专利名称：模块元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及适用于各种电子和通信装置的带有电屏蔽的模块元件，以及制造这种模块元件的方法。
背景技术：
图14显示了制造传统的带有电屏蔽的模块元件的方法。首先，在基板1上装设安装件3(S141)，然后将树脂制成的封装体4(sealing member)覆盖在上面(S142)。然后，在覆盖了封装体4的基板1开设分割槽6，将安装件3分到期望的电路块(S143)。最后，用电镀或类似手段，在封装体4和分割槽6的表面上覆盖金属膜2，这样就得到模块元件。金属膜2与基板1的接地线路(ground pattern)5连接，由此起到电屏蔽的效果并且也达到使电路块各自屏蔽的效果。在日本特开平第11-150391号公报上揭示了这种复数个电路块各自屏蔽的电路模块元件。
然而，传统电屏蔽结构必须开设分割槽6将基板1分割为所希望的电路块，使得金属膜2和接地线路5(ground pattern)相互电连接。为此，需要在基板上开设深度直到基板1的第二层接地线路5的深槽。开设这样的深槽使得很难保持模块元件的抗弯强度(bending strength)，也很难抑制模块元件翘曲(warpage)的发生。因此，分割的电路块之间的配线易于断裂，由此引起电路操作问题。为克服这些问题，在分割槽6中填充树脂以防止模块元件强度降低；然而，这种情况下需要增加填充树脂的步骤，从而引起成本增加。
发明内容
本发明模块元件中，基板上装设有安装件和将模块元件分隔成复数个电路块的导电分隔件。被分隔件分隔的电路块上覆盖封装体，然后在封装体表面形成导电膜。这种结构使得电路块的电屏蔽相互独立，而且使模块元件有充分的抗弯强度和屏蔽效果。因为没有使用分割槽来分别屏蔽各个预设电路块，模块元件就不会发生电路操作失效的问题。
图1显示本发明实施例模块元件的制造过程。
图2是本发明实施例模块元件的斜视图。
图3是本发明实施例分隔件(partition)的斜视图。
图4是本发明实施例分隔件的斜视图。
图5是本发明实施例分隔件的斜视图。
图6是本发明实施例模块元件的射频模块框图。
图7A是本发明实施例射频模块元件的剖面图。
图7B是本发明实施例射频模块元件的平面图。
图8是本发明实施例模块元件平面图。
图9是本发明实施例模块元件平面图。
图10是本发明实施例模块元件分隔件的平面图。
图11是本发明实施例模块元件分隔件的平面图。
图12是本发明实施例模块元件分隔件的平面图。
图13是本发明实施例模块元件的斜视图。
图14显示现有模块元件的制造过程。
附图标记说明11、11A、11B基板12安装件13分隔件14封装体15接地线路16导电膜201、601模块元件31、32电路210、220电路块具体实施方式
本发明模块元件在基板上分别设置分隔件，取代分割槽，以屏蔽复数个电路块。由于没有分割槽，确保了模块元件的抗弯强度，减少了翘曲，解决了被分割的电路块之间的诸如配线断裂等问题，并且提供了充分的屏蔽效果。因此，实现了模块元件制造工艺简单化和屏蔽体形状自由变化。
下面参照
本发明实施例模块元件。
图1表示了本发明实施例模块元件的制造过程，并且图2是按此制造的模块元件的斜视图。
在步骤S101中，树脂制成的基板11上装设了安装件12和分隔件13。导电材料制成的分隔件13形成于基板11的预定区域，其形状对应于相应的电路块。基板11上设有2层或2层以上的配线层，配线层包括电源线路、接地线路和高频电路线路等。基板11表面的外周部分上还形成接地线路15。
本实施例中，基板11是模块元件中单片的集合体，实际上，其上形成有至少与单片的数量所需要的一样多的分隔件13。分隔件13所用的导电材料，可以是诸如金属或者导电树脂的导电材料。
导电树脂举例来说是含有导电填充剂的塑料组合物。这种塑料是，例如，通用塑料如聚丙烯(PP)或者聚苯乙烯(PS)；通用工程塑料如尼龙；特种工程塑料如聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)或者液晶聚合物；以及热塑性弹性体(Thermoplastic E1astomer)如聚酯弹性体(Polyester Elastomer)或者聚苯乙烯弹性体(Polystyrene Elastomer)。此外，导电填充材料的例子包括不锈钢微纤维(stainless steel microfiber)、碳纤维、碳黑以及铜、镍和银等金属粉等。
步骤S102中，基板11上覆盖封装体14，封装体14的顶部打磨平整。
封装体14的材料，举例来说，可以用电绝缘模压树脂(mold resin)，如环氧树脂(Epoxy Resin)、不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PolybutyleneTerephthalate Resin)等。
步骤S103中，基板11被切割，形成单片的模块元件。
步骤S104中，除了分隔件13表面之外，封装体14表面上覆盖导电膜16。这时，已形成的导电膜16与接地线路15中的至少一部分导通。这样就完成了有电屏蔽的模块元件，且该模块元件的电屏蔽体的形状适合于基板11上相应的电路块。
图2显示了分为两个电路块的电子模块。因为被导电膜16覆盖的封装体14被分隔件13分隔成电路块210和电路块220，所以模块元件201可以确保电路块之间的屏蔽效果。
分隔件13可以只由导电材料制成，或者由树脂和导电材料的组合物制成，或者是树脂和导电材料的复合物(complex)。如果分隔件13的材料中包含树脂，那么封装体14最好也用相同的树脂制造。由于分隔件13和封装体14的材料相同，而且使分隔件13和封装体14的热胀系数相同，就能更有效的防止模块元件翘曲。
基板11也可以用陶瓷代替树脂而制成。这种情况下，最好用填加了陶瓷粉的树脂和导电材料的组合物来制造分隔件13。而且，封装体14用与分隔件13相同的组合物制成，可以让分隔件13与封装体14的材料的热胀系数等与陶瓷基板的相近，因而有效防止模块元件翘曲。使用这样的陶瓷基板能够提高模块元件抗弯强度。
分隔件13所用导电材料和基板11上设置的接地线路15在每个电路块的外周无缝连接，可得到充分的屏蔽效果，降低各电路块之间的信号干扰和噪音干扰。
本发明实施例中，如果屏蔽体由金属箔这样薄的导电材料制成，那么分隔件13的厚度可以减小。因此，基板11上被分隔件13所占用的面积得以减少，模块元件整体尺寸就能减小。在使用导电树脂的情况下，由于导电树脂的热胀系数小，就可以防止模块元件受热时分隔件由于热膨胀而引起的破损。
如图3所示，本发明实施例可以用树脂21制成的分隔件13，树脂21在长度方向上的横断面形状是矩形而且树脂外围包覆金属膜22。用这种结构，可以确保基板11上的接地线路15与分隔件13之间的电连接，从而改善模块元件制造中的良品率。
如图4所示，本发明实施例可以用外围包覆金属膜24的树脂23制成的分隔件13，其在长度方向上的横断面在与基板11相接的下方部位形成突出部，其横断面形状像倒T形或者是L形。用这种结构，可以确保基板11上的接地线路15与分隔件13之间的电连接，从而改善模块元件制造中的成品率。
还可以用如图5的所示的分隔件13，其中，作为导电壁的金属膜26和树脂25形成层叠结构。金属膜26大致平行于分隔件13的长度方向且垂直于基板。此处的“长度方向”对应于相邻电路块之间的分界线的平行方向。图5中，采用了两层金属膜26作为例子，但是，根据使用情况也可以用单层金属膜26，或者为了得到充分的屏蔽效果而用三层或三层以上的金属膜26。
本发明实施例中，在安装了安装件，将基板11上的接地线路15与分隔件13上的导电材料导通之后，再形成封装体14。然后，对封装体14的上表面进行打磨，使模块元件表面平整。在打磨的时候，分隔件13的垂直方向上形成的导电材料从封装体表面露出来。正是因为导电材料从封装体表面露出来，使得之后在封装体14表面形成的导电膜16与基板11上的接地线路15之间通过有导电性能的分隔件13导通，因此得到了充分的屏蔽效果，降低了电路块之间的信号干扰和噪音干扰。
图5所示的分隔件13的侧表面上形成电绝缘树脂。此电绝缘树脂可以防止与基板11上与分隔件13相邻的安装件12的电极与分隔件13的导电材料电连接，从而防止了模块元件电路操作失效。
本实施例的分隔件13可以实现导电膜16与接地线路15表面相连接。而且，从分隔件13表面露出来的导电材料也可以通过焊接或者导电性树脂与接地线路15表面至少一部分电连接。由此，可以进一步保证接地线路15和导电膜16之间的连接，从而提供充分的电路块之间的屏蔽效果。
下面将参考图6和图7说明作为本发明模块元件应用示例的用于手机的射频模块。
图6是射频模块的框图，图7A是模块元件的剖面图，图7B是模块元件平面图。模块元件601是电路单元60和压控振荡器(VCO)的一体化模块元件。手机的电路单元60包含发送系统电路61，接收系统电路62和LO(本地振荡器)信号电路63。压控振荡器(VCO)与LO(本地振荡器)信号电路63连接。在一个模块元件601有复数个电路块功能的情况下，就存在第一VCO64和第二VCO65之间的干扰问题，或者存在第一VCO64或第二VCO65与发送信号或接收信号之间的干扰的问题。然而，本发明模块元件可以防止这种干扰。具体而言，使用本发明模块元件可以改善发送信号的调制精度和S/N，以及接收系统电路部分的接收灵敏度。
传统做法是将VCO独立于其他部件单独屏蔽，并且在单独屏蔽VCO之后再屏蔽模块元件整体。这就导致模块元件尺寸和高度增加。本发明解决了这个问题，因此可以实现小型化、薄型化的模块元件。
如图8所示，模块元件可以包含具有不同功能的各个电路块。例如，图8所示模块元件中，其上安装有蓝牙(Bluetooth，B1uetooth SIG公司注册商标)用电路31和FM调谐电路32，电路31和电路32可以同时工作而不发生相互干扰。而且，相对于电路31和电路32分别安装在不同的电路模块中的情况，模块元件尺寸也可以减小。
图8所示电路模块为分别含有电路31和电路32的电路块，其由直线形的分隔件13分隔开的。另一方面，分隔件13的形状也可以不是直线形，如图9所示，从而可以自由和方便地实现电路块之间的屏蔽结构。一种传统的电路块分割方法是用切片(dicing)的方法。但是，这种方法中，分割槽必须是直线。另一种传统的方法是用激光加工形成分割槽。然而，用此方法也有不足，例如很难控制分割槽的深度，并且激光加工耗时很长。相对而言，本发明模块元件中，分隔件形状可以是任意形状，因此允许电路块屏蔽设计更自由。
举例来说，图10所示，基板11A和11B里面可以分别有环形分隔件13A和多角形分隔件13B。这使得影响其他电路的电路块可以被屏蔽，与其布图无关。图10所示的环形分隔件13A和多角形分隔件13B也可以分别与基板11A和基板11B的边缘相接。
如图11所示，模块元件也可以有与基板11的外边缘不连接的分隔件13，由此只会屏蔽给其他电路块引起不必要的信号或干扰的电路块。
图12所示，使用具有T形平面形状的分隔件13，能够将模块元件分割成2个或2个以上的电路块。图13显示了具有三个电路块的模块元件。
覆盖在封装体14上的导电膜16也可以用电镀已覆盖封装体14的模块元件而形成。电镀能方便地形成屏蔽。作为电镀的一个例子，可以用无电解电镀。
在制造模块元件时，可以用切片或激光去除分隔件顶部的导电材料。此方法使需要避免干扰的电路块的屏蔽部分相互独立，从而提高了电路块之间的屏蔽效果。
如前述，根据本发明，基板上形成的电路被分隔件分割成复数个电路块，从而能够电屏蔽各个电路块。另外，分割时不需要在基板上形成分割槽，因此模块元件可以保持抗弯强度而不会翘曲。
工业应用性本发明模块元件可以保持抗弯强度和翘曲特性，同时得到充分的屏蔽效果，适用于作为具有复数个电路块的模块元件。
权利要求
1.模块元件，包括基板；形成在所述基板上的分隔件，该分隔件具有预定高度，以将所述基板分割成复数个电路块；覆盖在所述复数个电路块上的封装体；以及覆盖在所述封装体至少一个表面上的导电膜，其中所述复数个电路块分别电屏蔽。
2.如权利要求1所述模块元件，其中，所述基板是由树脂制成；所述分隔件是由树脂和导电材料制成；所述封装体和所述分隔件包含同样的树脂。
3.如权利要求1所述模块元件，其中，所述基板是陶瓷基板；所述分隔件是含有陶瓷粉的树脂和导电材料制成；以及所述封装体和所述分隔件包含同样的树脂。
4.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件是金属箔。
5.如权利要求2所述模块元件，其中，所述分隔件的所述导电材料是导电树脂。
6.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件是在外表面形成金属膜的树脂，并且在长度方向上具有矩形横断面形状。
7.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件是在外表面形成金属膜的树脂，并且在长度方向上横断面形状是在底部有突出部分的形状。
8.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件在垂直于所述基板的方向上设有导电壁。
9.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件是通过层叠至少一层金属膜和树脂而形成，以及所述金属膜平行于所述分隔件长度方向并且垂直于所述基板。
10.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件的至少一侧面是树脂。
11.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件设置在所述基板内侧，并且具有环形或多角形之一的平面形状。
12.如权利要求11所述模块元件，其中，所述分隔件与所述基板的外边缘不相接。
13.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件具有T字平面形状。
14.如权利要求1所述模块元件，其中，所述导电膜是金属或者导电树脂之一。
15.如权利要求1所述模块元件，其中，所述分隔件高于所述基板上安装的电子元件。
16.如权利要求1所述模块元件，其中，所述基板表面上设有接地线路，并且该接地线路与所述导电膜连接。
17.具有各自电屏蔽的复数个电路块的电路模块的制造方法，该方法包括第一步在基板上安装安装件以及比已装设的所述安装件更高的分隔件，该分隔件将所述基板分隔成复数个电路块；第二步在各个所述电路块上分别覆盖封装体，使得该封装体比所述安装件更高；第三步在所述封装体表面形成导电膜。
18.如权利要求17所述模块元件制造方法，其中，所述分隔件包括在与所述基板垂直的方向上形成的导电材料，所述第二步包括打磨所述封装体，使所述导电材料从表面露出的步骤。
19.如权利要求17所述模块元件制造方法，还包括用切片或激光之一的方法去除所述分隔件顶部的导电材料的步骤。
20.如权利要求17所述模块元件制造方法，其中，所述第三步包括将所述导电膜与接地线路连接的步骤。
全文摘要
模块元件，其基板上安装有安装件和用于将模块元件分割成复数个电路块的分隔件。电路块上覆盖了封装体，在封装体表面上又覆盖了导电膜以将电路块分别电屏蔽。本模块元件可以保持抗弯强度，翘曲小，屏蔽充分，而不增加制造工序。
文档编号H01L23/29GK1774965SQ20058000031
公开日2006年5月17日 申请日期2005年3月17日 优先权日2004年3月30日
发明者藤原城二, 桧森刚司, 恒冈道朗 申请人:松下电器产业株式会社