JP2016136577A - 電子回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】金属カバーを回路基板に半田付けするランド部の近傍に回路部品が実装されていた場合でも、電子回路モジュールのマザーボードへの実装の際に、回路部品の回路基板への導通接続が損なわれにくい電子回路モジュールを提供する。【解決手段】回路基板２０は、矩形状を成すとともに隅部にランド部２１がそれぞれ形成されており、ランド部２１に隣り合うように配置された回路部品３０と当該ランド部２１との間には、ランド部２１に位置するフラックスが回路部品３０側へ流れるのを抑制するとともにフラックスの流れを所定箇所に誘導可能な抜き溝部５０が設けられ、所定箇所にフラックスの回路部品３０側への流れを迂回させる複数のダミー部品６０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、回路部品が搭載された回路基板上に金属カバーが半田付けされた電子回路モジュールに関する。

近年、配線基板上に複数の電子部品を搭載してなる小型の電子回路モジュールが急速に普及してきた。この種の電子回路モジュールには、抵抗やコンデンサ等の受動部品やトランジスタや集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の能動部品が高密度に搭載されている。このような電子回路モジュールに対して、外部からの電磁波による悪影響を防止するため、シールド部材を用いる場合が多い。

このような電子回路モジュールとして、特許文献１では、シールドカバーを備えた電子回路モジュールが提案されている。

以下、図７を用いて特許文献１に記載の電子回路モジュール１００について説明する。図７は、電子回路モジュール１００の構成を示す分解斜視図である。

図７に示す電子回路モジュール１００は、網点を施して示すように、回路基板１１２には、その上面の周縁部を取り囲むようにしてグランド電極１１２ａが形成されている。また、回路基板１１２には、その上面に多数の回路部品１１６、１１８が実装されている。そして、シールドカバー１１４は、側板１１４ｂ、１１４ｃの下端と、回路基板１１２の上面に配置されているグランド電極１１２ａに半田付けされている構成となっている。

特開２０１１−２３４１０号公報

しかしながら、従来例の構成では、例えば回路部品をシールドカバーの近傍に配置しようとすると、シールドカバー（金属カバー）を回路基板に半田付けにて取り付ける際に、半田に含まれているフラックスが回路部品の下に流れる可能性があった。このような状態において、電子回路モジュールをマザーボードにリフロー半田付け等で実装すると、回路部品の下に流れ込んだフラックスがリフロー半田付け時の熱によって膨張し、回路部品を持ち上げてしまい、最悪の場合には、回路部品と回路基板との電気的接続が絶たれるという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、金属カバーを回路基板に半田付けするランド部の近傍に回路部品が実装されていた場合でも、電子回路モジュールのマザーボードへの実装の際に、回路部品の回路基板への導通接続が損なわれにくい電子回路モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、回路基板と、該回路基板に実装された回路部品と、前記回路部品を覆うように前記回路基板のランド部に半田付けされた金属カバーと、を備えた電子回路モジュールにおいて、前記ランド部に隣り合うように配置された前記回路部品と当該ランド部との間には、前記ランド部に位置するフラックスが前記回路部品側へ流れるのを抑制するとともに前記フラックスの流れを所定箇所に誘導可能な誘導手段が設けられ、前記所定箇所に前記フラックスの前記回路部品側への流れを迂回させる迂回手段が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、金属カバーが半田付けされるランド部に隣り合うように回路部品が実装されている場合において、ランド部に位置する半田のフラックスが回路部品側へ流れるのを抑制するとともにフラックスの流れを所定箇所に誘導可能な誘導手段が設けられているので、フラックスがランド部に隣り合う回路部品側へ流れるのを抑制することができる。また、フラックスの量が多い場合でも、フラックスは所定箇所に導かれ、その箇所には、フラックスの流れを迂回させる迂回手段が設けられているので、フラックスの流れを迂回手段で制御することができるため、より回路部品側へフラックスが達しにくくすることができる。このため、電子回路モジュールがマザーボードに実装されて、リフロー炉に入れられるなどして加熱された場合でも、金属カバーが半田付けされたランド部から流れたフラックスが回路部品の下側に入り込むのを抑制して、フラックスの膨張に伴う回路部品の浮き等による不具合の発生を防止できる。したがって、金属カバーを回路基板に半田付けするランド部の近傍に回路部品が実装されていた場合でも、電子回路モジュールのマザーボードへの実装の際に、回路部品の回路基板への導通接続が損なわれにくい電子回路モジュールを提供することができる。

また、本発明の電子回路モジュールにおいては、前記迂回手段は、複数のダミー部品が実装されることによって構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、迂回手段は、複数のダミー部品が実装されることによって構成されているので、フラックスが所定箇所から回路部品側へ流れようとした場合、フラックスはダミー部品間に形成された流路を流れる。したがって、フラックスはダミー部品によって迂回させられながら流れるので、回路部品の下側に達しにくくなる。

また、本発明の電子回路モジュールにおいては、前記複数のダミー部品は、前記ランド部から遠ざかる方向において、複数列にわたって互い違いに配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、ダミー部品が、複数列にわたって互い違いに配置されているので、フラックスの流れる経路の距離を稼ぐことができる。

また、本発明の電子回路モジュールにおいては、前記回路基板には、半田レジスト層が形成されており、前記誘導手段は、前記半田レジスト層が設けられていない抜き溝部で構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、誘導手段は、回路基板の半田レジスト層を抜くことによって形成されているので、回路基板の製造工程を増やすことなく、容易に誘導手段を設けることができる。

また、本発明の電子回路モジュールにおいては、前記回路基板は、矩形状を成すとともに隅部に前記ランド部がそれぞれ形成されており、前記誘導手段は、前記所定箇所を除いて前記ランド部を囲むように設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、ランド部が回路基板の隅部に限定されているので、金属カバーの全周が半田付けされる場合に比べて、フラックスの量を減らすことができる。また、誘導手段が所定箇所を除いてランド部を囲むように形成されているので、フラックスを容易に所定箇所に導くことができる。

本発明によれば、ランド部に位置する半田のフラックスが回路部品側へ流れるのを抑制するとともにフラックスの流れを所定箇所に誘導可能な誘導手段が設けられているので、フラックスがランド部に隣り合う回路部品側へ流れるのを抑制することができる。したがって、金属カバーを回路基板に半田付けするランド部の近傍に回路部品が実装されていた場合でも、電子回路モジュールのマザーボードへの実装の際に、回路部品の回路基板への導通接続が損なわれにくい電子回路モジュールを提供することができる。

本発明の実施形態の電子回路モジュールを示す分解斜視図である。 回路基板の第１隅部を拡大して示す部分平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した模式断面図である。 フラックスの流れを表す説明図である。 比較例の回路基板の第１隅部を拡大して示す部分平面図である。 比較例のフラックスの流れを表す説明図である。 従来の電子回路モジュールの構成を示す分解斜視図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。

図１は、本実施形態の電子回路モジュール１を示す分解斜視図である。図２は、回路基板２０の第１隅部２０ａを拡大して示す部分平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した模式断面図である。図４は、フラックスの流れＦ１を表す説明図である。

電子回路モジュール１は、図１に示すように、集積回路３１やコンデンサ３２等の回路部品３０と、回路部品３０が実装された回路基板２０と、回路部品３０を覆うように回路基板２０に半田付けされた金属カバー１０と、を備えている。

金属カバー１０は、例えば銅板やアルミニウム板のような比較的電気抵抗の低い金属板をプレス加工して成形されている。金属カバー１０は、図１のＺ２側の面が開口されたケース状である。そのＺ１側に位置する天板１０ａは、略矩形状を成しており、４つの角は面取りされている。また、天板１０ａの四辺および面取りされた四箇所からそれぞれ側板１０ｂおよび１０ｃが略垂直に屈曲されてＺ２方向に延びている。四箇所の側板１０ｃの先端には突起部１０ｄが設けられている。

回路基板２０は、エポシキ樹脂からなる絶縁性基板に配線等の導電性金属パターンが配設されたものである。回路基板２０は、矩形状を成すとともに、その隅部（第１隅部２０ａ、第２隅部２０ｂ、第３隅部２０ｃ、第４隅部２０ｄ）にランド部２１がそれぞれ形成されている。本実施形態において、回路部品３０は、第１隅部２０ａのランド部２１に隣り合うように配置されている。なお、回路基板２０には図示した第１隅部２０ａ付近の回路部品３０以外にも部品が多数配置されるが、本明細書および図面では、説明に必要な部分だけを記載した。本明細書では、第１隅部２０ａのランド部２１について詳述することとし、第２隅部２０ｂ、第３隅部２０ｃ、第４隅部２０ｄについての説明は割愛する。

配線の導電性金属パターンには、例えば銅箔が用いられている。配線は回路部品３０等を半田付けするために必要な部分だけを露出するように、それ以外の大半の部分が半田レジスト層７０に覆われている。半田レジスト層７０は、絶縁性の熱硬化性エポキシ樹脂からなり、回路部品３０等の部品を半田付けする前に回路基板２０上に形成される。半田レジスト層７０は、印刷で形成してもよいが、露光工程および現像工程によって不要部分を抜く感光性樹脂で形成することが好適である。

ランド部２１は、配線と同様に、導電性金属パターンが配設されたものである。ランド部２１は、回路基板２０の配線を形成する製造工程で、配線と同時に形成することができる。図１および図２ではランド部２１のパターンを円形としているが、円形に限定されるものではない。ランド部２１には、金属カバー１０の突起部１０ｄが挿入できる貫通穴２１ａが形成されている。金属カバー１０は、突起部１０ｄが貫通穴２１ａに挿入された状態で、ランド部２１に半田付けされる。このため、金属カバー１０を取り付ける工程の前に、図３に示すように、ランド部２１にはあらかじめクリーム状の半田２１ｂが塗布してある。なお、貫通穴２１ａに突起部１０ｄを挿入しない態様で、側板１０ｃをランド部２１に直接に半田付けできる構成であってもよい。

なお、これらの半田付けは、基板上に部品を載せて部品実装面の表面だけの半田付けで部品を固定・接続する技術（表面実装技術）で行われる。より具体的には、半田付けするために必要な部分にクリーム状の半田を塗布し、部品を載せた後、温風や赤外線で基板全体を加熱して半田付けするものである。

この半田には、フラックスが含まれている。フラックスは、例えばロジン系樹脂に活性剤が添加されたものである。フラックスは導電性金属パターンの表面酸化膜を除去する等、半田付けを行うために必要な働きをする。しかしながら、半田に先行して流動したフラックスが、半田レジスト層７０の段差で留まらずに、半田レジスト層７０の上まで流動したり、基板と部品の下側との隙間に毛細管現象によって流入したりする場合があった。

比較例として、従来の構成におけるフラックスの流れＦ２００を、図５および図６を参照して説明する。図５は、比較例の回路基板２２０の第１隅部２２０ａを拡大して示す部分平面図である。図６は、比較例のフラックスの流れＦ２００を表す説明図である。

図５に示す回路基板２２０では、第１隅部２２０ａのランド部２２１の近傍に回路部品２３０が実装されている。ランド部２２１と回路部品２３０との間には、半田レジスト層２７０が形成されている。

ランド部２２１に位置する、半田のフラックスが半田レジスト層２７０の上まで流動すると、図６に示すように、ランド部２２１から流れた比較例のフラックスの流れＦ２００は回路部品２３０の一辺に到達する。回路部品２３０が回路基板２２０との空隙を有して半田付けされている場合には、フラックスが吸い込まれやすくなって、図６に示すように、回路部品２３０の一辺に沿って拡がりながら下側に入り込むようになる。これにより、回路部品２３０の下にフラックスが残留し、このような状態において、電子回路モジュールをマザーボードにリフロー半田付け等で実装すると、回路部品２３０の下に流れ込んだフラックスがリフロー半田付け時の熱によって膨張し、回路部品２３０を持ち上げてしまい、最悪の場合には、回路部品２３０と回路基板２２０との電気的接続が絶たれる。

このようなフラックスの挙動を考慮し、本実施形態の電子回路モジュール１は、以下の特徴を備え、この問題を解決している。

回路基板２０には、第１隅部２０ａのランド部２１から回路部品３０側に向かった位置に、複数のダミー部品６０が実装されている。ダミー部品６０は、回路部品３０に比べて小さな占有面積であり、チップ抵抗やチップインダクタと呼ばれるものを流用することができ、回路部品３０等の部品を半田付けする工程で実装される。図２に示すように、複数のダミー部品６０は、ランド部２１から遠ざかる方向において、複数列にわたって互い違いに配置されている。さらに、回路基板２０には、回路部品３０等の部品を半田付けする前に、半田レジスト層７０が形成されている。第１隅部２０ａにも、ランド部２１の外周側には半田レジスト層７０が設けられている。第１隅部２０ａのランド部２１と回路部品３０との間には、ランド部２１側の半田レジスト層７０を囲むように抜き溝部５０が設けられている。この抜き溝部５０は、図３に示すように、半田レジスト層７０が設けられていない領域であり、周囲の半田レジスト層７０の上面を基準にすると、半田レジスト層７０の厚さ分だけ凹んだ細溝になっている。

このように、ランド部２１と回路部品３０との間に形成された半田レジスト層７０には、抜き溝部５０が設けられている。抜き溝部５０は、複数のダミー部品６０の実装された所定箇所を除いて、ランド部２１を囲むように設けられている。

これらにより、ランド部２１に塗布された半田２１ｂから、半田に先行して流動したフラックスが半田レジスト層７０の上まで流動した場合であっても、図４に示す挙動となる。すなわち、半田レジスト層７０の上まで流動したフラックスは、抜き溝部５０に流れ込むとともに、表面張力によって抜き溝部５０でいったん滞留する。一方、ダミー部品６０の実装された所定箇所には、抜き溝部５０が設けられていないので、滞留することなくフラックスが流動する。このため、抜き溝部５０に流れ込んだフラックスは、複数のダミー部品６０の実装された所定箇所に誘導される。こうして、抜き溝部５０は、フラックスが回路部品３０側へ流れるのを抑制するとともに、フラックスの流れＦ１を所定箇所に誘導可能な誘導手段として作用する。また、フラックスが所定箇所から回路部品３０側へ流れようとした場合、フラックスはダミー部品６０間に形成された流路を流れる。ダミー部品６０が、複数列にわたって互い違いに配置されているので、フラックスの流れる経路の距離を稼ぐことができる。したがって、フラックスの流れＦ１はダミー部品６０によって迂回させられながら流れるので、回路部品３０の下側に達しにくくなる。こうして、複数のダミー部品６０が実装されることによって、フラックスの流れる経路の迂回手段として作用する。

なお、ランド部２１が回路基板２０の隅部（第１隅部２０ａ、第２隅部２０ｂ、第３隅部２０ｃ、第４隅部２０ｄ）に限定されているので、金属カバー１０の全周が半田付けされる場合に比べて、フラックスの量を減らすことができる。

抜き溝部５０は、半田レジスト層７０の形成工程で同時に形成されるので、製造工程を増加させることなく、フラックスの流れＦ１を所定箇所に誘導可能な誘導手段を設けることができる。また、ランド部２１に塗布された半田からフラックスが流動する際に、最初に半田レジスト層７０に乗り上げる必要がある。この半田レジスト層７０の段差が最初の障壁となって、半田レジスト層７０の上を流動するフラックスの量が抑制されている。もし、抜き溝部５０がダミー部品６０の実装された所定箇所に連続して形成されていると、半田レジスト層７０の段差でフラックスの量が抑制されずに所定箇所まで流動してしまう。抜き溝部５０が所定箇所を除いて設けられていることが、半田レジスト層７０の上を流動するフラックスの量を抑制するためにも効果的である。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態は、回路基板２０と、回路基板２０に実装された回路部品３０と、回路部品３０を覆うように回路基板２０のランド部２１に半田付けされた金属カバー１０と、を備えた電子回路モジュール１において、ランド部２１に隣り合うように配置された回路部品３０と当該ランド部２１との間には、ランド部２１に位置するフラックスが回路部品３０側へ流れるのを抑制するとともにフラックスの流れＦ１を所定箇所に誘導可能な誘導手段が設けられ、所定箇所に回路部品３０側へのフラックスの流れＦ１を迂回させる迂回手段が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、金属カバー１０が半田付けされるランド部２１に隣り合うように回路部品３０が実装されている場合において、ランド部２１に位置する半田のフラックスが回路部品３０側へ流れるのを抑制するとともにフラックスの流れを所定箇所に誘導可能な誘導手段が設けられているので、フラックスがランド部２１に隣り合う回路部品３０側へ流れるのを抑制することができる。また、フラックスの量が多い場合でも、フラックスは所定箇所に導かれ、その箇所には、フラックスの流れＦ１を迂回させる迂回手段が設けられているので、フラックスの流れＦ１を迂回手段で制御することができるため、より回路部品３０側へフラックスが達しにくくすることができる。このため、電子回路モジュール１がマザーボードに実装されて、リフロー炉に入れられるなどして加熱された場合でも、金属カバー１０が半田付けされたランド部２１から流れたフラックスが回路部品３０の下側に入り込むのを抑制して、フラックスの膨張に伴う回路部品３０の浮き等による不具合の発生を防止できる。したがって、金属カバー１０を回路基板２０に半田付けするランド部２１の近傍に回路部品３０が実装されていた場合でも、電子回路モジュール１のマザーボードへの実装の際に、回路部品３０の回路基板２０への導通接続が損なわれにくい電子回路モジュール１を提供することができる。

また、本実施形態の電子回路モジュール１においては、迂回手段は、複数のダミー部品６０が実装されることによって構成されている。

この構成によれば、迂回手段は、複数のダミー部品６０が実装されることによって構成されているので、フラックスが所定箇所から回路部品３０側へ流れようとした場合、フラックスはダミー部品６０間に形成された流路を流れる。したがって、フラックスはダミー部品６０によって迂回させられながら流れるので、回路部品３０の下側に達しにくくなる。

また、本実施形態の電子回路モジュール１においては、複数のダミー部品６０は、ランド部２１から遠ざかる方向において、複数列にわたって互い違いに配置されている。

この構成によれば、ダミー部品６０が、複数列にわたって互い違いに配置されているので、フラックスの流れる経路の距離を稼ぐことができる。

また、本実施形態の電子回路モジュール１においては、回路基板２０には、半田レジスト層７０が形成されており、誘導手段は、半田レジスト層７０が設けられていない抜き溝部５０で構成されている。

この構成によれば、誘導手段は、回路基板２０の半田レジスト層７０を抜くことによって形成されているので、回路基板２０の製造工程を増やすことなく、容易に誘導手段を設けることができる。

また、本実施形態の電子回路モジュール１においては、回路基板２０は、矩形状を成すとともに隅部にランド部２１がそれぞれ形成されており、誘導手段は、所定箇所を除いてランド部２１を囲むように設けられている。

この構成によれば、ランド部２１が回路基板２０の隅部に限定されているので、金属カバー１０の全周が半田付けされる場合に比べて、フラックスの量を減らすことができる。また、誘導手段が所定箇所を除いてランド部２１を囲むように形成されているので、フラックスを容易に所定箇所に導くことができる。

以上のように、本発明の実施形態の電子回路モジュール１を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、誘導手段は半田レジスト層７０を抜くことによって形成された抜き溝部５０で構成されたが、抜き溝部５０を別の工程で形成する積層材料に変更してもよい。積層材料を形成する工程は増加するが、その段差によってフラックスを堰き止めて流れを誘導することができる。また、積層材料と半田レジスト層７０の抜き溝部５０とを組み合わせてもよい。

（２）本実施形態において、迂回手段は、複数のダミー部品６０が実装されることによって構成されたが、回路基板２０に接着等であらかじめ取り付けておいてもよい。また、ダミー部品６０の代わりにその位置に半田レジスト層７０の抜き溝を複数列で設けてもよい。ダミー部品は高さがあるのでフラックスを堰き止める壁となるが、抜き溝での表面張力によってもフラックスを堰き止めて、迂回させることができる。

（３）本実施形態において、ランド部２１が回路基板２０の隅部に配置された構成としたが、ノイズを防ぐために金属カバーを全周にわたって半田付けする態様であってもよい。この場合でも、フラックスの流れを所定箇所に誘導可能な誘導手段と、フラックスの流れを迂回させる迂回手段が設けられて、金属カバーを半田付けするランド部からのフラックスの流動を制御して、回路部品の回路基板への導通接続が損なわれにくいものとすることができる。

１ 電子回路モジュール
１０ 金属カバー
１０ａ 天板
１０ｂ 側板
１０ｃ 側板
１０ｄ 突起部
２０ 回路基板
２０ａ 第１隅部
２０ｂ 第２隅部
２０ｃ 第３隅部
２０ｄ 第４隅部
２１ ランド部
２１ａ 貫通穴
２１ｂ 半田
３０ 回路部品
３１ 集積回路
３２ コンデンサ
５０ 抜き溝部
６０ ダミー部品
７０ 半田レジスト層
２２０ 回路基板
２２０ａ 第１隅部
２２１ ランド部
２３０ 回路部品
２７０ 半田レジスト層
Ｆ１ フラックスの流れ
Ｆ２００ 比較例のフラックスの流れ

Claims (5)

1. 回路基板と、
   該回路基板に実装された回路部品と、
   前記回路部品を覆うように前記回路基板のランド部に半田付けされた金属カバーと、を備えた電子回路モジュールにおいて、
   前記ランド部に隣り合うように配置された前記回路部品と当該ランド部との間には、前記ランド部に位置するフラックスが前記回路部品側へ流れるのを抑制するとともに前記フラックスの流れを所定箇所に誘導可能な誘導手段が設けられ、
   前記所定箇所に前記フラックスの前記回路部品側への流れを迂回させる迂回手段が設けられていることを特徴とする電子回路モジュール。
2. 前記迂回手段は、複数のダミー部品が実装されることによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュール。
3. 前記複数のダミー部品は、前記ランド部から遠ざかる方向において、複数列にわたって互い違いに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電子回路モジュール。
4. 前記回路基板には、半田レジスト層が形成されており、前記誘導手段は、前記半田レジスト層が設けられていない抜き溝部で構成されてい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回路モジュール。
5. 前記回路基板は、矩形状を成すとともに隅部に前記ランド部がそれぞれ形成されており、前記誘導手段は、前記所定箇所を除いて前記ランド部を囲むように設けら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回路モジュール。