JP2006253506A - 複合基板装置及び複合基板装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の基板で構成される複合基板装置を低コスト化する。
【解決手段】 回路を構成する電子部品１１の搭載されたマザーボード１０に、回路を構成する電子部品２１の搭載されたモジュール基板２０を、搭載する。マザーボード１０の表面に形成された電極端子１２と、モジュール基板２０の表面に形成された電極端子２２とを、電子部品２３で接続し、マザーボード１０の有する回路とモジュール基板２０の有する回路とを接続する。電子部品２３により、マザーボード１０とモジュール基板２０とを接続することにより、モジュール基板２０に端面電極が不要になると共に、マザーボード１０とモジュール基板２０とを接続するためのリードが不要になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の基板で構成された複合基板装置及び複合基板装置の製造方法に関する。

通信装置等を構成する場合には、高周波信号を処理する電子部品をモジュール基板に搭載し、モジュール基板をマザーボードに搭載することがある。
モジュール基板をマザーボードに搭載する場合には、モジュール基板に予め電子部品をはんだ付けした後、モジュール基板とマザーボードとの位置合わせをした上で、モジュール基板をマザーボードに実装する。

モジュール基板の実装方法としては、モジュール基板に端面電極が形成されている場合には、はんだリフロー又ははんだごてを使用したはんだ付けで端面電極とマザーボードの電極端子とを接続する。モジュール基板の表面に電極端子が形成されている場合には、はんだごてを用いたリードのはんだ付けでモジュール基板の電極端子とマザーボードの電極端子とを接続する。下記特許文献１のようにボンディングワイヤでモジュール基板の電極端子とマザーボードの電極端子とを接続することもある。
特開２００３−１１００５１号公報

しかしながら、基板の表面から裏面に通じる金属で構成される端面電極を、モジュール基板の端部に形成すると、モジュール基板の製作費が上昇する。また、リードやボンディングワイヤを用いる場合には、そのリードやボンディングワイヤの部材が必要であり、コストの低減が困難である。
本発明は、以上のような実情を鑑みてなされた発明であり、複数の基板で構成される複合基板装置を低コストで製作できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る複合基板装置は、
第１の回路を有する第１の基板と、
第２の回路を有するとともに前記第１の基板に搭載された第２の基板と、
前記第１の回路と前記第２の回路とを接続する電子部品と、
を備えることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、第１の基板の第１の回路と第２の基板の第２の回路とが、電子部品で接続されるので、第１の基板と第２の基板とを接続するための端面電極を第１の基板に作製する必要がない。また、第１の回路と第２の回路とを接続するためのリードやボンディングワイヤも不要である。

尚、前記第１の基板には、凹部が形成され、
前記凹部に前記第２の基板が収容されていてもよい。

また、前記電子部品は、前記第２の基板の有する第２の回路を覆うシールドケースであってもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る複合基板装置の製造方法は、
第２の回路を有する第２の基板を、第１の回路を有する第１の基板に搭載する基板搭載工程と、
前記第１の回路と前記第２の回路とに電子部品を接続して該第１の回路と第２の回路とを該電子部品を介して接続する接続工程と、
を含むことを特徴とする。

尚、前記第１の基板には、凹部が形成され、
前記基板搭載工程では、前記凹部に前記第２の基板を収容してもよい。

また、前記電子部品は、前記第２の基板の有する第２の回路を覆うシールドケースであってもよい。

第１の基板の第１の回路と第２の基板の第２の回路とが、電子部品で接続されるので、第１の基板と第２の基板とを接続するための端面電極が不要であるとともに、リードやボンディングワイヤも不要である。よって、複合基板装置のコストを低減できる。また、本来第１の基板に組込まれる電子部品で、第１の回路と第２の回路を接続するようにすると、第１の基板の面積を小さくすることが可能であり、さらなる低コスト化が期待できる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合基板装置の正面図である。
この複合基板装置は、マザーボード１０と、マザーボード１０に搭載されたモジュール基板２０とを備えている。

マザーボード１０の表面には、所定数の電子部品１１が搭載されると共に電極端子１２が形成されている。電子部品１１は、例えばはんだごてを用いたはんだ付けによってマザーボード１０上の図示しない配線パターンに接続され、これらの電子部品１１により、回路が形成されている。電極端子１２は、マザーボード１０の有する回路をモジュール基板２０の有する回路に接続するための端子である。

マザーボード１０の表面のモジュール基板２０を搭載した位置には、接着部材１３が塗布され、接着部材１３の上にモジュール基板２０が載置され、マザーボード１０上に固定されている。

モジュール基板２０の表面には、所定数の電子部品２１が搭載されるとともに、電極端子２２が形成されている。電子部品２１は、例えばはんだごてを用いたはんだ付けによってモジュール基板２０上の図示しない配線パターンに接続され、電子部品２１により、回路が形成されている。電極端子２２は、モジュール基板２０の有する回路をマザーボード１０の有する回路に接続するための端子である。

マザーボード１０の電極端子１２とモジュール基板２０の電極端子２２とは、抵抗、フェライトビーズ、インダクタ等の電子部品２３により、接続されている。即ち、電子部品２３の一端が電極端子１２にはんだ付けで接続され、電子部品２３の他端が電極端子２２にはんだ付けで接続されている。

図２（ａ），（ｂ）は、図１の複合基板装置の製造方法の一例を示す説明図である。
図１の複合基板装置は、図２（ａ）の基板搭載工程と図２（ｂ）の接続工程とを行うことにより、製造される。

基板搭載工程では、電子部品１１を搭載したマザーボード１０と、電子部品２１を搭載したモジュール基板２０とを用意し、マザーボード１０の表面のモジュール基板２０の載置予定位置に、接着部材１３を塗布しておく。マザーボード１０の表面の接着部材１３の塗布された位置に、モジュール基板２０を載置し、モジュール基板２０を、接着部材１３でマザーボード１０に固定する。

接続工程では、電子部品２３を用意し、はんだごてを用いたはんだ付けで、電子部品２３の一端を電極端子１２に接続し、電子部品２３の他端を電極端子２２に接続する。

以上のように電子部品２３によって電極端子１２と電極端子２２とが接続された図１の複合基板装置は、次のような利点を奏する。

（１） モジュール基板２０の端面に端面電極を形成する必要がなく、モジュール基板２０のコストを抑制することができ、複合基板装置のコストを低減できる。

（２） 電極端子１２，２２間を接続するためのリードやボンディングワイヤが省略でき、低コストの複合基板装置を実現できる。

（３） 電子部品２３を、従来ではモジュール基板２０に搭載される部品にすると、モジュール基板２０に電子部品２３を搭載するスペースを確保する必要がなくなり、モジュール基板２０の面積を小さくすることができる。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る複合基板装置の正面図である。
この複合基板装置は、マザーボード３０と、マザーボード３０に搭載されたモジュール基板４０とを備えている。

マザーボード３０の表面には、所定数の電子部品３１が搭載されると共に電極端子３２が形成されている。電子部品３１は、例えばはんだごてを用いたはんだ付けによってマザーボード３０上の図示しない配線パターンに接続され、これらの電子部品３１により、回路が形成されている。電極端子３２は、マザーボード３０の有する回路をモジュール基板４０の有する回路に接続するための端子である。

マザーボード３０には、さらに、凹部３３が形成され、凹部３３の底面に接着部材３４が塗布されている。
モジュール基板４０は、凹部３３に収容され、接着部材３４により、マザーボード３０に固定されている。モジュール基板４０が凹部３３に収容されることにより、モジュール基板４０の表面の高さは、マザーボード３０の表面の高さとほぼ等しくなっており、複合基板装置が低背化されている。

モジュール基板４０の表面には、所定数の電子部品４１が搭載されるとともに、電極端子４２が形成されている。電子部品４１は、例えばはんだごてを用いたはんだ付けによってモジュール基板４０上の図示しない配線パターンに接続され、電子部品４１により、回路が形成されている。電極端子４２は、モジュール基板４０の有する回路をマザーボード３０の有する回路に接続するための端子である。

マザーボード３０の電極端子３２とモジュール基板４０の電極端子４２とは、抵抗、フェライトビーズ、インダクタ、チップコンデンサ等の電子部品４４により、接続されている。即ち、電子部品４４一端が電極端子３２にはんだ付けで接続され、電子部品４４の他端が電極端子４２にはんだ付けで接続されている。

図４（ａ），（ｂ）は、図３の複合基板装置の製造方法の一例を示す説明図である。
図４の複合基板装置は、図４（ａ）の基板搭載工程と図４（ｂ）の接続工程とを行うことにより、製造される。

基板搭載工程では、電子部品３１を搭載したマザーボード３０と、電子部品４１を搭載したモジュール基板４０とを用意し、マザーボード３０の凹部３３に接着部材３４を塗布しておく。マザーボード３０の凹部３３に、モジュール基板４０を挿入し、モジュール基板４０を、接着部材３４でマザーボード３０に固定する。

接続工程では、電子部品４４を用意し、はんだごてを用いたはんだ付けで、電子部品４４の一端を電極端子３２に接続し、電子部品４４の他端を電極端子４２に接続する。

以上のように電子部品４４によって電極端子３２と電極端子４２とが接続された本実施形態の図３の複合基板装置は、第１の実施形態の利点（１）〜（３）と同様の利点を有する。また、本実施形態の複合基板装置は、マザーボード３０に凹部３３を形成して、モジュール基板４０を収容するので、複合基板装置の低背化が実現できる。

［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係る複合基板装置の正面図である。
この複合基板装置は、マザーボード５０と、マザーボード５０に搭載されたモジュール基板６０と、シールドケース７０とを備えている。

マザーボード５０の表面には、所定数の電子部品５１が搭載されると共にグランド電極５２が形成されている。電子部品５１は、例えばはんだごてを用いたはんだ付けによってマザーボード５０上の図示しない配線パターンに接続され、これらの電子部品５１により、回路が形成されている。グランド電極５２は、マザーボード５０の有するグランドをモジュール基板６０の有するグランドに接続するための端子である。マザーボード５０には、さらに、凹部５３が形成され、凹部５３の底面には、電子部品５１と導通を持つ電極パターン５４が形成されている。

モジュール基板６０は、凹部５３に収容されている。モジュール基板６０が凹部５３に収容されることにより、モジュール基板６０の表面の高さは、マザーボード５０の表面の高さとほぼ等しくなっており、複合基板装置が低背化されている。

モジュール基板６０の表面には、所定数の電子部品６１が搭載されるとともに、グランド電極６２が形成されている。電子部品６１は、例えばはんだごてを用いたはんだ付けによってモジュール基板６０上の図示しない配線パターンに接続され、電子部品６１により、回路が形成されている。モジュール基板６０の裏面には、電子部品６１と導通を持つ電極パターン６３が形成され、電極パターン６３が電極パターン５４とはんだで接続されている。グランド電極６２は、モジュール基板６０の有するグランドをマザーボード５０の有するグランドに接続するための端子である。

シールドケース７０は、モジュール基板６０上の電子部品６１を覆って遮蔽するものであり、筒状のケース基体７１と天板７２とで構成されている。ケース基体７１の一端がマザーボード５０或いはモジュール基板６０に載置され、ケース基体７１の他端に、天板７２が着脱自在に取付けられている。

ケース基体７１の内周面とグランド電極６２とがはんだ付けで接続され、ケース基体７１の外周面とグランド電極５２とがはんだ付け接続されている。

図６（ａ），（ｂ）は、図５の複合基板装置の製造方法の一例を示す説明図である。
図５の複合基板装置は、図６（ａ）の基板搭載工程と図６（ｂ）の接続工程とを行うことにより、製造される。

基板搭載工程では、電子部品５１を搭載したマザーボード５０と、電子部品６１を搭載したモジュール基板６０とを用意し、マザーボード５０の凹部５３の電極パターン５４にクリームはんだを塗布しておく。モジュール基板６０を凹部５３に挿入して加熱してクリームはんだをリフローし、モジュール基板６０の電極パターン６３を、凹部５３の電極パターン５４に接続する。

接続工程では、シールドケース７０のケース基体７１を用意し、ケース基体７１がモジュール基板６０上の電子部品６１及びグランド電極６２を囲むように載置する。そして、ケース基体７１の外周面を、はんだごてを用いたはんだ付けでグランド電極５２に接続し、ケース基体７１の内周面をはんだごてを用いたはんだ付けでグランド電極６２に接続する。ケース基体７１の接続が完了した後、天板７２をケース基体７１に取り付ける。

以上のように本実施形態の複合基板装置では、シールドケース７０でグランド電極５２とグランド電極６２とを接続するので、マザーボード５０の持つグランドとモジュール基板６０の持つグランドとが、端面電極やリード等で接続されないので、シールドを持つ複合基板装置の低コスト化が可能である。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されものではなく、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。

（ａ） 電子部品１１，２１，３１，４１，５１，６１は、搭載工程の前にマザーボード１０，３０，５０やモジュール基板２０，４０，６０に搭載されているものとして説明したが、マザーボード１０，３０，５０にモジュール基板２０，４０，６０を搭載した後に、電子部品１１，２１，３１，４１，５１，６１を搭載してもよい。

（ｂ） 電子部品１１，２１，３１，４１，５１，６１のマザーボード１０，３０，５０やモジュール基板２０，４０，６０への搭載方法は、はんだ付け方法は、用途に適した所定の方法で搭載することが可能である。

（ｃ） 図１の複合基板装置では、モジュール基板２０をマザーボード１０に塗布した接着部材１３に載置したが、マザーボード１０にモジュール基板２０を固定するためのダイパッドを配置し、ダイパッド上にモジュール基板２０を載置するようにしてもよい。

（ｄ） 図５の複合基板装置では、マザーボード５０に凹部５３を形成し、凹部５３にモジュール基板６０を収容したが、図１の複合基板装置と同様に、凹部５３を形成せず、板状のマザーボード５０の上にモジュール基板６０を搭載してもよい。

（ｅ） 第１の実施形態のマザーボード１０、第２の実施形態のマザーボード３０及び第３の実施形態のマザーボード５０は、両面基板で構成しても良いし、４層基板或いは８層基板等の多層基板で構成しても良い。

（ｆ） 第１の実施形態のモジュール基板２０、第２の実施形態のモジュール基板４０及び第３の実施形態のモジュール基板６０は、両面基板で構成しても良いし、４層基板或いは８層基板等の多層基板で構成しても良い。

本発明の第１の実施形態に係る複合基板装置の正面図である。 図１の複合基板装置の製造方法の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る複合基板装置の正面図である。 図３の複合基板装置の製造方法の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る複合基板装置の正面図である。 図５の複合基板装置の製造方法の一例を示す図である。

符号の説明

１０，３０，５０ マザーボード
１１，２１，２３，３１，４１，４４，５１，６１ 電子部品
１２，２２，３２，４２ 電極端子
２０，４０，６０ モジュール基板
３３，４３ 凹部
５２，６２ グランド電極
７０ シールドケース
７１ ケース基体
７２ 天板

Claims (6)

1. 第１の回路を有する第１の基板と、
   第２の回路を有するとともに前記第１の基板に搭載された第２の基板と、
   前記第１の回路と前記第２の回路とを接続する電子部品と、
   を備えることを特徴とする複合基板装置。
2. 前記第１の基板には、凹部が形成され、
   前記凹部に前記第２の基板が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の複合基板装置。
3. 前記電子部品は、前記第２の基板の有する第２の回路を覆うシールドケースであることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合基板装置。
4. 第２の回路を有する第２の基板を、第１の回路を有する第１の基板に搭載する基板搭載工程と、
   前記第１の回路と前記第２の回路とに電子部品を接続して該第１の回路と第２の回路とを該電子部品を介して接続する接続工程と、
   を含むことを特徴とする複合基板装置の製造方法。
5. 前記第１の基板には、凹部が形成され、
   前記基板搭載工程では、前記凹部に前記第２の基板を収容することを特徴とする請求項４に記載の複合基板装置の製造方法。
6. 前記電子部品は、前記第２の基板の有する第２の回路を覆うシールドケースであることを特徴とする請求項４又は５に記載の複合基板装置の製造方法。
   

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