説明

高周波モジュール及びその製造方法

【課題】小型化に対応したモジュールを得ることができる高周波モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に設けられた電子部品とを備えるモジュールの製造方法において、回路パターン及びグランドパターンが形成された基板2と、基板2上に配置され、前記回路パターンに接続された電子部品3と、一端が前記グランドパターンに接続され、他端が湾曲しながら基板2の上方に伸びた導電材からなるワイヤ4又は薄板と、電子部品3を覆う絶縁層6と、絶縁層6の上面に形成され、ワイヤ4又は薄板の他端と接続された導電材からなるシールド層7とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールド構造を有する高周波モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話等の電子機器には、複数の電子部品が集められて機能的なまとまりを有するモジュールが搭載され、モジュールが搭載される電子機器の小型化及び電子機器に収納される電子部品数の増加に伴い、例えば10μm単位でモジュールの小型化が求められている。一般に、モジュールは、電源配線やグランド配線等の配線が形成された基板と、基板に形成された配線と接続されて基板上に設けられた電子部品とを備えている。
【0003】
また、高周波モジュールは、高周波モジュール外部からの電磁気的影響を避けるとともに電磁気的影響を高周波モジュール外部へ与えないようにするための(即ち、電磁波をシールドするための)シールド構造を有している。シールド構造を有する高周波モジュールは、一般に、基板上に設けられた電子部品を覆う絶縁層の表面に導電層を設け、さらに、基板に形成されたグランド配線と導電層を接続している。
【0004】
ところで、上記シールド構造は、半田付けによって金属製のカバーをグランドパターンと接続する必要があるため、グランド配線が形成された基板の面積を十分確保する必要があり、高周波モジュールが大きくなってしまうという問題があった。
【0005】
そこで、金属製のカバーを使用しないシールド構造を有する高周波モジュールが開示されている。より具体的には、基板に形成されたグランドパターンと、該グランドパターンと接続されたワイヤと、リードフレーム上に設けられた電子部品を覆う絶縁層と、該絶縁層を介して電子部品を覆うとともにワイヤを介して基板に形成されたグランドパターンと接続された導電層とを備える高周波モジュールが提案されている。
【0006】
このようなシールド構造を有する高周波モジュールの製造方法としては、図6に示すように、絶縁層60と導電層70とを積み重ねた製造方法が開示されている。より具体的には、リードフレーム11に形成されたグランドパターン(図示せず)と該グランドパターンと接続されたワイヤ50を形成し、該ワイヤ50と電子部品30を厚く覆うように前記絶縁層60が形成され、その後、ダイサーで前記絶縁層60とともに前記ワイヤ50を切断し、前記絶縁層60の表面に前記ワイヤ50を露出させる。
【0007】
その後、前記絶縁層60及び前記ワイヤ50の表面に導電層70からなるシールド層70を形成し、前記ワイヤ50と前記シールド層70を導通させて、リードフレーム11に形成されたグランドパターンと前記シールド層70が接続される。(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特表2007−507108号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、リードフレーム11に形成されたグランドパターンと該グランドパターンと接続されたワイヤ50を形成し、該ワイヤ50と電子部品30を厚く覆うように絶縁層60が形成され、その後、ダイサーで該絶縁層60とともに該ワイヤ50を切断し、該絶縁層60の表面に該ワイヤ50を露出させる製造方法においては、リードフレーム11の厚み誤差、ダイサーの精度及びワイヤの取り付け誤差などが重なるため、該ワイヤ50と共にリードフレーム11のグランドパターンまで切断する問題がある。
【0009】
また、前記絶縁層60が厚く形成されているため、小型化に対応していない、さらに、前記絶縁層60が厚いため、電子部品30から発生する熱が逃げにくい問題もあった。
【0010】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に形成されたグランドパターンとシールド層を確実に導通させるおよび小型化を図る。さらに、熱発生を抑える高周波モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、回路パターン及びグランドパターンが形成された基板と、
前記基板上に配置され、前記回路パターンに接続された電子部品と、
一端が前記グランドパターンに接続され、他端が湾曲しながら前記基板の上方に伸びた導電材からなるワイヤ又は薄板と、
前記電子部品を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の上面に形成され、前記ワイヤ又は薄板の他端と接続された導電材からなるシールド層とを備える。
【0012】
好ましくは、前記絶縁層の上面は、前記基板と平行な平面からなり、
前記絶縁層の上面には、前記ワイヤ又は薄板の他端が露出していることを特徴とする。
【0013】
好ましくは、回路パターン及びグランドパターンが形成された基板と、
前記基板上に配置され、前記回路パターンに接続された電子部品と、
一端が前記グランドパターンに接続され、他端が湾曲しながら前記基板の上方に伸びた導電材からなるワイヤ又は薄板と、
前記電子部品を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の上面に形成され、前記ワイヤ又は薄板の他端と接続された導電材からなるシールド層とを備える複数の高周波モジュールの製造方法において、
前記導電材からなるワイヤー又は薄板はループ状に形成され、
前記基板上に配置された電子部品と、前記ワイヤー又は薄板とを回路パターン及びグランドパターンに接続する工程と、
前記電子部品と前記ループ状のワイヤ又は薄板とを覆うように前記絶縁層を前記基板上に形成する工程と、
前記基板上に形成された前記絶縁層を研磨して、前記絶縁層の上面を前記基板と平行な平面状に形成すると共に、前記ワイヤ又は薄板を前記絶縁層の上面に2分割して露出させる工程と、
平面状に形成された前記絶縁層の上面と、露出した前記ループ状のワイヤ又は薄板の上に前記シールド層を形成する工程と、
前記2分割されたワイヤ又は薄板を分断すると共に、前記基板を切断して夫々の高周波モジュールにする工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、他端が湾曲しながら前記基板の上方に伸びた導電材からなるワイヤ又は薄板が、絶縁層を薄くすることで絶縁層の上面に露出するため、小型化に対応でき、放熱の良い高周波モジュールを得ることができる。さらに、絶縁層を研磨することで厚みを薄く精密に制御でき、確実にワイヤー又は薄板の上面を絶縁層上面に露出でき、シールド層とグランドパターンを確実に導通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下に本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中の矢印Hは、厚み方向を示し、本明細書において「高さ」とは「基板の表面からの高さ」のことを言う。
【0016】
本実施形態に係るモジュールの製造方法によって製造されたモジュールは、図1及び図2(図1のA―A‘線で切断したときの断面図)に示すように、基板2上に電子部品3やワーヤ5ー又は薄板5を設けたものであって、絶縁層6を介して電子部品3を覆うシールド層7が形成されたものである。
【0017】
絶縁性樹脂又はセラミック材により形成された板状の絶縁体である基板2には、様々な配線が形成されている。(内部に配線されていても良い)より具体的には、基板2には、銅箔等の導体によって回路パターン(不図示)やグランドパターン12(一部図示)が形成されている。
【0018】
基板2上には、複数の電子部品3からワイヤボンディング、半田などによって、基板の回路パターンに接続されている。また、完成品では、一端がグランドパターン12に接続され、他端が湾曲しながら前記基板の上方に伸びた導電材からなるワイヤ又は薄板は、グランドパターン12部分にもワイヤボンディングなどによってワイヤー5又は薄板5がループ状に接続され、このループ状の頂上部分H2は複数の電子部品3の背高H4、配線ワイヤ4の配線高さH5より高く配線されている。(図3参照)
さらに、基板2上には、電子部品3を覆う絶縁層6が形成されている。この絶縁層6の表面には、ワイヤー5又は薄板5のループ状の頂上部分が無くなった状態で2分割されて、ワイヤー5又は薄板5の上面が露出している。なお、絶縁層6は、絶縁性を有するものであればどのような材料を用いてもよく、本実施形態においては、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を好適に使用することができ、基板2とシールド層7との間にエポキシ樹脂が隙間無く充填されている。
【0019】
ワイヤー5又は薄板5が露出している上面51及び絶縁層6の上面61には、絶縁層6を介して電子部品3を覆うとともに、導電材5を介してグランドパターン12と接続された導電材からなるシールド層7が設けられている。従って、電子部品3を覆うシールド層7の電位は、グランドパターン12と接続されていることによってグランド電位となるため、モジュール1の外部から電子部品3への電磁気的影響を避けるとともに電磁気的影響を電子部品3からモジュール1の外部へ与えないようにするためのシールド構造を有している。なお、シールド層7を形成する導電材は、導電性を有するものであればどのような材料を用いてもよく、本実施形態においては、銀ペーストを好適に使用することができる。
【0020】
次に、上記モジュール1の第1の実施例の製造方法について、図2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)に示す断面図を用いて詳細説明する。
【0021】
まず、図2(a)に示すように、基板2に電子部品3をリフロー半田付によって、基板2に形成された所定の回路パターンと電子部品3の端子(不図示)とを接続する。
さらに、ワイヤボンディングによって、電子部品3を基板2に接続するとともに、グランドパターン12上にもループ状にワイヤ5を接続する。
【0022】
次に、図2(b)、図3(a)に示すように、電子部品3と、配線ワイヤ4と、ワイヤ5とを覆うように絶縁層6を形成する。より具体的には、絶縁層6の高さH1がワイヤ5の高さH2よりも高くなるように、電子部品3と、ワイヤ4と、ワイヤ5とが設けられた基板2上にエポキシ樹脂等の熱硬化性の絶縁性樹脂を印刷法によって塗布して、塗布された絶縁性樹脂を加熱して硬化させることにより絶縁層6を形成する。ここで、ワイヤ5の高さH2は、電子部品3の背高H4及び配線ワイヤ4の配線高さH5より高く形成してある。
【0023】
次いで、図2(c)、図3(b)に示すように、絶縁層6を研磨して、絶縁層6の上面61を平面状に形成するとともにワイヤ5の上面51を露出させる。即ち、ワイヤ5のループ状の頂上部分を研磨して、2分割してそれぞれ異なる高周波モジュールに配置するように絶縁層6の上面61の2箇所に露出させる
そして、図2(d)に示すように、平面状に形成された絶縁層6の上面61と、一端がグランドパターン12に接続され、他端が湾曲しながら基板2の上方に伸びた導電材からなるワイヤ5の露出した上面51との上に、導電材からなるシールド層7を形成することによって、絶縁層6を介して電子部品3を覆うとともにワイヤ5を介してグランドパターン12と接続されたシールド層7を設ける。
より具体的には、ワイヤ5の上面51と絶縁層6の上面61に、銀ペースト等の導電性ペーストをスクリーン印刷によって塗布して、シールド層7を形成する。シールド層7の厚さH3は、モジュール1の動作周波数などによって適宜調整することが可能である。
【0024】
最後に、基板2、絶縁層5、シールド層7及びワイヤ5を図2(e)に示すダイシングラインLに沿って分割(切断)することによって、図1及び図2に示すような個々の高周波モジュール1を得ることができる。
【0025】
上記実施形態1のモジュール1の製造方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
【0026】
(1)従来モジュール100は、リードフレーム11上に形成された絶縁層60を研磨しないため、モジュールの背高が高くなるが、実施形態1は絶縁層6を研磨するためモジュールの背高が低くなり小型化に対応できる。
【0027】
(2)ワイヤをダイサーで加工するのではなく、研磨加工で行うため高精度に厚みを制御できる。そのため、確実に絶縁層6の上面61にワイヤ5を露出させることができる。
(3)絶縁層6の厚みを薄くできるため、電子部品3で発生する熱を外部に放熱しやすくなる。
以下、本実施形態2に係るモジュール10の製造方法を、図4、及び図4のB−B‘線で切断した断面図である図5(a)、(b)、(c)、(d)、(e)を用いて説明する。
図4に示すように、実施形態1の図1のワイヤ5を、薄板9に変更してループ状に接続したものである。
図5(a)で、電子部品3とともに、薄板9をループ状にしてリーフロ炉にとおして半田付けする。その後は、実施形態1の製造方法と同様に図5(b)、(c)、(d)、(e)にしめすように製造していく。
本実施形態2に係るモジュール10は、高周波モジュール10の側面部分に薄板9が形成されるため、本実施形態1に係る高周波モジュール1より、側面部分をより多く覆うためシールド効果が大きくなる。
【0028】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
【0029】
また、上記実施形態においては、基板2上に対して絶縁性樹脂を印刷法により塗布していたが、例えば、金型内に電子部品3とワイヤ5が設けられた基板2を配置して、金型内に絶縁性樹脂をトランスファーモールド法によって充填させて、この絶縁性樹脂を硬化させることにより絶縁層5を形成してもよい。
【0030】
また、上記施形態においては、導電性ペーストをスクリーン印刷によって塗布してシールド層7を形成していたが、例えば、めっきを施したり、スパッタリング法等により金属を蒸着させたりすることによって、絶縁層6の上面61とワイヤ5の上面51とにシールド層7を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の実施形態1に係るモジュールの斜視図である。
【図2】(a)、(b)、(c)、(d)、(e)本発明の実施形態に係るモジュールを説明する製造工程を示す図であって、図1のA−A‘線で切断した断面図である。
【図3】(a)、(b)本発明の実施形態1に係るモジュールの製造方法を説明するため製造工程を示す断面図。
【図4】本発明の実施形態2に係るモジュールの斜視図である。
【図5】(a)、(b)、(c)、(d)、(e)本発明の実施形態に係るモジュールを説明する製造工程を示す図であって、図4のB−B‘線で切断した断面図である。
【図6】従来発明に係るモジュールの断面図である。
【符号の説明】
【0032】
H3,H4,H5…高さ、1…高周波モジュール、10…高周波モジュール、100…従来高周波モジュール、2…基板、20…基板、3…電子部品、30…電子部品、4…配線ワイヤ、40…ワイヤ、5…ワイヤ(薄板)、50…ワイヤ、51…ワイヤ上面(薄板上面)、6…絶縁層、60…絶縁層、61…絶縁層上面、7…シールド層、70…シールド層、8…ダイシングラインL、9…薄板、11…リードフレーム、12…グランドパターン、13…グランドパターン、H1…絶縁層高さ、H2…ワイヤ5の高さ、H3…シールド層の厚み、H4…電子部品の高さ、H5…ワイヤ4の高さ



【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路パターン及びグランドパターンが形成された基板と、
前記基板上に配置され、前記回路パターンに接続された電子部品と、
一端が前記グランドパターンに接続され、他端が湾曲しながら前記基板の上方に伸びた導電材からなるワイヤ又は薄板と、
前記電子部品を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の上面に形成され、前記ワイヤ又は薄板の他端と接続された導電材からなるシールド層とを備える高周波モジュール。
【請求項2】
前記絶縁層の上面は、前記基板と平行な平面からなり、
前記絶縁層の上面には、前記ワイヤ又は薄板の他端が露出していることを特徴とする請求項1に記載の高周波モジュール。
【請求項3】
回路パターン及びグランドパターンが形成された基板と、
前記基板上に配置され、前記回路パターンに接続された電子部品と、
一端が前記グランドパターンに接続され、他端が湾曲しながら前記基板の上方に伸びた導電材からなるワイヤ又は薄板と、
前記電子部品を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の上面に形成され、前記ワイヤ又は薄板の他端と接続された導電材からなるシールド層とを備える複数の高周波モジュールの製造方法において、
前記導電材からなるワイヤー又は薄板はループ状に形成され、
前記基板上に配置された電子部品と、前記ワイヤー又は薄板とを回路パターン及びグランドパターンに接続する工程と、
前記電子部品と前記ループ状のワイヤ又は薄板とを覆うように前記絶縁層を前記基板上に形成する工程と、
前記基板上に形成された前記絶縁層を研磨して、前記絶縁層の上面を前記基板と平行な平面状に形成すると共に、前記ワイヤ又は薄板を前記絶縁層の上面に2分割して露出させる工程と、
平面状に形成された前記絶縁層の上面と、露出した前記ループ状のワイヤ又は薄板の上に前記シールド層を形成する工程と、
前記2分割されたワイヤ又は薄板を分断すると共に、前記基板を切断して夫々の高周波モジュールにする工程とを備えることを特徴とする高周波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2010−27996(P2010−27996A)
【公開日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−190416(P2008−190416)
【出願日】平成20年7月24日(2008.7.24)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】