JP2014078578A

JP2014078578A - 電子部品モジュール

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Publication number: JP2014078578A
Application number: JP2012224748A
Authority: JP
Inventors: Yuki Wakabayashi; 祐貴若林; Masahiro Ozawa; 真大小澤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: JP6089557B2

Abstract

【課題】外部から加わった力から接合部分を保護可能な電子部品モジュールを提供することである。
【解決手段】電子部品モジュールは、基板４の実装面４ａの法線方向からの平面視で、基板４に形成された近接ランド６ａ，６ｂと実装面４ａの一辺との間に延在するように、実装面４ａに形成される配線／保護導体９と、を備えている。配線／保護導体９の一方端は、近接ランド６ａ，６ｂまたは非近接ランド６ｃを介して、基板４に実装されるＩＣチップに備わる近接端子または非近接端子と接続され、該配線／保護導体９の他方端は、基板４に形成される平面導体７に接続される。また、上記法線方向からの平面視で、ＩＣチップの所定面の一辺と実装面４ａの一辺との間には、電子部品が実装されず、かつ、近接ランド６ａ，６ｂと実装面４ａの一辺との間には、配線／保護導体９以外の導体が形成されていない。
【選択図】図１Ｄ

Description

本発明は、ＩＣチップを固定して配線するための基板を備えた電子部品モジュールに関する。

従来の電子部品モジュール（以下、単にモジュールという）としては、ＩＣチップ（パッケージ）が回路基板にはんだで実装されている電子装置がある（例えば、特許文献１を参照）。

近年、この種のモジュールの小型化および高機能化が進められている。小型化等を進めるには、特に、ＩＣチップの多端子化、および端子間ピッチの狭小化が必要になってくる。この場合、ＩＣチップの端子と基板上のランド電極との接合部分の面積は小さくなり、これらの間で十分な接合強度を得ることが難しくなってきている。

また、モジュール単体のサイズが小さいことから、モジュールは、大略的には、以下の（１），（２）の工程で製造される。
（１）一枚の集合基板に、多数のモジュール分の電子部品（ＩＣチップや他の受動素子を含む）が実装される。
（２）電子部品が実装された集合基板が個々のモジュールに分割される。

特開２００３−９２３１２号公報

しかしながら、分割時の衝撃で基板に発生したクラック等により、接合部分に負荷がかかるため、従来のモジュールには接合不良を引き起こすという問題点があった。また、落下衝撃等に対しても、充分な接合強度を得ることが難しいという問題点もあった。

それゆえに、本発明の目的は、外部から加わった力から接合部分を保護可能な電子部品モジュールを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一局面は、所定面の一辺に近接して形成された近接端子と、前記所定面において該近接端子と異なる位置に形成された非近接端子とを含む、ＩＣチップと、実装面と、前記実装面の一辺に沿って形成され、前記近接端子が接合する近接ランドと、前記実装面において該近接ランドとは異なる位置に形成され、前記非近接端子が接合する非近接ランドと、前記近接ランドおよび前記非近接ランドとは異なる位置に形成された平面導体と、を含む基板と、前記実装面の法線方向からの平面視で、前記近接ランドと前記実装面の一辺との間に延在するように、該実装面に形成される配線／保護導体と、を備えている。

前記配線／保護導体の一方端は、前記近接ランドまたは前記非近接ランドを介して、前記近接端子または前記非近接端子と接続され、該配線／保護導体の他方端は、前記平面導体に接続される。

また、前記法線方向からの平面視で、前記所定面の一辺と前記実装面の一辺との間には、電子部品が実装されず、かつ、前記近接ランドと前記実装面の一辺との間には、配線／保護導体以外の導体が形成されていない。

上記局面によれば、配線／保護導体を備えることにより、近接端子および近接ランドの接合部分と、非近接端子および非近接ランドの接合部分とを、外部から基板に加わった力から保護可能な電子部品モジュールを提供することができる。

また、配線／保護導体は、上記各接合部分の保護だけでなく、配線として信号伝達にも用いられるため、実装面のスペースを効率的に利用することも可能となる。

第一実施形態に係る電子部品モジュールの正面図である。図１Ａの電子部品モジュールの上面図である。図１Ａに示すＩＣチップの底面図である。図１Ｂに示す各電子部品を取り除いた時の基板の上面図である。第一変形例に係る電子部品モジュールの正面図である。図２Ａの電子部品モジュールの上面図である。図２Ａの基板の内層上に形成された配線／保護導体を示す横断面図である。第二変形例に係る電子部品モジュールの実装面を示す上面図である。第二変形例に係る電子部品モジュールの内層を示す上面図である。

（はじめに）
まず、各図に示されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸について説明する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに直交する。Ｚ軸は、基板４の実装面４ａの法線方向を示す。便宜上、Ｚ軸の負方向側を下側（Ｄ）とし、Ｚ軸の正方向側を上側（Ｕ）とする。また、Ｘ軸は左右方向を示す。特に、Ｘ軸の正方向側を右側（Ｒ）とし、負方向側を左側（Ｌ）とする。また、Ｙ軸は前後方向を示す。特に、Ｙ軸の正方向側を奥方向（Ｆ）とし、負方向側を手前方向（Ｎ）とする。

（第一実施形態に係るモジュールの構成）
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の第一実施形態に係る電子部品モジュール（以下、単にモジュールという）１の正面図および上面図である。また、図１Ｃは、図１Ａ等に示すＩＣチップ２の底面図である。また、図１Ｄは、図１Ｂに示すＩＣチップ２および他の電子部品３を取り除いた時の基板４の上面図である。

上記各図において、モジュール１は、マザー基板上に実装可能に構成され、ＩＣチップ２と、他の電子部品３と、基板４と、複数の外部電極５と、複数のランド６と、平面導体７と、配線導体８と、配線／保護導体９と、を備えている。

ＩＣチップ２は、例えばＲＦＩＣチップである。このＩＣチップ２は、フリップチップ実装により、基板４の実装面４ａ（後述）の隅に実装される。この実装には、実装面４ａ上に行列状（または格子状）に形成された複数のランド６（図１Ｄを参照）が用いられる。ここで、図１Ｄの例では、ＩＣチップ２用のランド６は、左右方向および前後方向に四個からなる行列状に配列される。

ＩＣチップ２は、より具体的には、図１Ｃに例示するように、矩形形状の底面２ａを有する。この底面２ａの互いに異なる位置には、複数の突起状端子（所謂、バンプ）２１が設けられている。より具体的には、複数の突起状端子２１は、複数のランド６に対応して行列状（または格子状）に配列されている。ここで、複数の突起状端子２１のうち、底面２ａの第一辺２ｂから最も近距離で、該第一辺２ｂに沿っているものを第一近接端子２１ａという。また、複数の突起状端子２１のうち、底面２ａの第二辺２ｃから最も近距離で、該第二辺２ｃに沿っているものを第二近接端子２１ｂという。また、複数の突起状端子２１のうち、第一近接端子２１ａでも第二近接端子２１ｂでもないものを、非近接端子２１ｃという。ここで、第一辺２ｂは、底面２ａの左右方向に平行な二辺のうち、基板４の外縁から近い方の辺である。また、第二辺２ｃは、第一辺２ｂと隣り合っており、底面２ａの前後方向に平行な二辺のうち、基板４の外縁から近い方の辺である。

他の電子部品３は、ＩＣチップ２と同様のＩＣチップでも構わないし、キャパシタ素子やインダクタ素子等の受動素子でも構わない。これら電子部品３は、典型的には、表面実装により、基板４の実装面４ａ上に各部品３用に形成されたランドに実装される。この電子部品３用のランドは、平面導体７の一例である。

上記ＩＣチップ２および電子部品３を、ランド６、平面導体７、配線導体８および配線／保護導体９等を用いて接続することで、例えば、１３．５６ＭＨｚ帯のＲＦＩＤ(ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ)用の送受信回路が構成される。

基板４は、好ましくは多層基板であり、絶縁性材料からなる。基板４は、例えば、ＦＲ−４等のリジッド基板である。他にも、基板４は、ポリイミドまたはＬＣＰ（液晶ポリマー）等からなるフレキシブル基板であってもよい。

この基板４は、上下方向に対向する底面および実装面４ａを有する。まず、底面には、マザー基板上のランド位置に合うように、銅等の導電性材料からなる複数の外部電極５が形成される。複数の外部電極５は、上記送受信回路の入出力端と、基板４内に形成されたビア導体（図示せず）により電気的に接続される。

実装面４ａには、ランド６、平面導体７、配線導体８および配線／保護導体９が形成される。これらは銅等の導電性材料からなる。

複数のランド６は、ＩＣチップ２に設けられた複数の突起状端子２１に対応して形成される。これらランド６のうち、実装面４ａの第一辺４ｂから最も近距離で、第一辺４ｂに沿っているものを第一近接ランド６ａという。また、実装面４ａの第二辺４ｃから最も近距離で、第二辺４ｃに沿っているものを第二近接ランド６ｂという。第一および第二近接ランド６ａ，６ｂには、第一および第二近接端子２１ａ，２１ｂが接合する。また、複数のランド６のうち、第一近接ランド６ａでも第二近接ランド６ｂでもないものを、非近接ランド６ｃという。この非近接ランド６ｃには、非近接端子２１ｃが接合する。

ここで、図１Ｄには、ＩＣチップ２を法線方向から実装面４ａに投影した外形線が点線で示されている。第一辺４ｂは、実装面４ａの左右方向に平行な二辺のうち、投影されたＩＣチップ２の第一辺２ｂから近い方の辺である。また、第二辺４ｃは、第一辺４ｂと隣り合っており、実装面４ａの前後方向に平行な二辺のうち、投影されたＩＣチップ２の第二辺２ｃから近い方の辺である。

また、平面導体７としては、図１Ｄに例示するように、電子部品３用のランド以外にも、ビア受け用電極（換言すると、ビア受けランド）やグランド導体が例示される。

配線導体８の一方端および他方端には、例えば、非近接ランド６ｃおよび平面導体７のいずれかが設けられる。この配線導体８には、ＩＣチップ２や電子部品３から出力された高周波信号等が伝搬する。

また、図１Ｄには、二つの配線／保護導体９が例示されている。これら配線／保護導体９は、上記配線導体８よりも太く形成されている。また、実装面４ａ上の限られたスペースを効率的に使用する観点から、法線方向からの平面視で、各配線／保護導体９には、ＩＣチップ２の各辺２ｂ，２ｃがオーバーラップしていることが好ましい。

一方の配線／保護導体９に関し、一方端には、第一近接ランド６ａが設けられ、他方端には、ある電子部品３用のランド（換言すると、平面導体７の一例）が設けられている。また、この配線／保護導体９は、実装面４ａの法線方向（つまり、上下方向）からの平面視で、第一辺４ｂと第一近接ランド６ａとの間に、前後方向に延在している。

また、一方の配線／保護導体９および第一辺４ｂの間、さらに、配線／保護導体９および第一近接ランド６ａの間には、電子部品や導体パターンが何も形成されない。換言すると、実装面４ａにおいて、第一近接ランド６ａと第一辺４ｂの間には、配線／保護導体９以外の電子部品や導体が設けられていない。

また、他方の配線／保護導体９に関し、一方端には、第二近接ランド６ｂが設けられ、他方端には、別の電子部品３用のランド（換言すると、平面導体７の他の例）が設けられている。また、この配線／保護導体９は、主として、上記法線方向からの平面視で、第二辺４ｃと第二近接ランド６ｂとの間に、左右方向に延在している。また、この配線／保護導体９には、実装面４ａの隅に近接する第二近接ランド６ｂを保護する観点で、第一辺４ｂと第二近接ランド６ｂの間にも延在する部分も設けられている。これにより、この配線／保護導体９は、隅の第二近接ランド６ｂに対し二方向から対向している。

以上の配線導体８および配線／保護導体９上を、ＩＣチップ２や電子部品３から出力された高周波信号等が伝播する。

（モジュールの効果）
上記モジュール１では、法線方向からの平面視で、モジュール１の外縁と、突起状端子２１およびランド６の接合部分との間には、銅等の導電性材料からなる配線／保護導体９が形成される。この配線／保護導体９は、樹脂製の基板４と比較して、強い応力耐性を有する。モジュール１の製造工程において分割時等の衝撃で基板４の外縁にクラックが発生することがある。しかし、本モジュール１によれば、もしクラックが基板４の外縁に発生しても、該クラックが、強い応力耐性を持つ配線／保護導体９を超えて、基板４の中央側に進行することを低減できる。これにより、接合部分をクラックから保護することが可能となる。ここで、配線／保護導体９は配線導体８よりも太く構成されているため、配線／保護導体９自体がクラックにより接合不良を起こすことを低減することが可能となっている。

また、配線／保護導体９は、接合部分の保護だけでなく、実際に信号伝送にも用いられる。また、法線方向からの平面視で、ＩＣチップ２の各辺２ｂ，２ｃと実装面４ａの各辺４ｂ，４ｃの間には、電子部品３が実装されず、かつ、近接ランド６ａ，６ｂと実装面４ａの各辺４ｂ，４ｃとの間には、配線／保護導体９以外の導体が形成されていない。これにより、ＩＣチップ２を可能な限り実装面４ａの隅に配置することが可能となる。これらにより、実装面４ａ上の限られたスペースを効率的に利用可能である。

また、好ましい構成として、法線方向からの平面視で、各配線／保護導体９にはＩＣチップ２の各辺２ｂ，２ｃがオーバーラップしている。これにより、ＩＣチップ２を実装面４ａの辺４ｂ，４ｃの方に寄せて配置することが可能となるため、実装面４ａ上の限られたスペースを効率的に利用可能となる。換言すると、実装面４ａにおいて、ＩＣチップ２の実装スペース以外に、多くの他の電子部品３を実装可能になる。

また、好ましい構成として、配線／保護導体９は、隅の第二近接ランド６ｂに対し二方向から対向しているため、これを良好に保護することが可能となる。

（各種変形例）
上記第一実施形態では、配線／保護導体９は基板４の実装面４ａにのみ形成されていた。しかし、これに限らず、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、基板４が多層基板の場合には、配線／保護導体９は基板４の内層４ｄ上に形成されても構わない。

他にも、基板４が多層基板の場合には、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、少なくとも一つの配線／保護導体９が基板４の実装面４ａに形成され、他の少なくとも一つの配線／保護導体９が基板の内層４ｄ上に形成されても構わない。

本発明に係る電子部品モジュールは、外部から加わった力から接合部分を保護可能であり、無線通信機器等に好適である。

１電子部品モジュール
２ＩＣチップ
２ａ底面
２ｂ第一辺
２ｃ第二辺
２１突起状端子
２１ａ第一近接端子
２１ｂ第二近接端子
２１ｃ非近接端子
３電子部品
４基板
４ａ実装面
４ｂ第一辺
４ｃ第二辺
４ｄ内層
５外部電極
６ランド
６ａ第一近接ランド
６ｂ第二近接ランド
６ｃ非近接ランド
７平面導体
８配線導体
９保護導体

Claims

所定面の一辺に近接して形成された近接端子と、前記所定面において該近接端子と異なる位置に形成された非近接端子とを含む、ＩＣチップと、
実装面と、前記実装面の一辺に沿って形成され、前記近接端子が接合する近接ランドと、前記実装面において該近接ランドとは異なる位置に形成され、前記非近接端子が接合する非近接ランドと、前記近接ランドおよび前記非近接ランドとは異なる位置に形成された平面導体と、を含む基板と、
前記実装面の法線方向からの平面視で、前記近接ランドと前記実装面の一辺との間に延在するように、該実装面に形成される配線／保護導体と、を備え、
前記配線／保護導体の一方端は、前記近接ランドまたは前記非近接ランドを介して、前記近接端子または前記非近接端子と接続され、該配線／保護導体の他方端は、前記平面導体に接続され、
前記法線方向からの平面視で、前記所定面の一辺と前記実装面の一辺との間には、電子部品が実装されず、かつ、前記近接ランドと前記実装面の一辺との間には、配線／保護導体以外の導体が形成されていない、電子部品モジュール。
前記法線方向からの平面視で、前記近接ランドと前記実装面の一辺との間に延在しないように、前記実装面に形成される配線導体を、さらに備え、
前記配線／保護導体は、前記配線導体よりも太い、請求項１に記載の電子部品モジュール。
前記実装面において、前記法線方向からの平面視で、前記ＩＣチップの実装スペース以外の部分には、他の電子部品が実装もしくは内蔵されている、請求項１または２に記載の電子部品モジュール。
前記配線／保護導体は、前記実装面において隣り合う二辺と、前記近接ランドとの間に延在する、請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品モジュール。
前記ＩＣチップの一辺は、前記法線方向からの平面視で、前記配線／保護導体と重なっている、請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品モジュール。
前記基板は多層基板であって、
前記配線／保護導体は、前記多層基板の表面および内部にそれぞれ形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品モジュール。