JP2004247448A - モジュール部品およびその実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モジュール部品を構成する特性のそろった複数の個別部品をペア又はセットとして仮保持して一括保管および実装可能にするモジュール部品およびその実装方法を提供する。
【解決手段】モジュール部品を形成する特性のそろった複数の個別部品３ａ〜３ｄを回路基板６への実装位置と同様の位置関係でホルダ１の複数の凹部２ａ〜２ｄに嵌め込み仮保持する。そしてテーピング４により供給して、ホルダ１ごとに吸着ノズル５により一括して実装可能にする。実装後には、ホルダ１を個別部品３ａ〜３ｄから除去する。また、回路基板６上のモジュール部品の近傍に実装される他の部品もホルダ１に仮保持して同時に実装してもよい。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモジュール部品、特に複数の個別（ディスクリート）部品により形成されるモジュール部品および斯かるモジュール部品の回路基板への実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子又は電気回路は、一般に複数の半導体集積回路（ＩＣ）等の能動デバイスと、抵抗およびキャパシタ等の受動部品（以下、これら能動デバイスおよび受動部品を総称して個別部品という）を組み合わせ、回路基板（プリント配線板）に実装して形成される。これら個別部品の回路基板への実装、即ち配置および接続は、一般に回路基板の所定接続部にソルダペースト（クリーム半田）等を予め塗布しておき、各部品を実装（所定位置に配置）後に、このソルダペーストが溶融するリフロー（高温）環境下に置き又は接続部分に赤外線又はレーザビーム等の熱線を照射することによりソルダペーストを溶融してリフローソルダを行う。
【０００３】
最近のＩＣ技術の進歩により、１個のパッケージ内に多数の素子又は回路を形成することが可能である。しかし、動作に伴って生じる発熱に伴う過熱を回避するためおよび複数の個別部品の電気的特性を相互に揃えてペア又はセットとするため、複数の個別部品を選択してセットとして使用するモジュール部品が必要である。
【０００４】
各種電子部品をプリント配線基板に実装又は配置する種々の技術が提案されている。例えば、チップ部品、異形部品およびＩＣパッケージ等をプリント配線基板に実装する実装方法および電子部品収容パレットが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１によると、パレットの上面に複数の凹部を形成し、これらの凹部にチップ部品、異形部品およびＩＣパッケージ等を配置する。そして、底面の所定位置に銅箔およびソルダペーストが形成被着されたプリント回路基板を、このパレットの上面に載置して上述した複数の部品を一括して実装している。
【０００５】
次に、図４を参照して、一般的な従来のモジュール部品の実装方法を説明する。図４（Ａ）は、吸着用ケース１２を有する従来のモジュール部品１０の斜視図であり、図４（Ｂ）は、モジュール部品１０を構成する個別部品３ａ、３ｂを供給するテーピング（部品収容部を連続してテープ状に形成してもの）１３の側面図である。
【０００６】
従来のモジュール部品１０は、装置基板（回路基板）６上に実装された複数の個別部品３ａ〜３ｄ（以下、これら個別部品３ａ〜３ｄを総称して個別部品３という場合もある）により構成されている。このモジュール部品１０は、それを使用する装置の回路基板に吸着ノズル（真空チャック又は真空吸着装置）により自動マウントを可能にするため、上面が略平坦である吸着用ケース１２を有する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１２９９２号公報（第３頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
斯かるモジュール部品１０を構成する個別部品３は、例えば図４（Ｂ）に示す如く市販の個別部品３を含むテーピング１３により供給され、装置基板６に実装して形成される。しかし、モジュール部品１０が所定の性能を発揮するため、個別部品３、特にＩＣ等の能動デバイス３ａ、３ｂは特性がそろった（マッチングされた）ペア又はセットを必要とする場合がある。しかし、上述の如くテーピングされた個別部品３から任意に取り出して実装すると、所定の性能を発揮し得ない場合が多く、またテーピング１３に予め特性のそろったペア（又はセット）を順次配置して供給するのは実用上困難である。即ち、特性のそろったペアのうちの一方の個別部品、例えば３ａを実装後に他方の個別部品３ｂに実装エラーを生じた場合には、既に実装済みの個別部品３ａも取り外し、新たな特性のそろった個別部品に交換する必要があるという課題があった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、電気的特性が保障され且つ回路基板に実装が容易であるモジュール部品およびその実装方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため本発明によるモジュール部品およびその実装方法は次のような特徴的な構成を採用している。
【００１１】
（１）複数の個別部品により形成され、回路基板に相互に所定位置関係で実装して使用されるモジュール部品において、
前記複数の個別部品の少なくとも頂部の寸法形状に対応した凹部が前記所定位置関係で底面に形成されたホルダを設け、該ホルダの前記凹部に前記複数の個別部品の頂部を嵌め込んで仮保持されるモジュール部品。
【００１２】
（２）前記ホルダの前記凹部に仮保持された前記複数の個別部品の底面は、実質的に同一面となるように前記ホルダの前記凹部の深さを調整する上記（１）のモジュール部品。
【００１３】
（３）前記ホルダの上面の少なくとも略中央部は平坦に形成し、吸着ノズルにより吸着可能にする上記（１）又は（２）のモジュール部品。
【００１４】
（４）前記ホルダには前記モジュール部品の近傍に実装される他の部品等の凹部又は開口を有する上記（１）、（２）又は（３）のモジュール部品。
【００１５】
（５）前記ホルダに前記複数の個別部品が仮保持された状態で複数個をテーピングする上記（１）乃至（４）のモジュール部品。
【００１６】
（６）複数の個別部品により形成されるモジュール部品を回路基板上に所定位置関係で実装するモジュール部品の実装方法において、
前記複数の個別部品の寸法形状に応じて所定位置関係に複数の凹部が底面に形成されたホルダを用意することと、該ホルダの前記凹部に予め電気的特性を確認済みのセットをなす前記複数の個別部品の頂部を嵌め込んで仮保持することと、前記ホルダの上面を吸着ノズルで吸着して回路基板の所定位置にマウントすることとよりなるモジュール部品の実装方法。
【００１７】
（７）前記ホルダは、前記複数の個別部品を前記回路基板に接続後に取り除く上記（６）のモジュール部品の実装方法。
【００１８】
（８）前記回路基板の前記モジュール部品の近傍に実装される他の部品を、前記モジュール部品を形成する複数の個別部品と共に仮保持する１以上の別の凹部を前記ホルダに設ける上記（６）又は（７）のモジュール部品の実装方法。
【００１９】
（９）前記モジュール部品の近傍の前記回路基板に実装される他のデバイス等との干渉を避けるために、前記ホルダの形状を選定又は前記ホルダに別の凹部又は開口を形成する上記（６）又は（７）のモジュール部品の実装方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるモジュール部品およびその実装方法の好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
先ず、図１（Ａ）〜（Ｃ）および図２（Ａ）および（Ｂ）を参照して、本発明によるモジュール部品の実装方法を説明する。図１（Ａ）に示す如く、リフローソルダの高温に耐える耐熱性材料、例えばエンジニアリングプラスチック又はゴム等で形成されたホルダ１を用意する。このホルダ１の一面（例えば、底面）には、個別部品３ａ〜３ｄを配置する所定位置に、これら個別部品３ａ〜３ｄの頂部寸法形状に対応する寸法形状の凹部２ａ〜２ｄが形成されている。また、後述の如く、ホルダ１の他面（上面）、即ち上述した凹部２が形成されている面と反対側の面は、取付基準位置となる少なくとも一部分が平坦面とされ、吸着ノズルにより吸着可能にする。
【００２２】
次に、図１（Ｂ）に示す如く、ホルダ１の各凹部２ａ〜２ｄに、それぞれ対応する個別部品３ａ〜３ｄの頂部を嵌め込んで仮保持する。これら個別部品３の底面には複数のパッド等の接続部（図示せず）が設けられている。ホルダ１の凹部２ａ〜２ｄの深さは、これら個別部品３の底面の接続部が相互に同一面となるように個別部品３の高さに応じて調整されていることに注目されたい。また、これら個別部品３は、電気的特性が相互にそろっていることを必要とするので、予め電気的特性を測定してセット（又はペア）部品として用意されたものを使用する。
【００２３】
図１（Ｃ）は、上述の如くホルダ１の複数の凹部２ａ〜２ｄに嵌め込まれた対応する複数の個別部品３ａ〜３ｄを有する状態でモジュール部品を構成する複数の個別部品３をテーピング４に納めて保管すると共に、製造組立現場へ供給する。組立現場では、このテーピング４から予め特性がそろい電気的性能が保証された複数の個別部品のセットを、吸着ノズル５により吸着して回路基板（図示せず）に自動実装可能にする。
【００２４】
次に、図２（Ａ）に示す如く、テーピング４から吸着ノズル５を使用して吸着してモジュール部品を構成する複数の個別部品３が仮保持されたホルダ１を回路基板（又は装置基板）６の所定位置へ移動配置する。換言すると、特性のそろった又は電気的特性が保障されたモジュール部品を構成する複数の個別部品３のセットを、ホルダ１ごと回路基板６の所定位置へ吸着ノズル５を使用して自動的にマウントする。そして、回路基板６の接続部に予め被着されたソルダペーストを溶融するリフロー処理を行い、回路基板６の接続パッド（図示せず）と個別部品３の接続部（接続パッド又は端子）とを電気的に接続する。尚、この際に、複数の個別部品３の底面に形成された個別部品３の全ての接続部は、上述した回路基板６の接続パッドと同一面であるので同時に接触して、適切なソルダリング又は電気的接続が可能であることに注目されたい。
【００２５】
最後に、図２（Ｂ）に示す如く回路基板６に接続されたモジュール部品を構成する複数の個別部品３からホルダ１を除去する。これにより、寸法形状、例えば高さの異なる複数の個別部品を一括して回路基板６に実装可能である。また、実装後には、ホルダ１が除去されるので、多数の部品が実装される回路基板６を低背構造および軽量化することが可能である。
【００２６】
次に、図３を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。図３（Ａ）は、本発明によるモジュール部品の実装方法の第２実施形態を示す。この図は、モジュール部品の実装方法で使用するホルダ１Ａおよびこのホルダ１Ａに仮保持された複数の個別部品３ａ〜３ｄを示す。
【００２７】
このホルダ１Ａは、上述した図１および図２に示すホルダ１の如く実質的に矩形状でなく、平面図が複雑な形状である。ホルダ１Ａを、このような特定形状に選定することにより、図３（Ｂ）に示す如くモジュール部品の近傍の回路基板６上にモジュール部品と無関係の他の部品７が既に実装されている場合又は後で実装される場合に適用可能である。尚、この実施形態にあっても、個別部品３をリフローソルダした後にホルダ１Ａを個別部品３から除去する。
【００２８】
次に、図３（Ｃ）および（Ｄ）を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。この実施形態は、モジュール部品に直接関係がないが、その近傍に実装される他の個別部品９ａおよび９ｂを、モジュール部品を構成する複数の個別部品３ａ〜３ｄと同時に一括して実装可能にする。そのために、図３（Ｃ）に示す如くホルダ１Ｂには、モジュール部品を構成する複数の個別部品３ａ〜３ｄ用の凹部２ａ〜２ｄのみならず、上述した他の部品９ａおよび９ｂ用の凹部８ａおよび８ｂが形成されている。そして、他の部品９ａおよび９ｂは、ホルダ１Ｂの凹部８ａおよび８ｂにもジュール部品を構成する複数の個別部品３ａ〜３ｄと同様に仮保持される。即ち、これら別部品９ａおよび９ｂの底面の接続パッド（図示せず）は、複数の個別部品３ａ〜３ｄの底面の接続パッドと同一平面となるように凹部８ａおよび８ｂの深さを調整する。これにより実装作業効率を改善することが可能である。
【００２９】
また、図示しないが、本発明の他の実施形態として、何らかの理由により、上述した他の部品９ａおよび９ｂがモジュール部品よりも先に回路基板６上に実装される場合又は他の部品９ａおよび９ｂが、回路基板６上に予めは固定されたものである場合には、上述したホルダ１Ｂの凹部８ａおよび８ｂに代り、これらの部品との干渉を回避するため、これら部品の外形寸法に対して比較的大きく且つ深い凹部又は開口であってもよい。これにより、実質的に矩形状のホルダを使用して、モジュール部品の近傍に実装又は配置される他の部品等との干渉を避けてモジュール部品の実装が可能である。
【００３０】
以上、本発明によるモジュール部品およびその実装方法の幾つかの実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないと理解するべきである。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のモジュール部品およびその実装方法によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。第１に、モジュール部品を構成する複数の個別部品を予め特性のそろったペア又はセットとして保持および供給することが可能である。
【００３２】
第２に、モジュール部品を構成する複数の個別部品を、予め決められた所定位置関係で仮保持し、吸着ノズル等を使用して一括して回路基板の所定位置に自動配置し、リフローソルダリングして効率的に実装可能である。また、この際にモジュール部品を構成する複数の個別部品の形状寸法に応じてホルダの凹部を形成するので、これら個別部品の形状寸法に無関係に、例えばそれらの上面が非平坦面であっても吸着ノズルにより自動実装可能である。
【００３３】
第３に、モジュール部品の近傍に他の部品等が配置されている場合に、これら他の部品も一括して又はこれら他の部品との干渉を避けてモジュール部品を実装することが可能である。第４に、これらモジュール部品を構成する複数の個別部品を（必要に応じて他の部品と共に）実装後に、ホルダを除去することにより、回路基板を低背構造および軽量化することが可能である。
【００３４】
第５に、モジュール部品を構成する複数の個別部品を（必要に応じて近傍に実装される他の部品と共に）テーピングして管理又は製造組立現場への搬送が可能であるので、作業性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモジュール部品の実装方法の前半の工程を示し、（Ａ）はホルダの用意、（Ｂ）はホルダの凹部に複数の個別部品の嵌め込みおよび（Ｃ）は複数の個別部品が嵌め込まれた複数のホルダを収容するテーピングの工程である。
【図２】本発明によるモジュール部品の実装方法の後半の工程を示し、（Ａ）は複数の個別部品を仮保持したホルダの回路基板への実装および（Ｂ）は回路基板に実装された個別部品からホルダを除去する工程である。
【図３】本発明によるモジュール部品の実装方法の他の実施形態を示し、（Ａ）は近傍の別の部品との干渉を避ける場合のホルダおよびそれに仮保持された複数の個別部品、（Ｂ）は（Ａ）に示すモジュール部品を回路基板に実装した状態、（Ｃ）は近傍に配置される別の個別部品も同時に仮保持可能なホルダおよび（Ｄ）は（Ｃ）のホルダにモジュール形成用の個別部品および他の個別部品を仮保持した状態を示す。
【図４】従来のモジュール部品を示し、（Ａ）はモジュール部品の全体構成図および（Ｂ）は（Ａ）のモジュール部品を複数個テーピングした状態である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ ホルダ
２ａ〜２ｄ、８ａ〜８ｂ 凹部
３ａ〜３ｄ モジュールを構成する個別部品
４ テーピング
５ 吸着ノズル
６ 回路基板
７、９ａ〜９ｂ 他の個別部品

Claims (9)

1. 複数の個別部品により形成され、回路基板に相互に所定位置関係で実装して使用されるモジュール部品において、
   前記複数の個別部品の少なくとも頂部の寸法形状に対応した凹部が前記所定位置関係で底面に形成されたホルダを設け、該ホルダの前記凹部に前記複数の個別部品の頂部を嵌め込んで仮保持されることを特徴とするモジュール部品。
2. 前記ホルダの前記凹部に仮保持された前記複数の個別部品の底面は、実質的に同一面となるように前記ホルダの前記凹部の深さを調整することを特徴とする請求項１に記載のモジュール部品。
3. 前記ホルダの上面の少なくとも略中央部は平坦に形成し、吸着ノズルにより吸着可能にすることを特徴とする請求項１又は２に記載のモジュール部品。
4. 前記ホルダには前記モジュール部品の近傍に実装される他の部品等の凹部又は開口を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のモジュール部品。
5. 前記ホルダに前記複数の個別部品が仮保持された状態で複数個をテーピングすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のモジュール部品。
6. 複数の個別部品により形成されるモジュール部品を回路基板上に所定位置関係で実装するモジュール部品の実装方法において、
   前記複数の個別部品の寸法形状に応じて所定位置関係に複数の凹部が底面に形成されたホルダを用意することと、該ホルダの前記凹部に予め電気的特性を確認済みのセットをなす前記複数の個別部品の頂部を嵌め込んで仮保持することと、前記ホルダの上面を吸着ノズルで吸着して回路基板の所定位置にマウントすることとよりなるモジュール部品の実装方法。
7. 前記ホルダは、前記複数の個別部品を前記回路基板に接続後に取り除くことを特徴とする請求項６に記載のモジュール部品の実装方法。
8. 前記回路基板の前記モジュール部品の近傍に実装される他の部品を、前記モジュール部品を形成する複数の個別部品と共に仮保持する１以上の別の凹部を前記ホルダに設けることを特徴とする請求項６又は７に記載のモジュール部品の実装方法。
9. 前記モジュール部品の近傍の前記回路基板に実装される他のデバイス等との干渉を避けるために、前記ホルダの形状を選定又は前記ホルダに別の凹部又は開口を形成することを特徴とする請求項６又は７に記載のモジュール部品の実装方法。

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