JP3716720B2

JP3716720B2 - 電子部品集合体

Info

Publication number: JP3716720B2
Application number: JP2000244743A
Authority: JP
Inventors: 聖之中川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-08-11
Also published as: JP2002057434A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子部品集合体に関し、特にたとえば、回路基板などに実装される複数の電子部品が集合して保持された電子部品集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小さい回路基板上に複数の電子部品を実装する場合、実装密度を上げるためにアレイ部品が実装されたり、超小型の電子部品が実装される。しかしながら、アレイ部品の場合、特にコンデンサアレイにおいては、クロストークが発生する。また、コンデンサアレイの場合、誘電体材料の誘電率の制約から、低容量の素子と高容量の素子を１つの部品内につくることができない。このように、アレイ部品においては、極端に特性の異なる素子を同一部品内につくることができないという問題がある。
【０００３】
このようなアレイ部品の欠点を解決するために、小型の同一サイズの部品を複数個並べ、これらを接着して１つの部品として取り扱うことが考えられる。このような方法を採用すれば、１つの部品内に特性の異なる素子をつくることができる。また、複数の電子部品を１つの部品として取り扱うことができるため、回路基板上への実装も容易となる。また、従来からの方法として、それぞれの電子部品を１つずつ回路基板上に装着する方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アレイ部品の場合、上述のように、１つの部品内に特性の異なる素子を形成することが難しく、単位面積当たりに実装可能な素子の種類、特性、姿勢などが限定される。また、複数の電子部品を接着して１つの部品として取り扱う場合、回路基板上の電極パターンに合わせて電子部品を接着することが難しく、回路基板上の電極パターンに電子部品の電極を一致させることが困難である。また、複数の電子部品の大きさが異なる場合、これらの電子部品を一体化することが困難である。
【０００５】
さらに、個々の電子部品を回路基板上に実装する場合、超小型の電子部品であると、それを基板上に搬送するための保持が難しく、回路基板上への実装が困難である。また、個々の電子部品を実装する場合、回路基板上に半田ペーストを塗布し、電子部品を半田ペースト上に取り付けて、リフロー炉などで加熱される。この場合、電子部品の大きさが異なると、供給する半田量が異なるが、それぞれの電子部品に対して適切な半田量を供給することが困難である。また、半田ペースト中のフラックス成分の突騰などにより半田ボールが発生する可能性があり、超小型部品間の隣接距離を短くすることができない。さらに、半田量と電子部品の搭載位置との関係より、ツームストーン現象と呼ばれる電子部品が立ってしまう現象が発生する可能性がある。また、個々の電子部品を１回ずつ搭載する必要があるため、実装のための時間および費用が大きくなるという問題がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、特性や大きさが異なる電子部品であっても、複数の電子部品を簡単に回路基板上に実装することができる電子部品集合体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の凹部が形成されたブロック体と、ブロック体の凹部に嵌め込まれる複数の電子部品と、凹部内において電子部品を保持するために電子部品の電極部分に配置される熱溶融性の導電性接合材とを含み、ブロック体の凹部内壁と電子部品との間に隙間が形成される電子部品集合体であって、回路基板上に複数の電子部品を実装するために用いられ、溶融した導電性接合材が隙間を通って回路基板側に移動して回路基板上の電極パターンと電子部品の電極との接合材となるものである、電子部品集合体である。
このような電子部品集合体において、ブロック体は、保持用凹部が形成された封止ブロックと、保持用凹部に連結する貫通孔が形成された保持ブロックとからなり、保持用凹部と貫通孔によって凹部が形成されてもよい。
また、封止ブロックと保持ブロックとの間に形成される１つ以上の中間ブロックを含み、中間ブロックには、保持ブロックの貫通孔に連結する保持用凹部、および封止ブロックの保持用凹部と保持ブロックの貫通孔とに連結する貫通孔が形成された構造としてもよい。
これらの場合、貫通孔の大きさは保持用凹部の大きさより小さくなるように形成されることが好ましい。
【０００８】
ブロック体の凹部に電子部品を嵌め込むことによって、複数の電子部品が所定の配置となるように整列させられ、全体を１つの部品として取り扱うことができる。そして、凹部内において電子部品を保持するための導電性接合材が、電子部品を回路基板上に実装するときに、電子部品の電極と回路基板の電極パターンとを接合するために用いられる。
このような電子部品集合体において、ブロック体の凹部と電子部品との間に隙間を形成することにより、電子部品を回路基板上に載置したときに、隙間を通して凹部内の導電性接合材を回路基板の電極パターン上に移動させることができる。
特に、導電性接合材として半田などの熱溶融性の導電性接合材を用いれば、電子部品集合体を回路基板上に載置して加熱することにより、凹部内の導電性接合材が溶融して回路基板の電極パターン上に流れて、電極パターンと電子部品の電極とが接合される。
ブロック体を封止ブロックと保持ブロックとで構成し、これらに形成された保持用凹部と貫通孔とでブロック体の凹部を形成することにより、ブロック体に形成される凹部の大きさや深さを調整することができる。さらに、封止ブロックと保持ブロックとの間に中間ブロックを形成し、この中間ブロックに保持用凹部および貫通孔を形成することにより、さまざまな大きさの電子部品を保持することができる。
このとき、貫通孔の大きさを保持用凹部の大きさより小さくすることにより、保持用凹部に導電性接合材が入るスペースが形成される。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の電子部品集合体の一例を示す分解斜視図であり、図２はその平面図であり、図３は図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図解図である。電子部品集合体１０は、ブロック体１２を含む。ブロック体１２は、封止ブロック１４と保持ブロック１６とで構成される。封止ブロック１４は、たとえば直方体状に形成され、その一方面側には四角形の複数の保持用凹部１８が形成される。保持用凹部１８は、後述の電子部品より若干大きくなるように形成される。さらに、保持ブロック１６には、四角形の複数の貫通孔２０が形成される。貫通孔２０は、封止ブロック１４の保持用凹部１８に対応した位置に形成される。この貫通孔２０の大きさは、保持用凹部１８の大きさよりやや小さく、かつ電子部品よりやや大きくなるように形成される。これらの保持用凹部１８および貫通孔２０によって、ブロック体１２の凹部２２が形成される。封止ブロック１４の保持用凹部１８の端部には、導電性接合材２４が配置される。導電性接合材２４としては、たとえば半田などが用いられる。そして、ブロック体１２の凹部２２に、電子部品２６が嵌め込まれる。このとき、電子部品２６と保持ブロック１６の貫通孔２０内壁との間には、隙間が形成される。
【００１１】
このような電子部品集合体１０を作製するには、ブロック体１２の凹部２２の端部に、半田ペーストや糸半田、棒半田、ロウなどの熱溶融性の導電性接合材２４が供給される。そして、この凹部２２に電子部品２６が嵌め込まれ、封止ブロック１４を下にして加熱される。加熱されることにより半田ペーストは溶融し、電子部品２６の電極２６ａに溶着して固化する。このとき、導電性接合材２４が凹部２２の内壁に溶着しないように、凹部２２の内壁にはテフロン加工などの表面処理が施されていることが好ましい。この電子部品集合体１０では、封止ブロック１４の保持用凹部１８の大きさが保持ブロック１６の貫通孔２０より大きく形成されているため、図４（ａ）（ｂ）に示すように、電子部品２６と保持用凹部１８の内壁と保持ブロック１６との間に、導電性接合材２４が入るスペースが形成される。このスペースに溶融した導電性接合材２４が入って固化することにより、クサビ効果によって電子部品２６が凹部２２内に保持される。なお、図４（ａ）（ｂ）では、保持用凹部１８が貫通孔２０より大きい長方形状に形成されているが、図５（ａ）（ｂ）に示すように、保持用凹部１８の両端部が貫通孔２０より大きくなったＩ字状に形成されてもよい。
【００１２】
この電子部品集合体１０を用いて、電子部品２６を回路基板に実装する場合、図６に示すように、回路基板３０上の電極パターン３２上に電子部品２６の電極２６ａがくるように、電子部品集合体１０が載置される。そして、リフロー炉などで加熱されることにより、導電性接合材２４が溶融し、電子部品２６と保持ブロック１６との間の隙間を通って導電性接合材２４が電極パターン３２上に流れ落ちる。この状態で冷却することにより、導電性接合材２４は固化し、電子部品２６の電極２６ａと回路基板３０の電極パターン３２とが半田付けされる。このようにして回路基板３０上に複数の電子部品２６が接合されると、ブロック体１２は電子部品２６と分離されるため、図７に示すように、ブロック体１２を電子部品２６から取り外すことができる。
【００１３】
なお、図８に示すように、封止ブロック１４および保持ブロック１６に多数の保持用凹部１８および貫通孔２０を形成し、これらによって形成される凹部２２に多数の電子部品２６を保持してもよい。この場合、多数の電子部品２６を同時に回路基板３０上に実装することができる。このとき、凹部２２の配置を回路基板３０の電極パターン３２に合わせておくことにより、正確に電子部品２６を電極パターン３２上に配置することができる。
【００１４】
このように、この電子部品集合体１０を用いれば、複数の電子部品２６を１つの部品として取り扱うことができ、簡単に複数の電子部品２６を回路基板３０上に実装することができる。また、この電子部品集合体１０には導電性接合材２４が含まれており、この導電性接合材２４によって回路基板３０の電極パターン３２と電子部品２６の電極２６ａとが接合されるため、回路基板３０上に半田ペーストなどを塗布する必要がない。そして、ブロック体１２内の導電性接合材２４が入るスペースの大きさは電子部品２６の大きさに対応しているため、電子部品２６の大きさに対応して導電性接合材２６を入れることができ、適量の導電性接合材２４で電子部品２６を回路基板３０の電極パターン３２上に接合することができる。
【００１５】
また、加熱時に半田ペースト中のフラックス成分の突騰などにより半田ボールが発生する可能性があるが、この電子部品集合体１０を用いれば、複数の電子部品２６は相互干渉できない仕切られた凹部２２に配置された状態で回路基板３０上に実装されるため、超小型の電子部品２６の隣接距離を短くすることができる。また、ブロック体１２によって電子部品２６の移動が規制されるため、実装時の電子部品２６の位置ずれやツームストーン現象を防止することができる。さらに、複数の電子部品２６を一括して回路基板３０上に実装できるため、実装に要する時間や工数を削減することができる。また、電子部品２６を一括して実装可能であるにもかかわらず、それぞれの電子部品２６は個別のものであるため、単位面積当たりに実装可能な電子部品２６の種類、特性、姿勢などを多くすることができる。
【００１６】
また、大きさの異なる電子部品２６を実装する場合、図９および図１０に示すように、封止ブロック１４と保持ブロック１６との間に、中間ブロック４０を挟むことができる。そして、中間ブロック４０には、保持用凹部１８および貫通孔２０が形成される。保持用凹部１８が形成された部分においては、保持ブロック１６に形成された貫通孔２０と組合されて凹部２２が形成される。この凹部２２には、小型の電子部品２６が配置される。また、貫通孔２０が形成された部分においては、封止ブロック１４に形成された保持用凹部２２と中間ブロック４０、保持ブロック１６に形成された貫通孔２０とによって、凹部２２が形成される。この凹部２２には、大型の電子部品２６が配置される。このように、中間ブロック４０を用いることによって、電子部品２６の大きさに対応した深さの凹部２２を形成することができる。したがって、大きさの異なる電子部品２６でも、保持ブロック１６の面に揃えることができる。これにより、大きさの異なる電子部品２６を同時に回路基板３０上に実装することが可能である。
【００１７】
さらに、中間ブロック４０の数を増やすことができ、電子部品２６の大きさの違いが多くなっても、それに対応して中間ブロック４０の数を調整することができる。つまり、電子部品２６の厚みがｎ種類あるならば、（ｎ−１）個の中間ブロック４０を準備することにより、全ての電子部品２６をブロック体１２に保持することができる。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、複数の電子部品を同時に回路基板上に実装することができる。このとき、電子部品を保持するためにブロック体の凹部に入れられた導電性接合材が、回路基板の電極パターンと電子部品の電極との接合用として用いられることから、電子部品の大きさに対応した量の導電性接合材を供給することができる。また、複数の電子部品を保持したブロック体を１つの部品として取り扱うことができるため、超小型の電子部品を個々に取り扱う場合に比べて、回路基板上への実装が容易である。さらに、複数の電子部品を一括して回路基板上に実装することができるため、実装のための時間および工数を削減することができる。また、ブロック体の仕切られた凹部に電子部品が保持された状態で回路基板上に実装されるため、導電性接合材である半田内のフラックス成分の突騰などにより半田ボールが発生しても、隣接する電子部品に影響を及ぼさないため、電子部品間の距離を短くすることができる。さらに、ブロック体の凹部内に保持された電子部品が回路基板上に実装されるため、実装時の電子部品の位置ずれやツームストーン現象を防止することができる。また、この電子部品集合体を用いることにより、回路基板の単位面積当たりに実装可能な電子部品の種類、特性、姿勢を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電子部品集合体の一例を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す電子部品集合体の平面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図解図である。
【図４】（ａ）は電子部品と保持用凹部と貫通孔との関係の一例を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図解図である。
【図５】（ａ）は電子部品と保持用凹部と貫通孔との関係の他の例を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図解図である。
【図６】図１に示す電子部品集合体を回路基板上に置いたときの図解図である。
【図７】電子部品を回路基板上に取りつけたのちブロック体を取り外す状態を示す図解図である。
【図８】多数の電子部品を有する電子部品集合体の一例を示す分解斜視図である。
【図９】大きさの異なる電子部品を有する電子部品集合体の一例を示す平面図である。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘにおける断面図解図である。
【符号の説明】
１０電子部品集合体
１２ブロック体
１４封止ブロック
１６保持ブロック
１８保持用凹部
２０貫通孔
２２凹部
２４導電性接合材
２６電子部品
３０回路基板
３２電極パターン
４０中間ブロック

Claims

複数の凹部が形成されたブロック体、
前記ブロック体の前記凹部に嵌め込まれる複数の電子部品、および
前記凹部内において前記電子部品を保持するために前記電子部品の電極部分に配置される熱溶融性の導電性接合材を含み、
前記ブロック体の前記凹部内壁と前記電子部品との間に隙間が形成される電子部品集合体であって、
回路基板上に複数の前記電子部品を実装するために用いられ、
溶融した前記導電性接合材が前記隙間を通って前記回路基板側に移動して前記回路基板上の電極パターンと前記電子部品の電極との接合材となるものである、電子部品集合体。
前記ブロック体は、保持用凹部が形成された封止ブロックと、前記保持用凹部に連結する貫通孔が形成された保持ブロックとからなり、前記保持用凹部と前記貫通孔によって前記凹部が形成される、請求項１に記載の電子部品集合体。
前記封止ブロックと前記保持ブロックとの間に形成される１つ以上の中間ブロックを含み、前記中間ブロックには、前記保持ブロックの前記貫通孔に連結する保持用凹部、および前記封止ブロックの前記保持用凹部と前記保持ブロックの前記貫通孔とに連結する貫通孔が形成された、請求項２に記載の電子部品集合体。
前記貫通孔の大きさは前記保持用凹部の大きさより小さくなるように形成される、請求項２または請求項３に記載の電子部品集合体。