire heat radiating portion 6, so that the heat radiation effect is further improved. Is planned.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the module 1A according to the first modification.
- the sealing resin layer 31 is provided so as not to cover the region including the high temperature portion of the top surface 3b of the first component 3 and to cover the remaining region.
- the portion of the top surface 3b of the first component 3 that has a high temperature includes, for example, a power supply block and a power amplifier block included in the first component 3 in a plan view as viewed from a direction perpendicular to the top surface 3b. It is a part to do.
- the heat dissipating part 6 is disposed in a region including a portion of the top surface 3b of the first component 3 that becomes high temperature. Therefore, since the heat generated from the first component 3 is quickly conducted to the heat radiating portion 6, the module 1A can realize efficient heat radiation.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a module 1B according to the second modification.
- the sealing resin layer 32 includes the top surface 3b of the first component 3 and the peripheral portion of the top surface 3b in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3. It is formed by removing the resin. That is, the height of the position of the surface 5b of the peripheral part of the first component 3 of the sealing resin layer 32 is substantially the same as the height of the position of the top surface 3b of the first component 3 with the one main surface 2a of the wiring board 2 as a reference. It is the same.
- the module 1B since the distance from the surface of the shield layer 7 on the first component 3 side to the outer side surface of the shield layer 7 is shortened, the module 1B can realize efficient heat dissipation.
- FIG. 6A is a cross-sectional view of the module 1C according to the modified example 3
- FIG. 6B is a plan view of the module 1C of FIG. 6A before shielding.
- “right” used in the third modification refers to “right” in a plan view (paper surface in FIG. 6B) viewed from a direction perpendicular to the top surface of the module 1C.
- the first component 3 is located near the center of the right side on the one main surface 2 a of the wiring board 2 in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the one main surface 2 a of the wiring board 2.
- the first component 3 is close to a predetermined side of the one main surface 2a on the one main surface 2a of the wiring board 2 (in the third modification, “the right side of the one main surface 2a” corresponds).
- the predetermined side of the one main surface 2a on the one main surface 2a of the wiring board 2
- the third modification “the right side of the one main surface 2a” corresponds
- the sealing resin layer 33 includes the top surface 3b of the first component 3 and the peripheral portion of the top surface 3b in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3. This is formed by removing the resin in the peripheral portion on the right side of the. More specifically, in the sealing resin layer 33, the resin on the top surface 3b of the first component 3 is removed, and the predetermined side of the main surface 2a and the predetermined side of the top surface 3b are opposed to each other. In the first part between the sides (in the third modification, “the right peripheral part of the peripheral part of the top surface 3b” corresponds), the surface of the sealing resin layer 33 in the first part is the top surface 3b.
- the height of the position of the surface 5 c of the right peripheral portion of the peripheral portions of the first component 3 of the sealing resin layer 33 with respect to the one main surface 2 a of the wiring board 2 is the top surface of the first component 3.
- the height of the position 3b is substantially the same. More specifically, the height of the surface of the sealing resin layer 33 on the side opposite to the surface facing the one main surface 2a of the first portion is substantially the same as the height of the top surface 3b of the first component 3. It is the same.
- the highest surface 5a of the sealing resin layer 33 is around the top surface 3b of the first component 3 in a plan view as viewed from a direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3. It exists so as to surround the circumference except for the right side. More specifically, the highest surface 5a of the sealing resin layer 33 is a side facing the predetermined side in the periphery of the top surface 3b of the first component 3 (in the third modification, “the first component 3 The right side of the top surface 3b "is present so as to surround the periphery except for the corresponding). Therefore, when the module 1C is mounted on the mother board or the like, the heat radiating portion 6 can be stably and surely mounted on the mother board or the like by using the suction pad. Moreover, since it is close to the ground electrode to which the shield layer 7 is connected, the heat dissipation path can be shortened. Therefore, the further improvement of the heat dissipation effect is achieved.
- FIG. 7 is a plan view of the module 1D according to the modified example 4 before shielding. Note that “left”, “right”, “upper”, and “lower” used in the modification 4 are “left” in a plan view (paper surface in FIG. 7) viewed from a direction perpendicular to the top surface of the module 1D. “Right”, “upper”, “lower”.
- the first component 3 is located near the lower right end on the one main surface 2a of the wiring board 2 in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the one main surface 2a of the wiring board 2. Has been placed.
- the first component 3 has a predetermined side of the one main surface 2a on the one main surface 2a of the wiring board 2 (in the modified example 4, “right side of the one main surface 2a”) and the first component 3 Of the two sides that are close to one side of the two sides that are continuous to the predetermined side (in the fourth modification, “the lower side of the one main surface 2a” corresponds) and that are continuous to the predetermined side
- the other side in the fourth modification, “the upper side of the one main surface 2a” corresponds) is disposed in a portion that is not close to the other side.
- the sealing resin layer 34 includes the top surface 3b of the first component 3 and the peripheral portion of the top surface 3b in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3.
- the resin is formed by removing the resin in the right peripheral portion and the lower peripheral portion. More specifically, in the sealing resin layer 34, the resin on the top surface 3b of the first component 3 is removed, and the predetermined side of the main surface 2a and the predetermined side of the top surface 3b are opposed to each other.
- the first part between the side, the second part between the one side of the one main surface 2a and the side opposite to the one side of the top surface 3b, the one main surface of the first part A third portion between the side opposite to the one side of 2a and the one side (in the fourth modification, “the right side peripheral portion and the lower side peripheral portion of the peripheral portion of the top surface 3b; ”Corresponds to the first portion, the second portion, and the third portion), the surface of the sealing resin layer 34 in each of the first portion, the second portion, and the third portion is the top surface 3b. It is formed by removing the resin so as to be in substantially the same plane.
- the height is substantially the same as the height of the position of the top surface 3 b of the first component 3.
- the height of the position of the surface opposite to the one main surface 2a of each of the first portion, the second portion, and the third portion of the sealing resin layer 34 is the first height.
- the height of the position of the top surface 3b of one component 3 is substantially the same.
- the highest surface 5a of the sealing resin layer 34 is formed around the top surface 3b of the first component 3 in a plan view as viewed from a direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3. It exists so as to surround the left side and the upper side. More specifically, the highest surface 5a of the sealing resin layer 34 is a side opposite to the side corresponding to the predetermined side in the periphery of the top surface 3b of the first component 3 (in Modification 4, The left side of the top surface 3b of the first component 3 corresponds)) and the side opposite to the side corresponding to the one side described above (in the fourth modification, the “upper side of the top surface 3b of the first component 3” ”Around the corresponding).
- the heat dissipating part 6 can be stably and surely mounted on the mother board or the like using the suction pad. Moreover, since it is close to the ground electrode to which the shield layer 7 is connected, the heat dissipation path can be shortened. Therefore, the further improvement of the heat dissipation effect is achieved.
- FIGS. 8 is a cross-sectional view of the module 50 according to the second embodiment
- FIG. 9 is a plan view of the module 50 of FIG. 8 before shielding.
- the module 50 according to the second embodiment is different from the module 1 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 in that the shape of the heat radiating part 51 is columnar as shown in FIGS. The point is that it has a plate shape. Since other configurations are the same as those of the module 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted by giving the same reference numerals.
- Each heat radiation part 51 is arrange
- the highest position of each heat radiating portion 51 with respect to the one main surface 2a of the wiring board 2 is the highest surface 5a among the surfaces opposite to the one main surface 2a of the sealing resin layer 5. It is lower than the position.
- the height of the position of the shield layer 7 that covers the highest portion of each heat radiating portion 51 is the highest of the sealing resin layer 5 with respect to the one main surface 2 a of the wiring substrate 2. It becomes below the height of the position of the shield layer 7 which covers the surface 5a.
- each heat radiation part 51 is formed with materials with high heat conductivity, such as various metals and carbon materials.
- the highest surface 5a of the sealing resin layer 5 is around the top surface 3b of the first component 3 in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the top surface 3b of the first component 3. It exists in parts other than the top
- the five heat radiating portions 51 are arranged side by side, but the arrangement pattern and number are not limited to this.
- Module manufacturing method Next, a method for manufacturing the module 50 will be described.
- the modules 50 are manufactured by being separated into pieces.
- the heat radiating portion 51 is made of a material having high thermal conductivity such as various metals and carbon materials.
- An example of the formation of the heat radiation part 51 is as follows.
- thermosetting adhesive is applied to a desired portion of the top surface 3b of the first component 3.
- heat conductivity can be made favorable by using the adhesive agent containing a metal filler for a thermosetting adhesive agent.
- thermosetting adhesive After applying the thermosetting adhesive, a metal plate is mounted as the heat radiation part 51 on the applied thermosetting adhesive.
- the height of the highest position of each heat radiating portion 51 is the sealing resin layer 5 on the basis of the one main surface 2a of the wiring board 2.
- the height is set to be equal to or lower than the height of the highest surface 5a.
- Cu, Al, SUS, brass, or the like can be used as the material for the metal plate.
- each step after the step of separating the module 50 is performed.
- FIG. 10A is a plan view of the module 50A according to the first modification before shielding.
- the heat radiating portion 55 disposed on the top surface 3 b of the first component 3 has a honeycomb structure.
- FIG.10 (b) is a top view before the shield of the module 50B which concerns on the modification 2. As shown in FIG.
- a plurality of first components 3 and a plurality of second components 4 are mounted on one main surface 2a of the wiring board 2.
- the top surface 3b of each first component 3 is not covered with the sealing resin layer 5 like the module 1 according to the first embodiment.
- a columnar heat radiation portion 6 and a plate-shaped heat radiation portion 51 are mixedly disposed on the top surface 3b of one of the plurality of first components 3.
- a heat radiating portion 55 having a honeycomb structure is disposed on the top surface 3 b of the other first component 3 among the plurality of first components 3.
- the highest surface 5a of the sealing resin layer 5 surrounds the periphery of the top surface 3b of each first component 3 in a plan view as viewed from a direction perpendicular to the top surface 3b of each first component 3. It exists in parts other than the top
- the plate-like heat radiating portion 51 and the honeycomb-shaped heat radiating portion 55 can be formed by using the method of ejecting the ink described in the first embodiment by the ink jet method.
- the columnar heat radiation part 6 is similar to the heat radiation part 51 of the second embodiment, in which a thermosetting adhesive is applied to a desired portion of the top surface 3b of the first component 3, and a columnar bar is disposed thereon. It can be formed by mounting.
- the present invention can be applied to a module in which a component that generates heat is mounted on a wiring board and has a heat dissipation structure.
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Abstract
発熱効果の向上が図られるとともに、マザー基板等へ安定して実装できるモジュールを提供する。 モジュール1は、配線基板2の一方主面2aに実装された発熱する第1部品3と、配線基板2の一方主面2aに実装された第2部品4と、第1部品3の天面3bを被覆しないように第1部品3および第2部品4を封止する封止樹脂層5と、第1部品3の天面3bに配置された放熱部6とを備え、一方主面2aを基準として、放熱部6の最も高い位置の高さは、封止樹脂層5の一方主面2aと対向する面と反対側の面のうちの最も高い面5aの位置の高さ以下である。
Description
本発明は、配線基板に実装された発熱する部品と、発熱した熱を放熱するための構造を有するモジュールに関する。
配線基板に発熱する部品が実装されたモジュールでは、加熱による部品の損傷を防ぐために、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11(a)に示す特許文献1に記載の半導体装置100がある。
半導体装置100は、積層配線基板101と、導電性リード102と、導電性リード102によって積層配線基板101の半導体素子搭載面101aに保持されている、回路形成面103aおよび反回路形成面103bを有する半導体素子103と、半導体素子103の反回路形成面103bを除いて、導電性リード102および半導体素子103を被覆するように設けられた樹脂104とを有する。図11(a)に示すように、半導体装置100においては、半導体素子103の反回路形成面103bが樹脂104から露出している構造となっており、半導体装置冷却用の空気が直接半導体素子103と接触するようになっている。これにより、半導体装置100の放熱効果の向上を図っている。しかしながら、例えば通信に用いるバンドの数が多い場合には、半導体素子103の発熱量が大きくなり、半導体素子103の反回路形成面103bを樹脂104から露出させただけでは半導体装置100の冷却性能は十分ではない。
また、特許文献1には図11(b)に示す半導体装置120が記載されている。半導体装置120は、図11(b)に示すように、半導体素子103の反回路形成面103bに放熱用のフィン121を接合したものである。このフィン121により空気に直接接触する表面積を増大させ、これにより放熱効果の更なる向上を図っている。
しかしながら、上記した半導体装置120では、放熱用のフィン121が樹脂104より突出している。このような構造では、フィン121が半導体装置120をマザー基板等に実装する際に用いる吸引パッドの邪魔になるため、半導体装置120のマザー基板等への安定した実装が困難になる。
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、放熱効果の向上が図られるとともに、マザー基板等に安定して実装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。
上記した目的を達成するために、本発明のモジュールは、配線基板と、前記配線基板の一方主面に実装された発熱する第1部品と、前記一方主面に実装された第2部品と、前記第1部品の実装される側の面と反対側の面の少なくとも一部を被覆せず、当該第1部品および前記第2部品を封止する封止樹脂層と、前記第1部品の前記反対側の面の少なくとも一部に配置された放熱部とを備え、前記一方主面を基準として、前記放熱部の最も高い位置の高さは、前記封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下であることを特徴としている。
この構成によれば、第1部品の反対側の面のうちの封止樹脂層により被覆されていない部分に配置された放熱部により放熱に寄与する部分の表面積が増大するため、放熱効果の向上が図られる。また、放熱部の最も高い位置の高さを封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下とすることにより放熱部が封止樹脂層の最も高い面より突出しなくなるため、放熱部が吸引パッドの邪魔にならずマザー基板等に安定して実装することができるとともに、モジュールの低背化を実現することができる。
また、前記放熱部の材質は金属であるとしてもよい。この構成によれば、第1部品が発する熱が放熱部全体に速やかに伝わるため、放熱効果の更なる向上が図られる。
また、前記封止樹脂層の表面、前記第1部品の前記反対側の面の前記少なくとも一部のうちの前記放熱部が配置されていない部分、前記放熱部の表面および前記配線基板の側面を被覆するシールド層をさらに備えるとしてもよい。この構成によれば、シールド層により放熱に寄与する部分の表面積がさらに増大するため、放熱効果の更なる向上が図られる。
また、前記放熱部は柱状または板状の構造を有するとしてもよい。この構成によれば、放熱部の構造の具体例を提供することができる。
本発明によれば、第1部品の反対側の面のうちの封止樹脂層により被覆されていない部分に配置された放熱部により放熱に寄与する部分の表面積が増大するため、放熱効果の向上が図られる。また、放熱部の最も高い位置の高さを封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下とすることにより放熱部が封止樹脂層の最も高い面より突出しなくなるため、放熱部が吸引パッドの邪魔にならずマザー基板等に安定して実装することができるとともに、モジュールの低背化を実現することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1について図1および図2を参照して説明する。なお、図1は第1実施形態に係るモジュール1の断面図であり、図2は図1のモジュール1のシールド前の平面図である。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1について図1および図2を参照して説明する。なお、図1は第1実施形態に係るモジュール1の断面図であり、図2は図1のモジュール1のシールド前の平面図である。
第1実施形態に係るモジュール1は、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ものである。モジュール1は、配線基板2と、配線基板2の一方主面2aに実装された第1部品3および複数の第2部品4と、第1部品3および各第2部品4などを封止する封止樹脂層5と、第1部品3の一方主面2aと対向する面(第1部品3の実装される側の面)3aと反対側の面(以下、「天面」という。)3bに配置された放熱部6と、封止樹脂層5の表面、第1部品3の天面3bの一部および放熱部6の表面を被覆するシールド層7と、実装電極8とを備える。
配線基板2は、例えば、低温同時焼成セラミックスやガラスエポキシ樹脂などで形成される。配線基板2の一方主面2aには第1部品3および各第2部品4のそれぞれが実装される複数のランド電極が形成され、他方主面2bには複数の実装電極8が形成され、配線基板2の表層および内層には複数のグランド電極、複数種類の配線電極9、および複数のビア導体が形成されている。ここで、各グランド電極は、例えば、配線基板2の側面から露出するように形成されている。また、配線基板2の他方主面2bの外部電極に半田バンプが形成されることによって実装電極8が構成されている。
また、各ランド電極、各外部電極、各グランド電極、および各配線電極9は、それぞれ、CuやAg、Al等の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、各ビア導体は、AgやCu等の金属で形成されている。なお、各ランド電極および各外部電極には、Ni/Auめっきがそれぞれ施されていてもよい。
第1部品3は発熱する部品であり、第1部品3として、例えば、IC、パワーアンプなどの半導体素子と、パワーインダクタやトランスなどの受動素子が挙げられる。また、各第2部品4はほとんど発熱しない部品であり、第2部品4として、例えば、インダクタ、コンデンサ、フィルタなどが挙げられる。
封止樹脂層5は、第1部品3の天面3bを除いて配線基板2の一方主面2aとこの一方主面2aに実装された第1部品3および各第2部品4を被覆するように設けられており、第1部品3の天面3bおよび放熱部6を被覆していない。また、封止樹脂層5に、一般的なシリカフィラー入りのエポキシ樹脂を用いることができる。なお、封止樹脂層5に高い熱伝導性を持たせるために、アルミナフィラー入りのエポキシ樹脂を封止樹脂層5に用いることもできる。
各放熱部6は、第1部品3の天面3bに配置されており、略円柱状をしている。また、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部6の最も高い位置は、封止樹脂層5の一方主面2aと対向する面と反対側の面のうちの最も高い面5aの位置より低くなっている。なお、シールド層7の形成後において、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部6の最も高い部分を覆うシールド層7の位置の高さは、封止樹脂層5の最も高い面5aを覆うシールド層7の位置の高さ以下となる。また、各放熱部6は、各種金属、カーボン材料などの熱伝導の高い材料で形成されている。なお、この第1実施形態では、封止樹脂層5の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲全てを取り囲むように第1部品3の天面3b以外の部分に存在する。
なお、第1実施形態では、15個の放熱部6が3行5列のマトリックス状に配置されているが、配置パターンや数はこれに限定されるものではない。また、各放熱部6は略円柱状以外の略直方体状などの他の柱状であってもよい。
シールド層7は、封止樹脂層5の表面(シールド前の封止樹脂層5の露出部分)、第1部品3の天面3bのうちの放熱部6が配置されていない部分、放熱部6の表面(シールド前の放熱部6の露出部分)および配線基板2の側面を被覆するように設けられている。シールド層7は、外部機器から放射される不要電磁波がモジュール1の第1部品3、各第2部品4および各配線電極等へ到来することを低減したり、モジュール1の第1部品3、各第2部品4および各配線電極等から放射される不要電磁波が外部へ漏洩することを低減したりするためのものである。また、シールド層7が配線基板2の側面から露出しているグランド電極と接触することで、シールド効果を上げることができる。
シールド層7は、例えば、密着層と、密着層に積層された導電層と、導電層に積層された耐食層とを有する多層構造で形成することができる。密着層は、導電層と封止樹脂層5等との密着強度を高めるために設けられるものであり、例えば、SUSなどの金属で形成することができる。導電層は、シールド層7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。耐食層は、導電層が腐食したり、傷が付いたりするのを防止するために設けられるものであり、例えば、SUSで形成することができる。
(モジュールの製造方法)
次に、モジュール1の製造方法について説明する。この第1実施形態では、複数のモジュール1の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール1が製造される。
次に、モジュール1の製造方法について説明する。この第1実施形態では、複数のモジュール1の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール1が製造される。
まず、一方主面2aに複数のランド電極が形成され、他方主面2bに複数の外部電極が形成されるとともに、表層または内層に複数のグランド電極、複数種類の配線電極9、複数のグランド電極および複数のビア導体等が形成された配線基板2の集合体を用意する。各ランド電極、各外部電極、各グランド電極、および各配線電極9については、Ag、Cu等の金属を含有する導電性ペーストをスクリーン印刷するなどしてそれぞれ形成することができる。また、各ビア導体については、レーザ等を用いてビアホールを形成した後、周知の方法により形成することができる。
次に、配線基板2の一方主面2aに、周知の表面実装技術を用いて第1部品3および複数の第2部品4を実装する。例えば、配線基板2のランド電極のうち所望のランド電極上に半田を印刷しておき、半田が印刷されているランド電極のうちの対応するランド電極上に第1部品3および各第2部品4を実装し、第1部品3および各第2部品4を実装した後、リフロー処理を行う。なお、リフロー処理後に必要に応じて配線基板2の集合体の洗浄を行う。
次に、配線基板2の一方主面2aおよびこの一方主面2aに実装された第1部品3および各第2部品4を被覆するように、配線基板2の一方主面2aに封止樹脂層5を形成する。封止樹脂層5の形成に、例えば、トランスファーモールド方式、コンプレッションモールド方式、液状樹脂工法、シート樹脂工法等を用いることができる。ここで、封止樹脂層5に、一般的なシリカフィラー入りのエポキシ樹脂を用いることができる。なお、封止樹脂層5に高い熱伝導性を持たせるために、アルミナフィラー入りのエポキシ樹脂を封止樹脂層5に用いることもできる。なお、封止樹脂層5の形成前に、必要に応じて配線基板2のプラズマ洗浄を行う。また、必要に応じて封止樹脂層5の本硬化を行う。
必要に応じて、配線基板2の所望の外部電極上に半田をスクリーン印刷したり、半田ボールを実装したり、めっき形成したりすることによって半田バンプを形成する。これによって実装電極8が形成される。
次に、封止樹脂層5のうち、第1部品3の天面3bを被覆する部分の樹脂をレーザ照射により除去し、第1部品3の天面3bを露出させる。ここで、レーザとして、例えば、UVレーザ、CO2レーザ、Greenレーザなどを使用することができる。
次に、第1部品3の天面3bに複数の放熱部6を形成する。この放熱部6には、各種金属およびカーボン材料等の熱伝導性の高い材料が用いられる。この放熱部6の形成の一例は以下の通りである。
第1部品3の天面3bのうち所望の箇所に、金属ナノ粒子を含有したインクをインクジェット法により吐出し、この吐出を少なくとも2回以上行ってインクを積み重ねる。そして、インクの吐出終了後に焼成により金属ナノ粒子を含有したインクを焼結させ、略円柱状をした放熱部6として硬化させる。ただし、インクの吐出回数は、配線基板2の一方主面2aを基準として、硬化後の各放熱部6の最も高い位置の高さが封止樹脂層5の最も高い面5aの位置の高さ以下になる回数である。
また、インクに含有される金属ナノ粒子の粒子径は500nmより小さいことが望ましい。500nmより大きい場合、焼成温度が高くなり、配線基板2の一方主面2aに実装されている第1部品3等などの信頼性が低下するからである。
また、金属ナノ粒子の材料としては、Cu、Ni、Co、Ag、Pd、Rh、Ru、Au、Pt、Ir等の遷移金属群の中から選択した少なくとも1種類の金属とすることが望ましい。また、選択した金属を単体で用いても良いし、合金として用いても良いし、金属の酸化物として用いても良い。
インクは1回吐出された状態で略楕円球状となる粘度を有することが望ましい。インクの粘度を高くしておくことにより吐出されたインクが濡れ広がりにくくなり、インクが吐出される都度、液球の形状が略楕円球状となって残留するため、放熱部6は幅が広い部分と狭い部分とを交互に有する略円柱状となる。なお、吐出されたインクが均等に濡れ広がると仮定した場合、放熱部6の横断面(第1部品3の天面3bと水平な面)の形状は略円形状となり、その径は50μm以上300μm以下であることが望ましい。放熱部6の径が小さすぎると、硬化時の収縮でヒビが入る可能性があるからである。一方、径が大きすぎると、第1部品3の天面3bに形成することができる放熱部6の数が少なくなって第1部品3の天面3bに配置可能な複数の放熱部6全体での表面積が小さくなるからである。
なお、焼成は、インクに含まれている金属ナノ粒子および分散剤の種類により、酸化雰囲気中または還元雰囲気中で行う。例えば、分散剤を早期に消失させるためには酸化雰囲気中で焼成することが望ましく、金属ナノ粒子に酸化物が含まれる場合には還元雰囲気中で焼成することが望ましい。酸化雰囲気中で焼成するか、還元雰囲気中で焼成するかは、流入させるガスの種類により制御することができる。例えば、酸化雰囲気中で焼成する場合には、空気、酸化ガス等を流入させれば良く、還元雰囲気中で焼成する場合には、水素ガス等を流入させれば良い。
放熱部6が第1部品3の天面3bに形成された後、ダイサーまたはレーザ加工により、モジュール1を個片化する。
次に、封止樹脂層5の表面、第1部品3の天面3bのうちの放熱部6が配置されていない部分、放熱部6の表面および配線基板2の側面を被覆するように、シールド層7を形成する。シールド層7の形成に、例えば、スパッタ方式、蒸着方式、ペースト塗布方式等を用いることができる。シールド層7は配線基板2のグランド電極と接続してもよい。
なお、必要に応じて、モジュール1の洗浄、印字、測定、外観検査、梱包を行い出荷する。
上記した第1実施形態によれば、第1部品3の天面3bに放熱部6を配置することにより、放熱に寄与する部分の表面積が増大するため、放熱効果の向上が図られる。さらに、封止樹脂層5の表面、第1部品3の天面3bの一部および放熱部6の表面をシールド層7により覆うことにより、放熱に寄与する部分の表面積がさらに増大するため、放熱効果の更なる向上が図られる。また、第1部品3から発せられた熱を、放熱部6、シールド層7、シールド層7に接続されたグランド電極、グランド電極に接続されたモジュール1の他方主面2bに形成された実装電極8を介してマザー基板等に逃がすがことができる。また、モジュール1の放熱効果が優れているので、第1部品3の負荷電流量を大きくすることができる。
また、配線基板2の一方主面2aを基準として、放熱部6の最も高い位置の高さを封止樹脂層5の最も高い面5aの位置の高さ以下とすることにより、放熱部6が封止樹脂層5の最も高い面5aより突出しなくなる、つまり、放熱部6の最も高い部分を覆うシールド層7の部分が封止樹脂層5の最も高い面5aを覆うシールド層7の部分より突出しなくなる。このため、吸引パッド20を用いてモジュール1をマザー基板等に実装する際に、図3に示すように、放熱部6が吸引パッド20の邪魔にならずマザー基板等に安定して実装することができる。また、封止樹脂層5の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲全てを取り囲むように存在するため、吸引パッド20による吸引時のリークを防止することができる。
また、放熱部6の材質を各種金属またはカーボン材料などの熱伝導率の高い材料とすることにより、第1部品3が発する熱が放熱部6全体に速やかに伝わるため、放熱効果の更なる向上が図られる。
<変形例1>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例1について図4を参照して説明する。なお、図4は変形例1に係るモジュール1Aの断面図である。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例1について図4を参照して説明する。なお、図4は変形例1に係るモジュール1Aの断面図である。
変形例1に係るモジュール1Aでは、封止樹脂層31は、第1部品3の天面3bのうち、高温になる部分を含む領域を被覆せず、残りの領域を被覆するように設けられている。ここで、第1部品3の天面3bのうちの高温になる部分は、天面3bに垂直な方向から見た平面視において、例えば、第1部品3が備える電源ブロックおよびパワーアンプブロックが存在する部分である。
モジュール1Aにおいて、放熱部6は第1部品3の天面3bのうちの高温になる部分を含む領域に配置される。これにより、第1部品3から発せられる熱が放熱部6に速やかに伝導することになるため、モジュール1Aは効率的な放熱を実現することができる。
<変形例2>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例2について図5を参照して説明する。なお、図5は変形例2に係るモジュール1Bの断面図である。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例2について図5を参照して説明する。なお、図5は変形例2に係るモジュール1Bの断面図である。
変形例2におけるモジュール1Bでは、封止樹脂層32は、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bおよびその天面3bの周辺部分の樹脂が除去されることにより形成されている。つまり、配線基板2の一方主面2aを基準として、封止樹脂層32の第1部品3の周辺部分の面5bの位置の高さが第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。
モジュール1Bでは、シールド層7の第1部品3側の面からシールド層7の外側の側面までの距離が短くなるので、モジュール1Bは効率的な放熱を実現することができる。
<変形例3>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例3について図6を参照して説明する。なお、図6(a)は変形例3に係るモジュール1Cの断面図であり、図6(b)は図6(a)のモジュール1Cのシールド前の平面図である。なお、変形例3において用いる「右」は、モジュール1Cの天面に垂直な方向から見た平面視(図6(b)の紙面)での「右」を指す。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例3について図6を参照して説明する。なお、図6(a)は変形例3に係るモジュール1Cの断面図であり、図6(b)は図6(a)のモジュール1Cのシールド前の平面図である。なお、変形例3において用いる「右」は、モジュール1Cの天面に垂直な方向から見た平面視(図6(b)の紙面)での「右」を指す。
変形例3におけるモジュール1Cでは、第1部品3が、配線基板2の一方主面2aに垂直な方向から見た平面視において、配線基板2の一方主面2a上の右側中央の端部付近に配置されている。さらに記載すると、第1部品3は、配線基板2の一方主面2a上に、当該一方主面2aの所定の辺(変形例3では「一方主面2aの右側の辺」が該当)に近接し、かつ、当該所定の辺と連続する2辺(変形例3では「一方主面2aの上側の辺」、「一方主面2aの下側の辺」が該当)のそれぞれに近接しない部分に配置されている。また、モジュール1Cでは、封止樹脂層33は、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bおよびその天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分の樹脂が除去されることにより形成されている。さらに記載すると、封止樹脂層33は、第1部品3の天面3b上の樹脂が除去されるとともに、一方主面2aの上記の所定の辺と天面3bの当該所定の辺と対向する辺との間の第1の部分(変形例3では「天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分」が該当)において当該第1の部分における封止樹脂層33の面が天面3bと略同一平面となるように樹脂が除去されることにより形成されている。つまり、配線基板2の一方主面2aを基準として、封止樹脂層33の第1部品3の周辺部分のうちの右側の周辺部分の面5cの位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。さらに記載すると、封止樹脂層33の上記の第1の部分の一方主面2aと対向する面と反対側の面の位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。なお、この変形例3では、封止樹脂層33の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲のうちの右側を除く周囲を取り囲むように存在する。さらに記載すると、封止樹脂層33の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bの周囲のうちの上記の所定の辺と対向する辺(変形例3では、「第1部品3の天面3bの右側の辺」が該当)を除く周囲を取り囲むように存在する。このため、放熱部6がモジュール1Cのマザー基板等への実装に際して吸引パッドを利用して、マザー基板等に安定して確実に実装することができる。また、シールド層7が接続されるグランド電極と近いため、放熱経路を短くすることができる。よって、更なる放熱効果の向上が図られる。
<変形例4>
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例4について図7を参照して説明する。なお、図7は変形例4に係るモジュール1Dのシールド前の平面図である。なお、変形例4において用いる「左」、「右」、「上」、「下」は、モジュール1Dの天面に垂直な方向から見た平面視(図7の紙面)での「左」、「右」、「上」、「下」を指す。
本発明の第1実施形態に係るモジュール1の変形例4について図7を参照して説明する。なお、図7は変形例4に係るモジュール1Dのシールド前の平面図である。なお、変形例4において用いる「左」、「右」、「上」、「下」は、モジュール1Dの天面に垂直な方向から見た平面視(図7の紙面)での「左」、「右」、「上」、「下」を指す。
変形例4におけるモジュール1Dでは、第1部品3が、配線基板2の一方主面2aに垂直な方向から見た平面視において、配線基板2の一方主面2a上の右下の端部付近に配置されている。さらに記載すると、第1部品3は、配線基板2の一方主面2a上に、当該一方主面2aの所定の辺(変形例4では「一方主面2aの右側の辺」が該当)および当該所定の辺に連続する2辺のうちの一方の辺(変形例4では「一方主面2aの下側の辺」が該当)に近接し、かつ、当該所定の辺に連続する2辺のうちの他方の辺(変形例4では「一方主面2aの上側の辺」が該当)に近接しない部分に配置されている。また、モジュール1Dでは、封止樹脂層34は、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bおよびその天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分および下側の周辺部分の樹脂が除去されることにより形成されている。さらに記載すると、封止樹脂層34は、第1部品3の天面3b上の樹脂が除去されるとともに、一方主面2aの上記の所定の辺と天面3bの当該所定の辺と対向する辺との間の第1の部分、一方主面2aの上記の一方の辺と天面3bの当該一方の辺と対向する辺との間の第2の部分、第1の部分の一方主面2aの上記の一方の辺と対向する辺と当該一方の辺との間の第3の部分(変形例4では、「天面3bの周辺部分のうちの右側の周辺部分および下側の周辺部分」が第1の部分、第2の部分、および第3の部分に該当)において第1の部分、第2の部分、および第3の部分それぞれにおける封止樹脂層34の面が天面3bと略同一平面となるように樹脂が除去されることにより形成されている。つまり、配線基板2の一方主面2aを基準として、封止樹脂層34の第1部品3の周辺部分のうちの右側の周辺部分および下側の周辺部分を囲む周辺部分の面5dの位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。さらに記載すると、封止樹脂層34の上記の第1の部分、第2の部分、および第3の部分のそれぞれの一方主面2aと対向する面と反対側の面の位置の高さは第1部品3の天面3bの位置の高さと略同じになっている。なお、この変形例4では、封止樹脂層34の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲のうちの左側および上側の周囲を取り囲むように存在する。さらに記載すると、封止樹脂層34の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bの周囲のうちの上記の所定の辺と対応する辺と反対側の辺(変形例4では、「第1部品3の天面3bの左側の辺」が該当)および上記の一方の辺と対応する辺と反対側の辺(変形例4では、「第1部品3の天面3bの上側の辺」が該当)を取り囲むように存在する。このため、放熱部6がモジュール1Dのマザー基板等への実装に際して吸引パッドを利用して、マザー基板等に安定して確実に実装することができる。また、シールド層7が接続されるグランド電極と近いため、放熱経路を短くすることができる。よって、更なる放熱効果の向上が図られる。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係るモジュール50について図8および図9を参照して説明する。なお、図8は第2実施形態に係るモジュール50の断面図であり、図9は図8のモジュール50のシールド前の平面図である。
本発明の第2実施形態に係るモジュール50について図8および図9を参照して説明する。なお、図8は第2実施形態に係るモジュール50の断面図であり、図9は図8のモジュール50のシールド前の平面図である。
第2実施形態に係るモジュール50が図1および図2を用いて説明した第1実施形態に係るモジュール1と異なる点は、図8および図9に示すように、放熱部51の形状が柱状ではなく板状をしている点である。その他の構成は第1実施形態に係るモジュール1と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。
各放熱部51は、第1部品3の天面3bに配置されており、略板状をしている。また、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部51の最も高い位置は、封止樹脂層5の一方主面2aと対向する面と反対側の面のうちの最も高い面5aの位置より低くなっている。なお、シールド層7の形成後において、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部51の最も高い部分を覆うシールド層7の位置の高さは、封止樹脂層5の最も高い面5aを覆うシールド層7の位置の高さ以下となる。また、各放熱部51は、各種金属、カーボン材料などの熱伝導の高い材料で形成されている。なお、この第2実施形態では、封止樹脂層5の最も高い面5aは、第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、第1部品3の天面3bの周囲全てを取り囲むように第1部品3の天面3b以外の部分に存在する。
なお、第2実施形態では、5個の放熱部51が並んで配置されているが、配置パターンや数はこれに限定されるものではない。
(モジュールの製造方法)
次に、モジュール50の製造方法について説明する。この第2実施形態では、複数のモジュール50の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール50が製造される。
次に、モジュール50の製造方法について説明する。この第2実施形態では、複数のモジュール50の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール50が製造される。
第1実施形態に係るモジュール1の製造方法と同様に、配線基板2の集合体を用意する工程から、封止樹脂層5の第1部品3の天面3bを覆う部分を除去する工程までの各工程を行う。
次に、第1部品3の天面3bに複数の放熱部51を形成する。この放熱部51には、各種金属およびカーボン材料等の熱伝導性の高い材料が用いられる。この放熱部51の形成の一例は以下の通りである。
第1部品3の天面3bのうち所望の箇所に熱硬化性接着剤を塗布する。なお、熱硬化性接着剤に金属フィラーを含む接着剤を用いることにより熱伝導性を良好にすることができる。
熱硬化性接着剤を塗布した後、塗布した熱硬化性接着剤上に放熱部51として金属製の板を実装する。金属製の板からなる各放熱部51を接着剤上に実装した状態において、配線基板2の一方主面2aを基準として、各放熱部51の最も高い位置の高さが封止樹脂層5の最も高い面5aの位置の高さ以下にする。ただし、金属製の板の材料として、Cu、Al、SUS、真鍮等を用いることができる。
第1実施形態に係るモジュール1の製造方法と同様に、モジュール50を個片化する工程以降の各工程を行う。
上記した第2実施形態に係るモジュール50によれば、第1実施形態に係るモジュール1と同様の効果が得られる。
<変形例1>
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例1について図10(a)を参照して説明する。なお、図10(a)は変形例1に係るモジュール50Aのシールド前の平面図である。変形例1に係るモジュール50Aでは、第1部品3の天面3bに配置される放熱部55がハニカム構造をしている。
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例1について図10(a)を参照して説明する。なお、図10(a)は変形例1に係るモジュール50Aのシールド前の平面図である。変形例1に係るモジュール50Aでは、第1部品3の天面3bに配置される放熱部55がハニカム構造をしている。
<変形例2>
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例2について図10(b)を参照して説明する。なお、図10(b)は変形例2に係るモジュール50Bのシールド前の平面図である。
本発明の第2実施形態に係るモジュール50の変形例2について図10(b)を参照して説明する。なお、図10(b)は変形例2に係るモジュール50Bのシールド前の平面図である。
変形例2に係るモジュール50Bでは、配線基板2の一方主面2aに複数の第1部品3および複数の第2部品4が搭載されている。各第1部品3の天面3bは第1実施形態に係るモジュール1と同様に、封止樹脂層5により被覆されていない。複数の第1部品3のうちの一の第1部品3の天面3bには、柱状をした放熱部6と板状の放熱部51とが混在して配置されている。また、複数の第1部品3のうちの他の第1部品3の天面3bには、ハニカム構造をした放熱部55が配置されている。なお、封止樹脂層5の最も高い面5aは、各第1部品3の天面3bに垂直な方向から見た平面視において、各第1部品3の天面3bの周囲を囲むように各第1部品3の天面3b以外の部分に存在する。
なお、板状の放熱部51およびハニカム構造をした放熱部55は、それぞれ、第1実施形態で説明したインクをインクジェット法により吐出する方法を利用して形成することができる。また、柱状の放熱部6は、第2実施形態の放熱部51と同様に、第1部品3の天面3bの所望の箇所に熱硬化性接着剤を塗布し、その上に柱状の棒を実装することによって形成することができる。
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うことができる。例えば、上記した各実施形態の内容および変形例の内容を組み合わせてもよい。
本発明は、配線基板に発熱する部品が実装されているとともに、放熱構造を有するモジュールに適用することができる。
1,1A,1B,1C,1D,50,50A,50B モジュール
2 配線基板
3 第1部品
4 第2部品
5,31,32,33,34 封止樹脂層
6,51,55 放熱部
7 シールド層
2 配線基板
3 第1部品
4 第2部品
5,31,32,33,34 封止樹脂層
6,51,55 放熱部
7 シールド層
Claims (4)
- 配線基板と、
前記配線基板の一方主面に実装された発熱する第1部品と、
前記一方主面に実装された第2部品と、
前記第1部品の実装される側の面と反対側の面の少なくとも一部を被覆せず、当該第1部品および前記第2部品を封止する封止樹脂層と、
前記第1部品の前記反対側の面の少なくとも一部に配置された放熱部と
を備え、
前記一方主面を基準として、前記放熱部の最も高い位置の高さは、前記封止樹脂層の表面のうちの最も高い面の位置の高さ以下であることを特徴とするモジュール。 - 前記放熱部の材質は金属であることを特徴とする請求項1に記載のモジュール。
- 前記封止樹脂層の表面、前記第1部品の前記反対側の面の前記少なくとも一部のうちの前記放熱部が配置されていない部分、前記放熱部の表面および前記配線基板の側面を被覆するシールド層をさらに備える請求項1または2に記載のモジュール。
- 前記放熱部は柱状または板状の構造を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモジュール。
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