JP6316614B2

JP6316614B2 - 支持部品及び当該支持部品を含むモジュール

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Publication number: JP6316614B2
Application number: JP2014021588A
Authority: JP
Inventors: 正和村永; 享村松; 利哉小山; 真哉山本; 涌井　健; 健涌井
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP2015149409A

Description

本発明は、支持部品及び当該支持部品を含むモジュールに関する。

電子機器の小型化及び高密度化が進んでおり、当該電子機器に使用される電子部品、特にマルチチップモジュールにおいても小型化及び高密度化が要求されている。マルチチップモジュールを構成する回路基板においても、高密度の電子部品の実装が要求される。マルチチップモジュールに使用される回路基板に実装されるチップ部品では、パッド間の距離が０．１ｍｍ以下も可能である。

また、従来より、電子部品接続用の接続ピンを有する回路基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、この接続ピンは回路基板の表面から突出している。さらに、回路基板上に柱状導体を介して電子部品を搭載したマルチチップモジュールが知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、セラミック基板上に柱状バンプを形成し、その柱状バンプに半導体素子を実装する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６３−１２４４９５号公報

特開２００８−２１８８３号公報

特開平５−２１８１３３号公報

しかしながら、チップ部品の場合は、隣接する部品とのショートの発生を防ぐためにレジストが設けられるのが一般的であり、隣接するランド間の距離は、約０．１mmが限界となる。また、特許文献１では、接続ピン上に接続ピンの直径より大きな電子部品が半田付けされており、電子部品の安定性が悪く、接続ピンと電子部品との接合強度が低下する場合ある。

本発明は、隣接する電子部品間の距離を縮小すると共に搭載される電子部品に対して高い接合強度を維持できる支持部品及び当該支持部品を含むモジュールを提供することにある。

本明細書に記載の支持部品は、回路基板に形成されたスルーホールに挿入される脚部と、前記脚部が前記スルーホールに挿入される場合に前記回路基板に当接する腰部と、前記腰部から鉛直上方に延びる胴部であって、前記腰部との合計の高さが、隣接する第１の電子部品の高さよりも大きい胴部と、前記胴部上に形成され、第２の電子部品を搭載する頭部とを備え、前記回路基板に形成されたアンテナパターンと接続され、アンテナエレメントの一部として機能することを特徴とする。

本明細書に記載の支持部品は、回路基板に形成されたスルーホールに挿入される胴部と、前記胴部上に形成され、高さが隣接する第１の電子部品の高さよりも大きく、第２の電子部品を搭載する頭部とを備え、前記回路基板に形成されたアンテナパターンと接続され、アンテナエレメントの一部として機能することを特徴とする。
また、本明細書に記載の支持部品は、回路基板に形成されたスルーホールに挿入される脚部と、前記脚部が前記スルーホールに挿入される場合に前記回路基板に当接する腰部と、前記腰部から鉛直上方に延びる胴部であって、前記腰部との合計の高さが、隣接する第１の電子部品の高さよりも大きい胴部と、前記胴部上に形成され、第２の電子部品を搭載する頭部とを備え、前記頭部は、前記第２の電子部品を搭載するための凹部を有し、当該凹部は前記頭部の側面の一部を開口するように形成されていることを特徴とする。
さらに、本明細書に記載の支持部品は、回路基板に形成されたスルーホールに挿入される脚部と、前記脚部が前記スルーホールに挿入される場合に前記回路基板に当接する腰部と、前記腰部から鉛直上方に延びる胴部であって、前記腰部との合計の高さが、隣接する第１の電子部品の高さよりも大きい胴部と、前記胴部上に形成され、第２の電子部品を搭載すると共に前記第２の電子部品の幅を超える幅の上面を有する頭部とを備え、前記第２の電子部品の側面と前記頭部の上面とが半田で固定されていることを特徴とする。

本明細書に記載のモジュールは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の支持部品と、当該支持部品が挿入されるスルーホール、及び当該スルーホールの内壁に形成され、当該支持部品と電気的に接続する導電めっきを有する回路基板と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、隣接する電子部品間の距離を縮小すると共に搭載される電子部品に対して高い接合強度を維持できる。

本実施の形態に係る支持部品を含む回路基板の一例を示す図である。チップ部品及びＩＣ（Integrated Circuit）部品が搭載されたマルチチップモジュールの一例を示す図である。回路基板の一部の断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、支持部品の例を示す図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、支持部品の変形例を示す図である。回路基板の一部の断面図である。回路基板の一部の断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、支持部品の高さの例を示す図である。（Ａ），（Ｂ）は、支持部品の高さの例を示す図である。支持部品の一使用例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。

図１は、本実施の形態に係る支持部品を含む回路基板の一例を示す図である。図２は、チップ部品及びＩＣ（Integrated Circuit）部品が搭載されたマルチチップモジュールの一例を示す図である。図３は、回路基板の一部の断面図である。

回路基板１は、プリント配線基板又はセラミック基板である。また、回路基板１は、単層構造でも、又は複数の層を有する積層構造でもよい。図１の回路基板１には、複数の接続パッド２及び複数のスルーホール３が形成されている。尚、接続パッド２及びスルーホール３の個数は特に限定されるものではなく、単数でもよい。スルーホール３には、リベット状の支持部品４が挿入される。

図２に示すように、複数の接続パッド２上には、ＩＣ部品５が半田８で固定されている。ＩＣ部品５は、不図示の複数のチップを含む。また、支持部品４上には、チップ部品６が半田８で固定されている。１つのチップ部品６は、１つの支持部品４上に固定されてもよい、又は複数の支持部品４上に固定されてもよい。尚、チップ部品６は、スルーホール３上に直接半田８で固定されてもよい。

図３に示すように、スルーホール３を形成する回路基板１の内壁には、銅めっきなどの導電めっき７が施されており、電気的に回路基板１のおもて面とうら面とが接続されている。また、導電めっき７は、回路基板１上又は回路基板１中に形成された配線９と電気的に接続されている。支持部品４は、スルーホール３に圧入接続されている又は半田接続されている。図３の例では、左の支持部品４は、スルーホール３に圧入接続され、中央及び右の支持部品４は、スルーホール３に半田接続されている。支持部品４は、導体であり、電気伝導率が高い銅合金で形成され、酸化防止のために支持部品４の表面に金メッキが施されている。

図４（Ａ）〜（Ｄ）は、支持部品４の例を示す図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、支持部品４は、チップ部品６を搭載する頭部４１と、頭部４１の直径よりも小さい直径を有する胴部４２とを備えている。頭部４１及び胴部４２は一体成形されている。図４（Ａ）及び（Ｂ）の場合、胴部４２がスルーホール３に挿入され、頭部４１が回路基板１から突出する（図３参照）。また、この場合、図３に示すように、胴部４２と頭部４１の下面とが導電めっき７に接触する。頭部４１の上面は平坦であり、その形状は丸又は矩形である。

頭部４１の上面は、図３に示すように、搭載されるチップ部品６の底面サイズ（即ち面積）と同等以上のサイズ（即ち面積）を有するのが好ましい。これにより、チップ部品６の搭載時の半田８の接合強度が、回路基板１にチップ部品６を直接半田付けする場合の接合強度と同等になり、高い接合強度を維持できるからである。但し、単一のチップ部品６（例えば、図６のチップ部品６Ｄ又は６Ｆ）が同一の高さの複数の支持部品４上に搭載される場合には、各支持部品４の頭部４１の上面は、当該単一のチップ部品６の底面サイズ（面積）よりも小さいサイズ（面積）を有する。この場合でも、各支持部品４は、胴部４２の直径よりも大きい直径を有する頭部４１を備えるので、単一のチップ部品６が頭部４１を有していない複数の支持部品に搭載される場合に比べて、高い接合強度を維持できる。

図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、支持部品４は、頭部４１及び胴部４２に加えて、腰部４３と脚部４４とを備えていてもよい。頭部４１、胴部４２、腰部４３及び脚部４４は一体成形されている。胴部４２、腰部４３及び脚部４４の断面は、いずれも円形であるが、矩形であってもよい。腰部４３の直径は、胴部４２及び脚部４４の直径且つスルーホール３の口径よりも大きい。脚部４４の直径は胴部４２の直径と同一である。脚部４４はスルーホール３に挿入される。

脚部４４はスルーホール３に挿入される場合に、腰部４３は回路基板１に当接する。また、支持部品４が回路基板１に半田接続される場合に、腰部４３は導電めっき７に半田付けされる。図４（Ｃ）及び（Ｄ）の場合、脚部４４がスルーホール３に挿入され、頭部４１、胴部４２及び腰部４３が回路基板１から突出する（図３参照）。また、この場合、図３に示すように、脚部４４と腰部４３の下面とが導電めっき７に接触する。

図５（Ａ）〜（Ｄ）は、支持部品４の変形例を示す図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、支持部品４の頭部４１は、チップ部品６を搭載するための凹部４５を有していてもよい。凹部４５は、チップ部品６の搭載位置を規定し、チップ部品６の位置ズレを防止する。また、凹部４５は、頭部４１の側面の一部を開口するように形成されている。これにより、チップ部品６が搭載しやくなる。

図６及び図７は、回路基板の一部の断面図である。ここで、図６及び図７では、説明の便宜上、支持部品４が支持部品４Ａ〜４Ｄとして表されることがあり、チップ部品６はチップ部品６Ｂ〜６Ｈとして表されることがある。図６に示すように、腰部４３及び脚部４４を有する支持部品４Ａでは、胴部４２及び腰部４３の高さＨ１を、チップ部品６Ｂの高さＨ２よりも大きくする。また、腰部４３及び脚部４４を有しない支持部品４Ｂでは、頭部４１の高さＨ３を、チップ部品６Ｃの高さＨ４よりも大きくする。これにより、チップ部品６Ｂに隣接するチップ部品６Ｇと、チップ部品６Ｃに隣接するチップ部品６Ｄとを立体的に実装することができ、隣接するチップ部品間の距離を縮小することができる。

また、図６に示すように、チップ部品６Ｈを回路基板１上に搭載し、このチップ部品６Ｈを挟むよう配置された同じ高さの複数の支持部品４Ｂ上に別のチップ部品６Ｄを配置してもよい。また、チップ部品６Ｅを回路基板１上に搭載し、このチップ部品６Ｅを挟むよう配置された同じ高さの複数の支持部品４Ｃ上に別のチップ部品６Ｆを配置してもよい。これにより、チップ部品６Ｄ及び６Ｆを立体的に実装することができ、回路基板１の面積の拡大を抑制し、複数のチップ部品６を高密度で搭載することができる。

さらに、図７に示すように、回路部品６Ａが搭載された電子部品１１（例えば、他の回路基板）を同じ高さの複数の支持部品４Ｄ上に配置してもよい。この場合、電子部品１１と電子部品１１上の回路部品６Ａとは、電子部品１１を支持する複数の支持部品４を介して回路基板１と電気的に接続される。

図８（Ａ）〜（Ｄ）及び図９（Ａ），（Ｂ）は、支持部品４の高さの例を示す図である。

図８（Ａ）に示すように、腰部４３及び脚部４４を有する支持部品４に隣接するチップ部品６が表面実装部品に関するＪＩＳ（Japanese Industrial Standard）規格の０６０３サイズである場合には、支持部品４の胴部４２及び腰部４３の合計の高さＨ１は０．４ｍｍである。例えば、ＪＩＳ規格の０６０３サイズであるコンデンサの高さは０．３３ｍｍである。図８（Ｂ）に示すように、腰部４３及び脚部４４を有しない支持部品４に隣接するチップ部品６が表面実装部品に関するＪＩＳ規格の０６０３サイズである場合には、頭部４１の高さＨ３は０．４ｍｍである。

図８（Ｃ）に示すように、腰部４３及び脚部４４を有する支持部品４に隣接するチップ部品６が表面実装部品に関するＪＩＳ規格の０４０２サイズである場合には、支持部品４の胴部４２及び腰部４３の合計の高さＨ１は０．３ｍｍである。例えば、ＪＩＳ規格の０４０２サイズであるコンデンサの高さは０．２３ｍｍである。図８（Ｄ）に示すように、腰部４３及び脚部４４を有しない支持部品４に隣接するチップ部品６が表面実装部品に関するＪＩＳ規格の０４０２サイズである場合には、頭部４１の高さＨ３は０．３ｍｍである。

また、複数のチップ部品６を立体的に実装することができるように、異なる高さを有する複数種類の支持部品４が形成されてもよい。具体的には、図９（Ａ）では、胴部４２及び腰部４３の合計の高さＨ１は、図８（Ａ）の高さＨ１の２倍であり、０．８ｍｍである。図９（Ｂ）では、胴部４２及び腰部４３の合計の高さＨ１は、図８（Ｃ）の高さＨ１の２倍であり、０．６ｍｍである。このように、図８（Ａ）及び（Ｃ）の高さＨ１のｎ倍（ｎ＝１以上）の高さを有する支持部品４が形成されてもよい。尚、高さＨ１及びＨ３は、表面実装部品に関するＪＩＳ規格で規定されるチップ部品の高さに余剰値を加えた値である。異なる高さを有する複数種類の支持部品４を予め用意することで、チップ部品６の高さ方向の実装位置を容易に調整することができる。

図１０は、支持部品４の一使用例を示す図である。

図１０に示すモジュール２０は、回路基板１、支持部品４、ＩＣ部品５、チップ部品６、アンテナマッチング部品１２を備えている。回路基板１上には、アンテナパターン１３が形成されている。アンテナパターン１３の一端はＩＣ部品５と電気的に接続され、アンテナパターン１３の他端は１つの支持部品４と電気的に接続されている。アンテナパターン１３と接続されている支持部品４と他の支持部品４の上にアンテナマッチング部品１２が搭載されている。

この場合、アンテナパターン１３と接続されている支持部品４は、アンテナエレメントの一部として機能することができる。この場合、図８（Ａ）〜（Ｄ）及び図９（Ａ），（Ｂ）に示したように支持部品４の高さを変更できるので、アンテナマッチング部品１２の高さ方向の実装位置を容易に調整することができ、アンテナ特性を調整することができる。

本実施の形態によれば、支持部品４は、回路基板１に形成されたスルーホール３に挿入される脚部４４と、脚部４４がスルーホール３に挿入される場合に回路基板１に当接する腰部４３と、腰部４３から鉛直上方に延びる胴部４２であって、腰部４３との合計の高さが、隣接するチップ部品６の高さよりも大きい胴部４２と、チップ部品６を搭載すると共にチップ部品６の底面のサイズと同等以上のサイズを有する頭部４１とを備える。したがって、複数のチップ部品６が回路基板上に搭載される場合に比べて、隣接するチップ部品６間の距離を縮小することができる。また、頭部４１と搭載される電子部品との接合強度を高く維持できる。

また、支持部品４は、回路基板１に形成されたスルーホール３に挿入される胴部４２と、高さが隣接するチップ部品６の高さよりも大きく、チップ部品６を搭載すると共にチップ部品６の底面のサイズと同等以上のサイズを有する頭部４１とを備える。この場合も、頭部４１と搭載される電子部品との接合強度を高く維持できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１回路基板
２接続パッド
３スルーホール
４支持部品
５ＩＣ部品
６チップ部品
７導電めっき
８半田
４１頭部
４２胴部
４３腰部
４４脚部

Claims

回路基板に形成されたスルーホールに挿入される脚部と、
前記脚部が前記スルーホールに挿入される場合に前記回路基板に当接する腰部と、
前記腰部から鉛直上方に延びる胴部であって、前記腰部との合計の高さが、隣接する第１の電子部品の高さよりも大きい胴部と、
前記胴部上に形成され、第２の電子部品を搭載する頭部とを備え、
前記回路基板に形成されたアンテナパターンと接続され、アンテナエレメントの一部として機能することを特徴とする支持部品。
回路基板に形成されたスルーホールに挿入される胴部と、
前記胴部上に形成され、高さが隣接する第１の電子部品の高さよりも大きく、第２の電子部品を搭載する頭部とを備え、
前記回路基板に形成されたアンテナパターンと接続され、アンテナエレメントの一部として機能することを特徴とする支持部品。
回路基板に形成されたスルーホールに挿入される脚部と、
前記脚部が前記スルーホールに挿入される場合に前記回路基板に当接する腰部と、
前記腰部から鉛直上方に延びる胴部であって、前記腰部との合計の高さが、隣接する第１の電子部品の高さよりも大きい胴部と、
前記胴部上に形成され、第２の電子部品を搭載する頭部とを備え、
前記頭部は、前記第２の電子部品を搭載するための凹部を有し、当該凹部は前記頭部の側面の一部を開口するように形成されていることを特徴とする支持部品。
前記頭部は、回路部品を搭載した他の回路基板を搭載することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支持部品。
前記支持部品の材質は銅合金であり、前記支持部品の表面に金メッキが施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の支持部品。
回路基板に形成されたスルーホールに挿入される脚部と、
前記脚部が前記スルーホールに挿入される場合に前記回路基板に当接する腰部と、
前記腰部から鉛直上方に延びる胴部であって、前記腰部との合計の高さが、隣接する第１の電子部品の高さよりも大きい胴部と、
前記胴部上に形成され、第２の電子部品を搭載すると共に前記第２の電子部品の幅を超える幅の上面を有する頭部とを備え、
前記第２の電子部品の側面と前記頭部の上面とが半田で固定されている
ことを特徴とする支持部品。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の支持部品と、
当該支持部品が挿入されるスルーホール、及び当該スルーホールの内壁に形成され、当該支持部品と電気的に接続する導電めっきを有する回路基板と、
を備えることを特徴とするモジュール。