説明

回路モジュール

【課題】 絶縁樹脂層充填後に実装部品と回路基板間の気泡の発生の有無を検査でき、気泡を有する不良品の出荷を確実に防ぐことが可能な回路モジュールを提供する。
【解決手段】 チップ素子31は、外部電極35を介して実装電極29に実装される。この時、チップ素子の切断面41は、回路モジュール20の実装電極29が形成されている端部側の側面に向くように配置される。また、チップ素子31の基体33の底面と回路基板21の表面の間には外部から観察可能な隙間34が構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表面に実装部品が搭載された回路基板と、その実装部品を覆う絶縁層とを備えた回路モジュールに関し、特に、実装部品と回路基板間への絶縁樹脂層の充填性が確認可能な回路モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の回路モジュールの構造として、例えば、特許文献1に記載の回路モジュールが知られている。この回路モジュールの断面図を図6に示す。図6において、回路モジュール10は、ビアホールと面内配線電極で構成された電極パターンを内部に含む回路基板12と、回路基板12の一方の主面上に搭載された実装部品11、13、15、17と、これらの実装部品を覆うように前記主面上に形成された絶縁樹脂層19によって構成されている。
【0003】
実装部品11、13、15、17は、ハンダ結合あるいは熱圧着などの手法によって、回路基板12の一方の主面上に搭載され、回路基板12内部の電極パターンと接続されている。例えば、実装部品11、15、17は接続導体14を介して回路基板12上に搭載されている。この時、実装部品11,15,17の底面と回路基板12の一方の主面の間で、接続導体14が存在しない部分では、接続導体14の高さ分だけ隙間ができている。
【0004】
絶縁樹脂層19は、上記隙間も含めて、実装部品11、13、15、17を全て覆うように形成されている。絶縁樹脂層19は電子部品と回路基板間の機械的接続を強固にするとともに外部からの衝撃により実装部品が破壊されるのを防ぐという役目もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−203652
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記回路モジュール10にあっては、モジュールを低背にするために、接続導体14は低く設計されることが多い。従って、実装部品と回路基板間の隙間の高さも非常に低くなる(数十ミクロン程度)。
【0007】
このため、絶縁樹脂層19を回路基板12上に形成する際に、隙間内部まで十分充填されずに気泡がランダムに残る場合がある。この様に気泡が残留すると、回路モジュールをプリント配線基板などにリフロー等によって温度を与えながらハンダ結合する際に、気泡が熱膨張を起こして絶縁樹脂層あるいは実装部品にクラックを発生させるという問題が起きる。
【0008】
また、この気泡中に水分が残留していると、あるいは絶縁樹脂層19を徐々に水分が通過して気泡内に水分が蓄積されると、実装部品の外部電極が腐食するという問題もある。
【0009】
もちろん、気泡の存在により実装部品11、15、17と回路基板12との機械的接続力が低減するという欠点も存在する。
【0010】
本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり、絶縁樹脂層充填後に実装部品と回路基板間の気泡の発生の有無を検査でき、気泡を有する不良品の出荷を確実に防ぐことが可能な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】
【0011】
本発明に係る回路モジュールは、内部に電極パターンを含む基板と、前記基板の一方の主面上に実装された実装部品と、前記実装部品を覆うように形成された絶縁樹脂層とを備える回路モジュールにおいて、前記基板の一方の主面の端部に実装電極が形成されるとともに、両端面にディップ法で形成された折り返し電極となる外部電極を備えた電子部品が切断されてなるチップ素子を備え、前記チップ素子は、その切断面が、前記回路モジュールの前記実装電極が形成されている端部側の側面に向くように、前記外部電極を介して、前記実装電極に実装されている。
【0012】
この場合、チップ素子は回路モジュールの端面で切断されるとともに、折り返し電極の厚み分だけ、回路基板間との隙間の高さを高くできる。このため、回路モジュールの外側から、隙間の絶縁樹脂層の気泡の有無を検査することが可能になる
さらに、本発明に係る回路モジュールは、グランドに接続された実装電極と、外部電極と導通する内部電極を備えた電子部品が内部電極の少なくとも一部分が露出するように切断されてなるチップ素子と、その切断面で前記内部電極の露出した一部分と導通され、かつ、絶縁樹脂層を覆うように形成されシールド導電層とを備えたことが好ましい。
【0013】
この場合、グランドに接続されたシールド導電層によって基板上の実装部品が覆われるため、外部からの電磁界や静電によって、実装部品が影響を受けることを阻止することができる。
【0014】
さらに、本発明に係る回路モジュールは、実装電極および該実装電極に実装されたチップ素子を2つ以上備えたことが好ましい。
【0015】
この場合、複数のチップ素子が回路モジュール上に実装されているため、より確実に気泡の有無を検査できる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば 表面に実装部品が搭載された回路基板と、これらの実装部品を覆う絶縁樹脂層とを備えた回路モジュールにおいて、絶縁樹脂層の気泡の残留の有無を確実に検出できる。これにより、出荷される回路モジュールの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る回路モジュールの断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態で用いる電子部品の断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る回路モジュールの断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態で用いる電子部品の断面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る回路モジュールの製造方法を説明する工程説明図である。
【図6】従来の高周波モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る回路モジュールの断面図を図1に示す。回路モジュール20は、一例として、10.0mm×10.0mm×1.2mmの直方体形状をなす回路基板21と、回路基板21の表面に搭載される半導体素子である表面実装型の実装部品23、25と、チップ素子31を備えている。このチップ素子31の詳細な構成については後述する。
【0020】
なお、回路モジュールの機能に応じて、半導体素子以外に、コンデンサ、抵抗、SAWフィルタなどを実装部品23,25として用いてもよい。
【0021】
回路基板21としては、主としてセラミック材料からなるセラミック多層基板、主として樹脂材料からなる樹脂多層基板などを用いることができる。多層基板は面内配線電極が形成された基板を積み重ねて構成されており、各層間の面内配線電極と、実装部品23,25とはビアホールによって接続されている。
【0022】
実装部品23、25はハンダ結合により、回路基板21の表面に形成された接合パッド(図示せず)に接続されている。この際、ハンダの高さ分だけ、実装部品23、25の底面と回路基板21の表面の間に隙間24が構成される。
【0023】
また、実装部品23,25と、チップ素子31を覆うように回路基板21の表面には絶縁樹脂層39が形成されている。この際、絶縁樹脂層39は隙間24にも充填される。絶縁樹脂層39により、実装部品23,25およびチップ素子31の回路基板21への接続が強固になされるとともに、実装部品23、25およびチップ素子31が外部環境から保護される。
【0024】
絶縁樹脂層39としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることが好適であり、強度、誘電率、温度特性、粘性などをコントロールすることを目的として、その材料中にセラミックなどのフィラー成分を含有させたものを用いてもよい。
【0025】
回路基板21の底面には外部接続電極27が形成されており、この外部接続電極27は、回路基板21内部の電極パターン(図示せず)を介して前記接合パッドと接続されている。
【0026】
回路基板21の表面の一方の端部には実装電極29が形成され、チップ素子31がハンダ接合により実装電極29と接続されている。
【0027】
つづいて、チップ素子31について詳細に説明する。
【0028】
図2に電子部品30の断面図を示す。電子部品30は基体33と外部電極35、36によって構成される。チップ素子31はこの電子部品30を切断して形成される。外部電極35、36は基体33の端部を流動性の導電性材料に浸漬した後、基体を引き上げるディップ法で形成される。ディップ法により形成されることで、外部電極35、36は基体33の端面から基体の両側面並びに上面及び下面に至るように延ばされている折り返し部35a、36aを有する折り返し電極となる。
【0029】
チップ素子31は、電子部品30を、一つの外部電極(例えば、外部電極35)のみを備えるように、基体33の端面と平行な方向(図2中の矢印方向)に沿って切断したものである。電子部品30の切断は、回路基板21を集合基板から切り出すのと同時に行われる。
【0030】
チップ素子31は、外部電極35を介して実装電極29に実装される。この時、チップ素子の切断面41は、回路モジュール20の実装電極29が形成されている端部側の側面に向くように配置される。また、チップ素子31の基体33の底面と回路基板21の表面の間には外部から観察可能な隙間34が構成される。
【0031】
本実施形態の回路モジュール20によれば、チップ素子31の切断面41が絶縁樹脂層39の側面に近接して配置されているため、絶縁樹脂層39の外部から隙間34を確認することができる。さらに、チップ素子31が折り返し部35aを有するため、その厚み分だけ、隙間34の高さを隙間24よりも高く構成することができ、隙間34での気泡の発生の有無を確認しやすくすることができる。
【0032】
以上のような構成となっているために、絶縁樹脂層39の形成後に回路モジュール20の気泡の有無を確実に検出することができる。
【0033】
なお、本実施例の形態では回路モジュール基板にチップ素子31が一つのみ実装されているが、複数のチップ素子31を回路基板上に実装するようにしてもよい。さらに、回路基板上の異なる端部にチップ素子31を同時に実装することで、より確実に気泡の有無を検出できる。
【0034】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る回路モジュールの断面図を図3に示す。回路モジュール40は、絶縁樹脂層39の表面にシールド導電層43が形成されている。シールド電極層43が、チップ素子31aと、ビアホールと面内配線電極で構成された電極パターン47を介して、外部グランド電極28と接続されている。その他の構成は、本発明の第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【0035】
図4(A)に電子部品30aの断面図を示す。電子部品30aは基体33の内部に内部電極45が形成されている点で第1の実施形態に示した電子部品30と異なる。チップ素子31aは、この電子部品30aを切断して形成される。
【0036】
内部電極45a、45c、45eは外部電極35と接続され、内部電極45b、45dは外部電極36と接続されている。電子部品30aの内部電極45a〜45eは互いに部分的に重なっており、いわゆる積層型のコンデンサと同じ構造となっている。
【0037】
チップ素子31aは、電子部品30aを、一つの外部電極(例えば、外部電極35)のみを備えるように、基体33の端面と平行な方向(図4(A)中の矢印方向)に沿って切断される。
【0038】
第1の実施形態と同様に、電子部品30aは、集合基板から回路基板21を切り出すのと同時に切断される。
【0039】
図4(B)にチップ素子31aの切断面41を正面から見た図を示す。基体33とともに内部電極45が切断されることにより、切断面41の表面には内部電極45a〜45eが露出している。
【0040】
実装電極29の上に実装されたチップ素子31aの切断面41は絶縁樹脂層39から露呈する。
【0041】
シールド導電層43は絶縁樹脂層39の表面を覆うように、回路基板21の上に形成され、チップ素子31aの切断面41と接する。従って、シールド導電層43とチップ素子31aの内部電極45a〜45eとは電気的に接続される。
【0042】
シールド導電層43には、例えば、導電性成分を含む導電性樹脂が使用される。導電体樹脂に含まれる導電体成分(フィラー)は、例えばAg、Cu、Niなどであり、導電性成分を包含する合成樹脂(バインダー)は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などである。
【0043】
一方で、回路基板21の底面には外部グランド電極28が形成されている。グランド電極28は回路基板内部に、ビアホールと面内配線電極で構成された電極パターン47を介して、チップ素子31aが接続される実装電極29と電気的に接続されている。従って、内部電極45a、45c、45eと、外部電極35と、実装電極29と、電極パターン47で構成される経路によって、シールド導電層43は外部グランド電極28と電気的に接続されている。
【0044】
本実施形態の回路モジュール40によれば、絶縁体樹脂層39を覆うように、回路基板21の表面に外部グランド電極28に接続されたシールド導電層43が形成されている。このような構成により、本発明の第1の実施形態で述べた効果に加えて、回路基板上の実装部品がシールド導電層43に完全に覆われるので、外部からの電磁波ノイズが回路モジュールに影響を与えることを防ぐシールド効果が実現できる。
【0045】
なお、本実施例では電子部品30aに積層型コンデンサを用いたが、本実施例のシールド効果を達成するための電子部品30aは、切断面41に露呈し、かつ、外部電極と接続されている内部電極を有していればよく、積層型コンデンサの代わりに積層型インダクタ、積層型チップ抵抗などを用いてもよい。
【0046】
次に、第2の実施形態に係る回路モジュール40の製造方法について、図5を参照しながら、説明する。なお、図5で図3と対応する部分は詳細な説明を省略する。
【0047】
図5は、本発明の回路モジュール40の製造方法を説明するための断面図である。図5(a)は集合基板22の表面に実装部品23、25および電子部品30aが実装された状態を、図5(b)は実装部品23、25および電子部品30aを覆うように集合基板22の表面に絶縁樹脂層39が形成された状態を、図5(c)は絶縁樹脂層39が形成された後、切り込み部32が形成された状態、図5(d)はシールド導電層43が形成された状態を、図5(e)は集合基板22が完全に分割された状態を、それぞれ示しいている。
【0048】
回路基板21として、セラミック多層基板を例にとって説明する。所定パターンのビアホールや面内配線電極を設けたセラミックグリーンシートを必要シートごとに所定の枚数積み重ねて、焼成することにより、表面および底面に接合パッド(図示せず)および実装電極29を有するセラミック多層基板からなる集合基板22を得ることができる。
【0049】
次いで、図5(a)は集合基板22の表面に実装部品23、25および電子部品30aが実装された状態を示す断面図である。
【0050】
集合基板22の表面の接合パッドにスクリーン印刷等によりはんだを供給した後に、実装部品23、25と電子部品30aを載せ、さらに、これをリフロー炉に投入することによってはんだを溶融、固化させて、実装部品23,25と電子部品30aをセラミック多層基板に実装する。
【0051】
次いで、図5(b)は実装部品23、25および電子部品30aを覆うように集合基板22の表面に絶縁樹脂層39が形成された状態を示す断面図である。絶縁樹脂層はトランスファモールド法、ポッティング法、真空印刷法などにより形成される。
【0052】
次いで、図5(c)は絶縁樹脂層39が形成された後、切り込み部32が形成された状態を示す断面図である。回路モジュール40として切り出す境界部分において、所定の深さまで溝状の切り込み部32は、ブレードなどを用いて形成される。この切り込み部32を形成することにより、隙間34が絶縁樹脂層39の側面に露出する。ここで、隙間34を確認することで、絶縁樹脂層39内の気泡の有無を確認できる。
【0053】
なお、切り込み部の深さは隙間34が露出する程度であれば、絶縁樹脂層の途中で止めてもよく、集合基板22の途中に至る深さまで形成してもよい。
【0054】
次いで、図5(d)はシールド導電層43が形成された状態を示す断面図である。デイスペンサー、真空印刷装置、スピンコーターなどにより、切り込み部32を含めてシールド導電層43が塗布される。この時、シールド導電層43はチップ素子31aの内部電極45と接続される。また、図5(d)に示すように、切り込み部32が十分に充填されるようにシールド導電層43を塗布することにより、シ−ルド性を高めることができる。
【0055】
最後に、図5(e)は集合基板22が完全に分割された状態を示す断面図である。シールド導電層43を形成した後、ブレードなどで、切り込み部32をさらに切り進め、集合基板22は個々の回路モジュール40に分断される。
【0056】
なお、第1の実施形態に示すシールド導電層を持たない回路モジュール20の作製においては、図5(c)の時点で、切り込み部32を集合基板22の底面まで形成し、これにより、集合基板22は個々の回路モジュール20に分断される。
【符号の説明】
【0057】
20、40・・・回路モジュール
12、21・・・回路基板
22・・・集合基板
28・・・外部グランド電極
30、30a・・・電子部品
35、36・・・外部電極
35a、36a・・・折り返し電極
45・・・内部電極
23、25・・・実装部品
31,31a・・・チップ素子
24,34・・・隙間
19、39・・・絶縁樹脂層
43・・・シールド導電層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板の一方の主面上に実装された実装部品と、前記実装部品を覆うように形成された絶縁層とを備える回路モジュールにおいて、
前記基板の一方の主面の端部に実装電極が形成されるとともに、
両端面に形成された折り返し電極となる外部電極を備えた電子部品が切断されてなるチップ素子を備え、
前記チップ素子は、その切断面が、前記回路モジュールの前記実装電極が形成されている端部側の側面に向くように、前記外部電極を介して、前記実装電極に実装されたことを特徴とする回路モジュール。
【請求項2】
グランドに接続された前記実装電極と、
前記外部電極と導通する内部電極を備えた電子部品が前記内部電極の少なくとも一部分が露出するように切断されてなるチップ素子と、
前記切断面で前記内部電極の露出した一部分と導通され、かつ、前記絶縁層を覆うように形成されシールド導電層とを
備え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】
前記実装電極および該実装電極に表面実装された前記チップ素子を2つ以上備えたことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の回路モジュール。
【請求項4】
一方の主面上に実装部品が実装された基板が複数形成された集合基板を準備する工程と、
前記基板の境界部分を跨って、折り返し電極となる外部電極と前記外部電極と導通する内部電極を備えた電子部品を前記集合基板の一方の主面上に実装する工程と、
前記実装部品および前記電子部品を覆って、前記集合基板の前記主面上に絶縁層を形成する工程と、
前記内部電極が露出するように前記電子部品を切断し、前記絶縁層の天面から前記電子部品の底面と前記集合基板の一方の主面の間の絶縁層、または、前記集合基板の内部まで至る切り込み部を形成する工程と、
前記切り込み部および前記絶縁層の天面を覆って、前記内部電極と導通するシールド導電層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする回路モジュールの製造方法。

【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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【公開番号】特開2011−222704(P2011−222704A)
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−89577(P2010−89577)
【出願日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】