JPH11220227A - ハイブリッドモジュール及びその製造方法並びにその実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱性に優れるとともに小型化に適したハイ
ブリッドモジュール及びその製造方法並びにその実装方
法を提供する。 【解決手段】 発熱性の回路部品１３を備えるハイブリ
ッドモジュール１０において、回路基板１１の親回路基
板と対向する主面１１ｂに２段構造を有する凹部１５を
設け、第２の凹部１５ｂに回路部品１３を実装し、第１
の凹部１５ａに回路部品１３との間に放熱樹脂１８が介
在するように放熱板１４を設置した。これにより、回路
部品１３からの発熱が親回路基板Ｓに効率的に熱伝導さ
れる。また、凹部１５は回路部品１３等を基準に規定し
てるので回路基板１１の体積を有効に活用できる。さら
に、凹部１５は２段構造となっているので、放熱樹脂１
８の厚さが安定化し、これにより熱抵抗も安定化する。

Description

【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、積層コンデンサや積層インダクタ
等のチップ部品や、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を示す側面断面図で
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
半導体素子等の回路部品１０３を実装したものである。
この回路基板１０１は、熱伝導性がよい窒化アルミニウ
ム系のセラミックからなる。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１０６に半
田付けされている。また、回路部品１０３は、半田バン
プ１０３ａを介して回路パターン１０６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、回路部品１０３は、例えばＦＥＴである。回
路基板１０１の側面には、親回路基板Ｓと接続するため
の複数の端子電極１０１ａが形成されている。この端子
電極１０１ａは、親回路基板Ｓに形成された回路パター
ンＳｐに半田付けされている。また、回路基板１０１の
親回路基板Ｓと対向する主面１０１ｂは、親回路基板Ｓ
に形成された導体膜Ｓｆを介して接合されている。この
導体膜Ｓｆは、ハイブリッドモジュール１００の熱を親
回路基板Ｓに効率的に伝導するためのものであり、熱伝
導性の良好な部材からなる。このハイブリッドモジュー
ル１００では、回路基板１０１に実装された回路部品１
０３から発生する熱が、回路基板１０１及び導体膜Ｓｆ
を介して親回路基板Ｓ或いはグランドなどの広いエリア
を有する導体膜へと伝導され、放熱される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このハ
イブリッドモジュール１００は、回路部品１０３に発生
する熱は回路部品１０３の半田バンプ１０３ａを介して
回路基板１０１に伝導され、さらに、この熱が回路基板
１０１及び導体膜Ｓｆを介して親回路基板に伝導される
ため、熱伝導が効率的でないという難点があった。一
方、窒化アルミニウム系セラミックは、一般的なアルミ
ナ系の基板材料に比べて高価であり、経済性に欠けると
いう難点があった。

【０００４】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、放熱性に優れるとと
もに小型化に適したハイブリッドモジュール及びその製
造方法並びにその実装方法を提供することにある。

【０００５】

【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、回路基板上に実装
された発熱性を有する回路部品とを備え、この回路基板
の主面を親回路基板に対向させて搭載するハイブリッド
モジュールにおいて、前記回路基板は親回路基板と対向
する主面に設けられた第１の凹部と該第１の凹部底面に
設けられた第２の凹部とを有し、前記回路部品は該第２
の凹部に実装され、第１の凹部に付設され前記回路部品
の発熱を親回路基板に伝導する熱伝導部材を備えたこと
を主たる特徴とする。

【０００６】本発明によれば、発熱性を有する回路部品
に発生する熱は、該回路部品と親回路基板との間に介在
する熱伝導部材を介して伝導されるので、効率的に熱伝
導させることができる。また、熱伝導部材及び回路部品
が回路基板の主面に設けられた第１の凹部及び第２の凹
部に収容されるので、ハイブリッドモジュールの小型化
を図ることができる。

【０００７】本発明の好適な態様として、請求項２で
は、前記熱伝導部材は熱伝導性を有する放熱板を備えた
ものを挙げる。また、請求項３では、前記熱伝導部材
は、熱伝導性を有する放熱板と、該放熱板を前記回路部
品に接着する放熱樹脂とを備えたものを挙げる。

【０００８】このようなハイブリッドモジュールでは、
回路基板の主面に放熱板が露出するので、この放熱板を
介して回路部品に発生する熱を親回路基板に伝導させる
ことができる。特に、この放熱板を放熱樹脂によって回
路部品に接着すれば放熱板と回路部品との間の熱伝導性
が優れたものとなる。さらに、回路基板の主面には２段
構造の凹部となる第１の凹部及び第２の凹部が形成され
ているので、放熱板を接着する際に該放熱板が第１の凹
部底面に規制され、放熱樹脂の厚みが安定化する。これ
により熱抵抗が安定する。

【０００９】また、本発明の他の好適な態様として、請
求項４では、前記第１の凹部は、該第１の凹部側壁と第
２の凹部の縁とが所定距離を有する大きさであるものを
挙げる。さらに具体的な態様として、請求項５では、前
記第１の凹部側壁と第２の凹部の縁との前記所定距離は
０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるものを挙げる。

【００１０】このようなハイブリッドモジュールでは、
回路基板に設けられた第１の凹部が必要以上に大きく形
成されていないので、回路基板を有効に活用することが
できる。従って、ハイブリッドモジュールの小型化を図
ることができる。

【００１１】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項６では、請求項２又は３記載のハイブリッドモジ
ュールにおいて、前記第１の凹部は、前記放熱板の厚さ
に対して所定範囲の深さを有するものを挙げる。さらに
具体的な態様として、請求項７では、前記所定範囲は、
−０．１ｍｍ以上＋０．１ｍｍ以下であるものを挙げ
る。

【００１２】このようなハイブリッドモジュールでは、
回路基板の主面と放熱板が略面一となるため、即ち、ハ
イブリッドモジュールの親回路基板と対向する面が平滑
となるため、親回路基板への実装性に優れたものとな
る。特に、この放熱板を親回路基板に形成された熱伝導
膜に接合した際に、その接合性が向上したものとなる。
また、放熱板がハイブリッドモジュールに埋め込まれて
いるので、放熱板と回路部品との固着強度が向上したも
のとなる。

【００１３】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項８では、前記第２の凹部は、該第２の凹部側壁と
回路部品とが所定間隔を有する大きさであるものを挙げ
る。さらに具体的な態様として、請求項９では、前記第
２の凹部側壁と回路部品との前記所定間隔は０．１ｍｍ
以上１．０ｍｍ以下であるものを挙げる。

【００１４】このようなハイブリッドモジュールでは、
回路基板に設けられた第２の凹部が必要以上に大きく形
成されていないので、回路基板を有効に活用することが
できる。従って、ハイブリッドモジュールの小型化を図
ることができる。また、該第２の凹部の大きさが回路部
品を基準に規定されているので、このハイブリッドモジ
ュールの製造過程において回路部品を第２の凹部に実装
する際に、該回路部品の実装性に優れたものとなる。

【００１５】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項１０では、前記第２の凹部は、第２の凹部底面か
らの回路部品の高さより所定値だけ小さい或いは等しい
深さを有するものを挙げる。さらに具体的な態様とし
て、請求項１１では、前記所定値は０ｍｍより大きく
０．２ｍｍ以下であるものを挙げる。

【００１６】このようなハイブリッドモジュールでは、
放熱板を接着する際に放熱板と回路部品との間に介在す
る放熱樹脂の厚みが安定化するので、熱抵抗が安定す
る。

【００１７】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項１２では、請求項２又は３記載のハイブリッドモ
ジュールにおいて、前記放熱板は前記親回路基板と対向
する回路部品の主面と略面一であるものを挙げる。

【００１８】このようなハイブリッドモジュールでは、
回路基板の主面と放熱板が略面一となるため、即ち、ハ
イブリッドモジュールの親回路基板と対向する主面が平
滑となるため、親回路基板への実装性に優れたものとな
る。特に、この放熱板を親回路基板に形成された熱伝導
膜に接合した際に、その接合性が向上したものとなる。
また、放熱板がハイブリッドモジュールに埋め込まれて
いるので、放熱板と回路部品との固着強度が向上したも
のとなる。

【００１９】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項１３では、請求項２又は３記載のハイブリッドモ
ジュールにおいて、前記放熱板は前記第１の凹部側壁と
該放熱板縁部とが所定間隔を有する大きさであるものを
挙げる。さらに具体的な態様として、請求項１４では、
前記所定間隔は０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である
ものを挙げる。

【００２０】このようなハイブリッドモジュールでは、
親回路基板に実装する際に、熱膨張により親回路基板に
かかる応力を、放熱板側方と第１の凹部側壁との間に逃
がすことができる。これにより、回路部品にかかる応力
が軽減されるので、信頼性を向上させることができる。

【００２１】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項１５では、請求項３記載のハイブリッドモジュー
ルにおいて、前記放熱樹脂が前記第２の凹部側壁と回路
部品との隙間を充填しているものを挙げる。

【００２２】このハイブリッドモジュールでは、回路部
品と第２の凹部側壁との隙間に放熱樹脂が充填されてい
るので、回路部品への水分の浸入を防止することができ
る。即ち、耐湿性が向上したものとなる。また、この放
熱樹脂により放熱板の固着強度が向上したものとなる。

【００２３】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項１６では、請求項３記載のハイブリッドモジュー
ルにおいて、前記放熱板の前記放熱樹脂と接する表面は
所定の表面粗さを備えているものを挙げる。

【００２４】このハイブリッドモジュールでは、放熱板
と放熱樹脂との接触面積が増大するため回路部品から放
熱板への熱伝導率が向上する。また、放熱板表面が粗れ
ているのでアンカー効果により放熱板の固着強度が向上
したものとなる。

【００２５】さらに、本発明の他の好適な態様として、
請求項１７では、請求項２又は３記載のハイブリッドモ
ジュールにおいて、前記放熱板表面はめっき処理が施さ
れているものを挙げる。

【００２６】このハイブリッドモジュールでは、放熱板
を親回路基板に形成された熱伝導膜に接合させる際に、
接合性に優れたものとなる。例えば、放熱板と前記熱伝
導膜とを半田付けする際に、該半田付け性が良好なもの
なる。これにより、回路部品に発生した熱が親回路基板
に効率的に熱伝導される。

【００２７】また、請求項１８では、回路基板と、回路
基板上に実装された発熱性を有する回路部品とを備え、
この回路基板の主面を親回路基板に対向させて搭載する
ハイブリッドモジュールの製造方法において、第１の凹
部と該第１の凹部底面に形成された第２の凹部とを有す
る回路基板を製造する工程と、この回路基板の前記第２
の凹部に回路部品を実装する工程と、前記第１の凹部に
放熱樹脂を注入する工程と、放熱樹脂が注入された前記
第１の凹部に調整孔を有する放熱板を嵌入する工程とを
備えたことを特徴とする。

【００２８】本発明によれば、放熱板を第１の凹部に嵌
入する際に、余分な放熱樹脂が放熱板の調整孔から排出
される。これにより、常に放熱樹脂量を一定にすること
ができる。即ち、特性のバラツキが少ないハイブリッド
モジュールを製造することができる。

【００２９】また、請求項１９では、請求項２又は３記
載のハイブリッドモジュールを回路パターンが形成され
た親回路基板に実装するハイブリッドモジュールの実装
方法において、前記放熱板と親回路基板に形成された熱
伝導膜とを接合させることを特徴とする。

【００３０】本発明によれば、放熱板と親回路基板に形
成された熱伝導膜とが接合されるので、放熱板を介して
回路部品の熱が親回路基板へ効率よく伝導されるととも
に、ハイブリッドモジュールと親回路基板との接合強度
が向上する。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の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並びにその実装方
法について図１〜図３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、高周波電力増幅用のハイブリ
ッドモジュールを示す外観斜視図、図２はハイブリッド
モジュールの側面断面図、図３は図２の一部を拡大した
ハイブリッドモジュールの側面断面図である。

【００３２】このハイブリッドモジュール１０は、図１
及び図２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
有する半導体素子等の回路部品１３と、回路部品１３に
発生する熱を親回路基板Ｓに伝導させる放熱板１４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
の外観寸法としては、例えば、約７ｘ７ｘ２ｍｍ³であ
る。

【００３３】回路基板１１は、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。この回路基板１１は、例えば４層構造となっ
ており、表面及び内層には回路パターン１６及びビアホ
ールが形成されている。また、回路基板１１の側面には
前記回路パターン１６と接続し、親回路基板Ｓに接続す
るための端子電極１１ａが付設されている。さらに、回
路基板１１の底面、即ち、親回路基板Ｓに実装する際に
親回路基板Ｓと対向する主面１１ｂには、回路部品１３
及び放熱板１４を収容するための凹部１５が形成されて
いる。この凹部１５は、２段階構造を有しており、主面
１１ｂに形成された第１の凹部１５ａと、第１の凹部１
５ａの底面にこれよりもやや小さく形成された第２の凹
部１５ｂとからなる。第２の凹部１５ｂの底面には、回
路部品１３を実装するための回路パターン１６が形成さ
れている。

【００３４】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、前記主面１１ｂとは反対側の面に形成
された回路パターン１６に実装されている。

【００３５】回路部品１３は、発熱性を有する半導体素
子等からなり、例えばＧａＡｓＭＥＳ型ＦＥＴ等であ
る。この回路部品１３は複数の端子電極を備えており、
各端子電極は第２の凹部１５ｂに形成された回路パター
ン１６に接続されている。回路部品１３と第２の凹部１
５ｂの底面との間であって、回路部品１３の端子電極が
形成されていない部位には、封止樹脂１７が充填されて
いる。

【００３６】ここで、回路部品１３の端子電極と回路パ
ターン１６との接続としては、例えば、以下のようなも
のが挙げられる。例えば、半田付けによる接続や、導電
性樹脂を用いた接続や、異方導電性樹脂（ＡＣＦ）を用
いた接続や、回路パターン１６上に金（Ａｕ）を用いた
ボールバンプを形成し超音波併用熱圧着して行う接続等
である。

【００３７】上記導電性樹脂を用いた接続は、安価であ
り、導電性樹脂によって応力を吸収できるため高信頼性
が得られるという効果がある。また、異方導電性樹脂を
用いた接続では、封止樹脂１７が不要となり、コストの
低減を図ることができる。

【００３８】また、上記回路パターン１６上にボールバ
ンプを形成し超音波併用熱圧着する接続では、ドライプ
ロセスであることから、メッキ液による回路部品１３へ
のダメージが少ない。また、設備コストを低減できるこ
とができるとともに、回路基板１１への実装作業時間が
短縮できる。即ち、実装コストを低減できる。さらに、
Ａｕ−Ａｕ接合なので接触抵抗が少なく高信頼性を得ら
れる。

【００３９】また、上記半田付けによる接続では、セル
フアラインメントにより位置補正されるため、実装精度
を必要としない。また、実装時に低荷重で実装できるた
め回路部品１３へのダメージが少ない。さらに、半田バ
ンプにより応力吸収できるため高信頼性を得られる。

【００４０】封止樹脂１７は、回路部品１３に水分を浸
入するのを防ぐとともに、回路部品１３を回路基板１１
に固着することを主たる目的とするものである。この封
止樹脂１７としては、例えばエポキシ系のものが用いら
れる。

【００４１】放熱板１４は、前記第２の凹部１５ｂの開
口部を覆い被せることが可能で、かつ、第１の凹部１５
ａに収まる幅及び長さを備えた板状部材である。即ち、
凹部１５内の段差に嵌合する大きさである。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。放熱板１４の表面は、研磨により所定の
表面粗さを備えている。例えば、平均算術粗さが１．０
μｍである。さらに、この放熱板１４の表面は、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。この
放熱板１４は、放熱樹脂１８を接着剤として回路部品１
３の表面に接着されている。

【００４２】放熱樹脂１８は、放熱板１４を回路部品１
３に固着させるとともに、回路部品１３に発生する熱を
放熱板１４に効率的に伝導させるためのものである。こ
の放熱樹脂１８としては、熱伝導率の良好なものから形
成されており、例えばセラミックのフィラーが入ったシ
リコン系のものが用いられる。この放熱樹脂１８は、前
述したように回路部品１３と放熱板とを接着するととも
に、放熱板１４側方と第１の凹部１５ａ側壁との間及び
回路部品１３側方と第２の凹部１５ｂとの間をも充填し
ている。

【００４３】ハイブリッドモジュール１０には、上面を
覆うように箱状のケースＣが付設されている。このケー
スＣは金属ケースであり種々のノイズの侵入及び放射を
防止する。

【００４４】このハイブリッドモジュール１０では、回
路基板１０に形成された第１の凹部１５ａ等の大きさ
は、以下のように規定されている。

【００４５】まず、第２の凹部１５ｂについて説明す
る。図３に示すように、第１の凹部１５ａの底面に開口
する第２の凹部１５ｂは、第２の凹部１５ｂの側壁と回
路部品１３とが所定間隔Ｄ１を有するような幅及び長さ
に規定される。ここで所定間隔Ｄ１は、第２の凹部１５
ｂに回路部品１３を搭載する際に、該凹部１５ｂへの収
容が容易で、かつ、搭載位置決めが容易となるように設
定される。より具体的には、前記所定間隔Ｄ１が０．１
ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となることが望ましい。また、
第２の凹部１５ｂは、回路部品１３を該凹部１５ｂ底面
に実装した際に、該凹部１５ｂ底面から回路部品１３の
裏面までの高さよりも、所定距離Ｄ２だけ小さく規定さ
れる。ここで所定距離Ｄ２は、放熱板１４と回路部品１
３とを接着する放熱樹脂１８の厚さが、一定の厚みとな
るように設定される。より具体的には、前記所定距離Ｄ
２が０ｍｍ以上０．２ｍｍ以下となることが望ましい。
尚、第２の凹部１５ｂに回路部品１３が複数実装されて
いる場合にも同様である。また、図２及び図３において
はＤ２＝０であるため図示は省略した。

【００４６】次に、第１の凹部について説明する。回路
基板１１の主面１１ｂに形成された第１の凹部１５ａ
は、その側壁と第２の凹部１５ｂの縁とが所定距離Ｄ３
を有するような幅及び長さに規定される。即ち、第２の
凹部１５ｂよりも開口部の幅及び長さが所定距離Ｄ３だ
け大きく規定される。より具体的には、前記所定距離Ｄ
３が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となることが望まし
い。また、第１の凹部１５ａは、放熱板１４の厚さに対
して所定範囲となるような深さに規定される。この所定
範囲は、放熱板１４の表面が回路基板１１の主面１１ｂ
と略面一となるように規定されている。より具体的に
は、前記所定範囲が−０．１ｍｍ以上＋０．１ｍｍ以下
であることが望ましい。

【００４７】次に、このハイブリッドモジュール１０の
製造方法について説明する。まず、以下のようにして回
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複数のセラミック
グリーンシートを作成する。次に、各セラミックグリー
ンシートの所定部位に必要に応じてビアホールを形成し
た後にスクリーン印刷法等により回路パターンを形成す
る。さらに、このセラミックグリーンシートを積層した
ときに、この積層体に凹部が形成されるように、対応す
るセラミックグリーンシートに孔を形成する。この孔の
形成方法としては、例えばパンチによる打ち抜き等であ
る。また、ここでは、セラミックグリーンシート１枚の
厚みを前記第１の凹部１５ａ及び第２の凹部１５ｂの深
さに対応させるために、第１の凹部１５ａの幅及び長さ
の孔を打ち抜いたセラミックグリーンシートと、第２の
凹部１５ｂの幅及び長さの孔を打ち抜いたセラミックグ
リーンシートをそれぞれ１枚ずつ用意する。次に、この
孔を有するセラミックグリーンシートと有しないものと
を、所定の順序で積層してシート積層物を作成する。こ
の後に、このシート積層物を所定温度で焼成し、さら
に、これを所定寸法に裁断して回路基板１１を得る。

【００４８】次に、回路基板１１の第２の凹部１５ｂ底
面に形成された回路パターン１６上にボールバンプを形
成する。次に、このボールバンプと接続するように、回
路部品１３を超音波併用熱圧着等により接続する。次
に、第２の凹部１５ｂに、回路部品１３の脇から封止樹
脂１７を注入することにより、回路部品１３と第２の凹
部１５ｂ底面の間に封止樹脂を充填する。

【００４９】次に、回路部品１３の表面に放熱樹脂１８
を注入する。この後に、第１の凹部１５ａに放熱板１４
を載置するとともに回路部品１３方向に押圧し、接着す
る。これにより、放熱板１４側方や、回路部品１３の側
方にも放熱樹脂１８が充填される。また、接着時に、放
熱板１４の端部が第１の凹部１５ａの底面端部、即ち凹
部１５の段差部分により規制されるので、放熱板１４と
回路部品１８の間の放熱樹脂１８は、安定した厚さに形
成することができる。

【００５０】次に、回路基板１１の上面に、チップ状電
子部品１２を半田付けする。最後に、ケースＣを回路基
板１１を覆うように付設することにより、ハイブリッド
モジュール１０が得られる。

【００５１】次に、このハイブリッドモジュール１０を
親回路基板Ｓに実装する方法について説明する。図１に
示すように、親回路基板Ｓの所定箇所には、回路基板１
１に付設された端子電極１１ａと接続するための回路パ
ターンＳｐが形成されている。また、ハイブリッドモジ
ュール１０を搭載した際に親回路基板Ｓの放熱板１４と
対向する所定箇所には、熱伝導膜Ｓｆが形成されてい
る。ここで、熱伝導膜Ｓｆは親回路基板Ｓ上に回路パタ
ーンＳｐと同様に形成された導体膜であり、例えば銅を
主成分とするものである。ハイブリッドモジュール１０
を親回路基板１０に実装するには、回路基板１１の端子
電極１１ａと親回路基板Ｓの回路パターンＳｐ、放熱板
１４と前記熱伝導膜Ｓｆとを半田付けして親回路基板Ｓ
に実装する。

【００５２】このように、親回路基板Ｓに、ハイブリッ
ドモジュール１０の端子電極１１ａのみを半田付けする
のでなく、放熱板１４も半田付けすることにより、回路
部品１３に発生した熱が効率的に親回路基板Ｓに伝導さ
れる。また、放熱板１４が熱伝導膜Ｓｆに半田付けされ
ているので、ハイブリッドモジュール１０の親回路基板
Ｓへの固着強度が向上する。尚、熱伝導膜Ｓｆは、親回
路基板Ｓにおいてグランドに接続すると、特に高周波領
域において電気特性が安定し、放熱性も向上したものと
なる。

【００５３】以上詳述したように、このハイブリッドモ
ジュール１０によれば、回路部品１３で発生した熱は、
その表面から放熱樹脂１８、放熱板１４及び親回路基板
Ｓの熱伝導膜Ｓｆを介して親回路基板Ｓに放熱される。
ここで放熱板１４は放熱樹脂１８を介して回路部品１３
の表面に接続しているので、回路部品１３で発生した熱
が効率的に親回路基板Ｓに伝導される。特に、放熱板１
４の表面が所定の表面粗さを備えているので、その熱伝
導は効率的である。また、放熱板１４にはメッキ処理が
施されているので親回路基板Ｓの熱伝導膜Ｓｆとの接合
性に優れているので、さらに熱伝導は効率的であるとと
もに、端子電極１１ａのみによる接続と比較して接合強
度に優れたものとなる。また、放熱樹脂１８は、第２の
凹部１５ｂにおける回路部品１３との隙間にも充填して
いるので、さらに放熱性に優れたものとなる。

【００５４】一方、第１の凹部１５ａ及び第２の凹部１
５ｂは、それぞれ前述したような大きさに規定されてい
る。即ち、第２の凹部１５ｂの大きさが、回路部品１３
を基準に規定されているので、該凹部１５ｂを必要以上
に大きくすることなく回路基板１１の有効活用が可能で
ある。従って、部品の小型化が可能となる。さらに、回
路部品１３を第２の凹部１５ｂに搭載する際に位置決め
等が容易となるので実装性に優れたものとなる。また、
第２の凹部１５ｂの深さも、回路部品１３を基準に規定
されているので、回路部品１３と放熱樹脂１８との間に
介在する放熱樹脂１８の厚みを安定化することができ
る。これにより、熱抵抗を安定化することができる。さ
らに、第１の凹部１５ａの大きさは、第２の凹部１５ｂ
を基準に規定されているので、該凹部１５ａを必要以上
に大きくすることなく回路基板１１の有効活用が可能で
ある。従って、部品の小型化が可能となる。また、第１
の凹部１５ａの深さは、放熱板１４の厚みを基準として
規定されているので、回路基板１１の主面１１ｂと放熱
板１４が略面一となる。即ち、ハイブリッドモジュール
１０の底面が平滑となる。これにより、親回路基板Ｓへ
の実装性に優れたものとなる。特に、放熱板１４と親回
路基板Ｓの熱伝導膜Ｓｆとの接合性に優れたものとな
る。また、放熱板１４が回路基板１１に埋め込まれてい
るので、放熱板１４と回路基板１１との固着強度が向上
したものとなる。

【００５５】尚、本実施の形態では、高周波電力増幅用
の回路部品１３として、ＧａＡｓＭＥＳ型ＦＥＴを用い
た。このＦＥＴを用いた場合には、素子内部での電子の
移動が速いため素子からの発熱が少ない。また、ＧａＡ
ｓの線膨張係数が６ｐｐｍ／℃とシリコン（Ｓｉ）より
も大きく、回路基板１１、放熱板１４、及び放熱樹脂１
８等の線膨張係数と近くなるため、温度変化によって発
生する応力が小さい。従って、ハイブリッドモジュール
の回路部品１３を構成する素子として適したものであ
る。

【００５６】一方、このＧａＡｓＭＥＳ型ＦＥＴに替え
て、他の素子を用いてもよい。例えば、ＧａＡｓＰＨＥ
ＭＴ型ＦＥＴやＩｎＰ系ＦＥＴ等である。ＧａＡｓＰＨ
ＥＭＴ型ＦＥＴを用いた場合には、素子内部での電子の
移動速度がＭＥＳ型ＦＥＴよりも速いため、素子からの
発熱をさらに小さくできる。また、ＩｕＰ系ＦＥＴを用
いた場合には、素子内部での電子の移動速度がＧａＡｓ
よりも速いため、素子からの発熱をさらに小さくでき
る。さらに、線膨張係数が５ｐｐｍ／℃とシリコン（Ｓ
ｉ）よりも大きいため、温度変化によって発生する応力
が小さくなる。従って、ハイブリッドモジュールの回路
部品１３を構成する素子として適したものとなる。

【００５７】また、本実施の形態で用いた放熱板１４に
替えて、図４に示すように、放熱板１４’を用いてもよ
い。ここで、図４は、ハイブリッドモジュールの他の例
を示す外観斜視図である。この放熱板１４’は、中央部
に調整孔１４ａを有するものである。この調整孔１４ａ
は、放熱板１４’と回路部品１３との間に介在する放熱
樹脂１８の厚みを調整するためのものである。この調整
孔１４ａには、放熱樹脂１８が充填されている。このハ
イブリッドモジュール１０’の製造の際には、放熱樹脂
１８の注入工程において、その注入量をやや多めに設定
する。これにより、放熱板１４’を第１の凹部１５ａに
嵌入し、回路部品１３方向に押圧すると、余分な放熱樹
脂１４’が該調整孔１４ａに充填される。特に、放熱樹
脂１８の量が多い場合には、該調整孔１４ａから余分な
放熱樹脂１８が排出される。即ち、放熱板１４’と回路
部品１３の間に介在する放熱樹脂１８の厚みを安定化す
ることができる。尚、排出された放熱樹脂１８は適当な
方法で除去すればよい。

【００５８】また、本実施の形態では回路部品１３を一
つ用いてハイブリッドモジュール１０を構成したが、複
数の回路部品１３を第２の凹部１５ｂに実装してもよ
い。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１にかかる
ハイブリッドモジュールによれば、発熱性を有する回路
部品に発生する熱は、該回路部品と親回路基板との間に
介在する熱伝導部材を介して伝導されるので、効率的に
熱伝導させることができる。即ち、効率的に放熱するこ
とができる。また、熱伝導部材及び回路部品が回路基板
の主面に設けられた第１の凹部及び第２の凹部に収容さ
れるので、ハイブリッドモジュールの小型化を図ること
ができる。

【００６０】また、請求項１８にかかるハイブリッドモ
ジュールの製造方法によれば、放熱板を第１の凹部に嵌
入する際に、余分な放熱樹脂が放熱板の調整孔から排出
される。これにより、常に放熱樹脂量を一定にすること
ができる。即ち、特性のバラツキが少ないハイブリッド
モジュールを製造することができる。

【００６１】さらに、請求項１９にかかるハイブリッド
モジュールの実装方法によれば、放熱板と親回路基板に
形成された熱伝導膜とが接合されるので、放熱板を介し
て回路部品の熱が親回路基板へ効率よく伝導されるとと
もに、ハイブリッドモジュールと親回路基板との接合強
度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッドモジュールを示す外観斜視図

【図２】ハイブリッドモジュールの側面断面図

【図３】図２の一部を拡大したハイブリッドモジュール
の側面断面図

【図４】ハイブリッドモジュールの他の例を示す外観斜
視図

【図５】従来のハイブリッドモジュールを示す側面断面
図

【符号の説明】

１０…ハイブリッドモジュール、１１…回路基板、１２
…チップ状電子部品、１３…回路部品、１４…放熱板、
１５ａ…第１の凹部、１５ｂ…第２の凹部、１６…回路
パターン、１７…封止樹脂、１８…放熱樹脂

フロントページの続き (72)発明者 八木 一樹 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板と、回路基板上に実装された発
   熱性を有する回路部品とを備え、この回路基板の主面を
   親回路基板に対向させて搭載するハイブリッドモジュー
   ルにおいて、 前記回路基板は親回路基板と対向する主面に設けられた
   第１の凹部と該第１の凹部底面に設けられた第２の凹部
   とを有し、 前記回路部品は該第２の凹部に実装され、 第１の凹部に付設され前記回路部品の発熱を親回路基板
   に伝導する熱伝導部材を備えたことを特徴とするハイブ
   リッドモジュール。
2. 【請求項２】 前記熱伝導部材は熱伝導性を有する放熱
   板を備えた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。
3. 【請求項３】 前記熱伝導部材は、熱伝導性を有する放
   熱板と、該放熱板を前記回路部品に接着する放熱樹脂と
   を備えた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。
4. 【請求項４】 前記第１の凹部は、該第１の凹部側壁と
   第２の凹部の縁とが所定距離を有する大きさであること
   を特徴とする請求項１〜３何れか記載のハイブリッドモ
   ジュール。
5. 【請求項５】 前記第１の凹部側壁と第２の凹部の縁と
   の前記所定距離は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項４記載のハイブリッドモジュー
   ル。
6. 【請求項６】 前記第１の凹部は、前記放熱板の厚さに
   対して所定範囲の深さを有することを特徴とする請求項
   １〜３何れか記載のハイブリッドモジュール。
7. 【請求項７】 前記所定範囲は、−０．１ｍｍ以上＋
   ０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の
   ハイブリッドモジュール。
8. 【請求項８】 前記第２の凹部は、該第２の凹部側壁と
   回路部品とが所定間隔を有する大きさであることを特徴
   とする請求項１〜３何れか記載のハイブリッドモジュー
   ル。
9. 【請求項９】 前記第２の凹部側壁と回路部品との前記
   所定間隔は０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを
   特徴とする請求項８記載のハイブリッドモジュール。
10. 【請求項１０】 前記第２の凹部は、第２の凹部底面か
    らの回路部品の高さより所定値だけ小さい或いは等しい
    深さを有することを特徴とする請求項１〜３何れか記載
    のハイブリッドモジュール。
11. 【請求項１１】 前記所定値は０ｍｍより大きく０．２
    ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載のハイ
    ブリッドモジュール。
12. 【請求項１２】 前記放熱板は前記親回路基板と対向す
    る回路部品の主面と略面一であることを特徴とする請求
    項２又は３何れか記載のハイブリッドモジュール。
13. 【請求項１３】 前記放熱板は前記第１の凹部側壁と該
    放熱板縁部とが所定間隔を有する大きさであることを特
    徴とする請求項２又は３何れか記載のハイブリッドモジ
    ュール。
14. 【請求項１４】 前記所定間隔は０．０１ｍｍ以上０．
    ３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３記載のハ
    イブリッドモジュール。
15. 【請求項１５】 前記放熱樹脂が前記第２の凹部側壁と
    回路部品との隙間を充填していることを特徴とする請求
    項３記載のハイブリッドモジュール。
16. 【請求項１６】 前記放熱板の前記放熱樹脂と接する表
    面は所定の表面粗さを備えていることを特徴とする請求
    項３記載のハイブリッドモジュール。
17. 【請求項１７】 前記放熱板表面はめっき処理が施され
    ていることを特徴とする請求項２又は３記載のハイブリ
    ッドモジュール。
18. 【請求項１８】 回路基板と、回路基板上に実装された
    発熱性を有する回路部品とを備え、この回路基板の主面
    を親回路基板に対向させて搭載するハイブリッドモジュ
    ールの製造方法において、 第１の凹部と該第１の凹部底面に形成された第２の凹部
    とを有する回路基板を製造する工程と、 この回路基板の前記第２の凹部に回路部品を実装する工
    程と、 前記第１の凹部に放熱樹脂を注入する工程と、 放熱樹脂が注入された前記第１の凹部に調整孔を有する
    放熱板を嵌入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。
19. 【請求項１９】 請求項２又は３記載のハイブリッドモ
    ジュールを回路パターンが形成された親回路基板に実装
    するハイブリッドモジュールの実装方法において、 前記放熱板と親回路基板に形成された熱伝導膜とを接合
    させることを特徴とするハイブリッドモジュールの実装
    方法。