(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面を有する回路基板と、
前記実装面上に実装された実装部品と、
前記実装面上に形成され、前記実装部品を被覆する封止体であって、前記封止体の主面から前記実装面に向けて形成されたトレンチを有し、熱硬化性樹脂を含む絶縁性の封止材料からなる封止体と、
前記トレンチの内部に形成された内部シールド部と、前記封止体と前記内部シールド部とを被覆する外部シールド部と、を有し、熱硬化性樹脂を含む導電性シールド材料であって、前記封止材料とは熱膨張性が異なるシールド材料からなるシールドと
を具備し、
前記外部シールド部は、前記封止体の主面上に形成された平坦面を構成する第１の部分と、前記内部シールド部上に形成され前記第１の部分から突出する第２の部分とを備え、
前記内部シールド部は、前記外部シールド部と一体に形成され、
前記封止材料の熱膨張性は、前記回路基板の熱膨張性よりも大きい
回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装部品が回路基板に実装され、封止された回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板上に複数の実装部品が実装され、各種電子機器に搭載される回路モジュールが知られている。このような回路モジュールは、一般に、実装部品を被覆する封止体上に電磁シールドを形成し、モジュール内外の電磁波に起因する障害（電磁障害）を防止する構成が採用される。
【０００３】
さらに、回路基板に複数の実装部品が実装される場合、実装部品間の電磁障害を防止するため、実装部品の間を隔てるように内部シールドを配設した回路モジュールも開発されている。また、実装部品は上述のように封止体によって被覆されているため、封止体を部分的に除去してトレンチ（溝）を形成し、当該トレンチ内に導電体を形成することにより上記内部シールドとすることができる。
【０００４】
例えば特許文献１には、実装部品を被覆する封止体に分割溝が形成され、分割溝内に金属膜が形成されたモジュール部品が開示されている。分割溝内の金属膜は回路基板上に形成されたグランドパターンに接続され、内部シールドとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、封止体上をシールドで被覆した後は、実装部品等の配置や内部シールドの構成等が視認できず、目視により回路モジュールの向きを識別することが困難な場合があった。
【０００７】
また、シールド形成後に内部シールドが形成されているか否かを視認することができないため、出荷前の検査等において、内部シールド（トレンチ）が形成されているか否かの確認が困難であった。これにより、トレンチを形成する工程を行わずに作製され内部シールドを有さない不良品を排除することが困難であった。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、目視により、回路モジュールの向きを容易に識別でき、かつ不良品の判定が容易な回路モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る回路モジュールは、回路基板と、実装部品と、封止体と、シールドとを具備する。
上記回路基板は、実装面を有する。
上記実装部品は、上記実装面上に実装される。
上記封止体は、上記実装面上に形成され、上記実装部品を被覆する封止体であって、上記封止体の主面から上記実装面に向けて形成されたトレンチを有する。
上記シールドは、上記トレンチの内部に形成された内部シールド部と、上記封止体と上記内部シールド部とを被覆する外部シールド部と、を有する。上記外部シールド部は、上記封止体の主面上に形成された平坦面を構成する第１の部分と、上記内部シールド部上に形成され上記第１の部分から突出又は陥没する第２の部分とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回路モジュールの斜視図である。
【図２】同回路モジュールの平面図である。
【図３】同回路モジュールの断面図（図２中Ａ−Ａ線）である。
【図４】同回路モジュールの封止体の平面図である。
【図５】同回路モジュールの封止体の断面図である。
【図６】同回路モジュールの製造方法を示す模式図である。
【図７】同回路モジュールの製造方法を示す模式図である。
【図８】同回路モジュールの模式的な拡大断面図である。
【図９】同回路モジュールの参考例を示す模式的な拡大断面図である。
【図１０】同回路モジュールの第２の部分の他の形状の例を示す拡大断面図である。
【図１１】同回路モジュールの第２の部分の他の形状の例を示す拡大断面図である。
【図１２】同回路モジュールの第２の部分の他の形状の例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る回路モジュールは、回路基板と、実装部品と、封止体と、シールドとを具備する。
上記回路基板は、実装面を有する。
上記実装部品は、上記実装面上に実装される。
上記封止体は、上記実装面上に形成され、上記実装部品を被覆する封止体であって、上記封止体の主面から上記実装面に向けて形成されたトレンチを有する。
上記シールドは、上記トレンチの内部に形成された内部シールド部と、上記封止体と上記内部シールド部とを被覆する外部シールド部と、を有する。上記外部シールド部は、上記封止体の主面上に形成された平坦面を構成する第１の部分と、上記内部シールド部上に形成され上記第１の部分から突出又は陥没する第２の部分とを備える。
【００１２】
上記回路モジュールによれば、外部シールド部のうち、内部シールド部及びトレンチの直上の領域である第２の部分を視認することが可能となる。これにより、目視によって回路モジュールの向きを容易に識別することが可能となる。また、内部シールド部の有無の確認が容易になり、トレンチを形成する工程を行っていない不良品を容易に排除することが可能となる。さらに、シールドの表面全体が平坦な場合と比較して、第２の部分によりシールドの表面積を拡大することができる。これにより、放熱性を高め、熱による回路モジュールの不具合を抑制することが可能となる。
【００１３】
例えば、上記第２の部分は、上記第１の部分から突出していてもよい。
これにより、仮にシールドを薄く形成した場合であっても、封止体が露出する可能性を低減することができる。したがって、所期のシールド効果を安定的に維持できるとともに、破損等の不具合を抑制することができる。
【００１４】
また、上記封止体は、絶縁性の第１の樹脂材料で形成され、
上記封止体は、熱硬化性樹脂を含む絶縁性の封止材料からなり、
上記シールドは、熱硬化性樹脂を含む導電性のシールド材料であって、上記封止材料とは熱膨張性が異なるシールド材料から構成されてもよい。
これにより、例えばシールド材料の熱処理時において、トレンチ内の封止材料が周囲のシールド材料に対して膨張又は収縮することで、容易に第２の部分を有するシールドを形成することができる。
【００１５】
上記シールド材料は、上記封止材料とは異なる熱膨張係数を有してもよい。
シールド材料が封止材料と異なる熱膨張係数を有することにより、シールド材料と封止材料の熱膨張性を異なるものとすることが可能である。
【００１６】
上記シールド材料は、上記封止材料とは異なる体積膨張率を有してもよい。
シールド材料が封止材料と異なる体積膨張率を有することにより、シールド材料と封止材料の熱膨張性を異なるものとすることが可能である。
【００１７】
上記封止材料の熱膨張性は、上記回路基板の熱膨張性よりも大きくてもよい。
これにより、シールド材料の熱処理時において、封止材料が回路基板に対して相対的に膨張することとなる。したがって、当該熱処理時に封止材料に形成されたトレンチの壁面間の距離を狭め、トレンチ内に充填されたシールド材料を上方へ押し出すことができ、突出した第２の部分を有するシールドを容易に形成ことができる。
【００１８】
本発明の実施形態に係る回路モジュールについて説明する。
【００１９】
［回路モジュールの構成］
図１は、本実施形態に係る回路モジュール１００の斜視図であり、図２は回路モジュール１００の平面図である。また、図３は回路モジュール１００の断面図であり、図２のＡ−Ａ線における断面図である。なお各図において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに直交する方向を示し、Ｚ軸方向は回路モジュールの厚み方向（上下方向）を示す。なお、以下の説明において「平面視」という場合には、Ｚ軸方向上方から見た平面視を示すものとする。
【００２０】
図１乃至図３に示すように、回路モジュール１００は、回路基板１０１、実装部品１０２、封止体１０３及び電磁シールド１０４を備える。回路モジュール１００は、回路基板１０１上に複数の実装部品１０２が配置され、それらを被覆するように封止体１０３及びシールド１０４が形成される。回路モジュール１００の大きさや形状は特に限定されないが、例えば数十ｍｍ角で厚さ数ｍｍの直方体形状であるものとすることができる。
【００２１】
回路基板１０１は、実装部品１０２等が実装される基板である。回路基板１０１は、ガラスエポキシ系材料や絶縁性セラミック材料等の絶縁性材料からなる層が積層された多層基板であるものとすることができ、その層内には、図示しない層内配線が形成されているものとすることができる。以下、回路基板１０１の、実装部品１０２が実装される側の面を実装面１０１ａとする。
【００２２】
実装面１０１ａには、図３に示すように導電性材料からなる表層導体１０５が形成されている。表層導体１０５は、実装面１０１ａ上に塗布され、硬化された導電性ペーストであってもよく、あるいは実装面１０１ａ上にメッキ等により形成された金属膜であってもよい。表層導体１０５は、実装面１０１ａ上において、後述するトレンチ１０６に沿って配設されているものとすることができる。
【００２３】
表層導体１０５は、回路基板１０１内に形成された図示しない層内配線に接続される。表層導体１０５は、当該層内配線を介して回路モジュール１００のグランド端子に電気的に接続され、グランド電位に維持されることが可能に構成されてもよい。また表層導体１０５は、当該層内配線を介して実装部品１０２と電気的に接続されていてもよい。
【００２４】
実装部品１０２は、回路基板１０１の実装面１０１ａに実装された電子部品等であり、例えば、集積回路（ＩＣ）、コンデンサ、インダクタ、抵抗、水晶振動子、デュプレクサ、フィルタ、パワーアンプ等である。実装部品１０２は、はんだＨによるはんだ接合によって実装面１０１ａに実装されているものとすることができる。図２に示すように、回路基板１０１には、複数の実装部品１０２が実装されるものとすることができる。なお、実装部品１０２の数や配置は特に限定されない。
【００２５】
封止体１０３は、実装面１０１ａ上に形成され、実装部品１０２を被覆する。封止体１０３は、本実施形態において、熱硬化性樹脂を含む絶縁性の封止材料で形成される。当該封止材料は、具体的には、シリカやアルミナが添加されたエポキシ樹脂等を適用することができ、例えば、回路基板１０１の熱膨張性よりも大きい所定の熱膨張性を有する材料とすることができる。封止体１０３は、実装部品１０２が実装面１０１ａに実装された後、流体状の封止材料が実装部品１０２の周囲に充填され、加熱により硬化されたものとすることができる。
【００２６】
図４は、封止体１０３を示す平面図であり、図２におけるシールド１０４を省略した図である。図５は、封止体１０３を示す断面図であり、図３におけるシールド１０４を省略した図である。封止体１０３は、主面１０３ａから実装面１０１ａに向けて形成されたトレンチ１０６を有する。
【００２７】
トレンチ１０６は、封止体１０３が溝状に除去されて形成されたものとすることができる。トレンチ１０６の壁面の断面形状は、例えば図５等に示すように、実装面１０１ａに対してテーパ状に形成されてもよいし、あるいは実装面１０１ａに対して略垂直に形成されてもよい。トレンチ１０６の深さは特に限定されないが、表層導体１０５に到達する深さを有するものとすることができる。
【００２８】
トレンチ１０６の平面視における形状は、図４に示すように、複数の実装部品１０２の間に、実装部品１０２を隔てるように形成されているものとすることができる。なお、トレンチ１０６の形状は、同図に示すものに限定されず、実装部品１０２の種類や配置に応じた形状とすることができる。
【００２９】
シールド１０４は、封止体１０３を被覆し、電磁波に起因する障害（電磁障害）に対するシールドとして機能する。シールド１０４は、本実施形態において、熱硬化性樹脂を含む導電性のシールド材料で形成される。当該シールド材料は、具体的には、ＡｇやＣｕ等の導電性粒子を含有するエポキシ樹脂等の導電性樹脂であってもよく、封止材料とは異なる熱膨張性を有する材料とすることができる。ここでいう熱膨張性とは、熱膨張係数や体積膨張率を含む概念であり、シールド材料と封止材料の熱膨張係数が異なることによって両者の熱膨張性が異なってもよく、体積膨張率が異なることによって両者の熱膨張性が異なってもよい。
【００３０】
シールド１０４は、図３等に示すように、トレンチ１０６の内部に形成された内部シールド部１０７と、封止体１０３と内部シールド部１０７とを被覆する外部シールド部１０８とを有する。
【００３１】
内部シールド部１０７は、トレンチ１０６内にシールド材料が充填されることで形成される。内部シールド部１０７は、図３に示すようにトレンチ１０６を介して表層導体１０５に当接し、表層導体１０５に電気的に接続されているものとすることができる。
【００３２】
一方外部シールド部１０８は、封止体１０３の全体及び内部シールド部１０７を被覆する。外部シールド部１０８は、封止体１０３の主面１０３ａ上に形成された平坦面を構成する第１の部分１０８ａと、内部シールド部１０７上に形成された第２の部分１０８ｂとを備える。
【００３３】
図３に示すように、第２の部分１０８ｂは、第１の部分１０８ａから突出しており、トレンチ１０６及び内部シールド部１０７の直上に形成される。
【００３４】
次に、回路モジュール１００の製造方法について説明する。
【００３５】
［回路モジュールの製造方法］
図６及び図７は回路モジュール１００の製造方法を示す模式図である。なお、回路モジュール１００は、一つの回路基板上に複数が同時に製造され、各回路モジュール１００に分割されるものとすることができるが、以下ではそのうちの一つの回路モジュール１００について説明する。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、回路基板１０１の実装面１０１ａに、実装部品１０２を実装する。実装は、はんだ接合等の各種実装方法によってすることができる。なお、実装面１０１ａには、予め表層導体１０５が配設されている。
【００３７】
続いて、図６（ｂ）に示すように、実装面１０１ａ上において、実装部品１０２を被覆するように、液状又はペースト状の封止材料Ｆを塗布する。封止材料Ｆの塗布は、真空印刷法、スピンコート法等により行うことができる。封止材料Ｆは、実装面１０１ａ上に塗布された後、ベーキング等による熱処理が施されて硬化される。
【００３８】
続いて、図６（ｃ）に示すように、封止材料Ｆを回路モジュール１００毎にハーフカットする。封止材料Ｆのハーフカットは例えばダイサーによってすることができる。
【００３９】
続いて、図７（ａ）に示すように、封止材料ＦにレーザーＬを照射し、走査する。レーザーの照射により封止材料Ｆが線状に除去され、図７（ｂ）に示すようにトレンチ１０６を有する封止体１０３が形成される。トレンチ１０６の形状は、レーザーの出力、レーザーの走査速度及び走査経路等によって適宜調整することが可能である。例えば、レーザーの出力や走査速度等を調整することによって、図３及び図５に示すような、テーパ状の断面形状を有し、かつ表層導体１０５に到達する深さのトレンチ１０６を形成することができる。また、レーザーの走査経路を制御することによって、平面視において図４に示すような所定の形状を有するトレンチ１０６が形成される。なお、トレンチ１０６の形成は、封止材料Ｆのハーフカットの前に行ってもよい。
【００４０】
続いて、封止体１０３上にシールド１０４を形成する。本工程では、まず、図７（ｃ）に示すように、シールド材料Ｓを真空印刷法等により塗布する。これにより、トレンチ１０６内部を含む封止体１０３の表面全体にシールド材料Ｓが充填される。なお、トレンチ１０６は上述のように表層導体１０５に到達しているので、シールド材料Ｓはトレンチ１０６内において表層導体１０５に到達することができる。
【００４１】
次に、塗布されたシールド材料Ｓに対して、ベーキング等の所定の熱処理を施す。当該熱処理の条件はシールド材料の特性に応じて適宜決定することができる。この熱処理によってシールド材料Ｓが硬化され、図３に示すような内部シールド部１０７及び外部シールド部１０８を有するシールド１０４が形成される。
【００４２】
この際、封止体１０３を構成する封止材料Ｆとシールド１０６を構成するシールド材料Ｓとは異なる物性を有し、熱膨張性も異なる。例えば、シールド材料Ｓは、所定の熱処理条件下において封止材料Ｆとは異なる熱膨張係数を有し、異なる割合で膨張する。封止材料Ｆの方がシールド材料Ｓよりも熱膨張係数が大きい場合、封止材料Ｆがシールド材料Ｓに対して相対的に膨張する。これにより、トレンチ１０６壁面において封止材料Ｆがシールド材料Ｓ側へ膨張し、トレンチ１０６内に充填されたシールド材料Ｓが上方に押し出されることとなる。したがって、図３に示すように、平坦面を構成する第１の部分１０８ａから突出した第２の部分１０８ｂが形成される。
【００４３】
なお、シールド材料Ｓが封止材料Ｆとは異なる体積膨張率を有し、封止材料Ｆの方がシールド材料Ｓよりも体積膨張率が大きい場合であっても、同様に、第１の部分１０８ａから突出した第２の部分１０８ｂを形成することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態において、封止材料Ｆの熱膨張性は、回路基板１０１の熱膨張性よりも大きい。これにより、上記熱処理によって封止材料Ｆが回路基板１０１に対しても相対的に膨張し、トレンチ１０６壁面間の距離を狭めることができるため、効率的にシールド材料Ｓを押し出すことが可能となる。
【００４５】
続いて、シールド１０４及び回路基板１０１を、回路モジュール１００毎に裁断（フルカット）する。シールド１０４及び回路基板１０１の裁断は例えばダイサーによってすることができる。これにより、回路モジュール１００が作製される。
【００４６】
［効果］
本実施形態に係る回路モジュール１００より、次のような効果が得られる。すなわち図２に示すように、外部シールド部１０８のうち、トレンチ１０６及び内部シールド部１０７のＺ軸方向上方の領域を第２の部分１０８ｂとして視認することが可能となる。これにより、第２の部分１０８ｂを指標にして、シールド１０４上方から目視により回路モジュール１００の向きを確認することが可能となる。したがって、回路モジュール１００を他の制御基板等へ実装する際の取り扱い性を高めることが可能となる。
【００４７】
さらに、トレンチ１０６に対応して第２の部分１０８ｂが形成されることから、回路モジュール１００の製造後に、目視により、トレンチ１０６の形成工程を行ったことを確認することが可能となる。これにより、製品出荷前の検査等においてもトレンチ１０６の加工履歴を確認することが容易になり、不良品を容易に判別することができる。
【００４８】
また図８は、回路モジュール１００の拡大断面図である。図中の白抜き矢印は、内部シールド部１０７内で熱が伝わる様子を模式的に示す。例えば実装部品１０２等が発熱した場合に、この熱が封止体１０３を介して内部シールド部１０７へ伝達される。そして、同図に示すように、当該熱が外部シールド部１０８の第２の部分１０８ｂに向かって伝達され、第２の部分１０８ｂの表面等から放散される。本実施形態によれば、シールド１０４全体が平坦に構成されていた場合と比較して、シールド１０４の表面積を拡大することが可能となる。したがって、放熱性を高めることが可能となり、熱による実装部品１０２の不具合等を抑制することが可能となる。
【００４９】
さらに、第２の部分１０８ｂが凸部として構成されることで、封止体１０３が露出する可能性を低減することができる。図９は、第２の部分が設けられていない場合のシールド１０４ａを示す。図９（ａ）に示すようにシールド材料Ｓを薄く塗布した場合、仮にシールド材料Ｓが熱処理によって収縮したとすると、図９（ｂ）に示すように封止体１０３の角が露出する可能性がある。本実施形態によれば、第２の部分１０８ｂが第１の部分１０８ａに対して突出することで、封止体１０３の露出を抑制することが可能となる。したがって、所期のシールド効果を安定的に維持できるとともに、回路モジュール１００の不具合を抑制することができる。
【００５０】
［第２の部分の別の形状について］
図１０乃至図１２は、第２の部分の別の形状の例を示す図である。
【００５１】
図１０に示すように、第２の部分１０８ｂは、平坦面を構成する第１の部分１０８ａから陥没して構成された凹部であってもよい。これによっても、上述のように、シールド１０４上方から目視により回路モジュール１００の向きを確認することが可能となる。また、回路モジュール１００の製造後にトレンチ１０６の形成工程を行ったことを容易に判定することが可能となる。さらに、略平坦な構成のシールドと比較して、シールド１０４の表面積を拡大することが可能となり、実装部品１０２等から発生される熱の放熱性を高めることが可能となる。
【００５２】
また、図１０に示す回路モジュール１００の封止材料とシールド材料とは、上述のように、いずれも熱硬化性樹脂を含む材料とすることができる。この場合に、シールド材料として、封止材料よりも熱膨張性が大きいものを採用することができる。具体的には、シールド材料として、封止材料よりも大きい熱膨張係数を有し、あるいは封止材料よりも大きい体積膨張率を有するものを採用することができる。これにより、シールド１０４の形成工程における熱処理時に、封止材料がシールド材料に対して収縮し、第１の部分１０８ａから陥没した第２の部分１０８ｂを形成することが可能となる。
【００５３】
図１１は、第１の部分１０８ａから突出する第２の部分１０８ａが曲面ではなく、上面と側面とを有する形状とした例を示す。また、図１２は、第１の部分１０８ａから陥没する第２の部分１０８ａが、図１０に示すような曲面ではなく、底面と壁面とを有する形状とした例を示す。さらに、第２の部分はこれらの形状に限定されず、例えば断面形状が三角形状等であってもよい。
【００５４】
［変形例］
以上の実施形態において、外部シールド部の第２の部分は、封止材料とシールド材料との熱膨張性の差によって形成されると説明したが、これに限定されない。例えば、表面が略平坦なシールドを形成した後、トレンチに対応する形状のマスクを介して凸部又は凹部を形成してもよい。これによっても、第１の部分から突出又は陥没する第２の部分を有するシールドを形成することができる。
【００５５】
また、以上の実施形態において、封止体の材料とシールドの材料とがいずれも熱硬化性樹脂を含むと説明したが、これに限定されない。例えば、封止材料として熱硬化性樹脂以外の樹脂材料を採用することもできる。あるいは、シールド材料として金属材料を採用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００…回路モジュール
１０１…回路基板
１０２…実装部品
１０３…封止体
１０３ａ…主面
１０４…シールド
１０５…表層導体
１０６…トレンチ
１０７…内部シールド部
１０８…外部シールド部
１０８ａ…第１の部分
１０８ｂ…第２の部分
【要約】
【課題】目視により、回路モジュールの向きを容易に識別でき、かつ不良品の判定が容易な回路モジュールを提供すること。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る回路モジュールは、回路基板と、実装部品と、封止体と、シールドとを具備する。
上記回路基板は、実装面を有する。
上記実装部品は、上記実装面上に実装される。
上記封止体は、上記実装面上に形成され、上記実装部品を被覆する封止体であって、上記封止体の主面から上記実装面に向けて形成されたトレンチを有する。
上記シールドは、上記トレンチの内部に形成された内部シールド部と、上記封止体と上記内部シールド部とを被覆する外部シールド部と、を有する。上記外部シールド部は、上記封止体の主面上に形成された平坦面を構成する第１の部分と、上記内部シールド部上に形成され上記第１の部分から突出又は陥没する第２の部分とを備える。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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