JP2014222718A

JP2014222718A - 成形回路部品

Info

Publication number: JP2014222718A
Application number: JP2013101843A
Authority: JP
Inventors: 敏訓鈴木; Toshinori Suzuki; 田中　聡; Satoshi Tanaka; 聡田中; 川合　裕輝; Hiroteru Kawai; 裕輝川合
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2014-11-27

Abstract

【課題】電子部品の実装配置を制約させることなく低廉に回路基板を製造できる成形回路部品の提供。
【解決手段】成形回路部品１は基板２の表面に溝３が形成され、この溝３における対向した内面に電極４Ａ，４Ｂが配置される。溝３は１つ以上の曲り角部を有するように形成するとよい。電極４Ａ，４Ｂ間の空間部には空気よりも誘電率の高い誘電材料６が充填されるとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は回路基板として適用される成形回路部品に関する。

回路基板として適用される従来の成形回路部品としては例えば特許文献１〜４に開示されたＭＩＤ（Molded Interconnection Device）やプリント基板が知られている。

成形回路部品に抵抗やコンデンサ若しくはＩＣ等の半導体素子に例示される電子部品を実装する場合、実装時間を要し、実装費用，電子部品費用等の製造コスト増加の要因となる。また、従来の成形回路部品においては、同回路部品に実装される他の電子部品との物理的な干渉を避ける必要があり、電子部品の実装位置、フットプリント面積、高さ等の実装配置に制約がある。

特開２００１−６８６９２号公報特開２００４−２９６９８５号公報特開２００５−２０９６７２号公報特開２０１０−１８２８５６号公報

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その課題は、電子部品の実装配置を制約させることなく低廉に回路基板を製造できる成形回路部品の提供にある。

そこで、本発明の成形回路部品は、基板の表面に溝が形成され、この溝における対向した内面に電極が配置されることを特徴とする。

本発明によれば、基板の内部にコンデンサを構成させることができ、基板上に実装される他の電子部品との物理的な干渉が発生しない。また、前記溝の対向した内面に電極を配置させれば、コンデンサを構成できるので、基板上にコンデンサが具備される従来の回路基板と比べて、部品点数が少なくなる。

前記溝の態様としては、１つ以上の曲り角部を有する溝の形態を採り、この溝の対向した内面に電極を配置するとよい。本態様によれば、溝の内面の表面積が拡大するので、基板内部に形成されるコンデンサの電気容量が増大する。

前記電極間の空間部には、空気よりも誘電率の高い誘電材料を充填するとよい。本態様によれば、前記基板内部に形成されるコンデンサの電気容量がさらに増大する。

したがって、以上の本発明によれば、電子部品の実装配置を制約させることなく低廉に回路基板を製造できる。

本発明の実施形態における成形回路部品の斜視図。本発明の他の実施形態における成形回路部品の斜視図。前記他の実施形態における成形回路部品の溝廻りのＥ−Ｅ断面図。

以下、図面を参照しながら発明の実施形態について説明する。

［実施形態１］
図１に示された本実施形態の成形回路部品１は、射出成形や切削等の周知の成形法による絶縁性合成樹脂材料の成形により板状に形成された基板２からなり、この基板２の表面には溝３が形成されている。そして、この溝３における対向した内面に一対の電極４Ａ，４Ｂを配置させたことにより、成形回路部品１は基板２の内部にコンデンサを備えた態様となっている。

電極４Ａ，４ｂは、スパッタ法、メッキ法、蒸着法等に例示される周知の電極形成法により前記内面に設けられる。電極４Ａ，４Ｂの構成材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ等が挙げられる。

基板２の表面には電極４Ａ，４Ｂの各々と導通する導線路５Ａ，５Ｂが形成されている。導線路５Ａ，５Ｂは例えば電導性樹脂等を用いたスクリーン印刷により前記表面に形成される。前記電導性樹脂としては例えばシリコーン樹脂接着剤に電極４Ａ，４Ｂと同材料の金属粉末が配合されたものが挙げられる。

前記コンデンサの電気容量Ｃは下記の式（１）において図１に記載の電極４Ａ，４Ｂの間隔ｄ，幅Ｗ，溝３の深さＤ，電極４Ａ，４Ｂ間の比誘電率εを予め設定することにより任意に規定できる。

Ｃ＝ε₀・ε・（Ｓ／ｄ） …（１）
但し、ε₀：真空誘電率、Ｓ：電極面積（幅Ｗ×深さＤ）
また、溝３の空間（すなわち、電極４Ａ，４Ｂ間の空間）には空気よりも誘電率の高い誘電材料６が適宜に充填される。

誘電材料６としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、フッ素ゴム樹脂等に例示される周知の熱硬化性樹脂が挙げられる。さらに、誘電率の調整のために前記樹脂には誘電材料の無機フィラーとして適用されている周知の金属酸化物や窒化物の無機誘電材料が適宜配合される。

コンデンサを内蔵した成形回路部品２の製造方法の一例について説明する。

先ず、所望の電気容量Ｃから各パラメータ（間隔ｄ、幅Ｗ、深さＤ、比誘電率ε）を規定することにより電極４Ａ，４Ｂのサイズが決定される。次いで、前記決定されたサイズに対応した溝３が例えば切削により基板２に形成される。次いで、前記決定された間隔ｄで対向する溝３の内面に電極４Ａ，４Ｂが各々金属メッキ法により形成される。次いで、電極４Ａと導通する導線路５Ａが基板２の表面にスクリーン印刷される。また、電極４Ｂと導通する導線路５Ｂが基板２の表面にスクリーン印刷される。そして、電極４Ａ，４Ｂ間の空間に誘電材料６としてエポキシ樹脂が充填される。以上の工程によりコンデンサを内蔵させた成形回路部品２が製造される。

以下に具体的な成形回路部品２の実施例について説明する。

深さＤ０．６ｍｍ、幅Ｗ１．０ｍｍの溝３の対向した内面にＡｕから成る電極４Ａ，４ｂを間隔ｄ０．２ｍｍで形成した場合、２７×１０^-15Ｆの電気容量Ｃを確保できる。尚、同様の構造を複数個繋げて対向する電極の表面積を大きくすることで電気容量の大容量化を図れる。

また、上記の実施例において比誘電率４のエポキシ樹脂を電極４Ａ，４Ｂ間の空間に充填させた場合、０．１×１０^-12Ｆの電気容量を確保できる。

以上の実施形態１の成形回路部品１によれば、電子部品の実装配置を制約させることなく低廉に回路基板を製造できる。

すなわち、成形回路部品１は、基板２の内部にコンデンサを構成できるので、基板２上に実装される他の電子部品との物理的な干渉が解消される。

例えば、光送受信回路の受信部においては、ＰＤ（フォトダイオード）の近傍にフィルタ回路の要素としてコンデンサを設けることが多い。従来（例えば特許文献２，４）の回路基板においては、当該基板上に凸形状の電極が対向配置されることでコンデンサが設けられているので、ＰＤとの物理干渉が発生していた。

これに対して、本実施形態の成形回路部品１は、上記のように基板２の内部にコンデンサが構成される態様となっているので、コンデンサ実装部分が基板２表面から突設された状態とはならない。したがって、コンデンサとＰＤや他の電子部品との物理的干渉が生じないので、基板２上にて当該ＰＤ，電子部品の高さや実装位置を任意に設定できる。

また、成形回路部品１は、溝３の対向した内面のそれぞれに電極４Ａ，４Ｂを形成させれば、基板２内部にコンデンサを実質的に備えることができるので、基板２の部品実施面上にコンデンサを具備させる従来の回路基板と比べても、部品点数を削減できる。

さらに、基板２の部品実装面上にコンデンサを別途実装させる工程を省略できるので、コンデンサを有する回路基板とこの回路基板を備えた機器及び装置を安価に製造できる。

特に、従来（例えば引用文献１〜４）の成形回路部品においては本体基板の実装面上にコンデンサを配置させる必要があった。これに対して、本実施形態の成形回路部品１によれば、上述のように、成形回路部品２の製造段階で基板２内部にコンデンサを組み込むことができるので、成形回路部品２への電子部品の実装時間及び実装コストを削減できる。

そして、電極４Ａ，４Ｂの空間部に空気よりも誘電率の高い誘電材料６が充填されることにより、基板２内部に形成されるコンデンサの電気容量がさらに増大する。また、この誘電材料の充填による電気容量の増大化によりコンデンサの小型化も実現する。

［実施形態２］
図２に示された実施形態２の成形回路部品１０は、１つ以上の曲り角部３１を有する溝３が基板２に形成されている。図に例示された溝３は、８つの直角の曲り角部３１を有する凸の字型の溝の態様を成している。そして、この溝３の対向した面の各々に電極４Ａ，４Ｂが前述の周知の電極形成法によって配置される。

成形回路部品１０において、溝３に囲まれた基板２の表面部分Ｃには、図３に例示されたように電極４ＢとＰＤを電気的に接続させる導体部７ｂがプリント印刷される。一方、この溝３の両端付近における基板２の表面部分Ｄには同図に例示されたように電極４ＡとＩＣ（集積回路）を電気的に接続させる導体部７ａがプリント印刷される。導体部７ａ，７ｂの構成材料には実施形態１の導線路５Ａ，５Ｂと同仕様の材料を適用すればよい。また、ＰＤとＩＣは電極４Ａ，４Ｂと同仕様の材料からなるワイヤーボンデング８により電気的に接続される。

以上の実施形態２の成形回路部品１０によれば、実施形態１の成形回路部品１と同様に、電子部品の実装配置を制約させることなく低廉に回路基板を製造できる。

特に、成形回路部品１０は、１つ以上の曲り角部３１を有する溝３が形成されているので、直線状の溝３が形成された成形回路部品１と比べて、溝３において対向する内面の表面積が拡大し、基板２の内部に組み込まれるコンデンサの電気容量が増大する。

また、成形回路部品１０においては、ＰＤのフィルタ回路の構成要素の１つとして機能するコンデンサが基板２の内部に具備された態様となっているので、ＰＤ及びＩＣとの物理的干渉が解消され、基板２上にてＰＤ及びＩＣの高さを任意に調整できる。

さらに、実施形態１の成形回路部品１と同様に、基板２の部品実装面上にコンデンサを別途実装させる工程を省略できるので、部品点数を低減できることに加えて、回路基板とこの回路基板を備えた機器及び装置を安価に製造できる。

また、成形回路部品１０においても、基板２の溝３の空間に空気よりも誘電率の高い前記例示した樹脂からなる誘電材料６を充填させると、実施形態１と同様に、基板２内に組み込まれるコンデンサの電気容量をさらに増大させることができる。また、前記組み込まれるコンデンサの小型化も実現する。

本発明は上述の実施の形態に限られたものではなく、発明の技術的範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図２に開示された溝３は凸の字型の溝の態様を成しているが、この態様以外の１つ以上の曲り角部を有する溝の態様を採ってもよい。

１，１０…成形回路部品
２…基板
３…溝、３１…曲り角部
４Ａ，４Ｂ…電極
６…誘電材料

Claims

基板の表面に溝が形成され、この溝における対向した内面に電極が配置されること
を特徴とする成形回路部品。
前記溝は１つ以上の曲り角部を有すること
を特徴とする請求項１に記載の成形回路部品。
前記電極間の空間部には、空気よりも誘電率の高い誘電材料が充填されること
を特徴とする請求項１または２に記載の成形回路部品。