(57)【要約】【課題】ＩＣ素子のような高発熱性素子の放熱性が優れた複合電子部品を提供する。【解決手段】第１の主面３３側にキャビティ３５が設けられた多層基板３２と、キャビティ３５を閉じるように多層基板３２の第１の主面３３上に配置され、実装面３９に接触し得る、平板状基板３６とを備える。ＩＣ素子のような高発熱性素子４１は、キャビティ３５内であって、平板状基板３６上に搭載され、平板状基板３６の厚み方向に貫通するように設けられた放熱体４３を通して、高発熱性素子４１からの放熱が行なわれる。多層基板３２の第２の主面３４上には、低発熱性素子４４が搭載される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する第１および第２の主面を有し、かつ前記第１の主面側に開口を向けた状態でキャビティが設けられている、多層基板と、
前記キャビティの前記開口を閉じるように前記多層基板の前記第１の主面側に配置され、かつ当該複合電子部品が実装されるべき実装面に接触し得る、平板状基板と、
前記キャビティ内であって、前記平板状基板上に搭載される、動作時の発熱が比較的大きい高発熱性素子と、
前記多層基板の前記第２の主面上に搭載される、動作時の発熱が比較的小さい低発熱性素子と
を備え、
前記平板状基板には、前記高発熱性素子からの放熱を担う放熱体が厚み方向に貫通するように設けられている、複合電子部品。
【請求項２】
前記低発熱性素子を覆うように、前記多層基板に装着される金属カバーをさらに備える、請求項１に記載の複合電子部品。
【請求項３】
前記平板状基板は、前記多層基板の前記第１の主面上に配置される、請求項１または２に記載の複合電子部品。
【請求項４】
前記高発熱性素子は、ＩＣ素子である、請求項１ないし３のいずれかに記載の複合電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合電子部品に関するもので、特に、動作時に発熱を伴う素子を備える複合電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばパワーアンプとして機能するＩＣ素子は、動作時に比較的大きな発熱を伴うことが知られている。他方、複合電子部品は、これが用いられる電子機器の小型化かつ高密度実装を可能にする点で注目される。このような背景の下、上述のＩＣ素子のような高発熱性素子を搭載した複合電子部品にあっては、放熱対策が重要になってくる。
【０００３】
素子からの放熱は、通常、素子を搭載する基板を通して行なわれる。この場合、放熱効率を高めるため、基板に、熱伝導率の高い放熱体が厚み方向に貫通するように設けられることがある（たとえば、特許文献１参照）。この放熱体は、たとえば、基板にしばしば設けられるビアホール導体やスルーホール導体の場合と同様、基板に孔を設け、この孔に導電性ペーストを充填し、これを焼成することによって形成される。
【０００４】
上述した放熱対策が講じられた従来の複合電子部品として、典型的には、図４、図５および図６にそれぞれ示すような構造のものがある。
【０００５】
図４に示した複合電子部品１は、たとえば多層セラミック基板から構成される多層基板２を備えている。多層基板２は、たとえばマザーボードによって与えられる実装面３（想像線で示す。）に接触し得る第１の主面４とこれに対向する第２の主面とを有している。
【０００６】
多層基板２の第２の主面上には、たとえばＩＣ素子のような高発熱性素子６ならびにインダクタ、コンデンサ、抵抗器またはダイオードのような動作時の発熱が比較的小さい低発熱性素子７が搭載されている。図４においてワイヤ８が図示されていることからわかるように、高発熱性素子６は、たとえばワイヤボンディングによって多層基板２に対する電気的接続が図られ、低発熱性素子７は、多層基板２に対して表面実装される。
【０００７】
また、高発熱性素子６および低発熱性素子７を覆うように、金属カバー９が多層基板２に装着されている。
【０００８】
図４において、多層基板２の内部構造の詳細については図示を省略しているが、多層基板２には、高発熱性素子６からの放熱を担ういくつかの放熱体１０が厚み方向に貫通するように設けられている。したがって、高発熱性素子６において発生した熱は、放熱体１０を通して、実装面３へと放熱される。
【０００９】
図５に示した複合電子部品１１は、たとえば多層セラミック基板から構成される多層基板１２を備えている。多層基板１２には、実装面３側の第１の主面１３に対向する第２の主面１４側に開口を向けた状態でキャビティ１５が設けられている。
【００１０】
キャビティ１５内には、高発熱性素子１６が搭載され、ワイヤ１７を介してのワイヤボンディングによって、多層基板１２に対する電気的接続が図られている。多層基板１２の第２の主面１４上には、さらに、低発熱性素子１８が表面実装により搭載されている。
【００１１】
また、キャビティ１５内に収容された高発熱性素子１６および第２の主面１４上の低発熱性素子１８を覆うように、金属カバー１９が多層基板１２に装着されている。
【００１２】
図５において、多層基板１２の詳細については図示を省略しているが、多層基板１２におけるキャビティ１５の底面壁には、高発熱性素子１６からの放熱を担ういくつかの放熱体２０が厚み方向に貫通するように設けられている。したがって、高発熱性素子１６において発生した熱は、放熱体２０を通して、実装面３へと放熱される。
【００１３】
図６に示した複合電子部品２１は、たとえば多層セラミック基板から構成される多層基板２２を備えている。多層基板２２には、実装面３に接触し得る第１の主面２３側に開口を向けた状態でキャビティ２４が設けられている。キャビティ２４内には、高発熱性素子２５が搭載され、高発熱性素子２５は、ワイヤ２６を介してのワイヤボンディングによって、多層基板２２に対する電気的接続が図られている。多層基板２２の、第１の主面２３に対向する第２の主面２７上には、いくつかの低発熱性素子２８が表面実装により搭載されている。
【００１４】
また、低発熱性素子２８を覆うように、金属カバー２９が多層基板２２に装着されている。
【００１５】
図６において、多層基板２２の内部構造の詳細については図示を省略するが、多層基板２２には、高発熱性素子２５からの放熱を担ういくつかの放熱体３０が設けられている。この放熱体３０は、キャビティ２４の底面に沿って延びる層状部３０ａおよび層状部３０ａから第１の主面２３にまで延びる柱状部３０ｂとから構成されている。したがって、高発熱性素子２５において発生した熱は、層状部３０ａおよび柱状部３０ｂを通して、実装面３へと放熱される。
【００１６】
【特許文献１】
特開平９−２８３７００号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４ないし図６に示した複合電子部品１、１１および２１には、それぞれ、解決されるべき課題がある。
【００１８】
まず、図４に示した複合電子部品１にあっては、放熱体１０が多層基板２の厚み全体にわたって延びるため、高発熱性素子６からの放熱のための経路が比較的長くなり、その点で放熱効率がそれほど良好ではない。また、多層基板２の内部において、放熱体１０が設けられている部分には、配線や受動素子などの回路要素を配置することができず、このような回路要素の配置のために用いることができる領域が制限されてしまう。これに関して、放熱効率をより高めるため、放熱体１０の数を増やすと、回路要素を配置できる領域がより制限されてしまう。また、多層基板２の主面５上に高発熱性素子６が搭載されるため、低発熱性素子７のための搭載スペースが制限されてしまう。したがって、低発熱性素子７の搭載スペースを確保するため、多層基板２が大型化されなければならず、複合電子部品１の小型化を阻害する。
【００１９】
図５に示した複合電子部品１にあっては、高発熱性素子１６がキャビティ１５内に搭載されるため、放熱体２０は、多層基板１２の厚み全体にわたって延びる必要がなく、キャビティ１５の底面壁のみを貫通するように設けられれば足りる。したがって、高発熱性素子１６からの放熱のための経路が、図４に示した複合電子部品１の場合に比べて短くすることができ、その結果、放熱効率を高めることができる。しかしながら、多層基板１２の内部において、配線や受動素子などの回路要素を配置できる領域は、放熱体２０によって制限されるという欠点は改善されない。また、多層基板１２の主面１４側には、キャビティ１５が設けられるため、低発熱性素子１８のための搭載スペースが制限され、その結果、複合電子部品１１の小型化が阻害されるという欠点も改善されない。
【００２０】
図６に示した複合電子部品２１にあっては、多層基板２２の主面２７上には、高発熱性素子２５が搭載されず、また、キャビティ２４が設けられないため、低発熱性素子２８のための搭載スペースを十分に確保できるという利点を有している。しかしながら、高発熱性素子２５からの放熱のための経路として、層状部３０ａおよび柱状部３０ｂからなる放熱体３０が用いられるため、放熱のための距離が比較的長くなり、その点で放熱効率が悪い。また、多層基板２２の内部において、放熱体３０の存在は、配線や受動素子などの回路要素の配置を制限してしまうという欠点も改善されない。
【００２１】
そこで、この発明の目的は、上述した問題を解決し得る、複合電子部品の構造を提供しようとすることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。
【００２３】
すなわち、この発明に係る複合電子部品は、相対向する第１および第２の主面を有し、かつ第１の主面側に開口を向けた状態でキャビティが設けられている、多層基板と、キャビティの開口を閉じるように多層基板の第１の主面側に配置され、かつ当該複合電子部品が実装されるべき実装面に接触し得る、平板状基板とを備えている。
【００２４】
また、この発明に係る複合電子部品は、動作時の発熱が比較的大きい高発熱性素子と動作時の発熱が比較的小さい低発熱性素子とを備えているが、高発熱性素子は、キャビティ内であって、平板状基板上に搭載され、低発熱性素子は、多層基板の第２の主面上に搭載される。
【００２５】
そして、平板状基板に、高発熱性素子からの放熱を担う放熱体が厚み方向に貫通するように設けられる。
【００２６】
この発明に係る複合電子部品が高周波用途に向けられる場合には、低発熱性素子を覆うように、多層基板に装着される金属カバーをさらに備えていることが好ましい。
【００２７】
また、複合電子部品の組立工程や複合電子部品を構成する各要素を製造するための加工工程の簡素化を図るためには、平板状基板は、多層基板の第１の主面上に配置されることが好ましい。
【００２８】
上述した高発熱性素子としては、たとえばＩＣ素子がある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による複合電子部品３１の外観を示す正面図であり、図２は、図１に示した複合電子部品３１を断面で示す正面図である。
【００３０】
複合電子部品３１は、たとえば多層セラミック基板から構成される多層基板３２を備えている。多層基板３２は、相対向する第１および第２の主面３３および３４を有し、図２に示すように、第１の主面３３側に開口を向けた状態でキャビティ３５が設けられている。なお、多層基板３２の内部構造の詳細については図示を省略するが、多層基板３２の内部には、種々の配線導体が設けられ、さらに、たとえば、インダクタやコンデンサのような受動素子が構成されることもある。
【００３１】
また、複合電子部品３１は、たとえば樹脂またはセラミックをもって構成されたプリント回路基板からなる平板状基板３６を備えている。平板状基板３６は、キャビティ３５の開口を閉じるように多層基板３２の第１の主面３３上に配置される。この実施形態では、平板状基板３６は、多層基板３２より大きい平面寸法を有している。
【００３２】
図１に示すように、多層基板３２の側面には、いくつかの入出力端子電極３７が設けられている。また、図１には半田３８が図示されている。この半田３８によって、入出力端子電極３７に対して、平板状基板３６上に設けられた導電ランド（図示せず。）が半田付けされることにより、多層基板３２と平板状基板３６とが電気的に接続されるとともに、機械的に固定される。
【００３３】
複合電子部品３１は、図２に想像線で示すように、たとえばマザーボードによって与えられる実装面３９上に実装されるものである。この実装状態において、平板状基板３６は、実装面３９と接触することができる。平板状基板３６の側面には、図１に示すように、いくつかの入出力端子電極４０が設けられている。複合電子部品３１が実装面３９上に実装されるとき、実装面３９上の導電ランド（図示せず。）とこれら入出力端子電極４０とが電気的に接続される。
【００３４】
多層基板３２に設けられたキャビティ３５内であって、平板状基板３６上には、たとえばパワーアンプとして機能するＩＣ素子のような動作時の発熱が比較的大きい高発熱性素子４１が搭載される。図２においてワイヤ４２が図示されているように、高発熱性素子４１は、たとえばワイヤボンディングによって、平板状基板３６に電気的に接続された状態とされる。
【００３５】
なお、高発熱性素子４１は、平板状基板３６に対して、バンプ接続されても、通常の半田付けによる接続が採用されてもよい。また、高発熱性素子４１がＩＣ素子である場合、このＩＣ素子はベアチップであっても、フリップチップであってもよい。
【００３６】
また、たとえばワイヤ４２の保護等を目的として、図示しないが、シリコーン等の樹脂によって、高発熱性素子４１が覆われてもよい。この目的のため、通常、高発熱性素子４１を収容したキャビティ３５が、シリコーン等の樹脂により充填される。
【００３７】
平板状基板３６には、高発熱性素子４１からの放熱を担う放熱体４３が厚み方向に貫通するように設けられている。このような放熱体４３の存在により、高発熱性素子４１からの放熱は、放熱体４３を通して実装面３９へと効率的に行なわれる。このとき、平板状基板３６は、その厚み方向寸法が多層基板３２より小さく、そのため、放熱のための経路を比較的短くできることにも注目すべきである。
【００３８】
放熱体４３は、たとえば、ビアホール導体やスルーホール導体の場合と同様、平板状基板３６に貫通孔を設け、そこに導電性ペーストを充填し、これを焼き付けることによって形成される。なお、放熱体４３を形成するため、貫通孔内すべてを導電性ペーストで充填するのではなく、貫通孔の内周面上にのみ導電性ペーストが付与されてもよい。また、放熱体４３は、平板状基板３６を厚み方向に一直線状に貫通していなくてもよく、たとえば、２つのビアホール導体を、平板状基板３６の延びる方向にわずかにずらしながら互いに接続したような形態を有していてもよい。さらに、金属ワイヤまたは金属棒を平板状基板３６を厚み方向に貫通するように挿入することによって、放熱体４３が与えられてもよい。
【００３９】
他方、多層基板３２の第２の主面３４上には、たとえば、インダクタ、コンデンサ、抵抗器またはダイオードなどのような動作時の発熱が比較的小さいいくつかの低発熱性素子４４が搭載される。これら低発熱性素子４４の搭載には、たとえば表面実装が適用される。
【００４０】
さらに、低発熱性素子４４を覆うように、金属カバー４５が多層基板３２に装着される。この複合電子部品３１が高周波用途に向けられる場合、この金属カバー４５によってシールド効果を発揮させることができる。金属カバー４５は、たとえば、多層基板３２の側面に対して半田４６によって半田付けされ、それによって、多層基板３２に対して、機械的に固定されるとともに、電気的に接続され、たとえばグラウンド電位に接続される。
【００４１】
図３は、この発明に係る複合電子部品によって実現される実際の製品の構成の一例を示すブロック図である。
【００４２】
図３において、１点鎖線で囲んだ部分が、複合電子部品５１によって与えられる。複合電子部品５１は、たとえば携帯電話機などの分野において用いられるもので、送信回路および受信回路とアンテナ５２との間に接続され、送信回路とアンテナ５２とが接続された状態と受信回路とアンテナ５２とが接続された状態とに切り替えるために用いられるものである。
【００４３】
複合電子部品５１は、パワーアンプ５３とスイッチプレクサ５４とカプラ５５とを備えている。これら要素のうち、パワーアンプ５３が高発熱性素子であり、スイッチプレクサ５４およびカプラ５５が低発熱性素子である。したがって、パワーアンプ５３が、図２に示した高発熱性素子４１に相当する。また、スイッチプレクサ５４およびカプラ５５を構成する素子は、図２に示した低発熱性素子４４、または、図示しないが、多層基板３２の内部に構成された回路要素によって与えられる。
【００４４】
以上、この発明を、図示した特定的な実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。
【００４５】
たとえば、図示の実施形態では、平板状基板３６が、多層基板３２の第１の主面３３上に配置されたが、多層基板３２の第１の主面３３側に、キャビティ３５の開口より広い範囲で凹部を設け、平板状基板３６が実装面３９に接触し得るようにしながら、この凹部内に平板状基板３６を嵌め込むようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、次のような効果が奏される。
【００４７】
まず、平板状基板上に高発熱性素子が搭載されるので、平板状基板によって与えられる搭載面が平坦であり、そのため、高発熱性素子の搭載が容易であるとともに、搭載のための作業性が良好であり、その結果、搭載不良を生じさせにくくすることができる。
【００４８】
また、平板状基板に設けられる放熱体によって、高発熱性素子の放熱を効率的に達成することができる。ここで、平板状基板は、その厚み方向寸法を多層基板よりも小さくすることができ、そのため、放熱のための経路を比較的短くできることに注目すべきである。
【００４９】
また、多層基板には、放熱体を設ける必要がないので、多層基板を製造するための加工工程の簡素化を図ることができ、結果として、多層基板のコストを低減することができる。また、多層基板の内部において、回路要素を配置し得る領域が放熱体によって制限されることがなく、その結果、複合電子部品の小型化を図ることができる。
【００５０】
また、多層基板の、平板状基板が配置される側とは逆の主面上には、低発熱性素子のための搭載スペースを十分に確保することができ、この点においても、複合電子部品の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、多層基板上に低発熱性素子を搭載する工程と平板状基板上に高発熱性素子を搭載する工程とを別々に実施することができるので、多層基板側および平板状基板側の良否を判定してから、多層基板と平板状基板とを組み合わせることができる。したがって、たとえば、多層基板側に不良が生じても、平板状基板側の高発熱性素子を無駄にすることがなく、この点においてもコストの低減を期待することができる。また、多層基板側の工程と平板状基板側の工程とを同時に並行して進めることができるので、複合電子部品を製造するための全体としての時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
この発明に係る複合電子部品において、金属カバーが装着されると、この複合電子部品を高周波用途に適したものとすることができる。
【００５３】
また、平板状基板が、多層基板の主面上に配置されると、複合電子部品の組立工程や多層基板を製造するための加工工程の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による複合電子部品３１の外観を示す正面図である。
【図２】図１に示した複合電子部品３１の内部構造を示す正面図である。
【図３】この発明に係る複合電子部品によって実現される実際の製品の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明にとって興味ある第１の従来例としての複合電子部品１を断面で示す正面図である。
【図５】この発明にとって興味ある第２の従来例としての複合電子部品１１を断面で示す正面図である。
【図６】この発明にとって興味ある第３の従来例としての複合電子部品２１を断面で示す正面図である。
【符号の説明】
３１  複合電子部品
３２  多層基板
３３  第１の主面
３４  第２の主面
３５  キャビティ
３６  平板状基板
３９  実装面
４１  高発熱性素子
４３  放熱体
４４  低発熱性素子
４５  金属カバー
【図１】
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【図２】
2004273907.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004273907.tif 000006
【図５】
2004273907.tif 000007
【図６】
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