专利名称：电子元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件及其制造方法，更特别的是，涉及一种电子元件例如在通信领域中的高频组合模块等，其这样构造，即在一保护罩中容纳表面安装元件，还涉及这种电子元件的制造方法。
一种电子元件，例如，如图17所示，一具有一保护罩的电子元件60这样构成，通过将保护罩65的啮合凸出部66插入到凹入的啮合部62，一表面安装元件64容纳在一保护罩65中，在其内表面上形成固定电极(未示出)，通过将保护罩65的啮合凸出部用焊料67固定到固定电极，表面安装元件64就安装在印刷电路板61上。
一种传统的制造一具有保护罩的电子元件的方法，其中用于安装元件的焊剂被印刷在一大面积的集成印刷电路板(母印刷电路板)上，其被分成许多电子元件，许多表面安装元件被放置在母印刷电路板上，进行回流焊接，则表面安装元件被安装，然后，母印刷电路板被分成独立单元，保护罩被焊接到每一个独立单元。
另一种方法是，在一母印刷电路板上形成通孔，许多表面安装元件被放置在母印刷电路板上，然后，用焊剂将上述通孔完全填充，每个保护罩所具有的啮合凸出部被插入通孔并被装配起来，通过回流焊接，许多保护罩被固定在母印刷电路板上，然后母印刷电路板被分成独立的电子元件。
然而，对于上述第一种方法，由于一保护罩被安装在每个分离的印刷电路板上，会产生生产效率低的问题。
此外，对于第二种方法，由于通常将焊剂填到结合孔例如啮合孔中，且该孔被完全充满焊剂，当母印刷电路板被切割并分成许多电子元件时，母印刷电路板和通孔中的焊剂在同一平面内被切割，因此，在母印刷电路板的背面产生焊剂的毛边，从而在安装时，降低了可焊接性，切粒机被焊剂阻塞，其寿命缩短，或由于切割杆产生的焊剂碎片而导致产品性能降低。
此外，如果啮合孔被焊料(焊剂)完全填满，啮合凸出部(例如，类似钉的部件)与外壳固定(case-fixing)电极在啮合孔中的固定不能真实地确定，且可靠性变差，焊料的使用增加了产品的重量，当与填充焊剂相联系的的条件例如啮合孔的直径、印刷电路板的厚度等被改变时，需要调节使焊料的填充稳定化，结果是降低了生产率。
因此，本发明的目的是提供一种电子元件的制造方法，通过该方法，具有表面安装元件被容纳在一保护罩中的结构的电子元件可以被高效地制造，通过该制造方法，可高效地制造可靠性高的电子元件。
为了达到上述目的，在本发明中，一种用于制造具有表面安装元件容纳在保护罩中的结构的电子元件的方法，包括以下步骤制备一母印刷电路板，在其上将安装许多表面安装元件，该母印刷电路板装有将与表面安装元件的外部电极连接的元件连接(component connecting)电极、保护罩的啮合凸出部将被插入的啮合孔和装在啮合孔内部的外壳固定电极；在母印刷电路板上安装许多表面安装元件，将表面安装元件的外部电极与母印刷电路板的元件连接电极相连接；然后，从在其上已经安装表面安装元件的元件安装表面一侧，在母印刷电路板上的啮合孔的周围或在覆盖啮合孔的一部分的区域且在啮合孔的周围的区域施加焊剂，这样，焊剂不完全充满啮合孔内部；将许多保护罩与母印刷电路板啮合，这样保护罩的啮合凸出部被插入母印刷电路板的啮合孔；通过熔化焊剂，将保护罩的啮合凸出部与在啮合孔内部的外壳固定电极焊接在一起；然后，沿着每个安装有保护罩的的区域切割该母印刷电路板，并将母印刷电路板分成许多电子元件，在每个电子元件中，表面安装元件被容纳在保护罩中。
能够制造一种电子元件，该电子元件具有表面安装元件被容纳在保护罩中的结构，这种结构是这样形成的，即将许多表面安装元件安装在一具有元件连接电极、用于插入保护罩的啮合凸出部的啮合孔和装在啮合孔内部的外壳固定电极的母印刷电路板上，将外部电极连接到元件连接电极；然后在母印刷电路板的啮合孔的周围或在覆盖啮合孔的一部分且在啮合孔的周围的区域，从元件安装表面一侧施加焊剂，这样焊剂不会完全充满啮合孔；制造与母印刷电路板啮合的许多保护罩；然后通过熔化焊剂中的焊料，将保护罩的啮合凸出部与在啮合孔中的外壳固定电极焊接在一起；然后，切割该母印刷电路板并将该母印刷电路板分成电子元件。
即，由于保护罩被安装在母印刷电路板的阶段，因此，其与保护罩安装在每一分离的印刷电路板上的情况相比，生产效率可被提高。
此外，由于焊剂不填满啮合孔，因此可获得以下效果。
(a)由于啮合孔不完全填满焊料(焊剂)，当母电路板被沿着每一个安装保护罩的区域切割并被分成许多电子元件时，母印刷电路板和容纳在通孔中的焊料很少在同一平面被切割，因此，可以防止在印刷电路板的背面产生焊料的毛边，可防止在产品安装时可焊性变差。
(b)当使用切粒机对母印刷电路板进行切割时，可防止切粒机被焊料阻塞，因此可防止切粒机的寿命缩短。
(c)切割产生的焊料碎片不会粘在产品上，可保持产品的优良的特性。
(d)使用的焊料减少，能够降低产品的重量。
(e)即使与供应焊剂有关的条件，例如啮合孔的直径、印刷电路板的厚度等被改变，也不需要调节焊料的供应量使其稳定，可以保持增加的生产率。
(f)由于印刷电路板上的啮合孔不完全填满焊料(焊剂)，因此，能够真实地保证啮合凸出部(例如，钉状凸出部)与在啮合孔中的外壳固定电极的固定。
此外，在本发明中，填充的焊剂不完全充满啮合孔的陈述是一原理，意思是，供应的焊剂不完全充满啮合孔的主要部分，不排除少量焊剂进入啮合孔。
此外，在本发明中，一种电子元件具有这样的结构，即表面安装元件被容纳在一保护罩中，该电子元件的制造方法具有以下步骤制备一母印刷电路板，在其上安装许多表面安装元件，该母印刷电路板装有与表面安装元件的外部电极连接的元件连接电极、保护罩的啮合凸出部将被插入的啮合孔和装在啮合孔内部的外壳固定电极；在母印刷电路板上安装若干预先确定数量的表面安装元件，将表面安装元件的外部电极连接到母印刷电路板的元件连接电极；然后施加焊剂到元件连接电极，在其上还没有安装表面安装元件，在母印刷电路板上的啮合孔附近或在覆盖啮合孔的一部分的区域和啮合孔的附近，从已安装表面安装元件的元件安装表面一侧施加焊剂，这样，焊剂不完全充满啮合孔；安置仍未安装在母印刷电路板上的表面安装元件，这样，仍未安装的表面安装元件的外部电极与施加在元件连接电极上的焊剂相对；将许多保护罩与母印刷电路板啮合，这样，保护罩的啮合凸出部被插入到母印刷电路板的啮合孔中；将后来安置在母印刷电路板上的表面安装元件的外部电极与元件连接电极焊接，通过熔化焊剂，将保护罩的啮合凸出部焊接到在啮合孔内的外壳固定电极；然后，沿着保护罩安装的区域切割母印刷电路板，并将其分成许多电子元件，在每个电子元件中，表面安装元件被容纳在保护罩中。
通过应用上述的制造方法，可获得与本发明第一方面的电子元件制造方法相同的效果，由于表面安装元件的安装过程被分成两步，其它操作可以在两个安装过程之间完成，因此，制造过程的自由度可被提高。
此外，在本发明的一电子元件制造方法中，一与保护罩电连接的接地电极(land electrode)被装在母印刷电路板的元件安装表面的啮合孔附近，通过焊接，保护罩的一部分与接地电极连接。
通过在印刷电路板的元件安装表面的啮合孔附近安装一与保护罩电连接的接地电极，并通过焊接将保护罩的一部分与接地电极连接，能够增加电连接的可靠性，因此能够使本发明更加有效。
这就是，由于保护罩的啮合凸出部被固定到印刷电路板的啮合孔中的外壳固定电极，可靠地形成了保护罩与印刷电路板的机械连接，且由于通过焊接，保护罩被连接到接地电极，可靠地形成了保护罩与印刷电路板之间的电连接。因此，能够增加机械连接和电连接的可靠性，结果是整体的可靠性被增强。
在本发明的电子元件中，表面安装元件被焊接到印刷电路板上的元件连接电极，通过使用只占凹入部分中的一部分的少量的焊料，一容纳表面安装元件的保护罩被焊接到装在印刷电路板侧面的凹入部分的内表面上的外壳固定电极。
根据本发明的电子元件制造方法制造的电子元件，由于保护罩被可靠地固定到装在印刷电路板上的外壳固定电极上，可提供充分地可靠性。此外，通过上述的本发明的电子元件制造方法，能有效地制造电子元件。
图1示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的一个步骤；图2示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的另一步骤；图3示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图4示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图5示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图6示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图7示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图8为一透视图，示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法中，安装在母印刷电路板上的许多保护罩；图9为一透视图，示出了根据本发明的第一实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法中，通过切割带有表面安装元件和焊接有保护罩的母印刷电路板而获得的电子元件；图10示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的一个步骤；图11示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的另一个步骤；图12示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图13示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图14示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图15示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图16示出了根据本发明的第二实施例的带有保护罩的电子元件的制造方法的又一个步骤；图17为一透视图，示出了一种传统的带有保护罩的电子元件。
下文中，通过展示本发明的实施例，将对本发明的区别特征进行详细描述。
第一实施例一种电子元件(例如，一种高频电子元件例如电压控制振荡器(vco)等，用于通信设备中)的制造方法将参考附图1至9进行描述。
首先，如图6等所示，制备一其上安装有表面安装元件4和保护罩5的母印刷电路板11(图1)。另外，该母印刷电路板11是构成独立产品的印刷电路板1的集成，且是将被分割成许多电子元件的印刷电路板。
在母印刷电路板11(图1)的一个表面(在该实施例中是上表面)上，形成与表面安装元件4电连接且机械连接的，构成布线图的一部分的元件连接电极12。此外，例如，如图6和7所示，在母印刷电路板11上，形成用于将保护罩5的啮合凸出部6(钉状凸出)插入其中的啮合孔2。在该啮合孔2的内表面，形成与保护罩5的啮合凸出部6焊接的电极(外壳固定电极)13。另外，电极13延伸到啮合孔2在母印刷电路板11的上侧的外围，延伸到母印刷电路板的上侧的部分确定了与保护罩电连接的接地电极。
如图2所示，在与表面安装元件4电连接且机械连接的元件连接电极12上，在母印刷电路板11的上表面上，施加焊剂7。
此外，可以通过使用涂步机涂布焊剂7来施加焊剂7，或通过使用丝网印刷机来印刷焊剂7，对于施加方法没有限制。
如图3所示，许多表面安装元件4被安装到施加在元件连接电极12上的焊剂上。这时，这样安装可以使外部电极4a与焊剂7全面接触。此外，通常使用自动安装装置安装表面安装元件4。
表面安装元件4安装于其上的母印刷电路板11被放入一回流焊接炉中，焊剂7被熔化和冷却后变成焊料7a，如图4所示，从而表面安装元件4的外部电极4a与元件连接电极12被焊接在一起。
然后，如图5所示，从表面安装元件4安装于其上的元件安装表面，用于将外壳连接电极13和容纳表面安装元件4的保护罩5的啮合凸出部6进行电连接和机械连接的、并用于固定啮合凸出部6的焊剂7被施加到覆盖啮合孔2的至少一部分的区域和啮合孔2的周围，这样，焊剂7不完全充满啮合孔2。
接下来，如图6所示，许多保护罩5被安装到母印刷电路板上，这样，预置的表面安装元件4被容纳在保护罩5内。
这时，保护罩被安装，从而保护罩5的啮合凸出部6被固定在母印刷电路板11的啮合孔2中。此外，在该实施例中，啮合凸出部6被制成插入啮合孔2而不伸出母印刷电路板11的背面。
然后，在保护罩5被安装于其上的母印刷电路板11被放入回流焊接炉中，且焊剂7被熔化，并被冷却变成焊料7a之后，保护罩5的啮合凸出部6被焊接到母印刷电路板11(图7)的外壳固定电极13上。此外，附图8示出了许多保护罩5被安装在母印刷电路板11上的状态。此外，在图8中，焊料(焊剂)没有被易于理解地示出。
然后，安装和焊接有许多表面安装元件和保护罩的母印刷电路板被沿着安装有保护罩的区域分割，如图9所示，可获得的表面安装元件(未示出)被容纳在保护罩5中的独立电子元件10。此外同样在图9中，焊料没有被易于理解地示出。
根据上述方法，许多表面安装元件4被安装在母印刷电路板11上，外部电极4a与元件连接电极12连接；然后，从部分安装表面一侧，在母印刷电路板上覆盖每个啮合孔2的至少一部分的区域和啮合孔2的周围施加焊剂7，这样啮合孔2不被充满焊剂7，许多保护罩5与母印刷电路板11接合，即保护罩5的啮合凸出部6被插入母印刷电路板11的啮合孔中；然后，母印刷电路板11被放入回流焊接炉中，焊剂7被熔化，这样保护罩5的啮合凸出部6与啮合孔2中的外壳固定电极13焊接在一起；然后，沿着安装有每个保护罩5的区域切割母印刷电路板，并将其分成独立的电子元件，在每个独立的电子元件中，表面安装元件4被容纳在保护罩5中；因此，能够有效地制造具有表面安装元件4被容纳在保护罩中的结构的电子元件。
此外，由于，在母印刷电路板被分成许多电子元件并将要施加焊剂7的状态中，能够提高焊剂施加位置和施加量的准确性，从而有效地制造电子元件，而对单独的产品的尺寸没有限制。结果是，适用于小型工厂，设备和小型车间。
此外，由于保护罩5通过焊料7a与形成在啮合孔附近的电极(接地电极)连接，能可靠地建立保护罩5和印刷电路板1(母印刷电路板11)之间的电连接，因此，能够提高机械连接和电连接的稳定性，也能进一步提高整体的稳定性。
第二实施例首先，如图16所示，制备一将在其上安装有表面安装元件4和保护罩5的母印刷电路板11(图10)。另外，该母印刷电路板11是构成独立产品的印刷电路板的集成，由于其与上述的第一实施例以相同的方式构成，为了避免重复，就不对具体的结构进行描述。
如图11所示，在与一部分预定数量的将安装在母印刷电路板11上的表面安装元件4相对应的预定数量的元件连接电极12上，施加焊剂7。
接下来，如图12，表面安装元件4被安装在其上施加有焊剂7的预置的元件连接电极12上，然后被放入回流焊接炉，在焊剂被熔化和冷却后，所述表面安装元件4的外部电极4a被焊接到预置的元件连接电极12(图13)。
然后，如图14所示，从安装有表面安装元件4的元件安装表面一侧，焊剂7被施加在没有安装表面安装元件的元件连接电极12上，且焊剂7被施加在覆盖每个啮合孔2的至少一部分的区域和啮合孔2的周围，这样，焊剂7不充满啮合孔2。
然后，如图15所示，还没有被安装的表面安装元件4被放置并保持在母印刷电路板11上，这样它们的外部电极4a与施加在元件连接电极12上的焊剂7相对，许多保护罩5与母印刷电路板11啮合，这样，保护罩5的啮合凸出部6被插入母印刷电路板11的啮合孔2中。
接下来，如图16所示，通过将带有保护罩5的母印刷电路板11放入回流焊剂炉中，并在其中将焊剂7熔化成为焊料7a，以后将被放置并保持在母印刷电路板11上的表面安装元件4的外部电极4a焊接到元件连接电极12上，保护罩5的啮合凸出部6被焊接到位于啮合孔2中的外壳固定电极13上。
之后，通过对许多表面安装元件和保护罩安装和焊接于其上的母印刷电路板进行切割，可获得单独的具有表面安装元件容纳在保护罩中的电子元件。
在第二实施例中，可获得与第一实施例相同的效果，由于表面安装元件的安装步骤被分成两步，其它步骤可插在这两个安装步骤之间，因此制造过程的自由度可被提高。
此外，在上述实施例中，被用于通信装置的高频电子元件例如VCO等的制造，被作为一个示例进行描述，但本发明也可被用于其它类型的电子元件的制造。
本发明并不仅限于上述的第一和第二实施例，对于印刷电路板的形状，元件连接电极、外壳固定电极、保护罩的式样，保护罩的啮合凸出部的具体形状和结构等，只要不背离本发明的精神和领域可作多种应用和改变。
权利要求
1.一种制造具有表面安装元件容纳在保护罩中的结构的电子元件制造方法，包括以下步骤制备一其上将安装有许多表面安装元件的母印刷电路板，该母印刷电路板装有与表面安装元件的外部电极连接的元件连接电极，具有供保护罩的啮合凸出部插入的啮合孔和装在啮合孔内部的外壳固定电极；在母印刷电路板上安装许多表面安装元件，将表面安装元件的外部电极与母印刷电路板的元件连接电极连接；然后，从其上已安装有表面安装元件的元件安装表面一侧，在母印刷电路板的啮合孔周围或在覆盖啮合孔的至少一部分的区域和啮合孔的周围施加焊剂，这样，焊剂不完全充满啮合孔；将许多保护罩与母印刷电路板啮合，这样保护罩的啮合凸出部被插入母印刷电路板的啮合孔中；通过将焊剂熔化，将保护罩的啮合凸出部与啮合孔中的外壳固定电极焊接在一起；然后，沿安装保护罩的区域对母印刷电路板进行切割，将母印刷电路板分成许多电子元件，在每个电子元件中，表面安装元件被容纳在保护罩中。
2.一种制造具有表面安装元件容纳在保护罩中的结构的电子元件制造方法，包括以下步骤制备一其上将安装有许多表面安装元件的母印刷电路板，该母印刷电路板装有与表面安装元件的外部电极连接的元件连接电极，具有供保护罩的啮合凸出部插入的啮合孔和装在啮合孔内部的外壳固定电极；在母印刷电路板上安装一部分预定数量的表面安装元件，将表面安装元件的外部电极和母印刷电路板的元件连接电极连接起来；然后，在未安装表面安装元件的元件连接电极上施加焊剂，在母印刷电路板上啮合孔的周围或在覆盖啮合孔的至少一部分的区域和啮合孔的周围，从已安装表面安装元件的元件安装表面一侧施加焊剂，这样焊剂不完全充满啮合孔；放置未安装在母印刷电路板上的表面安装元件，使所述表面安装元件的外部电极与施加在元件连接电极上的焊剂相对；将许多保护罩与母印刷电路板啮合，这样保护罩的啮合凸出部被插入母印刷电路板的啮合孔中；通过熔化焊剂，将后放置在母印刷电路板上的表面安装元件的外部电极与元件连接电极进行焊接，将保护罩的啮合凸出部与啮合孔中的外壳固定电极进行焊接；然后，沿安装有保护罩的区域对母印刷电路板进行切割，将母印刷电路板分成许多电子元件，在每个电子元件中，表面安装元件容纳在保护罩中。
3.一种如权利要求1或2所述的电子元件制造方法，其中，一与保护罩电连接的接地电极(land electrode)被装在母印刷电路板的元件安装表面上的啮合孔的附近，通过焊接，将保护罩的一部分与接地电极连接起来。
4.一种根据权利要求1至3其中之一所述的制造方法制造的电子元件，其中通过使用占凹入部的一部分的少量焊料，表面安装元件被焊接到印刷电路板上的元件连接电极上，一用来容纳表面安装元件的保护罩被焊接到装在印刷电路板一侧的凹入部的内表面上的外壳固定电极上。
全文摘要
许多表面安装元件被安装在一母印刷电路板上,该母印刷电路板具有元件连接电极、啮合孔和装在啮合孔内的外壳固定电极;然后,从元件安装表面一侧,在母印刷电路板上啮合孔周围或覆盖每个啮合孔的一部分的区域和啮合孔的周围施加焊剂,这样焊剂不完全充满啮合孔;通过将保护罩的啮合凸出部插入到啮合孔中,许多保护罩与母印刷电路板啮合;然后通过熔化焊剂中的焊料,保护罩的啮合凸出部被焊接到啮合孔中的外壳固定电极上;然后对母印刷电路板进行切割,将其分成单独的电子元件。
文档编号H05K9/00GK1310580SQ0111139
公开日2001年8月29日 申请日期2001年2月22日 优先权日2000年2月22日
发明者北出一彦 申请人:株式会社村田制作所