JP4919689B2

JP4919689B2 - モジュール基板

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Publication number: JP4919689B2
Application number: JP2006110157A
Authority: JP
Inventors: 正博高鳥
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: JP2006324646A

Description

本発明は、ＩＣ（Integrated Circuit）またはＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）等の電子部品が実装されたモジュール基板に関する。

近年、デジタルテレビ等のデジタル家電が一般家庭に普及しつつある。このデジタル家電の普及には、製品の高性能化および多機能化が大きな鍵を握っている。

デジタル家電の性能は、デジタル信号処理を高速化することにより向上させることができる。デジタル信号処理の高速化は、ＩＣおよびＬＳＩ等のクロック周波数の向上、データバス幅の拡張、およびＤＤＲ（double data rate）メモリ等の高速メモリを用いること等により実現することができる。

また、デジタル家電の機能を増加するためには、回路の高集積化が必要になる。回路の高集積化は、ＭＣＭ（Multi Chip Module）またはＳＩＰ（System In Package）等の技術により、複数の電子部品を一つのパッケージ内に搭載することにより実現することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平２０００−６８４４０号公報

ところで、上記のようなデジタル信号処理の高速化および回路の高集積化に伴い、ＩＣ等の電子部品の消費電力は増加する。また、消費電力の増加に伴い、電子部品の発熱量も増加する。

しかしながら、特許文献１に記載されているＩＣパッケージのように、電子部品を１つのパッケージ内に収納する構成では、電子部品から放射される熱がパッケージ内に滞留する。そのため、電子部品を効率よく放熱させることができず、電子部品が損傷および劣化する場合がある。

本発明の目的は、電子部品を効率よく放熱させることができるモジュール基板を提供することである。

（１）本発明に係るモジュール基板は、上下方向に積層される複数の回路基板と、複数の回路基板のうち少なくとも１つの回路基板上に設けられる金属薄膜と、金属薄膜が設けられた回路基板と接合される１または複数の電子部品と、複数の回路基板のうち最下部の回路基板の下面に設けられ、電子部品と配線パターンを介して電気的に接続される端子と、電子部品の上下に位置する回路基板間の領域に電子部品を封止するように形成された封止層とを備え、金属薄膜が設けられた回路基板の上方に位置する他の１または複数の回路基板または封止層は、金属薄膜上部に切り欠き部または開口部を有し、金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に放熱器が取り付けまたは取り外し可能とされるものである。

このモジュール基板においては、複数の回路基板が上下方向に積層され、複数の回路基板のうち少なくとも１つの回路基板上に金属薄膜が設けられる。また、金属薄膜が設けられた回路基板に１または複数の電子部品が電気的に接合される。また、端子が複数の回路基板のうち最下部の回路基板の下面に設けられ、電子部品と配線パターンを介して電気的に接続される。さらに、封止層が電子部品の上下に位置する回路基板間の領域に電子部品を封止するように形成される。また、金属薄膜が設けられた回路基板の上方に位置する他の１または複数の回路基板または封止層は、金属薄膜上部に切り欠き部または開口部を有する。金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に放熱器が取り付けまたは取り外し可能とされる。

この場合、１または複数の電子部品の熱は金属薄膜に伝達される。電子部品から金属薄膜に伝達された熱は、開口部または切り欠き部において放熱器を介して外部へ放出される。それにより、電子部品を効率よく放熱させることができる。その結果、電子部品の損傷および劣化を確実に防止することができる。

また、電子部品は、封止層により上下の回路基板間に封止されている。それにより、外的影響から電子部品が保護される。さらに、複数の回路基板の各々に電子部品を実装することができる。それにより、回路の高集積化が可能になる。

また、切り欠き部または開口部の内壁により取り囲まれることにより金属薄膜上面の露出する一部領域が外的影響から保護される。それにより、金属薄膜の損傷および劣化を防止することができる。

（２）金属薄膜上部の切り欠き部または開口部は、複数の回路基板のいずれかの少なくとも１辺に沿った領域上にあってもよい。

この場合、モジュール基板の一辺に沿った領域の切り欠き部または開口部から電子部品の熱が放出されるので、モジュール基板の温度上昇を防止することができる。それにより、モジュール基板の損傷および劣化を防止することができる。

（３）金属薄膜上部の切り欠き部または開口部は、複数の回路基板のいずれかの中央部上にあってもよい。

この場合、モジュール基板の中央部の切り欠き部または開口部から上方へ向けて電子部品の熱が放出されるので、モジュール基板の温度上昇を防止することができる。それにより、モジュール基板の損傷および劣化を防止することができる。

（４）モジュール基板は、複数の回路基板のうち最上部の回路基板の上面または下面に設けられる接地導体層をさらに備えてもよい。

この場合、接地導体層によって、電子部品から放射される高周波ノイズがモジュール基板の外部に漏洩することが防止される。それにより、電子機器の誤作動を防止することができる。

（５）モジュール基板は、放熱器は、金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に連結される放熱シートを含んでもよい。

この場合、金属薄膜に伝達された電子部品の熱の一部が放熱シートに伝達される。したがって、電子部品の熱は、切り欠き部または開口部において金属薄膜上面の露出する一部領域および放熱シートから外部に放出される。それにより、電子部品をさらに効率よく放熱させることができる。その結果、電子部品の損傷および劣化を確実に防止することができる。
また、放熱シートを、例えば、外部基板または機器の金属フレーム等に接続することにより、放熱シートに伝達された電子部品の熱を、外部基板または機器の金属フレーム等を介して放出させることができる。それにより、電子部品の温度上昇をより確実に防止することができる。

（６）放熱シートは、複数の回路基板のうち最上部の回路基板より上方に突出しないように金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に連結されてもよい。

この場合、モジュール基板の薄型化を可能にしつつ、電子部品の熱を効率よく放出することができる。

（７）モジュール基板は、放熱シートは、金属からなってもよい。

この場合、放熱シートに伝達された熱をさらに効率よく外部に放出することができる。

（８）モジュール基板は端子および外部基板に電気的に接続され、放熱シートは、外部基板に連結されてもよい。
この場合、放熱シートに伝達された電子部品の熱を、外部基板を介して放出させることができる。それにより、電子部品の温度上昇をより確実に防止することができる。

（９）金属薄膜は、銅、錫および銀からなる群より選択された一種以上の金属からなってもよい。
この場合、金属薄膜に伝達された熱をさらに効率よく外部に放出することができる。

本発明によれば、モジュール基板に実装される１または複数の電子部品の熱は金属薄膜に伝達される。電子部品から金属薄膜に伝達された熱は、開口部または切り欠き部において放熱器を介して外部へ放出される。それにより、電子部品を効率よく放熱させることができる。その結果、電子部品の損傷および劣化を確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係るモジュール基板について図面を用いて説明する。

（１）第１の実施の形態
（ａ）モジュール基板の構成
図１は、第１の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。また、図２は、図１のモジュール基板の内部構造を説明するための図である。図２（ａ）は、図１のモジュール基板の上面図であり、図２（ｂ）は、図１のモジュール基板の断面図である。

なお、図１および図２においては、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。また、後述する図３〜図１０においても、同様にＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。

図１に示すように、本実施の形態に係るモジュール基板１０１は、第１の回路基板１１（以下、第１の基板１１と略記する）、第１のコンポジットシート２１、第２の回路基板１２（以下、第２の基板１２と略記する）、第２のコンポジットシート２２および第３の回路基板１３（以下、第３の基板１３と略記する）が順に積層された構造を有する。第１〜第３の基板１１〜１３には、図示しないビアおよび図示しない配線パターンがそれぞれ形成されている。第３の基板１３上にはＩＣ（Integrated Circuit）チップ３１が実装されている。

なお、第１〜第３の基板１１〜１３の各々は、多層基板であってもよく、単層基板であってもよい。また、第１および第２のコンポジットシート２１，２２としてはエポキシ樹脂を含む粘着性シートを用いることができる。例えば、プリプレグを用いることができる。第１および第２のコンポジットシートは、絶縁層としての役割を担う。

第２のコンポジットシート２２および第３の基板１３のＹ方向の２辺に沿った所定の領域には、矩形の切り欠き部４１０および矩形の切り欠き部４２０がそれぞれ形成されている。

切り欠き部４１０，４２０は、第２のコンポジットシート２２および第３の基板１３の所定の領域を予め切除することにより形成してもよく、第１〜第３の基板１１〜１３および第１および第２のコンポジットシート２１，２２を積層した後に、第２のコンポジットシート２２および第３の基板１３の所定の領域を切除することにより形成してもよい。

第１の基板１１の下面には、複数のはんだボール４１が形成されている。各はんだボール４１は、ビア（図示せず）および配線パターン（図示せず）を介して第１〜第３の基板１１〜１３に実装される後述の各電子部品に電気的に接続されている。

モジュール基板１０１は、はんだボール４１を用いてはんだ付けすることにより外部基板（図示せず）に実装される。それにより、外部基板とモジュール基板１０１に実装される電子部品とが電気的に接続される。モジュール基板１０１は、例えば、リフローはんだ付け法により外部基板に実装される。

図１および図２に示すように、第２の基板１２上の所定の領域には、金属薄膜ＭＴＦ１が設けられている。金属薄膜ＭＴＦ１上面の所定の領域は、切り欠き部４１０，４２０内においてそれぞれ外部に露出している。

金属薄膜ＭＴＦ１は、熱伝導率の高い材料により形成される。例えば、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。金属薄膜ＭＴＦ１の膜厚は、例えば、数μｍ〜数百μｍである。なお、金属薄膜ＭＴＦ１と第２の基板１２上の配線パターン（図示せず）とは同じ材料で形成することができる。この場合、金属薄膜ＭＴＦ１と配線パターンとを同じ工程で形成することができるので、製造工程の増加を防止することができる。

図２（ｂ）に示すように、第１のコンポジットシート２１には、上下に貫通する空間部５１が形成されている。空間部５１内で第１の基板１１上に、ＩＣチップ３２が実装されている。ＩＣチップ３２は、例えば、厚さ数μｍの接着シート（図示せず）またはアンダーフィル材等の封止樹脂（図示せず）を介して第１の基板１１上に接着される。なお、アンダーフィル材とは、例えば、モジュール基板１０１を外部基板に接続する際に、モジュール基板１０１と外部基板との隙間を封止するために用いられる樹脂材料のことである。

また、第２のコンポジットシート２２には、上下に貫通する空間部５２が形成されている。空間部５２内で金属薄膜ＭＴＦ１上に、ＩＣチップ３３が実装されている。ＩＣチップ３３は、例えば、厚さ数μｍの接着シート（図示せず）またはアンダーフィル材等の封止樹脂（図示せず）を介して金属薄膜ＭＴＦ１上に接着される。

なお、空間部５１は、第１のコンポジットシート２１および第２の基板１２によって外気から遮断されている。つまり、ＩＣチップ３２は封止された空間部５１内に実装されている。それにより、外的影響からＩＣチップ３２を保護することができ、ＩＣチップ３２の損傷および劣化を防止することができる。

また、空間部５２は、第２のコンポジットシート２２および第３の基板１３によって外気から遮断されている。つまり、ＩＣチップ３３は封止された空間部５２内に実装されている。それにより、外的影響からＩＣチップ３３を保護することができ、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を防止することができる。なお、空間部５１，５２内において、ＩＣチップ３２，３３および金属薄膜ＭＴＦ１を覆うように薄膜モールド等の封止層をさらに設けて、ＩＣチップ３２，３３および金属薄膜ＭＴＦ１を封止してもよい。

ＩＣチップ３２およびＩＣチップ３３は、例えば、ワイヤボンディング工法またはフリップチップ工法により第１の基板１１および第２の基板１２に電気的に接続される。

フリップチップ工法またはワイヤボンディング工法を用いることにより、ＩＣチップ３２の第１の基板１１上での高さ、およびＩＣチップ３３の第２の基板１２上での高さを低く抑えることができる。それにより、第１および第２のコンポジットシート２１，２２の厚さを薄くすることが可能になり、モジュール基板１０１の薄型化が可能になる。

図２においては、ＩＣチップ３２およびＩＣチップ３３はフリップチップ工法により第１および第２の基板１１，１２上に実装されている。なお、ＩＣチップ３１は第３の基板１３上に実装されるため、高さを低く抑えなくてもよい。したがって、ＩＣチップ３１は、リフローはんだ付け法により第３の基板１３上に実装することができる。

なお、フリップチップ工法においては、例えば、ＩＣチップ３３に形成される突起電極（バンプ）と第２の基板１２上に形成される導体パッドとを接合することによりＩＣチップ３３と第２の基板１２とを電気的に接続する。詳細には、ＩＣチップ３３上の突起電極（バンプ）が第２の基板１２に面するようにＩＣチップ３３を配置し、ＩＣチップ３３の真下に用意された第２の基板１２上の導体パッドに突起電極（バンプ）を接合する。金属薄膜ＭＴＦ１上にＩＣチップ３３が実装されているため、金属薄膜ＭＴＦ１により突起電極間および導体パッド間がショートすることを防止する必要がある。この場合、金属薄膜ＭＴＦ１は、互いに連結されていない突起電極、導体パッドおよび配線パターン（図示せず）に接触せずかつそれらの各々を囲むように設けられる。ワイヤボンディング工法を用いる場合については、第８の実施の形態（図１０）において説明する。

ＩＣチップ３１〜３３としては、例えば、所定の大きさに研磨およびダイシングされたベアダイ、またはＣＳＰ（Chip Size Package）を用いることができる。第１および第２のコンポジットシート２１，２２の厚さは、上記ベアダイまたはＣＳＰの厚さより大きいことが好ましく、例えば、５０μｍ〜８００μｍである。

（ｂ）本実施の形態における効果
以上のように、本実施の形態に係るモジュール基板１０１においては、ＩＣチップ３３は金属薄膜ＭＴＦ１上に接着されている。また、ＩＣチップ３３の突起電極（バンプ）が接続される導電パッドは金属薄膜ＭＴＦ１に囲まれている。また、金属薄膜ＭＴＦ１上面の所定の領域は、切り欠き部４１０，４２０内において外部に露出している。

この場合、ＩＣチップ３３の熱は、接着シートまたはアンダーフィル材等の封止樹脂を介して金属薄膜ＭＴＦ１に伝達されるとともに、突起電極（バンプ）、導体パッドおよび第２の基板１２を介して金属薄膜ＭＴＦ１に伝達され、上記露出する領域において外部へ放出される。それにより、ＩＣチップ３３を効率よく放熱させることができ、ＩＣチップ３３の温度上昇を防止することができる。その結果、ＩＣチップ３３における半導体素子のＰＮ接合面温度を動作保証温度内に保持することができ、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を防止することができる。

また、ＩＣチップ３３の温度上昇が防止されるので、ＩＣチップ３３と第２の基板１２との間に、熱膨張差による熱応力が発生することを防止することができる。それにより、ＩＣチップ３３と第２の基板１２との間の接合不良を防止することができる。

また、ＩＣチップ３３の温度上昇が防止されるので、ＩＣチップ３３の下方の空間５１内の温度上昇を防止することができる。また、ＩＣチップ３２の熱は、第１の基板１１に形成された配線パターンおよびビアを介してはんだボール４１に伝達され、はんだボール４１から外部へ放出される。これらの結果、ＩＣチップ３２を効率よく放熱させることができるので、ＩＣチップ３２の温度上昇を防止することができる。それにより、ＩＣチップ３２における半導体素子のＰＮ接合面温度を動作保証温度内に保持することができ、ＩＣチップ３２の損傷および劣化を防止することができる。

また、ＩＣチップ３２の温度上昇が防止されるので、ＩＣチップ３２と第１の基板１１との間に、熱膨張差による熱応力が発生することを防止することができる。それにより、ＩＣチップ３２と第１の基板１１との間の接合不良を防止することができる。

また、ＩＣチップ３２から空間５１内へ放出された熱の一部は、第２の基板１２を介して金属薄膜ＭＴＦ１に伝達され、上記露出する領域から外部へ放出される。それにより、空間５１内の温度上昇を防止することができるとともに、ＩＣチップ３２から放出された熱がＩＣチップ３３に伝達されることを防止することができる。その結果、ＩＣチップ３２およびＩＣチップ３３の温度上昇を確実に防止することができ、ＩＣチップ３２，３３の損傷および劣化を確実に防止することができる。

なお、金属薄膜ＭＴＦ１の面積は、ＩＣチップ３２とはんだボール４１とを電気的に接続する配線パターンの面積に比べて大きくすることができる。それにより、金属薄膜ＭＴＦ１による放熱効果を向上させることができる。

また、金属薄膜ＭＴＦ１は、配線パターンと連結していなくてもよく、所定の電位を保持する所定の配線パターンと連結していてもよい。金属薄膜ＭＴＦ１と配線パターンとが連結している場合、ＩＣチップ３３から金属薄膜ＭＴＦ１に伝達された熱が配線パターンに伝達され、拡散する。それにより、ＩＣチップ３３の熱をさらに効率よく放出することができる。

また、金属薄膜ＭＴＦ１は、配線パターンと同じ材料で形成することができるので、製造コストの増加を防止することができる。

なお、ＩＣチップ３１は外部に露出しているので、効率よく放熱させることができる。また、例えば、ＩＣチップ３１自体に放熱フィン（図示せず）を取り付けることにより、ＩＣチップ３１をさらに効率よく放熱させることができる。

また、図示していないが、第１の基板１１の下面ならびに第３の基板１３の上面および下面に、接地導体層を形成してもよい。それにより、ＩＣチップ３２およびＩＣチップ３３ならびにそれらに接続される配線パターンを接地導体層間に収納することができる。この場合、ＩＣチップ３２およびＩＣチップ３３ならびにそれらに接続される配線パターンから放射される高周波ノイズがモジュール基板１０１の外部に漏洩することを接地導体層によって防止することができる。その結果、モジュール基板１０１から高周波ノイズが放射されることを防止することができ、機器の誤作動を防止することができる。

また、金属薄膜ＭＴＦ１を上記の接地導体層に連結してもよい。この場合、ＩＣチップ３３から金属薄膜ＭＴＦ１に伝達された熱が接地導体層に伝達され、拡散する。それにより、ＩＣチップ３３の熱を十分効率よく放出することができる。

（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態に係るモジュール基板が第１の実施の形態に係るモジュール基板１０１（図１および図２）と異なるのは以下の点である。

図３は、第２の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。

図３に示すように、本実施の形態に係るモジュール基板１０２においては、第１のコンポジットシート２１、第２の基板１２、第２のコンポジットシート２２および第３の基板１３のＸ方向の２辺に沿った所定の領域に、矩形の切り欠き部４３０および矩形の切り欠き部４４０がそれぞれ形成されている。

第１の基板１１上の所定の領域には、金属薄膜ＭＴＦ２が設けられている。金属薄膜ＭＴＦ２上面の所定の領域は、切り欠き部４３０，４４０内においてそれぞれ外部に露出している。また、ＩＣチップ３２（図２（ｂ）参照）は、接着シートまたはアンダーフィル材等の封止樹脂を介して金属薄膜ＭＴＦ２上に接着されている。

以上のように、本実施の形態においては、ＩＣチップ３２は金属薄膜ＭＴＦ２上に接着されている。また、金属薄膜ＭＴＦ２上面の所定の領域は、切り欠き部４３０，４４０内において外部に露出している。

この場合、ＩＣチップ３２の熱は金属薄膜ＭＴＦ２に伝達され、上記露出する領域から外部へ放出される。それにより、ＩＣチップ３２をさらに効率よく放熱させることができ、ＩＣチップ３２の温度上昇を確実に防止することができる。その結果、ＩＣチップ３２における半導体素子のＰＮ接合面温度を動作保証温度内に確実に保持することができ、ＩＣチップ３２の損傷および劣化を確実に防止することができる。

また、ＩＣチップ３２の温度上昇が防止されるので、ＩＣチップ３２と第１の基板１１との間に、熱膨張差による熱応力が発生することを十分に防止することができる。それにより、ＩＣチップ３２と第１の基板１１との間の接合不良を十分に防止することができる。

また、ＩＣチップ３２の温度上昇が防止されるので、空間５１（図２（ｂ）参照）内の温度上昇を確実に防止することができる。それにより、空間５１からの熱によりＩＣチップ３３（図２（ｂ）参照）の温度が上昇することを防止することができる。その結果、ＩＣチップ３３における半導体素子のＰＮ接合面温度を動作保証温度内に確実に保持することができ、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を確実に防止することができる。

（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態に係るモジュール基板が第１の実施の形態に係るモジュール基板１０１（図１）と異なるのは以下の点である。

図４は、第３の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。

図４に示すように、第３の実施の形態に係るモジュール基板１０３においては、切り欠き部４１０，４２０により露出する金属薄膜ＭＴＦ１の上面に、放熱フィンＲＦがそれぞれ設けられている。

この場合、ＩＣチップ３３（図２（ｂ）参照）から金属薄膜ＭＴＦ１に伝達された熱は、放熱フィンＲＦを介して外部へ放出される。それにより、ＩＣチップ３３をさらに効率よく放熱させることができる。その結果、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を確実に防止することができる。

（４）第４の実施の形態
第４の実施の形態に係るモジュール基板が第１の実施の形態に係るモジュール基板１０１（図１）と異なるのは以下の点である。

図５は、第４の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。

図５に示すように、第４の実施の形態に係るモジュール基板１０４においては、切り欠き部４１０，４２０により露出する金属薄膜ＭＴＦ１の上面に、放熱シートＲＳの一端側がそれぞれ取り付けられている。放熱シートＲＳは、熱伝導率の高い材料により形成される。例えば、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。

また、放熱シートＲＳの厚さは、例えば、数十μｍ〜数ｍｍである。放熱シートＲＳの厚さは、第２のコンポジットシート２２および第３の基板１３の厚さより薄く形成することができる。それにより、放熱シートＲＳの上面が第３の基板１３の上面より上方に突出することを防止することができる。その結果、モジュール基板１０４の薄型化が可能になる。

以上のように、本実施の形態においては、金属薄膜ＭＴＦ１に放熱シートＲＳが取り付けられている。この場合、ＩＣチップ３３（図２（ｂ）参照）から金属薄膜ＭＴＦ１に伝達された熱の一部は、放熱シートＲＳに伝達される。したがって、ＩＣチップ３３の熱は、金属薄膜ＭＴＦ１の上記露出する領域および放熱シートＲＳから外部に放出される。それにより、ＩＣチップ３３をさらに効率よく放熱させることができる。その結果、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を確実に防止することができる。

また、放熱シートＲＳの他端側は、例えば、外部基板（図示せず）または機器（図示せず）の金属フレーム（筐体）等に接続することができる。この場合、放熱シートＲＳに伝達されたＩＣチップ３３の熱を、外部基板または機器の金属フレーム等を介して放出させることができる。それにより、ＩＣチップ３３の温度上昇をより確実に防止することができる。

なお、放熱シートＲＳは、例えば、粘着フィルムまたははんだ付け等により、金属薄膜ＭＴＦ１に取り付けることができる。また、放熱シートＲＳは、例えば、粘着フィルム、はんだ付けまたはネジ止め等により、外部基板または機器の金属フレーム等に取り付けることができる。なお、放熱シートＲＳは、屈曲可能に形成してもよく屈曲不可能に形成してもよい。

（５）第５の実施の形態
第５の実施の形態に係るモジュール基板が第１の実施の形態に係るモジュール基板１０１（図１）と異なるのは以下の点である。

図６は、第５の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。

図６に示すように、本実施の形態に係るモジュール基板１０５は、第１の基板１１、第１のコンポジットシート２１および第２の基板１２が順に積層された構造を有する。また、第２のコンポジットシート２２のＹ方向の２辺に沿った所定の領域に、矩形の切り欠き部４５０および矩形の切り欠き部４６０がそれぞれ形成されている。第１の基板１１上の所定の領域には、金属薄膜ＭＴＦ３が設けられている。金属薄膜ＭＴＦ３上面の所定の領域は、切り欠き部４５０，４６０内においてそれぞれ外部に露出している。ＩＣチップ３２（図２（ｂ）参照）は、接着シートを介して金属薄膜ＭＴＦ３上に接着されている。

この場合、ＩＣチップ３２の熱は金属薄膜ＭＴＦ３に伝達され、上記露出する領域において外部へ放出される。それにより、ＩＣチップ３２を効率よく放熱させることができ、ＩＣチップ３２の温度上昇を防止することができる。その結果、ＩＣチップ３２における半導体素子のＰＮ接合面温度を動作保証温度内に確実に保持することができ、ＩＣチップ３２の損傷および劣化を確実に防止することができる。

また、金属薄膜ＭＴＦ３の上面は、第２の基板１２によって保護される。それにより、金属薄膜ＭＴＦ３の損傷および劣化を防止することができる。

（６）第６の実施の形態
第６の実施の形態に係るモジュール基板が第５の実施の形態に係るモジュール基板１０５（図６）と異なるのは以下の点である。

図７は、第６の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。

図７に示すように、本実施の形態に係るモジュール基板１０６においては、切り欠き部４５０および切り欠き部４６０（図６参照）により露出する金属薄膜ＭＴＦ３の上面に、放熱シートＲＳの一端側がそれぞれ取り付けられている。

この場合、ＩＣチップ３２（図２（ｂ）参照）から金属薄膜ＭＴＦ３に伝達された熱の一部は、放熱シートＲＳに伝達される。したがって、ＩＣチップ３２の熱は、金属薄膜ＭＴＦ３の上記露出する領域および放熱シートＲＳから外部に放出される。それにより、ＩＣチップ３２をさらに効率よく放熱させることができる。その結果、ＩＣチップ３２の損傷および劣化を確実に防止することができる。

また、放熱シートＲＳの他端側は、例えば、外部基板（図示せず）または機器（図示せず）の金属フレーム（筐体）等に接続することができる。この場合、放熱シートＲＳに伝達されたＩＣチップ３２の熱を、外部基板または機器の金属フレーム等を介して放出させることができる。それにより、ＩＣチップ３２の温度上昇をより確実に防止することができる。

（７）第７の実施の形態
第７の実施の形態に係るモジュール基板が第５の実施の形態に係るモジュール基板１０５（図６）と異なるのは以下の点である。

図８は、第７の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。

図８に示すように、本実施の形態に係るモジュール基板１０７においては、第１のコンポジットシート２１および第２の基板１２の中央部に矩形の開口部４７０が形成されている。また、金属薄膜ＭＴＦ３上面の所定の領域は、開口部４７０内において外部に露出している。

また、金属薄膜ＭＴＦ３の外部に露出する領域は、周囲を第１のコンポジットシート２１および第２の基板１２で囲まれている。この場合、第１のコンポジットシート２１および第２の基板１２により上記露出する領域が保護されるので、金属薄膜ＭＴＦ３の損傷および劣化を防止することができる。

（８）第８の実施の形態
第８の実施の形態に係るモジュール基板が第１の実施の形態に係るモジュール基板１０１（図１）と異なるのは以下の点である。

図９は、第８の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図である。また、図１０は、図９のモジュール基板の内部構造を説明するための図である。図１０（ａ）は、図９のモジュール基板の上面図であり、図１０（ｂ）は、図９のモジュール基板の断面図である。

図９および図１０に示すように、本実施の形態に係るモジュール基板１０８においては、第１の基板１１、第１のコンポジットシート２１および第２の基板１２が順に積層されている。

第２の基板１２上には、ＩＣチップ３３を覆いかつ金属薄膜ＭＴＦ１上面の所定の領域が外部に露出するように、封止層であるモールド部６１が形成されている。これにより、外的影響からＩＣチップ３３を保護することができ、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を防止することができる。モールド部６１は、例えば、樹脂材料からなる。なお、図１０（ｂ）においては、第２の基板１２上の構成の説明を容易にするために、モールド部６１を点線で示している。

モールド部６１は、例えば、第２の基板１２の上面の全域に樹脂材料からなる層を形成した後、所定の領域を切除することにより形成してもよく、予め所定の形状に形成された樹脂材料からなる層を第２の基板１２上に設けることにより形成してもよい。

図１０（ｂ）に示すように、第２の基板１２上には、複数のボンディングパッド７１が形成されている。各ボンディングパッド７１は、配線パターン（図示せず）およびビア（図示せず）を介してはんだボール４１に電気的に接続されている。

ＩＣチップ３３の複数の端子（図示せず）は、複数のワイヤ７２により複数のボンディングパッド７１にそれぞれ接続されている。それにより、ＩＣチップ３３とボンディングパッド７１とが電気的に接続されている。

ワイヤボンディング工法においては、ＩＣチップ３３上の電極（パッド）（図示せず）が第２の基板１２に面しないようにＩＣチップ３３が第２の基板１２上に実装される。第２の基板１２上に形成されるボンディングパッド７１はＩＣチップ３３の外側に用意される。ボンディングパッド７１とＩＣチップ３３の電極（パッド）とは、ワイヤ７２により接続される。金属薄膜ＭＴＦ１上にＩＣチップ３３が実装されているため、金属薄膜ＭＴＦ１によりボンディングパッド間がショートすることを防止する必要がある。

したがって、図１０（ａ）に示すように、金属薄膜ＭＴＦ１は、ボンディングパッド７１間のショートを防止するため、互いに連結されていないボンディングパッド７１、ワイヤ７２および配線パターン（図示せず）に接触せずかつそれらボンディングパッド７１および配線パターンの各々を囲むように設けられる。

以上のように、本実施の形態に係るモジュール基板１０８においては、ＩＣチップ３３は金属薄膜ＭＴＦ１上に接着されている。またＩＣチップ３３の電極（パッド）が接続されるボンディングパッド７１は金属薄膜ＭＴＦ１に囲まれている。また、金属薄膜ＭＴＦ１上面の所定の領域が外部に露出している。

この場合、ＩＣチップ３３の熱は、接着シートまたはアンダーフィル材等の封止樹脂を介して金属薄膜ＭＴＦ１に伝達されるとともに、電極（バンプ）、ワイヤ７２、ボンディングパッド７１および第２の基板１２を介して金属薄膜ＭＴＦ１に伝達され、上記露出する領域において外部へ放出される。それにより、ＩＣチップ３３を効率よく放熱させることができ、ＩＣチップ３３の温度上昇を防止することができる。その結果、ＩＣチップ３３における半導体素子のＰＮ接合面温度を動作保証温度内に保持することができ、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を防止することができる。

また、本実施の形態においては、ワイヤボンディング工法によりＩＣチップ３３を第２の基板１２に実装している。この場合、ＩＣチップ３３の下面の全域を金属薄膜ＭＴＦ１に接触させることができる。それにより、ＩＣチップ３３の熱を効率よく金属薄膜ＭＴＦ１に伝達させることができる。その結果、ＩＣチップ３３をさらに効率よく放熱させることができ、ＩＣチップ３３の損傷および劣化を確実に防止することができる。

また、モールド部６１は外部に露出しているので、モールド部６１に放熱フィン（図示せず）を取り付けることにより、ＩＣチップ３３をさらに効率よく放熱させることができる。

（９）他の実施の形態
上記実施の形態においては、第１〜第３の基板１１〜１３上にそれぞれ１つの電子部品（ＩＣチップ３１〜ＩＣチップ３３）を実装した場合について説明したが、第１〜第３の基板１１〜１３上にそれぞれ複数の電子部品を実装してもよい。

また、第１〜第３の基板１１〜１３上に実装される電子部品はＩＣチップに限定されず、ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）またはメモリ等の他の電子部品を実装してもよい。

また、第１および第２のコンポジットシート２１，２２の代わりに回路基板を用いてもよい。この場合、当該回路基板上に配線パターンを形成することができるので、さらに多くの電子部品をモジュール基板に実装することが可能になる。

また、第１および第２のコンポジットシート２１，２２の代わりに回路基板を用いる場合には、当該回路基板を第１の基板１１、第２の基板１２または第３の基板１３と一体的に形成してもよい。

また、金属薄膜ＭＴＦ１〜ＭＴＦ３が設けられる領域は、上記の例に限定されず、金属薄膜ＭＴＦ１〜ＭＴＦ３を可能な限り広い領域に形成してもよい。それにより、さらに効率よく電子部品を放熱させることができる。

また、上記実施の形態においては、２つまたは３つの回路基板を積層した場合について説明したが、４つ以上の回路基板を積層してもよい。

また、上記実施の形態においては、金属薄膜ＭＴＦ１〜ＭＴＦ３および電子部品を回路基板の上面に設けているが、回路基板の下面または両面に金属薄膜および電子部品を設けてもよい。

また、上記実施の形態においては、ＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのモジュール基板について説明したが、はんだボール４１の代わりにコネクタ端子を設け、モジュール基板と外部基板とを電気的に接続してもよい。

また、上記実施の形態においては、矩形の切り欠き部４１０〜４６０および矩形の開口部４７０を設けた場合について説明したが、切り欠き部４１０〜４６０および開口部４７０の形状は上記の例に限定されない。例えば、円形、楕円形または多角形等の他の形状であってもよい。また、切り欠き部または開口部が３つ以上形成されてもよい。

切り欠き部４１０〜４６０または開口部４７０が形成される位置も上記の例に限定されず、切り欠き部４１０〜４６０または開口部４７０は、例えば、モジュール基板の側面の中央部に形成されてもよく、モジュール基板の四隅に形成されてもよい。

また、モールド部６１が形成される領域も図９の例に限定されず、モールド部６１は、例えば、モジュール基板１０８の上面において、Ｙ方向に沿った一辺側に形成されてもよく、Ｘ方向に沿った一辺側に形成されてもよい。

（１０）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態においては、ＩＣチップ３１〜３３が電子部品に相当し、第１および第２のコンポジットシート２１，２２が絶縁層に相当し、モールド部６１および薄膜モールドが封止層に相当し、導体パッドおよびボンディングパッド７１が端子に相当する。

本発明は、種々の電気機器または電子機器等に利用することができる。

第１の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図図１のモジュール基板の内部構造を説明するための図第２の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図第３の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図第４の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図第５の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図第６の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図第７の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図第８の実施の形態に係るモジュール基板を示す外観斜視図図９のモジュール基板の内部構造を説明するための図

符号の説明

１１第１の回路基板
１２第２の回路基板
１３第３の回路基板
２１第１のコンポジットシート
２２第２のコンポジットシート
３１〜３３ＩＣチップ
４１はんだボール
６１モールド部
７１ボンディングパッド
７２ワイヤ
１０１〜１０８モジュール基板
４１０〜４６０切り抜き部
４７０開口部
ＭＴＦ１〜ＭＴＦ３金属薄膜
ＲＦ放熱フィン
ＲＳ放熱シート

Claims

上下方向に積層される複数の回路基板と、
前記複数の回路基板のうち少なくとも１つの回路基板上に設けられる金属薄膜と、
前記金属薄膜が設けられた回路基板と接合される１または複数の電子部品と、
前記複数の回路基板のうち最下部の回路基板の下面に設けられ、前記電子部品と配線パターンを介して電気的に接続される端子と、
前記電子部品の上下に位置する回路基板間の領域に前記電子部品を封止するように形成された封止層とを備え、
前記金属薄膜が設けられた回路基板の上方に位置する他の１または複数の回路基板または封止層は、前記金属薄膜上部に切り欠き部または開口部を有し、
前記金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に放熱器が取り付けまたは取り外し可能とされることを特徴とするモジュール基板。
前記金属薄膜上部の切り欠き部または開口部は、前記複数の回路基板のいずれかの少なくとも１辺に沿った領域上にあることを特徴とする請求項１記載のモジュール基板。
前記金属薄膜上部の切り欠き部または開口部は、前記複数の回路基板のいずれかの中央部上にあることを特徴とする請求項１記載のモジュール基板。
前記複数の回路基板のうち最上部の回路基板の上面または下面に設けられる接地導体層をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモジュール基板。
前記放熱器は、記金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に連結される放熱シートを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモジュール基板。
前記放熱シートは、前記複数の回路基板のうち最上部の回路基板より上方に突出しないように前記金属薄膜上部の切り欠き部または開口部に連結されることを特徴とする請求項５記載のモジュール基板。
前記放熱シートは、金属からなることを特徴とする請求項５または６記載のモジュール基板。
当該モジュール基板は前記端子および外部基板に電気的に接続され、前記放熱シートは、前記外部基板に連結されることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のモジュール基板。
前記金属薄膜は、銅、錫および銀からなる群より選択された一種以上の金属からなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のモジュール基板。