JP2004303944A - モジュール基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のモジュール基板は、マザーボードに半田付けされるリード端子が、モジュール基板専用の特殊な形状であるため容易に製造することができないという課題があった。
【解決手段】本発明のモジュール基板２０は、両面に複数の電子部品２１ａ及び電子部品２１ｂが半田実装されたメイン基板２２と、メイン基板２２の外周に半田実装された４個の略直方体のサブ基板２３とを備え、サブ基板２３に囲まれた部分には、電子部品２１ｂを覆うように樹脂２７が塗布された構成である。この構成により、特殊なリードを必要せず、容易に製造することができるとともに自動機でマザーボードに実装することもできる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電子部品が実装されたモジュール基板及びその製造方法並びにその実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化に伴い、半導体装置の小型化及び回路基板への高密度実装化が進んでいる。また、単にプリント基板に小型の半導体装置を実装するだけでなく、更なる高密度化を図る目的で、複数の半導体装置等の電子部品を実装したモジュール基板の使用が増加している。
【０００３】
従来のモジュール基板について、図８乃至図９を基に説明する。
【０００４】
図８（ａ）は、従来のモジュール基板を示す図であり、図８（ｂ）は、モジュール基板をマザーボードに実装した図である。
【０００５】
図８（ａ）に示されるように、モジュール基板１は、所望の配線パターンが形成されたプリント基板３と、プリント基板３上に、所望の位置に半田実装された複数の電子部品２と、複数のリード端子４からなる。
【０００６】
また、モジュール基板１は、図８（ｂ）に示されるように、複数の電子部品５が実装されたマザーボード６の所望の位置に形成されたスルーホール（図示せず）にリード端子４が挿入され、半田実装される。マザーボード６内の配線パターンとモジュール基板１内の配線パターンとは、リード端子４により電気的に接続される。
【０００７】
このようなモジュール基板１は、マザーボード６に対し、垂直に実装されるためマザーボード６の実装面積を有効に活用することができる。
【０００８】
しかしながら、このようなモジュール基板１の高さは、マザーボード６の部品実装面からの高さが高くなり、薄型化という点においては、課題がある。
【０００９】
このような課題を対策したものとしては、図９に示されるようなモジュール基板１０がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図９（ａ）に示されるようにモジュール基板１０は、所望の配線パターンが形成されたプリント基板１３と、プリント基板１３上の所望の位置に半田実装された複数の電子部品１１ａ、１１ｂと、プリント基板１３の両端に複数のリード端子１２が配設された構成であり、図９（ｂ）に示されるように、複数の電子部品１７が実装されたマザーボード１５上に実装される。
【００１１】
このようなモジュール基板１０によれば、図８（ａ）に示されたモジュール基板１と比較した場合、薄型化を図ることができるとともに、モジュール基板１０の下部にも複数の電子部品１６を実装することができ高密度化を図ることができる。
【００１２】
以上述べたようなモジュール基板は、マザーボードと接続するためのリード端子の形状が特殊であり、専用設備を使用しないと製造することができないため、ユーザーは、専門メーカーに開発委託することにより、モジュール基板を購入し、使用している。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−２７０９８８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モジュール基板の開発工数は、製品開発のスケジュールの上で、大きなウェイトを占めており、製品開発期間中にモジュール基板の回路変更が発生した場合、製品開発が遅れるという課題がある。
【００１５】
また、モジュール基板によっては、形状が特殊である異型部品と呼ばれるものは自動実装機が使用できず、人間が手でマザーボード上に搭載しなければならないというように、実装工数の面で課題がある。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑み、特殊なリード端子を必要とせず、容易に製造することができ、また、実装面においても、自動実装機を利用し容易に実装できるモジュール基板及びその製造方法並びに実装方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のモジュール基板は、請求項１に記載のように、複数の電子部品が両面に実装されたメイン基板と、前記マザーボードと前記メイン基板の回路を電気的に接続するための外部電極を有するサブ基板を備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような構成により、特殊なリード端子を使用していないため容易に製造することができる。
【００１９】
また、本発明のモジュール基板は、請求項２に記載のように、前記サブ基板の形状が、複数の略直方体の基板であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のモジュール基板は、請求項３に記載のように、前記サブ基板が、貫通孔を有する矩形平板であることを特徴とする。
【００２１】
このような構成により、サブ基板の実装を容易に行うことができる。
【００２２】
また、本発明のモジュール基板は、請求項４に記載のように、前記メイン基板と前記サブ基板の材質が同一であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のモジュール基板は、請求項５に記載のように、前記メイン基板と、前記サブ基板とが樹脂にて固定されたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のモジュール基板は、請求項６に記載のように、前記樹脂がリフロー温度より高い耐熱温度を有する樹脂であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明のモジュール基板の製造方法は、請求項７記載のように、複数の電子部品が実装されたメイン基板の周囲に前記マザーボードと電気的に接続するためのサブ基板を実装する工程を含むことを特徴とする。
【００２６】
このような構成により、リフローを利用し容易に製造することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図１乃至図７を基に詳細に説明する。
【００２８】
なお、図を説明するにあたり、同一構成のものについては、同一符号を付し説明を省略する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すモジュール基板の構成図であり、図１（ａ）は、モジュール基板の概略斜視図であり、図１（ｂ）は、その上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）における矢印２８方向から見た場合のＡ−Ａ断面図である。
【００３０】
図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように本発明のモジュール基板２０は、例えば、厚さｔ１が０．８ｍｍのセラミックからなり、両面に複数の電子部品２１ａ及び電子部品２１ｂが半田実装されたメイン基板２２と、メイン基板２２の外周に半田実装された高さｈ１が１．５ｍｍの４個の略直方体のサブ基板２３とを備え、サブ基板２３に囲まれた部分には、電子部品２１ｂを覆うように樹脂２７が塗布されていることを特徴とする。
【００３１】
ここでサブ基板２３は、図２（ａ）に示されるように、例えば、２０〜３０μｍの導体厚の銅メッキからなる複数の端面スルーホール電極３１が、図２（ｂ）の断面図のように、基材２３ａの表面にコの字型に形成されている。
【００３２】
これに対し、メイン基板２２に実装された電子部品２１ｂの外周には、図２（ｃ）に示されるように、サブ基板２３のパッド３１ａに相対する位置に、パッド３１ｂが形成され、サブ基板２３が半田実装される。
【００３３】
なお、マザーボードへの実装時の熱による収縮を考慮した場合、サブ基板２３とメイン基板２２の材質は、同一であることが好ましい。
【００３４】
以上述べた第１の実施の形態の構成によれば、特殊なリード端子を必要としないことに加え、回路変更においてもメイン基板２２の回路変更だけで済むため容易に違う種類のモジュール基板２０を作ることができるとともに、製造工数においても効率化を図ることができる。
【００３５】
次に本発明の第１の実施の形態のモジュール基板の製造方法について、図３を基に説明する。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示されるように、所望の配線パターン（図示せず）及び部品を実装するためのパッド（図示せず）を有する複数のメイン基板２５がＶ溝２５ａにより連結されたシート基板２６を準備する。ここで、シート基板２６の周辺には、図４に示されるように、サブ基板２３を半田実装するための複数のパッド３１ｂが周辺に形成されている。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示されるように、電子部品２１ａ搭載用のパッド（図示せず）及びパッド３１ｂにクリーム半田を印刷塗布し、複数の電子部品２１ａ及びサブ基板２３をメイン基板２５の所望の位置に搭載後、リフローにて半田実装する。
【００３８】
次に、図３（ｃ）に示されるように、半田のリフロー温度よりも高い耐熱温度を有する、例えば、エポキシ樹脂からなる樹脂２７を複数の電子部品２１ｂを覆い、サブ基板２３の高さより低い程度に塗布する。このように、樹脂２７を塗布することで、後述する図３（ｂ）の実装とは、反対面の実装時の熱による電子部品２１ｂ及びサブ基板２３の落下あるいは移動を防止することができる。
【００３９】
次に、樹脂２７が硬化した後、図３（ｄ）に示されるように、図３（ｂ）で実装した面とは、反対の面に、クリーム半田を塗布し、複数の電子部品２１を搭載しリフローにて実装後、分割することで、図３（ｅ）に示されるようなモジュール基板２０を得ることができる。
【００４０】
以上述べた本発明の第１の実施の形態のモジュール基板の製造方法によれば、特殊な設備を必要とせず容易に製造することができる。
【００４１】
次に、上述した本発明のモジュール基板２０のマザーボードへの実装方法について説明する。
【００４２】
図５は、本発明のモジュール基板のマザーボードへの実装方法を示す断面図である。
【００４３】
まず、図５（ａ）に示されるように、マザーボード４０を準備する。マザーボード４０には、図６に示されるような、電子部品のパッド４１の他、本発明のモジュール基板２０が実装されるパッド４２が形成されている。
【００４４】
次に、図５（ｂ）に示されるように、マザーボード４０上に形成されたパッド４１及びパッド４２にクリーム半田を塗布し、電子部品４５を自動機にて搭載後、図５（ｃ）に示されるようにモジュール基板２０を搭載し、リフローにて実装する。
【００４５】
以上述べた第１の実施の形態のモジュール基板２０の実装方法によれば、実装機で対応が可能であり、容易にマザーボード４０に実装することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態について図７を基に説明する。
【００４７】
本発明の第２の実施の形態は、サブ基板６０が、図７に示されるように、貫通孔６２を有する矩形平板で、周囲に、複数の端面スルーホール６１が形成されていることを特徴とする。
【００４８】
第１の実施の形態では、サブ基板２３が４個必要であったが、第２の実施の形態では１個で済むため、第１の実施の形態のモジュール基板２０に比べ製造工程を少なくすることができるという効果がある。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明のモジュール基板によれば、マザーボードとの接続にサブ基板を用いたことにより、特殊なリード端子を必要とせず、通常のリフロー工程を利用することで容易に製造することができる。
【００５０】
また、本発明のモジュール基板によれば、回路変更がメイン基板のみの回路変更で済むため、容易に変更することが、可能である。
【００５１】
また、本発明のモジュール基板のマザーボードへの実装方法は、自動実装機を使用できるため、容易にマザーボードに実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のモジュール基板の第１の実施の形態の概略斜視図
（ｂ）本発明のモジュール基板の第１の実施の形態の上面図
（ｃ）本発明のモジュール基板の第１の実施の形態の断面図
【図２】（ａ）本発明のモジュール基板の第１の実施の形態に使用するサブ基板の斜視図
（ｂ）本発明のモジュール基板の第１の実施の形態に使用するサブ基板の断面図
（ｃ）本発明のモジュール基板の第１の実施の形態の構成図
【図３】本発明のモジュール基板の第１の実施の形態の製造工程を示す断面図
【図４】本発明のモジュール基板に使用するシート基板の平面図
【図５】本発明のモジュール基板のマザーボードへの実装方法を示す断面図
【図６】マザーボードを上面から見た図
【図７】本発明のモジュール基板の第２の実施の形態に使用するサブ基板の斜視図
【図８】（ａ）従来のモジュール基板の構成図
（ｂ）従来のモジュール基板のマザーボードへの実装図
【図９】（ａ）従来のモジュール基板の構成図
（ｂ）従来のモジュール基板のマザーボードへの実装図
【符号の説明】
１、１０、２０ モジュール基板
２、１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ 電子部品

Claims (7)

1. マザーボードに実装されるモジュール基板において、前記モジュール基板は、複数の電子部品が両面に実装されたメイン基板と、前記マザーボードと前記メイン基板の回路を電気的に接続するための外部電極を有するサブ基板を備えたことを特徴とするモジュール基板。
2. 前記サブ基板が、複数の略直方体の基板であることを特徴とする請求項１記載のモジュール基板。
3. 前記サブ基板が、貫通孔を有する矩形平板であることを特徴とする請求項１記載のモジュール基板。
4. 前記メイン基板と前記サブ基板の材質が同一であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のモジュール基板。
5. 前記メイン基板と、前記サブ基板が樹脂にて固定されたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のモジュール基板。
6. 前記樹脂がリフロー温度より高い耐熱温度を有する樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のモジュール基板。
7. 複数の電子部品が実装されたメイン基板の周囲に前記マザーボードと電気的に接続するためのサブ基板を実装する工程を含むことを特徴とするモジュール基板の製造方法。

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