説明

複合モジュールおよび複合モジュールの製造方法

【課題】 基板上に電子部品を高密度に実装することが可能な複合モジュールを提供する。
【解決手段】 本発明の複合モジュールは、基板1と、基板1上に形成された複数のランド電極2と、ランド電極2上に実装された端子電極を有する電子部品6〜9とを備え、複数のランド電極2のうち少なくとも2つのランド電極2A、2Bを、電子部品6〜9を実装する際の位置認識用マークとして機能させるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は複合モジュールに関し、さらに詳しくは、基板上に電子部品を高密度に実装することが可能な複合モジュールに関する。また、本発明は、複合モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、基板上に、IC、コンデンサ、コイル、抵抗などの電子部品を実装し、必要な電子回路を構成した複合モジュールが実用化されている。たとえば、無線通信規格の1つであるBluetooth(登録商標;以下「BT」と表記する)用のICを実装したBTモジュールや、ワイヤレスLAN(以下「W‐LAN」と表記する)用のICを実装したW‐LANモジュールなどが使用されている。
【0003】
そして、これらの複合モジュールの製造工程において、基板上に電子部品を実装する際には、基板上に形成した位置認識用マークが利用されている。すなわち、予め基板上に少なくとも2つの位置認識用マークを形成しておき、その位置認識マークをCCDカメラなどで認識し、その位置認識マークを基準にして、予め定められた個々の電子部品の実装されるべき位置座標を導き出し、実装マウンターなどで電子部品を所定の位置に配置することがおこなわれている。
【0004】
たとえば、特許文献1(特開平5‐206593号公報)では、図8に示すように、基板101上にICなどの電子部品を実装するための複数のランド電極102を矩形状に配列し、その対角線上の外側に1対の位置認識用マーク103A、103Bを形成し、これらの位置認識用マーク103A、103Bを基準にして、ランド電極102に電子部品(図示せず)を配置するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平5‐206593号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、近時、携帯電話などの電子機器の小型化が進み、使用される複合モジュールも小型化が求められている。そして、複合モジュールの小型化のためには、基板上への電子部品の高密度実装が不可欠である。
【0007】
しかしながら、上述した従来の方法では、基板上に、別途、位置認識マークを形成するためのスペースを確保しなければならず、しかもそのスペースは、複合モジュールを製造した後は全く使用されないデッドスペースとなるものであるため、基板上への電子部品の高密度実装の妨げになっていた。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上述した従来の複合モジュールの有する問題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明の複合モジュールは、基板と、基板上に形成された複数のランド電極と、ランド電極上に実装された、それぞれ端子電極を有する複数の電子部品とを備え、複数のランド電極のうち少なくとも2つのランド電極を、電子部品を実装する際の位置認識用マークとして機能させるようにした。本発明の複合モジュールは、基板上に位置認識用マーク専用のスペースを必要としないため、高密度実装が可能になっている。
【0009】
なお、位置認識用マークとして機能するランド電極は、単一のランド電極から分割されたものとし、電子部品の端子電極の1つを、位置認識用マークとして機能するランド電極と、そのランド電極を分割した元のランド電極の残りの部分のランド電極との両方に接続するようにしても良い。この場合には、類似する多数のランド電極のなか、位置認識用マークとして機能するランド電極を認識しやすくなる。
【0010】
また、位置認識用マークとして機能するランド電極は、複数のランド電極がまとめられた大きなランド電極とし、そのランド電極に、少なくとも2つの電子部品の、それぞれの端子電極を接続するようにしても良い。この場合には、形状が大きいため、位置認識用マークとして機能するランド電極を認識しやすくなる。
【0011】
また、位置認識用マークとして機能するランド電極は、その他のランド電極と異なる形状としても良い。この場合には、形状が異なるため、位置認識用マークとして機能するランド電極を認識しやすくなる。
【0012】
また、位置認識用マークとして機能するランド電極は、その表面を、その他のランド電極の表面と、異なる種類の金属で形成しても良い。この場合には、種類の異なる金属は表面の色が異なり、光の反射量が異なるため、位置認識用マークとして機能するランド電極を認識しやすくなる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の複合モジュールは、上述の構成とし、電子部品を実装する際には、ランド電極のうちの所定のものを位置認識用マークとして用い、その位置認識マークを用いて基板の位置状態を把握した後は、そのランド電極を電子部品の実装に用いることができるため、基板上に位置認識用マーク専用のスペースを必要とせず、高密度実装が可能になっている。したがって、同じ機能の複合モジュールを、より小さく構成することができる。あるいは、同じ大きさであれば、実装される電子部品の個数を増やし、より高機能の複合モジュールを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる複合モジュールを製造するために施される1つの工程を示し、図1(A)は平面図、図1(B)は図1(A)の鎖線X‐X部分の断面図である。
【図2】図1の続きであり、本発明の第1実施形態にかかる複合モジュールを製造するために施される他の1つの工程を示し、図2(A)は平面図、図2(B)は図2(A)の鎖線X‐X部分の断面図である。
【図3】図2の続きであり、本発明の第1実施形態にかかる複合モジュールの完成した状態を示し、図2(A)は平面図、図2(B)は図2(A)の鎖線X‐X部分の断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態にかかる複合モジュールに使用される基板を示す平面図である。
【図5】本発明の第3実施形態にかかる複合モジュールに使用される基板を示す平面図である。
【図6】本発明の第4実施形態にかかる複合モジュールに使用される基板を示す平面図である。
【図7】本発明の第5実施形態にかかる複合モジュールに使用される基板を示す平面図である。
【図8】特許文献1に開示された従来の複合モジュールに使用される基板を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
[第1実施形態]
図1〜3に、本発明の第1実施形態にかかる複合モジュール100を示す。ただし、図1、2は、それぞれ、複合モジュール100を製造するために施される工程を示し、図3は、完成した複合モジュール100を示す。なお、図1(A)〜3(A)は平面図、図1(B)〜図3(B)は、それぞれ、対応する図1(A)〜3(A)の鎖線X‐X部分の断面図である。
【0016】
以下、製造方法を説明することによって、第1実施形態にかかる複合モジュール100の詳細を説明する。
【0017】
まず、図1(A)、(B)に示すように、基板1を準備する。基板1としては、たとえば、セラミックを用いた多層基板、液晶ポリマーなどの樹脂を用いた多層基板、ガラスエポキシを用いたプリント基板などを用いることができる。本実施形態においては、低温焼成セラミック(LTCC)を用いた多層基板を用いた。
【0018】
基板1は、上側の主面にランド電極2が形成され、下側の主面に接続電極3が形成され、内部に内部配線4と導電ビア5が形成されている。なお、ランド電極2は電子部品を実装するために、接続電極3はこの複合モジュールを実装するために、あるいはさらに電子部品を実装するために、内部配線4と導電ビア5は必要な電子回路を構成するために、それぞれ形成されたものである。ランド電極2、接続電極3、内部配線4、導電ビア5の材質としては、たとえば、Cu、Ag、Ni、これらの合金などを用いることができる。
【0019】
なお、本実施形態で基板1に用いたLTCC基板については、すでに製造方法が確立し、電気分野・電子分野において広く使用されているものであるため、その製造方法の説明を省略する。
【0020】
上述のとおり、基板1に形成されたランド電極2は、それぞれ、電子部品を実装するために用いられる。ただし、本発明においては、これらのうちの少なくとも2つのランド電極2が、位置認識用マークとしても用いられる。本実施形態においては、図中ハッチングで示した、ランド電極2A、2Bが、位置認識用マークとしても用いられる。(図中のランド電極2A、2Bに付したハッチングは、便宜上、付したものであり、材質などにおいて、他のランド電極2と異なるところはない。)なお、本実施形態においては、位置認識マークであるランド電極2A、2Bの周囲のランド電極を、電子部品の実装に影響がない範囲で省略した(図中、ランド電極2Aの下側、およびランド電極2Bの上下両側)。CCDカメラなどによる、位置認識用マークとして機能するランド電極2A、2Bの認識を容易にするためである。
【0021】
なお、図示しないが、所定のランド電極2上には、クリームはんだが塗布されている。また、基板1のランド電極2以外の領域上には、はんだレジストが形成されている。
【0022】
次に、図2(A)、(B)に示すように、ランド電極2上に、電子部品6〜9を実装する。電子部品6は、コンデンサ、コイル、抵抗などの、両端に1対の端子電極が形成された表面実装型のチップ部品である。電子部品7〜9は、底面に複数の端子電極が形成されたICである。本実施形態においては、電子部品7にBTおよびW‐LANの両方の機能を備えたIC、電子部品8にDC‐DCコンバータIC、電子部品9にフロント・エンドICを用いた。なお、電子部品7〜9の端子電極上には、それぞれ、ボール状のはんだが固着されている。
【0023】
電子部品6〜9を実装するにあたっては、まず、実装マウンターに備えられたCCDカメラなどにより、基板1上の位置認識マークであるランド電極2A、2Bの位置を認識する。次に、予め定められた、ランド電極2A、2Bと、各電子部品6〜9の配置されるべき位置との相対的な関係から、各電子部品6〜9を配置すべき位置座標を導き出し、実装マウンターで各電子部品6〜9を適正な位置座標に配置する。なお、電子部品6はクリームはんだの塗布されたランド電極2上に、電子部品7〜9はクリームはんだの塗布されていないランド電極2上に配置する。なお、電子部品7〜9のボール状のはんだの接合面に、予めはんだペーストなどをディッピングにより付着させたうえで、電子部品7〜9をランド電極2上に配置するようにしても構わない。
【0024】
電子部品6〜9を配置する順番は任意であるが、ランド電極2A、2B上への電子部品7の配置を最後にすることが好ましい。この場合には、電子部品6、8、9の配置を、より適正におこなうことができる。なお、安価な電子部品を先に、高価な電子部品を後に配置した方が、途中で装着不良を起こし、全体を廃棄しなければならなくなった場合に、損失を小さくすることができるので好ましい。
【0025】
なお、ランド電極2A、2Bは、電子部品6〜9の少なくとも1つを配置する際に、位置認識マークとして用いられれば良い。ただし、ランド電極2A、2Bを用いて全ての電子部品6〜9を配置するようにすれば、効率的であり、配置に要する時間を短縮することができ、より好ましい。
【0026】
次に、電子部品6〜9の配置された基板1を、リフロー炉などで加熱し、ランド電極2上に塗布されたクリームはんだ、または電子部品7〜9の端子電極上に形成されたボール状のはんだを溶融し、続いて冷却し、はんだを再固化させ、電子部品6〜9のそれぞれの端子電極をランド電極2にはんだ付けする。
【0027】
基板1に電子部品6〜9が実装されることにより、電子部品6〜9と、基板1内に形成された内部配線4、導電ビア5とで、複合モジュール100の電子回路が構成される。なお、本実施形態においては、電子部品7にBTおよびW‐LANの両方の機能を備えたICを用いており、BT/W‐LANモジュールが構成される。
【0028】
次に、図3(A)、(B)に示すように、電子部品6〜9が実装された基板1の上側の主面上に樹脂層10を形成し、複合モジュール100を完成させる。樹脂層10には、たとえば、熱硬化性のエポキシ樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。たとえば、加熱されて半溶融状態となった熱硬化性のエポキシ樹脂シートを、電子部品6〜9が実装された基板1の上側の主面上に載せ、電子部品6〜9の周囲にエポキシ樹脂を回り込ませたうえで、さらに加熱して、エポキシ樹脂を硬化させて樹脂層10を形成する。
【0029】
以上、本発明の第1実施形態にかかる複合モジュール100、およびその製造方法について説明した。しかしながら、本発明が上述の内容に限定されることはなく、本発明の主旨を損なわない範囲で種々の変更をなすことができる。
【0030】
たとえば、複合モジュール100では、基板1としてLTCCからなる多層基板を用いたが、樹脂からなる多層基板や、プリント基板などを用いるようにしても良い。また、基板1に形成される、ランド電極2、接続電極3、内部配線4、導電ビア5の配置、個数、形状、さらには、これらの省略も任意であり、上述した内容には限定されない。たとえば、簡単な回路からなる複合モジュールであれば、内部配線4、導電ビア5を省略したうえで、基板1の端面に、別途、配線を形成して、ランド電極2と接続電極3とを接続するようにしても良い。
【0031】
また、基板1に実装される電子部品6〜9の種類、個数も任意であり、上述した内容には限定されない。
【0032】
また、基板1に電子部品6〜9を実装するにあたっては、リフローはんだを用いたが、基板1に電子部品6〜9を仮留めしておき、フローはんだで実装するようにしても良い。
【0033】
また、樹脂層10は必須のものではなく、樹脂層10を省略して、代わりに金属ケースを被せるようにしても良い。あるいは、基板1上に実装された電子部品6〜9が、外部に露出した構造であっても良い。
【0034】
また、複合モジュール100の種類も、BT/W‐LANモジュールには限定されず、他のさまざまな種類の複合モジュールに本発明を適用することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態にかかる複合モジュールについて説明する。
【0035】
本実施形態にかかる複合モジュールは、図4に示す基板11を用いた。基板11は、上側の主面に複数のランド電極12が形成され、そのうち、図中ハッチングで示したランド電極12A、12Bが、位置認識用マークとして用いられる。本実施形態にかかる複合モジュールの他の構成については、第1実施形態と同様にした。
【0036】
第1実施形態では、図1、図2に示すように、ICからなる電子部品7を実装するためのランド電極の中から位置認識用マークのランド電極2A、2Bを選定しているが、本実施形態では、コンデンサ、コイル、抵抗などのチップ部品6を実装するためのランド電極の中から、位置認識用マークのランド電極12A、12Bを選定している。
【0037】
このように、ICを実装するためのランド電極に限らず、チップ部品を実装するためのランド電極を、位置認識用マークに用いることもできる。したがって、本発明は、ICを有さない複合モジュールに適用することも可能である。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態にかかる複合モジュールについて説明する。
【0038】
本実施形態にかかる複合モジュールは、図5に示す基板21を用いた。基板21は、上側の主面に複数のランド電極22が形成され、そのうち、図中ハッチングで示したランド電極22A、22Bが、位置認識用マークとして用いられる。本実施形態にかかる複合モジュールの他の構成については、第1実施形態と同様にした。
【0039】
位置認識用マークとして用いられるランド電極22Aは、チップ部品の一方の端子電極が接続される単一のランド電極から分割されたものである。チップ部品の当該端子電極は、ランド電極22Aと、ランド電極22Aを分割した残りのランド電極22Cとの両方に接続される。
【0040】
位置認識用マークとして用いられるランド電極22Bは、ICの接地用の端子電極が接続される単一のランド電極から分割されたものである。ICの接地用の端子電極は、ランド電極22Bと、ランド電極22Bを分割した残りのランド電極22Dとの両方に接続される。
【0041】
本実施形態においては、位置認識用マークとして機能するランド電極を分割により形成しているため、CCDカメラなどによる、位置認識用マークとして機能するランド電極の認識が容易になっている。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態にかかる複合モジュールについて説明する。
【0042】
本実施形態にかかる複合モジュールは、図6に示す基板31を用いた。基板31は、上側の主面に複数のランド電極32が形成され、そのうち、図中ハッチングで示したランド電極32A、32Bが、位置認識用マークとして用いられる。本実施形態にかかる複合モジュールの他の構成については、第1実施形態と同様にした。
【0043】
位置認識用マークとして用いられるランド電極32A、32Bは、それぞれ、回路上、電気的に接続されるべき2つのランド電極をまとめた、大きなランド電極として構成されている。たとえば、隣接配置される複数の電子部品のそれぞれの一方端を基板内の内部配線や導電ビアを介して接地するような場合には、ランド電極を共通にすることができる。
【0044】
本実施形態においては、位置認識用マークとして機能するランド電極の形状が大きいため、CCDカメラなどによる、位置認識用マークとして機能するランド電極の認識が容易になっている。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態にかかる複合モジュールについて説明する。
【0045】
本実施形態にかかる複合モジュールは、図7に示す基板41を用いた。基板41は、上側の主面に複数のランド電極42が形成され、そのうち、図中ハッチングで示したランド電極42A、42Bが、位置認識用マークとして用いられる。本実施形態にかかる複合モジュールの他の構成については、第1実施形態と同様にした。
【0046】
位置認識用マークとして用いられるランド電極42A、42Bは、それぞれ、他のランド電極42と異なり、円形に形成されている。
【0047】
本実施形態においては、位置認識用マークとして機能するランド電極の形状が他のランド電極と異なっているため、CCDカメラなどによる、位置認識用マークとして機能するランド電極の認識が容易になっている。
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態にかかる複合モジュールについて説明する。
【0048】
本実施形態にかかる複合モジュールにおいては、基板に形成されるランド電極のうち、位置認識用マークとして機能するランド電極と、その他のランド電極とで、少なくとも表面に露出している部分を異なる種類の金属で形成した。たとえば、位置認識用マークとして機能するランド電極をAgで、その他のランド電極をCuで形成した。本実施形態にかかる複合モジュールの他の構成については、第1実施形態と同様にした。
【0049】
種類の異なる金属は表面の色が異なり、光の反射量が異なるため、本実施形態においては、CCDカメラなどによる、位置認識用マークとして機能するランド電極の認識が容易になっている。
【符号の説明】
【0050】
1、11、21、31、41:基板
2、12、22、32、42:ランド電極
3:接続電極
4:内部配線
5:導電ビア
6:電子部品(チップ部品)
7、8、9:電子部品(IC)
10:樹脂層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板上に形成された複数のランド電極と、前記ランド電極上に実装された、それぞれ端子電極を有する複数の電子部品と、を備えてなる複合モジュールにおいて、
前記複数のランド電極のうち少なくとも2つのランド電極が、前記電子部品を実装する際の位置認識用マークとして機能することを特徴とする複合モジュール。
【請求項2】
前記位置認識用マークとして機能するランド電極が、単一のランド電極から分割されたものからなり、前記電子部品の前記端子電極の1つが、前記位置認識用マークとして機能するランド電極と、当該ランド電極を分割した元のランド電極の残りの部分のランド電極との、両方に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載された複合モジュール。
【請求項3】
前記位置認識用マークとして機能するランド電極が、複数のランド電極をまとめた大きなランド電極からなり、当該ランド電極には、少なくとも2つの電子部品の、それぞれが有する端子電極が接続されていることを特徴とする、請求項1に記載された複合モジュール。
【請求項4】
前記位置認識用マークとして機能するランド電極が、その他のランド電極と異なる形状からなることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載された複合モジュール。
【請求項5】
前記位置認識用マークとして機能するランド電極の表面が、その他のランド電極の表面と異なる種類の金属からなることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された複合モジュール。
【請求項6】
少なくとも一方の主面に、複数のランド電極が形成され、当該ランド電極のうち少なくとも2つのランド電極が位置認識用マークとして機能する基板を準備する工程と、
それぞれ少なくとも1対の端子電極を有する、複数の電子部品を準備する工程と、
前記位置認識用マークとして機能する電極ランドに基づき、前記電子部品を、前記基板の所定の位置に配置する工程と、
前記電子部品の前記端子電極を、それぞれ、前記複数のランド電極のうちの所定のランド電極にはんだ付けする工程と、を備えてなることを特徴とする複合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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【図7】
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【図8】
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