(57)【要約】【課題】モジュールの電気的な特性の低下を抑制しつつ、電子部品の実装の高密度化及びモジュールの小型化を図ることができる積層型電子部品モジュールを提供する。【解決手段】積層型電子部品モジュール１Ａは、第１実装面２ａを有する第１配線基板２と、第１実装面２ａに実装された複数の第１電子部品３と、複数の第１電子部品３を挟むように第１配線基板２に積層され、第２実装面４ａを有する第２配線基板４と、第２実装面４ａに実装された第２電子部品５と、第１実装面２ａ及び複数の第１電子部品３を覆う電気絶縁膜１５と、第１配線基板２と第２配線基板４との間に配置された耐電圧樹脂材１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１実装面を有する第１配線基板と、
前記第１実装面に実装された複数の第１電子部品と、
前記複数の第１電子部品を挟むように前記第１配線基板に積層され、第２実装面を有する第２配線基板と、
前記第２実装面に実装された第２電子部品と、
前記第１実装面及び前記複数の第１電子部品を覆う電気絶縁膜と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に配置された耐電圧樹脂材と、を備える、積層型電子部品モジュール。
【請求項２】
前記第２実装面には、前記第２電子部品が複数実装されており、
前記電気絶縁膜は、前記第２実装面及び前記複数の第２電子部品を覆っている、請求項１記載の積層型電子部品モジュール。
【請求項３】
前記電気絶縁膜は、前記耐電圧樹脂材よりも低い吸水率を有しており、
前記耐電圧樹脂材は、前記電気絶縁膜よりも低い弾性率を有している、請求項１又は２記載の積層型電子部品モジュール。
【請求項４】
前記耐電圧樹脂材は、真空注型によって、前記第１配線基板と前記第２配線基板との間の間隙に充填されている、請求項１〜３のいずれか一項記載の積層型電子部品モジュール。
【請求項５】
前記第１配線基板には、前記第１実装面を包囲する枠部が設けられており、
前記第２配線基板は、前記枠部に支持されている、請求項１〜４のいずれか一項記載の積層型電子部品モジュール。
【請求項６】
前記第２配線基板は、前記複数の第１電子部品の少なくとも１つに支持されている、請求項１〜４のいずれか一項記載の積層型電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型電子部品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１配線基板と、第１配線基板の実装面に実装された第１電子部品と、第１電子部品を挟むように第１配線基板に積層された第２配線基板と、第２配線基板の実装面に実装された第２電子部品と、第１電子部品と第２配線基板との間に配置された緩衝接着剤と、を備える積層型電子部品モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８５６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような積層型電子部品モジュールにおいては、電子部品の実装の高密度化及びモジュールの小型化が求められている。しかしながら、それらによって電子部品間の距離が小さくなると、モジュールの電気的な特性が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、モジュールの電気的な特性の低下を抑制しつつ、電子部品の実装の高密度化及びモジュールの小型化を図ることができる積層型電子部品モジュール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】
【０００６】
本発明の積層型電子部品モジュールは、第１実装面を有する第１配線基板と、第１実装面に実装された複数の第１電子部品と、複数の第１電子部品を挟むように第１配線基板に積層され、第２実装面を有する第２配線基板と、第２実装面に実装された第２電子部品と、第１実装面及び複数の第１電子部品を覆う電気絶縁膜と、第１配線基板と第２配線基板との間に配置された耐電圧樹脂材と、を備える。
【０００７】
この積層型電子部品モジュールでは、第１電子部品間の距離が小さくなっても、第１実装面及び複数の第１電子部品が電気絶縁膜に覆われているので、第１電子部品間でのリーク電流の発生が抑制される。更に、第１電子部品と第２電子部品との距離が小さくなっても、第１配線基板と第２配線基板との間に耐電圧樹脂材が配置されているので、第１電子部品と第２電子部品との間での放電の発生が抑制される。よって、この積層型電子部品モジュールによれば、モジュールの電気的な特性の低下を抑制しつつ、電子部品の実装の高密度化及びモジュールの小型化を図ることができる。
【０００８】
本発明の積層型電子部品モジュールでは、第２実装面には、第２電子部品が複数実装されており、電気絶縁膜は、第２実装面及び複数の第２電子部品を覆っていてもよい。これによれば、第２電子部品間でのリーク電流の発生を抑制しつつ、第２実装面上での第２電子部品の実装の高密度化を図ることができる。
【０００９】
本発明の積層型電子部品モジュールでは、電気絶縁膜は、耐電圧樹脂材よりも低い吸水率を有しており、耐電圧樹脂材は、電気絶縁膜よりも低い弾性率を有していてもよい。これによれば、電気絶縁膜に覆われた電子部品間でのリーク電流の発生をより確実に抑制することができると共に、耐電圧樹脂材を緩衝材として機能させて、モジュールに発生する応力を緩和することができる。
【００１０】
本発明の積層型電子部品モジュールでは、耐電圧樹脂材は、真空注型によって、第１配線基板と第２配線基板との間の間隙に充填されていてもよい。これによれば、積層型電子部品モジュールは、第１配線基板と第２配線基板との間の間隙に耐電圧樹脂材が確実に充填されたものとなる。
【００１１】
本発明の積層型電子部品モジュールでは、第１配線基板には、第１実装面を包囲する枠部が設けられており、第２配線基板は、枠部に支持されていてもよい。本発明の積層型電子部品モジュールでは、第２配線基板は、複数の第１電子部品の少なくとも１つに支持されていてもよい。これらによれば、第１配線基板に対する第２配線基板の積層状態の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モジュールの電気的な特性の低下を抑制しつつ、電子部品の実装の高密度化及びモジュールの小型化を図ることができる積層型電子部品モジュールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の積層型電子部品モジュールの断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の積層型電子部品モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
【００１５】
図１に示されるように、積層型電子部品モジュール１Ａは、第１配線基板２と、複数の第１電子部品３と、第２配線基板４と、複数の第２電子部品５と、第３配線基板６と、制御回路１０と、を備えている。積層型電子部品モジュール１Ａは、例えば、１００Ｖ程度から１０００Ｖ程度に電圧を上昇させる昇圧装置である。積層型電子部品モジュール１Ａのサイズは、例えば、１０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）×４ｍｍ（高さ）程度である。
【００１６】
第１配線基板２は、第１実装面２ａを有するキャビティ基板である。第１配線基板２には、第１実装面２ａを包囲する枠部７が設けられている。第１実装面２ａには、複数の第１電子部品３が実装されている。各第１電子部品３は、例えば、コンデンサ、抵抗又はダイオード等の面実装部品であり、第１配線基板２に設けられた配線８に電気的に接続されている。
【００１７】
第２配線基板４は、第２実装面４ａを有するキャビティ基板であり、複数の第１電子部品３を挟むように第１配線基板２に積層されている。第２配線基板４には、第２実装面４ａを包囲する枠部９が設けられている。第２実装面４ａには、複数の第２電子部品５が実装されている。各第２電子部品５は、トランジスタ等の半導体素子であり、ワイヤ１１によって、第２配線基板４に設けられた配線８に電気的に接続されている。
【００１８】
第３配線基板６は、板状のリジッド基板であり、複数の第２電子部品５を挟むように第２配線基板４に積層されている。第３配線基板６の表面６ａには、出力用の電極パッド１２が複数設けられている。各電極パッド１２は、第３配線基板６に設けられた配線８に電気的に接続されている。
【００１９】
制御回路１０は、第１配線基板２の裏面２ｂに実装されている。制御回路１０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary  MOS）を用いたＩＣであり、第１配線基板２の配線８に電気的に接続されている。制御回路１０は、第１電子部品３及び第２電子部品５等で構成される昇圧回路等を制御する。
【００２０】
第２配線基板４の裏面４ｂは、第１配線基板２に設けられた枠部７の表面７ａに、半田１３によって接合されている。つまり、第２配線基板４は、枠部７に支持されている。第２配線基板４の裏面４ｂと枠部７の表面７ａとの間に配置された半田１３は、枠部７及び枠部９のそれぞれに設けられたスルーホール１４において、第１配線基板２の配線８と第２配線基板４の配線８とを接合している。
【００２１】
第３配線基板６の裏面６ｂは、第２配線基板４に設けられた枠部９の表面９ａに、半田１３によって接合されている。つまり、第３配線基板６は、枠部９に支持されている。第３配線基板６の裏面６ｂと枠部９の表面９ａとの間に配置された半田１３は、枠部９及び第３配線基板６のそれぞれに設けられたスルーホール１４において、第２配線基板４の配線８と第３配線基板６の配線８とを接合している。
【００２２】
第１実装面２ａ及び複数の第１電子部品３、並びに、第２実装面４ａ及び複数の第２電子部品５は、電気絶縁膜１５によって覆われている。第１配線基板２と第２配線基板４との間、並びに、第２配線基板４と第３配線基板６との間には、耐電圧樹脂材１６が配置されている。電気絶縁膜１５は、耐電圧樹脂材１６よりも低い吸水率を有しており、耐電圧樹脂材１６は、電気絶縁膜１５よりも低い弾性率を有している。一例として、電気絶縁膜１５の材料は、テフロン（登録商標、以下同じ）又はパリレンであり、耐電圧樹脂材１６は、シリコーンゲルである。
【００２３】
耐電圧樹脂材１６は、第１配線基板２と第２配線基板４との間、並びに、第２配線基板４と第３配線基板６との間に、真空注型によって充填されている。より具体的には、耐電圧樹脂材１６は、真空充填装置内にてニードルディスペンサ及び充填用治具等を用いて充填される。第１配線基板２と第２配線基板４との間への耐電圧樹脂材１６の充填は、枠部７に設けられた注入口７ｂを介して実施される。第２配線基板４と第３配線基板６との間への耐電圧樹脂材１６の充填は、枠部９に設けられた注入口９ｂを介して実施される。なお、第１配線基板２と第２配線基板４との間の間隙、並びに、第２配線基板４と第３配線基板６との間の間隙を、真空注型前にエポキシ樹脂等で埋めておくと、真空注型時に非常に高密度な充填処理を行うことができる。
【００２４】
以上説明したように、積層型電子部品モジュール１Ａでは、第１電子部品３間の距離が小さくなっても、第１実装面２ａ及び複数の第１電子部品３が電気絶縁膜１５に覆われているので、第１電子部品３間でのリーク電流の発生が抑制される。同様に、第２電子部品５間の距離が小さくなっても、第２実装面４ａ及び複数の第２電子部品５が電気絶縁膜１５に覆われているので、第２電子部品５間でのリーク電流の発生が抑制される。更に、第１電子部品３と第２電子部品５との距離が小さくなっても、第１配線基板２と第２配線基板４との間に耐電圧樹脂材１６が配置されているので、第１電子部品３と第２電子部品５との間での放電の発生が抑制される。よって、積層型電子部品モジュール１Ａによれば、モジュール１Ａの電気的な特性の低下を抑制しつつ、第１電子部品３及び第２電子部品５の実装の高密度化及びモジュール１Ａの小型化を図ることができる。
【００２５】
このような積層型電子部品モジュール１Ａは、第１電子部品３間でのリーク電流の発生、及び、第２電子部品５間でのリーク電流の発生を数百ｐＡ以下に抑制する必要があり、且つ、第１電子部品３と第２電子部品５との電位差が１０００Ｖ以上になっても第１電子部品３と第２電子部品５との間での放電の発生を抑制する必要がある場合において、例えば、１０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）×４ｍｍ（高さ）程度にモジュール１Ａを小型化する必要があるときに、特に有効である。なお、第１電子部品３と第２電子部品５との電位差とは、第１電子部品３が有するいずれか１つの端子に印加される電圧と、第２電子部品５が有するいずれか１つの端子に印加される電圧との差の最大値を意味する。
【００２６】
また、積層型電子部品モジュール１Ａでは、電気絶縁膜１５が、耐電圧樹脂材１６よりも低い吸水率を有しており、耐電圧樹脂材１６が、電気絶縁膜１５よりも低い弾性率を有している。これにより、電気絶縁膜１５に覆われた第１電子部品３間、及び、電気絶縁膜１５に覆われた第２電子部品５間でのリーク電流の発生をより確実に抑制することができると共に、耐電圧樹脂材１６を緩衝材として機能させて、モジュール１Ａに発生する応力を緩和することができる。
【００２７】
例えば、テフロン又はパリレンは、シリコーンゲルよりも低い吸水率を有しているものの、シリコーンゲルよりも高い弾性率を有している。そのため、電気絶縁という観点からは、シリコーンゲルよりも優れているといえるが、テフロン又はパリレンのみで、第１配線基板２と第２配線基板４との間、及び、第２配線基板４と第３配線基板６との間を埋めてしまうと、モジュール１Ａに発生する応力が十分に緩和されない。
【００２８】
一方、シリコーンゲルは、テフロン又はパリレンよりも低い弾性率を有しているものの、シリコーンゲルよりも高い吸水率を有している。そのため、応力緩和という観点からは、テフロン又はパリレンよりも優れているといえるが、シリコーンゲルのみで、第１配線基板２と第２配線基板４との間、及び、第２配線基板４と第３配線基板６との間を埋めてしまうと、第１電子部品３間及び第２電子部品５間でのリーク電流の発生が十分に抑制されない。
【００２９】
そこで、耐電圧樹脂材１６よりも低い吸水率を有する電気絶縁膜１５、及び、電気絶縁膜１５よりも低い弾性率を有する耐電圧樹脂材１６を併用することで、電気絶縁及び応力緩和の両方を実現することができる。これにより、積層型電子部品モジュール１Ａに、Ｃ−ＭＯＳ、ＭＥＭＳ(Micro  Electro  Mechanical  System)等、応力に対して非常にセンシティブな部品を実装することが可能となる。
【００３０】
また、積層型電子部品モジュール１Ａでは、耐電圧樹脂材１６が、真空注型によって、第１配線基板２と第２配線基板４との間の間隙に充填されている。これにより、積層型電子部品モジュール１Ａは、第１配線基板２と第２配線基板４との間の間隙に耐電圧樹脂材１６が隙間なく確実に充填されたものとなる。
【００３１】
また、積層型電子部品モジュール１Ａでは、第２配線基板４が、第１配線基板２に設けられた枠部７に支持されており、第３配線基板６が、第２配線基板４に設けられた枠部９に支持されている。これにより、第１配線基板２に対する第２配線基板４の積層状態、及び、第２配線基板４に対する第３配線基板６の積層状態の安定化を図ることができる。
［第２実施形態］
【００３２】
図２に示されるように、第２実施形態の積層型電子部品モジュール１Ｂは、第１配線基板２、第２配線基板４及び第３配線基板６がリジッドフレキシブル基板で構成されている点で、第１実施形態の積層型電子部品モジュール１Ａと主に相違している。積層型電子部品モジュール１Ｂにおいては、第１配線基板２、第２配線基板４及び第３配線基板６は、リジッドフレキシブル基板のリジッド部であり、リジッドフレキシブル基板のフレキシブル部１７，１８によって互いに電気的に接続されている。
【００３３】
積層型電子部品モジュール１Ｂでは、第１配線基板２の配線８と第２配線基板４の配線８とは、フレキシブル部１７に設けられた配線８によって電気的に接続されている。同様に、第２配線基板４の配線８と第３配線基板６の配線８とは、フレキシブル部１８に設けられた配線８によって電気的に接続されている。また、第２配線基板４は、第１配線基板２の第１実装面２ａに実装された複数の第１電子部品３の少なくとも１つに支持されている。同様に、第３配線基板６は、第２配線基板４の第２実装面４ａに実装された複数の第２電子部品５の少なくとも１つに支持されている。
【００３４】
このような積層型電子部品モジュール１Ｂは、次のように製造される。まず、リジッドフレキシブル基板を展開した状態で、第１配線基板２の第１実装面２ａに複数の第１電子部品３を実装し、第２配線基板４の第２実装面４ａに複数の第２電子部品５を実装する。続いて、少なくとも、第１実装面２ａ及び複数の第１電子部品３、並びに、第２実装面４ａ及び複数の第２電子部品５を覆うように、電気絶縁膜１５を形成する。続いて、リジッドフレキシブル基板のフレキシブル部１７，１８を湾曲させて、第１配線基板２に第２配線基板４を積層し、第２配線基板４に第３配線基板６を積層する。この状態で、形成治具にセットする。このとき、端子等の必要個所には、マスキングが施されている。続いて、真空注型によって、第１配線基板２と第２配線基板４との間、並びに、第２配線基板４と第３配線基板６との間に、耐電圧樹脂材１６を充填する。
【００３５】
以上のように構成された積層型電子部品モジュール１Ｂによっても、上述した積層型電子部品モジュール１Ａと同様の効果が奏される。
【００３６】
また、積層型電子部品モジュール１Ｂでは、第２配線基板４が、第１電子部品３の少なくとも１つに支持されており、第３配線基板６が、複数の第２電子部品５の少なくとも１つに支持されている。これにより、第１配線基板２に対する第２配線基板４の積層状態、及び、第２配線基板４に対する第３配線基板６の積層状態の安定化を図ることができる。この場合、第１電子部品３と接触する第２配線基板４の裏面４ｂ、及び、第２電子部品５と接触する第３配線基板６の裏面６ｂにも電気絶縁膜１５を形成することで、各裏面に接触する電子部品間でのリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。
【００３７】
以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば、第１配線基板２の第１実装面２ａに実装される第１電子部品３が複数であれば、第２配線基板４の第２実装面４ａに実装される第２電子部品５は、１つであってもよい。また、積層型電子部品モジュール１Ａ，１Ｂの各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１Ａ，１Ｂ…積層型電子部品モジュール、２…第１配線基板、２ａ…第１実装面、３…第１電子部品、４…第２配線基板、４ａ…第２実装面、５…第２電子部品、７…枠部、１５…電気絶縁膜、１６…耐電圧樹脂材。
【図１】
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【図２】
2015088684.tif 000004