JP2011187785A - 電子回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】マザーボード等の配線基板との接合強度を高めることが可能な電子回路モジュールを提供する。
【解決手段】本発明に係る電子回路モジュールは、絶縁基板１を具え、該絶縁基板１の上面11及び／又は下面12に１又は複数の電子部品を搭載して電子回路３が形成される一方、該絶縁基板１の下面12には、電子回路３の形成領域とは異なる領域に下面電極41が形成されており、該下面電極41と電子回路４とが互いに電気的に接続されている。ここで、絶縁基板１の下面12側には第２の絶縁基板２が配備され、該第２の絶縁基板２の上面21と下面22にはそれぞれ、互いに電気的に接続された上面電極51と下面電極52とが形成されており、該第２の絶縁基板２の上面電極51には、電子回路３が形成されている絶縁基板１の下面電極41が、電気伝導性を有する接合部材71により電気的に接合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、マザーボート等の配線基板上の配線に接合されるべき下面電極を有する電子回路モジュールに関する。

この種の電子回路モジュールは、多層基板に様々な電子部品（ＩＣ（Integrated Circuit）、コンデンサ等）を搭載して電子回路を形成することにより構成されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、該多層基板の下面には、電子回路の形成領域とは異なる領域に下面電極が形成され、該下面電極と電子回路とが、多層基板に形成された導電ビアを通じて互いに電気的に接続されている。
電子回路モジュールをマザーボート等の配線基板上に搭載する場合、電子回路モジュールの下面電極と配線基板上の配線とが、接合部材である複数の半田ボールによって互いに接合されることになる。

特開２００６−４９７２０号公報 特開２００８−２１１０３２号公報

しかしながら、接合部材として半田ボールを用いた場合、各接合部材と下面電極との接触面積、及び各接合部材と配線との接触面積は小さくなり易い。従って、半田ごて等を用いて配線基板上の配線に電子回路モジュールの下面電極を半田付けした場合に比べて、電子回路モジュールと配線基板との接合強度が低くなり易かった。このため、電子回路モジュール又は配線基板に外力が加わった場合、例えば配線基板が落下して該配線基板に衝撃が加わった場合、電子回路モジュールが配線基板から脱落する虞があった。

電子回路モジュールと配線基板との接合強度を高めるべく、接合部材である半田ボールの搭載数を増やして電子回路モジュールと配線基板との接合面積を拡げることが考えられる。しかし、電子回路モジュールを構成する多層基板には、その上面だけでなく下面にも電子部品が搭載されるため、接合面積を拡げることが困難である。接合面積を拡げようとすると、電子回路モジュールを大型化させて多層基板の下面の面積を拡げなければならない。

又、電子回路モジュールと配線基板との接合強度を高めるべく、電子回路モジュールと配線基板との間に樹脂等のアンダーフィルを充填することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この構成によれば、多層基板の下面に搭載されている電子部品がアンダーフィルによって被覆されることになる。このため、リフロー半田付けを実行する際に、アンダーフィルを介して電子部品に熱が加わって、電子部品が多層基板から脱落する等、不具合が生じる。

そこで本発明の目的は、マザーボード等の配線基板との接合強度を高めることが可能な電子回路モジュールを提供することである。

本発明に係る電子回路モジュールは、絶縁基板を具え、該絶縁基板の上面及び／又は下面に１又は複数の電子部品を搭載して電子回路が形成される一方、該絶縁基板の下面には、前記電子回路の形成領域とは異なる領域に下面電極が形成されており、該下面電極と電子回路とが互いに電気的に接続されている。ここで、前記絶縁基板の下面側には第２の絶縁基板が配備され、該第２の絶縁基板の上面と下面にはそれぞれ、互いに電気的に接続された上面電極と下面電極とが形成されており、該第２の絶縁基板の上面電極には、前記電子回路が形成されている絶縁基板の下面電極が、電気伝導性を有する接合部材により電気的に接合されている。

上記電子回路モジュールをマザーボード等の配線基板上に搭載する場合、第２の絶縁基板の下面電極と配線基板上の配線とが半田等の接合部材によって接合されることになる。上記電子回路モジュールにおいては、第２の絶縁基板の下面電極の面積を、電子回路が形成されている絶縁基板の下面電極の面積より大きくすることが可能である。従って、第２の絶縁基板の下面電極の面積を拡げることにより、第２の絶縁基板の下面電極と配線基板上の配線との接合面積が拡がり、その結果、電子回路モジュールと配線基板との接合強度が高まることになる。

よって、上記電子回路モジュール又は配線基板に外力が加わった場合、例えば配線基板が落下して該配線基板に衝撃が加わった場合でも、電子回路モジュールは配線基板から脱落し難い。

上記電子回路モジュールの具体的構成において、前記第２の絶縁基板の下面電極の面積が、前記電子回路が形成されている絶縁基板の下面電極の面積より大きい。

上記電子回路モジュールの他の具体的構成において、前記電子回路が形成されている絶縁基板の下面には、該電子回路の形成領域及び下面電極の形成領域とは異なる所定領域に、該絶縁基板と前記第２の絶縁基板とを互いに接合する第２の接合部材が形成され、該第２の接合部材は電気絶縁性を有している。

上記具体的構成によれば、電子回路が形成されている絶縁基板と第２の絶縁基板とが、２種類の接合部材により互いに接合されることになる。従って、上記電子回路モジュールは、２つの絶縁基板の間に高い接合強度を有することになる。よって、上記電子回路モジュールに外力が加わった場合でも、電子回路が形成されている絶縁基板は第２の絶縁基板から脱落し難い。

又、第２の接合部材は電気絶縁性を有しているので、該第２の接合部材が電子回路に接触した場合でも、電子回路への第２の接合部材の影響は小さい。

上記電子回路モジュールの他の具体的構成において、前記第２の絶縁基板は、放射ノイズを除去するためのシールドを有している。

上記具体的構成によれば、第２の絶縁基板を通過しようとする放射ノイズ（電磁波）がシールドによって遮断されることになる。従って、電子回路モジュールをマザーボート等の配線基板上に搭載した場合、電子回路モジュールが有する電子回路から生じる放射ノイズが配線基板の方へ伝播することが防止され、又、配線基板上に形成されている電子回路や電子部品等から生じた放射ノイズが電子回路モジュールの電子回路の方へ伝播することが防止されることになる。これにより、電子回路モジュールの動作、及び配線基板上の電子回路や電子部品等の動作に異常が発生し難くなる。

本発明に係る電子回路モジュールによれば、マザーボード等の配線基板との接合強度を高めることが出来る。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子回路モジュールを示す斜視図である。 図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図３は、第１絶縁基板を、その下面側から見た平面図である。 図４は、第２絶縁基板を、その上面側から見た平面図である。 図５は、上記電子回路モジュールの組み立て方法について、その第１工程の説明に用いられる断面図である。 図６は、該組み立て方法の第２工程の説明に用いられる断面図である。 図７は、上記電子回路モジュールの第１変形例を示した断面図である。 図８は、上記電子回路モジュールの第２変形例を示した断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子回路モジュールを示す斜視図である。図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１に示す様に、本実施形態の電子回路モジュールは第１絶縁基板(１)を具えている。そして図２に示す様に、該第１絶縁基板(１)の上面(11)及び下面(12)にはそれぞれ、ＩＣ(31)やコンデンサ(32)等、複数の電子部品が搭載されている。これにより、第１絶縁基板(１)には、複数の電子部品からなる電子回路(３)が形成されている。尚、本実施形態の電子回路モジュールにおいては、第１絶縁基板(１)として多層基板が用いられている。

第１絶縁基板(１)の上面(11)には外装樹脂(６)が形成されており、該外装樹脂(６)により、電子回路(３)を構成する電子部品の内、第１絶縁基板(１)の上面(11)に搭載されている電子部品が被覆されている。

図３は、第１絶縁基板(１)を、その下面(12)側から見た平面図である。図３に示す様に、第１絶縁基板(１)の下面(12)には、電子回路(３)の形成領域Ｂとは異なる領域に下面電極(41)が形成されている。具体的には、第１絶縁基板（１）の下面(12)の１６箇所に、電子回路(３)の形成領域Ｂを包囲して下面電極(41)が形成されている。ここで、第１絶縁基板(１)には導電ビア（図示せず）が形成されており、該導電ビアを通じて第１絶縁基板(１)の各下面電極(41)と電子回路(３)とが互いに電気的に接続されている。

図１に示す様に、上記電子回路モジュールは第２絶縁基板(２)を更に具え、該第２絶縁基板(２)は、第１絶縁基板(１)の下面(12)側に配備されている。尚、本実施形態の電子回路モジュールにおいては、第２絶縁基板(２)として多層基板が用いられている。

図２に示す様に、第２絶縁基板(２)の上面(21)と下面(22)にはそれぞれ上面電極(51)と下面電極(52)が形成されている。具体的には図４に示す様に、第２絶縁基板(２)の上面(21)の内、第１絶縁基板(１)の下面電極(41)が対向することとなる１６箇所の領域に、上面電極(51)が形成されている。一方、第２絶縁基板(２)の下面(22)には、図２に示す様に、その複数箇所に、第１絶縁基板(１)の下面電極(41)よりも面積の大きい下面電極(52)が形成されている。ここで、第２絶縁基板(２)には導電ビア（図示せず）が形成されており、該導電ビアを通じて第２絶縁基板(２)の上面電極(51)と下面電極(52)とが互いに電気的に接続されている。

図２に示す様に、上記電子回路モジュールにおいて、第２絶縁基板(２)の各上面電極(51)には、これに対応する第１絶縁基板(１)の下面電極(41)が、高い電気伝導性を有する半田ボール(71)により電気的に接合されている。

更に、第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)との間には、樹脂製であって且つ電気絶縁性を有する接着剤(72)が介在しており、該接着剤(72)により第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)とが互いに接合されている。具体的には図２に示す様に、第１絶縁基板(１)の下面(12)の内、電子回路(３)の形成領域Ｂ（図３参照）及び各下面電極(41)の形成領域とは異なる所定領域Ｃと、第２絶縁基板(２)の上面(21)の内、該所定領域Ｃと対向する領域Ｄとの間に接着剤(72)が介在し、該接着剤(72)が、これらの領域Ｃ，Ｄに固着している。

次に、上記電子回路モジュールの組み立て方法について、図面に沿って具体的に説明する。
図５及び図６は、該組み立て方法の第１工程及び第２工程を説明するための断面である。図５に示す様に、先ず第１工程において、第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)とを用意する。このとき既に、第１絶縁基板(１)には電子回路(３)と下面電極(41)とが形成され、第２絶縁基板(２)には上面電極(51)と下面電極(52)とが形成されている。

第１工程では、第１絶縁基板(１)の各下面電極(41)の表面に半田ボール(71)を固着させる一方、第２絶縁基板(２)の各上面電極(51)の表面にクリーム半田(73)又はフラックスを塗布する。更に、第２絶縁基板(２)の上面(21)の内、上述した領域Ｄ（図４参照）に接着剤(72)を塗布する。

次に、第２工程において、リフロー実装を実行する。具体的には、各半田ボール(71)が、これに対応する第２絶縁基板(２)の上面電極(51)に接続される様に、第２絶縁基板(２)上に第１絶縁基板(１)を設置する。これにより、基板接続体(８)が形成される。その後、該基板接続体(８)を加熱することにより、各半田ボール(71)を溶解させて、対応する第２絶縁基板(２)の上面電極(51)に該半田ボール(71)を固着させる。これにより、第１絶縁基板(１)の各下面電極(41)と、これに対応する第２絶縁基板(２)の上面電極(51)とが、互いに電気的に接合されることになる。

又、第２工程の実行により、接着剤(72)が第１絶縁基板(１)の下面(12)の所定領域Ｃにも固着し、これにより第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)とが互いに接合されることになる。その結果、図１及び図２に示す電子回路モジュールが完成することになる。

上記電子回路モジュールをマザーボード等の配線基板上に搭載する場合、第２絶縁基板(２)の下面電極(52)と配線基板上の配線（図示せず）とが半田等の接合部材によって互いに接合されることになる。上記電子回路モジュールにおいては、図２に示す様に、第２絶縁基板(２)の下面電極(52)の面積を、第１絶縁基板(１)の下面電極(41)の面積より大きくすることが可能である。従って、第２絶縁基板(２)の下面電極(52)の面積を拡げることにより、第２絶縁基板(２)の下面電極(52)と配線基板上の配線との接合面積が拡がり、その結果、電子回路モジュールと配線基板との接合強度が高まることになる。

よって、上記電子回路モジュール又は配線基板に外力が加わった場合、例えば配線基板が落下して該配線基板に衝撃が加わった場合でも、電子回路モジュールは配線基板から脱落し難い。

更に、上記電子回路モジュールにおいては、第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)とが、複数の半田ボール(71)〜(71)と接着剤(72)とにより互いに接合されている。従って、上記電子回路モジュールは、第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)との間に高い接合強度を有することになる。よって、上記電子回路モジュールに外力が加わった場合でも、第１絶縁基板(１)は第２絶縁基板(２)から脱落し難い。

又、接着剤(72)は電気絶縁性を有しているので、該接着剤(72)が電子回路(３)に接触した場合でも、電子回路(３)への接着剤(72)の影響は小さい。

図７は、上記電子回路モジュールの第１変形例を示した断面図である。図７に示す様に、第２絶縁基板(２)には、該第２絶縁基板(２)の上面(21)に沿って広く拡がったグランド電極(23)が形成されていてもよい。ここで、電子回路モジュールが配線基板上に搭載されたとき、グランド電極(23)は、配線基板上に形成されているグランド端子に電気的に接続されることになる。これにより、グランド電極(23)は、放射ノイズ（電磁波）を除去するためのシールドとしても機能することになる。

第１変形例に係る電子回路モジュールによれば、第２絶縁基板(２)を通過しようとする放射ノイズがグランド電極(23)によって遮断されることになる。従って、電子回路モジュールが有する電子回路(３)から生じる放射ノイズが配線基板の方へ伝播することが防止され、又、配線基板上に形成されている電子回路や電子部品等から生じた放射ノイズが電子回路モジュールの電子回路(３)の方へ伝播することが防止されることになる。これにより、電子回路モジュールの動作、及び配線基板上の電子回路や電子部品等の動作に異常が発生し難くなる。

尚、第１変形例に係る電子回路モジュールにおいて、第２絶縁基板(２)には、グランド電極(23)に限らず、放射ノイズを除去するための種々のシールドを設けることが出来る。又、第２絶縁基板(２)の少なくとも一部分を磁性材料によって形成することにより、その部分をシールドとして機能させてもよい。

図８は、上記電子回路モジュールの第２変形例を示した断面図である。図８に示す様に、上記電子回路モジュールは、接着剤(72)のない構成を有していてもよい。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。上記電子回路モジュールにおいては、第１絶縁基板(１)の各下面電極(41)と、これに対応する第２絶縁基板(２)の上面電極(51)とが、半田ボール(71)により互いに電気的に接合されていたが、本発明にこれに限定されるものではない。例えば、半田ボール(71)に代えて、電気伝導性を有する種々の接合部材を用いて、第１絶縁基板(１)の各下面電極(41)と、これに対応する第２絶縁基板(２)の上面電極(51)とが互いに電気的に接合されてもよい。

又、上記電子回路モジュールにおいては、第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)とが接着剤(72)により互いに接合されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、接着剤(72)に代えて、電気絶縁性を有する種々の接合部材を用いて、第１絶縁基板(１)と第２絶縁基板(２)とが互いに接合されてもよい。

(１) 第１絶縁基板
(11) 上面
(12) 下面
(２) 第２絶縁基板
(21) 上面
(22) 下面
(23) グランド電極（シールド）
(３) 電子回路
(31) ＩＣ（電子部品）
(32) コンデンサ（電子部品）
(41) 第１絶縁基板の下面電極
(51) 第２絶縁基板の上面電極
(52) 第２絶縁基板の下面電極
(６) 外装樹脂
(71) 半田ボール（接合部材）
(72) 接着剤（第２の接合部材）

Claims (4)

1. 絶縁基板を具え、該絶縁基板の上面及び／又は下面に１又は複数の電子部品を搭載して電子回路が形成される一方、該絶縁基板の下面には、前記電子回路の形成領域とは異なる領域に下面電極が形成されており、該下面電極と電子回路とが互いに電気的に接続されている電子回路モジュールにおいて、
   前記絶縁基板の下面側には第２の絶縁基板が配備され、該第２の絶縁基板の上面と下面にはそれぞれ、互いに電気的に接続された上面電極と下面電極とが形成されており、該第２の絶縁基板の上面電極には、前記電子回路が形成されている絶縁基板の下面電極が、電気伝導性を有する接合部材により電気的に接合されていることを特徴とする電子回路モジュール。
2. 前記第２の絶縁基板の下面電極の面積が、前記電子回路が形成されている絶縁基板の下面電極の面積より大きい請求項１に記載の電子回路モジュール。
3. 前記電子回路が形成されている絶縁基板の下面には、該電子回路の形成領域及び下面電極の形成領域とは異なる所定領域に、該絶縁基板と前記第２の絶縁基板とを互いに接合する第２の接合部材が形成され、該第２の接合部材は電気絶縁性を有している請求項１又は請求項２に記載の電子回路モジュール。
4. 前記第２の絶縁基板は、放射ノイズを除去するためのシールドを有している請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電子回路モジュール。

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