(57)【要約】【課題】  最も大きな熱量を発生させる電子部品により発生した熱による、電子機器の筺体の天井面の温度上昇を緩和する。【解決手段】  本発明の電子モジュール１００は、所定の配線を備えたモジュール基板１と、モジュール基板１に分散して実装された複数の電子部品５〜１０と、モジュール基板１の裏面に形成された接続電極４と、を備え、複数の電子部品５〜１０のうち、使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品９が、モジュール基板１の裏面に実装されていること、モジュール基板１の裏面に実装された電子部品９が、モールド樹脂１１により被覆されていること、モジュール基板１の表面に実装された電子部品５〜８が、モールド樹脂により被覆されていないことを特徴とする。【選択図】        図１
2014138072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面を有し、かつ所定の配線を備えたモジュール基板と、
前記モジュール基板の前記表面および前記裏面に分散して実装された複数の電子部品と、
前記モジュール基板の前記裏面に形成された接続電極と、を備えた電子モジュールであって、
前記複数の電子部品のうち、使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品が、前記基板の前記裏面に実装されていること、
前記基板の前記裏面に実装された前記最も大きな熱量を発生させる電子部品が、モールド樹脂により被覆されていること、
前記基板の前記表面に実装された前記電子部品が、モールド樹脂により被覆されていないこと、を特徴とする電子モジュール。
【請求項２】
前記単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品が、半導体部品であることを特徴とする、請求項１に記載された電子モジュール。
【請求項３】
前記単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品が、他の前記電子部品とともに、前記モジュール基板の前記裏面に実装されていることを特徴とする、請求項１または２に記載された電子モジュール。
【請求項４】
表面および裏面を有し、かつ所定の配線を備えたマザー基板と、
前記マザー基板の前記表面と前記裏面を貫通して形成されたくり抜き部と、
前記マザー基板の前記表面に形成された接続電極と、
前記マザー基板に実装された電子モジュールと、
前記マザー基板および前記電子モジュールを収容する筺体と、を備えた電子機器であって、
前記マザー基板に実装された前記電子モジュールが、請求項１〜３のいずれか１項に記載された電子モジュールであり、
前記単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品を被覆した前記モールド樹脂が、前記くり抜き部に挿入されていることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
前記くり抜き部が、孔であることを特徴とする、請求項４に記載された電子機器。
【請求項６】
前記くり抜き部が、前記マザー基板の一辺に形成された切欠き、または前記マザー基板の角部に形成された切欠きであることを特徴とする、請求項４に記載された電子機器。
【請求項７】
前記単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品を被覆した前記モールド樹脂が、前記くり抜き部に密着していることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか1項に記載された電子機器。
【請求項８】
前記筺体が金属製であることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか1項に記載された電子機器。
【請求項９】
前記マザー基板に、請求項１〜３のいずれか１項に記載された電子モジュール以外に、少なくとも１つの他の電子部品が実装されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか1項に記載された電子機器。
【請求項１０】
前記他の電子部品が電子モジュールであることを特徴とする、請求項４〜９のいずれか1項に記載された電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きい熱量を発生させる電子部品を備えた電子モジュールに関する。
【０００２】
また、本発明は、上記電子モジュールを使用した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、基板上に種々の種類の電子部品を実装し、所望の電子回路を構成した電子モジュールが広く使用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（ＷＯ２００９／１２２８３５号公報）には、そのような電子モジュール３００が開示されている。
【０００５】
図５に、特許文献１に開示された従来の電子モジュール３００を示す。
【０００６】
電子モジュール３００は、モジュール基板１０１を備えている。
【０００７】
モジュール基板１０１の表面には、実装用電極１０２が形成され、電子部品１０３、１０４、１０５が、はんだ等を用いて実装されている。電子部品１０３は、大きな熱量を発生させる半導体部品である。電子部品１０４、１０５は、電子部品１０３に比べて大きな熱量を発生させることのない、コンデンサ、インダクタ、抵抗等の電子部品である。
【０００８】
電子部品１０３、１０４、１０５を実装したモジュール基板１０１の表面は、モールド樹脂１０６により被覆されている。
【０００９】
電子モジュール３００の裏面には、端子電極１０７が形成されている。
【００１０】
このような構造からなる従来の電子モジュール３００は、例えば電子機器に実装されて使用される。
【００１１】
図６に、電子モジュール３００を使用した電子機器の一例として、電子機器４００を示す。
【００１２】
電子機器４００は、マザー基板１０８を備えている。
【００１３】
マザー基板１０８の表面には、実装用電極１０９が形成され、電子モジュール３００が、他の電子部品（図示せず）とともに、はんだ等を用いて実装されている。
【００１４】
電子モジュール３００が実装されたマザー基板１０８は、例えば金属製からなり、少なくとも天井面１１０ａと４つの側面１１０ｂを備えた筺体１１０の内部に収容されている。  筺体１１０は、底面も備えていることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１２２８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した従来の電子機器４００には、電子モジュール３００の大きな熱量を発生させる電子部品１０３の熱により、筺体１１０の天井面１１０ａの温度が大きく上昇してしまう恐れがあるという問題があった。
【００１７】
図７に、電子機器４００の放熱経路の模式図を示す。なお、図に示した矢印が、主な放熱経路である。
【００１８】
図７に示すように、電子モジュール３００の電子部品１０３により発生した熱は、主にモールド樹脂１０６を経由して、電子モジュール３００の上方に放熱される。しかしながら、電子モジュール３００の上方には、わずかな隙間を隔てて筺体１１０の天井面１１０ａが存在するため、電子モジュール３００から放熱された熱により筺体１１０の天井面１１０ａが熱せられ、筺体１１０の天井面の温度が大きく上昇してしまう恐れがあったのである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたものである。その手段として、本発明の電子モジュールは、表面および裏面を有し、かつ所定の配線を備えたモジュール基板と、モジュール基板の表面および裏面に分散して実装された複数の電子部品と、モジュール基板の裏面に形成された接続電極と、を備え、複数の電子部品のうち、使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品が、基板の裏面に実装されていること、基板の裏面に実装された最も大きな熱量を発生させる電子部品が、モールド樹脂により被覆されていること、基板の表面に実装された電子部品が、モールド樹脂により被覆されていないことを特徴とする。
【００２０】
なお、単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品は、例えば半導体部品である。
【００２１】
また、単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品は、他の電子部品とともに、モジュール基板の裏面に実装されていても良い。
【００２２】
また、上述した従来の問題点を解決するため、本発明の電子機器は、表面および裏面を有し、かつ所定の配線を備えたマザー基板と、マザー基板の表面と裏面を貫通して形成されたくり抜き部と、マザー基板の表面に形成された接続電極と、マザー基板に実装された電子モジュールと、マザー基板および電子モジュールを収容する筺体と、を備え、マザー基板に実装された電子モジュールが、上述した本発明の電子モジュールであり、単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品を被覆したモールド樹脂が、くり抜き部に挿入されていることを特徴とする。
【００２３】
なお、くり抜き部は、孔であっても良いし、マザー基板の一辺に形成された切欠き、またはマザー基板の角部に形成された切欠きであっても良い。
【００２４】
また、単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品を被覆したモールド樹脂は、くり抜き部に密着していることが好ましい。この場合には、電子モジュールの単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品により発生した熱を、効率良く、マザー基板に放熱することができる。
【００２５】
筺体は、例えば金属製とすることができる。
【００２６】
また、マザー基板には、上述した本発明の電子モジュール以外に、少なくとも１つの他の電子部品が実装されていても良い。そして、その電子部品は、電子モジュールであっても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の電子モジュール、電子機器によれば、電子モジュールの単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品により発生した熱による、電子機器の筺体の天井面の温度上昇を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る電子モジュール１００を示す断面図である。図１（Ｂ）は、電子モジュール１００の裏面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電子機器２００を示す断面図である。
【図３】図２に示した電子機器２００の製造方法において実施される工程を示す断面図である。
【図４】図２に示した電子機器２００の放熱経路を示す模式図である。
【図５】従来の電子モジュール３００を示す断面図である。
【図６】従来の電子機器４００を示す断面図である。
【図７】図６に示した従来の電子機器４００の放熱経路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
［第１実施形態：電子モジュール］
図１（Ａ）、（Ｂ）に、本発明の実施形態に係る電子モジュール１００を示す。ただし、図１（Ａ）は断面図であり、図１（Ｂ）は裏面図である。
【００３０】
電子モジュール１００は、表面および裏面を有するモジュール基板１を備えている。モジュール基板１は、単層基板であっても良いし、多層基板であっても良い。また、モジュール基板１の材質は任意であるが、例えばセラミックや樹脂を使用することができる。
【００３１】
モジュール基板１は、図示しないが、配線パターンやスルーホ−ルにより、必要な配線を備えている。
【００３２】
モジュール基板１の表面には、複数の実装用電極２が形成されている。また、モジュール基板１の裏面の中央部にも、複数の実装用電極３が形成されている。更に、モジュール基板１の裏面の実装用電極３の周囲に、複数の端子電極４が形成されている。
【００３３】
モジュール基板１には、電子部品５〜１０が実装されている。ただし、電子部品５〜１０は、図１（Ａ）の断面図に現れたもののみを示したものであり、他の断面には他の電子部品が実装されている場合がある。
【００３４】
電子部品５〜１０のうち、電子部品９が、電子モジュール１００に実装された電子部品のうち、使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品である。電子部品９は、例えば半導体部品である。
【００３５】
電子部品５〜８が、モジュール基板１の表面に実装されている。具体的には、電子部品５〜８の端子電極が、はんだ等を用いて実装用電極２に接続固定されている。
【００３６】
また、電子部品９、１０が、モジュール基板１の裏面に実装されている。具体的には、電子部品９、１０の端子電極が、はんだ等を用いて実装用電極３に接続固定されている。
【００３７】
電子部品９、１０が実装されたモジュール基板１の裏面が、モールド樹脂１１により被覆されている。
【００３８】
以上の構造からなる本発明の実施形態に係る電子モジュール１００は、例えば次の方法により製造する。
【００３９】
まず、一般に広く用いられている方法により、所望の配線を備え、表面に実装用電極２が形成され、裏面に実装用電極３、端子電極４が形成されたモジュール基板１を作製する。例えば、モジュール基板１がセラミック多層基板である場合には、表面に電極パターンが導電ペーストにより形成され、表面と裏面を貫通して形成された孔に導電ペーストが充填された、複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、圧着して一体化した積層体を焼成することにより作製する。
【００４０】
次に、モジュール基板１の表面および裏面に、電子部品５〜１０を、例えばリフローはんだ付けにより実装する。
【００４１】
最後に、電子部品９、１０が実装されたモジュール基板１の裏面をモールド樹脂１１により被覆することによって、電子モジュール１００は完成する。モールド樹脂１１の被覆は、例えば半硬化状態の板状樹脂を載置し、加熱することによって行なう。
［第２実施形態：電子機器］
次に、本発明の実施形態に係る電子機器２００について説明する。なお、電子機器２００は、上述した本発明の実施形態に係る電子モジュール１００を使用している。
【００４２】
図２に、電子機器２００を示す。ただし、図２は断面図である。
【００４３】
電子機器２００は、表面および裏面を有するマザー基板２１を備えている。マザー基板２１は、単層基板であっても良いし、多層基板であっても良い。また、マザー基板２１の材質は任意であるが、例えばセラミックや樹脂を使用することができる。
【００４４】
マザー基板２１は、図示しないが、配線パターンやスルーホ−ルにより、必要な配線を備えている。
【００４５】
マザー基板２１の表面には、実装用電極２２が形成されている。
【００４６】
マザー基板２１の中央部には、表面と裏面を貫通したくり抜き部２１ａが形成されている。本実施形態においては、くり抜き部２１ａは孔であるが、くり抜き部はこれには限定されず、例えば、マザー基板２１の一辺に形成された切欠き、またはマザー基板２１の角部に形成された切欠き等であっても良い。
【００４７】
なお、くり抜き部２１ａは、マザー基板２１の表面と裏面を貫通して形成されている。くり抜き部２１ａは、後述するように、電子モジュール１００のモールド樹脂１１を挿入するためのものであるが、くり抜き部２１ａをマザー基板２１の表面と裏面を貫通したものとすることにより、マザー基板２１の厚みが大きくなるのを回避することが可能になっている。なお、くり抜き部２１ａをマザー基板２１の表面と裏面を貫通したものとすることは、電子モジュール１００において、使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品９を、空気よりも熱伝導性の高いモールド樹脂１１で被覆したことにより可能になっている。仮に、電子部品９がモールド樹脂１１で被覆されていなければ、電子部品９から発生する熱を遮断するために、マザー基板２１ａのくり抜き部２１ａを有底のものに構成しなければならない可能性がある。
【００４８】
マザー基板２１の表面には、上述した本発明の実施形態に係る電子モジュール１００が実装されている。具体的には、電子モジュール１００のモールド樹脂１１をマザー基板２１のくり抜き部２１ａに挿入した上で、電子モジュール１００の端子電極４が、マザー基板２１の表面に形成された実装用電極２２にはんだ等を用いて接続固定されている。図示を省略しているが、マザー基板２１の表面および裏面には、電子モジュール１００以外の電子部品も実装されている。なお、他の電子部品は、電子モジュール１００とは別の電子モジュールであっても良い。
【００４９】
なお、上述したように、電子モジュール１００のモールド樹脂１１をマザー基板２１のくり抜き部２１ａに挿入するにあたっては、モールド樹脂１１がくり抜き部２１ａに密着していることが好ましい。モールド樹脂１１に被覆された電子部品９から発生した熱を、効率的にマザー基板２１に放熱することができるからである。
【００５０】
電子モジュール１００が実装されたマザー基板２１が、天井面２３ａと、４つの側面２３ｂと、底面２３ｃを備えた筺体２３内に収容され、固定されている。
【００５１】
以上の構造からなる本発明の実施形態に係る電子機器２００は、例えば次の方法により製造する。
【００５２】
まず、一般に広く用いられている方法により、所望の配線を備え、表面と裏面を貫通したくり抜き部２１ａが形成されるとともに、表面に実装用電極２２が形成されたマザー基板２１を作製する。例えば、マザー基板２１がセラミック多層基板である場合には、表面に電極パターンが導電ペーストにより形成され、表面と裏面を貫通して形成された孔に導電ペーストが充填され、くり抜き部２１ａを形成するための開口が設けられた、複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、圧着して一体化した積層体を、焼成することにより作製する。
【００５３】
次に、マザー基板２１の表面に、上述した本発明の実施形態に係る電子モジュール１００を実装する。具体的には、図３の断面図に示すように、電子モジュール１００のモールド樹脂１１を挿入した上で、電子モジュール１００の端子電極４をマザー基板２１の実装用電極２２にリフローはんだ付け等により接続固定する。このとき、必要に応じて、他の電子部品もマザー基板２１に実装する。
【００５４】
最後に、電子モジュール１００の実装されたマザー基板２１を筺体２３内に収容し、固定して、本発明の実施形態に係る電子機器２００は完成する。
【００５５】
図４に、本発明の実施形態に係る電子機器２００の放熱経路の模式図を示す。なお、図に示した矢印が、主な放熱経路である。
【００５６】
図４に示すように、電子機器２００に実装された電子モジュール１００の、使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品９から発生した熱は、モールド樹脂１１を経由して、マザー基板２１に放熱される。また、いったん電子モジュール１００のモジュール基板１を経由して、マザー基板２１に放熱される。この結果、電子部品９から発生した熱は、筺体２３の天井面側にはあまり放熱されない。これには、電子モジュール１００において、モジュール基板１の表面側にモールド樹脂が被覆されていないことも貢献している。すなわち、一般的に樹脂は空気よりも熱伝導性が高いため、モジュール基板１の表面側にモールド樹脂が被覆されていれば筺体２３の天井面側にも放熱されやすいが、モジュール基板１の表面側にモールド樹脂が被覆されず空気となっているため、この経路による放熱が抑制されているからである。
【００５７】
本発明によれば、電子モジュール１００の使用時に単位時間当たり最も大きな熱量を発生させる電子部品９から発生した熱により、電子機器２００の筺体２３の天井面２３ａの温度が大きく上昇してしまうことを抑制できる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態に係る電子モジュール１００、電子機器２００それぞれの構造、およびそれらの製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
【００５９】
例えば、電子モジュール１００に実装される電子部品の種類、個数等は任意であり、上述した内容には限定されない。
【００６０】
また、電子機器２００のマザー基板２１に形成されるくり抜き部２１ａの形状、位置、大きさ等も任意であり、上述した内容には限定されない。
【符号の説明】
【００６１】
１：モジュール基板
２、３：実装用電極
４：端子電極
５、６、７、８、１０：電子部品
９：最も大きな熱量を発生させる電子部品
１１：モールド樹脂
２１：マザー基板
２１ａ：くり抜き部
２２：実装用電極
２３：筺体
２３ａ：天井面
１００：電子モジュール
２００：電子機器
【図１】
2014138072.tif 000003
【図２】
2014138072.tif 000004
【図３】
2014138072.tif 000005
【図４】
2014138072.tif 000006
【図５】
2014138072.tif 000007
【図６】
2014138072.tif 000008
【図７】
2014138072.tif 000009