| 【発明の名称】 |
ハイブリッドモジュール及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】鈴木 一高
【氏名】成田 直人
【氏名】上山 義明
【氏名】八木 一樹
【氏名】海老原 均
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| 【要約】 |
【課題】製造効率が高く小型化に適したハイブリッドモジュール及びその製造法を提供する。
【解決手段】グリーンシートを積層してなる多層基板から形成された回路基板１１にチップ状電子部品１２や半導体素子１３を実装し、さらにケース１５を被装したハイブリッドモジュール１０において、回路基板１１の側面に凹部１１ａを設けるとともに、前記ケース１５は係止片１５ａを前記凹部１１ａに係止して回路基板１１に装着している。これにより、ハイブリッドモジュール１０の全体寸法を小型化することができる。また、前記凹部１１ａをグリーンシートに切り欠きを設けることにより形成することができるので、製造効率が高いものとなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回路基板と、回路基板に実装した回路部品と、回路基板上面に被装したケースとを備えたハイブリッドモジュールにおいて、前記回路基板は回路基板上面が開口しない凹部を側面に備え、前記ケースは係止片を備えるとともに該係止片を前記凹部に係止して回路基板上面に被装していることを特徴とするハイブリッドモジュール。
【請求項２】 前記回路基板は前記凹部に対応する切り欠きが縁部に設けられたグリーンシートを積層した多層基板からなることを特徴とする請求項１記載のハイブリッドモジュール。
【請求項３】 複数のグリーンシートを積層した多層基板からなり回路基板上面が開口しない凹部を側面に備える回路基板と、回路基板に実装した回路部品と、前記凹部に係止する係止片を備え前記回路基板上面に被装したケースとを備えたハイブリッドモジュールの製造方法において、第１のグリーンシートの縁部に前記凹部に対応する切り欠きを形成し、該第１のグリーンシートと切り欠きが形成されてない第２のグリーンシートとを積層して回路基板を作成する工程と、前記回路基板の凹部に係止片が係止されるように前記ケースを被装する工程とを備えたことを特徴とするハイブリッドモジュールの製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路パターンが形成された回路基板に、積層コンデンサや半導体部品等の回路部品を実装して電子回路を形成するハイブリッドモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のハイブリッドモジュールとしては、図５に示すようなものが知られている。図５は、従来のハイブリッドモジュールのケース一部を切り欠いた斜視図である。このハイブリッドモジュール１００は、回路基板１０１上にチップ状電子部品１０２及び発熱性を有する半導体素子１０３等の回路部品を実装し、さらに回路基板１０１上にケース１０４を被装したものである。
【０００３】この回路基板１０１は、矩形のグリーンシートを複数枚積層して形成された多層基板である。この回路基板１０１の側面にケース１０４を装着するための突起１０１ａが設けられている。この突起１０１ａは、これに対応する張り出し部を縁部に設けたグリーンシートを積層することにより形成される。また、回路基板１０１の側面には親回路基板と接続するための複数の端子電極１０１ｂが形成されている。この端子電極１０１ｂは、親回路基板に形成された回路パターンに半田付けされる。
【０００４】チップ状電子部品１０２は回路基板１０１上に形成された回路パターン１０５に半田付けされている。また、半導体素子１０３は、半田バンプを介して回路パターン１０５上に接合されている。チップ状電子部品１０２は、例えば積層コンデンサであり、半導体素子１０３は、例えばＦＥＴである。
【０００５】ケース１０４は、回路基板１０１及びこれに実装されたチップ状電子部品１０２等を物理的に保護するとともに、電気的・磁気的にシールドするためのものである。ケース１０４は、箱状の金属部材であり、係止片１０４ａを前記突起１０１ａに係止して回路基板１０１に被装している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述したハイブリッドモジュール１００では、回路基板１０１に設けられた突起１０１ａの突起高さだけ全体寸法が大きくなるため小型化に適さないものであった。また、ハイブリッドモジュール１００を取り扱う際に、例えば、親回路基板への搭載の際に、この突起１０１ａが搭載機器等に引っ掛かる場合があり、作業効率が低下する場合もあった。さらに、前述したように、この突起１０１ａは、これに対応する張り出し部を縁部に設けたグリーンシートを、該張り出し部のないグリーンシートとともに積層して形成されている。ここで、張り出し部を有するグリーンシートは、他のグリーンシートよりも全体寸法が大きくなることから、これらとは別工程により作成する必要がある。従って、このハイブリッドモジュール１００は、製造効率が悪いという難点を有していた。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造効率が高く小型化に適したハイブリッドモジュール及びその製造法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回路基板と、回路基板に実装した回路部品と、回路基板上面に被装したケースとを備えたハイブリッドモジュールにおいて、前記回路基板は回路基板上面が開口しない凹部を側面に備え、前記ケースは係止片を備えるとともに該係止片を前記凹部に係止して回路基板上面に被装していることを特徴とする。
【０００９】本発明によれば、回路基板側面に設けられた凹部が回路基板上面には開口していないため、ケースの係止片が凹部に係止され、ケースの上方への移動が規制される。即ち、ケースは、その係止片を凹部に係止して回路基板上面を被装する。従って、回路基板の側面に突出部を設けることなくケースを被装することができるので、ハイブリッドモジュールの全体寸法を小さくすることができる。さらに、回路基板の側面に突出部がないため、ハイブリッドモジュールの取扱いが容易となる。
【００１０】好適な態様の一例として、請求項２の発明では、請求項１のハイブリッドモジュールにおいて、前記回路基板は前記凹部に対応する切り欠きが縁部に設けられたグリーンシートを積層した多層基板からなることを特徴とするものを挙げる。
【００１１】このハイブリッドモジュールは、前記凹部を、グリーンシートの縁部に切り欠きを設けることにより形成することができるので、その製造が容易なものとなる。特に、この種のハイブリッドモジュールの製造工程においては、グリーンシートに回路部品を収容するための孔や積層時に層間を接続するためのビアホールを打ち抜く工程を有していることが多い。従って、このような場合には、これら工程と前記切り欠きを設ける工程とを同時に行うことができるので、このハイブリッドモジュールは製造効率の高いものとなる。
【００１２】また、請求項３の発明は、複数のグリーンシートを積層した多層基板からなり回路基板上面が開口しない凹部を側面に備える回路基板と、回路基板に実装した回路部品と、前記凹部に係止する係止片を備え前記回路基板上面に被装したケースとを備えたハイブリッドモジュールの製造方法において、第１のグリーンシートの縁部に前記凹部に対応する切り欠きを形成し、該第１のグリーンシートと切り欠きが形成されてない第２のグリーンシートとを積層して回路基板を作成する工程と、前記回路基板の凹部に係止片が係止されるように前記ケースを被装する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】本発明によれば、回路基板を形成するグリーンシートに切り欠きを形成することにより、請求項１及び２記載のハイブリッドモジュールを効率良く製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態にかかるハイブリッドモジュール及びその製造方法について図１及び図２を参照して説明する。本実施の形態では、高周波電力増幅用のハイブリッドモジュールについて説明する。図１はハイブリッドモジュールのケース一部を切り欠いた分解斜視図、図２は回路基板の構造を説明する分解斜視図である。
【００１５】このハイブリッドモジュール１０は、図１に示すように、回路基板１１と、回路基板１１に実装された複数のチップ状電子部品１２と、発熱性を有する半導体素子１３と、半導体素子１３に発生する熱を親回路基板に伝達する放熱板１４と、回路基板１１を被装するケース１５を主たる構成要素とする。このハイブリッドモジュール１０は、放熱板１４が付設された底面を親回路基板に対向させて実装される。ここで、このハイブリッドモジュール１０の外観寸法としては、例えば、約７ｘ７ｘ２ｍｍ3である。
【００１６】回路基板１１は、図１及び図２に示すように、直方体形状のアルミナを主体としたセラミック製の多層基板からなる。即ち、回路基板１１は、絶縁体層１１−１〜１１−４を積層して形成された４層の多層基板である。各絶縁体層１１−１〜１１−４の表面及び内層には回路パターン１７及び回路パターン１７を層間で接続するビアホール１８が形成されている。回路基板１１の各側面の中央部には、ケース１５を装着するための凹部１１ａがそれぞれ１つずつ形成されている。この凹部１１ａは、回路基板１１の底面から、回路基板の一層分の高さを有した半筒状に形成されている。即ち、最下層となる絶縁体層１１−４は、縁部に凹部１１ａに対応する切り欠き２０を有している。また、回路基板１１の側面には、親回路基板と接続するための端子電極１６が形成されている。この端子電極１６は回路基板１１の側面に設けられた半筒状の端子電極溝１１ｂに形成されている。即ち、絶縁体層１１−１〜１１−４は、端子電極溝１１ｂに対応する切り欠き２１を有している。さらに、この回路基板１１の底面には、それぞれ半導体素子１３及び放熱板１４を実装し、収容するための２段構造のキャビティ（図示省略）が設けられている。即ち、絶縁体層１１−３の中央部にはキャビティに対応する孔２２が設けられ、絶縁体層１１−４の中央部にはキャビティに対応する孔２３が設けられている。
【００１７】チップ状電子部品１２は、ハイブリッドモジュール１０を構成する電子部品であり、例えば、積層コンデンサや、積層インダクタ等である。このチップ状電子部品１２は、回路基板１１の表面に形成された回路パターン１７に実装されている。
【００１８】半導体素子１３は、ハイブリッドモジュール１０を構成する電子部品であり、発熱性を有するものである。例えばＧａＡｓＭＥＳ型ＦＥＴ等である。この半導体素子１３は複数のバンプ１３ａを備えており、各バンプ１３ａはキャビティ内に形成された回路パターン１７に接続している。半導体素子１３と回路基板１１との間には、半導体素子１３を保護するための封止樹脂（図示省略）が充填されている。
【００１９】放熱板１４は、半導体素子１３の発熱を親回路基板へ放熱するためのもので、回路基板１１のキャビティを塞ぐように半導体素子１３に接着している。放熱板１４と半導体素子１３とは、熱的密着性を高めるために放熱樹脂（図示省略）を接着剤として接着されている。この放熱板１４は熱伝導性の高い材料から形成されており、例えば４２アロイ（ニッケル：鉄＝４２：５８の合金）から形成されている。また、この放熱板１４は、半田濡れ性を向上させるためにメッキ処理が施されている。このメッキ処理としては、例えばＡｕメッキである。
【００２０】端子電極１６は、親回路基板と接続するためのものでり、回路基板１１の表面及び内層に形成された回路パターン１７と導通接続している。この端子電極１６は、前述したように、回路基板１１の側面に設けられた端子電極溝１１ｂに形成されている。この端子電極１６は、導電性ペーストを塗布し、これを焼き付けて形成されたものである。
【００２１】ケース１５は、ハイブリッドモジュール１０を物理的に保護するとともに、電気的・磁気的ノイズを外部からシールドし、さらには外部へのノイズの放射を防ぐためのものである。このケース１５は、下面が開口した箱状のものであり、例えば、銅を材料としたものである。このケース１５の各側面下端の中央部には、ケース１５を回路基板１１に装着するための係止片１５ａが設けられている。この係止片１５は、回路基板１１の凹部１１ａに係止するように、先端がＬ字状に折り曲がっている。
【００２２】次に、このハイブリッドモジュール１０の製造方法について図３を参照して説明する。ここでは、複数のハイブリッドモジュールを製造する工程を説明する。図３はグリーンシートの平面図である。
【００２３】まず、以下のようにして４層構造の回路基板１１を製造する。即ち、アルミナ系のセラミック材料が分散するスラリーを作成する。次に、このスラリーからドクターブレード法等を用いて４枚のグリーンシートＳ１〜Ｓ４を作成する。
【００２４】次に、図３に示すように、各グリーンシートＳ１〜Ｓ４に複数個のハイブリッドモジュールに対応するビアホールや回路パターンを各パターンが隣り合うように形成する。まず、第１のグリーンシートＳ１に、前記絶縁体層１１−１に対応する孔及び回路パターンを形成する。即ち、絶縁体層１１−１に設けられるビアホール（図３では図示省略）を打ち抜くとともに、端子電極１６を形成する位置に端子電極溝１１ｂに対応する切り欠き２１を設ける。この後に、回路パターン１７及び端子電極１６に対応する位置に導電性ペーストを塗布する。これによりビアホール及び切り欠き２１に導電性ペーストが充填される。同様にして、第２のグリーンシートＳ２を加工する。
【００２５】次に、第３のグリーンシートＳ３に、絶縁体層１１−３に設けられるキャビティに対応する孔２２及び端子電極溝１１ｂに対応する切り欠き２１を設けるとともに、端子電極１６に対応する位置に導電性ペーストを塗布する。
【００２６】次に、第４のグリーンシートＳ４に、絶縁体層１１−４に設けられるキャビティに対応する孔２３及び端子電極溝１１ｂに対応する切り欠き２１を設けるとともに、ケース装着用の凹部１１ａに対応する切り欠き２０を打ち抜く。さらに、端子電極１６に対応する位置に導電性ペーストを塗布する。
【００２７】次に、これら第１〜第３のグリーンシートＳ１〜Ｓ４を順番に積層し、圧着してシート積層体を作成する。次に、このシート積層体をハイブリッドモジュールの単位大きさに裁断して単位積層体を得る。この裁断は、図３に示すように、端子電極１６に対応する孔２２の中心を結ぶ線をカットラインとして裁断する。これにより、裁断された単位積層体の側面には、凹部１１ａに対応する凹部及び端子電極溝１１ｂに対応する溝が露出する。次に、この単位積層体を所定温度で焼成して回路基板１１が得られる。
【００２８】次に、回路基板１１の底面に設けられたキャビティ（図示省略）内の回路パターン１７に半導体素子１３を超音波併用熱圧着等により接続する。次に、このキャビティに封止樹脂を注入し、さらに、放熱板１４を放熱樹脂を用いて半導体素子１３に接着する。これにより、キャビティ内に半導体素子１３が実装されるとともに、回路基板１１の底面に放熱板１４が露出する。さらに、回路基板１１の上面に、回路パターン１７に接続するようにチップ状電子部品１２を半田付けして実装する。
【００２９】最後に、ケース１５を回路基板１１に被装する。即ち、ケース１５の係止片１５ａが回路基板１１の凹部１１ａに係止されるように装着する。これにより、ハイブリッドモジュール１０が得られる。
【００３０】以上詳述したように、本実施の形態にかかるハイブリッドモジュールでは、回路基板１１の側面に突出部を設けることなくケース１５を被装することができるので、ハイブリッドモジュール１０の全体寸法を小さくすることができる。また、回路基板１１の側面に突出部がないため、ハイブリッドモジュール１０の取扱いが容易となる。さらに、このハイブリッドモジュール１０は、凹部１１ａをグリーンシートに切り欠きを縁部に設けることにより形成することができるので、その製造が容易なものとなる。特に、この種のハイブリッドモジュール１０の製造工程においては、キャビティやビアホールを打ち抜く工程と前記切り欠きを設ける工程とを同時に行うことができるので、ハイブリッドモジュール１０の製造効率が高いものとなる。
【００３１】尚、図４に示すように、ケース１５を装着するために凹部１１ａに加えて他の凹部１１ｃを設けてもよい。ここで、図４は回路基板１１の側面を拡大した斜視図である。この凹部１１ｃは、凹部１１ａが回路基板１１上面に開口しないのに対して、回路基板１１上面に開口している。また、この凹部１１ｃは、凹部１１ａの上部に回路基板１１の一層分の厚みを隔てて設けたものである。さらに、回路基板１１の凹部１１ａと凹部１１ｃの間の側面は、ケース１５の係止片の厚みを吸収するためにわずかに窪んでいる。ケース１５の係止片１５ａは、この凹部１１ａ及び１１ｃに対応してＬ字状に折り曲げたり、コ字状に折り曲げればよい。
【００３２】また、回路基板１１の凹部１１ａに、端子電極溝１１ｂと同様に導体ペーストを塗布し、ハイブリッドモジュール１０の端子電極１６’としてもよい。この場合には、この端子電極１６’をケースの係止片１５ａとともに親回路基板に実装すると、ケース１５のシールド効果がより高いものとなる。特に、この端子電極１６’をグランド接続するとよい。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明によれば、回路基板の側面に突出部を設けることなくケースを被装することができるので、ハイブリッドモジュールの全体寸法を小さくすることができる。また、回路基板の側面に突出部がないため、ハイブリッドモジュールの取扱いが容易となる。
【００３４】また、請求項２の発明によれば、前記凹部を、グリーンシートの縁部に切り欠きを設けることにより形成することができるので、その製造が容易なものとなる。特に、この種のハイブリッドモジュールの製造工程においては、グリーンシートに回路部品を収容するための孔や積層時に層間を接続するためのビアホールを打ち抜く工程を有していることが多い。従って、このような場合には、これら工程と前記切り欠きを設ける工程とを同時に行うことができるので、このハイブリッドモジュールは製造効率の高いものとなる。
【００３５】さらに、請求項３の発明によれば、回路基板を形成するグリーンシートに切り欠きを形成することにより、請求項１及び２記載のハイブリッドモジュールを効率良く製造することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０４２８４
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月３０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 精孝 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２２０２８５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１９３５６ |
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