JP2005101973A

JP2005101973A - 表面実装用電子部品

Info

Publication number: JP2005101973A
Application number: JP2003333996A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Mizuta; 一正水田
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】複数の関連した部品群をモジュールとしてパッケージ化した各種表面実装用電子部品の小型化、低背化を更に図ることを目的としている。
【解決手段】底部に表面実装用の外部電極６を備えると共に上部に配線パターンを備えた絶縁基板５と、配線パターン上に搭載される複数のチップ部品１５と、絶縁基板に搭載されるパッケージデバイス１０と、を備えた表面実装用電子部品において、パッケージデバイスは、実装用パッドを設けた底面を上向きにした状態で、絶縁基板上面に設けたキャビティ７内に嵌合配置され、パッケージデバイス底面のパッド上にチップ部品を搭載した。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の部品群をモジュールとしてパッケージ化した各種表面実装用電子部品の小型化、低背化を図るための技術に関する。

移動体通信市場においては、各種電装部品の実装性、保守・取扱性、装置間での部品の共通性等を考慮して、各機能毎に部品群のモジュール化を推進するメーカーが増えている。また、モジュール化に伴って、小型化、低コスト化も強く求められている。
特に、基準発振回路、ＰＬＬ回路、及びシンセサイザー回路等、機能及びハード構成が確立し、且つ高安定性、高性能化が要求される回路部品に関してモジュール化への傾向が強まっている。更に、これらの部品群をモジュールとしてパッケージ化することによりシールド構造を確立しやすくなるという利点がある。
複数の関連部品をモジュール化、パッケージ化することにより構築される表面実装用の電子部品としては、例えば圧電振動子、圧電発振器、ＳＡＷデバイス等を例示することができるが、これらの機能を高く維持しつつ、更なる小型化を図るために、例えば図４に示した如き二階建て構造のモジュールや、図５に示したシングルシール構造と呼ばれるモジュールが採用されている。
即ち、まず図４（ａ）は二階建て構造型モジュールの第１例としての表面実装型圧電デバイス（水晶発振器）の構成を示す縦断面略図であり、セラミック製の容器本体１０１と金属蓋１０２からなる容器の内部に水晶振動素子１０３を収容した水晶振動子１００と、水晶振動子１００の底面に接合される容器１０５の空所１０５ａ内にＩＣ部品１０６をベアチップ実装して密封した構成を備えた底部構造体１０７と、を備えている。この水晶発振器をプリント基板上に実装する際には、容器１０５の底面に設けた外部電極１０５ｂを用いた半田付けが行われる（例えば、特開２００１−１７７３４６、特開平１１−３５５０４７号）。
また、図４（ｂ）は二階建て構造型モジュールの第２例としての水晶発振器の構成を示す断面図であり、底部構造体１０７を構成する空所１０５ａを下向きに開放した点が（ａ）の従来例と異なっている（例えば、特開２０００−２７８０４７）。
しかし、上記何れの従来例にあっても、ＩＣ部品等をベアチップ実装するための工程が複雑化し、生産性の低下、コストアップをもたらすという問題がある。
次に、図５はシングルシール構造の表面実装型水晶発振器の断面図であり、セラミック製の容器本体１１１の凹所１１２内に水晶振動素子１１３とベアチップ部品としてのＩＣ部品１１４を収容して金属蓋１１５により気密封止した構成を備えている。
しかし、この従来例に於いても、ＩＣ部品等をベアチップ実装するための工程が複雑化し、生産性の低下、コストアップをもたらすという問題がある。更に、水晶振動素子１１３とベアチップ部品１１４を同一の容器内に実装し、且つ気密封止する必要があるため、製造技術、製造設備等の面での要求がより厳しくなり、製造歩留まりの悪化と、コストアップをもたらす虞がある。更に、完成部品に不具合が発生した場合に、不具合の原因が水晶振動素子にあるのか、或いはＩＣ部品にあるのかの特定が困難となり、特性の修正ができなくなる結果として更に製品歩留まりが悪化し、コストアップの原因となる。

次に、図６（ａ）及び（ｂ）は、第３の従来例に係るモジュール化した水晶発振器の構成を示す縦断面図であり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）のモジュールに共通する平面構成図である。
まず、図６（ａ）の水晶発振器は、底部に表面実装用の外部電極１２１ａを備えると共に上面に配線パターンを備えた絶縁基板１２１と、絶縁基板上の配線パターン上に並置されるパッケージデバイスとしての水晶振動子１２２、及び他のチップ部品１２３と、これらの搭載部品を含む絶縁基板の上部を包囲するケース１２４と、を備えている。各部品の配置は、（ｃ）に示す如くである。
また、図６（ｂ）の水晶発振器は、絶縁基板１２１の上面適所に形成したキャビティ１２５内にＩＣ部品１２６をベアチップ実装した状態で、キャビティ１２５の上部開口を塞ぐように絶縁基板１２１の上面に水晶振動子１２２を実装している。
しかし、上記第３の従来例に係る水晶発振器にあっては、パッケージデバイスとしての水晶振動子１２２を如何に小型化したとしても、その占有面積分だけ絶縁基板上に他のチップ部品の実装ができなくなり、小型化を推進する上での障害となる。また、この水晶発振器の低背化を図る上でも障害となる。
また、これらのモジュール化された電子部品の絶縁基板には、セラミック基板が多用されているため、コスト増という問題の他に、割れの多発という強度面での問題も生じる。
特開２００１−１７７３４６特開平１１−３５５０４７号特開２０００−２７８０４７特開平６−１５２０９６号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、複数の関連した部品群をモジュールとしてパッケージ化した各種表面実装用電子部品の小型化、低背化を更に図ることを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、底部に表面実装用の外部電極を備えると共に上部に配線パターンを備えた絶縁基板と、前記配線パターン上に搭載される複数のチップ部品と、該チップ部品を含む絶縁基板上面を包囲するケースと、該絶縁基板に搭載されるパッケージデバイスと、を備えた表面実装用電子部品において、前記パッケージデバイスは、実装用パッドを設けた底面を上向きにした状態で、前記絶縁基板上面に設けたキャビティ内に嵌合配置され、該パッケージデバイス底面のパッド上に前記チップ部品を搭載したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記キャビティの底部に、更に他のキャビティを形成し、該他のキャビティ内にベアチップ部品を収容配置したことを特徴とする。

従来、絶縁基板上において大きなスペースを占めていたパッケージデバイスの占有領域までも、チップ部品の搭載スペースとして活用することが可能となり、表面実装用電子部品の占有面積の小型化を図れる。また、高さのあるパッケージデバイスを絶縁基板に設けたキャビティ内に嵌合させるので、低背化をも実現することができる。また、生産性を高めて信頼性を高め、低コスト化を実現できる。
また、ベアチップのＩＣ部品をキャビティ内に収容することにより、湿気等から保護することができる。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装用電子部品の一例としてのＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面図、及び要部平面図である。
このＳＡＷデバイス１は、底部に表面実装用の外部電極６を備えると共に上面にキャビティ７及び図示しない配線パターンを備えた樹脂製の絶縁基板５と、キャビティ（座繰り穴）７内に底面（電極パッド形成面）を上向きにした状態で嵌合収容されるパッケージデバイスとしてのＳＡＷフィルタ１０と、ＳＡＷフィルタ１０の底面を含む絶縁基板５の上面に搭載されるチップ部品１５と、チップ部品１５を含む絶縁基板上面を包囲するケース２０と、を備えている。
本発明の特徴的な構成は、ＳＡＷフィルタ１０をその金属蓋１０ｂを下向きにしてキャビティ７内に嵌合し、しかもＳＡＷフィルタ１０の容器本体１０ａの底面に通常実装のためのパッドの他に、抵抗やコンデンサなどのチップ部品１５を搭載するためのパッド及び配線パターンが施され、チップ部品の実装が可能となっている。
なお、キャビティ内に収容したＳＡＷフィルタ１０と絶縁基板側の配線パターンとの接続は、半田、又はボンディングワイヤ８によって実現され、回路を形成する。なお、ＳＡＷフィルタ１０をキャビティ７内に収容した状態で接着剤等によって固定することにより実装強度を高めるようにしてもよい。

このように本発明の表面実装用電子部品は、底面にチップ部品を実装するためのパッド及び配線パターンを形成したパッケージデバイスとしてのＳＡＷフィルタ１０を、当該手面を上向きにした状態で絶縁基板５に設けたキャビティ７内に嵌合配置し、ＳＡＷフィルタの底面にチップ部品を搭載するようにしたので、これまで絶縁基板上において大きなスペースを占めていたパッケージデバイスの占有領域までも、チップ部品の搭載スペースとして活用することが可能となる。このため、表面実装用電子部品の占有面積の小型化を図れる。また、高さのあるパッケージデバイスを絶縁基板に設けたキャビティ内に嵌合させるので、低背化をも実現することができる。また、特性の保証されたパッケージデバイスの使用が可能となるため、開発効率を向上でき、製品の信頼性が高まる。製造に際して、手数のかかる特殊な技術、製造工程を必要としないため、既存の製造設備等により製造が可能であり、量産性に優れ、歩留まり向上、低コスト化に貢献できる。また、絶縁基板５の構成材料として、セラミックにこだわることなく、樹脂材料等を用いて多彩なモジュール構造を構築できる。特に、樹脂系基板材料を使用すればモジュールの小型化が図れるばかりでなく、基板の割れなどの強度面の信頼性を高め、低コスト、高信頼性のモジュールを提供できる。更に、現状では、低背化のために絶縁基板の厚みが薄くなる方向であるが、本発明では絶縁基板の厚みを薄くすることなくモジュールの低背化が図れ、絶縁基板の内層を利用した高品位な配線、更にはパッシブ素子の内層化も容易に実現可能となり、回路実装密度を飛躍的に向上できることとなる。

次に、図２は本発明の第２の実施形態に係る表面実装用電子部品としてのＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面図である。この実施形態に係るＳＡＷデバイス１は、絶縁基板５に設けたキャビティ７の底部に、更に他のキャビティ９を段差状に形成し、他のキャビティ９内にベアチップ部品としてのＩＣ部品２５を収容配置した構成が特徴的である。
この際、キャビティ９内にメッキ処理を施して金属膜を形成することにより、ベアチップＩＣ部品２５に対する気密性を確保することが可能となる。
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

次に、図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る表面実装用電子部品としてのＳＡＷデバイス（ＳＡＷ共振子３０を用いたＰＬＬモジュール）の構成を示す縦断面図、及び要部構成図である。この例では、絶縁基板５のキャビティ７内にＳＡＷ共振子３０だけを収容するのではなく、（ｂ）に示すようにプリント基板３１の片面３１ａにＳＡＷ共振子３０と、発振回路等を構成する電子部品３２を搭載したＶＣＯユニット３３を収容した構成が特徴的である。（ａ）のようにプリント基板３１の他面３１ｂと基板５の上面にはＰＬＬ回路を構成する電子部品１５が搭載される。キャビティ７の底面には必要に応じてベアチップＩＣ部品２５を搭載する。
キャビティ７の周縁部にはプリント基板３１を着座させる浅い段差７ａを形成しておくことにより、プリント基板３１の他面３１ｂが基板５の上面と面一になるように構成するのが好ましい。
なお、上記各実施形態ではパッケージデバイスの一例としてＳＡＷフィルタ１０を例示したが、本発明はＳＡＷフィルタ以外の圧電デバイス、その他の電子デバイスを使用した表面実装用電子部品一般に適用することができる。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装用電子部品の一例としてのＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面図、及び要部平面図。本発明の第２の実施形態に係る表面実装用電子部品としてのＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面図。（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る表面実装用電子部品としてのＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面図、及び要部構成図。（ａ）及び（ｂ）は従来の二階建て構造型モジュールとしての表面実装型ＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面略図。シングルシール構造の表面実装型ＳＡＷデバイスの断面図。（ａ）及び（ｂ）は従来例に係るモジュール化したＳＡＷデバイスの構成を示す縦断面図、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）のモジュールに共通する平面構成図。

符号の説明

１ＳＡＷデバイス、５絶縁基板、６外部電極、７キャビティ、８ボンディングワイヤ、９キャビティ、１０ＳＡＷフィルタ、１０ａ容器本体、１０ｂ金属蓋、１５チップ部品、３０ＳＡＷ共振子、３１プリント基板、３２電子部品、３３ＶＣＯユニット。

Claims

底部に表面実装用の外部電極を備えると共に上部に配線パターンを備えた絶縁基板と、前記配線パターン上に搭載される複数のチップ部品と、該チップ部品を含む絶縁基板上面を包囲するケースと、該絶縁基板に搭載されるパッケージデバイスと、を備えた表面実装用電子部品において、
前記パッケージデバイスは、実装用パッドを設けた底面を上向きにした状態で、前記絶縁基板上面に設けたキャビティ内に嵌合配置され、該パッケージデバイス底面のパッド上に前記チップ部品を搭載したことを特徴とする表面実装用電子部品。
前記キャビティの底部に、更に他のキャビティを形成し、該他のキャビティ内にベアチップ部品を収容配置したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用電子部品。