JP5135185B2

JP5135185B2 - 電子回路モジュール

Info

Publication number: JP5135185B2
Application number: JP2008306477A
Authority: JP
Inventors: 健夫石松; 一司小舟
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: JP2010129967A

Description

本発明は、回路素子を搭載した絶縁基板が外部接続用の電極群を有し、これら電極群をマザーボードに半田接続することによって実装される電子回路モジュールに係り、特に、実装後に半田を再溶融することによってマザーボードから取り外せるように配慮されている電子回路モジュールに関するものである。

マザーボードに実装される電子回路モジュールとしては、絶縁基板の一面に回路素子を搭載してシールドカバーで覆うと共に、絶縁基板の他面に外部接続用の電極群を配設した構成のものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の電子回路モジュールにおいて、絶縁基板上の回路素子はスルーホール等を介して外部接続用の電極群と電気的に接続されている。また、絶縁基板の一面や他面を可能な範囲内で接地導体層で広く覆うことによってグラウンド機能を強化した構成のものもある。

なお、電子回路モジュールの電極群が絶縁基板の底面の周縁部よりも内方領域に配設されている場合には、これら電極群に半田バンプ（半田ボール）が付設されることが多く、こうすることによって、実装すると外部から目視できない多数の電極群をマザーボードに精度よく半田接続することができる。
特開平１１−２６６２３号公報

ところで、電子回路モジュールが実装されるマザーボードが小型電子機器などの主基板として組み込まれる場合、多機能で複雑な回路構成を実現するために、マザーボードには高精細な配線パターンが形成されて表裏両面に各種の電子部品が実装されることが多い。そのため、マザーボードへの実装後に電子回路モジュールの性能やその取付状態に不具合が発覚したときに、マザーボード全体を不良品として破棄するとコスト面での損失が大きく生産効率も極めて悪くなる。そこで、このようなときには、不具合が発覚した電子回路モジュールだけをマザーボードから取り外して交換するというリペア作業を行うことがある。

かかるリペア作業を行う際には、電子回路モジュールの外部接続用の電極群をマザーボード側の対応する電極群に接続している半田を加熱して再溶融する必要があるため、従来は、高温のエアーを電子回路モジュールに吹き付けて、その絶縁基板とマザーボードとの間に介在する半田を溶融させてから、電子回路モジュールをマザーボードから取り外していた。

しかしながら、電子回路モジュールの外部接続用の電極群は、絶縁基板の底面（マザーボードとの対向面）に配設されているので、電子回路モジュールに高温のエアーを吹き付けても絶縁基板とマザーボードとの間に介在する半田を効率良く加熱することはできない。そのため、従来は、マザーボードから電子回路モジュールを取り外すリペア作業を迅速に行うことが困難であるのみならず、作業中に電子回路モジュールのシールドカバー内の空間や該モジュール近傍のマザーボードが加熱されて高温になることから、不所望箇所で熱破壊を誘発して信頼性を損なう危険性があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、実装後にマザーボードから取り外すリペア作業が容易かつ迅速に行えて不所望な熱破壊を誘発する虞もない電子回路モジュールを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、一面に回路素子が搭載されて他面に外部接続用の電極群が配設されている絶縁基板を備え、前記電極群をマザーボードに半田接続することによって実装される電子回路モジュールにおいて、前記絶縁基板の前記他面に、前記電極群を個別に包囲する複数の環状導電部と、隣り合う前記環状導電部どうしを繋ぐ複数の連結導電部とを含む網目状導電パターンを設けると共に、この網目状導電パターンから延出する加熱用端子部を前記絶縁基板の側面に設け、前記絶縁基板の前記他面に設けられた接地用電極が前記網目状導電パターンに連結されているという構成にした。

このように構成された電子回路モジュールは、実装後にマザーボードから取り外すリペア作業時に、加熱用端子部に加熱治具を当接させることによって網目状導電パターンを効率良く加熱することができるため、環状導電部に包囲された電極に付着している半田を短時間で溶融させることができる。それゆえ、この電子回路モジュールは、リペア作業が容易かつ迅速に行えると共に、リペア作業時に絶縁基板上の回路素子や近傍のマザーボードがさほど高温にならないため、不所望な熱破壊を誘発する危険性が少ない。また、絶縁基板のマザーボードとの対向面に設けられた接地用電極が網目状導電パターンに連結されているため、網目状導電パターンおよび加熱用端子部を接地導体層として動作させることができるので、グラウンド機能を強化させることができる。

上記の構成において、絶縁基板が平面視矩形状であり、この絶縁基板の４つの側面にそれぞれ加熱用端子部が設けられていると、リペア作業時に網目状導電パターンに対して四方からほぼ均等に熱を伝えることができるため、全ての環状導電部を極めて効率良く加熱することができて作業性が一層向上する。

また、上記の構成において、絶縁基板上に載置されたシールドカバーが回路素子を覆っていると共に、このシールドカバーの周縁部が絶縁基板に設けられたランドに半田付けされている場合には、これらシールドカバーおよびランドから離隔した位置に加熱用端子部を設けておくことが好ましく、こうすることによって、リペア作業時に加熱用端子部からシールドカバーへ熱が伝わりにくくなるため、シールドカバー内の空間が高温にならず回路素子の熱破壊が一層回避しやすくなる。

また、上記の構成において、外部接続用の電極群にはそれぞれ半田バンプが付設されており、これら半田バンプによって該電極群がマザーボードに半田接続されるようにしてあると、実装すると外部から目視できない電極群をマザーボードに精度よく半田接続することができると共に、各電極を包囲する各環状導電部に対して加熱用端子部の熱が効率良く伝わるためリペア作業時に半田バンプを短時間で溶融させることができる。

本発明の電子回路モジュールによれば、加熱用端子部に加えた熱を網目状導電パターンに効率良く伝導させることができるため、実装後にマザーボードから取り外すリペア作業時に、環状導電部に包囲された外部接続用の電極に付着している半田を短時間で溶融させることができる。したがって、この電子回路モジュールは、実装後のリペア作業が容易かつ迅速に行えるという利便性を有し、かつリペア作業時に絶縁基板上の回路素子や近傍のマザーボードがさほど高温にならないため、不所望な熱破壊を誘発する危険性が少ないという顕著な効果を奏する。また、絶縁基板のマザーボードとの対向面に設けられた接地用電極が網目状導電パターンに連結されているため、網目状導電パターンおよび加熱用端子部を接地導体層として動作させることができるので、グラウンド機能を強化させることができる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る電子回路モジュールの外観図、図２は該電子回路モジュールの底面図、図３は該電子回路モジュールの断面図、図４は該電子回路モジュールをマザーボード上に実装した状態を示す説明図である。

これらの図に示す電子回路モジュール１は、例えば携帯電話機などの高周波回路機構部に組み込まれるＲＦモジュールであって、絶縁基板２と回路素子３群とシールドカバー４とによって主に構成されている。絶縁基板２は熱伝導性が良好な平面視矩形状のセラミック基板であり、絶縁基板２上には複数の回路素子３が搭載されている。これらの回路素子３は、絶縁基板２に設けられた図示せぬ回路パターンやスルーホールに接続されている。図２に示すように、絶縁基板２の底面２ａには周縁部よりも内方領域に外部接続用の電極５群が配設されており、電極５群の四隅に接地用電極５ａが位置している。接地用電極５ａを含む各電極５にはそれぞれ半田バンプ１０が付設されている。これらの半田バンプ１０はいわゆるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）として配設されたものであり、電子回路モジュール１をマザーボード２０上に実装する際には、電極５群とこれに対応するマザーボード２０側の図示せぬ電極群とがそれぞれ半田バンプ１０によって半田接続される（図４参照）。板金製のシールドカバー４は絶縁基板２上に載置されて回路素子３群を覆っており、絶縁基板２上に設けられた複数のランド６にシールドカバー４の周縁部が半田付けされている。

絶縁基板２の底面２ａには、電極５群を個別に包囲する複数の環状導電部７ａと、隣り合う環状導電部７ａどうしを繋いで格子状に延びる複数の連結導電部７ｂとによって構成される網目状導電パターン７が設けられている（図２参照）。接地用電極５ａを除く全ての電極５は網目状導電パターン７と電気的に接続されていないが、電極５群のうち接地用電極５ａだけは網目状導電パターン７に連結されている。また、絶縁基板２の４つの側面２ｂの各中央部から底面２ａの周縁部へと至る領域には、それぞれ横長の加熱用端子部８が設けられている。これら４つの加熱用端子部８はいずれも網目状導電パターン７から延出させたものであり、両者７，８は連続したパターンとして形成されている。なお、図３に示すように、絶縁基板２上で四辺近傍に位置するシールドカバー４の周縁部やランド６と、絶縁基板２の側面２ｂに設けられた加熱用端子部８とは、若干の隙間を存して離隔させてある。

このように構成された電子回路モジュール１をマザーボード２０上に実装する際には、電子回路モジュール１をマザーボード２０上の所定位置に搭載してリフロー炉等で半田バンプ１０を溶融させる。これにより、溶融後に冷却固化した半田バンプ１０によって、外部接続用の電極５群とマザーボード２０側の対応する電極群とが電気的かつ機械器に接続された状態となる。

また、実装後に電子回路モジュール１の性能やその取付状態に不具合が発覚したときには、この電子回路モジュール１だけをマザーボード２０から取り外して交換するというリペア作業を行う。かかるリペア作業では、図４に示すように開閉可能な４本の腕部３１を有する加熱治具３０を用い、各腕部３１の先端に設けられた加熱部３２をそれぞれ、絶縁基板２の各側面２ｂに設けられた加熱用端子部８に当接させて加熱する。これら４つの加熱用端子部８は網目状導電パターン７と連続するパターンなので、各加熱用端子部８に供給された熱は絶縁基板２の底面２ａへ回り込んで網目状導電パターン７に速やかに伝わる。つまり、加熱治具３０で各加熱用端子部８を直接加熱することによって、網目状導電パターン７を四方から効率良く加熱することができるため、各電極５を包囲している全ての環状導電部７ａが短時間で高温となり、その結果、各電極５に付着している半田バンプ１０を短時間で溶融させることができる。こうして絶縁基板２とマザーボード２０との間に介在する半田バンプ１０が溶融すれば、複数の腕部３１に挟み込まれている電子回路モジュール１を該腕部３１と共に持ち上げることによって、この電子回路モジュール１をマザーボード２０から容易に取り外すことができる。

なお、リペア作業後に再び電子回路モジュール１をマザーボード２０上に実装する際にも、上記と同様に、マザーボード２０上の所定位置に搭載した電子回路モジュール１の各加熱用端子部８に加熱治具３０の加熱部３２を当接させて加熱すればよく、こうすることによって絶縁基板２とマザーボード２０との間に介在する半田バンプ１０を短時間で溶融させることができる。

以上説明したように本実施形態例に係る電子回路モジュール１は、加熱用端子部８に加えた熱を網目状導電パターン７に効率良く伝導させることができるため、実装後にマザーボード２０から取り外すリペア作業時に、環状導電部７ａに包囲された外部接続用の電極５に付着している半田バンプ１０を短時間で溶融させることができる。したがって、この電子回路モジュール１は、実装後のリペア作業が容易かつ迅速に行えるという利便性を有し、かつリペア作業時に絶縁基板２上の回路素子３や近傍のマザーボード２０がさほど高温にならないため、不所望な熱破壊を誘発する危険性が少ない。なお、加熱用端子部８の近傍にはシールドカバー４の周縁部やランド６が配設されているが、これらシールドカバー４およびランド６と近傍の加熱用端子部８とは若干の隙間を存して離隔させてあるので、リペア作業時に加熱用端子部８からシールドカバー４へ熱が伝わりにくくなっており、それゆえシールドカバー４内の空間はさほど高温にはならない。

また、本実施形態例に係る電子回路モジュール１では、接地用電極５ａが網目状導電パターン７に連結されているため、網目状導電パターン７および加熱用端子部８を接地導体層として動作させることができ、これによりグラウンド機能の強化が図られている。

なお、上記実施形態例では、絶縁基板２の４つの側面２ｂにそれぞれ加熱用端子部８を設け、リペア作業時に４つの加熱用端子部８全てを加熱することによって網目状導電パターン７に対して四方からほぼ均等に熱が伝わるようにしてあるが、略平行な一対の側面２ｂに存する２つの加熱用端子部８を加熱するだけでも網目状導電パターン７を効率良く加熱することはできる。

また、上記実施形態例では、電子回路モジュール１の絶縁基板２に配設されている外部接続用の電極５群に半田バンプ１０を付設しているが、マザーボード２０側の対応する電極群に半田バンプ１０を付設することも可能であり、いずれの場合でも、実装すると外部から目視できない電極５群をマザーボード２０に精度よく半田接続することができると共に、各電極５を包囲する各環状導電部７ａに対して加熱用端子部８の熱が効率良く伝わるため、リペア作業時に半田バンプ１０を短時間で溶融させることができる。

本発明の実施形態例に係る電子回路モジュールの外観図である。該電子回路モジュールの底面図である。該電子回路モジュールの断面図である。該電子回路モジュールをマザーボード上に実装した状態を示す説明図である。

符号の説明

１電子回路モジュール
２絶縁基板
２ａ底面
２ｂ側面
３回路素子
４シールドカバー
５（外部接続用の）電極
５ａ接地用電極
６ランド
７網目状導電パターン
７ａ環状導電部
７ｂ連結導電部
８加熱用端子部
１０半田バンプ
２０マザーボード
３０加熱治具

Claims

一面に回路素子が搭載されて他面に外部接続用の電極群が配設されている絶縁基板を備え、前記電極群をマザーボードに半田接続することによって実装される電子回路モジュールであって、
前記絶縁基板の前記他面に、前記電極群を個別に包囲する複数の環状導電部と、隣り合う前記環状導電部どうしを繋ぐ複数の連結導電部とを含む網目状導電パターンを設けると共に、この網目状導電パターンから延出する加熱用端子部を前記絶縁基板の側面に設け、前記絶縁基板の前記他面に設けられた接地用電極が前記網目状導電パターンに連結されていることを特徴とする電子回路モジュール。
請求項１の記載において、前記絶縁基板が平面視矩形状であり、この絶縁基板の４つの側面にそれぞれ前記加熱用端子部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。
請求項１または２の記載において、前記絶縁基板上に載置されたシールドカバーが前記回路素子を覆っていると共に、このシールドカバーの周縁部が前記絶縁基板に設けられたランドに半田付けされており、これらシールドカバーおよびランドから離隔した位置に前記加熱用端子部を設けたことを特徴とする電子回路モジュール。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記電極群にはそれぞれ半田バンプが付設されており、これら半田バンプによって前記電極群が前記マザーボードに半田接続されるようにしたことを特徴とする電子回路モジュール。