JP2019197866A - 基板 - Google Patents

Abstract

【課題】対象部品の状態の変化を抑制しつつ対象部品単品での検査をしやすくする。【解決手段】モジュール部品２０を載置可能に構成された基板１０は、複数の表面端子部１１Ａと、複数の裏面端子部１１Ｃと、を備える。表面端子部１１Ａは、当該基板１０の一方側の面を表す表面１０Ａにて露出して配置され、表面１０Ａに載置される１または複数のモジュール部品２０と電気的に接続される。裏面端子部１１Ｃは、当該基板１０の他方側の面を表す裏面１０Ｃにて露出して配置され、複数の表面端子部１１Ａのうちの少なくとも１つと電気的に接続される。また、裏面端子部１１Ｃは、基板１０において表面端子部１１Ａを介して裏面端子部１１Ｃに接続されるモジュール部品２０が配置される領域の裏側の領域に配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、電子部品を配置可能に構成された基板に関する。

下記の特許文献１には、電子部品のうちのＬＳＩ等の対象部品を加熱し、半田を溶解させることで検査対象となる対象部品を基板からから取り外すことができるようにする技術が提案されている。

特開２００４−００６４５３号公報

特許文献１の技術は、主として不具合が生じた可能性がある対象部品を、対象部品単品で検査するために、対象部品を基板から取り外す際に利用される。しかし、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１の技術では、対象部品を基板から取り外す際に、熱によって不具合がない対象部品が故障したり、反対に不具合が回復したりすることがあり、結果的に不具合の状態が変化してしまうという課題が見出された。

本開示の一側面は、対象部品の状態の変化を抑制しつつ対象部品単品での検査をしやすくする技術を提供することにある。

本開示の一側面は、電子部品を載置可能に構成された基板（１０）であって、複数の表面端子部（１１Ａ）と、は複数の裏面端子部（１１Ｃ）と、を備える。表面端子部は、当該基板の一方側の面を表す表面（１０Ａ）にて露出して配置され、表面に載置される１または複数の電子部品のうちの少なくとも１つを表す対象部品（２０）と電気的に接続される。裏面端子部は、当該基板の他方側の面を表す裏面（１０Ｃ）にて露出して配置され、複数の表面端子部のうちの少なくとも１つと電気的に接続される。

また、裏面端子部は、基板において表面端子部を介して裏面端子部に接続される対象部品が配置される領域の裏側の領域に配置される。
このような構成によれば、対象部品に沿って基板を切断すれば、対象部品を基板から取り外すことなく、裏面端子部にテストピンを当てることで対象部品を単品で検査することができる。よって、対象部品の状態の変化を抑制しつつ対象部品単品での検査をしやすくすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

システム製品のI-I断面図である。 システム製品の背面図である。 モジュール部品の平面図である。 モジュール部品のIV-IV断面図である。 品質改善手順のフローチャートである。 切断後のシステム製品である対象部品の断面図である。 テスト装置にモジュール部品を載置した状態を示す断面図である。 テスト装置に対象部品を載置した状態を示す断面図である。 他の実施形態のシステム製品の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の一態様の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すシステム製品１は、プリント基板として構成される基板１０を備える。また、システム製品１は、モジュール部品２０を備えてもよい。基板１０は、それぞれ多数の、表面端子部１１Ａ、中間部１１Ｂ、端子部１１Ｃ、を備える。

表面端子部１１Ａは、基板１０において一方側の面を表す表面１０Ａにて露出して配置される端子部であり、表面１０Ａに載置されるモジュール部品２０と電気的に接続される。なお、本実施形態では、基板１０に配置される電子部品として、１つのモジュール部品２０のみを例示するが、基板１０には、複数のモジュール部品２０が配置されてもよいし、モジュール部品２０以外の他の電子部品が配置されてもよい。

裏面端子部１１Ｃは、表面端子部１１Ａと対になる数だけ配置される端子部である。裏面端子部１１Ｃは、図２に示すように、基板１０の他方側の面を表す裏面１０Ｃにて露出して多数配置され、それぞれが複数の表面端子部１１Ａのうちの少なくとも１つと電気的に接続される。なお、他方側の面は、一方側の面の裏側の面である。

本実施形態の裏面端子部１１Ｃは、モジュール部品２０が有する多数の接合部２２の配置と一致する数および間隔にて配置される。
中間部１１Ｂは、対になる表面端子部１１Ａおよび裏面端子部１１Ｃを電気的に接続する部位である。中間部１１Ｂは、例えば、周知のビア、或いはスルーホールとして構成される。

ここで、裏面端子部１１Ｃは、基板１０において表面端子部１１Ａを介して裏面端子部１１Ｃに接続されるモジュール部品２０が配置される領域の裏側の領域に配置される。なおモジュール部品２０が配置される領域の裏側の領域とは、基板１０の表面１０Ａ側において表面１０Ａとは直交する方向を表す直交方向から当該基板１０を見たときに、裏面端子部１１Ｃと接続される表面端子部１１Ａが接続されるモジュール部品２０に隠れる位置を示す。

特に、基板１０において中間部１１Ｂおよび裏面端子部１１Ｃは、基板１０において表面端子部１１Ａの裏側の領域に配置される。なお、表面端子部１１Ａの裏側の領域とは、直交方向から当該基板１０を見たときに、当該裏面端子部１１Ｃと電気的に接続された表面端子部１１Ａに少なくとも一部が隠れる位置を示す。つまり、後述する切断部１０Ｄで基板１０が切断された際に、表面端子部１１Ａと裏面端子部１１Ｃとが切断部１０Ｄの内側に位置し、かつ、表面端子部１１Ａと裏面端子部１１Ｃとが中間部１１Ｂで導通された状態となる。

また、裏面端子部１１Ｃは、裏面１０Ｃにおいて、当該裏面端子部１１Ｃに接続される表面端子部１１Ａの表面１０Ａにおける面積以上の面積を有する。本実施形態では、表面１０Ａにおける表面端子部１１Ａの面積と、裏面１０Ｃにおける裏面端子部１１Ｃの面積とが同じ面積になるよう設定している。

モジュール部品２０は、例えば通信モジュールとして機能するモジュール部品として構成され、図３および図４に示すように、多数の電子部品２１を有する周知の集積回路として構成される。モジュール部品２０は、下面に基板１０と接合される端子部である接合部２２を多数備える。なお、本実施形態では、接合部２２は、表面端子部１１Ａと同数だけ備えられる。

また、接合部２２の基板１０側の面と裏面端子部１１Ｃの表面端子部１１Ａとは反対側の面とは、平行な面を有するように構成される。後述する検査装置５０のテストピン５１が接合部２２と当接する際の角度と同じ角度で裏面端子部１１Ｃに当接するようにするためである。

モジュール部品２０を基板１０に実装する際には、例えば、基板の表面１０Ａに、半田印刷装置等を用いて半田印刷を実施し、モジュール部品２０を含む各電子部品を基板１０上に配置する。そして、リフロー実装を実施することで、各電子部品が接着される。すなわち、リフロー実装では、半田印刷された半田を溶かして、再度固化させることで、半田によって基板１０上の各電子部品を固定する。この結果、各電子部品と基板１０との導通が確保され、図１に示すシステム製品１が完成する。

［１−２．システム製品の品質改善手順］
その後、システム製品１は出荷され、使用されるが、使用前の検査や使用中等において不具合が生じる場合がある。このように不具合が生じた場合には、不具合箇所を特定し、不具合を是正することで品質の改善が図られる。以下には、システム製品１に不具合が生じた場合の品質改善手順の一例を示す。特に、下記ではモジュール部品２０に不具合が生じた場合を中心に説明する。

不具合を是正する作業を行う作業者が実行する品質改善手順については、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、数字に付される「Ｓ」はステップ、言い換えれば、段階、或いは処置を表す。

図５に示す品質改善手順では、まず、Ｓ１１０で、作業者は、不具合部位の特定作業を実施する。このステップでは、例えば作業者がテスタ等を用いて、基板１０上の電子部品を順に導通させることで、配線のショート、オープン等の異常、或いは故障を検査する。また、作業者は、基板１０上のモジュール部品２０等、テスト用プログラムを実行可能な部品については、この部品にテスト用プログラムを実行させることで不具合の有無を検査する。

続いて、Ｓ１２０で、作業者は、モジュール部品２０に不具合があるか否かを判定する。作業者は、Ｓ１２０でモジュール部品２０に不具合がないと判定した場合には、Ｓ１３０へ移行し、他の部位の故障要因を詳細に解析した後、図５の品質改善手順を終了する。

一方、作業者は、Ｓ１２０でモジュール部品２０に不具合があると判定した場合には、Ｓ１４０へ移行し、基板１０の切断を行う。このステップでは、図１および図２に示すように、基板１０における切断部１０Ｄで、基板１０を切断する。切断部１０Ｄは、不具合があると判定されたモジュール部品２０の外周に沿ってモジュール部品２０を囲む仮想的な線である。モジュール部品２０が接着された基板１０を切断部１０Ｄに沿って切断した部品を対象部品３０と呼ぶ。

続いて、Ｓ１５０で、作業者は、対象部品３０に含まれるモジュール部品２０の外観が良好であるか否かを判定する。作業者は、Ｓ１５０でモジュール部品２０の外観が良好でないと判定した場合には、Ｓ１６０へ移行し、モジュール部品２０が破壊されており、品質改善が難しいと判定した後、図５の品質改善手順を終了する。

なお、本実施形態では、従来構成のように半田を溶融させるために加熱することがなく、また、モジュール部品２０と基板１０とを引き剥がすことなく、単に、モジュール部品２０の周囲の基板１０を切断部１０Ｄに沿って切断するだけである。よって、モジュール部品２０は破壊されることがほとんどなく、Ｓ１６０に移行してしまい、品質改善ができなくなることを抑制できる。また、同様の理由により、後述するＳ１９０にも移行しにくくすることができる。

また、作業者は、Ｓ１５０でモジュール部品２０の外観が良好であると判定した場合には、Ｓ１７０へ移行し、モジュール部品２０の機能および性能を確認する。このステップでは、図６に示すように、対象部品３０を、図７および図８に示すような検査装置５０を用いて検査をする。

検査装置５０は、モジュール部品２０に通電を行うことによって、モジュール部品２０が正常に作動するか否かを検査する装置である。図７には、モジュール部品２０そのものを検査する構成を示す。検査装置５０は、多数のテストピン５１と、厚み調整部材５２Ａと、を備える。

多数のテストピン５１は、それぞれがモジュール部品２０の接合部２２に同時に接触可能な位置に配置され、テストピン５１に対してモジュール部品２０が載置される。この状態で、厚み調整部材５２Ａがモジュール部品２０をテストピン５１側に押圧することで、多数の接合部２２と多数のテストピン５１とを同時に確実に接触させ、テストピン５１に対して通電を行うことで検査装置５０による検査が実施される。

ここで、図８には、対象部品３０を検査する構成を示す。図８に示す例では、対象部品３０の厚みが、モジュール部品２０のみの場合よりも、基板１０の分だけ厚くなるため、モジュール部品２０に対応する厚み調整部材５２Ａよりもより薄い、厚み調整部材５２Ｂが用いられる。ただし、表面端子部１１Ａの裏側に対応する裏面端子部１１Ｃが配置されているので、検査装置５０を用いて対象部品３０におけるモジュール部品２０の検査を、基板１０に装着されたモジュール部品２０を検査するときと同様のテストピン５１の配置のままで行うことができる。

続いて、Ｓ１８０で、作業者は、対象部品３０におけるモジュール部品２０の機能および性能が良好であるか否かを判定する。作業者が、Ｓ１８０でモジュール部品２０の機能および性能が良好であると判定した場合には、Ｓ１９０へ移行し、モジュール部品２０について不具合が解消した、或いは不具合が別現象に変化し、不具合が再現できなくなったとして、作業者は他の部位の故障を詳細に解析した後、図５の品質改善手順を終了する。

一方、作業者は、Ｓ１８０でモジュール部品２０の機能および性能が良好でないと判定した場合には、Ｓ２１０で、作業者は、モジュール部品２０のサプライヤへ不具合の原因調査と対策を依頼する。

続いて、Ｓ２２０で、作業者は、モジュール部品２０のサプライヤから不具合の原因調査と対策を受ける。続いて、Ｓ２３０で、作業者は、不具合の原因と対策を確認できたか否かを判定する。

作業者は、Ｓ２３０で不具合の原因と対策を確認できていないと判定した場合には、Ｓ２２０に戻る。一方、作業者は、Ｓ２３０で不具合の原因と対策を確認できたと判定した場合には、図５の品質改善手順を品質改善できたとして終了する。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）本開示の一態様は、モジュール部品２０を載置可能に構成された基板１０であって、複数の表面端子部１１Ａと、複数の裏面端子部１１Ｃと、を備える。表面端子部１１Ａは、当該基板１０の一方側の面を表す表面１０Ａにて露出して配置され、表面１０Ａに載置される１または複数のモジュール部品２０と電気的に接続される。裏面端子部１１Ｃは、当該基板１０の他方側の面を表す裏面１０Ｃにて露出して配置され、複数の表面端子部１１Ａのうちの少なくとも１つと電気的に接続される。

また、裏面端子部１１Ｃは、基板１０において表面端子部１１Ａを介して裏面端子部１１Ｃに接続されるモジュール部品２０が配置される領域の裏側の領域に配置される。
このような構成によれば、モジュール部品２０に沿って基板１０を切断すれば、モジュール部品２０を基板１０から取り外すことなく、裏面端子部１１Ｃにテストピン５１を当てることでモジュール部品２０を単品で検査することができるよって、モジュール部品２０の状態の変化を抑制しつつモジュール部品２０単品での検査をしやすくすることができる。

（１ｂ）基板１０において裏面端子部１１Ｃは、基板１０において表面端子部１１Ａの裏側の領域に配置される。
このような構成によれば、直交方向から当該基板１０を見たときに、表面端子部１１Ａと裏面端子部１１Ｃとが概ね重なるように配置することができるよって、検査装置５０を用いてモジュール部品２０の検査を行う際に、基板１０に装着されたモジュール部品２０を、基板１０に装着されていないモジュール部品２０を検査するときと同様のテストピン５１の配置のままで行うことができる。

（１ｃ）裏面端子部１１Ｃは、裏面１０Ｃにおいて、当該裏面端子部１１Ｃに接続される表面端子部１１Ａの表面１０Ａにおける面積以上の面積を有する。
このような構成によれば、裏面端子部１１Ｃにテストピン５１を確実に当接させることができる。すなわち、裏面端子部１１Ｃの面積が相対的に広ければ、対象部品３０を検査装置５０に載置する際に、切断部１０Ｄの歪み等によって対象部品３０の位置ずれが生じたとしても、裏面端子部１１Ｃとテストピン５１とが接触しやすくすることができる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２ａ）上記実施形態では、裏面端子部１１Ｃは、基板１０において表面端子部１１Ａの裏側の領域に配置したが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、基板１０においては、複数の表面端子部１１Ａを基板１０の内部で電気的に接続するように構成された接続部１１Ｄ、をさらに備えてもよい。すなわち、複数の表面端子部１１Ａのうちの、同電位となる端子部においては、接続部１１Ｄで接続しておき、裏面端子部１１Ｃとして露出する部位を小さくしておいてもよい。

このような構成によれば、接続部１１Ｄにて複数の表面端子部１１Ａを接続するので、裏面端子部１１Ｃの数や裏面端子部１１Ｃの面積を少なくすることができる。
（２ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（２ｃ）上述したシステム製品１の他、当該システム製品１の構成要素となる基板１０など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…システム製品、１０…基板、１０Ａ…表面、１０Ｃ…裏面、１０Ｄ…切断部、１１Ａ…表面端子部、１１…表裏端子部とビア、スルーホール、１１Ｂ…中間部、１１Ｃ…裏面端子部、１１Ｄ…接続部、２０…モジュール部品、２１…多数の電子部品、２２…接合部、３０…対象部品、５０…検査装置、５１…テストピン、５２Ａ，５２Ｂ…調整部材。

Claims (4)

1. 電子部品を載置可能に構成された基板（１０）であって、
   当該基板の一方側の面を表す表面（１０Ａ）にて露出して配置され、前記表面に載置される１または複数の電子部品のうちの少なくとも１つを表す対象部品（２０）と電気的に接続される複数の表面端子部（１１Ａ）と、
   当該基板の他方側の面を表す裏面（１０Ｃ）にて露出して配置され、前記複数の表面端子部のうちの少なくとも１つと電気的に接続される１または複数の裏面端子部（１１Ｃ）と、
   を備え、
   前記裏面端子部は、前記基板において前記表面端子部を介して該裏面端子部に接続される対象部品が配置される領域の裏側の領域に配置される、基板。
2. 請求項１に記載の基板であって、
   前記裏面端子部は、前記基板において前記表面端子部の裏側の領域に配置される、基板。
3. 請求項２に記載の基板であって、
   前記裏面端子部は、前記裏面において、当該裏面端子部に接続される表面端子部の前記表面における面積以上の面積を有する、基板。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の基板であって、
   前記複数の表面端子部を前記基板の内部で電気的に接続する接続部（１１Ｄ）、
   をさらに備える基板。