JP3941669B2

JP3941669B2 - Circuit board equipment

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Publication number: JP3941669B2
Application number: JP2002327163A
Authority: JP
Inventors: 健栗原; 昭弘笹畑
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004165288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回路部品等を基板に搭載してパッケージ化し、これらをマザーボード等に実装するのに好適に用いられる回路基板装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回路基板装置としては、各種の電子部品等を基板に搭載してパッケージ部品を形成し、このパッケージ部品をマザーボード等に半田付けして実装したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２３０９９号公報
【０００４】
この種の従来技術による回路基板装置は、電極パッドを有するマザーボードと、該マザーボードの電極パッドと接続される信号電極を有する基板とによって構成されている。そして、基板をマザーボードに実装するときには、個々の信号電極を予め定められた電極パッドに対して正確に位置合わせした状態で、これらを半田付けするものである。
【０００５】
このため、マザーボードには、基板を所定の位置に実装するために位置合わせ用の導体パターンが複数個設けられ、これらの導体パターンは、例えば直交する２軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸）に沿ってそれぞれ直線状に延びている。また、基板の裏面側にも、マザーボード側とほぼ同様に、直線状の導体パターンが複数個設けられている。
【０００６】
そして、基板の実装時には、これらの導体パターン間に半田を付着して溶融させると、溶融した半田の表面張力により基板側の導体パターンとマザーボード側の導体パターンとが衝合された状態となるため、これによって基板の位置合わせを行うことができるものである。
【０００７】
この場合、従来技術では、Ｘ軸方向に延びる直線状の導体パターンと、Ｙ軸方向に延びる直線状の導体パターンとをそれぞれ衝合することにより、これらの２軸方向に対して基板の位置合わせを行う構成としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、Ｘ軸およびＹ軸方向に延びる直線状の導体パターンを用いることにより、これらの２軸方向に対して基板の位置合わせを行う構成としている。
【０００９】
しかし、基板の実装時には、例えば基板（マザーボード）と垂直な軸線を回転軸として、基板がマザーボード上で回転するように位置ずれすることがある。そして、このような回転方向の位置ずれが生じた場合には、基板側の導体パターンがマザーボード側の導体パターンに対して斜めに交差するように変位するため、各導体パターンを衝合させようとする半田の表面張力は、導体パターンが平行に位置ずれする場合と比較して小さくなり易い。
【００１０】
このため、従来技術では、半田の表面張力が各導体パターン間に加わったとしても、基板の回転方向の位置ずれを十分に補正できないことがあり、これによって基板側の信号電極がマザーボード側の電極パッドに対して位置ずれした状態で半田付けされると、半田付けの不良等によって両者の接続強度が低下したり、回路の信号特性等が劣化することがあり、信頼性が低下するという問題がある。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、基板がマザーボードに対して回転方向に位置ずれするのを確実に防止でき、信号電極と電極パッドとを正確に位置合わせした状態で接続できると共に、信頼性を向上できるようにした回路基板装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、電極パッドを有するマザーボードと、該マザーボードの電極パッドと接続される信号電極を有する基板とからなる回路基板装置に適用される。
【００１３】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、マザーボードには金属材料によりリング状に形成された環状ランドを設け、基板には金属材料によりリング状に形成され半田を用いて該環状ランドと接続されるリング状接続部を設け、前記基板をマザーボードに実装するときに前記環状ランドとリング状接続部とによって前記電極パッドと信号電極とを位置合わせする構成としたことにある。
【００１４】
このように構成することにより、基板をマザーボードに実装するときには、リング状接続部をマザーボードの環状ランドに半田付けすることができる。そして、この半田付け時には、リング状接続部と環状ランドとが溶融した半田を介して滑り易い状態で衝合されるため、基板を、マザーボード上でリング状接続部の周方向（リング状接続部の中心を軸線とした回転方向）に変位し易い状態に保持することができる。
【００１５】
これにより、基板がマザーボード上で回転方向に位置ずれしたときには、信号電極と電極パッドとの間で溶融する半田の表面張力によって基板に回転モーメントを加えつつ、環状ランドとリング状接続部とによって基板を回転方向に変位させることができる。従って、基板が回転方向に位置ずれした場合でも、半田の表面張力を利用した所謂セルフアライメント効果により信号電極と電極パッドとを衝合することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によると、環状ランドとリング状接続部のうち少なくとも一方の部材には内周側と外周側とを連通する切欠きを形成する構成としている。これにより、リング状接続部を環状ランドに半田付けするときには、半田を加熱、溶融することによって環状ランドおよびリング状接続部の内周側の空気が熱膨張したとしても、この空気を切欠きから外部に逃すことができる。
【００１７】
また、環状ランドとリング状接続部の両方に切欠きを形成した場合には、基板の実装時に両者の切欠きを衝合して位置合わせを行うことができるから、信号電極と電極パッドとの間に加わる半田の表面張力が小さい状態でも、基板をマザーボードに対して回転方向に位置合わせすることができる。
【００１８】
また、請求項３の発明によると、環状ランドとリング状接続部とは同心円状に複数個形成する構成としている。これにより、複数個のリング状接続部をマザーボードの各環状ランドにそれぞれ半田付けすることができるから、リング状接続部に接触する半田の接触面積を全体として大きくすることができ、半田が溶融するときには、基板側に加わる半田の表面張力を増大させることができる。
【００１９】
また、請求項４の発明によると、環状ランドとリング状接続部とは同心円状に複数個形成し、前記複数個の環状ランドと複数個のリング状接続部のうち少なくとも一方の部材には内周側と外周側とを連通する切欠きを周方向の互いに異なる位置に形成する構成としている。
【００２０】
これにより、例えば各リング状接続部に切欠きを形成するときには、内周側のリング状接続部と外周側のリング状接続部との間で切欠きを周方向にずらして形成することができる。従って、例えば基板に搭載された回路部品の作動等により内周側のリング状接続部の内側に電磁界が発生するときに、この電磁界が内周側のリング状接続部の切欠きを介して径方向外側に伝わったとしても、電磁界が外部に漏れ出るのを外周側のリング状接続部によって抑制することができる。
【００２１】
また、請求項５の発明によると、基板の端面には半田を用いてマザーボード側に接続される端面電極を設ける構成としている。これにより、例えば端面電極をマザーボードの電極パッド等に半田付けすることにより、これらの間には基板の厚さ方向に延びる半田フィレットを形成でき、基板側に加わる半田の表面張力を増大させることができる。また、端面電極に接触する半田フィレットの表面張力は、リング状接続部から径方向外側に大きく離れた位置で基板に加わる。これにより、基板が回転方向に位置ずれしたときには、半田フィレットの表面張力を用いて基板に大きな回転モーメントを加えることができる。
【００２２】
さらに、請求項６の発明によると、端面電極は信号電極と隣接する位置に配置すると共にグランド側に接続する構成としている。これにより、例えば信号電極を介して高周波信号等を伝送するときには、端面電極や半田フィレットの形状ばらつき等によって信号特性が影響を受けるのを防止することができる。また、グランド側となる端面電極を信号電極に隣接して配置できるから、信号電極を電磁気的にシールドすることができる。
【００２３】
また、請求項７の発明によると、環状ランドとリング状接続部とはグランド側に接続する構成としている。この場合、例えば高周波信号用の回路基板装置等においては、信号電極のうちグランド側に接続される各電極間の距離が大きいと、これらの電極間に電位差が生じ易くなり、信号特性に悪影響を与えることがある。そこで、例えばリング状接続部を信号電極の近傍に配置してグランド側に接続することにより、グランド側に接続される信号電極を安定した電位に保持することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による回路基板装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
ここで、図１ないし図７は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、回路基板装置を高周波信号用のパッケージ部品に適用した場合を例に挙げて述べる。
【００２６】
図中、１は後述のパッケージ部品４が実装されるマザーボードで、該マザーボード１は、例えば絶縁性の樹脂材料等により形成され、その表面側には、図２、図３に示す如く、例えば半田の濡れ性が良好な金属膜等を用いて後述の電極パッド２と環状ランド３とが設けられている。
【００２７】
２はマザーボード１の表面側に設けられた複数の電極パッドで、該各電極パッド２は、パッケージ部品４の実装位置に対応する所定の位置に四角形の枠状に並んで形成され、例えばマザーボード１に搭載された高周波信号用の信号処理回路（図示せず）等に接続されている。
【００２８】
３はマザーボード１の表面側に設けられた環状ランドで、該環状ランド３は、後述のリング状接続部１３とほぼ等しい形状を有するリング状に形成され、各電極パッド２の内側に配置されている。
【００２９】
そして、パッケージ部品４をマザーボード１に実装するときには、後述の如くパッケージ部品４が環状ランド３とリング状接続部１３とによって回転方向に位置合わせされ、各信号電極１０，１１が電極パッド２に接続される。また、この状態で環状ランド３とリング状接続部１３とは、マザーボード１のグランド側に接続されるものである。
【００３０】
４はマザーボード１に実装されるパッケージ部品で、該パッケージ部品４は、図５に示す如く、後述の基板５、回路部品８、信号電極１０，１１、リング状接続部１３、カバー１４等を含んで構成されている。
【００３１】
５はパッケージ部品４の本体部分を構成する基板で、該基板５は、例えば絶縁性の樹脂材料等により四角形状に形成され、図５中のＸ軸およびＹ軸方向に延びる表面５Ａ、裏面５Ｂと、これらの表面５Ａおよび裏面５Ｂに対して垂直に延びる四辺の端面５Ｃとを有している。
【００３２】
この場合、基板５は、例えば２個の積層部５Ｄ，５Ｅを有する積層基板として形成されている。また、基板５の表面５Ａ側には、後述の回路部品８を搭載する例えば２個の接続用パッド６と、後述のビアホール１２に接続される他の接続用パッド７とが金属膜等を用いて形成されている。
【００３３】
８は基板５の表面５Ａ側に搭載された回路部品で、該回路部品８は例えば半導体ＩＣ、トランジスタ等の能動素子、または抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード等の受動素子を含んで構成されている。
【００３４】
また、回路部品８の裏面側には複数の電極（図示せず）が形成され、これらの電極は接続用パッド６に半田付けされている。そして、回路部品８の各電極は、接続用パッド６，７間に接続されたボンディングワイヤ９と、ビアホール１２等とを介して信号電極１０，１１のいずれかに接続されている。これにより、パッケージ部品４は、これらの信号電極１０，１１を介してマザーボード１との間で高周波信号等を入力または出力し、各種の信号処理を行うものである。
【００３５】
１０，１１は基板５の裏面５Ｂ側に設けられた複数の信号電極で、該各信号電極１０，１１は、図２、図４に示す如く、例えば半田の濡れ性が良好な金属膜等にエッチング加工を施すことにより、後述のリング状接続部１３と一緒に形成され、基板５の各端面５Ｃに沿って四角形の枠状に列設されている。また、各信号電極１０，１１は、基板５に設けられた複数のビアホール１２を介して接続用パッド７と接続されている。
【００３６】
そして、各信号電極１０，１１は、後述の半田１５を用いてマザーボード１の各電極パッド２にそれぞれ衝合した状態で接続される。これにより、パッケージ部品４は、マザーボード１の所定位置に実装されるものである。
【００３７】
ここで、信号電極１０，１１のうち一方の信号電極１０は、Ｘ軸方向に直線状に並んで配置され、他の信号電極１１はＹ軸方向に直線状に並んで配置されている。このため、パッケージ部品４をマザーボード１に実装するときには、後述の図６に示す如く、例えば信号電極１０，１１が電極パッド２に対してＸ軸またはＹ軸方向に僅かに位置ずれしていたとしても、これらの間で溶融する半田１５の表面張力により信号電極１０，１１と電極パッド２とが衝合された状態となる。
【００３８】
これにより、信号電極１０，１１は、半田１５の表面張力を利用した所謂セルフアライメント効果を生じさせることにより、パッケージ部品４をマザーボード１に対してＸ軸およびＹ軸方向に位置合わせした状態で搭載できるものである。
【００３９】
１３は信号電極１０，１１よりも基板５の中央側に位置して裏面５Ｂ側に設けられたリング状接続部で、該リング状接続部１３は、図４、図５に示す如く、例えば半田の濡れ性が良好な金属膜等からなり、基板５の中央（重心）付近を垂直に通る軸線Ｏ−Ｏを中心として円環状（リング状）に形成されている。
【００４０】
そして、リング状接続部１３は、マザーボード１の環状ランド３に衝合した状態で半田付けされ、環状ランド３を介してグランド側に接続されると共に、この半田付け時には、信号電極１０，１１と協働してパッケージ部品４の位置合わせを行うものである。
【００４１】
ここで、パッケージ部品４の実装時には、リング状接続部１３と環状ランド３とが溶融した半田１５を介して滑り易い状態で衝合される。このとき、パッケージ部品４は、比較的小さな外力によってもリング状接続部１３が環状ランド３に沿って摺動するようになり、基板５の中央付近に位置するリング状接続部１３の軸線Ｏ−Ｏ（中心Ｏ）を回転軸として、回転方向（θ方向）に変位し易い状態となっている。
【００４２】
また、例えばパッケージ部品４がマザーボード１上で回転方向に位置ずれしている場合には、後述の図７に示す如く、信号電極１０，１１も電極パッド２に対して位置ずれした状態となるため、これらの間に加わる表面張力の一部は、リング状接続部１３の中心Ｏに対する回転モーメントとなって基板５に作用する。
【００４３】
このため、パッケージ部品４は、環状ランド３とリング状接続部１３とによってθ方向に案内され、信号電極１０，１１と電極パッド２とが衝合される位置まで回転する。従って、リング状接続部１３は、信号電極１０，１１と電極パッド２との間に加わる半田１５の表面張力が比較的小さい状態であっても、この表面張力を利用したセルフアライメント効果によりパッケージ部品４を円滑に回転させることができ、回転方向の位置ずれを補正できるものである。
【００４４】
１４は基板５の表面５Ａ側に取付けられたカバーで、該カバー１４は、例えば金属材料等により箱形状に形成され、接続用パッド６，７、回路部品８等を覆うと共に、これらの保護、電磁気的なシールド等を行うものである。また、１５はパッケージ部品４をマザーボード１に半田付けする半田である。
【００４５】
本実施の形態による回路基板装置は上述の如き構成を有するもので、次に、パッケージ部品４の実装作業について説明する。
【００４６】
この実装作業では、まずパッケージ部品４をマザーボード１の所定位置に配置し、リフロー処理等により信号電極１０，１１と各電極パッド２との間、およびリング状接続部１３と環状ランド３との間で半田１５を溶融させる。
【００４７】
この場合、例えばパッケージ部品４がマザーボード１に対してＸ軸方向またはＹ軸方向に位置ずれしているときには、図６に示す如く、溶融した半田１５の表面張力が信号電極１０，１１と電極パッド２との間に作用すると、これらが半田１５の表面張力によって互いに引付けられる。
【００４８】
これにより、基板５には、半田１５の表面張力が一定方向の外力となって加わるため、基板５がマザーボード１上で僅かに移動し、各信号電極１０，１１が所定の電極パッド２にそれぞれ衝合された状態となり、パッケージ部品４の位置合わせをＸ軸およびＹ軸方向に対して行うことができる。また、環状ランド３とリング状接続部１３との間においても同様に、半田１５の表面張力を利用してＸ軸およびＹ軸方向の位置合わせを行うことができる。
【００４９】
一方、例えばパッケージ部品４がマザーボード１上でθ方向に位置ずれしている場合には、図７に示す如く、信号電極１０，１１の列が各電極パッド２の列に対して交差するように変位する。この結果、両者を衝合させようとする半田１５の表面張力は、パッケージ部品４が平行に位置ずれする場合と比較して小さくなり易い。
【００５０】
しかし、リング状接続部１３は、溶融した半田１５を介して環状ランド３と摺動し易い状態に保持されている。このため、パッケージ部品４は、信号電極１０，１１に接触する半田１５の表面張力が回転モーメントとなって加わることにより、環状ランド３とリング状接続部１３とによってθ方向に案内される。これにより、パッケージ部品４がマザーボード１上で僅かに回転して信号電極１０，１１と電極パッド２とが衝合され、回転方向の位置ずれを補正することができる。
【００５１】
かくして、本実施の形態によれば、マザーボード１の表面側には環状ランド３を設け、パッケージ部品４には、基板５の裏面５Ｂ側にリング状接続部１３を設ける構成としたので、パッケージ部品４がθ方向に位置ずれしているときには、信号電極１０，１１と電極パッド２との間に加わる半田１５の表面張力が比較的小さい状態であっても、この表面張力を利用して環状ランド３とリング状接続部１３とによりパッケージ部品４をθ方向に案内でき、パッケージ部品４を円滑に回転させることができる。
【００５２】
従って、半田１５の表面張力を利用して信号電極１０，１１と電極パッド２とを確実に衝合でき、パッケージ部品４がマザーボード１に対してθ方向に位置ずれするのを確実に防止することができる。
【００５３】
また、パッケージ部品４の実装時には、環状ランド３とリング状接続部１３とを衝合させるので、これらを径方向に対して予め適度に細幅に形成しておくことにより、パッケージ部品４をＸ軸およびＹ軸方向に対しても正確な位置に実装することができる。
【００５４】
これにより、パッケージ部品４の実装位置をＸ軸、Ｙ軸およびθ方向に対して極座標的に定めることができるから、全ての信号電極１０，１１と電極パッド２とを安定的に接続でき、これらの位置ずれにより高周波信号等の信号特性が劣化するのを確実に防止できると共に、信頼性を向上させることができる。
【００５５】
しかも、基板５の裏面５Ｂ側には、複数の信号電極１０をＸ軸方向に並べて配置し、複数の信号電極１１をＹ軸方向に並べて配置したので、これらの信号電極１０，１１とマザーボード１の各電極パッド２との間でも、半田１５の表面張力を利用したセルフアライメント効果によりパッケージ部品４をＸ軸およびＹ軸方向に位置合わせすることができ、その位置精度をより高めることができる。
【００５６】
また、高周波信号用のパッケージ部品４においては、例えば信号電極１０，１１のうちグランド側に接続される各電極間の距離が大きいと、これらの電極間に電位差が生じ易くなり、信号特性に悪影響を与えることがある。しかし、本実施の形態では、信号電極１０，１１の近傍にリング状接続部１３を配置し、このリング状接続部１３をグランド側に接続したので、グランド側にそれぞれ接続されるリング状接続部１３と各信号電極との距離を短くすることができ、これらを安定した電位に保持できると共に、回路の動作を安定させることができる。
【００５７】
次に、図８ないし図１０は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、環状ランドとリング状接続部とに切欠きを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５８】
２１は第１の実施の形態における環状ランド３に代えてマザーボード１に設けられた環状ランドで、該環状ランド２１は、図９に示す如く、半田の濡れ性が良好な金属膜等によってリング状に形成されている。しかし、環状ランド２１には、その周方向の一部を切欠くことにより、内周側と外周側とを連通する例えば２箇所の切欠き２１Ａが直径方向の両側に形成されている。
【００５９】
２２はマザーボード１に実装されるパッケージ部品で、該パッケージ部品２２は、図８に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板５、回路部品８、信号電極１０，１１と、後述のリング状接続部２３とを含んで構成されている。
【００６０】
２３は基板５の裏面５Ｂ側に設けられたリング状接続部で、該リング状接続部２３は金属膜等からなり、図１０に示す如く、環状ランド２１とほぼ同様に、中心Ｏを有するリング状に形成され、その周方向の一部には、内周側と外周側とを連通する例えば２箇所の切欠き２３Ａが直径方向の両側に形成されている。
【００６１】
そして、環状ランド２１とリング状接続部２３とは、第１の実施の形態とほぼ同様に、信号電極１０，１１と協働してパッケージ部品２２を中心Ｏの周囲で回転方向に位置合わせするものである。
【００６２】
これにより、パッケージ部品２２の実装時には、例えば半田塗布用のマスク（メタルマスク）２４等を基板５の裏面５Ｂ側に重ね合わせて配置し、このメタルマスク２４の上から各信号電極１０，１１およびリング状接続部２３に半田を塗布することができる。この場合、メタルマスク２４には、各信号電極１０，１１に対応する複数の半田塗布孔２４Ａと、リング状接続部２３に対応する円弧状の半田塗布孔２４Ｂとが形成されている。
【００６３】
そして、このパッケージ部品２２をマザーボードに配置して半田を加熱、溶融するときには、リング状接続部２３を環状ランド２１に衝合した状態で加熱が行われる。この場合、環状ランド２１およびリング状接続部２３の内周側に存在する空気が加熱により熱膨張したとしても、この空気を切欠き２１Ａ，２３Ａから外部に放出できる構成となっている。
【００６４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、パッケージ部品２２を加熱して半田付けするときに、環状ランド２１およびリング状接続部２３の内周側の空気を切欠き２１Ａ，２３Ａから外部へと円滑に逃すことができる。これにより、リング状接続部２３の内周側で熱膨張した空気が切欠き以外の位置で外部に吹出して半田が周囲に飛散ったり、基板５が斜めに傾いたりするのを防止でき、パッケージ部品２２を安定的に実装することができる。
【００６５】
また、パッケージ部品２２の実装時には、環状ランド２１とリング状接続部２３の切欠き２１Ａ，２３Ａを衝合できるから、信号電極１０，１１と電極パッド２との間に加わる半田１５の表面張力が小さい状態でも、これらの切欠き２１Ａ，２３Ａによって基板５を回転方向に位置合わせすることができる。
【００６６】
また、メタルマスク２４のうち、半田塗布孔２４Ｂの内周側に位置する部位と、その外周側に位置する部位とをリング状接続部２３の切欠き２３Ａに対応する位置で繋げることができるから、一体化されたメタルマスク２４を容易に形成でき、このメタルマスク２４を用いて各信号電極１０，１１とリング状接続部２３とに正確な量の半田を効率よく塗布することができる。
【００６７】
次に、図１１および図１２は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、複数個の環状ランドおよびリング状接続部をそれぞれ同心円状に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６８】
３１はマザーボード１に設けられた第１の環状ランドで、該第１の環状ランド３１は、第１の実施の形態による環状ランド３とほぼ同様に、リング状に形成されている。また、環状ランド３１の内周側には、これよりも小径に形成された第２の環状ランド３２が設けられ、これらの環状ランド３１，３２は同心円状に配置されている。
【００６９】
３３はマザーボード１に実装されるパッケージ部品で、該パッケージ部品３３は、図１２に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板５、回路部品（図示せず）、信号電極１０，１１と、後述のリング状接続部３４，３５とを含んで構成されている。
【００７０】
３４は基板５の裏面５Ｂ側に設けられた第１のリング状接続部で、該第１のリング状接続部３４は、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば半田の濡れ性が良好な金属膜等からなり、中心Ｏを有するリング状に形成されている。
【００７１】
３５はリング状接続部３４の内周側に位置して基板５の裏面５Ｂ側に設けられた第２のリング状接続部で、該第２のリング状接続部３５は、金属膜等を用いてリング状接続部３４よりも小径なリング状に形成され、このリング状接続部３４と同心円状に配置されている。
【００７２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、例えば２個の環状ランド３１，３２およびリング状接続部３４，３５をそれぞれ同心円状に配置したので、パッケージ部品３３の実装時には、リング状接続部３４，３５に接触する半田の接触面積を全体として大きくすることができる。
【００７３】
これにより、半田の表面張力を大きくすることができるから、セルフアライメント効果によるパッケージ部品３３の位置合わせをより正確に行うことができる。また、パッケージ部品３３とマザーボード１側との接合面積を増やすことができるから、これらの接合強度を高めることができる。
【００７４】
次に、図１３および図１４は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、複数個の環状ランドに対して周方向の互いに異なる位置に切欠きを設け、複数個のリング状接続部にも同様に切欠きを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７５】
４１はマザーボード１に設けられた第１の環状ランド、４２は該第１の環状ランド４１の内周側に設けられた第２の環状ランドで、これらの環状ランド４１，４２は、第３の実施の形態とほぼ同様に、同心円状に配置されている。
【００７６】
しかし、環状ランド４１には、第２の実施の形態とほぼ同様に、例えば周方向の２箇所に切欠き４１Ａが形成されている。また、環状ランド４２にも同様に、例えば２箇所の切欠き４２Ａが形成されているものの、これらの切欠き４２Ａは、環状ランド４１の各切欠き４１Ａに対して周方向の異なる位置（例えば、周方向に対して切欠き４１Ａと９０°ずれた位置）に配設されている。
【００７７】
４３はマザーボード１に実装されるパッケージ部品で、該パッケージ部品４３は、図１４に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板５、回路部品（図示せず）、信号電極１０，１１と、後述のリング状接続部４４，４５とを含んで構成されている。
【００７８】
４４は基板５の裏面５Ｂ側に設けられた第１のリング状接続部、４５は該第１のリング状接続部４４の内周側に設けられた第２のリング状接続部で、これらのリング状接続部４４，４５は、第３の実施の形態とほぼ同様に、中心Ｏを有するリング状の金属膜等により形成され、同心円状に配置されている。
【００７９】
この場合、リング状接続部４４には、環状ランド４１とほぼ同様に、例えば周方向の２箇所に切欠き４４Ａが形成され、リング状接続部４５にも、２箇所の切欠き４５Ａが形成されると共に、これらの切欠き４４Ａ，４５Ａは、互いに周方向の異なる位置に配設されている。
【００８０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１，第２および第３の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、環状ランド４１，４２の切欠き４１Ａ，４２Ａを周方向の異なる位置に形成し、リング状接続部４４，４５の切欠き４４Ａ，４５Ａを周方向の異なる位置に形成する構成としたので、例えば回路部品の作動等によって環状ランド４２およびリング状接続部４５の内側に生じる高周波の電磁界（ノイズ）等が切欠き４２Ａ，４５Ａを介して径方向外側に伝わったとしても、この電磁界が外部に漏れ出るのを環状ランド４１とリング状接続部４４とによって抑制することができる。これにより、パッケージ部品４３における電磁界の閉じ込め性を高めることができる。
【００８１】
次に、図１５ないし図１７は本発明による第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、基板の端面に端面電極を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８２】
５１はマザーボード１に実装されるパッケージ部品で、該パッケージ部品５１は、図１５、図１６に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板５２、接続用パッド５３，５４、回路部品５５、ボンディングワイヤ５６、信号電極５７，５８、ビアホール５９、リング状接続部６０と、後述の端面電極６１とを含んで構成されている。
【００８３】
そして、基板５２は、表面５２Ａ、裏面５２Ｂおよび四辺の端面５２Ｃを有し、例えば２個の積層部５２Ｄ，５２Ｅにより形成されている。また、基板５２の表面５２Ａ側には、接続用パッド５３，５４、回路部品５５が設けられている。また、基板５２の裏面５２Ｂ側には、各信号電極５７，５８がＸ軸およびＹ軸方向に並んで設けられ、これらはビアホール５９を介して各接続用パッド５４とそれぞれ接続されている。
【００８４】
一方、リング状接続部６０は、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば金属膜等により中心Ｏ（図１７参照）を有するリング状に形成され、基板５２の裏面５２Ｂ側に設けられている。そして、リング状接続部６０は、マザーボード１の環状ランド３に衝合した状態で半田付けされ、これらの環状ランド３とリング状接続部６０とは、信号電極５７，５８と協働してパッケージ部品５１を中心Ｏの周囲で回転方向に位置合わせするものである。
【００８５】
６１は基板５２の端面５２Ｃに設けられた例えば２個の端面電極で、該各端面電極６１は、図１６に示す如く、例えば帯状の金属膜等からなり、基板５２の表面５２Ａ、裏面５２Ｂおよび端面５２Ｃにわたって略コ字状に延びている。
【００８６】
ここで、端面電極６１の一端側は、基板５２の表面５２Ａに配置され、例えば回路部品５５の裏面側に設けられた電極（図示せず）等に接続されている。また、端面電極６１は、略三角形状の半田（半田フィレット）６２を用いてマザーボード１の電極パッド２′に接続され、信号電極の一部を構成している。
【００８７】
また、端面電極６１は、例えば基板５２の四辺のうち互いに対向する端面５２Ｃにそれぞれ配置され、リング状接続部６０の径方向に対して信号電極５７，５８よりも径方向外側に配置されている。
【００８８】
そして、パッケージ部品５１をマザーボード１に実装するときには、信号電極５７，５８と電極パッド２との間に半田の表面張力が加わるだけでなく、各端面電極６１と電極パッド２′との間にも、半田フィレット６２の表面張力が加わる。このため、例えば基板５２が回転方向（θ方向）に位置ずれしている場合には、図１７に示す如く、これらの表面張力がリング状接続部６０の中心Ｏに対する回転モーメントとなって基板５２に加わるようになる。
【００８９】
この場合、各端面電極６１は、基板５２の端面５２Ｃおよび裏面５２Ｂにわたって半田６２と接触するから、信号電極５７，５８と比較して半田の接触面積が大きくなる。さらに、各端面電極６１は、基板５２のうちリング状接続部６０の中心Ｏから径方向に大きく離れた端面５２Ｃに配置され、信号電極５７，５８よりも径方向外側に位置している。
【００９０】
従って、これらの端面電極６１による回転モーメントを、信号電極５７，５８による回転モーメント等と比較して大きくすることができ、パッケージ部品５１に大きな回転モーメントを付加できると共に、その回転方向の位置合わせを円滑に行うことができるものである。
【００９１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、端面電極６１を設ける構成としたので、マザーボード１の電極パッド２′と各端面電極６１との間には、基板５２の厚さ方向に延びる半田フィレット６２を形成することができる。これにより、基板５２側に加わる半田の表面張力を増大させることができ、この表面張力を利用したセルフアライメント効果によるパッケージ部品５１の位置合わせをより高精度に行うことができる。
【００９２】
この場合、各端面電極６１に接触する半田フィレット６２の表面張力は、信号電極５７，５８に接触する半田の表面張力と比較して、リング状接続部６０から径方向外側に離れた位置で基板５２に加わる。これにより、基板５２が回転方向に位置ずれしたときには、半田フィレット６２の表面張力を用いて基板５２に大きな回転モーメントを加えることができ、例えば回転方向の位置ずれが大きい場合でも、これを確実に補正することができる。
【００９３】
次に、図１８ないし図２０は本発明による第６の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、端面電極を信号電極と隣接して配置し、これをグランド側に接続する構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９４】
７１はマザーボード１に実装されるパッケージ部品で、該パッケージ部品７１は、図１８、図１９に示す如く、前記第５の実施の形態とほぼ同様に、基板７２、接続用パッド７３，７４、回路部品７５、ボンディングワイヤ７６、信号電極７７，７８、ビアホール７９、リング状接続部８０と、後述の端面電極８１とを含んで構成されている。
【００９５】
そして、基板７２は、表面７２Ａ、裏面７２Ｂおよび四辺の端面７２Ｃを有し、例えば２個の積層部７２Ｄ，７２Ｅにより形成されている。また、基板７２の表面７２Ａ側には、接続用パッド７３，７４、回路部品７５が設けられている。また、基板７２の裏面７２Ｂ側には、各信号電極７７，７８がＸ軸およびＹ軸方向に並んで設けられ、これらはビアホール７９を介して各接続用パッド７４とそれぞれ接続されている。
【００９６】
一方、リング状接続部８０は、図２０に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば金属膜等により中心Ｏを有するリング状に形成され、基板７２の裏面７２Ｂ側に設けられている。そして、リング状接続部８０は、マザーボード１の環状ランド３に衝合した状態で半田付けされ、これらの環状ランド３とリング状接続部８０とは、信号電極７７，７８と協働してパッケージ部品７１を中心Ｏの周囲で回転方向に位置合わせするものである。
【００９７】
８１は基板７２の端面７２Ｃに設けられた例えば４個の端面電極で、該各端面電極８１は、第５の実施の形態とほぼ同様に、例えば帯状の金属膜等により形成され、基板７２の表面７２Ａ、裏面７２Ｂおよび端面７２Ｃにわたって略コ字状に延びると共に、半田フィレット８２を用いてマザーボード１の電極パッド２′に接続されている。
【００９８】
そして、端面電極８１は、例えば基板７２の四辺のうち互いに対向する端面７２Ｃにそれぞれ配置され、リング状接続部８０の径方向に対して信号電極７７，７８よりも径方向外側に配置されている。これにより、パッケージ部品７１の実装時には、例えば基板７２が回転方向に位置ずれしていると、半田フィレット８２の表面張力により基板７２に対して大きな回転モーメントが加わるため、パッケージ部品７１の回転方向の位置合わせを円滑に行うことができるものである。
【００９９】
また、各端面電極８１は、長さ方向の一端側が基板７２の表面７２Ａ側に延びる表面側延長部８１Ａとして形成されている。そして、これらの表面側延長部８１Ａは、互いに間隔をもって配置された各接続用パッド７４の間に配置され、該各接続用パッド７４と隣接して交互に配置されている。
【０１００】
また、各端面電極８１の他端側は、図２０に示す如く、基板７２の裏面７２Ｂ側に延びる裏面側延長部８１Ｂとして形成され、該各裏面側延長部８１Ｂは、各信号電極７８間に配置されると共に、これらの信号電極７８と隣接して交互に配置されている。
【０１０１】
そして、パッケージ部品７１をマザーボード１に実装した状態では、各端面電極８１が半田フィレット８２を介してマザーボード１のグランド側に接続される。これにより、各端面電極８１は、各信号電極７８を伝わる高周波信号等が互いに干渉するのを防止する構成となっている。
【０１０２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１，第５の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、高周波信号を伝送する信号電極７８と隣接して各端面電極８１を配置し、これらの端面電極８１をグランド側に接続する構成としている。
【０１０３】
この場合、各端面電極８１を介して高周波信号を伝送することなく、信号電極７８を介して高周波信号を伝送できるから、端面電極８１や半田フィレット８２の形状ばらつき等によって信号特性が劣化するのを防止することができる。また、各端面電極８１により信号電極７８を電磁気的にシールドでき、パッケージ部品７１を安定的に作動させることができる。
【０１０４】
なお、前記第５，第６の実施の形態では、第１の実施の形態における各信号電極１１のうち一部の信号電極に代えて端面電極６１，８１を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、任意の個数の信号電極を端面電極として構成してもよく、例えば図２１に示す第１の変形例のように構成してもよい。この場合、パッケージ部品９１には、第１の実施の形態における全ての信号電極１１に代えて端面電極９２がそれぞれ設けられ、これらの端面電極９２は信号電極を構成している。
【０１０５】
また、第２，第４の実施の形態では、環状ランド２１，４１，４２に２箇所の切欠き２１Ａ，４１Ａ，４２Ａを設け、これに対応してリング状接続部２３，４４，４５にも２箇所の切欠き２３Ａ，４４Ａ，４５Ａを設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、環状ランドとリング状接続部には、例えば１箇所の切欠き、または３箇所以上の切欠きを設ける構成としてもよく、例えば図２２に示す第２の変形例のように構成してもよい。この場合、リング状接続部９３には、例えば８箇所の切欠き９３Ａが設けられている。
【０１０６】
また、第２，第４の実施の形態では、環状ランド２１，４１，４２とリング状接続部２３，４４，４５の両方に切欠きを設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、環状ランドとリング状接続部のいずれか一方に切欠きを設ける構成としてもよい。
【０１０７】
また、第３の実施の形態では、２個のリング状接続部３４，３５を同心円状に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば３個以上のリング状接続部を同心円状に配置する構成としてもよい。
【０１０８】
また、各実施の形態では、例えば金属膜にエッチング加工等を施すことにより、信号電極１０，１１，５７，５８，７７，７８と、リング状接続部１３，２３，３４，３５，４４，４５，６０，８０とを形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば基板の裏面側に対して、金属膜と、この金属膜を覆うレジスト膜とを設け、このレジスト膜に所定の形状をもつ開口部を形成することにより、金属膜のうちレジスト膜の開口部の位置で露出した部位を用いて信号電極とリング状接続部とを構成してもよい。
【０１０９】
さらに、実施の形態では、高周波信号等の信号処理を行うパッケージ部品４，２２，３３，４３，５１，７１，９１に適用した例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば高周波以外の信号等を処理する各種の回路基板装置に適用できるのは勿論である。
【０１１０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、マザーボードには環状ランドを設け、基板にはリング状接続部を設ける構成としたので、基板が実装時に回転方向に位置ずれしたときには、信号電極と電極パッドとの間に加わる半田の表面張力が比較的小さい状態であっても、この表面張力を利用してリング状接続部により基板を回転方向に案内でき、回転方向の位置ずれを補正して信号電極と電極パッドとを確実に衝合することができる。従って、信号電極と電極パッドとを安定的に接続でき、これらの位置ずれにより高周波信号等の信号特性が劣化するのを確実に防止できると共に、信頼性を向上させることができる。
【０１１１】
また、請求項２の発明によれば、環状ランドとリング状接続部のうち少なくとも一方の部材には切欠きを形成する構成としたので、基板を加熱して半田付けするときには、環状ランドおよびリング状接続部の内周側の空気を切欠きから外部へと円滑に逃すことができ、この空気が切欠き以外の位置で外部に吹出して半田が周囲に飛散ったり、基板が斜めに傾いたりするのを確実に防止することができる。これにより、基板をマザーボードに安定的に実装することができる。また、リング状接続部に半田を塗布するためのマスクを容易に一体形成できるから、このマスクを用いてリング状接続部等に正確な量の半田を効率よく塗布することができる。
【０１１２】
また、請求項３の発明によれば、環状ランドとリング状接続部とは、それぞれ同心円状に複数個形成する構成としたので、基板の実装時には、複数個のリング状接続部に接触する半田の接触面積を全体として大きくすることができ、これらの半田の表面張力を増大して基板の位置合わせをより正確に行うことができる。また、基板とマザーボードとの接合面積を増やすことができるから、これらの接合強度を高めて実装状態を安定させることができる。
【０１１３】
また、請求項４の発明によれば、複数個の環状ランドとリング状接続部のうち少なくとも一方の部材に対して周方向の互いに異なる位置に切欠きを形成する構成としたので、基板を加熱して半田付けするときには、各環状ランドおよびリング状接続部の内周側の空気を切欠きから外部へと円滑に逃すことができ、基板をマザーボードに安定的に実装することができる。また、例えば基板に搭載された回路部品の作動等により内周側のリング状接続部の内側で生じる電磁界が切欠きを介して外部に漏れるのを外周側の環状ランドとリング状接続部とによって抑制でき、回路基板装置における電磁界の閉じ込め性を高めることができる。
【０１１４】
また、請求項５の発明によれば、基板の端面には、端面電極を設ける構成としたので、例えば端面電極とマザーボード側との間に半田フィレットして大きな表面張力を生じさせることができ、この表面張力を利用したセルフアライメント効果により基板の位置合わせを高精度に行うことができる。また、基板には、リング状接続部から径方向外側に離れた端面電極の位置で半田フィレットにより大きな回転モーメントを付加できるので、例えば回転方向の位置ずれが大きい場合でも、これを確実に補正することができる。
【０１１５】
さらに、請求項６の発明によれば、端面電極を信号電極と隣接する位置に配置すると共にグランド側に接続する構成としたので、端面電極を介して高周波信号等を伝送することなく、信号電極を介して高周波信号を伝送することができる。これにより、端面電極や半田フィレットの形状ばらつき等によって信号特性が劣化するのを防止できると共に、端面電極によって信号電極を電磁気的にシールドでき、回路基板装置を安定的に作動させることができる。
【０１１６】
また、請求項７の発明によれば、環状ランドとリング状接続部とをグランド側に接続する構成としたので、例えば高周波信号用の回路基板装置等において、リング状接続部を信号電極の近傍に配置してグランド側に接続でき、これによって信号電極のうちグランド側に接続される各電極を安定した電位に保持できると共に、回路基板装置を安定的に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による回路基板装置を示す斜視図である。
【図２】図１中の矢示II-II方向からみた回路基板装置の断面図である。
【図３】マザーボードの電極パッドと環状ランドとを示す部分平面図である。
【図４】信号電極、リング状接続部等を基板の裏面側からみたパッケージ部品の底面図である。
【図５】パッケージ部品をマザーボードに実装する状態を示す斜視図である。
【図６】パッケージ部品のＸ軸方向の位置ずれが補正される状態を示す説明図である。
【図７】パッケージ部品の回転方向の位置ずれが補正される状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態による回路基板装置を示す斜視図である。
【図９】マザーボードの電極パッドと環状ランドとを示す部分平面図である。
【図１０】信号電極、リング状接続部等を示すパッケージ部品の底面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態による回路基板装置のマザーボードを示す部分平面図である。
【図１２】信号電極、リング状接続部等を示すパッケージ部品の底面図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態による回路基板装置のマザーボードを示す部分平面図である。
【図１４】信号電極、リング状接続部等を示すパッケージ部品の底面図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態による回路基板装置を示す斜視図である。
【図１６】図１５中の矢示XVI−XVI方向からみた回路基板装置の断面図である。
【図１７】パッケージ部品の回転方向の位置ずれが補正される状態を示す説明図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態による回路基板装置を示す斜視図である。
【図１９】図１８中の矢示XIX−XIX方向からみた回路基板装置の断面図である。
【図２０】信号電極、端面電極、リング状接続部等を基板の裏面側からみたパッケージ部品の底面図である。
【図２１】本発明の第１の変形例による回路基板装置を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第２の変形例による回路基板装置を図４と同様位置からみた底面図である。
【符号の説明】
１マザーボード
２，２′ 電極パッド
３，２１，３１，３２，４１，４２環状ランド
４，２２，３３，４３，５１，７１，９１パッケージ部品
５，５２，７２基板
５Ａ，５２Ａ，７２Ａ表面
５Ｂ，５２Ｂ，７２Ｂ裏面
５Ｃ，５２Ｃ，７２Ｃ端面
６，７，５３，５４，７３，７４接続用パッド
８，５５，７５回路部品
９，５６，７６ボンディングワイヤ
１０，１１，５７，５８，７７，７８信号電極
１２，５９，７９ビアホール
１３，２３，３４，３５，４４，４５，６０，８０，９３リング状接続部
１５，６２，８２半田
２１Ａ，２３Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４４Ａ，４５Ａ，９３Ａ切欠き
６１，８１，９２端面電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board device suitably used for mounting circuit components and the like on a substrate, for example, and packaging them on a mother board or the like.
[0002]
[Prior art]
In general, as a circuit board device, a device in which various electronic components and the like are mounted on a substrate to form a package component, and the package component is soldered and mounted on a motherboard or the like is known (for example, Patent Document 1). reference).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-23099
[0004]
This type of prior art circuit board device includes a mother board having electrode pads and a board having signal electrodes connected to the electrode pads of the mother board. When the board is mounted on the mother board, the individual signal electrodes are soldered in a state where the signal electrodes are accurately aligned with predetermined electrode pads.
[0005]
For this reason, the mother board is provided with a plurality of alignment conductor patterns for mounting the board at a predetermined position, and these conductor patterns are, for example, along two orthogonal directions (X axis, Y axis). Each extending linearly. In addition, a plurality of linear conductor patterns are provided on the back side of the substrate in substantially the same manner as the mother board side.
[0006]
When mounting the board, if the solder is adhered between these conductor patterns and melted, the surface tension of the melted solder causes the board-side conductor pattern and the motherboard-side conductor pattern to collide with each other. Thus, the substrate can be aligned.
[0007]
In this case, in the conventional technique, the linear conductor pattern extending in the X-axis direction and the linear conductor pattern extending in the Y-axis direction are brought into contact with each other, thereby aligning the substrate with respect to these two axis directions. It is set as the structure which performs.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described prior art, the substrate is aligned with respect to these two axial directions by using linear conductor patterns extending in the X-axis and Y-axis directions.
[0009]
However, when the substrate is mounted, for example, the substrate may be displaced so that the substrate rotates on the motherboard with an axis perpendicular to the substrate (motherboard) as a rotation axis. When such a positional deviation in the rotational direction occurs, the conductor pattern on the board side is displaced so as to cross obliquely with respect to the conductor pattern on the motherboard side. The surface tension of the solder to be soldered tends to be small as compared with the case where the conductor pattern is displaced in parallel.
[0010]
For this reason, in the prior art, even if the surface tension of the solder is applied between the conductor patterns, the positional deviation in the rotation direction of the board may not be sufficiently corrected. If soldering is performed with the pad displaced, the connection strength between the two may be reduced due to poor soldering, etc., and the signal characteristics of the circuit may be deteriorated, resulting in reduced reliability. is there.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to reliably prevent the substrate from being displaced in the rotational direction with respect to the motherboard, and to accurately connect the signal electrode and the electrode pad. An object of the present invention is to provide a circuit board device that can be connected in an aligned state and can improve reliability.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is applied to a circuit board device including a mother board having electrode pads and a board having signal electrodes connected to the electrode pads of the mother board.
[0013]
The feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the mother board is provided with an annular land formed in a ring shape from a metal material, and the substrate is formed in a ring shape from a metal material using solder. A ring-shaped connection portion connected to the substrate, and the electrode pad and the signal electrode are aligned by the annular land and the ring-shaped connection portion when the substrate is mounted on a mother board.
[0014]
With this configuration, when the board is mounted on the mother board, the ring-shaped connecting portion can be soldered to the annular land of the mother board. At the time of this soldering, since the ring-shaped connecting portion and the annular land are brought into contact with each other in a slippery state via the molten solder, the substrate is placed on the motherboard in the circumferential direction of the ring-shaped connecting portion (ring-shaped connecting portion). Can be held in a state where it is easily displaced in the rotational direction with the center of the axis as the axis.
[0015]
As a result, when the substrate is displaced in the rotational direction on the mother board, a rotational moment is applied to the substrate by the surface tension of the solder that melts between the signal electrode and the electrode pad, while the annular land and the ring-shaped connection portion cause the substrate to Can be displaced in the rotational direction. Therefore, even when the substrate is displaced in the rotation direction, the signal electrode and the electrode pad can be brought into contact with each other by a so-called self-alignment effect using the surface tension of the solder.
[0016]
According to the invention of claim 2, at least one member of the annular land and the ring-shaped connecting portion is formed with a notch communicating the inner peripheral side and the outer peripheral side. Thus, when soldering the ring-shaped connecting portion to the annular land, even if the air on the inner peripheral side of the annular land and the ring-shaped connecting portion is thermally expanded by heating and melting the solder, the air is removed from the notch. Can be missed outside.
[0017]
In addition, when notches are formed in both the annular land and the ring-shaped connecting portion, the notches can be brought into contact with each other at the time of mounting the substrate, so that the signal electrode and the electrode pad can be aligned. Even when the surface tension of the solder applied therebetween is small, the substrate can be aligned with the mother board in the rotational direction.
[0018]
According to the invention of claim 3, a plurality of annular lands and ring-shaped connecting portions are formed concentrically. As a result, since a plurality of ring-shaped connecting portions can be soldered to the respective annular lands of the mother board, the contact area of the solder that contacts the ring-shaped connecting portions can be increased as a whole, and the solder melts. Sometimes, the surface tension of the solder applied to the substrate side can be increased.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of annular lands and ring-shaped connecting portions are formed concentrically, and at least one member of the plurality of annular lands and the plurality of ring-shaped connecting portions is provided on the inner side. Notches that communicate the circumferential side and the outer circumferential side are formed at different positions in the circumferential direction.
[0020]
Thereby, when forming a notch in each ring-shaped connection part, for example, a notch can be shifted in the circumferential direction between the ring-shaped connection part on the inner peripheral side and the ring-shaped connection part on the outer peripheral side. . Therefore, for example, when an electromagnetic field is generated inside the ring-shaped connection part on the inner peripheral side due to the operation of circuit components mounted on the substrate, the electromagnetic field passes through the notch of the ring-shaped connection part on the inner peripheral side. Even if the magnetic field is transmitted to the outside in the radial direction, the leakage of the electromagnetic field to the outside can be suppressed by the ring-shaped connecting portion on the outer peripheral side.
[0021]
According to the invention of claim 5, the end face electrode connected to the mother board side is provided on the end face of the substrate using solder. Thus, for example, by soldering the end face electrode to the electrode pad of the mother board, a solder fillet extending in the thickness direction of the board can be formed between them, and the surface tension of the solder applied to the board side can be increased. it can. In addition, the surface tension of the solder fillet that contacts the end face electrode is applied to the substrate at a position that is far away from the ring-shaped connecting portion radially outward. Thus, when the substrate is displaced in the rotation direction, a large rotational moment can be applied to the substrate using the surface tension of the solder fillet.
[0022]
Furthermore, according to the invention of claim 6, the end face electrode is arranged at a position adjacent to the signal electrode and connected to the ground side. Thereby, when transmitting a high frequency signal etc. via a signal electrode, for example, it can prevent that a signal characteristic is influenced by the shape variation etc. of an end face electrode or a solder fillet. Further, since the end face electrode on the ground side can be disposed adjacent to the signal electrode, the signal electrode can be electromagnetically shielded.
[0023]
According to the invention of claim 7, the annular land and the ring-shaped connecting portion are connected to the ground side. In this case, for example, in a circuit board device for high-frequency signals, if the distance between the electrodes connected to the ground side among the signal electrodes is large, a potential difference is likely to occur between these electrodes, which adversely affects the signal characteristics. May give. Therefore, for example, by arranging the ring-shaped connection portion in the vicinity of the signal electrode and connecting it to the ground side, the signal electrode connected to the ground side can be held at a stable potential.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a circuit board device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0025]
Here, FIG. 1 to FIG. 7 show a first embodiment. In this embodiment, a case where a circuit board device is applied to a package component for high-frequency signals will be described as an example.
[0026]
In the figure, reference numeral 1 denotes a mother board on which a package component 4 to be described later is mounted. The mother board 1 is formed of, for example, an insulating resin material or the like, and on its surface side, for example, solder as shown in FIGS. An electrode pad 2 and an annular land 3 described later are provided using a metal film having good wettability.
[0027]
Reference numeral 2 denotes a plurality of electrode pads provided on the front surface side of the mother board 1, and each of the electrode pads 2 is formed in a rectangular frame at a predetermined position corresponding to the mounting position of the package component 4. Is connected to a signal processing circuit (not shown) for high frequency signals mounted on the.
[0028]
Reference numeral 3 denotes an annular land provided on the front surface side of the mother board 1, and the annular land 3 is formed in a ring shape having substantially the same shape as a ring-shaped connecting portion 13 described later, and is disposed inside each electrode pad 2. Yes.
[0029]
When the package component 4 is mounted on the mother board 1, the package component 4 is aligned in the rotational direction by the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 13 as described later, and the signal electrodes 10 and 11 are connected to the electrode pads 2. Is done. Further, in this state, the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 13 are connected to the ground side of the mother board 1.
[0030]
Reference numeral 4 denotes a package component mounted on the mother board 1. The package component 4 includes a substrate 5, a circuit component 8, signal electrodes 10 and 11, a ring-shaped connecting portion 13, a cover 14 and the like, which will be described later, as shown in FIG. It consists of
[0031]
Reference numeral 5 denotes a substrate that constitutes the main body portion of the package component 4, and the substrate 5 is formed in a square shape by, for example, an insulating resin material, and extends in the X-axis and Y-axis directions in FIG. And four end faces 5C extending perpendicularly to the front surface 5A and the back surface 5B.
[0032]
In this case, the substrate 5 is formed as a laminated substrate having, for example, two laminated portions 5D and 5E. Further, on the surface 5A side of the substrate 5, for example, two connection pads 6 for mounting circuit components 8 described later and other connection pads 7 connected to via holes 12 described later use a metal film or the like. Is formed.
[0033]
Reference numeral 8 denotes a circuit component mounted on the surface 5A side of the substrate 5, and the circuit component 8 includes an active element such as a semiconductor IC or a transistor, or a passive element such as a resistor, a capacitor, a coil, or a diode. .
[0034]
A plurality of electrodes (not shown) are formed on the back side of the circuit component 8, and these electrodes are soldered to the connection pads 6. Each electrode of the circuit component 8 is connected to one of the signal electrodes 10 and 11 through a bonding wire 9 connected between the connection pads 6 and 7 and a via hole 12 or the like. As a result, the package component 4 inputs or outputs a high-frequency signal or the like to or from the mother board 1 via these signal electrodes 10 and 11, and performs various signal processing.
[0035]
Reference numerals 10 and 11 denote a plurality of signal electrodes provided on the back surface 5B side of the substrate 5. Each of the signal electrodes 10 and 11 is formed of, for example, a metal film having good solder wettability as shown in FIGS. By performing an etching process, it is formed together with a ring-shaped connecting portion 13 which will be described later, and is arranged in a rectangular frame shape along each end surface 5C of the substrate 5. Each signal electrode 10, 11 is connected to the connection pad 7 through a plurality of via holes 12 provided in the substrate 5.
[0036]
The signal electrodes 10 and 11 are connected in contact with the electrode pads 2 of the mother board 1 using solder 15 described later. As a result, the package component 4 is mounted at a predetermined position on the mother board 1.
[0037]
Here, one of the signal electrodes 10 and 11 is arranged in a straight line in the X-axis direction, and the other signal electrode 11 is arranged in a straight line in the Y-axis direction. For this reason, when the package component 4 is mounted on the mother board 1, it is assumed that, for example, the signal electrodes 10 and 11 are slightly displaced in the X-axis or Y-axis direction with respect to the electrode pad 2, as shown in FIG. Also, the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 are brought into contact with each other due to the surface tension of the solder 15 that melts between them.
[0038]
As a result, the signal electrodes 10 and 11 are mounted in a state where the package component 4 is aligned with respect to the mother board 1 in the X-axis and Y-axis directions by generating a so-called self-alignment effect using the surface tension of the solder 15. It can be done.
[0039]
Reference numeral 13 denotes a ring-shaped connection portion provided on the back surface 5B side of the substrate 5 with respect to the signal electrodes 10 and 11, and the ring-shaped connection portion 13 is, for example, a solder as shown in FIGS. It is made of a metal film having good wettability, and is formed in an annular shape (ring shape) centering on an axis OO perpendicularly passing near the center (center of gravity) of the substrate 5.
[0040]
The ring-shaped connecting portion 13 is soldered in a state where it abuts against the annular land 3 of the mother board 1 and is connected to the ground side via the annular land 3. At the time of this soldering, the signal electrodes 10, 11 and The positioning of the package component 4 is performed in cooperation.
[0041]
Here, when the package component 4 is mounted, the ring-shaped connecting portion 13 and the annular land 3 are abutted in a slippery state via the melted solder 15. At this time, in the package component 4, the ring-shaped connecting portion 13 slides along the annular land 3 even with a relatively small external force, and the axis O− of the ring-shaped connecting portion 13 located near the center of the substrate 5. With O (center O) as the rotation axis, it is easy to be displaced in the rotation direction (θ direction).
[0042]
For example, when the package component 4 is displaced in the rotation direction on the mother board 1, the signal electrodes 10 and 11 are also displaced with respect to the electrode pad 2 as shown in FIG. A part of the surface tension applied between them acts on the substrate 5 as a rotational moment with respect to the center O of the ring-shaped connecting portion 13.
[0043]
Therefore, the package component 4 is guided in the θ direction by the annular land 3 and the ring-shaped connection portion 13 and rotates to a position where the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 are brought into contact with each other. Therefore, even if the surface tension of the solder 15 applied between the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 is relatively small, the ring-shaped connecting portion 13 is a package component due to the self-alignment effect using this surface tension. 4 can be rotated smoothly, and the displacement in the rotational direction can be corrected.
[0044]
14 is a cover attached to the surface 5A side of the substrate 5, and the cover 14 is formed in a box shape by, for example, a metal material and covers the connection pads 6 and 7, the circuit component 8 and the like, and protects them. It performs electromagnetic shielding and the like. Reference numeral 15 denotes solder for soldering the package component 4 to the mother board 1.
[0045]
The circuit board device according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a mounting operation of the package component 4 will be described.
[0046]
In this mounting operation, first, the package component 4 is arranged at a predetermined position on the mother board 1, and between the signal electrodes 10 and 11 and each electrode pad 2 and between the ring-shaped connection portion 13 and the annular land 3 by reflow processing or the like. To melt the solder 15.
[0047]
In this case, for example, when the package component 4 is displaced in the X-axis direction or the Y-axis direction with respect to the mother board 1, the surface tension of the melted solder 15 is caused by the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pads as shown in FIG. When acting between the two, they are attracted to each other by the surface tension of the solder 15.
[0048]
Thereby, since the surface tension of the solder 15 is applied to the substrate 5 as an external force in a certain direction, the substrate 5 slightly moves on the mother board 1, and the signal electrodes 10 and 11 are respectively applied to the predetermined electrode pads 2. Thus, the package parts 4 can be aligned in the X-axis and Y-axis directions. Similarly, alignment between the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 13 can be performed in the X-axis and Y-axis directions using the surface tension of the solder 15.
[0049]
On the other hand, for example, when the package component 4 is displaced in the θ direction on the mother board 1, the row of signal electrodes 10 and 11 intersects the row of electrode pads 2 as shown in FIG. Displace. As a result, the surface tension of the solder 15 that tries to abut both tends to be smaller than when the package component 4 is displaced in parallel.
[0050]
However, the ring-shaped connecting portion 13 is held in a state in which it can easily slide with the annular land 3 through the melted solder 15. For this reason, the package component 4 is guided in the θ direction by the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 13 when the surface tension of the solder 15 contacting the signal electrodes 10 and 11 is applied as a rotational moment. As a result, the package component 4 is slightly rotated on the mother board 1 so that the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 are brought into contact with each other, and the positional deviation in the rotation direction can be corrected.
[0051]
Thus, according to the present embodiment, the annular land 3 is provided on the front surface side of the mother board 1 and the ring-shaped connecting portion 13 is provided on the back surface 5B side of the substrate 5 on the package component 4. 4 is displaced in the θ direction, even if the surface tension of the solder 15 applied between the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 is relatively small, this surface tension is used to make the annular land. 3 and the ring-shaped connecting portion 13 can guide the package component 4 in the θ direction, and the package component 4 can be smoothly rotated.
[0052]
Therefore, the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 can be reliably brought into contact with each other by using the surface tension of the solder 15, and the package component 4 can be reliably prevented from being displaced in the θ direction with respect to the mother board 1. Can do.
[0053]
Further, when the package component 4 is mounted, the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 13 are brought into contact with each other. It can be mounted at an accurate position with respect to the axial and Y-axis directions.
[0054]
As a result, the mounting position of the package component 4 can be determined in polar coordinates with respect to the X axis, Y axis, and θ direction, so that all the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pads 2 can be stably connected. It is possible to reliably prevent signal characteristics such as a high-frequency signal from being deteriorated due to the positional deviation, and to improve reliability.
[0055]
In addition, since the plurality of signal electrodes 10 are arranged in the X-axis direction and the plurality of signal electrodes 11 are arranged in the Y-axis direction on the back surface 5B side of the substrate 5, the signal electrodes 10 and 11 and the motherboard 1 are arranged. Even between the electrode pads 2, the package component 4 can be aligned in the X-axis and Y-axis directions by the self-alignment effect utilizing the surface tension of the solder 15, and the positional accuracy can be further improved.
[0056]
Further, in the package component 4 for high-frequency signals, for example, if the distance between the electrodes connected to the ground side of the signal electrodes 10 and 11 is large, a potential difference is likely to occur between these electrodes, which adversely affects the signal characteristics. May give. However, in the present embodiment, the ring-shaped connecting portion 13 is disposed in the vicinity of the signal electrodes 10 and 11, and the ring-shaped connecting portion 13 is connected to the ground side. The distance between the signal electrode 13 and each signal electrode can be shortened, and these can be held at a stable potential, and the operation of the circuit can be stabilized.
[0057]
Next, FIGS. 8 to 10 show a second embodiment according to the present invention, and the feature of this embodiment is that a notch is provided in the annular land and the ring-shaped connecting portion. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0058]
Reference numeral 21 denotes an annular land provided on the mother board 1 instead of the annular land 3 in the first embodiment. The annular land 21 is formed in a ring shape by a metal film having good solder wettability as shown in FIG. Is formed. However, the annular land 21 is formed with, for example, two notches 21 A on both sides in the diametrical direction so as to communicate the inner peripheral side and the outer peripheral side by notching a part in the circumferential direction.
[0059]
Reference numeral 22 denotes a package component mounted on the mother board 1. The package component 22 includes, as shown in FIG. 8, a substrate 5, circuit components 8, signal electrodes 10, 11 and the like, as in the first embodiment. The ring-shaped connecting portion 23 is included.
[0060]
Reference numeral 23 denotes a ring-shaped connecting portion provided on the back surface 5B side of the substrate 5. The ring-shaped connecting portion 23 is made of a metal film or the like, and has a center O as shown in FIG. For example, two cutouts 23 A that connect the inner peripheral side and the outer peripheral side are formed on both sides in the diametrical direction.
[0061]
The annular land 21 and the ring-shaped connecting portion 23 align the package component 22 around the center O in the rotational direction in cooperation with the signal electrodes 10 and 11 in substantially the same manner as in the first embodiment. Is.
[0062]
Thus, when the package component 22 is mounted, for example, a solder coating mask (metal mask) 24 or the like is placed on the back surface 5B side of the substrate 5 so that the signal electrodes 10, 11 and Solder can be applied to the ring-shaped connecting portion 23. In this case, the metal mask 24 is formed with a plurality of solder application holes 24A corresponding to the signal electrodes 10 and 11, and an arc-shaped solder application hole 24B corresponding to the ring-shaped connection portion 23.
[0063]
When the package component 22 is placed on the mother board and the solder is heated and melted, heating is performed in a state where the ring-shaped connecting portion 23 is abutted against the annular land 21. In this case, even if the air existing on the inner peripheral side of the annular land 21 and the ring-shaped connecting portion 23 is thermally expanded by heating, the air can be discharged from the notches 21A and 23A to the outside.
[0064]
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same functions and effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, when the package component 22 is heated and soldered, the air on the inner peripheral side of the annular land 21 and the ring-shaped connecting portion 23 is smoothly released from the notches 21A and 23A to the outside. be able to. As a result, it is possible to prevent the air thermally expanded on the inner peripheral side of the ring-shaped connecting portion 23 from blowing out to the outside at a position other than the notch, and to prevent the solder from being scattered around and the substrate 5 from being inclined. The component 22 can be stably mounted.
[0065]
Further, when the package component 22 is mounted, the annular land 21 and the notches 21A and 23A of the ring-shaped connecting portion 23 can be brought into contact with each other, so that the surface tension of the solder 15 applied between the signal electrodes 10 and 11 and the electrode pad 2 is increased. Even in a small state, the substrate 5 can be aligned in the rotational direction by the notches 21A and 23A.
[0066]
Further, in the metal mask 24, the portion located on the inner peripheral side of the solder application hole 24B and the portion located on the outer peripheral side can be connected at a position corresponding to the notch 23A of the ring-shaped connecting portion 23. The integrated metal mask 24 can be easily formed, and an accurate amount of solder can be efficiently applied to the signal electrodes 10 and 11 and the ring-shaped connecting portion 23 using the metal mask 24.
[0067]
Next, FIGS. 11 and 12 show a third embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that a plurality of annular lands and ring-shaped connecting portions are provided concentrically. is there. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0068]
Reference numeral 31 denotes a first annular land provided on the mother board 1, and the first annular land 31 is formed in a ring shape in substantially the same manner as the annular land 3 according to the first embodiment. A second annular land 32 having a smaller diameter is provided on the inner peripheral side of the annular land 31, and these annular lands 31 and 32 are arranged concentrically.
[0069]
Reference numeral 33 denotes a package component mounted on the mother board 1. The package component 33 is substantially the same as in the first embodiment, as shown in FIG. 12, and includes a substrate 5, a circuit component (not shown), a signal electrode 10, 11 and ring-shaped connecting portions 34 and 35 to be described later.
[0070]
Reference numeral 34 denotes a first ring-shaped connecting portion provided on the back surface 5B side of the substrate 5, and the first ring-shaped connecting portion 34 has, for example, good solder wettability as in the first embodiment. It is made of a metal film or the like and is formed in a ring shape having a center O.
[0071]
Reference numeral 35 denotes a second ring-shaped connecting portion located on the inner peripheral side of the ring-shaped connecting portion 34 and provided on the back surface 5B side of the substrate 5. The second ring-shaped connecting portion 35 uses a metal film or the like. The ring-shaped connecting portion 34 is formed in a ring shape smaller in diameter than the ring-shaped connecting portion 34 and is arranged concentrically with the ring-shaped connecting portion 34.
[0072]
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same functions and effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, for example, the two annular lands 31 and 32 and the ring-shaped connecting portions 34 and 35 are concentrically arranged, so that when the package component 33 is mounted, the ring-shaped connecting portions 34 and 35 The contact area of the contacting solder can be increased as a whole.
[0073]
As a result, the surface tension of the solder can be increased, so that the alignment of the package component 33 by the self-alignment effect can be performed more accurately. Further, since the bonding area between the package component 33 and the mother board 1 can be increased, the bonding strength of these can be increased.
[0074]
Next, FIG. 13 and FIG. 14 show a fourth embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that a plurality of annular lands are provided with notches at different positions in the circumferential direction. Similarly, a notch is provided in each of the ring-shaped connecting portions. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0075]
41 is a first annular land provided on the mother board 1, 42 is a second annular land provided on the inner peripheral side of the first annular land 41, and these annular lands 41, 42 are the third annular lands Almost like the embodiment, they are arranged concentrically.
[0076]
However, in the annular land 41, notches 41A are formed, for example, at two places in the circumferential direction, as in the second embodiment. Similarly, the annular land 42 is also formed with, for example, two notches 42A. However, these notches 42A are different from each other in the circumferential direction with respect to the notches 41A of the annular land 41 (for example, It is disposed at a position shifted by 90 ° from the notch 41A with respect to the circumferential direction.
[0077]
Reference numeral 43 denotes a package component mounted on the mother board 1. The package component 43 includes a substrate 5, a circuit component (not shown), a signal electrode 10, and the like as in the first embodiment, as shown in FIG. 11 and ring-shaped connecting portions 44 and 45 described later.
[0078]
44 is a first ring-shaped connecting portion provided on the back surface 5B side of the substrate 5, and 45 is a second ring-shaped connecting portion provided on the inner peripheral side of the first ring-shaped connecting portion 44. The ring-shaped connecting portions 44 and 45 are formed of a ring-shaped metal film having a center O, etc., and are arranged concentrically as in the third embodiment.
[0079]
In this case, the ring-shaped connecting portion 44 is formed with notches 44A, for example, at two locations in the circumferential direction, and the ring-shaped connecting portion 45 is also formed with two notches 45A, similar to the annular land 41. In addition, the notches 44A and 45A are disposed at different positions in the circumferential direction.
[0080]
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first, second, and third embodiments. In particular, in this embodiment, the notches 41A and 42A of the annular lands 41 and 42 are formed at different positions in the circumferential direction, and the notches 44A and 45A of the ring-shaped connecting portions 44 and 45 are located at different positions in the circumferential direction. Since the structure is formed, for example, a high-frequency electromagnetic field (noise) generated inside the annular land 42 and the ring-shaped connection portion 45 due to the operation of the circuit component is transmitted to the outside in the radial direction through the notches 42A and 45A. However, the leakage of the electromagnetic field to the outside can be suppressed by the annular land 41 and the ring-shaped connecting portion 44. Thereby, the confinement property of the electromagnetic field in the package component 43 can be improved.
[0081]
Next, FIGS. 15 to 17 show a fifth embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that an end face electrode is provided on the end face of the substrate. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0082]
Reference numeral 51 denotes a package component mounted on the mother board 1. The package component 51 includes a substrate 52, connection pads 53 and 54, circuit components, as in the first embodiment, as shown in FIGS. 55, a bonding wire 56, signal electrodes 57 and 58, a via hole 59, a ring-shaped connection portion 60, and an end face electrode 61 described later.
[0083]
The substrate 52 has a front surface 52A, a back surface 52B, and end surfaces 52C on four sides, and is formed of, for example, two stacked portions 52D and 52E. Further, connection pads 53 and 54 and a circuit component 55 are provided on the surface 52A side of the substrate 52. The signal electrodes 57 and 58 are provided side by side in the X-axis and Y-axis directions on the back surface 52B side of the substrate 52, and these are connected to the connection pads 54 through the via holes 59, respectively.
[0084]
On the other hand, the ring-shaped connecting portion 60 is formed in a ring shape having a center O (see FIG. 17), for example, by a metal film or the like, and is provided on the back surface 52B side of the substrate 52, as in the first embodiment. Yes. The ring-shaped connecting portion 60 is soldered in a state of being abutted against the annular land 3 of the mother board 1, and the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 60 are packaged in cooperation with the signal electrodes 57 and 58. The component 51 is aligned around the center O in the rotation direction.
[0085]
Reference numeral 61 denotes, for example, two end face electrodes provided on the end face 52C of the substrate 52. Each end face electrode 61 is made of, for example, a band-shaped metal film, as shown in FIG. It extends in a substantially U shape over the end face 52C.
[0086]
Here, one end side of the end surface electrode 61 is disposed on the front surface 52A of the substrate 52 and connected to, for example, an electrode (not shown) provided on the back surface side of the circuit component 55 or the like. The end face electrode 61 is connected to the electrode pad 2 ′ of the mother board 1 using a substantially triangular solder (solder fillet) 62 and constitutes a part of the signal electrode.
[0087]
In addition, the end surface electrodes 61 are disposed, for example, on the end surfaces 52C facing each other among the four sides of the substrate 52, and are disposed on the radially outer side of the signal electrodes 57 and 58 with respect to the radial direction of the ring-shaped connecting portion 60. .
[0088]
When the package component 51 is mounted on the mother board 1, not only the surface tension of the solder is applied between the signal electrodes 57 and 58 and the electrode pad 2, but also between each end face electrode 61 and the electrode pad 2 '. The surface tension of the solder fillet 62 is applied. Therefore, for example, when the substrate 52 is displaced in the rotational direction (θ direction), as shown in FIG. 17, these surface tensions become a rotational moment with respect to the center O of the ring-shaped connection portion 60. To join.
[0089]
In this case, each end surface electrode 61 contacts the solder 62 over the end surface 52C and the back surface 52B of the substrate 52, so that the contact area of the solder is larger than that of the signal electrodes 57 and 58. Further, each end face electrode 61 is disposed on the end face 52 C of the substrate 52 that is greatly separated in the radial direction from the center O of the ring-shaped connecting portion 60, and is located on the radially outer side than the signal electrodes 57 and 58.
[0090]
Therefore, the rotational moment due to these end face electrodes 61 can be made larger than the rotational moment due to the signal electrodes 57, 58, etc., and a large rotational moment can be added to the package component 51, and its rotational direction can be aligned. It can be done smoothly.
[0091]
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same functions and effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, since the end face electrode 61 is provided, a solder fillet 62 extending in the thickness direction of the substrate 52 is formed between the electrode pad 2 ′ of the motherboard 1 and each end face electrode 61. can do. Thereby, the surface tension of the solder applied to the substrate 52 side can be increased, and the positioning of the package component 51 by the self-alignment effect using this surface tension can be performed with higher accuracy.
[0092]
In this case, the surface tension of the solder fillet 62 in contact with each end face electrode 61 is compared with the surface tension of the solder in contact with the signal electrodes 57 and 58 at a position away from the ring-shaped connection portion 60 radially outward. Join 52. As a result, when the substrate 52 is displaced in the rotational direction, a large rotational moment can be applied to the substrate 52 using the surface tension of the solder fillet 62. For example, even if the positional displacement in the rotational direction is large, this is ensured. It can be corrected.
[0093]
Next, FIGS. 18 to 20 show a sixth embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that the end face electrode is arranged adjacent to the signal electrode and connected to the ground side. It is to have done. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0094]
Reference numeral 71 denotes a package component mounted on the mother board 1. The package component 71 is, as shown in FIGS. 18 and 19, substantially the same as in the fifth embodiment, the substrate 72, the connection pads 73 and 74, the circuit. A component 75, a bonding wire 76, signal electrodes 77 and 78, a via hole 79, a ring-shaped connecting portion 80, and an end face electrode 81 described later are configured.
[0095]
The substrate 72 has a front surface 72A, a back surface 72B, and end surfaces 72C of four sides, and is formed of, for example, two stacked portions 72D and 72E. Further, connection pads 73 and 74 and a circuit component 75 are provided on the surface 72 A side of the substrate 72. In addition, on the back surface 72 B side of the substrate 72, the signal electrodes 77 and 78 are provided side by side in the X-axis and Y-axis directions, and these are connected to the connection pads 74 via the via holes 79, respectively.
[0096]
On the other hand, as shown in FIG. 20, the ring-shaped connecting portion 80 is formed in a ring shape having a center O by a metal film or the like, for example, and is provided on the back surface 72B side of the substrate 72, as in the first embodiment. ing. The ring-shaped connecting portion 80 is soldered in a state of abutting against the annular land 3 of the mother board 1, and the annular land 3 and the ring-shaped connecting portion 80 cooperate with the signal electrodes 77 and 78 in the package. The component 71 is aligned around the center O in the rotational direction.
[0097]
Reference numeral 81 denotes, for example, four end face electrodes provided on the end face 72C of the substrate 72. Each of the end face electrodes 81 is formed of, for example, a band-shaped metal film or the like, as in the fifth embodiment. The front surface 72A, the back surface 72B, and the end surface 72C extend in a substantially U shape, and are connected to the electrode pads 2 'of the mother board 1 using a solder fillet 82.
[0098]
The end surface electrodes 81 are disposed on the end surfaces 72C facing each other among the four sides of the substrate 72, for example, and are disposed on the radially outer side of the signal electrodes 77 and 78 with respect to the radial direction of the ring-shaped connecting portion 80. . As a result, when the package component 71 is mounted, for example, if the substrate 72 is displaced in the rotational direction, a large rotational moment is applied to the substrate 72 due to the surface tension of the solder fillet 82. The alignment can be performed smoothly.
[0099]
In addition, each end face electrode 81 is formed as a surface side extension 81 A extending at one end side in the length direction toward the surface 72 A side of the substrate 72. These surface side extension portions 81 A are disposed between the connection pads 74 that are spaced from each other, and are alternately disposed adjacent to the connection pads 74.
[0100]
Further, as shown in FIG. 20, the other end side of each end face electrode 81 is formed as a back side extension part 81 B extending to the back side 72 B side of the substrate 72. In addition, the signal electrodes 78 are alternately arranged adjacent to each other.
[0101]
When the package component 71 is mounted on the mother board 1, each end face electrode 81 is connected to the ground side of the mother board 1 via the solder fillet 82. Thereby, each end surface electrode 81 is configured to prevent high-frequency signals and the like transmitted through each signal electrode 78 from interfering with each other.
[0102]
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first and fifth embodiments. In particular, in this embodiment, each end face electrode 81 is arranged adjacent to the signal electrode 78 for transmitting a high frequency signal, and these end face electrodes 81 are connected to the ground side.
[0103]
In this case, since a high-frequency signal can be transmitted via the signal electrode 78 without transmitting a high-frequency signal via each end face electrode 81, the signal characteristics are deteriorated due to variations in the shape of the end face electrode 81 and the solder fillet 82. Can be prevented. Further, the signal electrode 78 can be electromagnetically shielded by each end face electrode 81, and the package component 71 can be stably operated.
[0104]
In the fifth and sixth embodiments, end face electrodes 61 and 81 are provided in place of some of the signal electrodes 11 in the first embodiment. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of signal electrodes may be configured as end surface electrodes, and may be configured, for example, as in the first modification shown in FIG. In this case, the package component 91 is provided with end face electrodes 92 instead of all the signal electrodes 11 in the first embodiment, and these end face electrodes 92 constitute signal electrodes.
[0105]
Further, in the second and fourth embodiments, the annular lands 21, 41, 42 are provided with two notches 21A, 41A, 42A, and the ring-shaped connecting portions 23, 44, 45 also correspond to this. Two notches 23A, 44A, and 45A are provided. However, the present invention is not limited to this, and the annular land and the ring-shaped connecting portion may be provided with, for example, one notch or three or more notches. For example, the second modification shown in FIG. You may comprise like an example. In this case, the ring-shaped connecting portion 93 is provided with, for example, eight notches 93A.
[0106]
Moreover, in 2nd, 4th embodiment, it was set as the structure which provides a notch in both the cyclic | annular land 21,41,42 and the ring-shaped connection parts 23,44,45, but this invention is not limited to this, It is good also as a structure which provides a notch in any one of an annular land and a ring-shaped connection part.
[0107]
In the third embodiment, the two ring-shaped connecting portions 34 and 35 are concentrically arranged. However, the present invention is not limited to this. For example, three or more ring-shaped connection portions may be arranged concentrically.
[0108]
In each embodiment, the signal electrodes 10, 11, 57, 58, 77, 78 and the ring-shaped connecting portions 13, 23, 34, 35, 44, 45 are formed by, for example, etching the metal film. , 60, 80 are formed. However, the present invention is not limited to this. For example, a metal film and a resist film covering the metal film are provided on the back surface side of the substrate, and an opening having a predetermined shape is formed in the resist film. The signal electrode and the ring-shaped connecting portion may be configured using a portion of the metal film exposed at the position of the opening of the resist film.
[0109]
Furthermore, in the embodiment, the description has been given by taking as an example applied to the package parts 4, 22, 33, 43, 51, 71, 91 that perform signal processing such as high-frequency signals. However, the present invention is not limited to this, and can of course be applied to various circuit board devices that process signals other than high-frequency signals.
[0110]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, since the annular land is provided on the mother board and the ring-shaped connecting portion is provided on the board, when the board is displaced in the rotational direction during mounting, Even if the surface tension of the solder applied between the electrode and the electrode pad is relatively small, the surface tension can be used to guide the substrate in the rotation direction by the ring-shaped connection, and correct the positional deviation in the rotation direction. Thus, the signal electrode and the electrode pad can be reliably brought into contact with each other. Therefore, the signal electrode and the electrode pad can be stably connected, and it is possible to reliably prevent the signal characteristics such as the high-frequency signal from being deteriorated due to the positional deviation, and to improve the reliability.
[0111]
According to the second aspect of the present invention, since the notch is formed in at least one of the annular land and the ring-shaped connecting portion, when the substrate is heated and soldered, the annular land and the ring are formed. The air on the inner peripheral side of the connection part can be smoothly released from the notch to the outside, and this air blows to the outside at a position other than the notch, so that the solder is scattered around and the board is tilted diagonally. Can be surely prevented. Thereby, a board | substrate can be stably mounted in a motherboard. In addition, since a mask for applying solder to the ring-shaped connecting portion can be easily integrally formed, an accurate amount of solder can be efficiently applied to the ring-shaped connecting portion using this mask.
[0112]
According to the invention of claim 3, since the annular land and the ring-shaped connecting portion are formed in a plurality of concentric circles, the solder that contacts the plurality of ring-shaped connecting portions when the substrate is mounted. The contact area can be increased as a whole, and the surface tension of these solders can be increased to more accurately align the substrates. Further, since the bonding area between the substrate and the mother board can be increased, the bonding strength can be increased and the mounting state can be stabilized.
[0113]
According to the fourth aspect of the present invention, since the notches are formed at different positions in the circumferential direction with respect to at least one member of the plurality of annular lands and the ring-shaped connecting portion, the substrate is heated. When soldering, the air on the inner peripheral side of each annular land and ring-shaped connecting portion can be smoothly released from the notch to the outside, and the board can be stably mounted on the motherboard. Further, for example, an electromagnetic field generated inside the inner ring-shaped connecting portion due to the operation of a circuit component mounted on the board leaks to the outside through the notch and the outer ring-side land and the ring-shaped connecting portion. Therefore, the confinement property of the electromagnetic field in the circuit board device can be improved.
[0114]
Further, according to the invention of claim 5, since the end face electrode is provided on the end face of the substrate, for example, a large surface tension can be generated by solder fillet between the end face electrode and the mother board side, Substrate alignment can be performed with high accuracy by the self-alignment effect using this surface tension. Further, since a large rotational moment can be applied to the substrate by the solder fillet at the position of the end face electrode that is radially outward from the ring-shaped connecting portion, for example, even when the positional deviation in the rotational direction is large, this is reliably corrected. be able to.
[0115]
Further, according to the invention of claim 6, since the end face electrode is disposed at a position adjacent to the signal electrode and connected to the ground side, the signal electrode is transmitted without transmitting a high frequency signal or the like through the end face electrode. A high frequency signal can be transmitted via the. Thereby, it is possible to prevent the signal characteristics from being deteriorated due to variations in the shape of the end face electrodes and solder fillets, etc., and the signal electrodes can be electromagnetically shielded by the end face electrodes, and the circuit board device can be operated stably.
[0116]
According to the invention of claim 7, since the annular land and the ring-shaped connecting portion are connected to the ground side, for example, in a circuit board device for high-frequency signals, the ring-shaped connecting portion is provided in the vicinity of the signal electrode. The signal electrodes can be held at a stable potential and the circuit board device can be stably operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a circuit board device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the circuit board device as seen from the direction of arrows II-II in FIG.
FIG. 3 is a partial plan view showing an electrode pad and an annular land of a mother board.
FIG. 4 is a bottom view of a package component when a signal electrode, a ring-shaped connection portion, and the like are viewed from the back side of the substrate.
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a package component is mounted on a motherboard.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state in which the positional deviation of the package component in the X-axis direction is corrected.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a state in which the positional deviation in the rotation direction of the package component is corrected.
FIG. 8 is a perspective view showing a circuit board device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial plan view showing an electrode pad and an annular land of the mother board.
FIG. 10 is a bottom view of a package component showing signal electrodes, ring-shaped connecting portions, and the like.
FIG. 11 is a partial plan view showing a motherboard of a circuit board device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a bottom view of a package component showing signal electrodes, ring-shaped connecting portions, and the like.
FIG. 13 is a partial plan view showing a motherboard of a circuit board device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a bottom view of a package component showing signal electrodes, ring-shaped connecting portions, and the like.
FIG. 15 is a perspective view showing a circuit board device according to a fifth embodiment of the present invention.
16 is a cross-sectional view of the circuit board device as seen from the direction of arrows XVI-XVI in FIG.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a state in which the positional deviation in the rotational direction of the package component is corrected.
FIG. 18 is a perspective view showing a circuit board device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view of the circuit board device as seen from the direction of arrows XIX-XIX in FIG.
FIG. 20 is a bottom view of the package component when the signal electrode, the end face electrode, the ring-shaped connection portion, and the like are viewed from the back side of the substrate.
FIG. 21 is a perspective view showing a circuit board device according to a first modification of the present invention.
22 is a bottom view of a circuit board device according to a second modification of the present invention as seen from the same position as in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1 Motherboard
2,2 'electrode pad
3, 21, 31, 32, 41, 42 Ring land
4, 22, 33, 43, 51, 71, 91 Package parts
5,52,72 substrate
5A, 52A, 72A Surface
5B, 52B, 72B back
5C, 52C, 72C End face
6, 7, 53, 54, 73, 74 Connection pads
8, 55, 75 Circuit parts
9, 56, 76 Bonding wire
10, 11, 57, 58, 77, 78 Signal electrode
12, 59, 79 Via hole
13, 23, 34, 35, 44, 45, 60, 80, 93 Ring connection
15, 62, 82 Solder
21A, 23A, 41A, 42A, 44A, 45A, 93A Notch
61, 81, 92 End electrodes

Claims

In a circuit board device comprising a motherboard having an electrode pad and a substrate having a signal electrode connected to the electrode pad of the motherboard,
The motherboard is provided with an annular land formed in a ring shape from a metal material, and the substrate is provided with a ring connection portion formed in a ring shape from a metal material and connected to the annular land using solder. The circuit board device is characterized in that the electrode pad and the signal electrode are aligned by the annular land and the ring-shaped connecting portion when the device is mounted on the mother board.

2. The circuit board device according to claim 1, wherein at least one member of the annular land and the ring-shaped connecting portion is formed with a notch communicating the inner peripheral side and the outer peripheral side.

The circuit board device according to claim 1, wherein a plurality of the annular lands and the ring-shaped connection portions are formed concentrically.

A plurality of the annular lands and ring-shaped connecting portions are formed concentrically, and at least one member of the plurality of annular lands and the plurality of ring-shaped connecting portions communicates the inner peripheral side and the outer peripheral side. The circuit board device according to claim 1, wherein the notches are formed at different positions in the circumferential direction.

The circuit board device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein an end face electrode connected to the mother board side is provided on an end face of the board using solder.

6. The circuit board device according to claim 5, wherein the end face electrode is arranged at a position adjacent to the signal electrode and connected to the ground side.

The circuit board device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the annular land and the ring-shaped connecting portion are connected to a ground side.