(57)【要約】【課題】基板の下面側に半導体素子が装着された高周波モジュールの厚みを薄くする。【解決手段】基板３１の外周に沿って設けられた中継基板５と、この中継基板５の天面に形成された接続ランド９と、中継基板５で囲まれた領域に実装された半導体素子２と、中継基板５の孔５ａに嵌合された金属製の裏カバー３５とを備え、裏カバー３５には半導体素子２に対応する位置に半導体素子２よりも大きな孔３５ａが形成され、半導体素子３３の天面３３ａは裏カバー３５の天面３３ａ内面側より突出したものである。これにより、半導体素子３３が裏カバー３５の孔３５ａに入り込み、裏カバー３５や中継基板５の厚みを薄くできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板の外周に沿って設けられた凸部と、この凸部の天面に形成された第１の接続ランドと、前記凸部で囲まれた凹部の底面に一方の面が接続された半導体素子と、前記凹部を覆う金属製の裏カバーとを備え、前記裏カバーには前記半導体素子に対応する位置に前記半導体素子よりも大きな孔が形成され、前記半導体素子の他方の面は前記裏カバーの内面より突出した高周波モジュール。
【請求項２】
半導体素子の他方の面には導体膜が設けられた請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
裏カバーは凸部へ圧入された請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
裏カバーは、少なくとも基板と凸部とのいずれか一方に対しＵＶ硬化接着剤で固定された請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
凸部は、一方の接続ランドが設けられた中継基板を基板の裏面に装着して形成した請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
マザー基板と、このマザー基板に装着された高周波モジュールと、この高周波モジュールと前記マザー基板とを接続する第１の半田とを備え、前記高周波モジュールには請求項１に記載の高周波モジュールを用いるとともに、前記マザー基板には裏カバー側が前記マザー基板に対向するように前記高周波モジュールが装着される電子機器において、前記マザー基板には、カバーに対応する位置に第２の接続ランドを設けるとともに、前記第２の接続ランドはグランドとし、前記カバーと前記第２の接続ランドとが接続された電子機器。
【請求項７】
マザー基板の半導体素子に対応する位置には、グランドパターンを設けた請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
半導体素子の他方面には導体膜が設けられ、この導体膜とグランドパターンとは第１の半田で接続された請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
基板あるいは凸部のいずれか一方と裏カバーとの間は第２の半田で接続し、前記第２の半田の融点は、第１の半田の融点より高くした請求項６に記載の電子機器。
【請求項１０】
マザー基板と、このマザー基板に対し裏カバーが前記マザー基板と対向する向きで装着された高周波モジュールとを備え、前記高周波モジュールには請求項１に記載の高周波モジュールを用いるとともに、前記裏カバーが前記基板あるいは凸部を介して前記マザー基板のグランドへ接続される電子機器において、前記マザー基板には半導体素子に対応する位置に設けられたグランドパターンを設け、半導体素子の他方の面に設けられた導体膜と前記グランドパターンとが接続された電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が実装された高周波モジュールとこれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の高周波モジュール１について図面を用いて説明する。図４は従来の半導体モジュールが実装された従来の電子機器の断面図である。
【０００３】
近年、携帯電話に代表される携帯機器（電子機器の一例として用いた）は、多機能化と携帯性との両立が要求されてきている。そこでこのような機器に搭載される高周波モジュール１には、半導体素子２のフリップチップ実装や、基板３へ電子部品４や半導体素子２を両面実装し、基板３の両面に高周波回路を形成したモジュールが提案されている。
【０００４】
このような高周波モジュール１において基板３の下面側には、下面の電子部品４や半導体素子２を囲うように中継基板５が搭載される。そして、高周波回路のシールドのために、中継基板５の孔５ａ内には下面側の高周波回路を覆う裏カバー６が嵌合され、基板３の上面側には上面側の高周波回路を覆う表カバー７が装着されている。
【０００５】
一方このような高周波モジュール１が搭載されるマザー基板８には、接続ランド１０が設けられる。この接続ランド１０は中継基板５の下面に設けられた接続ランド９と対応する位置に設けられる。そして高周波モジュール１は接続ランド９が接続ランド１０と対向するようにマザー基板８へ搭載され、接続ランド９と接続ランド１０とが半田１１によって接続される。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００５−３４０７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこのような従来の高周波モジュール１では、基板３の下面にも高周波回路が形成されるので、基板３の下面側に裏カバーを装着する必要がある。これにより、高周波モジュール１の厚みが厚くなるという課題を有している。
【０００８】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、高周波モジュールの厚みを薄くすることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明の高周波モジュールの裏カバーには半導体素子に対応する位置に前記半導体素子よりも大きな孔が形成され、前記半導体素子の下面は前記裏カバーの内面より突出したものである。これにより所期の目的を達成できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、基板と、この基板の外周に沿って設けられた凸部と、この凸部の天面に形成された第１の接続ランドと、前記凸部で囲まれた凹部の底面に一方の面が接続された半導体素子と、前記凹部を覆う金属製の裏カバーとを備え、前記裏カバーには前記半導体素子に対応する位置に前記半導体素子よりも大きな孔が形成され、前記半導体素子の下面は前記裏カバーの内面より突出した高周波モジュールである。
【００１１】
これにより、半導体素子が裏カバーの孔に入り、半導体素子の下面は前記裏カバーの内面より突出させるので、その分高周波モジュールを薄くできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態における高周波モジュールを用いた携帯機器の断面図であり、図２は同、高周波モジュールの下面図であり、図３は同、携帯機器のマザー基板の上面図である。なお、本実施の形態において、図４と同じものには同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。
【００１３】
図１から図３において、本実施の形態における携帯電話（電子機器の一例として用いた）には、高周波モジュール２１や回路部品２２が搭載されたマザー基板２３が収納されている。本実施の形態における高周波モジュール２１はＴＶ放送受信用のチューナモジュールであるが、例えばＦＭ放送受信用のチューナやＧＰＳ受信器のように高周波回路を含んだモジュールであれば良い。一方、本実施の形態においてマザー基板２３上には回路部品２２によって携帯電話用の高周波回路が構成されているが、これは、例えばＣＰＵや液晶などの回路でも良い。つまり、高周波モジュール２１に対してノイズや妨害を与える原因となる回路である。
【００１４】
次に高周波モジュール２１について、図１、図２を用いて詳細に説明する。図１、図２において、基板３１は多層基板であり、その上面には半導体素子２や電子部品４が半田付けされ、これら上面側の半導体素子２や電子部品４を覆うように金属製の表カバー７が装着されている。
【００１５】
中継基板５（凸部の一例として用いた）はロの字形状であり、基板３１の外形に沿って装着されている。そして中継基板５の上面と基板３１の下面とがはんだ３２によって接続されている。なお、中継基板５の外形は基板３１の外形より小さくしておくことが望ましい。これは、中継基板５を基板３１へ装着したときのずれにより中継基板５の外周が基板３１の外周より突出しないようにするためである。
【００１６】
ここで、基板３１の下面に実装された半導体素子３３や電子部品４は、中継基板５で囲まれた領域（凹部の一例として用いた）にはんだ付けにより装着されている。なお、半導体素子２と基板３１との間には樹脂３６が充填されている。
【００１７】
そして、金属製の裏カバー３５は中継基板５の孔５ａに嵌合され、中継基板５の孔５ａの内周あるいは基板３１へ接続部材によって固定されている。なお本実施の形態では裏カバー３５は、裏カバー３５の側面３５ｂと中継基板５の孔５ａの内周面との間にＵＶ硬化でありかつ耐熱性を有した接着剤３７を流し込むことで固定されるので、高周波モジュール２１をマザー基板２３へはんだ付けする場合の熱で裏カバー３５が外れ難くできる。また、接着剤３７がＵＶ硬化であるので、裏カバー３５を固定時に高熱を加える必要がない。従って、電子部品４や半導体素子３３に対する加熱回数を少なくできるので、これらの電子部品４や半導体素子３３が熱劣化を起こしたりし難くできる。
【００１８】
なお裏カバー３５は断面がコの字状に曲げられており、その側面が電子部品４や半導体素子３３と孔５ａの内面との間の隙間に挿入される。従って、樹脂３６は、裏カバー３５の側面３５ｂが挿入される位置にまで広がらないようにしておくことが重要である。そこで、本実施の形態では、半導体素子３３と裏カバー３５の側面３５ｂの内側との間には、１．８ｍｍ隙間を設けている。これにより、樹脂３６によって裏カバー３５の浮きを防止することができる。
【００１９】
ここで、裏カバー３５の半導体素子３３に対応する位置には、孔３５ａが設けられている。この孔３５ａは半導体素子３３の外周に対して、片側で０．５ｍｍずつ大きいものである。そして裏カバー３５は装着された状態において、半導体素子３３の天面３３ａが裏カバー３５における天面３５ｃの内側面よりも突出するように装着される。なお本実施の形態では、中継基板５の天面５ｂは、裏カバー３５の天面３５ｃの外側面よりも突出するような寸法としている。また、裏カバー３５の天面３５ｃの外側面と半導体素子３３の天面３３ａとは同じ高さとなるようにしている。
【００２０】
このようにすることによって、半導体素子３３が孔３５ａに入り込むこととなるので、その分裏カバー３５の高さや、中継基板５の高さを小さくできる。従って、高周波モジュール２１の薄型化が可能となる。
【００２１】
また、半導体素子３３の天面３３ａが露出することとなるので、半導体素子３３で発する熱を放熱し易くなるので、高周波モジュール２１内に形成された高周波回路の特性は温度により変動し難くできる。
【００２２】
次に、このような高周波モジュール２１のマザー基板２３への塔載について説明する。図３は、本実施の形態におけるマザー基板の上面図である。図３においてマザー基板２３の上面には、中継基板５の天面に設けられた複数の接続ランド９に対応した位置に接続ランド４１が設けられる。さらに裏カバー３５の天面３５ｃに対応する位置には、接続ランド４２が設けられている。なお、この接続ランド４２はマザー基板２３のグランドに接続されている。このとき、接続ランド４２は半導体素子３３の外周を囲むことができるように設けると良い。
【００２３】
そして、接続ランド９と接続ランド４１との間や、裏カバー３５の天面３５ｃ表側面と接続ランド４２とが半田１１によって接続される。これにより半導体素子３３の周囲がグランドで囲まれるので、シールドされたと等価の状態となり、回路部品２２で発生するノイズや妨害波が孔３５ａから進入し難くなるので、妨害に強い薄型の高周波モジュール２１を実現できる。
【００２４】
なお本実施の形態における半導体素子３３の天面３３ａには、導体膜（図示せず）が形成される。なおこの半導体素子３３の天面３３ａの導体膜は、半導体素子３３のシリコン基板上に、直接導体をスパッタリングすることや、無電解めっきなどにより導体膜が形成されたポリイミド樹脂膜が貼り付けられるなどによって形成される。ここで、マザー基板２３における半導体素子３３の天面３３ａに対応する位置には、グランドパターン４３が配線されている。そして、グランドパターン４３と半導体素子３３の天面３３ａとの間も半田１１によって接続される。これにより半導体素子３３の天面３３ａもグランドで囲まれた状態とできるので、半導体素子３３がシールドされたのと等価の状態となり、さらに妨害やノイズに強い薄型の高周波モジュール２１を実現できる。
【００２５】
なお、グランドパターン４３は半導体素子３３の天面３３ａより小さくし、接続ランド４２はマザー基板２３と対向した裏カバー３５の天面３５ｃよりも小さくしておく。つまり、マザー基板２３において半導体素子３３と孔３５ａとの間の隙間に対応する位置は、導体の不形成部とするとかレジスト膜を形成するなどの方法により、半田１１が付着しないようにするわけである。このようにすることによって、半導体素子３３と孔３５ａとの間の隙間から、半田１１が高周波モジュール２１内へ誤って進入することを防ぐことができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では半導体素子３３の天面３３ａとグランドパターン４３との間を半田１１で接続したが、これは非接続としても良い。この場合には、半導体素子３３の天面３３ａに導体膜を形成する必要がないので、導体膜を形成する工程が不要となり、安価な汎用の半導体素子３３を使用できる。従って安価な高周波モジュール２１を実現できる。ただし、この場合においても、半導体素子３３の下方にはグランドパターン４３が設けられているので、半導体素子３３はシールドと等価の状態とできる。従って、ノイズや妨害に強い薄型の高周波モジュール２１を実現できる。
【００２７】
なおこの場合、マザー基板２３における半導体素子３３と孔３５ａとの間の隙間に対応する位置もグランドパターン４３としておくことが望ましい。このようにすることにより、確実に半導体素子３３をシールドすることができる。このような場合には、半導体素子３３の天面３３ａは絶縁体であるので、グランドパターン４３と接触しても構わない。そこで、半導体素子３３の天面３３ａは裏カバー３５の天面３５ｃの外面側あるいは中継基板５の天面５ｂより突出させておく。これによりさらに裏カバー３５や中継基板５の高さを低くすることができるので、さらに高周波モジュール２１を薄くすることができる。
【００２８】
また本実施の形態において裏カバー３５は、接着剤３７で固定したが、これははんだによって固定しても良い。この場合、例えば図２に示すように中継基板５の孔５ａの角に設けられたスルーホール５１にはんだを流し込んで裏カバー３５を固定しても良い。これにより、はんだを再度溶かせば裏カバー３５を外して電子部品４などを容易に交換ができる。本実施の形態では、基板３１においてスルーホールに対応する位置にランドを設け、スルーホール５１にはんだを流し込むことで同時に裏カバー３５を基板３１へも固定する構成としている。
【００２９】
なおこの場合のはんだの融点は、はんだ１１の融点よりも高いものを用いると良い。これは、高周波モジュール２１をマザー基板２３へはんだ付けする場合の熱で高温はんだが溶けることがないので、裏カバー３５の落下を発生し難くできる。
【００３０】
そしてこのとき、例えばスルーホール５１をマザー基板２３のグランドと接続される接続ランド９と接続するなどにより、裏カバー３５が基板３１あるいは中継基板５を介してマザー基板２３のグランドへ接続されるようにしておく。そして、このような高周波モジュール２１をマザー基板２３へ塔載するときに、半導体素子３３の天面３３ａとグランドパターン４３とを半田付けする。このようにすれば、高周波モジュール２１がマザー基板２３へ装着された時に、裏カバー３５はグランドと接続されることとなる。従って、半導体素子３３の天面３３ａとグランドパターン４３とが接続されれば、基板３１の裏側の回路をシールドできることとなる。また、接続ランド４２と裏カバー３５とのはんだ付けを行わなくても良いこととなる。
【００３１】
また本実施の形態では裏カバー３５は接着剤３７によって固定したが、これは裏カバー３５を孔５ａに圧入して保持させても良い。このようにすれば、例え接着剤３７や高温はんだを用いなくても裏カバー３５を保持させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明にかかる高周波モジュールは、モジュールを薄型化できるという効果を有し、携帯などのために小型化が要求される電子機器等に用いるモジュールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態における携帯機器の断面図
【図２】同、高周波モジュールの下面図
【図３】同、携帯機器のマザー基板の上面図
【図４】従来の携帯機器の断面図
【符号の説明】
【００３４】
５  中継基板
９  接続ランド
３１  基板
３３  半導体素子
３３ａ  天面
３５  裏カバー
３５ａ  孔
３５ｃ  天面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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