(57)【要約】【課題】基板上に配置された部品およびその部品と基板との接合部分が樹脂中に埋設されるのに伴って、部品および接合部分の信頼性が低下してしまうのを抑制しつつ、上部層が基板によって直接支持された場合よりも回路モジュール全体を小型化する。【解決手段】回路モジュールの基板１上に複数の部品２，３ａ，３ｂを配置し、それらの部品のうちの少なくとも一の部品２によって上部層４を支持し、基板１と上部層４との間に空間５を設ける。好ましくは、基板１と部品２，３ａ，３ｂとの接合部分６を空間５内に配置し、上部層４に部品２の一部を埋め込む。【選択図】図１
2005039024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の部品を配置し、前記複数の部品のうちの少なくとも一の部品によって所定面積の平坦な上部層を支持した回路モジュールにおいて、前記基板と前記上部層との間に外部に連通した空間を設けたことを特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記基板と前記複数の部品との接合部分を前記空間内に配置したことを特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記上部層に前記一の部品の一部を埋め込んだことを特徴とする請求項１又は２に記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記上部層の下面が前記一の部品の上面よりも下側に位置するように、前記一の部品によって前記上部層を支持したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記上部層の上面と前記一の部品の上面とが同一面内に位置するように、前記一の部品によって前記上部層を支持したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路モジュール。
【請求項６】
前記基板の端面にスルーホール電極を形成し、前記スルーホール電極と前記空間とが接するように前記スルーホール電極と前記空間とを配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に複数の部品を配置し、その複数の部品のうちの少なくとも一の部品によって実装機吸着用として利用可能な上部層を支持した回路モジュールに関し、特には、基板上に配置された部品およびその部品と基板との接合部分が樹脂中に埋設されるのに伴って、部品および接合部分の信頼性が低下してしまうのを抑制しつつ、上部層が基板によって直接支持された場合よりも回路モジュール全体を小型化することができる回路モジュールに関する。詳細には、本発明の回路モジュールは、例えば携帯電話のような電子機器に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回路基板上に複数の回路部品を配置し、その複数の回路部品のうちの少なくとも一の回路部品によって実装機吸着用の領域として使用可能な上板を支持した回路モジュールが知られている。この種の回路モジュールの例としては、例えば特開平１１−２６６５１号公報に記載された回路モジュールがある。
【０００３】
図１８は特開平１１−２６６５１号公報に記載された従来の回路モジュールの断面図である。図１８において、２０１は回路基板、２０２は回路基板２０１上に配置された回路部品、２０３は回路基板２０１上に配置されたＩＣチップ、２０４は上板である。この上板２０４は、回路基板２０１上に配置された複数の部品のうち、最も高さが高い回路部品２０２の上に配置されている。２０７は電極、２１０は回路基板２０１と上板２０４との間に充填された樹脂である。
【０００４】
図１８に示すように、特開平１１−２６６５１号公報に記載された従来の回路モジュールでは、上板２０４の下面が回路部品２０２の上面に当接せしめられ、上板２０４の下面と回路基板２０１の上面との間に樹脂２１０が充填されている。それにより、回路モジュール全体が接合され、樹脂２１０中に埋設された回路部品２０２およびＩＣチップ２０３が、樹脂２１０によって保護されている。
【０００５】
ところが、特開平１１−２６６５１号公報に記載された従来の回路モジュールでは、回路基板２０１上に配置された回路部品２０２およびＩＣチップ２０３、並びにそれらと回路基板２０１との接合部分が樹脂２１０中に埋設されるため、回路モジュールがリフローされる時の熱によって、回路部品２０２およびＩＣチップ２０３、並びにそれらと回路基板２０１との接合部分の信頼性が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
詳細には、回路モジュールがリフローされる時の熱によって、回路部品２０２およびＩＣチップ２０３と回路基板２０１との接合部分が剥離してしまうおそれがある。また、半田接合部周辺に外部と遮断された空間が残ると、該空間内を半田が移動し、ショートの原因となるおそれがある。
【０００７】
更に、特開平１１−２６６５１号公報に記載された従来の回路モジュールのように樹脂２０１が充填され、回路モジュールがリフローされる場合には、上記と同様に、樹脂２１０の熱変動要因（例えば、体積、線膨張係数、気泡混入等）、回路部品２０２およびＩＣチップ２０３の熱変動要因、並びに半田の熱変動要因を考慮しなければならず、回路モジュールの設計が複雑になってしまう。
【０００８】
また、樹脂２１０を完全に充填かつ実装機吸着用の平坦な上面を形成しようとすると、樹脂２１０を充填成形するための金型が必要になってしまい、コストが嵩んでしまう。
【０００９】
また、従来から、図１９に示すような回路モジュールが知られている。図１９は他の従来の回路モジュールの断面図である。図１９において、２１１は基板、２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃは基板２１１上に配置された部品、２１４は金属カバー、２１７は電極である。
【００１０】
図１９に示す従来の回路モジュールにおいては、実装機吸着用として使用可能な金属カバー２１４が基板２１１によって直接支持されている。そのため、基板２１１に対して接合せしめられる金属カバー２１４の外縁部の分だけ、図１８に示した回路モジュールよりも、幅方向寸法および奥行き方向寸法が大きくなってしまう。また、図１９に示す従来の回路モジュールにおいては、金属カバー２１４の寸法公差および部品２１３ａの寸法公差を吸収するための隙間が、金属カバーの下面と部品２１３ａの上面との間に設けられている。そのため、その隙間の分だけ、上板２０４の下面と回路部品２０２の上面とが当接せしめられている図１８に示した回路モジュールよりも、高さ方向寸法が大きくなってしまう。
【００１１】
すなわち、図１９に示すように、金属カバー２１４が基板２１１によって直接支持されている従来の回路モジュールでは、回路モジュール全体が大型化してしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２６６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記問題点に鑑み、本発明は、基板上に配置された部品およびその部品と基板との接合部分が樹脂中に埋設されるのに伴って、部品および接合部分の信頼性が低下してしまうのを抑制しつつ、実装機吸着用として十分な面積と平坦性を備えた上部層が基板によって直接支持された場合よりも回路モジュール全体を小型化することができる回路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】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、基板上に複数の部品を配置し、前記複数の部品のうちの少なくとも一の部品によって所定面積の平坦な上部層を支持した回路モジュールにおいて、前記基板と前記上部層との間に外部に連通した空間を設けたことを特徴とする回路モジュールが提供される。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記基板と前記複数の部品との接合部分を前記空間内に配置したことを特徴とする請求項１に記載の回路モジュールが提供される。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記上部層に前記一の部品の一部を埋め込んだことを特徴とする請求項１又は２に記載の回路モジュールが提供される。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、前記上部層の下面が前記一の部品の上面よりも下側に位置するように、前記一の部品によって前記上部層を支持したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路モジュールが提供される。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、前記上部層の上面と前記一の部品の上面とが同一面内に位置するように、前記一の部品によって前記上部層を支持したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路モジュールが提供される。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、前記基板の端面にスルーホール電極を形成し、前記スルーホール電極と前記空間とが接するように前記スルーホール電極と前記空間とを配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路モジュールが提供される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の回路モジュールでは、基板と、その基板上に配置された部品によって支持された上部層との間に、外部に連通して空間が設けられている。詳細には、基板上に配置された部品が、樹脂中に埋設されるのではなく、空間内に配置されている。そのため、基板上に配置された部品が樹脂中に埋設されるのに伴って、部品の信頼性が低下してしまうのを抑制することができる。更に、基板上に配置された部品によって上部層が支持されている。そのため、上部層が基板によって直接支持された場合よりも回路モジュール全体を小型化することができる。つまり、基板上に配置された部品が樹脂中に埋設されるのに伴って、部品の信頼性が低下してしまうのを抑制しつつ、上部層が基板によって直接支持された場合よりも回路モジュール全体を小型化することができる。この上部層により、実装機は本回路モジュールを吸着することが可能になる。
【００２１】
請求項２に記載の回路モジュールでは、基板と、その基板上に配置された複数の部品との接合部分が、空間内に配置されている。そのため、基板上に配置された部品と基板との接合部分が樹脂中に埋設されるのに伴って、接合部分の信頼性が低下してしまうのを抑制することができる。
【００２２】
請求項３及び４に記載の回路モジュールでは、上部層を支持する部品の一部が上部層に埋め込まれている。詳細には、上部層を支持する部品の上面よりも、上部層の下面が、下側に配置されている。そのため、上部層を支持する部品の上面が、上部層の下面に当接せしめられている場合よりも、回路モジュール全体の高さ方向寸法を小さくすることができる。つまり、本発明では、吸着面として十分な面積と平坦性が確保できれば、上部層は最上面でなくてもよく、支持部分よりも低い位置としてもよい。
【００２３】
請求項５に記載の回路モジュールでは、上部層の上面と、上部層を支持する部品の上面とが、同一面内に配置されている。そのため、上部層の上面が、上部層を支持する部品の上面よりも上側に配置されている場合よりも、回路モジュール全体の高さ方向寸法を小さくすることができ、かつ、回路モジュールの天面が均一になるため、全面が吸着領域として使用できる。
【００２４】
請求項６に記載の回路モジュールでは、スルーホール電極と空間とが接するように、スルーホール電極と空間とが配置されている。そのため、スルーホール電極と樹脂とが接するようにスルーホール電極が配置されるのに伴って、スルーホール電極内に樹脂が入り込んでしまい、スルーホール電極が機能しなくなってしまうのを回避することができる。これにより、従来のモールド型では実用化が困難であった端面スルーホール電極の形成が可能となり、その結果、接合状態の目視が容易な回路モジュールが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の回路モジュールの第１の実施形態を示した断面図、図２は図１に示した回路モジュールの底面図である。図１および図２において、１は基板、１ａは基板１の上面、１ｂは基板１の下面、２，３ａ，３ｂは基板１上に配置された部品、２ａは部品２の上面である。４は基板１および部品３ａ，３ｂの上側に配置された上部層である。この上部層４は、基板１上に配置された複数の部品２，３ａ，３ｂのうち、最も高さが高い部品２によって支持されている。４ａは上部層４の上面、４ｂは上部層４の下面である。５は基板１の上面１ａと上部層４の下面４ｂとの間に設けられた空間、６は基板１と部品２，３ａ，３ｂとの接合部分、７は電極である。
【００２６】
図１に示すように、第１の実施形態の回路モジュールでは、基板１と、基板１上に配置された部品２によって支持された上部層４との間に、空間５が設けられている。詳細には、基板１上に配置された部品３ａ，３ｂが、図１８に示した従来の回路モジュールのように樹脂２１０中に埋設されるのではなく、空間５内に配置されている。そのため、図１８に示した従来の回路モジュールのように、回路基板２０１上に配置された回路部品２０２が樹脂２１０中に埋設されるのに伴って、回路部品２０２の信頼性が低下してしまうのを抑制することができる。更に、第１の実施形態の回路モジュールでは、基板１上に配置された部品２によって上部層４が支持されている。そのため、図１９に示した従来の回路モジュールのように、金属カバー（上部層）２１４が基板２１１によって直接支持されている場合よりも、回路モジュール全体を小型化することができる。詳細には、回路モジュール全体の幅方向寸法および奥行き方向寸法を小さくすることができる。
【００２７】
また、第１の実施形態の回路モジュールでは、基板１と、基板１上に配置された部品２，３ａ，３ｂとの接合部分６が、空間５内に配置されている。そのため、図１８に示した従来の回路モジュールのように回路基板２０１上に配置された回路部品２０２と回路基板２０１との接合部分が樹脂２１０中に埋設されるのに伴って、その接合部分の信頼性が低下してしまうのを抑制することができる。
【００２８】
更に、第１の実施形態の回路モジュールでは、上部層４を支持する部品２の一部が上部層４に埋め込まれている。詳細には、上部層４を支持する部品２の上面２ａよりも、上部層４の下面４ｂが、下側に配置されている。そのため、図１８に示した従来の回路モジュールのように、上板（上部層）２０４を支持する回路部品２０２の上面が、上板（上部層）２０４の下面に当接せしめられている場合よりも、回路モジュール全体の高さ方向寸法を小さくすることができる。
【００２９】
更に、第１の実施形態の回路モジュールでは、上部層４の上面４ａと、上部層４を支持する部品２の上面２ａとが、同一面内に配置されている。そのため、図１８に示した従来の回路モジュールのように、上板（上部層）２０４の上面が、上板（上部層）２０４を支持する回路部品２０２の上面よりも上側に配置されている場合よりも、回路モジュール全体の高さ方向寸法を小さくすることができると共に、全面を吸着面として利用することが可能である。
【００３０】
図１に示した第１の実施形態の回路モジュールの上部層４の上面４ａは、例えば真空減圧を利用したチャッキング機構を備えたマウンタ（図示せず）によって吸着され、第１の実施形態の回路モジュールが自動実装される。
【００３１】
図３および図４は図１に示した回路モジュールの製造方法を説明するための図である。図３（Ａ）に示すように、第１の工程では、例えば、図１および図２に示した回路モジュール４個分の大きさの基板１”上に、図１および図２に示した回路モジュール４個分の部品２，３ａ，３ｂが配置されたユニットが、上下逆に用意される。更に、図１に示した上部層４を構成することになる液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂が、そのユニットの下側に用意される。
【００３２】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、第２の工程において、液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂中にユニットの一部が埋没せしめられ、液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂が加熱硬化せしめられる。この時、液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂と部品３ａ，３ｂとの間には、空間が介在せしめられている。つまり、液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂が加熱硬化せしめられる時、基板１と部品２，３ａ，３ｂとの接合部分は、空間内に配置されている。
【００３３】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、第３の工程において、一体化せしめられたユニットと液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂（上部層）とが、金型から取り出される。次いで、図４（Ｄ）に示すように、第４の工程において、一体化せしめられたユニットと液状樹脂もしくはシートフィルム状樹脂（上部層）とが４分割され、図１に示した回路モジュールが完成する。
【００３４】
図５は本発明の回路モジュールの第１の実施形態の変形例を示した断面図、図６は図５に示した回路モジュールの底面図である。図５および図６において、図１〜図４に示した参照番号と同一の参照番号は、図１〜図４に示した部品または部分と同一の部品または部分を示しており、１’は第１の実施形態の変形例の回路モジュールの基板、１ａ’は基板１’の上面、１ｂ’は基板１’の下面である。７’は基板１’の端面に形成されたスルーホール電極、詳細には、ハーフスルーホール電極である。
【００３５】
この第１の実施形態の変形例の回路モジュールでは、図５および図６に示すように、スルーホール電極７’と空間５とが接するように、スルーホール電極７’と空間５とが配置されている。そのため、図１８に示した従来の回路モジュールのように、スルーホール電極２０７と樹脂２１０とが接するようにスルーホール電極２０７が配置されるのに伴って、スルーホール電極２０７内に樹脂が入り込んでしまい、スルーホール電極２０７が機能しなくなってしまうのを回避することができる。また、スルーホール電極７’が基板１’の端面に形成されているため、電極７が基板１の端面に形成されていない第１の実施形態の回路モジュールとは異なり、モジュール回路の実装後に半田接合性を目視確認することができる。その他は、第１の実施形態と同様である。
【００３６】
以下、本発明の回路モジュールの第２の実施形態について説明する。図７は本発明の回路モジュールの第２の実施形態を示した断面図である。
【００３７】
図７に示すように、第２の実施形態の回路モジュールでは、基板１と、基板１上に配置された部品１２によって支持された上部層１４との間に、空間１５が設けられている。第１の実施形態と異なる点は、上部層がフリップチップ型半導体（部品１２）の上に設置されている点であり、このように最も背の高い部品でなくても本発明は適用可能であり、その他の効果は第１の実施形態と同様である。
【００３８】
以下、本発明の回路モジュールの第３の実施形態について説明する。図８は本発明の回路モジュールの第３の実施形態を示した断面図である。このように、上部層２４は、基板１上に配置された複数の部品２，３ａ，３ｂのうち、最も高さが高い部品２によって支持されている。２４ａは上部層２４の上面、２４ｂは上部層２４の下面である。
【００３９】
この第３の実施形態の回路モジュールでは、上部層２４を支持する部品２の一部が上部層２４に半分程度埋め込まれている。そのため、図１８に示した従来の回路モジュールのように、上板（上部層）２０４を支持する回路部品２０２の上面が、上板（上部層）２０４の下面に当接せしめられている場合よりも、回路モジュール全体の高さ方向寸法を小さくすることができる。その他は、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
以下、本発明の回路モジュールの第４の実施形態について説明する。図９は本発明の回路モジュールの第４の実施形態を示した断面図である。このように、上部層３４は、基板１上に配置されたすべての部品２，３ａ，３ｂによって支持されている。３４ａは上部層３４の上面、３４ｂは上部層３４の下面である。
【００４１】
この第４の実施形態の回路モジュールでは、上部層３４を支持する部品２の頂部が上部層３４を突き抜ける形で埋め込まれている。このような構造でも吸着面を確保することが可能である。
【００４２】
以下、本発明の回路モジュールの第５の実施形態について説明する。図１０は本発明の回路モジュールの第５の実施形態を示した断面図である。このように中央に配置した部品を利用して上部層を支持してもよい。その他は第１の実施形態と同様である。
【００４３】
以下、本発明の回路モジュールの第６の実施形態について説明する。図１１は本発明の回路モジュールの第６の実施形態を示した断面図である。このように、背の高い２つの部品５２で上部層を支持してもよい。
【００４４】
以下、本発明の回路モジュールの第７の実施形態について説明する。図１２は本発明の回路モジュールの第７の実施形態を示した断面図である。このように、ＩＣ６３ａと部品２の両方を利用して上部層を支持してもよい。
【００４５】
以下、本発明の回路モジュールの第８の実施形態について説明する。図１３は本発明の回路モジュールの第８の実施形態を示した断面図である。このように、ワイヤーボンディング型ＩＣのモールド体を利用して上部層を支持してもよい。
【００４６】
以下、本発明の回路モジュールの第９の実施形態について説明する。図１４は本発明の回路モジュールの第９の実施形態を示した断面図である。このように、上部層８４は、基板１上に配置された複数の部品２，３ａ，３ｂのうちの最も高さが高い部品２と、基板１上に配置されたピン８８とによって支持される構造としてもよい。
【００４７】
以下、本発明の回路モジュールの第１０の実施形態について説明する。図１５は本発明の回路モジュールの第１０の実施形態を示した断面図である。このように、上部層９４は、基板１上に配置された複数の部品２，３ａ，３ｂのうちの最も高さが高い部品２と、部品３ａ上に配置されたピン９８とによって支持される構造としてもよい。
【００４８】
以下、本発明の回路モジュールの第１１の実施形態について説明する。図１６は本発明の回路モジュールの第１１の実施形態を示した断面図である。このように、上部層１０４は、基板１上に配置された複数の部品２，１０２，３ｂのうちの最も高さが高い部品２と、部品１０２上に配置された樹脂層１０９とによって支持される構造としてもよい。
【００４９】
以下、本発明の回路モジュールの第１２の実施形態について説明する。図１７は本発明の回路モジュールの第１２の実施形態を示した断面図である。このように、上部層１１４は、基板１上に配置された複数の部品２，１１２，３ｂのうちの最も高さが高い部品２と、部品１１２上に配置された応力緩和層１１９とによって支持される構造としてもよい。
【００５０】
尚、本発明では、上述した第１から第１２の実施形態の回路モジュールおよびそれらの変形例を適宜組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の回路モジュールの第１の実施形態を示した断面図である。
【図２】図１に示した回路モジュールの底面図である。
【図３】図１に示した回路モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図４】図１に示した回路モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の回路モジュールの第１の実施形態の変形例を示した断面図である。
【図６】図５に示した回路モジュールの底面図である。
【図７】本発明の回路モジュールの第２の実施形態を示した断面図である。
【図８】本発明の回路モジュールの第３の実施形態を示した断面図である。
【図９】本発明の回路モジュールの第４の実施形態を示した断面図である。
【図１０】本発明の回路モジュールの第５の実施形態を示した断面図である。
【図１１】本発明の回路モジュールの第６の実施形態を示した断面図である。
【図１２】本発明の回路モジュールの第７の実施形態を示した断面図である。
【図１３】本発明の回路モジュールの第８の実施形態を示した断面図である。
【図１４】本発明の回路モジュールの第９の実施形態を示した断面図である。
【図１５】本発明の回路モジュールの第１０の実施形態を示した断面図である。
【図１６】本発明の回路モジュールの第１１の実施形態を示した断面図である。
【図１７】本発明の回路モジュールの第１２の実施形態を示した断面図である。
【図１８】特開平１１−２６６５１号公報に記載された従来の回路モジュールの断面図である。
【図１９】他の従来の回路モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    基板
２    部品
３ａ，３ｂ    部品
４    上部層
５    空間
６    接合部分
７    電極
【図１】
2005039024.tif 000003
【図２】
2005039024.tif 000004
【図３】
2005039024.tif 000005
【図４】
2005039024.tif 000006
【図５】
2005039024.tif 000007
【図６】
2005039024.tif 000008
【図７】
2005039024.tif 000009
【図８】
2005039024.tif 000010
【図９】
2005039024.tif 000011
【図１０】
2005039024.tif 000012
【図１１】
2005039024.tif 000013
【図１２】
2005039024.tif 000014
【図１３】
2005039024.tif 000015
【図１４】
2005039024.tif 000016
【図１５】
2005039024.tif 000017
【図１６】
2005039024.tif 000018
【図１７】
2005039024.tif 000019
【図１８】
2005039024.tif 000020
【図１９】
2005039024.tif 000021