(57)【要約】      （修正有）【課題】外部振動や機械的衝撃に対して高い信頼性を確保した電子モジュールとその製造方法を提供する。【解決手段】コア層１の上下面にビルドアップ層２b，２ａを積層した多層基板２０を用い、基板２０の一部にコア層１を貫通した開口３に収納されたＳＡＷフィルタ５を内蔵させ、上面のビルドアップ層２b上に形成した配線/回路パターン１０aにＳＡＷフィルタ５の端子５cおよび電子部品１２a，１２bを接続する。また、基板２０の上面側のコア層１上に設けた配線/回路パターン６bにＩＣチップ１１a，１１bを接続して搭載し、配線基板２０の下面のビルドアップ層２ａの表面に設置された放熱パターン９を有する。そして、基板２０の上面から下面に貫通し、ＩＣチップ１１a，１１bと放熱パターン９に達する熱伝達用のビアホール４を複数備え、ＩＣチップ１１a，１１bを含む複数の電子部品が搭載された上面の全面を覆って補強板１６を固定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板にＳＡＷフィルタ、ＩＣチップを含む電子部品を搭載して一体化した電子モジュールであって、
前記基板は、コア層の上面および下面にビルドアップ層を積層した多層基板からなり、
前記基板の一部に、前記コア層を貫通した開口に収納された前記ＳＡＷデバイスを有し、
前記上面のビルドアップ層上に形成した配線/回路パターンに前記ＳＡＷデバイスの端子およびＳＡＷフィルタ、ＩＣチップを除く電子部品を接続してなり、
前記基板の一方の表面である前記上面側の前記コア層上に設けた配線/回路パターンに前記ＩＣチップを接続して搭載され、
前記配線基板は、その前記下面のビルドアップ層の表面に設置された放熱パターンを有し、
前記基板の前記ＩＣチップを含む複数の電子部品が搭載された前記上面から前記下面に貫通し、前記ＩＣチップと前記放熱パターンに達する熱伝達用のビアホールを複数備え、
前記ＩＣチップを含む複数の電子部品が搭載された前記上面の全面を覆って補強板が固定されていることを特徴とする電子モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記コア層の上面および下面に積層された前記ビルドアップ層はプリプレグであることを特徴とする電子モジュール。
【請求項３】
請求項１において、
前記ＳＡＷデバイスは、圧電基板の表面に形成された櫛型電極を有し、該櫛型電極の上部に中空領域を形成する樹脂蓋体で封止され、該樹脂蓋体に外部接続端子が設けられていることを特徴とする電子モジュール。
【請求項４】
配線基板と、該配線基板にＳＡＷデバイス、ＩＣチップを含む電子部品を搭載して一体化した電子モジュールの製造方法であって、
前記ＳＡＷデバイス収納用の開口が形成され、一方の面および他方の面に配線/回路パターンが設けられたセラミックスシートからなるコア層の前記開口に、その端子が形成された面を前記一方の面側にして前記ＳＡＷデバイスを収納する工程と、
前記コア層の前記一方の面と前記他方の面とにそれぞれビルドアップシートを積層貼付して前記ＳＡＷデバイスを固定し、ＳＡＷデバイス内臓多層基板を形成する工程と、
前記ＳＡＷデバイスの端子部分が位置する前記一方の面側のビルドアップシートと、前記ＩＣチップが搭載される部分の前記一方の面のビルドアップシートと前記コア層および前記他方の面のビルドアップシートを貫通する熱伝達用ビアホールを形成する工程と、
前記他方の面のビルドアップシートの表面に、前記熱伝達用ビアホールに接続する放熱パターンと電子モジュールの外部接続端子を形成する工程と、
前記一方の面の配線/回路パターンの前記ＩＣチップが搭載される部分に、前記ＩＣチップを、その端子を前記配線/回路パターンに接続して搭載する工程と、
前記一方の面の配線/回路パターンの前記他の電子部品が搭載される部分に所要の電子部品を搭載する工程と、
前記一方の面に搭載されたＩＣチップを含む複数の電子部品を囲む周壁を設け、該周壁と前記ＩＣチップに接着して前記電子部品を含む当該一方の面を覆って補強版を固着する工程を含むことを特徴とする電子モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記コア層の上面および下面に積層する前記ビルドアップ層としてプリプレグシートを用いることを特徴とする電子モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記他方の面のビルドアップシートの表面に設ける前記放熱パターンと前記電子モジュールの外部接続端子を同一工程で形成することを特徴とする電子モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子モジュールに係り、特に表面弾性波デバイスとＩＣチップを抵抗器や容量などの他の電子部品とともに基板に搭載して一体化して機械的強度を向上させ、小型・低背化した電子モジュールとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末やカーナビ機器等の移動体通信端末の小型化、高機能化に伴い、搭載部品の小型・薄型化が求められている。このような小型・薄型化を実現するため、高周波回路部等の機能部を構成する電子デバイスを共通の支持基板にモジュール化して一体の部品とする傾向にある。この種の回路部のモジュール化では、特に当該回路部の機能部を構成する各種の電子デバイスの低背化が求められている。例えば、高周波回路部を構成する必須の電子デバイスとしては、表面弾性波素子（ＳＡＷフィルタ等のＳＡＷデバイス）、およびこれらデバイスと共に各種の信号処理のための回路を構成するＩＣチップを含む複数種類の電子部品がある。
【０００３】
移動体通信端末等の機器の筐体に収容する各種の電子デバイスを搭載した電子モジュールは、共通の支持基板（以下、単に基板とも称する）に各種の電子デバイスを搭載し、これらを樹脂により一体化して構成される。なお、この種の従来技術を開示したものとしては、特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−３２１５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような移動体端末やカーナビ機器等は、その使用形態を考慮して外部振動や機械的衝撃に対して高い信頼性を確保しなければならない。共通基板に半田を用いた接続で上記ＳＡＷデバイスと共に、ＩＣチップや抵抗部品あるいは容量部品およびインダクタンス部品など、複数種類の電子部品を基板上に搭載するだけでは、所要の信頼性を担保できず、筐体内スペースの利用も制限される。特に、ＳＡＷデバイスはデバイス内部にキャビティを保持する必要から、ＩＣチップなどの部品に比べてより強固な接続を確保する必要がある。従来技術におけるモジュール化では、基板に形成した配線あるいは回路パターンに各電子部品を半田で接続し、これを樹脂にて一体にモールドするものが一般的である。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することにあり、ＳＡＷデバイス、ＳＡＷデバイスと共に所定の機能を実現するＩＣチップを含む複数種類の電子デバイスを搭載する基板に一体化する構成を採用することで、外部振動や機械的衝撃に対して高い信頼性を確保した電子モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、前記基板としてコア層の上面および下面にビルドアップ層を積層した多層基板を用い、前記基板の一部に前記コア層を貫通した開口に収納された前記ＳＡＷデバイスを内蔵させ、前記上面のビルドアップ層上に形成した配線/回路パターンに前記ＳＡＷデバイスの端子およびＳＡＷデバイス、ＩＣチップを除く電子部品を接続する。また、前記基板の一方の表面である前記上面側の前記コア層上に設けた配線/回路パターンに前記ＩＣチップを接続して搭載し、前記配線基板の前記下面のビルドアップ層の表面に設置された放熱パターンを有する。そして、前記基板の前記ＩＣチップを含む複数の電子部品が搭載された前記上面から前記下面に貫通し、前記ＩＣチップと前記放熱パターンに達する熱伝達用のビアホールを複数備え、前記ＩＣチップを含む複数の電子部品が搭載された前記上面の全面を覆って補強板を固定した。
【発明の効果】
【０００８】
比較的背高で中空構造を有するＳＡＷデバイスを基板のコア層に内蔵することで低背化が達成され、モジュール端子側に放熱パターンを設け、ＩＣデバイス等の電子部品を搭載する側に補強版を固定することで小型化と機械的強度が向上したＳＡＷデバイス内蔵の電子デバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による電子モジュールの実施例１を説明する断面図である。
【図２】本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を説明する断面図である。
【図３】本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を図２に続いて説明する断面図である。
【図４】本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を図３に続いて説明する断面図である。
【図５】本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を図４に続いて説明する断面図である。
【図６】本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を図５に続いて説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、ＳＡＷデバイスとしてＳＡＷフィルタを用いた例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明による電子モジュールの実施例１を説明する断面図である。本実施例では、基板２０と、該基板にＳＡＷフィルタ５、ＩＣチップ１１a、１１b、抵抗や容量あるいはインダクタンスである電子部品１２a、１２bを搭載して一体化して電子モジュールを構成している。前記基板２０は、コア層１の上面および下面にビルドアップ層２ａ、２ｂを積層した多層基板からなる。
【００１２】
前記基板２０の一部に、前記コア層１を貫通した開口３に収納された前記ＳＡＷフィルタ５を内蔵する。前記上面のビルドアップ層２ａの上に形成した配線/回路パターン１０aに前記ＳＡＷフィルタ５の端子５cおよびＳＡＷフィルタとＩＣチップを除く電子部品１２a,１２ｂを接続してある。
【００１３】
また、前記基板２０の一方の表面である前記上面側の前記コア層１上に設けた配線/回路パターン６bに前記ＩＣチップ１１a、１１ｂを接続して搭載する。前記基板２０の前記下面のビルドアップ層２aの表面に設置された放熱パターン９を備える。電子モジュールの端子８a,８ｂも放熱パターン９と同時に形成される。電子モジュールの端子８a,８ｂはコア層１に形成された配線/回路パターン６ａに前記下面のビルドアップ層２aにレーザ光で開けた開口８cを通して接続されている。開口８cにはメッキが施されている。放熱パターン９と電子モジュールの端子８a,８ｂはホトリソグラフィー手法で同時に形成される。
【００１４】
また、前記基板２０の前記ＩＣチップを含む複数の電子部品が搭載された前記上面から前記下面に貫通し、前記ＩＣチップ１１a、１１ｂと前記放熱パターン９に達する熱伝達用のビアホール４を複数備える。ビアホール４には銅（Ｃu）を好適とする金属がメッキ処理で充填される。そして、前記ＩＣチップを含む複数の電子部品が搭載された前記上面の全面を覆って補強板１６が固定されている。補強板１６は金属板であり、コバール（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ）を用いるのが好適である。補強板１６は、基板２０の側部を周回して設けた樹脂からなる周壁１５とＩＣチップ１１a、１１ｂに接着剤１４a,１４ｂで固定される。
【００１５】
前記コア層１の上面および下面に積層されたビルドアップ層２a,２ｂにはプリプレグを用いる。プリプレグは炭素繊維等にポリイミド等の熱硬化性樹脂を含浸したもので、加熱により接着効果を奏する。
【００１６】
なお、ＳＡＷフィルタ５は、圧電基板としての水晶基板の表面に櫛型電極（ＩＤＴ）を有し、該櫛型電極の上部に中空領域を形成して樹脂蓋体５ｂで封止してある。この蓋体５ｂは、強度と温度特性の調整のため、雲母、石英ファイバー等の無機フィラーを混入した感光性樹脂をパターニングして形成される樹脂板で、この蓋体５ｂに外部接続端子５ｃ,５ｃが設けられている。
【００１７】
ＳＡＷフィルタ５は、その端子５ｃ,５ｃをビルドアップ層２aにレーザ光で開けた開口７a、７ｂに施したメッキ層によって接続される。なお、符号５ｄは接着膜を示す。この接着膜５ｄはビルドアップ層２aであるプリプレグを加熱した際に溶融する樹脂成分でも、あるいはＳＡＷフィルタ５に塗布した接着剤の何れでもよい。
【００１８】
本実施例により、比較的背高で中空構造を有するＳＡＷフィルタを基板のコア層に内蔵することで低背化が達成され、モジュール端子側に放熱パターンを設け、ＩＣデバイス等の電子部品を搭載する側に配線／回路パターンの層と補強板を固定することで小型化と機械的強度が向上する。
【００１９】
次に、上記した電子モジュールの製造方法について、図２乃至図６を参照して説明する。
【００２０】
図２は、本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を説明する断面図である。図２において、アルミナを主成分とするセラミックスシートからなるコア層１の一部に所要の大きさで開口３を形成する。この開口３はＳＡＷフィルタを収納する部分である。
【００２１】
図３は、本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を説明する図２に続く断面図である。コア層１の下側面に下側配線/回路パターン６aを、上側面に上側配線/回路パターン６bを形成する。下側配線/回路パターン６aと上側配線/回路パターン６bはホトリソグラフィー手法を用いて形成されるが、導電性微粒子インクを用いたインクジェット直描、あるいはインクジェットで直描したパターンにメッキ処理を施して形成することもできる。
【００２２】
下側配線/回路パターン６ａと上側配線/回路パターン６ｂの形成後、コア層１に設けた開口３にＳＡＷフィルタ５が収納される。このとき、ＳＡＷフィルタ５の下面に接着膜５dを塗布しておいてもよい。ＳＡＷフィルタ５は水晶基板の表面に櫛型電極（ＩＤＴ）５ａを形成し、櫛型電極５ａの上部に中空領域（キャビティ）を確保して蓋体５ｂを用いて封止されている。ＳＡＷフィルタ５の端子５ｃは蓋体５ｂに形成されている。
【００２３】
図４は、本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を説明する図３に続く断面図である。ＳＡＷフィルタ５を収納したコア層１の下面と上面にそれぞれビルドアップシ−ト２a、２bを積層固定する。下側ビルドアップシ−ト２ａ、上側ビルドアップシート２ｂには炭素繊維等にポリイミド等の熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを用いる。
【００２４】
次に、上側ビルドアップシート２ｂのＳＡＷフィルタ５の端子５ｃに相当する部分にレーザ光を用いて開口７ａ,７ｂを形成する。開口７ａ,７ｂにはメッキを施して端子５ｃとの電気的導通をとる。このとき、下側ビルドアップシ−ト２ａの端子部分にも同様の開口８ｃ、８ｃを開け、同様にメッキを施す。
【００２５】
次いで、ＩＣチップ１１ａ,１１ｂの搭載部分で、下側ビルドアップシ−ト２ａと上側ビルドアップシート２ｂおよびコア層１を貫通するビアホール４を形成する。このビアホール４はＩＣチップ１１a,１１ｂの発熱を後述する放熱パターンに伝達する熱伝達用ビアホールである。
【００２６】
上記工程で形成した開口８ｃ、８ｃに接続する端子８ａ、８ｂと、熱伝達用ビアホール４に接合した放熱パターン９をホトリソグラフィー手法でパターニングして形成する。また、この工程では、抵抗、容量あるいはインダクタンスなどの受動的な電子部品を搭載する配線パターン１０a,10ｂも同様にして形成する。
【００２７】
図５は、本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を説明する図４に続く断面図である。図５に示した工程では、ＩＣチップ１１a,１１ｂ、電子部品１２a,１２ｂを所定の部分に搭載する。さらに、ＩＣチップ１１a,１１ｂと基板２０との隙間にアンダーフィル１３を注入するのが好適である。
【００２８】
図６は、本発明による電子モジュールの製造方法の１実施例を説明する図５に続く断面図である。図５の工程において全ての電子デバイスを搭載した後、基板２０の周囲に樹脂からなる周壁１５を形成する。周壁１５を形成する樹脂は、加熱により接着効果を呈し、その後硬化する熱硬化性樹脂を用いる。このとき、ＩＣチップ１１a,１１ｂの表面に接着膜１４a,１４ｂを塗布しておくのが望ましい。
【００２９】
そして、周壁１５とＩＣチップ１１a,１１ｂ、および電子部品１２a,１２ｂを覆って図１に示した金属板からなる補強板１６を設置し、加熱して固着し、封止する。完成した電子モジュールは図１で説明したとおりである。
【００３０】
本発明はこれに限定されるものではなく、上記の各実施例、特許請求の範囲に記述された構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・コア層、２ａ，２ｂ・・・ビルドアップシート、３・・・ＳＡＷフィルタ用開口、４・・・熱伝達用ビアホール、５・・・ＳＡＷフィルタ、９・・・放熱パターン、１１a,１１b・・・ＩＣチップ、１２a,１２ｂ・・・電子部品、１３・・・アンダーフィル、１５・・・周壁、１６・・・補強板、２０・・・基板。
【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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