(57)【要約】【課題】基板に搭載される複数の電子部品相互の電気的な干渉を、基板にキャビティを形成することなく簡単に防止できる技術を提供する。【解決手段】筒状部材３の一方の開口側の端面が基板表面２ａに実装されており、基板２に実装される複数の電子部品５のうち、少なくも１つの電子部品５が、基板表面２ａの筒状部材３に囲まれる領域２ｂに実装されている。したがって、筒状部材３に囲まれる領域２ｂに実装される電子部品５と、他の領域に実装される電子部品５とが電気的に干渉することを防止することができるので、基板２に搭載される複数の電子部品５相互の電気的な干渉を、基板２にキャビティを形成することなく簡単に防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品が実装された基板を備える複合モジュールにおいて、
一方の開口側の端面が前記基板表面に実装される筒状部材を備え、
少なくも１つの前記電子部品が、前記基板表面の前記筒状部材に囲まれる領域に実装されていることを特徴とする複合モジュール。
【請求項２】
前記筒状部材の他方の開口を閉塞する蓋部材をさらに備え、
前記蓋部材に前記電子部品が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の複合モジュール。
【請求項３】
前記筒状部材と前記蓋部材とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の複合モジュール。
【請求項４】
前記筒状部材および前記蓋部材に前記基板と電気的に接続される導体配線が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の複合モジュール。
【請求項５】
前記基板表面に実装された複数の前記筒状部材の複数の前記他方の開口が１つの前記蓋部材で閉塞されている特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の複合モジュール。
【請求項６】
前記筒状部材の外周面を覆うように形成された樹脂層をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の複合モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子部品が実装された基板を備える複合モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴い、基板に実装される電子部品間の間隔が狭くなっており、基板に実装された各電子部品が相互に電気的に干渉することを防止するために、基板表面に凹部（キャビティ）を形成し、キャビティ内に各電子部品を実装する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。例えば、図７に示すハイブリッド半導体装置５００（複合モジュール）は、上面にキャビティ５０５が形成された多層基板であるセラミックス基板５０１と、キャビティ５０５内に実装された半導体チップ５０２および受動素子５０３と、キャビティ５０５を覆ってセラミックス基板５０１上面に封着される金属からなる電磁遮蔽平板５０４とを備えている。
【０００３】
セラミックス基板５０１は、それぞれ配線層５０６が設けられたセラミックス板５０７が重ね合わされ、焼結されて形成される。また、セラミックス基板５０１の底面、内部、上面の配線層５０６は、各セラミックス板５０７を貫通して設けられるビア導体５０８を介して相互に接続される。
【０００４】
また、セラミックス基板５０１の上面には、半導体チップ５０２と受動素子５０３とを収納できる大きさのキャビティ５０５が形成され、各キャビティ５０５の底面には、半導体チップ５０２の主面の電極５０９および受動素子５０３の電極の配置に対応して配線層５０６が露出して設けられている。
【０００５】
また、半導体チップ５０２の主面の電極５０９には、例えばＡｕからなるバンプ５１０が形成されている。そして、バンプ５１０は、セラミックス基板５０１の配線層５０６に位置合わせされて超音波や熱圧着により接続される。また、半導体チップ５０２の裏面が、セラミックス基板５０１の上面とほぼ同一平面になるように、キャビティ５０５の深さや半導体チップ５０２の厚さ、バンプ５１０の高さなどが調整されている。また、受動素子５０３は、セラミックス基板５０１の上面に設けられたキャビティ５０５の配線層５０６に位置合わせされてスズを主材としたハンダ（図示省略）を用いて接続される。
【０００６】
また、電磁遮蔽平板５０４は、セラミックス基板５０１の上面および半導体チップ５０２の裏面に導電性接着剤５１１が印刷法で塗布された後、セラミックス基板５０１と電磁遮蔽平板５０４とが位置合わせされて圧着され、加熱されて導電性接着剤５１１が硬化されることによりセラミックス基板５０１に固着される。なお、図７は従来の複合モジュールの一例を示す図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４０１３４号公報（段落［００２１］〜［００３０］、図１、要約書など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来の複合モジュールでは、異なる高さの電子部品を基板に形成されたキャビティ内に搭載するために、搭載する電子部品ごとに異なる深さのキャビティを基板に形成する必要があり、基板の製造工程数が増大するため、基板の製造コストの増大を招来する。また、基板に深さの異なる複数のキャビティが形成されるため、特に深いキャビティが形成された部分では基板の厚みが薄くなり、基板強度が低下する。また、基板にキャビティが形成されることにより基板各部に厚さの異なる部分が形成されることから、例えばリフローにおいて加熱される際に基板各部に異なる大きさの応力が発生することにより基板に反りが生じ、基板に搭載される電子部品の電気特性や電子部品の基板への実装精度が劣化するおそれがあった。
【０００９】
この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、基板に搭載される複数の電子部品相互の電気的な干渉を、基板にキャビティを形成することなく簡単に防止できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明の複合モジュールは、複数の電子部品が実装された基板を備える複合モジュールにおいて、一方の開口側の端面が前記基板表面に実装される筒状部材を備え、少なくも１つの前記電子部品が、前記基板表面の前記筒状部材に囲まれる領域に実装されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
また、前記筒状部材の他方の開口を閉塞する蓋部材をさらに備え、前記蓋部材に前記電子部品が実装されていてもよい（請求項２）。
【００１２】
このとき、前記筒状部材と前記蓋部材とが一体的に形成されていてもよい（請求項３）。
【００１３】
また、前記筒状部材および前記蓋部材に前記基板と電気的に接続される導体配線が設けられているのが望ましい（請求項４）。
【００１４】
また、前記基板表面に実装された複数の前記筒状部材の複数の前記他方の開口が１つの前記蓋部材で閉塞されていてもよい（請求項５）。
【００１５】
また、前記筒状部材の外周面を覆うように形成された樹脂層をさらに備えていてもよい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、筒状部材の一方の開口側の端面が基板表面に実装されており、基板に実装される複数の電子部品のうち、少なくとも１つの電子部品が、基板表面の筒状部材に囲まれる領域に実装されることにより、筒状部材に囲まれる領域に実装される電子部品と、他の領域に実装される電子部品とが電気的に干渉することを防止することができるので、基板に搭載される複数の電子部品相互の電気的な干渉を、基板にキャビティを形成することなく簡単に防止することができる。
【００１７】
また、基板にキャビティを形成しなくてもよいため、基板強度が低下することを防止できると共に、例えばリフローにおける加熱の際に基板に反りなどが生じることを防止することができ、基板に搭載される電子部品の電気特性や電子部品の基板への実装精度が劣化することを防止することができる。
【００１８】
また、電子部品の高さに応じた複数種類の筒状部材を予め形成しておき、基板に実装される電子部品の高さに応じて筒状部材を選択し、選択した筒状部材を基板に実装することで、従来のように、電子部品の高さに応じて異なる深さのキャビティを基板に形成するのに比べ、複数種類の筒状部材から最適な筒状部材を選択して基板に実装するだけでよいので、複合モジュールの製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、筒状部材の他方の開口を閉塞する蓋部材に電子部品がさらに実装されることにより、基板に実装された電子部品上方の、従来、デッドスペースとなっていたスペースに電子部品を実装することができ、基板への電子部品の実装密度を高めることができる。
【００２０】
また、蓋部材の上面および下面の両面に電子部品をさらに実装することができるが、蓋部材の下面にのみ、すなわち、筒状部材の内部空間にのみ電子部品を実装することにより、電子部品が実装されていない蓋部材の上面を、基板を他のマザー基板に実装するときの吸着面とすることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、筒状部材と蓋部材とが一体的に形成されているため、蓋部材を筒状部材に実装する工程を省略することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、筒状部材および蓋部材に基板と電気的に接続される導体配線が設けられているため、蓋部材に実装された電子部品と基板とを容易に電気的に接続できるため、ボンディングワイヤなどを配設するスペースが必要なく、製造される複合モジュールの小型化を図ることができる。また、筒状部材および蓋部材を組合わせることにより、相互に配線が必要な複数の電子部品を基板の一領域に集積することができ、これにより、必要な導体配線を基板の一領域にまとめて設けることができるため、基板の小型化を図ることができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、基板表面に実装された複数の筒状部材の複数の他方の開口が１つの蓋部材で閉塞されるため、複数の筒状部材の複数の他方の開口を蓋部材により閉塞する工程を簡略化することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、筒状部材の外周面を覆うように樹脂層が形成されることで、基板表面の筒状部材で囲まれる領域と異なる領域に実装された電子部品を保護することができ、複合モジュールの耐環境性を向上することができると共に、例えばコイルのように、樹脂に覆われることによる透磁率の変化により特性が変化する電子部品や、例えばＭＥＭＳのように、樹脂層による応力が加わることで特性が変化する電子部品を筒状部材の内部に実装することで、電子部品の特性が樹脂層に覆われることにより変化するのを防止することができるので、精度のよい複合モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の複合モジュールの第１実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】第１変形例を示す図である。
【図３】第２変形例を示す図である。
【図４】第３変形例を示す図である。
【図５】第４変形例を示す図である。
【図６】複合モジュールの第２実施形態を示す図である。
【図７】従来の複合モジュールの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
複数の電子部品が実装された基板を備える本発明の複合モジュールの第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の複合モジュール１の第１実施形態を示す図であり、（ａ）は正面視における一部断面図、（ｂ）は平面図である。図２〜図５はそれぞれ第１〜第４変形例の正面視における一部断面図である。
【００２７】
図１に示すように、複合モジュール１は、樹脂基板、プリント基板、セラミックス基板、多層基板、フレキシブル基板などの種々の基板により形成される基板２と、一方の開口側の端面が基板表面２ａに実装される筒状部材３と、筒状部材３の他方の開口を閉塞する蓋部材４とを備えている。
【００２８】
また、基板表面２ａには、抵抗やコンデンサ、コイルなどの受動素子、半導体素子、ＩＣ、ＭＥＭＳ、接点端子などの複数の電子部品５が実装されている。そして、少なくとも１つの電子部品５が、基板表面２ａの筒状部材３に囲まれる領域２ｂに実装される。また、一部の電子部品５は、蓋部材４の下面に実装されて筒状部材３の内部空間に配設される。
【００２９】
また、筒状部材３および蓋部材４には、基板２に形成された配線パターンと電気的に接続される導体配線が設けられており、蓋部材４に実装された電子部品５と基板２とが当該導体配線を介して電気的に接続される。
【００３０】
筒状部材３は、この実施形態では、両側に矩形の開口を有する略直方体形状に形成されており、例えば、複数の矩形の開口を有するセラミックス基板が積層された積層体を焼成したものを、各開口を囲むように分割することで形成される。また、複数の開口それぞれの周辺にビア導体が形成されたセラミックス基板の積層体を焼成したものを、各開口および各開口に対応するビア導体を囲むように分割することで、筒状部材３の側壁の内部に導体配線が設けられた筒状部材３を形成することができる。
【００３１】
また、ビア導体が形成された複数のセラミックス基板の積層体に、ビア導体を部分的に切り欠く透孔を透設することにより、内側面に導体配線が設けられた筒状部材３を形成することができる。また、電極やビア導体が形成されたプリント基板や液晶ポリマ（ＬＣＰ）などの樹脂基板が積層された積層体をパンチャーにより機械的に打ち抜いて中空構造を形成することにより筒状部材３を形成してもよい。
【００３２】
蓋部材４は、この実施形態では、筒状部材３の他方の開口が形成された端面の形状に合わせて形成されており、プリント基板、フレキシブル基板、セラミックス基板などに所定の導体配線を設けることにより形成される。
【００３３】
なお、筒状部材３および蓋部材４は、基板表面２ａに実装される複数の電子部品５の形状や大きさ、高さなどに合わせて、それぞれ異なる形状や大きさ、高さなどを有するものを複数種類形成しておくことが望ましい。また、筒状部材３の形状は、上記した形状に限られるものではなく、円筒状など、筒状であればどのような形状であってもよい。
【００３４】
そして、基板表面２ａに複数の電子部品５が実装された後、所定領域２ｂに実装された電子部品５を囲むように筒状部材３が導電性接着剤により基板表面２ａに実装されて、電子部品５が実装された蓋部材４が導電性接着剤により筒状部材３の他方の開口を閉塞して設けられて複合モジュール１が製造される。このとき、筒状部材３に囲まれる所定領域２ｂとは異なる領域に設けられた電子部品５のうち、最も背の高い電子部品５の高さに合わせて筒状部材３を選択し、選択した筒状部材３を基板表面２ａに実装するのが望ましい。このようにすれば、蓋部材４に電子部品５をさらに設けることにより、最も背の高い電子部品５の周辺の空間がデッドスペースとなることが防止される。
【００３５】
（１）第１変形例
図２に示す第１変形例が、上記した第１実施形態と異なる点は、基板表面２ａに複数の筒状部材３が実装されている点と、電子部品５の形状に合わせて高さの異なる筒状部材３が基板表面２ａに実装されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。
【００３６】
（２）第２変形例
図３に示す第２変形例が、上記した第１実施形態と異なる点は、基板表面２ａに実装された筒状部材３の他方の開口が蓋部材４で閉塞されていない点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。なお、この場合、筒状部材３と電気的に接続する必要のある電子部品が実装されていないため、絶縁性接着剤により筒状部材３を基板表面２ａに実装してもよい。
【００３７】
（３）第３変形例
図４に示す第３変形例が、上記した第１変形例と異なる点は、基板表面２ａに実装された一方の筒状部材３ａと、当該筒状部材３ａの他方の開口を閉塞する蓋部材４ａとが一体的に形成されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。なお、この場合、開口が形成されていないセラミックス基板などの基板と、開口が形成されたセラミックス基板などの基板とを組合わせて積層することで、筒状部材３ａと蓋部材４ａとを一体的に形成することができる。
【００３８】
（４）第４変形例
図５に示す第４変形例が、上記した第１変形例と異なる点は、基板表面２ａに同じ高さの複数の筒状部材３が実装されており、複数の筒状部材３の複数の他方の開口が１つの蓋部材４ｂで閉塞されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。
【００３９】
以上のように、上記した実施形態によれば、筒状部材３の一方の開口側の端面が基板表面２ａに実装されており、基板２に実装される複数の電子部品５のうち、少なくも１つの電子部品５が、基板表面２ａの筒状部材３に囲まれる領域２ｂに実装されている。したがって、筒状部材３に囲まれる領域２ｂに実装される電子部品５と、他の領域に実装される電子部品５とが電気的に干渉することを防止することができるので、基板２に搭載される複数の電子部品５相互の電気的な干渉を、基板２にキャビティを形成することなく簡単に防止することができる。
【００４０】
また、電子部品５の高さに合わせて高さの異なる複数種類の筒状部材３を予め形成しておき、基板２に実装される電子部品５の高さに応じて筒状部材３を選択し、選択した筒状部材３を基板２に実装することで、従来のように、電子部品５の高さに合わせて異なる深さのキャビティを基板に形成するのに比べ、複数種類の筒状部材３から最適な筒状部材３を選択して基板２に実装するだけでよいので、複合モジュール１の製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４１】
また、基板２に実装される電子部品５の高さに対応した筒状部材３を選択し、筒状部材３の他方の開口を閉塞する蓋部材４に電子部品がさらに実装されるため、大きく高さの異なる電子部品５を基板に実装するときに、背の低い電子部品５の上方のスペースにも筒状部材３および蓋部材４を用いて電子部品５をさらに実装することができる。したがって、基板２に実装された背の低い電子部品の上方の、従来、デッドスペースとなっていたスペースに電子部品５を実装することができるため、デッドスペースを無くして電子部品５の複合モジュール１への実装密度を高めることができる。
【００４２】
また、蓋部材４の上面および下面の両面に電子部品５をさらに実装してもよいが、蓋部材４の下面にのみ、すなわち、筒状部材３の内部空間にのみ電子部品５を実装することで、電子部品５が実装されていない蓋部材４の上面を、複合モジュール１を他のマザー基板に実装するときの吸着面とすることができるので実用的である。
【００４３】
また、筒状部材３ａと蓋部材４ａとを一体的に形成することにより、蓋部材４ａを筒状部材３ａに実装する工程を省略することができる。
【００４４】
また、筒状部材３，３ａおよび蓋部材４，４ａ，４ｂに基板２と電気的に接続される導体配線が設けられているため、蓋部材４，４ａ，４ｂに実装された電子部品５と基板２とを容易に電気的に接続できるため、ボンディングワイヤなどを配設するスペースが必要なく、製造される複合モジュール１の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、筒状部材３，３ａおよび蓋部材４，４ａ，４ｂを組合わせることにより、相互に配線が必要な複数の電子部品５を基板２の一領域に集積することができ、これにより、必要な導体配線を基板２の一領域にコンパクトにまとめて設けることができる。したがって、基板２に配線パターンを形成するために確保しなければならない領域が小さくて済むので、基板２の小型化を図ることができ、これにより、複合モジュール１の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、基板表面２ａに実装された複数の筒状部材３の複数の他方の開口を１つの蓋部材４ｂで閉塞することにより、複数の筒状部材３の複数の他方の開口を複数の蓋部材４により閉塞する工程を簡略化することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
本発明の複合モジュールの第２実施形態について、図６を参照して説明する。この第２実施形態が、上記した第１実施形態と異なる点は、複合モジュール１０が、筒状部材３の外周面を覆うように形成された樹脂層６をさらに備えている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様の構成であるため、その構成の説明は同一符号を付すことにより省略する。
【００４８】
樹脂層６は、筒状部材３や蓋部材４、電子部品５などが基板表面２ａに実装された後に、筒状部材３の外周面を覆うように、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの樹脂材料が充填されることにより形成される。
【００４９】
このように構成すれば、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、以下の効果を奏することができる。すなわち、筒状部材３の外周面を覆うように樹脂層６が形成されることで、基板表面２ａの筒状部材３で囲まれる領域２ｂと異なる領域に実装された電子部品５を保護することができ、複合モジュールの耐環境性を向上することができると共に、例えばコイルのように、樹脂に覆われることによる透磁率の変化により特性が変化する電子部品５や、例えばＭＥＭＳのように、樹脂層６による応力が加わることで特性が変化する電子部品５を筒状部材３の内部に実装することで、電子部品５の特性が樹脂層６に覆われることで変化することを防止することができるので、精度のよい複合モジュール１０を提供することができる。
【００５０】
また、筒状部材３の内部に実装される電子部品５は、蓋部材４により筒状部材３の内部空間が封止されることにより保護される。また、筒状部材３の他方の開口が蓋部材４により閉塞されていないときは、樹脂層６を、筒状部材３の他方の開口側の端面を越えないように形成すればよい。
【００５１】
なお、本発明は上記した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なうことが可能であり、上記した種々の構成をどのように組合わせてもよく、複数の筒状部材および蓋部材を積み重ねることによりさらに電子部品を実装してもよい。
【００５２】
また、筒状部材３を金属により形成して、基板２に設けられた接地電極と電気的に接続することにより、筒状部材３の内部領域２ｂに実装された電子部品５と、他の領域に実装された電子部品５とが相互に電気的に干渉することをさらに効率よく防止することができる。
【００５３】
そして、本発明は、種々の複合モジュールに適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１，１０    複合モジュール
２    基板
２ａ    基板表面
３，３ａ    筒状部材
４，４ａ，４ｂ    蓋部材
５    電子部品
６    樹脂層
【図１】
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【図２】
2011253976.tif 000004
【図３】
2011253976.tif 000005
【図４】
2011253976.tif 000006
【図５】
2011253976.tif 000007
【図６】
2011253976.tif 000008
【図７】
2011253976.tif 000009