(57)【要約】【課題】小型で、生産コストを低く抑えることができる電子装置を提供する。【解決手段】矩形状をなす回路基板１の上面で、その中央域に複数個の第１電子部品２を、周辺域に第１電子部品２よりも背高の第２電子部品３を載置させるとともに、第１電子部品２の上面で、第１電子部品２及び第２電子部品３が載置されている回路基板１の重心位置に、回路基板１よりも外寸が小さく、上面の高さが第２電子部品３と同等もしくは下方に位置する平板状保護部材４を取着する。【選択図】図１
2004179434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状をなす回路基板の上面で、その中央域に複数個の第１電子部品を、周辺域に前記第１電子部品よりも背高の第２電子部品を載置させるとともに、前記第１電子部品の上面で、前記第１電子部品及び第２電子部品が載置されている回路基板の重心位置に、回路基板よりも外寸が小さく、上面の高さが第２電子部品と同等もしくは下方に位置する平板状保護部材を取着してなる電子装置。
【請求項２】
前記第２電子部品が前記回路基板上面の四隅近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記第２電子部品の合計重量が電子装置全体の総重量の２％〜１５％を占めていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記平板状保護部材が金属から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項５】
前記平板状保護部材が前記第１電子部品に対してヤング率０．０００１Ｐａ〜０．０１Ｐａの接合材を介し取着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種通信機器や電子機器等に用いられる電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通信機や電子機器等に電子装置が用いられている。
かかる従来の電子装置としては、例えば図３に示すように、回路基板３１の上面に複数個の電子部品３２を載置させるとともに、これら電子部品３２の上面に、保護部材３を取着させた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような構造の電子装置３０は、保護部材３２を回路基板３１に対し直に接合させることなく保護部材３２を回路基板３１上に取り付けることができるとともに、電子部品３２と保護部材３２の高さを一致させて全体構造の低背化を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−９７９９０号公報  （図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の電子装置によれば、保護部材３２を電子部品３２の上面に接着させる際、保護部材３２が回路基板３１に対して位置ずれを生じたり、複数の電子部品３２が回路基板３１の上面に偏った分布状態で搭載されていたりすると、電子装置全体の重量バランスが悪くなってしまう。このような電子装置を真空吸着装置を使ってマザーボード等に搭載する場合、先に述べた重量の偏りによって電子装置が吸着ヘッドより落下してしまうことがある。特に小型の電子装置ほど吸着面積が小さくなって吸着ヘッドの吸着力は弱まることから、電子装置を吸着ヘッドで良好に吸着・保持することが難しく、電子装置をマザーボード等に搭載する際の作業性が悪くなるという欠点があった。
【０００６】
また、上述した従来の電子装置の回路基板３１は、通常、セラミック材料により形成されており、金属材料等で形成される保護部材３２とは線膨張係数が大きく異なってることから、その組み立て時や使用時等に外部からの熱が印加されると、回路基板３１と保護部材３２との間に生じる熱応力によって電子装置が変形するという不都合もあった。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みて案出されたもので、その目的は、低背・小型で、マザーボード等に搭載する際の作業性を良好となすことができる電子装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置は、矩形状をなす回路基板の上面で、その中央域に複数個の第１電子部品を、周辺域に前記第１電子部品よりも背高の第２電子部品を載置させるとともに、前記第１電子部品の上面で、前記第１電子部品及び第２電子部品が載置されている回路基板の重心位置に、回路基板よりも外寸が小さく、上面の高さが第２電子部品と同等もしくは下方に位置する平板状保護部材を取着してなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の電子装置は、前記第２電子部品が前記回路基板上面の四隅近傍に配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、本発明の電子装置は、前記第２電子部品の合計重量が電子装置全体の総重量の２％〜１５％を占めていることを特徴とするものである。
【００１１】
また更に、本発明の電子装置は、前記平板状保護部材が金属から成ることを特徴とするものである。
【００１２】
更にまた、本発明の電子装置は、前記平板状保護部材が前記第１電子部品に対してヤング率０．０００１Ｐａ〜０．０１Ｐａの接合材を介し取着されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の電子装置によれば、回路基板の上面の中央域に複数個の第１電子部品を、周辺域に前記第１電子部品よりも背高の第２電子部品を載置させるようにしたことから、電子装置全体の重量バランスが良好となり、また、第１電子部品の上面に取着される平板状保護部材は回路基板よりも外寸が小さく、仮に保護部材の取着位置がすれたとしても、その範囲は第２電子部品で囲まれた狭い範囲内に限られることから、全体の重量バランスに対する影響は比較的小さいものとなる。従って、電子装置を真空吸着装置を用いてマザーボード等に搭載する際の作業性を良好となすことができる。
【００１４】
しかも、本発明の電子装置によれば、平板上保護部材の上面の高さは第２電子部品の上面と同等もしくは第２電子部品の上面よりも下方に位置させてあり、保護部材の上面の高さが第２電子部品の上面よりも上に位置することはないことから、電子装置の更なる小型化・低背化を図ることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の電子装置によれば、前記第２電子部品を前記回路基板上面の四隅近傍に配置させておくことにより、保護部材と第１電子部品との接合バランスが極めて良好となるので、電子装置を真空吸着装置を用いてマザーボード等に搭載する際、吸着不良等が発生するのを有効に防止することができるようになる。
【００１６】
更に、本発明の電子装置によれば、平板状保護部材を金属により形成することにより、保護部材が電磁波の侵入を低減するので、電磁波ノイズに対して特性の変動が少ない電子装置が得られるようになる。
【００１７】
また更に、本発明の電子装置によれば、前記平板状保護部材を前記第１電子部品に対してヤング率０．０００１Ｐａ〜０．０１Ｐａの接合材を介し取着させることにより、電子装置の組み立て工程において、回路基板と保護部材との線膨張係数が異なっていても、回路基板と保護部材との間に発生する熱応力が緩衝（分散）されるので、電子装置の変形を極力小さく抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電子装置の外観斜視図、図２は図１の電子装置の断面図であり、同図に示す電子装置は、矩形状の回路基板１の上部に第１電子部品２、第２電子部品３が搭載され、電子部品２の上面には保護部材４が取着された構造を有している。
【００１９】
矩形状をなす回路基板１は、例えば８００℃〜１２００℃の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料等から成る複数の誘電体層を積層することによって構成されており、各誘電体層に設けられた導体がそれぞれ回路配線や接続パッドを形成している。
このような矩形状をなす回路基板１を形成するガラス−セラミック材料のセラミック成分としては、例えば、クリストバライト、石英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、コージェライト等の絶縁セラミック材料、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２等の誘電体セラミック材料、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の磁性体セラミック材料等が用いられ、例えば、平均粒径０．５〜６．０μｍ、好ましくは０．５〜２．０μｍに粉砕したものが使用される。尚、セラミック材料は２種以上を混合して用いても構わない。
一方、ガラス−セラミック材料のガラス成分としては、焼成処理することによってコージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶やスピネル構造の結晶相を析出するものであればどのようなガラスを用いてもよく、例えば、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、アルカリ土類酸化物を含むガラスフリット等が用いられる。これらのガラスフリットは、ガラス化範囲が広く、また屈伏点が例えば６００〜８００℃に設定されている。
【００２０】
尚、矩形状をなす回路基板１を形成する各誘電体層の厚みは、例えば２０μｍ〜３００μｍに設定される。
【００２１】
また、回路基板１の表面や内部に設けられる導体は、誘電体層間に介在された回路配線や誘電体層の内部に埋設されたビアホール導体、回路基板１の表面で電子部品等に電気的に接続される接続パッド等で構成されており、かかる導体の材質は誘電体層を形成する誘電体材料との相性を考慮して選定される。このような導体は、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料やＣｕ系、Ｗ系、Ｍｏ系、Ｐｄ系導電材料等によって形成され、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。尚、前記ビアホール導体の直径は誘電体層の厚み等に応じて適宜設定されるものであり、ビアホール導体が埋設される誘電体層の厚みが２０μｍ〜３００μｍの場合、ビアホール導体の直径は例えば５０μｍ〜３００μｍに設定される。
【００２２】
また、前記回路基板１は、その内部に回路配線の大部分が埋設され、回路基板１の主面上には電子部品２，３の端子が電気的に接続される接続パッドのみが設けられている。このような構成となしておくことにより、設計の自由度が格段に高められ、電子部品２，３を回路基板１上へ高密度に実装することを可能としている。
【００２３】
尚、このような回路基板１の製作には従来周知のセラミックグリーンシート積層法等が用いられる。具体的には、まず、上述のセラミック原料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して泥漿状になすとともに、従来周知のドクターブレード法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得る。次に、得られたセラミックグリーンシートに、誘電体層間に介在される導体や誘電体層の内部に埋設されるビアホール導体を従来周知のスクリーン印刷等によって塗布・充填し、このようなセラミックグリーンシートを順番に積層してプレス成形することによってセラミックグリーンシートの積層体を得る。そして最後に、得られた積層体を高温で焼成することによって回路基板１が製作される。
【００２４】
また一方、上述した回路基板１の上面に搭載される第１電子部品２、第２電子部品３は面実装される電子部品であり、回路基板上面の接続パッドに、半田等の接着剤を介して電気的に接続される。第１電子部品２としては、例えばダイオードやチップコンデンサ、チップ抵抗器等の小型の電子部品が用いられ、第２電子部品３としては、例えばチップインダクタやＩＣパッケージ等のように、第１電子部品２よりも背高で比較的大きな電子部品が用いられる。
【００２５】
このような第１電子部品２、第２電子部品３を回路基板１上に搭載する工程では、まず粉末状の半田とビヒクルとを混合してなる半田ペーストを、回路基板１上の接続パッド上に印刷形成し、第１電子部品２、第２電子部品３を所定の配置でマウントする。そして、リフローすることにより半田を溶融、凝固させ、これによって第１電子部品２、第２電子部品３が回路基板１の接続パッドに半田を介して電気的に接続されることとなる。
【００２６】
そして、上述した複数個の第１電子部品２の上面に取着される保護部材４は、鉄やコバール等の、回路基板１の線膨張係数に比較的近似した金属材料によって平板状をなすように形成されている。かかる平板状保護部材４は、第１電子部品２を物理的に保護するためのものであり、また電子装置１０をマザーボード等に実装する際には、この保護部材４の上面に真空吸着装置の吸着ヘッドが当接され、この部分で電子装置１０が真空吸着されることとなる。
【００２７】
そして、本実施形態の電子装置において重要な点は、回路基板１の上面の中央域に複数個の第１電子部品２を、周辺域に第１電子部品２よりも背高の第２電子部品３を載置させたことであり、これにより、電子装置全体の重量バランスが良好となる。またこの場合、第１電子部品２の上面に取着される平板状保護部材４は回路基板１よりも外寸が小さく、仮に保護部材４の取着位置がすれたとしても、その範囲は第２電子部品で囲まれた狭い範囲内に限られることから、全体の重量バランスに対する影響は比較的小さいものとなる。従って、電子装置１０を真空吸着装置を用いてマザーボード等に搭載する際の作業性は良好となる。
【００２８】
しかも、上述した本実施形態の電子装置によれば、平板上保護部材４の上面の高さは第２電子部品３の上面と同等もしくは第２電子部品３の上面よりも下方に位置させてあり、保護部材４の上面の高さが第２電子部品３の上面よりも上に位置することはないことから、電子装置１０の更なる小型化・低背化を図ることができる。
【００２９】
また、本実施形態の電子装置によれば、第２電子部品３が回路基板上面の四隅近傍に配置されているため、保護部材４と第１電子部品２との接合バランスは極めて良好であり、電子装置１０を真空吸着装置を用いてマザーボード等に搭載する際、電子装置１０に対する吸着ヘッドの吸着状態を安定化させて吸着不良等が発生するのを有効に防止することができる。
【００３０】
更に、本実施形態の電子装置によれば、平板状保護部材４は金属により形成されているため、保護部材４が電磁波の侵入を低減せしめ、電磁波ノイズに対して特性の変動が少ない電子装置１０を得ることができるようになる。
平板状保護部材４が金属から成ることにより、保護部材４によって電磁波の侵入を低減されるので、電磁波ノイズに対して特性の変動が少ない電子装置１０を得ることができる。
【００３１】
また更に、本実施形態の電子装置によれば、平板状保護部材４を第１電子部品２に対してヤング率０．０００１Ｐａ〜０．０１Ｐａの接合材を介し取着させるようにしたことから、回路基板１と保護部材４との線膨張係数が異なっていても、回路基板１と保護部材４との間に発生する熱応力が良好に緩衝（分散）されることとなり、電子装置１０の変形を極力小さく抑えることができる。
【００３２】
かくして、本発明の電子装置は、矩形状をなす回路基板１の上面で、その中央域に複数個の第１電子部品２を、周辺域に第１電子部品２よりも背高の第２電子部品３を載置させるとともに、第１電子部品２の上面で、第１電子部品２及び第２電子部品３が載置されている回路基板１の重心位置に、回路基板１よりも外寸が小さく、上面の高さが第２電子部品３と同等もしくは下方に位置する平板状保護部材４を取着することにより、各種高周波用電子機器に用いられる電子装置として機能することとなる。
【００３３】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。
【００３４】
例えば上述の実施形態においては、回路基板１をガラス−セラミック材料により形成するようにしたが、これに代えて、回路基板１をアルミナセラミックス等の他のセラミック材料やガラス−エポキシ樹脂等の有機材料により形成するようにしても構わない。
【００３５】
また、上述の実施形態においては、保護部材４を金属材料により形成するようにしたが、例えば、電磁波ノイズの影響がない環境においては、保護部材４を有機材料により形成するようにしても構わない。一方、電磁波ノイズの影響が大きい環境においては、保護部材４を回路基板１等を介して接地するように構成することが好ましい。
【００３６】
更に、上述の実施形態においては、まず第１電子部品２を回路基板１上に搭載した後、保護部材４を第１電子部品２に対して接着させるようにしたが、これに代えて、回路基板１上への第１電子部品２、第２電子部品３の搭載と第１電子部品２の上面に対する保護部材４の接着とを一回のリフローで同時に行うようにしても良く、この場合、電子装置を製造する際の工程数を減らすことができる利点もある。
【００３７】
また更に、上述の実施形態においては、回路配線の大部分を回路基板１の内部に埋設し、回路基板１の主面上には電子部品２，３の端子が電気的に接続される接続パッドのみを設けるようにしたが、これに代えて、回路基板１の一主面に接続パッド以外の回路配線を一部配置させるようにしても構わない。
【００３８】
更にまた、上述の実施形態において、保護部材４の上面（外表面）に製品名や製造番号等をマーキングして製品名や製造番号等を表示させるようにしたり、或いは、保護部材４を第１電子部品２に取着させる際に、第２電子部品３を位置認識用の標識として用いても良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の電子装置によれば、回路基板の上面の中央域に複数個の第１電子部品を、周辺域に前記第１電子部品よりも背高の第２電子部品を載置させるようにしたことから、電子装置全体の重量バランスが良好となり、また、第１電子部品の上面に取着される平板状保護部材は回路基板よりも外寸が小さく、仮に保護部材の取着位置がすれたとしても、その範囲は第２電子部品で囲まれた狭い範囲内に限られることから、全体の重量バランスに対する影響は比較的小さいものとなる。従って、電子装置を真空吸着装置を用いてマザーボード等に搭載する際の作業性を良好となすことができる。
【００４０】
しかも、本発明の電子装置によれば、平板上保護部材の上面の高さは第２電子部品の上面と同等もしくは第２電子部品の上面よりも下方に位置させてあり、保護部材の上面の高さが第２電子部品の上面よりも上に位置することはないことから、電子装置の更なる小型化・低背化を図ることが可能となる。
【００４１】
また、本発明の電子装置によれば、前記第２電子部品を前記回路基板上面の四隅近傍に配置させておくことにより、保護部材と第１電子部品との接合バランスが極めて良好となるので、電子装置を真空吸着装置を用いてマザーボード等に搭載する際、吸着不良等が発生するのを有効に防止することができるようになる。
【００４２】
更に、本発明の電子装置によれば、平板状保護部材を金属により形成することにより、保護部材が電磁波の侵入を低減するので、電磁波ノイズに対して特性の変動が少ない電子装置が得られるようになる。
【００４３】
また更に、本発明の電子装置によれば、前記平板状保護部材を前記第１電子部品に対してヤング率０．０００１Ｐａ〜０．０１Ｐａの接合材を介し取着させることにより、回路基板と保護部材との線膨張係数が異なっていても、回路基板と保護部材との間に発生する熱応力が良好に緩衝（分散）されるので、電子装置の変形を極力小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子装置の外観斜視図である。
【図２】図１の電子装置の断面図である。
【図３】従来の電子装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・回路基板
２・・・第１電子部品
３・・・第２電子部品
４・・・保護部材
１０・・・電子装置
【図１】
2004179434.tif 000003
【図２】
2004179434.tif 000004
【図３】
2004179434.tif 000005