JP2007250659A - 回路モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】歩止まりの悪化を防止しながら回路モジュール１の小型化を図る。
【解決手段】電気回路が形成されている回路基板２の底面には、少なくとも１つの有底長溝３を、回路基板端面２ｂに開口させ当該開口位置から反対側の回路基板端面に向けて伸長形成する。有底長溝３の内壁面には導体を形成する。その導体は、回路基板２の電気回路に電気的に接続されている。当該導体は、回路基板２を回路基板実装対象物に導電性接合材料により実装するときに回路基板２の電気回路を回路基板実装対象物の電気回路に電気的に接続させるための外部接続用端子部としての機能と、回路基板２を回路基板実装対象物に実装するときの導電性接合材料の引き込み部としての機能とを兼用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気回路が形成されている回路基板を有する回路モジュールおよびその製造方法に関するものである。

図８には回路モジュールの一形態例が模式的な斜視図により示されている（例えば特許文献１参照）。この回路モジュール４０は回路基板４１を有している。回路基板４１は多層基板であり、この回路基板４１には、電気部品４２が搭載され、また、配線パターンや電極パターン等の導体パターン（図示せず）が設けられ、それら電気部品４２と導体パターンにより電気回路が形成されている。この回路基板４１の端面には、回路基板４１の表裏両面に開口している凹部４３が設けられている。凹部４３の内壁面には導体膜（図示せず）が形成されている。この凹部４３の内壁面に設けられた導体膜は回路基板４１の電気回路に電気的に接続されている。当該導体膜は、回路基板４１の電気回路を外部の電気回路（例えば、回路モジュール４１が搭載されるマザーボードに形成されている電気回路）に電気的に接続させるための外部接続用端子部と成している。この回路モジュール４０の例では、上記のような回路基板４１には保護および電磁遮蔽用のカバー４４が被せられる。

図８に示される回路モジュール４０は上記のように構成されている。この回路モジュール４０は例えば次に示すような製造工程でもって作製される。例えば、図９（ａ）に示されるように、予め定められた複数枚の基板（例えばグリーンシートなど）４６ａ〜４６ｆを用意する。それら各基板４６ａ〜４６ｆには、それぞれに予め定められた導体パターンや貫通孔（ビアホール）等が形成されている。それら基板４６ａ〜４６ｆを予め定められた順番でもって積層し、図９（ｂ）に示されるように一体化して親基板４７を作製する。親基板４７は、複数の回路基板４１を取り出すものであり、この親基板４７には、図９（ｃ）の点線に示されるように整列区画された複数の回路基板形成領域４８が設定されている。

親基板４７の形成後には、親基板４７の各回路基板形成領域４８に、それぞれ、電気部品４２を搭載する。また、図９（ｄ）の拡大図に示されるように、親基板４７における隣り合う回路基板形成領域４８間の境界線Ｌ上の予め定められた位置に、親基板４７の表面側から底面側に貫通する貫通孔４９を例えばレーザを利用して形成する。

然る後に、隣り合う回路基板形成領域４８間の境界線Ｌに従って切断刃により親基板４７を切断して、図９（ｅ）に示されるように、親基板４７から複数の回路基板４１を切り出す。この切断により、切り出された各回路基板４１のそれぞれには、その切り出し端面に貫通孔４９に基づいた凹部４３が形成されている。その後、切り出された回路基板４１に予め定められた処理を施し、カバー４４を被せる。上記のような製造工程を経て回路モジュール４０を作製することができる。

特開２０００−２９５０３６号公報

ところで、回路モジュールには小型化の要求があり、この要求に応えるべく、様々な構成が提案されている。しかしながら、より一層の小型化が要望されてきている。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、歩止まりの悪化を防止しながら、より一層の小型化を容易にする回路モジュールおよびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の回路モジュールは、
電気回路が形成されている回路基板を有し、
この回路基板の底面には、少なくとも１つの有底長溝が回路基板端面に開口し当該開口位置から反対側の回路基板端面に向けて伸長形成されており、
この有底長溝の内壁面には導体が形成され、この有底長溝の内壁面に形成された導体は、回路基板の電気回路に電気的に接続され回路基板を回路基板実装対象物に導電性接合材料により実装するときに回路基板の電気回路を回路基板実装対象物の電気回路に電気的に接続させるための外部接続用端子部としての機能と、回路基板を回路基板実装対象物に実装するときの前記導電性接合材料の引き込み部としての機能とを兼用していることを特徴としている。

また、この発明の回路モジュールの製法方法は、回路モジュールを構成する回路基板を複数取り出す親基板に切断用の間隔を介して整列区画した各回路基板形成領域にそれぞれ電気回路を形成し、また、隣り合う前記回路基板形成領域間には長溝形状の両側端部をそれぞれ回路基板形成領域に侵入させた長溝を予め定められた位置に形成した後に、親基板を切断用の間隔に沿って切断刃により切断し各回路基板形成領域毎に分離分割して複数の回路基板を切り出すことで、回路基板の底面となる面に、切り出し端面に開口した有底長溝を形成することを特徴としている。

従来では、回路基板の端面に表裏両面開口の凹部が形成され当該凹部の内壁面に形成された導体が外部接続用端子部として機能する構成であった。この従来の構成では、回路基板の表面の端縁部には、外部接続用端子部形成用の凹部の開口部が形成され、その凹部開口部には回路を構成することができなかった。これに対して、この発明では、回路モジュールを構成する回路基板の底面の端縁部には少なくとも一つの有底長溝が形成され、この有底長溝の内壁面に形成された導体が外部接続用端子部として機能する構成とした。つまり、この発明では、外部接続用端子部は回路基板の底面に形成された有底長溝に設けられる構成であり、回路基板の表面には外部接続用端子部形成用の凹部開口部等の抜き部が無い構成とした。

このように、この発明では、外部接続用端子部を形成するための抜き部を回路基板の表面に設けなくてよいので、従来のような外部接続用端子部形成用の凹部開口部等の抜き部が回路基板の表面に設けられている場合に比べて、回路基板の大きさを大きくすることなく、回路基板の表面における電気回路形成可能な面積を広くすることができる。換言すれば、回路基板の小型化を図ることができる。これにより、回路モジュールの小型化を図ることができる。

また、この発明では、回路基板底面における外部接続用端子部形成用の部位は、回路基板端面から反対側の回路基板端面に向けて伸長形成された長溝形状である。このため、例えば、複数の回路基板を親基板から切り出すという製造工程を経て回路基板が製造される場合に、親基板を切断する切断刃の位置精度等の問題に因る切断の位置ずれが生じたときに、外部接続用端子部形成用の部位が切断により除去されて回路基板に形成されないという問題発生を防止できる。これにより、回路モジュールの歩止まり悪化を抑制できる。

また、この発明では、有底長溝の内壁面に形成された導体が回路基板を回路基板実装対象物に実装するときの導電性接合材料の引き込み部として機能するものである。これにより、回路基板を実装する際に発生する余分な導電性接合材料（例えばはんだ）が有底長溝に導かれるように引き込まれることで、はんだ等の導電性接合材料の形成量の過多に因る接合不良を回避することが可能となる。つまり、導電性接合材料の引き込み部としての有底長溝は、導電性接合材料の形成量の調整機能を奏するものである。

さらに、回路基板の底面には有底長溝の導体に電気的に接続されている電極パターンが形成されている構成とすることによって、回路モジュールの回路基板を回路基板実装対象物に導電性接合材料によって実装するときに、有底長溝の導体だけでなく、電極パターンをも導電性接合材料によって回路基板実装対象物に接合させると共に、回路基板実装対象物の電気回路に電気的に接続させることができる。このため、回路モジュールと回路基板実装対象物との接合強度の強化、および、回路モジュールと回路基板実装対象物の電気的な接続の信頼性の向上を図ることができる。

また、電極パターンと、回路基板端面との間に間隙が形成されている構成とすることによって、複数の回路基板を親基板から切り出すという製造工程を経て回路基板が製造される場合に、親基板に電極パターンを形成した後に親基板の切断が行われる場合には、電極パターンに、その切断によるバリが発生することを回避できる。

本発明者は、本発明の回路モジュールに至るまでの途中の開発段階において次に示すような回路モジュールを考え出した。その回路モジュールは、図６（ａ）に示されるような回路基板２０を有している。この回路基板２０は多層基板であり、当該回路基板２０には、電気部品（図示せず）が搭載され、また、配線パターンや電極パターン等の導体パターン（図示せず）や、ビアホールやスルーホール（図示せず）等が形成され、それら電気部品や導体パターンやビアホールやスルーホール等によって電気回路が構成されている。また、回路基板２０の底面２０ａには、回路基板端面２０ｂに開口している複数の凹部２１が形成されている。当該凹部２１の内壁面には導体（図示せず）が形成されている。その導体は回路基板２０の電気回路に電気的に接続されており、当該導体は、回路基板２０の電気回路の外部接続用端子部として機能する。

このような回路基板２０の構成では、外部接続用端子部を形成するための凹部２１が回路基板底面に設けられており、回路基板２０の表面に外部接続用端子部形成用の部位を設けなくて済む構成である。このために、図８に示されるように回路基板４１の表面側にも外部接続用端子部形成用の部位が設けられる構成に比べて、回路基板の表面における電気回路形成可能な領域の面積を拡大することができる。これにより、回路モジュールの小型化を図ることができる。

上述した回路基板２０は、例えば次に示すように作製することができる。例えば、複数の回路基板２０を取り出す多層基板の親基板を作製する。この親基板には整列区画された複数の回路基板形成領域が設定されている。親基板の作製後には、親基板の各回路基板形成領域にそれぞれ電気部品を搭載して電気回路を形成する。また、図６（ｂ）の親基板の底面の拡大図に示されるように、親基板の底面には、隣り合う回路基板形成領域２３間の境界線Ｌ上の予め定められた位置に、レーザ加工により凹部２４を形成する。凹部２４は、レーザ加工用のレーザービームの形状に応じた円形状と成している。

然る後に、隣り合う回路基板形成領域２３間の境界線Ｌに従って切断刃により親基板を切断し各回路基板形成領域２３毎に分離分割して複数の回路基板２０を切り出す。このようにして、底面に凹部２１が形成された複数の回路基板２０を同一工程でもって作製することができる。

ところで、回路基板２０には次に述べるような問題発生の虞があった。つまり、回路基板２０の製造工程において、親基板から複数の回路基板２０を切り出すべく親基板を切断刃により切断する際に、切断刃による設定のライン状の切断除去部分が例えば図７（ａ）に示されるＡ位置であるのに対して、切断刃の位置ずれによって、切断刃による切断除去位置が例えば右側にずれて図７（ａ）に示されるＢ位置になってしまうと、その位置ずれした切断除去位置よりも右側に配置されていた回路基板２０には外部接続用端子部形成用の凹部２１が無いものとなってしまう。つまり、その回路基板２０は不良品となってしまう。このために、歩留まりが悪化してしまうという問題があった。

そこで、そのような問題を防止するために、切断刃の位置ずれを考慮して、親基板に形成する円形状の凹部２４の径を図７（ｂ）に示されるように大きくすることが考えられる。しかしながら、凹部２４の径を大きくすると、必然的に、回路基板２０の外部接続用端子部形成用の凹部２１も大きくなってしまう。このため、回路基板２０の底面側における回路形成可能な領域の面積が削減されてしまうという問題が発生する。換言すれば、切断刃の位置ずれに起因した前述したような問題の発生を回避するためには、親基板の円形状の凹部２４の径を小さくすることが難しく、このために、回路基板（つまり、回路モジュール）の小型化が難しかった。

本発明者は、上記のようなことを考慮して本発明の特有な構成を考え出した。以下に、本発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。

図１には第１実施形態例の回路モジュールの主要な構成部分が簡略的なモデル図により表されている。この第１実施形態例の回路モジュール１は、電気回路（図示せず）が形成されている回路基板２を有している。図１では、回路基板２は、当該基板２の底面２ａを天側にした姿勢でもって表されている。この回路基板２は多層基板により構成されており、当該回路基板２の底面２ａには複数の有底長溝３が形成されている。それら各有底長溝３は、それぞれ、回路基板２の端面２ｂに開口しており、当該開口位置から反対側の回路基板端面２ｃに向けて伸長形成されている。各有底長溝３の内壁面には、それぞれ、導体（図示せず）が形成されている。その導体は、回路基板２の電気回路に電気的に接続されている。

また、回路基板２の底面２ａには、各有底長溝３にそれぞれ個別に対応させて複数の電極パターン４が形成されている。各電極パターン４は、それぞれ、個別に対応する有底長溝３の導体にそれぞれ電気的に接続されている。これら各電極パターン４と、有底長溝３が開口している回路基板端面２ｂとの間には、間隙Ｓが設けられている。

上記したような回路基板２０を有する回路モジュール１は、例えば、図２の模式的な断面図に示されるように、各有底長溝３内に配設された導電性接合材料（例えば、はんだ）５によって回路基板実装対象物（例えばマザーボード）６に実装される。このように回路基板実装対象物６に実装された回路モジュール１の回路基板２の電気回路は、有底長溝３の内壁面に形成された導体と、導電性接合材料５とを介して、回路基板実装対象物６に形成されている電気回路に電気的に接続される。つまり、回路モジュール１の構成では、有底長溝３の内壁面に形成された導体は、回路基板２を回路基板実装対象物６に実装するときの導電性接合材料の引き込み部としての機能と、回路基板２を回路基板実装対象物６に実装するときに回路基板２の電気回路を回路基板実装対象物６の電気回路に電気的に接続させるための外部接続用端子部としての機能とを兼用するものである。

この第１実施形態例の回路モジュール１は上記のように構成されている。この回路モジュール１の製造工程では、図３に示されるように、回路基板２を複数取り出すための親基板８には、切断用の間隔１０を介して整列区画された複数の回路基板形成領域１１が設定されている。親基板８の各回路基板形成領域１１には、それぞれ電気部品を搭載し、また、導体パターンを形成し、それら電気部品や導体パターンにより電気回路を形成する。そして、隣り合う回路基板形成領域１１間には、予め定められた位置に、例えばレーザ加工により長溝１２を形成する。その長溝１２は、その両端部を、隣り合う回路基板形成領域１１のそれぞれに侵入させた形態となっている。また、長溝１２は、レーザービームを複数回位置をずらして断続照射して形成するか、あるいは、直線状に移動させながら連続照射して形成し、当該長溝１２の幅はレーザービームの径に応じたものとなっている。さらに、長溝１２の長手方向の長さは、親基板切断用の切断刃の配置位置精度に因る位置ずれの推定最大量よりも長くなっている。

上記のような長溝１２の形成後に、切断用の間隔１０に従って親基板８を切断刃により切断して各回路基板形成領域１１毎に分離分割する。これにより、複数の回路基板２が親基板８から切り出される。その回路基板２の底面となる面には、切り出し端面に開口した有底長溝３が形成されている。

上記のような製造工程を経て、回路モジュール１が製造される。

この第１実施形態例では、外部接続用端子部形成用の部位が、親基板切断用の切断刃の位置ずれを考慮した長さを持つ有底長溝３と成っている。このため、切断刃による親基板８の切断位置が切断刃の配置位置精度の問題から位置ずれしてしまっても、親基板８から切り出された回路基板２に外部接続用端子部形成用の部位が無いという問題発生を抑制することができる。つまり、回路基板２（回路モジュール１）の歩止まり悪化を防止することができる。

また、有底長溝３はレーザービームを直線状に移動させながら断続照射あるいは連続照射して形成できるものであることから、切断刃の位置ずれを考慮した図７（ｂ）に示されるような大径の円形状の凹部２４をレーザービームにより形成しなくて済むので、回路基板底面における外部接続用端子部形成用の部位の面積を小さく抑えることができる。これにより、回路基板２の小型化を図ることができる。

さらに、この第１実施形態例では、回路基板２の底面には、有底長溝３の形成領域に電極パターン４が形成されている構成とした。このため、例えば回路モジュール１が回路基板実装対象物６に導電性接合材料によって実装されるときに、有底長溝３の導体だけでなく、電極パターン４も導電性接合材料によって回路基板実装対象物６に接合させて接合強度の強化を図ることができる。

さらに、この第１実施形態例では、電極パターン４は、回路基板２の端面との間に間隙Ｓが設けられている構成とした。このため、親基板８を切断して回路基板２を切り出すときに、切断に起因したバリが電極パターン４に発生してしまうという問題発生を回避することができる。

さらに、親基板８に形成する長溝１２は、レーザービームを直線状に移動させながら断続照射あるいは連続照射して形成できるので、長溝１２を加工形成するための特別な装置は不要である。このため、回路モジュール１の製造コストの増加を防止することができる。

以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２実施形態例の回路モジュール１では、図４に示されるように、電極パターン４が省略されている。第２実施形態例の回路モジュール１の上記以外の構成は、第１実施形態例と同様である。なお、図４では、回路基板２の底面２ａが天側を向いた姿勢でもって回路基板２が表されている。

以下に、第３実施形態例を説明する。なお、この第３実施形態例の説明において、第１や第２の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第３実施形態例では、図５に示されるように、回路基板２の底面２ａには、各有底長溝３をそれぞれ囲む形態でもって電極パターン４が形成されている。この構成以外の回路モジュール１の構成は、第１実施形態例と同様である。なお、図５では、回路基板２の底面２ａが天側を向いた姿勢でもって回路基板２が表されている。

なお、この発明は第１〜第３の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第３の各実施形態例では、回路基板２は正方形状と成していたが、回路基板２は例えば長方形状であってもよく、回路基板２の形状は特に限定されるものではない。

また、図１や図４や図５の図示の例では、回路モジュール１の回路基板２には、４本の有底長溝３が形成されている構成であったが、回路基板２に設ける有底長溝３の本数は、回路基板２に形成されている電気回路に基づいて適宜に設定されるものであり、有底長溝３の本数は特に限定されるものではない。

さらに、回路基板２は多層基板である例を示したが、回路基板２は単層の基板であってもよい。

第１実施形態例の回路モジュールを構成する回路基板の形態例を説明するためのモデル図である。 第１実施形態例の回路モジュールを回路基板実装対象物に実装するときの状態例を説明するための模式的な断面図である。 第１実施形態例の回路モジュールを構成する回路基板の作製例を説明するためのモデル図である。 第２実施形態例の回路モジュールを構成する回路基板の形態例を説明するためのモデル図である。 第３実施形態例の回路モジュールを構成する回路基板の形態例を説明するためのモデル図である。 本発明者が開発途中に考え出した回路モジュールの回路基板の一形態例を説明するためのモデル図である。 図６に示される回路基板の問題点を説明するための図である。 回路モジュールの一従来例を説明するための模式的な分解図である。 図８の回路モジュールの製造工程例を説明するための図である。

符号の説明

１ 回路モジュール
２ 回路基板
３ 有底長溝
４ 電極パターン
８ 親基板

Claims (4)

1. 電気回路が形成されている回路基板を有し、
   この回路基板の底面には、少なくとも１つの有底長溝が回路基板端面に開口し当該開口位置から反対側の回路基板端面に向けて伸長形成されており、
   この有底長溝の内壁面には導体が形成され、この有底長溝の内壁面に形成された導体は、回路基板の電気回路に電気的に接続され回路基板を回路基板実装対象物に導電性接合材料により実装するときに回路基板の電気回路を回路基板実装対象物の電気回路に電気的に接続させるための外部接続用端子部としての機能と、回路基板を回路基板実装対象物に実装するときの前記導電性接合材料の引き込み部としての機能とを兼用していることを特徴とする回路モジュール。
2. 回路基板の底面には、有底長溝の導体に電気的に接続されている電極パターンが形成され、この電極パターンと、有底長溝が開口している回路基板端面との間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
3. 回路基板の底面には、有底長溝の導体に電気的に接続されている電極パターンが、有底長溝を囲んで設けられていることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
4. 回路モジュールを構成する回路基板を複数取り出す親基板に切断用の間隔を介して整列区画した各回路基板形成領域にそれぞれ電気回路を形成し、また、隣り合う前記回路基板形成領域間には長溝形状の両側端部をそれぞれ回路基板形成領域に侵入させた長溝を予め定められた位置に形成した後に、親基板を切断用の間隔に沿って切断刃により切断し各回路基板形成領域毎に分離分割して複数の回路基板を切り出すことで、回路基板の底面となる面に、切り出し端面に開口した有底長溝を形成することを特徴とする回路モジュールの製造方法。

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