JP2008072175A - Composite electronic component and fixing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合電子部品及びその固定構造に関し、詳しくは、アンテナ素子を内蔵する複合電子部品及びその固定構造に関する。 The present invention relates to a composite electronic component and a fixing structure thereof, and more particularly to a composite electronic component incorporating an antenna element and a fixing structure thereof.
従来、ミリ波、準ミリ波領域に使用可能のアンテナ素子を内蔵する複合電子部品が提供されている。 Conventionally, composite electronic components incorporating antenna elements that can be used in the millimeter wave and quasi-millimeter wave regions have been provided.
例えば図19の(1)上面図、(2)断面図に示したアンテナ素子を内蔵する複合電子部品(半導体モジュール)は、ミリ波又は準ミリ波に使用されるアンテナ素子105と、周波数変換回路及び増幅回路を構成する半導体集積回路106,107とが、配線基板101の上面に形成され、これらが封止カバー112で気密封止されている。
For example, the composite electronic component (semiconductor module) including the antenna element shown in (1) top view and (2) cross-sectional view of FIG. 19 includes an
アンテナ素子105は、パッチアンテナ、スロットアンテナ等の平面アンテナであり、誘電体基板104上にアンテナ板が形成されている。周波数変換回路及び増幅回路は、GaAs半導体基板に形成されている半導体集積回路106,107によって構成されている。配線基板101は、銅板などの良導電体材料の基板であり、その大きさは25mm×50mmである。封止カバー112には、アンテナの電磁波透過窓102が形成されている。封止カバー112は、アンテナ素子105に対向する一部領域が非導電性の部材で形成され、他の領域が導電性の部材で形成されており、周波数変換回路及び増幅回路に対する電磁シールドと同時にアンテナ素子105から電波を装置外部に確実に放射することが可能である。
The
アンテナ素子105は、封止カバー112の電磁波透過窓102に対向して、誘電体基板104上に形成されている。誘電体基板104の大きさは、アンテナ素子105のアンテナ板のパッチサイズの数倍の大きさ以上であるが、アンテナ素子105を内蔵する複合電子部品全体の大きさから、当然にその大きさが制限される。
The
配線基板101の裏面には、IF信号導入端子110と電源導入端子111とが設けられている。電源導入端子111を通して、半導体集積回路106,107にそれぞれバイアス電源が供給される。
An IF
配線基板101には、複合電子部品を他の機器に取り付けるためのネジ貫通穴108が形成されている。(例えば、特許文献1参照)。
近年、大容量通信を必要とするマルチメディア用無線通信システムの機器の小型化と低価格化の要求が増している。小型化機器に対応したアンテナ素子を内蔵する半導体モジュールを、大容量通信を必要とするマルチメディア用無線通信システムのサブシステムとして使用することにより、種々の環境におけるマルチメディア通信が可能となる。 In recent years, there has been an increasing demand for downsizing and cost reduction of devices in multimedia wireless communication systems that require large-capacity communication. Multimedia communication in various environments is possible by using a semiconductor module incorporating an antenna element corresponding to a miniaturized device as a subsystem of a multimedia wireless communication system that requires large-capacity communication.
しかしながら、図19に示した従来のアンテナ素子を内蔵する複合電子部品には、次のような問題点がある。 However, the composite electronic component incorporating the conventional antenna element shown in FIG. 19 has the following problems.
(1)同一配線基板の平面上にアンテナ素子と周波数変換回路及び増幅回路を形成しているため、配線基板の小型化、低価格の実現は困難である。 (1) Since the antenna element, the frequency conversion circuit, and the amplifier circuit are formed on the same wiring board, it is difficult to reduce the size and cost of the wiring board.
(2)アンテナ素子は誘電体基板上に形成している。誘電体基板の大きさは、アンテナ板のパッチサイズの数倍の大きさ以上となるため、アンテナ素子を内蔵する複合電子部品全体の大きさが制限され、小型化が困難である。 (2) The antenna element is formed on a dielectric substrate. Since the size of the dielectric substrate is more than several times the patch size of the antenna plate, the overall size of the composite electronic component incorporating the antenna element is limited, and it is difficult to reduce the size.
(3)同一配線基板上にアンテナ素子と周波数変換回路及び増幅回路を形成しているため、アンテナ素子と、周波数変換回路及び増幅回路の間で起きる電磁的相互干渉を防ぐ電磁遮蔽板を設ける必要がある。これにより、配線回路の配置に制約が生じ、設計の自由度を広くとれない。 (3) Since the antenna element, the frequency conversion circuit, and the amplification circuit are formed on the same wiring board, it is necessary to provide an electromagnetic shielding plate that prevents electromagnetic mutual interference occurring between the antenna element and the frequency conversion circuit and the amplification circuit. There is. As a result, the arrangement of the wiring circuit is restricted, and the degree of design freedom cannot be increased.
(4)封止カバーに関して、アンテナ素子から電波を装置外部に確実に放射させるために、アンテナ素子に対向する一部領域を非導電性にする必要がある。またその領域に電磁波透過窓を形成する必要がある。そして、他の領域は周波数変換回路及び増幅回路に対する電磁シールドのため導電性にする必要がある。そのため、封止カバーの構成が複雑になり、製作の工数がかかりコスト高である。 (4) With respect to the sealing cover, in order to reliably radiate radio waves from the antenna element to the outside of the apparatus, it is necessary to make a partial region facing the antenna element non-conductive. In addition, it is necessary to form an electromagnetic wave transmission window in that region. The other regions need to be conductive for electromagnetic shielding against the frequency conversion circuit and the amplification circuit. For this reason, the structure of the sealing cover becomes complicated, which requires man-hours for manufacturing and is expensive.
(5)配線基板上に形成されたアンテナ素子と、周波数変換回路及び増幅回路とを気密封止しているため、気密封止に費やす工数や気密封止のためのカバーを製作する必要があり、コスト高である。 (5) Since the antenna element formed on the wiring board and the frequency conversion circuit and the amplifier circuit are hermetically sealed, it is necessary to manufacture a man-hour for hermetic sealing and a cover for hermetic sealing. The cost is high.
本発明は、かかる実情に鑑み、アンテナ特性が劣化することなく、簡単な構成で小型化することができる、複合電子部品及びその固定構造並びにアンテナ装置を提供しようとするものである。 In view of such a situation, the present invention is intended to provide a composite electronic component, a fixing structure thereof, and an antenna device that can be reduced in size with a simple configuration without deterioration of antenna characteristics.
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した複合電子部品を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a composite electronic component configured as follows.
複合電子部品は、少なくとも一方主面に表面実装型電子部品が搭載された配線基板と、前記配線基板の前記一方主面に接合されて前記表面実装型電子部品を覆うケースとを備える。前記ケースは、(a)ケース本体に保持され、前記配線基板に沿って延在し、無線信号を送信及び/又は受信するためのアンテナ板と、(b)前記ケース本体に保持され、前記アンテナ板と前記配線基板との間に延在するグランド板とを含む。前記グランド板は、前記ケース本体よりも外側に延出している延出部分を有する。 The composite electronic component includes a wiring board having a surface-mounted electronic component mounted on at least one main surface, and a case that is bonded to the one main surface of the wiring board and covers the surface-mounted electronic component. The case includes: (a) an antenna plate that is held by the case body and extends along the wiring board, and transmits and / or receives a radio signal; and (b) the antenna body that is held by the case body. A ground plate extending between the board and the wiring board. The ground plate has an extending portion that extends outward from the case body.
上記構成において、アンテナ板やグランド板は、ケース本体から露出していても、ケース本体の内部に配置されていてもよい。 In the above configuration, the antenna plate and the ground plate may be exposed from the case body or may be disposed inside the case body.
上記構成によれば、グランド板は、延出部分がケース本体からはみ出すことによってアンテナ板を十分にカバーするので、配線基板に搭載された表面実装型電子部品とアンテナとの電磁的相互干渉によるアンテナ特性の劣化を、効果的に防ぐことができる。 According to the above configuration, the ground plate sufficiently covers the antenna plate by the extended portion protruding from the case main body, so that the antenna due to electromagnetic mutual interference between the surface mount type electronic component mounted on the wiring board and the antenna. The deterioration of characteristics can be effectively prevented.
上記構成によれば、複合電子部品を小型化してもアンテナ特性が劣化しないようにすることができる。また、簡単な構成で小型化でき、配線基板に表面実装電子部品を自由に配置することができる。 According to the above configuration, the antenna characteristics can be prevented from deteriorating even if the composite electronic component is downsized. In addition, the size can be reduced with a simple configuration, and surface mount electronic components can be freely arranged on the wiring board.
好ましくは、前記グランド板の前記延出部分に、前記複合電子部品をハウジング部材に位置決めするための少なくとも一つの位置決め部が形成されている。 Preferably, at least one positioning portion for positioning the composite electronic component on the housing member is formed in the extended portion of the ground plate.
上記構成において、位置決め部は、グランド板の延出部分に、貫通穴や切り欠き、折り曲げ部などを加工することにより、簡単に形成することができる。 In the above configuration, the positioning portion can be easily formed by processing a through hole, a notch, a bent portion, or the like in the extended portion of the ground plate.
上記構成によれば、複合電子部品は、小型化しても、位置決め部によってハウジング部材に対して容易に、かつ正確に位置決めすることができる。 According to the above configuration, the composite electronic component can be easily and accurately positioned with respect to the housing member by the positioning portion even if the composite electronic component is downsized.
好ましくは、前記ケース本体は樹脂製である。 Preferably, the case body is made of resin.
この場合、樹脂の誘電率は樹脂の添加物量で調整することができるので、小型化が実現できる。 In this case, the dielectric constant of the resin can be adjusted by the amount of additive of the resin, so that downsizing can be realized.
好ましくは、前記アンテナ板及び前記グランド板は、樹脂モールドにより樹脂製の前記ケース本体と一体成型されている。 Preferably, the antenna plate and the ground plate are integrally formed with the resin case body by a resin mold.
この場合、アンテナ板とグランド板との間隔を正確に保ちながらケース本体と一体成型することができるので、アンテナ特性のばらつきをなくすことができる。 In this case, since it can be integrally formed with the case body while accurately maintaining the distance between the antenna plate and the ground plate, variations in antenna characteristics can be eliminated.
好ましくは、前記ケース本体に、前記配線基板への電源供給用の電源供給端子が設けられている。 Preferably, the case body is provided with a power supply terminal for supplying power to the wiring board.
この場合、ケース側の電源供給端子を配線基板に接合することにより、ケースと配線基板とを接合することができる。簡単な構成で、電源供給端子と外部電源とを接続することができる上、電源供給端子の接続による拘束のため複合電子部品に熱応力等の無理な力が作用しないようにすることも容易である。 In this case, the case and the wiring board can be joined by joining the power supply terminal on the case side to the wiring board. With a simple configuration, it is possible to connect the power supply terminal and the external power supply, and it is easy to prevent excessive force such as thermal stress from acting on the composite electronic component due to the restriction by the connection of the power supply terminal. is there.
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した複合電子部品の固定構造を提供する。 Moreover, in order to solve the said subject, this invention provides the fixing structure of the composite electronic component comprised as follows.
複合部品の固定構造は、表面実装型電子部品を搭載した配線基板と、前記表面実装型電子部品を覆うように前記配線基板に接合されたケースとを備えた複合電子部品を、ハウジング部材に位置決めする、複合電子部品の固定構造である。前記複合電子部品の前記ケースは、(a)ケース本体に保持され、前記配線基板に沿って延在し、無線信号を送信及び/又は受信するためのアンテナ板と、(b)前記ケース本体に保持され、前記アンテナ板と前記配線基板との間に延在し、前記ケース本体から外部に延出している延出部分を有する、グランド板とを含む。前記複合電子部品は、前記グランド板の前記延出部分を介して前記ハウジング部材に位置決めされる。 The composite component fixing structure positions a composite electronic component including a wiring board on which a surface-mounted electronic component is mounted and a case joined to the wiring board so as to cover the surface-mounted electronic component on a housing member. This is a structure for fixing a composite electronic component. The case of the composite electronic component is (a) an antenna plate that is held by the case body, extends along the wiring board, and transmits and / or receives a radio signal; and (b) the case body. A ground plate that is held and extends between the antenna plate and the wiring board and has an extending portion that extends outward from the case body. The composite electronic component is positioned on the housing member through the extended portion of the ground plate.
上記構成において、アンテナ板やグランド板は、ケース本体から露出していても、ケース本体の内部に配置されていてもよい。 In the above configuration, the antenna plate and the ground plate may be exposed from the case body or may be disposed inside the case body.
複合電子部品の位置決めは、例えば、グランド板の延出部分の外縁をハウジング部材の所定部分に当接させることにより行うことができる。グランド板の延出部分に、位置決めのための切り欠きや折り曲げ部などの適宜な位置決め部を設け、そのような位置決め部にピンを係合するなどしてもよい。 The positioning of the composite electronic component can be performed, for example, by bringing the outer edge of the extended portion of the ground plate into contact with a predetermined portion of the housing member. An appropriate positioning portion such as a notch for positioning or a bent portion may be provided in the extended portion of the ground plate, and a pin may be engaged with such a positioning portion.
上記構成によれば、グランド板に延出部分を設けることにより、複合電子部品を小型化してもアンテナ特性が劣化しないようにすることができる。 According to the above configuration, by providing the extended portion on the ground plate, the antenna characteristics can be prevented from deteriorating even if the composite electronic component is downsized.
好ましくは、前記複合電子部品の前記グランド板の前記延出部分に位置決め用穴が設けられ、前記位置決め用穴に、前記ハウジング部材に設けられた位置決め用ピンがはめ込まれて、前記複合電子部品が前記ハウジング部材に位置決めされる。 Preferably, a positioning hole is provided in the extended portion of the ground plate of the composite electronic component, and a positioning pin provided in the housing member is fitted into the positioning hole, so that the composite electronic component is Positioned on the housing member.
この場合、簡単な構成で、正確に位置決めすることができる。 In this case, accurate positioning can be performed with a simple configuration.
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したアンテナ装置を提供する。 Moreover, in order to solve the said subject, this invention provides the antenna apparatus comprised as follows.
アンテナ装置は、保持部材と、前記保持部材の表面に沿って保持されたアンテナ板材と、前記アンテナ板と平行に前記保持部材に保持されたグランド板とを備えたタイプのものである。前記グランド板は、前記保持部材よりも外側に延出している延出部分を有する。 The antenna device is of a type including a holding member, an antenna plate member held along the surface of the holding member, and a ground plate held by the holding member in parallel with the antenna plate. The ground plate has an extending portion that extends outward from the holding member.
上記構成において、アンテナ板やグランド板は、保持部材から露出していても、保持部材の内部に配置されていてもよい。 In the above configuration, the antenna plate and the ground plate may be exposed from the holding member or may be disposed inside the holding member.
上記構成によれば、複合電子部品を小型化してもアンテナ特性が劣化しないようにすることができる。 According to the above configuration, the antenna characteristics can be prevented from deteriorating even if the composite electronic component is downsized.
本発明の複合電子部品及びその固定構造並びにアンテナ装置によれば、アンテナ特性が劣化することなく、簡単な構成で小型化することができる。 According to the composite electronic component, the fixing structure thereof, and the antenna device of the present invention, it is possible to reduce the size with a simple configuration without deterioration of the antenna characteristics.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図18を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
<実施例1> 本発明の実施例1の複合電子部品について、図1〜図15を参照しながら説明する。 Example 1 A composite electronic component of Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1の断面図に示すように、複合電子部品10は、配線基板14の一方主面(図において上面)14aにケース12が接合されている。
As shown in the sectional view of FIG. 1, the composite
配線基板14は、プリント配線板、フレキシブルプリント配線板、アルミナ基板、単層又は多層のセラミック基板などである。配線基板14の一方主面14aには、導電パターンが形成され、ダイボンドされたり、Au,Al,Cuなどのワイヤー74によってワイヤーボンドされたSi半導体基板やGaAs半導体基板を含むICチップ72や、コンデンサやインダクタなどのチップ部品70が搭載されている。ICチップ72の周囲には、ICチップ72を被覆するように、封止材76が充填されている。封止材76は、ICチップ72やワイヤー74を、機械的破壊もしくは熱や水分といった環境から保護する。
The
配線基板14の一方主面14aにワイヤーボンド実装がない場合、すなわち、表面実装部品、AuもしくははんだバンプによるICフリップチップ実装のみの場合には、表面実装部品と配線基板14との間のアンダーフィル樹脂の有無にかかわらず、封止材76は要らない。
When there is no wire bond mounting on one
配線基板14は、ケース12とは反対側の他方主面14bに、チップ部品60やICチップ62が搭載されている。図2の断面図に示すように、必要に応じて、配線基板14の他方主面14bに金属ケース16が接合される。金属ケース16は、特に、高周波用に用いられる場合の電磁シールド用である。
The
電磁シールドが不要な場合は、図3の断面図に示すように、配線基板14の他方主面14bには、表面実装型電子部品60,62を被覆するようにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂17を塗布したり、トランスファー成形し、底面18を平らにする。
When the electromagnetic shield is unnecessary, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the other
ケース12は、図1に示したように、無線信号を送信及び/又は受信するためのアンテナ板22、グランド板24、電源供給端子26などが、ケース本体20と一体にモールド樹脂を用いて一体成型されている。
As shown in FIG. 1, the
図4の平面図、図5の上方から見た斜視図に示すように、アンテナ板22は、配線基板14の主面に平行な方向に延在し、ケース本体20の上面20aに配置され、外部に露出している。
4, the
グランド板24は、図1及び図4に示すように、アンテナ板22の下に配置され、ケース本体20の内部を貫通しており、ケース本体20から外部に延出している延出部分24a,24bを有する。すなわち、延出部分24a,24bは、ケース本体20から飛び出ている。延出部分24a,24bには、複合電子部品10を他の装置に取り付ける際の位置決め用の貫通穴25が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
また、図4に示したように、グランド板24の図において左側の延出部分24aの間には、給電端子28がケース本体20から飛び出ている。給電端子28は、アンテナ板22と間隔を設けて配置され、アンテナ板22と容量結合している。
Further, as shown in FIG. 4, the
グランド板24の下には、図1及び図4に示すように、2つの電源供給端子26が、ケース本体20から飛び出ている。電源供給端子26は、複合電子部品10を他の装置に取り付ける際に、電源端子に接続される。
Under the
図6の底面図、図7の底面を見た斜視図に示すように、ケース本体20の中央には凹部21が形成され、ケース本体20の底面20bには、グランド板24や電源供給端子26にそれぞれ電気的に接続されている接続端子24s,26sが露出している。
As shown in the bottom view of FIG. 6 and the perspective view of the bottom surface of FIG. 7, a
接続端子24s,26sは、配線基板14の一方主面14a上に形成された導電パターン(図示せず)に、はんだや導電性接着剤を介して電気的に接続され、これによって、ケース12と配線基板14とが接合される。
The
図1に示すように、ケース本体20にモールド成型されたグランド板24は、アンテナ板22と配線基板14及び電源供給端子26との間にあるので、アンテナ板22により形成されるアンテナ素子と配線基板14側に形成される周波数変換回路及び増幅回路との間で起きる電磁的相互干渉及び電源供給端子26の電磁波の影響を防ぐことができる。
As shown in FIG. 1, the
ケース12のモールド成型の際に、型内には、図8〜図10の平面図に示す形状に打ち抜かれた板部材30,40,50が配置され、適宜形状に折り曲げ加工された後に、金型内の空洞部に樹脂が充填される。各板部材30,40,50は、青銅、洋白、Ni合金などの金属板を金型で打ち抜き、折り曲げ加工される。図8〜図10は、打ち抜き後、折り曲げ加工前の形状を示している。
When the
各板部材30,40,50は、型内にピンで位置決めされた状態で配置され、LCP(液晶ポリマー)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)等、熱可塑性樹脂の射出成形、あるいはエポキシ樹脂等、熱硬化性樹脂のトランスファー成形により、ケース12が樹脂成形される。成型の際の型以外の断面を、図13に示す。
Each
図8に示した第1の板部材30は、枠部に、位置決めピンを挿通するための貫通穴32が形成され、枠部の内側には、スリット34により、アンテナ板22(図1、図4、図5参照)となる部分36が形成されている。
In the
図9に示した第2の板部材40は、枠部に、位置決めピンを挿通するための貫通穴42が形成され、枠部の内側には、電源供給端子26(図1、図4、図5参照)や接続端子26s(図6、図7参照)等となる部分44,48が形成されている。このうち、先端側部分48は、図13の断面図に示すように折り曲げられて、接続端子26sが形成される。基端側部分44は、その両側46が折り曲げられ、図5や図7に示した断面コ字状(略U字状)の電源供給端子26が形成される。
The
図10に示した第3の板部材50は、枠部に、位置決めピンを挿通するための貫通穴52が形成されている。枠部の内側には、鎖線で示す第1の板部材30のアンテナ板22(図1、図4、図5参照)となる部分36(図8参照)の位置に対応して、グランド板24(図1、図4、図5参照)となる部分54と、給電端子28(図1、図4、図5参照)となる部分58とが形成されている。グランド板24となる部分54は、複合電子部品10を位置決めするための貫通穴25が形成されている。グランド板24となる部分54に連続する部分56は、図13に示したように折り曲げられ、接続端子24sが形成される。
As for the
第2及び第3の板部材40,50の接続端子24s,26s及びそれに連続する部分は、塑性加工で折り曲げ、それ自体が容易にX、Y、Zの三方向に弾性変形するように形成する。
The
第2及び第3の板部材40,50の厚みは、50〜300μmが好ましい。厚みが50μm未満では、折り曲げ加工時のばらつきが大きくなり、折り曲げて形成した各端子の位置や高さのばらつきが大きくなる。端子位置がばらつき、ケース12と配線基板14の位置合わせ精度が悪いと、配線基板14側の接合パッドサイズの余裕を大きくしなければならず、配線基板14の小型化、ひいては複合電子部品10の小型化を損ねる。高さがばらつくと、例えば、配線基板14とケース12と間のはんだの厚みがばらつき、接合信頼性が損なわれる。また、高さのばらつきを大きく見込んで設計すると、複合電子部品10の低背化を阻害する。グランド板24の延出部分24a,24bや電源供給端子26を利用して、複合電子部品10を他の装置に取り付ける場合、板部材40,50の厚みが50μm未満では、機械的保持力が不足する。熱応力や衝撃応力で、第2及び第3の板部材40,50の折り曲げ部が繰り返し疲労を受けるが、厚みが薄いと疲労破壊し易く、接合信頼性を損ねる。板部材40,50の厚みが300μmを越えると、折り曲げ加工が困難になる。
The thickness of the second and
第2及び第3の板部材40,50は、接続端子24s,26sとなる部分があるので、配線基板14の導電パターン(図示せず)との接合性を上げるべく、Ni/Sn、Ni/Au、Ni/はんだなどのめっきが施される。これは、配線基板14とケース12との接合に使用されるはんだや導電性接着剤との濡れ性を良くするためである。必要に応じて、接続端子24s,26sとなる部分48,56(図9、図10参照)の全面のみ、あるいは折り曲げられてケース本体20から露出する接合面のみの部分めっきを選択してもよい。
Since the second and
複合電子部品10は、図14の断面図に模式的に示すように、他の装置のハウジング部材80に取り付けられる。ハウジング部材80には、電源端子82と位置決めピン84とが設けられている。複合電子部品10は、グランド板24の延出部分24a,24bに形成された位置決め用の貫通穴25に、位置決めピン84がはめ込まれることによって、ハウジング部材80に対して位置決めされる。このとき同時に、ハウジング部材80の電源端子82に、複合電子部品10の電源供給端子26が接続され、ハウジング部材80側から複合電子部品10に電源が供給される。これによって、複合電子部品10の配線基板両面に実装された部品やアンテナに、それぞれバイアス電源が供給される。
The composite
詳しくは図11の要部斜視図に示すように、ハウジング部材80の電源端子82に、矢印88で示すように、複合電子部品10の断面コ字状(略U字状)の電源供給端子26の先端が差し込まれ、電源供給端子26が電源端子82に挟持されることによって、電源供給端子26が電源端子82に電気的に接続される。
Specifically, as shown in the perspective view of the main part of FIG. 11, the
電源供給端子の形状は、図12(a)の要部斜視図に示す電源供給端子26aのように角型(板状)であっても、図12(b)の要部斜視図に示す電源供給端子26bのように断面円形の丸型(丸棒状)などであってもよい。
Even if the shape of the power supply terminal is rectangular (plate-like) like the
このような差込による接合方式は、はんだ付けしないので、抜き差しが簡単で、部品交換しやすい。また、接合部分には摩擦による逃げがあるので、接合部分を強固に拘束するはんだ接合と比べると、ヒートサイクルによる熱疲労の影響が少なく、接合の信頼性が高い。 In such a joining method by insertion, since soldering is not performed, insertion and removal is easy, and parts are easily replaced. In addition, since there is a clearance at the joint portion due to friction, the influence of thermal fatigue due to the heat cycle is small and the joint reliability is high as compared with the solder joint that firmly restrains the joint portion.
次に、複合電子部品の製造手順について、図15の工程図を参照しながら説明する。 Next, the manufacturing procedure of the composite electronic component will be described with reference to the process diagram of FIG.
まず、配線基板14とケース12をそれぞれ別個に製造する。
First, the
ケース12は、前述したように、モールド成型により、ケース本体20を、アンテナ板22、グランド板24、電源供給端子26、給電端子28、接続端子24s,26s等とともに一体成型する。
As described above, the
配線基板14については、図15(a)に示すように、配線基板14の一方主面14aに、はんだもしくはAg等を含む導電性ペーストを印刷し、これに表面実装型電子部品70を搭載し、リフローもしくは熱硬化する。導体であるはんだもしくは導電性ペーストにより、表面実装型電子部品70を配線基板14の一方主面14aに形成された導電パターン(図示せず)に電気的に接続する。
As for the
次いで、配線基板14の一方主面14aを洗浄し、配線基板14の一方主面14aに形成されたワイヤーボンドパッドの汚れを除去する。これは、次にワイヤー74(図15(b)参照)との接合性を向上させるためである。
Next, the one
次いで、図15(b)に示すように、Si半導体基板やGaAs半導体基板を含むICチップ72をエポキシ系樹脂又は導電性樹脂等で、配線基板14の一方主面14aに搭載、熱硬化した後、ICチップ72の電極端子と配線基板14の一方主面14aに形成されたワイヤーボンドパッドとの間を、Au、Al、Cu等のワイヤー74で接合し、電気的に接続する。ワイヤーボンドパッドには、接合強度を上げるため、Ni/AuやNi/Pd/Au等のめっきを施すことが好ましい。
Next, as shown in FIG. 15B, an
次いで、図15(c)に示すように、ICチップ72の周囲に、エポキシ系樹脂からなる封止材76を充填し、熱硬化する。
Next, as shown in FIG. 15C, the sealing
次に、図15(d)に示すように、配線基板14の一方主面14aに導電性接着材又ははんだを塗布し、これにケース12を搭載し、リフローもしくは熱硬化し、ケース12と配線基板14とを接合すると同時に、電気的に接続する。
Next, as shown in FIG. 15 (d), a conductive adhesive or solder is applied to one
次いで、図15(e)に示すように、上下を反転して、配線基板14の他方主面14bに、はんだもしくはAg等を含む導電性ペーストを印刷し、表面実装型電子部品60を搭載する。また、はんだバンプ等の付いたICチップ64をフリップチップ実装し、リフローもしくは熱硬化する。必要に応じて、フリップチップ実装したICチップ64と配線基板14との間に、エポキシ系樹脂からなるアンダーフィル樹脂67を充填、熱硬化する。
Next, as shown in FIG. 15 (e), the surface mounting
次いで、図15(f)に示すように、必要に応じて、洋白又はりん青銅等からなる金属ケース16を、配線基板14の他方主面14bもしくは配線基板14の側面に搭載、接合する。
Next, as shown in FIG. 15 (f), a
金属ケース16を搭載、接合する工程は、図15(e)に示した配線基板14の他方主面14bに表面実装型電子部品60,64を搭載する工程と同時に行ってもよい。例えば、リフローもしくは熱硬化により、表面実装型電子部品60,64と金属ケース16を同時に接合するようにしてもよい。
The process of mounting and joining the
以上により、複合電子部品が完成する。 Thus, the composite electronic component is completed.
実施例1の複合電子部品は、次のような作用・効果を奏する。 The composite electronic component of Example 1 has the following operations and effects.
(1)アンテナ板はケース上に形成し、半導体チップ等の電子部品は配線基板上に搭載している。配線基板の同一平面上にアンテナ素子と周波数変換回路及び増幅回路とを配置してないため、配線基板の小型化、低価格化が実現できる。 (1) The antenna plate is formed on the case, and electronic components such as a semiconductor chip are mounted on the wiring board. Since the antenna element, the frequency conversion circuit, and the amplifier circuit are not arranged on the same plane of the wiring board, the wiring board can be reduced in size and cost.
(2)配線基板の両面に半導体チップ及び表面実装型電子部品を搭載することができるので、配線基板の小型化及び低価格化が実現できる。 (2) Since the semiconductor chip and the surface mount type electronic component can be mounted on both surfaces of the wiring board, the wiring board can be reduced in size and price.
(3)アンテナ板はケース上に形成されている。アンテナ板の大きさは、ケースの材料である樹脂の誘電率で決まる。誘電率は樹脂の添加物量で調整できる。よって、従来のアンテナを誘電体配線基板上に形成する場合に起きる誘電体基板の大きさがアンテナ素子の数倍以上となるようなことはなく、小型化が実現できる。また、従来のようなアンテナ素子上の封止カバーが不要であり、電波を装置外部に効率よく、確実に、かつ容易に放射できる。 (3) The antenna plate is formed on the case. The size of the antenna plate is determined by the dielectric constant of the resin that is the case material. The dielectric constant can be adjusted by the additive amount of the resin. Therefore, the size of the dielectric substrate that occurs when the conventional antenna is formed on the dielectric wiring substrate is not several times larger than that of the antenna element, and downsizing can be realized. Further, the conventional sealing cover on the antenna element is unnecessary, and radio waves can be radiated efficiently, reliably and easily to the outside of the apparatus.
(4)配線基板の同一平面上にアンテナ素子と周波数変換回路及び増幅回路を形成してないため、アンテナ素子と周波数変換回路及び増幅回路との間で起きる電磁的相互干渉を防ぐ電磁遮蔽板を設ける必要がない。これにより、配線基板上の配線回路の配置に制約はなく、設計の自由度を広くとれる。ケースにモールド成型したグランド板はアンテナ板の下に配置されているので、アンテナ素子と周波数変換回路及び増幅回路との間で起きる電磁的相互干渉及び供給電源端子から生じる電磁波の影響によるアンテナ特性の劣化を防ぐことができる。 (4) Since the antenna element, the frequency conversion circuit, and the amplification circuit are not formed on the same plane of the wiring board, an electromagnetic shielding plate that prevents electromagnetic mutual interference occurring between the antenna element, the frequency conversion circuit, and the amplification circuit is provided. There is no need to provide it. Thereby, there is no restriction | limiting in the arrangement | positioning of the wiring circuit on a wiring board, and the freedom degree of design can be taken widely. Since the ground plate molded in the case is placed under the antenna plate, the antenna characteristics are affected by electromagnetic interference generated between the antenna element, the frequency conversion circuit and the amplification circuit, and the electromagnetic wave generated from the power supply terminal. Deterioration can be prevented.
(5)アンテナ板、グランド板、電源供給端子、接続端子を、ケースと一体で金属板の加工及び樹脂成形で作ることができるので、工程が簡略になり、容易にかつ安価で作製することができる。 (5) Since the antenna plate, the ground plate, the power supply terminal, and the connection terminal can be made integrally with the case by processing the metal plate and resin molding, the process is simplified and can be easily and inexpensively produced. it can.
(6)配線基板上に搭載した半導体チップは樹脂にて封止するため、従来の気密封止より、容易にかつ安価に作製できる。 (6) Since the semiconductor chip mounted on the wiring substrate is sealed with resin, it can be manufactured more easily and at a lower cost than conventional hermetic sealing.
(7)グランド板を含む板部材は、配線基板と接続するために折り曲げられており、そのために厚くできない。グランド板が薄いため、ハウジング挿入時にグランド板がどこかに当たって曲がりやすく、曲がるとアンテナ特性を悪くする。しかし、グランド板の延出部分に貫通穴を形成し、この貫通穴に、ハウジング部材側に立てた位置決めピンをはめ込むことで、正確かつ容易に所定の取り付け位置に配置することができるので、グランドパターを薄くしても、変形やアンテナ特性の劣化を防止することができる。 (7) The plate member including the ground plate is bent so as to be connected to the wiring board, and therefore cannot be thickened. Since the ground plate is thin, the ground plate hits somewhere when the housing is inserted, and it is easy to bend. However, by forming a through hole in the extended part of the ground plate and inserting a positioning pin standing on the housing member side into this through hole, the ground plate can be placed accurately and easily at a predetermined mounting position. Even if the putter is thinned, deformation and deterioration of antenna characteristics can be prevented.
(8)グランド板の延出部分に形成された貫通穴に位置決めピンをはめ込むことで、位置決めピンで複合電子部品を支えることができ、供給電源端子への荷重負担を軽減できる。 (8) By fitting the positioning pin into the through hole formed in the extended portion of the ground plate, the composite electronic component can be supported by the positioning pin, and the load on the power supply terminal can be reduced.
(9)グランド板の貫通穴に位置決めピンをはめ込むことで、複合電子部品をハウジング部材から浮かすことができる。これにより、複合電子部品は、外部からの振動、衝撃で複合電子部品がハウジング部材に当たらないようにして、壊れにくくすることができる。 (9) By fitting the positioning pin into the through hole of the ground plate, the composite electronic component can be floated from the housing member. Thereby, the composite electronic component can be made hard to break by preventing the composite electronic component from hitting the housing member due to external vibration and impact.
(10)ケースと配線基板とは、基本的に折り曲げられた金属端子で接合されている。つまり、金属の弾性変形で応力を吸収し、強度を向上させている。よって、金属端子の材質選定の自由度が高い。また、成形樹脂と金属端子は強固に接合されている必要はない。つまり、樹脂材質の自由度も高い。安価な材質、折り曲げ易い材質、成型し易い材質を選定でき、工業上、有用である。 (10) The case and the wiring board are basically joined by a bent metal terminal. That is, the elastic deformation of the metal absorbs stress and improves the strength. Therefore, there is a high degree of freedom in selecting the metal terminal material. Further, the molding resin and the metal terminal do not need to be firmly joined. That is, the degree of freedom of the resin material is high. Inexpensive materials, easy-to-bend materials, and easy-to-mold materials can be selected and are industrially useful.
<実施例2> 本発明の実施例2の複合電子部品について、図16〜図18を参照しながら説明する。 <Example 2> A composite electronic component of Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図16の断面図に示すように、実施例2の複合電子部品10xは、実施例1の複合電子部品10と略同様に構成されており、ケース12xと配線基板14xとが接合されている。以下では、同じ構成部分には同じ符号を用い、相違点を中心に説明する。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 16, the composite
実施例2の複合電子部品10xは、実施例1と異なり、電源供給を配線基板14x側から行うように構成されている。すなわち、ケース12xは、ケース本体20にアンテナ板22とグランド板24が配置されているが、電源供給端子は配置されていない。図17の平面に示すように、ケース12xに接合される配線基板14xは、ケース12xよりも大きく、ケース12xよりも外側まで延在した部分に、貫通穴15が形成されている。
Unlike the first embodiment, the composite
図18の要部拡大断面図に示すうように、配線基板14xの貫通穴15に金属製のねじ86を挿通してねじ締めすることによって、配線基板14xを他の装置のハウジング部材81に固定すると同時に、ハウジング部材81に形成された導体85と、配線基板14xの貫通穴15の周辺に形成された導体27とを圧接し、配線基板14xとハウジング部材81とを電気的に接続する。貫通穴15周辺の導体27と、配線基板14xに部品を搭載する所定位置との間を電気的に接続するため、配線基板14xの表面や裏面、あるいは配線基板14xの内部には、図示していないが、導電パターンが形状されている。
As shown in the enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 18, the
電気的な絶縁を確保しながらハウジング部材81と電気的に接続するためには、配線基板14xは樹脂製とすることが好ましい。
In order to electrically connect with the
実施例2の複合電子部品10xは、実施例1と同様の作用・効果以外に、次のような作用・効果を奏する。
The composite
(1)配線基板と他の装置のハウジング部材とはネジ締めにて機械的に接続し、保持するため、はんだ接合と比べて、接合強度はヒートサイクルによる熱疲労の影響が少なく、接合の信頼性は高い。 (1) Since the wiring board and the housing members of other devices are mechanically connected and held by screwing, the bonding strength is less affected by thermal fatigue due to heat cycles compared to solder bonding, and the reliability of the bonding The nature is high.
(2)電源供給ラインを配線基板上に形成し、ライン長を短く設計することができるので、インダクタ成分の影響を少なくし、アンテナ特性を向上させることができする。 (2) Since the power supply line can be formed on the wiring board and the line length can be designed short, the influence of the inductor component can be reduced and the antenna characteristics can be improved.
(3)配線基板が電源供給端子の機能を兼ねるため、電源供給端子が不要であり、構成が簡単になり、製造コストを低減することができる。 (3) Since the wiring board also functions as a power supply terminal, the power supply terminal is unnecessary, the configuration is simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
(4)ネジがハウジング部材への機械的接続と電気的接続を兼ね、はんだ付けする必要もなく、製造コストを低減することができる。 (4) The screw serves as both a mechanical connection and an electrical connection to the housing member, and there is no need for soldering, so that the manufacturing cost can be reduced.
<まとめ> 以上に説明した複合電子部品は、アンテナ特性が劣化することなく、簡単な構成で小型化することができる。 <Summary> The composite electronic component described above can be reduced in size with a simple configuration without deterioration of antenna characteristics.
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications.
例えば、配線基板のいずれか一方の主面にのみ、表面実装型電子部品を搭載するようにしてもよい。 For example, surface-mount type electronic components may be mounted only on one main surface of the wiring board.
アンテナ板は、全体としてケース本体に保持されていればよく、ケース本体の表面又は内部に配置されずにケース本体から離れている部分があっても構わない。例えば、アンテナ板の周囲のみがケース本体の側面部に保持され、アンテナ板の中央部がケース本体から浮いた状態でも構わない。 The antenna plate may be held by the case main body as a whole, and there may be a portion separated from the case main body without being arranged on the surface or inside of the case main body. For example, only the periphery of the antenna plate may be held by the side surface portion of the case body, and the center portion of the antenna plate may be lifted from the case body.
また、アンテナ板は、湾曲しながら、あるいは配線基板に対して非平行(例えば、斜め方向)に、配線基板に沿って延在してもよい。例えば、平板状の配線基板に、半筒状、半球状等の断面円弧状のケース本体が接合され、このケース本体の外表面に半筒状、半球状等の断面円弧状のアンテナ板が配置され、平板状の配線基板に沿って、湾曲したアンテナ板が延在しても構わない。この場合、アンテナ板と配線基板との間に配置されるグランド板は、アンテナ板に沿って平行にアンテナ板と同心の半筒状あるいは半球状に延在する湾曲部分と、配線基板と平行にケース本体よりも外側に延出している延出部分とを含むことが好ましい。 Further, the antenna plate may extend along the wiring board while being curved or non-parallel (for example, in an oblique direction) to the wiring board. For example, a case body having a semicircular or hemispherical cross section arc shape is joined to a flat wiring board, and an antenna plate having a semicircular or hemispherical cross section arc shape is disposed on the outer surface of the case body. The curved antenna plate may extend along the flat wiring board. In this case, the ground plate disposed between the antenna plate and the wiring board is parallel to the wiring board and the curved portion extending in a semi-cylindrical shape or hemispherical concentric with the antenna plate in parallel with the antenna board. It is preferable to include an extending portion that extends outward from the case body.
アンテナ板やグランド板は、金属の板部材以外の材料を用いて形成してもよい。例えば、表面又は内部に金属膜や金属箔等が形成された樹脂シート等を用いて、アンテナ板やグランド板を形成しても構わない。 The antenna plate and the ground plate may be formed using a material other than a metal plate member. For example, the antenna plate or the ground plate may be formed using a resin sheet or the like having a metal film or metal foil formed on the surface or inside.
10,10x 複合電子部品
12,12x ケース
14,14x 配線基板
20 ケース本体
22 アンテナ板
24 グランド板
24a,24b 延出部分
24s 接続端子
25 貫通穴(位置決め部)
26 電源供給用端子
26s 接続端子
28 給電端子
60 チップ部品(表面実装型電子部品)
62,64 ICチップ(表面実装型電子部品)
70 チップ部品(表面実装型電子部品)
72 ICチップ(表面実装型電子部品)
80 ハウジング部材
82 電源端子
10, 10x Composite
26
62, 64 IC chip (Surface-mount type electronic components)
70 Chip components (surface mount electronic components)
72 IC chip (surface mount electronic component)
80
Claims (8)
前記ケースは、
ケース本体に保持され、前記配線基板に沿って延在し、無線信号を送信及び/又は受信するためのアンテナ板と、
前記ケース本体に保持され、前記アンテナ板と前記配線基板との間に延在するグランド板と、
を含み、
前記グランド板は、前記ケース本体よりも外側に延出している延出部分を有することを特徴とする、複合電子部品。 A composite electronic component comprising: a wiring board having a surface-mounted electronic component mounted on at least one main surface; and a case that is bonded to the one main surface of the wiring substrate and covers the surface-mounted electronic component. ,
The case is
An antenna plate that is held by the case body, extends along the wiring board, and transmits and / or receives a radio signal;
A ground plate that is held by the case body and extends between the antenna plate and the wiring board;
Including
The composite electronic component according to claim 1, wherein the ground plate has an extending portion that extends outward from the case body.
前記複合電子部品の前記ケースは、
ケース本体に保持され、前記配線基板に沿って延在し、無線信号を送信及び/又は受信するためのアンテナ板と、
前記ケース本体に保持され、前記アンテナ板と前記配線基板との間に延在し、前記ケース本体から外部に延出している延出部分を有する、グランド板と、
を含み、
前記複合電子部品は、前記グランド板の前記延出部分を介して前記ハウジング部材に位置決めされることを特徴とする、複合電子部品の固定構造。 Fixing a composite electronic component that positions a composite electronic component comprising a wiring board on which a surface mount electronic component is mounted and a case joined to the wiring substrate so as to cover the surface mount electronic component on a housing member Structure,
The case of the composite electronic component is
An antenna plate that is held by the case body, extends along the wiring board, and transmits and / or receives a radio signal;
A ground plate that is held by the case body, extends between the antenna plate and the wiring board, and has an extending portion that extends outward from the case body;
Including
The composite electronic component fixing structure, wherein the composite electronic component is positioned on the housing member through the extended portion of the ground plate.
前記グランド板は、前記保持部材よりも外側に延出している延出部分を有することを特徴とする、アンテナ装置。 In the antenna device, comprising: a holding member; an antenna plate held along the surface of the holding member; and a ground plate held by the holding member in parallel with the antenna plate.
The antenna device according to claim 1, wherein the ground plate has an extending portion that extends outward from the holding member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP3257334A1 (en) * | 2015-02-10 | 2017-12-20 | Conti Temic microelectronic GmbH | Electronic component and method for producing an electronic component of this kind |
-
2006
- 2006-09-12 JP JP2006246449A patent/JP2008072175A/en active Pending
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