(57)【要約】      （修正有）【課題】モールド樹脂で樹脂封止され、シールド導体膜で被覆された電子部品を回路ブロック毎にシールド可能にしたモジュールおよび携帯端末を提供する。【解決手段】回路基板１０の上面に複数の導体部品１６を並べて実装することにより、回路ブロック間にシールド導体壁を形成する。導体部品１６は、それぞれ回路基板１０に形成されたグランドパッド１７およびビアスルーホール１８を介して回路基板１０の内層にあるベタグランド１９と電気的に接続されている。また、導体部品１６は、モールド樹脂２０の天面から露出させることにより、その上からシールド導体膜２１を被覆させることで、シールド導体膜２１と導通させることができる。これにより、導体部品１６は、回路ブロック間を電磁的に遮蔽することができ、回路ブロック間のクロストークやＥＭＣ放射雑音による特性劣化を防ぐことができる。【選択図】図１
2012019091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
当該回路基板上に実装された電子部品と、
当該電子部品を絶縁樹脂封止するモールド樹脂と、
当該モールド樹脂の外側を覆うシールド導体膜と、
前記モールド樹脂内に設けられて前記モールド樹脂を複数の領域に分割するシールド導体壁と、
を備えたモジュール。
【請求項２】
前記シールド導体壁は、前記回路基板上に実装され、グランドに導通されている金属部品からなる請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
前記金属部品は、複数個の導体部品を所定のピッチで並べてなる請求項２記載のモジュール。
【請求項４】
前記シールド導体壁は、前記モールド樹脂を仕切るように前記モールド樹脂に形成された溝に導体ペーストまたは導体塗料を充填してなる請求項１記載のモジュール。
【請求項５】
前記シールド導体壁は、前記モールド樹脂を覆う前記シールド導体膜と導通されている請求項４記載のモジュール。
【請求項６】
前記シールド導体壁は、前記モールド樹脂に形成する前記溝を前記回路基板上のグランドパッドまで達するよう形成することでグランドに導通されている請求項４記載のモジュール。
【請求項７】
前記導体ペーストまたは前記導体塗料は、前記溝に完全に充填される粘度を有している請求項４記載のモジュール。
【請求項８】
前記シールド導体壁は、前記モールド樹脂を仕切る境界に沿って前記モールド樹脂に形成された複数の非貫通穴に導体ペーストまたは導体塗料を充填してなる請求項１記載のモジュール。
【請求項９】
前記非貫通穴は、前記回路基板上のグランドパッドに達するまで形成されている請求項８記載のモジュール。
【請求項１０】
回路基板と、当該回路基板上に実装された電子部品と、当該電子部品を絶縁樹脂封止するモールド樹脂と、当該モールド樹脂の外側を覆うシールド導体膜と、前記モールド樹脂内に設けられて前記モールド樹脂を複数の領域に分割するシールド導体壁とを有するモジュールを備えた携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板上に複数の集積回路や受動素子などの電子部品を実装したモジュールおよびそのようなモジュールを搭載した携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板上に小型の電子部品を実装して回路を構成しているモジュールにおいて、その回路を電磁的に遮蔽して同じモジュール内の他の回路または他の電子機器の動作を阻害したり人体に対する影響を阻止したりすることが一般に行われている。また、電磁妨害を受け易い回路に対しては、電磁的耐性を持たせるために、電磁的な遮蔽を行うことも一般に行われている。
【０００３】
図７はモジュールのシールドキャップによる電磁遮蔽方法の一例を示す図である。
【０００４】
回路基板１００の上面には、複数の電子部品１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が実装されている。電子部品１０１，１０２，１０３には金属製のシールドキャップ１０６が被せられ、電子部品１０４，１０５には金属製のシールドキャップ１０７が被せられて、ＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility）遮蔽が行われている。シールドキャップ１０６，１０７は、回路基板１００の表面に形成されたグランドパッドに接合され、そのグランドパッドは、回路基板１００の内層にあるベタグランドにビアスルーホールを介して電気的に接続され、接地されている。
【０００５】
このとき、回路基板１００に実装された電子部品１０１，１０２，１０３，１０４，１０５およびシールドキャップ１０６，１０７の寸法ばらつき、および、搭載位置のズレによるシールドキャップ実装時の部品との干渉を防止することが必要になる。そのため、シールドキャップ１０６，１０７と電子部品１０１，１０２，１０３，１０４，１０５との実装位置のギャップを広くとり、かつ、高さ方向でもシールドキャップ１０６，１０７と部品高さとのギャップを広くとることが必要である。
【０００６】
たとえば、シールドキャップ１０６と電子部品１０１との関係で見ると、電子部品１０１の部品端または部品ランド端とシールドキャップ１０６との間隔は、少なくとも０．３ミリメートルは必要である。回路基板１００の基板端とシールドキャップ１０６との間隔は、少なくとも０．３ミリメートルは必要である。このため、シールドキャップ１０６の厚みが０．１〜０．２ミリメートルの場合、電子部品１０１の部品端または部品ランド端から回路基板１００の基板端まで、少なくとも０．７ミリメートルの距離が必要になる。
【０００７】
高さ方向については、最も部品高さの高い電子部品１０２の天面からシールドキャップ１０６まで、０．１〜０．２ミリメートル程度のエアギャップが必要であり、回路基板１００からシールドキャップ１０６までは、１．２〜１．５ミリメートルになる。回路基板１００の厚さが０．３〜０．５ミリメートル、シールドキャップ１０６の厚みが０．１〜０．２ミリメートルなので、モジュールの高さは、１．６〜２．２ミリメートル程度になる。
【０００８】
シールドキャップ１０６，１０７による電磁遮蔽方法は、その実装面積が広く必要であり、かつ、高さの余裕も必要であることから、モジュールの小型化、低背化の障害となっていた。
【０００９】
図８は樹脂封止したモジュールのシールド塗装による電磁遮蔽方法の一例を示す図である。なお、この図８において、図７に示した構成要素と同じまたは均等の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００１０】
この電磁遮蔽方法は、モールド樹脂１０８による樹脂封止と、その樹脂外側への導体塗料の塗装または印刷によるシールド導体膜１０９とを用い、実装面積および高さを抑えてモジュールの小型化、低背化を可能にしている（たとえば、特許文献１，２参照）。
【００１１】
すなわち、このモジュールでは、電子部品１０１の部品端または部品ランド端から回路基板１００の基板端までの距離は、最低で０．３ミリメートルである。モジュールの側面にて、回路基板１００の内層にあるベタグランドと電気的に接続されるシールド導体膜１０９の厚さは、０．０１〜０．１ミリメートルである。また、最も部品高さの高い電子部品１０２の天面からシールド導体膜１０９までのギャップは、０．０５〜０．１ミリメートル、モールド樹脂１０８の天面のシールド導体膜１０９の厚さは、０．０１〜０．０５ミリメートルである。回路基板１００からシールド導体膜１０９までのモールド樹脂１０８の厚さは、１．０５〜１．２ミリメートル、回路基板１００の厚さは、０．３〜０．５ミリメートルである。このため、モジュールの高さは、１．３６〜１．７５ミリメートル程度に抑えられる。
【００１２】
したがって、モールド樹脂１０８で樹脂封止をし、その外側に塗装または印刷によるシールド導体膜１０９を被覆してなるモジュールは、実装面積を小さく、高さを低くできるだけでなく、強度を向上させることができるメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−７９１３９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、電子部品を樹脂封止したその外側へシールド導体を被覆することにより形成したモジュールは、その小型化および低背化を達成することはできるが、回路基板上の回路ブロック毎にシールドすることが困難になるという問題点がある。これは、樹脂モールド工程が、回路基板を個々のモジュールに分離する工程前の子基板が集合しているシート状態で為されるからである。そのため、モジュール内に複数の回路ブロックが存在するような場合、回路ブロック間でのクロストークやＥＭＣ雑音による特性劣化が懸念されることがある。
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、モールド樹脂で樹脂封止された電子部品を回路ブロック毎に分割してシールドすることができるようにした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】
【００１６】
本発明では上記の課題を解決するために、回路基板と、当該回路基板上に実装された電子部品と、当該電子部品を絶縁樹脂封止するモールド樹脂と、当該モールド樹脂の外側を覆うシールド導体膜と、前記モールド樹脂内に設けられて前記モールド樹脂を複数の領域に分割するシールド導体壁と、を備えたモジュールが提供される。
【００１７】
このようなモジュールによれば、モールド樹脂内に設けられたシールド導体壁が回路基板上に実装された電子部品からなる回路ブロックをシールドすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成のモジュールは、モールド樹脂封止とシールド塗装タイプのモジュールが有する小型、低背のメリットを損なうことなく、回路ブロックを小分けして遮蔽することができるので、回路ブロック間のクロストークやＥＭＣ放射雑音による特性劣化を防ぐことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に係るモジュールの構成を示す図であって、（Ａ）はモジュールの断面を示す模式図、（Ｂ）はモジュールの平面を示す模式図である。
【図２】第１の実施の形態に係るモジュールの側面の構成を示す詳細図であって、（Ａ）はモジュールの側面の一構成例を示す部分断面図、（Ｂ）はモジュールの側面の変形例を示す部分断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係るモジュールの構成を示す図であって、（Ａ）はモジュールの断面を示す模式図、（Ｂ）はモジュールの平面を示す模式図である。
【図４】第３の実施の形態に係るモジュールの構成を示す図であって、（Ａ）はモジュールの断面を示す模式図、（Ｂ）はモジュールの平面を示す模式図である。
【図５】携帯端末のＲＦモジュールの構成例を示すブロック図である。
【図６】モジュール搭載例を示す携帯端末の模式図である。
【図７】モジュールのシールドキャップによる電磁遮蔽方法の一例を示す図である。
【図８】樹脂封止したモジュールのシールド塗装による電磁遮蔽方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は第１の実施の形態に係るモジュールの構成を示す図であって、（Ａ）はモジュールの断面を示す模式図、（Ｂ）はモジュールの平面を示す模式図であり、図２は第１の実施の形態に係るモジュールの側面の構成を示す詳細図であって、（Ａ）はモジュールの側面の一構成例を示す部分断面図、（Ｂ）はモジュールの側面の変形例を示す部分断面図である。
【００２２】
第１の実施の形態に係るモジュールは、回路基板１０の上に複数の電子部品、たとえば表面実装用のトランジスタ、ダイオード、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等とする電子部品１１，１２，１３と、集積回路とする電子部品１４，１５とが実装されている。また、回路基板１０の上には、金属部品からなる導体部品１６が実装されている。ここで、回路基板１０は、ガラスエポキシのような樹脂基板の場合や、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）、アルミナ、窒化アルミニウムのようなセラミック基板の場合もある。
【００２３】
この導体部品１６は、図１の（Ａ）に示したように、回路基板１０の上面に形成されたグランドパッド１７上に実装されている。このグランドパッド１７は、ビアスルーホール１８を介して回路基板１０の内層にあるベタグランド１９と電気的に接続されている。導体部品１６は、また、図１の（Ｂ）に示したように、回路基板１０の上面に複数個並んで実装されている。これにより、導体部品１６は、電子部品１１，１２，１４を含む回路ブロックの領域と電子部品１３，１５を含む回路ブロックの領域とを電磁的に遮蔽するシールド導体壁を形成している。なお、この第１の実施の形態に係るモジュールでは、複数個の小さな導体部品１６を所定のピッチで並べてシールド導体壁にしているが、これは、小寸法の電子部品を実装する汎用の面実装マウンタの使用を考慮してのものである。したがって、大寸法の電子部品を実装できる面実装マウンタの使用が可能であれば、複数個（図示の場合５個）の導体部品１６を並べた大きさの１個の導体部品を実装してシールド導体壁を構成してもよい。
【００２４】
回路基板１０上に実装された電子部品１１〜１５および導体部品１６は、エポキシ系樹脂モールド等の絶縁性のモールド樹脂２０によって樹脂封止され、その外表面は、シールド導体膜２１によって被覆されている。樹脂封止は、回路基板１０上にモジュール毎に電子部品１１〜１５および導体部品１６が実装された、集合基板のシートの状態で、回路基板１０の上面にモールド樹脂２０を流し込むことによって行われる。シールド導体膜２１による被覆は、銀ペーストのような導体ペースト印刷または銀塗料、銅塗料、銅銀塗料のような導体塗料のスプレー塗装によって行われる。
【００２５】
たとえば、集合基板の子基板切断線に沿って、幅の広いダイシングソーでモールド樹脂２０に回路基板１０のグランドパターンまで達するハーフカット溝を形成し、導体ペースト印刷または導体塗料のスプレー塗装を行う。これにより、モールド樹脂２０の天面とハーフカット溝内にシールド導体膜２１が形成される。ハーフカット溝内に形成されたシールド導体膜２１は、集合基板をモジュール毎に切断されたときに、モールド樹脂２０の側面における導体膜となる。なお、導体部品１６は、モールド樹脂２０の天面から露出する高さを有する場合には、その上からシールド導体膜２１を被覆させることで、シールド導体膜２１に導通させることが可能である。
【００２６】
ここで、ハーフカット溝を入れる深さによって、モールド樹脂２０の側面に形成されるシールド導体膜２１と回路基板１０のグランドとの導通位置が変わる。図２の（Ａ）に示すように、ハーフカット溝を回路基板１０の内層に設けられたベタグランド１９まで達するようにして、シールド導体膜２１をベタグランド１９に導通させるようにしている。また、図２の（Ｂ）に示す場合では、ハーフカット溝を回路基板１０上のグランドパッド１７に達するようにして、シールド導体膜２１をグランドパッド１７に導通させるようにしている。
【００２７】
モールド樹脂２０の天面にシールド導体膜２１が形成され、ハーフカット溝を導体ペーストを充填した後、幅の狭いダイシングソーで子基板に完全に切断して個々のモールドに分離する。なお、モールド樹脂２０の側面のシールド導体膜２１は、子基板に切断後に導体ペーストで側面を印刷したり、子基板に分割後、モジュールの底面のみをマスキングして導体塗料をスプレー塗装したりすることによって形成される場合もある。
【００２８】
この第１の実施の形態に係るモジュールは、導体部品１６を回路基板１０上に実装する工程が存在する以外、既存の製造工程と実質的に同じ工程にて製造することができる。また、複数の導体部品１６を回路基板１０上に実装していくことによってシールド導体壁を形成しているので、その導体部品１６の並べ方によって、回路基板１０上に任意の形状のシールド導体壁を形成することができる。たとえば、Ｌ字、Ｔ字、π字、十字のシールド導体壁が形成可能であり、また、直線上に並べるのではなく、密集した電子部品を避けるように蛇行した形状のシールド導体壁が形成可能であり、さらに、シールド導体壁として連続したり途中で途切れた形状でもよい。
【００２９】
図３は第２の実施の形態に係るモジュールの構成を示す図であって、（Ａ）はモジュールの断面を示す模式図、（Ｂ）はモジュールの平面を示す模式図である。なお、この図３において、図１に示した構成要素と同じまたは均等の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３０】
この第２の実施の形態に係るモジュールは、図２の（Ｂ）に示した、モールド側面のシールド塗装と同じ手法を使用してシールド導体壁を形成している。すなわち、モールド樹脂２０の所定位置に、ダイシングソーで回路基板１０上のグランドパッド１７まで達するようにしてハーフカット溝を形成し、そのハーフカット溝に導体ペーストまたは導体塗料を充填してシールド導体壁２２を形成する。このシールド導体壁２２は、その上に形成されるシールド導体膜２１と導通される。ハーフカット溝への導体ペーストまたは導体塗料の充填は、モールド樹脂２０の天面にシールド導体膜２１を被覆する工程と同じ工程で実施し、シールド導体壁２２をシールド導体膜２１と一体に形成することができる。
【００３１】
なお、モールド外表面にシールド導体膜２１を形成する導体ペーストまたは導体塗料では、グランドパッド１７まで達するようハーフカット溝を完全に充填することが困難な場合には、シールド導体膜２１の形成の前にシールド導体壁２２を形成しておく必要がある。このためには、ハーフカット溝のスリット幅および充填される導体塗料の粘度が適切に選択される。たとえば、ハーフカット溝のスリット幅を０．３ミリメートルとした場合、導体塗料は、２５〜４０パスカル秒程度の粘度に調製され、必要ならば、真空吸引による脱泡処理も行う。
【００３２】
この第２の実施の形態に係るモジュールでは、シールド導体壁２２を図示のようにモジュールを横切るように一直線に形成したり、モジュールを横切るように十字に形成したりすることはできる。しかし、ハーフカット溝を形成するダイシングソーが円形であることと、隣接するモジュールのハーフカット溝と連続して形成する必要があることから、ハーフカット溝をＬ字、Ｔ字またはπ字に形成することはできない。
【００３３】
図４は第３の実施の形態に係るモジュールの構成を示す図であって、（Ａ）はモジュールの断面を示す模式図、（Ｂ）はモジュールの平面を示す模式図である。なお、この図４において、図３に示した構成要素と同じまたは均等の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３４】
この第３の実施の形態に係るモジュールは、モールド樹脂２０の中にモールド樹脂２０を仕切る境界に沿って複数の導体柱２３を所定のピッチで形成することによりシールド導体壁を形成している。導体柱２３は、レーザー加工によってモールド樹脂２０に非貫通穴を形成し、その非貫通穴に導体ペーストを充填して形成される。非貫通穴の直下の回路基板１０にはグランドパッド１７があり、これは、少なからずレーザー光を反射するため、レーザー光の強度を調整してグランドと導通がとれる適当な深さに穴底を設けることができる。この方法ならば、シールド導体壁をＴ字やπ字に形成することも可能である。導体柱２３は、円柱形の非貫通穴に導体が充填され、一種のブラインドビアのような形状となるため、シールド導体壁は切れ切れとなるが、穴ピッチを調整することによりＥＭＣの漏れが多くならないようにすることができる。
【００３５】
図５は携帯端末のＲＦモジュールの構成例を示すブロック図、図６はモジュール搭載例を示す携帯端末の模式図である。
【００３６】
携帯端末の１つである携帯電話は、一般に複数の通信方式のモジュールを備え、これらの通信方式を必要に応じて切り替えて使用できるようになっている。たとえば図５に示した携帯電話のＲＦ（高周波）モジュール３０は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）受信回路３１、ＣＤＭＡ送信回路３２、パワーアンプ３３およびデュプレクサ３４を備えている。ＲＦモジュール３０は、また、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）送受信回路３５およびパワーアンプ３６を備えている。デュプレクサ３４およびパワーアンプ３６は、アンテナ切替スイッチ３７に接続され、このアンテナ切替スイッチ３７は、アンテナ端子に接続されている。ＣＤＭＡ受信回路３１、ＣＤＭＡ送信回路３２およびＧＳＭ送受信回路３５は、携帯電話のメインＣＰＵ（Central Processing Unit）３８に接続されている。
【００３７】
携帯電話では、送信信号系の回路ブロックと、受信信号系の回路ブロックとを電磁的に遮蔽し、通信方式毎に回路ブロックを電磁的に遮蔽し、または、使用される周波数帯毎に回路ブロックを電磁的に遮蔽することが考えられる。図５に示すＲＦモジュール３０においては、ＣＤＭＡ受信回路３１、デュプレクサ３４およびアンテナ切替スイッチ３７を含む回路ブロックが波線で示すシールド導体壁によってシールドされる。このシールド導体壁は、第１ないし第３の実施の形態のいずれか１つのシールド導体壁によって実現される。また、ＣＤＭＡ送信回路３２の回路ブロック、ＧＳＭ送受信回路３５の回路ブロック、および、パワーアンプ３３およびパワーアンプ３６を含む回路ブロックも、それぞれシールド導体壁によってシールドされる。
【００３８】
このようなＲＦモジュール３０の携帯電話への実装例を図６に示す。この携帯電話は、２つの筐体４０，４１をヒンジ４２で連結したもので、一方の筐体４０には、液晶表示器４３および液晶表示回路基板４４が内蔵されている。他方の筐体４１には、キーボード４５、補強板金４６、メイン基板４７、サブ基板４８およびアンテナ４９が内蔵されている。メイン基板４７は、メインＣＰＵ３８、メインメモリ、ＲＦ回路等の主要回路を含んでおり、ここに図５のＲＦモジュール３０が実装されている。
【００３９】
ＲＦモジュール３０は、モールド樹脂２０の中をシールド導体壁で仕切る構成にしたことで、モールド樹脂封止とシールド塗装タイプのモジュールが持つ小型、低背のメリットをそのまま享受している。しかも、回路ブロックを小分けして遮蔽したことにより、回路ブロック間のクロストークやＥＭＣ放射雑音による特性劣化を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０……回路基板、１１〜１５……電子部品、１６……導体部品、１７……グランドパッド、１８……ビアスルーホール、１９……ベタグランド、２０……モールド樹脂、２１……シールド導体膜、２２……シールド導体壁、２３……導体柱、３０……ＲＦモジュール、３１……ＣＤＭＡ受信回路、３２……ＣＤＭＡ送信回路、３３……パワーアンプ、３４……デュプレクサ、３５……ＧＳＭ送受信回路、３６……パワーアンプ、３７……アンテナ切替スイッチ、３８……メインＣＰＵ、４０，４１……筐体、４２……ヒンジ、４３……液晶表示器、４４……液晶表示回路基板、４５……キーボード、４６……補強板金、４７……メイン基板、４８……サブ基板、４９……アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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