(57)【要約】【課題】電子部品の電極との接合面積を十分に確保しながら、基板上の配線及び他の電子部品の配置の自由度を確保できる積層構造を実現できるようにする。【解決手段】電子部品モジュールは、基板７と、基板７の上に配置された導電性支柱６ａ、６ｂと、導電性支柱６ａ、６ｂの上に配置され、下面に電極部２ａ、２ｂを有する電子部品１とを備えている。導電性支柱６ａ、６ｂは、電極部２ａ、２ｂと接続される第１部分と、第１部分と基板７とを接続する第２部分とを有し、第２部分における基板７との接続面の面積は、第１部分における電子部品１の電極部との接続面の面積よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に配置された導電性支柱と、
前記導電性支柱の上に配置され、下面に電極部を有する電子部品とを備え、
前記導電性支柱は、前記電極部と接続される第１部分と、前記第１部分と前記基板とを接続する第２部分とを有し、
前記第２部分における前記基板との接続面の面積は、前記第１部分における前記電子部品の電極部との接続面の面積よりも小さいことを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項２】
前記基板上で且つ前記電子部品との間に配置された実装部品をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品モジュール。
【請求項３】
前記導電性支柱の第２部分は、前記第１部分の一端部に接続されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品モジュール。
【請求項４】
前記導電性支柱は、少なくとも２つ配置されており、
少なくとも２つの前記導電性支柱の第２部分は、前記基板の一の辺に沿って配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品モジュール。
【請求項５】
前記導電性支柱は、少なくとも２つ配置されており、
少なくとも２つの前記導電性支柱の第２部分は、前記基板の互いに対向する辺に分かれて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品モジュール。
【請求項６】
前記導電性支柱の第１部分と前記基板とを接続する補助支柱をさらに備えていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。
【請求項７】
前記導電性支柱の第２部分は、前記第１部分の中央部と接続されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品モジュール。
【請求項８】
前記導電性支柱の第１部分は、第１絶縁性部材と、該第１絶縁性部材の表面に配置された第１導電経路とを含み、
前記導電性支柱の第２部分は、第２絶縁性部材と、該第２絶縁性部材の前記基板との接続面に配置された第２導電経路とを含み、
前記導電性支柱の側面には、前記第１導電経路と前記第２導電経路とを接続する第３の導電経路が配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。
【請求項９】
前記導電性支柱の第１部分は、第１絶縁性部材と、該第１絶縁性部材の表面に配置された第１導電経路とを含み、
前記導電性支柱の第２部分は、第２絶縁性部材と、該第２絶縁性部材の前記基板との接続面に配置された第２導電経路とを含み、
前記導電性支柱の内部には、前記第１導電経路と前記第２導電経路とを接続するように貫通した第３導電経路が配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。
【請求項１０】
前記導電性支柱の第１部分と第２部分とは、一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の部品が実装される電子部品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポータブル機器等の電子機器の高機能化に伴い実装部品の部品数が増加し、また、電子機器の小型化に伴い、電子部品を実装する実装基板の面積が小型化される等、個々の電子部品の実装面積は極めて小さくなっている。
【０００３】
このため、電子部品モジュールの１つである、一の直流電圧を他の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータモジュールにおいても、その実装面積を小さくすることが要望されている。
【０００４】
ＤＣ−ＤＣコンバータモジュールを小型化する方法として、ＤＣ−ＤＣコンバータモジュールを構成する部品の３次元積層実装がある。搭載部品の中で最も面積が大きいインダクタを他の部品の上方に積層することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータモジュールの面積の大幅な小型化が可能となる。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、基板の上にインダクタを除く部品を配置し、該基板の四隅の上に導電性支柱を配置し、４つの導電性支柱の上に跨がるようにインダクタを実装して、該インダクタと基板とが導電性支柱を介して電気的に接続される積層構造とすることにより小型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２１７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インダクタを部品の上に積層する従来の部品モジュールにおいて、基板の四隅に配置されたスタッド端子によってインダクタを支え且つ電気的に接続するという方法の場合、導電性のスタッド端子によってインダクタ電極と基板とが機械的且つ電気的に接続される。このため、インダクタと導電性支柱との接合面がインダクタ電極の一部のみとなって、接合強度が高くできないという問題がある。また、それぞれの接合面積が小さいため、接合面に微小な空洞（ボイド）が発生すると、時間の経過と共に、接合抵抗の増大及び接合強度の低下を招き、接合信頼性が低下する。
【０００８】
また、スタッド端子とインダクタ電極との接合強度を確保するには、スタッド端子を大きくして接合強度を大きくする必要がある。そうすると、半導体素子等の他の電子部品の配置領域、及び電子部品と外部端子等とを電気的に接続する配線の配置領域が小さくなるので、所定の配置領域を確保しようとすると、電子部品モジュール全体のサイズ又はその基板のサイズが増大してしまう。
【０００９】
本開示は、前記の問題を解決し、電子部品の電極との接合面積を十分に確保しながら、基板上の配線及び他の電子部品の配置の自由度を確保できる積層構造を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本開示に係る電子部品モジュールの一態様は、基板と、基板の上に配置された導電性支柱と、導電性支柱の上に配置され、下面に電極部を有する電子部品とを備え、導電性支柱は、電極部と接続される第１部分と、第１部分と基板とを接続する第２部分とを有し、第２部分における基板との接続面の面積は、第１部分における電子部品の電極部との接続面の面積よりも小さい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る電子部品モジュールによると、電子部品の電極との接合面積を十分に確保しながら、基板上の配線及び他の電子部品の配置の自由度を確保できる積層構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は第１の実施形態に係る電子部品モジュールを示す斜視図である。
【図２】図２は図１のII−II線における断面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線における断面図である。
【図４】図４は第１実施例に係る電子部品モジュールの伝導性支柱を示す分解斜視図である。
【図５】図５は第２実施例に係る電子部品モジュールの伝導性支柱を示す断面図である。
【図６】図６は第３実施例に係る電子部品モジュールの伝導性支柱を示す断面図である。
【図７】図７は第２の実施形態に係る電子部品モジュールを示す斜視図である。
【図８】図８は第３の実施形態に係る電子部品モジュールを示す斜視図である。
【図９】図９は図８のIX−IX線における断面図である。
【図１０】図１０は第４の実施形態に係る電子部品モジュールを示す斜視図である。
【図１１】図１１は図１０のXI−XI線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
本開示の第１の実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１４】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る電子部品モジュールは、基板７の上に、２つの導電性支柱６ａ、６ｂが配置されている。ここで、基板７は、例えば、基板７ａ、基板７ｂ、基板７ｃ及び基板７ｄのように、搭載部品ごとに任意の平面形状に分割されていてもよい。また、基板７は、その外周部に外部端子８を有していてもよい。
【００１５】
導電性支柱６ａ、６ｂの上には、該導電性支柱６ａ、６ｂに跨がるように電子部品１が配置されている。電子部品１は、例えばインダクタである。図１において、電子部品１は、その下方のモジュール構成を図示できるように透視されている。また、図１においては、基板７を覆う封止樹脂９を省略している。図３に示すように、インダクタに代表される電子部品１は、通常、その両端部に第１電極部２ａと第２電極部２ｂとの２つの電極を有している。従って、各電極部２ａ、２ｂと基板７とを電気的に接続するには、少なくとも２つの導電性支柱６ａ、６ｂがあればよい。具体的には、図２に示すように、第１電極部２ａは、第１導電性支柱６ａと電気的に接続される。第１導電性支柱６ａは、基板７ｃと接合して電気的に接続される。基板７ｃは、外部電極８ｂと接合し、電気的に接続されて電子部品１の外部電極となる。同様に、第２電極部２ｂは、図３に示すように、第２導電性支柱６ｂと電気的に接続される。第２導電性支柱６ｂは、基板７ｄと接合して電気的に接続される。基板７ｄは、外部電極８ｄと接合し、電気的に接続されて電子部品１の外部電極となる。
【００１６】
基板７ｂ上における第１導電性支柱６ａの下側の領域には、例えば能動素子又は受動素子である実装部品３が配置されている。また、基板７ａ上における第２導電性支柱６ｂの下側の領域には、例えば能動素子又は受動素子である実装部品４が配置されている。実装部品３と実装部品４とは、ワイヤ５ａによって電気的に接続され、実装部品４と外部電極８ａとは、ワイヤ５ｂによって電気的に接続されている。
【００１７】
上述したモジュール構成を封止樹脂９によって覆うことにより、電子部品モジュールを得る。
【００１８】
［導電性支柱の実施例］
以下、導電性支柱の実施例について図４〜図６を参照しながら説明する。
【００１９】
［第１実施例］
図４は第１実施例に係る導電性支柱６の模式的な構成を示している。
【００２０】
導電性支柱６は、電子部品１の電極部２ａ又は電極部２ｂと接続される第１部分１１と、該第１部分１１と基板７との間を接続する第２部分１２とを有している。導電性支柱６の第１部分１１は、基板７の上面にほぼ平行に配置され、電子部品１を保持する保持部である。また、導電性支柱６の第２部分１２は、基板７の上面にほぼ垂直に配置され、第１部分１１を支える支柱部である。具体的には、第１部分１１は、その上面で電子部品６の下面を保持すると共に、該電子部品６との電気的な接続を果たす。一方、第２部分１２は、その上面で第１部分１１の端部の下面を保持すると共に、該第１部分１１との電気的な接続を果たす。さらに、第２部分１２は、その下面が基板７の上面に保持されると共に、該基板７との電気的な接続を果たす。
【００２１】
第２部分１２における基板７との接続面積は、第１部分１１における電子部品１の電極部２との接続面積よりも小さい。このような構成とすることにより、電子部品１の電極部２と第１部分１１との接合面積を大きくすることができるため、接合強度を高めることができる。また、接合面でのボイドの発生等による接続信頼性の低下を抑制することができる。さらに、第２部分１２と基板７との接合面積を小さくすることができるため、基板７の配線設計時の自由度が向上する。これにより、基板７に他の電子部品を配置する領域、及び電子部品と外部電極等を電気的に接続する配線領域を確保できるので、電子部品モジュールの小型化が可能となる。
【００２２】
なお、本実施例においては、導電性支柱６における第２部分１２の上面は、第１部分１１の端部の下面と接続される。
【００２３】
導電性支柱６における第１部分１１と第２部分１２とは、それぞれ１つ以上の部品により構成してもよい。例えば、第１部分１１と第２部分１２とを別体に作製し、その後、別体の第１部分１１と第２部分１２とを、加熱処理又は接着材等によって接合するか若しくは接着すればよい。また、第１部分１１と第２部分１２とは一体に形成してもよい。例えば、一の金属板をＬ字状に曲げて形成してもよい。
【００２４】
なお、第１部分の幅１３は、電子部品１の電極部２の幅と同等以上であることが好ましい。また、第１部分１１の厚さ１４は、少なくとも電子部品１を支えられる強度を有する厚さであればよい。第２部分１２の奥行１５及び第２部分の幅１６は、少なくとも電子部品１を支えられる強度を有する寸法であればよい。
【００２５】
なお、図１に示すように、第１の実施形態においては、２つの導電性支柱６ａ、６ｂの支柱である第２部分は、それぞれ基板７の一辺に沿って配置されている。
【００２６】
また、上述したように、基板７の上には、電子部品１に加え、実装部品３、４が配置されていてもよい。第１の実施形態では２つの実装部品３、４を配置しているが、実装部品の数は２つに限られず、３つ以上の実装部品を基板７上に実装してもよい。
【００２７】
また、図２及び図４に示すように、導電性支柱６における第２部分１２の高さ１７は、基板７上に実装される実装部品３、４又はワイヤ５ａ、５ｂよりも高いことが好ましい。
【００２８】
導電性支柱６の一例として、第１部分１１と第２部分１２とのそれぞれが、全体を導電性部材で構成され、電気的及び構造的に連続性を持つように一体に構成されていてもよい。このようにすると、導電性支柱６は、導体性部材のみで形成できるため、該導電性支柱６の作製が容易となる。この場合、導電性支柱６には、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の低抵抗な金属を用いることができる。
【００２９】
［第２実施例］
図５は第２実施例に係る導電性支柱６の模式的な断面構成を示している。
【００３０】
第２実施例に係る導電性支柱６が第１実施例と異なる点は、電子部品１と基板７とを電気的に接続するための電気経路（導電経路）の構成にある。
【００３１】
すなわち、導電性支柱６の第１部分は、絶縁性部材１８とその表面に配置された第１導電経路を構成する導電性部材２０とによって構成される。導電性支柱６の第２部分は、絶縁性部材１９とその表面（下面）に配置された第２導電経路を構成する導電性部材２２とによって構成される。導電性部材２０、２２を電気的に接続するように、絶縁性部材１８、１９の側面には、第３導電経路を構成する導電性部材２１が配置される。絶縁性部材１８、１９には、例えば、セラミック等の許容温度が高い絶縁材料を用いることができる。また、導電性部材２０、２１及び２２には、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の低抵抗な金属を用いることができる。なお、導電性部材２１は、絶縁性部材１９の少なくとも１つの側面に配置されていればよい。
【００３２】
このような構成により、導電性支柱６において、導電性部材２０、２１及び２２が配置されていない領域を、電子部品１から電気的に分離させることができる。すなわち、導電性支柱６において、導電性部材２０、２１及び２２が配置されていない領域に、他の電子部品と電気的に接続させるための他の電気経路を形成することが可能となる。また、他の電子部品を導電性支柱６と接して配置することが可能となるため、実装密度を高めることができる。その結果、モジュールの小型化が可能となる。さらに、導電性支柱６の表面上に電気経路となる導電性部材２０、２１及び２２を形成すればよく、電気経路の加工が容易となる。
【００３３】
ここで、絶縁性部材１８、１９は一体に形成されてもよく、それぞれが１つ以上の別体の部品から構成されてもよい。
【００３４】
なお、第２実施例に係る導電性支柱６における幅、高さ及び奥行の各寸法は、第１実施例に係る導電性支柱６と実質的に同一である。
【００３５】
［第３実施例］
図６は第３実施例に係る導電性支柱６の模式的な断面構成を示している。
【００３６】
第３実施例に係る導電性支柱６が第１実施例と異なる点は、電子部品１と基板７とを電気的に接続するための電気経路（導電経路）の構成にある。
【００３７】
すなわち、導電性支柱６の第１部分は、絶縁性部材２３とその表面に配置された第１導電経路を構成する導電性部材２５とによって構成される。導電性支柱６の第２部分は、絶縁性部材２４とその表面（下面）に配置された第２導電経路を構成する導電性部材２７とによって構成される。導電性部材２５、２７を電気的に接続するように、絶縁性部材２３、２４の内部を貫通して、第３導電経路を構成する導電性部材２６が配置される。絶縁性部材２３、２４には、例えば、セラミック等の許容温度が高い絶縁材料を用いることができる。また、導電性部材２５、２６及び２７には、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の低抵抗な金属を用いることができる。
【００３８】
このような構成により、導電性支柱６において、導電性部材２５、２６及び２７が配置されていない領域を、電子部品１から電気的に分離させることができる。すなわち、導電性支柱６において、導電性部材２５、２６及び２７が配置されていない領域に、他の電子部品と電気的に接続させるための電気経路を形成することが可能となる。また、他の電子部品を導電性支柱６と接して配置することが可能となるため、実装密度を高めることができる。その結果、モジュールの小型化が可能となる。さらに、導電性支柱６の表面上に電気経路となる導電性部材２５、２７を形成すればよく、電気経路の加工が容易となる。
【００３９】
ここで、絶縁性部材２３、２４は一体に形成されてもよく、それぞれが１つ以上の別体の部品から構成されてもよい。
【００４０】
なお、第３実施例に係る導電性支柱６における幅、高さ及び奥行の各寸法は、第１実施例に係る導電性支柱６と実質的に同一である。
【００４１】
また、これら第１から第３実施例に係る導電性支柱６が混在してもよい。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、本開示の第２の実施形態に係る電子部品モジュールについて図７を参照しながら説明する。
【００４３】
図７において、電子部品１は、第１の実施形態と同様に、その下方のモジュール構成を図示できるように透視されている。また、図７においても、基板７を覆う封止樹脂９を省略している。
【００４４】
第２の実施形態に係る電子部品モジュールは、第１の実施形態に係る電子部品モジュールとは、２つの導電性支柱６ａ、６ｂの配置が異なる。すなわち、本実施形態においては、図７に示すように、２つの導電性支柱６ａ、６ｂにおける支柱部である第２部分は、基板７の対向する辺にそれぞれ分かれて配置されている。
【００４５】
第１の実施形態においては、２つの導電性支柱６ａ、６ｂの第２部分が１つの辺に沿ってほぼ壁状に配置される。このため、基板７の第２部分側には、電子部品１以外の電極が引き出し難い。
【００４６】
しかしながら、本実施形態においては、２つの導電性支柱の第２部分を基板７における対向する辺に分けて配置することにより、電子部品１以外の部品の外部電極の引き出し位置の制約を緩和することができる。
【００４７】
なお、本実施形態においても、導電性支柱６の構成は、第１実施例、第２実施例及び第３実施例のいずれかを採用することができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
以下、本開示の第３の実施形態に係る電子部品モジュールについて図８及び図９を参照しながら説明する。
【００４９】
図８において、電子部品１は、第１の実施形態と同様に、その下方のモジュール構成を表示できるように透視されている。また、図８においても、基板７を覆う封止樹脂９を省略している。
【００５０】
第３の実施形態に係る電子部品モジュールは、第１の実施形態に係る電子部品モジュールとは、基板７と導電性支柱６ａとの間に、補助支柱１０が配置されている点が異なる。すなわち、導電性支柱６ａの第１部分１１が、補助支柱６によっても支えられる構成を採る。補助支柱６は、例えば、金属のような導電性支柱でもよく、絶縁体のような非導電性支柱であってもよい。補助支柱１０は、導電性支柱６ｂと基板７との間に挿入してもよく、導電性支柱６ａ、６ｂのうちの少なくとも一方に挿入すればよい。
【００５１】
これにより、電子部品１の実装の安定性が高まると共に、本実施形態に係る電子部品モジュール構成の特徴を損なうことがない。
【００５２】
なお、本実施形態においても、導電性支柱６の構成は、第１実施例、第２実施例及び第３実施例のいずれかを採用することができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
以下、本開示の第４の実施形態に係る電子部品モジュールについて図１０及び図１１を参照しながら説明する。
【００５４】
図１０において、電子部品１は、第１の実施形態と同様に、その下方のモジュール構成を図示できるように透視されている。また、図１０においても、基板７を覆う封止樹脂９を省略している。
【００５５】
第４の実施形態に係る電子部品モジュールは、第１の実施形態に係る電子部品モジュールとは、導電性支柱６の第２部分が、第１部分の中央部に接続されている点が異なる。このような構成とすると、電子部品１をより安定的に搭載することができる。
【００５６】
基板７は、例えば、基板７ｄ、基板７ｅ、基板７ｆ及び基板７ｇと、搭載部品ごとに任意の形状に分割された部分と、外部端子８とを有していてもよい。基板７ｆ、７ｇには、それぞれ実装部品３、４が搭載されている。
【００５７】
電子部品１は、その下面に第１電極部２ａと第２電極部２ｂとを有している。第１電極部２ａは、第１導電性支柱６ｃと接合して電気的に接続される。また、第１導電性支柱６ｃは、基板７ｅと接合して電気的に接続される。基板７ｅは、外部電極８と接合し、電気的に接続されて電子部品１の外部電極となる。同様に、第２電極部（図示せず）は、第２導電性支柱６ｄと接合し、電気的に接続される。第２導電性支柱６ｄは、基板７ｄと接合して電気的に接続される。基板７ｄは、外部電極８と接続し、電気的に接続されて電子部品１の外部電極となる。
【００５８】
導電性支柱６における電気的な伝導経路は、図４、図５及び図６に示した各実施例を適用することができる。すなわち、各実施例において、導電性支柱６における第１部分と第２部分との各接続位置を、第１部分の一端部から中央部にそれぞれ変更すれば、第４の実施形態に適用可能となる。
【００５９】
なお、各実施形態における電子部品モジュールには、例えば、コンバータモジュールを想定しているが、これに限定されない。例えば、複数の能動部品又は受動部品を搭載した電子部品モジュールの全般に適用が可能である。
【００６０】
以上説明したように、本開示に係る電子部品モジュールによると、部品を積層した状態であっても、基板上における部品の実装領域及び配線領域を効果的に拡大できるので、積層した部品とのより高い接合性を確保することができる。
【００６１】
具体的には、電子部品の電極部と導電性支柱の第１部分との接合面積を大きくできるため、接合強度が向上する。また、電極部と第１部分との接合面でのボイドの発生等による接続信頼性の低下を抑制できる。
【００６２】
さらに、導電性支柱の第２部分と基板との接合面積を小さくできるため、電子部品モジュール基板における配線設計の自由度が向上する。その結果、電子部品モジュール基板に電子部品を配置する領域、及び電子部品と外部電極等を電気的に接続する配線領域が確保できるので、電子部品モジュールの小型化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本開示に係る電子部品モジュールは、複数の能動部品又は受動部品を搭載した電子部品モジュール等に適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１      電子部品
２ａ    第１電極部
２ｂ    第２電極部
３      実装部品
４      実装部品
５ａ、５ｂ  ワイヤ
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、導電性支柱
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ  基板
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  外部電極
９      封止樹脂
１０    補助支柱
１１    第１部分
１２    第２部分
１３    第１部分の幅
１４    第１部分の厚さ
１５    第２部分の奥行
１６    第２部分の幅
１７    第２部分の高さ
１８    絶縁性部材
１９    絶縁性部材
２０    導電性部材
２１    導電性部材
２２    導電性部材
２３    絶縁性部材
２４    絶縁性部材
２５    導電性部材
２６    導電性部材
２７    導電性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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