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WO2019026902A1 - 高周波モジュール - Google Patents

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WO2019026902A1
WO2019026902A1 PCT/JP2018/028649 JP2018028649W WO2019026902A1 WO 2019026902 A1 WO2019026902 A1 WO 2019026902A1 JP 2018028649 W JP2018028649 W JP 2018028649W WO 2019026902 A1 WO2019026902 A1 WO 2019026902A1
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WO
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substrate
component
heat dissipation
module
main surface
Prior art date
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Application number
PCT/JP2018/028649
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English (en)
French (fr)
Inventor
喜人 大坪
亮宏 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2019534528A priority patent/JP6962371B2/ja
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Priority to US16/773,100 priority patent/US11699670B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a module having a heat dissipating structure as well as a heat generating component mounted on a substrate.
  • the high frequency module mounted in a portable terminal device etc. may be provided with a shield layer for shielding electromagnetic waves.
  • a component mounted on a wiring substrate is covered with a mold resin, and a shield layer is provided to cover the surface of the mold resin.
  • a high frequency module provided with such a shield layer for example, there is an electronic component module 100 described in Patent Document 1 shown in FIG.
  • the electronic component module 100 has a structure in which an IC element 102 mounted on a wiring substrate 101 is covered with a sealing resin layer 103, and a shield layer 104 is formed on the surface of the sealing resin layer 103.
  • the sealing resin layer 103 is provided with a window portion 103a at a position overlapping with the IC element 102 in plan view, and the shield layer 104 covers the entire surface of the sealing resin layer 103, and from the window portion 103a It is formed to adhere to the upper surface 102 a of the exposed IC element 102.
  • the shield layer 104 By providing the shield layer 104 in this manner, the electromagnetic wave is less likely to intrude into the oscillation circuit in the IC element 102 or the circuit wiring constituting the amplification circuit, and the operation of the electronic component module is stabilized. Further, since the heat generated from the IC element 102 is dissipated to the outside of the electronic component module 100 through the shield layer 104, the operation of the electronic component module 100 is more stabilized.
  • Patent No. 4903576 paragraphs 0015 to 0022, see FIG. 3
  • the heat dissipation may be insufficient.
  • the shield layer 104 covers the entire top surface of the IC element 102, the shield layer and the resin may be peeled off due to the difference in linear expansion coefficient between the shield layer and the sealing resin.
  • 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 capable of improving the heat dissipation efficiency of the module and preventing peeling.
  • the module according to the present invention includes a substrate, a first component mounted on the main surface of the substrate, and an opposite surface of a surface of the first component facing the main surface of the substrate And a sealing resin layer for sealing the main surface of the substrate, the first component, and the heat dissipation member, the heat dissipation member including the main surface of the substrate When viewed in a direction perpendicular to the surface, the heat dissipation member has a larger area than the first component, and the heat dissipation member when viewed in a direction perpendicular to the main surface of the substrate, A plurality of through holes are formed in a region not overlapping the first part, and a resin constituting the sealing resin layer is also filled in the plurality of through holes.
  • the heat dissipation of the module can be improved. For this reason, it is possible to suppress warpage and deformation of the module, and to suppress the characteristic variation of the module. Furthermore, through holes are provided in the heat dissipation member, and the resin is also filled in the through holes, so that the sealing resin layer in contact with the upper surface and the lower surface of the heat dissipation member is formed without being divided. Therefore, the sealing resin layer can be prevented from peeling off the heat dissipation member.
  • the semiconductor device further includes a second component mounted on the main surface of the substrate, and the height of the second component from the main surface is higher than the height of the first component from the main surface,
  • One of the through holes is larger than the second part when viewed in a direction perpendicular to the main surface of the substrate, and the second part is larger than the second part.
  • the through holes may be inserted through the large through holes.
  • the semiconductor device further includes a third component mounted on the main surface of the substrate, and a height of the third component from the main surface is lower than a height of the first component from the main surface,
  • the member may be in direct contact with the opposite surface of the surface of the third component facing the main surface of the substrate, or may be in contact via another heat dissipation member. According to this configuration, when a plurality of parts requiring different heat dissipation are mounted on the substrate, it is possible to efficiently dissipate heat.
  • the sealing resin layer has an abutting surface in contact with the main surface of the substrate, an opposing surface opposed to the abutting surface, and a side surface connecting the abutting surface and the end edges of the opposing surface.
  • a shield layer covering at least the opposite surface and the side surface of the sealing resin layer, and the heat dissipation member is partially exposed to the side surface of the sealing resin layer to be in contact with the shield layer
  • the semiconductor device further includes a plurality of connection conductors formed in the sealing resin layer, and in the connection conductor, a conductive material is disposed between the opposing surface of the sealing resin layer and the heat dissipation member, and the shield The layer and the heat dissipation member may be connected.
  • the heat radiation efficiency can be further improved by the heat radiation from the side surface and the top surface of the module.
  • a concave portion forming an identification character or an identification mark is formed at a position not overlapping the plurality of through holes of the sealing resin layer. May be According to this configuration, since the component is covered with the heat dissipating material, it is possible to form a recess that constitutes the identification character or the identification mark also at the position where the component is mounted.
  • the heat dissipation of the module can be improved, and the characteristic variation of the module can be suppressed, and the warp or deformation of the module can be prevented.
  • a through hole is provided in the heat dissipation member, and the resin is also filled in the through hole, so that it is possible to prevent the sealing resin layer from peeling off from the heat dissipation member.
  • FIGS. 1 and 2 are plan views of the module 1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 1, the top surface portion of the shield layer 10 is not shown.
  • the module 1 according to the first embodiment is, for example, mounted on a mother substrate or the like of an electronic device. As shown in FIG. 2, the module 1 has a top surface 2 a (corresponding to the “principal surface” of the present invention) on which a land electrode 3 is formed, and a top surface such that connection terminals are connected to the land electrode 3.
  • a shield layer 10 covering the surface of the sealing resin layer 9.
  • the substrate 2 is formed of, for example, low-temperature co-fired ceramic, glass epoxy resin, or the like.
  • a plurality of land electrodes 3 are formed on the upper surface 2a of the substrate 2
  • a plurality of external electrodes 11 are formed on the lower surface 2b
  • a plurality of via conductors 13 and the like are formed.
  • Each ground electrode is formed to be exposed from the side surface of the substrate 2, for example.
  • Each land electrode 3, each external electrode 11, each ground electrode, and each wiring electrode 12 are formed of a metal generally adopted as an electrode such as Cu, Ag, or Al.
  • Each via conductor 13 is formed of a metal such as Ag or Cu.
  • the first component 4 is a component that generates heat, and examples thereof include active components such as an IC and a power amplifier.
  • the first component 4 is mounted on the upper surface 2 a of the substrate 2 by connecting the connection terminal to the land electrode 3 formed on the upper surface 2 a of the substrate 2 using solder.
  • the components 5 to 7 are passive components such as, for example, an inductor and a capacitor, and connection terminals are connected to the land electrodes 3 formed on the upper surface 2 a of the substrate 2 using solder. Has been implemented.
  • the heat dissipation member 8 is in contact with the entire surface of the upper surface 4 a of the first component 4, and is disposed so as to cover substantially the entire surface of the upper surface 2 a of the substrate 2 in plan view.
  • the heat dissipation member and the first component may be thermally coupled so that the generated heat can be sufficiently transmitted. As long as the heat dissipation member and the first component are partially in contact with each other.
  • a plurality of through holes 14 are formed in a portion not overlapping the first component 4 in a plan view, and each through hole 14 is filled with a resin.
  • An upper portion 9 a and a lower portion 9 b of the layer 9 are connected by a resin filled in the through holes 14.
  • the heat dissipation member 8 can be formed of a high thermal conductivity material such as a metal foil, a metal plate, a high thermal conductivity film, or a conductive paste. In this embodiment, since the height from the upper surface 2a of the substrate 2 of the first component 4 is higher than that of the other components 5 to 7, the heat dissipation member 8 contacts only the upper surface 4a of the first component 4 Not in contact with parts 5 to 7 of.
  • the sealing resin layer 9 is provided on the substrate 2 so as to cover the top surface 2 a of the substrate 2, the components 4 to 7, and the heat dissipation member 8.
  • the sealing resin layer 9 can be formed of a resin generally employed as a sealing resin such as an epoxy resin containing silica filler.
  • a filler having a high thermal conductivity such as an alumina filler may be used because of high thermal conductivity.
  • the shield layer 10 is for shielding electromagnetic waves from the outside with respect to the respective wiring electrodes 12 in the substrate 2, the respective ground electrodes, and the respective components 4 to 7, and the surface of the sealing resin layer 9 and the side surface of the substrate 2 Is laminated on the sealing resin layer 9 so as to cover the
  • the shield layer 10 is electrically connected to the ground electrode exposed on the side surface of the substrate 2.
  • the shield layer 10 may be formed in a multilayer structure having an adhesion film laminated on the surface of the sealing resin layer 9, a conductive film laminated on the adhesion film, and a protective film laminated on the conductive film. it can.
  • the adhesion film is provided to increase the adhesion strength between the conductive film and the sealing resin layer 9, and can be formed of, for example, a metal such as SUS.
  • the adhesion film may be Ti, Cr, Ni, Ti, Al or the like.
  • the conductive film is a layer responsible for the substantial shielding function of the shield layer 10, and can be formed of, for example, any metal of Cu, Ag, and Al.
  • the protective film is provided to prevent the conductive film from being corroded or scratched, and can be formed of, for example, SUS.
  • the protective film may be Ti, Cr, Ni, TiAl or the like.
  • the plurality of land electrodes 3 are formed on the upper surface 2a, the plurality of external electrodes 11 are formed on the lower surface 2b, the plurality of ground electrodes, the plurality of wiring electrodes 12, the plurality of via conductors 13 and the like on the surface or inner layer.
  • a set of substrates 2 on which is formed is prepared.
  • Each land electrode 3, each outer electrode 11, each ground electrode, and each wiring electrode 12 can be formed by screen printing a conductive paste containing a metal such as Cu, Ag, or Al.
  • each via conductor 13 can be formed by a known method after forming a via hole using a laser or the like.
  • the components 4 to 7 are mounted on the upper surface 2a of the substrate 2 using a well-known surface mounting technique. For example, plating is formed on a desired land electrode 3 of the land electrodes 3 of the substrate 2 and solder is further formed, and on each corresponding land electrode 3 of the land electrodes 3 on which solder is formed. The parts 4 to 7 are mounted, and then reflow processing is performed. After the reflow process, the assembly of substrates 2 is cleaned as needed.
  • the heat dissipating member 8 is formed to be in contact with the upper surface 4 a of the first component 4.
  • the heat dissipation member 8 can be formed, for example, by disposing a metal foil or a metal plate provided with the through holes 14 on the upper surface 4 a of the first component 4.
  • a sealing resin layer 9 is formed to cover the upper surface 2a of the substrate 2, the components 4 to 7, and the heat dissipation member 8.
  • the resin is also filled in the through holes 14 provided in the heat dissipating member 8, and the sealing resin layer 9 is not divided by the heat dissipating member 8, and the upper portion 9 a and the lower portion 9 b of the sealing resin layer 9 are through holes 14. It is connected and formed by the resin filled in.
  • the sealing resin layer 9 can be formed using, for example, a transfer molding method, a compression molding method, a liquid resin method, a sheet resin method, or the like. Further, for the sealing resin layer 9, an epoxy resin containing a general silica filler can be used. In addition, in order to give high thermal conductivity to the sealing resin layer 9, it is also possible to use a filler-containing epoxy resin having high thermal conductivity such as alumina filler. After the formation of the sealing resin layer 9, plasma cleaning of the substrate 2 may be performed as necessary in order to improve the attachment of the shield.
  • the shield layer 10 is formed to cover the surface of the sealing resin layer 9 and the side surface of the substrate 2 using a sputtering apparatus or a vacuum evaporation apparatus. Thereafter, the module 1 is singulated by a known method such as dicing or laser processing.
  • the heat dissipation member 8 is formed so as to cover substantially the entire surface of the substrate 2 when viewed in the direction perpendicular to the top surface 2 a of the substrate 2, so the heat dissipation area is large and the heat dissipation efficiency is high. It can improve. And since the whole upper surface of the component which generates heat is in contact with the heat dissipation member, it is possible to improve the heat dissipation of the module, to suppress the characteristic fluctuation of the module, and to prevent the warp and deformation of the module.
  • the through holes 14 are provided in the heat dissipation member 8, the upper portion 9a and the lower portion 9b of the sealing resin layer 9 are connected by the resin filled in the through holes 14, and the sealing resin layer 9 dissipates heat. Peeling from the member 8 can be prevented.
  • FIG. 3 is a plan view of a module 1a according to the second embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 3, the top surface portion of the shield layer 10 is not shown.
  • the difference between the module 1a according to the second embodiment and the module 1 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 is that, as shown in FIG. It is the point in contact.
  • the other configuration is the same as that of the module 1 according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals.
  • the heat dissipating member 8 has a plurality of lead portions 8 a protruding outward at the periphery when viewed in a direction perpendicular to the top surface 2 a of the substrate 2, and each lead portion 8 a contacts the shield layer 10. Arranged as. Further, similarly to the through holes 14, resin is also filled between the respective lead portions 8 a.
  • FIGS. 5 and 6 are plan views of a module 1b according to the third embodiment, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 5, the top surface portion of the shield layer 10 is not shown.
  • the difference between the module 1b according to the third embodiment and the module 1 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 is that, as shown in FIG. 5 and FIG. This is a point in which the second component 15 whose height from the upper surface 2 a of the substrate 2 is higher than 4 is provided, and the large through hole 14 a through which the second component 15 is inserted is formed in the heat dissipation member 8.
  • the other configuration is the same as that of the module 1 according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals.
  • the second component 15 having a height from the upper surface 2a of the substrate 2 higher than the first component 4 in contact with the heat dissipation member 8 is mounted.
  • the heat dissipation member 8 is provided with a through hole 14 a larger than the area of the second component 15 in plan view. The second component 15 is inserted into the through hole 14a.
  • the same effect as that of the module 1 of the first embodiment can be obtained, and among the components mounted on the module 1b, the first component 4 requiring heat radiation is another component Even when the user is shorter, heat can be dissipated efficiently. Furthermore, although heat dissipation is not necessary, the influence of heat on components that are prone to change in characteristics due to heat can be suppressed.
  • FIG. 7 is a plan view of a module 1c according to the fourth embodiment
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA in FIG. In FIG. 7, the top surface portion of the shield layer 10 is not shown.
  • a module 1c according to the fourth embodiment differs from the module 1 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 in that as shown in FIGS. 7 and 8, the first component is used instead of the component 6.
  • the third component 16 whose height from the upper surface 2 a of the substrate 2 is smaller than 4 is provided, and the heat dissipation member 8 is also in contact with the third component 16.
  • the other configuration is the same as that of the module 1 according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals.
  • the heat dissipation member 8b is disposed on the top surface 16a of the third component 16 whose height from the top surface 2a of the substrate 2 is lower than that of the first component 4 and The three components 16 and the heat dissipation member 8 are in contact with each other.
  • the heat dissipation member 8 b can be formed of, for example, the same metal foil or metal plate as the heat dissipation member 8.
  • the heat dissipating member 8 b can be formed integrally with the heat dissipating member 8 by forming the heat dissipating members 8 and 8 b with a conductive paste.
  • the third component 16 is a component that generates heat in the same manner as the first component 4 and includes, for example, active components such as an IC and a power amplifier.
  • the same effect as that of the module 1 of the first embodiment can be obtained, and heat can be efficiently dissipated to a plurality of components having different heights.
  • FIG. 9 is a plan view of a module 1d according to the fifth embodiment
  • FIG. 10 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 9, the top surface portion of the shield layer 10 is not shown.
  • the difference between the module 1d according to the fifth embodiment and the module 1c according to the fourth embodiment described with reference to FIGS. 7 and 8 is that, as shown in FIGS. 9 and 10, the upper surface 9d of the sealing resin layer 9
  • the identification mark formation area 9e is provided in the first embodiment, and a recess 17 that constitutes an identification character or an identification mark is formed in the identification mark formation area 9e.
  • the other configuration is the same as that of the module 1 according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals.
  • the module 1d of this embodiment has an identification mark forming area 9e on the upper surface 9d of the sealing resin layer 9, and a character string, a mark, etc. can be formed in the identification mark forming area 9e by laser processing or the like.
  • a character string, a mark, etc. can be formed in the identification mark forming area 9e by laser processing or the like.
  • the heat dissipation member 8 may be exposed from the recess 17 without forming a shield layer.
  • the identification mark forming area 9 e may be provided at a position not overlapping with the through holes 14 when viewed in a direction perpendicular to the upper surface 2 a of the substrate 2.
  • the heat dissipation member 8 is disposed. Damage to the part being For example, when the heat dissipating member 8 is metal and marking is performed using a laser, damage to parts can be effectively suppressed. Further, by exposing the heat dissipation member from the recess 17, the visibility of the identification character and the identification mark can be improved.
  • FIG. 11 is a plan view of a module 1e according to the fifth embodiment
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 11, the top surface portion of the shield layer 10 is not shown.
  • the difference between the module 1e according to the sixth embodiment and the module 1c according to the fourth embodiment described with reference to FIGS. 7 and 8 is that a plurality of connection conductors 18 are disposed on the upper portion 9a of the sealing resin layer 9 The point is that the shield layer 10 and the heat dissipation member 8 are connected.
  • the other configuration is the same as that of the module 1 according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals.
  • the shield layer 10 and the heat dissipation member 8 are connected by the plurality of connection conductors 18, and heat generated from the first component 4 and the third component 16 is transmitted from the upper surface 10 a of the shield layer 10 It is also possible to dissipate heat. Further, as a modification of the sixth embodiment, as shown in FIG. 12B, the heat dissipating fins 20 may be mounted on the upper surface 10a of the shield layer 10.
  • connection conductor 18 forms a hole 19 by laser processing until the heat dissipation member 8 is exposed from the upper surface 9d of the sealing resin layer 9, and a high thermal conductivity material is formed in the hole 19 Can be formed by filling.
  • the connection conductor 18 is formed, the heat dissipating member 8 and the shield layer 10 are connected by the connection conductors 18 by providing the shield layer 10.
  • the present invention can be applied to a module having a heat dissipating structure as well as a heat generating component mounted on a substrate.
  • Module 2 substrate 2a upper surface (main surface) 4 first part 8, 8b heat dissipation member 9 sealing resin layer 10 shield layer 14 through hole 15 second part 16 third part 17 recess 18 connection conductor

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Abstract

放熱効率の向上を図り、モジュールの反りや変形を防止することができるモジュールを提供する。 モジュール１は、基板２と基板２の上面２ａに実装された第１部品４と、放熱部材８と、第１部品４および放熱部材８とを封止する封止樹脂層９とを備える。放熱部材８は、基板２の上面２ａと垂直な方向からみたときに、第１部品４の面積よりも大きく形成され、第１部品４から発生した熱をモジュールの外部へ逃がすことにより、モジュール１の発熱を防止する。また、放熱部材８には、貫通孔１４が設けられており、樹脂が貫通孔にも充填されることで、封止樹脂層９の剥離を防止することができる。

Description

高周波モジュール
　本発明は、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関する。
　携帯端末装置などに搭載される高周波モジュールには、電磁波を遮蔽するためのシールド層が設けられる場合がある。また、この種のモジュールの中には、配線基板上に実装された部品がモールド樹脂で被覆され、該モールド樹脂の表面を被覆するようにシールド層が設けられるものがある。このようなシールド層が設けられた高周波モジュールとして、例えば、図１３に示す特許文献１に記載の電子部品モジュール１００がある。
　電子部品モジュール１００は、配線基板１０１に実装されたＩＣ素子１０２が封止樹脂層１０３により被覆された構造を有し、封止樹脂層１０３の表面にはシールド層１０４が形成されている。封止樹脂層１０３には、平面視でＩＣ素子１０２と重なる位置に窓部１０３ａが設けられており、シールド層１０４が封止樹脂層１０３の表面を全面的に被覆するとともに、窓部１０３ａから露出するＩＣ素子１０２の上面１０２ａに被着するように形成されている。このようにシールド層１０４を設けることにより、ＩＣ素子１０２内の発振回路や増幅回路を構成する回路配線へ電磁波が侵入しにくくなり、電子部品モジュールの動作が安定する。また、ＩＣ素子１０２から発生した熱がシールド層１０４を介して電子部品モジュール１００の外へ放熱されるので、電子部品モジュール１００の動作がより安定する。
特許第４９０３５７６号公報（段落００１５～００２２、図３参照）
　しかしながら、上記した電子部品モジュール１００のようにシールド層１０４がＩＣ素子１０２の上面１０２ａの一部のみに接している構造では、放熱性が不十分となる恐れがある。一方、シールド層１０４がＩＣ素子１０２の上面全体を覆うようにした場合、シールド層と封止樹脂の線膨脹係数の差により、シールド層と樹脂がはがれてしまう恐れがある。
　本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、モジュールの放熱効率の向上を図り、はがれを防止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、基板と、前記基板の主面に実装された第１部品と、前記第１部品の前記基板の前記主面と対向する面の反対面に接触するように配置された放熱部材と、前記基板の前記主面、前記第１部品および前記放熱部材を封止する封止樹脂層とを備え、前記放熱部材は、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第１部品よりも大きい面積を有しており、前記放熱部材は、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第１部品に重ならない領域に複数の貫通孔が形成され、前記封止樹脂層を構成する樹脂が前記複数の貫通孔の内部にも充填されていることを特徴としている。
　この構成によれば、部品の上面全体が放熱部材と接触しているため、モジュールの放熱性を改善できる。このため、モジュールの反りや変形を抑制することができ、モジュールの特性変動も抑えることが可能となる。さらに、放熱部材には貫通孔が設けられており、貫通孔にも樹脂が充填されることで、放熱部材の上面と下面に接触している封止樹脂層が分断されることなく形成されるため、封止樹脂層が放熱部材から剥離することを防止できる。
　また、前記基板の前記主面に実装された第２部品をさらに備え、前記第２部品の前記主面からの高さは、前記第１部品の前記主面からの高さよりも高く、前記複数の貫通孔のうち１つは、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第２部品よりも大きく形成されており、前記第２部品は、該第２部品よりも大きく形成された前記貫通孔に挿通されて配置されていてもよい。この構成によれば、基板に高さの異なる複数の部品が実装されており、放熱を必要とする部品が高さの低い方の部品である場合に、放熱を必要とする部品にだけ放熱部材を接触させることで、放熱効率を向上させることができる。
　また、前記基板の前記主面に実装された第３部品をさらに備え、前記第３部品の前記主面からの高さは、前記第１部品の前記主面からの高さよりも低く、前記放熱部材は、前記第３部品の前記基板の前記主面と対向する面の反対面と直接接触しているか、あるいは、他の放熱部材を介して接触していてもよい。この構成によれば、基板に高さの異なる複数の放熱が必要な部品が実装されている場合に、効率よく放熱を行うことができる。
　また前記封止樹脂層は、前記基板の前記主面と当接する当接面と、該当接面に対向する対向面と、前記当接面と前記対向面の端縁どうしを繋ぐ側面とを有し、前記封止樹脂層の前記対向面および前記側面を少なくとも被覆するシールド層をさらに備え、前記放熱部材は、一部が前記封止樹脂層の前記側面に露出して前記シールド層に接触していてもよい。この構成によれば、モジュールの側面に放熱部材を露出することで、基板上の部品の実装位置によっては、最短距離での放熱が可能となり、放熱効率を向上させることができる。
　また、前記封止樹脂層に形成された複数の接続導体をさらに備え、前記接続導体は、前記封止樹脂層の前記対向面と前記放熱部材との間に導電性材料が配置され、前記シールド層と前記放熱部材とを接続してもよい。この構成によれば、モジュールの側面と上面からの放熱により、さらに放熱効率を向上させることができる。また、モジュール内部に高さの異なる放熱が必要な部品が実装されている場合に、モジュールの上面に放熱フィンを取り付けて一括して放熱することが可能となる。
　また、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記封止樹脂層の前記複数の貫通孔に重ならない位置に、識別文字または識別マークを構成する凹部が形成されていてもよい。この構成によれば、部品が放熱物質で覆われているため、部品が実装されている位置にも識別文字または識別マークを構成する凹部を形成することが可能である。
　本発明によれば、発熱する部品の上面全体が放熱部材と接しているため、モジュールの放熱性を改善することができ、モジュールの特性変動を抑制し、さらにモジュールの反りや変形を防止することができる。さらに、放熱部材には貫通孔が設けられており、貫通孔にも樹脂が充填されることで、封止樹脂層が放熱部材から剥離することを防止できる。
本発明の第１実施形態に係るモジュールの平面図である。 本発明の第１実施形態に係るモジュールの断面図である。 本発明の第２実施形態に係るモジュールの平面図である。 本発明の第２実施形態に係るモジュールの断面図である。 本発明の第３実施形態に係るモジュールの平面図である。 本発明の第３実施形態に係るモジュールの断面図である。 本発明の第４実施形態に係るモジュールの平面図である。 本発明の第４実施形態に係るモジュールの断面図である。 本発明の第５実施形態に係るモジュールの平面図である。 本発明の第５実施形態に係るモジュールの断面図である。 本発明の第６実施形態に係るモジュールの平面図である。 本発明の第６実施形態に係るモジュールの断面図である。 従来のモジュールの断面図である。
　＜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の平面図、図２は図１のＡ－Ａ矢視断面図である。なお、図１はシールド層１０の天面部分を図示省略している。
　第１実施形態に係るモジュール１は、例えば、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、図２に示すように、上面２ａ（本発明の「主面」に相当する）にランド電極３が形成された基板２と、接続端子がランド電極３に接続されるように上面２ａに実装された第１部品４および部品５～７、第１部品４から発生する熱を放熱するための放熱部材８と、基板２の上面２ａ、各部品４～７、および放熱部材８とを封止する封止樹脂層９と、封止樹脂層９の表面を被覆するシールド層１０とを備える。
　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等で形成される。基板２の上面２ａには複数のランド電極３が形成され、下面２ｂには複数の外部電極１１が形成され、基板２の表層および内層には複数のグランド電極（図示省略）、複数の配線電極１２、および複数のビア導体１３等が形成されている。なお、各グランド電極は、例えば、基板２の側面から露出するように形成されている。
　各ランド電極３、各外部電極１１、各グランド電極、および各配線電極１２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１３は、ＡｇやＣｕ等の金属で形成されている。
　第１部品４は発熱する部品であり、例えば、ＩＣ、パワーアンプ等の能動部品が挙げられる。第１部品４は、接続端子が基板２の上面２ａに形成されたランド電極３に半田を用いて接続されることによって、基板２の上面２ａに実装されている。
　部品５～７は、例えば、インダクタ、コンデンサ等の受動部品であり、接続端子が基板２の上面２ａに形成されたランド電極３に半田を用いて接続されることにより、基板２の上面２ａに実装されている。
　放熱部材８は、第１部品４の上面４ａの全面に接触し、平面視で基板２の上面２ａの略全面を覆うように配置される。ただし、発生する熱が十分に伝わるように、放熱部材と第１部品は熱的に結合していればよく、その限りにおいては、一部接触していない箇所があっても構わない。図１に示すように、放熱部材８には、平面視で第１部品４と重ならない部分に複数の貫通孔１４が形成され、各貫通孔１４には樹脂が充填されており、封止樹脂層９の上部９ａと下部９ｂとが各貫通孔１４に充填された樹脂でつながった構造となっている。このため、封止樹脂層９が放熱部材８との界面で剥離することを防止することができる。また、放熱部材８は、金属箔、金属板、高熱伝導性フィルム、導電性ペーストなどの高熱伝導性物質で形成することができる。なお、この実施形態では、第１部品４の基板２の上面２ａからの高さが他の部品５～７よりも高いため、放熱部材８は第１部品４の上面４ａにだけ接触し、他の部品５～７には接触していない。
　封止樹脂層９は、基板２の上面２ａ、各部品４～７、放熱部材８を被覆するように基板２に設けられる。封止樹脂層９は、シリカフィラー入りのエポキシ樹脂等の封止樹脂として一般に採用される樹脂で形成することができる。また、高熱伝導のため、アルミナフィラーなどの熱伝導率が高いフィラーを使用してもよい。
　シールド層１０は、基板２内の各配線電極１２、各グランド電極、各部品４～７に対する外部からの電磁波を遮蔽するためのものであり、封止樹脂層９の表面と基板２の側面とを被覆するように封止樹脂層９に積層される。なお、シールド層１０は、基板２の側面に露出したグランド電極と電気的に接続される。
　また、シールド層１０は、封止樹脂層９の表面に積層された密着膜と、密着膜に積層された導電膜と、導電膜に積層された保護膜とを有する多層構造で形成することができる。密着膜は、導電膜と封止樹脂層９との密着強度を高めるために設けられたものであり、例えば、ＳＵＳなどの金属で形成することができる。なお、密着膜は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ等であってもよい。導電膜は、シールド層１０の実質的なシールド機能を担う層であり、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌのうちいずれかの金属で形成することができる。保護膜は、導電膜が腐食したり、傷が付いたりするのを防止するために設けられたものであり、例えば、ＳＵＳで形成することができる。なお、保護膜は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＴｉＡｌ等であってもよい。
　（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の集合体を形成した後に、個片化することによりモジュール１を製造する。
　まず、上面２ａに複数のランド電極３が形成され、下面２ｂに複数の外部電極１１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、複数の配線電極１２、および複数のビア導体１３等が形成された基板２の集合体を用意する。各ランド電極３、各外部電極１１、各グランド電極、および各配線電極１２については、ＣｕやＡｇ、Ａｌ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１３については、レーザー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、基板２の上面２ａに、周知の表面実装技術を用いて各部品４～７を実装する。例えば、基板２のランド電極３のうち所望のランド電極３上にめっきを形成し、さらに半田を形成しておき、半田が形成されているランド電極３のうちの対応するランド電極３上に各部品４～７を実装し、その後、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基板２の集合体の洗浄を行う。
　次に、放熱部材８を第１部品４の上面４ａに接触するように形成する。放熱部材８は、例えば、貫通孔１４を設けた金属箔や金属板を第１部品４の上面４ａ上に配置することで形成することができる。その後、基板２の上面２ａ、各部品４～７、放熱部材８を被覆するように封止樹脂層９を形成する。このとき、放熱部材８に設けた貫通孔１４にも樹脂が充填され、封止樹脂層９は放熱部材８によって分断されることなく、封止樹脂層９の上部９ａおよび下部９ｂが貫通孔１４に充填された樹脂によりつながって形成される。
　なお、封止樹脂層９は、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て形成することができる。また、封止樹脂層９には、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９に高い熱伝導性を持たせるために、アルミナフィラーなどの熱伝導率が高いフィラー入りのエポキシ樹脂を用いることもできる。なお、封止樹脂層９の形成後に、シールドの付きを良くするため、必要に応じて基板２のプラズマ洗浄を行ってもよい。
　封止樹脂層９が形成された後、スパッタ装置や真空蒸着装置を用いて、封止樹脂層９の表面および基板２の側面を被覆するようにシールド層１０を成膜する。その後、ダイサーまたはレーザー加工などの周知の方法により、モジュール１を個片化する。
　上記した実施形態によれば、放熱部材８は、基板２の上面２ａと垂直な方向から見たときに、基板２の略全面を覆うように形成されているため、放熱面積が大きく放熱効率の向上を図ることができる。そして、発熱する部品の上面全体が放熱部材と接しているため、モジュールの放熱性を改善することができ、モジュールの特性変動を抑制し、モジュールの反りや変形を防止することができる。また、放熱部材８に貫通孔１４が設けられているため、封止樹脂層９の上部９ａと下部９ｂとが貫通孔１４に充填された樹脂によりつながった構造となり、封止樹脂層９が放熱部材８から剥離することを防止することができる。
　＜第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態に係るモジュール１ａについて、図３および図４を参照して説明する。なお、図３は第２実施形態に係るモジュール１ａの平面図、図４は図３のＡ－Ａ矢視断面図である。なお、図３はシールド層１０の天面部分を図示省略している。
　第２実施形態に係るモジュール１ａ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３に示すように、放熱部材８の周縁部がシールド層１０に接触している点である。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。
　放熱部材８は、基板２の上面２ａと垂直な方向から見たときに、その周縁に外向きに突出した複数の引出部８ａを有しており、各引出部８ａはシールド層１０に接触するように配置される。また、各貫通孔１４と同様に各引出部８ａの間にも樹脂が充填されている。
　上記した実施形態によれば、第１実施形態のモジュール１と同様の効果を得ることができるとともに、側面への放熱が可能となり、モジュール内の部品の配置によっては最短距離で放熱することができるため、放熱効率の向上を図ることができる。なお、放熱部材８の引出部８ａの間に封止樹脂層９の上部９ａと下部９ｂとを連結する連結部９ｃが存在する場合、放熱部材８の貫通孔１４は放熱部材８の中央部には無くても良い。
　＜第３実施形態＞
　本発明の第３実施形態に係るモジュール１ｂについて、図５および図６を参照して説明する。なお、図５は第３実施形態に係るモジュール１ｂの平面図、図６は図５のＡ－Ａ矢視断面図である。なお、図５はシールド層１０の天面部分を図示省略している。
　第３実施形態に係るモジュール１ｂ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５および図６に示すように、部品５に代えて第１部品４よりも基板２の上面２ａからの高さが高い第２部品１５を設け、第２部品１５が挿通する大きな貫通孔１４ａを放熱部材８に形成した点である。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。
　この実施形態のモジュール１ｂは、図５および図６に示すように、放熱部材８に接触している第１部品４よりも、基板２の上面２ａからの高さが高い第２部品１５が実装され、第２部品１５が放熱部材８に接触しないように、放熱部材８に平面視で第２部品１５の面積よりも大きな貫通孔１４ａが設けられている。第２部品１５は貫通孔１４ａに挿通される。
　上記した実施形態によれば、第１実施形態のモジュール１と同様の効果を得ることができるとともに、モジュール１ｂに実装された各部品のうち、放熱を必要とする第１部品４が他の部品より背が低い場合であっても、効率よく放熱させることができる。さらに放熱は必要ではないが、熱によって特性変動し易い部品に対する熱の影響を抑える事ができる。
　＜第４実施形態＞
　本発明の第４実施形態に係るモジュール１ｃについて図７および図８を参照して説明する。なお、図７は第４実施形態に係るモジュール１ｃの平面図、図８は図７のＡ－Ａ矢視断面図である。なお、図７はシールド層１０の天面部分を図示省略している。
　第４実施形態に係るモジュール１ｃ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７および図８に示すように、部品６に代えて第１部品４よりも基板２の上面２ａからの高さが低い第３部品１６を設け、放熱部材８が第３部品１６にも接触している点である。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。
　そして、この実施形態のモジュール１ｃは、基板２の上面２ａからの高さが第１部品４よりも低い第３部品１６の上面１６ａに、放熱部材８ｂが配置され、放熱部材８ｂを介して第３部品１６と放熱部材８が接触している。放熱部材８ｂは、例えば、放熱部材８と同様の金属箔または金属板で形成することができる。また、放熱部材８、８ｂを導電性ペーストで形成することで、放熱部材８ｂを放熱部材８と一体的に形成することもできる。なお、第３部品１６は、第１部品４と同様に発熱する部品であり、例えば、ＩＣ、パワーアンプ等の能動部品が挙げられる。
　上記した実施形態によれば、第１実施形態のモジュール１と同様の効果を得ることができるとともに、高さの異なる複数の部品に対しても、効率よく放熱させることができる。
　＜第５実施形態＞
　本発明の第５実施形態に係るモジュール１ｄについて図９および図１０を参照して説明する。なお、図９は第５実施形態に係るモジュール１ｄの平面図、図１０は図９のＡ－Ａ矢視断面図である。なお、図９はシールド層１０の天面部分を図示省略している。
　第５実施形態に係るモジュール１ｄが図７および図８を用いて説明した第４実施形態に係るモジュール１ｃと異なる点は、図９および図１０に示すように、封止樹脂層９の上面９ｄに識別マーク形成エリア９ｅが設けられ、識別マーク形成エリア９ｅに識別文字または識別マークを構成する凹部１７が形成されている点である。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。
　この実施形態のモジュール１ｄは、封止樹脂層９の上面９ｄの識別マーク形成エリア９ｅを有し、該識別マーク形成エリア９ｅ内にレーザー加工等により文字列やマーク等を形成することができる。封止樹脂層９の上面９ｄにレーザー加工で識別文字や識別マークを構成する凹部１７を形成した後、図１０（ａ）のようにシールド層１０を形成してもよいし、図１０（ｂ）のように、シールド層を形成せず、凹部１７から放熱部材８を露出させてもよい。なお、識別マーク形成エリア９ｅは、基板２の上面２ａと垂直な方向から見たときに、各貫通孔１４と重ならない位置に設けるとよい。
　上記した実施形態によれば、封止樹脂層９の上面９ｄに、レーザー加工により識別文字や識別マークを構成する凹部１７を設けても、放熱部材８が配置されているため、基板２に実装されている部品の損傷を低減することができる。例えば、放熱部材８が金属であって、レーザーでマーキングする場合、部品へのダメージを有効に抑える事ができる。また、放熱部材を凹部１７から露出させることで、識別文字や識別マークの視認性を向上させることができる。
　＜第６実施形態＞
　本発明の第６実施形態に係るモジュール１ｅについて図１１および図１２を参照して説明する。なお、図１１は第５実施形態に係るモジュール１ｅの平面図、図１２は図１１のＡ－Ａ矢視断面図である。なお、図１１はシールド層１０の天面部分を図示省略している。
　第６実施形態に係るモジュール１ｅが図７および図８を用いて説明した第４実施形態に係るモジュール１ｃと異なる点は、封止樹脂層９の上部９ａに複数の接続導体１８が配置され、シールド層１０と放熱部材８とを接続している点である。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。
　この実施形態のモジュール１ｅは、シールド層１０と放熱部材８とが、複数の接続導体１８により接続されており、第１部品４および第３部品１６から発生した熱をシールド層１０の上面１０ａからも放熱することが可能である。また、第６実施形態の変形例として、図１２（ｂ）のように、シールド層１０の上面１０ａに放熱フィン２０を搭載してもよい。
　接続導体１８は、例えば、封止樹脂層９を形成した後、封止樹脂層９の上面９ｄから放熱部材８が露出するまで、レーザー加工により孔１９を形成し、孔１９に高熱伝導性物質を充填して形成することができる。接続導体１８を形成した後、シールド層１０を設けることにより、放熱部材８とシールド層１０とが各接続導体１８により接続される。
　上記した実施形態によれば、モジュールの側面および天面から放熱することが可能になり、さらなる放熱効率の向上を図ることができる。また、モジュール内部に高さの異なる複数の部品が実装されている場合でも、同一の放熱フィンを利用して一括して放熱を行うことが可能となる。
　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可能である。
　また、本発明は、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～１ｅ　モジュール
　２　　　基板
　２ａ　　上面（主面）
　４　　　第１部品
　８、８ｂ　　　放熱部材
　９　　　封止樹脂層
　１０　　シールド層
　１４　　貫通孔
　１５　　第２部品
　１６　　第３部品
　１７　　凹部
　１８　　接続導体

Claims (6)

  1. 　基板と、
    　前記基板の主面に実装された第１部品と、
    　前記第１部品の前記基板の前記主面と対向する面の反対面に接触するように配置された放熱部材と、
    　前記基板の前記主面、前記第１部品および前記放熱部材を封止する封止樹脂層とを備え、
    　前記放熱部材は、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第１部品よりも大きい面積を有しており、
    　前記放熱部材は、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第１部品に重ならない領域に複数の貫通孔が形成され、
    　前記封止樹脂層を構成する樹脂が前記複数の貫通孔の内部にも充填されている
    　ことを特徴とする高周波モジュール。
  2. 　前記基板の前記主面に実装された第２部品をさらに備え、
    　前記第２部品の前記主面からの高さは、前記第１部品の前記主面からの高さよりも高く、
    　前記複数の貫通孔のうち１つは、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記第２部品よりも大きく形成されており、
    　前記第２部品は、該第２部品よりも大きく形成された前記貫通孔に挿通されて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. 　前記基板の前記主面に実装された第３部品をさらに備え、
    　前記第３部品の前記主面からの高さは、前記第１部品の前記主面からの高さよりも低く、
    　前記放熱部材は、前記第３部品の前記基板の前記主面と対向する面の反対面と直接接触しているか、あるいは、他の放熱部材を介して接触していることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波モジュール。
  4. 　前記封止樹脂層は、前記基板の前記主面と当接する当接面と、該当接面に対向する対向面と、前記当接面と前記対向面の端縁どうしを繋ぐ側面とを有し、
    　高周波モジュールは、前記封止樹脂層の前記対向面および前記側面を少なくとも被覆するシールド層をさらに備え、
    　前記放熱部材は、一部が前記封止樹脂層の前記側面に露出して前記シールド層に接触していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  5. 　高周波モジュールは、前記封止樹脂層に形成された複数の接続導体をさらに備え、
    　前記接続導体は、前記封止樹脂層の前記対向面と前記放熱部材との間に導電性材料が配置され、前記シールド層と前記放熱部材とを接続することを特徴とする請求項４に記載の高周波モジュール。
  6. 　前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見たときに、前記封止樹脂層の前記複数の貫通孔に重ならない位置に、識別文字または識別マークを構成する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
     
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